産業廃棄物焼却施設におけるＰＦＣの破壊処理について（正）大岡幸裕 1)、○（賛）久保和也 1)、（賛）草野洋平 1)
1) 株式会社クレハ環境
１．はじめにパーフルオロカーボン類（以下、「ＰＦＣ」という。）は、炭素とフッ素から構成される化学物質であるため、不燃性で化学的に安定な性状であり、かつオゾン層破壊効果がないことから、フロン類の代替物質として利用されてきた。しかし一方では、温室効果（ＣＯ ２の 6,500〜9,200 倍）を有していることから、類似するハイドロフルオロカーボン類（ＨＦＣ）、六フッ化硫黄（ＳＦ ６）と共に「京都議定書」における排出削減対象物質となっている。
今回当社では、ＰＦＣ含有廃棄物を「ＰＦＣ破壊処理ガイドライン」（平成 21 年３月 環境省地球環境局 環境保全対策課フロン等対策推進室）（以下、「ガイドライン」という。）に準拠して破壊処理した。本稿では破壊処理時における分解効率、ガイドラインに係る要件の達成状況等について整理し報告する。
２．処理施設の概要
破壊処理に使用した(株)クレハ環境７号焼却炉（ロータリーキルン方式産業廃棄物焼却炉）を図１に示す。７号焼却炉は 1996 年よりフロン類破壊業者の認可を受けて、「フロン回収・破壊法」に基づき、フロン類破壊処理事業に従事している。また、2002 年にはハロン破壊処理試験 (1)を実施し、2006 年の「ハロン破壊処理ガイドライン」の策定に伴って、ハロン破壊処理事業 (2)を開始した。

図１

７号焼却炉フロー図（ＰＦＣ投入経路・サンプリングポイント）（１）焼却施設
１次燃焼炉（ロータリーキルン＋２次室）と２次燃焼炉（ジェットファーネス：ＪＦ炉）で構成している。ロー
タリーキルンではフロント部よりバーナーにて廃油を供給し、汚泥等の焼却を行う。１次燃焼炉の温度は概ね 1,000〜1,100℃となっており、２次室頂部で管理している。また、ロータリーキルン内での固形物滞留時間は概ね１〜1.5時間であり、２次室底部から燃え殻として排出する。ＪＦ炉ではバーナーにて助燃油を供給し、旋回流によるガス撹拌を行い、概ね 850〜950℃の温度でガスの２次燃焼を行う。
（２）ガス処理設備
高温の燃焼ガスを約 80℃まで冷却する急冷塔、アルカリ循環水で酸性ガス等を吸収処理する洗浄塔、除塵装置として湿式電気集塵機を装備する。循環水の一部はスラリー排水として系内より抜き出し、排水処理施設へ送水する。
（３）排水処理設備抜き出したスラリー排水は、重金属固定および凝集剤処理による沈降分離等の処理を行い、フィルタープレスで脱水汚泥と処理排水に分離し、系外へ排出する。
３．破壊処理の概要
破壊処理したＰＦＣ含有廃棄物は、パーフルオロヘキサン（PFC-51-14：C6F14）を含有する廃油等であり、図１に示す投入経路ＡまたはＢより焼却炉内へ投入した。破壊処理はガイドラインに定める廃棄物混焼法方式に準じて行い、投入経路ＡおよびＢについて、それぞれ破壊処理性能の確認と破壊処理に伴って発生する有害物質等の測定を実施した。また、ガイドラインに定める、施設の運転管理条件に係る項目を整理して表１に示す。

【連絡先】〒974-8232 福島県いわき市錦町四反田 30 番地
株式会社クレハ環境
久保和也 Tel：0246-63-1231 FAX：0246-63-1380 e-mail：kazuya̲kubo@kurekan.co.jp【キーワード】パーフルオロカーボン類、ＰＦＣ、破壊処理、産業廃棄物焼却施設、分解効率

（１）投入経路Ａ（自動投入設備からのバッチ投入）
処理した廃棄物は、パーフルオロヘキサン含有の廃油に化成品の製造過程で生じた残渣物が混在していたため、バーナー噴霧は困難と判断し、自動投入設備からのバッチ投入とした。当該廃棄物中のパーフルオロヘキサン濃度は 40%であり、プラスチック製密閉容器１個あたりに４kg ずつ移し替えし、自動投入設備より１時間あたり 30 個ずつ焼却炉内へ投入した。（ＰＦＣ投入量：４kg/個×30 個/h×40%＝48kg/h）
表１（２）投入経路Ｂ（バーナー噴霧による連続投入）
処理した廃棄物は、パーフルオロヘキサン濃度が 97%の廃油であり、バーナー噴霧により１時間あたり 53kg ずつ焼却炉内へ連続投入した。
（ＰＦＣ投入量：53kg/h×97%＝51kg/h）
バーナーは２流体噴霧式を用いた。ＰＦＣ用バーナ
ーは助燃用バーナーの後方位置にセットし、ガス化したＰＦＣを助燃剤で形成するフレームと同伴させることで、熱分解の促進を図った。バーナー噴霧のイメー
ジを図２に示す。
図２ バーナー噴霧イメージ

運転管理条件に係る計測・測定の結果
目単位

投入経路Ａ※2

投入経路Ｂ※2

PFCの投入量kg/h

4851

PFCの混焼率※1%

0.73

0.71

燃焼温度℃

1,109〜1,194（1,154）

1,044〜1,184（1,100）燃焼ガス滞留時間秒

3.6

4.7

排ガス流量（湿り）m3/h

120,000

93,600排ガス流量（乾き）m3/h項

排ガス中のCO濃度ppm

排ガス中のO2 濃度%

62,80051,9000.7〜6.4（2.4）
8.8〜13.1（11.0）<1.0〜27（5.0）
9.1〜11.7（11.7）※1 混焼率はPFCと同時に処理した廃棄物量との重量比※2 （ ）は平均値
４．測定結果および考察
投入経路ＡまたはＢの破壊処理時において実施した測定結果を表２に示す。また、測定結果から導き出される分解効率を表３に示す。測定結果よりガイドラインに係る要件の達成状況は以下の通り確認できた。
（１）運転管理条件等について
表１の結果より、ＰＦＣの投入量は同時に処理した廃棄物量の重量比 1.5%程度の範囲内で制御していた。処理中においては、燃焼ガス温度 850℃以上、ガス滞留時間２秒以上であり、排ガス中のＣＯ、Ｏ ２ 濃度は安定していた。

（２）破壊処理に伴って発生する有害物質等について
表２の結果より、いずれの測定項目においても、ガイドラインで定める基準値を満足していた。
（３）破壊処理性能について
破壊処理性能はガイドラインで定める以下の条件のいずれかを満たすこととされている。
条件１

最終排ガス中のＰＦＣ濃度１ppm 以下、かつ分解効率 99%以上

条件２

最終排ガス中のＰＦＣ濃度 15ppm 以下、かつ分解効率 99.9%以上

表２および表３の結果より、排ガスＰＦＣ濃度
１ppm 以下、かつ分解効率 99%以上であることから、「条件１」を満足していた。なお、投入経路Ａ（バッチ投入）では PFC-14 が破壊処理過程で生成されたが、投入経路Ｂ（バーナー噴霧）では７種類のＰＦＣがいずれも定量下限値未満であることを確認した。

５．まとめ
上記の結果より、ガイドラインに係る各要件を満たしていることから、ＰＦＣ含有廃棄物が産業廃棄物焼却施設による他の廃棄物との混焼で、確実に破壊処理できたことを確認した。

表２
種類

破壊処理に伴って発生する有害物質等の測定結果
項目

単位

測定結果
基準値※3
投入経路Ａ 投入経路Ｂ

PFC-14（CF4）

ppm

0.23

< 0.05

PFC-116（C2 F6 ）ppm

< 0.05< 0.05

PFC-218（C3 F8 ）ppm

< 0.05< 0.05

PFC-31-10（C4 F10 ）排ガス PFC-c318（C F ）ppm< 0.05< 0.05ppm< 0.05< 0.05

PFC-41-12（C5 F12 ）ppm< 0.05< 0.05

PFC-51-14（C6 F14 ）一酸化炭素（CO）
フッ化水素（HF）
pH
排水フッ素ppm
ppm
mg/m3−mg/L< 0.052.42.07.20.9< 0.05
5.0
< 1.0
7.1
0.9

4 81※480
55.8〜8.68※3 基準値はガイドラインで定める、フロン類の破壊に関する運用の手引きによる値。
※4 排ガス中のPFCは、破壊処理によって投入したPFCとは別の種類のPFCが生成される場合があるため、温室効果ガスとして規定される7種類のPFCの合量値としている。

表３

PFCの投入量※5
PFC類の合計排出量※6
分解効率※7

ＰＦＣ類の分解効率

投入経路Ａ
48,000 g/h
252 g/h99.5 %

投入経路Ｂ
51,410 g/h171 g/h99.7 %※5 PFCの投入量は表2の第1項に示した量※6 PFC類の合計排出量は、排ガス中のPFC濃度に乾きガス量を乗じ、標準状態の気体の体積（22.4L）で除して分子量を乗じた量を求め、各PFC成分の合量値として算出した。尚、濃度が定量下限値未満である場合は、定量下限値を用いて算出した。
※7 PFCの分解効率（%） ＝ {１−(PFC類の合計排出量／PFCの投入量)}−参考文献−（1）福田弘之、伊藤正憲：第 13 回廃棄物学会研究発表会講演論文集Ⅱ pp.1215〜1217（2002）（2）堀口司、大岡幸裕、小林茂樹、久保和也：第 18 回廃棄物学会研究発表会講演会論文集Ⅱ pp.933〜935（2007）