(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
比表面積が1000m2/g以上の活性炭粉末を1〜15質量％含み、残部が酸化カルシウム、炭酸カルシウム、及び水酸化カルシウムから選ばれた1種以上を主成分とする排煙処理剤を焼却設備の煙道に吹込み、煙道内及び／又はバグフィルター上にて排煙から有害物質を吸着、無害化せしめ、有害物質と共に排煙処理剤をバグフィルターや電気集塵機によって捕集、回収し、回収した排煙処理剤を水洗して塩分を除去した後、セメント原料として再資源化することを特徴とする排煙処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、焼却炉等の排煙中に含まれる塩化水素、硫黄酸化物等の酸性ガスとダイオキシンを除去するための排煙処理剤及び使用済み排煙処理剤をセメント原料として再資源化する排煙処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ごみ焼却炉やボイラー等の焼却設備から排出される排煙は、塩化水素、硫黄酸化物等の酸性ガスやダイオキシン等の有害物質を含み、環境汚染の主因の一つになっている。かかる環境汚染物質を除去するための材料として、種々の物質が使用されている。例えば、酸性ガス吸収剤として消石灰が、ダイオキシン除去剤として活性炭が使用されている。また、ごみ焼却炉内に設置されたバグフィルターでの排煙の濾過性を向上するため、珪藻土が添加されることもある。
【０００３】
これらの排煙処理剤は通常、排煙の煙道に乾式または湿式で吹き込まれ、煙道又はバグフィルター上で種々の有害物質と反応し、排煙から有害物質を吸着・除去する。有害物質を吸着した排煙処理剤は、バグフィルターや電気集塵機によって捕集され、使用済み排煙処理剤としてゴミ焼却プロセスから排出される。
このようにして発生した使用済み排煙処理剤は、セメント固化、薬剤処理、酸洗浄あるいは溶融などの方法で中間処分された後、最終処分場に埋め立てられるが、近年最終処分場の残余容量が逼迫しており、飛灰の減量や減容あるいは再資源化が望まれている。
【０００４】
使用済み排煙処理剤をセメント原料として再資源化する方法は、再資源化によって得られた産物すなわちセメントの流通ルートが確立していることや、飛灰を処理することによって発生する2次的な廃棄物がほとんどないことなどの利点がある。
しかし、使用済み排煙処理剤は、排煙中の塩化水素ガスを吸収し、塩素分を含んでいることが多い。塩素分は、高温のセメントキルン内で揮散し、ガスとともに余熱器（プレヒーター）へ運ばれ、ここで凝縮して装置内部表面に固結し、プレヒーターの詰まりを起こすなどセメント製造上の支障となる成分である。このため、使用済み排煙処理剤をセメントの原料としてセメント焼成炉に投入する前に、水洗により塩素分を除去するなどの方法が採られていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述したように、近年の使用済み排煙処理剤の多くは、排煙中のダイオキシン類を吸着除去するために活性炭を含んでおり、この活性炭が、使用済み排煙処理剤を水洗し固形物を濾過しようとする際、水洗液に浮遊して沈降しなかったり濾布の目詰まりを起こしたりして、濾過の妨げになるとの問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、特定の比表面積の活性炭を使用すれば、排煙処理剤中の活性炭の含有量を少なくでき、それによって使用済み排煙処理剤をセメント資源化するために水洗する際の水洗液の濾過性を向上させうることを見出し、本発明を完成した。
【０００７】
具体的には、本発明の排煙処理方法は、比表面積が1000m2/g以上の活性炭粉末を1〜15質量％含み、残部が酸化カルシウム、炭酸カルシウム、及び水酸化カルシウムから選ばれた1種以上を主成分とする排煙処理剤を使用後回収し、水洗して塩分を除去した後、セメント原料として再資源化する排煙処理方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の排煙処理剤は、比表面積が1000m2/ g以上の活性炭粉末を1〜15質量％含むことを特徴とする。
比表面積が1000 m2/ g未満の活性炭は、ダイオキシン類の吸着能力が十分でない。そのため所定のダイオキシン吸着能を確保するためには、排煙処理剤中の含有量を多くする必要がある。しかし、使用後の該排煙処理剤は、水洗工程において濾過が困難となる。
活性炭の含有量は、排煙処理剤中に1〜15質量％が適当で、より好ましくは5〜10質量％である。15質量％を超えると使用済み排煙処理剤となって水洗される際に濾過しにくいものとなる。また、1質量％未満では、使用済み排煙処理剤となって水洗される際に濾過しやすくなるものの、ダイオキシン類の吸着能が低くなって排煙処理剤としての能力を損なうものとなる。
【０００９】
活性炭粉末以外の残部は、酸化カルシウム、炭酸カルシウム、及び水酸化カルシウムから選ばれた1種以上を主成分とする。
酸化カルシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウムは、排煙中の塩化水素、硫黄酸化物等の酸性ガスを吸収する効果を有するとともに、使用済み排煙処理剤を水洗する際に、水洗液中にカルシウムイオンを供給し、濾過性を高める効果をも併有する。
酸化カルシウム、炭酸カルシウム、及び水酸化カルシウムから選ばれた1種以上を主成分とするとは、酸化カルシウム、炭酸カルシウム、及び水酸化カルシウムから選ばれた1種以上を活性炭粉末以外の残部全体の55質量％以上含むことをいい、酸化カルシウム、炭酸カルシウム、及び水酸化カルシウム以外の成分は、特に限定されないが、セメント原料として再資源化する観点からはセメントの構成成分であるSiO2、Fe2O3、Al2O3等を含むものが好ましい。
従って、活性炭粉末を1〜15質量％含み、残部全体の55質量％以上が酸化カルシウム、炭酸カルシウム、及び水酸化カルシウムから選ばれた1種以上であることを満たす限りにおいては、焼却炉バグフィルターでの濾過助剤、例えば珪藻土を、併用しても差し支えない。
【００１０】
本発明中の排煙処理剤は、ごみ焼却場において従来の排煙処理剤の吹き込み装置をそのまま用いて吹き込むことができる。該排煙処理剤の煙道への吹き込み量は、多いほど有害物質の吸着量が多く、排煙の浄化効果が高いが、吹き込み量が多すぎれば、有害物質を吸着する能力の割に余計な排煙処理剤を吹き込むことになって不経済となり、また使用済み排煙処理剤の排出量が増えて廃棄物処分場残余容量の温存に逆効果になる。
したがって、該排煙処理剤の吹き込み量は、ごみ焼却によって発生する有害物質の量や集塵器の形式にもよるが、おおむね排煙1m3あたり1〜5gが好ましい。
【００１１】
排煙中の有害物質を吸着、無害化した使用済み排煙処理剤の捕集、回収は従来のバグフィルターや電気集塵機によって行えば良い。
回収した使用済み排煙処理剤を水中に分散し、排煙処理剤に吸着された塩分を溶出させた後、固体−液体分離を行う。固体−液体分離はフィルタープレスやベルトフィルター等を用いて、従来法により行えば良い。
得られた脱水ケーキをセメント原料の一部として使用する。なお、分離された濾液は酸−アルカリ沈殿法等の従来法により、溶存重金属等を除去するなどの廃水処理を施した後、排水すればよい。
【００１２】
【実施例】
以下、実施例により本発明について説明する。
（実施例１）
比表面積が1050 m2/gの粉末活性炭と水酸化カルシウム（JIS R 9001 特号消石灰）と酸化カルシウム（JIS R 9001 特号生石灰）を表1の割合で混合し、排煙処理剤を得た。
この排煙処理剤をごみ焼却炉のバグフィルター直前より吹き込み、煤塵と該排煙処理剤をバグフィルターにて捕集し、使用済み排煙処理剤を得た。排煙処理剤の吹き込み量は、排煙1m3あたり2gとした。排煙中のダイオキシン類の測定結果を表1に示す。
得られた使用済み排煙処理剤1kgに対し水10 Lを加えて十分撹拌し、小型1室フィルタープレス（濾過面積0.01m2、ポリプロピレン製濾布、通気度1000ml/cm2・min）を用い、JIS B 9945「脱水ろ過装置の試験方法」5.15.1項の方法により濾過試験した。脱水速度の測定結果を表1に示す。
表１から明らかなように、バグフィルター出口における排煙中のダイオキシン類濃度が、バグフィルター入口に比べ大きく低減した上、水洗液の脱水速度も大きく、実用的な速さであった。
【００１３】
（実施例２）
酸化カルシウムを混合せず、活性炭以外の成分を水酸化カルシウムとし、表1の割合で混合した以外は実施例１と同様にした。排煙中のダイオキシン類の測定結果、脱水速度の測定結果を表1に示す。
表１から明らかなように、実施例１と同様に、バグフィルター出口における排煙中のダイオキシン類濃度が、バグフィルター入口に比べ大きく低減した上、水洗液の脱水速度も大きく、実用的な速さであった。
【００１４】
（実施例３）
活性炭以外の成分に、酸化カルシウムを主成分とする無機粉体の例として、セメントの中間原料で、セメント焼成工程の約1000℃の位置から抽出したものを用い、表1の割合で混合した以外は実施例１と同様にした。用いた酸化カルシウムを主成分とする無機粉体の成分を表２に示す。ダイオキシン類の測定結果、脱水速度の測定結果を表1に示す。
表１から明らかなように、実施例１と同様に、バグフィルター出口における排煙中のダイオキシン類濃度が、バグフィルター入口に比べ大きく低減した上、水洗液の脱水速度も大きく、実用的な速さであった。
【００１５】
（比較例１）
粉末活性炭の添加割合を低くし、表1の割合で混合した以外は実施例２と同様にした。排煙中のダイオキシン類の測定結果、脱水速度の測定結果を表1に示す。
表１から明らかなように、バグフィルター出口における排煙中のダイオキシン類濃度が、バグフィルター入口に比べて十分に低減しなかった。
【００１６】
（比較例２）
比表面積が800 m2/gの粉末活性炭を用いた以外は実施例２と同様にした。排煙中のダイオキシン類の測定結果、脱水速度の測定結果を表1に示す。
表１から明らかなように、バグフィルター出口における排煙中のダイオキシン類濃度が、バグフィルター入口に比べて十分に低減しなかった。
【００１７】
（比較例３）
比表面積が800 m2/gの粉末活性炭を用い、粉末活性炭の添加割合を高くし、表1の割合で混合した以外は実施例２と同様にした。排煙中のダイオキシン類の測定結果、脱水速度の測定結果を表1に示す。
表１から明らかなように、バグフィルター入口に比べて、バグフィルター出口における排煙中のダイオキシン類濃度は十分に低減したが、活性炭量が多すぎるため水洗液の脱水速度が極端に低くなった。
【００１８】
【表１】
0004450520.tif 000002
【００１９】
【表２】
0004450520.tif 000003
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、有害物質の吸着・吸収能力を従来どおりに維持しつつ、使用済みとなった後にセメント資源化しようと水洗した場合、水洗液の濾過性を損なうことがなく、使用済み排煙処理剤のセメント資源化を通じて廃棄物の一層の減量に貢献することができる。