JP3090056B2

JP3090056B2 - 廃棄物の脱塩素処理方法

Info

Publication number: JP3090056B2
Application number: JP08207507A
Authority: JP
Inventors: 佳行柏木; 治久石垣
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 1996-08-07
Filing date: 1996-08-07
Publication date: 2000-09-18
Anticipated expiration: 2016-08-07
Also published as: JPH1043713A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は一般家庭あるいはオ
フィスなどから排出される可燃性の廃棄物を加熱する方
法に関し、特に、廃棄物に含有する塩素成分を効果的に
除去する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】都市ゴミ等の廃棄物は年々その量が増加
し、その処理が問題となっている。都市ゴミは一般に、
一般家庭とか、オフィス等から廃棄物として排出され、
可燃性のものが主となっている。この可燃性の廃棄物の
中には、近年多種多様な化学物質、例えば塩化ビニル樹
脂を多く含んだプラスチックや、オフィスで使用される
紙の塩素成分系漂白剤のように多量の塩素成分を含んだ
物質が混入している。これらの廃棄物を加熱処理して有
効な利用を図ろうとする技術は各産業分野で進められて
いる。しかし、化学物質を焼却すると塩素成分を含んだ
有害なガスが発生し、環境汚染や塩素成分による焼却施
設の劣化等の問題が発生し、高効率でクリーンなエネル
ギーを得ることは困難であり、これらに対応した技術の
開発が重要な課題となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】都市ゴミ等の廃棄物を
加熱処理してエネルギー源として再利用を図る場合、問
題となるのは、廃棄物中に含まれる塩素成分をいかに取
り除くかにある。

【０００４】廃棄物を加熱処理すると、加熱過程で塩素
成分を含んだガスが発生し、このガス化した塩素成分
と、ガス化しなかった残渣（処理灰）に含まれる塩素成
分を除去しなければ、クリーンなエネルギー資源として
利用できない。

【０００５】しかし、ガス化した塩素成分は、フィルタ
等で吸着処理されるが、完全に除去することは難しく、
ダイオキシンの発生を生じているためこのガスから塩素
成分を完全に除去する技術の創設が強く望まれている。

【０００６】一方、加熱過程でガス化しなかった塩素成
分は処理灰と結合してしまい、高濃度の塩素成分を含有
した処理灰となるが、処理灰が塩素成分を含有している
と、処理灰を資源として再利用することは困難でありも
っぱら地中に埋設することで処理されている。

【０００７】そのために、処理灰を再利用する場合に
は、事前に廃棄物を分別して塩素成分発生の少ない廃棄
物のみに選別して加熱処理し、その処理灰を燃料、ブロ
ック等に固形化して再利用することが行われている。

【０００８】しかし、廃棄物の分別を行うことは効率が
悪く、しかも資源回収率も低いことから、塩素成分を効
果的に除去する技術の確立が望まれている。

【０００９】以上の課題に鑑み、本発明は加熱処理時に
処理灰に塩素成分を固定化し、塩素成分を含まないクリ
ーンなガスを得て有効活用を図るとともに、処理灰から
も塩素成分を除去して有効活用を図ることを目的とする
ものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願の発明者らは、数々
の実験調査の結果、廃棄物に含まれる塩素及び塩素成分
は、これと反応しやすい異なった温度領域を持つ２種類
の物質を混合して添加することにより、塩素成分は処理
灰に完全に固定化されることを見い出し、この知見に基
づいて本発明は加熱処理時に塩素成分を効果的に処理す
ることで、後工程での処理手段が簡便となるようにした
ものである。

【００１１】この２種類の物質を混合した添加物を所定
量廃棄物に添加し、所定の温度で乾留処理（蒸し焼き）
して処理灰（残渣）に塩素成分を固定し、ガス化する塩
素成分を皆無とし、排出するガスをクリーンなものとす
るものである。

【００１２】異なる温度領域で塩素成分と反応しやすい
２種類の物質としては、高温領域で反応しやすい物質と
してアルカリ系の物質、低温領域で反応しやすい物質と
しては珪酸塩系物質を使用する。

【００１３】これらの高温領域および低温領域で塩素成
分と反応しやすいアルカリ系物質およにび珪酸塩の単体
又は混合物から選択し、これを粉末状にして適量混合
し、ゴミ量の５〜５０重量％を添加する。

【００１４】２種類の添加物の混合比は、低温領域で反
応しやすい物質をＡとし、高温領域で反応しやすい物質
をＢとしたとき、Ａ≧Ｂとし、そのＡ：Ｂの比率は、
（１．５〜４．０）：１とするを好適とする。

【００１５】このようにすることで、塩素成分は完全に
処理灰に固定化され、ガス化することがないので、加熱
過程で発生するガスは、そのまま大気中に放出しても大
気汚染の問題はない。またそのまま燃焼炉のガスととも
に、発電設備のエネルギー源として利用することもでき
るようになる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
によって説明する。

【００１７】図１は本発明を説明するための概念図を示
し、同図において１は密閉タンクで、例えば鉄系材料
（有磁性材料が好ましい）から成り、開閉可能な蓋およ
び／又は底を有し、廃棄物と添加物を混入して密閉し、
処理灰は取り出せる構成となっている。２，２′は加熱
コイルで所定周波数の交流電力を供給して密閉タンクお
よび内部の処理物を加熱する。この密閉タンク１と加熱
コイルとで電気炉を形成する。３はバルブで、ガス排出
管４に設けられている。なお、加熱コイル２′はタンク
の大きさ等により必要に応じて設置する。

【００１８】まず、図１に示すように密閉タンク１の外
周に加熱コイル２を設けた電気炉を作り、この密閉タン
ク１の内部に廃棄物（ゴミ）と添加物を混入して密閉
し、加熱コイル２に交流電力を供給してタンクおよび内
部を加熱し、バルブ付き排気管４からの排出ガスの塩素
成分を測定できる装置を準備する。

【００１９】次に、標準的な都市ゴミを模擬した次のよ
うな模擬ゴミを作成する。

【００２０】２０重量％・プラスチック（ＰＥ，ＰＰ，
ＰＳ，ＰＶＤＣ）５０重量％・紙（ティッシュ、新聞、包装紙、箱、飲料
パック）２０重量％・布（ウエスなど）１０重量％・厨芥この模擬ゴミを破砕し、破砕した模擬ゴミ８ｇに、粉末
状の珪酸カルシウム及び水酸化カルシウムの２種類の添
加物を１〜２ｇ混合して密閉タンクに入れ、電気炉で加
熱して、塩化水素ガス（ＨＣＬ）濃度（ｐｐｍ）を測定
した。

【００２１】加熱温度は、２００℃，２５０℃，３００
℃，３５０℃，４００℃，５００℃，６００℃の７段階
に分け、各温度にて５分間保持し、全体で１時間加熱し
て塩化水素濃度（ガス濃度）を測定した。

【００２２】ガス濃度の測定は、ＪＩＳ−Ｋ０８０４に
規定されている検知管によって測定した。

【００２３】表１にこの測定結果を示す。表１に示す測
定値は実験１０回における測定値の平均値である。

【００２４】

【表１】

【００２５】なお、表中、「※」は１０回の実験におい
て、いずれも塩素成分が検出されなかったことを表して
いる。

【００２６】上記の結果から、低温域では珪酸カルシウ
ムが、高温域では水酸化カルシウムが塩素成分と反応し
て塩素成分の固定化が確実に行われていることが判明し
た。

【００２７】このことから、塩素成分を含有する廃棄物
を乾留処理にて脱塩素処理する場合、塩素成分と反応す
る温度領域の異なる少なくとも２種類の添加物を混合す
れば、効果的に塩素成分を固定化でき、加熱処理時に発
生するガスには塩素成分が含まれない可燃性ガス（Ｃｎ
Ｈｍなど）であることがわかった。

【００２８】よって、このガスを大気中に放出しても、
また、燃焼させても無害となり、有効活用が可能とな
る。

【００２９】水素化カルシウムが高温領域で塩素成分と
反応して固定化する理由は、廃棄物が熱分解時に発生す
る塩化水素（ＨＣＬ）と気固反応して、塩化アルカリ
｛Ｃａ（ＣＬＯ）₂・４Ｈ₂Ｏ，ＣａＣＬ₂４Ｈ₂Ｏ）｝等
を生成し、処理灰に塩素成分を固定化するからであり、
同様に作用するものであれば、同じ作用効果が期待でき
る。

【００３０】従って、水酸化カルシウム以外のアルカリ
系物質であれば同様の結果が得られることは明白であ
る。

【００３１】アルカリ系物質としては、次のものが使用
できる。

【００３２】（ａ）アルカリ土類金属：Ｃａ，Ｓｒ，Ｂ
ａ，Ｒａ（ｂ）アルカリ土類金属化合物：水酸化カルシウム、酸
化カルシウム、炭酸化カルシウム、水酸化マグネシウ
ム、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、水酸化バリ
ウム水和物、酸化バリウム、炭酸バリウム、水酸化スト
ロンチウム、炭酸ストロンチウム、ドロマイド（ＣａＣ
Ｏ₃・ＭｇＣＯ₃）（ｃ）アルカリ金属化合物：水酸化ナトリウム、水酸化
カリウム、水酸化リチウム水和物、炭酸ナトリウム、炭
酸カリウム、炭酸カリウムナトリウム、炭酸ナトリウム
水和物、炭酸リチウムまた、珪酸カルシウムが低温領域で塩素成分と反応して
固定化する理由は、珪酸カルシウム水和物は、多孔体で
あり、比表面積が大きく含水しており、廃棄物が熱分解
時に発生する塩化水素ガスを接触、吸着することにより
処理灰に塩素成分を固定化することができるからであ
り、同様に作用するものであれば、同様の作用効果が期
待できる。

【００３３】従って、珪酸カルシウム以外の珪酸塩であ
っても、同様な結果が得られることは明白である。

【００３４】珪酸塩としては、次のものが使用できる。

【００３５】（ａ）珪酸水和物：珪酸カルシウム水和
物、珪酸マグネシウム水和物、ドバモナイド（５ＣａＯ
・６ＳｉＯ₂・５Ｈ₂Ｏ）（ｂ）珪酸塩化合物：珪酸アルミニウム、珪酸ナトリウ
ム以上の実験調査の結果、添加物量は、処理される廃棄物
の５〜３０重量％添加するのが好ましく、２種類の添加
物の混合比率は、低温領域で反応するもの（Ａ）と高温
領域で反応するもの（Ｂ）とした時、Ａ≧Ｂとするのが
好ましいことが判った。特に、Ａ：Ｂ比率をＡ：Ｂ＝
（１．５〜４．０）：１が好ましい。

【００３６】また、乾留処理工程の温度は、２００〜６
００℃内であれば確実に塩素成分が固定化されることが
わかった。

【００３７】そして、珪酸カルシウムと水酸化カルシウ
ムの添加物を混合処理した、処理灰の温度濃度を測定し
た結果、約１，０００ｐｐｍであり、塩素成分の固定化
が確認された。

【００３８】次に、加熱炉から取り出した処理灰の処理
及び利用について説明する。図２は処理灰から塩素成分
を除去する工程を説明するための概念図で、まず、処理
灰（残渣）を水槽に入れて所定時間（約３０分間）撹拌
して塩素成分を水に溶解する。次に、これを脱水分離
し、処理灰から塩素成分を除去し、これを乾燥・固形化
する。分離した排水の方は、別途排水処理手段により脱
塩素処理する。

【００３９】固形化した処理灰の残留塩素成分をイオン
クロマトグラフィで測定した結果、５ｐｐｍ以下でほと
んど皆無に等しかった。

【００４０】また、残渣の物性により、残渣を分離手段
により各物質に分離し、分離後の物質を乾燥し固形化す
る。

【００４１】

【発明の効果】以上のように本発明は、廃棄物に塩素成
分と反応する温度領域の異なる少なくとも２種類の物質
の添加物を混合して加熱処理することで、処理灰に塩素
成分は完全に固定され、ガス化する塩素成分は皆無とな
る。従って、加熱処理中に発生するガスは皆無となり、
ガスエンジンの燃料の一部として利用でき、また、温水
器の熱源、熱ガスとして暖房に利用できる。

【００４２】また、ダイオキシンが発生しないため、そ
のまま大気中に放出できる等の効果を奏する。

【００４３】そして、処理灰中に固定化された塩素成分
は、水洗浄することで、従来１．０００ｐｐｍあったも
のを、皆無（５ｐｐｍ以下）に等しく処理できるので、
この処理灰も有効活用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を説明するための実験装置の概念図。

【図２】本発明の処理灰の処理概念図。

【符号の説明】

１…密閉タンク２…加熱コイル３…バルブ４…ガス排気管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B09B 3/00 302 C10B 53/00 B09D 53/34

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】塩素成分を含有する廃棄物を乾留処理し
て脱塩素処理する方法であって、前記廃棄物に、塩素成
分と反応する温度領域の異なる少なくとも２種類の添加
物を混合して加熱処理することを特徴とする廃棄物の脱
塩素処理方法。
【請求項２】２種類の添加物の一方は、高温領域で反
応しやすいアルカリ系物質の単体又は混合物から選択
し、他方の添加物は、低温領域で反応のしやすい珪酸塩
から選択することを特徴とする請求項１記載の廃棄物の
脱塩素処理方法。
【請求項３】添加物の添加量は、処理される廃棄物の
５〜３０重量％とすることを特徴とする請求項１又は２
記載の廃棄物の脱塩素処理方法。
【請求項４】添加物のアルカリ系物質は、アルカリ土
類金属、アルカリ土類金属化合物、アルカリ金属および
アルカリ金属化合物の何れか単体又はこれらの混合物か
らなることを特徴とする請求項２記載の廃棄物の脱塩素
処理方法。
【請求項５】添加物のアルカリ系物質は、水酸化カル
シウムであることを特徴とする請求項２記載の廃棄物の
脱塩素処理方法。
【請求項６】添加物の珪酸塩は、珪酸塩水和物である
ことを特徴とする請求項２記載の廃棄物の脱塩素処理方
法。
【請求項７】珪酸塩水和物は、珪酸カルシウムである
ことを特徴とする請求項６記載の廃棄物の脱塩素処理方
法。
【請求項８】２種類の添加物の混合比率は、低温領域
で反応するものをＡとし、高温領域で反応するものをＢ
としたとき、Ａ≧Ｂとしたことを特徴とする請求項１な
いし７のいずれか１項に記載の廃棄物の脱塩素処理方
法。
【請求項９】請求項８のＡとＢの比率をＡ：Ｂ＝
（１，５〜４，０）：１としたことを特徴とする廃棄物
の脱塩素処理方法。
【請求項１０】乾留処理工程の温度は、２００℃〜６
００℃としたことを特徴とする請求項１ないし９のいず
れか１項に記載の廃棄物の脱塩素処理方法。