JP2008281332A - 付着物の除去方法及び除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】焼却灰等をあまりコストをかけずに処分でき、除去後の廃棄物の発生量を抑制可能とする。
【解決手段】ドライアイス粒を、噴射ノズルから被洗浄面に吹付け、噴射ノズルから噴射されたドライアイス粒は、被洗浄面の表面に付着した付着物に衝突し、その衝突時の勢いにより被洗浄面の付着物を押しのけながら先端部から徐々に潰れていき、先端部は、径方向に拡大して被洗浄面と付着物との間に入り込むことよって、被洗浄面より付着物を引き剥がすとともに、ドライアイス粒は、その昇華作用により急激に固体から気体へと変化し、気化に伴う体積膨張によって衝突部周囲の付着物をも吹き飛ばして被洗浄面から引き剥がし、最終的には、ドライアイス粒は完全に消失する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ゴミ焼却施設の焼却炉内や煙道、集塵機、煙突等の内壁部に付着した焼却灰、構造物壁面や地中埋設物表面などに付着した煤、粉塵、貯蔵滓、汚物、汚染物質、土、塗装材などの付着物を除去する付着物の除去方法及び除去装置に関する。

近年、環境汚染物質として問題視されているダイオキシン類は、主な発生源とされる焼却施設から排出されるガスばかりでなく、その施設に付着した焼却灰にも含まれている可能性がある。このため、清掃工場等の焼却設備を解体する際には、その解体によって焼却灰が周囲に飛散することを防止するために、予め焼却灰を除去することが義務付けられている。また、道路、鉄道のトンネル壁面や、サイロ内部、ゴミピット内部、曝気槽内部などの構造物壁面や地中埋設物、構造物基礎などの表面に固着した煤、粉塵、貯蔵滓、汚物、汚染物質、土など、水洗いや洗剤、薬品などでは取りきれない付着物を取除く必要がある。

この焼却灰や付着物を除去する方法としては、高圧水洗浄方法と、サンドブラスト方法と、ショットブラスト方法とがある。高圧水洗浄方法は、焼却灰等の付着物が付着している被洗浄面に向けて、水を高圧で噴射してその水の勢いで付着物を除去する方法である。また、ショットブラスト方法またはサンドブラスト方法は、研磨材として砂や鉄粒を被洗浄面に向けて噴射して付着物を除去する方法である。

しかしながら、これらの方法には次のような問題があった。すなわち、焼却灰等の付着物の除去に際し、大量の水や鉄粒、砂を使用するため、付着物の除去後、これらの大量の水や鉄粒、砂を付着物とともに回収して廃棄処分しなければならず、このため、非常に大幅なコストアップを招いていた。また、特に、付着物が焼却灰である場合には、通常、ダイオキシン類が含まれている関係から、廃棄処分にあっては、法律（廃棄物処理法）に基づいて処分しなければならなかった。このため、セメント固化して処理するなどして処分しなければならず、非常に大量の廃棄物が発生して環境への悪影響が懸念されるとともに、非常に高価な処理設備が必要となり、さらなるコストアップを招く要因となっていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、除去した焼却灰等の付着物をあまりコストをかけずに処分することができるとともに、除去後の廃棄物の発生量を抑制することができるような付着物の除去方法及び除去装置を提供することにある。

このような目的を達成するために本発明に係る付着物の除去方法は、回収して廃棄処分しなければならない付着物を除去する付着物の除去方法であって、ドライアイス粒を、噴射ノズルから被洗浄面に吹付け、前記噴射ノズルから噴射された前記ドライアイス粒は、前記被洗浄面の表面に付着した前記付着物に衝突し、その衝突時の勢いにより前記被洗浄面の前記付着物を押しのけながら先端部から徐々に潰れていき、前記先端部は、径方向に拡大して前記被洗浄面と前記付着物との間に入り込むことよって、前記被洗浄面より前記付着物を引き剥がすとともに、前記ドライアイス粒は、その昇華作用により急激に固体から気体へと変化し、気化に伴う体積膨張によって衝突部周囲の前記付着物をも吹き飛ばして前記被洗浄面から引き剥がし、最終的には、前記ドライアイス粒は完全に消失することを特徴とする。

また、本発明に係る付着物の除去装置は、回収して廃棄処分しなければならない付着物の除去装置であって、ドライアイス粒を供給するドライアイス粒供給装置と、圧縮空気を生成するコンプレッサと、前記ドライアイス粒供給装置から供給されるドライアイス粒を、前記コンプレッサで生成された圧縮空気により付着物が付着した被洗浄面に向けて噴射する噴射ノズルとを備え、前記ドライアイス粒を、前記噴射ノズルから前記被洗浄面に吹付け、前記ノズルから噴射された前記ドライアイス粒が、前記被洗浄面の表面に付着した前記付着物に衝突し、その衝突時の勢いにより前記被洗浄面の前記付着物を押しのけながら先端部から徐々に潰れていき、前記先端部は、径方向に拡大して前記被洗浄面と前記付着物との間に入り込むことよって、前記被洗浄面より前記付着物を引き剥がすとともに、前記ドライアイス粒は、その昇華作用により急激に固体から気体へと変化し、気化に伴う体積膨張によって衝突部周囲の前記付着物をも吹き飛ばして前記被洗浄面から引き剥がし、最終的には、前記ドライアイス粒は完全に消失するよう構成されていることを特徴とする。

これらの除去方法及び除去装置にあっては、従来の水や砂、鉄粒の代わりに、常温で昇華作用により気化するドライアイス粒を研磨材として用いることで、焼却灰を除去した後は、従来のように、大量の水や砂、鉄粒等の洗浄材が発生するのを抑制することができる。このため、焼却灰等の付着物の除去後、残留するのは焼却灰等の付着物のみとなり、ドライアイス粒は残留しないことから、焼却灰等の付着物のみを廃棄処分すれば良く、従って、従来に比べて、廃棄処理する必要のある廃棄物の発生量を抑制することができ、大幅な減量化を図ることができる。

本発明に係る付着物の除去方法及び除去装置によれば、研磨材として使用するドライアイス粒は、被洗浄面に付着している付着物を除去した後、昇華作用により気化して消失してしまうから、従来の水や砂、鉄粒などを研磨材として使用する方法と比較して、発生する廃棄物の量を大幅に減らすことができる。これにより、従来に比べて廃棄物の処分にかかる手間が軽減され、また廃棄物の回収費用や処理費用、また設備費用等を大幅に縮小することができるから、非常に経済的にゴミ焼却設備の解体等を実施することができる。

以下に本発明に係る焼却灰等の付着物の除去方法及び除去装置の実施の形態について添付図面を用いて説明する。図１及び図２は、本発明に係る付着物の除去方法及び除去装置の一実施形態を示したものであり、図１は、その除去装置の概略構成を示したものであり、図２はその除去方法及び除去装置によって付着物を除去するメカニズムを説明したものである。

本実施形態に係る付着物の除去装置は、図１に示すように、液化炭酸ガスを貯蔵した液化炭酸ガスタンク１０と、液化炭酸ガスからドライアイス粒１２を製造するドライアイス製造装置（ペレタイザー）１４と、製造されたドライアイス粒１２を蓄積するホッパー１６と、圧縮空気を生成するコンプレッサ１８と、コンプレッサー１８の圧縮空気圧により、ホッパー１４内に蓄えられたドライアイス粒１２を被洗浄面２０に向けて順次噴射する噴射ノズル２２と、噴射ノズル２２の周囲に配置されて被洗浄面２０の吹付け位置周縁を覆う被覆用ホーン２４と、ホーン２４の内部に一端を接続した吸引ホース２６と、吸引ホース２６の他端に接続されたファンケーシング２８と、ファンケーシング２８内にあって、かつ前段に吸塵フィルタ３０を配置した吸引用ファン３２とを備えている。

前記ドライアイス粒１２を噴射するためのコンプレッサー１８の空気圧は、４９〜９８×１０^４Ｐａであり、この空気圧によりドライアイス粒１２はホッパーから順次取出されてドライアイス供給ホース２２ａ中を流れる気流により先端まで輸送され、付着状況に応じてノズル２２より４９×１０^４〜９８×１０^４Ｐａの圧力で被洗浄面２０に吹付けられて衝突エネルギーを生じ、被洗浄面２０に付着している付着物２０ａを粉砕除去する。これと同時にその昇華作用により瞬時に消滅する。

前記被覆用ホーン２４は、これの内部において、衝突エネルギーにより被洗浄面２０から飛散する付着物２０ａの跳ね返り分を見込んでその形状や容積が設定され、被洗浄面２０との間にわずかな隙間を設けて配置されるものである。

前記吸引用ファン３２の吸引力は少なくともホーン２４の内部が周縁の大気圧よりも負圧となる吸引力に設定され、ファン３２の駆動により、内部に生じた付着物２０ａの粉塵は吸引ホース２６を通じてファンケーシング２８内に吸引され、付着物２０ａは吸塵フィルタ３０により捕捉される。

以上の装置を用いた除去作業は、人手により噴射ノズル２２を支えつつ行ってもよいが、往々にして作業環境の悪い場所で実施されることや、作業対象構造物がトンネル、サイロ、ゴミピット、曝気槽など大型かつ形状が特定された直線ないし円周形状の壁面であることから、自動化することが望ましい。

図２はその自動化された清掃装置を示すもので、前述する各装置（図略）とともに自動走行台車４０上にロボットアーム４２を設置し、このアーム４２の先端に前記噴射ノズル２２及びホーン２４を取付け、また監視カメラ４４により洗浄面２０の除去状態を遠隔位置でモニタしながら、遠隔操縦により走行台車４０を紙面と直交する方向に移動させつつ、アーム４２を昇降及び接近離間操作して除去作業を行うことができる。なお、前記噴射ノズル２２に接続したドライアイス供給ホース２２ａ及び吸引ホース２６並びに監視カメラ４４の接続ケーブル４４ａはアーム４２の昇降及び接近離間量に応じて十分なたるみを持たせてある。

噴射ノズル２２に供給されたドライアイス粒１２は、噴射ノズル２２から、焼却灰等の付着物２０ａが付着した被洗浄面６に向けて研磨材として高速で噴射される。噴射されたドライアイス粒１２は、被洗浄面２０に衝突して、その衝突の際の衝撃により被洗浄面２０から付着物２０ａを剥ぎ取り除去する。

次に図３は、噴射ノズル２２から噴射されたドライアイス粒１２が被洗浄面２０に衝突して付着物２０ａを除去する様子を示したものである。まず、図３（ａ）に示すように、噴射ノズル２２から噴射されたドライアイス粒１２は、被洗浄面２０の表面に例えば膜層状に付着した付着物２０ａに衝突し、図３（ｂ）に示すように、その衝突時の勢いにより被洗浄面２０の付着物２０ａを押しのけながら先端部から徐々に潰れていく。その先端部は、図３（ｃ）に示すように径方向に拡大して被洗浄面２０と付着物２０ａとの間に入り込む。これによって、図３（ｄ）に示すように、被洗浄面２０より付着物２０ａを引き剥がす。また、ドライアイス粒１２はその昇華作用により急激に固体から気体へと変化する。このとき、気化に伴う体積膨張によって衝突部周囲の付着物２０ａをも吹き飛ばして被洗浄面２０から引き剥がす。最終的には、図３（ｅ）に示すようにドライアイス粒１２は完全に消失する。

以上このような付着物の除去方法及び除去装置においては、付着物２０ａの付着した被洗浄面２０に向けてドライアイス粒１２を研磨材として噴射することにより、付着物２０ａを被洗浄面２０から効率よく除去することができるとともに、付着物２０ａの除去後、使用したドライアイス粒１２はその昇華作用により完全に消失してしまう。このことから、従来の水や砂、鉄粒を使用する場合と違って、付着物の除去後、研磨材が残留することがなく、残留するのは付着物のみである。従って、付着物のみを廃棄処分すれば良く、従来に比べて、廃棄物の大幅な減量化を図ることができる。また、減量化された分だけ付着物の回収作業も容易となり、作業の手間が大幅に軽減される。

なお、本実施形態にあっては、付着物の除去装置が液化炭酸ガスタンク１０とドライアイス製造装置１４とを備えていたが、本発明にあっては、必ずしもこれらを備える必要はなく、例えば工場等の別の場所においてドライアイス粒１２を製造し、これを現場まで運搬して使用するようにしても良い。すなわち、本発明に係るドライアイス粒供給装置１４としては、前記実施形態で説明したドライアイス粒１２を蓄積するホッパー１６のような装置であっても構わない。

また、除去された付着物２０は、床面上等にて集積した後、バキューム吸引等により回収されて仮設処理場へ送ってもよい。この場合、仮設処理場において、セメント固化されるなどして最終処理された後、管理型廃棄物処分場に運搬され、そこで最終処分される。

さらに、本発明に係るドライアイス粒１２にあっては、必ずしも円筒状に成形される必要はなく、ペレット状であれば、どのような形状に成形されても構わない。

さらにまた、本発明に係る付着物の除去方法及び除去装置が適用される対象は、ゴミ焼却施設の焼却炉内、煙道、集塵機、煙突の内壁部、道路、鉄道のトンネル壁面や、サイロ内部、ゴミピット内部、曝気槽内部などの構造物壁面、地中埋設物、構造物基礎などの表面のほか、建物外壁の表面やドラム缶等があり、焼却灰、煤、粉塵、貯蔵滓、汚物、汚染物質、土、ラベル、シール、塗装材等が付着した箇所であれば、どこに対しても好適に用いることができる。

本発明に係る付着物の除去方法及び除去装置の一実施形態を示した構成図である。 同除去方法の自動化例を示す説明図である。 本発明に係る焼却灰の除去方法及び除去装置においてドライアイス粒が焼却灰を除去する過程を説明する説明図である。

符号の説明

１２ ドライアイス粒
２０ 被洗浄面
２０ａ 付着物
２２ 噴射ノズル
２４ ホーン（被覆手段）
３２ 吸引手段（吸引用ファン）

Claims (5)

1. 回収して廃棄処分しなければならない付着物を除去する付着物の除去方法であって、
   ドライアイス粒を、噴射ノズルから被洗浄面に吹付け、
   前記噴射ノズルから噴射された前記ドライアイス粒は、前記被洗浄面の表面に付着した前記付着物に衝突し、その衝突時の勢いにより前記被洗浄面の前記付着物を押しのけながら先端部から徐々に潰れていき、
   前記先端部は、径方向に拡大して前記被洗浄面と前記付着物との間に入り込むことよって、前記被洗浄面より前記付着物を引き剥がすとともに、
   前記ドライアイス粒は、その昇華作用により急激に固体から気体へと変化し、気化に伴う体積膨張によって衝突部周囲の前記付着物をも吹き飛ばして前記被洗浄面から引き剥がし、
   最終的には、前記ドライアイス粒は完全に消失することを特徴とする、回収して廃棄処分しなければならない付着物の除去方法。
2. 前記付着物は、焼却灰であることを特徴とする請求項１に記載の付着物の除去方法。
3. 回収して廃棄処分しなければならない付着物の除去装置であって、ドライアイス粒を供給するドライアイス粒供給装置と、圧縮空気を生成するコンプレッサと、前記ドライアイス粒供給装置から供給されるドライアイス粒を、前記コンプレッサで生成された圧縮空気により付着物が付着した被洗浄面に向けて噴射する噴射ノズルとを備え、
   前記ドライアイス粒を、前記噴射ノズルから前記被洗浄面に吹付け、
   前記ノズルから噴射された前記ドライアイス粒が、前記被洗浄面の表面に付着した前記付着物に衝突し、その衝突時の勢いにより前記被洗浄面の前記付着物を押しのけながら先端部から徐々に潰れていき、
   前記先端部は、径方向に拡大して前記被洗浄面と前記付着物との間に入り込むことよって、前記被洗浄面より前記付着物を引き剥がすとともに、
   前記ドライアイス粒は、その昇華作用により急激に固体から気体へと変化し、気化に伴う体積膨張によって衝突部周囲の前記付着物をも吹き飛ばして前記被洗浄面から引き剥がし、
   最終的には、前記ドライアイス粒は完全に消失するよう構成されていることを特徴とする、回収して廃棄処分しなければならない付着物の除去装置。
4. 前記付着物は、焼却灰であることを特徴とする請求項３に記載の付着物の除去装置。
5. 前記被洗浄面における噴射位置の周囲を覆う被覆手段と、被覆手段の内側に連通して被覆手段の内側を吸引する手段とを備えたことを特徴とする請求項３または４に記載の除去装置。

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