JP3949662B2

JP3949662B2 - Ｐｃｂ処理方法およびｐｃｂ処理装置

Info

Publication number: JP3949662B2
Application number: JP2004013259A
Authority: JP
Inventors: 晧亀田
Original assignee: 株式会社北日本テクノス; 有限会社亀田製作所
Priority date: 2004-01-21
Filing date: 2004-01-21
Publication date: 2007-07-25
Anticipated expiration: 2024-01-21
Also published as: JP2005204803A

Description

本発明は、ＰＣＢ含有物を有する廃棄物からＰＣＢを分離させると共に、その分離されたＰＣＢを脱塩素化して無害化させることができるＰＣＢ処理方法及びＰＣＢ処理装置に関するものである。

ポリ塩化ビフェニル（以下「ＰＣＢ」という）は、化学的に極めて安定で且つ高温での不燃性を有するため、過去に数多くの製品に多用されていた。ところが、約３０年前、ＰＣＢが生体に対して極めて高い毒性を有することが明らかになると、それ以降はＰＣＢの使用が全面的に中止されると共に、既存のＰＣＢを無害化して廃棄処分する方法が現在の大きな問題となった。

ＰＣＢを無害化させる処理方法については以前より種々の提案がなされる一方で、その処理方法については「廃棄物処理と清掃に関する法律」で規制がなされている。かかる法ではＰＣＢ処理方法として、例えば、焼却処理法、アルカリ触媒化学分解法、化学抽出法、ｔ−ＢｕＯＫ法、触媒水素化脱塩素化法、及び、超臨界水酸化法が規定されている。
特開平８−１４１１０７号公報特開２０００−７０４０１号公報特開平１１−１８９６７１号公報特開２００３−５６８３４号公報

しかしながら、上記した法定のＰＣＢ処理方法はいずれも一面では有効であるが、その反面では種々の問題点を抱えている。しかも、いずれのＰＣＢ処理方法についても、その設備コストなどの経済性まで考慮に入れると実用的ではなく、未だ経済的かつ機能的に有効なＰＣＢ処理方法が確立されていないという問題点がある。例えば、ＰＣＢは電気絶縁性があり且つ不燃性を有することから、大型コンデンサーや大型変圧器における電気絶縁材料として多用され、その使用されたＰＣＢの総量は膨大なものである。

具体的にコンデンサーや変圧器には、トルエンなどの希釈油に高濃度（例えば略２０％以上）でＰＣＢを含有させたもの（以下「高濃度ＰＣＢ含有物」という）が電気絶縁材料として使用されており、コンデンサーや変圧器などを廃棄処分する場合には高濃度ＰＣＢ含有物中のＰＣＢを無害化させる処理が必須条件となる。

高濃度ＰＣＢ含有物を有するコンデンサーや変圧器の廃棄処分は、一般に、これらに使用される金属材料などの無機質系物質と高濃度ＰＣＢ含有物とを分別した後に、高濃度ＰＣＢ含有物ごとＰＣＢの無害化処理が行われる。このため、ＰＣＢの無害化処理に当たってコンデンサーや変圧器を解体しつつ、高濃度ＰＣＢ含有物を抜き取る必要があり、廃棄処分に伴う作業工程が煩雑となるという問題点がある。

しかも、コンデンサーや変圧器から抜き取られる高濃度ＰＣＢ含有物は全体の略９０％程度に止まり、残りの略１０％程度の高濃度ＰＣＢ含有物はコンデンサーや変圧器の構成部材に付着したまま残存してしまう。このため高濃度ＰＣＢ含有物を抜き取った後、コンデンサーや変圧器の構成部材に付着した高濃度ＰＣＢ含有物を洗浄用の油で洗浄して除去させる必要があり、かかる高濃度ＰＣＢ含有物を完全に除去させるには大量の洗浄油の使用と作業時間とが必要となり、作業効率が低く処理コストも大きくなるという問題点がある。

加えて、上記したＰＣＢ処理方法によって、高濃度ＰＣＢ含有物中のＰＣＢに無害化の分解処理を施す場合には、高濃度ＰＣＢ含有物を大量の希釈油で希釈して、極めて低濃度のＰＣＢ含有物にした状態でＰＣＢを分解処理させるので、自ずと処理量や処理時間も大きくなり、更なるコスト高を招来してしまうという問題点があった。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、ＰＣＢ含有物を有する廃棄物からＰＣＢを乾留によって分離させると共に、その分離されるＰＣＢを乾留およびアルカリ反応によって脱塩素化させるＰＣＢ処理方法及びＰＣＢ処理装置を提供することを目的としている。

この目的を達成するために請求項１記載のＰＣＢ処理方法は、密閉かつ低酸素雰囲気での乾留が可能な乾留炉内に、その乾留炉内の気体に接触させつつ、ＰＣＢ含有物を有する被乾留物と、その被乾留物中のＰＣＢ含有物の重量以上の水素供与物であるプラスチック廃材若しくは廃棄タイヤ又はこれらを組み合わせた炭化水素化合物の廃材とを一緒に収容させる収容工程と、その収容工程の後、乾留炉を加熱して乾留炉の内部温度を乾留温度にまで上昇させて、その乾留温度の下で被乾留物と、水素供与物であるプラスチック廃材若しくは廃棄タイヤ又はこれらを組み合わせた炭化水素化合物の廃材とを熱分解させる熱分解工程と、その熱分解工程によって乾留炉から排出される乾留ガスを冷却して乾留ガスから油分を分離して採取する油採取工程と、その油採取工程によって採取された油分に生石灰を添加し、更に、触媒として機能するアルミニウム金属粉末を添加して、これら油分、生石灰及びアルミニウム金属粉末の混合物である被分解物を、反応炉内に生成する被分解物生成工程と、その生成された被分解物を反応炉内で密閉状態にて攪拌して反応させる撹拌工程と、その撹拌工程による被分解物の反応熱によって温度が上昇し、反応炉の内部温度が一次反応温度にまで達した場合に、前記撹拌工程による被分解物の撹拌を継続しながら苛性ソーダ溶液を反応炉内へ供給する苛性ソーダ供給工程と、前記撹拌工程による被分解物の攪拌を継続しつつ、反応炉の内部温度が一次反応温度にまで達した場合に反応炉を外部から加熱して、その反応炉の内部温度を二次反応温度にまで上昇させて、その二次反応温度の下で反応ガスを発生させる加熱反応工程と、その加熱反応工程で発生した反応ガスを冷却して液状分解生成物を回収する回収工程とを備えている。

請求項２記載のＰＣＢ処理方法は、請求項１記載のＰＣＢ処理方法において、前記収容工程では、水素供与物であるプラスチック廃材若しくは廃棄タイヤ又はこれらを組み合わせた炭化水素化合物の廃材の収容重量がＰＣＢ含有物の重量の１．２倍から２．０倍であり、前記熱分解工程では、乾留温度が４００℃から８００℃の範囲である。

請求項３記載のＰＣＢ処理方法は、請求項２記載のＰＣＢ処理方法において、前記一次反応温度は７０℃から１００℃の範囲であり、前記加熱反応工程における二次反応温度は３００℃から４００℃の範囲である。

請求項４記載のＰＣＢ処理方法は、請求項３記載のＰＣＢ処理方法において、前記加熱反応工程では、反応炉の内部の気圧を３．０ｋｇｆ／ｃｍ^２から４．５ｋｇｆ／ｃｍ^２の範囲に調節させる。

請求項５記載のＰＣＢ処理装置は、内部に空間を有し、その空間内に存在する気体、ＰＣＢ含有物を有する被乾留物、及び、その被乾留物中のＰＣＢ含有物の重量以上の水素供与物であるプラスチック廃材若しくは廃棄タイヤ又はこれらを組み合わせた炭化水素化合物の廃材を一緒に収容可能で、且つ、その空間内にて密閉かつ低酸素雰囲気で乾留可能に形成される乾留炉と、その乾留炉を加熱してその乾留炉の内部温度を乾留温度にまで加熱し、その乾留温度を維持させる乾留加熱装置と、その乾留加熱装置により加熱される前記乾留炉から乾留ガスを導入して冷却し、その乾留ガスから油分を分離する油分離装置と、その油分離装置により分離された油分に、生石灰、及び、触媒として機能するアルミニウム金属粉末が添加されている混合物である被分解物を、密閉状態にて収容可能に形成される反応炉と、その反応炉内で被分解物を攪拌することでその被分解物を反応させる攪拌装置と、その攪拌装置により攪拌されている被分解物の反応熱によって前記反応炉の内部温度が一次反応温度に達する場合に、前記反応炉内へ苛性ソーダ溶液を供給する苛性ソーダ供給装置と、その苛性ソーダ供給装置により苛性ソーダ溶液が供給される前記反応炉の内部温度を二次反応温度にまで加熱してその二次反応温度を維持させる加熱反応装置と、その加熱反応装置の加熱に伴って前記反応炉内で気化したガスをその反応炉から導入させて冷却して液状分解生成物を回収する回収装置とを備えている。

請求項６記載のＰＣＢ処理装置は、請求項５記載のＰＣＢ処理装置において、請求項１から４のいずれかに記載のＰＣＢ処理方法を実行可能に形成されている。

本発明のＰＣＢ処理方法又は装置によれば、ＰＣＢ含有物を有する被乾留物は、そのＰＣＢ含有物が乾留炉内の気体と接触するように、水素供与物であるプラスチック廃材若しくは廃棄タイヤ又はこれらを組み合わせた炭化水素化合物の廃材と共に乾留炉内に収容される。この収容後、乾留炉はその内部が密閉状態でかつ低酸素雰囲気とされて加熱される。この加熱によって乾留炉の内部温度は乾留温度にまで加熱され、この乾留温度が維持されると、乾留炉内で被乾留物が水素供与物であるプラスチック廃材若しくは廃棄タイヤ又はこれらを組み合わせた炭化水素化合物の廃材と共に無酸素に近い状態にて熱分解される。

この乾留炉内での熱分解では、被乾留物が有するＰＣＢ含有物中のＰＣＢに化合する塩素が、水素供与物であるプラスチック廃材若しくは廃棄タイヤ又はこれらを組み合わせた炭化水素化合物の廃材に化合している水素と置換され、ＰＣＢが脱塩素化されて比較的低分子状の無害な油分に分解される。もっとも、乾留炉内での熱分解によれば、被乾留物中のＰＣＢ含有物中のＰＣＢ全体のうち、その大部分が脱塩素化されて無害な油分となって気化されるが、その残りは未反応のまま有害なＰＣＢの状態のまま気化させられる。なお、被乾留物中の有機系成分や、ＰＣＢ含有物中のＰＣＢ以外の有機系成分も、乾留によって乾留炉内で気化される。

このように被乾留物が有するＰＣＢ含有物を含めた有機系成分が乾留時の熱によって気化されることによって、被乾留物の他の成分、具体的には金属類成分やその他の残渣などの無機質系成分から分離される。こうしてＰＣＢ含有物は、気化されて一旦は乾留ガスの一部となるが、その乾留ガスを冷却することで乾留ガスから分離されて油分として採取される。この採取された油分であるところのＰＣＢ含有物は、ＰＣＢを更に分解させるために反応炉内へ移される。

反応炉へ移された油分すなわち乾留後のＰＣＢ含有物には、生石灰及びアルミニウム金属粉末が添加される。この添加によって反応炉内には被分解物が生成され、かかる被分解物が反応炉内で攪拌される。かかる攪拌によって被分解物が反応して、その反応熱によって反応炉の内部温度が一次反応温度に達すれば、反応炉内へ苛性ソーダ溶液が更に徐々に供給されて、被分解物に苛性ソーダ溶液が添加される。

この添加後は、反応炉が加熱されて、反応炉の内部温度は、二次反応温度にまで加熱された後、その二次反応温度で維持される。すると、反応炉内ではアルミニウム金属粉末を触媒として被分解物のアルカリ反応が行われる。このアルカリ反応によって、反応炉内の油分に含まれるＰＣＢは更に脱塩素化されて無害化され、他の無害な油分と共に、反応炉内で気化される。気化されたＰＣＢ含有物は、反応炉内の加熱によって一旦反応ガスの一部となるが、かかる反応ガスが冷却されると分離されて、液状分解生成物として回収される。

本発明によれば、乾留炉内で水素供与物であるプラスチック廃材若しくは廃棄タイヤ又はこれらを組み合わせた炭化水素化合物の廃材と共にＰＣＢ含有物を乾留することによってＰＣＢ含有物中のＰＣＢの大部分を脱塩化させ、更に、残りのＰＣＢを反応炉内でのアルカリ反応させて分解させることで、ＰＣＢの分解除去率を大幅に向上させることができるという効果がある。しかも、ＰＣＢ含有物が分離された被処理物の残りの成分、例えば金属類成分やその他の残渣などの無機質系成分も同時に回収できるという効果がある。

また、被乾留物が有するＰＣＢ含有物は、乾留炉における乾留により気化され被乾留物から分離されるので、被乾留物を予め解体せずとも、被乾留物からＰＣＢ含有物を除去できるという効果がある。よって、ＰＣＢを含んだ廃棄物、例えば、コンデンサーや変圧器などを分別処理する場合に、廃棄物からＰＣＢ含有物を手作業で抜き取らずともＰＣＢ含有物を採取できるので、廃棄物の分解作業を簡素化でき、ＰＣＢ含有物を安全に回収できるという効果がある。

従って、廃棄物からＰＣＢ含有物を手作業で取り除く場合における希釈油などによるＰＣＢ含有物の更なる希釈化や、廃棄物に付着したＰＣＢ含有物の油洗浄が不要となるので、ＰＣＢを含む廃棄物の分解工程を簡素化できるという効果がある。特に、高濃度でＰＣＢを含む廃棄物を処理する場合に、ＰＣＢ含有物を極低濃度に希釈させる大量の希釈油も不要となり、且つ、廃棄物に付着したＰＣＢ含有物を洗浄させる大量の洗浄油も不要となるので、ＰＣＢを有する廃棄物の分解作業に伴うコストも低減できるという効果がある。

しかも、このＰＣＢ処理方法又は、その方法が実行される請求項７記載のＰＣＢ処理装置によれば、水素供与物として熱分解による反応性が比較的低いプラスチック廃材若しくは廃棄タイヤ又はこれらを組み合わせた炭化水素化合物の廃材が用いられるので、乾留炉内で大量の水素ガスが急激に発生して爆発を生じることを防止できるという効果がある。また、水素供与物がプラスチック廃材若しくは廃棄タイヤ又はこれらを組み合わせた炭化水素化合物の廃材であるので、これらの廃材も、ＰＣＢと共に乾留させて無害化できるのである。

特に、請求項２記載のＰＣＢ処理方法又は、その方法が実行される請求項７記載のＰＣＢ処理装置によれば、例えば、略２８重量％という高濃度でＰＣＢが含まれるＰＣＢ含有物を有した被乾留物を乾留させるだけで、そのＰＣＢ全体の略８０重量％から略９０重量％を脱塩素化して、ＰＣＢ含有物中のＰＣＢ濃度を略２％から略５％程度にまで低減できるという効果がある。

更に、請求項３記載のＰＣＢ処理方法又は、その方法が実行される請求項７記載のＰＣＢ処理装置によれば、例えば、略２８重量％という高濃度のＰＣＢ含有物について、ＰＣＢ濃度を略０．０１４％にまで低減させることができるという効果がある。従って、ＰＣＢの含有率を略２８％から略０．０１４％にまで希釈させる場合にはＰＣＢ含有物の略２００倍の重量にも及ぶ希釈油が使用されるのであるが、本発明によれば、かかる大量の希釈油も不要となるのである。

以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明装置の一実施例であるＰＣＢ処理装置１の概略図である。図１に示すように、ＰＣＢ処理装置１は、被乾留物を収容するための内部空間を有した乾留炉２を備えている。なお、ＰＣＢ処理装置１では、その以下に説明する各部の動作、例えば、各部の始動時期及び停止時期、並びに温度条件などが図示しない制御装置によって制御される。

乾留炉２は、被乾留物５０と水素供与物５１とを一緒に密閉状態で収容し、それら被乾留物５０及び水素供与物５１を無酸素状態に近い低酸素雰囲気下にて乾留するためのものである。ここで、被乾留物５０としては、ＰＣＢ含有物を有する廃棄物、例えば、例えば、電気絶縁材料としてＰＣＢをトルエンなどの希釈油で希釈させた絶縁油を使用したコンデンサー又は変圧器である。

また、水素供与物５１とは、例えば、生石灰、若しくは、プラスチック廃材若しくは廃棄タイヤなどの炭化水素化合物の廃材、又はこれらのいずれかを組み合わせたものである。乾留炉２内には、被乾留物５０が有するＰＣＢ含有物の重量に対して、その略１．２倍から略２．０倍の重量に相当する水素供与物５１を収容可能なサイズに形成されている。

乾留炉２の上部には乾留炉２内を密閉状態に閉塞させるために開閉可能な開閉蓋３が取着されており、この乾留炉２は、加熱炉４の上部に嵌合されている。加熱炉４は、被乾留物５０及び水素供与物５１を熱分解させるため、乾留炉２の内部温度を乾留温度（略４００℃から略８００℃の範囲）にまで加熱して維持させるためのものであり、加熱炉４の底部には加熱用バーナ５が配設されている。

加熱用バーナ５は加熱炉４内を火炎で加熱するための燃焼装置であり、加熱炉４の外側となる乾留炉２の上部側面には、ガス導入管６の一端部が連結されている。ガス導入管６は、乾留炉２から排出される乾留ガスを流通させる配管であり、その他端部が油分離タンク７の上部側面に連結されている。ガス導入管６の中間部には乾留ガスの逆流防止装置６ａが設けられており、この逆流防止装置６ａによって油分離タンク７から乾留炉２への乾留ガスの逆流が防止されている。

油分離タンク７は、その内側上部にガス導入管６を通じて乾留ガスが導入される気体層７ａが設けられており、その気体層７ａの下方であって油分離タンク７の内側下部には、油分離タンク７へ導入した乾留ガスのうち、油分離タンク７への導入により冷却され液化した油分５２が貯留される。

この油分離タンク７は、図示しない冷却装置から供給される冷媒によって強制的に冷却されており、この冷却によって乾留ガスの一部が液化されて油分５２が抽出されるのである。なお、油分５２は、油分離タンク７に開閉可能に設けられる取出し口（図示せず）から油分離タンク７の外へ取り出される。

ここで、油分５２は、乾留ガスに含まれる不揮発性ガス成分が液化したものであり、ＰＣＢが脱塩素化され無害化された比較的低分子状の無害な油分と、脱塩素化されず未反応のままの有害なＰＣＢとの混合物も含んでいる。また、油分５２の上方にある気体層７ａは、油分離タンク７の上部側面に一端部が連結されるガス導入管８とも連通されている。

ガス導入管８は、油分離タンク７で液化されず気体層７ａに残留する乾留ガスの揮発性ガス成分をガス洗浄タンク９へ流通させる配管であり、ガス導入管６の連結部から離れた箇所にて油分離タンク７と連結されている。このガス導入管８は、その他端部がガス洗浄タンク９の底部に連結されており、油分離タンク７の気体層７ａに残留する乾留ガスの揮発性ガス成分をガス洗浄タンク９の底部へ導入させる。

ガス洗浄タンク９は、その内側底部に乾留ガスを洗浄するための洗浄水５３が貯留されており、油分離タンク７の気体層７ａからガス導入管８を通じて導入された乾留ガスの揮発性ガス成分を洗浄水５３中へ放出させて洗浄するものである。この洗浄によって、乾留ガスに含まれる不燃性ガス成分である塩化水素ガスが洗浄水５３に水溶して塩酸となって捕捉される。また、洗浄水５３の上方であってガス洗浄タンク９の内側上部には気体層９ａが設けられており、この気体層９ａには、洗浄水５３に水溶せずに浮上した乾留ガスの可燃性ガス成分が貯留される。

ガス導入管１０は、その一端部が気体層９ａと連通するようにガス洗浄タンク９の側部に連結されており、ガス導入管１０の他端部は、加熱炉４の底部に加熱用バーナ５と共に配設される加熱用バーナ１１と連結されている。加熱用バーナ１１は、ガス導入管１０を通じてガス洗浄タンク９の気体層９ａから導入される可燃性ガスを燃焼させて、加熱炉４内を加熱するための燃焼装置である。

反応炉１５は、油分離タンク７に貯留される油分５２を反応処理してＰＣＢの濃度を低減させるものであり、その内部に被分解物５４を密閉状態で収容可能な空間が設けられている。反応炉１５の上部側面には開閉蓋１６が開閉可能に取着されており、かかる開閉蓋１６が開放させることで、油分５２を反応炉１５内へ投入することができ、生石灰及びアルミニウム金属粉末の添加剤を油分５２へ添加できる。この投入及び添加によって、反応炉１５内には、油分５２と生石灰及びアルミニウム金属粉末の添加剤との混合物である被分解物５４が、生成される。なお、図１では開閉蓋１６の開放状態を２点鎖線で図示している。

反応炉１５の内部には、羽根状の旋回体である攪拌部材１７が配設されており、この攪拌部材１７の旋回中心部には回転軸１８の下端部が連結されている。回転軸１８は、その上端部が反応炉１５外の上部に配設される駆動装置１９と連結されており、この駆動装置１９の駆動によって回転されて攪拌部材１７を反応炉１５内で旋回させることができる。なお、駆動装置１９には、例えば、減速機を有する電動モータが使用される。

反応炉１５の上部には、駆動装置１９の他に、反応炉１５内へ苛性ソーダ溶液５５を供給させる給液管２０の一端部が連結されており、この給液管２０の他端部には苛性ソーダ溶液５５が充填された苛性ソーダ供給タンク２１が連結されている。給液管２０には、その給液管２０の流路を開閉させる開閉弁（図示せず）が配設されており、かかる開閉弁を開閉させることによって、苛性ソーダ供給タンク２１から反応炉１５へ供給される苛性ソーダ溶液５５の供給量を適宜調節させることができる。

なお、苛性ソーダ溶液は、反応炉１５の内部温度が一次反応温度（略７０℃から略１００℃の範囲）に達すると、反応炉１５へ徐々に少量ずつ供給される。

一方、反応炉１５の底部には、その反応炉１５を加熱する加熱ヒータ２２が配設されている。この加熱ヒータ２２は、苛性ソーダ溶液５５の添加後、反応炉１５の底部を加熱して反応炉１５の内部温度を二次反応温度（略３００℃から略４００℃の範囲）にまで加熱して維持させるためのものである。加熱ヒータ２２による加熱とその後の温度維持とによって、反応炉１５内では、被分解物５４に含まれる油分５２中のＰＣＢの脱塩素化反応が促進される。この加熱によって反応して気化したガスは、反応炉１５の内側下部に収容される固体成分の上方にある気体層１５ａに放出され、かかる気体層１５ａからガス導入管２３を通じて排出される。

ガス導入管２３は、反応炉１５の気体層１５ａにある反応ガスを流通させて冷却タンク２４へ導入させる配管であり、その一端部が気体層１５ａに連通して反応炉１５の上部に、その他端部が冷却タンク２４の側部上側に、それぞれ連結されている。このガス導入管２３には安全装置２３ａが設けられており、この安全装置２３ａは、反応炉１５内部の気圧を適正気圧（略３．０ｋｇｆ／ｃｍ^２から略４．５ｋｇｆ／ｃｍ^２の範囲）に維持するためのものである。

この安全装置２３ａによれば、反応炉１５内が適正気圧に達するまではガス導入管２３の流路を閉塞させ、一旦、反応炉１５内が適正気圧を超えると、ガス導入管２３の流路を開放させて、反応炉１５内の反応ガスを冷却タンク２５へ排出させて、反応炉１５内を適正気圧となるように逐次調節させる。

冷却タンク２４は、反応炉１５から排気される反応ガスを冷却するためのものであり、その内側上部にガス導入管２３を通じて反応ガスが導入される気体層２４ａが設けられている。気体層２４ａの下方であって冷却タンク２４の内側下部には、気体層２４ａへ導入に伴う反応ガスの冷却によって、その反応ガスの状態から液化された油状の液状分離生成物５６が貯留される。ここで、冷却タンク２４は図示しない冷却装置から供給される冷媒によって強制的に冷却されているので、気体層２４ａへ導入した反応ガスの冷却を行うことができる。

また、冷却タンク２４の上部にはガス導入管２５の一端部が連結されており、このガス導入管２５は気体層２４ａに連通されている。このガス導入管２５は、冷却タンク２４の気体層２４ａにあるガスを流通させて気液分離タンク２６へ導入させる配管であり、その他端部が気液分離タンク２６の上部側面に連結されている。

気液分離タンク２６は、その上流部分２６ａ（図１左側）と下流部分２６ｂ（図１右側）とが隔壁２６ｃによって隔離されており、この隔壁２６ｃの下端面とタンク２６の底面との間に設けられる間隙２６ｄのみを通じて上流部分２６ａ及び下流部分２６ｂが連通されている。間隙２６ｄは、気液分離タンク２６の上流部分２６ａ及び下流部分２６ｂの双方の内側下部に貯留される液体５７に沈下されている。

このように構成された気液分離タンク２６の上流部分２６ａは、液体５７よりも上方でこのガス導入管２５と連通されている。このため、ガス導入管２５を通じて気液分離タンク２６の上流部分２６ａへ導入された反応ガスは、下流部分２６ｂへ移動する場合、液体５７中の間隙２６ｄを通じて下流部分２６ｂへ排出される。よって、液体５７中を通過する際に反応ガスに含まれる油分や水分は除去される。

気液分離タンク２６の下流部分２６ｂ側であって液体５７の上方の空間にはガス導入管２７が連通されており、このガス導入管２７を介して、気液分離タンク２６とガス洗浄タンク２８とが連結されている。ガス洗浄タンク２８は、上記したガス洗浄タンク９と同様に内側下部に洗浄水５８が貯留されており、気液分離タンク２６の下流部分２６ｂからガス導入管２８を通じて導入された反応ガスの揮発性ガス成分を洗浄水５８中へ放出させて洗浄するものである。

この洗浄によって、反応ガスに含まれる不燃性ガス成分である塩化水素ガスが洗浄水５８に水溶して塩酸となって捕捉される。また、洗浄水５８の上方であってガス洗浄タンク２８の内側上部には気体層２８ａが設けられており、この気体層２８ａには、洗浄水５８に水溶せずに浮上した反応ガスの可燃性ガス成分が貯留される。この反応ガスの可燃性ガス成分は、ガス導入管２９を通じてガス洗浄装置３０の内部に収容される活性炭層（図示せず）を通過した後、ガス洗浄装置３０から排出される。

次に、本発明方法の一実施例である上記したＰＣＢ処理装置１を使用したＰＣＢ処理方法について説明する。まず、乾留炉２の開閉蓋３が開放され、乾留炉２内に被乾留物５０と水素供与物５１が一緒に収容される。ここで、被乾留物５０として、ＰＣＢを略２７．４％含むＰＣＢ含有物が略３２ｋｇｆ混入された変圧器（トランス）を収容させるものとし、かかる変圧器のケース体の蓋部分は除去された状態とされる。変圧器内に混入されるＰＣＢ含有物を乾留時に気化させて乾留炉２内へ放出させるためである。また、水素供与物５１として、被乾留物５０のＰＣＢ含有物の重量の１．５倍の略４８ｋｇｆのプラスチック廃材を収容させる。

被乾留物５０及び水素供与物５１の収容後、開閉蓋３が閉塞され、乾留炉２が密閉かつ低酸素雰囲気とされる。そして、加熱用バーナ５が点火されると、加熱炉４内部が加熱され、この加熱炉４内の熱で乾留炉２の底部が加熱され、乾留炉２の内部温度が乾留温度にまで加熱される。ここで、乾留温度としては略７５０℃が設定される。乾留炉２が乾留温度に達すると、その乾留温度に乾留炉２内の温度を乾留が終了するまでの間維持させる。なお、本実施例では乾留終了までに略７時間３０分間を要した。

この間に、乾留炉２内では被乾留物５０のＰＣＢ含有物と水素供与物５１であるプラスチック廃材とが熱分解され、その熱分解によって発生した乾留ガスは、ガス導入管６を通じて油分離タンク７の気体層７ａへ導入される。気体層７ａ内で乾留ガスは冷却され、乾留ガスに含まれていたＰＣＢ含有物が液状の油分５２として、油分離タンク７の底部に貯留される。この油分５２となったＰＣＢ含有物には、脱塩素化されて無害となった油分と未反応のままのＰＣＢとが含まれるが、ＰＣＢの濃度は略５．３７％にまで低減される。

油分離タンク７の冷却でも液化されない乾留ガス中の揮発性ガス成分は、気体層７ａを上流側から下流側へ移動し、ガス導入管８を通じてガス洗浄タンク９の底部から洗浄水５３中へ放出される。この放出によって、揮発性ガス成分に含まれる塩化水素は、洗浄水５３に水溶され塩酸となって捕捉される。一方、洗浄水５３に溶解されずに通過した乾留ガスの可燃性ガス成分は、ガス洗浄タンク９の気体層９ａに貯留され、ガス導入管１０を通じて加熱用バーナ１１へ供給され燃焼される。

油分離タンク７に採取された油分５２は回収され、開閉蓋１６が開放された反応炉１５へ投入される。また、反応炉１５内へは生石灰及びアルミニウム金属粉末の添加剤も投入され、油分５２に添加される。ここで、油分５２には、略４ｋｇｆの生石灰と、略０．５００ｋｇｆのアルミニウム金属粉末とが添加剤として添加され、この添加によって被分解物５４が生成される。この後、開閉蓋１６は閉塞され反応炉１５が密閉状態とされる。そして、駆動装置１９が稼動されると、回転軸１８が回転されて、攪拌部材１７が反応炉１５内で旋回され、この旋回する攪拌部材１７によって被分解物５４が攪拌される。

この攪拌によって被分解物５４の温度が上昇して、反応炉１５の内部温度が略８０℃の一次反応温度にまで達すると、攪拌部材１７の旋回を継続させながら、苛性ソーダ供給タンク２１から給液管２０を通じて苛性ソーダ溶液５５が少量ずつ反応炉１５内へ供給される。この供給によって、苛性ソーダ溶液５５は被分解物５４に添加され、攪拌部材１７の旋回によって混合される。

また、一次反応温度に達すると、反応炉１５は加熱ヒータ２２によって外部から加熱され、反応炉１５の内部温度は略３８０℃の二次反応温度まで上昇された後、その二次反応温度で反応処理が終了するまでの間（略４時間）維持される。この間に、反応炉１５内では被分解物５４のアルカリ反応がアルミニウム金属粉末を触媒として行われ、油分５２のＰＣＢが脱塩素化される。この反応によって発生した反応ガスは気体層１５ａに貯留され、反応炉１５内の気圧は、安全装置２３ａによって略３．８ｋｆ／ｃｍ^２の適正気圧に維持される。

一方、反応炉１５内の気圧が略３．８ｋｆ／ｃｍ^２を越えると安全装置２３ａによってガス導入管２３の流路が開放され、反応ガスが反応炉１５からガス導入管２３を通じて冷却タンク２４の気体層２４ａへ導入されて冷却される。この冷却によって、反応ガスに含まれるＰＣＢ含有物は、液化して油状となった液状分解生成物５６として冷却タンク２４の内側下部に貯留される。この液状分解生成物５６であるＰＣＢ含有物はＰＣＢの濃度が略０．０１４％にまで低減されている。

以上、実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、本実施例では、本実施例では被乾留物５０として変圧器を例に説明したが、被乾留物５０は必ずしもこれに限定されず、コンデンサなどのＰＣＢ含有物を有する装置や、高濃度でＰＣＢを含むＰＣＢ自体であっても良い。

また、本実施例では、水素供与物５１としてプラスチック廃材を例に説明したが、水素供与物は必ずしもこれに限定されるものではなく、ＰＣＢに化合する塩素と置換させる水素を有して水素の発生速度が低速なものであれば、生石灰、若しくは廃タイヤ、又は生石灰、プラスチック廃材、若しくは廃タイヤを組み合わせたものであっても良い。

また、本実施例では、ＰＣＢ処理方法としてＰＣＢ含有物の略１．５倍の重量に相当する水素供与物５１を用いる場合について説明したが、水素供与物の使用重量はＰＣＢ含有物の重量の略１．２倍から略２．０倍であれば良い。更に、反応炉１５内の適正気圧は略３．８ｋｇｆ／ｃｍ^２に限定されず、略３．０ｋｇｆ／ｃｍ^２から略４．５ｋｇｆ／ｃｍ^２の範囲であれば良い。

また、本実施例では、乾留温度を略７５０℃に、一反応温度を略８０℃に、二次反応温度を略３８０℃に設定したが、乾留温度は略４００℃から略８００℃の範囲であれば良く、一次反応温度は略７０℃から略１００℃の範囲であれば良く、二次反応温度は略３００℃から略４００℃の範囲であれば良い。

本発明装置の一実施例であるＰＣＢ処理装置の概略図である。

符号の説明

１ＰＣＢ処理装置
２乾留炉
４加熱炉（乾留加熱装置の一部）
５加熱用バーナ（乾留加熱装置の一部）
７油分離タンク（油分離装置）
１１加熱用バーナ（乾留加熱装置の一部）
１５反応炉
１７攪拌部材（攪拌装置の一部）
１８回転軸（攪拌装置の一部）
１９駆動装置（攪拌装置の一部）
２０給液管（苛性ソーダ供給装置の一部）
２１苛性ソーダ供給タンク（苛性ソーダ供給装置の一部）
２２加熱ヒータ（加熱反応装置）
２４冷却タンク（回収装置の一部）
２６気液分離タンク（回収装置の一部）
５０被乾留物
５１水素供与物
５２油分
５４被分解物
５５苛性ソーダ溶液
５６液状分解生成物

Claims

密閉かつ低酸素雰囲気での乾留が可能な乾留炉内に、その乾留炉内の気体に接触させつつ、ＰＣＢ含有物を有する被乾留物と、その被乾留物中のＰＣＢ含有物の重量以上の水素供与物であるプラスチック廃材若しくは廃棄タイヤ又はこれらを組み合わせた炭化水素化合物の廃材とを一緒に収容させる収容工程と、
その収容工程の後、乾留炉を加熱して乾留炉の内部温度を乾留温度にまで上昇させて、その乾留温度の下で被乾留物と、水素供与物であるプラスチック廃材若しくは廃棄タイヤ又はこれらを組み合わせた炭化水素化合物の廃材とを熱分解させる熱分解工程と、
その熱分解工程によって乾留炉から排出される乾留ガスを冷却して乾留ガスから油分を分離して採取する油採取工程と、
その油採取工程によって採取された油分に生石灰を添加し、更に、触媒として機能するアルミニウム金属粉末を添加して、これら油分、生石灰及びアルミニウム金属粉末の混合物である被分解物を、反応炉内に生成する被分解物生成工程と、
その生成された被分解物を反応炉内で密閉状態にて攪拌して反応させる撹拌工程と、
その撹拌工程による被分解物の反応熱によって温度が上昇し、反応炉の内部温度が一次反応温度にまで達した場合に、前記撹拌工程による被分解物の撹拌を継続しながら苛性ソーダ溶液を反応炉内へ供給する苛性ソーダ供給工程と、
前記撹拌工程による被分解物の攪拌を継続しつつ、反応炉の内部温度が一次反応温度にまで達した場合に反応炉を外部から加熱して、その反応炉の内部温度を二次反応温度にまで上昇させて、その二次反応温度の下で反応ガスを発生させる加熱反応工程と、
その加熱反応工程で発生した反応ガスを冷却して液状分解生成物を回収する回収工程とを備えていることを特徴とするＰＣＢ処理方法。
前記収容工程では、水素供与物であるプラスチック廃材若しくは廃棄タイヤ又はこれらを組み合わせた炭化水素化合物の廃材の収容重量がＰＣＢ含有物の重量の１．２倍から２．０倍であり、
前記熱分解工程では、乾留温度が４００℃から８００℃の範囲であることを特徴とする請求項１記載のＰＣＢ処理方法。
前記一次反応温度は７０℃から１００℃の範囲であり、
前記加熱反応工程における二次反応温度は３００℃から４００℃の範囲であることを特徴とする請求項２記載のＰＣＢ処理方法。
前記加熱反応工程では、反応炉の内部の気圧を３．０ｋｇｆ／ｃｍ^２から４．５ｋｇｆ／ｃｍ^２の範囲に調節させることを特徴とする請求項３記載のＰＣＢ処理方法。
内部に空間を有し、その空間内に存在する気体、ＰＣＢ含有物を有する被乾留物、及び、その被乾留物中のＰＣＢ含有物の重量以上の水素供与物であるプラスチック廃材若しくは廃棄タイヤ又はこれらを組み合わせた炭化水素化合物の廃材を一緒に収容可能で、且つ、その空間内にて密閉かつ低酸素雰囲気で乾留可能に形成される乾留炉と、
その乾留炉を加熱してその乾留炉の内部温度を乾留温度にまで加熱し、その乾留温度を維持させる乾留加熱装置と、
その乾留加熱装置により加熱される前記乾留炉から乾留ガスを導入して冷却し、その乾留ガスから油分を分離する油分離装置と、
その油分離装置により分離された油分に、生石灰、及び、触媒として機能するアルミニウム金属粉末が添加されている混合物である被分解物を、密閉状態にて収容可能に形成される反応炉と、
その反応炉内で被分解物を攪拌することでその被分解物を反応させる攪拌装置と、
その攪拌装置により攪拌されている被分解物の反応熱によって前記反応炉の内部温度が一次反応温度に達する場合に、前記反応炉内へ苛性ソーダ溶液を供給する苛性ソーダ供給装置と、
その苛性ソーダ供給装置により苛性ソーダ溶液が供給される前記反応炉の内部温度を二次反応温度にまで加熱してその二次反応温度を維持させる加熱反応装置と、
その加熱反応装置の加熱に伴って前記反応炉内で気化したガスをその反応炉から導入させて冷却して液状分解生成物を回収する回収装置とを備えていることを特徴とするＰＣＢ処理装置。
請求項１から４のいずれかに記載のＰＣＢ処理方法を実行可能に形成されていることを特徴とする請求項５記載のＰＣＢ処理装置。