JPS59203627A - 熱分解ガスの脱塩酸方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、都市コミ等の固形廃棄物の熱分解ガスから塩
［・要を除去する脱塩、波力法に関する。

〔発明の技術的背景とその間ｉｍｍ点 部都市ゴミの固形廃−棄物を熱分）９イしてカスを得る
方法は、現在二り業的に運転さｎている○しかるに、こ
の固形廃棄物の中には、プラスチ。

りに由来する塩素、廃棄さ：ｔ″した食品の中に含−ま
わる食塩、その他雑多な廃棄物中に含まねる塩素化合物
が存在する。これらの塩素化合物は、広義の熱分解工程
、す々わち熱媒体を用いて敵元的雰囲気下で固形廃廂物
を分解する方法、あるいは空気によって焼却する方式に
よって熱分解が可能であるが、これらにより発生するガ
ス（分解ガスあるいは燃焼ガス）の中には、塩酸ガスが
存在する。この塩酸ガスを除去する方法として、アルカ
リ洗浄によるものがあり、その効果はよく知られている
ところであるが、後述するようにアルカリ薬品の使用量
が嵩み経済的でない。

一方、固形廃棄物を熱分解する場合、特公昭５１−３５
４６７号公報記載のような、２塔式流動床熱分解装置が
特に好適に使用できるＣ□この熱分解装置は、燃焼炉１
および分解炉２の２つの流動床炉を組み合せ、分解炉２
はゴミを熱分解させるためのもので、ここで生成したチ
ャーを含む砂を燃焼炉２に移送し、空気で流動化した流
動層内でチャーを燃焼せしめ流動媒体である砂を加熱す
る。チャーの燃焼のみでは充分な砂の加熱ができない場
合は、分解炉で発生した分解ガスの一部を燃料として使
用する。この加熱さｒｌ−た砂を過熱蒸気で流動層を形
成した前述の熱分解炉２に戻し、そこにゴミを供給し、
熱分解を行わせるものである。

このような２塔式流動床熱分解炉より発生する熱分解ガ
ス中の塩酸ガス濃度は、大概１０〜１．２ｖｏ１％であ
り、一方、固形廃棄物中の有機窒素化合物に由来するア
ンモニアガス濃度もほぼ同等かそ汎以上である。

このようなかなりの量の塩爾ガスを処理するに際して、
上記分解ガスを洗浄、冷却して、塩化アンモニウム溶液
として固定し除去する方法が、従来採られてきた。

しかし、ここに問題がある。すなわち、都市ゴミを一部
ゴミビットに貯留しておくと、タンパク質がピット中で
発酵分解しアンモニアが飛んでし貰い、そのゴミを熱分
解炉に供給すると、熱分解ガス中のアンモニア／塩酸モ
ル比が１以下となることがらり、その結果吸収液ｐＨが
酸性となり、吸収塔出口の塩酸ガス濃度が１　ｏ　ｏ　
Ｉ）ｐｍあるいははるかに高い値となる。通常、分解ガ
ス中にはアルカリ洗浄などでぐよ除去できない、メチル
クロライド等有機塩素化合物が３００〜５００ｐｐｍ含
まれて分り、分解ガス中の総塩素量を減らす／こめには
塩酸ガスを哉カ除去することが必要である。分解ガス中
の総塩素量が多いとこのガスを燃：ｉ゛として１更用す
る場合燃焼排ガス中の塩酸ガス含有計が増え、排ガス用
の脱塩酸装置が必要となり、余分の設備投資と運転経費
を浪費することになる。

そこで、吸収塔でのｐＨ調整のために、直接アルカリ源
、特にカセイソーダを加えて、吸収液のＰＨを７以上に
する方法が考えられる。しかし、この場合、熱分解ガス
中には相当量のＣＯ２ガスが存在しているため、カセイ
ソーダの殆んどが炭酸ンーダの生成に消費さ九てし寸い
、カセイソーダの使用量が膨大となり経済的でない。

１だ吸収塔にて除塵されるカーボン類（は、脱水後焼却
炉に戻されるため、これに付着したＮａ塩も炉に戻ジ、
砂の主成分であるＳ］０２と反応し／こり、炉壁レンガ
等と反応し、トラブルの原因となる。

〔発明の目的〕

本発明は、前記従来法の問題点を解消したもので、その
主たる目的は、塩酸ガス除去効率が罵く、しかも添加す
るアルカリ使用量がきわめて少く経済的な脱塩酸方法を
提１ｊｔすることにあるＯ 〔発明の概要〕 この目的を達成するための本発明法は、熱分屏炉で生成
する塩酸ガスとアンモニアガスとを含む熱分解ガスを高
温吸収部で塩化アンモニウム溶液として固定し、次段の
低温回収部で過剰のアンモニアを炭酸アンモニウム溶液
として固足し、こｎを前記賃温吸収部へ戻し、前記高温
吸収部からの塩化アンモニウム、＠液および炭酸アンモ
ニウム溶液にアルカリを添加し、蒸発装置４に供給し、
この蒸発装置において蒸発させたアンモニアを含む水蒸
気は前記熱分解炉へ戻すことを特徴とするものである。

すなわち、本発明の主要点は次の点にある。

第１に、熱分解ガスの吸収に当って、高温吸収部と低温
吸収部とに区分した点である。このように区分した場合
、高温吸収部では、幸い熱分解ガスが高温であり、しか
も水蒸気分圧が高い／こめ、断熱冷却を行うことができ
、？Ｓ；　品吸収部において炭酸アンモニウムの生成を
殆んど防きながら、塩化アンモニウムとして固定できる
。

一方、低温吸収部では、炭酸アンモニウムが生成される
が、次の第２点の処理によって合理的なプロセスが可能
である。

、第２に、低温吸収部での過剰のアンモニアは、そこで
炭酸アンモニウム溶液として固定さ汎るが、この溶液は
後続の処理工程へその−ま捷移すのではなく、高温吸収
部に戻し、高温吸収部で炭酸アンモニウムをアンモニア
等に分解させるＪ−うにしである点である。その結果、
高温吸収部からの主と１−て塩化アンモニウム溶液のみ
が続くアルカリ処理対象となり、したがってアルカリ使
用量がきわめて少くて足りる。

第３に、高温吸収部からの主として塩化アンモニウム溶
液に対してアルカリを添加し、蒸発操作を行い、しかも
蒸発させたアンモニアを含む水蒸気は、熱分解炉へ戻す
ようにしである点である。アルカリの添加と加熱操作に
よってアンモニアが生成する。そこでこのアンモニアを
熱分解炉に戻してやれば、熱分解炉に２いてアンモニア
分が不足することがなく、したがってアンモニア／塩酸
モル比を常に１叱上にすることができ、したがって吸収
液ｐＨの低下を防止でき、結局塩酸ガス濃度の低下全達
成できる。

このように、本発明は、いわばアンモニアをキャリアー
とするもので、これによってきわめて合理的なプロセス
を構成できる。

〔発明の具体例〕

以下本発明を図面に示す具体例によって説明する○ 第１図はプロセスの概要を示したもので、１は燃焼炉、
２は熱分解炉で、２塔式流動床熱分解炉が構成されてい
る。その構成および操作法は従来例と同様である。

熱分解炉２からの７００℃程度の熱分解ガスは、蒸気加
熱器３を通り、５５０〜６００℃程度ノ温度でスプレー
塔からなる高温吸収塔４内に供給される。吸収塔をスプ
レー塔とする利点は、ガス中にタールやカーボンが含ま
ねるので、それによる桔りを防止できるからである。こ
の高６１清吸収塔４では、操作温度が８５℃以上、液ｐ
Ｈが７以上とさ、几、吸収操作が行なわ几る。吸収液は
、高温吸収液受槽５へ抜き出された後、一部は吸収液と
して循環使用さｎ、残部はシックナー６へ導か、ｔする
。徒たこの高温吸収部４では、熱分解ガス中に炭酸ガス
を含有しているため、炭酸アンモニウムが生成される危
険性があるが、吸収温度と、炭酸ガスおよびアンモニア
分圧のｊ、’％ｌｌ係により、同浴から液を抜き出すこ
とにより、その生成近はきわめて微量となる。この高温
吸収」バ４での操作条件は、第２図に示す吸収液温度と
吸収液中のＣＯ３儂；−９との関係から判るよう（Ｃ１
８５℃以上、特に９５℃以上が好ましい。

８５℃未満では、炭１設アンモニウム生成量が多くなり
、アルカリ使用量が多くなるからである。

他方、高温吸収塔４で処理さ′ｎたガスは、管路７を通
して、２段スプレー塔からなる低温吸収塔８に導かれ、
吸収操作が行なわれる０９′しよび１０はそれぞｔ′Ｌ
第１および、第２次冷却器、１１は低温吸収液受働であ
る。低、霊吸収液の循環に供さ、ルる液Ｊν、外の残液
は、管路１２により高温吸収液受槽５へ戻さ５Ｉ″Ｌる
。低温吸収塔８で処理さ；またガスは、ガスホルダーへ
導か７”Ｌる。

ここで、高温吸収塔４および低温吸収塔８での反応を示
せば次の通りである。

（υ　高温吸収塔での反応 ＮＨ３＋Ｈ，ＣＩＪ−＋ＮＨ，Ｉ　ＣＩ２　　・・・・
　（１）（Ｎ、Ｆ（４）２ＣＯ３＋　２ＨＣｌ→２ＮＨ
４Ｃ／Ｎ−ＨｚＯ−）ＣＯ２・・・・　（２） （ＮＨ４）２ＣＯ３→２ＮＨ３千■（２０斗ＣＯ２・・
・・　　（３）・’ＩＩ）　　低温吸収塔での反応 ２ＮＨ３＋　ＣＯ２＋Ｈ２０→（１’ＪＨ４）２　ＣＯ
３・・・・　（４）（ＮＨ４）２ＣＯ３＋２ＨＣｌ→２
　ＮＨ４Ｃ１−１−Ｉ２０　＋Ｃ０２・・・・　（５） 一方、高温吸収液受・漕５からシックナー７へ導かれた
主に塩化アンモニウムを主成分とする液は、第１蒸発缶
でのｔＬｐＨを７以上とするために、ｐｌ−Ｉ調整槽１
３にてアルカリ、好適にはカセイソーダが添加さ扛、そ
の後蒸発缶供給槽１４から蒸発装置へ供給さｎる。

蒸発装４は、２　Ｆｉｒ以−ヒをもって構成し、第１蒸
発１′ＬＴ　１５、第１加熱器１６、第２蒸発缶１７、
第２加Ｑ　ｌ□ｌ咎１８を備えている。第１蒸発缶１５
ではその操作温度が約１２０〜１３０℃、２〜３鵞の加
圧条件とさ汎、その操作惰、度以下の沸点のＣＯＤ　＋
１２分を蒸発さぜるとともに、高娘度のアンモニアを含
む水蒸気として、蒸発分を管路１８を通して蒸気加熱器
３に導さ、ここで高温熱分解ガスの熱により過熱蒸気と
した後、管路１９を介して熱分１實炉２へ流動用気体と
ｊ〜て戻さ汎るＯ 蒸発装：’ｌ！ｊ、での反応は次の通りである。

０１１）蒸発力１１グでの反応 ＮＩ−ＬＣａ−ＩＮａＯＴ−１−＋ＮａＣ１Ｈ−Ｈ２Ｏ
−ｔ−ＮＨ３＋＋＋・　　（ｓ）（ＮＨ４）　２　ＣＯ
３−１−２Ｎ　ａ　ＯＨ−＋Ｎ　ａ２Ｃ１）３斗２Ｈ２
０＋　２Ｎ１−Ｉ３・・・・　（７） 一方、第１蒸発缶１５の缶液ば、管路２０を通して、第
２蒸発缶１７へ供給さｆＬる○第２蒸発缶１７は４０〜
６０’Ｃ程度の濡度条注丁で真空蒸発諜咋がなさ；４′
Ｌる。蒸発分は、コノテンサー２１によりドレン化さユ
、丑だ（１）液の一部は、完成処理工程へと排出される
。

ところで、蒸発装置に供給さ汎る液のＣＯＤは、通常１
万〜２万ｐｐＨ１程度で７Ｊ・なり高い○しかるに、こ
れを複数化、たとえば２缶の蒸発缶における第１蒸発ｉ
１ｒ　１５で操作温度を１２０〜１３０℃として該操作
温度せでの低沸点ＣＯＤ成分を飛ばしているので、第２
蒸発缶１７で・１０〜６０℃で蒸発した水蒸気中のＣＯ
Ｄ成分は極めで少く該蒸気のドレンのＣＯＤは６００　
ｐｐｍ以下であり、他の排水と共に通常の排水処理装置
で処理することができる。

なお、第２蒸発缶は茹Ｓ市ごみ中に沈−士往る水分の殆
んどを蒸発せしめるため膨大な熱源か会戦であるが、低
温真空蒸発を行っているため、１吸収塔８の第１冷却器
９の冷却排水（温度約８０℃）を熱源として利用するこ
とができる。第２蒸発缶１７の濃縮域がさｒＬだ高沸点
タール分なとを含む釜残１発液は燃焼炉１の燃焼ガス処
理段４＋ｉｉｉで回収さ扛たアッシュおよび固化剤と混
せて固化９ｊｊ、　Ｊ’ｌＪｊすることが好捷し因。

な、１り、／ツクチー６でのカーボン等のＳＳ分を含む
濃；、：１７１液ｃｄ、燃焼炉へ管路２２を介して戻さ
、ｒｌ、る。

ここで、上記プロセスを振シ返ってみ汎は、本発明の完
、衣（・こ全る一つの基礎的知見は、実装ｉＱ　（１）
　１よｋ　テ４＆　！倹Ｌ　ｆＣｌＮ）Ｉａ　／ＨＣ（
ｊ　％　ｉし比が１より大きく、吸収液ｐＨが７以上と
なった揚台（・ζ（は、吸収掻出１１カス中の塩酸濃度
が低下することである。すなわち、第；３図のように、
吸収液ｐＨか７以上であると、吸収浴出１コのＪｊｌ’
ガス中のＨＣｌ濃Ｐｙが低下する。この７でめに、本発
明では、第１蒸光缶１５がらのアンモニアを含む蒸気を
熱分１〕イ炉に戻すことにより、Ｎ！（：、　／ＨＣ６
モル比を常に１以上に保持している。

また、熱分１弓イ炉の操業条件は、常圧で、分解ガス；
＋−１成量、発熱量等を考慮すると、６００〜８００℃
、特に６７０〜７５０℃か好ましいけれども、この条件
下で熱分解・ｐにアンモニアを吹込んでも、アンモニア
は分解さ汎ず、ゴミから発生するアンモニアと共に熱分
解ガス中に含まれることも知見の−っである。

さらに、第１蒸発缶１５での操作（でおいて、予めアル
カリの添加にょ９その液のｐＨを７以上、好捷しくけ８
以上とすると、（６）および（７）式の反応によって、
アンモニア分の９０係以」二が、発生蒸気中に含１する
。したがって、プロセス全体としてみたとき、固形廃棄
物の熱分解にて生成さ；ｌ’ＬるＮＪＩ（３／ＨＣ（ｔ
　モ／ｌ／　比カ少くとも０１以上であ汎は、物質バラ
ンス上成り立つ。その結果、固形廃棄物に由来するアン
モニア分が少くとも、かつ変動しても、吸収塔の液）〕
Ｈの低下を防出でき、よって排出塩酸ガス濃度ケ最少限
に留めることができる。

そして、低温吸収塔８に着目すると、高温吸収塔７から
の分解ガスは、低温吸収塔８において、過剰のアンモニ
アを炭酸アンモニウム、＠液として固定し、これを高諦
改収液受槽５、換言すれは高Ｗｉｌ＋吸収塔４（（戻し
ている。その結果、高温吸収液のアンモニア巌度が高く
なるため、常に吸収液のｐＨは７以上に維持できる。ま
た低・昔吸収塔８で、外部の熱を使用して冷却器９゜１
０により冷却を行い、ガス出口温度を５５℃以下、好゛
ましくは４００以下にすれは、出口ガス中の塩酸カス除
去率の低下が生じることはないし、しかもアンモニアの
損失も少くすることができる。第４図は低１島吸収液は
度と、低温吸収浴出［］ガス中のアンモニア濃度との関
係を示したもので、アンモニアの損失を防止する上で、
約・１．０００　ｐｐｍ以下を目標とするには、吸収液
編度が５５℃以下が好捷しいことが判る○なお、吸収７
２ｉ、ｐＨは８５の条件である。

ところで、本発明において添加するアルカリとしてｉｌ
’ｉ　、　Ｃａ、　Ｎａ＋　Ｋ、　Ｍｇ等があるが、カ
セイソーダを使用するのが最適である○その理由は、他
のアルカリであると、スケールが発生し、蒸発−口栓で
の操作１’Ｊ：を低下さぜたり、またアノモニアを完全
に分解できないことがちやからである。さらに、本発明
において、前述のように、高温吸収塔から抜き出さ、す
る塩化アンモニウム溶液中に含せルる炭酸アンモニウム
量は微量でちるため、アルカリの添加量は分解ガス中に
含１′、ｊ′１．る塩酸量とほぼ等モル量でよい。した
かって、従来例のアルカリを直接吸収塔へ加える場合に
比軟して、はるかに経済的である。

〔実施例〕

第１図に示すと同様なプロセスによって、４５０Ｔ／Ｄ
の都市コミの熱分）イ炉からのガスを処理した。使用し
た主波機器は第１表の通りである。

運転結果は第２表に示す通ジである。な〉、同表に（は
、従来法の結果も併示しであるＱ捷た、本運転時の生コ
ミ中の塩酸濃度は０８〜］、、Ｏｄｒｙｗｔ係、水分は
約５０　ｗｔ係である○この結果から明らかなように、
本発明法によれば、カセイソーダ無添加の場合に比較し
て、低温吸収塔量ロ熱分解ガス中塩酸ガス濃度を１／１
０ツ、下に、吸収塔に直接力セイノーダを添加する」場
合に比較して、カセイソーダ使用量を８０係以下にする
ことができ、塩酸ガス除去率が向上し、アルカリ使用量
の低（戊を図ることができ乞ことが団ろ。

〔発明の効果〕

以−ヒの通り、オぐ発明によれば、塩酸ガス除去性が向
上し、アルカリ使用量が低減する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発甲法を実施するためのプロセスのフロー７
−ト、第２１スは高温吸収塔での操作温度と吸収液中の
ＣＯ３濃度との関係図、第３図は低温吸収塔に２ける吸
収液Ｔ）Ｈと排ガス中のＨＣｌ濃度との相関図、第４図
は低温吸収塔に赴ける吸収液温度と排ガス中アンモニア
濃度との相関図である。 １・・燃焼炉　２・・熱分解炉　４・・高温吸収塔８・
・低温吸収塔　１３・・ｐＨ調整漕　１５・・第１蒸発
缶　１７・・第２蒸発ｊ打 特許出願人　　月島機械株式会社 第４図 似浸−Ｑ収＊温ん 手続補正書（自発） 昭和５８年５　月１３日 特許庁受官　若杉オロ夫　殿 ２・発明の名称　　熱分解ガスの脱塩酸方法３、　補正
をする者 事件と。関係　　特許出願人 ４、　代　　理　　人　　〒１３６ ８、補正の内容明細書゛ 特許請求の範囲の欄を別厭の通９訂正する。 別　　　　　紙 特許請求の範囲 １（１）熱分解炉で生成する塩酸ガスとアンモニアガス
とを含む熱分ｎイガスを高温吸収部で塩化アンモニウム
溶液とＩ〜で固定し、次段の低温吸収部で過剰のアンモ
ニアを炭酸アンモニウム溶液として固定し、こ几を前記
菌属吸収部へ戻し、前記高温吸収部からの塩化アンモニ
ウム溶液および炭酸アンモニウム溶゛液にアルカリを奈
加し、蒸発製置に供給し、この蒸発製置において蒸発さ
せたアンモニアを含む水蒸気は前記熱分力￥炉へ戻すこ
とを％徴とする熱分解ガスの脱塩酸方法。 （２）高温吸収部の操作温度８５℃以上、その液のｐＨ
７以上；低温吸収部の操作温度５５℃以下、その液のｐ
Ｈ７以上；蒸発装置の缶液のＩ）Ｈ７以上とする特許請
求の範囲第１項記成の熱分ｊＣＷガスの脱塩酸方法。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱分解炉で生成する塩酸ガスとアンモニアガスと
   を含む熱分解カスを高温吸収部で塩化アンモニウム、容
   液として固定し、次段の低温回収：ｑ＋ｓで過剰のアン
   モニアを炭酸アンモニウム、容液として固［定し、これ
   を前記高？！：？、吸収部・＼戻し、前記高１席吸収部
   からの塩化アンモニウム溶液も・よび炭酸アンモニウム
   溶液にアルカリを添加し、蒸発装置に供給し、この蒸発
   、ｌ−＋７　ｉ！、；において蒸発させたアンモニアを
   含む水蒸気は前記熱分ｊ１イ炉へ戻すことを特徴とする
   熱分解カスの脱塩酸方法。
2. （２）　　商７ｉＡ吸収部の操作温度８５℃以上、その
   液のｐＨ７以上：低温吸収部の操作温度５５℃以下、そ
   の７ｘ父のｐＨ７以上；蒸発装置の缶液のｐＨ７以−ヒ
   とする特許請求の範囲第１項記載の熱分解ガスの脱塩酸
   方法。
3. （３）蒸発装置は２缶以上の構成とし、かつ第１缶の蒸
   発操作温度を１２０　Ｃ以−ヒとなし、この第１缶にお
   いて蒸発させたアンモニアを含む水蒸気を前記熱分）９
   イ炉へ戻す待ｉｉ’ｌ’　＋清ボの範囲第１項記載の熱
   分解ガスの脱塩酸方法。