JP2003001041A

JP2003001041A - 廃棄物のガス化により生成するガスの洗浄方法

Info

Publication number: JP2003001041A
Application number: JP2001190851A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Sugimoto; 剛士杉本; Sadao Hirai; 貞夫平井
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2001-06-25
Filing date: 2001-06-25
Publication date: 2003-01-07

Abstract

(57)【要約】【課題】廃棄物のガス化により生成するガスの洗浄方
法において、洗浄時の生成ガスのHCl 除去率を安定さ
せ、さらには、固液分離装置の処理能力を高め生成ガス
洗浄設備の処理量を増加することが可能な洗浄方法の提
供。【解決手段】廃棄物のガス化により生成するガスを、
２≦pH≦３に調整した酸性水溶液で冷却・洗浄する廃棄
物のガス化により生成するガスの洗浄方法、並びに、廃
棄物のガス化により生成するガスを、２≦pH≦３に調整
した酸性水溶液で冷却・洗浄した後、洗浄液で洗浄し、
該冷却・洗浄に用いた酸性水溶液またはさらに前記洗浄
に用いた洗浄液の一部にアルカリを添加し、得られた処
理液を、好ましくは膜分離法を用いてろ過する廃棄物の
ガス化により生成するガスの洗浄方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地域社会の廃棄物
（一般廃棄物）または産業廃棄物などの廃棄物をガス化
し、得られる生成ガスを燃料用ガスなどとして回収する
廃棄物処理に関し、特に、上記生成ガスの洗浄方法に関
する。また、本発明は、上記生成ガスを洗浄水で冷却・
洗浄し、冷却・洗浄に用いた洗浄水へのアルカリ添加、
固液分離によって、廃棄物に由来する生成ガス中の亜鉛
（Zn）、鉄（Fe）、アルミニウム（Al）、鉛（Pb）など
の物質を回収する生成ガスの洗浄方法において、安定し
た固液分離装置の操業を行うことが可能な廃棄物のガス
化により生成するガスの洗浄方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、廃棄物のガス化溶融による燃料用
ガスおよびスラグ、メタルの回収の実用化が、ダイオキ
シン類などの有害物質の発生防止、廃棄物の有効活用の
面から急速に進められている。上記した廃棄物処理方法
は、廃棄物を高温反応塔（高温反応炉）でガス化し、得
られる生成ガスを、急冷・洗浄し、燃料用ガスとして回
収し、残渣をスラグ、メタルとして回収する廃棄物処理
方法である。

【０００３】一方、廃棄物のガス化処理においては、廃
棄物のガス化で生成したガスには、H₂、CO、CO₂などの
ガス成分以外に、廃棄物の種類に応じて、NH₃、H₂S お
よびHCl などのガス成分並びにFe、Al並びにZnやPbなど
の重金属の蒸発分などが含まれる。このため、生成ガス
を燃料用ガスなどとして回収すると共に、生成ガス中の
廃棄物に由来するFe、Al、Zn、Pbなどの有価物質を回収
する技術が検討されている。

【０００４】上記した技術としては、廃棄物のガス化に
よって生成するガスにpHが５以下の酸性水溶液を噴霧
し、急冷・洗浄することによって、ダイオキシン類の合
成を防止すると共に、生成ガス中の塩化鉄、蒸発亜鉛、
蒸発鉛などの不純物を酸性水溶液側に移行させ、急冷・
洗浄後の生成ガスに、さらにアルカリ性水溶液を噴霧
し、生成ガス中のHCl を吸収、除去する方法が開示され
ている（特開平10−165743号公報参照）。

【０００５】上記方法によれば、酸性水溶液による急冷
・洗浄によって、ダイオキシン類の合成が防止されると
共に、生成ガス中のNH₃、FeCl₃、FeCl₂およびZn、Pb
などの重金属が酸性水溶液に溶解あるいは捕捉される。
また、アルカリ性水溶液の噴霧によって、生成ガス中の
HCl など酸性水溶液による急冷・洗浄では吸収、捕捉し
きれなかった成分が吸収、除去される。

【０００６】また、上記方法によれば、酸性水溶液、ア
ルカリ性水溶液それぞれの一部を抜き出し、２段階の水
酸化物析出反応、固液分離によって鉄、亜鉛、鉛などを
回収する。上記した方法によって清浄化された生成ガス
（精製ガス）は燃料用ガスなどとして利用され、酸性水
溶液側およびアルカリ性水溶液側に移行し、固液分離に
よって回収された鉄、アルミニウムなどは高温反応塔
（高温反応炉）に再循環し、亜鉛、鉛などは有価物質と
して再利用される。

【０００７】しかしながら、上記した方法の場合、洗浄
水中のFe、AlおよびZn、Pbなどの重金属を分離、除去
し、洗浄水を再利用すると共に、Fe、AlおよびZn、Pbな
どの重金属を回収するためにはいくつかの課題が残って
おり、洗浄水の再利用および有価物質の回収の面からは
十分な技術といえない。すなわち、上記した方法の場
合、洗浄水にアルカリを添加した後、沈降分離によって
固液分離し、洗浄水を清浄化すると共にFe、Al、Zn、Pb
などの物質を回収するが、沈降分離の場合、処理速度に
制限を受け、固液分離装置の処理速度が律速となって廃
棄物のガス化により生成するガスの洗浄設備の処理量が
制限される。

【０００８】また、上記した方法の場合、洗浄による生
成ガスのHCl 除去率が変動すると共に、洗浄装置の付帯
装置および洗浄装置の後工程における配管、ガス精製装
置の腐食の問題を有している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、廃棄物のガ
ス化で生成するガスを洗浄水で冷却・洗浄し、該冷却・
洗浄に用いた洗浄水の固液分離によって、生成ガス中の
廃棄物に由来する鉄（Fe）、アルミニウム（Al）、亜鉛
（Zn）、鉛（Pb）などの物質を回収する工程において、
前記した従来技術の問題点を解決し、洗浄による生成ガ
スのHCl 除去率を高め、さらには、安定した固液分離装
置の操業を行うことが可能な廃棄物のガス化により生成
するガスの洗浄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】第１の発明は、廃棄物の
ガス化により生成するガスを、２≦pH≦３に調整した酸
性水溶液で冷却・洗浄することを特徴とする廃棄物のガ
ス化により生成するガスの洗浄方法である。第２の発明
は、廃棄物のガス化による生成するガスを２≦pH≦３に
調整した酸性水溶液で冷却・洗浄した後、洗浄液で洗浄
し、該冷却・洗浄に用いた酸性水溶液またはさらに前記
洗浄に用いた洗浄液の一部にアルカリを添加した後、ろ
過する水処理を行うことを特徴とする廃棄物のガス化で
生成するガスの洗浄方法である。

【００１１】前記水処理が、該冷却・洗浄に用いた酸性
水溶液またはさらに前記洗浄に用いた洗浄液の一部にア
ルカリを添加し、pHを４〜７とした後、ろ過する第１段
水処理工程と、該第１段水処理工程で得られたろ液にア
ルカリを添加し、pHを７〜11とした後、ろ過する第２段
水処理工程とから構成されることが好ましい。また、前
記したろ過の方法が膜分離法であることが好ましく、ま
た、前記した膜分離法が精密ろ過膜を用いた膜分離法で
あることが好ましい。

【００１２】また、前記したろ過によって、水酸化鉄、
水酸化アルミニウム、水酸化亜鉛および水酸化鉛から選
ばれる１種または２種以上を回収することが好ましい。
さらに、前記した第１段水処理工程におけるろ過によっ
て、水酸化鉄および／または水酸化アルミニウムを回収
し、前記した第２段水処理工程におけるろ過によって、
水酸化亜鉛および／または水酸化鉛を回収することが好
ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。図１に、本発明に係わる廃棄物処理設備の一例を
フローシートによって示す。図１の廃棄物処理設備は、
I.高温反応塔、II. ガス精製設備、III.洗浄水処理設備
から構成されている。

【００１４】以下、先ず、本発明に係わるI.高温反応
塔、II. ガス精製設備、III.洗浄水処理設備について説
明する。〔I.高温反応塔：〕高温反応塔（以下、反応塔とも記
す）においては、反応塔の下部に廃棄物が投入されると
共に、酸素が吹き込まれる。

【００１５】高温反応塔（：反応塔）内は、廃棄物の酸
素による部分酸化によって、1000℃以上に維持される。
反応塔に投入された廃棄物は、高温条件下で部分酸化あ
るいは熱分解によりガス化され、生成ガス（高温ガス化
生成ガス）が反応塔塔頂部から排出され、ガス精製設備
へ送給される。

【００１６】ガス精製設備で処理された生成ガス（以
下、精製ガスとも記す）は、燃料用ガスなどとして利用
する。また、廃棄物中のガラス、陶器、金属などの不燃
分は、反応塔塔底部において溶融し、溶融スラグ、溶融
金属が生成する。溶融スラグ、溶融金属は、比重分離に
よって分離し、冷却・固化後のスラグは、路盤材、セメ
ント原料などとして利用し、冷却・固化後の金属は、非
鉄製錬用原料、製鉄用原料などとして利用する。

【００１７】なお、高温反応塔に投入する廃棄物の形態
は特に制限を受けるものではなく、高温反応塔の処理効
率の面から、廃棄物として、事前に乾留・炭化処理を施
した廃棄物の乾留・炭化物を投入することもできる。〔II. ガス精製設備：〕反応塔塔頂部から排出される廃
棄物のガス化により生成するガス（：生成ガス）は、ガ
ス精製設備へ送給される。

【００１８】ガス精製設備に送給された生成ガスは、先
ず、ガス急冷・洗浄装置（以下、第１洗浄装置とも記
す）において、酸性水溶液で冷却・洗浄される。この過
程で、高温の生成ガスは、急冷され、ダイオキシン類の
合成が防止されると共に、生成ガス中のアンモニア、塩
化鉄、蒸発亜鉛、蒸発鉛および微細カーボン粒子などが
酸性水溶液に溶解あるいは捕捉される。

【００１９】急冷・洗浄された生成ガスは、さらに、ガ
ス洗浄装置（以下、第２洗浄装置とも記す）において洗
浄され、第１洗浄装置の酸性水溶液で吸収、捕捉しきれ
なかったHCl ガスなどを吸収・除去する。ガス洗浄装置
（：第２洗浄装置）において再度洗浄された生成ガス
は、ガス精製装置において、脱硫などの処理を行う。

【００２０】ガス精製装置で処理された生成ガス（精製
ガス）は、燃料用ガスなどとして有効利用される。〔III.洗浄水処理設備：〕前記したガス精製設備におけ
るガス急冷・洗浄装置（：第１洗浄装置）においては冷
却・洗浄水（酸性水溶液）が循環・再利用され、また、
ガス洗浄装置（：第２洗浄装置）においても洗浄水が循
環・再利用される。

【００２１】この場合、第１洗浄装置の冷却・洗浄水中
および第２洗浄装置の洗浄水中には不純物成分が蓄積す
る。このため、ガス急冷・洗浄装置（：第１洗浄装置）
の冷却・洗浄水およびガス洗浄装置（：第２洗浄装置）
の洗浄水それぞれの一部を適宜抜き出し、洗浄水処理設
備に送給し、処理する。

【００２２】すなわち、第１洗浄装置から抜き出した冷
却・洗浄水（循環冷却・洗浄水）と第２洗浄装置から抜
き出した洗浄水（循環洗浄水）との混合水溶液（以下、
被処理水とも記す）を、洗浄水処理設備の第１中和槽に
送給し、該被処理水にNaOHなどのアルカリ剤を添加し、
被処理水のpHを高める。この結果、被処理水中の鉄イオ
ン、アルミニウムイオンそれぞれが水酸化鉄、水酸化ア
ルミニウムとして析出する。

【００２３】第１中和槽で処理した被処理水は、第１固
液分離装置に送給し、固液分離を行い、水酸化鉄、水酸
化アルミニウムを固形分として分離・回収する。第１固
液分離装置で回収した水酸化鉄、水酸化アルミニウムな
どは、高温反応塔に再循環し、メタル、スラグとして回
収し再利用する。固液分離によって水酸化鉄、水酸化ア
ルミニウムが分離された被処理水（ろ液）は、第２中和
槽に送給し、NaOHなどのアルカリ剤を添加し、被処理水
のpHをさらに高める。

【００２４】この結果、被処理水中の亜鉛イオン、鉛イ
オンそれぞれが水酸化亜鉛、水酸化鉛として析出する。
第２中和槽で処理した被処理水は、第２固液分離装置に
送給し、固液分離を行い、有価物質である水酸化亜鉛、
水酸化鉛を固形分として分離・回収する。固液分離によ
って水酸化亜鉛、水酸化鉛が分離された被処理水は、次
工程の浄化装置に送給しさらに塩類を除去し、得られた
清浄水は、本発明に係わる廃棄物処理設備の前記したガ
ス精製設備の冷却・洗浄水、洗浄水の補給水などとして
利用することができる。

【００２５】以上、本発明に係わる廃棄物処理設備につ
いて述べたが、廃棄物をガス化溶融する場合、生成ガス
中の不純物の含有量は廃棄物の種類によって大きく変動
する。例えば、一般廃棄物の場合、廃棄物中の塩素含有
量は0.5 〜1.5 ％程度で比較的安定しているのに対し、
産業廃棄物の場合、内容物が種々雑多であり、塩化ビニ
ル樹脂を多く含む産業廃棄物の場合、塩素含有量は５％
以上となる。

【００２６】廃棄物のガス化反応において、塩素は塩化
水素となり、その多くがガス急冷・洗浄装置（第１洗浄
装置）の循環冷却・洗浄水に吸収される。一方、廃棄物
中の有機物に多く含まれる窒素分は、ガス化反応におい
てアンモニアとなり、同じく第１洗浄装置の循環冷却・
洗浄水に吸収される。この結果、ガス急冷・洗浄装置
（第１洗浄装置）の循環冷却・洗浄水のpHは、高温反応
塔で処理する廃棄物の成分に依存する。

【００２７】廃棄物が塩化ビニル樹脂などを多く含み、
高温ガス化によって塩化水素などの酸性ガスを多量に生
成する場合、第１洗浄装置の循環冷却・洗浄水のpHは容
易に１以下に下がる。本発明者らは、前記した図１の廃
棄物処理設備を用いて塩化ビニル樹脂を多く含む廃棄物
を処理し、洗浄水処理設備において、廃棄物中に含まれ
る代表的な重金属である亜鉛の回収実験を行った。

【００２８】亜鉛の回収実験においては、図１に示す第
１固液分離装置で水酸化鉄、水酸化アルミニウムおよび
カーボン粒子などを分離した後、第２中和槽でpHを９と
し、亜鉛、鉛など重金属の水酸化物を析出させ、第２固
液分離装置で固液分離を行い、亜鉛、鉛など重金属の水
酸化物を回収した。その結果、下記(1) 〜(4) の問題が
生じた。

【００２９】(1) 洗浄水処理設備における処理量の制
限：洗浄水処理設備の第１固液分離装置、第２固液分離
装置として沈降槽（シックナー）を用いた場合、固液分
離装置の処理速度が律速となって洗浄水の処理速度に制
限を受け、廃棄物のガス化により生成するガスのガス精
製設備の処理量が制限された。

【００３０】(2) ろ過装置の閉塞：洗浄水の処理速度を
上げるために洗浄水処理設備の第１固液分離装置、第２
固液分離装置として孔径：0.2 μm の精密ろ過膜を用い
た膜分離装置を配設した結果、膜の目詰まりが著しく、
固液分離装置の処理速度が低下した。 (3) 生成ガスの清浄度の変動：生成ガスのHCl 除去率が
変動した。

【００３１】これは、ガス急冷・洗浄装置（第１洗浄装
置）の循環冷却・洗浄水のpHが１以下と極度に低下した
ため、HCl の吸収が阻害されたと考えられる。 (4) 冷却・洗浄水循環装置の装置部材の腐食：上記した
第１洗浄装置の循環冷却・洗浄水のpHの極度の低下によ
り、第１洗浄装置の冷却・洗浄水循環装置の装置部材に
腐食が生じた。

【００３２】本発明者らは、上記したろ過方式の固液分
離装置におけるろ過膜、ろ布の目詰まりについて考察し
た結果、第１洗浄装置の循環冷却・洗浄水のpHの低下に
よって、循環冷却・洗浄水中で廃棄物に起因するZn、S
n、Fe、Pbなどの金属とClとが反応した複合塩が生成
し、これが目詰まりの原因ではないかと考えた。このた
め、ガス急冷・洗浄装置（第１洗浄装置）の循環冷却・
洗浄水に水酸化ナトリウム（以下、NaOHと記す）を添加
し、循環冷却・洗浄水のpHを常時一定範囲内になるよう
に調整した。

【００３３】その結果、pHを２以上とすることによっ
て、第１洗浄装置の循環冷却・洗浄水の一部抜き出し液
の処理設備である洗浄水処理設備の第１固液分離装置、
第２固液分離装置におけるろ過膜、ろ布の目詰まりが軽
減され、安定した固液分離装置の操業が行えることが分
かった。さらに、pHを２以上３以下とすることによっ
て、廃棄物のガス化により生成するガス中のHCl 除去率
が安定すると共に、ガス急冷・洗浄装置（第１洗浄装
置）の冷却・洗浄水循環装置の装置部材の腐食を抑制す
ることができた。

【００３４】上記した実験結果から、ガス急冷・洗浄装
置（第１洗浄装置）の循環冷却・洗浄水のpHを２以上３
以下とすることによって、上記した問題点を解決するこ
とが可能であることが分かった。さらに廃棄物のガス化
により生成するガス中のFe、Al、Zn、Pbなどの物質をガ
ス精製設備で効果的に溶解・吸収するためには、ガス急
冷・洗浄装置（第１洗浄装置）の循環冷却・洗浄水のpH
を低下させる必要がある。

【００３５】すなわち、pH：４〜５程度では重金属を循
環冷却・洗浄水中に効果的に溶解・吸収させることがで
きない。廃棄物の種類によっては、pH調整を行わないと
pHが上昇し、例えば都市ゴミを処理した実験において
は、無薬注で、循環冷却・洗浄水のpHが4.2 まで上昇し
た。

【００３６】上記したpHの上昇に対しては、循環冷却・
洗浄水にHCl を添加することで対応でき、循環冷却・洗
浄水のpHを３以下に制限することによって、重金属を循
環冷却・洗浄水中に効果的に溶解・吸収させることがで
きる。以上述べたように、本発明においては、廃棄物の
ガス化により生成する生成ガスを、２≦pH≦３に調整し
た酸性水溶液で冷却・洗浄する。

【００３７】次に、本発明における洗浄水処理方法につ
いて述べる。本発明においては、廃棄物のガス化により
生成するガス（：生成ガス）の冷却・洗浄に用いた酸性
水溶液（循環冷却・洗浄水）またはさらに冷却・洗浄後
の第２洗浄に用いた洗浄液の一部を抜き出し、洗浄水処
理設備に送給し、処理する。すなわち、ガス急冷・洗浄
装置（第１洗浄装置）から抜き出した酸性水溶液（循環
冷却・洗浄水）（：以下：被処理水とも記す）にNaOHな
どのアルカリ剤を添加し、得られた処理液をろ過し、冷
却・洗浄水を清浄化すると共に、生成ガス中の廃棄物に
由来する鉄、アルミニウム、亜鉛、鉛などの物質を回収
する。

【００３８】また、本発明においては、前記水処理が前
記冷却・洗浄に用いた酸性水溶液またはさらに前記第２
洗浄に用いた洗浄液の一部にアルカリを添加し、pHを４
〜７とした後、ろ過する第１段水処理工程と、該第１段
水処理工程で得られた処理液（ろ液）にアルカリを添加
し、pHを７〜11とした後、ろ過する第２段処理工程とか
ら構成されることが好ましい。

【００３９】また、本発明においては、上記したろ過の
方法が膜分離法であることが好ましく、さらには、上記
した膜分離法が精密ろ過膜を用いた膜分離法であること
が好ましい。以下、前記した図１に示す本発明に係わる
廃棄物処理設備に基づき、本発明における洗浄水処理方
法について説明する。

【００４０】前記したように、図１に示すガス精製設備
におけるガス急冷・洗浄装置（：第１洗浄装置）におい
ては冷却・洗浄水（酸性水溶液）が循環・再利用され、
また、ガス洗浄装置（：第２洗浄装置）においても洗浄
水が循環・再利用される。この場合、第１洗浄装置の冷
却・洗浄水中および第２洗浄装置の洗浄水中には不純物
成分が蓄積する。

【００４１】このため、ガス急冷・洗浄装置（：第１洗
浄装置）の冷却・洗浄水またはさらにガス洗浄装置（：
第２洗浄装置）の洗浄水それぞれの一部を適宜抜き出
し、洗浄水処理設備に送給し、処理する。すなわち、第
１洗浄装置から抜き出した冷却・洗浄水（循環冷却・洗
浄水）と第２洗浄装置から抜き出した洗浄水（循環洗浄
水）との混合水溶液（：被処理水）を、第１中和槽およ
び第１固液分離装置を有する第１段水処理工程におい
て、下記の処理を行うことが好ましい。

【００４２】〔第１段水処理工程：〕被処理水を、洗浄
水処理設備の第１中和槽に送給し、被処理水にNaOHなど
のアルカリ剤を添加し、被処理水のpHを高める。この結
果、被処理水中の鉄イオン、アルミイオンそれぞれが水
酸化鉄、水酸化アルミニウムとして析出する。

【００４３】第１中和槽で処理した被処理水は、第１固
液分離装置に送給し、固液分離を行い、水酸化鉄、水酸
化アルミニウムを固形分として分離・回収する。第１中
和槽における被処理水のpHは、NaOHなどのアルカリ剤の
添加によって、４〜７に調整することが好ましい。さら
に好ましくは 4.5〜 6.5である。これは、上記pHを４〜
７に調整することによって、被処理水中の鉄イオン、ア
ルミニウムイオンを水酸化物として選択的に析出するこ
とが可能なためである。

【００４４】固液分離によって水酸化鉄、水酸化アルミ
ニウムが分離、除去された被処理水は、第２中和槽およ
び第２固液分離装置を有する第２段水処理工程におい
て、下記の処理を行う。〔第２段水処理工程：〕被処理水を、洗浄水処理設備の
第２中和槽に送給し、被処理水にNaOHなどのアルカリ剤
を添加し、被処理水のpHをさらに高める。

【００４５】この結果、被処理水中の亜鉛イオン、鉛イ
オンそれぞれが水酸化亜鉛、水酸化鉛として析出する。
第２中和槽で処理した被処理水は、第２固液分離装置に
送給し、固液分離を行い、水酸化亜鉛、水酸化鉛を固形
分として分離・回収する。第２中和槽における被処理水
のpHは、NaOHなどのアルカリ剤の添加によって、７〜11
に調整することが好ましい。さらに好ましくは 7.5〜1
0.5である。

【００４６】これは、上記pHを７〜11に調整することに
よって、被処理水中の亜鉛イオン、鉛イオンを水酸化物
として選択的に析出することが可能なためである。本発
明におけるアルカリ剤としては特に制限を受けるもので
はないが、回収物中のアルカリ剤に起因する塩類の含有
量を低減する面から、アルカリ剤としてNaOHを用いるこ
とが好ましい。

【００４７】なお、アルカリ剤としては、NaOHなどのア
ルカリそのものを用いてもよく、またNaOHなどのアルカ
リを含有するアルカリ性水溶液を用いてもよい。本発明
においては、第１固液分離装置、第２固液分離装置にお
ける固液分離方法として、比重沈降分離法、遠心分離
法、ろ材を用いたろ過法、精密ろ過膜、限外ろ過膜、逆
浸透膜などを用いた膜分離法などを用いることができ
る。

【００４８】本発明においては、第１固液分離装置、第
２固液分離装置における固液分離方法として、ろ過法を
用いることが好ましい。これは、固液分離方法として、
ろ過法を用いることによって、被処理水中に析出する水
酸化物を分離効率に優れた方法で迅速に分離でき、固液
分離装置の分離効率および処理速度を高めることがで
き、廃棄物のガス化により生成するガスの洗浄設備の能
力を最大限利用できるためである。

【００４９】本発明によれば、ガス急冷・洗浄装置（：
第１洗浄装置）の冷却・洗浄水（循環冷却・洗浄水）の
pHを２以上３以下とすることによって、第１洗浄装置の
循環冷却・洗浄水の抜き出し液の処理設備である洗浄水
処理設備の第１固液分離装置、第２固液分離装置におけ
るろ過膜、ろ布、ろ材の目詰まりが軽減される。この結
果、固液分離方法として、ろ過法を用いることが可能と
なり、廃棄物に由来する熱分解ガス中の鉄、アルミニウ
ム、亜鉛、鉛などの物質の分離・回収を効率に優れた方
法で行うことができる。

【００５０】なお、本発明におけるろ過法とは、ろ材を
用いたろ過法または精密ろ過膜、限外ろ過膜、逆浸透膜
などを用いた膜分離法を示す。さらに、本発明において
は、ろ過法として、精密ろ過膜を用いた膜分離法を用い
ることがさらに好ましい。これは、廃棄物熱分解ガスの
冷却・洗浄水にアルカリを添加した後の被処理水のろ過
法として、精密ろ過膜を用いた膜分離法を用いることに
よって、設備がコンパクトになり、ろ過水の水質が向上
する効果が得られるためである。

【００５１】なお、本発明においては、第１固液分離装
置、第２固液分離装置のうち、少なくとも第２固液分離
装置の固液分離方法として、ろ過法、さらに好ましくは
精密ろ過膜を用いた膜分離法を用いることが好ましい。
これは、第２固液分離装置の固液分離方法として、好ま
しくは精密ろ過膜を用いた膜分離法である、ろ過法を用
いることによって、ろ過水の水質が向上する効果が得ら
れるためである。

【００５２】固液分離によって水酸化亜鉛、水酸化鉛が
分離された被処理水は、洗浄水浄化装置に送給される。
洗浄水浄化装置においては、被処理水を中和した後、イ
オン交換器に通水し、不純物である残留陽イオンおよび
陰イオンを除去する。洗浄水浄化装置で処理して得られ
た清浄水は、本発明に係わる廃棄物処理設備の前記した
ガス精製設備の冷却・洗浄水、洗浄水の補給水などとし
て利用することができる。

【００５３】以上、本発明について述べたが、本発明に
よれば、冷却・洗浄水（循環冷却・洗浄水）のpHを、HC
l などの酸および／またはNaOHなどのアルカリを用いて
常時２≦pH≦３に調整することで、下記(1) 〜(3) の優
れた効果が得られる。 (1) 生成ガスのHCl 除去率が安定する。 (2) 生成ガス中の重金属を循環冷却・洗浄水中に効果的
に溶解・吸収させることができる。

【００５４】(3) ガス急冷・洗浄装置（第１洗浄装置）
の冷却・洗浄水循環装置の装置部材の腐食を抑制するこ
とができる。 (4) 洗浄水処理設備の第１固液分離装置、第２固液分離
装置の固液分離法としてろ過法を用いることが可能とな
り、冷却・洗浄水の清浄化、再利用、並びに、廃棄物に
由来する生成ガス中の鉄、アルミニウム、亜鉛、鉛など
の物質の分離・回収を効率に優れた方法で行うことがで
きる。

【００５５】この結果、例えば生成ガス中の亜鉛を、亜
鉛製錬などにおける亜鉛原料として活用することができ
る。なお、冷却・洗浄水（循環冷却・洗浄水）のpHを、
酸で調整するか、アルカリで調整するか、酸およびアル
カリの両者で調整するかは、処理する廃棄物の組成によ
って選択することができる。

【００５６】廃棄物の組成変動が小さく、酸またはアル
カリのどちらか一方でpHを２≦pH≦３の範囲内に調整で
きる場合は、どちらか一方の薬品添加設備、すなわち酸
添加設備またはアルカリ添加設備を設ければよい。

【００５７】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに具体
的に説明する。本実施例においては、前記した図１の廃
棄物処理設備を用いて塩化ビニル樹脂を含む産業廃棄物
（：塩素含有量＝4.5 質量％）を処理した。また、廃棄
物のガス化により生成する生成ガスを、ガス精製設備で
処理し、ガス精製設備の第１洗浄装置から抜き出した循
環冷却・洗浄水と第２洗浄装置から抜き出した循環洗浄
水との混合水溶液（：被処理水）を洗浄水処理設備にお
いて処理し、被処理水の清浄化および亜鉛、鉛の回収実
験を行った。

【００５８】なお、洗浄水処理設備における第１固液分
離装置、第２固液分離装置としては、孔径：0.2 μm の
精密ろ過膜（材質：ポリプロピレン、Microdyn Modulba
u GmbH社製の膜モジュール）を用いた膜分離装置を配設
して試験を行った。すなわち、上記した産業廃棄物を、
酸素が吹き込まれ、1050℃以上に保持された高温反応塔
（：反応塔）内の下部に投入し、廃棄物中の可燃分をガ
ス化し、廃棄物中の不燃分を溶融した。

【００５９】反応塔で生成した生成ガスは、ガス精製設
備へ送給し、精製ガスとして回収した。また、反応塔塔
底部の溶融スラグ、溶融金属は、比重分離によって分離
し、冷却・固化後、スラグ、メタルとして回収した。ガ
ス精製設備においては、反応塔から送給される生成ガス
を、下記の方法で処理し精製ガスを回収した。

【００６０】すなわち、反応塔から送給される生成ガス
を、先ず、ガス急冷・洗浄装置（：第１洗浄装置）で、
冷却・洗浄水循環装置から供給されるpHを２≦pH≦３に
調整した酸性水溶液（循環水）の噴霧で急冷・洗浄し
た。上記した酸性水溶液（循環水）のpHの調整は、HCl
またはNaClの添加によって行った。

【００６１】HCl 、NaClの添加量の調整は、pH計による
自動添加制御によって行った。急冷・洗浄した熱分解ガ
スは、さらに、ガス洗浄装置（：第２洗浄装置）におい
てNaOHの添加によってpHを6.5 ≦pH≦7.5 に調整した中
性域の循環洗浄水の噴霧で洗浄した。上記洗浄後の生成
ガスをガス精製装置に送給し、脱硫などを行い精製し、
精製ガスを得た。

【００６２】一方、第１洗浄装置の冷却・洗浄水循環装
置および第２洗浄装置の洗浄水循環装置から一部抜き出
した循環冷却・洗浄水（酸性水溶液）および循環洗浄水
を洗浄水処理設備に送給した。洗浄水処理設備において
は、先ず、第１中和槽において、上記した循環冷却・洗
浄水（酸性水溶液）および循環洗浄水の混合水溶液（：
被処理水）にNaOHを添加し、被処理水のpHを５とし、水
酸化鉄、水酸化アルミニウムなどを析出させ、第１固液
分離装置（：膜分離装置）で固形分を分離した。

【００６３】次に、第１固液分離装置で固形分を分離・
除去（回収）した被処理水を、第２中和槽に送給し、Na
OHの添加によってpHを９とし、水酸化亜鉛、水酸化鉛な
どを析出させ、第２固液分離装置（：膜分離装置）で固
形分を分離し、水酸化亜鉛、水酸化鉛などを固形分とし
て回収した。次に、第２固液分離装置で固形分を分離・
除去（回収）した被処理水を、洗浄水浄化装置に送給し
た。洗浄水浄化装置において被処理水を中和した後、イ
オン交換器に通水し、不純物である残留陽イオンおよび
陰イオンを除去し、排水基準を満足するように処理し
た。

【００６４】上記した産業廃棄物の処理および亜鉛、鉛
の回収試験において、第２固液分離装置（：膜分離装
置）で分離した固形分（回収物、固液分離後の残渣）の
亜鉛含有量は、45％であった。上記した試験において
は、ガス急冷・洗浄装置（：第１洗浄装置）の酸性水溶
液（循環冷却・洗浄水）のpHを２≦pH≦３の範囲内に調
整することによって、第１固液分離装置（：膜分離装
置）、第２固液分離装置（：膜分離装置）における閉塞
は生ぜず、廃棄物に由来する亜鉛を高濃度で回収できる
と共に、生成ガスのHCl 除去率が安定し、ガス急冷・洗
浄装置（第１洗浄装置）の冷却・洗浄水循環装置の装置
部材の腐食も抑制することができた。

【００６５】

【発明の効果】本発明によれば、下記の優れた効果を得
ることができる。 (1) 生成ガスのHCl 除去率が安定する。 (2) 生成ガス中の重金属を循環冷却・洗浄水中に効果的
に溶解・吸収させることができる。

【００６６】(3) ガス急冷・洗浄装置（第１洗浄装置）
の冷却・洗浄水循環装置の装置部材の腐食を抑制するこ
とができる。 (4) 洗浄水処理設備の第１固液分離装置、第２固液分離
装置の固液分離法としてろ過法を用いることが可能とな
り、冷却・洗浄水の清浄化、再利用、並びに、廃棄物に
由来する熱分解ガス中の鉄、アルミニウム、亜鉛、鉛な
どの物質の分離・回収を効率に優れた方法で行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる廃棄物処理設備の一例を示すフ
ローシートである。

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｃ０２Ｆ 1/64 Ｃ２２Ｂ 7/00 ＨＣ２２Ｂ 7/00 Ｂ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢＦターム(参考） 4D004 AA06 AA46 AB03 AC05 BA03 BA05 CA27 4D006 GA07 KA01 KB14 KB30 MC23 PB08 PB22 4D020 AA04 AA10 BA12 BB03 CB25 DA03 DB08 4D038 AA08 AB60 AB66 AB69 AB74 AB79 BA04 BB13 4K001 AA02 AA10 AA20 AA30 BA14 CA44

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃棄物のガス化により生成するガスを、
２≦pH≦３に調整した酸性水溶液で冷却・洗浄すること
を特徴とする廃棄物のガス化により生成するガスの洗浄
方法。
【請求項２】廃棄物のガス化により生成するガスを２
≦pH≦３に調整した酸性水溶液で冷却・洗浄した後、洗
浄液で洗浄し、該冷却・洗浄に用いた酸性水溶液または
さらに前記洗浄に用いた洗浄液の一部にアルカリを添加
した後、ろ過する水処理を行うことを特徴とする廃棄物
のガス化により生成するガスの洗浄方法。
【請求項３】前記水処理が該冷却・洗浄に用いた酸性
水溶液またはさらに前記洗浄に用いた洗浄液の一部にア
ルカリを添加し、pHを４〜７とした後、ろ過する第１段
水処理工程と、該第１段水処理工程で得られたろ液にア
ルカリを添加し、pHを７〜11とした後、ろ過する第２段
水処理工程とから構成されることを特徴とする請求項２
記載の廃棄物のガス化により生成するガスの洗浄方法。
【請求項４】前記ろ過の方法が膜分離法であることを
特徴とする請求項２または３記載の廃棄物のガス化によ
り生成するガスの洗浄方法。
【請求項５】前記した膜分離法が精密ろ過膜を用いた
膜分離法であることを特徴とする請求項４記載の廃棄物
のガス化により生成するガスの洗浄方法。
【請求項６】前記したろ過によって、水酸化鉄、水酸
化アルミニウム、水酸化亜鉛および水酸化鉛から選ばれ
る１種または２種以上を回収することを特徴とする請求
項２〜５いずれかに記載の廃棄物のガス化により生成す
るガスの洗浄方法。
【請求項７】前記した第１段水処理工程におけるろ過
によって、水酸化鉄および／または水酸化アルミニウム
を回収し、前記した第２段水処理工程におけるろ過によ
って、水酸化亜鉛および／または水酸化鉛を回収するこ
とを特徴とする請求項３〜５いずれかに記載の廃棄物の
ガス化により生成するガスの洗浄方法。