(57)【要約】【課題】中和灰中の塩化カルシウムの回収効率を向上させるとともに、残留物の消石灰の純度を上げて、両者を容易に再利用可能にする。【解決手段】廃棄物等の燃焼物を燃焼させる燃焼装置で発生する排ガス中に消石灰を投入することにより生成され塩化カルシウムを含む中和灰を処理する中和灰の処理方法において、中和灰に熱水を供給し中和灰中の塩化カルシウムを熱水に溶解させ、塩化カルシウムが溶解した溶液と残留消石灰を含む非溶解物とを分離する。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物等の燃焼物を燃焼させる際発生する排ガス中に消石灰を投入することにより排ガス中の塩素の除去を図りその反応にて生成され塩化カルシウムを含む中和灰を処理する中和灰の処理方法において、
上記中和灰に熱水を供給し該中和灰中の塩化カルシウムを熱水に溶解させ、該塩化カルシウムが溶解した溶液と残留消石灰を含む非溶解物とを分離することを特徴とする中和灰の処理方法。
【請求項２】
上記熱水の温度Ｔを６０℃≦Ｔに設定したことを特徴とする請求項１記載の中和灰の処理方法。
【請求項３】
上記中和灰を処理槽に投入し、該処理槽に熱水を入れ、撹拌することを特徴とする請求項１または２記載の中和灰の処理方法。
【請求項４】
上記熱水の量Ｑ（Ｋｇ）と中和灰の量Ｐ（Ｋｇ）との関係を、Ｑ＝（４〜６）Ｐとしたことを特徴とする請求項１，２または３記載の中和灰の処理方法。
【請求項５】
上記中和灰を処理槽に投入し、該処理槽に熱水を入れ、撹拌し、その後、静置して非溶解物を沈殿させ、それから沈殿した非溶解物と溶液とを分離して取り出すことを特徴とする請求項１，２，３または４記載の中和灰の処理方法。
【請求項６】
上記中和灰を処理槽に投入し、該処理槽に熱水を入れ、撹拌し、その後、ろ過して溶液と非溶解物とを分離することを特徴とする請求項１，２，３または４記載の中和灰の処理方法。
【請求項７】
上記分離した非溶解物を熱風乾燥し、消石灰を回収することを特徴とする請求項１，２，３，４，５または６記載の中和灰の処理方法。
【請求項８】
上記分離した溶液を濃縮処理して塩化カルシウムを回収することを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６または７記載の中和灰の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物等の燃焼物を燃焼させる燃焼装置において、発生する塩素ガスを除去するために使用される消石灰と生成物の塩化カルシウムの混合物である中和灰を処理する中和灰の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の中和灰の処理方法は、例えば、特開平１０−５４５４２号公報（特許文献１）に示される廃棄物等の燃焼装置に用いられている。
この燃焼装置においては、都市ごみをごみ焼却炉で乾留処理して乾留炭と乾留ガスを生成し、この際、燃焼排ガス中に含まれる有害な塩化水素に消石灰を添加し、その後、バグフィルタで反応させ、塩化カルシウムに変化させた後、燃焼煤塵とともに中和灰として回収している。
【０００３】
そして、中和灰は再利用可能なことから、事後処理を行なっている。この中和灰の処理方法は、中和灰を中和灰槽に貯留した後、抽出機に送り、ここで水を添加し、水が添加された中和灰中の塩化カルシウムを含む可溶成分の一部を抽出液として回収し、抽出液貯槽に蓄える。その後、抽出液貯槽中の抽出液を、抽出液散布管により、燃焼前のごみに乾留炭の収率向上剤として散布して利用している。
また、中和灰を含むスラリを、セメント固化器に送り、セメント供給管から供給されるセメントと混合して、造粒物にして廃棄している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−５４５４２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この従来の中和灰の処理方法においては、中和灰に水を添加して塩化カルシウムを抽出しているが、塩化カルシウムの溶解度が必ずしも良いものではないことから、また、常温水等であれば中和灰中の消石灰が溶出し、十分に塩化カルシウムを抽出できず、回収効率に劣るという問題があった。
また、中和灰を含むスラリはセメントと混合され、造粒物に加工して廃棄されているので、再利用されていないという問題もあった。
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑みて為されたもので、中和灰中の塩化カルシウムの回収効率を向上させるとともに、残留物の消石灰の純度を上げて、両者を容易に再利用可能にする中和灰の処理方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するための本発明の技術的手段は、廃棄物等の燃焼物を燃焼させる際発生する排ガス中の塩素を消石灰を投入することによりこの塩素を塩化カルシウムとして除去し、これにより生成される塩化カルシウムを含む中和灰を処理する中和灰の処理方法において、
上記中和灰に熱水を供給し該中和灰中の塩化カルシウムを熱水に溶解させ、該塩化カルシウムが溶解した溶液と残留消石灰を含む非溶解物とを分離する構成としている。
中和灰に熱水を供給すると、消石灰（水酸化カルシウム）は、温度変化において、水温の上昇とともに水に溶ける量が少なくなる。一方、塩化カルシウムは、水温の上昇とともに水に溶ける量が増す。そのため、熱水なので、塩化カルシウムの溶解度が増し、十分に塩化カルシウムが抽出され、回収効率が向上する。また、残留物の消石灰の純度が上げられる。その結果、両者を容易に再利用可能にすることができるようになる。
【０００８】
そして、必要に応じ、上記熱水の温度Ｔを６０℃≦Ｔに設定した構成としている。望ましくは、９０℃≦Ｔである。より一層消石灰（水酸化カルシウム）の溶解度が減少し、塩化カルシウムの溶解度が増加する。そのため、確実に中和灰より塩化カルシウムを溶出させることができ、回収効率が向上させられる。
【０００９】
また、必要に応じ、上記中和灰を処理槽に投入し、該処理槽に熱水を入れ、撹拌する構成としている。撹拌するので、中和灰と熱水が十分に混合され、確実に中和灰より塩化カルシウムを溶出させることができる。
更に、必要に応じ、上記熱水の量Ｑ（Ｋｇ）と中和灰の量Ｐ（Ｋｇ）に対してＱ＝（４〜６）Ｐとした構成としている。これにより、熱水中に中和灰中の塩化カルシウムを十分に溶解させることができる。
【００１０】
また、上記中和灰を処理槽に投入し、該処理槽に熱水を入れ、撹拌し、その後、静置して非溶解物を沈殿させ、それから非溶解物と溶液と分離して取り出す構成としている。分離を簡単な装置で行なうことができる。
更に、必要に応じ、上記中和灰を処理槽に投入し、該処理槽に熱水を入れ、撹拌し、その後、ろ過して溶液と非溶解物とを分離する構成としている。分離を簡単な装置で行なうことができる。
【００１１】
更にまた、必要に応じ、上記分離した非溶解物を熱風乾燥し、消石灰を回収する構成としている。この回収した消石灰は、排ガス中の塩素を除去等のために再利用することができ、資源を有効に活用することができる。
また、必要に応じ、上記分離した溶液を濃縮処理して塩化カルシウムを回収する構成としている。この回収した塩化カルシウムは、凍結防止剤，乾燥剤，塩酸の製造，寒剤及び温浴用として製品化することができ、資源を有効に活用することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態に係る中和灰の処理方法について詳細に説明する。
本発明の実施の形態にかかる中和灰の処理方法は、図１に示す廃棄物の燃焼装置に用いられる。
燃焼装置においては、先ず、廃棄物を流動床ガス化炉１に投入し砂中によりガス化してフリボート２で燃焼させる。それから、流動床ガス化炉１からの排気ガスを冷却槽３で冷却し、サイクロン４で飛灰を除去する。サイクロン４からの排ガス中には廃プラ等又はダイオキシン等の分解による塩素ガスが含まれている。そのため、サイクロン４からの排気ガスに消石灰を投入する。これにより、排気ガス中の塩素と消石灰が反応し、塩化カルシウムが生成される。その後、この排気ガスは、バグフィルタ５に至り、塩化カルシウム及び消石灰を含む中和灰が捕集され、煙突６から排気されていく。
【００１３】
バグフィルタ５で分離されて回収された中和灰は、本発明の実施の形態にかかる中和灰の処理方法により処理される。詳しくは、以下の工程による。
図１及び図２に示すように、先ず、処理槽１０に、中和灰を投入するとともに熱水を入れる。
この場合、熱水としては、冷却槽３の冷却水を利用している。この熱水は、冷却水を再使用しているので、より無駄が少なくなっている。
熱水の温度Ｔは、６０℃≦Ｔ、望ましくは、９０℃≦Ｔに設定されている。また、加える熱水の量Ｑ（Ｋｇ）と中和灰の量Ｐ（Ｋｇ）との関係は、Ｑ＝（４〜６）Ｐに設定されている。
【００１４】
熱水を供給した後、撹拌する。撹拌時間は、５ｍｉｎ〜１０ｍｉｎとした。これにより、中和灰中の塩化カルシウムが熱水に溶解していく。この場合、消石灰（水酸化カルシウム）は、温度変化において、水温の上昇とともに水に溶ける量が少なくなる。一方、塩化カルシウムは、水温の上昇とともに水に溶ける量が増す。そのため、熱水なので、塩化カルシウムの溶解度が増し、十分に塩化カルシウムが抽出され、回収効率が向上する。また、残留物の消石灰の純度が上げられる。
【００１５】
撹拌が終わったならば、所定時間放置する。放置時間は、１０ｍｉｎ〜２０ｍｉｎとした。これにより、残留消石灰を含む非溶解物が沈殿していき、塩化カルシウムが溶解した溶液と残留消石灰を含む非溶解物とが分離していく。
【００１６】
放置が終わったならば、処理層１０の底部の取出口１１を開放して、処理槽１０内の非溶解物を取り出す。次に、溶液を取り出す。
【００１７】
このように分離された溶液は、例えば室温に維持されて冷却される。これにより、塩化カルシウムは、過飽和であるため溶液中に結晶を生じるか、あるいは、熱を利用して濃縮すれば、六方晶系に属する柱状結晶としてろ過により溶液から取り出される。
このようにして生成した塩化カルシウムは、水に溶ける際に熱を吸収する性質を持つので、精製することにより、凍結防止剤，乾燥剤，塩酸の製造，寒剤及び温浴用として利用することができる。
【００１８】
一方、分離された非溶解物は、風乾または、熱風で乾燥させられる。これにより、消石灰が回収され、再度、消石灰投入工程で塩素ガス除去剤等として再利用することができる。
なお、この水酸化カルシウムの純度を上げるためには、熱水投入工程から風乾工程の工程を再度行なうことで対応できる。
【００１９】
次に、本発明の別の実施の形態に係る中和灰の処理方法を説明する。これは、図３に示すように、まず、処理槽１０の内側に、ろ紙１５（またはろ布でも良い）を敷く。この状態で、処理槽１０に、中和灰を連続的に投入するとともに、連続的に熱水を入れ、撹拌しながらろ過する。これにより、処理槽１０中の溶液と、非溶解物がろ過により分離される。この場合、放置時間が不要になるので、時間が短縮される。
また、中和灰を所定量処理したならば、非溶解物が付着したろ紙を取り出し、付着した非溶解物を分離する。その後、分離された非溶解物は、風乾または、熱風で乾燥させられる。一方、溶液の分離後の処理は上記と同様である。他の作用，効果は上記と同様である。
【００２０】
【実験例】
（実験例１）
消石灰（水酸化カルシウム）と塩化カルシウムの溶解度について試験をした。結果を図４に示す。この結果から、消石灰は、温度変化において、水温の上昇とともに水に溶ける量が少なくなる。一方、塩化カルシウムは、水温の上昇とともに水に溶ける量が増す。６０℃以上で溶解度が良好になる。
【００２１】
従って、中和灰に熱水（６０〜１００℃）を加えると、塩化カルシウムは溶け、水酸化カルシウムは９９％以上、溶け出すことなく残る。
この高温化された塩化カルシウム（ＣａＣｌ２・６Ｈ２Ｏ）の溶液で、室温に放置すれば、過飽和状態にある塩化カルシウムは柱状結晶を生じるが、熱を利用し水を蒸発させることにより、六方晶系に属する柱状結晶として完全に取り出すことができる。
これは、無水物と違うので、水に溶ける際に熱を吸収するので寒剤として利用することができ、その他の応用方法も考えられる。
【００２２】
（実験例２）
次に、上記の実施の形態に基づく実験例について説明する。実験に用いた装置は、図２に示すものと同様である。中和灰は５００Ｋｇとし、供給した熱水は温度８５℃で２，５００Ｋｇ使用した。撹拌時間は１０分間、放置時間は１０分間とした。
この実験の結果、消石灰は３１０Ｋｇ（６２重量％），塩化カルシウムは１５０Ｋｇ（３２重量％）抽出することができた。
【００２３】
尚、本発明の中和灰の処理方法は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の中和灰の処理方法によれば、中和灰を熱水で処理するので、塩化カルシウムの溶解度が増し、十分に塩化カルシウムを抽出することができ、回収効率を向上させることができる。また、残留物の消石灰の純度を上げることができる。その結果、両者を容易に再利用可能にすることができる。
【００２５】
即ち、中和灰に熱水を供給することにより塩化カルシウムを熱水に溶解させ、塩化カルシウムが溶解した溶液と非溶解物とを分離することにより、廃棄物として埋立処分していた中和灰を水酸化カルシウムと塩化カルシウムに夫々分離し再利用できるので、資源を有効に使うことができる。分離した水酸化カルシウムは燃焼装置で排ガス中の塩素ガスを除去等のために再利用することができ、塩化カルシウムは、凍結防止剤，乾燥剤，塩酸の製造，寒剤及び温浴用として製品化することができる。
中和灰を廃棄物として管理型最終処分場で埋立処分する費用、また、埋立地の許容量等を考えた場合、回収し再利用することは大いに意義がある。
【００２６】
また、熱水の温度Ｔを６０℃≦Ｔに設定したことにより、確実に中和灰より塩化カルシウムを溶出させることができる。
そして、中和灰を処理槽に投入し、処理槽に熱水を入れ、撹拌する場合には、中和灰と熱水が十分に混合され、確実に中和灰より塩化カルシウムを溶出させることができる。
更に、熱水の量Ｑ（Ｋｇ）を中和灰の量Ｐ（Ｋｇ）に対してＱ＝（４〜６）Ｐとした場合には、熱水中に中和灰中の塩化カルシウムを十分に溶解させることができる。
【００２７】
更にまた、中和灰を処理槽に投入し、処理槽に熱水を入れ、撹拌し、その後、静置して非溶解物を沈殿させて分離する場合には、分離を簡単な装置で行なうことができる。
また、中和灰を処理槽に投入し、処理槽に熱水を入れ、撹拌し、その後、ろ過して溶液と非溶解物とを分離する場合には、分離を簡単な装置で行なうことができる。
【００２８】
更に、分離した非溶解物を熱風乾燥し、消石灰を回収する場合には、この回収した消石灰は、排ガス中の塩素ガスを除去等のために再利用することができ、資源を有効に活用することができる。
また、分離した溶液を濃縮処理して塩化カルシウムを回収する場合には、この回収した塩化カルシウムは、凍結防止剤，乾燥剤，塩酸の製造，寒剤及び温浴用として製品化することができ、資源を有効に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る中和灰の処理方法が適用される燃焼装置の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る中和灰の処理方法を実現した装置例を示す図である。
【図３】本発明の別の実施の形態に係る中和灰の処理方法を実現した装置例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る中和灰の処理方法に係る溶解度の実験結果を示し、（ａ）は水酸化カルシウムの各温度における溶解度を示す表図、（ｂ）は塩化カルシウムの各温度における溶解度を示す表図である。
【符号の説明】
１　流動床ガス化炉
２　フリボート
３　冷却槽
４　サイクロン
５　バグフィルタ
６　煙突
１０　処理槽
１１　取出口
１５　ろ紙（ろ布）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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