(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
環境ホルモンの含有物又は汚染物(19)を１０〜３０℃の温度及び３〜５ＭＰａの圧力の液化ＣＯ2(12)で洗浄して前記環境ホルモンを前記ＣＯ2(12)に溶解する工程と、
前記環境ホルモンの溶解した液化ＣＯ2(12)に助燃剤(26)を添加する工程と、
前記助燃剤を添加した液化ＣＯ2に更に５００〜７００℃の温度及び１５〜３０ＭＰａの圧力で酸素源(27)を添加して前記環境ホルモンを系外に取り出すことなく、超臨界ＣＯ2中で前記環境ホルモンを燃焼させ分解する工程と
を含む環境ホルモンの分解方法。
【請求項２】
環境ホルモンの溶解した液化ＣＯ2(12)に助燃剤(26)とともに苛性ソーダ水溶液(28)を添加する請求項１記載の環境ホルモンの分解方法。
【請求項３】
環境ホルモンがダイオキシン類、ポリ塩化ビフェニール類、ジクロロジフェニルトリクロロエタン、トリブチル錫、ノニルフェノール、ビスフェノールＡ及びフタル酸エステル類からなる群から選ばれた１又は２以上の化学物質である請求項１又は２記載の環境ホルモンの分解方法。
【請求項４】
環境ホルモンの含有物又は汚染物(19)を１０〜３０℃の温度及び３〜５ＭＰａの圧力の液化ＣＯ2(12)で洗浄して前記環境ホルモンを前記ＣＯ2(12)に溶解する溶解槽(18)と、
前記溶解槽(18)で環境ホルモンを溶解した液化ＣＯ2(12)に助燃剤(26)を添加するタンク(24)と、
前記環境ホルモンを溶解した液化ＣＯ2(12)を５００〜７００℃の温度及び１５〜３０ＭＰａの圧力に昇温加圧する熱交換器(32)及びポンプ(31)と、
前記昇温加圧された環境ホルモンを溶解したＣＯ2(12)に酸素源(27)を添加して超臨界ＣＯ2中で前記環境ホルモンを燃焼させ分解する分解槽(33)と、
燃焼させて分解した分解物を含む超臨界ＣＯ2より液体ＣＯ2と分解残渣とに分離する分離槽(37)と
を備えた環境ホルモンの分解装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有害物質であるダイオキシン、ポリ塩化ビフェニール（ＰＣＢ）等の環境ホルモンを洗浄除去した後にこの環境ホルモンを分解処理して無害化する方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
環境ホルモンの一つであるＰＣＢを含有したもの、或いはＰＣＢで汚染されている機器などを洗浄する方法として、有機溶剤を含んだ洗浄液で洗浄する方法や、ＣＯ2等の超臨界流体を用いた洗浄方法が知られている。後者の洗浄方法として、例えば特開平７−３４０９６号公報には、ＰＣＢで汚染されたトランスを超臨界又は擬臨界状態のＣＯ2溶媒又はＣＯ2溶媒にｎ−ヘキサン等の助溶剤を添加した混合溶媒と接触させて該トランス中のＰＣＢを抽出しトランスを再生する方法が提案されている。
これらの洗浄方法では、洗浄後にＰＣＢを含む洗浄液を一旦タンクに貯蔵し保管されていた。この貯蔵されたＰＣＢを含む洗浄液は、例えば１０００〜１３００℃の高温で上記洗浄液を燃焼してＰＣＢを分解する方法や、超臨界水中で別途分解する方法等を用いて別途分解が行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このため、上記従来のＰＣＢの分解方法では、洗浄工程と分解工程とが連続して行われず、それぞれ別々に処理されているため、有害物質を管理する上で問題があった。また従来のＰＣＢの分解は極めて高温で行われるため、高温の熱分解処理中に塩化水素ガスが発生し、この塩化水素ガスが分解装置を腐食させる問題があった。また燃焼分解後の降温中の２００〜５００℃の温度領域では有害なダイオキシンが生成し易く、二次的な環境対策が必要であった。
【０００４】
本発明の目的は、環境ホルモンの含有物又は汚染物から環境ホルモンを除去した後、この環境ホルモンを連続的に分解処理して無害化する方法及びその装置を提供することにある。
本発明の別の目的は、分解装置を腐食させることなく、分解後の廃水処理及び廃ガス処理が容易である環境ホルモンの分解方法及びその装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、図１に示すように環境ホルモンの含有物又は汚染物１９を１０〜３０℃の温度及び３〜５ＭＰａの圧力の液化ＣＯ2１２で洗浄して上記環境ホルモンをＣＯ2１２に溶解する工程と、上記環境ホルモンの溶解した液化ＣＯ2１２に助燃剤２６を添加する工程と、助燃剤を添加した液化ＣＯ2に更に５００〜７００℃の温度及び１５〜３０ＭＰａの圧力で酸素源２７を添加して環境ホルモンを系外に取り出すことなく、超臨界ＣＯ2中で上記環境ホルモンを燃焼させ分解する工程とを含む環境ホルモンの分解方法である。
環境ホルモンの溶解した液化ＣＯ2に助燃剤２６を添加した後、５００〜７００℃の温度及び１５〜３０ＭＰａの圧力で酸素源２７を添加すると、超臨界状態で酸化燃焼反応が生じて環境ホルモンは化学的に分解し、無害化する。５００〜７００℃の温度での加熱は反応の初期にのみ行われ、酸化燃焼反応を生じると、この燃焼により、その後は高温に維持される。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、環境ホルモンの溶解した液化ＣＯ2１２に助燃剤２６とともに苛性ソーダ水溶液２８を添加する環境ホルモンの分解方法である。
環境ホルモンの溶解した液化ＣＯ2に助燃剤２６及び酸素源２７の他に苛性ソーダ水溶液２８を加えて超臨界状態にすると、環境ホルモンの分解の際に生じるＨＣｌを無害のＮａＣｌに変換する。これにより装置が腐食する問題は低減される。
【０００７】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明であって、環境ホルモンがダイオキシン類、ポリ塩化ビフェニール類、ジクロロジフェニルトリクロロエタン、トリブチル錫、ノニルフェノール、ビスフェノールＡ及びフタル酸エステル類からなる群から選ばれた１又は２以上の化学物質である環境ホルモンの分解方法である。
【０００８】
請求項４に係る発明は、環境ホルモンの含有物又は汚染物１９を１０〜３０℃の温度及び３〜５ＭＰａの圧力の液化ＣＯ2１２で洗浄して環境ホルモンをＣＯ2１２に溶解する溶解槽１８と、溶解槽１８で環境ホルモンを溶解した液化ＣＯ2１２に助燃剤２６を添加するタンク２４と、環境ホルモンを溶解した液化ＣＯ2１２を５００〜７００℃の温度及び１５〜３０ＭＰａの圧力に昇温加圧する熱交換器３２及びポンプ３１と、昇温加圧された環境ホルモンを溶解したＣＯ2１２に酸素源２７を添加して超臨界ＣＯ2中で環境ホルモンを燃焼させ分解する分解槽３３と、燃焼させて分解した分解物を含む超臨界ＣＯ2より液体ＣＯ2と分解残渣とに分離する分離槽３７とを備えた環境ホルモンの分解装置である。
請求項４に係る発明では、環境ホルモンの含有物又は汚染物を洗浄から分解まで一連の装置において密閉状態で処理するため、有害物質を系外に取り出すことなく無害化できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の環境ホルモンの分解方法において、環境ホルモンとはダイオキシン類、ポリ塩化ビフェニール類、ジクロロジフェニルトリクロロエタン、トリブチル錫、ノニルフェノール、ビスフェノールＡ又はフタル酸エステル類等をいう。
本発明の溶解工程では１０〜３０℃の温度及び３〜５ＭＰａの圧力の液化ＣＯ2が環境ホルモンの含有物又は汚染物を溶解するために使用される。下限値未満の温度又は下限値未満の圧力では、環境ホルモンの含有物又は汚染物の溶解が不十分となる。また上限値を越える温度又は圧力では、装置材料及び経済性の点で好ましくない。
【００１０】
本発明の添加工程では、先ず環境ホルモンの溶解した液化ＣＯ2に助燃剤を添加する。環境ホルモンの溶解した液化ＣＯ2に添加する助燃剤としてはアルコール類が好ましく、具体的にはアルコール類としてはメチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等が例示される。また、これの代替としてグリコール類、エステル類を単独で使用しても良いが、水又はアルコール類と混合することによりグリコール類、エステル類の粘度を低下させて使用しても良い。これらのアルコール類、グリコール類及びエステル類等が廃棄物を含有している場合、従来これらは焼却処理されていたが、本発明では廃アルコール類、廃エステル類及び廃グリコール類から廃棄物を除去した後、これらを助燃剤として使用しても良い。なお、エステル類は酸素供給量が不足した場合、有機酸が発生するが、この発生した有機酸は分解装置内を循環させることにより分解できる。
【００１１】
環境ホルモンの溶解した液化ＣＯ2に助燃剤とともに苛性ソーダ水溶液を添加することにより、後述する分解工程においてＣＯ2を超臨界状態にして環境ホルモンを分解する際に生じるＨＣｌを無害のＮａＣｌに変換することができる。これにより装置が腐食する問題は低減される。環境ホルモンの溶解した超臨界ＣＯ2に添加する苛性ソーダ水溶液の添加量は超臨界ＣＯ2中の環境ホルモンの溶解量に依存し、環境ホルモン中に含まれる塩素量と同当量添加することが望ましい。
【００１２】
本発明の分解工程では、この助燃剤を添加した液化ＣＯ2に更に酸素源を５００〜７００℃の温度及び１５〜３０ＭＰａの圧力で、好ましくは５５０〜６５０℃の温度及び２０〜２５ＭＰａの圧力で環境ホルモンの溶解した超臨界状態のＣＯ2に添加して、環境ホルモンを燃焼して分解させる。下限値未満の温度又は下限値未満の圧力では、環境ホルモンの含有物又は汚染物の分解が不十分となる。また上限値を越える温度又は圧力では、装置材料及び経済性の点で好ましくない。環境ホルモンの溶解した超臨界状態のＣＯ2に添加する酸素源としては過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）、酸素ガス、空気等が挙げられる。環境ホルモンの溶解した超臨界ＣＯ2に添加する酸素源の添加量は超臨界ＣＯ2中の環境ホルモンの溶解量に依存する。
【００１３】
次に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、この実施の形態では、環境ホルモンの洗浄媒体には１０〜３０℃の温度及び３〜５ＭＰａの圧力の液化ＣＯ2１２が用いられる。ボンベ１１に貯えられた液化ＣＯ2１２はバルブ１３及び熱交換器１７を通過して、溶解槽１８にその上方から導入される。溶解槽１８内には、環境ホルモンの含有物又は汚染物から構成される機器１９が支持グリッド２１上に配置される。溶解槽１８内において、液化ＣＯ2１２は１０〜３０℃の温度及び３〜５ＭＰａの圧力に保持される。上記圧力範囲の下限値未満では環境ホルモンを液化ＣＯ2に溶解する能力が不足し、また上記圧力範囲の上限値を越えても環境ホルモンの溶解能力はそれほど向上しない。溶解槽１８内で環境ホルモンの含有物又は汚染物から構成される機器１９と接触した液化ＣＯ2は機器１９に良く浸透し環境ホルモンを確実に溶解する。環境ホルモンが溶解した液化ＣＯ2は機器１９から効率よく抽出されて溶解槽１８から取り出され、バルブ２２を介してタンク２４に送られる。
【００１４】
このタンク２４には分解のための助燃剤２６としてエチルアルコール等のアルコール類及び苛性ソーダ水溶液２８が導入され、環境ホルモンが溶解した液化ＣＯ2と均一に混合される。この混合液はバルブ２９を介してポンプ３１に送られ、ここで高圧にされ、更に熱交換器３２で加熱され、超臨界状態になって分解槽３３に導入される。同時に分解槽３３には過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）、酸素ガス、空気等の酸素源２７が導入される。その結果、分解槽３３内は洗浄工程と比較してより高温でより高圧の超臨界状態、例えば５００〜７００℃の温度で１５〜３０ＭＰａの圧力に維持される。液化ＣＯ2に溶解した環境ホルモンはこの分解槽３３内で助燃剤２６及び酸素源２７により燃焼反応を起こして分解する。この燃焼反応によって発生する熱源により分解槽３３内の温度を維持するため分解工程における加熱は熱交換器３２による加熱のみでよい。この環境ホルモンの燃焼反応の結果、塩化水素（ＨＣｌ）ガスが発生するが、苛性ソーダ水溶液２８によりこのＨＣｌガスは中和され無害のＮａＣｌとして回収される。このように環境ホルモンを燃焼させた場合でも塩素の化合物であるＨＣｌを除去できるので、従来の分解方法のように有害なダイオキシンを発生するおそれがない。環境ホルモンが分解した後の液化ＣＯ2とＮａＣｌを含む反応残渣は分解槽３３から取り出され、バルブ３４を介して冷却器３６で冷却された後、分離槽３７に送られる。この分離槽３７で超臨界ＣＯ2は減圧及び冷却により液体状態となり、ＮａＣｌを含む反応残渣３８と分離される。分離された液化ＣＯ2は環境ホルモンの溶解用としてボンベ１１に送られてリサイクルされる。また分離槽３７からはＮａＣｌを含む反応残渣３８が回収される。
【００１５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明には次の優れた効果がある。
(1) 有害物質である環境ホルモンを洗浄から、燃焼分解処理まで密閉状態で連続して処理することができる。
(2) 従来の１０００℃以上の高温の熱分解処理に比べて、比較的処理温度が低く、エネルギーコストを低減できる。
(3) 環境ホルモンの溶解した液化ＣＯ2に更に苛性ソーダ水溶液を添加すれば、環境ホルモンの分解の際に生じるＨＣｌをＮａＣｌに変換して回収することができる。この結果、従来の分解方法と異なり、分解装置をＨＣｌで腐食させることなく、かつ有害なダイオキシンを発生させず、廃水処理及び廃ガス処理が簡便となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の環境ホルモンで汚染された機器の洗浄と洗浄後の環境ホルモンの分解処理を行う装置の構成図。
【符号の説明】
１１  液化ＣＯ2タンク
１２  液化ＣＯ2
１８  溶解槽
１９  環境ホルモンで汚染された機器
２４  タンク
２６  助燃剤
２７  酸素源
２８  苛性ソーダ水溶液
３１  ポンプ
３２  熱交換器
３３  分解槽
３７  分離槽
３８  ＮａＣｌを含む反応残渣
【図１】
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