JP7486367B2

JP7486367B2 - ダクト内面洗浄装置及び方法

Info

Publication number: JP7486367B2
Application number: JP2020123765A
Authority: JP
Inventors: 秀雄西山; 泰彦森; 肇田中
Original assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd
Priority date: 2020-07-20
Filing date: 2020-07-20
Publication date: 2024-05-17
Anticipated expiration: 2040-07-20
Also published as: JP2022020333A

Description

本発明は、高濃度ＰＣＢ油が付着しているダクト内面を洗浄するダクト内面洗浄装置及び方法に関する。

ＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニル）を含有する油（以下、「ＰＣＢ油」と呼ぶ。）が表面に付着しているＰＣＢ汚染物は、付着しているＰＣＢ油の濃度が低濃度汚染レベル（０．１μｇ／１００ｃｍ^２超～１０００μｇ／１００ｃｍ^２以下）であれば、低濃度無害化処理施設において無害化処理することができる。しかし、ＰＣＢ油の濃度が１０００μｇ／１００ｃｍ^２を超える場合（以下、「高濃度ＰＣＢ油」と呼ぶ。）、低濃度無害化処理施設でＰＣＢ汚染物を無害化処理するためにはＰＣＢ濃度を低濃度汚染レベルまで低下させる必要がある。

ＰＣＢ汚染物の表面に付着しているＰＣＢ油を除去する方法として、特許文献１には、蒸気発生部から供給された蒸気を本体部からＰＣＢ汚染物に噴射し、ＰＣＢ汚染物の表面に付着しているＰＣＢ油の温度が基準温度以上になった際、本体部に取り付けられたハンドル部を保持して本体部を移動させ、本体部に設置されたブラシによりＰＣＢ汚染物からＰＣＢ油を除去する洗浄装置が開示されている。

一方、特許文献２には、内部がダイオキシン類で汚染されている汚染装置内に、高温の加熱用ガスを１箇所以上から吹き込むことにより、汚染装置内部に付着したダイオキシン類を熱分解する技術が開示されている。汚染装置から排出された加熱用ガスは、冷却塔及びバグフィルタを経た後、加熱用ガスに含まれる残存ダイオキシン類が活性炭吸着塔によって吸着除去される。

特開２０１７－７７５３８号公報特開２００３－１０２８６４号公報

特許文献１に記載されている洗浄装置は、ＰＣＢ汚染物の外表面に付着しているＰＣＢ油を除去することができる。しかしながら、ＰＣＢ油に汚染されたダクト内面など長尺物の四方が囲まれた内部を洗浄することは困難である。
特許文献２記載の技術は、廃棄物焼却設備のダイオキシン汚染装置を無害化（ダイオキシン類を加熱分解）する方法である。因って、５００℃～７００℃の加熱用ガスを汚染装置の内部に吹き込むことに加えて、汚染装置から排出される加熱用ガスを２５０℃以下に冷却する冷却塔や、粉塵除去用のバグフィルタ及び、完全に熱分解されず残存するダイオキシン類を吸着除去する活性炭吸着塔などが必要となる。このように、特許文献２記載の技術はダイオキシン汚染装置を無害化（ダイオキシン類を加熱分解）する方法であり、また、その方法では大がかりな設備が必要となる。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、高濃度ＰＣＢ油が付着しているダクト内面を低濃度汚染レベルまで低下させることができる簡便な洗浄装置及び方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、第１の発明は、両端に継目フランジを有し、エアー流通路の一部を構成するダクト部材の内面に付着する高濃度ＰＣＢ油を除去するダクト内面洗浄装置であって、
温風を生成する温風発生器と、
前記ダクト部材の一端面を封止する封止板を貫通して該ダクト部材内に挿入され、前記温風発生器で生成した温風を該ダクト部材の内周面に向けて噴射するエアーノズルと、
前記ダクト部材内で発生するＰＣＢ含有ガスを吸引するエアー吸引器と、
前記ダクト部材の他端面を封止する封止板に形成された吸引孔から吸引されるＰＣＢ含有ガスからＰＣＢを除去するフィルタボックスと、
前記温風発生器と前記エアーノズル、前記吸引孔と前記フィルタボックス、前記フィルタボックスと前記エアー吸引器を各々接続する耐熱エアーホースと、
前記ダクト部材の外周面に配置され、該ダクト部材を加熱する加熱器と、
前記加熱器の外側に配置されて前記ダクト部材の外周面を覆う保温材とを備えることを特徴としている。

また、第２の発明は、第１の発明に係るダクト内面洗浄装置を用いて、高濃度ＰＣＢ油が付着している、前記ダクト部材の内面を洗浄する方法であって、
前記ダクト部材の両端面を前記封止板で封止する第１工程と、
前記ダクト部材の外周面に加熱器を配置した後、該ダクト部材の外周面を保温材で覆う第２工程と、
前記ダクト部材の一端面から該ダクト部材内にエアーノズルを挿入すると共に、一端がフィルタボックスもしくは出側エアーヘッダーに接続された耐熱エアーホースの他端を、該ダクト部材の他端面を封止する封止板に形成された吸引孔に接続する第３工程と、
前記加熱器で前記ダクト部材を加熱しながら、予め設定した吹込み時間が経過するまで、温風発生器で生成した温風を前記エアーノズルから前記ダクト部材の内周面に向けて噴射し、前記吸引孔から吸引されるＰＣＢ含有ガスからＰＣＢを前記フィルタボックスにより除去する第４工程と、
前記吹込み時間経過後、前記ダクト部材の最下流位置において該ダクト部材内面のＰＣＢ濃度を測定する第５工程と、
前記ＰＣＢ濃度測定結果が低濃度汚染レベルの場合、前記ダクト部材の洗浄完了とし、前記ＰＣＢ濃度測定結果が低濃度汚染レベルを超えている場合、再度、前記ダクト部材に対して第４及び第５工程を実施して前記ＰＣＢ濃度測定結果の評価を行う第６工程とを備えることを特徴としている。
なお、第１工程から第６工程の順に実施してもよいが、第１工程と第２工程は順序を逆にしてもよい。また、第６工程の後は、その結果に応じて第４工程及び第５工程を繰り返し実施してもよい。

本発明では、高濃度ＰＣＢ油が付着しているダクト内面を簡便な装置及び方法により洗浄するため、複数のダクト部材が連結して構成されるダクトを、ダクト部材ごとにその内面を洗浄する。ダクト部材の外周面を加熱器で加熱し且つ保温材で保温しているので、ダクト部材全長に亘って温度差を殆ど発生させず、ダクト部材の内面をほぼ均一に加熱することができる。その際、ダクト部材内に挿入したエアーノズルからダクト部材の内周面に温風を吹付け、ダクト部材の吸引孔から吸引することで、継続的にダクト部材の内面に付着している高濃度ＰＣＢ油を蒸発させることができる。

また、第１の発明に係るダクト内面洗浄装置では、前記ダクト部材の外周面を覆う前記保温材の一部が取り外し可能とされていることを好適とする。
ＰＣＢはダイオキシンの前駆体（ベンゼン環、塩素）を多く含んでおり、冷却過程でダイオキシンが再合成される懸念がある。従って、ダイオキシンが再合成しない２００℃付近にダクト部材の内面温度を維持しておく必要があり、洗浄時におけるダクト部材の温度を定期的に測定するために、保温材の一部が取り外し可能とされていることが望ましい。

また、第１の発明に係るダクト内面洗浄装置では、前記吸引孔から吸引されるＰＣＢ含有ガスを冷却する空気を取り込む給気バルブを前記吸引孔と前記フィルタボックスの間の経路上に設置し、前記吸引孔と前記給気バルブ、前記給気バルブと前記フィルタボックスを各々接続する耐熱エアーホースを備えるようにしてもよい。
フィルタボックスには、ＰＣＢ含有ガスを吸着する吸着材（活性炭）が内蔵されているので、吸着材（活性炭）に過剰な負荷が掛からないように、ＰＣＢ含有ガスの温度を低下させておくことが望ましい。

また、第１の発明に係るダクト内面洗浄装置では、複数の前記ダクト部材が並列配置され、前記各ダクト部材内に挿入された前記エアーノズルと前記温風発生器が入側エアーヘッダーを介して前記耐熱エアーホースで接続され、前記各ダクト部材に設けられた前記吸引孔と前記フィルタボックスが出側エアーヘッダーを介して前記耐熱エアーホースで接続されていてもよい。これにより、複数のダクト部材の内面洗浄を効率的に行うことができる。

本発明では、複数のダクト部材が連結して構成され、内面に高濃度ＰＣＢ油が付着しているダクトに対して、ダクト部材ごとにその内面を洗浄するので、高濃度ＰＣＢ油が付着しているダクト内面を簡便な洗浄装置及び方法により洗浄することができる。

本発明の一実施の形態に係るダクト内面洗浄装置の平断面図である。同ダクト内面洗浄装置の側断面図である。図２のＡ－Ａ矢視断面図である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。

施設に設置されている給気ダクト及び排気ダクトはエアー流通路を構成するダクト部材を複数連結したものである。本発明では、高濃度ＰＣＢ油が内面に付着しているダクトを、継目フランジの箇所で切り離して複数のダクト部材に分解し、各ダクト部材の内面をダクト内面洗浄装置により洗浄する。ダクト部材のサイズは様々であり、直径３００ｍｍ以上の円形断面や４００ｍｍ×５００ｍｍの矩形断面、一辺１０００ｍｍの方形断面などがある。一般的なダクト部材の長さは２．５ｍ程度である。

本発明の一実施の形態に係るダクト内面洗浄装置１０を図１及び図２に示す。
ダクト内面洗浄装置１０は、外気を取り込んで加熱することにより温風を生成する温風発生器１２と、温風発生器１２で生成した温風をダクト部材１１の内周面に向けて噴射するエアーノズル１４と、ダクト部材１１内面に付着している高濃度ＰＣＢ油の蒸発によって発生するＰＣＢ含有ガスを吸引するブロワ２０（エアー吸引器の一例）と、ダクト部材１１から吸引されるＰＣＢ含有ガスからＰＣＢを除去するフィルタボックス１９とを備え、これら各機器が可撓性を有する耐熱エアーホース２１で接続されている。

ダクト内面洗浄装置１０でダクト部材１１の内面を洗浄するに当たって、ダクト部材１１の外周面に、ダクト部材１１を加熱する面状電気ヒーター２２（加熱器の一例）を配置し、ダクト部材１１の一端面を封止板２４で封止し、ダクト部材１１の他端面を封止板２５で封止する。封止板２４、２５の周縁部はダクト部材１１の両端に形成された継目フランジ１１ａ、１１ｂにそれぞれ固定する。面状電気ヒーター２２及び封止板２４、２５の外側には保温材２３を配置し、ダクト部材１１全体を保温材２３によって被覆する。なお、ダクト部材１１の温度を測定するため、一部の保温材２３ａを取り外し可能とする。

本実施の形態では、３本のダクト部材１１を水平面上に並列配置する。各ダクト部材１１の封止板２４を貫通してダクト部材１１内に挿入されたエアーノズル１４と温風発生器１２は入側エアーヘッダー１３を介して耐熱エアーホース２１で接続され、各ダクト部材１１の封止板２５に設けられた吸引孔１５とフィルタボックス１９は出側エアーヘッダー１７を介して耐熱エアーホース２１で接続されている。
温風発生器１２と入側エアーヘッダー１３を繋ぐ耐熱エアーホース２１、入側エアーヘッダー１３、及び、入側エアーヘッダー１３とエアーノズル１４を繋ぐ耐熱エアーホース２１は保温材２３で被覆されている。

面状電気ヒーター２２にはシリコンラバーヒーターなどを使用することができる。また、保温材２３にはグラスウールなどを使用することができる。

各ダクト部材１１の吸引孔１５と出側エアーヘッダー１７の間の経路上には、耐熱エアーホース２１を介して吸引孔１５から吸引されるＰＣＢ含有ガスの風量を調節する風量調整ダンパ１６が設置され、出側エアーヘッダー１７とフィルタボックス１９の間の経路上には、耐熱エアーホース２１を介して吸引孔１５から吸引されるＰＣＢ含有ガスを冷却する空気を取り込む給気バルブ１８が設置されている。

本実施の形態におけるエアーノズル１４は棒状とされ、複数の噴射孔が材軸方向に形成されている。エアーノズル１４の本数は図３に示すように４本とされ、ダクト部材１１の内面を構成する天面、底面、左右側面にそれぞれ対峙するように配置されている。各エアーノズル１４は対峙する面に向けて温風を噴射する。これにより、ダクト部材１１の全内周面に温風が供給される。

ダクト部材１１の外周面を面状電気ヒーター２２で加熱し且つ保温材２３で保温しているので、ダクト部材１１全長に亘って温度差を殆ど発生させず、ダクト部材１１の内面をほぼ均一に加熱することができる。その際、ダクト部材１１内に挿入したエアーノズル１４からダクト部材１１の内周面に温風を吹付け、ダクト部材１１の吸引孔１５から吸引することで、継続的にダクト部材１１の内面に付着している高濃度ＰＣＢ油を蒸発させることができる。

吸引孔１５から吸引された吸引ガスは給気バルブ１８を介して取り込まれた外気と混合して冷却された後、フィルタボックス１９に流入する。吸引ガスに含まれているＰＣＢはフィルタボックス１９に内蔵されている活性炭に吸着して除去される。フィルタボックス１９によって浄化された吸引ガスはブロワ２０により大気中に放出される。
なお、エアーノズル１４から噴射される温風は、吸引孔１５から吸引されるので、エアーノズル１４をダクト部材１１の全長に渡って挿入する必要はなく、例えば、ダクト部材１１の一端側からダクト部材１１の全長の一部分迄への挿入でよい。

次に、ダクト内面洗浄装置１０を用いて、高濃度ＰＣＢ油が付着しているダクト部材１１の内面を洗浄する方法について説明する。
［ステップ０］（分解工程）
高濃度ＰＣＢ油が内面に付着しているダクトを、継目フランジ１１ａ、１１ｂの箇所で切り離して複数のダクト部材１１に分解する。

［ステップ１］（第１工程／封止工程）
エアーノズル１４の貫通孔が中央部に形成された封止板２４の周縁部をダクト部材１１の継目フランジ１１ａに固定して一方のダクト部材端面を封止すると共に、ＰＣＢ含有ガスを吸引する吸引孔１５が中央部に形成された封止板２５の周縁部をダクト部材１１の継目フランジ１１ｂに固定して他方のダクト部材端面を封止する。

［ステップ２］（第２工程／被覆工程）
ダクト部材１１の外周面に面状電気ヒーター２２を取り付けた後、ダクト部材１１の外周面を保温材２３で覆う。ダクト部材１１の外周面に面状電気ヒーター２２を取り付ける際は、ダクト部材１１の外周面に接するヒーター面に耐熱性のシリコン系両面テープを貼着してダクト部材１１の外周面に貼り付ける。また、アルミテープを用いて面状電気ヒーター２２の周縁部をダクト部材１１の外周面に固定する。

［ステップ３］（第３工程／接続工程）
封止板２４に形成されている貫通孔からダクト部材１１内にエアーノズル１４を挿入すると共に、一端が出側エアーヘッダー１７に接続された耐熱エアーホース２１の他端を、封止板２５に形成された吸引孔１５に接続する。

［ステップ４］（第４工程／ＰＣＢ除去工程）
面状電気ヒーター２２でダクト部材１１を加熱しながら、予め設定した吹込み時間が経過するまで、温風発生器１２で生成した温風をエアーノズル１４からダクト部材１１の内周面に向けて噴射し、吸引孔１５から吸引されるＰＣＢ含有ガスからＰＣＢをフィルタボックス１９により除去し、浄化された吸引ガスを大気中に放出する。その際、ダイオキシンが再合成しない２００℃付近にダクト部材１１の内面温度を維持する必要がある。そのため、ダクト部材１１から保温材２３ａを定期的に取り外して非接触式放射温度計２６でダクト部材１１の温度を測定する。

温風温度は１００℃以上２００℃以下、吹込み時間は２０分以上３０分以下、面状電気ヒーター２２の温度は１８０℃以上２００℃以下とする。温風の吹込量は、ダクト部材内面のＰＣＢ汚染度、ダクト部材１１の内表面の面積に応じて適宜設定する。
また、給気バルブ１８を調節して、フィルタボックス１９に流入するＰＣＢ含有ガスの温度が４０℃～５０℃程度となるようにする。

［ステップ５］（第５工程／ＰＣＢ濃度測定工程）
吹込み時間経過後、ダクト部材１１の最下流位置においてダクト部材１１の内面のＰＣＢ濃度を測定する。

［ステップ６］（第６工程／ＰＣＢ濃度評価工程）
ＰＣＢ濃度の測定結果が低濃度汚染レベル（０．１μｇ／１００ｃｍ^２超～１０００μｇ／１００ｃｍ^２以下）の場合、ダクト部材１１の洗浄完了とし、ＰＣＢ濃度の測定結果が低濃度汚染レベルを超えている場合、再度、ダクト部材１１に対してステップ４及びステップ５を実施してＰＣＢ濃度測定結果の評価を行う。

以上、本発明の一実施の形態について説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、上記実施の形態では、３本のダクト部材を並列配置しているが、これに限るものではなく、２本以下又は４本以上としてもよい。また、上記実施の形態では、ダクト部材に挿入するエアーノズルの本数を４本としているが、これに限るものではなく、３本以下又は５本以上としてもよい。例えば、エアーノズルの本数を１本とし、エアーノズルの軸回りに回転させながら温風を噴射するようにしてもよい。

１０：ダクト内面洗浄装置、１１：ダクト部材、１１ａ、１１ｂ：継目フランジ、１２：温風発生器、１３：入側エアーヘッダー、１４：エアーノズル、１５：吸引孔、１６：風量調整ダンパ、１７：出側エアーヘッダー、１８：給気バルブ、１９：フィルタボックス、２０：ブロワ（エアー吸引器）、２１：耐熱エアーホース、２２：面状電気ヒーター（加熱器の一例）、２３、２３ａ：保温材、２４、２５：封止板、２６：非接触式放射温度計

Claims

両端に継目フランジを有し、エアー流通路の一部を構成する、前記継目フランジにて切り離されたダクト部材の内面に付着する高濃度ＰＣＢ油を、０．１μｇ／１００ｃｍ ^２超～１０００μｇ／１００ｃｍ ^２以下の低濃度汚染レベルまで低下させるダクト内面洗浄装置であって、
１００℃以上２００℃以下の温風を生成する温風発生器と、
前記ダクト部材の一端面を封止する封止板を貫通して該ダクト部材内に挿入され、前記温風発生器で生成した温風を該ダクト部材の内周面に向けて噴射するエアーノズルと、
前記ダクト部材内で発生するＰＣＢ含有ガスを吸引するエアー吸引器と、
前記ダクト部材の他端面を封止する封止板に形成された吸引孔から吸引されるＰＣＢ含有ガスからＰＣＢを除去するフィルタボックスと、
前記温風発生器と前記エアーノズル、前記吸引孔と前記フィルタボックス、前記フィルタボックスと前記エアー吸引器を各々接続する耐熱エアーホースと、
前記ダクト部材の外周面に配置され、該ダクト部材を１８０℃以上２００℃以下に加熱する加熱器と、
前記加熱器の外側に配置されて前記ダクト部材の外周面を覆う保温材とを備えることを特徴とするダクト内面洗浄装置。
請求項１記載のダクト内面洗浄装置において、前記ダクト部材の内面に付着する高濃度ＰＣＢ油を蒸発によって除去することを特徴とするダクト内面洗浄装置。
請求項１又は２記載のダクト内面洗浄装置において、前記ダクト部材の外周面を覆う前記保温材の一部が、温度計を用いて前記ダクト部材の温度を測定するために取り外し可能とされていることを特徴とするダクト内面洗浄装置。
請求項１～３のいずれか１項に記載のダクト内面洗浄装置において、前記吸引孔から吸引されるＰＣＢ含有ガスを冷却する空気を取り込む給気バルブが前記吸引孔と前記フィルタボックスの間の経路上に設置され、前記吸引孔と前記給気バルブ、前記給気バルブと前記フィルタボックスを各々接続する耐熱エアーホースを備えることを特徴とするダクト内面洗浄装置。
請求項１～４のいずれか１項に記載のダクト内面洗浄装置において、複数の前記ダクト部材が並列配置され、前記各ダクト部材内に挿入された前記エアーノズルと前記温風発生器が入側エアーヘッダーを介して前記耐熱エアーホースで接続され、前記各ダクト部材に設けられた前記吸引孔と前記フィルタボックスが出側エアーヘッダーを介して前記耐熱エアーホースで接続されていることを特徴とするダクト内面洗浄装置。
請求項１～５のいずれか１項に記載のダクト内面洗浄装置を用いて、高濃度ＰＣＢ油が付着している、前記ダクト部材の内面を洗浄する方法であって、
前記ダクト部材の両端面を前記封止板で封止する第１工程と、
前記ダクト部材の外周面に加熱器を配置した後、該ダクト部材の外周面を保温材で覆う第２工程と、
前記ダクト部材の一端面から該ダクト部材内にエアーノズルを挿入すると共に、一端がフィルタボックスもしくは出側エアーヘッダーに接続された耐熱エアーホースの他端を、該ダクト部材の他端面を封止する封止板に形成された吸引孔に接続する第３工程と、
前記加熱器で前記ダクト部材を加熱しながら、予め設定した吹込み時間が経過するまで、温風発生器で生成した温風を前記エアーノズルから前記ダクト部材の内周面に向けて噴射し、前記吸引孔から吸引されるＰＣＢ含有ガスからＰＣＢを前記フィルタボックスにより除去する第４工程と、
前記吹込み時間経過後、前記ダクト部材の最下流位置において該ダクト部材内面のＰＣＢ濃度を測定する第５工程と、
前記ＰＣＢ濃度測定結果が低濃度汚染レベルの場合、前記ダクト部材の洗浄完了とし、前記ＰＣＢ濃度測定結果が低濃度汚染レベルを超えている場合、再度、前記ダクト部材に対して第４及び第５工程を実施して前記ＰＣＢ濃度測定結果の評価を行う第６工程とを備えることを特徴とするダクト内面洗浄方法。