JPH0394813A - ごみ燃焼排ガス中の有害ガス除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ごみ燃焼排ガス中の有害ガス除去方法に関す
るものである。

［従来の技術］ ごみ燃焼排ガス中には、ごみ中の窒素、硫黄及び塩素に
起因する窒素酸化物、硫黄酸化物、塩化水素及びダイオ
キシン類等の有機塩素化合物などの有害ガスが含まれて
いる。これらの内、現在我が国で規制されている前３者
の含有濃度は、窒素酸化物８０〜２００ｐｐｍ，硫黄酸
化物３０〜１２０ｐｐｍ，塩化水素３００〜１２００ｐ
ｐｍ程度であるが、二次公害の発生防止、国民の健康保
護及び生活環境保全等の観点から、これら有害ガスに対
して除夫苅策が施されて（ハる。そして、処理基争値が
厳し《なるに従・フて、４体的な対比・プロセスが複雑
になり、運転管理の繁雑化及び維持管理費の増大化につ
ながっている。

また、ダイオキシン類等の有機塩素化合物については、
現在我が国では規制きれていないものの、その有書性が
問題となっている。しかし、、現状では、何等処理対策
が施きれていないのが実状である。

上記有寄ガス巾のダイオキシン等の有機塩素化合物を除
く、窒素化Ａ物、硫黄化合物及び塩化水素の除上方式＆
して、現在一般的に行なわれているものに、湿式ε半乾
式がある。

湿式のプロセスを第３図に示す。

］）ごみ焼却炉１から出た７５０〜９５０℃の高温排ガ
スをボイラ２で２５０〜３５０℃程度までに冷却する。

２）排ガス中のばいじんを集塵器３て除去する。

３）ＮＨ）ガスを吹き込み、窒素酸化物還元触媒塔４に
導入し、次式に代表きれる反応式に従クて、窒素酸化物
を還元除夫する。

４ＮＧ＋４ＮＨ３　＋０２−４Ｎ，＋６Ｉ１２　Ｑ４）
塩化水素・硫黄酸化物除ノ２塔５におい゜ζ゛、大量山
水を用い排ガスを洗浄（洗煙）する。こω時、洗浄水を
中性に保つため、水酸化ナｈリウノ・に代表されるアル
カリ剤を投入する。こ［株］時０）反応は、次の通りで
ある。

ＨＣＮ　＋Ｎ　ａ　ＯＨ−Ｎ　ａ　ＣＪ７　＋Ｈ２　０
Ｓ　０　２　＋　２　Ｎ　ａ　Ｏ　Ｈ　＋　１　／　２
　０　２−＋Ｎａ２　ＳＯ４　＋Ｈ２　０ 止式により生成した塩類は、洗浄液のー・部と共に扱き
ＩＢ　Ｌ、清水希釈後、凝集沈澱、が過及び生物処理等
のプロセスを経て処理される。

５）有書成分が除表された洗浄後のガスは、１００℃以
下の状態であるため、ａ）ダクト、煙突の露点腐蝕防止
、ｂ）煙突頂部からの水滴落下防１ト、Ｃ）拡散効果の
向上、ｄ）煙突からの水蒸気ｒ１煙発生の防止等の口約
で、再加熱器６により１２０〜１８０℃程度まで昇温し
た後、煙突７より人気拡散きせる。

？に、半乾式のブ口セスを第４図に示す。

１）ごみ焼却炉１から比た７５０〜９５０℃の高温排ガ
スをボイラ２で２５０〜・３５０℃程度まで冷却する。

２）塩化水素・硫黄酸化物除去塔８の塔ＪＮ部よりアル
カリ剤としてＣａ（ＯＨ）２スラリーを吹き込み、微細
状態に噴霧し，、塔内に拡散させ、次式に代表される反
応式に従って、塩化水素及び硫費酸化物を巾和除大ずる
。

２Ｈ０４１　＋２Ｃａ　（ＯＨ）２ ＋Ｃ　ａ　ＣＪ７２・Ｃ　ａ　（ＯＢ）２・８２０→Ｈ
２０Ｓ　Ｏ　２　＋　Ｃ　ａ　（　Ｏ　Ｂ　）　２　＋
　１　／　２　０　２−ｌ−Ｃ　ａ　Ｓ　０　４　＋　
２　Ｈ２０３）集嗜器３によわ、上式に従って生或した
固体状生成物の塩を除去、同収する。

４）ＮＩ｛３ガスを吹き込み、窒素酸化物還元触媒礒４
に導入し、次式に代表きれる反応式に従って、窒素酸化
物を還元除去する。

４ＮＯ＋４ＮＢ３＋０■神４Ｎ２＋６Ｈ，Ｑ５）処理後
のガスを煙突７より大気拡散させる。

また、ごみ焼却炉からの排ガスではないが、燃料油、石
炭等を燃料とする火力発電所の燃焼排ガス中の亜硫酸ガ
ス、窒素酸化物等の有害ガスを対象とし、これら有害ガ
スに活性化線を照射するこ己によ０活性化し、解離又は
無害化することが、例えば特開昭４８−１７４７１号公
報に開示されている。

［解決しよう＆する課題］ 上記の第３図に示す湿式の場合及び第４図に示す単乾式
の場合に共通する間題点として、次のようなものがある
。

１）窒素酸化物還元触媒塔４における触媒層の目詰り防
止のため、ガス温度を２５０’Ｃａ度以上にしなければ
ならず、ボイラ回収熱逗に制約を受ける。目詰りの原因
は、酸性硫安（ＮＨ４ＨＳＯ４）の生或によるもので、
操業の不安定につながる。

２）使用触媒が高価であり、■つ定期的な交換又は再生
が必要εなり、維持管理が煩雑である。

３）目詰り防止構造等にするため、触媒層の装置容積が
大きなものとなる。

４）ガス温度が２５０℃程度と高温であるため、集塵器
３の装置容積が大きくなる。

５）余剰ＮＨ３と塩化水素より生ずる塩化アンモニウム
は、白煙として目視される場合が多く、周辺住民より苦
情を受ける原因となる。

６）「劇物」扱いとなるＮＨ３を取り扱う必要がある。

また、第３図に示す湿式特有の問題として、次のような
問題がある。

７）塩化水素・硫黄酸化物除去塔５におけるガス洗浄用
の補給水として、ごみ１ｔ当り０．　　７ｒｎ’程度の
多量のものが必要となる。

８）洗浄液は、海水の３〜５倍の塩濃度を有するため、
直接排水処理ができず、ごみ１ｔ当り０．６ｒｒ１程度
の希釈水が必要となる。

９）煩雑な排水処理設備が必要となる。

１０）洗浄後のガス温度が低いことに起因する前Ｍｅの
問題点を解消するための再加熱器６で、ごみ１ｔ当り２
５万Ｋｃａρ程．度の膨大な熱量を必要とする。

次に、特開昭４８−１７４７２１号に開示されている技
術は、燃料油及び石炭等の燃焼ガス中の有害ガス成分、
例えば亜硫酸ガス及び窒素酸化物の除去を目的とするも
のであり、上記の有害ガスに対して、比率で１０倍程度
の多量の塩化水素を含むごみ燃焼排ガスに対しては前例
がなく、有効に機能するか否かについて問題があると考
えられている。

本発明は上記のような実状に鑑みてなされたものであり
、．処理設備の省スペース、所要動力の低減化、容易な
運転管理及び二次公害の発生防止等が達成できるごみ燃
焼排ガス中の有害ガス除去方法を提供することを課題と
するものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明のごみ燃焼排ガス中の有害ガス除去方法は、塩化
水素等の有害ガスを含むごみ燃焼排ガスを反応器に導い
た後に、この反応器内にアルカリ性物質を噴霧すると同
時に、電子線等の放射線を照射して、反応により生じた
塩を回収することを特徴とするものである。

また、アルカリ性物質として消石灰スラリーを用い、上
記排ガス中の塩化水素を活性化すること、上記排ガス中
の窒素酸化物を硝酸まで酸化すること及び上記排ガス中
の硫黄酸化物を硫酸まで酸化すること等を促進させ、且
つ上記の活性化した塩化水素、硝酸及び硫酸を上記アル
カリ性スラリーで同時に中和し、更にこの中和により生
じた塩を回収することを特徴とするものである。

更に、有害ガスを含むごみ燃焼排ガスを反応器に導いた
後に、この反応器内に水分あるいはアルカリ性スラリー
を噴霧し、排ガス温度を下げると同時に、電子線等の放
射線を照射し、上記排ガス中のダイオキシン類等の有機
塩素化合物を分解、無害化することを特徴とするもので
ある。

［作用］ 本発明に係るごみ燃焼排ガス中の有害ガス除去方法は、
以下に述べる特徴的な手段で、単一プロセスにおいて同
時的な作用により、有害ガス或分を無害化するものであ
る。

１）作用１ 排ガス中の有害成分のうち酸性状態下で存在する塩化水
素、硫黄酸化物等に対し、アルカリ性物質として消石灰
スラリー等を噴霧、接触させれば、以下の中和反応が起
こり、固体状生成物が生じる。

主反応；　２　Ｈ　Ｃ　ｆ）　＋　２　Ｃ　ａ　（　Ｏ
　ｌ｛　）　２→Ｃ　ａ　Ｃｆｌ２−　Ｃ　ａ　（ＯＨ
）２−　Ｈ２０＋Ｈ２０副反応；ＳＯ２＋Ｃａ（ＯＨ）
２＋１／２０２−＋ＣａＳＯ４＋２Ｈ，０ 又、同時に次に説明する作用２に示したラジカルにより
、複雑な反応経路で、上記反応が助長され、結果的に放
射線照射によりＨＣｊ７，ＳＯ２の除去率が増大するも
のと考えられる。

２）作用２ 上記作用１が進行する近傍に電子線等の放射線を照射す
ると、排ガス中の水と酸素の共存下において、Ｃ′ｐラ
ジカル、Ｏ原子、ＯＨラジカル及びＨＯ２ラジカルが発
生し、以下の酸化反応が起こり、未反応塩化水素、硫黄
酸化物及び窒素酸化物は、それぞれ一酸化塩素、硫酸及
び硝酸まで酸化？れるものと考えられる。

塩化水素の反応 Ｈ　Ｃ　ｌ　−一ＩＩ　十Ｃ　Ｑ （Ｊ　＋ｏ，−ｃｌ　Ｏ十Ｑ２ Ｃｊ　＋０　−−（１！　０ 硫黄酸化物の反応 Ｈ２０ ＳＯ，　＋Ｏ−ＳＯ３−一−Ｈ２Ｓｏ，０　２　−　”
　　Ｈ　，Ｓ　Ｏ　ａ ＳＯ■＋ＯＨ ＬＯ ５０２　＋｝１０２−ＨｓＯ４−一−−−一一やＩ｛，
ＳＯ４窒素酸化物の反応 ’２　Ｈ　Ｎ　０　２　−　Ｎ　Ｏ　＋　Ｎ　Ｏ　２　
　＋　Ｈ　２ｏＮ　Ｏ　２　＋　Ｏ　ＨＨ　Ｎ　Ｏ　］
３）作用３ 上記作用２の酸化反応が進行すると同時に、以不の中和
反応が起こり、固体状生戊物かの塩が生じる。

２　Ｃ　ｆＩＯ　＋　２　Ｃ　ａ　　（　Ｏ　Ｈ　）　
２−＋ＣａＣＪ，・　Ｃａ　　（ＯＨ）２・　Ｈ，Ｏ＋
３／２０２Ｈ　２　　Ｓ　Ｏ　４　　＋　Ｃ　ａ　　（
　Ｏ　Ｈ　）２−＋Ｃ　　ａ　　Ｓ　Ｏ．１　　＋　２
　１２０２　Ｈ　Ｎ　Ｏ　３　　＋　Ｃ　ａ　　（　０
　１Ｎ　）　２＝　Ｃ　ａ　（　Ｎ　０３　）２＋　２
　Ｈ２０以上に代表される３種の作用が同時的に進行す
ることにより、有害ガス或分は無害化処理され、固体状
生戊物が回収される。

次に、排ガス中のダイオキシン類等の角一機塩素化合物
は、比較的高温部（　３　０　０　℃程度以上）で発生
すると言われているため、排ガスを反応器に導き、水分
あるいはアルカリ性スラリーを噴霧し、水の蒸発潜熱等
によりガス温度を下げ、／ａ在的なダイオキシン発生を
抑制する。これと同時に、放射線を照射することにより
、ＯＨ，Ｈ等の化学的に活性な成分が生成し、この戒分
が直接ダイオギシン類に作用して、単にベンゼン環から
塩累原ｆ・が離脱するのみならず、ベンゼン環を開環さ
せ、鎖状の無害な安定体等に処理されるものと考えられ
る。

［実施例］ 以下、本発明の１実施例を第１図を用いて説明する。

ＮＯ濃度１００ｐｐｒｎ程度、ＳＯ２濃度１００ｐｐｒ
ｎ程度、ＨＣＤｒａ度１．　Ｏ　Ｏ　Ｏ　ｐ　ｐ　ｍ程
度を含有する合成模擬ごみ燃焼排ガスを、１５０〜２５
Ｏ℃とした後、ａ害ガス除去塔１１に導入した。

ａ害ガス除太塔１１は、容積８０ｇ程度を脊し、外部よ
りアルカリ剤として、Ｃａ（ＯＨ）２が噴霧装置】２に
より微細状態で噴霧可能な構造＆なっており、側面部か
ら電子線等の放射線が例えば電子加速器１３により照射
できる構造を兼ね備えている。

そして、２．８Ｎｍ３／ｆｉｒ程度のガス量、水分３０
％程度の定常状態下に対して、コツククロフト、ウオル
トン型電子線加速器１３を用い、１０〜３０ｋＧｙの吸
収線量を与えた。

この時、有害ガス除去塔１１の内部では、多量の塩化水
素が存在するにも拘らず、上記の作用１〜３が速やかに
進行しており、中和反応により生じた聞体状態の塩を同
収する集塵器３の後段で計測したガス中の有害成分（　
ｉＩ１度）除去率は、第２図に示す結果となり、次に述
べる効果が充分期待できることがわかった。

また、同様な装置及び条件でダイオキシン類を含むする
ごみ燃焼排ガスにえ・１して処理試験を実施した結果、
塩素原ｐ数の変化即ち異性体への変化が生じず、且つ有
害な２、３、７、８　−　Ｔ　Ｃ　Ｄ．　Ｄ　ｓが減少
し、無害化できる結果が得られた。

なお、本発明に係る放射線εは、放射線発生装置、粒子
加速器及び放射性同位体等からのＸ線、電子線、粒子線
、α線、β線、γ線及び紫外線等を指し、必要吸収線量
、その他の条件につい゛Ｃも本実施例に限定されるもの
ではない。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、ごみ燃焼排ガス中のａ
害ガス除火に関し、以下の効果が発揮できる。

１）塩化水素、硫黄酸化物除去率の向上及び吸収線量の
増加に伴い窒素酸化物除去率も向上する傾向がみられ、
将来の規制強化にも充分対応可能である。

２）１基の有害ガス除去塔により、排ガス中に含有され
る塩化水素、硫黄酸化物、及び窒素酸化物が同時に除去
可能となり、また有機塩素化合物の無害化が可能となる
ので、イ）省スペース、ロ）排風機所要動力の低減及び
ハ）容易な運転管理が達或できる。

３）脱硝用還元触媒が不要となる。

４）ボイラ出口のガス温度を２００℃前後にすることも
できるため、ボイラ回収熱量を増加させることも可能と
なる。

５）使用薬剤として極めて安価なＣａ（ＯＨ）２のみで
、有害ガス或分が全て除去可能である。

６）集塵器入口ガス温度が低いため、集塵器が小型、小
容量のものとなる。

７）「劇物」扱いとなるＮＨ，が不要となるため、イ）
酸性硫安による目詰り、及び腐蝕が進行しない、ロ）塩
化アンモニウムが発生しないため煙突からの白煙として
目視される恐れがなくなる。

８）消石灰スラリー調整用のみに水を使用するため、そ
の量が大幅に削減できる。

９）反応生成物が常に乾燥状態の固体の塩で排出される
ため、ガス洗浄装置、希釈水及び繁雑な排水処理が設備
が一切不要となる。

１０）集塵器からのガス温度は１２０℃程度であり、洗
浄後のガス温度が低いことに起因する問題点を解消する
ための再加熱器６が不要となり、第１図は本発明方法を
実施するための装置を含むフローチャート、第２図は本
発明での吸収線量と有害ガスの除去率との関係を示す説
明図、第３図及び第４図は従来のそれぞれ異なるごみ燃
焼排ガス中の有害ガス除去方法の説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）塩化水素等の有害ガスを含むごみ燃焼排ガスを反応
   器に導いた後に、この反応器内にアルカリ性物質を噴霧
   すると同時に、電子線等の放射線を照射して、反応によ
   り生じた塩を回収することを特徴とするごみ燃焼排ガス
   中の有害ガス除去方法。 ２）アルカリ性物質として消石灰スラリーを用い、上記
   排ガス中の塩化水素を活性化すること、上記排ガス中の
   窒素酸化物を硝酸まで酸化すること及び上記排ガス中の
   硫黄酸化物を硫酸まで酸化すること等を促進させ、且つ
   上記の活性化した塩化水素、硝酸及び硫酸を上記アルカ
   リ性スラリーで同時に中和し、更にこの中和により生じ
   た塩を回収することを特徴とする請求項１記載の有害ガ
   ス除去方法。 ３）有害ガスを含むごみ燃焼排ガスを反応器に導いた後
   に、この反応器内に水分あるいはアルカリ性スラリーを
   噴霧し、排ガス温度を下げると同時に、電子線等の放射
   線を照射し、上記排ガス中のダイオキシン類等の有機塩
   素化合物を分解、無害化することを特徴とするごみ燃焼
   排ガス中の有害ガス除去方法。