JP2002166253A - ダイオキシン類の分解方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カルシウムを含有する塩化水素除去剤により
塩化水素除去処理が実施された塩化カルシウムを含有す
る飛灰や焼却灰中のダイオキシン類を効率的に分解除去
する。 【解決手段】 カルシウムとダイオキシン類とを含有す
る飛灰又は焼却灰を、ナトリウム及び／又はカリウムの
塩基性化合物と１５０℃以上の条件下で接触させた後、
ダイオキシン類分解剤と接着させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排ガス中の塩化水
素を消石灰、炭酸カルシウム等のカルシウムを含有する
塩化水素除去剤により除去している各種焼却炉から排出
される、塩化カルシウムを含有する飛灰及び焼却灰中に
含まれるポリ塩化−ｐ−ジベンゾダイオキシン類（ＰＣ
ＤＤ）やポリ塩化ジベンゾフラン類（ＰＣＤＦ）及びコ
プラナ−ＰＣＢ等の有機塩素化合物（以下、これらを併
せて「ダイオキシン類」と称す。）を効率的に分解する
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ごみ焼却炉等の焼却炉においては、燃焼
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類前
駆体が発生する。これらのダイオキシン類前駆体は、飛
灰が共存するとその触媒作用でダイオキシン類となって
灰中に存在する。

【０００３】従来、このようなダイオキシン類含有飛灰
の処理方法としては次のような方法が提案されている。 ダイオキシン類含有飛灰を窒素ガス等の還元性雰囲
気下、３２０〜４００℃で１〜２時間（例えば、３２０
℃では２時間、３４０℃では１〜１．５時間）保持する
（ハーゲンマイヤープロセス“ＯＲＧＡＮＯＨＡＬＯＧ
ＥＮ ＣＯＭＰＯＵＮＤＳ Ｖｏ．２７（１９９６）”
１４７〜１５２頁）。 ダイオキシン類含有飛灰をダイオキシン生成抑制剤
の存在下３００〜５００℃で熱処理する（特開平４−２
４１８８０号公報）。具体的には生成抑制剤としてのピ
リジン蒸気存在下、飛灰を４００℃で２時間加熱してい
る。 ダイオキシン類含有飛灰を空気存在下、４００〜５
００℃で熱処理する。 ダイオキシン類又はダイオキシン類含有物質と、ガ
ス状のアミン化合物とを１００℃以上３００℃未満の条
件下で接触させる（特開平１０−２７２４４０号公
報）。

【０００４】ところで、ごみ焼却炉等では、排ガス中の
塩化水素を除去するために消石灰、炭酸カルシウム等の
カルシウムを有する塩化水素除去剤が添加されており、
この場合には、塩化水素とカルシウム化合物との反応で
塩化カルシウムが生成し、これが飛灰や焼却灰中に多量
に存在する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のダイオキシ
ン類の分解方法のうち、上記〜の方法では３００℃
以上又は４００℃以上の高温で１〜２時間という長時間
にわたって加熱する必要がある。特にの方法では、薬
剤を使用し、長時間加熱しているにも関わらず、ダイオ
キシン類の分解率は十分ではない。また、上記の方法
では、ダイオキシン類の塩素原子とアミン化合物中のア
ミノ基（窒素原子）とが反応することにより、３００℃
未満の低温にて短時間でダイオキシン類を分解除去でき
るが、上述の塩化水素除去処理を行っている塩化カルシ
ウムを含む飛灰や焼却灰に対しては、十分なダイオキシ
ン類分解効率が得られないという不具合がある。

【０００６】本発明は、上記従来の問題点を解決し、カ
ルシウムを含有する塩化水素除去剤により塩化水素除去
処理が実施された塩化カルシウム等のカルシウム化合物
を含有する飛灰や焼却灰中のダイオキシン類を効率的に
分解除去する方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のダイオキシン類
の分解方法は、カルシウムとダイオキシン類とを含有す
る飛灰又は焼却灰中のダイオキシン類を分解する方法に
おいて、該灰をナトリウム及び／又はカリウムの塩基性
化合物と１５０℃以上で接触させた後、ダイオキシン類
分解剤と接触させることを特徴とする。

【０００８】ダイオキシン類分解剤を用いて３００℃以
下で処理する従来法では、消石灰、炭酸カルシウム等の
カルシウム化合物で塩化水素除去処理を行っている各種
焼却施設から排出される飛灰や焼却灰に対しては、十分
なダイオキシン類分解効果を得られない場合があった。
本発明者らの検討の結果、これは、塩化カルシウムが灰
中に多量に含まれると、この塩化カルシウムがダイオキ
シン類の分解を阻害することによることが判明した。即
ち、塩化カルシウムはダイオキシン類分解剤と付加物を
形成することでダイオキシン類分解剤を固定してしまう
ため、ダイオキシン類分解剤がダイオキシン類と十分に
接触することができなくなり、ダイオキシン類の分解効
率が低下する。

【０００９】塩化カルシウムは１５０℃以上に加熱する
と水と反応して、水酸化カルシウムと塩化水素を生成す
る。本発明では、この反応で生成した塩化水素をナトリ
ウム及び／又はカリウムの塩基性化合物で固定すること
により、灰中の塩化カルシウム濃度を低減する。この処
理を施した後に、ダイオキシン類分解剤を添加すると、
ダイオキシン類分解剤が固定されず、ダイオキシン類と
十分に接触することができるようになり、良好なダイオ
キシン類分解効率を得ることができるようになる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を詳細
に説明する。

【００１１】本発明では、排ガス中の塩化水素を消石
灰、炭酸カルシウム等のカルシウムを含有する塩化水素
除去剤により除去している各種焼却炉、ゴミ焼却炉、産
業廃棄物焼却炉、製鋼用電気炉、鉄鋼焼結炉、亜鉛回収
炉、アルミニウム合金製造炉等から排出される、塩化カ
ルシウムを含有する飛灰又は焼却灰を、まず、１５０℃
以上の温度でナトリウム及び／又はカリウムの塩基性化
合物と接触させて、灰中の塩化カルシウムを固定する。

【００１２】本発明で用いる塩基性化合物としては、水
酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウ
ム、天然ソーダ、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸
水素カリウム等のナトリウム及びカリウムの塩基性化合
物が挙げられ、これらは１種を単独で用いても良く、２
種以上を併用しても良い。これらの塩基性化合物の使用
形態には特に制限はなく、溶液状、スラリー状、固形状
のいずれでも良い。

【００１３】これらの塩基性化合物の添加量は灰中の塩
化カルシウム量によっても異なるが、一般的には、被処
理灰に対して有効成分純分として１〜３０重量％とする
のが好ましい。

【００１４】一方、ダイオキシン類分解剤としては、ア
ミン化合物、アルコール化合物、ポリエーテル化合物、
ポリエステル化合物等が挙げられ、これらは１種を単独
で用いても良く、２種以上を併用しても良い。本発明は
特に分解剤としてアミン化合物、アルコール化合物を用
いた場合に分解反応を促進する効果が高い。具体的に
は、モノエタノールアミン、トリエタノールアミン、エ
チレングリコール、ポリエチレンテレフタレート等が挙
げられる。これらのダイオキシン類分解剤の使用形態
は、液状、ガス状、固形状のいずれでも良い。

【００１５】これらのダイオキシン類分解剤の添加量は
用いる薬剤の種類や灰中のダイオキシン類量によっても
異なるが、一般的には、被処理灰に対して有効成分純分
として０．１〜１０重量％特に１〜５重量％とするのが
好ましい。

【００１６】本発明において、ナトリウム及び／又はカ
リウムの塩基性化合物による処理温度が１５０℃未満で
は、塩化カルシウムから塩化水素が生成せず、塩化カル
シウム濃度を低減することができないため、塩基性化合
物による処理温度は１５０℃以上とする。この処理温度
の上限は特にないが、過度に高温にすることは工業的に
不利であることから、４００℃以下の温度領域で処理を
行うのが有利である。なお、塩化水素の生成に必要な水
は、被処理灰の含水率が低い場合は塩基性化合物と同時
に添加して補う。

【００１７】また、ダイオキシン類分解剤による処理温
度は用いるダイオキシン類分解剤の種類によっても異な
るが、一般的には１００〜４００℃、特に１５０〜３０
０℃とするのが好ましい。

【００１８】ナトリウム及び／又はカリウムの塩基性化
合物による処理及びダイオキシン類分解剤による処理の
処理時間は特に制限はないが、十分な塩化カルシウム濃
度の低下と十分なダイオキシン類分解率が得られるので
あれば、処理時間はできるだけ短く設定するのが工業上
望ましい。

【００１９】本発明の方法では、ナトリウム及び／又は
カリウムの塩基性化合物による処理も、ダイオキシン類
分解剤による処理も、通常の場合、それぞれ１時間以内
の短時間で十分な効果が得られることから、処理時間は
各々１時間以内に設定するのが好ましい。

【００２０】なお、被処理灰にナトリウム及び／又はカ
リウムの塩基性化合物及びダイオキシン類分解剤をそれ
ぞれ混練等により添加した後は、加熱前、加熱後にかか
わらず、撹拌、混練を行うのが、接触効率を高めて固定
化効率及び分解効率を向上させる点で好ましい。

【００２１】本発明の方法に従って、飛灰や焼却灰を処
理する場合、キレート剤又はリン酸等の重金属固定化剤
を併用して、ダイオキシン類の分解と共に、灰中の重金
属の固定化処理を同時に行っても良い。

【００２２】また、処理する灰は、焼却炉排ガス中のダ
イオキシン類の吸着除去剤として焼却炉の煙道に吹き込
まれた粉末活性炭、ゼオライト、ケイソウ土等の無機多
孔性物質等を含むものであっても良い。

【００２３】本発明により処理を施した飛灰や焼却灰
は、そのまま、或いは更に前述の重金属固定化処理等を
施した後、埋立等により処分される。

【００２４】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明を
より具体的に説明する。

【００２５】実施例１〜６ 試料灰として、カルシウム化合物で塩化水素除去処理を
行っている焼却炉から排出された下記性状のカルシウム
含有飛灰を準備した。 ［カルシウム含有飛灰］ ダイオキシン類実測濃度：５１１ｎｇ／ｇ 毒性等量 ：３．９ｎｇ−ＴＥＱ／ｇ 塩化カルシウム濃度 ：５．３重量％ この飛灰に対し表１に示す塩基性化合物５重量％を、事
前にすり鉢で練り込んだ後、３００℃に加温した三口フ
ラスコに投入し、２０分間撹拌しながら加熱した。その
後、モノエタノールアミン又はエチレングリコール５重
量％をフラスコ内に添加し、表１に示す濃度で１０分間
撹拌した。この時、開放部には冷却管を取り付け、モノ
エタノールアミンのフラスコ外への拡散を防止した。そ
の後、得られた処理物のダイオキシン類濃度を測定し、
毒性等量と分解率を求め、結果を表１に示した。

【００２６】比較例１〜４ 塩基性化合物による処理を行わなかったこと以外は実施
例１〜３，６とそれぞれ同様に処理し、同様に得られた
処理物のダイオキシン類濃度を測定し、毒性等量と分解
率を求め、結果を表１に示した。

【００２７】比較例５ 炭酸水素ナトリウムとモノエタノールアミンの添加順序
を変え、モノエタノールアミンを添加して処理した後、
炭酸水素ナトリウムを添加して処理したこと以外は実施
例３と同様に処理し、同様に得られた処理物のダイオキ
シン類濃度を測定し、毒性等量と分解率を求め、結果を
表１に示した。

【００２８】比較例６ モノエタノールアミンによる処理を行わず、加熱温度を
３００℃としたこと以外は実施例１と同様に処理し、同
様に得られた処理物のダイオキシン類濃度を測定し、毒
性等量と分解率を求め、結果を表１に示した。

【００２９】

【表１】

【００３０】表１より、単にダイオキシン類分解剤で処
理する従来法では、十分な分解効率を得ることができな
かったカルシウム含有灰中のダイオキシン類を、本発明
方法に従って、塩基性化合物を添加して加熱後、ダイオ
キシン類分解剤で処理することにより短時間で効率的に
分解除去することができることがわかる。

【００３１】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明のダイオキシ
ン類の分解方法によれば、カルシウムを含有する灰中の
ダイオキシン類を効率的に分解除去することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2E191 BA12 BB00 BC01 BC05 BD11 4D004 AA36 AA37 AB07 AC05 CA22 CA34 CB31 CC12 CC15 DA03 DA06

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カルシウムとダイオキシン類とを含有す
   る飛灰又は焼却灰中のダイオキシン類を分解する方法に
   おいて、該灰をナトリウム及び／又はカリウムの塩基性
   化合物と１５０℃以上で接触させた後、ダイオキシン類
   分解剤と接触させることを特徴とするダイオキシン類の
   分解方法。