JPH08281053A - 廃棄物の焼却からの煙道ガスを乾燥精製または実質的に乾燥精製する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 煙道ガス中の汚染物質の除去の割合を著しく
向上させ、中和剤の使用量をさらに可能な限り低減す
る、廃棄物の焼却からの煙道ガスの乾燥精製または実質
的に乾燥精製する方法を提供する。 【構成】 中和剤、好ましくはＣａＯ又はＣａ（ＯＨ）
₂ 等の石灰質の添加により、特に、塩化水素等及び例え
ば硫黄化合物等の酸成分を煙道ガスから除去する方法で
ある。煙道ガスの汚染物質含有量の実際値、及びその体
積流量が精製の前に決定され、添加される中和剤、好ま
しくはＣａ（ＯＨ）₂ の量が下記式（Ｉ）に示す関係で
決定されることを特徴とする。 【数１】 測定された実際値が、この中で考慮される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、廃棄物の焼却からの煙
道ガスの乾燥または実質的に乾燥した精製方法に係り、
特に、カルシウムを含有する中和剤、好ましくはＣａ
（ＯＨ）₂ の添加での塩化水素等、および例えば二酸化
硫黄等の硫黄化合物等の酸成分を煙道ガスから除去する
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＤＥ３４３３７５９Ｃ２に記載されてい
るような、煙道ガス精製のための湿式プロセスにおい
て、焼却プロセスからの汚染物質が仕込まれた廃ガス
は、いわゆるスクラバーに供給され、その作用のもと
で、脱硫性能の低下を防止するために、ＮａＯＨの添加
により、またはこれを添加せずに廃ガス中に存在する汚
染物質を洗浄して、ＮａＣｌ中に存在する塩化カルシウ
ムに変換する。煙道ガスの乾燥精製は、煙道ガス流に吸
収材料を供給することによって行なわれ、この材料は、
煙道ガス中の二酸化硫黄、塩化水素、およびフッ化水素
等の酸成分を除去するための中和剤として作用する。

【０００３】いわゆる湿式乾燥プロセスが記載されてい
るＥＰ−Ｂ１−０１０４３３５に示されているように、
乾燥プロセスの重大な欠点は、化学量論比の倍数で多量
の中和剤を使用した場合にのみ、満足のいく精製性能が
達成されることである。このことは、多くの場合、許容
し得ない費用の増大を引き起こす。

【０００４】わずか７〜１５％の乾燥物質が、汚染ガス
の吸着のために効果的であるという事実によって、さら
に複雑にされるこの欠点を克服するために、解決策は、
部分的に反応した乾燥反応物のみを湿らせ、同様に残留
した汚染ガスは、さらなる工程において廃ガス流ととも
に湿されることにあるようである。これは、汚染ガスと
ともに加えられる反応物の新たな反応を達成すると考え
られている。

【０００５】廃棄物の焼却からの煙道ガスの乾燥精製お
よび実質的な乾燥精製においては、カルシウムを含有す
る塩基性添加物が、中和剤として慣行的に加えられてい
る。例えば、水酸化カルシウム粉末または粉末状の石灰
の懸濁液が挙げられ、これらは、煙道ガスの存在下で塩
化水素（ＨＣｌ）と反応し、非常に吸湿性であると知ら
れている塩化カルシウム（ＣａＣｌ₂ ）を与える。いわ
ゆる湿式乾燥プロセス中で与えられる廃ガス流のさらな
る湿り、および低すぎるプロセス温度のいずれもが、過
剰な湿りまたはＣａＣｌ₂ のぬれを引き起こし、これ
は、煙道ガス経路中にケーキングまたは閉塞さえも導
く。

【０００６】一方、ＣａＣｌ₂ の上に形成された水の膜
は、ＳＯ₂ の除去のための触媒としてある程度作用する
ので、塩化カルシウムの吸湿特性は、二酸化硫黄の除去
を促進する。

【０００７】塩化カルシウムは、通常粉砕された状態で
存在し、高い吸湿性を示すので、水分子を蓄積する塩化
物粒子の表面をもたらし、水分子は、反応生成物として
亜硫酸カルシウムまたは硫酸カルシウムが形成されるよ
うに、水酸化カルシウムおよび二酸化硫黄を溶解する。

【０００８】廃ガス中にＨＣｌが全く含有されない場
合、または微量のＨＣｌが含有される場合には、ＳＯ₂
の満足のいく除去を達成するために、煙道ガスは、水の
露点の近傍の温度まで冷却されなければならない。これ
に対して、ＨＣｌが存在する場合には、１３０〜１５０
℃のより高い温度でのＳＯ₂ の除去は、一方では可能で
あるが、他方では、前述のような閉塞を避ける必要があ
る。

【０００９】この事実を考慮したプロセスは、ＤＥ４２
３３２２３Ａｌに提案されており、これは、廃棄物焼却
プラントからの廃ガスの精製方法に関するものである。
この方法においては、塩基性物質の添加によって乾燥し
たおよび実質的に乾燥した吸着が行なわれ、煙道ガス中
の汚染物質を除去するために、カルシウムを含有する添
加剤が使用されている。ここで、煙道ガスは、塩化カル
シウムの吸湿特性の詳細に着目し、これを利用した水で
調節され、中和剤の消費の減少は、未精製のガスの値に
したがった配分された量の規制により、すなわち、約
１．８〜２の化学量論比を越えた一定値での水酸化カル
シウムを配量することにより達成される。上述の文献中
に詳細に記載されているこれらの測定は、プロセスの改
善に導くが、放出される煙道ガスについての法定の高め
られた純度要求に適合することができない。このように
行なわれる乾燥煙道ガス精製は、廃棄物焼却において限
られた使用可能性しか有さず、または付加的な精製工程
によって補充される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来技術に基づくと、
本発明の目的は、特に、煙道ガス中の汚染物質の含有量
が高い場合には、その除去の割合を著しく向上させ、中
和剤の使用量をさらに可能な限り低減する、上述のタイ
プの方法を提供することにある。さらに、この方法を行
なうための装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、この目
的は、請求項１の特徴部によって達成される。この請求
項によれば、煙道ガスの汚染物質含有量の実際の値、お
よびその精製前の体積流量が決定され、中和剤は好まし
くはＣａ（ＯＨ）₂ であり、対応する添加量は、下記式
（Ｉ）に示す関係にしたがって決定される。

【００１２】

【数３】 ｍ_N ＝配量された中和剤の量（ｋｇ／ｈ） Ｃ_Cl-i.R. ＝反応生成物中の規制された塩化物含有量
（質量％） Ｆ＝材料係数、ＣａＣｌについて１．０、ＣａＯについ
て０．７６ ＣHCl ＝廃ガス中のＨＣｌ濃度（ｍｇ／ｍ³ ） ＣSO₂ ＝廃ガス中のＳＯ₂ 濃度（ｍｇ／ｍ³ ） Ｃdust＝廃ガス中のダスト濃度（ｍｇ／ｍ³ ） Ｖ＝廃ガスの体積流量（ｍ³ ／ｈ） 上記式においては、決定された実際の値が考慮されてい
る。

【００１３】好ましくは１６〜２０質量％のある程度の
塩化物含有量を、目的パラメータとして反応生成物中に
有する上述の関係は、廃棄物焼却プラントから放出され
たそれぞれの汚染物質の関数として、必要とされる中和
剤の量を最適にする条件を与え、こうして中和剤の消費
量を減少させる。

【００１４】予防措置として過剰の中和剤を供給するこ
とは、もはや必要なく、むしろ実際に必要とされる量を
決定することができる。特に、ＳＯ₂ を除去するため
の、中和剤の過剰な供給は悪影響を及ぼす。これは、過
剰の水酸化カルシウム中への吸収による水の回収の結果
として、ＣａＣｌ₂ 上の水の膜の形成が損なわれるた
め、さらに、反応生成物中の塩化物含有量のパーセンテ
ージが低下するためである。本発明に基づいた中和剤の
配量によって、添加される中和剤の最適な消費が達成さ
れるので、形成される反応生成物の量を、可能な限り低
く維持することができるという結果が得られる。これ
は、煙道ガスの精製からの最終生成物を、好ましくは複
数回、再循環材料として使用することによってさらに改
善することができる。

【００１５】本発明の方法の好ましい態様によれば、実
際の値の測定、および、自動的に行われた実際値に割り
当てられる中和剤の添加量が提供される。

【００１６】本発明の課題を解決するために与えられる
中和剤の添加においては、煙道ガス精製の反応生成物
が、５〜２５質量％、好ましくは１０〜２０質量％のＣ
ａ（ＯＨ）₂ を含有し、塩化物（Ｃｌ^- ）含有量が１４
〜２５質量％、好ましくは１６〜２０質量％に規定され
るように、中和剤としての石灰の配量が行なわれる。こ
のため、精製前の煙道ガス中における二酸化硫黄に対す
る塩化水素の質量比を、少なくとも０．８、好ましくは
１を越えるようにする必要がある。本発明にしたがった
石灰の供給の規制が行なわれた場合には、煙道ガスの精
製から得られた反応生成物中で上述のパラメータを得る
ことができる。これは、行なわれた煙道ガス精製の効果
についての信頼できる指標となる。

【００１７】二酸化硫黄に対する塩化水素の質量比に関
して、同様に与えられた添加条件に確実に近づけるた
め、本発明のさらなる態様では、必要ならば、例えば塩
化水素の状態の塩素化合物を供給する。この供給が必要
な場合には、煙道ガス中の汚染ガス物質の完全な結合を
保証するために、精製前の煙道ガス流に加えられる。

【００１８】本発明の特に好ましい態様によれば、含塩
素化合物は、水による塩化カルシウムのリーチング、お
よび、例えばフィルタープレスによるその後の湿式ろ過
によって、煙道ガスの最終生成物から回収することがで
きる。得られたＣａＣｌ₂ 溶液は、必要ならば、燃焼チ
ャンバー中、または反応室中に噴霧される。

【００１９】本発明によれば、焼却後および煙道ガスを
冷却した後の煙道ガス流に水酸化カルシウムが加えられ
ると、煙道ガスのより低い温度のために、水酸化カルシ
ウムは、そこで得られた塩化水素と結合して、塩化カル
シウムおよびこれに結合した結晶水（ＣａＣｌ₂ ＊Ｈ₂
Ｏ）を与える。

【００２０】本発明の方法のさらなる態様において、特
にＣSO₂ に対するＣHCl の比が２を越える場合には、式
（Ｉ）で計算された添加量を、ＣSO₂ に対するＣHCl の
比に依存するように変更するのが好ましいことがわかっ
た。

【００２１】加えられるｍ_N,mod の修正された量は、下
記式（II）で与えられる。

【００２２】

【数４】 上記式中、０＜ｎ＜１であり、好ましくは、ｎは０．２
〜０．４である。

【００２３】本発明の方法の都合の良い態様は、次のよ
うな量の中和剤の添加を与える。すなわち、煙道ガス中
に存在する汚染物質と結合させるための石灰は、煙道ガ
ス中で決定された実際の汚染物質量に基づいて、１に対
して（１．２〜１．５）の化学量論比を越える量で、煙
道ガスに加えられる。従来技術で行なわれた方法では、
１に対して（１．８〜２）の化学量論比を越える量で与
えられるが、これと比較すると、本発明は、中和剤の実
質的な節約を意味し、結果として必要とされる費用の増
大を避ける。費用は、一方では、中和剤の所要量の供給
に起因し、他方では、添加量の増加によって増加する、
処分が必要な反応生成物の量に起因する。これは、最近
重要視されている廃棄物焼却の経済的サイド、および廃
棄物焼却から生じる環境汚染の両方に好ましい効果を与
える。

【００２４】

【実施例】図面に示された煙道ガスの乾燥精製のための
プラントは、上述の説明に対応し、中和剤として石灰が
使用される。この装置は、廃棄物が供給される燃焼チャ
ンバー１０、熱を利用するボイラー１２、煙道ガスを水
で冷却するため、および煙道ガス中に中和剤を分散させ
るための反応器１３、形成されたフィルター床から中和
剤、ダストおよび酸汚染物質ガスを除去するためのフィ
ルタープラント１４、流れ抵抗を克服するためのイクス
トラクター１５、および外界へ廃ガスを放出するための
煙突１６を具備する。それぞれのユニットは、廃ガス経
路によって接続されている。プラント中の種々のポイン
トにおいて、中和剤および／または塩素化合物を供給す
るための供給開口が設けられている。好ましい供給ポイ
ント１７，１８は、それぞれ燃焼チャンバー１０および
反応器１３中に設けられており、反応生成物の一部は再
循環される。再循環物質は、ボイラー１２の下流、好ま
しくはフィルター１４の上流の供給ポイント１９で供給
される。再循環が意図されないロ過生成物は排出され
て、埋め立てに堆積され、または処理される。煙道ガス
を冷却するための水は、ポイント２４から反応器中に供
給される。

【００２５】ボイラーの下流の煙道ガス経路には、廃ガ
ス中の汚染物質の連続的な測定のため、および体積流量
の測定のための測定機器２０が設けられており、得られ
た測定値はコンピューターで処理される。本発明によれ
ば、適切な配量装置２２、および塩素化合物の供給ポイ
ント１７，２３によって、ＣHCl ／ＣSO₂ 比が０．８未
満、好ましくは１未満となるように中和剤の供給を規制
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の煙道ガスの乾燥精製のための装置を示
す概略図。

【符号の説明】

１０…燃焼チャンバー，１２…ボイラー，１３…反応器 １４…フィルタープラント，１５…イクストラクター，
１６…煙突 ２０…測定機器，２２…配量装置。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 石灰を含有する中和剤、好ましくはＣａ
   （ＯＨ）₂ の添加により、特に、塩化水素および、例え
   ば二酸化硫黄等の硫黄化合物等の酸成分を煙道ガスから
   除去するための、廃棄物の焼却からの煙道ガスを乾燥精
   製または実質的に乾燥精製する方法であって、煙道ガス
   の汚染物質の含有量の実際値、およびその体積流量が、
   精製の前に測定され、添加される中和剤、好ましくはＣ
   ａ（ＯＨ）₂ の量が下記式（Ｉ）に示す関係で決定され
   ることを特徴とする方法。 【数１】 ｍ_N ＝配分された中和剤の量（ｋｇ／ｈ） Ｃ_Cl-i.R. ＝反応生成物中の規制された塩化物含有量
   （質量％） Ｆ＝材料係数、ＣａＣｌについて１．０、ＣａＯについ
   て０．７６ ＣHCl ＝廃ガス中のＨＣｌ濃度（ｍｇ／ｍ³ ） ＣSO₂ ＝廃ガス中のＳＯ₂ 濃度（ｍｇ／ｍ³ ） Ｃdust＝廃ガス中のダスト濃度（ｍｇ／ｍ³ ） Ｖ＝廃ガスの体積流量（ｍ³ ／ｈ）
2. 【請求項２】 実際の値の測定、および実際の値に割り
   当てられる中和剤の供給が、自動的に行なわれる請求項
   １に記載の方法。
3. 【請求項３】 中和剤として加えられる石灰が、煙道ガ
   ス精製の最終生成物が、１４〜２５質量％、好ましくは
   １６〜２０質量％の塩化物、および５〜２５質量％、好
   ましくは１０〜２０質量％のＣａ（ＯＨ）₂ を含有し、
   精製前の煙道ガス中のＳＯ₂ に対するＨＣｌの比が０．
   ８を越え、好ましくは１を越えるように配量される、請
   求項１または２に記載の方法。
4. 【請求項４】 ＨＣｌ／ＳＯ₂ の所定の比を維持するた
   めに、例えばＨＣｌ等の塩素化合物が、焼却される廃棄
   物中におよび／または精製前の煙道ガス中に添加される
   請求項３に記載の方法。
5. 【請求項５】 ＨＣｌ／ＳＯ₂ の所定の比を維持するた
   めに、最終生成物から除去されるＣａＣｌ₂ が、焼却さ
   れる廃棄物中におよび／または精製前の煙道ガスに添加
   される請求項４に記載の方法。
6. 【請求項６】 供給される中和剤の量が、下記式（II）
   に示す廃ガス中のＳＯ₂ に対するＨＣｌの濃度比に従っ
   て変更される請求項１ないし５のいずれか１項に記載の
   方法。 【数２】 上記式中、０＜ｎ＜１であり、好ましくはｎは０．２か
   ら０．４である。 ＣHCl ＝廃ガス中のＨＣｌ濃度（ｍｇ／ｍ³ ） ＣSO₂ ＝廃ガス中のＳＯ₂ 濃度（ｍｇ／ｍ³ ）
7. 【請求項７】 二酸化硫黄に対する塩化水素の濃度比が
   ２を越える場合には、添加されるｍ_N の量が変更される
   請求項６に記載の方法。
8. 【請求項８】 含塩素化合物、特に塩化カルシウム（Ｃ
   ａＣｌ₂ ）が、煙道ガス精製の最終生成物から浸出さ
   れ、これに引き続く湿式ロ過、例えば、フィルタープレ
   スによってロ過され、必要ならば、プロセスに導びかれ
   る請求項１ないし７のいずれか１項に記載の方法。