JPH0975667A

JPH0975667A - 排ガスの処理方法

Info

Publication number: JPH0975667A
Application number: JP7235540A
Authority: JP
Inventors: Hideo Kato; 秀男加藤; Masao Yashiro; 正男八代; Toshiyuki Higuchi; 敏之樋口; Masayuki Tsuchida; 雅之土田
Original assignee: OSAKA SEITETSU KK; Sangyo Shinko Co Ltd
Current assignee: OSAKA SEITETSU KK; Sangyo Shinko Co Ltd
Priority date: 1995-09-13
Filing date: 1995-09-13
Publication date: 1997-03-25

Abstract

(57)【要約】【課題】有機塩素系化合物等を吸着除去するための乾式
法に関して、排ガス中から有機塩素系化合物を除去する
とともに、排ガス処理に伴って発生する廃棄物量の増加
を抑制できる排ガスの処理方法を提供する。【解決手段】排ガス中の有機塩素系化合物を除去するた
めの方法であって、排ガスの集塵工程を実施し、さら
に、中空球状粒子表面に多孔質アルミノケイ酸塩の結晶
体を積層してなる吸着材に集塵工程を経た排ガスを接触
させることにより、排ガス中の有機塩素系化合物を吸着
する工程を実施する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、排ガス中に含ま
れる有機塩素系化合物を効率良く分離除去する排ガスの
処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ゴミ焼却炉等から発生する排ガス
中には、酸化窒素、酸化硫黄、塩化水素、重金属等の有
害物質が含まれており、環境保護の観点からそれらの除
去技術が開発され、実用化されてきている。他方、近年
問題になってきた毒性の強いダイオキシン類等の極微量
な有機塩素系化合物の除去についても、乾式法、湿式法
又はその組み合わせ法が実用化されつつあるが、システ
ムが簡略で設備規模もコンパクトな乾式法が主流を占め
ているのが現状である。

【０００３】乾式法には、例えば、特開平４−８７６２
４号公報に開示されるように、従来の消石灰粉添加バグ
フィルター集塵法を改善し、バグフィルター表面に粉末
状活性炭や活性白土の粉体層を形成させ、排ガスをこの
粉体層を通過させることにより、集塵とともに有機塩素
系化合物の除去を図る方法がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
消石灰と活性炭の併用のバグフィルター方式にて実施し
た結果によれば、除去効率は９７％前後となり改善され
てきているものの、世界的な許容基準（排出規制濃度
０．１ｎｇ−TEQ / m³ _N）や国内焼却炉におけるガイド
ライン（同０．５ｎｇ−TEQ / m³ _N）の達成は困難な状
況である。また、本発明者の研究によれば、上記バグフ
ィルター方式によって、消石灰と活性炭を連続して排ガ
ス処理工程に投入するために、投入装置を２系列併設す
る必要が生じて経済的にも過大なものであると同時に、
投入した吸着除去材を連続して排出する必要が生じて、
発生する廃棄物の量も２．２ｇ／ｍ³−排ガス分増加
し、この廃棄物の処理に過大な負担がかかっていた。す
なわち、例えば排ガス量が、時間あたり約１００、００
０ｍ³規模の焼却炉においては、一日当たりの、廃棄物
の増加分は、１００、０００ｍ³／時間×２４時間×
２．２ｇ＝５２８０ｋｇとなり、１ケ月３０日間稼働し
たとすると、１ケ月で、約１５８トンという莫大な量の
廃棄物が増加することになる。

【０００５】そこで、本発明は、有機塩素系化合物等を
吸着除去するための乾式法に関して、排ガス中から有機
塩素系化合物を除去するとともに、排ガス処理に伴って
発生する廃棄物量の増加を抑制できる排ガスの処理方法
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、排ガス処理工程におけるダイオキシン類等の有機塩
素系化合物の生成等に関して鋭意検討した結果、排ガス
処理工程における有機塩素系化合物が生成される温度域
及び、排ガス処理工程における有機塩素系化合物の存在
形態に着目することにより、排ガス処理工程における有
機塩素系化合物を効率的に吸着できる排ガスの処理方法
を見いだし、以下の発明を完成した。

【０００７】請求項１に記載の発明は、排ガス中の有機
塩素系化合物を除去するための方法であって、排ガスの
集塵工程を実施し、さらに、中空球状粒子表面に多孔質
アルミノケイ酸塩の結晶体を積層してなる吸着材に集塵
工程を経た排ガスを接触させることにより、排ガス中の
有機塩素系化合物を吸着する工程、を実施することを特
徴とする排ガスの処理方法である。請求項２に記載の発
明は、排ガス中の有機塩素系化合物を除去するための方
法であって、中空球状粒子表面に多孔質アルミノケイ酸
塩の結晶体を積層してなる吸着材に、含塵濃度が０．５
ｇ／ｍ³N を越えない排ガスを接触させることにより排
ガス中の有機塩素系化合物を吸着するとともに、排ガス
中のダストを捕捉することを特徴とする排ガスの処理方
法である。請求項３に記載の発明は、排ガス中の有機塩
素系化合物を除去するための方法であって、中空球状粒
子表面に多孔質アルミノケイ酸塩の結晶体を積層してな
る吸着材に、排ガス中のダストの外形寸法が５０μｍ以
上か、あるいは、その比重が２ｇ／ｃｍ³以上の排ガス
を接触させることにより排ガス中の有機塩素系化合物を
吸着するとともに排ガス中のダストを捕捉する工程と、
有機塩素系化合物を吸着した前記吸着材を、同時に捕捉
したダストとともに排出する工程と、この吸着材とダス
トとを分離する工程と、分離した吸着材を用いて有機塩
素系化合物の吸着工程を実施することを特徴とする排ガ
スの処理方法である。請求項４に記載の発明は、排ガス
中の有機塩素系化合物を除去するための方法であって、
表面に多孔質アルミノケイ酸塩の結晶体を積層させてな
る中空球状粒子を顆粒化した顆粒状吸着材を用いて排ガ
スに対して直交接触となるようにした移動層において、
前記顆粒状吸着材に排ガスを接触させることにより有機
塩素系化合物を吸着するとともにダストを捕捉する工程
と、前記移動層を経た顆粒状吸着材とダストとを分離す
る工程と、分離した顆粒状吸着材を用いて有機塩素系化
合物の吸着工程を実施する排ガスの処理方法である。

【０００８】以下、本発明を詳細に説明する。図１及び
図２に示すように、ダイオキシン類に代表される有機塩
素系化合物は、特に、排ガス処理ライン中にて反応生成
され、その生成温度域はおおよそ３００〜５００℃とさ
れている。この温度域は、該化合物の融点と沸点の中間
に位置しているが、該物質の生成以後の排ガス処理工程
においては、徐々に工程温度は低下し（図２参照）、生
成以後の存在形態は、固相状態、液相状態（ミスト状
態）及び気相状態の混じり合ったものとなる。特に、ダ
イオキシン類等の有機塩素系化合物は、油分に溶けやす
く、排ガス中では油状物質中に混在し、また、液相状態
のものは、吸水性の吸着材と親和性が高い。また、図３
に示すように、ダイオキシン類は、芳香族炭化水素等の
飛灰上の前駆体と、排ガス中の塩素ガス等のガス相の前
駆体とから生成される。さらに、その後、飛灰上から脱
離して、ガス状のダイオキシンを生成したり、飛灰上で
脱塩素化されて低塩素化ダイオキシン類を生成したり、
飛灰上で分解を受けたりする。また、一旦ガス化したダ
イオキシン類も、液相状態あるいは固相状態になる場合
もあり、また、飛灰上のダイオキシン類もそのまま、液
相あるいは固相状態で脱離される場合もある。したがっ
て、ダイオキシン類を効率よく吸着するためには、これ
らのいずれの存在形態においても吸着性能を有する吸着
材が必要となる。

【０００９】本発明者は、これらの知見を得るとともに
これらに基づいて、該化合物を効率的に吸着除去して、
排ガス処理に伴う廃棄物量の増加を抑制するには、ガス
吸着に優れたマイクロポア（孔径２ｎｍ以下）、液相状
態の物質の吸着に優れたメソポア（孔径２〜５０ｎｍ）
を兼備し球形である吸着材と排ガスとを接触させること
が有効であることを見いだしたのである。

【００１０】すなわち、本発明に有効な吸着材は、中空
球状粒子表面に多孔質アルミノケイ酸塩の結晶体を積層
させたものである。かかる吸着材としては、石炭灰をア
ルカリ熱水処理することにより、石炭灰からＳｉＯ₂と
Ａｌ₂Ｏ₃を溶出させ、石炭灰表面においてアルミノケ
イ酸塩として結晶化させたものを挙げることができ、具
体的には、アルミナを１０wt％以上含有し、該アルミナ
における非晶質アルミナの比率が５０wt％以上である石
炭灰に、１．５Ｎ以上の濃度のアルカリ溶液を加えて水
熱反応にて生成したものが含まれる。アルミノケイ酸塩
の結晶体は、結晶構造において直径０．４〜０．５ｎｍ
程度のマイクロポアを有するとともに、図５に示すよう
に、この結晶体２００は、１μｍ程度の層厚の３次元積
層構造を形成している。そして、これらの結晶体２００
が積層された結果、結晶体２００の間に直径２〜５０ｎ
ｍのメソポアを有するため、２種類のポアサイズの分布
を有するものとなっている。かかる吸着材のポアサイズ
の分布の一例を図４に示す。

【００１１】さらに、この吸着材の骨格部分は、原料で
ある石炭灰の中空球状粒子２２０からなり、かかる粒子
２２０の粒径は、２〜数十μｍであるとともに、この粒
子２２０にはクラック・ピンホール２４０があるのが通
常であるために（図５参照）、この表層部には、粒子径
より小さいマクロポア（孔径５０ｎｍ以上）を有し、粒
子２２０の中空内部の空胴部に油性・水性の液状物質を
貯蔵することができる。

【００１２】この吸着材のマイクロポア・メソポアに
て、ガス化したダイオキシン類等の有機塩素系化合物を
吸着することができる。また、メソポア、さらにはマク
ロポアでは、液相状態の有機塩素系化合物を吸着し、さ
らに、該粉体吸着材層において、固相状態の有機塩素系
化合物を捕捉除去することができる。また、図５に示す
ように、このアルミノケイ酸塩の結晶体２００の３次元
積層構造の表面は凹凸状となっているために、この凹凸
表面において、油性あるいは水性物質を吸着することも
できる。

【００１３】このように２ポアサイズを有する吸着材と
して、具体的には、特開昭５９−８６６８７号公報、同
６１−９０７４５号公報及び同６１−１７８４１６号公
報に開示されている方法により得られる改質石炭灰があ
る。この改質石炭灰は、石炭灰に苛性ソーダなどのアル
カリ溶液を添加して７０〜１００℃にて熱処理すること
により得られる多孔質結晶物であり、陽イオン交換機能
及び吸着機能を有する。

【００１４】改質石炭灰を得るための石炭灰の改質方法
として、好ましくは、例えば、（１）石炭灰にアルカリ
水溶液を添加し、熱水処理して多孔質結晶物に改質する
に際して、アルカリ水溶液と石炭灰の固液比を０．５〜
３．０リットル／ｋｇの範囲として攪拌、熱水処理する
ことを特徴とする石炭灰の改質方法（特願平５−１０７
０９０号）、（２）熱水処理後のスラリ−の反応固液比
を２．５リットル／ｋｇ以上に調整した後に、連続的に
余剰のアルカリ水溶液と多孔質結晶物を分離することを
特徴とする石炭灰の改質方法（特願平５−１０７０９０
号）などが挙げられる。また、本発明において使用され
る吸着材としては、これらの吸着材を適当な無機質バイ
ンダーで造粒した顆粒状吸着材も好適である。なお、こ
の造粒物を、さらに微粉砕することにより得られた改質
石炭灰を用いてもよい。

【００１５】本発明における吸着材は、このように、石
炭灰からアルカリ熱水処理して得られるが、これは、石
炭灰中に含まれる非晶質構造を有するものが、アルカリ
熱水処理にて溶出され、表面に析出、結晶化することに
よるものである、一般に化学組成が、ＭｅＯ・Ａｌ₂Ｏ
₃・ｍＳｉＯ₂・ｎＨ₂Ｏ（Ｍｅは、Ｎａ₂、Ｋ₂、Ｃ
ａなどのアルカリ金属またはアルカリ土類金属であっ
て、熱水処理するのに用いるアルカリ成分によって異な
る。）で示されるゼオライトを有する改質石炭灰であ
り、その結晶構造は、主としてＰ型（フィリップサイ
ト）であるが、アルカリ水溶液の濃度などを変えること
によりＨ型（ハイドロキシソーダライト）構造を持つも
のも製造することができる。吸着材の塩基度は、ｐＨ８
以上であることが好ましい。ダイオキシン類等の生成を
促す塩化水素等を吸着除去する作用に有用でもあるから
である。ここで、塩基度は、吸着材２に対して水５の比
率で混合撹拌してスラリー状となした後に、電極式ｐＨ
メータにて測定される。以下に、典型的な吸着材の組成
等を示す。

【００１６】

【表１】真比重: 約2.5 陽イオン交換容量: 約200meq/100ｇ嵩比重: 約0.7 比表面積 : 約 70m²/g 平均粒径:10 μm 陽イオン交換容量及び比表面積は、それぞれショーレン
ベルガー法及びＢＥＴ法を用いて測定した。なお、石炭
灰を原料とした吸着材は、安価であり、かつ不燃物であ
ることから、吸着材としての活性炭よりも、経済性及び
安全性に優れており、はっ水性である活性炭に比べて、
該吸着材は親水性であり、液状物質の吸着性にも優れて
おり、機能的にも優位である。

【００１７】本発明においては、吸着材は、中空球状粒
子の形態を有している。中空球状粒子の形態を持つ吸着
材は、ろ布への脱着が容易である。また、吸着材形状が
球形であることから、通気抵抗が少なくガス吸着処理材
として優れている。

【００１８】さらに、本発明者らは、より効果的にこの
吸着材を用いて有機塩素系化合物を除去し、廃棄物量の
増加を抑制するには、排ガス中のダスト（塵）と吸着材
との接触をできるだけ避けることが重要であることを見
いだした。すなわち、本吸着材による有機塩素系化合物
の吸着に先んじて、排ガスの集塵工程を実施することが
有効である。排ガス中のダストを予め除去することによ
り、処理装置の通気抵抗が低位に安定維持されて、本吸
着材の有機塩素系化合物の吸着量の限界まで有機塩素系
化合物の吸着性能を発揮する。この結果、過剰な量の吸
着材を供給する必要がなく、廃棄物量の増加は抑制され
る。具体的には、従来に比して廃棄物の増加量は約４０
分の１に低減される。さらに、本来の吸着材の使用期間
に渡って、吸着材を使用できるため、頻繁な吸着材の取
り替えを回避することができる。具体的には、処理装置
を２週間以上安定して連続運転することができる。

【００１９】このように、集塵工程以後の排ガス処理工
程において、この吸着材を配設することにより、生成後
ガス状態、液相状態あるいは固相状態のダイオキシン類
を吸着して排ガスからダイオキシン類等を除去すること
ができる。また、排ガスの集塵は、特に手段を問うもの
ではなく、排ガス中の塵を捕捉・収集することができる
ものであればよく、例えば、電気集塵装置やバグフィル
ター等を用いることができる。

【００２０】また、排ガスの含塵濃度が０．５ｇ／ｍ³N
を越えない場合には、前記有機塩素系化合物の吸着工程
と同時に、排ガス中のダストを捕捉することが有効であ
る。排ガスの含塵濃度が０．５ｇ／ｍ³Nを越えない場
合、すなわち、含塵濃度が十分に低い場合には、ダスト
による吸着材層の通気抵抗の増大が抑制され、長期にわ
たり本吸着材により、同時にダストの捕捉除去と有機塩
素系化合物の吸着除去が可能である。すなわち、通気抵
抗が低位に安定化され、長期間にわたって安定運転が可
能であり、吸着材の限界まで有機塩素系化合物の吸着性
能を発揮できて、過剰な吸着材を必要とせず、廃棄物量
の増加が抑制される。また、この同時除去によれば、従
来の、集塵工程を実施可能な排ガス処理装置にて、集塵
工程と有機塩素系化合物吸着工程を兼ねることができる
ため、新たな設備を設けることなく、効率的に有機塩素
系化合物の除去と廃棄物量の増大の抑制が達成される。
また、装置もコンパクト化され、処理時間も短縮され
る。

【００２１】また、排ガス中に含まれるダストの外形寸
法が、５０μｍ以上かあるいは、その比重が２ｇ／ｃｍ
³以上の場合には、有機塩素系化合物を吸着した前記吸
着材を、同時に捕捉したダストとともに排出する工程を
有し、この吸着材からダストを分離することにより、こ
の吸着材を用いて、さらに、有機塩素系化合物の吸着工
程を実施することが有効である。ダストの大きさが、上
記範囲内にある場合には、吸着材とダストとを分離し
て、吸着材のみを取り出し、吸着材を再利用することが
可能となる。吸着材とダストの分離処理には、有機塩素
系化合物を吸着しさらにダストを捕捉した吸着材を排ガ
ス処理工程から排出させた後に、この混合物から、分
級、篩分け操作等、公知の粉体の分離方法を用いて吸着
材のみを回収し、再び、排ガス処理工程にて、有機塩素
系化合物の吸着に再利用する。この方法によれば、ダス
トによる吸着材層の閉塞が生じる前に、吸着材から吸着
材と捕捉したダストを分離し、吸着材を再利用すること
により、吸着材本来の吸着量の限界まで吸着性能を発揮
できる。

【００２２】また、吸着材を顆粒状とした場合には、排
ガスと直交接触となる移動層を形成することができる。
この場合、顆粒状吸着材により有機塩素系化合物が吸着
されるとともに、層内においてダストの捕捉が可能とな
る。また、移動層では、顆粒状吸着材が下方に移動して
おり、移動層下部より捕捉したダストとともに排出さ
れ、分級、篩分け操作によりダストを分離後に、再び吸
着材を移動層上方に搬送して、顆粒状吸着材の再利用が
容易に行われる。

【００２３】さらに、排ガス処理工程においては、ダイ
オキシン類の前駆体であるベンゼン環を有する芳香族化
合物等は液相状態での存在比率が高いものである。ここ
に、メソポアやマクロポアでは、芳香族化合物等の油状
物質を吸着することができ、さらに、前駆体となる塩素
系物質は、マイクロポアにて吸着することができる。し
たがって、排ガス処理工程に、この吸着材を配設するこ
とにより、前記した前駆体を吸着除去して、ダイオキシ
ン類の再生成を抑制することができ、加えて、未反応の
芳香族化合物や塩素系化合物を吸着、除去して、排ガス
をより清浄化することができる。

【００２４】本発明において吸着材と排ガスとを接触さ
せるには、吸着材をバグフィルター装置のフィルター
（ろ布）表面に付着させて、吸着材層を形成し、この吸
着材層表面に排ガスを接触させ、あるいは通過させるこ
とにより行うことができる。また、排ガスの通気方向に
対して、直交する顆粒状吸着材の移動層を形成し、この
移動層の顆粒状吸着材と排ガスとを接触させることもで
きる。

【００２５】なお、集塵工程における排ガスの温度は、
１２０℃以上４５０℃以下が好ましい。４５０℃以下と
したのは、ダイオキシン類等の有機塩素系化合物が液相
状態で存在する場合が多くなり、液相状態で吸着するこ
とが有効であることと、吸着材の耐熱温度が５００℃で
あるからである。また、１２０℃より低くては、排ガス
中に含有する酸性ガス（ＳＯ_x，ＮＯ_x等）が露点を生
じ、排ガス処理設備を損傷する確率が上昇するからであ
る。

【００２６】有機塩素系化合物の除去工程で使用した吸
着材は、ろ材から脱離された後、焼却炉、溶融炉、ある
いは反応炉等に投入して高温下で、吸着された有機塩素
系化合物を分解処理することができる。

【００２７】ここに、有機塩素系化合物とは、ダイオキ
シン類であるポリクロロジベンゾ−ｐ−ジオキシン（Ｐ
ＣＤＤ）やジベンゾフラン類であるポリクロロジベンゾ
フラン（ＰＣＤＦ）等を挙げることができる。

【００２８】本発明にいう排ガスとしては、有機塩素系
化合物を含有したものであり、その代表例として、ゴミ
や産業廃棄物を燃焼炉、反応炉、溶融炉で処理した際の
排ガスを挙げることができる。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、排ガスと、中空球状粒
子表面に多孔質アルミノケイ酸塩の結晶体を積層させた
吸着材とを接触させることにより、この吸着材により効
率よく排ガス中の有機塩素系化合物を吸着・除去すると
ともに、排ガス処理により増加する廃棄物量を抑制する
ことができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
き、より詳細に説明する。本発明に用いる吸着材は、石
炭灰とアルカリ溶液とを熱水処理して得られる改質石炭
灰である。

【００３１】ここに、本発明に用いられる原料の石炭灰
としては、特に限定されるものではなく、フライアッシ
ュ、クリンカアッシュ又は石炭燃料灰などを用いること
ができる。こうした石炭灰は、例えば、火力発電などで
微粉炭などを燃焼させた際に発生する石炭灰であり、煙
道の気流中等から採取される。したがって、採取した時
点での石炭灰の粒径はかなり細かく、そのまま用いるこ
ともできる。反応性を高めるためには、通常５０μｍ以
下の粒子が９８％以上、好ましくは２０μｍ以下の粒子
が５０％以上、より好ましくは１０μｍ以下の粒子が４
０％以上となるように調整して用いることが好ましい。
該石炭灰が３０μｍ以下の粒子が３０％以下の場合に
は、アルカリ溶液との接触面積が低下し、反応効率が低
下するため、結晶化率が低くなるなど好ましくない。

【００３２】次に、濃度調整したアルカリ溶液の濃度と
しては、特に限定されるものでないが通常１〜４Ｎ、好
ましくは１．５〜３Ｎ、より好ましくは、１．８〜２．
３Ｎの範囲である。該アルカリ溶液の濃度が１Ｎ未満の
場合には、得られた多孔質結晶物の陽イオン交換容量
（ＣＥＣ）が十分でなく、また、４Ｎを越える場合に
は、得られる多孔質結晶物のＣＥＣは十分であるが、多
孔質結晶物の結晶構造がフィリップサイト構造（有効最
小径４〜５オングストローム）のものが大幅に減少し、
ハイドロキシソーダライト構造（有効最小径２〜３オン
グストローム）のものが急増するため、分子サイズの大
きいガス吸着が困難となるため好ましくない。なお、ア
ルカリ溶液の種類は、特に限定されるものでなく、例え
ば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの水溶液を
用いることができる。

【００３３】この石炭灰とアルカリ溶液とを反応槽に
て、９０〜１００℃の範囲の反応温度で撹拌・反応さ
せ、多孔結晶物たる改質石炭灰を得る。反応後のスラリ
ーは、脱液装置により固液分離される。脱液されたスラ
リーのろ過ケーキは、さらに洗浄水により撹拌洗浄を行
う。洗浄後の多孔質結晶物含有スラリーは、脱水され、
得られた多孔質結晶物を含有する固形物は、このまま風
乾等により乾燥して、化学組成が、ＭｅＯ・Ａｌ₂Ｏ₃
・ｍＳｉＯ₂・ｎＨ₂Ｏ（Ｍｅは、Ｎａ₂、Ｋ₂、Ｃａ
などのアルカリ金属あるいはアルカリ土類金属であっ
て、用いるアルカリ溶液の種類によって異なる。）で示
されるゼオライトを含有する改質石炭灰とされ、本発明
の吸着材とされる。さらに、異なるカチオン溶液を用い
てイオン交換することにより、例えば、ナトリウム型を
カルシウム型にする等、種々のタイプのアルミノケイ酸
塩の結晶構造体を有する吸着材とすることができる。な
お、イオン交換するカチオンは、ナトリウムやカルシウ
ムにかかわらず、陽イオン交換可能なカチオンであれば
よい。また、この吸着材は、無機質バインダーにより顆
粒状に造粒することもできる。

【００３４】このようにして得られた吸着材あるいは顆
粒状吸着材は、通気型固定層方式あるいは移動層方式の
排ガス処理工程において用いることができる。例えば、
図６に示すように、焼却炉１００からの排ガスを集塵用
のバグフィルター１０２を通過させた後に、有機塩素系
化合物吸着用に、本吸着材を付着保持させたバグフィル
ター１０４を設けることができる。この排ガス処理方法
によれば、排ガス中のダストは集塵用バグフィルター１
０２で除かれているため、吸着材には、ダストによる閉
塞が発生しない。なお、有機塩素系化合物の吸着は、顆
粒状吸着材による移動層方式によっても、同様に行われ
る。

【００３５】さらに、排ガスの含塵濃度が０．５ｇ／ｍ
³N を越えない場合には、図７に示すように、焼却炉１
１０からの排ガスの集塵用バグフィルター１１２に、本
吸着材を付着保持させ、この吸着材により、ダストを捕
捉し、同時に、有機塩素系化合物を除去するよう設ける
ことができる。この排ガス処理方法によれば、ダストの
付着による吸着材層の通気抵抗の増加が防止できて、長
期間にわたり、ダストの捕捉と同時に有機塩素系化合物
の吸着が行われる。

【００３６】さらに、排ガス中に含まれるダストの外形
寸法が、５０μｍ以上かあるいは、その比重が２ｇ／ｃ
ｍ³以上の場合には、図８に示すように、本吸着材を焼
却炉１２０からの排ガス処理工程に導入し、バグフィル
ター１２２表面上で排ガスと接触させるともに、ダスト
を捕捉し有機塩素系化合物を吸着した吸着材を排出、回
収し、分級・分別装置１２４により吸着材とダストとを
分離除去して、吸着材を再び排ガス処理工程に戻すよう
に循環使用することができる。この排ガス処理方法によ
れば、ダストと吸着材とが分離可能であるため、ダスト
による通気抵抗の上昇を回避しつつ吸着材を再利用で
き、含塵濃度にかかわらず、ダストと有機塩素系化合物
の同時除去が可能である。

【００３７】また、吸着材を顆粒状とした場合には、図
９に示すように、焼却炉１３０からの排ガスの通気方向
と直交する移動層１３２を形成して、移動層と排ガスと
を接触させて有機塩素系化合物を顆粒状吸着材に吸着さ
せるとともに、この層内にダストを捕捉する。この移動
層を連続して、分級・分別装置１３４により顆粒状吸着
材とダストとを分離して、顆粒状吸着材を再び排ガス処
理工程に戻すように循環使用することができる。この方
法によれば、含塵濃度にかかわらず、通気抵抗は低位に
安定された状態で、ダストと有機塩素系化合物の同時除
去が可能であり、しかも顆粒状吸着材の再利用が可能で
ある。

【００３８】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。本
実施例で用いた、石炭灰は、全Ａｌ₂Ｏ₃分が、２３wt
％であり、このうち、非晶質Ａｌ₂Ｏ₃の比率は、７０
wt％であり、粒径は、平均１０μｍであった。この石炭
灰１００ｋｇと１００℃に調整した２Ｎ水酸化ナトリウ
ム水溶液２１０Ｌとを、反応槽に投入し、反応温度を１
００℃とし、反応槽の撹拌機により撹拌、煮沸を行い、
石炭灰から、化学組成が主に、Ｎａ₂Ｏ・Ａｌ₂Ｏ₃・
３．５ＳｉＯ₂・４．５Ｈ₂Ｏで示されるＰ型（フィリ
ップサイト）の結晶構造を持つ多孔質結晶物たる改質石
炭灰に改質する反応を５時間行った。

【００３９】この熱水処理後の多孔質結晶物含有スラリ
ーを、脱液し、得られたろ過ケーキは、水洗槽にて洗浄
した後に脱水し、多孔質結晶物含有固形物を得た。この
固形物に対して重量比１５wt％相当の塩化カルシウムを
添加し、さらに５倍量の水を加えてスラリー状となし、
撹拌・反応処理を２時間行った後に、脱液、水洗、脱水
してＣａ型の多孔質結晶物含有固形物を得た。さらに、
この固形物を、１３０℃で乾燥し、Ｃａ型ゼオライトの
多孔質結晶を表面に積層させた中空球状粒子の吸着材の
粉末を得た。

【００４０】得られた粉末粒子は、直径約１０μｍの中
空球状粒子の表面に、カルシウム型のゼオライト（アル
ミノケイ酸カルシウム）の結晶が析出してなる３次元積
層構造を有していた。そして、中空球状粒子表面には、
クラック・ピンホールが発生しているとともに、ゼオラ
イト結晶粒子の積層構造で形成される直径２ｎｍのメソ
ポアと、ゼオライトの結晶構造に基づく０．５ｎｍのマ
イクロポアを有していた。この粉末につき、図１０に概
略構成を示す装置により、実際に、ゴミ焼却を行い、焼
却炉の排ガスの一部を使ってＰＣＤＤ及びＰＣＤＦの吸
着試験を行った。試験装置は、焼却炉１０と、クーラー
１２と、集塵用バグフィルター１４と、吸引装置１６
と、有機塩素系化合物除去用バグフィルター１８とから
なる排ガス処理装置であり、焼却炉１０から排出される
高温の排ガスをクーラー１２で冷却し、集塵装置として
のバグフィルター１４に送り、ダストを捕捉除去し、さ
らに、バグフィルター１４を通過した排ガスをバグフィ
ルター１８において本実施例の吸着材でＰＣＤＤ及びＰ
ＣＤＦを吸着しようとするものである。バグフィルター
１８内には、筒状体が配設され、筒状体に巻き付けられ
たろ布には吸着材を吹き付けすることにより吸着材を保
持させた。なお、ろ布の材質は、耐熱ナイロンを使用し
た。

【００４１】吸着試験は以下の条件で行った〔試験条件〕除去用バグフィルター吸着層面積：１０．８ｍ² 吸着材の量：２０ｋｇ処理風量：１０ｍ³／ｍｉｎなお、ガスの温度特性は以下のとおりであった。〔ガス温度特性〕集塵用バグフィルター入口：２５０℃ 集塵用バグフィルター出口：１２０℃ 有機塩素系化合物除去用バグフィルター入口：１００℃ 有機塩素系化合物除去用バグフィルター出口：ほぼ６０
℃で一定なお、ダイオキシン類及びジベンゾフラン類の分析は、
（財）廃棄物研究財団発行「廃棄物処理におけるダイオ
キシン類測定分析マニュアル」に準じて行った。

【００４２】試験の結果を表２に示す。

【表２】 N.D.: 検出限界以下(0.033 ng/m³ _N以下) TEQ : 2,2,7,8-T₄CDD 毒性等価濃度、換算係数は、前述の「廃棄物処理におけるダイオキシン類測定分析マニュアル」による。

【００４３】この結果からは以下のことが明らかであ
る。すなわち、この試験装置におけるバグフィルター１
４以後の排ガスにおいては、除去用バグフィルター１８
の入口では、ＰＣＤＤ及びＰＣＤＦが検出されている
が、除去用バグフィルター１８の出口においては、全種
類の物質につき、検出限界以下であった。この結果か
ら、この試験装置におけるバグフィルター１８以後の排
ガスにおいては、ＰＣＤＤ及びＰＣＤＦはほぼ100 ％除
去されていた。すなわち、図１０に示したように、飛灰
上で生成され、付着したままのＰＣＤＤ等及びその低塩
素化体、さらには分解物は、そのほとんどがバグフィル
ターに飛灰とともに付着され、排ガス中に分散しガス化
したＰＣＤＤ等や、ガス化した後の液相状態のＰＣＤＤ
等、さらには、一部の飛灰に付着したままのＰＣＤＤ等
は、バグフィルターを通過して、試験機内におけるろ布
に付着させた吸着材により吸着除去されたのである。

【００４４】また、このバグフィルター１８において、
排ガスの温度が１００℃となっており、この温度帯にお
いては、ダイオキシン類は融点以下であるが、例えば、
２、３、７、８−ＴＣＤＤの蒸気圧は１０^-4mmHgであ
り、工程中においては、液相や固相状態だけでなく、ガ
ス状態でも存在していることがわかっている。すなわ
ち、この吸着材によれば、どの存在形態のダイオキシン
類等をも吸着できるため、バグフィルター１４を通過し
た排ガスから、かかる高効率でダイオキシン類等を除去
することができる。

【００４５】さらに、本実施例では、排ガスからのダイ
オキシン類等の除去を集塵工程を経た排ガスに対して行
っているため、バグフィルター１８に形成した吸着材層
のダストによる早期閉塞が観察されず、吸着材の吸着活
性が長期に渡って維持され、ダイオキシン類等の吸着が
効率よく行われていた。その結果、吸着材の耐用期間は
１５日以上となり、発生排ガス量が１００，０００ｍ³
／ｈｒの焼却炉に用いた場合でも、有機塩素系化合物の
除去による廃棄物の増加量は４トン／月程度に低減され
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】ゴミ焼却炉の概略及び、その排ガス処理工程で
の有機塩素系化合物の生成域を示した図である。

【図２】排ガス処理工程における有機塩素系化合物の生
成温度域を示す図である。

【図３】排ガス処理工程におけるダイオキシン類の生成
等のメカニズムを示す図である。

【図４】吸着材のポアサイズの分布を示す図である。

【図５】吸着材の概略構造を示す吸着材の一部断面図で
ある。

【図６】本発明の一実施形態の概略を示す図である。

【図７】本発明の一実施形態の概略を示す図である。

【図８】本発明の一実施形態の概略を示す図である。

【図９】本発明の一実施形態の概略を示す図である。

【図１０】実施例の装置構成の概略を示す図である。

フロントページの続き (72)発明者八代正男東京都江東区亀戸一丁目５番７号産業振興株式会社内 (72)発明者樋口敏之大阪府大阪市大正区南恩加島１丁目９番３号大阪製鐵株式会社内 (72)発明者土田雅之大阪府大阪市大正区南恩加島１丁目９番３号大阪製鐵株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排ガス中の有機塩素系化合物を除去するた
めの方法であって、排ガスの集塵工程を実施し、さら
に、中空球状粒子表面に多孔質アルミノケイ酸塩の結晶
体を積層してなる吸着材に集塵工程を経た排ガスを接触
させることにより、排ガス中の有機塩素系化合物を吸着
する工程、を実施することを特徴とする排ガスの処理方
法。
【請求項２】排ガス中の有機塩素系化合物を除去するた
めの方法であって、中空球状粒子表面に多孔質アルミノ
ケイ酸塩の結晶体を積層してなる吸着材に、含塵濃度が
０．５ｇ／ｍ³N を越えない排ガスを接触させることに
より排ガス中の有機塩素系化合物を吸着するとともに、
排ガス中のダストを捕捉することを特徴とする排ガスの
処理方法。
【請求項３】排ガス中の有機塩素系化合物を除去するた
めの方法であって、中空球状粒子表面に多孔質アルミノ
ケイ酸塩の結晶体を積層してなる吸着材に、排ガス中の
ダストの外形寸法が５０μｍ以上か、あるいは、その比
重が２ｇ／ｃｍ³以上の排ガスを接触させることにより
排ガス中の有機塩素系化合物を吸着するとともに排ガス
中のダストを捕捉する工程と、有機塩素系化合物を吸着
した前記吸着材を、同時に捕捉したダストとともに排出
する工程と、この吸着材とダストとを分離する工程と、
分離した吸着材を用いて有機塩素系化合物の吸着工程を
実施することを特徴とする排ガスの処理方法。
【請求項４】排ガス中の有機塩素系化合物を除去するた
めの方法であって、表面に多孔質アルミノケイ酸塩の結
晶体を積層させてなる中空球状粒子を顆粒化した顆粒状
吸着材を用いて排ガスに対して直交接触となるようにし
た移動層において、前記顆粒状吸着材に排ガスを接触さ
せることにより有機塩素系化合物を吸着するとともにダ
ストを捕捉する工程と、前記移動層を経た顆粒状吸着材
とダストとを分離する工程と、分離した顆粒状吸着材を
用いて有機塩素系化合物の吸着工程を実施する排ガスの
処理方法。