JP4062558B2 - ダイオキシン類の放出防止方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、焼却炉からダイオキシン類を含む排ガスの放出を防止するダイオキシン類の放出防止方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダイオキシン類とは、ポリ塩化ジベンゾパラジオキシン（ＰＣＤＤ）類及びポリ塩化ジベンゾフラン（ＰＣＤＦ）類をいい、ごみなどの廃棄物を焼却したとき、有機塩素化合物を製造する過程等で意図せずに発生する化学物質であり、毒性が極めて高いので、環境への汚染防止のために排ガス規制の対象となっている。
【０００３】
例えば、焼却炉において、燃焼中に大量の炭化水素が発生し、空気と接触して炭酸ガスと水とに分解するが、この接触が悪いとダイオキシン前駆物質が発生する。ダイオキシン前駆物質としては、フェノール、ベンゼン等の芳香族化合物、クロロフェノール、クロロベンゼン等の塩素化芳香族化合物及び塩素化アルキル化合物等を挙げることができる。これらのダイオキシン前駆物質は、飛灰が共存しても４００℃以上の高温下ではダイオキシンになりにくいが、温度が低下すると、２００〜４００℃付近でダイオキシンとなる。
【０００４】
このようなダイオキシン類が環境へ放出される前に、排ガス中に含まれるこれらのダイオキシンを除去する方法として、集塵機温度を２００℃未満の低温度で使用できるバグフィルター方式を採用することが望まれている。また、集塵機手前の温度が１２０〜２００℃の燃焼ガスラインに粉末状活性炭を吹き込み、ダイオキシンを吸着除去する方法が知られている（特開平５−３１３２３号公報）。また、集塵機で集塵後、窒素酸化物（ＮＯ_X）を分解除去するために、集塵機から煙突までの煙道に脱硝触媒塔を設けるケースが増えてきている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の方法では、集塵機出口よりも脱硝触媒塔の出口の方がダイオキシン類の濃度が高くなり、煙突出口において、ダイオキシンの排出基準である０．１ｎｇ／Ｎｍ³をクリアできない場合が多々ある。これは、脱硝触媒塔では排ガス温度を２００〜３００℃に再加熱する必要があるが、集塵機前段で除去されずに通過したダイオキシン前駆物質が２００〜３００℃のダイオキシンを生成する温度域に加熱され、また、飛灰等が集塵機で完全に除去されず、このためダイオキシンが生成されると思われる。
【０００６】
一方、ダイオキシンを生成する前にダイオキシン前駆物質を除去するという着想から、アルカリ化合物又はアミン化合物を担持させた、活性炭、火山灰、シリカ系化合物、粘土鉱物、リン酸化合物、炭酸塩化合物などの多孔質吸着材を４００℃未満になる前の排ガスを処理する方法が知られている（特開平９−２２０４３８）が、この方法では４００℃未満になる前の排ガスを多孔質吸着材で処理するのが困難であり、ダイオキシン及びダイオキシン前駆物質の完全な除去は難しい。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、より効率的なダイオキシン類の生成防止方法を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する本発明は、ダイオキシン及びダイオキシン前駆物質を含み且つ温度が１５０〜２００℃の排ガスを、アルカリ性物質を担持したダイオキシン及びダイオキシン前駆物質吸着材と接触させる第１のステップと、その後、気固分離した排ガスを脱硝触媒と２００〜３００℃で接触させてダイオキシンを分解する第２のステップとを含むことを特徴とするダイオキシン類の放出防止方法にある。
【０００９】
本発明は、ダイオキシン前駆物質の吸着性を向上させたダイオキシン及びダイオキシン前駆物質吸着材を用いてダイオキシンと共にダイオキシン前駆物質を除去した後、脱硝触媒で処理することにより、残留したダイオキシンを分解すると同時にダイオキシン前駆物質からのダイオキシンの生成を防止するものである。
【００１０】
アルカリ性物質を担持したダイオキシン及びダイオキシン前駆物質吸着材と排ガスとの接触地点は、特に限定されず、必ずしもダイオキシンが生成しない４００℃未満になる前である必要はなく、例えば、焼却炉の場合には、集塵機に入る前段で、排ガス温度が３００℃以下でよい。本発明は、アルカリ性物質を担持したダイオキシン及びダイオキシン前駆物質吸着材での処理と、脱硝触媒での処理とにより、ダイオキシンを完全に除去しようとするものだからである。
【００１１】
本発明で、ダイオキシン及びダイオキシン前駆物質吸着材とは、活性炭、火山灰、シリカ系化合物、粘土鉱物、リン酸化合物、炭酸塩化合物などの、ダイオキシン及びダイオキシン前駆物質を吸着できる多孔質吸着材である。これに担持するアルカリ性物質としては、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、Ｃａ（ＯＨ）₂などのアルカリ類や、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、アンモニアなどのアミン化合物を挙げることができる。多孔質吸着材は、平均粒径が数ミリメートル〜５００メッシュの物質を１種又は２種以上組み合わせて用いることができる。また、アルカリ性物質の担持量は、多孔質吸着材に対して０．１〜１０重量％、好ましくは１〜６重量％である。
【００１２】
本発明でアルカリ性物質を担持したダイオキシン及びダイオキシン前駆物質吸着材の排ガスへの接触方法は、特に限定されないが、例えば、焼却炉の場合には、集塵機前段の排ガス通路への吹き込み、又は吸着反応塔の設置などにより行うことができる。また、アルカリ性物質を担持したダイオキシン及びダイオキシン前駆物質吸着材の使用量は、例えば、飛灰に対して、０．５〜２０重量％、好ましくは２〜１５重量％である。
【００１３】
また、本発明で用いる脱硝触媒は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｕなどを１種又は２種以上含む触媒である。このような脱硝触媒と排ガスとの接触方法は特に限定されないが、例えば、排ガスを脱硝触媒の充填層に通過させるようにすればよく、２００〜３００℃で接触させるようにすればよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【００１５】
（実施例）
図１に実施例を実施したごみ処理工程を概念的に示す。図１に示すように、この処理工程は、焼却炉１の後段に集塵機２及び脱硝触媒塔３を有する。焼却炉１は、投入物４を燃焼し、排ガス５が後の排ガス処理工程に送られ、ボトムアッシュ６を排出する。集塵機２は、集塵温度１５０〜２００℃のバグフィルタであり、飛灰７を除去する。
【００１６】
本実施例では、集塵機２の前段の排ガス中にアルカリ性物質を担持したダイオキシン及びダイオキシン前駆物質吸着材８を吹き込む。本実施例では、アルカリ性物質としてＮａＯＨを１％担持した活性炭を、乾燥排ガスに対して５０ｍｇ／Ｎｍ³の割合で吹き込んだ。なお、集塵機２の前段では、排ガス５は１５０〜２００℃程度まで冷却されている。
【００１７】
また、脱硝触媒塔３は、Ｔｉ−Ｖ混合触媒を充填したＬＶ＝２０００（Ｈｖ^-1）の触媒層を有し、２５０℃で排ガスを処理するように加熱されている。なお、脱硝触媒塔３で処理されたガスは、排出ガス９として排出される。
【００１８】
このようなごみ処理工程でごみ処理を行いながら、集塵機２の入口ａ及び出口ｂ並びに脱硝触媒塔３の出口ｃにおけるダイオキシン類濃度をそれぞれ測定した。この結果を表１に示す。なお、表１には、集塵機２の出口ｂから脱硝触媒塔３の出口ｃまでのダイオキシン類の増加量（ｃ−ｂ）を併せて示した。
【００１９】
（比較例）
アルカリ性物質を担持したダイオキシン及びダイオキシン前駆物質吸着材８の代わりに、未処理の活性炭を吹き込んだ以外は、実施例と同様に操作して、同様にダイオキシン類濃度を測定した。この結果を同じく表１に示す。
【００２０】
【表１】

【００２１】
表１の結果より、ＮａＯＨ１％を担持した活性炭を用いた実施例は、未処理の活性炭を用いた比較例と比較して、脱硝触媒塔３におけるダイオキシン類濃度増加量が低いことが確認された。このことより、脱硝触媒塔３の前段でＮａＯＨを担持した活性炭で処理することにより、ダイオキシンと共にダイオキシン前駆物質が有効に除去され、脱硝触媒塔３でダイオキシン類の分解が行われると同時にダイオキシンの再合成が抑えられていることがわかる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、排ガスをアルカリ性物質を担持したダイオキシン及びダイオキシン前駆物質吸着材と接触させて処理し、その後、脱硝触媒と接触させて処理するようにしたので、脱硝触媒との接触により、ダイオキシンの分解と同時に再加熱によるダイオキシン前駆物質からのダイオキシンの再合成が防止され、ダイオキシン類の放出が有効に防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を実施するごみ処理工程を概念的に示す図である。
【符号の説明】
１ 焼却炉
２ 集塵機
３ 脱硝分解塔
４ 投入物
５ 排ガス
６ ボトムアッシュ
７ 飛灰
８ アルカリ性物質担持ダイオキシン及びダイオキシン前駆物質吸着材
９ 排出ガス

Claims (1)

1. ダイオキシン及びダイオキシン前駆物質を含み且つ温度が１５０〜２００℃の排ガスを、アルカリ性物質を担持したダイオキシン及びダイオキシン前駆物質吸着材と接触させる第１のステップと、その後、気固分離した排ガスを脱硝触媒と２００〜３００℃で接触させてダイオキシンを分解する第２のステップとを含むことを特徴とするダイオキシン類の放出防止方法。

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