JP2015178049A - 酸性排ガス処理剤及び重金属の溶出防止方法 - Google Patents
酸性排ガス処理剤及び重金属の溶出防止方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015178049A JP2015178049A JP2014055368A JP2014055368A JP2015178049A JP 2015178049 A JP2015178049 A JP 2015178049A JP 2014055368 A JP2014055368 A JP 2014055368A JP 2014055368 A JP2014055368 A JP 2014055368A JP 2015178049 A JP2015178049 A JP 2015178049A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust gas
- acidic exhaust
- treating agent
- acidic
- hydroxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
【課題】酸性排ガスの高い除去率が求められる場合でも、高い反応効率を維持できる酸性排ガス処理剤、並びに該排ガス処理剤を用いた酸性排ガスの処理方法及び重金属の溶出防止方法を提供する。【解決手段】水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムを配合してなる酸性排ガス処理剤。好ましくは、前記水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリムの合計配合量中における前記炭酸水素ナトリウムの割合が15〜70質量%となるように構成する。好ましくは、前記水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムとして、水酸化ドロマイトを含むように構成する。【選択図】なし
Description
本発明は、都市ごみ廃棄物焼却炉、産業廃棄物焼却炉、発電ボイラ、炭化炉及び民間工場等の燃焼施設から発生する塩化水素や硫黄酸化物等の有害な酸性ガスを含む排ガスの処理剤及び該処理剤を用いた重金属の溶出防止方法に関する。
都市ゴミや産業廃棄物等の廃棄物焼却炉から排出される燃焼排ガスには、炭酸ガスや、水蒸気、酸素、窒素、硫黄酸化物、窒素酸化物、塩化水素、重金属化合物、煤塵などが含まれていることから、大気放出に先立ち、有害物質を除去する必要がある。
特許文献1のように、一般的に、有害な塩化水素や硫黄酸化物を含む酸性排ガスは、水酸化カルシウム等のアルカリ剤で処理された後、バグフィルター等の集塵機で除塵され、煙突から排出される。一方、集塵機で集塵された飛灰は、有害な鉛、カドミウム等の重金属を含有しており、これら有害重金属を安定化処理した後に埋立処分されている。
集塵機で除塵された飛灰中の重金属の処理方法としては、ピペラジンジチオカルバミン酸塩、ジエチルジチオカルバミン酸塩等のキレート系の重金属固定剤で不溶化処理する方法が一般的である。該方法は、環境庁告示13号試験等による短期的な重金属の固定効果は高いが、最終処分場において酸性雨によりpHが低下した際の影響や、キレート系重金属固定剤が酸化して自己分解することにより鉛等の重金属が再溶出する問題が懸念されている。
集塵機で除塵された飛灰中の重金属の処理方法としては、ピペラジンジチオカルバミン酸塩、ジエチルジチオカルバミン酸塩等のキレート系の重金属固定剤で不溶化処理する方法が一般的である。該方法は、環境庁告示13号試験等による短期的な重金属の固定効果は高いが、最終処分場において酸性雨によりpHが低下した際の影響や、キレート系重金属固定剤が酸化して自己分解することにより鉛等の重金属が再溶出する問題が懸念されている。
一方、特許文献2は、重金属固定剤として、リン酸等のリン酸系化合物を用いている。リン酸系化合物は、無機鉱物であるヒドロキシアパタイト形態まで変化させるため最終処分場における鉛等の長期安定性に優れている。このように、リン酸系重金属固定剤は、キレート系重金属固定剤と異なり、長期にわたる重金属の溶出防止効果を有しており、酸性雨の影響を加味したアベイラビリティ試験のような厳しい条件下においても、鉛等の重金属を安定的に処理することが可能であり、環境保護の観点から非常に価値の高い重金属の処理方法と考えられている。
また、重金属の溶出防止に関して、塩酸、硫酸バンド等の酸性中和剤を添加する方法、ケイ酸ナトリウム水溶液、粉末二酸化ケイ素等の二酸化ケイ素含有化合物を添加する方法が知られている。また、六価クロム、砒素、セレン、水銀等の重金属が溶出する場合には、塩化第一鉄、ポリ硫酸鉄等の鉄含有化合物を添加し、これら重金属の溶出を防止する方法が知られている。
特許文献3には、5〜30μmの微粉状に加工された重曹(炭酸水素ナトリウム、NaHCO3)で酸性排ガスを処理することにより、通常の水酸化カルシウムに比べ酸性排ガスを安定的に処理することができることが記載されている。また、特許文献4には、重曹を添加された飛灰は、残存するアルカリの未反応分が少なくなり、リン酸系の重金属固定剤の使用量を低減できる飛灰の処理方法が記載されている。
特許文献1のように、酸性排ガスを水酸化カルシウムで処理した飛灰は、未反応の水酸化カルシウムを多量に含んでいる。このため、特許文献2のように、重金属固定剤としてリン酸系化合物を用いた場合、リン酸系化合物が未反応水酸化カルシウムに消費され、鉛等の溶出防止に有効な液固比(L/S)=10における飛灰溶出液のpHを低下させるためのリン酸系化合物が大量に必要となる。また、酸性の中和剤、二酸化ケイ素含有化合物についても、未反応水酸化カルシウムの影響により添加量が多大となる。
特許文献3及び4のように、微粉状の重曹で酸性排ガスを処理した飛灰にリン酸系化合物等を添加し重金属を固定する方法は、重金属の溶出を長期的に防止するための有効な方法であるが、重曹等のナトリウム系の薬剤は水酸化カルシウム等のカルシウム系の薬剤に比べてコストが高いことに加え、さらに微粉状に加工するための粉砕設備等の加工コストがかかり、処理費用が増加するため普及率は低いのが現状である。
上記の課題を解決するため、本発明者らは、特定の水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムを排ガス処理剤として用いた酸性排ガスの処理方法を提案した(特願2013−228373号)。
しかしながら、酸性ガスの高い除去率が求められる場合には、反応当量の増加に対して、除去率の上昇が鈍化する問題があった。さらに反応効率の低下(除去率の上昇の鈍化)により、飛灰中の未反応アルカリ分が増加し、飛灰のアルカリ度が高くなることで、重金属溶出防止剤の添加量が増加してしまう問題があった。
本発明は、酸性排ガスの高い除去率が求められる場合でも、高い反応効率を維持できる酸性排ガス処理剤、並びに該排ガス処理剤を用いた酸性排ガスの処理方法及び重金属の溶出防止方法を提供することを目的とする。
しかしながら、酸性ガスの高い除去率が求められる場合には、反応当量の増加に対して、除去率の上昇が鈍化する問題があった。さらに反応効率の低下(除去率の上昇の鈍化)により、飛灰中の未反応アルカリ分が増加し、飛灰のアルカリ度が高くなることで、重金属溶出防止剤の添加量が増加してしまう問題があった。
本発明は、酸性排ガスの高い除去率が求められる場合でも、高い反応効率を維持できる酸性排ガス処理剤、並びに該排ガス処理剤を用いた酸性排ガスの処理方法及び重金属の溶出防止方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決する目的で検討した結果、水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムに対して、炭酸水素ナトリウムを添加することで、該課題を解決し得ることを見出した。
本発明は、以下の[1]〜[4]の酸性排ガス処理剤、並びに該排ガス処理剤を用いた酸性排ガスの処理方法及び重金属の溶出防止方法を提供する。
[1]水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムを配合してなる酸性排ガス処理剤。
[2]前記水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリムの合計配合量中における前記炭酸水素ナトリウムの割合が15〜70質量%である上記[1]に記載の酸性排ガス処理剤。
[3]前記水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムとして、水酸化ドロマイトを含む上記[1]又は[2]に記載の酸性排ガス処理剤。
[4]酸性排ガスに対して、上記[1]〜[3]の何れかに記載の酸性排ガス処理剤を添加する工程を行い、さらに飛灰を集塵する工程を行った後に、集塵した飛灰に対して、重金属溶出防止剤を添加する工程を行う重金属の溶出防止方法。
本発明は、以下の[1]〜[4]の酸性排ガス処理剤、並びに該排ガス処理剤を用いた酸性排ガスの処理方法及び重金属の溶出防止方法を提供する。
[1]水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムを配合してなる酸性排ガス処理剤。
[2]前記水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリムの合計配合量中における前記炭酸水素ナトリウムの割合が15〜70質量%である上記[1]に記載の酸性排ガス処理剤。
[3]前記水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムとして、水酸化ドロマイトを含む上記[1]又は[2]に記載の酸性排ガス処理剤。
[4]酸性排ガスに対して、上記[1]〜[3]の何れかに記載の酸性排ガス処理剤を添加する工程を行い、さらに飛灰を集塵する工程を行った後に、集塵した飛灰に対して、重金属溶出防止剤を添加する工程を行う重金属の溶出防止方法。
本発明の酸性排ガス処理剤は、酸性排ガスの高い除去率が求められる場合でも、高い反応効率を維持できるため、カルシウム成分を含む酸性排ガス処理剤の添加量を抑制することができる。さらに、本発明の酸性排ガス処理剤は、カルシウム成分を含む酸性排ガス処理剤の添加量を抑制できるため、飛灰中の未反応アルカリ分を少なくすることができ、重金属溶出防止剤の添加量を抑制することができる。
また、本発明の重金属の溶出防止方法は、酸性排ガス処理剤を過度に添加しなくても、酸性排ガスの除去率を高くすることができ、さらには重金属溶出防止剤の添加量を抑制することができる。
また、本発明の重金属の溶出防止方法は、酸性排ガス処理剤を過度に添加しなくても、酸性排ガスの除去率を高くすることができ、さらには重金属溶出防止剤の添加量を抑制することができる。
[酸性排ガス処理剤]
本発明の酸性排ガス処理剤は、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムを配合してなるものである。
本発明の酸性排ガス処理剤は、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムを配合してなるものである。
本発明の酸性排ガス処理剤は、水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムに加え、さらに炭酸水素ナトリウムを配合することにより、酸性排ガスの高い除去率(例えば除去率70%以上)が求められる場合でも、高い反応効率を維持できるため、カルシウム成分を含む酸性排ガス処理剤の添加量を抑制することができる。さらに、本発明の酸性排ガス処理剤は、カルシウム成分を含む酸性排ガス処理剤の添加量を抑制できるため、飛灰中の未反応アルカリ分を少なくすることができ、重金属溶出防止剤の添加量を抑制することができる。当該効果は、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムのうちの1つでも欠けた場合には達成できない。
なお、本発明において、「水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムを配合してなる」とは、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムが独立して存在する構成、並びに、後述する水酸化ドロマイト[Ca(OH)2・Mg(OH)2]のように、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムの一部が複合化してなる構成を含むことを意味する。
なお、本発明において、「水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムを配合してなる」とは、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムが独立して存在する構成、並びに、後述する水酸化ドロマイト[Ca(OH)2・Mg(OH)2]のように、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムの一部が複合化してなる構成を含むことを意味する。
炭酸水素ナトリウムの配合率は、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムの合計配合量中の15〜70質量%であることが好ましく、20〜50質量%であることがより好ましい。炭酸水素ナトリウムの配合率を15質量%以上とすることにより、酸性排ガスの除去率を良好にしやすくできる。また、排ガス処理剤中に炭酸水素ナトリウムを過度に含有させても、酸性排ガスの除去率は頭打ちになる。このため、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムの合計配合量中の炭酸水素ナトリウムの配合率を70質量%以下とすることにより、費用対効果を良好にすることができる。
排ガス処理剤中の水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムの合計配合率は、炭酸水素ナトリウムとの配合バランスの観点から、30〜85質量%であることが好ましく、50〜80質量%であることがより好ましい。
また、水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムは、飛灰のアルカリ度の低減効果及び酸性排ガス処理剤の低コスト化の観点から、酸性排ガス処理剤中に含まれるマグネシウム原子とカルシウム原子のモルの比が、1:0.79〜1:3.15で含まれることが好ましく、1:0.96〜1:2.36で含まれることがより好ましい。
マグネシウム原子とカルシウム原子とのモル比は、EDTA滴定法により算出することができる。例えば、前記排ガス処理剤をJIS R9011に基づくEDTA滴定法により分析したCaとMgの測定結果から算出することができる。
マグネシウム原子とカルシウム原子とのモル比は、EDTA滴定法により算出することができる。例えば、前記排ガス処理剤をJIS R9011に基づくEDTA滴定法により分析したCaとMgの測定結果から算出することができる。
水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムの形態は特に限定されないが、以下のものが好適である。
まず、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムの酸性排ガス処理剤を構成する材料の少なくとも一種は、メジアン径(d50)が5〜30μmであることが好ましく、10〜20μmであることがより好ましい。また、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムの全てのメジアン径(d50)が前記範囲を満たすことが好ましい。なお、水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムとして後述の水酸化ドロマイトを用いる場合は、水酸化ドロマイトのメジアン径(d50)が前記範囲を満たすことが好ましい。
酸性排ガス処理剤を構成する材料のメジアン径(d50)を5μm以上とすることにより、集塵機での捕集効率が低下したり、差圧が上昇することを防止しやすくできる。また、酸性排ガス処理剤を構成する材料のメジアン径(d50)を30μm以下とすることにより、酸性ガスの除去率をより向上しやすくできる。
また、上記のメジアン径(d50)による効果を得やすくする観点から、酸性排ガス処理剤全体としてのメジアン径(d50)が上記範囲を満たすことが好ましい。
なお、本発明において「メジアン径(d50)」とは、レーザー回折散乱法によって求めた粒度分布における粒子個数の積算値が50%となる粒子径(d50)を意味する。メジアン径(d50)は、例えば、島津製作所社製の商品名SALD-2100等の測定装置により測定できる。
まず、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムの酸性排ガス処理剤を構成する材料の少なくとも一種は、メジアン径(d50)が5〜30μmであることが好ましく、10〜20μmであることがより好ましい。また、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムの全てのメジアン径(d50)が前記範囲を満たすことが好ましい。なお、水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムとして後述の水酸化ドロマイトを用いる場合は、水酸化ドロマイトのメジアン径(d50)が前記範囲を満たすことが好ましい。
酸性排ガス処理剤を構成する材料のメジアン径(d50)を5μm以上とすることにより、集塵機での捕集効率が低下したり、差圧が上昇することを防止しやすくできる。また、酸性排ガス処理剤を構成する材料のメジアン径(d50)を30μm以下とすることにより、酸性ガスの除去率をより向上しやすくできる。
また、上記のメジアン径(d50)による効果を得やすくする観点から、酸性排ガス処理剤全体としてのメジアン径(d50)が上記範囲を満たすことが好ましい。
なお、本発明において「メジアン径(d50)」とは、レーザー回折散乱法によって求めた粒度分布における粒子個数の積算値が50%となる粒子径(d50)を意味する。メジアン径(d50)は、例えば、島津製作所社製の商品名SALD-2100等の測定装置により測定できる。
また、水酸化マグネシウム及び/又は水酸化カルシウムは、比表面積が20m2/g以上であることが好ましく、20〜150m2/gであることがより好ましく、30〜100m2/gであることがさらに好ましく、40〜60m2/gであることがよりさらに好ましい。水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムとして後述の水酸化ドロマイトを用いる場合は、水酸化ドロマイトの比表面積が前記範囲を満たすことが好ましい。なお、炭酸水素ナトリウムの比表面積は特に限定されない。
酸性排ガス処理剤を構成する材料の比表面積を20m2/g以上とすることにより、塩化水素や硫黄酸化物等の酸性ガスの除去率をより向上しやすくできる。
また、上記のメジアン径(d50)による効果を得やすくする観点から、酸性排ガス処理剤全体としての比表面積が上記範囲を満たすことが好ましい。
なお、本発明において「比表面積」とは窒素吸着によるBET法により、窒素の吸着量からBET1点法により算出される比表面積を意味する。
酸性排ガス処理剤を構成する材料の比表面積を20m2/g以上とすることにより、塩化水素や硫黄酸化物等の酸性ガスの除去率をより向上しやすくできる。
また、上記のメジアン径(d50)による効果を得やすくする観点から、酸性排ガス処理剤全体としての比表面積が上記範囲を満たすことが好ましい。
なお、本発明において「比表面積」とは窒素吸着によるBET法により、窒素の吸着量からBET1点法により算出される比表面積を意味する。
また、本発明の酸性排ガス処理剤に配合する水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムとして、水酸化ドロマイト[Ca(OH)2・Mg(OH)2]を含むことが好ましい。
水酸化ドロマイトは、ドロマイト(CaCO3・MgCO3)を原料として、焼成工程、消化工程を経て製造できる。水酸化ドロマイトは、日本国内に不純物の少ない高品位なドロマイト資源がある点、水酸化カルシウムと水酸化マグネシウムを混合利用する場合や、石灰石や軽焼マグネシウム(MgO)を混合して消化製造する場合において原料を混合する工程は不要であり、比較的安価に製造できる点において好適である。
水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウム中に占める水酸化ドロマイトの割合は、50質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることがより好ましく、100質量%であることがさらに好ましい。
水酸化ドロマイトは、ドロマイト(CaCO3・MgCO3)を原料として、焼成工程、消化工程を経て製造できる。水酸化ドロマイトは、日本国内に不純物の少ない高品位なドロマイト資源がある点、水酸化カルシウムと水酸化マグネシウムを混合利用する場合や、石灰石や軽焼マグネシウム(MgO)を混合して消化製造する場合において原料を混合する工程は不要であり、比較的安価に製造できる点において好適である。
水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウム中に占める水酸化ドロマイトの割合は、50質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることがより好ましく、100質量%であることがさらに好ましい。
酸性排ガス処理剤中には、本発明の効果を阻害しない範囲で、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウム以外の成分を含有していてもよい。例えば、排ガスのダイオキシンを処理する活性炭やバグフィルターのろ過助剤として使用される珪藻土等と配合し排ガス処理剤として添加することは、添加設備を節約できるケースもあり、有用な方法である。また、後述する無機重金属固定剤、酸性中和剤及びキレート剤等の重金属溶出防止剤を予め配合しても良い。この際、製品の配合上、粉体の重金属固定剤が好ましい。
酸性排ガス処理剤は、酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウム、並びに必要に応じて添加するその他の成分を混合することにより得ることができる。混合の手段は、本発明品の効果が発揮されるようにすれば良く、特に制限はない。
酸性排ガス処理剤は、粉体の形態で用いてもよいし、粉体をエタノールやイソプロピルアルコール等の分散媒に分散して分散液の形態として用いてもよい。ただし、炭酸水素ナトリウムが溶解すると酸性排ガス処理剤の効果が低下するため、分散媒として水は好ましくない。
酸性排ガス処理剤は、粉体の形態で用いてもよいし、粉体をエタノールやイソプロピルアルコール等の分散媒に分散して分散液の形態として用いてもよい。ただし、炭酸水素ナトリウムが溶解すると酸性排ガス処理剤の効果が低下するため、分散媒として水は好ましくない。
[酸性排ガスの処理方法]
本発明の酸性排ガスの処理方法は、酸性排ガスに対して、上述した本発明の酸性排ガス処理剤を添加する工程を行うものである。
本発明の酸性排ガスの処理方法は、酸性排ガスに対して、上述した本発明の酸性排ガス処理剤を添加する工程を行うものである。
本発明の酸性排ガスの処理方法が適用できる酸性排ガスは特に制限されない。例えば、都市ごみ廃棄物焼却炉、産業廃棄物焼却炉、発電ボイラ、炭化炉及び民間工場等の燃焼施設において発生する、塩化水素や硫黄酸化物等の酸性ガスを含む排ガスが挙げられる。
排ガス処理剤の添加場所は、特に制限はなく、焼却炉内、減温塔手前、バグフィルター等の集塵機の手前で添加することで本発明の効果が見込まれる。ただし、一般的には、排ガス処理剤を、酸性排ガスを減温塔で冷却した後のバグフィルター等の集塵機手前で添加することが好ましい。
また、酸性排ガス処理剤の添加手段は特に制限されず、例えば、ノズル等を用いて添加することができる。
排ガス処理剤の添加場所は、特に制限はなく、焼却炉内、減温塔手前、バグフィルター等の集塵機の手前で添加することで本発明の効果が見込まれる。ただし、一般的には、排ガス処理剤を、酸性排ガスを減温塔で冷却した後のバグフィルター等の集塵機手前で添加することが好ましい。
また、酸性排ガス処理剤の添加手段は特に制限されず、例えば、ノズル等を用いて添加することができる。
酸性排ガス処理剤は、酸性排ガスの濃度をモニタリングしながら、対象となる燃焼施設ごとの管理目標値を満足するように添加量を調整すればよい。
この際、酸性排ガスの除去率が70%以上となるように、酸性排ガス処理剤の添加量を調整することが好ましい。本発明の酸性排ガス処理方法では、酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムを配合してなる酸性排ガス処理剤を用いていることから、酸性排ガス処理剤を過剰に添加しなくても酸性排ガスの除去率を70%以上とすることができる。また、本発明の酸性排ガス処理方法は、酸性排ガスの除去率を高くしても酸性排ガス処理剤の使用量を抑えることができるため、飛灰中の未反応アルカリ分を少なくすることができ、さらに重金属の溶出防止工程を行う際に重金属溶出防止剤の使用量を抑えることができる。
この際、酸性排ガスの除去率が70%以上となるように、酸性排ガス処理剤の添加量を調整することが好ましい。本発明の酸性排ガス処理方法では、酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムを配合してなる酸性排ガス処理剤を用いていることから、酸性排ガス処理剤を過剰に添加しなくても酸性排ガスの除去率を70%以上とすることができる。また、本発明の酸性排ガス処理方法は、酸性排ガスの除去率を高くしても酸性排ガス処理剤の使用量を抑えることができるため、飛灰中の未反応アルカリ分を少なくすることができ、さらに重金属の溶出防止工程を行う際に重金属溶出防止剤の使用量を抑えることができる。
また、酸性排ガスに対する酸性排ガス処理剤の添加量は、酸性排ガス中の塩化水素及び硫黄酸化物の合計に対して、酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムを合計で1〜6当量となるように添加することが好ましく、1.5〜5.5当量となるように添加することがより好ましい。酸性排ガス処理剤をこのような量で添加することにより、酸性排ガスの除去率を70%以上の高い割合にしやすくできる。
[重金属の溶出防止方法]
本発明の重金属溶出防止方法は、酸性排ガスに対して、上述した本発明の酸性排ガス処理剤を添加する工程を行い、さらに飛灰を集塵する工程を行った後に、集塵した飛灰に対して、重金属溶出防止剤を添加する工程を行うものである。
本発明の重金属溶出防止方法は、酸性排ガスに対して、上述した本発明の酸性排ガス処理剤を添加する工程を行い、さらに飛灰を集塵する工程を行った後に、集塵した飛灰に対して、重金属溶出防止剤を添加する工程を行うものである。
酸性排ガス処理剤を添加する工程は、上述した本発明の酸性排ガス処理方法と同様である。
飛灰の集塵はバグフィルター等の公知の集塵機で行うことができる。
飛灰を集塵した後は、集塵した飛灰に対して重金属溶出防止剤を添加する工程を行う。飛灰中の重金属としては、鉛が代表例であり、その他、カドミウム、クロム、砒素、セレン、水銀等が挙げられる。
飛灰の集塵はバグフィルター等の公知の集塵機で行うことができる。
飛灰を集塵した後は、集塵した飛灰に対して重金属溶出防止剤を添加する工程を行う。飛灰中の重金属としては、鉛が代表例であり、その他、カドミウム、クロム、砒素、セレン、水銀等が挙げられる。
重金属溶出防止剤としては、無機重金属固定剤、キレート系重金属固定剤等の重金属固定剤、及び酸性中和剤が挙げられる。
無機重金属固定剤としては、リン酸系化合物、二酸化ケイ素系化合物及び鉄含有化合物が挙げられる。
リン酸系化合物は、処分場における重金属の長期溶出防止効果を示し、環境保護の観点から有効な材料である。リン酸系化合物は、例えば重金属である鉛と反応し、鉛クロロピロモルファイトや鉛ピロモルファイトを形成し、鉱物の形態で鉛を固定し、鉛の溶出を防止できる。
リン酸系化合物としては、リン酸を含有していれば特に制限なく用いることができ、リン酸塩であっても鉱物であっても良い。
リン酸系化合物としては、例えば、正リン酸(オルソリン酸)、ポリリン酸、メタリン酸、次リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、ピロリン酸、過リン酸、第一リン酸ソーダ、第二リン酸ソーダ、第三リン酸ソーダ、第一リン酸カリウム、第二リン酸カリウム、第三リン酸カリウム、第一リン酸カルシウム、第二リン酸カルシウム、第一リン酸マグネシウム、第二リン酸マグネシウム、第一リン酸アンモニウム、第二リン酸アンモニウム、過燐酸石灰、トリポリリン酸ナトリウム、トリポリリン酸カリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸カリウム、ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム、亜リン酸ナトリウム、亜リン酸カリウム、次亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸カリウム等が挙げられる。
これらの中でも、正リン酸、第一リン酸塩、第二リン酸塩、第三リン酸塩、トリポリリン酸塩、ヘキサメタリン酸塩、ピロリン酸塩、ヒドロキシアパタイトの形態を有する鉱物、特に燐灰石(アパタイト化合物)が良好な重金属の溶出防止効果を示す。
リン酸系化合物は、重金属の中でも、鉛の溶出防止に特に有用である。
リン酸系化合物としては、例えば、正リン酸(オルソリン酸)、ポリリン酸、メタリン酸、次リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、ピロリン酸、過リン酸、第一リン酸ソーダ、第二リン酸ソーダ、第三リン酸ソーダ、第一リン酸カリウム、第二リン酸カリウム、第三リン酸カリウム、第一リン酸カルシウム、第二リン酸カルシウム、第一リン酸マグネシウム、第二リン酸マグネシウム、第一リン酸アンモニウム、第二リン酸アンモニウム、過燐酸石灰、トリポリリン酸ナトリウム、トリポリリン酸カリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸カリウム、ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム、亜リン酸ナトリウム、亜リン酸カリウム、次亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸カリウム等が挙げられる。
これらの中でも、正リン酸、第一リン酸塩、第二リン酸塩、第三リン酸塩、トリポリリン酸塩、ヘキサメタリン酸塩、ピロリン酸塩、ヒドロキシアパタイトの形態を有する鉱物、特に燐灰石(アパタイト化合物)が良好な重金属の溶出防止効果を示す。
リン酸系化合物は、重金属の中でも、鉛の溶出防止に特に有用である。
二酸化ケイ素含有化合物は、飛灰中のカルシウム成分と、二酸化ケイ素とが反応してケイ酸カルシウム鉱物(3CaO・2SiO2・3H2O)を生成して、該鉱物の中に重金属を封じ込める効果、並びに二酸化ケイ素が直接重金属に作用して、難溶性の重金属ケイ酸塩(PbSiO3等)を生成することにより、重金属の溶出を防止する効果が得られると考えられる。二酸化ケイ素含有化合物は、飛灰中のアルカリ含有量の影響を受けやすく、飛灰中のアルカリ含有量が多大な場合、上記反応生成物を生成するための必要添加量が増加する。従って、本発明により、二酸化ケイ素含有化合物においても必要添加量を大幅に削減することができる。
二酸化ケイ素含有化合物は、SiO2成分を有する化合物であれば特に制限なく用いることができ、二酸化ケイ素そのものであってもよいし、塩であっても鉱物であってもよい。
二酸化ケイ素含有化合物は、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム等のアルカリ金属やアルカリ土類金属を含むケイ酸塩、シリカヒューム、シリカゲル、活性白土、ゼオライト、ベントナイト、カオリナイト、ハロイサイト、アンチゴライト、パイオライト、タルク、モンモリロナイト、サボナイト、パーミキュライト、白雲母、バラゴナイト、イライト、金雲母、黒雲母、マーガライト、ザンソフィライト、ドンパサイト、スドウ石、クリノクロア、シャモサイト、セピオライト、パリゴルスカイト、イモゴライト、アロフェン及びヒシンゲライト等のケイ酸塩鉱物などが挙げられる。
二酸化ケイ素含有化合物は、重金属の中でも、鉛の溶出防止に特に有用である。
二酸化ケイ素含有化合物は、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム等のアルカリ金属やアルカリ土類金属を含むケイ酸塩、シリカヒューム、シリカゲル、活性白土、ゼオライト、ベントナイト、カオリナイト、ハロイサイト、アンチゴライト、パイオライト、タルク、モンモリロナイト、サボナイト、パーミキュライト、白雲母、バラゴナイト、イライト、金雲母、黒雲母、マーガライト、ザンソフィライト、ドンパサイト、スドウ石、クリノクロア、シャモサイト、セピオライト、パリゴルスカイト、イモゴライト、アロフェン及びヒシンゲライト等のケイ酸塩鉱物などが挙げられる。
二酸化ケイ素含有化合物は、重金属の中でも、鉛の溶出防止に特に有用である。
鉄含有化合物としては、鉄を含有していれば良く、塩化第一鉄、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、ポリ硫酸第二鉄、鉄粉等が挙げられる。
鉄含有化合物は、重金属の中でも、六価クロム、砒素、セレン及び水銀の溶出防止に特に有用である。
鉄含有化合物は、重金属の中でも、六価クロム、砒素、セレン及び水銀の溶出防止に特に有用である。
酸性中和剤は、重金属の溶出量を低下させる役割を有する。酸性中和剤も飛灰に残存するアルカリの影響を受け、残存飛灰中のアルカリ含有量が多大な場合、必要添加量が増加する。従って、本発明により、酸性中和剤も必要添加量を大幅に削減することができる。
酸性中和剤としては、塩酸、硫酸、硝酸、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム等が例示できる。
酸性中和剤は単独で用いても良いが、重金属の溶出をさらに抑えるという観点からは、上述の無機重金属固定剤と併用して用いることが好ましい。また、無機重金属固定剤と酸性中和剤とを併用した場合、高価である無機重金属固定剤の使用量を低減できる点で好適である。さらに、中和剤とキレート系重金属固定剤を併用しても本発明の効果は得られる。
酸性中和剤としては、塩酸、硫酸、硝酸、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム等が例示できる。
酸性中和剤は単独で用いても良いが、重金属の溶出をさらに抑えるという観点からは、上述の無機重金属固定剤と併用して用いることが好ましい。また、無機重金属固定剤と酸性中和剤とを併用した場合、高価である無機重金属固定剤の使用量を低減できる点で好適である。さらに、中和剤とキレート系重金属固定剤を併用しても本発明の効果は得られる。
キレート系重金属固定剤は、飛灰中の重金属と難溶性のキレート化合物を形成して、重金属を固定する作用を有する。本発明においては、キレート系重金属固定剤においても必要添加量を削減することができる。これは、本発明の酸性排ガス処理剤を用いることにより、飛灰からの重金属の溶出量を削減でき、これにより、キレート系重金属固定剤の必要添加量を削減できるものと考えられる。
キレート系重金属固定剤としては、キレート化合物の形成により重金属を固定する効果を有すれば良く、特に制限はない。このようなキレート系重金属固定剤としては、ピペラジンジチオカルバミン酸塩、ジエチルジチオカルバミン酸塩、ジメチルジチオカルバミン酸塩、ジブチルジチオカルバミン酸塩等のジチオカルバミン酸塩類、ポリアルキレンポリアミンやポリエチレンイミン等のポリアミン類が挙げられる。
キレート系重金属固定剤は、重金属の中でも、鉛、水銀の溶出防止に特に有用である。
キレート系重金属固定剤は、重金属の中でも、鉛、水銀の溶出防止に特に有用である。
重金属溶出防止剤の添加量は、重金属溶出防止剤の種類、飛灰中の残存アルカリ成分の量や、飛灰中の重金属の量によっても異なるため一概には言えないが、飛灰に対して例えば0.1〜30質量%とすることができる。
重金属溶出防止剤の添加手段は特に制限されず、例えば、ノズル等を用いて添加することができる。また、重金属溶出防止剤は、粉体の形態で用いてもよいが、粉体を水等に溶解又は分散する等して液状の形態として用いることが好ましい。また、重金属溶出防止剤は酸性排ガス処理剤と混合して添加してもよい。
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
図1に示す模擬集塵機室内評価装置を製作し、各酸性排ガス処理剤による酸性排ガスの除去率の効果確認を行なった。
なお、該評価装置の運転条件は以下に示す通りである。
排ガス風量 ;0.43m3/min
ろ過面積 ;0.43m2
ろ過速度 ;1m/min
HCl濃度負荷;350ppm
集塵室温度 ;180℃
なお、該評価装置の運転条件は以下に示す通りである。
排ガス風量 ;0.43m3/min
ろ過面積 ;0.43m2
ろ過速度 ;1m/min
HCl濃度負荷;350ppm
集塵室温度 ;180℃
また、酸性排ガスとしてはHClガスを用いた。ガス中のHCl除去率の算出は以下の通りである。
(HCl除去率の算出方法)
まず、集塵室の入り口のHCl濃度を350ppmに調整した後、酸性排ガス処理剤の添加を開始する。処理剤の添加開始から20分経過した後から、集塵室の出口HCl濃度をHCl計(HL−22、京都電子社製)を用いて分析し、1分おきに採取した分析データの30分間の平均値を「HCl出口濃度」とした。HCl入口濃度と出口濃度から、HCl除去率を算出した。
(HCl除去率の算出方法)
まず、集塵室の入り口のHCl濃度を350ppmに調整した後、酸性排ガス処理剤の添加を開始する。処理剤の添加開始から20分経過した後から、集塵室の出口HCl濃度をHCl計(HL−22、京都電子社製)を用いて分析し、1分おきに採取した分析データの30分間の平均値を「HCl出口濃度」とした。HCl入口濃度と出口濃度から、HCl除去率を算出した。
<実験例1:反応当量ごとのHCl除去率の効果確認>
水酸化ドロマイト[粒子径(d50)13.2μm、比表面積50m2/g、マグネシウム原子:カルシウム原子のモル比=1:1.49]70質量%、炭酸水素ナトリウム[粒子径(d50)13μm]30質量%を混合して配合し、酸性排ガス処理剤aを作製した。また、リファレンスとして、上記と同様の水酸化ドロマイト100質量%からなる酸性排ガス処理剤bを準備した。
図1の評価装置において、酸性排ガスに対して表1の反応当量で酸性排ガス処理剤a及びbを添加し、上記の算出方法により、HCl除去率を算出した。結果を図2に示す。
水酸化ドロマイト[粒子径(d50)13.2μm、比表面積50m2/g、マグネシウム原子:カルシウム原子のモル比=1:1.49]70質量%、炭酸水素ナトリウム[粒子径(d50)13μm]30質量%を混合して配合し、酸性排ガス処理剤aを作製した。また、リファレンスとして、上記と同様の水酸化ドロマイト100質量%からなる酸性排ガス処理剤bを準備した。
図1の評価装置において、酸性排ガスに対して表1の反応当量で酸性排ガス処理剤a及びbを添加し、上記の算出方法により、HCl除去率を算出した。結果を図2に示す。
図2の結果から、水酸化ドロマイト(水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム)及び炭酸水素ナトリウムを配合することで、HCl除去率を向上できることが分かる。特に、水酸化ドロマイト(水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム)及び炭酸水素ナトリウムを配合した酸性排ガス処理剤は、HCl除去率が70%以上の高い除去率の領域において、顕著に反応効率が向上していることが確認できる。したがって、本発明の排ガス処理剤は、酸性排ガスの高い除去率が求められる領域において、酸性排ガス処理剤の使用量を抑制できることが確認できる。
<実験例2:炭酸水素ナトリウムの配合比率ごとのHCl除去率の効果確認>
実験例1で用いた水酸化ドロマイト及び炭酸水素ナトリウムを、炭酸水素ナトリウムの配合割合が表2の割合となるように配合した酸性排ガス処理剤c〜hを作製した。
図1の評価装置において、酸性排ガスに対して反応当量5となるように酸性排ガス処理剤c〜hを添加し、上記の算出方法により、HCl除去率を算出した。結果を表2及び図3に示す。
実験例1で用いた水酸化ドロマイト及び炭酸水素ナトリウムを、炭酸水素ナトリウムの配合割合が表2の割合となるように配合した酸性排ガス処理剤c〜hを作製した。
図1の評価装置において、酸性排ガスに対して反応当量5となるように酸性排ガス処理剤c〜hを添加し、上記の算出方法により、HCl除去率を算出した。結果を表2及び図3に示す。
表2及び図3の結果から、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムの合計配合量中における炭酸水素ナトリウムの配合比率が15質量%以上の場合に、HClガスの除去率が顕著に向上することが確認できる。
1:ヒーター
2:酸性排ガス供給手段
3:酸性排ガス処理剤供給手段
4:酸性ガス濃度モニタリング手段
5:集塵室
6:中和塔
7:冷却塔
8:誘引送風
9:スクラバー
2:酸性排ガス供給手段
3:酸性排ガス処理剤供給手段
4:酸性ガス濃度モニタリング手段
5:集塵室
6:中和塔
7:冷却塔
8:誘引送風
9:スクラバー
Claims (4)
- 水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムを配合してなる酸性排ガス処理剤。
- 前記水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び炭酸水素ナトリウムの合計配合量中における前記炭酸水素ナトリウムの割合が15〜70質量%である請求項1に記載の酸性排ガス処理剤。
- 前記水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムとして、水酸化ドロマイトを含む請求項1又は2に記載の酸性排ガス処理剤。
- 酸性排ガスに対して、請求項1〜3の何れかに記載の酸性排ガス処理剤を添加する工程を行い、さらに飛灰を集塵する工程を行った後に、集塵した飛灰に対して、重金属溶出防止剤を添加する工程を行う重金属の溶出防止方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014055368A JP2015178049A (ja) | 2014-03-18 | 2014-03-18 | 酸性排ガス処理剤及び重金属の溶出防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014055368A JP2015178049A (ja) | 2014-03-18 | 2014-03-18 | 酸性排ガス処理剤及び重金属の溶出防止方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015178049A true JP2015178049A (ja) | 2015-10-08 |
Family
ID=54262508
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014055368A Pending JP2015178049A (ja) | 2014-03-18 | 2014-03-18 | 酸性排ガス処理剤及び重金属の溶出防止方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015178049A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5939328B1 (ja) * | 2015-03-04 | 2016-06-22 | 栗田工業株式会社 | 酸性ガス及び重金属の複合処理剤、並びに酸性ガス及び重金属の処理方法 |
JP2016159270A (ja) * | 2015-03-04 | 2016-09-05 | 栗田工業株式会社 | 酸性ガス及び重金属の複合処理剤、並びに酸性ガス及び重金属の処理方法 |
JP2017104855A (ja) * | 2015-11-27 | 2017-06-15 | 株式会社 セテック | 乾式排煙浄化剤の製造方法 |
JP2019502552A (ja) * | 2015-12-30 | 2019-01-31 | ロイスト ルシェルシュ エ デヴロップマン エス.ア.Lhoist Recherche et Developpement S.A. | 煙道ガスの浄化のための組成物 |
JP2019502551A (ja) * | 2015-12-30 | 2019-01-31 | ロイスト ルシェルシュ エ デヴロップマン エス.ア.Lhoist Recherche et Developpement S.A. | 煙道ガスの浄化のための組成物 |
KR20190116663A (ko) * | 2018-04-05 | 2019-10-15 | 케이씨케미칼 주식회사 | 탈황 및 중금속 용출 억제용 조성물 |
JPWO2021193571A1 (ja) * | 2020-03-27 | 2021-09-30 |
-
2014
- 2014-03-18 JP JP2014055368A patent/JP2015178049A/ja active Pending
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5939328B1 (ja) * | 2015-03-04 | 2016-06-22 | 栗田工業株式会社 | 酸性ガス及び重金属の複合処理剤、並びに酸性ガス及び重金属の処理方法 |
JP2016159269A (ja) * | 2015-03-04 | 2016-09-05 | 栗田工業株式会社 | 酸性ガス及び重金属の複合処理剤、並びに酸性ガス及び重金属の処理方法 |
JP2016159270A (ja) * | 2015-03-04 | 2016-09-05 | 栗田工業株式会社 | 酸性ガス及び重金属の複合処理剤、並びに酸性ガス及び重金属の処理方法 |
JP2017104855A (ja) * | 2015-11-27 | 2017-06-15 | 株式会社 セテック | 乾式排煙浄化剤の製造方法 |
JP2021035674A (ja) * | 2015-12-30 | 2021-03-04 | ロイスト ルシェルシュ エ デヴロップマン エス.ア.Lhoist Recherche et Developpement S.A. | 煙道ガスの浄化のための組成物 |
JP2019502551A (ja) * | 2015-12-30 | 2019-01-31 | ロイスト ルシェルシュ エ デヴロップマン エス.ア.Lhoist Recherche et Developpement S.A. | 煙道ガスの浄化のための組成物 |
JP2021020218A (ja) * | 2015-12-30 | 2021-02-18 | ロイスト ルシェルシュ エ デヴロップマン エス.ア.Lhoist Recherche et Developpement S.A. | 煙道ガスの浄化のための組成物 |
JP2019502552A (ja) * | 2015-12-30 | 2019-01-31 | ロイスト ルシェルシュ エ デヴロップマン エス.ア.Lhoist Recherche et Developpement S.A. | 煙道ガスの浄化のための組成物 |
KR20190116663A (ko) * | 2018-04-05 | 2019-10-15 | 케이씨케미칼 주식회사 | 탈황 및 중금속 용출 억제용 조성물 |
KR102116688B1 (ko) * | 2018-04-05 | 2020-05-29 | 케이씨케미칼 주식회사 | 탈황 및 중금속 용출 억제용 조성물 |
JPWO2021193571A1 (ja) * | 2020-03-27 | 2021-09-30 | ||
WO2021193571A1 (ja) * | 2020-03-27 | 2021-09-30 | 株式会社フジタ | 焼却飛灰の処理方法 |
TWI806025B (zh) * | 2020-03-27 | 2023-06-21 | 日商藤田股份有限公司 | 焚化飛灰的處理方法 |
JP7457793B2 (ja) | 2020-03-27 | 2024-03-28 | 株式会社フジタ | 焼却飛灰の処理方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2015178049A (ja) | 酸性排ガス処理剤及び重金属の溶出防止方法 | |
JP6199698B2 (ja) | 酸性排ガスの処理方法、及び排ガス処理剤 | |
JP5338421B2 (ja) | 燃焼排ガスの処理方法及び装置 | |
JP5975130B1 (ja) | 酸性ガス及び重金属の複合処理剤、並びに酸性ガス及び重金属の処理方法 | |
JP5359955B2 (ja) | 重金属の溶出防止方法 | |
JP5807349B2 (ja) | 重金属類を含有する固形廃棄物の無害化方法 | |
JP5939328B1 (ja) | 酸性ガス及び重金属の複合処理剤、並びに酸性ガス及び重金属の処理方法 | |
JPWO2009001719A1 (ja) | 有害物質の不溶化剤及び有害物質の不溶化方法 | |
JP6271081B2 (ja) | 有害物質不溶化剤及び有害物質の不溶化方法 | |
JP2007260613A (ja) | 重金属含有灰の処理方法 | |
JP2009279481A (ja) | 固体廃棄物中の重金属類の処理方法 | |
JP4893059B2 (ja) | 焼却施設の排ガスおよび飛灰の処理方法 | |
JP5652293B2 (ja) | 重金属含有固形物の処理方法 | |
WO2020148955A1 (ja) | 排ガス処理システムおよび排ガス処理方法 | |
JP2010279930A (ja) | 排煙処理方法 | |
KR20140126261A (ko) | 산성가스 안정화처리방법 및 연소배기가스 처리시설 | |
JP5691211B2 (ja) | 燃焼排ガスの処理方法 | |
JP5070815B2 (ja) | 排ガス処理方法 | |
JP2009131726A (ja) | 排煙の処理方法 | |
JP6034011B2 (ja) | 重金属の不溶化剤及び重金属の不溶化方法 | |
JP4401374B2 (ja) | フッ素汚染土壌の無害化処理方法 | |
JP2014073441A (ja) | 重金属の不溶化処理方法 | |
WO2022196728A1 (ja) | 燃焼排ガスの処理方法、及び燃焼排ガスの処理装置 | |
JP5352339B2 (ja) | 溶融飛灰の薬剤処理方法 | |
JP2015085259A (ja) | アルカリ飛灰中の重金属の不溶化方法及び該方法に用いる薬剤 |