JP2010230253A

JP2010230253A - Ｐｃｂ汚染物の無害化処理設備及び方法

Info

Publication number: JP2010230253A
Application number: JP2009079332A
Authority: JP
Inventors: Katsuya Sasaki; 加津也佐々木; Tsunehei Yamamoto; 常平山本; Satoshi Okumura; 諭奥村
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2009-03-27
Publication date: 2010-10-14

Abstract

【課題】ＰＣＢ汚染物を無害化処理する際の、排ガスの問題や処理炉の必要性、処理時間の問題を解決する。
【解決手段】ポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）で汚染されたＰＣＢ汚染物６を処理する設備である。前記ＰＣＢ汚染物６を収容する金属製の円筒容器２と、この円筒容器２を密閉する蓋３と、前記円筒容器２を誘導加熱するＩＨコイル４及び高周波電源５とで構成された加熱装置を常温の処理室１内に設置し、前記円筒容器２内で発生したガスを加熱設備まで導く排ガス経路７，８を備えた構成である。
【効果】金属製の円筒容器を、専用の処理炉ではなく常温の処理室に設置し、円筒容器のみを誘導加熱するため、バーナ処理する場合のような排ガスの問題もなく、短時間・高効率での処理が可能になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ポリ塩化ビフェニル（以下、ＰＣＢという。）を含む絶縁油（以下、ＰＣＢ油という。）を含浸するＰＣＢ汚染物を無害化処理する設備、及び無害化処理する方法に関するものである。

ＰＣＢ汚染物を無害化するための加熱処理方法として、焼却法、真空加熱法や、誘導加熱による直接加熱法（例えば特許文献１）などがある。

このうち、焼却法は、１１００℃以上で直接燃焼させる方法、真空加熱法は、真空中で２００〜５００℃に加熱することでＰＣＢを揮散させる方法、誘導加熱による直接加熱法は、処理対象物の金属部を５００℃以上に発熱させる方法である。

処理対象物であるＰＣＢ汚染物が、超高圧変電所から１次変電所、２次変電所への電力供給に用いられるＯＦケーブルや、柱上変圧器やコンデンサなどの電気機器（以下、トランスという。）である場合、可燃分が少ない。

従って、焼却処理するためには、自然燃焼ではなく、ガスバーナ等で加熱する必要があり、専用の処理炉が必要である。また、ガスバーナの排ガスは汚染されているので、排ガスの処理を行わなければならず、後流設備が増大する。

さらに、処理対象物は、大型の金属塊であることから、連続処理よりもバッチ処理に向いていると考えられ、炉内の加熱と冷却のための時間が必要となり、処理時間が長くなるのとともに、加熱効率も低くなる。

特開２０００−３０８８７４号公報

本発明が解決しようとする問題点は、ＯＦケーブルやトランスを焼却処理するためにはガスバーナ等で加熱する必要があるので、専用の処理炉が必要で、排ガス処理のための後流設備が増大するという点である。また、処理対象物は、大型の金属塊であることからバッチ処理となるので、処理時間が長くなるのとともに、加熱効率も低くなるという点である。

本発明のＰＣＢ汚染物の無害化処理設備は、
ＰＣＢ汚染物を無害化処理する際の、排ガスの問題や処理炉の必要性、処理時間の問題を解決するために、
ＰＣＢで汚染された処理対象物（ＰＣＢ汚染物）を処理する設備であって、
前記ＰＣＢ汚染物を収容する金属製の円筒容器と、
この円筒容器を密閉する蓋と、
前記円筒容器を誘導加熱するコイル及び高周波電源とで構成された加熱装置を常温の処理室内に設置し、
前記円筒容器内で発生したガスを加熱設備まで導く排ガス経路を備えたことを最も主要な特徴としている。

本発明のＰＣＢ汚染物の無害化処理設備は、金属製の円筒容器を、専用の処理炉ではなく常温の処理室に設置し、円筒容器のみを誘導加熱するため、排ガスの問題や処理炉の必要性、処理時間の問題を解決できる。

本発明のＰＣＢ汚染物の無害化処理設備を使用してＰＣＢ汚染物を無害化処理するには、
ＰＣＢ汚染物を金属製の円筒容器に収容して加熱した際に排出されるガスが、当該円筒容器が設置されている処理室内に拡散して処理室を汚染することがないように、
前記ガスを送風機により焼却炉或いは焼却炉の２次燃焼室に送り込み、焼却炉或いは焼却炉の２次燃焼室で１１００℃以上に加熱すれば良い。これが本発明のＰＣＢ汚染物の無害化処理方法である。

本発明によれば、金属製の円筒容器を、専用の処理炉ではなく常温の処理室に設置し、円筒容器のみを誘導加熱するため、バーナ処理する場合のような排ガスの問題もなく、短時間・高効率での無害化処理が可能になる。

本発明の無害化処理設備の構造を説明する縦断面図である。本発明の無害化処理設備を構成する金属製の円筒容器の第１の例を説明する図で、（ａ）は平面から見た図、（ｂ）は側面から見た断面図である。本発明の無害化処理設備を構成する金属製の円筒容器の第２の例を説明する側面から見た断面図である。本発明の無害化処理設備を構成する金属製の円筒容器の第３の例を説明する図で、（ａ）は平面から見た図、（ｂ）は側面から見た断面図である。本発明の無害化処理設備を構成する金属製の円筒容器の昇温速度を示した図である。加熱試験におけるコイルと円筒容器及びＯＦケーブルの設置状態を説明する図で、（ａ）は平面から見た図、（ｂ）は側面から見た図である。加熱試験における円筒容器及び中心温度の昇温特性を示した図である。

本発明では、ＰＣＢ汚染物を無害化処理する際の、排ガスの問題や処理炉の必要性、処理時間の問題を解決するという目的を、金属製の円筒容器を、専用の処理炉ではなく常温の処理室に設置し、円筒容器のみを誘導加熱することで実現した。

以下、本発明を実施するための最良の形態と共に各種の形態を、添付図面を用いて詳細に説明する。
図１に示した本発明の無害化処理設備は、例えば以下のような構成である。

１は常温の処理室で、蓋３で密閉された鉄製の円筒容器２を、高周波電源５に繋がれたＩＨコイル４で誘導加熱すべく構成された加熱装置を２個設置している。そして、これら円筒容器２内で発生したガスを加熱設備まで排ガス経路で導くようになっている。図１では、ＩＨコイル４として、円筒容器２の胴体周囲を囲う形状のソレノイド状コイルを示している。

前記円筒容器２は、例えば図２に示すように、内表面にリング状の伝熱フィン２ａを縦断面方向に適数（図２では１０個）取り付けて内表面積を増大させ、伝熱面積（主に輻射面積）を増やしてＰＣＢ汚染物の昇温速度が速くなるようにしている。

例えばドラム缶サイズ（JIS１種規格内径５６０mm×高さ８３０mm）の円筒容器２に、リングの半径方向長さが１０mmの伝熱フィン２ａを、縦断面方向に１０個取り付けた場合、円筒容器２の側面の表面積Ｓは１．５１m²（＝π×５６０mm×８３０mm）となる。

一方、１個の伝熱フィン２ａの表裏の表面積Ａは０．１６m²（＝｛（１／４）π・５６０mm²−（１／４）π・５４０mm²｝×２）となる。

伝熱フィン２ａを１０個設けた場合の、伝熱フィン２ａ全体の表面積は１．６m²となるので、本条件の場合は表面積を約２倍にすることができ、輻射熱量が約２倍になる。なお、伝熱フィン２ａの形状は、図２に示したようなリング状に限らず、表面積を増大できるものであれば、図３に示すような内壁面にひだを設けたコルゲート形状のものでも良い。

また、ＰＣＢ汚染物６がＯＦケーブルの場合には、図２に示した伝熱フィン２ａに、ＯＦケーブルを通す中空部分９ａの一部より取り付け部９ｂを突出させた保持部材９を、前記中空部分９ａが円筒容器２の横断面半径方向中心側に位置するように取り付ければよい（図４参照）。このような保持部材９でＯＦケーブルを保持させれば、さらなる伝熱性能の促進が図れる。

内部に伝熱フィンを取付けない通常の円筒容器と、図２に示した円筒容器と、図４に示した円筒容器の昇温速度を図５に示すが、図５より明らかなように、内面の表面積が大きいほど、昇熱速度が速いことが分かる。

前記本発明の無害化処理設備を用いて、ＰＣＢ汚染物６を無害化処理するには次のようにする。

前記高周波電源５よりＩＨコイル４に数kHzないし数十kHzの交流電源を供給して、前記円筒容器２を例えば５００℃ないし１０００℃に加熱し、円筒容器２の内部に収容したＰＣＢ汚染物６に含まれたＰＣＢを揮散させる。前記円筒容器２のさらに望ましい加熱温度は、発明者らの調査によれば、８００℃ないし１０００℃であった。

揮散したＰＣＢ及び油分は、送風機により、排ガス経路、すなわち排気ダクト７、排ガス誘導配管８を経て例えば焼却炉或いは焼却炉の２次燃焼装置へ導かれ、当該焼却炉或いは焼却炉の２次燃焼装置で１１００℃以上に加熱されて無害化される。

なお、円筒容器２から焼却炉或いは焼却炉の２次燃焼装置まで排ガスを導く際に、排ガスの成分が前記排気ダクト７、排ガス誘導配管８内で凝固しないようにするため、前記排気ダクト７、排ガス誘導配管８は保温されている。

ちなみに、図６に示すように、内径が１０５．３mm、厚みが４．５mm、高さが３２０mmの鉄製の円筒容器２に、最外殻の防食被覆を剥離したアルミシースＯＦケーブル６（外径１００mm、長さ３００mm）を１本入れて、加熱試験を実施した。

加熱試験は、ＩＨコイル４に最大４．５kWの出力を発生させ、円筒容器２を６００℃に保持して行った。加熱時におけるＯＦケーブル中心温度の昇温特性を図７に示す。鉄製の円筒容器は、加熱開始後約１０分で６００℃まで昇熱された。一方、ＯＦケーブルの中心は、加熱開始後約１２０分でＰＣＢの沸点（常圧）４５０℃に達した。

本発明により無害化処理した後のＯＦケーブルを解体したところ、内部の絶縁紙及び導体部分の何れにも油分の残留は確認されなかった。

以上のように、本発明では、ＩＨコイル４により常温の処理室１内で加熱するので、バーナ処理する場合よりも短時間・高効率での処理が可能になる。また、円筒容器２内に、図４に示したようなＰＣＢ汚染物６に合わせた伝熱改善構造を施せば、さらなる処理時間の短縮が可能になる。

本発明は、各請求項に記載の技術的思想の範疇であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。

例えば誘導加熱コイルは、ソレノイド状のコイルに限らず、円筒容器の底面部に設置する平面状のコイルを使用しても良い。また、両コイルを使用しても良い。また、円筒容器２は、熱伝達率の良好なものであれば鉄製でなくても他の金属製でも良い。

１処理室
２円筒容器
２ａ伝熱フィン
３蓋
４ＩＨコイル
５高周波電源
６ＰＣＢ汚染物
９保持部材
９ａ中空部分
９ｂ取り付け部

Claims

ポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）で汚染された処理対象物を処理する設備であって、
前記処理対象物を収容する金属製の円筒容器と、
この円筒容器を密閉する蓋と、
前記円筒容器を誘導加熱するコイル及び高周波電源とで構成された加熱装置を常温の処理室内に設置し、
前記円筒容器内で発生したガスを加熱設備まで導く排ガス経路を備えたことを特徴とするＰＣＢ汚染物の無害化処理設備。
前記コイルは、
前記円筒容器の胴体周囲を囲う形状のソレノイド状コイルか、前記円筒容器の底面部に設置する平面状コイルの何れか一方、或いは両方であることを特徴とする請求項１に記載のＰＣＢ汚染物の無害化処理設備。
前記円筒容器の内表面には、リング状の伝熱フィンが円筒容器の縦断面方向に適数個設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のＰＣＢ汚染物の無害化処理設備。
前記処理対象物がＯＦケーブルである場合、
前記ＯＦケーブルを通す中空部分が、円筒容器の横断面半径方向中心側に位置するよう、前記中空部分の一部より突出させた取り付け部を、前記伝熱フィンに取り付けたことを特徴とする請求項３に記載のＰＣＢ汚染物の無害化処理設備。
請求項１〜４の何れかに記載のＰＣＢ汚染物の無害化処理設備を用いた無害化処理方法であって、
ポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）で汚染された処理対象物を金属製の円筒容器に収容して加熱した際に排出されるガスが、当該円筒容器が設置されている処理室内に拡散して処理室を汚染することがないように、
前記ガスを送風機により焼却炉或いは焼却炉の２次燃焼室に送り込み、焼却炉或いは焼却炉の２次燃焼室で１１００℃以上に加熱することを特徴とするＰＣＢ汚染物の無害化処理方法。
前記円筒容器を８００℃以上、１０００℃以下に誘導加熱することを特徴とする請求項５に記載のＰＣＢ汚染物の無害化処理方法。