JP2021065828A - 排ガス処理薬剤製造方法、排ガス処理方法及び排ガス処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】取り扱いが容易で、低価格で効率よく酸性成分を除去することが可能な多孔質の炭酸ナトリウムを製造する炭酸ナトリウム製造方法を提供する。【解決手段】本発明の炭酸ナトリウム製造方法は、重曹から多孔質の炭酸ナトリウムを生成する炭酸ナトリウム製造方法であって、７０〜２００μｍの粗重曹を１０Ｐａ〜５ｋＰａの真空下において、１５０〜２００℃で加熱するステップ、を有する。また、本発明の排ガス処理方法は、７０〜２００μｍの粗重曹を１０Ｐａ〜５ｋＰａの真空下において、１５０〜２００℃で加熱するステップによって生成した多孔質の炭酸ナトリウムを、廃棄物焼却に伴い発生した排ガス中に吹き込むステップを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、排ガス処理薬剤製造方法、排ガス処理方法及び排ガス処理システムに関し、特に、廃棄物を焼却した際に発生する塩化水素（ＨＣｌ）や硫黄酸化物（ＳＯｘ）等の有害酸性ガスを高効率で除去するための技術に関する。

都市ごみや産業廃棄物を焼却処理するのに伴い発生する排ガス中には、塩化水素（ＨＣｌ）や硫黄酸化物（ＳＯｘ）等の有害酸性ガスが含有されており、このような有害物質がそのまま大気中に排出されると環境を破壊する原因となる。

これら有害酸性成分を中和除去する方法として、乾式法と湿式法の二つの手段が用いられる。

湿式法は酸性成分の除去効率が高いため、規制値の要求が厳しい場合に採用されてきたが、使用する装置のメンテナンスに手間がかかり、維持管理費がかさむという問題があるため、最近では採用される例が少ない。

これに対し、乾式法は、使用する装置が簡便で維持管理が容易な方式であり、広く採用されている。これまで、乾式法では消石灰を薬剤として使用してきており、消石灰を使用する方式として、連続吹込み式又はプレコート式がある。

連続吹込み式は、消石灰をバグフィルタ等の入口煙道に連続して吹き込む方式であるが、消石灰の反応効率が低く、一般には必要薬剤量の１．３倍の量（当量比１．３）で除去率６０〜９０％程度と言われており、規制値以下まで除去するためには過剰な消石灰を吹き込まなければならない。また、バグフィルタ等の集じん装置で捕集された飛灰は特別管理廃棄物として扱われるため、キレート等の薬剤による安定化処理を施した上で管理型の処分場に埋め立てる必要があり、過剰な消石灰を吹き込むことで捕集飛灰量が増加して最終処分費がかさみ、また、処分地の安定化に時間がかかるという問題もあった。

プレコート式は、消石灰を所定の時間だけバグフィルタ入口煙道に一気に吹き込むことで、ろ布に消石灰の反応層を形成するもので、上記の連続吹込み式と比べて高い除去率が得られるが、規制値より必要以上に低い濃度まで除去してしまうため消石灰の使用量が増えるという問題があった。

このように、乾式法において消石灰を使用した方式では、効率が低いことに付随する問題が生じるため、より除去効率の高い炭酸水素ナトリウム（重曹）を用いた方式が提案されており、重曹を使用する方式として微粉砕吹込み式と、粗重曹直前微粉砕式がある。

微粉砕吹込み式は、２０μｍ程度に微粉砕した重曹を消石灰と同様にバグフィルタ等の入口煙道に吹き込むもので、当量比１．３で９８％の高い除去率が得られる。ここで、無調整の重曹は７０〜２００μｍ程度の粒度であり、そのまま吹き込んでも効率が低いため、２０μｍ程度まで微粉砕することで反応効率を向上させているが、微粉砕のための費用がかさむという問題が生じる。また、微粉砕した重曹は流動性が悪く、貯槽内での架橋（ブリッジ）現象や貯槽からの排出不良等の問題が新たに発生し、これらを防止するための薬剤等を混合すると、微粉砕前の重曹と比して、数倍の価格になるという問題がある。

粗重曹の直前微粉砕式は、上記の微粉砕吹込み式の問題点を解決するための方法であり、粗重曹を貯槽から切り出して、バグフィルタ等の入口煙道に吹き込む直前に粉砕機にて２０μｍ程度に微粉砕しながら入口煙道に吹き込むもので、貯槽でのブリッジ等の問題はない。しかし、重曹の吹込み量の変化に対して効率が良いと言われている２０μｍ程度の粒度に安定して粉砕するのは困難であること、粉砕機のメンテナンスに手間がかかること等の問題がある。

この問題に対処するために、反応率の高い多孔質の炭酸ナトリウムを生成して排ガスを処理する方式が提案されている。（特許文献１）

特許第４８４１０６５号

特許文献１に開示された技術によると、重曹を微粉砕し、排ガス中に微粉砕された重曹を吹き込むことで生成された、多孔質の炭酸ナトリウムを排ガス処理に用いることによって、効率的な酸性成分の除去を行うことができる。しかしながら、特許文献１に開示された技術は、湿式法を用いた技術であることと、別途、重曹を微粉砕する装置が必要があることに起因して、使用する装置のメンテナンスに手間がかかり、維持管理費がかさむという問題があった。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、取り扱いが容易で、低価格で効率よく酸性成分を除去することが可能な薬剤の製造方法及びこの薬剤を用いた排ガス処理方法を提供することを目的とする。

本発明では、以下のような解決手段を提供する。

第１の特徴に係る発明は、重曹から多孔質の炭酸ナトリウムを生成する排ガス処理薬剤製造方法であって、７０〜２００μｍの粗重曹を真空下において、１５０〜２００℃で加熱するステップ、を有する。

第１の特徴に係る発明によれば、粗重曹を真空下において１５０〜２００℃で加熱することで、反応率の高い多孔質の炭酸ナトリウムを生成することができる。

第２の特徴に係る発明は、第１の特徴に係る排ガス処理薬剤製造方法によって生成した多孔質の炭酸ナトリウムを、廃棄物焼却に伴い発生した排ガス中に吹き込むステップを有する、排ガス処理方法を提供する。

第２の特徴に係る発明によれば、生成された多孔質の炭酸ナトリウムを排ガス中に吹き込むことで、高い除去率で酸性成分を除去することが可能な排ガス処理方法を提供することができる。

第３の特徴に係る発明は、廃棄物を焼却処理するごみ焼却炉、及び、排ガスに吹き込む薬剤を生成する薬剤生成槽を有するごみ焼却処理施設において、ごみ焼却炉から排出される排ガスを処理する排ガス処理方法であって、薬剤生成槽内に平均粒径が７０〜２００μｍの粗重曹を貯留するステップ、ごみ焼却炉の熱を回収するステップ、薬剤生成槽内の圧力が１０Ｐａ〜５ｋＰａとなるように真空排気するステップ、ごみ焼却炉から回収した熱を薬剤生成槽に供給することで、真空に保持された薬剤生成槽内で粗重曹を１５０〜２００℃で加熱して多孔質の炭酸ナトリウムを生成するステップ、生成された多孔質の炭酸ナトリウムを排ガス中に吹き込むステップを有する。

第３の特徴に係る発明によれば、ごみ焼却炉から回収した熱を利用して、真空下において粗重曹を加熱するため、別途の加熱装置を用いることなく多孔質の炭酸ナトリウムを生成できるとともに、生成された多孔質の炭酸ナトリウムを排ガス中に吹き込むことで、高い除去率で酸性成分を除去することが可能な排ガス処理方法を提供することができる。

本発明によれば、取り扱いが容易で、低価格で効率よく酸性成分を除去することが可能な薬剤の製造方法及びこの薬剤を用いた排ガス処理方法を提供できる。

図１は、本実施形態に係る炭酸ナトリウム製造装置を示す模式図である。 図２は、本実施形態に係る炭酸ナトリウム製造の手順を示すフローチャートである。 図３は、本実施形態に係る排ガス処理システムを含むごみ焼却処理施設を示す模式図である。 図４は、本実施形態に係る排ガス処理の手順を示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態について図を参照しながら説明する。なお、これはあくまでも一例であって、本発明の技術的範囲はこれに限られるものではない。

［炭酸ナトリウム製造装置の構成］
図１を用いて、本実施形態に係る炭酸ナトリウム製造装置の構成を説明する。

図１に示すように、本実施形態の炭酸ナトリウム製造装置は、炭酸ナトリウム生成槽１と、粗重曹供給装置２と、真空排気装置３と、加熱装置４と、排出装置５とによって構成される。

炭酸ナトリウム生成槽１は、１０Ｐａ〜５ｋＰａの真空状態、及び、１５０〜２００℃の温度にも耐え得る構造の容器によって構成されており、上方に粗重曹を供給する粗重曹供給装置２、下方に生成された多孔質の炭酸ナトリウムを排出する排出装置５が接続されている。炭酸ナトリウム生成槽１は、粗重曹供給装置２によって供給された粗重曹を一時的に貯留し、生成された多孔質の炭酸ナトリウムを排出装置５によって排出するようになっている。

粗重曹供給装置２は、図示しないコンベアやシュート等の周知の供給手段からなり、平均粒径が７０〜２００μｍの粗重曹を詰まりや凝集等を起こすことなく、炭酸ナトリウム生成槽１に円滑に供給できるようになっている。

真空排気装置３は、真空ポンプや排気ブロワ等の周知の排気手段によって構成されており、炭酸ナトリウム生成槽１内を１０Ｐａ〜５ｋＰａの真空状態に保持する機能を有する。

加熱装置４は、ヒータや伝熱管等の周知の加熱手段によって構成されており、炭酸ナトリウム生成槽１内を１５０〜２００℃に均一に加熱する機能を有する。なお、炭酸ナトリウム生成槽１内は真空状態に保持されるものであるから、熱ガスを直接吹き込むような形式の加熱手段は好適ではなく、炭酸ナトリウム生成槽１内のガスの組成や容量が急変動しない形式の加熱手段が望ましい。

排出装置５は、炭酸ナトリウム生成槽１の下端部に接続されたコンベア等によって構成されており、炭酸ナトリウム生成槽１内で生成された多孔質の炭酸ナトリウムを詰まりや凝集等を起こすことなく、円滑に排出することができるようになっている。また、生成された多孔質の炭酸ナトリウムを貯留する持ち運び可能なタンク等を設け、生成された多孔質の炭酸ナトリウムを充填した後、廃棄物処理設備に持ち込むようにしてもよい。

〔多孔質の炭酸ナトリウムの生成手順〕
次に、図２に示すフローチャートを用いて、本実施形態に係る多孔質の炭酸ナトリウムの生成手順について説明する。

〔ステップＳ１００：粗重曹の供給〕
まず、粗重曹供給装置２を起動して、炭酸ナトリウム生成槽１内へ、平均粒径が７０〜２００μｍの粗重曹を供給する（ステップＳ１００）。

このとき、排出装置５は起動しておらず、粗重曹を炭酸ナトリウム生成槽１内に一時的に貯留することができる。

その際、粗重曹は平均粒径が７０〜２００μｍ程度であるため、微粉砕された重曹とは異なり、流動性が良好で、炭酸ナトリウム生成槽１内でブリッジを起こすことなく、円滑に供給される。

〔ステップＳ１１０：炭酸ナトリウム生成槽内の真空排気〕
ステップＳ１００において粗重曹の供給を行うと、次に、真空排気装置３を起動し、粗重曹が充填された炭酸ナトリウム生成槽１内を、１０Ｐａ〜５ｋＰａの真空状態となるよう排気する（ステップＳ１１０）。

このとき、炭酸ナトリウム生成槽１内の粗重曹は７０〜２００μｍ程度の平均粒径を持つため、真空排気装置３に吸引されることなく、すなわち、真空排気装置３の詰まりを生じさせることなく、炭酸ナトリウム生成槽１内を真空に排気することができる。

〔ステップＳ１２０：炭酸ナトリウム生成槽内の加熱〕
ステップＳ１１０において炭酸ナトリウム生成槽１内の真空排気が完了すると、次に、加熱装置４を起動し、粗重曹を１５０〜２００℃に加熱する（ステップＳ１２０）。

このとき、炭酸ナトリウム生成槽１内では、平均粒径７０〜２００μｍの粗重曹を１０Ｐａ〜５ｋＰａの真空下で１５０〜２００℃に加熱することによって、式（１）で示される以下の反応が生じ、ＮａＨＣＯ_３で表される重曹からＨ_２ＯとＣＯ_２が放出され、粗重曹から炭酸ナトリウムが生成される。
２ＮａＨＣＯ_３→Ｎａ_２ＣＯ_３＋Ｈ_２Ｏ＋ＣＯ_２・・・・式（１）

〔ステップＳ１３０：炭酸ナトリウムの排出〕
ステップＳ１２０において、多孔質の炭酸ナトリウムが生成されると、加熱装置４及び真空排気装置３を停止し、排出装置５を起動して、炭酸ナトリウム生成槽１から生成された炭酸ナトリウムを排出し（ステップＳ１３０）、炭酸ナトリウムの生成を終了する。

このとき、生成された炭酸ナトリウムは７０〜２００μｍの平均粒径を有するため、ブリッジ現象や排出不良を起こすことなく、円滑に炭酸ナトリウム生成槽１から排出できる。

このようにして生成された多孔質の炭酸ナトリウムは、廃棄物処理設備に持ち込まれ、別途の吹込み装置によって排ガス煙道から排ガス中に吹き込まれることで、式（２）及び式（３）で示される以下の反応が生じる。
Ｎａ_２ＣＯ_３＋２ＨＣｌ→２ＮａＣｌ＋Ｈ_２Ｏ＋ＣＯ_２・・・・・式（２）
Ｎａ_２ＣＯ_３＋ＳＯ_２＋１／２Ｏ_２→Ｎａ_２ＳＯ_４＋ＣＯ_２・・・・式（３）

つまり、炭酸ナトリウムが塩化水素と反応することで、塩化水素が中和され、塩化ナトリウムと水と二酸化炭素が生成され、炭酸ナトリウムと二酸化硫黄及び酸素が反応することで、二酸化硫黄が中和され、硫酸ナトリウムと二酸化炭素が生成される。

ここで、表１に、未粉砕重曹（粗重曹）を大気圧下で加熱したもの、微粉重曹を大気圧下で加熱したもの、及び、本実施形態による粗重曹を真空下で加熱したものの比表面積、細孔径、細孔容積を示す。

表１によると、本実施形態に係る生成手順によって生成した多孔質の炭酸ナトリウムは、単に粗重曹を大気圧下で加熱した場合と比べ、２倍以上の比表面積を、１０倍以上の全細孔容積を有するため、はるかに高い除去効率を有することが分かる。また、微粉砕した重曹を大気圧下で加熱したものと比べても、比表面積及び全細孔容積ともに大きく、微粉砕したもの以上の除去効率を発揮できることが分かる。さらに、微粉砕したものとは異なり、平均粒径が７０〜２００μｍであるため、貯槽内でのブリッジや排出不良といった問題も生じず、微粉砕のための装置も不要であるため、本実施形態に係る生成手順によって生成した多孔質の炭酸ナトリウムを排ガス処理用薬剤として用いることで、メンテナンスコストやランニングコストにも優れた排ガス処理方法を提供することができる。

［排ガス処理システムの構成］
次に、図３を用いて、第二実施形態に係る排ガス処理システムの構成について説明する。排ガス処理システムは、ごみ焼却炉１０と、ガス冷却装置２０と、バグフィルタ等の集じん装置３０と、薬剤供給装置４０と、誘引通風機５０と、煙突６０と、制御装置７０とを備える。

ごみ焼却炉１０は、図示しない１次燃焼空気供給手段によって供給される燃焼空気を用いて都市ごみや産業廃棄物等を焼却処理するものであり、その形式は問わない。

また、本実施形態に係るごみ焼却炉１０には、焼却によって発生する熱を回収する熱回収手段１１が配設されている。本実施形態においては、熱回収手段１１は、ごみ焼却炉１０の周囲を覆う空冷ジャケット１１ａと、空冷ジャケット１１ａに空気を供給する炉体冷却用送風機１１ｂとによって構成されているが、これに限ったものではなく、蒸気や水によって熱を回収するものや、炉内に配設された伝熱管によって熱を回収するものなど、熱を回収して高温の流体を生成する種々の熱回収手段が用いられる。

ガス冷却装置２０は、ごみ焼却炉１０から排出された排ガスの温度をバグフィルタ等の集じん装置３０に供給可能な程度であって、「ごみ処理に係るダイオキシン類発生防止等ガイドライン」に記された概ね２００℃程度以下まで減温するものであり、その形式は問わない。

集じん装置３０は、ガス冷却装置２０で減温された排ガスをろ過することで、排ガス中に含まれる媒じんや有害成分などの不純物を中和あるいは吸着し除去するものであって、その形式は問わない。

本実施形態においては、集じん装置３０として、媒じんや有害成分をろ過するための図示しないろ布を備えるバグフィルタが用いられている。

集じん装置３０の上流側には、薬剤供給装置４０が設けられており、排ガス中に含まれる塩化水素や硫黄酸化物等の酸性成分を中和するためのアルカリ薬剤、及び、排ガス中に含まれる有害物質を吸着するための活性炭等の吸着剤を、排ガス中及び集じん装置３０に供給する。

誘引通風機５０は、集じん装置３０の下流に配設される通風機であり、集じん装置３０で浄化された排ガスを吸引して、煙突６０から排ガスを大気に放出するためのものである。

煙突６０は、ごみ焼却炉１０から排出された排ガスを大気中に排出するものであって、誘引通風機５０の下流に配設される。

制御装置９０は、状況に応じて、薬剤の生成や薬剤の排ガス煙道への供給を行う。

〔薬剤供給装置４０の構成〕
本実施形態に係る薬剤供給装置４０は、ごみ焼却炉１０から回収した熱を利用して多孔質の炭酸ナトリウムを生成し、排ガス煙道から排ガス中に供給するものであって、炭酸ナトリウム生成槽４１と、粗重曹供給装置４２と、真空排気装置４３と、加熱装置４４と、排出装置４５とによって構成される。

炭酸ナトリウム生成槽４１は、１０Ｐａ〜５ｋＰａの真空状態、及び、１５０〜２００℃の温度にも耐え得る構造の容器によって構成されており、上方に粗重曹を供給する粗重曹供給装置４２、下方に生成された多孔質の炭酸ナトリウムを排出する排出装置４５が接続されている。炭酸ナトリウム生成槽４１は、粗重曹供給装置４２によって供給された粗重曹を一時的に貯留し、生成された多孔質の炭酸ナトリウムを排出装置４５によって排出するようになっている。

粗重曹供給装置４２は、図示しないコンベアやシュート等の周知の供給手段からなり、例えばローリー等によって廃棄物処理設備に搬入された平均粒径が７０〜２００μｍの粗重曹を詰まりや凝集等を起こすことなく、炭酸ナトリウム生成槽４１に円滑に供給できるようになっている。

真空排気装置４３は、真空ポンプや排気ブロワ等の周知の排気手段によって構成されており、炭酸ナトリウム生成槽４１内を１０Ｐａ〜５ｋＰａの真空状態に保持する機能を有する。真空排気装置４３によって排気された炭酸ナトリウム生成槽４１内のガスは、集じん装置３０に供給され浄化されてから排ガスとともに大気に放出されるようにしてもよい。

加熱装置４４は、炭酸ナトリウム生成槽４１内に挿通される伝熱管によって構成されており、熱回収手段１１によって回収されたごみ焼却炉１０の熱を用いて、炭酸ナトリウム生成槽１内を１５０〜２００℃に均一に加熱する機能を有する。

本実施形態においては、熱回収手段１１を構成する空冷ジャケット１１ａ内を流通することによって加熱された空気が、加熱装置４４を構成する伝熱管内を流通することで、炭酸ナトリウム生成槽１内を１５０〜２００℃に加熱する。

なお、加熱装置４４は炭酸ナトリウム生成槽４１内に挿通される伝熱管に限ったものではなく、炭酸ナトリウム生成槽４１を覆うジャケットによって構成されてもよい。

排出装置４５は、炭酸ナトリウム生成槽４１の下端部に接続された排出コンベア４５ａ、生成された多孔質の炭酸ナトリウムを一時的に貯留する炭酸ナトリウム貯槽４５ｂ、炭酸ナトリウム貯槽に貯留された多孔質の炭酸ナトリウムを必要に応じて切り出して集じん装置入口煙道に供給する薬剤供給送風機４５ｃ等によって構成されており、炭酸ナトリウム生成槽４１内で生成された多孔質の炭酸ナトリウムを詰まりや凝集等を起こすことなく、円滑に炭酸ナトリウム生成槽４１から排出し、排ガス中に供給することができるようになっている。

〔排ガス処理の手順〕
次に、図４に示すフローチャートを用いて、本実施形態に係る排ガス処理システムを使用した排ガス処理の手順について説明する。

〔ステップＳ２００：熱の回収〕
まず、ごみ焼却炉１０の運転時において、ごみの焼却に伴い発生する熱が、熱回収手段１１によって回収されている（ステップＳ２００）。

本実施形態において、熱回収手段１１は、ごみ焼却炉１０の炉体の周囲を覆う空冷ジャケット１１ａと、空冷ジャケット１１ａに空気を供給する炉体冷却用送風機１１ｂによって構成されているため、ステップＳ２００による熱の回収に伴い高温空気が発生するが、高温空気を炭酸ナトリウム生成槽４１に供給しないときには、図示しない分岐路を通じて、ごみ焼却炉１０内に燃焼用空気として供給しても構わない。

〔ステップＳ２１０：粗重曹の貯留〕
本実施形態に係る排ガス処理システムにおいて多孔質の炭酸ナトリウムを生成するにあたっては、まず、薬剤供給装置４０の粗重曹供給装置４２を起動して、炭酸ナトリウム生成槽４１内へ、平均粒径が７０〜２００μｍの粗重曹を供給する（ステップＳ２１０）。粗重曹供給装置４２は、ローリー等によって廃棄物処理設備に搬入された粗重曹を、図示しないコンベアやシュート等の手段を用いて、廃棄物処理設備に設置されている炭酸ナトリウム生成槽４１内へ供給するものである。

このとき、排出装置４５は起動しておらず、粗重曹を炭酸ナトリウム生成槽４１内に一時的に貯留することができる。

その際、粗重曹は平均粒径が７０〜２００μｍ程度であるため、微粉砕された重曹とは異なり、流動性が良好で、炭酸ナトリウム生成槽４１内でブリッジを起こすことなく、円滑に供給することができる。

〔ステップＳ２２０：炭酸ナトリウム生成槽内の真空排気〕
ステップＳ２１０において粗重曹の供給を行うと、次に、真空排気装置４３を起動し、粗重曹が充填された炭酸ナトリウム生成槽４１内を、１０Ｐａ〜５ｋＰａの真空状態となるよう排気する（ステップＳ２２０）。

このとき、炭酸ナトリウム生成槽４１内の粗重曹は７０〜２００μｍ程度の平均粒径を持つため、真空排気装置４３に吸引されることなく、すなわち、真空排気装置４３の詰まりを生じさせることなく、炭酸ナトリウム生成槽４１内を真空に排気することができる。

なお、真空排気装置４３によって排気された炭酸ナトリウム生成槽４１内のガスは、集じん装置３０に供給され浄化されてから排ガスとともに大気に放出されるようにしてもよい。

〔ステップＳ２３０：炭酸ナトリウム生成槽内の加熱〕
ステップＳ２２０において炭酸ナトリウム生成槽４１内の真空排気が完了すると、次に、加熱装置４４を起動し、熱回収手段１１によって回収された熱を用いて、粗重曹を１５０〜２００℃に加熱する（ステップＳ２３０）。

本実施形態に係る加熱装置４４は、熱回収手段１１を構成する空冷ジャケット１１ａで加熱された高温空気が流通する伝熱管によって構成されており、ステップＳ２３０においては、それまで燃焼用空気供給手段等に供給されていた高温空気が加熱装置４４を構成する伝熱管に供給されるよう操作する。このようにして、ステップＳ２３０においては、ごみ焼却炉１０で発生する熱を利用して、炭酸ナトリウム生成槽１内を１５０〜２００℃に加熱する。

このとき、炭酸ナトリウム生成槽４１内では、平均粒径７０〜２００μｍの粗重曹を１０Ｐａ〜５ｋＰａの真空下で１５０〜２００℃に加熱することによって、上記式（１）の反応が生じ、ＮａＨＣＯ３で表される重曹からＨ_２ＯとＣＯ_２が放出され、多孔質の炭酸ナトリウムが生成される。

〔ステップＳ２４０：炭酸ナトリウムの排ガス中への供給〕
ステップＳ２３０において、多孔質の炭酸ナトリウムが生成されると、加熱装置４４及び真空排気装置４３を停止し、排出装置４５を起動して、炭酸ナトリウム生成槽４１から生成された炭酸ナトリウムを排出し、排ガス中に供給する（ステップＳ２４０）。

すなわち、炭酸ナトリウム生成槽４１の下端に接続された排出コンベア４５ａを起動して、炭酸ナトリウム生成槽４１から炭酸ナトリウムを切り出して炭酸ナトリウム貯槽４５ｂ内で一時的に貯留し、貯留された炭酸ナトリウムを薬剤供給送風機４５ｃを用いて、必要に応じて集じん装置入口煙道に供給する。

このとき、生成された炭酸ナトリウムは７０〜２００μｍの平均粒径を有するため、ブリッジ現象や排出不良を起こすことなく、円滑に炭酸ナトリウム生成槽４１から排出できる。

このようにして集じん装置入口煙道から排ガス中に吹き込まれた多孔質の炭酸ナトリウムは、排ガス中の酸性物質と上記式（２）及び式（３）の反応を生じせしめる。

つまり、炭酸ナトリウムが塩化水素と反応することで、塩化水素が中和され、塩化ナトリウムと水と二酸化炭素が生成され、炭酸ナトリウムと二酸化硫黄及び酸素が反応することで、二酸化硫黄が中和され、硫酸ナトリウムと二酸化炭素が生成される。

そして、表１に示すように、本実施形態に係る生成手順によって生成した多孔質の炭酸ナトリウムは、単に粗重曹を大気圧下で加熱した場合と比べ、２倍以上の比表面積を、１０倍以上の全細孔容積を有するため、はるかに高い除去効率を有する。また、微粉砕した重曹を大気圧下で加熱したものと比べても、比表面積及び全細孔容積ともに大きく、微粉砕したもの以上の除去効率を発揮できる。さらに、微粉砕したものとは異なり、平均粒径が７０〜２００μｍであるため、貯槽内でのブリッジや排出不良といった問題も生じず、微粉砕のための装置も不要であるため、本実施形態に係る処理手順に従うことで、メンテナンスコストやランニングコストにも優れた排ガス処理方法を提供することができる。

以上のように、本実施形態に係る排ガス処理手順を適用することにより、微粉砕装置のような別途の機器を使用せずとも、効率よく酸性成分を除去することが可能で、しかも、薬剤の取り扱いも容易で、メンテナンス費用を節約することが可能な排ガス処理方法を提供することができる。しかも、ごみ焼却炉１０で発生した熱を回収して利用するため、別途の加熱手段も不要であり、既設の廃棄物処理設備にも容易に適用することが可能である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述したこれらの実施形態に限るものではない。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。

また、上記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

この発明の排ガス処理薬剤製造方法、排ガス処理方法及び排ガス処理システムは、様々な種類の廃棄物を処理する、種々の形式のごみ焼却処理施設に適用することができる。

１ 炭酸ナトリウム生成槽
２ 粗重曹供給装置
３ 真空排気装置
４ 加熱装置
５ 排出装置
１０ ごみ焼却炉
１１ 熱回収手段
１１ａ 空冷ジャケット
１１ｂ 炉体冷却用送風機
２０ ガス冷却装置
３０ 集じん装置
４０ 薬剤供給装置
４１ 炭酸ナトリウム生成槽
４２ 粗重曹供給装置
４３ 真空排気装置
４４ 加熱装置
４５ 排出装置
４５ａ コンベア
４５ｂ 炭酸ナトリウム貯槽
４５ｃ 薬剤供給送風機
５０ 誘引通風機
６０ 煙突

Claims (4)

1. 重曹から多孔質の炭酸ナトリウムを生成する排ガス処理薬剤製造方法であって、
   平均粒径が７０〜２００μｍの粗重曹を１０Ｐａ〜５ｋＰａの真空下において、１５０〜２００℃で加熱するステップを有する、排ガス処理薬剤製造方法。
2. 請求項１に記載の排ガス処理薬剤製造方法によって生成した多孔質の炭酸ナトリウムを、
   廃棄物焼却に伴い発生した排ガス中に吹き込むステップを有する、
   排ガス処理方法。
3. 廃棄物を焼却処理するごみ焼却炉、及び、排ガスに吹き込む薬剤を生成する薬剤生成槽を有するごみ焼却処理施設において、前記ごみ焼却炉から排出される排ガスを処理する排ガス処理方法であって、
   前記薬剤生成槽内に平均粒径が７０〜２００μｍの粗重曹を貯留するステップ、
   前記ごみ焼却炉の熱を回収するステップ、
   前記薬剤生成槽内の圧力が１０Ｐａ〜５ｋＰａとなるように真空排気するステップ、
   前記ごみ焼却炉から回収した熱を前記薬剤生成槽に供給することで、真空に保持された前記薬剤生成槽内で前記粗重曹を１５０〜２００℃で加熱して多孔質の炭酸ナトリウムを生成するステップ、
   生成された多孔質の炭酸ナトリウムを排ガス中に吹き込むステップを有する、
   排ガス処理方法。
4. 廃棄物を焼却処理するごみ焼却炉、及び、排ガスに吹き込む薬剤を生成する薬剤生成槽を有するごみ焼却処理施設において、前記ごみ焼却炉から排出される排ガスを処理する排ガス処理システムであって、
   前記薬剤生成槽内に平均粒径が７０〜２００μｍの粗重曹を貯留する貯留手段、
   前記ごみ焼却炉から熱を回収する熱回収手段、
   前記薬剤生成槽内の圧力が１０Ｐａ〜５ｋＰａとなるように真空排気する真空排気手段、
   前記熱回収手段によって回収した熱を前記薬剤生成槽に供給することで、真空に保持された前記薬剤生成槽内で前記粗重曹を１５０〜２００℃に加熱する加熱手段、
   前記薬剤生成槽で生成された多孔質の炭酸ナトリウムを排ガス中に吹き込む吹き込み手段、
   を有する、排ガス処理システム。
   
   

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