專利名稱：：有害氣體和焚燒爐底殘灰等凈化處理物及其凈化處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及含有黑煙和惡臭和重金屬、飛灰的有害氣體和在焚燒裝置底部堆積的殘留灰等的凈化處理物及其凈化處理方法。
背景技術(shù)：
：從生活環(huán)境上來(lái)看，不必說(shuō)廢棄物燃燒時(shí)產(chǎn)生的黑煙和惡臭，就連對(duì)投棄的焚燒灰和排放的飛灰中含有的有害重金屬的溶出，和已經(jīng)在歐洲嚴(yán)格限制的1英的排放都有了嚴(yán)格柳艮制。然而行政指導(dǎo)要求由目前處理廢棄物的不連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的中小焚燒爐轉(zhuǎn)換為連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的大型熔融爐焚燒法。但是若有上述規(guī)定，經(jīng)營(yíng)中小爐的地方自治體和從事中間廢棄物處理者就要被迫SA高額改造設(shè)備或停業(yè)，但還沒(méi)有解決這個(gè)問(wèn)題的現(xiàn)實(shí)的建議。眾所周知，只要在廢棄物中含有金屬和成分ci，有機(jī)物燃燒后必然產(chǎn)生有害氣體二嘿英的前體。另夕卜在排氣處理的最終工序中使用不耐高溫的袋濾器，即使在送至袋濾器途中進(jìn)行冷卻處理和洗滌器處理，也會(huì)產(chǎn)生二嗨英。因此，用無(wú)機(jī)物和礦物進(jìn)行吸著處理，但殘和吸著劑需要再處理，為使處理完全，還必須有復(fù)雜的處理技和高額的設(shè)備。另外在焚燒殘?jiān)臍埩艋抑?，殘存有有害的重金屬，以前用螯合劑處理后投棄在指定的填土掩埋地處理，但由于重金屬螯合物的長(zhǎng)期穩(wěn)定性不足，存在安全性問(wèn)題。特別是在飛灰中，二瞎英和重金屬濃縮后殘存在其中，用螯合劑進(jìn)行完全處理很困難。此外，用小型焚燒爐因?yàn)楫a(chǎn)生黑煙和惡臭給周圍居民帶來(lái)影響，解決的對(duì)策是需要昂貴的焚燒爐。因此希望尋找至U簡(jiǎn)單和便宜的方法。環(huán)境廳若要達(dá)到對(duì)二嘿英和其他氣體以及重金屬的規(guī)定值，則現(xiàn)有焚燒裝置的改造費(fèi)用昂貴，只能停止運(yùn)作，此外，用于完全處理的各種熔融爐需要花費(fèi)巨資，擔(dān)心增加保護(hù)環(huán)境的居民的負(fù)擔(dān)。焚燒爐的排出氣術(shù)鵬高達(dá)200-800°C，沒(méi)有育,過(guò)濾黑煙和惡臭的有機(jī)物過(guò)濾器，在冷卻或洗滌器處理后，或者用各種陶瓷催化劑或吸附體處理^4脂，再輸送到袋濾器中。因而，由于體價(jià)格昂貴，期望找到不需要采用后處理的耐高溫的無(wú)lH3i濾器和吸附材料。以前，公知的處理含有重金屬的殘留灰和飛灰的方法，有將有機(jī)物例如氨基甲酸產(chǎn)生的螯合劑進(jìn)行混合的處理法，該法被廣泛使用，但是難以用化學(xué)的方式來(lái)評(píng)價(jià)螯合法的穩(wěn)定性，所以需要找到一種能使重金屬以化學(xué)方式進(jìn)行穩(wěn)定的離子結(jié)合的方法。在歐洲，很早就開(kāi)始實(shí)施處理二噁英的對(duì)策，但是近年來(lái)也以對(duì)排放氣體進(jìn)行冷卻的方法占主流，根據(jù)最近的研究，二嗯英的前體在HC1存在的情況下，在低溫下會(huì)產(chǎn)生二螺英，為解決這個(gè)問(wèn)題，有效利用了45(TC以上還可以使用的活性碳和消石灰的吸附法。不過(guò)，即使在該吸附法中，袋濾器還是必要的，因?yàn)楸仨氝^(guò)濾處理其中殘存的含重金屬的飛灰。也就是說(shuō)，在處理排放氣體過(guò)程中，需要吸附對(duì)含有二嘿英前體和氯化鐵和重金屬的飛灰處理，對(duì)二嗨英的懶率有作用的催化齊訴松害物的過(guò)濾器，為再j柳過(guò)濾器還需要后處理。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明考慮到了涉及的各各方面，提供即使在不連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的中小爐中使用，也很容易超隨除被視為最難達(dá)到的二噁英規(guī)定值，能夠減少裝置成本和現(xiàn)有爐的改造費(fèi)，減輕居民負(fù)擔(dān)，也肖『泛的應(yīng)用于其他產(chǎn)業(yè)上。本發(fā)明者等建議以后,水性鵬性無(wú)機(jī)化合物的制造法"(特許第2028203號(hào)特公平7—14801號(hào))、"防災(zāi)、防火、耐火復(fù)合材料"(特許第2015694號(hào))等統(tǒng)稱為前發(fā)明硅烷醇鹽溶液。此前發(fā)明硅烷醇鹽溶液，采用金屬硅和硼砂和氟化鈉、亞無(wú)機(jī)酸或其鹽，以及堿金屬(Na^K，Li)，由固體和濃堿溶液反應(yīng)制造而成，它與7jC玻璃不同，是由硅g和g醇鹽構(gòu)成的。圖1—4是表示本發(fā)明的硅烷醇鹽溶液(LC)是耐熱無(wú)機(jī)物，在20。C，250°C，550°C，96(TC時(shí)，在FT-IR分析中，隨鵬升高水肝峰值^f氐顯示出成膜的圖。在圖1至圖4中橫軸表示W(wǎng)AVENUMBERS(波數(shù))、縱軸表示ABSORVANCE(吸光度)。在該東MW究中心的分析報(bào)告，圖1—4的FT-IR分析中，觀察到示出在780cnf1時(shí)硅皿存在，并且在900，1000，2400—3800cm—1時(shí)，||#在的峰。前述的硅烷醇鹽溶液，是一禾中即使在排出氣體的溫度在200—100(TC那樣的高溫范圍內(nèi)時(shí)都具有耐熱性并且不^M的耐熱材料。本發(fā)明的硅烷醇鹽溶液具有膨脹性(intumescence)。根據(jù)上述的東麗的分析報(bào)告，650。C時(shí)有蛋白石(泡石)生成。圖5表示的50(TC的XRD(XraydiffractionX線解l碟置、它是只分析Si化合物的特^置。)的峰值，與水玻璃的峰值差別比較可以判斷，其結(jié)晶化速度決。在圖5中，縱軸是X線的吸收譜cm2/g，橫軸是波長(zhǎng)以Cu作耙材。前述g醇鹽溶液的結(jié)晶峰很清楚，表示在低溫成為固相前體成膜，這可以角軍釋若吸附水蒸發(fā)則出現(xiàn)膨脹現(xiàn)象的原因。事實(shí)上，將前述硅烷醇鹽溶液固體成分為50%的液#^在鐵板上，無(wú)論從下部加熱或從上部噴嘴加熱都產(chǎn)生發(fā)泡現(xiàn)象。此現(xiàn)象持續(xù)到65(TC，以后隨加熱7鵬上升發(fā)泡膨脹5嫁消失而后糊化，涂膜化。用日本高技術(shù)(？、"4亍、7夕)(株)的高溫顯微鏡能夠觀察到該現(xiàn)象。用圖6的示意圖表示該5嫁。圖6中的上段圖是表示本發(fā)明硅烷醇鹽溶液(LC)因排氣而泡沫化、鵬化從而成為膠體過(guò)濾器，排出水蒸氣、二氧化碳等凈化處理氣體的狀態(tài)的示意圖。中段圖是表示當(dāng)殘?jiān)餃囟冉档蜁r(shí)，發(fā)泡呈鎮(zhèn)定化狀態(tài)的示意圖。下段圖是表示在返回到常溫時(shí)，涂膜內(nèi)包含排氣殘?jiān)锏臓顟B(tài)的示意圖。這樣本發(fā)明g醇鹽溶液(LC)的膠體起到了耐熱過(guò)濾器的作用。在廢棄物的焚燒排氣中含有高溫氣體和含重金屬的飛灰，本發(fā)明硅烷醇鹽溶液，為了包含上湖一氣，必須膨脹到充滿排氣管的程度。因?yàn)榍笆龉柰榇见}溶液因高溫排氣成為成膜膨脹物，從而具有達(dá)成本發(fā)明目的的作用效果。加熱硅烷醇，其H和0H脫7K艦硅敏是眾所周知的，因此認(rèn)為此時(shí)若有重金屬，將結(jié)合成-Si-0"R(R是金屬)。本發(fā)明硅烷醇鹽溶液與重金屬含有物混合，分析混合物的焚燒物，結(jié)果表明重金屬?zèng)]有溶出，顯示了這一事實(shí)。假如象涂料一樣只是被涂敷隱,來(lái)，夷卩么將i微材料粉碎，重金屬必然會(huì)溶出。但采用將試驗(yàn)材料粉碎而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的方、去，結(jié)果在8ocrc或以上的高溫下沒(méi)有觀察至腫金屬?gòu)墓袒奈⒎鬯槲镏腥艹?，因此認(rèn)為這是離子結(jié)合的作用，也就是說(shuō)，表明對(duì)重金屬有捕捉作用。本發(fā)明硅烷醇鹽溶液是0.5-1微米的膠體。觀察上述圖1—4的FT-IR，即使皿達(dá)到90(TC羥基也沒(méi)有消失。圖7表示前述g醇鹽溶液當(dāng)加熱氣體溫度在45(TC，噴嘹鵬在18(TC時(shí)，用噴霧干燥器使其粉末化的顯微鏡照片，呈現(xiàn)出50—80M尺寸的發(fā)泡球化狀態(tài)。觀察圖6的推定示意圖，若在過(guò)量的水存在的^#下由高溫排氣加熱，成脹的膠體因表面的凝膠狀物而被熔敷，凝膠吸附水分蒸發(fā)，認(rèn)為這是在過(guò)濾、器的作用下將廢棄物的固體成分包在內(nèi)部并使歹物堆積起來(lái)。有害的排氣的1英反應(yīng)在45(TC或以上不會(huì)發(fā)生己有定論，因此假如捕捉二嚼英的前體和鹽酸成分，貝卿使冷卻到容易生成二瞎英的溫度40(TC或以下，也育灘控制二嚼英的產(chǎn)生。本發(fā)明的硅烷醇鹽溶液是堿金屬鹽溶液。用出口溫度為20(TC的噴霧干燥器將剩余水分吹走使其粉末化以后，將其以重量比40X與PVC混練，用道曼(K一7乂)元素分豐ifi十作75(TC燃燒分析，從分析結(jié)果看，揮發(fā)性鹽酸減至很小，不揮發(fā)HC1增加到6000倍，用過(guò)濾捉分析法得到灰^^到約25%、揮發(fā)性鹽酸和灰顯著減少，惡臭也M^、。圖8是圖7所示的固體化粒狀物與PVC混合后煅燒的氣體的分析報(bào)告表，由日本吉綸(七才分析中心提供。根據(jù)分析結(jié)果，可以推測(cè)前述硅烷醇鹽溶液具有^>黑煙、捕鵬成惡臭的氣體的效果。尤其是鹽酸的Li鹽即4頓捉C1，招氏溫下也難于，f?？烧J(rèn)為前述li^醇鹽(Li鹽)溶液育鵬細(xì)寸PVC的二瞎英。在廢棄物的重金屬中Pb含量最多，因此將其作為模型，向殘留灰中含有Pb成分500-2000卯m和含有15，000ppm飛灰的灰中，根據(jù)其中Pb的重量含量，混合10%—140%的前述,醇鹽溶液，加熱到90(TC或以上。無(wú)論在哪種條件下，在Pb的溶出i纖結(jié)果中，得到的穩(wěn)定型分析值都是0.01ppm/升，可認(rèn)為是生成了上述說(shuō)明的硅，鍵。在木材防腐劑中使用的CCA含有銅、鉻和砷，在其5%溶液中加入10%的前述硅烷醇鹽溶液，900℃加熱固化后呈綠色，進(jìn)行溶出試驗(yàn)，鉻，銅，砷的含量都在0.Olppm或以下。認(rèn)為這些重金屬也呈離子結(jié)合。若向200℃或以上的高溫排氣中噴霧本發(fā)明的硅烷醇鹽溶液，由于瞬時(shí)凝膠成膜而膨脹泡沫化，認(rèn)為其中包含了黑煙和惡臭氣體。認(rèn)為該結(jié)果說(shuō)明凝膠膠體具有過(guò)濾器的作用，向排氣中噴霧是有效的方法。噴霧手段采用瞬時(shí)擴(kuò)大法是必要的，因此若用產(chǎn)生高壓的噴射器噴霧，產(chǎn)生足夠抽吸的負(fù)壓，產(chǎn)生使排氣包含在本發(fā)明硅烷醇鹽溶液的成膜膨脹物中的作用，產(chǎn)生包含飛灰的凝膠化的殘?jiān)?，將殘?jiān)飰毫斔秃笠虮戎夭疃逊e起來(lái)，僅水蒸氣蒸發(fā)出來(lái)。無(wú)論是向用鼓風(fēng)t腿風(fēng)的排氣中加壓噴霧或是向送風(fēng)排氣中滴下都產(chǎn)生同樣的作用。本發(fā)明麟醇鹽溶液的腿、噴霧、滴下是必要的手段。本發(fā)明硅烷醇鹽溶液與排氣的接觸方法，無(wú)論是向被抽吸送風(fēng)的排氣中噴霧，或是滴下前述g醇鹽溶液，還是相反地，將高溫排氣吹入到本發(fā)明硅烷醇鹽溶液中與之相接觸，都成膜膨脹而產(chǎn)生同樣的作用效果。由于堆積因比重差而產(chǎn)生，所以即使混合高嶺土和碳屑等無(wú)機(jī)物粉末也有效。此外，含有有機(jī)物或重金屬、土壤、水分等的廢棄物可容易地與本發(fā)明硅烷醇鹽溶液相混合。象上述的另孵，若燃燒有機(jī)物，已混合的本發(fā)明麟醇鹽溶瓶就會(huì)劍莫膨脹化，從而將燃航體包含并且捕捉碳化和氣化的灰或Cl氣，起到只使水蒸氣通過(guò)的過(guò)濾器的作用，同時(shí)與殘留灰混合。同時(shí)，假如如上所述向排氣中噴霧本發(fā)明硅烷醇鹽溶液，則可發(fā)揮殘留灰和氣體同時(shí)凈化的本發(fā)明的凈化處理作用。如上所述，將含有本發(fā)明麟醇鹽溶液的排氣離堆積物或殘留灰，在800℃或以上，例如在回轉(zhuǎn)爐中焚燒，貝卿使其中含有有害重金屬，在陶瓷化后，也能使不溶出的穩(wěn)定型有價(jià)物附氐到指定比例。為解決上述課題，本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下1.提供一種凈化處理物，其特征在于，使由硅氧烷和g醇鹽構(gòu)成的水性，性無(wú)機(jī)化合物與含有黑煙和惡臭和重金屬、飛灰的有害廢棄物的燃燒氣體相接觸，形成成膜膨脹物，成為在其中包含黑煙和惡臭和有害氣體及重金屬的燃燒歹物，從而同時(shí)將作為有害物和公害物的，黑煙和惡臭和有害氣體及重金屬封閉。2.此外，提供另外一種凈化處理物，其特征在于，使由硅，和硅烷醇鹽構(gòu)成的水性成膜性無(wú)機(jī)化合物與在焚燒廢棄物的焚燒^g底部堆積的殘留灰混合，形成殘留灰和水性成膜性無(wú)機(jī)化合物的混合物，從而得到由上述水性成膜性化合物的膜被覆在表面的燃燒殘?jiān)?，同時(shí)將有害物和公害物封閉。3.此外，上述第1和2項(xiàng)所述的處理物，其特征在于，將第1或2項(xiàng)所述的上述由水性成膜性無(wú)機(jī)化合物的膜被覆在表面的燃燒殘?jiān)锘騼烧叩幕旌衔镌?0(TC或以上的溫度下'煅燒。4.此外，本發(fā)明提供一種廢棄物的凈化處理方法，其特征在于，使由硅氧烷和硅烷醇鹽構(gòu)成的水性成膜性無(wú)機(jī)化合物與廢棄物的燃燒氣體和飛灰相接觸，形成膨脹物，成為在其中包含黑煙和惡臭和有害氣體及重金屬的燃燒歹物，將同時(shí)封閉作為有害物和公害物的黑煙和惡臭和有害氣體及重金屬所構(gòu)成的廢棄物進(jìn)行燃燒，以同時(shí)對(duì)生成的黑煙和惡臭和有害氣體和重金屬的含有物等的有害物和公害物進(jìn)行封閉凈化處理。5.此外，上述第4項(xiàng)所述的廢棄物的凈化處理方法，其特征在于，，接觸是通向廢棄物的燃燒氣體中噴霧由硅氧烷和硅烷醇構(gòu)成的水性成膜性無(wú)機(jī)化合物而實(shí)現(xiàn)的。6.此外，上述第5項(xiàng)所述的廢棄物的凈化處理方法，其特征在于，在使上述水性成膜性無(wú)機(jī)化合物與廢棄物的燃燒氣體接觸時(shí)，在煙道或吸弓l側(cè)道上安裝加壓噴霧裝置，噴霧水性成膜性無(wú)機(jī)化合物，通過(guò)此時(shí)產(chǎn)生的負(fù)壓抽吸上述黑煙和惡臭和有害氣體及重金屬。7.此外，上述第4項(xiàng)所述的廢棄物的凈化處理方法，其特征在于，在使上述水性成膜性無(wú)機(jī)化合物與廢棄物的燃燒氣體接觸時(shí)，在上述水性成膜性無(wú)機(jī)化合物中，吹入20(TC或以上的廢棄物燃燒氣體，成為在其中包含上述黑煙和惡臭和有害氣體及重金屬含有物的殘?jiān)铩?.此外，提供另一種廢棄物的凈化處理方法，其特征在于，使由硅織和硅烷醇鹽構(gòu)成的水性成膜性無(wú)機(jī)化合物與燃燒廢棄物的殘留灰接觸，形成成膜膨脹物，以封閉凈化處理有害物和公害物。9.此外，，第4一8項(xiàng)所述的廢棄物的凈化處理方法，其特征在于，將同時(shí)封閉，有害物和公害物的處理物，或者將上述水性成膜性無(wú)機(jī)化合物與廢棄物經(jīng)燃燒后的殘留灰和飛灰混合，在80(TC或以上加熱使其陶瓷化，防止有害物和公害物的溶出。在上述3種凈化處理物，5種廢棄物處理方法中，作為戰(zhàn)由硅氧烷和硅烷醇構(gòu)成的水性成膜性無(wú)機(jī)化合物，,使用的是在^^屬鋁或金屬硅、和水合的硼砂、硼酸、氟化鈉或氟,亞無(wú)機(jī)酸化合物、和苛性鉀、苛性鈉或苛性鋰堿金屬反應(yīng)時(shí)，；fcK中或上述無(wú)機(jī)酸化合物的溶液中，發(fā)生上述金屬固體和戰(zhàn)堿金屬的濃溶液反應(yīng)，將該反應(yīng)熱控制在50℃—100℃以內(nèi)，而且，生成物的比重成為1.1或以上，產(chǎn)生的水性成膜性無(wú)機(jī)化合物。財(cái)卜，若在上述生成的水性成膜性無(wú)機(jī)化合物中加入金屬化合物使金屬成分過(guò)剩效果很好。另外，如果向水性成膜性無(wú)機(jī)化合物中混合進(jìn)加A^不加入無(wú)機(jī)酸的醇類而生成的比重1.3或以上的沉淀物更好。向7jC性成膜性無(wú)機(jī)化合物中加入天然或合成的礦物粉末或礦物纖維、礦物層狀物進(jìn)4亍增粘的話效果好。此外，可以向水性成膜性無(wú)機(jī)化合物中加入氫氧化物金屬化合物或水硬性組合物。各種試驗(yàn)結(jié)果可以證明，在沒(méi)有袋濾器的情況下，能對(duì)廢棄物焚燒氣體的黑煙和惡臭和二嚼英前體的鹽酸和成為溫床的飛灰和重金屬進(jìn)行捕捉。此外，與通常液軒同，顯示出鵬膨脹現(xiàn)象，進(jìn)行凝膠狀固化涂膜化的結(jié)果，水分蒸發(fā)，包在內(nèi)部的M物以凝膠狀堆積，若再加熱到90(TC或以上則成為重金屬不會(huì)溶出的穩(wěn)定的有價(jià)物。無(wú)論是將前述硅烷醇鹽溶液吹入到高溫排氣中，還是與此相反，將前述排氣吹入到本發(fā)明硅烷S享鹽溶液中，都產(chǎn)生相同的作用效果。排氣中的二嚼英是最有害的氣體，<旦是由于在45(TC或以上不能合成其前體的氯已是定論，因此若在此階段將其除去，就可以阻止二嚼英的生成，但沒(méi)有能在高溫下使用的過(guò)濾器。本發(fā)明g醇鹽溶液如圖l一4所示有耐熱性，如圖6所示膠體膨脹泡沫化，具有如圖6的示意圖那樣的過(guò)濾器的作用，并且如上所述的那樣，因?yàn)槭鞘槍冫}，育嫩捕捉HC1，使其變成不揮發(fā)成分，還育鵬制灰的生成和飛散。圖9、圖10是鄉(xiāng)燒i離中j頓的一般灰塵(MSW)和施勞特灰塵(SD)的工業(yè)分析和元素分析結(jié)果表。吹入到排氣中的本發(fā)明硅烷醇鹽溶液使用大量過(guò)剩的水稀釋，但本發(fā)明硅烷醇鹽溶液在高溫下比熱變化并沒(méi)那么大，與大量過(guò)剩的水共存，進(jìn)而發(fā)揮吸熱冷去啲作用使排放的氣體冷卻。由于中小型爐是不連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的，易形成產(chǎn)生二嘿英的200—450。C的環(huán)境溫叟，因此，認(rèn)為是危險(xiǎn)的。但若將本發(fā)明的硅烷醇鹽溶液吹入，貝卿使是在不連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的條件下、即使沒(méi)有高齪段燒，也能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)公害化。如果向前述本發(fā)明硅烷醇鹽溶液中吹入200—80(TC的高溫排氣，則一邊水分蒸發(fā)，一邊前述硅烷醇鹽溶液成膜，顯示出膨脹現(xiàn)象，將有機(jī)物燃燒產(chǎn)生的黑煙和惡臭包含在其中，成為耐熱無(wú)機(jī)過(guò)濾器，從而實(shí)5見(jiàn)無(wú)害化。圖l一4是表示本發(fā)明使用的水性成膜性無(wú)機(jī)化合物(LC)的耐熱無(wú)機(jī)物，在20。C、25()°C、550°C、960。C時(shí)的FTIR分析中，因加溫水M峰值降低而成膜的圖。圖5是巖手大學(xué)委托密執(zhí)安州立大學(xué)，采用Si—MAS-隱對(duì)LC進(jìn)行分析，比較前述發(fā)明硅烷醇鹽溶液和水玻璃在50(TC的生成物，看出僅LC有峰值的成膜性確認(rèn)圖。圖6是將有ilfl」水的前發(fā)明的硅烷醇鹽溶液吹入高溫排氣中，進(jìn)行成膜膨脹化，成為耐熱過(guò)濾器，溫度下降而涂膜化的示意圖。圖7是在氣體溫度為450度，噴霧器出口溫度為18(TC的噴霧干燥器中實(shí)際產(chǎn)生的成膜泡沫化粒子的顯微鏡照片圖。圖8是圖7所示的固化粒狀物與PVC經(jīng)混合煅燒的氣體分析數(shù)據(jù)，它由曰本吉綸(七才"分析中心提供的表。圖910在燃燒逸驗(yàn)中使用的一般垃圾(MSW)和施萊特灰(SD)的工業(yè)分析和元素分析結(jié)果表。圖ll是本發(fā)明使用的焚燒裝置的示意圖。由以下的實(shí)施例更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。實(shí)施例1本發(fā)明的硅烷醇鹽液(LC)即使加熱也不懶早，它逐漸脫水至100(TC，將轉(zhuǎn)變?yōu)楣柩跬榈倪^(guò)程用圖1—4中的20。C、250°C、550°C、950。C的FT-IR圖(東麗研究中心的分析結(jié)果)表示。顯示出隨著^^上升水好的峰值P爭(zhēng)低而鵬。實(shí)施例2將實(shí)施例1使用的LC的成分分析值示于表1。雖然LC含有使用原料的元素，但分析的元素構(gòu)成比不受此限定。表l<table><row><column>底釉</column><column>本發(fā)明硅烷醇鹽溶液</column></row><row><column></column><column></column><column>組合物</column><column>比率(重量)</column></row><row><column>55</column><column>SiO2</column><column>60.27</column></row><row><column>20</column><column>Na2O</column><column>21.92</column></row><row><column>15</column><column>B203</column><column>16.44</column></row><row><column>5</column><column>CaF2</column><column>1.37將F換算成CaF2</column></row><table>*7夕"對(duì)、技術(shù)中心的分析結(jié)果這樣的成分構(gòu)成比率與搪瓷底釉的分析值近似，所以同樣能夠加熱硬化并陶瓷涂膜化。實(shí)施例3本發(fā)明的硅烷醇鹽溶液(LC一150)的固體成分為50%，比重為1.5，PH=12.2，將其吸附水分在不同的溫度區(qū)間的減7K量示于表2，此外，將20—1200。C之間的比熱，熱擴(kuò)散系數(shù)和導(dǎo)熱率示于表3(7夕"對(duì)、技術(shù)中心分析值)。脫水搟賣到高溫，從常驢100(TC，比熱、熱擴(kuò)散系數(shù)、導(dǎo)熱率變化都不是很大，這表明，LC—150即使在高溫下鵬也難以上升，育g夠作為排放氣沐鵬的吸熱劑起作用。若有31f啲7K存在，貝油于協(xié)同效果，具有吸熱急冷作用。加熱減水量分析結(jié)果<table><row><column>加熱溫度℃</column><column>減水*/吸附水</column></row><row><column>20200</column><column>94.07</column></row><row><column>200500</column><column>4.643</column></row><row><column>5001000</column><column>1.282</column></row><table><table><row><column>表3</column></row><row><column>絕熱特性分析結(jié)果</column></row><row><column>溫度</column><column>比熱</column><column>熱擴(kuò)縣</column><column>導(dǎo)熱率</column></row><row><column>°c</column><column>Cal/g°C</column><column>cm2/S</column><column>cal/cmS。C</column></row><row><column>20</column><column>0.200</column><column>0.00696</column><column>0.00203</column></row><row><column>300</column><column>0.363</column><column>0.00340</column><column>0.00175</column></row><row><column>400</column><column>0.310</column><column>0.00356</column><column>0.00161</column></row><row><column>600</column><column>0.312</column><column>0.003520.00160</column></row><row><column>800</column><column>0.326</column><column>0.00392</column><column>0.00167</column></row><row><column>1000</column><column>0.358</column><column>0.00239</column><column>0.00126</column></row><table>實(shí)施例4利用大河原化工機(jī)的裝置，在LPG氣體溫度450℃、出口溫度180℃的條件下對(duì)本發(fā)明麟醇鹽液(LC一150)噴霧千燥。因?yàn)镮X-150為膠體并有膨脹性，所以形成50—80微米的泡沫，將該泡沫化的顯微鏡照片示于圖7。將其20—50重量份和定法的穩(wěn)定劑以及其他成分加入PVC中，將其混煉成形為片材。圖8g七才>分析中心對(duì)其在750℃燃燒的分析結(jié)果，采用道曼(卜'、一7y)元素分析計(jì)和離子色譜法及過(guò)濾器集法進(jìn)行分析。分析結(jié)果表明，即使在750"燃燒PVC，揮發(fā)性鹽酸量也減少，不揮發(fā)性鹽酸量成為6000倍，灰減少到25%。也,就是說(shuō)，即使燃燒氯乙烯或Cl含有物，也具有捕捉促使二嚼英形成的揮發(fā)性C1而阻礙二瞎英形成的作用。同時(shí)也能阻礙灰和惡臭的產(chǎn)生。實(shí)施例5用Si—MAS—NMR(密執(zhí)安州立大學(xué)開(kāi)發(fā)的獨(dú)特分析裝置)分析上述LC一150的特性，將結(jié)果(巖手大學(xué)委託密執(zhí)安州立大學(xué)得到的試驗(yàn)結(jié)果)示于圖5。結(jié)果表明LC-150是由二聚物和三聚物構(gòu)成的，圖5顯示了本發(fā)明麟醇鹽溶液(LC-150)在平均排氣溫度50(TC時(shí)顯著的結(jié)晶峰值，水玻璃由于是非晶態(tài)而不顯示結(jié)晶峰值。這說(shuō)明本發(fā)明硅烷醇鹽溶液(LC-150)在排氣溫度為400—800"C時(shí)有成膜作用。也就是說(shuō)，上述LC膠體若剩余水分消失，膠體集合起來(lái)具有耐熱吸熱性的成膜形成功能。實(shí)施例6將上述LC一150涂在不糊板上，用日本高技術(shù)(株)的高iSM察顯微鏡，一邊從常溫加熱升溫到900℃，一邊用攝像機(jī)進(jìn)行攝像觀察。由100℃到300℃泡沫化，塞上目鏡，然后清掃透鏡再7次觀察，觀察到膨脹現(xiàn)象持續(xù)到650℃附近，固化為蛋白石(泡石)狀，在800℃或以上塑化而后糊化為糖稀狀。圖6的示意圖表示了上述行為。即在燃燒排氣的排煙道中噴霧上述LC-150時(shí)，可以理解LC-150瞬時(shí)泡沫化而膨脹。LC-150泡沫化充滿排煙道的直徑時(shí)作用效率高。即使將高溫的排氣導(dǎo)入至體發(fā)明麟醇鹽溶液中也能產(chǎn)生相同的堆積效果。實(shí)施例7圖6是表示本發(fā)明作用的示意圖。在圖6中，本發(fā)明麟醇鹽溶液(LC-150)因排氣而泡沫化，其膠體成膜而成為過(guò)濾器，凈化過(guò)的水蒸氣、二氧化碳等被放出來(lái)，而后泡沫沉靜化成為膜。，試驗(yàn)結(jié)果得到了完全與示意圖同樣的狀態(tài)。實(shí)施例8將含有2220mg/升的Pb0的飛灰的分析值以及相對(duì)于100重量份戰(zhàn)飛灰，混合20—100重量份LC的表示于表4。將其在900℃焚燒后，神奈川縣產(chǎn)業(yè)綜合研究所的溶出試驗(yàn)結(jié)果示于表5。無(wú)論何種情況，都在穩(wěn)定型有價(jià)物的規(guī)定值0.01或以下，說(shuō)明LC有凈化重金屬的作用。焚燒灰的分析值如下，Pb的溶出量為222mg/升。表4<table><row><column>灰的分析值</column></row><row><column></column><column>Si02</column><column>9.7</column><column>K</column><column>4.73</column><column>ZnO</column><column>0.62</column></row><row><column></column><column>A1A</column><column>5.75</column><column>Na</column><column>2.54</column><column>PbO</column><column>0.18</column></row><row><column></column><column>CaO</column><column>42.15</column><column>Cl</column><column>13.31</column><column>CuO</column><column>0.05</column></row><row><column></column><column>MgO</column><column>2.02</column><column>so4</column><column>4.34</column><column>Fe203</column><column>1.09</column></row><table>表5<table><row><column>灰</column><column>100</column><column>100</column><column>100</column><column>灰由NKK提供</column></row><row><column></column><column>混合LC固體成分</column><column>18</column><column>36</column><column>54</column><column>神奈川縣產(chǎn)業(yè)綜合</column></row><table>溶出量0.010.010.01研究所的分析結(jié)果或以下或以下實(shí)施例9以下是神戶制鋼所提供的都市垃圾焚燒飛灰和下水道污泥焚燒灰中含有的重金屬分析值。向其中加入10—20重量份的上述LC一140(固體成分40%)混合后在950度煅燒，將神戶制鋼所的溶出試驗(yàn)結(jié)果示于表6。重金屬Pb，As，Ce的溶出量在穩(wěn)定型規(guī)定值以下。重金屬分析值<table><row><column>重金屬</column><column>都市垃圾</column><column>下水道污泥</column></row><row><column>Pbmg/K</column><column>503</column><column>200</column></row><row><column>ASmg/K</column><column>1.2</column><column>40</column></row><row><column>Cemg/K</column><column>0.4</column><column><0.1</column></row><table><table><row><column>下水道污泥焚毀飛灰</column><column>混合LC軍暈份</column><column>Phmg</column><column>Asmg</column><column>Cemg10份</column><column>0.007</column><column>0.007</column><column>〈0.00115份</column><column>0.002</column><column>0.005</column><column><0.00120份</column><column>0.005</column><column>0.005</column><column><0.001</column></row><row><column>都市垃圾焚燒飛灰</column><column>10份</column><column>0.01</column><column><</column><column><15份</column><column>0.009</column><column>〈</column><column><20份</column><column>0.004</column><column><</column><column><</column></row><row><column>土壤環(huán)境難值</column><column>0.Olmg</column><column>0.Olmg</column><column>0.Olmg</column></row><table>實(shí)施例10圖11是i微體，在普通焚燒爐(a)的煙道上安裝偵隨(b)，由混合有20體積份/lm3(50倍)的本發(fā)明硅烷醇鹽溶液(LC—140)的水溶液的罐(c)，用高壓泵(d)經(jīng)過(guò)噴射噴霧(e)，將，LC稀釋溶液P次入側(cè)道(b)內(nèi)。LC-140溶液將高壓泵負(fù)壓作用下抽吸的排氣和飛灰一邊泡沫化一邊包含在內(nèi)，然后投入沉淀槽(f)成為污泥堆積起來(lái)，經(jīng)過(guò)處理的既無(wú)黑煙又無(wú)惡臭的水蒸氣和二氧化碳等從排出口(g)排出，將由沉淀槽(f)底部取出的污泥，投入到旋轉(zhuǎn)窯爐(h)中，在900℃煅燒，排出物(i)成為穩(wěn)定型有價(jià)物。實(shí)施例ll圖9是一般垃圾(MSW)和施萊特灰(SD)的工業(yè)分析和元素分析結(jié)果。在上述SD中Cl含量多達(dá)2.2%。圖10記載了該焚燒灰中重金屬和微量稀有金屬的分析結(jié)果。作為二嗨英前體的Fe203為42.72%,Cu為25，700mg，Zn為38，000mg/Kg。用前述實(shí)施例中的焚燒試驗(yàn)裝置燃燒RDF。不加入LC的情況下有黑煙和惡臭存在，但若在200Kg/cm2的壓力下開(kāi)始吹入LC液時(shí)，則排出蒸汽(i)中無(wú)論黑煙還是惡臭都消失。此項(xiàng)工作由(株)鋼管計(jì)測(cè)按照J(rèn)IS有害氣體分析法分析完成。排氣溫度為260—350℃，此時(shí)最易產(chǎn)生二瞎英，但作為生成要因的HC1從250—1100ppm激減到2.4-2.9ppm，在蒸汽排出口的二嚼英為200ngTEQ/Nm3，但平均值為1.9ngTEQ/Nm3。在本實(shí)施例中不使用袋濾器也不使用石灰和吸著劑，本發(fā)明硅烷醇鹽液起耐熱過(guò)濾器的作用從而凈化鹽酸和二嗯英。其污泥在旋轉(zhuǎn)窯爐(h)中煅燒后溶出試驗(yàn)的結(jié)果表明有害重金屬在O.Olppm或以下。即使在蒸汽排出口(g)放—條毛巾，也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)碳附著&i:面，也沒(méi)有聞到臭氣。由于LC的吸熱作用，沉淀槽(h)的溫度在IO(TC或以下的50—7(TC，在該環(huán)境溫度下不會(huì)生成二嗨英。實(shí)施例12圖9、10中的SD大量含有的重金屬Pb達(dá)1313ppm，Cd達(dá)29ppm,Zn達(dá)38，000ppm，Cr達(dá)831ppm，As達(dá)29ppm。將它按SD與LC-10:10(固體成分比)混合后，在電爐中95(TC下煅燒2小時(shí)，然后做JIS溶出i微，試驗(yàn)結(jié)果達(dá)到了在J^t壤環(huán)境Sl值或以下的目標(biāo)。實(shí)施例13粉碎圖9中的SD，加入10重量X的本發(fā)明i^醇鹽液(LC)，進(jìn)行混合成為廢棄物燃燒物，，的噴射液是混合5%(固體成分2.5%)的LC而成的稀釋液，加壓至50K，如實(shí)施例ll所述的那樣進(jìn)行燃燒。因?yàn)閺U棄物與排氣中都混合了上述LC，所以超U了土驗(yàn)棄物難值的每升Pb0.01mg,Cd0.01mg，Cr0.05mg，AsO.Olmg或以下的目標(biāo)值。感覺(jué)不到并看不到惡臭和黑煙的產(chǎn)生。實(shí)施例14在融爐中產(chǎn)生的飛灰含有Pb17,OOOppm(新日南提供)。在飛灰中加入240％的戰(zhàn)固體成分為60％的LC—150，進(jìn)行混合，在電爐中900℃煅燒1小時(shí)。根據(jù)環(huán)境廳告示第13號(hào)的溶出試驗(yàn)結(jié)果，在0.Olppm或以下。實(shí)施例15圖11是本發(fā)明使用的焚燒裝置示意圖。在一般焚燒爐(a)的煙囪,接煙囪側(cè)道(b)，由噴射噴嘴(e)用高壓泵(d)向該煙囪側(cè)道(b)吹入LC稀釋液(c)，然后投入沉淀槽(f)，蒸汽(g)成為無(wú)害、無(wú)味、無(wú)色的氣體，沉淀堆積物在旋轉(zhuǎn)窯爐(h)中煅燒，它的排出物(i)為穩(wěn)定型有價(jià)物。用圖11的裝置將產(chǎn)生黑煙和惡臭的電攬、PVC板皿泡苯乙烯屑混合進(jìn)行燃燒。由于直接燃燒，產(chǎn)生周圍難以忍受的黑煙和惡臭燃燒不能進(jìn)行。將上述裝置的貯罐(c)中的溶液調(diào)整為含LC2％的溶液(固體成分1％),如果將每1m3燃燒氣量1升的溶液(固體成分20g)以噴射壓力100Kg/cm2，吹入排氣中開(kāi)始燃燒，貝贓周圍感覺(jué)不至嘿煙和惡臭。沉淀槽內(nèi)堆積著內(nèi)部包有碳的黑色污泥。向另夕灘備好的貯罐中，把上述400℃的排氣通過(guò)管子引導(dǎo)吹入到上述貯罐(c)中，瞬時(shí)間鼓泡膨脹化，惡臭消失，排出的蒸汽中沒(méi)有黑煙。即使燃燒聚酯涂料，黑煙和惡臭也象上述的那樣消失，只有蒸汽產(chǎn)生。貯罐中的溶液可以不拋棄地使用數(shù)次。發(fā)明的效果本發(fā)明，因使用#1午第2028203號(hào)特公平7—14801號(hào)的水性成膜性無(wú)機(jī)化合物的溶液而獲得成功。本發(fā)明的硅烷醇鹽液，即使在常溫下也能成膜，所以不受排氣溫度在200—80(TC之間變化的影響仍能產(chǎn)生成膜膨脹現(xiàn)象，將排氣煙道充滿，將含有有害氣體和重金屬的排氣包含在內(nèi)，起到冷卻排氣溫度作用和耐熱膠體過(guò)濾器的作用，同時(shí)凈化包含物，只有無(wú)害的水蒸氣排出來(lái)。本發(fā)明的麟醇鹽液是堿金屬鹽，有捕捉HC1的作用，而且，在高溫下變成硅氧醇，由于和重金屬有氧結(jié)合力，所以在煅燒時(shí)能夠阻止捕捉到的重金屬溶出。因此，由于能夠捕捉二嗯英前體的氯化金屬和鹽酸，具有防止產(chǎn)生二嗨英于未然的作用和效果。前述本發(fā)明硅烷醇鹽液，必須根據(jù)Cl和重金屬量在1—300%之間選擇混合溶液量，但根據(jù)反應(yīng)當(dāng)量考慮，上述硅烷醇鹽液含有的固體成分是重金屬分子量的i一5倍是必、要的。此外因?yàn)镸裝置向排氣送風(fēng)從而增加風(fēng)量，實(shí)際上計(jì)算配合比例很困難，雖然維持反應(yīng)氣在中性或以上的程度，但考慮到溶液的稀釋限度，還有吹入量的限度，因?yàn)槭歉鞣N要素的混合所以必須由實(shí)驗(yàn)來(lái)確認(rèn)。本發(fā)明可以同時(shí)處理燃燒產(chǎn)生的碳和有機(jī)無(wú)機(jī)的惡臭和含有重金屬的灰，鼬多在處理惡臭和黑煙以及重金屬公害物的同時(shí)，防止產(chǎn)生必須嚴(yán)格限制的二嚼英。權(quán)利要求1.廢棄物的凈化處理方法，其特征在于，使由硅氧烷和硅烷醇鹽構(gòu)成的水性成膜性無(wú)機(jī)化合物與廢棄物的燃燒氣體和飛灰相接觸，形成成膜膨脹物，成為在其中包含黑煙和惡臭和有害氣體及重金屬的燃燒殘?jiān)铮瑢?duì)上述廢棄物的燃燒氣體中所含的有害物和公害物進(jìn)行同時(shí)封閉凈化處理，所述水生成膜性無(wú)機(jī)化合物是在使(1)金屬硅、(2)硼砂、硼酸、氟化鈉或者亞無(wú)機(jī)酸或其鹽以及(3)苛性鉀、苛性鈉或苛性鋰的堿金屬氫氧化物反應(yīng)時(shí)，在水中或(2)硼砂、硼酸、氟化鈉或者亞無(wú)機(jī)酸或其鹽的溶液中，使上述金屬固體和上述堿金屬氫氧化物發(fā)生反應(yīng)，在將該反應(yīng)熱控制在50℃-100℃以內(nèi)的同時(shí)，使生成物的比重為1.1或以上而形成的。2.權(quán)利要求1所述的廢棄物的凈化處理方法，其中所述亞無(wú)機(jī)酸為亞磷酸、J2J:肖酸、亞辟疏或其鹽。3.權(quán)利要求1所述的廢棄物的凈化處理方法，其特4碌于，上述接觸是通過(guò)向廢棄物的燃燒氣體中噴霧上ii^性皿性無(wú)才/M匕^;而實(shí)現(xiàn)的。4.權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的廢棄物的凈化處理方法，其特征在于，在使上述水性^I莫性無(wú)才;M匕^4勿與廢棄物的燃燒氣^M妄觸時(shí)，在煙道或吸引側(cè)iUi安^口壓噴霧裝置，通過(guò)該加壓噴霧裝置噴霧上述水性性無(wú)4;1^合物，通iit匕時(shí)產(chǎn)生的負(fù)壓抽卩iLh述黑煙和惡臭和有害氣體及重金屬。5.權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的廢棄物的凈化處理方法，其特4碌于，在^Jiii7K性^i莫性無(wú)4;M匕^f勿與廢棄物的燃燒氣^f妄觸時(shí)，向上述水性性無(wú)才/M^物中，吹入20(TC或以上的上述度棄物燃燒氣體，成為在其中包含上述黑煙和惡臭和有害氣體及重金屬的殘?jiān)铩?.權(quán)利要求1-3中^~~項(xiàng)所述的廢棄物的凈化處理方法，其特M于，使上述水f生成膜性無(wú)才A4匕合物與在燃燒廢棄物的焚燒裝置底部堆積的殘留灰接觸，形成AMI彭脹物，以封閉凈化處理有害物和公害物。7.斗又利要求l-3中任一項(xiàng)所述的廢棄物的凈化處理方法，其特征在于，將上述水性^J莫性無(wú)4/M匕合物與同時(shí)封閉上述有害物和公害物形成的處理物，或者廢棄物燃燒后的殘留灰和飛灰混合，在80(TC或以上加熱使其陶覺(jué)化，防止有害物和公害物的溶出。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種廢棄物的凈化處理方法，其特征在于，使由硅氧烷和硅烷醇鹽構(gòu)成的水性成膜性無(wú)機(jī)化合物與廢棄物的燃燒氣體和飛灰相接觸，形成成膜膨脹物，成為在其中包含黑煙和惡臭和有害氣體及重金屬的燃燒殘?jiān)?，將同時(shí)封閉作為有害物和公害物的黑煙和惡臭和有害氣體及重金屬所構(gòu)成的廢棄物進(jìn)行燃燒，以同時(shí)對(duì)生成的黑煙和惡臭和有害氣體和重金屬的含有物等的有害物和公害物進(jìn)行封閉凈化處理。文檔編號(hào)A62D3/33GK101172195SQ20071014192公開(kāi)日2008年5月7日申請(qǐng)日期1999年1月9日優(yōu)先權(quán)日1998年1月10日發(fā)明者內(nèi)田秀明,谷田憲治,谷田直人,谷田勝洋申請(qǐng)人:谷田博