(57)【要約】【課題】乾燥地域に適する乾式排煙脱硫法で、石灰などのＣａの使用量が少なく経済的・高効率で脱硫でき、且つ未反応なＣａや重金属の混入が少ない良質なアルカリ土壌改良材を製造するシステムを構築する。【解決手段】多段流動層の最上段にＣａを主成分とする流動媒体を供給して順次下段に移動せしめると共に、フライアッシュを除去した排煙を最下段下部のガス室から供給して各段で繰返し流動媒体と接触せしめ、流動媒体の滞留時間を制御してＣａを排煙中のＳＯｘで実質的に完全に亜硫酸Ｃａないし石膏に変換した後に最下段から抜き出すことにより、排煙脱硫と同時に重金属やアルカリ成分の少ない良質な土壌改良材を製造する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多段流動層の最上段にＣａを主成分とする流動媒体を供給して順次下段に移動せしめると共に、フライアッシュを除去した排煙を最下段下部のガス室から供給して各段で繰返し流動媒体と接触せしめ、流動媒体の滞留時間を制御してＣａを排煙中のＳＯｘで実質的に完全に亜硫酸Ｃａないし石膏に変換した後に最下段から抜き出すことを特徴とする、排煙脱硫兼用のアルカリ土壌改良材製造システム。
【請求項２】
流動媒体が、廃コンクリートから砂利などの骨材を分離回収した残りの粉体であることを特徴とする、請求項１に記載の排煙脱硫兼用のアルカリ土壌改良材製造システム。
【請求項３】
多段流動層の最上段若しくはその近傍の流動層内に、補助的に石灰水を撒布して流動媒体を被覆することを特徴とする、請求項２に記載の排煙脱硫兼用のアルカリ土壌改良材製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、硫黄含有量の多い石炭の燃焼排煙を乾式で脱硫処理すると同時に、重金属やアルカリ成分が少なくアルカリ土壌の改良に適した良質な土壌改良材を製造するシステムに係わる。
【背景技術】
【０００２】  周知のようにアルカリ土壌は土壌構造が劣化して植物が生育せず、世界の乾燥地域とくに中国などではアルカリ土壌の不毛地帯が膨大な面積を占めている。近年このアルカリ土壌に排煙脱硫で生成する石膏を供給しＮａイオンをＣａに置換して土壌を改良する試みが成果を挙げている。この石膏は硫黄含有量の多い石炭の燃焼排煙の脱硫で得られるが、従来の湿式排煙脱硫法は大量の水を使用するので乾燥地域には適さない。これに対して炉内に直接石灰（ＣａＯ）の微粉を吹き込む乾式排煙脱硫法は簡易ではあるが、石炭中の硫黄分に対して化学量論的に数倍の石灰を吹き込む必要があり不経済であるのみならず未反応で排出される石灰がアルカリ性となるためアルカリ土壌には不適である。また排煙中に含まれる重金属の混入が避けられないので、土壌改良材として長期間供給すれば重金属の蓄積が問題となる。【０００３】  上記に対して特許文献１の方法では、水酸化Ｃａを被覆した粒子を流動媒体とする流動層内で排煙を脱硫して石膏とした後に第１の気体固体分離器で生成石膏を流動媒体粒子から分離し、次いで第２の気体固体分離器で石膏粒子をガスから分離回収している。この方法は水の使用量が少なくＣａ利用率が高いという利点があるが、流動媒体粒子は粒子表面の水酸化Ｃａの化学的変化とは無関係な物理的条件に依存して第１の気体固体分離器に吹き上げられるので未反応なＣａ成分の損失を免れないのみならず、気体固体分離器の機能は本質的に気体と固体の分離であって流動媒体粒子からの生成石膏分離は不確実であり、また未反応の水酸化Ｃａが流動媒体粒子から分離して第２の気体固体分離器に達し回収物をアルカリ化する恐れもある。更に、流動媒体としてフライアッシュを利用するとしているが、石炭燃焼のフライアッシュには排煙中の重金属が濃縮されているので、第１の気体固体分離器から流動層に戻されるフライアッシュが流動中に摩滅して流動層を飛び出し第２の気体固体分離器で捕捉されて回収物を重金属汚染する恐れもある。【０００４】  一方、非特許文献１では、廃コンクリートから砂利などを除いて残った粉末がＣａを主成分としガス中のＳＯｘと数分間で反応して亜硫酸Ｃａとなる知見が報告され、排煙脱硫に利用できる旨の示唆がある。廃コンクリートを破砕して砂利などの有価物を分離回収する技術はすでに国内で数社が実証済みであるから残留粉末の脱硫利用は極めて有意義であるが、実用化するためには可及的に反応時間を短縮しなければならない。【０００５】
【特許文献１】特開平２００２−１１３３２６「新規脱硫剤による副生物分離可能な脱硫方法および脱硫装置」
【非特許文献１】２００５年１１月２日日経産業新聞ｐ．１１「火力発電所の排煙脱硫・廃コンクリートを活用」
【発明の開示】
【発明が開発しようとする課題】
【０００６】  以上に鑑み、本発明は乾燥地域に適する乾式排煙脱硫法で、石灰などのＣａの使用量が少なく経済的・高効率で脱硫でき、且つ未反応なＣａや重金属の混入が少ない良質なアルカリ土壌改良材を製造するシステムを構築しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、多段流動層では流動媒体粒子の反応が順次各段で均質に行われるので滞留時間を制御すれば未反応の流動媒体粒子の排出を確実に防止できるという多段流動層の利点に着目して発明されたものである。即ち、多段流動層の最上段にＣａを主成分とする流動媒体を供給して順次下段に移動せしめると共に、フライアッシュを除去した排煙を最下段下部のガス室から供給して各段で繰返し流動媒体と接触せしめ、流動媒体の滞留時間を制御してＣａを排煙中のＳＯｘで実質的に完全に亜硫酸Ｃａないし石膏に変換した後に最下段から抜き出すことを特徴としている。
【０００８】  また請求項２に記載の発明は、上記のような固体気体の反応時間を短縮できる多段流動層の利点ならびに非特許文献１の知見に着目して発明されたもので、請求項１の発明において流動媒体が廃コンクリートから砂利などの骨材を分離回収した残りの粉体であることを特徴としている。
【０００９】  また請求項３に記載の発明は、請求項２における流動媒体のＣａ含有量が比較的少ないことならびに流動層が流動媒体粒子の被覆に効果的な特性を有することに着目して発明されたもので、請求項２の発明において多段流動層の最上段若しくはその近傍の流動層内に、補助的に石灰水を撒布して流動媒体を被覆することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】  請求項１の発明によれば、流動媒体粒子は多段流動層内で順次ＳＯｘと反応し各段毎に均質化されるので流動媒体の滞留時間制御が容易となって未反応なＣａの排出を実質的に完全に抑制でき、脱硫効率と経済性が向上する。また予め排煙からフライアッシュを除去しているので重金属の混入も防止できる。即ち本システムによれば、硫黄含有量の多い石炭の燃焼排煙を乾式で高効率かつ経済的に脱硫処理すると同時に重金属やアルカリ成分が少なくアルカリ土壌の改良に適した良質な土壌改良材を製造できる。従って、大気汚染防止のみならず世界の乾燥地域で膨大な面積を占める不毛なアルカリ土壌の改善に寄与し得るものである。
【００１１】  また請求項２の発明によれば、反応効率の高い多段流動層を採用することで請求項１の利点に加えて、廃コンクリートから砂利などの有価物を回収した残りの粉末を排煙脱硫に利用する際の反応時間が短縮されて実用化が容易となり、アルカリ土壌の改善と同時に廃コンクリートの再利用を促進する要因ともなり得る。
【００１２】  また請求項３の発明は半湿式脱硫に適用する場合であるが、撒布された石灰水が流動媒体を効果的且つ均等に被覆するという流動層の特性を利用して、流動媒体のＣａ含有量が比較的少ない請求項２の発明の欠点を補うことができ、アルカリ土壌の改善と同時に廃コンクリートの再利用を促進し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】  以下、本発明の実施の形態を図１に基づいて説明する。【００１４】  石炭火力等から排出されるＳＯｘ濃度の高い排煙１を、電気集塵機等の集塵装置２に導いて重金属濃度の高いフライアッシュ３を除去した後にブロワ４で多段流動層５の下部のガス室６に導入し、ガス分散板１４を経て各段で流動媒体７を流動化させて流動層１０を形成せしめる。流動媒体７は、石灰（ＣａＯ）などのＣａ化合物を主成分とする粒子であり、入口回転供給機８を介して多段流動層４の最上段に供給され、各段に連通して設けられた降下管９を通って順次下段に移動し、最下段から出口回転供給機１１を介して排出される。【００１５】  ここで、図中の入口回転供給機８及び出口回転供給機１１はいずれもシール機能を有する周知の多翼型の回転供給機であり、前者の回転速度を制御し後者を常時回転して生成物を排出させることによって、流動媒体７の供給量すなわち滞留時間を自由に制御することができる。また、各降下管９の上面を各流動層１０の設定上面とほぼ同一とし、各降下管９の下面を各ガス分散板１４の上面より若干離した位置に設定することにより、上部から供給された流動媒体７は流動化に伴って図示矢印のように順次降下し、各流動層１０の上面が自動的に設定値に維持される。【００１６】  以上の構成により、排煙１は重金属を除去された後に流動媒体７と向流で流動接触して高効率で各段毎に順次脱硫され、最上段で浄化ガス１３となって系外に放出される。尚、浄化ガス１３に含まれるダストは周知の手段で捕集還流（図示せず）すればよい。他方、流動媒体７のＣａの反応は順次各段で均質に行われるので、出口回転供給機１１からの排出成分をチェックして未反応なＣａ成分がゼロになるように入口回転供給機８の回転速度を調整して流動媒体７の滞留時間を制御することにより、Ｃａ分は実質的に完全に亜硫酸Ｃａないし石膏に変換されるので、良質な土壌改良材１２を得ることができる。【００１７】  上記の操作において、流動媒体７を廃コンクリートから砂利などの骨材を分離回収した残りの粉体とすることができる。即ち、コンクリート廃材を破砕後「加熱すりもみ法」により処理した公開データ例によれば、副産した粉体の粒径は１０〜９０ミクロン程度であり石灰の含有率は２０〜２５％程度に達しているので、運転条件を適切に設定することにより流動媒体７として利用することができる。【００１８】  また本発明を半湿式法に適用する場合は、図１に示すように、多段流動層５の最上段の流動層１０の内部に撒布ノズル２２を配設して石灰水２１を撒布すれば、流動層の特質上、流動媒体７の表面を効果的且つ均等に被覆することが容易となるので、とくにＣａ含有量が比較的少ない廃コンクリート粉体を利用する場合の弱点を補うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】  本発明の実施形態を示す説明図
【符号の説明】
【００２０】  １    排煙
２    集塵装置
３    フライアッシュ
４    ブロワ
５    多段流動層
６    ガス室
７    流動媒体
８    入口回転供給機
９    降下管
１０  流動層
１１  出口回転供給機
１２  土壌改良材
１３  浄化ガス
１４  ガス分散板
２１  石灰水
２２  撒布ノズル
【図１】
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