KR100882963B1 - 처리장치, 처리방법 및 무해화물의 생산방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 안과 밖을 연통시키는 제 1 관통홀(49)을 가지며, 유기 할로겐화합물을 함유하는 처리대상물이 도입되는 밀폐가능한 처리실(28)과, 상기 처리실 내의 적어도 일부를 가열하기 위한 가열수단과, 상기 처리실의 외측으로부터 상기 제 1 관통홀에 대해 삽탈이 가능하고, 상기 제 1 관통홀에 삽입되었을 때에 제 1 관통홀과 연통하며, 또한 알칼리(53)가 충전가능한 제 1 통로를 갖는 제 1 배관(51)과, 상기 제 1 배관이 상기 제 1 관통홀로부터 분리되었을 때에 상기 제 1 관통홀을 차폐하는 것이 가능한 제 1 차폐부재(56)와, 상기 제 1 통로를 통해 상기 처리실 내를 감압하는 것이 가능한 제 1 감압수단을 구비하는 처리장치에 의해 처리대상물의 열분해처리를 수행하므로, 처리실과 알칼리와의 거리가 극소화되고, 처리대상물의 열분해성분이 다이옥신류 함유 POPs에 재합성되는 영역이 거의 없어져서, 이들 재합성으로 인한 오염을 방지할 수 있는 것이다. 또한, 제 1 배관을 교환하기 쉽기 때문에, 처리능력을 높이는 것이 가능하다.
Description
본 발명은 POPs(난분해성 유기오염물질, 예를 들면 다이옥신류, PCB류, 농약류) 및 POPs 함유 토양, 오니, 저질(底質), 플라이 애쉬, 드럼통, 콘크리트, 활성탄 등의 처리장치 및 처리방법에 관한 것이다. 본 발명은 예를 들면 토양 속에서 파낸 농약(예를 들면 사용잔류농약이나 무등록농약)이나 토양과 농약의 혼합물과 같은 POSs 함유 물질을 무해화하는 처리장치, 처리방법 및 무해화물의 생산방법에 관한 것이다.
종래부터, 야채나 쌀 등의 농산물을 재배하는 과정에서 해충 구제 등의 목적으로 농약이 사용되어 왔다. 이들 농약 중 예를 들면 PCP(펜타클로로페놀)이나 클로르덴, BHC(헥사클로르시클로헥산), 알드린, 딜드린, 엔드린, DDT, PCNB와 같은 유기염소계 화합물의 농약은 인체에 대해 중독성이 있는 점, 인체에 축적되어 간장 등에 악영향을 미치는 점, 또 제조공정에서 다이옥신류가 혼입되는 점 때문에, 현재는 생산이나 사용, 판매 등이 법률로 금지되어 있다.
그런데, 이들 농약은 법률에 의해 생산 등이 금지된 시점에서 대량의 재고를 안고 있었기 때문에, 이들 잔존분에 대해서는 종이 봉투나 병 등에 봉입하여 토양 중에 매설하게 되었다.
그러나, 최근, 이와 같이 토양 중에 매설한 맹독성의 농약(스톡 파일)이 토양 중에 확산되어, 그 토지에서 더이상 농업을 할 수 없는 상황이 생기거나 지하수를 오염시키는 경우도 발생하고 있다. 그 때문에, 토양 중에 매설한 농약을 제거하여 무해화(無害化)하는 것이 요구되고 있다.
이러한 토양을 무해화하는 하나의 수법으로서, 토양 속에서 농약을 파내고, 파낸 농약을 화학적 처리에 의해 무해화하는 것을 생각해 볼 수 있는데(예를 들면 특허문헌 1 참조), 이는 이미 토양 중에 확산되어 버린 농약에 대해서는 적합하지 않다고 하는 근본적인 문제가 있다. 또한, 파낸 토양 중에는 농약 외에 농약을 봉입한 종이 봉투나 병류의 잔해가 포함되어 있기 때문에, 이들 잔해를 제거하는 공정이 필요하며, 그 경우 기술적으로도 비용적으로도 문제가 있다.
또한, 농약뿐만 아니라, PCB를 함유하는 오니, 감압지, 기름걸레 등의 PCB 오염물을 비롯하여, POPs 및 POPs 함유 토양, 오니, 저질, 플라이 애쉬, 드럼통, 콘크리트, 활성탄에 대해서도 매설농약과 같은 효과적인 처리방법이 확립되어 있지 않다.
특허 문헌 1 : 일본 특허공개 제2001-340881호 공보
본 발명자들은 다이옥신류, PCB류를 포함하는 POPs류나, 기타 유기염소화합물(예를 들면, PCP(펜타클로로페놀), HCB, BHC(헥사클로르시클로헥산), PCNB 등)을 진공중에서 가열함으로 인해 분해할 수 있음을 발견하였다. 이 발명으로 인해 어느 POPs나 처리 후 잔사 중의 농도를 현저하게 저감한다.
또한, 본 발명자들은 생석회 등의 알칼리에 의해 유기 할로겐 화합물의 열분해성분을 중화하고, 유기 할로겐 화합물의 분해성분을 알칼리에 고정함으로써, 유기 할로겐 화합물 자체의 재합성을 억제할 뿐만 아니라, 다이옥신류의 재합성을 방지하는 기술, 및 진공 중에서 가열을 수행하는 기밀영역과 기밀영역을 감압하기 위한 진공 펌프 사이의 통로가 되는 배관 내에 석회 등의 알칼리를 삽입함으로써, 유기 할로겐 화합물의 열분해성분의 중화와 고정을 효과적으로 수행하는 기술도 안출하고 있다.
그러나, 본 발명자들은 이러한 기술 개발 과정에서 다음과 같은 신규 과제를 발견하였다.
(1) 기밀영역과 알칼리 사이의 배관 내에서 다이옥신류를 함유하는 유기 할로겐 화합물의 재합성이 일어나, 그 부위가 오염된다.
(2) 기밀영역과 진공 펌프 사이의 배관 내에 삽입한 알칼리의 교환빈도가 높고, 그 때마다 처리를 일단 정지할 필요가 있기 때문에, 처리능력(throughput)이 저하된다.
(3) 배관이 염소가스로 인해 부식되기 쉽다.
본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 유기 할로겐 화합물의 열분해성분이 다이옥신류를 함유하는 POPs와 재합성하는 것을 방지할 수 있는 처리장치 및 처리방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 처리대상물의 무해화를 효율적으로 잘 수행할 수 있는 처리장치 및 처리방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명에 있어서 POPs란, 난분해성 유기오염물질을 의미하며, 스톡홀름 조약에 정해진 12종의 화합물뿐만 아니라, 기타 유기 할로겐화물(예를 들면 PCP(펜타클로로페놀), HCB, BHC(헥사클로르시클로헥산), PCNB 등)을 포함하는 것의 총칭으로서 사용한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 처리장치는 이하에 설명하는 구성을 채용하였다. 즉, 본 발명의 처리장치는 유기 할로겐 화합물을 함유하는 처리대상물이 도입되는 밀폐가능한 처리실과, 상기 처리실 내의 적어도 일부를 가열하기 위한 가열수단과, 상기 처리실을 배기하기 위한 배기 시스템과, 상기 배기 시스템의 적어도 일부 영역에 외부로부터 삽탈가능하게 설치되며, 상기 배기 시스템 내에 상기 알칼리를 삽입하는 것이 가능한 제 1 알칼리 반응부를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 관점에 따른 처리장치는 유기 할로겐 화합물을 함유하는 처리대상물이 도입되는 밀폐가능한 처리실과, 상기 처리실 내의 적어도 일부를 가열하기 위한 가열수단과, 상기 처리실을 배기하기 위한 배기 시스템 내에 마련되며, 알칼리가 충전된 제 2 알칼리 반응부와, 상기 처리실 내로부터 상기 제 2 알칼리 반응부에 이르는 상기 배기 시스템의 적어도 일부 영역에 외부로부터 삽탈 가능하게 설치되며, 상기 배기 시스템 내에 상기 알칼리를 삽입하는 것이 가능한 제 1 알칼리 반응부를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 알칼리 반응부는 상기 배기 시스템 내에 삽입된 상태에서 상기 알칼리를 가열하는 알칼리 가열수단을 추가로 구비하여도 좋다. 처리대상물을 감압하면서 가열함으로 인해, 유기 할로겐 화합물은 탈염소되며, 일부의 염소(내지 염산)는 배기 시스템측으로 배기된다. 본 발명에서는 제 1 알칼리 반응로에 의해, 염소를 포함하는 오프 가스에 의한 유기 할로겐 화합물의 재합성을 방지하고, 동시에 배기 시스템 배관 등의 염소로 인한 부식을 방지하는 것이다. 그리고, 본 발명에서는 제 1 알칼리 반응부는 외부로부터 알칼리를 카트리지로 하여 삽탈하여 교환하는 것이 가능해진다. 이로써, 처리실 내의 가열감압상태를 유지하며, 동시에 처리대상물을 연속적으로 처리하면서 알칼리의 교환이 가능해지므로, 처리능력이 향상된다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 처리장치는 안과 밖을 연통시키는 제 1 홀을 가지며, 처리대상물이 도입되는 밀폐가능한 처리실과, 상기 처리실 내의 적어도 일부를 가열하기 위한 가열수단과, 상기 처리실의 외측으로부터 상기 제 1 홀에 대해 삽탈이 가능하고, 상기 제 1 홀에 삽입되었을 때에 제 1 홀과 연통하며, 또한 알칼리가 충전가능한 제 1 통로를 갖는 제 1 배관과, 상기 제 1 배관이 상기 제 1 홀로부터 분리되었을 때에 상기 제 1 홀을 차폐하는 것이 가능한 제 1 차폐부재와, 상기 제 1 통로를 통해 상기 처리실 내를 감압하는 것이 가능한 제 1 감압수단을 구비한다.
본 발명의 다른 관점에 따른 POPs의 처리방법은 밀폐가능한 제 1 영역에 처리대상물을 도입하며, 상기 제 1 영역에 연결되고, 알칼리의 교환이 용이하지만 통과하는 기체가 알칼리와 접촉하는 면적이 작은 제 2 영역에 알칼리를 도입하고, 상기 제 2 영역에 연결되며, 통과하는 기체가 알칼리와 접촉하는 면적이 크지만 알칼리의 교환이 곤란한 제 3 영역에 알칼리를 도입하며, 상기 제 2 영역 및 상기 제 3 영역을 통해 상기 제 1 영역을 감압하면서, 상기 제 1 영역을 가열하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 다른 관점에 따른 발명은 처리대상물로부터 무해화물을 생산하는 방법으로서, 밀폐가능한 제 1 영역에 상기 처리대상물을 도입하고, 상기 제 1 영역에 연결되며, 알칼리의 교환이 용이하지만 통과하는 기체가 알칼리와 접촉하는 면적이 작은 제 2 영역에 알칼리를 도입하고, 상기 제 2 영역에 연결되며, 통과하는 기체가 알칼리와 접촉하는 면적이 크지만 알칼리의 교환이 곤란한 제 3 영역에 알칼리를 도입하며, 상기 제 2 영역 및 상기 제 3 영역을 통해 상기 제 1 영역을 감압하면서, 상기 제 1 영역을 가열하고, 상기 감압/가열된 처리대상물을 상기 제 1 영역으로부터 무해화물로서 도출하는 것을 특징으로 하는 것이다.
여기서, 처리대상물이란, POPs 그 자체, POPs를 함유하는 토양, 오니, 저질, 플라이 애쉬, 드럼통, 콘크리트, 활성탄 등이다. 알칼리로서는 생석회(CaO), 소다라임(CaO+NaOH), 탄산 나트륨 등이다. 특히, 생석회는 저렴한 점, 반응하여 가열에 기여하는 점에서 바람직한 재료라 할 수 있다.
본 발명에서는 알칼리가 충전가능한 제 1 통로를 갖는 제 1 배관을, POPs가 열분해되는 처리실의 제 1 홀에 대해 삽탈가능하게 하고 있으므로, 처리실과 알칼리의 거리가 극소화되며, POPs의 열분해성분이 POPs 화합물이나 다이옥신류와 재합성되는 영역이 거의 없어진다. 따라서, 이들 재합성으로 인한 오염을 방지할 수 있다. 또한, 이로부터 하류측 배관의 염소 등으로 인한 부식을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 제 1 배관을 교환하기 쉽기 때문에, 처리능력을 높이는 것이 가능하다. 뿐만 아니라, 제 1 배관이 처리실의 제 1 홀로부터 분리되었을 때에 제 1 차폐부재에 의해 제 1 홀을 차폐하는 것이 가능하므로, 처리실 내의 진공도를 유지하는 것이 가능하며, 그 점에서도 처리능력의 저하를 방지할 수 있다.
본 발명에서는 상기 처리실은 안과 밖을 연통시키는 제 2 홀을 가지며, 상기 처리장치는 상기 처리실의 외측으로부터 상기 제 2 홀에 대해 삽탈이 가능하고, 상기 제 2 홀에 삽입되었을 때에 제 2 홀과 연통하며, 또한 알칼리가 충전가능한 제 2 통로를 갖는 제 2 배관과, 상기 제 2 배관이 상기 제 2 홀로부터 분리되었을 때에 상기 제 2 홀을 차폐하는 것이 가능한 제 2 차폐부재를 구비하고, 상기 제 1 감압수단은 상기 제 2 통로를 통해 상기 처리실 내를 감압하는 것이 가능하도록 하여도 좋다. 이로 인해, 제 1 배관의 알칼리를 교환하고 있을 때에도 제 2 배관을 통한 처리가 가능하며, 또 그 반대도 가능하므로, 처리실에서의 연속처리가 가능해지게 되어 처리능력을 높일 수 있다.
본 발명에서는 상기 제 1 통로 및/또는 상기 제 2 통로와 상기 제 1 감압수단 사이에 삽입되며, 알칼리가 충전되는 제 3 통로를 구비하도록 하여도 좋다. 제 3 통로는 600∼1000℃ 정도로 가열된다. 이로 인해, 제 1 배관 또는 제 2 배관에서 고정할 수 없었던 POPs의 열분해성분을 다시 분해하고, 탈리된 할로겐을 알칼리에 의해 중화하여 고정할 수 있으므로, 보다 확실하게 POPs를 무해화할 수 있다.
본 발명에서는 상기 제 3 통로는 복수의 U자형 배관을 접속하여 구성되어 있어도 좋다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 통로를 집약적으로 구성할 수 있다. 이로 인해, 처리능력이 향상될 뿐만 아니라, 또 에너지 효율도 향상된다.
본 발명에서는 상기 제 1 홀 및/또는 상기 제 2 홀은 상기 처리실의 상면측에 마련되어 있도록 하여도 좋다. 이로 인해, 예를 들면 제 1 배관 또는 제 2 배관이 상방을 향해 배치되게 되며, 그 통로에는 틈새 없이 알칼리가 충전되게 된다. 예를 들면, 제 1 배관이나 제 2 배관이 수평으로 배치된 경우, 그 통로의 상부에는 알칼리가 충전되지않는 공간이 생길 가능성이 있으며, POPs의 열분해 성분이 이 공간을 통과하여 알칼리를 통과하지 않을 가능성이 있다. 이에 반해, 본 발명에 따르면, 배관의 통로에 틈새 없이 알칼리가 충전되게 되므로, POPs의 열분해성분을 보다 확실하게 중화 및 고정할 수 있다.
본 발명에서는, 상기 처리실은 일단측에 처리대상물을 투입하기 위한 제 1 투입구를 갖는 제 3 배관과, 상기 제 3 배관 내에 배치된 제 1 스크류를 구비하도록 하여도 좋다. 이로 인해, 처리대상물을 이송하면서 수행하는 처리를 보다 확실하게 할 수 있다. 스크류로서는 축이 부착된 스크류 외, 축이 부착되지 않은, 축에 상당하는 공간이 공동(空洞)인 스파이럴(무축 날개)를 사용하는 것도 가능하다. 예를 들면, POPs를 함유하는 토양 등에는 콘크리트와 같은 찌꺼기가 포함되어 있으므로, 이송을 위한 틈새가 비교적 좁은 축 부착 스크류에서는 찌꺼기에 의해 막히는 일이 발생할 우려가 있다. 이에 반해, 축이 없는 스크류를 사용한 경우에는 공동 내에도 이송 공간이 있으므로, 이송물의 막힘을 방지할 수 있다.
본 발명에서는 상기 제 3 배관보다 하방에서 상기 제 3 배관과 거의 평행하도록 배치되며, 일단측이 상기 제 3 배관의 타단측에 접속된 제 4 배관과, 상기 제 4 배관 내에 배치된 제 2 스크류와, 상기 제 3 배관의 일단측 및 상기 제 4 배관의 타단측을 외팔보식으로 지지하는 지지수단과, 상기 지지수단측에 배치된 스크류의 구동시스템을 구비하도록 하여도 좋다. 제 3 배관 및 제 4 배관은 가열되는 공간을 포함하고 있으므로 신장한다. 본 발명에서는 제 3 배관 및 제 4 배관을 외팔보식으로 지지함으로써, 개방단이 신축가능하게 된다. 즉, 스크류의 구동 시스템측에서는 제 3 배관 및 제 4 배관이 신축되지 않으므로, 스크류의 구동 시스템과 제 3 배관 및 제 4 배관과의 위치 관계에 어긋남을 발생시키는 일은 없게 된다. 그리고, 스크류의 구동 시스템과 제 3 배관 및 제 4 배관은 진공 실링이 이루어지는데, 스크류의 구동 시스템과 제 3 배관 및 제 4 배관과의 위치 관계에 어긋남을 발생시키는 일이 없으므로, 진공 실링의 성능이 확보되며, 제 3 배관 및 제 4 배관의 진공도가 확보되고, 또 외부가 오염되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에서는 상기 제 4 배관보다 하방에 배치되며, 일단측이 상기 제 4 배관의 타단측에 접속되고, 타단측에 제 1 배출구를 갖는 제 5 배관과, 상기 제 5 배관 내에 배치된 제 3 스크류와, 상기 제 5 배관을 냉각하는 냉각수단을 구비하며, 상기 가열수단은 상기 제 3 배관 및 상기 제 4 배관을 가열하도록 하여도 좋다. 이로 인해, 제 1 배출구를 통해 배출되는 처리 후의 대상물이 냉각되어 있으므로, 제 1 배출구측에 배치되는 진공 실링이 열에 의해 나빠지는 일은 없게 된다.
본 발명에서는 상기 처리대상물이 투입되는 제 2 투입구 및 상기 제 1 투입구에 접속된 제 2 배출구를 갖는 제 1 퍼지실과, 상기 제 2 투입구를 개폐하기 위한 제 1 게이트 밸브와, 상기 제 2 배출구를 개폐하기 위한 제 2 게이트 밸브와, 상기 제 1 퍼지실을 감압하기 위한 제 2 감압수단을 구비하도록 하여도 좋다. 이로 인해, 배치 단위(제 1 퍼지실에 투입가능한 처리대상물의 최대량)로의 연속적인 처리가 가능해진다. 여기서, 상기 제 1 퍼지실과 상기 제 2 감압수단 사이에 삽입되며, 알칼리가 충전되는 제 4 통로를 구비하도록 하여도 좋다. 이로 인해, 제 1 퍼지실에서 발생할 우려가 있는 POPs의 열분해성분을 알칼리에 의해 중화와 고정을 할 수 있게 된다. 또한, 상기 제 1 퍼지실로부터 상기 처리실로 상기 처리대상물을 연속적으로 이송하는 이송수단을 구비하도록 하면 된다. 이 이송수단으로서는 로터리 밸브, 스크류 컨베이어 등을 사용할 수 있다.
본 발명에서는 상기 처리대상물이 투입되는 제 3 투입구 및 상기 제 2 투입구에 접속된 제 3 배출구를 갖는 제 2 퍼지실과, 상기 제 3 투입구를 개폐하기 위한 제 3 게이트 밸브와, 상기 제 2 퍼지실을 감압하기 위한 제 3 감압수단을 구비하도록 하여도 좋다. 이로 인해, 처리대상물의 완전한 연속처리가 가능해진다.
본 발명에서는 제 4 투입구가 상기 제 1 배출구에 접속되며, 처리 후의 처리대상물을 배출하는 제 4 배출구를 갖는 제 3 퍼지실과, 상기 제 4 배출구를 개폐하기 위한 제 4 게이트 밸브와, 상기 제 3 퍼지실을 감압하기 위한 제 4 감압수단을 구비하도록 하여도 좋다. 이로 인해, 처리실의 진공도를 유지하는 것이 가능해진다.
본 발명에서는 처리실에 대한 처리대상물의 출입을 가로막는 차단부를 진공 실링과 분리하여 개별화하고 있다. 그리고, 게이트 밸브의 개구 직경은 예를 들면 로터리 밸브나 스크류 컨베이어와 같은 차단부의 구경보다 크게 설정해 둔다. 이로써, 게이트 밸브의 실링을 처리대상물에 의한 오염으로부터 보호하고, 장치의 감압상태를 유지할 수 있다.
본 발명에서는 상기 처리실에 도입되는 처리대상물을 감압, 가열에 의해 건조시키는 건조실을 구비하도록 하여도 좋다. 처리실에 도입되는 처리대상물로부터 수분을 제거해 둠으로써, 처리실로부터 감압 시스템으로 수분이 돌아 들어가는 일이 없어져서, 압력의 변동을 작게 하고 처리의 안정화를 도모할 수 있다.
본 발명에서는 상기 처리실에 도입되는 처리대상물에 알칼리를 투입하는 수단을 구비하도록 하여도 좋다. 이로 인해, 투입된 알칼리가 처리실 내에서 POPs의 열분해 성분의 중화와 고정을 어느 정도 수행하게 되므로, 제 1∼제 3 통로의 알칼리의 교환빈도를 보다 적게 할 수 있다. 또 처리실의 부식도 방지된다.
본 발명의 또 다른 관점에 따른 POPs의 처리방법은 밀폐가능한 통로의 제 1 영역에 처리대상물 및 감압 하에서 가열처리된 토양을 도입하고, 상기 통로의 상기 제 1 영역으로 통하는 제 2 영역에 알칼리를 도입하며, 상기 제 2 영역을 통해 상기 제 1 영역을 감압하면서 상기 통로를 가열하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 관점에 따른 처리방법은 유기 할로겐 화합물을 포함하는 처리대상물의 처리방법으로서, 밀폐가능한 처리영역에 상기 처리대상물을 도입하고, 상기 처리영역을 감압하는 배기 시스템의 적어도 일부 영역에, 외부로부터 삽탈 가능하게 알칼리를 삽입하며, 상기 처리영역을, 상기 배기 시스템에 삽입된 상기 알칼리를 통해 감압하면서 가열하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 무해화물의 생산방법은 유기 할로겐 화합물을 함유하는 처리대상물로부터 무해화물을 생산하는 방법으로서, 밀폐가능한 처리영역에 상기 처리대상물을 도입하고, 상기 처리영역을 감압하는 배기 시스템의 적어도 일부 영역에, 외부로부터 삽탈가능하게 알칼리를 삽입하고, 상기 처리영역을 감압하면서 가열하는 것을 특징으로 한다.
감압 하에서 가열처리된 토양에 대해서는 그 생산방법은 특허 3076020호 공보에 상세히 기재되어 있다. 또한, 알칼리로서는 생석회(CaO)나 소다석회 등의 각종 알칼리제를 들 수 있다. 알칼리에 의해 POPs의 열분해 성분이 중화된다. 본 발명에서는 감압 하에서 가열처리되는 처리대상물에 감압 하에서 가열처리된 토양을 혼합해 둠으로써, 이 토양이 통로 내 기압의 급상승을 억제하는 작용을 함과 아울러, 이 토양이 알칼리로서 기능하여, 이 토양이 POPs 분해성분을 고정하고, POPs 화합물 자체의 재합성을 억제할 뿐만 아니라 다이옥신류의 재합성을 방지한다. 뿐만 아니라, 본 발명에서는 진공에서 이러한 처리를 하고 있으므로 평균자유행정(mean free path)이 매우 길어져서, 상기 재결합을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 이 토양이 감압측에 대한 컨덕턴스(저항)로서 기능하여, 제 1 영역에서 열분해된 성분이 제 1 영역으로부터 제 2 영역으로 급격히 유입되는 일은 없어진다. 이로써, 제 2 영역에 있어서 알칼리에 의한 POPs의 열분해성분의 중화가 충분하지 않게 되는 일은 없어진다.
토양이 통로 내 기압의 급상승을 억제하는 작용은, 감압 하에서 가열처리된 토양의 열전도율이 낮은 것에 기인하고 있다. 예를 들면 이와 같은 토양에 POPs가 혼합되어 있으면, 즉 POPs가 토양을 통해 분산되어 있게 되어, 이로 인해 영역 내의 POPs의 위치에 따라 각 장소의 POPs로 열전도하는 시간의 지연 편차가 커진다. 이로써, 영역 내의 POPs가 동시에 특정 온도에 도달해 동시에 반응을 개시하는 것이 아니라, 영역 내의 POPs가 시간적으로 편차를 보이면서 반응이 시작되게 된다. 따라서, 본 발명에 따르면, 영역 내의 급격한 압력 상승을 억제하고, 영역 내 진공도의 급격한 저하를 억제할 수 있다. 따라서, 열분해한 분자 간의 평균자유행정이 충분히 길어지게 되어, 분자간의 재결합을 억제할 수 있다.
본 발명에서는 문제가 되는 농약 등의 POPs가 비닐 봉투뿐만 아니라 드럼통이나 콘크리트 저장조 내에 밀폐되어 있는 등의 경우, 그대로 제 1 영역에 투입할 수 있다. 그대로 투입된 이들 대상물은 감압 가열 하에서 파괴되며, 밀폐된 POPs가 제 1 영역에서 처리된다. 이로써, 작업자의 안전성이 확보된다. 작업자가 드럼통 등으로부터 농약을 꺼내는 작업이 불필요하게 되기 때문이다. 이 경우에, 토양이 혼합되어 있는 상태이더라도 물론 이들을 한데 모아 제 1 영역에 도입하여 일괄적으로 처리하는 것이 가능하다.
본 발명에서는 상기 제 1 영역에 도입하기 이전에 상기 처리대상물을 알칼리와 혼합하는 것이 바람직한 형태이다. 이로 인해, POPs의 열분해성분을 확실하게 중화할 수 있다.
본 발명에서는 상기 제 1 영역을 감압하기 위한 배기 시스템 내를 가열하여, 상기 POPs 또는 상기 POPs로부터 유래하는 유기 할로겐 화합물을 분해하는 것이 바람직한 형태이다. 예를 들면, 처리대상물체가 도입된 공간을 가열할 뿐만 아니라, 이 공간을 배기하는 배기 시스템의 중도에 가열부를 마련하거나, 배기 시스템의 소정부(예를 들면 처리대상물체의 가열부 직후로부터 진공 펌프 혹은 응축부 직전까지 그 전체를 가열하는 경우를 포함한다)를 가열한다. 각 부의 접속배관, 밸브 등도 가열하는 것이 바람직하다. 이로써, POPs의 가열시에 다이옥신류의 합성을 방해할 수 있으며, 농약에 포함되어 있거나 농약으로부터 유래하여 합성된 다이옥신류를 분해(탈염소반응을 포함한다)할 수 있다. 또한, POPs 화합물 자체의 재합성도 방해할 수 있다. 이는 감압 하에서는 분자가 존재하는 공간의 평균자유공정이 길어지는 점과, 환원성이 커지는 점에 기여하기 때문이라고 생각된다.
본 발명의 다른 관점에 따른 처리장치는 처리대상물 및 감압 하에서 가열처리된 토양이 도입되는 제 1 영역, 및 상기 제 1 영역에 연결되며 알칼리가 도입되는 제 2 영역을 갖는 밀폐가능한 통로와, 상기 통로를 감압 하에서 가열하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.
통로로서는 예를 들면 배관을 이용하는 것이 바람직한 형태이며, 복수의 U자형 배관을 접속하여 구성하는 것이 더욱 바람직한 형태이다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 통로를 집약적으로 구성할 수 있다. 이로 인해, 처리능력이 향상될 뿐만 아니라, 또 에너지 효율도 향상된다. 또한, U자형 배관은 상부가 고정되어 있지만 하부가 프리하게 되어 있으므로, 이 하부의 프리한 부분이 열팽창으로 인한 U자형 배관의 신장을 자유롭게 하는 역할을 한다. 그 결과, U자형 배관의 상부에 있는 실링 부분의 위치 변동이 작아지게 되어, U자형 배관의 실링성이 향상된다.
본 발명에서는 단순히 챔버를 연접시키는 듯한 구조가 아니라, 밀폐가능한 통로 상에 처리대상물과 감압 하에서 가열처리된 토양과의 혼합물이 도입되는 제 1 영역과, 제 1 영역에 연결되며 알칼리가 도입되는 제 2 영역을 마련하고, 이 통로 상에서 처리를 실행함으로 인해, POPs가 급격하게 열분해하는 듯한 일은 없어지며, POPs를 확실하게 열분해하는 것이 가능해진다. 또한, 알칼리에 의한 중화도 확실하게 이루어진다.
본 발명에서는 상기 통로가 상기 제 1 영역과 제 2 영역과의 사이에, 감압 하에서 가열처리된 토양이 도입되는 제 3 영역을 갖도록 구성하여도 좋다. 이 토양이 환원제로서 기능함과 아울러, 이 영역의 토양이 배관의 컨덕턴스로서도 기능한다.
본 발명에서는 상기 통로의 적어도 일부는 실내에 마련되어 있는 것이 바람직한 형태이며, 나아가 상기 실이 상기 영역별로 구분되어 있는 것이 보다 바람직하다.
여기서, 본 발명의 POPs의 처리방법은 POPs를 기밀영역에 도입하는 공정과, 상기 기밀영역 내를 감압으로 하면서 상기 POPs를 가열하는 공정을 구비한 것을 특징으로 한다. 발명자들은 PCP, BHC, 클로르덴, 딜드린 등의 POPs를 진공 중에서 가열함으로써 분해할 수 있음을 발견하였다. 어느 POPs나 처리 후의 잔사 중의 농도를 현저하게 저감할 수 있었다.
또한, 본 발명의 처리방법은 POPs를 처리할 때, 단순히 POPs를 감압 하에서 가열할 뿐만 아니라, 기밀영역 내를 감압하기 위한 배기 시스템 내를 가열하여, 상기 POPs 또는 상기 POPs로부터 유래하는 유기 할로겐 화합물을 분해하는 공정을 추가로 구비한 것을 특징으로 한다. 예를 들면, 처리대상물체가 도입된 공간을 가열할 뿐만 아니라, 이 공간을 배기하는 배기 시스템의 중도에 가열부를 마련하거나, 배기 시스템의 소정부(예를 들면 처리대상물체의 가열부 직후부터 진공 펌프 혹은 응축부 직전까지의 전체를 가열할 경우를 포함한다)를 가열한다. 각 부의 접속배관, 밸브 등도 가열하는 것이 바람직하다. 이로써, POPs의 가열시에 다이옥신류의 합성을 방해할 수 있으며, POPs에 포함되어 있거나 POPs로부터 유래하여 합성된 다이옥신류를 분해(탈염소반응을 포함한다)할 수 있다. 또한, POPs 화합물 자체의 재합성도 방해할 수 있다. 이는 감압 하에서는 분자가 존재하는 공간의 평균자유공정이 길어지는 점과, 환원성이 커지는 점에 기여하기 때문이라고 생각된다.
POPs는 상기 기밀영역에 도입하기 이전에 토양과 혼합하도록 하여도 좋다. 이 토양은 감압 하에서 가열처리된 토양이어도 좋다. 또한, 토양 이외에 POPs를 알칼리와 혼합하도록 하여도 좋다.
즉, 농약 등은 오리지날 그대로 처리하는 것도 가능하지만, 농약이 오리지날 그 자체이거나, 오리지날에 가까운 상태 등 그 농도가 높은 경우에는 매체와 혼합하여 처리하는 것이 바람직하다(농도가 낮은 경우, 매체와 혼합한 후에 처리하여도 물론 좋다). 여기에서는 농약 오리지날이란 농약으로서의 효능을 갖는 화학종 그 자체, 혹은 농약으로서 통상 판매되는 상태(상기 화학종 외에 용매, 계면활성제, 광물질 담체 등을 포함할 경우가 있다)를 말한다. 농약과 혼합하는 매체로서는 토양, 감압 하에서 한번 처리한 토양, 생석회(CaO)나 소다 석회 등의 각종 알칼리제를 들 수 있다.
또한, 본 발명의 농약 처리방법은 토양 속에 매설된 농약을 파내는 공정과, 파낸 상기 농약을 기밀영역에 도입하는 공정과, 상기 기밀영역 내를 감압으로 하면서 상기 농약을 가열하는 공정을 구비한 것을 특징으로 한다. 이 경우, 처리 후의 토양을 상술한 농약(오리지날)의 처리매체로서 사용하도록 하여도 좋다.
또한, 본 발명의 처리방법은 파낸 상기 농약과 상기 토양을 분리하는 일 없이, 상기 기밀영역에 도입하는 것을 특징으로 한다. 예를 들면 매설된 농약의 경우에는 토양이나 암석, 용기, 포장이 혼재되어 있는 경우가 많다. 본 발명의 처리방법에서는 이들 이물질이 혼재되어 있어도 특단의 전처리를 요하는 일 없이 그대로 처리할 수 있다.
본 발명은 적어도 1종의 유기 할로겐화물을 함유하는 농약의 처리방법으로서, 상기 농약을 기밀영역에 도입하는 공정과, 상기 기밀영역을 감압으로 하면서 상기 농약을 가열하는 공정과, 상기 기밀영역을 비산화성 가스로 치환하는 것을 특징으로 한다. 농약의 처리 종료 후, 기밀영역을 산소 함유 기체나, 기타 다이옥신류 생성능을 갖는 가스로 복압하면, 다이옥신류가 재합성될 우려가 있다. 본 발명에서는 다이옥신 프리(다이옥신류가 결핍되어 있는 점) 또한 다이옥신 생성능을 갖지 않는 비산화성 가스로 복압(퍼지)함으로써, 이와 같은 문제를 해결하고 있다. POPs 농약에는 다이옥신류가 함유되어 있기 때문에, 이와 같은 구성은 유용하다.
상기 유기 할로겐화물로부터 생성된 할로겐 또는 그 화합물(예를 들면 염산 등)을 감압 하 또는 상압에서 알칼리와 반응시키는 공정을 추가로 구비하여도 좋다. 이 반응부는 가열하도록 하여도 좋다.
본 발명의 농약 처리방법은 농약과 다이옥신류와 유기용매를 포함하는 처리대상물체를 기밀영역에 도입하는 공정과, 상기 기밀영역을 감압하면서 가열하여 상기 유기용매 또는 상기 농약을 기화시키는 공정과, 상기 기밀영역을 다시 가열하여 상기 다이옥신류를 분해하는 공정을 구비한 것을 특징으로 한다. 기밀영역에서 기화시킨 상기 농약은 상기 기밀영역과 접속된 제 2 기밀영역에서 분해되도록 가열하게 하여도 좋다. 이와 같은 구성을 채용함으로써 휘발성이 높은 농약이나, 백등유, 벤젠, 시클로헥산과 같은 각종 유기용매에 용해, 분산된 농약이라도 처리할 수 있다. 즉, 클로르덴이나 PCP와 같이 휘발성이 높은 농약이 분해되지 않고 제 1 기밀영역으로부터 배기되었다 하더라도, 제 2 기밀영역에서 분해 처리할 수 있다.
본 발명은 N개의 할로겐을 갖는 유기 화합물로부터 M개(M<N, M은 0 이상의 정수)의 할로겐을 갖는 유기 화합물을 생산하는 방법으로서, 상기 N개의 할로겐을 갖는 유기화합물을 감압 하에서 가열하여, 상기 N개의 할로겐 중 적어도 일부를 탈리시키는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명은 유기 할로겐화물을 처리하는 방법으로서, 감압 하에서 상기 유기 할로겐화물을 구성하는 할로겐의 적어도 일부를 탈리시키는 공정과, 탈리시킨 상기 할로겐 또는 그 화합물을 알칼리와 반응시켜 상기 알칼리의 염을 생성시키는 공정을 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 유기 할로겐화물을 함유하는 농약을 처리하는 방법으로서, 상기 유기염소화합물을 구성하는 염소의 적어도 일부를 탈리하도록 상기 유기염소화합물을 감압 하에서 가열하는 공정과, 탈리한 상기 염소나 이 염소로부터 유래하는 염산을 알칼리에 의해 고정하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
발명자는 다이옥신류를 진공 중에서 가열함으로써, 탈염소 반응이 일어나 분해되는 것을 발견하였다. 예를 들면, PCDDs로서 알려진 다이옥신류에는 염소수가 4, 5, 6, 7, 8인 이성체가 있다. 그리고, 예를 들면 치환 염소수 8의 다이옥신인 OCDD를 진공 중에서 가열하면, 탄소와 산소로 이루어진 골격 자체의 분해와는 별도로 염소가 탈리되어 염소수 0∼7의 분자를 생성하면서, 골격의 분해도 일어나는 것이다. 이는 감압 가열 상태에서는 염소의 탈리가 발생하기 쉬우며, 또한 환원 분위기이기 때문이라고 생각된다.
또한, 4치환체의 다이옥신인 TeCDDs 중 2, 3, 7, 8-TeCDD는 가장 독성이 강하다고 알려져 있다. 탈염소에 의해 OCDD로부터 TeCDDs가 생성되는 경우, 통계역학적으로 생각해보면, 염소의 치환은 위치 전체가 개별적이므로, TeCDDs 중 2, 3, 7, 8-TeCDD가 생성될 확률은 작게 된다. 또한 탈염소가 진행되면, 염소 치환수가 3보다 작은 화합물이 생성되는데, 이들 화합물은 WHO가 정한 계수(TEF)에 따르면 독성을 갖지 않는다고 알려져 있다.
클로르덴이나 PCP 등의 유기염소화합물, 브롬화 다이옥신 등의 유기 할로겐화물에 대해서도 마찬가지여서, 이들 유기 할로겐화물을 감압 하에서 가열함으로써 독성이 작은, 또는 독성이 없는 화학물질을 생성시킬 수 있다.
탈리한 염소 등의 할로겐은 산화 칼슘, 수산화 나트륨 등의 알칼리와 반응시켜 염의 형태로 고정하는 것이 바람직하다. 알칼리 스크러버의 경우에는 수처리가 필요로 되므로, 수처리를 필요로 하지 않게 한다는 관점에서 고체의 알칼리를 사용하는 것이 바람직하기 때문이다. 또한, 염소로 인한 장치의 부식을 방지하는 관점에서는 탈염소된 염소나 이 염소로부터 유래하는 염산은 가능한 신속하게 알칼리와 반응시키는 것이 바람직하다.
진공 중에서의 고체상태의 알칼리와 염소와의 반응성을 향상시키기 위해, 알칼리는 입경은 작은 쪽이, 또한 비표면적은 큰 쪽이 바람직하다. 그러나, 너무나 입경을 작게 하면 진공 펌프로 배기되거나, 진공 배관의 컨덕턴스가 너무 커지는 경우가 있으므로, 입경은 수 mm 정도에서 수 cm 정도까지가 바람직하다.
본 발명의 처리장치는 상술한 바와 같은 본 발명의 처리방법을 실현할 수 있는 것이다. 즉 본 발명은 유기 할로겐화물을 포함하는 처리대상물체를 처리할 수 있는 처리장치로서, 상기 처리대상물체를 수용하여 가열할 수 있는 제 1 기밀영역과, 상기 제 1 기밀영역을 감압할 수 있는 배기 시스템과, 상기 제 1 기밀영역과 상기 배기 시스템과의 사이에 배설되며, 상기 처리대상물체의 가열로 인해 발생한 유분(fraction)을 가열할 수 있는 제 2 기밀영역과, 상기 제 2 기밀영역과 상기 배기 시스템과의 사이에 삽입되며, 내부에 고형의 알칼리를 장전한 반응실을 구비한 것을 특징으로 한다. 제 2 기밀영역은 할로겐을 중화할 뿐만 아니라, 처리대상물로부터 유래하는 다이옥신류나 농약류를 가열 분해하는 기능도 갖는다. 예를 들면 처리대상물체를 가열하기 시작한 후, 소정의 처리온도에 도달할 때까지는 농약 등이 증발하여 배기 시스템을 이동할 가능성이 있다. 제 2 기밀영역을 가열해 둠으로써 이와 같은 배기 가스의 처리장치로서도 작용시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 처리장치는 유기 할로겐화물을 함유하는 처리대상물체를 처리할 수 있는 처리장치로서. 상기 처리대상물체를 수용하여 가열할 수 있는 제 1 기밀영역과, 상기 제 1 기밀영역을 감압할 수 있는 배기 펌프와, 상기 제 1 기밀영역과 상기 배기 펌프와의 사이에 배설되며, 상기 처리대상물체의 가열로 인해 발생한 유분을 가열할 수 있는 제 2 기밀영역과, 상기 제 2 기밀영역으로부터 상기 배기 시스템 펌프까지 중 어느 한 곳에 마련되며, 내부에 고형의 알칼리를 장전한 반응부를 구비한 것을 특징으로 한다. 상술한 바와 같이 본 발명에서는 처리대상물체를 가열하는 공간뿐만 아니라, 배기 펌프 직전까지의 소정부를 가열하는 것이 바람직하다. 이로써, 농약 등의 POPs 함유물의 가열시에 다이옥신류의 합성을 방해할 수 있으며, 농약에 포함되어 있거나 농약으로부터 유래하여 합성된 다이옥신류를 분해(탈염소반응을 포함한다)할 수 있다.
그런데, 이들 농약은 진공 중에서 가열하면 급속하게 증발하는 경우가 있다. 이 때문에, 증발량을 제어하지 않으면 그 후의 처리 시스템으로서 매우 대규모의 것이 필요로 된다. 이 때문에 증발한 농약을 처리하는 처리부의 처리능력 등을 생각하면, 증발한 기체의 처리부로의 유통량을 적절히 제어하는 것이 필요하다.
한편, 농약 중에 포함되어 있는 다이옥신류가 상기의 진공가열처리에 의해 분해되는데, 그 재합성을 적극적으로 억제한다는 관점에서 이러한 밸브도 예를들어 400℃ 정도로 가열할 필요가 있음을 발명자의 실험에 의해 알 수 있다. 따라서, 이와 같은 처리에 사용되는 각종 부재는 상당한 내열성이 요구되게 된다. 게다가, 다이옥신류가 포함된 기체가 유통하는 영역에 만약 온도가 낮은 영역이 존재하면, 그 온도가 낮은 영역에서의 다이옥신류 또는 다이옥신 선구물질의 농도가 높아져서, 그 응축이나 재합성이 일어나기 쉽다는 문제가 발생한다.
본 발명자들은 다이옥신류(PCDDs, PCDFs, Co-PCB), 브롬화 다이옥신, PCB, 농약(PCP, 클로르덴, BHC, HCB 등), 기타 POPs를 진공 중에서 가열함으로써 분해하는 기술을 제창하고 있다. 이로써, 어느 농약도 처리 후 잔사 중의 농도를 현저하게 저감할 수 있음이 확인되었다. 본 발명은 이와 같은 기술에 적용하는 데에 특히 유용하다.
본 발명의 주된 관점은, 처리 시스템에 있어서, 가열수단을 가지며, 적어도 유기 할로겐화물을 함유하는 처리대상물체를 처리하는 제 1 처리부와, 상기 제 1 처리부와 연통하며, 상기 처리대상물체로부터 유래하는 할로겐을 중화하는 제 2 처리부와, 상기 제 2 처리부와 연통된 감압수단과, 상기 제 1 처리부와 상기 제 2 처리부와의 사이에 마련되며, 적어도 기체의 유통을 제어하는 제 1 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.
여기서, 제 1 처리부에 유기 할로겐화물(예를 들면 다이옥신류, PCP, 클로르덴 등의 유기 할로겐화물)을 포함하는 처리대상물체가 투입되면, 제 1 밸브 및 제 2 처리부를 통해 제 1 처리부와 연통된 감압 수단에 의해 감압되며, 가열수단에 의해 가열된 제 1 처리부에서 이 처리대상물체가 처리된다. 제 1 처리부에서의 증발물은 진공 펌프 등의 감압 수단으로 인한 압력차에 의해 제 2 처리부에 그대로 인입된다. 제 1 처리부 내지 제 2 처리부에서 처리대상물체로부터 유래하는 유기 할로겐화물이 탈염소, 분해된다. 그리고, 탈리된 할로겐은 중화된다. 본 발명에서는 제 1 처리부로부터 제 2 처리부로의 기체의 유통을 제 1 처리부와 제 2 처리부와의 사이에 삽입된 제 1 밸브를 통해 제어하고 있으므로, 제 2 처리부에서의 처리 능력에 따라 제어할 수 있으며, 확실하게 분해처리를 수행함과 아울러, 탈리된 할로겐을 중화할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의해, 예를 들면 농약, 다이옥신류 등의 유해한 유기 할로겐화물을 확실하게 무해화할 수 있다.
본 발명에서는 제 1 처리부에 가열수단을 갖는 것인데, 처리 시스템 전체를 가열하는 구성이 보다 바람직하다. 이로 인해, 유기 할로겐화물의 배관 등 시스템 내로의 응축을 규제할 수 있다. 여기서, 유기 할로겐화물의 응축을 규제하는 환경이란, 유기 할로겐화물의 응축을 회피하거나, 혹은 응축된 유기 할로겐화물의 열분해를 촉진하는 온도, 압력 조건을 가진 환경을 말한다. 예를 들면 다이옥신류 등의 유기 할로겐화물은 진공 중(압력 약 70000∼약 1×10-5Pa 정도)에서는 약 250℃∼약 300℃ 정도부터 탈할로겐 반응이 발생하기 시작한다. 약 300∼약 400℃ 정도에서는 효율적으로 탈할로겐 반응이 일어나며, 약 400℃ 이상에서는 더욱 효율적으로 탈할로겐 반응이 일어난다. 보다 고온에서는 탈할로겐뿐만 아니라, 다이옥신류의 증발, 골격의 분해, 복수의 벤젠핵과 결합한 산소의 탈리 등이 발생한다. 약 600∼700℃ 이상의 진공 처리의 잔사에서는 대부분 다이옥신류는 검출되지 않는다. 본 발명은 발명자들이 얻은 이와 같은 실험적 지식에 기초하여 이루어졌다.
전체 가열방법으로서는 예를 들면 제 1 처리부나 제 2 처리부 혹은 제 2 처리부의 전단에 배치되는 일이 있는 분해로(cracking furnace)에 히터를 마련하여, 굳이 제 1 밸브에 가열수단을 마련하지 않고, 상기 히터의 열을 사용하여 제 1 밸브를 가열하는 바와 같은 구성이어도 좋다. 이로 인해, 에너지 효율을 높이고, 동시에 구성의 간략화를 도모할 수 있다. 물론, 제 1 밸브 자체에 가열수단을 마련하여도 좋으며, 어느 형태이든 이들 수단은 제 1 밸브를 가열하는 수단에 상당한다. 상기와 같이 제 2 처리부의 전단에 분해로를 마련하여도 좋지만, 굳이 그와 같은 노를 마련하지 않더라도 물론 상관없다. 한편, 제 1 처리부의 전단에 퍼지실을 마련하여도 물론 좋다.
본 발명은 상기 처리 시스템에 있어서, 상기 제 1 처리부와 연통하며, 상기 처리대상물체에 포함되는 금속의 증발물을 응축시켜 회수하는 응축부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다. 예를 들면 처리대상물체에는 납, 아연, 카드뮴, 비소, 수은 등 중금속이 포함되어 있는 경우가 많다. 이와 같은 경우에 제 1 처리부에 상기 구성의 응축부(콘덴서)를 연통시킴으로써, 이들 금속도 함께 회수할 수 있다.
본 발명은 상기 처리 시스템에 있어서, 상기 응축부가 적어도 기류의 유통을 제어하는 제 2 밸브를 통해 상기 제 2 처리부에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
응축부로부터 배출되는 기체에도 처리대상물체 유래의 유기 할로겐화물이 포함되어 있으면, 응축부를 제 2 처리부에 접속함으로써, 제 2 처리부에서 처리대상물체 유래의 유기 할로겐화물을 처리하는 것이 가능해진다. 또한, 응축부를 제 2 밸브를 통해 제 2 처리부에 접속함으로써, 처리능력을 제 2 처리부의 능력에 의해 제어할 수 있으며, 유기 할로겐화물을 확실하게 분해함과 아울러, 탈리된 할로겐을 중화할 수 있다.
본 발명의 밸브는 기체가 통과하는 통과로를 개폐하는 한 쌍의 밸브체와 밸브시트를 가지며, 외부로 관통하는 홀이 형성된 밸브 본체와, 상기 밸브 본체 내를 유기 할로겐화물의 응축을 규제하는 환경으로 하는 수단과, 상기 홀을 통해 진퇴가능하게 배치되며, 상기 밸브체에 접속된 막대형 부재와, 상기 막대형 부재를 상기 밸브 본체 내의 영역으로부터 격리하도록 상기 막대형 부재의 주위에 배치되며, 상기 환경에 견딜 수 있는 부재로 이루어진 벨로우즈를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다. 또한, 작동시에 밸브체와 밸브시트의 축을 맞추기 위해, 밸브체에는 밸브시트의 홀과 정합하는 가이드를 부착하는 것이 바람직하다.
여기서, '밸브 본체 내를 유기 할로겐화물의 응축을 규제하는 환경으로 하는 수단'은 밸브 본체 내를 고온 상태로 하거나, 감압 상태로 하거나, 혹은 불활성 기체로 치환하거나 하는 수단이다.
본 발명에서는 유기 할로겐화물의 응축을 규제하는 환경, 예를 들면 고온의 환경에서 벨로우즈를 이 환경에 견딜 수 있는 부재에 의해 구성한 것이므로, 이 밸브를 고온의 상태에서 사용할 수 있으며, 게다가 막대형 부재를 밸브 본체 내의 영역으로부터 격리하도록 막대형 부재의 주위에 이 벨로우즈를 배치하였으므로, 외부로 연결되는 관통홀에서의 실링과 막대형 부재로의 응축을 양쪽 모두 이 벨로우즈로 겸용할 수 있다. 따라서, 본 발명의 밸브에서는 유기 할로겐화물의 응축을 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따른 밸브는 기체가 통과하는 통과로를 개폐하는 한 쌍의 밸브체와 밸브시트를 가지며, 상기 밸브체와 상기 밸브시트측과의 접촉면이 금속제인 밸브 본체와, 상기 밸브 본체 내를 유기 할로겐화물의 응축을 규제하는 환경으로 하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에서는 밸브체와 밸브시트측과의 접촉면이 금속제이므로, 밸브 본체 내를 유기 할로겐화물의 응축을 규제하는 환경, 예를 들면 고온이더라도 일정한 개폐기능을 갖는다. 그 한편으로, 밸브체와 밸브시트측과의 접촉면이 금속제인 경우에는 폐쇄시의 밀폐성을 얻는 데에 높은 정확도를 요하는 경우가 있다. 그러나, 예를 들면 상기의 처리 시스템에 사용되는 밸브에서는 완전한 밀폐성이 반드시 필요한 것이 아니라, 기체의 유량을 제어할 수 있으면 되므로, 이와 같은 시스템에 가장 좋은 밸브로서 사용하는 것이 가능해진다. 밸브체로서는 동, 동합금, 니켈, 금, 은, 팔라듐 등을 예로서 들 수 있다.
상술한 각각의 밸브는 예를 들면 제 1 배관 및/또는 제 2 배관과 제 3 통로 사이에 바람직하게 삽입시킬 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따른 방법은 농약을 처리하는 방법으로서, 농약을 기밀영역에 도입하는 공정과, 상기 기밀영역 내를 감압으로 하면서 상기 농약을 가열하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 기밀영역의 바깥쪽으로부터 간접적으로 가열하는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성에 의해, 농약의 분해 거동이 안정되게 되고 점차 가열되므로, 분해의 시작부터 종료까지가 시간적으로 연장되어 진공의 유지에 바람직하다.
본 발명의 일 형태는 상기 기밀영역을 감압하기 위한 배기는 제 1 압력손실을 갖는 제 1 열매체가 충전된 제 1 부분과, 상기 제 1 압력손실보다 작은 제 2 압력손실을 갖는 제 2 열매체가 충전된 제 2 부분을 통해 수행하는 것을 특징으로 하는 것이다.
이로써, 농약의 분해, 기화에 수반되는 배기 시스템 내의 커다란 압력 변동을 막아, 안정된 진공상태를 실현할 수 있음을 알 수 있었다. 이 구성은 농약, PCB 등 유기물 농도가 비교적 높은 경우에 특히 유효하다(또한, 다이옥신류 오염 토양은 고레벨의 오염이더라도 그 화학적인 농도가 매우 낮은 것이 일반적이다.). 압력이 크게 변동되며 진공도가 낮은, 예를 들면 최악의 압력이 대기압에 가까워지면, 다이옥신류 등의 유기 할로겐화물의 생성확률이 높아지게 되어 감압 효과가 감소된다. 따라서, 유기 할로겐화물의 분해율이 저하되는데, 본 발명에 의해 그와 같은 사태를 피할 수 있다. 또한, 제 1 부분에는 예를 들면 진공 가열에 의해 생산한 토양이(제 1 열매체), 제 2 부분에는 생석회(CaO) 등의 알칼리가 (제 2 열매체) 충전되어도 좋다. 제 1 부분에, 진공가열토양과 알칼리를 혼합하여 충전하는 것도 배제하지 않는다.
본 발명의 일 형태는 상기 제 1 또는 제 2의 열매체가 알칼리인 것을 특징으로 한다.
이로 인해, 상기 작용 효과뿐만 아니라, 농약의 탈할로겐, 분해에 의해 생성되는 할로겐이 알칼리에 의해 염의 형태로 고정되므로, 상류측(배기측을 하류로 했을 때)에서 할로겐이 알칼리 고정되게 된다. 이는 진공 효과, 예를 들면 대기압 근방보다 긴 평균자유행정 등이 있지만, 이와 같은 진공 효과뿐만 아니라, 또한 배기시스템 내에서의 다이옥신류의 생성이나 다른 유기 할로겐화합물의 생성을 억제하는 데에 매우 유효하게 작용한다는 작용효과가 있다.
본 발명의 다른 관점에 따른 장치는 유기 할로겐화물을 함유하는 처리대상물체를 처리할 수 있는 처리장치로서, 상기 처리대상물체를 수용하여 가열할 수 있는 제 1 기밀영역과, 상기 제 1 기밀영역을 감압할 수 있는 진공 펌프와, 상기 제 1 기밀영역과 상기 진공 펌프와의 사이에 마련되며, 상기 처리대상물체의 가열에 의해 생긴 유분을 가열할 수 있는 제 2 기밀영역과, 상기 제 1 기밀영역으로부터 상기 제 2 기밀영역까지의 어느 한 곳에 마련되며, 제 1 압력손실을 갖는 제 1 열매체가 충전된 제 1 부분과, 상기 제 1 압력손실보다 작은 제 2 압력손실을 갖는 제 2 열매체가 충전된 제 2 부분을 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제 1 열매체 및 상기 제 2 열매체 중 적어도 한 쪽이 알칼리성인 것이 바람직한 형태이다.
본 발명에 따르면, POPs를 함유하는 처리대상물을 효율적으로 확실하게 무해화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 농약 처리장치의 구성을 나타내는 도면.
도 2는 도 1에 나타낸 퍼지실의 구성을 나타내는 도면.
도 3은 도 1에 나타낸 제 1 가열처리로의 보다 구체적인 구성을 나타내는 단면도.
도 4는 레토르트의 구성을 나타내는 도면(그 1).
도 5는 레토르트의 구성을 나타내는 도면(그 2).
도 6은 레토르트의 구성을 나타내는 도면(그 3).
도 7은 알칼리 반응장치의 구성을 나타내는 도면.
도 8은 알칼리 반응장치의 U자형 배관의 구성을 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 농약 처리장치의 구성을 나타내는 도면.
도 10은 이젝터 펌프의 다른 예를 나타낸 도면.
도 11은 수봉 펌프의 일 예를 나타내는 도면.
도 12는 캡의 다른 예를 나타내는 도면.
도 13은 알칼리 투입에 바스켓을 사용한 예를 나타낸 도면.
(부호 설명)
1 : 처리장치 2 : 진공건조로
3 : 진공가열장치 4 : 컨베이어
7 : 알칼리반응장치 8 : 응축장치
9 : 펌프 10 : 배기가스처리유닛
16 : 진공가열장치 본체 17, 18 : 퍼지실
21, 22 : 게이트 밸브 23 : 로터리 밸브
24 : 알칼리 투입부 25 : 알칼리반응장치
26 : 응축장치 27 : 진공펌프
28 : 제 1 가열처리로 29 : 제 2 가열처리로
30 : 냉각처리로 31 : 하우징
49, 50 : 관통홀 51, 61 : 배관
53 : 알칼리 54, 64 : 하우징
55, 66 : 차폐도어 71 : 알칼리반응장치
72 : 응축장치 73 : 진공펌프
74 : 블로워 75 : 촉매산화장치
85 : 레토르트
이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다.
(제 1 실시형태)
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 처리장치의 구성을 나타내는 도면이다. 여기에서는 POPs 농약, POPs 농약을 함유하는 토양의 처리를 예로 들어 설명하는데, 발명자들은 PCB 오니, 다이옥신류 오염 토양, 다이옥신류 오염 저질, 소각 플라이 애쉬의 처리에 관해서도 마찬가지 장치로 수행할 수 있음을 확인하고 있다.
이 처리장치(1)는 진공건조로(2)와, 진공가열장치(3)와, 진공건조로(2)로부터 진공가열장치(3)로 처리대상물체를 이송하기 위한 컨베이어(4)로 그 주요부가 구성된다.
여기서, 이 처리장치(1)에 의해 처리되는 처리대상물체로서는 농약제제, 농약을 함유하는 토양 등이 바람직하며, 그 전단계의 스크리닝 등에 의해 선별된 고운 토양이 보다 바람직하다. 보다 구체적으로는 스크리닝 등에 의해 콘크리트 등의 찌꺼기를 처리대상물체로부터 제거하는 것이 바람직하다. 이 선별은 원리적으로는 할 필요가 없는 것이지만, 처리대상물의 성질과 상태를 한정함으로써, 보다 높은 처리능력을 얻을 수 있다.
진공건조로(2)는 처리대상물체가 투입되는 투입구(5)를 일단의 상부에 가지며, 타단의 하부에 처리대상물체가 배출되는 배출구(6)를 갖는다. 진공건조로(2) 내에는 투입구(5)로부터 투입된 처리대상물체를 배출구(6)까지 이송하는 이송수단인 예를 들면 컨베이어(미도시)가 배치되어 있다.
진공건조로(2)는 투입된 처리대상물체로부터 수분을 제거하는 것이다. 이 진공건조로(2)에는 알칼리 반응장치(7), 응축장치(8) 및 펌프(9)의 조합으로 이루어진 이젝터 펌프의 순번으로 접속되어 있으며, 알칼리 반응장치(7) 및 응축장치(8)를 통해 배기가스처리유닛(10)에 의해 진공건조로(2) 내가 감압된다.
알칼리 반응장치(7)는 매설 농약류, 다이옥신류 등으로부터 탈리된 염소를 생석회(CaO) 또는 소다 석회(CaO+NaOH)와 반응시켜 중화하여 염을 생성한다. 클로르덴 등의 POPs류가 미분해인 채 배기되더라도 알칼리의 존재하에서 염소를 떼어내 어 분해하므로, 이 염소도 염으로서 포착한다. 이 알칼리 반응장치(7)의 구성에 대해서는 나중에 상세히 설명한다.
응축장치(8)는 처리대상물체로부터 증발한 수분 등을 냉각하여 응축시키는 것이다. 예를 들면 알칼리 반응장치(7)로부터 도입되는 기체를 예를 들면 냉각수, 브라인(brine) 등의 냉매와 간접적으로 열교환시켜 응축하는 것이다. 특히 수분을 함유하는 기체를 효율적으로 열교환하여 저온에서 응축함으로써, 반응생성물을 가능한 포착할 수 있다.
배기가스처리유닛(10)은 예를 들면 활성탄 필터 등에 의해 배기 가스를 처리한다. 이는 2중의 안전(페일 세이프)을 위해 사용된다.
컨베이어(4)는 그 일단에 진공건조로(2)의 배출구(6)에 접속된 투입구(11)와, 그 타단에 마련된 배출구(12)를 갖는다. 컨베이어(4)는 진공가열처리(3)의 처리대상물의 투입구가 높은 위치에 있는 관계로, 배출구(12)가 투입구(11)보다도 높은 위치에 있으며, 처리대상물체를 낮은 곳으로부터 높은 곳으로 이송하는 것이다. 컨베이어(4)의 내부에는 처리대상물체를 수용하는 포켓(13)이 소정 간격으로 배치된 컨베이어 루프(14)와, 이 컨베이어 루프(14)를 구동하기 위한 스프로킷(15)이 배치되어 있다.
진공가열장치(3)는 진공가열장치 본체(16)와, 그 전후에 배치된 퍼지실(17), (18)을 갖는다.
여기서, 퍼지실(17)은 도 2에 나타낸 바와 같이, 컨베이어(4)의 배출구(12)에 접속된 처리대상물체의 투입구(19)와, 진공가열장치 본체(16)에 접속된 처리대 상물체의 배출구(20)를 갖는다. 투입구(19) 및 배출구(20)에는 각각 게이트 밸브(21, 22)가 마련되어 있다. 배출구(20)에는 처리대상물체를 본체(16)에 배치 단위로 연속적으로 투입하기 위한 로터리 밸브(23), 스크류 컨베이어 등의 차단수단이 마련되어 있다.
투입구(19)에는 투입구(19)에 투입되는 처리대상물체에 혼입되는 석회 등의 알칼리를 투입하기 위한 알칼리투입수단으로서 알칼리 투입부(24)가 접속되어 있다.
퍼지실(17)에는 알칼리 반응장치(25), 응축장치(26), 진공 펌프(27)의 순번으로 접속되어 있으며, 알칼리 반응장치(25) 및 응축장치(26)를 통해 퍼지실(17) 내가 진공 펌프(27)에 의해 감압된다. 진공 펌프(27)의 배기는 진공건조로(2)와 공통의 배기가스처리유닛(10)을 통해 배출된다.
진공가열장치 본체(16)는 각각 위에서 아래로 순서대로 평행하게 배치된 3개의 배관으로 이루어진 제 1 가열처리로(28), 제 2 가열처리로(29) 및 냉각처리로(30)로 구성된다.
제 1 가열처리로(28) 및 제 2 가열처리로(29)는 그 주요부분이 하우징(31)에 둘러싸여 있다. 제 1 가열처리로(28) 및 제 2 가열처리로(29)는 이 하우징(31) 내에서 전열 히터(미도시) 등에 의해 가열되게 되어 있다. 이 가열수단은 처리대상물이 존재하는 공간의 외부로부터 간접적으로 가열하는 것이어도 좋다. 냉각처리로(30)는 예를 들면 그 외주를 감싸며, 냉각수가 순환하는 수냉관(미도시)에 의해 수냉식의 냉각이 이루어지도록 되어 있다.
제 1 가열처리로(28), 제 2 가열처리로(29) 및 냉각처리로(30)는 예를 들면 도면중 좌측 일단에서 외팔보식으로 지지되며, 타단이 개방되고, 이 타단이 열팽창/수축 등에 대해 신축가능하게 되도록 되어 있다.
제 1 가열처리로(28)는 외팔보 지지단측에서 퍼지실(17)의 배출구(20)에 접속된 투입구(32)를 갖는다. 제 1 가열처리로(28)의 외팔보 지지단과는 반대측의 개방단측에서 제 1 가열처리로(28)와 제 2 가열처리로(29)가 접속배관(33)을 통해 접속되어 있다. 제 2 가열처리로(29)와 냉각처리로(30)는 외팔보 지지단측에서 접속배관(34)을 통해 접속되어 있다. 냉각처리로(30)는 외팔보 지지단과는 반대측의 개방단측에 퍼지실(18)에 접속된 처리대상물체의 배출구(35)를 갖는다.
도 3은 제 1 가열처리로(28)의 보다 구체적인 구성을 나타내는 단면도이다. 또한, 제 2 가열처리로(29) 및 냉각처리로(30)의 구성에 대해서도 후술하는 레토르트의 구성 이외의 구성은 거의 동일하므로 설명을 생략한다.
제 1 가열처리로(28) 내에는 투입된 처리대상물체를 도면 중 우측으로부터 좌측으로 이송하기 위한 스크류(36)를 갖는다. 이 스크류(26)로서는 예를 들면 무축 스파이럴 컨베이어, 축 부착 스크류를 사용할 수 있다.
스크류(36)는 제 1 가열처리로(28) 내의 외팔보 지지단측에서 구동용 축(37)이 접속되어 있다. 축(37)은 제 1 가열처리로(28)의 안과 밖을 연통하고, 먼지방지용 실링이 구비된 베어링(38, 48a, 48b)에 의해 지지된 축(39)과 유니버셜 죠인트(40)에 의해 접속되어 있다. 이로써, 베어링(38)이 외력을 받아 실링 성능이 저하되는 것을 방지하도록 되어 있다.
축(39)은 제 1 가열처리로(28)보다 외측에 마련된 구동 시스템(41)에 의해 구동되도록 되어 있다. 구동 시스템(41)은 축(39)에 접속된 스프로킷(42)과, 구동용 모터(43)와, 이 스프로킷(42)과 구동용 모터(43) 사이에 걸쳐지는 체인(44)을 갖는다.
스크류(36)는 제 1 가열처리로(28) 내의 개방단측에서 베어링용 축(45)이 접속되어 있다. 축(45)은 칸막이판(46)에 의해 스크류(36)가 배치된 공간과는 가로막혀진 베어링실(47) 내로 도출되며, 이 베어링실(47) 내의 칸막이판(36)측에 배치된, 먼지방지용 실링을 구비한 베어링(48a)에 지지되어 있다.
스크류(36)는 제 2 가열처리로(29)에 접속되는 접속배관(33) 위를 경계로 하여 그 위치로부터 도면 중 좌측은 왼쪽(상류)으로부터 오른쪽(하류)을 향해 처리대상물체가 이송되며, 도면 중 우측은 오른쪽으로부터 왼쪽을 향해 처리대상물체가 이송되도록 스크류가 마련되어 있다. 이로 인해, 처리대상물체가 제 1 가열처리로(28) 내에서 접속배관(33) 위를 넘어 도면 중 우측으로 흘러들어가는 것을 방지할 수 있다.
제 1 가열처리로(28) 내의 상류측 상부의 2군데에는 안과 밖을 연통시키는 관통홀(49), (50)이 형성되어 있다. 이들 관통홀(49, 50)에는 각각 레토르트의 배관이 삽탈가능하게 되어 있다. 이와 같이 레토르트(85)를 제 1 가열처리로(28)에서, 게다가 그 상류측에 마련함으로써, 그보다도 하류측의 제 1 가열처리로(28), 제 2 가열처리로(29) 및 냉각처리로(30)가 농약의 열분해성분에 의해 오염되는 정도를 비교적 작게 할 수 있다. 또한, 외팔보 지지측에 가깝기 때문에, 열팽창으로 인한 레토르트(85)의 위치이탈이 일어나기 어려우며, 진공가열장치 본체(16) 내의 진공누설을 방지할 수 있다.
도 4∼도 6은 알칼리계 레토르트의 구성을 나타내는 도면이다. 도 4는 관통홀(49, 50)의 양쪽에 레토르트의 배관이 삽입된 상태를 나타내며, 도 5는 관통홀(49)에 레토르트의 배관이 삽입되며, 관통홀(50)로부터 레토르트의 배관이 빠진 상태를 나타내고, 도 6은 관통홀(49)로부터 레토르트의 배관이 빠지고, 관통홀(50)에 레토르트의 배관이 삽입된 상태를 나타내고 있다.
레토르트(85)의 배관(51)은 그 선단(개구단)이 관통홀(49)에 대해 삽탈가능하게 되어 있다. 레토르트(85)는 내부에 충전된 알칼리와 통과하는 가스와의 접촉을 강제하기 위해, 가열처리로(28)의 상면측으로부터 상방으로 향해 설치된다(수직이 아니어도 되며, 레토르트의 전체 단면에 알칼리가 충전되는 상태가 되면 된다). 배관(51)의 선단에는 통기가 가능한 예를 들면 세라믹으로 이루어진 다공질의 필터(52)가 장착되어 있다. 그리고, 배관(51) 내에는 석회 등의 알칼리(53)가 충전되도록 되어 있다. 알칼리(53)로서는 각각 고체상태의 알칼리(예를 들면 생석회(CaO)나 소다 라임)가 충전되어 있다. 이로 인해, 유기 할로겐화물로부터 유래하는 염소 등의 할로겐을 중화하여, 염의 형태로 고정할 수 있다. 또한, 예를 들면 클로르덴은 알칼리와 접촉하면 염소를 떼어내어 분해하는 것이 알려져 있다. 따라서, 알칼리 반응기까지 클로르덴이 도달하였다 하더라도, 여기에서 분해시키고, 탈리된 염소도 고정할 수 있다. 또한, 이와 같은 레토르트 85의 구조에 따라 할로겐을 중화하여 염의 형태로 고정함으로써, 후술하는 알칼리 반응장치(71)에서 의 알칼리의 교환빈도를 적게 할 수 있다. 이로써, 진공가열장치(3)의 연속 운전이 장기간에 걸쳐 가능해져서 처리능력이 향상된다. 또한, 알칼리 반응장치(71)까지의 배관(70a,70b)의 오염이나, 염소 등의 산성 가스로 인한 배관의 부식 정도를 작게 할 수 있다. 또한, 배관(70a, 70b)에 히터, 예를 들면 맨틀 히터(파이프 히터) 등의 가열수단을 마련하여도 좋다. 이로써, 배관(70a, 70b)에 증발분이 응축하는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다. 그리고, 예를 들면 동 패킹의 부식을 방지할 수 있으며, 실링성을 향상시킬 수 있다.
배관(51)은 하우징(54) 내에 수용되어 있다. 배관(51)은 하우징(54)의 상부에 배치된 실린더(55)에 의해 승강 구동됨으로써, 관통홀(49)에 대해 삽탈되도록 되어 있다.
하우징(54)에는 배관(51)이 관통홀(49)로부터 분리되었을 때에 관통홀(49)을 막기 위한 차폐도어(56)가 마련되어 있다. 차폐도어(56)는 실린더(미도시)에 의해 개폐되도록 되어 있다. 하우징(54)에는 차폐도어(56)와 관통홀(49)과의 사이에 일부는 신축가능한 주름부(57)가 마련되어 있다.
배관(51)의 원주부의 상부에는 배관(51) 내의 통로와 연통하는 관통홀(58)이 형성되어 있다. 배관(51)이 관통홀(49)에 삽입되었을 때, 하우징(54)의 상기 관통홀(58)과 대면하는 위치에는 배기구(59)가 마련되어 있다. 배기구(59)는 배관(70a)에 접속되어 있다.
또한, 관통홀(50)에 대한 레토르트(85)의 구조에 대해서도 완전히 동일하며, 배관(61), 필터(62), 하우징(64), 실린더(65), 차폐도어(66), 주름부(67), 관통 홀(68), 배기구(69)를 갖는다. 배기구(59)는 배관(70b)에 접속되어 있다.
필터(62)는 충분한 통기성을 가지면서, 알칼리제를 유지가능하며, 또한 내열성을 갖는 재료로 이루어지고, 여기서는 예를 들면 다공질의 세라믹으로 이루어진 폼 재료를 채용하고 있다.
그리고, 도 5에 나타낸 상태에서 배관(51)을 통해 진공가열장치 본체(16) 내의 진공 배기를 행하면서, 배관(61) 내의 알칼리 교환이 가능하며, 도 6에 나타낸 상태에서 배관(61)을 통해 진공가열장치 본체(16)내의 진공 배기를 하면서, 배관(51) 내의 알칼리의 교환이 가능하다. 이로써, 이 진공가열장치(3)의 연속운전이 가능해진다.
여기서, 도 1에 나타낸 바와 같이, 배기구(59, 69)는 각각 배관(70a, 70b)에 접속되어 있다. 배관(70a, 70b)은 배관(70)에 접속되어 있다. 배관(70)은 알칼리 반응장치(71), 응축장치(72), 진공펌프(73), 블로워(74) 및 촉매산화장치(75)의 순번으로 연통하고 있다. 각 배관(70a, 70b) 상에는 개폐 밸브(70c, 70d)가 삽입되어 있다. 개폐 밸브(70c, 70d)는 예를 들면 각 레토르트(85)의 배관 내의 알칼리를 교환할 때 사용된다.
도 7은 알칼리 반응장치(71)의 구성을 나타내는 도면이다.
알칼리 반응장치(71)는 하우징(76) 내에 3개의 U자형 배관(77, 78, 79)을 접속하여 구성된다. 배관(70)은 배관(77)의 타측 상부와 접속되어 있다. 그리고, 배관(77)의 일측 상부와 배관(78)의 일측 상부가 배관(80)을 통해 접속되며, 배관(78)의 타측 상부와 배관(79)의 타측 상부가 배관(81)을 통해 접속되어 있다. 배관(79)의 일측 상부에는 배관(82)이 접속되며, 이 배관(82)은 응축장치(72)측으로 연장 형성되어 있다. 또한, 배관(80, 81)을 대신에 금속 벨로우즈를 사용하여도 좋다. 이로 인해, 열팽창으로 인한 신장, 축소를 흡수하면서 실링성을 향상시킬 수 있다.
하우징(76)은 상부에 개구를 갖는 본체(83)와, 본체(83)의 상부 개구를 막는 덮개(84)를 갖는다. 하우징(76) 내는 히터 등의 가열수단(미도시)에 의해 가열되도록 되어 있다. 히터는 예를 들면 하우징(76) 내의 U자형 배관(77, 78, 79)의 하방에 배치하여도 좋으며, 그 U자형 배관(77, 78, 79)의 상방을 덮도록 배치하여도 좋고, 또 U자형 배관(77, 78, 79) 전체를 둘러싸도록 배치하여도 좋다. 또한, 덮개(84)를 마련하여도 좋다. 이로 인해, 덮개(84)의 개폐가 불필요하게 되어 작업성이 향상된다.
각 U자형 배관(77, 78, 79)의 상단부에는 도 8에 나타낸 바와 같이 각각 캡(86)이 착탈가능하게 장착되어 있다. 이 캡(86)을 배관(77, 78, 79)으로부터 분리하여 배관(77, 78, 79)의 통로 내에 알칼리(87)를 투입하고, 또 배관(77, 78, 79)의 통로 내로부터 알칼리를 꺼낼 수 있도록 되어 있다. 알칼리(87)로서는 각각 고체 상태의 알칼리(예를 들면, 생석회(CaO))가 충전되어 있다. 이로 인해, 유기 할로겐화물로부터 유래하는 염소 등의 할로겐을 중화하여 염의 형태로 고정하는 것을 보다 확실하게 할 수 있다.
응축장치(72)는 처리대상물로부터 유래하는, 알루칸 등을 냉각하여 응축시키는 것이다. 예를 들면 알칼리 반응장치(71)로부터 도입되는 기체를 예를 들면 냉 각수, 액체 질소 등의 냉매와 간접적으로 열교환시켜 응축하는 것이다. 특히 기체를 효율적으로 열교환하여 저온에서 응축함으로써, 반응 생성물을 가능한 포착할 수 있을 뿐만 아니라, 농약 중에 함유되어 있던 수은이나 납, 비소를 포착하는 것이 가능해진다.
진공펌프(73)는 진공가열장치 본체(16) 및 이에 직렬로 연접된, 레토르트(85), 알칼리 반응장치(71), 응축장치(72) 등에 의해 구성되는 통로를 예를 들면 0.5∼2000Pa, 보다 바람직하게는 0.5∼1000Pa 정도 감압한다.
촉매산화장치(75)는 진공펌프(73)의 배기가스를 촉매에 의해 산화처리한다. 이는 이중의 안전(페일 세이프)을 위해 사용된다.
또한, 농약이 클로르덴인 경우에는 약 50wt%의 백등유를 포함하고 있다. 이 등유(알루칸이 주성분이다)는 냉각기로 응축하여 회수한다. 그러나, 이만큼 대량의 알루칸이 있으면 전체를 응축하는 것이 어려운 경우도 있다. 이와 같은 경우에는 도가니 펌프 등 건식 진공펌프를 사용하는 편이 좋다. 이로 인해, 특히 백등유와 같은 증발성분이 진공펌프의 기름에 섞이는 것을 방지할 수 있다.
도 1에 나타낸 퍼지실(18)은 냉각처리로(30)의 배출구(35)에 접속된 투입구(88)와, 처리대상물체의 배출구(89)를 갖는다. 투입구(88) 및 배출구(89)에는 각각 게이트 밸브(90, 91)가 마련되어 있다. 배출구(89)에는 처리대상물체를 연속적으로 외부로 배출하기 위한 로터리 밸브(92)가 마련되어 있다. 퍼지실(18)에는 진공펌프(93)가 접속되어 있다.
이와 같이 구성된 처리장치(1)에서는 처리대상물체가 다음과 같이 처리된다. (1) 처리의 전단계로서 스크리닝 등에 의해 콘크리트 등의 찌꺼기를 처리대상물체로부터 제거하여 고운 토양을 선별한다.
(2) 선별된 처리대상물체를 진공건조로(2) 내에 투입하고, 진공건조로(2) 내에서 처리대상물체로부터 수분 등을 제거한다.
(3) 수분 등이 제거된 처리대상물체를 진공가열장치(3)에 투입하고, 진공가열장치(3)에서 처리대상물체에 포함되어 있는 농약을 열분해한다. 이 열분해성분 중, 염소 등의 할로겐은 레토르트(85) 및 알칼리 반응장치(71)에 의해 중화되어 염의 형태로 고정된다.
본 실시형태에 따른 처리장치(1)에서는 알칼리가 충전가능한 레토르트(85)를 농약이 열분해되는 진공가열장치(3)의 관통홀에 대해 삽탈가능하게 하고 있으므로, 진공가열장치(3)와 알칼리와의 거리가 극소화되고, 농약의 열분해성분이 농약화합물이나 다이옥신류에 재합성되는 영역이 거의 없어진다. 따라서, 이들의 재합성으로 인한 오염을 방지할 수 있다. 또한, 2세트의 레토르트(85)를 병렬로 사용함으로써 연속 처리를 하면서 알칼리를 교환할 수 있으므로, 처리능력을 높일 수 있다.
(제 2 실시형태)
도 9는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 처리장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1에 나타낸 처리장치(1)에서는 퍼지실(17)은 1개였던 것에 비해, 이 실시형태에 따른 처리장치(100)에서는 직렬 2단으로 퍼지실(101, 102)을 마련한 점이 다르다. 여기서는 후단의 퍼지실은 진공 펌프(73)에 의해 감압을 하고 있다. 또한, 도 1에 나타낸 처리장치(1)에서는 퍼지실(18)은 하나였던 것에 비해, 이 실시형태에 따른 처리장치(100)에서는 직렬 2단으로 퍼지실(103, 104)을 마련한 점이 다르다.
도 1에 나타낸 처리장치(1)에서는 진공가열장치(3) 내에서 배치 단위로 연속적으로 처리하는 것이 가능하였는데, 이 실시 형태에 따른 처리장치(100)에서는 퍼지실(102, 103)에서의 퍼지를 위한 대기 시간이 없어지고, 진공가열장치(3) 내에서 거의 연속적으로 처리대상물체를 처리하는 것이 가능해져서, 더욱 처리능력을 높일 수 있다.
또한, 처리장치(100)에서는 직렬 2단으로 퍼지실(101, 102)을 마련하는 것이 아니라, 상단에 대해서는 퍼지실(101)로 사용하고, 하단에 대해서는 퍼지실(102)뿐만 아니라 단순한 저장실로 사용하여도 좋다. 즉, 저장실에 대해서는 게이트 밸브(20)가 불필요하게 되므로, 부품의 수를 삭감하는 것이 가능해진다.
(기타 실시형태)
도 10은 이젝터 펌프(도 1의 부호 8, 9로 나타낸 것)의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 10에 나타낸 바와 같이, 이 예는 응축장치(8)에 PH 계측부(201)를 마련하고, 제어부(202)가 이 PH 계측부(201)에 의한 계측효과에 기초하여 가성소다 주입부(203)를 통해 응축장치(8)에 가성소다를 주입하고, 응축장치(8) 내에서의 액체 중화를 보다 정확하게 수행하도록 한 것이다. 또한, 도면 중 부호 204는 물 주입구, 205, 206은 드레인, 207은 드레인(205)로부터의 폐액을 저장하는 저장부이다.
또한, 도 1 등에 나타낸 진공펌프(27, 73)로서 수봉 펌프를 사용하여도 좋다. 도 11은 그 수봉 펌프의 일 예를 나타낸 도면이다. 도 11에 있어서, 부호 211은 수봉 펌프 본체, 212는 물을 순환시키기 위한 탱크를 나타내고 있다.
즉, 진공가열장치(3)에서는 수증기가 대량으로 발생하기 때문에, 응축액이 대량으로 배관에 부착되며, 실링부의 부식으로 인해 실링성 저하의 원인이 된다. 따라서, 진공 펌프로서 수봉 펌프를 사용함으로써, 다른 구성 요소를 추가하는 일 없이 수분을 응축하는 것이 가능해진다. 또한, 도 10에 나타낸 중화 제어의 구성을 탱크(212)에 적용함으로써, 응축된 물을 보다 정확하게 중화하는 것이 가능해진다.
또한, 도 8에 나타낸 바와 같이, 각 U자형 배관(77, 78, 79)의 상단부에는 각각 캡(86)이 착탈가능하게 장착되어 있었는데, 도 12에 나타낸 바와 같이, 캡(221)을 이중 구조로 하여도 좋다. 도 12에 있어서, 222는 외부 캡, 223은 내부 캡, 224는 외부 캡(222)과 내부 캡(223)을 연결하는 연결부재를 나타내고 있다. 이와 같이 캡(221)을 이중 구조로 함으로써 열의 방사를 보다 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 도 12에 있어서, 부호 225는 실링용 가스켓을 나타내고 있다.
캡(86, 221)은 나사 고정이 아니라, 플랜지에 볼트와 너트로 고정하도록 할 수도 있다.
또한, 도 8에 나타낸 바와 같이, 배관(77, 78, 79)의 통로 내에 알칼리(87) 를 직접 투입하여, 그것을 배관(77, 78, 79)의 통로 내로부터 꺼내는 것이었는데, 도 13에 나타낸 바와 같이 바스켓(231)을 사용하여도 좋다. 바스켓(231)은 바닥이 있는 원통형이며, 예를 들면 바닥부가 망 형태 혹은 바닥부에 다수의 구멍이 형성되어 있어 알칼리(87)가 저장되는 본체(232)와, 손잡이(233)와, 원통 외주의 상하에 마련된 실링부(234)를 갖는다. 실링부(234)는 예를 들면 세라믹 파이버로 이루어지며, 배관(77, 78, 79)에 삽입되고, 가열되었을 때 팽창하며, 본체 외주와 배관(77, 78, 79)의 내주 사이를 실링한다. 이와 같은 바스켓(231)을 사용함으로써 알칼리(87)의 출입 작업을 효율적으로 하는 것이 가능해진다.
Claims (11)
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- 안과 밖을 연통시키는 제 1 홀을 가지며, 유기 할로겐 화합물을 함유하는 처리대상물이 도입되는 밀폐가능한 처리실과,상기 처리실 내의 적어도 일부를 가열하기 위한 가열수단과,상기 처리실의 외측으로부터 상기 제 1 홀에 대해 삽탈이 가능하고, 상기 제 1 홀에 삽입되었을 때에 제 1 홀과 연통하며, 또한 알칼리가 충전가능한 제 1 통로를 갖는 제 1 배관과,상기 제 1 배관이 상기 제 1 홀로부터 분리되었을 때에 상기 제 1 홀을 차폐하는 것이 가능한 제 1 차폐부재와,상기 제 1 통로를 통해 상기 처리실 내를 감압하는 것이 가능한 제 1 감압수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 처리장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 처리실은 안과 밖을 연통시키는 제 2 홀을 가지며,상기 처리장치는 상기 처리실의 외측으로부터 상기 제 2 홀에 대해 삽탈이 가능하고, 상기 제 2 홀에 삽입되었을 때에 제 2 홀과 연통하며, 또한 알칼리가 충전가능한 제 2 통로를 갖는 제 2 배관과,상기 제 2 배관이 상기 제 2 홀로부터 분리되었을 때에 상기 제 2 홀을 차폐하는 것이 가능한 제 2 차폐부재를 구비하고,상기 제 1 감압수단은 상기 제 2 통로를 통해 상기 처리실 내를 감압하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 처리장치.
- 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,상기 제 1 통로 및/또는 상기 제 2 통로와 상기 제 1 감압수단과의 사이에 삽입되며, 알칼리가 충전되는 제 3 통로를 구비하는 것을 특징으로 하는 처리장치.
- 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,상기 제 1 홀 및/또는 상기 제 2 홀은 상기 처리실의 상면측에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 처리장치.
- 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,상기 처리실은 일단측에 처리대상물을 투입하기 위한 제 1 투입구를 갖는 제 3 배관과,상기 제 3 배관 내에 배치된 제 1 스크류와,상기 제 3 배관을 일단측에서 지지하는 지지수단과,상기 제 3 배관의 상기 지지수단 측에 배치된 상기 제 1 스크류의 구동 시스템을 구비하는 것을 특징으로 하는 처리장치.
- 제 7 항에 있어서,상기 제 3 배관보다 하방에서 상기 제 3 배관과 거의 평행하도록 배치되며, 일단측이 상기 제 3 배관의 타단측에 접속된 제 4 배관과,상기 제 4 배관 내에 배치된 제 2 스크류와,상기 제 3 배관의 일단측 및 상기 제 4 배관의 타단측을 외팔보식으로 지지하는 지지수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 처리장치.
- 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,상기 처리실에 도입되는 처리대상물에 알칼리를 혼합하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 처리장치.
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