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【発明の名称】 汚染物質の加熱処理装置
【発明者】 【氏名】藤田 理人

【氏名】奥村 泰一
【要約】 【課題】汚染物質に含まれているダイオキシン等の有機塩素化合物の分解機能に優れ、かつ、流通ガス中に含まれる水分やタール分等の凝縮防止を図る。

【構成】内筒１１と外筒１２により２重筒形回転体１０を形成する。内筒１１の前端部に１次空気導入部２０を有する被処理物導入装置２１を設けると共に内筒の内壁面に被処理物移送用の螺旋板２２を設ける。更に、外筒１２の前端部に被処理物排出フード１７を設けると共に外筒の後端部に排ガス排出フード１８を設ける。更に、被処理物排出フード１７に２次空気導入部２４と被処理物排出部２５とを設けると共に排ガス排出フードに排ガス排出部２６を設ける。更に、２重筒形回転体１０を前端部が後端部よりも低くなるように前傾させると共に２重筒形回転体の外側に加熱手段１６を設ける。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイオキシンやＰＣＢ等の有機塩素化合物に汚染された土壌や底質などの汚染物質を無害化する汚染物質の加熱処理装置において、内筒と外筒により２重筒形回転体を形成し、前記内筒の前端部に１次空気導入部を有する被処理物導入装置を設けると共に、前記内筒の内壁面に被処理物移送用の螺旋板を設け、更に、前記外筒の前端部に被処理物排出フードを設けると共に、前記外筒の後端部に排ガス排出フードを設け、更に、前記被処理物排出フードに２次空気導入部と被処理物排出部とを設けると共に、前記排ガス排出フードに排ガス排出部を設け、かつ、前記２重筒形回転体を前端部が後端部よりも低くなるように前傾させると共に、前記２重筒形回転体の外側に加熱手段を設けたことを特徴とする汚染物質の加熱処理装置。
【請求項２】
前記内筒と前記外筒との間隙に接続リブを設けて前記内筒と前記外筒とを一体化したことを特徴とする請求項１記載の汚染物質の加熱処理装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイオキシン（ＤＸＮｓ）やＰＣＢなどの有機塩素化合物に汚染された土壌やヘドロ（以下、底質という。）などの汚染物質を無害化する汚染物質の加熱処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図４に示すように、２基の加熱装置５１，５２を上下２段に設置すると共に、上段加熱装置５１の出口５３と下段加熱装置５２の入口５４とを略垂直な連結ダクト５５によって連結した加熱処理装置５０を用いてダイオキシン（ＤＸＮｓ）やＰＣＢなどの有機塩素化合物に汚染された汚染物質ｍを無害化する汚染物質の加熱処理方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この加熱処理方法では、上段加熱装置５１で加熱した汚染物質ｍを連結ダクト５５を経て下段加熱装置５２に供給するようにしているが、連結ダクト５５を通過する間に上段加熱装置５１によって加熱された汚染物質ｍが大幅に温度低下（例えば、１５０〜２００℃程度低下）することが分かった。この温度低下を補うには、下段加熱装置５２の長さを長くしたり、或いは、下段加熱装置５２に設けた電熱ヒーター（図示せず）の容量や灯油バーナ（図示せず）を増加することが必要であるが、その場合、下段加熱装置５２が長大になる一方、電熱ヒーターの消費電力や灯油バーナの灯油の消費量が増加すると言う問題がある。
【０００４】
他方、下段加熱装置５２に供給した２次空気ｊは、連結ダクト５５を経てその上部に設置した高温分離装置５６に流入するため、連結ダクト５５内を落下する汚染物質ｍに付随する粉塵を大量に噴き上げることになる。このため、高温分離装置５６内に設けた高温バグフィルタやセラミックフィルタなどのフィルタが目詰まりする虞れがある。なお、符号ｉは、下段加熱装置５１に供給した１次空気である。更に、上記のように、２基の加熱装置５１，５２を上下２段に設置すると、加熱処理装置５０の高さが必然的に高くなり、加熱処理装置５０のメンテナンスが高所作業になるなどの問題があった。
【０００５】
このような問題を解消するため、内筒と外筒よりなる２重筒形状の加熱処理装置を考案するに至ったが、図５に示すように、内筒６１と外筒６２とからなる２重筒形状の加熱処理装置６０があることが分かった（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
しかし、従来の加熱処理装置６０は、導入口６３から内筒６１と外筒６２との間隙を通って外筒６２の奥に焼却灰ｎを移送するため、図６に示すように、小径管部６４の外周面にスクリュー状の羽根６５を設けると共に、内筒６１の外周面に軸線に平行な複数の仕切羽根６６や螺旋状の多数のガイド羽根６７ａ，６７ｂを設けているので、構造が複雑なものになっている。その上、内筒６１と外筒６２との回転が異なるように、それぞれ、独立した回転機構６８，６９を備えているので、回転機構などが複雑になる問題がある。従って、建設コストやメンテナンスコストが嵩むことになる。
【０００７】
また、従来の加熱処理装置６０は、外筒６２の奥側において、外筒６２内の焼却灰ｎを重力に逆らって内筒６１内にかき上げるため、内筒６１内に仕切壁７０を設けると共に、その側面に傾斜した多数のガイド板７１，７２を設けている。更に、上記小径管部６４内に焼却灰払い出し用のスクリュー羽根７３を設けているので、構造が非常に複雑なものになっている。
【０００８】
また、この加熱処理装置６０は、流通ガスｐを灰温度の低い外筒６２の前端部から排出する構造になっているため、灰に比べて水分や可燃分を多く含む土壌や底質などの汚染物質を加熱処理する場合は、加熱処理により蒸発した水分や可燃分の燃焼によって生じたタール分が流通ガスに多量に含まれ、流通ガスｐ中の含まれる水分やタール分の凝縮によってホッパ７４と外筒６２とを連通する配管７５の閉塞や、フィルター７６の目詰まりが発生する虞れがある。更に、この加熱処理装置６０は、流通ガスｐの取入口が一つであるからダイオキシンやＰＣＢなどの有機塩素化合物を分解に使用する酸素量が不足気味となり、有害な有機塩素化合物の分解機能が必ずしも充分とは言い難い。
【特許文献１】特開２００５−１５２８８２号公報
【特許文献２】特開２００３−１２６８０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記のような問題を改善するためになされたものであり、第１の目的は、汚染物質に含まれているダイオキシンやＰＣＢなどの有機塩素化合物の分解機能に優れると共に、流通ガス中に含まれる水分やタール分などの凝縮防止を図ることができる汚染物質の加熱処理装置を提供することにある。更に、第２の目的は、従来の２重筒形状の加熱処理装置に比較して被処理物送り手段や回転機構などが簡単な汚染物質の加熱処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
係る目的を達成するため、請求項１に記載の発明に係る汚染物質の加熱処理装置は、ダイオキシンやＰＣＢ等の有機塩素化合物に汚染された土壌や底質などの汚染物質を無害化する汚染物質の加熱処理装置において、内筒と外筒により２重筒形回転体を形成し、前記内筒の前端部に１次空気導入部を有する被処理物導入装置を設けると共に、前記内筒の内壁面に被処理物移送用の螺旋板を設け、更に、前記外筒の前端部に被処理物排出フードを設けると共に、前記外筒の後端部に排ガス排出フードを設け、更に、前記被処理物排出フードに２次空気導入部と被処理物排出部とを設けると共に、前記排ガス排出フードに排ガス排出部を設け、かつ、前記２重筒形回転体を前端部が後端部よりも低くなるように前傾させると共に、前記２重筒形回転体の外側に加熱手段を設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の汚染物質の加熱処理装置において、前記内筒と前記外筒との間隙に接続リブを設けて前記内筒と前記外筒とを一体化したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
上記のように、請求項１に記載の発明は、汚染物質の加熱処理装置において、内筒の前端部に１次空気導入部を有する処理物導入装置を設けると共に、被処理物排出フードに２次空気導入部を設け、前記１次空気導入部から導入した新鮮な１次空気によって汚染物質に含有されている水分を蒸発し、可燃分を燃焼させた後、前記２次空気導入部から導入した新鮮な２次空気に含まれている豊富な酸素を使用して汚染土に含有されているダイオキシンやＰＣＢなどの有害な有機塩素化合物を確実に分解することが可能になった。
【００１３】
また、この発明は、排ガス温度の高い排ガス排出フードの部分、すなわち、被処理物である汚染物質の加熱処理過程の途中から排ガスを排出できる構造になっているため、水分やタール分の凝縮に起因する配管の閉塞を防止することができる。また、高温集塵器を採用することにより、フィルターの目詰まりを起すこと無く、徐じんを行うことができるようになった。
【００１４】
また、内筒と外筒とが接続され、内筒と外筒とが一体となって回転するので、従来の２重筒形状の加熱処理装置に比べて構造及び回転機構が簡素化され、構造が極めてシンプルになった。また、仕切り板やガイド羽根なども、内筒の内壁面に設けた半径方向高さ２０〜３０％程度の螺旋板、或いは、外筒の内壁面に設けた半径方向高さ２０〜３０％程度の螺旋板や攪拌手段だけで良く、構造がシンプルになった。
【００１５】
このため、建設コストを安価に押えることができる。また、不具合も起き難いと予想されるので、メンテナンスコストも軽減することが可能となった。また、この発明は、被処理物としての汚染物質が重力によって内筒から外筒に自然落下するので、従来の２重筒形状の加熱処理装置に比べて構造がシンプルとなった。
【００１６】
また、請求項２に記載の発明は、前記内筒と前記外筒との間隙に接続リブを設けて前記内筒と前記外筒とを一体化したので、従来の２重筒形状の加熱処理装置に比べて構造及び回転機構ともシンプル化することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係る汚染物質の加熱処理装置を含む汚染土処理施設の全体構成図であり、ダイオキシン（ＤＸＮｓ）やＰＣＢなどの有機塩素化合物に汚染された土壌やヘドロ（以下、底質という。）などの汚染物質を無害化するようになっている。なお、この実施の形態では、汚染物質として底質を例に採る。
【００１９】
例えば、ダイオキシンで汚染された底質ａは、乾燥手段１によって乾燥された後、その下方のホッパ２に一時的に蓄えられる。ホッパ２に貯蔵された乾燥底質ｂは、後述する加熱処理装置３によって加熱処理される。加熱処理装置３によって浄化又は無害化された底質ｃは、その下方に設置した冷却器４によって急冷される（例えば、４５０〜４７０℃→８０〜１００℃程度。）。
【００２０】
他方、加熱処理装置３より排出された排ガスｄは、高温集塵器５に導入され、当該高温集塵器５内の高温バグフィルタ、セラミックフィルタなどのフィルタ６によって濾過される。フィルタ６によって除じんされた粉塵ｅは、前記ホッパ２に戻される。フィルタ６を通過した排ガスｄは、排ガス加熱処理装置７によって加熱され、ＣＯ（一酸化炭素）、タール分、ダイオキシン（ＤＸＮｓ）が熱分解される。この排ガス加熱処理装置７には、燃料ｆ及び燃焼用空気ｇが供給される。排ガス加熱処理装置７で処理された排ガスｄは、更に、排ガス処理系活性炭素吸着法や湿式洗煙法などを適用した後処理装置８によって後処理した後、大気中に放出される。
【００２１】
上記加熱処理装置３は、図２に示すように、内筒１１と外筒１２からなる２重筒形回転体１０を有している。この２重筒形回転体１０は、前後二ヶ所の部分において、内筒１１と外筒１２との間に複数の支持体１３を放射状に設けて両者を一体化している。その上、２重筒形回転体１０は、前端部が後端部よりも、若干、低くなるように前傾している。また、外筒１２の前後二ヶ所に円環状のタイヤ１４を設けると共に、これらのタイヤ１４を駆動ローラ１５によって支持して２重筒形回転体１０が所定の速度（例えば、１〜１０ｒｐｍ程度）で回転するようにしている。また、外筒１２の外側に電熱ヒーター１６を設けている。この電熱ヒーター１６の加熱温度は、５００〜５５０℃に設定されている。その上、この電熱ヒーター１６は、５００〜５５０℃の範囲内で１０℃ずつ温度調整できるようになっている。
【００２２】
更に、上記外筒１２の前端部に被処理物排出フード１７を設けると共に、外筒１２の後端部に排ガス排出フード１８を設けている。更に、前記内筒１１の前端部に１次空気導入部２０を有する被処理物導入装置２１を設けると共に、内筒１１の内壁面に被処理物移送用の螺旋板２２を設けている。この被処理物導入装置２１としては、スクリューフィーダー、シュート、プッシャーなどがある。また、螺旋板２２の高さとしては、内筒１１の半径の２０〜３０％程度が好ましい。２０％未満の場合は、被処理物の移送が不足する。尚、所望により、外筒１２には、ヒータ１６から外れた内壁部分に螺旋板（図示せず）を設け、ヒータ部分には、リフターを設けても良い。
【００２３】
更に、被処理物排出フード１７の上部に２次空気導入部２４を設けると共に、被処理物排出フード１７の下部に処理物排出部２５を設けている。更に、排ガス排出フード１８の上部に排ガス排出部２６を設けている。また、所望により、外筒１２の内壁面に攪拌手段として良い。更に、外筒１２の外側に付着防止用のハンマリング装置を設けても良い。
【００２４】
次に、上記加熱処理装置の作用について説明する。
【００２５】
乾燥器１によって乾燥された底質ｂは、図２に示すように、被処理物導入装置２１によって２重筒形回転体１０の内筒１１内に供給される。２重筒形回転体１０の内筒１１に供給された底質ｂは、２重筒形回転体１０の回転に伴い、内筒１１の内壁面に設けた螺旋板２２によって排ガス排出フード１８の方向に連続的に移送される。内筒１１内を移動中の底質ｂは、外筒１２の外側に設けた電熱ヒーター１６によって加熱される。その際、上記被処理物導入装置２１のケーシング２３に設けた１次空気導入部２０から内筒１１内に新鮮な１次空気ｉが供給されるので、底質ｂに含まれている水分が蒸発し、可燃分が燃焼する。その間、１次空気ｈは、底質ｂと並行に流れる。内筒１１内で発生した排ガスｄは、排ガス排出フード１８の上部に設けた排ガス排出部２６を通って高温集塵器５に供給される。
【００２６】
内筒１１の出口に達した底質ｂは、内筒１１から外筒１２内に自然落下する。内筒１１の出口温度は、３００〜４００℃程度になっている。外筒１２内に落下した底質ｂは、２重筒形回転体１０の前傾姿勢と２重筒形回転体１０の回転により、排ガス排出フード１８側から被処理物排出フード１７側の方向に移送される。その際、外筒１２内にリフター（図示せず）を設けることにより、底質ｂの攪拌を促進することができる。その間、外筒１２内の底質ｂは、電熱ヒーター１６によって所定の温度（例えば、４５０〜４７０℃程度）に加熱される。その際、被処理物排出フード１７に設けた２次空気導入部２４から新鮮な２次空気ｊが供給されるので、底質ｂに含まれているダイオキシン（ＤＸＮｓ）やＰＣＢなどの有機塩素化合物が２次空気ｊ中の酸素によって酸化分解され、無害な底質ｃとなる。この際、２次空気ｊは、被処理物排出フード１７から排ガス排出フード１８の方向に流動するため、２次空気ｊと底質ｂ又はｃは、対向流となる。この２次空気ｊは、排ガス排出フード１８の排ガス排出部２６より高温集塵器５に供給される。他方、無害化した底質ｃは、処理物排出部２６から冷却器４に供給される。
【００２７】
尚、図３の汚染物質の加熱処理装置は、排ガス排出フード１８をダクト型に変更した点が図２の汚染物質の加熱処理装置と相違するだけであるから、同じ部品に同じ符号を付与して詳細な説明を省略する。また、加熱手段としては、電熱ヒータ以外に灯油バーナなどを適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る汚染物質の加熱処理装置を含む加熱処理設備の全体構成図である。
【図２】本発明に係る汚染物質の加熱処理装置の断面図である。
【図３】本発明に係る汚染物質の加熱処理装置の他の実施態様を示す断面図である。
【図４】従来の上下２段式の加熱処理装置の概略構成図である。
【図５】従来の２重管式の加熱処理装置の概略構成図である。
【図６】従来の２重管式の加熱処理装置の要部断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０ ２重筒形回転体
１１ 内筒
１２ 外筒
１６ 加熱手段
１７ 被処理物排出フード
１８ 排ガス排出フード
２０ １次空気導入部
２１ 被処理物導入装置
２２ 螺旋板
２４ ２次空気導入部
２５ 被処理物排出部
２６ 排ガス排出部
【出願人】 【識別番号】０００００５９０２
【氏名又は名称】三井造船株式会社
【出願日】 平成１８年３月３１日（２００６．３．３１）
【代理人】 【識別番号】１０００６６８６５
【弁理士】
【氏名又は名称】小川 信一

【識別番号】１０００６６８５４
【弁理士】
【氏名又は名称】野口 賢照

【識別番号】１０００６８６８５
【弁理士】
【氏名又は名称】斎下 和彦
【公開番号】 特開２００８−４９２０７（Ｐ２００８−４９２０７Ａ）
【公開日】 平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【出願番号】 特願２００６−９６８５６（Ｐ２００６−９６８５６）