JP2001347131A - 燃焼排ガス中の有害物の除去方法と装置 - Google Patents

燃焼排ガス中の有害物の除去方法と装置

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JP2001347131A
JP2001347131A JP2000167970A JP2000167970A JP2001347131A JP 2001347131 A JP2001347131 A JP 2001347131A JP 2000167970 A JP2000167970 A JP 2000167970A JP 2000167970 A JP2000167970 A JP 2000167970A JP 2001347131 A JP2001347131 A JP 2001347131A
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combustion exhaust
absorbing solution
sulfite
gas
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Takeo Komuro
武勇 小室
Hirohisa Yasu
裕寿 安
Shuntaro Koyama
俊太郎 小山
Shigeru Nozawa
滋 野沢
Original Assignee
Babcock Hitachi Kk
バブコック日立株式会社
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ごみ焼却設備から排出する燃焼排ガス中のダ
イオキシン、水銀、重金属などを除去するだけでなく、
廃水処理、燃焼灰などの処理を十分行ってより燃焼排ガ
ス浄化を図ること。 【解決手段】 ごみ焼却炉2から発生する燃焼排ガスに
は、固形物以外に硫黄酸化物、窒素酸化物、ハロゲン化
合物、ダイオキシンや重金属、水銀などが含まれる。こ
のような燃焼排ガスを電気集塵機4、脱硝装置3、ソー
ダ洗浄塔(スクラバー)5によるスクラビングによりハ
ロゲン化合物や重金属を十分に捕集するためにごみ焼却
炉2に添加量を調整した石炭を混ぜて混焼し、燃焼排ガ
ス中の硫黄/塩素濃度モル比に基づき、スクラバー5内
の吸収液中の亜硫酸塩濃度を調整する。こうして、ごみ
焼却炉2などから発生する燃焼排ガスの浄化対策が可能
であり、二次公害を出さない処理システムが構築でき
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、都市ごみ、産業排
出ごみあるいは一般の焼却炉の燃焼排ガス中の有害物除
去法として、特に、燃焼排ガス中のダイオキシン、水
銀、ハロゲン化合物、硫黄酸化物などの除去方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】ごみと称される廃棄物の約70%は、専
焼炉で焼却処分されている。この焼却炉から発生する燃
焼排ガス量は、1キログラム当たり7〜14立方メート
ルである。この燃焼排ガスには、硫黄酸化物が30〜1
00ppm、窒素酸化物が150〜250ppm、炭化
水素が400〜800ppm含まれ、ダストが排ガス量
1立方メートル当たり1〜3グラムが含まれている。そ
の他に塩素、フッ素、臭素などのハロゲン化合物、微量
金属、水銀化合物、ダイオキシンなどが前記燃焼排ガス
中に含まれている。
【0003】このようなごみ焼却設備は、都市やその近
郊に設けられるが、より安全な排ガス処理設備の建設と
その排ガス浄化対策が要請される。
【0004】ごみ焼却炉としては、ストーカーや流動床
を備えた炉が多く採用されており、これに付設する排ガ
ス浄化対策設備としては、固形物を除去する電気集塵機
と、窒素酸化物を除去する脱硝装置と、硫黄酸化物を除
去するソーダ洗浄塔等を備えている。
【0005】また、最近のごみ焼却設備では、ダイオキ
シン、水銀、重金属などを除去するだけでなく、廃水処
理、燃焼灰などの処理を十分行ってより環境浄化を図る
ことが強く要請されてきている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ごみ焼却炉から発生す
る燃焼排ガスには、固形物以外に硫黄酸化物、窒素酸化
物、ハロゲン化合物、ダイオキシンや重金属、水銀など
が含まれる。このような燃焼排ガスを電気集塵機、脱硝
装置、ソーダ洗浄塔によるスクラビングのみでは、十分
にハロゲン化合物や重金属を捕集することができない。
本発明の課題は、ごみ焼却設備から排出する燃焼排ガス
中のダイオキシン、水銀、重金属などを除去するだけで
なく、廃水処理、燃焼灰などの処理を十分行って、より
燃焼排ガス浄化を図ることである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、電気集塵機で
ごみを含む被焼却物に石炭などの硫黄含有物を混ぜて燃
焼させ、得られる燃焼排ガス中の固形物を除去した後
に、脱硝装置により窒素酸化物を除去し、カルシウム、
マグネシウム、バリウム、ナトリウムのいずれかを含む
水酸化物あるいは炭酸塩を水に溶解させたもの、あるい
は水にスラリー状にしたものを吸収液とするスクラバー
に導入し、燃焼排ガス中の硫黄酸化物の一部を吸収液に
亜硫酸塩として捕集して、この亜硫酸塩を還元剤として
ハロゲン化合物や水銀を効率よく捕集するものである。
【0008】ごみ焼却炉の燃焼排ガス中の硫黄酸化物
(SOx)、窒素酸化物(NOx)、ハロゲン化合物、
水銀化合物は、以下の反応により捕集される。以下で
は、スクラバーに供給する吸収剤として炭酸カルシウム
(CaCO)を用いる場合について述べている。
【0009】ごみ中の硫黄分(S)は、焼却炉内で酸化
されて大部分が二酸化硫黄ガス(SO)として排出さ
れる。燃焼排ガスからは固形物が除去され、さらに脱硝
された後にスクラバーに導入されるが、この際、スクラ
バー中の吸収液により排ガス中のSOは吸収される
が、その反応は以下の通りである。
【0010】SOが水に吸収されると、(1)式のよ
うに亜硫酸イオン(HSO)として捕集される。
【0011】 SO(ガス)+HO=HSO +H (1) スクラバー内の吸収液中に含まれる炭酸カルシウム(C
aCO)は、亜硫酸ガス(SO)を吸収することに
より、(2)式の吸収液中への溶解反応が進行する。 CaCO+2SO+HO=Ca2++2HSO +CO (2)
【0012】本発明で定義する亜硫酸塩は、例えばカル
シウムイオンがカウンターとして共存し、カルシウムイ
オン、亜硫酸イオンが飽和溶解度以上になると、亜硫酸
カルシウム(CaSO)として晶析沈殿してくる。従
って、亜硫酸塩は部分的に常にHSO として吸収液
中に溶解している状態にある。
【0013】スクラバータンク内の吸収液に酸素を含む
ガスを微粒化して導入すると、ガス中の酸素が吸収液中
に吸収され、亜硫酸塩の一部は酸化されて(3)式に示
すように硫酸塩SO 2−として安定化する。 HSO +1/2O=SO 2−+H (3)
【0014】(3)式の酸化反応が進行すると、H
生成して水素イオン濃度指数である吸収液のpHが低下
してくるのと同時に、吸収液に供給されるCaCO
溶解が進行する。 CaCO+2H=Ca2++CO+HO (4)
【0015】スクラバー内で(3)式の亜硫酸塩の酸化
反応が進行し、SO 2−、Ca の過飽和度が高ま
ると、次の(5)式の晶析反応により石膏が生成し、沈
殿する。 Ca2++SO 2−+2HO=CaSO・2HO↓ (5) 燃焼排ガス中のハロゲン化合物として代表的な塩素は、
塩酸(HCl)となり、燃焼排ガス中の酸素により酸化
され、塩素(Cl)となり、スクラバーの吸収液に吸
収されると、pHの条件により塩素イオンClあるい
は次亜鉛素酸イオンClOに解離する。
【0016】ここで、還元剤として亜硫酸塩が吸収液中
に存在すると、次塩素酸HClは、(6)、(7)式の
ように亜硫酸により還元されて塩素イオンClとして
解離する。ここで、本発明に関与している還元剤として
亜硫酸塩が吸収液中に存在すると、次塩素酸HClO
は、(6)、(7)式のように亜鉛酸により還元されて
塩素イオンClとして解離する。 Cl+HSO +HO=2Cl+SO 2−+2H(6) HClO+HSO +HO=2Cl+SO 2−+2H(7)
【0017】燃焼排ガスには、塩素などのハロゲン化合
物以外に脱硝装置からリークしてくる窒素酸化物が含ま
れるが、この窒素酸化物も吸収液中で酸化され、スクラ
バー内の吸収液中で硫黄−窒素化合物(S−N化合物)
が生成する。このS−N化合物は、吸収液に還元剤とし
ての亜硫酸塩が共存していない場合、更に酸化反応が進
行し、硫黄−窒素−塩素化合物(S−N−Cl化合物)
が生成する。S−N−Cl化合物は、排水処理する際に
処理が困難なCOD物質であり、更に、BOD処理を行
う微生物処理工程で脱窒菌の繁殖を低下させ、あるいは
死滅させる原因物質となる。
【0018】燃焼排ガス中の窒素酸化物は大部分が脱硝
装置で捕集されるが、リークする窒素酸化物の一部が吸
収液中で酸化され、(8)式のように二酸化窒素(NO
)を生成する。 2NO+HO=HNO+HNO(8)
【0019】スクラバーの吸収液に吸収されたHN
、HNOは吸収液中のHSO により還元され
る。
【0020】 HNO+HSO +H=NO(SOH)+HO (9) NO(SOH)+HSO +H =HON(SOH)+HO (10) (SOH)+HSO +H=N(SOH)+HO (11) ニトリドトリス硫酸N(SOH)は、速やかに加水
分解し、(12)式のイミドビス硫酸HN(SOH)
を生成する。 N(SOH)+HO=HN(SOH)+HSO(12)
【0021】同様にヒドロキシアミドビス硫酸HON
(SOH)も加水分解し、(13)式に示すような
ヒドロキシアミド硫酸を生成する。 HON(SOH)+HO =HN(OH)(SOH)+HSO(13)
【0022】このような窒素酸化物、硫黄酸化物から生
成するS−N化合物は、吸収液中に亜硫酸塩が多量に存
在する場合には、吸収液中のClは(6)、(7)式
に示した反応により、Clとして解離するが、還元剤
としての亜硫酸塩が存在しない場合、S−N−Cl化合
物としての酸化性物質として、NCl(SOH)
3−n(nは1〜2)を生成する。酸化性物質NCl
(SOH)3−nは、亜硫酸塩が共存すると還元され
てCl、SO 2−、N、NO、NH とな
る。
【0023】従って、吸収液中に亜硫酸塩が共存する場
合には、スクラバー内の吸収液に酸化性物質NCl
(SOH)やNCl(SOH)が生成しないの
で、スクラバーの後工程である排水処理が容易になる。
【0024】一方、スクラバーの吸収液に捕集された水
銀は、吸収液中に塩素が共存すると、高次のクロロ錯体
として液中に溶解してくるが、吸収液中に還元剤として
亜硫酸塩が共存すると、塩化物として溶解している水銀
は還元されて金属水銀として沈殿し、(5)式で生成す
る石膏と同時に固形物として回収できるので、スクラバ
ーの後工程である排水処理で水銀回収が不要となる。
【0025】吸収液中の塩素(Cl)や次亜塩素酸
(HClO)により燃焼排ガス中に含まれる水銀は酸化
され、吸収液に溶け出してくる。燃焼排ガス中の水銀回
収には亜硫酸塩が共存すること又は共存しないことを条
件として選択することで水銀化合物を回収できる。
【0026】(1)亜硫酸塩が吸収液に共存する場合:
吸収液に捕集された水銀は亜硫酸塩により還元され、金
属水銀として(5)式で示す生成石膏中に沈殿回収され
る。 (2)亜硫酸塩が共存していない場合:燃焼排ガス中の
水銀化合物はハロゲン化合物である塩素(Cl)など
により酸化され、塩化水銀として吸収液に溶解してい
る。吸収液の一部をスクラバー系から抜き出し、これに
新たに亜硫酸塩を添加して液中の水銀を還元することに
より、金属水銀として回収できる。
【0027】このように燃焼排ガス中の硫黄酸化物、ハ
ロゲン化合物、水銀化合物を効率よく捕集するには、ス
クラバー運用上、吸収液中の亜硫酸塩の管理が必要であ
る。
【0028】亜硫酸塩の供給物質としては、被燃焼物質
中に硫黄分が含まれる場合には、被燃焼物質を燃焼させ
ることで硫黄酸化物を得て、これをスクラバーの吸収液
に捕集させて亜硫酸塩として固定させる。亜硫酸塩の供
給物質として、石炭をごみに混合して燃焼することが、
焼却炉内を高温状態に維持できるので有効である。
【0029】また、最近、焼却炉から排出されるダイオ
キシンが重要な問題となっており、焼却炉でダイオキシ
ンを生成させない技術の開発が渇望されている。
【0030】石炭専焼炉のボイラで発生するダイオキシ
ン類の量が、排ガス量1立方メートル当たり、0.1ナ
ノグラム以下とごみ焼却炉などに比較して非常に低濃度
である点に注目されてきている。従って、ごみに石炭を
混合させて焼却炉で燃焼させ、排出排ガスをスクラバー
で吸収液で処理することにより、石炭をスクラバーの吸
収液中の亜硫酸塩の供給物質とすることができ、この亜
硫酸塩で水銀化合物、ハロゲン化合物を捕集でき、焼却
炉とスクラバーの間で有害なダイオキシンを同時に低減
できる。
【0031】スクラバーから吸収液の一部を抜き出して
固液分離した固形物は、吸収剤としてカルシウムを用い
た場合には石膏として回収できるが、バリウム、マグネ
シウムなどを吸収剤として用いると固液分離した固形物
はそれぞれ硫酸バリウム、硫酸マグネシウムである。
【0032】しかし、水銀などの重金属などが前記固形
物に含まれる。この固形物は、電気集塵機の燃焼灰と混
合して管理区域のバンカーに投棄することやセメントと
混合した硬化物として安定化処理した後で管理区域のバ
ンカーに投棄することもできる。
【0033】吸収液中の還元剤としての亜硫酸塩を高濃
度レベルに維持することで酸化性物質や水銀の塩化物を
生成することなく有害物を回収できるが、スクラバーで
の脱硫性能が亜硫酸濃度に大きく依存してくる。
【0034】吸収液中の亜硫酸濃度が1立方メートル当
たり零以上で2〜3ミリモル領域で排ガスの脱硫性能が
大きく影響される。吸収液中の亜硫酸濃度が1立方メー
トル当たり零から増加するに従い、徐々に脱硫率が低下
し、1立方メートル当たり亜硫酸濃度が2ミリモル領域
で脱硫性能が最も低下する。その後の亜硫酸塩の増加に
従って固体の亜硫酸カルシウムが石膏と同時に晶析する
ようになると、再度、脱硫性能は徐々に高くなる現象が
ある。このように、亜硫酸塩の増加に従って脱硫性能が
低下した後に再び高くなる傾向は、吸収液への硫黄酸化
物の吸収機構が異なるためと考えられる。本発明では、
吸収液中の亜硫酸濃度が1立方メートル当たり零から2
〜3ミリモル領域で運用することが好ましい。
【0035】
【発明の実施の形態】まず、本発明の実施の形態の代表
的な燃焼排ガスから有害物を除去する処理システムを図
1に示す。ごみ焼却炉(あるいは専焼炉)2には、被焼
却物(ごみ等)100が供給される。被焼却物100中
の硫黄含有率に応じて被焼却物100に硫黄供給物質1
08が補給されるが、硫黄供給物質101として、例え
ば石炭が混合器1に供給され、被焼却物100と混合さ
れる。混合排ガス102は焼却炉2に供給される。焼却
炉2はストカー型、流動床型など、いずれの方式のもの
でも良いが、被焼却物100に石炭を混合させることで
焼却炉2内で高温でかつ、均一に被焼却物100は燃焼
される。焼却炉2からの燃焼排ガス104には、前述し
た代表的なガス組成、固形物が含まれる。このような燃
焼排ガス104は脱硝装置3に導入され、燃焼排ガス1
04中の窒素酸化物が除去される。脱硝装置3は後流側
の電気集塵機4で固形物が除去された後の排ガス106
の流路に設置することも可能である。
【0036】通常、脱硝装置3は石炭火力発電設備のボ
イラにおける燃焼排ガス処理装置として多く採用されて
いるアンモニヤ103を還元剤として導入して、脱硝装
置3内の触媒上で排ガス中の窒素酸化物を接触還元する
方式のものが有効である。
【0037】脱硝された燃焼排ガス105は電気集塵機
4に供給される。燃焼排ガス105には前述したように
固形物が燃焼排ガス105の1立方メートル当たり2グ
ラム程度含まれており、電気集塵機4の出口では固形物
を1立方メートル当たり20ミリグラム程度に低減でき
る。
【0038】脱塵された燃焼排ガス106は、吸収液1
07が供給されるスクラバー5に導入され、ここで燃焼
排ガス106中の硫黄酸化物、ハロゲン化合物、水銀化
合物及び重金属の一部が除去される。スクラバー5は吸
収液107と燃焼排ガス106を効率よく接触させ、燃
焼排ガス106から有害物を吸収液107に吸収させ
る。
【0039】スクラバー5に設けられるガスと吸収液を
接触させる気液接触装置には、種々の方式のものが提案
されているが、構造が簡単で、製作が容易で、通風損失
が小さく、ガス中の粉塵も除去できるスプレ方式のもの
が有効である。スプレ方式の気液接触装置を採用したス
クラバー5については図2に示す。
【0040】有害物を除去した燃焼排ガス106はスク
ラバー5に導入され、ここで冷却と加湿がなされるた
め、約50℃の飽和ガスとなっている。この状態の浄化
ガス108を煙突7から放出すると白煙が発生する。こ
のために、浄化ガス108を露点以上に加熱して煙突7
から放出する必要がある。浄化ガス108の加熱方法に
は、前流の高温ガスと熱交換する方法、加熱器6で新た
な燃料を燃焼させて、発生する高温ガスと混合する方法
などが採用される。浄化ガス108は100℃近傍に加
熱され、浄化ガス109となり、煙突7より放出され
る。
【0041】スクラバー5には、吸収剤としてカルシウ
ム、マグネシウム、バリウム等の水酸化物あるいは炭酸
塩を供給する。また、吸収液中の亜硫酸塩の濃度調整の
ために、スクラバー5の液溜めタンク119(図2)内
に酸素を含むガス120を供給し、硫酸塩とする。スク
ラバー5から吸収液の一部を流路110から抜き出し、
固液分離機8で固液分離し、硫酸塩を含む固形物は流路
114から抜き出し、排水は流路112から抜き出す。
【0042】前記固形物には重金属や水銀が含まれる
が、固形物は硬化器9に送られ、セメント等の硬化剤1
13及び /又は燃焼灰118と混ぜ、流路115から
安定な硬化物10として取り出す。硬化物10中の水銀
や重金属は硬化剤113及び/又は燃焼灰118中のア
ルミ、シリカなどと安定な固形物を形成する。従って、
硬化物10は雨水に晒されても、重金属などが溶出する
ことなく固定されるので、管理区域のバンカー等に投棄
できる。
【0043】固液分離機8から抜き出された排水は排水
処理装置11で放流できる基準を達成するように浄化処
理され、流路111から放流される。
【0044】スクラバー5にスプレ方式の気液接触装置
を採用した例を図2に示す。スクラバー5の下部に設け
た液溜めタンク119には、亜硫酸塩濃度を調整するた
めに酸素を含むガス(空気など)120を攪拌機124
で微粒化して吹き込む。液溜めタンク119には、タン
ク119内の吸収液(炭酸カルシウムなど)の水素イオ
ン濃度指数計としてのpH計125が設けられる。ま
た、液溜めタンク119内の吸収液中の亜硫酸濃度は直
読センサーが無いので、吸収液を採取して分析して測定
する。
【0045】液溜めタンク119内の吸収液は循環ポン
プ122により、気液接触装置のスプレ部121に供給
される。スプレ部121で微粒化された吸収液の液滴と
燃焼排ガス106が接触し、燃焼排ガス106中の硫黄
酸化物などの有害物が吸収液中に吸収される。有害物を
除去された浄化ガス108は加熱器6(図1)に送られ
る。
【0046】スクラバー5の吸収液中でS−N化合物か
ら生成する酸化性物質(S−N−Cl化合物)の生成を
抑制するため及び水銀が液中に溶出しないようにするた
めには、過剰な酸化処理を行わないことである。この酸
化性物質(S−N−Cl化合物)の生成の抑制及び水銀
の液中への溶出を防止するには、吸収液中の溶存酸素濃
度、酸化還元電位、亜硫酸塩濃度を管理する必要があ
る。
【0047】図3に示すグラフは吸収液中の溶存酸素濃
度と酸化性物質の生成量の関係を示す。吸収液中の溶存
酸素濃度が高くなるほど酸化性物質の生成量が増加する
ので、酸化性物質を抑制し、金属水銀が吸収液中に溶出
してくるのを防止するには、亜硫酸塩を酸化させるに際
して、過剰な酸化を防止することである。
【0048】また、図4に示すように、酸化性物質の生
成には吸収液の酸化還元電位が大きく関与している。吸
収液中の酸化還元電位が高まると酸化性物質の生成量が
増加しており、酸化性物質の生成量は吸収液中の酸化還
元電位と溶存酸素に密接に関係していることが分かる。
【0049】従って、スクラバー5内の吸収液中での酸
化性物質の生成量を抑制し、水銀を吸収液に溶出させな
いためには、吸収液中に亜硫酸塩を常に共存させる必要
がある。
【0050】図5に亜硫酸塩の代表例として、亜硫酸カ
ルシウムの溶解度と吸収液のpHの関係を示し、図6に
脱硫率と吸収液中の亜硫酸カルシウム濃度の関係を示
す。吸収液中のpHが5近傍では概略、吸収液1リット
ル当たり約1ミリモルの亜硫酸イオンが溶解している。
この溶解している亜硫酸イオンが存在している飽和溶解
度域までは脱硫性能は低下し、その後、亜硫酸塩濃度が
飽和溶解度以上になると、亜硫酸カルシウムが固体とし
て晶析してくる。この亜硫酸カルシウムが固体として共
存してくると、脱硫性能が僅か上昇してくる。これは、
亜硫酸カルシウム自体が緩衝作用を奏し、吸収液の界面
のpH低下を抑えるように働くためである。
【0051】従って、吸収液中の酸化性物質の生成抑
制、水銀の溶出防止のためには、本発明のように亜硫酸
塩を還元剤として吸収液に共存させ、亜硫酸塩濃度を吸
収液の飽和溶解度以下で運用すること、固体として亜硫
酸カルシウムを共存させて運用することができる。
【0052】しかし、吸収液中の亜硫酸塩は排水などC
OD物質として管理されているので、放流時には再酸化
して亜硫酸塩濃度を許容値以下に低減する必要がある。
ごみ焼却時には、ごみ100トン当たり、約0.75ト
ンの塩素量が含まれ、その中で燃焼性塩素量は約0.6
4トンと言われている。このうちの一部がダイオキシン
(ポリ塩化ジベンゾパラジオキシン)に含まれる。ダイ
オキシンには塩素原子8個が結合できるから、塩素原子
の配置位置により75種の異性体が存在する。これらダ
イオキシンの異性体の生成は燃料の燃焼過程での不完全
燃焼、燃焼ガスからの熱回収過程、燃焼ガスの冷却過程
及び排ガス処理過程で発生する。
【0053】石炭火力でのダイオキシンの発生量が燃焼
排ガス1立方メートル当たり、0.1ナノグラム以下と
少ないことから、ごみ燃焼時の硫黄添加について検討さ
れていることはすでに述べた。
【0054】本発明は、スクラバーの亜硫酸塩の供給物
質として、図1に示すように被焼却物(ごみ)100に
硫黄酸化物の供給物質として石炭101を混ぜ、焼却炉
2で混焼させることで、ダイオキシン類の生成量も減少
させるものである。
【0055】表1には、硫黄/塩素のモル比を調整して
被焼却物(ごみ)100と石炭101を混ぜて、焼却炉
2で燃焼させたときの燃焼排ガス中の硫黄/塩素のモル
比とダイオキシン類の生成量との関係を示す。
【0056】
【表1】
【0057】石炭で硫黄濃度を調整しない場合(石炭無
添加時)、ダイオキシン類の発生量は燃焼排ガス1立方
メートル当たり1000〜5000ナノグラムであるの
に対して、硫黄含有率を無添加時の約4倍に増加させる
と、ダイオキシン類の発生量を約1/100に低減でき
る。硫黄/塩素モル比の値を大きくすると更にダイオキ
シン類の発生量を低減できる。
【0058】スクラバー5から取り出した吸収液を固液
分離機8で固液分離した固形物は、吸収液中の吸収剤と
してカルシウム、バリウム、マグネシウム、ナトリウム
の水酸化物及び炭酸化物のいずれを用いるかにより成分
が異なる。例えば、炭酸カルシウムを吸収剤としたとき
には、固形物は2水塩の石膏が主成分となる。この石膏
内に水銀、重金属などが共存する。従って、この石膏を
有価物として使用しないで、水銀や重金属などが雨水な
どに晒されたときに溶出しないような安定化処理して管
理区域のバンカーに保管することが必要である。
【0059】重金属などが溶出しない程度に石膏を安定
化処理する方法としては、固液分離機8で固液分離した
固形物をセメントと混練し、固化することが有効であ
る。この時セメント中のCaO、Al、SiO
は重金属、石膏などと共に安定な固形物を作り、硬化物
に閉じこめることが可能である。この回収石膏に電気集
塵機8から回収される焼却灰を混練し、水熱反応を行わ
せることにより、重金属などを固形物から溶出させない
安定なエトリンガイト類似の複塩が生成する。
【0060】
【発明の効果】本発明は、燃焼排ガス中の有害物とし
て、窒素酸化物、硫黄酸化物、ハロゲン化合物、水銀化
合物、ダイオキシン類を除去する処理システムに関する
もので、特に、燃焼排ガス中の硫黄濃度を調整し、ダイ
オキシン類及び酸化性物質、水銀化合物を除去するよう
にしたものである。これによって、ごみ焼却炉などから
発生する燃焼排ガスの環境対策が可能であり、二次公害
を出さない処理システムが構築できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態の燃焼排ガスからの有害
物を処理するプロセスを示す図である。
【図2】 図1のフローの中のスクラバーの構成図であ
る。
【図3】 図1のスクラバー内の吸収液中の溶存酸素濃
度と酸化性物質の発生挙動の関係を示す図である。
【図4】 図1のスクラバー内の吸収液中の酸化還元電
位と酸化性物質の発生挙動の関係を示す図である。
【図5】 図1のスクラバー内での吸収液のpHと亜硫
酸カルシウム溶解度の関係を示す図である。
【図6】 図1のスクラバー内の吸収液中の亜硫酸塩濃
度と脱硫性能の関係を示す図である。
【符号の説明】
1 混合器 2 燃焼炉(焼却
炉) 3 脱硝装置 4 電気集塵機 5 スクラバー 6 ガス再加熱器 7 煙突 8 固液分離機 9 硬化器 10 硬化物 11 排水処理装置 100 被焼却物 101 硫黄供給物質(石炭) 102 混合排ガ
ス 103 アンモニヤ 104、105、
106 燃焼排ガス 107 吸収剤 108、109
浄化ガス 110、111、112、114、115 流路 113 硬化剤(例 セメント) 118 燃焼灰 119 液溜めタンク 120 酸素を含
むガス(例 空気) 121 スプレ部 122 循環ポン
プ 124 撹拌機 125 pH計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F23J 15/00 F23J 15/00 B 15/04 D (72)発明者 小山 俊太郎 茨城県日立市大みか町7丁目1番1号 株 式会社日立製作所電力・電機開発研究所内 (72)発明者 野沢 滋 広島県呉市宝町6番9号 バブコック日立 株式会社呉事業所内 Fターム(参考) 3K070 DA02 DA03 DA05 DA12 DA13 DA22 DA30 DA38 DA60 DA83 4D002 AA02 AA12 AA17 AA21 AA29 AB01 AC01 BA02 BA06 CA01 DA02 DA04 DA05 DA06 DA07 DA12 DA16 GB08 HA01

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ごみを含む被焼却物に硫黄含有物を混ぜ
    て混焼させ、前記硫黄酸化物を含む燃焼排ガス中の固形
    物を除去し、次いで燃焼排ガスを脱硝剤と接触させて燃
    焼排ガス中の窒素酸化物を除去した後に、カルシウム、
    マグネシウム、バリウム、ナトリウムの少なくともいず
    れかを含む水酸化物又は炭酸塩を水に溶解した又はスラ
    リー状にした吸収液を燃焼排ガスと接触させて吸収液に
    燃焼排ガス中の硫黄酸化物の一部を亜硫酸塩と硫酸塩と
    して捕集し、該亜硫酸塩を還元剤として燃焼排ガス中の
    ハロゲン化合物、水銀化合物を捕集することを特徴とす
    る燃焼排ガス中の有害物の除去方法。
  2. 【請求項2】 燃焼排ガス中の全塩素モル数の0.5モ
    ル以上の硫黄分が得られる量の硫黄含有物をごみを含む
    被焼却物に供給することを特徴とする請求項1記載の燃
    焼排ガス中の有害物の除去方法。
  3. 【請求項3】 吸収液中の亜硫酸塩濃度が1立方メート
    ル当たり零から2〜3ミリモルであることを特徴とする
    請求項1又は2記載の燃焼排ガス中の有害物の除去方
    法。
  4. 【請求項4】 吸収液中に塩化物として捕集した水銀を
    金属水銀として回収するために、吸収液中のpHが5以
    下で、亜硫酸塩濃度が零以上で該亜硫酸塩の飽和溶解度
    以下になるように吸収液を酸化調製し、スクラバーの気
    液接触部に搬送する吸収液の溶存酸素が零で、酸化還元
    電位が200ミリボルト以下になるように調整すること
    を特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の燃焼
    排ガス中の有害物の除去方法。
  5. 【請求項5】 吸収液中の亜硫酸塩濃度が飽和溶解度以
    下となるように、ごみを含む被焼却物に混ぜる石炭の供
    給量を調整することを特徴とする請求項1ないし4のい
    ずれかに記載の燃焼排ガス中の有害物の除去方法。
  6. 【請求項6】 燃焼排ガスを処理した後の吸収液中の固
    形分を分離除去した後の排水中の亜硫酸塩濃度が許容値
    以下になるように酸化させた後に放流することを特徴と
    する請求項1ないし5のいずれかに記載の燃焼排ガス中
    の有害物の除去方法。
  7. 【請求項7】 硫黄含有物は石炭であることを特徴とす
    る請求項1ないし6のいずれかに記載の燃焼排ガス中の
    有害物の除去方法。
  8. 【請求項8】 燃焼排ガスを処理した後の吸収液中の固
    形分を分離し、該固形分にセメントなどの硬化剤を混ぜ
    て固化することを特徴とする請求項1ないし7のいずれ
    かに記載の燃焼排ガス中の有害物の除去方法。
  9. 【請求項9】 ごみを含む被焼却物に硫黄含有物を混ぜ
    て混焼させる焼却炉と、 該焼却炉で発生した硫黄分を含む燃焼排ガス中の固形物
    を分離除去する電気集塵機と、 脱硝剤を供給して燃焼排ガス中の窒素酸化物を除去する
    脱硝装置と、 カルシウム、マグネシウム、バリウム、ナトリウムのい
    ずれかを含む水酸化物あるいは炭酸塩を水に溶解したも
    の又はスラリー状にしたものを吸収液として脱硝後の燃
    焼排ガスと接触させるスクラバーとを備えたことを特徴
    とする燃焼排ガス中の有害物の除去装置。
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