JP2602085B2 - ガス及び廃ガス浄化用の反応性水酸化カルシウム基浄化剤並びにガス及び廃ガスの浄化方法 - Google Patents
ガス及び廃ガス浄化用の反応性水酸化カルシウム基浄化剤並びにガス及び廃ガスの浄化方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は，ガス及び廃ガス浄化用の反応性水酸化カル
シウム基浄化剤並びにガス及び廃ザスを浄化方法に関す
る。
シウム基浄化剤並びにガス及び廃ザスを浄化方法に関す
る。
［技術的背景］ 廃ガス浄化技術には，多くの方法が使用されている。
湿式の廃ガスの浄化のほかにも乾式の廃ガス浄化が用い
られている。乾式の浄化法は，浄化しようとする廃ガス
流中に，粉末状の水酸化カルシウムを吹込む方法であ
り，その目的は，廃ガス流中に存在する酸性の汚染（有
害）物質例えば二酸化硫黄，塩化水素又は弗化を水素を
中和し，生成した中和塩を，適宜の分離装置例えば電気
集塵機又は布フィルターのところで分離することにあ
る。
湿式の廃ガスの浄化のほかにも乾式の廃ガス浄化が用い
られている。乾式の浄化法は，浄化しようとする廃ガス
流中に，粉末状の水酸化カルシウムを吹込む方法であ
り，その目的は，廃ガス流中に存在する酸性の汚染（有
害）物質例えば二酸化硫黄，塩化水素又は弗化を水素を
中和し，生成した中和塩を，適宜の分離装置例えば電気
集塵機又は布フィルターのところで分離することにあ
る。
乾式の廃ガスの浄化は，いろいろの異なった形態にお
いて実施される。基本的な使用分野は，石炭及びかつ炭
を用いる火力発電所，ごみ焼却装置，特殊ごみ焼却装置
並びに種々の装入物による燃焼装置の廃ガスの浄化であ
る。
いて実施される。基本的な使用分野は，石炭及びかつ炭
を用いる火力発電所，ごみ焼却装置，特殊ごみ焼却装置
並びに種々の装入物による燃焼装置の廃ガスの浄化であ
る。
乾式の廃ガス浄化によると，汚染物質を含有する廃ガ
スは，広汎に浄化される。しかしこの場合には，水酸化
カルシウムの消費量が非常に多くなるという欠点が付随
する。一般に化学量論的ファクタは,3.5〜６である。例
えば，廃棄物の焼却装置の場合には，必要な10〜12kgの
水酸化物の代りに,30kgよりも多くの量の水酸化カルシ
ウムが必要とされる。乾式の廃ガス浄化の効果が中程度
なのは，個々の水酸化カルシウムの粒子が完全には反応
しないためである。水酸化カルシウムの上には，反応生
成物の層が形成され，この層が分離しようとする酸性の
汚染物質が更に入りこむことを阻止する。
スは，広汎に浄化される。しかしこの場合には，水酸化
カルシウムの消費量が非常に多くなるという欠点が付随
する。一般に化学量論的ファクタは,3.5〜６である。例
えば，廃棄物の焼却装置の場合には，必要な10〜12kgの
水酸化物の代りに,30kgよりも多くの量の水酸化カルシ
ウムが必要とされる。乾式の廃ガス浄化の効果が中程度
なのは，個々の水酸化カルシウムの粒子が完全には反応
しないためである。水酸化カルシウムの上には，反応生
成物の層が形成され，この層が分離しようとする酸性の
汚染物質が更に入りこむことを阻止する。
水酸化カルシウムの大きな消費量を少くする試みは，
従来からなされている。その１つの方法は，沈澱した生
成物（未反応の水酸化カルシウムと反応生成物とから成
る）を，廃ガスの浄化の後に機械的に磨砕によって再処
理をすることに存する。磨砕は，外側の非反応性の層を
除去することを目的としている。別の方法は，反応生成
物を一時的に貯留し,1〜２日間貯留した後に再使用する
ことである。
従来からなされている。その１つの方法は，沈澱した生
成物（未反応の水酸化カルシウムと反応生成物とから成
る）を，廃ガスの浄化の後に機械的に磨砕によって再処
理をすることに存する。磨砕は，外側の非反応性の層を
除去することを目的としている。別の方法は，反応生成
物を一時的に貯留し,1〜２日間貯留した後に再使用する
ことである。
しかし，これらの全ての方法においては，水酸化カル
シウムの反応性の向上についての有効性が十分ではな
い。
シウムの反応性の向上についての有効性が十分ではな
い。
Ca（OH）２の反応性が高くなることは，酸性の汚染物
質の処理の除去率を達成するに必要なCa（OH）２の量が
減少することと理解される。化学量論的なファクタCa
（OH）2/（酸性汚染物質）の比が低いことは，反応性が
比較的高いことを意味する。
質の処理の除去率を達成するに必要なCa（OH）２の量が
減少することと理解される。化学量論的なファクタCa
（OH）2/（酸性汚染物質）の比が低いことは，反応性が
比較的高いことを意味する。
［目的］ 従って，廃ガスの酸性汚染物質に対して高反応性を示
す水酸化カルシウム化合物を製造することには，大きな
関心がもたれており，本発明はこの課題に応えることを
基本的目的とする。また廃ガスの酸性汚染物質以外の物
資を廃ガスから分離することにも関心がもたれている。
これらの物質は，特に，窒素酸化物と、揮発性の重金属
としての水銀である。この場合，これらの物質の分離を
別々の工程で行なわずに，酸性の汚染物の除去と一緒に
単一の工程で行なうようにすると有利である。
す水酸化カルシウム化合物を製造することには，大きな
関心がもたれており，本発明はこの課題に応えることを
基本的目的とする。また廃ガスの酸性汚染物質以外の物
資を廃ガスから分離することにも関心がもたれている。
これらの物質は，特に，窒素酸化物と、揮発性の重金属
としての水銀である。この場合，これらの物質の分離を
別々の工程で行なわずに，酸性の汚染物の除去と一緒に
単一の工程で行なうようにすると有利である。
また酸性の汚染物質の分離と同時に,CO及び／又は総
Ｃ量を減少させることも有利となろう。本発明は，さら
にこれらの第2,第３の課題にも応えることを目的とす
る。
Ｃ量を減少させることも有利となろう。本発明は，さら
にこれらの第2,第３の課題にも応えることを目的とす
る。
［発明による解決手段］ 請求の範囲第１項に示された基本的な発明思想は，消
化全及び／又は消化中において，消化に必要な水と共
に，水酸化カルシウムの反応性を高める物質，汚染物質
と結合する及び接触作用物質の１種以上を添加し，及び
／又は消化後において，水酸化カルシウムの反応性を高
める物質，汚染物質の結合する物質及び触媒作用物質の
１種以上を添加して成ること、及び前記工程のいずれか
において活性炭、かつ炭−平炉コークスの１種以上から
成る表面活性物質を微細分散状態で添加することに存す
る。即ち、特定の表面活性物質の微細分散含有によって
汚染物質との反応・補集性を一層高めることができる。
化全及び／又は消化中において，消化に必要な水と共
に，水酸化カルシウムの反応性を高める物質，汚染物質
と結合する及び接触作用物質の１種以上を添加し，及び
／又は消化後において，水酸化カルシウムの反応性を高
める物質，汚染物質の結合する物質及び触媒作用物質の
１種以上を添加して成ること、及び前記工程のいずれか
において活性炭、かつ炭−平炉コークスの１種以上から
成る表面活性物質を微細分散状態で添加することに存す
る。即ち、特定の表面活性物質の微細分散含有によって
汚染物質との反応・補集性を一層高めることができる。
［好適な実施態様及び作用・効果］ 本発明による方法の特に有利な実施態様によれば，生
石灰の消化に必要な水に，水酸化カルシウムの反応性を
高める物質及び／又は汚染物質と結合する物質が添加さ
れる。
石灰の消化に必要な水に，水酸化カルシウムの反応性を
高める物質及び／又は汚染物質と結合する物質が添加さ
れる。
このように添加された物質によって，水酸化カルシウ
ムの反応性が変えられる。
ムの反応性が変えられる。
またCa（OH）2,他の汚染物質を結合する物質のための
キャリヤとしても利用できる。
キャリヤとしても利用できる。
添加される物質としては，それ自身汚染物質に作用す
る化合物でも，水酸化カルシウムの内部組織，構造及び
表面を変更する物質でもよい。
る化合物でも，水酸化カルシウムの内部組織，構造及び
表面を変更する物質でもよい。
本発明による方法の有利な実施態様によれば，酸性の
汚染物質例えばHCl,HF,SO2,SO3,NO2,HCN,フェノール，
カルボン酸等との結合を助ける物質を添加する。
汚染物質例えばHCl,HF,SO2,SO3,NO2,HCN,フェノール，
カルボン酸等との結合を助ける物質を添加する。
これらの物質としては，特に強塩基性に作用すること
によって優先的に酸性汚染物質と反応する物質がある。
によって優先的に酸性汚染物質と反応する物質がある。
そのため，本発明の有利な実施態様によれば，反応性
を高くする物質として，炭酸水素アルカリ，アルカリ水
酸化物及び／又はアルカリ炭酸塩を添加する。この目的
のためには，水酸化ナトリウム，炭酸水素ナトリウム及
び又は炭酸ナトリウムが特に適している。
を高くする物質として，炭酸水素アルカリ，アルカリ水
酸化物及び／又はアルカリ炭酸塩を添加する。この目的
のためには，水酸化ナトリウム，炭酸水素ナトリウム及
び又は炭酸ナトリウムが特に適している。
これらの物質は，消化水に添加され，消化工程の間に
生成する水酸化カルシウム粒子中に入りこむ。その際
に，水酸化カルシウムとの追加の反応が起こりうる。例
えば炭酸水素ナトリウム，炭酸ナトリウムは，水酸化カ
ルシウムとそれぞれ反応して，水酸化ナトリウムを遊離
させつつ炭酸カルシウムを生成するであろう。従って、
これらの物質を使用する場合，非常に多くの種類の塩基
性物質の複雑な混合物が現出される。
生成する水酸化カルシウム粒子中に入りこむ。その際
に，水酸化カルシウムとの追加の反応が起こりうる。例
えば炭酸水素ナトリウム，炭酸ナトリウムは，水酸化カ
ルシウムとそれぞれ反応して，水酸化ナトリウムを遊離
させつつ炭酸カルシウムを生成するであろう。従って、
これらの物質を使用する場合，非常に多くの種類の塩基
性物質の複雑な混合物が現出される。
本発明による方法の別の実施態様によれば，水和物形
成化合物が反応性を高める物質として添加される。ここ
に水和物とは，付加錯化合物の形で水が付加している無
機塩を意味する。ここで，水和水の水の一部分又は全量
を昇温時に放出する水和物生成化合物が好ましくは使用
される。その場合脱水は，廃ガス流中で行うことができ
る。
成化合物が反応性を高める物質として添加される。ここ
に水和物とは，付加錯化合物の形で水が付加している無
機塩を意味する。ここで，水和水の水の一部分又は全量
を昇温時に放出する水和物生成化合物が好ましくは使用
される。その場合脱水は，廃ガス流中で行うことができ
る。
本発明による方法の有利な実施態様によれば，廃ガス
の浄化に作用する前に，水和物含有水酸化カルシウムを
熱処理に付し，水和物の水の全部又は一部を放出させ
る。これによりCa（OH）２の性状例えば表面を所望のよ
うに変更することができる。
の浄化に作用する前に，水和物含有水酸化カルシウムを
熱処理に付し，水和物の水の全部又は一部を放出させ
る。これによりCa（OH）２の性状例えば表面を所望のよ
うに変更することができる。
水酸化カルシウムの分子中に，水和物含有化合物が存
在すると，水酸化カルシウムの反応性がはっきりと向上
する。
在すると，水酸化カルシウムの反応性がはっきりと向上
する。
水和物形成化合物としては，特に，塩化カルシウム及
び塩化マグネシウムが添加される。
び塩化マグネシウムが添加される。
塩化カルシウムは，いろいろの水和段階に水を付加さ
せることで知られている。既知の水和物の１つは，塩化
カルシウムの六水塩である。このものは,260℃を超える
温度に加熱することによって，段階的に脱水して無水の
塩化物とすることができる。水を含まない塩化カルシウ
ム自身は，再び水を吸収しようとするので，廃ガスの浄
化において反応中も，水酸化カルシウムの内部に水が吸
収されることはなく，例えばSO2対する反応性は著しく
向上する。
せることで知られている。既知の水和物の１つは，塩化
カルシウムの六水塩である。このものは,260℃を超える
温度に加熱することによって，段階的に脱水して無水の
塩化物とすることができる。水を含まない塩化カルシウ
ム自身は，再び水を吸収しようとするので，廃ガスの浄
化において反応中も，水酸化カルシウムの内部に水が吸
収されることはなく，例えばSO2対する反応性は著しく
向上する。
水和物形成物質が消化水に添加される場合，水和物の
形成に必要な水を消化水に添加することが好ましい。
形成に必要な水を消化水に添加することが好ましい。
本発明による方法の別の実施例によれば,50〜450℃の
温度範囲においてそれ自身脱水可能な水酸化物を消化工
程の間に形成する化合物が添加される。
温度範囲においてそれ自身脱水可能な水酸化物を消化工
程の間に形成する化合物が添加される。
消化水に添加されるほとんど全ての金属塩は，消化工
程の際に水酸化物を形成する。しかし全部の水酸化物が
50〜450℃の温度範囲において脱水可能なわけではな
い。脱水可能な水酸化物は例えば重金属の水酸化物を生
成させる。
程の際に水酸化物を形成する。しかし全部の水酸化物が
50〜450℃の温度範囲において脱水可能なわけではな
い。脱水可能な水酸化物は例えば重金属の水酸化物を生
成させる。
本発明による方法の実施に当って，水酸化物含有水酸
化カルシウムが直接使用されるようにしてもよい。他方
では，廃ガスの浄化に使用する前に，全量又は一部の脱
水のために，水酸化物を含有する水酸化カルシウムを熱
処理にかけてもよい。
化カルシウムが直接使用されるようにしてもよい。他方
では，廃ガスの浄化に使用する前に，全量又は一部の脱
水のために，水酸化物を含有する水酸化カルシウムを熱
処理にかけてもよい。
完全な，又は部分的な脱水によって，水酸化カルシウ
ムの活性の表面は，はっきりと増大し，それによって反
応性が向上する。
ムの活性の表面は，はっきりと増大し，それによって反
応性が向上する。
最高で450℃の温度で脱水が行なわれる水酸化物が好
ましくは使用される。水酸化カルシウムの脱水は450℃
から生ずる。
ましくは使用される。水酸化カルシウムの脱水は450℃
から生ずる。
本発明によれば，水酸化物を形成する化合物として水
溶性の鉄（II）−及び／又は鉄（III）−塩が，特に塩
化物として使用される。鉄（II）−及び鉄（III）塩
は，アルカリ性の領域において，水酸化鉄を生成させ
る。これらの水酸化鉄は，それ自身段階的に脱水可能で
ある。その場合脱水は，廃ガスの浄化中に廃ガス流中に
おいて行なうことができる。この水の分離を，廃ガスの
浄化のための使用の前に，完全にか又は部分的に行なう
ようにしてもよい。このようにして，乾燥粉末の形では
あるが，所望の含水性かつ水放出性を有する水酸化カル
シウムが製造できる。
溶性の鉄（II）−及び／又は鉄（III）−塩が，特に塩
化物として使用される。鉄（II）−及び鉄（III）塩
は，アルカリ性の領域において，水酸化鉄を生成させ
る。これらの水酸化鉄は，それ自身段階的に脱水可能で
ある。その場合脱水は，廃ガスの浄化中に廃ガス流中に
おいて行なうことができる。この水の分離を，廃ガスの
浄化のための使用の前に，完全にか又は部分的に行なう
ようにしてもよい。このようにして，乾燥粉末の形では
あるが，所望の含水性かつ水放出性を有する水酸化カル
シウムが製造できる。
鉄含有の水酸化カルシウムは，窒素酸化物の除去に，
また酸性有害物質との同時除去のために，用いられるこ
とが好ましい。
また酸性有害物質との同時除去のために，用いられるこ
とが好ましい。
水酸化物を含有する水酸化カルシウムの粉末も，水和
物を含有する水酸化カルシウムの粉末も，非接着性で搬
送し易くガス流中に容易に取入れることの可能な粉末で
ある。
物を含有する水酸化カルシウムの粉末も，非接着性で搬
送し易くガス流中に容易に取入れることの可能な粉末で
ある。
廃ガスの浄化の別の問題は，酸性の汚染物質のほかに
重金属特に水銀も廃ガス流中に存在していることであ
る。水銀の分離のためには，いろいろの方法が使用され
る。乾式の廃ガス浄化自身おいて，所定の限界値が確実
が保たれるように，水銀の分離を高めることは，従来は
可能ではなかった。廃ガスの水銀含量を低減させる従来
の方法は，水酸化カルシウムへの水銀の結合がなされる
程度に，水の添加によって，廃ガスの温度を低下させる
ことに存する。
重金属特に水銀も廃ガス流中に存在していることであ
る。水銀の分離のためには，いろいろの方法が使用され
る。乾式の廃ガス浄化自身おいて，所定の限界値が確実
が保たれるように，水銀の分離を高めることは，従来は
可能ではなかった。廃ガスの水銀含量を低減させる従来
の方法は，水酸化カルシウムへの水銀の結合がなされる
程度に，水の添加によって，廃ガスの温度を低下させる
ことに存する。
しかしこの方法にも，前記の方法と同様に，或る顕か
な量の水銀が廃ガス中に残留し，その際に，制御されな
い水の添加によって，後段の分離装置中にじょう乱が起
こりうるという欠陥があった。
な量の水銀が廃ガス中に残留し，その際に，制御されな
い水の添加によって，後段の分離装置中にじょう乱が起
こりうるという欠陥があった。
本発明によれば，生石灰の消化のために必要な消化水
には，水銀を結合する物質特に硫化水素，硫化水素ナト
リウム及び／又はトリメルカプト−ｓ−トリアジン（TM
T）等が添加される。TMTは，ナトリウム塩として有利に
使用される。
には，水銀を結合する物質特に硫化水素，硫化水素ナト
リウム及び／又はトリメルカプト−ｓ−トリアジン（TM
T）等が添加される。TMTは，ナトリウム塩として有利に
使用される。
水酸化カルシウムと水銀結合性物質との組合せによっ
て，特徴的な臭気をもった物質である硫化水銀と硫化水
銀ナトリウムとを，無臭の硫化カルシウムの形で使用さ
れると共に，酸性汚染物質の中和を水銀の結合と共通に
行なうことが可能となる。これにより余分な廃ガス浄化
工程がさけられる。
て，特徴的な臭気をもった物質である硫化水銀と硫化水
銀ナトリウムとを，無臭の硫化カルシウムの形で使用さ
れると共に，酸性汚染物質の中和を水銀の結合と共通に
行なうことが可能となる。これにより余分な廃ガス浄化
工程がさけられる。
水酸化カルシウム中に鉄化合物を存在させたことによ
って，窒素酸化物を，より高度の窒素酸化物となるよう
に酸化させると共に，その際に水酸化カルシウムと結合
させることができる。従って，本発明の方法を使用する
ことによって，多くの汚染物質を廃ガス流から除去でき
る。本発明による方法の有利な実施態様によれば，或る
物質群だけでなく，種々の分離すべき汚染物質のための
完全な組合せを，消化水に添加する。本発明に従って特
に有利に使用すべき組合せは，炭酸水素ナトリウム，鉄
（III）−塩化物及びトリメルカプト−ｓ−トリアジン
（TMT）である。この種の組合せを使用すると，酸性の
汚染物質だけでなく，窒素酸化物及び易揮発性の重金属
特に水銀も分離できる。
って，窒素酸化物を，より高度の窒素酸化物となるよう
に酸化させると共に，その際に水酸化カルシウムと結合
させることができる。従って，本発明の方法を使用する
ことによって，多くの汚染物質を廃ガス流から除去でき
る。本発明による方法の有利な実施態様によれば，或る
物質群だけでなく，種々の分離すべき汚染物質のための
完全な組合せを，消化水に添加する。本発明に従って特
に有利に使用すべき組合せは，炭酸水素ナトリウム，鉄
（III）−塩化物及びトリメルカプト−ｓ−トリアジン
（TMT）である。この種の組合せを使用すると，酸性の
汚染物質だけでなく，窒素酸化物及び易揮発性の重金属
特に水銀も分離できる。
従って，本発明の一実施態様によれば，酸結合性物質
及び窒素結合性物質だけでなく，重金属結合性物質も一
緒に，消化水に添加し，このようにして変性された水酸
化カルシウムを調製する。
及び窒素結合性物質だけでなく，重金属結合性物質も一
緒に，消化水に添加し，このようにして変性された水酸
化カルシウムを調製する。
従って，本発明の方法によれば，酸化剤，還元剤，中
和剤及び／又は重金属含有物質を含む水酸化カルシウム
も調製できる。従って例えば消化水に，塩化錫又は塩化
亜鉛を添加し，このものを次に水酸化カルシウムに組込
むことが可能となる。金属塩は，例えば水素によって，
亜鉛又は錫に還元できる。この水酸化カルシウム上にお
いて微細に分散された金属は，次に，廃ガス流から水銀
を吸着するために特に使用される。
和剤及び／又は重金属含有物質を含む水酸化カルシウム
も調製できる。従って例えば消化水に，塩化錫又は塩化
亜鉛を添加し，このものを次に水酸化カルシウムに組込
むことが可能となる。金属塩は，例えば水素によって，
亜鉛又は錫に還元できる。この水酸化カルシウム上にお
いて微細に分散された金属は，次に，廃ガス流から水銀
を吸着するために特に使用される。
酸化剤又は還元剤としては重金属が有利に使用され
る。この重金属は、いろいろの酸化段階において存在す
る。バナジウム，タングステン，マンガン，チタン，
銅，及びクロムである。
る。この重金属は、いろいろの酸化段階において存在す
る。バナジウム，タングステン，マンガン，チタン，
銅，及びクロムである。
これらの重金属は，水溶性の塩の形で消化水に添加さ
れ，水酸化カルシウム中に受入れられた後に，還元又は
酸化にかけることができる。
れ，水酸化カルシウム中に受入れられた後に，還元又は
酸化にかけることができる。
重金属を含有する水酸化カルシウムは，慣用される廃
ガスの脱酸のほかに，広範な廃ガス浄化のためにも使用
できる。例えば一酸化炭素は二酸化炭素に酸化できる。
廃ガス中に存在する炭化水素も酸化できるため，廃ガス
中の総Ｃ量を低減できる。
ガスの脱酸のほかに，広範な廃ガス浄化のためにも使用
できる。例えば一酸化炭素は二酸化炭素に酸化できる。
廃ガス中に存在する炭化水素も酸化できるため，廃ガス
中の総Ｃ量を低減できる。
表面活性物質には，前記の物質即ち活性炭，かつ炭−
平炉コークスの１種以上がありこれらを，微細に分散さ
れた形で使用する。これらの表面活性物質の作用は，廃
ガス流から，有機物質，塩素化炭化水素例えばダイオキ
シン，ヘキサクロロベンゾール，ペンタクロロフェノー
ル等，並びにポリ縮合芳香族炭化水素例えばベンゾ
（ａ）ピレン，ジベンズ（a,h）アントラセン等の残留
分を分離することに関係している。これらの物質は，ガ
ス及び廃ガス流中に，一般には非常に低い濃度において
存在している。これらの物質が，慣用される分離装置，
例えば洗浄器，静電式分離装置又は布フィルターに沈着
すると，問題が生ずる。表面活性物質を更に含有する水
酸化カルシウムを使用すると，これらの痕瘍跡物質は，
表面活性物質と結合するため，廃ガス流から除去され
る。
平炉コークスの１種以上がありこれらを，微細に分散さ
れた形で使用する。これらの表面活性物質の作用は，廃
ガス流から，有機物質，塩素化炭化水素例えばダイオキ
シン，ヘキサクロロベンゾール，ペンタクロロフェノー
ル等，並びにポリ縮合芳香族炭化水素例えばベンゾ
（ａ）ピレン，ジベンズ（a,h）アントラセン等の残留
分を分離することに関係している。これらの物質は，ガ
ス及び廃ガス流中に，一般には非常に低い濃度において
存在している。これらの物質が，慣用される分離装置，
例えば洗浄器，静電式分離装置又は布フィルターに沈着
すると，問題が生ずる。表面活性物質を更に含有する水
酸化カルシウムを使用すると，これらの痕瘍跡物質は，
表面活性物質と結合するため，廃ガス流から除去され
る。
環境に対して有害に物質の分離の別の問題は，重金属
である。これらの重金属の例としては,20〜200℃の温度
範囲において既に非常に揮発性となる，水銀，砒素，ア
ンチモン及びタリウムがある。従来の技術によれば，こ
れらの重金属を廃ガスから分離する場合，水の凝縮が生
ずる程度に廃ガス流を強く冷却する。この冷却には，専
用の装置と共に，エネルギーも必要とされる。
である。これらの重金属の例としては,20〜200℃の温度
範囲において既に非常に揮発性となる，水銀，砒素，ア
ンチモン及びタリウムがある。従来の技術によれば，こ
れらの重金属を廃ガスから分離する場合，水の凝縮が生
ずる程度に廃ガス流を強く冷却する。この冷却には，専
用の装置と共に，エネルギーも必要とされる。
表面活性物質によって，易揮発性の重金属は,100〜20
0℃の温度においても結合・分離される。
0℃の温度においても結合・分離される。
本発明による方法の好ましい実施態様によれば，表面
活性物質として，活性炭，かつ炭−平炉コークス等（さ
らに任意成分として，活性化された酸化アルミニウム、
ケイ酸ゲル等を）を微細に分散された状態で生石灰の消
化水に添加する。
活性物質として，活性炭，かつ炭−平炉コークス等（さ
らに任意成分として，活性化された酸化アルミニウム、
ケイ酸ゲル等を）を微細に分散された状態で生石灰の消
化水に添加する。
この表面活性物質は，本発明による方法を実施する上
に，特に適している。活性炭は，有機物質及び水銀の結
合に特に適している。ケイ酸ゲル及び酸化アルミニウム
は，極性物質例えば酸化された有機化合物及び無機有害
物質例えば塩化水素及び二酸化硫黄に特に適している。
に，特に適している。活性炭は，有機物質及び水銀の結
合に特に適している。ケイ酸ゲル及び酸化アルミニウム
は，極性物質例えば酸化された有機化合物及び無機有害
物質例えば塩化水素及び二酸化硫黄に特に適している。
本発明による方法の実施に当って，生石灰のための消
化工程にかける前の表面活性物質に，触媒物質又は汚染
物質結合性物質で処理するようにしてもよい。この実施
に際して，触媒作用物質又は汚染物質結合剤を消化水中
に存在させ，表面活性物質を消化水に添加するようにし
てもよい。何時間か放置すると，表面活性物質は，消化
水の内容物質を吸着する。消化工程の終了後に，水酸化
カルシウムと表面活性物質とは，微細に分散され，最も
良く混合された状態になっている。
化工程にかける前の表面活性物質に，触媒物質又は汚染
物質結合性物質で処理するようにしてもよい。この実施
に際して，触媒作用物質又は汚染物質結合剤を消化水中
に存在させ，表面活性物質を消化水に添加するようにし
てもよい。何時間か放置すると，表面活性物質は，消化
水の内容物質を吸着する。消化工程の終了後に，水酸化
カルシウムと表面活性物質とは，微細に分散され，最も
良く混合された状態になっている。
本発明の発明思想は，有利には，消化前に表面活性物
質に，水銀を結合する物質例えば硫化ナトリウム，メリ
カプタン又はトリメルカプト−ｓ−トリアジン及び／又
はバナジウム，タングステン，モリブデン，マンガン，
鉄，ニッケル，コバルト，クロム及び／又はチタンの各
化合物で処理することによって実現される。廃ガスの浄
化のためには，触媒作用物質又は水銀結合性物質は，大
きな表面積をもって存在し，その効力を特に発現させる
ことができる。
質に，水銀を結合する物質例えば硫化ナトリウム，メリ
カプタン又はトリメルカプト−ｓ−トリアジン及び／又
はバナジウム，タングステン，モリブデン，マンガン，
鉄，ニッケル，コバルト，クロム及び／又はチタンの各
化合物で処理することによって実現される。廃ガスの浄
化のためには，触媒作用物質又は水銀結合性物質は，大
きな表面積をもって存在し，その効力を特に発現させる
ことができる。
本発明によれば別の有利な実施態様によれば，ガス及
び廃ガスの浄化のために反応性の水酸化カルシウムを調
製するために，表面活性物質例えば活性炭，かつ炭−平
炉コークス（さらに任意成分として酸化アルミニウム、
ケイ酸ゲルその他）を，生石灰に混合し，その後に始め
て，消化工程を実施する。
び廃ガスの浄化のために反応性の水酸化カルシウムを調
製するために，表面活性物質例えば活性炭，かつ炭−平
炉コークス（さらに任意成分として酸化アルミニウム、
ケイ酸ゲルその他）を，生石灰に混合し，その後に始め
て，消化工程を実施する。
この混合は，混合装置又はミルにおいて行なうことが
できる。
できる。
本発明の更に別の実施態様によれば，酸性作用ガス例
えば塩化水素，弗化水素，二酸化硫黄，青酸等の酸とし
て作用する汚染（有害）物質，窒素酸化物，炭化水素，
塩素化炭化水素，有機化合物及び揮発性重金属例えば水
銀，砒素，アンチモン，カドミウム及びタリウム等の揮
発性重金属が除かれるようにガス及び廃ガスを浄化する
方法において，ガス又は廃ガス流に，表面活性物質，例
えば活性炭，かつ炭−平炉コークス，（ケイ酸ゲル及び
／又は活性の酸化アルミニウム）を含有する微細な粉末
状の水酸化カルシウムを，ガス又は廃ガス流に添加し，
汚染物資を吸着した水酸化物を粉塵分離装置において再
び分離する浄化方法が提供される。
えば塩化水素，弗化水素，二酸化硫黄，青酸等の酸とし
て作用する汚染（有害）物質，窒素酸化物，炭化水素，
塩素化炭化水素，有機化合物及び揮発性重金属例えば水
銀，砒素，アンチモン，カドミウム及びタリウム等の揮
発性重金属が除かれるようにガス及び廃ガスを浄化する
方法において，ガス又は廃ガス流に，表面活性物質，例
えば活性炭，かつ炭−平炉コークス，（ケイ酸ゲル及び
／又は活性の酸化アルミニウム）を含有する微細な粉末
状の水酸化カルシウムを，ガス又は廃ガス流に添加し，
汚染物資を吸着した水酸化物を粉塵分離装置において再
び分離する浄化方法が提供される。
ここで，ガスの浄化工程は,20〜1000℃の広い温度範
囲において実施できる。400℃を超える温度では，表面
活性物質として，活性化された酸化アルミニウム又はゲ
イ酸ゲルを用いることが適切である。比較的低温の場合
には，前記の全ての表面活性物質が適切である。
囲において実施できる。400℃を超える温度では，表面
活性物質として，活性化された酸化アルミニウム又はゲ
イ酸ゲルを用いることが適切である。比較的低温の場合
には，前記の全ての表面活性物質が適切である。
前記のようにして作製される,Ca（OH）２から成る定
置層又は移動層に，浄化しようとするガス又は廃ガスを
導くことも可能であり，有利となる。
置層又は移動層に，浄化しようとするガス又は廃ガスを
導くことも可能であり，有利となる。
定置層には，粒状のCa（OH）２が挙げられる。粒状材
料上に,Ca（OH）２配設して浄化に使用することももち
ろん可能である。
料上に,Ca（OH）２配設して浄化に使用することももち
ろん可能である。
使用する物質の量については，これは，分離しようと
する汚染物質の量と，当該物質の水への溶解度に従って
定められる。それぞれの添加される物質の上限は，水へ
のその溶解度に従って定められる。
する汚染物質の量と，当該物質の水への溶解度に従って
定められる。それぞれの添加される物質の上限は，水へ
のその溶解度に従って定められる。
本発明の方法に従って調製される水酸化カルシウムを
用いると,Ca（OH）２の反応性を著しく高めること，即
ち，酸性汚染物質を分離するためのCa（OH）２消費量を
相当に低減させることができる。それと同時に，なおも
揮発性の重金属例えば水銀，カドミウムその他が，廃ガ
ス粒から分離される。別の大きな利点は，酸性の汚染物
質及び窒素酸化物が同時に分離され，即ち，その濃度が
減少することであり，この分離には，これと同時に重金
属の物理がされることもできる。
用いると,Ca（OH）２の反応性を著しく高めること，即
ち，酸性汚染物質を分離するためのCa（OH）２消費量を
相当に低減させることができる。それと同時に，なおも
揮発性の重金属例えば水銀，カドミウムその他が，廃ガ
ス粒から分離される。別の大きな利点は，酸性の汚染物
質及び窒素酸化物が同時に分離され，即ち，その濃度が
減少することであり，この分離には，これと同時に重金
属の物理がされることもできる。
また，消化水への添加物によって，表面性質，流動
性，廃ガス中の分布能力その他のような物理適性質を変
更したり，適宜調整したりすることができる。
性，廃ガス中の分布能力その他のような物理適性質を変
更したり，適宜調整したりすることができる。
アニオンとして塩化物と共に塩を使用すると，消化過
程が著しく加速される。これにより，場合によっては水
及びそれに含まれる物質との生石灰の混合が保証され難
くなることがある。その場合，ガス及び廃ガスの浄化の
ために変性水酸化カルシウムを使用すると，分離効率の
大きな変動を生ずるおそれがある。
程が著しく加速される。これにより，場合によっては水
及びそれに含まれる物質との生石灰の混合が保証され難
くなることがある。その場合，ガス及び廃ガスの浄化の
ために変性水酸化カルシウムを使用すると，分離効率の
大きな変動を生ずるおそれがある。
他方は，アニオンとしての水酸化物及び硫酸塩と共に
塩を添加すると，消化工程が抑制されることがある。消
化工程が抑制されると，消化装置の性能が劣化し，即
ち，単位時間内に調製される水酸化カルシウムの量が減
少する。また，消化工程が大きく遅延すると，消化温度
が低くなるため，ガス及び廃ガスの浄化について十分に
活性でない生成物が生成する。
塩を添加すると，消化工程が抑制されることがある。消
化工程が抑制されると，消化装置の性能が劣化し，即
ち，単位時間内に調製される水酸化カルシウムの量が減
少する。また，消化工程が大きく遅延すると，消化温度
が低くなるため，ガス及び廃ガスの浄化について十分に
活性でない生成物が生成する。
従って，本発明の対象に更に別の構成として，消化速
度を高くする塩又は物資の使用に当り，消化速度を遅ら
せる塩又は物質を添加することが，本発明に従って提案
される。
度を高くする塩又は物資の使用に当り，消化速度を遅ら
せる塩又は物質を添加することが，本発明に従って提案
される。
硫酸塩の抑制作用が例えば塩化物の添加によって再び
除かれることが見出された。ここで，混合比を抑制した
り加速したりする塩は，所望による消化時間が生ずるよ
うに，広い範囲内において変化させ，そのように設定す
ることができる。
除かれることが見出された。ここで，混合比を抑制した
り加速したりする塩は，所望による消化時間が生ずるよ
うに，広い範囲内において変化させ，そのように設定す
ることができる。
本発明の更に別の有利な実施態様によれば，消化工程
を促進するアニオンとして，塩化物，亜硝酸塩及び／又
は硝酸塩を使用する場合に，消化工程を抑制するアニオ
ンとして，硫酸塩，炭酸水素塩，リン酸塩及び／又は水
酸化物と共に金属塩を添加する。
を促進するアニオンとして，塩化物，亜硝酸塩及び／又
は硝酸塩を使用する場合に，消化工程を抑制するアニオ
ンとして，硫酸塩，炭酸水素塩，リン酸塩及び／又は水
酸化物と共に金属塩を添加する。
一例として塩化カルシウムは，消化過程を著しく加速
する。消化反応の急激な推移は，鉄の硫酸塩との組合せ
によって抑制し，選択的に消化時間を設定することがで
きる。加速性のある塩の選択並びに抑制性のある塩の選
択は，消化水中の溶解に際して沈澱反応が生起しないよ
うに行なうべきである。
する。消化反応の急激な推移は，鉄の硫酸塩との組合せ
によって抑制し，選択的に消化時間を設定することがで
きる。加速性のある塩の選択並びに抑制性のある塩の選
択は，消化水中の溶解に際して沈澱反応が生起しないよ
うに行なうべきである。
消化工程を抑制する塩として，硫酸鉄及び／又は硫酸
アルミニウムと共に，アルカリ，マグネシウム，カルシ
ウム，アルミニウム及び鉄の各塩化物を使用することが
有利なことも明らかになっている。
アルミニウムと共に，アルカリ，マグネシウム，カルシ
ウム，アルミニウム及び鉄の各塩化物を使用することが
有利なことも明らかになっている。
消化速度を高くしたり抑制したりする塩を重量比で1:
5ないし5:1の割合で使用すると，本発明による方法が特
に有利に適用される。
5ないし5:1の割合で使用すると，本発明による方法が特
に有利に適用される。
本発明に従って調製された，変性Ca（OH）２化合物
は，汚染物質の結合のためだけでなく，酸化及び還元過
程のための触媒としても使用される。
は，汚染物質の結合のためだけでなく，酸化及び還元過
程のための触媒としても使用される。
［実施例］ 実施例１ CAO25gを水13.5gによって消化した。白色の微細に粉
末が得られた。
末が得られた。
ガラス製反応器中において，この粉末253mgに,170℃
において，次の組成 窒素 80 容積％ 酸素 20 〃 水分 262 mg/ HCl含量 22.1 〃 を有する廃ガス11.9を導いた。
において，次の組成 窒素 80 容積％ 酸素 20 〃 水分 262 mg/ HCl含量 22.1 〃 を有する廃ガス11.9を導いた。
添加したHClの21.1％がCa（OH）２によって吸収され
た。
た。
実施例２ CaCl21.4gを添加した水16.56gによってCAO28gを消化
した。
した。
微細な粉末が得られた。
ガラス製の反応器において，純Ca（OH）2253mgに相当
する前記粉末274mgに,167℃において，次の組成 窒素 80 容積％ 酸素 20 〃 水分 235 mg/ HCl含量 19.8 〃 の廃ガス12.75を導いた。
する前記粉末274mgに,167℃において，次の組成 窒素 80 容積％ 酸素 20 〃 水分 235 mg/ HCl含量 19.8 〃 の廃ガス12.75を導いた。
添加したHClの23.7％がCa（OH）２によって吸収され
た。これは,HClの分離が実施例１に比べて約12.3％改善
されることを意味する。
た。これは,HClの分離が実施例１に比べて約12.3％改善
されることを意味する。
実施例３ FeCl3×6H2O2.3gを添加した水15.2gによって,CaO28g
を消化した。
を消化した。
淡紅色の微細な粉末が得られた。
ガラス製の反応器において,Ca（OH）2253mgに対応す
る前記粉末277mgに,166℃において，次の組成 窒素 80 容積％ 酸素 20 〃 水分 250 mg/ HCl含量 21 〃 の組成の廃ガス12を導いた。
る前記粉末277mgに,166℃において，次の組成 窒素 80 容積％ 酸素 20 〃 水分 250 mg/ HCl含量 21 〃 の組成の廃ガス12を導いた。
添加したHClの28.1％がCa（OH）２によって吸収され
た。これは，実施例１に比べてHClの分離効率が約33％
改善されることを意味する。
た。これは，実施例１に比べてHClの分離効率が約33％
改善されることを意味する。
実施例４ 活性化表面が700m2/gの活性炭1.4gを懸濁させた水15.
2gによって，消石灰28gを消化した。流動性のすぐれた
灰色の粉末が得られた。
2gによって，消石灰28gを消化した。流動性のすぐれた
灰色の粉末が得られた。
この粉末の定置層252mg上に，次の特性 水分 0.26 g/ HCl含量 22.5 mg/ HgCl2含量 1.29μg/ を有するガスを,149℃の温度において導いた。
全量で11.2を，変性されたCa（OH）２上に導いた。
全量で14.4μｇのHgCl2のうち76.5％が，活性炭に吸
収された。
収された。
実施例５ 約１か月貯蔵したとき生石灰28gを水15.2gと反応させ
た。40秒の反応後に温度を測定したところ,90℃であっ
た。
た。40秒の反応後に温度を測定したところ,90℃であっ
た。
鉄（III）−硫酸塩×7H2O1.4gを消化水に添加した。9
0℃の温度に到達したのは,120秒が経過した後であっ
た。他方では，鉄（III）−塩化物×6H2O2.3gを消化水
に添加したところ，ほぼ自発的反応が生起した。５秒後
に既に90℃の温度に到達した。次に，鉄（III）−塩化
物×6H2O0.4gと鉄（III）−硫酸塩×7H2O0.2gとを消化
水に添加したところ,90℃の温度に到達するまでの時間
は，約50秒であった。
0℃の温度に到達したのは,120秒が経過した後であっ
た。他方では，鉄（III）−塩化物×6H2O2.3gを消化水
に添加したところ，ほぼ自発的反応が生起した。５秒後
に既に90℃の温度に到達した。次に，鉄（III）−塩化
物×6H2O0.4gと鉄（III）−硫酸塩×7H2O0.2gとを消化
水に添加したところ,90℃の温度に到達するまでの時間
は，約50秒であった。
この例は，消化水中の金属塩の抑制作用と加速作用と
が対応した組合せによって制御されうることを示してい
る。
が対応した組合せによって制御されうることを示してい
る。
実施例６ 新しく調製された生石灰28gを水18gによって消化し
た。
た。
90℃ｎの温度に到達するまでの時間は13秒である。消
化水に，硫酸アルミニウム×18H2O0.4gを添加すると,90
℃の温度に到達するまでの必要な時間は18秒である。前
記の量の硫酸アルミニウムに更に鉄（III）−塩化物×6
H2O0.2gを添加すると，消化時間は,50％以上短縮するこ
とができる。この場合,90℃に到達するまでに必要な時
間は，わずか11秒である。
化水に，硫酸アルミニウム×18H2O0.4gを添加すると,90
℃の温度に到達するまでの必要な時間は18秒である。前
記の量の硫酸アルミニウムに更に鉄（III）−塩化物×6
H2O0.2gを添加すると，消化時間は,50％以上短縮するこ
とができる。この場合,90℃に到達するまでに必要な時
間は，わずか11秒である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｄ 53/68 Ｂ０１Ｄ 53/34 １２９Ｚ 53/81 １３４Ａ Ｃ０１Ｆ 11/02 １３６Ａ Ｃ０４Ｂ 2/06 (56)参考文献 特開 昭62−171919（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−120884（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−293531（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−210831（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−28265（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−144679（ＪＰ，Ａ)
Claims (17)
- 【請求項１】ガス及び廃ガス浄化用の反応性水酸化カル
シウムの基浄化剤において、消化前及び／又は消化中に
おいて、消化に必要な水と共に、水酸化カルシウムの反
応性を高める物質、汚染物質と結合する物質及び触媒作
用物質の１種以上を添加し、及び／又は消化後におい
て、水酸化カルシウムの反応性を高める物質、汚染物質
と結合する物質及び触媒作用物質の１種以上を添加する
こと、及び 前記工程のいずれかにおいて活性炭、かつ炭−平炉コー
クスの１種以上から成る表面活性物質を微細分散状態で
添加すること により製造されたことを特徴とする反応性水酸化カルシ
ウム基浄化剤。 - 【請求項２】酸性汚染物質と結合するために、反応性を
高める物質として、水酸化ナトリウム等の水酸化アルカ
リ、炭酸水素ナトリウム等の炭酸水素アルカリ及び／又
は炭酸ナトリウム等の炭酸アルカリを添加したことを特
徴とする請求項１記載の浄化剤。 - 【請求項３】高温下に水和物の水の一部又は全量を高温
下に放出する、塩化カルシウム及び／又は塩化マグネシ
ウム等の水和物形成性化合を、水酸化カルシウムの反応
性を高める物質として添加し、水和物を含有するCa（O
H）２は、廃ガスの浄化に使用する前に、水和物の水の
全量又は一部を放出させるための熱処理に必要に応じて
付したことを特徴とする請求項１又は２記載の浄化剤。 - 【請求項４】それ自身50〜450℃の温度範囲において脱
水可能な水酸化物を消化過程の間に生成させる、水溶性
鉄（II）−及び／又は（III）−塩及び／又はアルミニ
ウム塩等の化合物を、添加し、脱水は、全体とちせか又
は部分的に、廃ガス浄化のために使用する前に熱処理し
て行なったことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
記載の浄化剤。 - 【請求項５】廃ガスから水銀を分離するために、硫化水
素、硫化水素ナトリウム、硫化ナトリウム、トリメルカ
プト−ｓ−トリアジン等の水銀と結合する物質を添加し
たことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の浄
化剤。 - 【請求項６】酸化剤、還元剤、触媒、中和作用物質及び
重金属結合性物質の１種以上を添加したことを特徴とす
る請求項１〜５のいずれかに記載の浄化剤。 - 【請求項７】還元作用及び／又は酸化作用をする、亜
鉛、錫、鉄、クロム、モリブデン、タングステン、バナ
ジウム、マンガン、ニッケル及び／又はコバルト等の重
金属を消化水に添加し、金属含有水酸化カルシウムに、
必要に応じて、酸化又は還元処理を施したことを特徴と
する請求項１〜６のいずれかに記載の浄化剤。 - 【請求項８】ガス又は廃ガスからの酸性汚染物質、重金
属、窒素酸化物、一酸化炭素及び有機物質の１種以上の
分離のため、請求項１〜７のいずれかに記載の浄化剤を
使用することを特徴とするガス浄化方法。 - 【請求項９】バナジウム、タングステン、クロム、モリ
ブデン、マンガン、鉄、ニッケル、コバルト及びチタン
の各化合物から選択される１種以上の触媒作用物質及び
／又は硫化ナトリウム、メルカプタン又はトリメルカプ
ト−ｓ−トリアジンから選択される１種以上の汚染物質
結合性物質を水銀との結合のために前記表面活性物質に
施したことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載
の浄化剤。 - 【請求項１０】前記表面活性物質を生石灰に添加した後
に消化工程を実施したことを特徴とする請求項１〜７、
９のいずれかに記載の浄化剤。 - 【請求項１１】前記表面活性物質を水酸化カルシウムに
添加し、微細分散させたことを特徴とする請求項１〜
７、９いずれに記載の浄化剤。 - 【請求項１２】塩化水素、弗化水素、二酸化硫黄、青酸
等の酸性作用ガス、窒素酸化物、炭化水素、塩素化炭化
水素、有機化合物及び、水銀、砒素、アンチモン、カド
ミウム及びタリウム等の発揮性金属が除かれるようにガ
ス及び廃ガスを浄化する方法において、請求項１〜７及
び９〜11のいずれかに記載された浄化剤を、ガス又は廃
ガスに添加し、20℃〜1200℃の温度範囲において、浄化
を実施し、固形物の分離を粉塵分離装置において行うこ
とを特徴とする浄化方法。 - 【請求項１３】前記浄化剤の定量層又は移動層を経て、
浄化すべきガス又は廃ガスを導くことを特徴とする請求
項12に記載の浄化方法。 - 【請求項１４】消化速度を高くする塩又は物質を使用す
る際に、消化速度をおそくする別と塩又は物質を添加す
ることを特徴とする請求項１〜３にずれかに一に記載の
浄化方法。 - 【請求項１５】消化工程を加速するアニオンとして塩化
物、亜硝酸塩及び／又は硫酸塩と共に金属塩を使用する
際に、金属塩を、硫酸塩、炭酸水素塩、リン酸塩及び／
又は水素化物と共に、消化工程をおくらせるアニオンと
して添加することを特徴とする請求項14記載の浄化方
法。 - 【請求項１６】消化過程を加速する塩として、アルカ
リ、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム及び鉄の
塩化物及び／又は硝酸塩を使用する際に、硫酸鉄及び／
又は硫酸アルミニウムを消化工程を遅らせる塩として添
加することを特徴とする請求項15記載の浄化方法。 - 【請求項１７】消化速度を加速する塩と消化速度を遅ら
せる塩とを1:5ないし5:1の重量比において使用すること
を特徴とする請求項１〜16のいずれかに一に記載の浄化
方法。
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