JP2004081990A - Agent and equipment for removing toxic substance in combustion exhaust gas - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物焼却炉やボイラー等の各種燃焼炉からの排ガスの処理に用いることのできる有害物質除去剤及びそれを用いた排ガスの処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種燃焼炉から発生する排ガスには、有害物質が含まれることが多い。特に、廃棄物焼却炉からの排ガス中には、有害物質として、塩化水素、重金属類及びダイオキシン類が含まれる。従来、このような有害物質を含有する排ガスを処理する方法としては、以下のような方法が提案されていた。
【０００３】
（１） 消石灰を排ガスへ直接噴霧して排ガス中の有害物質と反応させ、下流に配置したバグフィルタ、電気集塵機、サイクロン等の集塵装置によって捕集する。
（２） 消石灰と粉末活性炭などの吸着剤粉末とを排ガスに直接噴霧して、排ガス中の有害物質を消石灰と反応させると共に吸着剤粉末に吸着させ、下流に配置した集塵装置によって捕集する。
【０００４】
（３） 消石灰を排ガスへ直接噴霧して排ガス中の有害物質と反応させ、下流に配置した集塵装置によって捕集した後、活性炭移動層や活性炭充填層等を設けた活性炭吸着装置にガスを通して、ダイオキシン類等の有害物質を吸着・除去する。
【０００５】
（４） ダイオキシン類分解剤を排ガスへ直接噴霧して排ガス中のダイオキシン類と反応させ、下流に配置した集塵装置によって捕集する。
（５） 排ガスを集塵装置に通して集塵灰を捕集し、この捕集された集塵灰に、ダイオキシン類分解剤を添加して、加熱装置中で集塵灰中のダイオキシン類を分解・除去する。
【０００６】
上記の各種処理方法のうち、（４）及び（５）の処理方法において用いることのできるダイオキシン類分解剤として、本発明者は、従来ダイオキシン類を分解できないと考えられていた低温度域でも短時間でダイオキシン類を分解除去処理することができ、更には酸素の存在下においても、ダイオキシン類を効率よく処理することのできるダイオキシン類分解剤を考案し、特許出願を行った。
【０００７】
これらの提案されたダイオキシン類分解剤は、次の化合物を含むものである。
次式Ｉ：
【０００８】
【化７】
（式中、Ｒ１及びＲ２は、同一でも異なっていてもよく、水素原子、ヒドロキシル基、アミノ基、アルキル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールアミノ基、アリールアルキル基、アルケニル基又はアリールアルケニル基を表す）
で示される化合物（特開２００１−２４７８３７号）；
次式ＩＩ：
【００１０】
【化８】
で示される化合物のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩又はアミン塩（特開２００１−２４７８３８号）；
次式ＩＩＩ：
【００１２】
【化９】
（式中、Ｒ３及びＲ４は、同一でも異なっていてもよく、アルキル基、シクロアルキル基又はアリールアルキル基を表し、又はＲ３とＲ４とで環を形成していてもよい）
で示される化合物のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、アミン塩、亜鉛酸塩又はニッケル塩（特開２００１−２４７８４０号）；
次式ＩＶ：
【００１４】
【化１０】
（式中、Ｒ５及びＲ６は、同一でも異なっていてもよく、アルキル基、シクロアルキル基又はアリールアルキル基を表し、又はＲ５とＲ６とで環を形成していてもよい）
で示される化合物（特開２００１−２４７８４１号）；
次式Ｖ：
【００１６】
【化１１】
（式中、Ｍはアンモニウム又は金属を表す）
で示される化合物（特開２００１−２９４８４６号）；
次式ＶＩ：
【００１８】
【化１２】
（式中、Ｒ７は、それぞれ独立して、水素、メチル基を表し；Ｒ８は、それぞれ独立して、Ｒ７が水素の場合には、水素、フェニル基を表し、Ｒ７がメチル基の場合には、水素、メチル基を表す）
で示される化合物（特開２００１−２９３４６５号）。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者の更なる研究によって、上記に説明した方法では、ダイオキシン類を分解することができるものの、ダイオキシン類分解剤の酸化反応によって排ガスの硫黄酸化物濃度（ＳＯｘガス濃度）が上昇するという問題があることが判明した。そこで、本発明は、個別に吸着装置を設けることなく、燃焼炉排ガス中の塩化水素ガス、重金属類、ダイオキシン類及び硫黄酸化物等の有害物質を効率的に分解・除去することのできる有害物質除去剤を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、本発明は、ダイオキシン類分解剤と硫黄反応性薬剤とを含むことを特徴とする、燃焼炉からの排ガス中に含まれる有害物質を分解・除去するための有害物質除去剤を提供する。また、本発明は、かかる有害物質除去剤を、燃焼炉からの排ガスに加えて反応を行わせた後に、排ガスを集塵処理にかけることを特徴とする、燃焼炉からの排ガスを処理する方法も提供する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の一態様は、ダイオキシン類分解剤と硫黄反応性薬剤とを含むことを特徴とする有害物質除去剤に関する。かかる有害物質除去剤を燃焼炉排ガスに加えて反応させると、ダイオキシン類分解剤によって排ガス中のダイオキシン類の分解が行われると共に、硫黄反応性薬剤によって排ガス中のＳＯｘガスが除去されるので、個々の薬剤の噴霧装置等を設けること無しに、単一の混合薬剤を排ガスに添加するだけで、燃焼炉排ガス中のダイオキシン類と、その分解反応に伴って発生するＳＯｘガスとを、効率的に分解・除去することができる。
【００２３】
本発明において用いることのできるダイオキシン類分解剤としては、本発明者が先に出願した上述の式Ｉ〜ＶＩの化合物を含むものを用いることができる。なお、本発明に係るダイオキシン類分解剤は、式Ｉ〜ＶＩの化合物の１種のみを含んでいてもよく、或いは式Ｉ〜ＶＩの化合物の２種類以上を組み合わせて含んでいてもよい。
【００２４】
また、本発明において用いることのできる硫黄反応性薬剤としては、炭酸ナトリウム、重曹、炭酸カルシウム、炭酸カリウム、メタ珪酸ナトリウムから選択される１以上の化合物を含むものを用いることができる。
【００２５】
本発明に係る有害物質除去剤においては、上記のダイオキシン類分解剤及び硫黄反応性薬剤に加えて、更に、消石灰粉末を加えることができる。本発明に係る有害物質除去剤において消石灰粉末を加えることにより、ダイオキシン類分解剤によってダイオキシン類の分解が行われると共に、硫黄反応性薬剤によって排ガス中のＳＯｘガスが除去され、更に消石灰粉末によって排ガス中の塩化水素ガスが中和されるので、個々の薬剤の噴霧装置等を設けること無しに、単一の混合薬剤を排ガスに添加するだけで、燃焼炉排ガス中のダイオキシン類、ＳＯｘガス及び塩化水素ガスを効率的に分解・除去することができる。
【００２６】
更に、本発明に係る有害物質除去剤においては、上記のダイオキシン類分解剤、硫黄反応性薬剤及び消石灰粉末に加えて、更に、吸着剤粉末を加えることができる。かかる態様において用いることのできる吸着剤粉末としては、活性炭又は活性コークスの粉末を挙げることができる。このような吸着剤粉末を更に一成分として本発明に係る有害物質除去剤に加えると、この吸着剤粉末によって燃焼炉排ガス中に含まれるダイオキシン類や重金属類等の有害物質を吸着・除去することができるので、ダイオキシン類分解剤、硫黄反応性薬剤及び消石灰粉末の機能と合わせて、燃焼炉排ガス中の有害物質を更に効率的に除去することが可能となる。更には、ダイオキシン類が吸着剤に吸着・保持されるので、ダイオキシン類とダイオキシン類分解剤との接触時間（即ちダイオキシン類の分解反応時間）をより長くすることができ、ダイオキシン類の分解効率がより一層向上する。なお、本発明に係る有害物質除去剤においては、吸着剤粉末は、消石灰粉末と組み合わせて用いても、或いは、消石灰粉末を用いないで、吸着剤粉末のみをダイオキシン類分解剤及び硫黄反応性薬剤に対して加えてもよい。
【００２７】
即ち、本発明の他の態様は、ダイオキシン類分解剤及び硫黄反応性薬剤を含み、更に、消石灰粉末及び／又は吸着剤粉末を含むことを特徴とする燃焼炉からの排ガス中に含まれる有害物質を分解・除去するための有害物質除去剤に関する。
【００２８】
本発明に係る有害物質除去剤は、粉末の形態で燃焼炉排ガス中に加えることが好ましい。粉末の形態の本発明に係る有害物質除去剤を燃焼炉排ガスに加えて排ガス中の有害物質と除去剤との反応を行わせた後に、後述の集塵装置によって粒子を捕集することにより、排ガス中から有害物質を分離除去することができる。また、集塵装置によって捕集される集塵灰中のダイオキシン類も、ダイオキシン類分解剤によって分解されているので、集塵灰のその後の処理が容易である。
【００２９】
本発明に係る有害物質除去剤を粉末の形態で調製するには、用いられるダイオキシン類分解剤が常温で固体の場合には、ダイオキシン類分解剤、硫黄反応性薬剤、及び用いる場合には消石灰粉末及び／又は吸着剤粉末を、全て粉末の形態で混合すればよい。また、用いられるダイオキシン類分解剤が常温で液体の場合には、硫黄反応性薬剤、及び用いる場合には消石灰粉末及び／又は吸着剤粉末と、ダイオキシン類分解剤とを混合して、これらの粉末にダイオキシン類分解剤を担持させることによって、本発明に係る有害物質除去剤を粉末の形態で調製することができる。なお、上記式ＩＩ、Ｖ及びＶＩで示されるダイオキシン類分解剤は常温で固体であり、上記式Ｉ、ＩＩＩ及びＩＶで示されるダイオキシン類分解剤は常温で液体である。
【００３０】
本発明によれば、上記に説明した有害物質除去剤を、燃焼炉からの排ガスに加えて、排ガス中の有害物質と除去剤の各成分とを反応させ、次に排ガスを集塵処理にかけることによって、燃焼炉排ガス中から有害物質を分離除去することができる。即ち、本発明の他の態様は、上記に説明した有害物質除去剤を、燃焼炉からの排ガスに加えて反応を行わせた後に、排ガスを集塵処理にかけることを特徴とする、燃焼炉からの排ガスを処理する方法に関する。かかる目的で用いられる集塵装置としては、バグフィルタ、サイクロン、電気集塵器等、ガスの集塵装置として当該技術において慣用されているものを用いることができる。なお、本発明に係る有害物質除去剤を排ガスに添加する際の温度は、１５０〜４００℃が好ましい。
【００３１】
本発明において、特に集塵装置としてバグフィルタ等の濾過装置を用いる場合には、有害物質除去剤に、更にシリカ、アルミナ等の不活性無機粉末を加えると更に好ましい。本発明に係る有害物質除去剤を加えて反応させた排ガスをバグフィルタ等で集塵する際には、排ガスの流れによってバグフィルタの濾布表面に堆積層が形成されるが、上記のような不活性無機粉末を有害物質除去剤に加えると、形成される堆積層において、ダイオキシン類分解剤、硫黄反応性薬剤、及び用いる場合には消石灰粉末及び／又は吸着剤粉末、及び不活性無機粉末が、濾過助剤として機能し、フィルタの通気抵抗を低減して目詰まりを防止することができる。また、このような不活性無機粉末を加えると、フィルタの逆洗時には剥離剤として機能するので、装置の操作上も好ましい。更には、これらの不活性無機粉末は、ダイオキシン類分解剤の担体としても機能させることができるので、ダイオキシン類分解剤が常温で液体の場合に好ましく用いることができる。この目的で用いることのできる不活性無機粉末としては、シリカ、アルミナ、ゼオライト、珪藻土などの粉末を挙げることができる。
【００３２】
本発明に係る有害物質除去剤において、硫黄反応性薬剤の混合割合は、ダイオキシン類分解剤の重量（消石灰粉末及び／又は吸着剤粉末及び／又は不活性無機粉末を更に含む場合にはこれらの混合粉末の合計重量）に対して、１０〜１００重量％とすることが好ましく、１０〜５０重量％が更に好ましい。また、消石灰粉末を加える場合には、その添加量は、ダイオキシン類分解剤に対して、１０〜１０，０００重量％の割合が好ましく、５０〜５，０００重量％が更に好ましい。吸着剤粉末を加える場合には、その添加量は、ダイオキシン類分解剤に対して１０〜１０，０００重量％の割合が好ましく、５０〜５，０００重量％が更に好ましい。更に、シリカ等の不活性無機粉末を加える場合には、ダイオキシン類分解剤の量が不活性無機粉末に対して１〜１００重量％、より好ましくは５〜５０重量％となるような割合で用いることが好ましい。
【００３３】
なお、本発明に係る有害物質除去剤の好適な使用量は、処理される燃焼炉排ガス中に含まれるダイオキシン類や重金属類又は塩化水素ガス等の有害物質の濃度によって変動し、当業者が経験的に決定することができるが、燃焼炉が廃棄物焼却炉である場合には、一般に、焼却炉で焼却処理されるごみの重量に対して０．１〜１０重量％の本発明に係る有害物質除去剤を排ガス中に加えることが好ましい。
【００３４】
本発明に係る有害物質除去剤において、「粉末」は、当該技術において通常的に使用されている任意の粒径のものであってよく、一般に、硫黄反応性薬剤、消石灰粉末、吸着剤粉末、不活性無機粉末、及びダイオキシン類分解剤粉末（常温で固体の場合）は、いずれも、１００μｍ以下の粒径を有するものを好ましく用いることができる。
【００３５】
本発明に係る有害物質除去剤と、燃焼排ガスとの接触時間が長い程、ダイオキシン類や塩化水素ガスなどの有害物質の分解処理効率は向上するが、長い接触時間ではコストが高くなる。本発明においては、薬剤の吹込みから集塵装置の払い落としまでの有害物質除去剤と燃焼排ガスとの接触時間は、１秒〜３０分間、特に１〜１０分間が好ましい。
【００３６】
本発明に係る有害物質除去剤とダイオキシン類とは、還元性雰囲気下で接触させても、或いは酸素存在下、即ち大気中若しくは排ガス中で接触させても、ダイオキシン類を効率よく分解処理することができる。したがって、本発明を実施する場合、雰囲気調整のための設備や作業は不要である。
【００３７】
次に、図面を参照して、本発明の有害物質除去剤を用いて燃焼排ガスの処理を行うための装置について説明する。図１は、本発明にしたがって燃焼炉排ガスの処理を行う装置の一具体例の構成を示す概念図である。図１中、１は焼却炉、２は廃熱ボイラー、３はガス冷却塔、４は集塵装置、５は灰貯留槽、６は汚染媒体処理剤容器、７は送風機、８は煙突、９は焼却炉から廃熱ボイラーへの煙道、１０は廃熱ボイラーからガス冷却塔への煙道、１１はガス冷却塔から集塵装置への煙道、１２，１３，１４は汚染媒体処理剤供給配管、１５は集塵装置からの飛灰配管、１６は飛灰排出配管である。
【００３８】
焼却炉１から排出される排ガスは、９００℃〜９５０℃の高温であるが、廃熱ボイラー２によって６００℃〜３００℃、更にガス冷却塔３により４００℃〜１５０℃の適当な温度に冷却される。ここでいう適当な温度とは、配管１２を通して排ガス中に供給される有害物質除去剤によって、ダイオキシン類の再合成温度以下の温度でダイオキシン類を分解処理する反応の反応温度であり、ガス中のダイオキシン類の濃度や用いられる有害物質除去剤の種類、ガスの流量などによって変動するが、一般に、１５０℃以上、好ましくは２５０℃以上であって、４００℃以下、好ましくは３５０℃以下の温度である。廃熱ボイラー２やガス冷却塔３の運転条件を適宜制御することにより、所望の温度に排ガスを冷却することができる。なお、ガス冷却塔３に代えて、排ガスを所望の温度に制御しながら冷却することのできる当該技術において公知の任意の冷却装置を用いることができる。廃熱ボイラー２及び冷却塔３で冷却された排ガスは、所望により設けられる煙道１１を通って集塵装置４に送られ、そこで集塵処理されて、焼却飛灰が排ガスから分離される。
【００３９】
図１に示す装置においては、焼却炉１から廃熱ボイラー２への煙道９、廃熱ボイラー２からガス冷却塔３への煙道１０、ガス冷却塔３から集塵装置４への煙道１１のいずれか一つ以上に、上記に説明した本発明に係る有害物質除去剤を収容した容器６がそれぞれ配管１２，１３，１４を介して接続されており、所定量の本発明に係る有害物質除去剤が煙道９及び／又は１０及び／又は１１に供給される。これにより、煙道９及び／又は１０及び／又は１１を流れる焼却飛灰を含む排ガス中に含まれるダイオキシン類、塩化水素ガス、ＳＯｘなどの有害物質が、本発明に係る有害物質除去剤と反応して分解処理される。なお、有害物質除去剤は、図１に示すように焼却炉１から廃熱ボイラー２への煙道９に供給しても、又は廃熱ボイラー２からガス冷却塔３への煙道１０に供給しても、或いはガス冷却塔３から集塵装置４への煙道１１に供給してもよく、これらの複数若しくは全部に供給することもできる。更には、有害物質除去剤は、集塵装置４に直接供給することもできる。いずれの態様においても、有害物質除去剤と、ダイオキシン類、塩化水素ガス、ＳＯｘなどの有害物質との反応が十分に進行して有害物質が処理される。
【００４０】
次に、集塵装置４において分離された焼却飛灰は、配管１５を通って灰貯留槽５に送られ、排出管１６を通して外部に廃棄されるか、或いは更なる後段の処理（例えば重金属処理工程）に送られる。所望により、灰貯留槽５に、焼却飛灰を４００℃以下のダイオキシン類分解反応温度に保持するための加熱・保温装置を設けることができる。このような加熱・保温装置を灰貯留槽５に設けて、焼却飛灰を一定時間、例えば３０分〜１時間、４００℃以下の所定のダイオキシン類反応温度に保持することにより、ダイオキシン類の分解反応を更に十分に進行させることができる。また、更に灰貯留槽５の後段に、一定時間、例えば１時間程度、焼却飛灰を４００℃以下の所定の温度に保持するための装置を設置してもよい。
【００４１】
一方、集塵装置４において焼却飛灰が分離除去された排ガスは、ＩＤＦ（Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｄｒａｆｔ Ｆａｎ：誘引送風機）７及び煙突８を通して系外に放出される。
なお、本発明は、廃熱ボイラ２を有しないシステム、即ち、図１において燃焼炉１からの排ガスが直接ガス冷却塔３に誘導されるシステムにおいても適用することができる。この場合には、本発明に係る有害物質除去剤は、燃焼炉１からガス冷却塔３への煙道、又はガス冷却塔３から集塵機４への煙道１１のいずれかに加えることができる。
【００４２】
上記に説明したような装置も本発明の範囲内に含まれる。即ち、本発明の他の態様は、
燃焼炉から排出される排ガスを処理する装置であって、燃焼炉からの排ガスを所定温度に冷却するガス冷却装置；前記ガス冷却装置からの排出ガスを処理してその中に含まれる飛灰及び焼却灰を分離するための集塵装置；燃焼炉からガス冷却装置への排出ガス及び／又はガス冷却装置からの排出ガスに、本発明に係る有害物質除去剤を供給するための有害物質除去剤供給装置；を具備することを特徴とする燃焼排ガスの処理装置；及び
燃焼炉から排出される排ガスを処理する装置であって、燃焼炉からの排ガスから熱を回収する廃熱ボイラー；廃熱ボイラーからの排出ガスを所定温度に冷却するガス冷却装置；前記ガス冷却装置からの排出ガスを処理してその中に含まれる飛灰及び焼却灰を分離するための集塵装置；燃焼炉から廃熱ボイラーへの排出ガス及び／又は廃熱ボイラーからガス冷却装置への排出ガス及び／又はガス冷却装置からの排出ガスに、本発明に係る有害物質除去剤を供給するための有害物質除去剤供給装置；を具備することを特徴とする燃焼排ガスの処理装置；
にも関する。
【００４３】
【実施例】
以下の実施例によって、本発明をより具体的に説明する。以下の実施例は、本発明の好ましい態様の例示であり、本発明を限定するものではない。
【００４４】
なお、以下の実施例において、ダイオキシン類の濃度は、ガスクロマトグラフ・質量分析法によってダイオキシン類（ＰＣＤＤｓ、ＰＣＤＳＦｓの合計）の濃度として測定した値を、国際毒性等価係数（Ｉ−ＴＥＦ）を用いてダイオキシン類毒性当量値（ｎｇ−ＴＥＱ／ｇ）に換算したものを示した。
【００４５】
実施例１〜８及び比較例１〜４
図１に示す実験装置を用いて燃焼排ガスの処理実験を行った。燃焼炉１からの排ガスを、廃熱ボイラー２及びガス冷却塔３によって冷却し、煙道１１を通して集塵装置４に送った。本発明に係る有害物質除去剤を、燃焼炉から廃熱ボイラへの煙道９、廃熱ボイラからガス冷却塔への煙道１０、又はガス冷却塔３から集塵機装置への煙道１１のいずれかにおいて、それぞれ配管１４、１３又は１２を通して排ガス中に吹き込み、排ガス中の有害物質と本発明に係る有害物質除去剤とを接触させのち、集塵装置４で集塵処理を行った。なお、集塵装置の入口の排ガスの温度は、１８０℃であった。集塵装置４としては、バグフィルタを用いた。有害物質除去剤添加前の排ガス中及び集塵処理後の排ガス中のダスト濃度、塩化水素ガス濃度、水銀濃度、ダイオキシン類濃度、及び集塵装置４から排出される集塵灰中のダイオキシン類濃度を測定した。また、集塵装置４の圧力損失を測定した。更に、集塵処理後の排ガス中の硫黄酸化物濃度も測定した。
【００４６】
硫黄反応性薬剤粉末、不活性無機粉末、吸着剤粉末、消石灰粉末、及びダイオキシン類分解剤粉末（テトラメチルチウラムジスルフィドの場合）は、いずれも粒径１００μｍ以下のものを用いた。用いたダイオキシン類分解剤がジメチルジチオカルバミン酸ナトリウム塩の場合には、液状のダイオキシン類分解剤を、硫黄反応性薬剤、消石灰、吸着剤及び不活性無機粉末の混合粉末と混合することによって、これらの粉末粒子上にダイオキシン類分解剤を担持させて用いた。
【００４７】
燃焼炉１としては、流動床焼却炉（処理量４．２ｔ／ｈｒ×３基）を用いた（排ガス量＝３２，０００ｍ３（ＮＴＰ）／ｈｒ）。
比較例においては、硫黄反応性薬剤及びダイオキシン類分解剤を用いない場合と、硫黄反応性薬剤を用いない場合において、実施例と同様の実験を行った。
【００４８】
有害物質除去剤の組成、運転条件、及び測定結果を表１〜表３に示す。
【００４９】
【表１】
【表２】
【表３】
上記表に示す結果から、本発明に係る有害物質除去剤を用いると、燃焼排ガス中の塩化水素ガス、水銀、ダイオキシン類及び硫黄酸化物等の有害物質を有効に除去することができ、更に、集塵灰中のダイオキシン類濃度が、従来のものと比較して極めて低いことが分かる。特に、硫黄反応性薬剤を用いない比較例１〜４においては、処理後の排ガス中に硫黄酸化物が存在することが認められ、これらを除去する更なる装置を設置することが必要である。
【００５３】
【発明の効果】
本発明に係る有害物質除去剤によれば、個別に噴霧装置、吸着装置を用いる設けることなく、燃焼炉排ガス中の塩化水素ガス、重金属類、ダイオキシン類及び硫黄酸化物等の有害物質を、低温で効率的に分解・除去することができ、環境問題に資すること大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一態様に係る燃焼排ガス処理装置の構成を示す概念図である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a harmful substance remover that can be used for treating exhaust gas from various combustion furnaces such as a waste incinerator and a boiler, and a method for treating exhaust gas using the same.
[0002]
[Prior art]
Exhaust gas generated from various combustion furnaces often contains harmful substances. In particular, the exhaust gas from the waste incinerator contains harmful substances such as hydrogen chloride, heavy metals and dioxins. Conventionally, the following method has been proposed as a method of treating exhaust gas containing such harmful substances.
[0003]
(1) Slaked lime is directly sprayed on the exhaust gas to react with harmful substances in the exhaust gas, and collected by a dust collector such as a bag filter, an electric dust collector, or a cyclone disposed downstream.
(2) Slaked lime and adsorbent powder such as powdered activated carbon are directly sprayed on the exhaust gas to cause harmful substances in the exhaust gas to react with slaked lime and to be adsorbed by the adsorbent powder and collected by a dust collector arranged downstream. .
[0004]
(3) Slaked lime is directly sprayed on the exhaust gas to react with harmful substances in the exhaust gas, collected by a dust collection device located downstream, and then passed through an activated carbon adsorption device equipped with an activated carbon moving bed or activated carbon packed bed. Adsorb and remove harmful substances such as dioxins.
[0005]
(4) The dioxin decomposing agent is directly sprayed on the exhaust gas to react with the dioxins in the exhaust gas, and is collected by a dust collector disposed downstream.
(5) Exhaust gas is passed through a dust collector to collect dust ash, a dioxin decomposing agent is added to the collected dust ash, and the dioxins in the dust ash are removed in a heating device. Decompose and remove.
[0006]
Among the various treatment methods described above, as the dioxin-decomposing agent that can be used in the treatment methods (4) and (5), the present inventor has found that the dioxin-decomposing agent is short even in a low temperature range where it has been conventionally thought that dioxins cannot be decomposed. A dioxin decomposer capable of decomposing and removing dioxins in a short period of time and efficiently processing dioxins even in the presence of oxygen has been devised and applied for a patent.
[0007]
These proposed dioxin decomposers include the following compounds.
The following formula I:
[0008]
Embedded image
(Wherein R 1 and R 2 may be the same or different and each represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, an amino group, an alkyl group, an alkoxy group, an alkylamino group, a dialkylamino group, an aryl group, an aryloxy group, an aryl Represents an amino group, an arylalkyl group, an alkenyl group or an arylalkenyl group)
(JP-A-2001-247837);
The following formula II:
[0010]
Embedded image
An alkali metal salt, an alkaline earth metal salt, an ammonium salt or an amine salt of the compound represented by (JP-A-2001-247838);
The following formula III:
[0012]
Embedded image
(Wherein, R 3 and R 4 may be the same or different and each represents an alkyl group, a cycloalkyl group or an arylalkyl group, or R 3 and R 4 may form a ring)
An alkali metal salt, an alkaline earth metal salt, an ammonium salt, an amine salt, a zincate or a nickel salt of the compound represented by (JP-A-2001-247840);
The following formula IV:
[0014]
Embedded image
(Wherein, R 5 and R 6 may be the same or different and represent an alkyl group, a cycloalkyl group or an arylalkyl group, or R 5 and R 6 may form a ring)
A compound represented by the formula (JP-A-2001-247841);
The following equation V:
[0016]
Embedded image
(Wherein, M represents ammonium or a metal)
(JP-A-2001-294846);
The following equation VI:
[0018]
Embedded image
(Wherein, R 7 each independently represents hydrogen or a methyl group; R 8 each independently represents hydrogen or a phenyl group when R 7 is hydrogen, and R 7 represents a methyl group Represents hydrogen or a methyl group)
(JP-A-2001-293465).
[0020]
[Problems to be solved by the invention]
However, by further study of the present inventors, in the method described above, although it is possible to decompose dioxins, sulfur oxide concentration of the exhaust gas by the oxidation reaction of dioxins decomposing agent (SO x gas concentration) is increased Turned out to be a problem. Therefore, the present invention provides a harmful substance capable of efficiently decomposing and removing harmful substances such as hydrogen chloride gas, heavy metals, dioxins and sulfur oxides in exhaust gas from a combustion furnace without providing an individual adsorption device. It is intended to provide a remover.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a harmful substance for decomposing and removing harmful substances contained in exhaust gas from a combustion furnace, comprising a dioxin decomposer and a sulfur-reactive agent. Provide a remover. Further, the present invention provides a method for treating exhaust gas from a combustion furnace, which comprises adding the harmful substance remover to the exhaust gas from the combustion furnace to cause a reaction, and then subjecting the exhaust gas to dust collection processing. Also provide.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
One embodiment of the present invention relates to a harmful substance remover, comprising a dioxin decomposer and a sulfur-reactive agent. Reaction of such a hazardous substance removing agent in addition to the combustion furnace exhaust gas, with the decomposition of dioxins in the exhaust gas is performed by dioxin decomposing agent, since SO x gas in the exhaust gas is removed by a sulfur reactive agent, without providing the spraying device and the like of the individual agents, in the single mixing agent only added to the exhaust gas, and dioxins in the combustion furnace exhaust gas, and SO x gas generated due to the decomposition reaction efficiency Can be decomposed and removed.
[0023]
As the dioxin decomposer that can be used in the present invention, those containing the compounds of the above-mentioned formulas I to VI, which the present inventor has previously filed, can be used. The dioxin decomposer according to the present invention may include only one of the compounds of Formulas I to VI, or may include a combination of two or more of the compounds of Formulas I to VI.
[0024]
Further, as the sulfur-reactive agent that can be used in the present invention, those containing one or more compounds selected from sodium carbonate, sodium bicarbonate, calcium carbonate, potassium carbonate, and sodium metasilicate can be used.
[0025]
In the harmful substance removing agent according to the present invention, slaked lime powder can be further added in addition to the dioxin decomposing agent and the sulfur-reactive agent. By adding slaked lime powder in hazardous substances removing agent according to the present invention, the decomposition of dioxins is performed by dioxin decomposing agent, SO x gas in the exhaust gas is removed by a sulfur reactive agent, further exhaust gas by slaked lime powder since hydrogen chloride gas in is neutralized, without providing the spraying device and the like of the individual agents, in the single mixing agent only added to the exhaust gas, dioxins in the combustion furnace exhaust gas, sO x gas and Hydrogen chloride gas can be decomposed and removed efficiently.
[0026]
Further, in the harmful substance removing agent according to the present invention, an adsorbent powder can be further added in addition to the dioxin decomposer, the sulfur-reactive agent and the slaked lime powder. Examples of the adsorbent powder that can be used in this embodiment include activated carbon or activated coke powder. When such adsorbent powder is further added as one component to the harmful substance removing agent according to the present invention, the adsorbent powder is used to adsorb and remove harmful substances such as dioxins and heavy metals contained in combustion furnace exhaust gas. Therefore, the harmful substances in the exhaust gas from the combustion furnace can be more efficiently removed together with the functions of the dioxin decomposer, the sulfur-reactive agent and the slaked lime powder. Furthermore, since the dioxins are adsorbed and retained by the adsorbent, the contact time between the dioxins and the dioxin decomposer (ie, the decomposition reaction time of the dioxins) can be made longer, and the decomposition efficiency of the dioxins can be improved. Even better. In the harmful substance removing agent according to the present invention, the adsorbent powder may be used in combination with slaked lime powder, or without using slaked lime powder, only the adsorbent powder may be used as a dioxin decomposer and a sulfur-reactive agent. May be added.
[0027]
That is, another aspect of the present invention is directed to a harmful substance contained in exhaust gas from a combustion furnace, which comprises a dioxin decomposer and a sulfur-reactive agent, and further contains slaked lime powder and / or adsorbent powder. The present invention relates to a harmful substance remover for decomposing and removing harmful substances.
[0028]
The harmful substance remover according to the present invention is preferably added to the exhaust gas of a combustion furnace in the form of a powder. After adding the harmful substance remover according to the present invention in the form of a powder to the combustion furnace exhaust gas and allowing the harmful substance in the exhaust gas to react with the remover, by collecting particles by a dust collector described below, It is possible to separate and remove harmful substances from exhaust gas. Further, the dioxins in the dust ash collected by the dust collecting device are also decomposed by the dioxin decomposing agent, so that the subsequent treatment of the dust ash is easy.
[0029]
To prepare the harmful substance remover according to the present invention in the form of a powder, when the dioxin decomposer used is solid at normal temperature, a dioxin decomposer, a sulfur-reactive agent, and, when used, slaked lime powder And / or the adsorbent powder may all be mixed in powder form. When the dioxin decomposer used is liquid at room temperature, a sulfur-reactive agent, and if used, slaked lime powder and / or adsorbent powder and a dioxin decomposer are mixed, and these powders are mixed. By supporting a dioxin-decomposing agent on the substrate, the harmful substance removing agent according to the present invention can be prepared in the form of a powder. The dioxin decomposers represented by the formulas II, V and VI are solid at room temperature, and the dioxin decomposers represented by the formulas I, III and IV are liquid at room temperature.
[0030]
According to the present invention, the harmful substance remover described above is added to the exhaust gas from the combustion furnace, the harmful substances in the exhaust gas are reacted with the components of the remover, and then the exhaust gas is subjected to a dust collection process. Thereby, harmful substances can be separated and removed from the combustion furnace exhaust gas. That is, another aspect of the present invention is a combustion furnace characterized in that the harmful substance removing agent described above is added to exhaust gas from a combustion furnace to cause a reaction, and then the exhaust gas is subjected to dust collection processing. The present invention relates to a method for treating exhaust gas from coal. As a dust collector used for such a purpose, a bag filter, a cyclone, an electric dust collector, or the like commonly used in the art as a gas dust collector can be used. The temperature at the time of adding the harmful substance removing agent according to the present invention to the exhaust gas is preferably from 150 to 400 ° C.
[0031]
In the present invention, particularly when a filtering device such as a bag filter is used as the dust collecting device, it is more preferable to add an inert inorganic powder such as silica or alumina to the harmful substance removing agent. When collecting the exhaust gas by adding and reacting the harmful substance removing agent according to the present invention with a bag filter or the like, a deposition layer is formed on the filter cloth surface of the bag filter by the flow of the exhaust gas. When the inert inorganic powder is added to the harmful substance remover, the dioxin decomposer, sulfur-reactive agent, and if used, slaked lime powder and / or adsorbent powder and inert inorganic powder are formed in the deposited layer. , Functioning as a filter aid, reducing the ventilation resistance of the filter and preventing clogging. Further, when such an inert inorganic powder is added, it functions as a release agent at the time of back washing of the filter, so that it is preferable in terms of operation of the apparatus. Furthermore, since these inert inorganic powders can also function as a carrier for a dioxin decomposer, they can be preferably used when the dioxin decomposer is liquid at room temperature. Inert inorganic powders that can be used for this purpose include powders of silica, alumina, zeolite, diatomaceous earth and the like.
[0032]
In the harmful substance removing agent according to the present invention, the mixing ratio of the sulfur-reactive agent is determined by the weight of the dioxin decomposer (when mixed with slaked lime powder and / or adsorbent powder and / or inert inorganic powder, the mixing ratio of these components). The total weight of the powder is preferably 10 to 100% by weight, more preferably 10 to 50% by weight. When slaked lime powder is added, the amount thereof is preferably from 10 to 10,000% by weight, more preferably from 50 to 5,000% by weight, based on the dioxin decomposer. When the adsorbent powder is added, its amount is preferably from 10 to 10,000% by weight, more preferably from 50 to 5,000% by weight, based on the dioxin decomposer. Further, when an inert inorganic powder such as silica is added, the dioxin decomposer is used in an amount of 1 to 100% by weight, more preferably 5 to 50% by weight, based on the inert inorganic powder. Is preferred.
[0033]
The preferred amount of the harmful substance remover according to the present invention varies depending on the concentration of harmful substances such as dioxins and heavy metals or hydrogen chloride gas contained in the exhaust gas from the combustion furnace to be treated, and the skilled person may have experience. When the combustion furnace is a waste incinerator, the harmful substance according to the present invention is generally 0.1 to 10% by weight based on the weight of refuse incinerated in the incinerator. Preferably, a substance remover is added to the exhaust gas.
[0034]
In the harmful substance removing agent according to the present invention, the “powder” may be of any particle size commonly used in the art, and is generally a sulfur-reactive agent, slaked lime powder, adsorbent powder, As the inert inorganic powder and the dioxin decomposer powder (when solid at normal temperature), those having a particle size of 100 μm or less can be preferably used.
[0035]
The longer the contact time between the harmful substance removing agent according to the present invention and the combustion exhaust gas, the higher the efficiency of decomposition treatment of harmful substances such as dioxins and hydrogen chloride gas, but the longer the contact time, the higher the cost. In the present invention, the contact time between the harmful substance removing agent and the combustion exhaust gas from the injection of the chemical to the removal of the dust collecting device is preferably 1 second to 30 minutes, particularly preferably 1 to 10 minutes.
[0036]
The harmful substance removing agent and the dioxins according to the present invention can be efficiently decomposed by contacting them in a reducing atmosphere or in the presence of oxygen, that is, in the air or exhaust gas. Can be. Therefore, when practicing the present invention, equipment and work for adjusting the atmosphere are unnecessary.
[0037]
Next, an apparatus for treating combustion exhaust gas using the harmful substance remover of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a conceptual diagram showing the configuration of a specific example of an apparatus for treating combustion furnace exhaust gas according to the present invention. In FIG. 1, 1 is an incinerator, 2 is a waste heat boiler, 3 is a gas cooling tower, 4 is a dust collector, 5 is an ash storage tank, 6 is a contaminated medium treatment agent container, 7 is a blower, 8 is a chimney, 9 Is a flue from the incinerator to the waste heat boiler, 10 is a flue from the waste heat boiler to the gas cooling tower, 11 is a flue from the gas cooling tower to the dust collector, 12, 13, and 14 are treatment agents for contaminated media. A supply pipe, 15 is a fly ash pipe from the dust collector, and 16 is a fly ash discharge pipe.
[0038]
The exhaust gas discharged from the
[0039]
In the apparatus shown in FIG. 1, a flue 9 from the
[0040]
Next, the incinerated fly ash separated in the
[0041]
On the other hand, the exhaust gas from which the incineration fly ash is separated and removed in the
The present invention can be applied to a system without the
[0042]
Devices such as those described above are also within the scope of the present invention. That is, another embodiment of the present invention provides:
A device for treating exhaust gas discharged from a combustion furnace, comprising: a gas cooling device for cooling the exhaust gas from the combustion furnace to a predetermined temperature; a fly ash contained in the gas cooling device for processing an exhaust gas from the gas cooling device; A dust collector for separating incinerated ash; a harmful substance remover for supplying the harmful substance remover according to the present invention to an exhaust gas from a combustion furnace to a gas cooling device and / or an exhaust gas from a gas cooling device. A waste gas boiler for recovering heat from flue gas from a combustion furnace; a waste heat boiler for treating flue gas discharged from a combustion furnace; Cooling device for cooling the exhaust gas from the gas to a predetermined temperature; dust collecting device for processing the exhaust gas from the gas cooling device to separate fly ash and incineration ash contained therein; waste heat from the combustion furnace boiler A harmful substance remover supplying device for supplying the harmful substance remover according to the present invention to the exhaust gas and / or the exhaust gas from the waste heat boiler to the gas cooling device and / or the exhaust gas from the gas cooling device. A device for treating flue gas, comprising:
Related to
[0043]
【Example】
The following examples illustrate the invention more specifically. The following examples are illustrative of preferred embodiments of the invention and do not limit the invention.
[0044]
In the following examples, the concentration of dioxins was determined by measuring the concentration of dioxins (the sum of PCDDs and PCDSFs) by gas chromatography / mass spectrometry using the International Toxicity Equivalent Factor (I-TEF). The values converted to dioxin toxicity equivalent values (ng-TEQ / g) are shown.
[0045]
Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 4
Using the experimental apparatus shown in FIG. 1, an experiment for treating flue gas was conducted. Exhaust gas from the
[0046]
The sulfur-reactive drug powder, inert inorganic powder, adsorbent powder, slaked lime powder, and dioxin decomposer powder (in the case of tetramethylthiuram disulfide) all had a particle size of 100 μm or less. When the dioxin decomposer used is sodium dimethyldithiocarbamate, a liquid dioxin decomposer is mixed with a mixed powder of a sulfur-reactive agent, slaked lime, an adsorbent, and an inert inorganic powder to form these dioxin decomposers. A dioxin decomposing agent was carried on powder particles and used.
[0047]
As the
In the comparative example, the same experiment as in the example was performed in the case where the sulfur-reactive agent and the dioxin decomposer were not used and in the case where the sulfur-reactive agent was not used.
[0048]
Tables 1 to 3 show the composition, operating conditions, and measurement results of the harmful substance remover.
[0049]
[Table 1]
[Table 2]
[Table 3]
From the results shown in the above table, by using the harmful substance remover according to the present invention, it is possible to effectively remove harmful substances such as hydrogen chloride gas, mercury, dioxins and sulfur oxides in the combustion exhaust gas, It can be seen that the concentration of dioxins in the dust ash is extremely low as compared with the conventional one. In particular, in Comparative Examples 1 to 4 in which the sulfur-reactive agent was not used, it was recognized that sulfur oxide was present in the exhaust gas after the treatment, and it was necessary to install a further apparatus for removing these.
[0053]
【The invention's effect】
According to the harmful substance remover according to the present invention, harmful substances such as hydrogen chloride gas, heavy metals, dioxins, and sulfur oxides in the exhaust gas of the combustion furnace can be cooled at a low temperature without separately using a spraying device and an adsorption device. Can be efficiently decomposed / removed, which greatly contributes to environmental problems.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a combustion exhaust gas treatment device according to one embodiment of the present invention.
Claims (5)
次式Ｉ：
で示される化合物；
次式ＩＩ：
次式ＩＩＩ：
で示される化合物のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、アミン塩、亜鉛酸塩又はニッケル塩；
次式ＩＶ：
で示される化合物；
次式Ｖ：
で示される化合物；又は
次式ＶＩ：
で示される化合物を含むものである請求項１に記載の有害物質除去剤。The dioxin decomposer,
The following formula I:
A compound represented by the formula:
The following formula II:
The following formula III:
An alkali metal salt, an alkaline earth metal salt, an ammonium salt, an amine salt, a zincate or a nickel salt of the compound represented by the formula:
The following formula IV:
A compound represented by the formula:
The following equation V:
Or a compound of formula VI:
The harmful substance removing agent according to claim 1, which comprises a compound represented by the following formula:
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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