JPH10235187A - 脱塩素剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 塩素成分を含む被処理物を熱的に処理する際
に発生する有害な塩素系ガス等の成分と反応して無害な
ガスとする上、残渣中にも有害成分のない塩化物を生成
するようにした脱塩素剤を得ることを目的とする。 【解決手段】 塩素系ガスと加熱された低酸素雰囲気中
で反応する脱塩素剤として、塩素系ガスと反応して無害
な塩化物を生成させるアルカリ金属水酸化物からなる脱
塩素剤を基本手段とする。脱塩素剤の具体例として、水
酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水
酸化ルビジウム、水酸化セシウムから選択した単体、２
種類以上の単体、２種類以上の単体混合物から選択して
用いる。これら脱塩素剤は、塊状、板状、多孔質形状、
粉体状、溶液、懸濁液の何れかの状態で有害な塩素系ガ
スと接触させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は塩素成分を含有する
被処理物、例えば都市ゴミ等の廃棄物とか産業処理物等
と加熱処理することで発生する塩素系ガス（塩化水素ガ
ス，塩素ガス）と反応して無害なガスと塩化物を生成す
るようにした脱塩素剤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近時都市ゴミ等の廃棄物は年々その量が
増加し、その処理が問題となっている。これらの都市ゴ
ミは一般家庭とかオフィス等から廃棄物として排出さ
れ、可燃性のものが主となっている。これら可燃性廃棄
物の中には多種多様な化学物質、例えば塩化ビニル樹脂
を多く含んだプラスチックとかオフィスで使用される紙
の塩素系漂白剤のように多量の塩素成分を含んだ物質が
混入している。

【０００３】これらの廃棄物を処理する手段として、一
般に焼却処理が多用されている。しかし塩素成分を含ん
だ被処理物を焼却すると、焼却により塩素系ガス（塩化
水素ガス，塩素ガス）が発生して環境汚染及び塩素系ガ
スによる焼却施設の劣化等の問題が発生する。このよう
な塩素系ガスの発生を抑制することを目的として、従来
から消石灰とか炭酸カルシウム等の脱塩素剤を添加して
焼却処理する方法が知られている。

【０００４】又、焼却炉に投入された被処理物を焼却処
理した後、必要に応じて各種排ガスの浄化処理，例えば
バグフィルタで消石灰と反応させて有害な塩素系ガスが
大気中に放散されないようにする手段も知られている。
このような技術は特公平２−１０３４１号公報で開示さ
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】廃棄物などの処理を焼
却処理した場合に問題となるのは、被処理物中に含まれ
る塩素成分の処理であり、焼却過程で発生した塩素系ガ
スは、処理炉自体を損傷せしめ、また、蒸気管を腐食さ
せたり、更にはダイオキシンを生成するといった問題に
つながるものである。

【０００６】このようなことから、発生した塩素系ガス
は、バグフィルタ等で消石灰等と反応させて大気中に塩
素系ガスが排出されないようにしている。

【０００７】しかし、焼却処理後にガスを浄化処理する
ことで一定の効果は期待できるものの、大気への拡散は
防げても残渣中に残存したりするために完全に除去する
ことは難しいのが現状であり、ダイオキシン発生の一因
となっている。

【０００８】また、処理過程において、消石灰や炭酸カ
ルシウムを添加して塩素系ガスの発生を抑制することが
一般的に行われているが、まだ十分なものではないのが
現状である。

【０００９】従って、ダイオキシンの発生原因となる塩
素系ガスの除去又は塩素系ガスの発生防止の技術の早急
な確立が望まれている。

【００１０】そこで本発明は、被処理物を熱的に処理す
ることで発生する有害な塩素系ガス等の成分と反応して
無害なガスとする上、残渣中にも有害成分のない無害な
塩化物を生成し、しかも熱処理炉，排ガス処理等の各種
装置の何れにも使用することができる脱塩素剤を得るこ
とを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本願発明の発明者らは、
種々実験調査の結果、塩素成分を多量に含む被処理物を
熱的処理して発生した塩素系ガスを脱塩素処理する場
合、塩素系ガス（塩化水素ガス，塩素ガス）と反応する
アルカリ金属水酸化物を脱塩素剤として加えて処理する
ことにより、互いに反応し、有害な塩素系ガスが無害な
塩化物に置換生成されることを見い出した。

【００１２】本発明はこの知見に基づいてなされたもの
で、添加物としてアルカリ金属水酸化物からなる脱塩素
剤を使用することで、加熱された低酸素雰囲気中におけ
る塩素系ガスと添加した脱塩素剤とを反応させ、無害な
塩化物を生成させることのできる脱塩素剤を提供する。

【００１３】本発明の脱塩素剤の供給箇所は、低酸素雰
囲気中であれば、被処理物の投入から排出（排煙，残渣
の取出し）までの一連の処理系における任意の位置で供
給することができる。ここで低酸素雰囲気とは酸素成分
が少ないことを意味する。

【００１４】つまり、加熱処理炉であれば、被処理物を
投入して、入口，出口が閉鎖された状態で内部に大気が
残存している状態は許容される。

【００１５】この閉鎖は、完全密閉である必要はなく、
入口側が被処理物自身で閉鎖されていることであっても
加熱により炉内の圧力が高まっていることなどにより、
外気の侵入はほとんどないので許容される。一般的に言
えば、「乾留」に相当する。

【００１６】一方、加熱処理（本発明の脱塩素剤を供給
して処理した場合、又は供給しないで処理した場合の何
れかの場合）後においては、排出までの任意の箇所の低
酸素雰囲気中の排ガス、または残渣に供給して無害化処
理をすることができる。

【００１７】なお、本発明の脱塩素剤を供給して無害化
した排ガスは、塩素系ガス成分は残存しないので、排出
のための後処理（二次燃焼などの加熱処理等の処理）を
することは必要に応じてできる。勿論そのまま排出して
もよい。

【００１８】本発明の脱塩素剤としては、 （１）アルカリ金属水酸化物の単体、２種類以上の単
体、２種類以上の単体の混合物から選択したもの。

【００１９】（２）水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム、水酸化リチウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウ
ムから選択した単体、２種類以上の単体、２種類以上の
単体の混合物から選択したもの。

【００２０】から適宜選択して使用する。

【００２１】また、脱塩素剤の形状は、塊状、板状、多
孔質形状、粉体状（粉末、顆粒又はこれらの混合）、溶
液（水溶液，その他溶液）、懸濁液のいずれでもよい。
使用に際しては、これらのいずれか、又はこれらを組み
合わせて使用し、更に、固体又は液体又は排ガスの被処
理物に投入、混合、噴霧のいずれか、又は、これらの組
み合わせにより使用し、発生した気体と反応させる。

【００２２】また、脱塩素剤の使用量は、被処理物の出
発時重量の０.０５〜１０重量％を好適とするも、被処
理物に塩化ビニル、塩化ビニリデン、合成樹脂、ゴム、
などのように塩素成分を多量に含有する場合は、出発時
重量の１０〜７０重量％を添加する。又は重量と無関係
に被処理物から発生する塩素系ガス量と当量以上添加す
る。若しくは許容される塩素系ガスの排出基準以下とな
るように添加量を選定する。

【００２３】脱塩素剤の添加時期は、塩素成分の熱分解
温度以下の時期（最初から混入）、熱分解中（加熱中に
噴霧）、熱分解後（乾留ガス，排ガス）のいずれか、又
は組み合わせにより適宜添加する。加熱処理温度は、塩
素成分の分解温度（２００℃〜３００℃）から１０００
℃の範囲とする。

【００２４】以上の条件により被処理物中に脱塩素剤を
添加して加熱処理すると、例えば、水酸化ナトリウム
（ＮａＯＨ）を添加した場合には、塩化水素（ＨＣｌ）
と反応して、次のようになる。

【００２５】 （ＮａＯＨ）＋（ＨＣｌ）→（ＮａＣｌ）＋（Ｈ₂Ｏ） このように塩化水素は水酸化ナトリウムと反応して、残
渣の一部となる塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）と、水分
（Ｈ₂Ｏ）になり、ダイオキシンの原因の一因となる塩
素系ガスを生成することはなく、排ガスおよび残渣の無
害化が実現できる

【００２６】。

【発明の実施の形態】加熱により塩素系ガスを発生する
塩素成分を含有する被処理物を加熱処理する際、アルカ
リ金属水酸化物を脱塩素剤として添加する。この脱塩素
剤を添加して加熱することにより、所定温度で被処理物
に含まれている塩素成分が分解し、この分解により生成
された有害な塩素系ガスと、脱塩素剤とが反応して無害
な塩化物を生成する。

【００２７】以下、実施例に基づいて本発明の脱塩素剤
を適用した際の被処理物の脱塩素実験結果を、比較例の
結果とともに説明する。

【００２８】１．〔ポリ塩化ビニリデンを用いた脱塩素
処理〕 塩素成分を多量に含有するポリ塩化ビニリデンを被処理
物として脱塩素実験を行った。

【００２９】実験は表１に示したように、被処理物とし
てのポリ塩化ビニリデン４ｇに脱塩素剤として粉砕した
水酸化ナトリウム２０ｇを添加した試料を実施例１と
し、同じ被処理物に脱塩素剤として粉砕した水酸化カリ
ウム２０ｇを添加した試料を実施例２とした。比較例１
と比較例２は同じ被処理物の各１ｇ，４ｇに脱塩素剤を
添加しない試料、比較例３は同じ被処理物４ｇに従来の
脱塩素剤である消石灰２０ｇを添加した試料、比較例４
は同じ被処理物４ｇに脱塩素剤として炭酸カルシウムを
添加した試料とした。脱塩素剤として平均粒径が１００
μｍの粉体を用いた。

【００３０】

【表１】

【００３１】上記の実施例１，２及び比較例１〜４の各
試料をタンク内に入れ、脱塩素剤を添加してから密閉
し、外気を遮断してから加熱コイルによりタンクを加熱
し、各試料を表１に示す２５０℃，３００℃，３５０
℃，４００℃，４５０℃，５００℃，５５０℃，６００
℃，６００℃〜１０００℃の９段階に分け、各温度にて
５分間保持し、昇温時とキープ時に塩化水素ガス濃度を
測定した。ガス濃度の測定は、ＪＩＳ−Ｋ０８０４に規
定されている検知管によって測定した。

【００３２】表１中に測定結果を示す。塩化水素ガス濃
度は実験１０回における測定値で実施例１，２では最高
値、比較例１〜４は最低値を示す。

【００３３】なお、“ＮＤ”は“検出されず”を表し、
１０回の実験でいずれも検出されなかったことを示す。

【００３４】以上の実験結果から、脱塩素剤としてのア
ルカリ金属水酸化物が有害な塩素系ガスを無害な塩化物
に置換生成することが実験により明らかとなった。実験
は、まず、塩素成分を多量に含んでいるポリ塩化ビニリ
デンのみを用いて予備試験を行った。その結果、表１の
比較例１，２に示すように、熱処理により塩化水素が多
量に生成されていることがわかる。

【００３５】次に、従来より脱塩素剤として知られてい
る消石灰及び炭酸カルシウムを添加して実験した。その
結果、比較例３，４に示したように、塩化水素の生成が
相当抑制されてはいるものの、まだ十分なものではない
ことがわかった。

【００３６】そこで、種々検討し熟考の結果、アルカリ
金属水酸化物に着目し、水酸化ナトリウムと水酸化カリ
ウムを選定して実験を行った。その結果は表１の実施例
１，２に示すように非常に良好な結果が得られた。

【００３７】その結果、何れの温度領域においても、塩
化水素の生成は完全に抑制されていることが判り、アル
カリ金属水酸化物が脱塩素剤として有効な物質であるこ
とが判った。

【００３８】このことによって、被処理物から発生する
塩素系ガスを脱塩素処理する場合、塩素系ガスと反応す
るアルカリ金属水酸化物を脱塩素剤として加えて処理す
れば、無害化処理ができることを見いだした。

【００３９】３．〔結果の考察〕 表１に示した結果から以下のように考察される。先ず比
較例１，２のように塩素成分を多量に含有するポリ塩化
ビニリデンを被処理物とし、脱塩素剤を添加しないで熱
処理を行うと、各温度に渡って塩化水素ガスが多量に発
生している。そこでこの被処理物に従来の脱塩素剤であ
る消石灰及び炭酸カルシウムを添加して熱処理した比較
例３，４は、比較例１，２と較べて塩化水素ガスの発生
がかなり抑制されているものの、まだ十分であるとはい
えない。

【００４０】これに対して被処理物としてのポリ塩化ビ
ニリデン４ｇに脱塩素剤として水酸化ナトリウム２０ｇ
を添加した実施例１と、同じ被処理物に脱塩素剤として
水酸化カリウム２０ｇを添加した実施例２の場合には、
実施例１における温度が３５０℃及び４５０℃における
昇温時と、実施例２における温度が４５０℃の５分キー
プ時に僅かな塩化水素ガスの発生が見られたが、全温度
範囲に渡って塩化水素ガスが検出されず、きわめて良好
な結果が得られた。従って本実施例によれば、比較例１
〜４に較べ非常に良好な結果が得られた。

【００４１】以上の実験調査によって、塩素成分を含有
する物質を熱的処理する場合、塩素成分と反応するアル
カリ金属水酸化物を脱塩素剤として加えて処理すれば、
無害処理ができることを確認できた。

【００４２】なお、６００℃以上の温度においても実験
を行い同様の効果が得られたが、高温になると設備が大
形となる等を考慮して最高温度は１０００℃が好まし
い。

【００４３】アルカリ金属水酸化物が塩素系ガスと反応
すると、排ガスおよび残渣の無害化が実現できる理由
は、次のように有害な塩素系ガスを無害な塩化物に置換
生成されることによる。

【００４４】ここで水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を脱
塩素剤として用いて被処理物中に添加した場合の反応
は、前記したように水酸化ナトリウムが塩化水素（ＨＣ
ｌ）との間で以下の反応式が進行する。

【００４５】（ＮａＯＨ） ＋ （ＨＣｌ） → （ＮａＣ
ｌ） ＋（ Ｈ₂Ｏ） このように水酸化ナトリウムは塩化水素と反応して無害
な塩化ナトリウムと水を生成する。

【００４６】水酸化カリウム（ＫＯＨ）を用いた場合の
反応式は、 （ＫＯＨ） ＋ （ ＨＣｌ） → （ＫＣｌ） ＋（ Ｈ
₂Ｏ） として水酸化カリウムは塩化水素と反応して無害な塩化
カリウムと水になる。

【００４７】得られた残渣を分析したところ、有害な塩
素系ガスは検出されず、無害な塩化物である塩化ナトリ
ウム（ＮａＣｌ）と塩化カリウム（ＫＣｌ）が検出され
た。更に該残渣を１０分間撹拌しながら水洗浄すること
により塩化ナトリウムと塩化カリウムはともに水中に溶
解し、炭化物が残存したが、この炭化物中にも塩素系ガ
ス成分は検出されなかった。

【００４８】従って脱塩素剤中に塩素系ガスと反応して
無害な塩化物を生成するアルカリ金属水酸化物が存在す
れば塩化ナトリウムとか塩化カリウムとして残渣の一部
となり、ダイオキシンの発生原因の１つである塩素系ガ
スが残存することがなく、これらの残渣と排ガスの無害
化をはかることができる。上記以外の脱塩素剤として
は、水酸化リチウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウ
ムといったアルカリ金属水酸化物を使用しても同様な結
果が得られる。

【００４９】このことから、脱塩素剤としては、上記と
同様の反応を示す次の物質が使用できる。

【００５０】（１）アルカリ金属水酸化物の単体、２種
類以上の単体、２種類以上の単体の混合物から選択した
もの。

【００５１】（２）水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム、水酸化リチウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウ
ムから選択した単体、２種類以上の単体、２種類以上の
単体の混合物から選択したもの。

【００５２】一方、反応によりＮａＣｌとかＫＣｌが生
成されるが、生成したＮａＣｌ，ＫＣｌは無害な塩化物
であり、水などの溶液による洗浄処理により効果的に除
去でき、洗浄後には、再利用可能な炭化物質が残る。

【００５３】なお、洗浄後の処理液には、有害な物質は
ほとんど含まれていないので、そのまま河川又は海洋に
放流することができる。

【００５４】次にタンクから取り出した残渣には無害な
塩化物である塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）とか塩化カリ
ウム（ＫＣｌ）が生成されているので、残渣を水槽に入
れて所定時間撹拌して水に溶解させ、次にこれを遠心脱
水により水分を分離して排水処理し、残部を乾燥・固形
化する。分離した排水は別途の排水処理手段により処理
する。固形化した残渣中の炭素成分は燃料として使用
し、無機物はガラスとかセメント材料として再利用でき
る。

【００５５】従って残渣の物性により、該残渣を分離手
段により各物質に分離し、分離後の物質を乾燥，固形化
して燃料又はその他有効に活用することが可能である。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように本発明にかかる脱塩
素剤を用いることにより、従来の消石灰とか炭酸カルシ
ウムを用いた脱塩素剤に較べて全温度範囲に渡って塩素
系ガスの発生がなく、残渣中にも有害成分のない塩化物
を生成して、特に塩素成分を多量に含む被処理物に対し
て脱塩素剤として十分な機能を発揮することができる。

【００５７】本発明にかかる脱塩素剤は、加熱された低
酸素雰囲気中で塩素系ガスと反応して無害なガスと塩化
物を生成するものであり、加熱処理炉から排出（排煙，
残渣の取出し）までの一連の処理工程の任意の部署で使
用することができる。つまり前記処理炉の外に、煙道，
排ガス処理用の各種装置とか焼却炉等の既設の各種施設
にもそのまま適用可能である。

【００５８】更に被処理物に対して脱塩素剤の添加，不
添加を問わずに加熱処理した後でも、排出までの任意の
箇所の低酸素雰囲気中の排ガス、または残渣に本発明の
脱塩素剤を供給して無害化処理をすることができる。

【００５９】適用に際して、塩素系ガスに起因する処理
炉とか焼却炉自体の損傷及び蒸気管の腐食が防止され
て、装置及び施設の長寿命化がはかれるとともに、処理
残渣中にも人体に有害なダイオキシンが生成せず、環境
上及び残渣の処理面での安全性が向上する。

【００６０】また、排ガス中には有害な塩素系ガスが存
在しないので、必要に応じて排ガスの後処理手段として
二次燃焼させることができる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱された低酸素雰囲気中で有害な塩素
   系ガスと反応する脱塩素剤であって、有害な塩素系ガス
   と反応して無害な塩化物を生成するアルカリ金属水酸化
   物からなる脱塩素剤。
2. 【請求項２】 脱塩素剤は、アルカリ金属水酸化物の単
   体、２種類以上の単体、２種類以上の単体の混合物から
   選択した請求項１記載の脱塩素剤。
3. 【請求項３】 脱塩素剤は、水酸化ナトリウム、水酸化
   カリウム、水酸化リチウム、水酸化ルビジウム、水酸化
   セシウムから選択した単体、２種類以上の単体、２種類
   以上の単体混合物から選択した請求項１記載の脱塩素
   剤。
4. 【請求項４】 脱塩素剤を塊状、板状、多孔質形状、粉
   体状、溶液、懸濁液の何れかの状態で有害な塩素系ガス
   と接触させるようにした請求項１乃至請求項３の何れか
   １項に記載の脱塩素剤。