JP4950609B2

JP4950609B2 - アスベスト廃棄物処理装置

Info

Publication number: JP4950609B2
Application number: JP2006248432A
Authority: JP
Inventors: 健高宮; 守弘長田
Original assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd
Priority date: 2006-09-13
Filing date: 2006-09-13
Publication date: 2012-06-13
Anticipated expiration: 2026-09-13
Also published as: JP2008068192A

Description

本発明は、アスベストを含有するアスベスト廃棄物を溶融又は焼却処理して無害化するとともに、溶融又は焼却処理により発生した排ガスを処理して無害化するアスベスト廃棄物処理装置に関する。

アスベストによる健康障害が発現し、ノンアスベスト製品への代替が急速に進むなか、アスベスト廃棄物が今後大量に発生することが予想される。

従来、アスベスト廃棄物の処分方法としては埋立処分が主流であったが、住民不安を背景とした処分場での受入忌避に加え、今後予定されている処理基準の強化等により、大量のアスベスト廃棄物が滞留し、不法投棄等につながるおそれがある。

そこで、アスベスト廃棄物を安全かつ円滑に処理するために、従来の埋立処分に加え、既存の廃棄物処理装置を利用してアスベスト廃棄物を溶融又は焼却処理することにより無害化する方法が検討されている。

廃棄物処理装置において、アスベスト廃棄物は、溶融炉又は焼却炉で無害化されるが、その一部は無害化されず、排ガス中に混入する。したがって、廃棄物処理装置においては、その排ガスを大気中に放出する前に、排ガスライン内でアスベストを確実に除去する必要がある。

従来の一般的な廃棄物処理装置においても、その排ガスラインにダスト除去のための集塵装置が配置されている。しかし、通常、集塵装置としてはバグフィルタが使用されており（例えば特許文献１）、バグフィルタではその能力上、排ガス中のアスベストを確実に除去することはできない。

これに対して特許文献２には、ダイオキシン類汚染装置の無害化方法において、集塵装置としてバグフィルタに代えて、これより高性能なＨＥＰＡフィルタを用いることが開示されている。しかし、この特許文献２の技術は、ダイオキシン類の無害化に関するものであり、アスベストの無害化に関するものではない。

また、従来の廃棄物処理装置の排ガスラインでは、排ガス中のダスト除去のために、１台の集塵装置を配置しているが、アスベストを含む排ガスを処理する排ガスラインにおいて１台の集塵装置のみでアスベストを除去する場合、その集塵装置にトラブルが発生するとアスベストがそのまま大気中に放出されてしまうことになる。したがって、アスベストを含む排ガスを処理する排ガスラインにおいては集塵装置のトラブル時への対応も必要である。

さらに、排ガスラインのメンテナンスを考慮すると、アスベストで汚染される範囲を極力低減し、また、メンテナンスの頻度を低減できるようにすることも重要である。

加えて、アスベストを無害化処理するにあたり、なるべく既設の装置をそのまま使用し、処理コストを低減することも重要である。
特開２００３−１１２０１２号公報特開２００３−１０２９６４号公報

本発明が解決しようとする課題は、アスベストを溶融又は焼却処理して無害化するにあたり、排ガス中に混入するアスベストを排ガスライン中で確実に除去できるようにすることにある。

他の課題は、排ガスラインに配置される集塵装置にトラブルが発生したとしても、アスベストが大気中に放出されるのを防止できるようにすることにある。

さらに他の課題は、アスベストで汚染される範囲を極力低減し、また、メンテナンスの頻度を低減できるようにすることにある。

さらに他の課題は、アスベストの処理コストを低減することにある。

本発明は、アスベストを含有するアスベスト廃棄物を溶融又は焼却処理するアスベスト廃棄物処理炉と、このアスベスト廃棄物処理炉から排出された排ガスを処理する排ガスラインとを備えたアスベスト廃棄物処理装置において、前記アスベスト廃棄物処理炉として既設の廃棄物溶融炉を使用し、前記排ガスラインが一次集塵装置と、その後段に配置された触媒塔とを備え、前記触媒塔は複数段の触媒層を備え、そのうちの最前段の触媒層のケーシング内に触媒の代わりにＨＥＰＡフィルタが配置されていることを特徴とするものである。

このように、排ガスラインの途中にＨＥＰＡフィルタを配置することで、排ガス中のアスベストを確実に除去することができる。

本発明において、ＨＥＰＡフィルタは、排ガスラインにおいて排ガス中のダスト濃度が１ｍｇ／Ｎｍ^３以下である位置に配置することが好ましい。ダスト濃度が高い位置にＨＥＰＡフィルタを配置するとその交換等のメンテナンス頻度が多くなるが、ダスト濃度が１ｍｇ／Ｎｍ^３以下の位置に配置すれば、長期間の連続使用が可能となり、アスベストに汚染されたＨＥＰＡフィルタの交換等のメンテナンス頻度を低減できる。

また、本発明において排ガスラインは、既設の廃棄物処理装置の排ガスラインと同様に、一次集塵装置と、その後段に配置された触媒塔とを備える。そして、ＨＥＰＡフィルタは一次集塵装置の後段であって、かつ触媒塔内の複数段の触媒層のうちの最前段の触媒層のケーシング内に触媒の代わりに配置する。このように、ＨＥＰＡフィルタを一次集塵装置の後段に配置することにより、ＨＥＰＡフィルタへの負荷が減って長期間の連続使用が可能となり、アスベストに汚染されたＨＥＰＡフィルタの交換等のメンテナンス頻度を低減できる。また、一次集塵装置にトラブルが発生したとしても、アスベストはＨＥＰＡフィルタで除去されるので、大気中に放出されることはない。すなわち、ＨＥＰＡフィルタは一次集塵装置のトラブル時のセーフティネットとなる。また、ＨＥＰＡフィルタを触媒塔内の触媒層の前段に配置することにより、アスベストによる触媒層の汚染が防止でき、定期的な触媒交換作業時の安全性が確保できるとともに、作業負荷も軽減できる。なお、一次集塵装置は、既設の廃棄物処理装置の排ガスラインを利用することを前提とすれば、一般的にはバグフィルタとなる。

さらに、ＨＥＰＡフィルタは、上述のとおり、触媒塔内の複数段の触媒層のうちの最前段の触媒層のケーシング内に触媒の代わりに配置する。すなわち、通常、触媒塔は複数段の触媒層を備えているので、そのうち最前段の触媒層のケーシング内に触媒の代わりにＨＥＰＡフィルタを配置すればよい。ＨＥＰＡフィルタには、粒子状ダイオキシン類の除去能力があるため、触媒を減らしてもダイオキシン類の除去性能は維持できる。なお、触媒塔内に触媒層として使用されていない予備段があれば、その予備段を最前段に配置してそこにＨＥＰＡフィルタを配置する。このように、ＨＥＰＡフィルタを触媒塔内に一体的に配置することで、新たにＨＥＰＡフィルタを配置する設備を設ける必要がなくなり、しかも、プロセス全体のダイオキシン類の除去・分解性能を維持しつつ、省スペース及び低コスト化が実現できる。また、ＨＥＰＡフィルタは触媒塔内の触媒層の前段に配置されるので、触媒層がアスベストで汚染されることもない。

また、本発明においては、ＨＥＰＡフィルタを収納するケーシング内の通過ガス流速を１．０〜１．５Ｎｍ／ｓ、ＨＥＰＡフィルタ部分の通過ガス流速を０．２〜０．５Ｎｍ／ｓとすることが好ましい。ここで、ケーシング内の通過ガス流速とは、図３に示すケーシング内の通過ガス量Ｑ（Ｎｍ^３／ｓ）をケーシング断面積Ａ（ｍ^２）で除したもの、ＨＥＰＡフィルタ部分の通過ガス流速とは、ケーシング内の通過ガス量（Ｎｍ^３／ｓ）をＨＥＰＡフィルタの表面積（ｍ^２）で除したものである。

これらの通過ガス流速は速すぎるとフィルタの目が開き、アスベストの除去率が低下する、一方、通過ガス流速を遅くしようとすると、フィルタ面積及びケーシングが大きくなりコストアップになる、したがって、上述の各通過ガス流速は上記範囲とすることが好ましい。

さらに、本発明においては、ＨＥＰＡフィルタと排ガスのガス流の接触を側流式とすることが好ましい。すなわち、ＨＥＰＡフィルタを、排ガスの通過方向に沿って設けた間隙を介して複数配置し、この構成のもと、排ガスを前記間隙に導入し、その後、前記間隙に隣接するＨＥＰＡフィルタを通過させる。このように、ＨＥＰＡフィルタと排ガスのガス流の接触を側流式とすれば、ケーシング内の通過ガス流速が同じであったとしても、ＨＥＰＡフィルタと排ガスの接触面積が大きくなり、ＨＥＰＡフィルタ部分の通過ガス流速を低下させることができ、十分な除去率を確保できるため、ケーシングをさらにコンパクトにできる。

本発明によれば、以下の効果を奏する。

１．排ガスラインの途中にＨＥＰＡフィルタを配置することにより、排ガス中に混入するアスベストを排ガスライン中で確実に除去できる。

２．ＨＥＰＡフィルタを一次集塵機の後段に配置することにより、ＨＥＰＡフィルタを長寿命化させ、アスベストに汚染されたＨＥＰＡフィルタの交換等のメンテナンス頻度を低減できる。また、ＨＥＰＡフィルタは一次集塵装置のトラブル時のセーフティネットとして活用できる。

３．ＨＥＰＡフィルタを触媒塔の触媒層の前段に配置することにより、触媒層以降のアスベスト汚染を防止でき、汚染範囲を低減できる。

４．ＨＥＰＡフィルタを触媒塔内に一体的に配置することにより、省スペース及び低コスト化が実現できる。

５．ＨＥＰＡフィルタは、既設の廃棄物処理装置の排ガスラインに配置することが可能である。とくに３００℃以上の熱風や蒸気を回収するボイラ等の熱交換器を設置している既設の廃棄物処理装置の場合、ダイオキシン類の除去・分解能力を維持もしくは向上させつつ、安全かつ低コストでアスベストを処理できる。

図１は、本発明のアスベスト廃棄物処理装置の構成図である。

アスベスト廃棄物は、アスベスト廃棄物処理炉１に投入され無害化される。図１の例では、アスベスト廃棄物処理炉１として既設の廃棄物溶融炉を使用し、アスベストを溶融処理して無害化するようにしている。

この排ガスは、まず燃焼炉２に導入され可燃性ガスが燃焼される。そして、燃焼後の高温の排ガスはボイラ３に導入され熱回収される。アスベスト廃棄物に加え、とくに、アスベスト以外の処理対象廃棄物として、塩素を含んだ厨芥やプラスチック、ゴム等を処理し、設備的には熱回収のために３００℃以上の熱風や蒸気を回収することを目的としたボイラ３（熱交換器）を備えた構成の場合、ボイラ３で熱回収された後の排ガスには無害化されなかったアスベストやボイラ３等で再合成したダイオキシン類が含まれる。熱回収された排ガスは冷却塔４に導入され、その後段の一次集塵機としてのバグフィルタ５の耐熱温度以下に冷却される。バグフィルタ５を通過したガス状ダイオキシン類と極微量の粒子状ダイオキシン類及び無害化されなかったアスベストを含む排ガスは再加熱器６によって加熱され、触媒塔７に導入される。

図１に示す触媒塔７は、もともと３段の触媒層９を備えていたが、そのうち最前段の触媒層のケーシング内に触媒の代わりにＨＥＰＡフィルタ８を配置している。すなわち、触媒塔７に導入された排ガスは、まず、ＨＥＰＡフィルタ８を通過し、その際に排ガス中のアスベスト及び粒子状ダイオキシン類がほぼ完全に除去される。その後、２段の触媒層９を通過し、その際に排ガス中のガス状ダイオキシン類が分解される。このように、排ガスは触媒塔７内で無害化され、無害化された排ガスは、ブロワー１０を介して煙突１１から大気中に放出される。

図２は、触媒塔７内のＨＥＰＡフィルタ８部分の詳細構成を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は縦断面図である。

図２に示すように、ＨＥＰＡフィルタ８はケーシング８ａ内に間隔をおいて縦方向に複数配置され、排ガスとの接触は側流式とする。すなわち、ＨＥＰＡフィルタ８とＨＥＰＡフィルタ８の間隙の上下に交互に閉止板８ｂを設けて閉塞し、下側の開口８ｃに排ガスＧを導入する。導入された排ガスＧは、ＨＥＰＡフィルタ８を通過した後、上側の開口８ｄから流出する。なお、８ｅはＨＥＰＡフィルタ８の上方に設けた上蓋部である。

このように、ＨＥＰＡフィルタ８と排ガスＧとの接触を側流式にすることにより、ケーシング８ａ内の通過ガス流速が同じであったとしても、ＨＥＰＡフィルタ８と排ガスＧの接触面積が大きくなり、ＨＥＰＡフィルタ８部分の通過ガス流速を低下させることができ、十分な除去率を確保できるため、ケーシング８ａをコンパクトにできる。

以上説明したアスベスト廃棄物処理装置によれば、ＨＥＰＡフィルタ８により排ガス中のアスベストを確実に除去できる。とくに、アスベスト廃棄物を破砕している場合や飛散性アスベスト廃棄物の場合は、アスベスト廃棄物処理炉１に投入されたアスベスト廃棄物が飛散して排ガス中に混入する割合が高くなるので、本発明のアスベスト廃棄物処理装置はより有効である。そして、図１の例では、ＨＥＰＡフィルタ８は、触媒塔８内に配置されるので、何ら新規な設備を設けることなく、既設の廃棄物処理装置を利用して、安全かつ低コストでアスベストを処理できる。

なお、図１の例では、ＨＥＰＡフィルタ８を触媒塔７内に配置したが、コストを考えなければ、ＨＥＰＡフィルタ８を別に配置してもよい。この場合、メンテナンスの負荷を考えなければ、触媒塔７の後段に配置してもよい。このように、ＨＥＰＡフィルタ８を触媒塔７の後段に配置したとしても、アスベストの除去性能には影響はない。また、図１の例では、アスベスト廃棄物処理炉１として廃棄物溶融炉を使用したが、廃棄物焼却炉を使用してもよい。

図１に示したアスベスト廃棄物処理装置を使用して、アスベスト廃棄物としてスレート廃材を処理した。アスベスト廃棄物処理炉として、シャフト炉式のガス化溶融炉を用いた。また、スレート廃材は１０質量％程度混合し、残りはＡＳＲ（Automobile shredder residue）とした。また、ボイラは３５０℃、３ＭＰａの蒸気を発生させ、発生させた蒸気を利用し蒸気タービンで発電を行った。

バグフィルタ５後のダスト濃度は０．５ｍｇ／Ｎｍ^３であった。そして、バグフィルタ５後の排ガスを再加熱器６で１７０℃に加熱し、触媒塔７内のＨＥＰＡフィルタ８に導入した。ＨＥＰＡフィルタ８としては耐熱温度２５０℃のものを使用した。ＨＥＰＡフィルタ８を収納するケーシング８ａ内の通過ガス平均流速は１．３Ｎｍ／ｓ、ＨＥＰＡフィルタ８部分の通過ガス平均流速は０．４Ｎｍ／ｓとなるようにした。

また、比較例として既存の廃棄物処理装置、すなわち、図１において、触媒塔７内にＨＥＰＡフィルタ８を配置せず、触媒層９を３段のままとした廃棄物処理装置を使用して、上記実施例と同様の条件でスレート廃材を処理した。

表１に、バグフィルタ５後及び触媒塔７後の排ガス中のアスベスト濃度とダイオキシン類濃度を示す。

表１に示すように、実施例ではバグフィルタ５後では８ｆ／Ｌであったアスベスト濃度は触媒塔７後では定量下限未満（＜２ｆ／Ｌ）まで低下し、ＨＥＰＡフィルタ８によって確実にアスベストが除去されていた。なお、ケーシング８ａ内の通過ガス平均流速を２．０Ｎｍ／ｓに高めると触媒塔７後のアスベスト濃度は５ｆ／Ｌに上昇した。これに対して比較例では、触媒塔７後のアスベスト濃度はバグフィルタ５後と同じ８ｆ／Ｌであり、アスベストはまったく除去されなかった。

一方、ダイオキシン類に関しては、実施例では、触媒層９の段数が比較例に比べ１段少ないため、ガス状のダイオキシン類の分解率は比較例に比べて低いが、ＨＥＰＡフィルタ８によって粒子状のダイオキシン類が除去され、トータルでは０．０７ｎｇ／Ｎｍ^３から０．０１５ｎｇ／Ｎｍ^３まで低減された。これに対して、比較例では、ガス状のダイオキシン類の分解率は実施例に比べて高いものの、ＨＥＰＡフィルタを介さないため粒子状のダイオキシン類がまったく除去されないので、トータルでのダイオキシン類の除去率は実施例よりも悪かった。

なお、以上の実施例では、触媒塔の触媒層の段数を減らしてＨＥＰＡフィルタを配置したが、触媒塔に予備段がある場合、触媒塔の触媒層の段数を減らすことなく、その予備段にＨＥＰＡフィルタを配置すれば、ダイオキシン類の除去率がさらに向上し、アスベストの除去も可能である。

本発明のアスベスト廃棄物処理装置の構成図である。図１における触媒塔内のＨＥＰＡフィルタ部分の詳細構成を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は縦断面図である。ＨＥＰＡフィルタを収納するケーシングを模式的に示す斜視図である。

符号の説明

１アスベスト廃棄物処理炉
２燃焼炉
３ボイラ
４冷却塔
５バグフィルタ
６再加熱器
７触媒塔
８ＨＥＰＡフィルタ
８ａケーシング
８ｂ閉止板
８ｃ、８ｄ開口
８ｅ上蓋部
９触媒層
１０ブロワー
１１煙突

Claims

アスベストを含有するアスベスト廃棄物を溶融又は焼却処理するアスベスト廃棄物処理炉と、このアスベスト廃棄物処理炉から排出された排ガスを処理する排ガスラインとを備えたアスベスト廃棄物処理装置において、
前記アスベスト廃棄物処理炉として既設の廃棄物溶融炉を使用し、
前記排ガスラインが一次集塵装置と、その後段に配置された触媒塔とを備え、
前記触媒塔は複数段の触媒層を備え、そのうちの最前段の触媒層のケーシング内に触媒の代わりにＨＥＰＡフィルタが配置されているアスベスト廃棄物処理装置。