(57)【要約】【課題】  難分解性有機化合物の分解処理反応を安定して行うことができ、処理時間を短縮することができる装置を提供する。【解決手段】  本発明の装置は、難分解性有機化合物を含む汚染物を搬送しつつ過熱蒸気により間接加熱する搬送手段１１と、搬送手段１１により供給された汚染物を間接加熱する第１加熱手段を備え、第１加熱手段により汚染物中に残留する水分を蒸発させ、生成される過熱蒸気の一部を第２ガス化装置１３に送出し、残りを搬送手段１１に送出する第１ガス化装置１２と、第１ガス化装置１２から排出される汚染物と過熱蒸気の一部とを間接加熱する第２加熱手段を備え、第２加熱手段により汚染物中の難分解性有機化合物をガス化させ、かつ過熱蒸気と反応させて難分解性有機化合物を分解させる第２ガス化装置１３とを含む。【選択図】  図１
2008272560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
難分解性有機化合物によって汚染された汚染物中の該難分解性有機化合物をガス化し、分解処理する装置であって、
前記難分解性有機化合物を含む汚染物を搬送しつつ過熱蒸気により間接加熱する搬送手段と、
前記搬送手段により供給された前記汚染物を間接加熱する第１加熱手段を備え、前記第１加熱手段により前記汚染物中に残留する水分を蒸発させ、生成される過熱蒸気の一部を第２ガス化装置に送出し、残りを前記搬送手段に送出する第１ガス化装置と、
前記第１ガス化装置から排出される前記汚染物と前記過熱蒸気の一部とを間接加熱する第２加熱手段を備え、前記第２加熱手段により前記汚染物中の前記難分解性有機化合物をガス化させ、かつ前記過熱蒸気と反応させて前記難分解性有機化合物を分解させる前記第２ガス化装置とを含む、難分解性有機化合物の分解処理装置。
【請求項２】
前記搬送手段は、内管と外管とからなる二重管と、前記内管に内設され、両端が回転自在に支持された軸部材と該軸部材に周設される搬送用螺旋状羽根とを備え、前記軸部材の回転により前記汚染物を一方向に移動させる搬送用推進手段とを含み、前記内管と前記外管との間に前記過熱蒸気が供給される、請求項１に記載の分解処理装置。
【請求項３】
前記難分解性有機化合物を分解して生成された分解ガスを冷却し、未分解の前記難分解性有機化合物を液化させる冷却装置と、液化した前記難分解性有機化合物を吸着材に吸着させる吸着装置とを含む、請求項１または２に記載の分解処理装置。
【請求項４】
前記吸着装置に前記過熱蒸気を供給して、吸着した前記難分解性有機化合物を揮発させることにより前記吸着材を再生した後、揮発した前記難分解性有機化合物と前記過熱蒸気を加熱し、前記難分解性有機化合物を分解する反応装置をさらに含む、請求項３に記載の分解処理装置。
【請求項５】
前記分解ガス中の不純物を除去するフィルタをさらに含み、除去された前記不純物は、前記反応装置に供給される、請求項４に記載の分解処理装置。
【請求項６】
前記第１ガス化装置は、前記汚染物を２００℃〜３００℃に加熱し、前記第２ガス化装置は、前記汚染物を５００℃〜６００℃に加熱する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の分解処理装置。
【請求項７】
前記第１ガス化装置は、前記汚染物を受け入れるための第１土壌受入口と、前記汚染物を排出するための第１土壌排出口と、前記過熱蒸気を送出するための蒸気送出口とを備える第１中空円筒容器と、前記第１中空円筒容器内に配設され、両端が回転自在に支持された第１中心軸と、前記第１中心軸に周設される第１螺旋状羽根とを備え、前記第１土壌受入口から受け入れた前記汚染物を前記第１土壌排出口に向けて移動させる第１土壌推進手段と、前記第１中空円筒容器に周設され、前記第１中空円筒容器内の前記汚染物を間接加熱する前記第１加熱手段とを含み、
前記第２ガス化装置は、前記汚染物を受け入れるための第２土壌受入口と、前記過熱蒸気の一部を受け入れるための蒸気受入口と、前記分解ガスを排出するためのガス排出口と、前記難分解性有機化合物が分離された浄化土壌を排出するための第２土壌排出口とを備える第２中空円筒容器と、前記第２中空円筒容器内に配設され、両端が回転自在に支持された第２中心軸と、前記第２中心軸に周設される第２螺旋状羽根とを備え、前記第２土壌受入口から受け入れた前記汚染物を前記第２土壌排出口に向けて移動させる第２土壌推進手段と、前記第２中空円筒容器に周設され、前記第２中空円筒容器内の前記汚染物を間接加熱する前記第２加熱手段とを含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の分解処理装置。
【請求項８】
前記第２ガス化装置は、前記第２土壌排出口に連続し、前記揮発性有機化合物が除去された土壌を収容する土壌収容容器を含む、請求項７に記載の分解処理装置。
【請求項９】
難分解性有機化合物によって汚染された汚染物中の該難分解性有機化合物をガス化し、分解処理する方法であって、
搬送手段により、前記難分解性有機化合物を含む汚染物を搬送しつつ過熱蒸気により間接加熱する工程と、
第１ガス化装置により、搬送された前記汚染物を間接加熱して前記汚染物中に残留する水分を蒸発させ、過熱蒸気を生成する工程と、
第２ガス化装置により、前記汚染物と生成した前記過熱蒸気の一部とを間接加熱して前記汚染物中の前記難分解性有機化合物をガス化するとともに、前記過熱蒸気と反応させて前記難分解性有機化合物を分解処理する工程と、
前記第１ガス化装置により生成した残りの前記過熱蒸気を前記搬送手段に送出する工程とを含む、難分解性有機化合物の分解処理方法。
【請求項１０】
前記難分解性有機化合物を分解して生成された分解ガスを冷却し、未分解の前記難分解性有機化合物を液化させる工程と、液化した前記難分解性有機化合物を吸着材に吸着させる工程とをさらに含む、請求項９に記載の分解処理方法。
【請求項１１】
前記過熱蒸気を供給して、前記吸着材に吸着した前記難分解性有機化合物を揮発させて該吸着材を再生する工程と、揮発した前記難分解性有機化合物と前記過熱蒸気を加熱し、前記難分解性有機化合物を分解処理する工程とをさらに含む、請求項１０に記載の分解処理方法。
【請求項１２】
前記分解ガス中の不純物をフィルタで除去する工程と、除去された前記不純物を前記反応装置に供給する工程とを含む、請求項１１に記載の分解処理方法。
【請求項１３】
前記過熱蒸気を生成する工程では、前記汚染物を２００℃〜３００℃に加熱し、前記難分解性有機化合物を分解する工程では、前記汚染物を５００℃〜６００℃に加熱する、請求項９〜１２のいずれか１項に記載の分解処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染物を加熱し、汚染物中の難分解性有機化合物を分解処理する難分解性有機化合物の分解処理装置および分解処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
毒性が強く、難分解性を有する有機化合物にダイオキシン類があり、このダイオキシン類は環境汚染物質として問題となっている。ダイオキシン類は、ポリ塩化ジベンゾパラジオキシン（ＰＣＤＤ）、ポリ塩化ジベンゾフラン（ＰＣＤＦ）を総称したもので、除草剤の分解によって生成し、また、ごみ焼却の灰、製紙の汚泥、自動車の排ガス等に含まれている。
【０００３】
このダイオキシン類の大気中の濃度を低減させるために、ダイオキシン類を処理する方法や装置が数多く提案されている。この中で、ダイオキシン類に限らず、フロン類の濃度も効果的に低減させることができる方法として、過熱蒸気反応法が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００４】
過熱蒸気反応法は、ダイオキシンによって汚染された土壌や汚泥を、ガス化装置に供給し、ダイオキシンの沸点を超える約４００℃〜６００℃の温度で加熱してガス化させ、ガス化したダイオキシンを含むガスに、過熱蒸気を加え、さらに加熱して約９００℃〜１０００℃とし、還元反応によってダイオキシンを分解する方法である。この方法で、ダイオキシンは一酸化炭素、水素、塩化水素等に分解され、この分解ガスに空気あるいは酸素を供給して酸化して無害化する。この分解ガス中には、水に溶解することにより酸性を呈する塩化水素が含まれており、これを除去するため、冷却水またはアルカリ水溶液中に通される。この冷却水またはアルカリ水溶液は、無害化されたガスを急冷し、アルカリ水溶液は、塩化水素が溶解すると酸性を呈するため、これを中和する。無害化されたガスを徐冷した場合には、再びダイオキシンを生成させるおそれがあるため、ここでは急冷することが必須とされる。塩化水素が除去されたガスは、主に、二酸化炭素と水蒸気とからなる。これらの反応においてほとんどの有害物質は除去されるが、微量に残留する場合もあるため、活性炭塔を通すことにより吸着除去する。これら有害物質が除去されたところで、ブロア等によって大気中に放散される。
【０００５】
この過熱蒸気反応法は、汚染土壌や汚泥といった汚染物中の難分解性有機化合物を、過熱蒸気と空気とを供給するのみで環境基準値（２，３，７，８−四塩化ジベンゾ−パラ−ジオキシンの毒性に換算した値（ＴＥＱ））以下に充分に分解除去することができる。ちなみに、ダイオキシン類の環境基準値は、大気１ｍ３中では０．６ｐｇ−ＴＥＱ／Ｎｍ３以下、水１Ｌ中では１ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ以下、土壌１ｇ中では１０００ｐｇ−ＴＥＱ／ｇ以下である。
【０００６】
過熱蒸気反応法で使用されるガス化装置は、汚染物を収容する中空円筒容器と、その中空円筒容器に周設され、内部の汚染物を中空円筒容器の壁面を介して間接加熱する電気ヒータとを備える構成とされている。また、中空円筒容器内には、スクリューが設けられ、このスクリューによって、収容された汚染物を水平方向に移動させることができるようになっている。この装置では、スクリューによって汚染物を水平移動させる間に、電気ヒータで熱を加え、汚染物を、難分解性有機化合物のガス化温度である約４００℃〜６００℃に加熱する。これにより、汚染物中の水分は蒸発し、さらに加熱されて過熱蒸気となり、難分解性有機化合物はガス化し、これら気体は、その長さ方向が水平方向になるように設置された中空円筒容器の上側に設けられたノズルから排出され、下側に設けられたノズルからは水分および難分解性有機化合物が取り除かれた土壌が排出される。
【０００７】
蒸発した水分およびガス化した難分解性有機化合物は、難分解性有機化合物の分解処理のために反応装置へ送られ、排出された土壌は、自然冷却後に取り出される。この土壌は、汚染物質である難分解性有機化合物が環境基準値を充分に下回る濃度となっており、埋め戻し等の土壌として再利用することができる。また、反応装置へ送られた難分解性有機化合物および過熱蒸気は、電気ヒータにより、約９００℃〜１０００℃に加熱され、難分解性有機化合物は過熱蒸気と反応して、一酸化炭素、塩化水素、水素等の低分子に分解される。
【特許文献１】特開２００２−２１９３５４号公報
【特許文献２】特開平１０−１６５８０３号公報
【特許文献３】特開平１０−０００３４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の難分解性有機化合物の分解処理装置は、汚染物中の難分解性有機化合物をガス化するガス化装置と、ガス化した難分解性有機化合物を分解する反応装置とを必要とし、ガス化装置や反応装置は、電気ヒータで加熱するため、多くの消費電力が必要で、運転コストがかかるという問題があった。また、ガス化装置では常温から約４００℃〜６００℃まで、反応装置ではガス化装置を出た温度から約９００℃〜１０００℃まで加熱する必要があるため、電気ヒータの伝熱面積を大きく確保する必要があり、滞留時間を長くする必要があり、装置コストがかかり、処理に時間がかかるといった問題があった。
【０００９】
さらに、汚染物に含まれる難分解性有機化合物等の量は一様ではないため、揮発ガス量が大きく変動し、処理量は変化せざるを得ない。反応装置における反応時間は、約９００℃〜１０００℃にして数秒であり、この揮発ガス量の大きな変動によって反応が不充分で、未処理の状態で反応装置から出る場合があるといった問題があった。
【００１０】
また、加熱に必要とされる消費電力のうち大部分は、汚染物中の水分を蒸発させるために使用されるため、含水率が高い汚染物に対してはさらに多くの消費電力を要し、滞留時間を長くする必要があった。この場合、多くの過熱蒸気が発生するが、分解に必要とされる過熱蒸気は難分解性有機化合物のモル量と同等程度の量でよく、多くの過熱蒸気が無駄になるという問題があった。含水率を低くするべく、脱水装置を設置することができるが、脱水装置という追加の装置が必要となり、また、含水率が低くなりすぎることにより、反応に必要とされる過熱蒸気が不足する場合がある。
【００１１】
そこで、生成した過熱蒸気を有効利用し、電気ヒータの負荷を軽減させて、装置コスト、運転コストを低減させることができ、また、処理時間を短縮することができ、さらには、難分解性有機化合物の分解処理反応を安定して行うことができる装置の提供が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑み、ガス化装置を２つに分けた構成とし、１つは、水と難分解性有機化合物の沸点の相違を利用して蒸気のみを回収し、反応に必要な量の蒸気を供給できるようにし、もう１つは、難分解性有機化合物をガス化する。残りの蒸気は、汚染物をガス化装置に供給するフィーダ（搬送手段）において、汚染物を予熱するために利用する。これにより、ガス化装置に用いられるヒータの負荷を軽減することができる。本発明では、２つのガス化装置を採用するが、２段目のガス化装置で約６００℃の温度に加熱すると、難分解性有機化合物をガス化するとともに、過熱蒸気と反応して分解することを見出した。これにより、反応装置を不要にすることができ、装置コストを低減するとともに処理工程を少なくすることができる。
【００１３】
すなわち、本発明によれば、難分解性有機化合物を含む汚染物を搬送しつつ過熱蒸気により間接加熱する搬送手段と、
搬送手段により供給された汚染物を間接加熱する第１加熱手段を備え、第１加熱手段により汚染物中に残留する水分を蒸発させ、生成される過熱蒸気の一部を第２ガス化装置に送出し、残りを搬送手段に送出する第１ガス化装置と、
第１ガス化装置から排出される汚染物と過熱蒸気の一部とを間接加熱する第２加熱手段を備え、第２加熱手段により汚染物中の難分解性有機化合物をガス化させ、かつ過熱蒸気と反応させて難分解性有機化合物を分解させる第２ガス化装置とを含む、難分解性有機化合物の分解処理装置が提供される。
【００１４】
この搬送手段は、内管と外管とからなる二重管と、内管に内設され、両端が回転自在に支持された軸部材と該軸部材に周設される搬送用螺旋状羽根とを備え、軸部材の回転により汚染物を一方向に移動させる搬送用推進手段とを含むものとすることができる。この場合、二重管の内管と外管との間に過熱蒸気を供給し、内管を通過する汚染物を間接加熱することができる。
【００１５】
さらに、難分解性有機化合物を分解して生成された分解ガスを冷却し、未分解の難分解性有機化合物を液化させる冷却装置と、液化した難分解性有機化合物を吸着材に吸着させる吸着装置とを含むことができる。また、吸着装置に過熱蒸気を供給して、吸着した難分解性有機化合物を揮発させることにより吸着材を再生した後、揮発した難分解性有機化合物と過熱蒸気とを加熱し、難分解性有機化合物を分解する、小型の反応装置を必要に応じて設けることができる。分解ガス中の不純物を除去するフィルタを含むことができ、除去された不純物を反応装置に供給し、これも分解処理することができる。
【００１６】
第１ガス化装置における汚染物は、約２００℃〜３００℃に加熱され、第２ガス化装置における汚染物は、約５００℃〜６００℃に加熱される。
【００１７】
第１ガス化装置としては、汚染物を受け入れるための第１土壌受入口と、汚染物を排出するための第１排出口と、過熱蒸気を送出するための蒸気送出口とを備える第１中空円筒容器と、第１中空円筒容器内に配設され、両端が回転自在に支持された第１中心軸と、第１中心軸に周設される第１螺旋状羽根とを備え、第１土壌受入口から受け入れた汚染物を第１排出口に向けて移動させる第１土壌推進手段と、第１中空円筒容器に周設され、第１中空円筒容器内の汚染物を間接加熱する第１加熱手段とを含む構成のものとすることができる。
【００１８】
また、第２ガス化装置としては、汚染物を受け入れるための第２土壌受入口と、過熱蒸気の一部を受け入れるための蒸気受入口と、分解ガスを排出するためのガス排出口と、難分解性有機化合物が分離された浄化土壌を排出するための第２排出口とを備える第２中空円筒容器と、第２中空円筒容器内に配設され、両端が回転自在に支持された第２中心軸と、第２中心軸に周設される第２螺旋状羽根とを備え、第２土壌受入口から受け入れた汚染物を第２排出口に向けて移動させる第２土壌推進手段と、第２中空円筒容器に周設され、第２中空円筒容器内の汚染物を間接加熱する前記第２加熱手段とを含むものとすることができる。
【００１９】
第２ガス化装置には、第２排出口に連続し、揮発性有機化合物が除去された土壌を収容する土壌収容容器を備えることができる。
【００２０】
本発明によれば、難分解性有機化合物を分解処理する方法も提供できる。この方法は、  搬送手段により、難分解性有機化合物を含む汚染物を搬送しつつ過熱蒸気により間接加熱する工程と、第１ガス化装置により、搬送された汚染物を間接加熱して汚染物中に残留する水分を蒸発させ、過熱蒸気を生成する工程と、第２ガス化装置により、汚染物と生成した過熱蒸気の一部とを間接加熱して汚染物中の難分解性有機化合物をガス化するとともに、過熱蒸気と反応させて難分解性有機化合物を分解処理する工程と、第１ガス化装置により生成した残りの過熱蒸気を搬送手段に送出する工程とを含む。
【００２１】
また、難分解性有機化合物を分解して生成された分解ガスを冷却し、未分解の難分解性有機化合物を液化させる工程と、液化した難分解性有機化合物を吸着材に吸着させる工程とをさらに含むことができる。この場合、過熱蒸気を供給して、吸着材に吸着した難分解性有機化合物を揮発させて該吸着材を再生する工程と、揮発した難分解性有機化合物と過熱蒸気を加熱し、難分解性有機化合物を分解処理する工程とを含むことができる。また、分解ガス中の不純物をフィルタで除去する工程と、除去された不純物を反応装置に供給する工程とを含むことができる。
【００２２】
また、過熱蒸気を生成する工程では、汚染物を約２００℃〜３００℃に加熱し、難分解性有機化合物を分解する工程では、汚染物を約５００℃〜６００℃に加熱する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の難分解性有機化合物の分解処理装置および分解処理方法を提供することで、汚染物中の難分解性有機化合物を充分に除去することができる。それに加えて、消費電力を低減させることができ、装置コストおよび運転コストを低減させることができる。また、処理時間を短縮することができ、難分解性有機化合物の分解処理反応を安定して行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の難分解性有機化合物の分解処理装置を、図面を参照して詳細に説明するが、本発明は図面に示された実施形態に限定されるものではない。図１は、難分解性有機化合物の分解処理装置の１つの実施形態を示した図である。図１に示す分解処理装置１０は、難分解性有機化合物を含む汚染物を搬送する搬送手段１１と、搬送された汚染物を受け入れ、所定温度まで加熱して汚染物中の水分を蒸発させて分離する第１ガス化装置１２と、汚染物と過熱蒸気とを受け入れ、さらに加熱して汚染物中の難分解性有機化合物をガス化させ、ガス化した難分解性有機化合物と過熱蒸気とを反応させて、難分解性有機化合物を分解させる第２ガス化装置１３とを含んで構成される。ここで、過熱蒸気とは、その蒸気の圧力における飽和温度を超える温度の水蒸気を意味し、常圧では１００℃を超える温度の水蒸気を意味するものである。
【００２５】
まず、汚染物および前処理について説明する。汚染物には、ダイオキシン類等の難分解性有機化合物で汚染された汚染土壌や、湾港の難分解性有機化合物に汚染された底泥等がある。この汚染土壌には、ダイオキシン類等の難分解性有機化合物のほか、重金属、礫、ガラス片や多量の水分等が含まれている場合がある。礫やガラス片等は、粒径が大きく、搬送手段１１、第１ガス化装置１２および第２ガス化装置１３を損傷させるおそれがある。したがって、ふるいを備える分級装置等の前処理装置を設け、これらを予め取り除き、異物の噛み込み等による装置のトラブルを防止することができる。この分級装置は、土粒子を整えることができるため、汚染土壌の均一な加熱が可能となる。ふるいは、例えば、メッシュサイズが約１５ｍｍ、約２０ｍｍあるいは約２５ｍｍのものを使用することができる。この分級装置は、ふるいを揺動させるため、揺動装置を備えることができる。
【００２６】
また、港湾のダイオキシン類に汚染された底泥は、浚渫後において含水比（水を除いた乾燥土壌に対する水の割合）は約２〜３である。これをそのまま搬送手段１１で搬送することもできるが、余分な水を蒸発させる必要があり、より多くの消費電力が必要となるため、この場合、脱水装置を設けることができる。脱水装置としては、汚泥を収容し、側面に多数の穴を有する容器を備えており、その容器を回転させ、水分を、多数の穴を通して遠心分離する装置を挙げることができる。ただし、底泥の含水比が低すぎると、過熱蒸気の生成量が少なくなるため、使用するにしても、含水比が約０．３〜１に低下させる程度で使用される。
【００２７】
次に、分解処理装置１０について説明する。搬送手段１１は、汚染物を、搬送しつつ過熱蒸気により間接加熱し、第１ガス化装置１２に供給する。これにより、第１ガス化装置１２に供給される前に、汚染物はある程度の温度にまで予熱され、汚染物に含まれる水分の大部分を蒸発させる。汚染物の加熱温度および蒸発量は、過熱蒸気の温度や量等によって変化する。搬送手段１１と第１ガス化装置１２とは接続されており、搬送手段１１による汚染物の搬送により、第１ガス化装置１２の気密は保持される。
【００２８】
第１ガス化装置１２は、汚染物を間接加熱する図示しない第１加熱手段を備えており、まだ蒸発していない汚染物中に残留する水分を蒸発させ、蒸気をさらに加熱し、過熱蒸気を生成する。この過熱蒸気は、一部が第２ガス化装置１３に、その残りが搬送手段１１に送出される。
【００２９】
汚染土壌を１００ｋｇ／Ｈｒで処理する場合において、その汚染土壌の含水率が１０％で、炭素量が汚染土壌の乾燥重量の１％とした場合、計算上、反応に必要とされる過熱蒸気量はその炭素のモル量と同等である。一般に、ダイオキシン類等の含有量は微量のため、上記の炭素のモル量から計算される蒸気量で充分である。すなわち、汚染土壌の乾燥重量は９０ｋｇ／Ｈｒで、そのうちの１％が炭素量であることから、蒸気量は７５ｍｏｌ／Ｈｒと計算される。理論上では、炭素量とほぼ同等のモル量の過熱蒸気があれば反応させることができるが、この過熱蒸気に土壌温度を上昇させる機能を持たせているため、炭素量の２倍〜５倍が必要である。したがって、必要な蒸気量は１５０ｍｏｌ／Ｈｒ〜３７５ｍｏｌ／Ｈｒ、すなわち約３ｋｇ／Ｈｒ〜７ｋｇ／Ｈｒとなる。第１ガス化装置１２では、含水率が１０％であることから、約１０ｋｇ／Ｈｒの過熱蒸気が発生する。このことから、第２ガス化装置１３へ約３ｋｇ／Ｈｒ〜７ｋｇ／Ｈｒの過熱蒸気を送り、その残りを搬送手段１１へ送ることができる。この過熱蒸気量は、第２ガス化装置１３に接続される蒸気供給ラインに弁を設け、その弁開度を調整することにより制御することができる。なお、汚染物中の難分解性有機化合物の濃度は、濃度測定装置を使用して予め測定しておくことができる。
【００３０】
第１ガス化装置１２は、第１加熱手段によって、汚染物を約２００℃〜３００℃に加熱する。これは、汚染物の含水率（以下、含水率は湿量基準含水率を示す。）を１％以下に下げるためである。汚染物の加熱温度を約１５０℃〜２００℃にすれば、水分を蒸発させて含水率を下げることはできるが、この温度では、土粒子に囲まれた内部に介在する水への熱伝導が遅いため、その内部まで充分に加熱するには、第１ガス化装置１１における汚染物の滞留時間を数時間といったように長くとらなければならない。処理効率を考慮すると、滞留時間は数十分程度が好ましく、この滞留時間にするためには、それ以上の温度にする必要がある。例えば、第１ガス化装置１２における汚染物の滞留時間を約１０〜３０分とし、この時間内に含水率を１％以下に下げるためには、約２００℃〜３００℃に加熱することが必要である。一般に、高い含水比の土壌は、常温からガス化する温度である約３００℃〜４００℃に加熱している間に造粒されやすく、熱伝達効率が低下することがある。これを防止するためには、汚染物の含水率を所定含水率以下にしてガス化装置に供給する必要がある。本発明では、搬送手段１１によって予備加熱し、大部分の水分を蒸発させた後に、第１ガス化装置１２に供給するため、この問題は生じない。
【００３１】
第１ガス化装置１２では、反応に必要とされる水分量、すなわち、上記のようにダイオキシン（分子式Ｃ１２Ｈ４Ｏ２Ｃｌ４で、分子量３２２のもの）の炭素量が汚染土壌の乾燥重量の１％含まれる場合、乾燥土壌９０ｋｇ／Ｈｒに対し、約３ｋｇ／Ｈｒ〜７ｋｇ／Ｈｒが水分として残留していれば、次の第２ガス化装置１３において充分に反応させることができる。しかしながら、第１ガス化装置１２によって蒸発量を制御することは困難で、供給される土壌によっては難分解性有機化合物の濃度が高く、反応に必要な過熱蒸気がより多く必要な場合がある。また、過熱蒸気量が多すぎる場合、第２ガス化装置１３の第２加熱手段に大きな負荷がかかる。このため、第１ガス化装置１２によって、含水率を１％以下といったようにできるだけ水分を蒸発させ、過熱蒸気として回収した後、適量の過熱蒸気を第２ガス化装置１３に送るようにされている。
【００３２】
第２ガス化装置１３は、第１ガス化装置１２から排出される汚染物と、過熱蒸気の一部とを間接加熱する図示しない第２加熱手段を備える。この第２加熱手段により、汚染物中の難分解性有機化合物をガス化させ、そのガス化した難分解性有機化合物を過熱蒸気と反応させて、その難分解性有機化合物を低分子に分解する。
【００３３】
難分解性有機化合物は、ダイオキシン類を含み、ダイオキシン類は、ベンゼン環を有する化合物である。ダイオキシン類には、ＰＣＤＤやＰＣＤＦにおいて塩素の置換位置の異なるものや、塩素数が異なるものが数十から数百種類存在する。それらは沸点が異なっており、沸点が低い順にガス化していく。第２ガス化装置１３において汚染物は、難分解性有機化合物のすべてがガス化する約４００℃〜６００℃に加熱されるが、約５００℃〜６００℃で過熱蒸気と混在させると、難分解性有機化合物のベンゼン環が過熱蒸気による反応によって断ち切られ、一酸化炭素、二酸化炭素、水素、塩化水素といった低分子に分解される。
【００３４】
汚染物中に水分が存在する場合、第２加熱手段が与える熱量の大部分は、水の加熱および蒸発に使用される。これは、水の顕熱および蒸発潜熱が、蒸気の顕熱、土質成分の顕熱に比較して大きいからである。第２ガス化装置１３では、供給される汚染物に水分がほとんどないため、第２加熱手段が与える熱量を、汚染物および過熱蒸気の加熱に使用することができ、これらを短時間で約５００℃〜６００℃に加熱することができる。このため、第２ガス化装置１３における汚染物の滞留時間のうち、約５００℃〜６００℃に保持される時間を長くとることができ、難分解性有機化合物を充分にガス化させ、分解させることができる。過熱蒸気は、潤滑材としての役割もあり、第２ガス化装置１３において汚染物と後述する螺旋状羽根との間に生じる摩擦や、高熱、焼き付けを防止してスムーズに土壌を移動させることができる。
【００３５】
第２ガス化装置１３では、ガス化した難分解性有機化合物、分解ガス、余剰過熱蒸気と、難分解性有機化合物が取り除かれた土壌とに分離され、その土壌は、第２ガス化装置１３に接続される土壌収容容器１４へ送られ、自然冷却される。この土壌は、難分解性有機化合物が環境基準値以下となり、大部分が土質成分であるため、埋め戻し用の土壌等として再利用することができる。土壌収容容器１４は、第２ガス化装置１３から排出される土壌に混入する難分解性有機化合物や分解ガスが大気中に放出されないように密閉された容器とされる。この土壌収容容器１４は、土壌を取り出すための取出口を備えており、処理終了後に、その取出口から土壌を取り出すことができる。
【００３６】
搬送手段１１から排出される過熱蒸気は、温度は下がるものの過熱蒸気である場合と、飽和蒸気である場合と、凝縮水になっている場合と、蒸気と凝縮水とが混合している場合とがあり、いずれにしろ、その他の加熱源として使用することができる。図１に示す実施形態では、その他の加熱源として使用せず、また、難分解性有機化合物等の汚染物質をほとんど含んでいないことから、所定容量の容器に冷却水が収容された冷却槽１５内に供給して冷却し、冷却水として回収している。冷却槽１５は、随時、所定量の冷却水を供給および排出することができ、排出された水は、冷却塔などの冷却装置によって冷却された後、再度供給することができる。
【００３７】
図２および図３を参照して、搬送手段１１、ガス化装置を説明する。図２は、搬送手段１１の１つの実施形態を示した図である。図２に示す搬送手段１１は、内管２０と外管２１とからなる二重管と、内管２０に内設され、両端が回転自在に支持された軸部材２２とその軸部材２２に周設される搬送用螺旋状羽根２３とを備えた搬送用推進手段とを含んで構成されている。
【００３８】
二重管は、同じ長さの、径の異なる大小２つの管からなり、両端が閉鎖され、径の小さい内管２０に連続する、汚染物を供給するための土壌供給用ノズル２０ａと、汚染物を排出するための土壌排出用ノズル２０ｂと、内管２０と外管２１との間に過熱蒸気を供給するための蒸気供給用ノズル２１ａと、過熱蒸気を排出するための蒸気排出用ノズル２１ｂとを備えている。二重管は、約２００℃〜３００℃の過熱蒸気を供給するため、この温度に耐えうる材料から製造される。過熱蒸気は、ほぼ常圧であり、例えば、炭素鋼、クロム−モリブデン鋼、ステンレス鋼等から製造されるものとすることができる。内管２０および外管２１の径は、処理する汚染物の供給量、供給される過熱蒸気量によって決定することができる。
【００３９】
軸部材２２および搬送用螺旋状羽根２３も、二重管と同様の材料から製造することができる。軸部材２２は、内管２０の中心に、その長さ方向に沿って配置され、両端が回転可能に支持される。例えば、二重管の両端を閉鎖する２つの閉鎖板それぞれの中央に、軸部材２２が挿通可能な穴を設け、その穴に軸部材２２を挿通させることで、両端が回転可能に支持された状態とすることができる。搬送用螺旋状羽根２３は、軸部材２２に周設され、軸部材２２の回転により汚染物を移動させることができる。搬送用螺旋状羽根２３の径は、内管２０の径よりわずかに小さく形成され、回転中、内管２０の内壁に接触しないようにされている。軸部材２２にはモータ２４が連結されており、モータ２４は、軸部材２２を一定の回転速度で回転させることができる。
【００４０】
土壌供給用ノズル２０ａは、例えば、下部に弁を備えるホッパーと連結される。ホッパーには、前処理された汚染物が入れられ、弁を開くことにより内管２０内に汚染物を供給することができる。土壌排出用ノズル２０ｂは、第１ガス化装置１２と連結される。第１ガス化装置１２との連結は、互いのノズルを直接接続することもできるし、バッファタンク等の容器や短管を介して接続することもできる。土壌排出用ノズル２０ｂと第１ガス化装置１２とが連結され、内管２０内は汚染物で満たされるため、第１ガス化装置１２内を気密状態に保持することができる。
【００４１】
蒸気供給用ノズル２１ａは、第１ガス化装置１２の蒸気送出口に連通するように管を介して接続される。蒸気排出用ノズル２１ｂは、冷却槽１５と管を介して接続することができ、冷却水中に供給し、冷却することができる。また、大気開放し、大気中に放散することもできる。二重管の長さが長く、過熱蒸気の流路面積が小さい場合、過熱蒸気は、内部の汚染物に熱を充分に与えて凝縮し、凝縮水として排出される。
【００４２】
搬送手段１１は、ガス化装置までの距離に応じて、複数を接続して用いることができる。複数を接続して用いる場合、接続用短管やエルボ等を用いて接続することができる。搬送手段１１は、長さ方向を水平に配置するほか、傾斜させて配置することもできる。また、搬送手段１１は、二重管の外周に断熱材を巻き、熱効率を向上させることもできる。
【００４３】
図３は、ガス化装置の実施形態を示した図である。図３に示すガス化装置は、上部に設置される第１ガス化装置１２と、その下部に設置される第２ガス化装置１３とから構成される。第１ガス化装置１２は、３つのノズルを備えた中空円筒容器３０と、受入口から排出口まで汚染物を移動させる土壌推進手段３１と、中空円筒容器３０の壁面を介して内部の汚染物を間接加熱する加熱手段３２とを含む構成とされている。また、第２ガス化装置１３は、中空円筒容器４０が４つのノズルを備える以外は、第１ガス化装置１２と同様の構成とされている。
【００４４】
中空円筒容器３０は、所定量の土壌を収容することができる容量の容器とされ、加熱手段３２によって約２００℃〜３００℃に加熱されるため、上記二重管等と同じ材料から製造される。中空円筒容器３０は、一方に長くされた円筒状のものとされ、その長さ方向が水平方向に延びるように設置される。その両端部は、内圧を均等に受けることができる半楕円形の鏡板とすることができる。
【００４５】
中空円筒容器３０には、一方の端部に近隣した位置に、上方へ向いた土壌受入口３３が設けられ、他方の端部に近隣した位置に、上方へ向いた蒸気送出口３４と、下方に向いた土壌排出口３５とが設けられている。これらはノズルとされ、搬送手段１１、過熱蒸気送出用のライン、第２ガス化装置１３にそれぞれ接続される。
【００４６】
土壌推進手段３１は、中空円筒容器３０内に配設され、両端が回転自在に支持された中心軸３６と、中心軸３６に周設される螺旋状羽根３７とを備える。中心軸３６および螺旋状羽根３７は、上述した軸部材２２および搬送用螺旋状羽根２３と同様のものである。中心軸３６にはモータ３８が連結され、中心軸３６を一定の回転速度で回転させることができるようにされている。汚染物は、土壌受入口３３から受け入れられ、螺旋状羽根３７の回転によって、土壌受入口３３から土壌排出口３５まで移動する。移動速度は、モータ３８の回転数を調節することで制御することができる。例えば、土壌受入口３３で受け入れた汚染物が土壌排出口３５に到達するまでの時間が約１５分となるように設定することができる。この回転数は、汚染物の土質成分、粒径、難分解性有機化合物の濃度、含水比等によって適宜決定することができる。土壌推進手段３１は、例えば、螺旋状羽根を備えるスクリューが好ましい。スクリューは、この螺旋状羽根が汚染物を撹拌する機能を有しており、この機能により、過熱蒸気を汚染物に拡散させ、かつ汚染物を均一に加熱することを可能にする。本発明では、土壌推進手段３１は、往復動するピストンのようなものであってもよい。
【００４７】
加熱手段３２は、中空円筒容器３０の内部を間接加熱するもので、中空円筒容器３０の外壁に巻かれた電気ヒータとすることができる。電気ヒータは、抵抗発熱体を備え、この抵抗発熱体としては、鉄−クロム−アルミニウム金属発熱体、ニッケル−クロム金属発熱体、白金−モリブデン−タンタル−タングステン金属発熱体、炭化珪素−シリサイト非金属発熱体、炭化珪素−カーボン非金属発熱体、モリブデン−シリサイト非金属発熱体、モリブデン−カーボン非金属発熱体を挙げることができる。また、各発熱体によって発生した熱を効率的に内部の汚染物に与えるため、中空円筒容器３０に周設された加熱手段３２の周囲を断熱材等で被覆することが好ましい。
【００４８】
第２ガス化装置１３は、中空円筒容器４０が４つのノズルを備える以外、第１ガス化装置１２と同様の構成であり、土壌推進手段４１と、加熱手段４２とを備える。土壌推進手段４１は、中心軸４３と、螺旋状羽根４４とを備え、中心軸４３にはモータ４５が連結されている。加熱手段４２は、加熱手段３２と同様の、抵抗発熱体を備える電気ヒータとすることができ、中空円筒容器４０の外壁に巻きつけるようにして取り付けることができる。
【００４９】
第２ガス化装置１３の中空円筒容器４０は、一方の端部に近隣した位置に、上方に向いた土壌受入口４６と、同じく上方に向いた過熱蒸気を受け入れるための蒸気受入口４７とを備え、他方の端部に近隣した位置に、上方に向いたガスを排出するためのガス排出口４８と、下方に向いた土壌を排出するための土壌排出口４９とを備えている。
【００５０】
土壌受入口４６は、第１ガス化装置１２の土壌排出口３５に連続していて、第１ガス化装置１２から排出される土壌を受け入れる。蒸気受入口４７は、第１ガス化装置１２の蒸気送出口３４に連続していて、弁によって蒸気量が調整された後、第１ガス化装置１２で生成される過熱蒸気の一部を受け入れる。ガス排出口４８は、第２ガス化装置１３でガス化され、分解された難分解性有機化合物を分解ガスとして排出する。このガスには、一酸化炭素、水素、塩化水素のほか、分解されていない難分解性有機化合物や過熱蒸気が含まれる。土壌排出口４９は、図１に示す土壌収容容器１４に連続していて、難分解性有機化合物が除去され、浄化された土壌を排出する。この排出される土壌は、難分解性有機化合物が分離除去されており、その濃度は環境基準値以下になっている。
【００５１】
図３に示す実施形態のような、第１ガス化装置１２を第２ガス化装置１３の上部に配置した構成に限られるものではないが、第１ガス化装置１２から落下させることにより第２ガス化装置１３に供給することができるため、汚染物を搬送する装置が不要となり、設置スペースを小さくすることができる点で、図３に示す実施形態の構成が好ましい。
【００５２】
図４は、分解処理装置の別の実施形態を示した図である。図４に示す分解処理装置は、図１〜図３に示す搬送手段１１、第１ガス化装置１２、第２ガス化装置１３、土壌収容容器１４を含むものであるが、さらに、冷却装置５０と、吸着装置５１とを含む構成とされている。難分解性有機化合物は、第２ガス化装置１３で充分に分解することができるが、ガス化するのみで、未分解の難分解性有機化合物が残留する場合がある。これは、難分解性有機化合物の濃度、加熱温度、過熱蒸気量等によって変化し、ガス化する難分解性有機化合物の約１０％〜３０％が残留する場合もある。こういった場合に、図４に示す実施形態の分解処理装置が好適である。搬送手段１１、第１ガス化装置１２、第２ガス化装置１３、土壌収容容器１４については、すでに説明したので、ここでは冷却装置５０、吸着装置５１について説明する。
【００５３】
冷却装置５０は、第２ガス化装置１３から排出されるガスを冷却する。これにより、揮発した難分解性有機化合物を液化させる。冷却装置５０は、各々が２本のノズルを備え、冷却水が収容され、密閉されたタンクとし、その１本の先端が冷却水に浸漬され、もう１本の先端は浸漬されないようにし、冷却水中にバブリングさせて冷却するスクラバーとすることができる。また、スプレーノズルを備え、水を噴霧させ、ガスを冷却するスクラバーであってもよい。その他、冷却水が収容されたタンクと、冷却水に浸漬されるコイル状の管とからなる装置とすることもできる。図４では、冷却装置５０として、１つのスクラバーのみが示されているが、連続運転するためには少なくとも２つのスクラバーから構成し、１つのスクラバーでガスを冷却しつつ、１つのスクラバーは吸着再生することができるようにすることが好ましい。
【００５４】
吸着装置５１は、吸着材が充填されており、充填された吸着材に液化した難分解性有機化合物を通し、吸着材に吸着させる。図４に示す実施形態では、冷却水中に難分解性有機化合物が液化するため、冷却水ごと吸着材を通し、難分解性有機化合物を吸着させる。この吸着材としては、活性炭を挙げることができ、その他としてゼオライト等を用いることもできる。なお、一酸化炭素、塩化水素等の分解ガスも、吸着材に吸着させることができる。なお、難分解性有機化合物が吸着された後の冷却水は、吸着装置５１の下部のノズル５１ａから排出される。
【００５５】
冷却装置５０でバブリングされたガス成分には、一酸化炭素、二酸化炭素、塩化水素、蒸気等が含まれており、塩化水素については、冷却装置５０の冷却水中に溶解し、一酸化炭素については、例えば、燃焼させて無害化することができる。燃焼装置についてはこれまで知られたいかなる装置でも用いることができる。ここでは冷却水で冷却することを説明したが、以下に説明するアルカリ性の水溶液を用いることもできる。
【００５６】
図５は、分解処理装置のさらに別の実施形態を示した図である。図５に示す分解処理装置は、図４に示す構成に、さらに、反応装置５２と、冷却装置５３と、吸着装置５４と、放出手段であるブロワ５５と、凝集槽５６とを備えている。反応装置５２は、円筒管にヒータ等の加熱手段が周設されたものとすることができ、難分解性有機化合物および過熱蒸気を通過させるのみで分解させることができる。この反応装置５２は、少量の難分解性有機化合物を分解するのみで良いため、従来において使用されている反応装置に比較して小型のものとすることができる。
【００５７】
吸着装置５１の吸着材に吸着した難分解性有機化合物は、定期的に、過熱蒸気が流され、再生される。これにより、吸着材の交換頻度を低減させ、材料コストを抑制することができる。液化した難分解性有機化合物を吸着させるためには、吸着材の上方から液を供給するが、吸着材の再生では、吸着材の下方から上方に向けて過熱蒸気が流される。この過熱蒸気の供給によって、吸着材に吸着した難分解性有機化合物はガス化し、過熱蒸気とともに反応装置５２へ送られる。
【００５８】
反応装置５２では、難分解性有機化合物および過熱蒸気を約９００℃〜１０００℃に加熱し、難分解性有機化合物を過熱蒸気と反応させ、低分子に分解する。円筒管に周設された加熱手段は、円筒管内の温度を一定に保持するために使用し、難分解性有機化合物と過熱蒸気とを約９００℃〜１０００℃に加熱するガス加熱手段を備えることもできる。これらの加熱手段は、電気ヒータ、加熱炉、電磁誘導加熱装置等とすることができる。ここで電磁誘導加熱について簡単に説明する。導線をコイル状に巻き、その近くに金属等の導電材を配置すると、導線に交流電流を流した場合に発生する磁力線の影響を受けて、導電材中に渦電流が流れる。導電材には通常、電気抵抗があり、電流が流れるとジュール熱が発生してその導電材が加熱される。これが電磁誘導加熱である。電磁誘導加熱装置としては、導線を巻いた円筒管を挙げることができる。この円筒管内にガスを通すことにより、所定温度に加熱することができる。
【００５９】
反応装置５２には、さらに、分解されたガスに含まれる一酸化炭素を無害化するため、空気を送り込むことができる。この空気は、難分解性有機化合物や過熱蒸気とともに、あるいは、反応装置５２を構成する円筒管の途中で供給することができ、反応装置５２内の温度が低下しないように、約９００℃〜１０００℃に加熱して供給されることが好ましい。この一酸化炭素は、反応装置５２内で空気と反応して酸化され、二酸化炭素に転換される。反応装置５２に送り込む空気は、例えば、ブロワや空気圧縮機を使用して供給することができ、ヒータ、加熱炉、上記の電磁誘導加熱装置等を使用して空気を加熱することができる。反応装置５２は、吸着材の再生のほか、冷却装置５０から排出されるガスを加熱し、空気を送り込んで燃焼させ、一酸化炭素を無害化することができる。
【００６０】
冷却装置５３は、冷却装置５０と同様、スクラバーを用いることができる。ここでは、難分解性有機化合物を再合成させないようにするため、分解ガスを急冷する。冷却装置５３は、冷却水に代えてアルカリ性の水溶液を用い、塩化水素が水に溶解して酸性を呈した水溶液を中和させることができる。この場合のアルカリとしてはこれまで知られたいかなる物質でよく、例えば、水酸化カリウムや水酸化ナトリウムを挙げることができる。この場合、分解ガス中の一部の二酸化炭素をアルカリと反応させることができる。例えば、アルカリが水酸化ナトリウムである場合、以下の反応が起こる。
【００６１】
【化１】
2008272560.tif 000003
【００６２】
上記反応によって、炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）が生成するが、この炭酸ナトリウムは水によく溶けるものである。このようにして、塩化水素に加え、二酸化炭素も溶解させ、大気中に排出しないようにすることができる。
【００６３】
冷却装置５３では、冷却水やアルカリ水溶液に溶ける二酸化炭素や塩化水素以外の微量の窒素や酸素等が、冷却水またはアルカリ水溶液中に気泡となって一方のノズルから放出され、先端が気相中にあるもう一方のノズルから排出される。複数のタンクでは同じ処理が繰りされ、充分に冷却される。
【００６４】
吸着装置５４は、吸着装置５１と同様のものであるが、冷却装置５３から排出されるガスを通し、微量成分を吸着材に吸着する。この吸着材も、活性炭やゼオライト等とすることができる。吸着装置５４から排出されるガス成分は、ほとんどが、反応装置５２で吸入された空気の構成成分である窒素および酸素であり、これらは無害ガスとしてブロワ５５によって大気中に放出される。分解処理装置は、ブロワ５５によって吸引され、装置内部を大気圧より低い負圧に保持することができる。こうすることで、ガス化した難分解性有機化合物が大気中に漏洩することを防止することができる。
【００６５】
冷却装置５３において回収された塩化水素等は、凝集槽５６へ送られる。凝集槽５６は、所定量の凝集剤が添加され、液体である排水と、凝集物である残渣とに分離する。この残渣を再び汚染物とともにガス化装置に供給し、分解処理することもできる。
【００６６】
図示していないが、冷却装置５０の後流側に分解ガス中の不純物を除去するフィルタをさらに備えることができる。フィルタで除去した不純物を、ガス化装置や反応装置５２に送ることで、分解処理することができる。このガス化装置は、第１ガス化装置１２および第２ガス化装置１３でもよいし、別途設けられる小型のガス化装置であってもよい。別途設けられる小型のガス化装置は、不純物を加熱することができるものであればいかなる装置であってもよい。
【００６７】
図６を参照して、難分解性有機化合物の分解処理方法について説明する。汚染物をホッパー６０に入れ、ホッパー６０の下部に設けられる弁６１を開いて、搬送手段１１内の土壌供給用ノズルを通して内管内に供給する。軸部材を回転させ、搬送用螺旋状羽根を回転させることにより、汚染物を土壌排出用ノズルへと移動させるとともに、蒸気供給用ノズルから過熱蒸気を受け入れ、過熱蒸気により汚染物を間接加熱する。スタート時において、過熱蒸気は、第１ガス化装置１２で生成されないため、別途設けられるボイラ等を使用して過熱蒸気を発生させ、その過熱蒸気を使用することができる。スタート時においては、搬送手段１１での過熱蒸気による加熱を行うことなく、第１ガス化装置１２での加熱のみとすることもできる。
【００６８】
搬送手段１１では、その移動速度や過熱蒸気量にもよるが、汚染物中の水分の大部分が蒸発し、汚染物中の含水率は約１０％〜３０％に低減される。土壌排出用ノズルから排出された汚染物および蒸気は、連通する第１ガス化装置１２の土壌受入口を通して中空円筒容器内に供給される。第１ガス化装置１２は、加熱手段により、内部温度が予め約２００℃〜３００℃とされる。この約２００℃〜３００℃に保持された内部に、汚染物を供給し、中心軸を回転させて螺旋状羽根を回転させることにより、汚染物を土壌排出口へ移動させるとともに間接加熱する。土壌受入口から土壌排出口まで移動させる時間、すなわち滞留時間は、短時間で所定量の汚染物を処理するためには約１０分〜３０分が好ましい。
【００６９】
第１ガス化装置１２は、土壌排出口において、汚染物を約２００℃〜３００℃に加熱するとともに、約２００℃〜３００℃の過熱蒸気を生成する。過熱蒸気は、蒸気送出口を通して排出され、蒸気送出口に接続されるライン６２を通して、第２ガス化装置１３および搬送手段１１へと供給される。ライン６２には調節弁６３が設けられ、調節弁６３により第２ガス化装置１３へ送出される過熱蒸気供給量が制御される。ライン６２には蒸気貯留容器を備え、貯留しておくこともできる。蒸気貯留容器を用いることで、スタート時において、過熱蒸気を使用することが可能となる。この蒸気貯留容器は、過熱蒸気の温度の低下を抑制するため、断熱材等で被覆することができ、電気ヒータ等を巻き付け、加熱することができるようにされていてもよい。
【００７０】
調節弁６３で調節される過熱蒸気量は、上述したように、ダイオキシン類中の炭素のモル量の２倍〜５倍に設定することができる。土壌排出口から排出される汚染物は、土壌排出口に連続する第２ガス化装置１３の土壌受入口から内部へ供給される。この第２ガス化装置１３も、第１ガス化装置１２と同様、加熱手段により加熱すべき温度、すなわち約５００℃〜６００℃に予め加熱される。その予め加熱された内部に汚染物が供給される。第２ガス化装置１３では、中心軸を回転させ、螺旋状羽根を回転させることにより、汚染物を土壌排出口へと移動させるとともに間接加熱する。この加熱により、難分解性有機化合物は、低沸点成分のものからガス化する。汚染物の供給に伴い、蒸気受入口から約２００℃〜３００℃に加熱された過熱蒸気も供給される。この過熱蒸気は、潤滑材として機能するとともに、ガス化した難分解性有機化合物と反応し、その難分解性有機化合物を分解させる。螺旋状羽根は、汚染物を移動させるとともに、汚染物を撹拌する機能も有しており、土粒子間に介在する難分解性有機化合物を露出させ、ほぼすべての難分解性有機化合物をガス化させることができる。
【００７１】
分解された難分解性有機化合物は、一酸化炭素、水素、塩化水素等の低分子となり、ガス排出口から排出される。汚染物は、この加熱によって、難分解性有機化合物がガス化して分離され、難分解性有機化合物が除去された土壌として、土壌排出口から、その土壌排出口に連続する土壌収容容器１４に排出される。土壌収容容器１４では、ほぼ常温まで自然冷却され、その後、再利用のために取り出される。
【００７２】
第２ガス化装置１３の後流側では、冷却装置５０によって、ガス排出口から排出された分解ガスは冷却され、分解ガス中に含まれる難分解性有機化合物は冷却水中で液化する。この時、弁６４が開とされ、弁６５、６６が閉とされ、ガスは冷却される。冷却装置５０が２つのスクラバーで構成される場合、１つは、上記のように、弁６４のみが開とされ、その他の弁は閉とされて、ガスを冷却するが、その間、もう１つのスクラバーは、弁６４、６６が閉とされ、弁６５が開とされ、液化した難分解性有機化合物は冷却水とともに吸着装置５１へ送られる。スクラバーが１つのみの場合、汚染物のガス化装置への供給が終了した後、液化した難分解性有機化合物を含む冷却水は吸着装置５１へ送られる。
【００７３】
吸着装置５１は、所定サイクルごとに吸着、脱着を繰り返すように構成され、吸着終了後、弁６４、６５を閉じ、弁６６を開いて、過熱蒸気を供給し、吸着材に吸着した難分解性有機化合物を揮発させ、吸着材を再生する。この場合、吸着した一酸化炭素等も脱着し、揮発した難分解性有機化合物とともに、過熱蒸気も加えて、反応装置５２へ送られる。反応装置５２では約９００℃〜１０００℃に加熱され、難分解性有機化合物は分解処理される。反応装置５２には、空気を送り込むことができ、空気を送り込むことにより、一酸化炭素を酸化し、二酸化炭素に変換する。処理後のガスは、冷却装置５３へ送られ、急冷される。
【００７４】
冷却装置５３では、上述したように、二酸化炭素や塩化水素等が回収され、吸着装置５４では、微量成分が吸着除去され、窒素や酸素等の無害ガスが大気中に放出される。冷却装置５３における冷却水やアルカリ水溶液は凝集槽５６に回収され、排水と残渣に分離される。
【００７５】
これまで図面を参照して本発明の装置について詳細に説明してきたが、各中空円筒容器の径や長さ、土壌推進手段の螺旋状羽根の巻き数、各受入口および排出口の径、浄化土壌収容容器の形状、大きさはいかなるものであってもよく、土壌の処理量等によって適宜決定することができるものである。また、中空円筒容器の材質は、鋼のほか、銅やアルミニウム、これらの合金であってもよい。冷却装置、吸着装置、反応装置、凝集槽、ブロワ、ボイラ等は必要に応じて設けることができ、また、分解されて生成した一酸化炭素や塩化水素を処理することができるものであれば、上記冷却装置や吸着装置や反応装置以外の装置を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】難分解性有機化合物の分解処理装置の実施形態を示した図。
【図２】分解処理装置に用いることができる搬送手段の実施形態を示した図。
【図３】分解処理装置に用いることができるガス化装置の実施形態を示した図。
【図４】分解処理装置の別の実施形態を示した図。
【図５】分解処理装置のさらに別の実施形態を示した図。
【図６】汚染物中の難分解性有機化合物を分解処理する流れを示した図。
【符号の説明】
【００７７】
１０…分解処理装置、１１…搬送手段、１２…第１ガス化装置、１３…第２ガス化装置、１４…土壌収容容器、１５…冷却槽、２０…内管、２０ａ…土壌供給用ノズル、２０ｂ…土壌排出用ノズル、２１…外管、２１ａ…蒸気供給用ノズル、２１ｂ…蒸気排出用ノズル、２２…軸部材、２３…搬送用螺旋状羽根、２４、３８、４５…モータ、３０、４０…中空円筒容器、３１、４１…土壌推進手段、３２、４２…加熱手段、３３、４６…土壌受入口、３４…蒸気送出口、３５、４９…土壌排出口、３６、４３…中心軸、３７、４４…螺旋状羽根、４７…蒸気受入口、４８…ガス排出口、５０、５３…冷却装置、５１、５４…吸着装置、５１ａ…ノズル、５２…反応装置、５５…ブロワ、５６…凝集槽、６０…ポッパー、６１、６４、６５、６６…弁、６２…ライン、６３…調節弁
【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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