(57)【要約】【課題】脱塩剤として重曹を用いた場合において、固結防止剤を添加することなく脱塩剤の固結を防止し、かつ空気輸送管内における脱塩剤の付着、堆積を防止する。【解決手段】脱塩剤である粗粒の重曹を平均粒径１５乃至２５μｍに粉砕（８）し、粉砕された微粒の重曹をフィルタ９によって捕集し、捕集した重曹を押し込み送風機１２から供給される空気により空気輸送（６）して処理対象の排ガスに添加する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱塩剤である粗粒の重曹を平均粒径１５乃至２５μｍに粉砕し、粉砕された微粒の重曹をフィルタによって捕集し、捕集した重曹を押し込み送風機から供給される空気により空気輸送して処理対象の排ガスに添加する脱塩剤供給方法。
【請求項２】
脱塩剤である粗粒の重曹を粉砕する粉砕機と、該粉砕機に連通されたフィルタと、該フィルタを介して前記粉砕機から空気に同伴させて粉砕された前記重曹を吸引する誘引送風機と、前記フィルタに捕集された前記重曹を空気に同伴させて排ガス脱塩装置の上流側の排ガスに添加する空気輸送配管と、該空気輸送配管に輸送用の空気を供給する押込み送風機とを備え、前記粉砕機により粉砕された前記重曹は、平均粒径１５乃至２５μｍの微粉であることを特徴とする脱塩剤供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ナトリウム系脱塩剤としての重曹の供給方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ごみ焼却炉などから排出される排ガスには、酸性ガス、たとえば塩化水素ガスや硫黄酸化物などが含まれている。この塩化水素ガスなどを排ガスから除去する技術として、排ガスに脱塩剤を添加して下流に設置されるバグフィルタの濾布表面に脱塩剤の層を形成させ、これを通過する塩化水素ガスを中和させて除去する乾式脱塩処理方法が広く知られている。
【０００３】
このような脱塩処理に使われる脱塩剤として、カルシウム系脱塩剤（たとえば、消石灰：Ｃａ（ＯＨ）２）がある。ところが、消石灰は高温域の反応性が低いために、高い除去率が求められる場合は、大量に使用する必要がある。これに対して、重曹（ＮａＨＣＯ３）等のナトリウム系脱塩剤は、カルシウム系脱塩剤と比べて高温域の反応性が高いので、使用量が少なくて済む。
【０００４】
ところで、一般に、脱塩剤は粒径が小さいほど比表面積が増加して反応性は向上する。しかしながら、重曹の場合は、粒径が小さいと凝集して固結が発生したり、粘着性が高くなり、流動性が悪くなることがあり、たとえば貯蔵タンクの排出口でブリッジを形成するなど、取り扱い上の問題が発生する。このため、重曹に固結防止剤を加えることで、固結を抑制することが行われているが、固結防止剤の分だけ薬剤費が高くなる。
【０００５】
このような欠点を解決するために、重曹を粒径の大きな粗粒の状態で貯蔵しておき、排ガスに添加する直前に細かく粉砕する方法が提案されている（非特許文献１）。これによれば、排ガス処理施設などに設置された貯槽に、粗粒の重曹を貯蔵しておき、排ガスに重曹を添加する直前に粉砕機で粉砕し、粉砕機に連通された誘引送風機で粉砕された重曹を吸い込んで、排ガスに添加するようにしている。
【０００６】
【非特許文献１】
倉田，他４名，「２１８ナトリウム系薬剤を用いた乾式排ガス処理」，日本機械学会第１１回環境工学シンポジウム２００１講演論文集，２００１年７月１０日，Ｎｏ．０１−１２，ｐ２１４−２１６
【０００７】
【発明を解決しようとする課題】
しかしながら、誘引送風機は、一般に吐出圧力が低いので、空気輸送の距離が制限されるという問題がある。その結果、重曹の貯槽や粉砕機を、重曹を排ガスに添加する地点の近くに設置しなければならず、配置設計の自由度が制限されるという問題があった。
【０００８】
また、上記従来の技術においては、粉砕後の重曹の平均粒径について配慮されていないことから、空気輸送の配管内に重曹が付着、堆積し易いという問題があった。
【０００９】
本発明は、脱塩剤として重曹を用いる場合において、固結防止剤を添加することなく脱塩剤の固結を防止し、かつ空気輸送管内における脱塩剤の付着、堆積を防止することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、粗粒の重曹を平均粒径１５乃至２５μｍに粉砕して空気輸送により処理対象の排ガスに添加することで解決できる。すなわち、粉砕される微粉重曹の平均粒径の下限値を１５μｍとすることで、平均粒径が１５μｍ未満の小さな微粉重曹を減少させ、微粉重曹の凝集による固結を軽減するとともに、空気輸送配管内の付着、堆積を軽減する。その結果、重曹に固結防止剤を添加しなくても固結を低減できるので、薬剤費を低減できる。また、重曹は粉砕後、すみやかに空気輸送することにより、粉砕された微粉重曹の固結を抑制できる。一方、平均粒径が大きいほど微粉重曹の凝集及び空気輸送配管内の付着、堆積を軽減できるが、その反面、反応性が低下するので、平均粒径の上限値は２５μｍとした。
【００１１】
また、本発明の脱塩剤供給装置は、粗粒の重曹を粉砕する粉砕機と、この粉砕機に連通されたフィルタと、このフィルタを介して粉砕機から空気に同伴させて粉砕された重曹を吸引する誘引送風機と、フィルタに捕集された重曹を空気に同伴させて排ガス脱塩装置の上流側の排ガスに添加する空気輸送配管と、この空気輸送配管に空気を供給する押込み送風機とを備えてなることを特徴とする。
【００１２】
すなわち、押込み送風機は一般に吐出圧力が高いから、空気輸送の距離を長くできる。そこで、本発明は、粉砕機で粉砕された重曹を、誘引送風機を用いてバグフィルタなどに吸い込んで回収し、回収された重曹を押込み送風機により空気輸送することにより、長距離輸送することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。図１は本発明に係る重曹の供給装置を備えた排ガス脱塩装置の構成図である。本実施の形態は、たとえば、廃棄物を処理する際に発生する塩化水素ガスなどを含む排ガスの脱塩処理に適用したものである。
【００１４】
図示するように、脱塩装置を構成するバグフィルタ１に、配管２を介して排ガスが導入され、バグフィルタ１により脱塩処理された排ガスは、配管３を介して誘引送風機４に吸引され、煙突５から排気されるようになっている。配管２には、空気輸送配管６が連結されており、後述するように、本発明に係る脱塩剤供給装置から微粉重曹が添加されるようになっている。
【００１５】
次に、本実施形態に係る脱塩剤供給装置の構成を説明する。脱塩剤供給装置は、貯槽７と、粉砕機８と、バグフィルタ９と、誘引送風機１０と、サービス貯槽１１と、押込み送風機１２と、空気輸送配管６から構成されている。
【００１６】
貯槽７は、縦型容器の下部に逆錐状のホッパを有して形成されている。ホッパ中央に形成される排出口には切り出し機１３が連結されている。ホッパの排出口には、ブリッジ防止機能を設けるとともに、切り出し機１３にはロータリーバルブやスクリューフィーダなどを適用することができる。
【００１７】
この切り出し機１３は、配管２１を介して粉砕機８の原料供給口に連結されている。粉砕機８は、たとえば容器の内部に回転テーブルが垂直軸まわりに回転可能に設置され、この回転テーブル上に同心状に形成される凹溝に凸形状のローラを押し付けて設置され、粗粒重曹を回転テーブルの中心部に供給してローラにより粉砕する構成のミルを用いることができるが、これに限られるものではない。なお、粉砕機８は、弁１５を有する配管１４を介して大気に開口されている。
【００１８】
粉砕機８の排出口は、配管１６を介してバグフィルタ９の入口側に連通されている。バグフィルタ９は、縦型容器の内部にバグ状の濾布が配設され、下部に逆錐状のホッパが形成されている。バグフィルタ９の出口側は、配管１７を介して誘引送風機１０の吸込側に連通されている。なお、誘引送風機１０の吐出側は大気に開放されている。バグフィルタ９のホッパ下部に排出口が形成され、このホッパ下部には必要に応じてブリッジ防止機能が設けられる。また、ホッパ下部の排出口は、ロータリーバルブやスクリューフィーダなどの切り出し機１８が連結されている。
【００１９】
切り出し機１８は、配管２２を介してサービス貯槽１１に連結されている。サービス貯槽１１は、配管１９とロータリーバルブ２０を介して空気輸送配管６に連結されている。押込み送風機１２は、大気に開口された吸込み口から吸引した空気を空気輸送配管６に供給するようになっている。この空気輸送配管６の他端は排ガスの配管２に連結されている。
【００２０】
このように構成される脱塩剤供給装置の動作について説明する。貯槽７には、たとえば平均粒径が約５０μｍ以上の粗粒重曹が貯蔵されている。切り出し機１３を作動させると、粗粒重曹が粉砕機８の回転テーブル上の中央部に供給され、ローラに噛み込まれて粉砕され、たとえば平均粒径が約１５〜２５μｍの微粉となる。粉砕された微粉重曹は、誘引送風機１０の吸引力により、弁１５を介して吸入される空気に同伴されて、すみやかに排出口から排出される。
【００２１】
粉砕機８から空気に同伴されて排出される微粉重曹は、配管１６を通流してバグフィルタ９に導かれて濾布表面に捕集され、微粉重曹が取り除かれた空気は、空気配管１７を介して誘引送風機１０から大気に排気される。
【００２２】
一方、バグフィルタ９に捕集された微粉重曹は、濾布表面から払い落とされて下部ホッパ部に集められ、切り出し機１８により配管２２を介してサービス貯槽１１に送られる。サービス貯槽１１内の微粉重曹は、ロータリーバルブ２０を介して空気輸送配管６に供給される。空気輸送配管６に供給された微粉重曹は、押込み送風機１２から吐出される空気に同伴されて空気輸送配管６を介して配管２に導入される。
【００２３】
配管２に流入される微粉重曹は、配管２を通流する排ガスに添加されてバグフィルタ１に導かれる。バグフィルタ１に流入した微粉重曹は、バグフィルタ１の濾布表面に捕集され、濾布表面に層を形成する。この微粉重曹の層を排ガスが通流する際に、排ガス中の、たとえば塩化水素ガスが重曹と反応して塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）が生成され、これにより塩化水素ガスが排ガスから除去される。濾布表面の塩化ナトリウムは、重曹と反応して定期的に濾布から払い落とされて排出される。バグフィルタ１で脱塩された排ガスは、配管３を通流して誘引送風機４に吸い込まれ、煙突５から大気に排気される。
【００２４】
上記実施形態において、微粉重曹は、平均粒径が小さいほど塩化水素ガスとの反応性が向上する。しかし、あまり小さいと濾布を通過してしまったり、固結により濾布を目詰まりさせて圧力損失を増加させたりする。また、平均粒径が小さいほど粉末の流動性が悪くなり、空気輸送配管６内の付着や堆積が増加するようになる。そこで、粉砕後の微粉重曹は、平均粒径１５μｍ乃至２５μｍ、好ましくは、平均粒径２０μｍとする。つまり、下限の１５μｍは、空気輸送配管の閉塞防止及び濾布の通過防止等を考慮し、上限の２５μｍは、塩化水素ガスとの反応性を確保するためである。
【００２５】
また、本実施形態は、粉砕機で粉砕された重曹をバグフィルタによって捕集した後、押込み送風機に供給して空気輸送しているが、これに限らず、粉砕された重曹を押込み送風機の吐出側に直接、供給してもよい。また、空気輸送は押込み送風機に代えて、他の空気供給手段を用いてもよい。
【００２６】
なお、平均粒径は、累積重量分布５０％における粒径であり、粒径分布は、レーザ回折方式による日機装株式会社製の「マイクロトラックＦＲＡ」を用いて計測した。
【００２７】
ここで、図５に示す評価試験装置を用いて本発明の脱塩剤供給方法を適用した脱塩剤の効果に係る実験結果について説明する。先ず、本実験ではナトリウム系脱塩剤として、粗粒重曹を粉砕した平均粒径が２０μｍの微粉重曹（脱塩剤Ａという）を使用した。また、比較のために、平均粒径が８μｍに粉砕された微粉重曹（脱塩剤Ｂという）と、平均粒径が１５μｍに粉砕された微粉重曹（脱塩剤Ｃという）と、平均粒径が２５μｍに粉砕された微粉重曹（脱塩剤Ｅという）と、平均粒径が３０μｍに粉砕された微粉重曹（脱塩剤Ｆという）と、平均粒径が約８μｍの微粉重曹の中に平均粒径０．０１４μｍの固結防止剤（ヒュームドシリカ）を１重量％混合した微粉重曹（脱塩剤Ｄという）とをそれぞれ用意した。
【００２８】
粗粒重曹、脱塩剤Ａ及び脱塩剤Ｂの粒度分布を図２と図３に示す。図２は、横軸を粒径、縦軸を頻度（％）として粒度分布を示した図である。図３は、横軸を粒径、縦軸をふるい下（ｗｔ％）として累積重量分布を示した図である。
【００２９】
次に、図５に基づいて評価試験装置の詳細を説明する。図５は評価試験装置の全体構成図である。図５に示すように、大気中の空気は、熱交換器３１により予熱され、ボイラ３２から水蒸気が供給されて排ガス同等の湿度に調整された後、電気ヒータ３３により加熱されて排ガス同等の温度に調節され、次いで塩化水素ガスが供給されて所定の塩化水素濃度を有するガスとなる。この塩化水素含有ガス中に、粉体供給機３４から配管３５内を空気輸送された微粉重曹が添加されると、バグフィルタ３６の濾布面に重曹の層が形成され、この層を通過する塩化水素含有ガスが脱塩処理される。バグフィルタ３６内で脱塩処理されたガスは、ガス中の塩化水素濃度を測定する濃度測定器３７、流量調節器３８、弁３９を経て、熱交換器３１からバイパスされるバイパス４０と合流した後、誘引送風機４１を介して系外に排出される。脱塩剤は、粉体供給機３４の容器内に投入されると、スクリューフィーダで切り出され、エジェクタ式供給機４２により配管３５内を空気輸送される。配管３５は、搬送ライン長５０ｍ、輸送配管内径６５ｍｍとし、搬送空気流速１８ｍ／ｓ、脱塩剤供給量２０ｋｇ／ｈに設定されている。
【００３０】
このような条件で実験した結果、脱塩剤Ｂは配管３５内に微粉重曹が大量に付着した（付着量：１０．８４ｋｇ／２０ｋｇ）のに対し、脱塩剤Ａ、Ｃ、Ｅ、Ｆは配管３５内に微粉重曹をほとんど付着することなく輸送された（脱塩剤Ａの付着量：０．５４ｋｇ／２０ｋｇ、脱塩剤Ｃの付着量：０．６０ｋｇ／２０ｋｇ、脱塩剤Ｅの付着量：０．５０ｋｇ／２０ｋｇ、脱塩剤Ｆの付着量：０．４５ｋｇ／２０ｋｇ）。また、固結防止剤を添加した脱塩剤Ｄも、ほとんど付着はなかった（付着量：０．４２ｋｇ／２０ｋｇ）。
【００３１】
すなわち、微粉重曹の平均粒径が８μｍの脱塩剤Ｂの場合は、配管３５内の流動性の低下にともない、配管３５の内壁に付着が多く発生するが、平均粒径が１５μｍ以上の脱塩剤であれば、固結防止材を添加した脱塩剤Ｄと同様に、付着を抑制できることがわかる。
【００３２】
また、脱塩剤Ａ〜Ｆの塩化水素ガスに対する反応性を濃度測定器３７の測定値から求めた結果を図４に示す。図４は、横軸を塩化水素に対する重曹の当量比、縦軸を塩化水素除去率（％）として示した図である。なお、バグフィルタの内部温度を１７０℃、空気中の水分含有率を３５％とした。この結果、例えば、１当量における各重曹の塩化水素除去率は、平均粒径１５、２０、２５μｍはいずれも８０％以上であるのに対し（平均粒径１５μｍで約８５％、平均粒径２０μｍで約８２％、平均粒径２５μｍで約８０％）、平均粒径が３０μｍになると、約６５％に低下する。つまり、重曹の塩化水素ガスに対する反応性は、平均粒径が２５μｍ超から３０μｍの間で大きく低下する。そこで、他の経験に基づいて、重曹の平均粒径の上限を２５μｍとした。なお、平均粒径８μｍの脱塩剤Ｂ及びＤにおいて、脱塩剤Ｄが約９０％であるのに対し、脱塩剤Ｂが約６０％に低下しているが、これは微粉重曹の凝集による比表面積の低下が原因と推測される。
【００３３】
これにより、本発明に係る脱塩剤供給装置は、微粉重曹の平均粒径を１５〜２５μｍに選定することで、空気輸送配管内への微粉重曹の付着や堆積が抑制され、たとえば５０〜１００ｍの長距離を安定的に空気輸送することができる。その結果、脱塩剤供給装置の配置設計の自由度を向上させることができる。
【００３４】
なお、本実施例の脱塩剤Ｄのように、微粉重曹に固結防止剤を添加すれば固結しないから、取り扱いが簡単になり、図１のように現場で粉砕しなくてもよいが、材料コストが高くなり経済性に問題がある。これに対し、本発明に係る脱塩剤供給装置によれば、固結防止剤を添加しなくても、固結防止剤添加に相当する良好な輸送性が得られるから、微粉重曹をより安価なものにすることができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、脱塩剤として重曹を用いた場合において、固結防止剤を添加することなく脱塩剤の固結を防止し、かつ空気輸送管内における脱塩剤の付着、堆積を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る重曹の供給装置を備えた排ガス脱塩装置の構成図である。
【図２】本発明の実施例における重曹の粒度分布を示した図である。
【図３】本発明の実施例における重曹の累積重量分布を示した図である。
【図４】本発明の実施例における重曹の塩化水素ガスに対する反応性を示した図である。
【図５】本発明の実施例における重曹の評価試験装置の構成図である。
【符号の説明】
１、９  バグフィルタ
４、１０  誘引送風機
６  空気輸送配管
８  粉砕機
１２  押込み送風機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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