(57)【要約】【課題】  多孔質消石灰又は軽量発砲コンクリートによる二酸化炭素及び一酸化炭素、亜硫酸ガス、塩素ガスの吸収材【解決手段】  多孔質消石灰を製造するために高濃度ケイ酸水溶液を製造し、この水溶液で粉末の消石灰を混練する。この硬化体を粒状にして吸収管または吸収塔に装着する。その結果、化学反応によって炭酸カルシウムに転換することが可能である。吸収した後の炭酸カルシウムは際限なく生じが、再びセメント製造の原料として、また、鉄鋼製造時の還元材として活用できる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質水酸化カルシウム又は軽量発砲コンクリートによる二酸化炭素の吸収材
【請求項２】
多孔質水酸化カルシウム又は軽量発砲コンクリートによる亜硫酸ガスの吸収材
【請求項３】
多孔質水酸化カルシウム又は軽量発砲コンクリートによる塩素ガスの吸収材
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は地球温暖化の原因となる燃焼に伴って発生する二酸化炭素、一酸化炭素、亜硫酸ガス、及び塩素ガスの低減方法である。
【技術背景】
【０００２】  世界的な規模で地球温暖化の影響が深刻度を増している。セメントの製造には原料として石灰石（学術名  炭酸カルシウム）を焼成するため、二酸化炭素が放出される。また、製鉄においては原料となる鉄鉱石を溶融し、還元する必要から石灰石とコークスを要する。この場合も二酸化炭素の放出が避けられない。
また、火力発電所においても石炭の燃焼により二酸化炭素の放出と石炭灰であるフライアッシュが残る。また、一般のごみの焼却炉では燃焼により二酸化炭素の発生と同時に、微量な一酸化炭素の発生が認められる。また、場合によっては亜硫酸ガスも発生する。焼成温度によっては塩素ガスの発生も生じ、これが有害なダイオキシンの起源となっている。
【０００３】  いずれも放出される二酸化炭素を極力抑制することが望まれている。抑制技術として温度、圧力の調整による物理的な方法、また、植物が二酸化炭素を吸収することから生物学的な方法などが提案されている。
本発明は化学的な処理によって二酸化炭素、一酸化炭素、亜硫酸ガス、塩素ガスなどを大気中に放出させないための方法である。
【０００４】  工場や焼却炉などから放出される二酸化炭素を吸収した場合、これが廃棄物ならばその量は膨大なものになり、無尽蔵に、しかも際限なく続くので、早晩立ちゆかなくなることは明白である。そのため、本発明は二酸化炭素を吸収してもこれを再活用することを目的にしたものである。すなわち、二酸化炭素を吸収した後の材料は、再び石灰石原料として利用できる技術である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  二酸化炭素を吸収する材料として消石灰（学術名  水酸化カルシウム）がある。この消石灰は粉末の結晶で、二酸化炭素と化学結合して
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この反応の結果、炭酸カルシウムになる。すなわち、石灰石の主成分である。二酸化炭素を吸収した結果、これはセメント製造に欠かせない原料になる。また、鉄鋼の製造時に鉄鉱石及びコークスと同時に必要不可欠な材料の一部になる。【０００６】  火力発電所で放出される二酸化炭素、ごみの焼却灰から放出される二酸化炭素も同様に消石灰と結合すると炭酸カルシウムになる。これらはセメント原料の他に建材の製造や、塗り壁材としての左官材料に適用され、実際に多くの分野で活用されている。【０００７】  消石灰は粉末結晶であり、このままでは二酸化炭素の吸収剤としての効果は小さい。そのため、これを多孔質の硬化体にする必要がある。しかしながら、消石灰を水で混練しても硬化しない。
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この消石灰を多孔質の硬化体にすることによって、二酸化炭素、一酸化炭素、亜硫酸ガス、及び塩素ガスを大きい比表面積で吸収して結合できる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  本発明は消石灰を硬化させるため、高濃度ケイ酸水溶液を用いて混練した。この溶液は、特願  ２００９−１０２３９８  による「ケイ酸ナトリウム水溶液の脱アルカリケイ酸水溶液の製造方法、及び製造装置」により製造した溶液である。一般にケイ酸水溶液のシリカ（ＳｉＯ２）濃度は極めて小さく、ほとんど水には溶けない。新規に開発した高濃度ケイ酸水溶液のシリカ濃度は  ２００００ｍｇ／Ｌ〜３００００ｍｇ／Ｌと極めて高い。本発明ではこの２０００ｍｇ／Ｌ濃度のケイ酸水溶液を用いて混練した。
【実施例】
【０００９】  消石灰を高濃度ケイ酸水溶液で混練する。このときの
高濃度ケイ酸水溶液  ／  消石灰  ＝  ５０〜１５０  ％
で混練する。その結果、圧縮強度（Ｎ／ｍｍ２）は
７日  ０．１９
２８日  ０．２７
９０日  ０．４１
１８０日  １．１０            （いずれも混練比１００％）
【実施例】
【００１０】  この方法により軽い吸収体が製造できる。また極めて多孔質になり、そのかさ密度（×１０３ｋｇ／ｍ３）は
３日  ０．９５
４日  ０．６６
５日  ０．６７
６日  ０．６７
７日  ０．６８            （いずれも混練比１００％）
【実施例】
【００１１】    高濃度ケイ酸水溶液で混練して硬化させた消石灰硬化体の写真を示す。
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消石灰と高濃度ケイ酸水溶液による反応の結果、この硬化体は非晶質のカルシウムシリケート水和物（ＣａＯ−ＳｉＯ２−Ｈ２Ｏ系水和物）の生成によるものである。
【実施例】
【００１２】  セメントの製造や製鋼工場、火力発電所やゴミの焼却炉から放出される、二酸化炭素、一酸化炭素、亜硫酸ガス、及び塩素ガスが比表面積の大きい多孔質の消石灰硬化体Ｃａ（ＯＨ）２と接触することにより
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化学結合が起こり、安定な化合物が生成されてガスの放出は抑制される。
【実施例】
【００１３】  また、焼却炉に軽量発泡コンクリートの粉末を噴霧した場合の排ガスの組成を示す。これは燃焼炉の温度、約８００℃  の一般的は場合である。塩素ガスガ十分に飛散しないで、ダイオキシンの形成が認められている。
二酸化炭素濃度
投入前    ８．４  Ｖｏｌ  ％      投入後      ０．１  Ｖｏｌ  ％
一酸化炭素
投入前    ４．０  Ｖｏｌ  ％      投入後      ０      Ｖｏｌ  ％
亜硫酸ガス
投入前      １６０  Ｖｏｌ  ｐｐｍ  投入後      ２  Ｖｏｌ  ％  ｐｐｍ
塩素ガスによるダイオキシン濃度
投入前      ３５  ｎｇ−ＴＥＱ／Ｎ  ｍ３
投入後      ２〜７  ｎｇ−ＴＥＱ／Ｎ  ｍ３
【発明による操作方法】
【００１４】  本発明によって多孔質消石灰を粒状にして、または粒状にした軽量発砲コンクリートを吸収管もしくは吸収塔に装着し、二酸化炭素を大気中に放散させることなく、化学結合によって安定な炭酸カルシウムに変換できる。これはセメントを製造するときの主要な原料になり得る。また、鉄鋼の製造時においても鉄鉱石の還元材として不可欠である。
【００１５】  石炭火力発電所から放出される二酸化炭素は吸収管もしくは吸収塔を設けて除去する。化学反応によって得られた炭酸カルシウムは種々の建材などの製造、左官材料、路盤材などに多くの用途開発が可能である。
【００１６】  ゴミの焼却炉から発生する二酸化炭素、亜硫酸ガス、塩素ガスなどは化学反応によって炭酸カルシウムやセッコウに転換される。これも天井材、壁材など多くの建材の製造に用いられる。