JP3397089B2 - ダイオキシン類の放出防止方法 - Google Patents
ダイオキシン類の放出防止方法Info
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Description
どに伴って放出されるダイオキシン類の量を低減すると
共に、捕集された飛灰からの重金属の溶出を防止する方
法に関する。
中に、フェノール、ベンゼン、アセチレン等の有機化合
物、クロロフェノール、クロロベンゼン等の塩素化芳香
族化合物や塩素化アルキル化合物等のダイオキシン前駆
体が発生する。これらのダイオキシン前駆体は、飛灰が
共存するとその触媒作用で例えば次式に示すような反応
によりダイオキシンとなり、排ガス中に存在するように
なる(本発明ではダイオキシンとダイオキシン前駆体と
をあわせて「ダイオキシン類」と称する場合がある)。
0℃以上の高温下では起こり難く、200〜400℃付
近に温度が低下したところで起こる。
Stieglitz (Chemosphere 18: 1219,1989)、 Hutzinger
(Chemosphere 14:581、 1985) らの研究によれば、焼却
炉におけるダイオキシンの生成は、主に排ガス中に含ま
れるダイオキシン前駆体が飛灰の触媒作用によってダイ
オキシンに変換されることによるものであり、この反応
の最適温度は300℃付近である。そして、クロロフェ
ノールやクロロベンゼン等のダイオキシン前駆体が、飛
灰粒子のダイオキシン生成触媒活性部位に吸着され、か
つ、200〜400℃の温度条件下に晒されると、飛灰
の触媒作用でダイオキシン前駆体が反応してダイオキシ
ンが生成する。
の系外への放出を防止する方法として、アミン化合物や
アンモニアを排ガスと接触させてダイオキシンの生成を
抑制する方法、或いは、捕集された飛灰(以下「集塵
灰」と称する)とアミン化合物やアンモニアを混練して
加熱することにより生成したダイオキシンを分解する方
法がある。
中の飛灰に吸着して、飛灰の触媒能を低減させ、ダイオ
キシン生成反応を阻害する。また、アミン化合物やアン
モニアは、200℃以上の温度で集塵灰等に含まれるダ
イオキシンを分解する。
灰には鉛(Pb)やカドミウム(Cd)等の重金属が含
有されている。このため、従来、排ガスからバグフィル
タや電気集塵機等の集塵灰からの重金属の溶出防止(重
金属の固定化)が必要とされる。しかしながら、ダイオ
キシンの放出防止のために排ガス又は集塵灰をアミン化
合物やアンモニアで処理した場合には、無処理の場合に
比べて集塵灰からの重金属の溶出量が増加する。
ダイオキシン類の量を低減すると共に、集塵灰からの重
金属の溶出を防止するダイオキシン類の放出防止方法を
提供することを目的とする。
類の放出防止方法は、ダイオキシン類及び重金属含有物
質例えばダイオキシン類及び重金属を含む飛灰含有ガス
及び/又は集塵灰に、アミン化合物、アンモニア及びア
ンモニウム塩(ただし、過硫酸アンモニウムを除く)よ
りなる群から選ばれる1種又は2種以上のダイオキシン
放出防止剤を添加するダイオキシン類の放出防止方法に
おいて、該ダイオキシン類及び重金属含有物質に、前記
ダイオキシン放出防止剤よりも重金属との親和性が強
く、重金属を不溶化する重金属固定化剤を添加すること
を特徴とする。
は、ダイオキシン類及び重金属を含有する排ガス中の飛
灰に対して、アミン化合物、アンモニア及びアンモニウ
ム塩よりなる群から選ばれる1種又は2種以上のダイオ
キシン放出防止剤を有効成分として0.5〜10重量%
と重金属固定化剤1〜20重量%とを水溶液として該排
ガスに噴霧することを特徴とする。
は、ダイオキシン類及び重金属を含有する集塵灰に対し
て、アミン化合物、アンモニア及びアンモニウム塩より
なる群から選ばれる1種又は2種以上のダイオキシン放
出防止剤を有効成分として0.1〜10重量%と重金属
固定化剤1〜20重量%とを水溶液として該集塵灰に添
加して混練することを特徴とする。
は、飛灰に含まれる金属と配位結合して水溶性の錯化合
物を生成するため金属の溶出性を高めるが、本発明で
は、アミン化合物等よりも金属との親和性が高く、重金
属を不溶化する重金属固定化剤を添加するため重金属を
安定に固定化し、その溶出を防止することができる。
に説明する。
として添加するアミン化合物、アンモニア及びアンモニ
ウム塩のうち、アミン化合物としては、トリメチルアミ
ン等のアルキルアミン、トリエタノールアミン、モノエ
タノールアミン等のアルカノールアミンなどのほか、こ
れらのアミン化合物の塩酸塩、硫酸塩、炭酸塩等のアミ
ン塩が挙げられる。アンモニウム塩としては、重炭酸ア
ンモニウム、硫酸アンモニウム、リン酸水素二アンモニ
ウム等が挙げられる。これらのうち、特にトリエタノー
ルアミンが好適である。
みを用いても良く、2種以上を併用しても良い。また、
その添加形態は、ガス状、液状、水溶液のいずれでも良
いが、特に0.5〜50重量%水溶液として添加するの
が好ましい。
る場合、例えば、焼却設備であれば焼却炉から集塵機へ
向う排ガス煙道の、特に排ガス温度300℃以上の地点
で、排ガス中にダイオキシン放出防止剤の水溶液を噴霧
するのが好ましい。即ち、前述の如く、ダイオキシン生
成反応は、300℃前後の温度で生起することから、ダ
イオキシン放出防止剤は、ダイオキシン生成反応の起こ
り易い300℃となる地点より上流で添加することによ
り、ダイオキシン生成反応の抑制効果を有効に得ること
ができる。
量は排ガス中の飛灰に対して有効成分量として0.5〜
10重量%、特に2〜5重量%とするのが好ましい。
る場合には、集塵灰にダイオキシン放出防止剤の水溶液
を混練するのが好ましく、この場合、ダイオキシン放出
防止剤の添加量は集塵灰に対して有効成分量として0.
1〜10重量%、特に0.5〜3重量%とするのが好ま
しい。
固定化剤、ピペラジンジチオカルバミン酸、ピペリジン
ジチオカルバミン酸等のキレート系重金属固定化剤、そ
の他、硫化物系重金属固定化剤やケイ酸系重金属固定化
剤があり、これらのうち特にリン酸系重金属固定化剤が
好適である。
又はその塩が用いられ、このうち、リン酸としては正リ
ン酸や次亜リン酸、メタ亜リン酸、ピロ亜リン酸、正亜
リン酸、次リン酸、メタリン酸、ピロリン酸、三リン
酸、縮合リン酸が挙げられ、リン酸塩としては、これら
のリン酸の塩、第1リン酸塩、第2リン酸塩が挙げられ
る。
O4)、リン酸二水素ナトリウム(NaH2PO4)、
リン酸水素二ナトリウム(Na2HPO4)、リン酸二
水素カリウム(KH2PO4)、リン酸水素二カリウム
(K2HPO4)、縮合リン酸等を好適に使用すること
ができ、これらは20〜75重量%程度の水溶液として
用いるのが好ましい。
例えば、焼却設備であれば焼却炉から集塵機へ向う排ガ
ス煙道で排ガス中に重金属固定化剤の水溶液を噴霧する
のが好ましい。
ス中の飛灰に対して有効成分量として1〜20重量%、
特に5〜10重量%とするのが好ましい。
は、集塵灰に重金属固定化剤の水溶液を混練するのが好
ましく、この場合、重金属固定化剤の添加量は集塵灰に
対して有効成分量として1〜20重量%、特に5〜10
重量%とするのが好ましい。
属固定効果はpH8〜12で有効に発揮されることか
ら、重金属固定化剤を排ガス及び/又は集塵灰に添加す
る場合、必要に応じてpH調整剤として、塩酸等の酸、
水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等アルカリを併用し
て飛灰又は集塵灰のpHを調整するのが好ましい。
剤とpH調整剤を兼ねることができる。
と重金属固定化剤との添加手順等には特に制限はない
が、好ましくは次のような方法が挙げられる。 ダイ
オキシン放出防止剤及び重金属固定化剤を混合して、或
いは別々に、煙道、又は、電気集塵機、バグフィルタ、
その他の集塵設備内に噴霧する。この場合には、混練機
が不要で設備が簡便となる。 ダイオキシン放出防止
剤を煙道に噴霧し、重金属固定化剤を集塵設備から取り
出した集塵灰に混練する。この場合には、重金属固定化
剤を集塵灰に直接混練することで、重金属固定効果を確
実に得ることができる。
用しても良く、この場合には活性炭の吸着作用で排ガス
中のダイオキシンを吸着除去し、より一層排ガス中のダ
イオキシン濃度の低減を図ることができる。この場合、
活性炭は焼却炉から集塵機へ向う排ガス煙道の特に排ガ
ス温度150〜300℃の地点で添加するのが好まし
い。
止剤及び重金属固定化剤で処理して得られる集塵灰(焼
却灰(ボトムアッシュ)を含む。)は、加熱してダイオ
キシン放出防止剤のダイオキシン分解作用により、生成
したダイオキシンを分解するのが好ましい。この加熱温
度は用いたダイオキシン放出防止剤の種類によっても異
なるが、アルカノールアミンを用いた場合の加熱温度は
好ましくは200〜300℃である。加熱は、集塵灰を
集塵設備から一旦取り出して行っても良く、集塵設備自
体をこのような温度に加熱するものであっても良い。
は、各種都市ごみ焼却炉の他、産業廃棄物焼却炉、医療
廃棄物焼却炉、焼却灰溶融炉、RDF炉からの各種排ガ
ス等に適用することができる。また、ストーカ炉、ロー
タリーキルン、流動床炉等の炉の種類や連続炉、準連続
炉、バッチ炉など炉の型式にも係わりなく各種の炉から
の排ガスの処理に適用可能である。
効果を示す。
からなる実験用焼却炉において都市ごみを焼却させ、そ
の排ガスに1重量%トリエタノールアミン水溶液を、排
ガス中の飛灰に対しトリエタノールアミン純分として3
重量%の割合で、バグフィルタ手前の排ガス温度約30
0℃程度の地点に注入した。また、バグフィルタから排
出された集塵灰に50重量%リン酸水溶液をH3PO4
として集塵灰に対して8重量%となるように添加して混
練した(混練物のpH8.5)。この集塵灰のダイオキ
シン濃度及び鉛及びカドミウムの溶出量を下記測定方法
で測定し、結果を表1に示した。
r、排ガス流量は約40,000Nm3/hr、バグフ
ィルタに流入する排ガス中の飛灰濃度は2.0g/Nm
3であり、バグフィルタ内の平均ガス温度は220℃で
あった。
研究財団の「ダイオキシン類分析マニュアル」に準拠し
て試料採取及び分析を行った。
試験に準拠して試料調製及び分析を行った。
は実施例1と同様に行って、ダイオキシン濃度及び重金
属溶出量の測定を行い、結果を表1に示した。
様に行って、ダイオキシン濃度及び重金属溶出量の測定
を行い、結果を表1に示した。
ば、ダイオキシンの放出を防止すると共に、重金属の溶
出を防止することができる。
ン類の放出防止方法によれば、焼却設備の煙道及び集塵
設備でのダイオキシンの生成防止及び分解反応により、
排ガス中のダイオキシン濃度の低減と集塵灰中のダイオ
キシン濃度の低減を図ると共に、集塵灰中の重金属を固
定化して、集塵灰からの重金属の溶出を防止することが
できる。
Claims (4)
- 【請求項1】 ダイオキシン類及び重金属含有物質に、
アミン化合物、アンモニア及びアンモニウム塩(ただ
し、過硫酸アンモニウムを除く)よりなる群から選ばれ
る1種又は2種以上のダイオキシン放出防止剤を添加す
るダイオキシン類の放出防止方法において、 該ダイオキシン類及び重金属含有物質に、前記ダイオキ
シン放出防止剤よりも重金属との親和性が強く、重金属
を不溶化する重金属固定化剤を添加することを特徴とす
るダイオキシン類の放出防止方法。 - 【請求項2】 請求項1において、重金属固定化剤がリ
ン酸系、キレート系、硫化物系、又はケイ酸系重金属固
定化剤であることを特徴とするダイオキシン類の放出防
止方法。 - 【請求項3】 ダイオキシン類及び重金属を含有する排
ガス中の飛灰に対して、アミン化合物、アンモニア及び
アンモニウム塩よりなる群から選ばれる1種又は2種以
上のダイオキシン放出防止剤を有効成分として0.5〜
10重量%と重金属固定化剤1〜20重量%とを水溶液
として該排ガスに噴霧することを特徴とするダイオキシ
ン類の放出防止方法。 - 【請求項4】 ダイオキシン類及び重金属を含有する集
塵灰に対して、アミン化合物、アンモニア及びアンモニ
ウム塩よりなる群から選ばれる1種又は2種以上のダイ
オキシン放出防止剤を有効成分として0.1〜10重量
%と重金属固定化剤1〜20重量%とを水溶液として該
集塵灰に添加して混練することを特徴とするダイオキシ
ン類の放出防止方法。
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JP17965897A JP3397089B2 (ja) | 1997-07-04 | 1997-07-04 | ダイオキシン類の放出防止方法 |
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JP2004167296A (ja) * | 2002-11-18 | 2004-06-17 | Kurita Water Ind Ltd | 重金属固定化剤および重金属含有物の処理方法 |
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1997
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