JPS63242322A - 排ガスの洗浄方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、排ガスを、アルカリ剤を注入せる洗浄水のス
プレー領域内を通過させることにより、排ガス中の硫黄
酸化物及び塩化水素を洗浄除去させるようにした排ガス
の洗浄方法に関するものである。

（従来の技術） 従来一般に、都市ごみ焼却炉の排ガス等を洗浄処理する
場合若しくは重油焚きボイラ等の排ガスを脱硫処理する
場合には水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）がアルカリ剤と
して使用されていたが、近年、後者の如き脱硫処理分野
においては、高価な水酸化ナトリウムに代えて安価な水
酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）を使用する傾向に
ある。

しかるに、前者の如き洗浄処理分野においては、相変ら
ず高価な水酸化ナトリウムが使用されている。

これは、硫黄酸化物（ＳＯｘ　）の除去のみを目的とす
る脱硫処理においては、水酸化ナトリウムに代えて水酸
化マグネシウムを使用しても硫黄酸化物の除去効果が殆
ど変わらず、水酸化マグネシウムによる硫黄酸化物の除
去処理技術が確立されているが、都市ごみ焼却炉排ガス
の如く硫黄酸化物のみならず高濃度の塩化水素（Ｈ（１
）を含む排ガス（硫黄酸化物２０〜２００ｐｐｍ＋塩化
水素２００〜２０００ｐｐｍ、水分５〜５０％を含む温
度１５０〜３５０’Ｃの排ガス）を洗浄処理する場合に
は、アルカリ剤として水酸化マグネシウムを使用すると
、水酸化ナトリウムを使用した場合に比して硫黄酸化物
の除去率が大幅に低下して。

硫黄酸化物及び塩化水素の除去を効果的に行い得ないか
らである。

このように、硫黄酸化物及び高濃度の塩化水素を含む排
ガスの洗浄処理分野においては、アルカリ剤として高価
な水酸化ナトリウムを使用せざるを得ず、どうしても経
済的な処理を行い得ないでいるのが実情である。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明はかかる実情に鑑みてなされたもので、硫黄酸化
物及び高濃度の塩化水素を含む都市ごみ焼却炉排ガス等
、つまり硫黄酸化物２０〜２００Ｐ　Ｐ　ｍ　ｚ塩化水
素２０〜２００ｐｐｍ、水分５〜５０％を含む温度１５
０〜３５０℃の排ガスを効果的且つ経済的に洗浄処理し
うる排ガスの洗浄方法を提供することを目的とするもの
である。

（問題点を解決するための手段） すなわち、この課題を解決した本発明の洗浄方法におい
ては、特に、排ガスを第１及び第２スプレー領域を順次
通過させるようにし、アルカリ剤として第１スプレー領
域においては水酸化マグネシウムを又第２スプレー領域
においては水酸化ナトリウムを夫々使用するのである。

水酸化ナトリウム、水酸化マグネシウムの注入量は、通
常、予め設定した運転ｐＨ値に基づいて調整するが、特
に、水酸化ナトリウム注入量は第２スプレー領域を経過
した処理済み排ガス中の硫黄酸化物濃度に基づいて調整
制御するようにすることが好ましい。

さらに、水酸化ナトリウムは洗浄水のスプレー管内に注
入させるようにすることが好ましい。

（作用） まず、排ガスが第１スプレー領域にもたらされると、水
酸化マグネシウムは次の反応式により消費される。

Ｍｇ（ＯＨ）、＋２ＨＣＱ−＋ＭｇＣＱ、＋２Ｈ，０Ｍ
ｇ（ＯＨ）、＋ＳＯ２＋−０．４Ｍｇ５Ｏ，＋Ｈ２０こ
のとき、前述したように硫黄酸化物はさほど除去されず
、主として塩化水素が除去されることになる。

次いで、排ガスが第２スプレー領域にもたらされると１
次の反応式により硫黄酸化物、塩化水素が除去され、第
２スプレー領域において除去困難な硫黄酸化物が効果的
に処理されることになる。

ＮａＯＨ＋ＨＣｆｉ−＋ＮａＣｆ１＋Ｈ，０このとき、
水酸化ナトリウム注入量の調整制御及び水酸化ナトリウ
ム注入位置を前記した如くしておくと、応答性を高めて
効率良く処理することができる。

このように、高濃度の塩化水素を主として安価な水酸化
マグネシウムで処理し、塩化水素に比して低濃度ではあ
るが水酸化マグネシウムによっては処理し切れない硫黄
酸化物を水酸化ナトリウムで処理するようにしたことか
ら、高価な水酸化ナトリウムの使用量を大幅に削減し得
て、全体としてアルカリ剤に要する費用の低減を実現す
ることができる。

（実施例） 以下、本発明の方法を第１図及び第２図に示す各実施例
に基づいて具体的に説明する。

第１実施例においては、第１図に示す第１洗浄装置を使
用した。

まず、この第１洗浄装置の構成について説明する。

すなわち、第１図において、１は第１洗浄塔。

２は第２洗浄塔、３は一次処理用アルカリ剤であるＭｇ
（ＯＨ）２　を貯蔵した第１アルカリ剤佇槽、４は二次
処理用アルカリ剤であるＮ　ａ　ＯＨを貯蔵した第２ア
ルカリ剤貯禮である。

第１及び第２洗浄塔１．２の上部には、排ガス導入管５
及びガス排出管６が接続されており１両塔１，２の下端
側部分間は連結ダクト７を介して連通接続されている。

なお、排出管６及びダクト７には夫々デミスタ６ａ、７
ａが介装されている。

各洗浄塔１，２の上部には、連結ダクト７下の洗浄水貯
溜部１ａ、２ａから導いたスプレー管８゜９の端部ノズ
ル部８ａ、９ａが配設されていて。

第１及び第２洗浄塔１，２内に洗浄水による第１及び第
２スプレー領域１ｂ、２ｂを形成するようになっている
。なお、洗浄水は循環ポンプ１０゜１１により循環せし
められる。また、各洗浄水貯溜部１ａ、２ａには洗浄水
補給管１４が分岐１４ａ、１４ｂして導かれていて、各
洗浄水貯溜部１ａ、２ａの水位を、補給管１４ａ、’１
４ｂに介設せる弁１５ａ、１５ｂを水位コントローラ１
２゜１３により開閉制御することによって、一定範囲に
維持するようになっている。

各アルカリ剤貯槽３，４には、塔１，２内に導いた注入
管２０．２１が接続されている。各注入管２０，２１に
は、注入ポンプ１６．１７及び注入量制御弁１８．１９
を介設されている。各制御弁１８，１９は、ＰＨコント
ローラ２２．２３によりスプレー管８，９内の循環水ｐ
Ｈに基づいて制御され、アルカリ剤の注入量を、循環水
が予め設定した運転ｐＨに維持されるように調整制御し
ろるようになっている。

なお、各スプレー管８，９には汚水取出管２４゜２５が
分岐接続されていて、循環水の塩分濃度がアルカリ剤の
注入に伴って上昇した場合に、その一部を引き抜いて汚
水装置（図示せず）に供給すると共に各洗浄水貯溜部１
ａ、２ａに引き抜き量（洗浄水貯溜部１ａについては引
き抜き量及び蒸発水分量）に応じた補給水を補給管１４
ａ、１４ｂから供給して、ｌｉ環水の塩分濃度を一定濃
度例えば５％に維持するようになっている。

この実施例においては、第１表に示す条件の排ガスを排
ガス導入ｌＷ５から第１洗浄塔ｌ内に導入して、第１ス
プレー領域１ｂにおいて一次洗浄処理を行った上、第１
スプレー領域１ｂを通過した排ガス（以下「−次処理排
ガス」という）を連結ダクト７から第２洗浄塔２内に導
いて、第２スプレー領域２ｂにおいて二次洗浄処理を行
い、第２スプレー領域２ｂを通過した排ガス（以下ｒ二
次処理排ガス」という）をガス排出管６から排出させた
。−次洗浄処理における運転ｐＨは６．７に、また二次
洗浄処理における運転ｐＨは８に夫々設定した。

第１表 置を使用したが、この洗浄装置は、注入管２１をスプレ
ー管９に接続すると共に注入量調整弁１９をＳＯｘ濃度
コントローラ２６により制御するようにした点を除いて
、前記第１洗浄装置と同様楕成のものである。

この実施例においては、上記第１実施例と同様に、第１
表に示す条件の排ガスを第１及び第２スプレー領域１ｂ
、２ｂを順次通過させて、−次洗浄処理及び二次洗浄処
理を行った。

このときＭｇ（ＯＨ）２の注入量は第１実施例における
と同様に運転ＰＨを６．７に設定して調整制御したが、
Ｎ　ａ　ＯＨの注入量は二次処理排ガスのＳＯｘ濃度に
基づいて調整制御した。すなわち。

調整弁１９をコントローラ２６により制御することによ
って、このＳＯｘ濃度を設定値（第２表に示す如＜９ｐ
ｐｍに設定した）に維持させた。その結果、二次洗浄処
理における運転ｐＨは５〜８に変化した。

さらに、比較例として、前記第１洗浄装置を用いて１次
のような実験を行った。

すなわち、第１比較例においては、第１及び第２アルカ
リ剤貯槽３，４の何れにもＮａＯＨを収容し、第１表の
排ガスについて第１実施例と同様にして一次洗浄処理及
び二次洗浄処理を行った。

なお、−次洗浄処理における運転ｐＨは７に、また二次
洗浄処理における運転ｐＨは８に夫々設定した。

また、第２比較例においては、第１及び第２アルカリ剤
貯槽３，４の何れにもＭｇ（ＯＨ）ｘを収容し、第１表
の排ガスについて第１比較例と同様にして一次洗浄処理
及び二次洗浄処理を行った。

なお、−次洗浄処理における運転ＰＨは６．７に。

また二次洗浄処理における運転ＰＨは７に夫々設定した
。

そして、上記各実施例及び比較例について、−次処理排
ガス及び二次洗浄処理排ガスにおけるＳＯｘ、ＨＣΩ濃
度を測定したところ、第２表に示す結果が得られた（代
表値を示す）。なお、ＳＯｘ、ＨＣＱ濃度は、−次処理
排ガスについては第１濃度測定器２７により連通管７に
おけるデミスタ７ａ通過直後の位置で、また二次処理排
ガスについては第２濃度測定器２８によりガス排出管６
におけるデミスタ６ａ通過直後の位置で夫々測定した。

第２表 （単位：ｐｐｍ） また、−次洗浄処理及び二次洗浄処理におけるアルカリ
剤使用量は第３表に示す通りであった。

さらに、Ｍｇ（ＯＨ）、、ＮａＯＨのＩＫｇ価格を夫々
６０円、７０円として時間当り使用されるアルカリ剤の
価格を試算してみると、第４表に示す如くとなった。

第３表 （単位：Ｋｇ／ｈ） 第４表 （単位：円／ｈ） したがって、第３表及び第４表から明らかなように、第
１比較例の如＜ＮａＯＨのみを使用した場合は甚だ不経
済であるが１本発明の方法によれば、−次洗浄処理にお
いて安価なＭ　ｇ　（ＯＨ）ｚを使用していることと二
次洗浄処理において使用する高価なＮａＯＨの使用量が
極く僅か済むことから、全体としてアルカリ剤に要する
費用を大幅に低減し得て、経済的な処理を行いつる。

また、第２表から明らかなように、第２比較例の如＜　
Ｍ　ｇ　（ＯＨ）ｚのみを使用した場合はＳＯｘの除去
率が極めて低いが、本発明の方法によれば、ＨＣＱを主
としてＭ　ｇ　（ＯＨ）ｚで中和処理し、またＭｇ（Ｏ
Ｈ）ｚで除去し難い５Ｏｘｔ＆ＮａＯＨで中和処理する
ことから、ＨＣＱ、ＳＯｘの何れをも効果的に除去しう
る。

ところで、Ｍｇ（ＯＨ）、を使用した場合、ＮａＯＨを
使用した場合に比してＳＯｘの除去率が低くなる原因は
次の点にあると考えられる。

すなわち、注入されたＭｇ（ＯＨ）２は、その大部分が
固体で存在して、洗浄水への溶解度が極めて低く、ＨＣ
ＱやＳＯｘが洗浄水に溶けてそのＰＨが低下すると、洗
浄水中に溶は出して中和する役割を果たすに過ぎない。

また、ＳＯｘはＨＣｆｌと異なって水への溶解度が極め
て低く、その大部分はガス状のまま存在することになる
。したがって、固体状のＭｇ（ＯＨ）２では、溶解性に
富むＨＣＱに対してはＮａＯＨ同様の除去作用を行いつ
るが、溶解性に乏しいＳＯｘとはその大部分に対して直
接反応せず、これを効果的に除去し得ない。

なお、ＮａＯＨは液体で存在し、ＨＣＱ、ＳＯｘがガス
状である時点においても気液反応を起してこれらを良好
に除去しうる。

したがって、主としてＨＣＱをＭｇ（ＯＨ）２で且つＳ
ＯｘをＮ　ａ　ＯＨで除去処理するようにした本発明の
方法によれば、排ガス中のＨＣＱ、ＳＯｘを効果的に且
つ経済的に除去処理し得ることが理解される。

特に、第２実施例の如＜、ＮａＯＨをスプレー管９内に
注入させ且つその注入量を二次処理排ガスのＳＯｘ濃度
に基づいて制御させるようにしておくと、第１実施例の
ようにした場合に比して洗浄処理性能及び経済性を更に
向上させることができる。

すなわち、ＮａＯＨをスプレー管９内に注入させると、
第１実癌例の如＜ＮａＯＨを大量の洗浄水中に注入させ
る場合に比してＮａＯＨの稀釈底が小さくなり、応答性
が向上する。なお、第２実施例において、ＮａＯＨの注
入個所を第１実施例と同様にすると、ＮａＯＨ濃度の追
随性が悪いため、二次洗浄処理における運転ＰＨ及びＳ
Ｏｘ濃度が夫々ｐＨ４〜９及び３〜１５ｐｐｍに変動し
、ＮａＯＨ使用量も１２　Ｋ　ｇ　／　ｈと増加するこ
とが確認されている。また、第２実施例において二次洗
浄処理の運転ｐＨを７．５以上例えば８程度に設定して
おくと、排ガス中の炭酸ガスを吸収して、洗浄水の循環
系にスケールを生じる等の不都合を生じる他、必要以上
のＮａＯＨが消費されることになる６しかし、Ｎ　ａ　
ＯＨの注入個所及び注入量制御を第２実施例の如くして
おくと、−次処理排ガスのＳｏｘ′ａ度が低い場合には
、二次洗浄処理を低ｐＨ運転させても二次処理排ガスの
ＳＯｘ濃度を低く維持することができ且つＮａＯＨの使
用量を少なくしうる。なお、ＨＣ（１の除去はｐＨが５
程度に低下しても殆ど影響を受けない。

（発明の効果） 以上の説明から容易に理解されるように１本発明の方法
によれば、第１スプレー領域で一次洗浄処理した排ガス
を更に第２スプレー領域で二次洗浄処理して、−次洗浄
処理においては、安価な水酸化マグネシウムを大量使用
することによって、高濃度であり大量のアルカリ剤を必
要とする塩化水素を主として除去し、二次洗浄処理にお
いては、高価な水酸化ナトリウムを少量使用することに
よって、水酸化マグネシウムで処理し得なかった硫黄酸
化物を主として除去するようにしたから、水酸化ナトリ
ウムのみを使用する従来方法による場合に比して、排ガ
ス中の塩化水素及び硫黄酸化物の処理性能を略同様に確
保することができ、しかもアルカリ剤に要する費用を大
幅に低減させることができる。このように、本発明の方
法は都市ごみ焼却炉の排ガス等を効果的且つ経済的に洗
浄処理しうるものであり、その実用的価値極めて大なる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施するに好適な洗浄装置の一
例を示す系統図、第２図はその変形例を示す系統図であ
る。 １．２・・・・洗浄塔、ｌａ、２ａ・・・・スプレー領
域、３，４・・・・アルカリ剤貯槽、５・・・・排ガス
導入管、６・・・・ガス排出管、７・・・・連結ダクト
、８゜９・・・・スプレー管、１８．１９・・・・注入
量制御弁、２０．２１・・・・注入管、２２．２３・・
・・ｐ　Ｈコントローラ、２６・・・・ＳＯｘ濃度コン
トローラ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）排ガスを、アルカリ剤を注入せる洗浄水のスプレ
   ー領域内を通過させることにより、排ガス中の硫黄酸化
   物及び塩化水素を洗浄除去させるようにした排ガスの洗
   浄方法において、排ガスを第１及び第２スプレー領域を
   順次通過させるようにし、アルカリ剤として第１スプレ
   ー領域においては水酸化マグネシウムを又第２スプレー
   領域においては水酸化ナトリウムを夫々使用したことを
   特徴とする排ガスの洗浄方法。
2. （２）水酸化ナトリウムの注入量を、第２スプレー領域
   を経過した処理済み排ガス中の硫黄酸化物濃度に基づい
   て調整制御するようにしたことを特徴とする、特許請求
   の範囲第１項に記載する排ガスの洗浄方法。
3. （３）水酸化ナトリウムを、洗浄水のスプレー管内に注
   入させるようにしたことを特徴とする、特許請求の範囲
   第１項又は第２項に記載する排ガスの洗浄方法。