CN1161176C - 废气和焚烧灰净化剂以及使用该净化剂的净化方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种能够有效地除去或分解废气和焚烧灰中含有的有害物质的净化剂。该净化剂中含有从硅酸碱金属盐中选择的1种或2种以上的盐、氟化物离子、碳酸氢根离子以及可溶于水的醇类或其衍生物。
Description
技术领域
本发明涉及一种废气和焚烧灰净化剂、废气净化方法以及焚烧灰净化方法。更详细地说，本发明涉及从含有二噁英类、氮氧化物等有害物质的废气或焚烧灰中分解或除去有害物质的废气和焚烧灰净化剂以及废气和焚烧灰的净化方法。
背景技术
近年来，曾经报告了燃烧处理中产生的各种物质引起大气污染和对生物的弊病。例如，氮氧化物(NOx)据说是酸雨和光化学烟雾或者部分呼吸系统疾患的原因。
燃烧处理中，往往产生聚氯二苯并对二噁英、即二噁英(PCDDs)及其类似物质聚氯二苯并呋喃(PCDFs)等毒性高的二噁英类。二噁英类是引起クロロァクネ、皮肤色素沉着、脱毛、多毛、肝功异常、流产、先天缺陷等的原因，对人体的影响不可估量，已成为很大的社会问题。
现在，世界各国正在探寻氮氧化物排放规定和抑制二噁英类产生的对策，需要从废气和焚烧灰中除去二噁英类和氮氧化物等有害物质的方法。
作为到目前为止所提出的含氮氧化物的废气净化方法，可以举出利用氨气的氮氧化物接触还原法。但是，该方法需要复杂的装置以便安全地操作氨气，成本很高。进一步地，废气中含有硫氧化物的场合下，生成硫酸氢铵和二硫酸铵等的成为腐蚀原因的化合物，担心对装置有影响。
进一步地，还曾提出使活性炭纤维吸附氮氧化物的方法，但活性炭纤维对一氧化氮的吸附能力低，很难将氮氧化物完全除去。还有使活性炭纤维担持金属的氢氧化物或氧化物，以提高一氧化氮吸附能力的方法，但即使这样，能力也有限，而且只不过是吸附有害物质，得不到根本的解决方法。
另外，为了抑制二噁英类的发生，正在研究垃圾的高温焚烧和完全燃烧等，不仅设施价格高，而且有时会产生不能完全抑制等的问题。
本发明的目的在于，提供一种没有上述那些问题的废气和焚烧灰净化剂。
因此，本发明人等为了开发一种废气和焚烧灰的净化效果高、处理上也没有问题、优良的废气和焚烧灰净化剂，进行了反复的研究，结果完成本发明。
发明的公开
本发明的废气和焚烧灰净化剂，其要旨在于，含有从硅酸碱金属盐中选择的1种或2种以上的盐、氟化物离子、碳酸氢根离子、以及可溶于水的醇类或其衍生物。
这种废气和焚烧灰净化剂中，上述从硅酸碱金属盐中选择的1种或2种以上的盐，可以是硅酸钠。
这种废气和焚烧灰净化剂中，上述可溶于水的醇类或其衍生物，可以是乙二醇。
本发明的废气净化方法，其要旨在于，将上述任一项中记载的废气和焚烧灰净化剂向废气中喷雾。
本发明的焚烧灰净化方法，其要旨在于，将上述的任一项中记载的废气和焚烧灰净化剂向焚烧灰中喷雾。
对附图的简单说明
图1为示出可以一边喷雾本发明的废气净化剂一边焚烧物质的焚烧炉的斜视图。
实施发明的最佳方案
本发明的废气和焚烧灰净化剂，含有从硅酸碱金属盐中选择的1种或2种以上的盐、氟化物离子、碳酸氢根离子、以及可溶于水的醇类或其衍生物。
本发明中的硅酸碱金属盐，是指硅酸的钠盐、钾盐、锂盐等。本发明的废气和焚烧灰净化剂中的硅酸碱金属盐，是指从这些盐中选择的1种或2种以上的组合。本发明的废气和焚烧灰净化剂中，这种硅酸碱金属盐的浓度没有特别的限定，优选为0.1重量％～25重量％。本发明中，硅酸碱金属盐的浓度即使为0.1重量％以上、5重量％以下的程度，也能有效地发挥出废气和焚烧灰的净化效果。硅酸碱金属盐的浓度少于0.1重量％时，不能发挥出有效的净化效果，另一方面，在25重量％以上时，也不能期待使效果增加更多。
本发明的废气和焚烧灰净化剂中含有的其它必要成分，为氟化物离子、碳酸氢根离子、以及可溶于水的醇类或其衍生物。氟化物离子和碳酸氢根离子的浓度没有特别的限定，但氟化物离子的浓度优选为1×10-3重量％～10重量％，碳酸氢根离子的浓度优选为1×10-2重量％～10重量％。可溶于水的醇类或其衍生物中，优选的可以举出甘油、乙醇、甲醇、乙二醇或其衍生物等。其中，特别优选的是乙二醇或其衍生物。乙二醇或其衍生物在废气和焚烧灰净化剂中的浓度没有特别的限定，优选为1重量％～20重量％，更优选为2重量％～10重量％。这些成分的浓度低时，不能期望充分的废气和焚烧灰净化效果，浓度比所定量多时，存在着粘度提高而不便操作，以及不能期望随着浓度增加而使效果增加的问题。
因此，本发明的废气和焚烧灰净化剂，例如，可以使一定量的硅酸钠、碳酸氢钠、氟化钠以及乙二醇溶解于蒸馏水、自来水或者矿泉水等水中配制而成，但不限定于此。特别地，也可以将钠离子替换成其它的碱金属离子或其它的阳离子。
本发明的废气和焚烧灰净化剂，也可以原封不动地使用，还可以含有其它的添加剂。其它的添加剂是那些可在符合实际使用条件且不损害其性能的范围内添加的、适当量的增粘剂、均化剂(levellingagent)、着色剂以及香料等。
本发明的废气和焚烧灰净化剂，是将硅酸碱金属盐、氟化物离子、碳酸氢根离子以及可溶于水的醇类或其衍生物、以及其它的任意成分，在适当的浓度范围内混合并使其溶解到水或可溶于水的其它溶剂中而获得。
本发明的废气和焚烧灰净化剂，可以直接适用于随着燃烧而产生的废气或焚烧灰中，通过分解或吸附而将废气或焚烧灰中含有的有害物质除去。此处，伴随燃烧而产生的废气，是指伴随垃圾等废弃物的燃烧、用于驱动汽车发动机的汽油的燃烧、泵油的燃烧等一切燃烧而产生的气体、或者气体与液体和/或与固体的混合物。焚烧灰是指使物质燃烧而产生的灰。将本发明的废气和焚烧灰净化剂适用于废气或焚烧灰的方法没有特别的限定。例如，用特定的装置，将废气和焚烧灰净化剂直接喷雾到废气或焚烧灰中的方法以及形成喷淋状来适用的方法。另外，使废气和焚烧灰净化剂含浸到蜂窝状、球状或薄膜状的担体上，并使废气通过担体的方法等。该场合下的担体的原料没有特别的限定，可以使用所有种类的担体。例如，为棉布、化纤织物、树脂颗粒、塑料等。
其中，废弃物的燃烧等中，特别优选使用使废气和焚烧灰净化剂成喷雾状的装置。
废气中通常含有二噁英类、尘埃、硫氧化物、氮氧化物、氯化氢或二噁英等有害物质。另外，燃烧灰中含有二噁英类、二苯并呋喃等有害物质。本发明的废气和焚烧灰净化剂对吸附和分解这些物质进行无害化处理很有用。
适用于废气或焚烧灰中的本发明的废气和焚烧灰净化剂，其用量没有特别的限定，对于废气100m3或者焚烧灰1kg来说，具有上述浓度范围的各成分的废气净化剂，为约100ml～40000ml，更优选为1000ml～10000ml的范围。
以下示出使用本发明废气净化剂的实施例，但本发明不受这些实施例的限定。本发明在不脱离这一宗旨的范围内，可以基于业内人士的知识，采用增加了各种改良、修正和变形的方案来实施。
实施例
配制例1
将硅酸钠(荒川科学工业株式会社制)3390g、氟化钠(荒川科学工业株式会社制)177g、碳酸氢钠(和光纯药社制)883g、乙二醇(荒川科学工业株式会社制；比重1.1155)18升加入到400升蒸馏水中，充分搅拌使其溶解，配制废气和焚烧灰净化剂。
实施例1
以6mm厚的铁板SS400为材质，制造图1那样的焚烧炉10。焚烧炉10的尺寸，底面宽900mm、进深700mm、包括烟囱的高度为2100mm。焚烧炉的下部设置空气供给口12，上部设置喷雾孔14，以便适量地连续或不连续地投入形成雾状的本发明废气净化剂。烟囱上设置气体分析口16。使用该焚烧炉，试验本发明的废气和焚烧灰净化剂的效果。试验时，用压缩机向焚烧炉中连续地提供空气和本发明的废气和焚烧灰净化剂。
首先，将用过的轮胎制成20cm方形橡胶片30kg、用过的发动机油18L、聚氯乙烯片30kg、干燥了的新鲜垃圾30kg、木材30kg以及其它的新闻纸5kg放入焚烧炉中，用压缩机供给空气，同时一边连续地供给废气净化剂合计4升，一边使其燃烧。
比较例1
用水代替废气和焚烧灰净化剂，与实施例1同样地在焚烧炉中使相同材料燃烧。
实施例1和比较例1的燃烧中，从焚烧炉的气体分析口取样，进行废气成分分析。即，分别按照JIS Z 8808-1995、JIS K 0103-1995、JIS B 7982-1995以及JIS K 0107-1995测定废气中的尘埃浓度、硫氧化物浓度、氮氧化物浓度和氯化氢浓度。其结果示于表1中。
表1
| 尘埃浓度(氧换算值) | 硫氧化物浓度(K值) | 氮氧化物浓度(氧换算值) | 排出气体量 | 水含量 | |
| 实施例1 | 1.4(0.85) | ＜4(＜0.08) | 43(26) | 120 | 9.20％ |
| 比较例1 | 2.0(2.0) | 210(3.47) | 74(72) | 90 | 7.10％ |
表中，尘埃浓度和氧换算值的单位为g/m3，硫氧化物浓度为ppm(K值无单位)，氮氧化物浓度和氧换算值为ppm，排出气量为m3/h。
从表1看出，本发明的废气和焚烧灰净化剂显示出优良的废气净化效果。
实施例2
使用与实施例1同样的焚烧炉，使用过的轮胎制成20cm方形的橡胶片30kg、塑料30kg、聚氯乙烯片30kg、干燥了的新鲜垃圾20kg燃烧。将被燃烧物质放入焚烧炉中，用压缩机供给空气，同时一边连续地供给本发明的废气和焚烧灰净化剂合计4升一边使其燃烧。
比较例2
不使用废气和焚烧灰净化剂，与实施例2同样地在焚烧炉中使相同燃料燃烧。
对实施例2和比较例2的燃烧中获得的、废气中的二噁英类进行分析。废气中的二噁英类的分析，按照平成9年12月1日厚生省通告第234号“二噁英类的浓度计算方法”和平成9年2月26日环卫第38号附件“废弃物处理中的二噁英类标准测定分析手册”(平成9年2月厚生省生活卫生局自来水环境部环境整备课)，考察二噁英和二苯并呋喃的各项目。
废气中的二噁英类的总浓度和毒性等量分别示于表2中。
表2
| 试料名 | 总浓度 | 毒性等量 | |
| 实施例2 | 实测值 | 20000ng/m3N | 400ng-TEQ/m3N |
| 换算值 | 20000ng/m3N，O2＝12％ | 410ng-TEQ/m3N，O2＝12％ | |
| 比较例2 | 实测值 | 660000ng/m3N | 1200ng-TEQ/m3N |
| 换算值 | 550000ng/m3N，O2＝12％ | 9900ng-TEQ/m3N，O2 12％ |
从这些结果看出，本发明的废气和焚烧灰净化剂，对废气中的二噁英的减少有效地起作用。
实施例3
取出比较例2的燃烧中获得的焚烧灰300g放入容器中，将本发明的废气和焚烧灰净化剂500ml喷雾到容器内的焚烧灰上。然后，分析焚烧灰中含有的二噁英类。燃烧灰中的二噁英类的分析，按照平成9年2月26日环卫第38号附件“废弃物处理中的二噁英类标准测定分析手册”(平成9年2月厚生省生活卫生局自来水环境部环境整备课)，考察二噁英和二苯并呋喃的各项目。
比较例3
取出比较例2的燃烧中获得的焚烧灰300g，将该焚烧灰原封不动地用于二噁英类的分析。
比较例4
取出比较例2的燃烧中获得的焚烧灰300g，用煤气喷灯的火焰在800℃下处理5分钟，将处理过的焚烧灰用于二噁英类的分析。
燃烧灰中的二噁英类的总浓度和毒性等量分别示于表3中。
表3
| 试料名 | 总浓度 | 毒性等量 |
| 比较例3 | 340ng/g-干 | 5.4ng-TEQ/g-干 |
| 比较例4 | 300ng/g-干 | 4.7ng-TEQ/g-干 |
| 实施例3 | 4.7ng/g-干 | 0.17ng-TEQ/g-干 |
从这些结果看出，采用本发明的废气和焚烧灰净化剂有效地减少了燃烧灰中的二噁英类的浓度。
产业上的利用可能性
本发明的废气和焚烧灰净化剂，可以高效地除去或分解废气中含有的尘埃、硫氧化物、氮氧化物、氯化氢、以及二噁英类。
本发明的废气和焚烧灰净化剂还可以有效地除去或分解焚烧灰中含有的二噁英类。
本发明的废气和焚烧灰净化剂的作业性也优良，并且是环境友好的，废液中也不含对环境有不利影响的物质。
Claims (5)
1.一种废气和焚烧灰净化剂，其特征在于，其中含有0.1重量％～25重量％的从硅酸碱金属盐中选择的1种或2种以上的盐、1×10-3重量％～10重量％的氟化物离子、1×10-2重量％～10重量％的碳酸氢根离子以及1重量％～20重量％的可溶于水的醇类或其衍生物。
2.权利要求1中记载的废气和焚烧灰净化剂，其特征在于，上述从硅酸碱金属盐中选择的1种或2种以上的盐是硅酸钠。
3.权利要求1或2中记载的废气和焚烧灰净化剂，其特征在于，上述可溶于水的醇类或其衍生物为乙二醇。
4.一种废气净化方法，其特征在于，将权利要求1～3任一项中记载的废气和焚烧灰净化剂喷雾到废气中。
5.一种焚烧灰净化方法，其特征在于，将权利要求1～3任一项中记载的废气和焚烧灰净化剂喷雾到焚烧灰上。
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