JPS62286526A - 煙道ガスの浄化方法 - 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】 ３、発明の詳細な説明 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ものの燃焼や廃棄物の燃焼に際して生じる有
害ガスを含む煙道ガスを浄化するために、湿式に有害ガ
スを除去し、吸収した有害ガス成分を電気化学的に吸収
液から分離回収し、吸収液を再使用し、煙道ガスから有
害ガスを完全に分離浄化する方法に関する。対象とする
有害ガス成分は主に窒素酸化物、塩化水素及びイオウ酸
化物であり、いずれも水にとけて強酸性物質であり強電
解質である。これらの物質は大気ｌり染や酸性雨問題の
元凶ともいわれるものであって環境汚染を許容限度内に
まで減少させるために有効な方法による煙道ガスからの
浄化を必要とされている。

ゴミの焼却炉から発生する塩化水素の１３度はプラスチ
ック類を混合収集している焼却−で２８５〜８３０ｐｐ
ｍ、　　　分別収集している場合でも１９０〜７３０ｐ
ｐｍ　（いずれも酸素１２％換算）であるとされている
、窒素酸化物とイオウ酸化物は通常の条件ドではそれぞ
れ１２０〜２００ｐｐｍ及び４０〜１２０ｐｐｍ程度の
濃度である、化石燃料特に典型的な例として重油ボイラ
ーの燃焼ガスには、イオウ酸化物は８５０〜１０１０５
０ｐｐ燃料中Ｓ分約２％）、　　窒素酸化物は１ｌ７０
−２００ｐｐ　（燃料中Ｎ公約０，１７％）含まれてい
る。煙道ガスからこれらの有害ガス成分をまとめて処理
し、無害化と資源化し得る本発明方法はきわめて有効で
ある。

［従来の技術］ 有害物質を環境汚染の許容範囲内に減少させるため、有
害ガスを煙道ガスから除去する方法として物理的な方法
、化学的な方法、及びイト物学的な方法があり、吸着、
吸収、濃縮、化学反応、光又は放射腺分解法がよく用い
られるが、これらの中で煙道ガスの湿式洗浄による有害
ガスの吸収法が最も一般的である。　　　　　従来ゴミ
焼却場においては煙道ガスを集ｇｉ器に送ってダストを
除去したあと、洗煙装置で有害ガス特に塩化水素及びイ
オウ酸化物を除去する煙道ガスの浄化方法がとられてい
る。洗煙装置は通常アルカリ溶液による有害ガスの吸収
を行う、この浄化方法では煙道ガス中の窒素酸化物（主
にＮｏとＮｏ、）の主成分であるＮｏはほとんど除去さ
れない、この問題に加えてアルカリ薬品費がきわめて高
くつき且つ排水！　Ｉｇｔ量が大きいことが問題点とし
てあげられる化石燃料主に重油や石炭の燃焼炉排ガス中
の有害ガスには主としてイオウ酸化物と窒素酸化物があ
げられるが、多くの場合それぞれ単独で浄化する方法が
とられ一括して浄イヒする方法は少ない、よく用いられ
る排煙脱硫法は吸収剤による方法であるが、この場合も
吸収剤コスト、１１生物質の処理方法及び運転トラブル
の問題点を有している。窒素酸化物の排出防止技術には
低Ｎ分の燃料の使用、燃焼改善による方法及び非煙脱硝
法がある、前二法によるｖｌｌ醋酸化物低減が充分でな
い場合は排煙脱硝法がとられる。！ｆ＃出ガス量の比較
的大きいクリーンな煙道ガスにはアンモニアを用いる選
択接触還元法が実用化されているが、触媒コスト、負荷
変動への対応及びダストの弊害の問題点が残されている
。排煙脱硫と脱硝を同時に行う方法もあるが実用化の可
能性のあるものは現段階ではきわめて少なく、いずれも
初期設ｎ費が大であったり、薬品費が高くついたり、副
生品の品質や処分方法に問題が残されている。

［発明の作用効果］ 本発明方法では環境保５のためにガス状の有害物質例え
ば窒素酸化物、塩化水素及びイオウ酸化物を煙道ガスか
ら一括して除去することを基本としている。　　しかも
煙道ガスの浄化装置の新規設備化のほかに、既にある洗
煙装置に若干の設備を付加すれば従来不可能であった！
ｉ、１＃酸化物の除去を行うことができる１本発明方法
の第二の大きな利点は吸収液の大部分を再使用し得るこ
とであり、従来の洗煙装置における薬品費を大巾に節減
できることである。このことは排水の減量化を意味して
いると同時にスラッジの濃縮化減量化につながる。塩化
水素はそのほとんどが吸収液の中和後に放流されている
が本発明方法では高純度の塩素として回収し利用価値は
大きい、塩素はゴミ１トン当たり約３ｋｇ強回収できる
。場合によって硫安が必要ならば高純度の副生品として
製造することができる０重油や石炭を使用する化石燃料
の燃焼炉の煙道ガスの浄化においても本発明方法の効果
は前述のゴミ焼却の効果とほぼ同様である。

〔実施例〕

次に本発明を第−図及び第二図に示した実施例に基づき
説明する。

第一図には本発明の１実施例としてゴミ焼却場の工程図
を示している。ゴミは焼却炉１に入れられ、焼却される
。燃焼ガスは８００〜９００℃の高温の煙道ガスとして
、熱交換８ｉ）２に入り、煙道ガスの熱の一部が奪われ
熱回収を行う、煙道ガス温度は約３００℃に低下した後
、煙道ガスは集塵器３に入る。ここで除塵された煙道ガ
スは集Ｍｌｈ３の出口で約２００℃となる。集１１１ｉ
３の後には冷却／酸化値Ｗ！１４が設けられている。煙
道ガスは冷却／酸化装置４の上部から入り、水又は水性
液の噴Ｅｉ並流的に接触し、煙道ガスの冷却、洗浄及び
凝縮が行われる。冷却／酸化′Ａｉ４の内部に活性ａ索
発生用の陽横、ｉ電解槽を設けである。

腸極部；８解槽の電解液は冷却／酸化′装置４の冷却用
の水又は水性液と接触しないようにしてあり、当ａ電解
槽より発生するガスは煙道ガス中に混入される。Ｗ：Ｉ
極部；主槽の外側に１ｖｉＩ膜又は隔壁を介して陰極部
電解槽を設けである。陽極部電解槽より発生する活性酸
素は煙道ガス中の主にＮｏの一部をＮＯ＋に酸化するた
めのものである。冷却／＃化表装置を出た後煙道ガスは
温度１０ｏ℃以下となって反応室５に導かれる０反応室
５は煙道ガス中のＮＯのＮＯ，への完全酸化を行うため
に煙道ガスの滞留時間を充分とるために設けてあり、反
応室５下部には活性酸素を補充的に供するためのＩ’！
　Ｘ部電解槽をａ　’ｖ！２　している０反応室５のこ
の陽極部電解槽も冷却／酸化装置４とＩｉ′１様に反応
室５の外部に隔１１ｇ又は隔壁を介して陰極部電解槽を
設けである０反応室５を出た煙道ガスは吸収塔６に下部
から入り吸収液と向流接触して煙道ガス中の有害ガスの
完全除去および一部の有害物質の除去が行われる。吸収
塔６を通過した煙道ガスのＩＩ！度は８０℃以下となる
ので、白煙防止対策のために再加熱装置７に導かれ煙道
ガス温度を約１８０℃に上げ清浄ガスとして煙突８から
排出される、冷却／酸化装置４の冷却用の水又は水性液
は貯留槽９を経て循環使用されｐＨ約４以下に低下すれ
ばその一部を酸タンク１０又は電解槽に送られる。Ｘ１
！解液槽１１には約１Ｎ塩酸水溶ｗｊＬｔｅ入れてあり
、これを冷却／酸化装置４及び反応室５の電解槽に送る
。電解槽に用いるｆｆｉ極にはＰｄ（陽極、以Ｆ＋とす
る）　−Ｐ−ｄ、Ｐｄ　　（＋）−Ｐｔ。

又はＣ（＋）−Ｐｄを用いることができる。これらの条
件下においては冷却／Ｉｖ化装置４及び反応室５の電解
槽の電解液は長時間清澄な状態で電解を続けることがで
きる。　吸収塔６の吸収液も吸収液槽１２を経て循！５
２使用される。

吸収液の一部は電解再生′Ａ置１３に送られ、吸収液中
から主に塩素イオン及び硝酸イオンを除くためここで電
解酸化および電解還元を行う、電解再生装置１３の電解
液中に含まれる水酸化ナトリウムの濃度は１２〜２７重
量％に調整する。　用いる電極にはＰｄ　　（＋）　　
Ｃｕ又はｐｔ（＋）−Ｃｕ用いる。　電解再生装置１３
の陰極電解槽では電解液中に空気を吹込んで生成するア
ンモニアを液中から完全に追い出し、接触分解装置１４
に送る。接触分解装置１４においてはアンモニアは窒素
にまで分解される。電解終了後の電解液はアルカリタン
ク１５に送り吸収液に再使用される。

電解再生装置１３の陽極電解槽では電解により塩素ガス
が発生し塩素ガス回収装置１６に導く。

回収される塩素ガスは純度も高く、必要に応じて酸タン
ク１０に送り電解液や中和用として使用し、余剰分は他
に利用される０例えば次亜塩素酸ナトリウム水溶液とし
て利用することもできる。貯留槽９と電解液ＷＩｌｌ及
び電解再生装に１３の余剰液は中和槽１７において中和
し、有害物質を含まない澄明な溶液として排水路１８に
放流される、上記三種及び吸収液槽１２に生成するスラ
ッジはその多くが電解槽において分解するがごく少量生
成するので、スラッジ処理装置１９において集塵器３の
熱煙灰の一部を送り固形化した後廃棄処分に供する。

第二図の実施例では化石燃料燃焼ガスの煙道における排
煙脱硝／脱硫工程を示している。基本的には前述のゴミ
焼却場の工程と同様であるが、本実施例においては高純
度の硫酸アンモニウムを副生品として′ｌＡｌ２＋する
ことを特徴としている。ＮＯのＭ化に必要な活性ａ索発
生に用いる電解液槽１１の電解液は約ＩＮＨ，Ｓｏ、で
ある。

電解再生装置１３の陰極電解槽より発生するアンモニア
を硫安製造装置２０に送る。電解再生装置Ｌ３の陰極電
解液を電解透析Ｖ＆置２１に導き。

電解透析法により硫酸及び吸収液を回収する。

硫酸は酸タンク１ｏ、硫安製造装置２０及び中和槽１７
で使用し余剰分は他に利用する。

次に本発明の成果について記述する。

■　有害ガスの除去効率 ＮＯは１５０〜２００ｐｐｍの濃度で除去率は７７〜９
８％、　　同程度の濃度のＨＣＬ及びＳＯ，の除去率は
いずれも９０％以上である。

■　電解再生′Ａ置■３中での硝酸イオンの還元につい
て バッチ式での電解１を主装置１３の陰極電解槽中の亜硝
酸及び硝酸イオンの濃度と電解時間の関係はつぎのとお
りで電解時間３時間で硝酸イオン濃度の９８％の減衰を
しめす。

ＶＡ　＃＠：　Ｃｕ　、陽極：　Ｐｄ、隔膜：セラミノ
ク。

時間　　　　　　　イオン濃度　　ｐｐｍｍｔｎ、　　
　　亜硝酸　　　　　硝酸３０　　　　．５８０　　　
６２５０ ５　。　８　　Ｖ　　、　　　　　６　　Ａ　　／　　
ｄ　　ｍ　　’水酸化ナトリウム初期濃度１５重量％

【図面の簡単な説明】

第一図は本発明方法の一実施例を示す工程図、第二図は
他の実施例を示す工程図である。 ｌ：焼却炉又は燃焼炉、　２：熱交換器、３：集ＩＩＩ
器、　４：冷却／酸化装置、　５：反応室５６：吸収塔
、　　７：再加熱装置、　　　８：Ｐｌ、突。 ９Ｉ貯留槽、ｌＯ：酸タンク、　　１１：電解液槽、　
　１２：吸収液槽、　　１３：電解再生装置。 １４：接触分解装置、　　１５：アルカリタンク、１６
：塩素ガス回収装置、’１７：中和槽。 １８：排水路、　　　　１９スラツジ処理装置。 ２０：硫安製造装置、　２Ｌ：電解透析装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ものの燃焼や廃棄物の燃焼過程において生じる有害
   ガスを含む煙道ガスを浄化するために、熱煙道ガスを冷
   却／酸化装置（４）内で冷却し、冷却／酸化装置（４）
   及び反応室（５）内で酸化窒素を気相で活性酸素により
   酸化した後、吸収塔（６）内でアルカリ吸収液により有
   害ガスを吸収する方法において、アルカリ吸収液を電解
   再生装置（１３）で電解還元して吸収液を再生し窒素酸
   化物をアンモニアとしたあと、硫酸アンモニウムとして
   副生するか接触分解法により窒素に無害化し、塩化水素
   は電解再生装置（１３）で電解法により回収し、イオウ
   酸化物は電解透析装置（２１）にて硫酸として回収する
   か中和した後放流することによって工程から有害ガスを
   除去することを特徴とする煙道ガスの浄化方法。 ２）煙道ガス中の酸化窒素を酸化させるため、電解再生
   装置（１３）内及び反応室（５）下部に電解装置を設け
   て活性酸素を発生させることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の方法。 ３）冷却／酸化装置（４）及び反応室（５）内の電解槽
   に用いる電解液は０．５〜５規定度の塩酸または硫酸水
   溶液を使用することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   又は第２項記載の方法。 ４）冷却／酸化装置（４）及び反応室（５）内の電解槽
   に用いる電極材料は、陽極及び陰極にそれぞれＰｄ−Ｐ
   ｄ又はＰｄ−Ｐｔ又はＣ−Ｐｄとすることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の方
   法。 ５）反応室（５）における煙道ガスの平均滞留時間は０
   ．５〜５秒であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項乃至第４項のいずれかに記載の方法。 ６）電解再生装置（１３）の電解液として用いる水酸化
   ナトリウム水溶液の濃度は１２〜２７重量％であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれ
   かに記載の方法。 ７）電解再生装置（１３）の電解槽の電極材料は、陽極
   にはＰｄ又はＰｔ、陰極にはＣｕをそれぞれ用いること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第６項のいずれ
   かに記載の方法。 ８）吸収液に吸収された窒素酸化物は電解再生装置（１
   ３）の陰極電解槽でアンモニアに電解還元した後接触分
   解装置（１４）において窒素に分解することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項乃至第７項のいずれかに記載の
   方法。 ９）電解再生装置（１３）陽極電解槽において発生する
   塩素ガスを回収し、その一部を酸タンク（１０）に送り
   電解液として使用することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項乃至第８項のいずれかに記載の方法。 １０）電解再生装置（１３）陰極電解槽において電解終
   了後の電解液は吸収液として再使用することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項乃至第９項のいずれかに記載の
   方法。 １１）場合によって電解再生装置（１３）において発生
   するアンモニアを硫安製造装置（２０）に送って硫安を
   製造することを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第
   １０項のいずれかに記載の方法。 １２）場合によって硫酸を電解透析装置（２１）におい
   て回収し一部を電解液及び／又は硫安製造に使用するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第１１項のい
   ずれかに記載の方法。