ポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染物の処理方法とその処理装置
【課題】ポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）に汚染された汚泥、ウエス、感圧紙、蛍光灯安定器などＰＣＢを微量に含む工業製品、並びに樹脂・鋼・コンクリートなどで製作されたＰＣＢ保管容器等、性状やＰＣＢ濃度の一定しない汚染物を一括して迅速に処理できる処理方法及びその装置を提供することを課題とする。
【解決手段】ポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染物をプラズマ分解装置で分解した後、汚染物の分解によって発生する排気を１１００℃〜１４００℃の温度に維持された恒温チャンバ内に１〜５秒間滞留させて処理し、プラズマ分解装置の下流側の系内を、第一誘引ファン及び第二誘引ファンの２つの誘引ファンによって大気圧よりも低い圧力に保持することを特徴とする。
【解決手段】ポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染物をプラズマ分解装置で分解した後、汚染物の分解によって発生する排気を１１００℃〜１４００℃の温度に維持された恒温チャンバ内に１〜５秒間滞留させて処理し、プラズマ分解装置の下流側の系内を、第一誘引ファン及び第二誘引ファンの２つの誘引ファンによって大気圧よりも低い圧力に保持することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）で汚染された汚泥、ウェス、感圧紙、蛍光灯安定器等の汚染物を無害化処理する方法とその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、ポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）は、化学的にきわめて安定な不燃性の物質であり、高い電気絶縁性を持つこと、蒸気圧が低く揮発しにくいなどの性質を持つことから、トランスやコンデンサなどの電気部品の絶縁油や、化学プロセスにおける熱媒として、広く用いられていたが、ＰＣＢ中に不純物として含まれる微量のダイオキシン類による人体への悪影響、その他の環境上の理由から、現在では使用が禁止されている。
【０００３】
しかし、従前から用いられていたものが残存する等、現在でもトランス、コンデンサー等に微量成分として残存している場合があり、これらをどのように分解処理するかは重要な課題となっている。そこで、現在では、ＰＣＢ自体、ＰＣＢを含有する油、並びにＰＣＢを大量に使用した機器の無害化処理計画が進められており、その方法ならびにその装置として、種々の方法が実施されている。たとえばトランス等を処理する場合には、下記特許文献１、２のように抜油、分解、解体を行い、解体された部品ごとに洗浄する方法が採用されている。
【０００４】
しかし、このような方法では、解体、洗浄という全体の作業に手間がかかり、作業が煩雑になる結果、汚染拡大のリスクも大きくなるという問題があった。また、このような抜油、分解、解体等の手段は、重電機器等の大型機器には対応可能であるが、小型の機器類には適用しにくく、処理のためのコストも見合わないものとなる。ちなみに、無害化処理計画で予定されている処理対象物としては、大型機器類の数量よりも小型の機器類の数量の方が圧倒的に多いのが現状である。
【０００５】
その一方で、ＰＣＢ製造工程で発生した汚泥やウェス、感圧紙や蛍光灯安定器等、微量ではあるがＰＣＢを含む大量の工業製品、並びにＰＣＢを保管していた容器や建物、地下ピットコンクリート等にもＰＣＢが含浸しているため、これらの無害化処理も必要であるが、このような多種多様な汚染物においては、ＰＣＢ濃度や、可燃分・不燃分・水分の比率など、対象物の性状が一定でないため、これらを一括して処理することができないという問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２３６４９３号公報
【特許文献２】特開２００３−３１８０５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、ＰＣＢに汚染された汚泥、ウエス、感圧紙、蛍光灯安定器などＰＣＢを微量に含む工業製品、並びに樹脂・鋼・コンクリートなどで製作されたＰＣＢ保管容器等、性状やＰＣＢ濃度の一定しない汚染物を一括して迅速に処理できる処理方法及びその装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するために、ポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染物の処理方法とその装置としてなされたもので、処理方法に係る請求項１記載の発明は、ポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染物をプラズマ分解装置１で分解した後、汚染物の分解によって発生する排気を１１００℃〜１４００℃の温度に維持された恒温チャンバ２内に１〜５秒間滞留させて処理し、プラズマ分解装置１の下流側の系内を、第一誘引ファン１４及び第二誘引ファン１５の２つの誘引ファンによって大気圧よりも低い圧力に保持することを特徴とする。
【０００９】
また請求項２記載の発明は、請求項１記載のポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染物の処理方法において、第二誘引ファン１５より上流側の、プラズマ分解炉８までの流路を大気圧より低い圧力に保持することを特徴とする。さらに請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染物の処理方法において、プラズマ分解装置１の下流側における系内の流路を一部分岐させて循環流路を形成し、循環流路で排気を循環させることにより、プラズマ分解装置１の炉内の圧力を大気圧よりも低い一定の圧力に制御することを特徴とする。
【００１０】
さらに、処理装置に係る請求項４記載の発明は、ポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染物を分解するプラズマ分解装置１と、該プラズマ分解装置１から発生する排気を１１００℃〜１４００℃の温度で１〜５秒間滞留させる恒温チャンバ２と、前記プラズマ分解装置１の下流側の系内を大気圧よりも低い圧力に保持すべく、恒温チャンバ２の下流側に設けられた第一誘引ファン１４及び第二誘引ファン１５とを具備することを特徴とする。
【００１１】
さらに請求項５記載の発明は、請求項４記載のポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染物の処理装置において、第二誘引ファン１５より上流側のプラズマ分解炉８までの流路が、大気圧より低い圧力に保持されるように構成されていることを特徴とする。さらに請求項６記載の発明は、請求項４又は５記載のポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染物の処理装置において、プラズマ分解装置１の下流側における系内の流路を一部分岐させて、プラズマ分解装置１の炉内の圧力を大気圧よりも低い一定の圧力に制御すべく排気を循環させうる循環流路１６が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
上述のように、本発明においては、ポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染物をプラズマ分解装置１で分解した後、汚染物の分解によって発生する排気を１１００℃〜１４００℃の温度に維持された恒温チャンバ２内に１〜５秒間滞留させて処理するため、プラズマ分解装置によって処理対象物である汚染物中のＰＣＢを完全に分解することができる。また仮にプラズマ分解装置でＰＣＢは分解されたものの、熱重合を受けてさらに汚染度の高い有害有機物質（たとえばダイオキシン類）に変質されながら揮発されるものが排気中に残存していたとしても、次工程の恒温チャンバにおいて１２００℃で２秒間滞留させることで、残存する有害有機物質をより完全に分解することができるという効果がある。
【００１３】
この結果、ＰＣＢで汚染された処理対象物の性状が一定しない場合であっても、これらの処理対象物を一括してプラズマ照射で無害化することができ、且つ恒温チャンバでの温度、滞留時間を自動制御することによって、どのような組成のＰＣＢ汚染物が供給されても、無害な排気を後段に供給することができるという効果がある。
【００１４】
またプラズマ分解装置から恒温チャンバを経て排出される高温の排気を、減温塔で急激に冷却する場合には、排気中でダイオキシン類が再合成されることもないという効果がある。さらにバグフィルタで除塵することによって、ダイオキシン類の再合成をより完全に防止することができるとともに、脱塩効果等も得られることとなる。
【００１５】
さらに、アンモニアの添加する触媒反応塔を設けた場合には、プラズマ分解装置での汚染物の分解によって発生する排気中のＮＯｘを好適に分解できる他、微量のダイオキシン類が存在する場合にも、これらを吸着除去することができる。さらに、セーフティネットとしての活性炭槽を設けることで、排気中に有害有機物質が残存していても、活性炭槽の活性炭で吸着できるので、非常に清浄で無害な排気を排出することができる。
【００１６】
また、プラズマ分解装置の下流側の系内を、第一誘引ファン及び第二誘引ファンの２つの誘引ファンによって、第二誘引ファンよりも上流側のプラズマ分解装置までの流路を大気圧よりも低い圧力に保持することで、流路の途中部分における系外へのＰＣＢの漏洩を防止することができるという効果がある。さらに、プラズマ分解装置の下流側における系内の流路を一部分岐させて循環流路を形成し、循環流路で排気を循環させることにより、プラズマ分解装置等の各装置内の圧力を大気圧よりも低い一定の圧力に制御することで、装置内の圧力の変動をより確実に防止することができ、ひいては系を大気圧よりも低い一定の圧力に制御することが容易になるので、ＰＣＢ、有害有機物質等の漏洩をより確実に防止することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一実施形態としての汚染物処理装置を示す概略ブロック図。
【図２】プラズマ分解装置の概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、図面に従って説明する。本実施形態のＰＣＢ汚染物の処理装置は、図１に示すように、プラズマ分解装置１と、恒温チャンバ２と、減温塔３と、第一バグフィルタ４と、第二バグフィルタ５と、触媒反応塔６と、活性炭槽７とを具備している。
【００１９】
プラズマ分解装置１は、プラズマ分解炉８と、ペール缶投入室９とを備えている。ペール缶投入室９は、ＰＣＢ汚染物が充填されたペール缶１３をそのまま投入する部屋で、プラズマ分解炉８へペール缶を移送しうるように、該プラズマ分解炉８に隣接して設けられている。プラズマ分解炉８は、プラズマアークを発生させるための炉で、そのプラズマ分解炉８の天井部には、外部から炉内に装入されるようにしてプラズマトーチ９が装着されている。プラズマトーチ９としては、一般に、トーチ本体の中に陽極と陰極とを具備した非移行型のものと、トーチ本体の中には陽極のみを具備し、溶融する対象物を陰極としている移行型のものがあるが、本実施形態では、非移行型のプラズマトーチが用いられている。
【００２０】
処理対象物にたとえばコンクリートがらなどのような電気絶縁性のものが含まれていれば、移行型のものよりも非被移行型のプラズマトーチの方を有効に使用することができるからである。この非移行型のプラズマトーチでは、陽極と陰極間のガスに通電する。ガスを連続的に送ることで、非常に高い温度のガスを発生させることができる。プラズマトーチ９は、３自由度に自在に可動できるように構成されている。また、プラズマ分解炉８には必要に応じて炉内を観察するためのカメラを設けることも可能であり、炉内の非処理物の分解状況に応じてプラズマトーチ９を移動しうるように構成することも可能である。これによって、未処理の非処理物に選択的にプラズマを照射することができる。また、プラズマ分解炉８は傾動するように構成することも可能である。
【００２１】
プラズマ分解炉８内は約１４００℃に維持され、ＰＣＢはこのプラズマ分解炉８で分解されることになる。ただし照射されるプラズマの温度は１５０００度以上のものである。プラズマ分解炉８の下部には、１個または複数個のスラグ排出容器１１が設けられており、スラグ１２が収容されたスラグ排出容器１１がプラズマ分解炉８の外部へ排出されるように構成されている。このスラグ１２は、ペール缶１３内に充填されていたＰＣＢ汚染物のうち、土砂、金属、コンクリートがら等の不燃物が溶融して生じたものであり、溶融状態から固化させた状態でプラズマ分解炉８の外部へ排出されることとなる。固化したスラグ１２は、シリカ、アルミナ、酸化カルシウムなどの混合物である。
【００２２】
恒温チャンバ２は、前記プラズマ分解装置１のプラズマ分解炉８で発生した燃焼ガス等の排気や水蒸気を供給するチャンバで、前記プラズマ分解炉８でＰＣＢが分解されるが、熱重合を受けてさらに汚染度の高いダイオキシン類等の有害有機物質に変質されながら揮発されるものが排気中に残存していた場合に、その残存した有害有機物質を分解するためのものである。この恒温チャンバ２内は天然ガスバーナーによって１２００℃に維持されており、供給された排気が恒温チャンバ２内で２秒間滞留させるように構成されている。ここで「２秒間滞留させる」とは、恒温チャンバ２の入口部から出口部まで流通する気体（排気）の平均流速が２秒であることを意味する。なお、恒温チャンバ２内を１２００℃に維持する方法としては、恒温チャンバの出口に温度測定器を取り付け、その温度指示値に応じてバーナの焚き量を調節するフィードバック制御を行う方法が考えられる。
【００２３】
減温塔３は、前記恒温チャンバ２から供給される排気を冷却するためのもので、冷却されることによって、ダイオキシン類が再合成されるのが防止される。この短時間で急速な冷却のために、水と空気が用いられる。この減温塔３の出口温度は１４０℃〜２６０℃とすることが好ましく、またその出口における排気中の水分量は４０体積％以下にすることが好ましい。
【００２４】
第一バグフィルタ４と第二バグフィルタ５は、集塵のための装置であり、第一バグフィルタ４は、粉末の活性炭を吹き込んで微量のダイオキシン類等の有害有機物質を吸着、除塵するものである。また第二バグフィルタ５には、消石灰を添加して排気中のＨＣｌ等の酸性ガスを吸着させて除去するもので、集塵のみならず脱塩の機能をも備えている。
【００２５】
触媒反応塔６は、再合成されうるダイオキシン類等を分解するとともに、ＮＯｘをも分解するもので、チタン、バナジウム、ニッケル等の触媒となり得る金属をセラミックに練り込んで成形したものが触媒反応塔６に具備されている。活性炭槽７は、系の最終段階で万一有害有機物質が残存していた場合に、それを吸着するいわゆるセーフティネットとしての機能を有するもので、内部には活性炭が充填されている。
【００２６】
また、第二バグフィルタ５と触媒反応塔６の間の流路には、第一誘引ファン１４が設けられており、活性炭槽７の後段の流路には、第二誘引ファン１５が設けられている。さらに、第一誘引ファン１４と触媒反応塔６との間の流路から、減温塔３と第一バグフィルタ４との間の流路へ排気を返送して循環させる循環流路１６が設けられている。第二誘引ファン１５の下流側の流路には、ＮＯｘ、ＨＣｌ、ＣＯ、ＣＯ2、Ｏ2等の排気を分析するオンライン分析計１７が設けられている。
【００２７】
次に、上記のような構成からなるＰＣＢ汚染物の処理装置を用いて、ＰＣＢ汚染物を無害化処理する処理方法について説明する。なお、以下では例示のために、ＰＣＢ汚染物の容器としてペール缶を使用する場合について説明するが、ドラム缶などより大きな容器を使用する場合でも、全く同様な処理方法をとることができる。
【００２８】
先ず、処理対象物であるＰＣＢ汚染物が充填されたペール缶を、プラズマ分解装置１のペール缶投入室９へ投入する。この場合、ペール缶は吊り具で吊り下げて投入され、或いはプッシャで機械的に投入される。ペール缶投入室９の底面は、図２に示すようにテーパ状に形成されており、従って投入されたペール缶はテーパ部の傾斜にそってプラズマ分解炉８へ移送される。
【００２９】
プラズマ分解炉８へ移送されたペール缶１３は、プラズマ分解炉８の天井部に装着されたプラズマトーチ９から発生するプラズマアークによって溶解される。プラズマ分解炉８内では、溶融したスラグがある程度貯留されてスラグ浴１９が形成されている。そしてペール缶投入室９からプラズマ分解炉８へ順次投入されるペール缶１３は、プラズマ分解炉８内のスラグ浴１９に浸漬し、スラグ浴の熱が伝達されて溶解する。
【００３０】
従って、投入されたペール缶１３のスラグ浴１９に浸漬した部分はスラグ浴１９の熱によって溶解し、スラグ浴１９に浸漬していない部分はプラズマトーチ９で発生する高温ガスによって溶解するので、ペール缶１３の溶解が効率的になされることとなる。
【００３１】
土砂、金属、コンクリートがら等の不燃物は、上述のように溶融してスラグ１２となり、スラグ排出容器１１に収容されてプラズマ分解炉８の外部へ排出される。スラグ浴は１３００度以上に維持され、また炉内に溜まったスラグ等は、適宜、炉を傾動することで、上記のようなスラグ排出容器１１に収容されることになる。
【００３２】
一方、プラズマ分解炉８内で燃焼した排気は、水蒸気とともに、次工程の恒温チャンバ２へ供給される。恒温チャンバ２内は上述のように１２００℃に維持されており、供給された排気は、恒温チャンバ２内で２秒間滞留された後、恒温チャンバ２から排出される。
【００３３】
この場合において、処理対象物である汚染物に含有されていたＰＣＢは、高温に維持されたプラズマ分解炉８で完全に分解される。また仮にプラズマ分解炉８でＰＣＢは分解されたものの、熱重合を受けてさらに汚染度の高い有害有機物質（たとえばダイオキシン類）に変質されながら揮発するものが排気中にあったとしても、その微量の有害有機物質は、上述のように１２００℃に維持された恒温チャンバ２内に２秒間滞留することで、完全に分解されることになるのである。
【００３４】
次に、恒温チャンバ２内を通過した排気は、さらに減温塔３へ供給され、水と空気で冷却される。水は霧状に噴霧されるため、瞬間的に蒸発するものであり、減温塔３から漏洩することもない。このように減温塔３に供給された排気は、水と空気で冷却されることによって、ダイオキシン類が再合成されるのが防止される。すなわち、ＰＣＢ分解後の排気は、２００℃〜５００℃の温度範囲内で温度を少しずつ変化させるような雰囲気中に存在させると、ダイオキシン類が再合成される可能性が高くなる。これに対して、上述のようにプラズマ分解炉８や恒温チャンバ２で１１００℃以上の高温で処理された後の排気を、減温塔３で２００℃まで一気に冷却すると、ダイオキシン類の再合成がほぼ完全に防止されることとなるのである。
【００３５】
冷却後の排気は、第一バグフィルタ４へ供給され、粉末の活性炭が吹き込まれてる。上述のようにＰＣＢはプラズマ分解炉８で完全に分解されるはずであり、且つ減温塔３でダイオキシン類の再合成が防止されているはずであるが、仮に微量の有害有機物質、たとえばダイオキシン類が合成されていたとしても、それらの有害有機物質は、第一バグフィルタ４へ吹き込まれた活性炭に吸着されて除塵されることとなるのである。
【００３６】
第一バグフィルタ４通過後の排気は、第二バグフィルタ５へ供給される。第二バグフィルタ５では、消石灰が添加されて、ＨＣｌ等の酸性ガスが吸着されて除去される。すなわち、上記プラズマ分解装置１、恒温チャンバ２等で処理された排気中にはＨＣｌ、ＳＯｘ等が生成しているが、そのＨＣｌ、ＳＯｘ等を消石灰と反応させることで、排気からダストに変換されるのである。ＨＣｌの場合には、次のような反応が想定される。
Ｃａ（ＯＨ）2＋２ＨＣｌ→ＣａＣｌ2＋２Ｈ2Ｏ
【００３７】
また第二バグフィルタ５を通過した後の排気は、触媒反応塔６へ供給される。この触媒反応塔６には、アンモニアが吹き込まれてＮＯｘが分解される。すなわち、プラズマ分解炉８では、窒素排気が存在するので、その後に恒温チャンバ２、減温塔３、第一バグフィルタ４、第二バグフィルタ５を通過する際にＮＯｘが生じている可能性があるが、触媒反応塔６でのアンモニアの吹き込みによって好適にＮＯｘが分解されるのである。また微量のダイオキシン類が再合成されていて上記第一バグフィルタ４で除塵されていなかったとしても、上記触媒反応塔６でこのダイオキシン類も分解されることとなる。
尚、ＮＯｘの分解反応は、次のように想定される。
ＮＯ2＋ＮＯ＋２ＮＨ3＋Ｏ2→２Ｎ2＋３Ｈ2Ｏ
【００３８】
触媒反応塔６を通過した後の排気は、さらに活性炭槽７へ供給される。活性炭槽７は、上述のように系の最終段階で有害有機物質が残存していた場合のセーフティネットとしての機能を有するもので、万一微量の有害有機物質が残存し、或いは微量のダイオキシン類が再合成されていたとしても、活性炭槽７で吸着されるので、微量の有害有機物質、ダイオキシン類といえども系外に不用意に排出されることもないのである。このように、セーフティネットとしての活性炭槽７によって、万一の場合に有害な成分を吸着除去することができるのである。
【００３９】
尚、系外に排出される排気中の、ＮＯｘ、ＨＣｌ、ＣＯ、ＣＯ2、Ｏ2等の成分は、オンライン分析計１７によって分析されることとなる。さらに、第二バグフィルタ５と触媒反応塔６の間の流路には、第一誘引ファン１４が設けられており、活性炭槽７の後段の流路には、第二誘引ファン１５が設けられているので、このような２つの誘引ファン１４、１５によって第二誘引ファン１５より上流側の系内を負圧に維持することができる。より詳しくは、第二誘引ファン１１より上流側の、プラズマ分解炉８までの流路が大気圧より低い圧力にされている。
【００４０】
これは、もし第二誘引ファン１５より上流側の流路で大気圧より高い圧力にされている部分が存在すれば、その部分からＰＣＢや有害有機物質が漏洩するおそれがあるからである。たとえば第一誘引ファン１４と第二誘引ファン１５との間の流路が大気圧より高い圧力にされていると、触媒反応塔６等からダイオキシン類等の有害有機物質が漏洩するおそれがあるのである。このためには、第二バグフィルタ５の下流側流路の圧力が第一誘引ファン１０によって上昇したとしても、大気圧より低い圧力に維持する必要がある。一方、プラズマ気体を系外に排出するためには、その排出部の近傍は大気圧より高い圧力に維持されていることが必要である。このため、第二誘引ファン１１より下流側は、大気圧より高い圧力にされている。
【００４１】
次に、第一誘引ファン１４と触媒反応塔６との間の流路から、減温塔３と第一バグフィルタ４との間の流路へ排気を返送して循環させる循環流路１６が設けられているので、循環流路１６を流通する排気の流量を調節することで、プラズマ分解炉８、恒温チャンバ２、減温塔３、第一バグフィルタ４、第二バグフィルタ５等の内部、ひいては系内の圧力を一定に保つことが可能となる。すなわち、プラズマ分解炉８には、処理対象物であるペール缶が、ペール缶投入室９から一気に投入されるため、プラズマ分解炉８、恒温チャンバ２、減温塔３等の内部では圧力の変動が生じ易い。しかし、上記のように循環流路１６を設けることで、その循環流路１６を循環する排気の循環流量を調整することで、プラズマ分解炉８、恒温チャンバ２、減温塔３、第一バグフィルタ４、第二バグフィルタ５等の内部における圧力の変動を極力抑えることができるのである。
【００４２】
以上のように、本実施形態においては、プラズマ分解装置１によって処理対象物である汚染物中のＰＣＢを完全に分解することができるのであるが、ＰＣＢが分解されたものの、熱重合を受けてさらに汚染度の高い有害有機物質（たとえばダイオキシン類）に変質されながら揮発するものが排気中に残存していたとしても、次工程の恒温チャンバ２で１２００℃で２秒間滞留させることで、残存する有害有機物質を分解することができる。またプラズマ分解装置１から恒温チャンバ２を経て排出される高温の排気は、減温塔３で急激に冷却されるので、ダイオキシン類が再合成されることもない。また仮に減温塔３でダイオキシン類の再合成が完全に防止できなかったとしても、その後の第一バグフィルタ４及び第二バグフィルタ５で好適に除塵されるので、ダイオキシン類の再合成がより完全に防止される。さらに、プラズマ分解装置１、恒温チャンバ２、減温塔３、第一バグフィルタ４、第二バグフィルタ５、触媒反応塔６で万一分解できなかった有害有機物質やダイオキシン類は、セーフティネットとしての活性炭槽７で吸着されるので、これらの系全体によって、無害で非常に清浄な排気を排出することができる。
【００４３】
また、第一誘引ファン１４と第二誘引ファン１５との２つの誘引ファンを設け、第二バグフィルタ５の下流側流路の圧力を大気圧より低い圧力に維持することで、系全体を大気圧より低い圧力（負圧）に維持することができ、これによって系の途中部分からのＰＣＢや有害有機物質の漏洩を防止することができる。しかも第一誘引ファン１４と触媒反応塔６との間の流路から、減温塔３と第一バグフィルタ４との間の流路へ排気を返送して循環させる循環流路１６を設け、循環流路１６を流通する排気の流量を調節することで、プラズマ分解炉８、恒温チャンバ２、減温塔３、第一バグフィルタ４、第二バグフィルタ５等の内部、ひいては系内の圧力を一定に保つことが可能となり、プラズマ分解炉８に処理対象物であるペール缶が投入されることによる圧力の変動を極力防止することができるのである。
【００４４】
尚、上記実施形態では、減温塔３によって高温の排気を急冷することとしたため、上記のような好ましい効果が得られたが、減温塔３を設けることは本発明に必須の条件ではない。また該実施形態では、第一バグフィルタ４及び第二バグフィルタ５の２つのバグフィルタを設けたため、上記のような好ましい効果が得られたが、この第一バグフィルタ４及び第二バグフィルタ５を設けることも本発明に必須の条件ではない。さらに該実施形態では触媒反応塔６や活性炭槽７を設けることで、上記のような好ましい効果が得られたが、これらの触媒反応塔６や活性炭槽７を設けることも本発明に必須の条件ではない。
【００４５】
従って、プラズマ分解装置１と恒温チャンバ２のみからなる装置が本発明の範囲に含まれることはもちろん、プラズマ分解装置１と恒温チャンバ２の他に、減温塔３とバグフィルタのみを設けた装置も本発明の範囲に含まれ、さらにはプラズマ分解装置１と恒温チャンバ２の他に、触媒反応塔６と活性炭槽７のみを設けた装置も本発明の範囲に含まれる。要は、プラズマ分解装置１の後段（下流側）に、上記のような恒温チャンバ２が設けられていればよいのである。
【００４６】
さらに、上記実施形態では、恒温チャンバ２内の温度を１２００℃とし、滞留時間を２秒としたが、恒温チャンバ２内の温度や滞留時間は該実施形態に限定されるものではない。要は、恒温チャンバ２内の温度は１１００℃〜１４００℃であればよく、滞留時間は１乃至５秒であればよい。
【００４７】
温度を１１００℃〜１４００℃としたのは、１１００℃未満であると、高温処理するプラズマ分解装置１でＰＣＢを分解できたとしても、そのＰＣＢの分解、変性によって新たに生じた有害有機物質を分解するという恒温チャンバ本来の目的を達成することができず、また１４００℃を超えると、プラズマ分解装置１内の温度より高くなるので多大なエネルギーを要し、プラズマ分解装置の補填の目的で、残存する有害有機物質を無害化処理するという本来の目的が喪失されるからである。この観点からは、恒温チャンバ２内の温度は１１００℃〜１３００℃とするのがより好ましく、１１００〜１２５０℃とするのがさらに好ましい。
【００４８】
一方、滞留時間を１乃至５秒としたのは、１秒未満であると残存する有害有機物質を完全に分解できないおそれがあり、また５秒を超えると、プラズマ分解装置１で未分解の有害有機物質を、プラズマ分解装置の補填の目的で、短時間で迅速に処理するという本来の目的が喪失されるからである。この観点からは、恒温チャンバ２内の滞留時間は、１．５〜３秒とするのがより好ましい。
【００４９】
さらに、上記実施形態では、各種の汚染物を充填したペール缶を処理対象物したが、処理対象物はそれに限定されるものではなく、あらゆる性状の汚染物を処理対象物とすることができる。
【００５０】
従って、プラズマ分解装置１の構造も、該実施形態のようなプラズマ分解炉８とペール缶投入室９とを備えたような構造のものに限らず、プラズマ分解炉のみからなる構造のものであってもよい。尚、このようなプラズマ分解装置１は、原則として上記実施形態のような炉体を備えたものが用いられ、また上記のようなプラズマトーチ９を具備するものが用いられるが、本発明における「プラズマ分解装置」とは、これらの炉体やプラズマトーチを具備しているか否かは問うものではなく、プラズマを発生させてＰＣＢを分解させる装置を広く含む意味である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、ポリ塩化ビフェニルで汚染された汚泥、ウェス、感圧紙、蛍光灯安定器、トランス、コンデンサ等の各種汚染物の無害化に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１ プラズマ分解装置
２ 恒温チャンバ
３ 減温塔
４ 第一バグフィルタ
５ 第二バグフィルタ
６ 触媒反応塔
７ 活性炭槽
８ プラズマ分解炉
１４ 第一誘引ファン
１５ 第二誘引ファン
１６ 循環流路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）で汚染された汚泥、ウェス、感圧紙、蛍光灯安定器等の汚染物を無害化処理する方法とその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、ポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）は、化学的にきわめて安定な不燃性の物質であり、高い電気絶縁性を持つこと、蒸気圧が低く揮発しにくいなどの性質を持つことから、トランスやコンデンサなどの電気部品の絶縁油や、化学プロセスにおける熱媒として、広く用いられていたが、ＰＣＢ中に不純物として含まれる微量のダイオキシン類による人体への悪影響、その他の環境上の理由から、現在では使用が禁止されている。
【０００３】
しかし、従前から用いられていたものが残存する等、現在でもトランス、コンデンサー等に微量成分として残存している場合があり、これらをどのように分解処理するかは重要な課題となっている。そこで、現在では、ＰＣＢ自体、ＰＣＢを含有する油、並びにＰＣＢを大量に使用した機器の無害化処理計画が進められており、その方法ならびにその装置として、種々の方法が実施されている。たとえばトランス等を処理する場合には、下記特許文献１、２のように抜油、分解、解体を行い、解体された部品ごとに洗浄する方法が採用されている。
【０００４】
しかし、このような方法では、解体、洗浄という全体の作業に手間がかかり、作業が煩雑になる結果、汚染拡大のリスクも大きくなるという問題があった。また、このような抜油、分解、解体等の手段は、重電機器等の大型機器には対応可能であるが、小型の機器類には適用しにくく、処理のためのコストも見合わないものとなる。ちなみに、無害化処理計画で予定されている処理対象物としては、大型機器類の数量よりも小型の機器類の数量の方が圧倒的に多いのが現状である。
【０００５】
その一方で、ＰＣＢ製造工程で発生した汚泥やウェス、感圧紙や蛍光灯安定器等、微量ではあるがＰＣＢを含む大量の工業製品、並びにＰＣＢを保管していた容器や建物、地下ピットコンクリート等にもＰＣＢが含浸しているため、これらの無害化処理も必要であるが、このような多種多様な汚染物においては、ＰＣＢ濃度や、可燃分・不燃分・水分の比率など、対象物の性状が一定でないため、これらを一括して処理することができないという問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２３６４９３号公報
【特許文献２】特開２００３−３１８０５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、ＰＣＢに汚染された汚泥、ウエス、感圧紙、蛍光灯安定器などＰＣＢを微量に含む工業製品、並びに樹脂・鋼・コンクリートなどで製作されたＰＣＢ保管容器等、性状やＰＣＢ濃度の一定しない汚染物を一括して迅速に処理できる処理方法及びその装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するために、ポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染物の処理方法とその装置としてなされたもので、処理方法に係る請求項１記載の発明は、ポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染物をプラズマ分解装置１で分解した後、汚染物の分解によって発生する排気を１１００℃〜１４００℃の温度に維持された恒温チャンバ２内に１〜５秒間滞留させて処理し、プラズマ分解装置１の下流側の系内を、第一誘引ファン１４及び第二誘引ファン１５の２つの誘引ファンによって大気圧よりも低い圧力に保持することを特徴とする。
【０００９】
また請求項２記載の発明は、請求項１記載のポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染物の処理方法において、第二誘引ファン１５より上流側の、プラズマ分解炉８までの流路を大気圧より低い圧力に保持することを特徴とする。さらに請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染物の処理方法において、プラズマ分解装置１の下流側における系内の流路を一部分岐させて循環流路を形成し、循環流路で排気を循環させることにより、プラズマ分解装置１の炉内の圧力を大気圧よりも低い一定の圧力に制御することを特徴とする。
【００１０】
さらに、処理装置に係る請求項４記載の発明は、ポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染物を分解するプラズマ分解装置１と、該プラズマ分解装置１から発生する排気を１１００℃〜１４００℃の温度で１〜５秒間滞留させる恒温チャンバ２と、前記プラズマ分解装置１の下流側の系内を大気圧よりも低い圧力に保持すべく、恒温チャンバ２の下流側に設けられた第一誘引ファン１４及び第二誘引ファン１５とを具備することを特徴とする。
【００１１】
さらに請求項５記載の発明は、請求項４記載のポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染物の処理装置において、第二誘引ファン１５より上流側のプラズマ分解炉８までの流路が、大気圧より低い圧力に保持されるように構成されていることを特徴とする。さらに請求項６記載の発明は、請求項４又は５記載のポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染物の処理装置において、プラズマ分解装置１の下流側における系内の流路を一部分岐させて、プラズマ分解装置１の炉内の圧力を大気圧よりも低い一定の圧力に制御すべく排気を循環させうる循環流路１６が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
上述のように、本発明においては、ポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染物をプラズマ分解装置１で分解した後、汚染物の分解によって発生する排気を１１００℃〜１４００℃の温度に維持された恒温チャンバ２内に１〜５秒間滞留させて処理するため、プラズマ分解装置によって処理対象物である汚染物中のＰＣＢを完全に分解することができる。また仮にプラズマ分解装置でＰＣＢは分解されたものの、熱重合を受けてさらに汚染度の高い有害有機物質（たとえばダイオキシン類）に変質されながら揮発されるものが排気中に残存していたとしても、次工程の恒温チャンバにおいて１２００℃で２秒間滞留させることで、残存する有害有機物質をより完全に分解することができるという効果がある。
【００１３】
この結果、ＰＣＢで汚染された処理対象物の性状が一定しない場合であっても、これらの処理対象物を一括してプラズマ照射で無害化することができ、且つ恒温チャンバでの温度、滞留時間を自動制御することによって、どのような組成のＰＣＢ汚染物が供給されても、無害な排気を後段に供給することができるという効果がある。
【００１４】
またプラズマ分解装置から恒温チャンバを経て排出される高温の排気を、減温塔で急激に冷却する場合には、排気中でダイオキシン類が再合成されることもないという効果がある。さらにバグフィルタで除塵することによって、ダイオキシン類の再合成をより完全に防止することができるとともに、脱塩効果等も得られることとなる。
【００１５】
さらに、アンモニアの添加する触媒反応塔を設けた場合には、プラズマ分解装置での汚染物の分解によって発生する排気中のＮＯｘを好適に分解できる他、微量のダイオキシン類が存在する場合にも、これらを吸着除去することができる。さらに、セーフティネットとしての活性炭槽を設けることで、排気中に有害有機物質が残存していても、活性炭槽の活性炭で吸着できるので、非常に清浄で無害な排気を排出することができる。
【００１６】
また、プラズマ分解装置の下流側の系内を、第一誘引ファン及び第二誘引ファンの２つの誘引ファンによって、第二誘引ファンよりも上流側のプラズマ分解装置までの流路を大気圧よりも低い圧力に保持することで、流路の途中部分における系外へのＰＣＢの漏洩を防止することができるという効果がある。さらに、プラズマ分解装置の下流側における系内の流路を一部分岐させて循環流路を形成し、循環流路で排気を循環させることにより、プラズマ分解装置等の各装置内の圧力を大気圧よりも低い一定の圧力に制御することで、装置内の圧力の変動をより確実に防止することができ、ひいては系を大気圧よりも低い一定の圧力に制御することが容易になるので、ＰＣＢ、有害有機物質等の漏洩をより確実に防止することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一実施形態としての汚染物処理装置を示す概略ブロック図。
【図２】プラズマ分解装置の概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、図面に従って説明する。本実施形態のＰＣＢ汚染物の処理装置は、図１に示すように、プラズマ分解装置１と、恒温チャンバ２と、減温塔３と、第一バグフィルタ４と、第二バグフィルタ５と、触媒反応塔６と、活性炭槽７とを具備している。
【００１９】
プラズマ分解装置１は、プラズマ分解炉８と、ペール缶投入室９とを備えている。ペール缶投入室９は、ＰＣＢ汚染物が充填されたペール缶１３をそのまま投入する部屋で、プラズマ分解炉８へペール缶を移送しうるように、該プラズマ分解炉８に隣接して設けられている。プラズマ分解炉８は、プラズマアークを発生させるための炉で、そのプラズマ分解炉８の天井部には、外部から炉内に装入されるようにしてプラズマトーチ９が装着されている。プラズマトーチ９としては、一般に、トーチ本体の中に陽極と陰極とを具備した非移行型のものと、トーチ本体の中には陽極のみを具備し、溶融する対象物を陰極としている移行型のものがあるが、本実施形態では、非移行型のプラズマトーチが用いられている。
【００２０】
処理対象物にたとえばコンクリートがらなどのような電気絶縁性のものが含まれていれば、移行型のものよりも非被移行型のプラズマトーチの方を有効に使用することができるからである。この非移行型のプラズマトーチでは、陽極と陰極間のガスに通電する。ガスを連続的に送ることで、非常に高い温度のガスを発生させることができる。プラズマトーチ９は、３自由度に自在に可動できるように構成されている。また、プラズマ分解炉８には必要に応じて炉内を観察するためのカメラを設けることも可能であり、炉内の非処理物の分解状況に応じてプラズマトーチ９を移動しうるように構成することも可能である。これによって、未処理の非処理物に選択的にプラズマを照射することができる。また、プラズマ分解炉８は傾動するように構成することも可能である。
【００２１】
プラズマ分解炉８内は約１４００℃に維持され、ＰＣＢはこのプラズマ分解炉８で分解されることになる。ただし照射されるプラズマの温度は１５０００度以上のものである。プラズマ分解炉８の下部には、１個または複数個のスラグ排出容器１１が設けられており、スラグ１２が収容されたスラグ排出容器１１がプラズマ分解炉８の外部へ排出されるように構成されている。このスラグ１２は、ペール缶１３内に充填されていたＰＣＢ汚染物のうち、土砂、金属、コンクリートがら等の不燃物が溶融して生じたものであり、溶融状態から固化させた状態でプラズマ分解炉８の外部へ排出されることとなる。固化したスラグ１２は、シリカ、アルミナ、酸化カルシウムなどの混合物である。
【００２２】
恒温チャンバ２は、前記プラズマ分解装置１のプラズマ分解炉８で発生した燃焼ガス等の排気や水蒸気を供給するチャンバで、前記プラズマ分解炉８でＰＣＢが分解されるが、熱重合を受けてさらに汚染度の高いダイオキシン類等の有害有機物質に変質されながら揮発されるものが排気中に残存していた場合に、その残存した有害有機物質を分解するためのものである。この恒温チャンバ２内は天然ガスバーナーによって１２００℃に維持されており、供給された排気が恒温チャンバ２内で２秒間滞留させるように構成されている。ここで「２秒間滞留させる」とは、恒温チャンバ２の入口部から出口部まで流通する気体（排気）の平均流速が２秒であることを意味する。なお、恒温チャンバ２内を１２００℃に維持する方法としては、恒温チャンバの出口に温度測定器を取り付け、その温度指示値に応じてバーナの焚き量を調節するフィードバック制御を行う方法が考えられる。
【００２３】
減温塔３は、前記恒温チャンバ２から供給される排気を冷却するためのもので、冷却されることによって、ダイオキシン類が再合成されるのが防止される。この短時間で急速な冷却のために、水と空気が用いられる。この減温塔３の出口温度は１４０℃〜２６０℃とすることが好ましく、またその出口における排気中の水分量は４０体積％以下にすることが好ましい。
【００２４】
第一バグフィルタ４と第二バグフィルタ５は、集塵のための装置であり、第一バグフィルタ４は、粉末の活性炭を吹き込んで微量のダイオキシン類等の有害有機物質を吸着、除塵するものである。また第二バグフィルタ５には、消石灰を添加して排気中のＨＣｌ等の酸性ガスを吸着させて除去するもので、集塵のみならず脱塩の機能をも備えている。
【００２５】
触媒反応塔６は、再合成されうるダイオキシン類等を分解するとともに、ＮＯｘをも分解するもので、チタン、バナジウム、ニッケル等の触媒となり得る金属をセラミックに練り込んで成形したものが触媒反応塔６に具備されている。活性炭槽７は、系の最終段階で万一有害有機物質が残存していた場合に、それを吸着するいわゆるセーフティネットとしての機能を有するもので、内部には活性炭が充填されている。
【００２６】
また、第二バグフィルタ５と触媒反応塔６の間の流路には、第一誘引ファン１４が設けられており、活性炭槽７の後段の流路には、第二誘引ファン１５が設けられている。さらに、第一誘引ファン１４と触媒反応塔６との間の流路から、減温塔３と第一バグフィルタ４との間の流路へ排気を返送して循環させる循環流路１６が設けられている。第二誘引ファン１５の下流側の流路には、ＮＯｘ、ＨＣｌ、ＣＯ、ＣＯ2、Ｏ2等の排気を分析するオンライン分析計１７が設けられている。
【００２７】
次に、上記のような構成からなるＰＣＢ汚染物の処理装置を用いて、ＰＣＢ汚染物を無害化処理する処理方法について説明する。なお、以下では例示のために、ＰＣＢ汚染物の容器としてペール缶を使用する場合について説明するが、ドラム缶などより大きな容器を使用する場合でも、全く同様な処理方法をとることができる。
【００２８】
先ず、処理対象物であるＰＣＢ汚染物が充填されたペール缶を、プラズマ分解装置１のペール缶投入室９へ投入する。この場合、ペール缶は吊り具で吊り下げて投入され、或いはプッシャで機械的に投入される。ペール缶投入室９の底面は、図２に示すようにテーパ状に形成されており、従って投入されたペール缶はテーパ部の傾斜にそってプラズマ分解炉８へ移送される。
【００２９】
プラズマ分解炉８へ移送されたペール缶１３は、プラズマ分解炉８の天井部に装着されたプラズマトーチ９から発生するプラズマアークによって溶解される。プラズマ分解炉８内では、溶融したスラグがある程度貯留されてスラグ浴１９が形成されている。そしてペール缶投入室９からプラズマ分解炉８へ順次投入されるペール缶１３は、プラズマ分解炉８内のスラグ浴１９に浸漬し、スラグ浴の熱が伝達されて溶解する。
【００３０】
従って、投入されたペール缶１３のスラグ浴１９に浸漬した部分はスラグ浴１９の熱によって溶解し、スラグ浴１９に浸漬していない部分はプラズマトーチ９で発生する高温ガスによって溶解するので、ペール缶１３の溶解が効率的になされることとなる。
【００３１】
土砂、金属、コンクリートがら等の不燃物は、上述のように溶融してスラグ１２となり、スラグ排出容器１１に収容されてプラズマ分解炉８の外部へ排出される。スラグ浴は１３００度以上に維持され、また炉内に溜まったスラグ等は、適宜、炉を傾動することで、上記のようなスラグ排出容器１１に収容されることになる。
【００３２】
一方、プラズマ分解炉８内で燃焼した排気は、水蒸気とともに、次工程の恒温チャンバ２へ供給される。恒温チャンバ２内は上述のように１２００℃に維持されており、供給された排気は、恒温チャンバ２内で２秒間滞留された後、恒温チャンバ２から排出される。
【００３３】
この場合において、処理対象物である汚染物に含有されていたＰＣＢは、高温に維持されたプラズマ分解炉８で完全に分解される。また仮にプラズマ分解炉８でＰＣＢは分解されたものの、熱重合を受けてさらに汚染度の高い有害有機物質（たとえばダイオキシン類）に変質されながら揮発するものが排気中にあったとしても、その微量の有害有機物質は、上述のように１２００℃に維持された恒温チャンバ２内に２秒間滞留することで、完全に分解されることになるのである。
【００３４】
次に、恒温チャンバ２内を通過した排気は、さらに減温塔３へ供給され、水と空気で冷却される。水は霧状に噴霧されるため、瞬間的に蒸発するものであり、減温塔３から漏洩することもない。このように減温塔３に供給された排気は、水と空気で冷却されることによって、ダイオキシン類が再合成されるのが防止される。すなわち、ＰＣＢ分解後の排気は、２００℃〜５００℃の温度範囲内で温度を少しずつ変化させるような雰囲気中に存在させると、ダイオキシン類が再合成される可能性が高くなる。これに対して、上述のようにプラズマ分解炉８や恒温チャンバ２で１１００℃以上の高温で処理された後の排気を、減温塔３で２００℃まで一気に冷却すると、ダイオキシン類の再合成がほぼ完全に防止されることとなるのである。
【００３５】
冷却後の排気は、第一バグフィルタ４へ供給され、粉末の活性炭が吹き込まれてる。上述のようにＰＣＢはプラズマ分解炉８で完全に分解されるはずであり、且つ減温塔３でダイオキシン類の再合成が防止されているはずであるが、仮に微量の有害有機物質、たとえばダイオキシン類が合成されていたとしても、それらの有害有機物質は、第一バグフィルタ４へ吹き込まれた活性炭に吸着されて除塵されることとなるのである。
【００３６】
第一バグフィルタ４通過後の排気は、第二バグフィルタ５へ供給される。第二バグフィルタ５では、消石灰が添加されて、ＨＣｌ等の酸性ガスが吸着されて除去される。すなわち、上記プラズマ分解装置１、恒温チャンバ２等で処理された排気中にはＨＣｌ、ＳＯｘ等が生成しているが、そのＨＣｌ、ＳＯｘ等を消石灰と反応させることで、排気からダストに変換されるのである。ＨＣｌの場合には、次のような反応が想定される。
Ｃａ（ＯＨ）2＋２ＨＣｌ→ＣａＣｌ2＋２Ｈ2Ｏ
【００３７】
また第二バグフィルタ５を通過した後の排気は、触媒反応塔６へ供給される。この触媒反応塔６には、アンモニアが吹き込まれてＮＯｘが分解される。すなわち、プラズマ分解炉８では、窒素排気が存在するので、その後に恒温チャンバ２、減温塔３、第一バグフィルタ４、第二バグフィルタ５を通過する際にＮＯｘが生じている可能性があるが、触媒反応塔６でのアンモニアの吹き込みによって好適にＮＯｘが分解されるのである。また微量のダイオキシン類が再合成されていて上記第一バグフィルタ４で除塵されていなかったとしても、上記触媒反応塔６でこのダイオキシン類も分解されることとなる。
尚、ＮＯｘの分解反応は、次のように想定される。
ＮＯ2＋ＮＯ＋２ＮＨ3＋Ｏ2→２Ｎ2＋３Ｈ2Ｏ
【００３８】
触媒反応塔６を通過した後の排気は、さらに活性炭槽７へ供給される。活性炭槽７は、上述のように系の最終段階で有害有機物質が残存していた場合のセーフティネットとしての機能を有するもので、万一微量の有害有機物質が残存し、或いは微量のダイオキシン類が再合成されていたとしても、活性炭槽７で吸着されるので、微量の有害有機物質、ダイオキシン類といえども系外に不用意に排出されることもないのである。このように、セーフティネットとしての活性炭槽７によって、万一の場合に有害な成分を吸着除去することができるのである。
【００３９】
尚、系外に排出される排気中の、ＮＯｘ、ＨＣｌ、ＣＯ、ＣＯ2、Ｏ2等の成分は、オンライン分析計１７によって分析されることとなる。さらに、第二バグフィルタ５と触媒反応塔６の間の流路には、第一誘引ファン１４が設けられており、活性炭槽７の後段の流路には、第二誘引ファン１５が設けられているので、このような２つの誘引ファン１４、１５によって第二誘引ファン１５より上流側の系内を負圧に維持することができる。より詳しくは、第二誘引ファン１１より上流側の、プラズマ分解炉８までの流路が大気圧より低い圧力にされている。
【００４０】
これは、もし第二誘引ファン１５より上流側の流路で大気圧より高い圧力にされている部分が存在すれば、その部分からＰＣＢや有害有機物質が漏洩するおそれがあるからである。たとえば第一誘引ファン１４と第二誘引ファン１５との間の流路が大気圧より高い圧力にされていると、触媒反応塔６等からダイオキシン類等の有害有機物質が漏洩するおそれがあるのである。このためには、第二バグフィルタ５の下流側流路の圧力が第一誘引ファン１０によって上昇したとしても、大気圧より低い圧力に維持する必要がある。一方、プラズマ気体を系外に排出するためには、その排出部の近傍は大気圧より高い圧力に維持されていることが必要である。このため、第二誘引ファン１１より下流側は、大気圧より高い圧力にされている。
【００４１】
次に、第一誘引ファン１４と触媒反応塔６との間の流路から、減温塔３と第一バグフィルタ４との間の流路へ排気を返送して循環させる循環流路１６が設けられているので、循環流路１６を流通する排気の流量を調節することで、プラズマ分解炉８、恒温チャンバ２、減温塔３、第一バグフィルタ４、第二バグフィルタ５等の内部、ひいては系内の圧力を一定に保つことが可能となる。すなわち、プラズマ分解炉８には、処理対象物であるペール缶が、ペール缶投入室９から一気に投入されるため、プラズマ分解炉８、恒温チャンバ２、減温塔３等の内部では圧力の変動が生じ易い。しかし、上記のように循環流路１６を設けることで、その循環流路１６を循環する排気の循環流量を調整することで、プラズマ分解炉８、恒温チャンバ２、減温塔３、第一バグフィルタ４、第二バグフィルタ５等の内部における圧力の変動を極力抑えることができるのである。
【００４２】
以上のように、本実施形態においては、プラズマ分解装置１によって処理対象物である汚染物中のＰＣＢを完全に分解することができるのであるが、ＰＣＢが分解されたものの、熱重合を受けてさらに汚染度の高い有害有機物質（たとえばダイオキシン類）に変質されながら揮発するものが排気中に残存していたとしても、次工程の恒温チャンバ２で１２００℃で２秒間滞留させることで、残存する有害有機物質を分解することができる。またプラズマ分解装置１から恒温チャンバ２を経て排出される高温の排気は、減温塔３で急激に冷却されるので、ダイオキシン類が再合成されることもない。また仮に減温塔３でダイオキシン類の再合成が完全に防止できなかったとしても、その後の第一バグフィルタ４及び第二バグフィルタ５で好適に除塵されるので、ダイオキシン類の再合成がより完全に防止される。さらに、プラズマ分解装置１、恒温チャンバ２、減温塔３、第一バグフィルタ４、第二バグフィルタ５、触媒反応塔６で万一分解できなかった有害有機物質やダイオキシン類は、セーフティネットとしての活性炭槽７で吸着されるので、これらの系全体によって、無害で非常に清浄な排気を排出することができる。
【００４３】
また、第一誘引ファン１４と第二誘引ファン１５との２つの誘引ファンを設け、第二バグフィルタ５の下流側流路の圧力を大気圧より低い圧力に維持することで、系全体を大気圧より低い圧力（負圧）に維持することができ、これによって系の途中部分からのＰＣＢや有害有機物質の漏洩を防止することができる。しかも第一誘引ファン１４と触媒反応塔６との間の流路から、減温塔３と第一バグフィルタ４との間の流路へ排気を返送して循環させる循環流路１６を設け、循環流路１６を流通する排気の流量を調節することで、プラズマ分解炉８、恒温チャンバ２、減温塔３、第一バグフィルタ４、第二バグフィルタ５等の内部、ひいては系内の圧力を一定に保つことが可能となり、プラズマ分解炉８に処理対象物であるペール缶が投入されることによる圧力の変動を極力防止することができるのである。
【００４４】
尚、上記実施形態では、減温塔３によって高温の排気を急冷することとしたため、上記のような好ましい効果が得られたが、減温塔３を設けることは本発明に必須の条件ではない。また該実施形態では、第一バグフィルタ４及び第二バグフィルタ５の２つのバグフィルタを設けたため、上記のような好ましい効果が得られたが、この第一バグフィルタ４及び第二バグフィルタ５を設けることも本発明に必須の条件ではない。さらに該実施形態では触媒反応塔６や活性炭槽７を設けることで、上記のような好ましい効果が得られたが、これらの触媒反応塔６や活性炭槽７を設けることも本発明に必須の条件ではない。
【００４５】
従って、プラズマ分解装置１と恒温チャンバ２のみからなる装置が本発明の範囲に含まれることはもちろん、プラズマ分解装置１と恒温チャンバ２の他に、減温塔３とバグフィルタのみを設けた装置も本発明の範囲に含まれ、さらにはプラズマ分解装置１と恒温チャンバ２の他に、触媒反応塔６と活性炭槽７のみを設けた装置も本発明の範囲に含まれる。要は、プラズマ分解装置１の後段（下流側）に、上記のような恒温チャンバ２が設けられていればよいのである。
【００４６】
さらに、上記実施形態では、恒温チャンバ２内の温度を１２００℃とし、滞留時間を２秒としたが、恒温チャンバ２内の温度や滞留時間は該実施形態に限定されるものではない。要は、恒温チャンバ２内の温度は１１００℃〜１４００℃であればよく、滞留時間は１乃至５秒であればよい。
【００４７】
温度を１１００℃〜１４００℃としたのは、１１００℃未満であると、高温処理するプラズマ分解装置１でＰＣＢを分解できたとしても、そのＰＣＢの分解、変性によって新たに生じた有害有機物質を分解するという恒温チャンバ本来の目的を達成することができず、また１４００℃を超えると、プラズマ分解装置１内の温度より高くなるので多大なエネルギーを要し、プラズマ分解装置の補填の目的で、残存する有害有機物質を無害化処理するという本来の目的が喪失されるからである。この観点からは、恒温チャンバ２内の温度は１１００℃〜１３００℃とするのがより好ましく、１１００〜１２５０℃とするのがさらに好ましい。
【００４８】
一方、滞留時間を１乃至５秒としたのは、１秒未満であると残存する有害有機物質を完全に分解できないおそれがあり、また５秒を超えると、プラズマ分解装置１で未分解の有害有機物質を、プラズマ分解装置の補填の目的で、短時間で迅速に処理するという本来の目的が喪失されるからである。この観点からは、恒温チャンバ２内の滞留時間は、１．５〜３秒とするのがより好ましい。
【００４９】
さらに、上記実施形態では、各種の汚染物を充填したペール缶を処理対象物したが、処理対象物はそれに限定されるものではなく、あらゆる性状の汚染物を処理対象物とすることができる。
【００５０】
従って、プラズマ分解装置１の構造も、該実施形態のようなプラズマ分解炉８とペール缶投入室９とを備えたような構造のものに限らず、プラズマ分解炉のみからなる構造のものであってもよい。尚、このようなプラズマ分解装置１は、原則として上記実施形態のような炉体を備えたものが用いられ、また上記のようなプラズマトーチ９を具備するものが用いられるが、本発明における「プラズマ分解装置」とは、これらの炉体やプラズマトーチを具備しているか否かは問うものではなく、プラズマを発生させてＰＣＢを分解させる装置を広く含む意味である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、ポリ塩化ビフェニルで汚染された汚泥、ウェス、感圧紙、蛍光灯安定器、トランス、コンデンサ等の各種汚染物の無害化に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１ プラズマ分解装置
２ 恒温チャンバ
３ 減温塔
４ 第一バグフィルタ
５ 第二バグフィルタ
６ 触媒反応塔
７ 活性炭槽
８ プラズマ分解炉
１４ 第一誘引ファン
１５ 第二誘引ファン
１６ 循環流路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染物をプラズマ分解装置（１）で分解した後、汚染物の分解によって発生する排気を１１００℃〜１４００℃の温度に維持された恒温チャンバ（２）内に１〜５秒間滞留させて処理し、プラズマ分解装置（１）の下流側の系内を、第一誘引ファン（１４）及び第二誘引ファン（１５）の２つの誘引ファンによって大気圧よりも低い圧力に保持することを特徴とするポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染物の処理方法。
【請求項２】
第二誘引ファン（１５）より上流側の、プラズマ分解炉（８）までの流路を大気圧より低い圧力に保持する請求項１記載のポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染物の処理方法。
【請求項３】
プラズマ分解装置（１）の下流側における系内の流路を一部分岐させて循環流路を形成し、循環流路で排気を循環させることにより、プラズマ分解装置（１）の炉内の圧力を大気圧よりも低い一定の圧力に制御する請求項１又は２記載のポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染物の処理方法。
【請求項４】
ポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染物を分解するプラズマ分解装置（１）と、該プラズマ分解装置（１）から発生する排気を１１００℃〜１４００℃の温度で１〜５秒間滞留させる恒温チャンバ（２）と、前記プラズマ分解装置（１）の下流側の系内を大気圧よりも低い圧力に保持すべく、恒温チャンバ（２）の下流側に設けられた第一誘引ファン（１４）及び第二誘引ファン（１５）とを具備することを特徴とするポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染物の処理装置。
【請求項５】
第二誘引ファン（１５）より上流側のプラズマ分解炉（８）までの流路が、大気圧より低い圧力に保持されるように構成されている請求項４記載のポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染物の処理装置。
【請求項６】
プラズマ分解装置（１）の下流側における系内の流路を一部分岐させて、プラズマ分解装置（１）の炉内の圧力を大気圧よりも低い一定の圧力に制御すべく排気を循環させうる循環流路（１６）が形成されている請求項４又は５記載のポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染物の処理装置。
【請求項１】
ポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染物をプラズマ分解装置（１）で分解した後、汚染物の分解によって発生する排気を１１００℃〜１４００℃の温度に維持された恒温チャンバ（２）内に１〜５秒間滞留させて処理し、プラズマ分解装置（１）の下流側の系内を、第一誘引ファン（１４）及び第二誘引ファン（１５）の２つの誘引ファンによって大気圧よりも低い圧力に保持することを特徴とするポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染物の処理方法。
【請求項２】
第二誘引ファン（１５）より上流側の、プラズマ分解炉（８）までの流路を大気圧より低い圧力に保持する請求項１記載のポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染物の処理方法。
【請求項３】
プラズマ分解装置（１）の下流側における系内の流路を一部分岐させて循環流路を形成し、循環流路で排気を循環させることにより、プラズマ分解装置（１）の炉内の圧力を大気圧よりも低い一定の圧力に制御する請求項１又は２記載のポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染物の処理方法。
【請求項４】
ポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染物を分解するプラズマ分解装置（１）と、該プラズマ分解装置（１）から発生する排気を１１００℃〜１４００℃の温度で１〜５秒間滞留させる恒温チャンバ（２）と、前記プラズマ分解装置（１）の下流側の系内を大気圧よりも低い圧力に保持すべく、恒温チャンバ（２）の下流側に設けられた第一誘引ファン（１４）及び第二誘引ファン（１５）とを具備することを特徴とするポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染物の処理装置。
【請求項５】
第二誘引ファン（１５）より上流側のプラズマ分解炉（８）までの流路が、大気圧より低い圧力に保持されるように構成されている請求項４記載のポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染物の処理装置。
【請求項６】
プラズマ分解装置（１）の下流側における系内の流路を一部分岐させて、プラズマ分解装置（１）の炉内の圧力を大気圧よりも低い一定の圧力に制御すべく排気を循環させうる循環流路（１６）が形成されている請求項４又は５記載のポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染物の処理装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００９−１４２８１９（Ｐ２００９−１４２８１９Ａ）
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７４５７１（Ｐ２００９−７４５７１）
【出願日】平成２１年３月２５日（２００９．３．２５）
【分割の表示】特願２００４−１２０９１４（Ｐ２００４−１２０９１４）の分割
【原出願日】平成１６年３月１９日（２００４．３．１９）
【出願人】（０００１９２５９０）株式会社神鋼環境ソリューション (534)
【出願人】（３０６０２２５１３）新日鉄エンジニアリング株式会社 (897)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２５日（２００９．３．２５）
【分割の表示】特願２００４−１２０９１４（Ｐ２００４−１２０９１４）の分割
【原出願日】平成１６年３月１９日（２００４．３．１９）
【出願人】（０００１９２５９０）株式会社神鋼環境ソリューション (534)
【出願人】（３０６０２２５１３）新日鉄エンジニアリング株式会社 (897)
【Ｆターム（参考）】
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