JPS60232235A - 排ガスの処理方法 - 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、排ガスの処理方法に関するものである。

特に詳しくは、低沸点重金属類例えば、水銀を含む都市
ゴミの焼却施設で集塵されたダストや、洗煙排水汚泥と
いった廃棄物を直接通電式溶融処理炉で処理する際に、
発生する排ガスから水銀を捕捉して無公害化する排ガス
の処理方法に係わるものである。

［従来技術］ 都市ゴミ、下水汚泥、鉱山や工場などから排出される廃
水の処理物等の各種廃棄物は焼却炉により焼却され、生
じた焼却灰は従来埋立などにより処理されていた。しか
し埋立用地の確保の困難性−２− の問題、含有される有害重金属類が地中に溶出し埋立用
地周辺を汚染して二次公害を引起す恐れがあることなど
から、最近では、例えばベースメタルを用いた電気アー
ク炉や直接通電式溶融処理炉などにより溶融処理して固
化する方法が提案されている。上記焼却炉により廃棄物
を焼却する場合、発生する粉塵（ダスト）は大気を汚染
するので、湿式集塵機、電気集塵機、バッグフィルター
その他の各種型式の集塵装置で捕捉されるが、例えば、
電気集塵機で捕捉したダスト中にはＮａ０文、ＫＣ立、
のような水溶性の塩類とＱａ　Ｑ、Ｓｉ　０２、Δ文２
０Ｂ、Ｆｅ２Ｏｇのような水に難溶性の酸化物、及びＡ
ｓＸＣｒ、　Ｚｎ１Ｃｄ、ｐｌ〕、１１ｇのような重金
属類が含まれており、この重金属類は一般にハロゲン化
物または硫酸塩といった水に可溶性の形態のものが多い
。従ってこのダス１へをそのまま埋立地に埋めたのでは
重金属類が地中へ溶出する恐れがあるので、やはり焼却
灰と同様、溶融処理して固化する方法がとられる。本発
明者等は焼却炉による廃棄物の焼却中に発生するダスー
　３　− トの溶融処理につき種々検討したどころ、ダストを直接
通電式溶ａｌｌ処理炉により溶融処理する際、生成づる
溶滓は上層と下層とが組成を異にしており、別個に出滓
することによりそれぞれの特性に応じた有効利用が可能
でしかも重金属類は無害化されることを見い出し先に特
許出願を行なった（特願昭５６−１２８６３７＞。

第５図は焼却炉から発生する粉塵（ダスト）を処理する
ための上記直接通電式溶融処理炉の一例を示す断面略図
である。即ち、炉本体は例えば７ｒＱ２の含有量の多い
ＳｉＣ２Ａ立ｚＯｓ−Ｚｒｏ２系の耐火材料１により密
閉構築されており、これには廃棄物の焼却時に発生した
ダストの投入口２、発生するガスの排気管３、水平方向
に出没自在な電極５．５、上段の溶滓排出口６、下段の
溶滓排出ロアなどが設けられている。イして、上記電極
５．５は電圧調整用電源１〜ランス８を通して交流電流
が流され、溶融開始剤にジュール熱を発生させ、内部加
熱により溶融状態を保持させる機能をなすものである。

その材料の代表例として−４− はモリブデン電極が、また他の例として黒鉛、鉄、酸化
スズ、タングステン電極などが挙げられる。

このような直接通電式溶融処理炉を用い廃棄物焼却炉で
発生したダストを処理するには、該ダストをゲスト投入
口２より炉本体へ入れて、溶融開始剤により形成された
溶融溜りに投入させて溶滓９を形成させる。この場合の
溶滓９の温度は投入したダストの秒類にもよるが、およ
そ１２００〜１３５０℃の範囲である。その際、炉本体
に取り付けである電極５．５を予め溶滓中に没入させ交
流電流を通し、これを導体として発生するジュール熱に
より溶融状態を維持させる。このとぎの電流は投入した
ダスＩ−の性質にもよるが、およそ７００〜１２００Ｋ
Ｗ／ｌ　（被処理物）の範囲である。なお１０は順次投
入されるダストの未溶融状態のカバリング層である。

次に生成した溶滓９の上層部を炉本体に設けられた２つ
の排出口のうち、高い位置に設けられた排出口６から出
滓させ、水を満したピッ１へ（図示せず）に放出する。

これにより、主成分のＮａＣ−５− 文、ＫＣ立といったアルカリ金属塩は水に溶出する。ま
た溶滓９　ノＣａ　Ｏｚ　Ａ　ｌ　２０　ｓ　、Ｓ　ｊ
　Ｏ２、Ｆｅ２０ａなどの水に難溶性成分を主体とする
下層部を炉本体に設けられた２つの排出口のうち、低い
位置に設（プられる溶滓り１出ロアから出滓させ、無害
化された重金属類と共に搬送固化させるものである。

ところで、廃棄物（捕捉ダス］・、洗煙工排水ユ汚泥等
）中には、通常数十〜数千ｐｐｍの濃度で７ｎ　、　Ｃ
ｄ　、水銀（以下１−１　ｃｉで示す）等の低沸点重金
属類が含まれており、上記のような直接通電式溶融処理
炉で処理する際、非処理物としての廃棄物は炉への供給
当初は１４．　Ｏ０〜１５００℃に加熱された溶滓９上
で未溶融状態のカバリング層１０を形成する。そして、
カバリング層１０はその厚みを３ｏｏｍ、’ｍ程度に保
つど、溶滓９との境界面から表面にかけて、１２００℃
〜１００℃の温度勾配を、生じ、炉から発生する排ガス
の排出時温度を１００℃前後に押えることが可能となる
。

ｌノかして、廃棄物中に含まれる低沸点重金属類、−〇
　− 例えばＺｎ　１Ｃｄ　、　１−１（］は一部は蒸気とな
って１１ガスと共に排気管３から大気に排出され、一部
は溶滓９中に移行覆る。これら、Ｚｎ　％　Ｃｄ　％　
１」０といった低沸点重金属類の常圧下におりる沸点、
ならびに排ガスおよび溶滓９側への移行割合（）Ｊバリ
ング層の表面温度を約１００℃に制御した場合）は凡そ
次表の通りである。

この表からも明らかなように、直接通電式溶融処理炉に
よる処理では、７ｎ　、Ｃｄについては、カバリング層
１０にお（Ｊる各沸点以下の部分で捕捉されて、溶滓９
中へ移行する割合が７０〜９５％と高いが、１１ｇにつ
いては排ガス温度が平均して１００℃程度の濡ｉ条件下
においても、蒸気圧が高く９５％ものｌ−１ｇが排ガス
側移行する。

−７− ［発明が解決しにうとする問題点］ 前記直接通電式溶融処理炉にＪこる低８１１点重金属類
を含む廃棄物の処理において、該炉から発生ずる排ガス
中には、低沸点重金属類、特にＨＯ蒸気が含まれ、これ
が大気を汚染し、生活環境に重大な障害をもたらすもの
である故、何等かの手段により捕捉して無公害化する必
要がある。尚、廃棄物からＨＯのみの除去を目的とする
ものとして、パドル型乾燥器を用い、蒸気を熱源として
廃棄物汚記を加熱し、Ｈｇを蒸気としで追出し捕捉する
方法も知られているが、多量の熱源を必要とし、必ずし
も効率のよい方法とは言えない。

Ｅ問題点を解決するための手段コ 本発明は、直接通電式溶融処理炉による低沸点重金属含
有廃棄物処即上の前記問題点を解決するために、炉から
発生する排ガスから同伴する低沸点重金属特にト１０蒸
気を捕捉析出させて回収し無公害する方法、更に、被処
理廃棄物を含湿状態で処理し、低沸点重金属類の捕捉を
一層容易にする方法である。本発明方法により、直接通
電式溶融−８− 処理炉へ投入する低沸点重金属含有廃棄物を直接加湿あ
るいは、他の高含水率の廃棄物を混合し、非処理物の含
水率を高めることにより炉から発生する排ガス中の水分
を増大させ、露点を高めて、冷却器内で結露効果を促進
させることができる。

また、Ｈｇ濃度の高い廃棄物を混合処理し、排ガス中の
Ｈｇ濃度を高めることによって冷却器内でのＨ（＋の回
収率を高めることができる。即ち、本発明は低沸点重金
属含有廃棄物を直接通電式溶融処理炉に投入処理し、発
生する排ガスを冷却して放出する低沸点重金属を回収し
、無害化する低沸点重金属含有廃棄物の直接通電式溶融
処理炉から発生する排ガスの処理方法を要旨とするもの
である。

［作用コ 直接通電式溶融処理炉により低沸点重金属類を含む廃棄
物を処理する際、発生する排ガスを冷却することにより
、同伴して出てくる蒸気状の小金属を析出させ、捕捉回
収して除去する。特に、該廃棄物を含湿状で処理炉に投
入処理すれば、蒸気−〇　− 状の重金属の同伴が一層容易となり、効率的な捕捉回収
が可能である。

［実施例］ 以下、本発明を図面に基いて説明する。

第１図は、都市ゴミ焼却時に捕集された低沸点重金属類
を含むダストを単独で処理する場合のフロー図である。

ダスト１１を直接通電式溶融処理炉１２にて常法にＪ：
り溶融処理する。直接通電式溶融処理炉１２は例えば第
５図に示されるような構造のものからなっており、溶融
処理により、溶滓９と排ガス１３が生成する。ダスト１
１中に含まれるＺｎ　、　Ｃｄ　、１−ＩＱなどの低沸
点重金属のうち、７ｎ、ｃｄは溶滓９中に７０％〜９５
％取込まれるが、Ｈ（Ｉは約９５％が排ガス１３に同伴
して炉外に排出される。排ガス１３は、例えば処理能力
６ｔ／日の直接通電式溶融処理炉の場合、排出量が１２
．５耐Ｎ／分、排出温度１００℃、ト（０濶度は約１２
０ｍｏ／ｎｆＮである。排ガス１３は配管により、冷却
器１４に至り、そこでブラインにより、出口温度約１０
℃まで強制冷却される。

＝　１０　− 冷却後の排ガス１５中の飽和ＨＱ淵度は６１１１０／ｎ
ｆＮとなり、冷却器１４内には約１１０ｍ（１／ｍＮの
凝縮ＨＯおｊ；びスート１６が生成する。凝縮した金属
および生成スー１〜の混合物１６を通常の水銀製錬用に
用いられるスート処理用プレス１７に導き、高純度の金
属Ｈｇ１９を抽出回収し、プレス残留物１８は、Ｈｇが
２０〜３０％含まれているので、直接通電式溶融処理炉
１２へ戻し、ダスト１１と共に処理する。冷却器１４を
出た排ガス１５は、吸着塔２０に導ぎ、Ｈｇ）ＩＡ磨を
０．１１１１（］／ｒｒｒＮ以下にし、無公害化し大気
中に放散される。

吸着塔２０に充填されるＨ（＋の吸着材としてはＨｑ吸
着用活性炭、Ｈ（ｌ吸着用キレート樹脂などが挙げられ
る。尚、前記スート処理用レス１７による処理の際、生
成する分離凝縮水２１は通常の水処理装置２２に導いて
浄化した後、放水させる。

第２図は、本発明の他の例を示すものであり、都市ゴミ
焼却時に捕集された低沸点重金属類を含むダストを予め
加湿して溶融処理する場合のフロー図である。この場合
は、第１図の実施例におけ−　１１　− る直接通電式溶融処理炉の前に加湿器２３を設置したも
のである。加湿器２３としては生蒸気を混入させたり霧
化器（スプレー）ににり水を霧化混入ざぜ処理されるべ
ぎタストに水分を与える結果、前記のように、排ガス中
の水分が高くなるので露点が高まり、冷却器１４内での
ｌ−１ａの析出効果を増すという利点がある。

第３図は本発明の更に他の例を示す。即ち、都市ゴミ焼
却時に捕集された低沸点重金属類を含むダストに、同じ
く都市ゴミ焼却時に洗煙した際に生成する排水汚泥１１
ａを加え、第１図に示すフローに従って溶融処理するも
ので、第２図におけるものとは異なって、加湿器によら
ずして、非処理物それ自体の持つ水分の存在下処理する
もので、処理効果そのものは第２図の場合と何等変るこ
とはない。洗煙排水汚泥中には捕集ダスト中に含まれる
１１ｇの約５００　（）ｉｔの′ａ磨のト１０が含まれ
ており、ダストと混合処理した場合は、ダスト単独で処
理した場合に較べて直接通電式溶融処理炉から排出され
る排ガス中のＨｃ＋１度は約１７倍となる。

−１２＝ 従って冷却器１４での１１９の回収率は高くなるという
利点がある。

第４図は本発明の更に他の例を示す。即ち、都市ゴミ焼
却時に捕集された低沸点重金属類を含むダストに、同じ
く都市ゴミ焼却時に洗煙した際に生成する排水汚泥を加
え、第２図に示すフローに従って溶融処理するもので、
第３図におけるものとは異なり、加湿器２３を用い、排
水汚泥の持つ水分に更に必要に応じ水分を加える方法で
あり、処理効果そのものは第３図の場合と大差ない。

［本発明の効果コ 本発明は以上述べたように、都市ゴミ焼却時の補集ダス
ト及びまたは洗煙排水汚泥を直接通電式溶融処理炉で処
理する際発生する排ガスを強制的に冷却することにより
低沸点重金属類を効率よく捕捉回収し、排ガスの無公害
化をはかり、環境の汚染防止をはかるもので、その工業
的利用性は大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は、本発明の一例のフロー図、−１３− 第５図は直接通電式溶Ｉ４１処理炉の断面略図である。 １・・・耐火材料　２・・・投入口 ３・・・排気管 ５・・・電極　６．７・・・溶滓排出口８・・・電圧調
整用電源１〜ランス ９・・・溶滓　１０・・・カバリング層１１・・・ダス
ト　１２・・・直接通電式溶融処理炉１３・・・排ガス
　１４・・・冷却器 １５・・・排ガス １６・・・凝縮Ｈｇ及びスート混合物 １７・・・スート処理用プレス １８・・・プレス残留物 １９・・・金属ＨＯ２０・・・吸着塔 ２１・・・凝縮水　２２・・・水処理装置２３・・・加
湿器 代理人　弁理士　定立　勉 他１名 −１４−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　低沸点重金属含有廃棄物を含湿状態で直接通電式溶
   融処理炉に投入処理し、発生する排ガスを冷却して析出
   Ｊ−る低沸点重金属を回収し無害化することを特徴とす
   る低沸点重金属含有廃棄物の直接通電式溶融処理炉から
   発生する排ガスの処理方法。 ２　析出する低沸点重金属を活性炭に吸着さ往るか、ま
   たは吸着用キレート樹脂を用いて回収する特許請求の範
   囲第１項乃至第２項記載の排ガスの処理方法。 ３　析出する低沸点重金属が水銀である特許請求の範囲
   第１項乃至第３項のいずれかに記載の排ガスの処理方法
   。 ４　低沸点重金属含有廃棄物を、直接通電式溶融処理炉
   に投入する前に、加湿器に通すが、または、高含水廃棄
   物と混合することにより、含湿状−１− 態を得る特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに
   記載の排ガス処理方法。 ５　排ガス冷却の際に冷却器内に堆積づるスート残留物
   を低沸点重金属含有廃棄物と共に直接通電式溶融処理炉
   に再投入する特許請求の範囲第５項記載の排ガス処理方
   法。