JP2003117345A

JP2003117345A - 脱塩用組成物、剥離用助剤組成物

Info

Publication number: JP2003117345A
Application number: JP2001318944A
Authority: JP
Inventors: Toshiharu Inaba; 利晴稲葉; Naoki Hatta; 直樹八田; Kazuyo Fujisawa; 和代藤澤; Keizo Hazama; 敬三挟間; Gentaro Takasuka; 玄太郎高須賀; Kimiaki Sugiura; 公昭杉浦
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 2001-10-17
Filing date: 2001-10-17
Publication date: 2003-04-22

Abstract

(57)【要約】【課題】排ガスの脱塩処理とともに飛灰中に含まれる
ハロゲン化芳香族化合物の除去を可能にする手段を提供
すること。【解決手段】脱塩用組成物は、少なくとも、（ａ）酸
化触媒能を持つ薬剤および（ｂ）アルカリ性反応剤を含
有し、さらに、（ｃ）剥離剤および／または（ｄ）不定
形炭素粒子を配合することもできる。この脱塩用組成物
は、排ガス処理装置の集塵装置より上流位置で排ガス中
に供給され、集塵装置で（ａ）酸化触媒能を持つ薬剤を
含む飛灰を回収し、酸素および水蒸気の存在下で３００
℃以上の温度まで加熱した後、速やかに２００℃以下に
冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、脱塩用組成物およ
び剥離用助剤組成物に関し、より詳細には、ごみ焼却炉
等からの排ガスを処理する過程で排ガス中に添加して使
用される脱塩用組成物および剥離用助剤組成物に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ごみ焼却炉などから排出される排ガスの
処理においては、排ガス中に含まれるＳＯｘやＨＣｌな
どの有害酸性成分を除去（いわゆる脱塩・脱硫処理）す
る目的で、通常バグフィルタ等の集塵装置よりも上流側
で、脱塩剤と呼ばれる消石灰（水酸化カルシウム）［Ｃ
ａ（ＯＨ）_２］や、酸化カルシウム（ＣａＯ）、炭酸カ
ルシウム（ＣａＣＯ_３）、炭酸ナトリウム（Ｎａ_２ＣＯ
_３）、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ_３）等のアルカ
リ性反応剤が混合される。排ガスに混合されたアルカリ
性反応剤は、集塵装置がバグフィルタである場合には、
その濾布面にアルカリ性反応剤の層を形成し、排ガス中
の有害酸性成分は、この層を通過する際にアルカリ性反
応剤により中和され、濾布面に捕集される。この濾布面
に捕集された中和反応物は、吸湿性が高く固化しやすい
ため、濾布洗浄時の剥離性が著しく悪い。また、飛灰や
アルカリ性反応剤も同様に吸湿性を持つため、濾布の目
詰まりを起こし易い。このため、脱塩剤中には、アルカ
リ性反応剤とともに剥離剤（脱塩助剤）を供給する方法
が採られてきた（特開平４−７８４０９号公報）。

【０００３】また、排ガス中には前記有害酸成分以外
に、ダイオキシン類などのハロゲン化芳香族化合物が含
まれている可能性があるため、これらを除去する目的で
特開平４−８７６２４号公報や特開平５−３１３２３号
公報では、脱塩剤中に粉末状活性炭や活性白土を添加す
る方法が提案されている。一方、特開平１１−２６７５
０７号公報では、ごみの焼却にあたってダイオキシン類
の生成を抑制するため、特定条件で一酸化炭素を二酸化
炭素に転化できる性質を持った特殊な鉄化合物触媒を間
欠運転型焼却炉の燃焼室または再燃焼室に直接噴霧添加
して燃焼ガスと接触させる方法が提案されている。

【０００４】上記特開平４−８７６２４号公報、特開平
５−３１３２３号公報や、特開平１１−２６７５０７号
公報の方法は排ガス中のダイオキシン類の除去を目的と
するものであり、バグフィルタ等の集塵装置から回収さ
れた飛灰中に含まれるダイオキシン類の除去については
考慮されていない。ところが、ごみ等の焼却過程で生成
したハロゲン化芳香族化合物の中で、排ガス中に含まれ
るものの割合は約２割に過ぎず、残りの約８割は飛灰中
に存在することが判明している。しかし、上記特開平４
−８７６２４号公報、特開平５−３１３２３号公報記載
の方法における粉末状活性炭は、飛灰中に含まれるハロ
ゲン化芳香族化合物には作用しない。また、特開平１１
−２６７５０７号公報記載の鉄化合物触媒は、２５０℃
付近の温度で作用するものであるが、通常バグフィルタ
は２００〜２３０℃以下の温度で使用する必要があるた
め、飛灰と混合状態にあったとしても、ハロゲン化芳香
族化合物を分解することはできない。したがって、上記
公報に記載の方法は、飛灰中に含まれるハロゲン化芳香
族化合物の分解・除去には有効でなく、飛灰中には多量
のハロゲン化芳香族化合物が残存する結果となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、排ガ
スの脱塩処理とともに飛灰中に含まれるハロゲン化芳香
族化合物の除去を可能にする手段を提供することであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１に記載の脱塩用組成物の発明は、少なくと
も、次の成分（ａ）および（ｂ）；（ａ）酸化触媒能を
持つ薬剤、（ｂ）アルカリ性反応剤を含有することを特
徴とする。この特徴によれば、アルカリ性反応剤ととも
に酸化触媒能を持つ薬剤を配合して脱塩用組成物とした
ため、この脱塩用組成物を排ガスに添加するだけで、排
ガスの脱塩・脱硫と、その後の加熱により飛灰中に含ま
れるハロゲン化芳香族化合物の効率的な除去が図られ
る。特に、排ガス中に添加された脱塩用組成物は、飛灰
と均一に混合された状態で集塵装置によって捕捉、回収
されるため、別途酸化触媒能を持つ薬剤を添加、混合等
しなくても、酸化触媒能を持つ薬剤と飛灰中のハロゲン
化芳香族化合物との接触機会を大幅に増やした状態で加
熱処理することが可能になり、ハロゲン化芳香族化合物
を効率良く、かつ確実に分解できる。

【０００７】また、脱塩用組成物は、従来用いられてき
た脱塩剤や剥離剤（脱塩助剤）と同じ方法で排ガス処理
装置に供給できるため、添加のための手段を別途設ける
必要はなく、装置構成を複雑化せずに済む。

【０００８】請求項２に記載の脱塩用組成物の発明は、
請求項１において、さらに、（ｃ）剥離剤を含有するこ
とを特徴とする。この特徴によれば、請求項１と同様の
作用効果に加え、剥離剤を配合したので、バグフィルタ
等の目詰まりを防止できるとともに、濾布からの剥離性
を向上させることができる。

【０００９】請求項３に記載の脱塩用組成物の発明は、
請求項１または２において、さらに（ｄ）不定形炭素粒
子を含有することを特徴とする。この特徴によれば、請
求項１または２と同様の作用効果に加え、さらに不定形
炭素粒子の作用によって排ガス中のハロゲン化芳香族化
合物を吸着し、排ガスから除去することができる。不定
形炭素粒子に吸着されたハロゲン化芳香族化合物は、不
定形炭素粒子を飛灰や酸化触媒能を持つ薬剤等とともに
回収して加熱処理を施すことによって、確実に分解、除
去することができる。

【００１０】請求項４に記載の飛灰の処理方法の発明
は、請求項１から３のいずれか１項に記載の脱塩用組成
物を、排ガス処理装置の集塵装置より上流位置で排ガス
中に供給し、次いで、前記集塵装置から前記（ａ）酸化
触媒能を持つ薬剤を含む飛灰を回収し、酸素および水蒸
気の存在下で３００℃以上の温度まで加熱した後、速や
かに２００℃以下に冷却することを特徴とする。この発
明によれば、脱塩用組成物を集塵装置より上流位置で添
加することによって、酸化触媒能を持つ薬剤が均一に混
合された状態で飛灰を回収することが可能であり、この
回収飛灰を所定条件の下で加熱処理することによって、
効率的かつ確実にハロゲン化芳香族化合物を分解、除去
することができる。

【００１１】請求項５に記載の剥離用助剤組成物の発明
は、少なくとも、次の成分（ａ）および（ｃ）；（ａ）
酸化触媒能を持つ薬剤、（ｃ）剥離剤を含有することを
特徴とする。この特徴によれば、剥離剤とともに酸化触
媒能を持つ薬剤を配合したことにより、バグフィルタの
目詰まり防止など、集塵装置による脱塩・脱硫性能の維
持とともに、飛灰中に含まれるハロゲン化芳香族化合物
の効率的な除去が図られる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の脱塩用組成物は、少なく
とも、（ａ）酸化触媒能を持つ薬剤、および（ｂ）アル
カリ性反応剤を含有するものである。ここで「脱塩用組
成物」とは、排ガスの脱塩および／または脱硫を主な目
的として排ガス中に添加して使用されるものであるが、
本発明においては、併せて飛灰中のハロゲン化芳香族化
合物の低減化等の作用も期待できるものである。

【００１３】成分（ａ）の酸化触媒能を持つ薬剤として
は、例えば、モリブデン（Mo）、クロム（Cr）、マンガ
ン（Mn）、コバルト（Co）、ニッケル（Ni）、タングス
テン（W）、バナジウム（V）などの金属の酸化物（金属
酸化物）を単独で、または２種以上組み合わせて使用す
ることができる。より具体的には、例えば酸化モリブデ
ン（ＭｏＯ_３）、三酸化二クロム（Ｃｒ_２Ｏ_３）、一酸
化マンガン（ＭｎＯ）、二酸化マンガン（ＭｎＯ_２）、
三酸化二マンガン（Ｍｎ_２Ｏ_３）、一酸化コバルト（Ｃ
ｏＯ）、四酸化三コバルト（Ｃｏ_３Ｏ_４）、酸化ニッケ
ル（ＮｉＯ）、三酸化タングステン（ＷＯ_３）、五酸化
二バナジウム（Ｖ_２Ｏ_５）等の金属酸化物を挙げること
ができる。

【００１４】また、酸化触媒能を持つ薬剤としては、例
えば、一酸化鉄（ＦｅＯ）、四三酸化鉄（Ｆｅ
_３Ｏ_４）、α型酸化第二鉄（α−Ｆｅ_２Ｏ_３）、γ型酸
化第二鉄（γ−Ｆｅ_２Ｏ_３）、α型水酸化第二鉄［α−
ＦｅＯ（ＯＨ）］、β型水酸化第二鉄［β−ＦｅＯ（Ｏ
Ｈ）］、γ型水酸化第二鉄［γ−ＦｅＯ（ＯＨ）］等の
含酸素鉄化合物を単独で、または２種以上組み合わせて
使用することができる。特に、α型酸化第二鉄（α−Ｆ
ｅ_２Ｏ_３）または、酸素存在下での加熱によってα型酸
化第二鉄に変化可能な物質を用いることが好ましい。か
かる条件でα型酸化第二鉄に変化可能な物質としては、
四三酸化鉄、γ型酸化第二鉄、α型水酸化第二鉄、β型
水酸化第二鉄、γ型水酸化第二鉄などが挙げられる。こ
れらの含酸素鉄化合物は吸湿性を持たないため、支障な
く脱塩用組成物中に配合することが可能であるととも
に、含酸素鉄化合物を配合することによって脱塩用組成
物の吸湿性を全体として低下させることができる。

【００１５】上記金属酸化物は、粉末状のものが好まし
い。粉末の粒度は、飛灰と混ざりやすくするため、平均
粒子径０．０１〜１０μｍ程度とすることが好ましく、
０．１〜５μｍであればより好ましい。上記の粒度範囲
であれば、飛灰と混合し易く、飛灰との接触が増加する
ため、飛灰中に含まれるハロゲン化芳香族化合物の分解
を効率的に行うことができる。また、金属酸化物の比表
面積は、１〜２００ｍ ^２／ｇ程度とすることが好まし
く、２〜１５０ｍ^２／ｇであればより好ましい。上記範
囲の比表面積であれば、飛灰中に含まれるハロゲン化芳
香族化合物との接触点が大きくなるため、ハロゲン化芳
香族化合物の分解効率を向上させることができる。

【００１６】また、上記含酸素鉄化合物は、粉末状のも
のが好ましい。粉末の粒度は、飛灰と混ざりやすくする
ため、平均粒子径０．０１〜１０μｍ程度とすることが
好ましく、０．１〜５μｍであればより好ましい。上記
の粒度範囲であれば、飛灰と混ざり易くなり、飛灰中に
含まれるハロゲン化芳香族化合物との接触機会が増加す
るため、分解を効率的に行うことができる。また、含酸
素鉄化合物の比表面積は、１〜２００ｍ^２／ｇ程度とす
ることが好ましく、２〜１５０ｍ^２／ｇであればより好
ましい結果が得られるが、望ましくは、一酸化鉄、四三
酸化鉄、α型酸化第二鉄、α型水酸化第二鉄、β型水酸
化第二鉄については、３〜１５０ｍ^２／ｇであり、γ型
酸化第二鉄、γ型水酸化第二鉄については３０〜１５０
ｍ^２／ｇである。上記範囲の比表面積では、飛灰中に含
まれるハロゲン化芳香族化合物との接触点が適度になる
ため、酸化触媒作用によるハロゲン化芳香族化合物の分
解効率が向上する。また、ハロゲン化芳香族化合物の再
合成も起こりにくくすることができる。

【００１７】本発明の脱塩用組成物における（ｂ）アル
カリ性反応剤としては、脱塩・脱硫作用を有するもので
あれば特に制限なく使用可能であり、例えば、水酸化カ
ルシウム［Ｃａ（ＯＨ）_２］、酸化カルシウム（Ｃａ
Ｏ）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）、炭酸ナトリウム
（Ｎａ_２ＣＯ_３）、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣ
Ｏ_３）等や、これらを二種以上組み合わせたものを使用
できる。これらの中でも、脱塩・脱硫効率や利便性、経
済性の観点から、特に水酸化カルシウムが好ましい。ま
た、アルカリ性反応剤は、粉末状のものが好ましく、粉
末の粒度は、平均粒子径０．１〜５００μｍ程度とする
ことが好ましく、０．１〜１００μｍであればより好ま
しい。上記の粒度範囲であれば、排ガス中に吹き込んだ
場合に拡散性がよくなり、酸性ガスとの接触を効率的に
行うことができる。

【００１８】本発明の脱塩用組成物には、さらに、剥離
剤、不定形炭素粒子等を単独で、あるいは組み合わせて
配合することができる。成分（ｃ）の剥離剤としては、
例えば、珪藻土、パーライト等を用いることが可能であ
り、これらは組み合わせて使用することができる。珪藻
土やパーライト等の剥離剤は、粉末状のものが好まし
い。粉末の粒度は、平均粒子径０．１〜５００μｍ程度
とすることが好ましく、０．１〜１００μｍであればよ
り好ましい。上記の粒度範囲であれば、拡散性が良くな
り、より少ない量でアルカリ性反応剤の剥離を効率的に
行うことができる。

【００１９】成分（ｄ）の不定形炭素粒子としては、賦
活処理の有無を問わず使用することが可能であるが、例
えば、粉末状活性炭などの賦活処理を行った不定形炭素
粒子を用いることが好ましい。不定形炭素粒子の粒度
は、平均粒子径０．１〜５００μｍ程度とすることが好
ましく、０．１〜１００μｍであればより好ましい。上
記の粒度範囲であれば、排ガス中への吹き込み時の拡散
性が良くなり、ダイオキシン類等のハロゲン化芳香族化
合物との接触効率を高めることができる。

【００２０】また、活性炭の比表面積は、１０〜１００
０ｍ^２／ｇとすることが好ましい。上記の粒度範囲であ
れば、ダイオキシン類等のハロゲン化芳香族化合物の吸
着除去を効率的に行うことができる。

【００２１】なお、本発明の脱塩用組成物には、発明の
効果を損なわない限り、上記成分（ａ）〜成分（ｄ）以
外に、さらに他の成分を配合することも可能である。

【００２２】本発明の脱塩用組成物における各成分の配
合比率の一例を挙げれば以下のとおりである。成分
（ａ）の酸化触媒能を持つ薬剤は、成分（ｂ）のアルカ
リ性反応剤に対して０．０１〜１０重量％程度配合する
ことが好ましく、０．１〜１０重量％程度配合すればよ
り好ましい。また、成分（ｃ）の剥離剤は、成分（ａ）
および成分（ｂ）の合計量に対して０．５〜２０重量％
程度配合することが好ましく、１〜１５重量％程度配合
すればより好ましい。さらに、成分（ｄ）の活性炭は、
成分（ａ）および成分（ｂ）の合計量に対して０．１〜
１０重量％程度配合することが好ましく、１〜１０重量
％程度配合すればより好ましい。

【００２３】上記の配合比であれば、排ガス中に脱硫、
脱塩の目的でアルカリ性反応剤を有効量添加した場合
に、これに付随して酸化触媒能を持つ薬剤、剥離剤、不
定形炭素粒子などを、それぞれの機能を発揮するために
十分かつ適正な量で添加できるためである。

【００２４】本発明の脱塩用組成物の調製は、成分
（ａ）および成分（ｂ）、さらに必要に応じて成分
（ｃ）および／または成分（ｄ）を常法に従い所定比率
で混合することにより行うことができる。得られた脱塩
用組成物は、例えば、粉末、水溶液スラリー等の形態と
することが可能である。取り扱いの利便性や排ガス中へ
の添加の容易性、排ガスや飛灰との混合しやすさの点で
粉末が好ましい。

【００２５】本発明の脱塩用組成物の使用方法は、通常
の脱塩剤と変わるところはなく、集塵装置の上流側にお
いて、例えば煙道に噴霧装置などの供給手段を設けるな
どの方法で排ガス中に混合すればよい。

【００２６】本発明の脱塩用組成物の使用量は、排ガス
中の酸性成分に対して、アルカリ性反応剤が０．１〜１
０当量程度となるようにすることが好ましく、０．７〜
３．０当量であればより好ましい。なお、都市ごみ焼却
時に生成する排ガスにおいては、排ガス中の塩酸濃度３
００〜１０００体積ｐｐｍに対してアルカリ性反応剤と
して水酸化カルシウムを２当量添加する場合を考える
と、必要となる水酸化カルシウムの量は、おおよそ１０
ｋｇ／ｔ−ごみ〜３５ｋｇ／ｔ−ごみ程度である。

【００２７】本発明の剥離用助剤組成物は、少なくと
も、（ａ）酸化触媒能を持つ薬剤および（ｃ）剥離剤を
含有するものである。ここで「剥離用助剤組成物」と
は、排ガスの脱塩および／または脱硫のために使用され
る脱塩剤（アルカリ性反応剤）を集塵装置の濾布等から
剥離しやすくすることを主要な目的として該脱塩剤とと
もに排ガス中に添加して使用されるものであるが、本発
明においては、併せて飛灰中のハロゲン化芳香族化合物
の低減化等の作用も期待できるものである。この剥離用
助剤組成物における成分（ａ）の酸化触媒能を持つ薬
剤、成分（ｃ）の剥離剤としては、いずれも前記と同じ
ものが使用できる。また、剥離用助剤組成物には、さら
に不定形炭素粒子を配合することができる。不定形炭素
粒子としては、前記と同じものを用いることができる。
なお、本発明の剥離用助剤組成物には、発明の効果を損
なわない限り、上記成分（ａ）、成分（ｃ）および成分
（ｄ）以外に、さらに他の成分を配合することも可能で
ある。

【００２８】本発明の剥離用助剤組成物における各成分
の配合比率の一例を挙げれば以下のとおりである。成分
（ａ）の酸化触媒能を持つ薬剤は、成分（ｃ）の剥離剤
に対して３〜５０重量％程度配合することが好ましく、
１０〜２５重量％程度配合すればより好ましい。上記の
配合比とすることにより、この剥離用助剤組成物ととも
に使用されるはずのアルカリ性反応剤に対する、成分
（ａ）の酸化触媒能を持つ薬剤および成分（ｃ）の剥離
剤の使用比率を適量に維持することが可能となる。

【００２９】本発明の剥離用助剤組成物の調製は、成分
（ａ）および成分（ｃ）、さらに必要に応じて成分
（ｄ）を、常法に従い所定比率で混合することにより行
うことができる。得られた剥離用助剤組成物は、例え
ば、粉末、水溶液スラリー等の形態とすることが可能で
ある。取り扱いの利便性や排ガス中への添加の容易性、
排ガスや飛灰との混合しやすさの点で粉末が好ましい。

【００３０】本発明剥離用助剤組成物の使用方法は、通
常の剥離剤と変わるところはなく、例えば集塵装置の上
流側煙道に噴霧装置などの供給手段を設けて、脱塩剤と
ともに、あるいは脱塩剤とは別に、排ガス中に混合すれ
ばよい。剥離用助剤組成物は、予め市販の脱塩剤と混合
して用いることも可能である。

【００３１】本発明の剥離用助剤組成物の使用量は、ア
ルカリ性反応剤に対して０．１重量％〜５０重量％程度
とすることが好ましく、６〜２０重量％であればより好
ましい。

【００３２】排ガス中に添加された本発明の脱塩用組成
物や剥離用助剤組成物中に含まれる酸化触媒能を持つ薬
剤は、集塵装置で飛灰とともに捕捉されるので、これを
回収してハロゲン化芳香族化合物の分解除去のための加
熱処理を行う。また、ハロゲン化芳香族化合物を吸着
し、飛灰と混合状態にある不定形炭素粒子を含む場合も
同時に加熱処理することができる。

【００３３】回収された飛灰および酸化触媒能を持つ薬
剤を含む混合物（以下、「飛灰混合物」と記す）の加熱
は、酸素の存在下で行うことが好ましい。これは、飛灰
混合物を酸素雰囲気下に置くことによって、飛灰混合物
中のハロゲン化芳香族化合物が酸化触媒能を持つ薬剤の
作用によって酸化分解され、芳香環が開環される反応を
促す目的である。ハロゲン化芳香族化合物の酸化分解反
応を促進するための酸素濃度は１〜５０体積％程度とす
ればよく、好ましくは５〜２５体積％である。

【００３４】また、加熱は酸素と共に水蒸気が存在する
条件下で行うことが好ましい。水蒸気の存在によって、
ハロゲン化芳香族化合物をいっそう確実に酸化分解する
ことが可能になる。この場合の水蒸気濃度は、０.１〜
８０体積％の範囲であればよく、５〜４０体積％であれ
ばより好ましい。なお、水蒸気は別途供給してもよく、
あるいは飛灰中に水分として含まれるものを利用しても
よい。

【００３５】加熱温度は、３００℃以上であり、例えば
３００〜６００℃程度とすることが好ましく、４００〜
５００℃の温度範囲であればより好ましい。ここで加熱
温度の上限を６００℃（または５００℃）としたのは、
この温度であれば短時間で十分なハロゲン化芳香族化合
物の分解が可能で、通常の飛灰の処理ではそれ以上の昇
温を必要としないためであり、主にエネルギー効率の観
点からの上限である。従って、上記範囲を超える加熱
（例えば９００℃）を行うことを妨げない。

【００３６】飛灰混合物の加熱処理では、上記温度を、
例えば１秒〜５分間程度保持することにより、ダイオキ
シン類等のハロゲン化芳香族化合物を高率に分解でき
る。４００〜５００℃の温度範囲でも２分以内という短
時間で少なくとも９５％以上のハロゲン化芳香族化合物
を分解することができる。したがって、エネルギー効率
を考慮すると、４００〜５００℃の温度を１秒〜２分間
保持することが好ましいが、より完全な分解を行う場合
には、さらに高い温度または長時間の加熱処理を行って
もよい。また、加熱開始から上記温度に到達するまでの
昇温工程は０．５分から３０分程度かけて行うことがで
きるが、好ましくは３分から５分であり、加熱から冷却
までの全工程は、５分〜１５分間程度とすることが好ま
しい。

【００３７】加熱中は、飛灰混合物を攪拌することが好
ましい。加熱中の十分な攪拌によって飛灰と酸化触媒能
を持つ薬剤が混合され、かつ酸素との接触機会が増加し
てハロゲン化芳香族化合物の分解が促進されるので、ハ
ロゲン化芳香族化合物の分解効率を高めることができる
からである。

【００３８】飛灰混合物を３００℃以上で所定時間保温
した後は、処理物を速やかに２００℃以下に冷却する。
これは、分解したハロゲン化芳香族化合物の再合成を防
止するためである。このため冷却開始から処理物の温度
が２００℃以下に達するまでの時間は短いほど好ましい
が、実際の処理においては、冷却開始から０．５〜４分
間程度で２００℃以下に下げることを目安にすることが
できる。

【００３９】図１は、排ガス処理装置１０と、そこから
排出される飛灰の加熱処理に好適に使用できる飛灰加熱
処理装置１００の一例を示す図面である。排ガス処理装
置１０は、主要な構成として焼却炉１、水冷減温塔２、
集塵装置としてのバグフィルタ３、送風機４および排気
塔５を備えており、バグフィルタ３の上流位置には、脱
塩剤等の供給手段としての噴霧装置６が設けられてい
る。

【００４０】また、飛灰加熱処理装置１００は、主要な
構成として、飛灰混合物３１の供給タンク４１と、ヒー
ター１３を収納した加熱器１１と、水冷ジャケット２３
を備えた冷却器２１と、を有しており、加熱器１１は、
回転するレトルト（内筒）１５を備えたロータリーキル
ン方式を採用している。このようなロータリーキルン方
式の飛灰加熱処理装置１００としては、例えば、ダイオ
ブレーカー（登録商標：三井造船株式会社製）を挙げる
ことができる。飛灰加熱処理装置１００のより具体的な
構造を図２に示す。

【００４１】図１において、焼却炉１でごみ等を焼却す
るに伴い生成する排ガスは、水冷減温塔２へ送られて所
定温度（例えば１５０〜３００℃）まで冷却された後、
集塵装置としてのバグフィルタ３へ送られる。バグフィ
ルタ３を基準にして上流位置の煙道では、噴霧装置６
が、バグフィルタ３へ送られる排ガス中に本発明の脱塩
用組成物を噴霧供給できるようになっている。この噴霧
装置６としては、通常の排ガス処理装置において脱塩剤
や剥離剤の供給に用いられているものをそのまま使用す
ることができる。

【００４２】脱塩用組成物が供給された排ガスは、バグ
フィルタ３を通過する際に飛灰が濾布によって捕捉され
て除塵される。また、排ガス中に含まれる塩化水素やＳ
Ｏｘなどの有害成分は、バグフィルタ３の濾布表面に飛
灰とともに層状に付着したアルカリ性反応剤によって脱
塩・脱硫され中和反応物を生成する。

【００４３】図３は、バグフィルタ３の濾布の状態を示
す原理図である。同図中、矢印は排ガスの流れ方向を示
す。脱塩用組成物中の酸化触媒能を持つ薬剤９３は、飛
灰９１、アルカリ性反応剤９２とともに濾布９に捕捉さ
れる。ここで、酸化触媒能を持つ薬剤９３を集塵装置の
上流位置で添加することによって、図３に示すように酸
化触媒能を持つ薬剤９３と飛灰９１の微細粒子は均一に
混合された状態となる。したがって、飛灰混合物を混練
等することなく後述する加熱処理工程へ移すことができ
る。しかも加熱処理においては、酸化触媒能を持つ薬剤
９３と飛灰９１との十分な接触により酸化触媒作用が最
大限に発揮され、飛灰混合物中のハロゲン化芳香族化合
物の酸化分解を促し、高効率での除去が実現する。

【００４４】脱塩用組成物が剥離剤９４や活性炭９５を
含む場合には、剥離剤９４や活性炭９５は飛灰９１およ
びアルカリ性反応剤９２の層内に混在して、剥離剤９４
は吸湿性の大きな飛灰９１やアルカリ性反応剤９２によ
る濾布９の目詰まりを防止し、活性炭９５は排ガス中の
ハロゲン化芳香族化合物を吸着して除去する役割を果た
す。

【００４５】次に、飛灰混合物の加熱処理について詳述
する。図１および図２においてバグフィルタ３によって
捕捉された飛灰混合物３１は、回収され、供給タンク４
１からスクリューフィーダー４２によって所定量ずつ運
ばれ、空気加熱器５１によって暖められた空気３５とと
もに加熱器１１内へ投入される。

【００４６】加熱器１１内のレトルト１５は、飛灰混合
物３１の進行方向上流から下流に向けて傾斜して設けら
れており、飛灰混合物３１は傾斜したレトルト１５内
を、レトルト１５の回転によって攪拌されながら出口に
向って移動していく（図２参照）。この間、飛灰混合物
３１は攪拌によってさらに混合され、酸素と接触しなが
らヒーター１３により効率良く加熱され、ダイオキシン
類などのハロゲン化芳香族化合物が分解される。この時
のレトルトの回転は、飛灰混合物３１が遠心力でレトル
トにはり付かないように適度な回転数を選定する（例え
ば０．５〜６０ｒｐｍ程度、好ましくは３〜３０ｒｐｍ
程度）。

【００４７】加熱処理された飛灰混合物３１は、スクリ
ューフィーダー４４を介して下流の冷却器２１へ移動
し、ダイオキシン類などの再合成を防ぐために水冷ジャ
ケット２３内の冷却水により急冷される。冷却器２１内
を通過することにより冷却された処理後の飛灰混合物３
１は、排出口４３から排出され、必要に応じて化学処
理、重金属処理、セメント固化などの処理が施された
後、埋め立てなどの最終処分が行われる。加熱器１１内
で発生した排ガス３３は、別途集塵器で徐塵した後、焼
却炉１へ戻される。

【００４８】上記の図１では集塵装置としてバグフィル
タ３を用いたが、電気集塵機やサイクロン等を備えた排
ガス処理装置においても、同様の方法で本発明の脱塩用
組成物を使用することができる。

【００４９】また、本発明の剥離用助剤組成物は、上記
脱塩用組成物と同様にして使用することができる。

【００５０】

【実施例】以下、実施例および比較例を挙げ、本発明を
さらに詳しく説明するが、これらによって本発明は何ら
制約されるものではない。例えば、以下の実施例では、
アルカリ性反応剤として水酸化カルシウムを用いている
が、これに代えて他のアルカリ性反応剤（例えば酸化カ
ルシウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム等）を
酸性成分に対して同当量となるように換算して使用する
ことも可能である。

【００５１】実施例１脱塩用組成物Ａ〜脱塩用組成物Ｈ表１に示す配合量で各成分を混合し、混練器を用いて均
一になるまで攪拌することにより、脱塩用組成物Ａ〜Ｈ
を調製した。

【００５２】

【表１】

【００５３】実施例２脱塩用組成物Ｉ〜脱塩用組成物Ｐ表２に示す配合量で各成分を混合し、混練器を用いて均
一になるまで攪拌することにより、脱塩用組成物Ｉ〜Ｐ
を調製した。

【００５４】

【表２】

【００５５】実施例３脱塩用組成物Ｑ〜脱塩用組成物Ｕ表３に示す配合量で各成分を混合し、混練器を用いて均
一になるまで攪拌することにより、脱塩用組成物Ｑ〜Ｕ
を調製した。また、酸化触媒能を持つ薬剤（γ−ＦｅＯ
ＯＨ）を配合しない比較脱塩用組成物Ｕ’を同様に調製
し、表３に併記した。

【００５６】

【表３】

【００５７】実施例４剥離用助剤組成物Ｖ〜剥離用助剤組成物Ｚ表４に示す配合量で各成分を混合し、混練器を用いて均
一になるまで攪拌することにより、剥離用助剤組成物Ｖ
〜Ｚを調製した。

【００５８】

【表４】

【００５９】試験例１＜実験方法＞図１と同様の排ガス処理・飛灰の加熱処理
装置を用い、本発明の脱塩用組成物を添加した場合とし
ない場合とに分けて飛灰の加熱処理を行った。

【００６０】焼却炉から排出される排ガスを冷却した
後、表３に示す比較脱塩用組成物Ｕ’を、バグフィルタ
ー手前の配管内よりスクリューフィーダーでごみ投入量
１トン当り３０ｋｇとなるように噴霧した後、バグフィ
ルターで除塵し、所定量の飛灰を回収した（試料１）。

【００６１】また、噴霧装置から上記実施例３で得た本
発明の脱塩用組成物Ｕを同様にごみ投入量１トン当り３
０ｋｇ噴霧して、バグフィルターで飛灰混合物を回収し
た（試料２）。試料１および試料２における組成は表５
に示すとおりであった。

【００６２】

【表５】

【００６３】次に、試料１および試料２について、それ
ぞれ同じ条件で加熱処理を行い、処理後の飛灰（混合
物）中のダイオキシン類の量を測定した。すなわち、加
熱処理装置の供給タンクに飛灰または飛灰混合物を供給
し、加熱器内を回転するレトルトに送り、攪拌しながら
熱処理を行った。そして、加熱処理前後のダイオキシン
類の量（毒性等量：ｎｇ−ＴＥＱ／ｇ）を測定し、脱塩
用組成物の添加の有無によるダイオキシン分解除去率を
比較した。

【００６４】＜実験条件＞到達処理温度：４５０℃ 処理温度到達までの昇温時間：５分到達した処理温度の保持時間：２分キャリアガス組成：１０体積％Ｏ_２、５〜１５体積％Ｈ
_２Ｏ／バランスＮ_２冷却方法：冷却反応管を水冷、２００℃到達まで４分未
満分析項目：ダイオキシン類濃度（毒性等量：ｎｇ−ＴＥ
Ｑ／ｇ）＜実験結果＞

【００６５】

【表６】

【００６６】表６に示されるように、本発明の脱塩用組
成物を添加して加熱処理した飛灰のダイオキシン類分解
除去率（９９．６％）は、酸化触媒能を持つ薬剤を含ま
ない脱塩用組成物を添加した場合の分解除去率（９５.
９％）に比べ向上した。

【００６７】試験例２試験例１と同様にして、実施例１〜３で調製した脱塩用
組成物を用いてダイオキシン類分解除去率を調べた。そ
の結果を表７に示す。

【００６８】

【表７】

【００６９】表７から明らかなように、本発明の脱塩用
組成物を添加して加熱処理した飛灰のダイオキシン類分
解除去率（９７．０〜９９．８％）は、酸化触媒能を持
つ薬剤を含まない脱塩用組成物を添加した場合の分解除
去率（９５.９％）より高いものであった。この結果か
ら、酸化触媒能を持つ薬剤を含む本発明の脱塩用組成物
を使用することによって、排ガスの脱塩・脱硫と同時
に、飛灰中のダイオキシン類を効率的に分解除去できる
ことが示された。

【００７０】

【発明の効果】アルカリ性反応剤とともに酸化触媒能を
持つ薬剤を配合した本発明の脱塩用組成物は、集塵装置
より上流位置で添加するだけで、排ガスの脱塩・脱硫
と、飛灰中に含まれるハロゲン化芳香族化合物の効率的
な除去が図られる。特に、排ガス中に添加された脱塩用
組成物は、飛灰と均一に混合された状態で集塵装置によ
って捕捉、回収されるため、別途酸化触媒能を持つ薬剤
を添加、混合等しなくても、酸化触媒能を持つ薬剤と飛
灰中のハロゲン化芳香族化合物との接触機会を大幅に増
やした状態で加熱処理することが可能であり、ハロゲン
化芳香族化合物の分解を効率的かつ確実に実行できる。

【００７１】また、脱塩用組成物は、従来用いられてき
た脱塩剤、剥離剤と同じ方法で排ガス処理装置に供給で
きるため、別途添加のための手段を設ける必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】排ガス処理・飛灰加熱処理装置の一例を示す概
略図。

【図２】飛灰加熱処理装置の一例を示す図面。

【図３】バグフィルタの濾布の状態の説明に供する原理
図。

【符号の説明】１焼却炉２水冷減温塔３バグフィルタ４送風機５排気塔６噴霧装置９濾布１０排ガス処理装置１１加熱器１３ヒーター１５レトルト１７気体導入部２１冷却器２３水冷ジャケット３１飛灰混合物３３排ガス３５空気４１供給タンク４２スクリューフィーダー４３排出口４４スクリューフィーダー４５排気口５１空気加熱器５２ファン９１飛灰９２アルカリ性反応剤９３酸化触媒能を持つ薬剤９４剥離剤９５活性炭１００飛灰の加熱処理装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤澤和代千葉県市原市八幡海岸通１番地三井造船株式会社千葉事業所内 (72)発明者挟間敬三東京都中央区築地５丁目６番４号三井造船株式会社内 (72)発明者高須賀玄太郎千葉県市原市八幡海岸通１番地三井造船株式会社千葉事業所内 (72)発明者杉浦公昭千葉県市原市八幡海岸通１番地三井造船株式会社千葉事業所内Ｆターム(参考） 4D002 AA02 AA19 AA21 AC04 BA03 BA04 CA01 DA02 DA05 DA11 DA12 DA16 DA41 DA47 HA01 HA06 4D004 AA37 AB07 CA22 CA36 CB09 CB34 CB45 CC01 CC02 CC09 DA03 DA06 4D048 AA11 AA21 AB01 BA02X BA05X BA09X BA23Y BA25Y BA26Y BA27Y BA28Y BA36X BA37Y BA38Y BA41X BB01 CC38 CC51 CC52 CD03 DA03 DA06 DA08 4G069 BA08A BA08B BA09A BA09B BA15A BA15B BB04A BB04B BB05A BB05B BC09A BC09B BC54A BC58A BC59A BC60A BC62A BC66A BC66B BC67A BC68A CA02 CA07 CA11 CA19 DA08 EA01Y EC02Y EC03Y EC04Y EC26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも、次の成分（ａ）および
（ｂ）、（ａ）酸化触媒能を持つ薬剤（ｂ）アルカリ性反応剤を含有することを特徴とする脱塩用組成物。
【請求項２】請求項１において、さらに、（ｃ）剥離
剤を含有することを特徴とする脱塩用組成物。
【請求項３】請求項１または２において、さらに
（ｄ）不定形炭素粒子を含有することを特徴とする脱塩
用組成物。
【請求項４】請求項１から３のいずれか１項に記載の
脱塩用組成物を、排ガス処理装置の集塵装置より上流位
置で排ガス中に供給し、次いで、前記集塵装置から前記
（ａ）酸化触媒能を持つ薬剤を含む飛灰を回収し、酸素
および水蒸気の存在下で３００℃以上の温度まで加熱し
た後、速やかに２００℃以下に冷却することを特徴とす
る、飛灰の処理方法。
【請求項５】少なくとも、次の成分（ａ）および
（ｃ）、（ａ）酸化触媒能を持つ薬剤（ｃ）剥離剤を含有することを特徴とする剥離用助剤組成物。