JP4139854B2 - Pcbの分解処理装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、液状PCB(ポリ塩素化ビフェニル)を加熱して分解するPCBの分解処理装置に関する。さらに詳述すると、本発明は、高炉などの加熱装置を利用して液状PCBを加熱分解する分解処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
液状PCB(以下、「PCB」と略称する)は優れた電気絶縁特性を有するため過去において電気絶縁体として広く利用されていた。しかし、PCBは使用後廃棄されても分解せず、大気・水・土壌などを汚染し、食品を介して人体に入り、人体でも分解されにくく排泄も遅いため蓄積してしまう。そこで、現存するPCBを無害化するための処理が望まれている。
【0003】
PCBを分解して無害化するには、一般に加熱装置により加熱分解する手法が採用されている。その条件としては例えば表1に示すようなものとなる。この表からも明らかなように、PCBの分解率を高めるためには加熱温度を高めると共にPCBの加熱装置での滞留時間を長くする必要がある。
【表1】
しかし、PCBの加熱温度を高めようとしても加熱装置の耐熱性やエネルギ使用量の点から限界があり、現実的には1500℃程度が上限になってしまう。このため、PCBの分解率をより高めるためには、加熱装置をできるだけ高温に維持した上で、加熱装置におけるPCBの滞留時間を長くすることが望まれる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特に竪型の炉等を利用してPCBを加熱する場合は、炉の上からPCBを落下させても直ぐに下部に達してしまうので、滞留時間は例えば0.5秒以下になってしまいPCBの分解率を上げることが困難である。
【0005】
そこで、本発明は、竪型の炉等でもPCBの滞留時間を長くすることができるPCBの分解処理装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、請求項1の発明は、PCBを加熱分解するPCBの分解処理装置において、加熱手段と、該加熱手段による加熱雰囲気中にPCBを供給する供給手段と、PCBに対して親和性を有すると共に加熱雰囲気での耐熱性を有する多孔質体から成り、尚かつ加熱雰囲気中に配置されて供給手段から供給されたPCBを保持して加熱雰囲気中に一時的に滞留させる滞留手段とを備えるようにしている。
【0007】
滞留手段はPCBに対して親和性を有するので、PCBは途中で滴り落ちること無く滞留手段によって保持される。したがって、加熱空間での滞留時間を長くすることができる。また、PCBが多孔質体の内部に保持されるので、容器に溜められたり溝状の流路をそのまま流れる場合に比べてPCBと加熱空気との接触面積を増やすことができる。このため、PCBと酸素との接触面積を大きくすることができると共に加熱雰囲気の熱をPCBに効率良く供給できるので、PCBの分解反応を促進することができる。
【0008】
また、請求項2の発明は、請求項1記載のPCBの分解処理装置において、滞留手段は上下方向に複数配置されると共に、各滞留手段の間には上側の滞留手段から滴下されたPCBを加熱雰囲気中に滞留させながら下側の滞留手段に案内する案内手段を有するようにしている。したがって、PCBが案内手段により複数の滞留手段によって順に保持されるようになるので、加熱雰囲気中に長時間滞留されるようになる。また、PCBは案内手段で案内されることによっても加熱雰囲気中に滞留される。
【0009】
また、請求項3の発明は、請求項2記載のPCBの分解処理装置において、滞留手段は水平に設置され上方から供給されたPCBを中央部から落下させるものであると共に、案内手段は水平に設置され上方から供給されたPCBを周縁から落下させるものであり、尚かつ滞留手段および案内手段が上下方向に順に配置されるようにしている。この場合、分解処理装置の上方から供給されたPCBは滞留手段により中央部に集められて滴下される。この滴下されたPCBは直ぐ下に配置された案内手段により受けられて、その周縁から滴下される。さらに、この滴下したPCBは直ぐ下に配置された滞留手段により受けられて、滞留手段と案内手段とにより交互に受けられることが1回以上行われる。これにより、PCBは落下する動きに加えて水平方向にも移動されるので、加熱空間での滞留時間を長くすることができる。
【0010】
さらに、請求項4の発明は、請求項2記載のPCBの分解処理装置において、滞留手段および案内手段は板状で各々の下面に下方に突出した滴下部を有すると共に、上下に隣り合う滞留手段および案内手段の滴下部同士を水平方向にずらして設置されるようにしている。したがって、滞留手段および案内手段のPCBが滴下される位置と該滞留手段および案内手段からPCBを滴下する位置とが水平方向にずれているので、当該滞留手段および案内手段に保持される時間が長く成り加熱雰囲気中での滞留時間を長くすることができる。
【0011】
ここで、請求項5の発明は、請求項4記載のPCBの分解処理装置において、滞留手段の滴下部は該滞留手段の下面の中央に位置すると共に、案内手段の滴下部は該案内手段の下面の周縁に位置するようにしている。したがって、滞留手段および案内手段のPCBが滴下される位置と該滞留手段および案内手段からPCBを滴下する位置とが水平方向にずれているので、当該滞留手段および案内手段に保持される時間が長く成り加熱雰囲気中での滞留時間を長くすることができる。
【0012】
また、請求項6の発明は、請求項2記載のPCBの分解処理装置において、滞留手段および案内手段は板状であると共に、水平から僅かに傾斜させて傾斜方向を交互に変えて上下方向に交互に配置されて、尚かつ上下に隣り合う滞留手段および案内手段のうちの上側の手段の最下部の真下に下側の手段の最上部より僅かに低い部分を位置させて配置されるようにしている。この場合、最上段の滞留手段または案内手段に供給されたPCBは、その手段に保持されて一時的に滞留した後、その最下部から滴り落ちる。そのPCBは次の手段の最上部より僅かに低い部分に落ちて、当該手段により水平方向に移動しながら滞留して最下部から滴り落ちる。これを繰り返すことにより、PCBは最下段の滞留手段または案内手段の最下部から滴り落ちるまでに加熱分解されるようになる。よって、PCBは水平方向に移動しながら保持されるので、加熱空間での滞留時間を長くしてPCBを高率で分解することができる。
【0013】
そして、請求項7の発明は、請求項2から5までのいずれか記載のPCBの分解処理装置において、案内手段はPCBを周縁から滴下する板であるようにしている。この場合は、水平移動する距離を最大限に採ることができるので滞留時間を長くすることができる。また、請求項8の発明は、請求項2から7までのいずれか記載のPCBの分解処理装置において、案内手段はPCBおよび加熱雰囲気を流通させる少なくとも1個の貫通孔を有する多孔板であるようにしている。この場合は、案内手段中を加熱雰囲気が通過できるので、PCBと空気をより積極的に接触できると共にPCBの加熱を図ることができる。よって、PCBの加熱分解を促進することができる。
【0014】
一方、請求項9の発明は、請求項1記載のPCBの分解処理装置において、滞留手段は板状で上下方向に複数配置されると共に各下面に下方に突出した滴下部を有するものであり、尚かつ上下に隣り合う滞留手段の滴下部同士が水平方向にずらされると共に上側の滞留手段の滴下部の真下に下側の滞留手段を配置するようにしている。したがって、PCBが複数の滞留手段によって順に保持されるようになるので、加熱雰囲気中に長時間滞留されるようになる。
【0015】
あるいは、請求項10の発明は、請求項9記載のPCBの分解処理装置において、滞留手段は、水平から僅かに傾斜させて傾斜方向を交互に変えて上下方向に配置されて、尚かつ上下に隣り合う滞留手段のうちの上側の滞留手段の最下部の真下に下側の滞留手段の最上部より僅かに低い部分を位置させて配置されるようにしている。この場合、最上段の滞留手段に供給されたPCBは、その滞留手段に保持されて一時的に滞留されてから、その最下部から滴り落ちる。滴り落ちたPCBは次の段の滞留手段の最上部より僅かに低い部分に滴下されて、当該滞留手段に保持されて一時的に滞留されてから、その最下部から滴り落ちる。これを繰り返すことにより最下段の滞留手段の最下部から滴り落ちるまでにPCBが加熱分解される。これによっても、PCBは落下する動きに加えて水平方向にも移動されるので、加熱空間での滞留時間を長くしてPCBを高率で分解することができる。
【0016】
さらに、請求項11の発明は、請求項1から10までのいずれか記載のPCBの分解処理装置において、滞留手段は集積成形セラミックス多孔体であるようにしている。この場合、滞留手段の大きさやPCBの処理量に応じた空隙率の滞留手段を任意に成形することができる。ここで、本明細書中で集積成形セラミックス多孔体とは、ノズルから押し出されたセラミックス質の線を集積させ、その線間に生ずる空孔をもって多孔体としたものである。
【0017】
そして、請求項12の発明は、請求項11記載のPCBの分解処理装置において、滞留手段は糸状のセラミックを円形状に旋回させて集積させたセラミックヌードル(例えば、商品名アクトサーミック、株式会社神戸製鋼所製)であるようにしている。セラミックヌードルは、多数のコイルばねを重ねたような形状をしており、高い熱衝撃性を有している。また、セラミックヌードルは同じ材質から成るハニカム成形体に比べて熱衝撃性能を高めることができる。
【0018】
滞留手段をセラミックヌードルにした場合、糸径や旋回径や集積パターンの違いにより異なる空隙率の滞留手段を得ることができる。例えば糸径を1.0、1.5、2.0mm等のいずれかに変更すると共に、集積パターンを変更することにより、空隙率を40〜80%で調整することができる。よって、PCBの処理量に応じた空隙率の滞留手段を任意に成形することができる。
【0019】
あるいは、請求項13の発明では、請求項11記載のPCBの分解処理装置において、滞留手段は糸状のセラミックを格子状に集積させたものにしている。この場合も、糸径や線間隔や格子の重なり角度など集積パターンの違いにより異なる空隙率の滞留手段を得ることができる。よって、PCBの処理量に応じた空隙率の滞留手段を選択することができる。
【0020】
ここで、集積成形セラミックス多孔体としては、請求項14の発明のようにムライト製、あるいは請求項15の発明のようにアルミナ製にすることができる。ムライトおよびアルミナの融点は1800℃以上であると共に軟化温度は1450℃を超えているので、ここでの加熱雰囲気での耐熱性を有することができる。ムライトは組成式3Al2O3・2SiO2で表され、組成比はAl2O3:76.6wt%、2SiO2:23.1wt%である。
【0021】
また、請求項16の発明のように滞留手段をポーラス状の材質から成るブロック体にしたり、あるいは請求項17の発明のようにポーラス状の材質から成るハニカム構造体であるようにしても良い。これらの場合も、PCBと加熱空気との接触面積を増やすことができるので、PCBと酸素との接触面積を大きくすると同時に加熱雰囲気の熱をPCBに効率良く供給できる。よって、PCBの分解反応を促進してPCBの分解率を高めることができる。
【0022】
一方、このPCBの分解処理装置では、請求項18の発明のように加熱手段は高炉の燃焼部であると共に、供給手段および滞留手段は高炉内に設置されるようにすることが好ましい。これによれば、高炉の熱エネルギをPCBの加熱分解に直接利用することができるので、損失する熱エネルギが少なく分解効率を高めることができる。また、PCBの分解率を99.9999%以上にするための加熱温度として好ましい1000〜1450℃にPCBを加熱することができる。
【0023】
そして、請求項19の発明のようにPCBを加熱する温度は1000〜1450℃であると共に、PCBを加熱する時間は1.0〜3.5秒であるようにすることが好ましい。この範囲であれば、PCBの分解率を99.9999%以上にすることが可能になる。PCBの分解率を99.9999%以上にするためには、加熱温度が例えば1450℃であれば滞留時間は1.0秒で良く、また滞留時間が例えば3.5秒であれば加熱温度は1000℃で良い。
【0024】
また、PCBの分解率を99.9999%以上にするための加熱温度としては、好ましくは1000〜1450℃であるが、より好ましくは1200〜1400℃である。1000℃未満の加熱温度で分解率を99.9999%以上にするためには滞留時間を例えば3.5秒を超える程度に長くしなければならず、PCBの経路が長くなって分解処理装置が大型化してしまい好ましくない。また、1450℃を超えた加熱温度では、セラミックス製の滞留手段が変形する恐れがあるので好ましくない。
【0025】
さらに、PCBの分解率を99.9999%以上にするための滞留時間としては、好ましくは1.0〜3.5秒であるが、より好ましくは2.0〜3.5秒である。1.0秒未満の滞留時間で分解率を99.9999%以上にするためには加熱温度を1450℃を超える程度に高くしなければならず好ましくない。また、3.5秒を超えた滞留時間では、PCBの経路が長くなって分解処理装置が大型化してしまい好ましくない。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。本発明のPCBの分解処理装置1は、PCB2を加熱分解するものであり、加熱手段19と、該加熱手段19による加熱雰囲気16中にPCB2を供給する供給手段7と、加熱雰囲気16中に配置されると共に供給手段7から供給されたPCB2を保持して加熱雰囲気16中に一時的に滞留させる滞留手段3とを備えるようにしている。滞留手段3は、PCB2に対して親和性を有すると共に、加熱雰囲気16での耐熱性を有する多孔質体から成る。
【0027】
よって、滞留手段3はPCB2に対して親和性を有するので、PCB2は途中で滴り落ちること無く滞留手段3によって保持される。したがって、加熱空間4での滞留時間を長くすることができる。また、PCB2が多孔質体の内部に保持されるので、容器に溜められたり溝状の流路をそのまま流れる場合に比べてPCB2と加熱雰囲気16との接触面積を増やすことができる。このため、PCB2と酸素との接触面積を大きくすることができると共に加熱雰囲気16の熱をPCB2に効率良く供給できるので、PCB2の分解反応を促進することができる。これらの理由からPCB2の分解率を高めることができる。
【0028】
また、滞留手段3は上下方向に複数配置されると共に、各滞留手段3の間には上側の滞留手段3から滴下されたPCB2を加熱雰囲気16中に滞留させながら下側の滞留手段3に案内する案内手段5を有するようにしている。
【0029】
滞留手段3は水平に設置され上方から供給されたPCB2を中央部から落下させるものであると共に、案内手段5は水平に設置され上方から供給されたPCB2を周縁から落下させるものとしている。そして、滞留手段3および案内手段5が上下方向に順に配置されている。このため、分解処理装置1の上方から供給されたPCB2は滞留手段3により中央部に集められて滴下される。この滴下されたPCB2は直ぐ下に配置された案内手段5により受けられて、その周縁から滴下される。さらに、この滴下したPCB2は直ぐ下に配置された滞留手段3により受けられて、滞留手段3と案内手段5とにより交互に受けられることが1回以上行われる。これにより、PCB2は落下する動きに加えて水平方向にも移動されるので、加熱空間4での滞留時間を長くすることができる。
【0030】
滞留手段3は例えば円盤状とされている。そして、滞留手段3に上方から十分な量のPCB2を供給して滞留手段3の全体に保持させることにより、保持されたPCB2は中央部から滴下するようになる。これは、PCB2が滞留手段3の全域で保持されて一塊の液体となることから、PCB2の全体が表面張力で中央部に集まろうとして中央部から滴下するものと推測される。あるいは、この滞留手段3は周縁部を支持されることにより中央部が僅かに下方に突出するように撓んでいるために、PCB2が中央部から滴下するとも推測される。
【0031】
案内手段5は例えば円盤状とされている。このため、案内手段5に上方から供給されたPCB2は周縁から落下される。すなわち、この案内手段5は中央に滴下されたPCB2を周囲に分散する分散部材として機能する。また、案内手段5の全体を上方に撓ませた形状にして、中央部が最も高くなるように設置しても良い。この場合は、中央部に滴下されたPCB2が容易に周囲に分散される。
【0032】
本実施形態では、3枚の滞留手段3と2枚の案内手段5とが交互に配置されている。さらに、最上段の滞留手段3の上方には供給手段7が設置されている。供給手段7は、多数の吐出口6を有する供給管としている。この供給手段7からPCB2を供給する流量は、PCB2が滞留手段3の全域で保持されて中央部から滴下する程度にする。
【0033】
供給手段7から供給されたPCB2は最上段の滞留手段3で中央部に集められて滴下する。この滴下したPCB2は直ぐ下に配置された案内手段5により受けられて、その周縁から滴下される。さらに、この滴下したPCB2は直ぐ下に配置された滞留手段3により受けられて、以下同様に滞留手段3では中央部から滴下し、案内手段5では周縁から滴下することを繰り返す。これにより、PCB2は落下する動きに加えて水平方向にも移動されるので、加熱空間4での滞留時間を長くすることができる。
【0034】
滞留手段3は、集積成形セラミックス多孔体により形成されている。この集積成形セラミックス多孔体は例えばムライト製であり、ここでは糸状のセラミックを円形状に旋回させて集積させたいわゆるセラミックヌードルを使用している。このため、糸径や旋回径や集積パターンの違いにより異なる空隙率の滞留手段3を得ることができる。よって、PCB2の処理量に応じた空隙率の滞留手段3を任意に成形することができる。
【0035】
本実施形態の分解処理装置1では、加熱手段19は高炉8の燃焼部であると共に、供給手段7および滞留手段3は高炉8内に設置されている。また、燃焼雰囲気16は高炉8の燃焼ガス(以下、燃焼ガス16とも言う)である。この高炉8は、筒状で上側に炉口部9を有する炉部10と、炉部10の下部に形成された炉床部11と、炉床部11の上側に形成されて燃焼用空気12を送り込む羽口13と、炉部10の下部にコークス14を供給する供給筒15とを備えたものとしている。そして、供給筒15から供給されたコークス14が炉部10の炉床上に堆積されて羽口13から吹き込まれる空気12により燃焼される。燃焼ガス16は炉部10を上方に流れて炉口部9から排出される。これら炉床部11と羽口13と供給筒15との構成は、既知の高炉のものと同様であるので詳細な説明を省略する。
【0036】
炉部10の耐火耐熱材から成る内壁面17には、滞留手段3および案内手段5を上下に間隔を空けて水平に支持するブロック18が形成されている。各ブロック18の表面は炉部10の内壁面17と同等の耐熱性を有するものとしている。また、供給手段7は炉部10の炉壁を貫通すると共に、先端部はブロック18に支持されている。
【0037】
滞留手段3を支持するブロック18は、内壁面17の周方向に沿って円環状に設けられている。このため、燃焼ガス16が滞留手段3の内部を通過するようになるので、滞留手段3を効率良く加熱することができる。また、場合によっては、ブロック18を内壁面17の周方向に沿って複数に分離して設けても良い。この場合は、このため、燃焼ガス16が滞留手段3の縁とブロック18同士の間の空間を通過するようになるので、圧損を減らすことができる。
【0038】
また、案内手段5を支持するブロック18は、内壁面17の周方向に沿って複数に分離されて設けられている。このため、燃焼ガス16が案内手段5の縁とブロック18同士の間の空間を通過するようになる。
【0039】
また、特に図示していないが、PCB2の分解を促進するためにPCB2に酸素もしくは空気を与える手段を羽口13とは別個に設けても良い。例えば、最下段の滞留手段3の下方近傍の炉壁を貫通する口を形成して、この口から酸素もしくは空気を供給するようにする。
【0040】
PCB2の分解率を99.9999%以上にするためには、加熱温度が例えば1450℃であれば滞留時間は1.0秒で良く、また滞留時間が例えば3.5秒であれば加熱温度は1000℃で良い。本実施形態では高炉8の熱を利用しているので、PCB2の分解率を99.9999%以上にするための加熱温度として好ましい1000〜1450℃にPCB2を加熱することができる。
【0041】
上述した分解処理装置1によりPCB2を分解する手順を以下に説明する。
【0042】
予め供給筒15からコークス14を供給しておき、羽口13から燃焼用空気12を送り込んで燃焼させる。このときの燃焼ガス16により、滞留手段3および案内手段5を加熱しておく。そして、滞留手段3および案内手段5が例えば1000〜1450℃まで加熱されたら供給手段7からPCB2を供給する。供給されたPCB2は、滞留手段3の内部あるいは表面を伝って移動し中央部から滴下されることと案内手段5により周縁から滴下されることを繰り返す。そして、最下段の滞留手段3から滴り落ちる前にPCB2は加熱分解される。PCB2は滞留手段3および案内手段5により案内されることにより、炉内で1.0〜3.5秒間滞留できる。このため、PCB2を99.9999%以上の高い割合で分解することができる。
【0043】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば本実施形態では滞留手段3は集積成形セラミックス多孔体としているが、これには限られずポーラス状の材質から成るブロック体やハニカム構造体としても良い。これらの場合もPCB2と加熱雰囲気16との接触面積を大きくできるので、PCB2と酸素との接触面積を大きくすることができると共に加熱雰囲気16の熱をPCB2に効率良く供給でき、PCB2の分解反応を促進してPCB2の分解率を高めることができる。
【0044】
また、本実施形態では3枚の滞留手段3と2枚の案内手段5とを備えているが、枚数はこれに限られずPCB2を高率で分解できる滞留時間を確保することができれば良く、例えば滞留手段3および案内手段5の面積等によっても変わってくる。
【0045】
さらに、本実施形態では滞留手段3および案内手段5を各々ブロック18により支持しているが、これには限られず例えば隣接する複数の滞留手段3および案内手段5をカートリッジとして一体化して、これを最下段のブロック18のみで支持するようにしても良い。この場合、炉部10の側部に炉部10の内外を連通したり閉塞したり可能な出入部を形成しておき、該出入部からカートリッジを出し入れすることが好ましい。
【0046】
そして、本実施形態では滞留手段3をいずれもムライト製としているが、これには限られずアルミナ製あるいはコージェライト製としても良い。コージェライトは組成式2Al2O3・5SiO2・2MgOで表され、組成比はAl2O3:34.3wt%、SiO2:51.0wt%、MgO:13.2wt%である。また、全ての滞留手段3を同一材質から成るものとしているが、これには限られず滞留手段3の材質を下層と上層とで異ならせても良い。すなわち、加熱雰囲気16の温度の高い下層はムライトやアルミナのような融点の高い材質、加熱雰囲気16の温度が下層よりも低い上層はコージェライトのような融点の比較的低い材質を使用する。特にコージェライトは融点は1450℃であるが材質が軟化する温度はそれより低いため、上層に用いることが好ましい。
【0047】
さらに、上層と下層とで滞留手段3の多孔質体の空隙度を異ならせても良い。例えば下層は空隙度を高くして加熱ガス16を通過させ易くし、上層は空隙度を低くしてPCB2の加熱効率を高めるようにする。
【0048】
また、本実施形態では案内手段5は円状の周縁のみから滴下する孔の無い板状としているが、これには限られず例えば周縁に切り欠きを設けても良い。あるいは、案内手段5の周囲に放射状の支持脚を形成して、該支持脚をブロック18に支持させるようにしても良い。これらの場合は、案内手段5を支持するブロック18が円環状に形成されていても、切り欠きあるいは支持脚とブロック18との間の空間から加熱ガス16を通過させることができる。
【0049】
また、案内手段5がPCB2および加熱雰囲気16を流通させる少なくとも1個の貫通孔を有する例えばセラミックス製の多孔板であるようにしても良い。この場合は、案内手段5に滴下されたPCB2は、周縁から滴り落ちるかあるいは貫通孔を通過して滴下する。さらに、案内手段5が多孔板であるので、案内手段5中を加熱雰囲気16が通過できる。このため、PCB2と酸素をより十分に接触できると共にPCB2の加熱を図ることができ、また加熱雰囲気16の流れを良くして加熱手段19の加熱における圧損を低減できる。
【0050】
さらに、案内手段5を多孔板にしたときの透孔の配置は、周縁近傍に偏在したものにすることが好ましい。すなわち、この多孔板の透孔は、中央寄りの部分では通気性が小さいと共に周縁寄りの部分では通気性が大きくなるように形成することが好ましい。これによれば、上段の滞留手段3から中央部に滴下されたPCB2は、直ぐには透孔から滴り落ちずに周縁側に流れて行き徐々に滴り落ちるようになり滞留時間を延ばすことができる。
【0051】
また、上述した実施形態では滞留手段3および案内手段5は水平に設置した円形の平板状としているが、これには限られず滞留手段3および案内手段5は各下面に下方に突出した滴下部を有すると共に、上下に隣り合う滞留手段3および案内手段5の滴下部同士を水平方向にずらして設置するようにしても良い。
【0052】
例えば、滞留手段3の滴下部を該滞留手段3の下面の中央に位置させると共に、案内手段5の滴下部を該案内手段5の下面の周縁に位置させても良い。この場合は、滞留手段3は中央部を下方に湾曲した形状にする。また、案内手段5は中央部が上方に撓んだ形状にする。若しくは、滞留手段3および案内手段5は、図3に示すように水平から僅かに傾斜させて傾斜方向を交互に変えて上下方向に交互に配置されて、尚かつ上下に隣り合う滞留手段3および案内手段5のうちの上側の手段の最下部の真下に下側の手段の最上部より僅かに低い部分を位置させて配置されるようにしても良い。いずれの場合も、PCB2は落下する動きに加えて水平方向にも移動されるので、加熱空間4での滞留時間を長くしてPCB2の加熱分解を促進することができる。
【0053】
さらに、本実施形態では滞留手段3の間に案内手段5を配置しているが、これには限られず案内手段5は無くても良い。例えば図2に示すように、水平から僅かに傾斜させた滞留手段3を傾斜方向を交互に変えて上下方向に配置するようにしても良い。この場合、上下に隣り合う滞留手段3,3のうちの上側の滞留手段3の最下部の真下に下側の滞留手段3の最上部より僅かに低い部分が位置するように水平方向にずらして配置する。また、供給手段7の吐出口6は、最上段の滞留手段3の最上部より僅かに低い部分にPCB2を供給するように形成する。
【0054】
これによれば、供給手段7から最上段の滞留手段3に供給されたPCB2は、その滞留手段3に保持されて一時的に滞留されてから、その最下部から滴り落ちる。滴り落ちたPCB2は次の段の滞留手段3の最上部より僅かに低い部分に滴下されて、当該滞留手段3に保持されて一時的に滞留されてから、その最下部から滴り落ちる。これを繰り返すことにより最下段の滞留手段3の最下部から滴り落ちる前にPCBが加熱分解される。この場合も、PCB2は落下する動きに加えて水平方向にも移動されるので、加熱空間4での滞留時間を長くしてPCB2を高率で分解することができる。
【0055】
また、上述した各実施形態では、滞留手段3および案内手段5は円形としているが、これには限られず矩形や多角形あるいは筒状若しくは中実の棒形状であっても良い。滞留手段3および案内手段5が例えば長方形である場合は、高炉8の炉部10が通常は円筒形状であることから滞留手段3および案内手段5の周縁と内壁面17との間に弓形の隙間が形成される。そして、この隙間を通って燃焼ガスが上方に流れるので、滞留手段3および案内手段5に加熱雰囲気16が十分に供給される。よって、PCB2に対して熱および酸素が十分に与えられるので、PCB2の分解反応を促進することができる。さらに、滞留手段3および案内手段5が例えば棒形状である場合は、傾斜方向に沿って例えば数本を並列に配列させるようにする。
【0056】
さらに、上述した各実施形態では、滞留手段3および案内手段5を高炉8に設置しているが、これには限られず1000〜1450℃程度に加熱できる焼却炉等の加熱装置の全般に設置することができる。
【0057】
【発明の効果】
上述したように本発明の請求項1のPCBの分解処理装置によれば、滞留手段はPCBに対して親和性を有するので、PCBは途中で滴り落ちること無く滞留手段によって保持される。したがって、加熱空間での滞留時間を長くすることができる。また、PCBが多孔質体の内部に保持されるので、容器に溜められたり溝状の流路をそのまま流れる場合に比べてPCBと加熱空気との接触面積を増やすことができる。このため、PCBと酸素との接触面積を大きくすることができると共に加熱雰囲気の熱をPCBに効率良く供給できるので、PCBの分解反応を促進することができる。これらの理由からPCBの分解率を高めることができる。
【0058】
また、請求項2のPCBの分解処理装置によれば、PCBが案内手段により複数の滞留手段によって順に保持されるようになるので、加熱雰囲気中に長時間滞留されるようになる。また、PCBは案内手段で案内されることによっても加熱雰囲気中に滞留される。
【0059】
また、請求項3のPCBの分解処理装置によれば、滞留手段と案内手段とにより交互に受けられることが1回以上行われる。これにより、PCBは落下する動きに加えて水平方向にも移動されるので、加熱空間での滞留時間を長くすることができる。
【0060】
さらに、請求項4のPCBの分解処理装置によれば、滞留手段および案内手段のPCBが滴下される位置と該滞留手段および案内手段からPCBを滴下する位置とが水平方向にずれているので、当該滞留手段および案内手段に保持される時間が長く成り加熱雰囲気中での滞留時間を長くすることができる。
【0061】
ここで、請求項5のPCBの分解処理装置によれば、滞留手段および案内手段のPCBが滴下される位置と該滞留手段および案内手段からPCBを滴下する位置とが水平方向にずれているので、当該滞留手段および案内手段に保持される時間が長く成り加熱雰囲気中での滞留時間を長くすることができる。
【0062】
また、請求項6のPCBの分解処理装置によれば、最上段の滞留手段または案内手段に供給されたPCBは、その手段に保持されて一時的に滞留した後、その最下部から滴り落ちる。そのPCBは次の手段の最上部より僅かに低い部分に落ちて、当該手段により水平方向に移動しながら滞留して最下部から滴り落ちる。これを繰り返すことにより、PCBは最下段の滞留手段または案内手段の最下部から滴り落ちるまでに加熱分解されるようになる。よって、PCBは水平方向に移動しながら保持されるので、加熱空間での滞留時間を長くしてPCBを高率で分解することができる。
【0063】
そして、請求項7のPCBの分解処理装置によれば、案内手段はPCBを周縁から滴下する板であるので、水平移動する距離を最大限に採ることができ滞留時間を長くすることができる。また、請求項8のPCBの分解処理装置によれば、案内手段はPCBおよび加熱雰囲気を流通させる少なくとも1個の貫通孔を有する多孔板であるので、案内手段中を加熱雰囲気が通過でき、PCBと空気をより積極的に接触できると共にPCBの加熱を図ることができる。よって、PCBの加熱分解を促進することができる。
【0064】
一方、請求項9のPCBの分解処理装置によれば、PCBが複数の滞留手段によって順に保持されるようになるので、加熱雰囲気中に長時間滞留されるようになる。
【0065】
あるいは、請求項10のPCBの分解処理装置によれば、最上段の滞留手段に供給されたPCBは、その滞留手段に保持されて一時的に滞留されてから、その最下部から滴り落ちる。滴り落ちたPCBは次の段の滞留手段の最上部より僅かに低い部分に滴下されて、当該滞留手段に保持されて一時的に滞留されてから、その最下部から滴り落ちる。これを繰り返すことにより最下段の滞留手段の最下部から滴り落ちるまでにPCBが加熱分解される。これによっても、PCBは落下する動きに加えて水平方向にも移動されるので、加熱空間での滞留時間を長くしてPCBを高率で分解することができる。
【0066】
さらに、請求項11のPCBの分解処理装置によれば、滞留手段の大きさやPCBの処理量に応じた空隙率の滞留手段を任意に成形することができる。
【0067】
そして、請求項12のPCBの分解処理装置によれば、滞留手段をセラミックヌードルにしているので、糸径や旋回径や集積パターンの違いにより異なる空隙率の滞留手段を得ることができる。よって、PCBの処理量に応じた空隙率の滞留手段を任意に成形することができる。
【0068】
あるいは、請求項13のPCBの分解処理装置によれば、滞留手段は糸状のセラミックを格子状に集積させたものにしているので、糸径や線間隔や格子の重なり角度など集積パターンの違いにより異なる空隙率の滞留手段を得ることができる。よって、PCBの処理量に応じた空隙率の滞留手段を選択することができる。
【0069】
ここで、集積成形セラミックス多孔体としては、請求項14の発明のようにムライト製、あるいは請求項15の発明のようにアルミナ製にすることができる。ムライトおよびアルミナの融点は1800℃以上であると共に軟化温度は1450℃を超えているので、ここでの加熱雰囲気での耐熱性を有することができる。
【0070】
また、請求項16の発明によれば滞留手段をポーラス状の材質から成るブロック体にし、あるいは請求項17の発明によればポーラス状の材質から成るハニカム構造体にているので、PCBと加熱空気との接触面積を増やすことができ、PCBと酸素との接触面積を大きくすると同時に加熱雰囲気の熱をPCBに効率良く供給できる。よって、PCBの分解反応を促進してPCBの分解率を高めることができる。
【0071】
一方、請求項18のPCBの分解処理装置によれば、高炉の熱エネルギをPCBの加熱分解に直接利用することができるので、損失する熱エネルギが少なく分解効率を高めることができる。また、PCBの分解率を99.9999%以上にするための加熱温度として好ましい1000〜1450℃にPCBを加熱することができる。
【0072】
そして、請求項19のPCBの分解処理装置によれば、PCBを加熱する温度は1000〜1450℃であると共にPCBを加熱する時間は1.0〜3.5秒であるようにしているので、PCBの分解率を99.9999%以上にすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のPCBの分解処理装置の一実施形態を示す中央縦断面図である。
【図2】PCBの分解処理装置の他の実施形態における多孔質体の配置を示す概略図である。
【図3】PCBの分解処理装置の更に他の実施形態における多孔質体の配置を示す概略図である。
【符号の説明】
1 PCBの分解処理装置
2 液状PCB
3 滞留手段
4 加熱空間
5 案内手段
7 供給手段
16 加熱雰囲気
19 加熱手段
Claims (19)
- 液状PCBを加熱分解するPCBの分解処理装置において、前記加熱手段と、該加熱手段による加熱雰囲気中に前記液状PCBを供給する供給手段と、前記液状PCBに対して親和性を有すると共に前記加熱雰囲気での耐熱性を有する多孔質体から成り、尚かつ前記加熱雰囲気中に配置されて前記供給手段から供給された前記液状PCBを保持して前記加熱雰囲気中に一時的に滞留させる滞留手段とを備えることを特徴とするPCBの分解処理装置。
- 前記滞留手段は上下方向に複数配置されると共に、各前記滞留手段の間には上側の前記滞留手段から滴下された前記液状PCBを前記加熱雰囲気中に滞留させながら下側の前記滞留手段に案内する案内手段を有することを特徴とする請求項1記載のPCBの分解処理装置。
- 前記滞留手段は水平に設置され上方から供給された前記液状PCBを中央部から落下させるものであると共に、前記案内手段は水平に設置され上方から供給された前記液状PCBを周縁から落下させるものであり、尚かつ前記滞留手段および前記案内手段が上下方向に順に配置されていることを特徴とする請求項2記載のPCBの分解処理装置。
- 前記滞留手段および前記案内手段は板状で各々の下面に下方に突出した滴下部を有すると共に、上下に隣り合う前記滞留手段および前記案内手段の前記滴下部同士を水平方向にずらして設置されたことを特徴とする請求項2記載のPCBの分解処理装置。
- 前記滞留手段の前記滴下部は該滞留手段の下面の中央に位置すると共に、前記案内手段の前記滴下部は該案内手段の下面の周縁に位置することを特徴とする請求項4記載のPCBの分解処理装置。
- 前記滞留手段および前記案内手段は板状であると共に、水平から僅かに傾斜させて傾斜方向を交互に変えて上下方向に交互に配置されて、尚かつ上下に隣り合う前記滞留手段および前記案内手段のうちの上側の手段の最下部の真下に下側の手段の最上部より僅かに低い部分を位置させて配置されることを特徴とする請求項2記載のPCBの分解処理装置。
- 前記案内手段は前記液状PCBを周縁から滴下する板であることを特徴とする請求項2から5までのいずれか記載のPCBの分解処理装置。
- 前記案内手段は前記液状PCBおよび前記加熱雰囲気を流通させる少なくとも1個の貫通孔を有する多孔板であることを特徴とする請求項2から7までのいずれか記載のPCBの分解処理装置。
- 前記滞留手段は板状で上下方向に複数配置されると共に各下面に下方に突出した滴下部を有するものであり、尚かつ上下に隣り合う前記滞留手段の前記滴下部同士が水平方向にずらされると共に上側の前記滞留手段の前記滴下部の真下に下側の前記滞留手段を配置したことを特徴とする請求項1記載のPCBの分解処理装置。
- 前記滞留手段は、水平から僅かに傾斜させて傾斜方向を交互に変えて上下方向に配置されて、尚かつ上下に隣り合う前記滞留手段のうちの上側の前記滞留手段の最下部の真下に下側の前記滞留手段の最上部より僅かに低い部分を位置させて配置されることを特徴とする請求項9記載のPCBの分解処理装置。
- 前記滞留手段は集積成形セラミックス多孔体であることを特徴とする請求項1から10までのいずれか記載のPCBの分解処理装置。
- 前記滞留手段は糸状のセラミックを円形状に旋回させて集積させたセラミックヌードルであることを特徴とする請求項11記載のPCBの分解処理装置。
- 前記滞留手段は糸状のセラミックを格子状に集積させたものであることを特徴とする請求項11記載のPCBの分解処理装置。
- 前記集積成形セラミックス多孔体はムライト製であることを特徴とする請求項11から13までのいずれか記載のPCBの分解処理装置。
- 前記集積成形セラミックス多孔体はアルミナ製であることを特徴とする請求項11から13までのいずれか記載のPCBの分解処理装置。
- 前記滞留手段はポーラス状の材質から成るブロック体であることを特徴とする請求項1から10までのいずれか記載のPCBの分解処理装置。
- 前記滞留手段はポーラス状の材質から成るハニカム構造体であることを特徴とする請求項1から10までのいずれか記載のPCBの分解処理装置。
- 前記加熱手段は高炉の燃焼部であると共に、前記供給手段および前記滞留手段は前記高炉内に設置されることを特徴とする請求項1から17までのいずれか記載のPCBの分解処理装置。
- 前記液状PCBを加熱する温度は1000〜1450℃であると共に、前記液状PCBを加熱する時間は1.0〜3.5秒であることを特徴とする請求項1から18までのいずれか記載のPCBの分解処理装置。
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