JP2002361045A - ダイオキシン類の化学分解装置及び二酸化炭素co2削減装置 - Google Patents

ダイオキシン類の化学分解装置及び二酸化炭素co2削減装置

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JP2002361045A
JP2002361045A JP2001215987A JP2001215987A JP2002361045A JP 2002361045 A JP2002361045 A JP 2002361045A JP 2001215987 A JP2001215987 A JP 2001215987A JP 2001215987 A JP2001215987 A JP 2001215987A JP 2002361045 A JP2002361045 A JP 2002361045A
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dioxins
potassium permanganate
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carbon dioxide
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Yukihiro Hosomi
幸弘 細見
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    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 塩素系プラスチック類や廃棄物の焼却によっ
て出るダイオキシン類を分解する方法として、過マンガ
ン酸カリKMnO水溶液を用いて、化学反応を起こさ
せ、分解処理する装置にある。 【解決手段】 塩素系プラスチック類や廃棄物を焼却炉
(16)で燃焼させた時に発生するダイオキシン類を含
むガス(煙)を化学反応ドラム(1)に送り込み過マン
ガン酸カリKMnO水溶液(8)(濃度3〜5%)を
噴霧ノズル(3)で化学反応ドラム(1)内に噴射し
て、ダイオキシン類や塩酸HClと反応させるとダイオ
キシン類や塩酸HClは分解される。反応促進触媒には
塗布フイルター(2)を用いる。化学反応ドラ
ムを通過したガスは活性炭(12)によって吸収浄化さ
れ、排煙口より放出される。この発明によってダイオキ
シン類は分解処理され、炭酸ガスは水に溶けて炭酸とな
り削減される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は従来一般的に使用さ
れている焼却炉で塩素系プラスチック類等を燃焼させた
とき、発生するダイオキシン類や二酸化炭素COを化
学反応によって分解処理する方法と装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来のダイオキシン類の処理技術として
は焼却炉内の温度を常時800℃以上に保ち、高温で分
解処理する方法しかないとされてきたので膨大な費用を
掛けた大型焼却炉と耐熱装置が必要なっている。
【0003】
【発明が解決しょうとする課題】従来のダイオキシン類
の処理方法である高温で分解処理に頼らずに、燃焼温度
が比較的に低温であっても発生したダイオキシン類を分
解処理する方法と装置が課題として求められているし、
地球温暖化の原因に上げられている二酸化炭素の削減も
解決しょうとする課題である。
【0004】本発明は上記のダイオキシン類を高温燃焼
による分解処理に頼らずに、従来の一般的に使用されて
いた焼却炉に改良を加えて、発生したダイオキシン類を
含む煙を化学反応ドラムに導き、化学反応によって分解
処理し、同時に、二酸化炭素COも削減しょうとする
ものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、改良を加えた
焼却炉(16)(炉底ガスバーナー(17)と炉頭ガス
バーナー(21)をセットした焼却炉)で塩素系プラス
チック類や一般廃棄物を燃焼させた時に発生するダイオ
キシン類や塩酸HClや二酸化炭素COを含んだ煙
と、過マンガン酸カリKMnO水溶液(8)とを化学
反応ドラム(1)内で化学反応させる方法で、ダイオキ
シン類と塩酸HClを分解処理し二酸化炭素COは水
Oに溶けて化合して炭酸HCOとなり二酸化炭
素COは削減されるのである。
【0006】化学反応ドラム(1)内でダイオキシン類
や塩酸HClや二酸化炭素COを含んだ煙を過マンガ
ン酸カリKMnOと化学反応させるためには、過マン
ガン酸カリ水溶液(8)を揚水ポンプ(9)で水圧をか
けて噴霧ノズル(3)に送り込み、濃密度な微粒子状態
にして、また、反応を促進させるために触媒V
塗布したフイルター(2)を各噴霧ノズルごとにおくの
である。ダイオキシン類や塩酸HClが過マンガン酸カ
リKMnOと反応するとダイオキシン類に含まれる塩
素Clや塩酸HClの塩素Clや過マンガン酸カリKM
nOのカリウムKは水溶液の水HOによりイオン化
されてカリウムKと塩素Clが化合して塩化カリウムK
Clとなり、ダイオキシン類や塩酸HClや過マンガン
酸カリKMnOは分解されて、二酸化マンガンMnO
と二酸化炭素COと水HOになり酸素Oも発生
する。
【0007】化学反応ドラム(1)内で起こった化学反
応よって出来た分解物質二酸化マンガンMnOや塩化
カリウムKClや炭酸HCOは過マンガン酸カリK
MnOの未反応溶液とともに水滴となって化学反応ド
ラムの底に溜まる、溜まった溶液はジヨウゴ1(5)と
ジヨウゴ2(6)をとおして反応廃液ドラム(14)に
溜まり、二酸化マンガンMnOは結晶として沈殿し、
塩化カリウムKClや炭酸HCOは未反応溶液に混
ざり過マンガン酸カリKMnO水溶液ドラム(7)に
戻して、再利用される。
【0008】化学反応ドラム(1)内で反応しえなかっ
たガスを活性炭の中に通すことで、分子が吸収されて残
留ガスがより浄化されるのである。
【0009】ダイオキシン類がより多く発生するといわ
れている燃焼温度は200〜400℃であるので、焼却
炉にできた不完全燃焼の炭や灰にはダイオキシン類が含
まれているから、これを完全燃焼させなければならな
い、その手段として炉底バーナーをセットして焼却温度
を800℃以上の一定温度を確保するものであり、ま
た、ススやタールの発火温度は350℃前後とみられる
ので炉頭ガスバーナーをセットして燃焼温度500℃以
上を焼却炉の燃焼開始前に確保して、ススやタールを完
全燃焼させてススやタールに付着するダイオキシン類を
ガス化させるものである。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態、を示
す装置の立面の断面図であり、図2は装置の平面の断面
図である。
【0011】図1において、化学反応ドラム(1)に焼
却炉(16)で発生したダイオキシン類や塩酸HClを
含んだガス(煙)を送り込み、(一方では前以て過マン
ガン酸カリKMnO水溶液(8)を揚水ポンプ(9)
で噴霧ノズル(3)に送り込んで、化学反応ドラム
(1)内に噴霧して濃密度な微粒子状態にしておく。)
そこで、過マンガン酸カリKMnO水溶液の水H
によってダイオキシン類と塩酸HClのそれぞれの分子
がイオン化され、過マンガン酸カリKMnOのイオン
分子とイオン化反応をしてダイオキシン類と塩酸HCl
を分解処理する。例えば、ダイオキシンの一つである
2、3、7、8TCDDを1g分子と塩酸HClを2g
分子に相当する塩素系プラスチック6g分子を完全燃焼
させるのに、30分を要したとすると、過マンガン酸カ
リKMnO5%水溶液が19L必要であり、噴霧ノズ
ル(3)から噴霧される量は毎秒当たり10.5cc以
上必要である。また、それぞれの噴霧ノズル(3)ごと
に化学反応促進触媒V塗布フイルター(2)をセ
ットして反応を促進させる。反応によって出来た混合溶
液(二酸化マンガンMnO・塩化カリウムKCl・炭
酸HCO・未反応液)をジョウゴ1・2(5・6)
に集めて廃液ドラム(14)へ流し込む、また、化学反
応ドラム(1)内の未反応残留ガスは活性炭ドラムへ送
り込まれて、吸収浄化されて排気口(26)より放出す
る。
【0012】
【化1】塩化ビィフェニールn(CH−CHCl)の
燃焼によるダイオキシン2、37、8TCDDの発生と
分解の化学反応をみると 6(CH−CHCl)+4O=C12Cl+2HCl+6HO C12Cl+4KMnO+80 =4KCl+4MnO+12CO+2HO 4HCl+4KMnO=4KCl+4MnO+2HO+3O CO+HO=HCO
【0013】図1において、過マンガン酸カリKMnO
水溶液(8)はダイオキシン類と塩酸HClとの反応
に必要な濃度のものでなければならない、その濃度は計
算上約3.5%となり、その範囲を3〜5%に設定する
のが経済的であるし、水溶液の必要量はダイオキシン類
や塩酸HClの発生量に比例しているので、十分な量を
確保するのが適当であり、小型焼却炉の場合、60L容
量以上の水溶液ドラム(7)が適当であろう。
【0014】図1において、廃液ドラム(14)は化学
反応ドラム(1)内で出来た反応廃液をジョウゴ1・2
(5・6)を通して溜め置くドラムであって、そこには
二酸化マンガンMnOの結晶が沈殿し、上澄液は再度
過マンガン酸カリKMnO水溶液ドラム(7)へ戻さ
れる。
【0015】図1において、改良した焼却炉とは炉底ガ
スバーナー(17)と炉頭ガスバーナー(21)を取り
付けて、初期温度と終期温度を所定温度に保ち、不完全
燃焼をおさえるものであって、炉底ガスバーナー(1
7)は焼却炉内で出来る炭や灰の中の不燃焼物を完全燃
焼させるためのものであって、ダイオキシン類の分解に
必要な温度800℃以上の確保が必要であるし、炉頭ガ
スバーナー(21)については、燃焼時に出る炭素粒
(スス)やタール等を完全燃焼させてガス化させるもの
であって、炭素粒の発火温度が350℃前後と言われて
いるから、焼却炉内の温度が650℃前後になるまで、
炉頭ガスバーナー(21)の温度を事前に、400〜5
00℃にしておく必要がある。
【0016】(試作実験の結果)塩化ビニール製ポリタ
ンクを焼却炉で燃焼して発生する煙を過マンガン酸カリ
KMnOの5%水溶液10Lに通してその結果をみる
と、化学反応後の水溶液は濃紫色から黒茶色に変色し
た。その水溶液を数時間静置すると、黒色の沈殿物が得
られた、また、上澄溶液は薄茶色を呈し、リトマス試験
紙は酸性を示した。沈殿物と上澄液を熱して水分を蒸発
させると、黒色の結晶と茶色の結晶が出来てそれぞれの
結晶を蒸留水に入れると、黒色の結晶は溶けずそのまま
沈殿した。茶色の結晶は直ぐに溶けたので、リトマス試
験紙に浸しても変化が見られなかったので中性であると
判断し、その溶液に硝酸銀AgNO溶液を滴下すると
白濁した。これらの結果から塩化ビニール製ポリタンク
を燃焼させて、発生するダイオキシン類や塩酸HClは
過マンガン酸カリKMnOによって分解されて、塩化
カリウムKClと二酸化マンガンMnOと炭酸H
に変換されたと見なすことが出来る。また排煙口よ
り出る煙の量は燃焼時に発生する量に比べて十分の一以
下で色も白く、匂いも無くなっていた。
【0017】
【発明の効果】本発明は塩素系プラスチック類を燃焼し
た時に発生する、ダイオキシン類の処理方法が従来は高
熱分解処理であったものを、化学反応によって分解処理
する装置であって、焼却炉の大小に拘わらず煙の量によ
って化学反応ドラム(1)の容量を替えるだけで、分解
処理能力が調整でき、大型焼却炉のように24時間稼働
の必要もなく、小型の焼却炉で一般家庭でもセットでき
るし、設置費用も安価であり手軽である。また、発生す
る二酸化炭素COも60%前後削減できるので、地球
温暖化の防止に効果をもたらすものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す装置の立面の断面図
である。
【図2】本発明の実施の形態を示す装置の平面の断面図
である。
【符号の説明】 1 化学反応ドラム 2 化学反応促進触媒V塗布フイルター 3 水溶液噴霧ノズル 4 溶液導管 5 ジョウゴ1 6 ジョウゴ2 7 過マンガン酸カリKMnO水溶液ドラム 8 過マンガン酸カリKMnO水溶液 9 揚水ポンプ 10 ジョウゴ3 11 活性炭ドラム 12 活性炭 13 金網 14 反応廃液ドラム 15 反応廃液 16 焼却炉 17 炉底ガスバーナー 18 ロストル 19 灰溜め箱 20 送風モーター 21 炉頭ガスバーナー 22 空気取り入れ口 23 送煙管 24 送煙モーター 25 スス・タール溜め箱 26 排煙口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B01D 53/77 B01D 53/34 134B 53/86 F23J 15/00 E B01J 23/20 J F23J 15/00 B01D 53/36 G 15/04 Fターム(参考) 2E191 BA15 BC01 BD11 BD13 3K070 DA05 DA12 DA24 DA25 4D002 AA09 AA19 AA21 AC04 BA02 BA04 BA05 CA01 DA35 DA38 DA41 FA10 GA02 GB03 4D048 AA11 AB03 AC10 BA23X CD05 4G069 AA03 BB04A BB04B BC54A BC54B CA02 CA10 CA19 CA20 DA06 FB23

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】塩素系プラスチック類及び一般廃棄物を焼
    却炉で燃焼させた時、発生するダイオキシン類や二酸化
    炭素COガスを化学薬品を用いて反応させて分解及び
    削減する方法であって、改良を加えた焼却炉(16)
    (炉底ガスバーナー(17)と炉頭ガスバーナー(2
    1)をセットに改良)で発生したガスを化学反応ドラム
    (1)に送り込む装置と、過マンガン酸カリKMnO
    水溶液(8)を溶液噴霧ノズル(3)に送り込む装置に
    よって、化学反応ドラム(1)に送り込まれたガスと噴
    霧状になった過マンガン酸カリKMnO水溶液が化学
    反応を起こす装置と、化学反応を起こさなかった残留ガ
    スを活性炭ドラム(11)の中に通して浄化させる一連
    の装置。
  2. 【請求項2】前記塩素系プラスチック類及び一般廃棄物
    を焼却炉で燃焼させた時、低温時に発生するダイオキシ
    ン類や塩酸HCl・二酸化炭素COを過マンガン酸カ
    リKMnO水溶液とイオン化反応させて、塩化カリウ
    ムKCl・二酸化マンガンMnO・二酸化炭素CO
    ・水HOに分解し、二酸化炭素COは水HOに溶
    けて炭酸HCOとなる方法。
  3. 【請求項3】前記化学反応ドラム(1)はダイオキシン
    類や塩酸HCl・二酸化炭素COを化学反応によって
    分解処理するために、過マンガン酸カリKMnO水溶
    液を濃密度の微粒子に変える噴霧ノズル(3)と、反応
    を促進させるための触媒Vを塗布したフイルター
    (2)と、反応溶液を廃液ドラム(14)へ流しこむジ
    ヨウゴ1(5)ジヨウゴ2(6)とからなる装置。
  4. 【請求項4】前記噴霧ノズルに送り込まれる過マンガン
    酸カリKMnO水溶液(8)は過マンガン酸カリKM
    nOドラム(7)に備蓄されていて、揚水ポンプ
    (9)によって噴霧ノズルに送り込む装置であり、廃液
    ドラム(14)には廃液(15)の中に二酸化マンガン
    MnOの結晶を沈殿させ、上澄液の未反応液を過マン
    ガン酸カリKMnOドラム(7)に戻し再利用する装
    置。
  5. 【請求項5】前記活性炭ドラム(11)は化学反応しえ
    なかった残留ガスを活性炭(12)の中に通すことによ
    って、未反応分子や微粒子を吸収浄化する装置。
  6. 【請求項6】前記改良を加えた焼却炉(16)とは炉底
    ガスバーナー(17)と炉頭ガスバーナー(21)を取
    り付けて初期温度や終期温度を高温のまま一定に保っ
    て、灰中のダイオキシン類を取り除き、炭素C(スス)
    やタールを完全燃焼させる装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114621792A (zh) * 2022-03-30 2022-06-14 西安交通大学 一种利用KMnO4改性生物质焦炭去除气化焦油的系统及方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114621792A (zh) * 2022-03-30 2022-06-14 西安交通大学 一种利用KMnO4改性生物质焦炭去除气化焦油的系统及方法

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