(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化カルシウムを主成分とする生石灰に水を加え乾燥微粉末状の水酸化カルシウムを製造するにあたり、水和に用いる水にグリセリンを酸化カルシウムに対し純分換算で１〜１０重量％、直鎖構造を有するアルキル硫酸塩、アルキルベンゼン硫酸塩、又はα−オレフィン硫酸塩から選ばれる界面活性剤を酸化カルシウムに対し純分換算で０．０５〜５．０重量％添加することを特徴とする大比表面積水酸化カルシウムの製造法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴミ焼却炉の排ガス中に含まれるＨＣｌ、ＳＯx 、ＮＯx などを除去するのに好適な大比表面積水酸化カルシウムを製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
酸化カルシウム（以下「生石灰」という）を原料として粉末水酸化カルシウムを工業的に製造する方法として、従来は、原料供給装置より生石灰を、加水装置を備えた消化機に装入し、加水、消化した後、熟成機内で熟成して水酸化カルシウムを製造する乾式法が用いられている。この製造法においては、原料生石灰１００重量部に対して３２〜７０重量部の水を消化水として用いる。生石灰と消化水は消化器内で強制的に混合撹拌され消化反応を起こし、水酸化カルシウムとなって熟成機に入る。熟成機内で消化むらをなくして排出される。消化反応の際、ＣａＯ＋２Ｈ2 Ｏ→Ｃａ（ＯＨ）2 ＋Ｈ2 Ｏ＋２７８ｃａｌ／ｇのような反応熱が発生し、水酸化カルシウムの温度が１００〜２００℃程度まで上昇する。この反応熱を利用し消化機及び熟成機で余分の水分を蒸発させることにより付着水分量が調整され排出される。排出された水酸化カルシウムは必要な粒度に分級されて製品となる。このような方法で製造した水酸化カルシウムは、付着水分０．１〜０．５％、粒度３〜５０μｍ、平均粒径８〜１５μｍ、比表面積１０〜１５ｍ2/ｇ程度の不定形の粒子で得られる。
【０００３】
このような水酸化カルシウムは、ゴミ焼却炉の排ガス中に含まれるＨＣｌ、ＳＯx 、ＮＯx などの除去に利用されている。排ガス処理、特にゴミ焼却炉排ガス中のＨＣｌガス処理の場合、バッグフィルターへ直接水酸化カルシウム粉末を吹き込む方法が取られている。この場合ＨＣｌガス１分子容に対し３分子容程度の水酸化カルシウムを使用し、排ガス中のＨＣｌガス濃度を１０〜５０ｐｐｍ程度にして排出するのが一般的であるが、しかし排ガス中ＨＣｌのさらなる除去が望まれている。そこで従来法によって得られた水酸化カルシウムよりも高反応性の水酸化カルシウムの開発が望まれていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
水酸化カルシウムの反応性を高めるには、比表面積を大にすれば良い。本発明者らは、このような要望に応えるべく鋭意研究を重ねた結果、生石灰を水和して水酸化カルシウムを製造する際に、特定の添加物を加えて水和することにより、従来法で得られたものよりも大比表面積の水酸化カルシウムが得られ、このものはゴミ焼却炉の排ガス中に含まれるＨＣｌ、ＳＯx 、ＮＯx などを除去するのに好適であることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に関わる大比表面積水酸化カルシウムの製造法は、酸化カルシウムを主成分とする生石灰に水を加え乾燥微粉末状の水酸化カルシウムを製造するにあたり、水和に用いる水にグリセリンと界面活性剤を添加することを特徴とする。
【０００６】
グリセリンは生石灰の水和反応を遅延させる効果を有することが知られている（例えば特公昭５３−８８８２５号公報、特公昭５７−１１９８５１号公報）。水和水中にグリセリンが存在すると水酸化カルシウムの溶解度が増大し、水酸化物の過飽和物が未反応生石灰粒子の周りに生成し、水酸化カルシウムの濃度が高くなるため、ＣａＯ＋Ｈ2 Ｏ→Ｃａ（ＯＨ）2の平衡が右に進みにくくなるために生石灰の水和が遅れる。温度が高くなり水和反応が盛んになると、過飽和物にうちかって水和反応が進むために急激な温度上昇がある。そして急激な溶解度の減少のために多数の微細な水酸化カルシウムの結晶が生じる。得られた粒子は従来法によって得られた水酸化カルシウム粒子よりも微細で比表面積が大きい。この現象は「生石灰の水和とその自硬化性」（青木繁樹・中原万次郎，Gypsum &Lime,No.73,1864）で述べられており、公知である。しかし水和水にグリセリンを添加することによって得られる水酸化カルシウム粒子は、微細化によって凝集力が大きくなり二次凝集による粒子の粗大化が起きやすい。
【０００７】
界面活性剤は、生成した水酸化カルシウムの表面に付着して粉体粒子同士の凝集力を低減させ、２次凝集による粒子の粗大化を防ぐ働きをする。さらに、粒子表面に付着した界面活性剤は粒子の結晶成長を抑制し、粒子径を小さくする。界面活性剤としては、アルキル硫酸塩、アルキルベンゼン硫酸塩、又はα−オレフィン硫酸塩のように分子に直鎖構造を持つものが良い。直鎖が長くなるほど水酸化カルシウム粒子表面に不浸透性皮膜を形成し易く、凝集防止の効果を一層向上させる。
【０００８】
グリセリンの添加量は生石灰に対して１〜１０重量％の範囲、好ましくは３〜５重量％の範囲で添加するのが良い。１重量％未満では添加の効果が少なく、また１０重量％を超えると得られた製品のコストに問題があり好ましくない。界面活性剤の添加量は生石灰に対して純分換算で０．０５〜５．０重量％の範囲、特に０．１〜１．０重量％の範囲が好ましい。０．０５重量％未満では界面活性剤添加の効果が少なく、５．０重量％を超えると製品のコストの増加が無視できない。また１．０重量％を越えると得られた水酸化カルシウムが吸湿し易くなる点で好ましくない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
【００１０】
【実施例１】
活性度４１８ｍＬ（日本石灰協会標準試験暫定方法、４Ｎ−ＨＣｌ、５０ｇ法による）の生石灰（粒度２．０ｍｍ以下）２ｋｇをパドルミキサー（回転数１８ｒｐｍ）で撹拌し、そこにグリセリン１００ｇ（生石灰に対して５重量％）、ｎ−ドデシル硫酸ナトリウム（表１でＡと表示）１ｇ（生石灰に対して０．０５重量％）及び水（１２℃）１Ｌを十分にかき混ぜて得られた水溶液を添加した。生石灰と水溶液をよく混合し、消化反応がある程度進行したことを確認したら約８０℃の高温槽に入れて２〜３時間熟成した。得られた水酸化カルシウムは１５０μｍでふるい分けし、ふるいを通過したものについて粒度分布（Ｄ50値）、かさ比重、及び窒素吸着法によるＢＥＴ比表面積を測定した。結果を表１に示す。
【００１１】
【実施例２】
実施例１で使用したのと同じ活性度４１８ｍＬの生石灰２ｋｇをパドルミキサー（回転数１８ｒｐｍ）で撹拌し、そこにグリセリン１００ｇ（生石灰に対し５重量％）、ｎ−ドデシル硫酸ナトリウム２ｇ（生石灰に対し０．１重量％）及び水（１２℃）１Ｌを十分にかき混ぜて得られた水溶液を添加した。以下実施例１と同様な試験を行った。結果を表１に示す。
【００１２】
【実施例３】
実施例１で使用したのと同じ活性度４１８ｍＬの生石灰２ｋｇをパドルミキサー（回転数１８ｒｐｍ）で撹拌し、そこにグリセリン１００ｇ（生石灰に対し５重量％）、ｎ−ドデシル硫酸ナトリウム１０ｇ（生石灰に対し０．５重量％）及び水（１２℃）１Ｌを十分にかき混ぜて得られた水和水を添加した。以下実施例１と同様な試験を行った。結果を表１に示す。
【００１３】
【実施例４】
実施例１で使用したのと同じ活性度４１８ｍＬの生石灰２ｋｇをパドルミキサー（回転数１８ｒｐｍ）で撹拌し、そこにグリセリン１００ｇ（生石灰に対し５重量％）、ｎ−ドデシル硫酸ナトリウム１００ｇ（生石灰に対し５重量％）及び水（１２℃）１Ｌを十分にかき混ぜて得られた水溶液を添加した。以下実施例１と同様な試験を行った。結果を表１に示す。
【００１４】
【実施例５】
実施例１で使用したのと同じ活性度４１８ｍＬの生石灰２ｋｇをパドルミキサー（回転数１８ｒｐｍ）で撹拌し、そこにグリセリン２０ｇ（生石灰に対し１重量％）、ｎ−ドデシル硫酸ナトリウム２ｇ（生石灰に対し０．１重量％）及び水（１２℃）１Ｌを十分にかき混ぜて得られた水溶液を添加した。以下実施例１と同様な試験を行った。結果を表１に示す。
【００１５】
【実施例６】
実施例１で使用したのと同じ活性度４１８ｍＬの生石灰２ｋｇをパドルミキサー（回転数１８ｒｐｍ）で撹拌し、そこにグリセリン２００ｇ（生石灰に対し１０重量％）、ｎ−ドデシル硫酸ナトリウム２ｇ（生石灰に対し０．１重量％）及び水（１２℃）１Ｌを十分にかき混ぜて得られた水溶液を添加した。以下実施例１と同様な試験を行った。結果を表１に示す。
【００１６】
【実施例７】
実施例１で使用したのと同じ活性度４１８ｍＬの生石灰２ｋｇをパドルミキサー（回転数１８ｒｐｍ）で撹拌し、そこにグリセリン１００ｇ（生石灰に対し５重量％）、ｎ−アルキルベンゼン硫酸ナトリウム（表１でＢと表示）２ｇ（生石灰に対し０．１重量％）及び水（１２℃）１Ｌを十分にかき混ぜて得られた水溶液を添加した。以下実施例１と同様な試験を行った。結果を表１に示す。
【００１７】
［参考例１］
実施例１で使用したのと同じ活性度４１８ｍＬの生石灰２ｋｇをパドルミキサー（回転数１８ｒｐｍ）で撹拌し、そこにグリセリン１００ｇ（生石灰に対し５重量％）、ポリオキシエチレンラウリルエーテル（表１でＣと表示）２ｇ（生石灰に対し０．１重量％）及び水（１２℃）１Ｌを十分にかき混ぜて得られた水溶液を添加した。以下実施例１と同様な試験を行った。結果を表１に示す。
【００１８】
【実施例８】
実施例１で使用したのと同じ活性度４１８ｍＬの生石灰２ｋｇをパドルミキサー（回転数１８ｒｐｍ）で撹拌し、そこにグリセリン１００ｇ（生石灰に対し５重量％）、α−オレフィン硫酸ナトリウム（表１でＤと表示）２ｇ（生石灰に対し０．１重量％）及び水（１２℃）１Ｌを十分にかき混ぜて得られた水溶液を添加した。以下実施例１と同様な試験を行った。結果を表１に示す。
【００１９】
[比較例１]
実施例１で使用したのと同じ活性度４１８ｍＬの生石灰２ｋｇをパドルミキサー（回転数１８ｒｐｍ）で撹拌し、そこにグリセリン１００ｇ（生石灰に対し５重量％）及び水（１２℃）１Ｌを十分にかき混ぜて得られた水溶液を添加した。以下実施例１と同様な試験を行った。結果を表１に示す。
【００２０】
［比較例２］
実施例１で使用したのと同じ活性度４１８ｍＬの生石灰２ｋｇをパドルミキサー（回転数１８ｒｐｍ）で撹拌し、そこにｎ−ドデシル硫酸ナトリウム２ｇ（生石灰に対し０．１重量％）及び水（１２℃）１Ｌを十分にかき混ぜて得られた水溶液を添加した。以下実施例１と同様な試験を行った。結果を表１に示す。
【００２１】
［比較例３］
実施例１で使用したのと同じ活性度４１８ｍＬの生石灰２ｋｇをパドルミキサー（回転数１８ｒｐｍ）で撹拌し、そこに水（１２℃）１Ｌを添加した。以下実施例１と同様な試験を行った。結果を表１に示す。
【００２２】
【表１】
0004138049.tif 000002
【００２３】
【実施例９】
活性度２６８ｍＬの生石灰（粒度２．０ｍｍ以下）を使用した以外は実施例３と同様な試験を行った。結果を表１に示す。
【００２４】
［比較例４］
実施例９で使用したのと同じ活性度２６８ｍＬの生石灰２ｋｇをパドルミキサー（回転数１８ｒｐｍ）で撹拌し、そこに水（１２℃）１Ｌを添加した。以下実施例１と同様な試験を行った。結果を表１に示す。
【００２５】
表１から明らかなように、本発明により得られた水酸化カルシウムは、従来法による水酸化カルシウムに比べて、かさ比重が小さく比表面積が大きい。
【００２６】
【発明の効果】
比表面積が大で反応性の高い水酸化カルシウムが得られる。