JP2000107559A - 飛灰および排煙処理方法 - Google Patents

飛灰および排煙処理方法

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JP2000107559A JP10279854A JP27985498A JP2000107559A JP 2000107559 A JP2000107559 A JP 2000107559A JP 10279854 A JP10279854 A JP 10279854A JP 27985498 A JP27985498 A JP 27985498A JP 2000107559 A JP2000107559 A JP 2000107559A
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chloride
flue gas
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Kenichi Nakagawa
健一 中川
Masahiko Tsunoda
昌彦 角田
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CHIYODA ENGINEERING KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 焼却炉の燃焼ガス中の飛灰でガス中の塩化水
素の中和のために石灰処理されたもの、および、硫黄酸
化物を含む排ガスを処理する方法を提供する。 【解決手段】 飛灰を水で洗浄し、固液分離して飛灰ケ
ーキと塩化カルシウム液とし、塩化カルシウム液に湿式
脱硫法である水マグ法から得られる硫酸マグネシウム液
を加えて二水石膏と塩化マグネシウム液に変換し、塩化
マグネシウム液は濃縮・加熱分解して酸化マグネシウム
と塩化水素ガスとし、前者は脱硫のため再使用し、後者
は水で吸収して高純度の塩酸を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、焼却炉の飛灰およ
びボイラー等の排ガスの処理方法、より詳しくは、焼却
炉の燃焼ガス中の塩化水素の中和のため石灰で処理され
た飛灰および亜硫酸ガス等の硫黄酸化物を含む排ガスを
処理する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】塩素を含む都市ゴミ等を焼却する設備で
発生する燃焼ガス中には塩化水素が含まれ、これを中和
処理するために石灰が投入されている。このような場
合、燃焼排ガスに伴われる飛灰中には、本来のゴミの燃
焼灰分以外に、中和生成物である多量の塩化カルシウム
や、未反応の石灰(消石灰)が混在する。
【0003】このような飛灰の処理方法として、飛灰に
水を加えて塩化カルシウムなどの可溶成分を水に溶解さ
せた後固液分離し、分離した固体の飛灰回収ケーキはセ
メント原料とし、洗浄後の液体はその中に含まれる重金
属をpH調整、薬品等による凝集沈澱等で除去して基本
的には無害化した後、河川などに放流する方法がある。
【0004】しかしながらこの放流液中には塩化カルシ
ウムが含まれているので、本願出願人は先に塩化カルシ
ウムを含む洗浄溶液に硫酸を加えて二水石膏と塩酸に分
解し、固液分離して二水石膏と塩酸液とし、さらに塩酸
液から高純度の塩酸を得る方法を提案した(特願平09
−358279号)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記提案技術において
は、洗浄後の溶液に硫酸を加える必要がある。本発明の
目的は硫酸を用いることなく上記洗浄液を処理し、あわ
せて硫黄酸化物を含む排煙を処理する方法を提供しよう
とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するため種々検討の結果、以下の発明に到達し
た。すなわち 1.石灰処理した燃焼排ガスから捕集される塩化カルシ
ウムを含む飛灰と、硫黄酸化物を含む排煙の処理方法に
おいて、 (1)飛灰に水を加えて洗浄し、焼却灰と未反応石灰と
を含む飛灰ケーキと、塩化カルシウムを含む洗浄溶液と
に固液分離する工程 (2)分離した洗浄溶液に硫酸マグネシウム溶液を加え
て、液中の塩化カルシウムを二水石膏と塩化マグネシウ
ムとに複分解する工程 (3)複分解生成物を二水石膏と塩化マグネシウム溶液
とに固液分離する工程 (4)分離した塩化マグネシウム溶液を濃縮する工程 (5)濃縮した塩化マグネシウム溶液を加熱して酸化マ
グネシウムと塩化水素ガスに熱分解する工程 (6)熱分解で得られた塩化水素ガスを水で吸収して塩
酸水溶液として回収する工程 (7)熱分解して得られた酸化マグネシウムを硫黄酸化
物を含む排煙と接触させて硫黄酸化物を吸収除去する脱
硫工程 (8)脱硫工程後の処理液を酸素を含むガスで処理して
硫酸マグネシウムを含む溶液に変換する酸化工程、およ
び (9)変換された硫酸マグネシウムを含む溶液を前記
(2)の複分解工程に戻す工程 を含むことを特徴とする前記処理方法。
【0007】2.前記(6)の工程で回収された塩酸液
を前記(1)の工程の飛灰の洗浄に使用し、焼却灰を主
成分とする飛灰ケーキと、塩化カルシウムを含む洗浄溶
液とに固液分離することを特徴とする上記1に記載の処
理方法。
【0008】3.前記(4)の工程の塩化マグネシウム
溶液の濃縮に、脱硫前の硫黄酸化物を含む排煙の有する
熱を利用することを特徴とする、上記1または2に記載
の処理方法。
【0009】4.前記(4)の工程の塩化マグネシウム
溶液の濃縮に、前記(6)の工程の熱分解して得られた
塩化水素ガスの有する熱を利用することを特徴とする上
記1、2または3に記載の処理方法。
【0010】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照しながら本発明
をさらに詳細に説明する。
【0011】図1は上記発明1を説明するためのフロー
チャートである。
【0012】飛灰洗浄装置1において石灰で処理された
飛灰は水で洗浄され、それを固液分離して固体側に本来
の焼却灰と未反応の石灰を含む飛灰ケーキが回収され、
液体側は塩化カルシウムCaCl2の液となる。飛灰ケ
ーキは、水溶性の塩素化合物を含まず、このままセメン
ト原料として使用することができる。塩化カルシウムを
含む液は、必要により、薬品等で処理して重金属を沈澱
除去する。
【0013】この、塩化カルシウムの液を、複分解槽2
に入れ、それに後述する排煙脱硫装置7から導入される
塩化カルシウムとほぼ当量の硫酸マグネシウムMgSO
4と反応させると、複分解して二水石膏と塩化マグネシ
ウムが生成する。これを固液分離し、固体側に二水石膏
CaSO4・2H2Oが回収され、液体側は塩化マグネシ
ウムMgCl2液となる。複分解における反応温度は常
温以上80℃以下、好ましくは60℃以下である。この
ように温度制御すると二水石膏は好ましい粗大粒子とな
る。
【0014】塩化マグネシウム液を、濃縮装置3で濃縮
し、熱分解装置4で高温加熱すると、液中の水は全部蒸
発し、乾固した塩化マグネシウムは固体の酸化マグネシ
ウムMgOと塩化水素ガスに分解する。
【0015】ガス体の塩化水素は、塩酸回収装置5で水
と接触して高濃度の塩酸液として回収する。固体の酸化
マグネシウムは、消化装置で水で消化して水酸化マグネ
シウムにし、それを排煙脱硫装置6に導入する場合もあ
るが、極めて活性が高いので、特に消化装置を通さなく
ても排煙脱硫装置6中の脱硫液に分散させるだけでも排
煙中の硫黄酸化物の吸収剤として使用することができ
る。
【0016】排煙脱硫装置の中で、水酸化マグネシウム
は例えばボイラー7からの排煙中の亜硫酸ガスと反応し
て酸化工程を経て硫酸マグネシウムとなり、前述の複分
解装置2に供給される。ここで排煙脱硫装置とはマグネ
シウム系脱硫剤による脱硫工程および脱硫工程で生成す
る亜硫酸マグネシウム、亜硫酸水素マグネシウム等の空
気等による酸化工程を行うための公知の装置である。
【0017】図2は、飛灰洗浄装置1において、洗浄水
の代わりに、塩酸回収装置5で回収された塩酸の一部を
用いて洗浄するもので、この場合には、飛灰中の石灰を
全部塩酸に溶解して塩化カルシウムとし、固液分離した
固体側は本来の焼却灰のみにすることができる。
【0018】図1、図2における濃縮装置3の熱源とし
ては排煙の有する熱を利用し、図3のように、排煙脱硫
装置6を、前段のガス冷却部6Aと後段の吸収部6Bに
分け、塩化マグネシウム液を冷却部6Aを通過させて、
水の一部を蒸発させることが可能である。
【0019】あるいは、熱分解装置から排出される高温
の塩化水素ガスを利用し、図4のように、塩酸回収装置
5を、前段のガス冷却部5Aと後段の吸収部5Bに分
け、塩化マグネシウム液を冷却部5Aを通過させて、水
の一部を蒸発させることが可能である。
【0020】飛灰の中には多量の未反応石灰があり、こ
れを使用した排煙脱硫も当然可能である。しかし、石灰
を使用する、いわゆる石灰石膏法による排煙脱硫は、そ
の設備が高価で操業にも高度の技術を要する。これにひ
きかえ、脱硫剤として水酸化マグネシウムMg(OH)
2を使用する、いわゆる水マグ法による排煙脱硫は、装
置としてはるかに安価であり、操業もやさしいという利
点がある。
【0021】本発明においては、排煙脱硫を水マグ法で
行い、そこで発生した硫酸マグネシウムを、塩化カルシ
ウムと反応させて塩化マグネシウムと石膏に複分解し、
塩化マグネシウムを熱分解して塩化水素と酸化マグネシ
ウムに分け、塩化水素は塩酸として回収し、酸化マグネ
シウムは再び排煙脱硫に使用するものである。
【0022】
【実施例】実施例1 本発明の1実施例を図1を参照しながら説明する。燃焼
排ガスに消石灰を投入し、排ガス中の塩素および塩素化
合物を処理して得られた原料飛灰(燃焼灰 295重量
部、Ca(OH)2 350重量部、CaCl2 300
重量部、KCl,NaCl,重金属等55重量部)(以
下部および%は特にことわらない限り重量基準である)
を飛灰洗浄装置1で水1200部で洗浄し、固液分離し
て飛灰ケーキ(燃焼灰 295部、Ca(OH)2
50部を含む)1293部と、次の組成の洗浄液を得
た。
【0023】
【0024】この洗浄液と、後述する排煙脱硫装置6か
らのMgSO4 327部を含む水溶液2201部と
を、複分解装置2に装入し、温度60℃で複分解を行わ
せ、固液分離して二水石膏519部(内付着水47部)
と、約7.8%の塩化マグネシウム液3281部を得
た。ついでボイラー7からの排煙の保有する熱および熱
分解装置から分解排出される熱塩化水素ガスの保有する
熱を順次利用して濃縮し(図3,図4参照)、約23.
7%の濃度の塩化マグネシウムとし、熱分解装置4に装
入した。装置4には1300℃の熱風を吹きこみ、塩化
水素ガス7容量%を含む550℃のガスと、水溶性雑塩
69部を含む粗MgO 178部を得た。粗MgOは、
水溶性雑塩を水洗除去した後排煙脱硫装置6に装入し、
ボイラー排煙中の亜硫酸ガス183部の95%と反応し
て(脱硫率95%)、前記327部のMgSO4として
排出された。
【0025】550℃の塩化水素ガスは前述の塩化マグ
ネシウム液の濃縮に利用した後87.9℃まで冷却さ
れ、多段の吸収塔を含む塩酸回収装置5で水に吸収さ
れ、濃度18%の塩酸1091部が回収された。
【0026】
【発明の効果】以上詳細に述べたように、本発明の方法
によれば、排煙中の硫黄酸化物の除去に適用されるいわ
ゆる水マグ法で生成する硫酸マグネシウムを利用して飛
灰中の塩化カルシウムを二水石膏と塩酸の形で回収する
ことができ、かつ、硫酸マグネシウムも水酸化マグネシ
ウムに変換して脱硫に循環使用することができるので、
きわめて有利な方法である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法を説明するフローチャートであ
る。
【図2】本発明の方法の変法を説明するフローチャート
である。
【図3】本発明の方法において熱効率をあげるための一
例を示す図である。
【図4】本発明の方法において熱効率をあげるための他
の例を示す図である。
【符号の説明】
1 飛灰洗浄装置 2 複分解装置 3 濃縮装置 4 熱分解装置 5 塩酸回収装置 6 排煙脱硫装置 7 ボイラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4D002 AA02 AA18 AA19 BA02 BA05 BA12 DA05 DA06 DA11 DA12 DA14 DA17 DA35 DA70 EA01 EA02 EA07 EA11 EA14 FA01 FA03

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 石灰処理した燃焼排ガスから捕集される
    塩化カルシウムを含む飛灰と、硫黄酸化物を含む排煙の
    処理方法において、 1.飛灰に水を加えて洗浄し、焼却灰と未反応石灰とを
    含む飛灰ケーキと、塩化カルシウムを含む洗浄溶液とに
    固液分離する工程 2.分離した洗浄溶液に硫酸マグネシウム溶液を加え
    て、液中の塩化カルシウムを二水石膏と塩化マグネシウ
    ムとに複分解する工程 3.複分解生成物を二水石膏と塩化マグネシウム溶液と
    に固液分離する工程 4.分離した塩化マグネシウム溶液を濃縮する工程 5.濃縮した塩化マグネシウム溶液を加熱して酸化マグ
    ネシウムと塩化水素ガスに熱分解する工程 6.熱分解で得られた塩化水素ガスを水で吸収して塩酸
    水溶液として回収する工程 7.熱分解して得られた酸化マグネシウムを硫黄酸化物
    を含む排煙と接触させて硫黄酸化物を吸収除去する脱硫
    工程 8.脱硫工程後の処理液を酸素を含むガスで処理して硫
    酸マグネシウムを含む溶液に変換する酸化工程、および 9.変換された硫酸マグネシウムを含む溶液を前記2の
    複分解工程に戻す工程を含むことを特徴とする前記処理
    方法。
  2. 【請求項2】 前記6の工程で回収された塩酸液を前記
    1の工程の飛灰の洗浄に使用し、焼却灰を主成分とする
    飛灰ケーキと、塩化カルシウムを含む洗浄溶液とに固液
    分離することを特徴とする請求項1に記載の処理方法。
  3. 【請求項3】 前記4の工程の塩化マグネシウム溶液の
    濃縮に、脱硫前の硫黄酸化物を含む排煙の有する熱を利
    用することを特徴とする請求項1または2に記載の処理
    方法。
  4. 【請求項4】 前記4の工程の塩化マグネシウム溶液の
    濃縮に、前記6の工程の熱分解して得られた塩化水素ガ
    スの有する熱を利用することを特徴とする請求項1、2
    または3に記載の処理方法。
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