(57)【要約】【課題】使用済みの石灰から高品位の石灰を回収できる排ガス処理方法排ガス処理装置、排ガス処理における石灰回収方法及び排ガス処理における石灰回収装置を提供する。【解決手段】本発明の排ガス処理装置は、排ガス中の飛灰を除去するサイクロン２１と、排ガス中に石灰を投入する石灰投入装置２４と、該石灰が投入された排ガスから使用済み石灰を捕集するバグフィルタ２５とを備えている。さらに、バグフィルタ２５で捕集した使用済み石灰を水と混合して石灰スラリーとする抽出槽２７及び中継槽２６と、石灰スラリーを脱水して石灰を回収するフィルタプレス２９ｂとを備えている。【選択図】図４
2009082870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガス中の飛灰を除去する集塵工程と、
該集塵工程後の排ガス中に石灰を投入する石灰投入工程と、
該石灰が投入された排ガスから使用済み石灰を捕集する使用済み石灰捕集工程と、を備えた排ガス処理方法において、
捕集された前記使用済み石灰を水と混合して石灰スラリーとするスラリー化工程と、
該石灰スラリーを脱水して石灰を回収するスラリー脱水工程と、を備えることを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項２】
石灰捕集工程ではバグフィルタによって使用済み石灰を捕集することを特徴とする請求項１記載の排ガス処理方法。
【請求項３】
スラリー脱水工程で回収した石灰を石灰投入工程で再利用することを特徴とする請求項１又は２記載の排ガス処理方法。
【請求項４】
排ガス中の飛灰を除去する集塵手段と、
該集塵工程後の排ガス中に石灰を投入する石灰投入手段と、
該石灰が投入された排ガスから使用済み石灰を捕集する使用済み石灰捕集手段と、を備えた排ガス処理装置において、
捕集された前記使用済み石灰を水と混合して石灰スラリーとするスラリー化手段と、
該石灰スラリーを脱水して石灰を回収する石灰回収手段と、を備えることを特徴とする
排ガス処理装置。
【請求項５】
排ガス中の飛灰を除去する集塵工程と、該集塵工程後の排ガス中に石灰を投入する石灰投入工程と、該石灰が投入された排ガスから使用済み石灰を捕集する使用済み石灰捕集工程と、を備えた排ガス処理方法で得られた該使用済み石灰を水と混合して石灰スラリーとするスラリー化工程と、
該石灰スラリーを脱水して石灰を回収するスラリー脱水工程と、を備えることを特徴とする排ガス処理における石灰回収方法。
【請求項６】
排ガス中の飛灰を除去する集塵手段と、該飛灰の除去後の排ガス中に石灰を投入する石灰投入手段と、該石灰が投入された排ガスから使用済み石灰を捕集する使用済み石灰捕集手段と、を備えた排ガス処理装置において得られた該使用済み石灰を水と混合して石灰スラリーとするスラリー化手段と、
該石灰スラリーを脱水して石灰を回収するスラリー脱水手段と、を備えることを特徴とする排ガス処理における石灰回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス処理方法、排ガス処理装置、排ガス処理における石灰回収方法及び排ガス処理における石灰回収手段に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物焼却炉の排ガスには有害な塩化水素ガスが含まれているため、これを除去することが必要となる。従来、排ガス中の塩化水素ガスを除去する方法としては、廃棄物焼却炉から排出される排ガス中に石灰粉を噴霧し、バグフィルタにて飛灰とともに石灰粉を捕集して塩化水素ガスを吸着除去する方法が採用されている。こうして塩化水素ガスを吸収した使用済みの石灰は、捕集された飛灰として一緒にされ、セメント固化、キレート処理、溶融等の処理がなされ、特別管理廃棄物として廃棄処分されている。
【０００３】
しかし、この排ガス処理方法では、飛灰と使用済み石灰とが混合状態で捕集されるため、石灰としての再利用が困難となる。また、使用済みの石灰には、塩化水素と反応していない未反応分の石灰もかなり残っているにもかかわらず、無駄に廃棄されてしまい、石灰資源を有効に利用していない。
【０００４】
こうした問題を解決するため、塩酸ガスを吸着した使用済み石灰を、焼却飛灰の水和固化反応材として再利用する排ガス処理方法が提案されている（特許文献１）。この排ガス処理方法では、まず排ガス中の飛灰をバグフィルタ等で集塵し、その後排ガス中に石灰を投入して塩酸ガスと反応させ、使用済み石灰を分別して捕集する。こうして捕集された使用済み石灰を、先に捕集された飛灰の水和固化剤として再利用するのである。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２６７６０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記従来の使用済み石灰の再利用では、石灰が塩化水素と反応した使用済み石灰をそのまま利用するものであるため、塩化カルシウムを多量に含んでおり、限られた用途にしか利用できなかった。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題を解決すべくなされたものであり、使用済みの石灰から高品位の石灰を回収できる排ガス処理方法、排ガス処理装置、排ガス処理における石灰回収方法、及び排ガス処理における石灰回収装置を提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の排ガス処理方法は、排ガス中の飛灰を除去する集塵工程と、該集塵工程後の排ガス中に石灰を投入する石灰投入工程と、該石灰が投入された排ガスから使用済み石灰を捕集する使用済み石灰捕集工程とを備えた排ガス処理方法において、
捕集された前記使用済み石灰を水と混合して石灰スラリーとするスラリー化工程と、該石灰スラリーを脱水して石灰を回収するスラリー脱水工程とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の排ガス処理方法では、まず、集塵工程において排ガス中の飛灰が除去される。そして、石灰投入工程において、飛灰が除去された排ガス中に石灰が投入されることにより、排ガス中の塩酸ガスが石灰と反応して除去される。そしてさらに、使用済み石灰捕集工程において、塩酸ガスと反応した使用済み石灰が捕集される。このように、使用済み石灰捕集工程に先立って集塵工程で飛灰が除去されるため、捕集された使用済み石灰には、飛灰はほとんど含まれていない。また、捕集された使用済み石灰には、塩化カルシウムのみならず、未反応の石灰が多量に残存している。そして、スラリー化工程において、使用済み石灰は水と混合され、塩化カルシウムが水に抽出され、石灰スラリーとなる。さらに、スラリー脱水工程で石灰スラリーが脱水されることにより、水に溶けやすい塩化カルシウムは水とともに除去され、石灰がケーキとして回収される。
【００１０】
こうして回収された石灰は、塩化カルシウム分が除去された高品位の石灰であるため、多目的な用途に利用することができる。例えば、スラリー脱水工程で回収した石灰を石灰投入工程で再利用することができる。これにより、廃棄物の少ないクローズドな排ガス処理方法となる。
また、本発明の排ガス処理方法によって回収された飛灰や、他の焼却炉等から回収された飛灰を溶融してスラグを製造する場合、溶融スラグ製造用成分調整剤として使用することもできる。なぜならば、石灰は、溶融スラグの融点を下げ、エネルギーコストを低下させることができるからである。特に、本発明の溶融スラグ製造用成分調整剤は、塩化カルシウムが除去されているため、重金属類が塩化物となって揮発することを防止することができる。さらには、溶融スラグを製造するときに、溶融スラグの底に副生物として沈殿する、重金属からなる溶融メタルの歩留まりを上げることができる。
【００１１】
石灰捕集工程としては、バグフィルタ、電機集塵機、サイクロン等を用いることができるが、バグフィルタがより好ましい。バググフィルタによる捕集においては、バグフィルタ上に形成された使用済み石灰の層を排ガスが通過するため、塩酸ガスの除去率が高められるからである。
【００１２】
本発明の排ガス処理方法は、本発明の排ガス処理装置によって実施することができる。すなわち、本発明の排ガス処理装置は、
排ガス中の飛灰を除去する集塵手段と、該集塵工程後の排ガス中に石灰を投入する石灰投入手段と、該石灰が投入された排ガスから使用済み石灰を捕集する使用済み石灰捕集手段と、を備えた排ガス処理装置において、
捕集された前記使用済み石灰を水と混合して石灰スラリーとするスラリー化手段と、
該石灰スラリーを脱水して石灰を回収する石灰回収手段と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、上述したように、本発明の排ガス処理方法によって、塩化カルシウムが除去された高品位の石灰を回収することができる。
すなわち、本発明の排ガス処理における石灰回収方法は、
排ガス中の飛灰を除去する集塵工程と、該集塵工程後の排ガス中に石灰を投入する石灰投入工程と、該石灰が投入された排ガスから使用済み石灰を捕集する使用済み石灰捕集工程と、を備えた排ガス処理方法において得られた該使用済み石灰を水と混合して石灰スラリーとするスラリー化工程と、
該石灰スラリーを脱水して石灰を回収するスラリー脱水工程と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明の排ガス処理における石灰回収方法は、本発明の排ガス処理における石灰回収装置によって実施することができる。すなわち、本発明の排ガス処理における石灰回収装置は、排ガス中の飛灰を除去する集塵手段と、該飛灰の除去後の排ガス中に石灰を投入する石灰投入手段と、該石灰が投入された排ガスから使用済み石灰を捕集する使用済み石灰捕集手段と、を備えた排ガス処理装置で得られた該使用済み石灰を水と混合して石灰スラリーとするスラリー化手段と、
該石灰スラリーを脱水して石灰を回収するスラリー脱水手段と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明の排ガス処理における石灰回収方法によって回収された回収石灰は、上述したように、石灰投入工程で再利用する他、溶融スラグ製造用成分調整剤として好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１に、実施形態の排ガス処理装置のブロック図を示す。この排ガス処理装置は焼却炉１から排出される排ガスを処理の対処としている。焼却炉１としては、ごみ焼却場の排ガス以外に、例えばロータリーキルンやストーカー炉の排ガスが等も処理の対象となる。焼却炉１から排出された排ガスは、集塵装置２で飛灰が除去される。集塵装置としては、バグフィルタやサイクロン式集塵装置等が挙げられる。こうして飛灰が除去された排ガスに、石灰投入装置としての石灰噴霧装置３から粉末状の石灰が投入される。ここで、排ガス中に投入された石灰の一部は、排ガス中の塩酸ガスと反応して、塩化カルシウムとなる。こうして塩酸ガスが除去された排ガスは、石灰捕集装置としてのバグフィルタ４によって石灰が回収される。排ガスはバグフィルタ４に形成された石灰層を通過することによって、さらに確実に塩化水素ガスが吸着除去される。そして、所定の量の排ガス処理が終了した後、バグフィルタ４を振動させることによって、使用済み石灰を下方に落下させ、フレコンバッグ等を用いて回収する。こうして回収された使用済み石灰は、スラリー化手段としての混合槽５に送られ、図示しない撹拌装置によって混合撹拌され、石灰スラリーとされる。さらに石灰スラリーに凝集剤が添加された後、シックナー６に送られる。そしてシックナー６において凝集沈殿した回収石灰がフィルタプレス７によって脱水され、石灰が回収される。フィルタプレス７が石灰回収手段である。こうして回収された石灰は、混合槽５において使用済み石灰に含まれていた塩化カルシウムが除去されているため、高品位となる。
【００１７】
＜使用済み石灰からの石灰回収試験＞
実際のごみ焼却炉から回収された使用済み石灰を用い、ビーカー規模で石灰の回収試験を行った。試験は、地方公共団体が設置するごみ焼却設備（２８０ｔ／日  2基設置）から回収された使用済み石灰を用いて行った。このごみ焼却設備は、図２に示すように、ストーカー炉８からの排ガスが第1バグフィルタ９ａ及び第2バグフィルタ９ｂを経由して大気中に排気される。第1バグフィルタ９ａと第2バグフィルタ９ｂの間に石灰投入装置９ｃが設けられており、ここで、石灰が投入される。こうして投入された石灰は、排ガス中の塩酸ガスを吸収しながら第2バグフィルタ９ｂで捕集される。塩酸ガスが除去された排ガスは、触媒脱硝装置９ｄによってアンモニア水で脱硝され、煙突９ｅから排気される。
【００１８】
上記のごみ焼却施設の第2バグフィルタで捕集された使用済み石灰を用い、図３に示すフローチャートに従って、石灰の回収を行った。
すなわち、使用済み石灰１０００ｇ（乾燥重量５９０ｇ）を秤り取り、乳鉢で細かく粉砕した後、工業用水７Ｌ及びポリマー凝集剤１ｇを添加して、撹拌混合する（スラリー化工程）。その後、ブフナーロートを用い、５Ｃのろ紙でろ別し、回収石灰とろ液とに分ける（スラリー脱水工程）。
【００１９】
こうして得られた回収石灰及び原料の使用済み石灰の分析結果を表１に示す。この表から、使用済み石灰ではＣｌが16.8重量％も含まれていたものが、回収石灰では3.41重量％まで低下しており、スラリー脱水工程において塩化カルシウムが水で抽出され、除去されたことが分かる。また、Ｃａについては、使用済み石灰では25.6重量％であったのが、回収石灰では37.6重量％と高くされていた。以上の結果から、回収石灰は塩化カルシウムが除去され、高品位な水酸化カルシウムとなっていることが分かった。
【表１】
2009082870.tif 000003
【００２０】
また、ろ液の分析結果を表２に示す。ろ液中にはＣａ及びＣｌが多量に含まれており、塩化カルシウムが抽出されていることが分かる。
【表２】
2009082870.tif 000004
【００２１】
＜実施例＞
次に、実施例として、本発明の排ガス処理装置を用いたごみ焼却施設の例を図４に示す。
このごみ焼却施設は、流動層式のごみ焼却炉１０と、ごみ焼却炉１０からの排ガス中の飛灰を除去し、塩酸ガスを石灰で中和するための排ガス処理装置２０と、排ガス処理装置２０から排出される廃液を中和処理する廃水処理装置３０とを備えている。
【００２２】
ごみ焼却炉１０からの排ガスは、まず排ガス処理装置２０のサイクロン２１に導入され、飛灰が遠心力によって捕集される（集塵工程）。こうして飛灰が除去された排ガスは、ガス冷却塔２２に送られ、４００°C前後冷却された後、さらに空気予熱器２３に導入されて空気を間接的に予熱し、空気により、例えば１８０℃前後に冷却される。こうして排ガスの熱を回収するとともに冷却された排ガス中に、石灰投入装置２４から石灰が噴霧され、排ガス中の塩酸ガスが吸収される（石灰投入工程）。そして排ガスがバグフィルタ２５に導入され、バグフィルタ２５の内面に石灰が捕集されて層が形成される（石灰捕集工程）。こうして形成された石灰層を排ガスが通過する際にも、排ガス中の塩酸ガスが吸着・除去される。なお、図４には、バグフィルタ２５が１基のみ描かれているが、実際には複数のバグフィルタ２５が設置されている。そして、使用済み石灰を回収しようとする場合には、そのバグフィルタ２５への排ガスの導入を止めて、図示しない振動装置によってバグフィルタ２５を振動させることによって、使用済み石灰を落下させる。
【００２３】
こうして得られた使用済み石灰は、粉砕機２６によって粉砕され、水が満たされた抽出槽２７に投入され、撹拌装置２７ａによって混合されて石灰スラリーとなる（スラリー化工程）。さらに石灰スラリースラリー搬送ポンプ２７ｂによって中継槽２８に流入可能される。抽出槽２７、撹拌装置２７ａ及び中継槽２８がスラリー化手段である。中継槽２８のスラリーは、ポンプ２９ａを介してフィルタプレス２９ｂへ送られ、脱水されて回収石灰５０として回収される（スラリー脱水工程）。
【００２４】
一方、フィルタプレス２９ｂから排出された搾取液は排水処理装置３０の排水ピット３１に流れ込み、ポンプ３１ａを介して調整槽３２に送られる。そして、調整槽３２に送られた搾取液はポンプ３２ａを介して反応槽３３に揚水され、重金属を沈殿させるための薬剤や、ｐＨを調整するための薬剤が薬剤供給装置３３ａから供給され、混合槽３４及び凝集槽３５を経てシックナー３６に送られる。シックナー３６の上澄み液はろ過原水槽３７からろ過機３８、活性炭塔３９、処理水槽４０を経て河川へ放流される。
【００２５】
以上のように、実施例の排ガス処理装置２０では、サイクロン２１によってあらかじめ排ガス中の飛灰が除去されている。その後、石灰投入装置２４から石灰が排ガス中に投入されるため、回収石灰には飛灰はほとんど含まれていない。また、フィルタプレス２９ｂによって石灰スラリーが脱水されるため、塩化カルシウムの大部分はフィルタプレス２９ｂからの搾取液に含まれることとなる。このため、回収石灰は使用済み石灰に比べて塩化カルシウム分が少なく、高品位の水酸化カルシウムとなる。このため、得られた回収石灰は石灰投入装置２４に戻して再利用したり、溶融スラグ製造用成分調整剤として使用したりすることができる。
【００２６】
なお、本実施例では、流動層ごみ焼却炉について説明するが、本発明は他の焼却炉、例えばロータリーキルン、ストーカ炉等の場合にも適用できるものである。
【００２７】
この発明は、上記発明の実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施形態の排ガス処理装置のブロック図である。
【図２】石灰回収試験に用いた使用済み石灰を採取したごみ焼却設備の模式図である。
【図３】使用済み石灰から石灰を回収するためのフローチャートである。
【図４】焼却炉に設置した実施例の排ガス処理装置の模式図である。
【符号の説明】
【００２９】
４、２５…バグフィルタ
２、２１…集塵手段（２…集塵装置、２１…サイクロン）
３、２４…石灰投入手段（石灰投入装置）
４、２５…使用済み石灰捕集手段（バグフィルタ）
５、２７、２８…スラリー化手段（５…混合槽、２７…抽出層、２７ａ…撹拌装置、２８…中継槽）
７、２９ｂ…石灰回収手段（フィルタプレス）
１０、１１…抽出槽（１０…溶解槽、１１…中継槽）
【図１】
2009082870.tif 000005
【図２】
2009082870.tif 000006
【図３】
2009082870.tif 000007
【図４】
2009082870.tif 000008