JP3287298B2 - ダイオキシン類の分解方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はダイオキシン類の分
解方法に係り、特に、ごみ焼却炉等の各種焼却炉から排
出される飛灰及び焼却灰（以下、これらを併せて「焼却
灰」と称する。）中に含まれるポリ塩化−ｐ−ジベンゾ
ダイオキシン類（ＰＣＤＤ）やポリ塩化ジベンゾフラン
類（ＰＣＤＦ）（以下、これらを併せて「ダイオキシン
類」と称す。）等の有機塩素化合物を効率的に分解する
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ごみ焼却炉等の焼却炉においては、燃焼
中に、フェノール、ベンゼン、アセチレン等の有機化合
物、クロロフェノール、クロロベンゼン等の塩素化芳香
族化合物や塩素化アルキル化合物等のダイオキシン類前
駆体が発生する。これらのダイオキシン類前駆体は、飛
灰が共存するとその触媒作用でダイオキシン類となって
焼却灰中に存在する。

【０００３】従来、このようなダイオキシン類含有飛灰
の処理方法としては次のような方法が提案されている。

【０００４】 ダイオキシン含有飛灰を窒素ガス等の
還元性雰囲気下、３２０〜４００℃で１〜２時間（例え
ば、３２０℃では２時間、３４０℃では１〜１．５時
間）保持する（ハーゲンマイヤープロセス“ＯＲＧＡＮ
ＯＨＡＬＯＧＥＮ ＣＯＭＰＯＵＮＤＳ Ｖｏ．２７
（１９９６）”１４７〜１５２頁）。 ダイオキシン類含有飛灰をダイオキシン生成抑制剤
の存在下３００〜５００℃で熱処理する（特開平４−２
４１８８０号公報）。ダイオキシンは従来から３００℃
未満では熱分解しないと言われており、この方法は、基
本的に前記定説通り３００℃以上の加熱によってダイオ
キシンを分解するものであり、加熱処理中にダイオキシ
ン前駆体からダイオキシンの生成を抑制するために、ダ
イオキシン分解温度帯域でダイオキシン生成抑制剤を飛
灰に添加している。具体的には、生成抑制剤としてのピ
リジン蒸気存在下、飛灰を４００℃で２時間加熱してい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法では、
処理温度が高く、処理時間も長いため、必要とされる加
熱エネルギーが多く、処理コストが高くつくという欠点
がある。特に、上記の方法では窒素ガス等の還元性雰
囲気で処理する必要があり、そのための手間とコストが
嵩む。

【０００６】本発明は上記従来の問題点を解決し、従来
法ではダイオキシン類は分解しないと考えられていた低
温域でも、短時間でダイオキシン類を分解除去すること
ができ、かつ、酸素存在下でも実施可能なダイオキシン
類の分解方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１のダイ
オキシン類の分解方法は、ダイオキシン類又はダイオキ
シン類含有物質と、ガス状のアミン化合物とを１００℃
以上３００℃未満の条件下で接触させることを特徴とす
る。

【０００８】本発明の請求項２のダイオキシン類の分解
方法は、ダイオキシン類又はダイオキシン類含有物質に
液状もしくはガス状のアミン化合物を添加した後、１０
０℃以上３００℃未満の条件下で前記アミン化合物をガ
ス状で接触させることを特徴とする。

【０００９】本発明によれば、ダイオキシン類の塩素イ
オンとアミン化合物中のアミノ基（窒素原子）とが反応
することにより、通常ではダイオキシン類が分解しない
とされていた３００℃未満の低温において、ダイオキシ
ン類の脱塩素反応が迅速に進行し、ダイオキシン類を低
温かつ短時間で分解除去することが可能となる。

【００１０】アミン化合物がこのような３００℃未満の
低温下でダイオキシン類を分解するという作用効果は従
来知られていなかった。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を詳細
に説明する。

【００１２】本発明においては、ダイオキシン類又は飛
灰等のダイオキシン類含有物質と、ガス状のアミン化合
物とを１００℃以上３００℃未満の条件で接触させる。

【００１３】本発明は、ゴミ焼却炉、工場焼却炉等の各
種焼却炉から排出される排ガス中に含まれているダイオ
キシン類を対象とする。ダイオキシン類含有物質は、ダ
イオキシン類を吸着した焼却灰やダイオキシン類を吸着
処理するために添加された粉末活性炭、ダイオキシン類
で汚染された土壌等が例示される。

【００１４】アミン化合物としては、モノエタノールア
ミン、トリエタノールアミン、メタノールアミン等が挙
げられるが、これらのうち、特に低温でガス化が可能な
点からモノエタノールアミンが好適である。

【００１５】また、アミン化合物の使用量ないし添加量
は、焼却灰等の被処理物に対して有効成分純分として
０．１〜１０重量％、特に１〜５重量％とするのが好ま
しい。

【００１６】アミン化合物の添加形態は、ガス状、液
状、水溶液状のいずれであっても良いが、本発明の温度
条件下で被処理物と接触する際には、ガス状態であるこ
とが必要である。

【００１７】すなわち、液状アミン化合物を排ガスへ噴
霧したり、予め焼却灰等と混練した場合、１００〜３０
０℃未満で液状アミン化合物が蒸発してガス状に変化す
るような蒸気圧を有するアミン化合物を選択する必要が
ある。この温度条件下で、液状のアミン化合物は、本発
明の効果を発揮しないので、注意を要する。

【００１８】たとえば、低沸点アミン化合物を添加する
場合には、前段で液状アミン化合物を加熱して気化させ
たものを送気することにより添加することができる。

【００１９】なお、焼却炉の排ガス中の飛灰等のダイオ
キシン類含有物を集塵器で捕捉する設備のある系におい
ては、集塵器手前または集塵器中にガス状又は液状アミ
ン化合物を噴霧等により添加すればよい。この場合、通
常、腐食対策のため、電気集塵器では、集塵器入口温度
が２００〜２３０℃、濾過式集塵器では１４０〜２００
℃程度で運転されているので、この温度でガス状態を維
持できるアミン化合物を選択する必要がある。

【００２０】一方、アミン化合物を液状又は水溶液状で
焼却灰と混練することにより添加する場合には、混練
後、この混練物を当該温度域に加熱することによりアミ
ン化合物をガス化する。この場合、液状アミン化合物の
濃度は１〜４０重量％好ましくは５〜２０重量％程度で
あることが、必要量のアミン化合物を添加した上で十分
な混練性、作業性が得られることから望ましい。

【００２１】通常、ダイオキシン類は２００〜４００℃
で生成するとされており、前述の通り３００℃以下では
分解しない。ところが、本発明においては、焼却灰等の
被処理物にガス状アミン化合物を接触させる際の処理温
度は１００℃以上３００℃未満でよく、この最低温度は
アミン化合物の気化しやすさによって決定される。即
ち、モノエタノールアミンでは１００℃以上、トリエタ
ノールアミンでは２００℃以上とするのが好ましい。加
熱温度が３００℃以上であっても温度を高くしたことに
よる分解率の向上効果は望めず、加熱コストが嵩んで工
業的に不利である。加熱温度は特に１５０℃以上３００
℃未満とするのが好ましい。

【００２２】この加熱時間は長い方がダイオキシン類の
分解率が向上するが、過度に長くても処理コスト面で不
利である。本発明の方法では、一般的には５〜３０分程
度の加熱で十分な分解率を得ることができる。

【００２３】このような本発明の方法は、還元性雰囲気
とすることなく酸素存在下、即ち、大気中もしくは排ガ
ス中で実施可能であり、雰囲気調整のための設備や作業
は不要である。

【００２４】本発明の方法に従って、焼却灰を処理する
場合、キレート剤又はリン酸等の重金属固定化剤を併用
して、ダイオキシン類の分解と共に、飛灰中の重金属の
固定化処理を同時に行っても良い。

【００２５】また、処理する焼却灰は、焼却炉排ガス中
のダイオキシン類の吸着除去剤として焼却炉の煙道に吹
き込まれた粉末活性炭を含むものであっても良い。

【００２６】本発明により処理を施した焼却灰や土壌
は、そのまま、或いは更に前述の重金属固定化処理等を
施した後、埋立等により処分される。

【００２７】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明を
より具体的に説明する。

【００２８】実施例１〜４、比較例２ 都市ごみ焼却炉から排出された飛灰１０ｇに対し、５重
量％トリエタノールアミン水溶液を、飛灰に対するトリ
エタノールアミンの割合が５重量％となるように添加し
てよく練り混ぜた後、表１に示す温度で１０分間加熱し
た。

【００２９】その後得られた処理物のダイオキシン類濃
度を測定し、結果を表１に示した。

【００３０】比較例１，３〜６ トリエタノールアミンの代りに水を飛灰に添加して混練
し、表１に示す温度で加熱したこと以外は実施例１と同
様にして処理を行い、得られた処理物のダイオキシン類
濃度を測定し結果を表１に示した。

【００３１】なお、実施例１〜４におけるダイオキシン
類の分解率を、実施例１〜４の結果と、各々、同一温度
にてトリエタノールアミン無添加で処理を行った比較例
３〜６の結果とから、次式により算出し、結果を表１に
併記した。

【００３２】

【数１】

【００３３】

【表１】

【００３４】表１より明らかなように、飛灰にトリエタ
ノールアミンを添加した場合には、例えば、２５０℃で
１０分加熱するのみで、９９％以上のダイオキシン類を
分解除去することができ、本発明によれば、より低温で
ダイオキシン類を分解除去できることがわかる。

【００３５】一方、比較例２でわかるように、同じトリ
エタノールアミンを添加しても、ガス化しない２００℃
未満の温度では効果を発揮しない。

【００３６】実施例５，６，比較例７ ２０ｍｍφ×２５０ｍｍのガラスカラムに、都市ごみ焼
却炉から排出された飛灰３ｇを詰め、さらにその上に表
２に示す各種液状アミン化合物を１５０ｍｇ付着させた
ガラスビーズ（ただし、比較例７では、アミン化合物付
着なし）をのせ、ガラスビーズ側から空気を１５ｍＬ／
分で通気しながら常温（３０℃）、１００℃、１５０
℃、１８０℃、２００℃、２２０℃、２５０℃、２９０
℃の各温度で２０分間加熱した。その後、得られた処理
物のダイオキシン類濃度を測定し、結果を表２に示し
た。なお、実施例５，６の結果及び比較例７の結果か
ら、次式によりダイオキシン類の残存率を算出し、結果
を表２に併記した。

【００３７】

【数２】

【００３８】

【表２】

【００３９】表２から明らかなように、アミン化合物を
用いない比較例７では、飛灰を加熱するとダイオキシン
類残存率が増加しており、この温度帯ではダイオキシン
を生成するのみで分解は起こらないことがわかる。一
方、飛灰に各種のアミン化合物を接触させた実施例５，
６では、ダイオキシンが効果的に分解されており、分解
温度の下限はアミン化合物の種類により異なることがわ
かる。即ち、モノエタノールアミンは１５０℃で９０％
以上、１００℃でも８０％以上の分解率を示すが、トリ
エタノールアミンでは２００℃が下限温度となる。

【００４０】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明のダイオキシ
ン類の分解方法によれば、ダイオキシン類を、通常では
分解が起こらない低温域で、短時間に分解除去すること
ができるため、処理に必要なエネルギーコストの低減、
処理効率の向上が可能となり、処理コストを大幅に低減
することができる。しかも、本発明の方法は、処理雰囲
気を還元性雰囲気とすることなく大気中又は排ガス中に
て実施することができるため、処理設備が簡便で、容易
に実施できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 益子 光博 東京都新宿区西新宿３丁目４番７号 栗 田工業株式会社内 (72)発明者 藤原 昇 東京都新宿区西新宿３丁目４番７号 栗 田工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−250817（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−104453（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−155723（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−155722（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−285453（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−257609（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−241880（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B09B 3/00 A62D 3/00 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ) ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダイオキシン類又はダイオキシン類含有
   物質と、ガス状のアミン化合物とを１００℃以上３００
   ℃未満の条件下で接触させることを特徴とするダイオキ
   シン類の分解方法。
2. 【請求項２】 ダイオキシン類又はダイオキシン類含有
   物質に液状もしくはガス状のアミン化合物を添加した
   後、１００℃以上３００℃未満の条件下で前記アミン化
   合物をガス状で接触させることを特徴とするダイオキシ
   ン類の分解方法。