JP4491688B2 - 塩素化芳香族化合物の生成抑制剤および生成抑制方法 - Google Patents

Description

本発明は、廃棄物焼却炉、廃棄物溶融炉または電気炉などの炉において、排ガス中にダイオキシン類に代表される塩素化芳香族化合物が生成するのを効果的に抑制する塩素化芳香族化合物の生成抑制剤および生成抑制方法に関する。

廃棄物焼却炉等から出る排ガスに対して、ダイオキシン排出規制が強化され、焼却能力４ｔ／ｈ以上の新設炉については０．１ｎｇ−ＴＥＱ／Ｎｍ^３の排出基準が定められている。また施設周辺住民からは、排出ダイオキシン濃度をさらに下げるよう望まれつつある。このようなダイオキシンの厳しい低減化要望に対応する方法として、活性炭によるダイオキシン吸着除去法や、酸化触媒によるダイオキシン酸化分解法が提案されている。

活性炭を用いるダイオキシン除去技術には、ダイオキシンが吸着した活性炭の処理問題が付随する。すなわち使用後の活性炭を施設外に排出する際、廃棄物焼却炉に係わるばいじん等の処理基準（３ｎｇ−ＴＥＱ／ｇ）以上のダイオキシンが活性炭に吸着している場合には、ダイオキシンの分解処理を施す必要がある。

また酸化触媒による酸化分解法では、ダイオキシンを分解するため活性炭使用の場合とは違って二次汚染の恐れはない。しかしダイオキシンは主に５００℃以下の排ガス冷却過程で生成するため、酸化触媒を使用する温度条件ではすでにダイオキシンの生成が十分に進行してしまっている。また酸化触媒はバグフィルタなどの集塵装置の下流煙道に設置するため、集塵装置で捕集される飛灰中のダイオキシンに対してはもちろん作用できない。

本発明の目的は、排ガス冷却過程でのダイオキシンの生成を効果的に抑制し、その結果ダイオキシンの二次汚染防止、ならびに下流側に設置されるダイオキシン対策のための排ガス処理装置や飛灰処理装置のコンパクト化を達成することにある。

本発明に関する第１の塩素化芳香族化合物の生成抑制剤は、チオシアン酸アンモニウムからなるものである。

本発明に関する第２の塩素化芳香族化合物の生成抑制剤は、チオシアン酸アンモニウムと、ケイソウ土、パーライト、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、活性白土、酸性白土、ベントナイトおよびセピオライトからなる群より選ばれる少なくとも１つとからなるものである。

この場合、塩素化芳香族化合物の生成抑制剤の全体重量に対してチオシアン酸アンモニウムが占める重量割合が占める重量割合が５％以上かつ１００％未満であることが好ましい。

本発明による塩素化芳香族化合物の生成抑制剤は、好ましくは粒子径１００μｍ以下の微細粉粒物である。

また、本発明の塩素化芳香族化合物の生成抑制方法は、上記いずれか１つに記載の塩素化芳香族化合物の生成抑制剤を炉内または煙道内に供給するかもしくは高温処理対象物と混合して同対象物を炉内で高温処理するものである。

供給される塩素化芳香族化合物の生成抑制剤の割合は、好ましくは高温処理前の前記処理対象物１ｋｇに対して０．１〜１００ｇである。

塩素化芳香族化合物の生成抑制剤を炉下流の再燃焼室から集塵装置までの煙道に吹き込むことが好ましい。

好ましくは、塩素化芳香族化合物の生成抑制剤を排ガス１Ｎｍ^３に対して１０〜５０００ｍｇの割合で吹き込む。

塩素化芳香族化合物の生成抑制剤を吹き込む排ガスの温度は好ましくは１５０〜９００℃、より好ましくは２５０〜５００℃である。

塩素化芳香族化合物の生成抑制剤を炉内への噴霧水に溶解もしくは懸濁し、得られた溶解水もしくはスラリーを噴霧水として用いることもできる。塩素化芳香族化合物の生成抑制剤の水に対する割合は水１ｋｇに対して好ましくは０．０４〜２００ｇである。

集塵装置には電気集塵機もしくはバグフィルタを用いるのが好ましい。

本発明によれば、排ガス冷却過程でのダイオキシンの生成を効果的に抑制することができ、その結果ダイオキシンの二次汚染防止、ならびに下流側に設置されるダイオキシン対策のための排ガス処理装置や飛灰処理装置のコンパクト化を達成することにある。

ダイオキシン生成抑制剤の供給位置について、ダイオキシン生成抑制剤を廃棄物中もしくは炉内に供給する場合や、炉内への噴霧水、もしくはガス冷却塔や調温塔での噴霧水と共に供給する場合には、ダイオキシン生成抑制剤にチオシアン酸アンモニウムを用いる。またダイオキシン生成抑制剤を炉下流の再燃焼室から集塵装置までの排ガス煙道に吹き込む場合には、ダイオキシン生成抑制剤にチオシアン酸アンモニウムと炭酸水素ナトリウムを混合した薬剤を用いることができる。チオシアン酸アンモニウムは潮解しやすいが、これに炭酸水素ナトリウムを混合することでその性質を緩和し、吹き込み操作を容易にすることができる。また炭酸水素ナトリウム吹き込みにより排ガス中の塩化水素の吸収を同時に行うことができる。

チオシアン酸アンモニウムは、加熱によって分解され、アンモニア、硫化水素および二酸化炭素を発生する。排ガス中に塩素が存在するとダイオキシンの生成は激しく進行するが、チオシアン酸アンモニウムの熱分解により発生するアンモニアまたは硫化水素が、式(1) および式(2) のように塩素と反応してダイオキシンの生成を抑制する。

Ｃｌ２＋２ＮＨ３＋Ｈ２Ｏ→２ＮＨ４Ｃｌ＋１／２Ｏ２ (1)
Ｃｌ２＋Ｈ２Ｓ＋Ｏ２→ＳＯ２＋２ＨＣｌ (2)
またチオシアン酸アンモニウムを廃棄物中もしくは炉内に供給する場合には、チオシアン酸アンモニウムの熱分解により発生するアンモニアによって排ガス中の窒素酸化物を窒素に還元することができる（無触媒脱硝）。

実施例１
焼却炉飛灰にチオシアン酸アンモニウムを１０重量％添加し、この混合物を反応管に入れ、反応管に模擬ガス１Ｎｌ／ｍｉｎ（水分３０％を含み、乾きベースで塩化水素１０００ｐｐｍ、酸素１０体積％、窒素９０体積％から構成されている）を通気し、反応管を３００℃で３時間加熱した。加熱後、飛灰からのダイオキシン生成量を測定した。

比較例１
焼却炉飛灰にチオシアン酸アンモニウムを添加しなかった点を除いて、実施例１と同じ操作を行った。

測定結果
無添加飛灰からダイオキシンは３６０００ｎｇ／ｇ生成したが、チオシアン酸アンモニウムを添加した飛灰からはダイオキシンは８１００ｎｇ／ｇしか生成しなかった。

Claims (11)

1. チオシアン酸アンモニウムからなる塩素化芳香族化合物の生成抑制剤。
2. チオシアン酸アンモニウムと、ケイソウ土、パーライト、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、活性白土、酸性白土、ベントナイトおよびセピオライトからなる群より選ばれる少なくとも１つとからなる塩素化芳香族化合物の生成抑制剤。
3. 塩素化芳香族化合物の生成抑制剤の全体重量に対してチオシアン酸アンモニウムが占める重量割合が５％以上かつ１００％未満である、請求項２に記載の塩素化芳香族化合物の生成抑制剤。
4. 粒子径１００μｍ以下の微細粉粒物である請求項１〜３のいずれか１つに記載の塩素化芳香族化合物の生成抑制剤。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の塩素化芳香族化合物の生成抑制剤を炉内または煙道内に供給するかもしくは高温処理対象物と混合して同対象物を炉内で高温処理する塩素化芳香族化合物の生成抑制方法。
6. 塩素化芳香族化合物の生成抑制剤を、高温処理前の前記処理対象物１ｋｇに対して０．１〜１００ｇの割合で供給する請求項５記載の塩素化芳香族化合物の生成抑制方法。
7. 塩素化芳香族化合物の生成抑制剤を炉下流の再燃焼室から集塵装置までの煙道に吹き込む請求項５または６に記載の塩素化芳香族化合物の生成抑制方法。
8. 塩素化芳香族化合物の生成抑制剤を排ガス１Ｎｍ^３に対して１０〜５０００ｍｇの割合で吹き込む請求項７に記載の塩素化芳香族化合物の生成抑制方法。
9. １５０〜９００℃の排ガスに塩素化芳香族化合物の生成抑制剤を吹き込む請求項７記載の塩素化芳香族化合物の生成抑制方法。
10. 塩素化芳香族化合物の生成抑制剤を炉内への噴霧水に溶解もしくは懸濁し、得られた溶解水もしくはスラリーを噴霧水として用いる請求項５〜９のいずれかに記載の塩素化芳香族化合物の生成抑制方法。
11. 塩素化芳香族化合物の生成抑制剤の水に対する割合が水１ｋｇに対して０．０４〜２００ｇである請求項１０に記載の塩素化芳香族化合物の生成抑制方法。