JP3927779B2

JP3927779B2 - Method for fixing soot and dust in acidic exhaust gas discharged from a garbage incinerator

Info

Publication number: JP3927779B2
Application number: JP2001211210A
Authority: JP
Inventors: 直樹神田; 敬二粟田; 康雄島中; 秀秋永沢; 宏行岩城; 寿男花木
Original assignee: Fujisash Co Ltd; Ube Material Industries Ltd
Current assignee: Fujisash Co Ltd; Ube Material Industries Ltd
Priority date: 2001-07-11
Filing date: 2001-07-11
Publication date: 2007-06-13
Anticipated expiration: 2021-07-11
Also published as: JP2003024916A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴミ焼却炉から排出された酸性排ガス中の煤じんを固定する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ゴミ焼却炉の排ガスは、煤じんと酸性物質（例：塩化水素、硫黄酸化物）とを含む酸性排ガスであり、所定の無害化処理がなされた後、外部に放出される。この酸性排ガスの無害化処理方法としては、消石灰粉末を酸性排ガスに接触させて酸性排ガスを中和し、次いで中和した気体から酸性物質と消石灰粉末との反応生成物と煤じんとの混合物粉末を分離する方法が知られている。また、酸性排ガスから煤じんをまず分離し、次いで酸性排ガスをアルカリ水溶液、またはアルカリ物質の懸濁液に接触させて酸性排ガスを中和する方法も広く採用されている。
【０００３】
酸性排ガスから分離された煤じん（飛灰ともいう）は、重金属などの有害物質を含み、微粉状で、かさ比重が小さいため、発塵（飛散）し易い傾向にある。このため、煤じんをそのまま廃棄するのは環境上問題となる。従って、煤じんは、所定の処理を実施した後、最終処分場などにて処分することとされている。煤じんの処理方法としては、溶融固化処理法（すなわち、溶融炉にて煤じんをスラグとする方法）、セメント固化処理法（すなわち、セメントで煤じんと重金属とを固める方法）、薬剤処理法（すなわち、キレート剤溶液などの重金属固定剤と煤じんとを混合する方法）、及び酸その他溶媒による安定化処理法（すなわち、酸などの溶媒に煤じんを接触させて、重金属を溶出させる方法）がある。
【０００４】
上記の処理法により生成された煤じんの処理生成物は、発塵しにくいものであることが、最終処分場への輸送等の作業を行う上で好ましい。しかしながら、薬剤処理法、及び酸その他溶媒による安定化処理法にて生成された処理生成物は媒じんの固定が十分とはいえず、依然として発塵し易いという問題がある。また、セメント固化処理法で生成する処理生成物においても、その輸送等の作業中に処理生成物が崩壊すると、その崩壊物から煤じんが発塵することがある。
【０００５】
煤じんの発塵性はまた、前記の煤じん処理の作業場（すなわち、ゴミ焼却場）においては作業環境上の問題となる。従って、煤じん処理の作業場では、煤じんにあらかじめ水を散布したり、あるいは水を加え、造粒あるいは圧縮成形して煤じんの固形物とするなどの水を用いた煤じんの固定化処理が行われている。しかしながら、青木他の研究報告、都市清掃、第５３巻、第２３５号（平成１２年５月）２２２〜２２５頁に記載されているように、水を含む煤じんを溶融固化処理法にて処理する場合には、水を蒸発させる熱量が必要となるため、溶融炉の熱効率が低下するという問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ゴミ焼却炉から排出された酸性排ガス中の煤じんを、水の存在を特には必要とはしない工業的に有利な手法を用いて固定化する方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、消石灰粉末に、ゴミ焼却炉から排出された煤じんと酸性物質とを含む酸性排ガスを気相にて接触させて、酸性排ガスを中和し、同時に酸性物質と消石灰粉末との反応生成物と煤じんとの混合物粉末を得る工程；該混合物粉末を中和排ガスから分離する工程；該混合物粉末にポリテトラフルオロエチレン粉末、キレート剤及び水を添加する工程；そして、得られた含水組成物を、押出混錬機を用いて圧縮剪断力を付与しながら混練することにより、ポリテトラフルオロエチレン粉末のフィブリル化、および該フィブリル化したポリテトラフルオロエチレンによる混合物粉末の固定を行う工程を含む酸性排ガス中の煤じん固定方法にある。
【０００８】
本発明はまた、下記の酸性排ガス中の煤じん固定方法にもある。
【０００９】
消石灰粉末に、ゴミ焼却炉から排出された煤じんと酸性物質とを含む酸性排ガスを気相にて接触させて、酸性排ガスを中和し、同時に酸性物質と消石灰粉末との反応生成物と煤じんとの混合物粉末を得る工程；該混合物粉末を中和排ガスから分離する工程；該混合物粉末にポリテトラフルオロエチレン粉末、キレート剤、水及び水硬性セメントを添加する工程；そして、得られた含水組成物を、押出混錬機を用いて圧縮剪断力を付与しながら混練することにより、ポリテトラフルオロエチレン粉末のフィブリル化、および該フィブリル化したポリテトラフルオロエチレンによる混合物粉末の固定を行なう工程を含む酸性排ガス中の煤じん固定方法。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の煤じん固定方法、及び該煤じん固定方法を用いた排ガス処理システムについて添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の煤じん固定方法を用いたゴミ焼却炉の排ガス処理システムの一例を示すフロー図である。この排ガス処理システムは、次の工程からなる。
【００１１】
（１）ゴミ焼却炉の排ガス（煤じんと酸性物質とを含む酸性排ガス）を、消石灰粉末に接触させて、排ガスを中和する工程（１１）。ここで、排ガス中の酸性物質と消石灰粉末との反応生成物が生成する。
（２）酸性物質と消石灰粉末との反応生成物と煤じんとの混合物粉末を中和排ガスから分離する工程（１２）。
（３）混合物粉末にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）粉末、さらにキレート剤溶液、もしくはキレート剤と水あるいはキレート剤、水及び水硬性セメントを添加し、押出混錬機を用いて圧縮剪断力を付与しながら混練する工程（１３）。この工程で、ＰＴＦＥ粉末のフィブリル化と、フィブリル化したＰＴＦＥによる混合物粉末の固定とが行なわれ、混合物粉末固形物が生成する。
【００１２】
ＰＴＦＥ粉末は、通常は乾燥した粉末として用いられるが、水性懸濁液（湿潤粉末）であってもよい。ＰＴＦＥ粉末の粒子形状については特に限定はない。また、ＰＴＦＥ粉末の添加量は、混合物粉末１００質量部に対して、０．０１〜２質量部、特に０．１〜１質量部とすることが好ましい。
【００１３】
ＰＴＦＥ粉末が添加された混合物粉末の混練は、押出混練機によって行う。
【００１４】
押出混練機は、ＰＴＦＥ粉末をフィブリル化させる程度の圧縮剪断力を混合物粉末に付与できるものであれば、その機種に特別な制限はないが、セルフクリーニング型混練機（ねっか機）を用いることが好ましい。
【００１５】
特に好ましいのは、送りスクリュ羽根と撹拌羽根（パドル）とを備えた二軸変形ロールニーダを用いたセルフクリーニング型混練機である。
【００１６】
図１の排ガス処理システムにおいて、混合物粉末の処理生成物である混合物粉末固形物は、溶融固化処理法によりスラグとして、あるいは酸その他溶媒による安定化処理法により重金属を溶出させた後に、最終処分場にて処分してもよい。また、混合物粉末にＰＴＦＥ粉末を添加する際（前後あるいは同時）に、キレート剤溶液を添加し、フィブリル化したＰＴＦＥによる混合物粉末の固定と同時に、薬剤処理を行う。さらにまた、混合物粉末にポリテトラフルオロエチレン粉末を添加する際（前後あるいは同時）に、水と水硬化性セメントとを添加し、混合物粉末固形物をセメントで固化してもよい。
【００１７】
キレート剤溶液は、通常、液体キレート剤と呼ばれるもので、例えば、有効成分がジチオカルバミン酸系のものを用いることができる。
【００１８】
水硬化性セメントには、ポルトランドセメントなどの公知のセメントを用いることができる。
【００１９】
図２及び図３は、本発明の煤じん固定方法を用いたゴミ焼却処理システムの一実施例を示すフロー図である。図２は、ゴミ焼却炉から排出された排ガスを中和し、混合物粉末（酸性物質と消石灰との反応生成物と煤じん）を分離するまでの工程を示すフロー図である。図３は、混合物粉末を固定化する工程を示すフロー図である。
【００２０】
図２において、ゴミ焼却炉２１はストーカ式焼却炉であるが、流動式燃焼炉であってもよい。なお、ゴミ焼却炉には、通常、焼却残灰を処理するための設備が付設されているが、ここでは省略している。
【００２１】
ゴミ焼却炉２１の排ガス（煤じんと酸性物質とを含む酸性排ガス）が流れるパイプライン２２には、消石灰貯槽２４から供給される消石灰粉末の噴霧口２３が付設されている。パイプライン２２内にて、排ガスは消石灰粉末と接触して中和し、酸性物質と消石灰粉末との反応生成物が生成する。
【００２２】
反応生成物と煤じんとの混合物粉末は、集塵装置２５にて中和排ガスから分離される。中和排ガスは、誘引通風機２６を通って、煙突２７から外部に放出される。
【００２３】
混合物粉末は、ダスト排出装置２８から排出され、次いで煤じんサイロに送られる。
【００２４】
図３において、混合物粉末は、煤じんサイロ３１から煤じん定量供給装置３２を介して押出混練成形機３３に供給され、セメントサイロ３４からセメント定量供給装置３５を介して供給された水硬性セメントと、ＰＴＦＥ粉末貯槽３６、キレート剤溶液貯槽３７、及び水貯槽３８から供給されたＰＴＦＥ粉末、液体キレート剤、及び水とともに混練される。この押出混練成形機により付与される剪断力によってＰＴＦＥ粉末はフィブリル化し、フィブリル化したＰＴＦＥに固定された混合物粉末、キレート剤、及び水硬性セメントは、均一に混合される。キレート剤は混合物粉末中の重金属と反応して重金属キレートを形成する。ＰＴＦＥに固定された混合物粉末、キレート剤、及び水硬性セメントからなる組成物は押出混練成形機３３からコンベア３９に排出され、バンカ４０またはピットに搬送される。組成物中の水硬性セメントはバンカ４０またはピットに搬送されるまでに固化する。
【００２５】
キレート剤溶液の添加量は、混合物粉末１００質量部に対して、０．５〜５質量部、特に１〜３質量部とすることが好ましい。
【００２６】
水硬性セメントの添加量は、混合物粉末１００質量部に対して、５〜３０質量部、特に１０〜３０質量部とすることが好ましい。
【００２７】
水の添加量は、特に制限はないが、組成物全体の１５〜５０重量％、好ましくは２０〜４５質量％となる量とすることが好ましい。
【００２８】
こうして生成した混合物粉末の処理生成物は、フィブリル化したＰＴＦＥ、ＰＴＦＥより固定された混合物粉末、キレート剤、またはセメントからなる混合物粉末固形物である。この処理生成物は、輸送中に崩壊しても、その崩壊物中の混合物粉末がＰＴＦＥに固定されているので煤じんが発塵しにくくなる。
【００２９】
図４は、煤じん固定方法を用いたゴミ焼却炉の排ガス処理システムの別の一例を示すフロー図である。図４の排ガス処理システムは、次の工程からなる。
【００３０】
（１）ゴミ焼却炉の排ガス（煤じんと酸性物質とを含む酸性排ガス）から、煤じんを分離する工程（４１）。
（２）煤じんにＰＴＦＥ粉末を添加し、ＰＴＦＥ粉末が添加された煤じんを、圧縮剪断力を付与しながら混練する工程（４２）。ここで、ＰＴＦＥ粉末のフィブリル化と、フィブリル化したＰＴＦＥによる煤じんの固定が行われ、煤じん固形物が生成する。
（３）煤じんが分離された酸性物質を含む酸性排ガスとアルカリ水溶液又は、アルカリ物質懸濁液とを接触させて、該酸性排ガスを中和する工程（４３）。
【００３１】
ＰＴＦＥ粉末は、前述のように、通常は乾燥粉末として用いられるが、水性懸濁液であってもよい。ＰＴＦＥ粉末の添加量は、煤じん１００質量部に対して、０．０１〜２質量部、特に０．１〜１質量部とすることが好ましい。
【００３２】
ＰＴＦＥ粉末が添加された煤じんの混練は、３〜２０ｍ／ｓの周速で回転する撹拌翼を備えた混合機、あるいは押出混練成形機によって行うことが好ましい。
【００３３】
撹拌翼を備えた混合機の例としては、パグミルを挙げることができる。このような混合機を用いて混練する場合には、混練を行う前に、衝撃式粉砕機、または３〜２０ｍ／ｓの周速で撹拌羽根が回転する撹拌機を用いて、ＰＴＦＥ粉末と煤じんとを攪拌混合しておくことが好ましい。
【００３４】
押出混練形成機は、ＰＴＦＥ粉末をフィブリル化させる程度の圧縮剪断力を煤じんに付与できるものであれば、その機種に特別な制限はないが、セルフクリーニング型混練機（ねっか機）を用いることが好ましい。特に好ましいのは、送りスクリュ羽根と撹拌羽根（パドル）とを備えた二軸変形ロールニーダを用いたセルフクリーニング型混練機である。
【００３５】
図４の排ガス処理システムにおいて、混合物粉末の処理生成物である混合物粉末固形物は、溶融固化処理法によりスラグとして、あるいは酸その他溶媒による安定化処理法により重金属を溶出させた後に、最終処分場にて処分してもよい。また、混合物粉末にＰＴＦＥ粉末を添加する際（前後あるいは同時）に、液体系重金属固定剤及び／又は粉体系重金属固定剤を添加し、フィブリル化したＰＴＦＥによる混合物粉末の固定と同時に、薬剤処理を行ってもよい。さらにまた、混合物粉末にポリテトラフルオロエチレン粉末を添加する際（前後あるいは同時）に、水と水硬化性セメントとを添加し、混合物粉末固形物をセメントで固化してもよい。
【００３６】
キレート剤溶液（液体系重金属固定剤）は、通常、液体キレート剤と呼ばれるもので、前述のように、主成分がジチオカルバミン酸系のものを用いることができる。重金属固定剤粉末についても、前述のように、主成分が無機系のものでも有機系のものでも用いることができる。
【００３７】
水硬化性セメントには、ポルトランドセメントなどの公知のセメントを用いることができる。
【００３８】
【実施例】
以下、本発明の煤じん固定方法について、実施例に基づいて説明するが、これらは本発明を限定するものではない。なお、本実施例では、酸性物質と消石灰粉末との反応生成物と煤じんとの混合物粉末を用いて、試験を行った。
【００３９】
［参考例１］
混合物粉末５０ｇを５００ｍＬのビーカに採取し、乾燥機にて１００℃に加熱した。次いで、混合物粉末にＰＴＦＥ粉末（乾燥粉末）０．２５ｇを添加し、サンプルミル（撹拌翼の周速８ｍ／ｓ）にて１０秒間混練した。混練処理後の混合物粉末の飛散性（％）を次のようにして測定したところ、２．９％であった。
【００４０】
［飛散性（％）の測定方法］
図５に、飛散性測定装置の概略図を示す。測定装置は、上下方向に同軸上に配置された上部容器５１、円筒容器（内径９６ｍｍ、長さ３４５ｍｍ）５２、及び円盤状ガラス板（直径１００ｍｍ）５３からなる。飛散性（％）は、試料１０ｇを秤量し、これを上部容器５１から円筒容器５２の頂部開口に自然落下させ、円筒容器５２の底部開口から円盤状ガラス板５３の上に落下した試料の重量を未飛散試料重量として測定し、下記の式（１）により算出した値とした。なお、上部容器５１と円筒容器５２の頂部との間隔は６０ｍｍ、円筒容器５２の底部と円盤状ガラス板５３との間隔は１１０ｍｍとした。
【００４１】
【数１】

【００４２】
［参考例２］
混合物粉末５０ｇを５００ｍＬのビーカに採取し、乾燥機にて１００℃に加熱した。次いで、混合粉末にＰＴＦＥ粉末（乾燥粉末）０．１５ｇを添加し、サンプルミル（撹拌翼の周速８ｍ／ｓ）にて１０秒間混練した。混練処理後の混合物粉末の飛散性（％）を参考例１と同様に測定したところ、０．７％であった。
【００４３】
［参考例３］
混合物粉末５０ｇを５００ｍＬのビーカに採取し、乾燥機にて８０℃に加熱した。次いで、混合物粉末にＰＴＦＥ粉末（乾燥粉末）０．０５ｇを添加し、サンプルミル（撹拌翼の周速８ｍ／ｓ）にて１０秒間混練した。混練処理後の混合物粉末の飛散性（％）を参考例１と同様に測定したところ、１．２％であった。
【００４４】
［参考例４］
混合物粉末５０ｇを５００ｍＬのビーカに採取し、乾燥機にて１００℃に加熱した。次いで、混合物粉末にＰＴＦＥ粉末（乾燥粉末）０．２５ｇを添加し、サンプルミルによる撹拌を行わず、薬さじにて３分間撹拌した（周速約０．２ｍ／ｓ）。撹拌処理後の混合物粉末は、ＰＴＦＥ粉末のフィブリル化が殆ど行われず飛散性（％）を参考例１と同様に測定したところ、３７．１％であった。
【００４５】
［実施例１］
混合物粉末５００ｇに対して、生石灰４５０ｇ、水１２５ｇ、キレート剤溶液１５ｇ、そしてＰＴＦＥ粉末（乾燥粉末）０．１ｇ（混合物粉末に対して０．０２重量％）を加え、押出混練成形機（二軸変形ロールニーダを用いたセルフクリーニング型混練機、撹拌羽根の周速：０．２ｍ／ｓ）にて混練し、１０ｍｍ以下の混合物粉末固形物を得た。得られた混合物粉末固形物を一昼夜放置して、自己崩壊させた（混合物粉末固形物には未反応の生石灰が残っており、この未反応生石灰が水和して、混合物粉末固形物を崩壊させる）。そして、この崩壊物の飛散性（％）を次のようにして測定したところ、２．０％であった。
【００４６】
［崩壊物の飛散性（％）］
図６に、崩壊物飛散性測定装置の概略図を示す。測定装置は、ガラス板（幅２７０ｍｍ、長さ４６０ｍｍ）６１と、ガラス板上に設置されたロート（下部口径１８ｍｍ）６２とからなる。ガラス板６１とロート６２との間には、ガラス板の長さ方向に沿う方向に３ｍ／ｓの風が流れている。ロートは、風下側のガラス板の端部からのロートの下部の真下までの距離Ｌが４００ｍｍとなる位置に設置し、ロートの下部先端とガラス板との距離は２００ｍｍとした。飛散性（％）は、試料１０ｇを秤量し、これをロートから自然落下させ、ガラス板の上に落下した試料の重量を未飛散試料重量として測定し、下記の式（２）により算出した値とした。
【００４７】
【数２】

【００４８】
［実施例２］
混合物粉末５００ｇに対して、生石灰４５０ｇ、水１２５ｇ、キレート剤溶液１５ｇ、そしてＰＴＦＥの懸濁液を固形分として０．１ｇ（混合物粉末に対して０．０２重量％）を加え、押出混練成形機（二軸変形ロールニーダを用いたセルフクリーニング型混練機、撹拌羽根の周速：０．２ｍ／ｓ）にて混練し、１０ｍｍ以下の混合物粉末固形物を得た。
得られた混合物粉末固形物を一昼夜放置して、自己崩壊させた。そして、この崩壊物の飛散性（％）を実施例１と同様に測定したところ、０．５％であった。
【００４９】
［比較例１］
混合物粉末５００ｇに、生石灰４５０ｇ、水１２５ｇ、そしてキレート剤溶液１５ｇを加え、押出混錬成形機（二軸変形ロールニーダを用いたセルフクリーニング型混錬機、撹拌羽根の周速：０．２ｍ／ｓ）にて混錬し、１０ｍｍ以下の混合物粉末固形物を得た。得られた混合物粉末固形物を一昼夜放置し、自己崩壊させた。そして、この崩壊物の飛散性（％）を実施例１と同様に測定したところ、９．１％であった。
【００５０】
【発明の効果】
本発明の酸性排ガス中の煤じん固定方法によれば、ゴミ焼却炉から排出された煤じんの固形物からの発塵を効果的に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の煤じん固定方法を用いた排ガス処理システムの一例を示すフロー図である。
【図２】本発明の煤じん固定方法を用いたゴミ焼却処理システムの一実施例を示すフロー図である。
【図３】本発明の煤じん固定方法を用いたゴミ焼却処理システムの一実施例を示すフロー図である。
【図４】煤じん固定方法を用いた排ガス処理システムの別の一例を示すフロー図である。
【図５】実施例にて用いた飛散性測定装置の概略図である。
【図６】実施例にて用いた混合物飛散性測定装置の概略図である。
【符号の説明】
２１焼却炉
２２パイプライン
２３消石灰粉末噴霧口
２４消石灰粉末貯槽
２５集塵装置
２６誘引通風機
２７煙突
２８ダスト排出装置
３１煤じんサイロ
３２煤じん定量供給装置
３３押出混練成形機
３４セメントサイロ
３５セメント定量供給装置
３６ＰＴＦＥ粉末貯槽
３７キレート剤溶液貯槽
３８水貯槽
３９コンベア
４０バンカ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for fixing soot and dust in acidic exhaust gas discharged from a garbage incinerator.
[0002]
[Prior art]
The waste incinerator exhaust gas is an acidic exhaust gas containing soot and acidic substances (eg, hydrogen chloride, sulfur oxide), and is discharged to the outside after a predetermined detoxification treatment. As a detoxification treatment method for this acidic exhaust gas, slaked lime powder is brought into contact with acidic exhaust gas to neutralize the acidic exhaust gas, and then a mixture powder of a reaction product of acidic substance and slaked lime powder from the neutralized gas and soot and dust There are known methods for separating the two. Also widely used is a method in which soot and dust are first separated from the acidic exhaust gas, and then the acidic exhaust gas is brought into contact with an alkaline aqueous solution or an alkaline substance suspension to neutralize the acidic exhaust gas.
[0003]
Soot dust (also called fly ash) separated from acidic exhaust gas contains harmful substances such as heavy metals, is in a fine powder form and has a low bulk specific gravity, and thus tends to generate dust (scatter). For this reason, it becomes an environmental problem to dispose of soot and dust as it is. Accordingly, after the predetermined processing is performed, the dust is disposed of at a final disposal site or the like. As a method of treating soot and dust, a melt-solidifying method (that is, a method using soot and dust as a slag in a melting furnace), a cement-solidifying method (that is, a method of solidifying soot and heavy metals with cement), a chemical processing method (That is, a method of mixing a heavy metal fixing agent such as a chelating agent solution and soot) and a stabilization treatment method using an acid or other solvent (that is, a method of eluting heavy metal by bringing the soot into contact with a solvent such as an acid) )
[0004]
It is preferable to carry out operations such as transportation to the final disposal site, so that the soot processing product generated by the above processing method is difficult to generate dust. However, the treatment product produced by the chemical treatment method and the stabilization treatment method using an acid or other solvent has a problem that the fixing of the medium is not sufficient, and it still tends to generate dust. Also, in the processing product generated by the cement solidification processing method, when the processing product collapses during work such as transportation, dust may be generated from the collapsed product.
[0005]
The dust generation property of the soot dust is also a problem in the working environment in the above-mentioned soot processing workplace (that is, the garbage incineration site). Therefore, in the dust treatment workplace, water is applied to the dust in advance, or water is added, and granulation or compression molding is performed to form dust solids, which is used to fix the dust. Has been done. However, as described in Aoki et al., Urban Cleaning, Vol. 53, No. 235 (May 2000), pages 222-225, water-containing soot and dust are treated by the melt-solidification method. In this case, since the amount of heat for evaporating water is required, there is a problem that the thermal efficiency of the melting furnace is lowered.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a method for immobilizing soot and dust in acidic exhaust gas discharged from a waste incinerator using an industrially advantageous method that does not particularly require the presence of water. .
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, an acidic exhaust gas containing soot dust discharged from a garbage incinerator and an acidic substance is brought into contact with the slaked lime powder in a gas phase to neutralize the acidic exhaust gas, and at the same time, a reaction between the acidic substance and the slaked lime powder. Obtaining a mixture powder of product and dust; separating the mixture powder from the neutralized exhaust gas; adding polytetrafluoroethylene powder , a chelating agent and water to the mixture powder; and the obtained water content The composition is kneaded using an extrusion kneader while applying a compressive shear force, thereby fibrillating the polytetrafluoroethylene powder and fixing the mixture powder with the fibrillated polytetrafluoroethylene. The method is to fix soot and dust in acidic exhaust gas.
[0008]
The present invention also resides in a method for fixing soot and dust in the following acidic exhaust gas.
[0009]
Acid waste gas containing soot dust and acid substances discharged from a garbage incinerator is brought into contact with the slaked lime powder in the gas phase to neutralize the acid exhaust gas, and at the same time, the reaction product of the acid substance and slaked lime powder and soot A step of obtaining a dust mixture powder; a step of separating the powder mixture from the neutralized exhaust gas; a step of adding polytetrafluoroethylene powder, a chelating agent, water and hydraulic cement to the powder mixture; and the resulting water content The composition is kneaded using an extrusion kneader while applying a compressive shear force, thereby fibrillating the polytetrafluoroethylene powder and fixing the mixture powder with the fibrillated polytetrafluoroethylene. How to fix soot and dust in acidic exhaust gas.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The soot and dust fixing method of the present invention and the exhaust gas treatment system using the soot and dust fixing method will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a flowchart showing an example of an exhaust gas treatment system for a refuse incinerator using the dust fixing method of the present invention. This exhaust gas treatment system includes the following steps.
[0011]
(1) A step (11) of bringing exhaust gas from an incinerator (acid exhaust gas containing soot and acid substances) into contact with slaked lime powder to neutralize the exhaust gas. Here, a reaction product of the acidic substance in the exhaust gas and the slaked lime powder is generated.
(2) The process (12) which isolate | separates the mixture powder of the reaction product of an acidic substance and slaked lime powder, and a soot and dust from neutralization waste gas.
(3) Add polytetrafluoroethylene (PTFE) powder , chelating agent solution, chelating agent and water or chelating agent, water and hydraulic cement to the mixture powder, and apply compressive shearing force using an extrusion kneader. a step of kneading with (13). In this step, fibrillation of the PTFE powder and fixation of the mixture powder with the fibrillated PTFE are performed, and a mixture powder solid is generated.
[0012]
The PTFE powder is usually used as a dry powder, but may be an aqueous suspension (wet powder). There is no particular limitation on the particle shape of the PTFE powder. Moreover, it is preferable that the addition amount of PTFE powder shall be 0.01-2 mass parts with respect to 100 mass parts of mixture powder, especially 0.1-1 mass part.
[0013]
Kneading of the mixture powder PTFE powder is added, intends row by pressing De混 kneader.
[0014]
There is no particular limitation on the type of the extrusion kneader as long as it can impart a compressive shear force to the mixture powder to the extent that the PTFE powder is fibrillated, but a self-cleaning kneader (Neck machine) should be used. Is preferred.
[0015]
Preferred especially is the self-cleaning type kneader using a biaxial deformation Rorunida equipped with a feed screw blades and the agitating blade (paddle).
[0016]
In the exhaust gas treatment system of FIG. 1, the mixture powder solid product, which is the product of the mixture powder, is used as a final disposal site after eluting heavy metals as slag by the melt solidification treatment method or by stabilization treatment method with acid or other solvent. May be disposed of at Further, when adding the PTFE powder mixture powder (longitudinal or simultaneously), and adding a chelating agent solvent solution, at the same time as the fixing of the mixture powder of the fibrillated PTFE, intends line drug treatment. Furthermore, when adding the polytetrafluoroethylene powder to the mixture powder (before or after or simultaneously), water and a water-curable cement may be added, and the mixture powder solid may be solidified with cement.
[0017]
The chelating agent solution is usually called a liquid chelating agent. For example, a dithiocarbamic acid-based active ingredient can be used .
[0018]
As the water-curable cement, a known cement such as Portland cement can be used.
[0019]
2 and 3 are flow charts showing an embodiment of a refuse incineration processing system using the dust fixing method of the present invention. FIG. 2 is a flowchart showing the steps until neutralizing the exhaust gas discharged from the waste incinerator and separating the mixture powder (reaction product of sour lime and soot). FIG. 3 is a flowchart showing a process of fixing the mixture powder.
[0020]
In FIG. 2, the garbage incinerator 21 is a stoker-type incinerator, but may be a fluid combustion furnace. Note that facilities for treating incineration residual ash are usually attached to the garbage incinerator, but are omitted here.
[0021]
A spray port 23 of slaked lime powder supplied from the slaked lime storage tank 24 is attached to the pipeline 22 through which the exhaust gas (acid exhaust gas containing soot and acid substances) of the waste incinerator 21 flows. In the pipeline 22, the exhaust gas comes into contact with the slaked lime powder to neutralize, and a reaction product of the acidic substance and the slaked lime powder is generated.
[0022]
The mixture powder of the reaction product and soot is separated from the neutralized exhaust gas by the dust collector 25. The neutralized exhaust gas is discharged from the chimney 27 through the induction fan 26.
[0023]
The mixture powder is discharged from the dust discharge device 28 and then sent to the dust silo.
[0024]
In FIG. 3, the mixture powder is supplied to the extrusion kneading and molding machine 33 from the dust silo 31 via the dust quantitative feed device 32 and from the cement silo 34 via the cement quantitative feed device 35. The PTFE powder storage tank 36, the chelating agent solution storage tank 37, and the water storage tank 38 are kneaded together with the PTFE powder, the liquid chelating agent, and water. The PTFE powder is fibrillated by the shearing force applied by the extrusion kneading machine, and the mixture powder, the chelating agent, and the hydraulic cement fixed to the fibrillated PTFE are uniformly mixed. The chelating agent reacts with the heavy metal in the mixture powder to form a heavy metal chelate. The composition comprising the mixture powder, the chelating agent, and the hydraulic cement fixed to PTFE is discharged from the extrusion kneading machine 33 to the conveyor 39 and conveyed to the bunker 40 or pit. The hydraulic cement in the composition solidifies before being conveyed to the bunker 40 or pit.
[0025]
The addition amount of the chelating agent solution is preferably 0.5 to 5 parts by mass, particularly 1 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the mixture powder.
[0026]
The addition amount of the hydraulic cement is preferably 5 to 30 parts by mass, particularly 10 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the mixture powder.
[0027]
The amount of water added is not particularly limited, but is preferably 15 to 50% by weight, preferably 20 to 45% by weight of the total composition.
[0028]
The processed product of the mixture powder thus produced is a mixture powder solid consisting of fibrillated PTFE, a mixture powder fixed from PTFE, a chelating agent, or cement. Even if this processed product disintegrates during transportation, the mixture powder in the disintegrated material is fixed to PTFE, so that the dust does not easily generate dust.
[0029]
FIG. 4 is a flowchart showing another example of the exhaust gas treatment system for a refuse incinerator using the dust fixing method. The exhaust gas treatment system of FIG. 4 includes the following steps.
[0030]
(1) A step (41) of separating soot and dust from waste incinerator exhaust gas (acid exhaust gas containing soot and acidic substances).
(2) A step of adding PTFE powder to the koji and kneading the koji to which the PTFE powder has been added while applying a compressive shearing force (42). Here, fibrillation of the PTFE powder and fixation of the soot and dust by the fibrillated PTFE are performed, and soot solids are generated.
(3) A step (43) of neutralizing the acidic exhaust gas by contacting the acidic exhaust gas containing the acidic substance from which the soot and dust are separated with an alkaline aqueous solution or an alkaline substance suspension.
[0031]
As described above, the PTFE powder is usually used as a dry powder, but may be an aqueous suspension. The addition amount of the PTFE powder is preferably 0.01 to 2 parts by mass, particularly preferably 0.1 to 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of soot.
[0032]
The kneading of the soot and dust added with the PTFE powder is preferably performed by a mixer equipped with a stirring blade rotating at a peripheral speed of 3 to 20 m / s or an extrusion kneading molding machine.
[0033]
A pug mill can be mentioned as an example of a mixer provided with a stirring blade. When kneading using such a mixer, before kneading, using an impact pulverizer or a stirrer in which a stirring blade rotates at a peripheral speed of 3 to 20 m / s, It is preferable to stir and mix the dust.
[0034]
The extrusion kneading and forming machine is not particularly limited as long as it can impart a compressive shearing force enough to fibrillate the PTFE powder, but a self-cleaning kneading machine (nekking machine) is used. It is preferable. Particularly preferred is a self-cleaning kneader using a biaxial deformation roll kneader equipped with a feed screw blade and a stirring blade (paddle).
[0035]
In the exhaust gas treatment system of FIG. 4, the mixture powder solids, which are the product of the mixture powder, are used as final slag after eluting heavy metals as slag by the melt solidification treatment method or by stabilization treatment method using acid or other solvent. May be disposed of at Also, when PTFE powder is added to the mixture powder (before or after or simultaneously), a liquid heavy metal fixing agent and / or a powder heavy metal fixing agent is added, and simultaneously with the fixation of the mixture powder with fibrillated PTFE, the chemical treatment is performed. You may go. Furthermore, when adding the polytetrafluoroethylene powder to the mixture powder (before or after or simultaneously), water and a water-curable cement may be added, and the mixture powder solid may be solidified with cement.
[0036]
The chelating agent solution (liquid heavy metal fixing agent) is usually called a liquid chelating agent, and a dithiocarbamic acid-based main component can be used as described above. As described above, the heavy metal fixing agent powder can be used regardless of whether the main component is inorganic or organic.
[0037]
As the water-curable cement, a known cement such as Portland cement can be used.
[0038]
【Example】
Hereinafter, the dust fixing method of the present invention will be described based on examples, but these do not limit the present invention. In addition, in the present Example, it tested using the powder mixture of the reaction product of an acidic substance and slaked lime powder, and soot.
[0039]
[ Reference Example 1 ]
50 g of the mixture powder was collected in a 500 mL beaker and heated to 100 ° C. with a dryer. Next, 0.25 g of PTFE powder (dry powder) was added to the mixture powder, and kneaded for 10 seconds in a sample mill (circumferential speed of stirring blade 8 m / s). When the scattering property (%) of the mixture powder after the kneading treatment was measured as follows, it was 2.9%.
[0040]
[Measuring method of scattering property (%)]
FIG. 5 shows a schematic diagram of the scattering property measuring apparatus. The measuring device includes an upper container 51, a cylindrical container (inner diameter 96 mm, length 345 mm) 52, and a disk-shaped glass plate (diameter 100 mm) 53 that are coaxially arranged in the vertical direction. The scattering property (%) is the weight of the sample that weighed 10 g of the sample, allowed it to fall naturally from the top container 51 to the top opening of the cylindrical container 52, and dropped onto the disk-shaped glass plate 53 from the bottom opening of the cylindrical container 52. Was measured as the weight of the unscattered sample, and the value calculated by the following equation (1) was used. The distance between the upper container 51 and the top of the cylindrical container 52 was 60 mm, and the distance between the bottom of the cylindrical container 52 and the disk-shaped glass plate 53 was 110 mm.
[0041]
[Expression 1]

[0042]
[ Reference Example 2 ]
50 g of the mixture powder was collected in a 500 mL beaker and heated to 100 ° C. with a dryer. Next, 0.15 g of PTFE powder (dry powder) was added to the mixed powder, and kneaded for 10 seconds in a sample mill (circumferential speed of stirring blade 8 m / s). When the scattering property (%) of the mixture powder after the kneading treatment was measured in the same manner as in Reference Example 1 , it was 0.7%.
[0043]
[ Reference Example 3 ]
50 g of the mixture powder was collected in a 500 mL beaker and heated to 80 ° C. with a dryer. Next, 0.05 g of PTFE powder (dry powder) was added to the mixture powder, and kneaded for 10 seconds in a sample mill (agitating blade peripheral speed 8 m / s). When the scattering property (%) of the mixture powder after the kneading treatment was measured in the same manner as in Reference Example 1 , it was 1.2%.
[0044]
[ Reference Example 4 ]
50 g of the mixture powder was collected in a 500 mL beaker and heated to 100 ° C. with a dryer. Next, 0.25 g of PTFE powder (dry powder) was added to the mixture powder, and the mixture was stirred for 3 minutes with a spoon without using a sample mill (peripheral speed: about 0.2 m / s). When the mixture powder after the stirring treatment was measured for flyability (%) in the same manner as in Reference Example 1 with almost no fibrillation of the PTFE powder, it was 37.1%.
[0045]
[Example 1 ]
To 500 g of the mixture powder, 450 g of quick lime, 125 g of water, 15 g of the chelating agent solution, and 0.1 g of PTFE powder (dry powder) (0.02% by weight with respect to the mixture powder) were added, and an extrusion kneading machine (biaxial) A self-cleaning kneader using a deformed roll kneader and a stirring blade peripheral speed: 0.2 m / s were kneaded to obtain a mixed powder solid of 10 mm or less. The obtained mixture powder solid was left to stand for a day and left to self-disintegrate (unreacted quicklime remained in the mixture powder solid, and this unreacted quicklime was hydrated to disintegrate the mixture powder solid. ). And it was 2.0% when the dispersibility (%) of this collapsed material was measured as follows.
[0046]
[Disintegration Scattering (%)]
FIG. 6 shows a schematic diagram of the collapsed matter scattering property measuring apparatus. The measuring device includes a glass plate (width 270 mm, length 460 mm) 61 and a funnel (lower diameter 18 mm) 62 installed on the glass plate. A wind of 3 m / s flows between the glass plate 61 and the funnel 62 in a direction along the length direction of the glass plate. The funnel was installed at a position where the distance L from the end of the leeward glass plate to the position directly below the funnel was 400 mm, and the distance between the lower end of the funnel and the glass plate was 200 mm. Scatterability (%) is a value calculated by the following equation (2) by weighing 10 g of a sample, allowing it to drop naturally from a funnel, measuring the weight of the sample dropped on the glass plate as the weight of the unscattered sample. It was.
[0047]
[Expression 2]

[0048]
[Example 2]
To 500 g of the mixture powder, 450 g of quick lime, 125 g of water, 15 g of the chelating agent solution, and 0.1 g (0.02 wt% of the mixture powder) of the PTFE suspension as a solid content are added, and an extrusion kneading machine The mixture was kneaded with a self-cleaning kneader using a biaxial deformed roll kneader and a stirring blade peripheral speed: 0.2 m / s to obtain a mixture powder solid of 10 mm or less.
The obtained mixture powder solid was left to stand for one day and night to self-disintegrate. And it was 0.5% when the dispersibility (%) of this collapsed material was measured like Example 1. FIG.
[0049]
[ Comparative Example 1 ]
To 500 g of the mixture powder, 450 g of quicklime, 125 g of water, and 15 g of a chelating agent solution are added, and an extrusion kneading machine (a self-cleaning kneader using a biaxial deformation roll kneader, a peripheral speed of a stirring blade: 0.2 m / s) ) To obtain a mixture powder solid of 10 mm or less. The obtained mixture powder solid was left to stand for one day and night to self-disintegrate. And it was 9.1% when the dispersibility (%) of this collapsed material was measured similarly to Example 1. FIG.
[0050]
【The invention's effect】
According to the method for fixing soot in acidic exhaust gas of the present invention, dust generation from the solid matter of soot discharged from the refuse incinerator can be effectively suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing an example of an exhaust gas treatment system using a soot and dust fixing method of the present invention.
FIG. 2 is a flow chart showing an embodiment of a refuse incineration processing system using the soot and dust fixing method of the present invention.
FIG. 3 is a flow chart showing an embodiment of a garbage incineration processing system using the soot and dust fixing method of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing another example of an exhaust gas treatment system using a soot and dust fixing method.
FIG. 5 is a schematic view of a scattering property measuring apparatus used in Examples.
FIG. 6 is a schematic view of a mixture scattering property measuring apparatus used in Examples.
[Explanation of symbols]
21 Incinerator 22 Pipeline 23 Slaked lime powder spray port 24 Slaked lime powder storage tank 25 Dust collector 26 Induction fan 27 Chimney 28 Dust discharge device 31 Dust silo 32 Dust quantitative supply device 33 Extrusion kneading molding machine 34 Cement silo 35 Cement quantitative Supply device 36 PTFE powder storage tank 37 Chelating agent solution storage tank 38 Water storage tank 39 Conveyor 40 Bunker

Claims

Acid waste gas containing soot dust and acid substances discharged from a garbage incinerator is brought into contact with the slaked lime powder in the gas phase to neutralize the acid exhaust gas, and at the same time, the reaction product of the acid substance and slaked lime powder and soot A step of obtaining a dust mixture powder; a step of separating the mixture powder from the neutralized exhaust gas; a step of adding polytetrafluoroethylene powder , a chelating agent and water to the mixture powder; and a water-containing composition obtained . In acidic exhaust gas including steps of fibrillation of polytetrafluoroethylene powder and fixation of mixture powder by fibrillated polytetrafluoroethylene by kneading while applying compression shear force using an extrusion kneader How to fix the dust.

Acid waste gas containing soot dust and acid substances discharged from a garbage incinerator is brought into contact with the slaked lime powder in the gas phase to neutralize the acid exhaust gas, and at the same time, the reaction product of the acid substance and slaked lime powder and soot A step of obtaining a dust mixture powder; a step of separating the powder mixture from the neutralized exhaust gas; a step of adding polytetrafluoroethylene powder, a chelating agent, water and hydraulic cement to the powder mixture; and the resulting water content The composition is kneaded using an extrusion kneader while applying a compressive shearing force to fibrillate the polytetrafluoroethylene powder and fix the mixture powder with the fibrillated polytetrafluoroethylene. How to fix soot and dust in acidic exhaust gas.