JPS6053806B2 - 硫酸スラツジの処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、化学工場等より排出される硫酸スラッジの
処理方法に関するものである。

一般に多くの化学工業において、有機物を硫酸で処理
する場合、多量の有機物を含む廃硫酸、所謂硫酸スラッ
ジが排出される。

例えば、石油工場において、好ましくない種々の炭化
水素留分を除去するために石油留分を濃硫酸で処理する
が、この場合、遊離硫酸と不溶解有機物質及び溶解した
炭化水素類、有機スルフォン酸類等が複雑な組成で含有
された硫酸スラッジが排出される。

これ等の硫酸スラッジは黒色で刺激臭の強い悪臭を放ち
、放置すれば漸次重合固化し、更に極めて腐食性が大き
いため埋立、海上投棄等は勿論できずその処理には重要
な問題が存す る。 従来より、この種の硫酸スラッジ
の処理方法として種々研究提案されており、その代表的
な方法を以下に述べる。 即ち、硫酸スラッジを燃焼炉
にて噴射燃焼させ硫酸スラッジを熱分解し、含有する硫
黄化合物を二酸化硫黄に分解し、この二酸化硫黄より硫
酸を製造する方法があるが、この方法においては遊離硫
酸を含む硫酸スラッジを直接高温で燃焼さすため、燃焼
炉の損傷も大きく、又、硫酸を製造するための別個の硫
酸製造設備を票要とするため、その処理規模は莫大とな
る。

更に、この燃焼ガスには微量の低分子の有機分解生成物
が含まれるため、製造された硫酸は着色し製品としての
販路が制限される。従つて、その設備投資、補修費、並
びに製品硫酸の品質低下等より考えてごく一部の特殊の
場合を除いて経済的には成立しない。次に、硫酸スラッ
ジに水を加え希釈し、遊離硫酸の濃度を２０〜３０％に
調節して加熱、加水分解して有機物と硫酸分を分離回収
する方法も提案されているが、この方法によつて回収し
た硫酸は濃度も低く、且つ、加水分解により生成した水
酸基を有する有機物質を相当多量溶解しているので、こ
れを精製するため多大の経費を必要とするのみならず、
分離された有機物質中にも尚相当量の酸成分を含有し、
何等の用途もなく二次公害の原因となるものである。更
に、硫酸スラッジ中の含有する遊離硫酸の濃度を６５〜
９０％に調整した後、１５０〜１９０℃に加熱して、含
有する有機物質を重合、炭化させ炭化物と硫酸を回収す
る方法がある。この方法による場合、生成した炭化物は
イオン吸着能力及び活性炭の能力を有し、且つ、回収硫
酸も比較的良好であるが、この方法においては、硫酸が
有機物質に作用して脱水素反応を行うものであるため、
硫酸が消費される。従つて、硫酸スラッジ中に含有され
る有機物質と硫酸の量の割合に限度があり、遊離硫酸に
対し有機物質が多い場合、別に硫酸を添加する必要があ
ソー般的ではない。このように、従来より提案されてい
る方法は、その処理規模、設備投資、製品の品質並びに
経済性等の問題点から実際に稼動しているものは稀れで
あつて、硫酸スラッジのその殆んどが未処理のまま放置
されているのが現状である。本発明は、低廉な装置と経
費で、その発生現場において硫酸スラッジを完全に無害
に処理する汎用的な方法であつて、即ち、３０〜７０％
に希釈した水酸化マグネシウムスラリー液に硫酸スラッ
ジを添加、攪拌混合し、ＰＨ７以上の泥状のスラッジ中
和物とした後、助燃剤と共に燃焼炉内に供給し温度７５
０〜９００℃にて燃焼させ、亜硫酸ガスを含む燃焼ガス
をガス吸収塔に導き水酸化マグネシウム懸濁水と気液接
触させ、該亜硫酸ガスを硫酸マグネシウムに変換し水溶
液として放流すると共に、燃焼残渣を中和剤として循環
再使用する硫酸スラッジの処理方法を提供するものであ
る。

以下、図面にもとづいて本発明を説明する。

図面は、本発明方法の実施例のフローシートであつて、
３０〜７０％に水で希釈した水酸化マグネシウムスラリ
ー液を導管２を介して中和槽３に供給し、引続き導管１
より硫酸スラッジを中和槽３に供給して攪拌混合し、Ｐ
Ｈ７以上、好ましくはＰＨ７．〜９の泥状のスラッジ中
和物とする。この際、中和熱により発熱するが通常は特
別に冷却する必要はない。むしろ、好ましくは７５℃以
上で充分攪拌混合すればＰＨ７以上で粒子の微細な泥状
のスラッジ中和物となる。次に、中和槽３で生成した泥
状一のスラッジ中和物を導管４を介し燃焼炉５に供給す
る。同時に燃焼炉内で導管６より供給された燈油、重油
等の助燃剤をバーナー等によつて燃焼し、炉内温度を７
５０〜９００゜Ｃに保持することによつて該スラッジは
完全に燃焼し、亜硫酸ガスを含む燃焼ガスは導管７を介
し吸収塔８に導入され、同時に酸化マグネシウムを主成
分とする燃焼残渣は導管９を介し残渣貯槽１０に排出さ
れ、再び中和剤として循環再使用される。ガス吸収塔８
において、導入された亜硫酸ガスを含む燃焼ガスは導管
１１より供給される約１．０〜２．０Ｗｔ％の水酸化マ
グネシウム懸濁水と気液接触し、燃焼ガス中の有害な亜
硫酸ガスは吸収酸化され無害マグネシウムに・変換され
水溶液として導管１２より排出放流される。一方、亜硫
酸ガスを除去し清浄化された燃焼ガスは無害ガスとして
ガス排出口１３より大気中へ放出される。本発明におい
ては、硫酸スラッジをアルカリ剤として３０〜７０％に
水で希釈した水酸化マグネシウムスラリー液を使用して
中和するが、中和にあたり３０％より低い水酸化マグネ
シウムのスラリーを使用すると、スラッジ中和物中の遊
離水分が多量となり必要以上の流動性を生じ、燃焼にあ
たつてそれだけ経済性が低下する。

スラリー濃度が７０％をこえると、水分量が少なく水酸
化マグネシウムが硫酸と反応すると同時にこのスラッジ
中和物中の水分と結合して硫酸マグネシウムの含水塩と
なり固形化する。固形化した場合、燃焼炉への供給が困
難であるばかりでなく、燃焼炉内の滞留時間を長くして
も固形物の内部まで完全に燃焼するまでには相当の時間
を必要とし、経済的にも不利となり、又、不完全燃焼の
まま燃焼炉より排出すれば、二次処理を要することとな
る。尚、一般工業的に酸性物質を中和する場合、中和剤
として水酸化カルシウム、苛性ソーダ等が用いられるこ
とが多いが、硫酸スラッジの中和にあたつて水酸化カル
シウムを使用すると硫酸との反応生成物の硫酸カルシウ
ムが水に難溶性であるため塊状となり易く、従つて、中
和するためには多量の水を加え流動化させなければなら
ないので燃焼時経済的に不利であり、又、燃焼も不完全
で燃焼残渣は炭化物を含んだ着色した不純な硫酸カルシ
ウムとなり、何等特別の用途もなく二次公害の原因とな
る。又、中和剤として苛性ソータを使用すると水酸化マ
グネシウムより高価であるのみならず、燃焼炉で燃焼す
る際、ナトリウム塩の溶解温度が低いため、燃焼にあた
つて炉壁が溶融し燃焼炉の長期間使用が困難となり、又
、これを防止するため溶融温度以下で燃焼すれば不完全
燃焼となるという欠点がある。しかるに、本発明におい
ては中和剤として水酸化マグネシウムを使用しているの
で、硫酸分は硫酸マグネシウムとなる。しかるに、硫酸
マグネシウムは炭素分の存在で加熱すれば酸化マグネシ
ウムとなるため、このスラッジ中和物を７５０〜９００
℃で燃焼すれば、燃焼残渣中に酸化マグネシウムとして
回収出来、これに水を加えて３０〜７０％水酸化マグネ
シウムスラリー液に相当するスラリー液とし硫酸スラッ
ジの中和剤として循環再使用出来る利点がある。本発明
においては、水酸化マグネシウムスラリーを中和槽に供
給した後、次に硫酸スラッジを添加して攪拌混合しＰＨ
７以上でスラッジ中和物として（１）るので、中和槽、
配管等並びに燃焼炉等も特に耐食性の優れた高級な材料
を必要としない。

尚、中和槽は、通常攪拌機付混合槽を使用するが、特に
固形化した硫酸スラッジの場合は中和槽として二ーダー
等の強力な捏和機を用いて流動性が高く粒子の水さい泥
状の中和物とすることが出来る。本発明においては、ス
ラッジ中和物を７５０〜９００℃で燃焼するもので、炉
内温度が７５０℃より低いと供給されたスラッジ中和物
が完全燃焼せず、又、硫酸マグネシウムが酸化マグネシ
ウムに完全に変換しない。

又、９００℃をこえると助燃剤の消費量が多くなり経済
的に不利となる。一般に亜硫酸ガスの吸収剤として苛性
ソーダ、炭酸ソーダ、或いは水酸化カルシウム、炭酸カ
ルシウム等が使用されるが、ソーダ類は一般に価格が高
く、カルシウム類はスケーリング等の発生が多い。

又、亜硫酸ガスと反応して亜硫酸塩となるためＣＯＤが
高くそのまま放流することは出来ない。本発明において
は、吸収剤として水酸化マグネシウムを使用しているの
で、燃焼ガス中に含まれる亜硫酸ガスはソーダ、カルシ
ウム類に比し容易に吸収、酸化され無害な硫酸マグネシ
ウム水容液となるので放流出来るという利点がある。又
、ノズル等の閉塞或いはスケーリング等の発生が殆んど
ないので吸収塔としては、スプレー塔、充填塔、或いは
ベンチユリースクラバーその他いずれの型式のものでも
使用出来る。本発明は上記の如く、稼動中に排出される
硫酸スラッジはもとより、放置され固形化した硫酸スラ
ッジも問題なく簡単な方法で無害な硫酸マグネシウム水
溶液として放流できる硫酸スラッジの完全処理方法であ
る。

又、本発明方法によれば装置も特に耐食性の優れた高価
な材料で製作する必要もなく、極めて安価に製作できる
と共に固形化したスラッジ中和物と異なり燃焼炉への供
給も容易で燃焼効果もよく完全に燃焼することが出来、
更に燃焼残渣は硫酸スラッジの中和剤として循環再使用
するもので、何等二次産業廃棄物を放出しない公害防止
上極めて有益な硫酸スラッジの処理方法である。次に本
発明方法の実施例を示す。

実施例１ 水酸化マグネシウム（市販品、純度９０．１４％）４０
．７ｋｇ、水９５ｋ９よりなる水酸化マグネシウムスラ
リー液を中和槽（攪拌機付、容量５００ｅ）に供給し、
引きつづき有機物質３０％、硫酸６２％、水分８％とよ
りなる硫酸スラッジ１００ｋｇを加え、攪拌混合した結
果、ＰＨ８で有機物質１２．７％、硫酸マグネシウム３
２．３％、水分５３．５％、その他１．５％の組成より
なる泥状のスラッジ中和物２３５．７ｋ９を得た。

次に、上記スラッジ中和物を燃焼炉（回転炉床型、１２
３０ｍ／ｍφ×７００ｒｒ！．／ＭＨ）に供給し燃焼し
た。燃焼条件及び結果は下記の通りである。助熱剤（燈
油）供給量 １３．３ｅ／ＦＩＲスラッジ中和物
処理量 ６０．０ｋ９／ＨＲ燃焼炉、内部温度
８００′Ｃ炉出口、燃焼ガス量
３２０Ｎｄ／ＨＲ燃焼残渣量
７．５ｋｇ／ＨＲ上記燃焼ガスを分析した結果、ＳＯ２
，ＣＯ２，Ｏ２，Ｎ２等を含有した混合ガスでそのＳＯ
２濃度は１２０００ｐｐｍであつた。

この混合ガスを吸収塔（充填塔、３４０ＴｒＬ／ＷＬφ
×５ｒｒ１Ｈ）に供給し処理した。尚、充填塔には充填
物としてパイレックス＃２００を高さ２．４Ｔｒ１，充
填して使用した。処理条件及び結果は下記の通りである
。ガス空塔速度 １．０７ｎ／Ｓｅｃ
吸収液（ＰＨ６） １．５ｗｔ．％Ｍｇ（０Ｈ）２懸
濁水吸収液循環量 ４．０ｆ／ｄガス
入口濃度（ＳＯ２） １２０００ｐｐｍガス
出口濃度（ＳＯ２） １０ｐｐｍ生成硫酸
マグネシウム量 １９．０ｋｇ／ＦＩＲ実施例２水
酸化マグネシウム（市販品、純度９０．１４％）４０．
７ｋ９、水１７．４ｋ９よりなる水酸化マグネシウムス
ラリー液を実施例１と同じ中和槽に供給し、引きつづき
実施例１と同じ硫酸スラッジ１００ｋｇを加え攪拌混合
した結果、ＰＨ８で有機物１９．０％、硫酸マグネシウ
ム４８．１％、水分３０．６％、その他２．３％の組成
よりなる泥状のスラッジ中和物１５８．１ｋｇを得た。

次に、上記スラッジ中和物を実施例１と同じ燃焼炉と吸
収塔を使用して、燃焼及び燃焼ガスを処理した。

その条件及び結果を下記に示す。燃焼条件及び結果 助熱剤（燈油）供給量 ８．０ｅ／ＨＲスラッ
ジ中和物処理量 ４０．０ｋ９／ＨＲ燃焼炉、内
部温度 ８００℃炉出口、燃焼ガス量
３２０Ｎイ／ＨＲ燃焼ガス中ＳＯ２濃度
１３０００ｐｐｍ燃焼残渣量
５．０ｋ９／ＨＲ燃焼ガス処理条件及び結果ガス
空塔速度 １．０ＴｒＬ／Ｓｅｃ吸収
液（ＰＨ６） １．５ｗｔ％Ｍｇ（０Ｈ）２懸濁水吸
収液循環量 ４．０ｅ／イガス入口濃
度（ＳＯ２） １３０００ｐｐｍガス出口濃
度（ＳＯ２） ２０ｐｐｍ生成硫酸マグ
ネシウム量 １９．２ｋ９／８尚、実施例１，２で
得た燃焼残渣を分析した結果その組成は、酸化マグネシ
ウムとして９０％、その他硫酸マグネシウム等の無機硫
酸塩を１０％含んでいた。

この燃焼残渣に水を加え３０〜７０％水酸化マグネシウ
ムスラリー液に相当するスラリー液とし硫酸スラッジの
中和剤としてくり返し使用したが別段支障はなかつた。

【図面の簡単な説明】 図面は本発明の実施例のフローシートである。 ３・・・・・・中和槽、５・・・・・・燃焼炉、８・・
・・・・ガス吸収塔、１０・・・・・・残渣貯槽。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ３０〜７０％に希釈した水酸化マグネシウムスラリ
   ー液に硫酸スラッジを添加、攪拌混合しｐＨ７以上の泥
   状のスラッジ中和物とした後、助燃剤と共に燃焼炉内に
   供給し温度７５０〜９００℃にて燃焼させ、亜硫酸ガス
   を含む燃焼ガスをガス吸収塔に導き水酸化マグネシウム
   懸濁水と気液接触させ、該亜硫酸ガスを硫酸マグネシウ
   ムに変換し水溶液として放流すると共に、燃焼残渣を中
   和剤として循環再使用することを特徴とする硫酸スラッ
   ジの処理方法。