ハロン２４０２の焼却分解について
呉羽環境株式会社(正) 福田深田工業株式会社

弘之、(賛)○伊藤

日下部豊和、

淡路

正憲
久男

１．はじめにハロゲン化炭素の一種であるハロン類はその負触媒作用から消火薬剤として利用されてきたが、 1992年のモントリオール国際会議で採択されたスケジュールに従い、日本では 1993 年末をもって生産中止となった。現在は、ハロンバンク推進協議会に既存の施設機器及びハロンを登録し、設備の廃棄、ハロンの回収保管及び再利用のための管理が行われている。ハロンに類似のフロンについては、数年前から破壊処理が行われており、今年からは冷媒使用のものは法律でその回収と破壊が義務づけられた。さらに、ＰＣＢについてもその破壊処理方法の認定と処理スケジュールが法律で定められ、少なくとも前進し始めている。しかし、ハロンの処分方法については明確な指針がないために、ハロンだけが取り残された状況にある。 そこで、実際の産業廃棄物焼却炉を用いてハロン2402の分解処理を行い、その分解率、生成する臭素化ダイオキシン類などについて知見を得たので、今後のハロン破壊処理推進の一助として報告する。
２．焼却分解実験
２．１ 焼却施設の概要
実験に使用した呉羽環境㈱ ＫＢ７号炉（1998 年更新）

廃１）〜２）のフローと仕様は以下の通りである。

油供給クレーン

汚 泥
廃プラ
木くず
紙くず
動植残さ
一般ごみ

急冷塔
ジェットファーネス
（二次燃焼炉）ロータリーキルン

煙突
ミスト
コットレル

洗浄塔

２次室

灰出しコンベアー
動物死体
感染性
廃棄物

クレーンピット

誘引送風機

アルカリ
灰出しコンベアー

排水処理設備廃 酸
廃 ｱﾙｶﾘ中和槽

循環ポンプ

図−１ 焼却炉フロー
焼却炉の処理能力は焼却量約200トン／日、燃焼温度は一次燃焼炉のロータリーキルンで1100℃、二次燃焼炉のＪＦ型旋回炉で900℃、炉内のガス滞留時間は約8秒である。二次燃焼炉からの高温燃焼ガスは、急冷塔で一気に80℃以下まで急冷され 、中和洗浄塔（アルカリ水溶液循環方式）で酸性ガスを除去した後、ミストコットレル（湿式電気集塵機）で煤塵を除去され大気へ放出される。一方、酸性ガスを吸収し煤塵を含む循環スラリー液は一部を排水処理施設へ抜きだして処理を行い、各規制値に適合する脱水汚泥と排水に分離し排出される。
尚、排水処理施設は他の焼却施設からの排水なども一緒に処理しており、本実験の排水のみを採取することが不可能なため、実験ではＳＳ成分を含む本焼却施設のスラリー排水を採取して分析に供した。
また 、臭素化ダイオキシンとの比較のため 、塩素化ダイオキシン類にはコプラナーＰＣＢを含めていない 。
［連絡先］〒 974-8232

いわき市錦町四反田７番地１

呉羽環境株式会社
伊藤正憲

環境事業部
Tel( 0246 )63-1218

キーワード ： ハロン 2402、ハロン分解、臭素化ダイオキシン、産業廃棄物焼却炉Fax (0246 )62-7855

３．２

実験の概要

ハロン2402（フロン114B2：CBrF）は毒性が少なく不燃性で、常温では液体の物質である。上記焼却22 4
施設へのハロンの導入方法としては、助燃油に混ぜてロータリーキルンのメインバーナーから供給する方式を採用し、助燃油との混合割合は約 25%とした。
実験の要領としては、表−１に示す
通常廃棄物の焼却処理（ブランク）に

表−１

焼却物と供給量
焼却量 kg/h

引き続き、焼却条件を変えずにハロンを助燃油に混合ぜて処理する実験（本汚泥 (廃プラ 、各種釜残 、有機・無機汚泥 ）感染性廃棄物実験）を行った。

廃液

ハロン2402 の供給量は90.3kg/h、全焼却量に対するハロンの割合は1.4質

廃油／助燃油ハロン２４０２

３，７８４
７１０８６２

量% 、臭素の割合は0.8質量％であった。

１，２０６（９０．３）

合計

６，５６２

実験中の燃焼温度及び排ガス分析値を表−２に示す。以前、著者らは、本実験と殆ど同じ条件でハロン2402の焼却分解実験を予備的に行った（予備実験 ）。この予備実験データも一緒に示す。 当該実験ではハロンを蒸発器でガス化し一次燃焼炉メインバーナーフレーム中に供給した 。
ハロンの供給量は51.2kg/h 、全焼却物に対するハロンの割合は0.64質量 %であった。
表−２ 燃焼温度とガス分析値
項 目
単 位
ブランク

測定点

本実験

予備実験

１次燃焼炉
２次燃焼炉

燃焼温度
燃焼温度℃℃

１，０３６

１，００８

１，１２９９２８

９３６８９２

急 冷 塔

冷却温度℃

７９８０７９煙ＣＯ 濃度
Ｏ 2 濃度

volppm
％１．９５．４１．３

９．４

１０．５９．８

突プロセスのブロックフローと、排ガス及びスラリー排水の測定結果を図−２及び表−３に示す。
ハロン

排ガス

廃油
廃液
汚泥

一次／二次
燃焼炉

急冷塔

ＥＰ洗浄塔

煙突

スラリー排水

燃え殻排水
脱水汚泥

水処理施設

図−２ ブロックフロー

表−３

測定結果
ブランク

排ガス

ハロン濃度

volppb

全臭素濃度

volppm＜ ０．１

塩素化ＤＸＮ類毒性当量
塩素化ＤＸＮ類濃度

ng‑TEQ/m3N
ng/m3N

１５．６

スラリー臭素化ＤＸＮ濃度
全臭素濃度ng/m3Nwt％

排水

臭素化ＤＸＮ濃度

ng/l３．結果及び考察
３．１

ハロン２４０２の分解率

本実験

予備実験

＜ ０．５２０．３＜ ０．１０．２６
１０．６

−
−

０．０５４N.D.

−

０．０１６

０．１０９

N.D.

N.D.

０．３８

０．２３

−

本実験と予備実験のハロン分解率を比較して表−４に示す。本実験での排ガス中ハロン濃度は定量下限（ 0.5volppb）未満であり、ハロン分解率は 99.9997% 以上であった。ハロンを含む燃料でバーナーフレームを形成することで分解率が向上している。また、助燃油へのハロンの混合割合は25％程であったが、バーナーフレームの安定性、炉の運転、助燃油の消費量にさしたる影響は見られなかった。
表−４

ハロン分解率本実験（油混合）

ハロン 2402
供給量
排ガス
ハロン濃度kg/h
volppb

９０．３予備実験
５１．２< ０．５２ハロン残存量g/h< ０．２４１．２８

ハロン分解率％>９９．９９９７

９９．９９７

３．２ ハロン分解によるダイオキシン類
ブランクのスラリー排水でも臭素が検出されていることから判るように、通常の廃棄物にも臭素化合物が含まれている。表−３に示すように、排ガス中の臭素化ダイオキシン類濃度は本実験（定量下限未満）と比べてブランクの方が高い値であった。しかし、両者の差はわずかで、特定の異性体が定量下限未満であるか否かに左右されており、実機実験での誤差の範囲と考えられる。一方、スラリー排水中の臭素化ダイオキシン類濃度は全て定量下限未満であり、ハロン分解による排水への影響は無いと言える。
今回の実験での塩素化ダイオキシン類の濃度は通常のレベルを若干越えるものであるにもかかわらず、臭素化ダイオキシン類は殆ど検出されなかった。
表−５ 臭素化物と塩素化物の濃度比較
また、表−５に示すように、塩素化物と比較して臭素化物で検出されたのは４臭素化体に限られ、［ブランク排ガス］(単位：ng/m3N )
臭素化物
塩素化物

そのレベルも低いことが明らかになった。

ｼﾞﾍﾞﾝｿﾞﾌﾗﾝ異性体濃度

これらのことは、ハロンの焼却分解に於いて、充分管理された設備で処理すれば、臭素化物を含2,3,7,8−TeBDF/TeCDF
その他

むダイオキシン類の環境への影響はきわめて小さいことを示唆している。

全同族体濃度TeBDFｓ/TeCDFｓ
その他

０．０１１

０．０６４

N.D.

２．９１

０．０５４

２．６

N.D.

１３．０

３．３ 分解副生臭素類
排ガス中に含まれる臭素分としては、0.3volppm、45.05g/hで、ハロンから持ち込まれる臭素分55.54kg/hの0.081 %であった。予備実験でも同レベルであり、排ガス中の臭素類は湿式洗浄で充分除去されている。一方、スラリー液中の臭素類は、実験時間内では系内が平衡に達していないため、系内濃度及び排水としての排出量からその量を求め全供給量と比較した。その結果、ハロンが持ち込んだ臭素量277.7 kgに対して、系内蓄積量及び排出量の計算値合計が230 kgであった。バランスとしては約20 ％の誤差であるが、ハロン分解による臭素分のほぼ全量が液中に移行していると考えられる。
４．まとめ
本実験において、ハロン2402の産業廃棄物焼却炉における分解処理について以下の点を確認できた。
・焼却炉バーナー火炎中へのハロンの導入により、ハロンの分解率は 99.999 以上を達成できる。

・・

分解副生すると考えられる臭素化ダイオキシン類の生成は十分低いレベルに制御できる。
臭化水素をはじめとする分解副成する臭素化物の除去も湿式洗浄で充分対応できる。

これらの結果は、難分解性の消火剤ハロン2402も、排ガス処理施設を完備した管理された産業廃棄物焼却施設で適切に処理すれば、安全に処理できることを示している。
参考文献：

１）福田弘之、伊藤正憲：廃棄物学会第１０回研究発表会講演論文集，p799；C7-1( 1999)
２）福田弘之、伊藤正憲：廃棄物学会第１１回研究発表会講演論文集，p781；C7-1( 2000)