JP2004093067A

JP2004093067A - ハロゲン類含有廃液の処理方法およびその装置

Info

Publication number: JP2004093067A
Application number: JP2002257716A
Authority: JP
Inventors: Manabu Yahata; 矢幡　学; Michihiro Ueda; 植田　道宏; Naohito Kikuchi; 菊池　尚仁
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd; Tsukishima Kikai Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd; Tsukishima Kikai Co Ltd
Priority date: 2002-09-03
Filing date: 2002-09-03
Publication date: 2004-03-25

Abstract

【課題】中和効率が良くかつコスト安に処理することができるハロゲン類含有廃液の処理方法およびその装置を提供することにある。
【解決手段】ハロゲン類含有廃液と石灰類とを燃焼炉内に供給して、前記ハロゲン類含有廃液を熱分解処理するハロゲン類含有廃液の処理方法であって、
前記石灰類とハロゲン類含有廃液とを混合状態で燃焼炉内に供給することを特徴とするハロゲン類含有廃液の処理方法により解決される。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハロゲン類含有廃液の処理方法およびその装置に関し、特に、ハロゲン類含有廃液を燃焼炉に供給して熱分解処理するハロゲン類含有廃液の処理方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばハロゲン原子をその分子内に含む有機化合物等が含まれるハロゲン類含有廃液は一般に熱分解処理されているが、その過程においては強酸性を示す物質（以下、強酸性物質と略記する。）を生じることから、炉内壁や生ずる排ガスの除害装置等を保護すべく、廃液供給口とは別口から石灰類粉や水酸化ナトリウム溶液等のアルカリ物質を炉内に投入あるいは散布することにより、炉内で廃液とアルカリ物質を混合して熱分解処理するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、石灰類粉を別口から散布する場合には、廃液との接触が液粉接触となるため、廃液と石灰類粉との混和性が悪く、強酸性物質等が石灰類と反応して十分に固定化されないことがある。また、それに伴って多量の石灰類粉を投入する必要が生じ、未反応石灰類の残存率も高くなるため中和効率が悪い。一方、水酸化ナトリウム溶液を別口から散布する場合には、液液接触となるため、石灰類粉を用いる場合と比較すると、混和性に優れ未反応分も少なくなるが、水酸化ナトリウム自体が石灰類粉よりもかなり高価であるためコスト高となる。さらにナトリウムは炉内部の耐火材料を劣化させやすい。
【０００４】
そこで、本発明の主たる課題は、中和効率が良くかつコスト安に処理することができるハロゲン類含有廃液の処理方法およびその装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本発明とその作用効果は次記のとおりである。
＜請求項１記載の発明＞
ハロゲン類含有廃液と石灰類とを燃焼炉内に供給して、前記ハロゲン類含有廃液を熱分解処理するハロゲン類含有廃液の処理方法であって、
前記石灰類とハロゲン類含有廃液とを混合状態で燃焼炉内に供給することを特徴とするハロゲン類含有廃液の処理方法。
【０００６】
（作用効果）
石灰類とハロゲン類含有廃液とを混合状態で燃焼炉内に供給するので、ハロゲン類含有廃液と石灰類とが接触不十分になることがない。従って、石灰類と、ハロゲン類含有廃液あるいはハロゲン類含有廃液の熱分解過程で生ずる強酸性物質との反応が効果的に生じ、もって、従来と比較して多量の石灰類を投入する必要がなくなり未反応石灰類の残存率も低くなる。また、石灰類を用いることとしたのでコスト安である。
【０００７】
＜請求項２記載の発明＞
前記石灰類を石灰類スラリーとした後、ハロゲン類含有廃液と混合する請求項１記載のハロゲン類含有廃液の処理方法。
【０００８】
（作用効果）
前記石灰類を石灰類スラリーとした後、ハロゲン類含有廃液と混合するので、両者の混和性が高まる。
【０００９】
＜請求項３記載の発明＞
ノズルを用いて、前記石灰類とハロゲン類含有廃液とを混合状態で燃焼炉内に噴霧あるいは噴射する請求項１または２記載のハロゲン類含有廃液の処理方法。
【００１０】
（作用効果）
ノズルを用いて燃焼炉内に噴霧あるいは噴射するので石灰類と、ハロゲン類含有廃液あるいはハロゲン類含有廃液の熱分解過程で生ずる強酸性物質との反応がより効果的に生じる。
【００１１】
＜請求項４記載の発明＞
前記ノズル内において、前記石灰類とハロゲン類含有廃液を混合状態にする請求項３記載のハロゲン類含有廃液の処理方法。
【００１２】
（作用効果）
別途、混合手段を配置する必要がなくなる。また、噴射あるいは噴霧の直前で石灰類とハロゲン類含有廃液が混合されるので、意図しない反応によって、例えば、沈殿物が形成されるなどして、噴霧あるいは噴射できなくなるという現象が生じづらくなる。
【００１３】
＜請求項５記載の発明＞
前記ハロゲン類のハロゲンがフッ素である請求項１記載のハロゲン類含有廃液の処理方法
【００１４】
（作用効果）
熱分解により腐蝕性の高いフッ化水素を生じるフッ素含有廃液も、効果的に石灰類との反応が生じるため、フッ素含有廃液も効率的に処理できる。
【００１５】
＜請求項６記載の発明＞
供給されるハロゲン類含有廃液を熱分解させる燃焼炉を備えるハロゲン類含有廃液の熱分解処理装置であって、
ハロゲン類含有廃液の供給手段と、石灰類スラリーの供給手段と、噴霧媒体の供給手段と、これらの供給手段が接続され、前記ハロゲン類含有廃液と石灰類スラリーとを混合状態として前記燃焼炉内に噴霧あるいは噴射して供給する噴霧ノズルと、
を備えることを特徴とするハロゲン類含有廃液の処理装置。
【００１６】
（作用効果）
石灰類スラリーとハロゲン類含有廃液を混合状態で、燃焼炉内に噴霧することが容易となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照しながら以下に詳述する。本発明のハロゲン類含有廃液、例えばハロゲン原子をその分子内に含む有機化合物が含まれるハロゲン類含有廃液の処理方法に用いる熱分解処理装置の一例の概略を図１に示す。図１は、一般的な廃液熱分解処理装置の主要部分を構成する燃焼炉１と、これに付属する排ガス冷却・塩溶解冷却装置２と冷却塔３とを示したものである。尚、本発明の実施にあたり、廃液熱分解処理装置を構成する他の一般的な付属装置の使用を排除するわけではない。
【００１８】
前記燃焼炉１の頂上には、図示されないが燃焼炉１の初期昇温や温度保持および廃液の燃焼補助を行う助燃バーナー１Ａが設けられている。この助燃バーナー１Ａには、圧縮空気および灯油等の燃料の供給管が接続されている。この助燃バーナー１Ａによって燃焼炉内の温度を８００〜１３００℃、好ましくは９００〜１３００℃程度に昇温させて保持する。
【００１９】
前記助燃バーナー１Ａ下方の燃焼炉１の炉肩部には、噴霧ノズル１０が設置されている。図１には、燃焼炉の上方に噴霧ノズルが設けられているが、噴霧ノズルの設置位置は限定されず、燃焼炉の形式等に応じて、適宜選定すればよい。この噴霧ノズル１０の先端は助燃バーナー１Ａの直下方向に向いており、噴霧ノズル１０から噴霧液が燃焼炉内１の中心に向かって噴霧されるようになっている。図示例では、噴霧ノズル１０が一基設けられている例であるが、複数基設けられていてもよい。尚、ここでの噴霧ノズル１０は、溶液あるいはスラリー液を噴霧媒体によって噴霧あるいは噴射せしめる機能を有するものであればよく、いわゆるバーナー、噴射ノズルの類を含む意味である。
【００２０】
前記噴霧ノズル１０は後端に、ハロゲン類含有廃液、石灰類スラリー、噴霧媒体となる圧縮空気の供給管が、それぞれ接続される接続部１１ａ，１１ｂ，１１ｃを有している。これら接続部１１ａ，１１ｂ，１１ｃに各供給管が接続されている。そして、この噴霧ノズル１０からハロゲン類含有廃液と石灰類スラリーとを混合状態として圧縮空気により前記燃焼炉１内に噴霧する。
【００２１】
前記ハロゲン類含有廃液は、図示されない、貯留タンクから送液ポンプ等の送液手段により噴霧ノズル１０に供給する。ハロゲン類含有廃液は、予め濃度調整等の前処理を行うことができる。尚、本発明の処理方法は、特に、熱分解により腐蝕性の高い物質を生じるフッ素含有廃液に対して効果的である。
【００２２】
前記石灰類スラリーは、図示はされないが、予め調整したものをスラリータンクに貯蔵しておき、当該スラリータンクから送液ポンプ等の送液手段により噴霧ノズル１０に供給する。前記石灰類スラリーは、消石灰や生石灰と水を混合してスラリー状に調製したものでよく、濃度については処理廃液のハロゲン類濃度や装置等を考慮して適宜調製することができる。従来方法によって処理しているハロゲン類含有廃液と同程度の濃度および性状のものを処理するのであれば、噴霧あるいは噴射ノズルの使用を考慮して、スラリー濃度を１〜１０ｗｔ％、好適には２〜７ｗｔ％とする。
【００２３】
前記圧縮空気は、図示されない、ブロアーやエアコンプレッサー等により発生させた圧縮空気を送気ポンプ等の送気手段によって噴霧ノズル１０に供給する。
【００２４】
圧縮空気供給圧力は、スラリーとハロゲン類含有廃液の混合廃液粘度等の性状や用いるノズルによって適宜調製する。尚、本実施の形態においては、噴霧媒体として圧縮空気を用いているが、噴霧媒体は必ずしも圧縮空気である必要はなく、燃焼用ガス等の燃焼可能な気体、や水蒸気等を用いることも可能である。
【００２５】
前記噴霧ノズル１０の構造の一例を図２および図３に示す。図２は、噴霧ノズル１０の断面図、図３は噴霧ノズル１０の先端部の拡大断面図である。この噴射ノズル１０は図示されるように、核管１１Ａと、その核管１１Ａを包囲する内管１１Ｂと、さらにこの内管１１Ｂを包囲する外管１１Ｃとで構成された三重管構造の流通管１１と、その先端に取り付けられたノズルキャップ１２を有する。前記ハロゲン類含有廃液、石灰類スラリー、圧縮空気の各供給管が接続される接続部１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、前記流通管１１の後端部分に設けられている。本実施の形態においては、前記ハロゲン類含有廃液の供給管が前記接続部１１ａを介して核管１１Ａの内孔Ｌ１に連通しており、前記石灰類スラリーの供給管が前記接続部１１ｂを介して核管と内管との間の間隙Ｌ２に連通しており、前記圧縮空気の供給管が前記接続部１１ｃを介して内管と外管との間の間隙Ｌ３に連通している。このようにして、流通管内においては、前記内管内の管路が前記ハロゲン類含有廃液の流通路Ｌ１と、核管と内管との間隙が石灰類スラリーが流通する流通路Ｌ２と、内管と外管との間が圧縮空気が流通する流通路Ｌ３となっている。これら各流通路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３はノズル先端まで延びており、各流通路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３内を流通するハロゲン類含有廃液、石灰類スラリー、圧縮空気はノズル先端部まで送られ、ノズルキャップ１２先端のノズル口１２ａより排出される。
【００２６】
図３に示すように流通管１１の先端に接続されるノズルキャップ１２は、前記核管１１Ａの先端から前方に突出して取り付けられる先端が笠状に広がっている拡散用部材１２Ｘと、この拡散用部材１２Ｘの中程までを包囲する核管キャップ１２Ａと、前記内管１１Ｂの先端に接続され前記核管キャップ１２Ａを包囲する内管キャップ１２Ｂと、前記外管１１Ｃの先端に接続され前記内管キャップ１２Ｂを包囲する外管キャップ１２Ｃとを有する。
【００２７】
核管１２Ａの内孔Ｌ１は前記拡散用部材１２Ｘの取り付け部近傍で、拡散用部材１２Ｘと内管キャップ１２Ａとの間の間隙Ｌ１’に通路Ｌｏを介して連通しており、ハロゲン類含有廃液はノズルキャップ１２内ではこの間隙Ｌ１’を流通し、拡散用部材１２Ｘの笠状部１２ｘの外面に沿って放射状にされてノズル口１２ａへ向かう。
【００２８】
一方、前記前記石灰類スラリーの前記流通路Ｌ２は、核管キャップ１２Ａと内管キャップ１２Ｂとの間の間隙Ｌ２’に連通しており、石灰類スラリーはノズルキャップ１２内ではこの間隙Ｌ２’を流通する。さらに、前記核管キャップ１２Ａの先端部分の外周面と内管キャップ１２Ｂの内周面とは先窄まりのテーパー形状に形成されており、ノズルキャップ１２内の前記石灰類スラリーの流通路Ｌ２’の先端は前記拡散用部材１２Ｘの笠状部分１２ｘに向かって開口している。従って、前記石灰類スラリーはこの開口部からハロゲン類含有廃液に添加されハロゲン類含有廃液と混合せしめられた後ノズル口１２ａへ向かう。
【００２９】
他方、前記圧縮空気の流通路Ｌ３は、内管キャップ１２Ｂと外管キャップ１２Ｃとの間の間隙Ｌ３’に連通しており、圧縮空気はノズルキャップ１２内ではこの間隙Ｌ３’を流通する。前記内管キャップ１２Ｂの外周面と外管キャップ１２Ｃの内周面とは先窄まりのテーパー形状とされており、しかも、前記流通路Ｌ３’はノズル口１２ａに臨むようにして開口している。従って、ノズル口１２ａから吐出されるようとする石灰スラリーが添加されたハロゲン類含有廃液は、噴射された圧縮空気によって霧状とされノズル口１２ａから噴霧される。
【００３０】
前記噴霧ノズル１０から混合状態として燃焼炉１内に噴霧されたハロゲン類含有廃液と石灰類スラリーとの混合噴霧液は、前記助燃バーナー１Ａにより高温とされた燃焼炉１内において燃焼せしめられる。この燃焼時においては、前記ハロゲン類含有廃液は石灰類スラリーと混合されていることから、従来方法のように両者の接触が不十分であるということがなく、ハロゲン類含有廃液の熱分解過程で発生する強酸性物質が、石灰類スラリーと十分反応して、カルシウムに固定化され中和される。従って過剰石灰類の供給の必要がなくなり、そして、未反応石灰類の残存も従来例と比べて減少する。
【００３１】
この燃焼によって生ずる排ガスや排ダストは、燃焼炉１の下流に設置されて排ガス冷却・塩溶解冷却装置２および冷却塔３によって洗浄され、あるいは捕集される。排ガス冷却・塩溶解冷却装置２および冷却塔３は一般的な装置を問題なく使用できる。
【００３２】
＜実施例＞
次いで、本発明の実施例として、ｎ−ブタノール９５ｗｔ％と２，２，２−トリフルオロエタノール５ｗｔ％とからなる廃液を、上述の処理装置を用いて本発明のハロゲン類含有廃液の処理方法にて処理し、その際の炉内ガスをサンプリングして組成分析し、燃焼時に発生する強酸性物質であるフッ化水素の濃度やカルシウムによるフッ素の固定化率を算出した。また、比較のため石灰類スラリーを供給せずに廃液を熱分解処理した。炉内ガスのサンプリング位置は図１に示す。
【００３３】
石灰類スラリーとしては５ｗｔ％消石灰スラリーを用い、助燃バーナーの燃料は灯油を用いた。また、実施を行うにあたって、熱分解炉内は助燃バーナーにより予め９５０℃に昇温させて保持した。その他実施条件は下記の表１に示す。
【表１】

【００３４】
燃焼炉内ガスの分析の結果を表２に示す。
【表２】

【００３５】
フッ化水素濃度（表中、ＨＦ濃度と記載）は、ＪＩＳ　Ｋ　０１０５に基づいてランタン−アザリンコンプレキソン吸光光度法により測定した。
【００３６】
消石灰スラリーをハロゲン類含有廃液と混合状態として燃焼炉内に噴霧することにより、燃焼炉内ガスのフッ化水素濃度の低下でき、炉内壁や生じる排ガスの除害装置等の劣化・損傷を抑えることが可能であることが確認できる。また、実施例１では、カルシウムによるフッ素の固定化率が８１％と非常に高いことが確認できる。消石灰スラリーと廃液とが効率良く反応してフッ素を固定化すると推測できる。また、このことより未反応石灰類を少なくすることができるといえる。なお、サンプルガス中のその他のガス組成については、実施例１，２および比較例ともほとんど差がないことを確認している。
【００３７】
このように、実施例１，２および比較例１より、本発明の処理方法によれば、ハロゲン類含有廃液中のハロゲンを高効率で固定化して処理することが可能であることが確認できた。
【００３８】
【発明の効果】
以上詳述のとおり、本発明によれば、中和効率が良くかつコスト安に処理することができ、炉内壁や生じる排ガスの除害装置等の劣化・損傷を抑えることが出来るハロゲン類含有廃液の処理方法およびその装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態にかかるハロゲン類含有廃液の熱分解処理装置を示す図である。
【図２】その処理装置にかかる噴霧ノズルの一部断面図である。
【図３】そのノズル口近傍の拡大図である。
【符号の説明】
１…燃焼炉、２…排ガス冷却・塩溶解冷却装置、３…冷却塔、１Ａ・・・助燃バーナー、１０…噴霧ノズル、１１…流通管、１１Ａ…核管、１１Ｂ…内管、１１Ｃ…外管、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ…接続部、１２…ノズルキャップ、１２ａ…ノズル口、１２Ｘ…拡散用部材、１２Ａ…核管キャップ、１２Ｂ…内管キャップ、１２Ｃ…外管キャップ、Ｌ１，Ｌ１’…ハロゲン類含有廃液の流通路、Ｌ２，Ｌ２’…石灰類スラリーの流通路、Ｌ３，Ｌ３’…圧縮空気の流通路。

Claims

ハロゲン類含有廃液と石灰類とを燃焼炉内に供給して、前記ハロゲン類含有廃液を熱分解処理するハロゲン類含有廃液の処理方法であって、
前記石灰類とハロゲン類含有廃液とを混合状態で燃焼炉内に供給することを特徴とするハロゲン類含有廃液の処理方法。
前記石灰類を石灰類スラリーとした後、ハロゲン類含有廃液と混合する請求項１記載のハロゲン類含有廃液の処理方法。
ノズルを用いて、前記石灰類とハロゲン類含有廃液とを混合状態で燃焼炉内に噴霧あるいは噴射する請求項１または２記載のハロゲン類含有廃液の処理方法。
前記ノズル内において、前記石灰類とハロゲン類含有廃液を混合状態にする請求項３記載のハロゲン類含有廃液の処理方法。
前記ハロゲン類のハロゲンがフッ素である請求項１記載のハロゲン類含有廃液の処理方法
供給されるハロゲン類含有廃液を熱分解させる燃焼炉を備えるハロゲン類含有廃液の熱分解処理装置であって、
ハロゲン類含有廃液の供給手段と、石灰類スラリーの供給手段と、噴霧媒体の供給手段と、これらの供給手段が接続され、前記ハロゲン類含有廃液と石灰類スラリーとを混合状態として前記燃焼炉内に噴霧あるいは噴射して供給する噴霧ノズルと、を備えることを特徴とするハロゲン類含有廃液の処理装置。