2020 Fiscal Year Annual Research Report
最終処分場への汚濁負荷低減のための焼却排ガス・廃熱を用いた焼却飛灰処理技術の開発
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19K15120
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
佐藤 昌宏 北海道大学, 工学研究院, 博士研究員 (30639000)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 焼却飛灰 / 炭酸中和 / 重金属溶出抑制 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高温ガスバブリングにおけるガス温度及び溶媒温度が炭酸ガスの吸収速度に与えるに与える影響を明らかにするために、高温の炭酸ガスを蒸留水に通気し、総括物質移動係数（K）および定常となる炭酸濃度（定常濃度）の関係を把握した。その結果、ガス温度が200度程度では、Kが大きくなる傾向にあり、一方、溶媒温度が高いほど定常濃度が小さくなった。そのため、炭酸ガス吸収速度には、溶媒温度の影響が大きく、炭酸中和処理において、ガス温度よりも溶媒温度の制御が重要であることがわかった。
炭酸ガスバブリングによる焼却飛灰中和での元素溶出挙動及び処理灰の溶出特性を明らかにするため、炭酸ガスをバブリングしながら焼却飛灰を洗浄し、溶媒を回収、新たな焼却飛灰を繰り返し洗浄した。1回の洗浄における液固比（以降、単液固比）を3～10とし、ガス・溶媒温度は常温とした。溶媒のCl濃度は、循環回数に対して直線的に増大する傾向にあり、溶出量と初期含有量はどの条件でもほぼ等しかった。従って最大濃度までは、洗浄液のC1濃度の溶出への影響は小さいと考えられた。Pb、Zn、Cd濃度は、累積固液比が大きくなると増大し、ZnとCd濃度は炭酸中和が十分でない系ほど低下する傾向にあった。累積固液比が同じ条件でも単液固比10では、溶出濃度が異なり、洗浄液のpHの影響が考えられた。従って、飛灰から重金属を除去する観点では、十分な炭酸中和を行うことが有効であると言えた。
処理後の溶出特性については、処理灰を液固比10の溶出試験を実施した結果、処理灰からのClや易溶性Ca溶出量は、単液固比が小さく循環回数が多いほど増大した。小さい単液固比で循環回数が多いほど、処理灰から分離できない保有水中の濃度が高いことが要因と考えられた。十分なバブリング処理時間であれば、循環洗浄を行っても中和可能であり、処理灰からの重金属の溶出は抑制された。
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