JPS6124606B2

JPS6124606B2 -

Info

Publication number: JPS6124606B2
Application number: JP1188579A
Authority: JP
Inventors: Koji Saito; Hiroji Masuno; Junji Nakayama; Kikushi Kawakami; Mitsuyoshi Kaneko; Yukio Mizoguchi
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1979-02-06
Filing date: 1979-02-06
Publication date: 1986-06-11
Also published as: JPS55105110A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は流動床焼却炉で廃棄物を焼却する際に
廃棄物から発生する塩化水素を効率良く除去しう
る流動床焼却炉廃ガス中の塩化水素の除去方法に
関する。近年、都市ごみ等の廃棄物の量は増加を続け、
その処理は大きな社会問題となつており、これら
の処理方法の一つとして流動床焼却炉を用いる方
法が開発され、燃焼効率の向上及び燃焼ガスの利
用と共に、排出される有害ガス対策が種々検討さ
れている。流動床焼却炉内に発生した塩化水素は
廃ガス中に含まれて大気中に放出され公害問題を
ひき起すと同時に焼却装置、集塵器、通風設備等
の腐食をもたらす原因となりその有効な除去手段
が強く望まれており、又、昭和52年６月には、大
気汚染防止法施行規則の一部を改正した総理府令
により、廃棄物焼却炉から排出される塩化水素は
700mg／Ｎm³以下（430ppm）と定められてい
る。従来、一般に、塩化水素の除去対策としては、
アルカリ吸収等による湿式法が主流を占めてきた
が、この方法は装置の建設及びその維持管理等に
多額の費用を要し、又、排水処理及び白煙対策等
に問題があるため、最近では乾式法でより高い除
去効率を有しかつ維持管理が容易で安価な装置に
よる方法の開発が急がれている。そしてその一例として、流動床焼却炉でアルカ
リ土類金属化合物（石灰石、ドロマイト等の直径
約0.5〜約1.5mmの粉体）を添加しながら脱水した
低含水汚泥ケーキ（微粉炭等の粉状可燃性添加物
を添加後脱水する）を焼却する方法が提案されて
いいる（特開昭48−21378号公報参照）。この方法
は、焼却炉内で発生する硫黄、塩素（塩酸）等を
石灰石のようなカルシウム含有化合物の粉体で吸
収固定する方法であるが、前記粒径の石灰石、ド
ロマイト等では定常的に塩化水素の高い除去率が
得られないことが本発明者等の実験により判明し
た。そこで本発明者等はこの欠陥を改善するため
に前記方法を多角的に検討したところ、塩化水素
の除去率はドロマイトの粒径に依存することを知
得し、本発明に到達したものである。本発明は前記知見に基いてなされたものであ
り、その目的は、流動床焼却炉内に発生する塩化
水素を簡便な手段により効率的に除去しうる流動
床焼却炉廃ガス中の塩化水素の除去方法を提供す
ることである。本発明につき概説すれば、本発明の流動床焼却
炉廃ガス中の塩化水素の除去方法は、焼却炉内で
不活性粒子よりなる流動層を形成して廃棄物を焼
却するに当り、該焼却炉内に粒径約２〜５mmの粒
体を約80重量％以上含有する粒状ドロマイトを添
加することを特徴とするものである。本発明者等は、流動床焼却炉内に塩化水素除去
のために添加するカルシウム化合物として石灰石
とドロマイトとは必ずしも同様の塩化水素除去率
を示さないこと、及びドロマイトについても粒径
の相違が塩化水素の除去率に影響することに着眼
して、不活性粒子（通常直径約0.4〜1.2mmの砂が
用いられる）よりなる流動層内に均一に分散し塩
化水素と効果的に反応しうるのは、粒径約２〜５
mmの粒体を約80重量％以上含有するるドロマイト
であることを実験により知得した。したがつて本
発明における粒状ドロマイトの一般的な挙動を説
明するために、粉状炭酸カルシウムについての実
験結果と合せて、その実験の数例を以下に示す。実験例ドロマイトの主成分はCaCO₃及びMgCO₃であ
り、一般にその含有率はCaCO₃約60重量％、
MgCO₃約35重量％で、その他に少量のFeO₂、
Al₂O₃及びSiO₂を含有しており、又、炭酸カルシ
ウムはその約99重量％がCaCO₃で、その他に少
量のMgCO₃、Fe₂O₃、Al₂O₃及びSiO₂を含有して
いる。本実験においては、上記組成のドロマイト
で、粒径約２〜４mmの粒体を約90重量％含有する
（平均粒径2.5mm）粒状ドロマイト(B)、粒径約0.2
mm以下のものを約60重量％含有する（平均粒径
0.18mm）粉状ドロマイト(E)及び粒径0.04mm以下の
粉体を約95％含有する微粉状炭酸カルシウム(F)の
３種類を添加剤として廃棄物と共に連続的に供給
して塩化水素の除去効果を調べた。なお、焼却装
置としては第１図の配置概略図に示すものを使用
し、原料廃棄物としては下記第１表に示す組成及
び発熱量を有する都市ごみを用い、下記第２表に
示す焼却条件で焼却を行なつた。

【表】

【表】第１図は流動床焼却装置の一例を示した配置概
略図であり、１は添加剤ホツパー、２は添加剤フ
イーダー、３は廃棄物フイーダー、４は焼却炉、
５は流動用空気、６は廃ガス、７は空気予熱
器、、８は流動用空気ブロワー、９はサイクロ
ン、１０は煙突を示す。添加剤ホツパー１に投入
された添加剤は添加剤フイーダー２を通つて廃棄
物中に混入され廃棄物フイーダー３により廃棄物
と共に焼却炉４に供給され、不活性粒子（砂等）
よりなる熱媒体と共に流動用空気５により流動化
され燃焼する。炉内温度は第２表に示されるよう
に800〜900℃、流動用空気ブロワー８から送られ
る約20℃の空気は、空気予熱器７で加熱され出口
の空気温度は約250℃である。燃焼廃ガスは空気
予熱器７に入り熱交換により流動用空気５を加熱
し、自身は冷却され約700〜800℃となり更に減温
装置（図示せず）を通り、サイクロン９及び電気
集塵器（図示せず）を経て煙突１０から排出され
る。上記の操作により得られた塩化水素の除去効果
を第２図に示す。第２図は前記添加剤Ｂ，Ｅ及び
Ｆの添加量（Ca／HClモル比））と廃ガス中の塩
化水素濃度との関係を示したグラフであり、曲線
の符号は各添加剤の種類Ｂ，Ｅ及びＦを示す。第
２図のグラフから明らかなように、曲線Ｅ（粉状
ドロマイト）及び曲線Ｆ（微粉状炭酸カルシウ
ム）を比較すると、両者はCa／HClモル比の関係
では同一でないが、全体としてほぼ類似の反応性
を示す。一方、曲線Ｂ（粒状ドロマイト）の場合
には、高い反応性を示し、少量の添加剤の添加に
より塩化水素が効率良く除去されている。すなわ
ち、例えば、廃ガス中の塩化水素濃度を290ppm
まで減少させるのに必要な添加剤の割合は、塩化
水素に対するカルシウムのモル比（Ca／HClモル
比、以下単にモル比という）は、添加剤Ｂの場合
0.75、添加剤Ｅの場合1.8、添加剤Ｆの場合2.6で
あり、したがつて、添加剤Ｂに比し添加剤Ｅの場
合は2.4倍、添加剤Ｆの場合は3.5倍の量が必要で
ある。ここで、これら添加剤の組成は詳細には下
記第３表に示すとおりであり、添加剤Ｂ中の
CaCO₃を60重量％、添加剤Ｆ中のCaCO₃を99重
量％とすると、添加剤Ｆの場合には添加剤Ｂの場
合の約２倍（3.5×60／99）の量のCaCO₃分が必
要となることがわかる。

【表】したがつて、成分組成からみて、粒状ドロマイ
トが優れた塩化水素の除去効果を発揮する作用機
構は明らかではないが、次のように考えられる。
すなわち、(a) 粉状のものは流動床焼却炉内の流
動層からキヤリーオーバーし易く、したがつて、
フリーボードにおける接触反応が主体と考えられ
るが、粒状のものは流動層に一定時間滞留して
徐々に粉化するため、ガスとの接触時間が長く反
応効率が高い、(b) ドロマイトの場合には、焼却
炉内でMgCO₃が次式のように分解する（560℃か
ら分解を開始し70〜730℃で最も激しく分解す
る） MgCO₃→MgO＋CO₂ ことにより細孔構造を形成してガスとの接触面積
が増加し反応が盛んになる及び(c) 炭酸カルシウ
ムの場合には、CaCO₃が次式のように分解する
（875℃から分解を開始し900〜915℃で最も激しく
分解する） CaCO₃→CaO＋CO₂ ので、分解が遅く、したがつて反応性もドロマイ
トより劣り、又、CaCO₃の表面に反応生成物が
付着して反応性が低下するものと考えられる。このような作用を有する粒状ドロマイトは添加
剤として安価であり、維持管理の容易さを考慮し
た場合、塩化水素の除去用添加剤として最も優れ
ている。又、粒状ドロマイトは粉状のものに比し
取扱いも容易であり、例えば、貯留時のブリツ
ジ、吸湿の点から有利であり、ベルトコンベア等
で比較的容易に輸送できるという利点を有してい
る。流動床焼却炉に用いられる砂のような熱媒体の
粒径は約0.4〜1.5mm（小さい方が良い）が適当と
されているため、添加剤としての粒径は余り大き
くすると、流動化が悪くなり更には流動床の下部
に落ち込んで反応性を低下する。したがつて、前
記実験結果と併せてその粒径は約２〜５mm程度と
することが適当であり、又、この粒径の粒体を少
なくとも約80重量％含有する粒状ドロマイトの使
用が必要である。本明者等は、ドロマイトの粒径
と篩下累積頻度との関係を調べ、平均粒径の異な
る５種のドロマイトによる塩化水素の除去率につ
き検討を加えた結果、第３図及び第４図に示す曲
線が得られた。すなわち、第３図はドロマイトの
粒径と篩下累積頻度との関係を示したグラフであ
り、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは平均粒径3.6mm、2.5
mm、1.0mm、0.5mm、0.18mmのものを示す。この曲
線から明らかなように、曲線Ａ及びＢは本発明に
おける粒径約２〜５mmの粒体を約80重量％以上含
有する粒状ドロマイトであり、他の曲線は本発明
の範囲外の粒径の粉体からなる粉状又は微粒状ド
ロマイトである。又、第４図は、このような粒径
の異なるドロマイトにつき塩化水素の除去率を調
べた結果を示したものであり、平均粒径と塩化水
素の除去率との関係をCa／HClモル比を変化させ
て曲線化した図である。図中の曲線ａ，ｂ及びｃ
は上記モル比がそれぞれ2.0、4.0及び6.0の場合を
示す。第４図から、平均粒径２mm付近から塩化水
素の除去率が急上昇し、良好な結果が得られるこ
とがわかる。粒状ドロマイトの添加量は、目標とする廃ガス
中の塩化水素の濃度設定のいかんにより異なる
が、通常前記モル比で約1.0〜6.0望ましくは約1.0
〜3.0とし、例えばその目標値が200ppmである場
合には1.5〜2.0程度で十分である。粒状ドロマイトの添加方法は特に限定されず、
直接流動床焼却炉に添加することができるが、原
料廃棄物中に連続的に供給、混入して一緒に該焼
却炉に供給することが簡易かつ効果的である。次に、本発明を実施例及び比較例により説明す
るが、本発明はこれによりなんら限定されるもの
ではない。実施例前記第１図に示した流動床焼却炉により、前記
第１表に示した組成の都市ごみを、前記第２表に
示した焼却条件で焼却した。廃ガス中の塩化水素
濃度は平均738ppm（最低533ppm、最高
953ppm）であつた。次に、前記第３表に示した
組成を有しかつ粒径約２〜４mmの粒体を約90重量
％含有する粒状ドロマイト（平均粒径2.5mm）を
Ca／HClモル比が1.2となるように炉内に連続的
に添加したところ、廃ガス中の塩化水素濃度は平
均234ppm（最低150ppm、最高301ppm）に低下
した。又、上記モル比を2.0に増加したところ、
廃ガス中の塩化水素濃度は平均148ppm（最低
135ppm、最高156ppm）であり、更に、上記モ
ル比を4.0及び6.0に増加したところ、廃ガス中の
塩化水素濃度はそれぞれ平均88ppm（最低
70ppm、最高105ppm）及び平均67ppm（最低
43ppm、最高94ppm）に低下した。比較例１実施例と同様にして都市ごみの焼却を行なつ
た。廃ガス中の塩化水素濃度は平均460ppm（最
低410ppm、最高530ppm）であつた。次に、前
記第３表に示した組成を有しかつ粒径約0.2mm以
下のものを約60重量％含有する粉状ドロマイト
（平均粒径0.18mm）をCa／HClモル比が2.0となる
ように炉内に連続的に添加したところ、廃ガス中
の塩化水素濃度は平均280ppm（最低250ppm、
最高310ppm）であつた。又、上記モル比を4.0及
び6.0に増加したところ、廃ガス中の塩化水素濃
度はそれぞれ平均190ppm（最低170ppm、最高
215ppm）及び平均125ppm（最低110ppm、最高
145ppm）であつた。比較例２実施例と同様にして都市ごみの焼却を行なつ
た。廃ガス中の塩化水素濃度は平均433ppm（最
低391ppm、最高497ppm）であつた。次に、前
記第３表に示した組成を有しかつ粒径0.04mm以下
の粉体を約95重量％含有する（詳しくは、0.074
〜0.105mmのもの0.3重量％、0.044〜0.074mmのも
の5.2重量％及び0.044mm以下のもの94.5重量％含
有する）微粉状炭酸カルシウムをCa／HClモル比
が2.0になるように炉内に添加したところ、廃ガ
ス中の塩化水素濃度は平均350ppm（最低
299ppm、最高380ppm）であつた。又、上記モ
ル比を4.0及び６，０に増加したところ、廃ガス
中の塩化水素濃度はそれぞれ平均160ppm（最低
136ppm、最高170ppm）及び平均87ppm（最低
75ppm、最高109ppm）であつた。以上の実施例及び比較例の結果から、本発明に
よる粒状ドロマイトの添加効果が優れていること
がわかる。以上述べたように、本発明によれば、比較的少
量の粒状ドロマイトを流動床焼却炉に添加するこ
とにより、廃ガス中の塩化水素を簡便かつ効率良
く除去することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は流動床焼却装置の一例を示した配置概
略図、第２図は各種添加剤の添加量（Ca／HClモ
ル比）と廃ガス中の塩化水素濃度との関係を示し
たグラフ、第３図はドロマイトの粒径と篩下累積
頻度との関係を示したグラフ、第４図はドロマイ
トの平均粒径と塩化水素除去率との関係を示した
グラフである。１……添加剤ホツパー、２……添加剤フイーダ
ー、３……廃棄物フイーダー、４……焼却炉、５
……流動用空気、６……廃ガス、７……空気予熱
器、８……流動用空気ブロワー、９……サイクロ
ン、１０……煙突。

Claims

【特許請求の範囲】１焼却炉内で不活性粒子よりなる流動層を形成
して廃棄物を焼却するに当り、該焼却炉内に粒径
約２〜５mmの粒体を約80重量％以上含有する粒状
ドロマイトを添加することを特徴とする流動床焼
却炉廃ガス中の塩化水素の除去方法。２粒状ドロマイトを発生塩化水素に対しCa／
HClモル比で約1.0〜3.0の割合で添加する特許請
求の範囲第１項記載の流動床焼却炉廃ガス中の塩
化水素の除去方法。３粒状ドロマイドを廃棄物と共に添加する特許
請求の範囲第１項又は第２項記載の流動床焼却炉
廃ガス中の塩化水素の除去方法。