JP2000024615A

JP2000024615A - アルカリ物質による有害成分含有物の処理方法

Info

Publication number: JP2000024615A
Application number: JP10195324A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Kashiwagi; 佳行柏木; Haruhisa Ishigaki; 治久石垣; Nobuyuki Yoshioka; 信行吉岡
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1998-07-10
Filing date: 1998-07-10
Publication date: 2000-01-25

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
カリ物質粉体を、廃棄物等の被処理物に添加し、これを
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、（図
３）、次に被処理物から有害成分を分解析出し、この有
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、アルカ
リ物質からなる処理剤を添加し、加熱により被処理物か
ら発生する有害成分と接触反応させて無害な塩類を生成
することで有害成分を除去する処理方法に関し、特に、
アルカリ物質からなる処理剤を加熱により多孔質化して
処理剤の表面積を増大し、所定加熱温度域において被処
理物の含有する含有成分を析出させ、この有害成分と多
孔質化した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、排ガスおよび残渣の無害化を図る処理方法
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、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被処理物
に添加混合して間接的に加熱し、この加熱によりアルカ
リ物質体から気化成分を分離除去して多孔質化した処理
剤に改質するとともに、前記被処理物の加熱により被処
理物から分解析出した有害成分と多孔質化した処理剤と
を接触反応させて無害な塩類を生成することで有害成分
を除去するようしたことを特徴とする。

【００１５】被処理物にアルカリ物質の処理剤を添加混
合し、処理剤の含有する気化成分が蒸発飛散する加熱条
件（温度と時間）と、被処理物の含有する有害成分が分
解析出する加熱条件（温度と時間）をコントロールする
ことにより、アルカリ物質から気化成分が蒸発分離し
て、多孔質化（貫通孔の形成，表面に凹部，穴を形成）
した後に、被処理物から析出した有害成分が接触反応
し、両者の接触反応がスムーズに、且つ効果的に行わ
れ、無害な塩類を生成して有害成分を効果的に除去でき
て、排ガスと残渣の両方の無害化が実現できる。

【００１６】この被処理物から有害成分を除去した被処
理物（残渣）を更に高温の間接的加熱手段で、炭化又は
灰化処理により減容化することで、有害成分を含まない
処理物が得られる。

【００１７】前記の間接的な加熱手段は、加熱炉の円筒
体の外部から熱ガスによる加熱，電気的加熱（誘導加
熱，抵抗加熱），マイクロ波加熱のいずれか、又はこれ
らの組み合わせにより行う。

【００１８】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１
００℃〜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１５０μｍ以下が好
ましい。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明のアルカリ物質によ
る有害成分含有物の処理方法について説明する。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】

【表１】

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】表１にこの測定結果を示す。

【００３９】この表１から次のことが明らかとなった。

【００４０】（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。

【００４１】（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。

【００４２】（３）試料３は、重量は初期値とほとんど
変らないこと。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】次に、多孔質化した処理剤と、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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】

【表２】

【００５５】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添加混
合して実験した。その結果を比較Ｂ−２，比較Ｂ−３に
示す。

【００５６】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。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】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添加混合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。

【００６０】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。

【００６１】この表２の実験結果から、次のように考察
される。

【００６２】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。

【００６３】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。

【００６４】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。

【００６５】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。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】以上の実験調査により、次のことが判明し
た。

【００６９】（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。

【００７０】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。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】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。

【００７７】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。

【００７８】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。

【００７９】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。

【００８０】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。

【００８１】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。

【００８２】次に、本発明による有害成分含有物の処理
方法の具体例を図５によって説明する。図５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。

【００８３】図５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。

【００８４】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。

【００８５】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。

【００８６】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。

【００８７】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。

【００８８】３０はホッパで、被処理物とアルカリ物質
からなる処理剤（多孔質化していない粉体）とを混合し
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１１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。

【００８９】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。

【００９０】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。

【００９１】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。

【００９２】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。

【００９３】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。

【００９４】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。

【００９５】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。

【００９６】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。

【００９７】この第１の加熱処理炉１０での加熱処理
は、処理剤から該処理剤が含有する気化成分が分離飛散
する加熱温度および被処理物から有害成分が分解析出す
る加熱温度と時間によって行う。

【００９８】通常は、被処理物と処理剤が円筒体１０に
投入されると、投入初期においては、被処理物および処
理剤は温度が低く、徐々に昇温されていくので、１００
℃を越えた時点で、処理剤から気化成分が分離飛散して
多孔質化し、２００℃以上になると被処理物から有害成
分が析出して多孔質化した処理剤と効果的に接触反応す
る。

【００９９】しかし、円筒体１０内に異なる温度域を作
り、例えば、供給口側で処理剤から気化成分が分離除去
する温度域を作り、この気化成分が分離除去して多孔質
化して表面積が増大した後、被処理物から有害成分が析
出して多孔質化した処理剤と接触反応する温度域を作る
ようにしてもよい。

【０１００】これらの温度と時間は、被処理物の性質等
も考慮して十分調査しておく必要がある。特に、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。

【０１０１】また、第１の加熱処理炉での加熱処理は、
「燃焼、焼却」ではなく、円筒体１１の外部からの間接
的な加熱「蒸し焼き、熱分解」での処理とし、この雰囲
気の中で処理剤から気化成分を分離除去して塩素系ガス
等を被処理物から分解析出して処理剤と反応させ、無害
な塩類を生成する。

【０１０２】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。

【０１０３】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の
可燃物を除去し、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。

【０１０４】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。

【０１０５】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。

【０１０６】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。

【０１０７】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。

【０１０８】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。

【０１０９】なお、図５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。

【０１１０】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。

【０１１１】処理剤の添加箇所としては、排出側ダクト
１７内の他に、ポッパ３０内で被処理物に添加するか、
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４３に
至る間の管路４０内に噴霧により添加する。

【０１１２】更には、追加処理剤投入手段（図示省略）
によって円筒体１１又は２１の内部に噴霧により添加す
る。

【０１１３】このように処理剤は、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に
より、前述と同様に添加と同時に多孔質化して接触反応
効果を高める。

【０１１４】

【発明の効果】本発明のアルカリ物質の処理剤による有
害成分含有物の処理方法は、次のような効果を奏する。

【０１１５】（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
物質の処理剤を多孔質化して表面積を増加し、同時に発
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
て、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がで、有害成分を効率良く除去
できる。

【０１１６】（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、・加熱炉内で被処理物に添加して混合する。

【０１１７】・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。

【０１１８】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。

【０１１９】（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。

【０１２０】（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

───────────────────────────────────────────────────── 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） 2E191 BA12 BC01 BD11

Claims

【特許請求の範囲】

【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
カリ物質体を被処理物に添加混合して間接的に加熱し、
この加熱によりアルカリ物質体から気化成分を分離除去
して多孔質化した処理剤に改質するとともに、前記被処
理物の加熱により被処理物から分解析出した有害成分と
多孔質化した処理剤とを接触反応させて無害な塩類を生
成することで有害成分を除去するようしたことを特徴と
するアルカリ物質による有害成分含有物の処理方法。
【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
カリ物質体を被処理物に添加混合して間接的に加熱し、
この加熱によりアルカリ物質体から気化成分を分離除去
して多孔質化した処理剤に改質するとともに、前記被処
理物の加熱により被処理物から分解析出した有害成分と
多孔質化した処理剤とを接触反応させて無害な塩類を生
成することで有害成分を除去し、無害化した被処理物を
更に高温で間接的に加熱して炭化又は灰化処理により減
容化することを特徴とするアルカリ物質による有害成分
含有物の処理方法。
【請求項３】間接的に加熱する手段は、熱ガスによる
加熱、電気的加熱、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又は２記載の
アルカリ物質による有害成分含有物の処理方法。
【請求項４】アルカリ物質体から気化成分を分離させ
る加熱温度は、１００℃以上であることを特徴とする請
求項１又は２記載のアルカリ物質による有害成分含有物
の処理方法。
【請求項５】被処理物から有害成分を分解析出させる
加熱温度は、２００℃〜４００℃であることを特徴とす
る請求項１又は２記載のアルカリ物質による有害成分含
有物の処理方法。
【請求項６】アルカリ物質体は粉体であることを特徴
とする請求項１，２，４のいずれか１項に記載のアルカ
リ物質による有害成分含有物の処理方法。
【請求項７】粉体の粒径は１５０μｍ以下であること
を特徴とする請求項６記載のアルカリ物質による有害成
分含有物の処理方法。
【請求項８】アルカリ物質体が含有する気化成分は、
ＣＯ₂，Ｈ₂Ｏとして蒸発分離するものであることを特徴
とする請求項１，２，６，７のいずれか１項に記載のア
ルカリ物質による有害成分含有物の処理方法。
【請求項９】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１，２，６，７，８のいずれか１項に記載
のアルカリ物質による有害成分含有物の処理方法。
【請求項１０】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９記載のアルカリ物質による有害成分含
有物の処理方法。
【請求項１１】表面積の増加は、多孔質化、凹部形成
によることを特徴とする請求項１，２，６，７，８，
９，１０のいずれか１項に記載のアルカリ物質による有
害成分含有物の処理方法。