JP5415006B2 - Ｐｃｂ汚染物処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニル）汚染物を溶融分解しスラグを生成するＰＣＢ汚染物処理方法に関する。

前記ＰＣＢは、常温で液体の化学的に安定した不燃性の物質であり、高い電気絶縁性を有する点および沸点が高く熱分解しにくい点等からコンデンサなどの電気部品の絶縁油等に広く用いられていた。しかしながら、現在では、前記ＰＣＢが人体に悪影響をおよぼすとして、その製造および使用が禁止されており、前記電気部品等のＰＣＢにより汚染されたＰＣＢ汚染物の無害化処理が進められている。

例えば、特許文献１には、前記ＰＣＢ汚染物を分解せずより安全に処理できる方法として、前記ＰＣＢ汚染物にプラズマを照射し当該ＰＣＢ汚染物を溶融分解する方法が開示されている。この方法では、前記ＰＣＢ汚染物を溶融分解炉に投入し、この溶融分解炉内にて前記ＰＣＢ汚染物にプラズマを照射する。そして、ＰＣＢを無害化するとともに、ＰＣＢ汚染物の溶融分解によりスラグを生成する。前記生成されたスラグは前記溶融分解炉から出滓されて、冷却・固化された後、破砕、粒度調整などの所定の工程を経て道路の路盤等に再利用される。
特開２００５−２６２１９６号公報

前記ＰＣＢは前述のように絶縁油として広く用いられており、ＰＣＢを含む製品の種類すなわちＰＣＢ汚染物の組成は多岐にわたる。そのため、このＰＣＢ汚染物の溶融分解により生成されるスラグの性状が一定せず、安定したスラグの出滓が困難であるという問題がある。すなわち、スラグの塩基度、あるいは、スラグ中の特定成分の比率によって、スラグの流動性が適正な状態にならない場合がある。

本発明は、かかる事情に鑑み、前記ＰＣＢ汚染物の溶融分解により生成されたスラグの性状を適正に保ち、安定したスラグの出滓を実現することのできるＰＣＢ分解処理方法の提供を目的とする。

前記課題を解決するための請求項１に係る発明は、ＰＣＢ汚染物の溶融分解により当該ＰＣＢ汚染物の無害化およびスラグの生成を行うためのＰＣＢ汚染物の処理方法であって、前記ＰＣＢ汚染物をこのＰＣＢ汚染物の溶融分解により生成されるスラグの塩基度を調整するための塩基度調整剤とともに溶融分解炉に投入し、この溶融分解炉内で前記ＰＣＢ汚染物にプラズマを照射することにより当該ＰＣＢ汚染物を溶融分解するとともに当該溶融分解により生成されたスラグを前記溶融分解炉から出滓する溶融分解工程と、前記溶融分解炉内への前記ＰＣＢ汚染物の投入の前に、このＰＣＢ汚染物とともに投入されるべき前記塩基度調整剤の量を決定する調整剤量決定工程とを含み、この調整剤量決定工程は、前記ＰＣＢ汚染物の成分に基づき、当該ＰＣＢ汚染物の溶融分解により生成されるスラグの組成を予測する予測工程と、その予測結果に基づき、前記スラグに含まれる成分のうち当該スラグの流動性に影響する特定の成分の重量比率を予め設定された目標範囲内に収めるように、前記塩基度調整剤の投入量を算定する算定工程とを含むことを特徴とするものである（請求項１）。

この方法によれば、塩基度調整剤を投入することによって、前記スラグの塩基度とスラグの特定の成分の重量比率との双方を調整することができ、より安定したスラグの出滓が可能となる。すなわち、本方法では、前記溶融分解炉内にＰＣＢ汚染物とともに塩基度調整剤を投入しており、スラグの塩基度を調整することができる。しかも、前記ＰＣＢ汚染物の成分に基づきスラグの組成を予測し、この予測結果に基づいて、スラグの流動性に影響する前記特定の成分の重量比率を予め設定された目標範囲内に収めるように前記塩基度調整剤の投入量を算定しており、塩基度調整剤が前記ＰＣＢ汚染物とともに前記溶融分解炉に投入されることを利用して、前記特定の成分の重量比率も調整することができる。そして、このようにスラグの塩基度とスラグの特定成分の重量比率とが適正な状態に調整されれば、スラグの流動性が良好になり、より安定したスラグの出滓を実現することができる。

ここで、前記調整剤量決定工程に含まれる算定工程は、前記スラグの流動性に影響する成分であるＡｌ_２Ｏ_３の重量比率を２０％以下に収めるように前記塩基度調整剤の投入量を算定する工程を含むのが好ましい（請求項２）。

Ａｌはスラグの粘性を高める特性を有しているので、このようにＡｌ_２Ｏ_３の重量比率を２０％以下に抑えれば、スラグが、好ましい流動性を実現する粘性および溶融点を持つように調整することができ、スラグを出滓容易な状態に保つことが可能となる。

請求項１に係る発明では、具体的に、前記調整剤量決定工程に含まれる算定工程において、前記スラグの流動性に影響する成分であるＦｅをＦｅ_２Ｏ_３に換算して当該Ｆｅ_２Ｏ_３の重量比率を６０％以下に収めるように前記塩基度調整剤の投入量を算定する。

Ｆｅはスラグの粘性を低くする特性を有しているので、このようにＦｅ_２Ｏ_３の重量比率を６０％以下に抑えれば、スラグの粘性が下がりすぎるのを抑制することができるとともに、スラグの溶融点を低い値に抑えることができ、スラグを出滓容易な状態に保つことが可能となる。

また、請求項１に係る発明では、前記溶融分解工程にて、前記塩基度調整剤として前記スラグの塩基度を低くする酸性物質と、前記スラグの塩基度を高くする塩基性物質とが前記溶融分解炉に投入され、前記調整剤量決定工程は、前記塩基度調整剤の投入量を算定する算定工程に加えて、前記酸性物質の投入量と前記塩基性物質の投入量との合計が前記算定工程にて算定された前記塩基度調整剤の投入量となる条件下で、前記スラグの塩基度を予め設定された目標範囲に収めるように、前記酸性物質の投入量と前記塩基性物質の投入量との比率を算定する工程を含む。

このようにすれば、前記スラグの特定の成分の重量比率を適正な範囲に保つための塩基度調整剤の全投入量を確保しながら、その前投入量中の前記酸性物質の投入量と塩基性物質の投入量との比率を算定することにより、スラグの塩基度も適正な範囲内に収めることができる。

前記スラグの塩基度の目標範囲としては、０．６７〜１．５といった範囲が挙げられる（請求項３）。

また、前記酸性物質としては、例えば、ＳｉＯ_２を主成分とする物質を、前記塩基性物質としては、例えばＣａＯ、または、ＣａＣＯ_３やＣａ（ＯＨ）_２といった溶融分解処理によってＣａＯに変化する物質の少なくとも一つを主成分とする物質が挙げられる（請求項４，５）。

以上説明したように、本発明によれば、前記ＰＣＢ汚染物の溶融分解により生成されたスラグの性状を出滓に適した範囲に保つことのできるＰＣＢ汚染物処理方法を提供することができる。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。

本発明に係るＰＣＢ汚染物処理方法では、図１に示すプラズマ溶融分解装置１０を用いてＰＣＢ汚染物を溶融分解し、ＰＣＢ汚染物を無害化するとともにこのＰＣＢ汚染物の溶融分解によってスラグを生成する。

前記プラズマ溶融分解装置１０は、溶融分解炉１２と、ドラム缶投入室１４と、スラグ排出容器１６とを有している。

前記ドラム缶投入室１４は、ＰＣＢ汚染物が充填されたドラム缶２０を投入する部分である。このドラム缶投入室１４は前記溶融分解炉１２に連設されており、投入されたドラム缶２０は前記溶融分解炉１２に案内される。

前記溶融分解炉１２は、前記ＰＣＢ汚染物を溶融分解する部分である。この溶融分解炉１２の天井部には、プラズマトーチ１８が取り付けられている。このプラズマトーチ１８は、プラズマを発生させるためのものであり、トーチ本体の中に陽極と陰極とを備えている。このプラズマトーチ１８は、前記陽極と陰極との間のガスに通電することで非常に高い温度（１５０００℃以上）のガスを発生させる。そして、この溶融分解炉１２では、前記発生したプラズマを前記ドラム缶２０に照射することで、ＰＣＢ汚染物をドラム缶２０ごと溶融しＰＣＢを原子レベルにまで分解する。本方法では、このようにドラム缶２０ごと溶融分解することで、ＰＣＢ汚染物を破砕、分別することなく安全に処理が行われるとともに、汚染された容器も同時に処理される。

また、前記溶融分解炉１２では、前記ＰＣＢ汚染物の溶融分解時に不燃物を溶融することでスラグを生成する。生成したスラグは前記溶融分解炉１２の底部に溜まりスラグ浴４０を形成する。前記溶融分解炉１２内は、前記プラズマの照射により１４００℃以上に維持されており、前記スラグ浴４０は、これと同等の高温に維持されている。従って、前記ドラム缶２０内のＰＣＢ汚染物は、このスラグ浴４０に浸ることによっても溶融分解される。

前記溶融分解炉１２の底部に貯留したスラグは、適宜、外部に排出され、再利用されるべく所定の処理施設に搬送される。具体的には、前記溶融分解炉１２の底部付近にスラグ排出口１２ａが設けられており、前記スラグは、前記溶融分解炉１２が傾動することにより、前記スラグ排出口１２ａから前記スラグ排出容器１６に出滓される。そして、スラグ排出容器１６に出滓されたスラグ３０は、順次、後段の冷却、破砕などの工程に搬送されていく。

ここで、本実施形態では、スラグを安定してスムーズに出滓すべく、次のような調整を行うことで、スラグの粘性を適正に保ちつつスラグの溶融点を低下させる。すなわち、ＰＣＢ汚染物とともに塩基度調整剤であるＳｉＯ_２（酸性物質）およびＣａＯ（塩基性物質）を前記溶融分解炉１２に投入し、（１）スラグ中のＡｌ_２Ｏ_３の重量比率を所定の目標値以下に抑え、（２）スラグ中のＦｅ_２Ｏ_３の重量比率を所定の目標値以下に抑え、（３）スラグの塩基度を所定の目標値に維持する。ここで、前記塩基度調整剤としてはスラグの塩基度を調整可能な物質であれば特に限定されないが、前述のように、ＳｉＯ_２等の酸性酸化物とＣａＯ等の塩基性酸化物が好ましい。また、前記スラグの塩基度は、最も簡単には、スラグに含まれるＣａＯとＳｉＯ_２の比率ＣａＯ／ＳｉＯ_２で表すことができ、本実施形態では、前記スラグの塩基度としてこの比率を用いる。

まず、前記（３）のスラグの塩基度の目標値について、スラグの塩基度とスラグの溶融点との関係を示す図２のＣａＯ−ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３の３元系状態図を用いて説明する。ここで、スラグの塩基度は、前述のように、スラグに含まれるＣａＯとＳｉＯ_２の比率ＣａＯ／ＳｉＯ_２で表すことができる。そのため、図２における左側の斜辺は塩基度を表していることになる。

この図２において、斜線で示した領域は溶融点が１５００℃以下となる領域である。従って、スラグの組成をこの斜線で示された領域の組成にすることで、スラグの溶融点を低く抑えることができる。しかしながら、塩基度をラインＬ１の０．６７以下にし、スラグの組成を領域Ａの組成とすると、スラグの粘性が高くなってしまい、スラグの排出が困難となることがわかった。一方、領域Ｃでは、組成の変化に対して溶融点の変化割合が大きい。そのため、塩基度をラインＬ２の１．５以上にし、スラグの組成を領域Ｃの組成にすると、スラグの溶融点が安定しにくいことがわかった。すなわち、スラグの塩基度としては０．６７〜１．５の間に収めるのが好ましいことがわかった。そこで、本実施形態では、スラグの塩基度を１．０に維持するようにし、スラグの粘性および溶融点を適正範囲に収めるようにする。

次に、前記（２）のスラグ中のＡｌ_２Ｏ_３の重量比率の目標値について、図３を用いて説明する。この図３は、スラグの塩基度を１．０に保ちつつ、ＳｉＯ_２とＣａＯの投入量を変化させることでスラグ中のＡｌ_２Ｏ_３重量比率を変化させた場合のスラグの溶融点、溶流点、軟化点の変化を示している。この図における各値は、ＡｌとＦｅとをほぼ同質量含む回路素子を前記溶融分解炉１２にて溶融分解した際の計測結果である。この図において、Ｌ１１は溶融点の変化を、Ｌ１２は溶流点の変化を、Ｌ１３は軟化点の変化を示している。この図３に示すように、ＳｉＯ_２とＣａＯの投入量を増やしＡｌ_２Ｏ_３の重量比率を低下させていくとスラグの溶融点、溶流点および軟化点は低下していく。例えば、Ａｌ_２Ｏ_３の重量比率を２０％とするとスラグの溶融点は１３００℃まで低下する。ここで、前述のように、溶融分解炉１２内は約１４００℃に保たれており、スラグの固着をより確実に抑制するためにはスラグの溶融点を前記１４００℃以下に維持するのが好ましい。そこで、本実施形態では、Ａｌ_２Ｏ_３の重量比率の目標範囲を２０％以下とし、スラグの溶融点を１３００℃付近にまで低下させスラグのスムーズな出滓を実現する。しかも、このようにＡｌ_２Ｏ_３の重量比率を２０％にまで低下させると、スラグ中のＡｌの含有率が小さくなることでＡｌによるスラグの粘性の上昇が抑制されるので、スラグを容易に出滓することが可能となる。

次に、前記（３）のスラグ中のＦｅ_２Ｏ_３の重量比率の目標値について、図４を用いて説明する。この図４は、スラグの塩基度を１．０とし、ＳｉＯ_２とＣａＯの投入量を変化させることでスラグ中のＦｅ_２Ｏ_３の重量比率を変化させた場合のスラグの溶融点、溶流点、軟化点の変化を示したものである。この図の各値は、主にＦｅからなる安定器を前記溶融分解炉１２にて溶融分解した際の計測結果である。この図において、Ｌ２１は溶融点の変化を、Ｌ２２は溶流点の変化を、Ｌ２３は軟化点の変化を示している。この図からわかるように、Ｆｅについては、Ｆｅ_２Ｏ_３の重量比率を６０％以下に抑えることでスラグの溶融点を１３００℃以下に抑えることができる。そこで、本実施形態では、Ｆｅ_２Ｏ_３の重量比率の目標範囲を６０％以下とし、スラグの溶融点を低く維持してスラグの固着を抑制するとともに、Ｆｅによりスラグの粘性が下がりすぎるのを抑制する。

次に、前記各調整を行いつつ、前記プラズマ溶融分解装置１０を用いてＰＣＢ汚染物を溶融分解する手順について、図５のフローチャートを用いて説明する。

まず、前記溶融分解炉１２に投入されるＰＣＢ汚染物の成分を分析する（ステップＳ２）。この成分分析は、各ＰＣＢ汚染物に対してそれぞれ実施してもよいが、予めＰＣＢ汚染物の種類毎に実施しておき、その分析結果とドラム缶２０に充填されるＰＣＢ汚染物の種類とに基づいてドラム缶２０内のＰＣＢ汚染物の成分を特定するようにしてもよい。

次に、前記特定されたＰＣＢ汚染物の成分に基づいて、このＰＣＢ汚染物が前記溶融分解炉１２で溶融分解されることにより生成するスラグの組成およびスラグの全重量Ｗ＿ｔｏｔａｌを予測する（ステップＳ４）。そして、ＰＣＢ汚染物のＡｌの含有量に基づいてスラグ中のＡｌ_２Ｏ_３の重量を予測し、前記ＰＣＢ汚染物のＦｅ含有量に基づいてスラグ中のＦｅをＦｅ_２Ｏ_３に換算し、このＦｅ_２Ｏ_３の重量を予測する（予測工程）。

具体的には、前記成分分析から前記溶融分解炉１２に投入されるＰＣＢ汚染物に対して、Ａｌが約Ｗ＿Ａｌ［ｋｇ］、Ｆｅが約Ｗ＿Ｆｅ［ｋｇ］含まれているとの分析結果が得られたとすると、これらの値に基づいて、前記予測工程にて、スラグ中のＡｌ_２Ｏ_３の重量Ｗ＿Ａｌ_２Ｏ_３［ｋｇ］を、Ａｌ_２Ｏ_３の原子量を１０２、Ａｌの原子量を２７として、Ｗ＿Ａｌ_２Ｏ_３＝Ｗ＿Ａｌ×１０２／（２×２７）［ｋｇ］と予測する。同様に、Ｆｅ_２Ｏ_３の原子量を１５９．６、Ｆｅの原子量を５５．８として、スラグ中のＦｅ_２Ｏ_３の重量Ｗ＿Ｆｅ_２Ｏ_３［ｋｇ］をＷ＿Ｆｅ_２Ｏ_３＝Ｗ＿Ｆｅ×１５９．６／（２×５５．８）［ｋｇ］と予測する。

次に、スラグ中のＡｌ_２Ｏ_３の重量比率が２０％以下となるように、かつ、スラグ中のＦｅ_２Ｏ_３の重量比率が６０％以下となるように、前記ＳｉＯ_２とＣａＯの合計投入量を算定する（ステップＳ６、算定工程）。すなわち、ＰＣＢ汚染物の生成されるスラグの全重量とＳｉＯ_２とＣａＯの投入量との和に対するＡｌ_２Ｏ_３の重量比率が２０％以下となるように、ＳｉＯ_２とＣａＯの合計投入量Ｗ１＿ａｄｊ［ｋｇ］の範囲を、Ｗ＿Ａｌ_２Ｏ_３／（Ｗ＿ｔｏｔａｌ＋Ｗ１＿ａｄｊ）≦０．２から算定する。同様に、前記和に対するＦｅ_２Ｏ_３の重量比率が６０％以下となるように、ＳｉＯ_２とＣａＯの合計投入量Ｗ２＿ａｄｊ［ｋｇ］の範囲を、Ｗ＿Ｆｅ_２Ｏ_３／（Ｗ＿ｔｏｔａｌ＋Ｗ２＿ａｄｊ）≦０．６から算定する。そして、前記Ｗ１＿ａｄｊとＷ２＿ａｄｊのうち大きい方の値を最終的なＳｉＯ_２とＣａＯの投入量Ｗ＿ａｄｊとして決定する。

その後、前記予測されたスラグの組成に基づいて、スラグの塩基度が１．０となるように、すなわち、スラグ中のＳｉＯ_２の質量とＣａＯの質量とが等しくなるように、ＳｉＯ_２の投入量とＣａＯの投入量の比率を算定する（ステップＳ８）。そして、前記ＳｉＯ_２とＣａＯの全体の投入量Ｗ＿ａｄｊと、前記ＳｉＯ_２の投入量とＣａＯの投入量の比率から、前記ＳｉＯ_２とＣａＯの各投入量を算定する（ステップＳ１０）。

例として、回路素子７ｋｇを２ｋｇのドラム缶２０に入れて本プラズマ溶融分解装置１０にて溶融分解する場合におけるＳｉＯ_２とＣａＯの各投入量の算定手順を説明する。前記回路素子７ｋｇ中には１．９ｋｇのＡｌが含まれていると分析されたとする。また、前記ドラム缶２０は、２ｋｇのＦｅで作られているものとすると、この回路素子が収容されたドラム缶２０の溶融分解により、Ａｌ_２Ｏ_３は１．９ｋｇ×（１０２／５４）＝３．６ｋｇ生成され、Ｆｅ_２Ｏ_３は２ｋｇ×（１５９．６／１１．６）＝２．９ｋｇ生成される。簡単のため、ここでは、他のスラグは生成されないものとすると、生成されたスラグの全重量Ｗ＿ｔｏｔａｌは、Ｗ＿Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｗ＿Ｆｅ_２Ｏ_３＝３．６＋２．９＝６．５ｋｇとなる。

これに対して、Ａｌ_２Ｏ_３の重量比率が２０％以下となる塩基度調整剤の合計投入量Ｗ１＿ａｄｊは、Ｗ＿Ａｌ_２Ｏ_３／（Ｗ＿ｔｏｔａｌ＋Ｗ１＿ａｄｊ）≦０．２からＷ１＿ａｄｊ≧１１．５ｋｇと算定される。一方、Ｆｅ_２Ｏ_３の重量比率が６０％以下となる塩基度調整剤の合計投入量Ｗ２＿ａｄｊは、Ｗ＿Ｆｅ_２Ｏ_３／（Ｗ＿ｔｏｔａｌ＋Ｗ２＿ａｄｊ）≦０．６からＷ２＿ａｄｊ≧０ｋｇと算定される。従って、最終的な塩基度調整剤の投入量Ｗ＿ａｄｊは１１．５ｋｇと決定される。

最後に、前記塩基度調整剤を、ＳｉＯ_２およびＣａＯとすると、両者の比率ＣａＯ／ＳｉＯ_２＝１を満足すべく、ＳｉＯ_２の投入量は５．７５ｋｇと算定され、ＣａＯの投入量は５．７５ｋｇと算定される。ここで、ＣａＯ／ＳｉＯ_２＝１としたのは一例であり、ＣａＯ／ＳｉＯ_２が０．６７〜１．５の範囲であれば、本発明の期待する効果を得られることは言うまでもない。

以上のようにして、ＳｉＯ_２の投入量とＣａＯの投入量とを算定した後は、ＳｉＯ_２とＣａＯを前記算定された各量だけ所定の容器に充填する。もちろん、このＳｉＯ_２とＣａＯとは、前記ドラム缶２０に前記ＰＣＢ汚染物とともに充填されてもよい。そして、このＳｉＯ_２とＣａＯとが充填された容器と前記ＰＣＢ汚染物が充填されたドラム缶２０と、前記ドラム缶投入室１４から溶融分解炉１２に投入する（ステップＳ１２）。このドラム缶２０等が溶融分解炉１２に投入されたことが確認されれば、前記プラズマトーチ１８を作動させプラズマを前記ドラム缶２０に照射して、前記ＰＣＢ汚染物を溶融分解しスラグを生成する（ステップＳ１４）。このとき、前述のように、溶融分解炉１２の底部に貯留したスラグ浴４０の熱によってもＰＣＢ汚染物は溶融分解される。

このようにして、ステップＳ２からステップＳ１４を繰り返し、ＰＣＢ汚染物を順次溶融分解し、ＰＣＢを無害化するとともにスラグを生成していく。ここで、本実施形態では、前記溶融分解により生成したスラグを前記溶融分解炉１２の底部に貯留して前記スラグ浴４０を形成していき、この貯留量が所定値以上になった時点で、前記溶融分解炉１２を傾動し、前記スラグ排出口１２ａからスラグを出滓する（ステップＳ１６）（溶融分解工程）。

このとき、前記スラグは、Ａｌ_２Ｏ_３の重量比率が２０％以下に維持され、かつ、Ｆｅの重量比率がＦｅ_２Ｏ_３換算で６０以下に維持されており、スラグの溶融点は１３００℃以下に保たれている。また、前記スラグは、Ａｌ_２Ｏ_３の重量比率が２０％以下に抑えられるとともに、その塩基度が１．０に維持されており、粘性が適正な範囲に調整されている。従って、前記スラグは、前記スラグ排出口１２ａからスムーズに出滓される。

そして、再び他のＰＣＢ汚染物を処理すべくステップＳ２からステップＳ１６が実施されることになるが、異なる成分のＰＣＢ汚染物が前記溶融分解炉１２で溶融分解されたとしても、その成分に応じてスラグ中のＡｌ_２Ｏ_３の重量およびＦｅ_２Ｏ_３の重量が予測され、このＡｌ_２Ｏ_３の重量比率が２０％以下になるよう、Ｆｅの重量比率がＦｅ_２Ｏ_３換算で６０％以下になるよう、かつ、スラグの塩基度が１．０になるよう、ＳｉＯ_２とＣａＯとが投入されるので、スラグの溶融点および粘性は安定して前記のような適正な状態に保たれる。

このように、本ＰＣＢ処理方法では、ＰＣＢ汚染物の成分が変化してもスラグの塩基度とスラグ中のＡｌおよびＦｅの重量比率が所定の範囲に収められるので、スラグの溶融点および粘性が適正な状態に保たれ、安定したスラグの出滓が可能となる。

前記スラグ排出口１２ａから出滓されたスラグは、前記スラグ排出容器１６に流下し冷却されるとともに他の処理設備に搬送される。

ここで、スラグ中のＡｌ_２Ｏ_３とＦｅ_２Ｏ_３とのうち後者の重量比率のみを所定の目標範囲に収めるようにしてもよい。ＰＣＢは、コンデンサなどの電気部品の絶縁油として広く用いられており、ＰＣＢ汚染物としては、回路素子や安定器といった電気製品であってＡｌやＦｅを多く含むものが多い。そして、Ａｌはスラグの粘性を上げる一方Ｆｅはスラグの粘性を下げるという特性を有している。そのため、前記溶融分解炉１２に投入されるＰＣＢ汚染物の種類に応じて溶融分解炉１２内のＡｌとＦｅの含有量がことでスラグの流動性は大きくばらついてしてしまう。従って、Ａｌ_２Ｏ_３とＦｅ_２Ｏ_３の重量比率を調整すれば、スラグをより確実に、安定してスムーズに出滓することが可能となる。

また、前記Ａｌ_２Ｏ_３の重量比率の目標範囲およびスラグの塩基度の目標値は前記に限らない。ただし、前述のようにＡｌ_２Ｏ_３の重量比率を２０％以下に抑え、Ｆｅ_２Ｏ_３の重量比率を６０％以下に抑えれば、スラグの溶融点を十分に低下させることができるとともにスラグの粘性を適正な範囲に収めることができる。また、スラグの塩基度を０．６７〜１．５の範囲とすれば、スラグの粘性および溶融点をより確実に適正な範囲に収めることができる。

また、スラグの塩基度を調整するための塩基度調整剤の具体的な種類は前記に限らない。すなわち、前記実施形態では、塩基度調整剤の酸性物質としてＳｉＯ_２を例示し、塩基度調整剤の塩基性物質としてＣａＯを例示したが、これら以外の酸性物質および塩基性物質を使用することは可能である。例えば、ＣａＯの代わりにＣａＣＯ_３、Ｃａ（ＯＨ）_２を用いてもよい。ただし、その際には、前記ステップＳ８において、ＣａＣＯ_３あるいはＣａ（ＯＨ）_２が、ＣａＯに変化したときの重量の減少量を勘案し、スラグ中のＣａＯ／ＳｉＯ_２＝０．６７〜１．５の範囲となるように、ＣａＣＯ_３やＣａ（ＯＨ）_２の投入量を決定すればよい。また、塩基性物質として、Ｎａ_２ＯやＮａ_２ＣＯ_３を使用してもよい。

また、前記ＰＣＢ汚染物を処理するためのプラズマ溶融分解装置１０の具体的な構成は前記に限らない。すなわち、前記実施形態では、処理対象物であるＰＣＢ汚染物をドラム缶に封入して処理する場合を例示したが、これに限らず、処理対象物のみをプッシャ・二重ダンパ等の供給機で前記溶融分解炉１２に直接投入してもよい。また、前記実施形態では、ＳｉＯ_２等の塩基度調整剤を所定の容器に充填した場合を例示したが、これに限らず、塩基度調整剤専用の供給機を用いて、塩基度調整剤を前記溶融分解炉１２に直接投入してもよい。

本発明の実施形態に係るＰＣＢ汚染物処理方法を適用するプラズマ溶融分解装置の概略図である。 スラグの塩基度と溶融点との関係を説明するための、３元系状態図である。 Ａｌ_２Ｏ_３の重量比率と溶融点等との関係を説明するための図である。 Ｆｅ_２Ｏ_３の重量比率と溶融点等との関係を説明するための図である。 本発明の実施形態に係るＰＣＢ汚染物処理方法の処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ プラズマ溶融分解装置
１２ 溶融分解炉
１２ａ スラグ排出口
１４ ドラム缶投入室
１６ スラグ排出容器
１８ プラズマトーチ
２０ ドラム缶
４０ スラグ浴

Claims (5)

1. ＰＣＢ汚染物の溶融分解により当該ＰＣＢ汚染物の無害化およびスラグの生成を行うためのＰＣＢ汚染物の処理方法であって、
   前記ＰＣＢ汚染物を、このＰＣＢ汚染物の溶融分解により生成されるスラグの塩基度を調整するための塩基度調整剤であって前記スラグの塩基度を低くする酸性物質と前記スラグの塩基度を高くする塩基性物質とを含む塩基度調整剤とともに溶融分解炉に投入し、この溶融分解炉内で前記ＰＣＢ汚染物にプラズマを照射することにより当該ＰＣＢ汚染物を溶融分解するとともに当該溶融分解により生成されたスラグを前記溶融分解炉から出滓する溶融分解工程と、
   前記溶融分解炉内への前記ＰＣＢ汚染物の投入の前に、このＰＣＢ汚染物とともに投入されるべき前記塩基度調整剤の量を決定する調整剤量決定工程とを含み、
   この調整剤量決定工程は、前記ＰＣＢ汚染物の成分に基づき、当該ＰＣＢ汚染物の溶融分解により生成されるスラグの組成を予測する予測工程と、その予測結果に基づき、前記スラグに含まれる成分のうち当該スラグの流動性に影響する特定の成分であるＦｅをＦｅ _２ Ｏ _３ に換算して当該Ｆｅ _２ Ｏ _３ の重量比率を６０％以下に収めるように、前記塩基度調整剤の投入量を算定する算定工程と、前記酸性物質の投入量と前記塩基性物質の投入量との合計が前記算定工程にて算定された前記塩基度調整剤の投入量となる条件下で、前記スラグの塩基度を予め設定された目標範囲に収めるように、前記酸性物質の投入量と前記塩基性物質の投入量との比率を算定する工程と、を含むことを特徴とするＰＣＢ汚染物処理方法。
2. 請求項１に記載のＰＣＢ汚染物処理方法において、
   前記調整剤量決定工程に含まれる算定工程は、前記スラグの流動性に影響する成分であるＡｌ_２Ｏ_３の重量比率を２０％以下に収めるように前記塩基度調整剤の投入量を算定する工程を含むことを特徴とするＰＣＢ汚染物処理方法。
3. 請求項１または２に記載のＰＣＢ汚染物処理方法において、
   前記調整剤量決定工程にて、前記酸性物質の投入量と前記塩基性物質の投入量とが、前記スラグの塩基度が０．６７〜１．５となるようにそれぞれ算定されることを特徴とするＰＣＢ汚染物処理方法。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のＰＣＢ汚染物処理方法において、
   前記酸性物質が、ＳｉＯ_２を主成分とする物質であることを特徴とするＰＣＢ汚染物処理方法。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のＰＣＢ汚染物処理方法において、
   前記塩基性物質が、ＣａＯまたは溶融分解処理によってＣａＯに変化する物質の少なくとも一つを主成分とする物質であることを特徴とするＰＣＢ汚染物処理方法。