JP2001162290A

JP2001162290A - 水処理方法、及び水処理装置

Info

Publication number: JP2001162290A
Application number: JP35256399A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Hirose; 敏章廣瀬; Tomomichi Nakamura; 朋道中村
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp; Chichibu Engineering KK
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp; Chichibu Engineering KK
Priority date: 1999-12-13
Filing date: 1999-12-13
Publication date: 2001-06-19

Abstract

(57)【要約】【課題】燃焼ガスや分解反応生成ガス中に含まれてい
る水分の凝縮による流通低下の防止や錆の発生防止を図
り、圧縮機などの寿命を縮めることなく、円滑な処理が
行われるようにすると共に、処理後の洗浄水中のＣａ溶
解度の低下を防止し、スケールの発生を抑制し、更には
処理後における外部放流前の沈殿処理がスムーズに行わ
れるようになし、かつ、低廉なコストで行えるようにす
ることである。【解決手段】燃焼ガス及び分解反応生成ガスの群の中
から選ばれるガスに含まれるＣＯ₂を用いて水を処理す
る方法であって、前記処理に先立って前記ＣＯ₂を含む
ガス中に含まれる水分を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水処理方法および
水処理装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】従来、ゴミ焼却場より
排出される膨大な量の焼却灰は、その殆どが最終処分場
に埋め立てられて来た。しかし、今日、最終処分場の残
余年数にも限界があり、ゴミ焼却灰の再資源化、特に建
設資材への再資源化を図ることが求められている。この
為、各種の技術が提案されており、セメント原料として
用いることもその一つである。

【０００３】ところで、ゴミ焼却灰には各種の雑多な成
分が含まれており、セメント製造設備の安定操業に有害
な成分も含まれている。このような成分の一つとして塩
素が挙げられる。この塩素は、例えばストーカー式焼却
炉から発生する焼却主灰（焼却下灰）には３％程度以下
の含有量であるが、焼却飛灰（ばいじん）には１０〜２
０％と多量に含まれている。塩素分は、セメントの焼成
工程でサスペンションプレヒータの閉塞をもたらし、キ
ルンの安定運転を阻害することになる。

【０００４】この為、焼却飛灰は、キルン内に投入する
前に、水洗による脱塩、すなわち水に塩素分を溶解させ
た後に濾過して原料化することが行われている。ところ
で、この焼却飛灰を水洗した後の水（洗浄水）はｐＨが
１２程度になっており、又、飛灰に含まれる両性金属の
鉛や亜鉛などが溶出しているので、そのままでは下水道
などに放流できない。

【０００５】そこで、排水処理設備として、塩酸などの
薬剤の添加による中和処理装置、或いは燃焼ガスや分解
反応生成ガスの中に含まれるＣＯ₂を吹込む中和処理装
置を設けて前記の重金属を洗浄水から沈殿除去すること
が提案されている。図６は、上記洗浄水の中和処理装置
の一例である。図６中、１は煙突であって、この煙突１
に燃焼ガスや分解反応生成ガスの発生源からＣＯ₂を含
む廃ガスが煙道２によって導かれて来る。３はプローブ
であって、このプローブ３により煙突１に至る途中経路
においてＣＯ₂を含む廃ガスが分離・抽出される。この
分離・抽出されたＣＯ₂を含む廃ガスは、送風機４によ
り圧縮機５に送られる。そして、圧縮機５で加圧された
ガスは、反応塔６に吹き込まれ、反応塔６内部を流れる
上記洗浄水と接触し、洗浄水はＣＯ₂により中和処理を
受ける。

【０００６】尚、上記装置の送風機４から圧縮機５に至
る途中の配管７において、廃ガスは蒸気加熱を受けてい
る。すなわち、廃ガス中に含まれる水分の凝縮を防止す
る為、ガス配管７には加温設備が設けられている。しか
し、加温設備が設けられていても、加温設備の端部では
温度低下が起き、水分の凝縮が生じる。そして、出来た
凝縮水は、廃ガスの流通低下をもたらすだけでなく、各
所に錆を引き起こし、特に圧縮機５などの各部に錆を引
き起こし、圧縮機５の寿命を縮めている。

【０００７】又、加温設備で加温された高温の廃ガスが
反応塔６で洗浄水と接触した場合、これによって洗浄水
の水温が上昇し、処理後の洗浄水中のＣａ溶解度が低下
する。これによって、スケールが発生する。又、反応塔
６から排出された処理後の洗浄水は、外部に放流される
前に、一度、貯水（沈殿）槽に溜められて含有物の沈殿
処理などを受けている。この時、貯水槽に流れ込んで来
る洗浄水の温度が高いと、それまでに溜められている水
との温度差がある為、貯水槽内で対流が発生し、沈殿処
理の障害を引き起こしたりする。

【０００８】又、配管７が長いと、これに応じて加温設
備も長くなり、それだけ設備費およびランニングコスト
も高くなる。従って、本発明が解決しようとする第１の
課題は、燃焼ガスや分解反応生成ガス中に含まれている
水分の凝縮による流通低下の防止や錆の発生防止を図
り、圧縮機などの寿命を縮めることなく、円滑な処理が
行われるようにすることである。

【０００９】本発明が解決しようとする第２の課題は、
処理後の洗浄水中のＣａ溶解度の低下を防止し、スケー
ルの発生を抑制することである。本発明が解決しようと
する第３の課題は、処理後における外部放流前の沈殿処
理がスムーズに行われるようにすることである。本発明
が解決しようとする第４の課題は、低廉なコストで行え
るようにすることである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記の課題は、燃焼ガス
及び分解反応生成ガスの群の中から選ばれるガスに含ま
れるＣＯ₂を用いて水を処理する方法であって、前記処
理に先立って前記ＣＯ₂を含むガス中に含まれる水分を
除去することを特徴とする水処理方法によって解決され
る。

【００１１】又、燃焼ガス及び分解反応生成ガスの群の
中から選ばれるガスに含まれるＣＯ ₂を用いて水を処理
する方法であって、前記処理に先立って前記ＣＯ₂を含
むガスを１００℃以下に冷却することを特徴とする水処
理方法によって解決される。又、燃焼ガス及び分解反応
生成ガスの群の中から選ばれるガスに含まれるＣＯ ₂を
用いて水を処理する装置であって、前記処理に先立って
前記ＣＯ₂を含むガス中に含まれる水分を除去する除去
装置を具備することを特徴とする水処理装置によって解
決される。

【００１２】又、燃焼ガス及び分解反応生成ガスの群の
中から選ばれるガスに含まれるＣＯ ₂を用いて水を処理
する装置であって、前記処理に先立って前記ＣＯ₂を含
むガスを冷却する冷却手段を具備することを特徴とする
水処理装置によって解決される。上記発明において、冷
却は、例えば空冷方式（空冷手段）、水冷方式（水冷手
段）、水噴霧方式（水噴霧手段）、水中通過方式（水中
通過手段）の群の中から選ばれる一つ以上の方式（手
段）による冷却で行われる。

【００１３】すなわち、ＣＯ₂源として用いる燃焼ガス
や分解反応生成ガス中に含まれている水分を少なくして
おくことによって、例えばサイクロン等の遠心力や重力
を利用した機械的ドレン分離（除去）手段、又は冷却に
よる飽和蒸気量を少なくすることによる除去手段により
含有水分を少なくしておくことによって、凝縮水による
ガスの流通低下とか錆の発生とかが防止できるようにな
る。そして、圧縮機などの寿命が短くなるのを防止でき
る。この為、円滑な処理が行われる。

【００１４】更には、加熱に頼ることなく、水分量の減
少を図るので、洗浄水の温度が上昇しない。従って、洗
浄水と接触した場合でも、これによって洗浄水の水温が
上昇しないから、洗浄水中のＣａ溶解度が低下しない。
よって、スケールが発生し難い。又、外部に放流する前
に、一度、貯水槽に溜めて含有物の沈殿処理などを図る
場合、貯水槽内での対流が発生し難い。従って、沈殿処
理に際しての障害を引き起こし難い。

【００１５】又、低廉なコストで行える。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明になる水処理方法は、燃焼
ガス及び分解反応生成ガスの群の中から選ばれるガスに
含まれるＣＯ₂を用いて水を処理する方法であって、前
記処理に先立って前記ＣＯ₂を含むガス中に含まれる水
分を除去する水処理方法である。或いは、燃焼ガス及び
分解反応生成ガスの群の中から選ばれるガスに含まれる
ＣＯ₂を用いて水を処理する方法であって、前記処理に
先立って前記ＣＯ₂を含むガスを、例えば１００℃以下
に、空冷方式、水冷方式、水噴霧方式、水中通過方式な
どの適宜な方式により冷却する水処理方法である。

【００１７】本発明になる水処理装置は、燃焼ガス及び
分解反応生成ガスの群の中から選ばれるガスに含まれる
ＣＯ₂を用いて水を処理する装置であって、前記処理に
先立って前記ＣＯ₂を含むガス中に含まれる水分を除去
する除去装置を具備する。或いは、燃焼ガス及び分解反
応生成ガスの群の中から選ばれるガスに含まれるＣＯ ₂
を用いて水を処理する装置であって、前記処理に先立っ
て前記ＣＯ₂を含むガスを冷却する冷却手段（例えば、
空冷手段、水冷手段、水噴霧手段、水中通過手段などの
適宜な冷却手段）を具備する以下、更に具体的に説明す
る。

【００１８】図１は、本発明になる水処理装置の第１実
施形態を示す概略図である。同図中、１は煙突、２は燃
焼ガスや分解反応生成ガスの発生源からＣＯ₂を含む廃
ガスが導かれる煙道、３は煙突１に至る途中経路におい
てＣＯ₂を含む廃ガスが分離・抽出されるプローブ、４
はプローブ３で分離・抽出されたＣＯ₂を含む廃ガスを
圧縮機５に送る為の送風機、６はゴミ焼却飛灰をセメン
ト原料の一助とする為にゴミ焼却飛灰を洗浄した水を外
部に放流する前にｐＨ調整、かつ、Ｐｂイオン等の重金
属の除去などを行う為の反応塔である。

【００１９】尚、これら各部の構成は、図６で説明した
ものと基本的に同じであるから、詳細な説明は省略す
る。本実施形態においては、図６の装置に設けられてい
た蒸気加温装置は設けられていない。すなわち、プロー
ブ３で煙道２から分離・抽出したガスが、特別に加熱さ
れることは無いように構成されている。

【００２０】しかし、加温装置を設けるのでは無く、サ
イクロン等の機械的ドレン分離装置１１がプローブ３と
送風機４との間に設けられている。そして、機械的ドレ
ン分離装置１１をＣＯ₂を含む廃ガスが通過する際、廃
ガス中に含まれる水分がドレン水として分離・除去され
る。この水分が分離・除去されたＣＯ₂含有廃ガスは、
圧縮機５で加圧され、そして反応塔６に吹き込まれ、反
応塔６内部を流れる上記洗浄水と接触し、洗浄水はＣＯ
₂により中和処理を受ける。

【００２１】上記のように構成させた装置が用いられる
と、機械的ドレン分離装置１１の通過後には、廃ガス中
に含まれる水分量が少ないから、送風機４から圧縮機５
を経て反応塔６に至るまでの経路において、配管７や圧
縮機５などの各部において、水滴が付着することは少な
い。よって、凝縮水によるガスの流通低下とか錆の発生
とかが防止できる。そして、圧縮機などの寿命が短くな
るのを防止できる。この為、円滑な処理が行われる。更
には、加熱に頼ることなく、水分量の減少を図るので、
洗浄水の温度が上昇しない。従って、洗浄水と接触した
場合でも、これによって洗浄水の水温が上昇しないか
ら、洗浄水中のＣａ溶解度が低下しない。よって、スケ
ールが発生し難い。又、外部に放流する前に、一度、貯
水槽に溜めて含有物の沈殿処理などを図る場合、貯水槽
内での対流が発生し難い。従って、沈殿処理に際しての
障害を引き起こし難い。又、低廉なコストで行える。

【００２２】図２は、本発明になる水処理装置の第２実
施形態を示す概略図である。同図中、１は煙突、２は燃
焼ガスや分解反応生成ガスの発生源からＣＯ₂を含む廃
ガスが導かれる煙道、３は煙突１に至る途中経路におい
てＣＯ₂を含む廃ガスが分離・抽出されるプローブ、４
はプローブ３で分離・抽出されたＣＯ₂を含む廃ガスを
圧縮機５に送る為の送風機、６はゴミ焼却飛灰をセメン
ト原料の一助とする為にゴミ焼却飛灰を洗浄した水を外
部に放流する前にｐＨ調整、かつ、Ｐｂイオン等の重金
属の除去などを行う為の反応塔であり、これら各部の構
成は、図６で説明したものと基本的に同じであるから、
詳細な説明は省略する。

【００２３】本実施形態においては、図６の装置に設け
られていた蒸気加温装置は設けられていない。すなわ
ち、プローブ３で煙道２から分離・抽出したガスが、特
別に加熱されることは無いように構成されている。しか
し、加温装置を設けるのでは無く、空冷式冷却器１２が
プローブ３と送風機４との間に設けられている。そし
て、空冷式冷却器１２をＣＯ₂を含む廃ガスが通過する
際、廃ガスは１００℃以下（低ければ低い程、水分除去
には有効である。但し、冷却コストの兼ね合いから、常
温（季節・地域によって変動するが、約０〜３０℃）程
度が下限値である。）の温度に冷却される。冷却によっ
て飽和蒸気圧は低下するから、廃ガス中に含まれる水分
はドレン水として分離・除去される。この水分が分離・
除去されたＣＯ₂含有廃ガスは、圧縮機５で加圧され、
そして反応塔６に吹き込まれ、反応塔６内部を流れる上
記洗浄水と接触し、洗浄水はＣＯ₂により中和処理を受
ける。

【００２４】上記のように構成させた装置が用いられる
と、空冷式冷却器１２の通過後には、廃ガス中に含まれ
る水分量が少ないから、送風機４から圧縮機５を経て反
応塔６に至るまでの経路において、配管７や圧縮機５な
どの各部において、水滴が付着することは少ない。よっ
て、凝縮水によるガスの流通低下とか錆の発生とかが防
止できる。そして、圧縮機などの寿命が短くなるのを防
止できる。この為、円滑な処理が行われる。更には、加
熱に頼ることなく、水分量の減少を図るので、洗浄水の
温度が上昇しない。従って、洗浄水と接触した場合で
も、これによって洗浄水の水温が上昇しないから、洗浄
水中のＣａ溶解度が低下しない。よって、スケールが発
生し難い。又、外部に放流する前に、一度、貯水槽に溜
めて含有物の沈殿処理などを図る場合、貯水槽内での対
流が発生し難い。従って、沈殿処理に際しての障害を引
き起こし難い。又、低廉なコストで行える。

【００２５】図３は、本発明になる水処理装置の第３実
施形態を示す概略図である。本実施形態の装置は、冷却
器として、空冷式冷却器１２の代わりに水冷式冷却器１
３を用いただけであり、その他の点については第２実施
形態と同じであるから、詳細な説明は省略する。図４
は、本発明になる水処理装置の第４実施形態を示す概略
図である。

【００２６】同図中、１は煙突、２は燃焼ガスや分解反
応生成ガスの発生源からＣＯ₂を含む廃ガスが導かれる
煙道、３は煙突１に至る途中経路においてＣＯ₂を含む
廃ガスが分離・抽出されるプローブ、４はプローブ３で
分離・抽出されたＣＯ₂を含む廃ガスを圧縮機５に送る
為の送風機、６はゴミ焼却飛灰をセメント原料の一助と
する為にゴミ焼却飛灰を洗浄した水を外部に放流する前
にｐＨ調整、かつ、Ｐｂイオン等の重金属の除去などを
行う為の反応塔であり、これら各部の構成は、図６で説
明したものと基本的に同じであるから、詳細な説明は省
略する。

【００２７】本実施形態においては、図６の装置に設け
られていた蒸気加温装置は設けられていない。すなわ
ち、プローブ３で煙道２から分離・抽出したガスが、特
別に加熱されることは無いように構成されている。しか
し、加温装置を設けるのでは無く、水噴霧塔１４がプロ
ーブ３と送風機４との間に設けられている。そして、水
噴霧塔１４をＣＯ₂を含む廃ガスが通過する際、廃ガス
は１００℃以下の温度に冷却される。従って、廃ガス中
に含まれる水分はドレン水として分離・除去される。
尚、廃ガスに水が吹き掛けられても、この吹き掛けられ
た水分によって廃ガス中の水分量が増加することは無
い。そして、水分が分離・除去されたＣＯ₂含有廃ガス
は、圧縮機５で加圧され、そして反応塔６に吹き込ま
れ、反応塔６内部を流れる上記洗浄水と接触し、洗浄水
はＣＯ₂により中和処理を受ける。

【００２８】上記のように構成させた装置が用いられる
と、水噴霧塔１４の通過後には、廃ガス中に含まれる水
分量が少ないから、送風機４から圧縮機５を経て反応塔
６に至るまでの経路において、配管７や圧縮機５などの
各部において、水滴が付着することは少ない。よって、
凝縮水によるガスの流通低下とか錆の発生とかが防止で
きる。そして、圧縮機などの寿命が短くなるのを防止で
きる。この為、円滑な処理が行われる。更には、加熱に
頼ることなく、水分量の減少を図るので、洗浄水の温度
が上昇しない。従って、洗浄水と接触した場合でも、こ
れによって洗浄水の水温が上昇しないから、洗浄水中の
Ｃａ溶解度が低下しない。よって、スケールが発生し難
い。又、外部に放流する前に、一度、貯水槽に溜めて含
有物の沈殿処理などを図る場合、貯水槽内での対流が発
生し難い。従って、沈殿処理に際しての障害を引き起こ
し難い。又、低廉なコストで行える。

【００２９】図５は、本発明になる水処理装置の第５実
施形態を示す概略図である。同図中、１は煙突、２は燃
焼ガスや分解反応生成ガスの発生源からＣＯ₂を含む廃
ガスが導かれる煙道、３は煙突１に至る途中経路におい
てＣＯ₂を含む廃ガスが分離・抽出されるプローブ、４
はプローブ３で分離・抽出されたＣＯ₂を含む廃ガスを
圧縮機５に送る為の送風機、６はゴミ焼却飛灰をセメン
ト原料の一助とする為にゴミ焼却飛灰を洗浄した水を外
部に放流する前にｐＨ調整、かつ、Ｐｂイオン等の重金
属の除去などを行う為の反応塔であり、これら各部の構
成は、図６で説明したものと基本的に同じであるから、
詳細な説明は省略する。

【００３０】本実施形態においては、図６の装置に設け
られていた蒸気加温装置は設けられていない。すなわ
ち、プローブ３で煙道２から分離・抽出したガスが、特
別に加熱されることは無いように構成されている。しか
し、加温装置を設けるのでは無く、水槽１５が送風機４
と圧縮機５との間に設けられている。そして、水槽１５
の水中をＣＯ₂を含む廃ガスが通過する際、廃ガスは１
００℃以下の温度に冷却される。従って、廃ガス中に含
まれる水分は分離・除去される。そして、水分が分離・
除去されたＣＯ₂含有廃ガスは、圧縮機５で加圧され、
そして反応塔６に吹き込まれ、反応塔６内部を流れる上
記洗浄水と接触し、洗浄水はＣＯ₂により中和処理を受
ける。

【００３１】上記のように構成させた装置が用いられる
と、水槽１５の水中を通過後には、廃ガス中に含まれる
水分量が少ないから、圧縮機５を経て反応塔６に至るま
での経路において、配管７や圧縮機５などの各部におい
て、水滴が付着することは少ない。よって、凝縮水によ
るガスの流通低下とか錆の発生とかが防止できる。そし
て、圧縮機などの寿命が短くなるのを防止できる。この
為、円滑な処理が行われる。更には、加熱に頼ることな
く、水分量の減少を図るので、洗浄水の温度が上昇しな
い。従って、洗浄水と接触した場合でも、これによって
洗浄水の水温が上昇しないから、洗浄水中のＣａ溶解度
が低下しない。よって、スケールが発生し難い。又、外
部に放流する前に、一度、貯水槽に溜めて含有物の沈殿
処理などを図る場合、貯水槽内での対流が発生し難い。
従って、沈殿処理に際しての障害を引き起こし難い。
又、低廉なコストで行える。

【００３２】尚、上記第１実施形態から第４実施形態に
おいて、機械的ドレン分離装置１１、空冷式冷却器１
２、水冷式冷却器１３、水噴霧塔１４は、プローブ３と
送風機４との間に設けられているが、第５実施形態の場
合と同様、送風機４と圧縮機５との間に設けられていて
も良い。

【００３３】

【発明の効果】例えば、排水をｐＨ調整して放流するに
際して、ＣＯ₂を用いて処理がなされるのであるが、こ
の時、燃焼ガスや分解反応生成ガスを利用するので、環
境に優しいものとなる。そして、この際、燃焼ガスや分
解反応生成ガス中に含まれている水分を少なくしておく
ので、凝縮水によるガスの流通低下とか錆の発生とかが
防止できる。この為、装置の寿命が短くなるのを防止で
きる。又、円滑な処理が行われる。

【００３４】更には、加熱に頼ることなく、水分量の減
少を図るので、洗浄水の温度が上昇しない。従って、洗
浄水と接触した場合でも、これによって洗浄水の水温が
上昇しないから、洗浄水中のＣａ溶解度が低下しない。
よって、スケールが発生し難い。又、外部に放流する前
に、一度、貯水槽に溜めて含有物の沈殿処理などを図る
場合、貯水槽内での対流が発生し難い。従って、沈殿処
理に際しての障害を引き起こし難い。

【００３５】又、低廉なコストで行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる水処理装置の第１実施形態を示す
概略図

【図２】本発明になる水処理装置の第２実施形態を示す
概略図

【図３】本発明になる水処理装置の第３実施形態を示す
概略図

【図４】本発明になる水処理装置の第４実施形態を示す
概略図

【図５】本発明になる水処理装置の第５実施形態を示す
概略図

【図６】先行の水処理装置の概略図

【符号の説明】

１煙突２煙道３プローブ４送風機５圧縮機６反応塔７配管１１機械的ドレン分離装置（水分除去装置）１２空冷式冷却器（空冷手段）１３水冷式冷却器（水冷手段）１４水噴霧塔（水噴霧手段）１５水槽（水中通過手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中村朋道埼玉県熊谷市大字三ケ尻5378 太平洋セメント株式会社設備技術部内Ｆターム(参考） 3B201 AA46 BB05 CA05 3K070 DA04 DA37 DA43

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼ガス及び分解反応生成ガスの群の中
から選ばれるガスに含まれるＣＯ₂を用いて水を処理す
る方法であって、前記処理に先立って前記ＣＯ₂を含むガス中に含まれる
水分を除去することを特徴とする水処理方法。
【請求項２】燃焼ガス及び分解反応生成ガスの群の中
から選ばれるガスに含まれるＣＯ₂を用いて水を処理す
る方法であって、前記処理に先立って前記ＣＯ₂を含むガスを１００℃以
下に冷却することを特徴とする水処理方法。
【請求項３】冷却が、空冷方式、水冷方式、水噴霧方
式、水中通過方式の群の中から選ばれる一つ以上の方式
による冷却であることを特徴とする請求項２の水処理方
法。
【請求項４】燃焼ガス及び分解反応生成ガスの群の中
から選ばれるガスに含まれるＣＯ₂を用いて水を処理す
る装置であって、前記処理に先立って前記ＣＯ₂を含むガス中に含まれる
水分を除去する除去装置を具備することを特徴とする水
処理装置。
【請求項５】燃焼ガス及び分解反応生成ガスの群の中
から選ばれるガスに含まれるＣＯ₂を用いて水を処理す
る装置であって、前記処理に先立って前記ＣＯ₂を含むガスを冷却する冷
却手段を具備することを特徴とする水処理装置。
【請求項６】冷却手段が、空冷手段、水冷手段、水噴
霧手段、水中通過手段の群の中から選ばれる一つ以上の
手段であることを特徴とする請求項５の水処理装置。