(57)【要約】  【課題】  有機ハロゲン化合物に汚染された汚染物質から有機ハロゲン化合物を除去するに際し、該汚染物質中に油等の有機物が多く含まれている場合であっても、ＣＨ4やＣＯといった可燃性ガスが大気中へ放出されるのを可及的に防止しつつ、上述のような汚染物質を処理し得る処理方法および処理装置を提供すること。  【解決手段】  有機ハロゲン化合物に汚染された汚染物質を還元雰囲気中で加熱する還元加熱工程と、該還元加熱工程から排出された排ガスを油洗浄する油洗浄式ガス洗浄工程と、該油洗浄式ガス洗浄工程にて処理された排ガスを加熱する排ガス加熱工程とを備えたことを特徴とする汚染物質の処理方法による。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ハロゲン化合物に汚染された汚染物質を還元雰囲気中で加熱する還元加熱工程と、該還元加熱工程から排出された排ガスを油にて洗浄する油洗浄式ガス洗浄工程と、
該油洗浄式ガス洗浄工程にて処理された排ガスを加熱する排ガス加熱工程とを備えたこと特徴とする汚染物質の処理方法。
【請求項２】
有機ハロゲン化合物に汚染された汚染物質を還元雰囲気中で加熱するための還元加熱炉と、該還元加熱炉から排出された排ガスを油にて洗浄するための油洗浄式ガス洗浄手段と、該油洗浄式ガス洗浄手段にて処理された排ガスを加熱するための排ガス加熱手段とを備えたことを特徴とする汚染物質の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＣＢ等の有機ハロゲン化合物に汚染された汚染物質の処理方法および処理装置に関し、特に、油等の有機物が比較的多く含まれた状態の汚染物質に対して好適な、汚染物質の処理方法および処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ダイオキシンやポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）類などの有機ハロゲン化合物に汚染された汚染物質の処理方法としては、該汚染物質を還元雰囲気下で加熱するとともに、そこから排出させた不活性ガス等の排ガスを油洗浄式ガス洗浄装置にて処理する方法が知られている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３−２２５６４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
斯かる従来技術によれば、汚染物質中に含まれる有機ハロゲン化合物は、還元雰囲気下における加熱によって分解又は蒸発され、ガス排出口から排出される排ガスとともに油洗浄式ガス洗浄装置へと送られ、そこで排ガスから分離された後、無害化処理されることとなる。
【０００４】
しかしながら、上記のような従来技術においては、汚染物質中に含まれる油等の有機物の含有量が多い場合、具体的には、汚染物質中に０．５重量％を超える有機物が含まれている場合には、還元雰囲気下での加熱により汚染物質中の有機物が熱分解されてＣＨ4やＣＯといった可燃性ガスが発生することとなる。ＣＯは頭痛やめまい等の人体への影響が大きく、しかも排ガス冷却過程でのダイオキシン類生成の要因ともなるものであり、一方、ＣＨ4は地球温暖化への影響がＣＯ2の約２０倍もあるものである為、これらの可燃性ガスが大気中へ放出されるのは好ましくない。よって、従来の処理方法は、有機物の含有量が多い汚染物質の処理には適さないものであった。
【０００５】
そこで本発明は、有機ハロゲン化合物に汚染された汚染物質から有機ハロゲン化合物を除去するに際し、該汚染物質中に油等の有機物が多く含まれている場合であっても、ＣＨ4やＣＯといった可燃性ガスが大気中へ放出されるのを可及的に防止しつつ、上述のような汚染物質を処理し得る処理方法および処理装置を提供することを一の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決すべく、本発明は、有機ハロゲン化合物に汚染された汚染物質を還元雰囲気中で加熱する還元加熱工程と、該還元加熱工程から排出された排ガスを油洗浄する油洗浄式ガス洗浄工程と、該油洗浄式ガス洗浄工程にて処理された排ガスを加熱する排ガス加熱工程とを備えたことを特徴とする汚染物質の処理方法を提供する。
【０００７】
また、本発明は、有機ハロゲン化合物に汚染された汚染物質を還元雰囲気中で加熱するための還元加熱炉と、該還元加熱炉から排出された排ガスを油にて洗浄するための油洗浄式ガス洗浄手段と、該油洗浄式ガス洗浄手段にて処理された排ガスを加熱するための排ガス加熱手段とを備えたことを特徴とする汚染物質の処理装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る汚染物質の処理方法および処理装置によれば、汚染物質中に含まれている有機物は、還元加熱工程にて可燃ガスに分解され、油洗浄式ガス洗浄にて吸収されて有機ハロゲン化合物とともに処理され、さらに該油洗浄式ガス洗浄にて吸収されなかった可燃ガスは、排ガス加熱工程にて燃焼されることによって、完全に分解処理されることとなる。
よって、本発明によれば、汚染物質中に有機物が比較的多く含まれている場合であっても、ＣＨ4やＣＯといった可燃性ガスの大気中への放出を抑制しつつ、該汚染物質を無害化処理することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明に係る汚染物質の処理装置の一実施形態を示した概略フロー図である。図１に示すように、本実施形態の汚染物質の処理装置１は、被処理物である汚染物質Ａの流れ方向上流側から順に、該汚染物質Ａを還元雰囲気中で加熱する還元加熱炉２と、該還元加熱炉２から排出された汚染物質を冷却する冷却器３とを備えている。
また、前記還元加熱炉２を間接加熱するための加熱装置４と、還元加熱炉２内に還元雰囲気としての高濃度窒素を供給するための窒素発生装置５とが備えられている。そして、還元加熱炉２内は、高濃度窒素が供給されることにより、酸素濃度が３％以下、好ましくは酸素濃度が１％以下であるような還元雰囲気となるよう構成されている。
【００１０】
また、本実施形態に係る処理装置１には、前記還元加熱炉２から排出された排ガスＢ中に含まれるダストを除去するための集塵装置１１と、該排ガスＢ中に含まれる有機ハロゲン化合物を除去するための油洗浄式ガス洗浄装置１２とが備えられている。
【００１１】
さらに、本実施形態の処理装置１は、前記油洗浄式ガス洗浄装置１２から排出される排ガスＢを加熱するための燃焼室２１と、該燃焼室２１から排出された排ガスＢを冷却するためガス冷却室２２と、冷却された排ガスＢを吸着処理するための活性炭吸着塔２３とを備えており、これらの装置を経た排ガスＢは、誘引ブロワ２４を介して煙突２５から排出されるように構成されている。
【００１２】
前記還元加熱炉２は、汚染物質Ａを、還元雰囲気下において加熱しうる構成のものであれば特に限定されない。該還元加熱炉２としては、例えば、円筒状の加熱装置本体と、該加熱装置本体内部に配された回転軸および該回転軸に設けられたパドル翼と、該加熱装置本体の外側を覆うように形成されたジャケットとを備え、加熱装置本体には窒素等の不活性ガスが供給され、ジャケットには高温のガスが供給されるように構成されたものを使用することができる。また、加熱装置本体が回転する構成としてもよい。
汚染物質Ａを該還元加熱炉によって還元雰囲気下で加熱することにより、該汚染物質Ａ中に含まれるＰＣＢ類等の有機ハロゲン化合物を、分解あるいは蒸発させることによって汚染物質Ａから除去することができる。
還元加熱炉２で浄化された汚染物質Ａ（以下、汚染物質が浄化された後は、被処理物Ａともいう）を冷却するための冷却器３としては、例えば、キルン型の冷却器が好適に使用される。
【００１３】
また、本実施形態における油洗浄式ガス洗浄装置１２は、排ガスＢと炭化水素油とを気液接触させて排ガスＢ中の有機ハロゲン化合物を炭化水素油中に分散又は溶解させることにより、前記還元加熱処理手段２から排出された排ガスＢを洗浄するものである。該油洗浄式ガス洗浄装置１２としては、図１に示したようなオイルスクラバーを例示することができる。また、他の油洗浄式ガス洗浄装置としては、油中曝気式洗浄方式や、濡れ壁式洗浄方式のもの等を採用してもよい。
洗浄油としては、排ガス中の有機ハロゲン化合物を溶解しうるものであればよく、例えば、トランス油、灯油、ノルマルパラフィン油などの炭化水素油を好適に使用することができる。
【００１４】
該油洗浄式ガス洗浄装置１２には、その下部から回収された油と水とを分離する油水分離装置１３と、分離された油に含まれる有機ハロゲン化合物を分解する有機ハロゲン化合物分解装置１４と、分離された水に含まれる有機ハロゲン化合物を吸着する吸着装置（例えば、活性炭吸着塔）１５とが付随して備えられており、有機ハロゲン化合物分解装置１４によって再生された油は前記油洗浄式ガス洗浄装置１２へと返送され、再利用されるように構成されている。前記有機ハロゲン化合物分解装置１４としては、例えば、炭化水素油中に金属ナトリウム粒子が分散されてなるナトリウム分散体を用いたものが好適に使用される。
【００１５】
燃焼室２１は、前記排ガス中に含まれる可燃成分を完全燃焼させるものである。本実施形態のように、前記還元加熱炉２に窒素を供給するための窒素発生装置５が備えられている場合には、該窒素発生装置５にて副生される高濃度酸素を、該燃焼室２１内に導入しうる構成とすることが好ましい。高濃度酸素を燃焼室２１内に導入することにより、可燃ガスをより一層確実に完全燃焼させることができる。
窒素発生装置５としては、例えば、空気を高圧下で吸着材に接触させることにより、空気中の酸素を該吸着材に吸着させ、吸着材に吸着されにくい窒素を高濃度で得るという、いわゆるＰＳＡ方式の窒素発生装置を好適に使用することができる。
【００１６】
次に、上記のような構成の汚染物質の処理装置を用いた場合の、汚染物質の処理方法について説明する。
【００１７】
汚染物質Ａとしては、有機ハロゲン化合物に汚染され、しかも油等の有機物が比較的多く含まれているような土壌、埋立てごみ等の汚染物質が処理対象となる。
有機物としては、ベンゼン、重油、灯油、コールタール等の油や、ＶＯＣ、プラスティック、ビニールなどが挙げられる。
一方、有機ハロゲン化合物としては、例えば、ダイオキシン類、ポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）類、ベンザヘキサクロライド、アルドリンなどの有機塩素化合物等が挙げられる。
【００１８】
汚染物質Ａに粗大物が含まれている場合には、好ましくは該粗大物を予め除去または破砕した後、該汚染物質Ａを還元加熱炉２に供給する。粗大物を予め除去又は破砕しておくことにより、還元加熱炉および後段の燃焼室で該粗大物は完全燃焼されやすくなり、炭化物として残存することを防止することができる。但し、例えば、還元加熱炉および後段の燃焼室の容量が十分に大きい場合など、該粗大物を完全燃焼が可能である場合には、そのまま投入してもよい。
還元加熱炉２に供給された汚染物質Ａは、還元雰囲気下で加熱される。還元雰囲気下における加熱により、有機ハロゲン化合物は分解又は蒸発によって除去され、油分等の有機物はＣＯやＣＨ4等の可燃成分に熱分解され、排ガスとともに排出される。
【００１９】
前記還元加熱炉２における汚染物質の加熱温度、即ち還元加熱炉２の炉内温度は、２００〜７００℃とすることが好ましく、４００〜６００℃とすることがより好ましい。炉内温度が２００℃よりも低温であれば、汚染物質Ａ中に含まれる有機ハロゲン化合物が分解除去されずに残存するおそれがあり、７００℃よりも高温であっても還元加熱炉での分解、揮発効果が変わらずエネルギーの浪費となるおそれがある。
また、該還元加熱炉２における汚染物質Ａの滞留時間は、通常２０〜１８０分とし、好ましくは３０〜１２０分とする。
【００２０】
そして、該還元加熱炉２によって有機ハロゲン化合物が分解又は揮発され、しかも油分等の有機物が分解又は揮発されることによって浄化された後の被処理物Ａは、高温状態で還元加熱炉２から排出され、冷却器３によって１００℃、好ましくは５０℃以下にまで急冷される。
該冷却器における汚染物質の冷却は、酸素濃度が３％以下の雰囲気下で行うことが好ましく、さらには、酸素濃度１％以下の雰囲気下で行うことがより好ましく、不活性ガス雰囲気下で行うことが最も好ましい。このように、酸素濃度の低い雰囲気下で１００℃以下まで急冷することにより、ダイオキシン等の有機ハロゲン化合物の再合成を有効に防止することができる。
【００２１】
一方、還元加熱炉２より排出された排ガスＢは、集塵装置１１にてダストを除去した後、油洗浄式ガス洗浄装置１２にて処理する。該油洗浄式ガス洗浄装置１２では、有機ハロゲン化合物や、油に溶解しやすい可燃成分が除去され、除去された有機ハロゲン化合物等はナトリウム分散体によって完全に分解される。
【００２２】
また、油洗浄式ガス洗浄装置１２で除去されなかった可燃ガスや極微量の有機ハロゲン化合物は、排ガスＢとともに燃焼室２１に送り、該燃焼室２１にて加熱されることによって完全燃焼させる。
燃焼室２１における排ガスＢの加熱温度、即ち、燃焼室２１の室内温度は、好ましくは８００〜１１００℃とし、より好ましくは８５０℃以上とする。排ガスＢの加熱温度が８００℃未満であればダイオキシン類等が生じるおそれがあり、１１００℃を超えると燃焼室２１の耐火物を高温に耐えられるような高価なものとする必要があり、しかも排ガス冷却過程において冷却負担が大きくなる。その結果、後段の機器容量が大きくなり、設備のイニシャルコスト増大を招くこととなる。
また、該燃焼室２１における排ガスの滞留時間は１秒以上が好ましく、２秒以上とすることがより好ましい。排ガスの滞留時間が１秒未満である場合には、可燃性ガスが完全に燃焼されずに排出されるとともに、ダイオキシン類が生じるおそれがある。
【００２３】
そして、燃焼室２１から排出された排ガスＢは、ガス冷却室２２にて１８０℃以下に冷却した後、活性炭吸着塔２３によって極めて微量のダストを除去した後、清浄な排ガスＢとして煙突２５から排出する。
【００２４】
このように、本実施形態に係る汚染物質の処理装置１を用いた処理方法によれば、汚染物質中に含まれる油等の有機物を還元加熱炉２によって可燃ガスに分解し、その後、油洗浄式ガス洗浄装置１２における吸収と、その後の燃焼室２１における完全燃焼とによって、確実に処理することが可能となる。
【００２５】
また、本発明に係る処理方法によれば、還元加熱炉からの排ガスを直接排ガス加熱手段（燃焼室）に供給するのではなく、油洗浄式ガス洗浄装置で処理した後に排ガス加熱手段（燃焼室）に供給する方式を採用しているため、排ガス中の有機ハロゲン化合物（ダイオキシンやＰＣＢ等）は油洗浄式ガス処理装置にて除去されることとなり、燃焼室へはこのような有機ハロゲン化合物をほとんど含有しない排ガスが送られることとなる。これにより、還元加熱炉からの排ガスを直接燃焼室にて処理する場合に比べ、燃焼室を小型化することができる。
【００２６】
さらに、還元加熱炉からの排ガスに含まれる塩素成分も油洗浄式ガス洗浄装置で吸収されるため、後段の燃焼室に送られる排ガスは、ほとんど塩素成分を含まないものとなっている。これにより、燃焼室後段におけるダイオキシンの発生を抑えることができると同時に、脱塩のために通常必要とされる消石灰添加工程などを省略すること、若しくは消石灰の使用量を減らすことが可能となる。
【００２７】
尚、本発明は、上記のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、種々の変更が可能である。
【００２８】
例えば、図１に示すように、有機ハロゲン化合物をナトリウム分解する際に排出される排水を、前記ガス冷却室において排ガスを冷却するための冷却水として使用することができる。これにより、排ガス冷却用としての水の使用量を減らし、しかも該汚染物質の処理装置１から排出される排水量をゼロにすることができるという効果がある。
【００２９】
また、還元加熱炉２の加熱用媒体としては、空気をバーナー等の加熱装置４で加熱した加熱ガスを使用することができる。該加熱ガスは、例えば、還元加熱炉２の間接加熱ガスとして使用した後、一部を循環させて還元加熱炉２の加熱用として再利用し、一部を前記燃焼室２１に供給して可燃ガスの燃焼用空気として用いることができる。斯かる構成により、間接加熱ガスの排熱を有効利用して、加熱装置４および燃焼室２１にて必要となる燃料を節約することができるとともに、排ガスＢ中の窒素酸化物の濃度を低減させることが可能である。
【００３０】
また、図２に示すように、燃焼室２１とガス冷却室２２との間に空気予熱器２６を設け、前記加熱ガスに使用する空気を燃焼室２１から排出される高温の排ガスＢで間接加熱により予熱しておくことも可能である。このような構成によっても、同じく燃料を節約することができる。
【００３１】
さらに、図３に示すように、燃焼室２１から排出された高温の排ガスを、ガス冷却器２７によって所定の温度に調節した後、前記還元加熱炉２の間接加熱用として直接使用することも可能である。このような構成によっても、同じく燃料を節約することができる。
【００３２】
また、前記実施形態では、窒素発生装置から排出される酸素を燃焼室に供給する構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、該酸素の一部又は全部を還元加熱炉の加熱用として前記加熱装置へ供給してもよい。
【００３３】
また、前記実施形態では、還元加熱炉の間接加熱ガスや燃焼室からの排ガスの一部を還元加熱炉の加熱用として用いる構成としたが、これ以外にも、還元加熱炉を電気ヒーター等で加熱する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る汚染物質の処理装置の一実施形態を示した概略フロー図。
【図２】本発明に係る汚染物質の処理装置の他の実施形態を示した概略フロー図。
【図３】本発明に係る汚染物質の処理装置の他の実施形態を示した概略フロー図。
【符号の説明】
【００３５】
１        汚染物質の処理装置
２        還元加熱炉
３        冷却器
４        加熱装置
１２      油洗浄式ガス洗浄装置
２１      燃焼室
２２      ガス冷却室
２６      空気予熱器
２７      ガス冷却器
Ａ        汚染物質
Ｂ        排ガス
【図１】
2006075677.tif 000003
【図２】
2006075677.tif 000004
【図３】
2006075677.tif 000005