(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
煙突または煙道の入口および出口を密封して、前記煙突または煙道内に閉鎖空間を形成し、該閉鎖空間内の温度を、前記煙突または煙道内に存在するダイオキシン類が分解される温度まで上昇させる煙突・煙道内の浄化方法であって、
前記煙突または煙道内の温度を上昇させるに際しては、前記閉鎖空間内の酸素濃度を２％以下に保った状態で、３５０〜４００℃に保った窒素ガスを流入させるとともに、該窒素ガスが化学変化することにより発生する分解ガスを前記閉鎖空間内から吸引することを特徴とする煙突・煙道内の浄化方法。
【請求項２】
煙突または煙道の入口および出口を密封して、前記煙突または煙道内に閉鎖空間を形成し、該閉鎖空間内の温度を、前記煙突または煙道内に存在するダイオキシン類が分解される温度まで上昇させる煙突・煙道内の浄化方法であって、
前記煙突または煙道内の温度を上昇させるに際しては、前記閉鎖空間内に加熱した水素ガスを流入させ、前記閉鎖空間内の温度を８５０℃にまで加熱するとともに、該水素ガスが化学変化することにより発生する分解ガスを前記閉鎖空間内から吸引することを特徴とする煙突・煙道内の浄化方法。
【請求項３】
煙突または煙道の入口および出口を密封して、前記煙突または煙道内に閉鎖空間を形成し、該閉鎖空間内の温度を、前記煙突または煙道内に存在するダイオキシン類が分解される温度まで上昇させる煙突・煙道内の浄化方法であって、
前記煙突または煙道内の温度を上昇させるに際しては、前記閉鎖空間内に加熱した空気を流入させ、前記閉鎖空間内の温度を８５０℃以上に加熱するとともに、該空気が化学変化することにより発生する分解ガスを前記閉鎖空間内から吸引することを特徴とする煙突・煙道内の浄化方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の煙突・煙道内の浄化方法であって、
前記煙突または煙道内の温度を上昇させるにあたっては、あらかじめ、前記煙突または煙道の壁部の一部を試料として採取し、該試料により、前記壁部における前記ダイオキシン類による汚染領域の厚さ寸法を特定するとともに、前記試料を採取することにより形成された穴の内部に、前記壁部が厚みを有する方向に複数の温度センサーを配列しておき、
前記煙突または煙道内の温度を上昇させる際に、該煙突または煙道内における少なくとも前記汚染領域内の温度が、ダイオキシン類が分解される温度まで上昇したことを、前記温度センサーにより確認することを特徴とする煙突・煙道内の浄化方法。
【請求項５】
煙突・煙道内を浄化するための装置であって、
加熱ガスを生成する加熱ガス生成装置と、
該加熱ガスがダイオキシン類と化学反応することにより生成された分解ガスを処理するための分解ガス処理装置と、
前記加熱ガス生成装置と前記煙突または煙道とを接続する供給管と、
前記煙突または煙道と前記分解ガス処理装置とを接続する吸引管とを備えてなり、
前記煙突または煙道の入口および出口が、密閉用治具によりそれぞれ密閉され、
前記密閉用治具のいずれか一方に前記煙突または煙道の内外を連通する第一の連通孔が設けられるとともに、前記密閉用治具のいずれか一方または他方に前記煙突または煙道の内外を連通する第二の連通孔が設けられ、
前記供給管は、その一端が前記加熱ガス生成装置に接続されるとともに、他端が前記第一の連通孔内に挿通され、
前記吸引管は、その一端が前記第二の連通孔内に挿通されるとともに、他端が前記分解ガス処理装置に対して接続されていることを特徴とする煙突・煙道内の浄化装置。
【請求項６】
請求項５記載の煙突・煙道内の浄化装置であって、
一端が前記供給管の一端に接続され、他端が前記煙突または煙道内の上部に至るように配置された加熱ガス移送管を備えてなり、
前記吸引管の一端は、前記煙突または前記煙道内の下部に配置されていることを特徴とする煙突・煙道内の浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイオキシン類によって汚染された煙突・煙道を浄化するための方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、煙突・煙道などの排煙設備中に堆積しているダイオキシン類が問題となっている。すなわち、煙突・煙道の解体にあたっては、ダイオキシン類を無害化処理して埋め立てなければならず、また、汚染された排煙設備等をそのまま使用すると、集積しているダイオキシン類が排煙に混入し外部に漏れる可能性がある。
【０００３】
一般に、煙突等の内側には、耐熱性を向上させるためのアスベストやレンガなどが配置されているが、この部分に集積したダイオキシン類は、従来、ライニングの一部を切削するなどして除去していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようにしてライニングの一部を除去することについては、▲１▼切削に伴う粉塵の発生によってダイオキシン類が揮発し、周囲を汚染する可能性があること、▲２▼切削中に発生する熱によってダイオキシン類が揮発し、周囲を汚染する可能性があること、▲３▼切削中に発生する粉塵の飛散防止を目的として水を噴霧する場合に、スラッジや水が外部に漏れだして周囲を汚染する可能性があること、などの問題点があった。
【０００５】
なお、ダイオキシン類の分解技術に関しては、特開平５−１０４０７３号に開示された技術を始め、さまざまな方法が提案されており、特に熱分解による方法にその優秀性が確認されている。それらの方法のうち、縦型炉を利用する方法は、比較的簡単に低コストでダイオキシン類が分解できるとされている。問題は、安全に汚染部分を集める方法がない点にある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、煙突や煙道内のダイオキシン類を除去・浄化するにあたって、周囲を汚染する可能性が少なく、なおかつ、安全に作業を行うことが可能な煙突・煙道内の浄化方法および装置を提供することを課題とする。
【０００９】
【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においては以下の手段を採用した。
すなわち、請求項１記載の煙突・煙道内の浄化方法は、煙突または煙道の入口および出口を密封して、前記煙突または煙道内に閉鎖空間を形成し、該閉鎖空間内の温度を、前記煙突または煙道内に存在するダイオキシン類が分解される温度まで上昇させる煙突・煙道内の浄化方法であって、
前記煙突または煙道内の温度を上昇させるに際しては、前記閉鎖空間内の酸素濃度を２％以下に保った状態で、３５０〜４００℃に保った窒素ガスを流入させるとともに、該窒素ガスが化学変化することにより発生する分解ガスを前記閉鎖空間内から吸引することを特徴としている。
【００１０】
請求項２記載の煙突・煙道内の浄化方法は、煙突または煙道の入口および出口を密封して、前記煙突または煙道内に閉鎖空間を形成し、該閉鎖空間内の温度を、前記煙突または煙道内に存在するダイオキシン類が分解される温度まで上昇させる煙突・煙道内の浄化方法であって、
前記煙突または煙道内の温度を上昇させるに際しては、前記閉鎖空間内に加熱した水素ガスを流入させ、前記閉鎖空間内の温度を８５０℃にまで加熱するとともに、該水素ガスが化学変化することにより発生する分解ガスを前記閉鎖空間内から吸引することを特徴としている。
【００１１】
請求項３記載の煙突・煙道内の浄化方法は、煙突または煙道の入口および出口を密封して、前記煙突または煙道内に閉鎖空間を形成し、該閉鎖空間内の温度を、前記煙突または煙道内に存在するダイオキシン類が分解される温度まで上昇させる煙突・煙道内の浄化方法であって、
前記煙突または煙道内の温度を上昇させるに際しては、前記閉鎖空間内に加熱した空気を流入させ、前記閉鎖空間内の温度を８５０℃以上に加熱するとともに、該空気が化学変化することにより発生する分解ガスを前記閉鎖空間内から吸引することを特徴としている。
【００１２】
これら請求項１から３の発明においては、煙突・煙道の密閉性と耐熱性を生かして、煙突・煙道内のダイオキシン類を、原位置において分解処理することができるとともに、良好に煙突・煙道内に堆積したダイオキシン類を分解することが可能である。
【００１３】
請求項４記載の煙突・煙道内の浄化方法は、請求項１から３のいずれかに記載の煙突・煙道内の浄化方法であって、
前記煙突または煙道内の温度を上昇させるにあたっては、あらかじめ、前記煙突または煙道の壁部の一部を試料として採取し、該試料により、前記壁部における前記ダイオキシン類による汚染領域の厚さ寸法を特定するとともに、前記試料を採取することにより形成された穴の内部に、前記壁部が厚みを有する方向に複数の温度センサーを配列しておき、前記煙突または煙道内の温度を上昇させる際に、該煙突または煙道内における少なくとも前記汚染領域内の温度が、ダイオキシン類が分解される温度まで上昇したことを、前記温度センサーにより確認することを特徴としている。
【００１４】
このような構成により、煙突・煙道内におけるダイオキシン類の汚染領域を確定することができるとともに、この汚染領域内においてダイオキシン類が熱分解される温度を確実に実現することができる。
【００１５】
請求項５記載の煙突・煙道内の浄化装置は、煙突・煙道内を浄化するための装置であって、
加熱ガスを生成する加熱ガス生成装置と、
該加熱ガスがダイオキシン類と化学反応することにより生成された分解ガスを処理するための分解ガス処理装置と、
前記加熱ガス生成装置と前記煙突または煙道とを接続する供給管と、
前記煙突または煙道と前記分解ガス処理装置とを接続する吸引管とを備えてなり、
前記煙突または煙道の入口および出口が、密閉用治具によりそれぞれ密閉され、
前記密閉用治具のいずれか一方に前記煙突または煙道の内外を連通する第一の連通孔が設けられるとともに、前記密閉用治具のいずれか一方または他方に前記煙突または煙道の内外を連通する第二の連通孔が設けられ、
前記供給管は、その一端が前記加熱ガス生成装置に接続されるとともに、他端が前記第一の連通孔内に挿通され、
前記吸引管は、その一端が前記第二の連通孔内に挿通されるとともに、他端が前記分解ガス処理装置に対して接続されていることを特徴としている。
【００１６】
このような構成により、加熱ガス生成装置により生成した加熱ガスを、密閉用治具により密閉された煙突・煙道内の空間に供給し、さらに、煙突・煙道内において発生した分解ガスを吸引して分解ガス処理装置において分解することができる。
【００１７】
請求項６記載の煙突・煙道内の浄化装置は、請求項５記載の煙突・煙道内の浄化装置であって、
一端が前記供給管の一端に接続され、他端が前記煙突または煙道内の上部に至るように配置された加熱ガス移送管を備えてなり、
前記吸引管の一端は、前記煙突または前記煙道内の下部に配置されていることを特徴としている。
【００１８】
このような構成により、供給された加熱ガスの比重が、該加熱ガスとダイオキシン類との化学反応によって形成された分解ガスの比重に比べて小さい場合に、煙突・煙道内において良好に気体の循環を行うことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施の形態を模式的に示す図であり、図中、符号１は浄化装置を示す。
【００２０】
この浄化装置１は、煙突２に対して適用されたものであり、加熱ガスを生成する加熱ガス生成装置３と、加熱ガスを加熱ガス生成装置３から煙突２内に供給するための供給管４と、煙突２内に供給された加熱ガスが煙突２内のダイオキシン類と化学反応することにより生成された分解ガスを煙突２から吸引するための吸引管５と、吸引管５に接続された分解ガス処理装置６とを備えた構成となっている。
【００２１】
また、煙突２の上部２ａに位置する排煙口８と、下部２ｂに位置する送煙口９には、上部密閉用治具１０と下部密閉用治具１１とがそれぞれ取り付けられている。これらのうち、下部密閉用治具１１には、図２に拡大して示すように、第一および第二の連通孔１２，１３が設けられており、供給管４の端部４ａおよび吸引管５の端部５ａがこれら第一および第二の連通孔１２，１３に対して挿通されている。また、供給管４の端部４ａには、加熱ガス移送管１４の一端１４ａが接続されている。この加熱ガス移送管１４は、煙突２の内部に位置させて設けられたものであり、また、図１に示すように、その他端１４ｂが煙突２の上部２ａにまで至るように配置されている。
【００２２】
なお、浄化装置１が適用される煙突２は、図３に拡大して示すように、その壁部２ｃの内側にアスベストからなるライニング材１６が配置された構成となっている。
【００２３】
次に、浄化装置１を利用した煙突２内の浄化方法について説明する。
まず煙突２に対して浄化装置１を取り付ける。これには、煙突２の内部に加熱ガス移送管１４を配置し、煙突２の排煙口８を上部密閉用治具１０により密閉する。
【００２４】
続いて、煙突２の送煙口９に下部密閉用治具１１を配置する。この際、下部密閉用治具１１の第一の連通孔１２に対して、供給管４の端部４ａを取り付けておく。また、供給管４の端部４ａを加熱ガス移送管１４の一端１４ａに対して接続しておく。さらに、下部密閉用治具１１の第二の連通孔１３に対して吸引管５の端部５ａを取り付ける。これにより、煙突２の入口と出口が密閉され、煙突２の内部には閉鎖空間Ｓ（図１参照）が形成される。また、供給管４および吸引管５を、加熱ガス生成装置３および分解ガス処理装置６に対してそれぞれ接続しておく。
【００２５】
また、これらの作業を行う一方で、図４に示すように、煙突２の壁部２ｃの一部をくりぬいて採取する。採取された壁部２ｃの一部は、煙突２におけるダイオキシン類の汚染領域Ｐ（図４参照）の厚さ寸法を特定するための試料として用いる。これは、煙突２においては、ライニング材１６だけでなく壁部２ｃの一部も排煙中のダイオキシン類によって汚染されている可能性が高いため、ダイオキシン類に汚染された部分を汚染領域Ｐとして特定し、この汚染領域Ｐのすべての部分について適切な処理を施す必要があるためであり、ここでは、採取された壁部２ｃの一部のうち、ダイオキシン類によって汚染された部分が、壁部２ｃが厚みを持つ方向（図４中ｘ方向）に有する寸法を特定することにより、汚染領域Ｐの厚さ寸法を推定することとしている。
【００２６】
次に、図５に示すように、壁部２ｃの一部を除去することにより形成された穴１７の内部に、熱電対（温度センサー）１８，１８，…を配置する。これら熱電対１８，１８，…は、煙突２の壁部２ｃが厚みを持つ方向（図５中ｘ方向）に互いに離間させて配列されるとともに、少なくとも煙突２の内部から見て一番外側に位置する熱電対１８が、汚染領域Ｐの外側に位置するように設けられる。また、これら熱電対１８，１８，…は、加熱ガス生成装置３を制御するための図示しない制御装置に対して接続される。
【００２７】
そして、加熱ガス生成装置３を駆動し、供給管４および加熱ガス移送管１４を介して、熱風を煙突２の内部に送り込む。この場合、煙突２の内部から見て、汚染領域Ｐの外側に配置された熱電対１８，１８，…のうち少なくとも一番内側に位置しているものから検出される温度が、８５０℃以上となるように、加熱ガス生成装置３から排出される熱風の温度を調整する。
【００２８】
このように煙突２の内部に熱風を送り込むことにより、熱風と煙突２の内部に堆積したダイオキシン類とが化学反応し、ダイオキシン類が熱分解されるとともに、分解ガスが形成される。ここで発生した分解ガスの比重は、煙突２内に供給される熱風の比重より大きいために、分解ガスは、煙突２の内部を下降し、煙突２の下部２ｂから吸引管５を介して分解ガス処理装置６側に吸引される。分解ガス処理装置６においては、アミン化合物を担持した活性炭などにより、分解ガスが浄化処理され大気中に放出される。
なお、加熱ガス生成装置３から供給される熱風の流速は、煙突２内におけるガスの滞在時間が６０分程度となるように設定される。
【００２９】
さらに、分解ガス中におけるダイオキシン類の分解生成物の量が無視できる程度にまで低下した段階で、熱風の供給を停止し、処理操作を終了する。
【００３０】
以上述べた煙突２の浄化方法においては、煙突２の出入口を密封して、煙突２内に閉鎖空間Ｓを形成し、閉鎖空間Ｓ内の温度を、煙突２内に存在するダイオキシン類が分解される温度まで上昇させることとしたために、煙突２の密閉性と耐熱性を生かして、煙突２内のダイオキシン類を原位置において分解処理することができる。このため、従来と異なり、ダイオキシン類を除去するにあたって、煙突２内のライニングの一部を切削する必要が無く、周囲に汚染が広がる可能性を減少させることができるとともに、作業上の安全を確保し、コストダウンを図ることができる。
【００３１】
特に、この場合に、閉鎖空間Ｓ内に加熱空気を流入させて、閉鎖空間Ｓ内の温度を８５０℃以上に加熱するようにしたために、容易にかつ確実にダイオキシン類を分解することが可能である。
【００３２】
さらに、上述の煙突２の浄化方法においては、煙突２内の温度を上昇させるにあたって、あらかじめ、煙突２の壁部２ｃの一部を試料として採取し、この試料により、壁部２ｃにおける汚染領域Ｐの厚さ寸法を特定するとともに、この試料を採取することにより形成された穴１７の内部に、壁部２ｃが厚みを有する方向に複数の熱電対１８，１８，…を配列しておき、熱電対１８，１８，…により、汚染領域Ｐ内の温度が８５０℃以上となっているか否かを確認することとなっているために、汚染領域Ｐを確実に特定することができるともに、汚染領域Ｐ内の全ての部分が、ダイオキシン類が熱分解される温度にまで上昇したことを容易に確認することができ、ダイオキシン類の処理を確実に行うことが可能となる。
【００３３】
さらに、上述の浄化装置１においては、加熱ガス生成装置３により生成した加熱ガスを、閉鎖空間Ｓ内に供給し、さらに、煙突２内において発生した分解ガスを吸引して分解ガス処理装置６において分解することができるため、煙突２をダイオキシン類を分解するための縦型炉として用いることが可能となり、煙突２内に堆積したダイオキシン類を原位置において処理し、安全かつ確実なダイオキシン類の処理を行うことができる。
【００３４】
さらに、上述の浄化装置１においては、加熱ガス移送管１４の一端１４ａが供給管４に接続されるとともに、他端１４ｂが煙突２の上部２ａの内部に配置され、さらに、吸引管５の一端５ａが煙突２の下部２ｂに配置されるために、供給された加熱ガスの比重が、加熱ガスとダイオキシン類との化学反応によって形成された分解ガスの比重に比べて小さいことを利用して、煙突２内において良好に気体の循環させ、ダイオキシン類の分解を確実に行うことができる。
【００３５】
なお、上記実施の形態において、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で他の構成を採用するようにしてもよい。
例えば、上述の煙突２の浄化方法において、熱風の供給により煙突２内が所定の温度（３５０〜４００℃）となった後に、煙突２内に供給するガスを３５０〜４００℃に保った窒素ガスをに切り換えるとともに、煙突２の内部の酸素濃度が２％以下の状態で窒素ガスの流入を所定時間継続するようにしてもよい。
【００３６】
また、これに代えて、熱風の供給により煙突２内が所定の温度（８５０℃）となった後に、煙突２内に供給するガスを８５０℃に保った水素ガスに切り換えるようにしてもよい。
さらに、この場合、最初から煙突２内に加熱空気に代えて、加熱した水素ガスを供給するようにしてもよい。
【００３７】
また、上述の浄化装置１においては、供給管４および吸引管５が接続される第一および第二の連通孔１２，１３が、ともに、下部密閉用治具１１に対して設けられていたが、これらのうちいずれか一方または双方を、上部密閉用治具１０に対して設けるようにしてもよい。
【００３８】
また、上述の浄化装置１およびそれを用いた浄化方法の適用対象は、煙突に限定されず、例えば、煙道等にこれを適用するようにしてもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１から３に係る煙突・煙道の浄化方法においては、煙突・煙道の出入口を密封して、煙突・煙道内に閉鎖空間を形成し、閉鎖空間内の温度を、煙突・煙道内に存在するダイオキシン類が分解される温度まで上昇させることとしたために、煙突・煙道の密閉性と耐熱性を生かして、煙突・煙道内のダイオキシン類を原位置において分解処理することができる。このため、従来と異なり、ダイオキシン類を除去するにあたって、煙突・煙道内のライニングの一部を切削する必要が無く、周囲に汚染が広がる可能性を減少させることができるとともに、作業上の安全を確保し、コストダウンを図ることができる。
【００４０】
また、請求項１から３に係る煙突・煙道の浄化方法においては、閉鎖空間内に、加熱した窒素ガスや水素ガス、あるいは、空気を流入させて、閉鎖空間内の温度を所定温度以上に加熱するようにすることとしたために、容易にかつ確実にダイオキシン類を分解することが可能である。
【００４１】
請求項４に係る煙突・煙道の浄化方法においては、煙突・煙道内の温度を上昇させるにあたって、あらかじめ、煙突・煙道の壁部の一部を試料として採取し、この試料により、当該壁部における汚染領域Ｐの厚さ寸法を特定するとともに、この試料を採取することにより形成された穴の内部に、壁部が厚みを有する方向に複数の熱電対を配列しておき、熱電対により、煙突・煙道内におけるダイオキシン類による汚染領域内の温度が所定温度以上となっているか否かを確認することとなっているから、ダイオキシン類による汚染領域を確実に特定することができるともに、汚染領域内の全ての部分においてダイオキシン類が熱分解される温度を容易に実現することができ、ダイオキシン類の処理を確実に行うことが可能となる。
【００４２】
請求項５に係る煙突・煙道の浄化装置においては、加熱ガス生成装置により生成した加熱ガスを、煙突・煙道内に供給し、さらに、煙突・煙道内において発生した分解ガスを吸引して分解ガス処理装置において分解することができるため、煙突・煙道をダイオキシン類を分解するための縦型炉として用いることが可能となり、煙突・煙道内に堆積したダイオキシン類を、原位置において安全かつ確実に処理することができる。
【００４３】
請求項６に係る煙突・煙道の浄化装置においては、加熱ガス移送管の一端が供給管に接続されるとともに、他端が煙突・煙道の上部の内部に配置され、さらに、吸引管の一端が煙突・煙道の下部に配置されるために、供給された加熱ガスの比重が、加熱ガスとダイオキシン類との化学反応によって形成された分解ガスの比重に比べて小さい場合に、煙突・煙道内において良好に気体の循環させ、ダイオキシン類の分解を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１  】  本発明の一実施の形態を模式的に示す図であって、浄化装置を煙突に適用した際の状況を示す立断面図である。
【図２  】  図１に示した下部閉塞用治具およびその周囲を拡大して示す立面図である。
【図３  】  図１に示した煙突の壁部を拡大して示す立断面図である。
【図４  】  煙突の壁部の一部を採取した際の状況を示す立断面図である。
【図５  】  煙突の壁部の一部を採取したことにより形成された穴の内部に熱電対を配列した際の状況を示す立断面図である。
【符号の説明】
１  浄化装置
２  煙突
２ａ  上部
２ｂ  下部
２ｃ  壁部
３  加熱ガス生成装置
４  供給管
４ａ  端部（他端）
５  吸引管
５ａ  端部（一端）
６  分解ガス処理装置
１０  上部密閉用治具
１１  下部密閉用治具
１２  第一の連通孔
１３  第二の連通孔
１４  加熱ガス移送管
１４ａ  一端
１４ｂ  他端
１７  穴
１８  熱電対
Ｐ  汚染領域
Ｓ  閉鎖空間
【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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