(57)【要約】【課題】焼却場などで、有害物質が固着した煙突内壁の耐火レンガを、薬液や洗浄水を用いずにかつ作業者や周辺環境の安全を確保して解体すること。【解決手段】焼却場の煙突１基部の吸引送風機室を利用して気密室２を構成し、煙突内部に遠隔操作の耐火レンガ自動除去装置４を設置して有害物質の付着した耐火レンガ５を突き崩し、崩落した耐火レンガ片や粉塵を遠隔操作のショベルカー６や吸引機７で集め、粉砕機８で取扱い容易な一定粒径の粉砕物にする。気密室２と煙突頂部開口との間にダクト９を設置して内部空気の循環路を構成し粉塵等が外部に漏出しない閉空間とした。単純な方法で大量の洗浄排水もなく作業者や周辺環境の安全を確保できる。また、被処理物を取扱容易な造粒物にする造粒工程と、造粒物を無害化する熱分解工程を含めて無害化解体工法にできる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却場に付設された煙突の基部に気密室を形成し、前記煙突内に遠隔操作される耐火レンガ自動除去装置を設置して該煙突頂部の開口を密閉し、前記焼却場から排出された有害物質を含む煤や飛灰が付着した煙突内壁を構成する耐火レンガを、前記耐火レンガ自動除去装置によって解体して前記気密室内に崩落させ、該崩落した耐火レンガ片を前記気密室内で遠隔操作によって粉砕して粉砕物にするとともに、前記気密室内から吸引した空気中の粉塵を除去した後、該空気を前記煙突内に循環させることを特徴とする焼却場の煙突解体工法。
【請求項２】
前記耐火レンガ自動除去装置は、前記煙突の頂部開口から吊り下げられ、前記煙突本体の内壁に当接させる伸縮自在な複数のアームと、前記耐火レンガを破砕する破砕手段を有することを特徴とする請求項１に記載の焼却場の煙突解体工法。
【請求項３】
前記気密室内で粉砕した粉砕物を、微粉砕したのち水分を添加して造粒物を形成する造粒工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の焼却場の煙突解体工法。
【請求項４】
前記造粒工程で添加する水分に、前記気密室で任意に使用した洗浄水の排水を使用することを特徴とする請求項３に記載の焼却場の煙突解体工法。
【請求項５】
前記造粒工程で前記造粒物にセラミックを混入し、該セラミックを混入した造粒物を熱分解する熱分解工程を含むことを特徴とする請求項３に記載の焼却場の煙突解体工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は焼却場の煙突解体工法に係り、特に、廃棄物焼却場等でダイオキシン類や重金属類などの有害物質が蓄積した煙突内壁部を撤去するのに好適な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、焼却場に付設された煙突（以下、単に煙突ともいう）は、焼却場から排出される煤や飛灰中に含まれるダイオキシンや重金属類などの人体に有害な物質が、煙突の内壁を構成する耐火レンガの表面に付着し、年月の経過とともに耐火レンガの表面に固着し、また、表面層に含浸している。
【０００３】
したがって、煙突解体時には、飛散する粉塵にこれらの有害物質が含まれるため、解体作業者は被害防止のために例えば宇宙服のような完全装備で宙吊りの状態で作業する必要があり、粉塵が充満する狭い煙突内での長時間作業は困難で、作業環境と作業効率が極めて悪かった。また、粉塵や飛散物が周辺の環境に悪影響を与えることにもなる。そのため、解体工事が延期されたまま放置されている例も多い。
【０００４】
一方、ダイオキシン類対策特別措置法が制定されて以降、廃棄物処理を発生源とするダイオキシンの汚染防止対策が進められ、作業者のダイオキシン類への暴露防止の徹底が図られており、この種の煙突の解体に際しては、作業者や周辺環境に対して有害物質による被害を与えない解体方法が求められている。
【０００５】
この種の焼却場に付設された煙突を解体する方法には、有害物質が蓄積された内壁を洗浄し、洗浄後の煙突をソーイング工法などにより撤去する方法があるが、後記のような問題点を有している。（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１２１９０６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に記載の方法は、煙突内壁の耐火レンガの表面を洗浄した有害物質を含む洗浄排水が大量に発生するという問題があった。また、表面の有害物質は洗浄できても、耐火レンガの内部に含浸した有害物質を完全に洗浄するのは困難であった。
【０００８】
また、有害物質を含む洗浄排水を無害化するための設備が必要であり、廃棄物などを加熱分解して無害化処理する場合、被処理物は個体であることが一般的で、液体あるいは粉体には適用するのが困難であるという問題もある。
【０００９】
本発明の課題は、有害物質が固着した煙突内壁の耐火レンガを、洗浄水を用いずに、かつ、作業者や周辺環境の安全を確保して解体することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、焼却場に付設された煙突の基部に気密室を形成し、前記煙突内に遠隔操作される耐火レンガ自動除去装置を設置して該煙突頂部の開口を密閉し、前記焼却場から排出された有害物質を含む煤や飛灰が付着した煙突内壁を構成する耐火レンガを、前記耐火レンガ自動除去装置によって解体して前記気密室内に崩落させ、該崩落した耐火レンガ片を前記気密室内で遠隔操作によって粉砕して粉砕物にするとともに、前記気密室内から吸引した空気中の粉塵を除去した後、該空気を前記煙突内に循環させることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明工法によれば、煙突および煙突基部を含む気密室を外部と遮断し、有害物質の付着した耐火レンガを、水や薬液を使用しないで、そのまま突き崩すという極めて単純な工法を採用し、同時に気密室内で、耐火レンガ片を一定の大きさ以下に粉砕するという作業を、いずれも遠隔操作により無人化してできるので、作業者や周辺環境を汚染することなく、短工期で煙突解体作業ができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態の概要は、焼却場の煙突１の基部に通常設置されている旧誘引送風機室を利用して気密室２を構成し、煙突頂部の開口をカバー３で塞ぎ、煙突内部に遠隔操作の耐火レンガ自動除去装置４を設置して、煙突内壁を構成する耐火レンガ５を突き崩して煙突基部の気密室２に崩落させる。
【００１３】
次に、崩落した耐火レンガ片や粉塵を遠隔操作の無人ショベルカー６や無人吸引機７で集め、粉砕機８で取り扱い容易な一定大きさ以下の粉砕物にすることである。さらに、煙突基部の気密室２と煙突頂部開口との間にダクト９を設置して内部空気の循環路を構成し、粉塵等を外部に漏出させない閉じた空間とした（図１の無人化解体システム）。
【００１４】
この耐火レンガ５の粉砕物や粉塵には、ダイオキシン類や重金属類などの有害物質が含まれており、上記粉砕物を厳重な管理下で運搬処理することができる。本発明では、さらに以後の工程を採用している。▲１▼上記粉砕物や粉塵に水分を添加して、例えばペレット状に造粒する造粒工程（図２（ａ）の造粒システム）。▲２▼この造粒物を例えば遠赤外線熱分解装置で熱分解し、無害化する工程（図２（ｂ）の熱分解システム）。
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１に無人化解体システムの構成を示す。煙突基部に通常設置されている旧誘引送風機室を密閉し、煙突頂部開口をカバー３で塞いで気密室２を構成する。旧誘引送風機室は、煙突基部に配置され焼却場から排出するガスの全量を煙突１に誘引する送風機（例えば１５〜３７ＫＷ級）を設置するため、１００〜４００ｍ２　程度のかなりの広さを持った独立室なので、気密作業室に改造するのに好適である。
【００１６】
一方、煙突１の付近に設置した自立型クレーン１０で吊り下げた耐火レンガ自動除去装置４を、煙突頂部開口から煙突内部に吊り下げる。また、この耐火レンガ自動除去装置４を遠隔操作したりモニターし、さらに電源などを設置したモニター室１１と、耐火レンガ自動除去装置４に圧縮空気を送るコンプレッサー１２などを煙突付近に配置する。
【００１７】
図３〜図５に、耐火レンガ自動除去装置を示す。図３は煙突頂部に設置した耐火レンガ自動除去装置の側面図、図４は径が頂部より拡大している煙突基部に位置した耐火レンガ自動除去装置の側面図、図５は、耐火レンガ自動除去装置の上面図である。
【００１８】
これらの図に示すように、耐火レンガ自動除去装置４は、鋼材によって本体を構成し、煙突１本体のコンクリート内周壁に当接してつっぱるための複数のアーム１５と、煙突内壁を構成する耐火レンガ５を突き崩すための解体工具１６、および、解体状況を観察するモニター用テレビカメラ１７と照明ランプなどを備えている。
【００１９】
アーム１５は前述の圧縮空気による伸縮自在なエアシリンダで構成され、位置を固定するときは煙突内周壁につっばり、移動するときはロッドを縮めて内壁から離す。
【００２０】
解体工具１６は耐火レンガ自動除去装置４本体の下部に配置され、固定された装置本体に対して煙突内周方向に、電動モータ１８により自在に回転駆動され、かつ、工具ヘッド１９が上下に旋回自在となっており、工具ヘッド１９を耐火レンガ壁に当接させ、圧縮空気により伸縮振動させて突き崩すようになっている。解体工具１６の動作で生じる反力は、内壁に当接させたアーム１５によって支持する。
【００２１】
なお、解体工具１６は市販の工具が取り付け可能である。また、モニター用テレビカメラ１７と照明ランプが解体工具１６に付随して設置され、テレビカメラ１７のレンズに付着する粉塵を吹き払うための洗浄用空気を噴出するエアノズル２０も併設されている。
【００２２】
煙突内壁部は、図３に示すように、一般に、コンクリート製の煙突本体２１とその内周に積み重ねられた耐火レンガ壁で構成され、耐火レンガ壁と煙突本体２１の内周壁との間は、ところどころに繋ぎ材２２を配置した断熱空間となっている。そのため、解体工具１６によって耐火レンガ壁だけを突き崩すことが容易にできる。
【００２３】
そのほか、耐火レンガ自動除去装置４は、現場への搬入搬出用チェーンや煙突内で吊り下げるための吊りワイヤ２３を掛ける吊具２４、アーム１５および解体工具１６を駆動するための駆動エア用ホース２５、テレビカメラのレンズ洗浄用エアホース２６、電動モータ１８や照明のための動力用ケーブル２７を備え、また、装置本体に固定した電動モータ１８の回転を、解体工具１６の周方向回転にするロータリージョイント２８、および集電装置２９などを備えている。
【００２４】
以上説明した耐火レンガ自動除去装置４を、クレーン１０の吊りワイヤ２３で吊り上げて煙突頂部に位置させる。一方、煙突頂部には姿勢制御用ワイヤ３０を巻回した複数（図５では４箇所）のワイヤドラム３１を設置し、それぞれのワイヤ３０を耐火レンガ自動除去装置４に装着する。煙突内では、クレーン１０の吊りワイヤ２３で耐火レンガ自動除去装置４を下降させ、複数のワイヤドラム３１の回転を調整して姿勢を修正し、解体工具１６を駆動して耐火レンガ５を煙突内で崩落させる。
【００２５】
気密室２内の煙突基部に崩落し集積した耐火レンガ片は、図１に示すように、遠隔操作される無人ショベルカー６で運搬され、搬送コンベアを経由して粉砕機８に送給される。また、気密室内の粉塵や耐火レンガ５の小片なども、同様に遠隔操作される無人吸引機７で吸引し搬送コンベアを経由して粉砕機８に送られる。粉砕機８ではこられの耐火レンガ片等を一定大きさ以下に粉砕する。
【００２６】
崩落した耐火レンガ片は、耐火レンガ（５０×７０×１００ｍｍ）１個程度の大きさか、その破片が多く、大きくても耐火レンガ２〜３個の塊程度である。本例では、これらを粉砕機８で大きさ２〜３ｍｍ程度の粉砕物にする。本例では、この粉砕物を次の造粒工程に送給するが、必要に応じて、気密室内で粉砕物を所定の容器に密封して搬出することもできる。
【００２７】
なお、無人作業が容易なように、必要に応じて気密室２内にはレベルや傾斜などを考慮した仮設ステージ３２を組み立てる。また、無人ショベルカー６や無人吸引機７の遠隔操作は、気密室２にテレビカメラを設置しモニター室１１で操作することもできるし、気密室２に透明アクリル板や強化ガラスなどの窓や壁を設置し、気密室２内を観察しながら遠隔操作することもできる。
【００２８】
また本例では、図１に示すように、気密室２から煙突頂部に至るダクト９を設置し、途中にバグフィルタ３３や粉末活性炭を用いた活性炭吸着設備３４等を配置した。気密室２内は粉塵が充満することが予想されるため、ダクト９を経由してブロア３５で室内空気を吸引し、空気中の粉塵はバグフィルタ３３で除去し、バグフィルタ３３を通過した微粒子は活性炭吸着設備３４で除去する。
【００２９】
粉塵等を除去した後の空気は、煙突頂部から気密室２内に循環させ、内部を多少減圧することにより、内部空気が外部に漏出しないように構成した。また、この循環を繰り返すことによって、気密室内の空気が清浄化される。バグフィルタ３３で集塵した粉塵や、活性炭吸着設備３４で除去した微粒子の付着した活性炭は、本例では、前記粉砕物とともに次の造粒工程で固体化する。
【００３０】
なお、上記耐火レンガの解体作業では、粉塵などの浮遊物が気密室内の空気中に充満する場合は、必要に応じて無人水噴霧機などにより、事前に耐火レンガやその破砕片を湿らせるための水噴霧を行うとよい。
【００３１】
気密室内の耐火レンガ片等を撤去した後も、気密室の内部空気の循環を繰り返すことにより、空気中の浮遊物はバグフィルタや活性炭吸着塔で除去され、清浄な空気となる。最終的に気密室の解体撤去をするときには、壁や床などを水噴霧により湿潤化させ、吸引掃除機や箒清掃で塵埃を集め、袋詰や後段の造粒システムに混入する。
【００３２】
また、気密室内に固着しているような塵埃は、必要に応じて高圧ジェット洗浄などを適宜任意に採用して洗浄する。この場合の洗浄排水は量が限られているので処理も容易である。本発明では、次の造粒システムで粉砕物を造粒するために加える水としてそのまま好適に使用できる。すなわち、有害物質を含む洗浄排水と粉砕物を混合して造粒物にすることにより、洗浄排水の処理コストを低減できる。
【００３３】
なお、有害物質の付着した耐火レンガ５を撤去した後のコンクリート製煙突本体は、頂部の開口縁部から噛み砕くようにして、順次下方に向かって解体したり、あるいは、ソーイング工法等で分割して解体することができる。
【００３４】
次に、図２（ａ）を参照して本発明における造粒システムを説明する。図１の無人化解体システムで一定範囲の大きさに粉砕された粉砕物は、必要に応じて磁選機４０を経由させて鉄分を取り除く。鉄分（例えば釘や針金等）はあっても極めて微量であり、厳重に管理して搬出したり、洗浄等の無害化処理を行なう。
【００３５】
その後、粉砕物は貯留槽４１に一時的に溜める。次いで定量器４２を介して一定量を微粉砕機４３で、例えば粒径１ｍｍ以下に微粉砕し、計量装置４４で所定量に計量して造粒するための混合機４５に送給する。
【００３６】
また、図１に示したバグフィルタ３３で集めた粉塵や、活性炭吸着設備３４で微粒子を吸着した粉末活性炭なども、それぞれホッパ４６に送給される。特に、本実施形態では、次工程の熱分解システムに遠赤外線を用いる熱分解を考慮して、造粒工程でセラミックを混入するために、セラミック４７をホッパ４６に供給する。
【００３７】
これらもホッパ４６から定量器４８や、計量装置４９を経由して所定量が混合機４５に送給される。混合機４５では水５０を加えて混合し、造粒機５１で一定形状の固体に造粒する。本例では、大きさ５φ×１０〜１３ｍｍ程度のペレット状に造粒しているが、造粒物の形状は任意である。なお、水５０は、前述の気密室で用いられた洗浄排水や、所内で発生した洗浄排水などを使用することもできる。
【００３８】
こうして固体化した造粒物は、この段階で、所定の容器内に収納して搬出し、貯蔵したり造粒物を処理したりすることができる。本発明では、次工程の熱分解システムに送給し加熱分解してペレットを無害化する。
【００３９】
一般に熱分解炉等の加熱分解装置は固形物が対象である。これは、被処理物が液体や粉体の場合は熱効率が固体に比較して極端に悪いからである。本発明では、耐火レンガの微粉砕物を、例えばペレット状などの固形物に造粒することによって、次工程の熱分解システムで、耐火レンガの粉砕固形物の熱分解による無害化を実施できるようにした。
【００４０】
なお、図２（ａ）では、次の熱分解工程で分級したペレットの破片や、各システムにおける貯留槽等の機器内で発生する粉塵をサイクロン６４で集塵し、それぞれ混合機４５に回収するようにした。
【００４１】
図２（ｂ）に本発明における熱分解システムを示す。造粒工程で造粒したペレットは、まず分級機５２で所定粒径以下の造粒物や破片などを取り除き、計量装置５３で計量した後、貯留槽５４に溜める。
【００４２】
なお、本実施形態では各所に計量装置や定量器を備えている。例えば、計量装置５３は熱分解システムの単位処理量の管理（時間あたり、日あたり、月あたり等）のために装備しているが、これらの機器は必要に応じて省略することも可能である。また、各機器装置間の被処理物の搬送には搬送コンベアや空気輸送が適宜使用される。
【００４３】
貯留槽５４では、ペレットが凝集しないように、ブロア５５からの風を温風発生器５６で温風にして吹き込む。こうして貯留槽内のペレットは、定量器５７を介して熱分解炉５８の能力に応じた一定量が熱分解炉５８に供給される。本例では、熱分解炉５８に遠赤外線により炉内を加熱する遠赤外線熱分解炉を採用している。
【００４４】
遠赤外線により約７００℃に加熱された炉内に供給されたペレットは、造粒工程で混入したセラミック４７がペレット内部に散在しており、このセラミックを介してペレット内部への熱伝達効率が向上し、内部に含まれているダイオキシン類を加熱分解し、また、ペレット内部に封じ込められた重金属類は、最終的にペレット外部に溶出しない状態となる。こうして有害物質の付着した耐火レンガ５を微粉砕した粉末の造粒物は、無害なペレットとして熱分解炉５８から排出され最終処分が可能となる。
【００４５】
また、熱分解炉５８で発生する熱分解ガス（例えば７００℃）は、臭気を含み有害物質を含む恐れもあり、ブロア５９で吸引し、冷却装置６０で冷却（例えば２００℃）した後、消臭装置６１で補助燃料６２をバーナ６３により燃焼（例えば１３００℃）させて臭気および有害物質を燃焼し、クリーンなガスにして大気開放する。なお、前述のサイクロン６４で粉塵を除去した空気も、この消臭装置６１に供給して空気中の有害物質を燃焼して無害化する。
【００４６】
以上のとおり、本発明の実施形態によれば、焼却場の煙突内壁の有害物質が固着し含浸している耐火レンガ５を、遠隔操作の耐火レンガ自動除去装置４により崩すという極めて単純な工法を採用し、外部と遮断した無人気密室２内で粉砕処理するので、作業者はもとより、洗浄排水による地下水の汚染や、粉塵や飛散物による周辺環境に対する汚染も防止され、かつ、解体作業の工期短縮ができる。
【００４７】
また、造粒システムや熱分解システムを解体現場内に仮設することにより、耐火レンガ粉砕物を取り扱い容易な造粒物にして搬出可能であり、さらに、この造粒物を熱分解システムによって無害化することができ、解体現場で解体から無害化までの一貫した処理を短工期で実施できる。特に、セラミック粉を混入して造粒することにより、遠赤外線熱分解炉での加熱による無害化が促進される。
【００４８】
【発明の効果】
上述のとおり本発明によれば、焼却場などで、有害物質が固着した煙突内壁の耐火レンガを、洗浄水を用いずに、かつ、作業者や周辺環境の安全を確保して解体することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の無人化解体システムの一実施形態を示す構成図。
【図２】図２（ａ）は本発明の造粒システムの一実施形態を示す構成図、図２（ｂ）は本発明の熱分解システムの一実施形態を示す構成図。
【図３】本発明における耐火レンガ自動除去装置４の一例を示す側面図。
【図４】本発明における耐火レンガ自動除去装置４の一例を示す側面図。
【図５】本発明における耐火レンガ自動除去装置４の一例を示す上面図。
【符号の説明】
１　焼却場煙突
２　気密室
４　耐火レンガ自動除去装置
５　耐火レンガ
６　無人ショベルカー
７　無人吸引機
８　粉砕機
９　ダクト
１０　自立型クレーン
１１　モニター室
１５　アーム
１６　解体工具
２１　コンクリート製煙突本体
３０　姿勢制御用ワイヤ
３３　バグフィルタ
３４　活性炭吸着設備
４３　微粉砕機
４５　混合機
４７　セラミック
５１　造粒機
５８　遠赤外線熱分解炉
６１　消臭装置
【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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