JPH10314697A

JPH10314697A - 廃棄物の脱塩素処理方法

Info

Publication number: JPH10314697A
Application number: JP13931197A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Takeuchi; 竹内　　善幸
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1997-05-14
Filing date: 1997-05-14
Publication date: 1998-12-02

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、無公害処理が可能で且つ廃棄物発
生量を少なくする事の出来る廃棄物の脱塩素処理方法を
提案する。【解決手段】塩素を含む廃棄物を、砂等の加熱媒体粒
子あるいは加熱ガスにより加熱して、該廃棄物を熱分解
脱塩素し熱分解ガスを分離した固形物を粉砕した後に水
洗した後、該固形物にアルカリ性物質を添加して、ガス
化炉または燃焼炉内でガス化または燃焼し、更に燃焼炉
から排出される飛灰を高温に加熱・溶融処理した後、溶
融後の溶融物を段階的に冷却して有価金属を分離・回収
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＮａＣｌ、ＭｇＣ
ｌ₂ 等の無機塩素化合物を含む家庭から排出される一般
ごみ、塩化ビニル等の塩素を含むプラスチック混合物、
塩素を含むプラスチックや無機成分を含むカーシュレッ
ダーダスト等の廃棄物の処理方法において、ダイオキシ
ン類等の有害な有機塩素化合物を発生させず、更にガス
化残渣や燃焼灰等の廃棄物の発生量を抑制することがで
きる廃棄物の処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリ
デン等の塩素含有するプラスチックを含むプラスチック
混合物及び無機成分を含む廃棄物が多量に排出され、そ
の廃棄量も増加の一途をたどっている。この様な廃棄物
の大部分はそのまま焼却処分するか、埋立処分されてい
るのが現状である。焼却処分した場合には、焼却の際に
発生する塩化水素やダイオキシン類等の有害物質がその
まま大気に放出される可能性がある。また、埋立処分し
た場合には、廃棄物中の有効成分が利用されていないの
で資源の損失となる。そこで、これらの廃棄物を熱分解
することによりその中の有効成分を回収する技術が種々
提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、廃棄物中の塩
素を含有するプラスチックの熱分解、ガス化又は燃焼に
より塩素水素や塩素ガス等の塩素化合物が大量に発生
し、これが大きな公害の原因になるばかりではなく、熱
分解炉、ガス化炉または燃焼炉の腐食を引き起こす。そ
こで、これらの廃棄物を前処理することにより塩素化合
物を除去するために、熱媒体やヒータ等による間接加熱
により分解槽中で熱分解を行う方法が提案されている。
この方法では分解炉内部の固体の均一加熱が困難なた
め、特に熱可塑性プラスチックでは局部加熱により軟化
・溶融した部分同士が融着して塊状になり、未分解の塩
化水素が溶融したプラスチック中に取り残され、この塩
化水素を完全に除去出来ない。

【０００４】また、下記（１）〜（４）式に示すよう
に、これら廃棄物中にＣａ、Ｎａ、Ｋ等のアルカリ金属
化合物を添加して熱分解、ガス化あるいは燃焼させるこ
とにより、アルカリ金属との塩素化合物（ＣａＣｌ₂、
ＮａＣｌ、ＫＣｌ等）として除去する方法も先に提案さ
れている。Ｃａ（ＯＨ）₂ ＋２ＨＣｌ → ＣａＣｌ₂ ＋２Ｈ₂Ｏ …（１）ＣａＣＯ₃ ＋２ＨＣｌ → ＣａＣｌ₂ ＋Ｈ₂Ｏ＋ＣＯ₂ …（２）ＮａＯＨ＋ＨＣｌ → ＮａＣｌ＋Ｈ₂Ｏ …（３）ＫＯＨ＋ＨＣｌ → ＫＣｌ＋Ｈ₂Ｏ …（４）

【０００５】しかしながら、廃棄物から発生する塩化水
素ＨＣｌの全量をアルカリ金属類と反応させて塩素化合
物として分離するためには、反応率を考慮し、従来では
約４倍等量以上のアルカリ金属類を添加していた。その
結果、過剰のアルカリ金属類を添加するために、多量の
残渣が排出されていた。また、この方法でカーシュレッ
ダーダスト等の金属を含有する廃棄物を前処理した後、
副生した塩素化合物や金属を含む残渣を再度溶融炉等で
処理して金属を回収する場合、これらの塩素化合物は約
７５０℃以上の高温で溶融状態にあり、これがミストと
して飛散し、金属に接して腐食を引き起こす。特に多量
の塩素を含む廃棄物をそのまま燃焼しこれにアルカリ金
属化合物を添加する方法では、副生する塩素化合物の量
も多くなり、溶融物による腐食の問題も大きくなる。更
に、プラスチック中には可塑剤、安定剤あるいは塗料と
して微量の重金属が含まれるため、これらの燃焼残渣分
をそのまま廃棄処分するには問題がある。

【０００６】前記の課題を解決するための手段として、
本発明者らは先に、塩素を含有するプラスチックを含む
廃棄物の処理方法として、当該廃棄物を熱分解脱塩素処
理して含有する塩素の約８０ｗｔ／％以上を分離した
後、アルカリ性物質を添加し、発生する塩化水素を除去
する方法を提案した。（特願平８−３６２５２号、以下
先願技術という）

【０００７】本発明は、先に提案した前記先願技術を更
に発展させて一層の無公害処理が可能で且つ廃棄物発生
量を少なくする事の出来る廃棄物の脱塩素処理方法を提
案する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するために、請求項１記載の発明においては塩素を含
む廃棄物を、砂等の加熱媒体粒子あるいは加熱ガスによ
り加熱して、該廃棄物を熱分解脱塩素し熱分解ガスを分
離した固形物を水洗した後、該固形物をガス化炉または
燃焼炉内でガス化または燃焼することを特徴とする。こ
の場合請求項２記載のように、熱分解脱塩素後の固形物
を粉砕した後に水洗するのが好ましく、又請求項３記載
のように前記水洗後の固形物にアルカリ性物質を添加す
るのも好ましい。又請求項４記載のように前記ガス化炉
または燃焼炉に固形物中の炭化水素の分解を促進する効
果を有する触媒を添加してもよい。

【０００９】更に請求項５記載のように、前記ガス化炉
または燃焼炉から排出される飛灰を高温に加熱・溶融処
理して例えば骨材等の製造を図ってもよい。前記飛灰の
加熱・溶融処理において、請求項６記載のようにガス化
炉または燃焼炉の底から分離・排出される残渣分（炉底
灰）を、前記飛灰に混合して加熱・溶融処理するのがよ
く、更に請求項７記載のように、溶融後の溶融物を段階
的に冷却して有価金属を分離・回収するのが好ましい。

【００１０】以下本発明の作用を説明する。熱分解脱塩
素工程では、廃棄物中に含まれる塩素量の約８０ｗｔ％
以上を塩化水素として脱塩素・分離するため、脱塩素処
理後の固形物中には当初含まれていた塩素の約２０ｗｔ
％以下の塩素が残留する。この残留塩素は、廃棄物中に
含有されるアルカリ金属類と反応（前記（１）〜（４）
式参照）して塩化物を生成する。この塩化物は、融点が
約７００〜８５０℃であるため、ガス化あるいは燃焼工
程で溶融してミストとなってガス中に同搬され、後工程
の低温部で凝結し、腐食等の原因となる。そこで、脱塩
素工程の後に、水洗して水に可溶の塩化物を溶解・分解
する。

【００１１】熱分解脱塩素処理において残留する塩素
は、ガス化あるいは燃焼工程で処理する前に請求項３に
記載のようにアルカリ化合物を添加することにより、次
工程で塩化物として固定化される。その結果、ガス化あ
るいは燃焼工程で発生するガス中に含まれるＨＣｌガス
量が減少するため、腐食が軽減される。

【００１２】廃棄物中には、加熱処理により分解した炭
化水素がさらに重・縮合して容易に芳香族化合物になる
成分が含まれている。この芳香族化合物は、熱分解脱塩
素処理後の固形物中に残留する少量の塩素と反応して有
害な有機塩素化合物を生成する。そこで、請求項４に記
載のように前記のガス化炉または燃焼炉に廃棄物中の炭
化水素の分解を促進する効果を有する触媒を添加するこ
とにより、有機塩素化合物の副生を防止することが可能
となる。この場合、触媒の添加は、熱分解脱塩素処理工
程の前で原料廃棄物と混合して供給しても、同様の効果
が得られる。この触媒としては、Ｆｅ、Ａｇ、Ｐｂ、Ｐ
ｔ、Ｃｅ、Ｔｈ、Ｓ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｋ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｍ
ｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｂｒ、Ｖ、Ｂｉ、Ａｌ等の成分を含む
金属若しくはその化合物を用いる事により効果が大きく
なる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下本発明を詳細に説明する。前
記したように本発明は、塩素を含む廃棄物を熱分解脱塩
素した後、一旦水洗することにより、副生した塩化物を
水に溶解させて分離することにより、ガス化あるいは燃
焼工程で塩化物による障害を抑制する処理方法を要旨と
するものである。塩素を含む廃棄物として、以下の例が
あげられる。（ａ）ＮａＣｌ，ＭｇＣｌ₂ 塔の無機塩素化合物や塩素
を含むプラスチック類が混入した家庭から排出されるご
み。（ｂ）塩化ビニル等の塩素を含むプラスチックを含むプ
ラスチック混合物。（ｃ）自動車の金属類を撤去したあとのプラスチックを
主成分とするいわゆるカーシュレッダーダスト（以下Ｃ
ＳＤと略す。Car Shredder Dust）。

【００１４】家庭から排出される一般ごみ中には、塩素
が約１〜３ｗｔ％程度含まれている。また、一部の地域
で分別収集されている家庭から排出されたプラスチック
廃棄物中には、塩素が約２〜５ｔｗ％程度が含まれてい
る。ＣＳＤの成分例は下記［表１］及び［表２］に示す
通りで、計装用電線としてポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）が
使用されており、ＣＳＤ中に塩素として約０．５〜５ｔ
ｗ％含まれている。

【００１５】

【表１】

【００１６】

【表２】

【００１７】図４に各種プラスチックの熱分解における
重量減少率を示す。熱可塑性プラスチックは、一般に約
１２０〜２３０℃で軟化・溶融し、それ以後の高温で熱
分解する。熱硬化樹脂は、軟化・溶融せずに加熱により
そのまま熱分解する。塩素を含有するプラスチックとし
ては、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニリデン
がある。これらの塩素含有プラスチックは、約１７０℃
〜３５０℃の領域で大半の塩素を塩化水素として脱離
し、その後高温になると他成分の熱分解が進行する。下
記［化１］に塩素脱離のモデルを示す。

【００１８】

【化１】

【００１９】図５にＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）の脱ＨＣ
ｌ速度を示す。この図から、３００℃以上でほぼ１００
％脱ＨＣｌするが、数十分の長時間の滞留時間が必要で
ある。前記のように、プラスチック混合物は約２５０℃
近傍から急激に熱分解を開始し、約５００℃までに大半
が分解する。

【００２０】そこで、本発明はまず紛砕した廃棄物を出
来る限りプラスチック中の炭化水素の熱分解速度が遅
く、塩素Ｃｌの熱分解速度が速い温度領域（約２５０〜
３５０℃）で廃棄物中の塩素分のみを分解処理し、初期
塩素含有量の８０〜９０ｗｔ％以上の高脱塩素率で塩素
を分離・分解する。この場合、炭化水素成分を主体とす
る残留固体中には、約２０ｗｔ％塩素が含まれている
が、この塩素は廃棄物中に当初から含まれているアルカ
リ化合物と反応（前記（１）〜（４）の反応式参照）し
て塩素化合物を生成し、塩素Ｃｌが固定化される。この
時生成される塩化物は、水に容易に溶解され、固体と分
離される。この水洗処理においてさらに不溶解の塩素
は、ガス化あるいは燃焼時に、添加されるアルカリ金属
と反応して塩素化合物として固定化される。この場合、
アルカリ金属類は塩素含有量の約１．５〜２倍当量の添
加が好ましい。

【００２１】なお、廃棄物中に硫黄Ｓ成分が含有される
場合には、例えば次の（５）式の反応が起こるため、廃
棄物中のＳ分量に対して添加するアルカリ金属類の反応
当量の添加が必要である。ＳＯ₂ ＋Ｃａ（ＯＨ）₂ →ＣａＳＯ₄ ＋Ｈ₂ …（５）このアルカリ金属類の添加に当たっては、以下の処理が
重要である。１、脱塩素処理後の残留固体との十分な混合が重要であ
る。２、アルカリ金属類の粒径は小さい方が反応率が高い。従って、反応率向上の面からはアルカリ金属類を水スラ
リーで供給する方法が好ましい。このアルカリ金属類の
供給は、ガス化炉または燃焼炉に直接供給する場合もあ
るが、前記の理由から、脱塩素処理後の残留固体と混合
処理後にガス化炉または燃焼炉で処理する方が好まし
い。

【００２２】ところで廃棄物中には、熱分解脱塩素処理
により塩素を分解・脱離した後の炭化水素がさらに重・
縮合して容易に芳香族化合物になる成分が含まれてい
る。この芳香剤族化合物は、熱分解脱塩素処理後の固形
物中に残留する少量の塩素と反応して有害な有機塩素化
合物を生成する。そこで、前記のガス化炉または燃焼炉
内に、これらの炭化水素化合物の分解を促進する効果を
有する触媒を添加することにより、有機塩素化合物の副
生を防止する必要がある。この触媒としては、Ｆｅ、Ａ
ｇ、Ｐｂ、Ｐｔ、Ｃｅ、Ｔｈ、Ｓ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｋ、Ｍ
ｏ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｂｒ、Ｖ、Ｂｉ、Ａｌ等
の成分を含む物の効果が大きく、更に芳香族炭化水素の
分解用としては特にＶ、Ｍｏ、Ｐ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｃｏ、
Ｍｎ等の効果が大きい。この場合、触媒の添加は、熱分
解脱塩素処理工程の前で原料廃棄物と混合して供給して
も、同様の効果が得られる。

【００２３】以上の方法で脱塩素処理（熱分解）後の固
形物は、次のガス化または燃焼工程に導かれて、有機物
（炭化水素）がガス化または燃焼処理される。ガス化ま
たは燃焼工程で発生した飛灰は排ガスから分離して溶融
処理される。この飛灰中にはアルカリ金属成分が含まれ
ているため、約１，２００〜１，４００℃程度の温度領
域で溶融する。ガス化炉、または燃焼炉の炉底からは、
金属酸化物やガラス成分が排出される。金属類中には、
塩素化合物量が少量であるため、ガス化炉または燃焼炉
の底から排出される炉底灰を前記飛灰と混合して溶融処
理し、融点の差を利用して金属類を分離・回収し、有価
物としての再利用が可能である。

【００２４】熱分解脱塩素工程で加熱媒体を循環使用す
る方法では、加熱媒体が常に移動しており、さらに廃棄
物の間に存在するため、廃棄物相互の融着やコーキング
等の状態を防止することができる。また、熱分解装置の
壁面に付着するものを常時擦り取る状態となるため、壁
面へのコーキングも同時に防止できる。熱分解炉の構造
としては、加熱媒体とプラスチックとの熱交換性能を向
上させるために、熱分解容器内に混合物を攪拌・混合す
る機構を設けるか、ロータリキルン型のように容器自体
が回転することにより攪拌・混合能力を有するものがあ
る。また、二重構造で加熱媒体を外筒に流通し、間接加
熱による熱分解処理を行うことも可能である。以上の方
法により、大半の脱塩素を前処理として行なうために、
ガス化または燃焼工程で発生するガス中には塩素がほと
んど含まれず、さらに残渣中にも塩化物が少量しか残存
しないために、発生ガス及び残渣の無公害化、及び有効
利用が容易になる。

【００２５】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の好適な実施形
態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施形態に記載
されている構成要素の種類、材質、形状、その相対的配
置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この発明の範
囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎ
ない。本発明の第１実施例に係る廃棄物の脱塩素処理が
組込まれた焼却システムを図１に示す。ポリ塩化ビニ
ル、ポリ塩化ビニリデン等の塩素を含有するプラスチッ
クを含む廃棄物をホッパ１からロータリーキルン型の熱
分解炉２に供給する。一方、砂等からなる加熱媒体粒子
が約４００℃の高温でライン２１を経て熱分解炉２に供
給される。これらの廃棄物と加熱媒体粒子は熱分解炉２
内でキルンの回転により混合され、これによって廃棄物
は約２５０〜３５０℃に加熱される。加熱された廃棄物
は熱分解を開始し、この熱分解により発生した塩化水素
を主体とする熱分解ガスは熱分解炉から抜き出されてラ
イン２２を経て当該ガスの吸収反応塔２３に送られる。

【００２６】熱分解炉２内で廃棄物が軟化又は溶融する
ことによって発生した残留固形物と加熱媒体粒子は、熱
分解炉２からライン３を経て、洗浄槽４に供給される。
ここで、水に可溶な塩類が溶出する。本実施例の洗浄槽
４内には攪拌翼５が設けられており、補給水供給ライン
６及び排水ライン７が設けられている。

【００２７】洗浄後の固形物と加熱媒体粒子は、ベルト
コンベア等によりライン８から加熱媒体（砂等）により
流動床を形成する流動層型の燃焼炉９あるいはガス化炉
に供給される。ここで、空気または酸素あるいは、空気
または酸素と水蒸気との混合ガスにより、約７００〜
１，０００℃の温度でガス化または燃焼処理される。本
実施例の場合、空気の供給ライン１０が設けてあり、燃
焼炉９として機能させている。

【００２８】燃焼後の排ガスは、ライン１１を経て、さ
らに排熱回収ボイラ１２を経た後、サイクロン１３で同
搬した微粒子を分解した後ライン１９から排出される。
サイクロン１３で捕集・分離された微粒子には、廃棄物
中に含まれていた不燃成分（灰）と飛散した加熱媒体
（砂等）が含まれており、ライン１４を経て分離器１５
で加熱媒体と不燃成分を分離し、加熱媒体はライン１６
を経て、一部はライン２１から熱分解炉２に戻し、大半
はライン１７から流動層型燃焼炉９に循環使用される。
ガス化炉または燃焼炉９の炉底灰は、ライン３１から抜
き出され、ライン３２を経て排出されるか、ライン３３
を経て溶融処理工程３４に供給される。分離器１５で加
熱媒体粒子を分離された飛灰は、ライン１８を経て溶融
処理工程３４で溶融処理された後、ライン３６から排出
される。

【００２９】図２は前記図１の洗浄槽４と燃焼炉９の間
に混合槽４０を介装した第２実施例のシステムを示す。
同図において、図１と異なる点を中心に説明するに、洗
浄槽４で水洗処理された固形物と加熱媒体粒子はベルト
コンベア等によりライン８から混合槽４０に供給され
る。混合槽４０には、ライン４１から、アルカリ性物質
あるいは触媒を供給し、固形物及び加熱媒体粒子と混合
する。混合処理後の固形物はライン４２を経てガス化炉
または燃焼炉９に供給され、以降同様の工程を経て処理
される。

【００３０】図３は図２に示す装置において、熱分解炉
２の加熱熱源として、燃焼炉９の燃焼排ガスの一部を分
岐ライン５１から分岐して熱分解炉２に供給した第３の
実施例を示す。このシステムでは、加熱媒体粒子を熱分
解炉２に供給せず、燃焼炉９にライン６１から流動化媒
体粒子として供給するようにしている。なお、燃焼炉９
の型式としては流動層型に限定される事なく、噴流層
型、ロータリーキルン型、ストーカ型等があり、いずれ
の燃焼炉若しくはガス化炉を用いてもよい。また、触媒
の供給方法は、実施例３に示すライン６１から直接ガス
化炉または燃焼炉９に供給しても良いが、熱分解処理
（脱塩素）後の固形物との混合性をよくして、添加量を
減少させるためには、本実施例２に示すように混合槽４
０で一旦混合させて混合させるのがよい。

【００３１】次に図２に示すシステムを用いて下記のよ
うな実験を行なった。前記［表１］及び［表２］の組成
からなる予め粉砕されたＣＳＤ４９．５ｋｇ／ｈ（乾燥
規準）に砂（平均粒径２００μｍ）を５ｋｇ／ｈ（約１
０ｗｔ％）の割合で混合し、ホッパ１からロータリーキ
ルン型熱分解炉２に供給した。ロータリーキルンでは熱
風炉でプロパンガスを燃焼して発生したガスをＣＳＤと
向流で直接接触させて加熱する方式で、この時の運転条
件は熱風発生器出口ガス温度５２０〜５５０℃、キルン
壁面入口温度２００〜２２０℃、出口温度２９０〜３３
０℃、キルン内の平均滞留時間２５ｍｉｎとした。ポリ
塩化ビニル等の熱可塑性プラスチックは、一般的に約１
２０〜２３０℃で軟化・溶融し、それ以後の高温で熱分
解する。熱硬化樹脂は軟化・溶融せずに加熱によりその
まま熱分解する。ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン
等の塩素を含有するプラスチック類は約１７０〜３５０
℃の領域で大半の塩素を塩化水素ＨＣｌとして分解・離
脱し、その後、高温になると他成分の熱分解が進行す
る。

【００３２】以上のように、プラスチックを含む廃棄物
は約２５０℃近傍から急激に熱分解を開始し、約５００
℃までに大半が熱分解する。そこで本発明の実施例にお
いては、出来る限りプラスチックの熱分解速度が遅い領
域で塩化水素の分解・脱離を促進し、脱離した塩化水素
を高濃度で分離するため、プラスチックを含む廃棄物の
温度が約２５０〜３５０℃になるようにロータリキルン
２内部の運転温度を調節した。ロータリーキルン２から
の生成ガス量は、水分５．９ｋｇ／ｈ、ＨＣｌ１．１
ｋｇ／ｈ、炭化水素ガスが０．８ｋｇ／ｈであった。ま
た、ロータリーキルン２から排出される熱分解後の残留
固形物は、添加した砂及びもともと廃棄物中に含まれて
いた砂や金属と、軟化・溶融したプラスチックとが均一
に混合され、１０〜３０ｍｍのペレットとなった。さら
に、ロータリーキルン２の内壁を観察したところ、壁面
へのプラスチックの融着やコーキング等は殆ど確認され
なかった。

【００３３】ロータリーキルン２から排出された塩化水
素を主体とする熱分解ガスは、ライン２２から吸収反応
塔２３に送り、ポンプ２３１によりライン２３２より不
図示のノズルを介して噴射する洗浄水に吸収させた。一
方、抜出された残留固形物は、洗浄槽４に供給し、水道
水を使用して水洗した。次に、洗浄後の固形物を水切り
した後、混合槽４０に供給した。この混合槽４０に、ア
ルカリ金属として消石灰Ｃａ（ＯＨ）₂ と、触媒として
酸化鉄を添加し、残留固形物と均一に混合処理した。添
加物の混合量は、以下とした。

【００３４】残留固形物中の塩素の未分解率を初期塩素
含有量３．４ｗｔ％の５％と想定し、塩素量の１．５倍
当量の０．１０ｋｇ／ｈを添加した。また、鉄系触媒を
０．０２ｋｇ／ｈ添加した。また、消石灰の代わりに細
かく粉砕した石灰石ＣａＣＯ₃ を用いることもできる。
しかし、この場合は石灰石を一旦ＣａＯに分解させるた
め（ＣａＣＯ₃ →ＣａＯ＋ＣＯ₂ ）に燃焼炉９内を石灰
石の分解温度以上、例えば９００〜１１００℃の高温に
する必要があり、しかも消石灰の使用時に比べるとＨＣ
ｌやＳＯ₂ との反応性が悪い。

【００３５】次に当該混合物をライン４２を経て循環流
動層型燃焼炉９に供給し、ここで８６０〜９１０℃で燃
焼した。燃焼炉９の底部からは空気を供給し、ライン４
２から送られた混合物を流動させながら燃焼した。この
時、燃焼により発生した塩化水素や亜硫酸ガス等の酸性
ガスは、添加したＣａ（ＯＨ）₂ と反応してＣａＣｌ₂
及びＣａＳＯ₄ を生成した。Ｃａ（ＯＨ）₂＋２ＨＣｌ →ＣａＣｌ₂ ＋２Ｈ₂ＯＣａ（ＯＨ）₂ ＋ＳＯ₂＋（１／２）Ｏ₂ →ＣａＳＯ₄
＋Ｈ₂Ｏ

【００３６】一方、燃焼排ガス中のＨＣｌ及びＳＯ₂ 濃
度は、いずれも１５ｐｐｍ以下であった。燃焼炉９内で
発生したＣａＣｌ₂ 及びＣａＳＯ₄ は、砂の一部や金属
粉とともに飛灰としてサイクロン１３で捕集した。捕集
した飛灰のうち、１００μｍ以上の砂は、ライン１７と
２１により熱分解炉２と燃焼炉９に戻入し再循環使用し
た。一方、１００μｍ以下の固形物中の重金属を、環境
庁告示の有害金属等の溶出試験方法に準拠して溶出試験
を実施したところ、下記［表３］の結果が得られた。

【００３７】

【表３】

【００３８】また、当該固形物中のダイオキシン濃度を
分析した結果、０．０１ｎｇ−ＴＥＱ／Ｎｍ₃ 以下とな
った。次に、この固形物を加熱溶融炉３４に入れて処理
した結果、１．３５０℃で全体が完全に溶融した。

【００３９】以上の実験結果より本発明の効果として、
以下を確認した。ア）熱分解脱塩素工程により、アルカリ金属の添加量が
従来の１／２０に削減された。その結果、灰の発生量が
低減された。イ）燃焼炉の炉底から排出される灰中の金属類には、塩
化物が含まれていないので、有価金属として再利用が可
能である。ウ）燃焼触媒の添加により、ダイオキシン類の生成量が
厚生省のガイドライン以下となった。以上の結果から、高濃度の塩素を含む廃棄物の処理に対
して、本発明は非常に有効であることが確認された。

【００４０】次に従来法に基づいて下記のような比較実
験を行なった。粉砕したＣＳＤを全量流動層燃焼炉に供
給して、８５０℃で燃焼処理した。その結果、燃焼炉の
炉底から排出された燃焼残渣中には、塩素が２．１ｗｔ
％含まれており、燃焼により塩素が金属成分と反応して
塩化物を生成していた。塩化物は以下の反応により生成
したものと推察される。ＦｅＯ＋２ＨＣｌ → ＦｅＣｌ₂ ＋Ｈ₂ Ｏ …（５）ＺｎＯ＋２ＨＣｌ → ＺｎＣｌ₂ ＋Ｈ₂ Ｏ …（６）ＣａＯ＋２ＨＣｌ → ＣａＣｌ₂ ＋Ｈ₂ Ｏ …（７）ＣｄＯ＋２ＨＣｌ → ＣｄＣｌ₂ ＋Ｈ₂ Ｏ …（８）この結果、塩化物としての金属成分は再利用が困難であ
る。

【００４１】また、燃焼排ガス中の有害性分は以下とな
った。ＨＣｌ濃度 …１，９５５ｐｐｍＳＯｘ濃度 … ８３０ｐｐｍダイオキシン濃度 …５，３６０ｎｇ−ＴＥＱ／Ｎｍ₃ （厚生省ガイドライン０．１ｎｇ−ＴＥＱ／Ｎｍ₃）

【００４２】

【発明の効果】以上記載のごとく請求項１、及び２記載
の発明によれば、先に提案した前記先願技術を更に発展
させて一層の無公害処理が可能で且つ廃棄物発生量を少
なくする事の出来る廃棄物の脱塩素処理方法を得る事が
出来る。特に本発明は脱塩素工程の後に、固形物を水洗
して水に可溶の塩化物を溶解・分解する為に、この塩化
物がガス化あるいは燃焼工程で溶融してミストとなって
ガス中に同搬されたり、後工程の低温部で凝結し、腐食
等の原因となる恐れがなくなる。

【００４３】請求項３の発明によれば、熱分解脱塩素処
理において残留する塩素はガス化あるいは燃焼工程で処
理する前にアルカリ化合物を添加することにより、次工
程で塩化物として固定化される。その結果、ガス化ある
いは燃焼工程で発生するガス中に含まれるＨＣｌガス量
が減少するため、腐食が軽減される。

【００４４】請求項４記載の発明によれば、前記のガス
化炉または燃焼炉に廃棄物中の炭化水素の分解を促進す
る効果を有する触媒を添加することにより、有機塩素化
合物の副生を防止することが可能となる。

【００４５】更に請求項５記載のように、前記ガス化炉
または燃焼炉から排出される飛灰を高温に加熱・溶融処
理することにより廃棄物発生量を一層少なくすることが
出来るのみならず骨材等の製造が可能となる。前記効果
は、請求項６記載のようにガス化炉または燃焼炉の底か
ら分離・排出される残渣分（炉底灰）を、前記飛灰に混
合して加熱・溶融処理することにより一層促進され、更
に請求項７記載のように、溶融後の溶融物を段階的に冷
却することにより有価金属を容易に分離・回収出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る廃棄物の脱塩素処理
が組込まれた焼却システムを示す。

【図２】本発明の第２実施例に係る廃棄物の脱塩素処理
が組込まれた焼却システムを示す。

【図３】本発明の第３実施例に係る廃棄物の脱塩素処理
が組込まれた焼却システムを示す。

【図４】各種プラスチックの熱分解における重量減少率
を示すグラフ図である。

【図５】ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）の脱ＨＣｌ速度を示
すグラフ図である。

【符号の説明】

１ホッパ２熱分解炉４洗浄槽９流動層型燃焼炉１２熱交換器１３サイクロン１５分離器２３吸収塔３４溶融炉

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】塩素を含む廃棄物を、砂等の加熱媒体粒
子あるいは加熱ガスにより加熱して、該廃棄物を熱分解
脱塩素し熱分解ガスを分離した固形物を水洗した後、該
固形物をガス化炉または燃焼炉内でガス化または燃焼す
ることを特徴とする廃棄物の脱塩素処理方法。
【請求項２】熱分解脱塩素後の固形物を粉砕した後に
水洗し、その後、該粉砕した固形物をガス化炉または燃
焼炉内でガス化または燃焼することを特徴とする請求項
１記載の廃棄物の脱塩素処理方法。
【請求項３】前記水洗後の固形物にアルカリ性物質を
添加した後、該アルカリ添加した固形物をガス化炉また
は燃焼炉内に供給し、ガス化または燃焼することを特徴
とする請求項１、２記載の廃棄物の脱塩素処理方法。
【請求項４】前記ガス化炉または燃焼炉に固形物中の
炭化水素の分解を促進する効果を有する触媒を添加する
ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の廃棄物
の脱塩素処理方法。
【請求項５】前記ガス化炉または燃焼炉から排出され
る飛灰を高温に加熱・溶融処理することを特徴とする請
求項１、２、３又は４に記載の廃棄物の脱塩素処理方
法。
【請求項６】前記飛灰の加熱・溶融処理において、ガ
ス化炉または燃焼炉の底から分離・排出される残渣分
（炉底灰）を、前記飛灰に混合して加熱・溶融処理する
ことを特徴とする請求項５に記載の廃棄物の脱塩素処理
方法。
【請求項７】前記加熱・溶融処理において、溶融後の
溶融物を段階的に冷却して有価金属を分離・回収するこ
とを特徴とする請求項５、６に記載の廃棄物の脱塩素処
理方法。