(57)【要約】【課題】廉価で固結し難い重曹を主成分とする排ガス処理剤を得る。【解決手段】重曹を粉砕して微粉にするとすぐに凝集、固結してしまうから、粗粒の重曹に粗粒の活性炭を１ｗｔ％以上、好ましくは１〜３ｗｔ％混合した後、平均粒径が５〜２０μｍになるように粉砕して排ガス処理剤を生成することにより、固結防止および均一混合を実現して、安価で安定した性状の微粉重曹を主成分とする排ガス処理剤を得ることができる。この場合において、粗粒の重曹の平均粒径は４０μｍ以上であり、粗粒の活性炭の平均粒径は４０μｍ以上または１００μｍ程度であることが好ましい。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
重曹に活性炭を１ｗｔ％以上含有させてなる平均粒径５〜２０μｍの排ガス処理剤。
【請求項２】
活性炭の含有率が１〜３ｗｔ％であることを特徴とする請求項１に記載の排ガス処理剤。
【請求項３】
粒径２μｍ未満の粉粒体が篩下累積分布で５ｗｔ％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の排ガス処理剤。
【請求項４】
粗粒の重曹と、粗粒の活性炭とを混合した後、平均粒径が５〜２０μｍになるように粉砕して排ガス処理剤を生成する排ガス処理剤の製造方法。
【請求項５】
前記粗粒の重曹及び前記粗粒の活性炭の平均粒径がそれぞれ４０μｍ以上であることを特徴とする請求項４に記載の排ガス処理剤の製造方法。
【請求項６】
前記粗粒の活性炭は、粒径１０μｍ以下の粒子の含有率が２０ｗｔ％以下であることを特徴とする請求項５に記載の排ガス処理剤の製造方法。
【請求項７】
活性炭の含有率が１ｗｔ％以上であることを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の排ガス処理剤の製造方法。
【請求項８】
活性炭の含有率が１〜３ｗｔ％であることを特徴とする請求項７に記載の排ガス処理剤の製造方法。
【請求項９】
請求項１乃至３のいずれかに記載の排ガス処理剤を貯留する貯留槽と、押出し送風機から吐出される空気を処理対象の排ガス流路に導く空気輸送管と、該空気輸送管に前記貯留槽から前記排ガス処理剤を供給する排ガス処理剤供給手段と、前記排ガス流路の下流側に設けられたバグフィルタとを備えてなる排ガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物処理装置から排出される燃焼排ガス中の塩化水素、硫黄酸化物などの酸性ガスを中和処理する薬剤（以下、排ガス処理剤という。）およびその製造方法並びにそれを用いた排ガス処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄物処理装置が対象とする廃棄物としては、家庭やオフィスなどから排出される都市ごみなどの一般廃棄物、廃プラスチック、カーシュレッダー・ダスト、廃オフィス機器、電子機器、化成品等の産業廃棄物などがある。これらの廃棄物処理は、一般に、焼却炉で焼却処理する方法の他に、熱分解反応器で低酸素雰囲気で加熱して廃棄物を熱分解し、その熱分解生成ガスを燃焼処理するとともに、熱分解反応の残渣に含まれる燃焼性成分や灰分を熱分解生成ガスとともに燃焼処理する方法などが知られている。
【０００３】
いずれの処理方法を用いても、焼却処理により発生する排ガスには、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、塩化水素（ＨＣｌ）などの酸性ガスが含まれていることから、従来から排ガス処理剤によって中和処理することが行われている。排ガス処理剤としては、消石灰（水酸化カルシウム：Ｃａ（ＯＨ）２）などのカルシウム系の排ガス処理剤、重曹（炭酸水素ナトリウム：ＮａＨＣＯ３）などのナトリウム系の排ガス処理剤が知られている。これらの排ガス処理剤を排ガス中の塩化水素（ＨＣｌ）と反応させて、粉体状の塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）あるいは塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）等を生成させ、これをバグフィルタで分離することにより、排ガスを浄化することが一般に行われている。
【０００４】
ところで、カルシウム系の排ガス処理剤を用いた場合、生成される塩化カルシウムの粉体は吸湿性があり、かつ強い潮解性を有するため、排ガス中の水分を吸湿してバグフィルタの濾布に目詰まりを起こすなどの問題があるが、ナトリウム系の排ガス処理剤である重曹などはそのような問題が少ないことが知られている。
【０００５】
一方、排ガス中の酸性ガスは、バグフィルタの濾布面に形成された排ガス処理剤の層を通過する過程で、排ガス処理剤と反応して中和処理される。したがって、反応率を向上するために、排ガス処理剤の粒径を細かくすることが好ましいが、例えば５μｍ未満のように、細かすぎるとバグフィルタを通り抜ける割合が多くなるので制限がある。
【０００６】
また、反応率を高めるために重曹を平均粒径が２０μｍ以下の粉粒体にすると、粒子同士が凝集して固結しやすいことが知られている。この固結のメカニズムは必ずしも明確ではないが、固結してしまうと輸送や貯留などが困難になるなど、取り扱い上の問題が生ずる。
【０００７】
そこで、このような取扱い上の問題を解決する方法として、粗粒重曹（例えば、平均粒径５０μｍ）の状態で輸送および貯留し、使用する直前に微粉砕して空気輸送により排ガス中に添加することが提案されている。しかし、粉砕設備を設けなければならないと共に、空気輸送設備の能力によっては輸送距離に制限を受けるなどの問題がある。
【０００８】
このような問題を解決するため、従来、微粉重曹にヒュームドシリカ（親水性固結防止剤）の微細粒子を添加することにより、固結を防止することが提案されている（特許文献１）。これによれば、微粉重曹の平均粒径を、例えば１０μｍ以下にしても、固結を防止できるから、輸送や貯留および粉砕設備などの問題を解決できる。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−３１４７５７号
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ヒュームドシリカは一般に高価であり、添加量が１ｗｔ％程度であっても固結防止剤にかかる費用が高くなるので、実用上の問題があるため、重曹の固結を防止した廉価な排ガス処理剤の開発が望まれている。
【００１０】
本発明は、廉価で固結し難い重曹を主成分とする排ガス処理剤を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、次に述べる手段により、上記課題を解決するものである。
【００１２】
本発明の排ガス処理剤は、重曹に活性炭を１ｗｔ％以上含有させてなる平均粒径５〜２０μｍのものとすることを特徴とする。活性炭の含有率が１ｗｔ％未満の場合は、十分な固結防止効果が得られない一方、活性炭の含有率が１ｗｔ％以上であれば十分な固結防止効果が得られる。また、固結防止効果を主な狙いとする場合、活性炭の含有率の上限は３ｗｔ％で十分である。
【００１３】
さらに、活性炭の含有率が３ｗｔ％を越えると、排ガス中の酸性ガス以外のダイオキシン類または重金属（例えば、Ｈｇ）などの汚染物質を吸着して除去する効果があるが、経済性等の面から実用上は１０ｗｔ％程度までが好ましい。また、本発明の排ガス処理剤は、粒径２μｍ未満の粉粒体が篩下累積分布で５ｗｔ％以下であることが好ましい。これにより、バグフィルタにおける吹き漏れや目づまりを抑制できる。
【００１４】
一方、本発明の排ガス処理剤の製造方法は、粗粒の重曹と、粗粒の活性炭とを混合した後、平均粒径が５〜２０μｍになるように粉砕して生成することを特徴とする。つまり、重曹は、粉砕して微粉になるとすぐに凝集、固結してしまうから、微粉砕後に活性炭を混合しても均一に混ざり難いだけでなく、固結した重曹の流動性を回復させることが期待できないからである。したがって、固結防止剤としての活性炭を予め重曹に混合してから微粉砕することにより、固結防止および均一混合を実現でき、安価で安定した性状の微粉重曹を主成分とする排ガス処理剤を製造することができる。
【００１５】
この場合において、粗粒の重曹の平均粒径は４０μｍ以上であり、粗粒の活性炭の平均粒径は４０μｍ以上または１００μｍ程度であることが好ましい。また、粗粒の活性炭は、粒径１０μｍ以下の粒子の含有率が２０ｗｔ％以下、つまり細かいものが少ないことが好ましい。例えば、平均粒径が１２μｍの微粉活性炭と、平均粒径が４５μｍの粗粒重曹を混合粉砕して、平均粒径７μｍの排ガス処理剤を得たところ、固結防止効果は得られるが、バグフィルタの吹き漏れや、目づまりの問題が発生した。
【００１６】
また、粗粒の活性炭は水蒸気等により賦活処理が行われ、細孔形成が施されており、Ｎ２ガスによるＢＥＴ法の測定結果による比表面積は、例えば５００ｍ２／ｇ以上のものを使用することが、ダイオキシン類の吸着に好ましい。また、粉砕前の混合物において、粗粒の重曹に粗粒の活性炭を１ｗｔ％以上混合するようにする。この場合、粗粒の活性炭の含有率を１〜３ｗｔ％とすることができる。
【００１７】
また、本発明の排ガス処理装置は、本発明の排ガス処理剤を貯留する貯留槽と、押出し送風機から吐出される空気を処理対象の排ガス流路に導く空気輸送管と、該空気輸送管に前記貯留槽から前記排ガス処理剤を供給する排ガス処理剤供給手段と、前記排ガス流路の下流側に設けられたバグフィルタとを備えて構成できる。
【００１８】
すなわち、本発明の排ガス処理剤は、微細な重曹を含んでいても、固結し難いことから、貯留槽に貯留することができ、かつ押出し送風機による空気輸送を採用することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施の形態に基づいて説明する。図１に、本発明の排ガス処理剤の製造方法を実施するのに好適な製造装置の構成図を示し、図２に本発明の排ガス処理剤を用いた排ガス処理装置の主要部の構成図を示す。
【００２０】
図１に示すように、排ガス処理剤製造装置は、原料の粗粒重曹を貯留する重曹貯槽１と、添加剤である粗粒活性炭を貯留する活性炭貯槽２とを備え、それぞれの貯槽からロータリーフィーダ３、４によって切り出された粗粒重曹と粗粒活性炭は配管で合流され、混合機５において十分に攪拌混合された後、その混合物が粉砕機６に供給されるようになっている。粉砕機６はモータ等により駆動され、粗粒重曹と粗粒活性炭を微粉砕するようになっている。例えば、粉砕機６は、回転駆動される粉砕ロータの羽根で粉体を粉砕し、分級ロータで所定粒径より大きい粒子を遠心分離により分級し、分級された粗い粒子は再粉砕にかけられ、所定の粒径以下の粒子のみが粉砕機６から空気流にのって出てくるように構成されたものを適用できるが、これに限られるものではない。粉砕機６の内部空間は回収バグフィルタ７を介して誘引送風機８の吸引口に連結されている。また、粉砕機６には周囲空気を吸い込む開口が設けられている。これにより粉砕機６の内部空間に浮遊している微粉砕された重曹と活性炭の混合粉体は、誘引送風機８に吸引される気流に同伴して回収バグフィルタ７に導かれて捕集されるようになっている。回収バグフィルタ７に捕集された重曹と活性炭の混合粉体は、ロータリーフィーダ９を介して排ガス処理剤貯槽１０に排出されるようになっている。
【００２１】
このように構成される排ガス処理剤製造装置を用いて本発明に係る排ガス処理剤の製造方法について説明する。重曹貯槽１には、平均粒径が４０μｍ以の粗粒重曹を供給する。活性炭貯槽２には、平均粒径が４０μｍ以上または１００μｍ程度の粗粒の活性炭を供給する。また、粗粒の活性炭は、粒径１０μｍ以下の粒子の含有率が２０ｗｔ％以下、つまり細かいものが少ないことが好ましい。
【００２２】
重曹貯槽１と活性炭貯槽２に貯留された原料の粗粒重曹と粗粒活性炭は、ロータリーフィーダ３、４により計量されて、混合機５を介して粉砕機６に供給される。なお、重曹貯槽１と活性炭貯槽２を別々に設けないで、粗粒活性炭を粗粒重曹に予め所定の割合で混合して１つの貯槽に貯留しておき、その貯槽からロータリーフィーダを介して粉砕機６に供給するようにしてもよい。
【００２３】
粉砕機６に供給された粗粒活性炭と粗粒重曹の混合粒体は、粉砕ロータの羽根により粉砕される。微粉砕された粒体は分級ロータで所定粒径より大きい粒子を遠心分離により分級し、分級された粗い粒子は再粉砕にかけられ、所定の粒径以下の粒子のみが粉砕機６から空気流にのって回収バグフィルタ７に導かれる。その結果、回収バグフィルタ７に回収する重曹と活性炭の微粉の平均粒径を５〜２０μの範囲内で選択した粒径に調整することができる。回収バグフィルタ７に回収された重曹と活性炭の微粉の混合粉体は、排ガス処理剤としてロータリーフィーダ９を介して排ガス処理剤貯槽１０に貯留される。
【００２４】
上述したように、本実施形態の排ガス処理剤製造装置は、固結し難い粗粒の重曹を原料とし、これに活性炭を混合した後、平均粒径が５〜２０μｍになるように粉砕して排ガス処理剤を生成することを特徴とする。すなわち、重曹は微粉になるとすぐに凝集、固結してしまうから、粉砕前に活性炭を添加して一緒に粉砕することを特徴とする。例えば、重曹を微粉砕した後に活性炭を混合しても均一に混ざり難いだけでなく、固結してしまった重曹の流動性を回復させることは期待できない。このように、本実施形態によれば、固結防止剤としての活性炭を予め重曹に混合して微粉砕するから、重曹の固結防止および重曹と活性炭の均一混合を実現でき、安価で安定した性状の微粉重曹を主成分とする排ガス処理剤を製造することができる。
【００２５】
ここで、重曹に添加する活性炭の含有率について説明する。粉砕前の混合状態において、活性炭の含有率を１ｗｔ％以上とする。好ましくは、粗粒の活性炭の含有率を１〜３ｗｔ％とする。活性炭含有率が１ｗｔ％未満の場合は、十分な固結防止効果が得られないからである。また、活性炭含有率が３ｗｔ％であれば、十分な固結防止効果が得られる。活性炭の含有率を３ｗｔ％以上にすると、排ガス中の酸性ガス以外のダイオキシン類または重金属（例えば、Ｈｇ）などの汚染物質を吸着して除去する効果があるが、この場合でも１０ｗｔ％であれば足りる。また、本発明の排ガス処理剤は、粒径２μｍ未満の粉粒体が篩下累積分布で５ｗｔ％以下である粒径分布が好ましい。これにより、排ガス処理装置に用いるバグフィルタの濾布に安価なガラス繊維の濾布を用いても、濾布の目から排ガス処理剤が吹き漏れる量を殆ど無視できる程度に低減できる。
【００２６】
次に、図１の製造装置で製造した排ガス処理剤を用いた排ガス処理装置の一実施形態の主要部を図２に示す。同図に示すように、廃棄物を焼却処理または廃棄物の熱分解生成物を焼却処理した排ガスは、排ガス流路１１を介して排ガス処理装置を構成するバグフィルタ１２を介して誘引送風機１３により吸引され、バグフィルタ１２で処理された処理排ガスは誘引送風機１３から排出されるようになっている。
【００２７】
一方、図１の製造装置で製造した排ガス処理剤は、排ガス処理剤貯槽１４に貯留され、ロータリーフィーダ１５によって空気輸送管１６に計量して供給される。空気輸送管１６の一端に押出し送風機１７が連結され、空気輸送管１６に供給された排ガス処理剤は押出し送風機１７から供給される空気に同伴されて、空気輸送管１６の他端に連結された排ガス流路１１に供給されるようになっている。
【００２８】
このように構成されることから、排ガス処理剤貯槽１４に貯留された微粉重曹を主成分とする排ガス処理剤は、空気輸送されて排ガスに添加され、バグフィルタ１２の濾布面に排ガス処理剤の層が形成される。これにより、排ガス中の塩化水素や硫黄酸化物などの酸性ガスは、濾布面の排ガス処理剤層を通過する過程で、排ガス処理剤中の微粉重曹と反応して中和処理される。また、排ガス中にダイオキシン類または重金属（例えば、Ｈｇ）などの汚染物質が含まれている場合は、排ガス処理剤中の微粉活性炭に吸着されて除去される。
【００２９】
本実施形態によれば、重曹に固結防止剤として活性炭を添加した排ガス処理剤を用い、その平均粒径が５〜２０μｍであることから、高い反応率で酸性ガスおよび他の汚染物質を処理対象の排ガスから除去することができる。ここで、排ガス処理剤の平均粒径は細かい程、反応率を向上させることができるが、例えば５μｍ未満にすると、バグフィルタ１２の濾布の目を通り抜ける割合が多くなるので、例えば、濾布に一般的で価格が安いガラス織布を用いる場合は、平均粒径を５μｍ以上とすることが好ましい。
【００３０】
また、重曹を主成分とする排ガス処理剤に、固結防止剤として活性炭を添加したことから、重曹の平均粒径を２０μｍ以下に微粉化しても固結を抑制できることから、排ガス処理剤貯槽１４に貯留しても閉塞することなくロータリーフィード１５により安定して切り出すことができる。また、空気輸送管１６を閉塞させることなく、安定に排ガスに添加することができる。
【００３１】
【実施例】
ここで、図１の製造装置で製造した排ガス処理剤のいくつかの実施例について、ミニパルサ試験機によって実験室で各濾布の薬剤に対する圧損や吹き抜け量を測定した結果を、表１に示す。なお、表１の各実施例と比較例の諸元は次のとおりである。
【００３２】
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粗粒活性炭（白鷺Ｄ）と微粒活性炭（ＫＣ−５０）の粒度分布をそれぞれ表２に示す。粒度測定は、日機装株式会社製のマイクロトラック（ＦＲＡ）を使用した。また、実施例３と比較例の重曹と活性炭を混合して粉砕した後の微粉重曹（排ガス処理剤）の粒度分布をそれぞれ表３に示す。また、図３に、各実施例の原料である粗粒重曹と原料である粗粒および微粒活性炭の粒度分布を、図４に各実施例と比較例の混合粉砕後の微粉重曹（排ガス処理剤）の粒度分布を示す。
【００３３】
【表１】
2004141718.tif 000004
【００３４】
【表２】
2004141718.tif 000005
【００３５】
【表３】
2004141718.tif 000006
表１から明らかなように、比較例のものは、分散度は高いが、平均粒径が７．２μｍと小さく、かつ粒径２μｍ未満の篩下累積分布が１０μｍと微粒分が多い結果、バグフィルタにガラス織布の濾布を用いると、漏れが多く、かつ目づまりによる圧損が大きいので実用的でない。ただし、ガラス織布面に緻密な膜を張ったメンブレン濾布を用いれば、漏れを防止できたが、圧損が大きいので同様に実用的でない。
【００３６】
これに対し、実施例１〜３は、安価なガラス織布の濾布を用いても、いずれも漏れがなく、かつ圧損も１５〜２２ｍｍＡｑの範囲であり、実用的である。また、実施例１の活性炭の含有率が１ｗｔ％のものは、表１に示すように、少し固結の程度が見られたが、十分に固結を防止できることが判明した。
【００３７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、廉価で固結し難い重曹を主成分とする排ガス処理剤を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排ガス処理剤の製造方法を適用してなる一実施形態の製造装置の構成図である。
【図２】本発明の排ガス処理剤を用いてなる排ガス処理装置の主要部の構成図である。
【図３】各実施例の原料である粗粒重曹と粗粒および微粒活性炭の粒度分布を示す図である。
【図４】各実施例と比較例の混合粉砕後の微粉重曹（排ガス処理剤）の粒度分布を示す図である。
【符号の説明】
１　重曹貯槽
２　活性炭貯槽
５　混合機
６　粉砕機
７　回収バグフィルタ
１２　バグフィルタ
１３　誘引送風機
１４　排ガス処理剤貯槽
１６　空気輸送管
１７　押出し送風機
【図１】
2004141718.tif 000007
【図２】
2004141718.tif 000008
【図３】
2004141718.tif 000009
【図４】
2004141718.tif 000010