JP2021178283A - Flue gas treatment material and flue gas treatment method - Google Patents

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文夫 岡田
Fumio Okada
裕一 坂本
Yuichi Sakamoto
裕三 加藤
Yuzo Kato
昌幹 袋布
Masamoto Tafu
さおり 高松
Saori Takamatsu
剛司 豊嶋
Goji Toyoshima
正人 笹田
Masato Sasada
健 平松
Takeshi Hiramatsu
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RASA KOEI KK
Ube Material Industries Ltd
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Ube Material Industries Ltd
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Abstract

To provide a flue gas treatment material that can achieve both removal of an acidic gas in a flue gas and elution suppression of heavy metals with a use amount equal to or less than before, and treat the flue gas.SOLUTION: A flue gas treatment material of the present invention contains calcium dihydrogen phosphate powder and calcium hydroxide powder, and in which a volume-based cumulative 50% particle diameter D50, measured by laser diffraction scattering type measurement, of the calcium dihydrogen phosphate is less than 180 μm. The present invention also provides a method for treating the flue gas in which the flue gas treatment material is brought into contact with an acidic gas and heavy metal-containing flue gas to treat the acidic gas and heavy metal in the flue gas.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、排煙処理材及び排煙の処理方法に関する。 The present invention relates to a flue gas treatment material and a flue gas treatment method.

都市ごみや産業廃棄物等を焼却処分するごみ焼却場において、ごみ焼却時に発生する排煙中には、ごみの原料に由来する塩化水素(HCl)、硫黄酸化物(SOx)、窒素酸化物(NOx)などを含む酸性ガスや飛灰が含まれている。これらのうち、外気への酸性ガス排出濃度を低減するために、生石灰(CaO)や消石灰(Ca(OH))などの塩基性を有するカルシウム化合物を含む処理材を、煙道内に吹き込む技術が確立されている。
また、排煙中の飛灰には、ごみ由来の重金属類も含まれているので、典型的には、集塵設備において飛灰を集塵したのち、重金属類の溶出量が埋立判定基準以下となるように重金属類の不溶化処理を行い、その後、最終処分場に移送し処分する。
In a waste incineration plant that incinerates municipal waste and industrial waste, hydrogen chloride (HCl), sulfur oxide (SOx), and nitrogen oxide (SOx) derived from the raw material of waste are generated during the smoke exhaust generated during waste incineration. It contains acidic gas including NOx) and flying ash. Among these, in order to reduce the concentration of acid gas discharged to the outside air, there is a technology to blow a treatment material containing basic calcium compounds such as quicklime (CaO) and slaked lime (Ca (OH) 2) into the flue. It has been established.
In addition, since the fly ash during smoke exhaust also contains heavy metals derived from dust, typically, after collecting the fly ash in a dust collection facility, the amount of heavy metals eluted is less than the landfill judgment standard. Heavy metals are insolubilized so that they become the same, and then transferred to the final disposal site for disposal.

上述した酸性ガスや飛灰の処理を行うために、特許文献1〜3には、カルシウム化合物に鉛などの重金属類を不溶化する性能を有するリン酸系化合物を添加した処理剤が開示されている。 In order to treat the acid gas and flying ash described above, Patent Documents 1 to 3 disclose a treatment agent to which a phosphoric acid compound having an ability to insolubilize heavy metals such as lead is added to a calcium compound. ..

特開平10−109014号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-1090114 特開2000−061252号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-061252 特開2009−131726号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-131726

一般的に、前記最終処分場は廃棄物が野外に集積されているので、雨水が廃棄物層に浸透する。そのため、このような浸透水を一か所に集めて河川等に放出できるように、水質汚濁防止法で規制されている各種項目を基準値内に制御するための管理がなされている。このような管理項目としては、例えば浸透水のpHや、浸透水中の鉛などの重金属類濃度、化学的酸素要求量(COD)などが挙げられる。
これらのうち、鉛の環境中への溶出を抑制するためには、例えば特許文献1〜3に記載の処理材に開示されているように、リン酸系化合物を用いることができる。しかし、鉛等の重金属類の溶出量を埋立判定基準値以下となるまで十分に抑制するためには、処理材中のリン酸系化合物の含有量を増加させる必要があった。
Generally, since waste is accumulated in the field at the final disposal site, rainwater permeates the waste layer. Therefore, management is carried out to control various items regulated by the Water Pollution Control Law within the standard values so that such infiltrated water can be collected in one place and discharged into rivers and the like. Such control items include, for example, the pH of the osmotic water, the concentration of heavy metals such as lead in the osmotic water, and the chemical oxygen demand (COD).
Of these, in order to suppress the elution of lead into the environment, for example, as disclosed in the treatment materials described in Patent Documents 1 to 3, a phosphoric acid-based compound can be used. However, in order to sufficiently suppress the elution amount of heavy metals such as lead until it becomes equal to or less than the landfill determination standard value, it is necessary to increase the content of the phosphoric acid compound in the treated material.

一方、リン酸系化合物の含有量を増加させた処理材を用いる場合、該処理材を例えば煙道に吹き込むなどの方法で酸性ガスの処理を行うと、単位質量当たりのカルシウム化合物の含有量が減少してしまうので、処理材自体を多く使用する必要があった。
このように、酸性ガスの排出抑制及び重金属類の溶出抑制の両立を従来と同等以下の使用量で達成することに関して、特許文献1〜3の技術では何ら検討されていない。
On the other hand, when a treated material having an increased content of a phosphoric acid compound is used and the acid gas is treated by, for example, blowing the treated material into a flue, the content of the calcium compound per unit mass is increased. Since it will decrease, it was necessary to use a large amount of the treated material itself.
As described above, the techniques of Patent Documents 1 to 3 have not studied at all about achieving both the suppression of acid gas emission and the suppression of elution of heavy metals with a usage amount equal to or less than the conventional one.

そこで本発明の課題は、酸性ガスの排出抑制及び重金属類の溶出抑制の両立を従来と同等以下の使用量で達成できる排煙処理材及び排煙の処理方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a flue gas treatment material and a flue gas treatment method capable of achieving both suppression of acid gas emission and suppression of elution of heavy metals with a usage amount equal to or less than the conventional one.

本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、水酸化カルシウムに加えて、リン酸系化合物の内でも比較的溶解度が高いリン酸二水素カルシウムを、粒子径を特定の範囲に制御して用いることによって、上記課題を解決できることを見出し、本発明を成すに至った。 As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors have obtained calcium dihydrogen phosphate, which has a relatively high solubility among phosphoric acid compounds, in addition to calcium hydroxide, in a specific range of particle size. It has been found that the above-mentioned problems can be solved by controlling and using the above-mentioned problem, and the present invention has been achieved.

すなわち本発明は、リン酸二水素カルシウムの粉末と、水酸化カルシウムの粉末とを含み、前記リン酸二水素カルシウムのレーザー回折散乱式粒度分布測定法により測定した体積基準累積50%粒子径D50が180μm未満である、排煙処理材を提供するものである。 That is, the present invention contains a powder of calcium dihydrogen phosphate and a powder of calcium hydroxide, and the volume standard cumulative 50% particle size D 50 measured by the laser diffraction scattering type particle size distribution measurement method of the calcium dihydrogen phosphate. Provided is a flue gas treatment material having a size of less than 180 μm.

また本発明は、前記排煙処理材と、酸性ガス及び重金属類を含む排煙とを接触させる排煙の処理方法を提供するものである。 The present invention also provides a method for treating flue gas in which the flue gas treatment material is brought into contact with flue gas containing acid gas and heavy metals.

また本発明は、酸性ガス及び重金属類含有固体成分を含む排煙と、水酸化カルシウムの粉末とを接触させ、然る後に、前記固体成分と、リン酸二水素カルシウムとを接触させる工程を備え、
前記リン酸二水素カルシウムは、レーザー回折散乱式粒度分布測定法により測定した体積基準累積50%粒子径D50が180μm未満である、排煙の処理方法を提供するものである。
Further, the present invention comprises a step of contacting smoke exhaust containing an acid gas and a solid component containing heavy metals with calcium hydroxide powder, and then contacting the solid component with calcium dihydrogen phosphate. ,
The calcium dihydrogen phosphate provides a method for treating flue gas in which the volume-based cumulative 50% particle diameter D 50 measured by a laser diffraction / scattering type particle size distribution measurement method is less than 180 μm.

本発明によれば、従来と同等以下の使用量で、排煙中の酸性ガスの除去及び重金属類の溶出抑制を両立して、排煙を処理することができる。 According to the present invention, it is possible to treat flue gas at the same time as the conventional amount or less, while removing acid gas in flue gas and suppressing elution of heavy metals.

図1は、ごみ処理場と、排煙処理材の吹き込み位置との概要を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an outline of a waste treatment plant and a position where a flue gas treatment material is blown. 図2は、ごみ処理場と、排煙処理材の構成材料の吹き込み位置との別の概要を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing another outline of the waste treatment plant and the blowing position of the constituent material of the flue gas treatment material.

本発明の好適な実施形態を以下に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の説明では、「X〜Y[Z]」(X及びYは任意の数字であり、[Z]は単位である。)と記載した場合、特に断らない限り「X[Z]以上Y[Z]以下」を意味する。 Suitable embodiments of the present invention will be described below. The present invention is not limited to the following embodiments. In the following description, when "X to Y [Z]" (X and Y are arbitrary numbers and [Z] is a unit) is described, "X [Z] or more Y [" unless otherwise specified. Z] or less.

本発明の排煙処理材は、リン酸二水素カルシウムと、水酸化カルシウムとを含むものである。リン酸二水素カルシウム及び水酸化カルシウムは、運搬時及び使用時における取り扱い性を高める観点から、その性状が、それぞれ独立して、好ましくは粉末状である。また運搬時及び使用時における取り扱い性を高める観点から、本発明の排煙処理材は、粉末状の混合物であることも好ましい。本発明における粉末とは、粒子の集合体を指す。
以下の説明では、排煙処理材の好適な態様として、リン酸二水素カルシウムの粉末と、水酸化カルシウムの粉末とを含む混合物である態様を例にとり説明する。
The flue gas treatment material of the present invention contains calcium dihydrogen phosphate and calcium hydroxide. The properties of calcium dihydrogen phosphate and calcium hydroxide are independent of each other, preferably in the form of powder, from the viewpoint of improving handleability during transportation and use. Further, from the viewpoint of improving the handleability during transportation and use, the flue gas treatment material of the present invention is preferably a powdery mixture. The powder in the present invention refers to an aggregate of particles.
In the following description, as a preferred embodiment of the flue gas treatment material, an embodiment containing a powder of calcium dihydrogen phosphate and a powder of calcium hydroxide will be described as an example.

排煙処理材は、リン酸二水素カルシウムを含む。リン酸二水素カルシウムは、典型的には、リン酸に炭酸カルシウムや水酸化カルシウムを添加して製造され、肥料や家畜飼料添加剤、醸造用発酵助剤として用いられる。リン酸二水素カルシウムは、その用途に応じて粉状や顆粒状の製品が使用されている。本発明においては、排煙中の飛灰に主に含まれるヒ素、六価クロム、鉛、及びセレン等の重金属類を不溶化するために用いられる。本発明の排煙処理材に含まれるリン酸二水素カルシウムは、無水物であってもよく、水和物であってもよい。 The flue gas treatment material contains calcium dihydrogen phosphate. Calcium dihydrogen phosphate is typically produced by adding calcium carbonate or calcium hydroxide to phosphoric acid, and is used as a fertilizer, a livestock feed additive, or a fermentation aid for brewing. As for calcium dihydrogen phosphate, powdery or granular products are used depending on its use. In the present invention, it is used to insolubilize heavy metals such as arsenic, hexavalent chromium, lead, and selenium mainly contained in fly ash during flue gas. The calcium dihydrogen phosphate contained in the flue gas treatment material of the present invention may be anhydrous or hydrated.

排煙処理材に含有されるリン酸二水素カルシウムの粉末は、該粉末を構成する粒子の粒子径に特徴の一つを有している。本発明者は、検討の結果、意外にも、粒子径を所定の範囲に制御したリン酸二水素カルシウムを水酸化カルシウムとともに用いることによって、排煙中の鉛等の重金属類を不溶化しつつ、酸性ガスを中和して、これらの環境中への排出を抑制できることを見出した。これに加えて、排煙の処理にあたり、カルシウム化合物単独又はリン酸化合物単独で使用した場合の使用量と同等又はそれ以下の使用量で、埋立判定基準値及び大気汚染防止法の排出基準値を満たすように排煙を処理できることも見出した。 The calcium dihydrogen phosphate powder contained in the flue gas treatment material has one of the characteristics in the particle size of the particles constituting the powder. As a result of the study, the present inventor unexpectedly used calcium dihydrogen phosphate in which the particle size was controlled within a predetermined range together with calcium hydroxide to insolubilize heavy metals such as lead in flue gas. It has been found that acid gas can be neutralized to suppress the emission of these into the environment. In addition to this, in the treatment of flue gas, the emission standard value of the landfill judgment standard value and the Air Pollution Control Act should be set at the same level as or less than the amount used when the calcium compound alone or the phosphoric acid compound alone is used. We also found that the flue gas could be treated to meet.

詳細には、リン酸二水素カルシウムの粉末は、該粉末を構成する粒子の粒子径が、好ましくは180μm未満、より好ましくは3〜100μm、更に好ましくは3〜40μmである。このような粒子径を有していることによって、排煙中の鉛等の重金属類の不溶化性能を高めて、排煙や排煙中の飛灰を効率よく不溶化処理することができる。特に、排煙処理材を煙道等に直接吹き込んで使用する等の乾式法によって排煙処理を行う際に、重金属類の不溶化性能を高められる点で有利である。リン酸二水素カルシウムの粒子径は、例えば粉砕機による粉砕処理や、解砕処理、あるいはふるい分け等の処理を行って適宜調整してもよい。 Specifically, the powder of calcium dihydrogen phosphate has a particle size of particles constituting the powder, preferably less than 180 μm, more preferably 3 to 100 μm, and further preferably 3 to 40 μm. By having such a particle size, it is possible to enhance the insolubilizing performance of heavy metals such as lead in flue gas and efficiently insolubilize fly ash in flue gas and flue gas. In particular, it is advantageous in that the insolubilizing performance of heavy metals can be enhanced when the smoke exhaust treatment is performed by a dry method such as directly blowing the smoke exhaust treatment material into a flue or the like. The particle size of calcium dihydrogen phosphate may be appropriately adjusted by performing a pulverization treatment with a pulverizer, a crushing treatment, a sieving treatment, or the like.

リン酸二水素カルシウムの粒子径は、例えば以下の方法で測定することができる。まず、循環経路内をエタノール(屈折率1.36、25℃)で満たしたレーザー回折散乱式粒度分布測定装置(マイクロトラック・ベル株式会社製、MT−3000EXII)に測定対象のサンプルを投入し、装置内蔵の超音波分散装置で40Wの超音波を3分間照射し、分散液を得て粒度分布を測定する。得られた体積基準粒度分布のチャートから、体積基準累積50%粒子径D50を得る。このようにして得られたD50を本発明の粒子径とする。上述した測定装置において、粒子情報の設定は、屈折率:1.63(25℃)、形状:非球形、透過/非透過の別:透過、とする。 The particle size of calcium dihydrogen phosphate can be measured by, for example, the following method. First, the sample to be measured was put into a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device (MT-3000EXII manufactured by Microtrac Bell Co., Ltd.) in which the inside of the circulation path was filled with ethanol (refraction index 1.36, 25 ° C.). A 40 W ultrasonic wave is irradiated for 3 minutes with an ultrasonic dispersion device built in the device to obtain a dispersion liquid, and the particle size distribution is measured. From the obtained volume-based particle size distribution chart, a volume-based cumulative 50% particle size D 50 is obtained. The D 50 thus obtained is used as the particle size of the present invention. In the above-mentioned measuring device, the particle information is set to a refractive index: 1.63 (25 ° C.), a shape: non-spherical, and a transmission / non-transmission distinction: transmission.

排煙処理材は、水酸化カルシウムを含む。水酸化カルシウムは、塩化水素(HCl)、一酸化硫黄、二酸化硫黄や三酸化硫黄等の硫黄酸化物(SOx)、並びに一酸化窒素や二酸化窒素等の窒素酸化物(NOx)などを含む酸性ガスの中和処理に主に用いられる。本発明の排煙処理材に含まれる水酸化カルシウムは、無水物であってもよく、水和物であってもよい。 The flue gas treatment material contains calcium hydroxide. Calcium hydroxide is an acidic gas containing hydrogen chloride (HCl), sulfur monoxide, sulfur oxides such as sulfur dioxide and sulfur trioxide (SOx), and nitrogen oxides such as nitrogen monoxide and nitrogen dioxide (NOx). Mainly used for neutralization treatment. The calcium hydroxide contained in the flue gas treatment material of the present invention may be anhydrous or hydrated.

水酸化カルシウムの粉末は、該粉末を構成する粒子の粒子径が、好ましくは1〜20μm、より好ましくは1〜10μm、更に好ましくは1〜8μmである。このような粒子径を有していることによって、酸性ガスとの接触効率を高めて、酸性ガスの種類によらず酸性ガスを効率よく中和処理することができる。水酸化カルシウムの粒子径は、例えば粉砕機による粉砕処理や、解砕処理、あるいはふるい分け等の処理を行って適宜調整してもよい。 The calcium hydroxide powder has a particle size of preferably 1 to 20 μm, more preferably 1 to 10 μm, still more preferably 1 to 8 μm. By having such a particle size, it is possible to improve the contact efficiency with the acid gas and efficiently neutralize the acid gas regardless of the type of the acid gas. The particle size of calcium hydroxide may be appropriately adjusted by performing a pulverization treatment by a pulverizer, a crushing treatment, a sieving or the like, for example.

水酸化カルシウムの粒子の粒子径は、例えば以下の方法で測定することができる。まず、循環経路内をエタノール(屈折率1.36、25℃)で満たしたレーザー回折散乱式粒度分布測定装置(マイクロトラック・ベル株式会社製、MT−3000EXII)に測定対象のサンプルを投入し、装置内蔵の超音波分散装置で40Wの超音波を3分間照射し、分散液を得て粒度分布を測定する。得られた体積基準粒度分布のチャートから、体積基準累積50%粒子径D50を得る。このようにして得られたD50を本発明の粒子径とする。上述した測定装置において、粒子情報の設定は、屈折率:1.57(25℃)、形状:非球形、透過/非透過の別:透過、とする。 The particle size of the calcium hydroxide particles can be measured, for example, by the following method. First, the sample to be measured was put into a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device (MT-3000EXII manufactured by Microtrac Bell Co., Ltd.) in which the inside of the circulation path was filled with ethanol (refraction index 1.36, 25 ° C.). A 40 W ultrasonic wave is irradiated for 3 minutes with an ultrasonic dispersion device built in the device to obtain a dispersion liquid, and the particle size distribution is measured. From the obtained volume-based particle size distribution chart, a volume-based cumulative 50% particle size D 50 is obtained. The D 50 thus obtained is used as the particle size of the present invention. In the above-mentioned measuring device, the particle information is set to a refractive index: 1.57 (25 ° C.), a shape: non-spherical, and a transmission / non-transmission distinction: transmission.

水酸化カルシウムの粉末は、該粉末を構成する粒子のBET比表面積が、好ましくは30m/g以上、より好ましくは30〜60m/g、更に好ましくは35〜55m/g、一層好ましくは40〜50m/gである。このような比表面積を有していることによって、酸性ガスとの接触効率を高めて、酸性ガスの種類によらず酸性ガスを効率よく中和処理することができる。酸性ガスの処理効率は、BET比表面積に加えて、上述した粒子径を好適な範囲とすることによって、より顕著となる。また、上述したBET比表面積を有する水酸化カルシウム粉末を用いることは、排煙処理材を煙道等に吹き込んで使用する等の乾式法によって排煙処理を行う際に、酸性ガスの中和処理効率を高められる点で有利である。
BET比表面積は、例えばJIS Z8830の規定に従い、BET一点法により測定することができる。このようなBET比表面積を有する水酸化カルシウムの粉末は、例えば、市販品を用いてもよく、あるいは、特開2005−350343号公報や特開2008−290940号公報に記載の方法によって得ることができる。
Powdered calcium hydroxide, BET specific surface area of the particles constituting the powder is preferably 30 m 2 / g or more, more preferably 30 to 60 m 2 / g, more preferably 35~55m 2 / g, more preferably It is 40 to 50 m 2 / g. By having such a specific surface area, the contact efficiency with the acid gas can be improved, and the acid gas can be efficiently neutralized regardless of the type of the acid gas. The treatment efficiency of acid gas becomes more remarkable by setting the above-mentioned particle size in a suitable range in addition to the BET specific surface area. Further, the use of the calcium hydroxide powder having the above-mentioned BET specific surface area is used to neutralize the acid gas when the smoke exhaust treatment is performed by a dry method such as blowing a smoke exhaust treatment material into a flue or the like. It is advantageous in that efficiency can be increased.
The BET specific surface area can be measured by the BET one-point method, for example, in accordance with JIS Z8830. The calcium hydroxide powder having such a BET specific surface area may be obtained, for example, by using a commercially available product, or by the method described in JP-A-2005-350343 and JP-A-2008-290940. can.

また水酸化カルシウムの粉末は、該粉末を構成する粒子が細孔を有していることが好ましく、特定の細孔容積を有していることが更に好ましい。詳細には、水酸化カルシウムの粉末の20〜1000Åの細孔径範囲における全細孔容積が、好ましくは0.10〜0.30mL/g、より好ましくは0.15〜0.25mL/g、更に好ましくは0.20〜0.25mL/gである。水酸化カルシウムの粒子が細孔を有し、且つ上述の細孔容積の範囲であることによって、酸性ガスを細孔内に多く吸着させて、酸性ガスの種類によらず酸性ガスを更に効率的に中和処理することができる。酸性ガスの処理効率は、細孔容積の好適な範囲に加えて、上述した粒子径及びBET比表面積を好適な範囲とすることによって、より顕著となる。また、上述した細孔容積を有する水酸化カルシウム粉末を用いることは、排煙処理材を煙道等に吹き込んで使用する等の乾式法によって排煙処理を行う際に有利である。
このような細孔及び細孔容積を有する水酸化カルシウムの粉末は、例えば、市販品を用いてもよく、あるいは、特開2005−350343号公報や特開2008−290940号公報に記載の方法によって得ることができる。
Further, the calcium hydroxide powder preferably has pores in the particles constituting the powder, and more preferably has a specific pore volume. Specifically, the total pore volume of the calcium hydroxide powder in the pore size range of 20-1000 Å is preferably 0.10 to 0.30 mL / g, more preferably 0.15 to 0.25 mL / g, further. It is preferably 0.25 to 0.25 mL / g. Since the calcium hydroxide particles have pores and are within the above-mentioned pore volume range, a large amount of acid gas is adsorbed in the pores, and the acid gas is more efficiently used regardless of the type of acid gas. Can be neutralized. The treatment efficiency of the acid gas becomes more remarkable by setting the above-mentioned particle size and BET specific surface area in the suitable range in addition to the suitable range of the pore volume. Further, it is advantageous to use the calcium hydroxide powder having the above-mentioned pore volume when the smoke exhaust treatment is performed by a dry method such as blowing a smoke exhaust treatment material into a flue or the like.
As the calcium hydroxide powder having such pores and pore volume, for example, a commercially available product may be used, or by the method described in JP-A-2005-350343 and JP-A-2008-290940. Obtainable.

水酸化カルシウムの粉末における細孔容積は、例えばBJH法で測定することができる。具体的な手順は以下のとおりである。すなわち、前処理として、測定対象のサンプルを加熱処理温度105℃で8時間の真空脱気処理を行ったあと、測定装置(マイクロトラック・ベル株式会社製、Belsorp−max)を用いて、液体窒素温度における窒素がサンプルから脱離するときの相対圧と、窒素吸着量との関係である脱着等温線を得る。そして、BJH法にて、脱着等温線から20〜1000Åの細孔径範囲における全細孔容積(mL/g)を算出する。 The pore volume in the calcium hydroxide powder can be measured, for example, by the BJH method. The specific procedure is as follows. That is, as a pretreatment, the sample to be measured is subjected to vacuum degassing treatment at a heat treatment temperature of 105 ° C. for 8 hours, and then liquid nitrogen is used using a measuring device (Belsorp-max manufactured by Microtrac Bell Co., Ltd.). A desorption isotherm, which is the relationship between the relative pressure when nitrogen is desorbed from the sample at temperature and the amount of nitrogen adsorbed, is obtained. Then, the total pore volume (mL / g) in the pore diameter range of 20 to 1000 Å is calculated from the desorption isotherm by the BJH method.

水酸化カルシウムの粉末における見かけ比重は、ゆるみ比重において、好ましくは0.20〜0.50g/cm、更に好ましくは0.25〜0.45g/cmである。また、固め比重において、好ましくは0.40〜0.70g/cm、更に好ましくは0.45〜0.68g/cmである。このような比重を有していることによって、排煙処理材を煙道等に吹き込んで使用する等の乾式法によって排煙処理を効率的に行うことができる。
見かけ比重におけるゆるみ比重及び固め比重は、例えばJIS Z8807「固体の密度及び比重の測定方法」に準じて測定することができる。このような見かけ比重を有する水酸化カルシウムの粉末は、例えば、特開2002−255597号公報に記載の方法によって得ることができる。
Apparent specific gravity in the powder of the calcium hydroxide, in loose specific gravity, preferably 0.20~0.50g / cm 3, more preferably a 0.25~0.45g / cm 3. The solidification specific gravity is preferably 0.40 to 0.70 g / cm 3 , and more preferably 0.45 to 0.68 g / cm 3 . By having such a specific gravity, the smoke exhaust treatment can be efficiently performed by a dry method such as blowing a smoke exhaust treatment material into a flue or the like.
The loose specific gravity and the solidified specific gravity in the apparent specific gravity can be measured according to, for example, JIS Z8807 “Method for measuring the density and specific gravity of a solid”. The calcium hydroxide powder having such an apparent specific gravity can be obtained, for example, by the method described in JP-A-2002-255957.

排煙処理材におけるリン酸二水素カルシウムの含有割合は、無水物換算で、好ましくは5質量%以上50質量%未満、より好ましくは15〜40質量%、更に好ましくは25〜35質量%である。このような含有割合となっていることによって、排煙中の鉛等の重金属類の不溶化性能を十分に発揮させることができる。 The content ratio of calcium dihydrogen phosphate in the flue gas treatment material is preferably 5% by mass or more and less than 50% by mass, more preferably 15 to 40% by mass, and further preferably 25 to 35% by mass in terms of anhydride. .. With such a content ratio, the insolubilizing performance of heavy metals such as lead in flue gas can be fully exhibited.

また、排煙処理材における水酸化カルシウムの含有割合は、無水物換算で、好ましくは50質量%以上95質量%未満、より好ましくは60〜85質量%、更に好ましくは65〜75質量%である。このような含有割合となっていることによって、排煙中の酸化ガスの処理性能を十分に発揮させることができる。
特に、排煙処理材におけるリン酸二水素カルシウムの含有割合と、水酸化カルシウムの含有割合との双方を上述した範囲に設定することによって、排煙中の鉛等の重金属類の不溶化性能及び酸化ガスの処理性能を高いレベルでバランスよく発揮させることができる点で有利である。
The content ratio of calcium hydroxide in the flue gas treatment material is preferably 50% by mass or more and less than 95% by mass, more preferably 60 to 85% by mass, and further preferably 65 to 75% by mass in terms of anhydride. .. With such a content ratio, the treatment performance of the oxidizing gas in the flue gas can be fully exhibited.
In particular, by setting both the content ratio of calcium dihydrogen phosphate and the content ratio of calcium hydroxide in the flue gas treatment material to the above-mentioned range, the insolubilization performance and oxidation of heavy metals such as lead in the flue gas It is advantageous in that the gas processing performance can be exhibited at a high level in a well-balanced manner.

本発明の排煙処理材は、水酸化カルシウムとリン酸二水素カルシウムとのみから構成されていてもよい。あるいは、本発明の効果が奏される限りにおいて、排煙処理材は、添加材を更に含んでいてもよい。前者の場合、排煙処理材は、添加材を非含有とする。 The flue gas treatment material of the present invention may be composed only of calcium hydroxide and calcium dihydrogen phosphate. Alternatively, the flue gas treatment material may further contain an additive as long as the effect of the present invention is exhibited. In the former case, the flue gas treatment material does not contain an additive.

添加材としては、例えば、活性炭、活性白土、ゼオライトなどの多孔性物質、オルトケイ酸及びメタケイ酸等のケイ酸の金属塩等の少なくとも一種を用いることができる。多孔性物質等の添加材を更に含むことによって、酸性ガスの除去及び重金属の不溶化を両立して達成でき、環境基準に適合した排煙を大気中に排出することができる。また、ケイ酸塩等を含むことによって、重金属の不溶化性能を更に高めることができる。
各種添加材の性状は、それぞれ独立して、粉末状であってもよく、あるいは水等の溶媒に溶解又は分散させた液状又はスラリー状であってもよい。
各種添加材の添加の有無及び混合量については、予備的試験を行って、その結果に基づいて決定することが好ましい。
As the additive, for example, at least one of a porous substance such as activated carbon, activated clay, and zeolite, and a metal salt of silicic acid such as orthosilicic acid and metasilicic acid can be used. By further containing an additive such as a porous substance, it is possible to achieve both removal of acid gas and insolubilization of heavy metals, and it is possible to discharge flue gas conforming to environmental standards into the atmosphere. Further, by containing silicate or the like, the insolubilizing performance of heavy metals can be further enhanced.
The properties of the various additives may be independently in the form of powder, or may be in the form of a liquid or slurry dissolved or dispersed in a solvent such as water.
It is preferable to perform a preliminary test and determine the presence or absence of addition of various additives and the mixing amount based on the results.

本発明の排煙処理材は、例えば、必要に応じて、リン酸二水素カルシウム及び水酸化カルシウムの両粉末のうち少なくとも一方に対して、粉砕や解砕などの粒径制御処理をあらかじめ行ったあと、リン酸二水素カルシウムの粉末と、水酸化カルシウムの粉末とを混合することによって製造することができる。両粉末を混合するための装置は、当該技術分野で通常用いられる混合装置を用いることができ、例えば、リボンミキサー、パドルミキサー、ナウターミキサーなどを用いることができる。 In the smoke exhaust treatment material of the present invention, for example, at least one of both calcium dihydrogen phosphate and calcium hydroxide powders is subjected to particle size control treatment such as crushing or crushing in advance, if necessary. It can also be produced by mixing calcium dihydrogen phosphate powder and calcium hydroxide powder. As an apparatus for mixing both powders, a mixing apparatus usually used in the art can be used, and for example, a ribbon mixer, a paddle mixer, a nouter mixer and the like can be used.

本発明の排煙処理材は、該排煙処理材と、排煙とを接触させて排煙を処理する方法に供することができる。本方法は、酸性ガス及び重金属類を含有する排煙に対して排煙処理材を接触させて、排煙中の酸性ガス及び重金属類の双方を好適に中和及び不溶化処理することができる。典型的には、排煙は、酸性ガスなどを含む気体のみであるか、又は該気体と、飛灰等の微粒子状の固体成分とを含む混合物である。このような排煙は、例えば、都市ごみ焼却場、産業廃棄物焼却場、あるいは、石炭を燃料とする火力発電所等で発生する。排煙中の重金属類は、主に飛灰等の固体成分に含まれており、ヒ素、六価クロム、鉛及びセレンの少なくとも一種の重金属であり、好ましくは重金属として鉛を少なくとも含む。 The flue gas treatment material of the present invention can be used in a method of treating flue gas by bringing the flue gas treatment material into contact with the flue gas. In this method, the flue gas treatment material can be brought into contact with the flue gas containing acid gas and heavy metals to suitably neutralize and insolubilize both the acid gas and heavy metals in the flue gas. Typically, the flue gas is only a gas containing acid gas or the like, or a mixture of the gas and a fine particle solid component such as fly ash. Such flue gas is generated, for example, in an urban waste incinerator, an industrial waste incinerator, a thermal power plant using coal as fuel, or the like. Heavy metals in flue gas are mainly contained in solid components such as fly ash, and are at least one kind of heavy metals such as arsenic, hexavalent chromium, lead and selenium, and preferably contain at least lead as a heavy metal.

排煙処理材と排煙との接触方法は、例えば、排煙処理材を収容した容器に排煙を通過させたり、排煙の流路(煙道)に排煙処理材を吹き込んだりすることによって行うことができる。排煙処理に用いられる排煙処理材の性状は、粉末であってもよく、分散液又は溶液であってもよい。排煙処理後の気体以外の残存物の体積増加を防止する観点、使用した排煙処理材の回収効率を高める観点、及び酸性ガス及び重金属類の処理効率の向上の観点から、排煙処理に用いられる排煙処理材の性状は、好ましくは粉末である。 The contact method between the flue gas treatment material and the flue gas is, for example, passing the flue gas through a container containing the flue gas treatment material or blowing the flue gas treatment material into the flue flow path (flue). Can be done by. The properties of the flue gas treatment material used for the flue gas treatment may be powder, dispersion liquid or solution. For flue gas treatment from the viewpoint of preventing the volume increase of the residue other than gas after flue gas treatment, improving the recovery efficiency of the used flue gas treatment material, and improving the treatment efficiency of acid gas and heavy metals. The properties of the flue gas treatment material used are preferably powder.

排煙1m当たりの排煙処理材の添加量は、焼却場や火力発電所における焼却対象物の種類や処理量に応じて適宜変更可能であるが、排煙中の酸性ガス及び重金属類の効率的な処理と、処理コストの低減とを両立する観点から、好ましくは5〜200g/mであり、より好ましくは10〜100g/mであり、更に好ましくは30〜90g/mである。排煙の体積は、0℃、1気圧での値とする。 Amount of smoke treatment material per flue gas 1 m 3 is the appropriately modified depending on the type and amount of processing incinerated object in incinerators and thermal power plants, acid gases and heavy metals in the flue gas From the viewpoint of achieving both efficient treatment and reduction of treatment cost, it is preferably 5 to 200 g / m 3 , more preferably 10 to 100 g / m 3 , and further preferably 30 to 90 g / m 3 . be. The volume of flue gas is a value at 0 ° C. and 1 atm.

また、飛灰の質量に対する、排煙処理材におけるリン酸二水素カルシウムの質量割合は、好ましくは1〜50質量%であり、より好ましくは1〜20質量%であり、更に好ましくは1〜10質量%である。このような比率となるように添加割合を調整することによって、飛灰中の鉛等の重金属類の不溶化を一層効率よく達成することができる。 The mass ratio of calcium dihydrogen phosphate in the flue gas treatment material to the mass of fly ash is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 1 to 20% by mass, and further preferably 1 to 10. It is mass%. By adjusting the addition ratio so as to have such a ratio, insolubilization of heavy metals such as lead in fly ash can be achieved more efficiently.

以下に、本発明の排煙処理材を用いた排煙の処理方法の一例について、図1を参照して説明する。図1には、ごみ焼却場の設備に関する模式図が示されている。本方法は、排煙処理材の粉末を排煙の流路に直接吹き込む乾式法を採用することが好ましい。図1中、矢印は、排煙、排ガス及び排煙処理材の流通方向を示す。 Hereinafter, an example of a flue gas treatment method using the flue gas treatment material of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a schematic diagram of the equipment of the waste incinerator. As this method, it is preferable to adopt a dry method in which the powder of the flue gas treatment material is directly blown into the flue gas flow path. In FIG. 1, the arrow indicates the distribution direction of the flue gas, the exhaust gas, and the flue gas treatment material.

ごみ焼却場10の設備として、典型的には、収集車によって収集された都市ごみや産業廃棄物(以下、これらを単に「ごみ」ともいう。)を蓄積するためのごみピット20、ごみピット20に蓄積されたごみを焼却する焼却炉30、焼却炉30でのごみ焼却によって生じた高温の排煙から熱を回収する廃熱ボイラー40、排煙を冷却するための冷却塔50、冷却された排煙中の飛灰を集塵するためのバグフィルタ等の集塵設備60、及び集塵後の排煙を大気中へ排出する煙突70を備える。焼却炉30と廃熱ボイラー40との間、廃熱ボイラー40と冷却塔50との間、冷却塔50と集塵設備60との間、並びに集塵設備60と煙突70との間は、第1流路11、第2流路12、第3流路13及び第4流路14によってそれぞれ接続されており、これらの内部に排煙が流通可能なようにそれぞれ連通している。
これに加えて、排煙処理材と排煙とが接触できるように構成された処理材供給部100を備えている。図1に示す処理材供給部100は第3流路13と連通しており、第3流路13内に対して排煙処理材を吹き込むことによって、排煙処理材と、第3流路13内に流通する排煙とが互いに接触できるように構成されている。
As the equipment of the waste incinerator 10, typically, a waste pit 20 and a waste pit 20 for accumulating municipal waste and industrial waste (hereinafter, these are also simply referred to as “garbage”) collected by a collection vehicle. An incinerator 30 that incinerates the waste accumulated in the incinerator 30, a waste heat boiler 40 that recovers heat from high-temperature waste smoke generated by waste incineration in the incinerator 30, a cooling tower 50 for cooling the waste smoke, and cooled. It is provided with a dust collecting facility 60 such as a bag filter for collecting flying ash during smoke exhaust, and a chimney 70 for discharging the exhausted smoke after dust collection into the atmosphere. Between the incinerator 30 and the waste heat boiler 40, between the waste heat boiler 40 and the cooling tower 50, between the cooling tower 50 and the dust collecting equipment 60, and between the dust collecting equipment 60 and the chimney 70, the first It is connected by 1 flow path 11, 2nd flow path 12, 3rd flow path 13 and 4th flow path 14, respectively, and communicates with each other so that smoke exhaust can flow inside them.
In addition to this, the treatment material supply unit 100 is provided so that the smoke exhaust treatment material and the smoke exhaust can come into contact with each other. The treatment material supply unit 100 shown in FIG. 1 communicates with the third flow path 13, and by blowing the smoke exhaust treatment material into the third flow path 13, the smoke exhaust treatment material and the third flow path 13 are used. It is configured so that the flue gas circulating inside can come into contact with each other.

ごみ焼却場10においては、まず、ごみピット20に蓄積されたごみをクレーン等の移送設備を用いて空気とともに焼却炉30に供給し、ごみを焼却処理する。焼却炉30では、約800〜1000℃程度で焼却処理が行われており、ごみの焼却に伴って、主灰と、高温の排煙が発生する。主灰は別途集積され、最終処分場にて処分されたり、他の製品の原材料として再利用されたりする。また、発生した排煙には、ごみの原料に起因して、酸性ガスや、鉛等の重金属類や塩化物、ケイ素化合物等を含む飛灰が含まれている。高温の排煙は、第1流路11、廃熱ボイラー40、第2流路12及び冷却塔50を通過して、300℃程度に急速冷却される。冷却後の排煙には、気体成分である酸性ガスや、固体成分として該ガスとともに飛散した飛灰等が含まれている。冷却後の排煙は、第3流路13側に流通する。 At the waste incinerator 10, first, the waste accumulated in the waste pit 20 is supplied to the incinerator 30 together with air using a transfer facility such as a crane, and the waste is incinerated. In the incinerator 30, the incinerator is incinerated at about 800 to 1000 ° C., and the main ash and high-temperature smoke are generated as the waste is incinerated. The main ash is collected separately and disposed of at the final disposal site or reused as a raw material for other products. In addition, the generated flue gas contains fly ash containing acid gas, heavy metals such as lead, chlorides, silicon compounds, etc. due to the raw material of the waste. The high-temperature smoke exhaust passes through the first flow path 11, the waste heat boiler 40, the second flow path 12, and the cooling tower 50, and is rapidly cooled to about 300 ° C. The flue gas after cooling includes acid gas, which is a gas component, and fly ash, which is scattered together with the gas as a solid component. The smoke exhaust after cooling flows to the third flow path 13 side.

次いで、排煙処理材と冷却後の排煙とを接触させる。接触方法は、水酸化カルシウム粉末を排煙流路内に予め保持しておき、粉末に排煙を通過させる方法であってもよく、排煙流路内に水酸化カルシウム粉末を吹き込む方法であってもよい。これらのうち、排煙が流通している第3流路13内に、処理材供給部100から本発明の排煙処理材を吹き込んで行うことが排煙処理の利便性を高める観点から好ましい。 Next, the flue gas treatment material and the flue gas after cooling are brought into contact with each other. The contact method may be a method in which the calcium hydroxide powder is held in advance in the flue gas flow path and the flue gas is passed through the powder, or a method in which the calcium hydroxide powder is blown into the flue gas flow path. You may. Of these, it is preferable to blow the flue gas treatment material of the present invention into the third flow path 13 through which the flue gas is circulated from the treatment material supply unit 100 from the viewpoint of enhancing the convenience of the flue gas treatment.

排煙処理材は水酸化カルシウムを含むので、水酸化カルシウムと、塩化水素等を含む酸性ガスとを接触させることで、中和反応により中性カルシウム塩を形成させて、排煙中の酸性ガスを除去する。また、排煙処理材はリン酸二水素カルシウムを含むので、リン酸二水素カルシウムと飛灰等の固体成分とを接触させることで、重金属類とリン酸との不溶性塩を形成させて、排煙中の飛灰に含まれる鉛等の重金属類を不溶化させる。生成した中性カルシウム塩及び重金属類とリン酸との不溶性塩並びに未反応の排煙処理材は、粉状等の固体の性状で第3流路13を流通するので、これらは飛灰とともに集塵設備60にて回収除去され、排煙から固体成分が除去された排ガスとなる。集塵設備60にて集塵された排煙処理材、各種塩及び飛灰等の固体成分は、飛灰集積部61に収容される。このとき、飛灰集積部61では、集積された粉体の発塵を防止することを目的として、飛灰や、排煙に接触したあとの排煙処理材等の固体成分に対して、水を散布等によって添加して、水と接触させることがある。
飛灰集積部61に集積された排煙接触後の排煙処理材、各種塩及び飛灰は、一定期間、例えば1日以上養生したあと、最終処分場へ移送され、処分される。そして、集塵設備60を通過した排ガスは、必要に応じて、有害物質除去設備や脱硝設備等を通過させて、排ガスに残存している酸性ガスや有害物質を除去してもよい。その後、排ガスは、第4流路14を介して煙突70から大気中へ排出される。
Since the flue gas treatment material contains calcium hydroxide, by contacting calcium hydroxide with an acid gas containing hydrogen chloride or the like, a neutral calcium salt is formed by a neutralization reaction, and the acid gas in the flue gas is exhausted. To remove. In addition, since the smoke exhaust treatment material contains calcium dihydrogen phosphate, by contacting calcium dihydrogen phosphate with a solid component such as fly ash, an insoluble salt of heavy metals and phosphoric acid is formed and discharged. Insolubilizes heavy metals such as lead contained in fly ash in smoke. The generated neutral calcium salt, the insoluble salt of heavy metals and phosphoric acid, and the unreacted flue gas treatment material flow through the third flow path 13 in the form of a solid such as powder, so that they are collected together with fly ash. The exhaust gas is recovered and removed by the dust facility 60, and the solid component is removed from the flue gas. Solid components such as smoke exhaust treatment material, various salts, and fly ash collected by the dust collector 60 are housed in the fly ash accumulation unit 61. At this time, in the fly ash accumulation unit 61, for the purpose of preventing dust generation of the accumulated powder, water is applied to solid components such as fly ash and the smoke exhaust treatment material after contact with the smoke exhaust. May be added by spraying or the like to bring it into contact with water.
The flue gas treatment material, various salts, and fly ash accumulated in the fly ash accumulation unit 61 after contact with the flue gas are transferred to the final disposal site and disposed of after being cured for a certain period of time, for example, one day or more. Then, the exhaust gas that has passed through the dust collecting equipment 60 may be passed through a harmful substance removing equipment, a denitration equipment, or the like, if necessary, to remove the acid gas and the harmful substances remaining in the exhaust gas. After that, the exhaust gas is discharged from the chimney 70 into the atmosphere via the fourth flow path 14.

リン酸二水素カルシウムを含む本発明の排煙処理材が、固体状態で飛灰と接触することによって、重金属類とリン酸との不溶性塩を形成できる理由を、本発明者は以下のように推測している。
一般的に、排煙中の飛灰には、塩化鉛や酸化鉛等の重金属類化合物の他に、酸性ガス除去に使用される水酸化カルシウム、並びに水酸化カルシウムと塩化水素の反応によって生成した塩化カルシウム等の塩化物が含まれている。このような成分を含む飛灰と、リン酸二水素カルシウムとが反応することによって、水酸アパタイト等の不溶性塩が生成し、その生成の際に、鉛等の重金属類を結晶構造中に取り込むことによって、不溶化を達成できる。リン酸二水素カルシウムは、他のリン酸カルシウムと比較して水への溶解度が比較的高く、冷却後の排煙に存在する微量の水や飛灰集積部61で散布等される水に溶解して、リン酸二水素カルシウムに由来するリン酸イオン、重金属類化合物に由来する鉛イオン等の重金属類イオン、塩化物に由来する塩化物イオン、並びにリン酸二水素カルシウムや消石灰に由来するカルシウムイオンが相互に生成・反応しやすくなるので、重金属類の不溶性塩の生成を促進することができる。その結果、鉛等の重金属類の不溶化を効率的に達成できる。そして、リン酸二水素カルシウムの粒子径を特定の範囲となるように制御することによって、180μm超の粒子と比較して、水への溶解性を向上させて重金属類との反応性を更に高め、不溶化性能を短時間で更に効率的に発現できる点で有利である。
このような効果を十分に発現させる観点から、排煙処理材を排煙に接触させたあと、その排煙処理材に対して水を添加する等して、排煙に接触させた排煙処理剤と水とを更に接触させることがより一層好ましい。水の添加量は、飛灰集積部61において、排煙に接触させた排煙処理材を含んで集積された全粉体質量に対して、25℃において、好ましくは5〜40質量%とすることができる。
The reason why the flue gas treatment material of the present invention containing calcium dihydrogen phosphate can form an insoluble salt of heavy metals and phosphoric acid by contacting with fly ash in a solid state is as follows. I'm guessing.
In general, flying ash during flue gas is produced by the reaction of calcium hydroxide and hydrogen chloride, as well as calcium hydroxide used for removing acidic gas, in addition to heavy metal compounds such as lead chloride and lead oxide. Contains chlorides such as calcium chloride. The reaction between flying ash containing such a component and calcium dihydrogen phosphate produces an insoluble salt such as hydroxyapatite, and at the time of its formation, heavy metals such as lead are incorporated into the crystal structure. Thereby, insolubilization can be achieved. Calcium dihydrogen phosphate has a relatively high solubility in water as compared with other calcium phosphates, and is dissolved in a small amount of water present in the smoke exhaust after cooling or in water sprayed by the flying ash accumulation portion 61. , Phosphate ion derived from calcium dihydrogen phosphate, heavy metal ion such as lead ion derived from heavy metal compound, chloride ion derived from chloride, and calcium ion derived from calcium dihydrogen phosphate and slaked lime. Since it facilitates mutual formation and reaction, it is possible to promote the formation of insoluble salts of heavy metals. As a result, insolubilization of heavy metals such as lead can be efficiently achieved. By controlling the particle size of calcium dihydrogen phosphate to be within a specific range, the solubility in water is improved and the reactivity with heavy metals is further enhanced as compared with the particles having a size of more than 180 μm. It is advantageous in that the insolubilization performance can be exhibited more efficiently in a short time.
From the viewpoint of fully exhibiting such an effect, the flue gas treatment material is brought into contact with the flue gas by contacting the flue gas treatment material with water and then adding water to the flue gas treatment material. It is even more preferable to bring the agent into further contact with water. The amount of water added is preferably 5 to 40% by mass at 25 ° C. with respect to the total mass of the powder accumulated in the fly ash accumulating portion 61 including the flue gas treatment material brought into contact with the flue gas. be able to.

このように、本発明の排煙処理材を用いることによって、排煙中の酸性ガスを効率的に除去し、飛灰中の重金属類を不溶化することができる。これに加えて、排煙の処理にあたり、カルシウム化合物単独又はリン酸化合物単独で使用した場合の使用量と同等又はそれ以下の使用量で、埋立判定基準及び大気汚染防止法等に規定される各種規格値以下となるように、排煙中の酸性ガス及び鉛等の重金属類を処理することができる。 As described above, by using the flue gas treatment material of the present invention, the acid gas in the flue gas can be efficiently removed and the heavy metals in the fly ash can be insolubilized. In addition to this, in the treatment of flue gas, the amount used is equal to or less than the amount used when the calcium compound alone or the phosphoric acid compound is used alone, and various types specified in the landfill criteria and the Air Pollution Control Act, etc. Heavy metals such as acid gas and lead in the flue gas can be treated so as to be below the standard value.

本発明の排煙の処理方法について、別の実施形態を図2を例にとり以下に説明する。本実施形態において特に説明しない点については、上述した各形態の説明が適宜適用される。また、図2に示す形態については、図1に示される構成と異なる構成部分を主として説明し、同様の構成部分は同一の符号を付して説明を省略する。 Another embodiment of the flue gas treatment method of the present invention will be described below by taking FIG. 2 as an example. The above-mentioned description of each embodiment is appropriately applied to the points not particularly described in the present embodiment. Further, with respect to the form shown in FIG. 2, a component different from the configuration shown in FIG. 1 will be mainly described, and the same components will be designated by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

本形態の処理方法は、上述した排煙処理材に含まれる水酸化カルシウムとリン酸二水素カルシウムとを別途使用する方法である。この方法を採用することによって、水酸化カルシウムとリン酸二水素カルシウムとを予め混合しなくとも、排煙中の酸性ガスの処理と、重金属類の不溶化とを効率的に行うことができる。
本方法を採用する場合であっても、リン酸二水素カルシウムの粒子径D50は上述した範囲とすることができる。
また、水酸化カルシウム及びリン酸二水素カルシウムの総使用質量に対する、水酸化カルシウムの使用割合は、好ましくは50質量%以上95質量%未満、より好ましくは60〜85質量%、更に好ましくは65〜75質量%である。同様に、水酸化カルシウム及びリン酸二水素カルシウムの総使用質量に対する、リン酸二水素カルシウムの使用割合は、5質量%以上50質量%未満、より好ましくは15〜40質量%、更に好ましくは25〜35質量%である。このような範囲とすることによって、排煙中の酸化ガスの処理性能と、重金属類の不溶化性能とを十分に発揮させることができる。
The treatment method of this embodiment is a method in which calcium hydroxide and calcium dihydrogen phosphate contained in the above-mentioned flue gas treatment material are separately used. By adopting this method, it is possible to efficiently treat the acid gas in the flue gas and insolubilize heavy metals without mixing calcium hydroxide and calcium dihydrogen phosphate in advance.
Even when this method is adopted, the particle size D 50 of calcium dihydrogen phosphate can be in the above range.
The ratio of calcium hydroxide used to the total mass of calcium hydroxide and calcium dihydrogen phosphate used is preferably 50% by mass or more and less than 95% by mass, more preferably 60 to 85% by mass, and further preferably 65 to 5% by mass. It is 75% by mass. Similarly, the ratio of calcium dihydrogen phosphate used to the total mass of calcium hydroxide and calcium dihydrogen phosphate used is 5% by mass or more and less than 50% by mass, more preferably 15 to 40% by mass, still more preferably 25. ~ 35% by mass. Within such a range, the treatment performance of the oxidizing gas in the flue gas and the insolubilization performance of heavy metals can be fully exhibited.

図2に示すごみ焼却場10は、図1に示す処理材供給部100に代えて、水酸化カルシウムを供給する第1供給部150と、リン酸二水素カルシウムを供給する第2供給部160とを別個に備える。図2に示す第1供給部150は第3流路13と連通しており、水酸化カルシウムを第3流路13内に吹き込むことができるように構成されている。また、図2に示す第2供給部160は飛灰集積部61と連通しており、リン酸二水素カルシウムを飛灰集積部61内に添加及び混合できるように構成されている。 The waste incinerator 10 shown in FIG. 2 has a first supply unit 150 for supplying calcium hydroxide and a second supply unit 160 for supplying calcium dihydrogen phosphate in place of the treatment material supply unit 100 shown in FIG. Is prepared separately. The first supply unit 150 shown in FIG. 2 communicates with the third flow path 13, and is configured to allow calcium hydroxide to be blown into the third flow path 13. Further, the second supply unit 160 shown in FIG. 2 communicates with the fly ash accumulation unit 61, and is configured so that calcium dihydrogen phosphate can be added and mixed in the fly ash accumulation unit 61.

本実施形態の排煙の処理方法は、まず、酸性ガス及び重金属類含有固体成分を含む排煙と水酸化カルシウム粉末とを接触させる工程を行う。本工程は、水酸化カルシウム粉末を排煙流路内に予め保持しておき、粉末に排煙を通過させる方法であってもよく、排煙流路内に水酸化カルシウム粉末を吹き込む方法であってもよい。これらのうち、水酸化カルシウムの粉末を排煙の流路である第3流路13内に吹き込むことによって、排煙と水酸化カルシウム粉末とを接触させることが、酸性ガスの処理効率の利便性を高める観点から好適である。
また、排煙と水酸化カルシウム粉末との接触にあたり、リン酸二水素カルシウムを非含有として、水酸化カルシウムの粉末のみを排煙に接触させることが酸性ガスの処理性能を高める観点から好ましいが、リン酸二水素カルシウムの粉末が含まれることは妨げられない。リン酸二水素カルシウムを含有させる場合、上述した使用質量の範囲となるように含有させる。
In the flue gas treatment method of the present embodiment, first, a step of bringing the flue gas containing an acid gas and a solid component containing heavy metals into contact with the calcium hydroxide powder is performed. This step may be a method in which the calcium hydroxide powder is held in advance in the flue gas flow path and the flue gas is passed through the powder, or a method in which the calcium hydroxide powder is blown into the flue gas flow path. You may. Of these, it is convenient for the treatment efficiency of acid gas to bring the flue gas into contact with the calcium hydroxide powder by blowing the calcium hydroxide powder into the third flow path 13 which is the flue gas flow path. It is suitable from the viewpoint of enhancing.
Further, in the contact between the flue gas and the calcium hydroxide powder, it is preferable to make the calcium dihydrogen phosphate non-containing and bring only the calcium hydroxide powder into contact with the flue gas from the viewpoint of improving the treatment performance of the acid gas. The inclusion of calcium dihydrogen phosphate powder is not prevented. When calcium dihydrogen phosphate is contained, it is contained so as to be within the range of the mass used described above.

排煙と水酸化カルシウム粉末とを接触させた後の排煙は、重金属類含有固体成分の一種である飛灰に加えて、生成した中性カルシウム塩及び未反応の水酸化カルシウム粉末が固体成分として含まれている。これらの固体成分は第3流路13を流通して、集塵設備60にて回収除去される。集塵設備60にて集塵された、水酸化カルシウム粉末各種塩及び飛灰等の固体成分の混合物は、飛灰集積部61に収容される。 In the smoke exhaust after contacting the smoke exhaust and the calcium hydroxide powder, in addition to fly ash, which is a kind of heavy metal-containing solid component, the produced neutral calcium salt and unreacted calcium hydroxide powder are solid components. Included as. These solid components flow through the third flow path 13 and are collected and removed by the dust collector 60. A mixture of various salts of calcium hydroxide powder and solid components such as fly ash collected by the dust collector 60 is housed in the fly ash accumulation unit 61.

次いで、重金属類含有固体成分と、リン酸二水素カルシウムとを接触させる工程を行う。本工程においては、飛灰集積部61に収容された飛灰あるいは飛灰を含む固体成分に対して、第2供給部160からリン酸二水素カルシウムを供給して、両者を接触させる。これによって、飛灰に含まれる鉛等の重金属類を不溶化させることができる。 Next, a step of contacting the heavy metal-containing solid component with calcium dihydrogen phosphate is performed. In this step, calcium dihydrogen phosphate is supplied from the second supply unit 160 to the fly ash or the solid component containing the fly ash contained in the fly ash accumulation unit 61, and the two are brought into contact with each other. This makes it possible to insolubilize heavy metals such as lead contained in fly ash.

固体成分とリン酸二水素カルシウムとの接触方法は、水の非存在下で行ってもよく、水の存在下で行ってもよい。リン酸二水素カルシウムの水への高い溶解性を利用して、リン酸二水素カルシウムと重金属類との反応性を更に高め、不溶化性能を短時間で効率的に発現させる観点から、重金属類含有固体成分と、リン酸二水素カルシウムとを水の存在下で接触させることが好ましい。 The method of contacting the solid component with calcium dihydrogen phosphate may be carried out in the absence of water or in the presence of water. Containing heavy metals from the viewpoint of further enhancing the reactivity between calcium dihydrogen phosphate and heavy metals by utilizing the high solubility of calcium dihydrogen phosphate in water and efficiently developing insolubilization performance in a short time. It is preferable to bring the solid component and calcium dihydrogen phosphate into contact with each other in the presence of water.

水の存在下で両者を接触させる方法としては、例えば、(a)飛灰を含む固体成分に水を添加して、その後、該固体成分にリン酸二水素カルシウム粉末を供給して両者を接触させる方法、(b)乾燥状態若しくは含水状態の飛灰を含む固体成分と、リン酸二水素カルシウム粉末を溶解又は分散させた液体とを接触させる方法、又は、(c)乾燥状態の飛灰を含む固体成分と、リン酸二水素カルシウム粉末とを存在させた状態で水を添加して、飛灰を含む固体成分とリン酸二水素カルシウムとを接触させる方法が挙げられる。
リン酸二水素カルシウムの添加時における利便性の向上、重金属類の不溶化性能の効率的な発現、及び不溶化処理後における水の過度な存在に起因する廃棄物の質量増加の低減を図る観点から、リン酸二水素カルシウムは粉末として添加することが好ましく、リン酸二水素カルシウム粉末として上述したD50を有するものを用いることが更に好ましい。すなわち、上述した(a)又は(c)の方法を採用することが好ましい。
As a method of bringing the two into contact with each other in the presence of water, for example, (a) water is added to a solid component containing flying ash, and then calcium dihydrogen phosphate powder is supplied to the solid component to bring them into contact with each other. A method of contacting a solid component containing flying ash in a dry state or a water-containing state with a liquid in which calcium dihydrogen phosphate powder is dissolved or dispersed, or (c) a method of contacting the flying ash in a dry state. Examples thereof include a method in which water is added in the presence of a solid component containing and calcium dihydrogen phosphate powder to bring the solid component containing flying ash into contact with calcium dihydrogen phosphate.
From the viewpoint of improving convenience when adding calcium dihydrogen phosphate, efficiently exhibiting insolubilization performance of heavy metals, and reducing the increase in waste mass due to the excessive presence of water after insolubilization treatment. The calcium dihydrogen phosphate is preferably added as a powder, and it is more preferable to use the calcium dihydrogen phosphate powder having the above-mentioned D 50. That is, it is preferable to adopt the method (a) or (c) described above.

排煙の処理にあたり、飛灰を含む排煙を、該排煙中の酸性ガスを処理するために水酸化カルシウムと接触させると、処理後の排煙は強アルカリ性雰囲気となってしまう。排煙中の重金属類、特に鉛は両性金属元素であり、飛灰中の含有量が多いので、飛灰中の鉛が強アルカリ条件にさらされると、水への溶出量が多くなるイオン形に変化しやすくなる。このため、典型的には、例えば上述した飛灰集積部61等の集塵設備などに排煙を通過させて、排煙中の飛灰等の固形分を集塵したあと、集塵した飛灰を含む粉体に対して有機キレート材を混合して、鉛等の重金属類を不溶化処理し、不溶化処理後の飛灰を廃棄物として処分場にて処分する。
詳細には、飛灰を含む固形廃棄物は、排水処理施設を有する管理型の最終処分場にて埋め立て処分される。管理型の処分場では、廃棄物を透過した雨水等の水は上述の排水処理施設に集められるが、鉛等の重金属類を含む水や、CODが高い水は、別途浄化処理をしなければならず、その結果、長期にわたって莫大な処理コストが発生してしまう。有機キレート材を用いない場合は、鉛などの重金属類の不溶化が達成できず、処理場から発生した排水処理コストを低減できない。また有機キレート材を用いる場合、鉛等の重金属類の不溶化はある程度達成可能であるが、処分場において有機キレート材が分解して、処分場からの浸出水のCODが過度に高くなることがあり、この場合でも、処理場から発生した排水処理コストの低減が困難である。
この点に関して、無機化合物を含んで構成されている本発明の排煙処理材、又は排煙処理材の各構成材料を別個に排煙処理に用いることによって、排煙中の酸性ガスの除去と、鉛等の重金属類の排出抑制とを有機キレート材を別途用いなくとも両立して達成することができる。特に、本発明の排煙処理材を用いることによって、一度の処理のみで、排煙中の酸性ガスの除去と、鉛等の重金属類の排出抑制とを両立して達成できる点で有利である。
これに加えて、処理後の飛灰に対しても、重金属類や有機物質に起因する水質環境への悪影響が低減され、処理場から発生した排水の処理コストも低減できるという利点も奏される。また、リン酸二水素カルシウムは他のリン酸塩と比較して低コストであり、水酸化カルシウムとの相互作用が少ないので、本発明の排煙処理材のように、水酸化カルシウムと混合して用いる場合でも各原料の変質が低減できるので有利である。
In the treatment of flue gas, if the flue gas containing fly ash is brought into contact with calcium hydroxide in order to treat the acid gas in the flue gas, the flue gas after the treatment becomes a strongly alkaline atmosphere. Heavy metals in flue gas, especially lead, are amphoteric metal elements and have a high content in fly ash. Therefore, when lead in fly ash is exposed to strong alkaline conditions, the amount of lead dissolved in water increases. It becomes easy to change to. For this reason, typically, the exhaust smoke is passed through a dust collecting facility such as the above-mentioned fly ash collecting unit 61 to collect solid content such as fly ash in the exhausted smoke, and then the dust is collected. An organic chelating material is mixed with the ash-containing powder to insolubilize heavy metals such as lead, and the fly ash after the insolubilization treatment is disposed of as waste at the disposal site.
Specifically, solid waste containing fly ash is landfilled at a controlled final disposal site with a wastewater treatment facility. In a controlled disposal site, water such as rainwater that has permeated waste is collected in the above-mentioned wastewater treatment facility, but water containing heavy metals such as lead and water with high COD must be separately purified. As a result, enormous processing costs are incurred over a long period of time. When the organic chelating material is not used, insolubilization of heavy metals such as lead cannot be achieved, and the wastewater treatment cost generated from the treatment plant cannot be reduced. In addition, when an organic chelating material is used, insolubilization of heavy metals such as lead can be achieved to some extent, but the organic chelating material may decompose at the disposal site and the COD of the leachate from the disposal site may become excessively high. Even in this case, it is difficult to reduce the wastewater treatment cost generated from the treatment plant.
In this regard, by separately using the flue gas treatment material of the present invention composed of an inorganic compound or each constituent material of the flue gas treatment material for flue gas treatment, acid gas in flue gas can be removed. , Smoke emission of heavy metals such as lead can be achieved at the same time without using an organic chelating material separately. In particular, by using the flue gas treatment material of the present invention, it is advantageous in that it is possible to achieve both removal of acid gas in flue gas and suppression of emission of heavy metals such as lead by only one treatment. ..
In addition to this, the fly ash after treatment also has the advantage of reducing the adverse effects on the water quality environment caused by heavy metals and organic substances, and reducing the treatment cost of wastewater generated from the treatment plant. .. In addition, calcium dihydrogen phosphate has a lower cost than other phosphates and has less interaction with calcium hydroxide, so that it is mixed with calcium hydroxide like the smoke exhaust treatment material of the present invention. It is advantageous because the deterioration of each raw material can be reduced even when it is used.

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。本発明の範囲は、かかる実施例に制限されない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples. The scope of the invention is not limited to such examples.

〔実施例1〜5及び比較例1〜3〕
固体の市販リン酸二水素カルシウム原料を、粉砕装置(日清エンジニアリング株式会社製ジェットミル、CJ−10;奈良機械株式会社製、奈良式自由粉砕機M−5型;株式会社セイシン企業製、中粉砕機ピンミルDD−2−7.5;のいずれか)に投入して、粒子径D50が3μm(前記ジェットミル使用、実施例1〜3)、40μm(前記自由粉砕機使用、実施例4〜5)又は180μm(ピンミル使用、比較例1〜3)となるように粉砕し、リン酸二水素カルシウムの各粉末を得た。そして、この粉末と、水酸化カルシウムの粉末(宇部マテリアルズ株式会社製、カルブリードSII)とを以下の表1に示す質量割合でそれぞれ混合し、実施例又は比較例の排煙処理材を得た。これらの排煙処理材は、いずれも粉末状のものであった。用いた水酸化カルシウムの粉末は、その粒子径D50が6.5μm、BET比表面積が45m/g、20〜1000Åの細孔径範囲における全細孔容積が0.22mL/g、見かけ比重が0.36g/cm(ゆるみ比重)及び0.65g/cm(固め比重)であった。
[Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3]
Solid commercial calcium dihydrogen phosphate crusher (Jet mill manufactured by Nisshin Engineering Co., Ltd., CJ-10; Nara Machinery Co., Ltd., Nara type free crusher M-5 type; Seishin Enterprise Co., Ltd., Medium It is put into a crusher pin mill DD-2-7.5;), and the particle diameter D 50 is 3 μm (using the jet mill, Examples 1 to 3) and 40 μm (using the free crusher, Example 4). ~ 5) or 180 μm (using a pin mill, Comparative Examples 1 to 3) was pulverized to obtain each powder of calcium dihydrogen phosphate. Then, this powder and calcium hydroxide powder (Calbreed SII, manufactured by Ube Material Industries Ltd.) are mixed at the mass ratios shown in Table 1 below to obtain smoke exhaust treatment materials of Examples or Comparative Examples. rice field. All of these flue gas treatment materials were in the form of powder. The calcium hydroxide powder used has a particle size D 50 of 6.5 μm, a BET specific surface area of 45 m 2 / g, a total pore volume of 0.22 mL / g in the pore diameter range of 20 to 1000 Å, and an apparent specific gravity. It was 0.36 g / cm 3 (loose specific surface area) and 0.65 g / cm 3 (consolidated specific surface area).

〔比較例4〕
本比較例は、水酸化カルシウムの粉末(宇部マテリアルズ株式会社製、カルブリードSII)のみを用いた。つまり、本比較例はリン酸二水素カルシウムを非含有とした排煙処理材である。
[Comparative Example 4]
In this comparative example, only calcium hydroxide powder (Calbreed SII manufactured by Ube Material Industries Ltd.) was used. That is, this comparative example is a flue gas treatment material containing no calcium dihydrogen phosphate.

〔重金属類の不溶化性能の評価〕
重金属類として鉛を対象として、排煙処理材による鉛の不溶化性能の評価を行った。まず、鉛を含む模擬灰を、シリカ源、水酸化カルシウム(カルブリードSII)、塩化カルシウム、塩化鉛などを混合して調製した。産業廃棄物に含まれる金属等の検定方法(昭和48年2月環境庁告示第13号、以下環境庁告示第13号)に定められた方法に準じて測定した模擬灰の鉛イオン濃度は、3.2mg/Lであった。
そして、この模擬灰と、実施例又は比較例の排煙処理材と、水とを混合し、その混合物を1日間養生した。水は、混合物の全質量に対して30質量%となるように添加した。その後、養生した混合物について、鉛の溶出試験を環境庁告示第13号に定められた方法に準じて行い、鉛イオン濃度(mg/L)を定量した。養生後の各混合物におけるpH(25℃)は、いずれも10.8〜12.4の範囲であった。
鉛イオン濃度の評価基準値を0.3mg/Lとし、該基準値以下であれば、鉛の不溶化性能は良好であると評価した。鉛イオン濃度が低いほど、鉛の不溶化性能が高いことを示す。結果を以下の表1に示す。なお表1に示す各排煙処理材の混合質量比は、模擬灰に含まれる水酸化カルシウムの含有量も考慮して算出された値である。
[Evaluation of insolubilization performance of heavy metals]
For lead as a heavy metal, we evaluated the insolubilization performance of lead by the flue gas treatment material. First, a simulated ash containing lead was prepared by mixing a silica source, calcium hydroxide (Calbreed SII), calcium chloride, lead chloride and the like. The lead ion concentration of the simulated ash measured according to the method specified in the verification method for metals, etc. contained in industrial waste (Notification No. 13 of the Environment Agency in February 1973, hereinafter referred to as Notification No. 13 of the Environment Agency) is It was 3.2 mg / L.
Then, this simulated ash, the flue gas treatment material of the example or the comparative example, and water were mixed, and the mixture was cured for one day. Water was added in an amount of 30% by weight based on the total mass of the mixture. Then, for the cured mixture, a lead elution test was carried out according to the method specified in Notification No. 13 of the Environment Agency, and the lead ion concentration (mg / L) was quantified. The pH (25 ° C.) of each mixture after curing was in the range of 10.8 to 12.4.
The evaluation standard value of the lead ion concentration was set to 0.3 mg / L, and if it was equal to or less than the standard value, the lead insolubilization performance was evaluated to be good. The lower the lead ion concentration, the higher the lead insolubilization performance. The results are shown in Table 1 below. The mixed mass ratio of each flue gas treatment material shown in Table 1 is a value calculated in consideration of the content of calcium hydroxide contained in the simulated ash.

Figure 2021178283
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〔酸性ガス除去性能の評価〕
実施例4及び比較例4の排煙処理材を用いて、酸性ガス除去性能の評価を行った。具体的な手順は以下のとおりである。まず、実施例4又は比較例4の排煙処理材を粒径1mm程度の顆粒状に成形して、該成形品を常温で24時間真空脱気処理した。その後、該成形品を吸着カラム内に充填して180℃に加熱し、系内にO:12体積%、HCl:400体積ppm、SO:40体積ppm、HO:25体積%、N:残部とした模擬排ガスを流した。そして、吸着カラムを通過した模擬排ガスを、25mLの捕集液(組成:1w/v%過酸化水素水)に導入し、所定時間(30分)ごとに捕集液を交換しながら2時間捕集した。
各捕集液中のHCl及びSO濃度をイオンクロマトグラフ法(サーモフィッシャーサイエンティフィック社製、Integrion)にて定量して、各捕集液中のHCl及びSO濃度の算術平均値を算出し、これを酸性ガス濃度(体積ppm)とした。酸性ガスの評価基準値は、塩化水素において60体積ppm、二酸化硫黄において30体積ppmとし、該基準値以下であれば、酸性ガス除去性能は良好であると評価した。結果を以下の表2に示す。
[Evaluation of acid gas removal performance]
The acid gas removal performance was evaluated using the flue gas treatment materials of Example 4 and Comparative Example 4. The specific procedure is as follows. First, the flue gas treatment material of Example 4 or Comparative Example 4 was molded into granules having a particle size of about 1 mm, and the molded product was vacuum degassed at room temperature for 24 hours. Then, the molded product is filled in an adsorption column and heated to 180 ° C., and O 2 : 12% by volume, HCl: 400% by volume, SO 2 : 40 % by volume, H 2 O: 25% by volume, in the system. N 2 : The simulated exhaust gas used as the balance was flown. Then, the simulated exhaust gas that has passed through the adsorption column is introduced into 25 mL of the collected liquid (composition: 1 w / v% hydrogen peroxide solution), and the collected liquid is exchanged every predetermined time (30 minutes) for 2 hours. Collected.
The HCl and SO 2 concentrations in each collection liquid are quantified by an ion chromatograph method (Integration manufactured by Thermo Fisher Scientific Co., Ltd.), and the arithmetic average value of the HCl and SO 2 concentrations in each collection liquid is calculated. This was defined as the acid gas concentration (volume ppm). The evaluation standard values for acid gas were 60% by volume ppm for hydrogen chloride and 30% by volume ppm for sulfur dioxide, and if it was equal to or less than the standard values, the acid gas removal performance was evaluated to be good. The results are shown in Table 2 below.

Figure 2021178283
Figure 2021178283

表1及び表2に示すように、実施例の排煙処理材は、比較例と比較して、酸性ガスの効率的な除去と、鉛等の重金属類の溶出抑制とを両立して、且つ排出の規格値を十分に満たすレベルとなるように、排煙を処理できることが判る。また、各実施例の排煙処理材は、比較例4と比較して、従来と同等以下の使用量で、排煙における酸性ガスの除去及び重金属の溶出抑制を両立して達成できることも判る。特に、リン酸二水素カルシウムの粒子径、及びリン酸二水素カルシウムと水酸化カルシウムとの混合比率の少なくとも一方を好適な範囲となるように調整することによって、排煙における酸性ガスの効率的な除去を達成しつつ、鉛等の重金属類の溶出が一層抑制できることも判る。 As shown in Tables 1 and 2, the flue gas treatment material of the example has both efficient removal of acid gas and suppression of elution of heavy metals such as lead as compared with the comparative example, and has both. It can be seen that the flue gas can be treated so that the level sufficiently meets the standard value of the emission. Further, it can be seen that the flue gas treatment material of each example can achieve both removal of acid gas and suppression of elution of heavy metals in flue gas at a usage amount equal to or less than that of the conventional one as compared with Comparative Example 4. In particular, by adjusting at least one of the particle size of calcium dihydrogen phosphate and the mixing ratio of calcium dihydrogen phosphate and calcium hydroxide to a suitable range, the acid gas in flue gas is efficiently discharged. It can also be seen that elution of heavy metals such as lead can be further suppressed while achieving removal.

〔リン酸二水素カルシウムと酸性ガス中和性能との関係性の評価〕
本評価では、排煙処理材におけるリン酸二水素カルシウムの含有量と、酸性ガス処理性能との関係について、モデル実験を行った。
まず、実施例4と比較例4の排煙処理材を同一質量で用いて、上述の方法で塩化水素ガスの処理性能の挙動を実際に評価した。排煙処理材と塩化水素ガスとを接触させて、30分、60分、90分及び120分経過時点における塩化水素ガスの出口濃度(体積ppm)を上述のイオンクロマトグラフ法でそれぞれ測定し、得られたデータについて、縦軸(y軸)を塩化水素ガスの濃度(体積ppm)、横軸(x軸)を試験時間(分)としたグラフにそれぞれプロットした。そして、実施例又は比較例の各測定点についてそれぞれ線形近似を行い、回帰直線を得た。各回帰直線の関係式は以下のとおりであった。
・実施例4の回帰直線:y=0.2075x(R=0.9859)
・比較例4の回帰直線:y=0.0103x(R=0.7208)
[Evaluation of the relationship between calcium dihydrogen phosphate and acid gas neutralization performance]
In this evaluation, a model experiment was conducted on the relationship between the content of calcium dihydrogen phosphate in the flue gas treatment material and the acid gas treatment performance.
First, the behavior of the treatment performance of hydrogen chloride gas was actually evaluated by the above-mentioned method using the flue gas treatment materials of Example 4 and Comparative Example 4 at the same mass. The flue gas treatment material and the hydrogen chloride gas were brought into contact with each other, and the outlet concentration (volume ppm) of the hydrogen chloride gas at the time points of 30 minutes, 60 minutes, 90 minutes and 120 minutes was measured by the above-mentioned ion chromatograph method, respectively. The obtained data were plotted on a graph in which the vertical axis (y-axis) was the concentration of hydrogen chloride gas (volume ppm) and the horizontal axis (x-axis) was the test time (minutes). Then, linear approximation was performed for each measurement point of the example or the comparative example, and a regression line was obtained. The relational expression of each regression line was as follows.
Regression line of Example 4: y = 0.2075x (R 2 = 0.9859)
-Regression line of Comparative Example 4: y = 0.0103x (R 2 = 0.7208)

次いで、実施例4と比較例4から得られた各回帰直線の傾きと、排煙処理材におけるリン酸二水素カルシウムの含有量との関係を、縦軸(y軸)を回帰直線の傾きの値、横軸(x軸)をリン酸二水素カルシウムの含有量(質量%)としたグラフにプロットし、線形近似を行い、第2回帰直線を得た。第2回帰直線の関係式は以下のとおりであった。
・第2回帰直線:y=0.0066x+0.0103(R=1)
Next, the relationship between the slope of each regression line obtained from Example 4 and Comparative Example 4 and the content of calcium dihydrogen phosphate in the flue gas treatment material is shown, and the vertical axis (y-axis) is the slope of the regression line. The values and the horizontal axis (x-axis) were plotted on a graph with the content of calcium dihydrogen phosphate (mass%), and a linear approximation was performed to obtain a second regression line. The relational expression of the second regression line was as follows.
Second regression line: y = 0.0066x + 0.0103 (R 2 = 1)

そして、排煙処理材におけるリン酸二水素カルシウムの含有量を第2回帰直線に代入して求められる傾きの値から、縦軸(y軸)を塩化水素ガスの出口濃度(体積ppm)、横軸(x軸)を試験時間(分)としたグラフにおける仮想的な線形式をそれぞれ得た。リン酸二水素カルシウムの含有量に基づく仮想的な線形式は以下のとおりであった。
・リン酸二水素カルシウム10質量%での仮想線形式:y=0.0763x
・リン酸二水素カルシウム20質量%での仮想線形式:y=0.1423x
・リン酸二水素カルシウム40質量%での仮想線形式:y=0.2743x
・リン酸二水素カルシウム50質量%での仮想線形式:y=0.3403x
・リン酸二水素カルシウム70質量%での仮想線形式:y=0.4723x
・リン酸二水素カルシウム80質量%での仮想線形式:y=0.5383x
排煙処理材におけるリン酸二水素カルシウムの含有量を30質量%としたときの仮想線形式は、実施例4の回帰直線(y=0.2075x)をそのまま用いた。
Then, from the value of the slope obtained by substituting the content of calcium dihydrogen phosphate in the smoke exhaust treatment material into the second regression line, the vertical axis (y-axis) is the outlet concentration (volume ppm) of hydrogen chloride gas, and the horizontal. Virtual line formats were obtained for each graph with the axis (x-axis) as the test time (minutes). The hypothetical linear form based on the content of calcium dihydrogen phosphate was as follows.
-Virtual line format with 10% by mass of calcium dihydrogen phosphate: y = 0.0763x
-Virtual line format with 20% by mass of calcium dihydrogen phosphate: y = 0.1423x
-Virtual line format with 40% by mass of calcium dihydrogen phosphate: y = 0.2743x
-Virtual line format with 50% by mass of calcium dihydrogen phosphate: y = 0.3403x
-Virtual line format with 70% by mass of calcium dihydrogen phosphate: y = 0.4723x
-Virtual line format with 80% by mass of calcium dihydrogen phosphate: y = 0.5383x
As the virtual line format when the content of calcium dihydrogen phosphate in the flue gas treatment material was 30% by mass, the regression line (y = 0.2075x) of Example 4 was used as it was.

最後に、上述の各仮想線形式において、試験時間を180分(x=180)としたときの、塩化水素ガスの出口濃度(体積ppm)の推定値(yの値)を算出した。この試験時間は、バグフィルタ等の集塵設備に蓄積した飛灰等を払い落として除去するための一般的な間隔に相当するものである。本評価における塩化水素ガスの評価基準値は60体積ppmとし、推定値が該基準値以下であれば、酸性ガス除去性能は良好となることが推測される。結果を以下の表3に示す。 Finally, in each of the above-mentioned virtual line formats, an estimated value (value of y) of the outlet concentration (volume ppm) of hydrogen chloride gas was calculated when the test time was 180 minutes (x = 180). This test time corresponds to a general interval for removing fly ash and the like accumulated in dust collecting equipment such as a bug filter. The evaluation reference value of hydrogen chloride gas in this evaluation is 60 volume ppm, and if the estimated value is equal to or less than the reference value, it is presumed that the acid gas removal performance is good. The results are shown in Table 3 below.

Figure 2021178283
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表3に示すように、排煙処理材におけるリン酸二水素カルシウムの含有量が50質量%未満であれば、長時間にわたって塩化水素ガス等の酸性ガスの中和処理が可能になると推測される。
As shown in Table 3, if the content of calcium dihydrogen phosphate in the flue gas treatment material is less than 50% by mass, it is presumed that acid gas such as hydrogen chloride gas can be neutralized for a long period of time. ..

Claims (8)

リン酸二水素カルシウムの粉末と、水酸化カルシウムの粉末とを含み、
前記リン酸二水素カルシウムのレーザー回折散乱式粒度分布測定法により測定した体積基準累積50%粒子径D50が180μm未満である、排煙処理材。
Contains calcium dihydrogen phosphate powder and calcium hydroxide powder,
A smoke exhaust treatment material having a volume-based cumulative 50% particle diameter D 50 of less than 180 μm measured by the laser diffraction / scattering type particle size distribution measurement method for calcium dihydrogen phosphate.
前記排煙処理材における前記リン酸二水素カルシウムの含有割合が、5質量%以上50質量%未満であり、
前記排煙処理材における前記水酸化カルシウムの含有割合が50質量%以上95質量%未満である、請求項1に記載の排煙処理材。
The content ratio of the calcium dihydrogen phosphate in the flue gas treatment material is 5% by mass or more and less than 50% by mass.
The smoke exhaust treatment material according to claim 1, wherein the content ratio of the calcium hydroxide in the smoke exhaust treatment material is 50% by mass or more and less than 95% by mass.
請求項1又は2に記載の排煙処理材と、酸性ガス及び重金属類を含む排煙とを接触させる、排煙の処理方法。 A method for treating flue gas, wherein the flue gas treatment material according to claim 1 or 2 is brought into contact with flue gas containing acid gas and heavy metals. 前記排煙処理材の粉末を前記排煙の流路内に吹き込むことによって、該排煙処理材と該排煙とを接触させる、請求項3に記載の排煙の処理方法。 The method for treating smoke exhaust according to claim 3, wherein the powder of the smoke exhaust treatment material is blown into the flow path of the smoke exhaust to bring the smoke exhaust treatment material into contact with the smoke exhaust. 前記排煙に接触させた排煙処理材に水を添加する、請求項3又は4に記載の排煙の処理方法。 The method for treating flue gas according to claim 3 or 4, wherein water is added to the flue gas treatment material brought into contact with the flue gas. 酸性ガス及び重金属類含有固体成分を含む排煙と、水酸化カルシウムの粉末とを接触させ、然る後に、前記固体成分と、リン酸二水素カルシウムとを接触させる工程を備え、
前記リン酸二水素カルシウムは、レーザー回折散乱式粒度分布測定法により測定した体積基準累積50%粒子径D50が180μm未満である、排煙の処理方法。
A step of contacting the flue gas containing an acid gas and a solid component containing heavy metals with a calcium hydroxide powder, and then bringing the solid component into contact with calcium dihydrogen phosphate is provided.
The calcium dihydrogen phosphate is a method for treating flue gas, wherein the volume-based cumulative 50% particle diameter D 50 measured by a laser diffraction / scattering type particle size distribution measurement method is less than 180 μm.
前記水酸化カルシウムの粉末を前記排煙の流路内に吹き込むことによって、該水酸化カルシウムと該排煙とを接触させる、請求項6に記載の排煙の処理方法。 The method for treating flue gas according to claim 6, wherein the calcium hydroxide powder is blown into the flue gas flow path to bring the calcium hydroxide into contact with the flue gas. 水の存在下で、前記固体成分と前記リン酸二水素カルシウムとを接触させる、請求項6又は7に記載の排煙の処理方法。

The method for treating flue gas according to claim 6 or 7, wherein the solid component is brought into contact with the calcium dihydrogen phosphate in the presence of water.

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