JPH0724763B2 - 排ガス処理剤の製造方法 - Google Patents

排ガス処理剤の製造方法

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JPH0724763B2
JPH0724763B2 JP2052798A JP5279890A JPH0724763B2 JP H0724763 B2 JPH0724763 B2 JP H0724763B2 JP 2052798 A JP2052798 A JP 2052798A JP 5279890 A JP5279890 A JP 5279890A JP H0724763 B2 JPH0724763 B2 JP H0724763B2
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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、排ガス処理剤の製造方法さらに詳しくは酸
化カルシウム系排ガス処理剤の製造方法に関する。
[従来の技術および発明が解決しようとする課題] 石炭、重油等の燃料、産業廃棄物、都市ゴミおよび汚泥
等の燃焼に伴い発生する排ガス中に含まれる硫黄酸化
物、窒素酸化物、ハロゲン、ハロゲン化物、硫化水素等
の除去剤に関連して、出願人はすでに特開昭61−209038
号において、CaO−CaSO4系およびCaO−CaSO4−SiO2およ
び/またはAL2O3系脱硫・脱硝用吸収剤を開示した。そ
の後、同系統の多数の排ガス処理剤を開発して特許出願
しているが、処理能力の向上、経済性の向上は常に望ま
れるところである。本発明は、従来の同系の処理剤の改
良を目的とするものである。
より具体的には(a)酸化カルシウムを供給できる物質
(以下(a)物質と略記する)と(b)硫酸化合物、ハ
ロゲン元素化合物、硫化物、アルカリ金属の水酸化物、
二酸化ケイ素、および酸化アルミニウムを供給できる物
質の群から選ばれた一種以上の物質(以下(b)群物質
と略記する)とを原料とし、非固結性水和処理をして排
ガス処理剤を製造する方法における水和処理方法の改良
を目的とするものである。すなわち、(a)物質と
(b)群物質は、水和処理のため水に投入されると速や
かに両者の反応が進行する。したがってこれら原料の水
への投入方法によって、得られる排ガス処理剤の性能に
バラツキが生ずるという問題点があり、この発明はこれ
を解決しようとするものである。
[課題を解決するための手段] 発明者らは、上記目的を達成するため検討した結果、
(a)物質は、水と混合し分散した形(スラリー)で使
用することにより、性能のすぐれた排ガス処理剤が安定
して得られることを見出した。すなわちこの発明は
(a)酸化カルシウムを供給できる物質、((a)物
質)と、(b)硫酸化合物、ハロゲン元素化合物、硫化
物、アルカリ金属の水酸化物、二酸化ケイ素および酸化
アルミニウムを供給できる物質の群から選ばれた一種以
上の物質((b)群物質)とを原料とし、非固結性水和
処理をして得られる排ガス処理剤の製造において、酸化
カルシウムを供給できる物質をあらかじめ水と混合して
使用することを特徴とする排ガス処理剤の製造方法であ
る。
この発明で酸化カルシウムを供給できる物質((a)物
質)とは生石灰、消石灰、およびこれらを高率で含有す
るドロマイト、アセチレン滓などをいう。
硫酸化合物、ハロゲン元素化合物を供給できる物質と
は、例えばカルシウム、マグネシウムなどのアルカリ土
類金属、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属を硫
酸、ハロゲン化水素とを組合わせることによって生成す
る物質で、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、塩化カ
ルシウム、塩化マグネシウム、硫酸ナトリウム、亜硫酸
カルシウム、塩化ナトリウム、塩化ストロンチウム、臭
化カルシウム、ヨウ化カルシウム、塩化カリウム、チオ
硫酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カルシ
ウム等である。
硫化物を供給できる物質とは、例えば硫化カルシウム、
硫化鉄、硫化亜鉛等である。
アルカリ金属の水酸化物を供給できる物質とは、水酸化
ナトリウム、水酸化カリウム等である。
二酸化ケイ素を供給しうる物質とは、例えばケイ酸、含
水ケイ酸、メタケイ酸、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸カ
ルシウムおよびクリストバライト、トリジマイト、カオ
リン、ベントナイト、タルク、バーライト、シラス、ケ
イソウ土、ガラス、モミ殻灰、木灰等の焼却灰等反応性
二酸化ケイ素を含有する化合物などである。
酸化アルミニウムを供給しうる物質とは、例えばアルミ
ナ、水酸化アルミニウム、ケイ酸アルミニウム、硫酸ば
ん土、明ばん、硫化アルミニウム、硫酸アルミニウム、
塩化アルミニウム、アルミン酸カルシウム、ベントナイ
ト、カオリン、ケイソウ土、ゼオライト、パーライト、
ボーキサイト、アルミン酸ナトリウム、金属アルミ処理
滓、氷晶石等の反応性アルミニウムを含有する化合物等
である。
さらに、これまでに記述した所要材料が例えば単体イオ
ウを添加することによって、材料間の相互の反応が進行
し、その結果、硫化カルシウム、硫化カルシウム等を生
成して供給されるような場合、さらにケイ酸と苛性アル
カリが反応して生成される水ガラスなども含まれる。
また、B群物質に属する化合物を2種以上同時に供給し
うる他の物質の例として、石炭灰および火山灰、ゼオラ
イト、石炭流動層燃焼灰(二酸化ケイ素、硫化アルミニ
ウム、硫酸カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム
含有)、セメント、およびセメントクリンカー、(二酸
化ケイ素、酸化アルミニウム含有)、スラグ、およびシ
ラス、安山岩、チャート、石英粗面岩、オパール、沸
石、長石、粘土鉱物、エトリンガイト(硫酸カルシウ
ム、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム含有)などの反応
性二酸化ケイ素およびナトリウム、アルミニウム、カル
シウム等の塩化物、硫酸塩等を含有する鉱物、流動層燃
焼灰等の炉内脱硫灰および煙道脱硫後の使用済脱硫剤、
汚泥焼却灰、都市ゴミ焼却灰、セメントくず、使用済廃
水処理剤、アルミ精練滓、金属アルミ処理滓、があげら
れる。ここで使用済脱硫剤とは、CaO,Ca(OH)2,CaCO3
のカルシウム系脱硫剤の使用済のものおよび特開昭61−
209038に示されるC3O,Al2O3,SiO2,CaSO4系組成物か
らなる脱硫剤の使用済のものなどをいう。
第1表にこれらの代表的原料および使用済脱硫剤等の化
学組成の例を示す。
非固結性水和処理とは、特開昭64−38130号で開示した
ように、前記(a)物質と(b)群物質(原料)間の水
和反応を進行させるために必要な水和処理を、多量の水
中で行ない、原料の粒子同士が水和処理中に結合して粗
大粒子に成長するのを妨げる処理を言い、水中に原料を
分散し、原料が処理容器の底部に沈殿して硬化すること
のないように、撹拌、バブリング、循環、振とうなどの
操作を行い、処理温度は常温〜180℃(加圧下)、処理
時間は通常数分間から数日間である。
この非固結性水和処理において、原料を水に投入する場
合に、(a)物質をあらかじめ水と混合し、水に分散し
た形で用いるのが水和処理に最も好ましいことがわかっ
た。(a)物質の水分散液中の濃度は20〜35%が好まし
い。この分散液は、通常石灰乳と呼ばれるものであっ
て、この中の(a)物質の粒度は約50μm以下である。
あらかじめ分散液を作って(a)物質を用いる場合と、
固体のまま使用する場合の、水和処理後の固体生成物の
差異は次の例で示される。
(a)物質として5mm以下の生石灰(Cと略記)18.9kg
を用い、135lの約60℃の温水に投入して15分攪拌した。
温度は約97℃まで上昇して乳化した。次に0.1mm以下の
石炭灰(Aと略記)15kgを投入し約30秒後に0.1mm以下
の使用済脱硫剤(Uと略記)を10kgを投入して攪拌しな
がら12時間、温度95℃で水和処理した(熱水養生)。得
られたスラリー状の排ガス処理剤のスラリー濃度は約28
%であった。
水および原料は同一とし、原料の投入順序を変えて同様
の熱水スラリーを養生を行い、養生終了後、一定量のス
ラリーを採取し、0.5mmの篩で水流分別を行い、篩上を2
00℃で充分乾燥し、分析した。分析値を第2表に示す。
表中C→A→Uは、水中に原料を投入する順序の一例を
表わし、三種の石炭灰使用例のそれぞれにおいて、左欄
が本発明の方法、右欄は生石灰が粒状のまま水和処理液
に投入されたことを示す。この表から篩上の量は本発明
の方法によるものが何れも少なく、かつCaOの含有量も
小であることから、石灰が排ガス処理剤中により均一に
含有され有効に利用されることを示唆するものである。
[実施例] 実施例1 (a)物質として5mm以下の生石灰(Cと表示)を、
(b)群物質として前述の二種の石炭の石炭灰(粒度0.
1mm以下)(Aと表示)および第1表に示した使用済脱
硫剤B(粒度0.1mm以下)(Uと表示)を用い、それら
の使用量それぞれ30,40,30重量部に対し、60℃の水を27
0部用いて、水和処理を温度90〜100℃で時間を変えて行
った。このときの水に投入する原料の順序は前述のよう
に例えばC→A→Uであらわす。したがって最初にCが
くる場合が本発明の方法によるものであり、Cが中央ま
たは最後にくる場合は、Cが固体のまま投入された比較
例を示す。このようにして水和処理した後、固体を濾別
して1.7〜2.5mmの粒径に成型し、その10mlを固定床式の
反応管に充填し、第3表に示す条件で脱硫試験を行っ
た。試験結果を第4〜7表に示した。脱硫性能は脱硫率
100%および90%を持続する時間を分で表わし、強度
は、直径6mm、長さ5mmの円筒状の成型品(6mm穴のダイ
スを使用し、押出圧200kg/cm2で成形、130℃で2時間乾
燥)を試料とし、木屋式圧縮強度試験機により、固定板
上に試料の軸を水平において圧縮破壊したときの荷重
(kg)で示した。また同じ原料で水を150部および350部
使用して6時間水和処理して得たサンプルの同じ性能試
験の結果を前記270部使用の場合とともに第8表に示し
た。
これらの表から、先ずCを水に分散してから他の原料を
その分散液に投入する場合が、石炭灰の原炭の種類、水
和処理時間および水和処理に使用する水量が異っても、
脱硫性能、強度ともに最もすぐれていることがわかる。
上記方法は、実用的プロセスとして最も簡便で適した方
法であるが、A→C→UおよびU→A→Cのような場合
に、Cを固体でなく、水に分散させた分散液として使用
した場合も、C→A→UまたはC→U→Aと同様の良好
な結果が得られた。一例としてA→C→Uの場合のCを
分散液とした例を次に示す。
実施例2 60℃の水35l中にUL/BA原炭の石炭灰(A)15kgを投入
し、3分間攪拌して石炭灰スラリーを調製する。次に60
℃の水100lに生石灰(C、粒径5mm以下)18.9kgを、液
温が約97℃以上にならないように攪拌しながら徐々に加
える。この石炭乳を15分間攪拌し前記石炭灰スラリーに
加え更に30秒間攪拌後、使用済脱硫剤B(U,粒径0.1mm
以下)10kgを加えてよく攪拌しながら6時間、温度約95
℃で水和処理(熱水養生)した。得られたスラリー状の
排ガス処理剤の濃度は約28%であった。実施例1と同様
に固体を濾別、成型し、脱硫試験等を行った。得られた
脱硫性能は48/61分(100%/90%)、強度は5kgであっ
た。
[発明の効果] 以上詳細に説明したように、この発明の方法によって性
能のすぐれた排ガス処理剤を安定して製造することがで
きる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01D 53/50 53/52 53/81 ZAB B01J 20/08 ZAB C 7202−4G 20/10 ZAB C 7202−4G B01D 53/34 121 A (72)発明者 小玉 俊也 北海道札幌市豊平区里塚461番地6 北海 道電力株式会社総合研究所内 (72)発明者 中村 秀樹 北海道札幌市豊平区里塚461番地6 北海 道電力株式会社総合研究所内 (72)発明者 石塚 朋弘 北海道札幌市豊平区里塚461番地6 北海 道電力株式会社総合研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a)酸化カルシウムを供給できる物質
    と、(b)硫酸化合物、ハロゲン元素化合物、硫化物、
    アルカリ金属の水酸化物、二酸化ケイ素、および酸化ア
    ルミニウムを供給できる物質の群から選ばれた一種以上
    の物質とを原料とし、非固結性水和処理をして得られる
    排ガス処理剤の製造において、酸化カルシウムを供給で
    きる物質をあらかじめ水と混合して使用することを特徴
    とする排ガス処理剤の製造方法。
  2. 【請求項2】(a)酸化カルシウムを供給できる物質を
    水と混合して分散液とし、この分散液に(b)硫酸化合
    物、ハロゲン元素化合物、硫化物、アルカリ金属の水酸
    化物、二酸化ケイ素、および酸化アルミニウムを供給で
    きる物質の群から選ばれた一種以上の物質を投入混合
    し、非固結性水和処理を行う請求項1記載の方法。
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