JPH04260407A - 排ガス処理装置およびそれに用いるフィルタ - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、排ガス処理装置、特に
焼却炉の排ガスに含まれる微粒子の除去に好適な排ガス
処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】事業所や家庭などから排出された廃棄物
を焼却する焼却炉の排ガスには、塩素化合物、窒素化合
物、硫黄化合物、煤塵などの有害物質が含まれており、
これらをそのまま大気中に放出すると深刻な大気汚染を
引き起こす原因となる。特に、塩素化合物中には、ポリ
塩化ジベンゾ−ｐ−ダイオキシン（Ｐｏｌｙｃｈｌｏｒ
ｉｎａｔｅｄ　ｄｉｂｅｎｚｏ−ｐ−ｄｉｏｘｉｎ；Ｐ
ＣＤＤｓ）、ポリ塩化ジベンゾフラン（Ｐｏｌｙｃｈｌ
ｏｒｉｎａｔｅｄ　ｄｉｂｅｎｚｏｆｕｒａｎ；ＰＤＤ
Ｆｓ）、コプレーナ（Ｃｏｐｌａｎａｒ）ＰＣＢなど、
極めて強い毒性を有するダイオキシン関連物質（以下、
ダイオキシン類という）が含まれているので、これらを
効率的に除去することが大気汚染を防止する上で重要な
課題となる。

【０００３】従来、焼却炉の排ガスに含まれるダイオキ
シン類の規制値としては、「廃棄物処理に係るダイオキ
シン等専門家会議」（昭和５９年５月）の報告書におい
て、０．５ｎｇ／ｍ３　Ｎとすべきことが提案され、平
成２年１２月に定められた「ダイオキシン類発生防止等
ガイドライン」（厚生省水道環境部環境整備課）におい
てもこの値が採用されている。しかし、欧米諸国では上
記規制値を０．１ｎｇ／ｍ３　Ｎとしている例が多く、
日本でもこの規制値を欧米並に引き上げるべきであると
する意見が強いことから、将来的には規制値引き上げの
方向に向かうものと考えられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】現在、焼却炉の排ガス
に含まれるダイオキシン類を除去する装置としては、特
に新規なものがあるわけではなく、通常の排ガス処理用
集塵装置、すなわち電気集塵器やバグフィルタなどが利
用されている。また、前記ガイドラインにおいても、装
置として電気集塵器または濾過式集塵器を挙げており、
単にこれらの集塵器の入口の排ガス温度を極力低下する
よう勧告しているに過ぎない。

【０００５】ところが、上記電気集塵器やバグフィルタ
は、以下の理由により排ガス中のダイオキシン類を効率
的に除去することができないという問題がある。

【０００６】まず、電気集塵器は、圧力損失が小さく、
かつ大容量のガス処理に適しているため、焼却炉の排ガ
ス処理に広く利用されているが、最近、通常実施されて
いる３００℃付近の運転温度では、却って集塵器内でダ
イオキシン類が発生することが指摘され、各方面に衝撃
を与えている（「安全工学」２７　Ｎｏ．６，（１９８
８）Ｐ３３６〜Ｐ３４３参照）。

【０００７】これは、塩素化合物が反応してダイオキシ
ン類を生成するのに適した温度が３００℃付近であり、
この付近の温度で排ガスが集塵器内に比較的長時間滞留
すること、これに加えて集塵器のコロナ放電が上記反応
を促進することなどが原因であると考えられる。従って
、ダイオキシン類の生成を抑制するためには、集塵器を
２００℃以下の温度で運転することが有効であるとの提
案がなされている（前記文献）が、未だ実用化には至っ
ていない。

【０００８】他方、バグフィルタはその基本的な性能と
して、サブミクロンオーダーの微粒子の捕集効率が悪く
（　０．３〜０．５μｍの粒子の捕集効率は９９％程度
）、ダイオキシン類は、０．５μｍ以下のフライアッシ
ュに吸着されている場合が多いので、バグフィルタによ
るダイオキシン類の効率的な除去は望めない。また、バ
グフィルタには、圧力損失が大きい（１５０〜２５０ｍ
ｍＡｑ）という欠点もある。

【０００９】なお、サブミクロンオーダーの微粒子の捕
集に好適とされる装置として、ＨＥＰＡフィルタ（Ｈｉ
ｇｈ　Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ
　Ａｉｒ　Ｆｉｌｔｅｒ）が知られている。 ところが、通常のＨＥＰＡフィルタは、逆洗することが
できないので、使い捨てにならざるを得ず不経済である
こと、また、集塵効率を高め、かつ寿命を延ばすために
は、通風風速を０．５ｍ／分程度にする必要があるが、
これは焼却炉の排ガス処理用としては濾過面積を非常に
大きく取ることになり、極めて大きな設置面積を必要と
することなど、多くの欠点があり、到底実用には供せら
れない。

【００１０】本発明は、上記した問題点に着目してなさ
れたものであり、その目的は、焼却炉の排ガスに含まれ
るダイオキシン類を効率的に除去することのできる排ガ
ス処理装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、逆洗が可
能なＨＥＰＡフィルタ（ＮＡＳＡ〔米航空宇宙局〕規準
により、０．５μｍの粒子に対してクラス５０以下）を
開発するために鋭意研究を続けた結果、０．５μｍまた
はそれ以下の繊維からなる不織布にフッ素樹脂の表面処
理を施したフィルタを用いることによって前記目的が達
成される、という知見を得た。

【００１２】本発明者らは、先にフッ素樹脂の表面処理
を施した繊維からなる微粉捕集用ＨＥＰＡフィルタを開
発した（特開昭６３−１１１９１５号公報）が、本発明
のフィルタは、このＨＥＰＡフィルタに比べると、少な
くとも焼却炉の排ガスに含まれる微粒子の除去という点
では格段に優れた性能を備えている。これは、上記微粉
捕集用ＨＥＰＡフィルタが実質的に編織布で構成されて
いるのに対し、本発明のフィルタは不織布で構成されて
おり、０．５μｍ以下の微粒子に関しては編織布よりも
不織布の方が捕集効率が良いためであると考えられる。

【００１３】本発明のフィルタに用いる不織布は、ガラ
ス繊維、炭素繊維などの無機繊維、ポリエステル繊維、
ビニロン繊維などの有機繊維のいずれもが使用可能であ
るが、耐熱性の点で無機繊維がより好ましく、さらに製
造原価を考慮すると無機繊維の中でもガラス繊維が特に
好ましい。本発明のフィルタは、サブミクロンオーダー
の微粒子、とりわけダイオキシン類などの有害物質が吸
着している０．５μｍ以下の微粒子の捕集を目的として
いるため、使用する繊維の直径は、０．５μｍまたはそ
れ以下にする必要がある。

【００１４】本発明のフィルタは、不織布を構成する繊
維の表面にフッ素樹脂をコーティングしたことにより、
繊維の表面に微粒子が付着し難くなっているので、逆洗
時に微粒子を容易に剥落させることができる。フッ素樹
脂は、必ずしも繊維の一本一本に全てコーティングする
必要はなく、例えばフィルタを排ガス処理装置に装着し
た際に排ガスの流入側となる面にフッ素樹脂を含むエマ
ルジョンまたは溶液などを塗布する程度で充分である。 本発明のフィルタは、繊維の径、不織布の密度、フッ素
樹脂表面処理の程度によって微粒子の捕集効率が異なる
が、従来からある通常のＨＥＰＡフィルタに匹敵する性
能を得ることは困難ではなく、その場合も逆洗は可能で
ある。

【００１５】このように、本発明のフィルタは、逆洗が
可能なため、微粒子の捕集性能が劣化することなく長期
間の使用に耐え、また通風風速を１〜２ｍ／分程度と大
きくすることができるので、設置面積が狭くて済むなど
、経済的にも有利である。

【００１６】本発明のフィルタの好ましい形状の一例を
図１および図２に示す。図２は、図１に示すフィルタの
部分拡大図である。このフィルタ１は、小さな体積で捕
集面積を大きくできるよう、全体が襞状に加工されてい
る。それぞれの襞の隙間には、金属、紙、合成樹脂など
からなる山形状のセパレータ２が介装され、フィルタ１
の変形を防いでいる。上記フィルタ１およびセパレータ
２は、枠体３に挿入された状態で排ガス処理装置に装着
される。図２の実線矢印で示すように、排ガスは、フィ
ルタ１の下方から上方に流れ、このときフィルタ１の下
面側に排ガス中の微粒子が捕集される。また、逆洗時に
は、同図の破線矢印で示すように、噴出気体をフィルタ
１の上方から下方に流し、その際のセパレータ２の振動
によって捕集された微粒子をフィルタ１から離脱させる
。

【００１７】図３は、フィルタ１の形状の他の例である
。このフィルタ１は、内外で折り返されて無端状に連続
する襞状に加工され、その内周面には、同様な形状を有
する多孔質のセパレータ２が装着されている。同図の実
線矢印で示すように、このフィルタ１は、その外周面側
からセパレータ２の内周面側に排ガスが流れ、フィルタ
１の外周面側に排ガス中の微粒子が捕集されるようにな
っている。また、逆洗時には、同図の破線矢印で示すよ
うに、噴出気体をフィルタ１の開口部４からセパレータ
２の内周面側を通じてフィルタ１の外周面側に流し、そ
の際のセパレータ２の振動によって捕集した微粒子をフ
ィルタ１から離脱させる。

【００１８】本発明のフィルタは、厚手の不織布を用い
ることにより、単独でも充分な強度が得られるが、例え
ば図４に示すように、フッ素樹脂の表面処理を施した不
織布１ａに繊維基布１ｂを積層して用いることにより、
強度、厚さおよび圧力損失の面で有利になる。繊維基布
１ｂとしては、不織布１ａと同様、ガラス繊維、炭素繊
維などの無機繊維や、ポリエステル繊維、ビニロン繊維
などの有機繊維が使用可能であるが、耐熱性の点で無機
繊維、特にガラス繊維が好適である。

【００１９】本発明のフィルタを廃棄物焼却炉の排ガス
処理に適用する場合は、熱交換器や水の噴射など周知の
冷却手段を用いて、フィルタ通過時の排ガス温度をあら
かじめ２５０℃以下、より好ましくは２００℃以下に冷
却しておく必要がある。また、排ガスに含まれる塩化水
素、硫黄酸化物などの有害な酸性物質を除去するため、
水の噴射に代えて石灰乳やアンモニア水を噴射するなど
、周知の排ガス処理法を併用することが望ましく、さら
に必要であれば、本発明のフィルタを取り付けた排ガス
処理装置の前段にサイクロン、バグフィルタ、電気集塵
器、スクラバなどを設置して微粒子を予備捕集してもよ
い。このような廃棄物焼却設備の一例を図５に示す。

【００２０】

【実施例】直径約０．２μｍのガラス繊維からなる不織
布にフッ素樹脂の表面処理を施して本発明フィルタを作
成した。また、比較例として直径２〜３μｍのガラス繊
維からなる不織布にフッ素樹脂の表面処理を施して上記
フィルタと同一形状、同一寸法のフィルタを作成した。 次に、直径０．２〜５μｍの炭酸カルシウム微粒子を５
ｍｇ／ｍ３　Ｎ含有する気体を８０℃、風速１ｍ／分の
条件でそれぞれのフィルタに通した。フィルタを通過し
た微粒子の個数（個／１０ｌ）を粒径別に測定し、下記
の表１に示す結果を得た。

【００２１】

【表１】

【００２２】次に、上記と同様の条件で本発明フィルタ
と市販ＨＥＰＡフィルタ（クラス１００）との性能比較
を行い、図６に示す結果を得た。本発明フィルタは、１
時間毎に逆洗して付着微粒子を払い落としながら使用し
た。一方、市販ＨＥＰＡフィルタは、逆洗不可能なため
、連続して使用した。

【００２３】図から明らかなように、市販ＨＥＰＡフィ
ルタは、約４時間経過後、圧力損失が５０ｍｍＡｑを超
えた時点で破損してしまった。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、下記の効果を得ること
ができる。

【００２５】（１）．本発明の排ガス処理装置用フィル
タは、焼却炉の排ガスに含まれる微粒子、特にダイオキ
シン類を含有する０．５μｍ以下の微粒子を効率的に除
去することができる。

【００２６】（２）．本発明のフィルタは、逆洗が可能
なため、微粒子の捕集性能が劣化することなく長期間の
繰り返し使用が可能である。

【００２７】（３）．本発明のフィルタは、通過風量が
大きいので、排ガス処理装置を小形化することができる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である排ガス処理装置用フィ
ルタを示す一部破断斜視図である。

【図２】図１の部分拡大図である。

【図３】本発明の他の実施例である排ガス処理装置用フ
ィルタを示す斜視図である。

【図４】本発明の排ガス処理装置用フィルタを示す要部
拡大断面図である。

【図５】本発明の排ガス処理装置を組み込んだ廃棄物焼
却設備の全体構成図である。

【図６】本発明の排ガス処理装置用フィルタと市販ＨＥ
ＰＡフィルタの性能を比較するためのグラフ図である。

【符号の説明】

１　　フィルタ １ａ　　不織布 １ｂ　　繊維基布 ２　　セパレータ ３　　枠体 ４　　開口部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　フッ素樹脂の表面処理を施した直径０
   ．５μｍまたはそれ以下の繊維からなる不織布を有する
   フィルタを備えていることを特徴とする排ガス処理装置
   。
2. 【請求項２】　　前記繊維がガラス繊維であることを特
   徴とする請求項１記載の排ガス処理装置。
3. 【請求項３】　　フッ素樹脂の表面処理を施した直径０
   ．５μｍまたはそれ以下の繊維からなる不織布を有する
   ことを特徴とする排ガス処理装置用フィルタ。
4. 【請求項４】　　繊維基布が積層されていることを特徴
   とする請求項３記載の排ガス処理装置用フィルタ。