(57)【要約】  【課題】  重質油等の揮発性有機化合物を含む汚染土壌を、好適に加熱浄化処理する汚染土壌の加熱浄化装置を提供することにある。  【解決手段】  汚染土壌を加熱して浄化処理する土壌加熱用ロータリーキルン１の排気煙道７の下流で排ガス中のダストを集塵機９、１０で捕捉し、捕捉したダストを加熱してダスト中の揮発性有機化合物を浄化処理するダスト加熱用ロータリーキルン１８を集塵機９、１０に接続して配設している。そして、該ダスト加熱用ロータリーキルン１８の排気煙道２７の下流の途中にサイクロン式集塵機２９を介在させて高沸点のタール分を燃焼分解する小型脱臭炉３０を配設している。また、土壌加熱用ロータリーキルン１から排出される高温土壌を冷却するように土壌冷却ドラム３３を配設し、小型脱臭炉３０の排気煙道４０を前記土壌冷却ドラム３３に連結し、さらに、該土壌冷却ドラム３３の排気煙道４１の下流にバグフィルター式集塵処理機４３を配設している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染土壌を加熱して浄化処理する土壌加熱用ロータリーキルンと、該土壌加熱用ロータリーキルンの排気煙道の下流で排ガス中のダストを捕捉する集塵機と、この集塵機の下流で排ガス中の揮発性有機化合物を燃焼分解する脱臭炉とを備えた汚染土壌の加熱浄化装置であって、
前記集塵機で捕捉したダストを加熱してダスト中の揮発性有機化合物を浄化処理するダスト加熱用ロータリーキルンを前記集塵機と接続して配設するとともに、該ダスト加熱用ロータリーキルンの排気煙道の下流の途中にサイクロン式集塵機を介在させて、捕捉したダスト中の高沸点のタール分を燃焼分解する小型脱臭炉をさらに配設したことを特徴とする汚染土壌の加熱浄化装置。
【請求項２】
土壌加熱用ロータリーキルンから排出される高温土壌を冷却するように土壌冷却ドラムを配設し、捕捉したダスト中の高沸点のタール分を燃焼分解する小型脱臭炉の排気煙道を前記土壌冷却ドラムに連結するとともに、該土壌冷却ドラムの排気煙道の下流にバグフィルター式集塵処理機を配設したことを特徴とする請求項１に記載の汚染土壌の加熱浄化装置。
【請求項３】
土壌冷却ドラムの下流のバグフィルター式集塵処理機の手前の排気煙道に脱臭炉からの排ガスの所定量を導入するように接続して、バグフィルター式集塵処理機へ導入する排ガスの温度を適温に調整するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の汚染土壌の加熱浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽油、重油などの油分を含んだ揮発性有機化合物を含む汚染土壌の加熱浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、産業活動にともなって事業所の敷地内やその周辺地域の土壌が油などの揮発性汚染物質の廃液によって汚染され、その土壌の地下を流れる地下水にまで汚染が及んでいるといったことが問題となっている。このように汚染された土壌を処理するために、その土壌を加熱して土壌にしみ込んでいる揮発性有機化合物を揮発分離又は分解させて土壌の浄化処理を行っている。
【０００３】
例えば、特開２００３−８０２２９号公報には、土壌加熱用ロータリーキルンを利用して汚染土壌を加熱浄化することを開示しており、土壌加熱用ロータリーキルンの下流に集塵機及び排ガス中の揮発性有機化合物を燃焼分解する脱臭炉を備えるとともに、前記集塵機にて捕捉したダストにも多量の揮発性有機化合物が含まれていることから、このダストを加熱浄化するダスト加熱用ロータリーキルンを備えてこのダスト加熱用ロータリーキルンでダストを加熱して浄化処理し、その排ガスを集塵機に還元して飛散する微粒分を捕捉できるようにしている。
【０００４】
ところで、ダスト加熱用ロータリーキルンでダスト中の揮発性有機化合物を燃焼しつくすには高温にさらす必要があり、このときには排ガス温度が４００℃程度の高温となり、通常採用されている耐熱２００℃程度のフィルターを採用した集塵機に還元することができないために、耐熱温度の高いセラミックフィルターを採用した専用の集塵機を別途設置する必要があった。
【特許文献１】特開２００３−８０２２９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、前記セラミックフィルターは、高価であるとともに、重質油の汚染土壌の浄化処理時にダスト加熱用ロータリーキルンで揮発性有機化合物を含むダストを高温にさらしても、高沸点のタール分が燃焼しつくさずに集塵機へと流れ、タール分がフィルターに付着することとなって、火災の要因となるという問題があった。そのため、揮発性有機化合物を含む汚染土壌を好適に加熱浄化する汚染土壌の加熱浄化装置を提供することが課題であった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記のような点に鑑みたもので、上記の課題を解決するために、汚染土壌を加熱して浄化処理する土壌加熱用ロータリーキルンと、該土壌加熱用ロータリーキルンの排気煙道の下流で排ガス中のダストを捕捉する集塵機と、この集塵機の下流で排ガス中の揮発性有機化合物を燃焼分解する脱臭炉とを備えた汚染土壌の加熱浄化装置であって、前記集塵機で捕捉したダストを加熱してダスト中の揮発性有機化合物を浄化処理するダスト加熱用ロータリーキルンを前記集塵機と接続して配設するとともに、該ダスト加熱用ロータリーキルンの排気煙道の下流の途中にサイクロン式集塵機を介在させて、捕捉したダスト中の高沸点のタール分を燃焼分解する小型脱臭炉をさらに配設したことを特徴とする汚染土壌の加熱浄化装置を提供するにある。
【０００７】
また、土壌加熱用ロータリーキルンから排出される高温土壌を冷却するように土壌冷却ドラムを配設し、捕捉したダスト中の高沸点のタール分を燃焼分解する小型脱臭炉の排気煙道を前記土壌冷却ドラムに連結するとともに、該土壌冷却ドラムの排気煙道の下流にバグフィルター式集塵処理機を配設したことを特徴とする汚染土壌の加熱浄化装置を提供するにある。
【０００８】
さらに、土壌冷却ドラムの下流のバグフィルター式集塵機の手前の排気煙道に脱臭炉からの排ガスの所定量を導入するように接続して、バグフィルター式集塵処理機へ導入する排ガスの温度を適温に調整するようにしたことを特徴とする汚染土壌の加熱浄化装置を提供するにある。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る請求項１記載の汚染土壌の加熱浄化装置にあっては、土壌加熱用ロータリーキルンの排気煙道の下流で排ガス中のダストを捕捉する集塵機で捕捉したダストを加熱してダスト中の揮発性有機化合物を浄化処理するダスト加熱用ロータリーキルンを前記集塵機と接続して配設するとともに、該ダスト加熱用ロータリーキルンの排気煙道の下流の途中にサイクロン式集塵機を介在させて、捕捉したダスト中の高沸点のタール分を燃焼分解する小型脱臭炉をさらに配設したので、ダスト加熱用ロータリーキルンで燃焼分解せずに排ガスにともなって導出される高沸点のタール分を小型脱臭炉にて燃焼分解することができ、従来のように高価なセラミックフィルターを備えた集塵機も不要で、集塵機での火災の発生も生じることもなく、揮発性有機化合物を含む汚染土壌を好適に加熱浄化処理できる。
【００１０】
また、本発明に係る請求項２記載の汚染土壌の加熱浄化装置にあっては、土壌加熱用ロータリーキルンから排出される高温土壌を冷却するように土壌冷却ドラムを配設し、捕捉したダスト中の高沸点のタール分を燃焼分解する小型脱臭炉の排気煙道を前記土壌冷却ドラムに連結するとともに、該土壌冷却ドラムの排気煙道の下流にバグフィルター式集塵処理機を配設したので、小型脱臭炉を通過した高温排ガスを土壌冷却ドラムによって冷却して、通常の耐熱温度の安価なフィルターを備えた集塵機を通過させることができ、高温排ガスを都合良く処理できる。
【００１１】
さらに、本発明に係る請求項３記載の汚染土壌の加熱浄化装置にあっては、土壌冷却ドラムの下流のバグフィルター式集塵処理機の手前の排気煙道に脱臭炉からの排ガスの所定量を導入するように接続し、バグフィルター式集塵処理機へ導入する排ガスの温度を適温に調整するようにしたので、土壌冷却ドラムを通過した排ガスの温度が下がりすぎても、バグフィルター式集塵処理機に導入する排ガスの温度を適温に調整でき、排ガスの温度が低すぎることによって集塵処理機内で露結を生じさせることもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の汚染土壌の加熱浄化装置は、汚染土壌を加熱して浄化処理する土壌加熱用ロータリーキルンと、該土壌加熱用ロータリーキルンの排気煙道の下流で排ガス中のダストを捕捉する集塵機と、この集塵機の下流で排ガス中の揮発性有機化合物を燃焼分解する脱臭炉とを備えた汚染土壌の加熱浄化装置であって、前記集塵機で捕捉したダストを加熱してダスト中の揮発性有機化合物を浄化処理するダスト加熱用ロータリーキルンを前記集塵機と接続して配設するとともに、該ダスト加熱用ロータリーキルンの排気煙道の下流の途中にサイクロン式集塵機を介在させて、捕捉したダスト中の高沸点のタール分を燃焼分解する小型脱臭炉をさらに配設したことを特徴とする汚染土壌の加熱浄化装置を特徴としている。
【００１３】
汚染土壌の加熱浄化装置は、図１のように軽油や重油等の揮発性有機化合物によって汚染された土壌を掘削したものを土壌加熱用ロータリーキルン１等で加熱して浄化処理するものであって、その土壌加熱用ロータリーキルン１の内周部に多数の掻き上げ羽根を周設した円筒状のドラム２を機台３上に回転自在に傾斜支持して、所定の駆動装置により所定の速度で回転駆動するようにしている。
【００１４】
そして、そのドラム２の一端部のホットホッパ４に配設したバーナ５よりドラム２内に熱風を送り込む一方、他端部のコールドホッパ６に連結した排気煙道７に介在させた排風機８によって排ガスを吸引して、ドラム２内を通過する高温ガス流を維持している。
【００１５】
そして、その排ガスを排気煙道７に接続したサイクロン式集塵機９、バグフィルター式集塵機１０に導入して排ガス中のダストを捕捉するようにし、さらに集塵機１０の下流の脱臭炉１１で排ガス中の揮発性有機化合物を燃焼分解して煙突１２から放出するようにしている。
【００１６】
前記脱臭炉１１には、一端に炉内温度を所定値に維持するためのバーナ１３を備えており、炉内に導入する排ガスを高温雰囲気にさらし、排ガス中に含まれる油などの揮発性汚染物質を燃焼分解するようにしている。脱臭炉１１は、揮発性汚染物質が完全に燃焼分解できるように、炉内温度を例えば略７５０℃以上の高温を維持するようにバーナ１３の燃焼量をコントロールするとともに、排ガスが炉内を通過するのに少なくとも１〜２秒以上かかる程度の炉長を確保することが好ましい。
【００１７】
また、脱臭炉１１の導入前にはクロスフローの熱交換器１４を接続して、脱臭炉１１からの排ガスと加熱用ロータリキルン１からの排ガスとを熱交換させ、加熱用ロータリーキルン１からの排ガスの温度を高めてから脱臭炉１１に導入させて脱臭炉１１のバーナ１３の燃焼量の削減をはかっている。さらに燃焼用空気供給ファン１５から脱臭炉１１のバーナ１３へ供給する燃焼用空気の供給路にも熱交換器１６を配設して燃焼用空気の予熱をはかっている。
【００１８】
そしてまた、粒度別に新規骨材を貯蔵している骨材ホッパ群から骨材を所定量ずつ払い出し、払い出した骨材をベルトコンベヤを介して土壌加熱用ロータリーキルン１のコールドホッパ６側からドラム２内に送り込み、掻き上げ羽根で掻き上げながらドラム２内を転動流下させる間に高温ガス流と接触させ、所望温度まで昇温させてホットホッパ４側より点線で示したように排出している。
【００１９】
またさらに、サイクロン式集塵機９で捕捉したダストには多量の揮発性汚染物質が含まれており、このダストを浄化処理させるためにフィーダー１７を介してダスト加熱用ロータリーキルン１８に送給するようにしている。また、バグフィルター式集塵機１０で捕捉したダストをブロア１９によってサイクロン式集塵機２０へと送り込み、捕捉したダストをフィーダー２１を介してダスト加熱用ロータリーキルン１８に送給するようにしている。
【００２０】
このダスト加熱用ロータリーキルン１８は、土壌加熱用ロータリーキルン１と略同構造で、内周部に多数の掻き上げ羽根を周設した円筒状のドラム２２を機台２３上に回転自在に傾斜支持し、駆動装置により所定の速度で回転させるようにしている。
【００２１】
そして、前記ドラム２２の一端部のダストを受給するホットホッパ２４側にバーナ２５を備え、他端部のコールドホッパ２６に連結した排気煙道２７に介在させた排風機２８によってバーナ２５から送り込む熱風を吸引してドラム２２内を通過する高温ガス流を維持し、集塵機９、１０で捕捉したダストをホットホッパ２４からドラム２２内に投入し、ドラム２２内を転動流下させる間にダストを加熱するようにしている。
【００２２】
また、ドラム２２のコールドホッパ２６に連結した排気煙道２７の下流の途中に小型のサイクロン式集塵機２９を接続して、さらに高沸点のタール分を燃焼分解させる小型脱臭炉３０を接続し、ダスト加熱用ロータリーキルン１８で燃焼分解せずに排ガスにともなって導出される高沸点のタール分を完全に燃焼分解できるようにしている。この小型脱臭炉３０は、コストを低下するための小型容量としているが、前記した脱臭炉１１と同様に炉内温度を略７５０℃以上の高温を維持するようにバーナ３１の燃焼量をコントロールするとともに、排ガスが炉内を通過するのに好ましくは１〜２秒以上かかる程度の炉長を確保するようにしている。
【００２３】
また、ダスト加熱用ロータリーキルン１８で加熱浄化して高温になった土壌を垂直エレベータ３２を介して土壌冷却ドラム３３に供給して取り扱いやすい温度まで冷却するようにしている。さらに、サイクロン式集塵機２９、小型脱臭炉３０で捕捉したダストもフィーダ３４を介して垂直エレベータ３２に供給し、土壌冷却ドラム３３へと送り込んで冷却するようにしている。
【００２４】
前記土壌冷却ドラム３３は、内周部に多数の掻き上げ羽根（図示せず）を周設した円筒状のドラム３５を機台３６上に回転自在に傾斜支持し、駆動装置（図示せず）により所定速度で回転させるようにしている。そして、ドラム３５の一端部の投入ホッパ３７側には水噴霧ノズル３８を備えて、ドラム３５内に投入した高温土壌を掻き上げ羽根によって転動流下させる間に水を噴霧し、適当に湿潤、冷却して取り扱いに適した状態として排出ホッパ３９側から順次排出するようにしている。
【００２５】
また、小型脱臭炉３０の排気煙道４０は前記土壌冷却ドラム３３に連結されており、小型脱臭炉３０の排ガスは土壌冷却ドラム３３の排気煙道４１の下流の排風機４２によって吸引されてドラム３５内を通過する間に冷却されてガス温度が低下する。また、排気煙道４１にはバグフィルター式集塵処理機４３を配設して、ドラム３５から飛散する微粒分を捕捉し、清浄となった排ガスを煙突４４から放出している。なお、集塵機４３にて捕捉した微粒分はブロア４５にて土壌冷却ドラム３３へと戻して回収している。
【００２６】
また、前記した脱臭炉１１の排気煙道４６から分岐ダクト４７を分岐して上記したバグフィルター式集塵処理機４３の手前の排気煙道４１にダンパー４８を介して風量調整可能に導き、土壌冷却ドラム３５を通過した排ガスの温度が下がりすぎても、バグフィルター式集塵処理機４３に導入する排ガスの温度を適温に調整でき、排ガスの温度が低すぎることによって集塵処理機内で露結を生じないようにしている。
【００２７】
しかして、汚染土壌を浄化処理するときには、先ず前処理装置である篩や磁選機でオーバーサイズのものや異物を除去し、ベルトコンベヤ等を介して土壌加熱用ロータリーキルン１に投入し、バーナ５からの熱風にさらして汚染土壌を所定温度まで加熱する。この加熱によって汚染土壌中の揮発性汚染物質は、揮発分離、または燃焼分解させられる一方、ドラム２内を通過するガス流に乗って土壌中の揮発性汚染物質を多く含むダストが土壌加熱用ロータリーキルン１の下流へと飛散して汚染土壌の浄化が行われる。
【００２８】
すなわち、土壌加熱用ロータリーキルン１から導出される排ガスは、集塵機９、１０へと導かれて汚染物質を多く含むダストが捕捉される。バグフィルター式集塵機１０を通過した排ガスは、さらに脱臭炉１１へと導かれて炉内の高温雰囲気にさらされ、排ガス中に残る揮発性汚染物質が完全に燃焼分解される。
【００２９】
一方、集塵機９、集塵機１０を捕捉された多量の汚染物質を含むダストは、ダスト加熱用ロータリーキルン１８に供給され、ドラム２２内を転動流下する間にバーナ２５の高温の熱風にさらされ、ダスト中の揮発性汚染物質が燃焼分解されて浄化される。また、ダスト加熱用ロータリーキルン１８からの排ガスは小型のサイクロン式集塵機２９を通過して小型脱臭炉３０へと導入され、ダスト加熱用ロータリーキルン１８で燃焼分解せずに排ガスにともなって導出される高沸点のタール分が完全に燃焼分解され、従来のように高価なセラミックフィルターを備えた集塵機も不要で、集塵機での火災の発生も生じることもなく、揮発性有機化合物を含む汚染土壌を好適に加熱浄化処理できる。
【００３０】
このように、汚染土壌は、土壌加熱用ロータリーキルン１で浄化処理される一方、排ガス中の汚染物質を含むダストは集塵機９、１０にて捕捉され、集塵機９、１０で捕捉されなかった汚染物質は脱臭炉１１にて燃焼分解され、集塵機９、１０で捕捉されたダストはダスト加熱用ロータリーキルン１８で燃焼分解され、ダスト加熱用ロータリーキルン１８でも燃焼分解せずに排ガスにともなって導出される高沸点のタール分を小型脱臭炉３０で完全に燃焼分解できるので、汚染土壌はほぼ完全に浄化処理できる。
【００３１】
そしてまた、土壌加熱用ロータリーキルン１から排出される加熱土壌と、ダスト加熱用ロータリーキルン１８から排出される加熱ダストは、土壌冷却ドラム３３に供給され、ドラム３５内を転動流下する間に水噴霧ノズル３８から水を噴霧されて冷却される。
【００３２】
この水噴霧ノズル３８から噴霧する水量は、土壌冷却ドラム３３へ投入する土壌の量と温度とを適宜検出手段によって検出し、最適な水量を決定して噴霧するようにすると、投入する土壌の量や温度が変化しても加湿過多による付着や詰まりを防止できると共に、加湿不足による粉塵の発生も防止できて好ましい。
【００３３】
このように、土壌加熱用ロータリーキルン１で加熱した土壌と、ダスト加熱用ロータリーキルン１８で加熱したダストを土壌冷却ドラム３３によって適宜冷却するので、取り扱いやすい状態となって処理しやすくなる。そのため、処理土壌が適当な温度まで冷却されるとともに、埃が出にくい程度にまで含水率が高まって取り扱いやすい状態となり、コンベヤ４９等によって工場内の所定の堆積場所等に難なく搬送することができ、汚染土壌の加熱浄化処理を行うのに好適な装置となる。
【００３４】
また、土壌加熱用ロータリーキルン１から排出される高温土壌を冷却するように土壌冷却ドラム３３を配設し、小型脱臭炉３０の排気煙道４０を前記土壌冷却ドラム３３に連結して、該土壌冷却ドラム３３の排気煙道４１の下流にバグフィルター式集塵処理機４３を配設することによって、小型脱臭炉３０を通過した高温排ガスを土壌冷却ドラム３３で冷却して通常の耐熱温度の安価なフィルターを備えたバグフィルター式集塵処理機４３を通過させることができ、高温排ガスを都合良く処理できる。
【００３５】
さらに、土壌冷却ドラム３３の下流のバグフィルター式集塵処理機４３の手前の排気煙道４１に脱臭炉１１からの排ガスの所定量を導入するように接続し、バグフィルター式集塵処理機４３へ導入する排ガスの温度を適温に調整することによって、土壌冷却ドラム３３を通過した排ガスの温度が下がりすぎても、バグフィルター式集塵処理機４３に導入する排ガスの温度を適温に調整でき、排ガスの温度が低すぎることによって集塵処理機４３内で露結を生じさせないようにできる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る汚染土壌浄化装置の一実施例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００３７】
１…土壌加熱用ロータリーキルン      ９、１０…集塵機        １１…脱臭炉
１８…ダスト加熱用ロータリーキルン  ２９…サイクロン式集塵機  ３０…小型脱臭炉
３３…土壌冷却ドラム                ４３…バグフィルター式集塵処理機
【図１】
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