JP2000024614A - 多孔質処理剤による有害成分含有物の処理方法 - Google Patents

多孔質処理剤による有害成分含有物の処理方法

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JP2000024614A
JP2000024614A JP19384498A JP19384498A JP2000024614A JP 2000024614 A JP2000024614 A JP 2000024614A JP 19384498 A JP19384498 A JP 19384498A JP 19384498 A JP19384498 A JP 19384498A JP 2000024614 A JP2000024614 A JP 2000024614A
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treating
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Yoshiyuki Kashiwagi
佳行 柏木
Haruhisa Ishigaki
治久 石垣
Nobuyuki Yoshioka
信行 吉岡
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Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 廃棄物等の被処理物を加熱処理する際、被処
理物から発生した有害成分（ＨＣｌ）にカルシウム系の
アルカリ物質を添加して接触反応させ無害な塩化物を生
成することは知られているが、塩化物生成効果が不安定
で、有害成分を効果的に除去できない。 【解決手段】 加熱により分離飛散する気化成分を含有
し、且つ有害成分と反応して無害な塩類を生成するアル
カリ物質体を、加熱して気化成分をＣＯ2，Ｈ2Ｏとして
蒸発飛散させ、穴ａ、貫通孔ｂを形成して表面積を増加
させた処理剤を得（図３）、これを有害成分（ＨＣｌ，
Ｃｌ）と接触反応させて（図４）反応効果を高め、無害
な塩化物（ＮａＣｌ）を効果的に生成することで有害成
分を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有害成分（塩素
等）を多量に含有する廃棄物などの各種の被処理物を、
熱分解などの熱的処理を行って処理する場合に、被処理
物から発生する有害成分と処理剤とを接触反応させて無
害な塩類を生成することで無害化処理する処理方法に関
し、特に、多孔質化して含有成分との接触反応を効果的
に行え得るようにし多孔質処理剤を使用した処理方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】都市ゴミなどの一般廃棄物や産業廃棄
物、シュレッダーダスト、塩化ビニルなどの廃棄物はハ
ロゲン物質（塩素、臭素、沃素、フッ素、アスタチ
ン）、特に、塩素成分を多重に含んでいるので、焼却な
どの加熱処理をした場合には、塩素系ガス（塩化水素、
塩素）を多量に発生し、発生したガス（排ガス）により
処理施設の金属部材を腐食したり、猛毒のダイオキシン
類を生成してしまうことが知られている。
【０００３】また、排ガス処理のためバグフィルタで消
石炭を噴霧して処理することも行われているが、バグフ
ィルタで使用した消石灰粉末、排ガス中の飛灰、焼却残
渣（焼却灰等）などの排ガス以外の物にも塩素系ガス成
分が付着・吸着されて、猛毒のダイオキシン類を生成し
てしまうことも知られている。
【０００４】いずれにしても、従来の廃棄物処理に関す
る技術は、被処理物から塩素系ガスを発生させ、後工程
（バグフィルタ、高温燃焼、灰溶融などの手段）によっ
て、塩素系ガス、ダイオキシン類を除去しようとするも
のが一般的である。
【０００５】このような有害成分の除去手段として廃棄
物を焼却炉で焼却する際、焼却炉内にアルカリ物質（石
灰粉）を噴霧して、焼却によって発生した排ガス中の塩
素系ガスと接触反応させ、無害な塩化物（塩化カルシウ
ム）を生成させて排ガスの無害化を図る方法（例えば、
特開昭５４−９３８６４号）が知られている。
【０００６】また、カルシウム系のアルカリ物質、例え
ば石灰（ＣａＣＯ3）消石灰（Ｃａ（ＯＨ）2）などを添
加して焼却すること、又はこれらの物質をフィルタに装
填してＳＯｘガスを通過させることで除去することが、
特公平２−１０３４１号、特開平１−２９６００７号、
特開昭５９−１２７３３号公報などで知られている。
【０００７】また、焼却に代えて、被処理物を熱分解
（乾留）し、分解後の残渣を炭化又は灰化等により減容
化する方法も知られている（特開平５−３３９１６号、
特表平８−５１０７８９号、特開平９−１５５３２６号
公報）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、被処理
物から発生した有害物質（成分）と接触反応して無害な
塩化物を生成するものとして、アルカリ物質を添加する
ことは知られているが、塩化物生成効果が不安定であっ
て、有害成分を効果的に除去できない課題がある。
【０００９】本発明は、このような課題に鑑み、有害成
分と効果的に接触反応する多孔質処理剤を得、この処理
剤を使用して有害成分除去効果の高い処理方法を提供す
ることを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本願の発明者らの実験に
よると、従来から使用されている消石灰等のカルシウム
系の処理剤を使用した場合には、使用しない場合と比較
して、無害な塩化物を生成することから、ある程度の効
果があることがわかった。しかし、その効果は満足する
ものではないので、一層の効果を得るべく、実験、調査
を行った。
【００１１】実験、調査の結果、ナトリウム、カリウム
系のアルカリ金属化合物を処理剤として用いれば有害成
分と効果的に反応して無害な塩化物を生成し、有害物質
が除去できることを見い出し、すでに提案した（特願平
９−３８７２５号，特願平９−３８７３６号，特願平９
−１６０９１０号）。
【００１２】更に、上記の実験調査を基に、分析検討す
るために、処理剤を室温から順次加熱して反応を調査し
た結果、１００℃以上で加熱すると、処理剤の含有する
気化成分（Ｏ，Ｈ，ＣＯ，ＣＯ2など）がＨ2Ｏ，ＣＯ2
として蒸発分離して、処理剤に貫通孔、凹部を形成して
多孔質化し、表面積が増加していることが判明した。
【００１３】このことにより、処理剤のアルカリ物質
（Ｎａ，Ｋｌ，Ｃａなど）の表面積が増加してＮａなど
のリッチな表面となり、接触した塩素系ガスとの反応が
スムーズに行われ、無害な塩類（ＮａＣｌ，ＫＣｌな
ど）を生成しやすい状態となることを見い出した。
【００１４】本発明は、これらの知見に基づいてなされ
たもので、上記の課題を解決するための手段は、アルカ
リ物質体の処理剤を加熱して含有する気化成分を蒸発分
離させることで多孔質化（貫通孔の形成、表面に凹部、
穴を形成）し、表面積の増加した処理剤を得、この多孔
質化した処理剤（多孔質処理剤）を、被処理物に添加混
合又は排ガスに噴霧などの手段により使用すれば、有害
成分と効果的に反応して無害な塩類を生成して有害成分
を効果的に除去することができるようにしたものであ
る。
【００１５】即ち、加熱により分離飛散する気化成分を
含有し、且つ有害成分と反応して無害な塩類を生成する
アルカリ物質体を加熱し、該アルカリ物質体から気化成
分を分離除去して表面積が増加した多孔質処理剤とな
し、該多孔質処理剤を有害成分を含有する被処理物に添
加混合して加熱し、被処理物が含有する有害成分を分解
析出させ、この析出した有害成分と多孔質処理剤とを接
触反応させて有害成分を無害な塩類にすることで排ガス
と加熱処理後の残渣を無害化することを特徴とする。
【００１６】また、表面積の増加した多孔質処理剤を被
処理物を加熱処理する加熱処理炉内に噴霧にて添加し、
被処理物から分解析出した有害成分と多孔質処理剤とを
接触反応させて有害成分を無害な塩類にすることで排ガ
スと加熱処理後の残渣を無害化する。
【００１７】更には、表面積の増加した多孔質処理剤
を、被処理物を加熱処理して発生した排ガスを排気する
排気系に添加して排ガスと接触させ、排ガス中の有害成
分と反応させて有害成分を無害な塩類にすることで排ガ
スを無害化する。
【００１８】この添加する多孔質処理剤は、予め加熱処
理して多孔質化した処理剤を使用するか、又は、添加す
る直前にアルカリ物質体を加熱し、多孔質化して使用す
る。
【００１９】アルカリ物質体から気化成分を分離除去す
る加熱手段は、熱ガスによる間接加熱，電気加熱（誘導
加熱，抵抗加熱）、マイクロ波加熱のいずれか、又は組
み合わせのいずれでもよい。 アルカリ物質体から気化
成分を分離除去する加熱温度は、気化成分が分離飛散す
る温度、例えば２００℃〜４００℃である。そして、ア
ルカリ物質体としては、粉体を使用し、粉体の粒径は５
ｍｍ以下が好ましい。
【００２０】アルカリ物質体は、含有する気化成分
（Ｏ，Ｈ，ＣＯ，ＣＯ2など）が分離飛散するときＨ
2Ｏ，ＣＯ2として分離し、処理剤に貫通孔，凹部（穴）
を形成して多孔質化することによって表面積を増加する
物質を使用する。
【００２１】また、アルカリ物質体は、気化成分を含有
し、且つ有害成分と反応して無害な塩類を生成するアル
カリ金属化合物に含まれる物質の中から少なくとも１種
類を選択、又は２種以上を混合したものから成る。
【００２２】そして、このアルカリ金属化合物は、炭酸
水素ナトリウム、セスキ炭酸ナトリウム、炭酸水素カリ
ウムから選択した単体、複数種の混合物による。
【００２３】なお、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣ
Ｏ3）は、別称として、酸性炭酸ナトリウム、重炭酸ナ
トリウム、重炭酸ソーダと称され、更には俗称として、
重曹とも称されている。
【００２４】セスキ炭酸ナトリウム（Ｎａ2ＣＯ3・Ｎａ
ＨＣＯ3・２Ｈ2Ｏ）は、別称として、二炭酸−水素ナト
リウム、三二炭酸水素ナトリウム、ナトリウムセスキカ
ーボネートと称され、天然にはトロナ（天然ソーダ）と
して産出する。
【００２５】上記のアルカリ物質の化合物において、ア
ルカリ物質以外の気化成分を加熱蒸発させると孔質化
し、その表面が増大すること、およびこのアルカリ物質
と有害な塩化水素と反応して無害な塩類に置換生成され
て有害成分が無害化されることは下記の反応式により明
らかとなっている。
【００２６】炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ3）の場
合 加熱による多孔質化処理すると、 ＮａＨＣＯ3→Ｎａ2ＣＯ3＋Ｈ2Ｏ＋ＣＯ2 となりＨ2Ｏ，ＣＯ2は分離飛散して多孔質化したＮａ2
ＣＯ3となる。これが有害成分の塩化水素と反応する
と、 Ｎａ2ＣＯ3＋２ＨＣｌ→２ＮａＣｌ＋Ｈ2Ｏ＋ＣＯ2 となりＨ2Ｏ，ＣＯ2が分離し、無害な塩類（２ＮａＣ
ｌ）となる。
【００２７】同様に炭酸水素カリウム、セスキ炭酸ナト
リウムは、次のようになる。
【００２８】炭酸水素カリウム（ＫＨＣＯ3）の場合 加熱による多孔化処理すると、 ＫＨＣＯ3→ＫＣＯ3＋Ｈ2Ｏ＋ＣＯ2 塩化水素との反応は、 ＫＣＯ3＋２ＨＣｌ→２ＫＣｌ＋Ｈ2Ｏ＋ＣＯ2 セスキ炭酸ナトリウム（Ｎａ2ＣＯ3・ＮａＨＣＯ3・２
Ｈ2Ｏ）の場合 加熱による多孔化処理すると、 ２（Ｎａ2ＣＯ3・ＮａＨＣＯ3・２Ｈ2Ｏ）→３Ｎａ2Ｃ
Ｏ3＋５Ｈ2Ｏ＋ＣＯ2 塩化水素との反応は、 Ｎａ2ＣＯ3＋２ＨＣｌ→２ＮａＣｌ＋Ｈ2Ｏ＋ＣＯ2 この多孔質化処理した処理剤が、表面積が増加して、被
処理物から分解析出した塩素系ガスとの接触面積が増大
し、反応して新たな塩類を生成する効果が増加すること
は明らかである。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の多孔質処理剤によ
る有害成分含有物の処理方法について説明する。
【００３０】まず、最初にアルカリ物質体の多孔質化に
ついて説明する。
【００３１】図１はアルカリ物質体を多孔質化処理する
ための実験に供した実験装置で、電子レンジを使用した
場合である。
【００３２】実験は、アルカリ物質体で、平均粒径が１
５０μｍ以下の粉体を使用し、これをセラミックの容器
２に充填し、電子レンジ１内に入れ、加熱温度を変えて
気化成分の蒸発分離量を重量の変化で測定し、更に電気
顕微鏡で粉体の表面を観察した。
【００３３】実験に供したアルカリ物質体は、気化成分
が含有し、該気化成分が分離飛散する際にＣＯ2又はＨ2
Ｏとなる物質の中から炭酸水素ナトリウム（試料１と称
す）、セスキ炭酸ナトリウム（試料２と称す）を選び、
また気化成分を含まない炭酸ナトリウム（試料３と称
す）を用いた。
【００３４】この試料１および２については、表１に示
すように１５０℃から５０℃間隔で３５０℃まで、各温
度を一定に保ち、２．５分後、５．０分後、７．５分
後、１０分後、１５分後、２０分後からは１０分間隔で
６０分後まで各温度における重量を測定した。
【００３５】
【表１】
【００３６】実施１〜実施５は、試料１について初期重
量が２．００ｇを使用した場合、実施６，実施７は、試
料の量を増やし初期重量を１０ｇおよび２０ｇとした場
合を示す。
【００３７】また、実施８〜実施１２は、試料２につい
て、初期重量が２．００ｇを使用した場合である。
【００３８】また、比較１および比較２は、試料３につ
いて試料の使用量を２．００ｇとし、３００℃と３５０
℃において加熱し、各２．５分から３０分後まで表１に
記載の時間経過時に重量を測定したものである。
【００３９】表１にこの測定結果を示す。
【００４０】この表１から次のことが明らかとなった。
【００４１】（１）試料１では気化成分が分離蒸発して
重量は初期値に対して３７％程度減少していること。
【００４２】（２）試料２でも重量は初期値に対して３
０％程度減少していること。
【００４３】（３）試料３は、重量は初期値とほとんど
変らないこと。
【００４４】また、試料１および２の表面を電子顕微鏡
で観察したところ、図２に示すように表面に多数の凹部
が形成され多孔質化されていることが確認された。な
お、試料３では凹部の形成は見られなかった。
【００４５】図３は気化成分を含有する処理剤が加熱に
より多孔質化する過程の加熱反応模式図で、炭酸水素ナ
トリウム（ＮａＨＣＯ3）の粉体の例を示す。この図で
白丸はＮａ、網丸はＣＯ2、斜線丸はＨ2Ｏを示してい
る。
【００４６】１００℃以上で、１０分以上加熱すると、
ＣＯ2，Ｈ2Ｏが蒸発飛散し多孔質のＮａ2ＣＯ3となり、
ＣＯ2，Ｈ2Ｏが蒸発して穴ａ又は貫通孔ｂが形成され、
粉体の表面がＮａのリッチな表面となり、表面積が増加
する。
【００４７】図４は上記の多孔化したＮａ2ＣＯ3に塩素
系ガス（ＨＣｌ，Ｃｌ）が接触反応する場合の接触反応
模式図で、縦線丸はＨＣｌ，Ｃｌを示し、２００℃〜３
５０℃に加熱・保持し、多孔質化したＮａ2ＣＯ3に被処
理物から分解析出した塩素系ガス（ＨＣｌ，Ｃｌ）成分
が接触反応して新たにＮａＣｌが生成される。
【００４８】即ち、有害な塩素系ガス（ＨＣｌ）が無害
なＮａＣｌ（塩化ナトリウム）に置換生成される。
【００４９】有害な塩素系ガス（塩化水素）が無害な塩
化物に置換生成される理由は下記の反応による。
【００５０】炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ3） 加熱による多孔化処理 ＮａＨＣＯ3→Ｎａ2ＣＯ3＋Ｈ2Ｏ＋ＣＯ2 塩化水素との反応 Ｎａ2ＣＯ3＋２ＨＣｌ→２ＮａＣｌ＋Ｈ2Ｏ＋ＣＯ2 炭酸水素カリウム（ＫＨＣＯ3） 加熱による多孔化処理 ＫＨＣＯ3→ＫＣＯ3＋Ｈ2Ｏ＋ＣＯ2 塩化水素との反応は、 ＫＣＯ3＋２ＨＣｌ→２ＫＣｌ＋Ｈ2Ｏ＋ＣＯ2 セスキ炭酸ナトリウム（Ｎａ2ＣＯ3・ＮａＨＣＯ3・２
Ｈ2Ｏ） 加熱による多孔化処理 ２（Ｎａ2ＣＯ3・ＮａＨＣＯ3・２Ｈ2Ｏ）→３Ｎａ2Ｃ
Ｏ3＋５Ｈ2Ｏ＋ＣＯ2 塩化水素との反応 Ｎａ2ＣＯ3＋２ＨＣｌ→２ＮａＣｌ＋Ｈ2Ｏ＋ＣＯ2 即ち、有害な塩化水素は無害な塩類（２ＮａＣｌや２Ｋ
Ｃｌ、）に置換される。
【００５１】次に、本発明にかかわる多孔質処理剤と、
多孔質化しない処理剤の試料を使用し、有害成分の中の
ＨＣｌとの反応効果を比較検証した。
【００５２】実験は、排気管付きで、開閉扉を有する密
閉容器にて低酸素雰囲気を作り、この密閉容器に試料を
入れ、電気炉にて加熱し、２５０℃から６５０℃まで５
０℃間隔で各温度にて５分間保持し、昇温時、５分間保
持後に、排気管を開けて塩化水素ガス（ＨＣｌ）濃度
（ｐｐｍ）を測定した。
【００５３】ガス濃度の測定は、ＪＩＳ−Ｋ０８０４に
規定されている検知管によって測定した。
【００５４】測定は、まず塩素成分を多量に含んでいる
ポリ塩化ビニリデンのみ４ｇを用いて予備実験を行っ
た。その結果を表２の比較Ｂ−１に示す。
【００５５】
【表２】
【００５６】次に、従来より脱塩素剤として知られてい
る消石灰および炭酸カルシウムの粉末を各２０ｇ添加し
て実験した。その結果を比較Ｂ−２，比較Ｂ−３に示
す。
【００５７】次に、被処理物としてポリ塩化ビニリデン
４ｇを用い、処理剤として炭酸水素ナトリウムを多孔質
化処理した処理剤（以下、済み剤と称す）と、多孔質化
処理しない処理剤（以下、未処理剤と称す）とを１２．
５ｇと７．５ｇを使用して比較実験を行った。
【００５８】その結果を済み剤によるものを表２の実施
例１および実施例２に、未処理剤によるものを比較Ａ−
２および比較Ａ−３に示す。
【００５９】比較Ａ−１は、未処理剤の使用量を２０ｇ
に増加した場合の結果を示している。
【００６０】次に、標準的な都市ゴミを模擬した次のよ
うな模擬ゴミを作成し、この模擬ゴミを破砕し、破砕し
た模擬ゴミ２０ｇとポリ塩化ビニリデン１ｇを混合して
被処理物を作り、済み剤を３．１５ｇを添加混合した場
合と、未処理剤を５ｇ添加した場合との比較実験を行っ
た。その結果を表２の実施例３および比較Ａ−４に示
す。
【００６１】模擬ゴミの構成は、次の通り、 ２０重量％…プラスチック（ＰＥ、ＰＰ、ＰＳ、ＰＶＤ
Ｃ） ５０重量％…紙（ティッシュ、新聞、包装紙、箱、飲料
パック） ２０重量％…布（ウエスなど） １０重量％…厨芥 表２は、表２の左欄の各温度においてＨＣｌ濃度（ｐｐ
ｍ）を測定した結果を示す。表２において塩化水素ガス
濃度は実験１０回における測定値で、各実施例は最高
値、各比較例は最低値を示す。また、“ＮＤ”は“検出
されずを表わし、１０回の実験でいずれも検出されなか
ったことを示している。
【００６２】この表２の実験結果から、次のように考察
される。
【００６３】まず、塩素成分を多量に含有する塩化ビニ
リデンを被処理物とした場合、脱塩素剤を添加しない比
較Ｂ−１では、熱処理による各温度にわたって塩化水素
ガスが多量に発生している。
【００６４】この被処理物に従来の脱塩素剤である消石
灰を添加した比較Ｂ−２と、炭酸カルシウムを添加した
比較Ｂ−３では、比較Ｂ−１と比べて塩化水素ガスの発
生がかなり抑制されているものの、まだ十分であるとは
言えない。
【００６５】これに対し、処理剤として炭酸水素ナトリ
ウムを添加混合したものは全体として非常に良好な結果
が得られている。そして、この炭酸水素ナトリウムを、
多孔質化処理した済み剤と未処理剤とを比較すると、未
処理剤を１２．５ｇ添加した場合は比較Ａ−２に示すよ
うに３００℃、５分保持後〜３５０℃、５分保持後にお
いて極微量の塩化水素が検出されているが、済み剤の場
合は実施例１のように全温度範囲にわたり全く検出され
ない。
【００６６】処理剤の添加量を７．５ｇに減らして比較
すると、実施例２および比較Ａ−３に示すように３００
℃、５分保持後〜３５０℃、５分保持後間において塩化
水素ガスの発生は見られるが、実施例２は極く微量（２
ｐｐｍ〜１５ｐｐｍ）であるのに対し、比較Ａ−４は若
干多く（５ｐｐｍ〜９０ｐｐｍ）検出されている。
【００６７】しかし、比較Ａ−１のように、添加量を２
０ｇに増加すれば良好な結果が得られる。
【００６８】次に、被処理物として、ポリ塩化ビニリデ
ン１ｇと模擬ゴミ２０ｇを混合したものを使用した場合
は、比較Ａ−４においては、未処理剤５ｇを使用して４
００℃〜５００℃で若干の塩化水素が検出されている
が、実施例３では済み剤が３．１５ｇと少ないにもかか
わらず、全温度範囲で全く検出されなかった。
【００６９】以上の実験調査により、次のことが判明し
た。
【００７０】（１）多孔質化処理した処理剤は、実施例
２のように処理剤の添加量が少ないときは若干の塩化水
素の発生が見られるが、その他は良好に反応して塩化水
素が発生していないこと、（２）多孔質化処理しない未
処理剤では、比較Ａ−２〜Ａ−４で３００℃〜４００℃
の範囲の中で微量の塩化水素の発生が見られるが、しか
し、比較Ａ−１のように添加量を多くすれば良好な結果
が得られること、（３）以上のことから、多孔質化した
処理剤は、多孔質化しなかった処理剤と比較して、少量
の添加量で良好な効果が得られること、（４）比較Ｂ−
１〜Ｂ−３では、塩化水素が多量に発生していること。
【００７１】また、この実験結果から、塩素成分を含有
する被処理物を処理する場合には、有害なＨＣｌと反応
して無害な塩化物を生成するアルカリ物質を添加して処
理することで、ＨＣｌの無害化処理できることが確認で
きた。
【００７２】しかも、多孔質化した処理剤を添加する場
合には、多孔質化処理しない場合に比較して少量で良い
ことが判明した。
【００７３】なお、６５０℃以上においても同様な脱塩
素効果はあるが、設備の形態，時間，処理量などに基づ
いて決定すればよい。
【００７４】このように、気化成分を含有するアルカリ
物質を加熱処理すると、含有する気化成分（Ｏ，Ｈ，Ｃ
Ｏ，ＣＯ2など）がＣＯ2又はＨ2Ｏとして分離飛散して
アルカリ物質の表面積が増加し、これを有害成分の処理
剤として添加すると、ＨＣｌとの反応が促進され、少量
で脱塩素効果が得られる。
【００７５】実験の最後に、本発明の多孔質処理剤を添
加して加熱処理した被処理物（残渣）を取り出して分析
し、塩素系物質の存在の確認を行った。
【００７６】取り出した残渣を分析した結果、有害な塩
素系ガス成分は検出されず、無害な塩化物である塩化ナ
トリウム、塩化カリウムが検出された。更に残渣を１０
分間撹拌して水洗浄することにより、塩化ナトリウム、
塩化カリウムは水に溶解し、炭化物が残存するが、この
炭化物中にも有害な塩素系ガス成分は検出されなかっ
た。
【００７７】従って、有害な塩素成分は、残渣の一部と
なる、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、塩化カリウム（Ｋ
Ｃｌ）、水分（Ｈ2Ｏ）、気体（ＣＯ2）となり、ダイオ
キシンの原因となる塩化水素を発生することはなく、排
ガス及び残渣の無害化が実現できる。
【００７８】また、発生する分解ガス中の有害な成分
（塩素系ガス）と加えた処理剤との接触反応により、有
害成分が無害な塩類（ＮａＣｌ、ＫＣｌ）に置換生成さ
れるので、分解ガスから有害な成分（塩素系ガス）を分
離することができ、無害な分解ガスとすることができ
る。
【００７９】一方、残渣の一部となる無害な塩化ナトリ
ウムは、水などの溶液による洗浄処理により効果的に除
去でき、しかも洗浄後には再利用可能な金属、炭化物な
どが残り、有害な塩素系ガスを含有しないので、再利用
できる。
【００８０】また、洗浄処理前・後において、任意の分
離手段により各物質に分離し、分離後の物質を乾燥固化
して燃料その他有効に活用することができる。
【００８１】なお、洗浄後の処理液は無害な塩化物を含
有するが、有害な物質はほとんど含まれず、必要に応じ
て廃水処理を行い、河川又は海洋に放流することができ
る。
【００８２】また、必要に応じて、除塵その他のガスの
処理は、一般的に知られている排ガス処理方法で行う。
【００８３】図５は多孔質化した処理剤を多量に工業的
に生産する場合の加熱炉の概念図で、同図において、３
はステンレス鋼製の円筒体で、密閉して低酸素雰囲気の
形成を可能とし、一方端側から処理剤を投入するホッパ
４、他端側に開放して多孔質化した処理剤を取り出す排
出部５、内部に発生したガス（ＣＯ2，Ｈ2Ｏ）を排出す
るための排気管６および円筒体３の外部から加熱する加
熱手段としての加熱コイル７からなり、円筒体３の内部
には、処理剤を撹拌しながら移送する撹拌と移送手段８
が設けられている。
【００８４】なお、加熱手段は、電気加熱（誘導加熱、
抵抗加熱）マイクロ波加熱、又は、円筒体３の外周にダ
クトを形成して、ダクト内に熱ガスを導入し、間接的に
加熱する熱ガス加熱のいずれか又は組み合わせによる。
【００８５】次に、上記の多孔質処理剤を使用して、有
害成分含有物を処理する処理方法の具体例を図６によっ
て説明する。
【００８６】図６は、加熱処理炉を２基設置して有害成
分を含有する廃棄物等の被処理物を加熱処理する場合の
概念図である。
【００８７】図６において、１０は第１の加熱処理炉、
２０は第２の加熱処理炉を示す。第１の加熱処理炉１０
は、内部に被処理物を撹拌しながら移動させる羽根１１
（図２参照）を有する回転自在の円筒体１１と、該円筒
体１１の外周にガスダクトを形成し熱ガスを導入して円
筒体１１を加熱する加熱筒１２と、円筒体１１の一方の
端部に設けられ、被処理物を円筒体１１内に供給する供
給口１３と、円筒体１１の他方の端部に設けられた排出
口１４とで構成され、この円筒体１１は回転駆動手段１
５によって回転駆動される。回転駆動手段１５は駆動用
モータ１５ａ、駆動歯車１５ｂ，円筒体１１に設けられ
た従動歯車１５ｃから成る。
【００８８】１６は供給口１３側を包囲する供給側ダク
ト、１７は排出口１４側を包囲する排出側ダクトで、必
要に応じて追加処理剤Ｓｍを噴霧投入できるようにして
ある。１８は加熱コイル（誘導加熱又は抵抗体）で、加
熱筒１２の両側の円筒体１１の外周に、円筒体１１とは
非接触で且つ近接して設けられ、加熱筒１２と共に加熱
手段を構成する。
【００８９】１９はセンサ装着装置で、内部に温度セン
サ又はガス濃度センサが設けられ、円筒体内の各部の温
度又はガス濃度の測定ができるように構成されている。
【００９０】Ｐは動的シール（メカニカルシール）で、
円筒体１０の外周に接するダクト１６，１７および加熱
筒１２との接触部をシールしている。
【００９１】５１は追加処理剤投入手段で、処理剤投入
部５１ａ、送風等により処理剤を圧送する処理剤送出部
５１ｂ、先端に噴霧孔を有する処理剤送出管５１ｃから
なり、粉体の多孔質処理剤を円筒体１１内に噴霧する。
【００９２】第２の加熱処理炉２０は、前記の第１の加
熱処理炉１０とは基本的構成は同じである。よって、同
一又は相当部分には２０の次の一桁を同じ数字とし（例
えば、２１は円筒体、２２は加熱筒、２９はセンサ装着
装置）説明を省略する。
【００９３】なお、追加処理剤投入手段は、必要に応じ
て設ける。
【００９４】３０はホッパで、被処理物とアルカリ物質
からなる多孔質処理剤（以下、処理剤と略称する）とを
添加混合して投入し、該被処理物を開閉バルブ（開閉
扉）３１を介して円筒体１１の供給口１３から円筒体１
１内に供給する。被処理物としては、一般廃棄物，産業
廃棄物等の固形物や灰類，汚泥いずれでもよい。
【００９５】また、このホッパ３０は、破砕機能と処理
剤の混合機能を持たせ、固形物を破砕しながら処理剤と
混合してもよいし、また、あらかじめ破砕した被処理物
と処理剤とを混合して投入してもよい。
【００９６】第１の加熱処理炉１０の円筒体１１と、第
２の加熱処理炉２０の円筒体２１とは上下方向に配設さ
れ、円筒体１１の排出側ダクト１７と円筒体２１の供給
口２３とは、開閉バルブ（開閉扉）３２を介して連通さ
れ、また、第２の加熱処理炉２０の円筒体２１の排出側
ダクト２７は開閉バルブ（開閉トビラ）３３を介して溶
解槽３４に連通し、加熱処理後の炭化物又は処理灰を排
出する。
【００９７】３５は燃焼装置で、例えばＬＮＧを燃焼さ
せる場合はＬＮＧタンク３６からのＬＮＧを燃焼して熱
ガスを発生させる。この熱ガスは円筒体２１の外周に設
けた加熱筒２２内に供給され円筒体２１を加熱した後、
連絡管３７を介して円筒体１１の加熱筒１２内に送入
し、この円筒体１１を加熱した後、排出管３８を介して
乾燥手段３９に送出して、乾燥手段の熱として利用した
後、管路４０を介して排ガス燃焼手段４１に送り込まれ
る。
【００９８】排ガス燃焼手段４１は、第１の加熱処理炉
１０の排出側ダクト１７，第２の加熱処理炉２０の供給
側ダクト２６内のガスと、燃焼装置３５から送出され、
各加熱部に利用し後のガスとを燃焼させ、次工程のバグ
フィルタ４３に送り込む。
【００９９】この排ガス燃焼手段４１では、ガス中に含
まれるタール分等の可撚成分を燃焼して除去し、且つ空
気冷却手段、例えば冷却空気発生手段４２から排ガスと
共に冷却空気を送り込み、バグフィルタ４３の耐久温度
以下にガスを冷却してバグフィルタ４３に導入する。こ
こで燃焼させる燃料としては、天然ガス（ＬＮＧ）を好
適とする。
【０１００】バグフィルタ４３は従来の公知のもので良
く、処理理剤を投入して反応処理した後、未反応の処理
剤をホッパ３０に送って再利用し、排ガスは煙突４４か
ら放出する。
【０１０１】４５は脱水手段で、溶解槽３４内の水溶液
を固、液分離し、固形物は乾燥手段３９で乾燥した後、
炭化物ホッパ４６に排出し、液体は、水処理手段４７で
中和剤等により中和した後、溶解槽３４に返送して、再
利用を図る。
【０１０２】次に一連の処理方法について説明すると、
まず、燃焼装置３５でＬＮＧを燃焼して熱ガスを発生さ
せ、加熱筒２２及び１２に供給する。また必要に応じて
加熱コイル１８，２８に交流電力を供給して円筒体２
１，１１を加熱する。次に、（又は同時に）有害成分を
含有する被処理物と処理剤とを混合したもの、又は混合
しながらホッパ３０から第１の加熱処理炉１０の円筒体
１１内に供給する。
【０１０３】この第１の加熱処理炉１０での加熱処理
は、被処理物から有害成分が析出する温度と時間を事前
に調査して、被処理物の性質を把握し、この調査結果を
十分にカバーできる温度（２００℃〜３５０℃）と時間
で処理する。
【０１０４】なお、この時間と温度は、加熱処理炉の状
態（大きさ、加熱手段などの炉に依存する条件）、処理
量、処理時間、処理温度などにも関係するので、事前に
調査などを十分に行っておく必要があり、またデータを
取り蓄積しておく必要がある。
【０１０５】また、第１の加熱処理炉での加熱は、「燃
焼、焼却」ではなく、「蒸し焼き、熱分解」での処理と
し、塩素系ガス等を被処理物から分解析出して処理剤と
反応させ、無害な塩類を生成させる。
【０１０６】従って、この加熱処理で生じた排ガス中に
は、基本的に有害な塩素系ガスは含まれていないが、被
処理物の性質は千差万別であり、また、処理条件等によ
り不完全反応等の原因により、塩素成分を完全に除去で
きない場合も起こり得るので、バブフィルタを使用して
完全に清浄化する。
【０１０７】バグフィルタ４３に取り込む前工程とし
て、排ガス燃焼手段４１でガスを燃焼してタール分等を
除去し、且つ冷却空気発生手段４２から冷却空気を送り
込み、バグフィルタ４３の耐久温度以下にガスを冷却し
てバグフィルタ４３に送り込む。
【０１０８】この有害成分を析出した後の被処理物はダ
クト１７，開閉バルブ３２を介して第２の加熱処理炉２
０の円筒体２１の供給口２３に送り込まれ、ここで被処
理物が炭化する温度（紙類は３５０℃程度で炭化が始ま
る。）３５０℃〜７００℃に加熱して炭化処理、又は８
００℃以上に加熱して灰化処理して減容化する。この減
容化工程の第２の加熱処理炉２０内には、ＨＣｌ等の有
害成分，ダイオキシン類を含む分解ガスは存在しないの
で、炭化又は灰化した被処理物にはこれを吸収すること
はない。
【０１０９】この減容化した被処理物と、反応後の処理
剤はダクト、開閉バルブ３３を介して溶解槽３４内に排
出される。この溶解槽３４内で、減容化された被処理
物，反応した後の処理剤等を水に溶解し、これを脱水手
段４５で固体物と液体とを分離して、固体物は乾燥手段
３９で乾燥した後、炭化物ホッパ４６から取り出し、一
方、液体は水処理手段４７で処理済みの処理剤を回収
し、中和剤等を注入して処理した後、溶解槽４３に戻し
再利用する。
【０１１０】第１および第２の加熱処理炉の温度制御手
段は、次のように行われる。第１の加熱処理炉１０にお
いては、第２の加熱処理炉２０の加熱筒２２との連絡管
３７にバルブ（開閉バルブ又は３方弁）を設け、このバ
ルブの開閉制御により、又は連絡管３７を複数本設けて
使用本数をバルブ開閉制御により選択する手段により熱
ガスの流量を制御し、次に、補助として加熱コイル１８
に供給する交流電流、もしくは誘導加熱の場合は周波数
を制御する手段により昇温制御が行われる。これらの制
御はセンサ装着装置１９に設けた温度検出用のセンサ、
又はガス成分検出用のセンサで円筒体１１内の温度又は
ガス濃度を検出して行われる。又はダクト１７内のＨＣ
ｌ等のガス濃度をガス濃度計４８により検出して自動又
は手動で制御される。このとき、ダクト１７内のガス濃
度が所定値より高いときは、ダクト１７内に追加処理剤
Ｓｍを噴霧等により投与して残存ガスと反応させて無害
化する。
【０１１１】また、第２の加熱処理炉２０の温度制御手
段は、上記とほぼ同じであるが、燃焼装置３５によるＬ
ＮＧ燃焼手段の制御がメインとなり、電気加熱手段が補
助となる。これらの制御も、ダクト２６，２７内のＨＣ
ｌ濃度を計測するガス濃度計４９，５０およびセンサ装
着装置２９内の温度センサ又はガス成分センサによる検
出信号を反映して制御する。
【０１１２】また、乾燥手段３９の加熱は、第１および
第２の加熱処理炉１０，２０を加熱した後の熱ガスを利
用し、熱エネルギーの有効利用を図る。
【０１１３】なお、図６の実施の形態は、第１および第
２の加熱処理炉１０，２０内の被処理物を撹拌して移動
する手段として、円筒体の中に羽根を設けて円筒体自体
を回転させながら移動するようにした場合であるが、必
ずしも円筒体を回転させる必要はなく、円筒体を固定
し、内部の軸線方向に長いスクリュー体を設けて、スク
リュー体を外部から回転駆動するようにしてもよい。
【０１１４】また、円筒体を加熱する加熱手段は、熱ガ
スによる加熱と加熱コイルによる加熱の両方を適用した
場合について説明したが、加熱コイルによる加熱は、必
ずしも必要でない。
【０１１５】処理剤の添加箇所としては、図６のＡで示
すポッパ３０内で被処理物に添加するか、同図Ｂに示す
ようにバグフィルタ４３内に噴霧又は濾布に装着して使
用する。あるいは排出側ダクト１７からバグフィルタ４
３に至る間の管路４０内に噴霧により添加する。
【０１１６】更には、同図Ｃで示すように、追加処理剤
投入手段５１によって円筒体１１の内部に噴霧により添
加する。
【０１１７】このように多孔質処理剤は、これらのいず
れかの箇所又は適宜組み合わせた複数の箇所で添加する
ことができる。
【０１１８】
【発明の効果】本発明の多孔質処理剤による有害成分含
有物の処理方法は、次のような効果を奏する。
【０１１９】（１）気体成分を含有するアルカリ物質を
加熱処理して気化成分を分離飛散することで、アルカリ
物質を多孔質化して表面積を増加した処理剤を使用する
ので、発生した塩素系ガスなどの有害成分との接触面積
が増大し、反応を効果的に行うことが可能となり、無害
な塩類を効果的に生成することで有害成分を効率よく除
去できる。
【０１２０】（２）多孔質化したアルカリ物質からなる
処理剤の使用形態は、 ・被処理物に予め添加して混合する。
【０１２１】・処理系（加熱炉〜バグフィルタ）の任意
の箇所において噴霧して有害成分と反応させて無害化す
る処理剤として使用する。
【０１２２】などの形態で使用することができ、これに
よって、被処理物に混合して加熱処理することで、残渣
の無害化が実現でき、しかも排ガスの無害化も実現でき
る。
【０１２３】（３）特に残渣中の生成した塩類は、無害
な塩類であり、水などの溶液によって除去でき、除去溶
液中にも有害成分は析出しないので、安全に処理でき
る。
【０１２４】（４）従って、ダイオキシン類を生成する
塩素系ガスの除去を効果的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実験に供した実験装置。
【図２】本発明の多孔処理剤の顕微鏡写真図。
【図３】加熱反応模式図。
【図４】接触反応模式図。
【図５】本発明の工業生産用の加熱炉の概念図。
【図６】本発明を説明するための廃棄物処理施設の概念
図。
【符号の説明】
１…電子レンジ ２…セラミック容器 ３…円筒体 ４…ホッパ ５…排出部 ６…排気管 ７…加熱コイル ８…撹拌と移送手段 １０，２０…加熱処理炉 １１，２１…円筒体 １２，２２…加熱筒 １３，２３…供給口 １４，２４…排出口 １５，２５…回転駆動手段 １６，２６…供給側ダクト １７，２７…排出側ダクト １８，２８…加熱コイル １９，２９…センサ装着装置 ３０…ホッパ ３１，３２，３３…開閉バルブ ３４…溶解槽 ３５…燃焼装置 ３６…ＬＮＧタンク ３７…連絡管 ３８…排出管 ３９…乾燥手段 ４０…管路 ４１…排ガス燃焼手段 ４２…空気供給手段 ４３…バグフィルタ ４４……煙突 ４５…脱水手段 ４６…炭化物ホッパ ４７…水処理手段 ４８，４９，５０…ガス濃度計 ５１…追加処理剤投入手段 ５１ａ…処理剤投入部 ５１ｂ…処理剤送出部 ５１ｃ…処理剤送出管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉岡 信行 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内 Ｆターム(参考） 4D002 AA18 AA19 AC04 BA03 BA14 CA01 DA02 DA03 DA16 DA47 DA66 EA06 EA09 EA13 EA14 FA04 FA05 GA01 GA02 GA03 GB02 GB03 GB06 GB11 GB12 GB20 HA01 HA08

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 加熱により分離飛散する気化成分を含有
    し、且つ有害成分と反応して無害な塩類を生成するアル
    カリ物質体を加熱し、該アルカリ物質体から気化成分を
    分離除去して表面積が増加した多孔質処理剤となし、該
    多孔質処理剤を有害成分を含有する被処理物に添加混合
    して加熱し、被処理物が含有する有害成分を分解析出さ
    せ、この析出した有害成分と多孔質処理剤とを接触反応
    させて有害成分を無害な塩類にすることで排ガスと加熱
    処理後の残渣を無害化することを特徴とする多孔質処理
    剤による有害成分含有物の処理方法。
  2. 【請求項２】 加熱により分離飛散する気化成分を含有
    し、且つ有害成分と反応して無害な塩類を生成するアル
    カリ物質体を加熱し、該アルカリ物質体から気化成分を
    分離除去して表面積が増加した多孔質処理剤となし、該
    多孔質処理剤を被処理物を加熱処理する加熱処理炉内に
    噴霧にて添加し、被処理物から分解析出した有害成分と
    多孔質処理剤とを接触反応させて有害成分を無害な塩類
    にすることで排ガスと加熱処理後の残渣を無害化するこ
    とを特徴とする多孔質処理剤による有害成分含有物の処
    理方法。
  3. 【請求項３】 加熱により分離飛散する気化成分を含有
    し、且つ有害成分と反応して無害な塩類を生成するアル
    カリ物質を加熱し、該アルカリ物質体から気化成分を分
    離除去して表面積が増加した多孔質処理剤となし、該多
    孔質処理剤を、被処理物を加熱処理して発生した排ガス
    を排気する排気系に添加して排ガスと接触させ、排ガス
    中の有害成分と反応させて有害成分を無害な塩類にする
    ことで排ガスを無害化することを特徴とする多孔質処理
    剤による有害成分含有物の処理方法。
  4. 【請求項４】 多孔質処理剤は、予め加熱処理して多孔
    質化したものであることを特徴とする請求項１ないし３
    のいずれか１項に記載の多孔質処理剤による有害成分含
    有物の処理方法。
  5. 【請求項５】 多孔質処理剤は、添加する直前にアルカ
    リ物質体を加熱して多孔質化したものであることを特徴
    とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の多孔質
    処理剤による有害成分含有物の処理方法。
  6. 【請求項６】 アルカリ物質体から気化成分を分離除去
    する加熱手段は、熱ガスによる間接加熱，電気加熱，マ
    イクロ波加熱のいずれか、又は組み合わせであることを
    特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の多
    孔質処理剤による有害成分含有物の処理方法。
  7. 【請求項７】 アルカリ物質体から気化成分を分離除去
    する加熱温度は、気化成分が分離飛散する温度であるこ
    とを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載
    の多孔質処理剤による有害成分含有物の処理方法。
  8. 【請求項８】 アルカリ物質体から気化成分を分離除去
    する加熱温度は、２００℃〜４００℃であることを特徴
    とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の多孔質
    処理剤による有害成分含有物の処理方法。
  9. 【請求項９】 アルカリ物質体は粉体であることを特徴
    とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の多孔質
    処理剤による有害成分含有物の処理方法。
  10. 【請求項１０】 粉体の粒径は５ｍｍ以下であることを
    特徴とする請求項９記載の多孔質処理剤による有害成分
    含有物の処理方法。
  11. 【請求項１１】 アルカリ物質体が含有する気化成分
    は、分離飛散するときＣＯ2又はＨ2Ｏを生成するもので
    あることを特徴とする請求項１，２，３，４，５，９，
    １０のいずれか１項に記載の多孔質処理剤による有害成
    分含有物の処理方法。
  12. 【請求項１２】 アルカリ物質体は、気化成分を含有
    し、且つ有害成分と反応して無害な塩類を生成するアル
    カリ金属化合物に含まれる物質の中から少なくとも１種
    類を選択、又は２種以上を混合したものであることを特
    徴とする請求項１ないし１１項のいずれか１項に記載の
    多孔質処理剤による有害成分含有物の処理方法。
  13. 【請求項１３】 アルカリ金属化合物の処理剤は、炭酸
    水素ナトリウム，セスキ炭酸ナトリウム，炭酸水素カリ
    ウムから選択した単体、複数種の混合であることを特徴
    とする請求項１２記載の多孔質処理剤による有害成分含
    有物の処理方法。
  14. 【請求項１４】 表面積の増加は、多孔質化、凹部によ
    るものであることを特徴とする請求項１ないし５のいず
    れか１項に記載の多孔質処理剤による有害成分含有物の
    処理方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002282650A (ja) * 2001-03-26 2002-10-02 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 廃棄物燃焼排ガス処理装置および廃棄物処理システム
JP2002361040A (ja) * 2001-06-12 2002-12-17 Takuma Co Ltd 排ガス処理の制御方法とその制御機構

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