(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染土に含有されているＰＣＢを分解することにより、当該汚染土を無害化する汚染土無害化システムであって、
前記汚染土を乾燥させる乾燥装置と、
前記乾燥装置から排出された蒸気ガスと触媒とを接触させることにより、当該蒸気ガスに含まれている前記ＰＣＢを酸化させる脱臭触媒装置と、
前記乾燥装置にて乾燥された前記汚染土に含まれるＰＣＢを、減圧還元加熱にて分解する減圧還元加熱装置と、
前記減圧還元加熱装置から排出された乾留ガスに含まれる前記ＰＣＢを、高温焼却処理するための排ガス酸化装置と、
前記乾燥装置の内部の前記汚染土の温度を、前記ＰＣＢの揮発を抑制する２２０℃以下に維持するように、前記乾燥装置を制御する温度制御手段と、
前記汚染土の含水量と、前記汚染土の投入量と、前記乾燥装置における前記汚染土の乾燥に適した加熱量とを相互に関連づけて格納する記憶部と、を備え、
前記温度制御手段は、
前記乾燥装置に前記汚染土が投入された場合に、所定方法で前記乾燥装置に投入された前記汚染土の含水量及び前記汚染土の投入量を取得し、当該取得した前記汚染土の含水量及び前記汚染土の投入量と関連付けて格納されている前記汚染土の乾燥に適した加熱量を前記記憶部から取得し、当該取得した前記汚染土の乾燥に適した加熱量に基づいて前記乾燥装置を制御する、
汚染土無害化システム。
【請求項２】
前記乾燥装置に投入された前記汚染土の温度を計測する温度計測器を備え、
前記温度制御手段は、
前記汚染土の乾燥に適した加熱量に基づいて前記乾燥装置を制御している際に、当該加熱量、及び前記温度計測器にて計測された前記汚染土の温度を所定間隔毎に前記記憶部に格納し、前記記憶部に格納された加熱量及び前記汚染土の温度に基づいて、前記加熱量の変化分に対する前記汚染土の温度の変化分の傾きを算定すると共に、前記加熱量の変化から対応する前記汚染土の変化までの遅れ時間を特定し、前記汚染土の温度の変化分の傾き及び前記遅れ時間を基準として前記汚染土の温度に対する適切な加熱量を算定し、当該算定した加熱量に基づいて前記乾燥装置を制御する、
請求項１に記載の汚染土無害化システム。
【請求項３】
前記乾燥装置の内部の前記汚染土を冷却する冷却手段を備え、
前記温度制御手段は、前記汚染土の温度が２２０℃を超過すると判断した場合において、前記冷却手段によって当該汚染土を冷却させる、
請求項１又は２に記載の汚染土無害化システム。
【請求項４】
一台の前記減圧還元加熱装置に対して、複数台の前記乾燥装置を備える、
請求項１から３のいずれか一項に記載の汚染土無害化システム。
【請求項５】
前記排ガス酸化装置を通過した乾留ガスと、前記脱臭触媒装置を通過する前の蒸気ガスとの間で、熱交換を行わせる熱交換器を備える、
請求項１から４のいずれか一項に記載の汚染土無害化システム。
【請求項６】
汚染土に含有されているＰＣＢを分解することにより、当該汚染土を無害化する汚染土無害化方法であって、
前記汚染土の含水量と、前記汚染土の投入量と、乾燥装置における前記汚染土の乾燥に適した加熱量とを相互に関連づけて記憶部に格納する格納工程と、
前記汚染土の温度を、前記ＰＣＢの揮発を抑制する２２０℃以下に維持させつつ、前記汚染土を乾燥させる乾燥工程と、
前記乾燥工程において排出された蒸気ガスと触媒とを接触させることにより、当該蒸気ガスに含まれている前記ＰＣＢを酸化させる蒸気ガス処理工程と、
前記乾燥工程において乾燥された前記汚染土の前記ＰＣＢを、減圧還元加熱にて分解する減圧還元加熱工程と、
前記減圧還元加熱工程において排出された乾留ガスに含まれる前記ＰＣＢを、高温焼却処理する乾留ガス処理工程と、を含み、
前記乾燥工程においては、
所定方法で前記汚染土の含水量及び前記汚染土の投入量を取得し、当該取得した前記汚染土の含水量及び前記汚染土の投入量と関連付けて格納されている前記汚染土の乾燥に適した加熱量を前記記憶部から取得し、当該取得した前記汚染土の乾燥に適した加熱量に基づいて前記汚染土を乾燥させる、
汚染土無害化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染物質を減圧還元加熱にて分解することにより汚染土を無害化するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有害物質による土壌汚染が顕在化し、人の健康や自然環境への影響について懸念が拡大しており、汚染土を無害化するための技術の必要性が高まっている。特に、汚染土の最終処分場の確保が困難になりつつあることもあり、様々な汚染現場に対応可能かつ低コストなオンサイト型の汚染土無害化技術が求められている。
【０００３】
このような要求に対して、ダイオキシン類やＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニル）等の有機塩素系の汚染物質を無害化する方法として、減圧還元加熱分解脱塩素化処理が知られている。減圧還元加熱分解脱塩素化処理とは、減圧雰囲気下で汚染土を加熱処理することにより、当該汚染土中のダイオキシン類を還元・分解して無害化する処理をいう。また、減圧還元加熱分解脱塩素化処理における処理時間の短縮や処理効率の向上を図った処理システムとして、汚染土を乾燥及び粉砕する気流乾燥機、気流乾燥機から排出された汚染土を粒径によって分別する分級機、及び、分別された汚染土を加熱して汚染物質を還元・分解する加熱分解脱塩素化装置を備えた処理システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２７５９７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来の減圧還元加熱分解脱塩素化処理による処理システムにおいては、高温の乾燥用空気を乾燥装置内部に導入することにより汚染土の乾燥を行い、後段の減圧還元加熱分解脱塩素化処理の効率向上や反応の安定化を図っている。従って、ＰＣＢのような比較的揮発性の高い汚染物質が汚染土に含有されている場合、当該汚染物質が大量に揮発し、乾燥用空気や汚染土から蒸発した水蒸気と共に乾燥装置から排気される可能性があった。この場合、最終的に乾燥用空気を大気中に放出するためには、当該乾燥用空気内に揮発した汚染物質を無害化しなければならず、汚染物質に対応した適切な処理装置を設けなければならなかった。例えば、揮発したＰＣＢが乾燥用空気に含まれている場合には、このＰＣＢを高温処理等しなければならない。しかし、乾燥用空気には汚染土から蒸発した大量の水蒸気も含まれているため、ＰＣＢと共に水蒸気も高温処理に導入されてしまう。従って、処理対象の熱容量が増大し、高温処理に要するエネルギーが非常に大きなものとなり、処理コストの増大を招いていた。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、汚染土を乾燥させる際に汚染物質の揮発を抑制することで、乾燥装置からの排気の処理に要するコストを低減できる汚染土無害化システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の汚染土無害化システムは、汚染土に含有されているＰＣＢを分解することにより、当該汚染土を無害化する汚染土無害化システムであって、前記汚染土を乾燥させる乾燥装置と、前記乾燥装置から排出された蒸気ガスと触媒とを接触させることにより、当該蒸気ガスに含まれている前記ＰＣＢを酸化させる脱臭触媒装置と、前記乾燥装置にて乾燥された前記汚染土に含まれるＰＣＢを、減圧還元加熱にて分解する減圧還元加熱装置と、前記減圧還元加熱装置から排出された乾留ガスに含まれる前記ＰＣＢを、高温焼却処理するための排ガス酸化装置と、前記乾燥装置の内部の前記汚染土の温度を、前記ＰＣＢの揮発を抑制する２２０℃以下に維持するように、前記乾燥装置を制御する温度制御手段と、前記汚染土の含水量と、前記汚染土の投入量と、前記乾燥装置における前記汚染土の乾燥に適した加熱量とを相互に関連づけて格納する記憶部と、を備え、前記温度制御手段は、前記乾燥装置に前記汚染土が投入された場合に、所定方法で前記乾燥装置に投入された前記汚染土の含水量及び前記汚染土の投入量を取得し、当該取得した前記汚染土の含水量及び前記汚染土の投入量と関連付けて格納されている前記汚染土の乾燥に適した加熱量を前記記憶部から取得し、当該取得した前記汚染土の乾燥に適した加熱量に基づいて前記乾燥装置を制御する。
【０００８】
また、請求項２に記載の汚染土無害化システムは、請求項１に記載の汚染土無害化システムにおいて、前記乾燥装置に投入された前記汚染土の温度を計測する温度計測器を備え、前記温度制御手段は、前記汚染土の乾燥に適した加熱量に基づいて前記乾燥装置を制御している際に、当該加熱量、及び前記温度計測器にて計測された前記汚染土の温度を所定間隔毎に前記記憶部に格納し、前記記憶部に格納された加熱量及び前記汚染土の温度に基づいて、前記加熱量の変化分に対する前記汚染土の温度の変化分の傾きを算定すると共に、前記加熱量の変化から対応する前記汚染土の変化までの遅れ時間を特定し、前記汚染土の温度の変化分の傾き及び前記遅れ時間を基準として前記汚染土の温度に対する適切な加熱量を算定し、当該算定した加熱量に基づいて前記乾燥装置を制御する。
【０００９】
また、請求項３に記載の汚染土無害化システムは、請求項１又は２に記載の汚染土無害化システムにおいて、前記乾燥装置の内部の前記汚染土を冷却する冷却手段を備え、前記温度制御手段は、前記汚染土の温度が２２０℃を超過すると判断した場合において、前記冷却手段によって当該汚染土を冷却させる。
【００１０】
また、請求項４に記載の汚染土無害化システムは、請求項１から３のいずれか一項に記載の汚染土無害化システムにおいて、一台の前記減圧還元加熱装置に対して、複数台の前記乾燥装置を備える。
また、請求項５に記載の汚染土無害化システムは、請求項１から４のいずれか一項に記載の汚染土無害化システムにおいて、前記排ガス酸化装置を通過した乾留ガスと、前記脱臭触媒装置を通過する前の蒸気ガスとの間で、熱交換を行わせる熱交換器を備える。
【００１１】
また、請求項６に記載の汚染土無害化方法は、汚染土に含有されているＰＣＢを分解することにより、当該汚染土を無害化する汚染土無害化方法であって、前記汚染土の含水量と、前記汚染土の投入量と、前記乾燥装置における前記汚染土の乾燥に適した加熱量とを相互に関連づけて記憶部に格納する格納工程と、前記汚染土の温度を、前記ＰＣＢの揮発を抑制する２２０℃以下に維持させつつ、前記汚染土を乾燥させる乾燥工程と、前記乾燥工程において排出された蒸気ガスと触媒とを接触させることにより、当該蒸気ガスに含まれている前記ＰＣＢを酸化させる蒸気ガス処理工程と、前記乾燥工程において乾燥された前記汚染土の前記ＰＣＢを、減圧還元加熱にて分解する減圧還元加熱工程と、前記減圧還元加熱工程において排出された乾留ガスに含まれる前記ＰＣＢを、高温焼却処理する乾留ガス処理工程と、を含み、前記乾燥工程においては、所定方法で前記汚染土の含水量及び前記汚染土の投入量を取得し、当該取得した前記汚染土の含水量及び前記汚染土の投入量と関連付けて格納されている前記汚染土の乾燥に適した加熱量を前記記憶部から取得し、当該取得した前記汚染土の乾燥に適した加熱量に基づいて前記汚染土を乾燥させる。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１又は６に記載の発明によれば、温度制御手段によって乾燥装置の制御を行い、乾燥装置の内部の汚染土の温度を所定温度範囲内に保持しているので、乾燥時における汚染土からの汚染物質の揮発を抑制することができる。従って、汚染土から蒸発した蒸気ガスについては集塵機や蒸気ガス洗浄槽、脱臭触媒装置によって処理を行うことができるので、燃焼処理を行う必要がなく、処理に要するコストを著しく低減することができる。
また、ＰＣＢを含有する汚染土の乾燥時の温度を２２０℃以下とすることにより、ＰＣＢの汚染土からの揮発量を大幅に低減することができる。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明によれば、乾燥装置の内部の汚染土の温度が所定温度を超過した場合、温度制御手段は冷却手段によって当該汚染土を冷却させるので、汚染土から汚染物質が大量に揮発することを回避することができる。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明によれば、一台の減圧還元加熱装置に対して複数台の乾燥装置を備えているので、汚染土の含水率の変動等、必要とされる乾燥能力の変動に対して迅速に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る汚染土無害化システムの実施の形態を詳細に説明する。まず、〔Ｉ〕実施の形態の基本的概念を説明した後、〔II〕実施の形態の具体的内容について説明し、〔III〕最後に、実施の形態に対する変形例について説明する。ただし、実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１７】
〔Ｉ〕実施の形態の基本的概念
まず、実施の形態に共通の基本的概念について説明する。実施の形態に係る汚染土無害化システムは、汚染物質を含有する汚染土の無害化を目的とするものである。
【００１８】
実施の形態に係る汚染土無害化システムの設置対象は任意であり、例えば、化学工場などの工場跡地や、廃棄物処分場、河口等に設置し、汚染土に含まれるダイオキシン類やＰＣＢ等を無害化させることができる。
【００１９】
実施の形態に係る汚染土無害化システムの特徴の一つは、概略的に、乾燥装置に投入されている汚染土の温度を、汚染物質の揮発を抑制可能な温度範囲内に制御することにある。これにより、汚染土に含有されている水分は蒸発させる一方で、汚染土に含有されている汚染物質の揮発を抑制し、後段の減圧還元加熱分解脱塩素化処理において汚染物質の大部分を処理させることができ、全体の処理コストを低減することができる。
【００２０】
〔II〕実施の形態の具体的内容
次に、本発明に係る実施の形態の具体的内容について説明する。まず、汚染土無害化システムの全体構成、及び、当該汚染土無害化システムによる汚染土無害化処理の概略を説明する。次に、本実施の形態に係る汚染土無害化システムの特徴である乾燥装置の構成、及び、当該乾燥装置に投入された汚染土の温度制御処理についての詳細を説明する。
【００２１】
（汚染土無害化システムの構成）
図１は汚染土無害化システムの概略図である。図１に示すように、汚染土無害化システム１は、主に白抜きのブロックで示された装置を含む汚染土処理系統、主に斜線のブロックで示された装置を含む蒸気ガス処理系統、及び、主に格子のブロックで示された装置を含む乾留ガス処理系統の３系統に大別され、これらの系統の内の複数系統、あるいは全ての系統において共通して用いられる装置として、熱交換器５０、活性炭吸着槽６０、燃料供給装置７０、排熱利用配管８０、及び、制御盤９０を備えている。
【００２２】
（汚染土無害化システムの構成−汚染土処理系統）
汚染土処理系統は、汚染土無害化システム１に投入された汚染土の処理を行うための処理系統であり、土壌ホッパー２０、乾燥機２１、吹込装置２２、搬送装置２３、減圧還元加熱装置２４、及び、冷却装置２５を備えている。
【００２３】
（汚染土無害化システムの構成−土壌ホッパー２０）
土壌ホッパー２０は、汚染土を乾燥機２１に供給するためのものである。土壌ホッパー２０の具体的な構成は公知であるので説明は省略するが、例えば、作業者によって当該土壌ホッパー２０に投入された汚染土を所定の送出量で送出し、図示しない移送装置を介して乾燥機２１に供給するように構成されている。
【００２４】
（汚染土無害化システムの構成−乾燥機２１）
乾燥機２１は、土壌ホッパー２０から供給された汚染土を乾燥させるためのものであり、特許請求の範囲における乾燥装置に対応している。乾燥機２１の具体的な構成は任意であるが、例えば、ロータリーキルン式や、ベルトコンベヤ式、あるいはバッチ式等の乾燥機を用いることができる。乾燥機２１の構成の細部については後述する。
【００２５】
（汚染土無害化システムの構成−吹込装置２２）
吹込装置２２は、乾燥機２１における後述する回転炉２１ｃの内部に冷却用気体を吹き込むためのものであり、特許請求の範囲における冷却手段に対応している。吹込装置２２は、図示しない送風ファン及び図示しない吹込管を備えている。送風ファンは、冷却用気体を送風する。吹込管は、一端が送風ファンに接続され、他端は乾燥機２１の回転炉２１ｃに接続されている。これにより、送風ファンから送風された冷却用気体は、吹込管を通過して回転炉２１ｃの内部に向かって吹き込まれ、汚染土を直接冷却する。なお、冷却用気体として用いられる気体は任意であるが、例えば、外気を冷却用気体として送風ファンから送風させることができる。
【００２６】
（汚染土無害化システムの構成−搬送装置２３）
搬送装置２３は、乾燥機２１から排出された汚染土を減圧還元加熱装置２４に搬送するためのものである。搬送装置２３の具体的な構成は任意であるが、例えば、密閉型のベルトコンベヤ等を用いることで、汚染土を外部に飛散させることなく搬送を行うことが出来る。
【００２７】
（汚染土無害化システムの構成−減圧還元加熱装置２４）
減圧還元加熱装置２４は、乾燥機２１で乾燥された汚染土を無害化するためのものである。減圧還元加熱装置２４としては、ロータリーキルン方式の加熱炉を用いることができる。図２は減圧還元加熱装置２４の構成の概略を示した図であり、図２（a）は減圧還元装置の全体の側面図（一部を破断して示す）、図２（ｂ）は図２（ａ）における領域Ａの拡大図、図２（ｃ）は図２（ａ）における領域Ｂの拡大図である。また、図３は、回転炉２４ｃの内部構造を示した側面図である。図２に示すように、減圧還元加熱装置２４は、燃焼室２４ａ、加熱部２４ｂ、回転炉２４ｃ、及び、駆動部２４ｄを備えている。
【００２８】
燃焼室２４ａは、加熱部２４ｂの燃焼スペースを確保するためのものであり、回転炉２４ｃを覆うように設けられている。燃焼室２４ａは、当該燃焼室２４ａ内部の気体を外部に排出するための排気出口２４ｅを備えている。この排気出口２４ｅには、排熱利用配管８０（図２では省略）が接続されており、回転炉２４ｃを加熱した後の燃焼ガスが、当該排気出口２４ｅから当該排熱利用配管８０を経由して乾燥機２１へと供給される。
【００２９】
加熱部２４ｂは、減圧還元加熱装置２４における汚染土を加熱するものである。具体的には、燃焼室２４ａ内部でＬＰＧ等の燃料を燃焼させ、発生した熱によって、回転炉２４ｃの炉壁を介して当該回転炉２４ｃの内部の汚染土を間接加熱する。
【００３０】
回転炉２４ｃは、当該回転炉２４ｃの内部に投入された汚染土を移動させながら加熱する略円筒形の炉であり、燃焼室２４ａの内部を貫通するように略水平状に、かつ、回転自在に設置されている。回転炉２４ｃの一方の端部には汚染土の供給口２４ｆ、他方の端部には汚染土の排出口２４ｇが設けられており、これら供給口２４ｆ及び排出口２４ｇの周囲には、粉塵や乾留ガスの漏出防止のためのフード２４ｈが設けられている。供給口２４ｆ側のフード２４ｈは、後述する乾留ガス配管４０を介して乾留ガス処理系統に接続されており、排出口２４ｇ側のフード２４ｈは、冷却装置２５と接続されている。
【００３１】
また、図３に示すように、回転炉２４ｃの内周面には螺旋状の送り羽根２４ｉが設けられており、回転炉２４ｃの内部の汚染土は当該回転炉２４ｃの回転に伴って送り羽根２４ｉによって回転炉２４ｃの一方の端部から他方の端部まで移動し、排出される。また、回転炉２４ｃの内部には、汚染土の温度計測のための温度計測器２４ｊが設置されている。
【００３２】
駆動部２４ｄは、回転炉２４ｃを所定の回転速度で回転させるものであり、チェーンやギア等を介して回転炉２４ｃと連結されている。
【００３３】
ここで、回転炉２４ｃの内部の気体は、乾留ガス処理系統へと吸引されているため、回転炉２４ｃの内部は減圧還元性雰囲気が保たれている。また、回転炉２４ｃは、燃焼室２４ａ内部に供給された燃焼ガスによって外周面側から加熱されており、回転炉２４ｃの外周から内周に伝達された熱によって、当該回転炉２４ｃの内部の汚染土が加熱される。このように、減圧還元性雰囲気の中で汚染土が所定温度範囲に加熱及び保持されることにより、当該汚染土が無害化される。
【００３４】
（汚染土無害化システムの構成−冷却装置２５）
図１において、冷却装置２５は、減圧還元加熱装置２４で無害化された汚染土を冷却するものである。汚染土にダイオキシン類が含まれている場合、減圧還元加熱装置２４において所定温度まで加熱後保持されることで一旦無害化された場合でも、その後の温度低下時に一定の温度範囲で長時間放置されることによって、汚染土中の金属が触媒となってダイオキシン類が再合成されることがある。そこで、無害化された汚染土を冷却装置２５によって急速に冷却することによりダイオキシン類の再合成を防止することができる。図４は冷却装置２５の側面図である（一部を破断して示す）。図４に示すように、冷却装置２５は、回転体２５ａ、駆動部２５ｂ、給水管２５ｃ、及び、水噴霧装置２５ｄを備えている。
【００３５】
回転体２５ａは、内部に投入された無害化された汚染土を移動させながら冷却させる略円筒形の回転体であり、長軸方向が略水平となるような向きで、回転自在に設置されている。回転体２５ａの一方の端部には汚染土の供給口２５ｅ、他方の端部には汚染土の排出口２５ｆが設けられている。また、回転体２５ａの内部には螺旋状の送り羽根２５ｇを設け、回転体２５ａを回転させることで内部の汚染土を移動させることができる。また、回転体２５ａの内部には、図示しない温度計測器が設置されている。温度計測器は、回転体２５ａの内部の所定位置における汚染土の温度を計測し、計測したデータを制御盤９０に出力する。
【００３６】
駆動部２５ｂは、回転体２５ａを所定の回転速度で回転させるものであり、歯車等を介して回転体２５ａと連結されている。
【００３７】
給水管２５ｃは、回転体２５ａの外周面に冷却水を流すことにより、回転体２５ａの壁面を通じて内部の汚染土を間接的に冷却するためのものである。具体的には、回転体２５ａの長軸方向に沿って給水管２５ｃが配置され、この給水管２５ｃに所定間隔で放水ヘッド２５ｈが設けられている。放水ヘッド２５ｈの放水方向は回転体２５ａに向けられている。給水管２５ｃに冷却水が供給されると、放水ヘッド２５ｈから回転体２５ａの外周面に冷却水が放水され、冷却された回転体２５ａの壁面を介して内部の汚染土が間接冷却される。
【００３８】
水噴霧装置２５ｄは、冷却能力低下時に回転体２５ａの内部の汚染土に直接冷却水を噴霧するためのものである。具体的には、冷却装置２５の外部において、水噴霧装置２５ｄの一方の端部と給水管２５ｃとが図示しないバルブを介して接続されている。水噴霧装置２５ｄの他方の端部は回転体２５ａの内部に配置されており、当該端部には水を噴霧させる噴霧口２５ｉが設けられている。所定の操作手段によってバルブが操作され、水噴霧装置２５ｄに冷却水が供給されると、噴霧口２５ｉから回転体２５ａの内部の汚染土に対して冷却水が噴霧され、汚染土が直接冷却される。
【００３９】
（汚染土無害化システムの構成−蒸気ガス処理系統）
図１において、蒸気ガス処理系統は、乾燥機２１において乾燥された汚染土から蒸発した水分等を含む蒸気ガスの処理を行うための処理系統であり、蒸気ガス配管３０、緊急用配管３１、集塵機３２、活性炭供給装置３３、保温ガス配管３４、集塵ダスト配管３５、集塵ダスト回収機３６、蒸気ガス洗浄槽３７、及び、脱臭触媒装置３８を備えている。図５は、蒸気ガス処理系統の装置構成を模式的に表した概略図である。ここで、本実施の形態の説明における「蒸気ガス」とは、乾燥機２１において乾燥された汚染土から蒸発した蒸気、当該汚染土から揮発したＰＣＢや臭気分等のガス、当該汚染土から飛散した粉塵や、当該粉塵に付着しているダイオキシン等を含み、あるいは、これらの物質のうちの一部が除去・分解等された、ガス状物質をいう。
【００４０】
（汚染土無害化システムの構成−蒸気ガス配管３０）
蒸気ガス配管３０は、蒸気ガスを上述の蒸気ガス処理系統に属する装置に所定の順序で導入させるためのものであり、前後に連続した処理を行う装置を相互に接続する。
【００４１】
（汚染土無害化システムの構成−緊急用配管３１）
緊急用配管３１は、乾燥機２１において加熱された土壌の温度が所定温度範囲を上回った場合や、乾燥機２１から蒸気ガス配管３０に排出された蒸気ガスが所定温度を下回った場合等の緊急時において、蒸気ガスを集塵機３２へと導入させずに、乾留ガス処理系統における後述する高温集塵機４１へと導入させるためのものである。具体的には、乾燥機２１と集塵機３２との間において、切替ダンパー３９を介して緊急用配管３１の一端が蒸気ガス配管３０に接続されている。また、緊急用配管３１の他端は、乾留ガス処理系統における後述する乾留ガス配管４０に接続されている。なお、切替ダンパー３９は、乾燥機２１における後述する蒸気ガス温度計測器から出力される温度信号に基づいて、制御盤９０によって制御される。
【００４２】
（汚染土無害化システムの構成−集塵機３２）
集塵機３２は、蒸気ガスに含まれる粉塵を捕集するためのものである。集塵機３２は、蒸気ガス配管３０を介して乾燥機２１と接続されており、乾燥機２１の内部で発生した蒸気ガスが当該集塵機３２へと導入される。また、集塵機３２は集塵ダスト配管３５を介して集塵ダスト回収機３６と接続されており、集塵機３２において捕集された粉塵は、集塵ダスト配管３５を経由して集塵ダスト回収機３６へと搬送される。集塵機３２の具体的構成は任意であるが、例えば、サイクロン式集塵機３２ａやバグフィルタ式集塵機３２ｂを用いることができ、あるいは、これらの集塵機を組み合わせて用いることもできる。本実施の形態においては、図５に示したように、１台のサイクロン式集塵機３２ａ及び２台のバグフィルタ式集塵機３２ｂを用いた例を示している。また、これらの集塵機３２の周囲を覆うように保温ジャケット３２ｃが設けられており、当該保温ジャケット３２ｃの内部に保温ガスを送風することで集塵機３２の温度を所定温度範囲内に保持することができる。
【００４３】
（汚染土無害化システムの構成−活性炭供給装置３３）
活性炭供給装置３３は、所定量の活性炭を集塵機３２に吹き込むためのものであり、集塵機３２の入り口側において蒸気ガス配管３０に接続されている。蒸気ガスに含まれる粉塵を活性炭に吸着させ、粉塵が吸着した活性炭を集塵機３２によって捕集させることにより、粉塵の捕集率を高めることができる。捕集された活性炭は、集塵機３２に捕集された粉塵と共に集塵ダスト配管３５によって搬送される。
【００４４】
（汚染土無害化システムの構成−保温ガス配管３４）
保温ガス配管３４は、集塵機３２を所定温度以上に保持するために、集塵機３２の周囲を覆っている保温ジャケット３２ｃの内部に保温ガスを供給し、集塵機３２の周囲に対流させるためのものである。
【００４５】
（汚染土無害化システムの構成−集塵ダスト配管３５）
集塵ダスト配管３５は、集塵機３２によって捕集された粉塵を、集塵ダスト回収機３６へと搬送させるためのものである。集塵ダスト配管３５の具体的な構成は任意であるが、例えば、当該集塵ダスト配管３５の一方の端部には粉塵搬送用のエアーを供給する搬送エアー供給機３５ａを接続し、他方の端部を集塵ダスト回収機３６に接続しても良い。この場合、エアーの温度低下によって集塵ダスト配管３５が閉塞することを防止するため、乾燥機２１の加熱に用いられた後に乾燥機２１から排出された熱風を搬送用エアーとして利用しても良い。あるいは、捕集された粉塵をベルトコンベヤによって集塵ダスト回収機３６へと移送させることもできる。
【００４６】
（汚染土無害化システムの構成−集塵ダスト回収機３６）
集塵ダスト回収機３６は、集塵ダスト配管３５によって搬送された粉塵を回収するためのものであり、例えば、バグフィルタ式集塵機が用いられる。集塵ダスト回収機３６によって回収された粉塵は、乾燥機２１にて乾燥された汚染土と共に減圧還元加熱装置２４に投入される。
【００４７】
（汚染土無害化システムの構成−蒸気ガス洗浄槽３７）
蒸気ガス洗浄槽３７は、集塵機３２を通過した蒸気ガスに微量に含まれている粉塵やダイオキシン等を除去するためのものである。ダイオキシンは粉塵に吸着しているため、この粉塵を蒸気ガス洗浄槽３７によって除去することにより、蒸気ガスからダイオキシンを除去することができる。蒸気ガス洗浄槽３７の具体的な構成は任意であるが、例えば、蒸気ガスと洗浄液とを気液混合して、微粒化された洗浄液によって粉塵を捕集させるウェットスクラバーを用いることができる。
【００４８】
（汚染土無害化システムの構成−脱臭触媒装置３８）
脱臭触媒装置３８は、蒸気ガス洗浄槽３７を通過した蒸気ガスに含まれている微量の臭気分やＰＣＢ等を除去するためのものである。脱臭触媒装置３８は、所定温度以上に昇温された蒸気ガスと触媒とを接触させることにより、蒸気ガスに含まれている臭気分やＰＣＢ等を酸化させる。なお、脱臭触媒装置３８において酸化反応を生じさせるために、乾留ガス処理系統における後述する排ガス酸化装置４５を通過した高温の乾留ガスから熱交換器５０を介して加熱され、所定温度以上となった蒸気ガスが、当該脱臭触媒装置３８に導入される。脱臭触媒装置３８の具体的な構成については公知であるため説明を省略する。
【００４９】
（汚染土無害化システムの構成−乾留ガス処理系統）
図１において、乾留ガス処理系統は、減圧還元加熱処理の過程で汚染土から分離したダイオキシン類等を含む乾留ガスの処理を行うための処理系統であり、乾留ガス配管４０、高温集塵機４１、消石灰供給装置４２、造粒機４３、バイパス配管４４、排ガス酸化装置４５、排ガス冷却装置４６、集塵機４７、及び、脱硫装置４８を備えている。図６は、乾留ガス処理系統の装置構成を模式的に表した概略図である。
【００５０】
（汚染土無害化システムの構成−乾留ガス配管４０）
乾留ガス配管４０は、乾留ガスを上述の乾留ガス処理系統に属する装置に所定の順序で導入させるためのものであり、前後に連続した処理を行う装置を相互に接続する。また、図１の減圧還元加熱装置２４と高温集塵機４１との間において、蒸気ガス処理系統における緊急用配管３１の一端が乾留ガス配管４０に接続されており、緊急時には蒸気ガスが乾留ガス処理系統に導入されるようになっている。
【００５１】
（汚染土無害化システムの構成−高温集塵機４１）
高温集塵機４１は、高温の乾留ガスに含まれる粉塵を捕集するためのものであり、乾留ガス配管４０を介して減圧還元加熱装置２４の回転炉２４ｃと接続されているとともに、乾留ガス配管４０を介して排ガス酸化装置４５と接続されている。回転炉２４ｃの内部において汚染土から分離された乾留ガスは、乾留ガス配管４０を経由して高温集塵機４１へと導入され、当該乾留ガスに含まれる粉塵が除去された後、排ガス酸化装置４５へと排出される。高温集塵機４１によって捕集された粉塵は、造粒機４３へと移送される。高温集塵機４１によって粉塵が捕集され、排ガス酸化装置４５への粉塵の流入が防止されることにより、排ガス酸化装置４５の内部における煤の発生を防止でき、排ガス酸化装置４５を停止してメンテナンスを行う必要性を低減することができる。なお、高温集塵機４１の具体的な構成は任意であるが、例えば、セラミックフィルターを使用して耐熱性能を高めた高温集塵機４１を用いることができる。
【００５２】
（汚染土無害化システムの構成−消石灰供給装置４２）
図６において、消石灰供給装置４２は、乾留ガスに含まれている酸性ガスを中和するために、当該乾留ガスに消石灰を投入するためのものである。本実施の形態においては、乾留ガス系統に属する装置を酸性ガスによる腐食から保護するため、高温集塵機４１に導入される前に消石灰を投入している。すなわち、高温集塵機４１よりも減圧還元加熱装置２４側において消石灰供給装置４２を乾留ガス配管４０に接続している。但し、消石灰供給装置４２の接続位置は任意であり、高温集塵機４１よりも後段において、例えば排ガス冷却装置４６と集塵機４７との間における乾留ガス配管４０に接続し、当該乾留ガス配管４０を流れている乾留ガスに消石灰を投入させることもできる。
【００５３】
（汚染土無害化システムの構成−造粒機４３）
造粒機４３は、高温集塵機４１によって捕集された粉塵を、所定の大きさを有する粒体として形成するためのものである。高温集塵機４１によって捕集された粉塵は、図示しない粉塵計量機によって計量された後、図示しない混練機に導入される。ここで、先に計量された粉塵の量に応じて、図示しないサイロから混練機にバインダーが投入されると共に、図示しない給水機からは水が供給される。混練機によってバインダー及び水と混練された粉塵は、造粒機４３によって粒体に形成される。このように、造粒機４３によって粉塵を粒体とし、当該粒体を減圧還元加熱装置２４に投入することで、粉塵が再度乾留ガス処理装置に流入することを防ぐことができる。なお、造粒機４３の具体的な構成は公知であるので説明を省略する。
【００５４】
（汚染土無害化システムの構成−バイパス配管４４）
バイパス配管４４は、高温集塵機４１への導入前における乾留ガスの温度が所定温度以下となった場合において、当該乾留ガスを高温集塵機４１に導入させず、当該高温集塵機４１の後段にある排ガス酸化装置４５に導入させるものである。具体的には、消石灰供給装置４２と乾留ガス配管４０との接続部よりも減圧還元加熱装置２４側において、切替ダンパー４９を介してバイパス配管４４の一方の端部と乾留ガス配管４０とが接続されている。また、バイパス配管４４の他方の端部は、乾留ガス配管４０を介して排ガス酸化装置４５と接続されている。また、切替ダンパー４９の近傍に、乾留ガスの温度を計測するための図示しない温度計測器が設けられている。温度計測器から出力される温度信号に基づいて、制御盤９０によって切替ダンパー４９の切替え動作が制御される。
【００５５】
（汚染土無害化システムの構成−排ガス酸化装置４５）
排ガス酸化装置４５は、高温集塵機４１を通過した乾留ガスに含まれるダイオキシン類等を高温焼却処理するためのものである。排ガス酸化装置４５は、図示しない流入部、焼却部、及び、流出部を備えている。流入部は、乾留ガスが流入する部分であり、乾留ガス配管４０を介して高温集塵機４１及びバイパス配管４４と接続されている。焼却部は、流入部から流入した乾留ガスを焼却する部分である。焼却部には、ＬＰＧ等の燃料及び助燃空気が供給され、乾留ガスを焼却させる。流出部は、焼却部において焼却された乾留ガスが流出する部分であり、乾留ガス配管４０を介して熱交換器５０に接続されている。
【００５６】
（汚染土無害化システムの構成−排ガス冷却装置４６）
排ガス冷却装置４６は、熱交換器５０を通過した乾留ガスを冷却するためのものである。排ガス冷却装置４６における乾留ガスの流入側は、乾留ガス配管４０を介して熱交換器５０に接続されており、流出側は、乾留ガス配管４０を介して集塵機４７に接続されている。なお、排ガス冷却装置４６の具体的な構成は任意であり、水冷式ガス冷却装置や、空冷式ガス冷却装置を用いることができる。
【００５７】
（汚染土無害化システムの構成−集塵機４７）
集塵機４７は、排ガス冷却装置４６を通過した乾留ガスに微量に残留している粉塵を捕集するためのものである。集塵機４７における乾留ガスの流入側は、乾留ガス配管４０を介して排ガス冷却装置４６と接続されており、流出側は、乾留ガス配管４０を介して脱硫装置４８と接続されている。なお、集塵機４７の具体的な構成は任意であるが、サイクロン式集塵機４７ａや、バグフィルタ式集塵機４７ｂを用いることができる。
【００５８】
（汚染土無害化システムの構成−脱硫装置４８）
脱硫装置４８は、集塵機４７を通過した乾留ガスに含まれる硫黄酸化物や窒素酸化物を除去するためのものである。脱硫装置４８における乾留ガスの流入側は、乾留ガス配管４０を介して集塵機４７と接続されており、流出側は、乾留ガス配管４０を介して活性炭吸着槽６０に接続されている。脱硫装置４８の具体的な構成は任意であるが、例えば、アルカリスラリー及びアルカリ溶液を吸収剤とする湿式脱硫装置を用いることができる。
【００５９】
（汚染土無害化システムの構成−熱交換器５０）
熱交換器５０は、乾留ガス処理系統において排ガス酸化装置４５を通過した乾留ガスと、蒸気ガス処理系統において蒸気ガス洗浄槽３７を通過した蒸気ガスとの間で、熱交換を行わせるためのものである。熱交換器５０の具体的な構成は任意であるが、例えば、内筒と外筒との二重の筒を備えた輻射式熱交換器を用いることができる。乾留ガスは、熱交換器５０において蒸気ガスによって熱を奪われるので、後段の排ガス冷却装置４６の効率が向上される。また、蒸気ガスは、熱交換器５０において乾留ガスから熱を受け取ることで、後段の脱臭触媒装置３８における触媒反応に必要な温度まで加温される。
【００６０】
（汚染土無害化システムの構成−活性炭吸着槽６０）
図１において、活性炭吸着槽６０は、蒸気ガス処理系統における脱臭触媒装置３８を通過した蒸気ガス及び乾留ガス処理系統における脱硫装置４８を通過した乾留ガスに、微量に粉塵や臭気分等が残留していた場合に、これを吸着するためのものである。活性炭吸着槽６０の内部を排ガスが通過する際、排ガスに含まれている粉塵や臭気分等が活性炭に吸着・除去される。活性炭吸着槽６０の流入側は、図示しない配管を介して脱臭触媒装置３８及び脱硫装置４８と接続されており、流出側は、排ガスを大気中に排気するための煙突１００に接続されている。なお、活性炭吸着槽６０の具体的な構成は公知であるため、説明を省略する。
【００６１】
（汚染土無害化システムの構成−燃料供給装置７０）
燃料供給装置７０は、乾燥機２１、減圧還元加熱装置２４、及び、排ガス酸化装置４５に、燃料及び助燃空気を供給するためのものである。
【００６２】
（汚染土無害化システムの構成−排熱利用配管８０）
排熱利用配管８０は、減圧還元加熱装置２４の排熱を乾燥機２１において利用させるためのものである。具体的には、排熱利用配管８０の一方の端部は減圧還元加熱装置２４の燃焼室２４ａに設けられた排気ファンに接続され、他方の端部は乾燥機２１の後述する燃焼室２１ａに接続されている。減圧還元加熱装置２４の燃焼室２４ａの内部において、加熱部２４ｂが燃料を燃焼させることで発生した燃焼ガスは、回転炉２４ｃを加熱した後に、排熱利用配管８０を経由して乾燥機２１の燃焼室２１ａに導入される。
【００６３】
（汚染土無害化システムの構成−制御盤９０）
制御盤９０は、汚染土無害化システム１の動作の制御を行うためのものである。図７は、制御盤９０の電気的構成を機能概念的に示したブロック図である。図７に示すように、制御盤９０は、乾燥機制御部９１、減圧還元加熱装置制御部９２、冷却装置制御部９３、蒸気ガス処理制御部９４、乾留ガス処理制御部９５、入力部９６、及び、記憶部９７を備えている。乾燥機制御部９１は、乾燥機２１及び吹込装置２２の制御を行うものであり、特許請求の範囲における温度制御手段に対応している。減圧還元加熱装置制御部９２は、減圧還元加熱装置２４の制御を行う。冷却装置制御部９３は、冷却装置２５の制御を行う。蒸気ガス処理制御部９４は、蒸気ガス処理系統の緊急用配管３１に対する切替ダンパー３９の切替制御を行う。乾留ガス処理制御部９５は、乾留ガス処理系統のバイパス配管４４に対する切替ダンパー４９の切替制御を行う。入力部９６は、汚染土の含水率等の性状や投入量等、制御盤９０による制御に用いられる運転情報を当該制御盤９０に入力させるためのものである。記憶部９７は、入力部９６を介して制御盤９０に入力された運転情報を格納する。
【００６４】
なお、制御盤９０の具体的構成は任意であるが、例えば、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）などの制御プログラム、各種の処理手順などを規定したプログラム、所要データを格納するための内部メモリ、及び、これらのプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を備えて構成される。
【００６５】
（汚染土無害化システムによる処理の流れ）
次に、汚染土無害化システム１によって行われる汚染土無害化処理の概略を説明する。図８は、汚染土無害化処理の流れを示したフローチャートである。
【００６６】
（汚染土無害化システムによる処理の流れ−汚染土）
まず、汚染土の処理の流れについて説明する。処理の開始時には、分級や汚染土測定等の所定の前段階処理を経た汚染土が、土壌ホッパー２０に投入されている。土壌ホッパー２０に投入された汚染土は、まず、所定の送出量にて当該土壌ホッパー２０から送出され、移送装置によって乾燥機２１に移送される（ステップＳＡ−１）。乾燥機２１は乾燥機制御部９１によって制御されており、乾燥機２１に投入された汚染土の温度が所定温度範囲内に保持され、当該汚染土が乾燥される（ステップＳＡ−２）。この乾燥機制御部９１による汚染土の温度制御処理の詳細は後述する。乾燥機２１によって乾燥された汚染土は、当該乾燥機２１から排出される（ステップＳＡ−３）。
【００６７】
乾燥機２１から排出された汚染土は、搬送装置２３によって、減圧還元加熱装置２４へと搬送される（ステップＳＡ−４）。減圧還元加熱装置２４に搬送された汚染土は、供給口２４ｆから回転炉２４ｃの内部に投入される（ステップＳＡ−５）。回転炉２４ｃに投入された汚染土は、当該回転炉２４ｃの炉壁を介して、燃焼室２４ａにおける燃焼ガス等から加熱され、減圧還元加熱処理が行われる（ステップＳＡ−６）。
【００６８】
ここで、ステップＳＡ−６における減圧還元加熱処理について説明する。図９は減圧還元加熱処理の流れを示したフローチャートである。汚染土に含まれるダイオキシン類やＰＣＢ等を当該汚染土から分離し、減圧還元加熱にて分解するためには、汚染土の温度が約５７０℃以上、望ましくは約６７０℃以上で１０分間以上保持されるように、減圧還元加熱装置２４を制御する必要がある。上記温度範囲に汚染土を保持するために必要となる加熱量は、減圧還元加熱装置２４に投入される汚染土の投入量等によって変動する。このため、減圧還元加熱装置制御部９２は、汚染土の投入量等の運転情報を取得する（ステップＳＢ−１）。この運転情報は、例えば、土壌ホッパー２０から取得でき、あるいは、操作者によって予め記憶部９７に格納される。そして、減圧還元加熱装置制御部９２は、当該取得した運転情報に対応する加熱量を決定する（ステップＳＢ−２）。例えば、記憶部９７には、汚染土の投入量、及び汚染土の減圧還元加熱処理に適した加熱量であって当該汚染土の温度が約５７０℃以上になるような加熱量を相互に関連付けて構成された制御テーブルが予め格納されており、この制御テーブルを参照して加熱量を決定し、当該決定した加熱量の加熱を行うように加熱部２４ｂを制御する（ステップＳＢ−３）。
【００６９】
さらに、減圧還元加熱装置制御部９２は、汚染土の投入直後から所定時間の温度変化を温度計測器２４ｊによって計測させ、計測した温度変化率と加熱量との関係によって、上記温度範囲を目標とした加熱部２４ｂの予測制御を行う（ステップＳＢ−４）。すなわち、減圧還元加熱装置制御部９２は、ステップＳＢ−２で決定した加熱量、及び当該加熱量にて運転を行った際に温度計測器２４ｊによって計測された汚染土の温度を記憶部９７に所定間隔で運転履歴情報として格納し、当該格納された運転履歴情報に基づいて、加熱量に対する汚染土の温度のトレンド分析を行い、このトレンド分析結果を参照して、加熱部２４ｂの制御を行う。例えば、加熱量の変化分に対する汚染土の温度の変化分の傾きを算定すると共に、加熱量の変化から対応する汚染土の変化までの遅れ時間を特定し、これらの傾き及び遅れ時間を基準として、所望の汚染土の温度に対する適切な加熱量を算定して、当該算定した加熱量にて加熱部２４ｂを制御する。加熱部２４ｂに加熱された回転炉２４ｃの内部では、汚染土に含まれるダイオキシン類やＰＣＢ等が当該汚染土から分離され、減圧還元加熱にて分解される。この時に汚染土から分離したダイオキシン類やＰＣＢ等を含む乾留ガスは、回転炉２４ｃの供給口２４ｆ側のフード２４ｈから、乾留ガス配管４０へと排出される。
【００７０】
ここで、汚染土の処理の流れについての説明に戻る。減圧還元加熱処理が完了し、回転炉２４ｃの内部を排出口２４ｇまで移動した汚染土は、排出口２４ｇから排出される（ステップＳＡ−７）。減圧還元加熱装置２４の回転炉２４ｃから排出された汚染土は、冷却装置２５の回転体２５ａへと投入される（ステップＳＡ−８）。回転体２５ａの供給口２５ｅから回転体２５ａの内部に投入された汚染土は、回転体２５ａの外周面に放水されている冷却水によって、当該回転体２５ａの壁面を介して間接冷却される（ステップＳＡ−９）。冷却装置制御部９３は、回転体２５ａの内部の汚染土の温度上昇等に基づいて、冷却装置２５の冷却能力が低下していると判定した場合には（ステップＳＡ−１０、Ｙｅｓ）、水噴霧装置２５ｄによって汚染土に対して冷却水の噴霧を行わせ、当該汚染土を直接冷却させる（ステップＳＡ−１１）。回転体２５ａの内部を排出口２５ｆまで移動した汚染土は、排出口２５ｆから排出される（ステップＳＡ−１２）。排出された汚染土は、無害化された土として所定の搬出手段により搬出される。
【００７１】
（汚染土無害化システムによる処理の流れ−蒸気ガス）
次に、乾燥機２１における汚染土の乾燥時に当該汚染土から蒸発した蒸気ガスの処理の流れについて説明する。図１０は蒸気ガスの処理の流れを示したフローチャートである。上述のステップＳＡ−２において汚染土から蒸発した蒸気ガスには、汚染土に含まれていた水分、汚染土から飛散した粉塵、汚染土から揮発した臭気分等が含まれている。この蒸気ガスは、乾燥機２１から蒸気ガス配管３０へと排出される（ステップＳＣ−１）。ここで、蒸気ガス温度計測器によって計測された蒸気ガス温度が所定温度（例えば約７０℃）未満であった場合（ステップＳＣ−２、Ｙｅｓ）、蒸気ガス処理制御部９４は切替ダンパー３９を動作させ、当該蒸気ガスを緊急用配管３１を介して乾留ガス処理系統へと導入させる（ステップＳＣ−３）。蒸気ガス温度が７０℃以上である場合には（ステップＳＣ−２、Ｎｏ）、蒸気ガス配管３０に導入された蒸気ガスは、集塵機３２へと導入される（ステップＳＣ−４）。ここで、活性炭供給装置３３によって活性炭が集塵機３２に吹き込まれ、当該活性炭に、蒸気ガスに含まれている粉塵が吸着する。集塵機３２に導入された蒸気ガスがサイクロンやバグフィルタ等を通過すると、当該蒸気ガスに含まれている粉塵や当該粉塵が吸着した活性炭が除去される（ステップＳＣ−５）。なお、ここで除去された粉塵等は、集塵ダスト配管３５を経由して集塵ダスト回収機３６へと搬送され、集塵ダスト回収機３６から減圧還元加熱装置２４に投入される。
【００７２】
集塵機３２を通過した蒸気ガスは、蒸気ガス洗浄槽３７に導入される（ステップＳＣ−６）。蒸気ガス洗浄槽３７においては、蒸気ガスに含まれている微量の粉塵やダイオキシン等が除去される（ステップＳＣ−７）。
【００７３】
蒸気ガス洗浄槽３７を通過すると、蒸気ガスは熱交換器５０に導入される。熱交換器５０において、蒸気ガスは熱交換器５０を介して乾留ガスから熱を受取る。これにより、蒸気ガスは、後段の脱臭触媒装置３８における反応に必要な温度まで昇温される（ステップＳＣ−８）。
【００７４】
熱交換器５０において昇温された蒸気ガスは、脱臭触媒装置３８に導入される（ステップＳＣ−９）。脱臭触媒装置３８に蒸気ガスが導入されると、脱臭触媒装置３８の触媒によって蒸気ガスに微量に含まれている臭気分やＰＣＢ等の酸化反応が促進され、蒸気ガスが無害化される（ステップＳＣ−１０）。
【００７５】
脱臭触媒装置３８を通過した蒸気ガスは、活性炭吸着槽６０へと導入される（ステップＳＣ−１１）。活性炭吸着槽６０に蒸気ガスが導入されると、蒸気ガスに微量に残留している粉塵や臭気分等が活性炭に吸着され、除去される（ステップＳＣ−１２）。活性炭吸着槽６０を通過した蒸気ガスは、煙突１００に導入され、煙突１００から大気に放出される（ステップＳＣ−１３）。
【００７６】
（汚染土無害化システムによる処理の流れ−乾留ガス）
次に、減圧還元加熱装置２４における汚染土の減圧還元加熱処理時に当該汚染土から分離された乾留ガスの処理の流れについて説明する。図１１は乾留ガスの処理の流れを示したフローチャートである。上述の減圧還元加熱処理において汚染土から分離された乾留ガスは、回転炉２４ｃの供給口２４ｆ側のフード２４ｈから、乾留ガス配管４０へと排出される（ステップＳＤ−１）。ここで、乾留ガス配管４０の切替ダンパー４９の近傍に配置されている温度計測器によって計測された乾留ガスの温度が所定温度未満であった場合（ステップＳＤ−２、Ｙｅｓ）、乾留ガス処理制御部９５は切替ダンパー４９を動作させ、当該乾留ガスをバイパス配管４４を介して排ガス酸化装置４５に導入させる（ステップＳＤ−３）。乾留ガスの温度が所定温度以上である場合には（ステップＳＤ−２、Ｎｏ）、乾留ガス配管４０に導入された乾留ガスは、高温集塵機４１へと導入される（ステップＳＤ−４）。乾留ガスが高温集塵機４１を通過する際、当該高温集塵機４１のフィルターによって、乾留ガスに含まれている粉塵が捕集される（ステップＳＤ−５）。なお、高温集塵機４１によって捕集された粉塵は、造粒機４３へと移送され、当該造粒機４３によって粒体化された後、減圧還元加熱装置２４に投入される。
【００７７】
高温集塵機４１を通過した乾留ガスは、排ガス酸化装置４５に導入される（ステップＳＤ−６）。排ガス酸化装置４５の流入部から焼却部に流入した乾留ガスは、焼却部に供給された燃料及び助燃空気によって焼却処理される（ステップＳＤ−７）。これにより、乾留ガスに含まれるダイオキシン類等が酸化され、無害化される。焼却処理された乾留ガスは、流出部から排出される。
【００７８】
排ガス酸化装置４５から排出された乾留ガスは、熱交換器５０へと導入される。熱交換器５０において、乾留ガスは当該熱交換器５０を介して蒸気ガスに熱を放出する（ステップＳＤ−８）。
【００７９】
熱交換器５０において温度が降下した乾留ガスは、排ガス冷却装置４６に導入される（ステップＳＤ−９）。排ガス冷却装置４６に乾留ガスが導入されると、乾留ガスは所定の温度範囲まで冷却される（ステップＳＤ−１０）。
【００８０】
排ガス冷却装置４６にて冷却された乾留ガスは、集塵機４７へと導入される（ステップＳＤ−１１）。集塵機４７においては、乾留ガスに微量に残留している粉塵が捕集される（ステップＳＤ−１２）。
【００８１】
集塵機４７を通過した乾留ガスは、脱硫装置４８に導入される（ステップＳＤ−１３）。脱硫装置４８に乾留ガスが導入されると、当該乾留ガスに含まれている硫黄酸化物や窒素酸化物が除去される（ステップＳＤ−１４）。
【００８２】
脱硫装置４８を通過した乾留ガスは、活性炭吸着槽６０に導入される（ステップＳＤ−１５）。活性炭吸着槽６０に乾留ガスが導入されると、当該乾留ガスに微量に残留している粉塵や臭気分等が活性炭に吸着され、除去される（ステップＳＤ−１６）。活性炭吸着槽６０を通過した蒸気ガスは、煙突１００に導入され、煙突１００から大気に放出される（ステップＳＤ−１７）。
【００８３】
（乾燥機２１の構成の詳細）
次に、本実施の形態に係る乾燥機２１の構成について詳細に説明する。乾燥機２１としては、上述のように本実施の形態では、ロータリーキルン式や、ベルトコンベヤ式、あるいはバッチ式等の乾燥機を用いることができるが、本実施の形態ではロータリーキルン式の乾燥機２１を例に挙げて説明する。図１２は乾燥機２１の構成の概略を示した図であり、図１２（ａ）は乾燥機２１の全体の側面図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）における領域Ｃの拡大図、図１２（ｃ）は図１２（ａ）における領域Ｄの拡大図である。図１２に示すように、乾燥機２１は、燃焼室２１ａ、加熱部２１ｂ、回転炉２１ｃ、及び、駆動部２１ｄを備えている。
【００８４】
（乾燥機２１の構成−燃焼室２１ａ）
燃焼室２１ａは、加熱部２１ｂの燃焼スペースを確保するためのものであり、回転炉２１ｃを覆うように設けられている。また、燃焼室２１ａには排熱利用配管８０が接続されており、減圧還元加熱装置２４からの排熱が当該燃焼室２１ａに導入される。また、燃焼室２１ａは、燃焼室２１ａの内部の気体を排出するための排気出口２１ｅを備えている。燃焼室２１ａの内部では、加熱部２１ｂが燃料を燃焼させることで発生した燃焼ガスと、排熱利用配管８０を経由して流入した減圧還元加熱装置２４の排熱とによって、回転炉２１ｃが加熱される。その後に、これらの高温ガスは排気出口２１ｅを通過して当該燃焼室２１ａから排気される。
【００８５】
（乾燥機２１の構成−加熱部２１ｂ）
加熱部２１ｂは、乾燥機２１における汚染土を加熱するものであり、バーナー、比率調整弁、ガス電磁弁、加熱帯測温部、圧力計測部、炎検出部、警報部、及び、表示部を備えている（全て図示せず）。バーナーは、燃焼室２１ａの内部で燃料と助燃空気とを混合して燃焼させるものであり、燃焼室２１ａの壁部に設けられている。バーナーによって燃料が燃焼されることで発生した熱は、回転炉２１ｃに伝達され、回転炉２１ｃの炉壁を介して当該回転炉２１ｃの内部の汚染土を間接加熱する。比率調整弁は、バーナーによって混合される燃料と助燃空気との混合比率を調整するものである。ガス電磁弁は、バーナーに供給される燃料を遮断するためのものである。加熱帯測温部は、燃焼室２１ａから燃焼ガスが排出される際の当該燃焼ガスの温度を計測する。加熱帯測温部としては、白金測温体や、熱電対を用いることができる。圧力計測部は、回転炉２１ｃの内部圧力を計測するものである。炎検出部は、バーナーが発生させている炎の検出を行うためのものである。炎検出部としては、紫外線感知器を用いることができる。警報部は、炎検出部によってバーナーの炎の立ち消えが検出された場合など、何らかの異常が発生した場合において、その異常に応じて警報を出力するためのものである。表示部は、加熱部２１ｂの動作状態（例えば、正常状態、異常状態等）を表示するためのものである。表示部の具体的な構成は任意であり、各状態に対応した色（例えば、正常状態：青、異常状態：赤）で発光する発光体を用いてもよく、あるいは、液晶表示装置を用いて表示をさせてもよい。
【００８６】
（乾燥機２１の構成−回転炉２１ｃ）
回転炉２１ｃは、内部に投入された汚染土を移動させながら乾燥させる略円筒形の炉であり、燃焼室２１ａの内部を貫通するように回転自在に設置されている。回転炉２１ｃの一方の端部には汚染土の供給口２１ｆが設けられており、他方の端部には汚染土の排出口２１ｇが設けられている。供給口２１ｆ及び排出口２１ｇの周囲には、汚染土の粉塵や汚染土から蒸発・揮発した蒸気ガスが乾燥機２１の外部に漏出することの無いよう、二重化フード２１ｈが設けられている。図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）に示すように、二重化フード２１ｈは、一次フード２１ｉ及び二次フード２１ｊを備えている。一次フード２１ｉは、供給口２１ｆと排出口２１ｇとをそれぞれ覆うように、回転炉２１ｃに対して摺動自在に設けられている。供給口２１ｆ側の一次フード２１ｉは、蒸気ガス配管３０が接続されている。また、蒸気ガス配管３０との接続部近傍には図示しない蒸気ガス温度計測器が設けられており、当該蒸気ガス温度計測器によって回転炉２１ｃの内部から蒸気ガス配管３０に排出される蒸気ガスの温度が計測される。排出口２１ｇ側の一次フード２１ｉは、搬送装置２３と接続されている。二次フード２１ｊは、一次フード２１ｉと回転炉２１ｃとの間隙を覆うように、回転炉２１ｃに対して摺動自在に設けられており、配管２１ｋを介して、図示しない局所集塵機と接続されている。局所集塵機が動作している場合には、二次フード２１ｊと回転炉２１ｃの外周との間に存在する気体が局所集塵機まで吸引され、当該局所集塵機にて粉塵が除去された後に大気に排出される。
【００８７】
また、回転炉２１ｃは、その長軸方向が水平から所定角度の傾斜を有するように配置されており、内部の汚染土は回転による滑りによって供給口２１ｆから排出口２１ｇまで移動し、排出される。回転炉２１ｃは、燃焼室２１ａ内部に供給された燃焼ガス等によって外周面側から加熱されており、回転炉２１ｃの外周から内周に伝達された熱によって、当該回転炉２１ｃの内部の汚染土が加熱される。
【００８８】
また、回転炉２１ｃの内部における供給口２１ｆ及び排出口２１ｇの近傍には図示しない温度計測器が設置されている。温度計測器は、供給口２１ｆから供給される汚染土の温度、及び、排出口２１ｇから排出される直前の汚染土の温度を計測し、計測したデータを制御盤９０に出力する。なお、汚染土は回転炉２１ｃの内部を移動する間は加熱され続けるため、排出口２１ｇから排出される直前に最も高温となる。従って、排出口２１ｇから排出される直前の汚染土の温度を計測することにより、乾燥炉の内部における汚染土の最高温度を把握することが出来る。温度計測器の具体的構成は任意であるが、例えばシース熱電対を用いることができる。
【００８９】
（乾燥機２１の構成−駆動部２１ｄ）
駆動部２１ｄは、回転炉２１ｃを所定の回転速度で回転させるものであり、チェーンやギア等を介して回転炉２１ｃと連結されている。
【００９０】
なお、図１においては乾燥機２１が１台設けられているが、減圧還元加熱装置２４に対して複数台の乾燥機２１を設けることもできる。これにより、汚染土の含水率の変動等、必要とされる乾燥能力の変動に対して迅速に対応することができる。
【００９１】
（乾燥機制御部９１による汚染土の温度制御処理）
次に、乾燥機制御部９１による汚染土の温度制御処理について説明する。図１３は、乾燥機制御部９１による汚染土の温度制御処理の流れを示したフローチャートである。
【００９２】
上述のステップＳＡ−１において乾燥機２１に移送された汚染土は、供給口２１ｆから回転炉２１ｃの内部に投入される（ステップＳＥ−１）。回転炉２１ｃに投入された汚染土は、当該回転炉２１ｃの炉壁を介して、燃焼室２１ａにおける燃焼ガス等から加熱される。このとき、乾燥機制御部９１は、温度計測器によって計測された汚染土の温度、及び、蒸気ガス温度計測器によって計測された蒸気ガスの温度に基づいて、加熱部２１ｂによる回転炉２１ｃの加熱量の制御を行う。
【００９３】
ここで、乾燥機２１によって汚染土を乾燥させる際の、汚染土の温度条件について説明する。図１４はＰＣＢを含有している汚染土を所定温度まで加熱して乾燥させた場合における、乾燥後の汚染土のＰＣＢ含有量を示した表であり、図１５は図１４に示した表をグラフに表したものである。図１４及び図１５から明らかなように、乾燥時の汚染土の温度を高温にする程、乾燥後の汚染土におけるＰＣＢ含有量が減少している。具体的には、乾燥前の汚染土におけるＰＣＢ含有量を基準とすると、乾燥後の汚染土におけるＰＣＢ含有量は、１２０℃で乾燥させた場合には約２０％減少し、２２０℃で乾燥させた場合には約４０％減少し、４４０℃で乾燥させた場合には９９％以上減少している。以上の結果から、乾燥時における汚染土からのＰＣＢの揮発を抑制し、蒸気ガスの処理負担を低減するためには、乾燥時の汚染土の温度を少なくとも約２２０℃以下とする必要があり、さらには約１２０℃以下とすることが望ましい。
【００９４】
以上の温度条件に基づき、乾燥機制御部９１は、排出口２１ｇ側の温度計測器によって計測される汚染土の温度が約２２０℃（より好ましくは約１２０℃。以下同じ）以下に保たれるように、且つ、蒸気ガス温度計測器によって計測される蒸気ガスの温度が約７０℃以上に保たれるように、加熱部２１ｂの制御を行う。
【００９５】
上記温度範囲に汚染土を保持するために必要となる加熱量は、乾燥機２１に投入される汚染土の含水量等の性状や投入量によって変動する。このため、乾燥機制御部９１は、汚染土の含水量等の性状や投入量等の運転情報を取得する（ステップＳＥ−２）。この運転情報は、例えば、土壌ホッパー２０や乾燥機２１の前段側に設けた水分計や土壌ホッパー２０から取得でき、あるいは、操作者によって予め記憶部９７に格納される。そして、乾燥機制御部９１は、当該取得した運転情報に対応する加熱量を決定する（ステップＳＥ−３）。例えば、記憶部９７には、汚染土の含水量等の性状、投入量、及び汚染土の乾燥に適した加熱量であって当該汚染土の温度が約２２０℃以下になるような加熱量を相互に関連付けて構成された制御テーブルが予め格納されており、この制御テーブルを参照して加熱量を決定し、当該決定した加熱量の加熱を行うように加熱部２１ｂを制御する（ステップＳＥ−４）。
【００９６】
さらに、乾燥機制御部９１は、汚染土の投入直後から所定時間の温度変化を温度計測器によって計測させ、計測した温度変化率と加熱量との関係によって、上記温度範囲を目標とした加熱部２１ｂの予測制御を行う（ステップＳＥ−５）。すなわち、乾燥機制御部９１は、ステップＳＥ−３で決定した加熱量、及び当該加熱量にて運転を行った際に温度計測器によって計測された汚染土の温度を記憶部９７に所定間隔で運転履歴情報として格納し、当該格納された運転履歴情報に基づいて、加熱量に対する汚染土の温度のトレンド分析を行い、このトレンド分析結果を参照して、加熱部２１ｂの制御を行う。例えば、加熱量の変化分に対する汚染土の温度の変化分の傾きを算定すると共に、加熱量の変化から対応する汚染土の変化までの遅れ時間を特定し、これらの傾き及び遅れ時間を基準として、所望の汚染土の温度に対する適切な加熱量を算定して、当該算定した加熱量にて加熱部２１ｂを制御する。
【００９７】
このように制御された加熱部２１ｂによって汚染土が加熱され、汚染土に含まれている水分が蒸発し、当該汚染土の含水率が５％未満まで低減される。温度計測器によって計測される汚染土の温度が約２２０℃以下だった場合には（ステップＳＥ−６、Ｎｏ）、乾燥機制御部９１は、汚染土無害化システム１の状態を、吹込装置２２を動作させない状態であると共に、蒸気ガスを蒸気ガス処理系統に導入する状態である通常状態に維持する（ステップＳＥ−７）。
【００９８】
一方、温度計測器によって計測される汚染土の温度が２２０℃を超えた場合（ステップＳＥ−６、Ｙｅｓ）、乾燥機制御部９１は、汚染土無害化システム１の状態を、緊急状態に移行させる（ステップＳＥ−８）。具体的には、吹込装置２２を動作させ、回転炉２１ｃの内部に冷却用気体を吹き込ませて汚染土を冷却すると共に、蒸気ガス処理制御部９４によって蒸気ガス処理系統における切替ダンパー３９を動作させ、蒸気ガスを緊急用配管３１を介して乾留ガス処理系統へと導入させる。以後、乾燥機制御部９１は汚染土温度が２２０℃を超えている間は（ステップＳＥ−６、Ｙｅｓ）、緊急状態を維持する。汚染土温度が２２０℃以下となった場合は（ステップＳＥ−６、Ｎｏ）、乾燥機制御部９１は吹込装置２２を停止させると共に、蒸気ガス処理制御部９４によって蒸気ガス処理系統における切替ダンパー３９を再度動作させ、汚染土無害化システム１を通常状態へと移行させる（ステップＳＥ−７）。
【００９９】
（実施の形態の効果）
このように本実施の形態によれば、乾燥機制御部９１によって乾燥機２１の加熱部２１ｂの制御を行い、乾燥機２１の内部の汚染土の温度を所定温度範囲内に保持しているので、乾燥時における汚染土からの汚染物質の揮発を抑制することができる。従って、蒸気ガスについては集塵機３２や蒸気ガス洗浄槽３７、脱臭触媒装置３８によって処理を行うことができるので、燃焼処理を行う必要がなく、処理に要するコストを著しく低減することができる。
【０１００】
特に、乾燥時の汚染土の温度を約２２０℃以下、望ましくは約１２０℃以下とすることにより、ＰＣＢの汚染土からの揮発量を大幅に低減することができる。
【０１０１】
また、乾燥機２１の内部の汚染土の温度が所定温度を超過した場合、乾燥機制御部９１は吹込装置２２によって回転炉２１ｃの内部に冷却用気体を吹き込ませ、汚染土を冷却させるので、汚染土から汚染物質が大量に揮発することを回避することができる。
【０１０２】
また、一台の減圧還元加熱装置２４に対して複数台の乾燥機２１を備えているので、汚染土の含水率の変動等、必要とされる乾燥能力の変動に対して迅速に対応することができる。
【０１０３】
〔III〕実施の形態に対する変形例
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
【０１０４】
（解決しようとする課題や発明の効果について）
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、本発明によって、前記に記載されていない課題を解決したり、前記に記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。
【０１０５】
（冷却手段について）
上述の実施の形態では、乾燥機２１の内部の汚染土を冷却する冷却手段として吹込装置２２を使用し、乾燥機２１の内部に冷却用空気を吹き込むと説明したが、所定の給水手段を用いて乾燥機２１の内部に冷却水を注水するように構成してもよい。この場合、冷却装置２５の給水管２５ｃを分岐して乾燥機２１にも冷却水を給水できるようにし、乾燥機２１と冷却装置２５とで冷却水を共用させることもできる。これにより、汚染土が高温となった場合の当該汚染土の冷却速度を向上させることができ、汚染土から揮発するＰＣＢの量を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
この発明に係る汚染土無害化システム及び方法は、汚染物質を減圧還元加熱することにより汚染土を無害化するシステム及び方法に適用でき、汚染土を乾燥させる際に汚染物質の揮発を抑制することで、乾燥装置からの排気の処理に要するコストを低減できる汚染土無害化システム及び方法に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】汚染土無害化システムの概略図である。
【図２】減圧還元加熱装置２４の構成の概略を示した図であり、図２（ａ）は減圧還元装置の全体の側面図、図２（ｂ）は図２（ａ）における領域Ａの拡大図、図２（ｃ）は図２（ａ）における領域Ｂの拡大図である。
【図３】減圧還元加熱装置２４の回転炉２４ｃの内部構造を表した側面図である。
【図４】冷却装置２５の側面図である。
【図５】蒸気ガス処理系統の装置構成を模式的に表した概略図である。
【図６】乾留ガス処理系統の装置構成を模式的に表した概略図である。
【図７】制御盤９０の電気的構成を機能概念的に示したブロック図である。
【図８】汚染土無害化処理の流れを示したフローチャートである。
【図９】減圧還元加熱処理の流れを示したフローチャートである。
【図１０】蒸気ガスの処理の流れを示したフローチャートである。
【図１１】乾留ガスの処理の流れを示したフローチャートである。
【図１２】乾燥機２１の構成の概略を示した図であり、図１２（ａ）は乾燥機２１の全体の側面図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）における領域Ｃの拡大図、図１２（ｃ）は図１２（ａ）における領域Ｄの拡大図である。
【図１３】乾燥機制御部９１による汚染土の温度制御処理の流れを示したフローチャートである。
【図１４】ＰＣＢを含有している汚染土を所定温度まで加熱して乾燥させた場合における、乾燥後の汚染土のＰＣＢ含有量を示した表である。
【図１５】図１４に示した表をグラフに表したものである。
【符号の説明】
【０１０８】
１  汚染土無害化システム
２０  土壌ホッパー
２１  乾燥機
２１ａ、２４ａ  燃焼室
２１ｂ、２４ｂ  加熱部
２１ｃ、２４ｃ  回転炉
２１ｄ、２４ｄ、２５ｂ  駆動部
２１ｅ、２４ｅ  排気出口
２１ｆ、２４ｆ、２５ｅ  供給口
２１ｇ、２４ｇ、２５ｆ  排出口
２１ｈ  二重化フード
２１ｉ  一次フード
２１ｊ  二次フード
２１ｋ  配管
２２  吹込装置
２３  搬送装置
２４  減圧還元加熱装置
２４ｈ  フード
２４ｉ、２５ｇ  送り羽根
２４ｊ  温度計測器
２５  冷却装置
２５ａ  回転体
２５ｃ  給水管
２５ｄ  水噴霧装置
２５ｈ  放水ヘッド
２５ｉ  噴霧口
３０  蒸気ガス配管
３１  緊急用配管
３２、４７  集塵機
３２ａ、４７ａ  サイクロン式集塵機
３２ｂ、４７ｂ  バグフィルタ式集塵機
３２ｃ  保温ジャケット
３３  活性炭供給装置
３４  保温ガス配管
３５  集塵ダスト配管
３５ａ  搬送エアー供給機
３６  集塵ダスト回収機
３７  蒸気ガス洗浄槽
３８  脱臭触媒装置
３９  切替ダンパー
４０  乾留ガス配管
４１  高温集塵機
４２  消石灰供給装置
４３  造粒機
４４  バイパス配管
４５  排ガス酸化装置
４６  排ガス冷却装置
４８  脱硫装置
４９  切替ダンパー
５０  熱交換器
６０  活性炭吸着槽
７０  燃料供給装置
８０  排熱利用配管
９０  制御盤
９１  乾燥機制御部
９２  減圧還元加熱装置制御部
９３  冷却装置制御部
９４  蒸気ガス処理制御部
９５  乾留ガス処理制御部
９６  入力部
９７  記憶部
１００  煙突
【図１】
0004825182.tif 000002
【図２】
0004825182.tif 000003
【図３】
0004825182.tif 000004
【図４】
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【図５】
0004825182.tif 000006
【図６】
0004825182.tif 000007
【図７】
0004825182.tif 000008
【図８】
0004825182.tif 000009
【図９】
0004825182.tif 000010
【図１０】
0004825182.tif 000011
【図１１】
0004825182.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
0004825182.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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