JP2000167509A - ダイオキシン除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダイオキシン含有物（灰）の加熱温度を下
げ、加熱容量または、加熱時間の低減を図ると共にダイ
オキシンの除去時間を短縮するダイオキシン除去装置の
提供。 【解決手段】 ダイオキシン含有物を所定温度に加熱す
る加熱装置（２）と、加熱装置（２）で昇温したダイオ
キシン含有物を密閉し真空でダイオキシンを除去する真
空処理装置（１０）と、真空処理装置（１０）からのダ
イオキシン含有ガスを処理する負圧排ガス処理装置（１
７）と、負圧排ガス処理装置（１７）に付設されダイオ
キシン含有ガスを負圧排ガス処理装置（１７）を介して
吸引する真空ポンプ（１８）と、を含んで構成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】焼却設備で発生する焼却灰、
飛灰、焼却場周辺の汚染された土壌等からダイオキシン
を除去するダイオキシン除去装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】焼却灰、飛灰、焼却場周辺の汚染された
土壌等のダイオキシン含有物（以降、灰と略記する。）
を除去する方法として、酸素の欠乏した状態で４００〜
６００℃で加熱すると、ダイオキシン含有物中のダイオ
キシンが気化もしくは分解して除去できることは、多く
の文献に記載され公知である。

【０００３】このような方法による従来のダイオキシン
除去装置は、図２のように、灰Ａを密閉容器２０に入
れ、外部から電熱装置２５で加熱して４００〜６００℃
に一定時間保持し、過剰なガスは排気口２９から排気す
る方式が一般的である。なお、図中の符号Ｃは処理灰
を、符号２９はダイオキシンを含む気化ガスの排気管を
示している。

【０００４】また、容器内での加熱時の酸素濃度を「１
％」にすると、灰の温度が「４００℃」の低温でもダイ
オキシンの除去ができることも知られている。このよう
な大気圧「７６０ｍｍＨｇ」での酸素濃度を「１％」に
するには、酸素の分圧を「７．６ｍｍＨｇ」にする必要
があるが、前記図２のような従来方式でそれを得るに
は、酸素を希薄にするために灰に含まれる可燃物の燃焼
に頼るか、または、窒素ガスのような不活性ガスで酸素
を置換させる方法しかない。

【０００５】しかも、加熱が外部電熱方式のため、内容
物を所定の温度に上げるのに大きな伝熱面積を要し、大
容量の装置には適さない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した従来
技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、灰の加熱
温度を下げて、加熱容量または、加熱時間の低減を図る
と共にダイオキシンの除去時間を短縮もしくは温度を低
下させたダイオキシン除去装置の提供を目的としてい
る。

【０００７】

【知見】前記のように比較的低温な「４００℃」で酸素
濃度を「１％」に希薄してダイオキシンの除去効果を得
るためには、密閉容器に閉じこめられた通常空気を低圧
にして酸素濃度を下げれば良い。具体的には、ガスが通
常の空気であればその酸素濃度は「２１％」であるか
ら、密閉容器内の酸素の分圧を「７．６ｍｍＨｇ」にす
るには「７．６／０．２１」＝「３６ｍｍＨｇ」なの
で、容器内の真空度を「３６ｍｍＨｇ」にすればよい。
あるいは、閉じこめられたガスが燃料を燃焼した排ガス
で、たとえばその酸素濃度が１０％であったとすれば、
必要な真空度は「７．６／０．１」＝「７６ｍｍＨｇ」
であればよい。密閉した容器２０をこのような、「３６
〜７６ｍｍＨｇ」程度に減圧することは容易で、「数ｍ
ｍＨｇ」への減圧でも通常の水封式真空ポンプで「数分
〜十数分」の短時間で容易に到達できる。

【０００８】本説明でいうダイオキシンとは、正確には
ダイオキシン類でベンゼン核２個が酸素分子で結合され
たものの総称であり、その周囲に結合する塩素分子の数
によって、性状と毒性が異なる。結合する塩素分子の数
は０〜８個まであり、その数が多いほど沸点が高い。

【０００９】大気圧「７６０ｍｍＨｇ」における沸点
は、塩素数０〜３個で３００〜４００℃、塩素数３〜５
個で４００〜４８０℃、塩素数６〜８個で５００〜５２
０℃程度である。これを４００〜６００℃の低酸素の雰
囲気に入れた場合、塩素数０〜３個のものは分解よりも
気化が優先し、塩素数５以上のものは容易に気化せず低
酸素による分解が優先して、結果的に灰のダイオキシン
が除去されるものと推定される。

【００１０】上記のような加熱を「数１０ｍｍＨｇ」の
減圧下で行った場合は、それぞれの沸点は少なくとも１
００℃以上低下し、「数ｍｍＨｇ」の減圧下では少なく
とも２００℃以上低下する。従って、大気中で加熱操作
するよりも気化の速度が早くなり、全体としてダイオキ
シン除去までの所用時間が大幅に短縮される。あるい
は、同じ操作時間をかけるのであれば、灰の密閉容器へ
の投入温度を下げることができる。

【００１１】また、ダイオキシン除去後の再合成防止の
ため、処理済の灰を速やかに冷却する必要があるが、そ
の一助として真空状態の密閉容器内に水を注入すれば、
瞬間的に蒸発するのでその蒸発潜熱によって灰Ａを冷却
することができる。たとえば、１ｋｇの水の注入によっ
て、２０ｋｇの灰の温度が１５０℃低下する計算にな
る。

【００１２】さらに、この減圧下での加熱によれば、灰
に含まれる他の物質の気化を助長させる。例えば、塩化
鉛の蒸気圧は５４０℃で約「１ｍｍＨｇ」、塩化亜鉛の
蒸気圧は５００℃で約「１０ｍｍＨｇ」であるから、大
気圧ではその気化したガスはすぐに飽和してそれ以上に
気化が進まないが、常時減圧状態では気化したものが真
空ポンプで逐次吸引除去されるので気化が継続し、灰中
の重金属化合物が減少する。

【００１３】以上を考慮して、本発明では下記のような
方法で灰からダイオキシンを除去するダイオキシン除去
装置を考えた。本発明は、かかる知見に基づいてなされ
たものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明のダイオキシン除
去装置は、ダイオキシン含有物からダイオキシンを除去
するダイオキシン除去装置において、該ダイオキシン含
有物を所定温度に加熱する加熱装置と、該加熱装置で昇
温した前記ダイオキシン含有物を密閉し真空状態でダイ
オキシンを除去する真空処理装置と、該真空処理装置か
らのダイオキシン含有ガスを処理する負圧排ガス処理装
置と、該負圧排ガス処理装置の排出口に付設された真空
ポンプとを含んでいる。

【００１５】上記によれば、加熱装置でダイオキシン含
有物を所定温度に加熱して、真空処理装置によって低圧
下でダイオキシンを気化分離または分解させてダイオキ
シン含有ガスにし負圧排ガス処理装置で処理する。真空
にすることでダイオキシンの気化温度を下げることがで
き、加熱温度を低くすることができる。又、加熱装置が
直接加熱のために、装置が簡単で、大容量にも適してい
る。

【００１６】また、本発明のダイオキシン除去装置は、
前記加熱装置を、前記ダイオキシン含有物を３００〜７
００℃に加熱するよう構成することが好ましい。

【００１７】このように構成することにより、真空状態
と相俟ってダイオキシンが気化、分解して除去され易
い。

【００１８】また、本発明のダイオキシン除去装置は、
前記真空ポンプを、前記真空処理装置内圧を１０ｍｍＨ
ｇ以下にするよう構成することが好ましい。

【００１９】上記によれば、ダイオキシンの気化温度が
大気圧下よりも１００〜２００℃以上低下して気化速度
が早くなり、ダイオキシン除去時間が短縮される。

【００２０】さらに、本発明のダイオキシン除去装置
は、ダイオキシン含有物からダイオキシンを除去するダ
イオキシン除去装置において、該ダイオキシン含有物を
所定温度に加熱する加熱装置と、該加熱装置に第２の配
管を介して接続された排ガス処理装置と、該排ガス処理
装置に付設された吸引ファンと、該加熱装置に付設され
て該加熱装置を加熱する加熱器と、前記加熱装置で加熱
した前記ダイオキシン含有物を密閉し真空状態でダイオ
キシンを除去する真空処理装置と、該真空処理装置と前
記加熱装置とを連結する第１の配管と、該第１の配管と
前記真空処理装置に介装された第１の弁と、該真空処理
装置に冷却水を供給するよう接続された給水管と、該真
空処理装置に第３の配管を介して接続された負圧排ガス
処理装置と、該負圧排ガス処理装置の排出口に付設され
た真空ポンプとを含むのが好ましい。

【００２１】上記によれば、ダイオキシン含有物を加熱
する際に発生する排ガスは、吸引ファンによって排ガス
処理装置に運ばれて処理され、真空処理装置で低酸素濃
度によって低温度でダイオキシンが除去でき、真空処理
装置からのダイオキシン含有ガスを負圧排ガス処理装置
で処理する。また、真空処理装置に接続された給水管か
らの冷却水によりダイオキシン含有物を急冷する。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明のダイ
オキシン除去装置の実施の形態を説明する。図１におい
て、装置全体は、灰Ａを所定温度に加熱する加熱装置２
と、加熱装置２で加熱昇温された灰中のダイオキシンを
真空状態で気化、分解させる真空処理装置１０と、真空
処理装置１０で発生したガスを処理する負圧排ガス処理
装置１７で主要部が構成されている。

【００２３】加熱装置２は、処理すべき灰Ａを投入する
ホッパー１を備えた第１のケーシング３と、灰Ａを所定
温度に加熱する加熱容器２ａと、加熱された灰Ａを搬出
させる第２のケーシング４と、第２のケーシング４に装
着された加熱器例えば重油バーナー５と、で構成されて
いる。灰Ａの加熱温度は、３００〜７００℃にするよう
構成されている。なお加熱温度は、好ましくは４００〜
４５０℃とすることが良い。すなわち７００℃以上では
熱が無駄であり、３００℃以下ではダイオキシンが抜け
にくい。

【００２４】第１のケーシング３の上部には、第２の配
管Ｌ２が装着され排ガス処理装置１４に接続されてい
る。排ガス処理装置１４は、付設された吸引ファン１５
によって加熱装置２内で発生したガスを第２の配管Ｌ２
を介して吸引して処理する。

【００２５】第２のケーシング４の下部に第１の配管Ｌ
１が接続され、第１の弁７を介して加熱昇温した灰Ａを
真空処理装置１０に搬送するよう構成されている。

【００２６】真空処理装置１０は、真空圧に耐えられる
圧力容器状の本体１０ａを主体とし、内部に加熱灰Ａを
撹拌、推進するフィーダ１０ｂが装着されている。真空
度は０ｍｍＨｇが好ましいが少なくとも１０ｍｍＨｇ以
下が必要である。本体１０ａの端部上部に前記第１の弁
７に接続する給灰口８が設けられている。また、本体１
０ａの上部に排気口９が設けられ、排気口９に第３の配
管Ｌ３の一端が接続されてる。第３の配管Ｌ３の他端
は、負圧排ガス処理装置１７の吸入口１７ａに接続さ
れ、負圧排ガス処理装置の排出口１７ｂに付設された真
空ポンプ１８の真空圧を導き、気化ガスを真空処理装置
１０から送出するよう設けられている。また、本体１０
ａの他端部下部に、処理済みの処理灰Ｂを吐出する吐出
口１１が設けられ、第２の弁１２に接続されている。ま
た、本体１０ａの上部に給水管１３が装着され、給水弁
１３ａを介して図示のない給水源に接続されている。

【００２７】負圧排ガス処理装置１７は、付設された真
空ポンプ１８により前記第３の配管Ｌ３を介して真空装
置１０の排気を吸引し処理するよう、例えば公知の冷却
装置および集塵装置等で構成されている。真空ポンプ１
８は、低圧用が好ましいが数ｍｍＨｇ程度で処理するに
は通常の水封式真空ポンプでよい。

【００２８】上記構成によるダイオキシン除去装置の作
用を図１によって説明する。まず、処理すべき灰Ａが投
入ホッパー１から投入され、第１ケーシング３から加熱
容器２ａに入り、重油バーナー５によって３００〜７０
０℃に加熱される。真空装置１０でのダイオキシン除去
作用からは４００〜６００℃で加熱が好ましい。

【００２９】加熱時の排ガスは、第２の配管Ｌ２を介し
て排気ガス処理装置１４で処理される。

【００３０】所定温度に加熱された灰Ａは、第４ケーシ
ング４から第１の配管Ｌ１、第１の弁７を介して、給灰
口８から真空装置１０に搬送される。

【００３１】真空装置１０の本体１０ａに搬送された加
熱灰Ａは、例えば攪拌機１０ｂ等で撹拌されつつ、真空
度１０数ｍｍＨｇ以下に保たれ、灰Ａからダイオキシン
が分離分解されて除去される。真空度を数ｍｍＨｇにす
れば１０数ｍｍＨｇに比較してさらに低い気化温度とな
り、ダイオキシン除去が更に強化される。

【００３２】灰Ａから分離されたダイオキシンを含む排
ガスは、排気口９から第３の配管Ｌ３を介して負圧排ガ
ス処理装置１７に導かれ、冷却および集塵され真空ポン
プ１８によって排出口１７ｂを通って大気に放出され
る。

【００３３】処理灰Ａは、これをゆるやかに冷却する
と、その中に再びダイオキシンが再合成されるおそれが
あるので、それを防ぐために、ダイオキシンを除去した
あと、速やかに冷却する必要がある。その一助として、
まだ容器１０の中にある灰４の状態のとき、本体１０ａ
内の真空度を継続したまま給水管１３から灰Ａに注水し
て灰Ａを冷却させることができる。灰Ａは処理後、最終
的には常温〜１００℃程度まで冷却されるが、容器内に
水を注入するだけでここまで下げるのは無理があり、水
である程度まで下げたあとは、例えば排出して灰Ｂと
し、それを空気で冷却する等の手段によって所定温度ま
で下げるのが合理的である。

【００３４】このようにして、灰Ａからのダイオキシン
除去後は、本体１０ａから吐出口１１および第２の弁１
２を介して処理灰Ｂを搬出し、例えば空気で冷却する等
の手段によって無害の灰Ｂとする。

【００３５】

【発明の効果】本発明の作用効果を、以下に列挙する。 （１） 加熱装置でダイオキシン含有物を所定温度に加
熱して、真空処理装置によって低圧下でダイオキシンを
気化分離または分解させて負圧排ガス処理装置で処理さ
れる。真空にすることでダイオキシンの気化分解温度を
下げることができ、加熱装置を小さくできる。 （２） 加熱装置を、ダイオキシン含有物を３００〜７
００℃に加熱するよう構成すれば、ダイオキシンが気
化、分解、して除去され易い。 （３） 真空ポンプを、真空処理装置内圧を１０ｍｍＨ
ｇ以下にするよう構成すれば、ダイオキシンの気化温度
が大気圧下よりも１００〜２００℃以上低下して気化分
解速度が早くなり、ダイオキシン除去時間が短縮され
る。 （４） 加熱装置でダイオキシン含有物を所定温度に加
熱し、真空処理装置によって低圧下で気化除去させるの
でダイオキシン除去時間を短縮できる。

【００３６】（５） 真空処理装置で低圧で気化させる
ので、ダイオキシン含有物に含まれる塩化鉛等の重金属
化合物を減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のダイオキシン除去装置の構成図。

【図２】従来のダイオキシン除去装置の構成図。

【符号の説明】

Ａ・・・灰（ダイオキシン含有物） Ｂ・・・処理灰 Ｌ１・・・第１の配管 Ｌ２・・・第２の配管 Ｌ３・・・第３の配管 １・・・投入ホッパー ２・・・加熱装置 ３・・・第１ケーシング ４・・・第２ケシング ５・・・加熱器 ７・・・第１の弁 ８・・・給灰口 ９・・・排気口 １０・・・真空処理装置 １０ａ・・・本体 １０ｂ・・・攪拌機 １１・・・吐出口 １２・・・第２の弁 １３・・・給水管 １３ａ・・・給水弁 １４・・・排ガス処理装置 １５・・・吸引ファン １７・・・負圧排ガス処理装置 １７ａ・・・吸入口 １７ｂ・・・排出口 １８・・・真空ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D004 AA36 AA37 AA41 AB07 AC04 CA22 CA24 CA50 CB04 CB28 CB34 DA03 DA06 DA07

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダイオキシン含有物からダイオキシンを
   除去するダイオキシン除去装置において、該ダイオキシ
   ン含有物を所定温度に加熱する加熱装置と、該加熱装置
   で昇温した前記ダイオキシン含有物を密閉し真空状態で
   ダイオキシンを除去する真空処理装置と、該真空処理装
   置からのダイオキシン含有ガスを処理する負圧排ガス処
   理装置と、該負圧排ガス処理装置の排出口に付設された
   真空ポンプとを含んで構成されていることを特徴とする
   ダイオキシン除去装置。
2. 【請求項２】 前記加熱装置は、前記ダイオキシン含有
   物を３００〜７００℃に加熱する請求項１に記載のダイ
   オキシン除去装置。
3. 【請求項３】 前記真空ポンプは、前記真空処理装置内
   圧を１０ｍｍＨｇ以下にする請求項１に記載のダイオキ
   シン除去装置。