JP2018171280A

JP2018171280A - Ｐｃｂ含有物の処理方法

Info

Publication number: JP2018171280A
Application number: JP2017071501A
Authority: JP
Inventors: 貴之長須; Takayuki Nagasu; 由樹青砥; Yuki Aoto
Original assignee: JX Nippon Mining and Metals Corp
Current assignee: JX Nippon Mining and Metals Corp
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2017-03-31
Publication date: 2018-11-08

Abstract

【課題】少ないエネルギーで効率良くＰＣＢ含有物を処理することが可能なＰＣＢ含有物の処理方法を提供する。【解決手段】ＰＣＢ含有物を解体し、少なくとも銅系部材と鉄系部材とを選別することにより得られた銅系部材を加熱し、銅系部材に付着したＰＣＢを揮発させることと、加熱処理で発生した排ガスを加熱し、ＰＣＢを無害化させることとを含むＰＣＢ含有物の処理方法である。【選択図】図１

Description

本発明は、ＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニル）により汚染された油を含むトランスやトランス類似の電気機器などのＰＣＢ汚染廃電気機器（以下「ＰＣＢ含有物」という）の処理方法に関し、特にＰＣＢ含有物に含まれる銅分を効率良く処理するＰＣＢ含有物の処理方法に関する。

ＰＣＢを含む廃棄物の処分については法律により期限が定められており、２０２７年３月３１日までに自ら処分するか、処分を他人に委託する必要がある。国際的には、残留性有害汚染物質に関するストックホルム条約（ＰｏＳ条約）に従い２０２８年までに適正に処分することが求められている。

特開２０１３−１８４０８９号公報には、トランスなどのＰＣＢ含有廃棄物を連続式の加熱炉に搬入し、８５０〜９５０℃で４時間〜６時間加熱して、廃棄物からＰＣＢを揮発させた後、加熱炉から排出されたガスを、ガス燃焼炉において１１００℃以上で加熱し、ＰＣＢを含むガスを高温燃焼させて無害化する処理方法の例が記載されている。

特開２０１１−５６５０４号公報には、トランス中のＰＣＢ含有油を油抜きした後に、上方を開放した状態で加熱炉内に入れ、５５０〜８５０℃で４時間〜８時間焼却処理することが記載されている。

特開２０１３−１８４０８９号公報特開２０１１−５６５０４号公報

しかしながら、特許文献１及び２に記載されるような現状の処理技術は、ＰＣＢ含有油を抜いた後のトランスやＯＦケーブルをほぼ単体の状態で焼却処理していたため、ＰＣＢを無害化するまでの加熱処理に多大なエネルギーと時間と費用を要していた。

そこで、本発明は、より少ないエネルギーで効率良くＰＣＢ含有物を加熱処理することが可能なＰＣＢ含有物の処理方法を提供する。また、本発明は、ＰＣＢ含有物から効率良く銅を回収することが可能なＰＣＢ含有物の処理方法を提供する。

上記課題を解決するために本発明者らが検討した結果、ＰＣＢ含有絶縁油を液抜きした後のトランスやＯＦケーブル等のＰＣＢ含有物を焼却処理する前に、ＰＣＢ含有物を少なくとも鉄系部材と銅系部材とに解体し、選別し、これにより得られた銅系部材を処理することが有効であることを見いだした。

以上の知見を基礎として完成した本発明は一側面において、ＰＣＢ含有物を解体し、少なくとも銅系部材と鉄系部材とを選別することにより得られた銅系部材を加熱し、銅系部材に付着したＰＣＢを揮発させることと、加熱処理で発生した排ガスを加熱し、ＰＣＢを無害化させることを含むＰＣＢ含有物の処理方法である。

本発明に係るＰＣＢ含有物の処理方法は一実施態様において、銅系部材を炉内温度８５０℃以上、２．５時間以内で加熱処理することを含む。

本発明に係るＰＣＢ含有物の処理方法は別の一実施態様において、銅系部材を還元性雰囲気で処理することを含む。

本発明に係るＰＣＢ含有物の処理方法は更に別の一実施態様において、排ガスを８５０℃以上で２秒以上加熱することを含む。

本発明に係るＰＣＢ含有物の処理方法は更に別の一実施態様において、銅系部材を銅製錬用前処理炉で処理することを含む。

本発明に係るＰＣＢ含有物の処理方法は更に別の一実施態様において、加熱処理後の銅系部材を銅製錬炉で処理することを含む。

本発明に係るＰＣＢ含有物の処理方法は更に別の一実施態様において、銅製錬炉で処理することが、銅系部材を転炉へ装入することを含む。

本発明に係るＰＣＢ含有物の処理方法は更に別の一実施態様において、ＰＣＢ含有物に含まれる油分を、加熱処理の燃料として利用することを含む。

本発明によれば、より少ないエネルギーで効率良くＰＣＢ含有物を加熱処理することが可能なＰＣＢ含有物の処理方法が提供できる。また、本発明は、ＰＣＢ含有物から効率良く銅を回収することが可能なＰＣＢ含有物の処理方法が提供できる。

本発明の実施の形態に係るＰＣＢ含有物の処理方法に利用される処理設備の一例を示す概要図である。

本発明の実施の形態に係るＰＣＢ含有物の処理に利用可能な処理設備の概要を図１に示す。図１に示すように、処理設備は、ロータリーキルン１と、固定床炉２と、二次燃焼炉３と、冷却塔４と、バグフィルタ５と、洗浄塔６と、ミストコットレル７と、煙突８とを備える。

ロータリーキルン１は、円筒状の横置き回転炉１１を備え、ホッパ１２と二次燃焼炉３とに接続されている。ホッパ１２には、固形廃棄物、液状廃棄物及び燃料が供給され、これらがホッパ１２を介して回転炉１１内に投入される。回転炉１１では回転炉１１内に投入された廃棄物及び燃料が、所定の回転数で回転しながら加熱分解処理される。

図１の固定床炉２は銅製錬用前処理炉であり、ＰＣＢ含有物を焼却することができる装置である。この固定床炉２は、炉内の雰囲気及び温度が制御できるようになっている。固定床炉２の上方には、炉内のガスを排出するためのガス排出口２１を備える。ガス排出口２１は、ロータリーキルン１のガス排出口１３と連結されている。

固定床炉２には、ＰＣＢ含有物を解体し、少なくとも銅系部材と鉄系部材とを選別することにより得られた銅系部材が装入される。銅系部材としては、銅コイル、銅線、ブスバーなどが挙げられる。例えば、一般的なトランスは、鉄芯に対して銅コイルを巻いたトランスコアを鉄製の容器内に収容した構成を有している。従来は、トランスからＰＣＢ含有油を抜いた後に、上方を開放した状態で、トランスをそのまま加熱処理していたため、トランスを焼却処理するために４〜８時間程度の長時間を要しており、加熱に伴うエネルギー消費量も多大であった。更に、鉄系部材と銅系部材と可燃部材とが混ざった状態で加熱処理を施していたため、焼却処理後に銅を回収する場合に、焼却処理後物から銅を選別する作業を行わなければならず、処理が煩雑であった。

本実施形態によれば、予めＰＣＢ含有物を解体し、選別することにより得られた銅系部材を固定床炉２へ装入して焼却処理することにより、焼却処理後に銅系部材を選別する必要がなく、そのまま銅製錬炉で処理することができる。これにより、ＰＣＢ含有物から効率良く銅を回収することが可能なＰＣＢ含有物の処理方法を提供することができる。また、トランスなどのＰＣＢ含有物をそのまま焼却する場合に比べ、焼却の対象となる銅系部材の外形も小さいため、焼却処理も短時間で済み、よりエネルギー消費の少ない処理となる。

固定床炉２へ装入される銅系部材は、本処理設備が設置された場所とは別の場所で予め解体選別処理してもよいし、固定床炉２へ装入する直前に解体選別処理してもよい。ＰＣＢ含有物の解体に際して発生する油分を、二次燃焼炉３へ供給して、排ガスの加熱処理の燃料として利用することで、二次燃焼炉３の加熱に必要な燃料を節約することができる。或いは、ロータリーキルン１のホッパ１２からＰＣＢ含有物の解体に際して発生する油分を投入することができる。

本処理設備が設置された場所とは別の場所で解体選別処理された銅系部材は、搬送され、固定床炉２へ装入される前に取り出される。この際、銅系部材から油分が出る場合がある。この銅系部材から出た油分を、例えばウエスなどで拭き取り、使用済みのウエスを二次燃焼炉３やロータリーキルン１或いは固定床炉２の燃料として使用することで、エネルギー消費が少なく、より効率の良い処理を行うことができる。

固定床炉２では、炉内温度を８５０℃以上、より典型的には８５０〜９５０℃とすることが好ましい。これにより、固定床炉２内に装入された銅系部材に付着したＰＣＢを揮発させることができる。炉内温度が８５０℃より低いと、揮発したＰＣＢが炉内で熱分解を起こし、固定床炉２におけるダイオキシンの発生量が多くなる場合がある。固定床炉２の炉内温度を高くしすぎると、経済性が悪く、安全性が損なわれる場合がある。

固定床炉２では、銅系部材の処理時間を２．５時間以内とすることが好ましく、より好ましくは２時間以内である。銅系部材に含まれるＰＣＢをより確実に処理するための時間を考慮すると、処理時間は、例えば０．５時間以上、より好ましくは１時間以上とすることが好ましい。処理時間は、銅系部材のサイズによって調整することができる。

固定床炉２内の雰囲気は、酸素濃度１〜１５％程度、より好ましくは１〜１０％程度の還元性雰囲気とすることが好ましい。固定床炉２の雰囲気を酸素濃度１〜１０％程度の還元性雰囲気とすることで、固定床炉２内におけるダイオキシンの発生量をより少なくすることができ、後段の二次燃焼炉３においてより確実にＰＣＢを無害化することができるとともに、二次燃焼炉３における処理の加熱負担を軽くすることができる。

二次燃焼炉３は、ロータリーキルン１及び固定床炉２で発生した排ガスを加熱して、排ガス中に含まれるＰＣＢを無害化させるための装置である。二次燃焼炉３は、排ガスを８５０℃以上、より好ましくは９００℃以上、更に好ましくは１０００℃以上に加熱して２秒以上対流させることにより、ＰＣＢを加熱分解することが好ましい。なお、二次燃焼炉３における排ガスの滞留時間は設備のサイズと排ガス量から計算することができる。二次燃焼炉３で加熱処理された排ガスは冷却塔４へ供給されて、典型的には１００℃以下に冷却される。そして、冷却された排ガスが、バグフィルタ５を通過して、塵芥物や粒状物等が吸着除去される。バグフィルタ５を通過した排ガスは洗浄塔６へ送られ、ミストコットレル７を介して煙突８から外気へと放出される。バグフィルタ５で回収されたバグダストは、中和設備９１によって中和処理され、フィルタープレスなどの固液分離装置９２で固液分離されて、分離液が排水処理設備９３で処理される。洗浄塔６、ミストコットレル７及び煙突８で発生する排水も排水処理設備９３で処理される。排水処理設備で処理された排水はフィルタープレスなどの固液分離装置９４で固液分離処理される。

次に、本発明の実施の形態に係るＰＣＢ含有物の処理方法について説明する。まず、ＰＣＢ含有物を解体し、少なくとも銅系部材と鉄系部材とを選別することにより得られた銅系部材を用意する。例えば、トランスを処理する場合、トランスコアの銅コイルを銅系部材として選別することができる。典型的には、銅系部材は解体業者によって選別され、フレコンバッグなどに収容されている。これを、銅系部材の運搬時に使用した密閉容器から鉄製の専門容器に移し替え、鉄製の専門容器ごと固定床炉２へ装入する。固定床炉２の炉内温度は定期的に測定し、記録する。

次に、加熱処理後の銅系部材の部材採取試験を行い、ＰＣＢが十分に分離されていることを確認する。加熱処理後、ＰＣＢが十分に分離されていることが確認できた場合は、加熱処理後の銅系部材を銅製錬所へ運搬する。銅製錬炉で、加熱処理後の銅系部材を必要に応じて粉砕し、転炉へ装入して、銅系部材に含まれる銅を回収する。

本発明の実施の形態に係るＰＣＢの処理方法によれば、焼却処理する前に、予めトランスなどのＰＣＢ含有物を解体し、銅成分の多い部材（銅系部材）を抽出して処理することができるため、銅の回収効率を向上させることができる。また、銅回収に際し、トランスなどのＰＣＢ含有物を単体でそのまま焼却した後、選別する場合に比べ、リサイクルのためのより高濃度の銅原料を得ることができる。

１…ロータリーキルン
２…固定床炉
３…二次燃焼炉
４…冷却塔
５…バグフィルタ
７…ミストコットレル
８…煙突
１１…回転炉
１２…ホッパ
１３…ガス排出口
２１…ガス排出口
９１…中和設備
９２…固液分離装置
９３…排水処理設備
９４…固液分離装置

Claims

ＰＣＢ含有物を解体し、少なくとも銅系部材と鉄系部材とを選別することにより得られた前記銅系部材を加熱し、前記銅系部材に付着したＰＣＢを揮発させることと、
前記加熱処理で発生した排ガスを加熱し、ＰＣＢを無害化させることと
を含むＰＣＢ含有物の処理方法。
前記銅系部材を炉内温度８５０℃以上、２．５時間以内で加熱処理することを含む請求項１に記載のＰＣＢ含有物の処理方法。
前記銅系部材を還元性雰囲気で処理することを含む請求項２に記載のＰＣＢ含有物の処理方法。
前記排ガスを８５０℃以上で２秒以上加熱することを含む請求項１〜３のいずれか１項に記載のＰＣＢ含有物の処理方法。
前記銅系部材を銅製錬用前処理炉で処理することを含む請求項１〜４のいずれか１項に記載のＰＣＢ含有物の処理方法。
加熱処理後の前記銅系部材を銅製錬炉で処理することを含む請求項１〜５のいずれか１項に記載のＰＣＢ含有物の処理方法。
前記銅製錬炉で処理することが、前記銅系部材を転炉へ装入することを含む請求項６に記載のＰＣＢ含有物の処理方法。
前記ＰＣＢ含有物に含まれる油分を、加熱処理の燃料として利用することを含む請求項１〜７のいずれか１項に記載のＰＣＢ含有物の処理方法。