JP2013184089A - Ｐｃｂ含有廃棄物の処理方法および処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電気機器等に微量のＰＣＢが付着したＰＣＢ含有廃棄物を無害化する処理において、加熱時の温度コントロールが円滑に行えて、廃棄物を均等に加熱し、ＰＣＢを揮発させることができるＰＣＢ含有廃棄物の処理方法および処理装置を提供する。
【解決手段】ＰＣＢ含有廃棄物４を、連続式の加熱炉２内に搬入し、８５０℃〜９５０℃で４時間〜６時間加熱して、廃棄物４からＰＣＢを揮発させた後、加熱炉２から排出されたガスを、ガス燃焼炉２４において１１００℃以上で２秒以上加熱し、ＰＣＢを含むガスを高温燃焼させて無害化するＰＣＢ含有廃棄物の処理方法において、加熱炉２内の雰囲気をファン３１で撹拌する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＰＣＢで汚染された廃棄物を無害化するためのＰＣＢ含有廃棄物の処理方法および処理装置に関する。

ＰＣＢとは、ビフェニルの水素が塩素に置換された化合物の総称であり、化学的に安定で絶縁性に優れることから、かつてはコンデンサやトランスの絶縁油などに幅広く用いられていた。しかし、一方で毒性の高さから、１９７２年には製造、輸入、使用が禁止され、さらに平成１３年には「ＰＣＢ特別措置法」が施行され、平成２８年までに処理しなければならないことになっている。

従来、ＰＣＢ処理として、溶剤洗浄や、真空加熱分離方式での処理が行われている。例えば特許文献１には、ロータリーキルン内で低濃度ＰＣＢを含有する処理対象物を焼却または焼成処理し、ロータリーキルンから排出された排ガスを二次燃焼室で分解する処理方法が記載されている。また、バッチ式の焼却処理では、処理物を炉に出し入れする際に加熱を止めなければならず、不可避的にロスが発生するため、例えば特許文献２に記載されているような連続式の焼却処理システムが提案されている。

特許文献３には、電気機器等に付着している微量ＰＣＢ含有絶縁油を連続炉内で加熱して揮発させ、その燃焼ガスを排ガス処理手段で焼却する加熱分離処理方式を採用することにより、微量ＰＣＢ含有廃棄電気機器を効率よく安全に処理できることが記載されている。

特開２０１０−７５８４８号公報 特開２０１１−１１０４５０号公報 特開２０１１−５６５０４号公報

しかしながら、従来の焼却方法にあっては、焼却炉の構成が複雑化するうえ、処理に手間がかかるため、低コスト化を図ることが困難であるという問題があった。さらに、特許文献３に記載されたような連続炉による加熱処理においては、炉内が均等に加熱されず、一部に焼き付けが起こる場合があった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、電気機器等に微量のＰＣＢが付着したＰＣＢ含有廃棄物を無害化する処理において、加熱時の温度コントロールが円滑に行えて、廃棄物を均等に加熱し、ＰＣＢを揮発させることができるＰＣＢ含有廃棄物の処理方法および処理装置を提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、本発明は、ＰＣＢ含有廃棄物を、連続式の加熱炉内に搬入し、８５０℃〜９５０℃で４時間〜６時間加熱して、前記廃棄物からＰＣＢを揮発させた後、前記加熱炉から排出されたガスを、ガス燃焼炉において１１００℃以上で２秒以上加熱し、ＰＣＢを含むガスを高温燃焼させて無害化するＰＣＢ含有廃棄物の処理方法において、前記加熱炉内の雰囲気をファンで撹拌することを特徴とする、ＰＣＢ含有廃棄物の処理方法を提供する。

この処理方法において、前記ファンは、前記加熱炉を８５０℃以上に昇温するまでの区間に配置してもよい。前記廃棄物の加熱を、酸化雰囲気下で行うことが好ましい。また、前記廃棄物が、微量ＰＣＢ含有絶縁油を液抜きした後のトランスであってもよい。

また、本発明によれば、ＰＣＢ含有廃棄物を８５０℃〜９５０℃で４時間〜６時間加熱してＰＣＢを連続的に揮発させる加熱炉と、前記加熱炉のガス排出口から排出されたガスを処理する排ガス処理手段と、を有し、前記加熱炉は、搬入待機室と、昇温部および温度保持部を有する処理室と、搬出待機室とを順に備えた連続炉であり、搬入待機室と加熱室の間、及び処理室と搬出待機室の間に、開閉可能な扉が設けられ、前記処理室の天井部に、前記処理室内の雰囲気を撹拌するファンが設けられていることを特徴とする、ＰＣＢ含有廃棄物の処理装置が提供される。

この処理装置において、前記ファンは、前記昇温部に設けられていることが好ましい。また、前記排ガス処理手段は、前記加熱炉から排出されたガスを１１００℃以上で燃焼させるガス燃焼炉、冷却塔、中和・集塵機、および煙突で構成されてもよい。

本発明によれば、加熱炉内の対流を促進し、温度コントロールを円滑に行って、適正な加熱処理を行い、ＰＣＢを揮発させることができる。

本発明にかかるＰＣＢ含有廃棄物の処理装置の概要図である。 図２の加熱炉の平断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図を参照して説明する。

図１は、本発明に係るＰＣＢ含有廃棄物の処理装置の例を示す。処理装置１は、ＰＣＢ含有廃棄物４を加熱する連続式の加熱炉２と、加熱炉２で発生する排ガスを処理する排ガス処理手段３を有する。加熱炉２は、搬入待機室１１と、処理室１２と、搬出待機室１３とで構成されている。処理室１２は、被処理物であるＰＣＢ含有廃棄物４を８５０℃以上に昇温させる昇温部１４と、廃棄物４を搬出方向に搬送しながら８５０℃〜９５０℃で４時間〜６時間加熱する温度保持部１５と、冷却部１６とを有する。昇温部１４および保持部１５には、加熱炉２内を所定温度に加熱するバーナー（図示省略）が、適宜台数設置されている。搬入待機室１１と昇温部１４との間、及び、冷却部１６と搬出待機室１３との間には、油圧等により開閉可能な扉１７、１８が設けられている。また、処理室１２内の温度保持部１５と冷却部１６との間にも、扉を設けてもよい。加熱炉２を連続炉とすることにより、バッチ方式の炉で加熱処理を行うよりも温度のロスが少なく効率的であり、且つ大量の廃棄物を処理することができる。

処理室１２の天井には、加熱炉２の処理室１２内の排ガスを排出するガス排出口２１が設けられている。ガス排出口２１は、８５０℃以上に加熱される昇温部１４の天井に設けられる。ガス排出口２１は、煙道２２を介して、排ガス処理手段３のガス燃焼炉２４のガス導入口２３に連結される。ガス燃焼炉２４は、例えばロータリーキルンなど、十分な温度及び滞留時間を得ることができる燃焼炉からなり、加熱炉２からの排ガスを１１００℃以上で２秒以上燃焼する。

ガス排出口２１の位置は、図１の例に限らないが、搬入待機室１１と処理室１２との間の扉１７が過熱されないために、搬入待機室１１側の扉１７付近で排気が行われることが好ましい。さらに、昇温部１４は燃焼ガスの発生量が多いために、昇温部１４の排気を行うことが好ましく、これにより、温度保持部１５において、搬出側から搬入側へ熱を移動させ、熱効率を上昇させることができる。したがって、図１に示すように、搬入待機室１１付近に設けることが好ましい。また、昇温部１４に複数のガス排出口２１を設けて排気してもよい。

排ガス処理手段３は、前述のガス燃焼炉２４と、ガス燃焼炉２４に連結された冷却塔２５、バグフィルタ２６、脱臭塔２７、誘引排風機２８、煙突２９により構成される。なお、本発明において、排ガス処理手段３は、これらの構成に限ることはない。

さらに、本発明では、処理室１２の昇温部１４の天井部に、複数のファン３１が設けられている。ファン３１は、昇温部１４の複数箇所、例えば図１、２に示すように、廃棄物４の搬送方向に適宜間隔を有して幅方向左右に２箇所ずつ、合計６箇所程度設置される。これらのファン３１は、加熱炉２の稼働時は、常に運転させる。ファン３１の位置や台数は図示の例に限らないが、昇温部１４または少なくとも温度保持部１５の前半部分に設けることにより、温度分布を均一にし、温度調整が円滑に行える効果が得られるとともに、ガス排出口２１に向けてガスを排出させる対流が効率良く生じる。

ＰＣＢ含有廃棄物４は、例えばドラム缶等の容器に収納され、容器の上方を開放した状態で台車３２に載せて、連続加熱処理される。廃棄物４は、図１に示すように、火格子３３等を介して台車３２に載せて、加熱炉２内を搬送することが望ましい。火格子３３の格子の隙間を通って廃棄物４の底面から加熱されるうえ、廃棄物４または廃棄物４を収容した容器の底面にゆがみや変形等があっても、格子上であれば安定して設置できる。

加熱炉２の扉１７、１８は、油圧等により押されることで、確実に密閉できるようにする。なお、加熱炉２内には、焼却ガスなどにより炉内圧力が生じるが、誘引排風機２８により、常にガス排出口２１を介して加熱炉２内のガスを吸引しているため、処理室１２内は外部の大気圧に対して負圧となり、処理室１２内のガスが加熱炉２の外部へ漏洩することはない。

以下、本発明の処理装置１を用いた処理手順について説明する。

本発明により処理される被処理物は、微量のＰＣＢを含む絶縁油によって汚染された電気機器やケーブル等のＰＣＢを含有する廃棄物４であり、具体的には、例えば微量ＰＣＢ含有絶縁油を液抜きした後のトランス、または切断したＯＦケーブル（油浸紙絶縁ケーブル）等である。このような廃棄物４は、有姿のままで、またはケーブル等の場合には容器に収納して、台車３２上に載置する。トランスの場合は、ＰＣＢ含有絶縁油を液抜きした後に、上方を開放した状態で台車３２に乗せる。ＯＦケーブルの場合は、断面が露出するようにケーブルの軸方向に垂直に切断し、容器に入れて台車３２に乗せる。この容器は、切断したＯＦケーブルを立てた状態で収容できて、且つ加熱炉２内の熱に耐える材質のものであり、例えばスチールドラム缶などが用いられる。そして、加熱により発生するガスをケーブルに残留させないように、容器の上方を開放する。本発明の実施において、ＯＦケーブルを容器に収容せずに処理してもよいが、容器に入れて処理することで、効率良く処理できる。

台車３２上に載置したＰＣＢ含有廃棄物４は、加熱炉２の搬入待機室１１から扉１７を開けて処理室１２内へ搬入し、搬送方向に搬送しながら、バーナーにより昇温部１４が昇温されて８５０℃以上になってから、温度保持部１５において、８５０℃〜９５０℃に保持された状態で、４時間〜６時間加熱する。この加熱は、酸化雰囲気下で行うのがよい。加熱温度が低いと、油分などの揮発が進まないことがあり、高すぎると、コストの増大を招く。また、加熱の際には、一定の昇温幅であることが、燃焼ガスの発生量を一定に制御できる点で好ましい。さらに、処理室１２での加熱処理は、酸化雰囲気下で行うことが、焼却残物の量（質量、体積）が減量する点で好ましく、酸素濃度は１０％以上であることが好ましい。廃棄物４の搬送は、例えばプッシャーにより行い、図中矢印方向に一定の速度で搬送する。この加熱により、ＰＣＢで汚染された廃棄物４からＰＣＢ含有液とともにＰＣＢを揮発させ、除去することができる。処理後の廃棄物４は、その後、冷却部１６で冷却される。本発明では、加熱炉２の処理室１２内にファン３１を設けたことにより、処理室１２の内部の温度が効率的且つ均等に上昇し、排ガスの排ガス処理手段３への流れをスムーズにする。したがって、従来起こっていた焼き付き等のトラブルを防ぎ、安定してＰＣＢ含有廃棄物４の処理を行うことができる。冷却部１６で冷却された廃棄物４は、扉１８を開けて搬出待機室１３へ搬送される。

排ガス処理手段３においては、加熱炉２から排出される排ガスを無害にするための処理が行われる。加熱炉２の処理室１２内で発生したＰＣＢを含む排ガスは、ガス排出口２１から煙道２２を通ってガス燃焼炉２４へ送られ、ガス燃焼炉２４において、１１００℃以上で２秒以上加熱される。排ガスを１１００℃以上で２秒以上高温燃焼することにより、排ガス中のＰＣＢを含む有機成分を分解することができる。煙道２２は、昇温部１４で発生する多量の燃焼ガスの排気効率を高めるため、廃棄物４の進行方向に複数設け、それらをガス燃焼炉２４に接続してもよい。また、温度保持部１５の余熱を昇温部１４で利用するための煙道を設けることもできる。さらに、搬入待機室１１の天井に煙道を設けて、温度上昇を緩和する調整を行ってもよい。

ガス燃焼炉２４でＰＣＢが高温燃焼された後の排ガスは、冷却塔２５で冷却された後、消石灰や活性炭等の中和剤を加えて中和され、バグフィルタ２６で集塵されて固形物は飛灰となり、気体は脱臭塔２７で脱臭された後、煙突２９から排出される。

なお、処理済みのトランスは、解体し、ケースは、電炉や転炉のスクラップ源として利用される。ケースから取り出されたトランスコアは、モービルシャーにより銅コイルを切断し、コイル線とコアを分離する。分離したコアのうち、特別管理産業廃棄物の判定基準を満たす場合は、スクラップ源としてそのまま利用することができる。また、分離した銅コイルや可燃物は、燃焼させて銅コイルを溶融し、銅としてリサイクルすることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

０．６７〜０．６８ｍｇ／ｋｇのＰＣＢを含む絶縁油で汚染されたトランス及び内部部材を、本発明の処理装置で処理した。先ずトランス及び内部部材を加熱炉２で８７５℃、４時間加熱した。加熱炉２による処理後のＰＣＢ濃度は、鉄心が０．０１μｇ／１００ｃｍ^２未満、コイルが０．００１ｍｇ／ｋｇ未満、燃え殻が０．９９ｎｇ／ｇ−ｄｒｙであった。加熱炉２の排ガスをガス燃焼炉２４で１１２５℃、２秒以上燃焼させたものを、図１に示す冷却塔２５、バグフィルタ２６、脱臭塔２７を経て煙突２９から排出した。バグフィルタ２６で集塵した集塵灰のＰＣＢ含有量は１．２ｎｇ／ｇ−ｄｒｙ、煙突２９から排出された排ガスのＰＣＢ含有量は２．５ｎｇ／Ｎｍ^３であった。いずれも極めて低く、ＰＣＢ処理が適切に行われた。

一方、加熱炉内にファンを設けない場合には、焼き付けが生じ、ＰＣＢ処理が行えなかった。

本発明のＰＣＢ含有廃棄物の処理方法及びＰＣＢ含有廃棄物の処理装置は、トランス及びＯＦケーブル（油浸紙絶縁ケーブル）等の廃棄電気機器に付着している微量ＰＣＢ含有絶縁油を効率よく安全に処理することができる。

１ 処理装置
２ 加熱炉
３ 排ガス処理手段
４ 廃棄物
１１ 搬入待機室
１２ 処理室
１３ 搬出待機室
１４ 昇温部
１５ 温度保持部
１６ 冷却部
１７、１８ 扉
２１ ガス排出口
２２ 煙道
２３ ガス導入口
２４ ガス燃焼炉
２５ 冷却塔
２６ バグフィルタ
２７ 脱臭塔
２８ 誘引排風機
２９ 煙突
３１ ファン

Claims (7)

1. ＰＣＢ含有廃棄物を、連続式の加熱炉内に搬入し、８５０℃〜９５０℃で４時間〜６時間加熱して、前記廃棄物からＰＣＢを揮発させた後、前記加熱炉から排出されたガスを、ガス燃焼炉において１１００℃以上で２秒以上加熱し、ＰＣＢを含むガスを高温燃焼させて無害化するＰＣＢ含有廃棄物の処理方法において、
   前記加熱炉内の雰囲気をファンで撹拌することを特徴とする、ＰＣＢ含有廃棄物の処理方法。
2. 前記ファンは、前記加熱炉を８５０℃以上に昇温するまでの区間に配置することを特徴とする、請求項１に記載のＰＣＢ含有廃棄物の処理方法。
3. 前記廃棄物の加熱を、酸化雰囲気下で行うことを特徴とする、請求項１または２に記載のＰＣＢ含有廃棄物の処理方法。
4. 前記廃棄物が、微量ＰＣＢ含有絶縁油を液抜きした後のトランスであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のＰＣＢ含有廃棄物の処理方法。
5. ＰＣＢ含有廃棄物を８５０℃〜９５０℃で４時間〜６時間加熱してＰＣＢを連続的に揮発させる加熱炉と、前記加熱炉のガス排出口から排出されたガスを処理する排ガス処理手段と、を有し、
   前記加熱炉は、搬入待機室と、昇温部および温度保持部を有する処理室と、搬出待機室とを順に備えた連続炉であり、搬入待機室と加熱室の間、及び処理室と搬出待機室の間に、開閉可能な扉が設けられ、
   前記処理室の天井部に、前記処理室内の雰囲気を撹拌するファンが設けられていることを特徴とする、ＰＣＢ含有廃棄物の処理装置。
6. 前記ファンは、前記昇温部に設けられていることを特徴とする、請求項５に記載のＰＣＢ含有廃棄物の処理装置。
7. 前記排ガス処理手段は、前記加熱炉から排出されたガスを１１００℃以上で燃焼させるガス燃焼炉、冷却塔、中和・集塵機、および煙突で構成されることを特徴とする、請求項５または６に記載のＰＣＢ含有廃棄物の処理装置。

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