JP3948075B2 - 酸性成分除去剤および酸性成分除去方法 - Google Patents
酸性成分除去剤および酸性成分除去方法 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、気体中の酸性成分除去剤、その製造方法および酸性成分除去方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ゴミ焼却炉などから排出されるダイオキシンの除去方法として、一般にダイオキシンの発生に関与するとされている塩酸を中和、吸収するために、消石灰を酸性成分除去剤として用いることが知られている。この場合、焼却炉等からの排ガス排出路における１５０〜２５０℃の温度域に消石灰を分散し、バグフィルタで捕集し、ろ過層を形成して酸性成分を除去している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし消石灰は、反応当量に対して過剰に使用する必要がある、高温では除去性能が低下する、廃棄するダスト量が増加するなどの欠点があった。本発明は、高温の排ガスからも効率良く、塩酸などの酸性成分を吸着除去でき、かつ廃棄処理も容易な酸性成分除去剤を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様は、重量基準の平均粒子径が２０μｍ以下の粒子であって、水銀圧入式細孔分布測定装置で測定した細孔直径１０〜１０００ｎｍの細孔容積が０．２ｃｃ／ｇ以上の、炭酸ナトリウムまたは炭酸カリウムからなる気体中の酸性成分除去剤である。
【０００５】
この酸性成分除去剤は、炭酸ナトリウムまたは炭酸カリウムからなるため、高温の排ガス中で、酸性成分を吸着する能力が高い。炭酸ナトリウムと炭酸カリウムの混合物であってもよい。
【０００６】
平均粒子径は、重量基準で２０μｍ以下であることが必要である。なお、本明細書では、平均粒子径はすべて重量基準で表す。平均粒子径が、２０μｍを超える場合は、酸性成分の除去効率が落ちるので好ましくない。特に好ましい平均粒子径は、１〜１５μｍである。
【０００７】
細孔容積は、水銀圧入式細孔分布測定装置で測定した細孔容積が０．２ｃｃ／ｇ以上であることが必要である。本明細書では、細孔容積はすべて水銀圧入式細孔分布測定装置で測定したものである。この細孔容積は、細孔直径で１０〜１０００ｎｍの細孔の細孔容積である。細孔容積が０．２ｃｃ／ｇに満たない場合は、酸性成分の除去効率が落ちるので好ましくない。特に好ましい、細孔直径で１０〜１０００ｎｍの細孔の細孔容積は、０．３ｃｃ／ｇ以上である。
第１の態様の酸性成分除去剤は、ＢＥＴ法で測定した比表面積が４ｍ2 ／ｇ以上である場合は、さらに好ましい。
【０００８】
炭酸水素ナトリウムまたは炭酸水素カリウムは、高温の排ガス中に投入したときに、容易に炭酸ナトリウムまたは炭酸カリウムに転換する。このときの炭酸ナトリウムまたは炭酸カリウムが上記第１の態様の酸性成分除去剤の物性を満たす場合は、同様に高い酸性成分除去性を有する。
【０００９】
したがって、本発明は第２の態様として、重量基準の平均粒子径が２０μｍ以下の粒子であって、細孔直径１０ｎｍ〜１０μｍの細孔の細孔容積が０．１ｃｃ／ｇ以上の、炭酸水素ナトリウムまたは炭酸水素カリウムからなる気体中の酸性成分除去剤を提供する。この物性の炭酸水素ナトリウムまたは炭酸水素カリウムは、高温の排ガス中に投入したときに、本発明の第１の態様の酸性成分除去剤に容易に転換する。炭酸水素ナトリウムおよび炭酸水素カリウムを混合して使用することもできる。
第２の態様の酸性成分除去剤は、ＢＥＴ法で測定した比表面積が２ｍ2 ／ｇ以上である場合は、さらに好ましい。
【００１０】
本発明の、酸性成分除去剤は、処理すべき気体中に分散し、気体中の酸性成分の少なくとも一部を吸着した酸性成分除去剤を、バグフィルタで捕集することにより、気体中の酸性成分を除去できる。第２の態様の酸性成分除去剤を用いる場合は、炭酸水素ナトリウムまたは炭酸水素カリウムが、炭酸ナトリウムまたは炭酸カリウムに速やかに転換するよう、２００〜３００℃の気体中に分散するのが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の態様の酸性成分除去剤を製造するには、通常の炭酸水素ナトリウムまたは炭酸水素カリウムを粉砕などによって粒径２０μｍ以下にし、さらに熱処理を行って炭酸ナトリウムまたは炭酸カリウムに転換するのが好ましい。このときの熱処理条件としては、２００〜４００℃で保持するのが好ましい。熱処理前の、炭酸水素ナトリウムまたは炭酸水素カリウムは、そのまま本発明の第２の態様の酸性成分除去剤として使用できる。
【００１２】
本発明の酸性成分除去剤を使用するにあたっては、酸性成分除去剤を気体中に分散し、バグフィルタで捕集すると、バグフィルタ表面に酸性成分除去剤のろ過層が形成されるので、効率的に酸性成分を除去できる。
【００１３】
また、微細な炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムは、長期間保存しておいた場合に固結してしまう場合がある。本発明の酸性成分除去剤は、固結によってその特性を低下させるおそれがあるので、固結防止剤を含有するのが好ましい。固結防止剤としてはシリカが好ましい。具体的には、ヒュームドシリカと呼ばれる微細な無水ケイ酸が好ましい。その含有量としては、酸性成分除去剤の０．１〜１重量％程度が好ましい。
【００１４】
【実施例】
「例１」
旭硝子株式会社製の平均粒子径８５μｍの炭酸水素ナトリウムを、気流による分級機を備えた衝撃式乾式粉砕機（ホソカワミクロン株式会社製、商品名ＡＣＭパルベライザー）にて微粉砕して、平均粒子径３．９μｍの炭酸水素ナトリウムを得た。この炭酸水素ナトリウムの細孔直径１０ｎｍ〜１０μｍの細孔容積は０．７１４ｃｃ／ｇであった。ＢＥＴ法で測定した比表面積は３．３１ｍ2 ／ｇであった。
【００１５】
この炭酸水素ナトリウムを、２００℃の恒温乾燥器内に３時間静置して、炭酸ナトリウムとした。この炭酸ナトリウムは、平均粒子径が３．９μｍで、細孔直径１０〜１０００ｎｍの細孔容積は０．３７８ｃｃ／ｇであった。平均粒子径はリーズ・アンド・ノースロップ社製マイクロトラック９３２０ＨＲＡを用い、細孔容積はマイクロメリティックス社製ポアサイザ９３１０を用いて、それぞれ測定した。この酸性成分除去剤は、ＢＥＴ法で測定した比表面積が６．１４ｍ2 ／ｇであった。
【００１６】
この炭酸ナトリウムに固結防止剤として、平均粒子径０．０１μｍのヒュームドシリカ（株式会社トクヤマ製、商品名レオシールＣＰ−１０２）を０．５重量％添加して混合した。
【００１７】
このようにして得られた酸性成分除去剤について、酸性ガスの吸収性能を次のようにして評価した。縦に保持したポリ塩化ビニル製パイプに試料を入れ、両端を濾布で封じた。このパイプの下部から上部に向かって、濾布を通して濃度６００体積ｐｐｍの塩酸を含む空気を流した。流した塩酸の総量は、試料の炭酸ナトリウムの理論反応量の半分、ガス速度は１ｍ／秒とした。充填した炭酸ナトリウムを１規定の塩酸で中和滴定して未反応量を求めることにより算出した塩酸の吸収率は、２０％であった。
また、この酸性成分除去剤は、室内に６０日間放置した後でも、良好な流動性を有していた。
【００１８】
「例２（比較例）」
旭硝子株式会社製の平均粒子径８５μｍの炭酸水素ナトリウムを、高速で回転するピンと粒子との衝撃によって粉砕するピンミル式粉砕機（ホソカワミクロン株式会社社製、商品名コロプレックス）にて粉砕することによって、平均粒子径５１μｍの炭酸水素ナトリウムを得た。この炭酸水素ナトリウムを、２００℃の恒温乾燥器内で３時間静置し、炭酸ナトリウムとした。
【００１９】
例１と同様に評価したところ、平均粒子径が５１μｍで、水銀圧入式細孔分布測定装置で測定した細孔直径１０〜１０００ｎｍの細孔容積は、０．２９３ｃｃ／ｇであった。塩酸ガスの吸収率は、１０％であった。例１に比べて、平均粒子径が大きいことが、低い吸収率の原因であると思われる。
【００２０】
「例３（比較例）」
旭硝子株式会社製の平均粒子径２５μｍの炭酸ナトリウム（粒灰；炭酸水素ナトリウムを熱処理して得た炭酸ナトリウムを１水塩にした後、再度無水塩としたもの）を、気流による分級機を備えた衝撃式乾式粉砕機（ホソカワミクロン株式会社製、商品名ＡＣＭパルベライザー）で微粉砕することによって、平均粒子径３．４μｍの炭酸ナトリウムを得た。
【００２１】
例１と同様に評価したところ、平均粒子径が３．４μｍで、水銀圧入式細孔分布測定装置で測定した細孔直径１０〜１０００ｎｍの細孔容積は、０．０８８ｃｃ／ｇであった。塩酸の吸収率は、４％であった。例１に比べて、細孔直径１０〜１０００ｎｍの細孔容積が小さいことが、低い吸収率の原因であると思われる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の酸性成分除去剤は、排ガス中の酸性成分、特に塩酸成分を高い効率で吸収できる。また、炭酸ナトリウムは水溶性であるので、排ガス中の酸性成分除去後のダストは、水洗処理できるという優れた効果も有する。
【００２３】
本発明の酸性成分除去剤は、ゴミ焼却場などから排出される排ガス中の酸性成分、特に塩酸を効率良く除去し、また発生する焼却残さを減少できるなどの効果を有し、環境への影響を大幅に低減できる。
Claims (6)
- 重量基準の平均粒子径が２０μｍ以下の炭酸水素ナトリウムまたは炭酸水素カリウムを、２００〜４００℃で熱処理して得られる酸性成分除去剤。
- 前記炭酸水素ナトリウムまたは炭酸水素カリウムの水銀圧入式細孔分布測定装置で測定した細孔直径１０〜１０μｍの細孔容積が０．１ｃｃ／ｇ以上である請求項１記載の酸性成分除去剤。
- 固結防止剤を含有する請求項１または２記載の酸性成分除去剤。
- 固結防止剤がシリカである請求項３記載の酸性成分除去剤。
- 請求項１、２、３または４記載の酸性成分除去剤を、処理すべき排ガス中に分散し、バグフィルタで捕集する、酸性成分除去方法。
- 前記排ガスは、ゴミ焼却場から排出される排ガスである請求項５記載の酸性成分除去方法。
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