JP2000279942A - 汚染土壌の処理方法及び処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置の小型化及び継続運転を可能とし、ダイ
オキシン類を効率よく除去できる汚染土壌の処理方法及
び処理装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明は、汚染土壌９の熱処理により汚
染土壌９中のダイオキシン類を除去した処理土壌１３を
得る汚染土壌の処理方法において、汚染土壌９を４００
〜６００℃で加熱しダイオキシン類を蒸発させ或いは一
部分解し、蒸発したダイオキシン類を含むガスをダイオ
キシン類分解炉１７に送り、ガスを加熱してダイオキシ
ン類を熱分解するものである。この場合、汚染土壌９が
４００〜６００℃で加熱されるため、ダイオキシン類が
蒸発し或いは一部分解し、ダイオキシン類が除去された
処理土壌１３が得られ、汚染土壌９の加熱を加熱する炉
４の小型化が図られ、汚染土壌９に塩化ナトリウムが含
まれていても塩素ガスが発生せず、装置３０の腐食等が
十分防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダイオキシン等で
汚染された汚染土壌の処理方法及び処理装置に係り、よ
り詳細にはロータリキルン等の焼却炉を用いて汚染土壌
を処理する汚染土壌の処理方法及び処理装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、一般廃棄物や産業廃棄物の焼却等
により発生するダイオキシン類等が土壌中に含まれてい
る場合があり、深刻な社会問題となっている。ダイオキ
シン類等は、毒性が強く、分解されにくい性質をもって
いるため、汚染土壌を無害化するためには、汚染土壌を
高温で熱処理して土壌中のダイオキシン類を分解する必
要がある。このような汚染土壌の処理方法として、従
来、例えば汚染土壌を円筒形の内熱式ロータリキルン内
に投入し、汚染土壌に着火して汚染土壌を８５０℃程度
でガス化、燃焼及び灰化し、更に二次燃焼炉で燃焼して
無害化された処理土壌を得るものが知られている。汚染
土壌から発生したガスについては再燃焼室で燃焼処理さ
れる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の処理方法は、以下に示すような問題を有してい
た。即ち、ロータリキルン内の温度が８５０℃程度の高
温になるため、ロータリキルンが長期間の使用にも耐え
られるようロータリキルンの厚さを大きくする必要があ
り、結果として、ロータリキルンを含む装置全体が大型
化するという問題があった。また、汚染土壌中に塩化ナ
トリウム等が含まれていると、８５０℃程度の熱処理で
塩化水素や塩素ガスが発生し、これらのガスが配管の閉
塞やロータリキルン内部の腐食を引き起こし、装置の継
続運転ができなくなるおそれがある。特に塩素ガスは、
ダイオキシン類の再合成を引き起こすおそれがある。

【０００４】そこで、本発明は、上記事情に鑑み、装置
の小型化及び継続運転を可能とし、ダイオキシン類を効
率よく除去することのできる汚染土壌の処理方法及び処
理装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の汚染土壌の処理方法は、汚染土壌の熱処理
により汚染土壌中のダイオキシン類を除去した処理土壌
を得る汚染土壌の処理方法において、汚染土壌を４００
〜６００℃で加熱し、ダイオキシン類を蒸発或いは一部
分解させる蒸発工程と、蒸発したダイオキシン類を含む
ガスをダイオキシン類分解炉に送り、ガスを加熱してダ
イオキシン類を熱分解する熱分解工程とを含むことを特
徴とする。

【０００６】この方法の発明によれば、汚染土壌を４０
０〜６００℃という温度で加熱すると、ダイオキシン類
が蒸発し、蒸発したダイオキシン類を含むガスはダイオ
キシン類分解炉で加熱され、ダイオキシン類が熱分解さ
れる。こうしてダイオキシン類が除去された処理土壌が
得られる。また、汚染土壌が４００〜６００℃の温度で
加熱される。そのため、より高温で加熱される場合に比
べ汚染土壌の加熱に使用する炉の小型化を図ることがで
き、更に汚染土壌中に塩化ナトリウム等が含まれていて
も塩素ガス等が発生せず、炉の腐食やダイオキシン類の
再合成が十分に防止される。

【０００７】上記方法においては、ダイオキシン類分解
炉で加熱されたガスによって汚染土壌を加熱する工程を
更に含むことが好ましい。この場合、ダイオキシン類分
解炉で発生する高温の燃焼排ガスを汚染土壌の加熱に使
用することで排熱の有効利用が図られる。

【０００８】また、本発明の汚染土壌の処理装置は、汚
染土壌の熱処理により汚染土壌中のダイオキシン類を除
去した処理土壌を得る汚染土壌の処理装置において、汚
染土壌を加熱し、ダイオキシン類を蒸発させるロータリ
キルンと、ロータリキルンを包囲し、ロータリキルンと
の間の加熱ガスによりロータリキルンを介して汚染土壌
を加熱する加熱室と、ロータリキルンから排出されたダ
イオキシン類を含むガスを加熱してダイオキシン類を熱
分解するダイオキシン類分解炉とを備えることを特徴と
する。

【０００９】この装置の発明によれば、ロータリキルン
の内部に汚染土壌が投入されると、ロータリキルンと加
熱室との間の加熱ガスによりロータリキルンを介してロ
ータリキルン内部の汚染土壌が加熱される。すると、ダ
イオキシン類が蒸発し、ダイオキシン類が除去された処
理土壌が得られる。そして、ロータリキルンから排出さ
れたダイオキシン類を含むガスはダイオキシン類分解炉
で加熱され、これによってダイオキシン類が熱分解され
る。また、汚染土壌中のダイオキシン類の蒸発にあたっ
ては、ロータリキルンの内部で汚染土壌が４００〜６０
０℃の温度で加熱される。そのため、より高温で加熱さ
れる場合に比べロータリキルンの厚さが小さくて済み、
更に汚染土壌中に塩化ナトリウム等が含まれていても塩
素ガス等が発生せず、ロータリキルン及び加熱室の腐食
やダイオキシン類の再合成が十分に防止される。

【００１０】上記装置においては、ダイオキシン類分解
炉から排出されるガスの一部を加熱ガスとしてロータリ
キルンと加熱室との間の空間に導入する加熱ガス導入ラ
インを更に備えることが好ましい。この場合、ダイオキ
シン類分解炉の高温燃焼排ガスは加熱ガス導入ラインを
通ってロータリキルンと加熱室との間に導入され、ロー
タリキルンの加熱に使用されると、排ガスの有効利用が
図られる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面と共に本発明の汚
染土壌の処理装置及び方法の実施形態について詳細に説
明する。なお、全図中、同一又は相当する構成要素につ
いては同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【００１２】図１は、本発明の汚染土壌の処理装置の実
施形態を示す一部断面概略図である。図１に示すよう
に、汚染土壌の処理装置３０は、加熱室１を備えてお
り、加熱室１の両端面にはそれぞれ開口２，３が形成さ
れている。加熱室１には、それらの開口２，３を通し
て、両端が開放された円筒状の細長いロータリキルン４
が挿入されている。ロータリキルン４の外周面４ａには
円周状に駆動ギヤ５が設けられており、円周駆動ギヤ５
に駆動力がかかるとロータリキルン４はその中心軸周り
に回転する。なお、加熱室１とロータリキルン４の外周
面４ａとの間の加熱ガスを閉じ込めるため、ロータリキ
ルン４の外周には、加熱室１の開口２，３を塞ぐガスシ
ール部２８，２９が設けられている。

【００１３】ロータリキルン４の一端６ａは、ロータリ
キルン４内のガスを集合させるガス集合塔７内に貫入
し、ロータリキルン４の一端６ａ側には汚染土壌導入部
８が固定されている。汚染土壌導入部８は、例えば汚染
土壌９が投入されるホッパ１０と、ホッパ１０からガス
集合塔７を貫入してロータリキルン４の内部まで延びる
円筒状の細長いガイド部１１と、ガイド部１１内に設け
られ汚染土壌９をロータリキルン４の内部に送り出すフ
ィーダ（図示せず）とからなる。一方、ガス集合塔７の
反対側にあるロータリキルン４の端部６ｂは、汚染土壌
９からダイオキシン類を除去した処理土壌１３を収容す
る土壌収容塔１４内に貫入しており、土壌収容塔１４
は、処理土壌１３を冷却して排出する処理土壌冷却器１
５に接続されている。

【００１４】ガス集合塔７は、ガス送りライン１６を介
してダイオキシン類分解炉１７に接続されている。ガス
送りライン１６には、ガス集合塔７内のガスをダイオキ
シン類分解炉１７に送るブロワ１８が設置されている。
ダイオキシン類分解炉１７は、燃料及び空気を取り込
み、内部を高温にすることによってダイオキシン類を分
解するものである。

【００１５】ここで、ダイオキシン類分解炉１７と加熱
室１は、ダイオキシン類分解炉１７から排出される排ガ
スを有効利用する観点から、加熱ガス導入ライン１９を
介して接続されることが好ましい。この場合、ダイオキ
シン類分解炉１７から排出される排ガスは高温であり、
その排熱がロータリキルン４の加熱に使用される。

【００１６】また、加熱室１から排出される加熱排ガス
を大気に放出するため、加熱室１は、排ガス急冷塔２０
に接続されている。排ガス急冷塔２０では急冷によりダ
イオキシン類の再合成が防止される。排ガス急冷塔２０
はバグフィルタ２１に接続され、更にバグフィルタ２１
は活性炭充填塔２２に接続されている。なお、加熱室
１、排ガス急冷塔２０、バグフィルタ２１及び活性炭充
填塔２２は、加熱ガス排出ライン２３に設置され、活性
炭充填塔２２の下流側にはブロワ２７が設置されてい
る。更に、排ガスの有効利用の観点から、加熱排ガス排
出ライン２３と、加熱ガス導入ライン１９は戻しライン
２４により接続されると共に、ダイオキシン類分解炉１
７と土壌収容塔１４は、キャリヤガス導入ライン２５に
より接続されることが好ましい。なお、戻しライン２４
には、加熱排ガス排出ライン２３からの排ガスを加熱ガ
ス導入ライン１９に送るブロワ２６が設置されている。

【００１７】次に、前述した処理装置３０を用いた汚染
土壌の処理方法について説明する。

【００１８】まず、ロータリキルン４を回転させる。そ
して、ホッパ１０に汚染土壌９を投入し、フィーダによ
って、回転するロータリキルン４内に汚染土壌９を送り
出す。これによって、汚染土壌９は、ロータリキルン４
の土壌収容塔１４へ向けて移動する。一方、加熱室１と
の間の空間にダイオキシン類分解炉１７の高温排ガスを
導入してロータリキルン４を外側から加熱し、ロータリ
キルン４内部の汚染土壌９を加熱し、土壌９中のダイオ
キシン類を蒸発及び分解させる（蒸発工程）。

【００１９】このときのロータリキルン４内部の温度
は、４００〜６００℃である。４００〜６００℃とする
のは、４００℃未満では、汚染土壌９中のダイオキシン
類が十分に蒸発せず、６００℃を超えると、汚染土壌９
中に塩化ナトリウム等が含まれている場合に塩化ナトリ
ウム等が分解して塩素ガスや塩化水素等が発生し、ロー
タリキルン４の腐食やダイオキシン類の再合成の原因と
なるからである。また、汚染土壌９を加熱するにあたっ
て、ロータリキルン４を介して汚染土壌９を加熱する必
要上、ロータリキルン４の厚さが小さくなり、結果とし
てロータリキルン４、ひいては装置３０全体としての小
型化を図ることができる。

【００２０】こうして、汚染土壌９がロータリキルン４
内を回転しながら移動する間に、汚染土壌９中のダイオ
キシン類が蒸発及び分解し、汚染土壌９からダイオキシ
ン類が除去され、処理土壌１３が得られる。処理土壌１
３は、土壌収容塔１４内に収容され、処理土壌冷却器１
５で冷却された後に再利用されることになる。

【００２１】一方、蒸発したダイオキシン類を、後述す
るキャリヤガスによってロータリキルン４から追い出
し、ガス集合塔７を経てブロワ１８によってガス送りラ
イン１６を通してダイオキシン類分解炉１７に導入し、
ダイオキシン類分解炉１７において加熱する。このと
き、ダイオキシン類分解炉１７には、燃料と空気を導入
し、９００℃以上の温度にし、その熱によってガス中の
ダイオキシン類を分解する（熱分解工程）。なお、ダイ
オキシン類分解炉１７内の温度は、通常は１２００℃未
満にする。これは、キャリヤガス中の微細なダストの熔
融を防ぐためである。

【００２２】次に、ダイオキシン類分解炉１７から排出
される燃焼排ガスの一部（７０％以上）を加熱ガスとし
て加熱ガス導入ライン１９を通して加熱室１とロータリ
キルン４との間の空間に導入する。排ガスは９００℃以
上の高温であり、ロータリキルン４内の汚染土壌９の加
熱に使用され、排熱が有効に利用されることになり、結
果として装置３０のランニングコストが十分に低減され
る。

【００２３】加熱室１から排出される加熱排ガスの一部
は、排ガスとして加熱排ガス排出ライン２３を通して排
ガス急冷塔２０、バグフィルタ２１及び活性炭充填塔２
２に順次送る。このため、ガス急冷塔２０で排ガスが急
冷し、ダイオキシン類の再合成を防ぎ、ダストに付着し
ているダイオキシン類をバグフィルタ２１で捕集し、更
にガス状のダイオキシン類は活性炭充填塔２２で吸着さ
れる。加熱室１から排出される加熱排ガスの残部は、ブ
ロワ２６によって加熱排ガス排出ライン２３から戻しラ
イン２４を通して加熱ガス導入ライン１９に導入する。
これは、ダイオキシン類分解炉１７の燃焼排ガスの温度
が１０００℃以上になった場合、加熱室１内の温度の調
節に利用される。

【００２４】一方、ダイオキシン類分解炉１７から排出
される排ガスの一部は、キャリヤガスとしてキャリヤガ
ス導入ライン２５及び土壌収容塔１４を通してロータリ
キルン４内に導入する。すると、キャリヤガスは、ロー
タリキルン４内で発生するダイオキシン類をガス集合塔
７の方へ追い出すと共に汚染土壌９をロータリキルン４
の内側から加熱する。従って、キャリヤガスによってロ
ータリキルン４内の汚染土壌９が内側からも外側からも
加熱されることになり、排ガスのもつ排熱が有効に利用
され、装置３０にかかるランニングコストの低減に著し
く寄与する。

【００２５】本発明は、前述した実施形態に限定される
ものではない。例えば、上述の実施形態では、ダイオキ
シン類分解炉１７から排出された排ガスをロータリキル
ン４の加熱に使用したが、ロータリキルン４の加熱は、
別の装置で加熱されたガスを加熱室１に導入することに
より行ってもよい。また、キャリヤガスについても、別
の装置で加熱されたガスをキャリヤガスとしてロータリ
キルン４内に導入してもよく、ダイオキシン類分解炉１
７から排出されたガスは、熱交換器等に導入するように
してもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の汚染土壌の
処理方法及び装置によれば、汚染土壌を４００〜６００
℃という温度で加熱する。そのため、汚染土壌からダイ
オキシン類が蒸発し、ダイオキシン類が除去された処理
土壌が得られる。また、汚染土壌の加熱に使用する炉の
小型化を図ることができ、更に汚染土壌中に塩化ナトリ
ウム等が含まれていても塩素ガス等が発生せず、装置の
腐食やダイオキシン類の再合成を十分に防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の汚染土壌の処理装置の一実施形態を示
す一部断面概略図である。

【符号の説明】

１…加熱室、４…ロータリキルン、９…汚染土壌、１３
…処理土壌、１６…加熱ガス導入ライン、１７…ダイオ
キシン類分解炉、２５…キャリヤガス導入ライン。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 汚染土壌の熱処理により前記汚染土壌中
   の前記ダイオキシン類を除去した処理土壌を得る汚染土
   壌の処理方法において、 前記汚染土壌を４００〜６００℃で加熱し、前記ダイオ
   キシン類を蒸発させる蒸発工程と、 蒸発した前記ダイオキシン類を含むガスをダイオキシン
   類分解炉に送り、前記ガスを加熱して前記ダイオキシン
   類を熱分解する熱分解工程と、を含むことを特徴とする
   汚染土壌の処理方法。
2. 【請求項２】 前記ダイオキシン類分解炉から排出され
   るガスによって前記汚染土壌を加熱する工程を更に含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の汚染土壌排出ガスの
   処理方法。
3. 【請求項３】 汚染土壌の熱処理により前記汚染土壌中
   の前記ダイオキシン類を除去した処理土壌を得る汚染土
   壌の処理装置において、 前記汚染土壌を加熱し、前記ダイオキシン類を蒸発させ
   るロータリキルンと、 前記ロータリキルンを包囲し、前記ロータリキルンとの
   間の加熱ガスにより前記ロータリキルンを介して前記汚
   染土壌を加熱する加熱室と、 前記ロータリキルンから排出された前記ダイオキシン類
   を含むガスを加熱して前記ダイオキシン類を熱分解する
   ダイオキシン類分解炉と、を備えることを特徴とする汚
   染土壌の処理装置。
4. 【請求項４】 前記ダイオキシン類分解炉から排出され
   るガスの少なくとも一部を前記加熱ガスとして前記ロー
   タリキルンと前記加熱室との間の空間に導入する加熱ガ
   ス導入ラインを更に備えることを特徴とする請求項３に
   記載の汚染土壌の処理装置。
5. 【請求項５】 前記ダイオキシン類分解炉から排出され
   るガスの一部をキャリヤガスとして前記ロータリキルン
   の内部に導入するキャリヤガス導入ラインを更に備える
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載の汚染土壌の処
   理装置。