JP3840632B2

JP3840632B2 - ナトリウム系脱塩剤および廃棄物処理装置

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Publication number: JP3840632B2
Application number: JP2000134130A
Authority: JP
Inventors: 富男杉本; 真積板谷; 義直平野; 裕昭原田; 八朗平野; 茂桜井; 吉田　　誠; 正治田中
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd; Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd; Mitsui E&S Holdings Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd; AGC Inc; Mitsui E&S Holdings Co Ltd
Priority date: 2000-05-08
Filing date: 2000-05-08
Publication date: 2006-11-01
Anticipated expiration: 2020-05-08
Also published as: KR20010102818A; DE60007843D1; SG115531A1; US20020006372A1; US6949226B2; ATE258077T1; KR100689949B1; US6482379B1; EP1153645B1; ES2214228T3; EP1153645A1; DE60007843T2; SG92759A1; TW472125B; JP2001314757A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排ガス中から塩化水素を除去するための技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
塩化水素を含む排ガスを処理する装置は、たとえば、廃棄物を燃焼処理する廃棄物処理装置などに設置されている。この廃棄物処理装置には排ガスを浄化するために第１集じん装置と第２集じん装置が直列に配置され、排ガス中の燃焼飛灰等のダストが第１集じん装置で除去された後、第２集じん装置で排ガスの脱塩処理が行われる。
【０００３】
そして第２集じん装置で脱塩処理を行うために、第２集じん装置の手前で排ガス中に脱塩剤が投入される。この脱塩剤として、従来では、水酸化カルシウム（Ｃａ(ＯＨ)_２)等のカルシウム系脱塩剤が主に使用されていた。排ガス中に水酸化カルシウムを投入すると、排ガス中の塩化水素（ＨＣｌ）と反応して塩化カルシウム（ＣａＣｌ_２）とその他の物質を含む脱塩残渣が発生する。ところが、この脱塩残渣は塩化カルシウムが融雪剤や吸湿剤などに使用されるだけで、有効利用の用途が少ない。ほとんどが薬剤処理若しくはセメントで固化されて埋立て処分されているが、その埋立て処分地の確保が難しくなっている。
【０００４】
そこで、カルシウム系脱塩剤の代わりに、炭酸水素ナトリウム（重曹：ＮａＨＣＯ_３)や炭酸ナトリウム（ソーダ灰：Ｎａ_２ＣＯ_３）等のナトリウム系脱塩剤を使用することが提案されている。この場合、排ガス中にナトリウム系脱塩剤を投入すると、排ガス中の塩化水素は塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）となり、脱塩残渣に水を加えることにより塩化ナトリウムは溶解するので、これを希釈放流し、水に溶けなかった非水溶性成分だけを分離して燃焼溶融炉で燃焼処理することができ、埋立て処分の必要がなくなる。
【０００５】
ところで、ナトリウム系脱塩剤として炭酸水素ナトリウムを選択した場合、炭酸水素ナトリウムの粒径が３０μｍ以上の場合は、粉体同士が固結したりすることはなく、粉体として安定はしているが、塩化水素の除去率が極めて低く、脱塩剤としての使用は適切でない。このため、一般には粒径３０μｍ以下に粉砕された炭酸水素ナトリウムが脱塩剤として使用されている。
【０００６】
しかし、炭酸水素ナトリウムは粒径を３０μｍ以下に粉砕すると、粉体同士が固結して毛玉状になったり、もしくは石のような固まりになったりして、粉体としての安定性が悪くなり、排ガス中へ安定して供給することができなくなる。
【０００７】
このような欠点を解決するために、通常、固結防止剤が採用される。従来では、このような固結防止剤として疎水性固結防止剤が用いられている。疎水性固結防止剤は固結防止の効果が大きく、また疎水性固結防止剤が添加された炭酸水素ナトリウムは流動性や噴流性が大きく、しかも粉体としての安定性も良好である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、疎水性固結防止剤を添加した炭酸水素ナトリウムを脱塩剤として排ガス中に投入すると、炭酸水素ナトリウム粒子と固結防止剤の粒子は流動性が大きいために、第２集じん装置たとえばバグフィルタ内に取り付けられた濾布の内部にまで入り込みやすい。濾布の内部に炭酸水素ナトリウム粒子や固結防止剤の粒子が入り込むと、そこが詰まってしまい、その結果、濾布での圧力損失が過大となって、運転の継続ができなくなる。また、この詰まりはバグフィルタのパルスエアーによる逆洗でも解消困難である。
【０００９】
さらに、濾布の内部に入り込んだ炭酸水素ナトリウム粒子と固結防止剤の粒子の一部は濾布を通過して、脱塩剤のリークが発生する。濾布としては、通常、二重織りガラスクロスが使用されているが、上記リークを防ぐには、二重織りガラスクロスの表面にテフロンのメンブレン処理を施した特殊な濾布を使用する必要がある。しかし、このメンブレンが使用中に傷ついたり剥離したりすると、この部分からの薬剤のリークという新たな問題が発生する。
【００１０】
本発明は、集じん装置に取り付けられた濾布での過大な圧力損失の発生とリーク発生を抑制することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の廃棄物処理装置は、脱塩剤として、炭酸水素ナトリウムの粉末と親水性固結防止剤の粉末とを含有し、排ガスに投入してバグフィルタの濾布により捕集し、排ガス中の塩化水素を処理するナトリウム系脱塩剤を用いることを特徴とする。そして、このナトリウム系脱塩剤は、安息角が４０度以上、分散度が５０未満、および噴流性指数が９０度未満であることを特徴とする。
【００１２】
上記構成のナトリウム系脱塩剤によれば、親水性固結防止剤がやや凝集性を持っているために、炭酸水素ナトリウム粒子と固結防止剤の流動性がやや緩慢となり、炭酸水素ナトリウム粒子や固結防止剤の粒子が濾布の内部に入り込むことはなく、濾布表面に安定した濾過層を形成する。その結果、濾布での圧力損失の発生を抑制することができ、また濾布からのリーク発生も抑制することができる。
【００１３】
ここで各物性値はホソカワミクロン株式会社製のパウダテスタＰＴ−Ｄ型を使用し測定した。
【００１４】
安息角は、粉体試料を直径８０ｍｍ、目開き７１０μｍの篩を振動させながら通過させた後、水平面に１６０ｍｍの高さの漏斗から直径８０ｍｍのテーブルに静かに落下させた時に、粉体によって形成された円錐体の母線と水平面のなす角を測定することで規定され、流動性の良い粉体ほど小さい値となる。ここで、粉体の落下量は安息角が実質的に安定するまで落下させるものとする。
【００１５】
噴流性指数は、噴流性を数的に評価する一基準で、流動性、崩壊角、差角、分散度の各測定値から表５及び表６より指数を求め、各指数を合算した数値と規定され、この数値が大きいほど噴流性が強いと評価される。各物性の規定について説明する。流動性は、安息角、圧縮度、スパチュラ角、均一度の各測定値から、同様に指数を求め、各指数を合算した数値で規定される。安息角は、前述の方法で求める。
【００１６】
圧縮度は、
{(かため比重)−(ゆるみ比重)}／(かため比重)×１００
で規定される。ここでゆるみ比重は、粉体試料を直径８０ｍｍ、目開き７１０μｍの篩を振動させながら通過させた後、落下させた粉体を、容積１００ｃｍ^３の容器に摺り切り一杯ためた時の粉体の質量を測定することで規定され、かため比重は、粉体を入れた容器を、１８０秒間に１８０回のペースでタッピングさせた時の、１００ｃｍ^３の容積分の質量を測定することで規定される。スパチュラ角は、１２０×２２ｍｍの金属製のへらを水平にして、その上に粉体を堆積させた時の側面の傾斜角を測定することで規定される。
【００１７】
均一度は、粒度分布の測定より得られた、累積質量分布（篩）における６０％粒径を１０％粒径で割った値で規定される。粒度分布は篩分け法、レーザー回折散乱方式など、対象粉体の粒度等に応じて、種々の方法が使用されるが、今回はレーザー回折散乱方式での測定値を採用した。測定には日機装株式会社製「マイクロトラックＦＲＡ９２２０」を使用した。
【００１８】
崩壊角は、安息角を測定する目的で形成させた粉体による円錐体に、測定器に付属するショッカーにて所定の振動を３回与えて崩壊により形成した円錐体の傾斜角度を測定することで規定される。
差角は、安息角から崩壊角の数値を差し引いて得られる数値で規定される。
【００１９】
分散度は、粉体試料１０ｇを、凹面が上になる様に設置した直径１０ｃｍの時計皿の上に、６１ｃｍの高さから一気に落下させ、落下させた粉体試料の全質量に対する時計皿の外に飛散した粉体試料の質量の１００分率として規定され、この値が大きい粉体ほど、一般に飛散性、噴流性も大きい粉体といえる。
【００２０】
前記炭酸水素ナトリウムは、平均粒径２〜３０μｍが好ましい。平均粒径が３０μｍを越えていると、ナトリウム系脱塩剤と塩化水素との反応が不十分となる恐れがある。また、２μｍ未満では粉砕に手間が掛かる。ナトリウム系脱塩剤の十分な反応を得るには２〜３０μｍでよいが、２〜１０μｍであるとより高い反応が得られ、さらに好ましい。
【００２１】
なお、一般的に固結防止剤としては、シリカ、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、炭酸マグネシウムなどがある。
【００２２】
本発明における親水性固結防止剤はシリカからなることが好ましく、脱塩剤全質量中に０.１％以上混合されていることが好ましい。０.１％未満では固結防止の効果を得るには不十分である。また、親水性固結防止剤は水に非溶解性であるから、あまり多く混合されていると脱塩残渣の処理が大変となり、好ましくは０.１〜５％である。
【００２３】
さらに、前記親水性固結防止剤の平均粒径は０.００１〜１μｍであることが好ましい。粒径が小さいほど固結防止の効果は大きいが、０.００１μｍ未満の粉末を工業的に安価に得ることは技術的に容易でない。また、１μｍを越えると固結防止の効果が小さくなる。好ましくは０.００１〜０.１μｍである。
【００２４】
また、本発明の廃棄物処理装置は、廃棄物を熱分解して熱分解ガスと主として不揮発性成分からなる熱分解残留物とを発生する熱分解反応器と、前記熱分解残留物を燃焼性成分と不燃焼性成分とに分離する分離手段と、前記熱分解ガスと前記燃焼性成分とが供給され、これらを燃焼させて溶融スラグおよび排ガスを排出する燃焼溶融炉と、前記排ガスからダストを除去する第１の排ガス処理手段と、該第１の排ガス処理手段で処理された排ガスに脱塩剤を投入し脱塩を行う第２の排ガス処理手段と、該第２の排ガス処理手段で発生した脱塩残渣からダイオキシン類を除去するダイオキシン類除去装置と、ダイオキシン類が除去された脱塩残渣に水を加えて該脱塩残渣が溶解された水溶液から水に溶けない非水溶性成分を分離する分離機と、該分離機で非水溶性成分を分離した残りの水溶液のｐＨを調整するｐＨ調整装置とを備え、前記第２の排ガス処理手段には、前記脱塩剤として、上記ナトリウム系脱塩剤が投入されることを特徴とする。
【００２５】
上記のダイオキシン類除去装置で殆どのダイオキシン類を除去できるが、除去しきれなかったダイオキシン類を除去するために、ｐＨ調整装置の後流に第２のダイオキシン類除去装置を設置することができる。また、非水溶性成分を分離した残りの水溶液からキレート樹脂又はキレート薬剤（まとめてキレート物質という）を用いて水銀を除去することもできる。
【００２６】
また、上記のダイオキシン類除去装置の代わりに、ｐＨ調整装置の後流にだけダイオキシン類除去装置を設置しても良い。
【００２７】
さらに、上記の廃棄物処理装置には、炭酸水素ナトリウムを粉砕して親水性固結防止剤を混合する粉砕・混合装置を付加することができる。また、上記廃棄物処理装置には、ｐＨ調整装置の後流に、ｐＨ調整装置でｐＨを調整した水溶液から水銀を除去する水銀除去装置を付加することもできる。
【００２８】
また、本発明の排ガスの脱塩処理方法は、上記ナトリウム系脱塩剤を排ガス中に投入し、前記排ガス中に含まれる塩化水素を前記ナトリウム系脱塩剤と反応させて除去することを特徴とする。
【００２９】
またさらに、本発明の排ガスの脱塩処理方法は、上記ナトリウム系脱塩剤を排ガス中に投入し、前記排ガス中に含まれる塩化水素を前記ナトリウム系脱塩剤と反応させて脱塩残渣として除去する一方、前記脱塩残渣からダイオキシン類を除去した後に、水を加えて前記脱塩残渣を溶解し、該脱塩残渣が溶解された水溶液から水に溶けない非水溶性成分を分離し、該非水溶性成分を分離した残りの水溶液のｐＨを調整することを特徴とする。
【００３０】
上記排ガスの脱塩処理方法において、除去しきれなかったダイオキシン類を、ｐＨ調整後に再度除去するようにしてもよい。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
（実施の形態１）
図１は実施の形態１を示しており、本発明に係るナトリウム系脱塩剤によって脱塩処理が可能な装置の系統図である。本実施の形態は、排ガス、たとえば廃棄物を処理する際に発生する排ガスＧ5の脱塩処理に適用したものである。すなわち、排ガスの脱塩処理装置は、第１の排ガス処理手段としての第１集じん装置１４と、第２の排ガス処理手段としての第２集じん装置１６とを有し、二段階に集じんするものである。
【００３２】
廃棄物を処理する際に発生する排ガスＧ5は、第１集じん装置１４に送られる。第１集じん装置１４は、排ガスＧ5からダスト（焼却飛灰）ｆ1を除去する。ダストｆ1を除去された排ガスＧ6は、第２集じん装置１６に送られる。この際、本発明に係るナトリウム系脱塩剤ｇが第２集じん装置１６の上流側流路に投入される。
【００３３】
ナトリウム系脱塩剤ｇは、炭酸水素ナトリウム（重曹：ＮａＨＣＯ_３）に親水性固結防止剤が混合されたものである。ここで、炭酸水素ナトリウムは、平均粒径が２〜３０μｍ、好ましくは２〜１０μｍに粉砕され、その中に、シリカ系の親水性固結防止剤が０.１質量％以上、好ましくは０.１〜５質量％混合されている。親水性固結防止剤の平均粒径は０.００１〜１μｍ、好ましくは０.００１〜０.１μｍである。親水性固結防止剤としては、例えば（株）トクヤマ製の親水性ヒュームドシリカなどがある。粒径が２〜３０μｍに粉砕された炭酸水素ナトリウム粒子は、粒の表面から内部まで反応が進み、粒径が微細であるので第２集じん装置１６に取り付けられた濾布への付着が良く利用効率も良好になる。なお、排ガス中にイオウ酸化物がある場合には、ナトリウム系脱塩剤ｇは脱硫剤として作用し、脱塩とともに第２集じん装置１６で脱硫も行わせることも可能である。
【００３４】
ナトリウム系脱塩剤ｇの投入により、第２集じん装置１６からは、排ガス中の塩化水素（ＨＣｌ）と反応して生成した塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）が脱塩残渣ｈとして排出される。脱塩された排ガスＧ7は、クリーンなガスとなって煙突２０から排出される。
【００３５】
一方、第２集じん装置１６で除去された脱塩残渣ｈは、水ｉが加えられて溶解槽２２で溶解され、さらに中継槽２４に送られ、水溶液ｊとして溜められる。水が加えられると、脱塩残渣ｈ中の水溶性成分は水に溶けるが、非水溶性成分ｋは、水に溶けず、水溶液中で縣濁物として存在する。
【００３６】
次に、生成した水溶液ｊは、分離機２６に送られ分離処理、たとえば濾過され、懸濁物である非水溶性成分ｋが水溶液から分離される。分離された非水溶性成分ｋは、後述のように、図示していない熱分解反応器に戻され、最終的に燃焼溶融炉で溶融スラグ化されるなどして、系外に排出される。この時、非水溶性成分ｋ中に含まれるダイオキシン類は、燃焼溶融炉内で完全に分解除去される。
【００３７】
非水溶性成分ｋが分離された残りの水溶液ｌは、水溶性成分が含まれており、次工程のｐＨ調整槽２８に送られｐＨが調整される。ｐＨ調整剤として例えば塩酸（ＨＣｌ）などの酸性物質が加えられ、水に溶解した未反応の脱塩剤を中和する。さらに、ダイオキシン類除去装置３２に送られダイオキシン類が除去される。ダイオキシンの除去方法としては、たとえば活性炭層に水溶液を通し除去する活性炭吸着法、その他の方法が適用される。上記残りの水溶液ｌからダイオキシンが除去された水溶液は、処理水ｍとして排水処理槽３４に溜められるが、上記水溶性成分のうち、塩化ナトリウムなどのナトリウム塩が溶解した水溶液だけがｐＨ調整後に、海域、河川、下水処理場などに放流される。非水溶性成分ｋを分離後の水溶液ｌからダイオキシン類を除去することは、水溶液ｌ中に含まれるダイオキシンが微量であるので、加熱分解するよりも設備的に簡便であり安価である。
【００３８】
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２を示している。図１では、分離器２６からの残りの水溶液ｌに含まれるダイオキシン類を除去するために、ダイオキシン類除去装置３２をｐＨ調整装置２８の後流側に設置していたが、脱塩残渣ｈ中のダイオキシン類を予め除去することも可能である。
【００３９】
本実施の形態では、第２集じん装置１６と溶解槽２２との間にダイオキシン類除去装置３２ａを配置し、第２集じん装置１６からの脱塩残渣ｈが水で溶解される前に、脱塩残渣ｈ中のダイオキシン類を除去するようにしている。ダイオキシン類除去装置３２ａとしては、例えば加熱、脱塩素化装置がある。
【００４０】
このように構成すれば、ダイオキシン類除去装置３２ａから排出される脱塩残渣ｈからダイオキシン類がほとんど除去されているので、非水溶性成分ｋは勿論、残りの水溶液ｌに含まれるダイオキシン類はほとんどなくなる。
【００４１】
（実施の形態３）
図３は本発明の実施の形態３を示している。本実施の形態では、実施の形態１と実施の形態２を組み合わせた構成で、ｐＨ調整装置２８の後流側にダイオキシン類除去装置３２が、第２集じん装置１６と溶解槽２２との間にダイオキシン類除去装置３２ａがそれぞれ配置されている。
【００４２】
ダイオキシン類除去装置３２ａで殆どのダイオキシン類を除去できるが、万一、除去しきれなかったダイオキシン類があると問題であるので、ｐＨ調整の後に、ダイオキシン類除去装置３２でダイオキシン類を完全に除去するようにしている。
【００４３】
（実施の形態４）
図４は本発明の実施の形態４を示している。本実施の形態では、炭酸水素ナトリウムを粉砕して親水性固結防止剤を混合する手段として混合装置３５と粉砕装置１８とが設けられている。一般に炭酸水素ナトリウムｇ１は平均粒径で５０〜２７０μｍであるから、炭酸水素ナトリウムｇ１に親水性固結防止剤ｇ２として平均粒径０.００１〜１μｍの親水性シリカを０.１質量％以上加えて、炭酸水素ナトリウムｇ１と親水性固結防止剤ｇ２とを混合装置３５で混合し、これを粉砕装置１８で粉砕して平均粒径２〜３０μｍとし、ナトリウム系脱塩剤ｇを生成する。そして、このナトリウム系脱塩剤ｇは、第１集じん装置１４でダスト（燃焼飛灰）が除去された排ガスＧ6に投入される。平均粒径が２〜３０μｍに粉砕された炭酸水素ナトリウム粒子は、前述したように、粒の表面から内部まで反応が進み、粒径が微細であるのでバグフィルタの濾布への付着が良く利用効率も良好になる。図４におけるその他の構造と作用は図１の場合と同じであるので、その説明を省略する。
【００４４】
また、本実施の形態ではダイオキシン類除去装置３２がｐＨ調整装置２８の後流側に配置されているが、実施の形態２と同様に、第２集じん装置１６と溶解槽２２との間にダイオキシン類除去装置３２ａを配置することもできる。さらに、実施の形態３と同様に、ｐＨ調整装置２８の後流側にダイオキシン類除去装置３２を、第２集じん装置１６と溶解槽２２との間にダイオキシン類除去装置３２ａをそれぞれ配置することもできる。
【００４５】
（実施の形態５）
図５は本発明の実施の形態５を示している。本実施の形態では、分離器２６からの残りの水溶液ｌに含まれる水銀を除去するために、ｐＨ調整装置２８とダイオキシン類除去装置３２との間に水銀除去装置３０が配置されている。
【００４６】
このように構成によれば、分離機２６で非水溶性成分ｋが分離された残りの水溶液ｌをｐＨ調整槽２８でｐＨの調整がなされた後に、重金属である水銀が、水銀除去装置３０で除去される。ここで、水銀の除去方法としては、たとえば沈殿法、イオン交換法、吸着法などがある。沈殿法では一般的には硫化水銀として沈殿させる方法やたとえばジチオカルバミド酸基などを持つ重金属補集剤を用いる方法がある。イオン交換法では、水銀が陽イオンとして存在するときには陽イオン交換樹脂が、ハロゲン化錯イオンのように陰イオンとして存在するときには陰イオン交換樹脂が用いられる。吸着法では、キレート結合により特定の金属イオンに対して高選択性を持つキレート樹脂や活性炭あるいは活性コークスなどが用いられる。キレート樹脂としては、基体としてたとえばポリアクリル、ポリスチレンまたはフェノール樹脂などが、配位基としてたとえばチオール型、ジチオカルバミン酸型、イソチウロニウム型、ジチゾン型、チオ尿素型、イミノジ酢酸型またはポリアミン型などがある。また、活性炭ではたとえばガス賦活炭、塩化亜鉛賦活炭、粒状活性炭、ヤシ殻活性炭または造粒活性カーボンブラックなどがある。こられの方法のうち、特にキレート物質を使用する方法が簡便かつ確実で好ましい。
【００４７】
水銀が除去された水溶液は、ダイオキシン類除去装置３２に供給されダイオキシン類が除去される。ダイオキシン類除去方法としては、先に説明した図１の場合と同様の方法が適用される。図５におけるその他の構造と作用は、図１の場合と同じであるので、その説明を省略する。
【００４８】
また、本実施の形態ではダイオキシン類除去装置３２がｐＨ調整装置２８の後流側（水銀除去装置３０の後流側）に配置されているが、実施の形態２と同様に、第２集じん装置１６と溶解槽２２との間にダイオキシン類除去装置３２ａを配置することもできる。さらに、実施の形態３と同様に、ｐＨ調整装置２８の後流側にダイオキシン類除去装置３２を、第２集じん装置１６と溶解槽２２との間にダイオキシン類除去装置３２ａをそれぞれ配置することもできる。
【００４９】
（実施の形態６）
次に、廃棄物を処理し発生する排ガスを処理する廃棄物処理装置について説明する。
図６は、本発明に係る廃棄物処理装置の一実施の形態を説明する系統図である。この廃棄物処理装置において、たとえば１５０ｍｍ角以下に破砕された都市ごみなどの廃棄物ａは、スクリューフィーダなどの供給手段により熱分解反応器２に供給される。この熱分解反応器２は、たとえば横型回転ドラムが用いられ、図示しないシール機構によりその内部は低酸素雰囲気に保持されると共に、下流の燃焼溶融炉６の後流側に配置される熱交換器８により加熱される加熱空気ＡがラインＬ1から供給される。
【００５０】
この加熱空気Ａにより熱分解反応器２に供給される廃棄物ａは、３００〜６００℃に、通常は４５０℃程度に加熱される。これによって、この廃棄物ａは熱分解され、熱分解ガスＧ1と、主として不揮発性の熱分解残留物ｂとを生成する。そして、この熱分解反応器２で生成される熱分解ガスＧ1と熱分解残留物ｂとは図示していない排出装置により分離され、熱分解ガスＧ1は、熱分解ガス配管であるラインＬ2を経て燃焼溶融炉６のバーナに供給される。
【００５１】
熱分解残留物ｂは、廃棄物ａの種類によって種々異なるが、日本国内の都市ごみの場合、本発明者等の知見によれば、それぞれ質量基準で
大部分が比較的細粒の可燃分１０〜６０％
比較的細粒の灰分５〜４０％
粗粒金属成分７〜５０％
粗粒ガレキ、陶器、コンクリート等１０〜６０％
より構成されていることが判明した。
【００５２】
このような成分を有する熱分解残留物ｂは、４５０℃程度の比較的高温で排出されるため、図示していない冷却装置により８０℃程度に冷却され、分離手段としての分別装置４に導かれ、ここで燃焼性成分である熱分解カーボンｃと不燃焼性成分である有価物ｄに分離される。分別装置４は、例えば磁選式、遠心式又は風力選別式の公知の分別機が使用される。
【００５３】
このように不燃焼性成分が分離、除去された熱分解カーボンｃは、図示していないロール式、チューブミル式、ロッドミル式、ボールミル式などの粉砕機で粉砕され、燃焼溶融炉６に供給される。粉砕機は、廃棄物の種類、性状により適宜選択されるが、この粉砕機において熱分解カーボンｃは、好ましくは全て１ｍｍ以下に粉砕され、ラインＬ3を経て燃焼溶融炉６のバーナに供給される。
【００５４】
一方、図示していない送風機により供給される燃焼用空気および熱分解ガスＧ1と熱分解カーボンｃとは燃焼溶融炉６で１３００℃程度の高温域で燃焼され、この燃焼により熱分解カーボンｃの比較的細粒の灰分より発生する燃焼灰は溶融され溶融スラグｅを生成する。この際、有価物ｄ中の不燃焼性成分のうちガレキ等は、溶融効率を向上させるために１ｍｍ以下の微粉粒体とされることが好ましい。このため供給ラインに設ける破砕機、粉砕機などの装置により破砕、粉砕などの処理がなされ燃焼溶融炉６に供給されると良い。溶融スラグｅは、燃焼溶融炉６のスラグ排出口から図示していない水槽に落下させ水砕スラグとされる。水砕スラグは図示していない装置により所定の形状にブロック化されるかまたは粒状に形成され、建材または舗装材などとして再利用される。
【００５５】
廃棄物処理装置の燃焼溶融炉６で発生した燃焼排ガスＧ2は、熱交換器８で熱回収されて排ガスＧ3となり廃熱ボイラ１０に供給され熱回収されて排ガスＧ4となり、さらに減温塔１２に送られ温度が下げられる。減温塔１２で温度が下げられた排ガスＧ5は、第１集じん装置１４に送られる。廃熱ボイラ１０、減温塔１２および第１集じん装置１４では、それぞれダストｆ2、ｆ3、ｆ1が回収され、分別設備４で分離される熱分解カーボンｃとともに、ラインＬ4、Ｌ3を介して燃焼溶融炉６のバーナに戻され、燃焼溶融炉６内で燃焼・溶融してスラグ化される。
【００５６】
また、分離機２６で分離される非水溶性成分ｋについてもラインＬ5を介して熱分解反応器２に戻され、最終的に燃焼溶融炉６内で燃焼・溶融してスラグ化されるが、この際、重金属類はスラグ化により無害化する。第１集じん装置１４に送られた排ガスＧ5のこれ以降の処理については図５に示したものと同じであるので、その説明を省略する。なお、第１集じん装置１４に送られた排ガスＧ5のこれ以降の処理を、図１、図２または図３の構成の処理システムで行うこともできる。
【００５７】
【実施例】
次に、本発明に係るナトリウム系脱塩剤を作成して実用性についての実験を行った。本発明に係るナトリウム系脱塩剤（ナトリウム系脱塩剤Ａという）では、上述したように固結防止剤として親水性固結防止剤を混合させている。比較のために、固結防止剤として疎水性固結防止剤を混合させたナトリウム系脱塩剤（ナトリウム系脱塩剤Ｂという）も作製し、その実用性についての実験を行った。
【００５８】
ナトリウム系脱塩剤Ａは、平均粒径が８μｍの炭酸水素ナトリウムの中に、固結防止剤として平均粒径０．０１４μｍの親水性ヒュームドシリカを１重量％混合したものである。また、ナトリウム系脱塩剤Ｂは、平均粒径が８μｍの炭酸水素ナトリウムの中に、固結防止剤として平均粒径０．０１３μｍの疎水性ヒュームドシリカを１重量％混合したものである。ナトリウム系脱塩剤Ａ・Ｂに添加した固結防止剤についての諸データを表１に示す。ここで、固結防止剤Ａはナトリウム系脱塩剤Ａに添加された固結防止剤を、固結防止剤Ｂはナトリウム系脱塩剤Ｂに添加された固結防止剤をそれぞれ示している。
【００５９】
【表１】

【００６０】
上記の固結防止剤が添加されたナトリウム系脱塩剤Ａ・Ｂについて、安息角、流動性指数、分散度を求めた。分析はホソカワミクロン株式会社製のパウダテスタＰＴ−Ｄ型を使用し前述の方法で測定した。本実施例のナトリウム系脱塩剤Ａでは、安息角が５３°、分散度が２１％の測定値を得、表５及び表６より、安息角では１２、分散度では１６の指数を読取った。同様に、その他の項目の測定により、噴流性指数は７４となり、噴流性程度はかなり強かった。ナトリウム系脱塩剤Ｂにおいても同様に評価を実施したところ、噴流性指数は９０で、噴流性程度は非常に強かった。その結果を表２に示す。
【００６１】
【表２】

【００６２】
ナトリウム系脱塩剤Ａとナトリウム系脱塩剤Ｂとを比較すると、粉体性状については、ナトリウム系脱塩剤Ａでは流動性は正常で消石灰並みで、水になじみやすい特性を有するものであったのに対し、ナトリウム系脱塩剤Ｂでは流動性は極めて高く、また水に馴染まず水を弾いてしまった。
【００６３】
また、実用性について検討するために、バグフィルタの操作性について、実証プラントを用いて実験を行った。その結果を表３に示す。なお、濾布の種類はナトリウム系脱塩剤Ａ・Ｂ共に二重織ガラスクロスにテフロンラミネートを処理したものであるが、濾布の一部にテフロンラミネートの剥離等が見られたため、ナトリウム系脱塩剤Ｂの薬剤リーク量が多くなっている。
【００６４】
【表３】

【００６５】
ナトリウム系脱塩剤Ａでは濾布の圧損は４.９×１０^２Ｐａ以下と低く、また濾布からのリークは１ｍｇ／Ｎｍ^３以下で、実用上問題はなかった。これに対し、ナトリウム系脱塩剤Ｂでは濾布の圧損が２×１０^３Ｐａ以上と高く、また濾布からのリークも１２０ｍｇ／Ｎｍ^３以下と高く、実用化は困難であった。
【００６６】
また、濾布として二重織ガラスクロスだけを使用した場合と、二重織ガラスクロスの表面にテフロンラミネートを形成した場合とについて、もれ濃度と圧力損失の実験を行った。その結果を表４に示す。
【００６７】
【表４】

【００６８】
二重織ガラスクロスだけの場合は、ナトリウム系脱塩剤Ｂではもれ濃度および圧力損失の双方が大きいが、ナトリウム系脱塩剤Ａではもれ濃度および圧力損失共に小さい。また、二重織ガラスクロス表面にテフロンラミネートを形成した場合では、もれ濃度はナトリウム系脱塩剤Ａ・Ｂ共に０であるが、圧力損失についてはナトリウム系脱塩剤Ｂではかなり大きい。
【００６９】
【表５】

【００７０】
【表６】

【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、集じん装置に取り付けられた濾布の内部に炭酸水素ナトリウム粒子や固結防止剤の粒子が入り込むことがなく、濾布が炭酸水素ナトリウム粒子や固結防止剤の粒子で詰まるのを回避できるので、濾布での圧力損失の発生を抑えることができる。
【００７２】
また、濾布の内部に炭酸水素ナトリウム粒子や固結防止剤の粒子が入り込むことがないため、炭酸水素ナトリウム粒子や固結防止剤の粒子が濾布を通過して下流側に流れてしまうこともなく、脱塩剤のリーク発生を防ぐこともできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１を示し、ナトリウム系脱塩剤によって脱塩処理が可能な装置の系統図である。
【図２】本発明の実施の形態２を示し、ナトリウム系脱塩剤によって脱塩処理が可能な装置の系統図である。
【図３】本発明の実施の形態３を示し、ナトリウム系脱塩剤によって脱塩処理が可能な装置の系統図である。
【図４】本発明の実施の形態４を示し、ナトリウム系脱塩剤によって脱塩処理が可能な装置の系統図である。
【図５】本発明の実施の形態５を示し、ナトリウム系脱塩剤によって脱塩処理が可能な装置の系統図である。
【図６】本発明の実施の形態６を示し、廃棄物処理装置を説明する系統図である。
【符号の説明】
２熱分解反応器
４分別設備（分離手段）
６燃焼溶融炉
１４第１集じん装置（第１の排ガス処理手段）
１６第２集じん装置（第２の排ガス処理手段）
１８粉砕・混合装置
２６分離機
２８ｐＨ調整装置
３０水銀除去装置
３２，３２ａダイオキシン類除去装置
Ｇ1 熱分解ガス
Ｇ6 排ガス
Ａ加熱空気
ａ都市ごみ（廃棄物）
ｂ熱分解残留物
ｃ熱分解カーボン（燃焼性成分）
ｄ有価物（不燃焼性成分）
ｅ溶融スラグ
ｆ1 ダスト
ｇ,ｇ1 ナトリウム系脱塩剤
ｇ２親水性固結防止剤
ｈ脱塩残渣
ｉ水
ｊ水溶液
ｋ非水溶性成分
ｌ残りの水溶液

Claims

廃棄物を熱分解して熱分解ガスと主として不揮発性成分からなる熱分解残留物とを発生する熱分解反応器と、前記熱分解残留物を燃焼性成分と不燃焼性成分とに分離する分離手段と、前記熱分解ガスと前記燃焼性成分とが供給され、これらを燃焼させて溶融スラグおよび排ガスを排出する燃焼溶融炉と、前記排ガスからダストを除去する第１の排ガス処理手段と、該第１の排ガス処理手段で処理された排ガスに脱塩剤を投入し、バグフィルタの濾布に前記脱塩剤を捕集させて該捕集した前記脱塩剤と前記排ガス中の塩化水素を接触させて脱塩を行う第２の排ガス処理手段と、該第２の排ガス処理手段で発生した脱塩残渣からダイオキシン類を除去するダイオキシン類除去装置と、ダイオキシン類が除去された脱塩残渣に水を加えて該脱塩残渣が溶解された水溶液から水に溶けない非水溶性成分を分離する分離機と、該分離機で非水溶性成分を分離した残りの水溶液のｐＨを調整するｐＨ調整装置とを備え、
前記第２の排ガス処理手段には、前記脱塩剤として、炭酸水素ナトリウムの粉末と親水性固結防止剤の粉末とを含有し、安息角が４０度以上、分散度が５０未満、および噴流性指数が９０未満のナトリウム系脱塩剤が投入されることを特徴とする廃棄物処理装置。
前記ｐＨ調整装置の後流に、前記ダイオキシン類除去装置で除去しきれなかったダイオキシン類を除去するための第２のダイオキシン類除去装置を備えたことを特徴とする請求項１に記載の廃棄物処理装置。
前記非水溶性成分を分離した残りの水溶液からキレート物質を用いて水銀を除去することを特徴とする請求項１に記載の廃棄物処理装置。
廃棄物を熱分解して熱分解ガスと主として不揮発性成分からなる熱分解残留物とを発生する熱分解反応器と、前記熱分解残留物を燃焼性成分と不燃焼性成分とに分離する分離手段と、前記熱分解ガスと前記燃焼性成分とが供給され、これらを燃焼させて溶融スラグおよび排ガスを排出する燃焼溶融炉と、前記排ガスからダストを除去する第１の排ガス処理手段と、該第１の排ガス処理手段で処理された排ガスに脱塩剤を投入し、バグフィルタの濾布に前記脱塩剤を捕集させて該捕集した前記脱塩剤と前記排ガス中の塩化水素を接触させて脱塩を行う第２の排ガス処理手段と、該第２の排ガス処理手段で発生した脱塩残渣に水を加えて該脱塩残渣が溶解された水溶液から水に溶けない非水溶性成分を分離する分離機と、該分離機で非水溶性成分を分離した残りの水溶液のｐＨを調整するｐＨ調整装置と、該ｐＨ調整装置でｐＨを調整した水溶液からダイオキシン類を除去するダイオキシン類除去装置とを備え、
前記第２の排ガス処理手段には、前記脱塩剤として、炭酸水素ナトリウムの粉末と親水性固結防止剤の粉末とを含有し、安息角が４０度以上、分散度が５０未満、および噴流性指数が９０未満のナトリウム系脱塩剤が投入されることを特徴とする廃棄物処理装置。
前記ナトリウム系脱塩剤は、前記親水性固結防止剤を親水性ヒュームドリカとし、該親水性ヒュームドシリカの含有率が０．１〜５重量％、平均粒径が０．００１〜１μｍである請求項１又は４に記載の廃棄物処理装置。
前記ナトリウム系脱塩剤は、前記炭酸水素ナトリウムの平均粒径が２〜３０μｍである請求項１又は４に記載の廃棄物処理装置。
前記炭酸水素ナトリウムを粉砕して前記親水性固結防止剤を混合する粉砕・混合装置を備えたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の廃棄物処理装置。
前記ｐＨ調整装置の後流に、前記ｐＨ調整装置でｐＨを調整した水溶液から水銀を除去する水銀除去装置を備えたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の廃棄物処理装置。
ナトリウム系脱塩剤を排ガス中に投入し、濾布に前記ナトリウム系脱塩剤を捕集させ、前記排ガス中に含まれる塩化水素を前記濾布に捕集した前記ナトリウム系脱塩剤と反応させて除去する排ガスの脱塩処理方法であって、前記ナトリウム系脱塩剤は、炭酸水素ナトリウムの粉末と親水性固結防止剤の粉末とを含有し、安息角が４０度以上、分散度が５０未満、および噴流性指数が９０未満であることを特徴とする排ガスの脱塩処理方法。
ナトリウム系脱塩剤を排ガス中に投入し、濾布に前記ナトリウム系脱塩剤を捕集させ、前記排ガス中に含まれる塩化水素を前記濾布に捕集した前記ナトリウム系脱塩剤と反応させて脱塩残渣として除去する一方、前記脱塩残渣からダイオキシン類を除去した後に、水を加えて前記脱塩残渣を溶解し、該脱塩残渣が溶解された水溶液から水に溶けない非水溶性成分を分離し、該非水溶性成分を分離した残りの水溶液のｐＨを調整する排ガスの脱塩処理方法であって、前記ナトリウム系脱塩剤は、炭酸水素ナトリウムの粉末と親水性固結防止剤の粉末とを含有し、安息角が４０度以上、分散度が５０未満、および噴流性指数が９０未満であることを特徴とする排ガスの脱塩処理方法。
前記脱塩残渣から除去しきれなかったダイオキシン類を、ｐＨ調整後に再度除去することを特徴とする請求項１０に記載の排ガスの脱塩処理方法。
廃棄物を処理する際に発生する排ガスを排ガス処理手段に導いて前記排ガス中のダストを除去し、該ダストが除去された前記排ガス中に、ナトリウム系脱塩剤を投入し、後流側のバグフィルタの濾布に前記ナトリウム系脱塩剤を捕集させ、前記排ガス中に含まれる塩化水素を前記ナトリウム系脱塩剤と反応させて脱塩残渣として除去する排ガスの脱塩処理方法であって、前記ナトリウム系脱塩剤は、炭酸水素ナトリウムの粉末と親水性固結防止剤の粉末とを含有し、安息角が４０度以上、分散度が５０未満、および噴流性指数が９０未満であることを特徴とする排ガスの脱塩処理方法。
前記ナトリウム系脱塩剤は、前記親水性固結防止剤を親水性ヒュームドリカとし、該親水性ヒュームドシリカの含有率が０．１〜５重量％、平均粒径が０．００１〜１μｍである請求項９，１０，１２のいずれかに記載の排ガスの脱塩処理方法。
前記ナトリウム系脱塩剤は、前記炭酸水素ナトリウムの平均粒径が２〜３０μｍである請求項９，１０，１２のいずれかに記載の排ガスの脱塩処理方法。