JP2000051645A

JP2000051645A - 排ガス及び飛灰の処理方法

Info

Publication number: JP2000051645A
Application number: JP22172998A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Hara; 和宏原; Toru Yoshida; 融吉田; Takuji Nomura; 卓司野村
Original assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1998-08-05
Filing date: 1998-08-05
Publication date: 2000-02-22

Abstract

(57)【要約】【目的】都市ごみ焼却設備等で発生する酸性ガスやダイ
オキシン類の除去、回収した飛灰からの重金属の溶出防
止及びその処理物の飛散防止、を簡便に実現できる方法
を提供する。【解決手段】消石灰、酸化マグネシウム、無機酸化物の
多孔性物質、非晶質水酸化アルミニウム、及び活性炭も
しくは活性コークスを目的に合わせて配合することによ
り得られる処理剤を、焼却炉煙道に吹き込み、回収され
た飛灰に塩化マグネシウム水溶液を加えて混合又は混練
する。【効果】一つの薬剤の吹き込み及び塩化マグネシウム水
溶液の添加により、排ガス中の酸性ガスやダイオキシン
類を除去するとともに、飛灰からの重金属の溶出を抑制
し、その混練処理物の固化強度を向上させて飛散を防止
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、都市ごみ等の焼却
設備の排ガス処理設備から排出される酸性ガス、ダイオ
キシン類等有害有機物及び有害重金属類等を含有する排
ガスの処理に使用される焼却炉煙道吹込剤を用いた排ガ
ス及び飛灰の処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ダイオキシン類による環境汚染が
問題視されている。これは、他の汚染物質と比較して、
ダイオキシン類の毒性が極めて高いためである。例え
ば、最も毒性が強いと言われる２，３，７，８−ダイオ
キシンのモルモットでのＬＤ50は２μｍ／ｋｇである。
さらに、ダイオキシン類は非常に強い急性毒性を有して
いるとともに、強力な発癌性物質や催奇性物質であるこ
とが確認されている。例えば、２，３，７，８−ダイオ
キシンの場合には、０．０１〜０．０７μｍ／ｋｇ／ｄ
ａｙという微量で発癌性を示すという報告がある。ま
た、１〜１０μｍ／ｋｇの２，３，７，８−ダイオキシ
ンを妊娠中のラットの母胎に投与することにより、奇形
を生ずることが確認されており、他に類を見ない催奇性
物質であることが判明している。

【０００３】ダイオキシン類の発生源としては、都市ご
み焼却施設、製鋼所や金属精錬産業等の工業プロセス、
自動車の排ガス、紙パルプ産業における塩素漂白過程、
農薬類等の化学工業製品の製造工程等があげられる。し
かし、日本では都市ごみ焼却施設から発生するものが最
も多いとされている。日本は、国土が狭い上にごみ発生
量が非常に多いため、ほとんどの一般ごみが焼却処分し
た後埋め立てられいる。このため、日本ではダイオキシ
ンの発生量が多い。

【０００４】日本では約４８００万トン（１９８８年）
の一般廃棄物と約３．１億トン（１９８５年）の産業廃
棄物が排出される。西暦２０００年には、一般廃棄物は
約８０００万トンに、産業廃棄物は約６億トンに達する
と予測されている。また、一般廃棄物のうち約７割が焼
却処理され、約３割が直接処分されている。また、産業
廃棄物のうち、約４割が再生利用され、約３割が焼却処
理され、約３割が直接処分されている。これらの焼却処
理の際には多量のダイオキシンが発生することが明らか
となっており、今後、これらの排出規制が大幅に強化さ
れる方向にある。

【０００５】都市ごみ処理の場合、ごみの中にはプラス
チック、残飯、木材等の様々な有機物や塩化物が含まれ
ている。これらのごみを焼却すると、有機物の一部は完
全に二酸化炭素まで分解されず、未燃有機物が排ガス処
理設備へと排出され、ダイオキシン類の前駆体となる。
一方、塩化物中の塩素は塩素や塩化水素等のガス状成分
となり、前記前駆体と複雑な反応経路を経て反応してダ
イオキシン類が生成するといわれている。また、排ガス
処理設備に吹き上げられた飛灰中に含有される塩化銅等
の金属塩が触媒となり、ダイオキシン類の生成をさらに
促進しているといわれている。一般には、未燃有機物が
焼却炉内で前駆体に変化し、ボイラーや集塵器等の低温
領域内でダイオキシン類が合成されると考えられる。

【０００６】ダイオキシン類対策についての研究は、始
まったばかりであり、未だ技術確立には至っていない
が、現在考えられている焼却施設における対策は、以下
の５つに分類される。すなわち、Ａ）ごみ中の原因物質
の除去、Ｂ）燃焼条件での生成抑制、Ｃ）熱回収・冷却
過程での生成抑制、Ｄ）排ガス処理過程での生成抑制と
除去、Ｅ）飛灰の無害化である。このうち、近年、Ｄ）
排ガス処理過程での生成抑制と除去について、盛んに検
討されている。排ガス処理過程での対策として重要なの
は、集塵器の温度を低下させることであり、ダイオキシ
ン類発生防止ガイドラインでは、集塵器の温度を既設炉
では２５０〜２８０℃に、新設炉では２００℃以下にす
ることが示されている。しかし、既設の焼却炉で多く用
いられてきた電気集塵器は温度をあまり下げることがで
きないうえ、コロナ放電でダイオキシン類が生成するこ
とが判明しているため、ほとんどの新設炉ではバグフィ
ルター方式の集塵器が取り付けられている。最近の技術
としては、排ガス処理過程に酸化剤や酸化触媒を導入し
てダイオキシン類を酸化させたり、さらにＨ₂ Ｓ、ＮＨ
₃ 、トリエタノールアミン等のフライアッシュの触媒活
性を抑制する薬剤を排ガス処理過程で吹き込むことも検
討されている。

【０００７】また、ダイオキシン類問題とともに、重金
属類問題が大きな環境問題となっている。ごみ中に含ま
れるカラー印刷された紙やセロファン類にはカドミウム
（Ｃｄ）、鉛（Ｐｂ）、クロム（Ｃｒ）、水銀（Ｈ
ｇ）、砒素（Ａｓ）、銅（Ｃｕ）等、また、プラスチッ
ク類にはカドミウム、鉛、亜鉛（Ｚｎ）、クロム、水
銀、砒素等が含まれており、これらを焼却することによ
って重金属が濃縮された灰が得られる。ごみ焼却場で
は、この灰をごみの燃えがらからなる主灰とバグフィル
ター等で回収される飛灰に分けて回収することが多い。
この主灰、飛灰ともに重金属を含んでいるが、飛灰では
特に重金属が溶出し易くなっている。

【０００８】即ち、ごみ焼却場では、焼却時に発生する
塩化水素ガスを捕捉するために、排気経路（煙道）途中
に消石灰や生石灰が吹き込まれる。これらは塩化水素ガ
スと反応して塩化カルシウムとなり、排ガス中の塩化水
素ガス濃度が低減される。ところが、未反応の消石灰や
生石灰が飛灰中に残存するために、飛灰はｐＨ１２以上
の高アルカリ性を示す。しかるに、飛灰中に高濃度含有
されている鉛は、高アルカリ領域では鉛酸塩として水溶
性となる性質があるために、このまま飛灰を廃棄すると
鉛が溶出することとなる。

【０００９】そこで、このような有害重金属の溶出を防
止する目的で、都市ごみ焼却場では、例えばジチオカル
バミン酸系化合物等のキレート形成剤や硫化ソーダ・水
硫化ソーダ等の可溶性硫化物や多孔性の無機吸着剤等の
重金属安定化薬剤を、飛灰に混合して水を加えて混練し
て固化した後、廃棄（埋め立て処分）している。しかし
ながら、前記の重金属安定化薬剤の貯槽や添加装置等の
設備が必要であるため、前記のような安定化処理法を実
施していない都市ごみ焼却場も多い。

【００１０】また、前記の飛灰には、ダイオキシン類も
含有されている。埋め立て処分場に廃棄されたダイオキ
シン類を含有する飛灰処理物の飛散等によっては、ダイ
オキシン類が拡散される恐れがある。そのため、飛灰処
理物の飛散防止の観点から、処理物の固化強度の更なる
向上が期待されている。そこで、都市ごみ焼却場では、
例えば、重金属安定化剤の他にセメントを添加・混練し
て養生固化することにより、処理物の固化強度の向上を
図ろうとしている。しかしながら、セメントの貯槽等の
設備が必要であるため、セメント固化を実施できない都
市ごみ焼却場も多い。また、セメントはアルカリ性であ
ることから、多量に添加すると鉛の溶出が抑制されず、
二次公害が発生する恐れがある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
都市ごみ焼却施設等で発生する酸性ガスやダイオキシン
類の除去や、回収された飛灰からの重金属の溶出の抑制
やその処理物の固化強度の向上を、一つの薬剤で簡便に
できる方法を提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、消石灰と酸化
マグネシウムに、無機酸化物の多孔性物質、非晶質水酸
化アルミニウム、及び活性炭もしくは活性コークスを目
的に合わせて配合することにより得られる焼却炉煙道吹
込剤を焼却炉煙道に吹き込み、酸性ガスやダイオキシン
類を排ガスから除去するとともに、回収された飛灰を塩
化マグネシウム水溶液を添加して混練することにより飛
灰中の重金属を安定化させ、その処理物の固化強度を向
上させる方法を提供する。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明では、焼却炉煙道吹込剤と
して、消石灰と酸化マグネシウムと、無機酸化物の多孔
性物質及び／又は非晶質水酸化アルミニウムとを用い
る。本発明で使用される消石灰は、特に制限はなく、排
気ガス中に含まれる塩化水素ガス等の酸性ガスを吸収し
中和するために、従来から使われるものが使用できる。
本発明で使用される消石灰は、通常粉体状であるが、酸
性ガスを効果的に除去するためには、表面積が大きい方
が望ましい。具体的には、ＢＥＴ法で測定した比表面積
が１０ｍ² ／ｇ以上の消石灰であることが望ましく、３
０ｍ² ／ｇ以上であることがより望ましい。このような
比表面積を有する消石灰としては、生石灰に水を添加し
て消化して得られる消石灰が挙げられる。具体的には、
排ガス処理に通常使用されるＪＩＳ特号消石灰（比表面
積１５ｍ² ／ｇ程度）の使用が好ましいが、コスト的に
低価格のＪＩＳ１号消石灰を使用しても良い。消化反応
時にアルコールやアミン類を添加するなどの処理を施し
て比表面積を増大させた特殊消石灰（奥多摩工業製“タ
マカルク”、上田石灰製“ユーエスライム”、吉田石灰
製“カルミュー”、秩父石灰製“エーロック”、菱光石
灰製“ヒシカール”等）を使用することは、さらに効果
的である。

【００１４】本発明の無機酸化物の多孔性物質について
説明する。無機酸化物の多孔性物質は、高い吸着能力を
有しており、鉛などの有害重金属及びダイオキシン類を
吸着する。この吸着作用に基づいて、重金属の安定化及
びダイオキシン類の除去が可能となる。

【００１５】本発明における重金属の安定化メカニズム
について説明する。鉛、カドミウム、水銀等の低沸点金
属は焼却炉中から蒸発し、排ガスとともに排出される。
蒸発した重金属の多くは、排ガス中の飛灰を電気集塵器
やバグフィルターで回収する際に飛灰表面に凝縮したり
吸着されて捕集される。しかしながら、飛灰に吸着した
状態で捕集されたこれらの重金属は、飛灰が水に晒され
るとイオン化して水中に溶解するため、このままでは２
次公害が発生する。本発明で用いる無機酸化物の多孔性
物質は親水性を有する物質であることを特徴とするた
め、イオン化した重金属を効果的に吸着する。また、本
発明で用いる無機酸化物の多孔性物質を焼却炉煙道中に
吹き込んだり、フィルターとして焼却炉煙道中に配置す
ることにより、排ガス中の重金属の蒸気をも効果的に捕
集することができる。

【００１６】本発明におけるダイオキシン類の除去メカ
ニズムについて説明する。焼却設備でのダイオキシン類
の発生は、未燃有機物と塩素ガスもしくは塩化水素ガス
と反応して生成する有機塩化物である。これらのダイオ
キシン類は非常に疎水性の強い物質であり、炭素や活性
炭等の疎水性の物質に吸着されることが知られている。
本発明で使用される無機酸化物の多孔性物質は、ダイオ
キシン類の吸着性能は活性炭には劣るものの、活性炭と
比較して低価格（１／１０〜１／５）であり、多量に使
用することができるので、単独あるいは活性炭との併用
により、ダイオキシン類の排出濃度をより低減すること
ができる。

【００１７】本発明の無機酸化物の多孔性物質は、活性
炭以外の珪酸・珪酸アルミニウムのような親水性の物質
である。また、ダイオキシン類や重金属を吸着する能力
は、無機酸化物の多孔性物質の比表面積に依存し、比表
面積が大きいほどダイオキシン類や重金属の吸着能力は
向上する。通常、比表面積が５０ｍ² ／ｇ以上である無
機吸着剤の多孔性物質が効果的にダイオキシン類や重金
属を吸着するために使用されるが、本発明では特にＢＥ
Ｔ法で測定した比表面積が１００ｍ² ／ｇ以上のものが
好ましい。ただし、比表面積があまりに大きすぎると、
平均細孔径が小さくなりすぎてしまい、水練りした場合
に細孔内が水分子で埋まってしまうため、重金属が内部
まで拡散できなくなる。従って、無機酸化物の多孔性物
質の比表面積には最適な上限があり、８００ｍ² ／ｇ以
下であることが望ましい。

【００１８】本発明で用いる無機酸化物の多孔性物質
は、合成した多孔性無機酸化物でも天然の多孔性無機酸
化物でもどちらでもよい。合成物質としては、合成珪
酸、合成珪酸アルミニウム、合成珪酸マグネシウム、合
成水酸化アルミニウム、合成ゼオライト等がある。天然
物質としては、活性白土、酸性白土、アロフェン、ベン
トナイト、珪藻土、天然ゼオライト等があり、また、こ
れらの物質を酸処理することによりアルミニウムやマグ
ネシウム等の不純物を除去し、比表面積をさらに高めた
物質等が好ましい。

【００１９】本発明で用いる無機酸化物の多孔性物質
は、増量すると重金属が充分吸着されるので、多量に配
合することが望ましい。しかしながら、消石灰の配合割
合が少なすぎると、酸性ガス除去効率が低下して好まし
くない。そのため、本発明の無機酸化物の多孔性物質の
配合量は、消石灰１００重量部に対して１０重量部以上
２００重量部以下であることが好ましく、２０重量部以
上１００重量部以下であることがさらに好ましい。

【００２０】本発明の非晶質水酸化アルミニウムについ
て説明する。通常の場合、焼却炉では酸性ガスを中和す
るために、多量の粉体状の消石灰を煙道に吹き込んでい
る。しかしながら、消石灰の飽和水溶液はｐＨ１２以上
の高いアルカリ性を示すため、未反応の消石灰が飛灰中
に残存していると飛灰を水に分散した場合にｐＨ１２以
上のアルカリ性になる。このような高アルカリ領域では
鉛等の両性金属類が溶解するため、飛灰中からの鉛溶出
量が増大する。従って、重金属の溶出を防止するために
は、飛灰のｐＨを消石灰のｐＨより低下されることが望
ましい。そこで、本発明では、飽和水溶液のｐＨが１
１．５以下の粉体状の非晶質水酸化アルミニウムを添加
することにより、飛灰のｐＨを低下させる。このような
非晶質水酸化アルミニウムを添加することにより、消石
灰の吹込量を減らすことができ、飛灰のｐＨを低下させ
ることが可能となる。さらに、非晶質水酸化アルミニウ
ムの比表面積は、大きいほど酸性ガスとの反応性が高い
ため、ＢＥＴ法で測定した比表面積が１５ｍ² ／ｇ以上
であることが好ましく、３０ｍ² ／ｇ以上であることが
さらに好ましい。

【００２１】本発明で用いる非晶質水酸化アルミニウム
は様々な形で入手可能であるが、アルマイト処理工程で
発生する非晶質水酸化アルミニウムのスラッジ廃棄物を
乾燥・粉砕して得られるものが、工業的には他の利用方
法が無く、本来は廃棄されるものであるため、コスト的
に有利であることから、好ましい。

【００２２】本発明の非晶質水酸化アルミニウムの配合
量について説明する。本発明で用いる非晶質水酸化アル
ミニウムを増量すると、飛灰のｐＨを低下しやすくなる
ので、中和の観点からは多量に配合することが好まし
い。しかしながら、消石灰量が少なすぎると、酸性ガス
除去効率が低下する恐れがある。従って、本発明の非晶
質水酸化アルミニウムの配合量は、消石灰１００重量部
に対して１０重量部以上２００重量部以下であることが
好ましく、２０重量部以上１００重量部以下であること
がさらに好ましい。

【００２３】無機酸化物の多孔性物質と非晶質水酸化ア
ルミニウムとの併用効果について説明する。飛灰の pＨ
の変動により鉛の溶出量は大幅に増減する。然しなが
ら、飛灰性状の変動によっては、水酸化アルミニウム添
加時の飛灰 pＨは必ずしも意図したようには低下でき
ず、それからの鉛の溶出が完全に抑制できない危険性が
ある。そこで、 pＨ調整作用のみに依存しない鉛吸着体
である無機酸化物の多孔性物質を併用することにより、
その危険性を回避することができる。また、理由は明ら
かではないが、両者を併用することにより、処理物の固
化強度が向上することが確認されている。

【００２４】本発明で用いる酸化マグネシウム及び塩化
マグネシウムについて説明する。通常の場合、集塵器に
て捕集された飛灰中にはシリカ成分や水酸化カルシウム
由来化合物が含有されるため、水を加えて混練すると、
固化反応が進行して塊状の処理物が得られる。しかしな
がら、その処理物の圧縮強度に代表される固化強度はあ
まり大きくない。そのため、物理的な衝突等により塊状
物の分割・細粒化が起こりやすく、埋立処分場等での飛
散の危険性が増大することとなる。本発明における飛灰
処理物の固化強度向上のメカニズムは、酸化マグネシウ
ムと塩化マグネシウムとの反応により生成される水和複
塩である３ＭｇＯ・ＭｇＣｌ₂ ・１１Ｈ₂ Ｏの処理物中
での絡み合いにより硬化が進行するというものである。

【００２５】本発明で用いる酸化マグネシウム及び塩化
マグネシウムは、合成物でも天然物でもどちらでもよ
い。本発明の酸化マグネシウムの配合量及び塩化マグネ
シウムの添加量について説明する。本発明で用いる酸化
マグネシウムを増量すると、水和複塩の生成を促進する
ので、処理物の固化強度向上の観点からは多量に配合す
ることが好ましい。しかしながら、消石灰量が少なすぎ
ると、酸性ガス除去効率が低下する恐れがある。また、
重金属を安定化させる無機酸化物の多孔性物質や非晶質
水酸化アルミニウムが不足すると、重金属安定化能力が
低下する恐れがある。従って、本発明の酸化マグネシウ
ムの配合量は、消石灰１００重量部に対して１０重量部
以上２００重量部以下であることが好ましく、２０重量
部以上１００重量部以下であることがさらに好ましい。
これに対して、塩化マグネシウムは、固形分として、飛
灰中に吹き込まれた酸化マグネシウム量に対してモル比
において１／２〜１／４の量を添加するのが、水和複塩
の生成の観点から効率がよい。従って、本発明の塩化マ
グネシウムの添加量は、固形分として、酸化マグネシウ
ム１００重量部に対して６０重量部以上１２０重量部以
下であることが好ましい。

【００２６】塩化マグネシウムは水溶液として使用する
が、１０〜３５％の水溶液を使用することが好ましく、
回収した飛灰に塩化マグネシウム水溶液を加えると共
に、必要に応じて水を加えることもできる。

【００２７】本発明においては、ダイオキシン類のよう
な有害有機物の吸着除去のために、炭素系の吸着剤を使
用してもよい。本発明で用いる炭素系の吸着剤としては
活性炭及び活性コークスが好ましく、特に活性炭は吸着
能力が高いため望ましい。活性炭は、原料の由来によ
り、石炭系・ヤシ殻系・木質系などに分類される。ま
た、活性炭の賦活方法には水蒸気賦活と薬剤賦活があ
る。本発明で用いる活性炭は、原料・賦活方法ともいず
れの種類のものでもよい。ただし、一般に石炭系のもの
が発火温度が高く、煙道に吹き込む場合に安全性が確保
されるので、石炭系のものが好ましい。活性コークス
は、コークスを原料とした炭素系の吸着剤であり、活性
炭と違い賦活を施さないか弱めの賦活を施したものであ
る。一般に、活性コークスは、活性炭と比較すると吸着
能力に劣るものであるが、安価であり、経済性を考慮す
ると活性炭と同様に使用することが可能である。活性炭
や活性コークス等の炭素系吸着剤の粒度に関しては、本
発明の薬剤を煙道に吹き込むことや他の粉体と混合する
ことを考慮すると、１００μｍ以下であることが好まし
く、７０μｍ以下であることがより好ましい。また、ダ
イオキシン類のような分子量の大きな物質を吸着するた
めには、細孔容積が大きな活性炭や活性コークスのよう
な炭素系吸着剤が好ましい。特に、細孔径が１０ｎｍ以
上の領域にある細孔が、ダイオキシン類の吸着に有効な
細孔である。図２に活性炭の細孔容積の分布をＢＥＴ法
で測定した例を示す。一般に、細孔径分布にはいくつか
のピークが見られる。従って、本発明によれば、細孔容
積の細孔径分布を測定した場合の１０ｎｍ以上の領域で
の細孔容積の最大値が０．０１ｃｃ／ｇ以上であること
が好ましい。例えば、図２のＮｏ．２〜４に示すような
活性炭や活性コークス等の炭素系吸着剤を使用すること
が好ましい。

【００２８】本発明に用いる活性炭類の配合量について
説明する。本発明で用いる活性炭を増量することによ
り、ダイオキシン類等の有機系汚染物質を除去する能力
は増大する。しかし、混入量が多すぎると粉塵爆発の原
因にもなる可能性がある。また、過剰に配合すると薬剤
全体の吹き込み量が増大するため、コスト的にも不利と
なる。従って、活性炭の配合量は、消石灰１００重量部
に対して１重量部以上２０重量部以下であることが好ま
しい。

【００２９】本発明でいう比表面積及び細孔容積につい
て説明する。本発明でいう比表面積は窒素置換方式のＢ
ＥＴ法で測定したものである。ＢＥＴ法は活性炭、触媒
単体、ゼオライト等の多孔性物質の比表面積を測定する
方法として、一般的に使用される方法である。この方法
では、物質表面に窒素等の気体分子を吸着させた後、サ
ンプルを昇温して吸着した気体分子の離脱量から比表面
積が算出される。吸着させる気体分子の種類としては窒
素・アルゴン等が用いられ、本発明では窒素ガスを用い
た。

【００３０】ＢＥＴ法ではサンプルの前処理によって測
定値が左右されるので、本発明ではオーブン中で２００
℃で３時間以上乾燥させたサンプルを使用する。このよ
うにしてサンプルを充分に乾燥させれば細孔中の水分等
の吸着分子が離脱し、正確な比表面積や細孔容積を測定
することができる。また、吸着させる気体分子は吸着し
た細孔径の大きさにより離脱温度や離脱圧力が異なる。
このため、ＢＥＴ法では、測定系内の温度や圧力等を徐
々に変化させることにより、各細孔領域に相当する比表
面積及び細孔容積の細孔径分布を測定することができ
る。このような比表面積及び細孔容積の細孔径分布のデ
ータは、ダイオキシン類のような大きな分子量の物質に
対する吸着性能を判定する上で重要な情報である。

【００３１】本発明の処理剤の作製方法について説明す
る。本発明の薬剤を作製する際には、単に原料の粉体を
物理的に混合するだけでよい。混合は乾式で行われるこ
とが望ましく、原料中の含水量も少なくなるように注意
する必要がある。混合前には、乾燥することが望まし
い。また、塊状もしくは粗粒状の原料物質を所定配合比
にて混合してから、粉砕を行っても良い。さらに、キレ
ート剤・燐酸塩類などの別の重金属安定化剤もしくはダ
イオキシン類の処理剤を混合しても良い。

【００３２】本発明の排ガス処理方法について説明す
る。本発明の排ガス処理方法の最も一般的な方法は、焼
却炉の排ガス処理工程の煙道中に粉体状の本処理剤を吹
き込む方法である。例えば、図１の処理剤サイロ内に本
処理剤を充填し、粉体供給機と空気輸送機を用いて、煙
道内に吹き込む。さらに、本発明の処理剤を煙道に吹き
込んだ後に回収される飛灰は、本発明の処理剤が重金属
安定化能力を有しているため、適量の処理剤が吹き込ま
れていれば、そのままでも重金属の溶出が防止される。
回収された飛灰を水を添加して混練することにより、さ
らに効果的に重金属を安定化することができ、必要に応
じてキレート剤・燐酸塩類等の他の重金属安定化剤を併
用することも有効である。

【００３３】また、本発明の処理剤が固化増強能を有し
ているため、回収された飛灰に塩化マグネシウム水溶液
及び必要に応じ水を添加して混練することにより、その
処理物の固化強度は顕著な増加を示し、処理物の飛散等
が防止される。その際の固化強度は、消石灰のみからな
る煙道吹込剤を吹き込んだ後回収された飛灰に固化剤と
して普通セメントを約２０重量部添加して水で混練した
処理物のそれを上回る値となる。

【００３４】

【実施例】以下に本発明を実施例を示して説明するが、
これは本発明の内容を限定するものではない。（実施例１−１〜２−２）以下に説明する物質を表１に
記載する配合比率で配合・混合して処理剤とした。特殊
消石灰としては、奥多摩工業製“タマカルク”（比表面
積：３８ｍ² ／ｇ）を用いた。酸化マグネシウム及び塩
化マグネシウムとしては、工業用グレード（赤穂化成
製）を用いた。多孔性物質としては、酸性白土を硫酸で
処理し、含有されるＡｌやＭｇ等の不純物を水洗除去し
て得られた物質（ＳｉＯ₂ 含有量：９０重量％以上、比
表面積：２３０ｍ² ／ｇ）を用いた。活性炭としては、
１００μｍふるい通過が９６％であり、細孔径分布が図
２のＮｏ．３に相当する粉体状のものを用いた。非晶質
水酸化アルミニウムとしては、アルマイト処理で生成す
る非晶質水酸化アルミニウム廃棄物を乾燥・粉砕して得
られたもの（比表面積：２５ｍ² ／ｇ）を用いた。

【００３５】また、比較剤として、特号消石灰（比表面
積：１５ｍ² ／ｇ）のみからなる処理剤、特殊消石灰＋
多孔性物質＋非晶質水酸化アルミニウムからなる処理剤
を用いた。

【００３６】

【表１】

【００３７】この処理剤を用いて、下記の都市ごみ焼却
炉での実験を実施した。形式：ストーカー式酸性ガス処理方式：乾式（排ガス処理工程に、消石灰を
吹き込む方式）集塵方式：バグフィルター方式ガス排出量：３００００Ｎｍ³ ／ｈｒ吹き込み量：消石灰換算で２５ｋｇ／ｈｒ飛灰の排出量：５０ｋｇ／ｈｒ上記焼却炉の煙道中に、本処理剤を吹き込んだ。その吹
き込み量は２５ｋｇ／ｈｒとした。バグフィルター出口
のダイオキシン類の排出濃度と、バグフィルターで捕集
された飛灰からの重金属（Ｐｂ、Ｃｄ、Ｃｒ⁶⁺）の溶出
量を測定した（「環境庁告示第１３号」法による）結果
を、表２に示した。

【００３８】

【表２】

【００３９】表２から明らかなように、本処理剤を用い
ることにより、バグフィルター出口のダイオキシン類の
排出濃度は大きく低下していることがわかる。また、回
収された飛灰からの重金属の溶出量も規制値以下に抑え
られていることがわかる。

【００４０】バグフィルターで捕集された飛灰に、２５
％塩化マグネシウム水溶液２５部及び水２５部を添加し
混練して得られた処理物の固化強度（圧縮強度）の測定
結果を表３に示した。圧縮強度は、上記混練物を直径５
ｃｍ×高さ１０ｃｍのセメントモルタル用円柱状型枠に
流し込んで室温にて３日間養生した円柱状固化物を、オ
ートグラフ（日立製作所製）を用い、栽荷速度０．２ｃ
ｍ／分で圧縮して破壊した時の荷重を断面積で除した強
度（ｋｇｆ／ｃｍ² ）である。また、比較例として、比
較剤１−１（特号消石灰のみ）を吹き込んだ際に捕集さ
れた飛灰に、水のみで混練した処理物及び固化剤として
普通セメントを約２０重量部添加して水で混練した処理
物の圧縮強度を測定した。比較例１−２を吹き込んだ際
に補修された飛灰に水のみで混練した処理物の圧縮強度
を測定した。

【００４１】

【表３】

【００４２】表３から明らかなように、本処理剤を用い
ることにより、回収された飛灰に塩化マグネシウム水溶
液及び水を添加し混練するだけで、その処理物の圧縮強
度は増大することがわかる。その値は、消石灰のみを吹
き込み回収された飛灰に、固化剤として普通セメントを
約２０重量部添加して水で混練した処理物の値を上回る
ものであることがわかる。

【００４３】

【発明の効果】本発明の処理剤を焼却炉煙道に吹き込む
ことにより、焼却排ガスから酸性ガスやダイオキシン類
が除去されるとともに、回収された飛灰を塩化マグネシ
ウム水溶液を添加して混練することにより、飛灰中の重
金属が効率的に安定化されて重金属の溶出量が減少し、
また、その処理物の固化強度が向上されて処理物の埋立
処分場での飛散が防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】焼却場での排ガス処理工程の概要である。

【図２】本発明で使用される活性炭又は活性コークスの
細孔径分布を示す図である。

フロントページの続きＦターム(参考） 4D002 AA21 AB01 AC04 BA03 BA13 BA14 CA11 DA05 DA06 DA08 DA11 DA12 DA41 DA47 EA07 GA01 GB08 GB12 4D020 AA08 AA10 BA01 BA02 BA06 BA08 BB01 CA08 CD02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】消石灰と酸化マグネシウムと、無機酸化物
の多孔性物質及び／又は非晶質水酸化アルミニウムとか
らなる焼却炉煙道吹込剤を、焼却炉煙道排ガス中に吹き
込んだ後、集塵器を用いてる飛灰を分離し、回収した飛
灰に塩化マグネシウム水溶液を加えて混練する排ガス及
び飛灰の処理方法。
【請求項２】消石灰と酸化マグネシウムと、無機酸化物
の多孔性物質及び／又は非晶質水酸化アルミニウムとか
らなる焼却炉煙道吹込剤を、焼却炉煙道排ガス中に吹き
込んだ後、集塵器を用いて該吹込剤を含有する飛灰を分
離回収し、これに重金属安定化剤と塩化マグネシウム水
溶液を加えて混練する排ガス及び飛灰の処理方法。
【請求項３】重金属安定化剤が、キレート系薬剤、燐酸
塩、珪酸ソーダ、珪酸カリウム、無機吸着剤、硫酸鉄、
塩化鉄、硫酸アルミニウム及び塩化アルミニウムからな
る群から選択される少なくとも１種である請求項２に記
載の排ガス処理法。
【請求項４】無機酸化物の多孔性物質が、珪酸及び珪酸
アルミニウムからなる群から選択される少なくとも１種
を含有することを特徴とする焼却炉煙道吹込剤を用いる
請求項１〜３に記載の排ガス及び飛灰の処理方法。
【請求項５】無機酸化物の多孔性物質が、合成珪酸及び
合成珪酸アルミニウムからなる群から選択される少なく
とも１種を含有することを特徴とする焼却炉煙道吹込剤
を用いる請求項１〜３に記載の排ガス及び飛灰の処理方
法。
【請求項６】無機酸化物の多孔性物質が、酸性白土、活
性白土、カオリン、ベントナイト、アロフェン、珪藻土
等の粘土鉱物、及びこれらの粘土鉱物を酸で処理し、ア
ルミニウム、マグネシウム等の不純物を除去した物質か
らなる群から選択される少なくとも１種を含有するもの
であることを特徴とする焼却炉煙道吹込剤を用いる請求
項１〜３に記載の排ガス及び飛灰の処理方法。
【請求項７】無機酸化物の多孔性物質が、ＢＥＴ法で測
定した比表面積として１００〜８００ｍ² ／ｇと規定さ
れるものであることを特徴とする焼却炉煙道吹込剤を用
いる請求項１〜３に記載の排ガス及び飛灰の処理方法。
【請求項８】非晶質水酸化アルミニウムが、アルマイト
処理工程で発生する非晶質水酸化アルミニウム廃棄物を
乾燥し粉砕して得られるものであることを特徴とする焼
却炉煙道吹込剤を用いる請求項１〜３に記載の排ガス及
び飛灰の処理方法。
【請求項９】非晶質水酸化アルミニウムが、ＢＥＴ法で
測定した比表面積として１５ｍ² ／ｇ以上と規定される
ものであることを特徴とする焼却炉煙道吹込剤を用いる
請求項１〜３に記載の排ガス及び飛灰の処理方法。
【請求項１０】活性炭及び／又は活性コークスを添加す
ることを特徴とする焼却炉煙道吹込剤を用いる請求項１
〜３に記載の排ガス及び飛灰の処理方法。
【請求項１１】活性炭又は活性コークスが、粒径１００
μｍ以下の粉体であることを特徴とする焼却炉煙道吹込
剤を用いる請求項１〜３に記載の排ガス及び飛灰の処理
方法。
【請求項１２】活性炭又は活性コークスが、ＢＥＴ法で
測定した細孔容積の細孔径分布を測定した場合の１０ｎ
ｍ以上の領域での細孔容積の最大値として０．０１ｃｃ
／ｇ以上と規定される粉体であることを特徴とする焼却
炉煙道吹込剤を用いる請求項１〜３に記載の排ガス及び
飛灰の処理方法。
【請求項１３】消石灰が、ＢＥＴ法で測定した比表面積
として３０ｍ² ／ｇ以上と規定される粉体であることを
特徴とする焼却炉煙道吹込剤を用いる請求項１〜３に記
載の排ガス及び飛灰の処理方法。
【請求項１４】消石灰１００重量部に対して、酸化マグ
ネシウムを２０〜１００重量部、無機酸化物の多孔性物
質及び／又は非晶質水酸化アルミニウムを２０〜１００
重量部添加することを特徴とする焼却炉煙道吹込剤を用
い、かつ、焼却炉煙道吹込剤中の酸化マグネシウム１０
０重量部に対して塩化マグネシウム６０〜１２０重量部
を添加することを特徴とするの請求項１〜３に記載の排
ガス及び飛灰の処理方法。
【請求項１５】消石灰１００重量部に対して、酸化マグ
ネシウムを２０〜１００重量部、無機酸化物の多孔性物
質又は非晶質水酸化アルミニウムを２０〜１００重量
部、活性炭及び／又は活性コークスを１〜２０重量部添
加することを特徴とする焼却炉煙道吹込剤を用い、か
つ、焼却炉煙道吹込剤中の酸化マグネシウム１００重量
部に対して塩化マグネシウム６０〜１２０重量部を添加
することを特徴とする請求項１〜３に記載の排ガス処理
法。