JP5010179B2

JP5010179B2 - 溶融炉の処理判定方法及び装置

Info

Publication number: JP5010179B2
Application number: JP2006151897A
Authority: JP
Inventors: 成能田頭; 勇青木; 繁樹山中; 秀一郎川島; 良山崎; 徹絹川
Original assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd; Kobelco Eco Solutions Co Ltd
Current assignee: Shinko Pantec Co Ltd; Nippon Steel Engineering Co Ltd
Priority date: 2006-05-31
Filing date: 2006-05-31
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2026-05-31
Also published as: JP2008200543A

Description

本発明は、ポリ塩化ビフェニールを含む廃棄物を溶融炉に投入して溶融処理するときの、該溶融処理の完了時点を判定する方法及び装置に関するものであって、特にポリ塩化ビフェニール（ＰＣＢ）で汚染された汚泥、ウェス、感圧紙、蛍光灯安定器等の廃棄物の溶融処理に好適である。

ＰＣＢは、その分子式がＣ_１２Ｈ_ｎＣｌ_{（１０−ｎ）}（０≦ｎ≦９）で表される油状の物質であって、化学的安定性等の性質を有しているため、従来は、感圧紙、蛍光灯安定器等に広く使用されていたが、人体への毒性があり、しかも環境中で分解されにくいために食物連鎖で人体内に濃縮されるおそれがある等の理由から、現在では使用が禁止されている。

このＰＣＢで汚染された汚泥、ウェス、感圧紙、蛍光灯安定器等の廃棄物（以下、ＰＣＢ汚染物という。）を無害化する方法の一つとして、例えば特許文献１に記載の技術が公知である。ここでは、ＰＣＢ汚染物を容器に封入した状態で、プラズマ分解炉に投入して溶融処理し、その溶融スラグを炉外へ搬出する一方、分解ガスを恒温チャンバ、減温塔、バグフィルタ、触媒反応塔及び活性炭槽を順に通過させることにより法定の環境条件を満たすようにした上で大気中に排出するようになっている。そして、プラズマ分解炉内でのＰＣＢ汚染物の溶融処理が完了した時点で、次の容器をプラズマ分解炉内に投入して溶解処理を繰り返し行っている。
特開２００５−２６２１９６号公報

ところが、プラズマ分解炉内でＰＣＢ汚染物の溶融処理が完了したか否かを知るためには、従来は、プラズマ分解炉内をカメラで目視する等により行われていたため、手間がかかるとともに、ヒューマンエラーが発生するおそれもあった。また、かかる不具合を解消するために、プラズマ分解炉内でのＰＣＢ汚染物の溶融処理の完了を明確に判定するための指標を策定する必要や処理判定の自動化の必要があった。

本発明は、以上のような課題を考慮してなされたものであり、プラズマ分解炉内でＰＣＢ汚染物の溶融処理が完了する時点の判定を自動化することのできる溶融炉内の溶融処理判定方法及び装置を提供するものである。

請求項１記載の発明は、ポリ塩化ビフェニールを含む廃棄物を溶融炉内に投入して溶融処理するときの、該廃棄物の溶融処理の完了時点を判定する方法であって、前記廃棄物の溶融処理に伴って前記溶融炉内で発生する排気中に含まれる所定ガスの濃度レベルの変化に基づいて、前記廃棄物の溶融処理の完了時点を判定し、前記所定ガスは、塩化水素ガス、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス及び酸素ガスの少なくとも１つであることを特徴とするものである。

ところで、廃棄物に含まれるポリ塩化ビフェニールを分解すると、その排気中の塩化水素ガス濃度、一酸化炭素ガス濃度及び二酸化炭素ガス濃度が増大する。そこで、請求項２記載の発明のように、前記所定ガスは塩化水素ガス、一酸化炭素ガス及び二酸化炭素ガスの少なくとも１つであるとして、該所定ガスの濃度レベルが一旦第一の閾値以上に上昇した後に該第一の閾値以下に下降したときを前記廃棄物の溶融処理の完了時点であると判定することが好ましい。

また、廃棄物に含まれる可燃物を燃焼すると、その排気中の酸素ガス濃度が減少する。そこで、請求項３記載の発明のように、前記廃棄物に可燃物を含む場合には、前記所定ガスは酸素ガスであるとして、該酸素ガスの濃度レベルが一旦第二の閾値以下に下降した後に該第二の閾値以上に上昇したときを前記廃棄物の溶融処理の完了時点であると判定することが好ましい。

請求項４記載の発明は、ポリ塩化ビフェニールを含む廃棄物を溶融炉内に投入して溶融処理するときの、該廃棄物の溶融処理の完了時点を判定する装置であって、前記廃棄物の溶融処理に伴って前記溶融炉内で発生する排気中に含まれる、塩化水素ガス、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス及び酸素ガスの少なくとも１つの濃度レベルを検出する検出手段と、前記検出された所定ガスの濃度レベルの変化に基づいて、前記廃棄物の溶融処理の完了時点を判定する判定手段とを備えたことを特徴とするものである。

さらに、塩化水素ガスは、バグフィルタに供給される消石灰等の中和剤で中和されて、その下流側でのガス検出が困難となる。そこで、請求項５記載の発明のように、前記溶融炉の排気流路の下流側に、該溶融炉からの排気中に含まれるダストを除去するバグフィルタを備え、前記所定ガスが塩化水素ガスである場合には、前記検出手段を溶融炉とバグフィルタとの間に配置することが好ましい。

請求項１，４記載の発明によれば、ポリ塩化ビフェニールを含む廃棄物の溶融炉内での溶融処理に伴って前記溶融炉内で発生する排気中に含まれる所定ガスの濃度レベルの変化に基づいて、前記廃棄物の溶融処理の完了時点が判定されるので、溶融炉内での廃棄物の溶融処理が完了した時点の自動判定が可能となる。したがって、その判定に手間がかからなくなるとともに、ヒューマンエラー発生のおそれがなくなり、廃棄物処理設備の信頼性が向上する。

請求項２記載の発明によれば、前記所定ガスは塩化水素ガス、一酸化炭素ガス及び二酸化炭素ガスの少なくとも１つであり、該所定ガスの濃度レベルが一旦第一の閾値以上に上昇した後に該第一の閾値以下に下降したときを前記廃棄物の溶融処理の完了時点であると判定するので、所定ガスの濃度レベルが一旦第一の閾値以上に上昇したことで、溶融炉内での廃棄物の溶融処理によって、その廃棄物に含まれるポリ塩化ビフェニールの分解が開始したことがわかり、その後、所定ガスの濃度レベルが第一の閾値以下に下降したことで、その廃棄物に含まれるポリ塩化ビフェニールの分解が終了したことがわかる。これにより、溶融炉内でポリ塩化ビフェニールを含む廃棄物の溶融処理が完了した時点を正確に判定することができるようになる。

請求項３記載の発明によれば、前記廃棄物に可燃物を含む場合には、前記所定ガスは酸素ガスであり、該酸素ガスの濃度レベルが一旦第二の閾値以下に下降した後に該第二の閾値以上に上昇したときを前記廃棄物の溶融処理の完了時点であると判定するので、酸素ガスの濃度レベルが一旦第一の閾値以下に下降したことで、溶融炉内での廃棄物の溶融処理によって、その廃棄物に含まれる可燃物の燃焼が開始したことがわかり、その後、酸素ガスの濃度レベルが第二の閾値以上に上昇したことで、その廃棄物に含まれる可燃物の燃焼が終了したことがわかる。これにより、溶融炉内で可燃物を含む廃棄物の溶融処理が完了した時点を正確に判定することができるようになる。

請求項５記載の発明によれば、前記溶融炉の排気流路の下流側に、該溶融炉からの排気中に含まれるダストを除去するバグフィルタが備えられ、前記所定ガスが塩化水素ガスである場合には、前記検出手段が溶融炉とバグフィルタとの間に配置されることで、塩化水素ガスが、バグフィルタに供給される消石灰等の中和剤で中和される前に、ガス検出を行うことができるので、溶融炉内でポリ塩化ビフェニールを含む廃棄物の溶融処理が完了した時点をより正確に判定することができるようになる。

図１は本発明の一実施形態に係る廃棄物処理装置の全体構成を模式的に示す説明図、図２は本処理装置のプラズマ溶解炉の全体構成を示す図であって、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。図１に示すように、この処理装置は、プラズマ分解炉（溶融炉）１、恒温チャンバ２、減温塔３、第一バグフィルタ４、第二バグフィルタ５、触媒反応塔６及び活性炭槽７を備えている。

プラズマ分解炉１は、図２に示すように、負圧下でＰＣＢを含む廃棄物（以下、ＰＣＢ汚染物という。）を溶融処理できるバッチ式の炉であって、主として炉本体（その下部の炉床を含む。）８と、この炉本体８に付設された容器投入室９とを備えている。容器投入室９は、ＰＣＢ汚染物が充填されたドラム缶、ペール缶等の容器１０を炉本体８内へ投入するためのものである。この容器投入室９は、図２（ａ）における炉本体８の左側にあって、正方形断面を有しており、その炉本体８内の溶融スラグで形成されるスラグ浴１１の表面よりも上方に設けられている（図２（ｂ）では手前側にある）。この容器投入室９は、外部でＰＣＢ汚染物が封入された容器１０を負圧状態の炉本体８に投入するためのものであるが、そのために容器投入室９は、例えば同時に開かない二重蓋を設けた気密構造となっている。なお、容器投入室９から炉本体８内に投入される容器１０の姿勢（投入状態）は任意であるが、例えばドラム缶の場合には、炉本体８内で転動させて後述するプラズマトーチ１２のほぼ真下にもってくることができるように、横向きにして投入される。

炉本体８は、耐火物によって内張りされた縦円筒形の筐体を有し、図２（ａ）における筐体の左右方向の略中央から前後に向けてそれぞれ突設された回動軸１３（図２（ｂ）では左右に突設している。）が、ベースＧ上に立設された支持部材１４によって回動自在に支持されている。そして、炉本体８の下部左側とベースＧ上とでそれぞれピン結合された伸縮シリンダ１５の伸縮動作により、その炉本体８が回動軸１３回りに回動して水平状態から所定角度だけ傾斜した傾斜状態とすることができるようになっている。

この炉本体８の天井部には、容器１０に封入して容器投入室９から投入されたＰＣＢ汚染物をその缶とともに溶融するためのプラズマトーチ１２と、その溶融の様子を監視するためのカメラ等の計測機器１６とが設置されている。なお、炉本体８内は負圧にされており、この炉本体８のシール部分等から容器１０に封入されたＰＣＢ汚染物が溶融する際に発生する有害ガスが外部にリークしないようになっている。

排気出口１７は、図２（ａ）における炉本体８の後側の回動軸１３（図２（ｂ）では右側にある。）の中心部分を軸方向に貫通しており、炉本体８の回動の影響を受けることなく、排気を外部に導けるようになっている。この排気出口１７は、炉本体８内で、容器１０とともにＰＣＢ汚染物を溶融したスラグ面の上方の雰囲気中に開口されている。そして、この炉本体８内の雰囲気が排気として後述する第一・第二誘引ファンで誘引され外部に排出されるようになっている。

溶融スラグ出口１８は、図２（ａ）における炉本体８の右側にあって、横長の長方形断面を有しており、その炉本体８の回動により、溶融スラグを下部に設置したスラグ容器１９内に排出できるように、スラグ浴１１の表面よりも若干上方に設けられている。この溶融スラグ出口１８は、炉本体８に内張りされた耐火物の一部を抜き出して形成されるが、この溶融スラグ出口１８の手前（炉内側）と直後（炉外側）とにそれぞれスロープが形成されている。

溶融スラグ出口１８の手前のスロープは、比較的緩い上り傾斜となっており、これは炉本体８内に投入された容器１０がプラズマトーチ１２のほぼ真下で止まるようにし、プラズマトーチ１２で容器１０をＰＣＢ汚染物とともに溶融させてなる溶融スラグを所定高さに滞留させるための堰を構成し、この堰を越える溶融スラグを溶融スラグ出口１８にスムーズに案内するためのものである。

また溶融スラグ出口１８の直後のスロープは、比較的急な下り傾斜となっており、これは溶融スラグ出口１８から排出される溶融スラグをスラグ容器１９内に重力落下させるためのものである。なお、スロープから落下する溶融スラグを正確にスラグ容器１９に案内するためのガイド２０をも設けている。溶融スラグは、スラグ容器１９に入ると、ここで冷却されて固体のスラグとなり、その後に外部に搬出される。なお、溶融スラグ出口１８からスラグ容器１９までの溶融スラグの搬送経路は例えば蛇腹で覆われた気密構造となっている。

プラズマトーチ１２としては、例えば３自由度で移動可能なトーチ本体の中に陽極と陰極とを備えた非移行型のものが用いられる。このプラズマトーチ１２では、陽極と陰極との間にガスを連続的に送り込み、プラズマ制御盤１２ａで制御される電源装置１２ｂで両極間を通電することにより発生する１５０００℃以上のプラズマアークで、そのガスを高温化するようになっている。このようにしてプラズマトーチ１２から照射されるプラズマガスにより、炉本体８内に投入されたＰＣＢ汚染物を缶ごと溶融させて、その炉本体８内にスラグ浴１１を形成する。このスラグ浴１１は約１４００〜１５００℃に維持されており、ＰＣＢは炉本体８内で分解されることになる。なお、プラズマトーチ１２には、冷却水が供給されて、そのトーチ本体が冷却されるようになっている。

恒温チャンバ２は、プラズマ分解炉１の炉本体８内で発生した燃焼ガス等の排気や水蒸気が供給されるチャンバであり、プラズマ分解炉１でＰＣＢが分解されるときに、熱重合を受けてさらに汚染度の高いダイオキシン類等の有害有機物質に変質されながら揮発されるものが排気中に残存していた場合に、その残存した有害有機物質を分解するためのものである。この恒温チャンバ２は、天然ガスバーナ２ａによって１２００℃以上に維持されており、供給された排気が恒温チャンバ２内で２秒間以上滞留するようになっている。

減温塔３は、恒温チャンバ２から供給される排気を冷却するためのもので、この冷却によって、ダイオキシン類が再合成されるのが防止される。この減温塔３内で急速な冷却を行うために、冷却水と冷却空気とが用いられる。減温塔３の出口温度は１４０〜２６０℃とされている。

第一バグフィルタ４と第二バグフィルタ５とは、集塵のための装置であって、第一バグフィルタ４は、粉末の活性炭を吹き込んで微量のダイオキシン類等の有害有機物質を吸着、除塵するものである。また、第二バグフィルタ５は、消石灰等の中和剤を添加して排気中のＨＣｌ等の酸性ガスを吸着させて除去するもので、集塵のみならず、脱塩の機能をも備えている。なお、第一バグフィルタ４及び第二バグフィルタ５での活性炭や中和剤の吹き込みパターンについては種々の組合せが可能であり、上記はその一例である。

触媒反応塔６は、再合成されるダイオキシン類等を分解するとともに、ＮＯｘをも分解するもので、チタン、バナジウム、ニッケル等の触媒となり得る金属をセラミックに練り込んで成形したものが触媒反応塔６に収容されている。

活性炭槽７は、系の最終段階で万一有害有機物質が残存していた場合に、それを吸着するいわゆるセーフティネットとしての機能を有するもので、内部に活性炭が充填されている。

また、第二バグフィルタ５と触媒反応塔６との間の流路には、第一誘引ファン２１が設けられており、活性炭槽７の後段の流路には、第二誘引ファン２２が設けられている。さらに、第一誘引ファン２１と触媒反応塔６との間の流路から、減温塔３と第一バグフィルタ４との間の流路へ排気を戻して循環させる循環流路２３が設けられている。なお、この実施の形態は一例であり、前記第一誘引ファン２１及び第二誘引ファン２２のうちのいずれか一方のみを設けるようにしてもよい。また、前記循環流路２３を省略してもよい。

この減温塔３と第一バグフィルタ４との間の流路には、ＨＣｌ（塩化水素ガス）を検出するＨＣｌ濃度計（検出手段）２４ａが設けられている。ＨＣｌは、両バグフィルタ４，５に供給される消石灰等で中和されて、その下流側でのガス検出が困難となるから、かかる配置としたものである。すなわち、図５（ａ）は、バグフィルタ４，５の上流側にＨＣｌ濃度計２４ａが設けられた場合を示すが、ここではＰＣＢ汚染物の溶融処理を行った時間の経過に伴う、ＨＣｌの濃度レベルの変化が大きいことがわかる。一方、図５（ｂ）は、バグフィルタ４，５の下流側にＨＣｌ濃度計２４ａが設けられた場合を示すが、ここではＰＣＢ汚染物の溶融処理を行った時間の経過に伴う、ＨＣｌの濃度レベルの変化が小さくなっていることがわかる。ＨＣｌ濃度計２４ａとしては、好ましくはレーザー式ガス分析計を用いることができる。

また、第二誘引ファン２２の下流側の流路には、Ｏ_２（酸素ガス）を検出するＯ_２濃度計（検出手段）２４ｂが設けられている。Ｏ_２は、ＨＣｌと異なり、両バグフィルタ４，５等の下流側であっても十分にガス検出ができることから、系外への排気する直前に配置したものである。Ｏ_２濃度計２４ｂとしては、例えばジルコニア式のＯ_２濃度計を用いることができる。このジルコニア式のＯ_２濃度計は、プローブを排気中に直接挿入することにより、そのプローブの内外におけるＯ_２濃度差に応じて発生する起電力を検出するものである。

ＨＣｌ濃度計２４ａ及びＯ_２濃度計２４ｂは、判定手段としてのコントローラ２５に電気的に接続されており、このコントローラ２５の処理完了判定部２５ａは、両濃度計２４ａ，２４ｂからの電気信号を受けると、この電気信号に基づいてプラズマ分解炉１でのＰＣＢ汚染物の溶融処理の完了時点を判定し、投入要求部２５ｂは、前記判定結果を例えば図示しないＣＲＴ上に表示することで、次の容器１０の投入を要求するようになっている。

以下、ＰＣＢ汚染物の処理設備を用いてＰＣＢを無害化するときの、プラズマ分解炉１内でそのＰＣＢ汚染物が溶融処理を完了する時点の判定方法について説明する。図３は当該判定方法を実現するためのフローチャート、図４はプラズマ分解炉１から排出される所定ガスの挙動を示す説明図である。

図３において、まず処理対象物であるＰＣＢ汚染物が充填された容器１０を、プラズマ分解炉１の容器投入室９へ投入する（ステップＳ１）。この容器投入室９に投入された容器１０は、例えば図示しないプッシャで押圧されることにより、プラズマ分解炉１の炉本体８内へと移送される。

炉本体８内へ移送された容器１０は、この炉本体８の天井部に装着されたプラズマトーチ１２から発生する高温のプラズマガスによって溶解され始める（ステップＳ２）。炉本体８内では、溶融したスラグがある程度貯留されてスラグ浴１１が形成される。そして、容器投入室９から炉本体８内へ順次に投入される容器１０は、この炉本体８内のスラグ浴１１に浸漬し、スラグ浴１１の熱が伝達されて溶解する。

このとき、投入された容器１０のスラグ浴１１に浸漬した部分はスラグ浴１１の熱によって溶解し、スラグ浴１１に浸漬していない部分は、プラズマトーチ１２で発生する高温のプラズマガスによって溶解するので、容器１０の効率的な溶解が行われるようになっている。スラグ浴１１は１４００〜１５００℃に維持される。

土砂、金属、コンクリート殻等の不燃物は、溶融してスラグとなり、スラグ容器１９に収容されてプラズマ分解炉１の外部へ排出される。また炉内に溜まったスラグ等は、適宜、プラズマ分解炉１の炉本体８を傾動させることで、上述したようなスラグ容器１９に収容されることになる。

一方、プラズマ分解炉１の炉本体８内で燃焼した排気は、水蒸気とともに、次工程の恒温チャンバ２へ供給される。恒温チャンバ２内は、上述したように、１２００℃以上に維持されており、供給された排気は、恒温チャンバ２内で、２秒間以上貯留された後、恒温チャンバ２から排出される。

このとき、処理対象物である汚染物に含有されていたＰＣＢは、高温に維持されたプラズマ分解炉１で完全に分解される。また、かりにプラズマ分解炉１でＰＣＢは分解されたものの、熱重合を受けてさらに汚染度の高いダイオキシン類等の有害有機物質に変質されながら、揮発されるものが排気中にあったとしても、その微量の有害有機物質は、上述したように、１２００℃以上に維持された恒温チャンバ２内に２秒間以上滞留することで、完全に分解する。

次に、恒温チャンバ２内を通過した排気は、さらに減温塔３へ供給されて、冷却水と冷却空気とで冷却される。このように、減温塔３に供給された排気は、冷却水と冷却空気とで冷却されるため、ダイオキシン類が再合成されることがない。すなわち、ＰＣＢ分解後の排気は、２００〜５００℃の温度範囲内で温度を少しずつ変化させるような雰囲気中に存在させると、ダイオキシン類が再合成される可能性が高くなる。これに対し、上述のように、プラズマ分解炉１や恒温チャンバ２で１１００℃以上の高温で処理された後の排気を、減温塔３で２００℃まで一気に冷却すると、ダイオキシン類の再合成がほぼ完全に防止される。

冷却後の排気は、第一バグフィルタ４へ供給されるが、その直前に設けられたＨＣｌ濃度計２４ａで前記溶融処理に伴って前記プラズマ分解炉１で発生する排気中に含まれるＨＣｌの濃度レベルを検出し、そのＨＣｌ濃度レベルの変化に基づいて、前記ＰＣＢ汚染物の溶融処理の完了時点を判定する。その理由は、ＰＣＢ汚染物はＰＣＢを含むので、その分解ガスはＨＣｌを含んでおり、ＨＣｌの濃度レベルは、図４に示すように、プラズマ分解炉１内でのＰＣＢ汚染物の溶融処理につれて増大した後、その終了時点で減少するからである。

したがって、ＨＣｌ濃度計２４ａで検出したＨＣｌの濃度レベルが一定値（第一の閾値）以上上がったと判定されるまで、その判定を続ける（ステップＳ３ａ）。ついで、ＨＣｌ濃度レベルが一旦上がった後に元のレベルに下がったと判定されるまで、その判定を続ける（ステップＳ４ａ）。そして、ＨＣｌ濃度レベルが元のレベルに下がったときに前記ＰＣＢ汚染物の溶融処理が完了したと判定（以下、（Ａ）判定という。）を行う（ステップＳ５ａ）。

ＨＣｌ濃度レベルの検出後の排気には、第一バグフィルタ４で粉末の活性炭が吹き込まれる。上述したように、ＰＣＢは、プラズマ分解炉１で完全に分解されるはずであり、かつ、減温塔３でダイオキシン類の再合成が防止されているはずである。かりに、微量のダイオキシン類が合成されていたとしても、その有害有機物質は、この第一バグフィルタ４へ吹き込まれた活性炭に吸着されて除塵される。

第一バグフィルタ４を通過した後の排気は、第二バグフィルタ５へ供給される。この第二バグフィルタ５では、消石灰が添加されて、ＨＣｌ等の酸化ガスが吸着されて除去される。すなわち、上記プラズマ分解炉１、恒温チャンバ２等で処理された排気中には、ＨＣｌ、ＳＯｘ等が生成するが、そのＨＣｌ、ＳＯｘ等を消石灰と反応させることで、排気からダストに変換させる。例えばＨＣｌの場合には、次のような反応が想定される。

Ｃａ（ＯＨ）_２＋２ＨＣｌ→ＣａＣｌ_２＋２Ｈ_２Ｏ・・・（１）
また、第二バグフィルタ５を通過した後の排気は、触媒反応塔６へ供給される。この触媒反応塔６では、アンモニアが吹き込まれて、ＮＯｘが分解される。すなわち、プラズマ分解炉１では、窒素排気が存在するので、その後に恒温チャンバ２、減温塔３、第一バグフィルタ４、第二バグフィルタ５を通過する際に、ＮＯｘが生じている可能性があるが、触媒反応塔６でのアンモニアの吹き込みによって好適にＮＯｘが分解される。このＮＯｘの分解反応としては、次のような反応が想定される。

ＮＯ_２＋ＮＯ＋２ＮＨ_３＋Ｏ_２→２Ｎ_２＋３Ｈ_２Ｏ・・・（２）
また、微量のダイオキシン類が再合成されていて、上記第一バグフィルタ４で徐塵されていなかったとしても、触媒反応塔６でこのダイオキシン類が分解される。

触媒反応塔６を通過した後の排気は、さらに活性炭槽７へ供給される。活性炭槽７は、上述したように、系の最終段階で有害有機物質が残存していた場合のセーフティネットとしての機能を有するもので、万一微量の有害有機物質が残存し、あるいは、微量のダイオキシン類が再合成されたとしても、活性炭槽７で吸着することができるので、その有害有機物質が系外に不用意に排出されることがない。このように、セーフティネットとしての活性炭槽７によって、万一に有害な成分を吸着除去することができる。

そして、系外に排出される直前の排気中のＯ_２の濃度レベルを、活性炭槽７の下流側に設けられたＯ_２濃度計２４ｂによって検出し、そのＯ_２濃度レベルの変化に基づいて、プラズマ分解炉１内でのＰＣＢ汚染物の溶融処理の完了時点を判定する。その理由は、ＰＣＢ汚染物は、通常、可燃物を含んでいるので、分解ガス中のＯ_２の濃度レベルは、図４に示すように、プラズマ分解炉１内でのＰＣＢ汚染物の溶融処理につれて減少した後、その終了時点で増大するからである。

したがって、Ｏ_２濃度計２４ｂで検出したＯ_２濃度レベルが一定値（第二の閾値）以下に下がったと判定されるまで、その判定を続ける（ステップＳ３ｂ）。ついで、Ｏ_２濃度レベルが一旦下がった後に元のレベルに上がったと判定されるまで、その判定を続ける（ステップＳ４ｂ）。そして、Ｏ_２濃度レベルが元のレベルに上がったときに前記ＰＣＢ汚染物の溶融処理が完了したとの判定（以下、（Ｂ）判定という。）を行う（ステップＳ５ｂ）。

さらに、（Ａ）（Ｂ）両判定があるまで、それらの判定を続け（ステップＳ６）、その（Ａ）（Ｂ）両判定がそろってなされたときに、次の容器１０をプラズマ分解炉１へ投入するように例えば図示しないＣＲＴ上に表示する（ステップＳ７）。

なお、第二バグフィルタ５と触媒反応塔６との間の流路には、第一誘引ファン２１が設けられており、活性炭槽７の後段の流路には、第二誘引ファン２２が設けられているから、これらによって、第二誘引ファン２２より上流側の系内を負圧に維持することができる。

また、第一誘引ファン２１と触媒反応塔６との間の流路から、減温塔３と第一バグフィルタ４との間の流路へ排気を戻して循環させる循環流路２３が設けられているから、この循環流路２３を流通する排気の流量を調整することで、プラズマ分解炉１、恒温チャンバ２、減温塔３、第一バグフィルタ４、第二バグフィルタ５等の内部、ひいては系内の圧力を一定に保持することができる。減温塔３、第一バグフィルタ４、第二バグフィルタ５からのダストは、ドラム缶等に封入されて、前記スラグ排出容器１９に封入されたスラグとともに、固形物として系外へ排出される。

この実施形態によれば、プラズマ分解炉１内でのＰＣＢ汚染物の溶融処理に伴って、該プラズマ分解炉１内で発生する排気中に含まれるＨＣｌ濃度レベル及びＯ_２濃度レベルの変化に基づいて、前記ＰＣＢ汚染物の溶融処理の完了時点を判定するので、プラズマ分解炉１内でのＰＣＢ汚染物の溶融処理が完了した時点の自動判定が可能となる。したがって、その判定に手間がかからなくなるとともに、ヒューマンエラー発生のおそれがなくなり、ＰＣＢ汚染物の処理設備の信頼性が向上する。

なお、上記実施形態では、ＰＣＢ汚染物の処理設備の信頼性を重視して、ＨＣｌの濃度レベルと、Ｏ_２の濃度レベルとの両方に基づく溶融処理判定を行っているが、通常は、いずれか一方での判定で足りる。

あるいは、ＣＯ（一酸化炭素）やＣＯ_２（二酸化炭素）を用いて溶融処理判定を行うこととしてもよい。その理由は、ＰＣＢを分解するときに発生する排気中には、ＣＯやＣＯ_２も含まれており、それらの濃度レベルは、図４に示すように、プラズマ分解炉１内でのＰＣＢ汚染物の溶融処理につれて増大した後、その終了時点で減少するからである。ＣＯやＣＯ_２のガス濃度計としては、例えば赤外線式ガス分析計を用いることができる。

本発明の一実施形態に係る廃棄物処理装置の全体構成を模式的に示す説明図である。本処理装置のプラズマ溶解炉の全体構成を示す図であって、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。プラズマ分解炉内でＰＣＢ汚染物が溶融処理を完了する時点の判定方法を実現するためのフローチャートである。プラズマ分解炉から排出される所定ガスの挙動を示す説明図である。塩化水素ガスの各検出位置における挙動を示す説明図であって，（ａ）は第一バグフィルタの前で塩化水素ガスを検出した場合、（ｂ）は第一バグフィルタの後で塩化水素ガスを検出した場合を示すものである。

符号の説明

１プラズマ分解炉（溶融炉）
２恒温チャンバ
３減温塔
４第一バグフィルタ
５第二バグフィルタ
６触媒反応塔
７活性炭槽
８炉本体
９容器投入室
１０容器
１１スラグ浴
１２プラズマトーチ
２１第一誘引ファン
２２第二誘引ファン
２３循環流路
２４ａＨＣｌ濃度計（検出手段）
２４ｂＯ_２濃度計（検出手段）
２５コントローラ（判定手段）
２５ａ処理完了判定部
２５ｂ投入要求部

Claims

ポリ塩化ビフェニールを含む廃棄物を溶融炉内に投入して溶融処理するときの、該廃棄物の溶融処理の完了時点を判定する方法であって、
前記廃棄物の溶融処理に伴って前記溶融炉内で発生する排気中に含まれる所定ガスの濃度レベルの変化に基づいて、前記廃棄物の溶融処理の完了時点を判定し、
前記所定ガスは、塩化水素ガス、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス及び酸素ガスの少なくとも１つであることを特徴とする溶融炉の処理判定方法。
前記所定ガスは塩化水素ガス、一酸化炭素ガス及び二酸化炭素ガスの少なくとも１つであり、該所定ガスの濃度レベルが一旦第一の閾値以上に上昇した後に該第一の閾値以下に下降したときを前記廃棄物の溶融処理の完了時点であると判定することを特徴とする請求項１記載の溶融炉の処理判定方法。
前記廃棄物に可燃物を含む場合には、前記所定ガスは酸素ガスであり、該酸素ガスの濃度レベルが一旦第二の閾値以下に下降した後に該第二の閾値以上に上昇したときを前記廃棄物の溶融処理の完了時点であると判定することを特徴とする請求項１記載の溶融炉の処理判定方法。
ポリ塩化ビフェニールを含む廃棄物を溶融炉内に投入して溶融処理するときの、該廃棄物の溶融処理の完了時点を判定する装置であって、
前記廃棄物の溶融処理に伴って前記溶融炉内で発生する排気中に含まれる、塩化水素ガス、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス及び酸素ガスの少なくとも１つの濃度レベルを検出する検出手段と、
前記検出された所定ガスの濃度レベルの変化に基づいて、前記廃棄物の溶融処理の完了時点を判定する判定手段とを備えたことを特徴とする溶融炉の処理判定装置。
前記溶融炉の排気流路の下流側に、該溶融炉からの排気中に含まれるダストを除去するバグフィルタを備え、前記所定ガスが塩化水素ガスである場合には、前記検出手段を溶融炉とバグフィルタとの間に配置することを特徴とする請求項４記載の溶融炉の処理判定装置。