JPH05208184A - 汚染要因物の除去方法及び装置 - Google Patents

汚染要因物の除去方法及び装置

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JPH05208184A
JPH05208184A JP4314065A JP31406592A JPH05208184A JP H05208184 A JPH05208184 A JP H05208184A JP 4314065 A JP4314065 A JP 4314065A JP 31406592 A JP31406592 A JP 31406592A JP H05208184 A JPH05208184 A JP H05208184A
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chamber
contaminants
gas
water
pollutants
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JP4314065A
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Edward J Lahoda
ジーン ラホダ エドワード
David C Grant
チャールズ グラント デビッド
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    • F26B25/005—Treatment of dryer exhaust gases
    • F26B25/006—Separating volatiles, e.g. recovering solvents from dryer exhaust gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE
    • B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B09B3/40—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless involving thermal treatment, e.g. evaporation
    • B09B3/45—Steam treatment, e.g. supercritical water gasification or oxidation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/06—Reclamation of contaminated soil thermally

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 処理量が多く、しかも毒性物質を新たに生じ
させない被汚染物からの汚染要因物の効率的な分離方法
及び装置を提供する。 【構成】 熱的脱着法を用いて有機物及び揮発性金属を
土壌から除去するにあたり、被汚染物をベルトコンベヤ
３６に載せた状態で汚染要因物の焼却を実質的に避ける
のに有効な酸素濃度条件、温度条件及び滞留時間の下で
室２０を通って移動させ、被汚染物を加熱して汚染要因
物を揮発させると共に汚染除去された処理物質を生じさ
せる。揮発した汚染要因物及び搬送ガスを含むガス流を
凝縮器７０及びスクラバ８０に通して清浄なガス及び汚
染状態の液状凝縮物を生じさせ、清浄なガスを搬送用ガ
スとして室内へ再循環させるか、ガス清浄化装置を通し
て大気中に放出する。液状凝縮物を水処理装置９０に通
して得た清浄な水を空気冷却器９２に通し再循環させて
急冷器に戻すか、炭素吸着塔９４に通して処理物質の急
冷用の水として再循環させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、揮発性及び半揮発性の
汚染要因物を固形物から除去するための装置及び方法に
関し、特に、土壌からの有機物及び揮発性金属の熱的脱
着操作を行なって汚染要因物を土壌から分離するための
装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】有機物
及び重金属による土壌、スラッジ、アッシュ及びその他
の固形物の汚染は、環境上の重要問題である。これら固
形物が大量であること及びその処分に要する費用が高い
ために、処分が必要な廃棄物を減容する必要がある。
【０００３】汚染されている土壌を処理するには、汚染
要因物の分解操作、例えば焼却或いは熱分解法を用いる
のが良く、或いは土壌からの汚染物の分離、例えば熱的
脱着法を用いるのが良い。焼却中、汚染要因物は種々の
酸素濃度及び滞留時間の条件のもとで汚染要因物を分解
するのに有効な温度に加熱される。熱分解中、汚染要因
物は、酸素の不在のもとで所定の滞留期間の間加熱さ
れ、汚染要因物を分解するのに有効な温度にされる。熱
的脱着法の実施中、汚染要因物は種々の酸素濃度及び滞
留時間の条件のもとで、汚染要因物の分解を防止するの
に有効な温度に加熱され、それにより土壌からの揮発汚
染要因物の分離が可能となる。
【０００４】焼却炉の一例は、米国特許第４，０５０，
９００号（ホッブズ氏等）に開示されている装置であ
り、かかる米国特許の内容をコンベヤベルトを利用する
焼却装置の説明に関し本明細書の一部を形成するものと
してここに引用する。材料をコンベヤベルトに載せた状
態で燃焼室中を移動させる。材料が室中を前進している
とき、材料は、赤外線加熱手段及び脱蔵した有機物の燃
焼の相乗作用により焼却され、燃焼ガスが放出される。
焼却は処分を必要とする廃棄物を減容させるけれども、
毒性の強い燃焼生成物、例えばダイオキシンが生じる
が、これはアフターバーナー及びスクラビング部分内で
効果的に処理する必要がある。固定層焼却設備を用いる
と、大量の被汚染物を包装して、容量の限られた認可焼
却設備に輸送しなければならない。
【０００５】ＥＰＡ（米国環境保護局）申請分析報告で
ある“Shirco Infrared Incineration System"（１９８
９年６月発行、３９〜４２頁）は、赤外線加熱要素を用
いてコンベヤベルト上の材料を加熱し、その結果、汚染
要因物を一次室内で材料から脱着させ、次いで、脱着し
た汚染要因物を一次室内で焼却させる方法を開示してい
る。脱着した汚染要因物の燃焼が一次室内で完全でない
場合、脱着した汚染要因物を二次室内で焼却するが、そ
れにより毒性のある燃焼生成物が生じる。
【０００６】米国特許第３，９５４，０６９号（ローケ
ン氏）に示す別な焼却法では、スラッジを間接的に加熱
し、空気の排ガス、悪臭のあるガス及び水を生じさせ、
これらを凝縮器に送る。凝縮器内では、水だけが凝縮さ
れて除去され、したがって「汚染要因物」である悪臭の
あるガスは焼却炉に到達するようになる。
【０００７】焼却法に類似した方法が、“Process Tech
nology and Flowsheets ”（マグローヒル発行、１９７
９年、２２５〜２２６頁）に開示されており、この方法
では、廃棄物を９００°Ｆで熱分解して油蒸気、ガス蒸
気及び水蒸気を生じさせる。蒸気を急冷して熱分解燃料
油及び排ガスを生じさせる。しかしながら、熱分解中、
汚染要因物を分解し、それにより残留化合物、例えば危
険で毒性があり、或いはＥＰＡ（環境保護局）による規
制が必要な物質が材料中に残ってしまうことがある。
【０００８】土壌の熱処理の一例が米国特許第４，７３
８，２０６号（ノーランド氏）に開示されている。汚染
状態の土壌を、内部が加熱されたネジ山付きスクリュー
コンベヤによって室中を搬送し、蒸気を汚染要因物の沸
騰温度よりも低い温度でストリッピングする。しかしな
がら、この方法を実施すると、非常に多量のガスが発生
することになり、次にこのガスを処理して汚染要因物を
除去しなければならない。
【０００９】土壌の熱的脱着法のもう一つの例が、米国
特許第４，９７７，８３９号（ホッヒマン氏等）及び米
国特許第４，８６４，９４２号（ホッヒマン氏等）に開
示されている。ロータリーキルン内に置かれた被汚染物
は、汚染要因物を揮発させるのには有効ではあるが、焼
却温度よりも低い温度を、汚染要因物の所望の分離度を
得るのに十分な期間に亘って受ける。しかしながら、焼
却は、酸化物質の存在と材料の特定時間の滞留期間の組
み合わせによって生じるのであって、プロセスが生じる
温度には起因しない。
【００１０】米国特許第４，７８２，６２５号（ガーケ
ン氏等）は複数のネジ孔を備え、土壌を通過させるため
の回転式シリンダ内で有機化合物を揮発させる方法を開
示している。材料乾燥手段、濾過手段、スクラビング手
段及び活性炭の層が個々にトレーラのベッド上に取り付
けられて機器の搬送を容易にする。
【００１１】ロータリーキルンを用いて汚染状態の土壌
を処理する方法に関し、もう一つの説明が、マイケル・
エー・スミス監修の“Contaminated Land Reclamation
andTreatment"（プレナムプレス、３７〜９０頁）の所
収論文であるラルケン氏の“On-Site Processing of Co
ntaminated Soil"（１９８５）に開示されている。汚染
要因物の焼却法、解媒利用の処理法及び低温揮発の方法
が開示されている。排ガスの低温処理法において、ラル
ケン氏の手法では、搬送用ガスとして蒸気を用いるこ
と、サイクロンによる濾過、凝縮、ガススクラビング、
結果的に得られる汚染流体からのガスの分離、ガスの排
出前に活性炭を通してガスを濾過することを開示してい
る。しかしながら、ロータリーキルン、回転式シリン
ダ、或いはスクリューコンベヤの利用にはいくつかの欠
点が伴なう。ドラム内における材料の混転（これによ
り、材料の諸部分が異なる速度でドラムを通って進行す
る場合がある）により、所望の分離度を達成するための
回転式ドラム内における材料の滞留期間が重要である。
【００１２】ロータリーキルン及びスクリューコンベヤ
の利用に対するもう一つの欠点は、キルンのシェルまた
はスクリューコンベヤのネジ山を通る伝熱速度が限られ
ていることであり、それにより、これらプロセスの処理
量が制限される。また、土壌または屑片の最終温度は、
キルンまたはスクリューコンベヤの構成材料によって制
限される。その理由は、汚染要因物を揮発させるために
材料を通る所望の電熱を得るのに必要な火炎温度がロー
タリーキルン及びスクリューコンベヤに損傷を引き起こ
す場合があるからである。このような損傷として、例え
ばロータリーキルン及びスクリューコンベヤの材料の疲
労及び溶融が挙げられる。汚染要因物を揮発させる低い
温度を用いると、熱脱着ユニット内における材料の滞留
時間を長く取る必要がある。
【００１３】回転式ドラムの利用に対するもう一つの欠
点は、材料の混転に起因するドラム内におけるダストの
生成であり、これにより排ガスの処理が難しくなり、多
量の被汚染廃棄物が生じ、作動上の問題、例えばパイプ
の閉塞問題が生ずる場合がある。
【００１４】本発明の主目的は、処理量が多く、しかも
毒性物質を新たに生じさせない、被汚染物からの汚染要
因物の効率的な分離方法及び装置を提供することにあ
る。
【００１５】この目的に鑑みて、本発明の要旨は、被汚
染物から汚染要因物を除去する方法において、被汚染物
をベルトコンベヤ上に載せた状態で室内をその装入端か
ら排出端に移動させ、室内のベルトコンベヤ上の被汚染
物を、被汚染物が室内を通って移動している間に加熱し
て、汚染要因物を揮発させると共に実質的に汚染除去さ
れた処理物質を得るのに有効な温度にし、汚染要因物の
焼却を実質的に回避するのに有効な温度、酸素濃度及び
滞留時間を維持し、揮発した汚染要因物を室から排出
し、室から排出した揮発汚染要因物の少なくとも一部を
凝縮させて凝縮物を生じさせ、処理物質を室の排出端を
通して室から排出することを特徴とする方法にある。
【００１６】本発明の方法は更に、揮発した汚染要因物
を室から運び出すための搬送用ガスを室に通す段階を更
に含むのが良い。
【００１７】本発明の方法は更に、室内への被汚染物の
挿入に先立って被汚染物を乾燥させる段階と、空気が室
内に入らないようにする段階と、凝縮させたガス流をス
クラビングする段階と、ガスの少なくとも１部を再循環
させる段階と、水の少なくとも一部を再循環させる段階
と、スクラビングされたガスの少なくとも一部をガス清
浄化装置内で清浄にする段階と、汚染状態の液体凝縮物
を水処理装置内で処理する段階と、水の少なくとも一部
を炭素吸着塔内で処理する段階とを含む。
【００１８】本発明の要旨は更に、揮発性及び半揮発性
の汚染要因物を被汚染物から除去する装置において装入
端及び排出端を有する室と、被汚染物を室を通って室の
装入端から排出端に移動させるためのベルトコンベヤ
と、ベルトコンベヤの上方で室内に配置されていて、被
汚染物が室を通って移動している間にベルトコンベヤ上
の被汚染物を加熱し、汚染要因物を揮発させ、処理物質
を生じさせるための少なくとも一つの加熱器と、汚染要
因物の焼却を実質的に防止するのに有効な酸素濃度、温
度及び時間の条件を維持するための手段と、揮発した汚
染要因物を室から運び出すための搬送用ガスをベルトコ
ンベヤ上の被汚染物の上方に流すための手段と、室の一
端に位置していて、室から排出された揮発汚染要因物の
少なくとも一部を凝縮させるための急冷器を有すること
を特徴とする装置にある。
【００１９】室内で間接式な加熱を備えたベルトコンベ
ヤを用いる熱脱着ユニット及び方法を利用すると、多量
の被汚染物を、他の手段、例えばロータリーキルンを用
いた場合の汚染要因物の揮発に必要な滞留時間よりも短
い滞留時間で、且つ一層小さな室で汚染除去をすること
ができる。そのうえ、ダストのキャリオーバが最少限に
抑えられ、滞留時間が制御され、より高いマトリックス
温度が達成できる。
【００２０】本発明の内容は、添付の図面に例示的に示
すに過ぎない好ましい実施例の以下の説明から一層明ら
かになろう。
【００２１】
【実施例】本明細書に開示する発明は、汚染要因物を汚
染状態の固形物から熱の作用により脱着させ、それによ
り揮発性汚染要因物を固形物から分離するための装置及
び方法を提供する。
【００２２】全体を参照番号１０で支持する熱的脱着ユ
ニットは、水、揮発性の汚染要因物、例えばＰＣＢ（ポ
リ塩化ビフェニル）、ＰＨＣ（石油炭化水素）、ＰＣＰ
（ペンタクロロフェノール）、及び半揮発性の金属また
は金属化合物、例えばアンチモン、鉛、カドミウム、亜
鉛または水銀を蒸発させることができる。
【００２３】図１及び図２を参照すると、熱的脱着ユニ
ット１０は室２０を有する。室２０は、実質的に気密の
複数の壁を備えたハウジングである。室２０は、材料を
室２０内へ入れる装入端３０及び材料を室２０から排出
する排出端３２を有する。室２０は軟炭素鋼で構成され
ていて、セラミック繊維で断熱されている。シェルを腐
食性の揮発物から保護するために、断熱材の装着前にス
テンレス鋼内面に耐腐食性の物質をスプレーし、ステン
レス鋼を蒸気障壁（追加の繊維断熱材層を含むのがよ
い）をセラミック繊維に隣接して配設する。
【００２４】室２０は、被汚染物を室２０を通して搬送
するベルトコンベヤ（合金またはセラミック布で構成さ
れるのがよい）を収容している。ローラ３８で支持され
ているベルトコンベヤ３６は、材料を室２０の装入端３
０から排出端３２まで移動させるための上部ベルト部分
４０及び上部ベルト部分３８の下に位置した下部ベルト
部分４２を有する。ベルトコンベヤ３６の代用として回
転式乾燥機、例えばリータリーキルンまたは回転式ドラ
ムを使用できない。その理由は、回転式乾燥機内におけ
る材料の滞留時間が変化し、伝熱速度が制限され、材料
の温度範囲が制限され、揮発した汚染要因物内における
粒子のエアレーションが生じるからである。
【００２５】室２０内には列状に取り付けられた歯を備
えた回転バー（図示せず）が位置決めされており、かか
る歯は、材料が室２０を通って移動しているときにベル
トコンベヤ３６上の材料層をゆっくりと掻き取って汚染
要因物の除去量を増大させる。複数の回転バーは、材料
がベルトコンベヤ３６の長さに沿って移動しているとき
に材料のすべてが回転するよう位置決めされたはを備え
たベルトコンベヤ３６の長さに沿って位置決めされてい
る。回転バーは材料を転動させて汚染要因物のすべてが
熱にあたるようにするが、ベルトコンベヤ３６の上方で
空間内に浮遊する粒子を生じさせないようにする。
【００２６】回転バーはロータリーキルンと比べてコン
ベヤベルト３６上における材料の移動速度を妨害しな
い。ロータリーキルンは材料をひっくり返すので、室を
通って進行している材料の一部が、室を通って進行して
いる材料の他の部分の移動速度とは異なる速度で進む恐
れがある。ベルトコンベヤ３６上で室２０を通る被汚染
物の一定の移動速度は、材料の特定の部分はロータリー
キルン内に止まっている可変時間と比べて、既知の滞留
時間の決定が可能となる。ある特定の温度における特定
の汚染要因物の効果的な揮発に必要な滞留時間を知るこ
とにより、材料を室２０内に保持する時間を最短にする
ことができ、それにより熱的脱着ユニット１０を通る材
料の処理量を増大させることができる。
【００２７】材料がベルトコンベヤ３６上に載った状態
で室２０を通って移動しているときに材料を加熱するた
めの複数の加熱器５０がベルトコンベヤ３６の上に配置
されている。加熱器５０は赤外線加熱器、無線周波数加
熱器、またはマイクロ波加熱器であるのがよい。これら
の加熱器を用いると、被汚染物内において非常に高い温
度を得ることができる。その理由は、伝熱面及びそれら
の構成材料を考慮する必要がないからである。好ましく
は、赤外線加熱器を用い、それにより材料を対流作用及
び伝導作用によって直接的に加熱することができると共
に放射作用により間接的に加熱することができる。材料
が一定速度で室２０の中を通って移動し、所要の温度は
ベルトコンベヤ３６の利用によって得ることができるの
で、室２０内における被汚染物の滞留時間を正確に制御
することができる。
【００２８】所要の酸素濃度及び室２０内における材料
の滞留時間が維持されている間、加熱器５０は、汚染要
因物を焼却または熱分解しないで、要因物を揮発させる
のに有効な温度まで加熱することができる。加熱器５０
は材料を、汚染要因物を固形物から揮発させるために約
２１２°Ｆ（１００℃）〜１２５０°Ｆ（６８０℃）の
範囲の温度まで加熱する。好ましくは、材料は、ＰＣＢ
で汚染された材料については少なくとも約８５０°Ｆ
（４５０℃）まで加熱される。加熱器５０は、電力を加
熱器５０に供給すると共に制御するための制御パネル
（図示せず）に接続されている。
【００２９】室２０は、空気が室２０内に入らないよう
にするために実質的に気密である。室２０内における空
気の量を減らせば、室２０から大気中に漏れる揮発汚染
要因物の恐れが少なくなる。空気が室２０内に入らない
ようにすることにより、室２０内におけるガスの循環量
が少なくなり、これにより、ベルトコンベヤ３６の上方
で流動するダスト及び粒状物が最少量に抑えられる。そ
れにより揮発汚染要因物の除去効率を挙げることができ
る。また、焼却に必要な条件は、空気量、室２０内にお
ける温度及び滞留時間の組み合わせなので、室２０から
の空気の逃げ出し防止は、汚染要因物の焼却の恐れを少
なくし、それにより毒性の強い燃焼生成物、例えばダイ
オキシン及び酸化ジフェニレンの生成を最少量に抑え
る。
【００３０】供給コンベヤ５２は被汚染物を供給源、例
えば乾燥機５４から、室２０の装入端３０に隣接して配
置された供給ホッパ５６へ移動させる。供給ホッパ５６
は、細長いハウジング内に回転自在に取り付けられてい
て、被汚染物を室２０内へ送り込むための複数のスクリ
ューコンベヤ（図示せず）を有するのがよい。被汚染物
で満たされたスクリューコンベヤはシールとして働き空
気が室２０内へ流入するのを防ぐ。
【００３１】室２０の排出端に隣接して設置されたコン
ベヤ５８が、実質的に汚染の除去された処理物を室２０
から除去する。
【００３２】室２０は、室２０中の被汚染物の移動方向
とは逆の方向で室２０内へガス流を送るためのガス入口
ダクト６２を有する。搬送用ガスは、揮発した汚染要因
物を室２０の排出端３２から室２０の装入端３０に向か
って搬送することになるであろう。好ましくは、ガスは
ベルトコンベヤ３６上の被汚染物の上方を流れることに
なる。汚染状態の土壌を通るガスの流れを防止すること
により、ベルトコンベヤ３６の上方のダスト及び微粒子
の存在が軽減されることになり、それによりかかる処理
によって生じた汚染状態の廃棄物の量を減少させる。搬
送ガスの対向流は、汚染要因物を室２０から運び出すの
に十分な速度、例えば約０．２フィート／秒（０．０６
ｍ／秒）〜２．５フィート／秒（０．７５ｍ／秒）であ
る。汚染要因物を運ぶガスは、室２０からその装入端３
０の近傍に配置されたガス出口ダクト６４を通って排出
される。
【００３３】乾燥機５４は、被汚染物が室２０に流入す
る前に、水を被汚染物から蒸発させるのに用いられる
が、これを用いるかどうかは任意である。熱的脱着に先
立つ水の除去によって、室２０内において汚染要因物を
脱着するのに必要な熱の量及び滞留時間は、室２０内に
おいて汚染物及び水を脱着させるのに必要な量よりも少
ない。
【００３４】室２０から排出された処理物を、処理物の
冷却用の水で急冷する。急冷によって生じた蒸気を、室
２０内に導入することにより、揮発した汚染要因物を室
２０から運び出すための搬送用ガスとしてシステム内へ
再循環させるのがよい。好ましくは、蒸気が土壌表面上
で凝縮するのを防止するため、室２０からの出口に向け
る土壌の温度が２１２°Ｆ（１００℃）以上になるまで
は蒸気を室２０に導入しない。変形例として、窒素また
は二酸化炭素を、揮発汚染要因物を室２０から運び出す
ためのガスとして使用してもよい。
【００３５】室２０のガス出口ダクト６４から排出中の
ガスを凝縮させるためには急冷器が室２０に隣接して配
置されている。好ましくは、直接式水スプレー接触凝縮
器が用いられる。水を急冷器７０内のガス混合物にスプ
レーすると水飽和ガスが得られる。ガスを約２１２°Ｆ
（１００℃）以下の温度に急冷するのがよい。ガスを凝
縮することによって、ガスの焼却と比べ、液体凝縮物を
次の処理のために別な場所に容易に搬送することができ
る。また、揮発汚染要因物を処理するために急冷器を用
いても、揮発汚染要因物の焼却によって生じるような毒
性副産物は生じない。
【００３６】引き続き図１を参照すると、スクラバ８０
の、粒状物を水飽和蒸気から除去するために急冷器７０
に隣接して配置されている。高圧のスプレーがスクラバ
８０内のガスに当たると、粒状物は水滴に付着する。汚
染要因物を含む粒状物は、スクラバ８０からのガスの除
去に起因してスクラバ８０から別々に除去される。
【００３７】一例として、カルバート・インコーポレイ
テッド（Calvert Inc.）から入手できるカルバート式コ
リジョンスクラバ（Calvert Collision Scrubber）をス
クラバ８０として利用するのがよい。カルバート式コリ
ジョンスクラバに流入するガスは、ベンチェリー管スク
ラバ・スロートに類似した、一次霧化領域に流入するの
に先立って２つのガス流に分割される。水滴のような水
捕集粒子滴は、スロートの中心で衝突区域に向かって加
速される。衝突区域内では、水滴は完成のため反対方向
のガス流中に進み、この中で、水滴は一次霧化領域内に
おける相対速度の２倍の相対速度になる。この衝突によ
る方法は、水滴を微小水滴に裁断するが、これら微小水
滴は、次粒子（submicron)を効果的に捕集すると共に、
ガス急着のための広い質量輸送面積を生じさせる。実質
的に量子のないガス流は、液体をなすから分離するため
の脱着部分に流れ、ここで液滴が除去される。
【００３８】スクラビングされたガスは、誘引ブロワ８
４によってスクラバ８０から引き出される。ガスの一部
は、追加の有機物汚染要因物除去ステップを構成するガ
ス清浄化装置８６、例えば活性炭が設けられた煙突に通
される。ガスの一部を、ガスを搬送流ガスとして室２０
内に通すことにより再循環させるのがよい。
【００３９】スクラバ８０から除去された水を水処理装
置９０、例えば油／水分離器に送られる。水処理装置９
０は汚染要因物、例えばＰＣＢ、ＰＨＣ及び土壌微粒子
を除去する。水処理装置９０から排出された汚染要因物
を、焼却設備に送って次の処理を行なうのがよい。
【００４０】処理水の一部は空気冷却器９０に通され、
室２０からのガス出口流を冷却するために急冷器７０に
戻される。空気冷却器９２は、間接式水冷却スプレー塔
または乾燥冷却装置を含むのがよい。
【００４１】処理水の一部は、水に追加の処理法を与え
るための残留物処理装置９４に通され、この残留物処理
装置９４は、活性炭、イオン交換法、沈澱法及び浮選法
を含むのがよい。残留物処理装置９４に通された水は、
水を用いて室２０から出ている処理土壌を急冷すること
により再循環される。
【００４２】制御装置（図示せず）は、熱脱着法のサブ
システムを動作させるのに必要な制御装置を収容してい
る。制御キャビネット（図示せず）は、システム警報装
置、信号表示器、記録装置、プロセスコントローラ、プ
ロセス指示器を収納している。
【００４３】一例として、熱脱着法の時間処理量は、少
なくとも１時間あたり土壌約１トン（９００ｋｇ）であ
る。好ましくは、処理量は毎時少なくとも約１０トン
（９０００ｋｇ）である。熱脱着ユニット１０は、毎時
少なくとも約１５トン（１３６００ｋｇ）の土壌の処理
を可能にする。熱脱着ユニット１０の室２０内における
土壌の滞留時間は約５分〜６０分である。
【００４４】例示として、熱脱着ユニット及び熱脱着法
を用いて達成できる最終ＰＣＢレベル予想値は約１ｐｐ
ｍ以下である。ＰＣＢを効果的に除去するためには、被
汚染物を約８５０°Ｆ（４５０℃）の温度状態におい
て、約２〜２０分の滞留時間で約８５０°Ｆ（４５０
℃）以上の温度に加熱する。一例として、ＰＣＢで汚染
された約２０７００ポンド／時（９４００ｋｇ／時）
を、温度が約９５０°Ｆ（５１０℃）及び滞留時間が約
６分間で室２０内で処理するのがよい。ＰＣＢは例示の
目的にのみ使用した。有機物、揮発性金属及びそれらの
使用も除去することができる。
【００４５】熱脱着装置の性能は供給材料の性状で左右
される。供給能力は主として、汚染要因物脱着速度、熱
伝導率、供給物の湿分百分率によって決まる。他の重要
な変数としては、被汚染物の層の熱容量、土壌の密度及
び土壌の吸収力が挙げられる。
【００４６】被汚染物を汚染現場から、熱脱着ユニット
１０を収容している恒久的な設備に輸送するのがよい。
変形例として、熱脱着ユニット１０を、被汚染物の現場
処理のため汚染現場に輸送してもよい。
【００４７】熱脱着法で用いられる各種構成要素のうち
の幾つか、例えば加熱器５０及びベルトコンベヤ３６の
構成及び作用は、米国特許第４，０５０，９００号に示
されている。
【００４８】図２を参照すると、熱脱着ユニット１０の
室２０、供給ホッパ５６、ベルトコンベア３６及び加熱
器５０は第１のトレーラ１００上に収容されている。
【００４９】図３を参照すると、第２のトレーラ１０２
は、複数の水処理装置９０及び複数の炭素急着塔９４を
収容している。
【００５０】図４を参照すると、第３のトレーラ１０４
が、急冷器７０、スクラバ８０、誘引ブロワ８４及びガ
ス清浄化装置８６を収容している。
【００５１】図５を参照すると、第４のトレーラ１０６
が空気冷却器９２を収容している。他の種々の機器の構
成要素、例えば変圧器、ポンプ及び制御装置も追加のト
レーラ（図示せず）上に装備してもよい。
【００５２】次に動作原理を説明すると、予備処理設備
（図示せず）は被汚染物を処理して１インチよりも小さ
な個々の細片を備えた供給流を生じさせる。図１及び図
２を参照すると、処理後、被汚染物を流れ１１０を通っ
て秤量ホッパ１１１の中に配置し、秤量ホッパ１１１は
室２０への被汚染物の一定の供給量を保つ。
【００５３】乾燥機５４を使用するかどうかは任意であ
る。もし被汚染物を秤量ホッパ１１１から室２０の中に
運び込む場合、室２０内に設けられている加熱器５０
は、汚染要因物を熱の作用で脱着させるのに先立って、
水を被汚染物から蒸発させることになろう。もし被汚染
物を秤量ホッパ１１１から流れ１１２を通って乾燥機５
４に運び込む場合、被汚染物は乾燥機５４内で加熱さ
れ、それにより水が被汚染物から蒸発する。被汚染物を
室２０内に装入する前に水を除去することにより、汚染
要因物を被汚染物から熱の作用で脱着するのに必要なエ
ネルギーが少なくなり、室２０内における被汚染物の滞
留時間が短くなる。被汚染物は濡れた状態のスラッジ
（これは、供給ホッパ５６のスクリューコンベヤを詰ま
らせる場合がある）であるので、被汚染物を室２０の中
に装入する前に被汚染物を乾燥機５４で乾燥させること
により、湿った状態のスラッジを、供給ホッパ５６を詰
まらせることのない別々の材料片に変える。また、乾燥
した被汚染物は取扱いが湿りスラッジよりも一層容易で
ある。
【００５４】被汚染物を、実質的に密閉されている供給
コンベヤ５２上の供給ホッパ５６に運ぶ。被汚染物は、
室２０の頂部に設けられた開口部を通って落下し、ベル
トコンベヤ３６の幅全体に亘って１〜２インチ（２．５
〜５ｃｍ）の層を形成する。
【００５５】赤外線熱的脱着ユニット１０の室２０は、
室２０から大気中への揮発汚染要因物の漏れを減少させ
るために、僅かな真空路、例えば水中約０．１インチ
（０．２ｃｍ）の状態で動作する。被汚染物は、ベルト
コンベヤ３６上に載った状態で室２０内を移動している
間、加熱器５０によって加熱される。被汚染物は、汚染
要因物を土壌から揮発させるのに有効な温度、例えば２
１２°Ｆ（１００℃）〜１２５０°Ｆ（６８０℃）の温
度に加熱されることになろう。
【００５６】流れ１１３の中のガス流は、ガス入口ダク
ト６２を通って室２０に入り、ベルトコンベヤ３６上の
被汚染物の流れとは逆の方向でベルトコンベヤ３６の上
方で揮発汚染要因物を搬送する。ガス及び揮発汚染要因
物はガス出口ダクト６４を通って室２０から出る。
【００５７】ガス及び揮発汚染要因物を含む蒸気生成物
である排ガスは、流れ１１４を通って急冷器７０に流
れ、急冷器７０は、ガスの温度をその飽和点よりも低い
温度に下げて蒸気生成物である排ガスを凝縮させるため
に冷水のシャワーを提供する。急冷器７０から、ガス流
は流れ１１６を通ってスクラバ８０に達し、スクラバ８
０は固形物及び汚染要因物をガス流から除去するために
水滴接触法を用いる。ガス流及び汚染状態の液体凝縮物
はスクラバ８０から出ることになる。
【００５８】清浄になったガス流は、誘引ブロワ８４に
よってスクラバ８０から流れ１１８を通って引き出され
る。清浄になったガス流の一部は、ガスを再循環させる
ためガス入口ダクト６２を通って室内に流入するために
流れ１２０を通って流れるのがよい。清浄になったガス
流の残りの部分は、流れ１２２を経て、大気中への放出
に先立って追加の清浄化段階を行なうためのガス清浄化
装置８６に流れ込む。
【００５９】汚染状態の液体凝縮物は、重力沈降法を用
いて油汚染要因物スラッジ層を除去するための水処理装
置９０に流れ１２４を経て流入する。また、清浄にされ
た水を、浮選法、重力沈降法または炭素急着法によって
さらに処理して汚染要因物の残部を除去するのがよい。
油のスラッジ及び急着された汚染要因物を流れ１２６に
通し、現場から除去して次の処理を行なう。
【００６０】汚染除去された水は流れ１２８を通り、汚
染除去された水の一部は流れ１３０を経て空気冷却器９
２に通され、次いで流れ１３２を経て、水の再循環のた
め急冷器７０に通される。汚染除去された水の一部は残
留有機物及び金属を除去するため残留物処理装置９４の
中に流れ１３４を経て流入し、次いで流れ１３６に通さ
れ、水の再循環のため室２０を出ている清浄な土壌を急
冷するために用いられる。
【００６１】清浄な土壌はベルトコンベア３６の一端か
ら落下してコンベヤ５８上に載り、室２０の排出端３２
を通って熱脱着ユニット１０から出る。室２０から排出
された清浄な土壌の温度を下げるために急冷した後、土
壌を環境に戻す。清浄な土壌を急冷することによって生
じた蒸気の少なくとも一部分を、蒸気を搬送用ガスとし
て室２０に通すことにより再循環させる。
【００６２】したがって、本発明は、被汚染物を焼却せ
ず、汚染要因物を被汚染物から熱の作用で脱着するに有
効な酸素濃度、温度条件及び滞留時間のもとで加熱する
ことにより揮発性汚染要因物を汚染土壌から除去するた
めの装置及び方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】汚染要因物を熱の作用で被汚染物から脱着させ
るためのシステムの略図である。
【図２】コンベヤベルトを備えた熱脱着ユニットを収容
するトレーラの略図である。
【図３】水処理装置を収容しているトレーラの略図であ
る。
【図４】ガス処理装置を収容しているトレーラの略図で
ある。
【図５】再循環水冷却装置を収容するトレーラの略図で
ある。
【符号の説明】
１０ 熱脱着ユニット ２０ 室 ３０ 装入端 ３２ 排出端 ３６ ベルトコンベヤ ５０ 加熱器 ７０ 急冷器 ５４ 乾燥機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デビッド チャールズ グラント アメリカ合衆国 ペンシルベニア州 ギブ ソニア クリークビュー ドライブ 1018

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被汚染物から汚染要因物を除去する方法
    において、被汚染物をベルトコンベヤ上に載せた状態で
    室内をその装入端から排出端に移動させ、室内のベルト
    コンベヤ上の被汚染物を、被汚染物が室内を通って移動
    している間に加熱して、汚染要因物を揮発させると共に
    実質的に汚染除去された処理物質を得るのに有効な温度
    にし、汚染要因物の焼却を実質的に回避するのに有効な
    温度、酸素濃度及び滞留時間を維持し、揮発した汚染要
    因物を室から排出し、室から排出した揮発汚染要因物の
    少なくとも一部を凝縮させて凝縮物を生じさせ、処理物
    質を室の排出端を通して室から排出することを特徴とす
    る方法。
  2. 【請求項２】 揮発した汚染要因物を室から運び出すた
    めの搬送用ガスを室に通す段階を更に含むことを特徴と
    する請求項１の方法。
  3. 【請求項３】 被汚染物の加熱段階では、被汚染物を赤
    外線で加熱することを特徴とする請求項１の方法。
  4. 【請求項４】 揮発した汚染要因物を室から運び出すの
    に利用される搬送用ガスは、室から排出した処理物質を
    急冷することによって生じた蒸気であることを特徴とす
    る請求項２の方法。
  5. 【請求項５】 空気が室に流入するのを実質的に阻止し
    て毒性の強い燃焼生成物の生成を最少量に抑える段階を
    更に含むことを特徴とする請求項１の方法。
  6. 【請求項６】 被汚染物を室内への装入に先立って乾燥
    させて被汚染物から水分を除去する段階を更に含むこと
    を特徴とする請求項１の方法。
  7. 【請求項７】 被汚染物を室内への装入に先立って乾燥
    させて水分を除去した後、ベルトコンベヤ上で毎時少な
    くとも５〜１５トン（４５００〜１３６００ｋｇ）の被
    汚染物を処理することを特徴とする請求項６の方法。
  8. 【請求項８】 汚染要因物を揮発させるために被汚染物
    を２１２°Ｆ（１００℃）〜１２５０°Ｆ（６８０℃）
    の温度に加熱することを特徴とする請求項１の方法。
  9. 【請求項９】 汚染状態の土壌を加熱する段階では、土
    壌からＰＣＢを揮発させるために汚染状態の土壌を８５
    ０°Ｆ（４５０℃）以上の温度に加熱することを特徴と
    する請求項１の方法。
  10. 【請求項１０】 室から出た搬送用ガス及び揮発汚染要
    因物を含むガス混合物をスクラビングし、スクラビング
    されたガス及び汚染状態の液体凝縮物を生じさせる段階
    を更に含むことを特徴とする請求項１の方法。
  11. 【請求項１１】 スクラビングされたガスの少なくとも
    一部を搬送用ガスとして室内に導入することにより、ス
    クラビングされたガスを再循環させる段階を更に含むこ
    とを特徴とする請求項１０の方法。
  12. 【請求項１２】 有機汚染要因物を、汚染状態の液体凝
    縮物及びガス混合物のスクラビング中にガス混合物を冷
    却する際に用いられる水から分離するための水処理装置
    で汚染状態の液体凝縮物を処理し、水の少なくとも一部
    を空気冷却器内で冷却された水を生じさせ、冷却された
    水を用いて揮発汚染要因物を凝縮させることにより冷却
    水の少なくとも一部を再循環させることを特徴とする請
    求項１０の方法。
  13. 【請求項１３】 残留汚染要因物を水から除去して処理
    された水を生じさせる残留物処理装置で水の少なくとも
    一部を処理し、処理された水を再循環させ、その少なく
    とも一部を用いて室から排出中の処理材料を急冷するこ
    とを特徴とする請求項１２の方法。
  14. 【請求項１４】 揮発性及び半揮発性の汚染要因物を被
    汚染物から除去する装置において装入端及び排出端を有
    する室と、被汚染物を室を通って室の装入端から排出端
    に移動させるためのベルトコンベヤと、ベルトコンベヤ
    の上方で室内に配置されていて、被汚染物が室を通って
    移動している間にベルトコンベヤ上の被汚染物を加熱
    し、汚染要因物を揮発させ、処理物質を生じさせるため
    の少なくとも一つの加熱器と、汚染要因物の焼却を実質
    的に防止するのに有効な酸素濃度、温度及び時間の条件
    を維持するための手段と、揮発した汚染要因物を室から
    運び出すための搬送用ガスをベルトコンベヤ上の被汚染
    物の上方に流すための手段と、室の一端に位置してい
    て、室から排出された揮発汚染要因物の少なくとも一部
    を凝縮させるための急冷器を有することを特徴とする装
    置。
  15. 【請求項１５】 ベルトコンベアに隣接して配置されて
    いて、室内への被汚染物の装入に先立って被汚染物を乾
    燥させて水分を除去するための乾燥器を更に有すること
    を特徴とする請求項１４の装置。
JP4314065A 1991-10-30 1992-10-29 汚染要因物の除去方法及び装置 Withdrawn JPH05208184A (ja)

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