(57)【要約】【課題】前段加熱器と後段加熱器間の温度低下を抑制し、以て、後段加熱器における電熱ヒータの容量や灯油バーナの増加の抑制、装置のコンパクト化などを図る。【解決手段】ダイオキシン等の有機塩素化合物に汚染された土壌等の汚染物質を加熱処理する汚染物質の加熱処理装置。第１回転加熱筒１１の後端部を、第１回転加熱筒１１よりも大径の第２回転加熱筒１２の前端部に挿入して横置きの複合回転加熱体１３を形成。第１、第２回転加熱筒１１，１２の重合部分の外側に第２回転加熱筒１２の前端開口部の外周を囲むガス抜き用中間フード１６を設ける。更に、第１回転加熱筒１１の前端部に汚染土供給用スクリューフィーダ１７を設けると共にスクリューフィーダー１７に並行流発生用の１次空気供給部１９を設ける。更に、第２回転加熱筒１２の後端部に出口フード２０を設けると共に出口フード１２に対向流発生用の２次空気供給部２１を設ける。【選択図】        図２
2007263503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイオキシンやＰＣＢなどの有機塩素化合物に汚染された土壌や底質などの汚染物質を加熱処理する汚染物質の加熱処理装置において、第１回転加熱筒の後端部を、該第１回転加熱筒よりも大径の第２回転加熱筒の前端部に挿入して横置きの複合回転加熱体を形成すると共に、第１、第２回転加熱筒の重合部分の外側に第２回転加熱筒の前端開口部の外周を囲むガス抜き用の中間フードを設け、更に、前記第１回転加熱筒の前端部に汚染土供給用のスクリューフィーダーを設けると共に、該スクリューフィーダーに並行流発生用の１次空気供給部を設け、かつ、前記第２回転加熱筒の後端部に出口フードを設けると共に、該出口フードに対向流発生用の２次空気供給部を設けたことを特徴とする汚染物質の加熱処理装置。
【請求項２】
前記第１回転加熱筒と前記第２回転加熱筒とを、個別に回転駆動することを特徴とする請求項１記載の汚染物質の加熱処理装置。
【請求項３】
前記第１回転加熱筒と前記第２回転加熱筒との重合部分の間隙に接続リブを設けて前記第１回転加熱筒と前記第２回転加熱筒とを一体化することを特徴とする請求項１記載の汚染物質の加熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイオキシン（ＤＸＮｓ）やＰＣＢなどの有機塩素化合物に汚染された土壌やヘドロ（以下、底質という。）などの汚染物質を加熱処理する汚染物質の加熱処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図３に示すように、２基の加熱装置５１，５２を上下２段に設置すると共に、上段加熱装置５１の出口５３と下段加熱装置５２の入口５４とを連結ダクト５５で連結した加熱処理装置５０を用いてダイオキシン（ＤＸＮｓ）やＰＣＢなどの有機塩素化合物に汚染された汚染物質ｍを加熱処理する汚染物質の加熱処理方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この加熱処理方法では、上段加熱装置５１で加熱した汚染物質ｍを連結ダクト５５を経て下段加熱装置５２に供給し、この下段加熱装置５２によって更に汚染物質ｍを加熱するようにしているが、連結ダクト５５を通過する間に汚染物質ｍの温度が大幅（例えば、１５０〜２００℃程度）に低下することが分かった（図４（ｂ）参照。）。この汚染物質の温度低下を補うには、下段加熱装置の長さを長くしたり、或いは、下段加熱装置の電熱ヒーターの容量や灯油バーナを増加することが必要であるが、その場合、下段加熱装置が長大になると共に、電熱ヒーターの消費電力や灯油の消費量が増加する問題がある。
【０００４】
他方、下段加熱装置５２に供給した２次空気ｊは、上記連結ダクト５５を経て連結ダクト５５の上部に設置した高温分離装置５６に流入するようになっているため、連結ダクト５５内を落下する汚染物質ｍに付随する粉塵を大量に噴き上げることになる。このため、連結ダクト５５の上部に設置した高温分離装置５６に内蔵されている高温バグフィルタやセラミックフィルタなどのフィルタの圧損が上昇し易いばかりでなく、フィルタが目詰まりし易いなどの問題があった。なお、符号ｉは、１次空気を示している。
【特許文献１】特開２００５−１５２８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような問題を改善するためになされたものであり、その目的は、前段加熱器と後段加熱器間の温度低下を抑制し、以て、後段加熱器における電熱ヒーターの容量や灯油バーナの増加の抑制、及び消費電力や灯油の消費量の増加の抑制、並びに、装置のコンパクト化やメンテナンスの軽減などを図ることができる汚染物質の加熱処理装置を提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、連結ダクトの上部に設置した高温分離装置内の高温バグフィルタやセラミックフィルタなどのフィルタの目詰まりやメンテナンスなどを軽減することができる汚染物質の加熱処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
係る目的を達成するため、請求項１に記載の発明に係る汚染物質の加熱処理装置は、ダイオキシンやＰＣＢなどの有機塩素化合物に汚染された土壌や底質などの汚染物質を加熱処理する汚染物質の加熱処理装置において、第１回転加熱筒の後端部を、該第１回転加熱筒よりも大径の第２回転加熱筒の前端部に挿入して横置きの複合回転加熱体を形成すると共に、第１、第２回転加熱筒の重合部分の外側に第２回転加熱筒の前端開口部の外周を囲むガス抜き用の中間フードを設け、更に、前記第１回転加熱筒の前端部に汚染土供給用のスクリューフィーダーを設けると共に、該スクリューフィーダーに並行流発生用の１次空気供給部を設け、かつ、前記第２回転加熱筒の後端部に出口フードを設けると共に、該出口フードに対向流発生用の２次空気供給部を設けたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明に係る汚染物質の加熱処理装置は、請求項１記載の汚染物質の加熱処理装置において、前記第１回転加熱筒と前記第２回転加熱筒とを、個別に回転駆動することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明に係る汚染物質の加熱処理装置は、請求項１記載の汚染物質の加熱処理装置において、前記第１回転加熱筒と前記第２回転加熱筒との重合部分の間隙に接続リブを設けて前記第１回転加熱筒と前記第２回転加熱筒とを一体化することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上記のように、請求項１に記載の発明は、汚染物質の加熱処理装置において、第１回転加熱筒の後端部を、該第１回転加熱筒よりも大径の第２回転加熱筒の前端部に挿入して横置きの複合回転加熱体を形成すると共に、第１、第２回転加熱筒の重合部分の外側に第２回転加熱筒の前端開口部の外周を囲むガス抜き用の中間フードを設け、更に、前記第１回転加熱筒の前端部に汚染土供給用のスクリューフィーダーを設けると共に、該スクリューフィーダーに並行流発生用の１次空気供給部を設け、かつ、前記第２回転加熱筒の後端部に出口フードを設けると共に、該出口フードに対向流発生用の２次空気供給部を設けたので、第１回転加熱筒と第２回転加熱筒間の汚染物質の温度低下を大幅に縮小することができた（図４（ａ）参照。）。このため、第２回転加熱筒における電熱ヒーターの容量や灯油バーナの増加、及び消費電力や灯油の消費量の増加を抑制することが可能になった。
【００１１】
また、試算結果では、加熱処理装置の長さが、若干、大きくなったものの、従来のように、２段にしないで済むことから、高さを半分以下にすることが可能となり、コンパクトとなる。また、上下に加熱装置を配置した従来の２段加熱方式では、２段目の加熱装置のメンテナンスのため、２段目の加熱装置の上方にメンテナンススペースを設ける必要があるが、この発明のように、１段方式の加熱装置は、装置のレイアウト上、上方には機器が設置されないため、メンテナンススペースを確保する必要がない。従って、建設コストを低減することができる。
【００１２】
また、従来の２段加熱方式の場合、上から１段目加熱機、２段目加熱機、冷却器の３段階で機器を配置する必要があり、全システムを合わせると、高所に１段目加熱機を設置することになり、メンテナンスコストは、高所になるほど高くなる。一方、この発明は、加熱機が１段のため、高所作業が減り、メンテナンスコストの低減が可能となる。
【００１３】
他方、この発明では、１段目加熱機と２段目加熱機を連結する連結ダクトがないため、従来のように、汚染物質に付随する粉塵が上方の高温分離装置に噴き上げられるようなことがなくなった。このため、高温分離装置内に設けた高温バグフィルタやセラミックフィルタなどのフィルタの圧損上昇や目詰まり、或いはメンテナンスなどを軽減することが可能になった。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明は、第１回転加熱筒と第２回転加熱筒とを、個別に回転駆動するので、汚染物質の滞留時間を第１回転加熱筒と第２回転加熱筒で自由に変更可能になり、運転の最適化を図り、加熱処理装置の寸法を最小にすることが可能になる。例えば、一例として、間接加熱において、被処理物を速やかに昇温させるためには、被処理物の占拠率（回転加熱筒体積に占める被処理物体積の割合）を１５％以下、より好ましくは１０％以下に保持することが好ましい。しかし、ダイオキシンやＰＣＢなどの有機塩素化合物の加熱分解には滞留時間をなるべく長く取ることが好ましい。そこで、第１回転加熱筒は、占拠率を１５％以下に保持する回転数とし、被処理物を速やかに昇温させる。他方、被処理物が十分に昇温した第２回転加熱筒は、第１回転加熱筒に比べて占拠率を大きくすることが可能である。即ち、回転数を小さくすることにより占拠率は大きくなるものの滞留時間を長く取ることが可能になり、ダイオキシンやＰＣＢなどの有機塩素化合物は十分に加熱分解される。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明は、第１回転加熱筒と第２回転加熱筒との重合部分の間隙に接続リブを設けて第１回転加熱筒と第２回転加熱筒とを一体化するので、第１回転加熱筒及び第２回転加熱筒の支持装置や駆動装置などの部品点数を軽減することができ、請求項２に記載の発明の如く、独立駆動方式のものに比べて安価なものにできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１は、本発明に係る汚染物質の加熱処理装置の全体構成図であり、ダイオキシン（ＤＸＮｓ）やＰＣＢなどの有機塩素化合物に汚染された土壌やヘドロ（以下、底質という。）などの汚染物質を加熱処理するようになっている。
【００１７】
例えば、ダイオキシンで汚染された底質などの汚染物質ａは、乾燥手段１によって乾燥された後、その下方のホッパ２に一時的に蓄えられる。ホッパ２に貯蔵された乾燥汚染物質ｂは、後述する加熱処理装置３によって加熱処理される。加熱処理装置３によって浄化又は無害化された物質ｃは、その下方に設置した冷却器４によって急冷される（例えば、８０〜１００℃程度。）。
【００１８】
他方、加熱処理装置３より排出された排ガスｄは、高温集塵機５に導入され、当該高温集塵機５内の高温バグフィルタ、セラミックフィルタなどのフィルタ６によって濾過される。フィルタ６によって濾過された粉塵ｅは、前記ホッパ２に戻される。フィルタ６を通過した排ガスｄは、排ガス加熱処理装置７によって加熱され、ＣＯ（一酸化炭素）、タール分、ダイオキシン（ＤＸＮｓ）が熱分解される。この排ガス加熱処理装置７には、燃料ｆ及び燃焼用空気ｇが供給される。排ガス加熱処理装置７で処理された排ガスｄは、更に、排ガス処理系活性炭素吸着法や湿式洗煙法などを適用した後処理装置８によって後処理した後、大気中に放出される。
【００１９】
上記加熱処理装置３は、図２に示すように、第１回転加熱筒１１の後端部を、この第１回転加熱筒１１よりも大径の第２回転加熱筒１２の前端部に挿入して一直線状の横置きの複合回転加熱体１３を形成している。その上、第１回転加熱筒１１と第２回転加熱筒１２の重合部分の間隙をガス排出部１４としている。更に、第１回転加熱筒１１と第２回転加熱筒１２の重合部分に、第２回転加熱筒１２の前端開口部１５の外周を取り囲むガス抜き用の中間フード１６を設けている。更に、第１回転加熱筒１１の前端部に被処理物供給用のスクリューフィーダー１７を設けると共に、このスクリューフィーダー１７のケーシング１８に１次空気供給部１９を設けている。更に、第２回転加熱筒１２の後端部に出口フード２０を設けると共に、出口フード２０に２次空気供給部２１を設けている。この出口フード２１は、その下部に処理された被処理物を排出する排出部２２を有している。
【００２０】
第１回転加熱筒１１と第２回転加熱筒１２により形成された複合回転加熱体１３は、被処理物供給側から被処理物排出側に向って、若干、下り勾配となっている。また、第１回転加熱筒１１及び第２回転加熱筒１２は、それぞれ、独立して回転するようになっており、第１回転加熱筒１１は、当該回転加熱筒１１に設けた前後二ヶ所のタイヤ２３ａを各駆動ローラ２４ａによって支持している。また、第２回転加熱筒１２は、当該回転加熱筒１２に設けた前後二ヶ所のタイヤ２３ｂを各駆動ローラ２４ｂによって支持している。また、第１回転加熱筒１１は、その外側に設けた電熱ヒーター２５によって第１回転加熱筒１１内を所定の温度（例えば、４００〜６５０℃）に加熱するようになっている。他方、第２回転加熱筒１２は、その外側に設けた電熱ヒーター２６によって第２回転加熱筒１２内を所定の温度（例えば、４５０〜６５０℃）に加熱するようになっている。
【００２１】
更に、上記スクリューフィーダー１７は、当該スクリューフィーダー１７に設けたガスケット状のシール２７によって第１回転加熱筒１１のガス洩れを防止し、上記中間フード１６は、当該中間フード１６に設けた環状のシール２８及び２９によって複合回転加熱筒１３のガス洩れを防止し、出口フード２０は、当該出口フード２０に設けた環状のシール３０によって第２回転加熱筒１２のガス洩れを防止するようになっている。
【００２２】
更に、上記第１回転加熱筒１１及び第２回転加熱筒１２は、電熱ヒーター２５，２６から外れた個所に螺旋状の送り板（図示せず）を設けて被処理物の移動を促進するようになっている。また、上記第１回転加熱筒１１及び第２回転加熱筒１２は、電熱ヒーター２５，２６に対応する個所に攪拌手段としてのリフター（図示せず）を設けている。なお、所望により、第１回転加熱筒１１及び第２回転加熱筒１２の外側にハンマリング装置などの付着防止装置（図示せず）を設けてもよい。また、第１回転加熱筒１１は、単筒管方式の代わりに多筒管方式を採用してもよい。
【００２３】
次に、上記加熱処理装置の作用について説明する。
図２に示すように、スクリューフィーダー１７によって第１回転加熱筒１１に供給された上記汚染物質ｂは、第１回転加熱筒１１の入り口付近に設けた螺旋状の送り板（図示せず）によって電熱ヒーター２５に対峙している加熱領域に移送される。この加熱領域に移送された汚染物質ｂは、第１回転加熱筒１１の内面に設けたリフター（図示せず）によってすくい上げられた後、上昇過程の途中から自然落下する。このような攪拌運動を繰り返しながら汚染物質ｂは、電熱ヒーター２５によって所定の温度（例えば、４００〜６５０℃）に加熱される。
【００２４】
一方、スクリューフィーダー１７のケーシング１８に設けた１次空気供給部１９から供給された新鮮な１次空気ｉは、並行流となって汚染物質ｂの移動する方向に並行に流れるので、汚染物質ｂに含まれている可燃分が燃焼すると共に、ダイオキシン（ＤＸＮｓ）やＰＣＢなどの有機塩素化合物の一部が１次空気ｉ中の酸素によって酸化分解される。その際、可燃分の燃焼熱は、水分の蒸発、汚染物質ｂの昇温、ダイオキシン（ＤＸＮｓ）やＰＣＢなどの有機塩素化合物の熱分解などに供される。第１回転加熱筒１１内で発生した燃焼ガスや蒸気などの排ガスｄは、中間フード１６を通って高温集塵機５に供給される。従って、第１回転加熱筒１１内で生じた排ガスｄは、第２回転加熱筒１２に流入することがなく、第２回転加熱筒１２における被処理物の加熱処理に悪影響を及ぼすことがない。
【００２５】
第１回転加熱筒１１から第２回転加熱筒１２に移送された汚染物質ｂは、出口フード２０の方向に移動するが、その間、第２回転加熱筒１２の内面に設けたリフター（図示せず）によってすくい上げられた後、上昇過程の途中から自然落下する攪拌運動を繰り返す。このような攪拌運動を繰り返しながら汚染物質ｂは、電熱ヒーター２６によって所定の温度（例えば、４５０〜６５０℃）に加熱される。
【００２６】
一方、出口フード２０に設けた２次空気供給部２１から供給された新鮮な２次空気ｊは、対向流として２次空気供給部２１から中間フード１６に向って流動するので、汚染物質ｂに含まれているダイオキシン（ＤＸＮｓ）やＰＣＢなどの有機塩素化合物が新鮮な２次空気ｊ中の酸素によって酸化分解されると共に、加熱分解される。酸化分解や加熱分解によって浄化された物質ｃは、出口フード２０の排出部２２より、既に、説明した冷却器４に供給されて急冷される。  第２回転加熱筒１２内で生じた排ガスｄ’は、第１回転加熱筒１１の排ガスｄと合流して中間フード１６から排出される。
【００２７】
なお、本発明によれば、第１回転加熱筒１１と第２回転加熱筒１２との接続部にある中間フード１６における温度低下を約５０℃程度に抑制することができるので（図４（ａ）参照。）、第２回転加熱筒１２の電熱ヒータ２６の容量を低減することが可能である。
【００２８】
以上の説明では、第１回転加熱筒１１と第２回転加熱筒１２とがそれぞれ独立に回転駆動されるが、第１回転加熱筒１１と第２回転加熱筒１２との重合部分を接続リブで接続することにより、両者を一体化させても良い。この場合、タイヤや駆動ローラの数を減少させることができる。また、加熱手段として、電熱ヒーターを用いた場合について説明したが、電熱ヒーターの代わりに灯油バーナを使用しても支障がない。
【実施例】
【００２９】
（実施例）
電熱ヒータの容量、レトルト（複合回転加熱体）の寸法、加熱処理装置の組立外径の寸法などを試算した結果を「表１」に示す。なお、試算条件は、次の通りである。
１）被処理物：ＤＸＮｓ汚染底質
２）含水率：３％
３）処理速度：２，０００ｋｇ／ｈ
４）加熱温度：５００℃
【００３０】
【表１】
2007263503.tif 000003
【００３１】
この「表１」より、加熱機後半（第２回転加熱筒）のヒーター加熱長を半分（４０００ｍｍ→２０００ｍｍ）にすることができたことが分かる。また、ヒーター容量を３５０ｋＷから２００ｋＷに削減でき、消費電力は、２００ｋＷｈから１００ｋＷｈに半減できたことが分かる。
【００３２】
また、加熱処理装置全体（第１＋第２回転加熱筒）では、ヒーター容量の約２１％、ヒーター消費電力の約２２％の削減が可能となる。また、加熱処理装置全体の組立外径も長さが７０００ｍｍから８０００ｍｍに若干長くなり、幅が５００ｍｍ広くなるものの、高さが７０００ｍｍから３０００ｍｍに半分以下に削減でき、コンパクトになることが分かった。また、メンテナンス費や架台の建設コストの削減のも効果があると予想される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る汚染物質の加熱処理装置の全体構成図である。
【図２】本発明に係る汚染物質の加熱処理装置の断面図である。
【図３】従来の汚染物質の加熱処理装置の全体構成図である。
【図４】（ａ）本発明の加熱処理装置を適用した場合の底質の温度履歴を示す図、（ｂ）従来の加熱処理装置を適用した場合の底質の温度履歴を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１１  第１回転加熱筒
１２  第２回転加熱筒
１３  複合回転加熱体
１５  第２回転加熱筒の前端開口部
１６  中間フード
１７  スクリューフィーダー
１９  １次空気供給部
２０  出口フード
２１  ２次空気供給部
【図１】
2007263503.tif 000004
【図２】
2007263503.tif 000005
【図３】
2007263503.tif 000006
【図４】
2007263503.tif 000007