JPH11137962A - 排ガス中の塩化水素の乾式除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排ガス中の塩化水素の処理に用いる重炭酸ナ
トリウムの有効利用を図る。 【解決手段】 排ガス中に含まれている飛灰を第一の集
塵装置によって排ガス中から除去した後に、塩化水素を
含有する排ガスを第二の集塵装置で重炭酸ナトリウムに
よって吸収して除去した後に、塩化水素と反応した反応
生成物を含有した固体生成物を分離して、食塩水を原料
とした重炭酸ナトリウムの製造工程の原料として供給し
重炭酸ナトリウムとして再生する排ガス中の塩化水素の
乾式除去方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は排ガス中の塩化水素
の乾式除去方法に関し、特に、都市ごみ等の一般廃棄物
および産業廃棄物などの燃焼あるいは熱分解によって生
成する廃棄物処理装置に好適な、排ガス中の塩化水素の
乾式除去方法に用いた重炭酸ナトリウムを再生利用する
方法を提供するものである。

【０００２】

【従来の技術】都市ごみ等の一般廃棄物や、廃プラスチ
ックなどの産業廃棄物等の燃焼性物質を燃焼、あるいは
熱分解して処理する廃棄物処理においては、廃棄物中に
含まれている塩素含有化合物が燃焼あるいは熱分解反応
時には、塩化水素を発生することが知られている。塩化
水素は、有害な物質であるために、廃棄物処理装置から
排出される煙から塩化水素を取り除くことが行われてい
る。

【０００３】塩化水素の除去は、塩化水素が酸性の気体
であることを利用して、水酸化ナトリウム水溶液等のア
ルカリ性の水溶液、水酸化カルシウムスラリーのような
アルカリ性のスラリー等との接触反応による湿式処理、
あるいは固体状の重炭酸ナトリウムとの接触反応による
乾式処理等の方法によって除去されている。とくに、固
体状の重炭酸ナトリウムを用いた除去方法は、水酸化ナ
トリウム等に比べて性質が穏やかで取り扱いが容易な重
炭酸ナトリウムを使用するものであり、反応生成物も固
体であるために取り扱いが容易であるという特徴を有し
ている。重炭酸ナトリウムを用いた場合には、廃棄物処
理装置から発生した煙中の塩化水素と反応した固体状の
重炭酸ナトリウムは、塩化ナトリウム、未反応の重炭酸
ナトリウムを含有する脱塩残渣として回収される。

【０００４】回収した脱塩残渣を再利用する方法が、特
表平７−５０４８８０号公報において提案されている。
この提案では、回収した脱塩残渣を水に溶解して水溶液
とし、水溶液をアルカリ性とした後に、飛灰や不溶性の
多価金属水酸化物をフィルターによって濾過して分離し
た後に、水溶液中に含まれている多価金属成分をキレー
ト樹脂で処理して除去した後に、アンモニア−ソーダ法
による炭酸ナトリウムの製造工程に使用したり、あるい
はさらに塩酸等を加えて重炭酸ナトリウムおよび炭酸ナ
トリウムを塩化ナトリウムとした後に、食塩水の電気分
解による塩素と水酸化ナトリウムの製造工程において原
料とすることが提案されている。ところが、塩化水素と
反応した重炭酸ナトリウムを飛灰とともに水に溶解する
ものであり、水への溶解によって飛灰中から水溶性の重
金属塩が水溶液中へ移行することを防止することができ
なかった。また、多価金属水酸化物等をフィルターによ
って濾過して分離した後にキレート樹脂によって多価金
属成分を分離することを必須としており、処理工程が複
雑となるという問題点があり、回収した重炭酸ナトリウ
ム等のナトリウム塩の再生利用効率が低いという問題点
があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、排ガス中の
塩化水素の乾式除去によって生成した脱塩残渣を少ない
工程で再生利用する方法を提供することを課題とするも
のである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、排ガス中から
塩化水素を乾式除去する方法において、排ガス中に含ま
れている飛灰を第一の集塵装置によって排ガス中から除
去した後に、重炭酸ナトリウムを塩化水素と反応させて
塩化水素を排ガス中から除去するとともに、塩化水素と
反応した反応生成物を含有する脱塩残渣とし、脱塩残渣
を食塩水を原料とした重炭酸ナトリウムの製造工程の原
料として供給し、重炭酸ナトリウムとして再生する排ガ
ス中の塩化水素の乾式除去方法である。飛灰を除去する
集塵装置が、第一の集塵装置であり、第一の集塵装置に
よって飛灰を除去した排ガスを第二の集塵装置に供給
し、第二の集塵装置において、重炭酸ナトリウムを塩化
水素と反応させて塩化水素を排ガス中から除去するとと
もに、塩化水素と反応した反応生成物を含有する脱塩残
渣とし、脱塩残渣を食塩水を原料とした重炭酸ナトリウ
ムの製造工程の原料として供給し、重炭酸ナトリウムと
して再生する排ガス中の塩化水素の乾式除去方法であ
る。また、脱塩残渣を、重炭酸ナトリウムの製造工程の
原料塩として供給して塩水精製工程において精製した後
に、重炭酸ナトリウムとして再生する前記の排ガス中の
塩化水素の乾式除去方法である。また、塩化水素を含ん
だ排ガスが、廃棄物の熱分解によって生成した熱分解残
留物を燃焼性成分と不燃焼性成分とに分離した後に、熱
分解ガスと前記燃焼性成分とを燃焼溶融炉において燃焼
させて得られた溶融スラグとともに発生した排ガスであ
る前記の排ガス中の塩化水素の乾式除去方法である。固
体生成物を水に溶解した水溶液を製造工程中の塩水中に
供給して重炭酸ナトリウムとして再生する前記の乾式除
去方法である。固体生成物を水に溶解した水溶液を食塩
水の精製工程中に供給して原料として使用する重炭酸ナ
トリウムとして再生する前記の乾式除去方法である。食
塩水を原料とした重炭酸ナトリウムの製造工程が、アン
モニア−ソーダ法、塩安ソーダ法、有機アミンを用いた
方法のいずれかを用いた重炭酸ナトリウムとして再生す
る前記の乾式除去方法である。飛灰を第一の集塵装置に
よって排ガス中から除去した後に、塩化水素を含有する
排ガスを第二の集塵装置において重炭酸ナトリウムによ
って吸収して除去した後に、塩化水素と反応した反応生
成物を含有した固体生成物を分離して、食塩水を原料と
した重炭酸ナトリウムの製造工程の原料として供給し重
炭酸ナトリウムとして再生する乾式除去方法である。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明は、廃棄物等の焼却炉から
排出される排ガス中の塩化水素を、重炭酸ナトリウムに
よって乾式除去する際に、排ガス中の塩化水素と重炭酸
ナトリウムとの反応によって生成した、塩化ナトリウ
ム、未反応の重炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウム等のナ
トリウム化合物からなる脱塩残渣を有効利用する重炭酸
ナトリウムの再生利用方法を提供するものである。

【０００８】以下に、本発明の方法を図面を参照して説
明する。図１は、本発明の排ガス中の塩化水素の乾式除
去方法を使用する廃棄物の焼却装置の一例を説明する図
である。廃棄物受け入れ槽１から破砕機２に供給された
廃棄物ａは、所望の大きさ例えば１５０ｍｍ以下のの大
きさにされる。この破砕された廃棄物ａはコンベア３に
投入されて、スクリューフィーダ４を経て熱分解反応器
５に供給される。この熱分解反応器５は、例えば横型回
転ドラムが用いられ、図示しないシール機構により、そ
の内部は低酸素濃度雰囲気に保持されるとともに、燃焼
器である燃焼溶融炉６の後流側に配置された熱交換器
（高温空気加熱器）７によって加熱された加熱空気が加
熱空気配管Ｌ１から供給される。

【０００９】熱分解反応器５内に供給された廃棄物ａ
は、加熱空気によって３００〜６００℃、好ましくは４
５０℃程度に加熱される。これによって、廃棄物ａは、
熱分解され、熱分解ガスＧ１と、主として不揮発性の熱
分解残留物ｂとを生成する。熱分解反応器５内で生成し
た熱分解ガスＧ１と熱分解残留物ｂは、排出装置８によ
って分離され、熱分解ガスＧ１は、熱分解ガス配管Ｌ２
を経て燃焼溶融炉６のバーナ９に供給される。熱分解残
留物ｂは、４５０℃程度の比較的高温で排出されるため
に、冷却装置１０により８０℃程度に冷却された後、分
離装置１１に導かれ、ここで燃焼性成分ｃと不燃焼性成
分ｄに分離される。分離装置１１は、磁選式、遠心式ま
たは風力選別式等の分別機が使用される。不燃焼性成分
ｄを分離した燃焼性成分ｃは、粉砕機１２に供給され
る。粉砕機はロール式、チューブミル式、ロッドミル
式、ボールミル式等が適当であり、被処理廃棄物の性状
によって適宜選択される。

【００１０】粉砕機１２によって粉砕された燃焼性成分
ｃは、燃焼性成分供給ラインＬ３を経て燃焼溶融炉７の
バーナ９に供給され、送風機１３によって空気ラインＬ
４から供給された燃焼用空気によって、熱分解ガスＧ１
とともに燃焼溶融炉内で１３００℃程度の高温域で燃焼
される。この燃焼によって灰分は溶融し溶融スラグｅを
生成する。溶融スラグｅは、スラグ排出口１４から水槽
１５中に落下し水砕スラグとされる。水砕スラグは、図
示していない装置により所定の形状のブロックとされる
か、または粒状に形成されて、建材、舗装材等として利
用することができる。燃焼溶融炉の排ガスＧ２は、空気
を加熱する熱交換器７において、熱回収された後に、排
ガスラインＬ５によって、第一の集塵装置１６に送られ
て飛灰１７を回収除去する。回収された飛灰１７は、飛
灰循環ラインＬ６によって、燃焼溶融炉６に戻されて溶
融処理される。

【００１１】一般に飛灰中には、重金属が含まれてお
り、固形廃棄物として廃棄処理する場合には、廃棄物中
から重金属成分が溶出しないようにキレート化剤を加え
て重金属を固定することが不可欠であるが、本発明の方
法のように、第一の集塵装置によって排ガス中から飛灰
を除去し、燃焼用溶融炉へ循環して飛灰を溶融して溶融
スラグ中に安定化することによって、重金属の固定化処
理の工程を設ける必要がない。

【００１２】第一の集塵装置で飛灰を除去された排ガス
Ｇ３は、重炭酸ナトリウム１８が供給された第二の集塵
装置１９において、重炭酸ナトリウムと接触して塩化水
素をはじめとする酸性気体が反応して除去され、煙突２
０から排出される。第一の集塵装置、第二の集塵装置
は、それぞれバグフィルター、サイクロン式集塵機、電
気集塵機等の任意の集塵装置を用いることができるが、
濾布を用いたバグフィルターであることが好ましい。

【００１３】排ガス中の酸性気体と重炭酸ナトリウムと
の反応は、任意の固気反応装置と脱塩残渣の回収用の集
塵装置を用いることによって行うことが可能であるが、
とくに第二の集塵装置として濾布を使用した集塵装置を
用いて、濾布上に塩化水素ガスの除去用の重炭酸ナトリ
ウムを固定することによって、効率的な反応がかのうで
あり、排ガスと重炭酸ナトリウムの固気反応装置を別に
設けることが不要となる。

【００１４】第二の集塵装置において使用する重炭酸ナ
トリウムは、７０μｍ以下とすることが好ましく、より
好ましくは２〜１０μｍの粒径とすることが好ましく、
７０μｍよりも大きい場合には、塩化水素との反応性が
悪くなり吸収効率低下する。一方、重炭酸ナトリウムの
粒径が小さくなると、固結して粉体としての取り扱いに
支障をきたすことがあるので、固結防止剤を混合して重
炭酸ナトリウムの流動性を増加させても良い。固結防止
剤としては、かさ比重が小さく、表面積が大きなものが
好ましく、ケイソウ土、パーライトを挙げることができ
る。また、固結防止剤の混合量は、重炭酸ナトリウムの
重量の３〜２０重量％であることが好ましく、より好ま
しくは、５〜１０重量％である。

【００１５】第二の集塵装置によって、排ガス中の塩化
水素を吸収した脱塩残渣２１は、溶解槽２２によって水
２３に溶解される。脱塩残渣の溶解液２４中には、塩化
ナトリウムと未反応の重炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリ
ウムが変化した炭酸ナトリウムおよび排ガス中の硫黄酸
化物との反応によって生成した硫酸ナトリウム等を含ん
でいる。本発明の方法では、この溶解液２４を食塩２５
を原料とする重炭酸ナトリウムの製造工程４０に直接供
給している。脱塩残渣の溶解液は、重炭酸ナトリウムの
製造工程において、食塩の溶解槽２６に加えられて食塩
水の精製工程２７によって精製されるか、あるいは食塩
水の精製工程２７を経た精製塩水２８中に直接加えられ
る。食塩水の精製工程２７では、水酸化ナトリウム、塩
化カルシウム等を加えて、原料の食塩、脱塩残渣に含ま
れている多価金属成分を沈殿除去する。精製塩水は、ア
ンモニア２９を溶解して炭酸化工程３０に送られる。

【００１６】炭酸化工程３０は、アンモニア−ソーダ
法、塩安ソーダ法等の食塩から重炭酸ナトリウムを製造
する公知の方法によって行うことができる。炭酸化工程
を経て、重炭酸ナトリウムが晶析分離される。得られた
重炭酸ナトリウム１８は、乾燥装置３１によって乾燥の
後に排ガス中の塩化水素の除去用に循環して使用され
る。また、重炭酸ナトリウムを晶析分離した母液３２
は、アンモニア−ソーダ法の場合には、アンモニア回収
装置３３において、アンモニアの回収に利用され、回収
したアンモニアが循環使用される。また、塩安ソーダ法
の場合には、母液３２から塩化アンモニウム分離装置３
４において、塩化アンモニウムを分離した後に、食塩の
溶解水として循環使用される。

【００１７】本発明の方法では、重炭酸ナトリウムが残
留した重炭酸ナトリウムを直接溶解処理して循環してい
るので、残留した重炭酸ナトリウムに塩酸等を加えて食
塩とした後に再利用する方法に比べて重炭酸ナトリウム
の利用効率を高めることができる。また、本発明の方法
では、第一の集塵装置において飛灰を分離除去している
ので、排ガス中に固体成分として含まれていた多価金属
成分が溶解液中に移行する量は少ない。

【００１８】さらに、脱塩残渣の溶解液２４が、精製食
塩水の経路中に加えられて工程中に多価金属成分が混入
した場合でも、重炭酸ナトリウムの製造工程において
は、母液は、アンモニア回収装置で塩化カルシウムとと
もに分離されたり、あるいは、食塩の溶解の後に食塩水
の精製工程において含有している多価金属成分が除去さ
れる。

【００１９】また、大量の多価金属成分が溶解液２４中
に含まれている場合には、溶解液は食塩の溶解槽に供給
した後に、食塩水の精製工程２７において、溶解液中か
ら分離しても良い。また、重炭酸ナトリウムの製造装置
を、排ガス中から塩化水素の除去用に循環使用する重炭
酸ナトリウムの製造用の専用の装置に特定すれば、生成
する重炭酸ナトリウム中に多価金属成分が混入しても問
題は生じない。そして、多価金属成分は、重炭酸ナトリ
ウムに含まれて系内を循環することになるので、クロー
ズド化が可能となる。また、重炭酸ナトリウムの製造を
アンモニア−ソーダ法、塩安ソーダ法について説明した
が、有機アミンを用いた方法も同様に使用することがで
きる。

【００２０】以上の説明では、焼却炉として、廃棄物の
減容化率の優れた燃焼溶融炉を有する焼却装置での排ガ
ス処理を例にして説明したが、本発明の排ガス中の塩化
水素ガスの除去方法は、廃棄物を流動床、固定床で燃焼
する廃棄物の焼却装置をはじめとした他の焼却装置にお
いても同様に使用することができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明の方法では、排ガス中から飛灰を
除去した後に、排ガス中の塩化水素とと重炭酸ナトリウ
ムを反応させるとともに、得られた反応生成物をそのま
ま、重炭酸ナトリウムの製造工程において原料物質とし
て再循環して有効利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を説明する図面である。

【符号の説明】

１…廃棄物受け入れ槽、２…破砕機、３…コンベア、４
…スクリューフィーダ、５…熱分解反応器、６…燃焼溶
融炉、７…熱交換器、８…排出装置、９…バーナ、１０
…冷却装置、１１…分離装置、１２…粉砕機、１３…送
風機、１４…スラグ排出口、１５…水槽、６…第一の集
塵装置、１７…飛灰、１８…重炭酸ナトリウム、１９…
第二の集塵装置、２０…煙突、２１…脱塩残渣、２２…
溶解槽、２３…水、２４…溶解液、２５…食塩、２６…
食塩の溶解槽、２７…食塩水の精製工程、２８…精製塩
水、２９…アンモニア、３０…炭酸化工程、３１…乾燥
装置、３２…母液、３３…アンモニア回収装置、３４…
塩化アンモニウム分離装置、４０…重炭酸ナトリウムの
製造工程、ａ…廃棄物、ｂ…熱分解残留物、ｃ…燃焼性
成分、ｄ…不燃焼性成分、ｅ…溶融スラグ、Ｇ１…熱分
解ガス、Ｇ２…燃焼溶融炉の排ガス、Ｇ３…排ガス、Ｌ
２…熱分解ガス配管、Ｌ３…燃焼性成分供給ライン、Ｌ
４…空気ライン、Ｌ５…排ガスライン、Ｌ６…飛灰循環
ライン、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 健三 東京都中央区築地５丁目６番４号 コンセ プトエンジニアズ株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排ガス中から塩化水素を乾式除去する方
   法において、排ガス中に含まれている飛灰を集塵装置に
   よって排ガス中から除去した後に、重炭酸ナトリウムを
   塩化水素と反応させて塩化水素を排ガス中から除去する
   とともに、塩化水素と反応した反応生成物を含有する脱
   塩残渣とし、脱塩残渣を食塩水を原料とした重炭酸ナト
   リウムの製造工程の原料として供給し、重炭酸ナトリウ
   ムとして再生することを特徴とする排ガス中の塩化水素
   の乾式除去方法。
2. 【請求項２】 飛灰を除去する集塵装置が、第一の集塵
   装置であり、第一の集塵装置によって飛灰を除去した排
   ガスを第二の集塵装置に供給し、第二の集塵装置におい
   て、重炭酸ナトリウムを塩化水素と反応させて塩化水素
   を排ガス中から除去するとともに、塩化水素と反応した
   反応生成物を含有する脱塩残渣とし、脱塩残渣を食塩水
   を原料とした重炭酸ナトリウムの製造工程の原料として
   供給し、重炭酸ナトリウムとして再生することを特徴と
   する排ガス中の塩化水素の乾式除去方法。
3. 【請求項３】 脱塩残渣を、重炭酸ナトリウムの製造工
   程の原料塩として供給して塩水精製工程において精製し
   た後に、重炭酸ナトリウムとして再生することを特徴と
   する請求項１または２のいずれかに記載の排ガス中の塩
   化水素の乾式除去方法。
4. 【請求項４】 塩化水素を含んだ排ガスが、廃棄物の熱
   分解によって生成した熱分解残留物を燃焼性成分と不燃
   焼性成分とに分離した後に、熱分解ガスと前記燃焼性成
   分とを燃焼溶融炉において燃焼させて得られた溶融スラ
   グとともに発生した排ガスであることを特徴とする請求
   項１ないし３のいずれかに記載の排ガス中の塩化水素の
   乾式除去方法。