JPH10314530A - 塵埃を負荷されたガスを精製するための方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】乾燥した、加工しやすいフライアッシュを提供
するための方法を提供する。 【解決手段】さまざまなサイズの塵埃粒子を負荷された
ガスを精製するための方法であって、その方法は次の工
程、すなわち、（ａ）塵埃粒子が負荷されたガスが、露
点以上で湿式ガススクラビングに供され、その操作の間
にガス中に存在するいずれの酸性気体成分も吸収され、
≧５０μｍのサイズを有する大きな塵埃粒子の大半の比
率は、スクラビング液により除去され、その後、（ｂ）
ガス中に存在する残存する塵埃粒子は、ガスから塵埃を
除去するための装置において露点以上で回収され、精製
されたガスが得られる工程を含む方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、塵埃を負荷された
ガスを精製するための方法に関し、精製されたガスが得
られる。

【０００２】

【従来の技術】廃棄物を加工するための多くの異なる方
法が存在する。燃焼による加工は現在のところ広く用い
られている。他に可能性のあるものとしては熱分解とガ
ス化であり、その両方にはまた溶解工程が続き得る。熱
分解の場合においては、廃棄物は、（実質的に）酸素の
無い条件下で３５０℃ないし７００℃の温度で加熱さ
れ、ガスおよびコークス様の残留物が作られる。約１１
００℃の温度で分留することにより、高分子量の成分を
得られたガスから除去し得る。分留により、ＣＯ、ＣＯ
₂ 、Ｈ₂ ＯおよびＨ₂ の混合物が作られる。ガス化の場
合においては、より多くの酸素が加えられ、通常は９０
０℃までの温度を用いる。顕著にＣＯを産生し、コーク
ス様残留物をほとんど形成しない。前記残留物もまた、
廃棄物からの無機成分を含む。約１４００℃の温度での
溶解工程によりこれらの残留物は、揮発性の金属／金属
化合物を含む利用可能なスラグおよびフライアッシュ
（飛散灰）に転化する。ガスの前記成分に加えて、その
ガスは、主にそれらの直接の酸形態において、事実上す
べてのハライドもまた含むであろう。熱分解およびガス
化工程は、生成ガスとして、いまだ熱を生じる価値を有
する燃料ガスを産生する。同じことは溶解工程からのオ
フガス（ｏｆｆ−ｇａｓ）に当てはまり、但し、少なく
とも後者が還元条件下で操業されればである。

【０００３】熱分解ガスおよび溶解ガスの両方におい
て、固体は一般的に２つの異なるタイプにおいて存在す
る、すなわち、直接に伴出された起源または少し溶解し
た材料（いわゆる「エントレインメント（ｅｎｔｒａｉ
ｎｍｅｎｔ）」）および気相において存在する気化した
金属または金属化合物から作られたフライアッシュであ
る。エントレインメントは石灰およびシリカのような物
質を含み、フライアッシュより粗大である。

【０００４】溶解ガスおよび熱分解ガスを精製するため
に存在する方法において、そのガスは通常、固形分を捕
獲するために、ガス・コンデンサー、サイクロンおよび
／またはバグフィルターを通して連続して供給され、ガ
スから酸性成分を除去するため、ガス・スクラバー（ｇ
ａｓ ｓｃｒｕｂｂｅｒ）を通される。そのような方法
は、得られたフライアッシュがしばしばそれに吸着した
酸性成分をいまだに含んでおり、その結果として、その
フライアッシュの更なる加工および／または使用をより
困難にするという欠点を有する。その上、そのフライア
ッシュは、伴出された素材（エントレインメント）と混
合される。さらにその上、存在する方法においては、フ
ライアッシュは通常湿潤形態で得られ、その結果として
付加的な乾燥工程が必要である。

【０００５】上記と関連して、ＤＥ４２３７２２８Ａ１
に参照がなされ得る。この参照文献においては、医療廃
棄物が、アフターバーナーを有する熱分解設備におい
て、洗濯／ドライクリーニング廃棄物製品とともに処理
される。第１に蒸気を産生するために用いられた後、ア
フターバーナーから得られたガスがガススクラバーに送
られ、そこでガスは露点の下まで冷却され、ＨＣｌ成分
が除かれる。廃棄物質が負荷された水がこのように得ら
れる。不純物を除かれたガスを１００−１２０℃に再加
熱した後、それは、バグフィルターのような集塵器に送
られ、ついでコークスフィルターに送られる。この方法
により得られたフィルターケーキ、塩および消尽された
コークス素材は最終的に特定の場所に捨てられる。

【０００６】更に引用される刊行物はＵＳ−Ａ４３０１
１２８であり、それにおいては、特に固形分と気体の不
純物の両方を含む排気ガスであるガスの選択的な精製の
ための幾分複雑な方法が記載されている。この既知の方
法によれば、そのようなガスは、 −第１に、例えば静電的プレシピテーターである、固体
不純物のための分離器を通過させ、そこで約９０％のフ
ライアッシュを回収し、 −部分的に精製されたガスは次いで、スプレードライヤ
ーに送られ、そこでガスは、例えば水酸化カルシウム水
溶液である吸収剤により処理され、気体不純物を除去
し、および −バグフィルターのような第３の分離器を最終的に通過
して、それにより残留量の固体不純物をガス流から除去
し、そうして最終的に固体不純物も気体不純物もないガ
スが得られる。

【０００７】最後の引用のＵＳ−Ａ３６６８８３３は、
オフガスを精製するための方法に関し、その方法は多数
の工程から構成されており、特に請求項１における工程
（ｅ）−（ｊ）はすなわち、（ｅ）オフガスをきめの粗
いフィルター系を通過させる工程、（ｆ）（ｅ）から放
出されるオフガスにおける粒子およびガスを後燃焼させ
る工程、（ｇ）静電的回収器により前記オフガスから粒
子を回収する工程、（ｈ）酸性ガスを除去するため、ア
ルカリｐＨの水でオフガスの不純物を除く工程、（ｉ）
続いて中性の水でオフガスの不純物を除く工程、および
（ｊ）第２のフィルター系を通して最終的に得られたオ
フガスを通過させる工程である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
欠点を克服する、単純な様式で行えるもので、したがっ
て、（ｉ）吸着されたいずれの酸性成分を含まないかほ
とんど含まないで、その結果として加工または再使用し
やすく、（ｉｉ）いずれのエントレインメントを含まな
いかほとんど含まないで、その結果としてフライアッシ
ュ中の有価金属の濃度が高く、および（ｉｉｉ）乾燥し
て得ることができるので付加的な乾燥工程を無しで済ま
せ得るし、乾燥および湿潤フライアッシュの間の重量の
差の結果として、加工会社への輸送のための輸送コスト
の節約を達成し得る、フライアッシュを産する方法を提
供する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は、最初に塵埃
を負荷されたガスを湿式ガススクラビングに掛け、その
後に単に塵埃除去処理に掛けることにより達せられる。

【００１０】したがって、本発明はさまざまのサイズの
塵埃粒子で負荷されたガスを精製するための方法に関
し、その方法は以下の工程を含む、すなわち、（ａ）塵
埃粒子が負荷されたガスが、露点以上で湿式ガススクラ
ビングに供され、その操作の間にガス中に存在するいず
れの酸性気体成分も吸収され、≧５０μｍのサイズを有
する大きな塵埃粒子の大半の比率は、不純物除去液によ
り除去され、その後、（ｂ）ガス中に存在する残存する
塵埃粒子は、ガスから塵埃を除去するための装置におい
て露点以上で回収され、精製されたガスが得られる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明による方法は特に、塵埃が
比較的多量に負荷されているガスを精製するのに非常に
適しており、フライアッシュは乾燥形態において回収さ
れることが好ましい。本発明による方法により精製され
得る塵埃を負荷されたガスはしたがってまた、金属含有
廃棄物素材の乾式精錬処理から得られた溶解ガス、廃棄
物の熱分解から得られた熱分解ガスまたはその２つの混
合物であることが好ましい。しかしながら、煙管ガスお
よび加熱ガスのような他の塵埃が負荷されたガスもまた
本発明による方法を用いて精製され得る。

【００１２】本発明による方法の工程（ａ）において、
ＨＦ、ＨＢｒおよびＨＣｌのようなガス中に存在する酸
または酸形成成分は、湿式（酸）ガススクラビングによ
り除去される。このタイプの処理およびこれのために適
切な装備はそれ自体既知である。したがって、本発明に
よる方法の工程（ａ）もまた、それ自体既知の様式にお
いて実施され得る。しかしながら、湿式スクラビング
は、３ないし１１、好ましくは５ないし９のｐＨに維持
される循環する塩溶液がスクラビング液体として用いら
れるガススクラバーにおいて実施されることが好まし
い。循環する塩溶液は、ポンプにより循環し、例えば水
酸化ナトリウム溶液または水酸化カリウム溶液のような
塩基を加えることにより正確なｐＨに維持される。塵埃
を負荷されたガス中に存在する酸成分は塩溶液により吸
収され、ガススクラバーの頂点に、もし必要であれば少
量の塩基を加えた後、供給して戻すために、塩溶液とし
て湿潤ガススクラバーから除去し、その後、スプレーす
ることが通常実施される。この手段により、酸成分は、
塩溶液により十分に吸収され得る。

【００１３】精製されるべき、ガス中に存在するエント
レインメント（同伴物）（粒子サイズは≧５０μｍ、好
ましくは≧１００μｍ）（石灰、シリカ）の、好都合に
は７５％以上、好ましくは８５％以上もまた工程（ａ）
において塩溶液により除去される。

【００１４】湿式ガススクラバーにおける条件は通常、
固体粒子の微細断片（粒子サイズ≦２５μｍ、好ましく
は≦１０μｍ）の大半の比率（すなわち、９０％より多
く、好ましくは９５％より多く）が妨害されずに湿式ガ
ススクラバーを通過し、フライアッシュを除去するため
の下流の設備（工程（ｂ））においてのみ回収されるよ
うに選ばれる。このことは、ガス中に存在するフライア
ッシュがガススクラバー内で湿らないかまたはかろうじ
て湿るような条件を選ぶことにより達せられ、一般的に
通例であることとは対照的に、それは、比較的効率の悪
い様式においてガススクラバーを操作しなければならな
いことを意味する。このことは、例えば、「円盤および
ドーナツ」型の湿潤ガススクラバーにおいて達せられ得
る。好ましくは、その時のガススクラバーにおける条件
もまた、ガスの不純物除去の間、塵埃を負荷されたガス
の流量は１ｍ／ｓより大きく、好ましくは２から１５ｍ
／ｓであり、不純物を除去する液体は、少なくとも０．
３ｍｍ、好ましくは少なくとも１ｍｍのサイズの液滴の
形態において用いられるように選ばれる。しかしなが
ら、固体粒子の小部分はそれでも、通常塩溶液に入るで
あろう。

【００１５】循環する塩溶液中の塩濃度が増大して高く
なるという事実から考えて、ポンピングにより溶液を循
環する回数が大きくなるにしたがって、一般的に、水を
用いてスクラビング液（すなわち塩溶液）のどれほどか
を周期的にまたは連続的に置換することが好ましく、ろ
過後、それを塩結晶化器中で蒸発させ、ソルトケーキを
得る。循環する塩溶液の塩濃度は、例えば、密度測定に
より定量し得る。ろ過は、消費されたスクラビング液か
ら存在する塵埃粒子を除去するために必要とされ、フィ
ルタープレスにおいてきわめて適切に実施され得る。ろ
過して取出された塵埃粒子はフィルターケーキを形成
し、それは、溶解プロセスにおいて再加工され得るし、
または、更なる加工のためにフライアッシュとともに組
み合わせられ得る。ろ過され精製された液体の流れは蒸
発のために塩結晶化器に送られる。付随的に、ガススク
ラバーを通って循環するスクラビング液を一杯にするた
めにこの液流の一部を再使用することもまた可能であ
る。

【００１６】塩結晶化器における蒸発により、ソルトケ
ーキの形成および、とりわけ欲する値にスクラビング液
のｐＨを維持するために用いられた塩基を含む液体が得
られる。前記液体は、欲する値に循環するスクラビング
液のｐＨを維持するためにガススクラバー内で再使用し
得る。得られたソルトケーキは、例えば再結晶によって
更に増強することができる。

【００１７】本発明による方法において上記の塩結晶化
の使用は、少しのまたはまったく廃液が産生されないと
いう利点を有する。特に、塩の結晶化が生ずるべきでな
いとすれば、特定の塩濃度のスクラビング液は真水によ
り置換されるかまたは工程の水は廃水流として排出され
るべきである。前記廃液流を処理するためには、外的な
精製操作を必要とし、その結果として、排出税に加え
て、廃液処理のための付加的なコストもまたかかる。さ
らにその上、前記廃液はもちろん、環境の汚染をもたら
す。

【００１８】既に述べたように、固体粒子の大半の比率
は、妨害なくガススクラバーを通過する。前記粒子はこ
のように、塵埃が負荷され、そこから酸性成分が除去さ
れたガスの形態においてガススクラバーを出て行く。前
記ガスは更に、フライアッシュの除去のための下流の設
備において処理される。１００℃より高い温度で、それ
ゆえ露点以上で、好ましくは１５０ないし３００℃で、
工程（ａ）において得られた塵埃の負荷されたガスを維
持することが好ましいことが見出された。このことは存
在する水蒸気が濃縮することを妨げ、フライアッシュの
集塊を引き起こすことを妨げる。後者は、工程（ｂ）に
おける塵埃の効率的な除去を目的とすれば望ましくな
い。

【００１９】本発明による方法の工程（ｂ）において、
先行の工程（ａ）において得られた塵埃を負荷されたガ
スから露点以上で塵埃が除去される。このことは、ガス
から塵埃を除去するための適切な設備に負荷されたガス
を通して送ることにより達成される。そのような設備は
それ自体既知である。原理において、既知の塵埃除去設
備は、本発明による方法とともに用いられ得る。これら
の設備のうちで、１以上のフィルターを含む設備が好ま
しいであろう。そのような設備は通常、１以上のバッグ
（フィルター）が懸架されている漏斗形状の先細の底を
有する容器を含む。前記バッグは、ガスは通すが（フラ
イ）ダストは通さない、通常は織物である材料からでき
ている。負荷されたガスはフィルターを通して供給さ
れ、塵埃粒子はフィルターを通過することができず、金
属濃縮物の形態において設備の漏斗形状をした底部を経
由して除去される。ガスはフィルターを通過し、そこか
ら排出される。

【００２０】そこから塵埃および酸性成分が除去され、
このように得られたガス（精製されたガス）は、場合に
応じて、水銀および最後の微量の有機不純物を除去する
ために活性炭床を通過することにより、および／または
Ｈ₂ Ｓ、ＣＯＳおよびＳＯ₂のような硫黄含有成分を除
去するために更なるガス処理に掛けることにより、さら
に精製し得る。酸化液（例えば、サルフェロックス（Ｓ
ｕｌｆｅｒｏｘ）（登録商標）プロセスのようなもの）
中への吸収または二酸化亜鉛含有床のような固定床上へ
の吸着を通すような、多数の既知のプロセスがこの目的
のために用いることができる。このタイプの更なる処理
は既知である。さらにその上、ガスを１００℃未満に冷
却することにより、ガスから水を除去することができ
る。ガス中に存在する水のどれほどかはその時凝縮する
であろう。これが起こる程度は、温度および水蒸気圧に
依存する。最終的なガスはＣＯおよびＨ₂ に富んでお
り、したがって、合成ガスとしての使用にとって極めて
適切である。

【００２１】得られたフライアッシュすなわち金属濃縮
物は乾燥形態において得られ、通常、亜鉛、カドミウム
および鉛のような金属の酸化物を含む。酸性ガスおよび
エントレインメントはすでに湿式スクラビング工程
（ａ）において除去されたので、金属の濃度は相対的に
高く、金属酸化物は比較的純粋な形態において存在す
る。このことは更なるフライアッシュの加工を容易に
し、フライアッシュの価値を大きくする。フライアッシ
ュは乾燥形態において得られるので、更なる乾燥工程を
必要とはしない。

【００２２】

【実施例】本発明を更に図１および２を参照して例示す
る。

【００２３】図１において、塵埃を負荷されたガス１は
ガススクラバー２に送られ、そこで負荷されたガス中に
存在する酸または酸形成成分は、ガスに塩溶液１３ａを
接触させてもたらすことにより除去され、もし必要であ
れば、その塩溶液に、正確なｐＨを塩溶液１３ａにもた
らすために、弁１５を通して計量することにより、アル
カリ１６を加え得る。塵埃が負荷され、それから酸成分
が除去されたガス流３はガススクラバーを出て行き、次
いで、１以上の塵埃フィルターが存在するフィルター設
備５に供給される。場合に応じて、水の凝縮がフィルタ
ー設備５の塵埃フィルター内で起こらないように、不純
物を除去されたガス３を幾分か加熱するために、ガスス
クラバー２およびフィルター設備５の間に熱交換器４を
用いることができる。排出するガス流３の温度が高くな
るように、ガススクラバー２に供給される前に、塵埃が
負荷されたガス１を場合に応じて熱交換器により加熱し
得る。この場合において、熱交換器４は不必要である。
フィルター設備５におけるろ過の後に、精製されたガス
６および金属濃縮物（フライアッシュ）７を得る。フィ
ルター設備１１において、場合に応じて熱交換器１０に
おける冷却の後に、ガススクラバー２から得られた汚染
された塩溶液（「塩水懸濁液」）９から固体粒子が除去
される。このように得られた精製された液流１３はガス
スクラバーに戻される（塩溶液１３ａ）か更なる加工の
ために排出される（液流１３ｂ）。このことは弁１４に
より制御され得る。また得られた湿ったフィルターケー
キ１２はさらに処理され、例えば溶解設備に供給するこ
ともできるだろう。汚染された塩溶液９の一部（液流
８）は塩溶液１３ａを経由してガススクラバーに直接に
再利用され得る。

【００２４】図２は、図１において例示された方法のよ
り大規模な説明を示す。図２において、精製された塩溶
液１３ｂはさらにフィルター設備１９（限外ろ過または
マイクロろ過）を経由して塩結晶化器２２にそれを供給
することにより、処理され得ることが示される。精製さ
れた塩溶液１３ｂのｐＨを弁１７を通してアルカリ１８
を加えることにより、１０ないし１２の値に上昇させ
る。フィルター設備１９から出てくる透過液は、ついで
塩結晶化器２２に送られる。沈殿した金属水酸化物を含
む液流２０はガススクラバー２の底部に送られ、このよ
うに最終的に汚染された塩溶液９を通過して、湿ったフ
ィルターケーキ１２に至る。精製された塩溶液１３ｂか
ら重金属が除去されているので、塩結晶化器２２から得
られたソルトケーキ２５は利用可能な製品であり、例え
ば、ロードソルト（ｒｏａｄ ｓａｌｔ）として用いら
れ得る。ガススクラバー２にリサイクルし得るアルカリ
溶液２４および少量の蒸気２３もまた塩結晶化器２２か
ら得られる。前記蒸気流は場合に応じて、プロセスにお
けるどこか他のより大きなガス／蒸気流、たとえばフィ
ルター設備５の下流の精製されたガス６に加え得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による方法の図式的表現である。

【図２】塩の結晶化の使用が組み込まれた本発明による
方法の更なる態様である。

【符号の説明】

１…塵埃を負荷されたガス ２…ガススクラバー ３…酸成分が除去されたガス流 ４，１０…熱交換器 ５，１１，１９…フィルター設備 ６…精製されたガス ７…金属濃縮物 ９…汚染された塩溶液 １２…フィルターケーキ １３…精製された液流 １３ａ，１３ｂ…塩溶液 １４，１５，１７…弁 １６，１８，２４…アルカリ ２０…金属水酸化物を含む液流 ２２…塩結晶化器 ２３…蒸気 ２５…ソルトケーキ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ０１Ｄ 53/34 Ｂ０１Ｄ 53/34 Ｃ 53/77 (72)発明者 ヤコブ・ヘンドリク・オッボ・ハーセウィ ンケル オランダ国、エヌエル − 2723 ビージ ー・ズーターメール、ミスペルハールデ 12 (72)発明者 アブラハム・バレント・ファン・デル・ヒ ーセン オランダ国、エヌエル − 3281 アール ジー・ニューマンスドルプ、タープイット ８

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 さまざまなサイズの塵埃粒子を負荷され
   たガスを精製するための方法であって、その方法は次の
   工程、すなわち、（ａ）塵埃粒子が負荷されたガスが、
   露点以上で湿式ガススクラビングに供され、その操作の
   間にガス中に存在するいずれの酸性気体成分も吸収さ
   れ、≧５０μｍのサイズを有する大きな塵埃粒子の大半
   の比率は、スクラビング液により除去され、その後、
   （ｂ）ガス中に存在する残存する塵埃粒子は、ガスから
   塵埃を除去するための装置において露点以上で回収さ
   れ、精製されたガスが得られる工程を含む方法。
2. 【請求項２】 ガス中に存在する大きな塵埃粒子のすく
   なくとも７５％が工程（ａ）において除去されることを
   特徴とする請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 塵埃を負荷されたガスが金属含有廃棄材
   の乾式精錬処理から得られた溶解ガス、廃棄物の熱分解
   から得られた熱分解ガスまたはその２つの混合物である
   請求項１または２に記載の方法。
4. 【請求項４】 工程（ａ）が、３ないし１１、好ましく
   は５ないし９のｐＨに維持された循環する塩溶液をスク
   ラビング液として用いるガススクラバーにおいて実施さ
   れる請求項１ないし３のいずれか１項記載の方法。
5. 【請求項５】 塵埃が負荷されたガスの流量が、ガスの
   スクラビングの間に１ｍ／ｓより大きく、好ましくは２
   ないし１５ｍ／ｓであり、スクラビング液が、少なくと
   も０．３ｍｍ、好ましくは少なくとも１ｍｍのサイズの
   液滴の形態において用いられる、請求項１ないし４のい
   ずれか１項記載の方法。
6. 【請求項６】 用いられるスクラビング液の一部が周期
   的にまたは連続的に水により置換され、ろ過に続いて塩
   結晶化器において蒸発させられてソルトケーキとなる請
   求項１ないし５のいずれか1項記載の方法。
7. 【請求項７】 工程（ａ）から得られる塵埃を負荷され
   たガスの温度が１００℃より高く、好ましくは１５０な
   いし３００℃である請求項１ないし６のいずれか１項記
   載の方法。
8. 【請求項８】 ガスから塵埃を除去するための装置が１
   以上のフィルターを含む請求項１ないし７のいずれか１
   項記載の方法。