JP3460626B2 - ダイオキシン類の生成防止剤及び生成防止方法 - Google Patents
ダイオキシン類の生成防止剤及び生成防止方法Info
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Description
ダイオキシン類発生施設におけるダイオキシン類の生成
防止効果及び生成したダイオキシン類の除去効果に優
れ、しかも貯留時の安全性も高いダイオキシン類の生成
防止剤と、この生成防止剤を用いたダイオキシン類の生
成防止方法に関する。
中に、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ダイオキシン(ポリ塩化ジ
ベンゾダイオキシン及びポリ塩化ジベンゾフラン)とな
り、煤塵や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。)。
なっている施設では、ガス処理設備をダイオキシン類の
発生しにくい構造、即ち排ガスがダイオキシン生成温度
域にある時間をできるだけ短くするような構造へ改造す
ることや、後段に触媒分解塔や、吸着塔などのダイオキ
シン類除去設備を増設することが主として提案されてい
るが、いずれも多大な改造費が必要であるため、実用化
は困難である。そこで、簡便にコストをかけずにダイオ
キシン類を処理する方法として、次のような薬剤処理法
が提案されている。
〜300℃の温度域で炭酸水素ナトリウム等のアルカリ
性化合物を供給してダイオキシンの発生を抑制する方法
(特開平3−224618号公報) 焼却炉からの煙
道ガス流を135〜400℃の温度で噴霧吸収室を通過
させ、炭酸ナトリウム等の塩基性吸収剤を含む水性液体
を噴霧して煙道ガスを180〜90℃に冷却し、更に粉
末活性炭を煙道ガス流に注入する方法(特公平8−29
219号公報) 排ガス中に、消石灰等のアルカリ吸
収剤と活性炭等の粉末吸着剤を含有する粉末反応剤を、
調湿した空気で搬送して排ガスに噴霧する方法(特開平
10−216470号公報) 排ガス中に炭酸水素ナ
トリウム等の脱塩素剤を加えて反応させるダイオキシン
除去方法(特開平10−244128号公報) 排ガ
スが冷却される前の400℃以上の排ガスに、炭酸ナト
リウム等の中和剤を存在させてダイオキシンの発生を抑
制する方法(特開平10−249154号公報) 焼
却炉排ガスにアミン化合物等のダイオキシン生成反応抑
制剤をガス温度300〜750℃で添加し、ガス温度2
00〜500℃で活性炭を添加するダイオキシン生成防
止方法(特開平11−5019号公報)
においては、ダイオキシン類を発生させないことと、発
生したダイオキシン類を除去することの両方が求められ
ており、従来のように、アルカリ化合物又は活性炭のみ
を用いる方法では、十分な効果が得られない場合があっ
た。また、ダイオキシン類の発生する前の工程、即ち、
ダイオキシン類が生成する温度(300℃前後)よりも
高温で処理する必要があるものの、高温で活性炭を添加
すると発火する恐れがあるため、処理条件が制限される
という問題もあった。一方、カルシウム系化合物やナト
リウム系化合物等を320℃以上の高温域で煙道に添加
すると、流路構成材料等の腐食が促進されるという問題
もあった。
方法のように、塩基性吸収剤と活性炭とを別々に添加す
る場合はもとより、特開平11−5019号公報記載の
方法でも、ダイオキシン生成反応抑制剤と活性炭とを別
々に貯蔵し、使用時にそれぞれ添加する手法が採られて
いるが、大量の活性炭を貯蔵する場合、蓄熱潜熱が増加
して発火温度が低下する、即ち、低温で発火する恐れが
あり、安全性の面で問題があった。
オキシン類の生成防止効果及び生成したダイオキシン類
の除去効果に優れ、しかも貯留時の安全性も高いダイオ
キシン類の生成防止剤と、この生成防止剤を用いたダイ
オキシン類の生成防止方法を提供することを目的とす
る。
類の生成防止剤は、ナトリウム、及び/又はカリウムの
炭酸水素塩60〜80重量%(無水物に換算して)と、
活性炭20〜40重量%とを混合してなることを特徴と
する。
は、ナトリウム、及び/又はカリウムの炭酸水素塩と、
アルカリを添着した活性炭とを混合してなることを特徴
とする。
イオキシン類の発生抑制効果の高い炭酸水素ナトリウム
(重炭酸ソーダ,重曹(NaHCO3))、炭酸水素カ
リウム(KHCO3 )を用いるため、著しく良好なダイ
オキシン類発生抑制効果を得ることができる。しかも、
炭酸水素ナトリウム等の炭酸水素塩を予め活性炭と混合
しておくことにより、貯留時の活性炭の発火温度を上昇
させる、即ち、低温での発火を防止することができ、安
全性が高い。即ち、前述の如く、活性炭は蓄熱性が高
く、その量が多くなるほど蓄熱性が増して、発火温度が
低下する。このため、添加設備等で大量に貯留する場合
においては、その危険性が危惧されている。しかし、炭
酸水素ナトリウム等の炭酸水素塩のように蓄熱性の低い
物質と混合することによって、その発火温度を上げるこ
とができ、貯留時の安全性を高めることができる。
等の炭酸水素塩と活性炭とを混合して一剤化した生成防
止剤であれば、排ガスへの添加も容易に行うことがで
き、また、最適添加量等の制御も容易である。
が高いものであるが、それ自身ダイオキシン類生成の触
媒として作用する恐れがあるため、これを防止するため
に、活性炭にアルカリを添着して用いるのが好ましい。
ただし、活性炭にアルカリを添着すると貯留時の発火温
度を低下させることとなるため、アルカリを添着する場
合、その添着量を十分に制御する必要がある。
は、このような本発明の生成防止剤を焼却炉の排ガスに
添加することを特徴とする。
は、ナトリウム、及び/又はカリウムの炭酸水素塩と、
活性炭とを混合してなるダイオキシン類の生成防止剤
を、活性炭の添加量が排ガスに対し50〜300mg/
Nm3となるように焼却炉の排ガスに添加することを特
徴とする。
に説明する。
ナトリウム、及び/又はカリウムの炭酸水素塩と、活性
炭とを混合してなるものである。
炭のいずれでもよいが、平均粒径が50μm以下、例え
ば平均粒径が10〜30μm程度の粉末活性炭が好まし
い。炭酸水素ナトリウム等の炭酸水素塩は無水物、含水
塩のいずれでもよい。炭酸水素塩としては前述の炭酸水
素ナトリウム等の1種を単独で用いても良く、2種以上
を併用しても良い。
炭との割合は、過度に炭酸水素塩が多くて活性炭が少な
くても、また、過度に活性炭が多くて炭酸水素塩が少な
くても両者を併用することによる効果が得られず、ま
た、特に、炭酸水素塩が少ないと、炭酸水素塩を混合す
ることによる発火温度の上昇効果が十分に得られないこ
とから、炭酸水素塩と活性炭との合計に対して活性炭が
40重量%以下、炭酸水素塩が無水物に換算して60重
量%以上、特に、活性炭が20〜40重量%で炭酸水素
塩が60〜80重量%となるようにするのが好ましい。
することが望ましい。この均一分散混合性及び排ガスと
の接触効率並びに取り扱い性の面から、炭酸水素塩は平
均粒径5〜15μ程度であることが好ましい。
ン類生成の触媒作用を抑制するために、アルカリを添着
して用いても良い。
物、アンモニア、アンモニウム塩、アルカリ金属化合物
等の1種又は2種以上を用いることができる。このう
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。アルカリ金属化合物としては、ケイ酸ナト
リウム、ケイ酸カリウム等のアルカリ金属のケイ酸塩、
水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水
酸化物、炭酸塩等が挙げられる。
アルカリ水溶液に浸し攪拌しながら水を蒸発乾燥する方
法、活性炭を攪拌しながら濃アルカリ水溶液を噴霧、混
合する方法などを採用することができる。
生成抑制作用の面からは好ましいが、貯留時の発火温度
を低下させる点からは、好ましくない。従って、アルカ
リの添着量は、生成防止剤に要求される特性に応じて適
宜決定され、混合により発火温度を上昇できるので、ア
ルカリの添着量を増やすことが可能であるが、好ましく
は活性炭に対して30重量%以下、特に好ましくは0.
5〜10重量%程度である。
スの処理を行う場合、その添加箇所は排ガスの冷却工程
の何れの箇所でも良いが、好ましくは、集塵機手前の1
50〜400℃の温度領域の部分に添加するのが望まし
い。
シン類の合成は、温度約200〜400℃の領域で行わ
れるとされているが、実際の施設においては、集塵機内
部での合成が主であり、焼却炉から排出された高温度の
状態から冷却されて集塵機に流入するまでの間は滞留時
間が短いため、合成量は非常に少ないことが判明した。
従って、冷却された400℃以下の条件で本発明の生成
防止剤を注入すれば、生成防止剤中の炭酸水素ナトリウ
ム等の炭酸水素塩により大部分のダイオキシン類の合成
を防止することができる。また、同時にダイオキシン類
中の活性炭により、既に焼却炉で生成した少量のダイオ
キシン類を吸着し、これを集塵機で分離することによ
り、効率的にダイオキシン類の除去を行える。
の好適な添加率は、生成防止剤として100〜600m
g/Nm3、特に炭酸水素ナトリウム等の炭酸水素塩が
100mg/Nm3以上、活性炭が50〜300mg/
Nm3となるような量である。炭酸水素ナトリウム等の
炭酸水素塩は排ガス中の酸性ガス濃度に応じて適宜増加
させても良い。
素除去のために用いられている消石灰を炭酸水素ナトリ
ウムなどの炭酸水素塩から選ばれた化合物の1種以上及
び活性炭と混合して用いても良く、この場合には、既存
の消石灰注入設備を利用して本発明の生成防止剤を注入
することもでき、また、炭酸水素ナトリウム等の炭酸水
素塩がダイオキシン類の発生防止のみならず、塩化水素
と反応してこれを除去する役割を果たす。しかも、例え
ば、炭酸水素ナトリウムと塩化水素との反応生成物は水
溶性であるから、消石灰のみを塩化水素と反応させる場
合に比べて、集塵灰の処分量を減らすことができる。ま
た、炭酸水素ナトリウム等の炭酸水素塩は弱アルカリ性
であるから、多量の消石灰を使用した集塵灰に比べてア
ルカリ度を下げることができ、pHに左右されやすい重
金属固定処理を容易に行うことも可能となる。
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。
果を示す。
却室3、電気集塵機4及び煙突5からなる都市ごみ用焼
却設備の排ガス炉において、200℃で運転する電機集
塵機4の入口の煙道(温度約200℃)に、炭酸水素ナ
トリウムと粉末活性炭とを2:1の重量比率で混合した
ものを排ガスに対して300mg/Nm3の割合で添加
した。この添加量は排ガスに対して、炭酸水素ナトリウ
ムとして200mg/Nm3、粉末活性炭として100
mg/Nm3の添加率となる。2日間連続して注入し、
集塵機入り口(薬剤添加前)及び出口の排ガス中のダイ
オキシン類濃度を測定し、結果を表1に示した。また、
この生成防止剤の発火点はオーブン内で加熱しながら温
度変化を検出することにより測定し、結果を表1に併記
した。
0μ程度のものを用い、粉末活性炭としては平均粒径2
0μ程度のものを用いた。
液を噴霧、混合することにより1重量%添着したものを
用いたこと以外は実施例1と同様にして排ガス処理を行
うと共に、この生成防止剤の発火点を測定し、結果を表
1に示した。
様にして排ガス処理を行うと共に、この活性炭の発火点
を測定し、結果を表1に示した。
実施例1と同様にして排ガス処理を行い結果を表1に示
した。
加したこと以外は実施例1と同様にして排ガス処理を行
った。即ち、炭酸水素ナトリウムを煙道の450〜50
0℃の箇所に添加し、その後流側の煙道の約200℃の
箇所に活性炭を添加した。このときの結果を表1に示し
た。
中のダイオキシン類濃度を測定し、結果を表1に示し
た。
は、集塵機入口の排ガス中のダイオキシン類濃度(以下
「入口ガス濃度」という。)も高く、また、集塵機内で
ダイオキシン類が合成されているために集塵機出口の排
ガス中のダイオキシン類濃度(以下「出口ガス濃度」と
いう。)は更に高い。
より入口ガス中のダイオキシン類が吸着され、集塵機で
除去されているにもかかわらず、集塵機内でダイオキシ
ン類が合成されているため出口ガス濃度が高くなってい
る。
時の安全性に問題があることがわかる。
は、集塵機内でのダイオキシン類の合成が防止されてい
るため出口ガス濃度は入口ガス濃度に比べて高くはない
が、既に合成されているダイオキシン類の除去効果がな
いため入口ガス濃度が高い。
用しても、これらを別々に添加した比較例3では、他の
比較例に比べると性能改善されるものの本発明の効果に
は及ばず、しかも活性炭の貯留時の安全性の問題があ
る。
炭とを予め混合して用いた実施例1,2では、既に合成
されたダイオキシン類の吸着除去も、集塵機内でのダイ
オキシン類の合成の防止も効果的に行われるため、入口
ガス濃度も出口ガス濃度も低く、特に入口ガス濃度に比
べて出口ガス濃度が著しく低く、低減率82〜92%と
なっている。特に、活性炭にアルカリを添着した実施例
1では、このダイオキシン類低減効果が高い。
イオキシン類の生成防止効果と生成したダイオキシン類
の除去効果に優れ、しかも貯留時の安全性も高い生成防
止剤が提供され、この生成防止剤により、良好な作業性
のもとに排ガス中のダイオキシン類を効率的に処理する
ことができる。
構成を示す系統図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 ナトリウム、及び/又はカリウムの炭酸
水素塩60〜80重量%(無水物に換算して)と、 活性炭20〜40重量%とを混合してなることを特徴と
するダイオキシン類の生成防止剤。 - 【請求項2】 請求項1において、該活性炭はアルカリ
を添着したものであることを特徴とするダイオキシン類
の生成防止剤。 - 【請求項3】 ナトリウム、及び/又はカリウムの炭酸
水素塩と、 アルカリを添着した活性炭とを混合してなることを特徴
とするダイオキシン類の生成防止剤。 - 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれか1項におい
て、該炭酸水素塩と活性炭とを混合して一剤化したこと
を特徴とするダイオキシン類の生成防止剤。 - 【請求項5】 請求項1ないし4のいずれか1項に記載
のダイオキシン類の生成防止剤を焼却炉の排ガスに添加
することを特徴とするダイオキシン類の生成防止方法。 - 【請求項6】 ナトリウム、及び/又はカリウムの炭酸
水素塩と、 活性炭とを混合してなるダイオキシン類の生成防止剤
を、 活性炭の添加量が排ガスに対し50〜300mg/Nm
3となるように焼却炉の排ガスに添加することを特徴と
するダイオキシン類の生成防止方法。 - 【請求項7】 請求項6において、該活性炭はアルカリ
を添着したものであることを特徴とするダイオキシン類
の生成防止方法。 - 【請求項8】 請求項5ないし7のいずれか1項におい
て、該ダイオキシン類の生成防止剤を150〜400℃
の温度領域の部分に添加することを特徴とするダイオキ
シン類の生成防止方法。
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JP16853799A JP3460626B2 (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | ダイオキシン類の生成防止剤及び生成防止方法 |
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