JP2007069066A - Method for treating fly ash - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、焼却炉等から発生する燃焼排ガス中の飛灰の処理方法に関し、さらに詳しくは飛灰を水洗浄して飛灰中の塩素を除去する飛灰の処理方法に関する。 The present invention relates to a method for treating fly ash in combustion exhaust gas generated from an incinerator or the like, and more particularly to a method for treating fly ash in which fly ash is washed with water to remove chlorine in the fly ash.
ごみ焼却炉等の焼却施設から発生する燃焼排ガスには、塩化水素を主成分とする酸性ガス等の有害成分が含まれている。このため、一般に焼却施設には、水酸化ナトリウム水溶液をスクラバー等で使用する湿式排ガス処理システムやアルカリ性処理剤をバグフィルター等で使用する乾式排ガス処理システムが設置されている。 Combustion exhaust gas generated from incineration facilities such as garbage incinerators contains harmful components such as acid gas mainly composed of hydrogen chloride. For this reason, incineration facilities are generally equipped with a wet exhaust gas treatment system that uses a sodium hydroxide aqueous solution in a scrubber or the like, and a dry exhaust gas treatment system that uses an alkaline treatment agent in a bag filter or the like.
このうち、乾式排ガス処理システムにおいて、集塵装置の上流で排ガス中に消石灰等の脱塩剤が投入された場合、集塵装置において焼却飛灰等のダストと脱塩剤の反応生成物である脱塩残渣が共に捕集される。集塵装置からの回収物は、脱塩残渣の混入によって多量の塩素を含んでいるため、工業原料等には使用できず、殆どが薬剤処理若しくはセメント固化により埋立処理がなされている。 Among these, in a dry exhaust gas treatment system, when a desalinating agent such as slaked lime is introduced into the exhaust gas upstream of the dust collector, it is a reaction product of dust such as incinerated fly ash and a desalting agent in the dust collector. The desalted residue is collected together. Since the recovered material from the dust collector contains a large amount of chlorine due to the mixing of the desalting residue, it cannot be used as an industrial raw material, and most of it is landfilled by chemical treatment or cement solidification.
しかし、既存の埋立処分場における残余年数の減少、新規埋立処分場の増設の困難さから埋立処分量の削減が課題となっている。このため、燃焼排ガス中の飛灰等の焼却灰を、再資源化してセメント原料として使用する試みがなされている。セメントは、CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3などを主成分としており、これらを含む廃棄物を原料として使用できるため、これまで種々の廃棄物がセメント原料として利用されている。 However, reduction of the amount of landfill disposal has become an issue due to the decrease in the remaining years at existing landfill disposal sites and the difficulty of adding new landfill disposal sites. For this reason, attempts have been made to recycle incineration ash such as fly ash in combustion exhaust gas and use it as a cement raw material. Cement is mainly composed of CaO, SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3, etc., and since wastes containing these can be used as raw materials, various wastes have been used as cement raw materials so far. .
しかし、燃焼排ガス中の飛灰には、塩素が含まれているため、鉄筋が腐食し易くなり、鉄筋コンクリートの耐久性が低下する問題が発生する。このため、JIS規格は、普通セメント中の塩素含有量を200ppm以下と規定しており、その原料として飛灰をそのまま使用することはできない。特に、集塵装置により塩素濃度が高い脱塩残渣と飛灰とを、同時に捕集して混合してしまうと、飛灰中の塩素濃度がさらに高くなってしまっていた。 However, since the fly ash in the combustion exhaust gas contains chlorine, the rebar is easily corroded, and the durability of the reinforced concrete is lowered. For this reason, the JIS standard stipulates that the chlorine content in ordinary cement is 200 ppm or less, and fly ash cannot be used as it is. In particular, if the desalination residue and fly ash having a high chlorine concentration are simultaneously collected and mixed by the dust collector, the chlorine concentration in the fly ash has been further increased.
特許文献1は、ダストを除塵した後に、排ガス中の塩化水素をナトリウム系脱塩剤により除去し、脱塩残渣を有効利用することを提案している。しかし、飛灰の塩素濃度の低下には至っていない。 Patent Document 1 proposes that after removing dust, hydrogen chloride in the exhaust gas is removed with a sodium-based desalting agent, and the desalted residue is effectively used. However, the chlorine concentration of fly ash has not decreased.
一方、特許文献2は、焼却灰を水洗処理して塩素を洗い流してセメント原料に再資源化する方法を提案している。しかしながら、この水洗処理方法では塩素の除去率が十分ではなく、焼却灰の再資源化は、ブロックなどの無筋コンクリートなどの特定の用途に限られてしまっていた。 On the other hand, Patent Document 2 proposes a method of washing incinerated ash with water to wash out chlorine and recycle it into a cement raw material. However, this water washing treatment method does not have a sufficient chlorine removal rate, and the recycling of incinerated ash has been limited to specific applications such as unreinforced concrete such as blocks.
なお、洗浄水の使用量を多くすれば残存する塩素を低減することができるが、洗浄水の量が膨大となり、飛灰処理後の排水処理のために要する設備コスト及びエネルギー使用量の増大が問題となり、飛灰中の塩素の除去率を高められずにいた。実際、飛灰の処理方法において、洗浄排水から塩成分を分離する手段として、例えば、蒸発乾固法が挙げられるが、この蒸発乾固設備の占めるコストが、全体の4割以上にも及ぶことがあった。
本発明の目的は、焼却炉等から発生する燃焼排ガス中の飛灰を捕集し、その飛灰から塩素を除去するときに、設備コストを削減し洗浄水の使用量及び排液量を減らして処理コストを削減し、かつ焼却飛灰中の塩素含有量を低減する飛灰の処理方法を提供することにある。 The purpose of the present invention is to collect fly ash in combustion exhaust gas generated from incinerators, etc., and to reduce chlorine from the fly ash, thereby reducing equipment costs and reducing the amount of washing water used and the amount of drainage. Another object of the present invention is to provide a fly ash treatment method that reduces the processing cost and reduces the chlorine content in the incinerated fly ash.
上記目的を達成する本発明の飛灰の処理方法は、焼却炉から発生する燃焼排ガスから飛灰を除塵後、該燃焼排ガスに脱塩剤を添加して、該脱塩剤を前記燃焼排ガス中の酸性ガスと反応させた脱塩残渣を捕集して排出するようにした燃焼排ガス処理における前記飛灰の処理方法において、前記飛灰を粗水洗浄してから固液分離して、脱水ケーキC1とろ液F1を得る第1洗浄工程、前記脱水ケーキC1を仕上げ水洗浄して固液分離して、脱水ケーキC2とろ液F2を得る第2洗浄工程を含み、前記脱水ケーキC2を工業用原料とし、前記ろ液F2を貯留して次バッチ以降の粗水洗浄に使用し、前記第1洗浄工程で得たろ液F1を塩分離処理して塩を分離することを特徴とする。 The method for treating fly ash according to the present invention that achieves the above object is to remove fly ash from combustion exhaust gas generated from an incinerator, add a desalting agent to the combustion exhaust gas, and remove the desalting agent in the combustion exhaust gas. In the method for treating fly ash in the combustion exhaust gas treatment for collecting and discharging the desalted residue reacted with the acid gas, the fly ash is washed with coarse water and then solid-liquid separated to obtain a dehydrated cake A first washing step for obtaining C 1 and filtrate F 1, and a second washing step for obtaining dehydrated cake C 2 and filtrate F 2 by subjecting the dehydrated cake C 1 to finish water washing and solid-liquid separation. Using C 2 as an industrial raw material, storing the filtrate F 2 and using it in the subsequent batch and subsequent coarse water washing, and separating the salt by subjecting the filtrate F 1 obtained in the first washing step to salt separation. It is characterized by.
本発明の飛灰の処理方法は、焼却炉から発生する燃焼排ガスから飛灰を除塵後、該燃焼排ガスに脱塩剤を添加して、該脱塩剤を前記燃焼排ガス中の酸性ガスと反応させた脱塩残渣を捕集するようにして、飛灰と脱塩残渣が混合することがないように別々に捕集するものである。これにより、燃焼排ガスから飛灰を独立して捕集し、飛灰の塩素濃度を高くすることがなく、かつ処理すべき飛灰の量を低減することが可能となる。したがって、次の水洗工程において、処理する飛灰の量及び塩素含有量を低減することができ、水洗工程の設備及び処理コストを大幅に低減することができる。 The fly ash treatment method of the present invention removes fly ash from combustion exhaust gas generated from an incinerator, and then adds a desalting agent to the combustion exhaust gas to react the desalting agent with the acid gas in the combustion exhaust gas. The desalted residue thus collected is collected separately so that the fly ash and the desalted residue are not mixed. Thereby, fly ash is collected independently from combustion exhaust gas, and it becomes possible to reduce the amount of fly ash which should be processed, without raising the chlorine concentration of fly ash. Therefore, in the next water washing step, the amount of fly ash to be processed and the chlorine content can be reduced, and the equipment and processing costs of the water washing step can be greatly reduced.
また、水洗工程において、その飛灰を第1洗浄工程において粗水洗浄してから、さらに第2洗浄工程において仕上げ水洗浄することにより、飛灰中の塩素の残留量を大幅に低減することができるようになる。同時に、第2洗浄工程において得られたろ液F2を第1洗浄工程の洗浄水として再利用することにより、洗浄水を有効に利用して新規洗浄水の補給量及び塩回収のために塩分離処理すべきろ液F1の量を大幅に低減することが可能となる。このようにして、焼却飛灰中の塩素含有量を低減しつつ、洗浄水の使用量及び排液量を減らして、設備及び処理コストを削減することが可能となる。 Moreover, in the water washing step, the residual amount of chlorine in the fly ash can be greatly reduced by washing the fly ash in the first washing step and then washing the finishing ash in the second washing step. become able to. At the same time, the filtrate F 2 obtained in the second washing step is reused as the washing water in the first washing step, so that the washing water can be effectively used to separate the salt for recovery of the new washing water and salt recovery. it is possible to significantly reduce the amount of Bekiroeki F 1 be processed. In this way, it is possible to reduce the amount of washing water used and the amount of drainage while reducing the chlorine content in the incineration fly ash, thereby reducing equipment and processing costs.
すなわち、本発明の処理方法は、燃焼排ガス中から処理すべき飛灰を脱塩残渣とは独立して捕集し、その飛灰を2段洗浄しながら途中で生成するろ液F2を有効利用することにより、洗浄水の使用量及び排液量を減らして設備及び処理コストを削減し、かつ焼却飛灰中の塩素含有量を低減することができる。 That is, the treatment method of the present invention collects the fly ash to be treated from the combustion exhaust gas independently of the desalting residue, and effectively uses the filtrate F 2 that is generated in the middle while washing the fly ash in two stages. By using it, the amount of washing water used and the amount of drainage can be reduced, equipment and processing costs can be reduced, and the chlorine content in the incineration fly ash can be reduced.
以下に、本発明を詳細に説明する。
図1は、本発明の飛灰の処理方法の集塵工程に使用する装置の構成の一例を示す説明図であり、図2は、本発明の飛灰の処理方法の水洗工程に使用する装置の構成の一例を示す説明図である。
The present invention is described in detail below.
FIG. 1 is an explanatory view showing an example of the configuration of an apparatus used in the dust collection process of the fly ash treatment method of the present invention, and FIG. 2 is an apparatus used in the water washing process of the fly ash treatment method of the present invention. It is explanatory drawing which shows an example of a structure of.
図1において、本発明の飛灰の集塵処理に使用する装置は、第1集塵機51、第2集塵機52及び脱塩剤供給手段53とを備えている。焼却炉から発生する燃焼排ガスは、第1集塵機51により、飛灰が優先して捕集される。次いで、飛灰を除去した燃焼ガス中に脱塩剤供給手段53から脱塩剤が添加され、燃焼ガス中の塩化水素と反応して脱塩残渣を生成する。この脱塩残渣を、第2集塵機52により捕集する。これにより、燃焼ガスは、飛灰及び塩化水素等の酸性ガスが除去され、必要な処理の後、排気される。
In FIG. 1, the apparatus used for the dust collection processing of fly ash according to the present invention includes a
図2において、本発明の飛灰の水洗処理に使用する装置は、前述のように独立して捕集された飛灰を受け入れる飛灰貯留槽1と、飛灰を水洗浄してスラリーにする水洗槽2と、水洗後のスラリーを貯めておくスラリー貯留槽3と、このスラリーを脱水ケーキとろ液とに分離する固液分離機5とを備えている。また、固液分離された脱水ケーキを、脱水ケーキ受槽7又は水洗槽2へ選択可能に移送する移送手段6を備え、残留塩素の少ない脱水ケーキは、脱水ケーキ受槽7へ、残留塩素の多い脱水ケーキは、水洗槽2へと移送先を選択できるようになっている。
In FIG. 2, the apparatus used for the water washing process of the fly ash of this invention is the fly ash storage tank 1 which receives the fly ash collected independently as mentioned above, and the fly ash is washed with water to make a slurry. A washing tank 2, a slurry storage tank 3 for storing the slurry after washing, and a solid-
さらに、固液分離されたろ液を貯めるため、ろ液貯留槽8及び塩水貯留槽11が備えられている。塩素濃度が低い二回目以降の仕上げ水洗浄のろ液F2はろ液貯留槽8に、塩素濃度が高い一回目の粗水洗浄のろ液F1は塩水貯留槽11に、分けて貯められる。 Further, a filtrate storage tank 8 and a salt water storage tank 11 are provided to store the filtrate separated by solid-liquid. The filtrate F 2 for the second and subsequent finish water washings with low chlorine concentration is stored separately in the filtrate storage tank 8, and the filtrate F 1 for the first rough water washing with high chlorine concentration is stored separately in the salt water storage tank 11.
ろ液F2のろ液貯留槽8は、水洗槽2と連通する配管につながり、ろ液F2を洗浄水として再使用することが可能になっている。一方、塩素濃度が高いろ液F1を受け入れる塩水貯留槽11は、ろ液移送ポンプ10を介して、塩分離手段15へ送られ、塩分離手段15おいて水分と塩成分に分離され、塩成分は移送手段16を介して結晶塩受槽17に貯められる。
The filtrate F 2 filtrate reservoir 8 leads to a pipe that communicates with the washing tank 2, it becomes possible to reuse the filtrate F 2 as washing water. On the other hand, the salt water storage tank 11 that receives the filtrate F 1 having a high chlorine concentration is sent to the salt separation means 15 via the
以下、各工程毎に詳しく説明する。
第1集塵機51及び第2集塵機52は、それぞれ飛灰及び脱塩残渣を捕集することができるものであれば特に制限がないが、好ましくは、バグフィルタ、カートリッジフィルタ、電気集塵機、サイクロン等を挙げることができ、なかでも、バグフィルタが、より好ましい。
Hereinafter, each process will be described in detail.
The
脱塩剤供給手段53は、脱塩剤を定量的に添加することができるものであれば、特に制限はなく、好ましくは重量式定量フィーダー、容量式定量フィーダーが挙げられ、具体的には、バイブレーター等を備えた2軸スクリュー型重量フィーダー、テーブルフィーダー、ロータリーバルブ等を挙げることができる。 The desalting agent supply means 53 is not particularly limited as long as it can quantitatively add the desalting agent, and preferably includes a gravimetric quantitative feeder and a capacitive quantitative feeder. Specifically, A biaxial screw type weight feeder equipped with a vibrator or the like, a table feeder, a rotary valve and the like can be exemplified.
飛灰貯留槽1は、好ましくは円筒竪型のホッパーであり、テーブルフィーダー等の飛灰切り出し機やバイブレーター等を備え、飛灰を円滑かつ迅速に、水洗槽2へ供給できるようになっている。 The fly ash storage tank 1 is preferably a cylindrical bowl-shaped hopper, and includes a fly ash cutting machine such as a table feeder, a vibrator, and the like so that the fly ash can be smoothly and rapidly supplied to the washing tank 2. .
水洗槽2は、飛灰と洗浄水を均一に混合し、飛灰中の塩素を所定の溶解度において、洗浄水中に溶かし込むための回分式洗浄手段である。水洗槽2は、好ましくは略円筒形で底部がコニカル状であり、効率的に洗浄後のスラリーを排出できるようになっている。また、スクリュー式の撹拌機を有しており、飛灰と洗浄水を均一に混合することができる。さらに、水洗槽2は、一回目の洗浄である粗水洗浄と、2回目以降の洗浄である仕上げ洗浄を共用することが可能な洗浄槽であり、両者の切替えに必要な手段を付帯している。 The water washing tank 2 is a batch-type washing means for uniformly mixing fly ash and washing water and dissolving chlorine in the fly ash in washing water at a predetermined solubility. The water rinsing tank 2 is preferably substantially cylindrical and has a conical bottom, so that the washed slurry can be discharged efficiently. Moreover, it has a screw type stirrer and can mix fly ash and washing water uniformly. Furthermore, the water washing tank 2 is a washing tank that can share the rough water washing that is the first washing and the finishing washing that is the second and subsequent washings, and includes means necessary for switching between the two. Yes.
水洗槽2は、ろ液F2及び/又は新規洗浄水14を洗浄水として使用することができるようになっている。使用する洗浄水は、前記のいずれか1つでも、2以上の併用でも良く適宜使い分けることができる。
Washing tank 2 is adapted to be able to use the filtrate F 2 and / or
スラリー貯留槽3は、水洗浄後のスラリーを貯留し、固液分離機5へ移送するスラリー量を制御することができるようになっており、固液分離機5の処理能力に応じた効率的な運転ができる。また、この脱水処理の間、水洗槽2は空の状態であり、固液分離した脱水ケーキを、直ちに水洗槽2へ戻すことができる。これにより飛灰を複数回、水洗浄するために必要な設備コスト及び生産コストを削減することができる。スラリー貯留槽3は、特に制限はないが、水洗槽2と同形でよく、同等の内容積であることが好ましい。また、貯留中のスラリーの分離を防ぐため、スクリュー式の撹拌機を有していることが好ましい。
The slurry storage tank 3 stores the slurry after washing with water and can control the amount of slurry transferred to the solid-
固液分離機5は、スラリー貯留槽3から移送されたスラリーを脱水ケーキ(固相)とろ液(液相)に分離する装置である。固液分離機5は、スラリーを固相と液相に分離可能なものであれば特に制限はないが、フィルタープレス、ベルトプレス、遠心脱水機、スクリュープレス、ロータリープレス等を好ましく挙げられ、なかでも脱水ケーキの含水率を低くできることからフィルタープレスが好ましい。
The solid-
移送手段6は、固液分離された脱水ケーキを、脱水ケーキ受槽7又は水洗槽2への移送を選択可能にする手段である。残留塩素の少ない脱水ケーキは、脱水ケーキ受槽7へ移送し、残留塩素の多い脱水ケーキは、水洗槽2へ移送するというように、移送手段6により移送先を選択できるようになっている。すなわち、一組の水洗槽2及び固液分離機5を用いて、飛灰を水洗浄する回数を任意に選択することが可能である。本発明において、水洗浄の回数が1回の脱水ケーキC1は、水洗槽2へ戻して再度水洗して塩素濃度をさらに低減し、2回以上の水洗により残留する塩素濃度が十分に低い脱水ケーキC2は、脱水ケーキ受槽7へ選択的に移送することが好ましい。
The transfer means 6 is a means that makes it possible to select transfer of the dehydrated cake separated into solid and liquid to the dehydrated cake receiving tank 7 or the washing tank 2. The dehydration cake with a small amount of residual chlorine is transferred to the dehydration cake receiving tank 7, and the dehydration cake with a large amount of residual chlorine is transferred to the washing tank 2, so that the transfer means 6 can select the transfer destination. That is, it is possible to arbitrarily select the number of times that the fly ash is washed with water using a set of washing tank 2 and solid-
移送手段6は、特に制限はないが、フライトコンベア、フレックスベルトコンベア、スクリューコンベア等を好ましく挙げられ、なかでも水平及び垂直搬送が可能であることからフライトコンベアが好ましい。 Although there is no restriction | limiting in particular in the transfer means 6, A flight conveyor, a flex belt conveyor, a screw conveyor, etc. are mentioned preferably, A flight conveyor is preferable since horizontal and vertical conveyance are possible especially.
本発明において、ろ液F2は、ろ液貯留槽8に貯めておき、次バッチ以降の飛灰の一回目の洗浄水として使用することができるようになっている。ろ液F2は、塩素濃度が低く、より多くの塩素を溶解させる余力が残っているからである。 In the present invention, the filtrate F 2 is stored in the filtrate storage tank 8 and can be used as the first wash water of the fly ash after the next batch. This is because the filtrate F 2 has a low chlorine concentration and has a remaining capacity for dissolving more chlorine.
一方、塩水貯留槽11に受け入れた塩素濃度が高いろ液F1は、ろ液移送ポンプ10を介して、塩分離手段15へ送られる。ろ液F1は、塩分離手段15により水分と塩成分に分離され、結晶として残った塩成分は移送手段16を介して結晶塩受槽17に貯められる。分離された塩成分は、他の工業用途、例えば融雪剤、金属精錬用、皮革処理用等に再利用することが可能となる。
On the other hand, the filtrate F 1 having a high chlorine concentration received in the salt water storage tank 11 is sent to the salt separation means 15 via the
また、塩分離手段15において分離された水分は、復水器(図示せず)等を通して凝縮され、新規洗浄水14として、再利用することも可能である。この場合、系外から補給する新規洗浄水の使用量をさらに削減することが可能となり、好ましい。
The water separated in the salt separation means 15 is condensed through a condenser (not shown) or the like, and can be reused as the
本発明において、塩分離手段15は、特に制限はないが、蒸発乾固法、晶析法、電解法等の塩分離方法を好ましく挙げることができ、なかでも蒸発乾固法が好ましい。蒸発乾固法は、具体的には、ドラムドライヤ式、減圧乾燥式、スプレードラヤ式の蒸発乾固器を好ましく挙げることができ、特にドラムドライヤ式のものが好ましい。 In the present invention, the salt separation means 15 is not particularly limited, but a salt separation method such as an evaporation / drying method, a crystallization method, and an electrolytic method can be preferably exemplified, and an evaporation / drying method is particularly preferable. Specific examples of the evaporation / drying method include a drum dryer type, a vacuum drying type, and a spray dryer type evaporator / dryer, and a drum dryer type is particularly preferable.
本発明の飛灰の処理方法は、少なくとも2基の集塵機及び脱塩剤供給手段を使用する集塵工程と、水洗槽、スラリー貯留槽及び固液分離機を有する洗浄工程を含む処理方法であり、両工程を有機的に結合させることにより、設備コストを少なく抑えながら、運転の効率化と洗浄水の使用量及びエネルギー使用量の大幅な削減を達成し、かつ飛灰中の塩素の残留量を大幅に低減し、然るに焼却設備から発生する飛灰及び脱塩残渣を埋立処理することなく、セメント原料や工業塩等の工業用原料として有効利用できるものである。 The fly ash treatment method of the present invention is a treatment method including a dust collection step using at least two dust collectors and a desalting agent supply means, and a washing step having a water washing tank, a slurry storage tank, and a solid-liquid separator. By combining the two processes organically, while reducing the equipment cost, the efficiency of operation and a drastic reduction in the amount of washing water and energy consumption are achieved, and the residual amount of chlorine in the fly ash Therefore, the fly ash and desalted residue generated from the incineration facility can be effectively used as industrial raw materials such as cement raw materials and industrial salts without landfill treatment.
図3は、本発明の飛灰の処理方法における実施態様の例を示すブロック図である。
図3において、本発明の飛灰の処理方法は、集塵工程において、焼却炉から発生する燃焼排ガスを、第1集塵機51を使用して飛灰aを捕集した後、この燃焼排ガスに脱塩剤dを添加して、燃焼排ガス中の酸性ガスと反応させ脱塩残渣rを生成して第2集塵機52を使用して捕集するものである。次いで、水洗工程において、上記のように独立して捕集された飛灰aを飛灰貯留槽1に受け入れて、水洗槽2へ移送し、飛灰aを粗水洗浄してから固液分離して、脱水ケーキC1とろ液F1を得る第1洗浄工程と、脱水ケーキC1をさらに仕上げ水洗浄して固液分離して、脱水ケーキC2とろ液F2を得る第2洗浄工程とを含むものである。また、得られた脱水ケーキC2を工業用原料として再利用すること、ろ液F2を貯留しておいて次バッチ以降の粗水洗浄に使用すること、ろ液F1を塩分離処理して塩を回収することを特徴とするものである。また、脱塩残渣rをろ液F1に溶解させて塩分離処理することにより、塩分離を効率的に進めることが好ましい。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of an embodiment of the fly ash treatment method of the present invention.
In FIG. 3, the fly ash treatment method of the present invention uses the
本発明の処理方法は、焼却炉から発生する燃焼排ガスから、飛灰aと脱塩残渣rとを混合させないように別々に捕集するものであり、燃焼排ガスから飛灰を優先して捕集することから、飛灰中の塩素濃度を高くすることがなく、かつ処理すべき飛灰の量を増やさないようにすることができる。したがって、次の水洗工程において、処理する飛灰の量及び塩素含有量、すなわち分離処理すべき塩成分の総量を低減することができ、水洗工程の設備及び処理コストを大幅に低減することができる。 The treatment method of the present invention collects fly ash a and desalted residue r separately from the combustion exhaust gas generated from the incinerator so that the fly ash is preferentially collected from the combustion exhaust gas. Therefore, the chlorine concentration in the fly ash is not increased, and the amount of fly ash to be processed can be prevented from increasing. Therefore, in the next washing step, the amount of fly ash to be treated and the chlorine content, that is, the total amount of salt components to be separated can be reduced, and the equipment and treatment costs of the washing step can be greatly reduced. .
本発明の処理方法に使用する脱塩剤dは、ナトリウム系脱塩剤、カルシウム系脱塩剤から適宜選択して使用することができるが、とりわけナトリウム系脱塩剤を使用することが好ましい。これらの脱塩剤は、燃焼ガス中に含まれている塩化水素を主成分とする酸性ガスを反応して、脱塩残渣として塩化ナトリウム、塩化カルシウムを生成することにより、燃焼ガス中の有害物質を分離しやすくすることができる。 The desalting agent d used in the treatment method of the present invention can be appropriately selected from sodium desalting agents and calcium desalting agents, but it is particularly preferable to use sodium desalting agents. These desalting agents react with an acidic gas mainly composed of hydrogen chloride contained in the combustion gas to produce sodium chloride and calcium chloride as the desalting residue, thereby producing harmful substances in the combustion gas. Can be easily separated.
ナトリウム系脱塩剤は、脱塩残渣となる塩化ナトリウムが、取り扱いが容易で再利用しやすいこと、水への溶解性が高いとともに分離結晶化が容易であること等の利点があり、好ましい。また、カルシウム系脱塩剤の場合、脱塩残渣である塩化カルシウムが著しい潮解性を有するための不具合や、反応助剤として珪藻土等を添加する必要があることからスラリー固形成分の親水性が高まり脱水ケーキの含水率が高くなってしまうという不具合があるのに対して、ナトリウム系脱塩剤ではこのような不具合が発生しないことも有利である。 Sodium-based desalting agents are preferable because sodium chloride as a desalting residue has advantages such as easy handling and easy reuse, high solubility in water and easy separation and crystallization. In addition, in the case of calcium-based desalting agents, the hydrophilicity of the solid component of the slurry is increased due to the disadvantage that calcium chloride, which is a desalting residue, has significant deliquescent properties, and the addition of diatomaceous earth as a reaction aid. While there is a problem that the moisture content of the dehydrated cake becomes high, it is also advantageous that such a problem does not occur in the sodium-based desalting agent.
本発明に使用するナトリウム系脱塩剤は、重炭酸ナトリウムNaHCO3、炭酸ナトリウムNa2CO3、水酸化ナトリウムNaOH等を好ましく挙げることができる。 Preferred examples of the sodium-based desalting agent used in the present invention include sodium bicarbonate NaHCO 3 , sodium carbonate Na 2 CO 3 , and sodium hydroxide NaOH.
次に、洗浄工程において、集塵工程において独立して捕集された飛灰aを、飛灰貯留槽1に受け入れて、所定量を水洗槽2へ移送するとともに、洗浄水を供給する。第1洗浄工程の粗水洗浄に使用する洗浄水は、定常運転時には、以前の処理バッチにおいて貯留された第2洗浄工程のろ液F2を使用するものである。なお、運転の立ち上げ時にはこれに拘ることなく新規の洗浄水を使用することができる。新規洗浄水14としては、上水、工業用水、再利用水、以前の塩分離手段において得られた凝縮水等を使用することができる。
Next, in the washing process, the fly ash a collected independently in the dust collection process is received in the fly ash storage tank 1, and a predetermined amount is transferred to the water washing tank 2 and washing water is supplied. Wash water used for rough water washing of the first cleaning step, at the time of steady operation, it is to use a filtrate F 2 of the second cleaning step, which is stored in the previous batches. It should be noted that new washing water can be used at the start of operation regardless of this. As the
粗水洗浄においては、飛灰aと洗浄水を、撹拌機等を用いて均一に混合し、飛灰中の塩素を洗浄水に溶解させるようにする。粗水洗浄の時間は、好ましくは1分〜30分、より好ましくは5分〜10分である。粗水洗浄の時間をこの範囲とすることにより、飛灰中の塩素をできるだけ多く溶解させ、かつ処理効率を高めることができ、好ましい。 In the coarse water cleaning, the fly ash a and the cleaning water are uniformly mixed using a stirrer or the like so that the chlorine in the fly ash is dissolved in the cleaning water. The time for washing with rough water is preferably 1 minute to 30 minutes, more preferably 5 minutes to 10 minutes. By setting the rough water washing time within this range, it is preferable that as much chlorine as possible in the fly ash can be dissolved and the treatment efficiency can be improved.
粗水洗浄を終えたスラリーは、固液分離機5に移送して、脱水ケーキC1とろ液F1とに分離される。なお、移送に際しては、水洗槽2と固液分離機5の間にスラリー貯留槽3を設けて、水洗槽2内のスラリーの全量をスラリー貯留槽3に移送しつつ、スラリー貯留槽3へのスラリー移送開始と同時に、スラリー貯留槽3から固液分離機5にスラリーを移送して、固液分離処理を行うことが、処理効率を高める観点から、好ましい。すなわち、水洗槽2内のスラリーの全量をスラリー貯留槽3に移送することにより、水洗槽2を早い段階で空にすることができ、固液分離された脱水ケーキC1を直ちに水洗槽2へ受け入れることができる。同様に、第2洗浄工程においては、スラリーの排出後、直ちに次の処理バッチの飛灰を受け入れることができる。
The slurry that has been washed with coarse water is transferred to the solid-
第1洗浄工程の固液分離機5において、スラリーは脱水ケーキC1とろ液F1とに分離される。ろ液F1は、塩素濃度が高く、従来は、廃液として処分されていたか、蒸発乾固等の塩分離処理により塩成分を除去した後に、廃棄されていた。しかし、飛灰に残留する塩素濃度を低減するために多量の洗浄水を使用した場合、ろ液F1が多量に発生し、蒸発乾固等の塩分離処理に要する設備コスト及び使用エネルギー量が膨大なものになってしまうことが問題であった。本発明の飛灰の処理方法は、後述するようにろ液F2を粗水洗浄用の洗浄水として再利用することにより、排液となるろ液F1の排出量を低減し、塩分離処理して塩を回収するための設備コスト及びエネルギー使用量を大幅に削減することができるようにするものである。
In the solid-
本発明において、脱水ケーキC1の含水率は、好ましくは50重量%以下、より好ましくは45重量%以下、さらに好ましくは30〜45重量%であるとよい。脱水ケーキC1中の含水率が50重量%を越えると、脱水ケーキC1に残留する塩成分の濃度が高くなり、含水率を30重量%未満にしようとすると、固液分離機5への負担が大きくなり、単位時間当たりの処理量の低下や設備の大型化が必要であり、他の処理設備の稼動効率の低下に繋がり好ましくない。脱水ケーキC1の含水率を上記の範囲内への調製は、ナトリウム系脱塩剤を使用することにより達成することが可能となる。
In the present invention, the water content of dehydrated cake C 1 is preferably 50 wt% or less, more preferably 45 wt% or less, and more preferably If it is 30 to 45 wt%. If the water content in the dewatered cake C 1 exceeds 50 wt%, the concentration of the salt component remaining in the dehydrated cake C 1 is increased, when you try to moisture content below 30% by weight, of the solid-
脱水ケーキC1は、第2洗浄工程に送られ仕上げ洗浄が行なわれる。仕上げ洗浄する水洗槽2’は、第1洗浄工程の水洗槽2と別に設けてもよいが、設備コストを低減させるために共用することが好ましい。 Dewatered cake C 1 is finishing cleaning is performed is sent to the second cleaning step. The rinsing tank 2 ′ for finishing cleaning may be provided separately from the rinsing tank 2 in the first cleaning step, but it is preferable to share it in order to reduce equipment costs.
第2洗浄工程の仕上げ洗浄において、脱水ケーキC1に含まれる塩素濃度が粗水洗浄により低減しているため、使用する洗浄水は、新規洗浄水14を使用することが好ましい。このときの新規洗浄水14の供給量が、系内への新しい洗浄水の補給量となる。すなわち、ろ液F1の排液量及び脱水ケーキC2に含水して系外へ持ち出される洗浄水の量を補うものである。この補給量が少ないほど運転コストを削減することができる。なお、仕上げ洗浄の運転条件は、前述の粗水洗浄と同様に設定することができる。
In finishing the washing of the second cleaning step, since the chlorine concentration in the dehydrated cake C 1 is reduced by the rough water washing, washing water to be used, it is preferred to use the
仕上げ洗浄後のスラリーは、粗水洗浄時と同様にして、好ましくはスラリー貯留槽3を介して、固液分離機5’へ移送される。第2洗浄工程のスラリー貯留槽3及び固液分離機5’は、第1洗浄工程のスラリー貯留槽3及び固液分離機5と別に配置してもよいが、設備コストを低減させるために共用することが好ましい。
The slurry after the finish cleaning is transferred to the solid-
第2洗浄工程の固液分離機5’において、スラリーは、脱水ケーキC2とろ液F2とに分離される。ろ液F2は、塩素濃度が低く、次のバッチの第1洗浄工程の粗水洗浄の洗浄水として再利用することができる。脱水ケーキC2は、含水分を除去した後、セメント原料等の工業用原料として再利用することができる。なお、脱水ケーキC2は、飛灰固形分(正味の飛灰重量)に対する塩素濃度が0.1重量%以下であることが好ましい。 In solid-liquid separator 5 'in the second washing step, the slurry is separated into a dehydrated cake C 2 filtrate F 2. The filtrate F 2 has a low chlorine concentration and can be reused as washing water for the rough water washing in the first washing step of the next batch. Dewatered cake C 2, after removal of the water content, can be reused as an industrial raw material for a cement raw material. Incidentally, dehydrated cake C 2 is preferably a chlorine concentration relative to the fly ash solids (fly ash net weight) of 0.1 wt% or less.
ここで、脱水ケーキ受槽7へ移送する脱水ケーキC2は、飛灰固形分(正味の飛灰重量)に対する塩素濃度が0.1重量%以下であることが好ましい。この脱水ケーキC2から、水分を除去することによって、塩素濃度0.1重量%以下の飛灰が得られ、セメント原料等の工業製品に有効に利用することができる。 Here, dehydrated cake C 2 to transfer the dewatered cake receiving tank 7 is preferably a chlorine concentration relative to the fly ash solids (fly ash net weight) of 0.1 wt% or less. This dehydrated cake C 2, by removing the water, the chlorine concentration of 0.1 wt% or less of fly ash can be obtained, it can be effectively utilized in the industrial products of the cement raw material.
以下、実施例によって本発明をさらに説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例により限定するものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further, the scope of the present invention is not limited by these Examples.
塩素濃度が10重量%である飛灰を洗浄処理して、飛灰中の塩素濃度を0.1重量%以下にまで低減させる場合に、各種燃焼排ガス中の飛灰の処理方法において、新規洗浄水14の補給量、処理すべき排液量及び塩分離手段15として蒸発乾固器を使用したときの処理に要する排液処理エネルギー量を比較した。
When cleaning fly ash with a chlorine concentration of 10% by weight and reducing the chlorine concentration in the fly ash to 0.1% by weight or less, new cleaning methods are used in the treatment method for fly ash in various combustion exhaust gases. The amount of
なお、飛灰の処理量を300kg/時間とし、2時間で600kgの飛灰を処理する場合の所要条件をシミュレーションした。また、脱塩残渣の生成量は、ナトリウム系脱塩剤を使用した場合、塩素濃度50重量%の脱塩残渣が100kg/時間、カルシウム系脱塩剤を使用した場合、塩素濃度33.3重量%の脱塩残渣が150kg/時間であるものとする。 In addition, the required amount in the case of processing the fly ash of 300 kg / hour for 2 hours and 600 kg of fly ash was simulated. The amount of desalted residue produced is 100 kg / hour for a desalted residue having a chlorine concentration of 50% by weight when a sodium desalting agent is used, and 33.3% by weight for a calcium desalting agent. % Desalted residue is assumed to be 150 kg / hour.
さらに、排液処理エネルギー量は、蒸発乾固器で処理する排液中の水に対する昇温及び蒸発に要するエネルギー量を2.5MJ/kgとして算出した。なお、有効数字3桁として概算するものとした。 Furthermore, the amount of energy for drainage treatment was calculated assuming that the amount of energy required for temperature rise and evaporation with respect to the water in the wastewater to be treated by the evaporator / dryer was 2.5 MJ / kg. In addition, it was assumed that it was estimated as 3 significant figures.
<実施例1>
図3のブロック図に示す飛灰の処理方法により、定常運転時に、2時間で600kgの飛灰を処理する条件をシミュレーションした。なお、脱塩剤に重炭酸ナトリウムを使用して生成する脱塩残渣(塩化ナトリウム)200kgは、第2集塵機52により、飛灰とは別に捕集し、塩水貯留槽11で溶解させた後、塩分離処理するものとした。
<Example 1>
With the fly ash treatment method shown in the block diagram of FIG. 3, the conditions for treating 600 kg of fly ash in 2 hours were simulated during steady operation. In addition, after desalting residue (sodium chloride) 200 kg produced using sodium bicarbonate as a desalting agent is collected separately from fly ash by the
脱水ケーキの含水率を45重量%とする条件の下、新規洗浄水14の補給量、塩分離手段15への排液量及び排液処理に要する排液処理エネルギー量を表1に示す。
Table 1 shows the replenishment amount of the
<比較例1>
図4のブロック図に示す飛灰の処理方法により、定常運転時に、2時間で600kgの飛灰を処理する条件をシミュレーションした。なお、脱塩剤に重炭酸ナトリウムを使用して生成する脱塩残渣(塩素濃度50重量%)200kgは、第1集塵機51により飛灰と共に捕集して、塩素濃度20重量%の処理灰(飛灰+脱塩残渣)800kgを水洗処理により塩成分を分離するものとしてシミュレーションした。
<Comparative Example 1>
By the fly ash treatment method shown in the block diagram of FIG. 4, conditions for treating 600 kg of fly ash in 2 hours were simulated during steady operation. In addition, 200 kg of desalted residue (chlorine concentration: 50% by weight) produced by using sodium bicarbonate as a desalting agent is collected together with fly ash by the
脱水ケーキの含水率を45重量%とする条件の下、新規洗浄水14の補給量、塩分離手段15への排液量及び排液処理に要する排液処理エネルギー量を表1に示した。
Table 1 shows the replenishment amount of the
<比較例2>
図4のブロック図に示す飛灰の処理方法により、定常運転時に、2時間で600kgの飛灰を処理する条件をシミュレーションした。なお、脱塩剤に水酸化カルシウムを使用して生成する脱塩残渣(塩素濃度33.3重量%)300kgは、第1集塵機51により飛灰と共に捕集して、塩素濃度17.8重量%の処理灰(飛灰+脱塩残渣)900kgを水洗処理により塩成分を分離するものとしてシミュレーションした。ただし、カルシウム系脱塩剤には、反応助剤(珪藻土等)が入っているため含水率が高くなることから、脱水ケーキの含水率は、55重量%となる。
<Comparative example 2>
By the fly ash treatment method shown in the block diagram of FIG. 4, conditions for treating 600 kg of fly ash in 2 hours were simulated during steady operation. In addition, 300 kg of desalted residue (chlorine concentration: 33.3% by weight) generated using calcium hydroxide as a desalting agent is collected together with fly ash by the
脱水ケーキの含水率を55重量%とする条件の下、新規洗浄水14の補給量、塩分離手段15への排液量及び排液処理に要する排液処理エネルギー量を表1に示した。
Table 1 shows the replenishment amount of the
<比較例3>
図5のブロック図に示す水洗浄工程が1段のみである飛灰の処理方法により、定常運転時に、2時間で600kgの飛灰を処理する条件をシミュレーションした。なお、脱塩剤に重炭酸ナトリウムを使用して生成する脱塩残渣(塩化ナトリウム)200kgは、第2集塵機52により、飛灰とは別に捕集し、塩水貯留槽11で溶解させた後、塩分離処理するものとした。
<Comparative Example 3>
The conditions for treating 600 kg of fly ash in 2 hours during steady operation were simulated by the fly ash treatment method in which the water washing process shown in the block diagram of FIG. 5 is only one stage. In addition, after desalting residue (sodium chloride) 200 kg produced using sodium bicarbonate as a desalting agent is collected separately from fly ash by the
脱水ケーキの含水率を45重量%とする条件の下、新規洗浄水14の補給量、塩分離手段15への排液量及び排液処理に要する排液処理エネルギー量を表1に示した。
Table 1 shows the replenishment amount of the
脱水処理後の飛灰中に残存する塩素濃度を0.1重量%以下まで低減するためには、比較例1及び2に示した飛灰と脱塩残渣とを一括して集塵してから水洗浄処理する方法においては、処理すべき灰分(飛灰+脱塩残渣)及び分離すべき塩成分の総量が多くなることから、多量の洗浄水が必要となると共に塩分離手段15への排液量も多くなり、排液処理に必要なエネルギー量も膨大となる。また、比較例2において、カルシウム系脱塩剤を使用したため、脱塩残渣の量が増えると共に脱水ケーキの含水率も高くなってしまいより多くの洗浄水量及び排液処理エネルギー量が必要となることが認められた。 In order to reduce the chlorine concentration remaining in the fly ash after the dehydration treatment to 0.1% by weight or less, the fly ash and the desalted residue shown in Comparative Examples 1 and 2 are collected in a lump. In the method of washing with water, since the total amount of ash to be treated (fly ash + desalted residue) and salt components to be separated increases, a large amount of washing water is required and discharged to the salt separation means 15. The amount of liquid increases, and the amount of energy required for the drainage treatment becomes enormous. In Comparative Example 2, since the calcium-based desalting agent is used, the amount of desalted residue increases and the moisture content of the dehydrated cake increases, requiring a larger amount of washing water and drainage treatment energy. Was recognized.
また、比較例3は、飛灰を脱塩残渣と別に捕集したものの洗浄回数が1回のみであるため、膨大な洗浄水が必要となると共に塩分離手段15への排液量も膨大となり、排液処理に必要なエネルギー量も膨大となることが認められた。 In Comparative Example 3, the fly ash collected separately from the desalting residue is washed only once, so a large amount of washing water is required and the amount of liquid drained to the salt separation means 15 is enormous. It was recognized that the amount of energy required for the drainage treatment was enormous.
これに対して、実施例1は、新規洗浄水14の補給量及び排液処理エネルギーを、比較例1と比べて、共に約4割も削減することが可能となることが認められた。したがって、燃焼排ガスから飛灰と脱塩残渣を混合させずに飛灰を独立して捕集すること及びその飛灰を2段洗浄しながら途中で生成するろ液F2を有効利用することにより、洗浄水の使用量及び排液量を減らして設備及び処理コストを削減し、かつ焼却飛灰中の塩素含有量を低減することができることが確認された。
On the other hand, it was recognized that Example 1 can reduce the replenishment amount and drainage treatment energy of the
1 飛灰貯留槽
2 水洗槽
3 スラリー貯留槽
4 スラリー移送ポンプ
5 固液分離機
6 脱水ケーキ移送手段
7 脱水ケーキ受槽
8 ろ液貯留槽
9 ろ液移送ポンプ
10 ろ液移送ポンプ
11 塩水貯留槽
14 新規洗浄水
15 塩分離手段
16 移送手段
17 結晶塩受槽
18 排気送風機
19 低圧蒸気
20 貯留槽
21 移送ポンプ
51 第1集塵機
52 第2集塵機
53 脱塩剤供給手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fly ash storage tank 2 Flush tank 3 Slurry storage tank 4
Claims (3)
前記飛灰を粗水洗浄してから固液分離して、脱水ケーキC1とろ液F1を得る第1洗浄工程、前記脱水ケーキC1を仕上げ水洗浄して固液分離して、脱水ケーキC2とろ液F2を得る第2洗浄工程を含み、前記脱水ケーキC2を工業用原料とし、前記ろ液F2を貯留して次バッチ以降の粗水洗浄に使用し、前記第1洗浄工程で得たろ液F1を塩分離処理して塩を分離する飛灰の処理方法。 After removing fly ash from the combustion exhaust gas generated from the incinerator, a desalting agent is added to the combustion exhaust gas, and the desalination residue obtained by reacting the desalting agent with the acid gas in the combustion exhaust gas is collected. In the treatment method of the fly ash in the exhaust gas treatment to be discharged,
The fly ash is washed with coarse water and then solid-liquid separated to obtain a dehydrated cake C 1 and a filtrate F 1. The dehydrated cake C 1 is washed with finish water and solid-liquid separated to obtain a dehydrated cake. A second washing step of obtaining C 2 and filtrate F 2 , wherein the dehydrated cake C 2 is used as an industrial raw material, the filtrate F 2 is stored and used for coarse water washing in the subsequent batch, and the first washing A method for treating fly ash in which the filtrate F 1 obtained in the step is subjected to salt separation treatment to separate the salt.
The fly ash treatment method according to claim 1, wherein the desalted residue is dissolved in the filtrate F 1 and then subjected to salt separation treatment to recover the salt.
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