ポリ塩化ビフェニル汚染廃油の処理方法、ポリ塩化ビフェニル汚染固形物の処理方法、ポリ塩化ビフェニル汚染廃油の処理装置及びポリ塩化ビフェニル汚染固形物の処理装置
【課題】ＰＣＢ汚染廃油及びＰＣＢ汚染固形物を安全、確実に無害化するとともに、ＰＣＢ汚染廃油から燃料ガスを回収して有効利用することができる方法及び装置を提供する
【解決手段】ガス化溶融炉５０の熱分解部５２は、圧縮ブロックとＰＣＢ汚染廃油とを熱分解・ガス化し、ガス改質部５３は、発生したガスをガス改質し、溶融部５４は、圧縮ブロックと微量ＰＣＢ汚染廃油の不燃物を溶融し排出することとし、供給装置は、ＰＣＢ汚染廃油を圧縮ブロック供給量の２０重量％以下の供給量で上記熱分解部５２に供給する。
【解決手段】ガス化溶融炉５０の熱分解部５２は、圧縮ブロックとＰＣＢ汚染廃油とを熱分解・ガス化し、ガス改質部５３は、発生したガスをガス改質し、溶融部５４は、圧縮ブロックと微量ＰＣＢ汚染廃油の不燃物を溶融し排出することとし、供給装置は、ＰＣＢ汚染廃油を圧縮ブロック供給量の２０重量％以下の供給量で上記熱分解部５２に供給する。
【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）が含まれる絶縁油（「ポリ塩化ビフェニル汚染廃油」という）及びそのような絶縁油を使用した廃棄電気機器等（「ポリ塩化ビフェニル汚染固形物」という）を安全に処理できるポリ塩化ビフェニル汚染廃油の処理方法、ポリ塩化ビフェニル汚染固形物の処理方法、ポリ塩化ビフェニル汚染廃油の処理装置及びポリ塩化ビフェニル汚染固形物の処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）を使用していないとする電気機器等に、数ｍｇ／ｋｇから数十ｍｇ／ｋｇ程度の微量なＰＣＢに汚染された絶縁油を含むものが存在することが平成１４年７月に確認された。その量は電気機器が約１２０万台、ＯＦケーブルが１，４００ｋｍに上るとの推計があり、このような微量ＰＣＢ汚染廃電気機器等（微量のＰＣＢによって汚染された絶縁油及びそれが使用された電気機器やＯＦケーブルに係るものが廃棄物となったものをいう）の処理について、技術的に安全、確実で、かつ廃棄物の特性をふまえた処理方策に係る検討が求められている。微量ＰＣＢ汚染廃電気機器を処理する技術のひとつとして特許文献１が開発されている。
【０００３】
特許文献１は、微量ＰＣＢ汚染廃電気機器のうち、トランスについては、ＰＣＢ汚染絶縁油を抜き取り別途処理し、トランスを固定床炉又は連続炉で加熱しトランス内部に付着残留している微量ＰＣＢ汚染絶縁油を揮発させて排ガスに移行させ、その排ガスを排ガス処理手段で焼却してＰＣＢを分解している。また、ＯＦケーブルについては、断面が露出するように切断したＯＦケーブル断片を固定床炉又は連続炉で加熱して、該ＯＦケーブルに用いられている微量ＰＣＢ汚染絶縁油を含浸させた絶縁紙から微量ＰＣＢ汚染絶縁油を揮発させて排ガスに移行させ、同様に排ガス処理するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１１５６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１による方式では微量ＰＣＢ汚染廃電気機器からＰＣＢ汚染絶縁油を揮発させ加熱し分解し無害化することができる。しかしながら、絶縁油は石油由来の鎖式飽和炭化水素を主成分としており、この成分から燃料ガスを回収することが期待できるが、特許文献１による方式ではＰＣＢ汚染絶縁油から燃料ガスを得るように有効に利用することができないという問題がある。
【０００６】
また、特許文献１による方式では、トランスから抜き取ったＰＣＢ汚染絶縁油を別途処理することが必要であり、さらにＰＣＢ汚染絶縁油を揮発させた後のトランスやＯＦケーブルの後処理も必要であり、簡便なプロセスで微量ＰＣＢ汚染廃電気機器を無害化することができないという問題がある。
【０００７】
このような事情に鑑みて、本発明は、ＰＣＢ汚染廃油及びＰＣＢ汚染固形物を安全、確実に無害化するとともに、ＰＣＢ汚染廃油から燃料ガスを回収して有効利用することができる方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
＜第一発明＞
本発明に係るポリ塩化ビフェニル汚染廃油の処理方法は、ポリ塩化ビフェニルで汚染された廃油を、竪型ガス化溶融炉により無害化するとともにガス化し燃料ガスとして回収する。
【０００９】
かかるポリ塩化ビフェニル汚染廃油の処理方法において、本発明では、固定炭素を含む廃棄物を回分的に圧縮し圧縮ブロックを成形する圧縮工程と、圧縮ブロックとともにポリ塩化ビフェニル汚染廃油を竪型ガス化溶融炉の熱分解部に供給して熱分解・ガス化し、発生したガスを上記竪型ガス化溶融炉のガス改質部でガス改質し、不燃物を上記竪型ガス化溶融炉の溶融部で溶融し排出するガス化溶融工程と、ガス改質した改質ガスを精製し燃料ガスとして回収するガス精製工程とを備え、上記ガス化溶融工程にて、ポリ塩化ビフェニル汚染廃油を圧縮ブロック供給量の２０重量％以下の供給量で上記熱分解部に供給することを特徴としている。
【００１０】
＜第二発明＞
本発明に係るポリ塩化ビフェニル汚染固形物の処理方法は、ポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染固形物を、竪型ガス化溶融炉により無害化するとともにガス化し燃料ガスとして回収する。
【００１１】
かかるポリ塩化ビフェニル汚染固形物の処理方法において、ポリ塩化ビフェニル汚染固形物と固定炭素を含む廃棄物との混合物を回分的に圧縮し混合物圧縮ブロックを成形する圧縮工程と、混合物圧縮ブロックを竪型ガス化溶融炉の熱分解部に供給して熱分解・ガス化し、発生したガスを上記竪型ガス化溶融炉のガス改質部でガス改質し、不燃物を上記竪型ガス化溶融炉の溶融部で溶融し排出するガス化溶融工程と、ガス改質した改質ガスを精製し燃料ガスとして回収するガス精製工程とを備え、上記圧縮工程にて、ポリ塩化ビフェニル汚染固形物を、固定炭素を含む廃棄物の２０重量％以下の比率で混合して混合物圧縮ブロックを成形することを特徴としている。
【００１２】
＜第三発明＞
本発明に係るポリ塩化ビフェニル汚染廃油の処理装置は、ポリ塩化ビフェニルで汚染された廃油を無害化するとともにガス化し燃料ガスとして回収する。
【００１３】
かかるポリ塩化ビフェニル汚染廃油の処理装置において、本発明では、固定炭素を含む廃棄物を回分的に圧縮し圧縮ブロックを成形する圧縮装置と、熱分解部、ガス改質部及び溶融部を有する竪型ガス化溶融炉と、圧縮ブロックと塩化ビフェニル汚染廃油を上記熱分解部に供給する供給装置と、上記ガス改質部でガス改質された改質ガスを精製し燃料ガスとして回収するガス精製装置とを備え、上記竪型ガス化溶融炉の熱分解部は、圧縮ブロックとポリ塩化ビフェニル汚染廃油とを熱分解・ガス化し、ガス改質部は、発生したガスをガス改質し、溶融部は、圧縮ブロックとポリ塩化ビフェニル汚染廃油の不燃物を溶融し排出し、上記供給装置は、ポリ塩化ビフェニル汚染廃油を圧縮ブロック供給量の２０重量％以下の供給量で上記熱分解部に供給することとすることを特徴としている。
【００１４】
＜第四発明＞
本発明に係るポリ塩化ビフェニル汚染固形物の処理装置は、ポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染固形物を無害化するとともにガス化し燃料ガスとして回収する。
【００１５】
かかるポリ塩化ビフェニル汚染固形物の処理装置において、本発明では、ポリ塩化ビフェニル汚染固形物と固定炭素を含む廃棄物との混合物を回分的に圧縮し混合物圧縮ブロックを成形する圧縮装置と、熱分解部、ガス改質部及び溶融部を有する竪型ガス化溶融炉と、混合物圧縮ブロックを上記竪型ガス化溶融炉の熱分解部に供給する供給装置と、上記ガス改質部でガス改質された改質ガスを精製し燃料ガスとして回収するガス精製装置とを備え、上記竪型ガス化溶融炉の熱分解部は、混合物圧縮ブロックを熱分解・ガス化し、ガス改質部は発生したガスをガス改質し、溶融部は、混合物圧縮ブロックの不燃物を溶融し排出し、上記圧縮装置は、ポリ塩化ビフェニル汚染固形物の量を、固定炭素を含む廃棄物量の２０重量％以下の量として圧縮ブロックを成形することとすることを特徴としている。
【００１６】
第一発明乃至第四発明において、ガス改質とは、少なくとも、熱分解・ガス化し発生したガス中に含まれる炭化水素ガスを水蒸気と反応させ燃料ガスとして有用な水素および一酸化炭素を生成すること、及び発生ガス中に含まれるタール分を熱分解することをいう。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、ポリ塩化ビフェニル汚染廃油及びポリ塩化ビフェニル汚染固形物を安全、確実に無害化するとともに、ポリ塩化ビフェニル汚染廃油から燃料ガスを回収して有効利用することができる方法及び装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係るポリ塩化ビフェニル汚染廃油の処理装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本実施形態に係る微量ポリ塩化ビフェニル汚染絶縁油（以下、「ＰＣＢ汚染廃油」という）の処理装置の構成を示す図である。該処理装置の具体的な構成を説明する前に、まず、該処理装置によるＰＣＢ汚染廃油の処理の概略を説明する。
【００２０】
処理装置は、微量のポリ塩化ビフェニルで汚染された絶縁油、すなわちＰＣＢ汚染廃油を無害化するとともにガス化し燃料ガスとして回収するための装置である。該処理装置では、まず、固定炭素を含む廃棄物を圧縮装置で回分的（バッチ的）に圧縮して圧縮ブロックとした後、該圧縮ブロックとともにＰＣＢ汚染廃油を竪型ガス化溶融炉の熱分解部に供給する。ここで、「固定炭素」とは、加熱しても揮発しない炭素のことをいう。該熱分解部では、酸素含有ガスが導入され、圧縮ブロックとＰＣＢ汚染廃油とが熱分解され一酸化炭素、水素等にガス化される。
【００２１】
また、上記竪型ガス化溶融炉のガス改質部にて、酸素含有ガスが導入され、上記熱分解部で発生したガスをガス改質し、ガス精製装置で改質ガスを洗浄、精製し燃料ガスとして回収する。また、溶融部にて、圧縮ブロックとＰＣＢ汚染廃油の不燃物を溶融し、溶融スラグ、溶融金属として排出する。
【００２２】
図１は、本実施形態に係るＰＣＢ汚染廃油の処理装置１の構成を示す図である。以下、図１にもとづいて処理装置１の構成について説明する。
【００２３】
図１に示されているように、処理装置１には、後述の圧縮装置２０内に上方から固定炭素を含む廃棄物を投入する廃棄物投入装置１０が設けられている。該廃棄物投入装置１０は、廃棄物を外部から受け入れて貯留するホッパ１１と、該ホッパ１１の底部をなし開閉自在な蓋部１２とを有している。該廃棄物投入装置１０は、蓋部１２が開位置にあるときに、廃棄物を圧縮装置２０内に投入する。
【００２４】
上記廃棄物投入装置１０の下方には、上記廃棄物を圧縮して圧縮ブロックを成形する圧縮装置２０が設けられている。該圧縮装置２０は、ホッパ１１の下方位置で水平方向に延びる筒状部２１と、該筒状部２１内を前後方向（図１にて左右方向）で往復動するピストン２２と、該ホッパ１１よりも下流位置（図１にて右方側）で上下方向に往復動して筒状部２１の下流側開口を開閉する板状の圧縮支持盤２３とを有している。上記筒状部２１は、その内壁断面が、後述する加熱炉３０の内壁断面と同形かつ同一寸法で形成されている。
【００２５】
上記圧縮装置２０は、圧縮支持盤２３が下降位置にて筒状部２１の下流側開口を塞いだ状態で、ピストン２２が圧縮支持盤２３へ向けて前方（右方）へ移動することにより、該ピストン２２と圧縮支持盤２３とでホッパ１１から投入された廃棄物を前後方向ではさんで圧縮し、該廃棄物の圧縮ブロックＰを成形する。該圧縮ブロックＰの成形は、回分的（バッチ的）に行われる。
【００２６】
上記圧縮装置２０の下流側には、該圧縮装置２０の筒状部２１に接続されトンネル式加熱炉３０（以下、「加熱炉３０」という）が水平方向に延びて設けられている。該加熱炉３０は外部から加熱されており、上記圧縮装置２０から供給された圧縮ブロックＰが該加熱炉３０内で乾燥されるようになっている。該加熱炉３０の下流側端部は、竪型ガス化溶融炉５０（以下、「ガス化溶融炉５０」という）の装入口５１と接続されており、圧縮ブロックＰを該装入口５１からガス化溶融炉５０内へ供給可能となっている。また、該加熱炉３０は、その上壁が下流側（図１にて右方）へ向けて上方へ傾斜しており、通路が広がっている。これによって、圧縮ブロックＰの上方に空間が形成され、該圧縮ブロックＰから蒸発した水分の放出が可能となっている。
【００２７】
処理装置１は、ガス化溶融炉５０内にＰＣＢ汚染廃油を供給するための供給装置４０が設けられている。該供給装置４０は、ＰＣＢ汚染廃油を貯留するタンク４１と、該タンク４１からＰＣＢ汚染廃油を送液するポンプ４２とを有している。本実施形態では、該ＰＣＢ汚染廃油は該ポンプ４２によってガス化溶融炉５０の装入口５１の手前の位置に送液されるようになっている。後述するように、送液されたＰＣＢ汚染廃油は圧縮ブロックＰとともにガス化溶融炉５０内に供給される。
【００２８】
ガス化溶融炉５０は、上下方向に延びる鉛直部分と、該鉛直部分の下部から水平方向に延びる水平部分とを有している。上記上下方向に延びる部分は、その略下半部が熱分解部５２として形成されており、略上半部がガス改質部５３として形成されている。また、上記水平部分は溶融部５４として形成されている。
【００２９】
上記熱分解部５２では、圧縮ブロックＰとＰＣＢ汚染廃油が堆積して廃棄物堆積層Ｑが形成され、該廃棄物堆積層Ｑの廃棄物とＰＣＢ汚染廃油が熱分解によりガス化されるともに不燃分が溶融されるようになっている。ガス化溶融炉５０の側壁の下部には、上記廃棄物堆積層Ｐ内に酸素含有ガスを供給する第一酸素含有ガス供給口５５が設けられている。
【００３０】
上記ガス改質部５３では、後述するように、上記熱分解部５２で廃棄物堆積層Ｑから発生したガスが改質されて改質ガスが生成される。ガス化溶融炉５０の側壁の上部側には、ガス改質部５３内に酸素含有ガスを供給する複数の第二酸素含有ガス供給口５６が設けられている。
【００３１】
上記溶融部５４では、上記熱分解部５２で生成された溶融物が加熱されて該溶融物に含まれる炭素等がガス化されて除去される。ガス化溶融炉５０の水平部分の上壁には、上記溶融部５４に燃料ガスを供給する燃料ガス供給口５７が設けられている。また、該溶融部５４には、上記溶融物を外部へ排出するための溶融物排出口５８が下方へ延びて設けられている。
【００３２】
ガス化溶融炉５０の頂部には、該頂部に形成された改質ガス排出口５９から延びガス改質部５３で生成された改質ガスを炉外へ排出するためのガスダクト６０が設けられている。ガスダクト６０の下流側には、上記改質ガスを冷却洗浄するための冷却洗浄水循環装置７０が設けられている。該冷却洗浄水循環装置７０は、該ガスダクト６０に連結され上記改質ガスを冷却洗浄水によって冷却するとともに該改質ガスから水溶性成分、ダスト、炭素微粒子等を除去する冷却洗浄装置７１と、該冷却洗浄装置７１で上記改質ガスの冷却洗浄に使用された冷却洗浄水を貯留して、該冷却洗浄水に含まれる固形物を沈殿分離する沈殿槽７２と、該固形物が分離された冷却洗浄水を冷却する熱交換器７３とを有している。冷却された冷却洗浄水は再び上記冷却洗浄装置７１に戻される。
【００３３】
また、冷却洗浄装置７１の下流側には、該冷却洗浄装置７１で冷却そして洗浄された改質ガスを精製して、燃料ガスとして利用可能な精製ガスを生成するガス精製装置８０が設けられている。該ガス精製装置８０は、酸洗浄水により上記改質ガスから重金属類を溶解して除去する酸洗浄装置８１と、アルカリ洗浄水により上記改質ガスから塩化水素を除去するアルカリ洗浄装置８２と、該改質ガスから硫化水素を除去する脱硫装置８３と、該改質ガスから水分を除去する除湿装置８４とを有している。
【００３４】
以下、処理装置１によるＰＣＢ汚染廃油の処理について説明する。
【００３５】
まず、固定炭素を含む廃棄物を廃棄物投入装置１０のホッパ１１に貯留する。そして、該ホッパ１１に設けられた蓋部１２が開放されることにより所定量の該廃棄物が圧縮装置２０へ投入される。該圧縮装置２０は、圧縮支持盤２２を下降位置にもたらした状態でピストン２２を前方へ移動させることにより、上記廃棄物が圧縮されてち密な圧縮ブロックＰを形成する。該圧縮ブロックＰの成形は、回分的（バッチ的）に行われ、該圧縮ブロックＰが順次成形されることにより、該圧縮ブロックＰが前方へ押し出されて加熱炉３０へ供給される。
【００３６】
上記圧縮ブロックＰの断面形状は、加熱炉３０の入口の内壁断面と同形、同一寸法であり、圧縮ブロックＰは加熱炉３０の内壁と接触状態を保ったまま押し込まれるため、加熱炉３０の入口で加熱炉内雰囲気をシールできる。圧縮ブロックＰは、順次新しい圧縮ブロックが押し込まれる毎に、加熱炉３０内を滑りながらガス化溶融炉５０の装入口５１へ向けて移動する。
【００３７】
既述したように、加熱炉３０は外部から加熱されており、内部は昇温され、圧縮ブロックＰの移動、昇温過程において、圧縮ブロックＰ中の水分が蒸発され乾燥される。また、タンク４１からポンプ４２によってＰＣＢ汚染廃油がガス化溶融炉５０の装入口５１の手前の位置に送液される。そして、乾燥された圧縮ブロックＰおよびＰＣＢ汚染廃油は、ガス化溶融炉５０の装入口５１から該ガス化溶融炉５０の熱分解部５２内へ装入そして供給される。
【００３８】
上記ＰＣＢ汚染廃油は、圧縮ブロック供給量の２０重量％以下の供給量で上記熱分解部５２に供給されることが好ましい。これによって、圧縮ブロックＰとして成形された廃棄物に含まれる固定炭素が酸素含有ガスにより燃焼して生じる熱エネルギー量を、ＰＣＢル汚染廃油を熱分解するのに十分な量とすることができるからである。また、上述の比率が２０重量％より大きくＰＣＢ汚染廃油の供給量が多くなると、ＰＣＢ汚染廃油を熱分解するために必要な熱エネルギー量を得ることが困難になるので好ましくない。
【００３９】
上記熱分解部５２内へ供給された圧縮ブロックＰおよびＰＣＢ汚染廃油は、廃棄物堆積層Ｑを形成する。該廃棄物堆積層Ｑでは、熱分解部５２の下部に設けられた第一酸素含有ガス供給口５５から該廃棄物堆積層Ｑ中へ酸素含有ガスが供給される。この結果、廃棄物中の固定炭素などの可燃物が燃焼して、その熱エネルギーで廃棄物とＰＣＢ汚染廃油の揮発分が揮発して熱分解される。この熱分解により、一酸化炭素、水素、炭化水素、二酸化炭素等へのガス化が行われるとともに、廃棄物およびＰＣＢ汚染廃油中の不燃分（金属、灰分など）が溶融して溶融物が生成される。
【００４０】
また、熱分解部５２の下部に接続された溶融部５４では、燃料ガス供給口５７から供給される燃料ガスが燃焼して生成する高温燃焼ガスで上記溶融物が加熱され、該溶融物に含まれる微量の炭素などがガス化して除去され、該溶融物は溶融物排出口５８から溶融スラグ、溶融金属として排出される。
【００４１】
ガス化溶融炉５０のガス改質部５３では、第二酸素含有ガス供給口５６から酸素含有ガスが供給されており、廃棄物堆積層Ｑからの発生ガスの一部が燃焼されて温度雰囲気を１０００℃以上にされた領域で該発生ガスが滞留され、以下のガス改質がなされる。
【００４２】
熱分解部５２の廃棄物堆積層Ｑにおいて、圧縮ブロックＰとＰＣＢ汚染廃油とが熱分解して生成された上記発生ガスに含まれる炭化水素（メタン等）と一酸化炭素は、ガス改質部５３にて、該発生ガスに含まれる水蒸気と下記（１）、（２）の反応により反応し、燃料ガスとして有用な一酸化炭素と水素を多く含むように改質される。
ＣＨ４＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ＋３Ｈ２ （１）
ＣＯ＋ Ｈ２Ｏ→Ｈ２＋ＣＯ２ （２）
【００４３】
熱分解部５２に供給された圧縮ブロックＰの廃棄物中の水分の重量比率が２０重量％以上であると、発生ガスに十分な水蒸気が含まれるので、上記（１）、（２）の反応が十分に行われ、燃料ガスとして好ましい組成の改質ガスを得ることができるので好ましい。
【００４４】
また、上記廃棄物中の水分の重量比率が２０重量％未満であると、水蒸気量が少ないため上記（１）、（２）の反応が行われにくく、さらに下記（３）の反応などにより炭素微粒子が多量に発生し、冷却洗浄装置７１でスカムが発生して、ガス精製装置８０において装置の配管内に該スカムが付着して該配管を閉塞させて連続操業を困難にしたり、燃料ガスの性状に悪影響を及ぼしたりするなど問題が生じるので好ましくない。
２ＣＯ→Ｃ＋ＣＯ２ （３）
【００４５】
したがって、上記廃棄物中の水分の重量比率が２０重量％未満である場合には、上述の問題を回避するために、水蒸気または水を供給する供給装置（図示せず）を設けて、ガス改質部５３に水蒸気または水を供給するようにすることが好ましい。
【００４６】
また、廃棄物堆積層Ｑからの発生ガスは、ガス改質部５３にて、ガス温度を１０００℃以上にした領域で滞留されて、該発生ガスに含まれるタール分のクラッキングが行われる。タール分のクラッキングとは、タール分の高分子量成分が低分子量の炭化水素や一酸化炭素に熱分解されることをいい、タール分を除去することにより改質ガスを燃料ガスとして利用する際にタールによるトラブルを回避することができる。また、クラッキングにより生成した炭化水素は、さらに水蒸気と反応して燃料ガスとして有用な一酸化炭素と水素に改質される。
【００４７】
また、ガス改質部５３において、廃棄物堆積層Ｑから発生したガスは、ガス温度を１０００℃以上にした領域で滞留されて、発生ガスに含まれるＰＣＢが分解され塩化水素が生成する。塩化水素は後述するガス精製装置８０にて除去される。
【００４８】
ガス改質部５３で生成された改質ガスは、ガス化溶融炉５０の炉頂部の改質ガス排出口５９からガスダクト６０に排出され冷却洗浄装置７１で冷却洗浄水により冷却されるとともに、水溶性成分、ダスト、炭素微粒子等の固形物が該冷却洗浄水によって洗浄除去される。上記改質ガスの冷却洗浄に使用された冷却洗浄水は、沈殿槽７２に導かれ上記固形物が沈殿分離される。該固形物が分離された冷却洗浄水は、熱交換器７３により冷却され再び冷却洗浄装置７１へ導入される。また、沈殿槽７２に貯留された冷却洗浄水の一部は、洗浄水処理装置（図示せず）に抜き出され、アルカリを添加され、該冷却洗浄水中に溶解しているカルシウムイオン等が沈殿分離され塩水として回収される。
【００４９】
冷却洗浄装置７１で洗浄された改質ガスは、ガス精製装置８０へ導かれ、酸洗浄装置８１で酸性水により該改質ガスから重金属類が溶解され除去される。改質ガス中には、ＰＣＢ汚染廃油に含まれるＰＣＢが分解して生成した塩化水素が含まれているが、該塩化水素は、アルカリ洗浄装置８２でアルカリ洗浄水により吸収され除去される。また、該改質ガスには、廃棄物に含まれていた塩素分から廃棄物のガス化の際に生成した塩化水素が改質ガス中に含まれているが、この塩化水素もアルカリ洗浄装置８２でアルカリ洗浄水により除去される。さらに脱硫装置８３で改質ガス中の硫化水素が除去される。そして、除湿装置８４で改質ガス中の水分が除去される。この結果、燃料ガスとして利用可能な精製ガスが回収される。
【００５０】
固定炭素を含む廃棄物は、廃棄物中の固定炭素の重量比が３重量％以上のものを用いることが好ましい。熱分解部５２において廃棄物中の固定炭素が酸素含有ガスにより燃焼して生じる熱エネルギー量がＰＣＢ汚染廃油を熱分解するのに十分な量とすることができるからである。また、廃棄物中の固定炭素の重量比が５重量％以上のものを用いることにより、ＰＣＢ汚染廃油を熱分解するとともに廃棄物を熱分解するのに十分な熱エネルギー量を得ることができるので、より好ましい。
【００５１】
ガス改質部５３から排出される改質ガスの水分の体積比率が３３体積％以上となるように、圧縮ブロック供給量に対するＰＣＢ汚染廃油供給量の重量比率、固定炭素を含む廃棄物中の水分の重量比率、ガス改質部５３に供給する水蒸気または水の供給量を調整することにより、ＰＣＢ汚染廃油を水素、一酸化炭素など燃料ガスとして有用なガスにまで熱分解、ガス改質することができ、既述した炭素微粒子が多量に発生して生じる問題を回避することができる。但し、改質ガス中の水分の体積比率が多くなればなるほど熱効率が悪くなるので、熱効率の観点から改質ガス中の水分の体積比率の上限を５０体積％程度とすることが好ましい。
【００５２】
熱分解部５２、ガス改質部５３に供給する酸素含有ガスは、酸素以外の窒素などの成分が多いと、その窒素量がそのまま燃料ガスに含まれ燃料ガスとしての性状を低くすることになるので、供給する酸素含有ガスは酸素濃度が８０体積％以上の高濃度とすることが好ましい。
【００５３】
本実施形態では、ＰＣＢ汚染廃油を、固定炭素を含む廃棄物の圧縮ブロックとともにガス化溶融炉に供給することとしたが、これに代えて、固定炭素を含む廃棄物とＰＣＢ汚染廃油との混合物を圧縮して混合物圧縮ブロックを成形して、本実施形態と同様に、該混合物圧縮ブロックから燃料ガスを生成することができる。
【００５４】
本実施形態では、ＰＣＢ汚染廃油をガス化溶融炉に供給することとしたが、これに代えて、ポリ塩化ビフェニル汚染固形物（以下、「ＰＣＢ汚染固形物」という）を供給してもよい。ここで、ポリ塩化ビフェニル汚染固形物とは、微量のＰＣＢによって汚染された絶縁油が使用された電気機器やＯＦケーブル等をいう。この場合、固定炭素を含む廃棄物とＰＣＢ汚染固形物との混合物を圧縮して成形された混合物圧縮ブロックをガス化溶融炉５０に供給することができる。すなわち、本実施形態に係る処理装置は、ＰＣＢ汚染廃油およびＰＣＢ汚染固形物のいずれの処理にも使用することができる。
【００５５】
本実施形態によれば、ＰＣＢ汚染廃油及びＰＣＢ汚染固形物を安全、確実に無害化するとともに、上記ＰＣＢ汚染廃油から燃料ガスを回収して有効利用することができる。
【実施例】
【００５６】
固定炭素を８重量％、水分を３２重量％含む固形廃棄物を圧縮して圧縮ブロックとして、図１に示すガス化溶融炉に投入した。ガス化溶融炉に投入する装入口より手前の位置で、上記圧縮ブロックに対して、ＰＣＢ汚染廃油（ポリ塩化ビフェニル濃度：４８ｍｇ／ｋｇ）を１１重量％の重量比率で添加した。ガス化溶融炉の熱分解部に純酸素を供給し、固定炭素と酸素との反応熱により、熱分解・ガス化させるとともに不燃物を溶融し、スラグとメタルを回収した。スラグおよびメタル中のポリ塩化ビフェニルの溶出量を測定したが定量下限値未満であり、溶出基準値の０．００３ｍｇ／Ｌ未満であった。
【００５７】
また、ガス化溶融炉のガス改質部に酸素を供給し、ガス改質部出口の温度を約１２００℃になるように調整した。改質ガスを約７０℃まで、急冷・酸洗浄し、アルカリ洗浄後、脱硫し、除湿して、水素、一酸化炭素を主体とした燃料ガスを回収した。得られた精製ガス（燃料ガス）中のポリ塩化ビフェニル濃度は、定量下限値である０．０１ｍｇ／Ｎｍ３未満であった。また、改質ガスを冷却洗浄した冷却洗浄水から回収された塩水のポリ塩化ビフェニルの濃度は、定量下限値である０．０００５ｍｇ／Ｌ未満であった。この結果、ポリ塩化ビフェニル汚染廃油が無害化され、燃料ガスとして回収されることを確認できた。
【符号の説明】
【００５８】
１ 処理装置
２０ 圧縮装置
４０ 供給装置
５０ ガス化溶融炉（竪型ガス化溶融炉）
５２ 熱分解部
５３ ガス改質部
５４ 溶融部
８０ ガス精製装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）が含まれる絶縁油（「ポリ塩化ビフェニル汚染廃油」という）及びそのような絶縁油を使用した廃棄電気機器等（「ポリ塩化ビフェニル汚染固形物」という）を安全に処理できるポリ塩化ビフェニル汚染廃油の処理方法、ポリ塩化ビフェニル汚染固形物の処理方法、ポリ塩化ビフェニル汚染廃油の処理装置及びポリ塩化ビフェニル汚染固形物の処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）を使用していないとする電気機器等に、数ｍｇ／ｋｇから数十ｍｇ／ｋｇ程度の微量なＰＣＢに汚染された絶縁油を含むものが存在することが平成１４年７月に確認された。その量は電気機器が約１２０万台、ＯＦケーブルが１，４００ｋｍに上るとの推計があり、このような微量ＰＣＢ汚染廃電気機器等（微量のＰＣＢによって汚染された絶縁油及びそれが使用された電気機器やＯＦケーブルに係るものが廃棄物となったものをいう）の処理について、技術的に安全、確実で、かつ廃棄物の特性をふまえた処理方策に係る検討が求められている。微量ＰＣＢ汚染廃電気機器を処理する技術のひとつとして特許文献１が開発されている。
【０００３】
特許文献１は、微量ＰＣＢ汚染廃電気機器のうち、トランスについては、ＰＣＢ汚染絶縁油を抜き取り別途処理し、トランスを固定床炉又は連続炉で加熱しトランス内部に付着残留している微量ＰＣＢ汚染絶縁油を揮発させて排ガスに移行させ、その排ガスを排ガス処理手段で焼却してＰＣＢを分解している。また、ＯＦケーブルについては、断面が露出するように切断したＯＦケーブル断片を固定床炉又は連続炉で加熱して、該ＯＦケーブルに用いられている微量ＰＣＢ汚染絶縁油を含浸させた絶縁紙から微量ＰＣＢ汚染絶縁油を揮発させて排ガスに移行させ、同様に排ガス処理するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１１５６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１による方式では微量ＰＣＢ汚染廃電気機器からＰＣＢ汚染絶縁油を揮発させ加熱し分解し無害化することができる。しかしながら、絶縁油は石油由来の鎖式飽和炭化水素を主成分としており、この成分から燃料ガスを回収することが期待できるが、特許文献１による方式ではＰＣＢ汚染絶縁油から燃料ガスを得るように有効に利用することができないという問題がある。
【０００６】
また、特許文献１による方式では、トランスから抜き取ったＰＣＢ汚染絶縁油を別途処理することが必要であり、さらにＰＣＢ汚染絶縁油を揮発させた後のトランスやＯＦケーブルの後処理も必要であり、簡便なプロセスで微量ＰＣＢ汚染廃電気機器を無害化することができないという問題がある。
【０００７】
このような事情に鑑みて、本発明は、ＰＣＢ汚染廃油及びＰＣＢ汚染固形物を安全、確実に無害化するとともに、ＰＣＢ汚染廃油から燃料ガスを回収して有効利用することができる方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
＜第一発明＞
本発明に係るポリ塩化ビフェニル汚染廃油の処理方法は、ポリ塩化ビフェニルで汚染された廃油を、竪型ガス化溶融炉により無害化するとともにガス化し燃料ガスとして回収する。
【０００９】
かかるポリ塩化ビフェニル汚染廃油の処理方法において、本発明では、固定炭素を含む廃棄物を回分的に圧縮し圧縮ブロックを成形する圧縮工程と、圧縮ブロックとともにポリ塩化ビフェニル汚染廃油を竪型ガス化溶融炉の熱分解部に供給して熱分解・ガス化し、発生したガスを上記竪型ガス化溶融炉のガス改質部でガス改質し、不燃物を上記竪型ガス化溶融炉の溶融部で溶融し排出するガス化溶融工程と、ガス改質した改質ガスを精製し燃料ガスとして回収するガス精製工程とを備え、上記ガス化溶融工程にて、ポリ塩化ビフェニル汚染廃油を圧縮ブロック供給量の２０重量％以下の供給量で上記熱分解部に供給することを特徴としている。
【００１０】
＜第二発明＞
本発明に係るポリ塩化ビフェニル汚染固形物の処理方法は、ポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染固形物を、竪型ガス化溶融炉により無害化するとともにガス化し燃料ガスとして回収する。
【００１１】
かかるポリ塩化ビフェニル汚染固形物の処理方法において、ポリ塩化ビフェニル汚染固形物と固定炭素を含む廃棄物との混合物を回分的に圧縮し混合物圧縮ブロックを成形する圧縮工程と、混合物圧縮ブロックを竪型ガス化溶融炉の熱分解部に供給して熱分解・ガス化し、発生したガスを上記竪型ガス化溶融炉のガス改質部でガス改質し、不燃物を上記竪型ガス化溶融炉の溶融部で溶融し排出するガス化溶融工程と、ガス改質した改質ガスを精製し燃料ガスとして回収するガス精製工程とを備え、上記圧縮工程にて、ポリ塩化ビフェニル汚染固形物を、固定炭素を含む廃棄物の２０重量％以下の比率で混合して混合物圧縮ブロックを成形することを特徴としている。
【００１２】
＜第三発明＞
本発明に係るポリ塩化ビフェニル汚染廃油の処理装置は、ポリ塩化ビフェニルで汚染された廃油を無害化するとともにガス化し燃料ガスとして回収する。
【００１３】
かかるポリ塩化ビフェニル汚染廃油の処理装置において、本発明では、固定炭素を含む廃棄物を回分的に圧縮し圧縮ブロックを成形する圧縮装置と、熱分解部、ガス改質部及び溶融部を有する竪型ガス化溶融炉と、圧縮ブロックと塩化ビフェニル汚染廃油を上記熱分解部に供給する供給装置と、上記ガス改質部でガス改質された改質ガスを精製し燃料ガスとして回収するガス精製装置とを備え、上記竪型ガス化溶融炉の熱分解部は、圧縮ブロックとポリ塩化ビフェニル汚染廃油とを熱分解・ガス化し、ガス改質部は、発生したガスをガス改質し、溶融部は、圧縮ブロックとポリ塩化ビフェニル汚染廃油の不燃物を溶融し排出し、上記供給装置は、ポリ塩化ビフェニル汚染廃油を圧縮ブロック供給量の２０重量％以下の供給量で上記熱分解部に供給することとすることを特徴としている。
【００１４】
＜第四発明＞
本発明に係るポリ塩化ビフェニル汚染固形物の処理装置は、ポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染固形物を無害化するとともにガス化し燃料ガスとして回収する。
【００１５】
かかるポリ塩化ビフェニル汚染固形物の処理装置において、本発明では、ポリ塩化ビフェニル汚染固形物と固定炭素を含む廃棄物との混合物を回分的に圧縮し混合物圧縮ブロックを成形する圧縮装置と、熱分解部、ガス改質部及び溶融部を有する竪型ガス化溶融炉と、混合物圧縮ブロックを上記竪型ガス化溶融炉の熱分解部に供給する供給装置と、上記ガス改質部でガス改質された改質ガスを精製し燃料ガスとして回収するガス精製装置とを備え、上記竪型ガス化溶融炉の熱分解部は、混合物圧縮ブロックを熱分解・ガス化し、ガス改質部は発生したガスをガス改質し、溶融部は、混合物圧縮ブロックの不燃物を溶融し排出し、上記圧縮装置は、ポリ塩化ビフェニル汚染固形物の量を、固定炭素を含む廃棄物量の２０重量％以下の量として圧縮ブロックを成形することとすることを特徴としている。
【００１６】
第一発明乃至第四発明において、ガス改質とは、少なくとも、熱分解・ガス化し発生したガス中に含まれる炭化水素ガスを水蒸気と反応させ燃料ガスとして有用な水素および一酸化炭素を生成すること、及び発生ガス中に含まれるタール分を熱分解することをいう。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、ポリ塩化ビフェニル汚染廃油及びポリ塩化ビフェニル汚染固形物を安全、確実に無害化するとともに、ポリ塩化ビフェニル汚染廃油から燃料ガスを回収して有効利用することができる方法及び装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係るポリ塩化ビフェニル汚染廃油の処理装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本実施形態に係る微量ポリ塩化ビフェニル汚染絶縁油（以下、「ＰＣＢ汚染廃油」という）の処理装置の構成を示す図である。該処理装置の具体的な構成を説明する前に、まず、該処理装置によるＰＣＢ汚染廃油の処理の概略を説明する。
【００２０】
処理装置は、微量のポリ塩化ビフェニルで汚染された絶縁油、すなわちＰＣＢ汚染廃油を無害化するとともにガス化し燃料ガスとして回収するための装置である。該処理装置では、まず、固定炭素を含む廃棄物を圧縮装置で回分的（バッチ的）に圧縮して圧縮ブロックとした後、該圧縮ブロックとともにＰＣＢ汚染廃油を竪型ガス化溶融炉の熱分解部に供給する。ここで、「固定炭素」とは、加熱しても揮発しない炭素のことをいう。該熱分解部では、酸素含有ガスが導入され、圧縮ブロックとＰＣＢ汚染廃油とが熱分解され一酸化炭素、水素等にガス化される。
【００２１】
また、上記竪型ガス化溶融炉のガス改質部にて、酸素含有ガスが導入され、上記熱分解部で発生したガスをガス改質し、ガス精製装置で改質ガスを洗浄、精製し燃料ガスとして回収する。また、溶融部にて、圧縮ブロックとＰＣＢ汚染廃油の不燃物を溶融し、溶融スラグ、溶融金属として排出する。
【００２２】
図１は、本実施形態に係るＰＣＢ汚染廃油の処理装置１の構成を示す図である。以下、図１にもとづいて処理装置１の構成について説明する。
【００２３】
図１に示されているように、処理装置１には、後述の圧縮装置２０内に上方から固定炭素を含む廃棄物を投入する廃棄物投入装置１０が設けられている。該廃棄物投入装置１０は、廃棄物を外部から受け入れて貯留するホッパ１１と、該ホッパ１１の底部をなし開閉自在な蓋部１２とを有している。該廃棄物投入装置１０は、蓋部１２が開位置にあるときに、廃棄物を圧縮装置２０内に投入する。
【００２４】
上記廃棄物投入装置１０の下方には、上記廃棄物を圧縮して圧縮ブロックを成形する圧縮装置２０が設けられている。該圧縮装置２０は、ホッパ１１の下方位置で水平方向に延びる筒状部２１と、該筒状部２１内を前後方向（図１にて左右方向）で往復動するピストン２２と、該ホッパ１１よりも下流位置（図１にて右方側）で上下方向に往復動して筒状部２１の下流側開口を開閉する板状の圧縮支持盤２３とを有している。上記筒状部２１は、その内壁断面が、後述する加熱炉３０の内壁断面と同形かつ同一寸法で形成されている。
【００２５】
上記圧縮装置２０は、圧縮支持盤２３が下降位置にて筒状部２１の下流側開口を塞いだ状態で、ピストン２２が圧縮支持盤２３へ向けて前方（右方）へ移動することにより、該ピストン２２と圧縮支持盤２３とでホッパ１１から投入された廃棄物を前後方向ではさんで圧縮し、該廃棄物の圧縮ブロックＰを成形する。該圧縮ブロックＰの成形は、回分的（バッチ的）に行われる。
【００２６】
上記圧縮装置２０の下流側には、該圧縮装置２０の筒状部２１に接続されトンネル式加熱炉３０（以下、「加熱炉３０」という）が水平方向に延びて設けられている。該加熱炉３０は外部から加熱されており、上記圧縮装置２０から供給された圧縮ブロックＰが該加熱炉３０内で乾燥されるようになっている。該加熱炉３０の下流側端部は、竪型ガス化溶融炉５０（以下、「ガス化溶融炉５０」という）の装入口５１と接続されており、圧縮ブロックＰを該装入口５１からガス化溶融炉５０内へ供給可能となっている。また、該加熱炉３０は、その上壁が下流側（図１にて右方）へ向けて上方へ傾斜しており、通路が広がっている。これによって、圧縮ブロックＰの上方に空間が形成され、該圧縮ブロックＰから蒸発した水分の放出が可能となっている。
【００２７】
処理装置１は、ガス化溶融炉５０内にＰＣＢ汚染廃油を供給するための供給装置４０が設けられている。該供給装置４０は、ＰＣＢ汚染廃油を貯留するタンク４１と、該タンク４１からＰＣＢ汚染廃油を送液するポンプ４２とを有している。本実施形態では、該ＰＣＢ汚染廃油は該ポンプ４２によってガス化溶融炉５０の装入口５１の手前の位置に送液されるようになっている。後述するように、送液されたＰＣＢ汚染廃油は圧縮ブロックＰとともにガス化溶融炉５０内に供給される。
【００２８】
ガス化溶融炉５０は、上下方向に延びる鉛直部分と、該鉛直部分の下部から水平方向に延びる水平部分とを有している。上記上下方向に延びる部分は、その略下半部が熱分解部５２として形成されており、略上半部がガス改質部５３として形成されている。また、上記水平部分は溶融部５４として形成されている。
【００２９】
上記熱分解部５２では、圧縮ブロックＰとＰＣＢ汚染廃油が堆積して廃棄物堆積層Ｑが形成され、該廃棄物堆積層Ｑの廃棄物とＰＣＢ汚染廃油が熱分解によりガス化されるともに不燃分が溶融されるようになっている。ガス化溶融炉５０の側壁の下部には、上記廃棄物堆積層Ｐ内に酸素含有ガスを供給する第一酸素含有ガス供給口５５が設けられている。
【００３０】
上記ガス改質部５３では、後述するように、上記熱分解部５２で廃棄物堆積層Ｑから発生したガスが改質されて改質ガスが生成される。ガス化溶融炉５０の側壁の上部側には、ガス改質部５３内に酸素含有ガスを供給する複数の第二酸素含有ガス供給口５６が設けられている。
【００３１】
上記溶融部５４では、上記熱分解部５２で生成された溶融物が加熱されて該溶融物に含まれる炭素等がガス化されて除去される。ガス化溶融炉５０の水平部分の上壁には、上記溶融部５４に燃料ガスを供給する燃料ガス供給口５７が設けられている。また、該溶融部５４には、上記溶融物を外部へ排出するための溶融物排出口５８が下方へ延びて設けられている。
【００３２】
ガス化溶融炉５０の頂部には、該頂部に形成された改質ガス排出口５９から延びガス改質部５３で生成された改質ガスを炉外へ排出するためのガスダクト６０が設けられている。ガスダクト６０の下流側には、上記改質ガスを冷却洗浄するための冷却洗浄水循環装置７０が設けられている。該冷却洗浄水循環装置７０は、該ガスダクト６０に連結され上記改質ガスを冷却洗浄水によって冷却するとともに該改質ガスから水溶性成分、ダスト、炭素微粒子等を除去する冷却洗浄装置７１と、該冷却洗浄装置７１で上記改質ガスの冷却洗浄に使用された冷却洗浄水を貯留して、該冷却洗浄水に含まれる固形物を沈殿分離する沈殿槽７２と、該固形物が分離された冷却洗浄水を冷却する熱交換器７３とを有している。冷却された冷却洗浄水は再び上記冷却洗浄装置７１に戻される。
【００３３】
また、冷却洗浄装置７１の下流側には、該冷却洗浄装置７１で冷却そして洗浄された改質ガスを精製して、燃料ガスとして利用可能な精製ガスを生成するガス精製装置８０が設けられている。該ガス精製装置８０は、酸洗浄水により上記改質ガスから重金属類を溶解して除去する酸洗浄装置８１と、アルカリ洗浄水により上記改質ガスから塩化水素を除去するアルカリ洗浄装置８２と、該改質ガスから硫化水素を除去する脱硫装置８３と、該改質ガスから水分を除去する除湿装置８４とを有している。
【００３４】
以下、処理装置１によるＰＣＢ汚染廃油の処理について説明する。
【００３５】
まず、固定炭素を含む廃棄物を廃棄物投入装置１０のホッパ１１に貯留する。そして、該ホッパ１１に設けられた蓋部１２が開放されることにより所定量の該廃棄物が圧縮装置２０へ投入される。該圧縮装置２０は、圧縮支持盤２２を下降位置にもたらした状態でピストン２２を前方へ移動させることにより、上記廃棄物が圧縮されてち密な圧縮ブロックＰを形成する。該圧縮ブロックＰの成形は、回分的（バッチ的）に行われ、該圧縮ブロックＰが順次成形されることにより、該圧縮ブロックＰが前方へ押し出されて加熱炉３０へ供給される。
【００３６】
上記圧縮ブロックＰの断面形状は、加熱炉３０の入口の内壁断面と同形、同一寸法であり、圧縮ブロックＰは加熱炉３０の内壁と接触状態を保ったまま押し込まれるため、加熱炉３０の入口で加熱炉内雰囲気をシールできる。圧縮ブロックＰは、順次新しい圧縮ブロックが押し込まれる毎に、加熱炉３０内を滑りながらガス化溶融炉５０の装入口５１へ向けて移動する。
【００３７】
既述したように、加熱炉３０は外部から加熱されており、内部は昇温され、圧縮ブロックＰの移動、昇温過程において、圧縮ブロックＰ中の水分が蒸発され乾燥される。また、タンク４１からポンプ４２によってＰＣＢ汚染廃油がガス化溶融炉５０の装入口５１の手前の位置に送液される。そして、乾燥された圧縮ブロックＰおよびＰＣＢ汚染廃油は、ガス化溶融炉５０の装入口５１から該ガス化溶融炉５０の熱分解部５２内へ装入そして供給される。
【００３８】
上記ＰＣＢ汚染廃油は、圧縮ブロック供給量の２０重量％以下の供給量で上記熱分解部５２に供給されることが好ましい。これによって、圧縮ブロックＰとして成形された廃棄物に含まれる固定炭素が酸素含有ガスにより燃焼して生じる熱エネルギー量を、ＰＣＢル汚染廃油を熱分解するのに十分な量とすることができるからである。また、上述の比率が２０重量％より大きくＰＣＢ汚染廃油の供給量が多くなると、ＰＣＢ汚染廃油を熱分解するために必要な熱エネルギー量を得ることが困難になるので好ましくない。
【００３９】
上記熱分解部５２内へ供給された圧縮ブロックＰおよびＰＣＢ汚染廃油は、廃棄物堆積層Ｑを形成する。該廃棄物堆積層Ｑでは、熱分解部５２の下部に設けられた第一酸素含有ガス供給口５５から該廃棄物堆積層Ｑ中へ酸素含有ガスが供給される。この結果、廃棄物中の固定炭素などの可燃物が燃焼して、その熱エネルギーで廃棄物とＰＣＢ汚染廃油の揮発分が揮発して熱分解される。この熱分解により、一酸化炭素、水素、炭化水素、二酸化炭素等へのガス化が行われるとともに、廃棄物およびＰＣＢ汚染廃油中の不燃分（金属、灰分など）が溶融して溶融物が生成される。
【００４０】
また、熱分解部５２の下部に接続された溶融部５４では、燃料ガス供給口５７から供給される燃料ガスが燃焼して生成する高温燃焼ガスで上記溶融物が加熱され、該溶融物に含まれる微量の炭素などがガス化して除去され、該溶融物は溶融物排出口５８から溶融スラグ、溶融金属として排出される。
【００４１】
ガス化溶融炉５０のガス改質部５３では、第二酸素含有ガス供給口５６から酸素含有ガスが供給されており、廃棄物堆積層Ｑからの発生ガスの一部が燃焼されて温度雰囲気を１０００℃以上にされた領域で該発生ガスが滞留され、以下のガス改質がなされる。
【００４２】
熱分解部５２の廃棄物堆積層Ｑにおいて、圧縮ブロックＰとＰＣＢ汚染廃油とが熱分解して生成された上記発生ガスに含まれる炭化水素（メタン等）と一酸化炭素は、ガス改質部５３にて、該発生ガスに含まれる水蒸気と下記（１）、（２）の反応により反応し、燃料ガスとして有用な一酸化炭素と水素を多く含むように改質される。
ＣＨ４＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ＋３Ｈ２ （１）
ＣＯ＋ Ｈ２Ｏ→Ｈ２＋ＣＯ２ （２）
【００４３】
熱分解部５２に供給された圧縮ブロックＰの廃棄物中の水分の重量比率が２０重量％以上であると、発生ガスに十分な水蒸気が含まれるので、上記（１）、（２）の反応が十分に行われ、燃料ガスとして好ましい組成の改質ガスを得ることができるので好ましい。
【００４４】
また、上記廃棄物中の水分の重量比率が２０重量％未満であると、水蒸気量が少ないため上記（１）、（２）の反応が行われにくく、さらに下記（３）の反応などにより炭素微粒子が多量に発生し、冷却洗浄装置７１でスカムが発生して、ガス精製装置８０において装置の配管内に該スカムが付着して該配管を閉塞させて連続操業を困難にしたり、燃料ガスの性状に悪影響を及ぼしたりするなど問題が生じるので好ましくない。
２ＣＯ→Ｃ＋ＣＯ２ （３）
【００４５】
したがって、上記廃棄物中の水分の重量比率が２０重量％未満である場合には、上述の問題を回避するために、水蒸気または水を供給する供給装置（図示せず）を設けて、ガス改質部５３に水蒸気または水を供給するようにすることが好ましい。
【００４６】
また、廃棄物堆積層Ｑからの発生ガスは、ガス改質部５３にて、ガス温度を１０００℃以上にした領域で滞留されて、該発生ガスに含まれるタール分のクラッキングが行われる。タール分のクラッキングとは、タール分の高分子量成分が低分子量の炭化水素や一酸化炭素に熱分解されることをいい、タール分を除去することにより改質ガスを燃料ガスとして利用する際にタールによるトラブルを回避することができる。また、クラッキングにより生成した炭化水素は、さらに水蒸気と反応して燃料ガスとして有用な一酸化炭素と水素に改質される。
【００４７】
また、ガス改質部５３において、廃棄物堆積層Ｑから発生したガスは、ガス温度を１０００℃以上にした領域で滞留されて、発生ガスに含まれるＰＣＢが分解され塩化水素が生成する。塩化水素は後述するガス精製装置８０にて除去される。
【００４８】
ガス改質部５３で生成された改質ガスは、ガス化溶融炉５０の炉頂部の改質ガス排出口５９からガスダクト６０に排出され冷却洗浄装置７１で冷却洗浄水により冷却されるとともに、水溶性成分、ダスト、炭素微粒子等の固形物が該冷却洗浄水によって洗浄除去される。上記改質ガスの冷却洗浄に使用された冷却洗浄水は、沈殿槽７２に導かれ上記固形物が沈殿分離される。該固形物が分離された冷却洗浄水は、熱交換器７３により冷却され再び冷却洗浄装置７１へ導入される。また、沈殿槽７２に貯留された冷却洗浄水の一部は、洗浄水処理装置（図示せず）に抜き出され、アルカリを添加され、該冷却洗浄水中に溶解しているカルシウムイオン等が沈殿分離され塩水として回収される。
【００４９】
冷却洗浄装置７１で洗浄された改質ガスは、ガス精製装置８０へ導かれ、酸洗浄装置８１で酸性水により該改質ガスから重金属類が溶解され除去される。改質ガス中には、ＰＣＢ汚染廃油に含まれるＰＣＢが分解して生成した塩化水素が含まれているが、該塩化水素は、アルカリ洗浄装置８２でアルカリ洗浄水により吸収され除去される。また、該改質ガスには、廃棄物に含まれていた塩素分から廃棄物のガス化の際に生成した塩化水素が改質ガス中に含まれているが、この塩化水素もアルカリ洗浄装置８２でアルカリ洗浄水により除去される。さらに脱硫装置８３で改質ガス中の硫化水素が除去される。そして、除湿装置８４で改質ガス中の水分が除去される。この結果、燃料ガスとして利用可能な精製ガスが回収される。
【００５０】
固定炭素を含む廃棄物は、廃棄物中の固定炭素の重量比が３重量％以上のものを用いることが好ましい。熱分解部５２において廃棄物中の固定炭素が酸素含有ガスにより燃焼して生じる熱エネルギー量がＰＣＢ汚染廃油を熱分解するのに十分な量とすることができるからである。また、廃棄物中の固定炭素の重量比が５重量％以上のものを用いることにより、ＰＣＢ汚染廃油を熱分解するとともに廃棄物を熱分解するのに十分な熱エネルギー量を得ることができるので、より好ましい。
【００５１】
ガス改質部５３から排出される改質ガスの水分の体積比率が３３体積％以上となるように、圧縮ブロック供給量に対するＰＣＢ汚染廃油供給量の重量比率、固定炭素を含む廃棄物中の水分の重量比率、ガス改質部５３に供給する水蒸気または水の供給量を調整することにより、ＰＣＢ汚染廃油を水素、一酸化炭素など燃料ガスとして有用なガスにまで熱分解、ガス改質することができ、既述した炭素微粒子が多量に発生して生じる問題を回避することができる。但し、改質ガス中の水分の体積比率が多くなればなるほど熱効率が悪くなるので、熱効率の観点から改質ガス中の水分の体積比率の上限を５０体積％程度とすることが好ましい。
【００５２】
熱分解部５２、ガス改質部５３に供給する酸素含有ガスは、酸素以外の窒素などの成分が多いと、その窒素量がそのまま燃料ガスに含まれ燃料ガスとしての性状を低くすることになるので、供給する酸素含有ガスは酸素濃度が８０体積％以上の高濃度とすることが好ましい。
【００５３】
本実施形態では、ＰＣＢ汚染廃油を、固定炭素を含む廃棄物の圧縮ブロックとともにガス化溶融炉に供給することとしたが、これに代えて、固定炭素を含む廃棄物とＰＣＢ汚染廃油との混合物を圧縮して混合物圧縮ブロックを成形して、本実施形態と同様に、該混合物圧縮ブロックから燃料ガスを生成することができる。
【００５４】
本実施形態では、ＰＣＢ汚染廃油をガス化溶融炉に供給することとしたが、これに代えて、ポリ塩化ビフェニル汚染固形物（以下、「ＰＣＢ汚染固形物」という）を供給してもよい。ここで、ポリ塩化ビフェニル汚染固形物とは、微量のＰＣＢによって汚染された絶縁油が使用された電気機器やＯＦケーブル等をいう。この場合、固定炭素を含む廃棄物とＰＣＢ汚染固形物との混合物を圧縮して成形された混合物圧縮ブロックをガス化溶融炉５０に供給することができる。すなわち、本実施形態に係る処理装置は、ＰＣＢ汚染廃油およびＰＣＢ汚染固形物のいずれの処理にも使用することができる。
【００５５】
本実施形態によれば、ＰＣＢ汚染廃油及びＰＣＢ汚染固形物を安全、確実に無害化するとともに、上記ＰＣＢ汚染廃油から燃料ガスを回収して有効利用することができる。
【実施例】
【００５６】
固定炭素を８重量％、水分を３２重量％含む固形廃棄物を圧縮して圧縮ブロックとして、図１に示すガス化溶融炉に投入した。ガス化溶融炉に投入する装入口より手前の位置で、上記圧縮ブロックに対して、ＰＣＢ汚染廃油（ポリ塩化ビフェニル濃度：４８ｍｇ／ｋｇ）を１１重量％の重量比率で添加した。ガス化溶融炉の熱分解部に純酸素を供給し、固定炭素と酸素との反応熱により、熱分解・ガス化させるとともに不燃物を溶融し、スラグとメタルを回収した。スラグおよびメタル中のポリ塩化ビフェニルの溶出量を測定したが定量下限値未満であり、溶出基準値の０．００３ｍｇ／Ｌ未満であった。
【００５７】
また、ガス化溶融炉のガス改質部に酸素を供給し、ガス改質部出口の温度を約１２００℃になるように調整した。改質ガスを約７０℃まで、急冷・酸洗浄し、アルカリ洗浄後、脱硫し、除湿して、水素、一酸化炭素を主体とした燃料ガスを回収した。得られた精製ガス（燃料ガス）中のポリ塩化ビフェニル濃度は、定量下限値である０．０１ｍｇ／Ｎｍ３未満であった。また、改質ガスを冷却洗浄した冷却洗浄水から回収された塩水のポリ塩化ビフェニルの濃度は、定量下限値である０．０００５ｍｇ／Ｌ未満であった。この結果、ポリ塩化ビフェニル汚染廃油が無害化され、燃料ガスとして回収されることを確認できた。
【符号の説明】
【００５８】
１ 処理装置
２０ 圧縮装置
４０ 供給装置
５０ ガス化溶融炉（竪型ガス化溶融炉）
５２ 熱分解部
５３ ガス改質部
５４ 溶融部
８０ ガス精製装置
【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廃油を、竪型ガス化溶融炉により無害化するとともにガス化し燃料ガスとして回収するポリ塩化ビフェニル汚染廃油の処理方法であって、
固定炭素を含む廃棄物を回分的に圧縮し圧縮ブロックを成形する圧縮工程と、
圧縮ブロックとともにポリ塩化ビフェニル汚染廃油を竪型ガス化溶融炉の熱分解部に供給して熱分解・ガス化し、発生したガスを上記竪型ガス化溶融炉のガス改質部でガス改質し、不燃物を上記竪型ガス化溶融炉の溶融部で溶融し排出するガス化溶融工程と、
ガス改質した改質ガスを精製し燃料ガスとして回収するガス精製工程とを備え、
上記ガス化溶融工程にて、ポリ塩化ビフェニル汚染廃油を圧縮ブロック供給量の２０重量％以下の供給量で上記熱分解部に供給することを特徴とするポリ塩化ビフェニル汚染廃油の処理方法。
【請求項２】
ポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染固形物を、竪型ガス化溶融炉により無害化するとともにガス化し燃料ガスとして回収するポリ塩化ビフェニル汚染固形物の処理方法であって、
ポリ塩化ビフェニル汚染固形物と固定炭素を含む廃棄物との混合物を回分的に圧縮し混合物圧縮ブロックを成形する圧縮工程と、
混合物圧縮ブロックを竪型ガス化溶融炉の熱分解部に供給して熱分解・ガス化し、発生したガスを上記竪型ガス化溶融炉のガス改質部でガス改質し、不燃物を上記竪型ガス化溶融炉の溶融部で溶融し排出するガス化溶融工程と、
ガス改質した改質ガスを精製し燃料ガスとして回収するガス精製工程とを備え、
上記圧縮工程にて、ポリ塩化ビフェニル汚染固形物を、固定炭素を含む廃棄物の２０重量％以下の比率で混合して混合物圧縮ブロックを成形することを特徴とするポリ塩化ビフェニル汚染固形物の処理方法。
【請求項３】
ポリ塩化ビフェニルで汚染された廃油を無害化するとともにガス化し燃料ガスとして回収するポリ塩化ビフェニル汚染廃油の処理装置であって、
固定炭素を含む廃棄物を回分的に圧縮し圧縮ブロックを成形する圧縮装置と、
熱分解部、ガス改質部及び溶融部を有する竪型ガス化溶融炉と、
圧縮ブロックと塩化ビフェニル汚染廃油を上記熱分解部に供給する供給装置と、
上記ガス改質部でガス改質された改質ガスを精製し燃料ガスとして回収するガス精製装置とを備え、
上記竪型ガス化溶融炉の熱分解部は、圧縮ブロックとポリ塩化ビフェニル汚染廃油とを熱分解・ガス化し、ガス改質部は、発生したガスをガス改質し、溶融部は、圧縮ブロックとポリ塩化ビフェニル汚染廃油の不燃物を溶融し排出し、
上記供給装置は、ポリ塩化ビフェニル汚染廃油を圧縮ブロック供給量の２０重量％以下の供給量で上記熱分解部に供給することとすることを特徴とするポリ塩化ビフェニル汚染廃油の処理装置。
【請求項４】
ポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染固形物を無害化するとともにガス化し燃料ガスとして回収するポリ塩化ビフェニル汚染固形物の処理装置であって、
ポリ塩化ビフェニル汚染固形物と固定炭素を含む廃棄物との混合物を回分的に圧縮し混合物圧縮ブロックを成形する圧縮装置と、
熱分解部、ガス改質部及び溶融部を有する竪型ガス化溶融炉と、
混合物圧縮ブロックを上記竪型ガス化溶融炉の熱分解部に供給する供給装置と、
上記ガス改質部でガス改質された改質ガスを精製し燃料ガスとして回収するガス精製装置とを備え、
上記竪型ガス化溶融炉の熱分解部は、混合物圧縮ブロックを熱分解・ガス化し、ガス改質部は発生したガスをガス改質し、溶融部は、混合物圧縮ブロックの不燃物を溶融し排出し、
上記圧縮装置は、ポリ塩化ビフェニル汚染固形物の量を、固定炭素を含む廃棄物量の２０重量％以下の量として圧縮ブロックを成形することとすることを特徴とするポリ塩化ビフェニル汚染固形物の処理装置。
【請求項１】
ポリ塩化ビフェニルで汚染された廃油を、竪型ガス化溶融炉により無害化するとともにガス化し燃料ガスとして回収するポリ塩化ビフェニル汚染廃油の処理方法であって、
固定炭素を含む廃棄物を回分的に圧縮し圧縮ブロックを成形する圧縮工程と、
圧縮ブロックとともにポリ塩化ビフェニル汚染廃油を竪型ガス化溶融炉の熱分解部に供給して熱分解・ガス化し、発生したガスを上記竪型ガス化溶融炉のガス改質部でガス改質し、不燃物を上記竪型ガス化溶融炉の溶融部で溶融し排出するガス化溶融工程と、
ガス改質した改質ガスを精製し燃料ガスとして回収するガス精製工程とを備え、
上記ガス化溶融工程にて、ポリ塩化ビフェニル汚染廃油を圧縮ブロック供給量の２０重量％以下の供給量で上記熱分解部に供給することを特徴とするポリ塩化ビフェニル汚染廃油の処理方法。
【請求項２】
ポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染固形物を、竪型ガス化溶融炉により無害化するとともにガス化し燃料ガスとして回収するポリ塩化ビフェニル汚染固形物の処理方法であって、
ポリ塩化ビフェニル汚染固形物と固定炭素を含む廃棄物との混合物を回分的に圧縮し混合物圧縮ブロックを成形する圧縮工程と、
混合物圧縮ブロックを竪型ガス化溶融炉の熱分解部に供給して熱分解・ガス化し、発生したガスを上記竪型ガス化溶融炉のガス改質部でガス改質し、不燃物を上記竪型ガス化溶融炉の溶融部で溶融し排出するガス化溶融工程と、
ガス改質した改質ガスを精製し燃料ガスとして回収するガス精製工程とを備え、
上記圧縮工程にて、ポリ塩化ビフェニル汚染固形物を、固定炭素を含む廃棄物の２０重量％以下の比率で混合して混合物圧縮ブロックを成形することを特徴とするポリ塩化ビフェニル汚染固形物の処理方法。
【請求項３】
ポリ塩化ビフェニルで汚染された廃油を無害化するとともにガス化し燃料ガスとして回収するポリ塩化ビフェニル汚染廃油の処理装置であって、
固定炭素を含む廃棄物を回分的に圧縮し圧縮ブロックを成形する圧縮装置と、
熱分解部、ガス改質部及び溶融部を有する竪型ガス化溶融炉と、
圧縮ブロックと塩化ビフェニル汚染廃油を上記熱分解部に供給する供給装置と、
上記ガス改質部でガス改質された改質ガスを精製し燃料ガスとして回収するガス精製装置とを備え、
上記竪型ガス化溶融炉の熱分解部は、圧縮ブロックとポリ塩化ビフェニル汚染廃油とを熱分解・ガス化し、ガス改質部は、発生したガスをガス改質し、溶融部は、圧縮ブロックとポリ塩化ビフェニル汚染廃油の不燃物を溶融し排出し、
上記供給装置は、ポリ塩化ビフェニル汚染廃油を圧縮ブロック供給量の２０重量％以下の供給量で上記熱分解部に供給することとすることを特徴とするポリ塩化ビフェニル汚染廃油の処理装置。
【請求項４】
ポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染固形物を無害化するとともにガス化し燃料ガスとして回収するポリ塩化ビフェニル汚染固形物の処理装置であって、
ポリ塩化ビフェニル汚染固形物と固定炭素を含む廃棄物との混合物を回分的に圧縮し混合物圧縮ブロックを成形する圧縮装置と、
熱分解部、ガス改質部及び溶融部を有する竪型ガス化溶融炉と、
混合物圧縮ブロックを上記竪型ガス化溶融炉の熱分解部に供給する供給装置と、
上記ガス改質部でガス改質された改質ガスを精製し燃料ガスとして回収するガス精製装置とを備え、
上記竪型ガス化溶融炉の熱分解部は、混合物圧縮ブロックを熱分解・ガス化し、ガス改質部は発生したガスをガス改質し、溶融部は、混合物圧縮ブロックの不燃物を溶融し排出し、
上記圧縮装置は、ポリ塩化ビフェニル汚染固形物の量を、固定炭素を含む廃棄物量の２０重量％以下の量として圧縮ブロックを成形することとすることを特徴とするポリ塩化ビフェニル汚染固形物の処理装置。
【図１】
【公開番号】特開２０１２−５５５４５（Ｐ２０１２−５５５４５Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０２９２０（Ｐ２０１０−２０２９２０）
【出願日】平成２２年９月１０日（２０１０．９．１０）
【出願人】（０００００４１２３）ＪＦＥエンジニアリング株式会社 (1,044)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１０日（２０１０．９．１０）
【出願人】（０００００４１２３）ＪＦＥエンジニアリング株式会社 (1,044)
【Ｆターム（参考）】
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