及の妨げになっていました。そこで官民挙環境対策、環境負荷の無害化処理、発生源処理げて副生石膏の用途開発が行われ、現在の4.1.2 排煙脱硫装置の種類石膏ボードが誕生したのです。酸性雨に悩

1960 年代後半の日本は大気汚染が激しく、重化学工業む国は少なくないし、排煙脱硫装置の普及

都市の周辺では、硫黄酸化物による喘息患者が発生してが有効なことは間違いありません。ですがいました。晴天でも青空は見えず、いつも灰色のスモッグ

排煙脱硫装置の普及には、日本のように副に覆われていました。しかし 1970 年代から火力発電のボ生石膏の用途開発が必要です。こう考える

イラーや加熱炉に排煙脱硫装置が急ピッチで建設され、と、わが家の壁がもろくて穴が開きやすい

1985 年には青空をとり戻しました。本稿では排煙脱硫装のは、大気汚染防止対策の結果であり、こ置の種類と原理を紹介します。のくらいは甘受すべきかも知れません。

わが家の階段の横壁にへこんだ場所があり、そ１．排煙脱硫の種類

こだけ壁紙も破れています。なぜ破れたかというと、階段を下りるときに一段踏み外して、かかと1.1 排煙脱硫の対象排ガスがきつく当たったからです。息子の部屋では壁に硫黄酸化物が大気中に排出されると空気中の水ポカっと穴が開いたことがあります。何かに怒っ分と結合して硫酸ミスト（霧）になり、植物の葉をて拳で壁を打ったらしいのですが、息子も穴が開枯らして生育を阻害します。雨が酸性になるのでくとは思わなかったと言っていました。この家に湖沼の水生生物が衰退し、漁業資源に悪影響を与住む前は鉄筋コンクリートのマンションでしたかえます。酸性の霧雨は建造物の表面を溶かし、屋ら、壁を拳で打てば手が痛みました。ですがこの外の文化財を腐食させます。環境の二酸化硫黄濃家では手が痛まずに壁が傷み、足が強く当たると度が高まれば人の健康にも影響を与え、気管支ぜ足が痛まずに壁が傷みます。理由は明白です。ほんそくの原因になります。排煙脱硫は、このようとんどの壁が石膏ボードでできているからで、火な環境影響を防ぐために、排出源で排ガスから硫災には強いけれど衝撃には弱いのです。石膏ボー

黄酸化物を除去する技術です。排煙脱硫の対象はドは、現在、もっとも安い建材で、畳一畳分が 600

下記の２種類の排ガスです。

円ぐらいで買えます。
（１）硫黄を含む燃料（石炭と石油）を燃焼する
石膏ボードが安いのは石膏が豊富だからで、理時に発生する排ガス。

由は炭酸カルシウム（石灰石）を吸収剤に使う排（２）非鉄金属（銅・亜鉛・鉛）を精錬する時に発煙脱硫装置が普及したからです。ボイラーの排ガ生する排ガス。

スに含まれる二酸化硫黄は、炭酸カルシウムと反応して亜硫酸カルシウムになり、酸化すると石膏天然ガスも採掘した段階では硫黄が硫化水素とになります。石灰石膏法の排煙脱硫プロセスはして含まれていますが、ほとんどの場合は産地で1960 年代に開発されましたが、当初は副生石膏の化学薬品を使って除去しています。このため、燃用途がなく捨てるしかありませんでした。でも量焼排ガスの排煙脱硫は必要ありません。石油に含が多いので捨てるのも大変で、排煙脱硫装置の普1まれている硫黄分は、日本の場合、約三分の二を排煙脱硫装置には表 1 に示す湿式、半乾式、乾製油所が燃料から除去しています。しかし残る三式の 3 種類があります。湿式は吸収剤にアルカリ分の一は重油とアスファルトに混入して出荷され性の水溶液を使用し、吸収塔で排煙と接触させてるので、硫黄分を一定以上含む重油を燃焼させる

二酸化硫黄を塩類の水溶液に変換します。吸収液場合には排煙脱硫が必要です。

は廃水処理装置に送り、生成した副生品は市場価値があれば回収し、用途がなければ廃棄します。

石炭に含まれる硫黄分は、燃料の段階ではほとしたがって湿式の排煙脱硫装置には、廃水処理工んど除去できません。微粉化すれば、界面活性剤程が付随します。乾式の排煙脱硫装置では、排煙を利用して灰分と共存する硫黄を分離する方法が中の二酸化硫黄を活性炭に吸着させるか、またはありますが、化合物の状態で内在する大部分は除粉体のアルカリ吸収剤と反応させ、副生物質を粉去できません。石炭をガス化し、硫黄化合物を硫末状態で分離します。このため、廃水処理設備は化水素に変換して除去する方法もありますが、設必要ありません。半乾式は二酸化硫黄の吸収にア備費も運転費も高いので普及していません。した

ルカリ性の水溶液を使用しますが、水分を完全にがって硫黄分を含む石炭燃焼ボイラーには、排煙蒸発させてしまうので、乾式と同様に廃水処理設脱硫が必要です。

備は不要です。

硫黄を含む鉱石は銅、亜鉛、鉛で、多くが硫黄化排煙脱硫でよく使われる主なアルカリ性の吸収剤は下記の 6 種類です。

合物の状態で採掘され輸入されています。日本には銅の精錬工場が 8 ヵ所、鉛の精錬工場が７ヵ所、亜鉛の精錬工場が７ヵ所あります。精練方法は銅①石灰石（炭酸カルシウム）：CaCO3、や鉛を含む鉱石を熱で溶かし、金属を分離する乾②消石灰：Ca(OH)2式精錬です。亜鉛については乾式精錬のほかに、③ドロマイト：CaMg(CO3)2

硫酸で鉱石から金属を溶かしだす湿式精錬があり④水酸化マグネシウム：Mg(OH)2ます。銅の乾式精錬では、鉱石を熱で熔融する段⑤苛性ソーダ：NaOH

階で高濃度（約 8～11％）の二酸化硫黄（SO2）が⑥アンモニア：NH4OH発生するので排煙脱硫が必要です。

⑦炭酸ナトリウム：Na2CO3

ゴムくずや自動車のシュレッダーダストにも硫多く使用されているのが石灰石（炭酸カルシウ

黄が含まれているので、焼却すれば硫黄酸化物をム）で、入手が容易で安価だからです。消石灰は石含む排ガスが発生します。しかし二酸化硫黄の濃灰石より価格が多少高いですが、水に対する溶解度が希薄で量が少ないことから、同時に含まれて度が大きいので中小規模の装置に使われます。石

いる塩素ガスの処理も含めてアルカリ性の水溶液

灰石や消石灰を吸収剤に使うと、二酸化硫黄と反で洗浄しています。

応して副生品として石膏ができます。石膏は純度が 95％以上なら石膏ボードに再生利用できます

1.2 排煙脱硫装置の種類と吸収剤が、95％以下でも 90％以上ならセメントの原料に2なります。純度が 90％以下だと土壌改良剤に使うか、または廃棄するしかありません。石膏ボード

石灰石に次いで使用が多い吸収剤は水酸化マグ

は、石膏の粉末を厚さ数センチメートルの板状にネシウムです。石灰と海水から得られるので供給圧縮成型し、表裏に紙を貼って強度を高めた板材が安定しており、価格は高くありません。二酸化です。現在、もっとも安価な建材として壁材や天硫黄を吸収すると硫酸マグネシウムになりますが、井材に広く利用されています。石灰石の使用に際海水中にも存在する塩類の一種なので、臨海工場して、細かく粉砕すれば二酸化硫黄との反応効率なら海域に放流できます。石膏より水に対する溶が高まります。その結果、反応に寄与しない石灰解度が大きいので、装置に固形分が付着しないし、が少なくなり、副生石膏の純度が高なります。逆副生する硫酸マグネシウムを元の吸収液から分離に粉砕が粗いと副生石膏に未反応石灰が残り、石する必要もありません。このため、石灰石膏法に膏の純度が低くなります。一方、石灰石を細かく比べて装置構成が単純で設備費が安く、操作や保粉砕するのにも多くのエネルギーと費用が必要な守も容易です。

ので、小規模な場合は石灰石を微粉砕せず、副生石膏は再利用せずに廃棄処分します。吸収剤にド苛性ソーダは石灰石や水酸化マグネシウムよりロマイトを使う場合もありますが、地理的に入手高価格ですが、副生品として得られる硫酸ナトリが容易な場合に限られるので、国内での使用例はウム（亡硝）が市場価値のある化学薬品なので、回多くありません。

収して再利用します。とくに製紙工場は、木材チ
表 1.

排煙脱硫プロセス一覧表

排煙脱硫プロセス

吸収剤・吸着剤

副生品

湿

石灰スラリー吸収法

石灰石：CaCO3 (炭酸カルシウム)

・石膏（回収利用）式（石灰石膏法）消石灰:Ca(OH)2・亜硫酸カルシウム汚泥（廃棄）ドロマイト：CaMg(CO3)2・汚泥（廃棄）水酸化マグネシウム吸収法

水酸化マグネシウム：Mg(OH)2・硫酸マグネシウム（廃棄）アルカリ溶液吸収法

苛性ソーダ：NaOH・亡硝（硫酸ナトリウム）（回収利用）

アンモニア‐硫安法

アンモニア：NH3・硫安（回収利用）

ダブルアルカリ法

炭酸ナトリウム：Na2CO3（主）・石膏（回収利用）

水酸化マグネシウム：Mg(OH)2半海水法

海水・塩類（廃棄）スプレードライ法

消石灰（水酸化カルシウム）

・石膏（廃棄）炭酸ナトリウム・亜硫酸ソーダ（廃棄）

乾式

炉内脱硫＋水スプレー

石灰石、消石灰・石膏（廃棄）乾

活性炭吸着法

活性炭（活性コークス）

・硫黄または硫酸（回収）

式

炉内吹込み

ドロマイト、石灰石、消石灰

・石膏（廃棄）3

ップを蒸解する工程に硫酸ナトリウム（亡硝）を

乾式では活性炭吸着法の脱硫率が高く、石炭火力使用するので、苛性ソーダを使う利点があります。

発電に採用されています。炉内吹込みは石炭の流動ボイラーに採用され、ドロマイト、石灰石、消石吸収剤にアンモニアを使えば副生品として硫安灰が吸収剤に使われます。しかし脱硫率は 80％にが得られるので、周辺にアンモニアの供給源と硫達せず、副生石膏は純度が低いので再利用できま安の需要があれば好ましい利用形態です。しかし、せん。設備の設置が容易で費用も安いことから、湿式法で得られる硫安を肥料化するには、吸収液

海外のセメント工場で採用されていますが、国内の濃縮と脱水が必要で、そのエネルギーが多いこ

では採用例を見出せません。とから近年ではほとんど採用されていません。ま2た副生硫安の純度など肥料製品としての仕様を充排煙脱硫装置の設置状況足できるか否か確認する必要があります。
日本の排煙脱硫装置は 1970 年から建設が始ま主に炭酸ナトリウムを吸収剤に使うダブルアルり、1990 年には 2000 基に達しました。その後はカリ法は、吸収塔で二酸化硫黄を固形物が生じな新規の建設と燃料転換による廃止が拮抗し、現在い亜硫酸ナトリウムに変換します。次に吸収塔外も約 2000 基の状況が続いています。ただし、こので生石灰を用いて硫黄分を石膏に変換し、吸収剤数値には排煙脱硫装置だけでなく清掃工場の排ガは再生利用します。吸収剤の一定量は再生が難しス洗浄装置も含まれているので、その分を差し引く損失になりますが、スケールが吸収塔やダクトくと約 1400 基になります。設置業種は化学工業に発生せず、運転が容易なために中・小型の工業が約 330 基、製紙工業が約 220 基、窯業土石が約用ボイラーに採用されています。

140 基、電力が約 100 基です。電力の設置基数は他の業種より少ないですが、処理能力では電力が海水を吸収剤に使う排煙脱硫は、東南アジア、総処理能力の 5 割以上を占めています。発電所のインド、中近東で運転費を低く抑えるために採用

排煙脱硫は、1 基当たりの処理能力が他の業種よされています。海水中の水酸化マグネシウムや水り圧倒的に大きいからです。採用プロセスは石灰酸化カルシウムが吸収剤の役割を果たすのですが、石膏法が発電所ボイラーに多く、水酸化マグネシ濃度が低いので脱硫率は 80％以下に止まります。

ウム吸収法は化学工場で広く採用されています。

このため、排出規制が厳しい日本では採用されて今後の動向としては、エネルギー源が石炭と石油いません。

から LNG と太陽光などの再生可能エネルギーに移行するので、日本の排煙脱硫装置は徐々に減少

半乾式は装置が簡単で安価ですが、二酸化硫黄する方向と思われます。一方、エネルギーを石炭と吸収剤との接触時間が短いので、脱硫率は 80％に大きく依存する国々が少なくありません。日本

程度が最大です。吸収剤の反応効率が低いので歩はこれまでに蓄積した排煙脱硫の技術をこうした留まりが悪く、副生品に未反応の吸収剤が多く残国々に提供し、酸性雨の抑制に寄与する意義が大るので、付加価値の高い再利用はできません。脱きいでしょう。

硫率が低いので、日本では採用されていません。

参考：国立環境研究所資料、他
4（おわり）