(57)【要約】【課題】酸性排ガスの高い除去率が求められる場合でも、高い反応効率を維持できる酸性排ガス処理剤、並びに該排ガス処理剤を用いた酸性排ガスの処理方法及び重金属の溶出防止方法を提供する。【解決手段】水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムを配合してなる酸性排ガス処理剤。好ましくは、前記水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリムの合計配合量中における前記炭酸水素ナトリウムの割合が１５〜７０質量％となるように構成する。好ましくは、前記水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムとして、水酸化ドロマイトを含むように構成する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムを配合してなる酸性排ガス処理剤。
【請求項２】
前記水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムの合計配合量中における前記炭酸水素ナトリウムの割合が１５〜７０質量％である請求項１に記載の酸性排ガス処理剤。
【請求項３】
前記水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムとして、水酸化ドロマイトを含む請求項１又は２に記載の酸性排ガス処理剤。
【請求項４】
酸性排ガスに対して、請求項１〜３の何れかに記載の酸性排ガス処理剤を添加する工程を行い、さらに飛灰を集塵する工程を行った後に、集塵した飛灰に対して、重金属溶出防止剤を添加する工程を行う重金属の溶出防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、都市ごみ廃棄物焼却炉、産業廃棄物焼却炉、発電ボイラ、炭化炉及び民間工場等の燃焼施設から発生する塩化水素や硫黄酸化物等の有害な酸性ガスを含む排ガスの処理剤及び該処理剤を用いた重金属の溶出防止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
都市ゴミや産業廃棄物等の廃棄物焼却炉から排出される燃焼排ガスには、炭酸ガスや、水蒸気、酸素、窒素、硫黄酸化物、窒素酸化物、塩化水素、重金属化合物、煤塵などが含まれていることから、大気放出に先立ち、有害物質を除去する必要がある。
【０００３】
特許文献１のように、一般的に、有害な塩化水素や硫黄酸化物を含む酸性排ガスは、水酸化カルシウム等のアルカリ剤で処理された後、バグフィルター等の集塵機で除塵され、煙突から排出される。一方、集塵機で集塵された飛灰は、有害な鉛、カドミウム等の重金属を含有しており、これら有害重金属を安定化処理した後に埋立処分されている。
集塵機で除塵された飛灰中の重金属の処理方法としては、ピペラジンジチオカルバミン酸塩、ジエチルジチオカルバミン酸塩等のキレート系の重金属固定剤で不溶化処理する方法が一般的である。該方法は、環境庁告示１３号試験等による短期的な重金属の固定効果は高いが、最終処分場において酸性雨によりｐＨが低下した際の影響や、キレート系重金属固定剤が酸化して自己分解することにより鉛等の重金属が再溶出する問題が懸念されている。
【０００４】
一方、特許文献２は、重金属固定剤として、リン酸等のリン酸系化合物を用いている。リン酸系化合物は、無機鉱物であるヒドロキシアパタイト形態まで変化させるため最終処分場における鉛等の長期安定性に優れている。このように、リン酸系重金属固定剤は、キレート系重金属固定剤と異なり、長期にわたる重金属の溶出防止効果を有しており、酸性雨の影響を加味したアベイラビリティ試験のような厳しい条件下においても、鉛等の重金属を安定的に処理することが可能であり、環境保護の観点から非常に価値の高い重金属の処理方法と考えられている。
【０００５】
また、重金属の溶出防止に関して、塩酸、硫酸バンド等の酸性中和剤を添加する方法、ケイ酸ナトリウム水溶液、粉末二酸化ケイ素等の二酸化ケイ素含有化合物を添加する方法が知られている。また、六価クロム、砒素、セレン、水銀等の重金属が溶出する場合には、塩化第一鉄、ポリ硫酸鉄等の鉄含有化合物を添加し、これら重金属の溶出を防止する方法が知られている。
【０００６】
特許文献３には、５〜３０μｍの微粉状に加工された重曹（炭酸水素ナトリウム、ＮａＨＣＯ3）で酸性排ガスを処理することにより、通常の水酸化カルシウムに比べ酸性排ガスを安定的に処理することができることが記載されている。また、特許文献４には、重曹を添加された飛灰は、残存するアルカリの未反応分が少なくなり、リン酸系の重金属固定剤の使用量を低減できる飛灰の処理方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−９９２１５号公報
【特許文献２】特公平４−６１７１０号公報
【特許文献３】特開２０００−２１８１２８号公報
【特許文献４】特開２００６−１１０４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１のように、酸性排ガスを水酸化カルシウムで処理した飛灰は、未反応の水酸化カルシウムを多量に含んでいる。このため、特許文献２のように、重金属固定剤としてリン酸系化合物を用いた場合、リン酸系化合物が未反応水酸化カルシウムに消費され、鉛等の溶出防止に有効な液固比（Ｌ／Ｓ）＝１０における飛灰溶出液のｐＨを低下させるためのリン酸系化合物が大量に必要となる。また、酸性の中和剤、二酸化ケイ素含有化合物についても、未反応水酸化カルシウムの影響により添加量が多大となる。
【０００９】
特許文献３及び４のように、微粉状の重曹で酸性排ガスを処理した飛灰にリン酸系化合物等を添加し重金属を固定する方法は、重金属の溶出を長期的に防止するための有効な方法であるが、重曹等のナトリウム系の薬剤は水酸化カルシウム等のカルシウム系の薬剤に比べてコストが高いことに加え、さらに微粉状に加工するための粉砕設備等の加工コストがかかり、処理費用が増加するため普及率は低いのが現状である。
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明者らは、特定の水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムを排ガス処理剤として用いた酸性排ガスの処理方法を提案した（特願２０１３−２２８３７３号）。
しかしながら、酸性ガスの高い除去率が求められる場合には、反応当量の増加に対して、除去率の上昇が鈍化する問題があった。さらに反応効率の低下（除去率の上昇の鈍化）により、飛灰中の未反応アルカリ分が増加し、飛灰のアルカリ度が高くなることで、重金属溶出防止剤の添加量が増加してしまう問題があった。
本発明は、酸性排ガスの高い除去率が求められる場合でも、高い反応効率を維持できる酸性排ガス処理剤、並びに該排ガス処理剤を用いた酸性排ガスの処理方法及び重金属の溶出防止方法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】
【００１１】
本発明者らは、上記課題を解決する目的で検討した結果、水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムに対して、炭酸水素ナトリウムを添加することで、該課題を解決し得ることを見出した。
本発明は、以下の［１］〜［４］の酸性排ガス処理剤、並びに該排ガス処理剤を用いた酸性排ガスの処理方法及び重金属の溶出防止方法を提供する。
［１］水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムを配合してなる酸性排ガス処理剤。
［２］前記水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリムの合計配合量中における前記炭酸水素ナトリウムの割合が１５〜７０質量％である上記［１］に記載の酸性排ガス処理剤。
［３］前記水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムとして、水酸化ドロマイトを含む上記［１］又は［２］に記載の酸性排ガス処理剤。
［４］酸性排ガスに対して、上記［１］〜［３］の何れかに記載の酸性排ガス処理剤を添加する工程を行い、さらに飛灰を集塵する工程を行った後に、集塵した飛灰に対して、重金属溶出防止剤を添加する工程を行う重金属の溶出防止方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の酸性排ガス処理剤は、酸性排ガスの高い除去率が求められる場合でも、高い反応効率を維持できるため、カルシウム成分を含む酸性排ガス処理剤の添加量を抑制することができる。さらに、本発明の酸性排ガス処理剤は、カルシウム成分を含む酸性排ガス処理剤の添加量を抑制できるため、飛灰中の未反応アルカリ分を少なくすることができ、重金属溶出防止剤の添加量を抑制することができる。
また、本発明の重金属の溶出防止方法は、酸性排ガス処理剤を過度に添加しなくても、酸性排ガスの除去率を高くすることができ、さらには重金属溶出防止剤の添加量を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例の模擬集塵機室内評価装置のフロー図である。
【図２】実験例１のＨＣｌ除去率を示す図である。
【図３】実験例２のＨＣｌ除去率を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［酸性排ガス処理剤］
本発明の酸性排ガス処理剤は、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムを配合してなるものである。
【００１５】
本発明の酸性排ガス処理剤は、水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムに加え、さらに炭酸水素ナトリウムを配合することにより、酸性排ガスの高い除去率（例えば除去率７０％以上）が求められる場合でも、高い反応効率を維持できるため、カルシウム成分を含む酸性排ガス処理剤の添加量を抑制することができる。さらに、本発明の酸性排ガス処理剤は、カルシウム成分を含む酸性排ガス処理剤の添加量を抑制できるため、飛灰中の未反応アルカリ分を少なくすることができ、重金属溶出防止剤の添加量を抑制することができる。当該効果は、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムのうちの１つでも欠けた場合には達成できない。
なお、本発明において、「水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムを配合してなる」とは、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムが独立して存在する構成、並びに、後述する水酸化ドロマイト［Ｃａ（ＯＨ）2・Ｍｇ（ＯＨ）2］のように、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムの一部が複合化してなる構成を含むことを意味する。
【００１６】
炭酸水素ナトリウムの配合率は、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムの合計配合量中の１５〜７０質量％であることが好ましく、２０〜５０質量％であることがより好ましい。炭酸水素ナトリウムの配合率を１５質量％以上とすることにより、酸性排ガスの除去率を良好にしやすくできる。また、排ガス処理剤中に炭酸水素ナトリウムを過度に含有させても、酸性排ガスの除去率は頭打ちになる。このため、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムの合計配合量中の炭酸水素ナトリウムの配合率を７０質量％以下とすることにより、費用対効果を良好にすることができる。
【００１７】
排ガス処理剤中の水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムの合計配合率は、炭酸水素ナトリウムとの配合バランスの観点から、３０〜８５質量％であることが好ましく、５０〜８０質量％であることがより好ましい。
【００１８】
また、水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムは、飛灰のアルカリ度の低減効果及び酸性排ガス処理剤の低コスト化の観点から、酸性排ガス処理剤中に含まれるマグネシウム原子とカルシウム原子のモルの比が、１：０．７９〜１：３．１５で含まれることが好ましく、１：０．９６〜１：２．３６で含まれることがより好ましい。
マグネシウム原子とカルシウム原子とのモル比は、EDTA滴定法により算出することができる。例えば、前記排ガス処理剤をＪＩＳ  Ｒ９０１１に基づくEDTA滴定法により分析したＣａとＭｇの測定結果から算出することができる。
【００１９】
水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムの形態は特に限定されないが、以下のものが好適である。
まず、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムの酸性排ガス処理剤を構成する材料の少なくとも一種は、メジアン径（ｄ５０）が５〜３０μｍであることが好ましく、１０〜２０μｍであることがより好ましい。また、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムの全てのメジアン径（ｄ５０）が前記範囲を満たすことが好ましい。なお、水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムとして後述の水酸化ドロマイトを用いる場合は、水酸化ドロマイトのメジアン径（ｄ５０）が前記範囲を満たすことが好ましい。
酸性排ガス処理剤を構成する材料のメジアン径（ｄ５０）を５μｍ以上とすることにより、集塵機での捕集効率が低下したり、差圧が上昇することを防止しやすくできる。また、酸性排ガス処理剤を構成する材料のメジアン径（ｄ５０）を３０μｍ以下とすることにより、酸性ガスの除去率をより向上しやすくできる。
また、上記のメジアン径（ｄ５０）による効果を得やすくする観点から、酸性排ガス処理剤全体としてのメジアン径（ｄ５０）が上記範囲を満たすことが好ましい。
なお、本発明において「メジアン径（ｄ５０）」とは、レーザー回折散乱法によって求めた粒度分布における粒子個数の積算値が５０％となる粒子径（ｄ５０）を意味する。メジアン径（ｄ５０）は、例えば、島津製作所社製の商品名SALD-2100等の測定装置により測定できる。
【００２０】
また、水酸化マグネシウム及び／又は水酸化カルシウムは、比表面積が２０ｍ2／ｇ以上であることが好ましく、２０〜１５０ｍ2／ｇであることがより好ましく、３０〜１００ｍ2／ｇであることがさらに好ましく、４０〜６０ｍ2／ｇであることがよりさらに好ましい。水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムとして後述の水酸化ドロマイトを用いる場合は、水酸化ドロマイトの比表面積が前記範囲を満たすことが好ましい。なお、炭酸水素ナトリウムの比表面積は特に限定されない。
酸性排ガス処理剤を構成する材料の比表面積を２０ｍ2／ｇ以上とすることにより、塩化水素や硫黄酸化物等の酸性ガスの除去率をより向上しやすくできる。
また、上記のメジアン径（ｄ５０）による効果を得やすくする観点から、酸性排ガス処理剤全体としての比表面積が上記範囲を満たすことが好ましい。
なお、本発明において「比表面積」とは窒素吸着によるＢＥＴ法により、窒素の吸着量からＢＥＴ１点法により算出される比表面積を意味する。
【００２１】
また、本発明の酸性排ガス処理剤に配合する水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムとして、水酸化ドロマイト［Ｃａ（ＯＨ）2・Ｍｇ（ＯＨ）2］を含むことが好ましい。
水酸化ドロマイトは、ドロマイト（ＣａＣＯ3・ＭｇＣＯ3）を原料として、焼成工程、消化工程を経て製造できる。水酸化ドロマイトは、日本国内に不純物の少ない高品位なドロマイト資源がある点、水酸化カルシウムと水酸化マグネシウムを混合利用する場合や、石灰石や軽焼マグネシウム（ＭｇＯ）を混合して消化製造する場合において原料を混合する工程は不要であり、比較的安価に製造できる点において好適である。
水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウム中に占める水酸化ドロマイトの割合は、５０質量％以上であることが好ましく、８０質量％以上であることがより好ましく、１００質量％であることがさらに好ましい。
【００２２】
酸性排ガス処理剤中には、本発明の効果を阻害しない範囲で、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウム以外の成分を含有していてもよい。例えば、排ガスのダイオキシンを処理する活性炭やバグフィルターのろ過助剤として使用される珪藻土等と配合し排ガス処理剤として添加することは、添加設備を節約できるケースもあり、有用な方法である。また、後述する無機重金属固定剤、酸性中和剤及びキレート剤等の重金属溶出防止剤を予め配合しても良い。この際、製品の配合上、粉体の重金属固定剤が好ましい。
【００２３】
酸性排ガス処理剤は、酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウム、並びに必要に応じて添加するその他の成分を混合することにより得ることができる。混合の手段は、本発明品の効果が発揮されるようにすれば良く、特に制限はない。
酸性排ガス処理剤は、粉体の形態で用いてもよいし、粉体をエタノールやイソプロピルアルコール等の分散媒に分散して分散液の形態として用いてもよい。ただし、炭酸水素ナトリウムが溶解すると酸性排ガス処理剤の効果が低下するため、分散媒として水は好ましくない。
【００２４】
［酸性排ガスの処理方法］
本発明の酸性排ガスの処理方法は、酸性排ガスに対して、上述した本発明の酸性排ガス処理剤を添加する工程を行うものである。
【００２５】
本発明の酸性排ガスの処理方法が適用できる酸性排ガスは特に制限されない。例えば、都市ごみ廃棄物焼却炉、産業廃棄物焼却炉、発電ボイラ、炭化炉及び民間工場等の燃焼施設において発生する、塩化水素や硫黄酸化物等の酸性ガスを含む排ガスが挙げられる。
排ガス処理剤の添加場所は、特に制限はなく、焼却炉内、減温塔手前、バグフィルター等の集塵機の手前で添加することで本発明の効果が見込まれる。ただし、一般的には、排ガス処理剤を、酸性排ガスを減温塔で冷却した後のバグフィルター等の集塵機手前で添加することが好ましい。
また、酸性排ガス処理剤の添加手段は特に制限されず、例えば、ノズル等を用いて添加することができる。
【００２６】
酸性排ガス処理剤は、酸性排ガスの濃度をモニタリングしながら、対象となる燃焼施設ごとの管理目標値を満足するように添加量を調整すればよい。
この際、酸性排ガスの除去率が７０％以上となるように、酸性排ガス処理剤の添加量を調整することが好ましい。本発明の酸性排ガス処理方法では、酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムを配合してなる酸性排ガス処理剤を用いていることから、酸性排ガス処理剤を過剰に添加しなくても酸性排ガスの除去率を７０％以上とすることができる。また、本発明の酸性排ガス処理方法は、酸性排ガスの除去率を高くしても酸性排ガス処理剤の使用量を抑えることができるため、飛灰中の未反応アルカリ分を少なくすることができ、さらに重金属の溶出防止工程を行う際に重金属溶出防止剤の使用量を抑えることができる。
【００２７】
また、酸性排ガスに対する酸性排ガス処理剤の添加量は、酸性排ガス中の塩化水素及び硫黄酸化物の合計に対して、酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムを合計で１〜６当量となるように添加することが好ましく、１．５〜５．５当量となるように添加することがより好ましい。酸性排ガス処理剤をこのような量で添加することにより、酸性排ガスの除去率を７０％以上の高い割合にしやすくできる。
【００２８】
［重金属の溶出防止方法］
本発明の重金属溶出防止方法は、酸性排ガスに対して、上述した本発明の酸性排ガス処理剤を添加する工程を行い、さらに飛灰を集塵する工程を行った後に、集塵した飛灰に対して、重金属溶出防止剤を添加する工程を行うものである。
【００２９】
酸性排ガス処理剤を添加する工程は、上述した本発明の酸性排ガス処理方法と同様である。
飛灰の集塵はバグフィルター等の公知の集塵機で行うことができる。
飛灰を集塵した後は、集塵した飛灰に対して重金属溶出防止剤を添加する工程を行う。飛灰中の重金属としては、鉛が代表例であり、その他、カドミウム、クロム、砒素、セレン、水銀等が挙げられる。
【００３０】
重金属溶出防止剤としては、無機重金属固定剤、キレート系重金属固定剤等の重金属固定剤、及び酸性中和剤が挙げられる。
【００３１】
無機重金属固定剤としては、リン酸系化合物、二酸化ケイ素系化合物及び鉄含有化合物が挙げられる。
【００３２】
リン酸系化合物は、処分場における重金属の長期溶出防止効果を示し、環境保護の観点から有効な材料である。リン酸系化合物は、例えば重金属である鉛と反応し、鉛クロロピロモルファイトや鉛ピロモルファイトを形成し、鉱物の形態で鉛を固定し、鉛の溶出を防止できる。
【００３３】
リン酸系化合物としては、リン酸を含有していれば特に制限なく用いることができ、リン酸塩であっても鉱物であっても良い。
リン酸系化合物としては、例えば、正リン酸（オルソリン酸）、ポリリン酸、メタリン酸、次リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、ピロリン酸、過リン酸、第一リン酸ソーダ、第二リン酸ソーダ、第三リン酸ソーダ、第一リン酸カリウム、第二リン酸カリウム、第三リン酸カリウム、第一リン酸カルシウム、第二リン酸カルシウム、第一リン酸マグネシウム、第二リン酸マグネシウム、第一リン酸アンモニウム、第二リン酸アンモニウム、過燐酸石灰、トリポリリン酸ナトリウム、トリポリリン酸カリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸カリウム、ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム、亜リン酸ナトリウム、亜リン酸カリウム、次亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸カリウム等が挙げられる。
これらの中でも、正リン酸、第一リン酸塩、第二リン酸塩、第三リン酸塩、トリポリリン酸塩、ヘキサメタリン酸塩、ピロリン酸塩、ヒドロキシアパタイトの形態を有する鉱物、特に燐灰石（アパタイト化合物）が良好な重金属の溶出防止効果を示す。
リン酸系化合物は、重金属の中でも、鉛の溶出防止に特に有用である。
【００３４】
二酸化ケイ素含有化合物は、飛灰中のカルシウム成分と、二酸化ケイ素とが反応してケイ酸カルシウム鉱物（３ＣａＯ・２ＳｉＯ2・３Ｈ2Ｏ）を生成して、該鉱物の中に重金属を封じ込める効果、並びに二酸化ケイ素が直接重金属に作用して、難溶性の重金属ケイ酸塩（ＰｂＳｉＯ3等）を生成することにより、重金属の溶出を防止する効果が得られると考えられる。二酸化ケイ素含有化合物は、飛灰中のアルカリ含有量の影響を受けやすく、飛灰中のアルカリ含有量が多大な場合、上記反応生成物を生成するための必要添加量が増加する。従って、本発明により、二酸化ケイ素含有化合物においても必要添加量を大幅に削減することができる。
【００３５】
二酸化ケイ素含有化合物は、ＳｉＯ2成分を有する化合物であれば特に制限なく用いることができ、二酸化ケイ素そのものであってもよいし、塩であっても鉱物であってもよい。
二酸化ケイ素含有化合物は、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム等のアルカリ金属やアルカリ土類金属を含むケイ酸塩、シリカヒューム、シリカゲル、活性白土、ゼオライト、ベントナイト、カオリナイト、ハロイサイト、アンチゴライト、パイオライト、タルク、モンモリロナイト、サボナイト、パーミキュライト、白雲母、バラゴナイト、イライト、金雲母、黒雲母、マーガライト、ザンソフィライト、ドンパサイト、スドウ石、クリノクロア、シャモサイト、セピオライト、パリゴルスカイト、イモゴライト、アロフェン及びヒシンゲライト等のケイ酸塩鉱物などが挙げられる。
二酸化ケイ素含有化合物は、重金属の中でも、鉛の溶出防止に特に有用である。
【００３６】
鉄含有化合物としては、鉄を含有していれば良く、塩化第一鉄、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、ポリ硫酸第二鉄、鉄粉等が挙げられる。
鉄含有化合物は、重金属の中でも、六価クロム、砒素、セレン及び水銀の溶出防止に特に有用である。
【００３７】
酸性中和剤は、重金属の溶出量を低下させる役割を有する。酸性中和剤も飛灰に残存するアルカリの影響を受け、残存飛灰中のアルカリ含有量が多大な場合、必要添加量が増加する。従って、本発明により、酸性中和剤も必要添加量を大幅に削減することができる。
酸性中和剤としては、塩酸、硫酸、硝酸、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム等が例示できる。
酸性中和剤は単独で用いても良いが、重金属の溶出をさらに抑えるという観点からは、上述の無機重金属固定剤と併用して用いることが好ましい。また、無機重金属固定剤と酸性中和剤とを併用した場合、高価である無機重金属固定剤の使用量を低減できる点で好適である。さらに、中和剤とキレート系重金属固定剤を併用しても本発明の効果は得られる。
【００３８】
キレート系重金属固定剤は、飛灰中の重金属と難溶性のキレート化合物を形成して、重金属を固定する作用を有する。本発明においては、キレート系重金属固定剤においても必要添加量を削減することができる。これは、本発明の酸性排ガス処理剤を用いることにより、飛灰からの重金属の溶出量を削減でき、これにより、キレート系重金属固定剤の必要添加量を削減できるものと考えられる。
【００３９】
キレート系重金属固定剤としては、キレート化合物の形成により重金属を固定する効果を有すれば良く、特に制限はない。このようなキレート系重金属固定剤としては、ピペラジンジチオカルバミン酸塩、ジエチルジチオカルバミン酸塩、ジメチルジチオカルバミン酸塩、ジブチルジチオカルバミン酸塩等のジチオカルバミン酸塩類、ポリアルキレンポリアミンやポリエチレンイミン等のポリアミン類が挙げられる。
キレート系重金属固定剤は、重金属の中でも、鉛、水銀の溶出防止に特に有用である。
【００４０】
重金属溶出防止剤の添加量は、重金属溶出防止剤の種類、飛灰中の残存アルカリ成分の量や、飛灰中の重金属の量によっても異なるため一概には言えないが、飛灰に対して例えば０．１〜３０質量％とすることができる。
【００４１】
重金属溶出防止剤の添加手段は特に制限されず、例えば、ノズル等を用いて添加することができる。また、重金属溶出防止剤は、粉体の形態で用いてもよいが、粉体を水等に溶解又は分散する等して液状の形態として用いることが好ましい。また、重金属溶出防止剤は酸性排ガス処理剤と混合して添加してもよい。
【実施例】
【００４２】
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
【００４３】
図１に示す模擬集塵機室内評価装置を製作し、各酸性排ガス処理剤による酸性排ガスの除去率の効果確認を行なった。
なお、該評価装置の運転条件は以下に示す通りである。
排ガス風量    ；０．４３ｍ3／ｍｉｎ
ろ過面積      ；０．４３ｍ2
ろ過速度      ；１ｍ／ｍｉｎ
ＨＣｌ濃度負荷；３５０ｐｐｍ
集塵室温度    ；１８０℃
【００４４】
また、酸性排ガスとしてはＨＣｌガスを用いた。ガス中のＨＣｌ除去率の算出は以下の通りである。
（ＨＣｌ除去率の算出方法）
まず、集塵室の入り口のＨＣｌ濃度を３５０ｐｐｍに調整した後、酸性排ガス処理剤の添加を開始する。処理剤の添加開始から２０分経過した後から、集塵室の出口ＨＣｌ濃度をＨＣｌ計（ＨＬ−２２、京都電子社製）を用いて分析し、１分おきに採取した分析データの３０分間の平均値を「ＨＣｌ出口濃度」とした。ＨＣｌ入口濃度と出口濃度から、ＨＣｌ除去率を算出した。
【００４５】
＜実験例１：反応当量ごとのＨＣｌ除去率の効果確認＞
水酸化ドロマイト［粒子径（ｄ５０）１３．２μｍ、比表面積５０ｍ2／ｇ、マグネシウム原子：カルシウム原子のモル比＝１：１．４９］７０質量％、炭酸水素ナトリウム［粒子径（ｄ５０）１３μｍ］３０質量％を混合して配合し、酸性排ガス処理剤ａを作製した。また、リファレンスとして、上記と同様の水酸化ドロマイト１００質量％からなる酸性排ガス処理剤ｂを準備した。
図１の評価装置において、酸性排ガスに対して表１の反応当量で酸性排ガス処理剤ａ及びｂを添加し、上記の算出方法により、ＨＣｌ除去率を算出した。結果を図２に示す。
【００４６】
【表１】
2015178049.tif 000002
【００４７】
図２の結果から、水酸化ドロマイト（水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム）及び炭酸水素ナトリウムを配合することで、ＨＣｌ除去率を向上できることが分かる。特に、水酸化ドロマイト（水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム）及び炭酸水素ナトリウムを配合した酸性排ガス処理剤は、ＨＣｌ除去率が７０％以上の高い除去率の領域において、顕著に反応効率が向上していることが確認できる。したがって、本発明の排ガス処理剤は、酸性排ガスの高い除去率が求められる領域において、酸性排ガス処理剤の使用量を抑制できることが確認できる。
【００４８】
＜実験例２：炭酸水素ナトリウムの配合比率ごとのＨＣｌ除去率の効果確認＞
実験例１で用いた水酸化ドロマイト及び炭酸水素ナトリウムを、炭酸水素ナトリウムの配合割合が表２の割合となるように配合した酸性排ガス処理剤ｃ〜ｈを作製した。
図１の評価装置において、酸性排ガスに対して反応当量５となるように酸性排ガス処理剤ｃ〜ｈを添加し、上記の算出方法により、ＨＣｌ除去率を算出した。結果を表２及び図３に示す。
【００４９】
【表２】
2015178049.tif 000003
【００５０】
表２及び図３の結果から、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムの合計配合量中における炭酸水素ナトリウムの配合比率が１５質量％以上の場合に、ＨＣｌガスの除去率が顕著に向上することが確認できる。
【符号の説明】
【００５１】
１：ヒーター
２：酸性排ガス供給手段
３：酸性排ガス処理剤供給手段
４：酸性ガス濃度モニタリング手段
５：集塵室
６：中和塔
７：冷却塔
８：誘引送風
９：スクラバー
【図１】
2015178049.tif 000004
【図２】
2015178049.tif 000005
【図３】
2015178049.tif 000006