JPH10235311A - 塩化ビニル系物質の脱塩素処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 塩素成分を多量に含む塩化ビニル系物質を熱
的に処理する際に発生する有害な塩素系ガス等の成分と
反応して無害なガスとし、残渣中にも有害成分のない塩
化物を生成するようにした脱塩素処理方法を得ることを
目的とする。 【解決手段】 被処理物から発生する有害な塩素系ガス
と、添加したアルカリ金属水酸化物からなる脱塩素剤と
を加熱された低酸素雰囲気中で反応させ、有害な塩素系
ガスを無害な塩化物に置換生成するようにした塩化ビニ
ル系物質の脱塩素処理方法を提供する。脱塩素剤とし
て、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウ
ム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウムから選択した単
体、２種類以上の単体、２種類以上の単体混合物から選
択して用いる。これら脱塩素剤は、塊状、板状、多孔質
形状、粉体状、溶液、懸濁液の何れかの状態で有害な塩
素系ガスと接触させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は加熱により塩素系ガ
スを多量に発生する塩化ビニル，塩化ビニリデン，合成
樹脂，ゴム等の有機物からなる被処理物を加熱処理する
ことで発生する塩素系ガス（塩化水素ガス，塩素ガス）
と反応して、無害なガスと塩化物を生成するようにした
塩化ビニル系物質の脱塩素処理方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、加熱により塩素系ガス（塩化
水素ガス，塩素ガス）を多量に生成する塩化ビニル，塩
化ビニリデン，合成樹脂，ゴム等の塩化ビニル系物質か
らなる被処理物を焼却等により加熱処理することは一般
に行われている。この加熱処理する際、塩素系ガスが発
生するので、塩素系ガスの発生を抑制することを目的と
して、消石灰，炭酸カルシウム等の脱塩素物質を添加す
ることが行われている。

【０００３】また、被処理物は、加熱処理炉で処理され
た後、更に必要に応じて各種の排ガス除去処理（バグフ
ィルタ等）がなされて、有害な塩素系ガスが大気中に放
出されることを防止している。

【０００４】このような技術は、例えば特公平２−１０
３４１号，特公平４−６８５３２号公報等で開示されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】塩化ビニル系物質から
なる被処理物を焼却処理した場合に問題となるのは、被
処理物中に含まれる塩素成分の処理であり、焼却過程で
発生した塩素系ガスは、処理炉自体を損傷せしめ、ま
た、蒸気管を腐食させたり、更にはダイオキシンを生成
するといった問題につながるものである。

【０００６】このようなことから、発生した塩素系ガス
は、バグフィルタ等で消石灰等と反応させて大気中に塩
素系ガスが排出されないようにしている。

【０００７】しかし、焼却処理後にガスを浄化処理する
ことで一定の効果は期待できるものの、大気中への拡散
防げても残渣中に残存したりするために完全に除去する
ことは難しいのが現状であり、ダイオキシン発生の一因
となっている。

【０００８】また、処理過程において、消石灰や炭酸カ
ルシウムを添加して塩素系ガスの発生を抑制することが
一般的に行われているが、まだ十分なものではないのが
現状である。

【０００９】従って、ダイオキシンの発生原因となる塩
素系ガスの除去又は塩素系ガスの発生防止の技術の早急
な確立が望まれている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願発明の発明者らは、
種々実験調査の結果、塩素成分を多量に含む塩化ビニル
系物質でなる被処理物を熱的処理して発生したガスを脱
塩素処理する場合、塩素系ガス（塩化水素ガス，塩素ガ
ス）と反応するアルカリ金属水酸化物を添加物として加
えて処理することにより、互いに反応し、有害な塩素系
ガスが無害な塩化物に置換生成されることを見い出し
た。

【００１１】本発明はこの知見に基づいてなされたもの
で、添加物としてアルカリ金属水酸化物からなる脱塩素
剤を使用することで、加熱された低酸素雰囲気中におけ
る塩素系ガスと添加した脱塩素剤とを反応させ、無害な
塩化物を生成させることのできる塩化ビニル系物質の脱
塩素処理方法を提供する。

【００１２】本発明の脱塩素処理方法は、低酸素雰囲気
中であれば、被処理物の投入から排出（排煙，残渣の取
出し）までの一連の処理系における任意の位置で脱塩素
剤を供給することで脱塩素処理が行われる。ここで低酸
素雰囲気とは、酸素成分が少ないことを意味する。

【００１３】つまり、加熱処理炉であれば、被処理物を
投入して、入口，出口が閉鎖された状態で内部に大気が
残存している状態は許容される。

【００１４】この閉鎖は、完全密閉である必要はなく、
入口側が被処理物自身で閉鎖されていることであっても
加熱により炉内の圧力が高まっていることなどにより、
外気の侵入はほとんどないので許容される。一般的に言
えば、「乾留」に相当する。

【００１５】一方、加熱処理（脱塩素剤を供給して処理
した場合、又は供給しないで処理した場合の何れかの場
合）後においては、排出までの任意の箇所の低酸素雰囲
気中の排ガス、または残渣に供給して無害化処理をする
ことができる。

【００１６】なお、本実施例で用いた脱塩素剤を供給し
て無害化した排ガスは、塩素系ガス成分は残存しないの
で、排出のための後処理（二次燃焼などの加熱処理等の
処理）をすることは必要に応じてできる。勿論そのまま
排出してもよい。

【００１７】本発明に使用される脱塩素剤としては、 （１）アルカリ金属水酸化物の単体、２種類以上の単
体、２種類以上の単体の混合物から選択したもの。

【００１８】（２）水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム、水酸化リチウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウ
ムから選択した単体、２種類以上の単体、２種類以上の
単体の混合物から選択したもの。から適宜選択して使用
する。

【００１９】また、脱塩素剤の形状は、塊状、板状、多
孔質形状、粉体状（粉末、顆粒又はこれらの混合）、溶
液（水溶液，その他溶液）、懸濁液のいずれでもよい。
使用に際しては、これらのいずれか、又はこれらを組み
合わせて使用し、更に、固体又は液体又は排ガスの被処
理物に投入、混合、噴霧のいずれか、又は、これらの組
み合わせにより使用し、発生した気体と反応させる。

【００２０】また、脱塩素剤の使用量は、被処理物の出
発時重量の１０〜７０重量％とする。又は重量と無関係
に被処理物から発生する塩素系ガス量と当量以上添加す
る。若しくは許容される塩素系ガスの排出基準以下とな
るように添加量を選定する。

【００２１】脱塩素剤の添加時期は、塩素成分の熱分解
温度以下の時期（最初から混入）、熱分解中（加熱中に
噴霧）、熱分解後（乾留ガス，排ガス）のいずれか、又
は組み合わせにより適宜添加する。加熱処理温度は、塩
素成分の分解温度（２００℃〜３００℃）から１０００
℃の範囲とする。

【００２２】以上の条件により被処理物中に脱塩素剤を
添加して加熱処理すると、例えば、水酸化ナトリウム
（ＮａＯＨ）を添加した場合には、塩化水素（ＨＣｌ）
と反応して、次のようになる。

【００２３】 （ＮａＯＨ）＋（ＨＣｌ）→（ＮａＣｌ）＋（Ｈ₂Ｏ） このように塩化水素（ＨＣｌ）は水酸化ナトリウム（Ｎ
ａＯＨ）と反応して、残渣の一部となる塩化ナトリウム
（ＮａＣｌ）と、水分（Ｈ₂Ｏ）になり、ダイオキシン
の原因の一因となる塩素系ガスを生成することはなく、
排ガスおよび残渣の無害化が実現できる。

【００２４】

【発明の実施の形態】加熱により塩素系ガスを発生する
塩化ビニル系物質でなる被処理物を加熱処理する際、ア
ルカリ金属水酸化物を脱塩素剤として添加する。この脱
塩素剤を添加して加熱することにより、所定温度で被処
理物に含まれている塩素成分が分解し、この分解により
生成された有害な塩素系ガスと、脱塩素剤とが反応して
無害な塩化物を生成する。

【００２５】脱塩素剤のアルカリ金属水酸化物が、有害
な塩化物を無害な塩化物に置換生成することは次の実験
調査により明らかとなった。

【００２６】実験は、排気管付きで、開閉扉を有する密
閉容器にて低酸素雰囲気を作り、この密閉容器に試料を
入れ、電気炉にて加熱し、２５０℃から６００℃まで５
０℃間隔と、６００℃〜１０００℃の温度範囲で各５分
間保持し、昇温時，キープ時で塩化水素ガス（ＨＣｌ）
の濃度（ｐｐｍ）を測定した。

【００２７】ガス濃度の測定は、ＪＩＳ−Ｋ０８０４に
規定されている検知管によって測定した。

【００２８】表１にこの測定結果を示す。塩化水素ガス
濃度は実験１０回における測定値で実施例１および２は
最高値、比較例１〜比較例３は最低値を示す。

【００２９】なお、“ＮＤ”は“検出されず”を表し、
１０回の実験でいずれも検出されなかったことを示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】実験は、先ず塩素成分を多量に含有するポ
リ塩化ビニリデンのみを被処理物として予備実験を行っ
た。表１中の比較例１と比較例２は同じ被処理物の各１
ｇ，４ｇに脱塩素剤を添加しない予備実験用の試料とし
た。

【００３２】比較例３は同じ被処理物４ｇに従来の脱塩
素剤である消石灰の粉末２０ｇを添加した試料、比較例
４は同じ被処理物４ｇに脱塩素剤として炭酸カルシウム
を添加した試料とした。

【００３３】次に本発明による脱塩素処理の実施例とし
て、被処理物としてのポリ塩化ビニリデン４ｇに脱塩素
剤として粉砕した水酸化ナトリウム２０ｇを添加した試
料を実施例１とし、同じ被処理物に脱塩素剤として粉砕
した水酸化カリウム２０ｇを添加した試料を実施例２と
した。脱塩素剤として平均粒径が１００μｍの粉体を用
いた。

【００３４】表１に示した実験結果から以下のように考
察される。

【００３５】先ず、塩素成分を多量に含んでいるポリ塩
化ビニリデンのみを用いて予備試験を行った結果、比較
例１，２に示すように、熱処理により塩化水素が多量に
発生している。

【００３６】次に、従来の脱塩素剤である消石灰及び炭
酸カルシウムを添加した比較例３，４は、比較例１，２
に較べて塩化水素の発生がかなり抑制されてはいるもの
の、まだ十分であるとは言えない。

【００３７】これに対して上記被処理物に、脱塩素剤と
してアルカリ金属水酸化物である水酸化ナトリウムと水
酸化カリウムを添加した実施例１，２は、実施例１にお
ける温度が３５０℃及び４５０℃における昇温時と、実
施例２における温度が４５０℃の５分キープ時に僅かな
塩化水素ガスの発生が見られたが、全温度範囲に渡って
塩化水素ガスが検出されず、きわめて良好な結果が得ら
れた。従って本実施例によれば、比較例１〜４に較べ非
常に良好な結果が得られた。

【００３８】なお、６００℃以上の温度においても実験
を行い同様の効果が得られたが、高温になると設備が大
形となる等を考慮して最高温度は１０００℃が好まし
い。

【００３９】以上の実験調査によって、塩素成分を含有
する塩化ビニル系物質を熱的処理で脱塩素処理する場
合、塩素系ガスと反応するアルカリ金属水酸化物を脱塩
素剤として加えれば無害化処理ができることを見いだし
た。

【００４０】アルカリ金属水酸化物が塩素系ガスと反応
すると、排ガスおよび残渣の無害化が実現できる理由
は、次のように塩化ビニル系物質に含まれる有害な塩素
系ガスが無害な塩化物に置換生成されることによる。

【００４１】まず水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を用い
た場合には、この水酸化ナトリウムが塩化水素（ＨＣ
ｌ）との間で以下の反応式が進行する。 （ＮａＯＨ） ＋ （ＨＣｌ） → （ＮａＣｌ） ＋（ Ｈ
₂Ｏ） このように水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）は塩化水素
（ＨＣｌ）と反応して無害な塩化ナトリウム（ＮａＣ
ｌ）と水（ Ｈ₂Ｏ）を生成する。

【００４２】水酸化カリウム（ＫＯＨ）を用いた場合の
反応式は、 （ＫＯＨ） ＋ （ ＨＣｌ） → （ＫＣｌ） ＋（ Ｈ
₂Ｏ） として水酸化カリウム（ＫＯＨ）は塩化水素（ ＨＣ
ｌ）と反応して無害な塩化カリウム（ＫＣｌ）と水（
Ｈ₂Ｏ）になる。

【００４３】得られた残渣を分析したところ、有害な塩
素系ガスが検出されず、無害な塩化物である塩化ナトリ
ウム（ＮａＣｌ）と塩化カリウム（ＫＣｌ）が検出され
た。更に該残渣を１０分間撹拌しながら水洗することに
より塩化ナトリウムと塩化カリウムはともに水中に溶解
し、炭化物が残存したが、この炭化物中にも塩素系ガス
成分は検出されなかった。

【００４４】従って脱塩素剤中に塩素系ガスと反応して
無害な塩化物を生成するアルカリ金属水酸化物が存在す
れば塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）とか塩化カリウム（Ｋ
Ｃｌ）として残渣の一部となり、ダイオキシンの発生原
因の１つである塩素系ガスが生成することがなく、これ
らの残渣と排ガスの無害化をはかることができる。上記
以外の脱塩素剤としてる水酸化リチウム、水酸化ルビジ
ウム、水酸化セシウムといったアルカリ金属水酸化物を
使用しても同様な結果が得られる。

【００４５】このことから、脱塩素剤としては、上記と
同様の反応を示す次の物質が使用できる。

【００４６】（１）アルカリ金属水酸化物の単体、２種
類以上の単体、２種類以上の単体の混合物から選択した
もの。

【００４７】（２）水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム、水酸化リチウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウ
ムから選択した単体、２種類以上の単体、２種類以上の
単体の混合物から選択したもの。

【００４８】一方、反応により塩化ナトリウム（ＮａＣ
ｌ）とか塩化カリウム（ＫＣｌ）が生成されるが、生成
したＮａＣｌ，ＫＣｌは無害な塩化物であり、水などの
溶液による洗浄処理により効果的に除去でき、洗浄後に
は、再利用可能な炭化物質が残る。

【００４９】なお、洗浄後の処理液には、有害な物質は
ほとんど含まれていないので、そのまま河川又は海洋に
放流することができる。

【００５０】次にタンクから取り出した残渣には無害な
塩化物である塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）とか塩化カリ
ウム（ＫＣｌ）が生成されているので、残渣を水槽に入
れて所定時間撹拌して水に溶解させ、次にこれを遠心脱
水により水分を分離して排水処理し、残部を乾燥・固形
化する。分離した排水は別途の排水処理手段により処理
する。固形化した残渣中の炭素成分は燃料として使用
し、無機物はガラスとかセメント材料として再利用でき
る。

【００５１】従って残渣の物性により、該残渣を分離手
段により各物質に分離し、分離後の物質を乾燥，固形化
して燃料又はその他有効に活用することが可能である。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように本発明にかかる塩化
ビニル系物質の脱塩素処理方法は、加熱により塩素系ガ
スを多量に発生する被処理物を加熱処理する際にアルカ
リ金属水酸化物でなる脱塩素剤を添加して処理し、塩素
系ガスと脱塩素剤とが反応して有害な塩素系ガスを無害
な塩化物に置換生成させるようにしたので、次の効果を
奏する。

【００５３】（１）有害な塩化物を含まない無害な排ガ
スを得ることができ、大気中にそのまま放出しても大気
汚染防止法にも適合し、ダイオキシンの発生も生じな
い。

【００５４】また、脱塩処理したガスは無害であるから
そのままガスエンジンの燃料、温水器の熱源、熱ガスと
して暖房などの各種の用途に再利用ができる。

【００５５】（２）既設の処理設備を変更することな
く、そのまま適用でき、更に、既設の設備に使用されて
いる従来の消石灰による脱塩素剤に比べて効率良く、し
かも少量の使用で脱塩素化が実現できる。

【００５６】（３）残渣中には有害な塩化物は存在せ
ず、無害な塩化物（ＮａＣｌ）を生成して存在するが、
この無害な塩化物は容易に水等の溶液にて洗浄除去でき
る。

【００５７】しかも、洗浄後の処理液は、有害な塩化物
を含有していないので、そのまま河川、海洋に放出でき
る。

【００５８】もちろん、他の有害物質を除去するための
二次燃焼等の手段をとることは任意である。

【００５９】洗浄後の物質は大半が炭化物であり、燃料
として有効再利用ができる。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱により有害な塩素系ガスを多量に発
   生する塩化ビニル系物質の脱塩素処理方法において、 前記有害な塩素系ガスと、添加したアルカリ金属水酸化
   物からなる脱塩素剤とを加熱された低酸素雰囲気中で反
   応させ、有害な塩素系ガスを無害な塩化物に置換生成す
   るようにしたことを特徴とする塩化ビニル系物質の脱塩
   素処理方法。
2. 【請求項２】 前記脱塩素剤として、アルカリ金属水酸
   化物の単体、２種類以上の単体、２種類以上の単体混合
   物から選択した請求項１記載の塩化ビニル系物質の脱塩
   素処理方法。
3. 【請求項３】 前記脱塩素剤として、水酸化ナトリウ
   ム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化ルビジウ
   ム、水酸化セシウムから選択した単体、２種類以上の単
   体、２種類以上の単体混合物から選択した請求項１又は
   請求項２の何れか１項記載の塩化ビニル系物質の脱塩素
   処理方法。
4. 【請求項４】 脱塩素剤は、塊状、板状、多孔質形状、
   粉体状、溶液、懸濁液の何れかの状態で有害な塩素系ガ
   スと接触させるようにした請求項１乃至請求項３の何れ
   か１項に記載の塩化ビニル系物質の脱塩素処理方法。
5. 【請求項５】 添加する脱塩素剤は、被処理物の出発時
   重量の１０〜７０重量％とした請求項１乃至請求項４の
   何れか１項に記載の塩化ビニル系物質の脱塩素処理方
   法。
6. 【請求項６】 添加する脱塩素剤は、被処理物から発生
   する塩素成分の同じ当量以上とした請求項１に記載の塩
   化ビニル系物質の脱塩素処理方法。
7. 【請求項７】 脱塩素剤は、塩化ビニル系物質が含有す
   る塩素成分の熱分解温度以下の時期、又は熱分解中、又
   は熱分解後のいずれか、又は組み合わせにより添加する
   ことを特徴とする請求項１に記載の塩化ビニル系物質の
   脱塩素処理方法。
8. 【請求項８】 添加する脱塩素剤は、許容される排出基
   準に適合する塩素系ガスの排出量以下となるように添加
   することを特徴とする請求項１又は６又は７に記載の塩
   化ビニル系物質の脱塩素処理方法。
9. 【請求項９】 脱塩素剤の使用は、投入，混合，噴霧の
   何れか、もしくはこれらの組み合わせにより行うことを
   特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載の
   塩化ビニル系物質の脱塩素処理方法。
10. 【請求項１０】 塩素成分を熱分解する手段は、乾留で
    あることを特徴とする請求項１記載の塩化ビニル系物質
    の脱塩素処理方法。
11. 【請求項１１】 前記低酸素雰囲気中での熱処理温度範
    囲を２００℃〜１０００℃とした請求項１乃至請求項１
    ０の何れか１項に記載の塩化ビニル系物質の脱塩素処理
    方法。