JP2016128382A

JP2016128382A - 消石灰および酸性ガス除去剤

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Publication number: JP2016128382A
Application number: JP2016029398A
Authority: JP
Inventors: 菅原　清; Kiyoshi Sugawara; 清菅原; 晃一濱野; Koichi Hamano
Original assignee: Kotegawa Sangyo Co Ltd
Current assignee: Kotegawa Sangyo Co Ltd
Priority date: 2016-02-18
Filing date: 2016-02-18
Publication date: 2016-07-14

Abstract

【課題】ＢＥＴ比表面積および消石灰の有効性分量を十分に大きくすると共にＣＯＤを低く抑えた消石灰および消石灰の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の消石灰は、生石灰１と水３を反応させる消化工程４によって製造される消石灰であって、消化工程４に用いられる所定の添加剤２が添加され、添加剤２は、ヒドロキシル基を有する有機化合物とニ酸化ケイ素を含有する無機化合物とが組み合わされた物質を含む。これらの添加剤によって製造される消石灰は、低いＣＯＤと高いＢＥＴ比表面積を両立でき、酸性ガス除去剤などに最適に利用される。
【選択図】図１

Description

本発明は、高比表面積を有する消石灰に関するものであり、特に酸性ガス除去剤として適用される場合に化学的酸素要求量（以下、「ＣＯＤ」という）を低減できる消石灰、消石灰の製造方法および酸性ガス除去剤に関する。

生石灰は、石灰石（主成分は、炭酸カルシウム）を焼成することで得られる。焼成によって得られた生石灰は、水と反応されることで（生石灰が水と反応することを「消化」という）消石灰となる。この消石灰は、強い塩基性を有するので、塩化水素ガスなどの酸性ガスを除去する酸性ガス除去剤として用いられる。

例えば、ごみ焼却炉においては、塩化水素ガスを始めとする酸性ガスが発生するので、この酸性ガスを除去するために、消石灰を原料とする酸性ガス除去剤が焼却炉に投入されることがある。特に、焼却炉の排ガス煙道に、粉体である消石灰が投入されることが多い。このとき、粉体である消石灰と酸性ガスとは、消石灰の表面で反応して、消石灰は、酸性ガスとの反応を通じて酸性ガスを除去する。このように、消石灰は、その表面において酸性ガスと反応を生じさせるので、ＢＥＴ比表面積が大きいことが好適である。

このような状況に基づいて、ＢＥＴ比表面積の大きな消石灰の開発が進められてきている。

消石灰は、生石灰と水との消化反応によって製造されるが、この消化反応において種々の添加剤が加えられることで、ＢＥＴ比表面積を調整することが行われている。

例えば、添加剤としては、種々の有機化合物や無機化合物が用いられており、種々の技術が提案されている（例えば、特許文献１、２、３、４、５参照）。

特許文献１は、消化工程において有機化合物を添加する技術を開示する。このとき、特許文献１は、オキシカルボン酸、エタノールアミン類、エチレングリコール類を、添加剤として開示する。

特許文献２は、消化工程において、エタノールを多量に含む水を用いる技術を開示している。特許文献１、２は、有機化合物を消化工程において用いる技術を開示している。特に、特許文献１、２は、分子内にヒドロキシル基を有する有機化合物を、消化工程において用いる技術を開示する。

特許文献３は、消化工程において、無機化合物を添加する技術を開示する。特許文献３は、アルカリ土類金属の酸化物に、石炭灰、ケイ砂、ベントナイト、カオリナイトのケイ素供給物質を混合した物質を、消化工程における添加剤として開示している。このようにして消化工程を経て得られる消石灰が、脱硫剤として用いられる。

また、特許文献４は、消化工程において、珪酸アルカリ、ケイ酸塩、含水珪酸、無水珪酸および結晶性珪酸を、添加剤として用いる技術を開示する。これらの添加剤を用いて、生石灰を消化して、消石灰を得る技術を開示する。

更に、特許文献５は、添加剤として、ケイ素供給物質である二酸化ケイ素含有の物質を混合した物質を開示している。

特開平９−２７８４３５号公報特開平９−１１０４２５号公報特開平５−１５４３３５号公報特開２００３−３２７４２７号公報特開２００１−２７６５６６号公報

特許文献１や２のように、有機化合物を添加する技術は、種々に提案されている。あるいは、特許文献３に開示されるように、石炭灰などの二酸化ケイ素含有の物質が、消化工程における添加剤として使用されることは、種々に提案されている。また、特許文献５は、二酸化ケイ素含有の物質に加えて、有機溶剤を添加する技術を開示している。

有機化合物が添加剤として用いられる場合には、得られる消石灰に有機化合物が残存する。消石灰は、焼却炉に投入されたり吹き込まれたりして酸性ガス除去剤として利用されるが、消石灰に有機化合物が残存していると、ＣＯＤが、増加するとの問題が生じる。加えて、酸性ガス処理時に一酸化炭素を発生させる問題も生じる。

無機化合物が添加剤として用いられる場合には、ＢＥＴ比表面積が十分に確保できない問題がある。ＢＥＴ比表面積が不十分であると、当然ながら、酸性ガス除去剤としての有用性が低いことになる。また、無機化合物である二酸化ケイ素を添加剤として用いる場合には、ＢＥＴ比表面積を十分に大きくするために、多量の二酸化ケイ素を必要として消石灰の有効成分量が少なくなる問題が生じる。

あるいは、特許文献５は、無機化合物を添加剤としつつ有機溶剤を追加する技術を開示している。しかしながら、特許文献５は、有機溶剤を生石灰の分散用として利用しており（例えば実施例７−１〜７−３など）、ＢＥＴ比表面積を大きくする効果を生じさせていない。すなわち、無機化合物を添加剤とする場合におけるＢＥＴ比表面積を改善する技術を開示していない。

すなわち、従来技術において開示されるように、消化工程において添加される添加剤に無機化合物が用いられる場合であっても有機化合物が用いられる場合であっても、それぞれにメリットとデメリットが存在する。従来技術では、このメリットおよびデメリットのバランスを考慮した添加剤および消石灰は、提案されていなかった。

以上のように、従来技術では、（１）ＢＥＴ比表面積を十分に大きくする、（２）ＣＯＤを低く抑える、（３）得られる消石灰の有効成分量を十分に確保する、との全てをバランスよく実現することができない問題があった。

本発明は、上記課題に鑑み、ＢＥＴ比表面積および消石灰の有効成分量を十分に大きくすると共にＣＯＤを低く抑えた消石灰および消石灰の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題に鑑み、本発明の消石灰は、生石灰と水を反応させる消化工程によって製造される消石灰であって、
前記消化工程に用いられる所定の添加剤が添加され、
前記添加剤は、ヒドロキシル基を有する有機化合物とニ酸化ケイ素を含有する無機化合物とが組み合わされた物質を含み、
前記二酸化ケイ素を含有する無機化合物の添加量を一定とし、前記ヒドロキシル基を有する有機化合物の添加量を増加させることで、ＢＥＴ比表面積が増加する、
もしくは、前記ヒドロキシル基を有する有機化合物の添加量を一定とし、前記二酸化ケイ素を含有する無機化合物の添加量を増加させることで、ＢＥＴ比表面積が増加し、
ＢＥＴ比表面積が、２０ｍ^２／ｇ以上である。

本発明の消石灰は、ＢＥＴ比表面積を十分に確保しつつ、十分な有効成分量を確保できる。同時に、ＣＯＤの値を低くすることができる。

特に、消化工程の添加剤として、有機化合物と無機化合物を組み合わせた物質を用いることで、大きなＢＥＴ比表面積と低いＣＯＤ値を両立させることができる。

結果として、本発明の酸性ガス除去剤は、一酸化炭素やＣＯＤを低く抑えることができ、環境負荷を低減できる。

本発明の実施の形態１における消石灰の製造工程を示すブロック図である。本発明の実施の形態１における第７実験の実験その１の結果を示すグラフである。本発明の実施の形態１における第７実験の実験その２の結果を示すグラフである。本発明の実施の形態２における消石灰の製造工程を示すブロック図である。

本発明の第１の発明に係る消石灰は、生石灰と水を反応させる消化工程によって製造される消石灰であって、消化工程に用いられる所定の添加剤が添加され、添加剤は、ヒドロキシル基を有する有機化合物とニ酸化ケイ素を含有する無機化合物とが組み合わされた物質を含む。

この構成により、製造される消石灰は、そのＢＥＴ比表面積を増加させるとともにＣＯＤの値を抑えることができる。

本発明の第２の発明に係る消石灰では、第１の発明に加えて、消石灰は、ＢＥＴ比表面積が、２０ｍ^２／ｇ以上であって、更に好ましくは３５ｍ^２／ｇ以上である。

この構成により、得られる消石灰は、十分なＢＥＴ比表面積を備える。

本発明の第３の発明に係る消石灰では、第１又は第２の発明に加えて、ヒドロキシル基を有する有機化合物は、グリコール類、糖類およびエタノールアミン類からなる群の少なくとも一つから選択される。

この構成により、添加剤に用いられる有機化合物は、種々の物質から選択できるので、消石灰の製造を容易にするとともに製造コストを低減できる。加えて、これらの有機化合物によって、製造される消石灰のＢＥＴ比表面積を増加させる。

本発明の第４の発明に係る消石灰では、第１から第３のいずれかの発明に加えて、グリコール類は、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールおよびグリセリンからなる群の少なくとも一つから選択される。

本発明の第５の発明に係る消石灰では、第１から第４のいずれかの発明に加えて、糖類は、グルコース、フルクトース、ガラクトース、マンノース、キシリトース、スクロース、マルトース、ラクトース、トレハロース、ソルビトールおよびキシリトールからなる群の少なくとも一つから選択される。

本発明の第６の発明に係る消石灰では、第１から第５のいずれかの発明に加えて、エタノールアミン類は、エタノールアミン、ジエタノールアミンおよびトリエタノールアミンからなる群の少なくとも一つから選択される。

これらの構成により、添加剤に用いられる有機化合物が、種々の物質から選択できる。結果として、消石灰の製造を容易とするとともに製造コストを低減できる。

本発明の第７の発明に係る消石灰では、第１から第６のいずれかの発明に加えて、二酸化ケイ素を含有する無機化合物は、ベントナイト、ケイ酸塩類、クリストバライト、カオリン、含水酸化ケイ素および石炭灰からなる群の少なくとも一つから選択される。

本発明の第８の発明に係る消石灰では、第７発明に加えて、ケイ酸塩類は、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウムおよび水ガラスの少なくとも一つから選択される。なお、水ガラスは、組成上はケイ酸ナトリウムに含まれる場合もある。

これらの構成により、添加剤の無機化合物が、種々の物質から選択できる。結果として、消石灰の製造を容易とするとともに製造コストを低減できる。加えて、無機化合物の作用によって、ＢＥＴ比表面積を増加させつつＣＯＤを減少させる。

本発明の第９の発明に係る消石灰では、第１から第８のいずれかの発明に加えて、添加剤は、（１）生石灰への添加、（２）水への添加、（３）生石灰と水との混合物への添加、において、（１）から（３）の少なくとも一つの手段で添加される。

この構成により、添加剤の効果を様々に得ることができる。

本発明の第１０の発明に係る消石灰では、第３から第９のいずれかの発明に加えて、ヒドロキシル基を有する有機化合物の群から選択される少なくとも一つの添加量は、生石灰に対して、０．０１重量％〜１０重量％である。

この構成により、製造される消石灰のＢＥＴ比表面積とＣＯＤとのバランスが最適化される。

本発明の第１１の発明に係る消石灰では、第１から第１０のいずれかの発明に加えて、二酸化ケイ素を含有する無機化合物の添加量は、生石灰に対して、０．０１重量％〜１５重量％であり、更に好ましくは０．０１重量％〜１０重量％である。

（実施の形態１）

実施の形態１について説明する。
（消石灰の一般的な製造工程）

まず、図１を用いて、添加剤を用いた消石灰の製造工程を説明する。図１は、本発明の実施の形態１における消石灰の製造工程を示すブロック図である。図１は、消石灰の製造工程を模式的に表している。

消化工程４は、生石灰１と水３を反応させる工程である。このため、消化工程４に対して（例えば、消化工程４を行う攪拌機などに）、原料となる生石灰１および水３が投入される。更に、添加剤２も消化工程４に投入される。なお、添加剤２は、消化工程４に投入されても良いし、水３に予め添加されておいてもよいし、生石灰１に予め添加されておいても良い。

消化工程４では、投入された生石灰１、水３および添加剤２が攪拌されながら、消化反応が生じる。

消化工程４に続いて、熟成工程５において、消化反応を生じた混合物が熟成される。熟成工程５に続いて、乾燥工程６において乾燥されて、消石灰が製造される。

このように、消石灰は、生石灰と水との消化反応を基本とし、添加剤によって、製造される消石灰の性能等が変わってくる。

（全体概要）

実施の形態１における消石灰は、生石灰と水を反応させる消化工程によって製造される消石灰であって、消化工程に必要な所定の添加剤が添加されて、製造される消石灰である。所定の添加剤は、ヒドロキシル基を有する有機化合物と二酸化ケイ素を含有する無機化合物とが、組み合わされた物質を含む。

生石灰と水を反応させただけの消石灰は、ＢＥＴ比表面積が１０ｍ^２／ｇ〜２０ｍ^２／ｇであって、ＢＥＴ比表面積が十分ではない。ＢＥＴ比表面積が十分に大きいことは、消石灰が酸性ガス除去剤などとして使用される場合に、高い酸性ガスの吸着性能を示すことになる。このため、ＢＥＴ比表面積が十分に大きいことは、消石灰の製造においては重要な要素である。

所定の添加剤が、ヒドロキシル基を有する有機化合物と二酸化ケイ素を含有する無機化合物とが、組み合わされた物質を含む場合には、この添加剤は、ＢＥＴ比表面積を大きくすることに対する寄与と、ＣＯＤを低く抑えることに対する寄与とを生じさせる。このため、実施の形態１における消石灰は、ＢＥＴ比表面積が２０ｍ^２／ｇ以上であって、好ましくは３０ｍ^２／ｇ以上、更に好ましくは３５ｍ^２／ｇ以上を有するようになる。

これは、ヒドロキシル基を有する有機化合物と二酸化ケイ素を含有する無機化合物との相乗効果であって、この相乗効果が、ＢＥＴ比表面積を大きくする。有機化合物は、消化工程において生石灰に混合されることでそのＢＥＴ比表面積を拡大させる。このとき、無機化合物は、有機化合物の生石灰への均一な分散を促進させつつ、有機化合物とともに生石灰中に広く分散する。また、添加される無機化合物がカルシウムイオンを補足する役割を果たし、ＢＥＴ比表面積の拡大に作用すると思われる。この有機化合物と無機化合物との複数段階による相乗効果によって、消化工程でのＢＥＴ比表面積を増加させる。結果として、製造される消石灰のＢＥＴ比表面積が大きくなる。

また、二酸化ケイ素を含有する無機化合物は、非常に高いＢＥＴ比表面積を有するものが多い。この二酸化ケイ素を含有する無機化合物が添加剤に含まれていることによって、製造される消石灰のＢＥＴ比表面積が大きくなる。消化工程が終了した後で、二酸化ケイ素を含有する無機化合物を混合させた場合では、消石灰と混合させる無機化合物の加重平均で算出されるＢＥＴ比表面積が得られるだけである。これに対して、実施の形態１における添加剤のように消化工程において無機化合物が添加されることで、加重平均よりも高いＢＥＴ比表面積が得られるようになる。

また、有機化合物と無機化合物とが混合された添加剤によって、有機化合物の添加量が減らせるだけでなく、有機化合物と無機化合物の併用による、それぞれのＢＥＴ比表面積に対する寄与が相乗される。この結果、高いＢＥＴ比表面積が得られる。

ここで、ＢＥＴ比表面積が２０ｍ^２／ｇ以上であることが一つの基準であるのは、一般的に市販されている消石灰のＢＥＴ比表面積が１０〜２０ｍ^２／ｇ程度であり、これを超えるＢＥＴ比表面積を有する消石灰が求められているからである。当然ながら、更にＢＥＴ比表面積が大きいことが好ましい。消石灰が酸性ガス除去剤として用いられる場合には、使いきりであるので、一回の使用で非常に高い吸着性能を有することが求められる。この点から、市販品のＢＥＴ比表面積を越える程度から、更に高いＢＥＴ比表面積を有することが求められる。この点から、２０ｍ^２／ｇを十分に越えていると考えられる３０ｍ^２／ｇや３５ｍ^２／ｇは更に好ましい基準である。

また添加剤は、ヒドロキシル基を有する有機化合物と二酸化ケイ素を含有する無機化合物とが組み合わされた物質を有することで、添加剤全体に占める有機化合物の量を減少させることができる。添加剤の一部が、無機化合物で置き換えられるからである。添加剤に含まれる有機化合物の量が相対的に減少することは、製造される消石灰に含まれる有機化合物の残存量が減少することになる。

有機化合物の残存量が少なければ、当然ながらＣＯＤの値も減少する。ＣＯＤが減少すれば、消石灰が酸性ガス除去剤として利用される場合に、環境負荷が小さいことになる。

特に、消石灰が酸性ガス除去剤として用いられる場合には、消石灰は使いきりである。このような使い切りされる消石灰のＣＯＤの値が小さいことは、繰り返し使用される酸性ガス除去剤による環境負荷を低減させる。

なお、無機化合物は、有機化合物量を減らしつつ有機化合物の均一的な混合を助けたりＢＥＴ比表面積を拡大したりする以外の作用については明確ではない。しかしながら、カルシウムイオンを捕捉する役割を果たしており、この役割がＢＥＴ比表面積を拡大させる要因を形成していると思われる。

以上のように、ヒドロキシル基を有する有機化合物と二酸化ケイ素を含有する無機化合物の組み合わせである添加剤が、消化工程において用いられることで、ＢＥＴ比表面積が大きく、ＣＯＤの値が小さい消石灰を製造できる。

なお、添加剤は、ヒドロキシル基を有する有機化合物と二酸化ケイ素を含有する無機化合物の組み合わせ以外に、不可避な混合物、製造で必要となる他の混合物あるいは改良に用いられる他の混合物を含むことを除外するものではない。

（ヒドロキシル基を有する有機化合物）
添加剤は、ヒドロキシル基を有する有機化合物と二酸化ケイ素を含有する無機化合物との組み合わせである。

ヒドロキシル基を有する有機化合物は、グリコール類、糖類およびエタノールアミン類からなる群の少なくとも一つから選択される。これらの群の少なくとも一つから選択されるということは、ヒドロキシル基を有する有機化合物が、グリコール類、糖類およびエタノールアミン類のいずれか一つが選択されても良いし、２種類以上が選択されても良いということである。

グリコール類、糖類およびエタノールアミン類の少なくとも一つが選択されるのは、これらがヒドロキシル基を有する有機化合物として入手が容易であって、その取り扱いが容易であるからである。また、これらの有機化合物のそれぞれは、対応する化合物の種類も豊富であるので、製造コスト（入手コストも含めて）を抑えることができるからである。

グリコール類は、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールおよびグリセリンからなる群の少なくとも一つから選択される。

これらの物質は、入手が容易であるし取り扱いが容易であるからである。

また、糖類は、グルコース、フルクトース、ガラクトース、マンノース、キシリトース、スクロース、マルトース、ラクトース、トレハロース、ソルビトールおよびキシリトールからなる群の少なくとも一つから選択される。ここで、グルコース、フルクトース、ガラクトース、マンノースおよびキシリトースのそれぞれは、単糖類である。また、スクロース、マルトース、ラクトースおよびトレハロースのそれぞれは、ニ糖類である。また、ソルビトールおよびキシリトールのそれぞれは、還元糖である。

エタノールアミン類は、エタノールアミン、ジエタノールアミンおよびトリエタノールアミンからなる群の少なくとも一つから選択される。これらも、エタノールアミン類のうちで入手が容易な物質だからである。これらは、入手が容易なものも入手が不便なものも含んでいるが、一般的あるいは代替品として利用できるエタノールアミン類である。これら多数の種類の糖類が利用されることで、入手経路の確保やコスト変動などに柔軟に対応して、消石灰が製造できる。

グリコール類、糖類、エタノールアミン類のそれぞれで列挙されている上述の物質のそれぞれは、入手容易性、コスト、取り扱い容易性、生じさせる効果などにおいて、相違するものであるが、目的とする消石灰の性能、必要な手順、コスト、製造工場における原料入手ネットワークなどに応じて、柔軟に対応できる。すなわち、上述のように、ヒドロキシル基を有する有機化合物として、種々の物質が使用の範疇に含まれることで、消石灰の製造を容易とすることができる。

上述のこれらグリコール類、糖類、エタノールアミン類のそれぞれで列挙されている物質のうち、単一の種類のみが添加剤に用いられても良いし、複数の種類が添加剤に用いられてもよい。また、これらの有機化合物と無機化合物とが予め混合された添加剤が、生石灰と水との消化工程に混合されても良いし、有機化合物のみが生石灰や水に混合されてから（あるいはその前に）、無機化合物が生石灰や水（あるいは、有機化合物が混合されている生石灰や水）に混合されても良い。

添加剤として、上記に列挙された有機化合物が用いられれば良い。また、これらの有機化合物を含む廃棄物や副産物が、有機化合物として利用されても良い。

（無機化合物）
添加剤には、二酸化ケイ素を含有する無機化合物も用いられる。添加剤は、ヒドロキシル基を有する有機化合物と二酸化ケイ素を含有する無機化合物とが混合された物質（混合物）を有するからである。

二酸化ケイ素を含有する無機化合物が含有されることで、有機化合物の添加量が減少してＣＯＤを減少させ、有機化合物との相乗効果によってＢＥＴ比表面積を増加させる。

二酸化ケイ素を含有する無機化合物は、ベントナイト、ケイ酸塩類、クリストバライト、カオリン、含水酸化ケイ素および石炭灰からなる群の少なくとも一つから選択される。これらの種類の物質は、比較的容易に入手が可能であって、取り扱いも容易だからである。添加剤には、ベントナイト、ケイ酸塩、クリストバライト、カオリン、含水参加ケイ素および石炭灰のいずれか一種が混合されても良いし、２種以上の無機化合物が混合されてもよい。

また、ケイ酸塩類は、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウムおよび水ガラスの少なくとも一つから選択される。これらの物質は、入手が容易であって、ケイ酸塩類としての取扱が容易だからである。

なお、ここで列挙された無機化合物は、ベントナイトならベントナイトとしての物性（組成、結晶構造など）を有していればよい。例えば、製造企業の商品名や属性的な名称がベントナイトでない場合でも、物性から判断してベントナイトと考えられる物質も、ベントナイトに含まれる。ケイ酸塩類も同様である。ケイ酸ナトリウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウムおよび水ガラスのそれぞれと物性が同等である物質は、これらケイ酸ナトリウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウムおよび水ガラスのそれぞれであると考えられる。製造企業の商品名や属性的な名称がこれらと異なる場合であっても同様である。

もちろん、物性として、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウムおよび水ガラスのそれぞれと、僅かに組成比が異なったり比重が異なったりするだけの物質であっても、同様の物性を示す場合には、これらの物質も、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウムおよび水ガラスのいずれかであると判断される。

また、ケイ酸塩類の例として、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウムおよび水ガラスが列挙されているが、ケイ酸塩類として利用可能な他の物質を排除する意図ではない。

また、有機化合物は、上述の通り、グリコール類、糖類およびエタノールアミン類から少なくとも一つが選択される。このため、無機化合物は、選択される有機化合物の種類に応じて決定されても良い。発明者の所見では、有機化合物は、グリコール類、糖類およびエタノールアミン類から少なくとも一つが選択され、無機化合物は、ベントナイト、ケイ酸塩類、クリストバライト、カオリン、含水酸化ケイ素および石炭灰からなる群の少なくとも一つから選択される。これらから選択された有機化合物と無機化合物の組み合わせであれば、添加剤の作用効果は十分である。

しかしながら、ＢＥＴ比表面積やＣＯＤを、特定範囲に収めたい場合やコストを考慮した場合には、ある有機化合物の種類とある無機化合物の種類とのマッチングが最適なこともある。このような組み合わせの最適性がある場合には、添加剤は、この組み合わせによって得られる。

上述に列挙された無機化合物は、入手容易性、コスト、取り扱い容易性、生じさせる効果などにおいて、相違するものであるが、目的とする消石灰の性能、必要な手順、コスト、製造工場における原料入手ネットワークなどに応じて、柔軟に対応できる。すなわち、無機化合物として多くの種類が対象であることで、消石灰の製造容易性を高め、製造コストを下げることができる。また、これらの無機化合物を含む触媒の廃棄物や副産物が、無機化合物として利用されても良い。

無機化合物は、予め有機化合物と混合されて、有機化合物と無機化合物とが混合された添加剤が得られてもよい。この場合には、有機化合物と無機化合物との組み合わせの混合物である添加剤が、生石灰に投入されたり、水に投入されたり、生石灰と水との混合物に投入されたりする。

また、無機化合物は、予め有機化合物と混合されるのではなく、生石灰、水および生石灰と水との混合物の少なくとも一つに、有機化合物と別に投入されても良い。すなわち、有機化合物と無機化合物のそれぞれが、個別に投入されることで、結果的に有機化合物と無機化合物との組み合わせが、添加剤としての役割を果たすことでも良い。

以上のように、二酸化ケイ素を含有する無機化合物において、種々の物質が選択されることでＣＯＤを低くしつつＢＥＴ比表面積の大きな消石灰を、容易かつ低コストで製造できる。

（添加剤による効果）
ヒドロキシル基を有する有機化合物と二酸化ケイ素を含有する無機化合物との組み合わせによる添加剤が用いられることの効果を、実験結果より説明する。

発明者は、実際にヒドロキシル基を有する有機化合物と二酸化ケイ素を含有する無機化合物との組み合わせによる添加剤を製造し、この添加剤を消化工程に用いて消石灰を製造した。

（第１実験無機化合物そのものの物性の確認実験）
まず、発明者は、上述される無機化合物のそれぞれの単体での物性を計測した。すなわち、ベントナイト、ケイ酸塩類、クリストバライト、カオリン、含水酸化ケイ素および石炭灰、ケイ酸塩類としてのケイ酸ナトリウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウムおよび水ガラスのそれぞれの単体での物性を計測した。なお、いずれの物質についても、市販品を入手して、単体でのＢＥＴ比表面積および水分率を計測した。

計測した結果を表１に示す。

ベントナイト、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、水ガラス、クリストバライト、カオリン、含水酸化ケイ素、石炭灰のいずれも、様々なＢＥＴ比表面積を有していることが分かる。

（第２実験本発明の有機化合物と無機化合物を添加剤として用いた消石灰の効果の確認実験）

次に、本発明の消石灰である「ヒドロキシル基を有する有機化合物とニ酸化ケイ素を含有する無機化合物とが組み合わされた物質を含む添加剤を用いた消石灰」の効果が、実験により確認された。

なお、本明細書において「実施例」とは、本発明の消石灰である「ヒドロキシル基を有する有機化合物とニ酸化ケイ素を含有する無機化合物とが組み合わされた物質を含む添加剤を用いた消石灰」に対応して製造された消石灰であり、比較例は、この実施例と比較されるために製造された消石灰である。

発明者は比較例としての生石灰のみの消石灰（比較例１−１）、比較例としての生石灰と有機化合物の消石灰（比較例１−２）、実施例としての生石灰、有機化合物および無機化合物の消石灰（実施例１）を、実際に製造した。製造工程は次の通りである。

（製造工程）
２５℃である６０ｇの水に、添加剤（添加剤を投入する例の場合）が予め投入されて、添加剤が水の中で分散される。この添加剤が分散されている水の中に、６０ｇの生石灰が投入されて攪拌される。この攪拌を通じて、１０分間に渡って消化工程が行われる。消化工程の後で、１１０℃で一昼夜乾燥されて、消石灰が得られる。

これらの製造工程によって比較例１−１、比較例１−２、実施例１が製造された。比較例１−１、比較例１−２、実施例１のＢＥＴ比表面積およびＣＯＤが測定された。測定結果を表２に示す。

（比較例１−１）
比較例１−１は、６０ｇの生石灰と水による消化工程のみで製造された消石灰である。比較例１−１のＢＥＴ比表面積は、１２．６ｍ^２／ｇであり、ＣＯＤ値は、５ｐｐｍである。ＢＥＴ比表面積は小さく、不十分であることが分かる。

（比較例１−２）
比較例１−２は、６０ｇの生石灰に、添加剤として有機化合物のジエチレングリコールが生石灰に対して１．０重量％が添加されて製造される消石灰である。比較例１−２のＢＥＴ比表面積は、４０．０ｍ^２／ｇと大きいが、ＣＯＤも３５０ｐｐｍと大きい。有機化合物によって、消石灰のＢＥＴ比表面積は大きくなったと考えられるが、有機化合物のみが添加剤として用いられているので、ＣＯＤ値が大きくなってしまうと考えられる。ＣＯＤ値が大きいので、比較例１−２は、環境負荷が大きく、好ましくないと考えられる。

（実施例１）
実施例１は、６０ｇの生石灰に、添加剤として有機化合物であるジエチレングリコールと無機化合物であるベントナイトが添加されて製造される消石灰である。このとき、生石灰に対して０．５重量％のジエチレングリコールと、生石灰に対して１．０重量％のベントナイトが、添加剤として添加される。すなわち、実施例１は、本発明のヒドロキシル基を有する有機化合物とニ酸化ケイ素を含有する無機化合物とが組み合わされた物質を含む添加剤を用いた消石灰の一例である。

実施例１の消石灰のＢＥＴ比表面積は、４１．１ｍ^２／ｇと大きく、ＣＯＤ値は、１８０ｐｐｍと比較例１−２よりも低い。ＢＥＴ比表面積およびＣＯＤ値のいずれからも、実施例１は、酸性ガス除去剤などの用途に最適に使用できることが分かる。比較例１−２よりもＣＯＤ値低いのは、添加剤としての無機化合物が、有機化合物と相乗効果を生じさせたことによるものと推測される。

以上のように、比較例１−１、比較例１−２および実施例１の実験結果から、本発明のヒドロキシル基を有する有機化合物と二酸化ケイ素を含有する無機化合物とが組み合わされる物質を含む添加剤が用いられる消石灰は、高いＢＥＴ比表面積と低いＣＯＤ値とを両立させることが実証された。

（第３実験有機化合物の種類に対応する確認実験）
発明者は、添加剤に用いる有機化合物を、様々に変えた場合の消石灰の実験を行った。比較例として、無機化合物が含まれていない有機化合物だけの添加剤によって消石灰が製造され、実施例として、有機化合物と無機化合物とを含む添加剤によって消石灰が製造された。この第３実験の実験結果を、表３に示す。

なお、第３実験では、６０ｇの生石灰を基礎に、消化に用いられる水の量は４００ｇであり消化の際の温度は６０℃である。第２実験とは、消化における条件が異なるが、製造される消石灰の特性（ＢＥＴ比表面積やＣＯＤ値）の現出や傾向において矛盾は生じない。

（比較例２−１と実施例２−１）
比較例２−１と実施例２−１は、添加剤の有機化合物にプロピレングリコールを用いた相互に対となる例である。

比較例２−１は、生石灰に対して１重量％のプロピレングリコール（有機化合物）を添加剤として用い、無機化合物を用いていない。比較例２−１の消石灰のＢＥＴ比表面積は、３２．０ｍ^２／ｇであり、ＣＯＤ値は、１７０ｐｐｍである。一方、実施例２−１は、生石灰に対して０．５重量％のプロピレングリコール（有機化合物）と生石灰に対して１重量％のベントナイト（無機化合物）を、添加剤として用いている。実施例２−１の消石灰のＢＥＴ比表面積は、３７．３ｍ^２／ｇでありＣＯＤ値は、８０ｐｐｍである。

比較例２−１と実施例２−１の対比からわかる通り、添加剤として有機化合物であるプロピレングリコールと無機化合物であるベントナイトが用いられた消石灰は、ＢＥＴ比表面積およびＣＯＤ値のいずれでも優秀である。実施例２−１の消石灰は、酸性ガス除去剤などに好適に利用できることがわかる。また、添加剤の有機化合物が、プロピレングリコールであっても、製造される消石灰の特性が優れていることが分かる。

（比較例２−２と実施例２−２）
比較例２−２と実施例２−２は、添加剤の有機化合物にジプロピレングリコールを用いた相互に対となる例である。

比較例２−２は、生石灰に対して１重量％のジプロピレングリコール（有機化合物）を添加剤として用い、無機化合物を用いていない。比較例２−２の消石灰のＢＥＴ比表面積は、３２．５ｍ^２／ｇであり、ＣＯＤ値は、１６０ｐｐｍである。一方、実施例２−２は、生石灰に対して０．５重量％のジプロピレングリコール（有機化合物）と生石灰に対して１重量％のベントナイト（無機化合物）を、添加剤として用いている。実施例２−２の消石灰のＢＥＴ比表面積は、３５．１ｍ^２／ｇでありＣＯＤ値は、９０ｐｐｍである。

比較例２−２と実施例２−２の対比からわかる通り、添加剤として有機化合物であるジプロピレングリコールと無機化合物であるベントナイトが用いられた消石灰は、ＢＥＴ比表面積およびＣＯＤ値のいずれでも優秀である。実施例２−２の消石灰は、酸性ガス除去剤などに好適に利用できることがわかる。また、添加剤の有機化合物が、ジプロピレングリコールであっても、製造される消石灰の特性が優れていることが分かる。

（比較例２−３と実施例２−３）
比較例２−３と実施例２−３は、添加剤の有機化合物にグリセリンを用いた相互に対となる例である。

比較例２−３は、生石灰に対して１重量％のグリセリン（有機化合物）を添加剤として用い、無機化合物を用いていない。比較例２−３の消石灰のＢＥＴ比表面積は、３０．９ｍ^２／ｇであり、ＣＯＤ値は、１６０ｐｐｍである。一方、実施例２−３は、生石灰に対して０．５重量％のグリセリン（有機化合物）と生石灰に対して１重量％のベントナイト（無機化合物）を、添加剤として用いている。実施例２−３の消石灰のＢＥＴ比表面積は、３３．０ｍ^２／ｇでありＣＯＤ値は、９０ｐｐｍである。

比較例２−３と実施例２−３の対比からわかる通り、添加剤として有機化合物であるグリセリンと無機化合物であるベントナイトが用いられた消石灰は、ＢＥＴ比表面積およびＣＯＤ値のいずれでも優秀である。すなわち、実施例２−３の消石灰は、酸性ガス除去剤などに好適に利用できることがわかる。また、添加剤の有機化合物が、グリセリンであっても、製造される消石灰の特性が優れていることが分かる。

（比較例２−４と実施例２−４）
比較例２−４と実施例２−４は、添加剤の有機化合物にグルコースを用いた相互に対となる例である。

比較例２−４は、生石灰に対して１重量％のグルコース（有機化合物）を添加剤として用い、無機化合物を用いていない。比較例２−４の消石灰のＢＥＴ比表面積は、３０．４ｍ^２／ｇであり、ＣＯＤ値は、７０ｐｐｍである。一方、実施例２−４は、生石灰に対して０．５重量％のグルコース（有機化合物）と生石灰に対して１重量％のベントナイト（無機化合物）を、添加剤として用いている。実施例２−４の消石灰のＢＥＴ比表面積は、３１．２ｍ^２／ｇでありＣＯＤ値は、５５ｐｐｍである。

比較例２−４と実施例２−４の対比からわかる通り、添加剤として有機化合物であるグルコースと無機化合物であるベントナイトが用いられた消石灰は、比較例２−４の消石灰に対して、ＢＥＴ比表面積およびＣＯＤ値のいずれでも優秀である。すなわち、実施例２−４の消石灰は、酸性ガス除去剤などに好適に利用できることがわかる。また、添加剤の有機化合物が、グルコースであっても、製造される消石灰の特性が優れていることが分かる。

（比較例２−５と実施例２−５）
比較例２−５と実施例２−５は、添加剤の有機化合物にトリエタノールアミンを用いた相互に対となる例である。

比較例２−５は、生石灰に対して１重量％のトリエタノールアミン（有機化合物）を添加剤として用い、無機化合物を用いていない。比較例２−５の消石灰のＢＥＴ比表面積は、３７．０ｍ^２／ｇであり、ＣＯＤ値は、５５ｐｐｍである。一方、実施例２−５は、生石灰に対して０．５重量％のトリエタノールアミン（有機化合物）と生石灰に対して１重量％のベントナイト（無機化合物）を、添加剤として用いている。実施例２−５の消石灰のＢＥＴ比表面積は、３５．１ｍ^２／ｇでありＣＯＤ値は、４０ｐｐｍである。

比較例２−５と実施例２−５の対比からわかる通り、添加剤として有機化合物であるトリエタノールアミンと無機化合物であるベントナイトが用いられた消石灰は、比較例２−５の消石灰に対して、ＣＯＤ値において優秀である。ＢＥＴ比表面積では、若干の低下があるものの、総合的には、ベントナイトが用いられた実施例２−５は比較例２−５よりも好適である。すなわち、実施例２−５の消石灰は、酸性ガス除去剤などに好適に利用できることがわかる。また、添加剤の有機化合物が、トリエタノールアミンであっても、製造される消石灰の特性が優れていることが分かる。

以上、第３実験により、添加剤の有機化合物が、本発明で列挙されている物質のいずれかに変更されても、ＢＥＴ比表面積およびＣＯＤ値の特性に好影響を与えることが分かる。また、有機化合物のそれぞれにおいて、有機化合物単体の添加剤に比して、有機化合物と無機化合物とによる添加剤は、ＢＥＴ比表面積およびＣＯＤ値において、良い結果を生じさせることも分かる。

（第４実験無機化合物の変更による確認実験）
次に、発明者は、添加剤に用いられる無機化合物を変更した場合の、消石灰の効果を確認する実験を行った。実施例４−１〜実施例４−９のそれぞれは、６０ｇの生石灰に、６０ｇの水を加えて、消化温度２５℃で消化工程を進めて得られる消石灰である。また、添加剤は、有機化合物と無機化合物とを含んでいる。なお、第４実験では、実験結果の統一を図るために、添加剤の有機化合物は、ジエチレングリコールで統一されている。これに対して、添加剤の無機化合物は、実施例４−１〜実施例４−９毎に変更されている。実施例４−１〜実施例４−９のそれぞれの消石灰のＢＥＴ比表面積とＣＯＤ値が測定された。第４実験の結果を、表５に示す。

（実施例４−１）
実施例４−１は、添加剤の有機化合物として生石灰に対して０．２重量％のジエチレングリコールを用い、添加剤の無機化合物として生石灰に対して１重量％のベントナイトを用いた。この添加剤によって得られた実施例４−１の消石灰のＢＥＴ比表面積は、４１．２ｍ^２／ｇとＣＯＤ値は、１１０ｐｐｍである。ＢＥＴ比表面積は十分に大きく、ＣＯＤ値も、実用上十分に低い値である。

この結果から、添加剤の無機化合物としてベントナイトが用いられることは、酸性ガス除去剤などに用いられる消石灰に好適であることが確認された。

（実施例４−２）
実施例４−２は、添加剤の有機化合物として生石灰に対して０．２重量％のジエチレングリコールを用い、添加剤の無機化合物として生石灰に対して１重量％のケイ酸ナトリウムを用いた。この添加剤によって得られた実施例４−２の消石灰のＢＥＴ比表面積は、３４．７ｍ^２／ｇとＣＯＤ値は、１２０ｐｐｍである。ＢＥＴ比表面積は十分に大きく、ＣＯＤ値も、実用上十分に低い値である。

この結果から、添加剤の無機化合物としてケイ酸ナトリウムが用いられることは、酸性ガス除去剤などに用いられる消石灰に好適であることが確認された。

（実施例４−３）
実施例４−３は、添加剤の有機化合物として生石灰に対して０．２重量％のジエチレングリコールを用い、添加剤の無機化合物として生石灰に対して１重量％のケイ酸アルミニウムを用いた。この添加剤によって得られた実施例４−３の消石灰のＢＥＴ比表面積は、３８．５ｍ^２／ｇとＣＯＤ値は、１１０ｐｐｍである。ＢＥＴ比表面積は十分に大きく、ＣＯＤ値も、実用上十分に低い値である。

この結果から、添加剤の無機化合物としてケイ酸アルミニウムが用いられることは、酸性ガス除去剤などに用いられる消石灰に好適であることが確認された。

（実施例４−４）
実施例４−４は、添加剤の有機化合物として生石灰に対して０．２重量％のジエチレングリコールを用い、添加剤の無機化合物として生石灰に対して１重量％のケイ酸マグネシウムを用いた。この添加剤によって得られた実施例４−４の消石灰のＢＥＴ比表面積は、３４．１ｍ^２／ｇとＣＯＤ値は、１２０ｐｐｍである。ＢＥＴ比表面積は十分に大きく、ＣＯＤ値も、実用上十分に低い値である。

この結果から、添加剤の無機化合物としてケイ酸マグネシウムが用いられることは、酸性ガス除去剤などに用いられる消石灰に好適であることが確認された。

（実施例４−５）
実施例４−５は、添加剤の有機化合物として生石灰に対して０．２重量％のジエチレングリコールを用い、添加剤の無機化合物として生石灰に対して１重量％の水ガラスを用いた。この添加剤によって得られた実施例４−５の消石灰のＢＥＴ比表面積は、３３．９ｍ^２／ｇとＣＯＤ値は、１１０ｐｐｍである。ＢＥＴ比表面積は十分に大きく、ＣＯＤ値も、実用上十分に低い値である。

この結果から、添加剤の無機化合物として水ガラスが用いられることは、酸性ガス除去剤などに用いられる消石灰に好適であることが確認された。

（実施例４−６）
実施例４−６は、添加剤の有機化合物として生石灰に対して０．２重量％のジエチレングリコールを用い、添加剤の無機化合物として生石灰に対して１重量％のクリストバライトを用いた。この添加剤によって得られた実施例４−６の消石灰のＢＥＴ比表面積は、３５．３ｍ^２／ｇとＣＯＤ値は、１２０ｐｐｍである。ＢＥＴ比表面積は十分に大きく、ＣＯＤ値も、実用上十分に低い値である。

この結果から、添加剤の無機化合物としてクリストバライトが用いられることは、酸性ガス除去剤などに用いられる消石灰に好適であることが確認された。

（実施例４−７）
実施例４−７は、添加剤の有機化合物として生石灰に対して０．２重量％のジエチレングリコールを用い、添加剤の無機化合物として生石灰に対して１重量％のカオリンを用いた。この添加剤によって得られた実施例４−７の消石灰のＢＥＴ比表面積は、３２．２ｍ^２／ｇとＣＯＤ値は、１２０ｐｐｍである。ＢＥＴ比表面積は十分に大きく、ＣＯＤ値も、実用上十分に低い値である。

この結果から、添加剤の無機化合物としてカオリンが用いられることは、酸性ガス除去剤などに用いられる消石灰に好適であることが確認された。

（実施例４−８）
実施例４−８は、添加剤の有機化合物として生石灰に対して０．２重量％のジエチレングリコールを用い、添加剤の無機化合物として生石灰に対して１重量％の含水酸化ケイ素を用いた。この添加剤によって得られた実施例４−８の消石灰のＢＥＴ比表面積は、３９．２ｍ^２／ｇとＣＯＤ値は、１１０ｐｐｍである。ＢＥＴ比表面積は十分に大きく、ＣＯＤ値も、実用上十分に低い値である。

この結果から、添加剤の無機化合物として含水酸化ケイ素が用いられることは、酸性ガス除去剤などに用いられる消石灰に好適であることが確認された。

（実施例４−９）
実施例４−９は、添加剤の有機化合物として生石灰に対して０．２重量％のジエチレングリコールを用い、添加剤の無機化合物として生石灰に対して１重量％の石炭灰を用いた。この添加剤によって得られた実施例４−９の消石灰のＢＥＴ比表面積は、３１．３ｍ^２／ｇとＣＯＤ値は、１１０ｐｐｍである。ＢＥＴ比表面積は十分に大きく、ＣＯＤ値も、実用上十分に低い値である。

この結果から、添加剤の無機化合物として石炭灰が用いられることは、酸性ガス除去剤などに用いられる消石灰に好適であることが確認された。

以上の実施例４−１〜実施例４−９から明らかな通り、有機化合物と無機化合物を含む添加剤が用いられる場合には、無機化合物として、ベントナイト、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、水ガラス、クリストバライト、カオリン、含水酸化ケイ素、石炭灰が用いられることが、好適であることが分かる。

（第５実験有機化合物の添加量の確認）
次に、発明者は添加剤としての有機化合物の添加量の最適値を確認する実験を行った。有機化合物の例としてジエチレングリコールを用い、無機化合物の例としてベントナイトを用いた添加剤により消石灰を製造した。ここで、有機化合物の添加量の最適値を確認するために、無機化合物であるベントナイトは、生石灰に対して１重量％で固定され、有機化合物であるジエチレングリコールのみが、生石灰に対して、０．００５重量％から１５．０重量％の範囲で変化された。これらの手段で製造された消石灰の評価結果（ＢＥＴ比表面積、ＣＯＤ値）を、表６に示す。

表６は、ジエチレングリコールの添加量を徐々に変化させた実施例３−１〜実施例３−８の評価結果を示している。なお、第５実験では、６０ｇの生石灰に、４００ｇの水を加えて、温度条件６０℃で消化させている。

（実施例３−１）
実施例３−１は、添加剤の有機化合物として、生石灰に対して０．００５重量％のジエチレングリコールを用い、添加剤の無機化合物として、生石灰に対して１重量％のベントナイトを用いて製造された消石灰である。実施例３−１のＢＥＴ比表面積は、３１．０ｍ^２／ｇであり、ＣＯＤ値は、５．３ｐｐｍである。ＢＥＴ比表面積はそこまで小さくはないが、他の実施例に比較して小さい。このため、添加剤の有機化合物は、０．００５重量％では不足していると考えられる。

（実施例３−２）
実施例３−２は、添加剤の有機化合物として、生石灰に対して０．０１重量％のジエチレングリコールを用い、添加剤の無機化合物として、生石灰に対して１重量％のベントナイトを用いて製造された消石灰である。実施例３−１と比較して、有機化合物のジエチレングリコールのみの添加率が増加されている。実施例３−２のＢＥＴ比表面積は、３４．１ｍ^２／ｇであり、ＣＯＤ値は、５．８ｐｐｍである。実施例３−１に比較して、ＢＥＴ比表面積が大きく、ＣＯＤ値も実用性で十分に低い。このため、添加剤の有機化合物は、生石灰に対して０．０１重量％以上であることが好ましいと考えられる。

（実施例３−３）
実施例３−３は、添加剤の有機化合物として、生石灰に対して０．１重量％のジエチレングリコールを用い、添加剤の無機化合物として、生石灰に対して１重量％のベントナイトを用いて製造された消石灰である。実施例３−１と比較して、有機化合物のジエチレングリコールのみの添加率が増加されている。実施例３−３のＢＥＴ比表面積は、３５．９ｍ^２／ｇであり、ＣＯＤ値は、４０ｐｐｍである。実施例３−１に比較して、ＢＥＴ比表面積が大きく、ＣＯＤ値も実用性で十分に低い。また、実施例３−２に比較してＢＥＴ比表面積が増加しており、実施例３−３の消石灰が、酸性ガス除去剤などとして用いられることは好適であると考えられる。

（実施例３−４）
実施例３−４は、添加剤の有機化合物として、生石灰に対して０．５重量％のジエチレングリコールを用い、添加剤の無機化合物として、生石灰に対して１重量％のベントナイトを用いて製造された消石灰である。実施例３−１などと比較して、有機化合物のジエチレングリコールのみの添加率が増加されている。実施例３−４のＢＥＴ比表面積は、３６．８ｍ^２／ｇであり、ＣＯＤ値は、１１０ｐｐｍである。実施例３−１に比較して、ＢＥＴ比表面積が大きく、ＣＯＤ値も実用性で十分に低い。また、実施例３−２、実施例３−３に比較してＢＥＴ比表面積が増加しており、添加剤の有機化合物の添加量が増加することで、ＢＥＴ比表面積が増加することが分かる。このことより、添加剤の有機化合物の添加量が増加することは好ましいと考えられる。

もちろん、実施例３−４の消石灰が、酸性ガス除去剤などとして用いられることは好適であると考えられる。

（実施例３−５）
実施例３−５は、添加剤の有機化合物として、生石灰に対して１．０重量％のジエチレングリコールを用い、添加剤の無機化合物として、生石灰に対して１重量％のベントナイトを用いて製造された消石灰である。実施例３−１などと比較して、有機化合物のジエチレングリコールのみの添加率が増加されている。実施例３−５のＢＥＴ比表面積は、３７．３ｍ^２／ｇであり、ＣＯＤ値は、２００ｐｐｍである。実施例３−１に比較して、ＢＥＴ比表面積が大きく、ＣＯＤ値も実用性で十分に低い。また、実施例３−２〜実施例３−４に比較してＢＥＴ比表面積が増加しており、添加剤の有機化合物の添加量が増加することで、ＢＥＴ比表面積が増加することが分かる。このことより、添加剤の有機化合物の添加量が増加することは好ましいと考えられる。

もちろん、実施例３−５の消石灰が、酸性ガス除去剤などとして用いられることは好適であると考えられる。

（実施例３−６）
実施例３−６は、添加剤の有機化合物として、生石灰に対して５．０重量％のジエチレングリコールを用い、添加剤の無機化合物として、生石灰に対して１重量％のベントナイトを用いて製造された消石灰である。実施例３−１などと比較して、有機化合物のジエチレングリコールのみの添加率が増加されている。実施例３−６のＢＥＴ比表面積は、３８．８ｍ^２／ｇであり、ＣＯＤ値は、７９０ｐｐｍである。実施例３−１に比較して、ＢＥＴ比表面積が大きく、ＣＯＤ値も実用性で十分に低い。また、実施例３−２〜実施例３−５に比較してＢＥＴ比表面積が増加しており、添加剤の有機化合物の添加量が増加することで、ＢＥＴ比表面積が増加することが分かる。このことより、添加剤の有機化合物の添加量が増加することは好ましいと考えられる。

もちろん、実施例３−６の消石灰が、酸性ガス除去剤などとして用いられることは好適であると考えられる。

（実施例３−７）
実施例３−７は、添加剤の有機化合物として、生石灰に対して１０．０重量％のジエチレングリコールを用い、添加剤の無機化合物として、生石灰に対して１重量％のベントナイトを用いて製造された消石灰である。実施例３−１などと比較して、有機化合物のジエチレングリコールのみの添加率が増加されている。実施例３−７のＢＥＴ比表面積は、３９．５ｍ^２／ｇであり、ＣＯＤ値は、１３００ｐｐｍである。実施例３−１に比較して、ＢＥＴ比表面積が大きく、ＣＯＤ値も実用性で十分に低い。また、実施例３−２〜実施例３−６に比較してＢＥＴ比表面積が増加しており、添加剤の有機化合物の添加量が増加することで、ＢＥＴ比表面積が増加することが分かる。このことより、添加剤の有機化合物の添加量が増加することは好ましいと考えられる。

特に、ＢＥＴ比表面積は、実施例３−１等に比較して順調に増加しており、添加剤の有機化合物が、１０．０重量％まで増加することで、得られる消石灰のＢＥＴ比表面積が増加することが分かる。

（実施例３−８）
実施例３−８は、添加剤の有機化合物として、生石灰に対して１５．０重量％のジエチレングリコールを用い、添加剤の無機化合物として、生石灰に対して１重量％のベントナイトを用いて製造された消石灰である。実施例３−１などと比較して、有機化合物のジエチレングリコールのみの添加率が増加されている。実施例３−７のＢＥＴ比表面積は、３９．７ｍ^２／ｇであり、ＣＯＤ値は、１８００ｐｐｍである。実施例３−７までと異なり、添加剤の有機化合物の添加量が増加されているにも係らず、実施例３−８では、ＢＥＴ比表面積の増加は収束していることが分かる。一方、ＣＯＤ値は増加しており、かなりの大きさである。

このことから、添加剤の有機化合物の添加量が増加することは、実施例３−７までは、ＢＥＴ比表面積においてメリットを生じさせていたが、１５重量％となってしまうと、メリットが失われるか、ＣＯＤ値の増加というデメリットを生じさせるかの状態となる。この点で、実施例３−８の消石灰は、酸性ガス除去剤として使用は可能であるが、他の実施例ほど好適ではないと考えられる。

以上、実施例３−１〜実施例３−８に係る第５実験の結果から、添加剤としての有機化合物は、好ましくは生石灰に対して０．０１重量％〜１５．０重量％、よりこのましくは０．０１重量％〜１０．０重量％の範囲で添加されるのがよいと考えられる。

（第６実験無機化合物の添加量の確認）
次に、発明者は、添加剤に用いられる無機化合物の添加量の最適値を確認した。有機化合物の例としてジエチレングリコールを用い、無機化合物の例としてベントナイトを用いた添加剤により消石灰を製造した。ここで、無機化合物の添加量の最適値を確認するために、無機化合物であるベントナイトは、生石灰に対して０重量％〜２０重量％の範囲で変化され、有機化合物であるジエチレングリコールは、生石灰に対して１．０重量％で固定された。これらの手段で製造された消石灰の評価結果（ＢＥＴ比表面積、ＣＯＤ値）を、表７に示す。

表７は、上述の通りで製造された実施例５−１〜実施例５−９の消石灰の評価結果（ＢＥＴ比表面積およびＣＯＤ値）を示している。なお、第６実験では、６０ｇの生石灰に、４００ｇの水を加えて、温度条件６０℃で消化させている。

（実施例５−１）
実施例５−１は、添加剤の有機化合物として、生石灰に対して１．０重量％のジエチレングリコールを用い、添加剤の無機化合物として、生石灰に対して０重量％のベントナイトを用いて製造された消石灰である。実施例５−１のＢＥＴ比表面積は３４．３ｍ^２／ｇであり、ＣＯＤ値は、１９０ｐｐｍである。実施例５−１は、添加剤に無機化合物が使用されておらず、他の実施例５−２〜実施例５−９と異なりＢＥＴ比表面積が小さい。すなわち、実施例５−１の消石灰は、酸性ガス除去剤などに好適に利用できにくい。

（実施例５−２）
実施例５−２は、添加剤の有機化合物として、生石灰に対して１．０重量％のジエチレングリコールを用い、添加剤の無機化合物として、生石灰に対して０．００５重量％のベントナイトを用いて製造された消石灰である。実施例５−２のＢＥＴ比表面積は、３５ｍ^２／ｇであり、ＣＯＤ値は１８０ｐｐｍである。添加剤として無機化合物であるベントナイトが添加されているが、添加量が少ないために、ＢＥＴ比表面積は、他の実施例と比較して十分であるとはいえない。このため、添加剤としての無機化合物は、０．００５重量％では、最適とはいえないと考えられる。なお、この添加量での消石灰が実用できないということではない。

（実施例５−３）
実施例５−３は、添加剤の有機化合物として、生石灰に対して１．０重量％のジエチレングリコールを用い、添加剤の無機化合物として、生石灰に対して０．０１重量％のベントナイトを用いて製造された消石灰である。実施例５−３のＢＥＴ比表面積は、３５．４ｍ^２／ｇであり、ＣＯＤ値は、２００ｐｐｍである。ＢＥＴ比表面積は十分な大きさを有しており、ＣＯＤ値も実用上で十分に低い。特に、ＢＥＴ比表面積は、実施例５−２に比較して大きい。

すなわち、実施例５−３の消石灰は、酸性ガス除去剤などとして好適に利用できる。

（実施例５−４）
実施例５−４は、添加剤の有機化合物として、生石灰に対して１．０重量％のジエチレングリコールを用い、添加剤の無機化合物として、生石灰に対して０．１重量％のベントナイトを用いて製造された消石灰である。実施例５−４のＢＥＴ比表面積は、３６．８ｍ^２／ｇであり、ＣＯＤ値は、１９０ｐｐｍである。ＢＥＴ比表面積は十分な大きさを有しており、ＣＯＤ値も実用上で十分に低い。加えて、実施例５−４のＢＥＴ比表面積は、実施例５−２、５−３よりも大きく、無機化合物の添加量が増加することが、ＢＥＴ比表面積の増加に繋がっていることが分かる。

実施例５−４の消石灰は、酸性ガス除去剤などとして好適に利用できる。

（実施例５−５）
実施例５−５は、添加剤の有機化合物として、生石灰に対して１．０重量％のジエチレングリコールを用い、添加剤の無機化合物として、生石灰に対して１．０重量％のベントナイトを用いて製造された消石灰である。実施例５−５のＢＥＴ比表面積は、３７．７ｍ^２／ｇであり、ＣＯＤ値は、２００ｐｐｍである。ＢＥＴ比表面積は十分な大きさを有しており、ＣＯＤ値も実用上で十分に低い。加えて、実施例５−５のＢＥＴ比表面積は、実施例５−２〜実施例５−４よりも大きく、無機化合物の添加量が増加することが、ＢＥＴ比表面積の増加に繋がっていることが分かる。

実施例５−５の消石灰は、酸性ガス除去剤などとして好適に利用できる。

（実施例５−６）
実施例５−６は、添加剤の有機化合物として、生石灰に対して１．０重量％のジエチレングリコールを用い、添加剤の無機化合物として、生石灰に対して５．０重量％のベントナイトを用いて製造された消石灰である。実施例５−６のＢＥＴ比表面積は、３８．８ｍ^２／ｇであり、ＣＯＤ値は、２００ｐｐｍである。ＢＥＴ比表面積は十分な大きさを有しており、ＣＯＤ値も実用上で十分に低い。加えて、実施例５−６のＢＥＴ比表面積は、実施例５−２〜実施例５−５よりも大きく、無機化合物の添加量が増加することが、ＢＥＴ比表面積の増加に繋がっていることが分かる。

実施例５−６の消石灰は、酸性ガス除去剤などとして好適に利用できる。

（実施例５−７）
実施例５−７は、添加剤の有機化合物として、生石灰に対して１．０重量％のジエチレングリコールを用い、添加剤の無機化合物として、生石灰に対して１０．０重量％のベントナイトを用いて製造された消石灰である。実施例５−７のＢＥＴ比表面積は、３９．４ｍ^２／ｇであり、ＣＯＤ値は、１９０ｐｐｍである。ＢＥＴ比表面積は十分な大きさを有しており、ＣＯＤ値も実用上で十分に低い。加えて、実施例５−７のＢＥＴ比表面積は、実施例５−２〜実施例５−６よりも大きく、無機化合物の添加量が増加することが、ＢＥＴ比表面積の増加に繋がっていることが分かる。

実施例５−７の消石灰は、酸性ガス除去剤などとして好適に利用できる。

また、添加される無機化合物の量が増加するに合わせて、ＢＥＴ比表面積も順調に増加していることが分かる。

（実施例５−８）
実施例５−８は、添加剤の有機化合物として、生石灰に対して１．０重量％のジエチレングリコールを用い、添加剤の無機化合物として、生石灰に対して１５．０重量％のベントナイトを用いて製造された消石灰である。実施例５−８のＢＥＴ比表面積は、３９．７ｍ^２／ｇであり、ＣＯＤ値は、１９０ｐｐｍである。ＢＥＴ比表面積は十分な大きさを有しており、ＣＯＤ値も実用上で十分に低い。加えて、実施例５−８のＢＥＴ比表面積は、実施例５−２〜実施例５−７よりも大きい。実施例５−８の消石灰は、酸性ガス除去剤などとして、好適に利用できることがわかる。

この結果から、添加剤の無機化合物が生石灰に対して１５．０重量％であることは、消石灰のＢＥＴ比表面積向上に効果があると考えられる。しかしながら、実施例５−７と異なり、実施例５−８でのＢＥＴ比表面積の向上率は減少している。このことから、添加剤の無機化合物の添加量は、１５．０重量％程度が、ＢＥＴ比表面積の向上においては限界と考えられる。

（実施例５−９）
実施例５−９は、添加剤の有機化合物として、生石灰に対して１．０重量％のジエチレングリコールを用い、添加剤の無機化合物として、生石灰に対して２０．０重量％のベントナイトを用いて製造された消石灰である。実施例５−９のＢＥＴ比表面積は、３９．３ｍ^２／ｇであり、ＣＯＤ値は、１８０ｐｐｍである。

ＢＥＴ比表面積は、無機化合物の添加量の少ない実施例５−８よりも若干減少している。このことから、無機化合物の添加量が１５．０重量％を越えると、ＢＥＴ比表面積向上への効果は、減少していると考えられる。このため、実施例５−９の消石灰も、実用は可能であるが、コスト面なども考慮した場合には、最適な添加量であるとは言いがたい。

以上の実施例５−１〜５−９に関する第６実験の結果から、添加剤としての無機化合物は、好ましくは生石灰に対して０．０１重量％〜１５．０重量％、よりこのましくは０．０１重量％〜１０．０重量％の範囲で添加されるのがよいと考えられる。

（第７実験有機化合物と無機化合物の相乗効果の確認）
次に、発明者は、添加剤が有機化合物と無機化合物の混合であることが、製造される消石灰に相乗効果をもたらすことを確認した。第７実験では、添加剤として有機化合物と有機化合物とを混合したもので得られる消石灰のＢＥＴ比表面積の確認実験（実験その１）と、添加剤として有機化合物と無機化合物とを混合したもので得られる消石灰のＢＥＴ比表面積の確認（実験その２）と、を行った。

実験その１は、添加剤に、有機化合物であるジエチレングリコールと有機化合物であるジプロピレングリコールと、を用いて製造された消石灰のＢＥＴ比表面積を測定した。図２は、本発明の実施の形態１における第７実験の実験その１の結果を示すグラフである。

実験その１では、添加剤であるジエチレングリコールとジプロピレングリコールとの合計の添加量が、生石灰に対して常に１重量％となるように、ジプロピレングリコールの量を変化させている。図２のグラフの横軸は、生石灰に対するジプロピレングリコールの添加量を示している。図２のグラフの縦軸は、得られた消石灰のＢＥＴ比表面積を示している。添加剤であるジエチレングリコールとジプロピレングリコールとの合計の添加量が、生石灰に対して常に１重量％であるので、横軸が左から右に行くにつれて、ジプロピレングリコールの添加量が増加し、ジエチレングリコールの添加量が減少している。

図２のグラフから明らかな通り。２種類の有機化合物であるジエチレングリコールおよびジプロピレングリコールの添加割合を変えていったとしても、ＢＥＴ比表面積は、直線的に変化するだけである。すなわち、２種の有機化合物が添加剤として用いられても、ＢＥＴ比表面積への相乗効果は生じていない。

実験その２は、添加剤に、有機化合物であるジエチレングリコールと無機化合物であるベントナイトと、を用いて製造された消石灰のＢＥＴ比表面積を測定した。図３は、本発明の実施の形態１における第７実験の実験その２の結果を示すグラフである。

実験その２では、添加剤であるジエチレングリコールとベントナイトとの合計の添加量が、生石灰に対して常に１重量％となるように、ベントナイトの量を変化させている。図３のグラフの横軸は、生石灰に対するベントナイトの添加量を示している。図３のグラフの縦軸は、得られた消石灰のＢＥＴ比表面積を示している。添加剤であるジエチレングリコールとベントナイトとの合計の添加量が、生石灰に対して常に１重量％であるので、横軸が左から右に行くにつれて、ベントナイトの添加量が増加し、ジエチレングリコールの添加量が減少している。

図３のグラフから明らかな通り、有機化合物であるジエチレングリコールおよび無機化合物であるベントナイトの添加割合を変化させる中で、ＢＥＴ比表面積は、上側に凸となる曲線を示す。図３のグラフの横軸の原点は、添加剤として有機化合物のジエチレングリコールだけであり、図３のグラフの横軸の右端は、添加剤として無機化合物のベントナイトだけである状態である。グラフの曲線の両端である。これらの両端に対して、有機化合物のジエチレングリコールと無機化合物のベントナイトとが混合されている状態（グラフの両端以外）では、凸となる曲線が示される。すなわち、有機化合物と無機化合物とが混合された添加剤は、製造される消石灰のＢＥＴ比表面積に相乗効果を与えていることが分かる。

このように、第７実験によって、有機化合物と無機化合物の混合である添加剤が、得られる消石灰のＢＥＴ比表面積に相乗効果を与えることが確認された。

なお、ここでの実験における比較例や実施例においては、ＢＥＴ比表面積を、その結果の一つの基準としているが、ＢＥＴ比表面積は、添加剤の配合比率や構成物質によっても変化し、生石灰、水、添加剤の量によっても変動する。このため、実験結果として示した表やグラフのＢＥＴ比表面積の値は、添加剤が有機化合物と無機化合物との組み合わせを含んでいることが好ましいとの傾向を示すものであって、絶対的な値であるわけではない。

以上、実施の形態１における消石灰は、ヒドロキシル基を有する有機化合物と二酸化ケイ素を含有する無機化合物との組み合わせからなる添加剤を用いて製造される。この結果、十分に大きなＢＥＴ比表面積を確保するとともにＣＯＤを低減できる。

なお、実施の形態１において実験結果として説明しているＣＯＤの値は、環境省告示４６号に準じて得た溶出液をＪＩＳＫ０１０２１７に順次、過マンガン酸カリウムで測定した結果である。

（実施の形態２）

次に、実施の形態２について説明する。

実施の形態２では、実施の形態１で説明した消石灰の製造方法について説明する。

図４は、本発明の実施の形態２における消石灰の製造工程を示すブロック図である。

消石灰は、生石灰１および水３の少なくとも一方に、所定の添加剤２を混合する第１混合工程７と、生石灰１に水３を混合する第２混合工程８と、生石灰１、水３、添加剤を反応させる消化工程４と、熟成工程５および乾燥工程６を経て、製造される。

消化工程４において、生石灰１、水３および添加剤２が消化反応を生じさせる。この消化反応によって、消石灰となる物質が得られる。この消石灰となる物質が所定時間熟成された上で、乾燥させられると、最終的な消石灰が得られる。

消化工程４において用いられる添加剤２は、実施の形態１で説明したように、ヒドロキシル基を有する有機化合物と二酸化ケイ素を含有する無機化合物との組み合わせである。

ここで、添加剤２は、（１）生石灰１へ添加される、（２）水３へ添加される、（３）生石灰１と水３の混合物へ添加される、の少なくとも一つの手段で添加される。図５においては、添加剤２が生石灰１へ添加される矢印Ａ、添加剤２が水３に添加される矢印Ｂ、添加剤２が生石灰１と水３の混合物に添加される矢印Ｃが示されている。添加剤２は、これら（１）〜（３）のいずれの方法で添加されても良い。

例えば、（２）のように水３に添加剤が添加される場合には、添加剤の分散および攪拌が十分に行われるので、添加剤による高い効果が期待できる。もちろん、（１）や（３）の手段によって添加剤を添加する場合でも、添加剤による効果は得られる。

また、生石灰１と水３とは、同量であってもよいし、異なる量であってもよい。生石灰１と水３とが同量である場合には、消化工程４を行う攪拌機に投入される生石灰１の量に応じて、ほぼ同量の水３の量を制御して加えることで、生石灰１と水３との消化工程が開始される。熟成工程５は、熟成機で行われる。また、乾燥工程６は、高温での長時間にわたる乾燥を避けるため、乾燥用熱風と含水消石灰が数秒から数分で接触できるスプレードライヤーや気流式乾燥機が用いられることが望ましい。

あるいは、生石灰１と水３とが異なる量である場合には、生石灰１を水３に投入してスラリー状とする。スラリー状となったものが振動篩などで分級されて、フィルタープレスなどで濾過される。この消化工程を経たあとで、消石灰は、気流乾燥機などで乾燥や分級される。このような、湿式消化法で消石灰が製造されても良い。あるいは、生石灰１に対して同量以下の水３による乾式消化法であってもよい。コストなどの面から、半湿式消化法が採用されても良いが、いずれの方法で、消石灰が製造されても良い。

以上のような製造工程を経て、消石灰は製造される。このとき、ヒドロキシル基を有する有機化合物と二酸化ケイ素を含有する無機化合物との組み合わせからなる添加剤が用いられることで、製造される消石灰は、ＢＥＴ比表面積が大きく、ＣＯＤの値は小さいものである。

また、実施の形態１、２で説明された消石灰は、ごみ焼却炉などに投入される酸性ガス除去剤として利用される。特に、ＢＥＴ比表面積が大きいので、酸性ガスの吸着性能が高くなり、ＣＯＤが低いことで、環境負荷も小さな酸性ガス除去剤として利用できる。

以上、実施の形態１〜２で説明された消石灰や消石灰の製造方法は、本発明の趣旨を説明する一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変形や改造を含む。

１生石灰
２添加剤
３水
４消化工程
５熟成工程
６乾燥工程
７第１混合工程
８第２混合工程

Claims

生石灰と水を反応させる消化工程によって製造される消石灰であって、
前記消化工程に用いられる所定の添加剤が添加され、
前記添加剤は、ヒドロキシル基を有する有機化合物とニ酸化ケイ素を含有する無機化合物とが組み合わされた物質を含み、
前記二酸化ケイ素を含有する無機化合物の添加量を一定とし、前記ヒドロキシル基を有する有機化合物の添加量を増加させることで、ＢＥＴ比表面積が増加する、
もしくは、前記ヒドロキシル基を有する有機化合物の添加量を一定とし、前記二酸化ケイ素を含有する無機化合物の添加量を増加させることで、ＢＥＴ比表面積が増加し、
ＢＥＴ比表面積が、２０ｍ^２／ｇ以上である、消石灰。
前記ヒドロキシル基を有する有機化合物は、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセリン、グルコース、フルクトース、ガラクトース、マンノース、キシリトース、スクロース、マルトース、ラクトース、トレハロース、ソルビトール、キシリトール、エタノールアミン、ジエタノールアミンおよびトリエタノールアミンの群の少なくとも一つから選択される、請求項１記載の消石灰。
前記二酸化ケイ素を有する無機化合物は、ベントナイト、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウム、水ガラス、クリストバライト、カオリン、含水酸化ケイ素および石炭灰からなる群の少なくとも一つから選択される、請求項１または２記載の消石灰。
前記ヒドロキシル基を有する有機化合物の群から選択される少なくとも一つの添加量は、前記生石灰に対して、０．０１重量％〜１０重量％である、請求項３から３のいずれか記載の消石灰。
前記二酸化ケイ素を含有する無機化合物の添加量は、前記生石灰に対して、０．０１重量％〜１５重量％である、請求項１から４のいずれか記載の消石灰。
請求項１から４のいずれか記載の消石灰を有効成分とする、酸性ガス除去剤。