JPS6324962A - 汚染土壌乃至類似物質を処理する方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、とりわけコークス製造場所在地の汚染土壌や
これに類似の勺質を、搬出、汚染除去及び取出箇所の浄
化土壌での再充填の手順によって処理するための方法と
その装置に関するものにして、当該方法においてその搬
出物質は場合によっては予選別の後に乾燥され、続いて
高温で熱的に処理される。

溶融状態の堆積物をしゅんせつし、当該物質を破砕機に
よる粉砕と篩プロセスとからなる予選別の後に回転・炉
装置に供給する様式の廃棄物処理は公知である。当該回
転・炉装置は二つの連続した回転ドラムから成り、−そ
の第１ドラムは物質の予選別に対する乾燥ドラムとして
機能する。物質の流れにおいてつながっている第２の回
転炉は開放焔で点火される。当該焔は４００℃〜８００
℃の間の温度で浄化されるべき固形物に直接作用する。

回転炉から浄化土壌が取り出され、再び取出箇所に戻さ
れる。

回転炉・装置内に形成された廃ガスが含有度部分の分離
後燃焼室中において分離バーナーで約１２００℃に加熱
され、これによって解毒される。続いての冷却とろ過と
の後に、浄化廃ガスは大気中に放出される。廃ガスの一
部は乾燥プロセスの強化のためとエネルギーバランスの
改善のために回耘・乾燥ドラムに案内される。

公知の方法においては、破砕と篩とによる予選別が十分
でなく、すなわち汚染物質を均一に僅かな粒径にするこ
とが不十分であって、その結果続いての乾燥段階も効果
的でないという欠点がある。

物質の「十分なる精製」が確保されない。

回転炉内の焔による固形物への直接的作用に続く方法段
階においては、均一な温度作用がなされず、むしろ十分
には浄化されない排出材において未処理の固形物束にな
る冷却ガス束が形成される。

原則的に乾燥と熱的処理とに回転炉を用いる際、各回転
炉において固定部分と回転部分との間に著しいすきまが
あり、その結果エネルギーバランスの低下を招く空気滞
留を起こしたり、或いは有害物質を含んだガスの放出を
伴って周辺に及ぶ空気爆発が生じたりする点が問題点と
して考えられる。

しかしながら周囲へのあらゆる有害物質の排出は回避さ
れなければならない。結局、回転・炉装置において達成
する温度ではすべての有害物質を分解するに至らず、こ
のような性質の浄化土壌も環境保護の現代的要求に最早
対応していない。結局第２バーナーの後方に部分流とし
て存する浄化され熱のある汚れ空気の乾燥ドラムへの戻
りはエネルギー技術的に不十分である。

本発明は、技術水準を考慮して、上記欠点を除き簡単に
すべての有害物質の十分なる分解を達成する技術的によ
り効果的でより経済的な汚染除去方法を提案することを
課題とする。そして当該方法を実施するために、回転炉
なしに作動し機構的に簡単な装置を開発しなければなら
ない。

当該課題は本発明に従い、熱ガスで貫流されるミル中で
の乾燥過程を、粒帯０〜１０ｍｍに前記汚染物質を粉砕
する過程と、ガス相中の有害物質の大部分が移行するよ
うに組み合わせ、乾燥後前記物質をガス相と共に固形物
／ガス−分散として、バーナー装備の加熱・汚染除去区
間において８００〜１２００℃の温度で処理し、続いて
サイクロン分離機において有害物質すべてを含んだガス
相から分離し、当該ガス相では循環経路においてバーナ
ー燃焼器で有害物質が完全に分解され、その際燃焼ガス
の部分流が組み合わされた乾燥・粉砕段階に案内され、
そして浄化固形物は冷却後排出され、その冷却空気をバ
ーナー燃焼器に加熱一次空気として供給するようにして
解決する。

固形物を１０ｍｍ未満に粉砕することによって、固形物
すべてが乾燥段階において５００℃〜８００℃の温度で
十分熱せられ、その結果有害物質の大部分は蒸発する。

後続のバーナー装備の加熱・汚染除去区間において、固
形物／ガス−分散は８００〜１２００℃の範囲の温度で
処理され、すべての高級炭化水素は気化し分解される。

分散の分離は続いているサイクロン分離機において一方
では固形物権を、他方ではガス相を生ずる。この分離機
での分離の後にガス相は循環経路でバーナー燃焼器に案
内され、一方で浄化固形物は冷却後排出され、当該冷却
空気はバーナー燃焼器に予熱一次空気として供給される
。バーナー燃焼器の燃焼ガスは部分流で乾燥段階のみな
らず汚染除去区間に供給される。

乾燥段階と汚染除去区間との間において汚染ガスを固形
物から分離するために更にサイクロン分離機を設けるこ
とが有利である。その際続いてガスはその一部が乾燥段
階に供給される燃焼ガスに加えられ、他の一部が直接バ
ーナー燃焼器に装入され、その一方で分離固形物が汚染
除去区間で処理される。比較的僅かな温度が生ずるので
、とりわけ、これによって乾燥段階が装置に関し簡単に
形成することが可能となる。

更に乾燥段階において処理を改善することは、本発明を
合目的的に具体化し、分解物質を０〜３ｍｍの粒帯に粉
砕することで達成される。

汚染土壌やこれに類似の物質を、搬出、汚染除去及び取
出箇所の浄化土壌での再充填の手順によって処理する方
法の実施のための本発明の装置は、特に篩装置付破砕機
である予選別機、乾燥装置及び物質の熱的処理のだめの
装置、ガス相から固形物を分離するためのサイクロン分
離機及びガス相が供給されるようになっているバーナー
燃焼器とを備えており、組み合わされた乾燥・破砕段階
としてのバーナー燃焼器の燃焼ガスによって加熱される
ミル、バーナー焔から隔てられ固形物／ガス−分散を有
した管状の、熱的処理装置としてのバーナー燃焼器の燃
焼ガスによって同様に加熱される加熱・汚染除去区間、
浄化固形物用多段式冷却装置にして当該冷却装置内で予
加熱の冷却空気をバーナー燃焼器に供給する装置を備え
る冷却装置、サイクロン分離機のガス排出部、バーナー
燃焼器２及び汚染除去区間との間での循環系及び冷却・
除塵装置を備えた余剰燃焼ガス用排出部とを特徴として
いる。

当該全体装置は、比較的簡単に構成され、緊塞上の問題
はなく、単に燃焼ガスを乾燥及び汚染除去に用いる不可
分のバーナー燃焼器だけを備えており、その結果従来の
技術水準で使用されていた物質加熱用の補助的バーナー
燃焼器はなくなり、装置部分全体での所望の温度制御は
循環流によってなされるようになった。更に有利なこと
には、固形物がバーナー焔（約２０００℃）と接触せず
、その結果元の土壌中に埋蔵していた結晶状の重金属を
逃散させ、望ましくない重金属放出或いはフィルター塵
乃至純ガス塵中での濃度増大の原因となる溶融相を形成
することがなくなる。汚染除去した固形物の冷却後の排
出温度は約１５０℃であり、その結果浄化土壌での取出
箇所における再充填に直接移行させることが可能になる
。固形物／ガス−分散中での固形物の所望の均一加熱に
よって、固形物の過剰燃焼がなくなり、その結果排出物
質が生物学的には不活性であるけれども鉱物学的には不
活性ではなく、再賦活可能であることになる。

本発明の合目的的に好ましい構成としては、ミルに後方
接続し、汚染除去区間の前方に接続するように別のサイ
クロン分離機が設けられていることであり、そのガス排
出部は送風機を備えた管結合系を介してバーナー燃焼器
とミルとに二つの部分流で案内されている。

浄化固形物の冷却装置は、より好適には、それぞれ一つ
の冷却区間とこれに後続するサイクロン分離機とを備え
た三つの冷却段階から成ることである。固形物の取り出
しのためにスクリュー式コンベヤが用いられる。

本発明の対象のその他の詳細、特徴及び利点を、図面に
基づく以下の記載で明らかにする。当該図面に示した本
発明に依る装置は、基本的に次の装置部分から構成され
ている。

解毒されるべき土壌は、積込機１により例えば古い建物
の基礎１、礫及び樹木の茎或いは建築材料の大量粉砕の
ための作動中破砕機２に供給され、コンベヤ３を介して
当該装置に提供される。二者択一的に、装入物は振動篩
付装入物貯留庫４を介して準備される。コンベヤ３に熱
ガスの貫流せるミル５がつながっており、当該ミルは管
路６を介してサイクロン分離機７と結びついている。当
該分離機から固形物は管路８を介して強化管になった加
熱・汚染除去区間９に達する。

当該加熱・汚染除去区間９はバーナー燃焼器１０につな
がっているが、当該燃焼器は当該区間に対して処理され
るべき物質がバーナーの焔に接触しないように取り付け
られている。バーナー燃焼器１０は任意の燃料、特に超
軽量燃料油、或いは廃油であっても運転できるものであ
る。

加熱・汚染除去区間９には高性能サイクロン分離機ＩＩ
がつながっている。当該分離機で浄化固形物がガス相か
ら分離される。固形物、即ち汚染除去された土壌は落下
導管１２を介してサイクロン分離機１１から三段階冷却
器に流入する。当該三つの冷却段階は、冷却区間１３と
それぞれに後続するサイクロン分離機段階１４とからそ
れぞれなっている。固形物のマス流は約１５０℃の温度
でコンベヤ１５を介して冷却システムを離れる。

第１の汚染ガス相がサイクロン分離機７に存する。ミル
５からの固形物／ガス−分散の搬送をも引き受ける送風
機１６によって、サイクロン分離機７のガス相は管路１
７を介して部分流でバーナー燃焼器１０に供給され、そ
こで１２００℃に加熱され、これによって有害物質全部
が十分に分解される。別の部分流は熱ガス供給の管路１
８を介して温度制御のためにミル５へ混入される。ミル
への熱ガス流は、バーナー燃焼器ＩＯの燃焼ガスから成
るが、この一部はミルへの管路１９を介して消費され、
他の一部は汚染除去区間９に流れる。燃焼ガスの余剰部
分ガス流は、管路２０を介して、特に多くの気化冷却器
から成る冷却装置２１に、そして後続のフィルター２２
での除塵部に、そしてそこから煙突２３を介して浄化さ
れ大気に放出される。

サイクロン分離機ｌｌ内において、加熱・汚染除去区間
９での熱的処理からの同様に汚染したガス相との固形物
の分離が行われる。このガス流は送風機２５によって循
環系での管路２４を介してバーナー燃焼器１０に、そこ
から加熱・汚染除去区間９を介して再びサイクロン１１
に案内される。

符号２６の箇所で必要な空気が大気から多段式冷却装置
に吸い込まれ、冷却装置流過後のエネルギー回復のため
に、約５００℃の熱さで管路２７を介して一次空気とし
てバーナー燃焼器１０に供給される。その際冷却装置２
１への箇所２８で引出部が余剰一次空気のために設けら
れている。

記述の装置は次のように作用する。

ミル５内で汚染土壌が同時に約５００℃の熱ガス流の流
れによって乾燥され、０〜３１１ＩＩＩ＋の粒帯に粉砕
される。同時期の温度衝撃による３ｍｍ未満の粒径に固
形物を粉砕することで、固形物を十分に熱することがで
き、これで多くの存置物質がガス相に移る。粉砕物質は
固形物／ガス−分散としてミル５から排出され、送風機
１６の作用下でサイクロン分離機７に供給される。そこ
で分離されたガスは部分的にバーナー燃焼器に、部分的
に熱ガスでミル５に戻る。そこで十分乾燥された固形物
は加熱・汚染除去区間９に移行し、そこで約８００〜１
２００℃で熱的に処理される。この温度は高級炭水化物
をも蒸発させるのに十分な温度である。浄化固形物の分
離は高性能サイクロン分離様段階１１で行われ、そこか
ら１５０℃の装置で冷却された後スクリュー式コンベヤ
１５を介して排出される。

管路２０、冷却部２１及び除塵部２２を介して余剰の部
分ガス流を放出することによって、そこで同様に堅固な
物質が落ち重なる。重金属の含有量を増加−濃縮−する
のみならず、原始岩中に存する重金属をも有する汚染土
壌が記述の装置において処理される場合、当該装置はガ
ス相中の固形物の合目的的均一加熱を行い、溶融相結合
を生じない。このような溶融相結合は、原始鉱物中に埋
蔵しノている結晶状重金属を砕は易くし、その結果重金
属を放出したり、その含有量を増加したりするものであ
る。更にフィルター２２から排出する固形物は、取出位
置での再充填に用いられる。

これに対して、重金属の濃縮によって汚染された土壌が
処理される場合、フィルター２２から取り出される物質
は特別塵芥集積場に供給されなければならない。この結
果、再処理されるべき土壌の非常に多くの部分が最大有
効面積の負担と重金属含有量に有効な規定とを考慮して
も再充填できるようになり、場合によっては堆積物のご
く僅かな量が供給されることが保証される。記述の方法
と、その実施のために提案される装置は、簡単で経済的
に汚染物質を十分にか或いは殆ど十分に浄化再使用しう
る状態にすることを可能にしている。

装置のフローチャートである。

５・・・ミル ７．１１，１４・・・サイクロン分離機９・・・加熱・
汚染除去区間 １０・・・バーナー燃焼器 １３．２１・・・冷却装置 ２０．２４．２７・・・管路 ２２・・・フィルター ２５・・・送風機

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）とりわけコークス製造場所在地の汚染土壌やこれに
   類似の物質を、搬出、汚染除去及び取出箇所の浄化土壌
   での再充填の手順によって処理する方法にして、その搬
   出物質を場合によっては予選別の後に乾燥し、続いて高
   温で熱的に処理するようにした処理方法において、 熱ガスで貫流されるミル（５）中での乾燥過程を、ガス
   相中の有害物質の大部分が移行するように、粒帯０〜１
   ０ｍｍに前記物質を粉砕する過程と組み合わせ、 当該乾燥後に前記物質がガス相と共に固形物／ガス−分
   散として、バーナー装備の加熱・汚染除去区間（９）に
   おいて８００〜１２００℃の温度で処理され、続いてサ
   イクロン分離機（１１）において有害物質すべてを含ん
   だガス相−循環経路においてバーナー燃焼器（１０）で
   有害物質は完全に分解される−から分離され、 その際燃焼ガスの部分流が組み合わされた乾燥・粉砕段
   階（ミル５）に案内され、 そして浄化固形物は冷却後排出され、その冷却空気をバ
   ーナー燃焼器に加熱一次空気として供給するようにした
   ことを特徴とする処理方法。 ２）乾燥段階（ミル５）と汚染除去区間（９）との間に
   、別のサイクロン分離機（７）が設けられ、続いてそこ
   で分離されたガスは一部が乾燥段階に供給される燃焼ガ
   スに加えられ、他の一部が直接バーナー燃焼器（１０）
   に装入され、その一方で分離固形物が汚染除去区間（９
   ）で熱的に処理されることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の処理方法。 ３）乾燥段階（ミル５）においてそこで装入された物質
   が０〜３ｍｍの粒帯に粉砕されることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項又は第２項に記載の処理方法。 ４）固形物の最終冷却が約１５０℃で行われることを特
   徴とする特許請求の範囲第１〜３項のいずれか１項に記
   載の処理方法。 ５）余剰の燃焼ガスが冷却過程とろ過過程の後に大気中
   に放出されることを特徴とする特許請求の範囲第１〜４
   項のいずれか１項に記載の処理方法。 ６）乾燥装置と物質の熱的処理のための装置、ガス相か
   ら固形物を分離するためのサイクロン分離機、及びガス
   相が供給されるようになっているバーナー燃焼器とを備
   え、搬出、汚染除去及び取出箇所の浄化土壌での再充填
   の手順によって、汚染除去やこれに類似の物質を処理す
   る方法を実施するための装置において、組み合わされた
   乾燥・破砕段階としてのバーナー燃焼器（１０）の燃焼
   ガスによって加熱されるミル（５）、 バーナー焔から隔てられ固形物／ガス−分散を有した管
   状の、熱的処理装置としてのバーナー燃焼器の燃焼ガス
   によって同様に加熱される加熱・汚染除去区間（９）、 浄化固形物用多段式冷却装置（１３、１４）にして、当
   該冷却装置内で余加熱の冷却空気をバーナー燃焼器（１
   ０）に供給する装置を備える冷却装置、 サイクロン分離機（１１）のガス排出部、バーナー燃焼
   器（１０）及び汚染除去区間との間での循環系（２４、
   ２５）、 及び冷却・除塵装置（２１、２２）を備えた余剰燃焼ガ
   ス用排出部（２０）とを特徴とする処理装置。 ７）ミル（５）に後続し、汚染除去区間（９）の前方に
   接続するように別のサイクロン分離機（７）が設けられ
   、そのガス排出部が送風機を備えた管結合系（１６、１
   ７、１８）を介してバーナー燃焼器（１０）とミル（５
   ）とに二つの部分流で案内されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第６項記載の処理装置。 ８）浄化固形物の冷却装置が、それぞれ一つの冷却区間
   （１３）とこれに後続するサイクロン分離機（１４）と
   を備えた三つの冷却段階から成ることを特徴とする特許
   請求の範囲第６項又は第７項に記載の処理装置。 ９）固形物の取り出しのためにスクリュー式コンベヤ（
   １５）が設けられていることを特徴とする特許請求の範
   囲第６〜８項のいずれか１項に記載の処理装置。 １０）余剰燃焼ガスのための冷却・除塵装置（２１、２
   ２）が、多くの気化冷却器と後続のフィルターとから成
   ることを特徴とする特許請求の範囲第６〜９項のいずれ
   か１項に記載の処理装置。