JPH09248423A - 排ガス処理剤並びに排ガス及び飛灰の処理方法 - Google Patents

排ガス処理剤並びに排ガス及び飛灰の処理方法

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JPH09248423A
JPH09248423A JP8057061A JP5706196A JPH09248423A JP H09248423 A JPH09248423 A JP H09248423A JP 8057061 A JP8057061 A JP 8057061A JP 5706196 A JP5706196 A JP 5706196A JP H09248423 A JPH09248423 A JP H09248423A
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JP
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exhaust gas
fly ash
gas treating
treating agent
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JP8057061A
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English (en)
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Masakazu Kamikita
正和 上北
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 廃棄物焼却時に発生する排ガス中のHClガ
スやSOx 等の酸性ガスを効率的に捕捉すると同時に、
排ガスから発生するばいじんを捕集した飛灰中の有害な
重金属を安定化する。 【解決手段】 消石灰と水酸化マグネシウムとを主たる
成分とし、更にセメント類、水酸化アルミニウム等の中
和剤、アルミニウムシリケートや二酸化珪素等の無機吸
着剤、ジメチルジチオカルバミン酸塩等のキレート剤、
水ガラス、水溶性リン酸ソーダ等のリン酸塩、及び、鉛
等の有害金属化合物と反応して難溶性あるいは不溶性の
化合物を生成する化合物からなる群から選択される1種
以上を含有してなる処理剤を、排ガス処理工程で吹き込
んで排ガスを処理した後、この排ガスから生成したばい
じんを集塵器などで捕集した飛灰を、必要に応じて水を
加えて混練する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、塩化水素ガス(H
Clガス)や硫黄酸化物(SOx )などの酸性ガスや有
害な重金属などを含有する排ガスを処理する処理剤、及
び、この排ガスから生成したばいじんを集塵器で捕集し
た飛灰中の有害重金属を安定化処理する方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】現在、有害重金属などを含む廃棄物を処
分する際には、セメントが処理剤として用いられ、セメ
ントと廃棄物を混合し、水を加えて混練した後、養生固
化し、有害金属などの溶出を防ぎ安定化する方法が用い
られている。しかしながら、このように単にセメントで
固化する従来の廃棄物の処理方法には種々の問題があ
り、用途を限定しなければ2次公害が発生する恐れがあ
る。特にゴミ焼却の際、電気集塵器やバグフィルターで
捕捉された飛灰には、鉛などの有害金属が高濃度に含ま
れているにも係わらず、従来技術であるセメント処理で
は充分に溶出を防止できないため、現在では有害金属な
どの安定化が不充分なまま埋立処理されており、処理後
の2次公害の問題が噴出している。
【0003】このように、今日では、単にセメントによ
って固化するだけでは、有害金属などを含有する廃棄物
を、有害金属などが溶出してこない状態に安定化するこ
とが困難なことが国内外で明らかとなってきている。そ
こで、有害金属などが、陸上埋立処分時あるいは海洋投
棄処分時においても確実に封入され、有害金属などが再
溶出せず、2次公害が発生しない廃棄物の処理方法が望
まれていた。
【0004】このような課題に対し、本発明者らは特開
平7−185499号などにおいて、セメント類と還元
性の金属、更には硫酸アルミニウムや粉状アルミニウム
シリケートなどを構成成分とする処理剤と、この処理剤
を用いた廃棄物処理方法を提案している。また、同様な
技術として、特公平4−61710号には、水溶性フォ
スフェート源を含有する処理剤による廃棄物処理方法も
開示されている。
【0005】しかしながら、このような従来技術を用い
てさえも、鉛などの有害金属の溶出を実質的に防止する
ことができない飛灰が存在し、また安定化処理が可能で
あったとしても、高価な有害金属安定化剤を多量に使用
する結果、処理費用が膨大であったり、飛灰処理物が多
量に発生するため埋立地の不足を生じるなど、公益に適
合しない場合があり、更なる廃棄物処理技術の革新が求
められている。上記問題は、一般ゴミなど、廃棄物の焼
却飛灰(集塵器でばいじんを捕集した飛灰)において特
に顕著である。
【0006】ここで、一般ゴミの焼却場を例に、焼却方
式、飛灰に関する説明しておく。一般ゴミの焼却設備
は、代表的には、焼却炉、排ガスの冷却を目的とした熱
交換器や水噴霧装置、HClなど酸性ガスの中和を目的
とした消石灰吹き込み装置(排ガス誘導管内への吹き込
み)、集塵器から構成されており、更にSOx 、NO
x、ダイオキシンなどの有害成分除去装置、機器が付加
されていることもある。また、排ガスから発生したばい
じんを集塵器などで捕集した飛灰には、粉塵、消石灰と
HClなど酸性ガスとの反応生成物、及び消石灰の未反
応残分、有害な低融点金属などが含有されている。この
飛灰は、有害金属安定化剤と混合、混練され最終処分廃
棄物として埋め立てられる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、焼却
時に発生するHClガスやSOx などの酸性ガスの効率
的な捕捉とともに、有害な重金属を安定化することが同
時に可能な処理剤を提供することであり、更に詳しく
は、このような処理剤を吹き込んだ排ガスから発生する
ばいじんを捕集した飛灰の処理方法を提供することであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の従
来技術における問題点を解決する目的で鋭意検討した結
果、従来技術では実質的にPbなどの有害金属の溶出を
防止できない飛灰、または多量の有害金属安定化剤を必
要とする飛灰には、共通の特徴があることを見出した。
即ち、比較的容易に有害金属の溶出を防止できる飛灰と
比較し、これら処理が困難な飛灰は、アルカリ性化合物
を多量に含有することを知見した。多くの飛灰に含有さ
れるアルカリ性化合物は、焼却炉の排ガス処理装置でH
Clガスなどの酸性ガスの中和を目的として使用される
消石灰の未反応分に起因するものと推定されることか
ら、排ガスを中和するための成分として、消石灰と水酸
化マグネシウムとを主たる成分として含み、更に、有害
金属安定化剤として、セメント類、中和剤、無機吸着
剤、キレート剤、水ガラス、リン酸塩、及び鉛などの有
害金属化合物と反応して難溶性あるいは不溶性の化合物
を生成する化合物からなる群から選択される1種以上を
含有する排ガス処理剤を、排ガス処理工程で吹き込むこ
とによって、消石灰と水酸化マグネシウムとにより、排
ガス中のHClガスなどの酸性ガスを効率的に捕捉で
き、かつ有害金属安定化剤を前記排ガスから発生するば
いじんを捕集した飛灰に含まれる有害金属化合物に作用
させることにより、飛灰からPbなど有害金属が溶出す
ることを防止しうるとの発想に基づき本発明を完成させ
たものである。
【0009】
【作用】本発明の排ガス及び飛灰の処理方法が、鉛など
を安定化する機構は必ずしも明らかではないが、次の様
に想定できる。即ち、一般的に鉛化合物はアルカリ雰囲
気中で溶解し易い傾向があることから、飛灰の場合、排
ガス中のHClガス中和に使用される消石灰の未反応残
分がPbの溶出を促進する大きな要因と考えられる。そ
こで、本発明では、水酸化マグネシウムと消石灰、好ま
しくは反応効率の高い高比表面積の消石灰を使用するこ
とにより、消石灰の未反応残分を低減せしめること、及
び、このようにして処理した排ガスから発生するばいじ
んを捕集した飛灰に有害金属安定化剤が作用することの
相乗効果によって、より効果的に有害金属の溶出を防止
しうるものと考えられる。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明で用いられる消石灰は、通
常用いられているJIS特号消石灰でもよいが、比表面
積30m2 /g以上の消石灰であれば、HClガスとの
反応効率がよく、より好ましい。消石灰は、比表面積が
大きいものがより好ましいが、工業的入手の容易性から
比表面積30〜60m2 /g程度のものが好ましく、例
えば、特公平06−8194号によって開示されている
方法などによって作製することができる。具体的には、
奥多摩工業株式会社製消石灰「タマカルク」の使用が工
業的には好適である。また、本発明で用いられる水酸化
マグネシウムは、工業的入手の容易なもので十分である
が、HClガスとの反応効率を考慮すると、比表面積が
大きいものがより好ましい。これら消石灰、水酸化マグ
ネシウムの使用に際しては、粉状で使用すること、溶媒
に分散して使用することなどが考えられ、特にHClガ
スとの反応性を考慮すると、水に分散した状態で使用す
ることが好適な態様である。また使用方法としては、排
ガス中へ噴霧する常法に準拠することが好適である。
【0011】前記消石灰と水酸化マグネシウムとの混合
率比率は特に限定を受けないが、両者の合計量中に、水
酸化マグネシウムが10重量%から30重量%で十分で
あるが、50重量%程度でも特に問題はない。消石灰と
水酸化マグネシウムとの使用量は、排ガス中のHClガ
ス濃度、排ガスの温度、流量及び最終的に屋外へ排出す
るHClガス濃度などによって適宜設定しなければなら
ないが、比表面積30m2 /g以上の消石灰を使用する
場合には、従来一般的に使用されるJIS特号消石灰
(比表面積14.5m2 /g)に較べ、比表面積が約2
倍であることから、HClガスとの反応効率が高く、お
およそJIS特号消石灰の約半分(重量)の添加で最終
的に排出するHClガス濃度を同等にできる。この比表
面積の大きい消石灰の特徴を利用するためにも、水酸化
マグネシウムの混合量は大きくない方が好ましく、前記
のように10重量%から30重量%の範囲が好適であ
る。
【0012】本発明において、有害金属安定化剤として
用いられるものには、下記のようなものが例示できる。
【0013】まず、セメント類としては、焼き石膏、ポ
ルトランドセメント、早強セメント、ジェットセメン
ト、高炉セメント、アルミナセメントなどが例示でき
る。
【0014】中和剤としては、シュウ酸、ほう酸などの
酸、硫酸アルミニウムなどの硫酸塩、非晶質水酸化アル
ミニウム、塩化鉄などが例示できるが、価格、工業的入
手の容易性、実使用の容易さから、硫酸塩、水酸化アル
ミニウム、塩化鉄が好ましい。
【0015】無機吸着剤としては、各種活性白土、合成
珪酸、天然珪酸加工物、活性炭などが例示できるが、比
表面積200m2 /g以上の粉状アルミニウムシリケー
ト、粉状二酸化珪素が好ましい。更には、工業的入手の
容易性から、比表面積が200〜1000m2 /gのも
のが好ましい。ただし、比表面積が200m2 /g以上
の無機吸着剤は、嵩高くハンドリング困難なものが多い
ため、事前に造粒などの加工を行うことが好ましい。
【0016】キレート剤としては、−OH、−CSS
H、−SH、=NH、−COOH、−NH2 など、有害
金属に対するキレート配位子を構造中に有する化合物、
及びそれらの塩などが例示できるが、特にPb溶出防止
性能の点で、ジメチルジチオカルバミン酸塩、ジエチル
ジチオカルバミン酸塩、ジブチルジチオカルバミン酸
塩、タンニン酸が好ましい。工業的に入手可能なものと
して、株式会社荏原製作所製アッシュクリーンC−30
0、ミヨシ油脂株式会社製Newエポルバ−800、日
本曹達株式会社製ハイジオン、不二サッシ株式会社製ア
ルサイトL−101、オルガノ株式会社製オルガナイト
2050、住友化学工業株式会社製スミキレートAC−
20、オリエンタル技研株式会社製オリトール、内外化
学株式会社製ヒバイブロックなどが例示できる。
【0017】水ガラスとしては、汎用の水溶性珪酸塩、
すなわち珪酸ソーダ、珪酸カリウムなどが例示でき、モ
ル比(SiO2 /M2 O)組成比:Mはアルカリ金属)
は市販の0.5〜4.2の範囲で任意に選択することが
できる。この中で、Pb溶出防止性能、価格を考慮する
と、珪酸ソーダであることが好ましく、乾燥して粉末と
なったものを使用できる。また、水ガラスに炭酸Naな
どCaイオンと反応して不溶性あるいは難溶性のCa化
合物を生成する化合物、更には硫酸など水ガラスと反応
してゲル化する化合物を適量添加することも鉛溶出防止
性能を向上させる目的で有効である。
【0018】リン酸塩としては、正リン酸塩、正リン酸
水素塩及び縮合リン酸塩、縮合リン酸水素塩などが例示
でき、更にナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム
塩、カルシウム塩などが例示できるが、水溶性塩である
ことも本発明の好ましい実施態様であり、水溶性のリン
酸ソーダが好ましい。
【0019】本発明で用いられる、鉛などの有害金属化
合物と反応して難溶性あるいは不溶性の化合物を生成す
る化合物としては、硫化ソーダなどの硫化物、及び炭酸
塩、シュウ酸塩、硫酸塩、クロム酸塩などが例示でき
る。
【0020】本発明の処理剤中、有害金属安定化のため
の構成成分は、上記セメント類、中和剤、無機吸着剤、
キレート剤、水ガラス、リン酸塩、及びPbなどの有害
金属化合物と反応して難溶性あるいは不溶性の化合物を
生成する化合物の内から選択される1種以上を主として
なるが、不可避的不純物の他、飛灰と有害金属安定化剤
との混練物の強度を増強するための添加剤、有害金属イ
オン還元剤、混練物に撥水性を付与するための添加剤な
どの各種添加剤を含むこともできる。
【0021】本発明で用いられる排ガス処理剤中の有害
金属安定化剤の配合量は、有害金属安定化のための構成
成分や適用する飛灰の性状及び目標とするPb溶出量に
よって適宜設定しなければならないが、排ガス処理剤1
00重量部中の大体1〜50重量部である。
【0022】
【発明の効果】本発明の処理剤及び処理方法を用いて排
ガス、及びこの排ガスから発生するばいじんを捕集した
飛灰を処理することにより、飛灰中の有害金属、特に飛
灰中の鉛が安定化され、溶出量が減少する。
【0023】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0024】(比較例及び実施例)処理剤として、奥多
摩工業株式会社製消石灰「タマカルク」80重量%と水
酸化マグネシウム20重量%の混合物(比較例)と、奥
多摩工業株式会社製消石灰「タマカルク」80重量%と
水酸化マグネシウム20重量%の混合物に下記表1に示
す有害金属安定化剤を処理剤100重量部中で表1に示
す割合となるように混合した混合物(実施例)を用い
た。なお、上記消石灰「タマカルク」の比表面積は35
〜40m2 /gである。一般ゴミ焼却場に於いて、排ガ
ス処理工程で、上記各種処理剤を、屋外排気ガス中のH
Cl濃度が一定となるように処理剤中の消石灰と水酸化
マグネシウムの混合物の量を調整しながら吹き込んで、
焼却設備及び排ガス処理装置を運転した場合の飛灰を採
取した。得られた飛灰に適宜水を添加し、混練したもの
を20℃で7日静置した後、環境庁告示13号(日本)
のPb溶出試験を行った。結果を表1に示す。
【0025】
【表1】
【0026】表1の結果から明らかなように、本発明の
処理剤によれば、少ない有害金属安定化剤の添加で、飛
灰からのPb溶出量を規制値である0.3ppm以下に
できることが分かる。以上より、本発明の排ガス処理剤
及び処理方法が、飛灰中の有害金属の溶出防止に極めて
有効であることが明らかとなった。
───────────────────────────────────────────────────── 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 B09B 3/00

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 消石灰と水酸化マグネシウムとを主たる
    成分として含有し、更にセメント類、中和剤、無機吸着
    剤、キレート剤、水ガラス、リン酸塩、及び鉛などの有
    害金属化合物と反応して難溶性あるいは不溶性の化合物
    を生成する化合物からなる群から選択される1種以上を
    含有してなる排ガス処理剤。
  2. 【請求項2】 前記消石灰が、比表面積30m2 /g以
    上である請求項1記載の排ガス処理剤。
  3. 【請求項3】 前記中和剤が、硫酸塩、水酸化アルミニ
    ウム、及び塩化物からなる群から選択される1種以上で
    ある請求項1記載の排ガス処理剤。
  4. 【請求項4】 前記無機吸着剤が、比表面積200m2
    /g以上の粉状アルミニウムシリケートもしくは粉状二
    酸化珪素の少なくとも一方である請求項1記載の排ガス
    処理剤。
  5. 【請求項5】 前記キレート剤が、ジメチルジチオカル
    バミン酸塩、ジエチルジチオカルバミン酸塩、ジブチル
    ジチオカルバミン酸塩、及びタンニン酸からなる群から
    選択される1種以上である請求項1記載の排ガス処理
    剤。
  6. 【請求項6】 前記水ガラスが、珪酸ソーダである請求
    項1記載の排ガス処理剤。
  7. 【請求項7】 前記リン酸塩が、水溶性リン酸ソーダで
    ある請求項1記載の排ガス処理剤。
  8. 【請求項8】 請求項1〜7のいずれかに記載の排ガス
    処理剤を、排ガス処理工程で吹き込むことからなる排ガ
    スの処理方法。
  9. 【請求項9】 請求項1〜7のいずれかに記載の排ガス
    処理剤を、排ガス処理工程で吹き込んで排ガスを処理し
    た後、この排ガスから生成したばいじんを集塵器などで
    捕集した飛灰を、必要に応じて水を加えて混練すること
    からなる飛灰の処理方法。
  10. 【請求項10】 飛灰の混練時に、重金属成分を安定化
    する性能をもつ薬剤を更に加えて混練する請求項9記載
    の飛灰の処理方法。
JP8057061A 1996-03-14 1996-03-14 排ガス処理剤並びに排ガス及び飛灰の処理方法 Pending JPH09248423A (ja)

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