JP2005324176A

JP2005324176A - Ｐｃｂ廃棄物の超高温溶融分解方法とそれに用いる超高温溶融分解装置

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Publication number: JP2005324176A
Application number: JP2004169225A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Ito; 勝弘伊藤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-05-12
Filing date: 2004-05-12
Publication date: 2005-11-24

Abstract

【課題】ＰＣＢを含む油又はＰＣＢが染み込み、付着し、若しくは封入された物が廃棄物となったものを、超高温で溶融分解し、ＰＣＢを塩、水、二酸化炭素に分解する。
【解決手段】ＰＣＢ廃棄物を非含浸性部材と含浸性部材とに解体・分別し、非含浸性部材はアンモニウム塩で洗浄し、リサイクルに回す。含浸性部材は破砕し、抜油した廃ＰＣＢとともにサイクロン炉１に供給し、超高温で溶融分解する。排ガスは熱分解室２を経由して熱交換器３、５で熱源調整し、ＤｅＮｏｘ反応室４で化学処理し、スクラバ−６、マルチサイクロン７、バグフィルタ−８、吸着塔９を経由し、大気中に排出する。水貯蔵部から水抜された含ＰＣＢ液は、電磁分離器４１により固液分離する。固形化されたＰＣＢ吸着マグネタイトは、メタノ−ルなどの再生有機溶媒によるＰＣＢの脱離によって分離され、ＰＣＢは蒸留され、回収ＰＣＢとして、液状廃ＰＣＢ貯蔵庫に貯蔵する。
【選択図】図１

Description

本発明は、内分泌かく乱物質の環境ホルモンとして知られるダイオキシン、ＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニ−ル）、ビスフェノ−ルＡ等の有害物質の環境ホルモンを超高温で溶融分解し、塩、水、二酸化炭素に分解してしまう方法とそれに用いる超高温溶融分解装置で、とくにＰＣＢを含む油又はＰＣＢが塗布され、染み込み、付着し、若しくは封入された物が廃棄物となったものを、超高温で溶融分解し、そこから発生する排ガス中のＰＣＢ等を水に包含させ、水中のＰＣＢなどを物理的処理（磁気分離処理）でＰＣＢと浄化水とに分離し、ＰＣＢを除去する超高温溶融分解方法とそれに用いる超高温溶融分解装置である。

大気汚染物質としては塩化水素、硫黄酸化物、窒素酸化物、煤塵などのほか、一酸化炭素、アンモニア、水銀などの重金属、多環芳香族炭化水素、ＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニ−ル）などの有機塩素化合物が知られている。その中でも都市ごみ焼却炉から発生するダイオキシン類が環境ホルモンとして社会的問題になり、数多くの開発が進められてきた。

環境ホルモンの除去技術としては、活性炭や分離膜、樹脂などが使用されていたが、目詰まりを引き起こしたり、吸着飽和や強固な吸着が起きやすいので、大量処理には不向きで、使用済み吸着剤などの二次廃棄物が多く出ることも欠点であった。

ＰＣＢやダイオキシン類の発生抑制と再合成抑制のためには、吸着除去としてＰＣＢやダイオキシン単体を活性炭や活性コ−クスで吸着、排ガスからダイオキシン類を除去し、その後、吸着した活性炭や活性コ−クスを燃焼して熱分解する方法や、運転管理、二次燃焼、温度管理、薬剤投入、触媒反応、吸着、集塵など多岐にわたり開発が進められ、バグフィルタ−の採用もみられるようになってきた。

ＰＣＢは微量で高い毒性を有しており、組成は、１例として（今回採用分）Ｃ_６Ｈ_３Ｃｌ_３−１０．０％：Ｃ_１２Ｈ_７Ｃｌ_３−１．３５％：Ｃ_１２Ｈ_６Ｃｌ_４−４．５％：Ｃ_１２Ｈ_５Ｃｌ_５−８４．１５％重量比平均はＣ：４４．０５％Ｈ：１．５８％Ｃｌ：５４．３６％：４１１０Ｋｃａｌ／ｋｇとなっている。

平成１３年７月施行の「ＰＣＢ廃棄物の適正な処理に関する特措法」によってＰＣＢの無害化処理が義務付けられたために、１１００℃以上の高温で熱分解を行う高温焼却法の焼却処理のほか、化学処理としては脱塩素水素化分解法（金属ナトリウム分解法（ＯＳＤ法、ＳＤ法、ＳＯ法）、アルカリ分解法（ＢＣＤ法、化学抽出分解法）、水素分解法（Ｐｄ／Ｃ法、触媒水素還元法）、水熱酸化分解法（高温（３８０℃〜６５０℃）、高圧（２３〜２６ＭＰａ）での水蒸気処理）、光分解法（紫外線による光触媒の利用）、還元熱・化学分解法（高温処理（８５０℃）で水素と反応）法等の技術が開発されてきているが、高温焼却法では燃焼管理の難しさやダイオキシン等の同時モニタリングができないという欠点があり、化学処理でもコストが高かったり、時間が掛かるという欠点もあった。

焼却によるダイオキシンやＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニ−ル）などの除去のためには、焼却装置の大型化を図らなければならなかったり、ダイオキシンやＰＣＢなどを除去するために、燃焼炉における完全燃焼技術、有害物質の生成抑制技術、有害物質の処理技術などの効率的な開発が待たれていた。

本発明は、従来知られているダイオキシンやＰＣＢなどの除去のための燃焼炉における完全燃焼技術、有害物質の生成抑制技術、有害物質の処理技術などのシステムや装置の欠点を解消し、上記課題を解決するためになされたばかりか、加熱エア−の供給と熱源の調節によってＰＣＢやダイオキシンの溶融分解を促進し、再合成の抑制を図り、かつ、溶融分解工程で発生する非含浸性部材の再利用を図るものである。

本発明は、有害物質として知られるＰＣＢの分解が、加熱エア−の供給と熱源の調節によって完全に分解することができるようになり、しかもダイオキシンの発生が抑制され、再合成の抑制も効率よく進められるようになった。

ＰＣＢ廃棄物の超高温熱溶融分解について、図１に従って詳細に説明すると、コンデンサ、トランス、廃ＰＣＢ等のＰＣＢ廃棄物をＰＣＢ廃棄物貯蔵タンク１２に貯蔵し、ＰＣＢ廃棄物から抜油する一方、鉄・鋼等の非含浸性部材３４と紙・木・アルミ箔等の含浸性部材３５に解体分別機４９で解体分別し、非含浸性部材３４はテトラブチルアンモニウムクロライド又は硫安の粉末＋Ｈ_２Ｏ→１．５％溶液などのアンモニウム塩貯蔵タンク１９に貯蔵されているアンモニウム塩で塩類・サビ・埃・その他の付着物の洗浄機３７で洗浄を行い、さらに、加熱して乾燥機３９で乾燥され、卒業判定３６されてリサイクルに回され、紙・木・アルミ箔等の含浸性部材３５は、破砕３２され、破砕含浸性部材貯蔵タンク４８に貯蔵され、破砕含浸性部材３０は熱分解炉１に送り込まれるようになっている。

一方、抜油された液状廃ＰＣＢは、液状廃ＰＣＢ処理物タンク３１に誘導され、サイクロン炉１に送り込まれる。サイクロン炉１はアルミナ９５％以上含有で高熱耐火施工されており、サイクロン炉１に隣接して熱分解室２が配され、第１熱交換器３、ＤｅＮｏｘ反応室４が連設され、ついで第２熱交換器５、第１スクラバ−６、マルチサイクロン７、バグフィルタ−８、ダイオキシン吸着塔９、第２スクラバ−２０、第３スクラバ−２１、排気筒１０などを設置し、サイクロン炉１の補助装置として廃油・軽油貯蔵タンク１３、廃水・工業用水貯蔵タンク１４、ＫＯＨかＮａＯＨなどのアルカリ溶液貯蔵タンク１５が配され、ＤｅＮｏｘ反応室４の補助装置として尿素溶液貯蔵タンク１６が配され、第１スクラバ−６の補助装置として工業用水貯蔵タンク１７が配され、工業用水貯蔵タンク１７の補助装置としてク−リングタワ−１８が配されている。

また、マルチサイクロン７、バグフィルタ−８にはダストの排出部として第１ダスト２３、第２ダスト２４が配され、ダイオキシン吸着塔９と第２スクラバ−２０の間には誘引ファン２６が配され、第２スクラバ−２０と第３スクラバ−２１の間には押込ファン２２が配され、第２スクラバ−２０と第３スクラバ−２１の下部には水貯蔵部５５が配され、水貯蔵部５５と排気筒１０の間にはガス配管５６が配され、水貯蔵部５５には水抜部２５が設置され、排気筒１０には第２熱交換器５から送られる排熱の白煙防止器１１が設置されている。

さらに、具体的にＰＣＢの超高温溶融・分解工程を図１に従って詳細に説明すると、ＰＣＢ廃棄物貯蔵タンク１２に貯蔵されているＰＣＢ廃棄物は、非含浸性部材３４と含浸性部材３５に解体・分別され、非含浸性部材３４はＰＣＢ含有量の４倍量のアンモニウム塩貯蔵タンク１９のアンモニウム塩で洗浄機３７で洗浄を行い、加熱して乾燥機３９で乾燥され、卒業判定３６されてリサイクルに回される。また、含浸性部材３５は、破砕機３２で破砕され、破砕含浸性部材貯蔵タンク４８に貯蔵され、破砕含浸性部材３０は熱分解炉５９に送り込まれるようになっている。

サイクロン炉１は、廃油（可燃性液状の廃棄物）とＰＣＢ（有機塩素の廃棄物）を無害化させる超高温溶融・分解装置であり、高温中和反応装置を設備し、サイクロン炉１の内部は、高熱耐火レンガ（アルミナ９５％以上）で築造され、外側の胴体の材質はステンレスで空冷式のジャケットタイプで、ジャケット内壁と耐火材との壁は合成チタンで構成され、ジャケットには、コンプレッサの空気が注入される。また、サイクロン炉１の上段部は、廃油（可燃性廃液）とＰＣＢ（液状有機塩素）供給のため、バ−ナ−装置がそれぞれ二つずつ合わせて四つが設置されている。このバ−ナ−装置には、廃油（可燃性廃液）とＰＣＢ（液状有機塩素）の燃焼用の加熱空気を供給する燃焼空気噴射器と廃油及びＰＣＢを供給する空圧ノズルがそれぞれ設置され、サイクロン炉１の上段部は廃油・軽油貯蔵タンク１３から送液される燃料によって１６００〜１７００℃を維持し、ＫＯＨかＮａＯＨなどのアルカリ溶液貯蔵タンク１５から送液されるアルカリ溶液は燃焼室からの酸ガスの中和を目的に供給ポンプを通してサイクロン炉１に噴霧され、１３００〜１４００℃を維持してて廃水・工業用水貯蔵タンク１４から送液される廃水または工業用水はサイクロン炉１の下段に空圧ノズル（高圧噴射装置）を通して噴射され、１２５０℃を維持し、サイクロン炉１の排出部５８は、サイクロン炉１の内径の０．６倍位になるように製作し、排出物は無害な産業廃棄物として埋立てられるようになっている。

ＰＣＢ廃棄物貯蔵タンク１２から抜油された液状廃ＰＣＢ処理物は、液状廃ＰＣＢ処理物タンク３１にＰＣＢ供給ポンプを利用して送給され、液状廃ＰＣＢ処理物はサイクロン炉１へと霧噴射方式で噴射供給し、可燃性液状の廃棄物である廃油は廃油又は軽油貯蔵タンク１３に貯蔵され、廃油供給ポンプを利用してサイクロン炉１のノズルに霧噴霧することになっているが、液状ＰＣＢ（有機塩素の廃棄物）と廃油（可燃性液状の廃棄物）の噴射は、コンプレッサの空気で行うことになっている。

燃焼空気噴射器は、燃焼空気がサイクロン炉１の内径の０．８倍程の接線型渦流を形成するように設置され、空圧ノズルは燃焼空気供給ノズルの軸に１５〜２０°の放射形で設置され、バ−ナ−装置の下段層は２次空気噴射器が二つ設置され、２次空気噴射器の下層は、廃水供給ノズルが放射形に設置されている。

酸ガスの発生量を基準とし定量供給される中和剤（荷性ソ−ダ或いは炭酸ナトリウム）をアルカリ溶液貯蔵タンク１５に投入し、攪拌器で混ぜる。この際、供給される中和剤は高濃度の荷性ソ−ダ溶液を使うか、荷性ソ−ダ（又は炭酸ナトリウム）の粉末をアルカリ溶液貯蔵タンク１５に直接投入し、溶かして使用できる。熱分解炉５９の点火のため、バ−ナ−装置が設けられている層に点火装置が設置される。

サイクロン炉１では、廃油（可燃性液状の廃棄物）の燃焼と熱分解及び液状ＰＣＢ（有機塩素の廃棄物）と廃水の中にある有機成分の酸化は、渦流燃焼によって精製される高温物質の流れの中で行われ、有機物質の熱分解のときに形成される酸性気相の生成物（ＨＣｌ、ＳＯ_２）は、サイクロン炉１の高温領域から直接アルカリによって反応し、中和されることになっている。

サイクロン炉１は、高熱耐火施工された熱分解室２の横に併置され、熱分解室２は排ガスが熱分解室２のなかの高温領域から要求滞留時間の２秒以上滞留できるように設計し、ＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニ−ル）が効果的に分解されるようになっており、排出される排ガスは、熱分解室２を通って第１熱交換器３に送られ、第１熱交換器３では、空気が予熱され、この予熱された空気は第２熱交換器５を介して２８０℃以上の排ガスは白煙防止器１１に送られ、排気筒１０の排ガスの温度を上げる役割を果たしており、２０８℃以上で排気され、水蒸気（白煙）は出ないという効果が生まれた。

熱分解室２は、サイクロン炉１から排出された排ガスが第１熱交換器３にはいるダクトとして使われ、熱分解室２の容積は排ガスが高温領域から要求滞留時間の２秒以上滞留できるように設計されており、熱分解室２の内部は耐火レンガで築造されており、自動調節機器及び計測機器とエクスプロ−ジョンヴェントが設置されている。

第１熱交換器３は、排ガスを大気へ放出する前、湿度を下げるために白煙防止器１１に送られる空気を予熱するのに使われるもので、二重管式のジャケットタイプで、第１熱交換器３から排出される排ガスの温度は、２８０℃となり、ダクトを通過する排ガスはおおよそ１１００℃となって、ＤｅＮｏｘ反応室４に送られ、尿素を噴射される。ＤｅＮｏｘ反応室４では、１０００〜１１００℃の温度領域から窒素酸化物をＮ_２に還元させるのに使われる。ＤｅＮｏｘ反応室４は、耐火レンガで作られ、排ガスの流れに尿素溶液を噴射するため、二つの噴射ノズルを装着している。尿素溶液は、尿素溶液準備用類化タンクから工業用水を利用して作る。用意した溶液（約３〜４％の濃度）は、重力によって尿素溶液貯蔵タンク１６に移動し、尿素溶液供給ポンプでＤｅＮｏｘ反応室４のノズルに供給される。ＤｅＮｏｘ反応室４では、ノズルで溶液を噴射し、Ｎｏｘを低減させる。

ＤｅＮｏｘ反応室４から排出される排ガスの温度は、おおよそ１０００℃となって第２熱交換器５を交差させる。第２熱交換器５では、廃棄物の燃焼に欠かせられない加温送風空気を作るため加熱される。第２熱交換器５に空気を供給するのに第２送風機を使う。

第２熱交換器５は、廃水の中にある有機物質の酸化とＰＣＢ（有機塩素）及び廃油（可燃性廃棄物）の焼却のため、２次空気噴射器とバ−ナ−装置に供給される２５０℃前後の加温空気の予熱のための装置で、又出口温度は約８７０℃以下まで冷却された排ガスを第１スクラバ−６に送りこむ。

工業用水貯蔵タンク１７にある用水を工業用水供給ポンプで第１スクラバ−ノズルに供給し、供給された用水を細粒状に高圧噴霧等をして第１スクラバ−６内の通過ガス温度を急冷却させながらダイオキシンの再合成を防ぎ、排ガスはバグフィルタ−８のフィルタ−の仕様に適した１８０〜２００℃の温度条件まで急冷される。

第１スクラバ−６は、垂直シリンダ−型装置で、水の蒸気を利用し、上段から排ガスを引き入れて急冷却させて下段に排出させるもので、排ガス引入れ部に用水供給の噴射ノズルを装着しており、温度を２００〜２２０℃に急冷させ、バグフィルタ−８の布の耐温仕様に適するように設計されている。第１スクラバ−６から排出される排ガスは、マルチサイクロン７を通ってバグフィルタ−８に供給される。ここで無機塩類（Ｎａｃｌ、Ｎａ_２ＣＯ_３、Ｎａ_２ＳＯ_４）の埃が集められる。マルチサイクロン７は、粒子の大きな粉麈を集め、バグフィルタ−８の湿度調節に使われる遠心集塵装置であって、実施例としては、標準型で４組が使われている。

バグフィルタ−８は、排ガスから微細な無機埃を集塵するための設備で、バグフィルタ−８によって清浄化された排ガスは、ダイオキシン吸着塔９に送られ、その後押込ファン２２によって排気筒１０にガス配管５６を介して送られる。排ガスの処理量：２００００立方メ−トル／時間、ガスの温度：１８０〜２００℃、洗浄率：９９．７％で、実施例としては、４組が使われている。

ダイオキシン吸着塔９は、ダイオキシンの吸着除去を目的とする装置であって、実験例として、排ガスの処理量：２００００立方メ−トル／時間、ガスの温度：１３０〜１６０℃となっている。

排気筒１０は、排ガスを大気に放出するための装置で、口径は、ほぼ１０００ｍｍとなっている。排気筒１０の外側に装着される白煙防止器１１は、パイプタイプの集合管で、排ガスを大気に放出する前に排ガスの湿度を下げて予熱するためのもので、排気筒１０内部の集合管はパイプでつながれている。白煙防止器１１から排出される２８０℃前後の排ガスは、第１熱交換器３から供給される予熱された空気で排ガスと混ざり、約２０８℃で大気の中に排出される。

含ＰＣＢ無機廃水の物理的処理技術工程を図１に従って詳細に説明すると、第２スクラバ−２０と第３スクラバ−２１の下部に配されている水貯蔵部５５から水抜される含ＰＣＢ液２７は攪拌されて第１電磁分離器４１に送り込まれ、磁性線フィルタ−と超伝導磁石が使われて固液分離２９され、浄化水４２とＰＣＢ吸着マグネタイト５０に分離され、濃度により第２電磁分離器４３に送り込まれ、浄化水４２としており、それらは浄化水タンク４４に貯留され、浄化水４２は浄化水タンク４４を介して、ク−リングタワ−１８に供給し、工業用水貯蔵タンク１７に送られ、ＰＣＢ吸着マグネタイト５０はメタノ−ル、エタノ−ル、アセトニトリルなどの有機溶媒により疎水性マグネタイト３８とＰＣＢの分離がなされ、疎水性マグネタイト３８は再生され、再び含ＰＣＢ液２７にシ−ド供給２８され、分離されたＰＣＢは蒸留装置３３により生まれる再生有機溶媒４０は再使用され、回収ＰＣＢ４５は液状廃ＰＣＢ貯蔵タンク４６に貯蔵され、ＰＣＢ溶融分解工程４７へ送られる。

電磁分離するための疎水性マグネタイトは、図２に示すように、マグネタイト５１の粒子表面にオクタデシルトリクロロシランという炭素が１８個直列に並んだ化合物をシラン化反応によって化学的に結合した疎水性のオクタデシル基５２で、化学的に結合していくための繰返し使用についても耐久性がある。環境ホルモン（ＰＣＢ５７、ダイオキシン５３、ビスフェノ−ルＡ５４など）は一般的に疎水性を持っており、そのため溶媒が水系で吸着剤が疎水性であれば、疎水性相互作用により環境ホルモンは吸着剤に吸着するものである。

熱分解システムより供給される含ＰＣＢ液２７に、疎水性マグネタイト３８をシ−ド供給２８し、攪拌しながら疎水性相互作用を利用して環境ホルモンを吸着剤に吸着させるもので、メタノ−ル、エタノ−ル、アセトニトリルなどの有機溶媒を用いて、環境ホルモンが吸着した疎水化マグネタイトを洗えば、簡単に有機溶媒に溶離し、オクタデシル基から脱離するため、このマグネタイトは再利用でき、二次廃棄物がほとんど生ぜず、環境に優しい分離技術としての利点がある。

ＰＣＢの濃度により複数の電磁分離器が用いられ、図１では第１電磁分離器４１により固液分離２９し、浄化水４２とＰＣＢ吸着マグネタイト５０に分離されるが、ＰＣＢの濃度によりＰＣＢ吸着マグネタイト５０を第２電磁分離器４３に送り込むことにしている。

第１電磁分離器４１は、磁気分離による固液分離を図るもので、磁性線フィルタ−と超伝導磁石が使われている。固液分離２９された浄化水４２は再び浄化水タンク４４へ送られ、ＰＣＢ付着のＰＣＢ吸着マグネタイト５０は、メタノ−ルなどの有機溶媒の洗浄によりＰＣＢの脱離によって第２電磁分離器４３で電磁分離され、ＰＣＢ含有メタノ−ル（溶剤）は蒸留分離されてメタノ−ルは再利用され、ＰＣＢ含有物は、ＰＣＢ溶液として、液状廃ＰＣＢ処理物タンク３１に貯蔵され、サイクロン炉１に送り込まれる。

本システムに用いる設備を効果的に運転するために、装置のそれぞれに廃油、廃水、工業用水、化学品などの投入量のほか、圧縮空気、空気、圧力、水位、処理量、温度などの最適化指数を維持するために、ポンプ、コンプレッサ−、空気噴射器、送風機などの前後に測定・制御機器を設置し、最適の技術的条件（要求指数）を維持することにしている。

本システムでは、サイクロン炉１とその前部の液状癈ＰＣＢ処理物タンク３１との間に液状ＰＣＢ（有機塩素の廃棄物）の投入圧力（ＭＰａ）を測定する圧力センサを配置、最適化指数（２００±１０）で運転し、またサイクロン炉１と廃油・軽油貯蔵タンク１３との間に、廃油（可燃性液状の廃棄物）または軽油の投入圧力（ＭＰａ）を測定する圧力センサを配置、最適化指数（０．３±０．０１）で運転し、さらにサイクロン炉１と廃水・工業用水貯蔵タンク１４との間に、廃水と工業用水の投入圧力（ＭＰａ）を測定する圧力センサを配置、最適化指数（１．９±０．０１）で運転することにしている。

また、投入圧力（ＭＰａ）を測定する圧力センサは、サイクロン炉１とアルカリ溶液貯蔵タンク１５との間に、アルカリ溶液の投入圧力（ＭＰａ）を測定する圧力センサを配置し、最適化指数（０．３±０．０１）で運転し、また、圧縮空気の投入圧力（ＭＰａ）を測定するためにコンプレッサの後部とともに空気噴射器に配置、最適化指数（（０．４〜０．６）±０．５）で運転することにしている。

空気圧力（Ｐａ）を測定する圧力センサは、第１熱交換器３に隣接する換気扇の後部に配置、最適化指数（６０００±１００）で運転し、第２熱交換器５に隣接する換気扇の後部にも配置、最適化指数（１２０００±１００）で運転し、また、空気噴射器前部に設置し、最適化指数（８０００±１００）で運転し、さらに第１スクラバ−６に工業用水を供給する工業用水タンク１７の前部に圧力センサを配置、最適化指数（２．５±０．０１）で運転することにしている。

廃油や廃水の処理量（ｋｇ／ｈ）、アルカリ溶液や尿素溶液の処理量（ｌ／ｈ）、空気や工業用水の投入処理量（ｍ^３／ｈ）の制御については、廃油の処理量を制御する処理量制御装置はサイクロン炉１前に配置、最適化指数（２５０±１０）で運転し、廃水の処理量を制御する処理量制御装置はサイクロン炉１前に配置、最適化指数（７００±５０）で運転し、またアルカリ溶液の処理量（ｌ／ｈ）の制御については、アルカリ溶液を制御する処理量制御装置を配置、最適化指数（７００±５０）で運転し、尿素溶液の処理量（ｌ／ｈ）の制御については尿素溶液を制御する処理量制御装置を配置、最適化指数（３００±１０）で運転し、さらに空気や工業用水の投入処理量（ｍ^３／ｈ）の制御については、空気の投入処理量制御装置をそれぞれ換気扇の後部に配置、最適化指数（５０００±１００）で運転し、工業用水の投入処理量制御装置を工業用水貯蔵タンクの前部に配置し、最適化指数（３．１±０．５）で運転することにしている。

液状ＰＣＢの水位を計る水位計は液状癈ＰＣＢ処理物タンク３１内、廃油の水位を計る水位計は廃油・軽油貯蔵タンク１３内、廃水の水位を計る水位計は廃水・工業用水貯蔵タンク１４内、アルカリ溶液の水位を計る水位計はアルカリ溶液貯蔵タンク１５内、尿素溶液の水位を計る水位計は尿素溶液貯蔵タンク１６内、工業用水の水位を計る水位計は工業用水貯蔵タンク１７内に、それぞれ配置され、最適化指数（５０〜７０％）で稼働されている。

投入空気の温度（℃）を測定し制御するために温度センサを設置するが、第１熱交換器３の後部、第２熱交換器５の後部に、投入空気の温度を測定し制御する温度センサを設置し、投入される空気の温度は最適化指数（２８０℃±２０）で運転することにしている。

本システムでは排ガスの温度（℃）を測定し制御するために温度センサを設置するが、設置される熱分解室２では最適化指数（１２５０℃〜１３００℃）で運転し、ＤｅＮｏｘ反応室４では最適化指数（１０００℃〜１１００℃）で運転し、第１スクラバ−６では最適化指数（２５０℃）で運転し、バグフィルタ−８では最適化指数（２００℃±２０）で運転し、排気筒１０では最適化指数（１８０℃〜２００℃）で運転することにしている。

また、排ガスの差圧（Ｐａ）を測定し制御するために差圧計を設置するが、設置される熱分解室２では最適化指数（１８０〜２００）で運転し、ダイオキシン吸着塔９に吸入前では最適化指数（（０〜３０）±１０）で運転することにしている。

本発明は、小規模焼却装置への利用可能性も考えられるばかりか、物理的処理工程の磁気分離技術を利用してドラックデリバリ−システムへの活用も考えられるようになった。

超高温溶解分解及び物理的処理の技術工程図。マグネタイト粒子表面の環境ホルモン吸着の原理図。

符号の説明

１：サイクロン炉２：熱分解室３：第１熱交換器
４：ＤｅＮｏｘ反応室５：第２熱交換器６：第１スクラバ−
７：マルチサイクロン８：バグフィルタ− ９：ダイオキシン吸着塔
１０：排気筒１１：白煙防止器１２：ＰＣＢ廃棄物貯蔵タンク
１３：廃油・軽油貯蔵タンク１４：廃水・工業用水貯蔵タンク
１５：アルカリ溶液貯蔵タンク１６：尿素溶液貯蔵タンク
１７：工業用水貯蔵タンク１８：ク−リングタワー
１９：アンモニウム塩貯蔵タンク２０：第２スクラバ−
２１：第３スクラバ− ２２：押込ファン２３：第１ダスト
２４：第２ダスト２５：水抜部２６：誘引ファン
２７：含ＰＣＢ液２８：シ−ド供給２９：固液分離
３０：破砕含浸性部材３１：液状廃ＰＣＢ処理物タンク
３２：破砕３３：蒸留装置３４：非含浸性部材
３５：含浸性部材３６：卒業判定３７：洗浄機
３８：疎水性マグネタイト３９：乾燥機４０：再生有機溶媒
４１：第１電磁分離器４２：浄化水４３：第２電磁分離器
４４：浄化水タンク４５：回収ＰＣＢ４６：液状廃ＰＣＢ貯蔵タンク
４７：ＰＣＢ溶融分解工程４８：破砕含浸性部材貯蔵タンク
４９：解体分別機５０：ＰＣＢ吸着マグネタイト
５１：マグネタイト５２：オクタデシル基５３：ダイオキシン
５４：ビスフェノ−ルＡ５５：水貯蔵部５６：ガス配管
５７：ＰＣＢ５８：排出部５９：熱分解炉

Claims

コンデンサ、トランス、その他廃ＰＣＢ等のＰＣＢ廃棄物から非含浸性部材と含浸性部材に解体・分別し、非含浸性部材はアンモニウム塩で洗浄し、乾燥後、卒業判定されてリサイクルに回し、含浸性部材は破砕され、破砕含浸性部材貯蔵タンクに貯蔵され、一方、抜油された液状廃ＰＣＢはサイクロン炉に供給され、サイクロン炉から排出される排ガスは、熱分解室に送られ、排ガスが熱分解室のなかの高温領域から要求滞留時間の２秒以上滞留できるように設計し、ＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニ−ル）が分解され、熱分解室を通って第１熱交換器に送られ、サイクロン炉の上段部は廃油・軽油貯蔵タンクから送液される燃料によって１６００〜１７００℃を維持し、その下段でアルカリ溶液の噴霧によって１３００〜１４００℃を維持し、さらにその下段で廃水または工業用水の噴霧によって１２５０℃を維持し、第１熱交換器から排出される排ガスの温度は、おおよそ１１００℃となってＤｅＮｏｘ反応室に送られ、ＤｅＮｏｘ反応室では、尿素溶液貯蔵タンクの尿素溶液を利用し、窒素酸化物に還元させてＮｏｘを低減させ、ＤｅＮｏｘ反応室から排出される排ガスの温度は、おおよそ１０００℃となって第２熱交換器に入り、第２熱交換器では廃棄物の燃焼に欠かせられない送風空気が加熱され、第２熱交換器で約８７０℃以下まで冷却された排ガスは、第１スクラバ−に送られ、予熱された空気は、白煙防止器に送られ、排ガスの温度を下げる役割を果たし、第１スクラバ−には工業用水貯蔵タンクにある用水を供給し、供給された用水が蒸発して急冷却させながらダイオキシンの再合成を防ぎ、第１スクラバ−から排出される排ガスは、マルチサイクロンを通ってバグフィルタ−に供給され、ここで無機塩類（Ｎａｃｌ、Ｎａ_２ＣＯ_３、Ｎａ_２ＳＯ_４）の埃が集められ、排ガスはバグフィルタ−のフィルタ−の仕様に適した１８０〜２００℃の温度条件まで冷却され、バグフィルタ−から送られる清浄された排ガスはダイオキシン吸着塔に送られ、誘引ファンによって第２スクラバ−に送気され、第２スクラバ−と第３スクラバ−の間に設けられる押込ファンによって排気筒に送られ、排気筒には白煙防止器が装着され、白煙防止器から排出される排ガスは、第２熱交換器から供給される予熱された空気と混ざり、大気の中に排出されることを基本とし、さらに水貯蔵部の水抜部から水抜された含ＰＣＢ液は、磁性線フィルタ−と超伝導磁石が使われ再生・再利用のために第１電磁分離器により回収した回収鉄分とマグネタイトをシ−ド供給して含ＰＣＢ液に再投入し、濃度によっては、第２電磁分離器に送り込まれ、固液分離された浄化水は浄化水タンクへ送られ、固形化されたＰＣＢ吸着マグネタイトは、メタノ−ルなどの再生有機溶媒によるＰＣＢの脱離によって分離され、ＰＣＢは蒸留され、回収ＰＣＢとして、液状廃ＰＣＢ貯蔵タンクに貯蔵され、ＰＣＢ溶融分解工程へ送られ、サイクロン炉に送り込まれることを特徴とするＰＣＢ廃棄物の超高温溶融分解方法。
ＰＣＢ廃棄物貯蔵タンク、液状廃ＰＣＢ処理物タンク、サイクロン炉、熱分解室、第１熱交換器、ＤｅＮｏｘ反応室、第２熱交換器、第１スクラバ−、マルチサイクロン、バグフィルタ−、ダイオキシン吸着塔、第２スクラバ−、第３スクラバ−、排気筒を中心に、補助装置として廃油・軽油貯蔵タンク、廃水・工業用水貯蔵タンク、アルカリ溶液貯蔵タンク、尿素溶液貯蔵タンク、誘引ファン、押込ファン、白煙防止器などを配置したものを基本とし、ＰＣＢ廃棄物貯蔵タンクのＰＣＢ廃棄物を非含浸性部材と含浸性部材とに解体・分別する解体分別機を設置し、解体された非含浸性部材を洗浄するためにアンモニウム塩貯蔵タンクと洗浄機を設置し、含浸性部材を破砕するために破砕機を設置し、一方、抜油した廃ＰＣＢを貯蔵する液状廃ＰＣＢ処理物タンクと破砕含浸性部材を供給するサイクロン炉を設置し、サイクロン炉から排出される排ガスを、高温領域から要求滞留時間の２秒以上滞留できるように設計された熱分解室を連設し、ついで第１熱交換器に送られる排ガスの温度を、おおよそ１１００℃として送るＤｅＮｏｘ反応室を設け、尿素溶液貯蔵タンクの尿素溶液を利用し、窒素酸化物に還元させてＮｏｘを低減させ、ＤｅＮｏｘ反応室から排出される排ガスの温度は、おおよそ１０００℃とする第２熱交換器を設け、第２熱交換器で局所的に冷却された排ガスを送る第１スクラバ−を設け、予熱された空気は、排気筒に装着され排ガスの温度を下げる役割を果たしている白煙防止器に送られ、工業用水を供給する第１スクラバ−には供給された用水が蒸発して急冷却させながらダイオキシンの再合成を防ぎ、第１スクラバ−から排出される排ガスは、マルチサイクロンを通ってバグフィルタ−に供給され、１８０〜２００℃の温度条件まで冷却され、無機塩類（Ｎａｃｌ、Ｎａ_２ＣＯ_３、Ｎａ_２ＳＯ_４）の埃を集め、清浄化された排ガスはダイオキシン吸着塔に送られ、誘引ファンによって第２スクラバ−に送気され、第２スクラバ−と第３スクラバ−の間に設けられる押込ファンによって排気筒に送られ、排気筒には白煙防止器が装着され、白煙防止器から排出される排ガスは、第２熱交換器から供給される予熱された空気と混ざり、大気の中に排出されることを基本とし、さらに水抜された含ＰＣＢ液は、磁気分離による固液分離を図る第１電磁分離器に送り込まれ、磁性線フィルタ−と超伝導磁石が使われ、再生・再利用のためににより回収した回収鉄分とマグネタイトをシ−ド供給して含ＰＣＢ液に再投入し、濃度によっては、第２電磁分離器に送り込まれ、固液分離された浄化水は浄化水タンクに送られ、さらにク−リングタワ−を介して工業用水貯蔵タンクへ送られ、固形化されたＰＣＢ吸着マグネタイトは、メタノ−ルなどの有機溶媒によるＰＣＢの脱離によって第２電磁分離器で電磁分離され、ＰＣＢは蒸留装置で蒸留され、回収ＰＣＢとして、液状ＰＣＢ貯蔵タンクに貯蔵され、サイクロン式熱反応器に送り込まれることを特徴とするＰＣＢ廃棄物の超高温溶融分解装置。