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KR101658125B1 - 소각재 및 시멘트 킬른 연소 가스 추기 더스트의 수세 방법 - Google Patents

소각재 및 시멘트 킬른 연소 가스 추기 더스트의 수세 방법 Download PDF

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KR101658125B1
KR101658125B1 KR1020127021581A KR20127021581A KR101658125B1 KR 101658125 B1 KR101658125 B1 KR 101658125B1 KR 1020127021581 A KR1020127021581 A KR 1020127021581A KR 20127021581 A KR20127021581 A KR 20127021581A KR 101658125 B1 KR101658125 B1 KR 101658125B1
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켄자부로 콘도
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다이헤이요 세멘토 가부시키가이샤
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Abstract

소각재 및 시멘트 킬른 연소 가스 추기 더스트를 수세 처리함에 있어서, 염소 바이패스 더스트의 발생량의 증가에 대응하면서, 스케일의 부착에 의한 운전에 대한 악영향을 최소한으로 하고, 설비 비용 및 약제 비용을 포함하는 운전 비용을 낮게 억제한다.
비산재(A)를 물(W)에 용해시키는 용해조(32)와, 시멘트 킬른의 가마 후미로부터 최하단 사이클론에 이르기까지의 킬른 배기 가스 유로로부터 추기된 연소 가스에 포함되는 더스트(D)를 물(W)에 용해시키는 용해조(22)와, 용해조(32)로부터 공급된 슬러리(S2)의 여과와, 용해조(22)로부터 공급된 슬러리(S1)의 여과를 각각 따로따로 행하는 종형 필터 프레스(11)를 구비하는 수세 시스템(1). 종형 필터 프레스로부터 배출된 비산재를 포함하는 슬러리의 여액(L3)을 수처리하는 수처리 설비(33~35)와, 여과 장치로부터 배출된 더스트를 포함하는 슬러리의 여액(L1)을 수처리하는 수처리 설비(23~27)를 구비할 수 있다.

Description

소각재 및 시멘트 킬른 연소 가스 추기 더스트의 수세 방법{WASHING METHOD FOR INCINERATION ASH AND DUST IN COMBUSTION GAS EXTRACTED FROM CEMENT KILN}
본 발명은 도시 쓰레기 등을 소각했을 때에 발생하는 소각재나, 시멘트 킬른의 가마 후미로부터 최하단 사이클론에 이르기까지의 킬른 배기 가스 유로로부터 추기한 연소 가스에 포함되는 더스트를 수세하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
도시 쓰레기 등을 소각했을 때에 발생하는 소각재는 최종처분장의 고갈의 우려를 감안하여, 최근 시멘트 원료로서 리사이클하고 있다. 도시 쓰레기 소각재 중, 기체와 함께 운반되고 집진 장치에서 회수되는 비산재는 10~20%의 염소분을 포함하기 때문에, 시멘트 원료로서 리사이클함에 있어서 사전에 염소분을 제거할 필요가 있다. 그래서, 벨트 필터 등의 수세 탈염 설비를 사용하여, 소각 비산재에 포함되는 수용성 염소 화합물을 수세 제거한 후, 시멘트 원료로서 이용하고 있다.
한편, 시멘트 제조 설비에 있어서의 프리히터의 폐색 등의 문제를 일으키는 원인이 되는 염소, 유황, 알칼리 등 중에서, 염소가 특히 문제가 되는 것에 주목하여, 시멘트 킬른의 가마 후미로부터 최하단 사이클론에 이르기까지의 킬른 배기 가스 유로로부터 연소 가스의 일부를 추기하여 염소를 제거하는 염소 바이패스 설비가 사용되고 있다.
이 염소 바이패스 설비에서는 예를 들면 특허문헌 1에 기재된 바와 같이, 추기한 배기 가스를 냉각하여 생성한 더스트의 미분측에 염소가 편재하고 있기 때문에, 더스트를 분급기에 의해 조분과 미분으로 분리하고, 조분을 시멘트 킬른계에 되돌림과 아울러, 분리된 염화칼륨 등을 포함하는 미분(염소 바이패스 더스트)을 회수하여 시멘트 분쇄밀계에 첨가하고 있었다.
그런데, 최근 상기 소각재를 포함하는 폐기물의 시멘트 원료화 또는 연료화에 의한 리사이클이 추진되어, 폐기물의 처리량이 증가함에 따라, 시멘트 킬른에 반입되는 염소 등의 휘발 성분의 양도 증가하고, 염소 바이패스 더스트의 발생량도 증가하고 있다. 그 때문에, 염소 바이패스 더스트를 모두 시멘트 분쇄 공정에서 이용할 수 없어, 염소 바이패스 더스트에 대해서도 수세 처리되고 있었다.
또, 시멘트 제조 설비에 있어서의 폐기물의 처리량의 증가에 따라, 시멘트 킬른에 반입되는 중금속류의 양도 증가하여, 중금속류가 시멘트 허용 농도를 넘는 것이 예측된다. 그 때문에, 예를 들면, 특허문헌 2에 기재된 폐기물의 시멘트 원료화 처리 방법에서는 종래 수세 처리되고 있는 염소 바이패스 더스트 등을 탈염 처리하고, 염소를 포함하는 폐기물에 물을 첨가하여 폐기물 중의 염소를 용출시켜 여과하고, 얻어진 탈염 케이크를 시멘트 원료로서 이용함과 아울러, 배수를 정화 처리하여 구리나 납 등의 중금속류를 제거하여, 환경오염을 야기하지 않고, 염소 바이패스 더스트의 유효 이용을 도모하고 있다.
한편, 시멘트 제조 공정에는 상기 구리나 납 등에 더해 셀렌(Se)이나, 탈륨(Tl)이 투입된다. 예를 들면, 킬른이나 가소로에 공급되는 미분탄 중에는 1ppm정도, 폐타이어에는 8ppm정도의 탈륨이 포함된다. 이 탈륨은 비점이 낮고, 시멘트 소성 장치의 킬른으로부터 프리히터 사이에서 휘발하고, 대부분이 프리히터에서 농축되기 때문에, 염소 바이패스 더스트를 처리한 배수 등에 포함되게 된다.
상기 서술한 바와 같이, 종래 도시 쓰레기 소각재 등을 시멘트 원료로서 리사이클함에 있어서, 비산재와 염소 바이패스 더스트로부터 염소분을 제거할 필요가 있는 동시에, 염소 바이패스 더스트를 수세하여 얻어진 여액으로부터 탈륨, 납, 셀렌 등의 중금속류를 제거할 필요가 있는 케이스가 있기 때문에, 복수의 처리 설비가 필요하게 됨과 아울러, 각각의 처리 설비에 인원을 배치할 필요가 있는 등, 설비 비용 및 운전 비용이 급등한다는 문제가 있었다.
그래서, 특허문헌 3에는 소각재와 염소 바이패스 더스트의 수세를 동시에 행함과 아울러, 수세 후 얻어진 여액에 용출하는 탈륨, 납, 셀렌으로부터 선택되는 하나 이상의 물질을 황화제 및/또는 환원제의 첨가에 의해 제거함으로써, 도시 쓰레기 소각재 등을 시멘트 원료로서 리사이클함에 있어서, 설비 비용 및 운전 비용을 낮게 억제하는 방법이 제안되어 있다.
국제공개 제97/21638호 팜플렛 일본 공개특허공보 2000-281398호 일본 공개특허공보 2007-268398호
그러나, 최근에는 상기 소각재를 포함하는 폐기물의 처리량이 더욱 증가하고, 이것에 따라 염소 바이패스 더스트의 발생량도 증가의 일로를 걷고 있다. 그 때문에, 상기 특허문헌 3에 기재된 소각재의 처리 방법에 의해 소각재와 염소 바이패스 더스트의 수세를 동시에 행하면, 소각재에는 포함되어 있지 않지만, 염소 바이패스 더스트에 포함되는 셀렌이나 탈륨 등의 중금속류를 제거하기 위한 약제가 수세 후의 여액 전체에 분산되기 때문에, 다량의 약제를 소비하여, 약제 비용이 급등한다는 문제가 있었다. 또, 칼슘 농도가 높은 소각재의 수세 여액과, SO4 농도가 높은 염소 바이패스 더스트의 수세 여액을 혼합하면 황산칼슘(CaSO4)이 발생하고, 여과 장치나 후단의 배수 처리 공정에 있어서 스케일의 부착에 의해 안정 운전이 저해된다는 문제가 있었다. 한편, 소각재와 염소 바이패스 더스트의 수세를 따로따로 행하도록 각각 독립적인 수세 설비를 설치하면, 설비 비용 및 운전 비용이 배가된다는 문제가 있었다.
그래서, 본 발명은 상기 종래의 기술에 있어서의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 소각재 및 시멘트 킬른 연소 가스 추기 더스트를 수세 처리함에 있어서, 염소 바이패스 더스트의 발생량의 증가에 대응하면서, 스케일의 부착에 의한 운전에 대한 악영향을 최소한으로 하고, 설비 비용 및 약제 비용을 포함하는 운전 비용을 낮게 억제하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 소각재 및 시멘트 킬른 연소 가스 추기 더스트의 수세 방법으로서, 소각재와, 시멘트 킬른의 가마 후미로부터 최하단 사이클론에 이르기까지의 킬른 배기 가스 유로로부터 추기된 연소 가스에 포함되는 더스트를 수세함에 있어서, 상기 소각재를 물에 용해시키고, 상기 더스트를 물에 용해시키고, 여과 장치를 공용하여, 상기 소각재를 포함하는 슬러리의 여과, 및 상기 더스트를 포함하는 슬러리의 여과를 각각 따로따로 행하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 의하면, 소각재를 포함하는 슬러리, 및 더스트를 포함하는 슬러리의 여과를 각각 따로따로 공통의 여과 장치에 의해 행하기 때문에, 후단에 있어서 각각의 슬러리의 특성에 따른 처리를 가능하게 하면서, 공통의 여과 장치에 의해 각각의 슬러리의 여과를 행할 수 있고, 소각재 및 시멘트 킬른 연소 가스 추기 더스트를 수세함에 있어서, 설비 비용 및 운전 비용을 낮게 억제할 수 있다. 이것에 더해, 여과 장치에 있어서, 칼슘 농도가 높은 소각재의 수세 여액과, SO4 농도가 높은 염소 바이패스 더스트의 수세 여액의 혼합을 회피할 수 있기 때문에, 여과 장치나 후단의 배수 처리 공정에 있어서의 스케일 부착을 방지할 수 있고, 고가인 스케일 방지제(탄산나트륨)를 첨가하지 않아도 안정 운전을 유지할 수 있다.
상기 소각재 및 시멘트 킬른 연소 가스 추기 더스트의 수세 방법에 있어서, 상기 여과 장치로부터 배출된 상기 소각재를 포함하는 슬러리의 여액, 및 상기 더스트를 포함하는 슬러리의 여액을 각각 따로따로 수처리할 수 있다. 이것에 의해, 각각의 슬러리의 여액의 수처리의 대상 성분에 대응하는 약제를 사용하여 수처리를 행할 수 있고, 약제 비용을 저감할 수 있다.
또, 상기 소각재 및 시멘트 킬른 연소 가스 추기 더스트의 수세 방법에 있어서, 상기 소각재를 포함하는 슬러리의 여액, 및 상기 더스트를 포함하는 슬러리의 여액을 각각 따로따로 수처리한 후, 각각의 수처리 후의 여액을 합류시킬 수 있다. 이것에 의해, 특정 성분의 농도를 낮게 할 수도 있다. 또한, 각각의 여액을 합류한 후의 설비를 공용하기 때문에, 설비 비용을 저감할 수 있다.
또한, 상기 여과 장치를 배치식의 여과 장치로 함으로써, 소각재를 포함하는 슬러리의 여과와, 더스트를 포함하는 슬러리의 여과의 운전의 전환을 용이하게 행할 수 있다.
상기 소각재의 수세 여액의 수처리의 대상 성분을 납, 아연, 및 구리로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상으로 할 수 있고, 상기 더스트의 수세 여액의 수처리의 대상 성분을 셀렌, 탈륨, 납, 아연, 및 구리로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상으로 할 수 있다. 또, 상기 더스트의 수세 여액의 수처리에 있어서, 염산, 염화제일철, 황산제일철, 수황화 소다, 황화 소다, 가성 소다, 및 석회유로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있다.
또한, 상기 소각재 및 시멘트 킬른 연소 가스 추기 더스트의 수세 방법에 있어서, 상기 소각재의 수세 여액을 배수 처리 후 방류하여, 상기 더스트의 수세 여액을 유효 이용할 수 있다. 더스트의 수세 여액은 화학 비료, 시약 및 식품첨가물 등의 원료, 세정용 약제, 그 밖의 화학공업원료 등으로서 이용할 수 있다. 더스트의 수세 여액을 재이용함으로써, 배수 처리의 수고를 줄일 수 있고, 운전 비용을 낮게 억제할 수도 있다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 소각재 및 시멘트 킬른 연소 가스 추기 더스트를 수세 처리함에 있어서, 염소 바이패스 더스트의 발생량의 증가에 대응하면서, 스케일의 부착에 의한 운전에 대한 악영향을 최소한으로 하고, 설비 비용 및 약제 비용을 포함하는 운전 비용을 낮게 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 수세 시스템의 일 실시형태를 나타내는 플로우차트이다.
도 2는 염화제일철을 사용하여 셀렌의 제거를 행한 경우의 염화제일철의 첨가량과, 처리수의 셀렌 농도의 관계를 나타내는 그래프이다.
다음에 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 소각재 및 시멘트 킬른 연소 가스 추기 더스트의 수세 시스템(이하, 「수세 시스템」이라고 함)의 일 실시형태를 나타내고, 이 수세 시스템(1)은 크게 구별하여 시멘트 킬른의 가마 후미로부터 최하단 사이클론에 이르기까지의 킬른 배기 가스 유로로부터 추기한 연소 가스에 포함되는 더스트 (이하 「더스트」라고 약칭함)(D)를 수세 처리하기 위한 더스트 수세 처리 시스템(2)과, 소각재(이하 「비산재」라고 함)(A)를 수세 처리하기 위한 재(灰) 수세 처리 시스템(3)과, 이들 양 시스템에 공통하여 사용되는 종형 필터 프레스(11), 혼합 탱크(12) 및 드럼 필터(13)의 공통 시스템을 구비한다.
더스트 수세 처리 시스템(2)은 더스트(D)를 수세하여 염소를 제거한 후, 발생한 여액(L1)으로부터 중금속류를 제거하고, 여액(L1)을 정화하기 위해서 설치되고, 더스트(D)를 저류하는 더스트 탱크(21)와, 더스트(D)에 물을 첨가하여 슬러리(S1)를 생성하는 용해조(22)와, 종형 필터 프레스(11)에 의한 슬러리(S1)의 고액 분리에 의해 발생한 여액(L1)을 저류하는 여액 탱크(23)와, 여액(L1)으로부터 중금속류를 제거하기 위한 약액 반응조(24(24A~24C)), 슬러리 탱크(25), 필터 프레스(26) 및 여액 탱크(27)로 구성된다.
약액 반응조(24A)는 여액(L1)에 황화제로서 수황화 소다(NaSH)를 첨가하고, 여액(L1) 중의 납 및 탈륨을 황화하여 황화납(PbS) 및 황화탈륨을 생성하기 위해서 구비되고, 약액 반응조(24B)는 황화제가 첨가된 여액(L1)에 응집제 및 셀렌 환원제로서 기능하는 제일철 화합물(도시예는 염화제일철(FeCl2))을 첨가하고, 황화납 및 황화탈륨을 응집시킴과 아울러, 여액(L1) 중의 6가 또는 4가의 셀렌을 0가의 셀렌으로 환원하기 위해서 구비된다. 또, 약액 반응조(24B)는 염산을 첨가하여 pH를 4 이하로 함으로써, 셀렌 제거의 방해 원소인 탄산근을 가스로서 배출하는 역할도 가진다. 약액 반응조(24C)는 황화제 및 제일철 화합물이 첨가되어 pH가 4 이하로 조정된 여액(L1)에 알칼리제로서 석회유를 첨가하고, pH를 7.5 이상 11 이하로 함으로써, 셀렌의 환원에 최적인 pH로 하기 위해서 구비된다.
필터 프레스(26)는 슬러리 탱크(25)로부터의 슬러리를 고액 분리하고, 슬러리로부터 황화탈륨, 황화납 및 셀렌을 분리하기 위해서 설치된다.
한편, 재 수세 처리 시스템(3)은 비산재(A)를 수세하여 염소를 제거한 후, 발생한 여액(L3)으로부터 중금속류를 제거하고, 여액(L3)을 정화하기 위해서 설치되고, 비산재(A)를 저류하는 비산재 탱크(31)와, 비산재(A)에 물을 첨가하여 슬러리(S2)를 생성하는 용해조(32)와, 종형 필터 프레스(11)에 의한 슬러리(S2)의 고액 분리에 의해 발생한 여액(L3)을 저류하는 여액 탱크(33)와, 여액(L2)으로부터 중금속류를 제거하기 위한 약액 반응조(34(34A~34C)) 및 침강 분리기(35)로 구성된다.
약액 반응조(34A)는 여액(L3)에 황화제로서의 수황화 소다를 첨가하여, 여액(L1) 중의 납을 황화하여 황화납을 생성하기 위해서 구비되고, 약액 반응조(34B)는 응집제 및 환원제로서의 염화제일철 등을 첨가하여, 납 등의 중금속류를 석출시키기 위해서 구비된다. 약액 반응조(34C)는 중금속류 등의 응집성을 높여 침강하기 쉽게 할 목적에서 고분자응집제를 첨가하기 위해서 구비된다.
침강 분리기(35)는 중금속류 등을 침강시켜 회수하기 위해서 구비된다. 이 침강 분리기(35)는 소정의 각도로 경사진 복수의 분리 플레이트를 가지는 경사판 침강 분리 장치이다.
종형 필터 프레스(11), 혼합 탱크(12) 및 드럼 필터(13)는 상기 더스트 수세 처리 시스템(2)과 재 수세 처리 시스템(3)에 공통하여 사용되는 설비이다.
종형 필터 프레스(11)는 용해조(22)로부터 공급된 슬러리(S1)의 고액 분리와, 용해조(32)로부터 공급된 슬러리(S2)의 고액 분리를 각각 따로따로 행하기 위해서 구비된다. 이 종형 필터 프레스(11)는 수평 배치되고, 종방향으로 단적층 배치된 복수의 여과판과, 각 여과판을 승강시키는 잭(도시하지 않음)과, 측방에 배치된 복수의 안내 롤러와, 이 복수의 안내 롤러에 걸려 돌려지는 무단상의 여과천을 구비하고, 각 여과판의 상면 상을 여과천이 주행하도록 구성되는 배치식의 여과 장치이다.
혼합 탱크(12) 및 드럼 필터(13)는 침강 분리기(35) 및 여액 탱크(27)로부터의 여액 중에 잔존하는 중금속류 등의 현탁 물질을 포집하여 배수를 정화하기 위해서 구비된다.
다음에 상기 수세 시스템(1)을 사용한 본 발명에 따른 수세 방법에 대해서, 도 1을 참조하면서 설명한다. 본 발명에 따른 수세 방법에서는, 더스트(D)를 포함하는 슬러리의 여과 및 수처리를 더스트 수세 처리 시스템(2) 및 공통 시스템을 사용하여 행하고, 비산재(A)를 포함하는 슬러리의 여과 및 수처리를 재 수세 처리 시스템(3) 및 공통 시스템을 사용하여 행한다. 그래서, 우선 공통 시스템을 사용한 더스트 수세 처리 시스템(2)의 동작에 대해서 설명한다.
운전을 개시하면 우선 용해조(22)에 있어서 더스트 탱크(21)로부터의 더스트(D)를 물과 혼합하여 슬러리(S1)를 생성하고, 더스트(D)에 포함되는 염소분을 수중에 용해시킨다. 용해조(22)로부터 슬러리(S1)를 종형 필터 프레스(11)에 공급하고, 슬러리(S1)를 고액 분리한다. 종형 필터 프레스(11)에서 생성되는 케이크(C1)는 시멘트 원료 등으로서 시멘트 킬른 등에 투입되고, 한편 염소분을 포함하는 여액(L1)은 여액 탱크(23)에 공급되어 일시적으로 저류된다.
다음에 여액 탱크(23)에 저류한 여액(L1)을 약액 반응조(24A)에 공급하고, 약액 반응조(24A)에 있어서, 여액(L1)에 황화제로서의 수황화 소다를 첨가한다. 이것에 의해, 여액(L1) 중의 납 및 탈륨을 황화하여 황화납 및 황화탈륨을 생성한다. 또한, 황화제로서 수황화 소다 이외에 황화 소다(Na2S)를 사용할 수도 있다.
다음에 약액 반응조(24B)에 있어서, 여액(L1)에 염산을 첨가하고, 여액(L1)의 pH를 4 이하로 조정하여 용해되어 있는 탄산근을 가스로서 배출함과 아울러, pH 조정된 여액(L1)에 응집제 및 셀렌 환원제로서 기능하는 염화제일철을 첨가하고, 황화납 및 황화탈륨을 응집시킴과 아울러, 여액(L1) 중의 6가 또는 4가의 셀렌을 0가의 셀렌으로 환원한다. 또한, 염화제일철 대신에 황산제일철(FeSO4)을 사용할 수도 있다.
다음에 약액 반응조(24C)에 있어서, 상기 약제의 첨가에 의해 pH가 4 이하가 된 여액(L1)에 알칼리제를 첨가하고, pH를 셀렌의 환원에 최적인 7.5 이상 11 이하로 한다.
다음에 슬러리 탱크(25)를 통하여 필터 프레스(26)에 의해, 약액 반응조(24C)로부터의 여액(L1)을 고액 분리하고, 황화납, 황화탈륨 및 셀렌을 회수함과 아울러, 2차 여액(L2)을 여액 탱크(27)를 통하여 혼합 탱크(12)에 공급한다. 필터 프레스(26)에서 생성되는 2차 케이크(C2)는 시멘트 원료 등으로서 재이용된다.
다음에 공통 시스템을 사용한 재 수세 처리 시스템(3)의 동작에 대해서 설명한다.
운전을 개시하면 우선 용해조(32)에 있어서 비산재 탱크(31)로부터의 비산재(A)를 물과 혼합하여 슬러리(S2)를 생성하고, 비산재(A)에 포함되는 염소분을 수중에 용해시킨다. 용해조(32)로부터 슬러리(S2)를 종형 필터 프레스(11)에 공급하고, 슬러리(S2)를 고액 분리한다. 종형 필터 프레스(11)에서 생성되는 케이크(C3)는 시멘트 원료 등으로서 시멘트 킬른 등에 투입되고, 한편 염소분을 포함하는 여액(L3)은 여액 탱크(33)에 공급되어 일시적으로 저류된다.
여액 탱크(33)로부터의 여액(L3)을 약액 반응조(34A)에 공급하고, 여액(L3)의 납을 황화하여 황화납으로 한다. 다음에 약액 반응조(34B)에 있어서 염화제일철의 응집 작용에 의해 황화납을 침전시키고, 약액 반응조(34C)에 있어서 고분자응집제에 의해 상기 침전물을 더욱 큰 입자가 되도록 응집시킨다.
다음에 침강 분리기(35)로 상기 침전물을 침강 분리한다. 침강 분리기(35)에서 얻어진 침전물은 도시하지 않는 슬러지 피트에 저류된 후, 필터 프레스 등에서 고액 분리되어, 케이크를 시멘트 원료 등으로서 재이용할 수 있다.
다음에 침강 분리기(35)로부터의 상등액(L4)을 혼합 탱크(12)에 공급하고, 더스트 수세 처리 시스템(2)의 여액 탱크(27)로부터의 여액(L2)과 합류시킨다.
혼합 탱크(12)에 있어서, 침강 분리기(35)로부터의 상등액(L4) 및 여액 탱크(27)로부터의 여액(L2)에 잔류하는 중금속류 등을 포집하고, 드럼 필터(13)로 혼합 탱크(12)로부터의 여액에 잔류하는 중금속류, 현탁 물질을 제거하고, 희석수를 첨가하여 하수도 등에 방류한다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, 더스트 수세 처리 시스템(2) 및 공통 시스템을 사용하여 여액(L1)의 셀렌, 탈륨, 납을 제거했지만, 이들 이외에 아연, 구리 등을 제거할 수도 있고, 수황화 소다 대신에 황화 소다를, 석회유 대신에 가성 소다를 사용할 수 있으며, 이들을 동시에 사용할 수도 있다.
또, 재 수세 처리 시스템(3) 및 공통 시스템을 사용하여 여액(L3)을 수처리하는 경우에도, 납 이외에 아연, 구리 등을 제거할 수 있고, 수황화 소다 대신에 황화 소다, 액체 킬레이트, 염화제일철 대신에 염화제이철을 사용할 수도 있고, 이들을 동시에 사용할 수도 있다. 또한, pH 조정 등을 위해서 가성 소다를 사용할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에서는 더스트(D)를 포함하는 슬러리의 여과, 및 비산재(A)를 포함하는 슬러리의 여과를 공통의 종형 필터 프레스(11)를 사용하여 행함과 아울러, 혼합 탱크(12) 및 드럼 필터(13)를 공용하기 때문에, 설비 비용 및 운전 비용을 낮게 억제할 수 있다. 또, 칼슘 농도가 높은 비산재(A)(표 1 참조)의 슬러리(S2)와, SO4 농도가 높은 더스트(D)(표 2 참조)의 슬러리(S1)의 고액 분리를 종형 필터 프레스(11)에 의해 따로따로 행하기 때문에, 종형 필터 프레스(11)에 황산칼슘(CaSO4)의 스케일이 발생하지 않아, 고가의 스케일 방지제(탄산나트륨)를 첨가하지 않아도 종형 필터 프레스(11)의 안정 운전을 유지할 수 있다. 또한, 더스트(D)를 포함하는 슬러리(S1)의 수처리, 및 비산재(A)를 포함하는 슬러리(S2)의 수처리를 따로따로 각각의 슬러리의 특성에 따라서 행하기 때문에 약제 비용을 저감할 수 있다. 이 약제 비용의 저감 효과에 대해서, 이하의 시험예에 의해 구체적으로 설명한다.
표 1은 비산재(A) 단독의 수세 여액에 포함되는 중금속류의 농도를 나타낸다. 동 표에 나타내는 바와 같이, 이 여액에는 납이나 아연이 포함되지만, 셀렌 및 탈륨은 존재하지 않고, 구리가 약간 존재한다.
비산재(A) 단독
Pb Se Tl Zn Cu Ca SO4
수세 여액 160 0.0 0.0 7.1 0.09 11000 1200
표 2는 더스트(D) 단독의 수세 여액의 중금속류의 농도를 나타낸다. 동 표에 나타내는 바와 같이, 이 여액에는 납 이외에 셀렌 및 탈륨이 존재하기 때문에, 수처리에 의해 이들을 제거한 후, 방류할 필요가 있다.
더스트(D) 단독
Pb Se Tl Zn Cu Ca SO4
수세 여액 200 3.0 25 <0.5 <0.5 1900 6600
표 3은 비산재(A)와 더스트(D)를 혼합하여 수세한 경우의 여액의 중금속류의 농도를 나타낸다. 여기서, 비산재(A)와 더스트(D)의 혼합 비율은 도 1에 나타내는 1일당 각각의 처리량의 비에 맞춘 것으로 되어 있다. 즉, 비산재(A):85t/d(1일당 처리량(톤)), 더스트(D):20t/d의 처리량이므로, 더스트(D)의 전체에 대한 비율이 20/(85+20)×100=19.1%로 되어 있다.
혼합 수세
Pb Se Tl Zn Cu
수세 여액 200 0.5 2 2.4 0.12
6000 <0.1 0.1 <0.1 <0.5 <0.5
방류 기준값 <0.1 <0.1 (<0.1) <5 <3
동 표의 1단에 나타내는 바와 같이, 혼합 수세를 행한 경우의 수세 여액에는 다양한 중금속류가 포함되어 있기 때문에, 수처리에 의해 이들을 동 표의 3단에 기재된 방류 기준값 이하로 할 필요가 있다. 특히, 셀렌을 제거하기 위해서는, 염화제일철을 다량으로 첨가할 필요가 있고, 동 표의 2단의 「6000」은 Fe로서 6000mg/l의 염화제일철을 첨가한 후의 각 중금속류의 함유율을 나타낸다. 이 양의 염화제일철을 첨가함으로써 셀렌 농도가 대략 방류 기준값에 이르고, 다른 중금속류는 방류 기준값 이하의 농도로 되어 있다.
한편, 표 4는 더스트(D) 단독의 수세 여액에 Fe로서 6000mg/l의 염화제일철을 첨가한 후, 비산재(A) 단독의 수세 여액으로 희석한 경우의 각 중금속류의 농도를 나타낸다. 동 표의 2단의 「6000」은 Fe로서 6000mg/l의 염화제일철을 첨가한 후의 각 중금속류의 농도를 나타낸다. 3단의 「희석」은 상기 염화제일철 후에 비산재(A) 단독의 수세 여액으로 희석한 후의 중금속류의 농도를 나타낸다. 3단의 「희석」란에 기재된 바와 같이, 셀렌을 포함하는 모든 중금속류에 대해 방류 기준값 이하의 농도로 되어 있다.
더스트(D) 단독
Pb Se Tl Zn Cu
수세 여액 200 3.0 25 <0.5 <0.5
6000 <0.1 0.38 <0.1 <0.5 <0.5
희석 <0.1 0.07 <0.1 <0.5 <0.5
방류 기준값 <0.1 <0.1 (<0.1) <5 <3
여기서, 상기 비산재(A)와 더스트(D)의 혼합 수세를 행하는 경우(케이스 A)와, 더스트(D) 단독의 수세 여액에 염화제일철을 첨가한 후, 비산재(A) 단독의 수세 여액으로 희석하는 경우(케이스 B)에서, 비산재(A)의 여액:340t/d, 더스트(D)의 여액:80t/d를 처리한 경우의 염화제일철(Fe로서)의 사용량을 비교한다. 또한, 수세 여액의 비중은 1.09kg/l이다.
케이스 A의 경우에는,
6000mg/l÷1.09kg/l×(340+80)t/d=2,311kg/d
가 되고, 2,311kg/d의 철(Fe)을 소비한다.
한편, 케이스 B의 경우에는,
6000mg/l÷1.09kg/l×80t/d=440kg/d
가 되고, 440kg/d의 철(Fe)을 소비한다.
이상으로부터 케이스 B에서는 케이스 A의 5분의 1의 (FeCl2) 사용량이면 되는 것을 알 수 있다.
도 2는 염화제일철(FeCl2)을 사용하여 셀렌(Se)의 제거를 행한 경우의 염화제일철의 첨가량과, 처리수의 셀렌 농도의 관계를 나타내는 그래프이다. 동 도면에 나타내는 바와 같이, 셀렌의 농도가 낮아짐에 따라, 첨가해야 할 염화제일철의 양이 증대하는 것을 알 수 있다. 특히, 셀렌 농도를 0.5mg/l로부터 0.1mg/l까지 낮추기 위해서는 6000mg-Fe/l로 다량의 염화제일철을 첨가할 필요가 있다. 한편, 셀렌 농도를 3.0mg/l로부터 0.38mg/l까지 낮추는 경우에도 약6000mg-Fe/l의 염화제일철의 첨가가 필요하다. 그 후, 셀렌을 함유하지 않은 비산재(A)의 수세 여액으로 희석함으로써 방류 기준의 달성이 가능해지고, 처리하는 여액량의 차로부터 염화제일철의 첨가량을 대폭 저하시킬 수 있다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, 비산재(A)를 포함하는 슬러리의 여과와, 더스트(D)를 포함하는 슬러리의 여과를 각각 따로따로 행하는 여과 장치로서 배치식의 종형 필터 프레스(11)를 사용하는 경우에 대해서 설명했지만, 배치식의 횡형의 필터 프레스를 사용할 수도 있고, 또 연속식의 벨트 필터 등을 사용할 수도 있다.
또, 상기 실시형태에는 비산재(A)의 수세 여액과 더스트(D)의 수세 여액을 혼합 탱크(12)에서 합류시키는 경우를 나타내고 있지만, 더스트(D)의 수세 여액의 전부 또는 일부를 다른 용도에 유효 이용할 수 있다.
예를 들면, 더스트(D)의 수세 여액 중에는 화학 비료로서 사용되는 칼륨이 포함되기 때문에, 이 수세 여액을 직접 화학 비료 원료 등의 공업 재료로서 이용할 수 있다. 또, 이 여액을 도 1의 드럼 필터(13) 등으로 중금속류 등의 현탁 물질을 포집하고, 배수 처리한 후에 공업 재료로서 이용할 수도 있다.
또한, 더스트(D)의 수세 여액에는 염화나트륨이나 염화칼륨 등의 염도 포함되는 점에서, 이 염을 회수하여 공업 재료 등에 이용할 수 있다. 이 염은 정석 장치 등을 사용하여 회수할 수 있다. 정석 장치는 수세 여액 중의 용질의 결정립경을 크게 하여 석출시키고, 원심분리기를 거쳐 회수하는 장치이며, 가열형에서는 염화나트륨을, 냉각형에서는 염화칼륨을 정석시킬 수 있다. 또, 수세 여액으로부터 중금속 등을 제거하기 위한 배수 처리한 후에 염을 회수할 수 있다.
또, 상기 실시형태에 있어서는, 소각재로서 비산재를 수세하는 경우를 예시했지만, 비산재 대신에 주재(主灰)를 수세하는 경우에도 본 발명을 적용할 수 있고, 또, 비산재와 주재를 동시에 수세할 수도 있다.
또한, 상기 실시형태에서 나타낸 각 장치, 약액의 종류, 처리 대상물의 1일당 처리량 등은 예시에 지나지 않고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 적당히 변경할 수 있는 것은 물론이다.
1…수세 시스템
2…더스트 수세 처리 시스템
3…재 수세 처리 시스템
11…종형 필터 프레스
12…혼합 탱크
13…드럼 필터
21…더스트 탱크
22…용해조
23…여액 탱크
24(24A~24C)…약액 반응조
25…슬러리 탱크
26…필터 프레스
27…여액 탱크
31…비산재 탱크
32…용해조
33…여액 탱크
34(34A~34C)…약액 반응조
35…침강 분리기
A…비산재
C1~C3…케이크
D…더스트
L1~L3…여액
L4…상등액
S1~S2…슬러리

Claims (8)

  1. 소각재와, 시멘트 킬른의 가마 후미로부터 최하단 사이클론에 이르기까지의 킬른 배기 가스 유로로부터 추기된 연소 가스에 포함되는 더스트를 수세함에 있어서,
    상기 소각재를 물에 용해시키고,
    상기 더스트를 물에 용해시키고,
    여과 장치를 공용하여, 상기 소각재를 포함하는 슬러리의 여과, 및 상기 더스트를 포함하는 슬러리의 여과를 각각 따로따로 상이한 시간대에 행하고,
    상기 여과 장치로부터 배출되는 상기 소각재를 포함하는 슬러리의 여액, 및 상기 더스트를 포함하는 슬러리의 여액의 혼합을 회피하는 것을 특징으로 하는 소각재 및 시멘트 킬른 연소 가스 추기 더스트의 수세 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 여과 장치로부터 배출된 상기 소각재를 포함하는 슬러리의 여액, 및 상기 더스트를 포함하는 슬러리의 여액을 각각 따로따로 수처리하는 것을 특징으로 하는 소각재 및 시멘트 킬른 연소 가스 추기 더스트의 수세 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 소각재를 포함하는 슬러리의 여액, 및 상기 더스트를 포함하는 슬러리의 여액을 각각 따로따로 수처리한 후, 각각의 수처리 후의 여액을 합류시키는 것을 특징으로 하는 소각재 및 시멘트 킬른 연소 가스 추기 더스트의 수세 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 여과 장치는 배치식의 여과 장치인 것을 특징으로 하는 소각재 및 시멘트 킬른 연소 가스 추기 더스트의 수세 방법.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 소각재의 수세 여액의 수처리의 대상 성분은 납, 아연, 및 구리로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 소각재 및 시멘트 킬른 연소 가스 추기 더스트의 수세 방법.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 더스트의 수세 여액의 수처리의 대상 성분은 셀렌, 탈륨, 납, 아연, 및 구리로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 소각재 및 시멘트 킬른 연소 가스 추기 더스트의 수세 방법.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 더스트의 수세 여액의 수처리에 있어서, 염산, 염화제일철, 황산제일철, 수황화 소다, 황화 소다, 가성 소다, 및 석회유로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는 소각재 및 시멘트 킬른 연소 가스 추기 더스트의 수세 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소각재의 수세 여액을 배수 처리 후 방류하고, 상기 더스트의 수세 여액을 유효 이용하는 것을 특징으로 하는 소각재 및 시멘트 킬른 연소 가스 추기 더스트의 수세 방법.
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