(57)【要約】【課題】酸化性雰囲気下での焼成装置において、高イオウ濃度の資材の使用を可能として、併せて、アルカリ炭酸水素塩、アルカリ炭酸塩を含む消火用薬剤の回収装置を提供することを目的とする。【解決手段】 酸化性雰囲気下での焼成装置からの排ガスの一部を抽気して硫酸塩を析出して回収する装置において、上記焼成装置で用いる原燃料のイオウ含有量を監視するための監視手段と、該イオウ含有量に応じて、上記焼成装置に、消火器から取り出した炭酸ナトリウム等を含む消火薬剤を投入する手段とを備え、高イオウ含有量の原燃料の焼成を可能としたことを特徴とする消火用薬剤の回収装置、を提供する。【選択図】図１
2006061809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化性雰囲気下で焼成装置からの排ガスの一部を抽気して硫酸塩を析出して回収する方法であって、上記焼成装置で用いる原燃料のイオウ含有量および／又は排出酸化硫黄量に応じて上記焼成装置に消火器から取り出した炭酸ナトリウムおよび／又は重炭酸ナトリウムを含む消火薬剤を投入して高イオウ含有量の原燃料の焼成を可能としたことを特徴とする消火用薬剤の回収方法。
【請求項２】
酸化性雰囲気下で焼成装置からの排ガスの一部を抽気して硫酸塩を析出して回収する装置であって、上記焼成装置で用いる原燃料のイオウ含有量および／又は排出酸化硫黄量を監視するための監視手段と、該イオウ含有量および／又は排出酸化硫黄量に応じて、上記焼成装置に、消火器から取り出した炭酸ナトリウムおよび／又は重炭酸ナトリウムを含む消火薬剤を投入する手段とを備え、高イオウ含有量の原燃料の焼成を可能としたことを特徴とする消火用薬剤の回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルカリ炭酸水素塩、アルカリ炭酸塩を含む消火用薬剤由来の硫酸塩の回収方法に関し、さらに詳しくは、高イオウ濃度の原燃料による焼成を可能としたことを特徴とする消火用薬剤の回収方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
加圧ガスの圧力低下等によって使用不能となった消火器は、その一部が、廃棄消火器処理業者によってリサイクルされつつあるが、廃棄回収に費用負担がかかるためその大部分がそのまま放置され、または、そのまま廃棄され、再利用はほとんど進んでいないのが現状である。簡易に、且つ定常的に消火薬剤を使用する再利用技術が存在していなかったこともその一因である。
【０００３】
即ち、従来の消火薬剤の再利用方法は、専ら消火薬剤を再生し、再び消火器に充填するというリサイクル使用に限定されるものであった。特許文献１は、リン酸アンモニウムと硫酸アンモニウムとを主成分としかつ添加剤を含む回収粉末消火薬剤に関し、特許文献２は、たん白泡消火薬剤に関し、炭酸アルカリ塩、重炭酸アルカリ塩を含む消火薬剤の再生利用に関しては，開示がされていない。
【０００４】
一方、高イオウ濃度の資材を原燃料とする酸化性雰囲気下での焼成装置においては、特別の脱硫装置等を用いて、ＳＯｘ低減処理をしないと、この運転が制限されるのが通常である。たとえば、ＳＯｘについては、所定の規制値をクリアーする必要があり、また、事業所ごとに総量規制がなされているのが現状である。さらに、ＮＯｘ排出に対して賦課金制度がないのに対して、ＳＯｘは、規制値をクリアーしても、排出量に応じて賦課金を課せられる。また、炭酸カルシウムを原料とするセメント焼成装置では、セメント焼成炉自体が炭酸カルシウムに由来する生石灰と高イオウ濃度の原燃料に由来するＳＯｘと反応することにより、一種の脱硫装置として機能し、ＳＯｘを規制値以下にする排ガス処理を可能としているが、炭酸カルシウム、酸化カルシウムを原料としない焼成装置については、原燃料として、高イオウ分含有物を使用する際は、脱硫装置等の設置が、不可欠ともいえる状況である。このように、炭酸カルシウム等を原料として用いることの困難な焼成装置は、一般廃棄物の燃焼処理装置、汚泥を無害化処理するための焼成装置、人工骨材の焼成炉、ボイラーの焼成装置等、焼成装置の大半を占める。
【０００５】
従って、これらの焼成装置では、原燃料特に高濃度ＳＯｘの排出に繋がる高イオウ分濃度の燃料（例えば、デレイドオイルコークス）、等を用いるためには、特別の脱硫設備を必要とし、その燃料の選択にかなり制限のあるのが実情であるといえる。
【０００６】
従来、前処理としてイオウ含有率の高い資材については、そのイオウ分を化学的及び物理的手段によって除去できる手段が乏しく、本前処理の実質的な使用は困難である。その結果、ＳＯｘ排出を考慮しなければ、原燃料として適切に用いることが可能な焼成装置であっても、その使用を断念せざるをえなかった。この発明は、廃棄消火薬剤の再利用と、焼成処理における原燃料の多様化を可能とするためになされたものである。
【特許文献１】特開２００３−７０９３５公報
【特許文献２】特開２０００−６３８４５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記事情に対してなされたものであり、酸化性雰囲気下での焼成装置において、高イオウ濃度の資材の使用を可能として、併せて、アルカリ炭酸水素塩、アルカリ炭酸塩を含む消火用薬剤の回収方法及び回収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】
酸化性雰囲気下で焼成装置からの排ガスの一部を抽気して硫酸塩を析出して回収する方法であって、上記焼成装置で用いる原燃料のイオウ含有量および／又は排出酸化硫黄量に応じて上記焼成装置に消火器から取り出した炭酸ナトリウムおよび／又は重炭酸ナトリウムを含む消火薬剤を投入して高イオウ含有量の原燃料の焼成を可能としたことを特徴とする消火用薬剤の回収方法（請求項１）、 酸化性雰囲気下で焼成装置からの排ガスの一部を抽気して硫酸塩を析出して回収する装置であって、上記焼成装置で用いる原燃料のイオウ含有量および／又は排出酸化硫黄量を監視するための監視手段と、該イオウ含有量および／又は排出酸化硫黄量に応じて、上記焼成装置に、消火器から取り出した炭酸ナトリウムおよび／又は重炭酸ナトリウムを含む消火薬剤を投入する手段とを備え、高イオウ含有量の原燃料の焼成を可能としたことを特徴とする消火用薬剤の回収装置（請求項２）、である。
【０００９】
本明細書中、「焼成装置で用いる原燃料」には、石灰石、粘土、陶器の廃材、土壌、一般廃棄物、産業廃棄物等の焼成炉の目的を達成するための原料、被処理物一般をさす。焼成装置がボイラーの燃焼炉を含む場合、燃焼による熱エネルギーを蒸気発生に用いる目的で焼成装置が利用されるため、原料に相当するものがないともいえるが、一般に燃料中の灰分等が焼成される結果、焼成されるものが、燃料に含まれることとなる。これらは、ボイラー中でのスケールの原因ともなっている。また、「焼成装置で用いる原燃料」には、重油、微粉炭、廃プラスチック等の可燃性廃棄物を含む。本明細書中、「回収」とは、当業者にとって一般的に理解される意義の他、「分離のみ」、「除去のみ」又は、「分離」もしくは「除去」したものを、有価な化合物として得ることも含む。本明細書中、「低融点化合物」には、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、重金属の塩化物や硫酸塩等が含まれる。「抽気ガスの一部」とは、通常の焼成装置では、一般の焼成処理がメインであり、仮焼炉等の周辺機器との連携があるため、全部を抽気することは原理的に通常あり得ないためである。しかし、可能な場合、又は必要な場合に「全部」を抽気する場合を除去するものではない。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、焼成装置からの排ガスの一部を抽気して硫酸塩を回収する方法において、上記焼成装置で用いる資材から発生が予測されるＳＯｘ含有量に応じて、上記焼成装置に消火器から取り出した炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウムを含む消火薬剤を投入して高イオウ濃度の資材の焼成を可能としたことを特徴とする消火用薬剤の回収方法が提供される。また、本発明方法をボイラーを含む焼成装置に用い、或いは本発明をボイラーを含む焼成装置装置とした場合には、スケールの付着を少なくするという他に見られない効果も得られることが判明した。これは、スケールを成長させる灰分が、減少する結果であるとおもわれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照しながら、本発明に係る消火用薬剤の回収方法及び装置の実施の形態を説明する。図１は、本発明に係る消火用薬剤の回収方法及び装置を実施する骨材焼成装置の一実施の形態について、その概要を示す概念図である。
【００１２】
この実施の形態に係る骨材焼成装置１００は、骨材焼成のための主要な構成機器として、ロータリーキルン１０１、骨材クーラ１０２を備える。
【００１３】
ここでは、本発明に係る消火用薬剤の回収装置の実施の形態を含む上記骨材焼成装置１００の作用を説明することによって、本発明に係る消火用薬剤の回収方法及び回収装置の実施の形態を説明する。本実施の形態では、まず、造粒された成形体ホッパー１１０、消火薬剤ホッパー１１１からロータリーキルンに投入する。
【００１４】
造粒成形体は、種々の方法でこれを成形することができる。本発明では、消火薬剤を焼成装置に投入することをその特徴の一つとしている。これは、原料等の焼成過程で、ＳＯｘとナトリウムとを結合させ、硫酸ナトリウムの生成反応によりＳＯｘ固定を円滑にするためである。酸化性雰囲気炉においては、原料等中に含まれるイオウ分をＳＯｘとし、さらにこれを硫酸ナトリウムとして回収することを可能とする。
【００１５】
本実施の形態では、消火薬剤をナトリウム化合物として投入する。ホッパー１１１からの投入量の制御に関しては後述する。なお、投入することができる消火薬剤は、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム等を挙げることができる。投入する化合物は、二種以上のものを併用することもできる。また、前述の通り、使用不能となった消火器から取り出した消火薬剤が有効である。
【００１６】
解砕機１１２で粉砕した原料は、混合機１１３で混合し、貯蔵サイロ１２０にいったん貯蔵する。そして、骨材焼成装置１００の処理状況に応じて、原料投入部１２１に投入する。
【００１７】
原料は、ロータリーキルン１０１に至る。ロータリーキルン１０１は、バーナー１２２を備えている。このバーナー１２２には、重油、微粉炭等の主燃料及び廃プラスチック等の補助燃料を送り込み、燃焼させて人工骨材の焼成を行う。ロータリーキルン１０１から排出された人工骨材は、クーラ１０２に入り、冷却される。これらが人工骨材の一連の焼成工程である。
【００１８】
本実施の形態では、さらに蛍光X線（特にエネルギー分散型検出器を備えたものが好ましい。）等によって、原料及び燃料中のイオウ濃度、塩素濃度、ナトリウム等アルカリ金属・アルカリ土類金属濃度及びカルシウム濃度を監視し、さらに、原燃料による化学反応を見極め、次式によって、投入消火薬剤量を決定する。即ち、１＜（2SOx-Na等 +Cl-2Ca）で算出されるモル数／投入薬剤中のNaモル数＜１．２である。ここで、Na等は、他にアルカリ金属又はアルカリ土類金属がある場合は、これを考慮し、Caは、原燃料による化学反応が不完全で残存等して、SOｘと反応するもののみを考慮する。また、原燃料中に存在するイオウは、その酸化還元状態を考慮する必要がある。具体的には、例えば、ＳＯｘのｘを特定する必要があるが、酸化物であれば、ｘは、３で表現できる。それ以外の存在状態であれば、これに応じた係数を設定する。場合によっては、イオウは、マイナスイオン或いは、単体として存在することもありうる。本式で算出されるモル数を投入薬剤中のNaモル数で割った値が１未満の場合は、ＳＯｘの固定が不十分となり、本式で算出されるモル数を投入薬剤中のNaモル数で割った値が１．２を超えると、ナトリウム成分が過剰となり、焼成炉の目的を阻害することがある。さらに、化学反応式が複雑等の理由で、これらの値が決定できないときは、この式によらない方法を使用することができる。このとき、排出ガス中のSOｘ量を通常のモニター装置で測定して、排出ガス中の単位時間あたりのSOｘ量に見合う量の単位時間あたり投入消化薬剤量を決定する。化学反応が完結せずにSOｘが発生する場合も同様に排出ガスの分析により、投入すべき消火薬剤量を決定する。こうして決定された量の消火薬剤を解砕機１１２に投入することとなる。
【００１９】
次に、本実施の形態で、抽気排ガスから硫酸ナトリウムを回収する工程を説明する。まず、抽気排ガスを加熱装置１３０に送る。抽気操作は、図示しない抽気プローブのような抽出装置を用いて行う。抽気排ガスは、通常４００〜７００℃の温度範囲である。加熱装置１３０では、これを１１００〜１５００℃の温度に加熱する。
【００２０】
このように加熱することによって、低融点化合物が、原料成分を主体とするダスト側から、気化したガス成分に移行する。排ガスを、次いで、サイクロン１３１に送る。ここで、固気分離が行われ、ダストは、焼成工程に戻される。ここで、低融点化合物は、ガス成分中に含まれている。したがって、戻されるダスト中には、低融点化合物はほとんど含まれていない。低融点化合物としては、カリウム、ナトリウム、及び銅、亜鉛、鉛、バナジウム等の金属の塩化物や硫酸塩等が含まれることもある。
【００２１】
低融点化合物を含む抽気排ガスは、バグフィルタ１３２に送る。この手前で、冷却ガスを送り込み、冷却して１２０〜６００℃の温度とする。そして、バグフィルタ１３２で低融点化合物が分離される。分離された低融点化合物は、下部回収口から回収して、重金属回収装置１３３に送る。重金属回収装置１３３としては、湿式の精錬装置等、当業者によって一般的に用いられるものを採用することができる。例えば、回収したダスト状の低融点化合物を水洗いし、酸・アルカリ溶出、硫化物析出等を適宜組み合わせ、亜鉛成分、銅成分、鉛成分を含む金属精錬原料として分別する。
【００２２】
バグフィルタ１３２を経由した抽気排ガスのガス成分は、再度、原料投入部１２１に戻す。このガスの温度が３５０℃以上の場合には、装置全体の効率を上げるのに寄与する。
【００２３】
なお、焼成装置１００は、廃熱回収ボイラ１４０を備え、排ガスの廃熱を回収した後、バグフィルタ１４１を経て、排ガスを煙突１４２から排出する。
【００２４】
他の実施の形態本発明に係る硫酸アルカリの回収方法及び装置を図１の実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限られるものではない。
【００２５】
例えば、骨材焼成炉は、図１の実施の形態では、ロータリーキルンとしたが、立窯等の移動床や流動床型の焼成炉等他のタイプの焼成炉であっても良い。また、仮焼炉及び／又はサスペンジョンプレヒータを備えた焼成装置であっても本発明を実施することができる。また、図１の加熱装置で、加熱する代わりに、インレットフード内に可燃物を投入し、燃焼させ、インレットフードのガス温度を１１００〜１５００に昇温して抽気しても良い。さらに、消化薬剤からのアルカリ炭酸塩等の投入位置は、解砕機１１２に直接投入しなくても、粉体であれば、原料投入部１２１からでも良い。また、消火薬剤は、燃料と混合してバーナーから燃焼炉内に投入しても良い。また、バーナーへの流入空気とともに流入しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る消火用薬剤の回収装置を含む人工骨材焼成装置の一実施の形態について、その概要を説明する概念図である。
【符号の説明】
【００２７】
１００ 人工骨材焼成装置
１０１ ロータリーキルン
１０２  クーラ
１１０ 原料ホッパー
１１１  消火薬剤ホッパー
１１２ 解砕機
１１３ 混合機
１２０ 貯蔵サイロ
１２１ 原料投入部
１２２ バーナー
１３０ 加熱装置
１３１ サイクロン
１３２ バグフィルタ
１３３ 重金属回収装置
１３４ アルカリ塩回収装置
１４０ 廃熱回収ボイラー
１４１ バグフィルタ
１４２ 煙突
【図１】
2006061809.tif 000003