WO2021079824A1 - 排ガス処理方法 - Google Patents

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WO2021079824A1
WO2021079824A1 PCT/JP2020/038972 JP2020038972W WO2021079824A1 WO 2021079824 A1 WO2021079824 A1 WO 2021079824A1 JP 2020038972 W JP2020038972 W JP 2020038972W WO 2021079824 A1 WO2021079824 A1 WO 2021079824A1
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WO
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exhaust gas
calcium carbonate
fly ash
component
neutralizing agent
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/038972
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English (en)
French (fr)
Inventor
肇 片山
桜井　茂
Original Assignee
Ａｇｃ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/38—Removing components of undefined structure
    • B01D53/40—Acidic components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE
    • B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless

Definitions

  • the present invention relates to an exhaust gas treatment method.
  • Fly ash collected in combustion facilities such as municipal waste incinerators, industrial waste incinerators, power generation boilers, carbonization furnaces or private factories contains harmful substances such as mercury, lead, arsenic, selenium or compounds thereof. May be included. Insolubilization treatment is performed so that these harmful substances do not elute from fly ash.
  • Patent Document 1 describes a method for preventing heavy metal elution from fly ash collected from combustion exhaust gas sprayed with a carbonic acid-containing alkaline compound, in which a calcium-eluting calcium compound is added to fly ash and a notification is given by the Environment Agency.
  • the method for preventing the elution of calcium is described.
  • An object of the present invention is to provide an exhaust gas treatment method capable of suppressing elution of arsenic, selenium and these compounds from fly ash.
  • An exhaust gas treatment method for neutralizing exhaust gas containing an acidic component by a dry method The neutralizing agent containing sodium hydrogen carbonate and the exhaust gas are brought into contact with each other. A mixture containing a gas component and a fly ash component obtained by contacting the neutralizing agent with the exhaust gas is separated into a gas component and a fly ash component by a dry filter. An exhaust gas treatment method for insolubilizing arsenic, selenium and these compounds contained in the fly ash component in the presence of calcium carbonate. [2] The exhaust gas treatment method according to [1], wherein the gas component and the fly ash component are separated and then the fly ash component and calcium carbonate are mixed.
  • an exhaust gas treatment method capable of suppressing the elution of arsenic, selenium and these compounds from fly ash.
  • FIG. 1 is a schematic view of an exhaust gas treatment facility for carrying out the first embodiment of the exhaust gas treatment method of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic view of an exhaust gas treatment facility for carrying out the second embodiment of the exhaust gas treatment method of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic view of an exhaust gas treatment facility for carrying out the third embodiment of the exhaust gas treatment method of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic view of an exhaust gas treatment facility for carrying out the fourth embodiment of the exhaust gas treatment method of the present invention.
  • the exhaust gas treatment facility 1 includes an exhaust gas supply pipe 101, a neutralizer supply device 20 connected in the middle of the exhaust gas supply pipe 101, a bug filter 32 connected to the exhaust gas supply pipe outlet 101b of the exhaust gas supply pipe 101, and a bug.
  • the fly ash component supply pipe 103 connected to the dust discharge device 33 arranged at the lower end of the filter 32, the insolubilization treatment tank 41 to which the fly ash component supply pipe 103 was connected, and the insolubilization treatment tank 41 were connected. It includes a calcium carbonate supply device 10, a chelating agent supply device 50, a humidifying water supply pipe 42, and a dust discharge pipe 104 after insolubilization treatment.
  • the exhaust gas supply pipe 101 connects the exhaust gas supply pipe inlet 101a and the exhaust gas supply pipe outlet 101b. Exhaust gas is supplied to the exhaust gas treatment equipment 1 from the exhaust gas supply pipe inlet 101a. A mixture consisting of a gas component and a fly ash component is supplied to the inside of the bag filter 32 from the exhaust gas supply pipe outlet 101b.
  • the neutralizer supply device 20 includes a neutralizer silo 22 which is a main body, a quantitative feeder 23 arranged at the lower end of the neutralizer silo 22, and a neutralizer supply pipe 24 which connects the quantitative feeder 23 and the exhaust gas supply pipe 101. , And the neutralizing agent 21 housed inside the neutralizing agent silo 22.
  • the neutralizing agent supply device 20 supplies (spouts) the neutralizing agent into the exhaust gas supply pipe 101.
  • the bag filter 32 includes a filter cloth 31 inside.
  • the filter cloth 31 separates the mixture composed of the gas component and the fly ash component supplied into the bag filter 32 from the exhaust gas supply pipe outlet 101b into the gas component and the fly ash component.
  • the separated gas component is discharged to the outside of the exhaust gas treatment facility 1 from the gas component discharge pipe 102 connected to the bag filter 32.
  • the separated fly ash component is supplied to the insolubilization treatment tank 41 through the fly ash component supply pipe 103 by the dust discharge device 33.
  • the insolubilization treatment tank 41 is an apparatus for insolubilizing arsenic, selenium and compounds thereof contained in the fly ash component separated by the bag filter 32.
  • a chelating agent supply device 50, a calcium carbonate supply device 10, a humidifying water supply pipe 42, and a dust discharge pipe 104 after the insolubilization treatment are connected to the insolubilization treatment tank 41.
  • the insolubilization treatment tank 41 is a mixer that mixes a chelating agent, calcium carbonate, and water with the fly ash component.
  • a ribbon-type, screw-type, or paddle-type horizontal axis rotation type mixer is often used, but if the above-mentioned powder and liquid can be mixed, the method can be used.
  • the scale does not matter.
  • the chelating agent supply device 50 was connected to a chelating agent supply pipe 54 having one end connected to the insolubilization treatment tank 41, a metering pump 53 arranged in the middle of the chelating agent supply pipe 54, and the other end of the chelating agent supply pipe 54. It is composed of a chelating agent storage tank 52 and a chelating agent 51 housed in the chelating agent storage tank 52.
  • the chelating agent supply device 50 supplies the chelating agent to the inside of the insolubilization treatment tank 41.
  • the calcium carbonate supply device 10 was connected to the main body, the calcium carbonate hopper 12, the quantitative feeder 13 arranged at the lower end of the calcium carbonate hopper 12, and the quantitative feeder 13, and the other end was connected to the insolubilization treatment tank 41. It is composed of a calcium carbonate supply pipe 15 and calcium carbonate particles 11 housed in a calcium carbonate hopper 12. The calcium carbonate supply device 10 supplies calcium carbonate particles to the inside of the insolubilization treatment tank 41.
  • the humidifying water supply pipe 42 is a pipe for supplying the humidifying water to the inside of the insolubilization treatment tank 41.
  • the insolubilizing treatment dust discharge pipe 104 is a pipe for discharging the fly ash after the insolubilization treatment (dust after the insolubilization treatment) to the outside of the exhaust gas treatment equipment 1.
  • the exhaust gas treatment method of the present invention is an exhaust gas treatment method for neutralizing exhaust gas containing an acidic component by a dry method.
  • the exhaust gas treatment method of the present embodiment includes the following steps 1 to 3.
  • Step 1 is a step of bringing the neutralizing agent containing sodium hydrogen carbonate into contact with the exhaust gas.
  • the neutralizing agent supply device 20 supplies the neutralizing agent 21 housed inside the neutralizing agent silo 22 to the inside of the exhaust gas supply pipe 101 through the quantitative feeder 23 and the neutralizing agent supply pipe 24.
  • the neutralizing agent 21 is supplied to the inside of the exhaust gas supply pipe 101, it is preferable to eject the neutralizing agent 21 into the exhaust gas supply pipe 101.
  • the particles of the neutralizing agent 21 are easily diffused into the exhaust gas supply pipe 101, and the chance of contact between the particles of the neutralizing agent 21 and the exhaust gas is increased. To do.
  • the neutralizing agent 21 is a particle containing sodium hydrogen carbonate.
  • the components other than sodium hydrogen carbonate contained in the neutralizing agent 21 are, for example, hydrophilic fumed silica used as an anticaking agent for powders and a fluidizing agent.
  • hydrophilic fumed silica used as an anticaking agent for powders and a fluidizing agent.
  • the neutralizing agent 21 contains sodium hydrogen carbonate and hydrophilic fumed silica
  • most of the hydrophilic fumed silica is uniformly dispersed on the surface of the particles made of sodium hydrogen carbonate in the state of primary particles. preferable. Since most of the hydrophilic fumed silica is dispersed in the state of primary particles, the fluidity of the neutralizing agent is more appropriate than when the hydrophilic fumed silica is present in the state of secondary particles. It is possible to prevent agglomeration due to aggregation.
  • the powder anticaking agent and fluidizing agent are not limited to fumed silica.
  • examples include sedimentary silica, salts of fatty acids such as stearic acid, zeolites, diatomaceous earth, silicates, talc and the like.
  • the average particle size of the neutralizing agent 21 is preferably 3 to 20 ⁇ m, more preferably 5 to 10 ⁇ m. When the average particle size is within this range, it is appropriately supported on the filter cloth surface of the dry filter (bag filter), a filtration layer is formed, passes through the dry filter (bag filter), and a neutralizing agent is contained in the gas component. The risk of inclusion and clogging of the filter cloth is reduced. In addition, better fluidity and dispersibility can be obtained, and acidic components in the exhaust gas can be removed more efficiently.
  • the average particle size of the neutralizing agent 21 is a numerical value of the average particle size on a volume basis measured using ethanol as a medium using a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device.
  • the average particle size is measured using Nikkiso Co., Ltd., trade name: Microtrac FRA9220.
  • the average particle size of the primary particles of hydrophilic fumed silica is preferably 5 to 50 nm. When the average particle size of the primary particles of hydrophilic fumed silica is within this range, dispersion in the neutralizing agent 21 is easy.
  • the primary particles of hydrophilic fumed silica are the smallest units of constituent particles visually determined by an SEM (scanning electron microscope) observation image.
  • the average particle size of the hydrophilic fumed silica primary particles was measured by an SEM (scanning electron microscope). Specifically, the particle size of 100 primary particles was measured and measured. Is the arithmetic mean.
  • the exhaust gas is preferably combustion exhaust gas generated in combustion facilities such as municipal waste incinerators, industrial waste incinerators, power generation boilers using coal, heavy oil, residual oil, and biomass as fuel, carbonization furnaces, and private factories.
  • combustion facilities such as municipal waste incinerators, industrial waste incinerators, power generation boilers using coal, heavy oil, residual oil, and biomass as fuel, carbonization furnaces, and private factories.
  • acidic component contained in the exhaust gas include sulfur oxide (SOx) and hydrogen chloride (HCl).
  • the high-temperature exhaust gas thermally decomposes the sodium hydrogen carbonate contained in the neutralizing agent 21 to release carbon dioxide and water, resulting in porous particles having a large surface area.
  • the high-temperature exhaust gas thermally decomposes the sodium hydrogen carbonate contained in the neutralizing agent 21 to release carbon dioxide and water, resulting in porous particles having a large surface area.
  • the acidic components in the exhaust gas are mainly neutralized by sodium carbonate.
  • Step 2 is a step of separating the mixture consisting of the gas component and the fly ash component obtained by contacting the neutralizing agent 21 with the exhaust gas into the gas component and the fly ash component by a dry filter (bag filter 32). is there.
  • the bag filter 32 is used as the dry filter.
  • the bag filter has a filter cloth 31 arranged inside, and separates a gas component that passes through the filter cloth 31 and a fly ash component that cannot pass through the filter cloth 31.
  • the gas component is discharged to the outside of the exhaust gas treatment facility 1 from the gas component discharge pipe 102 installed near the upper end of the bag filter 32.
  • the gas component is a gas in which acidic components such as SOx and HCl are neutralized by bringing the neutralizing agent 21 into contact with the exhaust gas, and there is no problem even if it is discharged into the environment.
  • the fly ash component is supplied to the insolubilization treatment tank 41 through the fly ash component supply pipe 103 by the dust discharge device 33 installed at the lower end of the bag filter 32. Since the fly ash component may contain arsenic, selenium and compounds thereof, insolubilization treatment of these components is performed.
  • Step 3 is a step of insolubilizing arsenic, selenium and these compounds contained in the fly ash component in the presence of calcium carbonate.
  • the fly ash component is supplied to the inside of the insolubilizing treatment tank 41, and then the chelating agent 51 is supplied from the chelating agent supply device 50 to the inside of the insolubilizing treatment tank 41, and the inside of the insolubilizing treatment tank 41 from the calcium carbonate supply device 10.
  • the calcium carbonate particles 11 supplied to the arsenic and the humidifying water supplied to the inside of the insolubilizing treatment tank 41 through the humidifying water supply pipe 42 are mixed with the insolubilizing treatment of arsenic, selenium and these compounds.
  • the chelating agent 51 is preferably one capable of insolubilizing at least one of the metals and the like listed in Notification No. 13 which may be contained in the fly ash component, and at least one of mercury, lead, arsenic and selenium. Those capable of insolubilizing seeds are more preferable, and those capable of insolubilizing arsenic and selenium are even more preferable.
  • Examples of the chelating agent 51 are piperazine dithiocarbamic acid, diethyldithiocarbamic acid, dimethyldithiocarbamic acid, dibutyldithiocarbamic acid, polyamine-based dithiocarbamic acid, tetraethylenepentamine and salts thereof.
  • the salt is preferably a sodium salt or a potassium salt.
  • the chelating agent 51 is not limited to these organic chelate compounds and salts thereof, and there is no problem in applying an insolubilizing agent for inorganic compounds such as iron salts.
  • the calcium carbonate particles 11 are particles containing calcium carbonate, and the calcium carbonate content in the calcium carbonate particles 11 is preferably 90% by mass or more, more preferably 95% by mass or more, still more preferably 99% by mass or more.
  • the calcium carbonate either heavy calcium carbonate produced by crushing and classifying limestone and light calcium carbonate chemically synthesized by a carbon dioxide gas reaction method or a soluble salt reaction method can be used, but the quality is stable.
  • Light calcium carbonate is preferable because of the small amount of impurities.
  • the calcium carbonate particles 11 are preferably secondary particles of calcium carbonate, and the average particle size of the secondary particles is preferably 1 to 10 ⁇ m, more preferably 1 to 5 ⁇ m.
  • the average particle size of the calcium carbonate particles 11 as secondary particles is the average particle size (MV) on a volume basis measured by a laser diffraction / scattering type measuring device.
  • the calcium concentration during the insolubilization treatment in step 3 is preferably 3 to 20% by mass, more preferably 5 to 17% by mass, and even more preferably 7 to 12% by mass, based on the total mass of the fly ash component and calcium carbonate.
  • the calcium concentration is within this range, the effect of insolubilizing arsenic, selenium and a mixture thereof is further improved. If the amount of calcium carbonate particles added is too large, the total mass of the fly ash component and calcium carbonate increases, which may increase the cost required for post-treatment such as landfill disposal.
  • the analysis method of JIS K0102 (2019) -50.3 can be applied mutatis mutandis.
  • calcium carbonate is not a compound showing strong alkalinity like calcium hydroxide, it can be handled very safely. Further, since it does not have strong corrosiveness to iron-based materials like calcium chloride, it is preferable for an apparatus composed of iron-based materials arranged in the steps after the insolubilization treatment tank 41.
  • Tap water, deionized water, distilled water, etc. are used as the humidifying water supplied from the humidifying water supply pipe 42 to the inside of the insolubilization treatment tank 41.
  • the humidifying water is supplied to the inside of the insolubilization treatment tank 41, the flying ash component is suppressed from scattering around, and the fly ash component, the calcium carbonate particles 11 and the chelating agent 51 are easily mixed, so that the insolubilization treatment can be performed. Efficiency is improved.
  • Arsenic, selenium and a mixture thereof are insolubilized in the fly ash component after the insolubilization treatment, and the elution amount of arsenic, selenium and these compounds is equal to or less than the following standard value in the test method of Circulation No. 13.
  • Selenium 0.3 mg / L
  • the fly ash component after the insolubilization treatment is discharged as dust after the insolubilization treatment from the dust discharge pipe 104 after the insolubilization treatment to the outside of the exhaust gas treatment equipment 1.
  • the exhaust gas treatment equipment 2 shown in FIG. 2 is an exhaust gas treatment equipment for carrying out the second embodiment of the exhaust gas treatment method of the present invention.
  • the difference from the exhaust gas treatment equipment 1 shown in FIG. 1 is the position where the neutralizer supply device 20 of the exhaust gas supply pipe 101 is connected and the bug filter 32 instead of the calcium carbonate supply device 10 connected to the insolubilization treatment tank 41. The point is that the calcium carbonate supply device 10'connected between the and is used.
  • the calcium carbonate supply device 10' is connected to the main body, the calcium carbonate hopper 12, the quantitative feeder 13 arranged at the lower end of the calcium carbonate hopper 12, and the quantitative feeder 13, and the other end is connected to the exhaust gas supply pipe 101. It is composed of a calcium carbonate supply pipe 14 and calcium carbonate particles 11 housed in a calcium carbonate hopper 12.
  • the calcium carbonate supply pipe 14 is connected between the portion of the exhaust gas supply pipe 101 to which the neutralizing agent supply device 20 is connected and the exhaust gas supply pipe outlet 101b.
  • Calcium carbonate particles 11 are supplied (spouted) from the calcium carbonate supply device 10'to the inside of the exhaust gas supply pipe 101, and the mixture after the neutralizer 21 and the exhaust gas are brought into contact with each other is brought into contact with the calcium carbonate particles 11. ..
  • the exhaust gas treatment method of the present embodiment includes the following steps 1a to 4a.
  • Step 1a is a step of supplying the neutralizing agent 21 containing sodium hydrogen carbonate into the exhaust gas supply pipe 101 and bringing the neutralizing agent 21 into contact with the exhaust gas.
  • Step 1a is the same as step 1 of the first embodiment of the exhaust gas treatment method of the present invention, and the description thereof will be omitted.
  • Step 2a the mixture obtained by contacting the neutralizing agent obtained in step 1a with the exhaust gas and the calcium carbonate particles supplied (spouted) into the exhaust gas supply pipe 101 from the calcium carbonate supply device 10'are mixed. This is the step of contacting.
  • the calcium carbonate supply device 10' has the same configuration as the calcium carbonate supply device 10.
  • the calcium carbonate particles 11 supplied from the calcium carbonate supply device 10'and the mixture obtained by contacting the neutralizing agent obtained in step 1a with the exhaust gas are mixed and mixed from the gas component and the fly ash component. Will be a mixture.
  • Step 3a is a step of separating the mixture composed of the gas component and the fly ash component obtained in step 2a into the gas component and the fly ash component by a dry filter (bag filter 32).
  • Step 3a is the same as step 2 of the first embodiment of the exhaust gas treatment method of the present invention, except that the fly ash component obtained in step 3a is already mixed with calcium carbonate particles 11. Further description will be omitted.
  • Step 4a is a step of insolubilizing arsenic, selenium and compounds thereof contained in the fly ash component in the presence of calcium carbonate.
  • step 4a Since the fly ash component obtained in step 3a and supplied to the inside of the insolubilization treatment tank 41 is already mixed with the calcium carbonate particles 11, in step 4a, the calcium carbonate particles 11 are further added to the fly ash component. You don't have to add it. Except for this point, step 4a is the same as step 3 of the first embodiment of the exhaust gas treatment method of the present invention, and further description thereof will be omitted.
  • the exhaust gas treatment equipment 3 shown in FIG. 3 is an exhaust gas treatment equipment for carrying out the third embodiment of the exhaust gas treatment method of the present invention.
  • the difference from the exhaust gas treatment equipment 2 shown in FIG. 2 is that the calcium carbonate supply device 10'is where the exhaust gas supply pipe inlet 101a of the exhaust gas supply pipe 101 and the neutralizer supply device 20 are connected to the exhaust gas supply pipe 101. It is at the point where it is connected in between. Other points are the same as the exhaust gas treatment equipment 2 shown in FIG.
  • the exhaust gas treatment method of the present embodiment includes the following steps 1b to 4b.
  • Step 1b is a step of supplying (spouting) the calcium carbonate particles 11 from the calcium carbonate supply device 10'to the inside of the exhaust gas supply pipe 101, and bringing the calcium carbonate particles 11 into contact with the exhaust gas.
  • the calcium carbonate supply device 10 has the same configuration as the calcium carbonate supply device 10.
  • the calcium carbonate particles 11 are supplied (spouted) into the exhaust gas supply pipe 101, a mixture composed of the calcium carbonate particles 11 and the exhaust gas is obtained.
  • Step 2b is a step of bringing the mixture of the calcium carbonate particles 11 and the exhaust gas obtained in step 1b into contact with the neutralizing agent 21 supplied (spouted) from the neutralizing agent supply device 20 into the exhaust gas supply pipe 101. is there.
  • the mixture composed of the calcium carbonate particles 11 and the exhaust gas obtained in step 1b and the neutralizing agent 21 are mixed to form a mixture composed of a gas component and a fly ash component.
  • Step 3b is a step of separating the mixture composed of the gas component and the fly ash component obtained in step 2b into the gas component and the fly ash component by a dry filter (bag filter 32).
  • Step 3b is the same as step 3a of the second embodiment of the exhaust gas treatment method of the present invention, and further description thereof will be omitted.
  • Step 4b is a step of insolubilizing arsenic, selenium and compounds thereof contained in the fly ash component in the presence of calcium carbonate.
  • Step 4b is the same as step 4a of the second embodiment of the exhaust gas treatment method of the present invention, and further description thereof will be omitted.
  • the exhaust gas treatment equipment 4 shown in FIG. 4 is an exhaust gas treatment equipment for carrying out the fourth embodiment of the exhaust gas treatment method of the present invention.
  • the difference from the exhaust gas treatment equipment 1 shown in FIG. 1 is that the neutralizing agent and the calcium carbonate particles are supplied by using the neutralizing agent / calcium carbonate mixture supply device 60 connected in the middle of the exhaust gas supply pipe 101. It is in.
  • the neutralizer / calcium carbonate mixture supply device 60 includes a neutralizer / calcium carbonate mixture silo 62, a quantitative feeder 63, a quantitative feeder 63, and an exhaust gas installed at the lower end of the neutralizer / calcium carbonate mixture silo 62. It is composed of a neutralizing agent / calcium carbonate mixture supply pipe 64 connecting the supply pipe 101, and a mixture 61 containing the neutralizing agent / calcium carbonate particles contained in the neutralizing agent / calcium carbonate mixture silo 62.
  • a mixture 61 containing a neutralizing agent and calcium carbonate particles is supplied (spouted) from the neutralizing agent / calcium carbonate mixture supply device 60 into the exhaust gas supply pipe 101, and the mixture 61 containing the neutralizing agent and calcium carbonate particles and Contact with exhaust gas.
  • the exhaust gas treatment method of the present embodiment includes the following steps 1c to 3c.
  • Step 1c is a step in which the mixture 61 containing the neutralizing agent and the calcium carbonate particles is supplied to the inside of the exhaust gas supply pipe 101, and the neutralizing agent and the calcium carbonate particles are brought into contact with the exhaust gas.
  • the neutralizing agent is the same as the neutralizing agent 21 described above.
  • the calcium carbonate particles are the same as the calcium carbonate particles 11 described above.
  • the content of the neutralizing agent and the calcium carbonate particles in the mixture 61 containing the neutralizing agent and the calcium carbonate particles is preferably 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the neutralizing agent. Up to 7 parts by mass is more preferable, and 2 to 5 parts by mass is even more preferable.
  • step 1c the mixture 61 containing the neutralizing agent and the calcium carbonate particles is brought into contact with the exhaust gas to obtain a mixture consisting of a gas component and a fly ash component.
  • Step 2c is a step of separating the gas component and the fly ash component by a dry filter (bag filter 32), which is a mixture consisting of the gas component and the fly ash component obtained in step 1c.
  • Step 2c is the same as step 3a of the second embodiment of the exhaust gas treatment method of the present invention, and further description thereof will be omitted.
  • Step 3c is a step of insolubilizing arsenic, selenium and compounds thereof contained in the fly ash component in the presence of calcium carbonate.
  • Step 3c is the same as step 4a of the second embodiment of the exhaust gas treatment method of the present invention, and further description thereof will be omitted.
  • Example 1 corresponds to a comparative example
  • Examples 2 to 4 correspond to an Example.
  • Example 1 After ejecting a neutralizing agent (Acresia (registered trademark), manufactured by AGC; sodium hydrogen carbonate particles, average particle size 9 ⁇ m) into the exhaust gas from a general waste (city waste) incinerator, it is used as a fly ash component with a bag filter. Separated from the gas component. A chelating agent (Alsite L-105, manufactured by Fuji Sash Co., Ltd.) of 0 to 6% by mass of the fly ash component was added. Using 100 g of the treated dust, the elution amount of arsenic, selenium, mercury, lead and these compounds was measured by a test method according to Circular No. 13. The measurement results are shown in Table 1.
  • a neutralizing agent Ascresia (registered trademark), manufactured by AGC; sodium hydrogen carbonate particles, average particle size 9 ⁇ m
  • a chelating agent Alsite L-105, manufactured by Fuji Sash Co., Ltd.
  • Example 2 After ejecting a neutralizing agent (Acresia (registered trademark), manufactured by AGC; sodium hydrogen carbonate particles, average particle size 9 ⁇ m) into the exhaust gas from a general waste (city waste) incinerator, further calcium carbonate particles ( An average particle size of 2 ⁇ m) was ejected into the exhaust gas, and a fly ash component and a gas component were separated by a bag filter. A chelating agent (Alsite L-105, manufactured by Fuji Sash Co., Ltd.) of 0 to 6% by mass of the fly ash component was added. The concentration of calcium in the dust after the insolubilization treatment was 10.4% by mass. Using 100 g of the treated dust, the elution amount of arsenic, selenium, mercury, lead and these compounds was measured by a test method according to Circular No. 13. The measurement results are shown in Table 1.
  • a neutralizing agent Ascresia (registered trademark), manufactured by AGC; sodium hydrogen carbonate particles, average particle
  • Example 3 After ejecting a neutralizing agent (Acresia (registered trademark), manufactured by AGC; sodium hydrogen carbonate particles, average particle size 9 ⁇ m) into the exhaust gas from a general waste (city waste) incinerator, it is used as a fly ash component with a bag filter. Separated from the gas component. A chelating agent (Alsite L-105, manufactured by Fuji Sash Co., Ltd.) of 0 to 6% by mass of the fly ash component was added. In addition, calcium carbonate particles (average particle size 2 ⁇ m) were added to the fly ash component. The calcium content in the dust after the insolubilization treatment was 7.2% by mass. Using 100 g of the treated dust, the elution amount of arsenic, selenium, mercury, lead and these compounds was measured by a test method according to Circular No. 13. The measurement results are shown in Table 1.
  • Example 4 After ejecting a neutralizing agent (Acresia (registered trademark), manufactured by AGC; sodium hydrogen carbonate particles, average particle size 9 ⁇ m) into the exhaust gas from a general waste (city waste) incinerator, it is used as a fly ash component with a bag filter. Separated from the gas component. A chelating agent (Alsite L-105, manufactured by Fuji Sash Co., Ltd.) of 0 to 6% by mass of the fly ash component was added. In addition, calcium carbonate particles (average particle size 2 ⁇ m) were added to the fly ash component. The calcium content in the dust after the insolubilization treatment was 18.6% by mass. Using 100 g of the treated dust, the elution amount of arsenic, selenium, mercury, lead and these compounds was measured by a test method according to Circular No. 13. The measurement results are shown in Table 1.
  • the contents and elution amounts in the columns of arsenic, selenium, mercury, and lead are values including compounds of each element.
  • the exhaust gas treatment method of the present invention can be carried out by making small changes to the conventional exhaust gas treatment equipment, and can suppress the elution of arsenic, selenium and these compounds from fly ash by a simple operation. It is suitable for treating fly ash collected in combustion facilities such as waste incinerators, industrial waste incinerators, power generation boilers, carbonization furnaces, and private factories.
  • combustion facilities such as waste incinerators, industrial waste incinerators, power generation boilers, carbonization furnaces, and private factories.

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Abstract

飛灰からのヒ素、セレン及びこれらの化合物の溶出を抑制可能な排ガス処理方法の提供。　酸性成分を含む排ガスを乾式で中和処理する排ガス処理方法であって、炭酸水素ナトリウムを含む中和剤と前記排ガスとを接触させ、前記中和剤と前記排ガスとを接触させて得られたガス成分及び飛灰成分からなる混合物を、乾式フィルターにより、ガス成分と飛灰成分とに分離し、前記飛灰成分に含まれるヒ素、セレン及びこれらの化合物を、炭酸カルシウム存在下で不溶化処理する、排ガス処理方法。

Description

排ガス処理方法
　本発明は排ガス処理方法に関する。
　都市ごみ廃棄物焼却炉、産業廃棄物焼却炉、発電ボイラ、炭化炉又は民間工場等の燃焼施設において捕集した飛灰には、水銀、鉛、ヒ素、セレン又はこれらの化合物等の有害物質が含まれる場合がある。これらの有害物質が飛灰から溶出しないように、不溶化処理が行われている。
　特許文献１には、炭酸含有アルカリ化合物を噴霧した燃焼排ガスから捕集された飛灰からの重金属溶出を防止する方法において、飛灰に対しカルシウム溶出性のカルシウム化合物を添加すると共に、環境庁告示１３号試験（Ｌ／Ｓ＝１０）で示される溶出液のｐＨを８．０～１１に調整し、かつ該溶出液中のカルシウムイオン濃度を５０ｍｇ／Ｌ以上に調整することを特徴とする重金属の溶出防止方法が記載されている。
特開２０１１－５６４９５号公報
　しかし、特許文献１に記載された重金属の溶出防止方法では、ヒ素、セレン及びこれらの化合物の不溶化についての検討は無く、有害物質の不溶化が十分でない場合がある。
　本発明は、飛灰からのヒ素、セレン及びこれらの化合物の溶出を抑制可能な排ガス処理方法の提供を課題とする。
　［１］　酸性成分を含む排ガスを乾式で中和処理する排ガス処理方法であって、
　炭酸水素ナトリウムを含む中和剤と前記排ガスとを接触させ、
　前記中和剤と前記排ガスとを接触させて得られたガス成分及び飛灰成分を含む混合物を、乾式フィルターにより、ガス成分と飛灰成分とに分離し、
　前記飛灰成分に含まれるヒ素、セレン及びこれらの化合物を、炭酸カルシウム存在下で不溶化処理する、排ガス処理方法。
　［２］　前記ガス成分と前記飛灰成分とに分離した後、前記飛灰成分と炭酸カルシウムとを混合する、［１］に記載の排ガス処理方法。
　［３］　前記中和剤と前記排ガスとを接触させて得られたガス成分及び飛灰成分を含む混合物と炭酸カルシウムとを接触させる、［１］に記載の排ガス処理方法。
　［４］　前記中和剤と前記排ガスとを接触させる前に、前記排ガスと炭酸カルシウムとを接触させる、［１］に記載の排ガス処理方法。
　［５］　前記中和剤と前記排ガスとを接触させる際に、前記中和剤及び炭酸カルシウムを含む混合物と前記排ガスとを接触させる、［１］に記載の排ガス処理方法。
　［６］　前記飛灰成分に含まれるヒ素、セレン及びこれらの化合物を、炭酸カルシウム存在下で不溶化処理する際のカルシウム濃度が、飛灰成分と炭酸カルシウムとの合計質量の３～２０質量％である、［１］～［５］のいずれか１つに記載の排ガス処理方法。
　［７］　前記中和剤が、炭酸水素ナトリウムを含む粒子である、［１］～［６］のいずれか１つに記載の排ガス処理方法。
　本発明によれば、飛灰からのヒ素、セレン及びこれらの化合物の溶出を抑制可能な排ガス処理方法を提供できる。
図１は、本発明の排ガス処理方法の第一の実施形態を実施するための排ガス処理設備の概略図である。 図２は、本発明の排ガス処理方法の第二の実施形態を実施するための排ガス処理設備の概略図である。 図３は、本発明の排ガス処理方法の第三の実施形態を実施するための排ガス処理設備の概略図である。 図４は、本発明の排ガス処理方法の第四の実施形態を実施するための排ガス処理設備の概略図である。
　以下では、本発明を実施するための形態を説明するが、本発明は後述する実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない限り、種々の変更が可能である。
　「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の両側の数値を含むものとする。
　「ヒ素、セレン及びこれらの化合物」は、ヒ素の単体及び化合物、並びにセレンの単体及び化合物を意味する。
　「水銀、鉛、ヒ素、セレン及びこれらの化合物」は、水銀の単体及び化合物、鉛の単体及び化合物、ヒ素の単体及び化合物、並びにセレンの単体及び化合物を意味する。
　飛灰中の水銀、鉛、ヒ素、セレン及びこれらの化合物の溶出量の測定方法は、「産業廃棄物に含まれる金属等の検定方法」（１９７３年２月１７日に公布された日本国環境庁告示１３号、以下「環告１３号」と略記する場合がある。）によるものとする。
［第一の実施形態］
＜排ガス処理設備＞
　本発明の排ガス処理方法の第一の実施形態を実施するための、図１に示す排ガス処理設備１の構成について説明する。
　排ガス処理設備１は、排ガス供給管１０１と、排ガス供給管１０１の途中に接続された中和剤供給装置２０と、排ガス供給管１０１の排ガス供給管出口１０１ｂに接続されたバグフィルター３２と、バグフィルター３２の下端部に配置されたダスト排出装置３３に接続された飛灰成分供給管１０３と、飛灰成分供給管１０３が接続された不溶化処理槽４１と、不溶化処理槽４１に接続された、炭酸カルシウム供給装置１０、キレート剤供給装置５０、加湿用水供給管４２及び不溶化処理後ダスト排出管１０４と、を備える。
　排ガス供給管１０１は、排ガス供給管入口１０１ａと排ガス供給管出口１０１ｂとを接続する。
　排ガス供給管入口１０１ａから、排ガス処理設備１に排ガスを供給する。
　排ガス供給管出口１０１ｂから、バグフィルター３２の内部にガス成分及び飛灰成分からなる混合物を供給する。
　中和剤供給装置２０は、本体である中和剤サイロ２２、中和剤サイロ２２の下端部に配置された定量フィーダー２３、定量フィーダー２３と排ガス供給管１０１を接続する中和剤供給管２４、及び中和剤サイロ２２内部に収容された中和剤２１から構成される。
　中和剤供給装置２０は、排ガス供給管１０１の内部に中和剤を供給（噴出）する。
　バグフィルター３２は、内部に濾布３１を備えている。濾布３１は、排ガス供給管出口１０１ｂからバグフィルター３２の内部に供給された、ガス成分及び飛灰成分からなる混合物を、ガス成分及び飛灰成分に分離する。
　分離されたガス成分は、バグフィルター３２に接続されたガス成分排出管１０２から、排ガス処理設備１の外に排出される。
　分離された飛灰成分は、ダスト排出装置３３により、飛灰成分供給管１０３を通じて、不溶化処理槽４１に供給される。
　不溶化処理槽４１は、バグフィルター３２で分離された飛灰成分に含まれるヒ素、セレン及びこれらの化合物を不溶化処理する装置である。
　不溶化処理槽４１には、キレート剤供給装置５０、炭酸カルシウム供給装置１０、加湿用水供給管４２、及び不溶化処理後ダスト排出管１０４が接続されている。
　不溶化処理槽４１は飛灰成分にキレート剤、炭酸カルシウム、水を混合する混合機である。混合機としては、リボン形、スクリュー形、パドル形の水平軸回転方式の混合機が使用される例が多いが、前述のような粉体と液体を混合することがでるものであれば方式、規模等は問わない。
　キレート剤供給装置５０は、不溶化処理槽４１に一端が接続されたキレート剤供給管５４、キレート剤供給管５４の途中に配置された定量ポンプ５３、キレート剤供給管５４の他端が接続されたキレート剤貯蔵槽５２、及びキレート剤貯蔵槽５２に収容されたキレート剤５１から構成される。
　キレート剤供給装置５０は、不溶化処理槽４１の内部にキレート剤を供給する。
　炭酸カルシウム供給装置１０は、本体である炭酸カルシウムホッパ１２、炭酸カルシウムホッパ１２の下端部に配置された定量フィーダー１３、定量フィーダー１３に一端が接続され、他端が不溶化処理槽４１に接続された炭酸カルシウム供給管１５、及び炭酸カルシウムホッパ１２に収容された炭酸カルシウム粒子１１から構成される。
　炭酸カルシウム供給装置１０は、不溶化処理槽４１の内部に炭酸カルシウム粒子を供給する。
　加湿用水供給管４２は、加湿用水を不溶化処理槽４１の内部に供給するための管である。
　不溶化処理後ダスト排出管１０４は、不溶化処理後の飛灰（不溶化処理後ダスト）を排ガス処理設備１の外に排出するための管である。
　続いて、本発明の排ガス処理方法の第一の実施形態を、図１を適宜参照しながら説明する。
＜排ガス処理方法＞
　本発明の排ガス処理方法は、酸性成分を含む排ガスを乾式で中和処理する排ガス処理方法である。
　本実施形態の排ガス処理方法は、以下のステップ１～３を含む。
《ステップ１》
　ステップ１は、炭酸水素ナトリウムを含む中和剤と前記排ガスとを接触させるステップである。
　中和剤供給装置２０は、中和剤サイロ２２の内部に収容された中和剤２１を、定量フィーダー２３及び中和剤供給管２４を通じて、排ガス供給管１０１の内部に供給する。
　中和剤２１を排ガス供給管１０１の内部に供給する際には、中和剤２１を排ガス供給管１０１の内部に噴出することが好ましい。中和剤２１を排ガス供給管１０１の内部に噴出することにより、中和剤２１の粒子が排ガス供給管１０１の内部に拡散しやすくなり、中和剤２１の粒子と排ガスとの接触機会が増大する。
　中和剤２１は、炭酸水素ナトリウムを含む粒子である。
　中和剤２１に含まれる炭酸水素ナトリウム以外の成分は、例えば、粉体の固結防止剤、流動化剤として使用される親水性ヒュームドシリカである。
　中和剤２１が炭酸水素ナトリウム及び親水性ヒュームドシリカを含む場合、炭酸水素ナトリウムからなる粒子の表面に、親水性ヒュームドシリカの多くが一次粒子の状態で均一に分散されていることがより好ましい。親水性ヒュームドシリカの多くが一次粒子の状態で分散していることで、親水性ヒュームドシリカが二次粒子の状態で存在する場合に比べて、中和剤の流動性を、さらに適度なものとすることができ、凝集による塊状化を防止することができる。
　なお、粉体の固結防止剤、流動化剤としてはヒュームドシリカ以外に限定されない。例として、沈降性シリカ、ステアリン酸等脂肪酸の塩、ゼオライト、珪藻土、ケイ酸塩、タルク等が挙げられる。
　中和剤２１の平均粒径は、３～２０μｍが好ましく、５～１０μｍがより好ましい。平均粒径がこの範囲内であると、乾式フィルター（バグフィルター）のフィルター布表面で適度に担持、ろ過層が形成され、乾式フィルター（バグフィルター）を通過して、ガス成分中に中和剤が含まれるおそれやフィルター布の目が詰まることが低減される。また、より良好な流動性や分散性も得られ、排ガス中の酸性成分をより効率よく除去できる。
　なお、中和剤２１の平均粒径は、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置を使用し、エタノールを媒体として測定した体積基準での平均粒径の数値である。本明細書では、平均粒径は日機装株式会社製、商品名：マイクロトラックＦＲＡ９２２０を用いて測定している。
　親水性ヒュームドシリカの一次粒子の平均粒径は、５～５０ｎｍが好ましい。親水性ヒュームドシリカの一次粒子の平均粒径がこの範囲内であると、中和剤２１中への分散が容易である。ここで、親水性ヒュームドシリカの一次粒子とは、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）観察像の目視により判断される構成粒子の最小単位である。
　なお、前記親水性ヒュームドシリカの一次粒子の平均粒径は、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）によって実測したものであり、具体的には１００個の一次粒子についてその粒径を計測し、計測値を算術平均したものである。
　排ガスは、都市ごみ廃棄物焼却炉、産業廃棄物焼却炉、石炭や重油、残渣油、バイオマス等を燃料とした発電ボイラ、炭化炉、民間工場等の燃焼施設において発生する燃焼排ガスが好ましい。
　前記排ガスが含む酸性成分としては、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、塩化水素（ＨＣｌ）等が挙げられる。
　中和剤２１を排ガスと接触させると、高温の排ガスによって、中和剤２１に含まれる炭酸水素ナトリウムが熱分解して二酸化炭素と水を放出し、広い表面積を有する多孔質粒子となる。理想的な状態では、２モルの炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）から、１モルの二酸化炭素（ＣＯ２）と、１モルの炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）と、１モルの水（Ｈ２Ｏ）とが生じる。排ガス中の酸性成分は、主に、炭酸ナトリウムによって中和される。
《ステップ２》
　ステップ２は、中和剤２１と排ガスとを接触させて得られたガス成分及び飛灰成分からなる混合物を、乾式フィルター（バグフィルター３２）により、ガス成分と飛灰成分とに分離するステップである。
　本実施形態では、乾式フィルターとしてバグフィルター３２を用いる。バグフィルターは、内部に濾布３１が配置されており、濾布３１を通過するガス成分と、濾布を通過できない飛灰成分とに分離する。
　前記ガス成分は、バグフィルター３２の上端部付近に設置されたガス成分排出管１０２から、排ガス処理設備１の外に排出される。
　前記ガス成分は、中和剤２１と前記排ガスとを接触させることにより、ＳＯｘ、ＨＣｌ等の酸性成分が中和されたガスであり、環境中に排出しても問題が生じない。
　前記飛灰成分は、バグフィルター３２の下端部に設置されたダスト排出装置３３によって、飛灰成分供給管１０３を通じて、不溶化処理槽４１に供給される。
　前記飛灰成分は、ヒ素、セレン及びこれらの化合物を含む場合があることから、これらの成分の不溶化処理を行う。
《ステップ３》
　ステップ３は、前記飛灰成分に含まれるヒ素、セレン及びこれらの化合物を、炭酸カルシウム存在下で不溶化処理するステップである。
　前記飛灰成分は、不溶化処理槽４１の内部に供給された後、キレート剤供給装置５０から不溶化処理槽４１の内部に供給されるキレート剤５１、炭酸カルシウム供給装置１０から不溶化処理槽４１の内部に供給される炭酸カルシウム粒子１１、及び加湿用水供給管４２を通じて不溶化処理槽４１の内部に供給される加湿用水と混合されて、ヒ素、セレン及びこれらの化合物の不溶化処理が行われる。
　キレート剤５１は、前記飛灰成分に含まれる可能性がある、環告１３号に掲げられた金属等のうち少なくとも１種を不溶化できるものが好ましく、水銀、鉛、ヒ素及びセレンのうち少なくとも１種を不溶化できるものがより好ましく、ヒ素及びセレンを不溶化できるものがさらに好ましい。
　キレート剤５１の例は、ピペラジンジチオカルバミン酸、ジエチルジチオカルバミン酸、ジメチルジチオカルバミン酸、ジブチルジチオカルバミン酸、ポリアミン系ジチオカルバミン酸、テトラエチレンペンタミン及びこれらの塩である。前記塩は、ナトリウム塩又はカリウム塩が好ましい。ただし、キレート剤５１はこれらの有機キレート化合物及びその塩に限定されず、また、鉄の塩類等、無機化合物の不溶化剤の適用も差し障りない。
　炭酸カルシウム粒子１１は、炭酸カルシウムを含む粒子であり、炭酸カルシウム粒子１１中の炭酸カルシウム含有量は、９０質量％以上が好ましく、９５質量％以上がより好ましく、９９質量％以上がさらに好ましい。
　前記炭酸カルシウムは、石灰石を粉砕及び分級して製造される重質炭酸カルシム及び炭酸ガス反応法又は可溶性塩反応法で化学的に合成される軽質炭酸カルシウムのいずれも使用できるが、品質の安定性及び不純物の少なさから、軽質炭酸カルシウムが好ましい。
　炭酸カルシウム粒子１１は、炭酸カルシウムの二次粒子が好ましく、前記二次粒子の平均粒径は、１～１０μｍが好ましく、１～５μｍがより好ましい。
　炭酸カルシウムの二次粒子の平均粒径がこの範囲内であると、凝集性が高くなりすぎず、粒子同士が付着しにくい。また、不溶化処理の際に、飛灰成分に均一に分散されやすい。
　なお、炭酸カルシウム粒子１１の二次粒子としての平均粒径は、レーザー回折散乱方式の測定装置によって測定した体積基準における平均粒径（ＭＶ）である。
　ステップ３の不溶化処理の際のカルシウム濃度は、飛灰成分と炭酸カルシウムとの合計質量の３～２０質量％が好ましく、５～１７質量％がより好ましく、７～１２質量％がさらに好ましい。カルシウム濃度がこの範囲内であると、ヒ素、セレン及びこれらの混合物の不溶化処理効果がより向上する。炭酸カルシウム粒子の添加量が多すぎると飛灰成分と炭酸カルシウムの合計質量が増加し、埋立処分などの後処理に要するコストが上昇する可能性がある。カルシウム濃度の把握には、ＪＩＳ　Ｋ０１０２（２０１９）－５０．３の分析方法の準用が挙げられる。
　炭酸カルシウムは水酸化カルシウムのように強アルカリを示す化合物ではないため、非常に安全に取り扱うことができる。また、塩化カルシウムのように鉄系素材に対する強い腐食性が無いため、不溶化処理槽４１以降の工程に配設される鉄系素材で構成される装置にとって好ましい。
　加湿用水供給管４２から不溶化処理槽４１の内部に供給される加湿用水は、水道水、脱イオン水、蒸留水等が用いられる。不溶化処理槽４１の内部に加湿用水を供給すると、飛灰成分の周囲への飛散が抑制されるとともに、飛灰成分と、炭酸カルシウム粒子１１及びキレート剤５１とが混合しやすくなり、不溶化処理の効率が向上する。
　不溶化処理後の飛灰成分は、ヒ素、セレン及びこれらの混合物が不溶化されており、ヒ素、セレン及びこれらの化合物の溶出量が、環告１３号の試験方法で、下記基準値以下である。
　ヒ素　・・・０．３ｍｇ／Ｌ
　セレン・・・０．３ｍｇ／Ｌ
　不溶化処理後の飛灰成分は、不溶化処理後のダストとして、不溶化処理後ダスト排出管１０４から排ガス処理設備１の外に排出する。
［第二の実施形態］
＜排ガス処理設備＞
　図２に示す排ガス処理設備２は、本発明の排ガス処理方法の第二の実施形態を実施するための排ガス処理設備である。
　図１に示す排ガス処理設備１との相違は、不溶化処理槽４１に接続された炭酸カルシウム供給装置１０の代わりに、排ガス供給管１０１の中和剤供給装置２０が接続された位置とバグフィルター３２との間に接続された炭酸カルシウム供給装置１０’が用いられる点にある。
　炭酸カルシウム供給装置１０’は、本体である炭酸カルシウムホッパ１２、炭酸カルシウムホッパ１２の下端部に配置された定量フィーダー１３、定量フィーダー１３に一端が接続され、他端が排ガス供給管１０１に接続された炭酸カルシウム供給管１４、及び炭酸カルシウムホッパ１２に収容された炭酸カルシウム粒子１１から構成される。
　炭酸カルシウム供給装置１０’は、排ガス供給管１０１の、中和剤供給装置２０が接続された部分と排ガス供給管出口１０１ｂとの間に、炭酸カルシウム供給管１４が接続されている。
　炭酸カルシウム供給装置１０’から、排ガス供給管１０１の内部に炭酸カルシウム粒子１１が供給（噴出）され、中和剤２１と排ガスとを接触させた後の混合物と、炭酸カルシウム粒子１１とを接触させる。
　その他の点は、図１に示す排ガス処理設備１と同様である。
＜排ガス処理方法＞
　本実施形態の排ガス処理方法は、以下のステップ１ａ～４ａを含む。
《ステップ１ａ》
　ステップ１ａは、炭酸水素ナトリウムを含む中和剤２１を、排ガス供給管１０１の内部に供給し、中和剤２１と排ガスとを接触させるステップである。
　ステップ１ａは、本発明の排ガス処理方法の第一の実施形態のステップ１と同様であり、説明を省略する。
《ステップ２ａ》
　ステップ２ａは、ステップ１ａで得られた中和剤と排ガスとを接触させて得られた混合物と、炭酸カルシウム供給装置１０’から排ガス供給管１０１の内部に供給（噴出）した炭酸カルシウム粒子とを接触させるステップである。
　炭酸カルシウム供給装置１０’は炭酸カルシウム供給装置１０と同様の構成である。
　炭酸カルシウム供給装置１０’から供給された炭酸カルシウム粒子１１と、ステップ１ａで得られた中和剤と排ガスとを接触させて得られた混合物とは、混合して、ガス成分及び飛灰成分からなる混合物となる。
《ステップ３ａ》
　ステップ３ａは、ステップ２ａで得られたガス成分及び飛灰成分からなる混合物を、乾式フィルター（バグフィルター３２）により、ガス成分と飛灰成分とに分離するステップである。
　ステップ３ａは、ステップ３ａで得られる飛灰成分には、既に炭酸カルシウム粒子１１が混合されている点を除けば、本発明の排ガス処理方法の第一の実施形態のステップ２と同様であり、さらなる説明を省略する。
《ステップ４ａ》
　ステップ４ａは、前記飛灰成分に含まれるヒ素、セレン及びこれらの化合物を、炭酸カルシウム存在下で不溶化処理するステップである。
　ステップ３ａで得られ、不溶化処理槽４１の内部に供給された飛灰成分には、既に炭酸カルシウム粒子１１が混合されていることから、ステップ４ａにおいて、前記飛灰成分にさらに炭酸カルシウム粒子１１を加えなくてよい。
　この点を除いて、ステップ４ａは、本発明の排ガス処理方法の第一の実施形態のステップ３と同様であり、さらなる説明を省略する。
［第三の実施形態］
＜排ガス処理設備＞
　図３に示す排ガス処理設備３は、本発明の排ガス処理方法の第三の実施形態を実施するための排ガス処理設備である。
　図２に示す排ガス処理設備２との相違は、炭酸カルシウム供給装置１０’が、排ガス供給管１０１の排ガス供給管入口１０１ａと中和剤供給装置２０が排ガス供給管１０１に接続されている箇所の間に接続されている点にある。
　その他の点は図２に示す排ガス処理設備２と同様である。
＜排ガス処理方法＞
　本実施形態の排ガス処理方法は、以下のステップ１ｂ～４ｂを含む。
《ステップ１ｂ》
　ステップ１ｂは、炭酸カルシウム粒子１１を、炭酸カルシウム供給装置１０’から排ガス供給管１０１の内部に供給（噴出）し、炭酸カルシウム粒子１１と排ガスとを接触させるステップである。
　炭酸カルシウム供給装置１０’は炭酸カルシウム供給装置１０と同様の構成である。
　排ガス供給管１０１の内部に炭酸カルシウム粒子１１を供給（噴出）すると、炭酸カルシウム粒子１１及び排ガスからなる混合物が得られる。
《ステップ２ｂ》
　ステップ２ｂは、ステップ１ｂで得られた炭酸カルシウム粒子１１及び排ガスからなる混合物と、中和剤供給装置２０から排ガス供給管１０１の内部に供給（噴出）した中和剤２１とを接触させるステップである。
　ステップ１ｂで得られた炭酸カルシウム粒子１１及び排ガスからなる混合物と、中和剤２１とは、混合して、ガス成分及び飛灰成分からなる混合物となる。
《ステップ３ｂ》
　ステップ３ｂは、ステップ２ｂで得られたガス成分及び飛灰成分からなる混合物を、乾式フィルター（バグフィルター３２）により、ガス成分と飛灰成分とに分離するステップである。
　ステップ３ｂは、本発明の排ガス処理方法の第二の実施形態のステップ３ａと同様であり、さらなる説明を省略する。
《ステップ４ｂ》
　ステップ４ｂは、前記飛灰成分に含まれるヒ素、セレン及びこれらの化合物を、炭酸カルシウム存在下で不溶化処理するステップである。
　ステップ４ｂは、本発明の排ガス処理方法の第二の実施形態のステップ４ａと同様であり、さらなる説明を省略する。
［第四の実施形態］
＜排ガス処理設備＞
　図４に示す排ガス処理設備４は、本発明の排ガス処理方法の第四の実施形態を実施するための排ガス処理設備である。
　図１に示す排ガス処理設備１との相違は、中和剤及び炭酸カルシウム粒子の供給が、排ガス供給管１０１の途中に接続された中和剤・炭酸カルシウム混合物供給装置６０を用いて行われる点にある。
　中和剤・炭酸カルシウム混合物供給装置６０は、本体である中和剤・炭酸カルシウム混合物サイロ６２、中和剤・炭酸カルシウム混合物サイロ６２の下端部に設置された定量フィーダー６３、定量フィーダー６３と排ガス供給管１０１とを接続する中和剤・炭酸カルシウム混合物供給管６４、並びに中和剤・炭酸カルシウム混合物サイロ６２に収容された中和剤及び炭酸カルシウム粒子を含む混合物６１から構成される。
　中和剤・炭酸カルシウム混合物供給装置６０から、排ガス供給管１０１の内部に中和剤及び炭酸カルシウム粒子を含む混合物６１が供給（噴出）され、中和剤及び炭酸カルシウム粒子を含む混合物６１と、排ガスとを接触させる。
＜排ガス処理方法＞
　本実施形態の排ガス処理方法は、以下のステップ１ｃ～３ｃを含む。
《ステップ１ｃ》
　ステップ１ｃは、中和剤及び炭酸カルシウム粒子を含む混合物６１を、排ガス供給管１０１の内部に供給し、中和剤及び炭酸カルシウム粒子と排ガスとを接触させるステップである。
　前記中和剤は、上述した中和剤２１と同様である。
　前記炭酸カルシウム粒子は、上述した炭酸カルシウム粒子１１と同様である。
　中和剤及び炭酸カルシウム粒子を含む混合物６１中の前記中和剤及び前記炭酸カルシウム粒子の含有量は、中和剤１００質量部に対して、炭酸カルシウム粒子が１～１０質量部が好ましく、２～７質量部がより好ましく、２～５質量部がさらに好ましい。
　ステップ１ｃでは、中和剤及び炭酸カルシウム粒子を含む混合物６１と排ガスとを接触させることにより、ガス成分及び飛灰成分からなる混合物が得られる。
《ステップ２ｃ》
　ステップ２ｃは、ステップ１ｃで得られたガス成分及び飛灰成分からなる混合物、乾式フィルター（バグフィルター３２）により、ガス成分と飛灰成分とに分離するステップである。
　ステップ２ｃは、本発明の排ガス処理方法の第二の実施形態のステップ３ａと同様であり、さらなる説明を省略する。
《ステップ３ｃ》
　ステップ３ｃは、前記飛灰成分に含まれるヒ素、セレン及びこれらの化合物を、炭酸カルシウム存在下で不溶化処理するステップである。
　ステップ３ｃは、本発明の排ガス処理方法の第二の実施形態のステップ４ａと同様であり、さらなる説明を省略する。
　以下では、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明は後述する実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない限り、種々の変形が可能である。
　なお、例１は比較例に相当し、例２～例４は実施例に相当する。
［例１］
　中和剤（アクレシア（登録商標）、ＡＧＣ社製；炭酸水素ナトリウムの粒子、平均粒径９μｍ）を一般廃棄物（都市ごみ）焼却炉からの排ガスに噴出した後、バグフィルターで飛灰成分とガス成分とに分離した。飛灰成分の０～６質量％のキレート剤（アルサイトＬ－１０５、不二サッシ社製）を添加した。処理後のダストの１００ｇを用いて、環告１３号に準拠した検定方法で、ヒ素、セレン、水銀、鉛及びこれらの化合物の溶出量を測定した。測定結果を表１に示す。
　処理後のダストからのヒ素、セレン、水銀、鉛及びこれらの化合物の溶出量は、いずれも基準値を超えていなかったが、溶出しやすい傾向にあった。
［例２］
　中和剤（アクレシア（登録商標）、ＡＧＣ社製；炭酸水素ナトリウムの粒子、平均粒径９μｍ）を一般廃棄物（都市ごみ）焼却炉からの排ガスに噴出した後、さらに、炭酸カルシウムの粒子（平均粒径２μｍ）を排ガスに噴出して、バグフィルターで飛灰成分とガス成分とに分離した。飛灰成分の０～６質量％のキレート剤（アルサイトＬ－１０５、不二サッシ社製）を添加した。不溶化処理後のダストにおけるカルシウムの濃度は、１０．４質量％であった。処理後のダストの１００ｇを用いて、環告１３号に準拠した検定方法で、ヒ素、セレン、水銀、鉛及びこれらの化合物の溶出量を測定した。測定結果を表１に示す。
　処理後のダストからのヒ素、セレン、水銀、鉛及びこれらの化合物の溶出量は、いずれも基準値を超えておらず、例１と比べて、溶出しやすさが抑えられていた。
［例３］
　中和剤（アクレシア（登録商標）、ＡＧＣ社製；炭酸水素ナトリウムの粒子、平均粒径９μｍ）を一般廃棄物（都市ごみ）焼却炉からの排ガスに噴出した後、バグフィルターで飛灰成分とガス成分とに分離した。飛灰成分の０～６質量％のキレート剤（アルサイトＬ－１０５、不二サッシ社製）を添加した。また、飛灰成分に炭酸カルシウムの粒子（平均粒径２μｍ）を添加した。不溶化処理後のダストにおけるカルシウムの含有率は７．２質量％であった。処理後のダストの１００ｇを用いて、環告１３号に準拠した検定方法で、ヒ素、セレン、水銀、鉛及びこれらの化合物の溶出量を測定した。測定結果を表１に示す。
［例４］
　中和剤（アクレシア（登録商標）、ＡＧＣ社製；炭酸水素ナトリウムの粒子、平均粒径９μｍ）を一般廃棄物（都市ごみ）焼却炉からの排ガスに噴出した後、バグフィルターで飛灰成分とガス成分とに分離した。飛灰成分の０～６質量％のキレート剤（アルサイトＬ－１０５、不二サッシ社製）を添加した。また、飛灰成分に炭酸カルシウムの粒子（平均粒径２μｍ）を添加した。不溶化処理後のダストにおけるカルシウムの含有率は１８．６質量％であった。処理後のダストの１００ｇを用いて、環告１３号に準拠した検定方法で、ヒ素、セレン、水銀、鉛及びこれらの化合物の溶出量を測定した。測定結果を表１に示す。
　処理後のダストからのヒ素、セレン、水銀、鉛及びこれらの化合物の溶出量は、いずれも基準値を超えておらず、例１と比べ溶出のしやすさが抑えられていた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　なお、ヒ素、セレン、水銀、鉛の欄の含有量及び溶出量は、それぞれの元素の化合物を含む値である。
　本発明の排ガス処理方法は、従来の排ガス処理設備に小規模の変更を施すだけで実施でき、簡便な操作で、飛灰からのヒ素、セレン及びこれらの化合物の溶出を抑制できるため、都市ごみ廃棄物焼却炉、産業廃棄物焼却炉、発電ボイラ、炭化炉又は民間工場等の燃焼施設において捕集した飛灰の処理に適している。
　なお、２０１９年１０月２４日に出願された日本特許出願２０１９－１９３４３９号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
　１，２，３，４　　排ガス処理設備
　１０，１０’　炭酸カルシウム供給装置
　１１　炭酸カルシウム粒子
　１２　炭酸カルシウムホッパ
　１３　定量フィーダー
　１４，１５　炭酸カルシウム供給管
　２０　中和剤供給装置
　２１　中和剤
　２２　中和剤サイロ
　２３　定量フィーダー
　２４　中和剤供給管
　３１　濾布
　３２　バグフィルター
　３３　ダスト排出装置
　４１　不溶化処理槽
　４２　加湿用水供給管
　５０　キレート剤供給装置
　５１　キレート剤
　５２　キレート剤貯蔵槽
　５３　定量ポンプ
　５４　キレート剤供給管
　６０　中和剤・炭酸カルシウム混合物供給装置
　６１　中和剤及び炭酸カルシウム粒子を含む混合物
　６２　中和剤・炭酸カルシウム混合物サイロ
　６３　定量フィーダー
　６４　中和剤・炭酸カルシウム混合物供給管
　１０１　排ガス供給管
　１０１ａ　排ガス供給管入口
　１０１ｂ　排ガス供給管出口
　１０２　ガス成分排出管
　１０２ａ　ガス成分排出管入口
　１０２ｂ　ガス成分排出管出口
　１０３　飛灰成分供給管
　１０４　不溶化処理後ダスト排出管
　Ａ　排ガス
　Ｂ　ガス成分
　Ｃ　飛灰成分
　Ｄ　不溶化処理後ダスト
　Ｅ　加湿用水

Claims (7)

  1. 　酸性成分を含む排ガスを乾式で中和処理する排ガス処理方法であって、
    　炭酸水素ナトリウムを含む中和剤と前記排ガスとを接触させ、
    　前記中和剤と前記排ガスとを接触させて得られたガス成分及び飛灰成分からなる混合物を、乾式フィルターにより、ガス成分と飛灰成分とに分離し、
    　前記飛灰成分に含まれるヒ素、セレン及びこれらの化合物を、炭酸カルシウム存在下で不溶化処理する、排ガス処理方法。
  2. 　前記ガス成分と前記飛灰成分とに分離した後、前記飛灰成分と炭酸カルシウムとを混合する、請求項１に記載の排ガス処理方法。
  3. 　前記中和剤と前記排ガスとを接触させて得られたガス成分及び飛灰成分を含む混合物と炭酸カルシウムとを接触させる、請求項１に記載の排ガス処理方法。
  4. 　前記中和剤と前記排ガスとを接触させる前に、前記排ガスと炭酸カルシウムとを接触させる、請求項１に記載の排ガス処理方法。
  5. 　前記中和剤と前記排ガスとを接触させる際に、前記中和剤及び炭酸カルシウムを含む混合物と前記排ガスとを接触させる、請求項１に記載の排ガス処理方法。
  6. 　前記飛灰成分に含まれるヒ素、セレン及びこれらの化合物を、炭酸カルシウム存在下で不溶化処理する際のカルシウム濃度が、飛灰成分と炭酸カルシウムとの合計質量の３～２０質量％である、請求項１～５のいずれか１項に記載の排ガス処理方法。
  7. 　前記中和剤が、炭酸水素ナトリウムを含む粒子である、請求項１～６のいずれか１項に記載の排ガス処理方法。
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