JP2002001268A - 飛灰及び排煙処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】飛灰洗浄液と脱硫液とを複分解させ、複分解反
応後に排出・濃縮される塩溶解液の量を低減若しくは不
要にするとともに、飛灰中の消石灰を有効利用する飛灰
及び排煙の処理方法を提供する。 【解決手段】飛灰洗浄装置１から排出される洗浄溶液
と、脱硫装置６から排出される脱硫液とを混合して複分
解させ、得られた生成物を固液分離し、分離後の塩溶解
液を飛灰洗浄装置１に戻して飛灰中の消石灰と反応さ
せ、再生した脱硫剤は排煙脱硫装置６に戻し、反応によ
り生成した塩化カルシウムを含む洗浄溶液は複分解槽２
に導入する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、焼却炉の飛灰及び
ボイラー等の排煙の処理方法、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に石灰で処理された
飛灰及び亜硫酸ガス等の硫黄化合物を含む排煙を処理す
る方法に関するものであり、さらにセメント工場で塩素
バイパスシステムより発生する塩化カリウムを主とした
バイパスダストも合わせて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。したがって、燃
焼ガスに伴われる飛灰中には、本来のゴミの焼却灰分以
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
３〜５倍量の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、灰分及び未反応石灰
を含む固形分はセメント原料とし、洗浄後の洗浄溶液は
その中に含まれる重金属をｐＨ調整、薬品等による凝集
沈殿等で除去して基本的には無害化した後、放流する方
法が行われている。

【０００４】しかしながら、上記放流液中には塩化カル
シウム等の塩が含まれており、下水道以外の海や河川に
は放流できない。このような塩を回収する方法として、
上記洗浄溶液に排煙脱硫装置から排出された脱硫液を加
えて複分解反応させ、有用な二水石膏とＨＣｌとを得る
方法が知られている。

【０００５】具体的に、脱硫剤として水酸化マグネシウ
ムを使用した場合で説明すると、脱硫液としては、硫酸
マグネシウム溶液が排出され、これが洗浄溶液中の塩化
カルシウムと複分解反応して、次式（１）のように二水
石膏と塩化マグネシウムとが生成する。

【０００６】 ＣａＣｌ₂ ＋ＭｇＳＯ₄ ＋２Ｈ₂ Ｏ→ＣａＳＯ₄ ・２Ｈ₂ Ｏ＋ＭｇＣｌ₂ …（１） 上記複分解反応で得られた塩化マグネシウムは水に溶解
するため、この塩化マグネシウムを含む塩溶解液は二水
石膏と固液分離したのち、次の濃縮・重金属除去工程を
経て加熱分解することにより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利用し、後者は水で吸
収して高純度の塩酸を得る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記処理方法は、単独
では処理が困難であった飛灰洗浄液と、脱硫装置から排
出される脱硫液とを組合わせて反応させることにより有
用な物質を回収することができるというきわめて有用な
処理方法ではあるが、飛灰洗浄液と脱硫液とを複分解反
応させて二水石膏を固液分離した後に多量の塩溶解液
（塩化マグネシウム液）が残り、液中の塩化マグネシウ
ムを利用・回収するためには先ずこれを濃縮する必要が
あり、多大の熱エネルギーが必要とされていた。

【０００８】また、焼却炉から排出される飛灰は、その
量及び質が一定しないのに対して、ボイラー排煙は概ね
一定である。複分解反応においては、飛灰の洗浄液量と
脱硫液量とを適正に維持する必要があることから、飛灰
の洗浄液の変動に応じて脱硫液量を調整するという繁雑
な作業が必要となる。

【０００９】そこで、本発明においては、濃縮すべき塩
溶解液の量を低減若しくは不要にするとともに、効率の
よい飛灰及び排煙の処理方法を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】複分解工程後に多量の塩
溶解液が生じる原因としては、第１に脱硫装置におい
て、脱硫液が排出されるとその分だけ新たな脱硫液を脱
硫装置に供給していた点にあり、これにより塩溶解液が
累積的に増加する結果となっていた。

【００１１】そこで、本発明においては、石灰処理した
飛灰に水を加えて洗浄し、固形分と塩化カルシウムを含
む洗浄溶液とに固液分離する飛灰洗浄工程と、硫黄酸化
物を含む排煙を脱硫剤を含む処理液と接触させ、硫黄酸
化物を処理液中に吸収させる脱硫工程と、脱硫工程後の
処理液を酸素を含むガスで処理して硫酸塩を含む脱硫液
に変換する酸化工程と、洗浄溶液と脱硫液とを混合して
反応させる複分解工程とを有する飛灰及び排煙処理方法
において、複分解工程で得られた生成物を二水石膏と塩
溶解液とに固液分離し、塩溶解液を脱硫工程に戻すこと
を特徴とするものである。

【００１２】すなわち、本発明においては、塩溶解液の
少なくとも一部を脱硫装置に戻し、この液で脱硫を行わ
せることにし、新たに調整すべき処理液量を低減若しく
は不要とするものである。

【００１３】上記処理方法においては、飛灰とともにセ
メント工場の塩素バイパスシステムから回収されるバイ
パスダストを処理することが可能となる。この場合、バ
イパスダストの主成分である塩化カリウムは、洗浄溶液
中に溶解して次の複分解工程に送られ、さらに脱硫工程
あるいは飛灰洗浄工程に戻されることになるが、反応に
関与することなく液中に存在し、最終的には塩回収工程
において他の塩化物と分別されて精製回収される。ま
た、バイパスダスト中の重金属類は、飛灰洗浄工程にお
いて飛灰の固形分とともにキルンに送られてセメント原
料として利用される。従って、以下の説明においては飛
灰洗浄工程では飛灰及びバイパスダストをともに処理す
るものとして記述する。

【００１４】脱硫剤としては特に制限なく使用すること
ができ、具体的に、水酸化マグネシウムや酸化マグネシ
ウム等のマグネシウム系脱硫剤、水酸化アンモニウムや
アンモニア等のアンモニア系脱硫剤、又は水酸化ナトリ
ウム等のナトリウム系脱硫剤を挙げることができる。

【００１５】一例として、脱硫剤として水酸化マグネシ
ウムを使用した場合について説明すると、脱硫液として
硫酸マグネシウム液が排出され、この脱硫液と洗浄溶液
とが反応して塩化マグネシウムを含有する塩溶解液が生
じ、この塩溶解液を排煙脱硫装置に供給し、脱硫剤を含
む処理液として使用する。

【００１６】脱硫剤である水酸化マグネシウムは、塩化
マグネシウム、塩化カリウム等と塩溶解液中で共存する
ことになるが、それぞれの塩の濃度は低いため、脱硫工
程における硫黄化合物の塩溶解液（処理液）への吸収を
阻害しない。

【００１７】さらに、多量の塩溶解液が生じる他の要因
としては、飛灰洗浄用水が挙げられる。洗浄用の水とし
ては、前述のごとく、飛灰に対して約３〜５倍の量が使
用されるため、これがそのまま洗浄溶液として複分解槽
に供給されることになる。

【００１８】そこで、本発明においては、複分解工程で
得られた生成物を二水石膏と塩溶解液とに固液分離し、
塩溶解液を飛灰洗浄工程に戻す構成を採用可能とした。
これにより新たに使用する洗浄用水の量を低減若しくは
不要とすることができる。なお、複分解工程においては
洗浄溶液に含まれる塩化カルシウムと同モルの塩化物が
生成して塩溶解液に溶解することになるが、洗浄溶液及
び脱硫液に含まれる多量の水で希釈されるため、十分に
低濃度であり飛灰の洗浄性に影響を及ぼすおそれはな
い。

【００１９】二水石膏を分離した後の塩溶解液は、脱硫
工程又は飛灰洗浄工程のいずれに戻してもよいが、両工
程に分配して戻すようにすれば濃縮工程にかける塩溶解
液の量をさらに低減若しくは不要とすることが可能にな
る。

【００２０】飛灰中には、前述のように多量の消石灰が
含まれている。一例として、某市ストーカー飛灰の組成
を記すと、飛灰１ｔｏｎ中、ＣａＣｌ₂ ２６３ｋｇ、
Ｃａ（ＯＨ）₂ ５４６ｋｇ、ＳｉＯ₂ 及びＡｌ₂ Ｏ₃
５７ｋｇ、ＮａＣｌ１ｋｇ、ＫＣｌ １ｋｇ、残りは
重金属・未燃カーボンその他である。

【００２１】また、セメントキルンの塩素バイパスから
抜き出したバグフィルターダストの組成の一例は、Ｓｉ
Ｏ₂ 及びＡｌ₂ Ｏ₃ ５．６％、Ｋ₂ Ｏ ３０％、Ｃａ
Ｏ２３％、Ｃｌ ２２％であり、重金属は特にＰｂが多
く、約１／２がＫＣｌと考えられる。

【００２２】上記焼却飛灰の組成において、ＣａＣｌ₂
は２４６ｋｇ→２．３５ｋｍｏｌ、Ｃａ（ＯＨ）2 は５
５５ｋｇ→７．３８ｋｍｏｌであり、ＣａＣｌ₂ に対応
する排煙脱硫は、ＳＯ_x 除去量を１３００ｐｐｍ／Ｎｍ
³ とすれば、排煙約４×１０ ⁴ Ｎｍ³ ／ｈｒで約４０ｔ
ｏｎ／ｈｒ蒸気発生量に対応するが、Ｃａ（ＯＨ）₂を
利用できれば、約１３×１０⁴ Ｎｍ³ ／ｈｒで約１３０
ｔｏｎ蒸気発生ボイラーの排煙脱硫用に供することが可
能となり、きわめて経済的価値が高い。

【００２３】そこで、本発明においては、脱硫剤とし
て、マグネシウム系脱硫剤、または、アンモニア系脱硫
剤を使用し、複分解工程で得られた塩溶解液を飛灰洗浄
工程に戻すことにより、塩溶解液と飛灰中の消石灰とを
反応させる構成を採用可能とした。

【００２４】上記構成によれば、塩溶解液中の塩化物が
飛灰中に含まれる消石灰と複分解反応して塩化カルシウ
ムを生成し、脱硫液の処理に供することが可能となる。
脱硫剤として水酸化マグネシウムを使用した場合には、
酸化工程からは脱硫液として硫酸マグネシウム水溶液が
排出され、複分解工程後の塩溶解液として塩化マグネシ
ウム水溶液が得られる。

【００２５】この塩溶解液の少なくとも一部を飛灰洗浄
工程に戻すと、次式（２）の反応により水溶性の塩化カ
ルシウムと不水溶性の水酸化マグネシウムとが生成す
る。

【００２６】 Ｃａ（ＯＨ）₂ ＋ＭｇＣｌ₂ →ＣａＣｌ₂ ＋Ｍｇ（ＯＨ）₂ ↓ …（２） 濾別されたＭｇ（ＯＨ）₂ を含む固形分は脱硫工程に戻
され、Ｍｇ（ＯＨ）₂は脱硫剤として再利用される。処
理液中には灰分が分散された状態となっているが、処理
液に対する灰分の量はわずかであり、硫黄化合物の処理
液中への吸収及び酸化を阻害するおそれはない。この灰
分は、脱硫液が酸化工程から排出されたときに濾別され
てセメントキルンへ供給される。

【００２７】脱硫剤として水酸化アンモニウムを使用し
た場合には、酸化工程からは脱硫液として硫酸アンモニ
ウム水溶液が排出され、複分解工程後の塩溶解液として
塩化アンモニウム水溶液が得られる。この塩溶解液の少
なくとも一部を飛灰洗浄工程に戻すと次式（３）の反応
により水溶性の塩化カルシウムと水酸化アンモニウムと
が生成する。

【００２８】 Ｃａ（ＯＨ）₂ ＋２ＮＨＣｌ₂ →ＣａＣｌ₂ ＋２ＮＨ₄ ＯＨ …（３） 式（３）において、ＣａＣｌ₂ 、ＮＨ₄ ＯＨはともに水
溶性であるが、アンモニアストリッパーによりＮＨ₄ Ｏ
ＨをＮＨ₃ の形で分離して、このＮＨ₃ は脱硫剤として
脱硫工程に戻される。

【００２９】以上説明したように、脱硫剤として、マグ
ネシウム系脱硫剤、または、アンモニア系脱硫剤を使用
し、複分解工程で得られた塩溶解液を飛灰洗浄工程に戻
すようにすれば、脱硫剤の再生が可能となる。さらに、
今までセメント原料としてしか用途がなかった消石灰を
塩化カルシウムに変換することが可能となり、これによ
り多量の脱硫液を処理でき、非常に効率のよい飛灰及び
排煙の処理方法を提供することができる。

【００３０】また、脱硫剤がマグネシウム系又はアンモ
ニア系のもので、複分解工程に供給される飛灰量の減少
により過剰となった脱硫液を脱硫液複分解槽に導入し、
消石灰を加えて脱硫液中の脱硫剤を再生させ、この再生
脱硫剤を含む再生処理液を脱硫工程に戻すようにすれ
ば、飛灰の供給量の変化に対応して、常に適正な量の脱
硫液を供給することが可能となるとともに、過剰な脱硫
液は次式（４）、（５）に示す反応により、それぞれ安
価な消石灰で液中の脱硫剤を再生することが可能とな
る。

【００３１】 ＭｇＳＯ₄ ＋Ｃａ（ＯＨ）₂ ＋２Ｈ₂ Ｏ →ＣａＳＯ₄ ・２Ｈ₂ Ｏ＋Ｍｇ（ＯＨ）₂ …（４） （ＮＨ₄ ）₂ ＳＯ₄ ＋Ｃａ（ＯＨ）₂ ＋２Ｈ₂ Ｏ →ＣａＳＯ₄ ・２Ｈ₂ Ｏ＋２ＮＨ₄ ＯＨ …（５） 上記式（４）、（５）において、排煙脱硫装置内に、直
接、消石灰を供給すると、二水石膏によるスケールトラ
ブルが発生するため、脱硫液を一旦外部に導出し、そこ
で消石灰を供給することにより、スケール生成を防止す
ることが可能となる。また、再生処理液を脱硫工程に戻
す際には、予め固液分離して二水石膏を除去して溶液の
みを脱硫工程に供給することが可能である。また、二水
石膏とともに再生処理液を脱硫工程に戻し、その後複分
解工程で生成する二水石膏とともに処理することにより
二水石膏の分離機も１台で処理することができる。

【００３２】前述のように、飛灰中には重金属が含まれ
ており、完全に近い除去が必要となる。実際の処理にお
いては、飛灰洗浄工程のｐＨが１２．５〜１２．７と高
いため、大部分の重金属はここで析出して灰分などの固
形分とともに除去される。両性金属であるＰｂ、Ｚｎは
液中に残存するが、ｐＨを９前後に調整することでいず
れも水酸化物として除去可能となり、検出最下限値まで
低下させることができる。

【００３３】Ｈｇについては、別にキレート樹脂により
処理可能であり、ダイオキシンについては、飛灰から液
中に再溶出しないことが確認されている。しかし、塩回
収工程では、液を濃縮して塩化マグネシウム、塩化カリ
ウムを結晶化させるため、ごく微量のＳＳ（固形浮遊
物）、重金属も全部結晶に同伴されることになる。

【００３４】そこで、本発明においては、重金属処理し
た液を濃縮し、一度、塩化物を全部結晶化させ、それを
水で再溶解して精製した後に分別結晶させる構成を採用
可能とした。これにより、塩溶解液から高品位の塩化マ
グネシウム、塩化カリウム等の塩化物を分離することが
できる。

【００３５】以上説明したように、本発明においてはそ
のままでは使用用途のない塩化カルシウムを複分解反応
させることにより有用物に転換することが可能となる。
例えば、二水石膏はセメント原料に利用することがで
き、塩化マグネシウムは海水から水酸化マグネシウムを
製造する際の原料となる。また、塩化アンモニウムや塩
化カリウムは肥料として使用することが可能であり、塩
化ナトリウムは、電解して水酸化ナトリウムと塩素とを
得たり、アンモニアソーダ法により炭酸ナトリウムから
水酸化ナトリウムを得ることも可能である。

【００３６】

【発明の実施の形態】［第１の実施形態］図１は、本発
明の第１の実施形態を示すフローチャートである。先
ず、飛灰洗浄装置１で飛灰及びバイパスダストを水で洗
浄して可溶性の塩化カルシウム、塩化カリウムなどの塩
を抽出する。不溶解性の灰分や消石灰等からなる固形分
は固液分離してキルンへ供給し、セメント原料とする。

【００３７】濾液（洗浄溶液）は、塩化カルシウムを主
として含有する溶液（塩化カリウム含む）であり、複分
解槽２に供給され、排煙脱硫装置６から排出される脱硫
液と複分解反応し、二水石膏と可溶性の塩化物とが生成
する。この際、洗浄溶液中の塩化カリウムは反応に関与
しない。

【００３８】上記複分解反応においては、塩化カルシウ
ムと硫酸マグネシウムの液温が共に５０℃前後で、反応
後の塩が塩化マグネシウムであるので、適当な滞留時間
を保持すれば良好な二水石膏を得ることができる。その
後、複分解槽２で二水石膏を濾別した後の塩化マグネシ
ウム、塩化カリウム等を含有する塩溶解液の少なくとも
一部を、バイパス路８により、排煙脱硫装置６に戻し、
この液で脱硫を行わせることにより、新たに調整すべき
処理液量を低減若しくは不要とすることが可能となる。

【００３９】残りの塩溶解液は、濃縮装置３に導入され
て液濃度が高められる。このとき、図２のごとく、濃縮
装置３としてボイラー７から排出された排煙温度を低下
させるためのガス冷却塔２０に塩溶解液を導入し、断熱
冷却による蒸発で飛灰洗浄に不都合が生じない程度に液
を濃縮することも可能である。

【００４０】重金属除去装置４におくられた濃縮液は定
法によりＰｂ、Ｚｎ、Ｈｇ等の重金属が除去される。そ
の後、塩溶解液は、塩回収装置５に導入され、ＫＣｌ、
ＭｇＣｌ等の塩が回収される。

【００４１】［第２の実施形態］図３は、本発明の第２
の実施形態を示すフローチャート図である。本実施形態
においては、特定の脱硫剤を使用して得られる塩溶解液
をバイパス路９を利用して飛灰洗浄装置１に戻し、飛灰
中に含まれる消石灰と反応させることにより消石灰を脱
硫液と反応可能な塩化カルシウムに変換した点に特徴が
ある。

【００４２】すなわち、本実施形態においては、脱硫剤
として水酸化マグネシウムを使用しており、これにより
複分解工程後には塩溶解液として主に塩化マグネシウム
を含む水溶液が得られる。この塩溶解液の少なくとも一
部をバイパス路９により飛灰洗浄装置１に戻すと、飛灰
中の消石灰と反応して、塩化カルシウムと不水溶性の水
酸化マグネシウムとが生成する。

【００４３】上記反応生成物は、固液分離され、水酸化
マグネシウムを含む灰分は、パイプ１０により排煙脱硫
装置１に供給され、水酸化マグネシウムは脱硫剤として
再利用される。灰分は、分離機１１で濾別されてセメン
トキルンへ送られ、濾液は硫酸マグネシウム、塩化カリ
ウム、塩化マグネシウムを含んで複分解槽２に供給され
る。

【００４４】［第３の実施形態］図４は、本発明の第３
の実施形態を示すフローチャート図である。塩溶解液を
バイパス路９を利用して飛灰洗浄装置１に戻し、飛灰中
に含まれる消石灰と反応させる点は第２の実施形態と同
様であるが、脱硫剤としてアンモニアを使用した点に特
徴がある。

【００４５】すなわち、脱硫剤としてアンモニアを使用
した場合には、塩溶解液として主に塩化アンモニウムを
含んだ水溶液が得られる。この塩溶解液の少なくとも一
部をバイパス路９により飛灰洗浄装置１に戻すと、反応
により塩化カルシウムと水酸化アンモニウムとが生成す
る。

【００４６】得られた生成物はいずれも水溶性である
が、飛灰洗浄装置１に付設されたアンモニアストリッパ
ーにより反応後の液にスチームを吹き込むことにより、
水酸化アンモニウムは気体のアンモニアとして遊離する
ため、このアンモニアをパイプ１２で排煙脱硫装置６に
戻して脱硫剤として再利用する。

【００４７】［第４の実施形態］図５は、本発明の第４
の実施形態を示すフローチャート図である。本実施形態
においては、複分解槽２以外に排煙脱硫装置６に脱硫液
複分解槽２１を付設した点に特徴があり、これにより飛
灰の供給量の変動による洗浄溶液量の変化に対応して常
に適正な量の脱硫液を供給することが可能となる。

【００４８】すなわち、複分解槽２に供給される洗浄溶
液量が減少した場合、排煙脱硫装置６内で過剰となった
脱硫液は脱硫液複分解槽２１に導入され、さらに脱硫液
複分解槽２１に消石灰が投入され、複分解反応により二
水石膏と脱硫剤である水酸化マグネシウムが生成する。
このようにして再生した処理液は、二水石膏とともに排
煙脱硫装置１に戻される。

【００４９】

【実施例】以下、前述の飛灰及びバイパスダスト組成を
基にした実施例を示す（以下、濃度はｋｇ／１００ｋｇ
・Ｈ₂ Ｏで示す。）。なお、以下の例では、飛灰１ｔｏ
ｎ／ｈｒ、バイパスダスト（ＫＣｌ ５０％とする）２
００ｋｇ／ｈｒ、ボイラー１００Ｔ／ｈｒ、スチーム発
生量１０×10⁴ Ｎｍ／ｈｒ、ＳＯ₂ の除去は１３００ｐ
ｐｍ／Ｎｍ³ （５．８ｋｍｏｌ／ｈｒ）とし、ＭｇＳＯ
₄ 、ＭｇＣｌ₂ の場合の例とする。

【００５０】［実施例１］塩溶解液（ＭｇＣｌ₂ 溶液）
を脱硫の吸収液として利用する事例図６により、飛灰洗
浄装置１に、飛灰１０００ｋｇ／ｈｒ、バイパスダスト
２００ｋｇ／ｈｒに水５０００ｋｇ／ｈｒを加えて攪拌
し、可溶性のＣｌを溶出させ、主としてＣａＣｌ₂ 溶液
からなる洗浄溶液と不溶性の固形分（飛灰ケーキ）とし
て、濾過機１３で分離する。

【００５１】飛灰ケーキは、Ｃａ（ＯＨ）₂ ５４６ｋｇ
／ｈｒ、灰分（ＳｉＯ₂ 、Ａｌ₂ Ｏ ₃ 、Ｆｅ₂ Ｏ₃ ）５
７ｋｇ／ｈｒ、未燃カーボン等で、水洗してセメントキ
ルンに投入する。

【００５２】濾液である洗浄溶液は、水５０００ｋｇ／
ｈｒに対してＣａＣｌ₂ ２６３ｋｇ（５．３％）、ＫＣ
ｌ １００ｋｇ（２％）を含有し、複分解槽２に連続的
に供給され、排煙脱硫装置６から供給されるＭｇＳＯ₄
を含有する脱硫液と混合して複分解反応を行う。

【００５３】ＣａＣｌ２ ６３ｋｇを含む洗浄溶液は、
酸化塔よりの反応当量の等しいＭｇＳＯ₄ ２８２ｋｇを
含む脱硫液と反応し、ＭｇＣｌ₂ ２２６ｋｇ／ｈｒと二
水石膏４０４ｋｇ／ｈｒを生成する。これに後述する排
煙脱硫装置６内で調整生成される二水石膏５９３ｋｇ／
ｈｒが加わって合計９９８ｋｇ／ｈｒが濾過機１４で濾
別されてセメントの混合剤に供せられる。

【００５４】濾液である塩溶解液は脱硫液を含むため、
ＭｇＣｌ₂ ４．５％、ＫＣｌ ２％、水１００００ｋｇ
／ｈｒとなり、そのうち水５０００ｋｇの溶液はバイパ
ス路８により排煙脱硫装置１へ供給される。

【００５５】排煙脱硫装置６では、ＳＯ₂ 除去量より
５．８ｋｍｏｌのＭｇＳＯ₄ が生成するのに対し、洗浄
溶液中のＣａＣｌ₂ ２．３５ｋｍｏｌと同モルのＭｇＳ
Ｏ₄ が消費されるので、その差３．４５ｋｍｏｌ（４１
５ｋｇ／ｈｒ）のＭｇＳＯ₄ は過剰となるため複分解槽
２１へ抜き出し、Ｃａ（ＯＨ）₂ ２５５ｋｇ／ｈｒを加
えて複分解させ、Ｍｇ（ＯＨ）₂ ２００ｋｇ／ｈｒ、二
水石膏５９３ｋｇ／ｈｒとして排煙脱硫装置６へ戻す。

【００５６】排煙脱硫装置６の吸収塔へは上記Ｍｇ（Ｏ
Ｈ）₂ と合わせて５．８ｋｍｏｌのＳＯ₂ を除去するた
めに２．３５ｋｍｏｌのＭｇ（ＯＨ）₂ １２７ｋｇと、
３．４５ｋｍｏｌのＣａ（ＯＨ）₂ ２５５ｋｇを供給し
て、次のような脱硫液として複分解槽２に送る。脱硫液
の組成は、ＫＣｌ ４％、ＭｇＣｌ₂ ４．５％、ＭｇＳ
Ｏ4 ５．６％、水５０００ｋｇ／ｈｒである。

【００５７】前述のごとく、バイパス路８から排煙脱硫
装置６にまわした後に残った５０００ｋｇＷの塩溶解液
は、パイプ２２で高温ガス冷却塔２０に供給され、濃縮
されて水約３０００ｋｇを蒸発させ、水２０００ｋｇ／
ｈｒ、ＭｇＣｌ₂ １１．５％、ＫＣｌ ５％程度に濃縮
して重金属除去装置１５に入れる。

【００５８】重金属除去装置１５では、常法に従い、ｐ
Ｈを９．５前後に調整し、Ｚｎ、Ｐｂを凝集沈殿させ、
フィルタープレスで重金属を除去する。その後Ｈｇはキ
レート樹脂等により除去して無害化し濃縮缶１６にて濃
縮・結晶化し、ここで結晶を取り出し、ＭｇＣｌ₂ ２２
５ｋｇ、ＫＣｌ １００ｋｇを得る。ここまでの工程は
連続操作とするが、以降の工程はバッチ操作とする。

【００５９】１日当り約５４００ｋｇのＭｇＣｌ₂ 、２
４００ｋｇのＫＣｌを再溶解槽１７に投入して約３２０
０ｋｇの水で再溶解し、再度、重金属装置１８で重金属
・ＳＳ分を除去し、同時に塩の組成を計測確認した後、
分別晶析装置１９に導入して加熱・冷却操作法で分別晶
析を行い、純度の高い結晶粒径の大きいＭｇＣｌ₂ 、Ｋ
Ｃｌを回収することができる。

【００６０】［実施例２］塩溶解液（ＭｇＣｌ₂ 溶液）
を飛灰洗浄に利用する事例飛灰及びバイパスダストの組
成を実施例１の組成と同一とすると、ＣａＣｌ₂量に対
して必要となるＭｇＳＯ₄ は２．３５ｋｍｏｌとなる。
また、後述するように塩溶解液と飛灰中の消石灰とを反
応させてＣａ（ＯＨ）₂ をＣａＣｌ₂ に変換したときに
このＣａＣｌ₂ に対して必要となるＭｇＳＯ₄ は７．３
８ｋｍｏｌとなる。

【００６１】したがって、ボイラーに対応するとそれぞ
れ４×１０⁴ 、１３×１０⁴ Ｎｍ³／ｈｒ、すなわち、
４０Ｔと１３０Ｔボイラーで合計１７０Ｔボイラーとな
る。

【００６２】図７により説明すると、飛灰１Ｔ、バイパ
スダスト２００ｋｇと５０００ｋｇの水をバイパス路９
によって塩溶解液（ＭｇＣｌ₂ ４．５％、ＫＣｌ ２．
０％、水１５７３０ｋｇ／ｈｒの液）を飛灰洗浄槽１に
供給してＣａＣｌ₂ の溶出と、Ｃａ（ＯＨ）₂ との反応
を進行させて、これを濾過機１３でＭｇ（ＯＨ）₂ ４２
８ｋｇ／ｈｒ、灰５７ｋｇを含有する固形分と、ＣａＣ
ｌ₂ を５．２５％含有する２０７３０ｋｇ／ｈｒの塩溶
解液とを分離する。

【００６３】上記固形分は、排煙脱硫装置６に送って脱
硫に供され、酸化処理をして灰を含んだＭｇＳＯ₄ 溶液
とする。生成ＭｇＳＯ₄ は１１６８ｋｇ／ｈｒ、灰５７
ｋｇ、水２３３６０ｋｇ／ｈｒとなり、灰の濃度は０．
２５％と小さく、煙煤を入れても０．５％以下のスラリ
ーである。濾過機１１で灰分を分離した後の脱硫液は、
ＭｇＳＯ₄ ５％、ＫＣｌ ２．０３％、ＭｇＣｌ₂ ４．
５％、水２３３６０ｋｇ／ｈｒである。

【００６４】この脱硫液と上記ＣａＣｌ₂ を含む洗浄溶
液とを複分解槽２で反応を完結させて濾過機１４にて１
６７３ｋｇ／ｈｒの二水石膏と、ＭｇＣｌ₂ ４．０％、
ＫＣｌ ０．６％、水４４１００ｋｇ／ｈｒの塩溶解液
とに分離し、その３６％をバイパス路９により飛灰洗浄
槽１へ、他の一部５３％をバイパス路８により排煙脱硫
装置６へ戻し、系外から飛灰洗浄槽１に入れた５０００
ｋｇの水に相当する５０００ｋｇの水を４．５％ＭｇＣ
ｌ₂ 、４．５％ＫＣｌ液をパイプ２０にてガス冷却塔８
に供給されて濃縮される。重金属除去装置１５以降は実
施例１と同じ工程とする。

【００６５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、飛灰洗浄後の洗浄溶液と、脱硫装置から排出
される脱硫液とを混合して複分解させて得られた生成物
を固液分離し、分離後の塩溶解液を脱硫装置及び／又は
飛灰洗浄装置に戻すことにより多量の塩溶解液の濃縮が
不要になる。従って、上記飛灰洗浄装置と脱硫装置とを
組合せれば、多量の塩溶解液を放流する必要がなくな
り、特に、いかなる立地条件でも飛灰の処理事業が行え
るという利点がある。

【００６６】また、塩溶解液を飛灰洗浄装置に戻す場合
において、脱硫剤としてマグネシウム系又はアンモニア
系のものを使用すれば、飛灰中の消石灰を塩化カルシウ
ムに変換することができ、多量の脱硫液の処理が可能と
なる。さらに、脱硫剤の再生が可能となり、非常に効率
のよい飛灰及び排煙の処理方法を提供することができ
る。

【００６７】また、複分解工程に供給される飛灰量の減
少により過剰となった脱硫液を脱硫液複分解槽に導入
し、消石灰を加えて脱硫液中の脱硫剤を再生させ、この
再生脱硫剤を含む再生処理液を脱硫工程に戻すようにす
れば、飛灰の供給量の変化に対応して常に適正な量の脱
硫液を供給することが可能になるとともに、過剰な脱硫
液は安価な消石灰で再生することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示すフローチャート
図

【図２】図１において、濃縮装置としてガス冷却塔を使
用した構成を示す図

【図３】本発明の第２の実施形態を示すフローチャート
図

【図４】本発明の第３の実施形態を示すフローチャート
図

【図５】本発明の第４の実施形態を示すフローチャート
図

【図６】実施例１の構成を示すフローチャート図

【図７】実施例２の構成を示すフローチャート図

【符号の説明】

１ 飛灰洗浄装置 ２ 複分解槽 ６ 排煙脱硫装置 ８、９ バイパス路 ２１ 脱硫液複分解槽

───────────────────────────────────────────────────── 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 15/04 Ｆ２３Ｊ 15/00 Ｊ Ｆターム(参考） 3K070 DA03 DA14 DA16 DA18 DA23 DA43 DA44 4D002 AA01 AA02 AC01 BA02 BA12 DA02 DA06 DA07 DA11 DA12 DA17 EA07 EA08 EA13 FA03 FA05 FA10 HA02 HA08 4D004 AA37 AB03 AB05 AB06 BA02 CA13 CA15 CA34 CA35 CA36 CA40 CB02 CB34 CC03 CC11

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 石灰処理した飛灰に水を加えて洗浄し、
   固形分と塩化カルシウムを含む洗浄溶液とに固液分離す
   る飛灰洗浄工程と、硫黄化合物を含む排煙を脱硫剤を含
   む処理液と接触させ、前記硫黄酸化物を処理液中に吸収
   させる脱硫工程と、脱硫工程後の処理液を酸素を含むガ
   スで処理して硫酸塩を含む脱硫液に変換する酸化工程
   と、前記洗浄溶液と、前記脱硫液とを混合して反応させ
   る複分解工程とを有する飛灰及び排煙処理方法におい
   て、複分解工程で得られた生成物を二水石膏と塩溶解液
   とに固液分離し、該塩溶解液を前記脱硫工程に戻すこと
   を特徴とする飛灰及び排煙処理方法。
2. 【請求項２】 石灰処理した飛灰に水を加えて洗浄し、
   固形分と塩化カルシウムを含む洗浄溶液とに固液分離す
   る飛灰洗浄工程と、硫黄酸化物を含む排煙を、脱硫剤を
   含む処理液と接触させ、前記硫黄酸化物を処理液中に吸
   収させる脱硫工程と、脱硫工程後の処理液を酸素を含む
   ガスで処理して硫酸塩を含む脱硫液に変換する酸化工程
   と、前記洗浄溶液と、前記脱硫液とを混合して反応させ
   る複分解工程とを有する飛灰及び排煙処理方法におい
   て、複分解工程で得られた生成物を二水石膏と塩溶解液
   とに固液分離し、該塩溶解液を前記飛灰洗浄工程に戻す
   ことを特徴とする飛灰及び排煙処理方法。
3. 【請求項３】 前記脱硫剤がマグネシウム系脱硫剤であ
   り、飛灰洗浄工程に戻した塩溶解液中の塩化マグネシウ
   ムと、飛灰中に含まれる消石灰とを反応させて塩化カル
   シウムと水酸化マグネシウムとを生成させて固液分離
   し、水酸化マグネシウムを含む固形分は脱硫工程に戻し
   て水酸化マグネシウムを脱硫剤として利用し、塩化カル
   シウムを含む洗浄溶液は複分解工程に供給することを特
   徴とする請求項２記載の飛灰及び排煙処理方法。
4. 【請求項４】 前記脱硫剤がアンモニア系脱硫剤であ
   り、飛灰洗浄工程に戻した塩溶解液中の塩化アンモニウ
   ムと、飛灰中に含まれる消石灰とを反応させて塩化カル
   シウムと水酸化アンモニウムを生成させ、このうち水酸
   化アンモニウムはアンモニアとして分離して前記脱硫工
   程に戻して脱硫剤として利用し、塩化カルシウムを含む
   洗浄溶液は複分解工程に供給することを特徴とする請求
   項２記載の飛灰及び排煙処理方法。
5. 【請求項５】 石灰処理した飛灰に水を加えて洗浄し、
   固形分と塩化カルシウムを含む洗浄溶液とに固液分離す
   る飛灰洗浄工程と、硫黄酸化物を含む排煙を、脱硫剤を
   含む処理液と接触させ、前記硫黄酸化物を処理液中に吸
   収させる脱硫工程と、脱硫工程後の処理液を酸素を含む
   ガスで処理して硫酸塩を含む脱硫液に変換する酸化工程
   と、前記洗浄溶液と、前記脱硫液とを混合して反応させ
   る複分解工程とを有する飛灰及び排煙処理方法におい
   て、前記脱硫剤が、マグネシウム系脱硫剤又はアンモニ
   ア系脱硫剤であり、複分解工程に供給される飛灰量の減
   少により過剰となった脱硫液を脱硫液複分解槽に導入
   し、消石灰を加えて脱硫液中の脱硫剤を再生させ、この
   再生脱硫剤を含む再生処理液を脱硫工程に戻すことを特
   徴とする飛灰及び排煙処理方法。
6. 【請求項６】 塩溶解液を濃縮して塩化物を結晶化さ
   せ、析出した結晶を固液分離して水に再溶解させた後、
   精製して分別結晶させることを特徴とする請求項１〜５
   のいずれかに記載の飛灰及び排煙処理方法。