(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石灰を含有する中和剤、好ましくはＣａ（ＯＨ）2の添加により、特に、塩化水素および、例えば二酸化硫黄等の硫黄化合物等の酸成分を煙道ガスから除去するための、廃棄物の焼却からの煙道ガスを乾燥精製または実質的に乾燥精製する方法であって、煙道ガスの汚染物質の含有量の実際値、およびその体積流量が、精製の前に測定され、添加される中和剤、好ましくはＣａ（ＯＨ）2の量が下記式（Ｉ）に示す関係で決定されることを特徴とする方法。
【数１】
0003626238.tif 000004
ｍN ＝配分された中和剤の量（ｋｇ／ｈ）
ＣCl-i.R.＝反応生成物中の規制された塩化物含有量（質量％）
Ｆ＝材料係数、Ｃａ（ＯＨ）2について１．０、ＣａＯについて０．７
ＣHCl ＝廃ガス中のＨＣｌ濃度（ｍｇ／ｍ3）
ＣSO2 ＝廃ガス中のＳＯ2 濃度（ｍｇ／ｍ3）
Ｃdust＝廃ガス中のダスト濃度（ｍｇ／ｍ3）
Ｖ＝廃ガスの体積流量（ｍ3／ｈ）
【請求項２】
実際の値の測定、および実際の値に割り当てられる中和剤の供給が、自動的に行なわれる請求項１に記載の方法。
【請求項３】
中和剤として加えられる石灰が、煙道ガス精製の最終生成物が、１４〜２５質量％、好ましくは１６〜２０質量％の塩化物、および５〜２５質量％、好ましくは１０〜２０質量％のＣａ（ＯＨ）2を含有し、精製前の煙道ガス中のＳＯ2に対するＨＣｌの比が０．８を越え、好ましくは１を越えるように配量される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
ＨＣｌ／ＳＯ2の所定の比を維持するために、例えばＨＣｌ等の塩素化合物が、焼却される廃棄物中におよび／または精製前の煙道ガス中に添加される請求項３に記載の方法。
【請求項５】
ＨＣｌ／ＳＯ2の所定の比を維持するために、最終生成物から除去されるＣａＣｌ2 が、焼却される廃棄物中におよび／または精製前の煙道ガスに添加される請求項４に記載の方法。
【請求項６】
供給される中和剤の量が、下記式（II）に示す廃ガス中のＳＯ2に対するＨＣｌの濃度比に従って変更される請求項１ないし５のいずれか１項に記載の方法。
【数２】
0003626238.tif 000005
上記式中、０＜ｎ＜１であり、好ましくはｎは０．２から０．４である。
ＣHCl ＝廃ガス中のＨＣｌ濃度（ｍｇ／ｍ3）
ＣSO2 ＝廃ガス中のＳＯ2 濃度（ｍｇ／ｍ3）
【請求項７】
二酸化硫黄に対する塩化水素の濃度比が２を越える場合には、添加されるｍNの量が変更される請求項６に記載の方法。
【請求項８】
含塩素化合物、特に塩化カルシウム（ＣａＣｌ2）が、煙道ガス精製の最終生成物から浸出され、これに引き続く湿式ロ過、例えば、フィルタープレスによってロ過され、必要ならば、プロセスに導びかれる請求項１ないし７のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、廃棄物の焼却からの煙道ガスの乾燥または実質的に乾燥した精製方法に係り、特に、カルシウムを含有する中和剤、好ましくはＣａ（ＯＨ）２  の添加での塩化水素等、および例えば二酸化硫黄等の硫黄化合物等の酸成分を煙道ガスから除去する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＤＥ３４３３７５９Ｃ２に記載されているような、煙道ガス精製のための湿式プロセスにおいて、焼却プロセスからの汚染物質が仕込まれた廃ガスは、いわゆるスクラバーに供給され、その作用のもとで、脱硫性能の低下を防止するために、ＮａＯＨの添加により、またはこれを添加せずに廃ガス中に存在する汚染物質を洗浄して、ＮａＣｌ中に存在する塩化カルシウムに変換する。煙道ガスの乾燥精製は、煙道ガス流に吸収材料を供給することによって行なわれ、この材料は、煙道ガス中の二酸化硫黄、塩化水素、およびフッ化水素等の酸成分を除去するための中和剤として作用する。
【０００３】
いわゆる湿式乾燥プロセスが記載されているＥＰ−Ｂ１−０１０４３３５に示されているように、乾燥プロセスの重大な欠点は、化学量論比の倍数で多量の中和剤を使用した場合にのみ、満足のいく精製性能が達成されることである。このことは、多くの場合、許容し得ない費用の増大を引き起こす。
【０００４】
わずか７〜１５％の乾燥物質が、汚染ガスの吸着のために効果的であるという事実によって、さらに複雑にされるこの欠点を克服するために、解決策は、部分的に反応した乾燥反応物のみを湿らせ、同様に残留した汚染ガスは、さらなる工程において廃ガス流とともに湿されることにあるようである。これは、汚染ガスとともに加えられる反応物の新たな反応を達成すると考えられている。
【０００５】
廃棄物の焼却からの煙道ガスの乾燥精製および実質的な乾燥精製においては、カルシウムを含有する塩基性添加物が、中和剤として慣行的に加えられている。例えば、水酸化カルシウム粉末または粉末状の石灰の懸濁液が挙げられ、これらは、煙道ガスの存在下で塩化水素（ＨＣｌ）と反応し、非常に吸湿性であると知られている塩化カルシウム（ＣａＣｌ２  ）を与える。いわゆる湿式乾燥プロセス中で与えられる廃ガス流のさらなる湿り、および低すぎるプロセス温度のいずれもが、過剰な湿りまたはＣａＣｌ２  のぬれを引き起こし、これは、煙道ガス経路中にケーキングまたは閉塞さえも導く。
【０００６】
一方、ＣａＣｌ２  の上に形成された水の膜は、ＳＯ２  の除去のための触媒としてある程度作用するので、塩化カルシウムの吸湿特性は、二酸化硫黄の除去を促進する。
【０００７】
塩化カルシウムは、通常粉砕された状態で存在し、高い吸湿性を示すので、水分子を蓄積する塩化物粒子の表面をもたらし、水分子は、反応生成物として亜硫酸カルシウムまたは硫酸カルシウムが形成されるように、水酸化カルシウムおよび二酸化硫黄を溶解する。
【０００８】
廃ガス中にＨＣｌが全く含有されない場合、または微量のＨＣｌが含有される場合には、ＳＯ２  の満足のいく除去を達成するために、煙道ガスは、水の露点の近傍の温度まで冷却されなければならない。これに対して、ＨＣｌが存在する場合には、１３０〜１５０℃のより高い温度でのＳＯ２  の除去は、一方では可能であるが、他方では、前述のような閉塞を避ける必要がある。
【０００９】
この事実を考慮したプロセスは、ＤＥ４２３３２２３Ａｌに提案されており、これは、廃棄物焼却プラントからの廃ガスの精製方法に関するものである。この方法においては、塩基性物質の添加によって乾燥したおよび実質的に乾燥した吸着が行なわれ、煙道ガス中の汚染物質を除去するために、カルシウムを含有する添加剤が使用されている。ここで、煙道ガスは、塩化カルシウムの吸湿特性の詳細に着目し、これを利用した水で調節され、中和剤の消費の減少は、未精製のガスの値にしたがった配分された量の規制により、すなわち、約１．８〜２の化学量論比を越えた一定値での水酸化カルシウムを配量することにより達成される。上述の文献中に詳細に記載されているこれらの測定は、プロセスの改善に導くが、放出される煙道ガスについての法定の高められた純度要求に適合することができない。このように行なわれる乾燥煙道ガス精製は、廃棄物焼却において限られた使用可能性しか有さず、または付加的な精製工程によって補充される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術に基づくと、本発明の目的は、特に、煙道ガス中の汚染物質の含有量が高い場合には、その除去の割合を著しく向上させ、中和剤の使用量をさらに可能な限り低減する、上述のタイプの方法を提供することにある。さらに、この方法を行なうための装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、この目的は、請求項１の特徴部によって達成される。この請求項によれば、煙道ガスの汚染物質含有量の実際の値、およびその精製前の体積流量が決定され、中和剤は好ましくはＣａ（ＯＨ）２  であり、対応する添加量は、下記式（Ｉ）に示す関係にしたがって決定される。
【００１２】
【数３】
0003626238.tif 000002
ｍN ＝配分された中和剤の量（ｋｇ／ｈ）
ＣCl-i.R.＝反応生成物中の規制された塩化物含有量（質量％）
Ｆ＝材料係数、Ｃａ（ＯＨ）2について１．０、ＣａＯについて０．７６
ＣHCl ＝廃ガス中のＨＣｌ濃度（ｍｇ／ｍ3）
ＣSO2 ＝廃ガス中のＳＯ2 濃度（ｍｇ／ｍ3）
Ｃdust＝廃ガス中のダスト濃度（ｍｇ／ｍ3）
Ｖ＝廃ガスの体積流量（ｍ3／ｈ）
上記式においては、決定された実際の値が考慮されている。
【００１３】
好ましくは１６〜２０質量％のある程度の塩化物含有量を、目的パラメータとして反応生成物中に有する上述の関係は、廃棄物焼却プラントから放出されたそれぞれの汚染物質の関数として、必要とされる中和剤の量を最適にする条件を与え、こうして中和剤の消費量を減少させる。
【００１４】
予防措置として過剰の中和剤を供給することは、もはや必要なく、むしろ実際に必要とされる量を決定することができる。特に、ＳＯ２  を除去するための、中和剤の過剰な供給は悪影響を及ぼす。これは、過剰の水酸化カルシウム中への吸収による水の回収の結果として、ＣａＣｌ２  上の水の膜の形成が損なわれるため、さらに、反応生成物中の塩化物含有量のパーセンテージが低下するためである。本発明に基づいた中和剤の配量によって、添加される中和剤の最適な消費が達成されるので、形成される反応生成物の量を、可能な限り低く維持することができるという結果が得られる。これは、煙道ガスの精製からの最終生成物を、好ましくは複数回、再循環材料として使用することによってさらに改善することができる。
【００１５】
本発明の方法の好ましい態様によれば、実際の値の測定、および、自動的に行われた実際値に割り当てられる中和剤の添加量が提供される。
【００１６】
本発明の課題を解決するために与えられる中和剤の添加においては、煙道ガス精製の反応生成物が、５〜２５質量％、好ましくは１０〜２０質量％のＣａ（ＯＨ）２  を含有し、塩化物（Ｃｌ−  ）含有量が１４〜２５質量％、好ましくは１６〜２０質量％に規定されるように、中和剤としての石灰の配量が行なわれる。このため、精製前の煙道ガス中における二酸化硫黄に対する塩化水素の質量比を、少なくとも０．８、好ましくは１を越えるようにする必要がある。本発明にしたがった石灰の供給の規制が行なわれた場合には、煙道ガスの精製から得られた反応生成物中で上述のパラメータを得ることができる。これは、行なわれた煙道ガス精製の効果についての信頼できる指標となる。
【００１７】
二酸化硫黄に対する塩化水素の質量比に関して、同様に与えられた添加条件に確実に近づけるため、本発明のさらなる態様では、必要ならば、例えば塩化水素の状態の塩素化合物を供給する。この供給が必要な場合には、煙道ガス中の汚染ガス物質の完全な結合を保証するために、精製前の煙道ガス流に加えられる。
【００１８】
本発明の特に好ましい態様によれば、含塩素化合物は、水による塩化カルシウムのリーチング、および、例えばフィルタープレスによるその後の湿式ろ過によって、煙道ガスの最終生成物から回収することができる。得られたＣａＣｌ２  溶液は、必要ならば、燃焼チャンバー中、または反応室中に噴霧される。
【００１９】
本発明によれば、焼却後および煙道ガスを冷却した後の煙道ガス流に水酸化カルシウムが加えられると、煙道ガスのより低い温度のために、水酸化カルシウムは、そこで得られた塩化水素と結合して、塩化カルシウムおよびこれに結合した結晶水（ＣａＣｌ２  ＊Ｈ２  Ｏ）を与える。
【００２０】
本発明の方法のさらなる態様において、特にＣＳＯ２  に対するＣＨＣｌ  の比が２を越える場合には、式（Ｉ）で計算された添加量を、ＣＳＯ２  に対するＣＨＣｌ  の比に依存するように変更するのが好ましいことがわかった。
【００２１】
加えられるｍＮ，ｍｏｄ  の修正された量は、下記式（ＩＩ）で与えられる。
【００２２】
【数４】
0003626238.tif 000003
上記式中、０＜ｎ＜１であり、好ましくは、ｎは０．２〜０．４である。
【００２３】
本発明の方法の都合の良い態様は、次のような量の中和剤の添加を与える。すなわち、煙道ガス中に存在する汚染物質と結合させるための石灰は、煙道ガス中で決定された実際の汚染物質量に基づいて、１に対して（１．２〜１．５）の化学量論比を越える量で、煙道ガスに加えられる。従来技術で行なわれた方法では、１に対して（１．８〜２）の化学量論比を越える量で与えられるが、これと比較すると、本発明は、中和剤の実質的な節約を意味し、結果として必要とされる費用の増大を避ける。費用は、一方では、中和剤の所要量の供給に起因し、他方では、添加量の増加によって増加する、処分が必要な反応生成物の量に起因する。これは、最近重要視されている廃棄物焼却の経済的サイド、および廃棄物焼却から生じる環境汚染の両方に好ましい効果を与える。
【００２４】
【実施例】
図面に示された煙道ガスの乾燥精製のためのプラントは、上述の説明に対応し、中和剤として石灰が使用される。この装置は、廃棄物が供給される燃焼チャンバー１０、熱を利用するボイラー１２、煙道ガスを水で冷却するため、および煙道ガス中に中和剤を分散させるための反応器１３、形成されたフィルター床から中和剤、ダストおよび酸汚染物質ガスを除去するためのフィルタープラント１４、流れ抵抗を克服するためのイクストラクター１５、および外界へ廃ガスを放出するための煙突１６を具備する。それぞれのユニットは、廃ガス経路によって接続されている。プラント中の種々のポイントにおいて、中和剤および／または塩素化合物を供給するための供給開口が設けられている。好ましい供給ポイント１７，１８は、それぞれ燃焼チャンバー１０および反応器１３中に設けられており、反応生成物の一部は再循環される。再循環物質は、ボイラー１２の下流、好ましくはフィルター１４の上流の供給ポイント１９で供給される。再循環が意図されないロ過生成物は排出されて、埋め立てに堆積され、または処理される。煙道ガスを冷却するための水は、ポイント２４から反応器中に供給される。
【００２５】
ボイラーの下流の煙道ガス経路には、廃ガス中の汚染物質の連続的な測定のため、および体積流量の測定のための測定機器２０が設けられており、得られた測定値はコンピューターで処理される。本発明によれば、適切な配量装置２２、および塩素化合物の供給ポイント１７，２３によって、ＣＨＣｌ  ／ＣＳＯ２  比が０．８未満、好ましくは１未満となるように中和剤の供給を規制する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の煙道ガスの乾燥精製のための装置を示す概略図。
【符号の説明】
１０…燃焼チャンバー，１２…ボイラー，１３…反応器
１４…フィルタープラント，１５…イクストラクター，１６…煙突
２０…測定機器，２２…配量装置。
【図１】
0003626238.tif 000006