JP5902996B2 - Detoxification treatment apparatus for organic halogen compounds and detoxification treatment method - Google Patents
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Description
本発明は、PCB混入絶縁油など油中の有機ハロゲン化合物を金属ナトリウムで無害化する有機ハロゲン化合物の無害化処理装置及び無害化処理方法に関する。 The present invention relates to an organic halogen compound detoxification treatment apparatus and a detoxification treatment method for detoxifying an organic halogen compound in oil such as PCB mixed insulating oil with metallic sodium.
PCB(ポリ塩化ビフェニル)は、不燃性で化学安定性及び電気絶縁性に優れるため、従来、電気機器の絶縁油などとして使用されていたが、その有害性から現在では使用が禁止され、保管されているPCB及びPCBを含有する廃油などについても、平成13年に制定された「ポリ塩化ビフェニル廃棄物の適正な処理の推進に関する特別措置法(PCB特措法)」により、平成28年7月までに処理を完了することが義務付けられている。 PCB (polychlorinated biphenyl) is nonflammable and excellent in chemical stability and electrical insulation, so it was conventionally used as an insulating oil for electrical equipment, but its use is now prohibited and stored due to its harmfulness. PCBs and waste oils containing PCBs, etc., by July 2016, according to the “Special Measures Law for Promotion of Proper Treatment of Polychlorinated Biphenyl Waste (PCB Special Measures Law)” enacted in 2001 Completion of processing is required.
PCBの脱塩素化技術は、これまでに多くの方法が提案されており、幾つかの方法は実用化されている。金属ナトリウムとPCBとを反応させPCBを脱塩素化させる方法は、PCB含有絶縁油の無害化処理に使用され、処理プラントも稼働中である。金属ナトリウムとPCB含有絶縁油とを反応させPCBを脱塩素化する代表的な処理プロセスは、被処理油に含まれる水分を除去する脱水工程、PCBと金属ナトリウムとを反応させ脱塩素化する反応工程、余剰の金属ナトリウムをクエンチングするクエンチング工程、処理済油中の不純物を除去する精製工程からなる(例えば特許文献1、2参照)。 Many methods have been proposed for PCB dechlorination techniques, and several methods have been put to practical use. The method of dechlorinating PCB by reacting sodium metal with PCB is used for detoxification treatment of PCB-containing insulating oil, and the treatment plant is also in operation. A typical treatment process for dechlorinating PCB by reacting metallic sodium with PCB-containing insulating oil is a dehydration step for removing moisture contained in the oil to be treated, and a reaction for dechlorination by reacting PCB with metallic sodium. It consists of a process, a quenching process for quenching excess metal sodium, and a purification process for removing impurities in the treated oil (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
PCBと金属ナトリウムとを反応させPCBを脱塩素化する従来の処理プロセスでは、各工程で使用する薬剤、操作条件が異なるため処理プロセス全体としては工程数も多く、操作も複雑なものとなっている。さらに工程毎に独立した装置が必要であり、設備も大掛かりなものとなっている。 In the conventional treatment process in which PCB and metal sodium are reacted to dechlorinate PCB, the chemicals used in each step and the operating conditions are different, so the number of steps in the whole treatment process is large and the operation is complicated. Yes. Furthermore, an independent apparatus is required for each process, and the facilities are large.
本発明の目的は、処理プロセスを簡素化し、単純な装置構成及び簡便な操作によりPCB混入絶縁油など油中の有機ハロゲン化合物を無害化することができる有機ハロゲン化合物の無害化処理装置及び無害化処理方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a detoxification treatment apparatus and detoxification of an organic halogen compound that can simplify the treatment process and detoxify an organic halogen compound in oil such as PCB mixed insulating oil by a simple apparatus configuration and simple operation. It is to provide a processing method.
本発明は、油中の有機ハロゲン化合物と金属ナトリウムと水素供与体とを反応させ、有機ハロゲン化合物を脱ハロゲン化する有機ハロゲン化合物の無害化処理装置であって、油中の有機ハロゲン化合物と金属ナトリウムとを反応させる第1反応器と、固体表面に水酸基を有する固体水素供与体を内蔵し、前記第1反応器で反応した被処理油と前記固体水素供与体とを接触、反応させる第2反応器と、前記第1反応器と前記第2反応器との間を被処理油を循環可能に結ぶ循環ラインと、を備え、前記固体水素供与体がセルロース又はセルロースを主成分とする素材からなり、前記第2反応器が、有機ハロゲン化合物が脱ハロゲン化された処理済油に残存する余剰の金属ナトリウムをクエンチングするクエンチング装置、有機ハロゲン化合物が脱ハロゲン化された処理済油に含まれる固体状不純物を分離する油精製装置としても機能することを特徴とする有機ハロゲン化合物の無害化処理装置である。 The present invention relates to an organic halogen compound detoxifying apparatus for reacting an organic halogen compound in oil with metallic sodium and a hydrogen donor to dehalogenate the organic halogen compound. A first reactor for reacting with sodium, a solid hydrogen donor having a hydroxyl group on the solid surface, and a second oil that is reacted in the first reactor and the solid hydrogen donor are brought into contact with each other and reacted. A reactor, and a circulation line that circulates the oil to be treated between the first reactor and the second reactor so that the oil to be treated can be circulated , wherein the solid hydrogen donor is made of cellulose or cellulose-based material becomes the second reactor, quenching apparatus in which an organic halogen compound is quenching the excess metallic sodium remaining in the treated oil dehalogenated, the organic halogen compound is removed A detoxification device organohalogen compound, characterized in that also functions as an oil purification device for separating the solid impurities contained in the halogenated been processed oil.
また本発明は、前記有機ハロゲン化合物の無害化処理装置において、前記固体水素供与体が、綿であることを特徴とする。 The present invention is also characterized in that, in the organic halogen compound detoxifying apparatus, the solid hydrogen donor is cotton .
また本発明は、前記有機ハロゲン化合物の無害化処理装置において、前記固体水素供与体が、フィルター状であり、前記第2反応器がろ過器タイプの反応器であることを特徴とする。 The present invention is also characterized in that in the organic halogen compound detoxifying apparatus, the solid hydrogen donor is in the form of a filter, and the second reactor is a filter type reactor.
また本発明は、前記有機ハロゲン化合物の無害化処理装置において、前記第1反応器で反応した被処理油が、前記第2反応器を通過するときの圧力損失から前記固体水素供与体の破過状態を検知することを特徴とする。 According to the present invention, in the organic halogen compound detoxification treatment apparatus, oil to be treated that has reacted in the first reactor breaks through the solid hydrogen donor from pressure loss when passing through the second reactor. It is characterized by detecting a state.
また本発明は、前記有機ハロゲン化合物の無害化処理装置を用いた有機ハロゲン化合物の無害化処理方法であって、前記第1反応器で、油中の有機ハロゲン化合物と金属ナトリウムとを反応させる第1反応工程と、前記第2反応器で、前記第1反応工程後の被処理油と前記固体水素供与体とを接触、反応させる第2反応工程と、前記第2反応工程の後の被処理油中の有機ハロゲン化合物の濃度を確認する確認工程と、確認工程後、処理済油を冷却しながら、前記第2反応器で処理済油に残存する余剰の金属ナトリウムをクエンチングすると共に、処理済油に含まれる固体状不純物を分離するクエンチング・油精製工程と、を含むことを特徴とする有機ハロゲン化合物の無害化処理方法である。 The present invention is also a method for detoxifying an organic halogen compound using the organohalogen compound detoxifying apparatus, wherein the first reactor reacts an organic halogen compound in oil with metallic sodium. 1 reaction step, a second reaction step in which the oil to be treated after the first reaction step and the solid hydrogen donor are contacted and reacted in the second reactor, and a treatment after the second reaction step A confirmation step for confirming the concentration of the organic halogen compound in the oil, and after the confirmation step, while cooling the treated oil, the second reactor is used to quench excess metal sodium remaining in the treated oil and to treat the oil. And a quenching / oil refining step for separating solid impurities contained in the finished oil.
本発明の有機ハロゲン化合物の無害化処理装置及び無害化処理方法は、水素供与体に固体表面に水酸基を有する固体水素供与体を使用し、さらに該固体水素供与体を余剰の金属ナトリウムをクエンチングするクエンチング手段、処理済油に含まれる固体状不純物を分離する油精製手段としても使用するので、処理プロセスが簡素化され、単純な装置構成及び簡便な操作によりPCB混入絶縁油など油中の有機ハロゲン化合物を無害化することができる。 The organohalogen compound detoxification treatment apparatus and detoxification treatment method of the present invention use a solid hydrogen donor having a hydroxyl group on the solid surface as a hydrogen donor, and further quench the excess metal sodium with the solid hydrogen donor. Because it is also used as a quenching means and an oil refining means for separating solid impurities contained in the treated oil, the treatment process is simplified, and a simple apparatus configuration and a simple operation can be used in the oil such as PCB mixed insulating oil. Organic halogen compounds can be rendered harmless.
図1は、本発明の実施の一形態である有機ハロゲン化合物の無害化処理装置を含む有機ハロゲン化合物無害化処理設備1の概略的構成を示す図である。図2は、有機ハロゲン化合物無害化処理設備1の処理手順を示すフローチャートである。以下、柱上変圧器から抜き出されたPCB微量混入絶縁油と、PCB微量混入絶縁油を抜き出した後の柱上変圧器を破砕しこれを真空加熱し回収される留出液との混合物を被処理油とする場合を例にとり、有機ハロゲン化合物無害化処理設備1(以下、無害化処理設備1と記す)の構成及び処理手順について説明する。 FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an organic halogen compound detoxification treatment facility 1 including an organic halogen compound detoxification treatment apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a flowchart showing the processing procedure of the organic halogen compound detoxification processing facility 1. Hereinafter, a mixture of the PCB trace mixed insulating oil extracted from the pole transformer and the distillate collected by crushing the column transformer after extracting the PCB trace insulating oil and vacuum heating it. Taking the case of using the oil to be treated as an example, the configuration and processing procedure of the organic halogen compound detoxification treatment facility 1 (hereinafter referred to as detoxification treatment facility 1) will be described.
無害化処理設備1は、被処理油に含まれるPCBと金属ナトリウムとさらに水素供与体とを反応させPCBを脱塩素化(分解)する工程を第1反応器15及び第2反応器17を使用して行い、水素供与体に固体の水素供与体(固体水素供与体)を使用すると共に、この固体水素供与体を脱塩素化された絶縁油(処理済油)に含まれる余剰の金属ナトリウムをクエンチングするクエンチング剤(クエンチング手段)、処理済油に含まれる固体状の不純物を吸着分離する吸着剤(油精製手段)として使用する点に大きな特徴がある。 The detoxification treatment facility 1 uses the first reactor 15 and the second reactor 17 for the step of dechlorinating (decomposing) PCB by reacting PCB, metal sodium, and hydrogen donor contained in the oil to be treated. The solid hydrogen donor (solid hydrogen donor) is used as the hydrogen donor, and surplus metallic sodium contained in the dechlorinated insulating oil (treated oil) is removed from the solid hydrogen donor. It has a great feature in that it is used as a quenching agent (quenching means) for quenching and an adsorbent (oil refining means) for adsorbing and separating solid impurities contained in the treated oil.
無害化処理設備1は、被処理油を貯留する貯留タンク11、被処理油に含まれる水を除去する減圧蒸留槽13、PCBを金属ナトリウムと反応させ脱塩素化する第1反応器15、第1反応器15で金属ナトリウムと反応したPCBを含む被処理油と固体水素供与体41とを反応させ、処理済油を得る第2反応器17、処理済油に残存する未反応の金属ナトリウム及び固体状の不純物を除去し得られる精製油を貯留する処理済油タンク19を備える。 The detoxification treatment facility 1 includes a storage tank 11 for storing the oil to be treated, a vacuum distillation tank 13 for removing water contained in the oil to be treated, a first reactor 15 for dechlorination by reacting PCB with metallic sodium, The second reactor 17 for obtaining the treated oil by reacting the to-be-treated oil containing PCB reacted with the metallic sodium in the reactor 15 and the solid hydrogen donor 41, the unreacted metallic sodium remaining in the treated oil, and A treated oil tank 19 is provided for storing refined oil obtained by removing solid impurities.
被処理油は、柱上変圧器から抜き出されたPCB微量混入絶縁油と、PCB微量混入絶縁油を抜き出した後の柱上変圧器を破砕し、これを真空加熱し回収される留出液との混合物であり、これらは貯留タンク11に貯留された後(受入工程:ステップS1)、減圧蒸留槽13に送られる。なお、被処理油は、これに限定されるものではなく、柱上変圧器から抜き出されたPCB微量混入絶縁油のみを被処理油としてもよく、さらにPCBを多く含む絶縁油を被処理油とすることができる。 The oil to be treated is a distillate that is recovered by crushing the PCB trace insulating oil extracted from the pole transformer and the pole transformer after extracting the PCB trace insulating oil, and vacuum-heating it. These are stored in the storage tank 11 (accepting step: step S1) and then sent to the vacuum distillation tank 13. The oil to be treated is not limited to this. Only the trace amount of insulating oil mixed with PCB extracted from the pole transformer may be used as the oil to be treated, and the insulating oil containing a large amount of PCB may be treated oil. It can be.
減圧蒸留槽13は、ジャケット付き攪拌槽であり、ジャケットに加熱した熱媒を供給することで被処理油を加熱する。また減圧蒸留槽13は、槽内を減圧し被処理油に含まれる水を蒸発させ凝縮し回収する減圧装置(図示を省略)を備え、貯留タンク11から送られた被処理油は、ここで90℃程度に加熱、0.0142Mpa程度に減圧され、被処理油に含まれる水が除去される(脱水工程:ステップS2)。減圧蒸留槽13で水分が除去された被処理油は、第1反応器15に送られる。 The vacuum distillation tank 13 is a jacketed stirring tank, and heats the oil to be treated by supplying a heated heat medium to the jacket. The vacuum distillation tank 13 includes a pressure reducing device (not shown) that depressurizes the inside of the tank and evaporates, condenses, and recovers water contained in the oil to be processed. The oil to be processed sent from the storage tank 11 is here. It is heated to about 90 ° C. and depressurized to about 0.0142 Mpa to remove water contained in the oil to be treated (dehydration step: step S2). The treated oil from which moisture has been removed in the vacuum distillation tank 13 is sent to the first reactor 15.
第1反応器15は、ジャケット付き攪拌槽であり、ここで減圧蒸留槽13で水分が除去された被処理油に金属ナトリウムが添加される。金属ナトリウムは、絶縁油中に金属ナトリウムの微粒子を分散させた金属ナトリウム分散体(SD:soduim dispersion)として第1反応器15に添加される。SD中の金属ナトリウムの大きさは、平均粒子径が約6μmである。ここでは、PCBを十分に脱塩素化し、かつ分解速度(脱塩素化速度)を速めるため、PCBを脱塩素化するに必要な金属ナトリウム量を上回る量の金属ナトリウムが添加される。被処理油と金属ナトリウムとは、攪拌されながらジャケットに供給される加熱した熱媒により90℃程度まで加熱され、PCBは金属ナトリウムと反応し脱塩素化する(第1反応工程:ステップS3)。 The first reactor 15 is a jacketed stirring tank, in which metal sodium is added to the oil to be treated from which water has been removed in the vacuum distillation tank 13. The metallic sodium is added to the first reactor 15 as a metallic sodium dispersion (SD: soduim dispersion) in which fine particles of metallic sodium are dispersed in insulating oil. As for the size of metallic sodium in SD, the average particle size is about 6 μm. Here, in order to sufficiently dechlorinate PCB and increase the decomposition rate (dechlorination rate), an amount of metal sodium exceeding the amount of metal sodium necessary for dechlorination of PCB is added. The oil to be treated and the sodium metal are heated to about 90 ° C. by the heated heating medium supplied to the jacket while being stirred, and the PCB reacts with the sodium metal and dechlorinates (first reaction step: step S3).
第1反応器15は、被処理油中のPCBと金属ナトリウムとを十分に接触させることができれば型式は特に限定されない。被処理油と金属ナトリウム分散体との混合物の粘度は、高くないので汎用の撹拌翼又は撹拌手段を用いることができる。また加熱方法も特に限定されない。 The type of the first reactor 15 is not particularly limited as long as the PCB in the oil to be treated and the metal sodium can be sufficiently brought into contact with each other. Since the viscosity of the mixture of the oil to be treated and the metal sodium dispersion is not high, a general-purpose stirring blade or stirring means can be used. Also, the heating method is not particularly limited.
第2反応器17は、固体水素供与体41を内蔵し、第1反応器15から送られる被処理油と固体水素供与体41とを接触、反応させることでPCBを十分に脱塩素化させる。第2反応器17は、ろ過器タイプの装置であり、内部にコットン製の不織布が底有り筒状に形成されたフィルター形状の固体水素供与体41を有している。金属ナトリウムを含む被処理油は、固体水素供体41を通過することができる。 The second reactor 17 incorporates a solid hydrogen donor 41 and sufficiently dechlorinates PCB by contacting and reacting the oil to be treated sent from the first reactor 15 and the solid hydrogen donor 41. The second reactor 17 is a filter-type device, and has a filter-shaped solid hydrogen donor 41 in which a cotton nonwoven fabric is formed in a cylindrical shape with a bottom. The oil to be treated containing metallic sodium can pass through the solid hydrogen donor 41.
固体水素供与体41を形成するコットン製の不織布は、表面に水酸基(OH基)を有するので、PCBと反応した金属ナトリウム、残存する未反応の金属ナトリウムが固体水素供与体41と接触すると、金属ナトリウムは水酸基と反応し、水素を生成させる。この水素がPCBの脱塩素化反応に作用する。なお、被処理油はパラフィン系の油であり、固体水素供与体41とは反応しない。 The non-woven fabric made of cotton that forms the solid hydrogen donor 41 has a hydroxyl group (OH group) on the surface. Therefore, when the metal sodium reacted with PCB and the remaining unreacted metal sodium come into contact with the solid hydrogen donor 41, the metal Sodium reacts with the hydroxyl group to produce hydrogen. This hydrogen acts on the dechlorination reaction of PCB. The oil to be treated is a paraffinic oil and does not react with the solid hydrogen donor 41.
本実施形態に示す無害化処理設備1では、固体水素供与体41の表面の水酸基と金属ナトリウムとを反応させることで水素を生成させる。このため固体水素供与体41は、被処理油に溶解せず、表面に水酸基(OH基)を有する固体材料であればよく、金属ナトリウムとの反応性の点から材料表面に多くの水酸基を有し、比表面積の大きいものが好ましい。 In the detoxification treatment facility 1 shown in the present embodiment, hydrogen is generated by reacting the hydroxyl group on the surface of the solid hydrogen donor 41 with metallic sodium. Therefore, the solid hydrogen donor 41 may be a solid material that does not dissolve in the oil to be treated and has a hydroxyl group (OH group) on the surface, and has many hydroxyl groups on the material surface in terms of reactivity with metallic sodium. And a thing with a large specific surface area is preferable.
固体水素供与体41の形態は、フィルター形状でなくてもよいが、フィルター形状とすれば、固体水素供与体41と金属ナトリウムとを効率的に接触させることが可能であり好ましい。固体水素供与体41は、不織布以外に織物、紙、多孔質材などを使用することができる。なお、固体水素供与体41の形状を維持するための補強材が設けられていてもよく、フィルターの形状も特定の形状に限定されるものではない。 The form of the solid hydrogen donor 41 may not be in the form of a filter, but a filter form is preferable because the solid hydrogen donor 41 and the metal sodium can be efficiently contacted. As the solid hydrogen donor 41, a woven fabric, paper, a porous material, or the like can be used in addition to the non-woven fabric. In addition, the reinforcing material for maintaining the shape of the solid hydrogen donor 41 may be provided, and the shape of the filter is not limited to a specific shape.
フィルター形状の固体水素供与体41を使用する場合、目開きを大きくし過ぎると、被処理油が通過し易くなり、PCBと反応した金属ナトリウム、未反応の金属ナトリウムと固体水素供与体41との接触機会が低下する。一方、目開きを小さくするとPCBと反応した金属ナトリウム、未反応の金属ナトリウムが固体水素供与体41の表面に捕捉され易くなる。PCBと反応した金属ナトリウム、未反応の金属ナトリウムが固体水素供与体41の表面に捕捉されることは、金属ナトリウムと固体水素供与体41の表面の水酸基との反応の点からは好ましいが、被処理油が固体水素供与体41を通過する際の抵抗が大きくなり、処理速度が低下するため、固体水素供与体41の目開きの大きさを極端に小さくすべきではない。 When the filter-shaped solid hydrogen donor 41 is used, if the opening is made too large, the oil to be treated will easily pass through, and the metal sodium that has reacted with the PCB, the unreacted metal sodium, and the solid hydrogen donor 41 Contact opportunities are reduced. On the other hand, when the mesh is made small, metallic sodium reacted with PCB and unreacted metallic sodium are easily captured on the surface of the solid hydrogen donor 41. It is preferable from the viewpoint of the reaction between the metal sodium and the hydroxyl group on the surface of the solid hydrogen donor 41 that the metal sodium reacted with the PCB and the unreacted metal sodium are trapped on the surface of the solid hydrogen donor 41. Since the resistance when the processing oil passes through the solid hydrogen donor 41 increases and the processing speed decreases, the size of the opening of the solid hydrogen donor 41 should not be extremely small.
PCBと反応した金属ナトリウム、未反応の金属ナトリウムと固体水素供与体41の表面の水酸基とが反応すると、水酸化ナトリウムを生成する。生成した水酸化ナトリウムは、固体水素供与体41の表面に吸着されたままであるので、反応が進行するに従って、固体水素供与体41の目開きが小さくなり、目が詰まってくる。以上の点から固体水素供与体41の目開きの大きさは、添加する金属ナトリウムの平均粒径に1〜5μmを加算した大きさが好ましく、金属ナトリウムの平均粒径に2〜3μmを加算した大きさがより好ましい。 When metal sodium reacted with PCB, unreacted metal sodium and the hydroxyl group on the surface of solid hydrogen donor 41 react, sodium hydroxide is generated. Since the produced sodium hydroxide remains adsorbed on the surface of the solid hydrogen donor 41, as the reaction proceeds, the opening of the solid hydrogen donor 41 becomes smaller and the eyes are clogged. From the above points, the size of the opening of the solid hydrogen donor 41 is preferably a size obtained by adding 1 to 5 μm to the average particle size of the metal sodium to be added, and 2 to 3 μm added to the average particle size of the metal sodium. A size is more preferable.
固体水素供与体41には、植物及び動物由来のもの、合成樹脂由来のものがある。具体的には、セルロース、セルロースを主成分とする木、綿、麻、デンプン、キチン、キトサン、ヒアルロン酸、動物性蛋白質、アセテートレーヨン、酢酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、カルボキシメチルセルロースなどのセルロース系プラスチック、ポリビニルアルコール、生分解性プラスチック、これらを原材料又はこれらを主成分とする繊維、布、紙などが例示される。 The solid hydrogen donor 41 includes those derived from plants and animals and those derived from synthetic resins. Specific examples include cellulose, cellulose based wood, cotton, hemp, starch, chitin, chitosan, hyaluronic acid, animal protein, acetate rayon, cellulose acetate, cellulose acetate propionate, carboxymethylcellulose, and other cellulose plastics. Examples thereof include polyvinyl alcohol, biodegradable plastics, raw materials based on these, and fibers, cloths, and papers containing these as main components.
固体水素供与体41として使用可能か否かの簡便な判断指標として、固体水素供与体41にSDを少量滴下し、そのときの発熱具合を利用することができる。たとえば、床にこぼれたSDをセルロース系の布で拭き取ると激しく発熱するが、水酸基を有していないポリプロピレン製の布で拭き取っても発熱しない。 As a simple judgment index as to whether or not the solid hydrogen donor 41 can be used, a small amount of SD can be dropped on the solid hydrogen donor 41, and the heat generation at that time can be used. For example, when SD spilled on the floor is wiped off with a cellulosic cloth, it generates heat violently, but it does not generate heat even if it is wiped off with a cloth made of polypropylene having no hydroxyl group.
第1反応器15と第2反応器17とは、第1循環ライン21を介して、被処理油を循環可能に接続する。第1循環ライン21は、第1反応器15のボトムと第2反応器17とを結ぶ、循環ポンプ23が介装された送油ライン25、第2反応器17の出口部に設けられた出口ライン27、及び出口ライン27と第1反応器15のトップを結ぶ返送ライン29で構成される。 The first reactor 15 and the second reactor 17 are connected via a first circulation line 21 so that the oil to be treated can be circulated. The first circulation line 21 is connected to the bottom of the first reactor 15 and the second reactor 17, the oil feeding line 25 interposing the circulation pump 23, and the outlet provided at the outlet of the second reactor 17. Line 27, and a return line 29 connecting the outlet line 27 and the top of the first reactor 15.
第1反応器15で所定の時間、撹拌混合され金属ナトリウムと反応したPCBを含む被処理油は、第1循環ライン21を介して第2反応器17に送られる。第2反応器17に送られた被処理油は、固体水素供与体41を外側から内側に通過する。この過程でPCBが固体水素供与体41の水酸基と接触、反応し、PCBに水素が付加され、十分に脱塩素化される(第2反応工程:ステップS4)。第2反応器17から排出される被処理油は、第1循環ライン21を介して第1反応器15に返送される。 The oil to be treated containing PCB that has been stirred and mixed in the first reactor 15 for a predetermined time and reacted with metallic sodium is sent to the second reactor 17 via the first circulation line 21. The oil to be treated sent to the second reactor 17 passes through the solid hydrogen donor 41 from the outside to the inside. In this process, the PCB contacts and reacts with the hydroxyl group of the solid hydrogen donor 41, hydrogen is added to the PCB, and it is sufficiently dechlorinated (second reaction step: step S4). The oil to be treated discharged from the second reactor 17 is returned to the first reactor 15 via the first circulation line 21.
以上のように、被処理油は、第1反応器15と第2反応器17との間を循環しながら、第2反応器17でPCBが十分に脱塩素化される。このとき第1反応器15には、ジャケットに加熱した熱媒が供給され、被処理油は、90℃程度の温度に維持された状態で第1反応器15と第2反応器17との間を循環する。このように第1反応器15の加熱手段を利用することで、第2反応器17に加熱手段を設けることを省略することができる。なお、第1反応器15と同様に、第2反応器17にジャケットなど加熱手段を設けてもよいことは言うまでもない。 As described above, PCB is sufficiently dechlorinated in the second reactor 17 while the oil to be treated is circulated between the first reactor 15 and the second reactor 17. At this time, a heating medium heated in the jacket is supplied to the first reactor 15, and the oil to be treated is maintained between the first reactor 15 and the second reactor 17 while being maintained at a temperature of about 90 ° C. Circulate. By using the heating means of the first reactor 15 in this way, it is possible to omit providing the heating means in the second reactor 17. Needless to say, like the first reactor 15, the second reactor 17 may be provided with heating means such as a jacket.
第1反応器15と第2反応器17との間を循環しながらPCBが十分に脱塩素化された被処理油は、第2循環ライン31を介してサンプリングされ被処理油中のPCB濃度が所定の濃度以下になっているか確認される(確認工程:ステップS5)。 The treated oil from which PCB has been sufficiently dechlorinated while circulating between the first reactor 15 and the second reactor 17 is sampled through the second circulation line 31 and the PCB concentration in the treated oil is increased. It is confirmed whether the concentration is lower than the predetermined concentration (confirmation step: step S5).
第2循環ライン31は、第2反応器17をバイパスする形で設けられている。第1循環ライン21には、第2反応器17をバイパスし、送油ライン25と返送ライン29とを結ぶ、バイパスライン33が設けられ、送油ライン25、バイパスライン33及び返送ライン29で第2循環ライン31を形成する。この第2循環ライン31の途中には、サンプリング弁35が設けられており、サンプリングのときは、第2循環ライン31を介して、被処理油を循環させながら一部サンプリングする。 The second circulation line 31 is provided so as to bypass the second reactor 17. The first circulation line 21 is provided with a bypass line 33 that bypasses the second reactor 17 and connects the oil feed line 25 and the return line 29. The oil feed line 25, the bypass line 33, and the return line 29 Two circulation lines 31 are formed. A sampling valve 35 is provided in the middle of the second circulation line 31, and at the time of sampling, a part is sampled while circulating the oil to be treated through the second circulation line 31.
確認工程で被処理油中のPCB濃度が所定の濃度以下になっていることが確認される(ステップS6)と、PCBの脱塩素化反応は終了し、続いて、PCBが脱塩素化された被処理油(処理済油)のクエンチング・油精製工程に移行する。 When it is confirmed in the confirmation step that the PCB concentration in the oil to be treated is equal to or lower than the predetermined concentration (step S6), the PCB dechlorination reaction is completed, and then the PCB is dechlorinated. Shift to quenching and oil refining process for oil to be treated (treated oil).
未反応の金属ナトリウムは、活性が高いために、これを含む処理済油は、保管、貯蔵、さらには再利用する上で種々の困難が付きまとう。このためクエンチング・油精製工程では、処理済油に含まれる未反応の金属ナトリウムをクエンチングし、さらに処理済油に含まれる固体状の不純物である反応生成物を除去し、精製油を得る。 Since unreacted metallic sodium is highly active, the treated oil containing it is subject to various difficulties in storage, storage, and reuse. For this reason, in the quenching / oil refining step, unreacted metallic sodium contained in the treated oil is quenched, and further, reaction products that are solid impurities contained in the treated oil are removed to obtain a refined oil. .
本実施形態では、被処理油にPCB微量混入絶縁油を抜き出した後の柱上変圧器を破砕しこれを真空加熱し回収される留出液を含むため、被処理油中にC=O結合及びC−O結合を含む酸化変質油が含まれる。C=O結合及びC−O結合を含む酸化変質油が含まれるのは、柱上変圧器に紙、木が含まれ、これらの乾留物が回収絶縁油に含まれることによる。 In the present embodiment, since the column transformer after the PCB trace mixed insulating oil is extracted from the oil to be treated is contained and the distillate collected by vacuum heating is collected, the C = O bond is contained in the oil to be treated. And oxidized modified oils containing C—O bonds. The reason why the oxidized modified oil containing C═O bond and C—O bond is included is that the pole transformer includes paper and wood, and these dry-distilled products are included in the recovered insulating oil.
図3は、紙木類乾留物を含む絶縁油と紙木類乾留物を含まない絶縁油をフーリエ変換赤外分光法FTIRで分析した結果を示す図である。紙木類乾留物を含む絶縁油にはC=Oのピーク1750cm−1が強く表れている。C=O結合を含む酸化変質油としては、カルボン酸、エステル、アルデヒド、ケトンがある。よって、本実施形態では、PCBと金属ナトリウムと固体水素供与体との反応の他、酸化変質油と金属ナトリウム、さらには固体水素供与体とが反応する。 FIG. 3 is a diagram showing the results of analysis by Fourier transform infrared spectroscopy FTIR of insulating oil containing paper-wood dry matter and insulating oil not containing paper-wood dry matter. A peak of 1750 cm −1 of C═O appears strongly in the insulating oil containing the paper tree dry matter. Examples of the oxidized modified oil containing a C═O bond include carboxylic acid, ester, aldehyde, and ketone. Therefore, in this embodiment, in addition to the reaction of PCB, metallic sodium, and solid hydrogen donor, the oxidized modified oil reacts with metallic sodium and further the solid hydrogen donor.
PCBが脱塩素化された処理済油には、PCBと金属ナトリウムと固体水素供与体41との反応生成物の他、酸化変質油と金属ナトリウム、さらには固体水素供与体41との反応生成物が含まれる。さらに余剰の未反応金属ナトリウムも残存している。上記反応生成物、未反応の金属ナトリウムは、固体状となって処理済油中に分散している。 The treated oil from which PCB has been dechlorinated includes the reaction product of PCB, metal sodium and solid hydrogen donor 41, as well as the product of oxidized modified oil and metal sodium, and solid hydrogen donor 41. Is included. In addition, surplus unreacted sodium metal remains. The reaction product and unreacted sodium metal are solid and dispersed in the treated oil.
クエンチング・油精製工程では、第2反応器17を用いて処理済油に含まれる未反応の金属ナトリウムをクエンチングし、さらに処理済油に含まれる固体状の不純物である反応生成物を除去する。確認工程で被処理油中のPCB濃度が所定の濃度以下になっていることが確認されると、第1循環ライン21を通じて、処理済油を第1反応器15と第2反応器17との間を循環させる。このとき処理済油の温度を低下させるべく、第1反応器15のジャケットには、温度の低い熱媒を供給し、第1反応器15を冷却器として使用する。 In the quenching / oil refining process, unreacted metallic sodium contained in the treated oil is quenched using the second reactor 17, and further, reaction products that are solid impurities contained in the treated oil are removed. To do. When it is confirmed in the confirmation step that the PCB concentration in the oil to be treated is below a predetermined concentration, the treated oil is passed through the first circulation line 21 between the first reactor 15 and the second reactor 17. Cycle between them. At this time, in order to lower the temperature of the treated oil, a low-temperature heat medium is supplied to the jacket of the first reactor 15, and the first reactor 15 is used as a cooler.
処理済油は、漸次、温度を低下させながら、第2反応器17において、固体水素供与体41と接触する。このとき処理済油に含まれる未反応の金属ナトリウムは、固体水素供与体41の表面の水酸基と反応し、水酸化ナトリウムとなる。同時に処理済油に含まれる固体状の反応生成物は、固体水素供与体41を通過するとき、固体水素供与体41に吸着、捕捉される(クエンチング・油精製工程:ステップS7)。表面に水酸基を有する固体水素供与体41は、金属ナトリウム、固体状の反応生成物を吸着し易い。 The treated oil is brought into contact with the solid hydrogen donor 41 in the second reactor 17 while gradually decreasing the temperature. At this time, the unreacted metallic sodium contained in the treated oil reacts with the hydroxyl group on the surface of the solid hydrogen donor 41 to become sodium hydroxide. At the same time, when the solid reaction product contained in the treated oil passes through the solid hydrogen donor 41, it is adsorbed and captured by the solid hydrogen donor 41 (quenching / oil refining step: step S7). The solid hydrogen donor 41 having a hydroxyl group on the surface easily adsorbs metallic sodium and a solid reaction product.
生成直後の反応生成物は、凝集性が強いため放置しておくと、漸次、第1反応器15及び/又は第2反応器17の壁面に付着することが分かっている。また種晶を添加すると、反応生成物は種晶に付着し、これを核に成長する。このような性質を有する反応生成物が、固体水素供与体41と接触すると、固体水素供与体41に付着する。クエンチング・油精製工程で、処理済油の温度を低下させる理由は、固体水素供与体41に対する未反応の金属ナトリウム及び反応生成物の吸着性を高めるためである。 It has been found that the reaction product immediately after the formation has a strong cohesiveness and thus gradually adheres to the wall surfaces of the first reactor 15 and / or the second reactor 17 if left as it is. When a seed crystal is added, the reaction product adheres to the seed crystal and grows into a nucleus. When the reaction product having such properties comes into contact with the solid hydrogen donor 41, it adheres to the solid hydrogen donor 41. The reason for lowering the temperature of the treated oil in the quenching / oil refining step is to increase the adsorptivity of unreacted metallic sodium and reaction products to the solid hydrogen donor 41.
第2反応器17を通過する処理済油が増加すると共に、あるいは処理時間が増加すると共に、固体水素供与体41表面の水酸基の数が減少し、逆に水酸化ナトリウムの付着量が増加し、第2反応器17を通過する際の圧力損失が上昇する。このため第2反応器17の入口部の圧力と固体水素供与体41に残存する水酸基の量あるいは割合との関係を取得することで、いわゆる固体水素供与体41の破過曲線を得ることができる。固体水素供与体41の破過曲線を得ておけば、第2反応器17入口部の圧力から、固体水素供与体41の破過状態、より具体的には固体水素供与体41に残存する水酸基の量あるいは割合を把握することができる。 As the treated oil passing through the second reactor 17 increases or the processing time increases, the number of hydroxyl groups on the surface of the solid hydrogen donor 41 decreases, and the amount of sodium hydroxide attached increases, The pressure loss when passing through the second reactor 17 increases. Therefore, a breakthrough curve of the so-called solid hydrogen donor 41 can be obtained by obtaining the relationship between the pressure at the inlet of the second reactor 17 and the amount or ratio of the hydroxyl group remaining in the solid hydrogen donor 41. . If the breakthrough curve of the solid hydrogen donor 41 is obtained, the breakthrough state of the solid hydrogen donor 41, more specifically, the hydroxyl group remaining in the solid hydrogen donor 41 is determined from the pressure at the inlet of the second reactor 17. The amount or percentage of
固体水素供与体41が破過したときは、そのまま廃棄処分するか、水で洗浄、乾燥させ再生させることもできる。また本実施形態では、第2反応器17を1基使用する例を示したが、第2反応器17を2基並列に配置し、交互に切換えながら運転してもよい。 When the solid hydrogen donor 41 breaks through, it can be disposed of as it is or washed with water, dried and regenerated. In the present embodiment, an example in which one second reactor 17 is used has been described. However, two second reactors 17 may be arranged in parallel and operated while being switched alternately.
第2反応器17で処理済油に含まれる未反応の金属ナトリウムがクエンチングされ、さらに処理済油に含まれる固体状の不純物である反応生成物が除去され得られる精製油は、第2反応器17と処理済油タンク19とを結ぶ貯留ライン37を通じて、処理済油タンク19に送られ、貯留される(貯留工程:ステップS8)。 The refined oil obtained by quenching the unreacted metallic sodium contained in the treated oil in the second reactor 17 and removing the reaction product, which is a solid impurity contained in the treated oil, is the second reaction. It is sent to the treated oil tank 19 and stored through a storage line 37 connecting the container 17 and the treated oil tank 19 (storage process: step S8).
後述の実施例の欄に記載するように基礎実験により、(1)水素供与体として脱脂綿を使用しても、水素供与体に水を使用する場合と同等にPCBを十分に分解できる。(2)水素供与体に脱脂綿を使用すると、水素供与体に水を使用する場合に比較して、PCB分解後のpHが4.8低く、油中のナトリウムの99%以上を脱脂綿に吸着させることができる。(3)図5に示すように、分解後の絶縁油が透明であることから、固体状の反応生成物(分解生成懸濁物)も脱脂綿に吸着されることを確認できた。以上のことから水素供与体に脱脂綿を使用する方法は、PCBを十分に分解することが可能で、分解後絶縁油が清浄であり、そのまま燃料油・絶縁油として使用できることが分かった。 As described in the Examples section below, basic experiments (1) Even when absorbent cotton is used as the hydrogen donor, PCB can be sufficiently decomposed in the same manner as when water is used as the hydrogen donor. (2) When absorbent cotton is used for the hydrogen donor, the pH after PCB decomposition is 4.8 lower than when water is used for the hydrogen donor, and 99% or more of sodium in the oil is adsorbed to the absorbent cotton. be able to. (3) Since the insulating oil after decomposition was transparent as shown in FIG. 5, it was confirmed that the solid reaction product (decomposition product suspension) was also adsorbed to the absorbent cotton. From the above, it was found that the method of using absorbent cotton as a hydrogen donor can sufficiently decompose PCB, and the insulating oil after decomposition is clean and can be used as fuel oil / insulating oil as it is.
図4は、他の第2反応器18の概略的構成を示す図である。図1に示す第2反応器17と同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。第2反応器18は、先に示した第2反応器17と同様に、固体水素供与体41を有し、第1反応器15で金属ナトリウムと反応したPCBを含む被処理油と固体水素供与体41とを反応させ、PCBを十分に脱塩素化する。さらに第2反応器17と同様に、クエンチング装置及び油精製装置(不純物除去装置)として使用される。第2反応器18の機能、使用方法は、第2反応器17と基本的に同じである。 FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of another second reactor 18. The same components as those of the second reactor 17 shown in FIG. Similarly to the second reactor 17 shown above, the second reactor 18 has a solid hydrogen donor 41, an oil to be treated containing PCB reacted with metallic sodium in the first reactor 15, and solid hydrogen donation. The body 41 is reacted to sufficiently dechlorinate PCB. Further, similarly to the second reactor 17, it is used as a quenching device and an oil refining device (impurity removing device). The function and usage of the second reactor 18 are basically the same as those of the second reactor 17.
第2反応器18は、流動床タイプの反応器であり、底部に送油ライン25、頂部に出口ライン27が接続し、内部に粒状の固体水素供与体41が充填されている。第2反応器18の底部から被処理油を供給し、固体水素供与体41を流動化させながら、被処理油と固体水素供与体41とを接触、反応させPCBを十分に脱塩素化する。 The second reactor 18 is a fluidized bed type reactor. An oil feed line 25 is connected to the bottom, an outlet line 27 is connected to the top, and a granular solid hydrogen donor 41 is filled inside. The oil to be treated is supplied from the bottom of the second reactor 18 and the solid hydrogen donor 41 is fluidized while the oil to be treated and the solid hydrogen donor 41 are contacted and reacted to sufficiently dechlorinate the PCB.
固体水素供与体41は、金属ナトリウムと反応することで漸次、水酸基の数が減少し、同時に反応して生成した水酸化ナトリウムが表面に止まるので重量も徐々に重くなる。このため金属ナトリウムと十分に反応した固体水素供与体41と、未反応あるいは殆ど反応していない固体水素供与体41とを比重差により分離することができる。これを利用して上部から未反応の固体水素供与体41を供給し、下部から反応済みの固体水素供与体41、いわゆる破過した固体水素供与体41を取り出すことで連続運転が可能となる。 When the solid hydrogen donor 41 reacts with metallic sodium, the number of hydroxyl groups gradually decreases, and the sodium hydroxide produced by reaction simultaneously stops on the surface, so that the weight gradually increases. For this reason, the solid hydrogen donor 41 sufficiently reacted with metallic sodium and the solid hydrogen donor 41 that has not reacted or hardly reacted can be separated by a specific gravity difference. Utilizing this, the unreacted solid hydrogen donor 41 is supplied from the upper part and the reacted solid hydrogen donor 41, that is, the so-called broken solid hydrogen donor 41 is taken out from the lower part, so that continuous operation is possible.
未反応の固体水素供与体41を供給し、下部から反応済みの固体水素供与体41、いわゆる破過した固体水素供与体41を取り出す操作は、第2反応器18をクエンチング装置及び不純物除去装置として使用するクエンチング・油精製工程においても行うことができる。 The operation of supplying the unreacted solid hydrogen donor 41 and taking out the reacted solid hydrogen donor 41 from the lower part, that is, the so-called broken solid hydrogen donor 41, includes the quenching device and the impurity removing device of the second reactor 18. It can also be carried out in the quenching / oil refining process used as
内部に充填する固体水素供与体41の形態は、特に限定されないので粒状以外に、ペレット状、円柱状、ボール状のものを使用してもよい。基本的に粒径は、小さいほど比表面積が増加するので好ましいが、分離性も考慮し決定することが好ましい。極端に小さくすると被処理油との分離が難しくなる。 The form of the solid hydrogen donor 41 filled in the interior is not particularly limited, and a pellet, column, or ball may be used in addition to the granular form. Basically, the smaller the particle size is, the smaller the specific surface area increases. If it is extremely small, separation from the oil to be treated becomes difficult.
以上、実施形態を用いて説明したように本発明の有機ハロゲン化合物の無害化処理装置及び無害化処理方法は、水素供与体に固体の水素供与体を使用し、PCBの脱ハロゲン化反応を2基の反応器を用いて、前段の反応器で被処理油中のPCBと金属ナトリウムとを反応させ、後段の反応器で前段の反応器で反応した被処理油と固体水素供与体とを接触、固体水素供与体の表面の水酸基と金属ナトリウムとを反応させる点に特徴がある。 As described above with reference to the embodiments, the organic halogen compound detoxification apparatus and detoxification process method of the present invention uses a solid hydrogen donor as the hydrogen donor, and performs the dehalogenation reaction of PCB 2. Using the base reactor, the PCB in the oil to be treated is reacted with sodium metal in the former reactor, and the oil to be treated and the solid hydrogen donor reacted in the former reactor in the latter reactor. It is characterized in that the hydroxyl group on the surface of the solid hydrogen donor is reacted with metallic sodium.
従来の有機ハロゲン化合物と金属ナトリウムと水素供与体とを反応させ、有機ハロゲン化合物を脱ハロゲン化(分解)させる方法では、水素供与体に水、アルコール類、炭化水素などの液体が使用されていたが、水を使用する場合、水と金属ナトリウムとの反応性が非常に高いため、適切に水を添加しなければ添加した水が金属ナトリウムと反応してしまい、有機ハロゲン化合物を十分に脱ハロゲン化することができない。このため水素供与体に水を使用する場合には、水と金属ナトリウムとの反応を考慮し、金属ナトリウム分散体が多く添加されるが、コストアップとなる。一方、水素供与体に炭化水素、アルコール類を使用する場合には、炭化水素、アルコール類と金属ナトリウムとの反応が遅い。 In the conventional method of dehalogenating (decomposing) an organohalogen compound by reacting an organohalogen compound with metallic sodium and a hydrogen donor, a liquid such as water, alcohols or hydrocarbons has been used as the hydrogen donor. However, when water is used, the reactivity between water and metallic sodium is very high. If water is not added appropriately, the added water will react with metallic sodium and the organic halogen compound will be sufficiently dehalogenated. Can not be converted. For this reason, when water is used as the hydrogen donor, a large amount of metal sodium dispersion is added in consideration of the reaction between water and metal sodium, but the cost increases. On the other hand, when hydrocarbons and alcohols are used for the hydrogen donor, the reaction of the hydrocarbons and alcohols with metallic sodium is slow.
このため水素供与体に水、炭化水素、アルコール類を使用する従来の方法では、有機ハロゲン化合物と金属ナトリウムとの反応状態が変化すると、水素供与体が不足または過剰となり、さらには十分に脱ハロゲン化(分解)が進まないケースも生じる。 For this reason, in the conventional method using water, hydrocarbons, and alcohols as the hydrogen donor, if the reaction state between the organic halogen compound and the metal sodium changes, the hydrogen donor becomes insufficient or excessive, and further sufficiently dehalogenated. There are cases where the conversion (decomposition) does not proceed.
これに対して、表面に水酸基を有する固体水素供与体41は、金属ナトリウムが吸着し易い一方で、固体水素供与体41の水酸基と金属ナトリウムとの反応性は、水と金属ナトリウムほど早くないので、反応が比較的マイルドに進行する。このため水を水素供与体とする場合に比較して運転が容易であり、金属ナトリウムが無駄に消費されず、効率的にまた安定的に有機ハロゲン化合物を脱ハロゲン化することができる。 In contrast, the solid hydrogen donor 41 having a hydroxyl group on the surface easily adsorbs metallic sodium, but the reactivity between the hydroxyl group of the solid hydrogen donor 41 and metallic sodium is not as fast as that of water and metallic sodium. The reaction proceeds relatively mildly. For this reason, operation is easier than in the case where water is used as a hydrogen donor, metal sodium is not wasted, and an organic halogen compound can be dehalogenated efficiently and stably.
また本発明の有機ハロゲン化合物の無害化処理装置及び無害化処理方法は、水素供与体に固体の水素供与体を使用し、これを金属ナトリウムのクエンチング剤、反応生成物を吸着し除去する吸着剤として使用する点に特徴がある。固体水素供与体41を内蔵する第2反応器17、18をクエンチング装置及び不純物除去装置(油精製装置)として使用することができるので、装置の数が少なく設備構成が非常に簡素となる。固体水素供与体41をクエンチング剤とする場合、化学反応を伴うため確実に未反応の金属ナトリウムをクエンチングすることができ、未反応の金属ナトリウムが十分に除去された脱ハロゲン油を得ることができる。また従来の水を使用したクエンチングに比較して操作が非常に簡単である。 The organohalogen compound detoxification treatment apparatus and detoxification treatment method of the present invention uses a solid hydrogen donor as a hydrogen donor, and adsorbs and removes a metal sodium quenching agent and reaction product. It is characterized in that it is used as an agent. Since the second reactors 17 and 18 containing the solid hydrogen donor 41 can be used as a quenching device and an impurity removing device (oil refining device), the number of devices is small and the equipment configuration is very simple. When the solid hydrogen donor 41 is used as a quenching agent, unreacted metallic sodium can be surely quenched because it involves a chemical reaction, and a dehalogenated oil from which unreacted metallic sodium has been sufficiently removed is obtained. Can do. In addition, the operation is very simple as compared with conventional quenching using water.
固体水素供与体41を用いて金属ナトリウムをクエンチングすることで、水を使用したクエンチング法のようにクエンチング後の処理済油の後処理が不要となり、消費エネルギーも少ない。また通常、水を使用したクエンチング法の場合、クエンチング後の水を中和するために中和剤が添加される。添加した中和剤は、廃棄物の一部となるため、廃棄物量が増加するが、本実施形態の場合、中和操作が不要か必要であっても簡単な中和操作で済むので棄物量が増加しない。 By quenching metallic sodium using the solid hydrogen donor 41, post-treatment of the treated oil after quenching is not required as in the quenching method using water, and the energy consumption is small. Usually, in the case of a quenching method using water, a neutralizing agent is added to neutralize the water after quenching. Since the added neutralizing agent becomes a part of waste, the amount of waste increases, but in this embodiment, even if neutralization is not necessary or necessary, a simple neutralization operation is sufficient, so the amount of waste Does not increase.
本発明の有機ハロゲン化合物の無害化処理装置及び無害化処理方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、要旨を変更しない範囲で変更して使用することができる。例えば、上記実施形態では、第2反応器として、ろ過器タイプ、流動床タイプの反応器を示したが、第2反応器の型式は特に限定されるものではなく、固定層、充填層、移動層形式であってもよい。また上記実施形態では、第2反応器17、18をクエンチング手段及び油精製手段として使用するとき、第1反応器15を冷却器として使用したが、第1循環ライン21の途中に冷却器を設け、これを使用して処理済油を冷却させてもよい。 The organohalogen compound detoxification treatment apparatus and detoxification treatment method of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and can be changed and used without departing from the scope of the invention. For example, in the above embodiment, a filter type and fluidized bed type reactor is shown as the second reactor, but the type of the second reactor is not particularly limited, and a fixed bed, a packed bed, and a moving bed are not limited. It may be a layer format. In the above embodiment, when the second reactors 17 and 18 are used as quenching means and oil purification means, the first reactor 15 is used as a cooler. It may be provided and used to cool the treated oil.
またPCB混入絶縁油以外にも、有機ハロゲン化合物を含有する油を金属ナトリウムで脱ハロゲン化するプロセスに本発明を好適に使用することができる。なお上記実施形態において、SD中の金属ナトリウムの大きさを数値で示したが、これは一例であり本発明は、この数値に限定されるものではない。 In addition to the insulating oil mixed with PCB, the present invention can be suitably used in a process of dehalogenating an oil containing an organic halogen compound with sodium metal. In the above embodiment, the size of the metallic sodium in the SD is shown as a numerical value. However, this is an example, and the present invention is not limited to this numerical value.
実施例1
水素供与体に脱脂綿を使用しPCBの分解試験を行った。
Example 1
The decomposition test of PCB was performed using absorbent cotton as a hydrogen donor.
PCB濃度6.6mg/kgのPCB微量混入絶縁油1Lを、1Lのねじ口試料瓶に採取し、無水硫酸ナトリウムを50g加え、ねじ口瓶にキャップをして手で1〜2分間、激しく振とうした。その後、24時間放置し、絶縁油中の水分を除去した。水分を取り除いたPCB微量混入絶縁油の上澄み200mlを200mlのねじ口試料瓶に分取し、このねじ口試料瓶を105℃に加温した定温乾燥器に5時間入れ、試料の温度を95℃以上に加温した。その後、20%金属ナトリウムスラリーを0.5ml加え、手で激しく振とうし、定温乾燥器で1時間加熱した。 1 L of PCB trace amount insulating oil with a PCB concentration of 6.6 mg / kg is collected in a 1 L screw mouth sample bottle, 50 g of anhydrous sodium sulfate is added, the screw mouth bottle is capped, and shaken vigorously by hand for 1-2 minutes. That ’s it. Then, it was left for 24 hours to remove moisture in the insulating oil. 200 ml of the PCB traced insulating oil supernatant from which water has been removed is dispensed into a 200 ml screw mouth sample bottle, and this screw mouth sample bottle is placed in a constant temperature dryer heated to 105 ° C. for 5 hours. Heated to above. Thereafter, 0.5 ml of a 20% metallic sodium slurry was added, shaken vigorously by hand, and heated in a constant temperature dryer for 1 hour.
その後、ねじ口試料瓶を手で激しく振とうし、内容物を均一状態にしてから水素供与体として脱脂綿0.5gを加え、手で激しく振とうした後、105℃に加温した定温乾燥器に1時間入れ、分解反応を行わせた。定温乾燥器からねじ口試料瓶を取り出し、放冷し、上澄み油のPCB、pHを分析した。PCBの分析は、環境省「絶縁油中の微量PCBに関する簡易測定マニュアル」生物化学法による簡易定量法により行った。pHの分析は、油と同量の水を添加、撹拌し、静置分離し、その水側のpHを測定した。また絶縁油の外観を目視観察した。 After that, shake the screw mouth sample bottle by hand to make the contents uniform, add 0.5 g of absorbent cotton as a hydrogen donor, shake it vigorously by hand, and then heat to 105 ° C. For 1 hour to cause decomposition reaction. The screw mouth sample bottle was taken out from the constant temperature dryer, allowed to cool, and analyzed for PCB and pH of the supernatant oil. PCB analysis was performed by a simple quantitative method using the biochemical method of the Ministry of the Environment “Simple Measurement Manual for Trace PCBs in Insulating Oil”. For the analysis of pH, the same amount of water as oil was added, stirred, allowed to stand and separated, and the pH of the water side was measured. The appearance of the insulating oil was visually observed.
分析の結果、PCB濃度は、0.2mg/kg以下であった。pHは8.7であった。後述の比較例1と比較すると、PCB濃度は同一であり、pHは、4.8低かった。分解試験後の絶縁油は、図5に示すように上部は、透明で黄色であり、分解前の絶縁油と同等の色味を有していた。中間部から底部は、金属ナトリウム及び反応生成物を吸着し薄茶色となった脱脂綿が沈澱していた。 As a result of analysis, the PCB concentration was 0.2 mg / kg or less. The pH was 8.7. Compared to Comparative Example 1 described later, the PCB concentration was the same and the pH was 4.8 lower. As shown in FIG. 5, the upper part of the insulating oil after the decomposition test was transparent and yellow, and had the same color as the insulating oil before decomposition. Absorbent cotton which became light brown by adsorbing metal sodium and the reaction product was precipitated from the middle part to the bottom part.
比較例1
水素供与体に水を使用しPCBの分解試験を行った。脱脂綿0.5gに代え、水を0.05ml加えた以外は、実施例1と同様の方法で分解試験を行った。
Comparative Example 1
PCBs were decomposed using water as the hydrogen donor. A decomposition test was performed in the same manner as in Example 1 except that 0.05 ml of water was added instead of 0.5 g of absorbent cotton.
実験の結果、PCB濃度は、0.2mg/kg以下であった。pHは13.5であった。分解試験後の絶縁油は、図5に示すように全体的に金属ナトリウム及び反応生成物が懸濁しており、褐色で濁りがあった。 As a result of the experiment, the PCB concentration was 0.2 mg / kg or less. The pH was 13.5. As shown in FIG. 5, the insulating oil after the decomposition test had metallic sodium and reaction products suspended as a whole, and was brown and turbid.
1 有機ハロゲン化合物無害化処理設備
11 貯留タンク
13 減圧蒸留槽
15 第1反応器
17 第2反応器
18 第2反応器
19 処理済油タンク
21 第1循環ライン
23 循環ポンプ
25 送油ライン
27 出口ライン
29 返送ライン
31 第2循環ライン
33 バイパスライン
35 サンプリング弁
37 貯留ライン
41 固体水素供与体
1 Organic Halogen Detoxification Treatment Facility 11 Storage Tank 13 Vacuum Distillation Tank 15 First Reactor 17 Second Reactor 18 Second Reactor 19 Treated Oil Tank 21 First Circulation Line 23 Circulation Pump 25 Oil Feed Line 27 Outlet Line 29 Return line 31 Second circulation line 33 Bypass line 35 Sampling valve 37 Storage line 41 Solid hydrogen donor
Claims (5)
油中の有機ハロゲン化合物と金属ナトリウムとを反応させる第1反応器と、
固体表面に水酸基を有する固体水素供与体を内蔵し、前記第1反応器で反応した被処理油と前記固体水素供与体とを接触、反応させる第2反応器と、
前記第1反応器と前記第2反応器との間を被処理油を循環可能に結ぶ循環ラインと、
を備え、
前記固体水素供与体がセルロース又はセルロースを主成分とする素材からなり、
前記第2反応器が、有機ハロゲン化合物が脱ハロゲン化された処理済油に残存する余剰の金属ナトリウムをクエンチングするクエンチング装置、有機ハロゲン化合物が脱ハロゲン化された処理済油に含まれる固体状不純物を分離する油精製装置としても機能することを特徴とする有機ハロゲン化合物の無害化処理装置。 An organic halogen compound detoxifying apparatus for reacting an organic halogen compound in oil with metallic sodium and a hydrogen donor to dehalogenate the organic halogen compound,
A first reactor for reacting an organic halogen compound in oil with metallic sodium;
A built-in solid hydrogen donor having a hydroxyl group on the solid surface, contacting the treated oil that has reacted in the first reactor and the solid hydrogen donor, and a second reactor to be reacted,
A circulation line for connecting the oil to be treated between the first reactor and the second reactor so that the oil can be circulated;
With
The solid hydrogen donor is made of cellulose or a cellulose-based material,
The second reactor is a quenching device for quenching excess metal sodium remaining in the treated oil from which the organic halogen compound has been dehalogenated, and a solid contained in the treated oil from which the organic halogen compound has been dehalogenated An organic halogen compound detoxifying treatment device that also functions as an oil refining device for separating impurities.
前記第1反応器で、油中の有機ハロゲン化合物と金属ナトリウムとを反応させる第1反応工程と、
前記第2反応器で、前記第1反応工程後の被処理油と前記固体水素供与体とを接触、反応させる第2反応工程と、
前記第2反応工程の後の被処理油中の有機ハロゲン化合物の濃度を確認する確認工程と、
確認工程後、処理済油を冷却しながら、前記第2反応器で処理済油に残存する余剰の金属ナトリウムをクエンチングすると共に、処理済油に含まれる固体状不純物を分離するクエンチング・油精製工程と、
を含むことを特徴とする有機ハロゲン化合物の無害化処理方法。 An organic halogenated compound detoxifying method using the organic halogenated compound detoxifying apparatus according to any one of claims 1 to 4,
A first reaction step of reacting an organic halogen compound in oil with metallic sodium in the first reactor;
A second reaction step of contacting and reacting the oil to be treated after the first reaction step and the solid hydrogen donor in the second reactor;
A confirmation step for confirming the concentration of the organic halogen compound in the oil to be treated after the second reaction step;
After the confirmation step, while quenching the treated oil, the second reactor quenches excess metal sodium remaining in the treated oil and separates the solid impurities contained in the treated oil. A purification process;
A detoxifying treatment method for an organic halogen compound, comprising:
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