KR20010043559A - 처리장치, 처리방법 및 토양의 처리방법 - Google Patents
처리장치, 처리방법 및 토양의 처리방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20010043559A KR20010043559A KR1020007012679A KR20007012679A KR20010043559A KR 20010043559 A KR20010043559 A KR 20010043559A KR 1020007012679 A KR1020007012679 A KR 1020007012679A KR 20007012679 A KR20007012679 A KR 20007012679A KR 20010043559 A KR20010043559 A KR 20010043559A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- airtight
- gas
- chamber
- temperature
- metal
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 125
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims description 85
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims abstract description 250
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 238
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims abstract description 116
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 668
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 433
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 433
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 266
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims description 176
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 158
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 130
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 claims description 115
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 89
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 claims description 84
- 238000002407 reforming Methods 0.000 claims description 75
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 49
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 45
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 40
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 35
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 claims description 24
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 22
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 18
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 18
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 claims description 13
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 claims description 10
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims description 7
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 4
- 239000011368 organic material Substances 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 40
- 230000005493 condensed matter Effects 0.000 abstract 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 351
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 351
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 222
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 218
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 218
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 216
- KVGZZAHHUNAVKZ-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxin Chemical compound O1C=COC=C1 KVGZZAHHUNAVKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 86
- 150000002013 dioxins Chemical class 0.000 description 73
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 73
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 70
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 66
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 60
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 60
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 54
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 52
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 48
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 45
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 43
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 43
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 42
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 39
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 34
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 34
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 33
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 33
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 31
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 29
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 27
- 239000000047 product Substances 0.000 description 27
- 230000008569 process Effects 0.000 description 25
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 24
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 23
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 22
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 22
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 21
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 21
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 20
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 19
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 19
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 19
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 19
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 18
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 18
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 15
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 15
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 15
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 15
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 15
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 14
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 13
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 13
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 13
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 12
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 12
- -1 lead Chemical class 0.000 description 12
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 12
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 11
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 11
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 11
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 11
- 150000003071 polychlorinated biphenyls Chemical class 0.000 description 11
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 11
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 11
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 10
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 10
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 10
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 9
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 9
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 9
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 9
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 9
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 9
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 9
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 8
- 239000002585 base Substances 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 8
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 description 8
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 8
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 7
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 description 6
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 6
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 6
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 6
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 6
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 6
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 5
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 description 5
- 229910020220 Pb—Sn Inorganic materials 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 5
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 5
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 5
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 5
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 5
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 5
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 5
- 238000002290 gas chromatography-mass spectrometry Methods 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 5
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 4
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 4
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 description 4
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 4
- 150000008282 halocarbons Chemical class 0.000 description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 4
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 4
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 4
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M iron chloride Chemical compound [Cl-].[Fe] FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 3
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000025 natural resin Substances 0.000 description 3
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 3
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N oxolead Chemical compound [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 3
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 3
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 3
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000252506 Characiformes Species 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N Cyanide Chemical compound N#[C-] XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 2
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 2
- 150000004951 benzene Chemical group 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 description 2
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 2
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 2
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 2
- 150000004827 dibenzo-1,4-dioxins Chemical class 0.000 description 2
- 150000004826 dibenzofurans Chemical class 0.000 description 2
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 229910000856 hastalloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 2
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 2
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 2
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 2
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000011973 solid acid Substances 0.000 description 2
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910017980 Ag—Sn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910016338 Bi—Sn Inorganic materials 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000006391 Ion Pumps Human genes 0.000 description 1
- 108010083687 Ion Pumps Proteins 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N Trichloroethylene Chemical group ClC=C(Cl)Cl XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910007610 Zn—Sn Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 238000003916 acid precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009933 burial Methods 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 description 1
- 238000003421 catalytic decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001833 catalytic reforming Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N chromium(6+) Chemical compound [Cr+6] JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 description 1
- 239000010786 composite waste Substances 0.000 description 1
- 239000002361 compost Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 235000021438 curry Nutrition 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 239000002781 deodorant agent Substances 0.000 description 1
- 238000004332 deodorization Methods 0.000 description 1
- 230000001877 deodorizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 239000013056 hazardous product Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003864 humus Substances 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 description 1
- DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N krypton atom Chemical compound [Kr] DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 238000001883 metal evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000002663 nebulization Methods 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 231100000989 no adverse effect Toxicity 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002843 nonmetals Chemical class 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 230000009965 odorless effect Effects 0.000 description 1
- 150000002926 oxygen Chemical class 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 235000013606 potato chips Nutrition 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 238000010187 selection method Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000003516 soil conditioner Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002303 thermal reforming Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 238000004056 waste incineration Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
- F23G7/14—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of contaminated soil, e.g. by oil
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/002—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by condensation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/68—Halogens or halogen compounds
- B01D53/70—Organic halogen compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
-
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/02—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
- F23G5/027—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2201/00—Pretreatment
- F23G2201/50—Devolatilising; from soil, objects
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2202/00—Combustion
- F23G2202/10—Combustion in two or more stages
- F23G2202/103—Combustion in two or more stages in separate chambers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2202/00—Combustion
- F23G2202/30—Combustion in a pressurised chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2203/00—Furnace arrangements
- F23G2203/80—Furnaces with other means for moving the waste through the combustion zone
- F23G2203/801—Furnaces with other means for moving the waste through the combustion zone using conveyors
- F23G2203/8016—Belt conveyors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2205/00—Waste feed arrangements
- F23G2205/18—Waste feed arrangements using airlock systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2205/00—Waste feed arrangements
- F23G2205/20—Waste feed arrangements using airblast or pneumatic feeding
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2209/00—Specific waste
- F23G2209/24—Contaminated soil; foundry sand
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J2215/00—Preventing emissions
- F23J2215/30—Halogen; Compounds thereof
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J2219/00—Treatment devices
- F23J2219/60—Sorption with dry devices, e.g. beds
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J2219/00—Treatment devices
- F23J2219/70—Condensing contaminants with coolers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
본 발명의 처리장치는, 제2기밀실103 내에서 감압 상태로 가열되고 있는 처리 대상물체에서의 증발물을 포함하는 가스상태 배출물을, 제2기밀실 내의 조건을 유지하면서 외부로 꺼내기 위한 인터페이스로서 기밀문115b과 레토르트115c를 구비한다. 레토르트115c는 제2기밀실의 제1개구부103b에 삽입될 때 열린 상태의 기밀문115b을 제2기밀실103로부터 차폐되어 기밀문에 가스상태 배출물이 응축되는 것이 방지된다. 따라서 처리장치를 정지하지 않고 기밀실 내의 온도, 압력 등의 조건을 유지하면서 응축물을 외부로 꺼낼 수 있다. 이와 같은 처리장치의 연속적으로 운전에 의하여 처리의 생산성이 크게 향상된다.
Description
현대사회가 앉고 있는 방대한 양의 폐기물은 계속 늘어나고 있으므로 그 효과적인 처리기술의 확립이 급선무이다.
폐기물 중에는 여러 가지 유용한 물질도 포함되어 있지만 분리가 곤란하여 폐기물로부터 분리되지 않고 대부분의 폐기물은 그대로 매립되거나 소각에 의하여 처분되고 있다. 폐기물 중의 유용한 물질은 에너지 문제나 자원고갈 문제도 있어서 가능한 한 분리·회수하여 재이용하는 것이 요청되고 있다.
한편, 폐기물 중에는 유해한 물질도 포함되어 있고 이와 같은 유해물질은 환경파괴의 원인이 될 뿐만 아니라 폐기물의 재이용을 곤란하게 하고 있는 큰 원인 중의 하나이다. 따라서 폐기물 중의 유해물질을 효과적으로 제거할 수 있다면 폐기물을 자원의 보고로서 적극적으로 재이용할 수 있음과 아울러 환경이나 생물에 대한 영향도 최소화할 수 있다.
이와 같이 유해물질에 의한 환경오염, 자원의 고갈, 에너지원의 부족이라는 현대사회가 앉고 있는 심각한 문제를 해결하기 위해서 폐기물을 효과적으로 처리하는 기술이 반드시 확립되어야 한다.
그렇지만 근래에는 폐기물의 형태가 복잡하고 다방면에 걸쳐 있어서 여러 가지 다른 소재가 일체화된 복합적인 폐기물도 많이 있고 또 유해물질이 포함되어 있는 폐기물도 있다. 이와 같은 복합 폐기물을 자원으로서 재이용하기 위해서는 여러 가지 다른 소재가 일체화된 폐기물로부터 유용한 물질과 유해한 물질을 선택적으로 분리·회수하여야 하지만 이와 같은 처리기술은 아직 확립되어 있지 않다.
또한 사고를 전환하여 보면 폐기물은 그로부터 유해물질을 분리할 수 있으면 자원의 보고로도 된다. 소위 폐기물은 상대적 가치판단에 의하여 그렇게 불리는 것이다. 자원화 기술을 확립하여 자원화에 필요한 비용을 절감할 수 있으면 그것은 자원으로 되는 것이지 폐기물이 아니다.
본 발명은 이와 같은 문제를 해결하기 위한 것이다. 즉 본 발명은 금속이나 유기물을 구성재(構成材)로서 구비하는 물체를 효과적이고 경제적으로 처리할 수 있는 처리장치 및 처리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은, 다이옥신의 발생을 억제할 수 있는 처리방법 및 처리장치에 관하여 특히, 폐차 등의 열분해 처리, 공장, 일반 가정 등에서 나오는 쓰레기나 폐기물의 처리에 대응하여 다이옥신을 포함하는 유기 할로겐화물의 발생을 억제할 수 있는 처리장치, 처리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 다이옥신 등의 유해한 유기 할로겐화물을 함유하는 열분해 잔사(熱分解 殘渣), 소각 잔사(燒却 殘渣), 잔액(殘液), 토양, 오니(汚泥) 등 중의 잔류 다이옥신 농도를 감소시킬 수 있는 처리방법, 처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 본 발명은 다이옥신 등의 유기 할로겐화물을 함유하는 토양으로부터 청정한 토양을 생산하는 것을 목적으로 한다. 또한 본 발명은, 다이옥신류, PCB(Polychlorinated biphenyl), 코플레이너 PCB(coplannar PCB) 등의 유기 할로겐화물 및 중금속 등의 유해물질에 오염된 토양, 소각 비산회(飛散灰 : fly ash)를 청정화 할 수 있는 처리방법 및 처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 처리장치, 처리방법 및 토양의 처리방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 납 등 중금속이나 다이옥신(dioxin)류 등의 유해한 유기 할로겐화물(halogenide)을 함유하는 처리 대상물체를 처리하는 처리장치, 처리방법 및 토양의 처리방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 금속이나 유기물을 함유하는 처리 대상물체를 연속적으로 처리할 수 있는 처리장치 및 처리방법에 관한 것이다.
도1은 본 발명의 처리장치의 예를 개략적으로 나타내는 사시도이고,
도2는 도1에서 예시하는 본 발명의 처리장치를 모식적으로 나타내는 도면이고,
도3은 본 발명의 처리장치의 다른 예를 개략적으로 나타내는 도면이고,
도4는 본 발명의 처리장치의 다른 예를 모식적으로 나타내는 도면이고,
도5는 본 발명의 처리장치의 다른 예를 모식적으로 나타내는 도면이고,
도6은 본 발명의 처리장치의 다른 예를 모식적으로 나타내는 도면이고,
도7은 본 발명의 처리장치의 온도, 압력, 산소농도를 조절하는 제어장치의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이고,
도8, 도9는 본 발명의 처리장치에 접속되는 회수실을 포함하는 회수장치를 모식적으로 나타내는 도면이고,
도10, 도11, 도12는 회수 챔버의 구조의 예를 개략적으로 나타내는 도면이고,
도13은 납의 비등점(증기압력)의 온도 의존성을 나타내는 그래프이고,
도14는 처리 대상물체인 설치기판의 처리전의 모양을 모식적으로 나타내는 도면이고,
도15는 구성 수지가 열분해 되는 설치기판의 모양을 모식적으로 나타내는 도면이고,
도16은 납이 기화되는 모양을 모식적으로 나타내는 도면이고,
도17은 회로기판과 전자부품이 분리되는 모양을 모식적으로 나타내는 도면이고,
도18은 각종 금속의 비등점(증기압력)의 압력 의존성을 나타내는 그래프이고,
도19는 각종 산화물의 생성 자유에너지와 그 온도 의존성을 나타내는 그래프이고,
도20은 본 발명의 처리장치의 예를 모식적으로 나타내는 도면이고,
도21은 본 발명의 처리장치의 분리벽을 모식적으로 나타내는 도면이고,
도22는 본 발명의 처리장치의 예를 모식적으로 나타내는 도면이고,
도23은 처리 대상물체의 예로서 회로기판의 처리전의 모양을 모식적으로 나타내는 도면이고,
도24는 구성 수지가 열분해 되는 회로기판의 모양을 모식적으로 나타내는 도면이고,
도25는 표면장력에 의하여 동(銅)이 입상(粒狀)으로 모이는 모양을 모식적으로 나타내는 도면이고,
도26은 처리 대상물체인 수지 피복 알루미늄 박의 처리전의 모양을 모식적으로 나타내는 도면이고,
도27은 구성 수지가 열분해 되는 수지 피복 알루미늄 박의 모양을 모식적으로 나타내는 도면이고,
도28은 수지 피복 알루미늄 박에서 분리되는 알루미늄 박을 모식적으로 나타내는 도면이고,
도29 및 도30은 각종 금속의 증기압력과 온도와의 관계를 나타내는 그래프이고,
도31은 본 발명의 처리장치의 예를 개략적으로 나타내는 도면이고,
도32는 도31에서 예시하는 본 발명의 처리장치의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이고,
도33은 열분해로의 구조의 예를 모식적으로 나타내는 도면이고,
도34는 가스 분해기의 구조의 예를 모식적으로 나타내는 도면이고,
도35는 냉각탑의 구조의 예를 모식적으로 나타내는 도면이고,
도36은 냉각탑의 후단에 버그 필터를 접속하는 가스상태 배출물 처리장치의 구성의 일부를 나타내는 도면이고,
도37은 본 발명의 처리장치의 다른 예를 개략적으로 나타내는 도면이고,
도38은 도37에서 예시하는 본 발명의 처리장치의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이고,
도39는 본 발명의 처리방법을 폐기물 처리에 적용하는 예를 모식적으로 나타내는 도면이고,
도40은 슈레더 장치의 구성 예를 개략적으로, 모식적으로 나타내는 도면이고,
도41, 도42, 도43, 도44, 도45는 본 발명의 처리장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이고,
도46은 습식 필터의 구성 예를 개략적으로 나타내는 도면이고,
도47은 처리 대상물체의 처리 조건을 설명하기 위한 도면이고,
도48은 가열 잔사의 잔류 다이옥신 농도의 측정결과를 나타내는 도면이고,
도49, 도50, 도51은 본 발명의 처리장치의 구성 예를 개략적으로 나타내는 도면이고,
도52는 본 발명에 관한 진공증발 회수장치의 개략적인 구성도이고,
도53은 본 발명에 관한 진공증발 회수장치의 냉각 겸 진공 퍼지실 부분의 상세한 단면도이고,
도54, 도55는 본 발명에 관한 진공증발 회수장치에 있어서의 회수 레토르트와 그 진퇴 구동용(進退 驅動用) 실린더의 연결방법을 나타내는 도면이고,
그리고 도56, 도57은 본 발명의 처리장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
본 발명의 처리장치는 이와 같은 과제를 해결하기 위해서 다음과 같은 구성을 채택하고 있다. 즉 본 발명의 처리장치는 제1개구부(第1開口部)를 구비하는 제1기밀실(第1氣密室)과, 상기 제1개구부에 삽입 가능하게 설치되어 삽입방향에 제2개구부를 구비하는 관과, 상기 제1개구부를 개폐 가능하게 설치하여 상기 관이 상기 제1개구부에 삽입될 때에 상기 관에 의하여 상기 제1기밀실로부터 차폐되는 기밀문을 구비하는 것을 특징으로 한다.
제1기밀실로서는, 예를 들면 가열로(加熱爐), 감압로(減壓爐), 감압 가열로(減壓 加熱爐) 등을 들 수 있다. 또한 이와 같은 기밀실은 단실(單室)의 구성 뿐만 아니라 문으로 분리하여 복수로 나란하게 설치하여도 된다. 또한 이들 기밀실의 전단 또는 후단에 처리 대상물체의 처리 분위기(處理 雰圍氣)를 퍼지하는 퍼지실, 처리 대상물체를 예열하는 예열실(豫熱室), 처리 대상물체를 냉각하는 냉각실 등을 더 구비하여도 된다. 제1기밀실 내를 감압하는 경우에는 제1개구부를 사이에 두고 제1기밀실을 배기하는 배기 장치를 구비하면 된다. 배기 장치로서는 각종 진공 펌프(로터리 펌프(rotary pump), 유확산 펌프(油擴散 pump), 메커니컬 부스터 펌프(mechanical booster pump), 터보분자 펌프(turbomoleculer pump), 이온 게터 펌프(ion getter pump), 액봉 펌프(液封 pump)) 등이나 송풍기(blower), 팬(fan) 등을 들 수 있다. 이와 같은 배기 장치에 의하여 제1기밀실 내의 압력을 조절할 수 있다.
제1기밀실에는 제1개구부가 설치되어 있다. 본 발명의 처리장치에서는 제1기밀실 내를 가열, 감압 등에 의하여 처리 대상물체에서 발생하는 가스상태의 배출물은 기밀문이 열려 있을 때에 제1개구부에 삽입되는 관을 통하여 외부로 꺼내어져 처리된다. 여기에서 가스상태 배출물은 처리 대상물체의 가열, 감압 등에 의하여 발생하는 가스, 액적(液滴), 미스트(mist), 고체 미립자(微粒子) 등을 포함하는 것으로 한다. 가스상태 배출물로서는, 예를 들면 처리 대상물체의 구성 성분의 열분해나 반응에 의하여 생성되는 가스나 구성 성분이 기화되는 가스 등을 들 수 있다. 제1기밀실에서 꺼내지는 이들 가스상태 배출물은 소정의 처리장치에 도입된다. 가스상태 배출물의 처리장치로는 여러 태양이 있지만, 예를 들면 응축(凝縮), 열분해(熱分解), 크래킹(cracking), 개질(改質)(하이드로 리포밍(hydroreforming)을 포함한다), 촉매에 의한 분해, 플라즈마(plasma)나 글로우(glow) 방전에 의한 분해, 각종 흡착제에 의한 흡착, 건식 필터나 습식 필터(액체 필터)에 의한 트랩(trap)을 들 수 있다. 이 제1개구부는 복수로 설치하여도 된다. 또한 이 제1개구부는 제1기밀실에 처리 대상물체를 도입하기 위한 개구부, 제1기밀실에서 처리 대상물체를 내보내기 위한 개구부와는 별도로 설치하는 것이 바람직하다.
제1기밀실의 제1개구부에는 개폐 가능한 셔터인 기밀문이 설치되어 있다. 기밀문은, 예를 들면 실린더 등의 구동 기구에 의하여 개폐하면 된다. 기밀문의 동작방향이 제1개구부의 개구면의 법선(法線) 방향과 실질적으로 수직인 경우에는 실린더의 압압력(押壓力)을 제1개구부의 개구면의 법선 방향으로 변환하는 조인트 등의 기구를 실린더와 기밀문의 접속부에 설치하여도 된다. 이렇게 함으로써 기밀문을 제1개구면의 법선 방향으로 더 강하게 누를 수 있어 기밀성(氣密性)을 향상시킬 수 있다. 기밀문은 다중으로 설치하여도 된다. 또한 기밀문이 닫혀 있을 때 기밀문의 씰부(seal 部)가 접촉하는 부분은 냉각하는 것이 바람직하다.
본 발명의 처리장치에서는 기밀문을 열어서 제1기밀실의 제1개구부에 외측으로부터 관을 삽입하고, 이 관을 통하여 가스상태 배출물을 기밀실로부터 외부로 꺼낸다. 또한 제1기밀실과 상기 제1개구부를 사이에 두고 접속되는 제2기밀실을 설치하고, 관을 이 제2기밀실로부터 제1개구부에 삽입하여도 된다. 상기 관은 상기 제1개구부와 정합(整合)할 수 있는 외형을 구비하고 있다. 관의 형태로서는 관이 상기 제1개구부에 삽입될 때 상기 기밀문을 사이에 두고 상기 제1기밀실과 마주보는 쪽에 제3개구부를 구비한다. 제3개구부는 제2개구부와 마주보도록 설치하여도 되고 관의 측면에 설치하여도 된다.
또한 관을 2중 구조로 하여 내층과 외층의 사이에 냉매, 예를 들면 질소가스, 공기, 물 등을 순환시켜도 된다. 이럼으로써 관에 의한 기밀문의 차폐 성능이 향상되어 관을 효과적으로 냉각할 수 있게 된다. 예를 들면 처리 대상물체로부터 금속을 기화시키고, 기화되는 금속을 관 내에서 응축시키는 경우에도 응축효율을 향상시킬 수 있다. 또한 관을 교환 가능하게 설치하여도 된다. 이렇게 하면 관은 응축물을 회수하기 위한 교환 가능한 카트리지로서도 기능을 한다.
관이 제1개구부에 삽입될 때에 관의 측면의 제2개구부와 제3개구부 사이의 영역에 의하여 기밀문은 제1기밀실로부터 차폐된다. 이 때문에 기밀문에 가스상태 배출물이 응축되거나 부착되는 것을 방지할 수 있다. 또한 예를 들면 기밀문의 씰부에 수지(樹脂) 등으로 구성되는 패킹(packing)을 설치하는 경우에도 기밀문의 씰부가 가스상태 배출물의 열에 의하여 손상되는 것을 방지할 수 있다. 따라서 기밀문의 씰성(seal 性)을 유지할 수 있다. 이와 같이 본 발명의 처리장치에서는 제1기밀실에서 외부로의 인터페이스(interface)를 기밀문과 관에 의하여 실현하는 것이다.
상기 제1기밀실의 상기 제1개구부에 통(筒) 모양의 슬리브(sleeve)를 구비하고, 상기 관을 이 슬리브에 삽입하여도 된다. 제1기밀실 내의 온도변화에 따라 관이나 제1개구부 내지 슬리브는 열팽창 등에 의하여 변형된다. 이 열팽창에 의하여 삽입되는 관이 제1개구부나 관으로부터 빼낼 수 없게 될 경우도 있다. 이 때문에, 예를 들면 슬리브의 열팽창율을 관의 열팽창율과 같거나 더 커지도록 하여도 된다. 또한 슬리브를 가열 또는 보온하고 또한 관을 냉각함으로써 관을 선택적으로 수축시켜도 된다.
또한 슬리브는, 예를 들면 카본이나 금속 등 열전도율이 높은 재료로 구성하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써 처리 대상물체에서의 증발물이 관의 제2개구부로부터 더 먼 쪽까지 도달하여 응축한다. 따라서 회수효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 처리장치에서는 관의 이동 동작을 보조하기 위해서, 상기 관의 삽입방향을 따라 설치되고, 상기 관의 삽입, 탈착(脫着) 동작을 가이드 하는 수단을 구비하여도 된다. 가이드 수단으로는, 예를 들면 가이드 레일이나 가이드 롤러 등을 필요에 따라 구비하여도 된다.
또한 본 발명의 처리장치의 태양으로서, 상기 기밀문을 사이에 두고 상기 제1기밀실과 인접하는 제2기밀실을 더 구비하고, 상기 관은 상기 제2기밀실로부터 상기 제1기밀실의 상기 제1개구부에 삽입된다. 즉 제1기밀실과 제2기밀실은 기밀문이 설치되는 제1개구부를 통하여 접속되어 있다. 그리고 관은 이 제2기밀실로부터 상기 제1개구부에 삽입된다. 상기 관이 상기 제1기밀실의 상기 제1개구부에 삽입될 때에 상기 제1기밀실과 상기 제2기밀실은 상기 관에 의하여 접속된다. 관이 제1개구부에 삽입될 때에 관의 제2개구부는 기밀문 보다 제1기밀실 측에, 제3개구부는 기밀문 보다 제2기밀실 측에 위치하도록 설치된다. 동시에 상기 기밀문은 관에 의하여 상기 제1기밀실 및 상기 제2기밀실로부터 차폐된다.
제2기밀실에서는 처리 대상물체에서의 가스상태 배출물의 각종 처리를 하여도 된다. 예를 들면 제2기밀실 또는 관을 냉각함으로써 가스상태 배출물을 응축시켜도 된다. 또한 제2기밀실에서 가스상태 배출물의 개질이나 크래킹을 하여도 된다. 상기 관 또는 상기 제2기밀실은 상기 제1기밀실과 배기 장치 사이에 설치하여도 된다. 이 경우에 상기 배기 장치는 상기 관 또는 상기 제2기밀실을 사이에 두고 상기 제1기밀실과 접속되게 된다. 이와 같은 구성을 채택함으로써, 예를 들면 제1기밀실에서 처리 대상물체로부터 감압 상태로 기화시키는 금속을 감압 상태 그대로 상기 관 내에서나 상기 제2기밀실 내에서 응축시킬 수 있다. 또한 가스상태 배출물의 처리도 감압 상태로 할 수 있게 된다. 감압 상태에서는 분자사이 거리가 멀어지게 되기 때문에 상압일 때 또는 가압일 때 보다도 분자사이에서의 반응 기회가 적어진다. 예를 들면 가스상태 배출물 중에 방향족 탄화수소, 할로겐, 산소라는 유기 할로겐화물 생성능력을 구비하는 성분이 포함되어 있는 경우에도 유기 할로겐화물의 생성을 억제할 수 있다. 또한 감압 상태는, 예를 들면 가스상태 배출물의 플라즈마 방전 등에 의한 처리를 하는 경우에도 효과적이다.
제2기밀실은 온도를 조절(냉각, 가열)하는 것이 바람직하다. 제2기밀실의 냉각 구조로서는, 예를 들면 제2기밀실을 2중 구조로 하여 외층에 물 등의 냉매를 순환시키는 소위 수냉 재킷 구조를 들 수 있다. 이렇게 함으로써 관 내 또는 제2기밀실 내에 처리 대상물체에서의 증발물이나 가스상태 배출물을 효율적으로 응축시킬 수 있다.
상기 관을 교환 가능한 카트리지로서 설치하는 경우, 예를 들면 상기 제2기밀실에 상기 관을 교환하기 위한 기밀로 개폐 가능한 문을 설치하고, 이 문을 열어서 상기 관을 교환하여도 된다. 또 관 내 또는 제2기밀실 내에 응축되는 금속은 그대로 대기 중으로 방출되면 심하게 연소하는 경우가 있다. 이 때문에 금속을 응축시켜 회수하는 경우에는 응축시키는 금속을 외부로 꺼내기 전에 비산화성 가스로 냉각하는 것이 바람직하다. 따라서 제2기밀실에는 비산화성 가스를 공급하는 수단을 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명의 처리장치에서는 제2기밀실을 열어서 관을 외부에 꺼내는 경우에도 기밀문의 기밀성이 유지되고 있기 때문에 제1기밀실 내에 외부공기가 리크(leak) 되는 것을 막을 수 있다. 따라서 제1기밀실 내의 온도조건이나 압력조건을 유지한 채 그대로 관을 외부로 꺼낼 수 있다. 이 때문에 처리장치의 연속적인 운전을 할 수 있어서 처리의 생산성을 향상시킬 수 있다. 본 발명의 처리장치에서는 이 점이 가스상태 배출물이나 그 응축물을 장치 밖으로 꺼내기 위해서 처리장치가 정지하는 종래의 처리장치와 크게 다르다.
배기 장치는 제2기밀실과 접속하여도, 관의 제3개구부와 접속하여도 된다. 전자의 경우에 가스상태 배출물은 관으로부터 제2기밀실을 통하여 배기 장치로 도입된다. 후자의 경우에는 가스상태 배출물은 관의 제3개구부에서 직접 배기 장치로 도입된다. 또한 관의 상기 제3개구부와 상기 배기 장치는 가능한 한 기밀로 접속하는 것이 바람직하다. 관의 제3개구부와 배기 장치를 직접 접속함으로써 처리 대상물체에서의 증발물이 제2기밀실 내에 응축되는 것을 막을 수 있다.
관에 의하여 기밀문을 차폐하면서 관으로 처리 대상물체에서의 가스상태 배출물을 외부로 도출하기 위해서 관은 제1개구부 또는 슬리브에 가능한 한 꼭 맞게 설치하는 것이 바람직하다. 그런데 슬리브나 관 또는 관 내에 응축물의 열팽창 등에 기인하여 관이 슬리브에서 빠지기 어렵게 되는 경우가 있다. 관의 제3개구부와 배기 장치를 직접 접속하면 관과 슬리브 사이에 다소 빈틈이 있더라도 제2기밀실과 관 사이의 공간은 제1기밀실 및 관을 통하여 배기되어 가스상태 배출물이 제2기밀실과 관 사이의 공간으로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 관의 제3개구부와 배기 장치를 접속하기 위해서는 관이 제1개구부에 삽입될 때에 제3개구부와 배기 장치를 접속하는 배관이나 패킹을 사용하여도 된다.
또한 상기 관이 상기 제1기밀실의 상기 제1개구부에 삽입될 때에 상기 관과 상기 제2기밀실 사이의 공간 압력이 상기 제1기밀실 내부의 압력보다도 높아지도록 조절하는 수단을 더 구비하여도 된다. 또한 상기 관이 상기 제1기밀실의 상기 제1개구부에 삽입될 때에 상기 제1기밀실 내부의 압력이 상기 관과 상기 제2기밀실 사이의 공간 압력보다도 낮게, 또한 상기 관내의 압력보다도 높아지게 되도록 조절하는 수단을 구비하여도 된다. 즉 제1기밀실 내의 압력을 P1, 상기 관과 상기 제2기밀실 내의 사이의 공간 압력을 P2, 상기 관 내의 압력을 P3으로 할 때 P2 ＞ P1, 더 바람직하게는 P2 ＞ P1 ＞ P3으로 함으로써 제1기밀실에서 상기 관과 상기 제2기밀실 내의 사이의 공간에 증발물이 침투하는 것을 방지할 수 있다.
이와 같은 압력의 조절은 상기 관과 상기 제2기밀실 사이의 공간에 캐리어 가스를 공급함으로써 하여도 된다. 상기 관과 상기 제2기밀실 사이의 공간에 공급되는 캐리어 가스는 제1기밀실을 통하여 관 내에 도입되어 관의 제3개구부를 통하여 배기된다. 이 때문에 상기 관과 상기 제2기밀실 사이의 공간은 압력에 의하여 제1기밀실로부터 씰(sael) 되는 것이다. 상기 관과 상기 제2기밀실 사이의 공간은 기밀문이 열려 있을 때에 수용되는 공간과도 연결되기 때문에 기밀문, 특히 그 씰부, 에 처리 대상물체에서의 증발물이 응축되는 것을 방지할 수 있다. 또한 이와 같은 구성을 채택함으로써 관과 슬리브의 삽입 마진이 커지게 된다. 이 때문에 관과 슬리브가 맞물려 빠지지 않게 되는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명의 처리장치에서는 상기 제2기밀실(또는 관)과 상기 배기 수단 사이에 설치되는 필터 수단을 더 구비하여도 된다. 필터 수단으로는 적어도 습식 필터를 구비하는 것이 바람직하다. 제1기밀실을 배기 장치에 의하여 감압하여 제1기밀실과 배기 장치 사이에서 처리 대상물체에서의 증발물을 응축시키고자 하는 경우에는 미응축 증발물이나 응축되는 고체 입자는 어떻게 해서라도 진공 펌프까지 도달하고 만다. 이 때문에 진공 펌프가 손상되거나 유지, 보수의 빈도가 높아지게 된다. 본 발명의 처리장치에서는 배기 장치의 전단에 기름, 물 같은 액체에 가스 중의 미립자(微粒子), 분진(粉塵) 등을 트랩 하는 습식 필터를 구비함으로써 진공 펌프에 미립자, 분진 등이 도달하는 것을 방지할 수 있다. 습식 필터로서는, 예를 들면 베(布) 모양의 담체(擔體)에 기름을 합침(含浸)시키는 유막(油膜) 필터 등을 사용할 수 있다. 기름(油)은 모세관 현상 등에 의하여 베에 빨아 올려져서 유막을 형성한다. 배기 장치로 도입되는 분진, 미립자는 이 유막에 트랩 된다. 기름을 알칼리 용액 등으로 바꾸어서 수용액에 의한 액체막을 형성하여 질소 산화물이나 유황 산화물 등의 산성 물질을 트랩 하여도 된다. 또한 방수 펌프, 유봉(油封) 펌프 등의 액봉(液封) 펌프를 습식 필터로서 사용하여도 된다. 이 경우에 분진, 미립자는 액봉 펌프의 봉액(封液)에 트랩 된다.
물론, 관이나 제2기밀실 또는 이들과 진공 펌프 사이에 네트(net)나 부직포 등의 건식 필터를 설치하여도 된다. 이와 같은 건식 필터는 관의 내부나 제2기밀실 내에 설치하여도 된다. 그렇지만 이와 같은 고체를 건조 상태로 트랩 하는 타입의 필터는 뒤 측을 진공 펌프로 배기하고 있으면 트랩 하는 분진의 일부를 통과시키는 것이 불가피하기 때문에 습식 필터와 조합시켜서 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 처리방법은, 처리 대상물체를 기밀영역 내에서 가열하여 상기 처리 대상물체의 구성 성분을 열분해 하고, 상기 기밀영역과 개폐 가능한 기밀문을 사이에 두고 인접하는, 상기 열분해에 의하여 발생하는 가스상태 배출물 성분의 처리장치 측으로부터, 상기 기밀문을 열어서 상기 기밀문이 상기 기밀영역으로부터 차폐되도록 관을 삽입하여, 상기 가스상태 배출물을 상기 처리장치 측으로 도입하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 처리방법은, 처리 대상물체를 기밀영역 내에 도입하고, 상기 기밀영역의 압력을 감소시켜서 상기 처리 대상물체의 구성 성분을 추출하고, 상기 기밀영역과 개폐 가능한 기밀문을 사이에 두고 인접하는 상기 추출 성분의 처리장치 측으로부터, 상기 기밀문을 열어서 상기 기밀문이 상기 기밀영역으로부터 차폐되도록 관을 삽입하여, 상기 추출 성분을 상기 처리장치 측으로 도입하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 처리방법은 제1금속을 함유하는 처리 대상물체를 제1기밀영역 내에서 감압 상태로 가열하여 상기 제1금속을 증발시키고, 상기 기밀영역과 개폐 가능한 기밀문을 사이에 두고 인접하는 제2기밀실로부터, 상기 기밀문이 상기 제1기밀실로부터 차폐되도록 관을 삽입하고, 상기 관을 냉각하여 상기 제1금속을 응축시키는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 처리장치는, 제1금속을 함유하는 토양을 기밀영역 내에서 감압 상태로 가열하여 상기 제1금속을 증발시키고, 상기 기밀영역과 개폐 가능한 기밀문을 사이에 두고 인접하는 제2기밀실로부터, 상기 기밀문이 상기 기밀영역으로부터 차폐되도록 관을 삽입하고, 상기 관을 냉각하여 상기 처리 대상물체로부터 증발하는 상기 제1금속을 응축시키는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 처리장치는, 수분과 유기물과 제1금속을 함유하는 토양을 기밀영역 내에서 가열하여 상기 수분을 증발시킴과 동시에 상기 유기물을 증발 또는 열분해 하고, 증발하는 상기 수분, 상기 유기물 또는 상기 유기물의 열분해 생성물을, 상기 기밀영역과 개폐 가능한 제1기밀문을 사이에 두고 접속되는 상기 수분, 상기 유기물 또는 상기 유기물의 열분해 생성물의 처리장치 측으로부터, 상기 제1기밀문을 열어서 상기 제1기밀문이 상기 기밀영역으로부터 차폐되도록 관을 삽입하여 상기 처리장치 측에 도입하고, 상기 수분과 상기 유기물의 증발 및 상기 유기물의 열분해 후에 상기 제1금속을 증발시키고, 증발하는 상기 제1금속을, 상기 기밀영역과 개폐 가능한 제2기밀문을 사이에 두고 인접하는 제2기밀실 측으로부터, 상기 제2기밀문을 열어서 상기 제2기밀문이 상기 기밀영역으로부터 차폐되도록 관을 삽입하여 상기 제2기밀실에 도입하고, 상기 관을 냉각하여 적어도 상기 제1금속을 응축시키는 것을 특징으로 하는 토양의 처리방법. 상기 토양으로부터, 상기 제1금속을 증발시킨 후에는 실질적으로 유기 할로겐화물 프리(free)인 냉각가스에 의하여 처리장치의 가열 잔사를 냉각하는 것이 바람직하다.
즉 본 발명의 처리방법은, 기밀영역에서 처리 대상물체의 가열, 감압 등을 할 때에 처리 대상물체에서의 증발물을 포함하는 가스상태 배출물을 기밀영역의 온도, 압력, 산소 농도 등의 여러 조건을 유지하면서 기밀영역으로부터 가스상태 배출물을 꺼내는 방법이다. 이 때문에 본 발명에서는 기밀영역의 개구부에 설치되어 기밀영역을 기밀로 밀봉하는 것이 가능한 문과, 기밀영역의 개구부에 삽입하거나 뺄 수 있는 관을 채택하고 있다. 전술한 바와 같이 본 발명에서는, 문을 열어서 기밀영역에서 가스상태 배출물을 처리장치에 도입하는 경우에는 개구부에 관을 삽입하고, 이 관에 의하여 열린 상태의 대피위치에 있는 문을 가스상태 배출물로부터 차폐한다. 이와 같은 구성을 채택함으로써 기밀문에 가스상태 배출물이 응축되거나 부착되는 것을 방지할 수 있다. 또한 기밀문의 씰부가 가스상태 배출물의 열에 의하여 손상되는 것을 방지할 수 있어 기밀문의 씰성을 유지할 수 있다.
다음에 본 발명을 적용할 수 있는 처리장치의 예에 대해서 설명한다. 관과 기밀문을 사용함으로써 처리 대상물체에서의 가스상태 배출물을 기밀영역으로부터 처리장치로 꺼내는 본 발명은 이하에서 설명하는 각종 처리장치에 적용할 수 있다.
본 발명은 수지와 금속을 구성재로서 구비하는 처리 대상물체를 처리하기 위해서 수지 등의 유기물을 처리하는 처리장치 수단과 금속을 기화시켜서 회수하는 처리장치를 구비하는 것이다.
본 발명의 처리장치는, 수지와 금속을 구성재로서 구비하는 처리 대상물체를 처리하는 처리장치에 있어서, 상기 처리 대상물체의 상기 수지가 선택적으로 열분해 되도록 온도와 압력을 조절하는 온도 조절수단 및 압력 조절수단을 구비하는 제1기밀영역과, 상기 제1기밀영역과 개폐 가능한 분리벽에 의하여 분리되어 상기 처리 대상물체 중의 금속을 선택적으로 기화시키도록 온도와 압력을 조절하는 온도 조절수단과 압력 조절수단을 구비하는 제2기밀영역과, 상기 제1기밀영역에 접속되어 상기 수지의 열분해에 의하여 발생하는 가스를 처리하는 제1처리장치와, 상기 제2기밀영역에 접속되어 상기 처리 대상물체로부터 기화되는 금속을 처리하는 제2처리장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
제1기밀영역은 처리 대상물체 내의 금속(수은을 제외한다)이 기화되지 않도록 수지 등의 유기물을 선택적으로 열분해 하는 것이다. 일반적으로 처리 대상물이 복잡한 경우에는 처리 중에 처리 대상물체가 부분적으로 산화되거나 환원되거나 또는 상평형(相平衡) 상태가 변화될 수 있지만 처리 대상물체의 구성 금속(단, 수은을 제외한다)이 처리 대상물체 내 또는 제1기밀영역에 기화되지 않고 남아 있으면 된다. 또한 처리 대상물체의 구성 금속이 실질적으로 산화되지 않도록 유지하면서 유기물을 분해하는 온도 조절수단과 압력 조절수단을 구비하여도 된다.
온도 조절수단으로서는 가열수단과 온도 측정수단을 사용하면 된다. 가열수단으로서는 각종 대류가열, 복사가열 등을 필요에 따라 선택 또는 조합하여 사용하면 된다. 예를 들면 시즈 히터(seeds heater), 방열관(放熱管 : radiant tube) 등의 저항가열을 사용하여도 된다. 가스, 중유나 경유 등을 연소시켜도 된다. 또한 유도가열(誘導加熱) 수단을 사용하여도 된다. 온도 측정수단으로서는 각종 온도센서를 사용하면 된다.
제1기밀영역에서는 처리 대상물체 중의 금속이 그다지 산화되거나 기화될 수 없는 온도, 압력조건으로 수지 등의 유기물은 선택적으로 분해되고, 기화(유화(油化)되고 나서 기화되는 것도 포함한다) 또는 탄화된다.
그리고 기화되는 수지의 분해, 생성가스는 제1처리장치에서 처리된다. 예를 들면 회수되지만 이 회수되는 수지의 분해, 생성물을 연소시켜서 가열수단으로서 사용하여도 된다. 전술한 바와 같이 일반적으로 처리 대상물이 복잡하고 또한 대량인 경우에는 처리 중에 처리 대상물체가 부분적으로 산화되거나 환원되거나 또는 상평형 상태가 변화될 수 있다. 예를 들면 처리 대상물체의 구성 금속이 수지의 분해, 생성물을 회수하는 제1처리장치에 혼입되는 경우에는 후공정에서 분리, 회수하면 된다.
압력 조절수단으로서는 배기 수단 또는 가압 수단과 압력 측정수단을 사용하면 된다. 배기 수단은, 예를 들면 로터리 펌프, 유확산 펌프, 부스터 펌프 등 각종 진공 펌프를 사용하면 된다. 가압 수단으로서는, 예를 들면 가스 저장실로부터 기체를 처리장치 내에 도입하여도 된다. 압력 측정수단은 부르동관(bourdon tube)이나 피라니 게이지(pirani gauge) 등을 측정하는 진공도 등에 따라 사용하면 된다.
또한 제1기밀영역에 인접하게 퍼지영역을 설치하여도 된다. 퍼지영역에는 배기 장치 또는 가압 처리장치 등의 압력 조절수단, 처리 대상물체의 예열 또는 냉각을 하기 위한 온도 조절수단을 설치하여도 된다. 또한 장치 내의 가스치환을 하기 위한 캐리어 가스 도입장치를 설치하여도 되고, 이 캐리어 가스 도입장치는 가압 처리장치와 겸하여도 된다. 처리 대상물체는 장치의 외부에서 퍼지영역을 지나서 제1기밀영역으로 도입된다.
퍼지영역을 설치함으로써 제1기밀영역으로 처리 대상물체를 도입할 때에 제1기밀영역은 장치의 외부로부터 격리된다. 또한 제1기밀영역 내를 항상 배기하여 감압 상태를 유지하기 때문에 진공 펌프의 부담이 경감된다.
마찬가지로 제2기밀영역에 인접하게 퍼지영역을 설치하여도 된다. 처리 대상물체는 제2기밀영역으로부터 퍼지영역을 지나서 장치의 외부로 꺼내진다.
제2기밀영역의 후단에 퍼지영역을 설치함으로써 처리 대상물체를 제2기밀영역에서 꺼낼 때에 제2기밀영역은 장치의 외부로부터 격리된다. 따라서 제2기밀영역 내를 항상 배기하여 감압 상태를 유지하기 때문에 진공 펌프의 부담이 경감된다. 또한 가열하는 처리 대상물체의 온도가 대기압 상태라도 처리 대상물체를 외부공기로부터 차단하여 산화되지 않는 온도로 냉각될 때까지 유지할 수도 있다.
즉 퍼지영역은 장치 보전의 관점에서도 처리대상물 보전의 관점에서도 장치의 외부와 제1 및 제2기밀영역과의 버퍼영역으로서 기능을 한다.
이 처리장치의 제1기밀영역과 제2기밀영역은 개폐 가능한 분리벽에 의하여 분리되어 있다. 이 분리벽은 각각 영역의 기밀성을 유지함과 동시에 각각 영역의 단열성을 유지하는 것이다. 예를 들면 기밀성을 유지하는 진공문과, 단열성을 유지하는 단열문을 조합하여 사용하여도 된다. 제1 및 제2기밀영역을 단열문-진공문-단열문이라는 분리벽으로 분리하면 각각 영역의 기밀성과 단열성이 유지된다. 이와 같이 진공문과, 이 진공문이 분리하는 영역 사이에 단열문을 설치함으로써 진공문에 큰 열적 부하가 걸리는 경우라도 진공문을 열적 부하로부터 보호할 수 있다. 이 경우에는 제1 및 제2기밀영역의 열로부터 진공문이 보호된다.
이와 같은 분리벽은 장치의 외부와 퍼지영역 사이, 퍼지영역과 제1기밀영역 사이, 제2기밀영역과 퍼지영역 사이에도 당연하게 설치되지만 각각 어떤 분리벽을 설치하는지는 필요에 따라 설계하여도 된다. 예를 들면 퍼지실의 열적 부하가 작은 경우에는 진공문을 설치하여도 된다.
처리 대상물체가 도입되는 제1기밀영역 내에는, 처리 대상물체 중의 금속의 상태는 유지되고, 수지는 분해되도록 온도, 압력조건이 조절된다. 이 온도, 압력조건은 미리 설정하여도 되고 온도나 압력의 측정값을 가열수단, 압력 조절수단 등에 피드백 하여 제어하여도 된다. 제2기밀영역에 대해서도 마찬가지이다.
또한 제1기밀영역 내를 감압하면 산소농도도 감소되어 가열에 의하여 처리 대상물체가 급격하게 산화되는 경우는 없다. 또한 가열에 의하여 수지로부터 대량의 분해, 생성가스가 발생하지만 일반적으로 수지는 분해되더라도 대개의 경우에 산소를 발생하지 않는다. 또한 수지의 분해, 생성물도 용이하게 기화된다.
한편 감압하면 기밀영역 내의 열전도율은 감소된다. 그러나 제1기밀영역 내가 비산화 분위기이면 대기압 상태 또는 가압 상태라도 처리 대상물체가 실질적으로 산화되지 않는다. 따라서 제1기밀영역 내가 비산화 분위기이면 가압이 가능하여 장치 내의 열전도율이 향상된다.
제1처리장치는 처리 대상물체를 구성하는 유기물의 분해, 생성가스를 포함하는 가스상태 배출물을 처리하는 것이다. 여기에서 수지는 합성 수지 또는 천연수지라도 되고 또한 이들의 혼합물이라도 된다.
이 제1처리장치로서는 가스를 응축시켜 유화(油化) 하는 유화장치를 사용하여도 된다. 또한 수지의 분해, 생성 가스 중에 할로겐, 유기 할로겐화물 등의 가스가 포함되는 경우에는, 예를 들면 촉매 등을 사용하여 분해하여도 된다.
전술한 바와 같이 제1처리장치에서 회수하는 중유나 경유 등을 제1 또는 제2기밀영역의 가열에 사용하여도 된다.
또한 제1처리장치는 복수 장치로 구비하여도 되고, 다단으로 접속하여도 된다.
제1기밀영역에서 처리 대상물체의 수지 성분은 대부분 분해되고, 분해, 생성가스는 회수 또는 무해화 된다. 따라서 처리 대상물체 중의 금속은 기화되지 않고서 처리 대상물체 중에 존재하고 있다. 한편 처리 대상물체의 수지의 대부분은 탄화물로서 존재하고 있다. 그리고 이 상태에서 처리 대상물체를 제1기밀영역에서 제2기밀영역으로 이송한다.
본 발명의 처리장치에서는 제1기밀용기 내에서 가열되는 처리 대상물체는 냉각되지 않고 제2기밀영역으로 도입된다. 따라서 제2기밀영역에서의 투입에너지는 대폭 절약되어 가열시간이 단축된다.
처리 대상물체가 도입되는 제2기밀영역 내에는 처리 대상물체 중의 금속이 기화되도록 온도, 압력조건이 조절된다. 제2기밀영역 내를 감압하면 처리 대상물체 중의 금속은 상압 상태보다도 낮은 온도에서 증발한다. 또한 산소농도도 감소되어 제2기밀영역 내에는 비산화 분위기로 되므로 기화되는 금속의 금속상태는 유지된다.
예를 들면 Zn의 760Torr에 있어서 비등점은 1203°K이지만 1Torr에서의 비등점은 743°K, 10-4Torr에서의 비등점은 533°K이다.
또한 예를 들면 Pb의 760Torr(1atm)에 있어서의 비등점은 2017°K이지만 10-1Torr에서의 비등점은 1100°K, 10-3Torr에서의 비등점은 900°K이다.
이와 같이 제2기밀영역 내에서 금속은 온도, 압력조건에 따라 선택적으로 기화된다.
또한 제2기밀영역으로 도입될 때에 처리 대상물체의 수지의 대부분은 탄화물로 되어있으므로 처리 대상물체로부터 금속을 기화시키더라도 분해, 생성가스는 거의 발생하지 않는다. 따라서 기화되는 금속은 금속상태 그대로 높은 순도로 회수되며 또한 진공 펌프의 부하도 경감된다.
제2회수 수단은 이와 같이 제2기밀영역에서 기화되는 금속을 회수하는 것이다.
예를 들면 제2기밀영역에 배기 장치를 구비하는 회수 챔버를 접속하고, 이 챔버 내에서 기화되는 금속을 융해점 이하로 냉각하고 응축시켜서 회수하여도 된다. 회수 챔버 내를, 예를 들면 향류구조(向流構造)나 나선구조로 하여도 된다. 또는 회수 챔버와 제2기밀영역 사이, 회수 챔버와 배기 장치 사이에 밸브나 개폐 가능한 분리벽을 설치하여도 된다. 기화되는 금속을 연속적으로 응축, 회수하는 경우에도 배치(batch) 처리로 응축, 회수하는 경우에도 회수 챔버 내의 기화되는 금속의 체류시간이 길게 되면 회수효율은 높아진다.
또한 제2기밀영역 내에 N2나 희 가스(rare gas, 稀가스)를 캐리어 가스로서 도입하여도 된다. 기화되는 금속은 캐리어 가스에 의하여 회수 챔버에 효율적으로 도입된다.
제2회수 수단은 복수의 장치로 구비하여도 된다. 복수의 제2회수 수단에서 같은 금속을 회수하여도 되고, 제2기밀영역 내의 온도와 압력을 단계적으로 조절하여 복수의 금속을 각각 선택적으로 기화시켜 복수 장치의 제2회수 수단을 바꾸어 가면서 회수하여도 된다.
또한 제2회수 수단은 다단으로 접속하여도 된다.
이와 같이 본 발명의 처리장치는 수지와 금속을 구성재로서 구비하는 처리 대상물체를 처리하는 것이다. 본 발명의 처리장치는, 처리 대상물체의 구성 수지를 분해하는 제1기밀영역을, 처리 대상물체의 구성 금속을 기화시키는 제2기밀영역의 전단에 구비함으로써 수지와 금속을 구성재로서 구비하는 처리 대상물체의 처리를 가능하게 하는 것이다. 기밀영역 내에서 대량으로 발생하는 처리 대상물체의 수지의 분해, 생성가스는, 제1기밀영역에 접속하는 제1처리장치에서 크래킹, 촉매 반응, 냉각, 중화, 흡착 등의 처리가 실시된다. 따라서 제2기밀영역에서 금속이 기화될 수 있게 충분한 가열과 감압을 할 수 있다.
또한 제1기밀영역 내에서는 처리 대상물체의 금속이 그다지 산화되거나 기화되지 않는 조건으로 수지를 선택적으로 열분해 하므로 금속은 금속상태로 처리 대상물체로부터 분리, 회수된다.
또한 본 발명의 처리장치는 제1기밀영역의 산소농도를 조절하는 산소농도 조절수단을 더 구비하여도 된다. 예를 들면 제1기밀영역 내의 산소농도를 검출하고, 검출하는 산소농도에 따라 제1기밀영역 내의 온도, 압력, 캐리어 가스의 유량을 조절하여도 된다.
산소농도 조절수단을 구비함으로써 선택적으로 처리 대상물체의 구성 수지를 더 열분해 할 수 있다. 또한 제1기밀영역에서는 금속이 실질적으로 산화되지 않도록 유지하면서 수지를 선택적으로 열분해 하는 온도 조절수단과 압력 조절수단과 산소농도 조절수단을 구비하여도 된다.
이 처리장치의 특징은 제1기밀영역에 산소농도 조절수단을 구비하는 것에 있다. 이 산소농도 조절수단에 의하여 제1기밀영역 내의 산소농도는 제1기밀영역 내의 전압력(全壓力)과는 독립적으로 조절할 수 있다.
제1기밀영역 내의 산소농도를 조절함으로써 제1기밀영역 내에서의 처리의 자유도(自由度)가 커지게 된다. 예를 들면 제1기밀영역 내의 열전도율을 감소시키지 않고서 처리 대상물체의 구성 금속의 상태를 유지할 수 있다. 또한 가압조건 상태에서 수지를 적극적으로 더 분해할 수 있다.
산소농도 조절수단은, 예를 들면 산소농도 측정수단인 산소 농도센서와 캐리어 가스 도입장치를 사용하여도 된다.
산소 농도센서는, 예를 들면 지르코니아(zirconia)(산화 지르코늄)를 채택하는 소위 지르코니아 센서를 사용하여도 되고 적외선 분광법(赤外線 分光法)으로, 예를 들면 CO와 CO2의 흡수를 측정하여도 된다. 또한 GC-MS를 사용하여도 되고 필요에 따라 선택하거나 또는 조합하여 사용하면 된다.
캐리어 가스로서는, 예를 들면 N2나 Ar 등의 희 가스를 사용하여도 된다. 또한 이 캐리어 가스에 의하여 제1기밀영역 내의 산소농도가 조절될 뿐만 아니라 수지의 분해, 생성가스는 효율적으로 제1회수 수단으로 도입된다. 또한 압력 조절수단을 겸하여도 된다. 또한 산소에 한하지 않고, 예를 들면 염소 등 할로겐의 농도를 검출하고, 검출되는 염소농도에 따라 제1기밀영역 내의 온도, 압력, 캐리어 가스의 유량을 조절하여도 된다. 이렇게 함으로써 다이옥신이 생성되거나 재합성되는 것을 억제할 수 있다.
또한 제2기밀영역은 복수로 구비하여도 된다. 즉 수지와 제1금속과 제2금속을 구성재로서 구비하는 처리 대상물체를 처리하는 처리장치에 있어서, 상기 수지를 선택적으로 열분해 하는 온도 조절수단과 압력 조절수단과 산소농도 조절수단을 구비하는 제1기밀영역과, 제1기밀영역과 개폐 가능한 분리벽에 의하여 분리되는 상기 처리 대상물체 중의 제1금속을 선택적으로 기화시키는 온도 조절수단과 압력 조절수단을 구비하는 제2기밀영역과, 제2기밀영역과 개폐 가능한 분리벽에 의하여 분리되는 처리 대상물체 중의 제2금속을 선택적으로 기화시키는 온도 조절수단과 압력 조절수단을 구비하는 제3기밀영역과, 제1기밀영역에 접속되는 수지가 분해되어 생성되는 가스를 회수하는 제1회수 수단과, 제2기밀영역에 접속되는 처리 대상물체로부터 기화되는 제1금속을 회수하는 제2회수 수단과, 제3기밀영역에 접속되는 처리 대상물체로부터 기화되는 제2금속을 회수하는 제3회수 수단을 구비하여도 된다.
이 처리장치의 형태의 특징은 제2기밀영역을 복수로 구비하는 것에 있다. 제2기밀영역을 복수로 구비함으로써 처리 대상물체 중에 포함되는 복수의 금속은 각각 선택적으로 기화되어 회수된다.
또한 본 발명의 처리장치는 수지와 금속을 구성재로서 구비하는 처리 대상물체를 처리하는 처리장치로서 상기 처리 대상물체를 유지하는 온도 조절수단과 압력 조절수단과 산소농도 조절수단을 구비하는 기밀용기와, 상기 기밀용기에 접속하여 설치되고, 상기 처리 대상물체의 상기 수지가 열분해 되도록 기밀용기 내의 온도와 산소농도를 조절할 때에 상기 수지의 열분해에 의하여 발생하는 가스를 회수하는 제1회수 수단과, 상기 기밀용기에 접속하여 설치되고, 상기 처리 대상물체 중의 제1금속이 선택적으로 기화되도록 상기 기밀용기 내의 온도와 압력을 조절할 때에 상기 처리 대상물체로부터 기화되는 금속을 회수하는 제2회수 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다. 기밀용기에 접속하여 설치되고, 처리 대상물체 중의 제2금속이 선택적으로 기화되도록 기밀용기 내의 온도와 압력을 조절할 때에 처리 대상물체로부터 기화되는 제2금속을 회수하는 제3회수 수단을 더 구비하여도 된다.
제1회수 수단은 처리 대상물체 중의 제1 및 제2금속이 실질적으로 산화하지 않도록 유지됨과 동시에 수지가 선택적으로 열분해 되도록 기밀용기 내의 온도와 산소농도를 조절할 때에 수지가 분해되어 생성되는 가스를 회수하여도 된다.
이 처리장치는 전술한 본 발명의 처리장치가 기밀용기 내의 온도, 압력, 산소농도 조건 등 조건이 다른 복수의 기밀영역을 구비하는 것에 대하여 1개의 기밀용기 내의 조건을 변화시키는 수단과 장치 내의 조건에 따른 복수의 회수 수단을 구비하는 처리장치이다.
기밀용기 내의 온도 조절수단, 즉 처리 대상물체의 온도 조절수단은 전술한 본 발명의 처리장치와 마찬가지로 가열수단과 온도 센서 등을 사용하여도 된다. 가열에 대해서도 대류, 복사 등 각종 가열수단을 필요에 따라 선택 또는 조합하여 사용하여도 된다.
압력 조절수단에 대해서도 전술한 본 발명의 처리장치와 마찬가지로 배기 수단, 가압 수단과 압력 측정수단을 사용하면 된다. 배기 수단은, 예를 들면 로터리 펌프, 유확산 펌프, 부스터 펌프 등 각종 진공 펌프를 사용하면 된다. 가압 수단으로서는, 예를 들면 가스 저장실로부터 기체를 장치 내에 도입하여도 된다. 압력 측정수단은 부르동관이나 피라니 게이지 등을 측정하는 진공도 등에 따라 사용하면 된다.
산소농도 조절수단에 대해서도 마찬가지로 산소 농도센서와 캐리어 가스 도입 처리장치를 사용하면 된다.
회수 수단에 대해서도 전술한 본 발명의 처리장치와 마찬가지로 구비하면 된다.
즉 제1회수 처리장치로서는, 예를 들면 수지의 분해, 생성가스를 응축, 회수하는 유화장치를 구비하여도 된다. 그리고 이 유화장치에서 얻은 기름(油)을 가열수단으로서 사용하여도 된다.
또한 제2, 제3회수 수단으로서는, 예를 들면 기밀영역에 배기 장치를 구비하는 회수 챔버를 접속하고, 이 챔버 내에서 기화되는 금속을 융해점 이하로 냉각하고 응축시켜서 회수하여도 된다. 회수 챔버 내를, 예를 들면 향류구조(向流構造)나 나선구조로 하여도 된다. 또는 회수 챔버와 제2기밀영역 사이, 회수 챔버와 배기 장치 사이에 밸브나 개폐 가능한 분리벽을 설치하여도 된다. 즉 처리 대상물체로부터 기화되는 금속이 회수 챔버 내에 도입되면 회수 챔버를 폐쇄하여 냉각하고, 금속을 응축시켜서 회수하여도 된다.
본 발명의 처리 시스템은, 납을 구성재로서 구비하는 처리 대상물체를 처리하는 처리 시스템으로서, 상기 처리 대상물체를 내부에 유지하는 기밀용기와, 상기 기밀용기 내의 온도를 조절하는 온도 조절수단과, 상기 기밀용기 내의 압력을 조절하는 압력 조절수단과, 상기 처리 대상물체 중의 납이 선택적으로 기화되도록 상기 온도 조절수단과 상기 압력 조절수단을 제어하는 제어 수단과, 상기 기밀용기에 접속되어, 상기 처리 대상물체로부터 기화되는 납을 회수하는 회수 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다. 회수 수단으로서는 전술한 관과 기밀문을 조합시킨 구성을 채택할 수 있다.
또한 납과 수지를 구성재로서 구비하는 처리 대상물체를 내부에 유지하는 기밀용기와, 기밀용기 내의 온도를 조절하는 온도 조절수단과, 기밀용기 내의 압력을 조절하는 압력 조절수단과, 기밀용기 내의 온도와 압력을 처리 대상물체 중의 납이 실질적으로 기화되지 않도록 유지함과 함께 수지가 선택적으로 열분해 하도록 하는 온도 조절수단과 압력 조절수단을 제어하는 제1제어 수단과, 기밀용기 내의 온도와 압력을 처리 대상물체 중의 납이 선택적으로 기화되도록 온도 조절수단과 압력 조절수단을 제어하는 제2제어 수단과, 기밀용기에 접속하는 수지가 분해되어 발생하는 가스를 회수하는 제1회수 수단과, 기밀용기에 접속하는 처리 대상물체로부터 기화되는 납을 회수하는 제2회수 수단을 구비하여도 된다.
본 발명의 처리 시스템은, 납과 수지를 구성재로서 구비하는 처리 대상물체를 처리하는 처리 시스템으로서, 상기 처리 대상물체를 내부에 유지하는 기밀용기와, 상기 기밀용기 내의 온도를 조절하는 온도 조절수단과, 상기 기밀용기 내의 압력을 조절하는 압력 조절수단과, 상기 기밀용기 내의 산소농도를 조절하는 산소농도 조절수단과, 상기 수지가 선택적으로 열분해 되도록 하는 상기 온도 조절수단과 상기 산소농도 조절수단을 제어하는 제1제어 수단과, 상기 용기 내의 온도와 압력을 상기 처리 대상물체 중의 납이 선택적으로 기화되도록 상기 온도 조절수단과 상기 압력 조절수단을 제어하는 제2제어 수단과, 상기 기밀용기에 접속되어, 상기 수지의 열분해에 의하여 발생하는 가스를 회수하는 제1회수 수단과, 상기 기밀용기에 접속되어 상기 처리 대상물체로부터 기화되는 납을 회수하는 제2회수 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
제1제어 수단은, 기밀용기 내의 온도와 산소농도를 처리 대상물체 중의 납이 실질적으로 산화되지 않도록 유지함과 함께 수지가 선택적으로 열분해 되도록 하는 온도 조절수단과 산소농도 조절수단을 제어하여도 된다.
본 발명의 처리방법은, 기밀용기 내에 납을 구성재로서 구비하는 처리 대상물체를 도입하여 이 기밀용기를 밀폐하는 공정과, 상기 처리 대상물체 중의 납이 선택적으로 기화되도록 상기 기밀용기 내의 온도와 압력을 조절하는 공정과, 상기 처리 대상물체로부터 기화되는 납을 회수하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한 납과 수지를 구성재로서 구비하는 처리 대상물체를 도입하여 이 기밀용기를 밀폐하는 공정과, 처리 대상물체 중 수지가 선택적으로 열분해 하도록 기밀용기 내의 온도와 압력을 조절하는 제1제어 공정과, 처리 대상물체 중의 납이 선택적으로 기화되도록 기밀용기 내의 온도와 압력을 조절하는 제2제어 공정과, 수지가 열분해 되어 발생하는 가스를 회수하는 제1회수 공정과, 처리 대상물체로부터 기화되는 납을 회수하는 제2회수 공정을 구비하여도 된다.
또한 본 발명의 처리방법은, 납과 수지를 구성재로서 구비하는 처리 대상물체를 도입하여 이 기밀용기를 밀폐하는 공정과, 상기 수지가 선택적으로 열분해 되도록 상기 기밀용기 내의 온도와 산소농도를 조절하는 제1제어 공정과, 상기 처리 대상물체 중의 납이 선택적으로 기화되도록 상기 기밀용기 내의 온도와 압력을 조절하는 제2제어 공정과, 상기 수지가 열분해 되어 발생하는 가스를 회수하는 제1회수 공정과, 상기 처리 대상물체로부터 기화되는 납을 회수하는 제2회수 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한 제1제어 공정은, 처리 대상물체 중의 납이 실질적으로 산화되지 않도록 유지함과 동시에 수지가 선택적으로 열분해 되도록 기밀용기 내의 온도와 산소농도를 조절하여도 된다.
이들 본 발명의 처리 시스템 및 처리방법은 납을 포함하는 처리 대상물체로부터 납을 분리, 회수할 수 있다.
제1제어 공정은, 예를 들면 기밀용기 내의 산소농도를 10vol% 이하 정도로 조절하여도 된다. 산소농도를 조절함으로써 납의 산화가 방지된다.
또한 제1제어 공정은, 예를 들면 기밀용기 내의 온도를 323∼1073。K의 범위로 조절하여도 된다.
또한 제1제어 공정은, 예를 들면 기밀용기 내의 압력을 760∼10Torr 정도로 조절하여도 된다. 압력을 조절함으로써 더 낮은 온도에서 납이 기화된다.
제2제어 공정은, 예를 들면 기밀용기 내의 압력을 7.6×102∼7.6×103Torr 정도로 조절하여도 된다. 가압하여 수지를 선택적으로 열분해 함으로써 수지의 열분해가 촉진된다.
또한 제2제어 공정은, 예를 들면 기밀용기 내의 온도를 713∼2273°K의 범위로 조절하여도 된다.
이 처리 시스템 및 방법의 기본적 특징은, 처리 대상물체를 기밀용기 내에 도입하고 기밀용기 내의 온도, 압력, 산소농도를 조절하여 처리 대상물체 중의 납을 선택적으로 기화시켜서 처리 대상물체로부터 분리, 회수하는 것에 있다. 또한 납 이외의 금속에 대해서도 이 금속이 선택적으로 기화될 수 있는 소정의 온도, 압력 조건으로 기밀용기 내를 제어하여 처리 대상물체로부터 분리, 회수하여도 된다.
또한 처리 대상물체가 납과 수지를 포함하는 경우에는 우선, 납이 기화되거나 산화될 수 없는 조건에서 처리 대상물체를 가열함으로써 수지 부분을 선택적으로 열분해(가스화, 유화, 탄화물화)하고, 계속하여 납을 선택적으로 기화시켜서 기화되는 납을 금속상태로 회수하는 것이다. 여기에서 수지는 합성수지 또는 천연수지라도 되고 또한 이들의 혼합물이라도 된다. 일반적으로 열가소성 수지는 가열에 의하여 많은 부분을 기화, 유화시켜서 회수할 수 있지만 열경화성 수지는 탄화, 기화되는 부분이 많다. 어떻든 간에 처리 대상물체의 구성 수지를 선택적으로 열분해 함으로써 납을 적극적으로 회수할 수 있다.
처리 시스템의 장치부분에는, 예를 들면 전술한 바와 같은 본 발명의 처리장치를 사용하여도 된다. 즉 예를 들면 하나의 기밀용기 내의 온도, 압력, 산소농도 등의 조건을 단계적으로 조절하여 수지의 선택적인 열분해와 납의 기화를 하여도 된다. 또한 온도, 압력, 산소농도 등의 조건이 다른 복수의 기밀영역을 설치하고, 각 기밀영역 사이를 분리하는 분리벽을 개폐하여 처리 대상물체를 순차적으로 이송함으로써 수지의 선택적인 열분해와 납의 기화를 하여도 된다.
온도 조절수단으로서는 가열수단과 온도 측정수단을 사용하면 된다. 가열수단으로서는, 예를 들면 시즈 히터 등의 저항가열을 사용하여도 되고, 중유나 경유 등의 기름을 연소시켜도 된다. 또한 유도가열(誘導加熱)을 사용하여도 된다. 온도 측정수단으로서는 각종 온도계를 사용하면 된다.
기밀용기 내의 온도, 압력, 산소농도를 제어함으로써 처리 대상물체 중의 납이 산화되거나 기화될 수 없는 온도, 압력조건에서 수지는 선택적으로 열분해 되고, 기화(유화되고 나서 기화되는 것도 포함한다) 또는 탄화된다. 그리고 기화되는 수지의 열분해, 생성가스는 제1회수 수단에서 회수되지만 이 회수되는 수지의 분해, 생성물을 연소시켜서 가열수단으로서 사용하여도 된다.
압력 조절수단으로서는 배기 수단 또는 가압 수단과 압력 측정수단을 사용하면 된다. 배기 수단은, 예를 들면 로터리 펌프, 유확산 펌프, 부스터 펌프 등 각종 진공 펌프를 진공도, 배기 용량 등 필요에 따라 구비하면 된다. 가압 수단으로서는, 예를 들면 가스 저장실로부터 기체를 장치 내에 도입하여도 된다.
또한 기밀용기 내에 캐리어 가스를 도입하여도 된다. 그리고 이 캐리어 가스를, 예를 들면 배기 장치의 밸브나 도입되는 유량을 조절하여 가압 수단으로서 사용하여도 된다.
압력 측정수단은 부르동관이나 피라니 게이지 등을 측정하는 진공도 등에 따라 사용하면 된다.
본 발명의 처리 시스템에 있어서도 온도 조절수단과 압력 조절수단에 부가하여 기밀용기 내의 산소농도를 조절하는 산소농도 조절수단을 구비하여도 된다.
이 산소농도 조절수단을 구비함으로써 기밀용기 내의 산소농도는 전압력과는 독립적으로 조절된다. 기밀용기 내의 산소농도를 조절함으로써 기밀용기 내에서 처리의 자유도가 커지게 된다. 예를 들면 기밀용기 내의 열전도율을 감소시키지 않고 수지를 선택적으로 열분해 할 수 있다. 또한 처리 대상물체의 구성 금속의 산화, 기화를 억제할 수도 있다. 특히 처리 대상물체가 구성재로서 수지를 포함하는 경우에 기밀용기 내의 산소농도를 조절함으로써 납의 상태를 실질적으로 유지한 채 그대로 수지의 선택적인 열분해를 효과적으로 더 할 수 있다. 예를 들면 기밀용기 내를 비산화 분위기로 1∼10기압 정도로 가압하여 수지의 선택적인 열분해를 적극적으로 더 할 수 있다.
산소농도 조절수단은, 예를 들면 산소농도 측정수단인 산소 농도센서와 캐리어 가스 도입장치를 사용하여도 된다.
산소 농도센서는, 예를 들면 지르코니아(산화지르코늄)를 채택하는 소위 지르코니아 센서를 사용하여도 되고 적외선 분광법으로 예를 들면 CO와 CO2의 흡수를 측정하여도 된다. 또한 GC-MS를 사용하여도 되고 필요에 따라 선택하여 또는 조합하여 사용하면 된다.
그리고 본 발명의 처리 시스템은 이와 같은 온도 조절수단, 압력 조절수단 또는 산소농도 조절수단을 제어하는 제어 수단을 구비하고 있다. 이 제어 수단은 기밀용기 내의 온도, 압력 또는 산소농도를 수지가 선택적으로 열분해 되도록 또한 처리 대상물체 중의 납이 선택적으로 기화되도록 제어하는 것이다. 이 제어 수단은 기밀용기 내의 상태를, 전술한 온도센서, 압력센서, 산소 농도센서 등에 의하여 측정하고, 이 측정값을 가열수단, 배기 장치, 가압 장치, 캐리어 가스 도입장치 등에 피드백 하여 기밀용기 내의 상태를 최적화 하여도 된다.
그리고, 이와 같은 제어는 기밀용기 내의 상태 파라미터(parameter)에 따라 작업자가 가열수단, 배기 장치, 가압 장치, 캐리어 가스 도입장치를 조작하여도 된다
또한 측정하는 기밀용기 내의 상태 파라미터를 입력으로 하여 가열수단, 배기 장치, 가압 장치, 캐리어 가스 도입장치 등을 기밀용기 내의 조건이 최적화 되도록 조작하는 신호를 출력으로 할 수 있는 제어장치를 구비하여도 된다. 이 제어회로는 프로그램으로서 제어장치의 기억수단 내에 탑재하여도 된다.
본 발명의 처리방법에 있어서의 제1공정은 처리 대상물체를 가열하여 수지를 선택적으로 열분해 하는 공정이다.
플라스틱 등의 수지는 323°K(50℃)정도로부터 용융 등이 시작되어 453∼873°K(180∼600℃)정도에서 열분해 하여 주로 C1∼C16의 탄화수소계 가스를 배출한다. 이들 수지의 선택적인 열분해에 의하여 발생하는 분해, 생성가스는, 예를 들면 배기가스 처리장치 등으로 응축시키는 등 유가인 기름으로 회수할 수 있다.
이 수지의 선택적인 열분해는 용기 내의 산소농도를 조절하는 상태에서 하는 것이 바람직하다. 산소농도는 기밀용기 내의 전압력에 의하여 조절하여도 되고, N2, Ar 등의 캐리어 가스를 도입하여 조절하여도 된다.
기밀용기 내의 산소농도를 조절함으로써 납의 산화를 방지할 수 있다. 또한 산소농도를 전압력과는 별도로 조절함으로써 기밀용기 내의 열전도율을 감소시키지 않고 납의 산화를 방지할 수 있어 수지의 분해효율, 분해, 생성가스의 회수효율이 향상된다. 경우에 따라서는 N2, Ar 등의 캐리어 가스를 도입하여 기밀용기 내를 가압함으로써 수지를 선택적으로 열분해 하여도 된다.
처리 대상물체 중의 수지는 완전하게 열분해 할 필요는 없고 납의 분리와 회수에 악영향을 미치지 않는 정도로 분해하면 된다.
납(금속)이 760mmHg의 증기압력을 나타내는 것은 2017°K이지만 산화 납에서는 더 낮은 1745°K에서 760mmHg의 증기압력을 나타낸다. 따라서 기밀용기 내의 산소농도를 조절함으로써 금속 납이 산화 납으로 산화되는 것을 억제하여 납의 비산을 방지함으로써 후공정에서 납을 적극적으로 더 회수할 수 있다.
이와 같이 처리 대상물체 중의 수지를 선택적으로 열분해 하면 기밀용기 내의 온도와 압력을 납이 선택적으로 기화하도록 제어하여 납을 처리 대상물체 중으로부터 분리, 회수한다.
처리 대상물체 중에 납 이외의 금속 등이 포함되어 있는 경우에는 증기압력의 차이에 의하여 납을 선택적으로 기화시킨다.
납이 기화되는 온도는 기밀용기 내의 압력에 의하여 변화된다. 대기압 상태에서는, 예를 들면 1673°K로 가열하는 경우에 납의 증기압력은 84mmHg인데 대하여 철(鐵), 동(銅), 주석의 증기압력은 1mmHg에도 미치지 못한다.
따라서 처리 대상물체를 1673°K 정도로 가열함으로써 처리 대상물체로부터 대부분의 납 증기만을 선택적으로 발생시킬 수 있다.
또한 대기압 상태에서는, 예를 들면 2013°K로 가열하는 경우에 납의 증기압력은 760mmHg인 데 대하여 주석의 증기압력은 15mmHg, 동의 증기압력은 3mmHg에도 미치지 못한다. 따라서 처리 대상물체를 1673°K 정도로 가열함으로써 처리 대상물체에서 대부분의 납 증기만을 선택적으로 발생시킬 수 있다.
또한 기밀용기 내를 감압함으로써 더 낮은 온도로 처리 대상물체 중의 납을 기화시킬 수 있다.
기밀용기 내의 압력을 10-1Torr로 조절하면, 거의 1100°K 정도로 가열함으로써 처리 대상물체로부터 대부분의 납 증기 만을 선택적으로 발생시킬 수 있다.
또한 기밀용기 내의 압력을 10-3Torr로 조절하면, 거의 900°K 정도로 가열함으로써 처리 대상물체로부터 대부분의 납 증기만을 선택적으로 발생시킬 수 있다.
또한 기밀용기 내의 압력을 10-4Torr로 조절하면, 거의 700°K 정도로 가열함으로써 처리 대상물체로부터 대부분의 납 증기만을 선택적으로 발생시킬 수 있다.
이와 같이 선택적으로 발생시키는 납 증기는, 예를 들면 납의 융해점 이하로 냉각하는 회수장치 등에서 금속 납으로 회수된다.
이와 같이 증기 납을 응축, 결정화 하여 회수하는 경우에는 장치 내에서의 증기 납의 체류시간을 길게 설정함으로써 납의 회수율은 높아진다. 예를 들면 회수장치의 구조는 향류구조 또는 나선구조로 하여도 된다.
또한 기밀용기 내에서 회수장치로 N2나 Ar 등의 희 가스를 캐리어 가스로서 흘림으로써 납 증기를 선택적으로 더 회수할 수 있다.
수지를 선택적으로 열분해 하는 공정과 납을 선택적으로 기화시키는 공정을 연속적으로 함으로써 후공정의 투입에너지를 크게 억제할 수 있다.
즉 기체의 열전도율은 압력의 감소에 따라 감소하므로 납을 기화시키는 공정에서 기밀용기 내를 감압할 정도의 큰 에너지를 투입해야 한다. 그러나 본 발명의 처리 시스템, 처리 방법에서는 수지의 열분해 공정이 납을 기화시키는 공정의 예비 가열단계와 함께 있어서 납을 기화시키는 공정에서 투입하는 에너지를 크게 절약할 수 있다.
또한 처리 대상물체 중의 수분이나 기름 성분은 수지의 열분해 공정에서 처리 대상물체로부터 제거되기 때문에 납을 기화시키는 공정에 악영향을 끼치지 않는다.
또한 본 발명의 처리 시스템은, 금속으로 접합되는 제1물체와 제2물체를 구비하는 처리 대상물체를 처리하는 처리 시스템으로서, 상기 처리 대상물체를 내부에 유지하는 기밀용기와, 상기 기밀용기 내의 온도를 조절하는 온도 조절수단과, 상기 기밀용기 내의 압력을 조절하는 압력 조절수단과, 상기 제1물체와 제2물체를 접합하는 상기 금속이 기화되도록, 상기 온도 조절수단과 상기 압력 조절수단을 제어하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한 제1금속과 제2금속을 구비하는 합금으로 접합되는 제1물체와 제2물체를 내부에 유지하는 기밀용기와, 기밀용기 내의 온도를 조절하는 온도 조절수단과, 기밀용기 내의 압력을 조절하는 압력 조절수단과, 기밀용기 내의 온도와 압력을 합금이 기화되도록 온도 조절수단과 압력 조절수단을 제어하는 제어 수단을 구비하여도 된다.
또한 제1금속과 제2금속으로 이루어지는 합금으로 접합되는 수지를 구성재로서 구비하는 제1물체와 제2물체를 내부에 유지하는 기밀용기와, 기밀용기 내의 온도를 조절하는 온도 조절수단과, 기밀용기 내의 압력을 조절하는 압력 조절수단과, 수지가 선택적으로 열분해 되도록 온도 조절수단을 제어하는 제1제어 수단과, 기밀용기 내의 온도와 압력을 합금의 제1금속이 선택적으로 기화되도록 온도 조절수단과 압력 조절수단을 제어하는 제2제어 수단과, 기밀용기 내의 온도와 압력을 합금의 제2금속이 기화되도록 온도 조절수단과 압력 조절수단을 제어하는 제3제어 수단과, 수지가 선택적으로 열분해 되어 발생하는 가스를 회수하는 제1회수 수단과, 합금으로부터 기화되는 제1금속을 회수하는 제2회수 수단을 구비하여도 된다. 또한 제1, 제2금속의 산화 상태를 실질적으로 유지하면서 수지를 선택적으로 열분해 하여도 된다.
또한 제1금속과 제2금속으로 이루어지는 합금으로 접합되는 수지를 구성재로서 구비하는 제1물체와 제2물체를 내부에 유지하는 기밀용기와, 기밀용기 내의 온도를 조절하는 온도 조절수단과, 기밀용기 내의 압력을 조절하는 압력 조절수단과, 기밀용기 내의 온도와 압력을 수지가 선택적으로 열분해 되도록 온도 조절수단을 제어하는 제1제어 수단과, 상기 기밀용기 내의 온도와 압력을 합금의 제1금속이 선택적으로 기화되도록 온도 조절수단과 압력 조절수단을 제어하는 제2제어 수단과, 기밀용기 내의 온도와 압력을 합금의 제2금속이 기화되도록 온도 조절수단과 압력 조절수단을 제어하는 제3제어 수단과, 수지가 선택적으로 열분해 되어 발생하는 가스를 회수하는 제1회수 수단과, 합금으로부터 기화되는 제1금속을 회수하는 제2회수 수단을 구비하여도 된다. 또한 제1, 제2금속의 산화 상태를 실질적으로 유지하면서 수지를 선택적으로 열분해 하여도 된다.
또한 본 발명의 처리 시스템은, 제1금속과 제2금속을 구비하는 합금으로 접합되는 수지를 구성재로서 구비하는 제1물체와 제2물체를 구비하는 처리 대상물체를 처리하는 처리 시스템으로서, 내부에 상기 처리 대상물체를 유지하는 기밀용기와, 상기 기밀용기 내의 온도를 조절하는 온도 조절수단과, 상기 기밀용기 내의 압력을 조절하는 압력 조절수단과, 상기 기밀용기 내의 산소농도를 조절하는 산소농도 조절수단과, 상기 수지가 선택적으로 열분해 되도록 상기 온도 조절수단과 상기 산소농도 조절수단을 제어하는 제1제어 수단과, 상기 합금의 제1금속이 선택적으로 기화되도록 상기 온도 조절수단과 상기 압력 조절수단을 제어하는 제2제어 수단과, 상기 합금의 제2금속이 기화되도록 상기 온도 조절수단과 상기 압력 조절수단을 제어하는 제3제어 수단과, 상기 수지가 열분해 되어 발생하는 가스를 회수하는 제1회수 수단과, 상기 합금으로부터 기화되는 제1금속을 회수하는 제2회수 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한 제1제어 수단은, 기밀용기 내의 온도와 산소농도를 합금의 제1금속 상태가 실질적으로 산화되지 않도록 유지함과 동시에 수지가 선택적으로 열분해 되도록 온도 조절수단과 산소농도 조절수단을 제어하여도 된다.
예를 들면 Zn, Cd, Hg, Ga, In, Tl, Sn, Pb, Sb, Bi, Ag 또는 In 중 적어도 하나의 원소를 제1금속으로서 처리 대상물체로부터 분리 또는 회수하여도 된다.
또한 기밀용기 내의 온도, 압력, 산소농도를 조절함으로써 이 이외의 금속에 대해서도 금속상태 그대로 분리, 회수할 수 있다(도30참조). 이는 특별하게 설명하지 않는 경우에도 본 발명의 모든 부분에 대하여 마찬가지이다.
또한 본 발명의 처리방법은, 금속으로 접합되는 제1물체와 제2물체를 구비하는 처리 대상물체를 처리하는 처리방법으로서, 상기 처리 대상물체를 기밀용기 내에 도입하여 이 기밀용기를 밀폐하는 공정과, 상기 금속이 기화되도록 상기 기밀용기 내의 온도와 압력을 조절하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한 기밀용기 내에 제1금속과 제2금속을 구비하는 합금으로 접합되는 제1물체와 제2물체를 도입하여 이 기밀용기를 밀폐하는 공정과, 상기 합금이 기화되도록 기밀용기 내의 온도와 압력을 조절하는 공정을 구비하여도 된다.
또한 기밀용기 내에, 제1금속과 제2금속을 구비하는 합금으로 접합되는 수지를 구성재로서 구비하는 제1물체와 제2물체를 구비하는 처리 대상물체를 도입하여 이 기밀용기를 밀폐하는 공정과, 수지가 선택적으로 열분해 하도록 기밀용기 내의 온도와 압력을 조절하는 제1공정과, 합금 중의 제1금속이 선택적으로 기화되도록 기밀용기 내의 온도와 압력을 조절하는 제2공정과, 합금 중의 제2금속이 기화되도록 기밀용기 내의 온도와 압력을 조절하는 제3공정과, 수지가 분해되어 발생하는 가스를 회수하는 제1회수 공정과, 합금으로부터 기화되는 제1금속을 회수하는 제2회수 공정을 구비하여도 된다.
또한 제1공정에서는, 상기 합금 중의 제1금속의 상태를 실질적으로 유지함과 동시에 수지가 선택적으로 열분해 되도록 기밀용기 내의 온도와 압력을 조절하여도 된다.
또한 본 발명의 처리방법은, 제1금속과 제2금속을 구비하는 합금으로 접합되는 수지를 구성재로서 구비하는 제1물체와 제2물체를 구비하는 처리 대상물체를 처리하는 처리방법으로서, 기밀용기 내에 상기 처리 대상물체를 도입하여 이 기밀용기를 밀폐하는 공정과, 상기 수지가 선택적으로 열분해 되도록 상기 기밀용기 내의 온도와 산소농도를 조절하는 제1제어 공정과, 상기 합금 중의 제1금속이 선택적으로 기화되도록 상기 기밀용기 내의 온도와 압력을 조절하는 제2제어 공정과, 상기 합금의 제2금속이 기화되도록 상기 기밀용기 내의 온도와 압력을 조절하는 제3제어 공정과, 상기 수지의 열분해에 의하여 발생하는 가스를 회수하는 제1회수 공정과, 상기 합금으로부터 기화되는 제1금속을 회수하는 제2회수 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한 제1제어 공정은, 합금의 제1 및 제2금속이 실질적으로 산화되지 않도록 유지함과 동시에 수지가 선택적으로 열분해 되도록 기밀용기 내의 온도와 산소농도를 조절하여도 된다.
또한 기밀용기 내에, 수지를 구성재로서 구비하는 회로기판과, 이 회로기판과 제1금속과 제2금속을 구비하는 합금으로 접합되는 전자부품으로 이루어지는 설치기판을 도입하여 이 기밀용기를 밀폐하는 공정과, 수지가 선택적으로 열분해 되도록 기밀용기 내의 온도와 산소농도를 조절하는 제1제어 공정과, 합금 중의 제1금속이 선택적으로 기화되도록 기밀용기 내의 온도와 압력을 조절하는 제2제어 공정과, 합금 중의 제2금속이 기화되도록 기밀용기 내의 온도와 압력을 조절하는 제3제어 공정과, 수지가 선택적으로 열분해 되어 발생하는 가스를 회수하는 제1회수 공정과, 합금으로부터 기화되는 제1금속을 회수하는 제2회수 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다. 제1제어 공정은, 합금의 제1 및 제2금속 상태를 실질적으로 유지함과 동시에 수지가 선택적으로 열분해 되도록 기밀용기 내의 온도와 산소농도를 조절하여도 된다.
이와 같은 본 발명의 처리 시스템은, 금속 또는 합금으로 접합되는 처리 대상물체의 접합을 해체할 수 있다. 또한 본 발명의 처리방법은, 금속 또는 합금으로 접합되는 처리 대상물체의 접합을 해체할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 처리 시스템, 처리 방법의 기본적인 사고방식은, 기밀용기 내에 처리 대상물체를 도입하여 기밀용기 내의 온도, 압력, 산소농도 등을 조절하여 접합하고 있는 금속 또는 합금을 기화시킴으로써 접합을 해제하는 것이다. 기화되는 금속은 응축시키는 등 회수하면 된다.
처리 대상물체가 수지를 구성재로서 구비하는 경우에는 수지 부분을 선택적으로 우선 열분해 하여 기화, 유화, 탄화한다. 이 수지의 선택적인 열분해는 기밀용기 내의 온도, 압력 또는 산소농도를 금속이 그다지 산화되거나 기화될 수 없는 조건으로 조절하여도 된다. 즉 처리 대상물체의 구성 금속의 산화 상태, 상평형 상태를 가능한 한 유지하면서 수지를 열분해 하여도 된다.
계속하여 기밀용기 내의 온도, 압력을 조절하여 처리 대상물체 중의 접합금속을 선택적으로 기화시킨다. 복수의 금속(원소)이 처리 대상물체 중에 포함되는 경우에는 각각 금속에 따라 기밀용기 내의 온도, 압력을 조절하여 금속마다 선택적으로 기화시키면 된다.
처리 시스템의 처리장치 부분은 전술한 본 발명의 처리장치를 사용하여도 된다. 즉 예를 들면 하나의 기밀용기 내의 온도, 압력, 산소농도 등의 조건을 단계적으로 조절하여 수지의 선택적인 열분해와, 납을 기화시켜도 된다. 또한 온도, 압력, 산소농도 등의 조건이 다른 복수의 기밀영역을 설치하고, 각 기밀영역 사이를 분리하는 분리벽을 개폐하여 처리 대상물체를 순차적으로 이송함으로써 수지의 선택적인 열분해와 납을 기화시켜도 된다.
또한 온도 조절수단, 압력 조절수단, 산소농도 조절수단, 제어 수단, 수지의 회수 수단, 금속의 회수 수단 등도 전술한 바와 마찬가지이다.
본 발명의 처리 시스템, 처리 방법의 처리 대상물체로서는, 예를 들면 프린트 기판과 각종 전자부품이 Pb-Sn 등의 땜납 등으로 접합되는 설치기판, 이와 같은 설치기판을 구비하는 전자 기기 등을 한가지 예로서 들 수 있다.
설치기판 이외에도 금속 또는 합금으로 접합되는 처리 대상물체이면 그 접합을 해체할 수 있다.
예를 들면 본 발명의 처리장치에 설치기판을 도입하고, 산소농도를 조절하여 수지가 그다지 산화되지 않는 온도(예를 들면 473°K 정도)까지 가열하고, 계속하여 기밀용기 내를 감압하고 산소농도를 조절하여 납이 더 산화, 기화될 수 없는 온도까지 가열(예를 들면 10-3Torr에서는 523∼773°K 정도)하여 설치기판의 구성 수지를 열분해 하고 또한 납의 비등점(예를 들면 10-3Torr에서는 거의 900°K)이상으로 가열하여 납을 기화시켜서 마찬가지로 주석을 기화시키고, 설치기판을 전자부품과 회로기판(전자부품을 탑재하는 기판을 여기에서는 회로기판이라고 부른다)과 분리하여 회수하여도 된다.
납 등의 금속이 수지를 선택적으로 열분해 할 때에 기화되더라도 회수장치에 금속의 분리수단을 설치하면 된다. 이는 본 발명의 전체에 대해서 공통이다.
또한 예를 들면 본 발명의 처리장치에 설치기판을 도입하고, 산소농도를 조절하여 수지가 그다지 산화되지 않는 온도(예를 들면 473°K 정도)까지 가열하고, 계속하여 기밀용기 내를 감압하고 산소농도를 조절하여 납이 실질적으로 더 산화, 기화될 수 없는 온도까지 가열(예를 들면 10-3Torr에서는 523∼773°K 정도)하여 설치기판의 구성 수지를 열분해 하고 또한 예를 들면 973°K 정도까지 가열하여 Zn, Sb 등을 기화시켜 회수하여도 된다.
또한 예를 들면 1773°K 정도까지 가열하여 Au, Pt, Pd, Ta, Ni, Cr, Cu, Al, Co, W, Mo 등을 기화시켜 회수하여도 된다.
땜납은 Pb-Sn에 한하는 것은 아니고, 예를 들면 Ag-Sn, Zn-Sn, In-Sn, Bi-Sn, Sn-Ag-Bi, Sn-Ag-Bi-Cu 등과 같은 소위 Pb 프리(free) 땜납이라도 된다. 또한 이들 이외의 합금이나 금속 단체에 의하여 접합되어 있어도 된다.
처리 대상물체는 수지가 구성재로서 포함되어 있어도 된다. 수지는 열가소성 수지 또는 열경화성 수지라도 되며 이들의 혼합물이라도 된다.
처리 대상물체가 구성재로서 수지를 포함하는 경우에는 지금까지 말한 바와 같이 수지 부분은 선택적으로 열분해(기화, 유화, 탄화 등)되면 된다. 선택적인 열분해에 의하여 생성되는 가스 등은, 예를 들면 배기가스 처리장치 등으로 응축시켜 회수하여도 된다. 경유, 중유 등 회수되는 수지의 분해, 생성물은 처리 대상물체의 가열에 사용하여도 된다. 수지 성분의 선택적인 열분해는 완전하게 할 필요는 없고 접합금속의 분리, 회수를 방해되지 않는 정도로 열분해 되면 된다. 또한 전술한 바와 같이 접합금속의 일부가 기화되더라도 기화되는 금속의 분리, 회수 수단을 회수장치에 설치하면 된다.
플라스틱 등의 수지는 323°K 정도에서 용융 등이 시작되어 453∼873°K 정도에서 열분해 되어 주로 C1∼C8, C8∼C16 등의 탄화수소계 가스를 배출한다. 이들 수지의 선택적인 열분해에 의하여 발생하는 분해, 생성가스는, 예를 들면 배기가스 처리장치 등으로 응축시키는 등 유가인 기름으로 회수할 수 있다. 일반적으로 회로기판을 구성하는 수지는 열경화성 수지가 대부분이고, 탄화, 기화되는 성분이 많다.
이 수지의 선택적인 열분해는 용기 내의 산소농도를 조절하는 상태에서 하는 것이 바람직하다. 산소농도는 기밀용기 내의 전압력에 의하여 조절하여도 되고, N2, Ar 등의 캐리어 가스를 도입하여 조절하여도 된다.
기밀용기 내의 산소농도를 조절함으로써, 예를 들면 납이나 주석 등의 접합금속의 산화를 방지할 수 있다. 또한 산소농도를 전압력과는 별도로 조절함으로써 기밀용기 내의 열전도율을 감소시키지 않고 금속의 산화를 방지할 수 있어 수지의 분해효율, 분해, 생성가스의 회수효율이 향상된다. 경우에 따라서는 N2, Ar 등의 캐리어 가스를 도입하여 기밀용기 내를 가압하여 수지를 선택적으로 열분해 하여도 된다. 처리 대상물체 중의 수지는 완전하게 열분해 할 필요는 없고, 금속의 분리, 회수에 악영향을 끼치지 않는 정도로 분해하면 된다.
예를 들면 금속 납이 760mmHg의 증기압력을 나타내는 것은 2017°K이지만 산화 납에서는 더 낮은 1745°K에서 760mmHg의 증기압력을 나타낸다. 따라서 기밀용기 내의 산소농도를 조절함으로써 금속이 산화물로 산화되는 것을 억제하여 후공정에서 적극적으로 더 회수할 수 있다. 또한 금속으로서 회수함으로써 이용가치가 높아지게 된다. 이와 같이 처리 대상물체 중에 납의 상태를 실질적으로 유지하면서 수지를 열분해 하면 기밀용기 내의 온도와 압력을 납이 선택적으로 기화되도록 제어하여 납을 처리 대상물체 중에서 분리, 회수한다.
처리 대상물체 중에 납 이외의 금속 등이 포함되어 있는 경우에도 증기압력의 차이에 의하여 납을 선택적으로 기화시킨다.
예를 들면 납이 기화되는 온도는 기밀용기 내의 압력에 의하여 변화된다. 대기압 상태에서는, 예를 들면 1673°K로 가열하는 경우에 납의 증기압력은 84mmHg인데 대하여 철, 동, 주석의 증기압력은 1mmHg에도 미치지 못한다. 따라서 처리 대상물체를 1673°K 정도로 가열함으로써 처리 대상물체로부터 대부분의 납 증기만을 선택적으로 발생시킬 수 있다.
또한 대기압 상태에서는, 예를 들면 2013°K로 가열하는 경우에 납의 증기압력은 760mmHg인데 대하여 주석의 증기압력은 15mmHg, 동의 증기압력은 3mmHg에도 미치지 못한다. 따라서 처리 대상물체를 1673°K 정도로 가열함으로써 처리 대상물체로부터 대부분의 납 증기만을 선택적으로 발생시킬 수 있다.
또한 기밀용기 내를 감압함으로써 더 낮은 온도로 처리 대상물체 중의 납을 기화시킬 수 있다.
기밀용기 내의 압력을 10-1Torr로 조절하면, 1100°K 정도로 가열함으로써 처리 대상물체로부터 대부분의 납 증기만을 선택적으로 발생시킬 수 있다.
또한 기밀용기 내의 압력을 10-3Torr로 조절하면, 900°K 정도로 가열함으로써 처리 대상물체로부터 대부분의 납 증기만을 선택적으로 발생시킬 수 있다.
또한 기밀용기 내의 압력을 10-4Torr로 조절하면, 700°K 정도로 가열함으로써 처리 대상물체로부터 대부분의 납 증기만을 선택적으로 발생시킬 수 있다.
이와 같이 선택적으로 발생시키는 납 증기는, 예를 들면 납의 융해점 이하로 냉각하는 회수장치 등에서 금속 납으로 회수된다.
이와 같이 증기 납을 응축, 결정화 하여 회수하는 경우에는 장치 내에서 증기 납의 체류시간을 길게 설정함으로써 납의 회수율은 높아지게 된다. 예를 들면 회수장치의 구조는 향류구조 또는 나선구조로 하여도 된다.
또한 기밀용기 내에서 회수장치로 N2나 Ar 등의 희 가스를 캐리어 가스로서 흘림으로써 납 증기를 선택적으로 더 회수할 수 있다.
수지를 열분해 하는 공정과 납을 선택적으로 기화시키는 공정을 연속적으로 설치함으로써 후공정의 투입 에너지를 크게 억제할 수 있다.
즉 기체의 열전도율은 압력의 감소에 따라 감소하므로 납을 기화시키는 공정에서 기밀용기 내를 감압할 정도의 큰 에너지를 투입해야 한다. 그러나 본 발명의 처리 시스템, 처리 방법에서는 수지의 열분해 공정이 납을 기화시키는 공정의 예비 가열단계와 함께 있어서 납을 기화시키는 공정에서 투입하는 에너지를 크게 절약할 수 있다.
또한 처리 대상물체 중의 수분이나 기름 성분은 수지의 선택적인 열분해 공정에서 처리 대상물체로부터 제거되기 때문에 납을 기화시키는 공정에 악영향을 끼치지 않는다.
본 발명의 처리 시스템은, 수지와 금속이 일체화된 처리 대상물체를 처리하는 처리 시스템으로서, 상기 처리 대상물체를 내부에 유지하는 기밀용기와, 상기 기밀용기 내의 온도를 조절하는 온도 조절수단과, 상기 기밀용기 내의 압력을 조절하는 압력 조절수단과, 상기 수지가 선택적으로 열분해 되도록 상기 기밀용기 내의 상기 온도 조절수단과 상기 압력 조절수단을 제어하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한 기밀용기 내의 온도 조절수단과 압력 조절수단을 제어하는 제어 수단은, 금속의 상태를 실질적으로 유지함과 함께 수지가 선택적으로 열분해 되도록 기밀용기 내의 온도 조절수단과 압력 조절수단을 제어하여도 된다.
또한 본 발명의 처리 시스템은 수지와 금속이 일체화된 처리 대상물체를 내부에 유지하는 기밀용기와, 기밀용기 내의 온도를 조절하는 온도 조절수단과, 기밀용기 내의 산소농도를 조절하는 산소농도 조절수단과, 금속의 상태를 실질적으로 유지함과 함께 수지가 선택적으로 열분해 되도록 기밀용기 내의 온도 조절수단과 산소농도 조절수단을 제어하는 제어 수단을 구비하여도 된다. 수지를 선택적으로 열분해 할 때에는 구성 금속의 상태를 가능한 한 유지하도록 온도, 압력 또는 산소농도를 조절하여도 된다.
본 발명의 처리 시스템은, 수지와 금속이 일체화된 처리 대상물체를 처리하는 처리 시스템으로서, 상기 처리 대상물체를 내부에 유지하는 기밀용기와, 상기 기밀용기 내의 온도를 조절하는 온도 조절수단과, 상기 기밀용기 내의 압력을 조절하는 압력 조절수단과, 상기 기밀용기 내의 산소농도를 조절하는 산소농도 조절수단과, 상기 수지가 선택적으로 열분해 되도록 상기 기밀용기 내의 상기 온도 조절수단과 상기 압력 조절수단과 상기 산소농도 조절수단을 제어하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한 제어 수단은 금속의 상태를 실질적으로 유지함과 함께 수지가 선택적으로 열분해 되도록 기밀용기 내의 온도 조절수단과 압력 조절수단과 산소농도 조절수단을 제어하여도 된다.
또한 본 발명의 처리 시스템은 수지와 제1금속과 제2금속이 일체화된 처리 대상물체를 내부에 유지하는 기밀용기와, 기밀용기 내의 온도를 조절하는 온도 조절수단과, 기밀용기 내의 압력을 조절하는 압력 조절수단과, 기밀용기 내의 산소농도를 조절하는 산소농도 조절수단과, 수지가 선택적으로 열분해 되도록 기밀용기 내의 온도 조절수단과 산소농도 조절수단을 제어하는 제어 수단과, 제1금속이 선택적으로 기화시키도록 온도 조절수단과 압력 조절수단을 제어하는 제2제어 수단과, 처리 대상물체로부터 기화되는 제1금속을 회수하는 회수 수단을 구비하여도 된다. 제어 수단은, 제1 및 제2금속의 상태를 실질적으로 유지함과 함께 수지가 선택적으로 열분해 되도록 기밀용기 내의 온도 조절수단과 산소농도 조절수단을 제어하여도 된다.
또한 본 발명의 처리방법은, 기밀용기 내에 수지와 금속이 일체화된 처리 대상물체를 도입하는 공정과, 상기 수지가 선택적으로 열분해 되도록 상기 기밀용기 내의 온도와 산소농도를 조절하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한 금속의 상태를 실질적으로 유지함과 함께 수지가 선택적으로 열분해 되도록 기밀용기 내의 온도와 산소농도를 조절하여도 된다. 또한 본 발명의 처리 시스템은, 기밀용기 내에 수지와 금속이 일체화된 처리 대상물체를 도입하는 공정과, 수지가 선택적으로 열분해 되도록 상기 기밀용기 내의 온도와 압력을 조절하는 공정을 구비하여도 된다.
또한 본 발명의 처리방법은, 기밀용기 내에 수지와 금속이 적층된 처리 대상물체를 도입하는 공정과, 상기 수지가 선택적으로 열분해 되도록 상기 기밀용기 내의 온도와 산소농도를 조절하는 공정과, 상기 처리 대상물체를 금속이 용융됨과 함께 표면적이 작게 되도록 상기 기밀용기 내의 온도와 압력을 조절하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한 금속이 실질적으로 산화되지 않도록 유지함과 함께 수지가 선택적으로 열분해 되도록 기밀용기 내의 온도와 산소농도를 조절하여도 된다.
또한 본 발명의 처리방법은, 기밀용기 내에 수지와 동이 적층된 처리 대상물체를 도입하는 공정과, 동의 상태를 실질적으로 유지함과 함께 수지가 선택적으로 열분해 되도록 기밀용기 내의 온도와 산소농도를 조절하는 공정과, 처리 대상물체를 동이 융해됨과 함께 표면적이 작게 되도록 기밀용기 내의 온도와 압력을 조절하는 공정을 구비하여도 된다.
또한 본 발명의 처리방법은, 기밀용기 내에 수지와 금속이 일체화된 처리 대상물체를 도입하는 공정과, 금속의 상태를 실질적으로 유지함과 함께 수지가 선택적으로 열분해 되도록 기밀용기 내의 온도와 압력과 산소농도를 조절하는 공정을 구비하여도 된다.
또한 본 발명의 처리방법은, 기밀용기 내에 수지와 제1금속과 제2금속이 일체화된 처리 대상물체를 도입하는 공정과, 상기 수지가 선택적으로 열분해 되도록 상기 기밀용기 내의 온도와 산소농도를 조절하는 제1제어 공정과, 상기 제1금속이 선택적으로 기화되도록 상기 기밀용기 내의 온도와 압력을 조절하는 제2제어 공정과, 상기 처리 대상물체로부터 기화되는 제1금속을 회수하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한 제1제어 공정은, 제1 및 제2금속이 실질적으로 산화되지 않도록 유지함과 함께 수지가 선택적으로 열분해 되도록 기밀용기 내의 온도와 산소농도를 조절하여도 된다.
이와 같은 본 발명의 처리 시스템은 수지와 금속을 구성재로서 구비하는 처리 대상물체를 처리할 수 있는 시스템이다.
또한 이와 같은 본 발명의 처리 방법은 수지와 금속을 구성재로서 구비하는 처리 대상물체를 처리할 수 있는 방법이다.
즉, 이와 같은 본 발명의 처리 시스템 또는 처리 방법의 기본적인 사고방식은, 기밀용기 내에 수지와 금속을 구성재로서 구비하는 처리 대상물체를 도입하고, 수지 부분을 선택적으로 우선 열분해 하여 기화, 유화, 탄화시킨다. 이 수지의 선택적인 열분해는 기밀용기 내의 온도, 압력 또는 산소농도를 금속이 산화되거나 기화될 수 없는 조건으로 조절하여도 된다.
이 조작만으로는 처리 대상물체 중에서 금속을 분리하기 아직 어려운 경우에는 계속하여 기밀용기 내의 온도, 압력을 조절하여 처리 대상물체 중의 금속을 선택적으로 기화시킨다. 복수의 금속(원소)이 처리 대상물체 중에 포함되는 경우에는 각각의 금속에 따라 기밀용기 내의 온도, 압력을 조절하여 금속마다 선택적으로 기화시키면 된다. 장치에 대해서는, 예를 들면 전술한 바와 같은 본 발명의 처리장치를 사용하여도 된다.
이와 같은 본 발명의 처리 시스템 또는 처리 방법에서의 처리 대상물체는 단지 수지와 금속을 구비하는 처리 대상물체 뿐만 아니라 수지와 금속이 일체화된 처리 대상물체도 처리할 수 있다.
이와 같은 수지와 금속을 구비하는 처리 대상물체로서는, 예를 들면 레토르트 식품 등의 포장용기 등의 플라스틱 필름으로 라미네이트(laminate)된 알루미늄 박이나 주사기, 수지와 동·니켈 등의 금속이 일체화된 프린트 기판, 플렉시블(flexible) 기판 또는 TAB의 필름 캐리어, IC, LSI, 저항기 등을 예로서 들 수 있다. 또한 예를 들면 본 발명의 처리 시스템 또는 처리 방법으로 납을 제거한 폐기물을 처리 대상물체로 하여도 된다.
또한 본 발명의 처리 시스템 또는 처리 방법으로 금속 또는 합금에 의한 접합을 해체한 처리 대상물체를 처리 대상물체로 하여도 된다. 예를 들면 본 발명의 처리 시스템 또는 처리 방법으로 설치기판을 기판과 전자부품으로 분리하고, 기판과 부품을 각각 처리 대상물체로 하여도 된다. 또한 예를 들면 본 발명의 처리장치, 처리 시스템 또는 처리 방법의 각 태양을 조합하여도 된다.
처리 대상물체의 유기물을 선택적으로 열분해 하기 위해서는 또는 구성 금속이 전체로서 가능한 한 산화되거나 기화되지 않게 하면서 유기물을 선택적으로 열분해 하기 위해서는, 예를 들면 기밀용기 내의 압력을 제어하여 처리 대상물체를 가열하여도 되고, 기밀용기 내의 산소농도를 제어하여 처리 대상물체를 가열하여도 된다.
산소농도를 제어하기 위해서는, 기밀용기 내의 전압력을 조절함으로써 산소의 분압을 조절하여도 되고, 질소가스, 희 가스 등의 가스를 기밀용기 내에 도입하여 장치 내의 산소농도를 조절하여도 된다. 처리 대상물체의 가열에 의하여 수지 부분의 산화가 급속하게 진행되면 즉 연소되어 버리면 수지 부분과 일체화되어 있는 금속 부분도 산화되어 산화물로 되어서 이용가치가 떨어지므로 주의를 요한다.
또한 처리 대상물체의 가열에 대해서는 기밀용기 내가 감압되면 열전도율이 감소하여 승온효율(昇溫效率)이 감소되기 때문에 수지를 소정의 온도까지 가열하고 나서 감압하고 더 가열하여도 된다.
또한 기밀용기 내를 비산화 분위기 내에서 금속의 산화 상태가 유지될 수 있는 온도까지 가열, 가압함으로써 열전도율을 높게 하여 승온효율을 향상시켜서 산화 상태가 유지될 수 있는 온도까지 가열하고 나서 감압하고 더 가열하여도 된다. 가압, 가열함으로써 비교적 분자량이 작은 수지의 분해 성분의 회수율이 높아지게 된다.
또한 금속 부분이 복수의 금속으로 이루진 경우에 더 가열하여 원소마다 선택적으로 증발시켜 회수하여도 된다.
처리 대상물체의 수지의 분해, 생성가스는 응축시켜 회수하여도 되고, 예를 들면 배기가스 처리장치 등으로 회수하여도 된다. 또한 예를 들면 1000℃ 이상의 고온으로 개질, 열분해 하고 나서 응축시켜도 된다. 1000℃ 이상의 고온에서 상온까지 냉각함으로써 다이옥신의 생성을 억제할 수 있다.
또한 수소가스는 흡착시키는 등 회수하면 되고 또한 할로겐화 탄화수소 등이 발생하는 경우에는, 예를 들면 촉매 등을 사용하여 분해하여도 된다.
또한 수지가 폴리 염화 비닐계의 수지 등을 할로겐을 포함하는 경우에는 최초에 폐기물의 구성 금속의 산화 상태가 유지되는 범위에서 우선 상온(常溫) 가열하여 할로겐 가스를 발생시켜도 된다. 발생되는 할로겐 가스는, 예를 들면 고온으로 가열하는 철과 접촉시켜 할로겐화 철로서 회수하여도 되고, 암모니아와 반응시켜 할로겐화 암모늄으로서 회수하여도 된다.
폐기물의 가열에 의하여 발생하는 이들 가스는 멀티 가스 처리 시스템에 의하여 처리하여도 된다.
처리의 예로서, 예를 들면 각종 포장용기 등에 사용되고 있는 플라스틱 필름으로 라미네이트된 알루미늄 박(수지 피복 알루미늄 박이다. 이하 같다)의 처리에 대해서 673°K 미만에서는 수지부의 탄화·유화 등의 열분해가 불충분하다. 또한 923°K 이상으로 가열하면 알루미늄은 용융되어 버리기 때문에 673∼923°K의 온도로 가열함으로써 수지 부분은 선택적으로 열분해(기화, 유화, 탄화)되어 알루미늄 박은 금속상태 그대로 회수된다.
기밀용기 내의 압력을 10-2Torr 정도 이하로 감압하고 또는 N2,Ar 등의 가스를 도입하여 산소농도를 조절하여 가열하면 더 효과적이다. 가열온도도 823∼873°K로 하면 더 바람직하다.
또한 본 발명의 폐기물 처리 시스템은, 수지와 동이 일체화된 폐기물을 내부에 유지하는 기밀용기와, 기밀용기 내의 온도를 조절하는 온도 조절수단과, 동이 실질적으로 산화되지 않도록 함과 함께 수지가 선택적으로 열분해 되도록 기밀용기 내의 온도를 제어하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 폐기물 처리 시스템은, 수지와 동이 일체화된 폐기물을 내부에 유지하는 기밀용기와, 기밀용기 내의 온도를 조절하는 온도 조절수단과, 기밀용기 내의 산소농도를 조절하는 산소농도 조절수단과, 동이 실질적으로 산화되지 않도록 유지함과 함께 상기 수지가 선택적으로 열분해 되도록 상기 기밀용기 내의 온도와 산소농도를 제어하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
673°K 미만에서는 수지부의 탄화·유화 등의 열분해가 불충분하다. 673∼923°K의 온도로 가열함으로써 수지는 기화, 유화, 탄화되고, 동은 금속상태 그대로 회수하는 것이 가능하다.
기밀용기 내의 압력을 10-2Torr 정도 이하로 감압하고 또는 N2,Ar 등의 가스를 도입하여 산소농도를 조절하여 가열하면 더 효과적이다. 가열 온도도 823∼873°K로 하면 더 바람직하다.
또한 본 발명은 슈레더 쓰레기 등의 금속과 수지를 함유하는 물체를 다이옥신의 발생을 억제하면서 처리하는 처리장치 및 처리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 전자부품 등이 설치된 회로기판 등의 물체를 다이옥신의 발생을 억제하면서 전자부품과 회로기판을 분리하여 납 등의 유해금속(有害金屬), 동 등의 금속을 분리, 회수하는 처리장치 및 처리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이와 같은 과제를 해결하기 위해서 본 발명의 처리장치는, 수지와 금속을 함유하는 물체를 제1온도로 열분해 하는 제1열분해 수단과, 상기 열분해 수단에 접속하여 설치되어 상기 물체로부터 발생하는 가스상태 배출물을 다이옥신이 분해될 수 있는 제2온도로 개질 하는 개질 수단과, 상기 개질 수단과 접속하여 설치되어 제2온도로 개질 되는 상기 가스상태 배출물 중의 다이옥신 농도의 증가가 억제되도록 상기 가스상태 배출물을 제3온도까지 냉각하는 냉각 수단과, 상기 물체의 열분해에 의하여 발생하는 잔사를, 이 잔사에 포함되는 금속이 기화되도록 감압 상태로 가열하는 감압, 가열수단과, 상기 잔사로부터 기화되는 금속을 응축하는 응축수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 처리장치는, 수지와 금속을 함유하는 물체를 제1온도로 열분해 하는 제1열분해 수단과, 상기 열분해 수단에 접속하여 설치되어 상기 물체로부터 발생하는 가스상태 배출물을 제1온도보다 높은 제2온도로 열분해 하는 제2열분해 수단과, 상기 열분해 수단과 접속하여 설치되어 제2온도로 열분해 되는 상기 가스상태 배출물 중의 다이옥신 농도의 증가가 억제되도록 상기 가스상태 배출물을 제3온도까지 냉각하는 냉각 수단과, 상기 물체의 열분해에 의하여 발생하는 잔사를, 이 잔사에 포함되는 금속이 기화되도록 감압 상태에서 가열하는 감압, 가열수단과, 상기 잔사로부터 기화되는 금속을 응축하는 응축수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 처리장치는, 수지와 제1금속과 제2금속을 함유하는 물체를 제1온도로 열분해 하는 제1열분해 수단과, 제1열분해 수단에 접속하여 설치되어 상기 물체로부터 발생하는 가스상태 배출물을 다이옥신이 분해될 수 있는 제2온도로 개질 하는 개질 수단과, 상기 개질 수단과 접속하여 설치되어 제2온도로 개질 되는 상기 가스상태 배출물 중의 다이옥신 농도의 증가가 억제되도록 상기 가스상태 배출물을 제3온도까지 냉각하는 냉각 수단과, 상기 물체의 열분해에 의하여 발생하는 잔사를, 이 잔사에 포함되는 제1금속이 기화됨과 함께 제2금속이 유지되도록 감압 상태로 가열하는 제1감압, 가열수단과, 제1감압, 가열수단에 접속하여 설치되어 상기 잔사로부터 기화되는 제1금속을 응축하는 응축수단과, 제1금속을 기화시키는 상기 잔사에 포함되는 제2금속이 용융하도록 감압 상태로 가열하는 제2감압, 가열수단을 구비하여도 된다.
또한 본 발명의 처리장치의 제2감압, 가열수단은 제1금속을 기화시키는 상기 잔사에 포함되는 제2금속이 용융하여 그 표면장력에 의하여 응집되도록 감압 상태로 가열하여도 된다.
또한 본 발명의 처리장치는, 수지와 금속을 구성재의 일부로서 구비하여 접합금속으로 접합되는 제1부분과 제2부분을 구비하는 물체를 상기 접합금속을 유지하여 열분해 하는 열분해 수단과, 상기 열분해 수단에 접속하여 설치되어 상기 물체로부터 발생하는 가스상태 배출물을 다이옥신이 분해될 수 있는 제2온도로 개질 하는 개질 수단과, 상기 개질 수단과 접속하여 설치되어 개질 되는 상기 가스상태 배출물 중의 다이옥신 농도의 증가가 억제되도록 상기 가스상태 배출물을 제3온도까지 냉각하는 냉각 수단과, 상기 물체의 열분해에 의하여 발생하는 잔사를, 상기 접합금속이 기화되도록 감압 상태로 가열하는 감압, 가열수단을 구비하여도 된다.
이와 같은 본 발명의 처리장치의 열분해 수단은 산소농도를 제어하는 등 비산화 분위기 내지는 환원성 분위기 내에서 하면 된다. 또한 상기 냉각 수단은 제3온도까지를 가능한 한 단시간에 바람직하게는 약10초 이내에 냉각하면 된다.
또한 본 발명의 처리장치는 상기 냉각 수단과 접속하여 설치되어 냉각되는 상기 가스상태 배출물을 중화하는 중화 수단을 더 구비하여도 된다.
본 발명의 처리방법은, 수지와 금속을 함유하는 물체를 제1온도로 열분해 하는 제1열분해 공정과, 상기 물체로부터 발생하는 가스상태 배출물을 다이옥신이 분해될 수 있는 제2온도로 개질 하는 개질 공정과, 개질 되는 상기 가스상태 배출물 중의 다이옥신 농도의 증가가 억제되도록 상기 가스상태 배출물을 제3온도까지 냉각하는 냉각 공정과, 상기 물체의 열분해에 의하여 발생하는 잔사를, 이 잔사에 포함되는 금속이 기화되도록 감압 상태에서 가열하는 감압, 가열 공정과, 상기 잔사로부터 기화되는 금속을 응축하는 응축 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 처리방법은, 수지와 금속을 함유하는 물체를 제1온도로 열분해 하는 제1열분해 공정과, 상기 물체로부터 발생하는 가스상태 배출물을 제1온도보다 높은 제2온도로 열분해 하는 제2열분해 공정과, 제2온도로 열분해 되는 상기 가스상태 배출물 중의 다이옥신 농도의 증가가 억제되도록 상기 가스상태 배출물을 제3온도까지 냉각하는 냉각 공정과, 상기 물체의 열분해에 의하여 발생하는 잔사를, 이 잔사에 포함되는 금속이 기화되도록 감압 상태로 가열하는 감압, 가열 수단과, 상기 잔사로부터 기화되는 금속을 응축하는 응축 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 처리방법은, 수지와 제1금속과 제2금속을 함유하는 물체를 제1온도로 열분해 하는 제1열분해 공정과, 상기 물체로부터 발생하는 가스상태 배출물을 다이옥신이 분해될 수 있는 제2온도로 개질 하는 개질 공정과, 제2온도로 개질 되는 상기 가스상태 배출물 중의 다이옥신 농도의 증가가 억제되도록 상기 가스상태 배출물을 제3온도까지 냉각하는 냉각 수단과, 상기 물체의 열분해에 의하여 발생하는 잔사를, 이 잔사에 포함되는 제1금속이 기화됨과 함께 제2금속이 유지되도록 감압 상태로 가열하는 제1감압, 가열 공정과, 상기 잔사로부터 기화되는 제1금속을 응축하는 응축 공정과, 제1금속을 기화시키는 상기 잔사에 포함되는 제2금속이 용융하도록 감압 상태로 가열하는 제2감압, 가열 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 처리방법은, 제2감압, 가열 공정에서, 제1금속을 기화시키는 상기 잔사에 포함되는 제2금속이 용융하여 그 표면장력에 의하여 응집되도록 감압 상태로 가열하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 처리방법은, 수지와 금속을 구성재의 일부로서 구비하고, 접합금속으로 접합되는 제1부분과 제2부분을 구비하는 물체 상기 접합금속을 유지하여 열분해 하는 열분해 공정과, 상기 물체로부터 발생하는 가스상태 배출물을 다이옥신이 분해될 수 있는 제2온도로 개질 하는 개질 공정과, 개질 되는 상기 가스상태 배출물 중의 다이옥신 농도의 증가가 억제되도록 상기 가스상태 배출물을 제3온도까지 냉각하는 냉각 공정과, 상기 물체의 열분해에 의하여 발생하는 잔사를 상기 접합금속이 기화되도록 감압 상태로 가열하는 감압, 가열 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 처리방법은 상기 냉각 수단으로 냉각되는 상기 가스상태 배출물을 중화하는 중화 공정을 더 구비하여도 된다.
상기 열분해 공정은 산소농도를 제어하는 등 비산화 분위기 내지는 환원성 분위기 내에서 하면 된다. 또한 상기 냉각 공정은 제3온도까지 가능한 한 단시간에 할 수 있으면 약10초 이내로 냉각하는 것이 바람직하다. 또한 제1온도는 약250∼약500℃로 설정하는 것이 효과적이다. 또한 제2온도는 적어도 약800℃보다 높은 온도, 보다 바람직하게는 적어도 1000℃보다 높은 온도, 더 바람직하게는 1200℃보다도 높은 온도로 설정하는 것이 효과적이다. 또한 제3온도는 적어도 150℃보다 낮은 온도, 보다 바람직하게는 적어도 100℃보다 낮은 온도, 더 바람직하게는 35℃보다도 낮은 온도로 설정하는 것이 효과적이다.
이와 같이 처리 대상물체로부터 배출시키는 가스상태 배출물을 다이옥신이 분해될 수 있는 고온으로 개질, 열분해 하고, 이 상태에서 다이옥신이 생성, 재합성 되는 온도영역에서의 체류시간을 가능한 한 짧게 하여 다이옥신이 생성, 재합성 되지 않는 제3온도까지 냉각함으로써 가스상태 배출물 중의 다이옥신 농도가 크게 감소된다. 또한 제1열분해, 제2열분해 또는 개질을 제1온도와 제2온도의 2단계로 처리함과 함께 이들을 환원성 분위기에서 처리함으로써 다이옥신의 발생원 농도는 크게 감소된다.
여기에서 제2온도는 다이옥신이 분해될 수 있는 온도로서 다이옥신 뿐만 아니라 가스상태 배출물에 포함되는 다른 화합물도 분해되게 된다. 따라서 본 발명에서는 다이옥신류 뿐만 아니라 할로겐화 탄화수소, PCB, 코플레이너 PCB 등도 분해하여 무해화 할 수 있다.
즉 본 발명은, 수지와 금속을 구성재로서 구비하는 물체를 처리하기 위해서, 수지를 분해하는 수단과, 처리 대상물체로부터 발생하는 가스상태 배출물을 더 열분해 하는 수단과, 이 가스를 다이옥신이 합성되지 않도록 냉각하는 냉각 수단과, 열분해 잔사로부터 금속을 감압 상태에서 기화 또는 액화시켜서 회수하는 수단을 구비하는 것이다. 여기에서 수지는 합성 수지라도 되고 천연 수지라도 되며 또한 이들의 혼합물이라도 된다. 또한 여기에서 금속이란 특별하게 설명하지 않는 경우에는 처리 대상물체에 함유되는 금속의 총칭으로서 어떤 특정한 금속원소에 한하는 것은 아니다.
제1열분해 수단은, 처리 대상물체가 산소농도 제어 상태로 열분해 될 수 있는 제1온도로 열분해 하는 것으로서, 예를 들면 슈레더 쓰레기, 폐 회로기판 등으로부터 가스상태 배출물을 추출한다. 여기에서 가스상태 배출물이란 기본적으로는 배출가스로 이루어지지만 이 배출가스에 혼입되는 고체모양 미립자, 액체모양 미립자 등을 포함하는 경우를 배제하지 않는다.
제1열분해 수단의 제1온도를 조절하는 온도 조절수단으로서는 가열수단과 온도 측정수단을 사용하면 된다. 가열수단으로서는 각종 대류가열, 복사가열 등을 필요에 따라 선택하여 또는 조합하여 사용하면 된다. 예를 들면 시스 히터 등의 저항가열을 사용하여도 되고, 가스, 중유나 경유 등을 챔버 밖에서 연소시켜도 된다. 또한 처리 대상물체의 수지 등으로부터 배출되는 가스를 개질, 무해화, 중화 한 후에 연료가스로서 제1열분해 수단을 비롯한 본 발명의 처리장치의 열원으로서 재이용 하여도 된다. 또한 예를 들면 상술한 바와 같이 하여 얻은 클린 연료가스를 가스 터빈 발전기에 도입하여 전력으로 변환하고, 이 전력에 의하여 제1열분해 수단을 비롯한 본 발명의 처리장치의 운전에 사용하여도 된다.
온도 측정수단으로서는 각종 온도센서를 사용하면 된다. 제1온도는 처리 대상물체의 수지가 열분해 함과 함께 처리 대상물체의 금속이 가능한 한 산화되지 않도록 설정하면 되지만 후술하는 바와 같이 다이옥신의 발생원을 다단계로 끊기 위해서 제1열분해 수단을 환원성 조건으로 유지하는 것이 효과적이다. 예를 들면 염소를 포함하는 방향족계 탄화수소 화합물을 환원성 조건 상태로 열분해 함으로써 이 방향족계 탄화수소 화합물의 염소는 HCl 등으로 분해된다. 따라서 다이옥신의 발생이 억제된다.
또한 본 발명에서는 특별하게 설명하지 않는 한 폴리 염화 디벤조 파라 다이옥신(Polychlorinated dibenzo-p-dioxins:PCCDs), 폴리 염화 디벤조프렌(Polychlorinated dibenzofurans:PCDFs) 및 이것들의 염소수 및 치환위치가 다른 동족체(同族體)를 총칭하여 다이옥신이라고 말한다. 또한 염소가 다른 할로겐으로 치환되는 화합물에 대해서도 포함하는 것으로 한다.
따라서 제1열분해 수단은, 처리 대상물체에 포함되는 금속이 실질적으로 산화되지 않도록 더 바람직하게는 환원성 분위기로 유지하는 것이 바람직하므로 온도 조절수단과 산소농도 조절수단을 구비하는 것이 효과적이다.
일반적으로 처리 대상물이 복잡한 경우에는 처리 중에 처리 대상물체가 부분적으로 산화될 수 있지만 제1열분해 수단이 전체로서 환원성 분위기로 유지되면 된다. 산소농도 조절수단은, 예를 들면 산소농도 측정수단인 산소 농도센서와 캐리어 가스 도입장치를 사용하여도 된다.
산소 농도센서는, 예를 들면 지르코니아(산화 지르코늄)를 채택하는 소위 지르코니아 센서를 사용하여도 되고 적외선 분광법으로, 예를 들면 CO와 CO2의 흡수를 측정하여도 된다. 또한 GC-MS를 사용하여도 되고 필요에 따라 선택하여 또는 조합하여 사용하면 된다.
캐리어 가스로는, 예를 들면 Ar 등의 희 가스를 사용하여도 된다. 또한 이 캐리어 가스에 의하여 제1열분해 수단 내의 산소농도가 조절될 뿐만 아니라 가스를 효율적으로 개질 수단 또는 제2열분해 수단에 도입할 수 있다. 또한 압력 조절수단과 겸하여도 된다.
또한 제1열분해 수단의 전단에 슈레더(shredder:분쇄 쓰레기)를 설치하여도 된다. 장치의 외부에서 투입되는 처리 대상물체를 슈레더로 파쇄, 분별하고 나서 제1열분해 수단으로 도입하여도 되고, 파쇄하지 않고 제1열분해 수단에 도입하여도 된다. 처리 대상물체가 폐 회로기판의 경우에는 파쇄하지 않고 제1열분해 수단으로 도입하는 것이 효과적이다.
처리 대상물체가 도입되는 제1열분해 수단 내에는 처리 대상물체 중의 금속의 상태는 가능한 한 산화되지 않도록 또한 수지의 열분해에 있어서 유기 화합물과 결합하는 염소가 가능한 한도에서 무기화 되도록 온도·산소농도 조건을 조절하면 된다. 이 온도, 산소농도 조건은 미리 설정해 두어도 되고 온도나 산소농도의 측정값을 가열수단, 산소농도 조절수단 등에 피드백 하여 제어하여도 된다. 산소농도를 측정해야 하는 경우에는, 예를 들면 지르코니아 센서 등을 사용하면 된다.
또한 제1열분해 수단의 챔버 내의 압력을 제어하여도 된다. 예를 들면 제1열분해 수단 내를 감압하면 산소농도도 감소하여 가열에 의하여 처리 대상물체가 급격하게 산화되지 않는다. 또한 가열에 의하여 수지로부터 대량으로 분해, 생성가스가 발생하지만 일반적으로 수지는 분해하더라도 거의 산소를 발생하지 않는다. 또한 수지의 분해, 생성물도 용이하게 기화된다.
한편 감압하면 기밀영역 내의 열전도율은 감소된다. 그러나 제1열분해 수단 내가 비산화 분위기이면 대기압 상태 또는 가압 상태라도 처리 대상물체는 산화되지 않는다. 따라서 제1열분해 수단 내가 비산화 분위기이면 가압이 가능하여 장치 내의 열전도율이 향상된다.
여기에서 처리 대상물체로부터 배출되는 가스상태 배출물을 처리하는 가스상태 배출물 처리장치에 대해서 설명한다.
가스상태 배출물의 처리장치는 제1열분해 수단에서 처리 대상물체로부터 배출되는 가스상태 배출물을 처리하는 것으로서 개질 수단 또는 제2열분해 수단, 냉각 수단으로 그 주요부가 구성되어 있다. 냉각 수단에서 처리하는 가스상태 배출물은 필요에 따라 중화, 여과, 세정 등의 후처리를 함으로써 클린 연료가스로서 이용된다.
개질 수단은, 제1가열수단에 접속하여 설치되어 제1열분해 수단 내에서 처리 대상물체로부터 배출되는 가스상태 배출물을 제1온도보다도 높은 제2온도로 개질 하는 것이다. 여기에서 개질이란 처리 대상물체로부터 배출되는 가스상태 배출물에 함유되는 탄화수소계 화합물을 보다 저분자의 수소, 메탄, 일산화탄소 등으로 변화시키는 것을 말한다. 또한 수소화 정제처리(hydroreforming) 등도 하여도 된다. 장치 내를 환원성 조건으로 유지하여 개질 하는 것은 전술한 바와 같이 다이옥신의 발생원을 끊는다는 관점에서도 효과적이다. 또한 개질 수단 내가 환원성 분위기로 유지되면 개질 수단 내에 소량의 공기를 도입하여도 된다. 개질 수단으로서는 열 개질 수단 뿐만 아니라 이에 부가하여 예를 들면 촉매를 사용하는 접촉 개질 수단도 구비하여도 된다. 촉매로서는, 예를 들면 각종 세라믹스(ceramics), 실리카·알루미늄이나 제올라이트(zeolite)(알루미노 규산염 : aluminosilicate) 등의 고체 산에 Pt, Re, Ni, V 등의 금속을 운반시켜 사용하여도 된다.
또한 개질 수단에 변경을 가하여 제1열분해 수단과 접속하는 가스상태 배출물을 환원성 분위기로 열분해 하는 제2열분해 수단을 구비하여도 된다.
개질 수단, 제2열분해 수단을 제1열분해 수단과 분리함으로써 처리 대상물체에서의 가스상태 배출물을 제1온도보다 높은 제2온도로 처리할 수 있어 가스상태 배출물의 개질, 염소의 무기화가 효과적으로 이루어진다.
개질 수단 또는 제2열분해 수단은 처리 대상물체에 직접적 또는 간접적으로 연유되는 다이옥신이 가능한 한 분해될 수 있는 조건을 유지하는 것이 바람직하다. 예를 들면 제2온도를 800℃ 정도로 설정함으로써 상당한 양의 다이옥신을 분해할 수 있다. 또한 제2온도를 1000℃이상, 보다 바람직하게는 1200℃ 이상으로 설정함으로써 다이옥신을 효과적으로 더 분해할 수 있다. 이 개질 수단은 다이옥신이 분해될 수 있는 제2온도에서 이루어지므로 이 제2온도에서 가스상태 배출물의 열분해도 함께 이루어지게 된다.
처리 대상물체에서 배출되는 가스상태 배출물에 함유되는 탄화수소계 화합물은, 개질 수단으로 개질 됨으로써, 제2열분해 수단에 의하여 열분해 됨으로써 저분자화 되어 수소, 메탄, 일산화탄소 등으로 변화된다. 또한 가스상태 배출물에 다이옥신이 포함되어 있는 경우에는 이 다이옥신의 대부분이 분해된다. 또한 유기염소는 무기화 되어 다이옥신의 재합성이 억제된다.
개질 수단 또는 제2열분해 수단은, 예를 들면 코크스(koks)를 충전하는 챔버 내에 제1열분해 수단에서의 가스상태 배출물과 소량의 공기를 도입함으로써 환원성 분위기 또한 다이옥신이 분해될 수 있는 온도 조건을 형성하여도 된다.
또한 전술한 바와 같이 연료가스와 공기를 연소시켜 챔버를 다이옥신이 분해될 수 있는 온도로 가열하여 이 챔버 내에 제1열분해 수단으로부터의 가스상태 배출물을 도입하여도 된다.
또한 챔버 내에, 예를 들면 전술한 바와 같은 촉매 등의 접촉분해수단을 구비하여도 된다.
또한 필요에 따라 개질 수단 또는 제2열분해 수단에 장치 내의 온도, 산소농도를 조절하기 위한 온도 조절수단과 산소농도 측정수단을 구비하여도 된다. 산소농도 조절수단으로서는 전술한 바와 같은 산소 농도센서와 캐리어 가스 도입장치를 사용하여도 된다. 또한 수소가스 저장실을 접속하여도 되고, Ar 등의 불활성가스 저장실을 접속하여도 된다.
이와 같이 처리 대상물체에서 배출되는 가스상태 배출물에 함유되는 가스상태 배출물은 개질 수단 또는 제2열분해 수단에 의하여 저분자화 되어 수소, 메탄, 일산화탄소 등으로 변화된다. 제1열분해 수단, 개질 수단 또는 제2열분해 수단, 냉각 수단은 가스상태 배출물에 염소 등이 포함되는 경우에 염소가스에 의한 용기, 배관 등의 부식이 심하므로 이들 장치는 필요에 따라 스테인레스강의 대신에 하스텔로이(hastelloy)나 티탄합금 등을 사용하여도 된다.
본 발명의 처리장치에 있어서는, 개질 수단 또는 제2열분해 수단과 접속하여 설치되어 제2온도로 개질 또는 열분해 되는 가스상태 배출물을, 이 가스상태 배출물 중의 다이옥신 농도의 증가가 억제되도록 제3온도까지 냉각하는 냉각 수단을 구비하고 있다.
즉 개질 수단 또는 제2열분해 수단에 있어서, 제2온도로 개질 또는 열분해 되는 가스상태 배출물 중의 다이옥신 농도는, 제2온도가 다이옥신이 분해될 수 있는 온도일 것, 탄화수소계 화합물의 할로겐은 환원성 분위기에 의하여 이 온도에서 분해 또는 개질 되므로 무기화 되는 것이 매우 낮다. 따라서 이 상태에서 다이옥신의 생성, 재합성이 일어나지 않도록, 가스상태 배출물 중의 다이옥신 농도의 증가를 가능한 한 억제하도록 제3온도까지 냉각하는 것이다. 제3온도는 다이옥신의 생성반응이 일어날 수 없는 온도로 설정하면 된다.
예를 들면 다이옥신이 분해되고 있는 상태의 가스상태 배출물(개질 수단 또는 제2열분해 수단에 있어서의 온도와 같지 않더라도 다이옥신이 분해될 수 있는 온도이면 된다)로부터 150℃ 이하, 바람직하게는 100℃ 이하, 더 바람직하게는 50℃ 이하로 냉각함으로써 다이옥신의 생성, 재합성이 억제된다. 이때 가스상태 배출물을 제3온도까지 가능한 한 단시간에 냉각하는 것이 바람직하다. 이는 약200℃∼약400℃에서는 다이옥신이 생성, 재합성 되기 쉽기 때문에 가스상태 배출물을 제3온도까지 냉각하여 다이옥신이 생성, 재합성 되기 쉬운 온도범위에 체류하는 시간을 짧게 함으로써 가스상태 배출물 중의 다이옥신 농도를 효과적으로 더 억제할 수 있다.
따라서 냉각 수단에 있어서의 가스상태 배출물의 냉각은 바람직하게는 약10초 정도 이내에서 급랭하는 것이 바람직하다.
이와 같은 냉각 수단으로서는 가스상태 배출물에 물, 냉각유(冷却油) 등의 냉매를 직접 분사하여 접촉 냉각하여도 된다. 이때 가스상태 배출물에 석회 분말 등의 알칼리성 분말을 분사하면 가스상태 배출물은 중화된다. 또한 예를 들면 가스상태 배출물 중의 HCl은 석회 분말과 접촉하여 고체 표면에 확산되므로 다이옥신의 생성, 재합성을 억제할 수도 있다.
전술한 바와 같이 제1열분해 수단, 개질 수단 또는 제2열분해 수단, 냉각 수단에 의하여 처리 대상물체에서의 가스상태 배출물은 수소, 메탄, 일산화탄소 등으로 변화되고 또한 가스상태 배출물 중의 다이옥신 농도도 크게 감소된다.
본 발명에 있어서는 처리 대상물체의 분해, 처리 대상물체에서의 가스상태 배출물의 분해를 제1열분해 수단과, 개질 수단 또는 제2열분해 수단이라는 복수 단계로 처리함으로써, 그리고 이와 같은 분해 수단을 환원성 조건으로 유지함으로써 다이옥신의 발생이 억제된다.
냉각 수단으로 냉각되는 가스상태 배출물에 할로겐화물, SOx , NOx 등이 포함되어 있는 경우에는 세정수단, 탈황수단 등에 의하여 가스상태 배출물의 세정, 탈황을 하여도 된다. 또한 활성탄을 사용하는 필터 수단을 구비하여도 된다.
또한 냉각 수단으로 냉각되는 가스상태 배출물을, 예를 들면 버그 필터(bug filter) 등의 중화반응 여과수단에 도입하여도 된다. 냉각 수단과 중화반응 여과수단 사이에 드라이 벤투리(dry venturi) 등에 의하여 가스상태 배출물의 기류에 소석회, 여과조제(濾過助劑)(예를 들면 제올라이트, 활성탄 등의 공극률이 높은 입자) 등을 불어 들어오도록 하여도 된다.
이와 같이 처리되는 처리 대상물체에서 배출되는 가스상태 배출물은 제1열분해 수단의 가열의 열원으로서 사용하여도 되고, 가스 터빈 발전기에 공급하여 전력을 얻어도 된다. 또한 이 전력을 본 발명의 처리장치의 열원, 그 이외에 사용하여도 된다.
계속하여 제1열분해 수단으로 열분해 되는 처리 대상물체의 열분해 잔사의 처리에 대해서 설명한다.
본 발명의 처리장치는, 수지와 금속을 구성재의 일부로서 구비하는 물체를 처리하기 위해서 전술한 수지를 분해하여 회수하는 수단과, 금속을 분리, 회수하는 수단을 구비함으로서, 감압, 가열수단은 제1열분해 수단으로 열분해 되는 처리 대상물체의 잔사로부터 금속을 분리, 회수하는 수단이다. 이와 같은 처리는 관과 기밀문을 구비하는 본 발명의 처리장치에 의하면 된다.
제1열분해 수단으로 처리 대상물체의 수지 성분은 대부분 분해되어 전술한 바와 같이 가스상태 배출물은 처리된다. 또한 제1열분해 수단 내에는 산소농도가 제어되고 있어 처리 대상물체 중의 금속은 실질적으로 산화되지 않고 또한 거의 기화되지 않고 처리 대상물체에 유지되어 있다. 한편 처리 대상물체의 수지의 대부분은 열분해 결과 탄화물로서 남아 있다. 본 발명에서는 제1열분해 수단으로 처리하는 처리 대상물체를 제1열분해 수단에서 감압, 가열수단으로 이송한다.
본 발명의 처리장치가 구비하는 감압, 가열수단은, 제1열분해 수단과 개폐 가능한 분리벽에 의하여 분리되는 물체 중의 금속을 선택적으로 기화시키는 온도 조절수단과 압력 조절수단을 구비하는 제1기밀영역과, 제1기밀영역에 접속되는 물체로부터 기화되는 금속을 회수하는 제1회수 수단을 구비하고 있다. 이와 같은 회수 수단으로서는 전술한 바와 같이 기밀문과 관을 조합시킨 구성을 채택하면 된다.
(실시예1)
도1은 본 발명의 처리장치의 예를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 일부를 절단하여 내부의 모양을 나타낸다.
이 처리장치100는 수지와 금속을 구성재로서 구비하는 처리 대상물체150를 처리할 수 있는 것으로서 퍼지실101, 제1기밀실102, 제2기밀실103, 냉각실104로 구성되어 있다.
이들 각 실은 개폐 가능한 분리벽인 문105에 의하여 분리되어 있다. 즉 장치의 외부와 퍼지실101은 문105a에 의하여, 퍼지실101과 제1기밀실102은 문105b에 의하여, 제1기밀실102과 제2기밀실103은 문105c에 의하여, 제2기밀실103과 냉각실104은 문105d에 의하여 그리고 냉각실104과 장치의 외부는 문105e에 의하여 각각 분리되어 있다.
이들 각 실을 분리하는 문105은 기밀 유지성과 단열성을 구비하고 있어 각 실을 열과 압력에 대하여 분리하고 있다. 문105a, 105b에 걸리는 열적 부하(熱的 負荷)는 작으므로 기밀성이 유지되면 된다.
퍼지실101에는 배기 장치106가 접속되어 있다. 이 배기 장치106는 유확산(油擴散) 펌프106a, 부스터 펌프106b, 로터리 펌프106c를 구비하고 있다. 퍼지실101과 배기 장치106 사이와 각각의 진공 펌프 사이에는 도면에 나타내지 않은 밸브가 설치되어 있다. 이것은 이하에서 특별하게 설명하지 않는 경우에도 마찬가지이다.
퍼지실101과 배기 장치106 사이에는 퍼지실101 내의 감압 등에 의하여 처리 대상물체150에서 배출되는 수분이나 수소가스 등을 제거하는 트랩107이 설치되어 있다. 따라서 퍼지실 내에서 처리 대상물체150로부터 수분이나 수소가스 등이 배출되더라도 배기 장치106에 악영향을 끼치지 않는다. 이 트랩107은 필요에 따라 구비하면 된다. 또한 예를 들면 다이옥신 등의 유기 할로겐화물을 함유하는 토양, 소각 비산회 등의 처리 대상물체를 처리하는 경우에는 트랩을 변경하여 후술하는 바와 같은 다이옥신을 분해 또는 트랩 할 수가 있는 배기가스 처리장치를 구비하면 된다. 트랩으로서는 유막(油膜) 필터와 같은 습식 필터, 액봉(液封) 펌프 등을 사용하여도 된다.
퍼지실101 내의 압력은 이 배기 장치106와 도면에 나타내지 않은 압력센서인 진공계(眞空計)에 의하여 조절되고 있다. 진공계로서는 부르동관, 피라니 게이지 등을 필요에 따라 사용하면 된다.
또한 퍼지실101에는 퍼지실101 내를 가스로 치환하기 위한 캐리어 가스 도입장치가 접속되어 있고, 108은 캐리어 가스 도입밸브이다. 캐리어 가스 도입장치는 도면에 나타내지 않은 캐리어 가스 저장실에 접속되어 있다. 여기에서는 캐리어 가스로서 N2를 사용하고 있지만, 예를 들면 Ar 등의 희 가스를 사용하여도 된다.
또한 퍼지실101에 가열수단을 구비하여 처리 대상물체150를 예열(豫熱)하여도 된다.
퍼지실101과 제1기밀실102의 압력을 거의 같게 하고 문105b을 열어서 푸셔130(pusher)로 처리 대상물체150를 제1기밀실102로 이동시킨다. 이후에는 특별하게 설명하지 않는 경우에도 문105은 양측 압력을 거의 같게 하여 개폐하면 된다. 또한 복수의 기밀실을 설치하는 경우에는 처리 대상물체를 반송하기 위하여 각 실을 L자형으로 나란하게 설치하여도 된다.
제1기밀실102은 처리 대상물체150의 구성 금속을 산화 상태로 유지하면서 구성 수지를 선택적으로 열분해 하기 위한 처리실이다.
이 제1기밀실102은 가열수단으로서 전열히터109를 구비하고 있다. 여기에서는 가열수단으로서 방열관을 사용하고 있지만 이와 같은 전열히터109에 한하지 않고 필요에 따라 선택 또는 조합시켜서 구비하면 된다. 예를 들면 가스, 기름 등을 연소시켜도 되고 유전가열(誘電加熱)을 하여도 된다. 또한 처리 대상물체150의 구성 수지의 열분해 생성물인 가스나 기름을 연소시켜도 된다.
제1기밀실102 내의 온도는, 이 전열히터109와 도면에 나타내지 않은 온도센서 및 온도센서에서의 측정값에 의하여 전열히터를 제어하는 도면에 나타내지 않은 제어 수단에 의하여 조절되고 있다. 제어 수단은, 예를 들면 온도센서에서의 측정값 또는 측정전압을 입력으로 하고 전열히터로의 투입전력을 변화시키는 신호 또는 전압을 출력으로 하는 프로그램을 전자 계산기에 탑재하여 사용하여도 된다.
이와 같은 제어는 아날로그 회로를 사용하여도 되고 측정온도에 따라 작업자가 가열수단을 조작하여도 된다.
도1에서 예시하는 처리장치에 있어서 제1기밀실102 내의 온도는, 후술하는 제1기밀실102 내의 압력, 산소농도와 함께 퍼지실101, 제2기밀실103, 냉각실104 내의 여러 조건 및 분리벽105의 개폐, 처리 대상물체150의 이송과 함께 도면에 나타내지 않은 제어 수단에 의하여 통합적으로 제어되고 있다. 이 제어 수단은, 예를 들면 제어 프로그램을 전자 계산기에 탑재하여 사용하여도 된다.
제1기밀실102에도 배기 장치110가 접속되어 있다. 이 배기 장치의 구성은 퍼지실101의 배기 장치106와 같은 구성으로 되어있다.
제1기밀실102 내의 압력은 이 배기 장치110와 도면에 나타내지 않은 압력센서인 진공계에 의하여 조절되고 있다. 진공계로서는 전술한 바와 같은 부르동관, 피라니 게이지 등을 필요에 따라 사용하면 된다. 제1기밀실102에는 이 실 내의 산소농도를 조절하기 위한 캐리어 가스 도입장치가 접속되어 있고, 112는 캐리어 가스 도입밸브이다. 캐리어 가스 도입장치는 도면에 나타내지 않은 캐리어 가스 저장실에 접속되어 있다.
여기에서는 캐리어 가스로서 N2를 사용하고 있지만, 예를 들면 Ar 등의 희 가스 또는 공기를 사용하여도 된다.
배기 장치110와 캐리어 가스 도입밸브112를 적당하게 조작함으로써 제1기밀실 내를 감압 또는 가압할 수 있다. 이 장치의 압력 조절수단은 10-3Torr에서 4×103Torr 정도까지 장치 내의 압력을 조절할 수 있게 되어 있다. 배기 장치의 처리능력, 처리용량을 변경함으로써 더 감압하여도 된다. 또한 캐리어 가스를 예압(豫壓)함으로써 더 가압하여도 된다.
제1기밀실102 내의 산소농도는 캐리어 가스 도입밸브112와 도면에 나타내지 않은 산소 농도센서에 의하여 조절된다. 산소 농도센서로서는, 예를 들면 지르코니아(zirconia) 센서를 사용하여도 된다. 지르코니아 센서에서 제1기밀실102 내의 온도가 낮은 경우에는, 예를 들면 제1기밀실102 내에서 추출되는 가스를 773°K 정도로 조절하여 측정하여도 된다.
지르코니아 센서 이외에도, 예를 들면 처리장치 내의 가스를 적외선 분광하여 산소농도를 측정하여도 된다.
제1기밀실102 내의 산소농도는, 예를 들면 N2같은 캐리어 가스를 도입하지 않고 장치 내의 전압력에 의하여 조절하여도 된다.
처리 대상물체150의 구성 수지의 열분해가 시작되면 제1기밀실102 내에서는 수지의 분해, 생성가스 분위기가 탁월한 성능을 발휘한다. 따라서 수지의 열분해가 시작되기 전에 제1기밀실102 내를 감압하여 산소의 농도를 충분하게 감소시켜 놓으면 처리 대상물체150의 연소나 처리 대상물체150의 구성 금속의 산화를 막을 수 있다.
전술한 바와 같이 제1기밀실102 내의 압력, 산소농도에 대해서도 온도와 마찬가지로 제어하면 된다. 예를 들면 압력센서, 산소 농도센서에서의 측정값 또는 측정전압을 입력으로 하여 배기 장치110의 밸브, 캐리어 가스 도입밸브112를 제어하는 신호 또는 전압을 출력으로 하는 프로그램을 전자 계산기에 탑재하여 제어 수단으로 사용하여도 된다.
제1기밀실102과 배기 장치110 사이에 처리 대상물체150의 구성 수지의 분해, 생성가스를 포함하는 가스상태 배출물을 처리하기 위한 배기가스 처리장치111가 설치되어 있다. 제1기밀실102과 배기가스 처리장치111는 개폐 가능한 기밀문111b에 의하여 분리되어 있다. 이 기밀문111b이 열렸을 때에는 배기가스 처리장치111측에서 레토르트111c가 삽입된다. 이때 기밀문111b은 제1기밀실102에서 차폐되고, 제1기밀실102과 배기가스 처리장치111는 레토르트111c에 의하여 기밀 상태로 연결된다. 이와 같은 구성을 채택함으로써 본 발명의 처리장치에서는 가스상태 배출물이 기밀문111b에 부착되는 것을 방지할 수 있다. 또한 제1기밀실102에서의 열로부터 기밀문111b의 씰부(seal 部)가 차폐된다. 이 때문에 기밀문의 씰부가 보호되어 기밀성을 향상시킬 수 있다.
배기가스 처리장치에서는 배기가스 처리장치의 배기가스를 응축시키거나 촉매나 플라즈마 글로우(plasma glow) 방전에 의하여 분해시키거나 흡착재에 의하여 흡착함으로써 배기가스를 무해화(無害化)함과 동시에 유가물을 회수한다. 예를 들면 배기가스 처리장치에 의하여 처리 대상물체150의 선택적인 열분해에 의하여 발생하는 가스를 응축시켜서 예를 들면 경유, 중유 등의 기름이나 타르로서 회수하여도 된다. 전술한 바와 같이 회수되는 기름을 가열수단으로서 사용하여도 된다.
또한 처리 대상물체150의 구성 수지의 분해, 생성가스 중에 할로겐, 유기 할로겐화물 등의 가스가 포함되어 있는 경우에는, 예를 들면 촉매, 플라즈마 등을 사용하여 분해하여도 된다.
처리 대상물체150에서 배출되는 유해한 가스를 장치의 외부로 새어나가지 않게 하기 위해서는 각 실에 접속되는 배기 장치106, 110, 114, 116의 후단에 도면에 나타내지 않은 멀티 배기가스 챔버를 구비하여도 된다.
제1기밀실102 내의 온도, 압력, 산소농도는 전술한 바와 같이 제어된다. 따라서 처리 대상물체150의 구성 금속은 거의 산화되거나 기화되지 않고 구성 수지를 선택적으로 열분해 할 수 있다. 그리고 구성 수지의 열분해에 의하여 발생하는 가스상태 배출물은 배기가스 처리장치111에 의하여 처리된다. 제1기밀실102 내에서 처리 대상물체의 구성 수지를 완전하게 탄화(炭化)시킬 필요는 없고 후단의 제2기밀실103에서 금속을 분리, 회수할 때에 방해되지 않을 정도로 선택적으로 열분해 할 수 있으면 된다.
제1기밀실102에서 처리를 종료할 때에는 처리 대상물체150에 남은 구성 수지의 대부분은 탄화물로서 존재하게 된다.
본 발명의 처리장치100에서는 제1기밀실102에서 가열하는 처리 대상물체150를 냉각하지 않고 제2기밀실103로 이송하기 때문에 열효율이 대단히 높다.
제2기밀실103은 처리 대상물체150의 구성 금속을 처리 대상물체150에서 선택적으로 기화시켜서 회수하기 위한 처리실이다.
이 제2기밀실103은 가열수단으로서 제1기밀실과 동일한 전열히터109를 구비하고 있다. 가열수단은 전열히터109에 한하지 않고 필요에 따라 선택 또는 조합시켜서 구비하면 된다.
전술한 바와 같이 제2기밀실103 내의 온도는 이 전열히터113와 도면에 나타내지 않은 온도센서에 의하여 제1기밀실102 내와 마찬가지로 제어되고 있다. 즉 제2기밀실103 내의 온도는 제2기밀실103 내의 압력, 산소의 농도 등과 함께 퍼지실101, 제1기밀실102, 냉각실104 등의 여러 조건 및 분리벽105의 개폐와 함께 도면에 나타내지 않은 제어 수단에 의하여 통합적으로 제어되고 있다.
제2기밀실103에도 배기 장치114가 접속되어 있다. 이 배기 장치의 구성은 퍼지실101의 배기 장치114와 동일한 구성으로 되어있다.
제2기밀실103 내의 압력은 이 배기 장치114와 도면에 나타내지 않은 압력센서인 진공계에 의하여 조절되고 있다. 진공계로서는 전술한 바와 같은 부르동관, 피라니 게이지 등을 필요에 따라 사용하면 된다. 제2기밀실103에는 이 실 내의 산소농도를 조절하기 위한 캐리어 가스 도입장치가 접속되어 있고, 112는 캐리어 가스 도입밸브이다. 캐리어 가스 도입장치는 도면에 나타내지 않은 캐리어 가스 저장실에 접속되어 있다. 여기에서는 캐리어 가스로서 N2를 사용하고 있지만, 예를 들면 Ar 등의 희 가스를 사용하여도 된다.
배기 장치114와 캐리어 가스 도입밸브112를 적당하게 조작함으로써 제1기밀실 내를 감압 또는 가압할 수 있다. 이 장치에서는 10-3Torr에서 4×103Torr 정도까지 장치 내의 압력을 조절할 수 있게 되어있다. 배기 장치의 처리능력, 처리용량을 변경함으로써 더 감압하여도 된다. 또한 캐리어 가스를 예압함으로써 더 가압하여도 된다.
제2기밀실103 내를 감압함에 따라 처리 대상물체150의 구성 금속의 증기압력(비등점)은 내려가기 때문에 더 낮은 온도에서 금속을 기화시킬 수 있다.
따라서 제2기밀실103이 구비하는 가열수단, 배기 수단의 처리능력은 처리 대상물체150에서 분리, 회수하는 금속의 종류에 따라 변경하면 된다.
예를 들면 제2기밀실103 내를 더 고온으로 가열하려면 유전가열 수단을 구비하여도 된다. 또 예를 들면 제2기밀실103 내를 보다 고진공으로 감압하려면 처리능력이 더 크고 배기 용량이 큰 진공 펌프를 구비하여도 된다. 제2기밀실103 내의 용량에 따라 이온 게터 펌프, 터보 분자 펌프 등을 사용하여 더 고진공을 얻을 수도 있다.
제2기밀실103 내의 산소농도는 장치 내가 충분하게 감압되어 있기 때문에 특별하게 조절하지 않더라도 충분하게 낮다. 따라서 적극적으로 조절할 필요는 없지만 산소농도 조절수단을 구비하는 경우에는 제1기밀실102과 마찬가지로 하면 된다.
또한 도1에 나타내는 처리장치100는 제2기밀실103을 한 개의 실로 구비하는 구성을 예시하지만 제2기밀실103을 복수로 구비하여도 된다. 내부의 온도, 압력조건이 다른 복수의 제2기밀실103을 구비함으로써 증기압력이 다른 복수의 금속을 처리 대상물체150에서 기화시켜서 회수할 수 있다.
또한 처리 대상물체150에서 금속을 원소마다 분리하여 회수할 필요가 없는 경우에는 처리 대상물체150에서 복수의 금속을 기화시켜서 회수하여도 된다. 예를 들면 Pb-Sn 합금을 처리 대상물체에서 제거할 때에는 제2기밀실103 내의 압력으로 Pb 및 Sn이 기화될 수 있는 온도로 가열하여 Pb 및 Sn을 회수하여도 된다. 물론, Pb와 Sn을 선택적으로 기화시켜서 별도의 프랙션(fraction)으로 회수하여도 된다.
제2기밀실103과 배기 장치114 사이에 처리 대상물체150에서 기화되는 기체 상태의 금속을 회수하기 위한 회수 챔버115가 설치되어 있다. 이 회수 챔버는 이 챔버 내에서 기화되는 금속을 융해점 이하로 냉각하고 응축시켜서 회수하는 것이다. 제2기밀실103과 회수 챔버115는 개폐 가능한 기밀문115b에 의하여 분리되어 있다. 이 기밀문115b이 열렸을 때에는 회수 챔버115측에서 레토르트(또는 배관)115c가 삽입된다. 이때 기밀문115b은 제2기밀실103 및 회수 챔버115로부터 차폐되고, 제2기밀실103과 회수 챔버115는 레토르트115c에 의하여 기밀 상태로 연결된다. 이와 같은 구성을 채택함으로써 본 발명의 처리장치에서는 처리 대상물체에서의 증발물이 응축하여 기밀문115b에 부착되는 것을 방지할 수 있다. 또한 제2기밀실103에서의 열로부터 기밀문115b의 씰부가 차폐된다. 이 때문에 기밀문115b의 씰부가 보호되어 기밀성을 향상시킬 수 있다.
또한 레토르트115c를 회수 챔버115측으로 후퇴시켜서 기밀문115b을 폐쇄하면 회수 챔버115를 제2기밀실103로부터 분리할 수 있다. 이 상태에서는 외부에서 회수 챔버115를 열어서 레토르트115c를 교환할 수 있다. 따라서 본 발명의 처리장치에서는 제2기밀실103 내의 온도, 압력 등의 조건을 유지하면서 처리 대상물체에서 증발하는 응축물을 한번에 외부로 꺼낼 수 있다. 이 때문에 처리장치의 연속적으로 운전이 가능하게 되어 처리의 생산성이 대폭 향상된다. 이 회수 챔버의 구성에 대해서는 별도로 상술한다.
회수 챔버115 내에 설치되는 레토르트115c는 내부를 향류구조(向流構造)나 나선구조로 하여도 된다. 기화되는 금속을 연속적으로 응축, 회수하는 경우에도 배치(batch) 처리로 응축, 회수하는 경우에도 회수 챔버115 내에서 기화되는 금속의 체류시간이 길어지게 되면 회수효율은 높아진다. 회수 챔버115와 배기 장치114 사이에 밸브나 개폐 가능한 분리벽, 레토르트115c에서 회수할 수 없는 증발물, 응축물을 포착하는 필터를 설치하여도 된다.
또한 제2기밀실103 내에 N2나 희 가스를 캐리어 가스로서 도입하여도 된다. 기화되는 금속은 캐리어 가스에 의하여 회수 챔버로 효율적으로 도입된다.
회수 챔버115는 제2기밀실103에 복수개 구비되어도 좋다. 복수의 회수 챔버115에서 동일한 금속을 회수하여도 되고, 제2기밀실103 내의 온도와 압력을 단계적으로 조절하여 복수의 금속을 각각 선택적으로 기화시켜서 복수의 회수 챔버115를 바꾸어 가면서 회수하여도 된다
제2기밀실103 내의 온도, 압력, 산소농도는 전술한 바와 같이 제어된다. 따라서 처리 대상물체150의 구성 금속을 그 증기압력에 따라 기화시켜서 회수 챔버115에서 금속상태로 회수할 수 있다.
또 제1기밀실에서 처리 대상물체150의 구성 수지의 열분해 정도에 따라 구성 수지가 분해, 생성가스 등을 배출하는 경우가 있다. 이와 같은 분해, 생성가스는 회수 챔버115의 후단을 배기가스 처리장치111 내지는 도면에 나타내지 않은 멀티 배기가스 챔버 등에 접속하여 처리하면 된다.
이와 같이 제2기밀실103에서는 처리 대상물체에서 소정의 금속을 기화시켜 회수할 수 있다.
제2기밀실103에서 처리 대상물체150를 직접 장치100의 외부로 꺼내면 처리 대상물체150가 급속하게 산화될 염려가 있다. 또한 제2기밀실103 내를 대기압으로 되돌려야 하므로 제2기밀실103 내의 기밀성을 유지한다는 관점에서도 불안하다. 이 때문에 도1에서 예시하는 처리장치100에서는 제2기밀실103의 후단에 냉각실104을 구비하고 있다.
이 냉각실은 퍼지실101, 제1기밀실102, 제2기밀실103과 같은 압력 조절수단과 산소농도 조절수단을 구비하고 있다. 즉 전술한 바와 같은 배기 장치116와 캐리어 가스 도입밸브117를 구비하고 있다.
제2기밀실103 내에서 소정의 금속으로 분리되는 처리 대상물체150는 냉각실104로 이송되어 압력과 산소농도가 조절된 상태로 냉각된다. 캐리어 가스는 산소농도의 조절 뿐만 아니라 처리 대상물체150의 냉각가스로서도 기능을 한다.
냉각실104과 배기 장치116 사이에 예열에 의하여 처리 대상물체에서 배출되는 가스 등을 제거하기 위한 트랩118을 설치하여도 된다.
냉각실104 내에서 처리 대상물체150를 충분하게 냉각시켜서 장치의 외부로 꺼낸다.
이와 같은 본 발명의 처리장치는 다이옥신류 등의 유기 할로겐화물을 발생할 가능성이 있는 처리 대상물체, 유기 할로겐화물을 포함하고 있는 처리 대상물체(예를 들면 토양, 소각 비산회)를 처리하는 경우에도 유효하게 기능을 한다. 이는 처리 대상물체의 가열처리가 감압 상태에서 이루어지기 때문에 처리 대상물체와 공존하는 분위기의 가스 중에서 유기 할로겐화물 또는 유기 할로겐화물의 생성능력을 구비하는 성분의 분압이 매우 작게 되도록 억제되기 때문이다. 이와 같이 실질적으로 유기 할로겐화물 프리(free) 또한 유기 할로겐화물의 생성능력을 구비하지 않는 가스 중에서 처리 대상물체의 가열 잔사를 냉각함으로써 최종적으로 배출되는 잔사에 포함되는 다이옥신류의 농도를 감소시킬 수 있다. 또 처리장치100로 처리 대상물체150를 도입하고, 꺼내고 또 각 실 사이에서 처리 대상물체150를 이송하는 것은 푸셔130, 드로워(drawer)131로 하면 된다.
푸셔130 및 드로워131의 조작은 분리벽105의 개폐와 함께 전술한 도면에 나타내지 않은 제어 수단으로 하여도 된다.
도2는 도1에서 예시하는 본 발명의 처리장치를 모식적으로 나타내는 도면이다. 도1에서는 나타내지 않은 퍼지실101 내의 압력센서202a, 제1기밀실102 내의 온도센서201a, 압력센서202b, 산소 농도센서203, 제2기밀실103 내의 온도센서201c, 압력센서202c, 냉각실104 내의 압력센서202d에서의 신호는 제어 수단을 구성하는 제어반200으로 전달된다. 제어 수단은 전자 계산기에 프로그램을 탑재함으로써 구성하여도 된다. 그리고 제어 수단은 장치 내의 각 실 내의 상태에 따라 가열수단, 압력 조절수단, 산소농도 조절수단을 제어하면 된다. 또한 분리벽105의 개폐, 푸셔130, 드로워131에 의한 처리 대상물체150의 이송도 이 제어 수단으로 하여도 된다. 210은 각 실 내의 온도, 압력, 산소농도 등의 상태, 분리벽105의 개폐 상태 등을 작업자에게 나타내어 주는 모니터이다. 또한 211은 멀티 배기가스 처리장치이다.
(실시예2)
도3은 본 발명의 처리장치의 다른 예를 개략적으로 나타내는 도면이다. 일부를 절단하여 내부의 모양을 나타낸다. 이 처리장치300도 수지와 금속을 구성재로서 구비하는 처리 대상물체350를 처리할 수 있다.
이 처리장치300는 퍼지실301, 기밀실302, 냉각실303로 구성되어 있다. 이 기밀실302은 도1에서 예시하는 처리장치100의 제1기밀실102과 제2기밀실103의 기능을 겸비하고 있다. 즉 기밀실302 내에서 처리 대상물체350의 구성 수지를 우선 선택적으로 열분해 하고 이어서 동일한 기밀실302 내에서 금속을 분리, 회수한다. 특히 수지의 선택적인 열분해에 의하여 원하는 금속이 단독으로 분리되는 상태로 되는 경우에는 처리 대상물체350의 구성 금속을 기화시킬 필요가 없다.
기밀실302은 온도 조절수단과 압력 조절수단과 산소농도 조절수단을 구비하고 있지만 산소농도는 전술한 바와 같이 기밀실302 내의 전압력에 의하여 조절하여도 된다.
기밀실302 내의 온도조절은 전열 히터309와 도면에 나타내지 않은 온도센서로 하면 된다.
기밀실302 내의 압력조절은 배기 장치310, 314와 캐리어 가스 도입장치와 도면에 나타내지 않은 압력센서로 하면 된다. 312는 캐리어 가스 도입밸브이다.
기밀실302과 배기 장치310 사이에는 처리 대상물체350의 구성 수지의 분해, 생성가스를 포함하는 가스상태 배출물을 처리하기 위한 배기가스 처리장치311가 설치되어 있다.
또한 기밀실302과 배기 장치314 사이에는 처리 대상물체350에서 기화되는 구성 금속의 가스를 응축시키기 위한 회수 챔버315가 설치되어 있다. 회수 챔버315의 구성은 전술한 바와 마찬가지이다. 처리 대상물체의 구성 금속을 기화시킬 필요가 없는 경우에는 복수의 배기가스 처리장치311를 설치하여도 된다.
퍼지실301, 냉각실303, 분리벽305, 캐리어 가스 도입장치, 푸셔330, 드로워331에 대해서는 도1에서 예시하는 처리장치100와 마찬가지이다. 또한 제어 수단에 대해서도 마찬가지로 구비하면 된다.
이와 같이 본 발명의 처리장치는, 가장 기본적으로는 처리 대상물체의 구성 수지를, 구성 금속을 될 수 있는 한 산화시키지 않도록 선택적으로 열분해 하는 부분으로 이루어진다. 이 부분에 구성 금속을 처리 대상물체로부터 기화시켜 분리, 회수하는 구성을 조합시킴으로써 처리할 수 있는 물체의 범위가 크게 넓어진다.
예를 들면 수지 피복 알루미늄 박 등의 처리는 수지 부분을 제어하는 분위기 상태에서 선택적으로 열분해 함으로써 알루미늄을 금속상태로 회수할 수 있다.
또한 기판에 전자부품이 탑재되는 설치기판 등의 처리는 땜납을 기화시켜 회수함으로써 기판과 전자부품을 분리하면 된다.
(실시예3)
도4는 본 발명의 처리장치의 다른 예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
이 처리장치400는 제1기밀실401과 제2기밀실402을 구비하고 있다. 제1기밀실401은 도면에 나타내지 않은 온도 조절수단을 구비하고 있고, 배기 장치403와 배기가스 처리장치404에 접속되어 있다. 제2기밀실은 도면에 나타내지 않은 온도 조절수단을 구비하고 있고, 배기 장치405와 회수 챔버406에 접속되어 있다. 또한 제1기밀실401, 제2기밀실402에는 캐리어 가스 도입장치407가 접속되어 있어 기밀실 내의 산소농도의 조절, 가압을 할 수 있다. 408은 캐리어 가스 저장실이다. 또한 제1기밀실401과 배기가스 처리장치404 사이는 기밀문404b에 의하여 분리되어 있다. 기밀문404b이 열려 있을 때에는 레토르트404c가 제1기밀실401의 개구부에 삽입되어 기밀문404b을 제1기밀실401 및 배기가스 처리장치404로부터 차폐함과 동시에 제1기밀실401과 배기가스 처리장치404를 실질적으로 기밀 상태로 연결한다. 마찬가지로 제2기밀실402과 회수 챔버406 사이는 기밀문406b에 의하여 분리되어 있다. 기밀문406b이 열려 있을 때에는 레토르트406c가 제2기밀실402의 개구부에 삽입되어 기밀문406b을 제2기밀실402 및 회수 챔버406로부터 차폐함과 동시에 제2기밀실402과 회수 챔버406를 기밀 상태로 연결한다.
이 예에서는 수지와 금속을 구비하는 처리 대상물체의 구성 수지는 제1기밀실401 내에서 선택적으로 열분해 되어 그 분해, 생성가스는 배기가스 처리장치404에서 무해하게 처리된다. 이때 전술한 제어 수단 등으로 제1기밀실401 내의 온도, 압력, 산소농도를 조절하여 처리 대상물체의 구성 금속의 상태를 유지하면서 수지를 선택적으로 열분해 하면 된다. 또한 배기가스 처리장치404의 구성을 회수 챔버406와 마찬가지로 구성하여 처리 대상물체에서의 증발물을 응축시켜도 된다.
또한 제1기밀실401 내의 배기가스 처리장치404측에는 가스상태 배출물을 개질 하는 개질 유니트409가 설치되어 있다. 이 예로서 개질 유니트409는 방열관 등의 가열수단을 구비하고 있어서 가스상태 배출물을 700℃에서 1200℃ 정도로 가열하여 감압 상태에서 크래킹(cracking)을 한다. 예를 들면 처리 대상물체를 구성하는 수지 등의 유기물의 열분해에 의하여 발생하는 가스는 개질 유니트409를 통과할 때에 개질 된다. 따라서 후단에서 가스의 처리가 용이하게 된다. 또한 개질을 감압 상태에서 함으로써 가스상태 배출물에서 다이옥신류 등의 유기 할로겐화물이 재생되는 것을 억제할 수 있다. 또 개질 유니트409에서는 가열에 의한 가스상태 배출물의 크래킹 뿐만 아니라 글로우 방전이나 플라즈마 방전에 의한 개질, 촉매에 의한 개질을 하여도 된다.
이와 같이 개질 유니트409에서 가스상태 배출물을 개질 하는 경우에는 배기 장치에 의하여 장치 내를 우선 배기하고 개질 유니트409를 개질 온도에 도달시킨다(가열에 의한 개질의 경우). 이 다음에 제1기밀실401의 온도를 조절하여 처리 대상물체를 가열하는 것이 바람직하다. 개질 유니트409가 글로우 방전이나 플라즈마 방전에 의한 개질, 촉매에 의한 개질을 하는 경우에도 개질 할 수 있는 상태로 되고 난 다음에 처리 대상물체를 가열하면 된다. 이와 같은 구성에 의하여 처리 대상물체의 승온과정(昇溫過程)에서의 가스상태 배출물에 대해서도 확실하게 개질 할 수 있다. 예를 들면 다이옥신류 등의 유기 할로겐화물로 오염된 토양이나 소각 비산회를 처리하는 경우에는 상온에서 500℃ 정도의 승온과정에서 다이옥신류(고체, 액체, 기체)가 추출되거나 합성된다. 본 발명의 처리장치에 의하면 이와 같은 승온과정에서 발생하는 가스상태 배출물에 대해서도 확실하게 개질 할 수 있다.
제2기밀실402에서는 내부의 온도, 압력을 조절하여 처리 대상물체의 구성 금속을 기화시켜서 회수 챔버406 내에서 응축시킨다. 제2기밀실402 내의 온도, 압력에 대해서도 제1기밀실401과 동일한 제어 수단으로 조절하면 된다. 전술한 바와 같이 제1기밀실401의 전단 또는 제2기밀실402의 후단에 퍼지실을 설치하여도 된다. 또한 제2기밀실에서도 제1기밀실과 동일한 개질 유니트를 구비하여도 된다.
(실시예4)
도5는 본 발명의 처리장치의 다른 예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
이 처리장치500는 수지와 금속을 구성재로서 구비하는 처리 대상물체를 처리할 수 있는 장치로서 퍼지실501, 제1기밀실502, 제2기밀실503, 제3기밀실504, 냉각실505을 구비하고 있다.
퍼지실501에는 트랩506과 배기 장치507가 접속되어 있다. 제1기밀실502에는 기밀문508b을 사이에 두고 배기가스 처리장치508와 배기 장치509가 접속되어 있다. 제2기밀실503에는 기밀문510b을 사이에 두고 회수 챔버510와 배기 장치511가 접속되어 있다. 제3기밀실504에는 기밀문512b을 사이에 두고 회수 챔버512와 배기 장치513가 접속되어 있다. 냉각실505에는 트랩514과 배기 장치515가 접속되어 있다. 제1기밀실502, 제2기밀실503, 제3기밀실504들은 도면에 나타내지 않은 온도 조절수단을 구비하고 있다. 516은 캐리어 가스 도입장치이고, 517은 캐리어 가스 저장실이다.
또한 제1기밀실502은 도면에 나타내지 않은 산소 농도센서를 구비하고 있고, 전압력과는 독립적으로 장치 내의 산소농도를 조절할 수 있게 되어 있다.
즉 처리장치500는 처리 대상물체의 구성 금속을 기화시키기 위한 처리실을 복수로 구비하는 것이다. 처리 대상물체가 복수의 금속을 구비하는 경우에도 제2기밀실503과 제3기밀실504에서 각각 선택적으로 기화시켜서 회수할 수 있다.
(실시예5)
도6은 본 발명의 처리장치의 다른 예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
이 처리장치600는 수지와 금속을 구성재로서 구비하는 처리 대상물체를 처리할 수가 있는 장치이다. 이 처리장치600는 하나의 기밀용기601에 복수의 회수장치를 접속하는 것으로서 기밀용기601 내부의 온도, 압력, 산소농도에 따라 회수장치를 바꾸어 가면서 처리한다. 이 예에서도 전술한 바와 같이 기밀용기601와 배기가스 처리장치602 사이는 기밀문602b으로 분리되어 있다. 또한 기밀용기601와 회수 챔버605 사이도 기밀문605b으로 분리되어 있다.
(실시예6)
도7은 기밀용기601 내의 온도, 압력, 산소농도를 조절하는 제어장치610의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다. 전술한 바와 같이 제어 수단611의 전부 또는 일부를, 예를 들면 제어 프로그램으로서 전자 계산기에 탑재하여 장치를 제어하여도 된다.
기밀용기601에는 처리 대상물체의 구성 수지의 분해, 생성가스를 회수하는 배기가스 처리장치602가 복수개 접속되고, 각각의 배기가스 처리장치602에는 배기 장치603가 접속되어 있다. 일반적으로 수지의 분해, 생성가스는 대량으로 배출되므로 이와 같은 복수의 배기가스 처리장치를 구비함으로써 기밀용기 내의 상태 제어가 용이하게 되어 배기 장치의 부담도 경감된다.
배기 장치603의 후단에는 배기가스 중에 포함되어 있는 유해물질 등을 무해화(無害化), 무취화(無臭化), 무연화(無煙化)하는 배기가스 처리장치604를 구비하고 있다. 예를 들면 배기 장치603를 통과하는 다이옥신류, SOx, NOx 등은 이 배기가스 처리장치604에 의하여 배출 기준치 이하로 처리되어 배출된다. 이 배기가스 처리장치604에는, 예를 들면 유막(油膜) 필터나 버그 필터와 같은 습식 필터, 활성탄 필터 등을 구비하여도 된다.
기밀용기601에는 기밀용기601 내에서 기화시키는 처리 대상물체의 구성 금속을 회수하는 회수 챔버605가 복수개 접속되고, 각각의 회수 챔버에는 배기 장치606가 접속되어 있다.
기밀용기601에 접속되는 복수개의 회수 챔버605는 동일한 금속을 회수하여도 된다. 또한 기밀용기601 내의 온도, 압력조건에 따라 증기압력(비등점)이 다른 복수의 금속을 회수 챔버를 바꾸어 가면서 각각 회수하여도 된다.
또한 기밀용기601에는 캐리어 가스 도입장치가 접속되어 있다. 607은 캐리어 가스 저장실이다. N2,Ar 등의 캐리어 가스를 도입함으로써 기밀용기601 내의 산소농도를 전압력과는 독립적으로 조절할 수 있다. 또한 예압(豫壓)되는 캐리어 가스를 도입함으로써 기밀용기601 내를 가압하여도 된다. 비산화 분위기(非酸化 雰圍器) 중에서 처리 대상물체를 가압함으로써 구성 수지의 분해효율이 향상된다.
또한 기밀용기601 내의 산소농도는 전압력에 의하여 조절하여도 된다.
(실시예7)
도8, 도9는 도1, 도2에서 예시하는 본 발명의 처리장치의 회수 챔버의 구성 예를 모식적으로 나타내는 도면이다. 도8에서는 레토르트115c가 회수 챔버115 내에서 후퇴하여 기밀문115b이 닫혀지는 상태를 나타내고 있다. 도9에서는 레토르트115c가 전진하여 제2기밀실103의 개구부103b에 삽입되어 기밀문115b이 열려지는 상태를 나타내고 있다. 여기에서는 회수 챔버를 중심으로 설명하고, 그 이외의 부분을 도면에 나타내는 것은 생략한다.
제2기밀실103에 인접하여 개폐 가능한 기밀문115b에 의하여 분리되는 회수 챔버115가 설치되어 있다. 이 회수 챔버115는 도면에 나타내지 않은 온도 조절수단을 구비하고 있다. 회수 챔버115에는 캐리어 가스 도입장치, 냉각가스 도입장치를 접속하여도 된다. 제2기밀실103과 배기 장치114 사이에는 회수 챔버115가 설치되어 있다. 제2기밀실103과 회수 챔버115 사이에는 기밀문115b이 설치되어 제2기밀실103과 회수 챔버115를 분리할 수 있게 되어 있다. 회수 챔버115 내에는 레토르트115c가 설치되어 있다. 레토르트115c는 처리 대상물체에서의 증발물을 회수하기 위한 교환이 가능한 배관 모양의 카세트이다. 이 예에서는 제2기밀실103에 접하는 면에 제2개구부115f를 구비하고, 배기 장치114측의 측면에 제3개구부115d를 구비하는 내부가 비어있는 원통 형상으로 구비되어 있다. 제2기밀실103에서 배기 장치114로 향하여 흐르는 가스는 레토르트의 제2개구부115f에서 레토르트115c 내에 도입되어 레토르트 측면의 개구부115d를 통과하여 배기 장치114측으로 도입된다. 레토르트115c의 내부에는 처리 대상물체에서의 증발물이 응축되기 쉽도록 금속제의 네트(net) 등을 구비하여도 된다. 어떻든 레토르트115c의 형상은 제2회수실103의 개구부103b와 정합(整合)하도록 필요에 따라 설계하면 된다. 또한 회수 레토르트의 내부 구조에 대해서도 필요에 따라 설계하면 된다. 또한 회수 챔버115c는 수냉재킷 구조로 되어 있어 챔버 내를 증발물이 응축될 수 있는 온도 보다 낮게 유지할 수 있게 되어있다.
이 레토르트115c는 제2기밀실103 및 배기 장치114에서 분리되는 상태에서 회수 챔버115를 열어서 외부로 꺼내고 또한 회수 챔버115 내에 장전할 수 있다.
또한 회수 챔버115에는 레토르트115c를 진퇴(進退)시키기 위한 장치가 구비되어 있다. 이 예에서는 실린더115d의 신축(伸縮) 동작에 의하여 레토르트115c는 회수 챔버115 내를 전진, 후퇴한다. 회수 레토르트115c는 전진위치에서 제2기밀실103의 개구부103b에 삽입된다. 실린더는 전진 동작용, 후퇴 동작용으로 복수로 구비하여도 된다. 또한 실린더23에 증발물이 부착되는 것을 방지하기 위해서 이 예에서 실린더는 주름상자 모양의 커버로 덮여 있다. 또한 회수 챔버115 내에는 레토르트115c의 진퇴 동작을 가이드 하는 장치가 구비되어 있다. 이와 같은 가이드 장치로서는 가이드 레일, 가이드 롤러 등을 필요에 따라 사용하면 된다. 이 가이드 장치는 회수 챔버115와 레토르트115c의 열전도를 하고 있다. 이 때문에 가이드 장치는 열전도가 좋은 금속으로 구성하여도 된다.
여기에서 이와 같은 회수장치를 구비하는 본 발명의 처리장치의 동작에 대해서 설명한다. 우선, 기밀문115b을 열고 레토르트115c를 전진시켜서 제2기밀실103의 개구부103b에 삽입한다(도9참조). 기밀문115b은 회수 레토르트115c에 의하여 제2기밀실103 및 회수 챔버115로부터 분리된다. 이와 같은 구성을 채택함으로써 처리 대상물체에서의 증발물이 기밀문115b에 부착되는 것을 방지할 수 있다. 또한 기밀문115b은 제2기밀실103의 복사열로부터 차폐된다. 이 때문에 기밀문115b의 씰부가 보호되어 장치의 기밀성을 향상시킬 수 있다.
레토르트115c가 제2기밀실103의 개구부103b에 삽입되면 제2기밀실103 내의 온도, 압력을 처리 대상물체 중에 증발시키고자 하는 금속의 비등점 이상으로 조절하여 그 금속을 증발시킨다. 처리 대상물체에서의 증발물은 레토르트115c 내를 통과하여 배기 장치114로 향하는 도중에 냉각되어 레토르트115c 내에서 응축된다. 레토르트115c 내에서 응축되지 않는 증발물을 트랩 하기 위한 필터를 회수 챔버115와 배기 장치114 사이에 삽입하여도 좋다. 이럼으로써 처리 대상물체에서의 증발물이 진공 펌프로 도달되는 것을 방지할 수 있다. 이때 기밀문115b은 레토르트115c에 의하여 처리 대상물체에서의 증발물을 포함하는 뜨거운 가스류로부터 차폐되어 있다. 이 때문에 기밀문115b의 씰부에 처리 대상물체에서의 증발금속이 응축되는 것을 방지할 수 있다. 또한 기밀문115b의 씰부에 수지가 사용되고 있는 경우에도 씰부를 보호할 수 있다.
처리 대상물체에서 증발시키고자 하는 성분의 증발처리가 종료되면 레토르트115c를 회수 챔버115 내로 후퇴시켜서 기밀문115b을 폐쇄한다(도8참조).
또한 회수 챔버115와 배기 장치114 사이의 밸브를 닫아서 회수 챔버115를 배기 장치114에서도 분리한다. 이 상태에서 회수 챔버115에 구비되는 기밀문(도면에 나타내는 것은 생략한다)을 열어서 레토르트115c를 외부로 꺼낸다. 레토르트115c 내의 응축물은 금속상태이거나 비표면적(比表面積)이 커서 불안정한 상태이기 때문에 회수 챔버115를 열기 전에 질소, 이산화탄소, 불활성가스 등의 가스를 도입하여 응축물을 냉각시키는 것이 바람직하다. 다음에 다른 레토르트를 회수 챔버115 내에 장전하여 같은 조작을 되풀이한다. 이와 같은 회수 챔버115를 구비하면 제2기밀실103과 회수 챔버115의 온도, 압력, 산소농도 등의 여러 조건을 독립적으로 제어할 수 있다. 따라서 장치의 운용효율이 향상된다. 또한 이와 같은 회수 챔버는, 예를 들면 도3, 도4, 도5, 도6 등에 나타내는 바와 같은 본 발명의 처리장치의 각 회수 챔버에 적용하여도 된다. 또한 회수 챔버 뿐만 아니라 배기가스 처리장치와 기밀실의 접속부에 대해서도 마찬가지의 구성을 채택할 수 있다. 이와 같은 구성을 채택함으로써 본 발명의 처리장치에 있어서는 가열로가 감압되어 있는 경우에도, 가압되어 있는 경우에도 노(爐)를 정지시키지 않고 연속적으로 운전하면서 처리 대상물체에서의 증발물, 가스상태 배출물 등의 열분해 생성물을 회수할 수 있다. 이 때문에 처리의 생산성을 크게 향상시킬 수 있다. 따라서 처리비용을 절감할 수 있다.
(실시예8)
도10, 도11, 도12는 본 발명의 처리장치의 구성 예를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도10은 레토르트가 회수 챔버 내에 장전되는 상태를, 도11은 레토르트가 기밀실에 삽입되는 상태를, 도12는 레토르트를 교환하기 위해서 회수 챔버를 여는 상태를 각각 나타내고 있다. 또 이 예에서는 도1, 도2에 나타내는 본 발명의 처리장치를 예를 들어 설명하지만 이 회수장치의 구성은 본 발명의 다른 처리장치에도 마찬가지로 적용할 수 있다.
전술한 바와 같이 제2기밀실103은 개폐 가능한 기밀문115b에 의하여 회수 챔버115로부터 분리되어 있다. 또한 회수 챔버115는 개구부17를 통하여 배기 장치114와 접속되어 있다. 부호14는 기밀문115b이 열렸을 때에 기밀문이 수용되는 수용실이고, 15는 기밀문115b을 개폐하기 위한 실린더이다. 회수 챔버115 내에는 레토르트115c가 설치되어 있다. 레토르트115c는 처리 대상물체에서의 증발물을 회수하기 위해 교환이 가능한 배관 모양의 카세트이다. 이 예에서는 제2기밀실103에 접하는 면과 배기 장치114측의 측면에 개구부115d를 구비하는 내부가 비어있는 원통 형상으로 구비되어 있다. 또한 회수 챔버115에는 레토르트115c를 진퇴시키기 위한 장치가 구비되어 있다. 이 예에서는 실린더23, 31의 신축 동작에 의하여 레토르트115c는 회수 챔버115 내를 전진, 후퇴한다. 회수 레토르트115c는 전진 위치에서 제2기밀실103의 개구부103b에 꼭 맞게 삽입된다. 실린더는 전진 동작용, 후퇴 동작용으로 복수로 구비하여도 된다. 또한 실린더23에 증발물이 부착되는 것을 방지하기 위해서 이 예에서 실린더는 주름상자 모양의 커버30로 덮여 있다. 또한 회수 챔버115 내에는 레토르트115c의 진퇴 동작을 가이드 하는 장치가 구비되어 있다. 이와 같은 가이드 장치로서는 가이드 레일, 가이드 롤러 등을 필요에 따라 사용하면 된다.
도11에서는 기밀문115b을 열고 레토르트115c를 전진시켜서 제2기밀실103의 개구부103b에 삽입되는 모양을 나타낸다. 기밀문115b은 회수 레토르트115c에 의하여 제2기밀실103 및 회수 챔버115로부터 분리된다. 이와 같은 구성을 채택함으로써 처리 대상물체에서의 증발물이 기밀문115b에 부착되는 것을 방지할 수 있다. 또한 기밀문115b은 제2기밀실103의 복사열로부터 차폐된다. 이 때문에 기밀문115b의 씰부가 보호되어 장치의 기밀성을 향상시킬 수 있다. 이 상태에서 제2기밀실103 내의 온도, 압력을 처리 대상물체 중의 증발시키고자 하는 금속의 비등점 이상으로 조절하여 그 금속을 증발시킨다. 처리 대상물체에서의 증발물은 레토르트115c 내를 통과하여 배기 장치114로 향하는 도중에 냉각되어 레토르트115c 내에서 응축된다. 이때 기밀문115b은 레토르트115c에 의하여 처리 대상물체에서의 증발물을 포함하는 뜨거운 가스류로부터 차폐되어 있다. 이 때문에 기밀문115b의 씰부에 처리 대상물체에서의 증발금속이 응축되는 것을 방지할 수 있다. 또한 기밀문115b의 씰부에 수지가 사용되고 있는 경우에도 씰부를 보호할 수 있다.
처리 대상물체에서의 증발시키고자 하는 성분의 증발처리가 종료되면 레토르트115c를 회수 챔버115 내로 후퇴시켜서 기밀문115b을 폐쇄한다(도10참조).
또한 회수 챔버115와 배기 장치114 사이의 밸브를 닫아서 회수 챔버115를 배기 장치114에서도 분리한다. 이 상태에서 회수 챔버115에 구비되는 기밀문33을 열어서 레토르트115c를 외부로 꺼낸다(도12). 본 발명에서는 처리 대상물체에서의 증발물의 회수 중에는 기밀문115b이 제2기밀실103로부터 차폐되어 있기 때문에 기밀문115b에 응축물이 부착되는 것이 방지된다. 또한 기밀문115b의 씰부는 열에 의한 손상도 방지된다. 따라서 회수 챔버115를 열더라도 제2기밀실103에 외부 공기가 리크(leak)되는 것을 방지할 수 있다. 다음에 다른 레토르트를 회수 챔버115 내에 장전하여 같은 조작을 되풀이한다. 이와 같은 구성을 채택함으로써 본 발명에서는 가열로가 감압되어 있는 경우에도, 가압되어 있는 경우에도 노(爐)를 정지시키지 않고 연속적으로 운전하면서 처리 대상물체에서의 증발물, 가스상태 배출물 등의 열분해 생성물을 회수할 수 있다. 이 때문에 처리의 생산성을 크게 향상시킬 수 있다. 따라서 처리비용을 절감할 수 있다.
도12는, 처리 대상물체에서 배출되어 배기가스 처리장치나 회수 챔버 등에 의하여 회수되지 않는 배기가스를 처리하는 배기가스 처리장치의 구성 예를 개략적으로 나타내는 도면이다. 배기가스 처리장치 또는 회수 챔버 등의 회수 처리장치의 후단에는 멀티 배기가스 처리 필터1201, 무연화 필터1202, 무취화 필터1203가 접속되어 있다. 이들 이외에도, 예를 들면 할로겐 가스 등을 회수하는 알칼리 트랩이나 촉매 등을 사용하는 할로겐화 탄화수소 분해장치 등을 구비하여도 된다.
이와 같이 본 발명의 처리장치는 수지와 금속을 구성재로서 구비하는 처리 대상물체를, 구성 수지는 선택적으로 열분해(기화(氣化), 유화(油化), 탄화(炭化))되고, 구성 금속은 기화되어서 처리 대상물체로부터 분리, 회수할 수 있다.
(실시예9)
다음에 납을 구성재로서 구비하는 물체에서 납을 제거하는 처리 시스템에 대해서 설명한다.
이 처리 시스템은 구성재의 적어도 일부에 납과 수지가 사용되는 물체를 처리대상으로 하고 있다. 예를 들면 Pb-Sn계 땜납 등 납을 포함하는 합금이 사용되는 전자 기기나 자동차의 전자부품 등에서 납을 제거할 수 있다.
이 처리 시스템은 수지 부분을 기화, 유화, 탄화 등 우선 선택적으로 열분해 하고 계속하여 납을 기화시켜서 처리 대상물체로부터 분리하는 것이다. 기화시키는 납은 회수하면 된다. 장치로는 지금까지 말한 바와 같은 본 발명의 처리장치를 사용하여도 된다.
처리 대상물체의 납이 실질적으로 산화되지 않도록 구성 수지를 우선 선택적으로 열분해 한다.
수지는 323°K 정도에서부터 용융 등이 일어나고, 453∼873°K 정도로 유지되면 열분해에 의하여 주로 C1∼C8의 탄화수소계 가스를 배출한다. 이와 같은 수지의 분해, 생성가스는 배기가스 처리장치 등으로 회수하면 된다.
이 수지의 선택적인 열분해 공정은 산소농도를 조절한 상태에서 하는 것이 바람직하다. 산소농도를 조절함으로써 수지의 분해, 생성가스의 회수효율이 향상된다. 또한 납의 산화를 막을 수 있다. 산화 납은 납보다도 낮은 온도에서 증발하기 때문에 산소농도를 조절함으로써 납의 비산(飛散)을 방지하므로 후공정에서 적극적으로 납을 더 회수할 수 있다.
그리고 온도와 압력을 조절하여 처리 대상물체에서 납을 기화시킨다. 처리 대상물체가 납 이외에, 예를 들면 철, 동, 알루미늄, 주석 등의 금속이 포함될 때에는 증기압력의 차이에 의하여 각각의 금속을 선택적으로 기화시키면 된다.
납이 기화되는 온도는 기밀용기 내의 압력에 따라 변화된다. 대기압 상태에서는, 예를 들면 1673°K로 가열하는 경우에 납의 증기압력은 84mmHg인데 대하여 철, 동, 주석의 증기압력은 1mmHg에도 미치지 못한다. 따라서 물체를 1673°K 정도로 가열함으로써 물체로부터 대부분의 납 증기만을 선택적으로 발생시킬 수 있다.
또한 대기압 상태에서는, 예를 들면 2013°K로 가열하는 경우에 납의 증기압력은 760mmHg인데 대하여 주석의 증기압력은 15mmHg, 동의 증기압력은 3mmHg에도 미치지 못한다. 따라서 물체를 1673°K 정도로 가열함으로써 물체로부터 대부분의 납 증기만을 선택적으로 발생시킬 수 있다.
또한 감압 상태에서 처리 대상물체를 가열함으로써 더 낮은 온도로 처리 대상물체 중의 납을 기화시킬 수 있다.
압력을 10-1Torr로 조절하면 1100°K 정도로 가열함으로써 처리 대상물체로부터 대부분의 납 증기만을 선택적으로 발생시킬 수 있다.
또한 압력을 10-3Torr로 조절하면 900°K 정도로 가열함으로써 처리 대상물체로부터 대부분의 납 증기만을 선택적으로 발생시킬 수 있다.
또한 압력을 10-4Torr로 조절하면 700°K 정도로 가열함으로써 처리 대상물체로부터 대부분의 납 증기만을 선택적으로 발생시킬 수 있다.
이와 같이 선택적으로 발생시키는 납 증기는, 예를 들면 납의 융해점 이하로 냉각시키는 회수장치 등에서 금속 납으로 회수하면 된다.
도13은 납의 증기압력과 온도와의 관계를 나타내는 그래프이다. 기밀용기 내를 감압시키면 납의 비등점이 내려 가는 것을 알 수 있다.
이 그래프에 의거하여, 예를 들면 기밀용기 내의 압력에 따라 가열온도를 조절하면 된다. 또한 예를 들면 이 관계를 프로그램으로서 전자 계산기에 탑재하여 전술한 본 발명의 처리장치의 제어 수단으로서 사용하여도 된다.
(실시예10)
여기에서 납과 수지를 구성재로서 구비하는 물체의 예로서 회로기판에 각종 전자부품이 Pb를 포함하는 땜납으로 탑재되는 설치기판을 처리 대상물체로서 처리하는 예를 설명한다.
도14는 이와 같은 설치기판1300을 모식적으로 나타내는 도면이다.
동박(銅箔)1301과 수지1302가 적층되는 회로기판1303에 전자부품1304이 탑재되어 있다. 이 전자부품1304은 수지1305로 패키징(packaging)되어 있다. 그리고 Cu합금으로 구성되는 전자부품의 접속단자1306와 동박이 Pb-Sn계 땜납1307으로 접합되어 있다. 전자부품의 접속단자1306의 표면이 땜납으로 도금되어 있는 것도 있지만 마찬가지로 처리할 수 있다.
설치기판1300을 기밀용기 내에서 산소농도를 조절하고 가열하여 수지1302, 1303를 우선 선택적으로 열분해 한다. 프린트 기판의 구성 수지는 일반적으로 열경화성 수지로 대부분은 탄화되지만 그래도 다량의 분해, 생성가스를 발생한다. 전자부품의 패키징 수지1303도 마찬가지이다.
도15는 구성 수지가 선택적으로 열분해 되는 설치기판1300을 모식적으로 나타내는 도면이다.
이 상태에서는 설치기판의 구성 수지의 대부분은 탄화되고 있다. 또한 납은 산소농도를 조절함으로써 비산(飛散) 되지 않는다.
계속하여 기밀용기 내의 온도와 압력을 조절하여 처리 대상물체 중의 납을 선택적으로 기화시킨다. 온도와 압력은 도13에 의거하여 결정하면 된다. 기밀용기 내를 감압시키는 것이 바람직하다. 이는 낮은 온도에서 납이 기화되기 때문에 투입 에너지가 적게 되고 또한 산소농도가 작게 되는 납 그 밖의 처리 대상물체의 구성 금속이 실질적으로 산화되지 않기 때문이다. 처리 대상물체의 구성 금속이 산화될 염려가 있을 경우에는 N2, Ar 등의 캐리어 가스를 도입하여 기밀용기 내의 산소농도를 조절하면 된다
기밀용기 내를 감압시킬수록 낮은 온도에서 납은 기화된다. 도16은 납1308이 금속상태 그대로 기화되는 모양을 모식적으로 나타내는 도면이다. 기밀용기 내의 온도, 압력을 조절함으로써 납만을 선택적으로 기화시킬 수 있다. 처리 대상물체에 납보다 비등점이 낮은 금속이 포함되어 있는 경우에는 그와 같은 금속을 먼저 기화시키면 된다.
이와 같이 처리 대상물체인 설치기판1300에서 납을 제거할 수 있다. 또한 사회가 앉고 있는 대량의 폐 전자 기기 등의 설치기판을 일반 폐기물로서 처리함으로써 납의 용출에 의하여 환경을 오염시키는 것을 방지할 수 있다. 또한 납 이외의 구성 금속의 분리도 용이하게 되어 자원으로서 이용할 수 있다. 구성 수지도 유가인 기름으로서 또는 탄화물로서 회수할 수 있다. 이 탄화물은 비료나 활성탄으로 이용하여도 된다.
여기에서는 설치기판1300에서 납을 제거하는 것까지 설명하지만 기밀용기 내의 온도, 압력을 조절하여 처리 대상물체의 납 이외의 구성 금속을 기화시켜도 된다.
예를 들면 땜납을 구성하고 있는 주석을 기화시킴으로써 회로기판1303과 전자부품1304을 분리시킬 수 있다.
도17은 주석을 기화시켜 회로기판1303과 전자부품1304이 분리되는 모양을 모식적으로 나타내는 도면이다.
이와 같이 납을 제거하거나 회로기판1303과 전자부품1304을 분리시킴으로써 처리 대상물체가 가지는 복잡함이 단순하게 되어 그 후의 처리가 용이하게 된다. 바꾸어 말하면 처리 대상물체의 엔트로피(entropy)가 감소하여 물체의 가치를 높일 수 있다.
또한 기밀용기 내의 온도, 압력을 조절하여 회로기판1303, 전자부품1304에 포함되는, 예를 들면 Au, Ag, Pt, Bi, In, Ta, Ni, Cr, Cu, Al, W, Mo, Co, Pd 등의 금속을 기화시켜 회수하여도 된다. 이와 같은 회수는 회로기판1303과 전자부품1304을 분리하고 나서 별도로 하는 것이 효율적이다.
도18, 도29, 도30은 각종 금속의 비등점(증기압력)의 압력 의존성을 나타내는 도면이다. 이 도면은 회수 가능한 금속의 예를 나타내는 것으로서 도면에 표시되어 있지 않은 금속도 회수할 수 있다.
도19는 산화물의 생성 자유 에너지의 온도 의존성을 나타내는 도면이다. 도19에 나타내는 원소는 한가지 예로서 나타내는 것이고, 이 이외의 원소에 대한 데이터도 데이터 베이스 등으로부터 계산을 하지 않고 용이하게 얻을 수 있다. 도18, 도19, 도29, 도30에 나타내는 관계를 도13에 나타내는 것은 납의 비등점(증기압력)과 압력과의 관계와 함께 사용하여, 예를 들면 기밀용기 내의 온도, 압력, 산소농도를 제어하면 된다.
또한, 예를 들면 이 관계를 프로그램으로서 전자 계산기에 탑재하여 전술한 본 발명의 처리장치의 제어 수단으로서 사용하여도 된다.
(실시예11)
도20은 본 발명의 납과 수지를 구성재로서 구비하는 처리 대상물체의 납 제거에 사용되는 장치의 예를 모식적으로 나타내는 도면이다. 장치는 도20에서 예시하는 장치에 한하지 않고 지금까지 말한 바와 같은 본 발명의 처리장치를 사용하여도 된다.
이 처리장치2000는 제1기밀실2001과 제2기밀실2002을 구비하고 있다. 이 제1기밀실2001은 산소농도 제어장치2003와 도면에 나타내지 않은 버너 등의 가열장치를 구비하고 있다. 그리고 도면에서 생략한 제어부에 의하여 소정의 온도로 소정 시간 유지되도록 구성되어 있다.
처리 대상물체2004의 가열에 의하여 구성 수지에서 배출되는 탄화수소계 가스는 유화(油化) 회수장치2005에서 냉각되어 기름으로 회수된다. 2006은 배기가스 세정장치이고, 이 예에서는 알칼리수 샤워 세정장치 등이 접속되어 있어 배기가스 중의 할로겐 가스는 환경기준 이하까지 감소된다.
제2기밀실2002은 진공 가열로(眞空 加熱爐)로서 납 회수 챔버2007와 배기 장치2008를 구비하고 있다.
처리 대상물체는 콘베이어 등의 이송수단2009에 의하여 제1기밀실2001,제2기밀실2002로 순차적으로 이송된다.
이들 처리 대상물체의 제1기밀실2001, 제2기밀실2002에서의 체류시간, 가열온도, 압력, 산소농도는 도면에 나타내지 않은 제어부에 의하여 각각 제어된다.
또 제2기밀실2002을 통과한 후에는 잔사 수취부2010로 이송된다.
제1기밀실2001에 있어서 처리 대상물체2004는, 예를 들면 473°K∼873°K 정도의 온도로 승온(昇溫)·유지되어 처리 대상물체2004의 구성재의 일부인 수지 성분은 가열, 분해되어, 예를 들면 C1∼C8, C8∼C16의 탄화수소 가스로 배출된다.
배출되는 수지의 분해, 생성가스는 배기가스 처리장치2005에서 응축, 회수된다. 미회수 가스는 배기가스 세정장치2006에서 제거되어 무해화, 무연화, 무취화 된다.
다음에 처리 대상물체2004는 제2기밀실2002로 이송되고, 예를 들면 10-5Torr 정도의 압력까지 감압되고 온도를 700°K 정도로 하여 이 상태를 유지한다. 처리 대상물체 중의 납은 처리 대상물체에서 증기 납으로 방출된다. 제2기밀실2002의 상부에는 가스 배출부가 설치되어 있고, 처리 대상물체에서 방출되는 증기 납은 증기 압력이 감소됨에 따라 금속 납으로 응축된다. 결정화 되는 금속 납은 납 회수 챔버2005 내에서 석출시켜서 회수된다. 또한 제2기밀실2002에서 증기 납을 효율적으로 납 회수 챔버2005로 이송시키기 위해서 제2기밀실2002에 설치되는 캐리어 가스 도입부로부터 N2나 Ar 등의 불활성인 가스를 도입하여 증기 납을 캐리어 가스와 함께 납 회수 챔버2005로 이송시킨다.
제1기밀실의 상부에는 가스 배출부가 설치되어 있어 배출되는 수지의 분해, 생성가스는 배기가스 처리장치2005로 이송된다.
배기가스 처리장치2005는 냉각온도가 523∼423°K의 경우에는 중유, 423∼323°K의 경우에는 중유와 경질유의 혼합물, 323°K∼실온의 경우에는 경질유가 주로 된다. 회수되는 기름은 도면에 나타내지 않은 회수탱크에 도입되어 연료 또는 원료로서 재이용할 수 있다.
배기가스 처리장치2005에서 배출되는 가스는 가스 송출부15를 통과하여 배기가스 세정장치2006에 도입된다. 이 예에서는 알칼리수 샤워 세정 등이 접속되어 있어 배기가스 중의 할로겐 가스는 환경기준 이하까지 감소된다.
(실시예12)
다음에 상기 구성의 처리장치2000를 사용하여 처리 대상물체로서 땜납을 포함하는 전자 기기를 처리하는 예에 대해서 설명한다.
처리 대상물체2004인 전자 기기는 전(前) 처리에서 파쇄하여도 된다. 여기에서는 전자부품을 2축형 파쇄기로 가로, 세로 10cm 정도로 대충 파쇄한다. 대충 파쇄되는 전자 기기는 제1기밀실에 투입된다.
제1기밀실2001은 노 내의 온도 약773°K 정도, 산소농도는 5% 정도로 유지되어 있고, 전자 기기를 약30분간 체류시킨다. 전자 기기의 구성비율의 약40%를 차지하는 구성 수지는 제1기밀실2001에서 선택적으로 열분해 되어 탄화수소 가스로서 배출되거나 탄화된다.
또한 구성비율의 약50%를 차지하는 철·동·알루미늄 등의 금속류와 구성비율의 약10%를 차지하는 설치기판에서는 제1기밀실2001 내에서 화학적 변화는 일어나지 않는다. 즉 산화 상태나 상평형(相平衡) 상태는 실질적으로 유지된다.
구성 수지를 선택적으로 열분해 하는 전자 기기는 냉각되지 않고 제2기밀실2002로 이송된다. 제2기밀실2002은 압력을 약10-3Torr 정도, 온도를 약900°K 정도로 유지하여 전자 기기를 약30분 정도 체류시킨다.
전자 기기의 약10%를 차지하는 설치기판에서는 기판 중량의 약5∼10%의 땜납이 사용되고 있다. 또한 이 땜납의 약40wt%는 납이다.
즉 전자 기기 중에는 0.2∼0.4%의 납이 구성재의 일부로서 사용되고 있다. 이 납은 제2기밀실2002에서 증발 납으로 기화되어 캐리어 가스와 함께 납 회수 챔버2005로 이송되어 금속 납으로 회수된다.
납의 회수율을 향상시키기 위해서는 납 회수 챔버2005 내부에서 납 증기의 체류시간을 가능한 한 길게 하는 것이 바람직하다. 이 예에서는 납의 회수율은 98%이다. 회수되는 납은 불순물이 적고 유가인 금속으로서 재이용이 가능하다.
제1기밀실2001에서 열분해 되어 배출되는 탄화수소 가스는 배기가스 처리장치2005로 이송되어 300°K 정도의 순환수로 냉각되는 응축부에서 냉각된다. 이 예에서는 전자 기기의 40%가 수지로 구성된다. 유화율(油化率)은 구성 수지의 성분에 따라 다르지만 중량비(重量比)의 약90%가 기름으로 회수되고, 약10%가 주로 탄화물로 구성되는 잔사로 남는다.
회수되는 기름은 연료 또는 원료로서 재이용이 가능하다. 또한 배기가스 처리장치2005를 통과하는 가스 성분은 배기가스 세정장치2006에서 세정됨으로써 환경기준 이하의 배기가스로 대기 중에 방출된다. 또한 전자 기기의 약50%의 구성비율을 차지하는 철·동·알루미늄 등의 금속은 제1기밀실2001이나 제2기밀실2002에서 대부분 산화되지 않고 오히려 환원되어 금속으로 회수할 수가 있기 때문에 재이용 가치가 높다.
이 예에서 잔사 수취부2010로 배출되는 잔사는 철·동·알루미늄과 수지의 탄화물 잔사가 대부분이다.
도21은, 예를 들면 도20에서 예시하는 처리장치2000의 제1기밀실2001과 제2기밀실2002의 기밀성과 단열성을 유지하는 개폐 가능한 분리벽2101의 예를 모식적으로 나타내는 도면이다. 분리벽2101은 와이어(wire)2102와 권상장치(卷上裝置)2103에 의하여 조작된다.
각각의 분리벽2101의 위치에 진공문과 단열문을 따로따로 구비하여도 된다. 예를 들면 분리벽2101b을 진공문으로 하고 이 문의 제1기밀실2001측과 제2기밀실2002측에 개폐 가능한 동일한 단열문을 각각 설치하여도 된다.
다음에 각종 전자 기기, 자동차, 정밀 기기, 문방구, 의약품·식료품 패키지 등을 비롯하여 대량으로 사용되고 있는 수지와 금속을 포함하는 폐기물을 처리 대상물체로서 처리하는 그 처리 시스템에 대해서 설명한다. 장치에 대해서는 전술한 본 발명의 처리장치를 사용하면 된다.
(실시예13)
이와 같은 수지와 금속을 포함하는 폐기물은 분리, 회수가 곤란하기 때문에 일반적으로 소각, 매립되어 처리되고 있다. 본 발명의 처리 시스템에서는 동일 장치 내에서 폐기물의 구성 수지의 선택적인 열분해(기화, 유화, 탄화)와 구성 금속을 기화시켜 금속상태로 회수하는 것이다. 특히 수지를 포함하는 폐기물은 감압상태에서 가열할 때에 승온하는데 시간이 걸려서 실용상 문제가 있지만 본 발명에서는 산소농도를 조절함으로써 이 문제를 해결하고 있다.
본 발명의 처리 시스템은 수지와 금속을 포함하는 폐기물을 우선 기밀용기 내에 투입한다. 그리고 수지 부분을 회수하기 위해 산소농도를 조절하고 수 기압의 압력으로 가압하여 가열한다. 다음에 금속의 기화, 회수를 위한 감압 및 가열을 한다.
도22는 이 처리 시스템에서 사용할 수 있는 본 발명의 처리장치의 예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
기밀용기2201 내에 수지와 금속을 포함하는 폐기물을 수용하고, 기밀용기 내에는 승온효율(昇溫效率)이 좋고 내열성이 높은 금속 등으로 구성되는 투입 선반2202이 설치되어 있다. 2203은 기밀용기2201를 개폐하는 도어이다. 기밀용기 내에는 시스 히터 등의 가열장치2204가 설치되어 있어 기밀용기 내의 압력, 산소농도와 함께 제어반2205에 의하여 조작된다. 2206은 센서로서 기밀용기2201 내의 온도, 압력, 산소농도를 신호로 만들어서 제어반2205에 전달한다.
기밀용기2201에는 배기 장치2208가 접속되어 있다. 기밀용기2201와 배기 장치2208 사이에는 폐기물의 구성 수지의 분해, 생성가스의 회수장치인 수지 회수장치2209와 폐기물의 구성 금속의 회수장치인 금속 회수장치2210가 설치되어 있다. 수지 회수장치2209에는, 예를 들면 배기가스 처리장치 등을 구비하면 된다. 금속 회수장치에는, 예를 들면 사이클론 분리기(cyclon separator)를 구비하여도 된다.
폐기물을 기밀용기2201 내에 설치되는 투입 선반2202에 투입하고, 도어2203를 닫아서 밀폐하고, 처음에는 회수장치를 닫은 상태에서 가열(400℃)과 가압(3atm)을 시작한다.
이 경우에 감압 상태에서의 가열보다도 승온효율이 좋아서 나중에 금속을 회수할 때에 감압, 가열에서의 승온효율에 공헌한다.
폐기물의 구성 수지가 열분해 되어 발생하는 가스는 가스의 종류에 따라 복수의 회수장치에서 회수된다. 폐기물이 폴리 염화 비닐계의 수지를 포함하는 경우에는 최초에 상압(常壓)에서 가열하여 염소가스를 발생시켜도 되고, 이 염소가스는 고온으로 가열하는 철에 접촉시켜 염화철로 회수하든지 암모니아를 첨가하여 염화 암모늄으로 회수하면 된다. 이 경우에 염소가스에 의한 용기, 배관 등의 부식이 심해지기 때문에 장치는 필요에 따라 스테인레스강 대신 하스텔로이(hastelloy)나 티탄합금 등을 사용하면 좋다. 또, 미회수 가스 등의 배기가스는 고온으로 연소시켜 무해화 시켜도 된다.
수지의 일부는 탄화시켜서 비료, 연료 등에 재이용할 수 있다. 진공 가열처리를 하는 탄화물은 비료, 연료, 탈취제(脫臭劑) 등의 성능에서 우수하다. 다음에 수지 회수장치2209를 닫고, 다른 파이프인 금속 회수장치2210의 회로를 연다. 기밀용기2201 내를 배기 장치에 의하여 10-3Torr 정도의 압력까지 감압하고 금속의 종류에 따라 합금의 비등점 이상으로 가열하여 금속을 증발시켜 금속 회수장치2210의 도중에 설치되는 응축수단에 의하여 회수한다. 이 경우에 상압보다 금속의 증발온도가 낮게 되기 때문에 비교적 낮은 가열온도로 되고 또한 산화되기 어렵기 때문에 회수효율이 좋다.
이와 같이 본 발명의 처리 시스템에 의하면 열효율이 높고 처리비용이 저렴하다. 또한 가열, 가압을 함으로써 분자량이 비교적 작은 기름의 회수효율이 높고 또한 진공가열에 의하여 순도가 높은 금속의 회수율이 높다.
(실시예14)
다음에 각종 전자 기기, 자동차, 정밀 기기 등을 비롯하여 대량으로 사용되고 있는 회로기판에 각종 전자부품이 탑재되는 설치기판의 폐기물을 처리 대상물체로서 처리하는 처리 시스템에 대해서 설명한다. 장치에 대해서는 전술한 본 발명의 처리장치를 사용하면 된다.
이 처리 시스템은 IC, LSI, 저항기, 콘덴서 등의 각종 전자부품이 탑재된 설치기판에서 전자부품을 효율적으로 분리, 회수하는 것이다. 또한 회로기판, 전자부품 등으로 이루어지는 설치기판의 구성 수지, 구성 금속에 대해서도 분리, 회수하여 자원화 하는 시스템이다.
이와 같은 설치기판의 폐기물은 전자부품의 회로기판에서 분리가 곤란하고 또한 설치기판은 다른 재료가 복잡하게 일체화된 물체로서 그 처리가 곤란하다. 이 때문에 매립처리, 소각처리 등이 일반적이다.
이 처리 시스템은 설치기판의 폐기물을 우선 기밀용기에 투입한다. 그리고 승온효율을 올리기 위해서 상압(常壓) 또는 가압 상태에서 수지가 그다지 산화되지 않는 온도까지 가열한 다음에 감압한다. 이는 감압 상태에서는 기밀용기 내의 열전도율이 작게 되기 때문이다.
그리고 지금까지 전술한 바와 같이 수지를 선택적으로 열분해(기화, 유화, 탄화)하여 분해, 생성가스를 회수한다.
설치기판의 구성 수지를 처리할 때에는 기밀용기 내의 승온효율을 높이기 위해서 수지가 남아서 산화되지 않는 온도(200℃)까지 가열한 후에 배기 장치에 의하여 압력, 산소농도를 조절하면서 처리 대상물체인 설치기판을 가열한다. 이 경우에 구성 수지는 진공도에 따른 온도에서 선택적으로 열분해 되고, 진공도가 높을수록 낮은 온도에서 열분해 되기 때문에 밀폐 감압용기를 손상시키지 않는다.
전자부품의 패키지(package) 수지도 열분해 되어 대단히 무르게 되어 패키지 내의 소자와 분리가 용이한 상태로 된다.
수지가 열분해 되어 발생하는 가스는 발생가스의 종류에 따라 복수의 회수장치에 회수된다. 예를 들면 수소가스는 이 가스를 흡착하는 물질에 의하여 회수되고, 염소가스의 경우에는 고온으로 가열하는 철에 접촉시켜 염화철로서 회수하여도 된다.
또 배기가스 등은 고온으로 연소시켜 무해화 하여도 된다. 또한 회수하는 금속에 따라 기밀용기 내의 온도, 압력, 산소농도를 조절하여(도13, 도18, 도19, 도29 ,도30참조) 회로기판과 전자부품을 접합시키고 있는 합금(예를 들면 Pb-Sn 합금)을 기화시킨다. 합금은 각각 증기압력에 의하여 선택적으로 기화시켜서 분리하는 것이 재자원화의 관점에서도 바람직하다.
회로기판과 전자부품을 접합시키고 있는 합금이 기화되면 전자부품은 회로기판으로부터 분리된다.
회로기판과 전자부품을 접합시키고 있는 접합합금 뿐만 아니라 설치기판에 포함되는 Zn, Sb, Au, Pt, Ni, Cr, Cu, Al, Mo, W, Ta 등의 각종 금속을 기화시켜 분리, 회수하여도 된다. 금속은 산화물이 아니라 금속상태로 회수할 수 있기 때문에 이용가치가 높다.
땜납의 기화에 있어서는 승온효율을 높이기 위해서 땜납이 남아서 산화되지 않는 온도(예를 들면 약200℃)까지 가열한 후에 배기 수단에 의하여 기밀용기 내를 감압하고 더 가열(예를 들면 약400℃)하여 회수경로의 도중에 설치되는 응축수단으로 응축하여도 된다.
이 시스템에 의하면 도17에 나타내는 바와 같이 설치기판의 땜납은 완전하게 제거되어 있고, IC, LSI, 저항기, 콘덴서 등의 리드 단자 부분의 땜납도 완전하게 제거되어 있다. 이 때문에 전자부품을 기판으로부터 분리할 수 있을 뿐만 아니라 이후의 공정에서 회로기판, 전자부품의 재자원화를 용이하게 하여 가치를 높일 수 있다.
설치기판의 구성 수지는 기화, 탄화되고 또는 중간 생성물로 되어 유효하게 활용될 수 있다.
기밀용기 내의 진공도에 따라 땜납의 구성 금속은 증발하고 진공도가 높을수록 낮은 온도에서 증발하기 때문에 처리장치의 노(爐) 벽 등을 손상시키지 않는다.
설치기판을 매립하여 처리하면 산성비 등에 의하여 땜납 중의 Pb, Sb 등의 유해금속(有害金屬)이 용출하여 토양, 하천을 오염시킨다. 또한 수지의 대부분은 자연분해 되지 않고 반영구적으로 남아서 처리장의 부족 뿐만 아니라 환경보전의 측면에서도 문제가 있다. 본 발명의 처리 시스템에 의하면 이들 문제를 해결할 수 있다.
또한 회로기판이나 전자부품에 포함되는 각종 금속을 분리, 회수하여 자원화 할 수 있다. 이들 금속 중에는 자원고갈의 염려가 있는 금속, 지각의 원소 존재도가 작은 희소 금속도 포함되어 있다. 따라서 이들 금속을 회수하는 것은 대량 소비사회가 직면하고 있는 자원, 에너지 문제의 해결에 크게 기여하는 것이다.
(실시예15)
다음에 처리 대상물체로서 동박과 수지가 적층된 회로기판을 처리하는 처리 시스템을 설명한다.
회로기판은 소위 동장 적층판이라도 되고 플랙시블(flexible) 기판에서도 TAB(Tape Automated Bonding)의 필름 캐리어 등이라도 된다. 또한 회로기판의 제조공정에서 발생하는 동장 적층판의 잘라내는 부분을 처리하여도 된다. 또한 지금까지 설명한 바와 같이 설치기판에서 전자부품과 접합합금을 분리하는 회로기판을 처리하여도 된다.
또한 여기에서는 회로기판을 처리하는 설명을 하지만 동과 수지를 구성재로서 구비하는 물체이면 마찬가지로 처리할 수 있다.
설치기판에서의 땜납, 전자부품의 분리에 대해서는 전술한 바와 마찬가지이다. 설치기판의 구성 수지의 열분해에 대해서도 전술한 바와 마찬가지이다. 여기에서 수지의 일부에 종이가 포함되어 있어도 된다. 이는 본 발명의 다른 부분에 대해서도 마찬가지이다.
이 처리 시스템은 동박과 수지를 높은 효율로 분리하기 위해서 감압조건 상태 또는 비산화조건 상태에서 회로기판을 가열하고, 회로기판의 구성 수지는 가스, 기름, 탄화물 등으로 열분해 된다. 동박은 대부분 순금속으로 회수된다. 동에 부착되는 탄화물 등의 불순물은 필요에 따라 세정(洗淨), 진동(振動), 미세사(微細砂)와 혼합, 회전하는 등의 방법으로 하여도 된다. 장치는 본 발명의 처리장치를 사용하면 된다.
도23은 처리 대상물체인 회로기판2300을 모식적으로 나타내는 도면이다. 이 회로기판2300은 2층판으로서 동박2301과 수지2302가 일체적으로 적층되어 있다.
회로기판2300을 기밀용기 내에 도입하고, 동2301이 실질적으로 산화되지 않도록 기밀용기 내의 온도, 압력, 산소농도를 조절하여 수지2302를 선택적으로 열분해(기화, 유화, 탄화)한다. 수지2302의 분해, 생성가스는 배기가스 처리장치 등에서 회수하면 된다.
이때 수지2302가 그다지 산화되지 않는 온도(예를 들면 200℃)까지 가열하고 다음에 감압 또는 산소농도 분압을 감소시켜서 더 승온(昇溫)(예를 들면 400∼650℃)하여도 된다. 이는 승온 효율을 높이기 위해서이다.
도24는 구성 수지를 열분해 한 후의 회로기판2300을 모식적으로 나타내는 도면이다. 수지의 대부분은 탄화물로서 존재하고 있다.
이 상태에서 탄화되는 수지2302를 기계적으로 분리하여도 된다.
또한 기밀용기 내의 압력 내지는 산소농도를 조절하면서 온도를 동의 융해점보다 수십도 높은 온도까지 가열하면 액체 상태의 동2301은 표면 자유에너지(표면장력)에 의하여 입상(粒狀)의 동2301b으로 된다(도25). 이 상태에서 냉각하면 동의 분리, 회수는 더 용이하다. 예를 들면 760Torr에서 동의 융해점은 1080℃이지만 기밀용기 내의 온도를, 예를 들면 1150℃ 정도(760Torr의 경우)로 가열함으로써 동을 입상으로 모을 수 있다.
이와 같이 감압 상태 또는 비산화 분위기 중에서 회로기판을 가열함으로써 동박은 대부분 산화되지 않고 회수할 수 있다. 또 필요에 따라 표면에 부착되는 탄화물 등의 불순물은 세정 등에 의하여 제거하여도 된다.
이와 같이 본 발명의 처리 시스템에 의하면 수지와 동이 일체화된 물체로부터 동을 금속상태로 분리, 회수할 수 있다. 또한 수지도 기름, 탄화물로서 회수할 수 있다.
(실시예16)
다음에 처리 대상물체로서 알루미늄 박과 수지가 적층된 수지 피복 알루미늄 박을 처리하는 처리 시스템을 설명한다.
이와 같은 수지 피복 알루미늄 박은, 예를 들면 포테이토 칩의 포장지나 카레 등 레토르트 식품의 포장용기를 비롯하여 식품, 의약품의 포장용기, 단열재 등에 폭넓게 사용되고 있다.
이와 같은 수지 피복 알루미늄 박은 수지와 알루미늄 박이 일체화되어 있어 처리가 곤란하므로 매립이나 소각에 의하여 처리되고 있다. 소각처리를 하면 알루미늄은 산화물로 되어 자원으로서의 가치가 현감소게 떨어진다.
알루미늄의 정련(精練)에는 막대한 에너지가 투입되고 있어 재자원화를 하지 않는 것은 에너지의 낭비이다.
본 발명은 수지 피복 알루미늄 박을 기밀용기 내에서 산소농도를 조절하면서 가열함으로써 알루미늄의 산화 상태를 실질적으로 유지한 채 그대로 구성 수지를 선택적으로 열분해(기화, 유화, 탄화)하는 것이다. 즉 알루미늄 박과 수지를 효율 높게 분리하기 위해서 감압조건 상태 또는 비산화조건 상태에서 수지 피복 알루미늄 박을 가열하여 수지는 가스, 기름, 탄화물 등으로 분해, 회수된다. 알루미늄 박은 대부분 순금속으로 회수된다. 알루미늄에 부착되는 탄화물 등의 불순물은 필요에 따라 세정, 진동, 미세사와 혼합, 회전하는 등의 방법을 사용하여도 된다.
이 처리 시스템은 수지 피복 알루미늄 박을 승온 효율을 높이기 위해서 수지가 그다지 산화되지 않는 온도까지 가열하고, 다음에 감압 또는 산소분압을 감소시켜서 더 승온함으로써 수지 부분은 가스, 기름, 탄화물 등에 분해, 회수되는 것이다. 알루미늄 박은 대부분 순금속으로 수지로부터 분리된다.
도26은 수지 피복 알루미늄 박2600을 모식적으로 나타내는 도면이다. 수지2601와 알루미늄 박2602이 일체화 되어있다.
우선, 처리 대상물체인 수지 피복 알루미늄 박2600을 본 발명의 처리장치에 도입한다.
다음에 기밀용기의 승온 효율을 높이기 위해서 수지2601가 남아서 산화되지 않는 온도(예를 들면 200℃)까지 가열한 후에 온도·압력조건을 제어하면서 수지 피복 알루미늄 박2600을 400∼650℃로 가열한다(도18 ,도19, 도29, 도30참조).
400℃보다 저온에서는 구성 수지의 열분해가 불충분하고, 650℃보다 고온에서는 알루미늄 박이 용융되기 때문에 이와 같은 온도범위를 정한다.
압력10-2Torr 이하(또는 비산화 분위기)에서 가열온도 550∼650℃로 수지를 선택적으로 열분해 하는 것이 더 바람직하다.
도27은 구성 수지2601를 선택적으로 열분해 한 후의 수지 피복 알루미늄 박의 모양을 모식적으로 나타내는 도면으로서 금속상태의 알루미늄 박2601에 수지의 열분해 생성물인 탄화물2602b이 부착되어 있는 상태이다. 이 상태에서는 탄화물2602b은 가볍게 접착되어 있을 뿐이므로 용이하게 알루미늄 박으로부터 박리(剝離)된다. 따라서 용이하게 알루미늄 박을 금속상태로 회수할 수가 있다(도28참조).
또한 수지의 열분해에 의하여 발생되는 분해, 생성가스는 가스의 종류에 따라 복수의 회수장치에 의하여 회수된다. 촉매를 사용하여도 된다. 예를 들면 수소가스는 수소가스 흡착물질에 의하여 흡착하여 회수되면 된다. 염소가스는, 예를 들면 NaOH 등의 알칼리 용액으로 트랩 하여 중화하여도 되고, 고온으로 가열하는 철에 접촉시켜서 염화철로서 회수하여도 된다.
또, 미회수 가스 등의 배기가스는 고온으로 연소시켜서 무해화 하여도 된다. 수지의 일부는 탄화물 또는 기름으로 회수된다. 일반적으로 수지 피복 알루미늄 박의 구성 수지는 열가소성 수지로서 대부분 기화, 유화 되어 회수할 수 있다. 구성 수지의 탄화물은 용이하게 알루미늄 박과 분리될 수 있다. 또한 알루미늄은 그 금속성을 유지하고 있다.
이와 같이 수지 피복 알루미늄 박을 감압상태 또는 비산화 분위기 중에서 가열함으로써 알루미늄은 대부분 산화되지 않고 회수될 수 있다. 또, 필요에 따라 표면에 부착되는 탄화물 등의 불순물은 세정 등에 의하여 제거하여도 된다.
(실시예17)
도31은 본 발명의 처리장치의 예를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도32는 도31에서 예시하는 본 발명의 처리장치의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
이 처리장치10는 수지와 금속을 함유하는 처리 대상물체를 제1온도로 열분해 하는 제1열분해 수단인 열분해로20와, 이 열분해로20와 접속하여 설치되어 처리 대상물체에서 발생하는 가스상태 배출물을 다이옥신이 분해되도록 제2온도로 개질 또는 열분해 하는 가스 분해기30와, 가스 분해기30와 접속하여 설치되어 제2온도로 개질 되는 가스상태 배출물 중의 다이옥신 농도의 증가가 억제되도록 가스상태 배출물을 제3온도까지 냉각하는 냉각 수단인 냉각탑40과, 처리 대상물체의 열분해에 의하여 발생하는 잔사, 가스상태 배출물로부터 분리되는 고형물(固形物) 등을 이 잔사에 포함되는 금속이 기화되도록 감압 상태에서 가열하는 감압 가열로50와, 잔사로부터 기화되는 금속을 응축시키는 회수 챔버60를 구비하는 것이다.
즉 본 발명의 처리장치는, 수지와 금속을 함유하는 처리 대상물체를 열분해로에 도입하여 열분해 하고, 처리 대상물체에서 배출되는 가스상태 배출물은 가스 분해기, 냉각탑으로 주요부가 구성되는 가스상태 배출물 처리장치에 의하여 처리하여 무해화, 클린 가스로 연료화 하고, 가스상태 배출물을 배출하는 처리 대상물체의 열분해 잔사는 감압 가열로에 도입하여 금속을 분리, 회수하는 것이다.
열분해로20는, 처리 대상물체가 산소농도 제어 상태에서 열분해 될 수 있는 제1온도로 열분해 하는 것으로서, 예를 들면 슈레더 쓰레기, 폐회로기판 등으로부터 가스상태 배출물을 추출한다. 여기에서 가스상태 배출물이란 기본적으로는 배출가스로 이루어지지만 이 배출가스에 혼입되는 고체모양 미립자, 액체모양 미립자 등을 포함하는 경우를 배제하지 않는다.
도33은 열분해로20의 구조의 예를 모식적으로 나타내는 도면이다. 열분해로20는 처리 대상물체를 열분해 하는 열분해 챔버21와, 열분해 챔버21를 가열하는 연소챔버22로 구성되어 있고, 연료가스 배관23으로부터 도입되는 연료가스를 연소실24에서 연소시키고, 이 연소열에 의하여 열분해 챔버21 내를 가열하고 있다.
열분해로20에는 도면에 나타내지 않은 온도 조절수단과 산소농도 조절수단이 설치되어 있고, 열분해 챔버21 내를 제1온도로 유지함과 함께 열분해가 환원성 분위기에서 이루어지도록 산소농도를 조절하고 있다.
열분해로20의 제1온도를 조절하는 온도 조절수단으로는 가열수단과 온도 측정수단을 사용하면 된다. 가열수단으로는 각종 대류가열, 복사가열 등을 필요에 따라 선택하여 또는 조합시켜서 사용하면 된다. 예를 들면 시스 히터 등의 저항가열을 사용하여도 되고, 가스, 중유나 경유 등을 챔버 밖에서 연소시켜도 된다. 또한 처리 대상물체의 수지 등에서 배출되는 가스를 개질, 무해화, 중화한 후에 연료가스로서 열분해로20를 비롯한 본 발명의 처리장치의 열원(熱源)으로서 재이용 하여도 된다. 또한 예를 들면 상술 한 바와 같이 하여 얻은 클린 연료가스를 가스 터빈 발전기에 도입하여 전력으로 변환하고, 이 전력에 의하여 열분해로20를 비롯한 본 발명의 처리장치의 운전에 사용하여도 된다.
온도 측정수단으로는 각종 온도센서를 사용하면 된다. 제1온도는 처리 대상물체의 수지가 열분해 됨과 함께 처리 대상물체의 금속이 가능한 한 산화되지 않도록 설정하면 되지만 후술하는 바와 같이 다이옥신의 발생원(發生源)을 다단계(多段階)로 끊기 위해서 열분해로20를 환원성 조건으로 유지하는 것이 효과적이다. 예를 들면 염소를 포함하는 방향족계 탄화수소 화합물을 환원성 조건 상태에서 열분해 함으로써 이 방향족계 탄화수소 화합물의 염소는 HCl 등으로 분해된다. 따라서 다이옥신의 발생이 억제된다.
이 열분해로20에서는 처리 대상물체를 약250℃∼약600℃정도, 더 바람직하게는 400∼550℃ 정도의 온도범위에서 열분해 하도록 되어있다. 이 제1온도는 처리 대상물체의 성질, 구성 등에 의하여 필요에 따라 조절하면 된다. 열분해로20의 제1온도를 비교적 저온으로 설정함으로써 처리 대상물체의 중금속 등의 기화를 막을 수 있다. 후단의 감압 가열로50에서 효율적으로 더 분리, 회수할 수 있다. 또한 열분해로20의 부하도 감소되어 오래 사용 할 수 있어 처리비용을 감소시킬 수 있다. 또 가스상태 배출물의 처리장치는 감압 가열로에서의 가스상태 배출물을 처리하여도 된다. 또한 감압 가열로를 열분해로로서 사용하여도 된다.
산소농도 조절수단은, 예를 들면 산소농도 측정수단인 산소 농도센서와 캐리어 가스 도입장치를 사용하여도 된다. 또 도31의 예에서는 열분해로20를 감압 가열로와 따로 구성하고 있지만 예를 들면 도1, 도2에서 나타내는 본 발명의 처리장치의 제1기밀실102을 열분해로로서 사용하여도 된다.
산소 농도센서는, 예를 들면 지르코니아(산화 지르코늄)를 채택하는 소위 지르코니아 센서를 사용하여도 되고, 적외선 분광법으로 예를 들면 CO와 CO2의 흡수를 측정하여도 된다. 또한 GC-MS를 사용하여도 되고 필요에 따라 선택하여 또는 조합시켜서 사용하면 된다.
캐리어 가스로서는, 예를 들면 Ar 등의 희 가스를 사용하여도 된다. 또한 이 캐리어 가스에 의하여 열분해로20 내의 산소농도가 조절될 뿐만 아니라 가스를 효율적으로 가스 분해기30에 도입시킬 수 있다. 또한 압력 조절수단과 겸하여도 된다.
또 열분해로20는 처리 대상물체를 산소농도 제어 상태에서 열분해 할 수 있으면 되고, 예를 들면 로터리 키룬(rotary kiln) 등을 사용하여도 된다.
또한 열분해로20의 전단에 슈레더25를 설치하여도 된다(도40참조). 장치의 외부에서 투입되는 처리 대상물체를 슈레더로 파쇄, 분별하고 나서 열분해로20에 도입하여도 되고, 파쇄하지 않고서 열분해로20에 도입하여도 된다. 처리 대상물체가 폐회로기판인 경우에는 파쇄하지 않고서 열분해로20에 도입하는 것이 효과적이다.
처리 대상물체가 도입되는 열분해로20 내에는 처리 대상물체 중의 금속의 상태는 가능한 한 산화되지 않도록, 또한 수지의 열분해에 있어서 유기 화합물과 결합하는 염소가 가능한 한도에서 무기화 되도록 온도·산소 농도조건을 조절하면 된다. 이 온도, 산소 농도조건은 미리 설정해 두어도 되고, 온도나 산소농도의 측정값을 가열수단, 산소농도 조절수단 등에 피드백 하여 제어하여도 된다. 산소농도를 측정해야 하는 경우에는, 예를 들면 지르코니아 센서 등을 사용하면 된다.
또한 열분해로20의 열분해 챔버21 내의 압력을 제어하여도 된다. 예를 들면 열분해 챔버21 내를 감압하면 산소농도도 감소하여 가열에 의하여 처리 대상물체가 급격하게 산화되지 않는다. 또한 가열에 의하여 수지에서 대량의 분해, 생성가스가 발생하지만 일반적으로 수지는 분해되더라도 거의 산소를 발생하지 않는다. 또한 수지의 분해, 생성물도 용이하게 기화된다.
한편 감압하면 열분해 챔버21 내의 열전도율은 감소한다. 그러나 열분해로20 내가 비산화 분위기이면 대기압 상태 또는 가압 상태에서도 처리 대상물체는 산화되지 않는다. 따라서 열분해 챔버21 내가 비산화 분위기이면 가압이 가능하여 장치 내의 열전도율이 향상된다.
처리 대상물체에서 배출되는 가스상태 배출물은 배관을 통하여 가스 분해기30에 도입된다. 도31에서 예시하는 처리장치10에서는 열분해로20와 가스 분해기30 사이에 가스상태 배출물 중의 쓰레기 등의 고체 상태 배출물을 분리하는 사이클론 분리기29가 설치되어 있지만 이 사이클론 분리기29는 필요에 따라 구비하여도 된다.
가스 분해기30는 처리 대상물체에서 배출되는 가스상태 배출물을 제1온도보다도 높은 제2온도로 열분해 또는 개질 하는 것이다. 여기에서 열분해 또는 개질이란 처리 대상물체에서 배출되는 가스상태 배출물에 함유되는 탄화수소계 화합물을 더 저분자의 수소, 메탄, 일산화탄소 등으로 변화시키는 것을 말한다. 또한 수소화 정제처리(hydroreforming) 등도 하여도 된다. 장치 내를 환원성 조건으로 유지하여 개질 하는 것은 전술한 바와 같이 다이옥신의 발생원을 제거한다는 관점에서도 효과적이다. 또한 가스 분해기30 내가 환원성 분위기로 유지되면 가스 분해기30 내에 소량의 공기를 도입하여도 된다. 가스 분해기30에서는 열분해 뿐만 아니라 이에 부가하여, 예를 들면 촉매를 사용하는 접촉분해도 하여도 된다. 촉매로서는, 예를 들면 실리카·알루미늄이나 제올라이트(알루미노 규산염) 등의 고체 산에 Pt, Re 등의 금속을 운반시켜 사용하여도 된다.
가스 분해기30를 열분해로20와 분리하여 구비함으로써 제1온도보다 높은 제2온도로 처리 대상물체에서의 가스상태 배출물을 처리할 수 있어 가스상태 배출물의 개질, 염소의 무기화를 효과적으로 할 수 있다.
가스 분해기30는 처리 대상물체에 직접적 또는 간접적으로 연유되는 다이옥신이 가능한 한 분해될 수 있는 조건을 유지하는 것이 바람직하다. 예를 들면 제2온도를 800℃ 정도로 설정함으로써 상당한 양의 다이옥신을 분해할 수 있다. 또한 제2온도를 1000℃이상, 보다 바람직하게는 1200℃ 이상으로 설정함으로써 효과적으로 다이옥신을 더 분해할 수 있다. 이 가스 분해기30는 다이옥신이 분해될 수 있는 제2온도로 설정되므로 이 제2온도로 가스상태 배출물의 탄화수소의 열분해도 함께 하게 된다.
처리 대상물체에서 배출되는 가스상태 배출물에 함유되는 탄화수소계 화합물은 가스 분해기30로 개질, 열분해 됨으로써 저분자화 되어 수소, 메탄, 일산화탄소 등으로 변화된다.
또한 가스상태 배출물에 다이옥신이 포함되어 있는 경우에는 이 다이옥신의 대부분은 분해된다. 또한 유기염소는 무기화 되어 다이옥신의 재합성이 억제된다.
도34는 가스 분해기30의 구조의 예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도34(a)에서 예시하는 가스 분해기는 코크스(koks)를 충전하는 챔버 내에 열분해로20에서의 가스상태 배출물과 소량의 공기를 도입함으로써 가스상태 배출물을 열분해, 개질함과 함께 환원성 분위기 또한 다이옥신이 분해될 수 있는 온도조건을 형성하는 것이다.
도34(b)에서 예시하는 가스 분해기는 연료가스와 공기를 연소시켜 챔버를 다이옥신이 분해될 수 있는 온도로 가열하고, 열분해로20에서의 가스상태 배출물을 이 챔버 내에 도입하여 열분해, 개질 되도록 하는 것이다.
가스 분해기30의 챔버 내에는, 예를 들면 전술한 바와 같은 촉매 등의 접촉, 분해수단을 구비하여도 된다.
또한 필요에 따라 가스 분해기30에 챔버 내의 온도, 산소농도를 조절하기 위한 온도 조절수단과 산소농도 측정수단을 구비하여도 된다. 산소농도 조절수단으로는 전술한 바와 같은 산소 농도센서와 캐리어 가스 도입장치를 사용하여도 된다. 또한 수소가스 저장실을 접속시켜도 되고, Ar 등의 불활성 가스 저장실을 접속시켜도 된다.
이와 같이 처리 대상물체에서 배출되는 가스상태 배출물에 함유되는 가스상태 배출물은 가스 분해기30 또는 제2열분해 수단에 의하여 저분자화 되어 수소, 메탄, 일산화탄소 등으로 변화된다.
가스분해수단30으로 열분해, 개질 되는 가스상태 배출물은 냉각탑40에 도입된다.
냉각탑40은 가스 분해기30와 접속하여 설치되고, 제2온도로 개질 또는 열분해 되는 가스상태 배출물을, 이 가스상태 배출물 중의 다이옥신 농도의 증가가 억제되도록, 제3온도까지 냉각하는 것이다.
즉 가스 분해기30 또는 제2열분해 수단에 있어서, 제2온도로 개질 또는 열분해 되는 가스상태 배출물 중의 다이옥신 농도는, 제2온도가 다이옥신이 분해될 수 있는 온도이고, 이 온도에서 분해 또는 개질 되는 탄화수소계 화합물의 염소는 환원성 분위기에 의하여 무기화 되는 것으로 매우 낮은 것이다. 따라서 이 상태에서의 다이옥신의 생성, 재합성이 일어나지 않도록 가스상태 배출물 중의 다이옥신 농도의 증가를 가능한 한도까지 억제되도록 제3온도까지 냉각한다. 제3온도는 다이옥신의 생성반응이 일어날 수 없는 온도로 설정하면 된다.
예를 들면 다이옥신이 분해되고 있는 상태의 가스상태 배출물(가스 분해기30에 있어서의 제2온도와 같지 않더라도 다이옥신이 분해될 수 있는 온도보다 높은 온도이면 된다)에서 150℃ 이하, 바람직하게는 100℃ 이하, 더 바람직하게는 50℃ 이하, 가장 바람직하게는 35℃ 이하까지 냉각함으로써 다이옥신의 생성, 재합성을 억제할 수 있다.
이때 가스상태 배출물을 제3온도까지 가능한 한 단시간에 냉각하는 것이 바람직하다. 이는 약200℃∼약400℃에서는 다이옥신이 생성, 재합성 되기 쉽기 때문이고, 가스상태 배출물을 제3온도까지 냉각하여 다이옥신이 생성, 재합성 되기 쉬운 온도범위에서 체류하는 시간을 가능한 한 짧게 함으로써 효과적으로 가스상태 배출물 중의 다이옥신 농도를 더 억제할 수 있다.
따라서 냉각탑40에 있어서 가스상태 배출물의 냉각은 바람직하게는 약10초 정도 이내에서 급랭하는 것이 바람직하다.
이와 같은 냉각탑40에서는 가스상태 배출물에 물, 냉각유 등의 냉매를 직접 분사하여 접촉 냉각하여도 된다. 이때 가스상태 배출물에 석회 분말 등의 알칼리성 분말을 분사하면 가스상태 배출물은 중화된다. 또한 예를 들면 가스상태 배출물 중의 HCl은 석회 분말과 접촉하여 고체 표면에 확산되므로 다이옥신의 생성, 재합성을 억제할 수도 있다.
도35는 냉각탑40의 구조의 예를 모식적으로 나타내는 도면이다. 도35(a)는 분해기30에서 도입되는 가스상태 배출물을 정류(整流)하여 냉각수, 냉각유 등의 냉매를 직접 분사하여 가스상태 배출물을 제3온도까지 냉각하는 구조로 되어있다. 도35(b)에서는 냉매와 함께 석회가루 등의 중화제를 분사하여 가스상태 배출물을 중화시킴과 함께 가스상태 배출물 중의 염소를 고정하여 다이옥신의 발생원을 가스상태 배출물에서 제거하는 구조로 되어있다.
또한 냉각탑40에서는 도면에 나타내지 않은 온도센서가 가스상태 배출물 도입부 및 냉각가스 배출부에 구비되고 있고 또한 도입되는 가스상태 배출물의 냉각속도 관리수단, 예를 들면 냉매의 유량·온도 조절수단이 구비되어 있어 가스상태 배출물의 냉각속도는 다이옥신의 생성, 재합성이 억제되도록 제어되고 있다.
이와 같이 열분해로20에서 처리 대상물체로부터 배출되는 가스상태 배출물은 가스 분해기30에서 다이옥신을 분해할 수 있는 온도로 열분해 또는 개질 되어 냉각탑40에 의하여 다이옥신의 생성, 재합성이 일어나지 않도록 냉각됨으로써 수소, 메탄, 일산화탄소 등으로 변화되어 가스상태 배출물 중의 다이옥신 농도도 크게 감소된다.
이와 같이 본 발명의 처리장치에 있어서는 처리 대상물체의 분해, 처리 대상물체에서의 가스상태 배출물의 분해를 열분해로20와 가스 분해기30의 복수 단계로 처리함으로써 이와 같은 분해수단을 환원성 분위기에서 유지함으로써 다이옥신의 발생을 억제할 수 있다.
제2온도를 800℃로 설정하고, 제3온도를 150℃로 설정함으로써 가스상태 배출물 중의 다이옥신 농도를 0.1∼0.5 TEQng/Nm3으로 감소시킬 수 있다.
또한 제2온도를 1150℃로 설정하고, 제3온도를 50℃로 설정함으로써 가스상태 배출물 중의 다이옥신 농도를 0.1 TEQng/Nm3이하로 감소시킬 수 있다.
냉각탑40에서 냉각되는 가스상태 배출물은 필요에 따라 세정, 탈황을 하여도 된다.
또한 냉각탑40에서 냉각되는 가스상태 배출물을, 예를 들면 버그 필터 등의 중화반응 여과수단에 도입하여도 된다. 냉각탑40과 중화반응 여과수단 사이에 드라이 벤투리(dry venturi) 등에 의하여 소석회, 여과조제(濾過助劑)(예를 들면 제올라이트, 활성탄 등의 공극율이 높은 입자, 테시 소브(teshi sorb : 중화제(반응조제(反應助劑))), 시라스 발룬(shirasu baloon : 중화제) 등을 가스상태 배출물의 기류에 불어 들어오도록 하여도 된다.
도36은 냉각탑40의 후단에 버그 필터70를 접속하는 가스상태 배출물 처리장치의 구성의 일부를 나타내는 도면이다.
냉각탑40에서 응축하는 중금속 미립자 등의 고체모양 배출물, 버그 필터70에서 배출되는 고형물 등은 감압 가열로50에 도입하여 처리함으로써 가스상태 배출물 중에 납, 주석, 비소, 카드뮴 등등의 금속이 포함되는 경우라도 분리, 회수할 수 있다.
이와 같이 처리하는 처리 대상물체에서 배출되는 가스상태 배출물은 열분해로20의 가열의 열원으로서 사용하여도 되고, 가스 터빈 발전기에 공급하여 전력을 얻도록 하여도 된다. 또한 이 전력을 본 발명의 처리장치의 열원 그 밖의 용도로 사용하여도 된다.
한편 열분해로20에서 가스상태 배출물을 배출하는 처리 대상물체의 열분해 잔사는 감압 가열로50에 도입된다. 처리 대상물체의 유기물 성분은 제1열분해 수단인 열분해로20에서 대부분 분해되므로 열분해 잔사는 주로 금속과 탄화물 또는 글래스로 구성된다.
이 처리 대상물체인 열분해 잔사에서 금속을 분리·회수하는 감압 가열로50는 퍼지실51, 제1기밀실52, 냉각실53로 구성되어 있고, 각 실은 개폐 가능한 분리벽54에 의하여 분리되어 있다. 또한 퍼지실51을 사이에 두고 열분해로20와 감압 가열로50의 제1기밀실을 접속하여도 된다.
도31에서 예시하는 처리장치의 감압 가열로50에서 처리 대상물체는 분리벽54a을 열어서 퍼지실51에 도입된다. 분리벽54a를 닫아서 퍼지실51 내를 도면에 나타내지 않은 배기 장치에 의하여 대충 빼낸 후에 분리벽54b을 열어서 처리 대상물체를 제1기밀실52로 이동시킨다.
분리벽54b을 닫아서 제1기밀실52 내를 처리 대상물체 중의 금속이 감압 상태에서 기화되도록 압력, 온도를 제어한다. 처리 대상물체에서 기화되는 금속은 회수 챔버60에서 응축시켜 회수한다. 이 회수 챔버의 구성은, 예를 들면 도8, 도9, 도10, 도11, 도12에 예시하는 바와 마찬가지로 하면 된다. 55는 배기 장치이다. 열분해로50의 배기가스 처리장치에서의 배기가스를 분해기30에 도입하여도 된다.
증발시키고자 하는 금속을 기화시킨 후에 도면에 나타내지 않은 배기 장치에 의하여 감압되어 있는 냉각실53 사이의 분리벽54c을 열어서 처리 대상물체를 냉각실53로 이동시킨다.
분리벽54c을 닫아서 처리 대상물체를 냉각하여 처리 대상물체가 대기 중에서도 안정한 상태가 되면 냉각실53을 리크(leak)하고, 분리벽54d를 열어서 처리 대상물체를 꺼낸다.
처리 대상물체 중에는 탄화물과 기화되지 않은 금속으로 구성되어 있지만 이들 금속은 탄화물로부터 용이하게 분리할 수 있다.
이상에서 살펴 본 바와 같이 본 발명에 의하면 수지와 금속을 구비하는 처리 대상물체를 고도로 재자원화 할 수 있고 더구나 다이옥신의 발생을 방지할 수 있다.
(실시예18)
도37은 본 발명의 처리장치의 다른 예를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도38은 도37에서 예시하는 본 발명의 처리장치의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다. 이 처리장치에서는 냉각탑40에서 냉각하는 가스상태 배출물 중의 산성 성분을 중화 세정탑61에서 중화하고, 탈황탑62에서 탈황하여 클린 연료가스로서 이용할 수 있도록 하고 있다. 이 연료가스는 열분해로20의 연소실23로 이송되어 열분해로의 가열 연료로서 사용되고 또한 활성탄 필터63로 여과하고 나서 가스 터빈 발전기64에 이송되어 전력으로 변환된다. 열분해로20를 가열하는 배기가스 및 가스 터빈 발전기64의 배기가스는 GC-MS 등에서 성분, 농도를 모니터 하여 안전을 확인하고 나서 굴뚝66에서 대기 중으로 방출된다.
이와 같은 구성을 채택함으로써 본 발명의 처리장치는 처리 대상물체를 보다 효율적으로 처리할 수 있다.
예를 들면 무해화 되는 가스상태 배출물을 중화, 세정하여 클린 연료가스로서 열분해로의 가열에 이용하고 또한 가스 발전기에서 얻은 전력에 의하여 감압 가열로를 가동하거나 또는 매전(賣電)함으로써 장치의 런닝 코스트를 매우 낮게 할 수 있다.
또한 제1열분해 수단 내의 제1온도가 600℃ 이하의 저온이기 때문에 열분해로를 오래 사용할 수 있고 유지 및 관리도 쉽게 할 수 있다.
도39는 본 발명의 처리방법을 폐기물 처리에 적용하는 예를 모식적으로 나타내는 도면이다. 즉 폐기물을 열분해 하고, 폐기물에서 배출되는 가스상태 배출물은 가스상태 배출물 처리장치에서 클린 연료 가스화 하고, 열분해 잔사는 감압 가열로에 도입하여 중금속, 유용금속, 활성탄 등으로 회수할 수 있다.
도40은 본 발명의 처리장치의 전단에 구비할 수 있는 슈레더 장치의 구성 예를 모식적으로 나타내는 도면이다. 여기에서는 폐자동차를 처리하는 슈레더 장치를 예시한다.
폐자동차는 슈레더에 의하여 파쇄되어 자기(磁氣), 풍력(風力) 등에 의하여 철류, 비철류, 비금속류 등으로 분별된다. 이와 같은 분별 잔사(分別 殘渣)가 슈레더 쓰레기이다. 슈레더 쓰레기에는 수지(섬유, 종이를 포함한다), 글래스, 중금속을 포함하는 각종 금속이 포함되어 있다. 본 발명은 상술한 바와 같은 구성을 채택함으로써 종래에 처리기술이 확립되어 있지 않은 이와 같은 슈레더 쓰레기도 안전하고 효율적으로 더 처리할 수 있다.
슈레더 쓰레기를 열분해로20에 투입하고, 400∼500℃로 가열분해 하여, 슈레더 쓰레기의 수지 성분 또는 유기물 성분 등에서 배출되는 가스상태 배출물을 가스 분해기30에 도입하여 다이옥신 등의 유해물을 분해, 무해화 하기 위해서 제2온도를 1100℃ 이상(더 바람직하게는 1150℃ 이상)으로 가열분해 한다. 그리고 그 직후에 제3온도를 100℃ 이하(바람직하게는 50℃ 이하)로 설정하는 냉각탑40에서 10초 이내에 급랭함으로써 다이옥신의 발생을 0.1TEQng/Nm3이하로 억제할 수 있다. 이와 같이 처리하는 처리 대상물체에서의 가스상태 배출물을 가스세정(중화) 장치, 탈황 장치에 의하여 시안화물, 황화물, 질화물 등을 제거하여 클린 연료가스를 얻을 수 있다.
이 연료가스는 열분해로20의 가열 열원으로서 이용함과 함께 가스 터빈 발전기로 발전하여 전력으로 변환하여 감압 가열로50를 가동하고 있다.
또한 처리 대상물체의 열분해 잔사는 감압 가열로50에 도입되어 10-1∼10-3Torr의 감압 상태에서 가열하여 Pb, Sb, As, Cd, Sn, Zn 등의 금속은 99% 이상의 수율로 분리, 회수할 수 있다. 감압 가열로50에서 처리하는 처리 대상물체는 Pb, Sb, As, Cd, Sn, Zn을 0.1 ppm 레벨까지 감소시킬 수 있다.
감압 가열로50에서 처리하는 처리 대상물체에 남아 있는 철류는 비중 선고법(比重 選考法), 전기자석(電氣磁石) 등으로 분리, 회수하여 최종적으로 무해하고 고순도의 탄화물이 얻어진다. 이 탄화물은 활성탄 필터63로 이용하여도 좋고 유효한 토양 개량제 등에 활용할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 의하면 가정의 전기제품, 자동차, 정밀 기기 등 또는 이들 폐기물의 슈레더 쓰레기를, 산소농도를 제어하여 열분해 하고 가스상태 배출물 처리장치와 열분해 잔사 처리장치로 처리함으로써 가스상태 배출물은 다이옥신 등의 유해물질을 분해, 무해화 하여 클린 가스연료로 사용할 수 있다. 이 가스연료를 열분해로 등의 연소실에 도입하여 가열 열원으로서 사용할 수도 있다. 또한 이 가스연료를 사용하여 발전할 수도 있다. 가뭄기에는 물이 부족하여 일정하게 전력을 공급하기 어려운 수력발전 방법과 비교하여 슈레더 쓰레기는 풍부하고 저렴한 자원으로서 본 발명의 처리장치를 사용하여 매우 효율적으로 발전할 수 있다. 또한 본 발명의 처리장치는 모듈구성으로 되어있기 때문에 소규모에서 대규모까지 폭넓은 규모 또는 용도에 따라 대응할 수 있다.
한편 열분해 잔사는 진공가열에 의하여 각종 금속을 고순도의 금속상태로 분리, 회수할 수 있다. 탄화물도 중금속이 제거되어 있어 유효하게 활용할 수 있다. 또한 감압 가열로는 용융로와 비교하여 소형으로서 설치비용, 설치장소 등이 적어서 시, 읍, 면 규모의 폐기물 처리에도 효율적으로 대응할 수 있다.
이와 같이 유해물질 또는 그 원료물질을 포함하여 연소시키면 다이옥신류를 비롯한 유해물질을 생성하는 다량의 폐기물을, 환경 중에 유해물질, 중금속 등을 방출하지 않고, 재이용이 가능한 물질을 고순도 상태로 회수할 수 있다.
또한 본 발명의 처리장치, 처리방법에 의하여 유해가스를 발생시키지 않고 설치기판 폐기물 등으로부터 용이하게 회로기판과 각종 IC, 저항기, 콘덴서 등의 전자부품을 분리하고 동시에 땜납 등을 분리, 회수할 수 있다.
우선, 설치기판을 파쇄하지 않고 열분해로20에 도입하여 제1온도를 250∼500℃로 설정하여 열분해 한다. 이때 열분해로 내를 감압하여도 된다. 설치기판의 열분해에 의하여 발생하는 가스상태 배출물은 다이옥신 등의 유해물의 발생을 억제하기 때문에 가스 분해기30에 도입하여 800℃ 이상으로 가열분해 한 후에 냉각탑40에서 100℃ 이하로 냉각한다. 열분해 잔사는 감압 가열로50에 도입하여 10-3정도까지 감압하고, 350∼700℃로 순차적으로 승온하여 땜납 합금의 구성 금속을 증발시킨다. 따라서 회로기판과 각종 IC, 저항기, 콘덴서 등의 전자부품을 분리하고 동시에 증발하는 납 등의 금속을 회수경로의 도중에 설치하는 응집수단에서 회수한다.
이와 같은 방법에 의하여 전자부품과 회로기판을 거의 완전하게 분리할 수가 있다. 또한 유해한 Pb 등의 저융해점 금속도 거의 완전하게(0.1ppm 레벨) 제거된다. 수지부에서 발생하는 가스상태 배출물 중의 유해물질 농도도 지극히 낮게, 예를 들면 다이옥신은 0.1∼0.5TEQng/Nm3까지 감소할 수 있다. 전자부품이 분해되어 접합금속이 제거되는 회로기판은 탄화되어 있어서 배선용의 동을 포함하는 상태로 된다. 각종 IC, 저항기, 콘덴서 등의 전자부품에서도 유해한 Pb, Sb 등의 금속은 제거되고, 몰드 수지 등의 수지부는 탄화하여 일부 Si, Αu, Νi, W, Mo 등의 금속을 포함하는 상태가 된다.
계속하여 동을 포함하여 탄화되는 회로기판을 감압 가열로50 내에서 더 가열(1050∼1200℃)하여 동박을 반용융시켜서 수 mm의 구(球) 형상으로 응집시킨다.
이와 같은 처리를 함으로써 동의 탄화물에서의 분리, 회수가 용이하게 된다. 이 탄화물과 금속 동으로 구성되는 회로기판은 탄산칼슘 수용액 등에 의하여 세정하여 고순도의 동을 회수할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 의하면 설치기판 폐기물에서 유해물질을 방출시키지 않고 유해물질을 제거하고 또한 사람의 손을 거치지 않고 용이하게 회로기판과 각종 전자부품을 분리할 수 있다. 또한 동시에 땜납의 구성 금속을 비롯한 각종 금속을 증발시켜 분리, 회수할 수 있다. 또한 증발하지 않은 동 등의 금속을 고순도로 회수할 수 있다. 본 발명에 의하면 종래에 유효한 처리기술이 확립되어 있지 않던 설치기판 등의 폐기물을 환경 중에 유해물질, 중금속 등을 방출시키지 않고 재이용이 가능한 물질을 고순도 상태로 회수할 수 있다.
(실시예19)
도41은 본 발명의 처리장치 구성의 다른 예를 나타내는 도면이다. 이 예에서 레토르트115c는 그 제3개구부115d를 통하여 배기 장치와 직접 접속되어 있다. 제3개구부115d와 배기 장치 사이는 패킹115p에 의하여 기밀 로 봉인된다. 패킹은, 예를 들면 석면 등으로 구성하여도 된다. 또한 패킹으로 바꾸어서 레토르트가 제1개구부에 삽입되는 때에는 제3개구부115d와 배기 장치를 접속하는 배관을 설치하여도 된다. 이와 같은 구성을 채택함으로써 처리 대상물체에서의 가스상태 배출물이 레토르트115c와 회수 챔버115 사이의 공간에 침투하는 것을 방지할 수 있다. 이는 제2기밀실103의 압력이 레토르트115c와 회수 챔버115 사이의 공간 압력보다도 낮게 되기 때문이다.
또한 캐리어 가스 도입장치115n를 구비하여, 예를 들면 질소가스 같은 불활성인 캐리어 가스를 레토르트115c와 회수 챔버115 사이의 공간에 공급하여도 된다. 이 캐리어 가스는 제2기밀실103을 통하여 레토르트115c로 도입되어 레토르트의 제3개구부115d를 통과하여 배기 장치로 도입된다. 따라서 레토르트115c와 회수 챔버115 사이의 공간은 압력에 의하여 제2기밀실103로부터 씰(seal) 된다. 레토르트115c와 회수 챔버115 사이의 공간은 기밀문115b이 열려 있을 때에 수용되는 공간과도 연결되므로 기밀문, 특히 그 씰부115q,에 처리 대상물체에서의 증발물이 응축되는 것을 방지할 수 있다. 이와 같은 구성을 채택함으로써 레토르트115c와 슬리브103s의 맞물리는 마진이 커진다. 이 때문에 레토르트115c와 슬리브103s의 맞물림이 빠지는 것을 방지할 수 있다. 또한 실린더23 등의 레토르트115c의 구동수단이 작게 할 수 있든지 또는 불필요하게 할 수 있다.
도42는 본 발명의 처리장치 구성의 다른 예를 나타내는 도면이다. 이 예에서는 레토르트115c의 제3개구부115d는 배관116을 사이에 두고 배기 장치와 접속되어 있다. 이 배관116은 상하로 진퇴(進退)하여 배기 장치와 레토르트의 접속의 개폐를 한다. 또한 패킹116q의 탄성 변형에 의하여 배관116과 회수 챔버의 씰면115m 및 배관116과 레토르트115c의 제3개구부115d를 모두 기밀로 접속한다. 레토르트115c가 제1개구부103b에 삽입되어 있을 때에는 레토르트의 제3개구부115d와 배기 장치는 배관116에 의하여 기밀로 접속된다. 또한 레토르트를 뽑아 기밀문115b를 닫을 때에는 실린더23b에 의하여 배관116은 대피위치로 이동된다.
또 이 예에서 캐리어 가스 도입장치115n는 레토르트115c와 회수 챔버115 사이의 공간의 압력을 검출하는 압력계g를 구비하여, 검출되는 압력에 따라 밸브를 개폐하여 캐리어 가스의 유량을 제어하고 있다. 예를 들면 제2기밀실103의 압력을 검출하고, 이 압력보다도 레토르트115c와 회수 챔버115 사이의 공간의 압력이 조금 높아지도록 조절하면 된다. 이럼으로써 가령 레토르트115c와 슬리브103s 사이에 빈틈이 있더라도 처리 대상물체에서의 가스상태 배출물을 레토르트의 내부에 도입할 수 있다.
또한 이 예에서는 기밀문115b은 2중구조를 채택하고 있다. 이 기밀문115b은 실린더에 의하여 개폐된다. 조인트115는 닫힐 때의 실린더의 힘을 실린더가 누르는 방향과 거의 직각으로 변환한다. 이와 같은 구조를 채택함으로써 기밀문의 패킹115q이보다 강하게 회수 챔버를 꽉 눌러준다. 회수 챔버115의 기밀문의 패킹115q이 접하는 영역은 수냉 등에 의하여 냉각하는 것이 바람직하다.
도43은 본 발명의 처리장치 구성의 다른 예를 나타내는 도면이다. 이 예에서는 레토르트115b의 제3개구부115d의 개구면을 제2개구면115f과 연결되어 있다. 이럼으로써 실린더23에 의하여 레토르트115c의 삽입동작과 레토르트115c와 배기 장치의 접속동작을 동시에 할 수 있다. 이와 같은 레토르트115c의 내부에서는 처리 대상물체에서의 증발물의 응축을 용이하게 하기 위해서 금망(金網)이나 건식 필터 등을 설치하여도 된다. 또한 이와 같은 건식 필터는 응축물과 동일한 재료로 구성하여도 된다. 예를 들면 아연 강판으로부터 아연을 증발시키는 경우에 건식 필터나 레토르트 그 자체를 아연으로 구성하면 회수한 후의 후처리가 용이하게 된다. 도44, 도45는 레토르트115c의 진퇴동작을 가이드 하는 가이드 장치의 예를 설명하기 위한 도면이다. 도44에서는 레토르트115c의 제2개구부115f와 평행한 방향의 단면도를, 도45에서는 레토르트의 진퇴방향과 평행한 방향의 단면도를 나타내고 있다. 이 예에서는 회수 챔버115의 내면에 레토르트의 진퇴방향을 따라 가이드 롤(roll)115g을 설치하고 있다. 이와 같은 가이드 장치에 의하여 레토르트의 진퇴동작을 보다 확실하게 할 수 있다. 또한 이 가이드 롤은 금속으로 구성되어 있어 레토르트115c와 회수 챔버115의 열전도의 일부를 담당하고 있다. 이럼으로써 레토르트의 온도를 보다 효과적으로 조절할 수 있다.
도46은 본 발명의 처리장치가 구비하는 습식 필터의 단면구조를 나타내는 도면이다. 이 유막(油膜) 필터711는 케이싱(casing)711a 내에 증기압력이 작은 진공 펌프용의 기름711o이 괴어 있고, 상하의 개구부가 케이싱711a에 기밀로 고정된 베(布)711c의 하부가 이 기름711o에 잠기어 있다. 기름은 모세관 현상에 의하여 베711c의 표면을 따라 피막을 만들고 있다. 회수 챔버115나 그 밖의 필터 수단으로 포착할 수 없는 분진은 이 베711c의 유막에 의하여 트랩 된다.
본 발명의 처리장치에서는 전술한 바와 같은 회수 챔버115와 배기 장치 사이에 이와 같은 유막 필터711를 구비하는 것이 바람직하다. 이것은 레토르트115 등에서 응축할 수 없는 증발물이나 한번 응축한 미립자가 배기 장치에 도달하는 것을 방해하기 때문이다. 이럼으로써 진공 펌프의 배기 성능을 유지할 수 있다. 또한 진공 펌프의 수명이나 다음의 유지, 보수까지의 기간을 길게 할 수 있다.
(실시예20)
본 발명을 적용하여 슈레더 쓰레기의 처리를 한다. 자동차의 슈레더 쓰레기를 시료로서 작성한다. 이 시료는 이하와 같은 6종의 프랙션(fraction)으로 이루어져 있다. 또 자동차는 미니카(미쓰비시 자동차 공업제품)를 사용한다.
(1) 염화비닐 10wt%
(2) 폴리 프로필렌 10wt%
(3) 폴리 우레탄 10wt%
(4) 고무 10wt%
(5) 폴리 우레탄 10wt%
(6) 기타 50wt%
(6)의 프랙션은 프레스처리를 한다. 이와 같은 슈레더 쓰레기를 상압 열분해(600℃, 800℃), 감압 열분해(600℃, 800℃)로 처리하여 그 열분해 잔사 중에 포함되는 다이옥신의 농도를 측정한다.
도47은 열분해의 처리 조건을 설명하기 위한 도면이다. 600℃의 경우에 상온에서 600℃까지 2시간 동안 승온(昇溫)하고, 600℃에서 2.5시간 유지한 후에 냉각한다. 800℃의 경우에 상온에서 800℃까지 2.5시간 동안 승온 하고, 그 온도로 2.15시간 유지한 후에 냉각한다.
또 감압 열분해의 냉각인 경우에 본 발명의 감압 치환이 적용되고 있지만 상압 열분해의 냉각인 경우에는 본 발명을 적용하지 않고 공기 냉각을 한다. 또한 다이옥신이 잔류하고 있는 800℃의 상압에서의 열분해 잔사는 800℃에서 감압 열분해 하고, 그 열분해 잔사 중에 포함되는 다이옥신의 농도를 측정한다(도면에는 800℃ 열분해 B의 프랙션).
도48에 그 측정결과를 나타낸다. 측정은 PCDDs와 PCDFs를 각각 실시하고, 이들의 합을 다이옥신 농도(ng/g)로 한다. 또한 도면 중에 n.d(.not detected)는 다이옥신이 검출되지 않은 것을 나타내고 있다.
이와 같이 본 발명에 의하면 가열 잔사 중의 다이옥신을 대폭 감소시킬 수 있다. 특히 상압(常壓) 열분해에서는 800℃로 처리하여도 다이옥신이 잔류하고 있지만 이 잔사를 감압 상태에서 재처리하는 경우에는 다이옥신을 제거할 수 있다. 여기에서는 슈레더 쓰레기를 처리 대상물체로 하는 처리 예에 대해서 설명하지만 토양, 소각회, 오니 등의 경우에도 마찬가지의 결과를 얻을 수 있다. 본 발명은 폐기물 처리장치로서 일반 공장용의 소량처리 등에 적합한 수동식으로서도, 지방자치단체 등의 대량처리에 적합한 연속 처리로로서도 좋고, 처리비용에 따라 조합시킬 수 있다.
또 본 발명에서는 토양 중에 포함되는 납, 카드뮴, 수은, 아연 등의 중금속도 감압하여 기화시킴으로써 토양으로부터 분리할 수 있다. 이들 중금속의 처리 대상물체에서의 분리, 회수에 대해서는 전술한 본 발명의 처리장치에 의하여 할 수 있다. 또한 토양 중의 인이나 시안에 대해서도 그 농도를 환경 기준치 이하까지 감소시킬 수 있다.
(실시예21)
도49, 도50, 도51은 본 발명의 처리장치의 구성의 다른 예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도49, 도50, 도51에서는 가열 처리실로서 상압 열분해를 하기 위한 건류 챔버701와 감압 열분해를 하기 위한 진공 증발 챔버702의 2실을 구비하고 있다. 또한 가열 잔사를 냉각하기 위한 냉각실703을 그 후단에 설치하고 있다. 그리고 이들 처리실은 진공문에 의하여 개폐 가능하게 분리되어 있다.
도49, 도50, 도51에 예시하는 구성으로서는, 예를 들면 토양 등의 처리 대상물체는 건류 가열 챔버701에 도입되어 열분해 되고, 계속하여 진공 증발 챔버702에 도입되어, 예를 들면 비소, 카드뮴, 납 등의 중금속을 증발, 제거시킨다. 그리고 처리 대상물체의 가열 잔사는 냉각 챔버703에 도입되어 전술한 바와 같은 유기 할로겐화물 프리 또한 유기 할로겐화물 생성능력을 구비하지 않는 분위기에서 냉각된다. 장치 내의 배기는 부스터 펌프705, 712, 로터리 펌프706, 713에 의하여 배기되고 있다. 처리 대상물체의 가스상태 배출물의 처리는 전술한 바와 같이 가스 처리장치에 의하는 구성으로 되어있다. 건류 가열 챔버701에서의 가스상태 배출물은 가스 크래킹 장치707, 가스상태 배출물 중의 증발물을 응축, 회수하는 콘덴서(condenser)708를 통과하여 가스 처리장치714에 도입된다. 진공 가열 챔버702에서의 가스상태 배출물은 레토르트115c를 구비하는 회수 챔버709, 유막 필터711를 통과하여 가스 처리장치714에 도입된다. 가스 처리장치714는 가스 크래킹 장치715, 제트 스크러버716, 활성탄 필터, 배기 송풍기718를 구비하고 있다. 또한 도51의 예에서는 가스 처리장치714로서는 가스 크래킹 장치715를 생략하고 있다. 또한 제트 스크러버716에 대신하여 가스상태 배출물을 연소시키는 가스 연소장치를, 활성탄 필터717에 대신하여 가스상태 배출물을 알칼리 세정하는 알칼리 샤워를 구비하여도 된다.
도49, 도51에서는 건류 가열 챔버701에 처리 대상물체를 도입하기 위한 로딩 챔버(loading chamber)704와 건류 가열 챔버를 공통으로 하고 있지만 각각 구비하여도 된다. 또한 도51에서는 가스 처리장치로서 유 제트 스크러버(scrubber)708b를 구비하고, 여기에서 가스상태 배출물 중의 기름 성분을 회수하는 구성으로 되어 있지만 콘덴서708를 구비하여도 된다.
(실시예22)
본 발명은 진공증발 회수장치, 보다 상세하게는 진공로에 있어서 진공가열 처리에 의하여 발생하는 증발물에서 금속을 회수하는 것에 대한 진공로의 온도를 내릴 필요가 없는 고효율의 진공증발 회수장치에 관한 것이다.
종래의 진공증발 회수장치에 있어서는, 진공로에 있어서의 진공 가열처리에 의하여 발생하는 증발물에서 금속을 회수할 때에 진공로의 노의 온도를 내려서 금속 회수물을 꺼내고, 그 후에 다시 노의 온도를 올려서 진공 가열처리를 하는 순서를 밟아야 했다. 이는 진공로와 금속 회수장치 사이에 존재하는 진공문의 씰부에 증발금속이 부착되기 때문에 진공 씰이 완전하게 이루어지지 않고, 그 결과 금속을 회수할 때에 진공 가열로에 공기가 유입하여 버리기 때문에 회수작업을 할 수 없기 때문이다.
전술한 바와 같이 종래의 진공증발 회수장치에 있어서는 증발물의 회수에 있어서 진공로를 냉각하고, 회수한 후에 다시 노 내의 온도를 상승시킬 필요가 있지만 이 냉각·가열을 때문에 장기간(예를 들면 4일간) 진공로의 운전을 정지시켜야 하는 문제가 있다.
그래서 본 발명은 그와 같은 문제가 없는 즉 증발물의 회수에 있어서 노 내의 온도를 변화시킬 필요가 없기 때문에 연속적으로 운전이 가능하고, 작업효율을 대폭 향상시켜, 비용적으로도 유리한 진공증발 회수장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명은 또 분체 증발물이 진공밸브 및 진공 펌프에 도달하여 진공밸브의 진공 씰 성능을 저해하거나 진공 펌프의 고장을 야기할 염려가 없는 진공증발 회수장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명은, 진공로에 진공문을 사이에 두고 냉각기능을 구비하는 냉각 겸 진공 퍼지실을 설치하고, 상기 냉각 겸 진공 퍼지실 내에 그 실 내를 진퇴하여 전진할 때에는 상기 진공문을 통과하여 상기 진공로 내에 접하는 동시에 후퇴할 때에는 상기 진공 퍼지실에서 빠져나오는 증발물 회수 레토르트를 배치하여 구성하고, 상기 회수 레토르트를 그를 진퇴시키는 실린더의 샤프트에 대하여 착탈이 자유롭게 이루어지는 진공증발 회수장치를 사용하여 상기 과제를 해결한다.
본 발명은, 또 진공로에 진공문을 사이에 두고 냉각 겸 진공 퍼지실을 설치하고, 상기 냉각 겸 진공 퍼지실에 필터를 사이에 두고 진공밸브 및 진공 펌프를 설치하는 것을 특징으로 하는 진공증발 회수장치를 사용하여 상기 과제를 해결한다. 이 경우에 필터는 고체 필터(드라이 필터)와 액체 필터(습식 필터)를 병용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시의 형태를 첨부 도면에 의거하여 설명한다. 도52는 본 발명에 관한 장치의 전체 구성도이고, 본 장치는 진공로1, 진공로1의 증발물 츨구에 설치되는 진공 이중문2, 진공 이중문2을 사이에 두고 진공로1에 연달아 설치되는 냉각 겸 진공 퍼지실3, 냉각 겸 진공 퍼지실3에서의 가스 통로에 접속되는 고체식 분체 회수 필터4 및 액체식 분체 회수 필터5 및 진공 밸브6 및 진공 펌프7로 구성된다.
냉각 겸 진공 퍼지실3 내에는 삽입 실린더23의 작용으로 진퇴동작을 하는 회수 레토르트21가 삽입된다. 삽입 실린더23에는 냉각 겸 진공 퍼지실3의 끝부분의 개구부를 진공 씰 하는 진공문32이 설치됨과 함께 이동 실린더31의 실린더 샤프트가 접속된다. 회수 레토르트21는, 이 이동 실린더31의 팽창동작에 따라 냉각 겸 진공 퍼지실3 밖으로 꺼내진다.
도53은, 진공 이중문2 및 냉각 겸 진공 퍼지실3을 상세하게 나타내는 것으로 진공 이중문2은 단열재10로 둘러싸인 진공로1와 이에 연달아 설치되는 냉각 겸 진공 퍼지실3 사이에 설치된다. 진공 이중문2은 진공로1측에 배치되는 단열 진공문12과 그 반대측에 설치되는 진공문13을 합친 이중문으로, 문 케이스14 상에 설치되는 개폐 실린더15의 작용으로 승강하고, 하강할 때에 냉각 겸 진공 퍼지실3로의 통로를 기밀 상태로 폐쇄한다. 냉각 겸 진공 퍼지실3에는 미회수 증발물 유츨구17가 설치되고, 미회수 증발물 유츨구17로부터 연결되는 가스 통로에 고체식 분체 회수 필터4가 설치된다.
금속 증발물을 회수하기 위한 통(筒) 모양의 회수 레토르트21는 냉각 겸 진공 퍼지실3로부터 열린 상태의 진공 이중문2을 통과하여 진공로1에 도달되도록 삽입된다. 회수 레토르트21는 진공로1의 가열부에 접하는 개구되는 전단부를 구비하고 있고, 거기에서 진공로1 내에서 발생하는 증발가스가 회수 레토르트21 내에 들어갈 수 있게 되어 있다. 회수 레토르트21의 후단부 측면에는 개구부가 설치되고, 거기에 금속제의 네트22가 길게 설치되어 레토르트 내 외의 통풍이 가능하게 된다. 또 냉각 겸 진공 퍼지실3의 주위의 벽을 2중으로 하고, 그 곳을 냉각수가 흐르도록 함으로써 열교환 기능을 갖게 하는 것이 바람직하다.
회수 레토르트21의 후단면(後端面)에는 회수 레토르트21를 냉각 겸 진공 퍼지실3에서 진공로1 내로 진행시키기 위한 삽입 실린더23의 실린더 샤프트24가 착탈이 자유롭게 장치에 부착된다. 그 장치 부착 수단으로서는 도55에 예시하는 바와 같이 회수 레토르트21의 후단면에 실린더 샤프트24가 이동할 수 있는 폭의 장공(長孔)26을 설치하는 설치판27을, 그 뒤의 끝 면 사이에 틈28을 유지하여 부착하고, 한편 실린더 샤프트24의 선단부에 이 장공26의 폭보다도 큰 장치 정지부29를 설치하는 구성이 생각된다.
이 경우에 호이스트(hoist) 등을 사용하여 회수 레토르트21를 매달아 놓은 상태에서 조작하여 장치 정지부29를 틈28에 삽입하여 실린더 샤프트24를 장공26에 겹치지 않도록 비키어 집어 넣으면 장치 정지부29가 장공26의 끝테두리에 걸리기 때문에 실린더 샤프트24가 설치판27을 사이에 두고 회수 레토르트21의 후단면에 부착되는 실린더 샤프트24의 움직임에 따라 회수 레토르트21가 수평방향으로 이동이 가능해진다. 또 실린더 샤프트24에는 주름상자 커버30가 덮어 씌워진다.
삽입 실린더23는 그에 부착되는 진공문32을 사이에 두고 이동 실린더31의 작용으로 설치대18 위를 왕복운동 하는 실린더 지지 블록33에 고정됨으로써 실린더 지지 블록33의 움직임에 따라 설치대18 위를 이동한다. 즉 실린더 지지 블록33은 롤러34를 구비하고 있어 설치대18의 테이블35 위를 이동이 자유롭게 구성되는 이동대36 위에 설치되고, 이동 실린더31는 설치대18에 있어서 테이블35의 아래쪽에 배치되고, 그 실린더 샤프트가 이동대36에 고정된다.
도54에 나타낸 바와 같이 진공문32은 삽입 실린더23의 플랜지부에 고정되고, 실린더 샤프트24의 삽입, 통과부에 진공 씰(seal)32a를 구비함과 함께 냉각 겸 진공 퍼지실3의 끝 부분의 플랜지3a에 밀착되는 패킹32b을 구비하고, 냉각 겸 진공 퍼지실3을 진공 씰 한다.
삽입 실린더23는 진공 이중문2의 닫는 동작을 한 후에 이동 실린더31의 팽창동작 끝 부분에 있어서 설치대18의 후단부(도53에 있어서의 우단)에 도달하지만 이 후퇴 끝 부분에서 회수 레토르트21의 교환작업이 행하여진다(이하 이 위치를 「제1정지점」이라고 한다). 새로운 회수 레토르트21는, 예를 들면 전술한 바와 같은 장치 부착 수단에 의하여 삽입 실린더23의 실린더 샤프트24에 부착된다. 새로운 회수 레토르트21의 설치작업이 종료되면 이동 실린더31의 압축동작에 의하여 이동대36가 전진한다(도53에 있어서 왼쪽 방향으로 이동한다).
그럼으로써 회수 레토르트21는 냉각 겸 진공 퍼지실3 내에 진입하여 이동 실린더31의 압축동작 끝 부분에서 정지하여 대기한다. 이 대기위치에서 회수 레토르트21의 전면은 그때 냉각 겸 진공 퍼지실3을 폐쇄하고 있는 진공 이중문2의 바로 앞에 위치하고(이하 이 위치를 「제2정지점」이라고 한다), 진공문32은 냉각 겸 진공 퍼지실3의 끝 부분의 플랜지3a에 밀착하여 그곳을 진공 씰 한다.
다음에 상기 구성의 장치의 작용에 대해서 더 상술한다. 전술한 바와 같이 이동 실린더31의 팽창동작에 의하여 이동대36가 설치대18의 끝 부분에 도달하는 시점(제1정지점)에서 삽입 실린더23의 실린더 샤프트24에 새로운 회수 레토르트21가 부착된다. 그리고 이동 실린더31의 압축동작에 따라 회수 레토르트21는 냉각 겸 진공 퍼지실3 내를 진행하여 이동대36가 전진하는 끝 부분, 바꾸어 말하면 회수 레토르트21의 선단 개구면이 진공 이중문2의 바로 앞에 도달하는 곳에 정지한다(제2정지점). 그때 진공 이중문2은 닫혀 있다.
회수 레토르트21가 제2정지점에 도달하는 시점에서 진공문32의 작용으로 냉각 겸 진공 퍼지실3 내가 기밀 상태로 유지된 후에 진공 밸브6가 열려서 진공 펌프7가 동작함으로써 냉각 겸 진공 퍼지실3 내가 진공로1 내와 같은 정도의 진공도로 된다. 그 후에 개폐 실린더15가 동작하여 진공 이중문2이 열림과 동시에 삽입 실린더23가 동작하여 회수 레토르트21의 개구부를 진공로1 내에 접하게 한다. 진공로1 내에서는, 처리물이 알맞은 진공도 상태에서 가열 처리되어 금속 증발물이 발생하지만 그 증발물은 진공 이중문2으로 향하지 않고 회수 레토르트21 내에 유입되고 있다. 따라서 증발물이 진공 이중문2에 부착되어 그 진공 씰 성능을 저해, 열화시키는 사태의 발생을 피할 수 있다.
증발물의 회수가 종료된 후에 회수 레토르트21는 삽입 실린더23의 작용으로 제2정지점까지 끌어 내여지고, 그 후 개폐 실린더15의 작용으로 진공 이중문2이 닫혀진다. 거기에서 냉각 겸 진공 퍼지실3 내에 질소가스 등의 불활성 냉각가스가 공급되어 회수금속이 산화되어 연소할 염려가 없는 온도까지 냉각된다. 이와 같이 본 발명에 관한 장치에 있어서는 진공로1와 냉각 겸 진공 퍼지실3을 진공 이중문2으로 차단한 후에 진공로1 내에는 고온으로 유지된 채 그대로 냉각 겸 진공 퍼지실3 내부만을 냉각하기 때문에 종래의 경우와 같이 진공로1를 냉각하기 위한 쓸데 없는 시간을 절약할 수 있다.
회수금속이 충분하게 냉각된 후에 냉각 겸 진공 퍼지실3 내에 질소가스 등이 더 공급되고, 실 내의 압력이 외부의 압력과 같게 되도록 압력이 조정된다. 이 압력조정이 종료된 후에 이동 실린더31의 동작에 따라 진공문32이 열려서 회수 레토르트21가 제1정지점으로 끌어 내여진다. 거기에서 회수 레토르트21가 삽입 실린더23로부터 빠져 나와서 별도의 증발금속의 회수가 행하여진다. 이후에는 상기 순서가 되풀이된다.
다음에 냉각 겸 진공 퍼지실3에서 진공 펌프7에 이르는 경로의 구성에 대해서 설명한다. 본 발명에 관한 장치에 있어서는 진공로1에 있어서 진공 증발하는 분체가 회수 레토르트21를 통과하여 증발물 유출구17에 유입하여 진공 밸브6의 씰부나 진공 펌프7 내에 들어가 진공 씰의 씰성을 저해하거나 진공 펌프7의 고장 원인이 되는 것을 방지하기 위한 수단이 강구되어 있다. 즉 회수 레토르트21의 증발물 출구에 금속제의 네트22가 깔려짐과 함께 증발물 유출구17과 진공 밸브6의 사이에 고체식과 액체식의 필터가 2중으로 설치된다.
고체식 필터4는 철망 필터나 세라믹 보울(ceramic bowl) 등으로 구성된다. 진공 펌프7의 흡수력이 남아서 강하지 않은 경우에는 이 고체식 필터4만으로도 충분하지만 그 흡인력이 어느 정도 이상으로 강하게 되면 분체는 고체식 필터4를 빠져 나가 진공 밸브6나 진공 펌프7까지 도달하여 버린다. 그래서 본 발명에서는, 고체식 필터4의 뒤에 액체식 필터5를 배치한다. 이 액체식 필터5는 분체를 액체 또는 액체막으로 끌어 들여서 회수하는 것이다.
분체의 양이 적을 때에는 고체식 필터4를 사용하지 않고 액체식 필터5만을 사용할 수도 있지만 분체의 양이 많은 경우나 입자가 큰 경우 등에는 고체식 필터4와 액체식 필터5를 병용할 필요가 있다.
본 발명은 전술한 바와 같이 진공 증발물을 회수하는 회수 레토르트를 진공로에서 냉각 겸 진공 퍼지실 내로 끌어 낸 후에 진공로와 냉각 겸 진공 퍼지실을 진공문으로 차단하고, 그 후에 냉각 겸 진공 퍼지실 내만을 냉각하기 때문에 진공로를 냉각하여 다시 가열하는데 장기간이 필요한 작업을 생략할 수 있다. 그 때문에 작업을 고효율로 또한 저비용으로 할 수 있어 에너지 절약에 이바지하는 효과가 있다.
또한 회수 레토르트가 진공문을 통과하여 진공로의 노체(爐體) 면에 접하기 때문에 진공로에서 발생하는 증발물의 대부분이 회수 레토르트 내로 진입함으로써 증발물이 진공문에 부착되어 그 진공 씰 성능을 저해할 염려가 없어지는 효과가 있다.
본 발명에 있어서는 분체 증발물이 진공밸브 및 진공 펌프에 도달하는 것을 방지함으로써 진공밸브의 진공 씰 성능을 저해하거나 진공 펌프의 고장을 초래하는 사태의 발생을 피할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 있어서는 진공문이 2중으로 되어 있기 때문에 가령 한쪽의 진공문에 이상이 있더라도 다른쪽 진공문만으로 역할을 다할 수 있어 그대로 운전을 계속할 수 있는 효과가 있다.
(실시예23)
다이옥신, PCB, 코플레이너 PCB 등의 유기 할로겐화물의 환경에 대한 확산과 그 영향이 큰 사회문제로 되고 있다. 예를 들면 폐기물을 연소처리, 열분해 처리하는 가열 잔사(재, 먼지, 카본)에는 다이옥신류 등의 유해한 유기 할로겐화물이 잔류하고 있다. 또한 예를 들면 쓰레기 소각장, 산업 폐기물 처분장의 주변 토양 등에서 고농도의 다이옥신류가 검출되고 있어 주민들의 건강에 대한 악영향이 심각하게 걱정되고 있다. 또한 토양, 오니 등에도 유기 할로겐화물은 포함되어 있다.
이와 같이 폐기물의 가열 잔사나 특수 조건에 있어서의 토양, 오니 등의 고체, 액체 중에는 다이옥신류 등의 유기 할로겐화물 또는 중금속 등이 잔류하고 있는 경우가 많다.
이들 유기 할로겐화물 또는 중금속을 포함하는 유해물질을 제거하는 방법으로서는 유기 할로겐화물을 함유하는 처리 대상물체를 고온 가열하거나 약1500°C 전후의 고온으로 용융 처리함으로써 유기 할로겐화물 농도를 감소시키는 방법이 제안되고 있다. 그렇지만 이와 같은 방법은 비싸고 대규모의 설비가 필요하고, 런닝 코스트가 높은 것 등의 문제가 있다. 또한 상온에서 다이옥신의 분해온도로 도달하기 까지 사이에서 발생하는 다이옥신에 대해서는 대응할 수 없다는 문제가 있다. 소각시설 주변 등, 다이옥신 등의 유기 할로겐화물 As, Hg, Cd, Pb, Cr+6등이 흘러내리는 토양 등이 효과적인 처리기술은 확립되어 있지 않다.
또한 연소(소각) 등으로 도시 쓰레기 등을 처리하는 경우에 완전 연소시킬 수 있으면 유기 할로겐화물의 생성을 감소시킬 수 있다. 그렇지만 양의 대부분이 불균질한 처리 대상물체를 완전 연소하는 것은 매우 곤란하다. 또한 완전 연소하는 것이 가능하더라도 소정의 온도에 도달하기 까지 사이에 다이옥신류 등이 유해한 유기 할로겐화물은 생성되어 버린다.
소각이나 열분해 등의 처리 대상물체의 가열처리의 잔사인 가열 잔사에는 다이옥신류 등의 유기 할로겐화물이 잔류하고 있어 가열 잔사에 잔류하는 유기 할로겐화물 농도를 감소, 제거하는 가열처리의 기술을 확립하는 것이 요청되고 있다.
그런데 다이옥신이 생성되기 위해서는 벤젠핵의 탄소와 결합하는 반응성의 염소원자와 벤젠핵을 결합하는 산소가 존재하여야 한다. 열분해에 있어서 다이옥신이 생성되는 것을 억제하기 위해서는 열분해로 내에서 이들 반응성의 염소원자와 산소의 양을 컨트롤하는 것이 유효하다고 생각된다. 그렇지만 종래의 이와 같은 관점으로부터 다이옥신의 발생을 방지하기 위해서 효과적인 열분해로는 제안되어 있지 않았다. 특히 소정의 가열온도까지의 승온과정(昇溫過程)에 있어서 비교적 저온일 때(상온∼500℃)에 있어서 다이옥신류, 코플레이너 PCB 등의 유기 할로겐화물의 생성 억제 및 잔회 등의 가열 잔사 중에 잔류하는 유기 할로겐화물의 저온에서의 분해 등을 실현하는 기술은 아직 확립되어 있지 않다.
본 발명은 다이옥신 등의 유기 할로겐화물로 오염된 토양으로부터 청정한 토양을 생산하는 토양의 생산방법, 토양의 처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 지방자치단체의 쓰레기 소각시설이나 공장 등에서 나오는 잔회 등의 가열 잔사, 잔액, 매진 등 중에 포함되어 있는 다이옥신, 이들에 오염된 토양, 오니 등으로부터 안전하고 확실하게 다이옥신을 제거할 수가 있는 처리방법 및 처리장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
이와 같은 과제를 해결하기 위해서 본 발명은 이하와 같은 구성을 채택하고 있다. 본 발명의 토양의 생산방법은 유기 할로겐화물을 제1농도로 함유하는 제1토양으로부터, 상기 유기 할로겐화물을 제1농도보다 낮은 제2농도로 함유하는 제2토양을 생산하는 토양의 생산방법에 있어서, 상기 제1토양을 기밀영역에 도입하여, 상기 제1토양을 감압 상태로 가열함으로써 상기 유기 할로겐화물의 적어도 일부를 열분해 하는 것을 특징으로 한다. 처리 대상물체는 상기 유기 할로겐화물의 분해온도 이상 또는 비등점 이상으로 가열된다. 상기 유기 할로겐화물로서는, 예를 들면 다이옥신류, PCB, 코플레이너 PCB 등을 들 수 있다.
또한 상기 토양의 열분해에 의하여 발생하는 가스상태 배출물 중의 할로겐 농도를 감소시키는 공정을 더 구비하여도 된다. 이럼으로써 가스상태 배출물 중에서 유기 할로겐화물이 생성, 재생성할 가능성을 감소시킬 수 있다.
상기 제1토양의 열분해 잔사는, 상기 기밀영역 내를 실질적으로 상기 유기 할로겐화물 프리 또한 유기 할로겐화물 생성능력을 구비하지 않는 치환가스로 치환한 후에 냉각하여도 된다. 이럼으로써 냉각에 따라 다이옥신 등의 유기 할로겐화물이 잔사 중에 고정되는 것을 방지할 수 있다.
이와 같은 실질적으로 상기 유기 할로겐화물 프리 또한 유기 할로겐화물 생성능력을 구비하지 않는 치환가스의 형태로서는, 예를 들면 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 크세논, 질소, 및 수소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 가스, 이들의 혼합가스, 이들의 가스 또는 혼합가스를 주체로 하는 가스를 들 수 있다.
상기 열분해 공정은, 상기 기밀영역 내의 산소농도를 제어하면서 하여도 된다. 이럼으로써 처리 대상물체의 불균일, 부분 연소 등에 관계없이 가스상태 배출물의 생성량의 변동을 억제하여 가스상태 배출물의 처리를 보다 확실하게 또한 효율적으로 할 수 있게 된다. 또한 산소농도, 할로겐의 농도를 억제함으로써 다이옥신 생성을 방지할 수도 있다.
본 발명의 토양의 생산방법은, 유기 할로겐화물을 제1농도로 함유하는 제1토양으로부터, 상기 유기 할로겐화물을 제1농도보다 낮은 제2농도로 함유하는 제2토양을 생산하는 토양의 생산방법에 있어서, 상기 제1토양을 상기 유기 할로겐화물의 적어도 일부가 증발 또는 분해되도록 가열하고, 상기 토양의 가열 잔사를 기밀영역에 도입하여, 상기 기밀영역 내를 실질적으로 상기 유기 할로겐화물 프리(free) 또한 유기 할로겐화물 생성능력을 구비하지 않는 치환가스로 치환한 후에 상기 토양의 가열 잔사를 냉각하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 토양의 생산방법은, 유기 할로겐화물을 포함하는 토양을 감압 상태에서 열분해 하는 것을 특징으로 한다. 감압 상태에서는 분자의 평균 자유행정이 길고 또한 장치 내가 비산화 분위기로 유지되기 위해서 다이옥신 등의 유기 할로겐화물의 생성, 재생성을 방지할 수 있다. 또한 감압 상태에서는 유기 할로겐화물 자체의 분압도 작기 때문에 가열 잔사에 잔류하는 다이옥신 농도를 작게 할 수 있다.
예를 들면 쓰레기 처리시설이나 공장 등으로부터 나오는 잔류 다이옥신을 포함하는 토양, 가열 잔사, 증발 소각물, 잔회, 잔액, 매진 등을 상압 상태에서 감압하면서 또한 승온시키면서 열처리함으로써 다이옥신을 효과적으로 처리할 수 있다. 또한 상기 토양의 열분해에 의하여 발생하는 가스상태 배출물의 할로겐 농도를 감소시켜도 된다.
본 발명의 토양 처리장치는, 유기 할로겐화물을 함유하든지 또는 가열에 의하여 유기 할로겐화물을 생성 가능한 토양을 처리하는 토양 처리장치에 있어서, 상기 토양을 가열하는 수단과, 기밀영역과, 상기 토양의 가열 잔사를 기밀영역에 도입하는 수단과, 상기 기밀영역 내를 실질적으로 상기 유기 할로겐화물 프리(유기 할로겐화물이 결핍하고 있는 것)인 치환가스로 치환하는 수단과, 상기 가열 잔사를 냉각하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에서는, 연소, 열분해, 감압 열분해를 막론하고 처리 대상물체인 토양을 가열한 후에 기밀영역 내에서 퍼지, 냉각하는 것이다. 상기 치환수단은, 상기 치환가스를, 상기 기밀영역 내를 감압한 후에 도입하여도 된다.
또한 상기 토양의 가열에 의하여 발생하는 가스상태 배출물 중에 포함되는 할로겐과 화합물을 형성하는 금속 또는 상기 가스상태 배출물 중의 할로겐을 흡착하는 흡착재가 배치되는 할로겐 제거수단을 더 구비하여도 된다.
또한 상기 토양의 가열에 의하여 발생하는 가스상태 배출물을 다이옥신이 분해될 수 있는 제1온도로 개질 하는 개질 수단과, 개질 되는 상기 가스상태 배출물 중의 다이옥신 농도의 증가가 억제되도록 상기 가스상태 배출물을 제2온도까지 냉각하는 냉각 수단을 더 구비하여도 된다. 상기 냉각 수단으로서는, 상기 가스상태 배출물에 기름을 분사하여 급랭하여도 된다.
즉 본 발명의 처리방법은 유기 할로겐화물을 포함하는 처리 대상물체를 감압 상태에서 열분해 하는 것을 특징으로 하는 것이다. 또 토양, 소각 비산회 등의 처리 대상물체에 유기 할로겐화물 뿐만 아니라 중금속 등이 포함되어 있는 경우에는 유기 할로겐화물을 처리한 후에 처리장치 내의 온도, 압력을 조절하여 이들 중금속을 증발시킨다. 증발시키는 금속은 전술한 바와 같은 회수 챔버에 의하여 응축시켜서 회수하면 된다. 또한 토양, 소각 비산회 등의 처리 대상물체의 감압 또는 가열에 의하여 발생하는 가스상태 배출물에 대해서도 마찬가지 방법으로 처리장치에 도입하면 된다.
또한 본 발명의 처리장치는, 유기 할로겐화물을 포함하든지 또는 가열에 의하여 유기 할로겐화물을 생성 가능한 처리 대상물체를 처리하는 처리장치에 있어서, 상기 처리 대상물체를 가열하는 수단과, 기밀영역과, 상기 가열 잔사를 기밀영역에 도입하는 수단과, 상기 기밀영역 내를 실질적으로 상기 유기 할로겐화물 프리(유기 할로겐화물이 결핍하고 있는 것)인 치환가스로 치환하는 수단과, 상기 가열 잔사를 냉각하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 가열수단으로서는, 상기 처리 대상물체를 연소하는 연소로, 상기 처리 대상물체를 열분해 하는 열분해로, 상기 처리 대상물체를 감압 상태에서 열분해 하는 감압 열분해로 등을 들 수 있다.
본 발명의 처리장치는, 처리 대상물체를 상압 상태에서 감압하면서 열분해(증발 소각) 처리하는데 있어서, 열분해 온도를 제어 가능하게 하는 노 또는 열분해 온도가 다른 복수의 감압로를 통과시키는 것을 특징으로 한다. 예를 들면 노의 압력을 거의 일정하게 처리하고 온도를 변화시키면서 처리 대상물체의 열분해를 하여도 된다.
또한 처리 대상물체를 열분해 처리하는 열분해 온도의 제어를 가능하게 하는 노를 설치하고, 상기 노 내를 상압으로부터 소정 진공도로 변화시켜 그 진공도를 유지할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다. 예를 들면 노 내의 온도를 거의 일정하게 유지하고, 압력을 변화시키면서 처리 대상물체의 열분해를 하여도 된다.
또한 처리 대상물체를 열분해 처리하는 상압로 및 복수의 감압로를 연달아 설치하고, 상기 각 노에 있어서의 열분해 온도를 후단으로 감에 따라 높아지도록 설정하여도 된다.
상기 감압로와 접속하여 설치되고, 상기 처리 대상물체의 열분해에 의하여 발생하는 가스상태 배출물 중에 포함되는 할로겐과 화합물을 형성하는 금속, 또는 상기 가스상태 배출물 중의 할로겐을 흡착하는 흡착재를 내부에 유지하는 할로겐 제거수단을 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 할로겐 제거수단의 예를 들면 할로겐을 트랩 하는 금속, 분해하는 촉매 등이 장전되는 부분은 상온∼약1000℃ 정도의 범위, 보다 바람직하게는 약400℃∼약1000℃의 범위로 거의 항온(恒溫)으로 유지하여도 된다. 할로겐을 흡착하는 부분은 저온으로 유지하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서는, 쓰레기 처리시설이나 공장 등에서 나오는 잔류 다이옥신을 포함하는 가열 잔사를 감압시키면서 또한 가열하면서 처리하여도 된다. 또한 쓰레기 처리시설이나 공장 등에서 나오는 잔류 다이옥신을 포함하는 증발 소각물, 잔회, 잔액, 매진 등을 상압 상태에서 감압하면서 또한 승온시키면서 처리하여도 된다.
또한 본 발명에서는, 밀폐 가능한 열분해로의 가스 출구에 설치하는 가열상태의 환원수단에 가스상태 배출물을 도입함으로써 상기 가스상태 배출물을 분해하여 환원하고, 상기 환원수단의 하류측의 산소, 산화물 가스, 염소, 염화물 가스의 적어도 하나의 가스농도를 계측하고, 그 계측값에 따라 상기 열분해로 내의 온도, 압력, 산소농도 등을 제어하여도 된다.
본 발명에서는, 유기 할로겐화물이란 다이옥신류, PCB, 코플레이너 PCB, DDT, 트리 클로로 에틸렌, 트리 할로 메탄 등을 포함하는 것으로 한다(도6참조).
또한 본 발명에서는 특별하게 설명하지 않는 한 폴리 염화 디벤조 파라 다이옥신(Polychlorinated dibenzo-p-dioxins:PCDDs), 폴리 염화 디벤조프렌(Polychlorinated dibenzofurans:PCDFs) 및 이들 염소수 및 치환위치가 다른 동족체(同族體)를 총칭하여 다이옥신이라고 한다. 또한 다이옥신의 염소를 불소, 질소 등 다른 할로겐으로 치환하는 화합물도 본 발명에서 말하는 유기 할로겐화물에 포함된다.
처리 대상물체의 가열 잔사 중의 다이옥신류, PCB, 코플레이너 PCB 등의 유기 할로겐화물의 농도를 감소시키기 위해서는 이와 같은 유기 할로겐화물의 적어도 일부가 분해될 수 있는 온도에서 처리 대상물체를 가열함과 동시에 처리 대상물체를 가능한 한도에서 유기 할로겐화물 및 유기 할로겐화물 생성능력을 구비하는 물질의 농도가 낮은 분위기 중에서 냉각하는 것이 중요하다.
한편 처리 대상물체의 가열에 의하여 발생하는 가스상태 배출물에 대해서도 다이옥신류의 농도, 예를 들면 할로겐 등 다이옥신을 생성 가능한 물질의 농도를 가능한 한도에서 감소시키는 것이 바람직하다.
처리 대상물체를 냉각할 때에 냉각 분위기에 유기 할로겐화물이 공존하고 있으면 이 유기 할로겐화물은 처리 대상물체 중에 고정되어 버린다. 또한 처리 대상물체를 냉각할 때에 유기 할로겐화물을 생성하려고 하는 재료물질이 공존하고 있으면 냉각의 과정에서 유기 할로겐화물이 합성 내지는 재합성 되어 역시 잔사에 유기 할로겐화물이 잔류하고 만다.
따라서 본 발명에 있어서는, 유기 할로겐화물을 함유하든지 또는 가열에 의하여 유기 할로겐화물을 생성하는 처리 대상물체를 처리하는데 있어서 연소, 열분해 등의 가열을 한 후에 이 가열 잔사를 유기 할로겐화물 및 유기 할로겐화물 생성능력을 구비하는 물질의 농도를 감소시킨 상태에서 냉각한다. 이 때문에 가열 잔사의 냉각은, 예를 들면 유기 할로겐화물의 재료물질을 포함하지 않는 냉각가스로 퍼지되는 분위기로 하면 된다. 따라서 냉각가스로서는, 할로겐, 산소, 유기 화합물을 함유하지 않는 가스를 사용하는 것이 바람직하고, 예를 들면 아르곤 등의 희 가스, 질소 등을 사용할 수 있다.
처리 대상물체로서는, 예를 들면 도시 쓰레기, 도시 쓰레기의 소각회, 다이옥신이나 PCB 등의 유기 할로겐화물에 오염된 토양, 오니, 농산물, 수산물, 또한 슈레더 쓰레기, 폐가전제품, 각종 폐기물 등을 들 수 있다.
본 발명의 처리방법은, 가열에 의하여 유기 할로겐화물을 생성 가능한 처리 대상물체를 처리하는 처리방법에 있어서, 상기 처리 대상물체를 가열하고, 상기 가열 잔사를 기밀영역에 도입하고, 상기 기밀영역 내를 실질적으로 상기 유기 할로겐화물 프리 또한 유기 할로겐화물 생성능력을 구비하지 않는 치환가스로 치환하여, 상기 가열 잔사를 냉각하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 처리방법은, 가열에 의하여 유기 할로겐화물을 생성 가능한 처리 대상물체를 처리하는 처리방법에 있어서, 상기 처리 대상물체를 가열하여, 상기 가열 잔사를 기밀영역에 도입하여, 상기 기밀영역 내를 실질적으로 상기 유기 할로겐화물 프리(유기 할로겐화물이 결핍하고 있는 것)인 치환가스로 치환하여, 상기 가열 잔사를 냉각하는 것을 특징으로 한다. 여기에서「유기 할로겐화물 프리」라는 것은 유기 할로겐화물이 결핍하고 있는 것을 의미한다. 치환가스의 형태로서는 가스, 질소, 수소 또는 이들 혼합가스 등을 들 수 있다. 또한 산소농도가 문제가 되지 않는 범위에서는 공기를 치환가스로 하여 사용하는 것도 가능하다.
상기 처리 대상물체의 가열의 형태로서는, 예를 들면 연소, 열분해 등을 들 수 있다. 이와 같은 가열은 산소농도를 조절하면서 하여도 된다. 또한 열분해는 감압, 가압 등 기밀영역 내의 압력을 조절하면서 하여도 된다. 상기 기밀영역 내로 상기 치환가스의 도입은, 상기 기밀영역 내를 감압한 후에 하여도 된다.
또한 상기 처리 대상물체의 가열에 의하여 발생하는 가스상태 배출물에 대해서도 다이옥신 등의 유기 할로겐화물의 농도를 감소하기 위한 처리를 실시한다.
이와 같은 처리로서는, 예를 들면 상기 가스상태 배출물을 다이옥신이 분해될 수 있는 제1온도로 개질 하고, 개질 되는 상기 가스상태 배출물 중의 다이옥신 농도의 증가가 억제되도록 상기 가스상태 배출물을 제2온도까지 냉각하여도 된다.
처리 대상물체의 가열에 의하여 발생하는 상기 가스상태 배출물의 냉각은, 상기 가스상태 배출물에 기름을 분사하여 급랭하여도 된다. 이럼으로써 유기 할로겐화물의 재합성을 억제할 수가 있음과 함께 개질 되는 가스상태 배출물 중의 탄화수소 등을 트랩 할 수 있다.
또한 기름을 분사하여 냉각하는 가스상태 배출물은, 다시 다이옥신 등의 유기 할로겐화물이 분해될 수 있는 고온으로 재가열 하고, 이후에 냉각수를 분사하여 급랭하여도 된다. 이 냉각수는 알칼리성으로 하여도 된다.
또한 처리 대상물체의 가열에 의하여 발생하는 가스상태 배출물 중에 포함되는 염소 등의 할로겐의 농도를 감소시켜도 된다. 예를 들면 열분해로의 후단에 가스상태 배출물 중의 할로겐을 제거하는 할로겐 제거장치 등을 설치하여도 된다. 할로겐 제거장치의 형태로서는, 예를 들면 챔버 내에 가스상태 배출물 중의 염소와 반응하여 염화물을 구성하는 철 등의 금속, 절삭 분(切削 粉) 및/또는 수산화 칼슘 등의 화합물을 장전한 것이 있다. 또한 챔버 내에 가스상태 배출물 중의 할로겐의 고정반응이나 가스상태 배출물 중의 유기 할로겐화물의 분해를 촉진하는 촉매 등을 장전하여도 된다. 또한 가스상태 배출물 중에 포함되는 할로겐을 흡착하는 흡착재를 장전하여도 된다. 이들 할로겐 제거장치의 구성은 복수로 조합시켜도 된다.
또 할로겐을 제거하기 위하여 제올라이트 등의 흡착재를 사용하는 경우에 흡착효율을 향상하기 위해서는 흡착재를 가능한 한 저온으로 유지하는 것이 바람직하다. 이 경우에 가스상태 배출물은 흡착재가 장전되는 챔버 내에서 냉각되게 되지만 이 냉각은 가스상태 배출물의 온도가 다이옥신류 등의 유기 할로겐화물의 재생 온도범위에서의 체류시간이 가능한 한 짧게 되도록 급속하게 하는 것이 바람직하다.
전술한 다이옥신 등의 유기 할로겐화물의 가스상태 배출물 중의 농도를 감소시키기 위한 각종 처리는 복수로 조합시켜 사용하여도 된다.
이와 같은 처리를 실현하는 본 발명의 처리장치로서는, 예를 들면 처리 대상물체를 기밀로 유지할 수 있는 기밀영역과, 상기 기밀영역의 온도를 조절하는 수단과, 상기 기밀영역 내의 가스를 치환하기 위한 치환수단과, 상기 처리 대상물체의 가열 잔사를 냉각하기 위한 냉각 수단을 구비하면 된다. 또한 기밀영역 내를 감압하여도 된다.
치환수단은, 단지 기밀영역 내의 가스를 치환하는 것 뿐만 아니라 기밀영역 내를 감압하여 배기한 후에 치환가스를 도입하여도 된다. 이 배기 장치는 가스치환 이외의 기밀영역 내의 감압에 사용하여도 된다.
또한 기밀영역 내에서 처리 대상물체를 이동하기 위한 이동수단을 구비하여도 된다. 이 이동수단으로서는 로터리 키룬(rotary Kiln), 스크루 콘베이어, 트레이 푸셔(tray pusher)나 드로워(drawer), 롤러 하우스(roller house) 등을 구비하여도 된다.
또한 기밀영역 내부의 가스를 온도 조절하면서 순환시키는 가스 순환장치를 설치하여도 된다. 가스 순환장치로서는, 예를 들면 기밀영역(챔버)과 연속해 있는 바이패스를 설치하고, 이 바이패스에 순환펌프, 온도 조절 장치 또는 열교환기, 가스류에 포함되는 분진, 미스트 등을 제거하는 필터수단 등을 구비하면 된다. 이들은 필터, 온도 조절장치, 순환 펌프의 순서로 설치하여도 된다. 특히 필터는 순환펌프, 온도 조절장치의 전단에 설치하는 것이 바람직하다. 필터로서는, 예를 들면 유막을 사용하여도 된다. 전술한 바와 같은 본 발명의 처리방법, 처리장치는, 감압 열분해로에 한하지 않고 소각로, 상압 열분해로 등의 가열로에서의 처리에도 적용할 수 있다.
예를 들면 종래의 소각로, 상압 열분해로의 후단에 본 발명의 처리장치를 부대시킬 수 있다. 따라서 소각로로 대량으로 발생하는 소각 잔사로부터 안전하고 효과적으로 다이옥신 등의 유기 할로겐화물 등을 제거할 수 있다.
독성을 갖는 유기 할로겐화물의 환경에 대한 확산은 심각한 문제로서 소각설비를 새로운 처리설비로 개축하기 위해서는 막대한 비용과 시간이 필요하고 더구나 날마다 발생하는 폐기물의 처리도 하여야 한다. 본 발명은 현재 상태의 소각설비에 부대설비로서 적용하는 것도 가능하다. 따라서 현재 상태의 설비를 이용하면서 유기 할로겐화물 생성능력을 구비하는 처리 대상물체를 처리할 수 있다.
본 발명의 토양의 생산방법은, 유기 할로겐화물을 제1농도로 함유하는 제1토양으로부터, 상기 유기 할로겐화물을 제1농도보다 낮은 제2농도로 함유하는 제2토양을 생산하는 토양의 생산방법에 있어서, 상기 제1토양을 기밀영역에 도입하는 공정과, 상기 제1토양을 감압 상태로 가열함으로써 상기 유기 할로겐화물의 적어도 일부를 열분해 하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1토양의 열분해 잔사는, 상기 기밀영역 내를 실질적으로 상기 유기 할로겐화물 프리 또한 유기 할로겐화물 생성능력을 구비하지 않는 치환가스로 치환한 후에 냉각하는 것이 바람직하다.
이는 전술한 바와 같이 처리 대상물체를 냉각할 때에 냉각 분위기에 유기 할로겐화물이 공존하고 있으면 이 유기 할로겐화물은 처리 대상물체 중의 가열 잔사 중에 고정되어 버리기 때문이다. 가열에 의하여 유기 할로겐화물이 증발하거나 유기 할로겐화물이 생성하는 처리 대상물체의 가열 잔사로부터 유기 할로겐화물을 제외하기 위해서는 유기 할로겐화물을 포함하고 있는 가열 분위기 가스를 치환하든지 감압 등에 의하여 유기 할로겐화물 및 유기 할로겐화물 생성능력을 구비하는 물질의 농도를 감소시킨 상태로 가열 잔사를 냉각하는 것이 중요하다. 따라서 제1토양의 열분해 잔사의 냉각을 유기 할로겐화물 또는 유기 할로겐화물의 생성능력을 구비하는 물질의 농도를 감소시킨 상태에서 행함으로써, 제1토양의 가열 잔사인 제2토양에 잔류하는 유기 할로겐화물의 농도를 감소, 제거할 수 있다.
또 제1토양의 열분해는, 상기 기밀영역 내의 산소농도를 제어하면서 하는 것이 바람직하다. 예를 들면 기밀영역 내의 산소농도를 측정하고, 측정한 산소농도에 따라 기밀영역 내의 산소농도를 조절하면 된다. 또한 상기 산소농도의 제어는, 상기 기밀영역 내에 환원성의 캐리어 가스 또는 환원제를 도입함으로써 하여도 된다.
이와 같이 기밀영역 내의 산소농도를 능동적으로 제어함으로써 처리 대상물체가 불균질한 경우에도 안정한 상태로 열분해 할 수 있다. 또한 기밀영역 내를 환원성 분위기로 유지하면서 열분해를 함으로써 다이옥신 등의 유기 할로겐화물의 생성을 억제할 수 있다. 또한 기밀영역 내를 감압함으로써 분자사이의 평균 자유행정이 더 길게되어 다이옥신 등의 유기 할로겐화물의 생성 확률을 감소할 수 있다.
또한 전술한 제1토양에, 예를 들면 중금속 등의 금속이 포함되어 있는 경우에는 이 토양을 가열, 감압하여 금속을 기화시켜 회수하여도 된다. 이렇게 함으로써 토양이 수은, 카드뮴, 아연, 납, 비소 등으로 오염되어 있는 경우에도 이와 같은 금속을 토양으로부터 분리, 회수할 수 있다. 또한 6가 크롬 등은, 예를 들면 3가의 크롬으로 환원할 수 있다. 이와 같은 금속 회수는 전술한 회수 챔버를 사용하여 회수할 수 있다. 또 본 발명은 오염된 토양에 한하지 않고 소각회, 오니, 폐액, 농산물, 수산물 등의 처리에도 마찬가지로 적용할 수 있다. 본 발명에 의하여 처리하는 토양은 다공질인 카본 등 무기 성분을 대부분 포함하기 때문에 토양으로서 사용할 뿐만 아니라 유효한 토양 개량제로서 사용하여도 된다. 또한 예를 들면 부엽토, 콤포스트 등의 유기물과 혼합하여 사용하여도 된다.
(실시예24)
도56, 도57은 본 발명의 처리장치의 구성이 예를 나타내는 도면이다. 이 처리장치에서는, 예를 들면 다이옥신류 등의 유기 할로겐화물을 포함하는 토양이나 소각회 등을 처리할 수 있다.
이 처리장치에서는 감압 가열로71와 배기 장치 사이에 개질 유니트72 및 회수 유니트73를 구비하고 있다. 배기 장치는 부스터 펌프74, pH를 조정 할 수 있는 봉액(封液) 순환장치를 구비하는 방수 펌프75, 로터리 펌프76로 구성되어 있다. 배기 장치의 후단에는 배기 장치에서의 배기 가스를 처리하는 배기가스 처리장치가 설치되어 있다(도57).
감압 가열로71는 배기 장치에 의하여 장치 내를 감압하면서 처리 대상물체를 가열할 수 있다. 감압 가열로71는 처리 대상물체를 수용하는 챔버71a, 챔버71a를 가열하는 히터71b, 챔버 내의 압력을 계측하는 진공계71c, 챔버 내의 온도를 계측하는 열전쌍71d, 캐리어 가스의 유량을 제어하는 유량계71e를 구비하고 있다. 캐리어 가스는, 예를 들면 질소, 희 가스, 수소 등을 필요에 따라 사용하면 된다. 이들 캐리어 가스의 유량에 의하여 장치 내의 산소농도를 조절하여도 된다. 또한 이들 캐리어 가스는 처리 대상물체의 가열 잔사의 유기 할로겐화물 프리인 냉각가스로서도 사용된다. 개질 유니트72의 챔버72a는 히터72b에 의하여 가열되고, 챔버72a 내를 흐르는 처리 대상물체의 가스상태 배출물을 크래킹 할 수 있다. 이 고온에서의 개질에 의하여 가스상태 배출물 중에 포함되는 다이옥신류, PCB류, 코플레이너 PCB 등과 같은 유해물질도 분해된다. 본 발명의 처리장치에서는 이와 같은 가스상태 배출물의 개질부를 감압 가열로와 배기 장치 사이에 구비함으로써 가스상태 배출물의 개질을 감압 상태에서 할 수 있다. 또한 이 예에서는 챔버72a 내에는 유기 할로겐화물을 분해하거나 분해를 촉진하거나 합성이 억제될 수 있는 촉매72c가 장전되어 있다. 여기에서는 알루미늄이나 세라믹스(ceramics)로 이루어지는 담체(擔體)에 니켈을 함침(含浸)시킨 촉매를 사용하고 있지만 촉매의 종류는 필요에 따라 사용하면 된다. 또 감압 가열로71와 개질 유니트72의 사이에는 가스상태 배출물이 응축되지 않도록 보온된 배관71f으로 접속되어 있다. 또한 본 발명에 있어서는 이 개질 유니트72가 소정의 운전 조건에 도달한 후에 처리 대상물체를 가열하는 것이 바람직하다. 예를 들면 가열에 의하여 개질을 하는 경우에 개질 유니트 내의 온도가 가스상태 배출물의 개질을 하는 설정온도에 도달한 후에 감압 가열로71에서 처리 대상물체를 가열하면 된다. 이 때문에 개질 유니트의 온도를 검출하는 수단과, 검출되는 온도에 따라 상기 감압 가열로 내를 가열하는 수단을 구비하여도 된다. 또한 개질 유니트에 있어서의 개질 온도 등의 설정값을 유지하는 수단(예를 들면 메모리)과, 개질 유니트의 온도를 검출하는 수단과 검출되는 온도와 상기 설정값을 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 감압 가열로 내를 가열하는 수단을 구비하여도 된다. 개질 유니트72에서 개질 되는 가스상태 배출물은 회수 유니트73에 도입된다. 이 회수 유니트73는 내부에 관 모양의 레토르트가 장전되는 회수 챔버73a와, 개질 유니트73의 챔버72a와 회수 챔버73a를 개폐 가능하게 분리하는 기밀문73b을 구비하고 있다. 기밀문73b은 실린더73c에 의하여 개폐 동작을 한다. 이 회수 유니트의 구성은, 예를 들면 도8, 도9, 도42, 도43과 마찬가지이다. 즉 기밀문73b이 열려 있을 때에는 레토르트가 회수 챔버73c에서 챔버72a 측으로 삽입된다. 이 삽입되는 레토르트에 의하여 기밀문73b은 차폐되어 보호된다. 또한 레토르트를 교환할 때에는 레토르트를 회수 챔버73a 측으로 뽑아서 기밀문73b을 닫고 또한 회수 챔버와 배기 장치 사이의 밸브를 닫는다. 이럼으로써 감압 가열로71, 개질 유니트72의 상태를 유지하면서 레토르트를 외부로 꺼내고, 응축물을 회수할 수 있다. 본 발명에서는 처리 대상물체 중에 포함되는 금속에 대해서도 처리 대상물체로부터 분리하고, 이 회수 유니트에서 회수할 수 있다. 예를 들면 오염된 토양이나 소각 비산회 중에 납, 아연, 카드뮴 등의 중금속이 포함되어 있는 경우에도 감압 가열로71에서 감압 상태로 비등점 이상으로 가열하고 기화시켜, 회수 유니트73에서 금속 상태로 회수할 수 있다. 레토르트 내에 응축되는 금속은 질소 등의 비산화성 가스를 회수 챔버 내에 도입하여 냉각하고 나서 외부로 꺼내는 것이 바람직하다.
또한 이 회수 챔버73a는 냉각수 등의 냉매에 의하여 냉각되어 있다. 이 냉각은 금속을 응축시킬 뿐만 아니라 개질 유니트에서 개질 하는 가스상태 배출물을 급랭시키기 위한 수단으로서도 기능을 한다. 이럼으로써 가스상태 배출물 중에서 다이옥신류 등의 유기 할로겐화물이 재합성 되는 것을 억제할 수 있다.
회수 유니트73와 부스터 펌프74 사이에는 유막 필터711가 설치되어 있다. 이 유막 필터711에 의하여 회수 유니트로 응축시킬 수 없는 가스상태 배출물이나 분진, 응축되는 금속 미립자 등이 배기 장치에 도달하는 것이 방지된다.
부스터 펌프74의 후단에는 방수 펌프75와 로터리 펌프76가 병렬로 접속되어 있다. 이들 배기 장치는 처리의 시퀀스에 따라 바꾸어 가면서 사용할 수 있다. 예를 들면 토양을 처리하는 경우에 가열 초기에는 수분, 기름 성분 등이 가스상태 배출물 중에 포함된다. 이와 같은 경우에는 부스터 펌프74는 바이패스 하고, 액봉 펌프75에 의하여 배기하는 것이 바람직하다. 가스상태 배출물 중의 물이나 기름은 액봉 펌프의 봉액에 포착된다. 또 이 장치에서는 액봉 펌프의 봉액에는 알칼리 수용액을 사용하고 있다. 이 봉액에 의하여 가스상태 배출물 중의 질소 산화물, 유황 산화물 등도 중화될 수 있도록 대응할 수 있다. 처리가 빨라서 가스상태 배출물의 물이나 기름이 적어지게 되면 배기 장치를 로터리 펌프76, 부스터 펌프74로 바꾼다. 이럼으로써 처리장치 내의 압력을 더 낮게 할 수 있다. 이 상태에서, 예를 들면 아연, 납 등의 금속을 처리 대상물체에서 증발시켜 회수 챔버 내의 레토르트에 응축시킨다. 배기 장치의 교환은 전술한 예에 한하지 않고 필요에 따라 교환하면 된다.
배기 장치의 후단에는 배기 장치에서의 배기가스를 처리하기 위해서 배기가스를 중화하는 배기가스 중화 유니트77, 활성탄 필터78, 배기 송풍기79가 설치되어 있다.
배기 장치에서의 배기가스는 스프레이 탑77에서 알칼리성의 수용액에 의하여 샤워링 된다. 배기가스를 세정하는 수용액은 중화 탱크77a, 순환 펌프77c를 통과하여 다시 스프레이 탑77으로 보내여진다. 또한 pH 메터(meter)에 의하여 수용액의 pH는 모니터 되고, 알칼리 저장실77e에서 알칼리 수용액을 공급하여 순환수의 pH는 알칼리성으로 유지되고 있다. 또한 이 수용액은 액봉 펌프75의 봉액 순환장치에도 공급된다. 알칼리 수용액에 의하여 세정되는 배기가스는 활성탄 필터78로 여과한 후에 배기 송풍기79에 의하여 장치 밖으로 배기된다. 또 이 예에서는 가스상태 배출물이나 배기가스 중의 물질의 농도를 모니터하기 위해서 분석용 샘플 회수 유니트80를 설치하고 있다. 가스상태 배출물에 포함되는 성분의 정량 분석을 온라인으로 할 수도 있다. 이렇게 함으로써 검출 결과에 따라 처리 대상물체의 처리의 온도, 압력, 산소농도, 가스상태 배출물의 개질 온도 등을 조절할 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 관이 제1개구부에 삽입될 때에 관의 측면의 제2개구부와 제3개구부 사이의 영역에 의하여 기밀문은 제1기밀실로부터 차폐된다. 이 때문에 기밀문에 가스상태 배출물이 응축되거나 부착되는 것을 방지할 수 있다. 또한 예를 들면 기밀문의 씰부에 수지 등으로 구성되는 패킹을 설치하는 경우에도 기밀문의 씰부가 가스상태 배출물의 열에 의하여 손상되는 것을 방지할 수 있다. 따라서 기밀문의 씰(seal)성을 유지할 수 있다. 이와 같이 본 발명의 처리장치에서는 제1기밀실에서 외부로의 인터페이스를 기밀문과 관에 의하여 실현하는 것이다.
본 발명의 처리장치에서는 제2기밀실을 열어서 관을 외부에 꺼내는 경우에도 기밀문의 기밀성이 유지되고 있기 때문에 제1기밀실 내에 외부 공기가 리크(leak)되는 것을 막을 수 있다. 따라서 제1기밀실 내의 온도조건이나 압력조건을 유지한 채 그대로 관을 외부로 꺼낼 수 있다. 종래에는 응축물을 외부로 꺼내기 위해서 처리장치를 정지하여야 하기 때문에 처리의 생산성을 저해하고 있었다. 본 발명에서는 처리장치를 연속적으로 운전할 수 있어서 처리의 생산성을 향상시킬 수 있다.
Claims (33)
- 제1개구부를 구비하는 제1기밀실과,상기 제1개구부에 삽입 가능하게 설치되고, 삽입방향에 제2개구부를 구비하는 관과,상기 제1개구부를 개폐 가능하게 설치되고, 상기 관이 상기 제1개구부에 삽입될 때에 상기 관에 의하여 상기 제1기밀실로부터 차폐되는 기밀문을 구비하는 것을 특징으로 하는 처리장치.
- 제1항에 있어서,상기 제1개구부를 사이에 두고 상기 제1기밀실과 접속하는 배기 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 처리장치.
- 제2항에 있어서,상기 배기 장치는 상기 관을 사이에 두고 상기 제1기밀실과 접속되는 것을 특징으로 하는 처리장치.
- 제1항에 있어서,상기 관은, 상기 관이 상기 제1개구부에 삽입될 때 상기 기밀문을 사이에 두고 상기 제1기밀실과 서로 마주보는 쪽에 제3개구부를 구비하는 것을 특징으로 하는 처리장치.
- 제1항에 있어서,상기 제1기밀실의 온도를 조절하는 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 처리장치.
- 제1항에 있어서,상기 관의 삽입방향을 따라 설치되고, 상기 관의 삽입동작을 가이드 하는 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 처리장치.
- 제1항에 있어서,상기 제1기밀실은 상기 제1개구부를 복수로 구비하고, 상기 관 및 상기 기밀문은 상기 제1개구부 마다 설치되는 것을 특징으로 하는 처리장치.
- 제1항에 있어서,상기 제1기밀실은 개폐 가능한 분리벽으로 분리되어 복수로 일렬로 설치되는 것을 특징으로 하는 처리장치.
- 제1항에 있어서,상기 기밀문을 사이에 두고 상기 제1기밀실과 인접하는 제2기밀실을 더 구비하고, 상기 관은 상기 제2기밀실에서 상기 제1기밀실의 상기 제1개구부에 삽입되는 것을 특징으로 하는 처리장치.
- 제9항에 있어서,상기 관은, 이 관이 상기 제1개구부에 삽입될 때 상기 제2기밀실측에 제3개구부를 구비하는 것을 특징으로 하는 처리장치.
- 제9항에 있어서,상기 제2기밀실을 사이에 두고 상기 제1기밀실과 접속하는 배기 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 처리장치.
- 제11항에 있어서,상기 제2기밀실을 사이에 두고 상기 제1기밀실과 접속하는 배기 장치를 더 구비하고, 상기 관이 상기 제1기밀실의 상기 제1개구부에 삽입될 때, 상기 관의 상기 제3개구부와 상기 배기 장치는 기밀로 접속되는 것을 특징으로 하는 처리장치.
- 제9항에 있어서,상기 관이 상기 제1기밀실의 상기 제1개구부에 삽입될 때, 상기 관과 상기 제2기밀실 사이의 공간의 압력이 상기 제1기밀실 내부의 압력보다도 높아지도록 조절하는 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 처리장치.
- 제9항에 있어서,상기 관이 상기 제1기밀실의 상기 제1개구부에 삽입될 때, 상기 제1기밀실 내부의 압력이, 상기 관과 상기 제2기밀실 사이의 공간의 압력이 보다도 낮게, 또한 상기 관 내의 압력보다도 높아지도록 조절하는 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 처리장치.
- 제13항에 있어서,상기 압력을 조절하는 수단은, 상기 관과 상기 제2기밀실 사이의 공간에 캐리어 가스를 공급하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 처리장치.
- 제9항에 있어서,상기 제2기밀실과 상기 배기 수단 사이에 설치되는 필터 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 처리장치.
- 제16항에 있어서,상기 필터 수단은 적어도 습식 필터를 갖추는 것을 특징으로 하는 처리장치.
- 제9항에 있어서,상기 관은 교환 가능하게 설치되고, 상기 제2기밀실은 상기 관을 교환하기 위한 기밀로 개폐 가능한 문을 구비하는 것을 특징으로 하는 처리장치.
- 제9항에 있어서,상기 제2기밀실의 온도를 조절하는 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 처리장치.
- 제9항에 있어서,상기 제2기밀실에 비산화성 가스를 공급하는 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 처리장치.
- 처리 대상물체를 기밀영역 내에서 감압 상태로 가열하여 상기 처리 대상물체의 구성 성분을 증발시키고,상기 기밀영역과 개폐 가능한 기밀문을 사이에 두고 인접하는 상기 증발 성분의 처리장치 측에서, 상기 기밀문을 열어서 상기 기밀문이 상기 기밀영역으로부터 차폐되도록 관을 삽입하여, 상기 처리 대상물체로부터 증발하는 구성 성분을 상기 처리장치 측에 도입하는것을 특징으로 하는 처리방법.
- 제21항에 있어서,상기 관을 냉각하여 상기 처리 대상물체에서의 증발 성분을 응축시키는 것을 특징으로하는 처리방법.
- 제21항에 있어서,상기 처리장치에 도입되는 상기 구성 성분을 분해하는 것을 특징으로 하는 처리방법.
- 제21항에 있어서,상기 처리장치에 도입되는 상기 구성 성분을 흡착재에 의하여 흡착하는 것을 특징으로 하는 처리방법.
- 처리 대상물체를 기밀영역 내에서 가열하여 상기 처리 대상물체의 구성 성분을 열분해 하고,상기 기밀영역과 개폐 가능한 기밀문을 사이에 두고 인접하는, 상기 열분해에 의하여 발생하는 가스상태 배출물 성분의 처리장치 측으로부터, 상기 기밀문을 열어서 상기 기밀문이 상기 기밀영역으로부터 차폐되도록 관을 삽입하여, 상기 가스상태 배출물을 상기 처리장치 측에 도입하는것을 특징으로 하는 처리방법.
- 처리 대상물체를 기밀영역 내에 도입하고,상기 기밀영역의 압력을 감소시켜서 상기 처리 대상물체의 구성 성분을 추출하고,상기 기밀영역과 개폐 가능한 기밀문을 사이에 두고 인접하는 상기 추출성분의 처리장치 측으로부터, 상기 기밀문을 열어서 상기 기밀문이 상기 기밀영역으로부터 차폐되도록 관을 삽입하여, 상기 추출 성분을 상기 처리장치 측으로 도입하는것을 특징으로 하는 처리방법.
- 제1금속을 함유하는 처리 대상물체를 제1기밀영역 내에서 감압 상태로 가열하여 상기 제1금속을 증발시키고,상기 기밀영역과 개폐 가능한 기밀문을 사이에 두고 인접하는 제2기밀실로부터, 상기 기밀문이 상기 제1기밀실로부터 차폐되도록 관을 삽입하고,상기 관을 냉각하여 상기 제1금속을 응축시키는것을 특징으로 하는 처리방법.
- 제1금속을 함유하는 토양을 기밀영역 내에서 감압 상태로 가열하여 상기 제1금속을 증발시키고,상기 기밀영역과 개폐 가능한 기밀문을 사이에 두고 인접하는 제2기밀실로부터, 상기 기밀문이 상기 기밀영역으로부터 차폐되도록 관을 삽입하고,상기 관을 냉각하여 상기 처리 대상물체로부터 증발하는 상기 제1금속을 응축시키는것을 특징으로 하는 토양의 처리방법.
- 제28항에 있어서,상기 토양의 가열 잔사를, 실질적으로 유기 할로겐화물 프리(free)인 냉각가스에 의하여 냉각하는 것을 특징으로 하는 처리방법.
- 수분과 유기물과 제1금속을 함유하는 토양을 기밀영역 내에서 가열하여 상기 수분을 증발시킴과 함께 상기 유기물을 증발 또는 열분해 하고,증발되는 상기 수분, 상기 유기물 또는 상기 유기물의 열분해 생성물을, 상기 기밀영역과 개폐 가능한 제1기밀문을 사이에 두고 접속되는 상기 수분, 상기 유기물 또는 상기 유기물의 열분해 생성물의 처리장치 측으로부터, 상기 제1기밀문을 열어서 상기 제1기밀문이 상기 기밀영역으로부터 차폐되도록 관을 삽입하여 상기 처리장치 측에 도입하고,상기 수분과 상기 유기물과의 증발, 및 상기 유기물의 열분해 후에 상기 제1금속을 증발시키고,증발되는 상기 제1금속을, 상기 기밀영역과 개폐 가능한 제2기밀문을 사이에 두고 인접하는 제2기밀실측으로부터, 상기 제2기밀문을 열어서 상기 제2기밀문이 상기 기밀영역으로부터 차폐되도록 관을 삽입하여 상기 제2기밀실로 도입하고,상기 관을 냉각하여 적어도 상기 제1금속을 응축시키는것을 특징으로 하는 토양의 처리방법.
- 제30항에 있어서,상기 토양의 열분해 및 상기 제1금속의 증발은 감압 상태에서 하는 것을 특징으로 하는 처리방법.
- 제30항에 있어서,상기 토양을, 상기 제1금속을 증발시킨 후에, 실질적으로 유기 할로겐화물 프리인 냉각 가스에 의하여 냉각되는 것을 특징으로 하는 처리방법.
- 처리 대상물체를 수용하는 기밀영역과,상기 기밀영역 내를 배기하는 배기 장치와,상기 기밀영역 내를 가열하는 수단과,상기 기밀영역과 배기 장치 사이에 설치되고, 상기 처리 대상물체의 가열에 의하여 발생하는 가스상태 배출물을 개질 하는 개질 수단과,상기 개질 수단이 상기 가스상태 배출물을 개질 할 수 있는 상태가 된 후에 상기 처리 대상물체가 가열되도록 상기 가열수단과 상기 개질 수단을 제어하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 처리장치.
Applications Claiming Priority (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-148435 | 1998-05-13 | ||
| JP14843598 | 1998-05-13 | ||
| JP10-273417 | 1998-09-28 | ||
| JP27341798 | 1998-09-28 | ||
| JP37717598 | 1998-12-27 | ||
| JP10-377175 | 1998-12-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20010043559A true KR20010043559A (ko) | 2001-05-25 |
| KR100583892B1 KR100583892B1 (ko) | 2006-05-26 |
Family
ID=27319557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020007012679A KR100583892B1 (ko) | 1998-05-13 | 1999-05-13 | 처리장치, 처리방법 및 토양의 처리방법 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US7381383B1 (ko) |
| EP (1) | EP1136141A4 (ko) |
| JP (1) | JP2000246085A (ko) |
| KR (1) | KR100583892B1 (ko) |
| WO (1) | WO1999058260A1 (ko) |
Families Citing this family (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999058260A1 (fr) | 1998-05-13 | 1999-11-18 | Houei Syoukai Co., Ltd. | Procede et appareil de traitement et procede de traitement des sols |
| AU2002212756A1 (en) * | 2000-11-10 | 2002-05-21 | Hoei Shokai Co., Ltd | Treatment apparatus and treatment process |
| JP2002153834A (ja) * | 2000-11-16 | 2002-05-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 灰・土壌の無害化処理方法び装置 |
| JP4294976B2 (ja) * | 2003-02-27 | 2009-07-15 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置 |
| DE602004019581D1 (de) * | 2004-06-30 | 2009-04-02 | Dca Instr Oy | Phosphoreffusionszellenanordnung und verfahren zur herstellung von molekularem phosphor |
| US7685737B2 (en) | 2004-07-19 | 2010-03-30 | Earthrenew, Inc. | Process and system for drying and heat treating materials |
| US7024800B2 (en) | 2004-07-19 | 2006-04-11 | Earthrenew, Inc. | Process and system for drying and heat treating materials |
| US7610692B2 (en) | 2006-01-18 | 2009-11-03 | Earthrenew, Inc. | Systems for prevention of HAP emissions and for efficient drying/dehydration processes |
| AR063267A1 (es) | 2006-10-13 | 2009-01-14 | Proterrgo Inc | Metodo y aparato para la gasificacion por lotes de residuos organicos |
| FR2928735B1 (fr) * | 2008-03-12 | 2010-04-16 | Centre Nat Etd Spatiales | Procede de fonctionnalisation extractive de composes organiques |
| US8465799B2 (en) * | 2008-09-18 | 2013-06-18 | International Business Machines Corporation | Method for preparation of flat step-free silicon carbide surfaces |
| CN102449123B (zh) * | 2009-04-17 | 2014-08-20 | 普罗特高公司 | 有机废物的气化方法和装置 |
| GB201004535D0 (en) * | 2010-03-18 | 2010-05-05 | William Curle Developments Ltd | Solids heat exchanger for drill cuttings |
| US10112257B1 (en) | 2010-07-09 | 2018-10-30 | General Lasertronics Corporation | Coating ablating apparatus with coating removal detection |
| US20130110474A1 (en) | 2011-10-26 | 2013-05-02 | Nansen G. Saleri | Determining and considering a premium related to petroleum reserves and production characteristics when valuing petroleum production capital projects |
| US9946986B1 (en) | 2011-10-26 | 2018-04-17 | QRI Group, LLC | Petroleum reservoir operation using geotechnical analysis |
| US10508520B2 (en) | 2011-10-26 | 2019-12-17 | QRI Group, LLC | Systems and methods for increasing recovery efficiency of petroleum reservoirs |
| US9767421B2 (en) | 2011-10-26 | 2017-09-19 | QRI Group, LLC | Determining and considering petroleum reservoir reserves and production characteristics when valuing petroleum production capital projects |
| US9710766B2 (en) * | 2011-10-26 | 2017-07-18 | QRI Group, LLC | Identifying field development opportunities for increasing recovery efficiency of petroleum reservoirs |
| US9895771B2 (en) * | 2012-02-28 | 2018-02-20 | General Lasertronics Corporation | Laser ablation for the environmentally beneficial removal of surface coatings |
| US20160023255A1 (en) * | 2012-03-13 | 2016-01-28 | Reterro | Feedback loop control for soil evaporative desorption |
| US9242313B2 (en) * | 2012-07-30 | 2016-01-26 | General Electric Company | Welding furnace and viewport assembly |
| GB2522041A (en) * | 2014-01-10 | 2015-07-15 | Manik Ventures Ltd | Disposal of refuse |
| US10086597B2 (en) | 2014-01-21 | 2018-10-02 | General Lasertronics Corporation | Laser film debonding method |
| US9945703B2 (en) | 2014-05-30 | 2018-04-17 | QRI Group, LLC | Multi-tank material balance model |
| US10508532B1 (en) | 2014-08-27 | 2019-12-17 | QRI Group, LLC | Efficient recovery of petroleum from reservoir and optimized well design and operation through well-based production and automated decline curve analysis |
| US10458207B1 (en) | 2016-06-09 | 2019-10-29 | QRI Group, LLC | Reduced-physics, data-driven secondary recovery optimization |
| BE1024523B1 (fr) * | 2016-08-30 | 2018-03-29 | Safran Aero Boosters S.A. | Stator a aubes ajustables pour compresseur de turbomachine axiale |
| US11466554B2 (en) | 2018-03-20 | 2022-10-11 | QRI Group, LLC | Data-driven methods and systems for improving oil and gas drilling and completion processes |
| US11506052B1 (en) | 2018-06-26 | 2022-11-22 | QRI Group, LLC | Framework and interface for assessing reservoir management competency |
| CN110293122B (zh) * | 2019-08-09 | 2021-10-26 | 山东同其数字技术有限公司 | 一种含有金属杂质土壤修复方法 |
| US11647612B2 (en) | 2020-11-23 | 2023-05-09 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | High-density integrated power electronic assembly including double-sided cooling structure |
| WO2023037151A1 (en) * | 2021-09-13 | 2023-03-16 | Alexander Edward Joseph Barsky | Vacuum oven with two sided door system |
| CN113903236B (zh) * | 2021-10-22 | 2023-04-25 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 智控温压差异性水岩作用对比监测实验装置及其实验方法 |
| KR102700518B1 (ko) * | 2021-12-29 | 2024-08-30 | 이재광 | 유기화합물의 열 분해 시스템 |
Family Cites Families (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2446403A (en) * | 1944-05-05 | 1948-08-03 | Etude Pour L Ind Du Magnesium | Process and apparatus for the vacuum production of magnesium |
| US2657031A (en) * | 1951-09-04 | 1953-10-27 | Arid Aire Mfg Company | Grain drier |
| US3130584A (en) * | 1961-02-14 | 1964-04-28 | United States Steel Corp | Blast furnace probe |
| US3152479A (en) * | 1963-03-04 | 1964-10-13 | United States Steel Corp | Blast furnace probe |
| GB1296980A (ko) * | 1968-12-31 | 1972-11-22 | ||
| US3643508A (en) * | 1969-12-15 | 1972-02-22 | Dango & Dienenthal Kg | Device for removing gas and furnace charge probes from shaft furnaces and/or for taking temperature and gas pressure measurements in the interior space of the furnace |
| US3770501A (en) * | 1971-12-23 | 1973-11-06 | Upton Industries | Method and apparatus for removing coatings from metals |
| DE2212396A1 (de) * | 1972-03-15 | 1973-09-27 | Krupp Gmbh | Einrichtung zum ueberwachen und gasprobenehmen bei schachtoefen, insbesondere hochoefen |
| LU65998A1 (ko) * | 1972-09-05 | 1973-01-17 | ||
| LU68125A1 (ko) * | 1973-07-30 | 1973-10-23 | ||
| JPS5433927Y2 (ko) * | 1975-10-30 | 1979-10-18 | ||
| US4294124A (en) * | 1980-04-10 | 1981-10-13 | Air Products And Chemicals, Inc. | Apparatus for extraction of materials from operating pressurized vessels |
| US4431612A (en) * | 1982-06-03 | 1984-02-14 | Electro-Petroleum, Inc. | Apparatus for the decomposition of hazardous materials and the like |
| JPS609801A (ja) * | 1983-06-27 | 1985-01-18 | Chugai Ro Kogyo Kaisha Ltd | 真空焼結炉 |
| US4630939A (en) * | 1985-11-15 | 1986-12-23 | The Dow Chemical Company | Temperature measuring apparatus |
| US4667609A (en) * | 1986-09-08 | 1987-05-26 | Robert Hardison | Apparatus and method for treatment of soil contaminated with hydrocarbons |
| JPH03130317A (ja) * | 1989-06-29 | 1991-06-04 | Ulvac Japan Ltd | 多室型真空熱処理炉を構成する各室の清浄度維持方法 |
| JPH0747152B2 (ja) * | 1990-12-27 | 1995-05-24 | 芳昭 横山 | 固体表面の清浄方法及び清浄装置 |
| US5350438A (en) * | 1991-05-23 | 1994-09-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for removing plated metal from steel sheet scraps |
| JPH08976B2 (ja) * | 1991-08-28 | 1996-01-10 | 株式会社真空技研 | 気相成長装置における真空排気管及びガス導入管の接続装置 |
| US5300137A (en) * | 1992-09-18 | 1994-04-05 | Pittsburgh Mineral And Environmental Technology, Inc. | Method for removing mercury from contaminated soils and industrial wastes and related apparatus |
| JPH06174377A (ja) * | 1992-12-04 | 1994-06-24 | Komatsu Ltd | 多目的雰囲気熱処理装置 |
| KR100221983B1 (ko) * | 1993-04-13 | 1999-09-15 | 히가시 데쓰로 | 처리장치 |
| EP0694623A3 (en) * | 1994-07-29 | 1996-04-17 | Teruhisa Ogihara | Method for the treatment of metalliferous waste |
| JPH09126427A (ja) | 1995-10-30 | 1997-05-16 | Motoda Electron Co Ltd | 可燃性廃材の連続熱分解処理方法とその装置 |
| DE19781654T1 (de) * | 1996-03-15 | 1999-04-29 | Ogihara Ecology Co | Bearbeitungseinrichtung, Bearbeitungssystem und Bearbeitungsverfahren |
| JP3382083B2 (ja) * | 1996-03-15 | 2003-03-04 | 株式会社東芝 | 処理装置、処理システムおよび処理方法 |
| JP3245073B2 (ja) * | 1996-09-30 | 2002-01-07 | 株式会社東芝 | 処理装置および処理方法 |
| JP3763557B2 (ja) * | 1997-07-04 | 2006-04-05 | コスモリード株式会社 | 真空蒸発分離回収方法及び装置 |
| JP3023479B1 (ja) | 1998-05-13 | 2000-03-21 | 株式会社豊栄商会 | 処理装置、処理方法および土壌の処理方法 |
| WO1999058260A1 (fr) | 1998-05-13 | 1999-11-18 | Houei Syoukai Co., Ltd. | Procede et appareil de traitement et procede de traitement des sols |
-
1999
- 1999-05-13 WO PCT/JP1999/002470 patent/WO1999058260A1/ja active IP Right Grant
- 1999-05-13 EP EP99919557A patent/EP1136141A4/en not_active Withdrawn
- 1999-05-13 KR KR1020007012679A patent/KR100583892B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1999-11-10 JP JP11320233A patent/JP2000246085A/ja active Pending
-
2000
- 2000-11-10 US US09/711,362 patent/US7381383B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2008
- 2008-04-09 US US12/100,021 patent/US20090005630A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1136141A1 (en) | 2001-09-26 |
| KR100583892B1 (ko) | 2006-05-26 |
| US7381383B1 (en) | 2008-06-03 |
| EP1136141A4 (en) | 2002-09-11 |
| JP2000246085A (ja) | 2000-09-12 |
| WO1999058260A1 (fr) | 1999-11-18 |
| US20090005630A1 (en) | 2009-01-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100583892B1 (ko) | 처리장치, 처리방법 및 토양의 처리방법 | |
| US20060293551A1 (en) | Method for producing soil, soil-processing unit, method for processing and unit for processing | |
| TW457140B (en) | Apparatus, system and method for treating waste material | |
| AU682313B2 (en) | Municipal solid waste disposal process | |
| US7491861B2 (en) | In-drum pyrolysis | |
| EP1280382A2 (en) | High-frequency induction heating device and device and method for pyrolyzing organic compounds using said heating device | |
| WO2009100049A1 (en) | Method and apparatus of treating waste | |
| WO1998015363A1 (en) | Thermal desorption system for decontaminating materials | |
| US5678496A (en) | Method and plant for the pyrolytic treatment of waste containing organic material, particularly for treating municipal solid waste | |
| JP4675804B2 (ja) | ポリ塩化ビフェニル汚染物の処理設備 | |
| JP3245073B2 (ja) | 処理装置および処理方法 | |
| JP2007196229A (ja) | 処理装置 | |
| JP3023479B1 (ja) | 処理装置、処理方法および土壌の処理方法 | |
| JP2007152350A (ja) | 処理装置及び処理方法 | |
| KR101456258B1 (ko) | 플라즈마 열분해를 이용한 폐기물 처리방법 | |
| EP1015143B1 (en) | Treatment of contaminated soil | |
| JP2002194451A (ja) | 処理システムおよび処理方法 | |
| JP3382083B2 (ja) | 処理装置、処理システムおよび処理方法 | |
| JP2002331273A (ja) | 処理方法及び処理装置 | |
| JP3310245B2 (ja) | 処理装置および処理方法 | |
| JP2003175372A (ja) | 土壌の生産方法、土壌処理装置、処理方法および処理装置 | |
| JP4160065B2 (ja) | 土壌の処理装置 | |
| JP2006101979A (ja) | ポリ塩化ビフェニールの無害化処理方法 | |
| JPH0639242A (ja) | 有機塩素化合物の無害化処理法 | |
| JP2003001234A (ja) | 処理方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20100506 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |