JP2000301098A - ダイオキシン類の分解装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダイオキシン類含有物質とアミン化合物又は
アンモニウム化合物とを効率良く接触させ、ダイオキシ
ン類を効果的に分解処理することが可能なダイオキシン
類の分解装置を提供する。 【解決手段】 ホッパ１０内の灰は、定量供給機１２を
介して投入部１４からケーシング２２内に定量供給され
る。そして、スクリュ２６によってケーシング２２内の
反応帯域に送り込まれ、ヒータ３２によって加熱されつ
つ攪拌羽根２８によって攪拌される。投入部１４又は反
応帯域において灰に対しアミン化合物又はアンモニウム
化合物が供給される。このアミン化合物又はアンモニウ
ム化合物と灰中のダイオキシン類とが反応し、ダイオキ
シン類が分解する。処理済の灰は排出部３４から取り出
され、ガスはガス処理装置４４で処理される。攪拌羽根
２８は灰の送り機能は殆ど有しておらず単に灰を攪拌す
る機能のみを有している。

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類の分
解装置に係り、特にアミン化合物又はアンモニウム化合
物によってダイオキシン類を分解する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】有機塩素化合物を含むゴミ等を焼却する
と、フェノール、ベンゼン、アセチレン等の有機化合
物、クロロフェノール、クロロベンゼン等の塩素化芳香
族化合物や塩素化アルキル化合物等のダイオキシン類前
駆体が発生し、これらのダイオキシン類前駆体から、飛
灰の触媒作用などによりポリ塩化−ｐ−ジベンゾダイオ
キシン類（ＰＣＤＤ）やポリ塩化ジベンゾフラン類（Ｐ
ＣＤＦ）等のダイオキシン類が発生する。

【０００３】従来、このようなダイオキシン類の処理方
法としては次のような方法が提案されている。

【０００４】 ダイオキシン類含有飛灰を窒素ガス等
の還元性雰囲気下、３２０〜４００℃で１〜２時間（例
えば、３２０℃では２時間、３４０℃では１〜１．５時
間）保持する（ハーゲンマイヤープロセス“ＯＲＧＡＮ
ＯＨＡＬＯＧＥＮ ＣＯＭＰＯＵＮＤＳ Ｖｏ．２７
（１９９６）”１４７〜１５２頁）。 ダイオキシン含有飛灰を空気を流通下、未燃分を燃
焼消失できる温度域（４００〜４５０℃）で処理し酸素
濃度を１０％程度の雰囲気でダイオキシン類を熱分解す
る（第９回廃棄物学会研究発表会講演論文集（１９９
８）、７４２〜７４４，７４８〜７５０）。 ダイオキシン類含有飛灰をピリジン等のダイオキシ
ン生成抑制剤の存在下３００〜５００℃で熱処理する
（特開平４−２４１８８０号公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】の方法では、窒素を
注入する必要があり手間とコストが嵩む。また、処理時
間が１時間以上と長いため装置も大きくなる。

【０００６】の方法では簡便な空気を流通させること
ができるが処理温度が４００〜４５０℃と高いため必要
とされるエネルギーが大きく、装置を構成する鋼材の許
容応力の低下、ひいては脆性破壊も危惧される。

【０００７】の方法も処理温度が高く処理時間も長い
ため、必要とされるエネルギーが大きく装置も大きくな
る。

【０００８】なお、との方法は実用化されている
が、処理物の放冷時にダイオキシン類の再合成が起きる
ため、冷却装置が必要となっている。

【０００９】本発明はこのような従来技術の種々の問題
点を解消し、ダイオキシン類含有物質とアミン化合物又
はアンモニウム化合物との接触効率が高くダイオキシン
類の分解率が高いダイオキシン類の分解装置を提供する
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のダイオキシン類
の分解装置は、ダイオキシン類含有物質にアミン化合物
又はアンモニウム化合物を添加してダイオキシン類を分
解する装置において、少なくとも１箇所に設けられたア
ミン化合物又はアンモニウム化合物の添加手段と、ダイ
オキシン類含有物質とアミン化合物又はアンモニウム化
合物を攪拌軸又はリフタ付きロータリーキルンにより混
合移送すると共に加熱する反応手段とを有することを特
徴とするものである。

【００１１】かかる本発明装置によると、ダイオキシン
類含有物質にアミン化合物が添加された後、これらが混
合移送され、この間に加熱されることによりダイオキシ
ン類とアミン化合物とが十分に反応し、ダイオキシン類
が分解する。

【００１２】なお、本発明では添加手段と反応手段の間
に混合手段を設けても良い。

【００１３】ダイオキシン類含有物質としては、ダイオ
キシン類を含有したごみ焼却炉等の各種焼却炉から排出
される飛灰及び焼却灰や、ダイオキシン類を吸着処理す
るために使用された活性炭、ダイオキシン類で汚染され
た土壌などが例示される。このアミン化合物又はアンモ
ニウム化合物は液体でも気体でも固体でも良い。液体の
場合、水溶液等の溶液であっても良い。液体のアミン化
合物又はアンモニウム化合物を添加する場合、アミン化
合物又はアンモニウム化合物を十分に拡散させるために
ノズル等によって噴霧するのが好ましい。固体の場合、
配合品も使用できる。

【００１４】具体的なアミン化合物としては、モノエタ
ノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールア
ミン、メタノールアミン、アミノメチルプロパノール等
のアルカノールアミンや、ジエチルアミン、プロピルア
ミン、エチレンジアミン等の低級アルキル置換アミン、
アニリン等の環式アミンなどが例示される。アンモニウ
ム化合物としては、アンモニア、尿素、アンモニウム塩
が例示される。アンモニウム塩としては例えば重炭酸ア
ンモニウム、炭酸アンモニウム、水酸化アンモニウム、
酢酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、リン酸アンモニ
ウム、リン酸水素アンモニウム等が例示される。これら
の化合物のうち、トリエタノールアミン、ジエタノール
アミン、モノエタノールアミン、アニリン、プロピルア
ミン、エチレンジアミン、アミノメチルプロパノールが
好適である。

【００１５】本発明において、アミン化合物又はアンモ
ニウム化合物の添加量は、被処理物のダイオキシン類濃
度や用いるアミン化合物又はアンモニウム化合物の種
類、アミン化合物又はアンモニウム化合物の添加形態、
添加時の温度等によっても異なるが、焼却灰又は飛灰に
添加する場合、添加量は飛灰又は焼却灰の０．１〜３０
重量％、特に０．５〜２０重量％程度が好ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。図１は第１の実施の形態に係
るダイオキシン類の分解装置の概略的な断面図、図２は
攪拌羽根の構成図であって、（ｂ）図は（ａ）図のＢ−
Ｂ線矢視図である。

【００１７】ダイオキシン類含有物質としての灰はホッ
パ１０から定量供給機１２によって反応装置２０のケー
シング２２の一端側に設けられた投入部１４に定量供給
される。この投入部１４側にはケーシング２２内の反応
帯域から気体状のアミン化合物又はアンモニウム化合物
及び水分が戻ってきて、凝縮する場合がある。これら凝
縮物は灰等を固まらせ、配管閉塞の原因となるので、投
入部１４を保温又は加熱する手段を設けて凝縮を防止す
るのが好ましい。更に定量供給機１２でも気体の戻りを
防ぐため、配管を灰で満たしておくのが好ましい。

【００１８】この反応装置２０は、略水平に配置された
円筒状のケーシング２２を有している。このケーシング
２２の中心部に沿って回転軸２４が配置されている。こ
の回転軸２４には、投入部１４側にスクリュ２６が設け
られると共に、反応帯域に多数の攪拌羽根２８が設けら
れている。この回転軸２４はモータ３０によって回転駆
動される。

【００１９】攪拌羽根２８は、図２の通り、板状部２８
ａと、この板状部２８ａを回転軸２４に連結している支
承部２８ｂとからなる。該板状部２８ａは板面を回転軸
２４の軸心線方向と略平行方向とし、灰の送り機能は殆
ど有さず単に灰を攪拌する機能のみを有したものとする
ことが好ましい。平板状の攪拌羽根の場合、板状部２８
ａの板面は回転軸の軸心方向に対し−１０°〜＋５°と
くに−３°〜＋１°の範囲にあることが好ましい。な
お、ここで述べている板面の角度は送り機能を有するも
のをプラス、戻り機能を有するものをマイナスの角度で
表わしている。このような平板状の羽根の他くの字型の
羽根やボックス型の羽根を用いても良い。

【００２０】ケーシング２２の反応帯域の外周にはヒー
タ３２が配置されている。このヒータ３２は電気ヒータ
であっても良く、内部に高温流体（例えばガス）が流通
される中空胴体状のものであっても良い。

【００２１】ケーシング２２の他端側には灰の排出部３
４とガス出口３６とが設けられている。ケーシング２２
内の反応帯域とこの排出部３４とを仕切るように可動堰
４０が設けられている。この可動堰４０は堰昇降機４２
によって昇降可能とされている。この可動堰４０の高さ
を調節することにより、反応帯域内の灰の滞留量及び滞
留時間を調整して十分な滞留時間を確保するのが好まし
い。

【００２２】ガス出口３６からのガスは、例えば集塵
器、活性炭吸着塔、冷却器などよりなるガス処理装置４
４を経て排出される。

【００２３】アミン化合物又はアンモニウム化合物は、
タンク５０内に貯えられ、ポンプ５２及び配管５４を介
して投入部１４又は反応帯域に供給される。また、図示
していないが、投入部１４より前段のホッパ１０等で供
給しても良い。液状のアミン化合物又はアンモニウム化
合物をガス化してから供給する場合には、配管５４に気
化器を設ければ良い。

【００２４】なお、アミン化合物又はアンモニウム化合
物は投入部１４の前段のみに供給されても良く、供給配
管によって投入部１４にのみ供給されても良く、供給
配管〜によって反応帯域にのみ供給されても良く、
複数箇所に供給されても良い。また、反応帯域内でも１
箇所に供給されても良く複数箇所に供給されても良い。

【００２５】このように構成されたダイオキシン類の分
解装置において、定量供給機１２を介して投入部１４か
らケーシング２２内に定量供給された灰は、スクリュ２
６によってケーシング２２内の反応帯域に送り込まれ、
ヒータ３２によって加熱されつつ攪拌羽根２８によって
攪拌される。投入部１４又は反応帯域等において灰に対
しアミン化合物又はアンモニウム化合物が供給される。
このアミン化合物又はアンモニウム化合物と灰中のダイ
オキシン類とが反応し、ダイオキシン類が分解する。処
理済の灰は排出部３４から取り出され、ガスはガス処理
装置４４で処理される。

【００２６】なお、図１では、反応装置２０を１段だけ
設けているが、複数の反応装置を設け、灰がこれらの反
応装置を直列に流通して多段処理されるようにしても良
い。

【００２７】また、低沸点物質の凝縮による配管閉塞や
腐食等の弊害回避、もしくは適用薬剤の引火点以上の温
度で反応させる時に爆発回避のための酸素濃度調整をす
る際には、気体を送風することが望ましい。送風する気
体としては、空気、窒素、炭酸ガス、煙道の排ガス等が
例示できる。

【００２８】反応装置からの排ガスに煤塵が含まれてい
る場合、集塵器で集塵する必要がある。回収した煤塵は
そのまま反応装置に戻しても貯留ホッパーや投入口等の
反応装置前段に戻しても良い。

【００２９】集塵器後段の排ガス処理は、煙道が隣接し
ている場合に、煙道に送風しても活性炭で処理しても良
い。煙道に戻す場合、集塵器手前に戻すことが効果的で
ある。近くに煙道が存在しない場合、活性炭処理が有効
である。

【００３０】なお、ケーシング２２内において、灰と気
体状アミン化合物又はアンモニウム化合物とを十分に接
触させるために、ガスが通過する空間に邪魔板（図示
略）を設けガスのショートパスを防止することが好まし
い。

【００３１】図３は、第１の実施の形態においてケーシ
ング２２内に複数の板状の堰５６を設けた第２の実施の
形態を示すものである。灰のショートパスを防止するた
めの堰を設けて、十分な灰の滞留時間を確保するのが好
ましい。このような構成は装置規模が小さい場合に採用
するのに好適である。処理量の多い大規模装置の場合に
は、攪拌軸長が大きくなるため、短軸の装置を連結して
多段化するのが好ましい。

【００３２】図４は、図１の第１の実施の形態におい
て、ホッパ１０と定量供給機１２との間に混練機５８を
設け、この混練機５８にアミン化合物又はアンモニウム
化合物を添加し灰と混練してから定量供給機１２に送り
込むようにした第３の実施の形態を示す。図４の実施の
形態では、ホッパ１０の後に混練機５８を設けている
が、混練後に図１の装置のホッパ１０へ投入しても構わ
ない。

【００３３】図５は、回転筒を用いた第４の実施の形態
を示す側面図、図６は図５のVI−VI線に沿う断面図であ
る。

【００３４】灰とアミン化合物又はアンモニウム化合物
とがホッパ６０に供給され、定量供給機６２によって又
は灰が供給された状態で、回転筒６４の前段の任意の箇
所にアミン化合物又はアンモニウム化合物を供給して、
回転筒６４の一端側に移送される。回転筒６４は、その
軸心線方向に傾斜しており、高位側には定量供給機６２
が配置され、定位側には排出用ハウジング６６が配置さ
れている。この排出用ハウジング６６の下部には処理済
の灰の取出部６８が設けられ、上部にはガス出口７０が
設けられている。回転筒６４は駆動装置７２によってそ
の軸心回りに回転される。回転筒６４内には、灰をかき
上げるためのリフタ７４が多数設けられている。この回
転筒６４の外周囲にヒータ７６が配置され、回転筒６４
内の灰及びアミン化合物を加熱可能としている。

【００３５】このダイオキシン類の分解装置は、リフタ
７４によって灰をかき上げるので、灰とアミン化合物と
の攪拌混合が十分に行われる。また、回転筒６４内に空
気等を流さない方が高濃度のアミン化合物が回転筒６４
内に長時間滞留できるため、好ましい。この回転筒６４
内に攪拌軸がないので、長尺化、大型化が容易であると
共に、灰中に硬い異物が混入していてもトラブル無く運
転を続行できる。

【００３６】

【実施例】＜実施例１，２，３＞図１に示す第１の実施
の形態に係るダイオキシン類の分解装置を用い、ごみ焼
却場の飛灰を処理した。この飛灰のダイオキシン類の濃
度は１．０４ｎｇ−ＴＥＱ／ｇである。

【００３７】アミン化合物としてモノエタノールアミン
を用い、その添加量は飛灰に対しての重量％で、表１の
通りに添加した。反応装置２０のケーシング２２内の加
熱温度及び灰の滞留時間は表１の通りで、ケーシング２
２の直径は１０ｃｍ、軸長は１００ｃｍである。なお、
実施例１は配管から投入部１４にのみ、モノエタノー
ルアミンを添加した場合で、実施例２，３は配管から
投入部１４に、配管，からケーシング２２の反応帯
域にモノエタノールアミンを添加した場合である。その
結果、表１に示す通り、灰中のダイオキシン類濃度が著
しく低くなることが確認された。

【００３８】

【表１】

【００３９】＜実施例４〜７＞図４に示すように混練機
５８をホッパ１０と定量供給機１２との間に設けると共
に、この混練機５８においてのみアミン化合物を灰に添
加するようにした第３の実施の形態に係るダイオキシン
類の分解装置を用い、表１に示した条件で、実施例１〜
３と同様に飛灰を処理した。その結果は表１に示す通り
であった。

【００４０】＜実施例８〜１０＞図４のダイオキシン類
の分解装置において、実施例８は混練機５８と配管の
２ヶ所で、実施例９，１０は混練機５８と配管，の
３ヶ所でモノエタノールアミンを飛灰に添加し、表１に
示した条件で実施例１〜７と同様に飛灰を処理した。そ
の結果は表１に示す通りであった。

【００４１】

【発明の効果】以上の実施例からも明らかな通り、本発
明によるとダイオキシン類含有物質とアミン化合物とを
効率良く接触させ、ダイオキシン類を効果的に分解処理
することが可能なダイオキシン類の分解装置が提供され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態に係るダイオキシン類の分解
装置の概略的な断面図である。

【図２】攪拌羽根の構成図であって、（ｂ）図は（ａ）
図のＢ−Ｂ線矢視図である。

【図３】第２の実施の形態のダイオキシン類の分解装置
の要部を示す断面図である。

【図４】第３の実施の形態のダイオキシン類の分解装置
の要部を示す断面図である。

【図５】回転筒を用いた第４の実施の形態を示す側面図
である。

【図６】図５のVI−VI線に沿う断面図である。

【符号の説明】

１０ ホッパ １２ 定量供給機 ２０ 反応装置 ２２ ケーシング ２４ 回転軸 ２６ スクリュ ２８ 攪拌羽根 ４０ 可動堰 ６０ ホッパ ６２ 定量供給機 ６４ 回転筒 ７４ リフタ

フロントページの続き (72)発明者 藤原 昇 東京都新宿区西新宿三丁目４番７号 栗田 工業株式会社 (72)発明者 柳本 勝弘 富山県富山市西宮町１番１号 新日本海重 工業株式会社 (72)発明者 小林 茂彦 富山県富山市西宮町１番１号 新日本海重 工業株式会社 Ｆターム(参考） 2E191 BA12 BA13 BC01 BC05 BD11 4D004 AA36 AA37 AB06 AB07 CA15 CA24 CA34 CB08 CB09 CB22 CB24 CB28 CB32 CB42 CB43 CB45 CC11 CC15 DA02 DA11

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダイオキシン類含有物質にアミン化合物
   又はアンモニウム化合物を添加してダイオキシン類を分
   解する装置において、 少なくとも１箇所に設けられたアミン化合物又はアンモ
   ニウム化合物の添加手段と、 ダイオキシン類含有物質とアミン化合物又はアンモニウ
   ム化合物を１軸以上の攪拌軸により混合移送すると共に
   加熱する反応手段とを有することを特徴とするダイオキ
   シン類の分解装置。
2. 【請求項２】 ダイオキシン類含有物質にアミン化合物
   又はアンモニウム化合物を添加してダイオキシン類を分
   解する装置において、 少なくとも１箇所に設けられたアミン化合物又はアンモ
   ニウム化合物の添加手段と、 ダイオキシン類含有物質とアミン化合物又はアンモニウ
   ム化合物をリフタ付きロータリーキルンにより混合移送
   すると共に加熱する反応手段とを有することを特徴とす
   るダイオキシン類の分解装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、添加手段と反
   応手段の間に混合手段を設けたことを特徴とするダイオ
   キシン類の分解装置。