JPS62254824A - 排煙処理剤の製造方法 - Google Patents

排煙処理剤の製造方法

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JPS62254824A
JPS62254824A JP61096926A JP9692686A JPS62254824A JP S62254824 A JPS62254824 A JP S62254824A JP 61096926 A JP61096926 A JP 61096926A JP 9692686 A JP9692686 A JP 9692686A JP S62254824 A JPS62254824 A JP S62254824A
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は排煙処理剤さらに詳しくは石炭、重油等の燃料
および各種廃棄物の燃焼に伴う排ガスの処理剤の製造方
法に関する。
〔従来の技術〕
石炭、重油等の燃料および各種廃棄物の燃焼に伴い発生
する排ガス中に含まれる硫黄酸化物および窒素酸化物、
塩化物、弗化物等は、建物、構築物等に害を与えるばか
りでなく、動植物さらには人体にも極めて大きな影響を
及ぼすことが判明し、排ガス中の上記物質を除去する方
法が研究され、多種多様な方式が開発されている。
これらの方法のうち特に硫黄酸化物および窒素酸化物を
除去するいわゆる脱硫・脱硝法は乾式法および湿式法に
大別される０本発明の属する乾式法には第１表に示す方
法が知られている。
／″ ／−一 第１表に示す吠収法においては（１）反応物質の再生（
硫黄又は硫黄化合物の回収）のために高価なＮＨ，を要
しく活性酸化マンガン法）たり、貴重な還元性ガスを要
しくアルカライズドアルミナ法）、または反応温度を高
くする（アルカライズドアルミナ法）（石灰吹込法）等
の必要があり、吸着法においては、使用する活性炭が高
価なことと、劣化がおこり易い等の欠点があり、接触酸
化法においては、使用するバナジウム系触媒が高価な上
、劣化がおこり易く反応温度も比較的高いことが必要で
あるなど、従来の乾式脱硫法には種々な問題点があった
。
また乾式脱硝法として広く利用されている技術は、アン
モニアを利用した接触還元方式であり、使用する触媒が
高価な上、アンモニアは窒素ガスに酸化され完全に消費
されるためその費用も大きいことなどの問題点があった
。
さらに乾式で脱硫と脱硝を同時に行い、さらに塩化物、
弗化物等も除去できる方法はまだ実用化されていない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は、上述の従来の乾式脱硫および脱硝方法
の種々の問題点を解決し、脱硫と脱硝を同時に行い、さ
らに塩化物、弗化物等も除去することも可能な成形容易
な排煙処理剤の製造方法を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、酸化カルシウムを供給できる物質と、硫酸化
合物、ハロゲン元素化合物、二酸化ケイ素、酸化アルミ
ニウム、硫化物、アルカリ金属の水酸化物を供給できる
物質の群から選ばれた１種または２種以上の物質とを水
と混合し、湿空養生または蒸気養生した後成形し、再度
湿空養生または蒸気養生を行い、そのまままたは３０°
Ｃ以上の温度で熱処理することを特徴とする排煙処理剤
の製造方法である。
本発明の酸化カルシウムを供給できる物質としては１例
えば生石灰、消石灰、炭酸石灰、セメント、スラグ、ド
ロマイトプラスター（石灰含有）およびアセチレン滓な
どの副生品等があげられる。
硫酸化合物、ハロゲン元素化合物を供給できる物質とは
、例えばカルシウム、マグネシウムなどのアルカリ土類
金属、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属と硫酸、
ハロゲン化水素とを組合せることによって生成する物質
で硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、塩化カルシウム
、塩化マグネシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、
亜硫酸カルシウム、硫酸水素カルシウム、塩化ナトリウ
ム、塩化ストロンチウム、臭化カルシウム、ヨウ化カル
シウム、塩化カリウム、千オ硫酸ナトリウム、捗：酸水
素ナトリウム、炭酸水素カルシウム、黒液燃焼灰等があ
げられる。
二酸化ケイ素を供給しうる物質としては、例えばケイ酸
、含水ケイ酸、メタケイ酸、ケイ酸アルミニウム、ケイ
酸カルシウムおよびクリストバライト、トリジマイト、
カオリン、ベントナイト、タルク、パーライト、シラス
、ケイソウ土、ガラス等反応性二酸化ケイ素を含有する
化合物などがあげられる。
酸化アルミニウムを供給しうる物質としては、例えばア
ルミナ、水酸化アルミニウム、ケイ酸アルミニウム、硫
酸ばん土、明ばん、硫化アルミニウム、硫酸アルミニウ
ム、塩化アルミニウム、ベントナイト、カオリン、ケイ
ソウ土、ゼオライト、パーライト、ボーキサイト等反応
性アルミニウムを含有する化合物などがあげられる。
硫化物を併給できる物質としては、例えば硫化カルシウ
ム、硫化鉄、硫化亜鉛等があげられる。
アルカリ金属の水酸化物を供給できる物質としては、水
酸化ナトリウム、水酸化カリウム等があげられる。
更にこれまでに記述した所要材料が、例えば単体イオウ
を添加することによって材料間の相互の反応が進行し、
その結果硫化カルシウム、硫酸カルシウム等を生成して
供給されるような場合、さらに、ケイ酸と苛性アルカリ
が反応して生成されろ水ガラスなども含まれる。
また前述の６種の化合物中２種以上を同時に供・給しう
る他の物質の例として、石炭灰および石炭流動層燃焼灰
（酸化カルシウム、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、
硫酸カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム源）、
セメントおよびセメントクリンカ−（酸化カルシウム、
硫酸カルシウム、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム源）
、スラグおよびシラス、安山岩、チャート、石芙粗面岩
、オパール、廓石、長石、粘土鉱物、エトリンガイド（
酸化ナトリウム、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸
化カルシウム）などの反応性二酸化ケイ素、ナトリウム
、アルミニウム、カルシウム等および塩化物、硫酸塩等
を含有する鉱物、更に流動層燃焼灰等の炉内脱硫法およ
び煙道脱硫後の廃脱硫剤等があげられる。
本発明は、上記７種の物質（酸化カルシウム、硫酸化合
物、ハロゲン元素化合物、二酸化ケイ素、酸化アルミニ
ウム、硫化物、アルカリ金属の水酸化物）（以下これら
を基材と略記する）を提供しうる物質（本発明の基材の
相互の反応によって生成する物質を含む、）を種々組合
せ、水と混合し硬化させ、排煙処理の試験を行い、その
組合せと調製方法によっては、予期しない性能を示すこ
とを見出し本発明を完成した。
前記酸化カルシウムを供給できる物質にアルカリ土類金
属、アルカリ金属のＶｉｔ酸化合物、あるいはハロゲン
元素化合物、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、硫化物
、アルカリ金属水酸化物を供給できる物質を次のような
配合による組合せによって著しく優れた排煙処理性能が
得られる。
基材の配合割合は Ｃａｎとして少なくとも　　　　　　　　１％アルカリ
土類金属あるいはアルカ リ金属の硫酸化合物および／また はハロゲン元素化合物として少な ぐとも　　　　　　　　　　　　　０．１％ＳｉＯ□と
して　　　　　　　　　　　　０〜９０％Ａｌ２Ｏ，と
して　　　　　　　　　　０〜７０％硫化物として少な
くとも　　　　　　Ｑ、１％アルカリ金属の水酸化物と
して少 なくとも　　　　　　　　　　　　０．１％好ましぐは Ｃ，ａＯとし−ｒ−１〜８０％ アルカリ土類金属あるいはアルカ リ金屈の硫酸化合物および／また はハロゲン元素化合物として好ま しくはＣａＳＯ４、Ｎａ２ＳＯ４、ＣａＣｌ２、ＮａＣ
ｌの一種又は二種以上が　　　０．１〜７０％ＳｉＯ２
として　　　　　　　　　　　　５〜９０％Ａｌ２Ｏ，
として　　　　　　　　　　５〜７０％硫化物として好
ましくは硫化カル シウムが　　　　　　　　　　　　０．１〜５０％アル
カリ金属の水酸化物として好 ましくはＮａＯＨおよび／またはＫＯＨが　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．１−１０％
である。
原料を必要により粉砕後混合し、さらに水を加えて混合
する。水溶性塩類は事前に水に溶解して使用する。ここ
に組合せる原料が例えば稀塩酸であって混合後に充分の
水分が存在する場合、水の楕加は不要である。添加する
水の量は乾物１００部当り、好ましくは約３７部・−約
７０部である。
ついで得られたスラリー状又は泥状の混合物を第１段階
の湿空養生または法気養生を行う。この時の湿空養生の
条件は、温度ｌＯ℃〜４０℃、相対湿度５０％〜　１０
０％で数時間から数十時間が好ましい。また蒸気養生は
、温度４０°Ｏ−１８０°Ｃ１相対湿度１００％で１０
分間から４８時間が好ましい。この養生工程は、本発明
の排煙処理剤の排煙処理反応を進行させるための処理剤
中の活性物質の生成に必要な水分を充分に与えた状態を
経て、成形するためには不可欠である。スラリー状又は
泥状の混合物は、この工程を経ることによって、排煙処
理に必要な活性化合物形成の重要な初期段階を終了し、
この間水分の大部分は該化合物形成反応に消費されるの
であって、第１段階の養生は、養生続了後に混合物の成
形・造粒するために適当な水分状態になるような條件で
行うことが好ましい。
次に第１段階の養生を経た物質をブリケットマシーン等
によって成形あるいはペレタイザー等によって成形（造
粒）する。成形は、上述の工程を経るため容易に且つ歩
留りよく行われる。
この成形物を第２段階の養生を行い、整粒して本発明の
排煙処理剤を得ることができる。
第２段階の養生は、湿空養生では１０℃〜４０℃、相対
湿度５０％〜１００％で１日〜１週間程度が好ましく、
また蒸気養生では温度４０℃〜１８０℃、相対湿度１０
０％で１０分間から７２時間が好ましい。
さらに養生後の成形物を３０℃以上、好ましくは５０°
Ｃ〜２００°Ｃの範囲で０．３〜ｌＯ時間熱処理するこ
とによって、より処理剤の性能を向上させることができ
る。
以下実施例をあげてさらに詳細に説明する。
実施例１ 市（坂の消石灰に第２表にその化学組成を示す石）↓：
灰を混合１．、塩化カルシウムに水を加えて溶解した液
を第４表に示す配合に従って混合し水を加えて再度混合
する。次に常圧１００℃の蒸気養生を１時間行い、得ら
れたやわらかい硬化物を５ｍ曹目のフルイに通し造粒の
ための種子を造りチューブ型ペレタイザーによって造粒
し、再度１００℃常圧７１３、養生を６時間行う。得ら
れた造粒物を　１．７１〜２６５■に整粒し、そのまま
（未乾燥品、実施例１−１）および１３０°Ｃ１２時間
熱処理して（実施例１−２）本発明の排煙処理剤を得た
。
性能試験は、第３表に示す条件（空間速度６０００ｈ−
１）でガス温度１３０℃における脱硫脱硝試験（ＳＯ２
，ＮＯπ除去試験）を行った。なお比表面積も測定した
。比表面積の測定は、試料を２００℃で脱ガスした後Ｂ
ＥＴ法で行った。これらの結果を第５表に示した。
第　２　表　石炭灰の化学組成 第３表性能試験條件 実施例２ 市販の消石灰に石炭灰を混合し、塩化カルシウムに水を
加えて溶解した液を第４表に示す割合で混合し、水を加
えて再度混合し、常圧１００℃の蒸気養生を１時間行い
、得られたやわらかい硬化物を５ｆｆ１ｍ目のフルイに
通し造粒のための種子を造り、パン型ペレタイザーによ
って造粒し、再度１２５°Ｃの高圧蒸気養生を３時間行
い、得られた造粒物を　１．７〜２．５ａｍに整粒し、
　１３０℃、２時間ハ処理して本発明の排煙処理剤を得
た。
性能試験は、実施例１と同様の条件で行い、得られた結
果を第５表に示した。
実施例３ 市収り消石灰に石炭灰、硫酸カルシウムを第４表に示す
配合に従って混合し、水を加えて混合する。
以下、実施例１と同様にして未熟処理（実施例３−１）
と熱処理（実施例３−２）の本発明方法による排煙脱硫
剤を得て、実施例１と同様の条件で試験を行い、第５表
のような結果が得られた。
実施例４ 市販の消石灰に石炭灰、硫酸カルシウムを第４表に示す
割合で加えて混合し、水を加えて水分を原料乾物１００
重量部当り４２部とし再度混合する。
次に常圧１００℃の蒸気養生を１時間行い、得られたや
わらかい硬化物を５ＩＩ腸目のフルイに通し造粒のため
の種子を造りパン型ペレタイザーによって造粒し、再度
１００℃常圧蒸気養生を６時間行う。
得られた造粒物を破砕して０．５〜０　、７１ｍｍに整
粒し、　１３０°Ｃ１２時間熱処理して本発明の排煙処
理剤を得た。
性轍試験は、空間速度１００００　ｈ−’とした以外は
実施例１と同じ条件で行い、その結果を第５表に示した
。
実施例５〜１４ 市１１ｉの消石灰および石炭灰に第４表に示すようにそ
れぞれ［Ｍｇ５Ｏ，Ｉ］、　［ＣａＣｌ２＋　Ｓ　］、
　［ＣａＣｌ　２＋ＦｅＳ］　、　［ＮａＣｌ］　　、
　　［ＫＣＩ］　　、　［Ｎａ２Ｓ　ｏ、ｌ　］　。
［Ｋ２Ｓｏ、ｌ］　、　［５２ＣＩ２　］、　［１Ｍｇ
Ｃ：＋２１　［ＣａＳＯ４＋Ｎａ２Ｓ　２０３　、　］
を混合する。この場合、消石灰、石炭灰を除く原料が水
に溶解性の場合は使用水量の一部で溶解し、消石灰、石
炭灰を粉体混合した後に、その水溶液を加え、残りの使
用水を加えて混合した。
以下、実施例４と同様にして、造粒物を得、性能試験を
行い第５表のような結果が得られた。
実施例１５〜１６ 市ＩＦｊの消石灰、ケイ酸、水酸化アルミニウムを第４
表に示す割合で混合し、塩化カルシウム水溶液を加えて
再度混合する。
以下、実施例４と同様にして造粒物を得、性能試験を行
い第５表のような結果が得られた。
実施例１７ 市販の消石灰、ケイ酸を混合し、塩化カルシウム水溶液
を加えて第４表に示す割合とし再度混合する。
以下実施例４と同様にして造粒物を得、性能試験を行い
箪５表のような結果が得られた。
実施例１８ 市販の消石灰、ケイ酸を第４表に示す割合で混合し、水
を加えて再度混合する。
以下実施例４と同様にして造粒物を得、性能試験を行い
第５表のような結果が得られた。
実施例１９ 市販の消石灰、石炭灰にイオウを第４表に示す割合とし
て混合し、水を加えて再度混合する。
以下実施例４と同様にして造粒物を得、性能試験を行い
第５表のような結果が得られた。
実施例２０ 重板の消石灰に石炭灰を加え混合後、水酸化ナトリウム
に水を加えて溶解した液を第４表に示す配合に従って混
合し、水を加えて再度混合する。
り下実施例４と同様にして造粒物を得、性能試験を行い
、第５表のような結果が得られた。
比較例１ 本例は製剤時の水分添加量の比較例である。
実施例４において、加える水分を原料乾物１００重量部
当り４２部から３３部に減らし、　１００°Ｃの常圧ノ
Ｐｉ気り生を１時間行うと、硬い硬化物が得られた。こ
れは実施例４と異り、フルイを通して造粒のための種子
を造り、パン型ペレタイザーで造粒するには硬すぎて困
難であり、破砕して成形した。これを再度１００℃、６
時間常圧蒸気養生し、さらに破砕整粒して０．５〜０．
７１腸口の剤を得、実施例４と同様の性能試験を行い、
第５表のような結果が得た。
比較例２ 重板の消石灰に石炭灰を混合し、塩化カルシウムに水を
加えて溶解した液を第４表に示す配合に従って混合し、
水を加えて再度混合する。次に第１段階の養生を行うこ
とな〈実施例１と同様の；告粒工程に移ったが、水量４
２％では混合物が非常にやわらかぐ機械的に造粒、成形
することは、まったく不可能であった。このため性能試
験用剤を一個一個手で丸めて製造した。次に１００°Ｃ
１６時間常圧蒸気養生を行い、　１．７〜２．５■に整
粒し、１３０°Ｃ１２時間熱処理して比較試料を得、実
施例１と同様の性能試験を行い、その結果を第５表に示
した。
第４表 求ｔ５１段階養生前混合原料中の原料乾物１００重量部
当りの水重量部 第５表　脱硫脱硝性能 本試験用ガス通気後３時間の積分除去率実施例２１〜２
３ 実施例１−２で得た排煙処理剤を破砕して０．５〜０．
７１ｍｍに整粒し、第３表中に示す模擬ガスに実施例２
１においてはＭＣＩ　２００ｐｐａ＋を、実施例２２で
はＨＦ　１ｏＯｐｐ信を、実施例２３ではＳＯ３５００
ｐｐｍ４こなるようにそれぞれ加え、同表の試験條件（
空間速度はＩＱ、０００　ｈ−’　）で除去試験を行っ
た。得られた結果は次表のようである。
〔発明の効果〕
本発明方法になる排煙処理剤は、これまでの吸収、吸着
剤と異なり、その原料はＣａｎとＣａＳＯ４、ＣａＣｌ
２等あるいはＮａ２ＳＯ４、ＮａＣ１等および５ｉ０２
、Ａｌ２Ｏ３，イオウ化合物を供給し、うる物質を主体
とするものであるため、セメント、スラグ、ガラス　イ
オウ、石炭灰等のケイ酸塩あるいはカルシウム、アルミ
ニウム化合物、イオウを含有する物￥ｉ、等を使用する
ことができ、使用可能原料は低度で広範である。さらに
製造工程は比較的簡単であり、製；Δ装置も特に精巧な
ものを必要としないので、生産ｈＸは従来品に比べて有
利である。また二段階に分けた湿空養生または蒸気養生
を行うことによって処理剤中の活性物質の生成に必要な
水分を充分に与えた状態で造粒、成形を可能にすること
ができ、この工程を採用することによって脱硫脱硝性能
が低下することは全くない。
本発明の方法による排煙処理剤は脱硫・脱硝の性能は高
イ、■、つＨＣｌ、　ＨＦ等の除去についても優れた能
力を示すので、燃料の燃焼排ガスのみならず各種廃棄物
の燃焼による排ガスの処理も効果的に行うことができ、
公害防止に大きく寄与することができる。
また前述のように、本発明方法において原料として石炭
灰、スラグ、ガラス屑、流動層燃焼灰炉内脱硫灰等の廃
棄物を活用することができるため、資源化技術としても
有用である９ 特許出願人　　北海道１ｕ力株式会社 代　　理　人　　　若　　　林　　　　　　忠手糸完ネ
市正書　（自発） 昭和６２年７月１５日

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 酸化カルシウムを供給できる物質と、硫酸化合物、ハロ
    ゲン元素化合物、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、硫
    化物、アルカリ金属の水酸化物を供給できる物質の群か
    ら選ばれた１種または２種以上の物質とを水と混合し、
    湿空養生または蒸気養生した後成形し、再度湿空養生ま
    たは蒸気養生を行い、そのまままたは３０℃以上の温度
    で熱処理することを特徴とする排煙処理剤の製造方法。
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