JP2000185216A

JP2000185216A - 焼却炉排ガスの処理方法

Info

Publication number: JP2000185216A
Application number: JP10364444A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Iwasaki; 守岩▲崎▼; Hisanori Sonehara; 尚紀曽根原; Kazushige Kawamura; 和茂川村; Yokichi Shoji; 要吉東海林
Original assignee: Chiyoda Corp; Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Current assignee: Chiyoda Corp; Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Priority date: 1998-12-22
Filing date: 1998-12-22
Publication date: 2000-07-04

Abstract

(57)【要約】【課題】廃棄物焼却炉排ガスの経済的な処理方法を提
供する。【解決手段】酸性ガスと飛灰とを含みさらにダイオキ
シン類を含む焼却炉排ガスの無害化処理方法であって、
焼却炉排ガスを塩酸酸性吸収液と気液接触させることに
より、該排ガス中の酸性ガスおよび飛灰を該吸収液中に
移行させる洗煙工程、上記洗煙工程で得られた飛灰を含
む塩酸酸性吸収液を、反応触媒を溶解状態で含む条件下
に１００℃より低い温度に保持することにより、該飛灰
中のダイオキシン類を分解無害化する分解工程、上記洗
煙工程を経た排ガスを集塵機に通す集塵工程、および、
上記集塵工程で捕集された飛灰を上記分解工程に返送す
る循環工程、以上の工程からなることを特徴とする方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は排ガスの処理方法に
関する。より具体的には、本発明は、少なくとも塩化水
素や亜硫酸ガスなどの酸性ガスと、飛灰と、主として飛
灰に含まれる形で存在するダイオキシン類とを含有す
る、廃棄物焼却炉排ガスを処理する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】都市ごみや産業廃棄物の燃焼に伴う有機
塩素化合物、特にダイオキシン類の環境への排出が問題
視されている。従来わが国では、都市ごみ或いは産業廃
棄物の焼却施設からのダイオキシン類の排出規制を行っ
てはいなかったが、ダイオキシン排出の危険性が指摘さ
れ、これが大きな社会問題となったことから、厚生省は
９７年１月に「ごみ処理に係るダイオキシン類発生防止
等ガイドライン」を発表し、新設の全連続炉から排出さ
れる排ガス中のダイオキシン類の濃度を、０．１ｎｇ−
ＴＥＱ／Ｎｍ³以下とするように指導している。また、
環境庁は９７年１２月の大気汚染防止法の改正に伴っ
て、ダイオキシン類を指定有害物質とし、一般廃棄物の
みならず産業廃棄物の焼却において発生する排ガス中の
ダイオキシン類の濃度についても規制値を設けることに
なった。

【０００３】一般に有機塩素化合物にはＤＤＴやＰＣＢ
のように環境に放出されると人体や環境生態系に対して
有害な影響を及ぼすものが少なくないが、近年廃棄物処
理施設から排出されていることが問題となっているダイ
オキシン類、特にその中でも最も毒性が強い２，３，
７，８−テトラクロロジベンゾ−ｐ−ジオキシン（２，
７，３，８−ＴＣＤＤ）は、上記ＤＤＴやＰＣＢをはる
かに凌ぐ猛毒物質といわれている。通常、ダイオキシン
類というのは、上記２，３，７，８−ＴＣＤＤとその類
縁化合物を指し、ジベンゾ−ｐ−ジオキシン核に１〜８
個の塩素原子が置換したポリクロロジベンゾ−ｐ−ジオ
キシン類（ＰＣＤＤｓ）、及びジベンゾフラン核に１〜
８個の塩素原子が置換したポリクロロジベンゾフラン類
（ＰＣＤＦｓ）の総称である。なお、ＰＣＢの同族体の
一部であるコプラナーＰＣＢも、ＰＣＤＤｓやＰＣＤＦ
ｓと酷似する毒性を呈するため、これをも含めてダイオ
キシン類と呼ぶ場合があるが、現在想定されているダイ
オキシン類の規制ではこれを含めていないので、本明細
書で「ダイオキシン類」というときにはコプラナーＰＣ
Ｂを含めないこととする。もっとも、本発明の方法は、
ＰＣＤＤｓ及びＰＣＤＦｓのみの分解無害化を意図した
ものではなく、ＰＣＤＤｓやＰＣＤＦｓの類縁化合物や
コプラナーＰＣＢをも含む広い範囲の有機塩素化合物を
その処理対象としている。

【０００４】通常、ダイオキシン類は、そのうちの特定
のものだけを取り上げて問題とすることは少なく、各種
ダイオキシン類を一括して問題とすることが多い。しか
しながら、各種ダイオキシン類の有害性の程度はそれぞ
れ異なるため、各種ダイオキシン類の混合物全体として
の有害性を評価するには異なるダイオキシン類の有害性
を区別して評価する尺度が必要になる。このため、各種
ダイオキシン類の短期間での毒性評価結果に基づき、各
種ダイオキシン類の量をそれと同程度の毒性を有する
２，３，７，８−ＴＣＤＤの量に換算する係数（毒性当
量係数）が求められており、各種ダイオキシンのそれぞ
れの実際の量にこの毒性当量係数を乗じた値を加え合わ
せたものが毒性等価換算値（ＴＥＱ）と呼ばれて、ダイ
オキシン類の排出量や濃度を表すのに用いられている。

【０００５】ダイオキシン類はＤＤＴやＰＣＢと異な
り、一定の使用目的のために人工的に合成された化学物
質ではなく、有用な有機塩素化合物などの合成の際に副
生したり、それらの有機塩素化合物が燃焼する際に発生
するものである。そして、それらのうちでダイオキシン
類の環境への排出の最大の原因となっているのは、都市
ごみや産業廃棄物の焼却であるといわれている。このた
め、廃棄物焼却の際のダイオキシン類の排出を抑制する
ための対策が模索される中で、以下に述べるような各種
技術が開発され、その成果が実証されつつある。

【０００６】第１に、ダイオキシン類は多くの場合に有
機塩素化合物の不完全燃焼によって生成することから、
完全燃焼ないし安定燃焼を徹底することがダイオキシン
類の生成抑制に効果的であることは疑いがない。ただ
し、このことは一面において廃棄物処理施設の集中化な
いし大型化を促す結果となり、施設立地面等において新
たな問題をもたらしかねない要素を含んでいることは否
定できない。

【０００７】第２に、ダイオキシン類は不完全燃焼によ
って生成されるばかりでなく、排ガスの冷却過程におい
て排ガス中のクロロベンゼンやクロロフェノール等の前
駆体が飛灰と接触することによっても生成する。これは
飛灰中の金属成分が触媒となってダイオキシン類が生成
されるものでデノボ（de novo ）合成と呼ばれ、２００
〜６００℃で起こり、特に３００℃近傍での合成が最も
活発であるといわれている。このため、排ガスの冷却が
進行する部位であるボイラーを飛灰が堆積しないような
構造として冷却過程にある排ガスと飛灰との接触を避け
るとともに、ボイラー出口では水を直接噴霧して排ガス
の温度を２００℃以下まで急冷することにより、デノボ
合成の機会を極力少なくしている。

【０００８】第３に、ダイオキシン類を含む排ガスの処
理方法として、例えば低温バグフィルターの使用が提案
されている（特開平６−４７２２４号等）。これは２０
０℃以下の運転温度でバグフィルターを用いるもので、
これによればフィルターによって微粒子状のダイオキシ
ン類を捕捉するとともに、付着した飛灰の層によって排
ガスからダイオキシン類を吸着除去する。１５０℃で運
転するバグフィルターでは９０〜９５％の除去率が得ら
れるとされている。また、当該バグフィルターの入口ダ
クトにおいて排ガス中に粉末活性炭を吹き込み、ダイオ
キシン類を吸着した粉末活性炭をバグフィルターで捕集
することも提案されている（例えば特開平５−２０３１
２７号）。これによれば９５％以上の除去率が得られる
とされている。排ガス中のダイオキシン類の除去方法と
してはこの他に、脱硝触媒をベースとした酸化触媒を用
いて２００℃以上の温度領域で排ガス中のダイオキシン
類を酸化分解する方法（特表平４−５０３７７２号等）
や、活性炭ペレットを充填した固定層或いは移動層で吸
着除去を図る方法などが提案されている。

【０００９】第４に、ダイオキシン類は排ガスよりも炉
灰や飛灰に含まれるものの方が量的に多いのであるが、
炉灰や飛灰に含まれるものは適切に埋設処理すれば、環
境への影響は排ガスに含まれるものほど大きくないとい
われてきた。しかしながら、現実には炉灰や飛灰のすべ
てが適切な管理下に埋設されているとはいえず、雨水に
流されて川に流れ込んだり、地下に浸透して地下水を汚
染したりしている状況が後を絶たないようである。この
ため、炉灰や飛灰をそのまま埋設せずに何らかの処理を
行ってから埋設することが試みられている。その一例と
して、炉灰や飛灰を１２５０〜１４５０℃以上の温度で
溶融固化してガラス状のスラグとする技術がある。これ
によれば、減容化が図れるとともに、重金属をガラスの
網目構造の中に固定化することができ、またダイオキシ
ン類は溶融時の高温により分解される。また飛灰を対象
にした別の例としては、低酸素雰囲気の下に飛灰を３５
０〜５５０℃で加熱処理し、脱塩素化反応によりダイオ
キシン類の無害化を図る方法（特公平６−３８８６３
号）や、飛灰を超臨界水中（３７４℃以上、２１８気圧
以上）に投入してダイオキシン類の酸化分解を図る方法
（佐古猛、化学、第５２巻、第１０号、３１〜３４頁
（１９９７））が提案されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記にあげた各種対策
技術のうち、第１及び第２のものはダイオキシン類の生
成そのものを抑制しようとするものであるのに対し、第
３及び第４のものは生成したダイオキシン類を除去しよ
うとするものといえる。ところで、排ガス中に含まれる
有害物質はダイオキシン類（あるいはそれを含む飛灰）
だけではなく、よく知られるように塩化水素や亜硫酸ガ
スなどの酸性ガスもしばしば含まれる。排ガス中の酸性
ガスを除去する設備はすでに広く設けられており、また
排ガス中の飛灰を除去する集塵装置（たとえばバグフィ
ルターや電気集塵機）は通常用いられる一般的なもので
あるから、これらの設備を利用してダイオキシン類を除
去することが可能であればコスト的にきわめて有利であ
る。上記第３の方法としてあげたもののうち、バグフィ
ルターの入口に粉末活性炭を吹き込む方法は、既存のバ
グフィルターが利用できるという点で共通する視点を有
するが、この方法にはダイオキシン類を吸着した粉末活
性炭の廃棄物を大量に発生するため、そのような固体廃
棄物中のダイオキシン類を分解する経済的な手段の開発
が不可欠であるという要請がある。すなわち、従来の設
備が有効に利用できるとともに、ダイオキシン類を含む
有害廃棄物の発生も抑えられる、廃棄物焼却炉排ガスの
経済的な処理方法がいま求められているのである。

【００１１】

【課題を解決する手段】本発明は、酸性ガスと飛灰とを
含み更にダイオキシン類を含む焼却炉排ガスの無害化処
理方法であって、焼却炉排ガスを塩酸酸性吸収液と気液
接触させることにより、該排ガス中の酸性ガスおよび飛
灰を該吸収液中に移行させる洗煙工程、上記洗煙工程で
得られた飛灰を含む塩酸酸性吸収液を、反応触媒を溶解
状態で含む条件下に１００℃より低い温度に保持するこ
とにより、該飛灰中のダイオキシン類を分解無害化する
分解工程、上記洗煙工程を経た排ガスを集塵機に通す集
塵工程、および、上記集塵工程で捕集された飛灰を上記
分解工程に返送する循環工程、以上の工程からなること
を特徴とする方法を提供し、これにより上記課題を解決
するものである。

【００１２】本発明の発明者らは、飛灰などの固形物に
含まれるダイオキシン類が、それらの固形物を１００℃
以下の塩酸酸性水溶液中で反応触媒の存在下に処理する
ことにより分解されることを見出した。この場合、実用
上許容しうる処理条件下において、ダイオキシン類の分
解率を少なくとも６０％にすることが十分に可能であ
る。本発明は、この知見に基づき、排ガス中の飛灰を酸
性ガスとともに吸収液に捕捉吸収する工程と、この吸収
液を上記処理にかけることにより飛灰に含まれるダイオ
キシン類を分解する工程とを組合せ、さらに捕捉吸収処
理を経た排ガス中に残存する飛灰を集塵機で除去し、こ
れをダイオキシン分解工程に返送することで、最終的に
排出されるダイオキシン類の量を著しく低減できるシス
テムとしたものである。

【００１３】焼却炉排ガス中のダイオキシン類の大部分
は、主として飛灰に含まれる形で存在し、一部がガスな
いしミストとして気相中に存在する。また、一般に排ガ
ス中には塩化水素や亜硫酸ガスなどの酸性ガスが含まれ
る。したがって、まず排ガスを所定の吸収液に接触させ
ることにより、飛灰と酸性ガスを吸収液に捕捉吸収させ
て除去する（洗煙工程）。排ガスから飛灰を除去するこ
とにより、排ガスに含まれるダイオキシン類の大部分は
除去される。同時に、気相中に含まれるダイオキシン類
の一部も液に吸収されて除去される。

【００１４】洗煙工程では、吸収液が排ガス中の酸性ガ
スを吸収してｐＨが低下するので、吸収液にアルカリ剤
が添加される。アルカリ剤としては、石灰石、消石灰、
苛性ソーダ、ソーダ灰、水酸化マグネシウムなどが一般
に用いられる。排ガスに含まれる酸性ガスが主として亜
硫酸ガスである場合は、石灰石、消石灰などのカルシウ
ム化合物を用いるのが好ましい。カルシウム化合物は亜
硫酸ガスが液に吸収され酸化されて生成する硫酸イオン
と反応して石膏の沈殿を形成し、これが容易に液から分
離できるからである。一方、排ガスに含まれる酸性ガス
が主として塩化水素である場合には、カルシウム化合物
を用いてもそのようなメリットはないから、取り扱いや
コストなどの点を考慮して適当なものを選択すればよ
い。

【００１５】洗煙工程を経た排ガスは、さらに集塵機を
通すことにより残留する飛灰を除去する（集塵工程）。
集塵機としては湿式集塵機又は乾式集塵機が使用でき
る。乾式集塵機の場合、洗煙工程を経た排ガスは相対湿
度がほぼ１００％であるため、後段の集塵工程で水分が
集塵機に凝縮することが多い。これを防止するには、洗
煙工程を経た排ガスを除湿または昇温すればよい。ま
た、上記洗煙工程における気相中のダイオキシン類の除
去が十分でない場合には、洗煙工程を経た排ガスを集塵
機に通す前に、活性炭粉末を該排ガスに吹き込むことに
より、気相中のダイオキシン類をより効果的に除去する
ことができる。活性炭粉末の吹き込み量は、一般に、排
ガス１Ｎｍ³（１２体積％の酸素を含む乾燥ガス基準）
当たり１００〜３００ｍｇ程度とするのがよい。活性炭
粉末を吹き込む手段としては、空気噴霧ノズルなど慣用
されている手段を用いることができる。

【００１６】一方、上記洗煙工程で飛灰および酸性ガス
を捕捉吸収した吸収液は、塩酸酸性でかつ反応触媒を溶
解状態で含む条件下に１００℃より低い温度に保持し、
これにより飛灰に含まれるダイオキシン類を分解する
（分解工程）。実用上は８０℃以下で処理することが好
ましい。吸収液が反応触媒を溶解状態で含み、かつ塩酸
酸性条件下にあることにより、このような低温条件でも
ダイオキシン類の分解反応が進行する。ただし、下限温
度は３０℃程度である。このとき、上記集塵工程で捕集
した飛灰（および活性炭粉末）を、この分解工程におけ
る吸収液に投入して一緒に処理する（循環工程）。

【００１７】本発明において、塩酸酸性吸収液とは塩素
イオン（Ｃｌ^-）を含む酸性水溶液であることをいう。
液の塩素イオン濃度は１０ミリモル／リットル以上であ
ることが好ましく、１００ミリモル／リットル以上であ
るとより好ましい。また塩素イオンと硫酸イオン（ＳＯ
₄ ^2-）のモル比は５以上であることが好ましく、２０以
上であるとより好ましい。液は酸性であるからｐＨは当
然７以下であるが、６以下であることが好ましい。ただ
し、ｐＨが低すぎると腐食などの問題を生じやすくなる
ため、ｐＨを２より低くすることは得策ではない。吸収
液は酸性ガスの吸収とアルカリ剤の添加により、一般に
ｐＨ２〜６の範囲に調整されているが、必要があれば分
解工程においてｐＨを調整してもよい。液のｐＨの調整
のための酸やアルカリは特に限定されないが、液中の硫
酸イオンに対する塩素イオンの比率が大きい方が好まし
い点で、酸としては硫酸より塩酸を用いるのが好まし
い。

【００１８】分解工程において、塩酸酸性吸収液中に
は、ダイオキシン類の分解を促進する反応触媒が溶解状
態で含まれる必要がある。このような反応触媒は一般に
金属イオンであり、鉄、マンガン、銅、亜鉛、ニッケ
ル、コバルト、モリブデン、クロム、バナジウム、タン
グステン、カドミウム、アルミニウムなどが包含され
る。金属イオンは１種である必要はなく、２種以上の金
属イオンが混在してよい。多くの金属イオンは異なる価
数をもちうるが、そのような異なる価数の同種金属イオ
ンが液中に混在してもよい。金属イオンは反応中に価数
が変わってもよく、また錯体を形成してもよい。最も好
ましい金属イオンは銅イオンである。銅イオンの場合、
液中の濃度は２０〜１００００ｍｇＣｕ／リットル程度
であることが好ましく、１００〜５０００ｍｇＣｕ／リ
ットルであることがより好ましい。１００００ｍｇＣｕ
／リットルを超えても触媒効果の増大は期待できない。
なお、通常、飛灰中には触媒金属イオンが含まれ、これ
が吸収液中に溶出してくるため、吸収液中には必要十分
な量の触媒金属イオンが存在する場合もある。この場合
には、別途に触媒金属イオンを添加する必要はない。

【００１９】分解工程における液中には、さらに液と飛
灰や活性炭粉末との接触を促進する物質（接触促進剤）
が含まれることが好ましい。このような接触促進剤には
界面活性剤やアルコール類がある。界面活性剤の種類は
特に問わず、陰イオン系、陽イオン系、非イオン系およ
び両性系の各種界面活性剤が使用できる。界面活性剤は
液中に０．００５〜１重量％含まれるのが好ましく、
０．０１〜０．５重量％含まれるとより好ましい。アル
コール類としては、低級アルコールが好ましく用いら
れ、具体的にはメタノール、エタノール、プロパノール
などを好ましいものとして挙げることができる。アルコ
ール類は液中に０．５〜１０重量％含まれるのが好まし
く、１〜１０重量％含まれるとより好ましい。

【００２０】飛灰および酸性ガスを捕捉吸収した吸収液
を、塩酸酸性でかつ反応触媒を溶解状態で含む条件下に
１００℃以下に保持するための装置としては、撹拌槽形
式のものが一般的であるが、他の形式のものを用いるこ
ともできる。また、固形物と液との接触を促進するため
に、保持領域に超音波を与えてもよい。さらに、必要に
応じて空気曝気や酸素富化空気による曝気を行ったり、
反応系内を加圧した状態で空気曝気を行うことにより、
液中の溶存酸素量を増大させて酸化還元電位を高めるこ
とも有効である。なお、液中の固形物の濃度は、液と固
形物との有効な接触が行われる限り特に限定されず、均
一なスラリーとして十分な撹拌混合が可能であればよい
が、一般に１０〜４００ｇ／リットル程度である。必要
な処理時間は操作条件によって異なるので一義的に規定
するのは困難であるが、実用的には１時間〜１００時間
程度とすべきである。

【００２１】本発明において、洗煙工程と分解工程とは
同一の工程として一体的に行うことができる。この場合
に特に有効な装置形態として、排ガスを多数本のスパー
ジャーパイプを介して吸収液中に噴射させる方式の気液
接触機構をもったジェットバブリングリアクターがあ
る。ジェットバブリングリアクターは、同一の装置内に
排ガスと吸収液の接触を行う気液接触部と、排ガスから
吸収液中に移行した成分の無害化等の処理を行う反応部
とを有し、両部の吸収液がその間を循環するようになっ
ている。排ガスは気液接触部において微細気泡として吸
収液中に吹き込まれるため、排ガス中の酸性ガスや飛灰
の吸収ないし捕捉効率がよい。こうして吸収液に移行し
た酸性ガスや、飛灰に吸着した状態のダイオキシン類、
更にはガス状あるいはミスト状で含まれていたダイオキ
シン類は、反応部で吸収液や必要に応じて吹き込まれる
酸素含有ガスと反応して無害化される。

【００２２】本発明は焼却炉排ガスの処理を目的として
いるので、排ガス中にガス状あるいはミスト状で含まれ
るダイオキシン類とダイオキシン類を含む飛灰とを処理
対象としているが、ダイオキシン類は焼却炉の炉灰中に
も含まれる。炉灰は必ずしも排ガス処理系と一緒に処理
されるわけではないが、本発明の分解工程における塩酸
酸性吸収液中に炉灰を投入すれば、炉灰に含まれるダイ
オキシン類も分解される。このようにすれば、焼却炉か
らの排出物がすべてダイオキシン類について処理される
ことになり、環境保全上の見地から好ましい。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に従って焼却炉排
ガスを処理する好適なプロセスフローを示すものであ
る。焼却炉から排出された排ガスは、必要に応じて熱回
収その他の前処理を経た後、まず洗煙工程を行う気液接
触装置１に導かれる。ここで排ガス中に含まれる飛灰お
よび酸性ガスが吸収液に捕捉吸収され、処理後の排ガス
は後段で結露を生じない程度まで除湿装置（もしくは昇
温装置）２で相対湿度が下げられた後、集塵工程を行う
集塵機（たとえばバグフィルター）３を通過する。集塵
工程に入る手前で、排ガス中に活性炭粉末を吹き込むこ
とにより、排ガス中にガスもしくはミスト状で含まれる
ダイオキシン類を除去することは好ましい実施形態であ
る。吹き込まれた活性炭は飛灰とともに集塵機で捕集さ
れる。ただし、飛灰はその大部分が洗煙工程で除去され
るため、集塵機で捕集される飛灰はわずかである。ま
た、ダイオキシン類もガス状やミスト状で気相中に含ま
れるものはそれほど多くないので、吹き込まれた活性炭
粉末は十分再利用可能である。従って、集塵機で捕集さ
れた活性炭粉末（少量の飛灰を含む）の一部を再度集塵
機の手前に戻して、排ガス中に吹き込むためにリサイク
ルすることが好ましい。集塵工程を経た排ガスは大気に
放出することができる。一方、洗煙工程における気液接
触装置では吸収液中に飛灰と酸性ガスからの生成物とが
蓄積するため、吸収液の一部をダイオキシン分解槽４に
抜き出して処理する。ダイオキシン分解槽内では、吸収
液が塩酸酸性でかつ反応触媒が溶解状態で含まれる条件
下に維持され、１００℃以下でダイオキシン類の分解反
応が進行する。なお、集塵機で捕集された飛灰および活
性炭粉末のうちリサイクルされないものは、ダイオキシ
ン分解槽に返送され処理される。ダイオキシン分解装置
で処理された吸収液は固液分離で固形物とろ液とに分け
られた後、固形物は埋め立て処分などに処せられ、ろ液
は必要ならば排水処理を受けた後に排出される。図２
は、図１のプロセスの別法であり、気液接触装置１内で
洗煙工程と分解工程とを同時に行う場合を示している。
この点を除けば、図１のプロセスと同じである。

【００２４】図３は、上記洗煙工程（および分解工程）
を行うための気液接触装置１として好適に使用できるジ
ェットバブリングリアクター１１の構造と作用を模式的
に示したものである。酸性ガスと飛灰を含む排ガスは、
下部デッキ１２及び上部デッキ１３により仕切られた入
口プレナム１４を経て、下部デッキから下方の吸収液中
に突き出したスパージャーパイプ１６より吸収液中に吹
き込まれる。スパージャーパイプには側面に多数の孔が
設けられているので、排ガスはそれらの穴から吸収液中
に噴出し微細な気泡となる。このため排ガスと吸収液と
は大きな気液接触面積を有することになるので、排ガス
中の酸性ガスは迅速に液中に溶解して吸収され、また排
ガス中の飛灰は気液接触面に捕捉される。微細な気泡と
なった排ガスは吸収液中を上昇し、吸収液と分離された
後にガスライザー１７を通り、上部デッキの上に形成さ
れた出口プレナム１８を経て排出される。吸収液中に移
行した飛灰に吸着した状態のダイオキシン類やガス状あ
るいはミスト状で含まれていたダイオキシン類は、反応
部１５で反応触媒を含む塩酸酸性吸収液中に所定の滞留
時間保持されることで分解無害化される。ダイオキシン
類の分解反応には反応触媒としての金属イオンが必要で
あるが、飛灰中から溶出する金属イオンの量が少ない場
合には、触媒金属供給管２０より銅塩等の水溶液を吸収
液に添加することができる。また、必要に応じ、反応部
内の吸収液中に底部付近に設けられた空気吹き出しノズ
ル１９より空気が吹き込まれる。これは、液の酸化還元
電位を高めてダイオキシン類の分解に寄与する。また、
酸性ガスが亜硫酸ガス主体の場合には、亜硫酸ガスが吸
収液に溶解して生成した亜硫酸イオンを硫酸イオンに酸
化することに寄与する。吸収液は攪拌羽根２１によりゆ
るく攪拌され、下部の液と上部の液とがゆっくり循環す
る。アルカリ剤供給管２２からは石灰石などのアルカリ
剤が液中に供給される。酸性ガスとして亜硫酸ガスが含
まれる場合は、これが吸収酸化されて生成した硫酸イオ
ンとカルシウムとが反応して石膏を形成する。飛灰や石
膏などの固形物はスラリーとしてスラリー引き抜き管２
３より連続的に抜き出されて処理される。スラリーから
分離された吸収液は大部分が反応部に戻される。

【００２５】

【実施例】焼却炉排ガス中から分離回収した下記性状の
飛灰中に含まれるダイオキシン類の無害化処理を以下の
ようにして行った。（飛灰の性状）（Ｉ）炭素質物質の含有量：０．１重量％（II）銅含有量：０．３５重量％（III)ダイオキシン類含有量：３．６ｎｇ−ＴＥＱ／ｇ（実験方法）前記飛灰４００ｇを、２リットルの純水中
に加え、加熱撹拌しながら塩酸を添加して６５℃、ｐＨ
３．５を４８時間維持した。この時の水溶液中のＣｌ濃
度は１９００ミリモル／リットルで、［Ｃｌ］／［ＳＯ
４］は１１３で、Ｃｕ濃度は５００ｍｇ／リットルであ
った。４８時間撹拌後、スラリーを吸引濾過して処理後
の飛灰中に含まれるダイオキシン類を分析した。ダイオ
キシン類分解率を以下の式により算出した。その結果、
９２％の分解率が得られた。

【数１】Ｒ＝（ａｏ×ｃｏ−ａ×ｃ）／（ａｏ×ｃｏ）×１００Ｒ：ダイオキシン類分解率ａｏ：未処理飛灰重量（ｇ（ｄｒｙ））ａ：処理飛灰重量（ｇ（ｄｒｙ））ｃｏ：未処理飛灰中のダイオキシン類濃度（ｎｇ−ＴＥ
Ｑ／ｇ）ｃ：処理飛灰中のダイオキシン類濃度（ｎｇ−ＴＥＱ
／ｇ）

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、従来より湿式法による
排ガス処理設備を設けている多くの工場において、わず
かな設備の改造で集塵飛灰や炉灰の無害化処理を行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な実施の態様を示す。

【図２】本発明の別の好適な実施の態様を示す。

【図３】本発明の洗煙工程（及び分解工程）で好適に用
いられるジェットバブリングリアクターの構造を模式的
に示す。

【符号の説明】

１洗煙工程（および分解工程）２除湿（昇温）装置３集塵工程４分解工程１１ジェットバブリングリアクター１２下部デッキ１３上部デッキ１４入口プレナム１５反応部１６スパージャーパイプ１７ガスライザー１８出口プレナム１９空気吹き込みノズル２０触媒金属供給管２１撹拌羽根２２アルカリ剤供給管２３スラリー引き抜き管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川村和茂神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番１号千代田化工建設株式会社内 (72)発明者東海林要吉神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番１号千代田化工建設株式会社内Ｆターム(参考） 4D002 AA02 AA19 AA21 AB01 AC04 BA02 BA12 BA14 CA06 DA02 DA05 DA06 DA11 DA12 DA16 DA23 DA35 DA41 DA66 EA12 FA03 GA01 GA02 GB02 GB03 GB09 GB11 4D004 AA46 AB07 AC04 CA10 CA28 CA47 CB34 CC03 CC11 DA01 DA03 DA06 DA08 DA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】酸性ガスと飛灰とを含み更にダイオキシ
ン類を含む焼却炉排ガスの無害化処理方法であって、焼却炉排ガスを塩酸酸性吸収液と気液接触させることに
より、該排ガス中の酸性ガスおよび飛灰を該吸収液中に
移行させる洗煙工程、上記洗煙工程で得られた飛灰を含む塩酸酸性吸収液を、
反応触媒を溶解状態で含む条件下に１００℃より低い温
度に保持することにより、該飛灰中のダイオキシン類を
分解無害化する分解工程、上記洗煙工程を経た排ガスを集塵機に通す集塵工程、お
よび、上記集塵工程で捕集された飛灰を上記分解工程に返送す
る循環工程、以上の工程からなることを特徴とする方法。
【請求項２】上記洗煙工程と上記分解工程とを同一の
工程として行う、請求項１記載の方法。
【請求項３】上記同一の工程をジェットバブリングリ
アクターで行う、請求項２記載の方法。
【請求項４】上記集塵工程の前段に除湿工程または昇
温工程をおき、これにより洗煙工程を経た排ガスの相対
湿度を、後段の集塵工程において水分の凝縮が生じない
程度に下げる、請求項１〜３のいずれか記載の方法。
【請求項５】上記分解工程において、該塩酸酸性水溶
液に酸素または酸素含有ガスを接触させる、請求項１〜
４のいずれか記載の方法。
【請求項６】上記分解工程において、該反応触媒が銅
イオンからなる、請求項１〜５のいずれか記載の方法。
【請求項７】上記分解工程において、該塩酸酸性水溶
液のｐＨが２．０〜６．０である請求項１〜６のいずれ
か記載の方法。
【請求項８】上記分解工程において、該塩酸酸性水溶
液中の塩素イオン濃度が１０ミリモル／リットル以上で
ある、請求項１〜７のいずれか記載の方法。
【請求項９】上記分解工程におけるダイオキシン類の
分解率が少なくとも６０％である請求項１〜８のいずれ
か記載の方法。
【請求項１０】上記洗煙工程を経た排ガス中に活性炭
粉末を吹き込み、吹き込まれた活性炭粉末を飛灰ととも
に集塵機で捕集し、捕集された飛灰および活性炭粉末の
一部を循環供給し一部を上記分解工程に返送する、請求
項１〜９のいずれか記載の方法。
【請求項１１】上記分解工程において、該塩酸酸性水
溶液中に焼却炉から発生した炉灰を投入する、請求項１
〜１０のいずれか記載の方法。