JP3659901B2

JP3659901B2 - Method and apparatus for decomposing dioxins

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Publication number: JP3659901B2
Application number: JP2001201562A
Authority: JP
Inventors: 経久松岡
Original assignee: 経久松岡
Priority date: 2001-06-19
Filing date: 2001-07-03
Publication date: 2005-06-15
Anticipated expiration: 2021-07-03
Also published as: JP2003071423A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、強烈な毒性や熱力学的安定性を有し、化学的分解が困難な環境障害物質であるダイオキシン類に汚染された土壌や汚泥、燃え殻・飛灰等の安全化処理に関し、これらのダイオキシン類を完全に分解することにより、分解処理後に於いてもダイオキシン類の再合成を完全に阻止して、これらの自然界への排出による汚染又は自然環境の破壊を防止するとともに、日常生活における健康障害の恐れを取り除くことにより、環境政策上及び経済政策上の施策に貢献することができるダイオキシン類の分解方法及び分解装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
文明社会の発展と共に化学技術の進展もめざましく、我々人間の欲望を満足させるため、産業と云う生産システムにおいて、あらゆる物性が化学的に合成又は製造され供給されることで、我々は豊かな社会生活を享受できるようになったが、この生産による廃棄物及びこの物資の消費による廃棄物の処理に際して、大変な社会問題として提起されてきたのが環境障害物質であるダイオキシン又はダイオキシン類似物質（本明細書においてダイオキシン類という）である。
これらの物質は、ハロゲン（塩素（Ｃｌ）及び臭素（Ｂｒ））を含む有機化学反応で合生される物質の不純物として介在するのみならず、これらハロゲンを含む廃棄物の燃焼処理における不完全な燃焼に於いても合成されることが知られるようになった。
【０００３】
近年、重大な環境障害物質としてのダイオキシン類の存在が、我が国内のみならず世界的に論議されるところとなり、その生成と発生源、汚染経路及び毒性並びに特性について明らかになるにつれ、我が国に於いてもダイオキシン類の自然界への排出規制措置が法的に採られることとなったが、日常生活におけるダイオキシン類の健康障害に付いての恐怖は、深まりこそすれ尽きることがないのが現状である。
この根本は、ダイオキシン類が遺伝子に作用するとまで云われる強烈な毒性を有する点はもとより、生成は容易ではあるが熱安定性であり、かつ酸又はアルカリによる加水分解でも、また、酸化剤及び還元剤による分解に対しても安定であり、自然界への排出が極微量ながらも継続される場合は、分解されることなく蓄積・濃縮して自然環境が汚染され、食物連鎖による健康障害が生じるに至る怖さにある。
【０００４】
このことから、産学官各分野において、ダイオキシン類を含有する物質の安全化、及び塩素（Ｃｌ）を含有する物性の燃焼時におけるダイオキシン類の合成防止について、処理手法及び技術が鋭意研究・開発されて来たが、環境的又は経済的理由から、未だ有効な処理技術として社会に定着し、貢献するに至っていないのが現状である。
下記表１に、従来の処理技術の例として、平成１１年１２月、厚生省発行の「高濃度ダイオキシン類汚染物分解処理技術マニュアル」の抜粋を記す。
【０００５】
【表１】

【０００６】
【表２】

【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のダイオキシン類の分解処理技術について、上記のように厚生省発行資料を記述したが、どの処理方法を取り上げても一長一短があり、複数の処理方法を併用しなければ、満足のできるダイオキシン類の分解による安全化処理が望めないことは明白である。
【０００８】
本発明は、上記従来のダイオキシン類の分解方法が有する問題点に鑑み、１つの処理方法で固形物、液状物及び気体の３相への対応を可能とするとともに、分解後の残渣や燃焼排ガスの冷却時においても、ダイオキシン類の再合成を阻止し、さらに、分解装置の構造を簡単にしながらも、ダイオキシン類をほぼ完全に分解することができるダイオキシン類の分解方法及び分解装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のダイオキシン類の分解方法は、ダイオキシン類に汚染された処理物を間接加熱室に導入して、該処理物を過熱水蒸気の雰囲気下で８００℃以上に加熱し、気化したダイオキシン類から塩素又は臭素を解離させるとともに、該塩素又は臭素が解離した有機化合物を前記過熱水蒸気により酸化し、該酸化後の排ガスを間接加熱室から燃焼加熱室に導入して燃焼加熱することを特徴とする。
【００１０】
このダイオキシン類の分解方法は、ダイオキシン類に汚染された処理物を過熱水蒸気の雰囲気下で８００℃以上に間接加熱することにより、気化したダイオキシン類から塩素又は臭素を解離させるとともに、この塩素又は臭素が解離した有機化合物を前記過熱水蒸気により酸化することができ、さらに、この酸化後の排ガスを間接加熱室から燃焼加熱室に導入して燃焼加熱することにより、排ガスに残留する極微量の未分解ダイオキシン類から塩素又は臭素を解離させるとともに、この塩素又は臭素が解離した有機化合物を酸化して、ダイオキシン類を完全に分解することができる。
そして、塩素又は臭素が解離したベンゼン、オキサジン類、フェノール類等の有機化合物は、酸化されることによって炭酸ガスや水蒸気、塩素ガス又は臭素ガスとなることから、燃焼排ガス中にはこれらのみが存在することになり、これにより、燃焼排ガスが冷却されて温度が降下した場合でも、塩素ガスや臭素ガスとの再結合によるダイオキシン類の合成を防止することができる。
【００１１】
この場合において、前記燃焼加熱室からの燃焼排ガスと熱交換することにより、過熱水蒸気を発生させることができる。
【００１２】
これにより、燃焼排ガスの冷却を行うとともに、過熱水蒸気を省エネルギーにて発生させることができる。
【００１３】
また、本発明のダイオキシン類の分解装置は、ダイオキシン類に汚染された処理物を導入して過熱水蒸気の雰囲気下で間接加熱する回転ドラムと、該回転ドラムに過熱水蒸気を供給する過熱水蒸気発生手段と、該回転ドラムの周囲に形成され、回転ドラムの内部を８００℃以上に加熱する加熱バーナーを備えた燃焼加熱室とからなり、回転ドラムを回転することにより処理物を移送しながら過熱水蒸気の雰囲気下で８００℃以上に加熱するとともに、回転ドラムにおいて発生した排ガスを燃焼加熱室に導入して、加熱バーナーにより燃焼加熱するようにしたことを特徴とする。
【００１４】
このダイオキシン類の分解装置は、ダイオキシン類に汚染された処理物を過熱水蒸気の雰囲気下で８００℃以上に間接加熱することにより、気化したダイオキシン類から塩素又は臭素を解離させるとともに、この塩素又は臭素が解離した有機化合物を前記過熱水蒸気により酸化することができ、さらに、この酸化後の排ガスを間接加熱室から燃焼加熱室に導入して燃焼加熱することにより、排ガスに残留する極微量の未分解ダイオキシン類から塩素又は臭素を解離させるとともに、この塩素又は臭素が解離した有機化合物を酸化して、ダイオキシン類を完全に分解することができる。
そして、塩素又は臭素が解離したベンゼン、オキサジン類、フェノール類等の有機化合物は、酸化されることによって炭酸ガスや水蒸気、塩素ガス又は臭素ガスとなることから、燃焼排ガス中にはこれらのみが存在することになり、これにより、燃焼排ガスが冷却されて温度が降下した場合でも、塩素ガスや臭素ガスとの再結合によるダイオキシン類の合成を防止することができる。
【００１５】
また、前記過熱水蒸気供給手段が、燃焼加熱室からの燃焼排ガスを導入する熱交換装置を備え、燃焼排ガスの熱量を利用して過熱水蒸気を発生させるようにすることができる。
【００１６】
これにより、燃焼排ガスの冷却を行うとともに、過熱水蒸気を省エネルギーにて発生させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のダイオキシン類の分解方法及び分解装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１に、本発明のダイオキシン類の分解装置の一実施例を示す。
このダイオキシン類の分解装置は、本発明のダイオキシン類の分解方法を実施する際に使用するもので、ダイオキシン類に汚染された処理物を導入して過熱水蒸気の雰囲気下で間接加熱する回転ドラム２と、該回転ドラム２の周囲に形成され、回転ドラム２の内部を８００℃以上に加熱する燃焼加熱室３とを有する外熱キルン装置１（燃焼炉）を備えている。
さらに、このダイオキシン類の分解装置は、前記回転ドラム２に過熱水蒸気を供給する過熱水蒸気発生装置１０と、回転ドラム２に前記処理物を導入する定量供給装置７と、回転ドラム２を回転することにより回転ドラム２の軸方向に処理物を移送する回転ドラム２の内周面に形成した螺旋状の羽根等の移送手段（図示省略）と、配管によって接続され、回転ドラム２内の排ガスを回転ドラム２から前記燃焼加熱室３に導入するガス排出口１３及びガス導入口１４とを備えている。
【００１９】
本実施例のダイオキシン類の分解方法では、このような外熱キルン装置１を使用し、ダイオキシン類に汚染された固形物及び液状物を、定量供給装置７によって回転ドラム２内に定量的に連続して供給する。
また、ダイオシン類に汚染された気体の供給は、前部固定ボックス５に設けた過熱水蒸気供給口１１より、過熱水蒸気と混合して回転ドラム２内に定量的に連続して供給する。
この場合、定量供給装置７の供給量は、排ガス温度計１７に予め設定する温度に排ガス温度が維持されるように、排ガス温度計１７で検出する信号に比例して定量供給モーター１６の回転数が制御されることにより、その増減が調節される。
なお、排ガス温度計１７は、後部固定ボックス６に設けたガス排出口１３より排出される排ガスの温度を検出する。
【００２０】
回転ドラム２内は、前部固定ボックス５及び後部固定ボックス６並びにロータリーバルブ９によって外気が遮断される構造となっており、回転ドラム２内への外気流入を阻止して、回転ドラム２内への外気流入を防止し熱分解雰囲気の希釈による温度の降下、及び外気の流入による熱分解ガスの増量が阻止される構造となっている。
【００２１】
燃焼加熱室３内は、加熱バーナー４の燃焼により、常に８５０〜９００℃に保たれる。
この燃焼加熱室３の熱雰囲気により、回転ドラム２内に送り込まれたダイオキシンに汚染された物質は、回転ドラム２の回転により、撹拌されながら間接的に８００℃以上に加熱される。
【００２２】
この場合、ダイオキシンに汚染された物質が８００℃以上に加熱されることにより、汚染物質に含まれるダイオキシン類が気化してガス状となるが、このときのダイオキシン類（ＣｎＨｍＣｌｘ又はＣｎＨｍＢｒｘ）は、熱分解してベンゼン（Ｃ₆Ｈ₆）、オキサジン類（ＣｎＨｍＯｘ）又はフェノール類（ＣｎＨｍＯＨｘ）と、塩素（Ｃｌ）又は臭素（Ｂｒ）とに解離し、各々が混合したガス状態となっている。
【００２３】
一方、過熱水蒸気は、別に設けた過熱水蒸気発生装置１０に、例えば０．６９ＭＰａ程度の水蒸気を送気して８００℃以上の過熱水蒸気とし、前部固定ボックス５に設けた過熱蒸気供給口１１を経由して回転ドラム２内に吹き込む。
この過熱水蒸気の発生には、燃焼加熱室３から排出する８００℃以上の高温の燃焼排ガスを利用するが、これに代えて電磁誘導による加熱、及び燃料油又は燃料ガスの燃焼、並びに燃料油又は燃料ガスのプラズマ燃焼による加熱も利用することができる。
【００２４】
ところで、水は臨界温度３７４℃、圧力２２．１ＭＰａの超臨界状態で、イオン的な反応を示して溶媒作用を持つようになり、強力な酸化作用も併せ持つようになるが、大気圧下で４００℃以上に過熱された過熱水蒸気も超臨界水に類似する還元作用を保有し、７００〜８００℃以上の高温域では酸化作用も保有する。これは、過去に、石炭の燃焼状況の改善や石炭等の加熱分解での可燃性ガスを製造する際に、水蒸気を用いての水性ガス化反応による炭化水素ガス（ＣｎＨｍ）及び一酸化炭素ガス（ＣＯ）の生成促進を図り、可燃性ガスの発熱量を高める手法でも証明されている。
これにより、大気圧下での１０００℃の過熱水蒸気による焼却炉の飛灰でのダイオキシン類の酸化分解実験に於いて、飛灰中の処理前ダイオキシン類濃度＝３ｎｇ−ＴＥＱ／ｇのものが、処理後濃度＝０．０６ｎｇ−ＴＥＱ／ｇと約９８％低減する結果が得られ、その２００℃の排ガスに於いてもダイオキシン類の検出が認められず、高温の過熱水蒸気によるダイオキシン類の酸化分解と、その際に生じる排ガスでのダイオキシン類再合成の阻止が可能であることが実証された。
【００２５】
他方、回転ドラム２では、この回転ドラム内に吹き込まれた８００℃以上の過熱水蒸気と、回転ドラム２内で間接的に８００℃以上に加熱されることによって、ダイオキシン類が揮発・熱分解・熱解離したベンゼン（Ｃ₆Ｈ₆）、オキサジン類（ＣｎＨｍＯｘ）、又はフェノール類（ＣｎＨｍＯＨｘ）と、塩素（Ｃｌ）又は臭素（Ｂｒ）との蒸気とが混合した状態で存在する。
そして、これらは、８００℃以上の過熱水蒸気の酸化作用によりベンゼン（Ｃ₆Ｈ₆）、オキサジン類（ＣｎＨｍＯｘ）又はフェノール類（ＣｎＨｍＯＨｘ）は、炭酸ガス（ＣＯ₂）と水蒸気（Ｈ₂Ｏ）とになり、熱解離した塩素（Ｃｌ）又は臭素（Ｂｒ）は、塩素（Ｃｌ）ガス又は臭素（Ｂｒ）ガスとなり、各々が混合して解離・酸化後の排ガスを構成する。
この酸化反応時間は１〜１．５秒程度であるが、回転ドラム２の構造は過熱水蒸気の酸化作用で生成される解離・酸化後の排ガスを、２秒以上滞留させるようになっている。
【００２６】
回転ドラム２内の過熱水蒸気の酸化反応で生成する排ガスの殆どは、炭酸ガス（ＣＯ₂）及び水蒸気（Ｈ₂Ｏ）並びに塩素ガス（Ｃｌ）等であるが、ダイオキシン類を構成する有機炭化水素分子の８ヶの触手の内、１，６又は２，７並びに２，３，７，８の位置の触手に塩素（Ｃｌ）又は臭素（Ｂｒ）が置換したものは、他のダイオキシン類に比して沸点が高い。
したがって、熱分解の状況によっては、回転ドラム２の排ガス中に極微量ではあるが、未分解・未酸化のダイオキシン類が残留する恐れがある。
このため、本実施例では、回転ドラム２内の解離・酸化後の排ガスを、後部固定ボックス６に設けたガス排出口１３を経由して、燃焼加熱室３に設けたガス導入口１４より燃焼加熱室３内に導入する。
【００２７】
一方、回転ドラム２内でのダイオキシン類の気化蒸発と熱分解処理が完了した処理残渣は、回転ドラム２の回転により後部固定ボックス６に移送され、後部固定ボックス６の下部に設けた分解残渣排出口８を経由して、ロータリーバルブ９で外気を遮断しながら装置外に排出される。
【００２８】
また、ガス導入口１４より燃焼加熱室３に導入された解離・酸化後の排ガスは、加熱バナー４の燃焼熱で８５０〜９００℃に再加熱され、燃焼加熱室３内に２秒以上滞留させることにより、排ガスに残留する極微量の未分解ダイオキシン類が加熱・分解され完全に酸化分解される。
なお、この燃焼加熱室３での再加熱に際して、少量の外気（空気）を加えることもある。
燃焼加熱室３でダイオキシン類が完全に分解・酸化された燃焼排ガスは、燃焼加熱室３に設けた燃焼排ガス出口１２から排出されるが、上記の反応により、燃焼排ガス中にはベンゼン（Ｃ₆Ｈ₆）又はオキサジン類（ＣｎＨｍＯｘ）並びにフェノール類（ＣｎＨｍＯＨｎ）等が存在せず、炭酸ガス（ＣＯ₂）及び過熱水蒸気（Ｈ₂Ｏ）と、塩素ガス（Ｃｌ）又は臭素（Ｂｒ）ガスのみとなる。
その結果、この燃焼排ガスが冷却を受けて温度が降下した場合でも、塩素ガス（Ｃｌ）や臭素（Ｂｒ）ガスと再結合してダイオキシン類を合成するために必要なベンゼン（Ｃ₆Ｈ₆）やオキサジン類（ＣｎＨｍＯｘ）、フェノール類（ＣｎＨｍＯＨｘ）等の有機炭化水素類が存在しない故に、ダイオキシン類の再合成が起きることはない。
燃焼排ガス中の塩素（Ｃｌ）は、排ガス温度の降下に伴い、漸次、燃焼排ガス中の水蒸気（Ｈ₂Ｏ）と反応して塩酸（ＨＣｌ）蒸気となるが、通常のダイオキシン類に汚染された土壌や汚染汚泥、燃え殻・飛灰等のダイオキシン類濃度はｍｇ／Ｋｇ〜ｎｇ／Ｋｇ又はｎｇ／ｍ³Ｎである。
これらの処理物を熱分解処理した燃焼排ガス中の塩素（Ｃｌ）や塩酸（ＨＣｌ）等の濃度は極希薄ではあるが、これら燃焼排ガスに含まれた塩素（Ｃｌ）又は塩酸（ＨＣｌ）は、消石灰処理又は活性炭吸着処理して除去され、クリーンな燃焼排ガスとして大気に排出される。
【００２９】
以上のように、本実施例のダイオキシン類の分解方法は、ダイオキシン類に汚染された処理物を過熱水蒸気の雰囲気下で８００℃以上に間接加熱することにより、気化したダイオキシン類から塩素又は臭素を解離させるとともに、この塩素又は臭素が解離した有機化合物を前記過熱水蒸気により酸化することができ、さらに、この酸化後の排ガスを間接加熱室から燃焼加熱室に導入して燃焼加熱することにより、排ガスに残留する極微量の未分解ダイオキシン類から塩素又は臭素を解離させるとともに、この塩素又は臭素が解離した有機化合物を酸化して、ダイオキシン類を完全に分解することができる。
そして、塩素又は臭素が解離したベンゼン、オキサジン類、フェノール類等の有機化合物は、酸化されることによって炭酸ガスや水蒸気、塩素ガス又は臭素ガスとなることから、燃焼排ガス中にはこれらのみが存在することになり、これにより、燃焼排ガスが冷却されて温度が降下した場合でも、塩素ガスや臭素ガスとの再結合によるダイオキシン類の合成を防止することができる。
その結果、ダイオキシン類に汚染された土壌や汚泥、燃え殻・飛灰、更には汚染された気体等の安全化処理を完全に行うことができる。
【００３０】
次に、本実施例のダイオキシン類の分解装置について、さらに説明する。
外熱キルン装置１は、燃焼加熱室３を有し、側壁の任意の位置に加熱バーナー４、ガス導入口１４、並びに燃焼排ガス出口１２を備えるとともに、燃焼加熱室３を水平に貫通した回転ドラム２と、定量供給モーター１６により駆動する定量供給装置７と、過熱水蒸気供給口１１を備えた前部固定ボックス５と、ガス排出口１３、分解残渣排出口８、及びロータリーバルブ９を備えた後部固定ボックス６とを備えている。
回転ドラム２は、前後の端部がそれぞれ前部固定ボックス５と後部固定ボックス６とに開口し、ドラム駆動輪１５で支持されて回転するようになっている。
【００３１】
回転ドラム２の両端が差し込まれた前部固定ボックス５及び後部固定ボックス６は、各々の差し込み口と回転ドラム２の外周との隙間が、グランドパッキン方式等でシールドされて外気が遮断されている。
さらに、後部固定ボックス６下部の分解残渣排出口８に連結して設けたロータリーバルブ９で外気を遮断して、回転ドラム２内に外気が流入しない構造となっており、回転ドラム２内に外気が流入することによる、回転ドラム２内の温度降下や、回転ドラム２内のガス量の増加を防止している。
【００３２】
ダイオキシン類に汚染された土壌や汚泥類、燃え殻・飛灰等の固形物及び液状物は、前部固定ボックス５に備えた定量供給装置７で回転ドラム２内に供給されるが、ダイオキシン類に汚染された気体は、前部固定ボックス５に設けた過熱水蒸気供給口１１から、８００℃以上に過熱された過熱水蒸気に混合して定量的に連続して回転ドラム２内へ供給される。
【００３３】
定量供給装置７で回転ドラム２内に供給される固形物の供給量は、後部固定ボックス６に設けたガス排出口１３より排出される排ガスの温度を検出する排ガス温度計１７を設け、この排ガス温度計１７に予め設定する温度に排ガス温度が維持されるように、排ガス温度計１７で検出する信号に比例して定量供給モーター１６の回転数が制御されることにより、その増減が調節される。
すなわち、回転ドラム２からの排ガス温度が、排ガス温度計１７に予め設定する温度より上昇する場合、定量供給装置７の供給量を増量して、回転ドラム２内での吸熱量を増やすことで排ガス温度の上昇を抑制し、排ガス温度が、排ガス温度計１７に予め設定する温度より降下する場合、定量供給装置７の供給量を減量して、回転ドラム２内での吸熱量を減じることで排ガス温度の上昇を促進する。このように、排ガス温度計１７で検出する信号に比例して、定量供給装置７に連結した定量供給モーター１６の回転数を自動制御し、処理物の供給量を調節することにより、回転ドラム２内の温度がほぼ一定に維持されることとなり、回転ドラム２内での安定したダイオキシン類の分解反応温度が維持される。
【００３４】
外熱キルン装置１の燃焼排ガス出口１２から排出される燃焼排ガスの温度を検出する燃焼排ガス温度計１８を設け、該燃焼排ガス温度計１８に予め設定する温度（８５０〜９００℃）に燃焼排ガス温度が維持されるように、燃焼排ガス温度計１８で検出する信号で加熱バーナー４の燃焼が制御されることにより、外熱キルン装置１の燃焼加熱室３内の温度は常に８５０〜９００℃に保たれる。
【００３５】
ダイオキシン類に汚染された固形物や液状物は、回転ドラム２内に定量供給装置７で供給され、外熱キルン装置１の燃焼加熱室３内の８５０〜９００℃の熱雰囲気で、回転する回転ドラム２の内壁に沿って撹拌されながら、間接的に８００℃以上に加熱される。
一方、ダイオキシン類に汚染された気体は、前部固定ボックス５に設けた過熱水蒸気供給口１１から、８００℃以上に過熱された過熱水蒸気に定量的に混合して回転ドラム２内に供給され、外熱キルン装置１の燃焼・過熱室３内の８５０〜９００℃の熱雰囲気で熱せられる回転ドラム２内の熱雰囲気によって８００℃以上に昇温される。
【００３６】
ところで、ドイツのRordorf（１９８７）の研究報告によると、ダイオキシン類は沸点≒３２０〜５１０℃、ジベンゾフラン類は沸点≒３４０〜５４０℃であるとしている。
また、Handbook of Chemistry and Physics（１９８３）によれば、２５℃に於けるダイオキシン類を構成する有機芳香族炭化水素分子に対する塩素（Ｃｌ）分子の結合・解離エネルギーは３９７Ｋｊ／ｍｏｌあるとしている。
そして、水素（Ｈ）の結合・解離エネルギーが４６１Ｋｊ／ｍｏｌであるところから、回転ドラム２内のダイオキシン類に汚染された固形物や液状物、気体が８００℃以上に加熱されることにより、汚染物質に含まれるダイオキシン類は気化してガス状となる。
また、加熱による温度の上昇により結合する各分子の運動（振動）が活発化して、その運動エネルギーが結合分子固有の結合エネルギー量を超えると結合が解かれ、解離反応が開始されるが、結合・解離エネルギーが塩素（Ｃｌ）＜水素（Ｈ）であるところから、塩素（Ｃｌ）の解離が先行し、その後に水素（Ｈ）が置換する結果、８００℃以上に加熱された時のダイオキシン類（（ＣｎＨｍＣｌｘ）又は（ＣｎＨｍＢｒｘ））は、ベンゼン（Ｃ₆Ｈ₆）、オキサジン類（ＣｎＨｍＯｘ）又はフェノール類（ＣｎＨｍＯＨｘ）と、塩素（Ｃｌ）等とに熱分解して解離し、各々の単体分子が混合したガスとなる。
【００３７】
一方、過熱水蒸気発生装置１０に０．６９ＭＰａ程度の圧力の水蒸気を送気して８００℃以上の過熱水蒸気とし、この過熱水蒸気を前部固定ボックス５に設けた過熱水蒸気供給口１１を経由して回転ドラム２内に吹き込む。
この過熱水蒸気の発生には、通常、外熱キルン装置１に設けた燃焼排ガス出口１２から排出される８５０℃以上の燃焼加熱室３の高温の燃焼排ガスを、別設した過熱水蒸気発生装置１０に導入し、この高温の燃焼排ガスで間接的に水蒸気を加熱するが、この場合、熱交換装置として、過熱水蒸気発生装置１０の高温ガス導入部２０と該過熱水蒸気発生装置１０の排出ガス部２１とを連結し、該過熱蒸気発生装置１０を迂回して高温ガスを排気するバイパスダンパー２３を備えたバイパスライン２２を設ける。
さらに、過熱水蒸気発生装置１０の過熱水蒸気供給側の任意の位置に過熱水蒸気温度計１９を設け、過熱水蒸気発生装置１０から過熱水蒸気供給口１１に供給される過熱水蒸気温度が過熱水蒸気温度計１９に予め設定する温度となるように、過熱水蒸気温度計１９で検出する信号に比例してバイパスダンパー２３を自動的に開閉制御させて、バイパスライン２２を経由して過熱水蒸気発生装置１０を迂回し排気する高温ガス量を増減させることにより、過熱水蒸気発生装置１０内を通過する高温ガス量の増減が調節され、過熱水蒸気発生装置１０での水蒸気の加熱による過熱水蒸気温度が、過熱水蒸気温度計１９に予め設定する温度に維持される。
【００３８】
すなわち、供給される過熱水蒸気温度が、過熱水蒸気温度計１９に予め設定する温度より上昇する場合、過熱水蒸気温度計１９で検出する信号に比例してバイパスダンパー２３が「開」動作し、バイパスライン２２を経由し過熱水蒸気発生装置１０を迂回して高温ガスを排気させることにより、過熱水蒸気発生装置１０内を通過する高温ガス量を減量し、過熱水蒸気発生装置１０での水蒸気の加熱が抑制される結果、過熱水蒸気温度は降下する。
供給される過熱水蒸気温度が、過熱水蒸気温度計１９に予め設定する温度より降下する場合、過熱水蒸気温度計１９で検出する信号に比例してバイパスダンパー２３が「閉」動作し、バイパスライン２２を経由し過熱水蒸気発生装置１０を迂回して排気する高温ガス量が抑制されることにより、過熱水蒸気発生装置１０内を通過する高温ガス量が増量する結果、過熱水蒸気発生装置１０での水蒸気の加熱が促進され、過熱水蒸気温度は上昇する。
このように、過熱水蒸気温度計１９の検出する信号に比例してバイパスダンパー２３の開閉が連続して自動制御されることにより、過熱水蒸気発生器１０内を通過する高温ガス量の増減が調節され、供給される過熱水蒸気温度が過熱水蒸気温度計１９に予め設定する温度に維持される。
この過熱水蒸気の発生には、通常、燃焼加熱室３から排出する８５０℃以上の高温の燃焼排ガスを利用するが、これに代えて電磁誘導加熱及び燃料油又は燃料ガスの燃焼並びに燃料油又は燃料ガスのプラズマ燃焼による加熱も利用することができる。
【００３９】
８００℃以上の過熱水蒸気は、水（Ｈ₂Ｏ）の分子を構成する水素（Ｈ）が８００℃以上の高温で熱解離した結果として、水素（−Ｈ）と酸素（−Ｏ）の状態であると想定され、このときの遊離酸素（−Ｏ）は、通常状態の酸素（Ｏ₂）よりも強い酸化作用を有すると云われている。
ダイオキシン類は、回転ドラム２内で８００℃以上の温度で熱分解し、ベンゼン（Ｃ₆Ｈ₆）やオキサジン類（ＣｎＨｍＯｘ）、フェノール類（ＣｎＨｍＯＨｘ）と、塩素（Ｃｌ）等とに熱解離し、各々の単体の分子状となったガスと混合するが、吹き込まれた８００℃以上の過熱水蒸気の酸化作用によって、ベンゼン（Ｃ₆Ｈ₆）やオキサジン類（ＣｎＨｍＯｘ）、フェノール類（ＣｎＨｍＯＨｘ）は、炭酸ガス（ＣＯ₂）及び水蒸気（Ｈ₂Ｏ）となり、酸化し得ない塩素ガス（Ｃｌ）等と混合した排ガスとなる。
過熱水蒸気でのダイオキシン類の分解作用については、大気圧下の１０００℃に過熱した過熱水蒸気による焼却炉の飛灰でのダイオキシン類の酸化分解実験において、飛灰中の処理前ダイオキシン類濃度＝３ｎｇ−ＴＥＱ／ｇのものが、処理後濃度＝０．０６ｎｇ−ＴＥＱ／ｇと約９８％低減する結果が得られ、その２００℃の排ガスに於いてもダイオキシン類の検出が認められず、高温の過熱水蒸気によるダイオキシン類の酸化分解と、その際に生じる排ガスでのダイオキシン類再合成の阻止が可能であることが証明されている。
【００４０】
ダイオキシン類が、８００℃以上の温度で熱分解又は熱解離した排ガスと、８００℃以上の温度に過熱された過熱水蒸気との酸化反応時間は、１〜１．５秒程度であるが、回転ドラム２の構造は、酸化反応で生成された排ガスが２秒以上滞留するようになっている。
【００４１】
回転ドラム２内の高温過熱水蒸気の酸化反応で生成する排ガスの殆どは、炭酸ガス（ＣＯ₂）及び水蒸気（Ｈ₂Ｏ）並びに塩素ガス（Ｃｌ）等であるが、ダイオキシン類の中には、これを構成する有機炭化水素分子の８ヶの触手の内、１，６又は２，７並びに２，３，７，８の位置の触手に塩素（Ｃｌ）又は臭素（Ｂｒ）が置換したものは、他のダイオキシン類に比して沸点が高く、熱分解の状況によっては、回転ドラム２の排ガス中に極微量ではあるが未分解・未酸化のダイオキシン類が残留する恐れがあるため、回転ドラム２内の排ガスを後部固定ボックス６に設けたガス排出口１３を経由して、外熱キルン装置１に設けたガス導入口１４より燃焼加熱室３内に導入する。
【００４２】
一方、回転ドラム２内での高温の過熱水蒸気雰囲気で、ダイオキシン類の気化蒸発と熱分解により脱ダイオキシン類処理が完了した処理残渣は、回転ドラム２の回転により後部固定ボックス６に移送され、後部固定ボックス６の下部に設けた分解残渣排出口８を経由して、ロータリーバルブ９で外気を遮断しながら装置外に排出される。
【００４３】
ガス導入口１４より燃焼加熱室３内に導入された回転ドラム２の排ガスは、加熱バーナー４の燃焼熱で８５０〜９００℃加熱され、燃焼加熱室３内に２秒以上滞留させることにより、排ガスに残留する極微量のダイオキシン類は熱分解され完全に酸化分解された後、燃焼加熱室３に設けた燃焼排ガス出口１２から排出される。
この場合、燃焼排ガス中にはベンゼン（Ｃ₆Ｈ₆）、オキサジン類（ＣｎＨｍＯｘ）及びフェノール（ＣｎＨｍＯＨｘ）等が存在せず、炭酸ガス（ＣＯ₂）、水蒸気（Ｈ₂Ｏ）及び塩素ガス（Ｃｌ）等のみとなるため、この燃焼排ガスが冷却を受け、温度が降下する場合でも、塩素ガス（Ｃｌ）等と再結合してダイオキシン類を合成するために必要なベンゼン（Ｃ₆Ｈ₆）、オキサジン類（ＣｎＨｍＯｘ）並びにフェノール（ＣｎＨｍＯＨｘ）等の有機炭化水素類が存在しないために、ダイオキシン類の再合成が起きることはない。
【００４４】
燃焼排ガス中の塩素（Ｃｌ）は、ガス温度の降下に伴い、漸次、燃焼排ガス中の水蒸気（Ｈ₂Ｏ）と反応して塩酸（ＨＣｌ）蒸気となるが、通常のダイオキシン類に汚染された土壌や汚染汚泥、燃え殻・飛灰、更には汚染気体等のダイオキシン類濃度は、ｍｇ／Ｋｇ〜ｎｇ／Ｋｇ又はｎｇ／ｍ³Ｎである。
ダイオキシン類に汚染されたこれらの処理物を熱分解処理した燃焼排ガス中の塩素（Ｃｌ）又は塩酸（ＨＣｌ）濃度は極希薄ではあるが、これら燃焼排ガスに含まれた塩素（Ｃｌ）又は塩酸（ＨＣｌ）等は、消石灰処理又は活性炭吸着処理して除去され、クリーンな燃焼排ガスとして大気に排出される。
【００４５】
かくして、本実施例のダイオキシン類の分解方法及び分解装置は、前記表１に記した従来のダイオキシン類の分解方法に比較し、下記の効果を達成することができた。
（１）従来のダイオキシン類の分解による安全化処理方法は、固形物のみの１相又は固形物と液状物質の２相の処理に限定され、１つの処理方法で固形物及び液状物並びに気体の３相の処理についての対応が不可能であるが、本実施例のダイオキシン類の分解処理方法及び分解装置では、１つの処理方法の応用で固形物、液状物及び気体の３相への対応を可能とすることができる。
（２）従来のダイオキシン類の分解による安全化処理方法では、分解後の残渣及び排ガスの冷却に伴うダイオキシン類の再合成が懸念されるが、本実施例の分解方法では、ダイオキシン類の一次分解もさることながら、分解後の残渣及び燃焼排ガスの冷却においても、ダイオキシン類の再合成を完全に阻止することが可能である。
（３）従来のダイオキシン類の分解による安全化処理方法は、分解装置及び分解手順が複雑であるが、本実施例のダイオキシン類の分解方法及び分解装置では、分解装置の構造を簡単にしながら、処理物のダイオキシン類を完全かつ安定的に分解することができる。
（４）従来のダイオキシン類の分解による安全化処理方法は、ダイオキシン類の分解に最低でも３０分程度の時間を要するが、本実施例のダイオキシン類の分解方法では、８００℃以上の過熱蒸気雰囲気でのダイオキシン類の分解・酸化を１〜１．５秒程度で行うことができ、その結果として、処理装置の簡潔化を可能とすることができる。
また、分解・酸化処理時に発生する高温の廃熱を過熱蒸気の発生に利用することにより、省エネルギー化を図り処理コストの削減をすることができる。
（５）本実施例による分解方法は、ダイオキシン類の分解による安全化処理に際し、廃液及び排水等を発生させないことから、後の排水処理等を不要とすることができる。
【００４６】
以上、本発明のダイオキシン類の分解方法及び分解装置を説明したが、本発明では、その応用により塩素（Ｃｌ）及び臭素（Ｂｒ）を含有するあらゆる有機物性の還元による脱塩素及び脱臭素、又は有機物性の加熱時に生成されるダイオキシン類の酸化分解、及びその再合成の阻止と、既にダイオキシン類に汚染された物質に含まれるダイオキシン類の完全酸化、分解による安全化を図ることができる。
例えば、主には、既にダイオキシン類に汚染された土壌、汚染汚泥類、並びに汚染燃え殻・飛灰の完全酸化による安全化のために用いるが、産業廃棄物又は生活廃棄物の焼却・減容時に生じるダイオキシン類の酸化分解と再合成の阻止、更には、従来、分解又は安全化が困難とされてきたポリクロルビフェニール（ＰＣＢ）、及びパラクロルベンゼン、並びにテトラクロルベンゼン等の塩素系溶剤類の脱塩素による安全化処理に応用することが可能であり、ダイオキシン類問題で苦慮する各産業分野や自治体等の広範囲にわたって利用することができる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明のダイオキシン類の分解方法によれば、ダイオキシン類に汚染された処理物を過熱水蒸気の雰囲気下で８００℃以上に間接加熱することにより、気化したダイオキシン類から塩素又は臭素を解離させるとともに、この塩素又は臭素が解離した有機化合物を前記過熱水蒸気により酸化することができ、さらに、この酸化後の排ガスを間接加熱室から燃焼加熱室に導入して燃焼加熱することにより、排ガスに残留する極微量の未分解ダイオキシン類から塩素又は臭素を解離させるとともに、この塩素又は臭素が解離した有機化合物を酸化して、ダイオキシン類を完全に分解することができる。
そして、塩素又は臭素が解離したベンゼン、オキサジン類、フェノール類等の有機化合物は、酸化されることによって炭酸ガスや水蒸気、塩素ガス又は臭素ガスとなることから、燃焼排ガス中にはこれらのみが存在することになり、これにより、燃焼排ガスが冷却されて温度が降下した場合でも、塩素ガスや臭素ガスとの再結合によるダイオキシン類の合成を防止することができる。
【００４８】
この場合、前記燃焼加熱室の燃焼排ガスと熱交換することにより、過熱水蒸気を発生させることにより、燃焼排ガスの冷却を行うとともに、過熱水蒸気を省エネルギーにて発生させることができる。
【００４９】
また、本発明のダイオキシン類の分解装置によれば、ダイオキシン類に汚染された処理物を過熱水蒸気の雰囲気下で８００℃以上に間接加熱することにより、気化したダイオキシン類から塩素又は臭素を解離させるとともに、この塩素又は臭素が解離した有機化合物を前記過熱水蒸気により酸化することができ、さらに、この酸化後の排ガスを間接加熱室から燃焼加熱室に導入して燃焼加熱することにより、排ガスに残留する極微量の未分解ダイオキシン類から塩素又は臭素を解離させるとともに、この塩素又は臭素が解離した有機化合物を酸化して、ダイオキシン類を完全に分解することができる。
そして、塩素又は臭素が解離したベンゼン、オキサジン類、フェノール類等の有機化合物は、酸化されることによって炭酸ガスや水蒸気、塩素ガス又は臭素ガスとなることから、燃焼排ガス中にはこれらのみが存在することになり、これにより、燃焼排ガスが冷却されて温度が降下した場合でも、塩素ガスや臭素ガスとの再結合によるダイオキシン類の合成を防止することができる。
【００５０】
この場合、前記燃焼加熱室の燃焼排ガスを過熱水蒸気供給手段に導入して過熱水蒸気を発生させる熱交換装置を設けることにより、燃焼排ガスの冷却を行うとともに、過熱水蒸気を省エネルギーにて発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のダイオキシン類の分解装置の一実施例を示す説明図である。
【符号の説明】
１外熱キルン装置
２回転ドラム
３燃焼加熱室
４加熱バーナー
５前部固定ボックス
６後部固定ボックス
７定量供給装置
８分解残渣排出口
９ロータリーバルブ
１０過熱水蒸気発生装置
１１過熱水蒸気供給口
１２燃焼排ガス出口
１３ガス排出口
１４ガス導入口
１５ドラム駆動輪
１６定量供給モーター
１７排ガス温度計
１８燃焼排ガス温度計
１９過熱水蒸気温度計
２０高温ガス導入部
２１排出ガス部
２２バイパスライン
２３バイパスダンパー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a safety treatment for soil, sludge, burning husks, fly ash, etc. contaminated with dioxins, which are environmentally hazardous substances that have strong toxicity and thermodynamic stability and are difficult to decompose chemically. By completely decomposing dioxins, the re-synthesis of dioxins is completely prevented even after the decomposition process, preventing contamination by these natural releases or destruction of the natural environment, and in daily life. The present invention relates to a method and an apparatus for decomposing dioxins that can contribute to environmental and economic policy measures by eliminating the fear of health problems.
[0002]
[Prior art]
With the development of civilized society, the progress of chemical technology has been remarkable, and in order to satisfy human desires, all physical properties are chemically synthesized, manufactured and supplied in the production system called industry, so that we can enjoy a rich social life. Dioxin or a dioxin-like substance (this specification) is an environmentally hazardous substance that has been raised as a serious social problem in the disposal of waste from this production and waste from consumption of this material. Is called dioxins in the book).
These substances not only intervene as impurities of substances synthesized in organic chemical reactions containing halogens (chlorine (Cl) and bromine (Br)), but also incomplete combustion in the combustion treatment of wastes containing these halogens. It has become known that it is synthesized in
[0003]
In recent years, the existence of dioxins as serious environmental hazards has been discussed not only in Japan but globally, and as its generation and source, pollution route, toxicity and characteristics become clear, In Japan, dioxins have been legally regulated for their release into the natural world, but the fear of dioxin health problems in daily life cannot be exhausted. is there.
This is based on the fact that dioxins have a strong toxicity that is said to act on genes, are easy to produce but are heat stable, and are hydrolyzed with acids or alkalis. It is stable against degradation by chemicals, and if it is released to the natural world with a very small amount, it accumulates and concentrates without being decomposed, polluting the natural environment and causing health problems due to the food chain. There is a fear.
[0004]
For this reason, in the fields of industry, academia and government, processing methods and technologies have been intensively researched and developed for the safety of substances containing dioxins and the prevention of synthesis of dioxins during combustion of physical properties containing chlorine (Cl). However, for the environmental or economic reasons, it has not yet been established and contributed to society as an effective treatment technology.
In Table 1 below, as an example of conventional treatment technology, an excerpt of the “Technology Manual for Decomposition of High Concentration Dioxin Pollutants” issued by the Ministry of Health and Welfare in December 1999 is shown.
[0005]
[Table 1]

[0006]
[Table 2]

[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, with regard to conventional dioxin decomposition technology, the materials published by the Ministry of Health and Welfare were described as above. However, any treatment method has its advantages and disadvantages, and dioxins that can be satisfied if multiple treatment methods are not used in combination. It is clear that the safety treatment by the decomposition of can not be expected.
[0008]
In view of the problems of the above-described conventional decomposition methods of dioxins, the present invention makes it possible to cope with three phases of solid, liquid and gas by one treatment method, and also provides residues and combustion exhaust gas after decomposition. The present invention provides a method and an apparatus for decomposing dioxins that can prevent dioxins from being re-synthesized even during cooling, and can decompose the dioxins almost completely while simplifying the structure of the decomposition apparatus. With the goal.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the method for decomposing dioxins of the present invention comprises: For dioxins The contaminated treated product is introduced into an indirect heating chamber, and the treated product is heated to 800 ° C. or higher in an atmosphere of superheated steam to dissociate chlorine or bromine from the vaporized dioxins, and the chlorine or bromine dissociates. The oxidized organic compound is oxidized by the superheated steam, and the oxidized exhaust gas is introduced into the combustion heating chamber from the indirect heating chamber, and is heated by combustion.
[0010]
This method for decomposing dioxins involves dissociating chlorine or bromine from vaporized dioxins by indirectly heating the treated product contaminated with dioxins to 800 ° C. or higher in an atmosphere of superheated steam, The organic compound that has dissociated can be oxidized by the superheated steam, and further, the exhaust gas after oxidation is introduced into the combustion heating chamber from the indirect heating chamber and burned and heated, so that a very small amount of undecomposed residue remaining in the exhaust gas can be obtained. Dioxins can be completely decomposed by dissociating chlorine or bromine from dioxins and oxidizing the organic compound from which chlorine or bromine has been dissociated.
Organic compounds such as benzene, oxazines, and phenols from which chlorine or bromine has been dissociated are converted into carbon dioxide, water vapor, chlorine gas, or bromine gas when oxidized, so only these are present in the combustion exhaust gas. Thus, even when the combustion exhaust gas is cooled and the temperature drops, synthesis of dioxins due to recombination with chlorine gas or bromine gas can be prevented.
[0011]
In this case, superheated steam can be generated by exchanging heat with the combustion exhaust gas from the combustion heating chamber.
[0012]
Thereby, while cooling combustion exhaust gas, superheated steam can be generated by energy saving.
[0013]
The dioxins decomposition apparatus of the present invention includes a rotating drum that introduces a treatment product contaminated with dioxins and indirectly heats it in an atmosphere of superheated steam, and superheated steam generation means for supplying superheated steam to the rotating drum. And a combustion heating chamber provided with a heating burner that is formed around the rotating drum and that heats the inside of the rotating drum to 800 ° C. or more. It is characterized by being heated to 800 ° C. or higher in an atmosphere, and exhaust gas generated in the rotating drum is introduced into a combustion heating chamber and is heated by combustion with a heating burner.
[0014]
This dioxins decomposition apparatus dissociates chlorine or bromine from vaporized dioxins by indirectly heating the treated product contaminated with dioxins to 800 ° C. or higher in an atmosphere of superheated steam, The organic compound that has dissociated can be oxidized by the superheated steam, and further, the exhaust gas after oxidation is introduced into the combustion heating chamber from the indirect heating chamber and burned and heated, so that a very small amount of undecomposed residue remaining in the exhaust gas can be obtained. Dioxins can be completely decomposed by dissociating chlorine or bromine from dioxins and oxidizing the organic compound from which chlorine or bromine has been dissociated.
Organic compounds such as benzene, oxazines, and phenols from which chlorine or bromine has been dissociated are converted into carbon dioxide, water vapor, chlorine gas, or bromine gas when oxidized, so only these are present in the combustion exhaust gas. Thus, even when the combustion exhaust gas is cooled and the temperature drops, synthesis of dioxins due to recombination with chlorine gas or bromine gas can be prevented.
[0015]
In addition, the superheated steam supply means may include a heat exchange device that introduces combustion exhaust gas from the combustion heating chamber, and may generate superheated steam using the amount of heat of the combustion exhaust gas.
[0016]
Thereby, while cooling combustion exhaust gas, superheated steam can be generated by energy saving.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a dioxin decomposition method and decomposition apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0018]
In FIG. 1, one Example of the decomposition | disassembly apparatus of the dioxins of this invention is shown.
This dioxin decomposition apparatus is used when the dioxin decomposition method of the present invention is carried out, and a rotating drum 2 that introduces a treatment product contaminated with dioxins and indirectly heats it in an atmosphere of superheated steam. And an external heat kiln device 1 (combustion furnace) formed around the rotary drum 2 and having a combustion heating chamber 3 for heating the inside of the rotary drum 2 to 800 ° C. or higher.
Further, the dioxin decomposition apparatus rotates the superheated steam generator 10 that supplies superheated steam to the rotating drum 2, the quantitative supply device 7 that introduces the processed material into the rotating drum 2, and the rotating drum 2. The pipe is connected to transfer means (not shown) such as a spiral blade formed on the inner peripheral surface of the rotary drum 2 for transferring the processed material in the axial direction of the rotary drum 2, and rotates the exhaust gas in the rotary drum 2. A gas discharge port 13 and a gas introduction port 14 for introducing the drum 2 into the combustion heating chamber 3 are provided.
[0019]
In the method for decomposing dioxins according to the present embodiment, such an external heat kiln device 1 is used, and solids and liquids contaminated with dioxins are quantitatively continuously introduced into the rotary drum 2 by the quantitative supply device 7. And supply.
Further, the gas contaminated with the diocins is mixed with superheated steam from a superheated steam supply port 11 provided in the front fixed box 5 and continuously supplied quantitatively into the rotary drum 2.
In this case, the supply amount of the quantitative supply device 7 is such that the rotational speed of the quantitative supply motor 16 is proportional to the signal detected by the exhaust gas thermometer 17 so that the exhaust gas temperature is maintained at a temperature preset in the exhaust gas thermometer 17. By controlling, the increase / decrease is adjusted.
The exhaust gas thermometer 17 detects the temperature of the exhaust gas discharged from the gas discharge port 13 provided in the rear fixed box 6.
[0020]
The inside of the rotating drum 2 has a structure in which outside air is blocked by the front fixing box 5, the rear fixing box 6 and the rotary valve 9, and prevents the outside air from flowing into the rotating drum 2 to enter the rotating drum 2. This prevents the outside air from flowing in, prevents a temperature drop due to dilution of the pyrolysis atmosphere, and prevents an increase in the amount of pyrolysis gas due to the inflow of outside air.
[0021]
The combustion heating chamber 3 is always maintained at 850 to 900 ° C. by the combustion of the heating burner 4.
The substance contaminated with dioxin sent into the rotary drum 2 by the heat atmosphere in the combustion heating chamber 3 is indirectly heated to 800 ° C. or more while being stirred by the rotation of the rotary drum 2.
[0022]
In this case, when the substance contaminated with dioxin is heated to 800 ° C. or higher, the dioxins contained in the pollutant are vaporized and become gaseous. At this time, the dioxins (CnHmClx or CnHmBrx) are heated. Decomposes into benzene (C ₆ H ₆ ), Oxazines (CnHmOx) or phenols (CnHmOHx), and chlorine (Cl) or bromine (Br), which are in a mixed gas state.
[0023]
On the other hand, the superheated steam is supplied to a separately provided superheated steam generator 10 by supplying, for example, about 0.69 MPa of steam to overheated steam at 800 ° C. or higher, and the superheated steam supply port 11 provided in the front fixed box 5 is provided. It blows in the rotating drum 2 via.
For generation of this superheated steam, high-temperature combustion exhaust gas of 800 ° C. or higher discharged from the combustion heating chamber 3 is used. Instead, heating by electromagnetic induction, combustion of fuel oil or fuel gas, and fuel oil or Heating by plasma combustion of fuel gas can also be used.
[0024]
By the way, water is in a supercritical state with a critical temperature of 374 ° C. and a pressure of 22.1 MPa, exhibits an ionic reaction and has a solvent action, and also has a strong oxidation action. Superheated steam superheated to more than 0 ° C. also has a reducing action similar to that of supercritical water, and also has an oxidizing action in a high temperature range of 700 to 800 ° C. or more. This is because hydrocarbon gas (CnHm) and carbon monoxide gas by water gasification reaction using water vapor in the past when improving the combustion status of coal and producing combustible gas by thermal decomposition of coal, etc. It has also been proved by a technique for promoting the generation of (CO) and increasing the calorific value of the combustible gas.
Thereby, in the oxidative decomposition experiment of dioxins in fly ash of incinerator with superheated steam at 1000 ° C. under atmospheric pressure, the pre-treatment dioxin concentration in fly ash = 3 ng-TEQ / g, Concentration after treatment = 0.06 ng-TEQ / g, about 98% reduction was obtained. Dioxins were not detected in the exhaust gas at 200 ° C, and oxidative decomposition of dioxins by high-temperature superheated steam. It was demonstrated that it was possible to prevent dioxins from being re-synthesized with the exhaust gas generated at that time.
[0025]
On the other hand, in the rotating drum 2, superheated steam of 800 ° C. or higher blown into the rotating drum and indirectly heated to 800 ° C. or higher in the rotating drum 2, thereby dioxins are volatilized / pyrolyzed / heated. Dissociated benzene (C ₆ H ₆ ), Oxazines (CnHmOx), or phenols (CnHmOHx), and a vapor of chlorine (Cl) or bromine (Br).
And these are benzene (C by oxidation of superheated steam at 800 ° C. or higher. ₆ H ₆ ), Oxazines (CnHmOx) or phenols (CnHmOHx) are carbon dioxide (CO ₂ ) And water vapor (H ₂ O) and thermally dissociated chlorine (Cl) or bromine (Br) becomes chlorine (Cl) gas or bromine (Br) gas, which are mixed to constitute the exhaust gas after dissociation and oxidation.
Although the oxidation reaction time is about 1 to 1.5 seconds, the structure of the rotary drum 2 is designed to retain the exhaust gas after dissociation and oxidation generated by the oxidation action of superheated steam for 2 seconds or more.
[0026]
Most of the exhaust gas generated by the oxidation reaction of superheated steam in the rotating drum 2 is carbon dioxide (CO ₂ ) And water vapor (H ₂ O) and chlorine gas (Cl), etc., but the tentacles at

positions

1, 6 or 2, 7 and 2, 3, 7, 8 out of the eight tentacles of organic hydrocarbon molecules constituting dioxins Those substituted with chlorine (Cl) or bromine (Br) have a higher boiling point than other dioxins.
Therefore, depending on the state of thermal decomposition, there is a possibility that undecomposed and unoxidized dioxins remain in the exhaust gas of the rotating drum 2 although it is in a very small amount.
For this reason, in the present embodiment, the exhaust gas after dissociation and oxidation in the rotary drum 2 is combusted from the gas inlet 14 provided in the combustion heating chamber 3 via the gas outlet 13 provided in the rear fixed box 6. It is introduced into the heating chamber 3.
[0027]
On the other hand, the processing residue after the evaporation and thermal decomposition of dioxins in the rotary drum 2 is transferred to the rear fixed box 6 by the rotation of the rotary drum 2 and the decomposition residue discharged at the lower part of the rear fixed box 6 is discharged. Via the outlet 8, the rotary valve 9 discharges outside the apparatus while blocking outside air.
[0028]
The dissociated / oxidized exhaust gas introduced into the combustion heating chamber 3 from the gas inlet 14 is reheated to 850 to 900 ° C. by the combustion heat of the heating banner 4 and stays in the combustion heating chamber 3 for 2 seconds or more. As a result, a very small amount of undecomposed dioxins remaining in the exhaust gas is heated and decomposed and completely oxidized and decomposed.
A small amount of outside air (air) may be added during reheating in the combustion heating chamber 3.
Combustion exhaust gas in which dioxins are completely decomposed and oxidized in the combustion heating chamber 3 is discharged from the combustion exhaust gas outlet 12 provided in the combustion heating chamber 3, but due to the above reaction, benzene (C ₆ H ₆ ) Or oxazines (CnHmOx) and phenols (CnHmOHn) are not present, and carbon dioxide (CO ₂ ) And superheated steam (H ₂ O) and only chlorine gas (Cl) or bromine (Br) gas.
As a result, even when the combustion exhaust gas is cooled and the temperature falls, benzene (C) required to recombine with chlorine gas (Cl) or bromine (Br) gas to synthesize dioxins. ₆ H ₆ ), Oxazines (CnHmOx), phenols (CnHmOHx), and other organic hydrocarbons do not exist, so that re-synthesis of dioxins does not occur.
Chlorine (Cl) in the combustion exhaust gas gradually becomes water vapor (H in the combustion exhaust gas as the exhaust gas temperature decreases. ₂ O) reacts with hydrochloric acid (HCl) vapor, but the concentration of dioxins such as soil contaminated with ordinary dioxins, contaminated sludge, husk and fly ash is in the range of mg / Kg to ng / Kg or ng / m. ^Three N.
The concentration of chlorine (Cl), hydrochloric acid (HCl), etc. in the combustion exhaust gas obtained by pyrolyzing these treated products is extremely dilute, but chlorine (Cl) or hydrochloric acid (HCl) contained in these combustion exhaust gas is It is removed by slaked lime treatment or activated carbon adsorption treatment and discharged to the atmosphere as clean combustion exhaust gas.
[0029]
As described above, in the method for decomposing dioxins in this example, the treatment product contaminated with dioxins is indirectly heated to 800 ° C. or higher in an atmosphere of superheated steam, whereby chlorine or bromine is removed from the vaporized dioxins. The organic compound from which chlorine or bromine is dissociated can be oxidized by the superheated steam, and further, the exhaust gas after oxidation is introduced into the combustion heating chamber from the indirect heating chamber and heated by combustion, whereby the exhaust gas In addition to dissociating chlorine or bromine from a very small amount of undecomposed dioxins remaining in the water, the organic compound from which chlorine or bromine has been dissociated can be oxidized to completely decompose the dioxins.
Organic compounds such as benzene, oxazines, and phenols from which chlorine or bromine is dissociated are converted into carbon dioxide, water vapor, chlorine gas, or bromine gas when oxidized, so only these exist in the combustion exhaust gas. Thus, even when the combustion exhaust gas is cooled and the temperature drops, synthesis of dioxins due to recombination with chlorine gas or bromine gas can be prevented.
As a result, it is possible to completely carry out the safety treatment of soil or sludge contaminated with dioxins, husks and fly ash, and further contaminated gas.
[0030]
Next, the dioxin decomposition apparatus of the present embodiment will be further described.
The external heat kiln apparatus 1 has a combustion heating chamber 3, and includes a heating burner 4, a gas introduction port 14, and a combustion exhaust gas outlet 12 at an arbitrary position on the side wall, and a rotating drum that horizontally penetrates the combustion heating chamber 3. 2, a constant amount supply device 7 driven by a constant amount supply motor 16, a front fixed box 5 having a superheated steam supply port 11, a gas discharge port 13, a decomposition residue discharge port 8, and a rear portion having a rotary valve 9. And a fixed box 6.
The front and rear ends of the rotating drum 2 open to the front fixing box 5 and the rear fixing box 6, respectively, and are supported by the drum driving wheel 15 to rotate.
[0031]
In the front fixing box 5 and the rear fixing box 6 into which both ends of the rotating drum 2 are inserted, the gap between each insertion port and the outer periphery of the rotating drum 2 is shielded by a gland packing method or the like to block outside air. .
Further, the outside air is blocked by a rotary valve 9 connected to the decomposition residue discharge port 8 at the lower part of the rear fixed box 6 so that the outside air does not flow into the rotating drum 2. This prevents a temperature drop in the rotating drum 2 and an increase in the amount of gas in the rotating drum 2 due to the inflow.
[0032]
Soil and sludge contaminated with dioxins, solids such as husks and fly ash, and liquids are supplied into the rotating drum 2 by the quantitative supply device 7 provided in the front fixed box 5. The contaminated gas is mixed with the superheated steam heated to 800 ° C. or higher from the superheated steam supply port 11 provided in the front fixed box 5 and is quantitatively continuously supplied into the rotary drum 2.
[0033]
An exhaust gas thermometer 17 for detecting the temperature of the exhaust gas discharged from the gas discharge port 13 provided in the rear fixed box 6 is provided as the supply amount of the solid matter supplied into the rotary drum 2 by the fixed amount supply device 7. The increase / decrease is adjusted by controlling the rotation speed of the quantitative supply motor 16 in proportion to the signal detected by the exhaust gas thermometer 17 so that the exhaust gas temperature is maintained at a temperature preset in the thermometer 17. .
That is, when the exhaust gas temperature from the rotary drum 2 rises above the temperature preset in the exhaust gas thermometer 17, the exhaust gas amount is increased by increasing the supply amount of the quantitative supply device 7 and increasing the heat absorption amount in the rotary drum 2. When the temperature rise is suppressed and the exhaust gas temperature falls below the temperature preset in the exhaust gas thermometer 17, the supply amount of the quantitative supply device 7 is reduced and the endothermic amount in the rotary drum 2 is reduced. Promotes temperature rise. In this way, the rotation drum 2 is controlled by automatically controlling the rotation speed of the fixed quantity supply motor 16 connected to the fixed quantity supply device 7 in accordance with the signal detected by the exhaust gas thermometer 17 and adjusting the supply amount of the processed material. The inner temperature is maintained substantially constant, and the stable decomposition reaction temperature of dioxins in the rotary drum 2 is maintained.
[0034]
A combustion exhaust gas thermometer 18 for detecting the temperature of the combustion exhaust gas discharged from the combustion exhaust gas outlet 12 of the external heat kiln device 1 is provided, and the combustion exhaust gas temperature is set to a temperature (850 to 900 ° C.) preset in the combustion exhaust gas thermometer 18. Therefore, the temperature in the combustion heating chamber 3 of the external heat kiln device 1 is always maintained at 850 to 900 ° C. by controlling the combustion of the heating burner 4 with a signal detected by the combustion exhaust gas thermometer 18. Be drunk.
[0035]
The solid matter or liquid matter contaminated with dioxins is supplied to the rotary drum 2 by the fixed amount supply device 7 and rotated in a hot atmosphere of 850 to 900 ° C. in the combustion heating chamber 3 of the external heat kiln device 1. While being stirred along the inner wall of the drum 2, it is indirectly heated to 800 ° C. or higher.
On the other hand, the gas contaminated with dioxins is quantitatively mixed with superheated steam heated to 800 ° C. or more from the superheated steam supply port 11 provided in the front fixed box 5 and supplied into the rotary drum 2. The temperature is raised to 800 ° C. or higher by the heat atmosphere in the rotary drum 2 heated in the heat atmosphere of 850 to 900 ° C. in the combustion / superheat chamber 3 of the external heat kiln device 1.
[0036]
By the way, according to the research report of Rordorf (1987) in Germany, the boiling point of dioxins is approximately 320 to 510 ° C., and the boiling point of dibenzofurans is approximately 340 to 540 ° C.
According to the Handbook of Chemistry and Physics (1983), the bond / dissociation energy of chlorine (Cl) molecules with respect to organic aromatic hydrocarbon molecules constituting dioxins at 25 ° C. is 397 Kj / mol.
And since the binding / dissociation energy of hydrogen (H) is 461 Kj / mol, the solid matter, liquid matter, or gas contaminated by the dioxins in the rotating drum 2 is heated to 800 ° C. or higher to cause contamination. Dioxins contained in the substance are vaporized and become gaseous.
In addition, the movement (vibration) of each molecule that is bound by the temperature rise due to heating is activated, and when the kinetic energy exceeds the binding energy inherent in the binding molecule, the bond is released and the dissociation reaction starts. -Since the dissociation energy is chlorine (Cl) <hydrogen (H), the dissociation of chlorine (Cl) precedes, and then hydrogen (H) replaces the dioxins when heated to 800 ° C or higher. ((CnHmClx) or (CnHmBrx)) is a benzene (C ₆ H ₆ ), Oxazines (CnHmOx) or phenols (CnHmOHx) and dissociated by decomposition into chlorine (Cl) or the like, resulting in a gas in which each single molecule is mixed.
[0037]
On the other hand, steam at a pressure of about 0.69 MPa is sent to the superheated steam generator 10 to obtain superheated steam at 800 ° C. or higher, and this superheated steam is passed through the superheated steam supply port 11 provided in the front fixed box 5. It blows into the rotating drum 2.
For the generation of this superheated steam, normally, the high-temperature combustion exhaust gas in the combustion heating chamber 3 at 850 ° C. or higher discharged from the combustion exhaust gas outlet 12 provided in the external heat kiln apparatus 1 is supplied to the separately installed superheated steam generator 10. In this case, the steam is indirectly heated with the high-temperature combustion exhaust gas. In this case, as the heat exchange device, the high-temperature gas introducing unit 20 of the superheated steam generator 10 and the exhaust gas unit 21 of the superheated steam generator 10 are used. And a bypass line 22 having a bypass damper 23 that bypasses the superheated steam generator 10 and exhausts high-temperature gas is provided.
Further, a superheated steam thermometer 19 is provided at an arbitrary position on the superheated steam supply side of the superheated steam generator 10, and the superheated steam temperature supplied from the superheated steam generator 10 to the superheated steam supply port 11 is supplied to the superheated steam thermometer 19. The bypass damper 23 is automatically controlled to open and close in proportion to the signal detected by the superheated steam thermometer 19 so as to reach a preset temperature, and the superheated steam generator 10 is bypassed and exhausted via the bypass line 22. By increasing / decreasing the amount of high-temperature gas to be generated, the increase / decrease in the amount of high-temperature gas passing through the superheated steam generator 10 is adjusted, and the superheated steam temperature due to the heating of the steam in the superheated steam generator 10 is changed to the superheated steam thermometer 19. It is maintained at a preset temperature.
[0038]
That is, when the supplied superheated steam temperature rises above the temperature preset in the superheated steam thermometer 19, the bypass damper 23 "opens" in proportion to the signal detected by the superheated steam thermometer 19, and the bypass line By bypassing the superheated steam generator 10 via 22 and exhausting the high temperature gas, the amount of high temperature gas passing through the superheated steam generator 10 is reduced, and the heating of the steam in the superheated steam generator 10 is suppressed. As a result, the superheated steam temperature falls.
When the supplied superheated steam temperature falls below the temperature set in advance in the superheated steam thermometer 19, the bypass damper 23 is "closed" in proportion to the signal detected by the superheated steam thermometer 19, and the bypass line 22 is The amount of the high-temperature gas passing through the superheated steam generator 10 is increased by suppressing the amount of the high-temperature gas that bypasses and exhausts the superheated steam generator 10, thereby heating the steam in the superheated steam generator 10. And the superheated steam temperature rises.
In this way, the opening and closing of the bypass damper 23 is automatically controlled continuously in proportion to the signal detected by the superheated steam thermometer 19, thereby adjusting the increase and decrease in the amount of hot gas passing through the superheated steam generator 10. The supplied superheated steam temperature is maintained at a temperature preset in the superheated steam thermometer 19.
In order to generate this superheated steam, high-temperature combustion exhaust gas having a temperature of 850 ° C. or higher discharged from the combustion heating chamber 3 is usually used. Instead, electromagnetic induction heating, combustion of fuel oil or fuel gas, and fuel oil or fuel are used. Heating by plasma combustion of gas can also be used.
[0039]
Superheated steam at 800 ° C or higher is water (H ₂ As a result of thermal dissociation of hydrogen (H) constituting the molecule of O) at a high temperature of 800 ° C. or higher, it is assumed that hydrogen (—H) and oxygen (—O) are in a state of free oxygen (− O) is oxygen in the normal state (O ₂ ) Is said to have a stronger oxidizing action.
Dioxins are thermally decomposed in the rotary drum 2 at a temperature of 800 ° C. or higher, and benzene (C ₆ H ₆ ), Oxazines (CnHmOx), phenols (CnHmOHx), and chlorine (Cl), etc., and mixed with each of the gas molecules, but the superheated steam at 800 ° C. or higher is blown. Oxidation of benzene (C ₆ H ₆ ), Oxazines (CnHmOx), phenols (CnHmOHx), carbon dioxide (CO ₂ ) And water vapor (H ₂ O) and becomes an exhaust gas mixed with chlorine gas (Cl) or the like that cannot be oxidized.
Regarding the decomposition action of dioxins with superheated steam, in the oxidative decomposition experiment of dioxins in fly ash of incinerator with superheated steam heated to 1000 ° C under atmospheric pressure, the concentration of dioxins before treatment in fly ash = 3 ng -TEQ / g, the concentration after treatment was 0.06 ng-TEQ / g, about 98% reduction was obtained, and no detection of dioxins was observed even in the exhaust gas at 200 ° C. It has been proved that oxidative decomposition of dioxins by superheated steam and prevention of dioxin resynthesis in exhaust gas generated at that time are possible.
[0040]
The oxidation reaction time of the exhaust gas in which dioxins are pyrolyzed or thermally dissociated at a temperature of 800 ° C. or higher and superheated steam heated to a temperature of 800 ° C. or higher is about 1 to 1.5 seconds. In the structure of 2, the exhaust gas generated by the oxidation reaction stays for 2 seconds or more.
[0041]
Most of the exhaust gas generated by the oxidation reaction of high-temperature superheated steam in the rotating drum 2 is carbon dioxide (CO ₂ ) And water vapor (H ₂ O) and chlorine gas (Cl), etc., but some dioxins include 1,6 or 2,7 and 2,3,7, The tentacles at position 8 substituted with chlorine (Cl) or bromine (Br) have a higher boiling point than other dioxins, and depending on the state of thermal decomposition, there is a trace amount in the exhaust gas of the rotating drum 2. Although there is a possibility that undecomposed and unoxidized dioxins may remain, the gas provided in the external heat kiln device 1 through the gas discharge port 13 provided in the rear fixed box 6 for the exhaust gas in the rotary drum 2. The gas is introduced into the combustion heating chamber 3 through the introduction port 14.
[0042]
On the other hand, in the high-temperature superheated steam atmosphere in the rotating drum 2, the processing residue that has been subjected to dedioxin processing by vaporization evaporation and thermal decomposition of dioxins is transferred to the rear fixed box 6 by the rotation of the rotating drum 2, Via the decomposition residue discharge port 8 provided at the lower part of the fixed box 6, the rotary valve 9 discharges the outside air while blocking the outside air.
[0043]
The exhaust gas of the rotary drum 2 introduced into the combustion heating chamber 3 from the gas inlet 14 is heated at 850 to 900 ° C. with the combustion heat of the heating burner 4 and is retained in the combustion heating chamber 3 for 2 seconds or more. The trace amount of dioxins remaining in the gas is pyrolyzed and completely oxidatively decomposed, and then discharged from a combustion exhaust gas outlet 12 provided in the combustion heating chamber 3.
In this case, benzene (C ₆ H ₆ ), Oxazines (CnHmOx), phenol (CnHmOHx) and the like, and carbon dioxide (CO ₂ ), Water vapor (H ₂ O) and chlorine gas (Cl), etc., only benzene required to synthesize dioxins by recombining with chlorine gas (Cl) etc. even when the combustion exhaust gas is cooled and the temperature drops. (C ₆ H ₆ ), Organic hydrocarbons such as oxazines (CnHmOx) and phenols (CnHmOHx) do not exist, so that re-synthesis of dioxins does not occur.
[0044]
Chlorine (Cl) in the combustion exhaust gas gradually becomes water vapor (H ₂ O) reacts with hydrochloric acid (HCl) vapor, but the concentration of dioxins such as soil contaminated with ordinary dioxins, contaminated sludge, husks and fly ash, and polluted gases is in the range of mg / Kg to ng / Kg or ng / m ^Three N.
Although the chlorine (Cl) or hydrochloric acid (HCl) concentration in combustion exhaust gas obtained by pyrolyzing these treated products contaminated with dioxins is extremely dilute, chlorine (Cl) or hydrochloric acid ( HCl) and the like are removed by slaked lime treatment or activated carbon adsorption treatment and discharged to the atmosphere as clean combustion exhaust gas.
[0045]
Thus, the dioxin decomposition method and decomposition apparatus of this example were able to achieve the following effects as compared with the conventional dioxin decomposition methods described in Table 1 above.
(1) The conventional safety treatment method by decomposition of dioxins is limited to treatment of only one phase of solid matter or two phases of solid matter and liquid substance, and solid matter, liquid matter and gas can be treated by one treatment method. Although it is impossible to deal with three-phase treatment, the dioxins decomposition method and decomposition apparatus of this embodiment can deal with three phases of solid, liquid and gas by applying one treatment method. Can be possible.
(2) In the conventional safety treatment method by the decomposition of dioxins, there is a concern about the resynthesis of dioxins accompanying the decomposition of the residue after decomposition and exhaust gas, but in the decomposition method of this example, the primary decomposition of dioxins In addition, the resynthesis of dioxins can be completely prevented even in the cooling of the residue after decomposition and the combustion exhaust gas.
(3) The conventional safety treatment method by the decomposition of dioxins has a complicated decomposition apparatus and decomposition procedure. In the dioxin decomposition method and decomposition apparatus of the present embodiment, while simplifying the structure of the decomposition apparatus, Dioxins in the treated product can be completely and stably decomposed.
(4) Although the conventional safety treatment method by decomposing dioxins requires at least about 30 minutes to decompose the dioxins, the dioxins decomposition method of the present embodiment uses a superheated steam atmosphere at 800 ° C. or higher. The dioxins can be decomposed and oxidized in about 1 to 1.5 seconds, and as a result, the processing apparatus can be simplified.
Further, by using the high-temperature waste heat generated during the decomposition / oxidation treatment for the generation of superheated steam, it is possible to save energy and reduce the processing cost.
(5) Since the decomposition method according to the present embodiment does not generate waste liquid and waste water during the safety treatment by decomposition of dioxins, the subsequent waste water treatment and the like can be made unnecessary.
[0046]
As mentioned above, although the decomposition | disassembly method and decomposition | disassembly apparatus of dioxins of this invention were demonstrated, in this invention, the dechlorination and debromination by the reduction | restoration of all the organic physical properties containing chlorine (Cl) and bromine (Br) by the application, or It is possible to prevent oxidative decomposition of dioxins produced during heating of organic physical properties and to prevent resynthesis thereof, and to achieve safety by complete oxidation and decomposition of dioxins contained in substances already contaminated by dioxins.
For example, it is mainly used for the safety of soil already contaminated with dioxins, contaminated sludge, and contaminated husks and fly ash by complete oxidation, but at the time of incineration and volume reduction of industrial waste or domestic waste Inhibition of oxidative decomposition and resynthesis of dioxins produced, and polychlorinated biphenyls (PCB), parachlorbenzene, and chlorinated solvents such as tetrachlorobenzene, which have been conventionally difficult to decompose or make safe. It can be applied to safety treatment by dechlorination, and can be used over a wide range of industrial fields, local governments, and the like that are troubled by dioxin problems.
[0047]
【The invention's effect】
According to the decomposition method of dioxins of the present invention, chlorine or bromine is dissociated from the vaporized dioxins by indirectly heating the treated product contaminated with dioxins to 800 ° C. or higher in an atmosphere of superheated steam, The organic compound from which chlorine or bromine has been dissociated can be oxidized by the superheated steam, and further, the exhaust gas after oxidation is introduced into the combustion heating chamber from the indirect heating chamber and heated by combustion, so that an electrode remaining in the exhaust gas can be obtained. It is possible to dissociate chlorine or bromine from a small amount of undecomposed dioxins and oxidize the organic compound from which chlorine or bromine is dissociated to completely decompose dioxins.
Organic compounds such as benzene, oxazines, and phenols from which chlorine or bromine has been dissociated are converted into carbon dioxide, water vapor, chlorine gas, or bromine gas when oxidized, so only these are present in the combustion exhaust gas. Thus, even when the combustion exhaust gas is cooled and the temperature drops, synthesis of dioxins due to recombination with chlorine gas or bromine gas can be prevented.
[0048]
In this case, by exchanging heat with the combustion exhaust gas in the combustion heating chamber, by generating superheated steam, the combustion exhaust gas can be cooled and the superheated steam can be generated with energy saving.
[0049]
Further, according to the dioxin decomposition apparatus of the present invention, chlorine or bromine is dissociated from the vaporized dioxins by indirectly heating the treated product contaminated with the dioxins to 800 ° C. or higher in an atmosphere of superheated steam. At the same time, the organic compound from which chlorine or bromine has been dissociated can be oxidized by the superheated steam, and further, the exhaust gas after oxidation is introduced into the combustion heating chamber from the indirect heating chamber and burned and heated, thereby remaining in the exhaust gas. In addition to dissociating chlorine or bromine from a very small amount of undecomposed dioxins, the organic compounds from which chlorine or bromine has been dissociated can be oxidized to completely decompose the dioxins.
Organic compounds such as benzene, oxazines, and phenols from which chlorine or bromine has been dissociated are converted into carbon dioxide, water vapor, chlorine gas, or bromine gas when oxidized, so only these are present in the combustion exhaust gas. Thus, even when the combustion exhaust gas is cooled and the temperature drops, synthesis of dioxins due to recombination with chlorine gas or bromine gas can be prevented.
[0050]
In this case, by providing a heat exchange device that introduces the combustion exhaust gas in the combustion heating chamber into the superheated steam supply means and generates superheated steam, the combustion exhaust gas can be cooled and the superheated steam can be generated with energy saving. it can.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of a dioxin decomposition apparatus of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 External heat kiln equipment
2 Rotating drum
3 Combustion heating chamber
4 Heating burner
5 Front fixing box
6 Rear fixing box
7 Metering device
8 Decomposition residue outlet
9 Rotary valve
10 Superheated steam generator
11 Superheated steam supply port
12 Combustion exhaust gas outlet
13 Gas outlet
14 Gas inlet
15 Drum drive wheels
16 Fixed supply motor
17 Exhaust gas thermometer
18 Combustion exhaust gas thermometer
19 Superheated steam thermometer
20 Hot gas introduction part
21 Exhaust gas section
22 Bypass line
23 Bypass damper

Claims

A treated product contaminated with dioxins is introduced into an indirect heating chamber, and the treated product is heated to 800 ° C. or higher in an atmosphere of superheated steam to dissociate chlorine or bromine from the vaporized dioxins, A method for decomposing dioxins, characterized in that an organic compound from which bromine has been dissociated is oxidized by the superheated steam, and the oxidized exhaust gas is introduced from an indirect heating chamber into a combustion heating chamber for combustion heating.

The method for decomposing dioxins according to claim 1, wherein superheated steam is generated by exchanging heat with combustion exhaust gas from the combustion heating chamber.

A rotating drum that introduces a treatment contaminated with dioxins and indirectly heats it in an atmosphere of superheated steam, superheated steam generation means for supplying superheated steam to the rotary drum, and is formed around the rotary drum and rotates. It consists of a combustion heating chamber equipped with a heating burner that heats the interior of the drum to 800 ° C or higher, and rotates the rotating drum to heat the heated product to 800 ° C or higher in an atmosphere of superheated steam while transferring the processed material. An apparatus for decomposing dioxins, wherein exhaust gas generated in a drum is introduced into a combustion heating chamber and is heated by combustion with a heating burner.

4. The dioxin according to claim 3, wherein the superheated steam supply means includes a heat exchange device for introducing combustion exhaust gas from the combustion heating chamber, and generates superheated steam using the amount of heat of the combustion exhaust gas. Disassembling equipment.