(57)【要約】【課題】ダイオキシン類を含む廃ガスからダイオキシン類を安価に除去する技術を提供する。【解決手段】吸着剤循環装置１０が廃ガス中にダイオキシン類吸着剤を導入してダイオキシン類吸着剤にダイオキシン類を吸着させ、吸着剤循環装置１０が導入したダイオキシン類吸着剤をバグフィルタ４０で回収する。続いて、バグフィルタ４０が回収したダイオキシン類吸着剤を、吸着剤循環装置１０がダイオキシン類を含む廃ガス中に再導入してダイオキシン類吸着剤にダイオキシン類をさらに吸着させ、吸着剤循環装置１０が再導入したダイオキシン類吸着剤をバグフィルタ４０で回収する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイオキシン類を含む廃ガスから当該ダイオキシン類を除去する方法であって、
前記廃ガス中にダイオキシン類吸着剤を導入して当該ダイオキシン類吸着剤に前記ダイオキシン類を吸着させる吸着剤導入ステップと、
前記吸着剤導入ステップにおいて導入したダイオキシン類吸着剤を回収する吸着剤回収ステップと、
前記吸着剤回収ステップにおいて回収したダイオキシン類吸着剤を、前記ダイオキシン類を含む廃ガス中に再導入して当該ダイオキシン類吸着剤に前記ダイオキシン類をさらに吸着させる吸着剤再導入ステップと、
前記吸着剤再導入ステップにおいて再導入したダイオキシン類吸着剤を回収する吸着剤再回収ステップと
を含むことを特徴とするダイオキシン類の除去方法。
【請求項２】
前記ダイオキシン類吸着剤は、
アルミナ、活性炭、ゼオライトおよび珪藻土のうち、少なくとも１種類の材料を含んで構成されていることを特徴とする請求項１に記載のダイオキシン類の除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイオキシン類を含む廃ガスからダイオキシン類を除去する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境汚染が深刻化しつつあり、世界規模で環境汚染物質の排出規制がとられるようになってきた。ダイオキシン類は、環境汚染物質の中で人体にとって最も危険なものの一つであり、ダイオキシン類を含む廃ガスからダイオキシン類を除去する技術の開発がなされている。
ダイオキシン類を含む廃ガスからダイオキシン類を除去する技術としては、活性炭にダイオキシン類を吸着させる技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
また、活性炭は高価であるため、比較的安価なゼオライトをダイオキシン類の吸着剤として使用する技術も開示されている（例えば、特許文献２参照）。
さらに、比較的安価な活性アルミナをダイオキシン類の吸着剤として使用する技術も開示されている（例えば、特許文献３参照）。
また、触媒型フィルタを用いてダイオキシン類を含む廃ガスからダイオキシン類を除去する技術がある。
さらに、アフタバーナを用いてダイオキシン類を燃焼することによって、ダイオキシン類を含む廃ガス中のダイオキシン類を熱分解して無害化する技術がある。
【特許文献１】特開２００４−１２１９０９号公報
【特許文献２】特開２００４−１５４６２８号公報
【特許文献３】特開２００１−１０４７５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１ないし特許文献３に開示されている技術は、一度使用した吸着剤を使い捨てる技術であるため、ダイオキシン類が吸着した産業廃棄物が多量に生成され、産業廃棄物の処理に必要なコストが高いという問題がある。
また、触媒型フィルタを用いる技術は、触媒型フィルタが高価であり、除去効率が不安定であるという問題がある。
さらに、アフタバーナを用いる技術は、集塵風量の大きな設備においては、重油等の燃料を多量に消費してしまうという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、前記のような問題を解決するためになされたものであって、ダイオキシン類を含む廃ガスからダイオキシン類を安価に除去する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するため、本発明は、ダイオキシン類を含む廃ガスからダイオキシン類を除去する方法であって、廃ガス中にダイオキシン類吸着剤を導入してダイオキシン類吸着剤にダイオキシン類を吸着させる吸着剤導入ステップと、吸着剤導入ステップにおいて導入したダイオキシン類吸着剤を回収する吸着剤回収ステップと、吸着剤回収ステップにおいて回収したダイオキシン類吸着剤を、ダイオキシン類を含む廃ガス中に再導入してダイオキシン類吸着剤にダイオキシン類をさらに吸着させる吸着剤再導入ステップと、吸着剤再導入ステップにおいて再導入したダイオキシン類吸着剤を回収する吸着剤再回収ステップとを含むことを特徴とする。
【０００６】
かかる方法によれば、まず、廃ガス中にダイオキシン類吸着剤を導入してダイオキシン類吸着剤にダイオキシン類を吸着させ、導入したダイオキシン類吸着剤を回収することができる。続いて、回収したダイオキシン類吸着剤を、ダイオキシン類を含む廃ガス中に再導入してダイオキシン類吸着剤にダイオキシン類をさらに吸着させ、再導入したダイオキシン類吸着剤を回収することができる。これにより、ダイオキシン類吸着剤を繰り返し利用することができるので、ダイオキシン類が吸着した産業廃棄物が大幅に低減でき、産業廃棄物の処理に必要なコストが低下するため、ダイオキシン類を含む廃ガスからダイオキシン類を安価に除去することが可能となる。
【０００７】
また、本発明は、前記ダイオキシン類吸着剤が、アルミナ、活性炭、ゼオライトおよび珪藻土のうち、少なくとも１種類の材料を含んで構成されていることが好ましい。
【０００８】
かかる方法によれば、ダイオキシン類吸着剤が、ダイオキシン類の吸着能力を有するアルミナ、活性炭、ゼオライトおよび珪藻土のうち、少なくとも１種類の材料を含んで構成されているので、ダイオキシン類吸着剤にダイオキシン類を吸着させるステップを繰り返し実行しても、ダイオキシン類吸着剤のダイオキシン類吸着性が低下しにくい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ダイオキシン類を含む廃ガスからダイオキシン類を安価に除去することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
ダイオキシン類吸着剤は、１回使用すると使い捨てられていた。しかし本願発明者が鋭意研究を重ねたところ、数百回ダイオキシン類を吸着させた後でも、その吸着能力は落ちず、吸着に使用できることがわかった。そこで、本実施形態では、ダイオキシン類吸着剤を循環させ、繰り返し吸着に使用する方法について説明する。
【００１１】
ここで、ダイオキシン類とは、平成11年7月16日に公布されたダイオキシン類対策特別措置法においては、ポリ塩化ジベンゾ-パラ-ジオキシン(PCDD)、ポリ塩化ジベンゾフラン(PCDF)およびコプラナーポリ塩化ビフェニル(コプラナーPCB)の総称であるとして定義されたものであるが、一般的には、主にごみの焼却などの際に発生し、ベンゼン環２つが酸素原子を介するなどして結合し、そこに塩素原子がいくつか付いた構造をした化学物質のことである。
【００１２】
また、ダイオキシン類吸着剤には、活性炭、シリカ系物質、粘土鉱物、リン酸化合物、炭酸系化合物等を用いることが可能である。特に、アルミナ、活性炭、ゼオライト、珪藻土等、ダイオキシン類の吸着能力を有する材料が、繰り返して使用しても吸着性が低下しにくいので、好ましい。さらに、吸着面積の大きい吸着剤は、より高い吸着能力を有する。それらのうち、アルミナは安価であり、繰り返し使用するにも適しており、再生も可能である。したがって本実施形態においては、ダイオキシン類吸着剤としてアルミナを使用した場合について説明する。また、以下の説明において用いられる「吸着剤」は、特に断りのない限り「ダイオキシン類吸着剤」を意味するものとする。
【００１３】
図１は、ダイオキシン類除去システムの構成図である。図１に示すように、ダイオキシン類除去システム１は、吸着剤循環装置１０と、前炉付溶解炉２０と、フード３０と、バグフィルタ４０と、ファン５０と、フード３０とバグフィルタ４０とを接続する第一の配管６０Ａと、吸着剤循環装置１０と第一の配管６０Ａとを接続する第二の配管６０Ｂとを含んで構成される。
【００１４】
吸着剤循環装置１０は、吸着剤投入口１１と、吸着剤・黒灰循環口１２と、吸着剤・黒灰排出口１３と、本体１４とを含んで構成される。
【００１５】
吸着剤投入口１１は、吸着剤を本体１４に投入するために本体１４に設けられているものである。この吸着剤投入口１１から本体１４に吸着剤を投入することができる。吸着剤の投入は、最初に１回だけ行うようにしてもよい。また、投入した吸着剤を複数回（例えば、数百回）循環させて使用した後、吸着剤の一部を排出し、それを補う分だけ新しい（ダイオキシン類が吸着されていない）吸着剤を追加することを繰り返しても吸着が低下せず、より長く使用することが可能となる。
【００１６】
吸着剤・黒灰循環口１２は、本体１４内の吸着剤や、煤、その他固形物質（ダイオキシン類が吸着した吸着剤を含む）を、第二の配管６０Ｂを介して第一の配管６０Ａに送り込むために本体１４に設けられているものである。以下では、吸着剤や、煤、その他固形物質（ダイオキシン類が吸着した吸着剤を含む）を、「吸着剤・黒灰」ということにする。
【００１７】
吸着剤・黒灰排出口１３は、本体１４内の吸着剤・黒灰を、本体１４の外に排出するために設けられているものである。
【００１８】
本体１４は、吸着剤投入口１１から投入された吸着剤と、後記するバグフィルタ４０によって回収された吸着剤・黒灰とを保持し、吸着剤・黒灰循環口１２を介して、吸着剤・黒灰を循環させる。循環量としては、例えば常時一定の速度で循環させる程度とする方法などが考えられる。また、本体１４に保持されている吸着剤・黒灰は、吸着剤・黒灰排出口１３を介して、本体１４の外に排出される。排出量としては、例えば定期的に一定の重さの吸着剤・黒灰を排出する程度とする方法などが考えられる。
【００１９】
前炉付溶解炉２０は、アルミニウムの地金や、スクラップなどを溶解するものであり、溶解時に地金やスクラップに付着した不純物等が燃焼する際にダイオキシン類を含む廃ガスが発生する。本実施形態においては、ダイオキシン類を含む廃ガスを排出するものとして、前炉付溶解炉２０を用いることにするが、ダイオキシン類を含む廃ガスを排出することが可能な構成であればその構成は特に限定されるものではない。
【００２０】
フード３０は、前炉付溶解炉２０から排出された廃ガスを回収するものである。本実施形態においては、前炉付溶解炉２０から排出された廃ガスを回収するものとして、フード３０を用いることにするが、前炉付溶解炉２０から排出された廃ガスを回収することが可能な構成であればその構成は特に限定されるものではない。フード３０で回収された廃ガスは、第一の配管６０Ａに送り込まれる。
【００２１】
第一の配管６０Ａは、フード３０で回収された廃ガスをバグフィルタ４０に送り込むものである。また、第一の配管６０Ａには、第二の配管６０Ｂが接続されており、第一の配管６０Ａの中で、フード３０で回収された廃ガスが第二の配管６０Ｂから送り込まれた吸着剤・黒灰と接触する。したがって、第一の配管６０Ａにおいて、吸着剤・黒灰中のダイオキシン類が吸着可能な吸着剤に、フード３０で回収された廃ガスに含まれるダイオキシン類が吸着する。また、この吸着反応は、第一の配管６０Ａにおいてのみでなく、第二の配管６０Ｂや、バグフィルタ４０においても行われる。
【００２２】
バグフィルタ４０は、吸着剤・黒灰を濾過して回収するものである。濾過によってバグフィルタ４０に付着した吸着剤・黒灰は、振動を与えることによって落とされ、吸着剤循環装置１０に戻される。
【００２３】
ファン５０は、送風機能を備えるものであり、その構成は特に限定されるものではない。この送風機能によって、フード３０から第一の配管６０Ａを通ってバグフィルタ４０に至るまでの空気の流れと、バグフィルタ４０からアルミナ循環装置１０、第二の配管６０Ｂおよび第一の配管６０Ａを通ってバグフィルタ４０へと循環する空気の流れとが生じる。また、ファン５０が設置される場所については特に限定されるものではなく、例えば、図１に示したように、バグフィルタ４０の付近に設置してもよいし、フード３０の内側や、第一の配管６０Ａの内部、第二の配管６０Ｂの内部などに設置してもよい。
【００２４】
以上説明したような構成によれば、吸着剤投入口１１から投入された吸着剤を、吸着剤・黒灰循環口１２を介して、前炉付溶解炉２０から発生したダイオキシン類を含む廃ガスに導入し、吸着剤に廃ガス中のダイオキシン類を吸着させる。次に、ダイオキシン類が吸着した吸着剤を、バグフィルタ４０で濾過して回収し、吸着剤循環装置１０に戻す。続いて、以下の（ａ）〜（ｂ）の処理を行うことができる。（ａ）〜（ｂ）の処理は複数回繰り返して実行することも可能である。
（ａ）ダイオキシン類が吸着した吸着剤を再び吸着剤・黒灰循環口１２を経由して、ダイオキシン類を含む廃ガス中に導入し、吸着剤にダイオキシン類をさらに吸着させる。
（ｂ）ダイオキシン類がさらに吸着した吸着剤をバグフィルタ４０で濾過して回収して吸着剤循環装置１０に戻す。
【００２５】
したがって、ダイオキシン類吸着剤を繰り返して利用することができるので、ダイオキシン類が吸着した産業廃棄物が大幅に低減でき、産業廃棄物の処理に必要なコストが低下するため、ダイオキシン類を含む廃ガスからダイオキシン類を安価に除去することが可能となる。また、既存設備を流用し、吸着剤循環装置への低額な投資を行うだけで、廃ガスからダイオキシン類を除去することができる。
【実施例】
【００２６】
次に、本発明の効果を確認した実施例について説明する。
＜実験例１＞
フードにて回収した廃ガス中に導入するダイオキシン類吸着剤としてアルミナを使用する。アルミナの循環濃度は、新設のアルミ溶解炉のダイオキシン規制値が１ｎｇ−ＴＥＱ／Ｎｍ３であるので、この場合、実験的に約１ｇ／Ｎｍ３以上のアルミナ濃度が好ましい。アルミナの導入濃度が１ｇ／Ｎｍ３未満であるとダイオキシン類の吸着効果が小さくなる。
将来、ダイオキシン類の規制値が強化された場合には、アルミナ濃度を増加することによって規制値は達成可能である。
【００２７】
実験例１では、前記実施形態の吸着剤循環装置を用いた場合に、アルミナの循環濃度によってダイオキシン類の濃度がどのように変化するかを調べる実験を行った。ダイオキシン類吸着剤として、比表面積（ＢＥＴ）が２４ｍ２／ｇのアルミナ（αアルミナを６８％含有し、その他はβアルミナ、γアルミナ、θアルミナからなる。）を使用した。また、吸着剤投入口１１からアルミナを５００ｋｇ投入し、追加の投入は行わなかった。アルミナを投入して３時間経過後に測定を開始した。アルミナや、煤、その他固形物質（ダイオキシン類が吸着したアルミナを含む）を回収するフィルタとして、濾布型集塵機（１１００Ｎｍ３／分）を用いた。また、１５分に１回、１分間フィルタ内の濾布に振動を与え、濾布に付着したアルミナを落とし、吸着剤循環装置１０に戻した。
【００２８】
図２（ａ）は、前記実施形態の吸着剤循環装置を用いた場合におけるアルミナ循環濃度によるダイオキシン類濃度測定値の変化を示す表であり、図２（ｂ）は、それをグラフにして表したものである。図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、アルミナの循環濃度を増加させると、ダイオキシン類濃度測定値が減少し、アルミナがダイオキシン類を吸着する能力を有していることがわかる。
【００２９】
＜実験例２＞
実験例２では、前記実施形態の吸着剤循環装置を３日間連続運転した場合に、ダイオキシン類の濃度がどのように変化するかを調べる実験を行った。吸着剤循環装置１０を３日間連続で運転させ、初日に吸着剤投入口１１からアルミナを５００ｋｇ投入し、アルミナ循環濃度５ｇ／Ｎｍ３として循環させ、２日目、３日目に吸着剤・黒灰循環口１２からアルミナ・黒灰を２００ｋｇ排出するとともに、吸着剤投入口１１からアルミナを１００ｋｇ投入した。ここで、アルミナ・黒灰を排出するときには、アルミナや、煤、その他固形物質（ダイオキシン類が吸着したアルミナを含む）も排出される。アルミナの組成や、アルミナ比表面積などは実験例１とほぼ同じであり、フィルタも実験例１と同様のものを用いた。濾布に振動を与える周期も実験例１と同じとした。
【００３０】
図３（ａ）は、前記実施形態の吸着剤循環装置の連続運転時におけるダイオキシン類濃度測定値の変化を示す表であり、図３（ｂ）は、それをグラフにして表したものである。図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、約１日毎にアルミナの一部を廃棄し、新しいアルミナを補充すると、ダイオキシン類濃度の測定値は３日間でほとんど変わらず、アルミナの吸着効果が短くとも３日間は持続することがわかった。
【００３１】
また、最初にアルミナを投入してから１日経過した直後（２４時間後）、つまり２日目に新しくアルミナを投入する直前に測定しても、１日目のダイオキシン類濃度測定値０．１５ｎｇ−ＴＥＱ／Ｎｍ３よりも０．０１〜０．０２ｎｇ−ＴＥＱ／Ｎｍ３程度増加するだけであった。前記実施形態の吸着剤循環装置を用いると、アルミナは、１日あたり約１６回循環することがわかっている。したがって、約１６回循環しても、アルミナはダイオキシン類吸着能力を有していることがわかった。
【００３２】
また、実験例２と同じ条件下において、アルミナを使い捨て使用した場合、１日の使用量は、理論上７９２０ｋｇとなる。これは、濾布型集塵機の速度１１００Ｎｍ３／分と５ｇ／Ｎｍ３とを乗算し、１日あたりの量（ｋｇ）に直すことによって得られる。この理論値を用いると、アルミナを使い捨て使用した場合、３日間でアルミナを、７９２０ｋｇ／日×３日＝２３７６０ｋｇ使用することになる。実験例２では、３日間でアルミナを、５００ｋｇ（１日目）＋１００ｋｇ（２日目）＋１００ｋｇ（３日目）＝７００ｋｇしか使用していないので、アルミナの消費量が大幅に低減される。また、ダイオキシン類が吸着した産業廃棄物（アルミナを含む）が大幅に低減される。
【００３３】
＜実験例３＞
実験例３では、前記実施形態の吸着剤循環装置を用いた場合に、アルミナ比表面積によってダイオキシン類の濃度がどのように変化するかを調べる実験を行った。アルミナの組成や、吸着剤投入口１１からアルミナを投入してからダイオキシン類の濃度の測定を開始するまでの時間、アルミナ投入量などは実験例１とほぼ同じであり、フィルタも実験例１と同様のものを用いた。濾布に振動を与える周期も実験例１と同じとした。
【００３４】
図４は、前記実施形態の吸着剤循環装置を用いた場合におけるアルミナ比表面積によるダイオキシン類濃度測定値の変化を示す表である。図４に示すように、アルミナの比表面積を増加させると、ダイオキシン類濃度測定値が減少するので、比表面積が大きいほど、アルミナのダイオキシン類吸着力が高くなることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本実施形態に係るダイオキシン類除去システムの構成図である。
【図２】（ａ）は、本実施形態の吸着剤循環装置を用いた場合におけるアルミナ循環濃度によるダイオキシン類濃度測定値の変化を示す表であり、（ｂ）は、それをグラフにして表したものである。
【図３】（ａ）は、本実施形態の吸着剤循環装置の連続運転時におけるダイオキシン類濃度測定値の変化を示す表であり、（ｂ）は、それをグラフにして表したものである。
【図４】本実施形態の吸着剤循環装置を用いた場合におけるアルミナ比表面積によるダイオキシン類濃度測定値の変化を示す表である。
【符号の説明】
【００３６】
１      ダイオキシン類除去システム
１０    吸着剤循環装置
２０    前炉付溶解炉
３０    フード
４０    バグフィルタ
【図１】
2007216183.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2007216183.tif 000006