WO2004106239A1 - 炭酸アルカリ金属塩水溶液の製造方法及びその製造システム - Google Patents

炭酸アルカリ金属塩水溶液の製造方法及びその製造システム Download PDF

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cooling water
metal carbonate
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Yoshihiko Nakata
Yoshikane Otsuka
Hirofumi Koike
Yoshio Hara
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Sumitomo Chemical Co Ltd
Nihon Oxirane Co Ltd
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Definitions

  • the present invention is directed to spraying and burning organic wastewater containing organic compounds discharged from chemical factories, petrochemical plants, waste treatment facilities, and the like to remove organic compounds and recover alkali metal salts contained in alkaline wastewater.
  • the present invention relates to a method for effective use and a manufacturing system thereof. Background art
  • a spray incineration method as a method of treating wastewater containing an organic compound.
  • This method sprays wastewater in a fire in an incinerator and incinerates it, and has the advantage that stable processability can be obtained without complicated operations.
  • Wastewater discharged from chemical factories and the like often contains acidic substances such as organic acids.
  • alkali such as caustic soda
  • it is spray incinerated after neutralization with alkali such as caustic soda, that is, as wastewater containing alkali metal salts.
  • alkali such as caustic soda
  • a solution containing a carbonate of an alkali metal such as sodium is obtained.
  • the concentration of carbonate in this solution varies depending on the amount of wastewater to be incinerated and the concentration of alkali metal salts in the wastewater.
  • the organic compound burns to generate water, it varies depending on the amount of the organic compound in the waste water and the amount of the cooling water supplied. In addition, it also fluctuates due to factors such as fluctuations in the amount of cooling water evaporated due to incineration conditions.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Publication No. 50-2547 (page 2)
  • the present invention relates to a method for producing an aqueous solution of an alkali metal carbonate in which the concentration of the alkali metal carbonate is in a desired range.
  • water is used to adjust the concentration to a specific range. No equipment for dilution or concentration is required.
  • the present invention provides (1) a first step of spraying and burning organic compound-containing alkaline wastewater together with fuel and combustion air to obtain an incineration gas, and (2) injecting cooling water into the incineration gas to form solid components and The second step of separating the water-soluble component into the water phase and the incineration exhaust gas into the gas phase, (3) sedimentation and separation of the coarse solids in the solids in the aqueous phase to obtain fine solids suspended alkaline water, A third step of transferring the next step, and (4) a fourth step of removing the suspended fine solids in the transferred suspended solid water to obtain an alkali metal carbonate,
  • the organic compound-containing alkaline wastewater 32 containing an alkali metal salt is sprayed into the spray incinerator 31 from a wastewater spray nozzle provided in the spray incinerator 31.
  • Part of the combustion air 34 required for the combustion of organic compounds and fuel in the wastewater is supplied as primary air to the fuel parner provided in the incinerator 31 together with the fuel 33, and the remainder is secondary air. It is supplied directly into the furnace.
  • the fuel burner temperature is extremely high.
  • the alkali metal oxides and some CO contained in the incineration gas 35 are dissolved in the cooling water 36 and
  • Incineration wastewater containing acid alkali metal salts is 38.
  • the gas 35 exchanges heat with the cooling water 36 to evaporate part of the cooling water, and is discharged as incineration exhaust gas 37 together with the water vapor.
  • the incineration wastewater 38 which is cooling water that has absorbed the alkali metal carbonate, precipitates and separates the coarse solids, and then removes fine solids using a device for removing suspended solids such as a filter press. Will be reused as
  • combustion air is generally indicated as the combustion air 34 (amount Z) in Fig. 1 where the primary air and the secondary air are combined.
  • the organic compound-containing alkaline wastewater 32 refers to wastewater containing various organic compounds handled in a chemical factory or the like.
  • Organic compounds include both acidic substances and alkaline substances, but organic compounds handled in chemical factories and the like often contain organic acids and are often acidic as a whole.
  • organic compounds include saturated hydrocarbons such as butane, butene, butadiene, and isoprene; and cyclic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, phenol, ethylbenzene, and acetophenones, and derivatives thereof;
  • cyclic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, phenol, ethylbenzene, and acetophenones, and derivatives thereof
  • alcohols such as methylbenzyl alcohol and propylene glycol
  • organic acids such as formic acid, acetic acid, and benzoic acid, which are by-products in chemical processes
  • alkaline substances such as tetramethylammonium
  • the organic compound-containing alkaline wastewater of the present invention contains alkaline components such as casei soda, sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, etc., and usually exhibits an alkaline pH of 8 to 10.
  • the combustion temperature in the furnace is not particularly limited, but is about 930 to 950 ° C.
  • the inner surface of the spray incinerator 31 is covered with refractory materials such as casters and refractory bricks, and contains alumina, silica, and the like. Usually, industrial water is used as the cooling water.
  • the alkali metal salt contained in the wastewater 32 is a sodium salt
  • the alkali metal carbonate generated by neutralization or incineration is sodium carbonate (Na 2 CO 3) (hereinafter sometimes referred to as product soda).
  • product soda sodium carbonate
  • the method for controlling the concentration of alkali metal carbonate of the present invention will be described by taking as an example a case where a soda product 39 is obtained.
  • the concentration s of the soda product 39 is given by the following equation.
  • a is the amount of product soda
  • W is the amount of soda product 39
  • Ww is the amount of water in soda product 39.
  • the amount a of the product soda varies depending on the composition and the treatment amount of the wastewater 32, and is expressed by the following equation (2).
  • ka is a coefficient for obtaining the amount of product soda a, and is calculated based on the composition in the wastewater 32.
  • X is the amount of wastewater 32. If multiple wastewaters are to be treated at the same time, each is set to XI, X2 ..., and the following formulas and coefficients are also increased.
  • the water content Ww in the soda product 39 is represented by the following formula, excluding the evaporation amount Yv due to heat exchange with the incineration gas 35 from Y, where Y is the amount of the cooling water 36. Asked to do so.
  • the amount of evaporation Yv of the cooling water 36 is the amount of heat given to the cooling water 36 by the incineration gas 35, that is, the sensible heat of various gases such as water vapor and carbon dioxide in the incineration gas 35. From (Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + '), the heat quantity Q0 required for the cooling water 36 to reach the boiling point can be subtracted, and this can be divided by the latent heat of water Cw to obtain the following.
  • incineration gas 35 water vapor, carbon dioxide, nitrogen, and oxygen, and the formula for calculating the sensible heat is as follows. If the amount of sensible heat of other gases in the incineration gas 35 is large, it is included in equation (4), taking into account the same as the following. Similar considerations are also made when the concentration of metal salts such as Na contained in the wastewater 32 is high and the sensible heat of the combustion oxide or the heat of dissolution in water cannot be ignored.
  • klx XX indicates the amount of water vapor from the wastewater 32
  • klfX F indicates the amount of water vapor from the fuel 33.
  • klx is a coefficient for calculating the amount of water vapor after the combustion of the wastewater 32, that is, the amount of water vapor generated by the combustion of the water contained in the wastewater 32 and the hydrogen contained in the combustibles b such as organic compounds. Calculated based on the composition of wastewater 32. If there is no significant change in the composition of the wastewater 32, a value obtained from a representative composition may be used instead.
  • X is the amount of wastewater 32 as mentioned earlier.
  • klf is a coefficient that determines the amount of water vapor generated by the combustion of the hydrogen contained in the fuel 33, and is calculated based on the composition of the fuel 33. If there is no significant change in the composition of fuel 33, a value obtained from a representative composition may be used instead.
  • F is the amount of fuel 33.
  • Fl the amount of fuel 33.
  • T1 is the temperature of the incineration gas 35
  • T2 is the temperature of the incineration exhaust gas 37 after heat exchange of the incineration gas 35. This is equal to the temperature of incineration wastewater 38.
  • Cpv is the average specific heat of water vapor between T1 and T2.
  • k2xXX indicates the amount of CO from the wastewater 32
  • k2fXF indicates the amount of CO from the fuel 33.
  • k2x is a coefficient for calculating the amount of CO after the combustion of the wastewater 32, that is, the amount of CO generated by the combustion of the carbon contained in the combustibles b contained in the wastewater 32, and is calculated based on the composition of the wastewater 32 Is done. If there is no significant change in the composition of the wastewater 32, a value obtained from a representative composition may be used instead.
  • X is the amount of wastewater 32 as mentioned earlier.
  • k2f is a coefficient for calculating the amount of CO generated by combustion of the carbon contained in the fuel 33, and is calculated based on the composition of the fuel 33. If there is no significant change in the composition of fuel 33, a value obtained from a representative composition may be used instead.
  • F is the amount of fuel 33 as described above.
  • Tl and T2 are the temperature of incineration gas 35 and the temperature of incineration exhaust gas 37, respectively.
  • Cpc is the average specific heat of CO at T1-2.
  • k3 is a coefficient that determines the amount of N in the combustion air 34, and is calculated from the ratio of N in the supplied combustion air 34.
  • Z is the amount of combustion air 34.
  • T1 and T2 are the temperature of the incineration gas 35 and the temperature of the incineration exhaust gas 37, respectively.
  • Cpn is the average specific heat of N between T1 and T2.
  • k4z X Z-k4x X X-k4fX F indicates the amount of O from the combustion air 34.
  • k4z is a coefficient that determines the amount of zero in the combustion air 34
  • Z is the amount of combustion air 34 as described above.
  • k4x is a coefficient that determines the amount of zero used for the combustion of the wastewater 32, and is calculated and calculated from the composition of the combustible component b contained in the wastewater 32 to calculate the amount of zero required for complete combustion. If there is no significant change in the composition of the wastewater 32, a value obtained from a representative composition may be used instead.
  • X is the amount of wastewater 32 as mentioned earlier.
  • k4f is a coefficient that determines the amount of zero used for the combustion of the fuel 33, and is obtained by calculating the amount of zero necessary for the complete combustion of the fuel 33. If there is no significant change in the composition of the fuel 33, a value obtained from a representative composition may be used instead.
  • F is the amount of fuel 33 as described above.
  • T1 and T2 are the temperature of the incineration gas 35 and the temperature of the incineration exhaust gas 37, respectively.
  • Cpo is the average specific heat of O at Tl-T2.
  • Y is the amount of the cooling water 36 as described above, and ⁇ 2 is the temperature of the incineration exhaust gas 37 as described above.
  • # 3 is the temperature of the cooling water 37.
  • Cpw is the average specific heat of water at ⁇ 2 ⁇ 3.
  • Equation (5) By substituting Equation (5) -Equation (9) into Equation (10), the result is as follows. However, in the above formula, A, B, C, and D were set as follows.
  • ka, X, Y, F, and Z are the coefficients for obtaining the amount of product soda, the amount of wastewater 32, the amount of cooling water 36, the amount of fuel 33, and the amount of combustion air 34, respectively, as described above. Is the amount of
  • the coefficient A of Y (amount of cooling water 36) in equation (12) is always positive, and thus, by varying the amount Y of cooling water 36, The concentration s of the soda product 39 can be adjusted independently of the various coefficients.
  • D which is the coefficient of Z (the amount of combustion air) in equation (15)
  • Z the amount of combustion air
  • a volume of ⁇ or more must be supplied.
  • ⁇ is a value determined for each plant such as a chemical factory, and is usually the manufacturer of the furnace.
  • ⁇ indicates complete combustion determined from the composition of combustible b contained in wastewater 32 and the composition of fuel 33
  • combustion may be optimized at 1.3 or higher.
  • the optimum air ratio means that the residual incineration gas or exhaust gas
  • the amount X of the wastewater 32 to be spray-burned is a set value for operation, and the amount F of the fuel 33 is determined with respect to the amount X of the wastewater in order to maintain the combustion temperature in the furnace. .
  • the upper limit of the target value of the concentration of the product soda amount a in the soda product 39 is S
  • the operating conditions can be controlled according to the following flowchart.
  • Cooling water ⁇ is set from X and F using soda concentration calculation formula (11). Online measured value of soda concentration or change of operating conditions YES Is the calculated value after operation while monitoring the concentration within the upper and lower limits of the product specifications?
  • the operating condition may be determined by decreasing the value of Y so that s becomes S in the above equation.
  • the operating condition may be determined by increasing the value Z of the amount of combustion air 34 so that s becomes S.
  • the composition and the like of the wastewater 32 may be analyzed in advance, and the production conditions may be set based on each constant.
  • the combustion air 34 can be operated at the optimum air ratio ⁇ , and the amount F of the fuel 33 is minimized.
  • the upper limit value of the target value of the concentration of the product soda amount a in the soda product 39 is represented by S,
  • the operating condition may be determined by increasing the value Z of the amount of combustion air 34 so that s becomes S.
  • the value of Z is adjusted so that s becomes S.
  • the operating condition may be determined by decreasing the value.
  • the composition and the like of the wastewater 32 may be analyzed in advance, and the production conditions may be set based on each constant.
  • the control of the soda concentration adjusting method (2) is optimal as a method for minimizing the amount of treatment, for example, when the incineration wastewater 38 is treated as water requiring treatment.
  • the cooling water 36 is fixed to the cooling water amount Y necessary to protect the can body or a certain amount, and the
  • the amount of combustion air 34 is adjusted to minimize or produce a constant amount. As long as the amount of combustion air 34 does not fall below the optimum air ratio ⁇ , the amount of cooling water is not increased, so that operation with a small amount of incineration wastewater generated is possible. In addition, since the amount of incineration wastewater generated is small, a high-concentration soda product 39 can be obtained.
  • the concentration of the soda product varies depending on various factors such as the amount of wastewater to be incinerated, the composition of the wastewater, and the incineration conditions, Concentration downstream ⁇ Dilution equipment, etc. by controlling the two volumes of air and combustion air
  • concentration adjusting means By controlling the two volumes of air and combustion air
  • the above method includes a spray incinerator, a drain supply path for supplying organic compound-containing alkaline wastewater to the spray incinerator, a fuel supply path for supplying fuel, an air supply path for supplying combustion air, and cooling water for incineration gas.
  • Cooling water supply path means for detecting the index of alkali metal carbonate concentration, for example, a density meter (converting product soda concentration from density), cooling so that the concentration of alkali metal carbonate becomes the target value
  • a cooling water control system that regulates the supply of water, an air regulation system that regulates the supply of combustion air so that the concentration of the alkali metal carbonate becomes the target value, and an alkali metal carbonate that is detected by the density meter
  • the required increase / decrease of the supply amount in each of the cooling water control system and the air control system is calculated, and the alkali metal carbonate production system including the control system for controlling the cooling water control system and the air control system is calculated. It is carried out by.
  • the cooling water control system includes a flow control device such as a flow control valve, and the air control system includes a flow control device such as a damper opening / closing device or a control valve. Increase or decrease the amount of.
  • the system preferably further includes a thermometer for measuring the temperature Tl of the incineration gas, the temperature of the incineration exhaust gas ⁇ 2, and the temperature of the cooling water ⁇ 3, respectively.
  • the control system preferably calculates the amount of increase or decrease of the fuel to be supplied based on the measured incineration temperature T1, and controls the fuel adjustment system including a flow control device such as a flow control valve based on the calculated increase or decrease.
  • the control system can calculate the concentration s from equation (11), that is, various data for calculating the coefficients A, B, C, and D, for example, the product soda amount from the composition of the product soda wastewater.
  • a variety of data may be available, such as the coefficient ka for obtaining the value, the coefficient klx for calculating the amount of water vapor from wastewater, and the coefficient kl for calculating the amount of water vapor from fuel.
  • there are various means such as a thermometer and a flow meter to give actual measured values such as the temperature Tl, the temperature of incineration exhaust gas ⁇ 2, the temperature of cooling water ⁇ 3, and the amount X of alkaline water containing organic compounds. It may be.
  • it may include a means for concentrating the organic compound-containing alkaline wastewater known in this field in advance and supplying it to the incinerator, a means for utilizing incineration exhaust gas for this concentration, and the like.
  • the organic compound-containing alkaline wastewater after concentration is discharged.
  • the above operating conditions are determined as a reference.
  • a magnetic treatment step of alkaline water suspended in fine solids is interposed between the third step and the fourth step.
  • Industrial water is usually used as the cooling water.
  • Industrial water contains power ions.
  • the calcium ions react with the carbon dioxide gas in the incineration gas to form hardly soluble calcium carbonate, calcium hydrogen carbonate and the like.
  • the refractory of the incinerator may be partially damaged during spray incineration, and the components of the refractory may accompany the incineration gas.
  • the ash generated by the combustion accompanies the incineration gas.
  • poorly soluble components that did not precipitate may form clusters and deposit on drain lines such as pipes, pumps, and control valves.
  • a magnetic processing step can be interposed between the third step and the fourth step.
  • Fig. 2 is a flowchart showing an example.
  • 1 is a spray incinerator
  • 2 is an alkaline wastewater containing an organic compound
  • 3 is a fuel
  • 4 is combustion air
  • 5 is cooling water
  • 13 is a crude solid separation pit
  • 14 is a magnetic treatment device
  • 16 is a level gauge
  • 17 is a control valve
  • 18 is an intermediate tank
  • 19 is a pump
  • 20 is a device for removing suspended fine solids such as a filter press
  • 21 is fine solids removed
  • 22 is soda Product.
  • the magnetic processing device 14 is attached, for example, such that a large number of magnets are wound around a suction pipe or the like of a pump connecting the third step and the fourth step.
  • the strong magnetic treatment destroys the clusters in the incineration wastewater, making it difficult for hardly soluble calcium carbonate and refractory debris to deposit on the piping.
  • the destroyed clusters are used to remove suspended solids such as filter presses
  • the apparatus can be advantageously removed to provide a highly pure soda product.
  • Approximately 100 neodymium magnets are pumped as magnetic processing unit 14 3B in the suction section of pump 15 It was wound around the pipe and fixed. About 30 T / H of industrial water was used as cooling water, and about 13 T / H of organic wastewater containing organic compounds was spray incinerated at 930-950 ° C. After precipitating coarse solids such as refractory waste and calcium carbonate from the incinerator, suspended solids were separated using a filter press to obtain a sodium carbonate aqueous solution with a concentration of about 15%. After this operation was continued for about 4 months, the pipes from the pump 14 to the intermediate tank 18 were opened and inspected.A hard scale of about 23 mm was adhered to the inner surface of the pipes.
  • the production of calcium carbonate can be prevented by using soft water as cooling water.
  • the method of the present invention may include a step of washing, filtering and discharging the incineration exhaust gas in the second step.
  • a venturi scrubber is used for washing, and an exhaust filter is used for filtration.
  • Fig. 2 is a flow chart showing one example.
  • 6 is a venturi scrubber
  • 7 is makeup water
  • 8 is a circulation pump
  • 9 is an exhaust filter
  • 10 is circulating water for cleaning
  • 11 is a circulating water level controller
  • 12 is exhaust gas.
  • the exhaust filter includes a tubular filter element, it may be a packed tower type filter filled with a filler such as a glass ring or a pole ring.
  • the soft water is produced by a soft water producing device including, for example, a sand filter and a water softener using a strongly acidic cation exchange resin, and is supplied to the circulating water 10 as makeup water 7.
  • the circulating water for cleaning 10 is maintained at a constant level by a circulating water level controller 11, and if there is excess water, it may be used for cooling the combustion gas together with the cooling water. In this case, the amount Y of the cooling water in the above equation is adjusted to include the amount of the surplus water.
  • the venturi scrubber 6 and under the same operating conditions as in the case of the magnetic treatment described above.
  • About 7 T / H of soft water was used as washing and circulating water for the exhaust and exhaust filter 9, and spray incineration experiments of alkaline wastewater containing organic compounds were conducted.
  • the results showed that the equipment could be operated stably for two months without clogging of the cleaning water injection nozzle and exhaust filter of the venture scrubber, which was the most concerned about clogging.
  • Fuel 33 is composed of fuel 1 (composition: 78 wt%, H: 9 wt%, 0: 13 wt%), which is a by-product oil from the plant, and fuel 2 (composition: C: 84 wt%, H: 8 wt%, 0: 8 wt%), and the amounts are Fl and F2 (hereinafter, symbols related to fuel are indicated by adding the suffixes 1 and 2 after the symbols used in the text).
  • the temperature T1 of the incineration gas 35 is constantly monitored by a thermometer installed in the spray incinerator, and 950 ° C Automatically controlled by a control valve so that The ratio between fuel 1 and fuel 2 may be changed as appropriate.
  • Equations (12)-(15) are obtained by substituting numerical values such as Cw and Cpw, which will be described later, into Equation (15).
  • Incineration gas temperature Tl 950 ° C (set value)
  • Incineration exhaust gas temperature T2 93 ° C (No significant change unless major changes in conditions.)
  • Cooling water temperature T3 20 ° C (Review seasonally.)
  • the product concentration s becomes It can be determined by the amount Z of combustion air 34 and the amount Y of cooling water 36.
  • the product concentration s is represented by a function consisting of only X, Fl, F2, and Y. Once X, Fl, and F2 are determined, a predetermined product soda concentration can be obtained simply by adjusting Y.
  • Adjustment is performed by using a flow rate control valve to adjust the amount of Y so that it is within the upper and lower limits of the product specifications while constantly monitoring with a densitometer (converting the density of product soda concentration) installed in the product delivery line. Adjust automatically (or manually).
  • the optimum amount of Y after the change can be calculated in advance, and the amount of Y can be adjusted by controlling the flow control valve that does not delay. By doing so, it becomes possible to achieve stable operating conditions in a shorter time than the conventional method of adjusting the amount of Y after the concentration fluctuation appears.
  • the product concentration ss becomes XX, FFll, FF22, ZZ If XX, FFll, and FF22 are still determined, the ZZ is adjusted and adjusted. The product concentration of the product and the density of the product are complete. . In this case as well, the adjustment should be made using the density meter installed on the product line (the density of the product soda soda from the density of the product). In order to keep it within the upper and lower limits of the specification of the product sosadada while constantly monitoring it with Adjust and adjust the volume of ZZ by automatic operation ((or manually by hand)). .
  • the composition of the composition is fluctuated. Calculate and calculate the optimal amount of ZZ before and after the change before and after the event, and send and receive a little more information without delay. By controlling and controlling the flow rate of ZZ and adjusting the amount of ZZ so that it can be adjusted and adjusted, the fluctuation of the density level appears. In order to adjust the amount of ZZ from a long time ago, it is possible to achieve stable operation conditions in a short and shorter time than the conventional manual method. Sip here and there are possible possibilities. .
  • the most suitable optimum air volume ZZ of the combustion air for combustion and combustion 3344 is as shown below. .
  • the optimum optimum air volume ZZ of the combustion air for combustion and combustion 3344 is as shown below. .
  • the amount Y of the cooling water 36 is calculated as follows by putting numerical values in (19).
  • the treatment amount of the wastewater 32 is reduced to 6000 kg / h
  • the amount of the cooling water 36 is fixed at 20000 kg / h
  • the combustion air 34 is increased to 1.38 which is higher than the normal optimum air ratio.
  • the concentration s is maintained at the specification of 13 wt%.
  • the product contains sodium carbonate and sodium bicarbonate, the concentration specifications of which are 13 ⁇ 0.5wt% for Na CO + NaHCO and ⁇ 2wt% for Na CO power. Great for product concentration
  • the water vapor generated by the combustion of fuel 2 is represented by the following equation, so that the coefficient klf2 is 0.72.
  • the specific heat of the gas was determined by the average specific heat at the temperature T1 of the incineration gas 35 and the temperature T2 of the incineration exhaust gas 37 from the literature, and was set as follows.
  • alkali metal salts contained in alkaline wastewater discharged from chemical factories and the like can be recovered as alkali metal carbonates, and their effective use can be achieved. Also, equipment for dilution or concentration with water to keep the concentration of the alkali metal carbonate in a specific range is not required, and the desired amount can be obtained by controlling the amount of cooling water and the amount of combustion air. Is obtained.
  • FIG. 1 is a flowchart showing an example of a wastewater treatment process of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart showing an example of a wastewater treatment process of the present invention.

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Abstract

　有機化合物含有アルカリ性排水を燃料および燃焼用空気と共に噴霧焼却し、炭酸アルカリ金属塩を得る方法において、炭酸アルカリ金属塩濃度が （ａ）運転管理目標値の上限値より高い場合は、冷却水注入量を増加させ、 （ｂ−１）運転管理目標値の下限値より低い場合であって、冷却水注入量が必要最低量より多い場合は、冷却水注入量を減少させ、 （ｂ−２）冷却注入量が必要最低量である場合は、空気量を増加させ、炭酸アルカリ金属塩濃度を運転管理目標値に制御する、炭酸アルカリ金属塩水溶液の製造方法である。

Description

明 細 書
炭酸アルカリ金属塩水溶液の製造方法及びその製造システム
技術分野
[0001] 本発明は、化学工場、石油化学工場、廃棄物処理施設等から排出される有機化合 物含有アルカリ性排水を噴霧焼却し、有機化合物を除去し、アルカリ性排水に含ま れるアルカリ金属塩の回収、有効利用を図る方法及びその製造システムに関する。 背景技術
[0002] 有機化合物を含有する排水を処理する方法として噴霧焼却法がある。この方法は 、焼却炉において火焰中に排水を噴霧し焼却処理するものであり、複雑な操作を伴 わず、安定した処理性が得られるという利点がある。化学工場などから排出される排 水は、有機酸などの酸性物質を含むことが多ぐそのため、カセイソーダなどでアル カリ中和してから、すなわち、アルカリ金属塩を含む排水としてから、噴霧焼却されて おり、この結果、ナトリウムなどのアルカリ金属の炭酸塩を含む溶液が得られる。 し力しながら、この溶液中の炭酸塩の濃度は、焼却する排水の量、および排水に含 まれるアルカリ金属塩の濃度に依存して変動する。また、有機化合物が燃焼して水を 生成するので排水中の有機化合物の量によっても、また、供給される冷却水の量に よっても変動する。さらに、焼却条件によって冷却水の蒸発量が変動するなどの要因 によっても変動する。
排水の有効利用の観点からは、焼却により得られた炭酸アルカリ金属塩水溶液を 再利用すること、または製品として使用することが好ましい。このような場合、炭酸アル カリ金属塩の濃度をその用途等により、特定の濃度とすることが要求されることがある 炭酸アルカリ金属塩の濃度を特定範囲とするためには、一般に得られた炭酸アル カリ金属塩水溶液をさらに水で希釈する力 \または濃縮する方法が採られているが、 希釈または濃縮の工程が必要になる。また、濃度調整のため冷却水量を変えること を開示するものもあるが（例えば特許文献 1参照）、冷却水量の変動のみでは、広い 範囲の製品濃度を調整することはできない。 [0003] 特許文献 1：特公昭 50 - 2547号公報 (第 2頁）
発明の開示
[0004] 本発明は、炭酸アルカリ金属塩の濃度が所望の範囲となるような炭酸アルカリ金属 塩水溶液の製造方法に係り、本発明によれば、濃度を特定範囲とするための水によ る希釈または濃縮のための設備を必要としない。
すなわち、本発明は、（1)有機化合物含有アルカリ性排水を燃料および燃焼用空 気と共に噴霧焼却し、焼却ガスを得る第 1工程、（2)焼却ガスに冷却水を注入し、固 形分および水溶性成分を水相に、焼却排ガスを気相に分離する第 2工程、（3)水相 中の固形分中の粗固形分を沈降分離して、微固形分懸濁アルカリ性水を得、次ェ 程に移送する第 3工程、（4)移送された微固形分懸濁アルカリ性水中の懸濁微固形 分を除去し、炭酸アルカリ金属塩を得る第 4工程を含み、
第 4工程において測定された炭酸アルカリ金属塩濃度が
(a)運転管理目標値の上限値より高レ、場合は、第 2工程の冷却水注入量を増加させ
(b - 1)運転管理目標値の下限値より低い場合であって、第 2工程の冷却水注入量が 必要最低量より多レ、場合は、冷却水注入量を減少させ、
(b - 2)第 2工程の冷却注入量が必要最低量である場合は、第 1工程の燃焼用空気 量を増加させ、炭酸アルカリ金属塩濃度を運転管理目標値に制御する、炭酸アル力 リ金属塩水溶液の製造方法である。
発明を実施するための最良の形態
[0005] 図 1を参照して、まず、噴霧焼却処理について説明する。
アルカリ金属塩を含む有機化合物含有アルカリ性排水 32は、噴霧焼却炉 31に設 けられた排水スプレーノズルから噴霧焼却炉 31内に噴霧される。排水中の有機化合 物の燃焼及び燃料の燃焼に必要な量の燃焼用空気 34の一部は一次エアーとして、 燃料 33と共に焼却炉 31に設けられた燃料パーナに供給され、残りは二次エアーとし て炉内に直接供給される。燃料パーナの火焰温度は極めて高温であり、この火焰に むかって排水 32を噴霧することにより、排水 32中の水は急速に蒸発し、有機化合物 は燃焼し、また、燃焼により生成した水も蒸発する。通常はアルカリ金属塩も燃焼し、 燃焼酸化物が生成する。
焼却ガス 35に含まれるアルカリ金属酸化物と一部の COは冷却水 36に溶解し、炭
2
酸アルカリ金属塩を含有する焼却排水 38となる。ガス 35は冷却水 36と熱交換し、冷 却水の一部を蒸発させ、この水蒸気を伴って焼却排ガス 37として排出される。炭酸 アルカリ金属塩を吸収した冷却水である焼却排水 38は、粗固形分を沈降分離した後 、フィルタープレス等の懸濁微固形分除去装置によって、微小な固形分を除去して、 ソーダ製品 39として再利用される。
なお、燃焼用空気は上記したとおり、一般的には、一次エアーと二次エアーとがあ る力 図 1では合わせて燃焼用空気 34 (量 Z)として表示している。
[0006] 上記において有機化合物含有アルカリ性排水 32とは、化学工場等において取り扱 われる種々の有機化合物を含有する排水をいう。有機化合物には酸性物質のものも 、アルカリ性物質のものもあるが、化学工場などで取り扱われる有機化合物は有機酸 を含むことが多ぐ全体としては酸性となることが多レ、。すなわち、有機化合物には、 ブタン、ブテン、ブタジエン、イソプレン等の飽禾口'不飽和炭化水素類；ベンゼン、トル ェン、キシレン、フエノール、ェチルベンゼン、ァセトフエノン等の環式炭化水素およ びその誘導体；メチルベンジルアルコール、プロピレングリコール等のアルコール類 の他、化学プロセスにおける副生成物であるギ酸、酢酸、安息息酸などの有機酸;そ の他、テトラメチルアンモニゥム等のアルカリ性物質も含まれる。
[0007] これらの全体として酸性の有機化合物を含む排水を排出する化学工場等では、力 セイソ一ダゃ、それに類似のアルカリ性金属塩で中和処理を行う等の一次処理が行 われており、排水全体としてはアルカリ性排水となるようにして排水処理プロセスに移 送される。したがって、本発明における有機化合物含有アルカリ性排水にはカセイソ ーダ、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム等のアルカリ成分が含まれ、通常 pH8-10 のアルカリ性を示す。
燃料としては通常、重油やプラント廃油等が用いられ、炉内燃焼温度は特に限定さ れないが、 930—950度程度である。
噴霧焼却炉 31の内面は、キャスターや耐火煉瓦等の耐火材で覆われており、アル ミナ、シリカなどが含まれている。冷却水としては通常、工業用水が使用されている。 [0008] 排水 32に含まれるアルカリ金属塩がナトリウム塩であり、中和または焼却により生成 する炭酸アルカリ金属塩が炭酸ナトリウム (Na CO )等であり（以後、製品ソーダと称 する場合がある）、ソーダ製品 39を得る場合を例にとり、本発明の炭酸アルカリ金属 塩濃度の制御方法を説明する。
この場合、ソーダ製品 39の濃度 sは下記式によって示される。
s = a÷W = a÷ (a+Ww) (1)
ここで、 aは製品ソーダの量、 Wはソーダ製品 39の量、 Wwはソーダ製品 39中の水 分量である。
上記式（1)中、製品ソーダの量 aは、排水 32の組成及び処理量により変動し、下記 式（2)により示される。
a=ka X X (2)
ここで、 kaは製品ソーダ量 aを得るための係数であり、排水 32中の組成に基づき計 算される。 Xは排水 32の量である。複数の排水を同時に処理する場合は、それぞれ を XI、 X2…とし、以後の計算式、係数も同様に増やして計算する。
[0009] また、式（1)中、ソーダ製品 39中の水分量 Wwは、冷却水 36の量を Yとすると、 Yか ら焼却ガス 35との熱交換による蒸発量 Yvを除いて次のように求められる。
Ww=Y-Yv (3)
[0010] 上記式（3)において、冷却水 36の蒸発量 Yvは、焼却ガス 35が冷却水 36に与えた 熱量、すなわち、焼却ガス 35中の水蒸気、炭酸ガスなどの種々のガスの顕熱（Q1 + Q2 + Q3 + Q4+ ')から、冷却水 36が沸点に達するに必要な熱量 Q0を差し引き、こ れを水の潜熱 Cwで割って下記のとおり求めることができる。
Yv= (Q1 + Q2 + Q3 + Q4H Q0) ÷Cw (4)
焼却ガス 35の主な成分は、水蒸気、炭酸ガス、窒素、酸素であり、これらの顕熱を 求める計算式は、下記のとおりである。なお、焼却ガス 35中のその他の気体の顕熱 量が多い場合には、下記と同様に考慮して式 (4)中に含める。また排水 32中に含ま れる Na等の金属塩の濃度が高ぐその燃焼酸化物の顕熱や、水への溶解熱が無視 できない場合にも、同様の考慮を行う。
[0011] 水蒸気の顕熱 Q1 Ql = (klx X X + klfX F) X (T1-T2) X Cpv (5)
ここで、 klx X Xは排水 32からの水蒸気量、 klfX Fは燃料 33からの水蒸気量を示 す。
klxは、排水 32の燃焼後の水蒸気量、すなわち、排水 32中に含まれる水と、有機 化合物などの可燃分 bに含まれる水素分との燃焼により生成される水蒸気量を求め る係数であり、排水 32の組成に基づき計算される。排水 32の組成に大幅な変動がな ければ、代表的な組成から求めた値で代用してもよレ、。
Xは先に述べたとおり、排水 32の量である。
klfは、燃料 33中に含まれる水素分の燃焼により生成される水蒸気量を決める係数 であり、燃料 33の組成に基づき計算される。燃料 33の組成に大幅な変動がなけれ ば、代表的な組成から求めた値で代用してもよレ、。
Fは燃料 33の量である。複数の燃料を同時に使用する場合には、それぞれを Fl、 F2…とし、以後の計算式、係数も同様に増やして計算する。
T1は焼却ガス 35の温度であり、 T2は焼却ガス 35が熱交換した後の焼却排ガス 37 の温度である。これは焼却排水 38の温度と等しい。
Cpvは T1一 T2での水蒸気の平均比熱である。
COの顕熱 Q2
Q2= (k2x X X + k2fX F) X (T1-T2) X Cpc (6)
ここで、 k2x X Xは排水 32からの CO量、 k2fX Fは燃料 33からの CO量を示す。 k2xは、排水 32の燃焼後の CO量、すなわち、排水 32中に含まれる可燃分 bに含ま れる炭素分の燃焼により生成される CO量を求める係数であり、排水 32の組成に基 づき計算される。排水 32の組成に大幅な変動がなければ、代表的な組成から求めた 値で代用してもよい。
Xは先に述べたとおり、排水 32の量である。
k2fは、燃料 33中に含まれる炭素分の燃焼により生成される CO量を求める係数で あり、燃料 33の組成に基づき計算される。燃料 33の組成に大幅な変動がなければ、 代表的な組成から求めた値で代用してもよい。
Fは先に述べたとおり、燃料 33の量である。 Tlおよび T2も先に述べたとおり、それぞれ、焼却ガス 35の温度、焼却排ガス 37の 温度である。
Cpcは T1一 Τ2での COの平均比熱である。
[0013] Nの顕熱 Q3
■2
Q3 = (k3 X Z) X (T1-T2) X Cpn (7)
k3 X Zは燃焼用空気 34からの N量を示す。
k3は、燃焼用空気 34中の N量を決める係数であり、供給した燃焼用空気 34中の N の比率から計算される。
Zは燃焼用空気 34の量である。
T1および T2は先に述べたとおり、それぞれ、焼却ガス 35の温度、焼却排ガス 37の 温度である。
Cpnは T1一 T2での Nの平均比熱である。
[0014] 0の顕熱 Q4
Q4= (k4z X Z-k4x X X— k4f X F) X (Tl— T2) X Cpo (8)
k4z X Z-k4x X X-k4fX Fは燃焼用空気 34からの O量を示す。
k4zは、燃焼用空気 34中の 0量を決める係数であり、供給した燃焼用空気 34中の
0の比率から計算される。
Zは先に述べたとおり、燃焼用空気 34の量である。
k4xは排水 32の燃焼のために使用される 0量を決める係数であり、排水 32中に含 まれる可燃分 bの組成から完全燃焼に必要な 0量を計算して求める。排水 32の組成 の大幅な変動がなければ、代表的な組成から求めた値で代用してもよレ、。
Xは先に述べたとおり、排水 32の量である。
k4fは燃料 33の燃焼のために使用される 0量を決める係数であり、燃料 33の組成 力 完全燃焼に必要な 0量を計算して求める。燃料 33の組成に大幅な変動がなけ れば、代表的な組成から求めた値で代用してもよい。
Fは先に述べたとおり、燃料 33の量である。
T1および T2は先に述べたとおり、それぞれ、焼却ガス 35の温度、焼却排ガス 37の 温度である。 Cpoは Tl一 T2での Oの平均比熱である。
2
[0015] 焼却ガス 35に注入された冷却水 36が沸点（焼却排ガス 37の温度 T2に等しい）に 達するために必要な熱量 Q0は下記式により求められる。
Q0 = YX (T2-T3) XCpw (9)
Yは先に述べたとおり、冷却水 36の量であり、 Τ2も先に述べたとおり、焼却排ガス 3 7の温度である。
Τ3は冷却水 37の温度である。
Cpwは Τ2 Τ3での水の平均比熱である。
[0016] 以上から、式（1)に式（2)、式（3)及び式 (4)を代入すると下記のとおりになる（ただ し、式 (4)において、燃焼ガス 35の主な成分は、水蒸気、炭酸ガス、窒素、酸素であ り、その他の気体やアルカリ金属酸化物の顕熱量は無視できるとした）。
s = a÷W = a÷ (a+Ww) =a÷ (a + Y-Yv)
=kaXX÷(kaXX+Y-(Ql + Q2 + Q3 + Q4-Q0) ÷Cw) (10)
[0017] 式（10)にさらに式（5)—式（9)を代入すると下記のとおりになる。 ただし、上記式中、 A、 B、 C、 Dは下記のとおりに置いた。
A=l+ (T2-T3) XCpw÷Cw (12)
B = ka— (T1—T2) X (klxXCpv+k2xXCpc-k4xXCpo) ÷Cw (13)
C=-(T1-T2) X (klf X Cpv+k2f X Cpc~k4f X Cpo) ÷ Cw (14)
D=-(T1-T2) X (k3XCpn + k4zXCpo) ÷Cw (15)
また、 ka、 X、 Y、 F、 Zは先に述べたとおり、それぞれ、製品ソーダの量を得るための 係数、排水 32の量、冷却水 36の量、燃料 33の量、燃焼用空気 34の量である。
[0018] 上記式から明らかなとおり、式（12)の Y (冷却水 36の量）の係数である Aは常に正 であり、したがって、冷却水 36の量 Yを変動させることによって、他の種々の係数とは 独立してソーダ製品 39の濃度 sを調整することができる。
また、式（15)の Z (燃焼用空気の量）の係数である Dは常に負であり、したがって、 燃焼用空気 34の量 Zを変動させることによつても、他の種々の係数とは独立してソー ダ製品 39の濃度 sを調整することができる。 ただし、冷却水 36については、缶体 40の保護のために供給必要な最低量 Y以上
0 の量は供給しなければならず、また、燃焼用空気 34についても、排水 32中の可燃分 bと、燃料 Fを完全燃焼させるのに必要な空気量 Zに最適空気比 δを掛けた最適空
0
気量 Ζ 以上の量は供給しなければならない。
δ
Υは、化学工場などのプラントごとに決められる値であり、通常、炉の製作メーカー
0
により指定される。
Ζは、排水 32に含まれる可燃分 bの組成及び燃料 33の組成から求めた完全燃焼
0
に必要な 0量と、供給した燃焼用空気 34中の 0の比率から求めることができ、 Z
2 2 0
=(k4x X X + k4fX F)÷k4zとして計算できる。排水 32及び燃料 33の組成に大幅な変 動がなければ、代表的な組成から求めた値で代用してもよい。
通常、化学工場などのプラントでは Z = δ X Z ( δは最適空気比、 Ζは上記の計算 δ 0 0
値)として、 δ =1. 2程度で最適空気量 Ζ を設定する。ただし、燃料や有機化合物含 s
有アルカリ性排水の燃焼性が悪い場合などは 1. 3あるいはそれ以上で燃焼が最適 になる場合もある。最適空気比であることは焼却ガスまたは焼却排ガスの残存 0濃
2 度を監視することで確認できる。
[0019] なお、噴霧燃焼させる排水 32の量 Xは、運転のための設定値であり、燃料 33の量 F は排水量 Xに対して炉内の燃焼温度を維持するために必要な量が定まる。
[0020] したがって、ソーダ製品 39中の製品ソーダ量 aの濃度の目標値の上限値を S、下
H
限値を Sとすると、以下のフローチャートに則り、運転条件を制御することができる。
[0021]
ソーダ濃度調整方法 (1)
初期運転条件 燃焼用空気は Zs =δ ΧΖο (最適空気量）に設定
冷却水 Υは X, Fよりソーダ濃度計算式 (11)を用いて設定. ソーダ濃度のオンライン実測値または運転条件変更 YES 濃度監視しながら運転 後の計算値が製品スペックの上，下限内か？ 継続
NO (下限未満) NO (上限超過) 冷却水 Yをソーダ濃度計 スペック上限内になれぱ， 算式 (16)参考に増やす. 濃度監視しながら運転継続 冷却水 γをソーダ濃度計算式 as)を YES スペック下限内になれぱ 参考に滅らす. Υ>Υοか？ 濃度監視しながら運転継続 冷却水 Υ=Υοに設定.燃焼用空気量 Ζをソーダ スペック下限内になれぱ 濃度計算式 (17)を参考に増やす. 濃度監視しながら運転継続
[0022] 例えば、 s〉Sの場合、すなわち、ソーダ製品 39の濃度 sが目標の上限値 Sを超え
H H
る場合、
Figure imgf000011_0001
(ただし、
Figure imgf000011_0002
=8 +じ + 0 2でぁり、ぃずれも運転条件から予め 求めた定数である。 Aは正の数値である。 )
であるから、 sが Sとなるように、 Y (冷却水 36の量）の値を増加させて蓮転条件を決定
H
すればよい。
[0023] また、例えば、 sく Sの場合、すなわち、ソーダ製品 39の濃度 sが目標の上限値 Sよ りも低い場合、冷却水 36の量 Yが缶体の保護のために供給必要な最低量 Yよりも大
0 きければ、同様に上記式において sが Sになるように Yの値を減少させ、運転条件を 決定すればよい。
すでに Yが Yよりも小さい場合、また Yを Yまで減少させても s<Sの場合は、 Yを Y
0 0 0 に固定し、
s= a/(y +DXZ) (17) (ただし、 αは上記と同じ、 γ =A X Y + B X X + C X Fであり、いずれも運転条件から 予め求めた定数である。 Dは負の数値である。 )
から、 sが Sになるように燃焼用空気 34の量 Zの値を増加させ、運転条件を決定すれ ばよい。
なお、排水 32の濃度、量が変動する場合は、予め、排水 32の組成等を分析し、各 定数を基に製造条件を設定しておけばよい。
[0024] 噴霧焼却炉では省エネルギーのため、燃料消費量を削減することが重要であり、ソ ーダ濃度調整方法（1)に記載の制御は燃料消費量を少なくして、所定の製品ソーダ の濃度 sを得るための手法として最適である。すなわち、冷却水 36が缶体保護のため に必要な冷却水量 Yより少なくならない範囲であれば、製品ソーダの濃度 sは冷却水
0
36の量 Yで調整するため、燃焼用空気 34は最適空気比 δでの運転が可能であり、 燃料 33の量 Fは必要最小限となる。
[0025] 同様に、ソーダ製品 39中の製品ソ一ダ量 aの濃度の目標値の上限値を S、下限値
H
を Sとすると、以下のフローチャートに則り、運転条件を制御することもできる。
[0026]
ソーダ濃度調整方法 (2)
Figure imgf000012_0001
[0027] 例えば、 s < Sの場合、すなわち、ソーダ製品 39の濃度 sが目標の上限値 Sよりも低 い場合、
Figure imgf000013_0001
(ただし、 αは上記と同じ、 γ =A X Y + B X X + C X Fであり、いずれも運転条件から 予め求めた定数である。 Dは負の数値である。 )
から、 sが Sになるように燃焼用空気 34の量 Zの値を増加させ、運転条件を決定すれ ばよい。
[0028] 例えば、 s > Sの場合、すなわち、ソーダ製品 39の濃度 sが目標の上限値 Sを超え
H H
る場合、燃料用空気の量 Zが最適空気量 Z よりも大きければ、 sが S になるように Zの
S H
値を減少させ、運転条件を決定すればよい。
すでに Zが Z 未満の場合、また Zを Z まで減少させても s > Sの場合は、 Zを Z に固 δ s H s 定し、
Figure imgf000013_0002
(ただし、 ct = ka X X、 = 8 +じ ？ + 0 2でぁり、ぃずれも運転条件から予め 求めた定数である。 Aは正の数値である。 )
から、 sが S となるように、 Y (冷却水 36の量）の値を増加させて運転条件を決定すれ
H
ばよい。
なお、排水 32の濃度、量が変動する場合は、予め、排水 32の組成等を分析し、各 定数を基に製造条件を設定しておけばよい。
[0029] ソーダ濃度調整方法（2)の制御は、焼却排水 38を要処理水として処理する場合な どに、その処理量を最小とするための手法として最適である。すなわち、冷却水 36は 缶体保護のために必要な冷却水量 Yまたはある一定量に固定し、焼却排水 38の生
0
成量を最小または一定量とするために、燃焼用空気 34の量を調整する。燃焼用空 気 34の量が最適空気比 δ未満にならない範囲であれば、冷却水を増やさないため 、焼却排水の生成量が少ない運転が可能となる。また、焼却排水の生成量が少ない のでソーダ製品 39として高濃度のものを得ることができる。
[0030] 上記のとおり、ソーダ製品の濃度は、焼却する排水の量、排水の組成、焼却条件な ど種々の要因により変動するにもかかわらず、本発明の方法によれば、冷却水の量と 燃焼用空気の量の 2つ量をコントロールすることにより、下流に濃縮 Ζ希釈設備など の濃度調整手段を用いずに、広い範囲の所望の製品濃度を有するソーダ製品が得 られる。
[0031] 上記方法は、噴霧焼却炉、噴霧焼却炉に有機化合物含有アルカリ性排水を供給 する排水供給路、燃料を供給する燃料供給路及び燃焼用空気を供給する空気供給 路、焼却ガスに冷却水を供給する冷却水供給路、炭酸アルカリ金属塩濃度の指標を 検出できる手段、例えば密度計 (密度から製品ソーダ濃度を換算する）、炭酸アル力 リ金属塩の濃度が目標値となるように冷却水の供給量を調節する冷却水調節系、炭 酸アルカリ金属塩の濃度が目標値となるように燃焼用空気の供給量を調節する空気 調節系、及び密度計により検出した炭酸アルカリ金属塩の濃度に基づき、冷却水調 節系及び空気調節系におけるそれぞれの供給量の必要な増減量を算出し、冷却水 調節系及び空気調節系を制御する制御系を含む炭酸アルカリ金属塩製造システム により実施される。
[0032] 冷却水調節系は例えば流量調節バルブ等の流量調整装置を含み、空気調節系は 例えばダンパ開閉装置またはコントロールバルブ等の流量調整装置を含み、それぞ れ冷却水の量及び燃焼用空気の量を増減する。
上記システムはさらに好ましくは焼却ガスの温度 Tl、焼却排ガスの温度 Τ2、冷却水 の温度 Τ3をそれぞれ測定する温度計を備える。制御系は、好ましくは、測定した焼 却温度 T1に基づき供給する燃料の増減量を算出し、これに基づき流量調節バルブ 等の流量調整装置を含む燃料調節系を制御する。
[0033] 制御系は式（11)から濃度 sを算出できるように、すなわち、係数 A、 B、 C及び Dを算 出するための種々のデータ、例えば製品ソーダ排水の組成から製品ソーダ量を得る ための係数 ka、排水からの水蒸気量を求める係数 klx、燃料からの水蒸気量を求め る係数 klぬど、種々のデータを有していてもよぐまた、システムは焼却ガスの先に記 載のとおり、温度 Tl、焼却排ガスの温度 Τ2、冷却水の温度 Τ3や、有機化合物含有ァ ルカリ性排水の量 Xなどの実測値を与えるための温度計や流量計などの種々の手段 を有していてもよい。さらにこの分野において公知の有機化合物含有アルカリ性排水 を事前に濃縮して焼却炉に供給する手段、焼却排ガスをこの濃縮に利用する手段等 を含んでいてもよい。なお、この場合は濃縮後の有機化合物含有アルカリ性排水を 基準として上記の運転条件の決定を行う。
[0034] また、本発明の方法では、第 3工程と第 4工程との間に、微固形分懸濁アルカリ性 水の磁気処理工程を挟んでもょレ、。
先に述べたとおり、冷却水としては通常、工業用水が使用される。工業用水には力 ルシゥムイオンがふくまれる。このカルシウムイオンは焼却ガス中の炭酸ガスと反応し て難溶性の炭酸カルシウム、炭酸水素カルシウム等を生成する。また、噴霧焼却に 際して焼却炉の耐火物が一部損傷し、耐火物の成分が焼却ガスに同伴することがあ る。また、燃焼により発生した灰分も焼却ガスに同伴する。
これらの難溶性成分は第 3工程において粗固形分として焼却炉下に設けたピットや 粗固形分分離ピット等によって分離されるが、粗固形分分離後もその上澄み中には 微細な固形分が含まれる。このため、第 4工程において、フィルタープレス等を用い て懸濁微固形分を除去する。
ところが、この第 4工程への移送中に、沈殿するに至らなかった難溶性成分がクラス ターを形成し、配管、ポンプ、調節弁等の排水ラインに沈着することがある。
このため、第 3工程と第 4工程の間に磁気処理工程を挟むことができる。
[0035] その一例を図 2にフロー図で示す。図 2において、 1は噴霧焼却炉、 2は有機化合 物含有アルカリ性排水、 3は燃料、 4は燃焼用空気、 5は冷却水、 13は粗固形分分 離ピット、 14は磁気処理装置、 15はポンプ、 16はレベル計、 17は調節弁、 18は中 間タンク、 19はポンプ、 20はフィルタープレス等の懸濁微固形分除去装置、 21は除 去された微固形分、 22はソーダ製品である。
磁気処理装置 14は、例えば、第 3工程と第 4工程を繋ぐポンプのサンクション配管 等に多数の磁石巻きつけるように取り付けたものである。
強力な磁気処理により焼却排水中のクラスターが破壊され、難溶性の炭酸カルシゥ ムゃ耐火物屑などが配管に沈着しにくくなり、また破壊されたクラスタ一はフィルター プレス等の懸濁微固形分除去装置により有利に除去され、純度の高いソーダ製品を 提供できる。
[0036] その一例を挙げると下記のとおりである。
磁気処理装置 14としてネオジゥム磁石約 100個をポンプ 15のサクシヨン部分の 3B 配管に卷きつけ固定した。冷却水として工業用水を約 30T/H用レ、、約 13T/Hの有 機化合物含有アルカリ性排水を 930-950度で噴霧焼却した。焼却炉の耐火物屑や 炭酸カルシウム等の粗固形分を沈殿処理した後、フィルタープレスを用いて懸濁微 固形分を分離して濃度約 15%の炭酸ナトリウム水溶液を得た。この運転を約 4ヶ月継 続した後、ポンプ 14から中間タンク 18までの配管を開放点検したところ、配管内面に は 2 3mm程度の硬いスケールは付着していたが、磁気処理装置の取り付け前に 見られたような耐火物の屑を取り込んだ軟らカ 、スケールによる配管のつまりは見ら れなかった。さらに 5ヶ月継続して同様の運転を続けたが、配管の詰まりもなぐ安定 的に排水の送液ができ、また、純度の高いソーダ製品を提供できた。
なお、冷却水として軟水を用いて炭酸カルシウムの生成を防止することもできる。
[0037] また、本発明の方法は、第 2工程の焼却排ガスを洗浄及びろ過して排出する工程 を含んでもよぐ好ましくは洗浄にはベンチュリースクラバーが、ろ過には排気フィルタ 一が用いられる。
この洗浄水としてカルシウムイオンを含む硬水を用いると、焼却排ガス中に含まれる 炭酸成分と反応して難溶性の炭酸カルシウム、炭酸水素カルシウム等を形成してベ ンチュリースクラバーや排気フィルターの詰まりの原因となる。そこで、これらの洗浄 水として軟水を用いることにより上記の詰まりの問題を解決する。
[0038] その一例を図 2にフロー図で示す。図 2において、 6はベンチュリースクラバー、 7は 補給水、 8は循環ポンプ、 9は排気フィルター、 10は洗浄用循環水、 11は循環水レ ベル調節計、 12は排気ガスである。
排気フィルタ一はチューブ状のフィルターエレメントを含むもののほカ ラッシヒリン グ、ポールリング等の充填材を充填した充填塔方式のフィルターであってもよい。 軟水は、例えば、砂ろ過器と強酸性陽イオン交換樹脂を用いた軟水器とを含む軟 水製造装置によって製造され、補給水 7として洗浄用循環水 10に補給される。洗浄 用循環水 10は、循環水レベル調節計 11によって一定レベルに保たれ、余剰の水が あれば、冷却水と共に燃焼ガスの冷却に用いてもよい。なお、この場合、上記式にお いて冷却水の量 Yはこの余剰水の量を含んで調整される。
[0039] 一例として、上記磁気処理の場合と同様の運転条件でベンチュリースクラバー 6及 び排気フィルター 9の洗浄循環水として約 7T/Hの軟水を用レ、、有機化合物含有ァ ルカリ性排水の噴霧焼却実験を行った。結果は、最も詰まりの懸念されていたベンチ ュリースクラバーの洗浄水吹き込みノズル、排気フィルターの詰まりもなく 2ヶ月安定 的に当該設備の運転が可能であった。
実施例 1
[0040] 噴霧焼却炉にぉレ、て、有機化合物含有アルカリ性排水 32(組成は C： 8wt%、 H： 1 wt%、 0 : 3wt%、 Na: 3wt%、 H 0 : 85wt%)を噴霧焼却処理し、ソーダ製品 39を得る
。ソーダ製品の濃度スペックは Na CO +NaHCO = 13 ± 0.5wt%かつ Na CO =8土
2wt%とする。排水 32の処理量は llOOOkg/hとする。燃料 33にはプラントよりの副生 油である燃料 1(組成は C： 78wt%、 H： 9wt%、 0： 13wt%)と燃料 2(組成は C： 84wt% 、 H : 8wt%、 0 : 8wt%)を使用し、それぞれの量を Fl、 F2とする（以後、燃料に関する 記号は、本文中で使用した記号の後に添字 1、 2を付けて表記する）。
[0041] 燃料 33(燃料 1と燃料 2)の量 Fは、排水 32の処理量により変動するため、噴霧焼却 炉に設置した温度計で焼却ガス 35の温度 T1を常時監視し、 950°Cとなるようにコント ロールバルブで自動制御する。なお、燃料 1と燃料 2の割合は適宜変動させてもよい
[0042] 製品濃度 sは式（11)で示される。 ただし、上記式中、 A、 B、 C、 Dは下記のとおりである。
A= l + (T2-T3) X Cpw÷Cw (12)
B = ka-(Tl-T2) X (klx X Cpv + k2x X Cpc-k4x X Cpo) ÷ Cw (13)
C=- (T1-T2) X (klf X Cpv + k2f X Cpc-k4f X Cpo) ÷ Cw (14)
D =- (T1-T2) X (k3 X Cpn + k4z X Cpo) ÷Cw (15)
[0043] 式（12)—式（15)に、求め方を後述する Cw、 Cpwなどの数値を代入すると下記のと おりとなる。
A = 1 + (T2-T3) X Cpw ÷ Cw
= 1 +(T2-T3) X 0.00185 (12-2)
(ただし、 Cw=2260KJ/kg、 Cpw=4.18KJ/kg-°C) B = ka— (T1—T2) X (klx X Cpv + k2x X Cpc~k4x X Cpo) ÷ Cw
= 0.0806-(Tl-T2)X 0.000913 (13-2)
(ただし、 ka=0.0806、 klx=0.94、 k2x = 0.29、 k4x=0.26、 Cpv=2.14KJ/kg'°C、 Cpc = l.llKJ/kg'。C、 Cpo=1.04KJ/kg-°C)
C1=-(T1-T2) X (klfl X Cpv + k2fl X Cpc-k4fl X Cpo)÷Cw
=-(Tl-T2)X 0.000943 (14_2a)
(ただし、 klfl = 0.81、 k2fl = 2.86、 k4fl = 2.67)
C2=-(T1-T2) X(klf2X Cpv + k2f2 X Cpc_k4f2 X Cpo) ÷ Cw
=-(Tl-T2)X 0.000906 (14_2b)
(ただし、 klf2 = 0.72、 k2f2 = 3.08、 k4f2 = 2.80)
D=-(T1-T2) X (k3 X Cpn + k4z X Cpo)÷Cw
=-(Tl-T2)X 0.000484 (15-2)
(ただし、 k3 = 0.77、 k4z = 0.23、 Cpn = l.llKJ/kg-°C)
[0044] 式（11)に上記を代入すると製品濃度 sは式（18)のとおりである。
= 0.0806 X X÷〔{1 + (T2-T3) X 0.00185} X Y+{0.0806_(T1_T2) X 0.000913} X X— (T1-T2) X 0.000943 X F_(T1_T2) X 0.000906 X F_(T1_T2) X 0.000484 X Z)〕（18)
[0045] 式（18)から、排水 32の量 Xと、その燃焼に必要な燃料 33の量 Fl、 F2(自動制御に よる Tlを維持するのに必要な量）が決まれば、焼却ガス 35の温度 Tl、焼却排ガス 37 の送出ラインに設置した温度計で測定した温度 Τ2、冷却水 36の供給ラインに設置し た温度計で測定した温度 Τ3を用いて、製品濃度 sは燃焼用空気 34の量 Ζと冷却水 3 6の量 Υで決定することができる。
[0046] 簡易的に計算する場合は以下の温度を使用し、 A、 B、 Cl、 C2、 Dを定数とするこ とあできる。
焼却ガス温度 Tl = 950°C (設定値）
焼却排ガス温度 T2 = 93°C (大幅な条件変更が無ければ大きな変動はない。 ) 冷却水温度 T3 = 20°C (季節により見直す。 )
[0047] この場合、 A、 B、 Cl、 C2、 Dは下記のとおりとなる。 Α=1·135、 B=-0.702、 Cl = _0.808、 C2=_0.776、 D=- 0.415
これを式（18)に代入すると下記のとおりとなる。
s = kaXX÷(AXY + BXX + CXF + DXZ)
= 0.0806 XX÷(1.135X Y— 0.702 X X— 0.808 X Fl—0.776 X F2-0.415 XZ) (19)
[0048] この場合も、排水 32の量 Xと、その燃焼に必要な燃料 33の量 Fl、 F2(自動制御によ る T1を維持するのに必要な量)が決まれば、製品濃度 sは燃焼用空気 34の量 Zと冷 却水 36の量 Yで決定することができる。
[0049] 燃焼用空気 34の量 Zが多いと T1を維持するための燃料消費量が多くなることから、 噴霧焼却炉の省エネルギーの観点から燃焼用空気 34の量 Zは少ない方が望ましレ、 そのため、式（18)または式（19)において Zを、完全燃焼に必要な空気量 Zoに最 適空気比 δ (通常 1.2程度、排水 32や燃料 33の性状により燃焼性の悪い場合には
1.3やそれ以上にすることもある。）を乗じた最適空気量 Ζ に固定することが好ましい。
δ
これによつて、製品濃度 sが X、 Fl、 F2、 Yのみの関数で表され、 Xと Fl、 F2が決まれ ば、 Yを調整するだけで所定の製品ソーダ濃度とすることができる。
[0050] なお、 Zoは次式で計算することができる。
Zo = (k4x XX + k4fl X Fl +k4f2 X F2) ÷k4z (20)
したがって、燃焼用空気の最適空気量 Z は下記式で示される。
δ
Ζ = δ ΧΖο= δ X (k4xXX + k4flXFl+k4f2XF2)÷k4z (21)
δ
= 1.2X(0.26XX + 2.67XF1 + 2.80XF2)÷0.23
[0051] 調整は、製品の送出ラインに設置した密度計 (密度力 製品ソーダ濃度を換算)で 常時監視しながら製品のスペックの上下限内となるように Yの量を流量調節バルブを 用いて自動 (あるいは手動)で調整する。
排水 32(あるいは燃料 33)の流量や組成を変動させる場合には、事前に変動後の Y の最適量を計算し、遅滞なぐ流量調節バルブを制御して Yの量を調整することでが できるようにすることで、濃度変動が現れてから Yの量を調整する従来の手法よりも短 時間で安定した運転条件にすることが可能となる。
[0052] ただし、焼却炉の保護のため、 Yの量が必要流量 Yo (実施例の焼却炉では 2200000000kkgg//hh))よよりり少少ななくくななるる場場合合ににはは、、 YY==YYoo == 2200000000kkgg//hhにに固固定定ししてて運運転転すするる。。
ここれれをを式式 ((1188))ままたたはは ((1199))にに代代入入すすれればば、、製製品品濃濃度度 ssがが XX、、 FFll、、 FF22、、 ZZののみみのの関関数数でで表表 さされれ、、 XXとと FFll、、 FF22がが決決ままれればば、、 ZZをを調調整整すするるここととでで所所定定のの製製品品濃濃度度ととすするるここととががででききるる。。 ここのの場場合合ににもも調調整整はは製製品品のの送送出出ラライインンにに設設置置ししたた密密度度計計 ((密密度度かからら製製品品ソソーーダダ濃濃度度 をを換換算算))でで常常時時監監視視ししななががらら製製品品ソソーーダダののススペペッッククのの上上下下限限内内ととななるるよよううにに、、ココンントトロローー ルルババルルブブをを調調整整ししてて ZZのの量量をを自自動動 ((ああるるいいはは手手動動))でで調調整整すするる。。
大大幅幅にに排排水水 3322((ああるるいいはは燃燃料料 3333))のの流流量量やや組組成成をを変変動動ささせせるる場場合合ににはは、、事事前前にに変変 動動後後のの ZZのの最最適適量量をを計計算算ししてておおきき、、遅遅滞滞ななぐぐココンントトロローールルババルルブブやや送送出出ブブロロワワ一一をを 制制御御ししてて ZZのの量量をを調調整整ででききるるよよううににすするるここととでで、、濃濃度度変変動動がが現現れれててかからら ZZのの量量をを調調整整すす るる従従来来のの手手法法よよりりもも短短時時間間でで安安定定ししたた運運転転条条件件ににすするるここととがが可可能能ととななるる。。
[[00005533]] 本本実実施施例例ににおおいいてて、、排排水水 3322をを XX== 1111000000kkgg//hh噴噴霧霧焼焼却却処処理理すするる場場合合、、通通常常、、燃燃料料
3333ととししててはは燃燃料料 11がが FFll == 11336600kkgg//hh、、燃燃料料 22がが FF22 == 227700kkgg//hh必必要要ででああるる。。
ここのの場場合合にに最最適適空空気気比比 δδ == 11..22でで運運転転しし、、製製品品濃濃度度 ss == 1133wwtt%%ととすするるたためめににはは、、燃燃 焼焼用用空空気気 3344のの最最適適空空気気量量 ZZ はは下下記記ののよよううににななるる。。
ss
ZZ == δδ XX ZZoo
δδ
== δδ XX ((kk44xx XX XX ++ kk44ffll XX FFll ++kk44ff22 XX FF22)) ÷÷kk44zz
== 11..22 XX ((00..2266 XX 1111000000 ++ 22..6677 XX 11336600 ++ 22..8800 ΧΧ 227700)) ÷÷00..2233
== 11..22 XX 3311550099 == 3377881111kkgg//hh
[[00005544]] 冷冷却却水水 3366のの量量 ΥΥはは（（1199))にに上上記記のの数数値値をを入入れれてて計計算算すするるとと下下記記ののよよううににななるる。。
ss == 00..00880066 XX XX÷÷((1l..113355 XX YY--00..770022 XX XX——00..880088 XX FFll--00..777766 XX FF22—— 00..441155 XX ZZ))
00..1133 == 00..00880066 XX 1111000000 ÷÷((ll..113355 XX YY--77772222--11009999--221100--1155669922))
YY== 2277779911kkgg//hh
[[00005555]] 次次にに、、排排水水 3322をを XX == 66000000kkgg//hh噴噴霧霧焼焼却却処処理理すするる場場合合、、通通常常、、燃燃料料 3333ととししててはは燃燃料料
11がが FFll == 11336600kkgg//hh、、燃燃料料 22がが FF22 == 9900kkgg//hh必必要要ででああるる。。
ここのの場場合合にに最最適適空空気気比比 δδ == 11..22でで運運転転しし、、製製品品ソソーーダダ濃濃度度 ss == 1133wwtt%%ととすするるたためめにに はは、、燃燃焼焼用用空空気気 3344のの最最適適空空気気量量 ZZ はは下下記記ののととおおりりととななるる。。
δδ
ΖΖ == δδ XX ZZoo
δ
* = 1.2 X (0.26X6000 + 2.67 X 1360 + 2.80 X90)÷0.23
= 1.2X23665 = 28398kg/h
[0056] 冷却水 36の量 Yは（19)に数値を入れて計算すると下記のようになる。
s = 0.0806 XX÷(1.135X Y— 0.702 X Χ—0.808 X Fl-0.776 X F2—0.415 X Ζ) 0.13 = 0.0806 X6000÷(l.135 ΧΥ-4212-1099-70-11785)
Y=18483kg/h
この Υは Υοより少ないため、 Y=Yo = 20000kg/hとし、燃焼用空気 34の量 Zを式（19) に基づき、調整する。
s = 0.0806 XX÷(1.135X Y— 0.702 X Χ—0.808 X Fl-0.776 X F2—0.415 X Ζ) 0.13 = 0.0806 X 6000÷(1.135 X 20000-4212-1099-70-0.415 X Ζ)
Z = 32769kg/h
(なおこの場合の δ =Ζ÷Ζο = 32769÷23665 = 1.38)
すなわち、排水 32の処理量を 6000kg/hに下げたケースでは、冷却水 36の量を 20000kg/hと固定し、燃焼用空気 34を通常の最適空気比より高い 1.38に上げることで 、製品ソーダ濃度 sをスペックである 13wt%に維持する。
[0057] 各係数の計算
各係数は以下のようにして求めることができる。
製品には炭酸ナトリウムと炭酸水素ナトリウムが含まれているが、その濃度スペック は Na CO +NaHCOが 13±0.5wt%かつ Na CO力 ±2wt%である。製品濃度に大
2 3 3 2 3
幅な変動がなければ、その重量比率はほぼ一定であり、炭酸ナトリウム 8:炭酸水素 ナトリウム 5の比率となる。そのため、それぞれの分子量から製品ソーダ量 aを得るた めの係数 kaを計算すると、 ka=2.686X(Na濃度)で表され、 Naを 3wt%含む排水 32の 場合は ka=0.0806となる。よって生成される製品量 a = 0.0806XXで表される。
[0058] 本実施例での排水 32と燃料 33 (燃料 1と燃料 2)の組成により決まる係数等は、燃 焼化学式と分子量より計算する。なお、運転条件の変更時 (あるいは定期的)には性 状、組成を分析し、最適運転ができるように制御に用いる係数の見直しを実施する。 排水 32の燃焼により生成される水蒸気は下記式で示されるので、係数 klx = 0.94で ある。 0.85XX + (0.01X18/2)XX = 0.94XX
排水 32の燃焼により生成される COは下記式で示されるので、係数 k2x=0.29であ る。 （0.08Χ44/12)ΧΧ = 0·29ΧΧ
排水 32の燃焼のために供給必要な 0は下記式で示されるので、係数 k4x=0.26で ある。
(0.01 X 16/2 + 0.08 X 32/12-0.03) XX=0.26 XX
燃料 1の燃焼により生成される水蒸気は下記式で示されるので係数 k If 1 = 0.81であ る。 （0.09X18/2)XF1 = 0.81XF1
燃料 1の燃焼により生成される C 0は下記式で示されるので係数 k2f 1 = 2.86である
(0.78 X 44/12) X F1 = 2.86 X F1
燃料 1の燃焼のために供給必要な 0は下記式で示されるので係数 k4fl = 2.67であ る。
(0.09 X 16/2 + 0.78 X 32/12 - 0.13) X F1 = 2.67 X F1
燃料 2の燃焼により生成される水蒸気は下記式で示されるので係数 klf2 = 0.72であ る。
(0.08 X 18/2) XF1 = 0.72 XF2
燃料 2の燃焼により生成される COは下記式で示されるので係数 k2f2 = 3.08である
(0.84 X 44/12) X F1 = 3.08 X F2
燃料 2の燃焼のために供給必要な 0は下記式で示されるので係数 k4f2 = 2.80であ る。
(0.08 X 16/2 + 0.84 X 32/12—0.08) X F2 = 2.80 X F2
燃焼用空気 34に含まれる Nは空気の組成（0.77 XZ)より、その係数 k3 = 0.77であ る。
燃焼用空気に含まれる 0は空気の組成（0.23 XZ)より、その係数 k4z = 0.23である 水の潜熱と平均比熱は以下を用いる。 水の潜熱： Cw=2260KJ/kg
水の平均比熱： Cpw=4.18KJ/kg' °C
これらの物性値には、対象となる温度範囲で最適となる数値を文献やデータベース より入手、あるいは最適な数値がない場合には入手できる数値の比例配分、平均化 等を実施し最適となるように計算した数値を用いる。
[0060] ガスの比熱は焼却ガス 35の温度 T1と焼却排ガス 37の温度 T2での平均比熱を文献 より求め以下とした。
水蒸気の平均比熱： Cpv = 2.14KJ/kg' °C
COの平均比熱：じ 0 = 1.111^/1¾'で
2
Nの平均比熱：じ 11= 1.111^/1¾'で
2
〇の平均比熱：じ 0 = 1.041^/1¾'で
2
これらの物性値には、対象となる温度範囲で最適となる数値を文献やデータベース より入手、あるいは最適な数値がない場合には入手できる数値の比例配分、平均化 等を実施し最適となるように計算した数値を用いる。
産業上の利用可能性
[0061] 本発明の方法によれば、化学工場等から排出されるアルカリ性排水に含まれるァ ルカリ金属塩を炭酸アルカリ金属塩として回収し、その有効利用を図ることができる。 また、炭酸アルカリ金属塩の濃度を特定範囲とするための水による希釈または濃縮 のための設備を必要とせず、冷却水の量と燃焼用空気の量の 2つ量をコントロール することにより、所望の濃度の炭酸アルカリ金属塩が得られる。
図面の簡単な説明
[0062] [図 1]本発明の排水処理プロセスの一例を示すフロー図である。
[図 2]本発明の排水処理プロセスの一例を示すフロー図である。

Claims

請求の範囲 [1] (1)有機化合物含有アルカリ性排水を燃料および燃焼用空気と共に噴霧焼却し、 焼却ガスを得る第 1工程、（2)焼却ガスに冷却水を注入し、固形分および水溶性成 分を水相に、焼却排ガスを気相に分離する第 2工程、（3)水相中の固形分中の粗固 形分を沈降分離して、微固形分懸濁アルカリ性水を得、次工程に移送する第 3工程 、 （4)移送された微固形分懸濁アルカリ性水中の懸濁微固形分を除去し、炭酸アル カリ金属塩を得る第 4工程を含み、 第 4工程において測定された炭酸アルカリ金属塩濃度が (a)運転管理目標値の上限値より高レ、場合は、第 2工程の冷却水注入量を増加させ (b - 1)運転管理目標値の下限値より低い場合であって、第 2工程の冷却水注入量が 必要最低量より多レ、場合は、冷却水注入量を減少させ、 (b - 2)第 2工程の冷却注入量が必要最低量である場合は、第 1工程の燃焼用空気 量を増加させ、炭酸アルカリ金属塩濃度を運転管理目標値に制御する、炭酸アル力 リ金属塩水溶液の製造方法。 [2] (1)有機化合物含有アルカリ性排水を燃料および燃焼用空気と共に噴霧焼却し、 焼却ガスを得る第 1工程、（2)焼却ガスに冷却水を注入し、固形分および水溶性成 分を水相に、焼却排ガスを気相に分離する第 2工程、（3)水相中の固形分中の粗固 形分を沈降分離して、微固形分懸濁アルカリ性水を得、次工程に移送する第 3工程 、 （4)移送された微固形分懸濁アルカリ性水中の懸濁微固形分を除去し、炭酸アル カリ金属塩を得る第 4工程を含み、 第 4工程において測定された炭酸アルカリ金属塩濃度が (a)運転管理目標値の下限値より低い場合は、第 1工程の燃焼用空気量を増加させ
(b - 1)運転管理目標値の上限値より高い場合であって、第 1工程の燃焼用空気量が 最適空気量より多い場合は、燃焼用空気量を減少させ、
(b - 2)第 1工程の燃焼用空気量が最適空気量である場合は、第 2工程の冷却水注 入量を増加させ、炭酸アルカリ金属塩濃度を運転管理目標値に制御する、炭酸アル カリ金属塩水溶液の製造方法。
[3] 前記第 3工程と第 4工程の間に、微固形分懸濁アルカリ性水の磁気処理工程をさら に含む請求項 1または 2に記載の方法。
[4] 前記第 2工程の焼却排ガスを洗浄及びろ過して排出する工程を含み、洗浄にはべ ンチュリースクラバーが、ろ過には排気フィルターが用いられ、ベンチュリースクラバ 一及び排気フィルターの洗浄水として軟水が用いられる請求項 1一 3のいずれか一 項に記載の方法。
[5] 噴霧焼却炉、噴霧焼却炉に有機化合物含有アルカリ性排水を供給する排水供給 路、燃料を供給する燃料供給路及び燃焼用空気を供給する空気供給路、焼却ガス に冷却水を供給する冷却水供給路、炭酸アルカリ金属塩濃度の指標を検出できる手 段、炭酸アルカリ金属塩の濃度が目標値となるように冷却水の供給量を調節する冷 却水調節系、炭酸アルカリ金属塩の濃度が目標値となるように燃焼用空気の供給量 を調節する空気調節系、及び密度計により検出した炭酸アルカリ金属塩の濃度に基 づき、冷却水調節系及び空気調節系におけるそれぞれの供給量の必要な増減量を 算出し、冷却水調節系及び空気調節系を制御する制御系を含む炭酸アルカリ金属 塩製造システム。
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