JPH10314576A

JPH10314576A - 酸性ガス除去材

Info

Publication number: JPH10314576A
Application number: JP9126583A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Sugawara; 清菅原; Shinji Noshita; 伸司野下; Masaharu Fukuda; 正治福田; Kanehiro Nakazono; 金洋中園; Kazumitsu Oda; 一光小田
Original assignee: MAGU SUEHIRO KOGYO KK; Kotegawa Sangyo Co Ltd
Current assignee: MAGU SUEHIRO KOGYO KK; Kotegawa Sangyo Co Ltd
Priority date: 1997-05-16
Filing date: 1997-05-16
Publication date: 1998-12-02

Abstract

(57)【要約】【課題】焼却炉からの排ガス中に含まれる酸性ガスを
効率よく除去する。【解決の手段】アルミニウム化合物とアルカリ土類金
属化合物との反応で得られるアルミン酸塩を組成とした
酸性ガス除去材を医療廃棄物用焼却炉、プラスチック専
焼炉等の焼却炉の排ガス流路に設置することにより、酸
性ガス除去材３のアルミン酸塩もしくはアルカリ土類金
属化合物と酸性ガスとが反応して、排ガス中より酸性ガ
スを除去することができる。また、本発明の酸性ガス除
去材は乾式法で適用されるものであるので、設備のイニ
シャルコスト等が低減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、酸性ガスを効率よ
く除去する酸性ガス除去材に関するものである。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】ゴミの焼却時に発生す
る塩化水素や硫黄酸化物等の酸性ガスをその燃焼ガスよ
り除去するには、大別して湿式法と乾式法とがあること
が知られている。湿式法は、燃焼ガス中に水酸化ナトリ
ウムなどのアルカリ溶液に接触させ、酸性ガスを除去す
るものである。これに対し、乾式法は、水酸化カルシウ
ム等の粉末あるいは粒状のアルカリ物質を燃焼ガスに接
触させることにより、酸性ガスを取り除くものである。

【０００３】上記の方法で、酸性ガスとの接触を行う場
合、湿式法では、アルカリ溶液を燃焼ガス中に噴霧する
装置、さらに酸性ガスを吸収した水溶液の排水処理装置
等の設備が必要で、設備が重装備になりイニシャルコス
トが高くなるという問題点がある。さらに、送液装置の
メンテナンス等の煩雑さも問題として残されているもの
である。一方、乾式法は、湿式法と同様に、燃焼ガス中
にアルカリ物質を噴霧する装置や粒状物等を充填してお
く容器等が必要で、やはり設備の重装備や設備費がかさ
むという問題がある。

【０００４】これらの対策として、特開平６−１０８３
４においては、水酸化カルシウムとセメントからなる成
型体をアルカリフィルターとして、燃焼ガス通路に設置
し、アルカリフィルター中のアルカリ成分である水酸化
カルシウムにより、酸性ガスを除去する酸性ガス除去部
材なるものが開示されている。このものは、アルカリフ
ィルター表面で塩化水素等の酸性ガスと反応した反応生
成物が剥離するように作成されており、新たなアルカリ
成分を露出させることで、長時間にわたる酸性ガスの除
去を行えるようにしたもので、焼却炉から発生する酸性
ガス処理に適したものである。

【０００５】しかし、このものは、温度変化、水分の変
化等によりフィルター表面に生成した塩化カルシウム等
の塩化物等の崩壊による新たな水酸化カルシウムの露出
時間が、実験値で開示されているように１週間と長いた
め、種々の条件で酸性ガスとの反応性が異なってくると
いう問題がある。

【０００６】さらに、特開平８−６６６２２には、固形
状除去部材として耐火物の表面に水酸化カルシウムを主
成分としてアルカリ剤をコーティングしたものが開示さ
れている。新たなアルカリ剤の露出は、固形状除去部材
の表面に生成した塩化カルシウムを冷却後に、小型焼却
炉の内部に設置した水噴霧装置などで水洗することによ
り行われるとしている。

【０００７】しかし、水酸化カルシウムは化１に示され
るように、４５０℃あたりで分解が始まり酸化カルシウ
ムが生成させるもので、冷却後に水噴霧すると、塩化カ
ルシウムを洗い流すだけでなく、化２に示されるように
酸化カルシウムが水と反応し水酸化カルシウムとなり、
体積膨張をおこし、アルカリ分の欠落の危険が大きいと
いう問題がある。また、噴霧する水の量を反応塔内の熱
エネルギー以下に抑えるという煩雑さがある。

【０００８】

【化１】

【０００９】

【化２】

【００１０】本発明の目的は、高価な集塵装置や廃水処
理装置等の特別の設備を設置せずに、焼却炉等でも簡単
に使用でき、酸性ガスの除去が長期に維持できる酸性ガ
ス除去材を提供することにある。

【００１１】

【問題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、アルミニウム化合物とアルカリ土類金
属化合物との反応で得られるアルミン酸塩化合物を組成
として、酸性ガス除去材として使用するものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を説明する
と、アルミニウム化合物として、アルミニウム単体、水
酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等の化合物がよ
く、１種あるいは２種以上のアルミニウム化合物を併用
しても差し支えない。また、アルカリ土類金属化合物
は、カルシウム、マグネシウム、バリウム、ストロンチ
ウム等の水酸化物、酸化物あるいは塩基性炭酸化物が挙
げられ、１種あるいは２種以上を併用してもよい。その
汎用性からみれば、カルシウムあるいはマグネシウム化
合物が望ましく、特にはカルシウム化合物が最適であ
る。

【００１３】本発明を説明するにあたり、アルミニウム
化合物を水酸化アルミニウム、アルカリ土類金属化合物
を水酸化カルシウム、酸性ガスを塩化水素ガスに限定す
ると、水酸化アルミニウムと水酸化カルシウムとの反応
より化３および化４に示されるようなアルミン酸カルシ
ウムが生成する。これらの化合物を酸性ガス除去材とし
て、化５に示されるように未反応の水酸化カルシウムが
塩化水素ガスを捕捉するだけでなく、アルミン酸カルシ
ウムも塩化水素ガスとの反応によりアルミン酸カルシウ
ムと塩化カルシウムの複合塩を生成し、塩化水素ガスを
捕捉することができる。

【００１４】

【化３】

【００１５】

【化４】

【００１６】

【化５】

【００１７】水酸化カルシウムと水酸化アルミニウムに
おけるカルシウムとアルミニウムのモル比Ｃａ／Ａｌは
４以下にする必要があり、モル比Ｃａ／Ａｌが４を越え
ると、カルシウム分が過剰に含んでいるため、その生成
物であるアルミン酸カルシウム以外に原料である水酸化
カルシウムが過剰に残存して、酸性ガスと反応させる際
に水酸化カルシウムから酸化カルシウムへの体積収縮
や、冷却後の酸化カルシウムから水酸化カルシウムへの
体積膨張により、すぐに崩壊してしまうので好ましくな
い。こうした点から、モル比Ｃａ／Ａｌは４以下、好ま
しくは１〜２であることが望ましい。

【００１８】これまで、アルカリ土類金属化合物として
水酸化カルシウムに代表されるカルシウム化合物につい
て記載してきたが、他のアルカリ土類金属化合物に対し
ても、アルカリ土類金属とアルミニウムのモル比および
酸性ガスとの反応性は、カルシウム化合物と同様であ
る。

【００１９】本発明は、アルミニウム化合物とアルカリ
土類金属化合物とで生成されるアルミン酸塩を組成とす
る酸性ガス除去材として充分であるが、さらに補強性を
保持させる目的でガラス繊維、ロックウール等の無機質
系の繊維をアルミン酸塩を組成とする酸性ガス除去材に
混入させても差し支えない。また、アルミニウム化合物
やアルカリ土類金属と反応せず、燃焼ガス温度で熱的に
分解もしくは体積変化を起こさないような第三物質を混
入させておいてもかまわない。第三物質を混合させてお
く場合は、第三物質自体に酸性ガスとの反応が期待でき
るものが望ましく、できれば炭酸カルシウムや炭酸マグ
ネシウム等のアルカリ土類金属化合物を１種あるいは２
種以上を選択することが望ましい。当然ながら、これら
の第三物質は、混入させなくても差し支えない。

【００２０】酸性ガス除去材の形状については、円筒
状、格子状、ハニカム状とさまざまな形状が考えられる
が、本発明の酸性ガス除去材の形状はいかなる形状のも
のでもよいが、酸性ガス除去材の酸性ガスに対する除去
性能は、酸性ガスとの接触面積に起因するところが大き
いので、酸性ガス除去材の表面積をなるべく大きくでき
る形状にすることが望ましい。

【００２１】本発明の酸性ガス除去材に、焼却炉等から
発生する酸性ガスを接触させると、酸性ガスが塩化水素
である場合には、酸性ガス除去材中に含まれるアルカリ
土類金属化合物やそのアルミン酸塩と酸性ガスとが反応
することにより、酸性ガス除去材の表面に、アルカリ土
類金属の塩化物やアルミン酸塩とアルカリ土類金属塩化
物との複合体が形成される。表面に生成したこれらの塩
化物は、塩化物の吸水性や潮解性により、酸性ガス除去
を繰り返すたびに次第に内部へと浸透していくことにな
る。

【００２２】通常、アルカリ土類金属化合物として水酸
化カルシウム等を用い、酸性ガス除去材として加熱すれ
ば、水酸化カルシウムの脱水反応により酸化カルシウム
となり体積収縮をおこし、冷却すれば酸化カルシウムが
吸水して水酸化カルシウムへと変化し体積膨張すること
により、酸性ガス除去材が崩壊するといった現象が現れ
る。しかし、本発明の酸性ガス除去材は、水酸化カルシ
ウムの熱的な体積変化を起こさせないように、アルミニ
ウム化合物と反応させることでアルミン酸カルシウムと
していることや、余剰の水酸化カルシウムが酸性ガス除
去材中に存在しても、その量を酸性ガス除去材の崩壊す
るほどの量以下にしてあるため、熱的な体積変化により
酸性ガス除去材が崩壊することはない。こうした調整
は、酸性ガス除去材中のカルシウムとアルミニウムとの
モル比を４以下に設定することにより、解決されるもの
である。

【００２３】特に、本発明の酸性ガス除去材は、焼却炉
等で焼却されるポリ塩化ビニル樹脂等から発生する塩化
水素ガス等の酸性ガスの除去に最適であり、焼却炉等か
ら発生する酸性ガスを除去し、環境汚染を低減できる優
れた酸性ガス除去材である。

【００２４】

【実施例】

（１）酸性ガス除去材の製造アルミニウム粉末と水酸化カルシウムをカルシウムとア
ルミニウムのモル比が２になるようにした混合粉末に、
ロックウールを混合粉末に対して１０重量部、炭酸カル
シウム粉末を混合粉末に対して１００重量部、さらには
水を混合粉末に対して２００重量部添加し、よく攪拌し
て、図１に示すような形状に成型した酸性ガス除去材３
を作成した。作成した酸性ガス除去材３の単体の大きさ
は、幅１７０ｍｍ、高さ２７０ｍｍ、奥行き８０ｍｍの
直方体形状に、直径６０ｍｍの貫通孔を５個、直径６０
ｍｍの２分の１の貫通孔を上下左右の４ケ所に１個ず
つ、直径６０ｍｍの４分の１の貫通孔を各エッジに１個
ずつ施したものである。

【００２５】（２）評価前記（１）で得られた酸性ガス除去材３を図１に示され
るように、小型焼却炉の排ガスの流路に、並列に２個、
直列に２個の計４個を設置し、小型焼却炉でポリ塩化ビ
ニル樹脂含む可燃物を燃焼させることにより、塩化水素
ガスを含有する排ガスを発生させ、酸性ガス除去材３を
通過する前と通過した後の燃焼ガス中の塩化水素濃度を
ＪＩＳＫ０１０７に準じて測定することで、酸性ガ
ス除去材の酸性ガス除去性能を評価した。小型焼却炉で
の塩化ビニル樹脂を含む可燃物の燃焼は１日１回、１回
１時間とし、その他の時間は自然冷却させることとし
て、これを１週間繰り返した際の結果を表１に示す。１
週間の繰り返し実験を行った後に、酸性ガス除去材を酸
性ガス流路より取り出し、その状態を目視により観察し
たが、酸性除去材の形状は崩壊することなく据え付け時
のままの形状を維持していた。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【発明の効果】本発明の酸性ガス除去材は、酸性ガスの
流路に設置することで、特別な反応装置（噴霧装置、廃
水処理装置等）等の専用の装置を使用する必要がないた
め、設備費を低減させることができる。また、本発明の
酸性ガス除去材は、熱的な体積変化による酸性ガス除去
材の崩壊がなく、酸性ガスとの反応で酸性ガス除去材表
面に生成した中和物が、酸性ガス除去材内部に浸透する
ことにより、酸性ガス除去材としての性能を維持できる
ため、安定した酸性ガス除去効果が得ることができるも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である小型焼却炉を用いた場
合の説明図である。

【符号の説明】

１一次燃焼室２二次燃焼室３酸性ガス除去材４反応室５排気筒

フロントページの続き (72)発明者福田正治大分県津久見市合の元町１番４号古手川産業株式会社内 (72)発明者中園金洋大分県臼杵市大字末広2090番地の２マグ・末広工業株式会社内 (72)発明者小田一光大分県臼杵市大字末広2090番地の２マグ・末広工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウム化合物とアルカリ土類金属
化合物との反応で得られるアルミン酸塩を組成とする酸
性ガス除去材