(57)【要約】【課題】安全性の高い、安価な有機ハロゲン化物除去装置を提供する。【解決手段】有機ハロゲン化物が付着した付着物である容器１１から有機ハロゲン化物（例えばＰＣＢ）１２を除去する有機ハロゲン化物除去装置であって、前記容器１１内面に付着している有機ハロゲン化物（ＰＣＢ）１２に光１３を照射する光照射装置１４を有するものであり、前記光１３の照射により有機ハロゲン化物（ＰＣＢ）１２を電子的に励起させ、有機ハロゲン化物を分解除去する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ハロゲン化物が付着した付着物から有機ハロゲン化物を除去する有機ハロゲン化物除去装置であって、
前記有機ハロゲン化物に光を照射する光照射装置を有し、光の照射により有機ハロゲン化物を電子的に励起させ、有機ハロゲン化物を分解除去することを特徴とする有機ハロゲン化物除去装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記光照射装置がレーザ装置であり、そのレーザ励起波長は、１００〜５００ｎｍ、そのレーザ出力は１０〜１００００Ｗ／ｃｍ2であることを特徴とする有機ハロゲン化物除去装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記光照射装置がレーザ装置であり、そのレーザ熱分解波長は、５００〜１００００ｎｍであることを特徴とする有機ハロゲン化物除去装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記光照射装置がパルスレーザ装置であり、そのレーザパルス時間幅は１０〜５０００ｐｓｅｃであることを特徴とする有機ハロゲン化物除去装置。
【請求項５】
請求項１において、
有機ハロゲン化物汚染部分を検出する検出装置を有することを特徴とする有機ハロゲン化物除去装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記検出装置が、５０〜５００ｎｍのレーザ光を照射するレーザ照射装置であり、レーザ光による蛍光の発生により前記有機ハロゲン化物汚染部分を検出することを特徴とする有機ハロゲン化物除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＰＣＢ等の有機ハロゲン化物に汚染された汚染物から有機ハロゲン化物を容易に除去できる有機ハロゲン化物除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＣＢ汚染容器処理が義務化され（ＰＣＢ特別措置法）、例えば絶縁油としてＰＣＢを用いたトランス等は、その汚染容器に付着したＰＣＢを除去することが必要である。また、ＰＣＢの除去基準は非常に高いので、確実に分解処理できることが必要である。
【０００３】
従来においては、有機溶剤による化学洗浄法や、真空加熱による蒸発分離法（特許文献１）がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１６０３５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、有機溶剤による化学洗浄では、有機溶剤自体が毒物であると共に、危険物（火災・爆発）である。また、有機溶剤蒸留再生・水分除去施設設置が必要であり、機密性のある換気設備が必要であり、処理設備に費用がかかるという問題がある。また、処理においては、外部への排出が規制され、多大な活性炭が必要となると共に、有機溶剤対策が必須である。
【０００６】
また、特許文献１に提案される真空加熱による蒸発分離法では、有機ハロゲン化物の分解物である例えばダイオキシン類等の毒性ガスの発生があり、機密性のある換気設備及び多大な活性炭が必要となり、設備費用及び運転費用が嵩むという問題がある。また、活性炭はその二次処理が問題となる。さらに、真空加熱装置内において、ＰＣＢそのものが蒸発するため、万全なるＰＣＢ漏洩防止対策が必須となる。
【０００７】
そこで、簡易な方法によるＰＣＢ汚染容器からのＰＣＢの除去装置が切望されている。
【０００８】
また、溶剤洗浄において、洗浄漏れがあった場合に、再度溶剤洗浄するには溶剤処理が効率的ではないので、簡易にそのＰＣＢ汚染部分からＰＣＢを除去する装置の出願が望まれている。
【０００９】
本発明は、前記問題に鑑み、安全性の高い、安価な有機ハロゲン化物除去装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、有機ハロゲン化物が付着した付着物から有機ハロゲン化物を除去する有機ハロゲン化物除去装置であって、前記有機ハロゲン化物に光を照射する光照射装置を有し、光の照射により有機ハロゲン化物を電子的に励起させ、有機ハロゲン化物を分解除去することを特徴とする有機ハロゲン化物除去装置にある。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、前記光照射装置がレーザ装置であり、そのレーザ励起波長は、１００〜５００nm、そのレーザ出力は１０〜１００００Ｗ／ｃｍ2であることを特徴とする有機ハロゲン化物除去装置にある。
【００１２】
第３の発明は、第１の発明において、光照射装置がレーザ装置であり、そのレーザ熱分解波長は、５００〜１００００ｎｍであることを特徴とする有機ハロゲン化物除去装置にある。
【００１３】
第４の発明は、第１の発明において、前記光照射装置がパルスレーザ装置であり、そのレーザパルス時間幅は１０〜５０００ｐｓｅｃであることを特徴とする有機ハロゲン化物除去装置にある。
【００１４】
第５の発明は、第１の発明において、有機ハロゲン化物汚染部分を検出する検出装置を有することを特徴とする有機ハロゲン化物除去装置にある。
【００１５】
第６の発明は、第５の発明において、前記検出装置が、５０〜５００ｎｍのレーザ光を照射するレーザ照射装置であり、レーザ光による蛍光の発生により前記有機ハロゲン化物汚染部分を検出することを特徴とする有機ハロゲン化物除去装置にある。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、安全性の高い、安価な有機ハロゲン化物除去装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００１８】
本発明による実施例に係る有機ハロゲン化物除去装置について、図面を参照して説明する。図１は、実施例１に係る有機ハロゲン化物除去装置を示す概念図である。図２は容器内面に付着している有機ハロゲン化物を除去する模式図である。
図１及び図２に示すように、本実施例に係る有機ハロゲン化物除去装置１０は、有機ハロゲン化物が付着した付着物である容器１１から有機ハロゲン化物（例えばＰＣＢ）１２を除去する有機ハロゲン化物除去装置であって、前記容器１１の内面１１ａに付着している有機ハロゲン化物（例えばＰＣＢ）に光１３を照射する光照射装置１４を有するものであり、前記光１３の照射により有機ハロゲン化物（例えばＰＣＢ）１２を電子的に励起させ、有機ハロゲン化物を分解除去するものである。図１において、光照射装置１４からの光１３は光集光部１５により集光され、第１光反射部１６−１と第２光反射部１６−２により屈折され、有機ハロゲン化物が付着している部分へ導かれている。１７は第２光反射部１６−２の位置及び回転、昇降等の微調整をする調整部である。
光を照射することによって、有機ハロゲン化物を電子的に励起させる。電子的に励起させることで有機ハロゲン化物分解反応を促進させる。
【００１９】
図４に示すように、一般に光を当てることで熱によるエネルギー状態よりも高いエネルギー状態になり、それゆえに、光特有の反応が起こる。
この結果、図５に示すように、容器１１に付着している有機ハロゲン化物（ＰＣＢ）１２がＰＣＢ分解物１９となる。ここで、図５の測定条件は、波長２７５ｎｍ、出力２００Ｗ／ｃｍ2で行った。
【００２０】
ここで、有機ハロゲン化物に光分解を適用した結果を図６に示す。
図６は、光照射有無の条件でＰＣＢ分解状況を質量スペクトルで観測したものである。
図６に示すとおり、光を照射させることによって、有機化合物の一種であるＰＣＢの分解が促進されたことが判明した。
ここで、光の励起波長としては、１００〜５００ｎｍ、より好ましくは２００〜３５０ｎｍ程度とするのが望ましく、光出力は、１０〜１００００Ｗ／ｃｍ2、より好ましくは１００〜１０００Ｗ／ｃｍ2程度とすればよい。
【００２１】
このように、光を照射しただけで、有機ハロゲン化物を分解除去することができる。
このため安価で安全な有機ハロゲン化物除去が可能となる。
熱反応は熱エネルギーがある状態になったとき、平衡が起こるが、光反応は光エネルギーにより励起状態になってから下のエネルギー状態に落ちる場合、エネルギーは反転分布が形成されるため、熱のような平衡は起こらないので、分解が継続されることになる。
【００２２】
前記光照射装置１４としては、レーザ装置を用いるのが好ましく、そのレーザ励起波長は、１００〜５００ｎｍ、そのレーザ出力は１０〜１００００Ｗ／ｃｍ2程度とすればよい。
【実施例２】
【００２３】
本発明の有機ハロゲン化物除去装置は、前記光照射装置をパルスレーザ装置とすることもできる。そのレーザパルス時間幅は１０〜５０００ｐｓｅｃとするのが好ましい。
【００２４】
光を当てることで熱によるエネルギー状態よりも高いエネルギー状態になり、それゆえに、光特有の反応が起こる。
ただし、光反応は絶えず失活過程との競争反応であるため励起状態の寿命が重要となる。パルスレーザを用いると、有機ハロゲン化物の励起寿命以下のパルス時間幅を設定することが可能となるため、励起効率が向上する。よって分解効率も向上する。
ここで、前記励起状態の寿命とは、励起状態にどれだけエネルギーが長くいつづけることができるかを示す指標である。
【００２５】
図７に光の励起と失活との状態を示す。図７において、光励起状態（Ａ*状態）の分子（有機ハロゲン化物）数をＮ（Ａ*）、Ａ基底状態の分子（有機ハロゲン化物）数をＮ（Ａ）とすると、式（１）となる。
Ｎ（Ａ*）＝Ｎ（Ａ）ｅｘｐ（−Ｂτ）・・・（１）
ここで、Ｂは定数、τは光励起状態（Ａ*状態）における分子(有機ハロゲン化物)の寿命、αは分解効率とすると、αはＮ（Ａ*）に比例する(式（２)）。
α∝Ｎ（Ａ*）・・・（２）
有機ハロゲン化物の寿命は、１０００ｐｓｅｃ未満である（１ｐｓ＝１０-12 ｓｅｃ）。
【００２６】
したがって図８のＰＣＢのパルスレーザ適用による光分解効果比較結果に示すように、レーザパルス（１００ｐｓｅｃ，５０００ｐｓｅｃ）時間幅で光分解効率は異なる。
【００２７】
また紫外光源（連続）の場合は、分解効率は非常に低い。よって光出力を増大させて飽和効果を発生させ、図７に示すＡとＡ*との間の平衡状態にさせる必要がある。
飽和効果を発生させた場合においても、光分解効率はレーザパルス時間幅５０００ｐｓｅｃの場合と比べて、１／１００程度であった。
【００２８】
このように、パルスレーザを用いることで分解効率が実施例１の場合よりも向上する。実測の一例では、１００倍以上であった。
このため実施例１の場合よりも安価で安全な有機ハロゲン化物除去が可能となる。
【実施例３】
【００２９】
光を表面に照射させて、表面を熱的に励起させ、有機ハロゲン化物を熱分解除去するようにしてもよい。
容器１１等の表面に光を照射させ、熱に変換する。
光を照射した場合の、温度変換については、連続光の場合、式（３）になる。
ΔＴmax  ∝  ＫλＥ・・・（３）
ここで、Ｋは熱伝導度、λは光の熱分解波長、Ｅは光出力である。
【００３０】
有機ハロゲン化物は、７００〜１０００℃にて分解が起こる。容器表面の材質及び適用する光の波長により、表面温度が７００〜１０００℃となるように条件を設定して、熱分解により有機ハロゲン化物を分解除去することができる。
前記光の熱分解波長としては、例えば５００〜１００００ｎｍ、より好ましくは８００〜３０００ｎｍとするのがよい。容器表面の材質としては、例えば鉄、銅、アルミニウム等を例示することができる。
【００３１】
光を照射するだけで、有機ハロゲン化物を分解除去できる。このため安価で安全な有機ハロゲン化物除去が可能となる。真空加熱の場合、炉の温度上昇に数時間を要するが、しかし本実施例の場合、光を照射した時点で、表面温度上昇が達成されるため、数秒以内に表面温度上昇が達成できる。
一般に温度が低いと有機ハロゲン化物を熱分解するとダイオキシン類等の副生成物が発生するが、これを抑制することができる。
【実施例４】
【００３２】
本実施例では、パルスレーザを表面に照射させて、表面を熱的に励起させ、有機ハロゲン化物を熱分解除去するものである。
表面に光を照射させ、熱に変換する。光を照射した場合の、温度変換については連続光の場合式（４）になる。
ΔＴmax  ∝  λ2Ｅ（ｔ／Ｋ）1/2・・・（４）
ここで、Ｋは熱伝導度、λは光の熱分解波長、Ｅは光出力、ｔはレーザパルス時間幅である。
【００３３】
有機ハロゲン化物は、７００〜１０００℃にて分解が起こる。
表面材質及び適用する光波長により、表面温度が７００〜１０００℃となるように条件を設定すればよい。この条件の設定としては、たとえば、１Ｊ／（Ｐｕｌｓｅ・ｃｍ2）、パルス時間幅１×１０-9  ｓｅｃとし、その熱分解波長が１０００ｎｍ程度とすれば、例えば材質が鉄の場合、その表面に吸着した有機ハロゲン化物は分解されるに十分である。
【００３４】
光を照射しただけで、有機ハロゲン化物を分解除去できる。このため安価で安全な有機ハロゲン化物除去が可能となる。真空加熱の場合、炉の温度上昇に数時間を要する。しかし本実施例の場合、光を照射した時点で、表面温度上昇が達成されるため、ナノ秒レベルに表面温度上昇が達成できる。一般に温度が低い領域において有機ハロゲン化物を熱分解するとダイオキシン類などの副生成物が発生するが、これを防止することができる。
【実施例５】
【００３５】
図３は本実施例の装置の一例であり、実施例１の装置に加えて有機ハロゲン化物汚染部分を検出する検出装置を有するようにしている。
前記検出装置としては、例えば１１０〜４００ｎｍ、好適には１３０〜２７５ｎｍのレーザ光を発振するレーザ発振装置２１を用いており、光照射装置１４と同軸で光及びレーザ光を発振している。図中符号１６−３は第３光反射部、１６−３は第４光反射部である。
そして、レーザ光による有機ハロゲン化物における蛍光の発生により有機ハロゲン化物汚染部分を光検出器２２で検出するようにしている。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上のように、本発明にかかる有機ハロゲン化物除去装置は、安全性の高い、安価に有機ハロゲン化物を分解除去することができ、大量に除去が必要なＰＣＢの処理に用いるのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施例１にかかる有機ハロゲン化物除去装置の概略図である。
【図２】その模式図である。
【図３】実施例１にかかる有機ハロゲン化物除去装置の概略図である。
【図４】エネルギー状態図である。
【図５】有機ハロゲン化物の分解模式図である。
【図６】有機ハロゲン化物の光分解結果を示す図である。
【図７】エネルギーの励起及び失活状態図である。
【図８】パルスレーザ照射によるＰＣＢ分解効果を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１１  容器
１２  有機ハロゲン化物
１３  光
１４  光照射装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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