JPH0618612B2 - 排ガスの湿式処理方法 - Google Patents

排ガスの湿式処理方法

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JPH0618612B2
JPH0618612B2 JP61242324A JP24232486A JPH0618612B2 JP H0618612 B2 JPH0618612 B2 JP H0618612B2 JP 61242324 A JP61242324 A JP 61242324A JP 24232486 A JP24232486 A JP 24232486A JP H0618612 B2 JPH0618612 B2 JP H0618612B2
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exhaust gas
stage
absorbent
treatment
liquid
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栄六 神山
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Hitachi Zosen Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、都市ごみや産業廃棄物などの焼却に伴って
発生する排ガスの処理方法、特にプラスチック類その他
の燃焼に起因する塩化水素、フッ化水素、硫黄酸化物な
どの有害な酸性物質を高濃度で含む排ガスを湿式処理す
る方法に関する。
従来技術およびその問題点 従来、一般に排ガス中の酸性物質の除去方法としては、
排ガスを湿式洗浄処理し、使用後の排液を水酸化ナトリ
ウム含有液で中和して循環再使用する方法がとられてい
た。
しかしながら、このような方法では、中和用の水酸化ナ
トリウムの価格が排ガス処理剤としては著しく高いた
め、薬剤費が排ガス処理費全体の約60%にも達し(た
とえば焼却能力600トン/日の処理施設では、薬剤費
は年間約1億5千9百万円にもなり)、これがこの方法
による排ガス処理において大きな負担となっていた。
また吸収剤としてカルシウム系薬剤を用いると、反応生
成物としてCaSO3・2H2O、CaSO4・2H2Oな
どが発生し、これらがスケーリング・トラブルを招来す
る懸念があった。
この発明は、上記の点に鑑み、酸性物質の除去率を損う
ことなく、かつスケーリングの問題もなく、ランニング
・コストを大幅に節減することができる新規排ガス処理
方法を提供することを目的とする。
問題点の解決手段 この発明による排ガスの湿式処理方法は、洗煙塔を前段
と後段に区分し、酸性物質を含む排ガスを前後両段に順
次通してそれぞれ吸収液と接触処理し、接触後の吸収液
を各段の底部から塔外を経て頂部に循環して再使用する
方法であって、前段において接触後の吸収液に中和剤と
してカルシウム系薬剤を添加した後吸収液を循環し、後
段において接触後の吸収液に中和剤として水酸化ナトリ
ウムおよび/または水酸化マグネシウムを添加すること
を特徴とする。
この発明の1つの実施モードにおいては、前段処理にお
いて洗煙塔通過後の吸収液にカルシウム系薬剤を添加し
て、吸収液のpHを強酸性に調整し、後段において上記中
和剤の添加によって吸収液のpHを6以上に調整する。こ
のモードでは好ましくは前段処理において吸収液に種結
晶を添加して、スケーリングを防止する。
発明の効果 この発明による排ガスの湿式処理方法は、洗煙塔と前段
と後段に区分し、酸性物質を含む排ガスを前後両段に順
次通してそれぞれ吸収液と接触処理し、接触後の吸収液
を各段の底部から塔外を経て頂部に循環して再使用する
方法であって、前段において接触後の吸収液に中和剤と
してカルシウム系薬剤を添加した後吸収液を循環し、後
段において接触後の吸収液に中和剤として水酸化ナトリ
ウムおよび/または水酸化マグネシウムを添加すること
を特徴とするので、酸性物質の除去率を損うことなく、
かつスケーリングの問題もなく、ランジング・コストを
大幅に節減することができる。
特に、前段において接触後の吸収液に中和剤としてカル
シウム系薬剤を添加した後吸収液を循環するので、この
分、中和剤として高価な水酸化ナトリウムの使用量を削
減し、ランジング・コストの節減を達成することができ
る。
実施例 つぎにこの発明の実施例について具体的に説明する。
実施例1 第1図において、洗煙塔(1)は高さのほぼ中央に設けら
れた仕切壁(2)によって上下に区分されている。下部区
分は吸収冷却用の前段区域(3)であり、上部区分は吸収
減湿用の後段区域(4)である。前段区域(3)には排ガス入
口(5)が設けられ、仕切壁(2)には通気口(6)が設けら
れ、後段区域(4)には充填物を内装した充填部(11)と排
ガス出口(7)とが設けられている。そして前後両区域(3)
(4)において、吸収液は域内を流下した後、各段の底部
から塔外を経て頂部に循環せしめられ、再使用される。
上記構成の排ガス処理装置において、温度200〜30
0℃の排ガスはまず洗煙塔(1)の排ガス入口(5)から前段
区域(3)に入って、ここで吸収液で気液接触処理され
る。この接触処理によって排ガスは洗煙されるととも
に、飽和状態まで増湿され、かつ約70℃まで冷却され
る。接触後の吸収液には中和剤は特に添加されず、吸収
液の酸度は塩酸濃度として5%前後(排液の抜き出し量
によって変動)に維持され、pHは非常に低い値に調整さ
れる。そのため前段処理によっては排ガス中の硫黄酸化
物はほとんど除去されず、主として塩化水素が吸収除去
される。
前段処理後の吸収液は排液処理槽(8)へ適宜抜き出さ
れ、ここで水酸化カルシウムおよび/または炭酸カルシ
ウムの添加によって中和処理された後、系外へ放流され
る。また中和前の酸性吸収液を電子集塵機の捕集灰中の
有害重金属類の抽出溶媒として再利用することもでき
る。
排ガスはついで前段区域(3)から仕切壁(2)の通気口(6)
を通過して後段区域(4)に入り、その充填部(11)におい
て、低温(30〜40℃)の吸収液と接触処理される。
この接触によって排ガスは洗煙されるとともに、減湿冷
却される。接触後の吸収液には中和剤として水酸化ナト
リウムおよび/または水酸化マグネシウムが添加され、
そのpHは5〜7に調整されている。その結果、後段処理
によって排ガス中の硫黄化合物および残留した塩化水素
が効率よく吸収除去される。こうして湿式処理された処
理ガスは、排ガス出口(7)から系外へ放出される。
後段処理後の吸収液は循環ラインに設けられた補給槽
(9)において必要に応じて水補給を受け、白煙防止用冷
却塔(10)に通される。後段の吸収液の余剰分(排ガスか
らの凝縮水分)は、中和後必要に応じて前段区域(3)へ
補給水として送られる。
第1図の方法で得られた排ガスの処理成績はつぎの表1
のとおりである。
表1から明らかなように、この実施例では前段処理にお
いて排ガス中の塩化水素の大半を、薬剤を使用せずに吸
収できる。したがって薬剤費のカットによってランニン
グ・コストを大幅に節減することができる。また塩化水
素や硫黄酸化物などの酸性物質の除去率は本書冒頭で説
明した従来法に比べて遜色のないものである。さらに、
処理装置から出る排水は、言わば塩酸水溶液であるの
で、これをたとえば電気集塵機の捕集灰に含まれる重金
属類の抽出溶媒として再利用することができる。
つぎに、この実施例の方法と従来法について、HCl3
6.5Kg当りの中和に要する薬剤費を比較すると、つぎ
のとおりである。
この実施例の方法(排水中のHCl中和用の水酸化カル
シウム710円と排ガス中のHCl吸収用の水酸化ナト
リウム110円)では約820円。
湿式Mg法(中和剤として水酸化マグネシウムを用いる
湿式洗浄法)では約1740円。
乾式Ca+湿式Mg法(まず排ガス中に消石灰を噴霧し
てHCl濃度を430ppm(O212%換算値)まで低減
し、ついで中和剤として水酸化ナトリウムを用いて排ガ
スを湿式洗浄する)では約1910円。
湿式Na法(中和剤として水酸化ナトリウムを用いる湿
式洗浄法)では約2800円。
実施例2 第2図において、洗煙塔(1)は高さのほぼ中央に設けら
れた仕切壁(2)によって上下に区分されている。下部区
分は吸収冷却用の前段区域(3)であり、上部区分は吸収
減湿用の後段区域(4)である。前段区域(3)には排ガス入
口(5)が設けられ、仕切壁(2)には通気口(6)およびミス
ト除去器(14)が設けられ、後段区域(4)には充填物を内
装した充填部(11)と排ガス出口(7)とが設けられ、同出
口(7)にもミスト除去器(12)が設けられている。そして
前後両区域(3)(4)において、吸収液は域内を流下した
後、各段の底部から塔外を経て頂部に循環せしめられ、
再使用される。
上記構成の排ガス処理装置において、温度200〜30
0℃の排ガスがまず洗煙塔(1)の排ガス入口(5)から前段
区域(3)に入って、ここで吸収液で気液接触処理され
る。この接触処理によって排ガスは洗煙されるととも
に、飽和状態まで増湿され、かつ約70℃まで冷却され
る。接触後の吸収液には中和剤としてカルシウム系薬剤
が添加され、吸収液のpHが3以下の強酸性に調整され
て、スケーリングが防止される。その結果、前段処理に
よっては排ガス中の硫黄酸化物はほとんど除去されず、
主として塩化水素が吸収除去される。
前段処理後の吸収液には種結晶(CaSO4・2H2O)
が初期添加され、さらに運転中は洗煙排液抜き出しライ
ンの液体サイクロン(13)のアッパーフロー液を前段区域
(3)へ戻すことにより、種結晶が吸収循環液に保有せし
められている。種結晶はガス吸収および液・液反応で生
成する石膏(CaSO4・2H2O)およびCaF2の核
となり、結晶を成長させ、装置内壁面などでの結晶成長
を防止する役目を果たす。
排ガスはついで前段区域(3)から仕切壁(2)の通気口(6)
を通過して前段区域(4)に入り、その充填部(11)におい
て、低温(30〜40℃)の吸収液と接触処理される。
この接触によって排ガスは洗煙されるとともに、減湿冷
却される。接触後の吸収液には中和剤として水酸化ナト
リウムおよび/または水酸化マグネシウムが添加され、
そのpHは6以上に調整されている。そのため後段処理に
よっては排ガス中の硫黄化合物および残留した塩化水素
が効率よく吸収除去される。こうして湿式処理された処
理ガスは、排ガス出口(7)から系外へ放出される。
後段処理後の吸収液は循環ラインに設けられた補給槽
(9)において必要に応じて水補給を受け、白煙防止用冷
却塔(10)に通される。後段の吸収液の余剰分(排ガスか
らの凝縮水分)は、中和後必要に応じて前段区域(3)へ
補給水として送られる。
つぎに、前段処理において中和剤としてCaCO3を用
い、後段処理において中和剤としてNaOHを用いた場
合について、反応機構を示す。
前段処理 2HCl+CaCO3→ CaCl2+H2O+CO2↑…(1) 2HF+CaCO3→ CaF2↓+H2O+CO2↑…(2) SO2+CaCO3+2H2O→ CaSO3・2H2O↓+CO2↑…(3) SO3+CaCO3+2H2O→ CaSO4・2H2O↓+CO2↑…(4) 後段処理 SO2+2NaOH→ Na2SO3+H2O…(5) SO3+2NaOH→ Na2SO4+H2O…(6) HCl+NaOH→ NaCl+H2O…(7) HF+NaOH→ NaF+H2O…(8) CaSO3およびNa2SO3は洗煙塔(1)内でつぎのよう
に空気酸化される。
CaSO3+1/2O2+2H2O→ CaSO4・2H2O↓…(9) Na2SO3+1/2O2→ Na2SO4…(10) 反応生成物のうち、CaF2、CaSO3・2H2O、C
aSO4・2H2Oは低い溶解度のために固形物となり、
スケーリング成分である。
後段処理の吸収循環液は一部抜き出され、前段処理の補
給水として前段の吸収液に混入されるので、次の反応が
行なわれる。
Na2SO4+CaCl2+2H2O→ CaSO4・2H2O↓+2NaCl…(11) 2NaF+CaCl2→ CaF2+2NaCl…(12) したがって、前段区域(3)から抜き出される洗煙排液中
にはNa2SO4、NaFは存在せず、カルシウム系薬剤
は溶解度の低いCaSO4・2H2O、CaF2の形で存
在する。
以上のようにカルシウム系薬品を使用すると、CaSO
4・2H2OやCaF2などのスケーリング成分が発生す
るので、これらの成分が装置内壁面、配管内、スプレー
ノズルなどにスケーリングしないような運転管理法が必
要となる。その運転管理法はつぎのとおりである。
1)前段処理での吸収液のpHを強酸性(好ましくは3以
下)に調整し、スケーリングが発生しにくい条件とす
る。このため前段ではHClはほとんど除去されるが、
SOxはあまり除去されない。
2)前段処理での吸収循環液には種結晶(CaSO4・2
2O)を初期添加し、さらに運転中は洗煙排液抜き出
しラインの液体サイクロン(13)のアッパーフロー液を前
段区域(3)へ戻すことにより、種結晶を吸収循環液に保
有せしめる。種結晶はガス吸収および液・液反応で生成
する石膏(CaSO4・2H2O)およびCaF2の核と
なり、結晶を成長させ、装置内壁面などでの結晶の成長
を防止する役目を果たす。
3)後段処理での吸収液のpHを6以上とし、SOx除去効
率を高める。ここでは吸収循環液ラインに白煙防止用冷
却塔(10)が設置されるケースが多いので、スケーリング
成分を発生させないために水酸化ナトリウムを吸収薬剤
として使用している。
このようなスケーリング防止対策によって、薬剤費の安
価なカルシウム系薬剤の使用が可能となった。
第2図の方法で得られた排ガスの処理成績はつぎの表2
に示すとおりである。
比較例 つぎに第2図に示す排ガス処理装置において、前段の中
和剤および後段の中和剤ともに水酸化ナトリウムを用い
る従来の処理方法について説明する。
この場合、反応機構は前段区域(3)および後段区域(4)と
もつぎの反応式による。
HCl+NaOH→ NaCl+H2O…(13) SO2+2NaOH→ Na2SO3+H2O…(14) SO4+2NaOH→ Na2SO4+H2O…(15) HF+NaOH→ NaF+H2O…(16) 都市ゴミ焼却炉排ガスではO2濃度は約10%と高いた
め、Na2SO3は洗煙塔(1)内で空気酸化され、つぎの
反応が行なわれる。
Na2SO3+1/2O2→ Na2SO4…(17) これらの反応生成物はすべて溶解し、スケーリング成分
とはならない。運転管理方式は前段処理での吸収液のpH
=5〜6、後段処理での吸収液のpH=7〜8で行なって
いる。前段処理ではpHが5〜6であるため、SOxの除
去率は約60%であるが、HClはほとんど除去でき
る。残りのSOxは後段処理で除去される。
この従来法における処理成績はつぎの表3に示すとおり
である。
上記実施例2では、上述のように、前段処理において吸
収液のpHを強酸性に調整し、吸収液に種結晶を添加する
ので、スケーリングを効果的に防止することができる。
その結果、前段処理における吸収液の中和剤としてカル
シウム系薬剤を使用することができるようになった。そ
してカルシウム系薬剤の使用によて、上記比較例で示し
た水酸化ナトリウム使用の場合に比べて、薬剤費を大幅
に低減することができるようになった。また、前段処理
では吸収液の中和剤として水酸化ナトリウムを用いるの
で、スケーリングのおそれが全くなく、吸収液の循環ラ
インに白煙防止用冷却塔(10)を設けることができ、後段
区域(4)に吸収減湿用の充填部(11)を設けることができ
る。
この実施例の方法(Ca法)と上述の従来法(Na法)
を用いて、それぞれ都市ごみ300トン/日の焼却に伴
って発生した排ガスの処理を行なった。その年間ランニ
ング・コスト比較をつぎの表4に示す。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図はいずれもこの発明の実施例を示す
フローシートである。 (1)…洗煙塔、(3)…前段区域、(4)…後段区域、(8)…排
液処理槽、(9)…補給槽、(10)…白煙防止用冷却塔、(1
1)…充填部、(13)…液体サイクロン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 相川 雅文 大阪府大阪市西区江戸堀1丁目6番14号 日立造船株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−71516(JP,A)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】洗煙塔を前段と後段に区分し、酸性物質を
    含む排ガスを前後両段に順次通してそれぞれ吸収液と接
    触処理し、接触後の吸収液を各段の底部から塔外を経て
    頂部に循環して再使用する方法であって、前段において
    接触後の吸収液に中和剤としてカルシウム系薬剤を添加
    した後吸収液を循環し、後段において接触後の吸収液に
    中和剤として水酸化ナトリウムおよび/または水酸化マ
    グネシウムを添加することを特徴とする排ガスの湿式処
    理方法。
  2. 【請求項2】前段処理において接触後の吸収液にカルシ
    ウム系薬剤を添加して、吸収液のpHを強酸性に調整し、
    後段処理において上記中和剤の添加によって吸収液のpH
    を6以上に調整する特許請求の範囲第1項記載の方法。
  3. 【請求項3】前段処理において吸収液に種結晶を添加し
    て、スケーリングを防止する特許請求の範囲第2項記載
    の方法。
JP61242324A 1986-10-13 1986-10-13 排ガスの湿式処理方法 Expired - Lifetime JPH0618612B2 (ja)

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