JPH10202062A - 焼却炉排ガスの脱硝およびダイオキシン除去方法ならびに装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 焼却炉排ガスに含まれる窒素酸化物、塩化水
素、ダイオキシン等の有害物質およびダストを効率よく
除去する焼却炉排ガス処理装置を提供する。 【解決手段】 焼却炉排ガスを触媒を内蔵した反応器に
通じて排ガス中の窒素酸化物とダイオキシンを除去する
装置において、排ガス中の塩素化合物をＣａ化合物で処
理する手段と、処理後の排ガスを所定温度まで冷却する
手段と、冷却された排ガス中のダストをサイクロン式ま
たはセラミックフィルタ式集塵器で除去する手段と、ダ
スト除去後の排ガスを触媒内蔵反応器で処理して排ガス
中の窒素酸化物およびダイオキシンを除去する手段と、
この反応器で処理した後の排ガスを冷却する手段と、冷
却後の排ガスをバグフィルタで処理する手段とを備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、焼却炉排ガスの脱
硝およびダイオキシン除去方法ならびに装置に係り、特
に廃棄物焼却炉の排ガス処理方法および装置であって、
ごみなどの焼却炉から排出される焼却炉排ガスの脱硝と
ダイオキシン除去に好適な、焼却炉排ガスの脱硝および
ダイオキシン除去方法ならびに装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】都市ごみ焼却炉において発生する有害な
窒素酸化物およびダイオキシンを除去するのに酸化チタ
ンを主成分とし、これにバナジウム、モリブデン、タン
グステンなどの各酸化物を１種以上加えた触媒を充填し
た反応器が使用されている。排ガス中の窒素酸化物は、
排ガスに添加されたアンモニアとともに反応器に流入
し、触媒と接触して反応して無害な窒素に転じる（脱
硝）。ダイオキシンは触媒と接触して吸着、酸化され、
無害な他の炭化水素、二酸化炭素等に転じる。

【０００３】反応器内の触媒の効果は温度１５０℃以上
で出現するが、温度が高いほうが効果が大きくなる。従
来、このような触媒を用いる排ガス処理方法として種々
のものが提案されている。例えば、第１の従来例として
は、ごみ焼却炉排ガスを熱回収手段により熱回収しつつ
冷却するか、水噴霧冷却して温度２００℃近傍にし、バ
グフィルタで処理してダストを除去した後に反応器を設
けて、脱硝とダイオキシン低減を行うものがあげられ
る。この従来技術によれば、バグフィルタでダストおよ
び塩化水素を除去しているので反応器の触媒がダストで
劣化することも、脱硝のために添加したアンモニアが塩
化水素で消費されることもない。しかし、バグフィルタ
の耐用温度が低いため反応器入口ガスを加熱しなければ
触媒の活性が低いので多量の触媒が必要になるという欠
点がある。

【０００４】一方、触媒の使用量を少なくするために第
２の従来例として、触媒の活性の高い高温領域に反応器
を設ける装置があげられる。このような装置では、高温
領域でのダストによる障害を防止するために、ダストの
付着性の低い触媒形状、例えばハニカム触媒が用いられ
る。しかしながら、通常のボイラ排ガス処理と異なり、
ごみ焼却炉からの排ガスはダスト中にアルカリ金属化合
物および塩化物が多く含まれているので、微量のダスト
で触媒が被毒されるため触媒形状だけで障害を抑制する
のには無理がある。

【０００５】次に第３の従来例としては、ダスト対策と
して反応器の前に集塵器、例えば電気集塵器、サイクロ
ンを設けてダストを除去する装置をあげることができ
る。しかしながら、高温では低温でのバグフィルタにお
けるような高い脱塩化水素性能が得られず、しかも前記
集塵器ではバグフィルタにおけるような高いダスト除
去、脱塩化水素性能が得られないという不都合がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、上記第１の
従来例では、反応器の前流にバグフィルタを設けてダス
トおよび塩化水素を除去しているが、バグフィルタの耐
用温度が低いので、反応器でのガス温度を上げることが
できず、高価な触媒を多量に要するか、またはバグフィ
ルタと反応器の間にガス加熱装置を設けなければならな
いという欠点がある。また、第２の従来例では、アルカ
リ金属化合物や塩化物による反応器内の触媒が被毒する
という問題があり、第３の従来例では高い脱塩化水素性
能とダスト除去性能が得られないという問題がある。

【０００７】本発明の目的は、上記ごみ焼却炉排ガス処
理において脱硝とダイオキシン除去用反応器の高性能化
とダストおよび塩化水素の高い除去性能を両立させるこ
とができる焼却炉排ガスの脱硝およびダイオキシン除去
方法ならびに装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本願で特許請求する発明は以下のとおりである。 （１）焼却炉排ガスを触媒を内蔵した反応器に通じて排
ガス中の窒素酸化物とダイオキシンを除去する方法にお
いて、前記排ガスを集塵器で処理した後に反応器で処理
し、さらに冷却したのちバグフィルタにて処理すること
を特徴とする焼却炉排ガスの脱硝およびダイオキシン除
去方法。

【０００９】（２）（１）において、排ガスをあらかじ
めカルシウム化合物とナトリウム化合物の１つ以上と接
触させて該排ガス中の塩素化合物を処理した後、前記集
塵器に導入することを特徴とする焼却炉排ガスの脱硝お
よびダイオキシン除去方法。 （３）焼却炉排ガスを触媒を内蔵した反応器に通じて排
ガス中の窒素酸化物とダイオキシンを除去する装置にお
いて、焼却炉排ガス中の塩素化合物をカルシウム化合物
とナトリウム化合物の１つ以上で処理する手段と、該排
ガスを所定温度まで冷却する手段と、冷却された排ガス
中のダストをサイクロン式またはセラミックフィルタ式
集塵器にて除去する手段と、ダスト除去後の該排ガスを
触媒内蔵反応器で処理して排ガス中の窒素酸化物および
ダイオキシンを除去する手段と、該反応器で処理した後
の排ガスを冷却する手段と、該冷却後の排ガスをバグフ
ィルタにて処理する手段とを備えたことを特徴とする焼
却炉排ガスの脱硝およびダイオキシン除去装置。

【００１０】（４）焼却炉排ガスを触媒を内蔵した反応
器に通じて排ガス中の窒素酸化物とダイオキシンを除去
する方法において、焼却炉排ガス中の塩素化合物をカル
シウム化合物とナトリウム化合物の１つ以上で処理する
工程と、該排ガスを５００〜７００℃に冷却する工程
と、冷却された排ガス中の比較的大きなダストをサイク
ロン式またはセラミックフィルタ式集塵器にて除去する
工程と、ダスト除去後の該排ガスを脱硝触媒内蔵反応器
で処理して排ガス中の窒素酸化物およびダイオキシンを
除去する工程と、該反応器で処理した後の排ガスを直ち
に１５０〜２００℃に冷却する工程と、該冷却後の排ガ
スをバグフィルタにて処理する工程とを備えたことを特
徴とする焼却炉排ガスの脱硝およびダイオキシン除去方
法。

【００１１】（５）（４）において、前記反応器で処理
した後の排ガスを冷却する工程が冷却水噴霧式冷却塔を
用いて行われることを特徴とする焼却炉排ガスの脱硝お
よびダイオキシン除去方法。 （６）（４）または（５）において、前記反応器で処理
した後の排ガスを冷却する工程により冷却された排ガス
に消石灰を混合した後バグフィルタに供給する工程を備
えたことを特徴とする焼却炉排ガスの脱硝およびダイオ
キシン除去方法。

【００１２】（７）（６）において、排ガスに混合する
消石灰とともに、前記サイクロン式またはセラミック式
集塵器で回収された灰を排ガスに混合する工程を備えた
ことを特徴とする焼却炉排ガスの脱硝およびダイオキシ
ン除去方法。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明においては、排ガスをまず
１次の集塵器で処理した後に反応器で処理することによ
り、ダストの大部分が１次集塵器で除去されるので触媒
のダストによる閉塞、劣化が少なくなる。本発明におい
て、排ガスをあらかじめカルシウム化合物とナトリウム
化合物の１つ以上と接触させて該排ガス中の塩化水素を
処理し、次いで１次集塵器で処理することにより、アン
モニアガスと塩化水素が反応して塩化アンモニウムが生
成することが少なくなり、アンモニアガスが有効に脱硝
に利用されるとともに、塩化アンモニウムによる触媒表
面活性点の閉塞を防止できる。

【００１４】また、反応器で窒素酸化物とダイオキシン
を処理した後のガスをさらに冷却して従来どおりバグフ
ィルタで処理すれば排ガス中に残存する塩化水素とダス
トを高度に除去できる。つまり、高度の脱硝とダイオキ
シン除去および脱塩化水素が同時に達成される。しかも
バグフィルタの前段でダイオキシンが処理されるのでバ
グフィルタで回収した飛灰中に含まれる、毒性の強いダ
イオキシン量は著しく少なくなる。したがって、バグフ
ィルタでの回収灰の処理が容易となる。

【００１５】

【実施例】次に、具体的実施例を用いて本発明を詳細に
説明する。本発明を都市ごみ焼却炉排ガスの触媒脱硝装
置に適用した一実施例を図１に示す。図１において、こ
の都市ごみ焼却装置は従来の装置と同じくごみ投入シュ
ート２１を備えた都市ごみ焼却炉１および冷却媒体が内
部を流れる伝熱管３２を備え、排ガス温度を調節する廃
熱回収ボイラ２、冷却水供給管３４および水噴霧ノズル
１２を備えた冷却塔５ならびに排ガスを処理するバグフ
ィルタ６を有し、さらに脱硝とダイオキシン除去をする
脱硝触媒１１を内蔵する反応器４が冷却塔５とバグフィ
ルタ６の前流に設置されており、前記反応器４の前流に
は集塵器３が設けられている。また前記都市ごみ焼却炉
１には、例えば炭酸カルシウムを供給して排ガス中の塩
化水素の過半を除去するための炭酸カルシウム粉末供給
配管３１が設けられている。なお、炭酸カルシウム粉末
の代わりに水酸化ナトリウムを吹込んでもよい。

【００１６】本発明になる都市ごみ焼却システムの実施
例では、第１の特徴として２つの集塵器があり、２つの
集塵器の間に脱硝とダイオキシン分解を行う反応器４が
ある。最初の集塵器３としては、温度５００〜７００℃
に設定するので、サイクロン、セラミックフィルタが使
用可能である。温度７００℃以下であれば集塵器へのダ
スト融着が少なく、温度５００℃以上であれば集塵器空
間でのダイオキシン生成が抑制される。この温度域では
通常のバグフィルタは耐熱温度が低くて使用できない。
集塵器３を出た排ガスは、その後流に設けられた廃熱回
収ボイラ２により、後に続く反応器４の反応に好都合な
温度３００〜４００℃に冷却される。

【００１７】最初の集塵器３で触媒に衝突して該触媒を
損耗させるような大きく、重いダスト全てと他のダスト
のほとんどが除去されるので、その後流の反応器４では
ダストによる触媒の損耗と劣化を抑制できる。反応器４
を出た排ガスはダイオキシンを再生成しないように直ち
に冷却塔５で温度１５０〜２００℃に冷却され、バグフ
ィルタ６に入る。バグフィルタ６では残存のダストが高
度に除去される。また、本実施例では反応器前後の空間
における塩化水素濃度が低下するので、空間における排
ガス中の未燃分と塩化水素の反応によるダイオキシンの
生成が少なくなり、ダイオキシンの除去性能が向上す
る。

【００１８】都市ごみ焼却システムにおいて、塩化水素
を除去するバグフィルタ６の前流に反応器４を置くだけ
では脱硝用に添加したアンモニアガスの一部が排ガス中
の塩化水素と反応して塩化アンモニウムに転じてしま
う。そこで、本実施例のように反応器４の前段で塩化水
素の過半を除去すれば、添加したアンモニアガスが脱硝
に有効に利用される。反応器４の前段における塩化水素
除去では図１に示した都市ごみ焼却炉１への、例えば炭
酸カルシウム粉末の吹込みが使用できる。塩化水素除去
性能を高めるには図示していないが、例えば排ガス煙道
２２に消石灰粉末を吹込んでもよい。都市ごみ焼却炉１
へ炭酸カルシウムの代わりに水酸化ナトリウムを吹込め
ば、より高い塩化水素除去性能が得られる。残存の塩化
水素は、従来のシステムと同じく、バグフィルタ６の前
流の入口煙道２５に消石灰粉末を消石灰供給管３５によ
り添加してバグフィルタ６で反応させて高度に除去され
る。バグフィルタ６で回収された飛灰は反応器４であら
かじめダイオキシンが処理されているのでダイオキシン
含有量が少なくなっており、灰処理が容易である。な
お、図示してないが、最初の集塵器３で回収された灰中
には未反応の、例えばカルシウム化合物またはナトリウ
ム化合物が含まれるので、バグフィルタ６の前流側で添
加する消石灰粉末に混合して塩化水素除去用として使用
できる。

【００１９】図１の実施例において、反応器４で使用さ
れる触媒１１としては、酸化チタンを主成分とし、これ
に酸化バナジウム、酸化タングステン、酸化モリブデン
などの１種以上を添加したものが用いられる。触媒の形
状としては、例えば板状またはハニカム状のものがよ
い。触媒としてさらに、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｒｈのうち
１種以上を加えれば、より効果的である。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、都市ごみ焼却炉排ガス
処理システムにおいて高度のダイオキシン除去、脱硝、
塩化水素除去、除塵を同時に実施できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる都市ごみ焼却装置システムの一実
施例を示すフロー図。

【符号の説明】

１…都市ごみ焼却炉、２…廃熱回収ボイラ、３…集塵
器、４…反応器、５…冷却塔、６…バグフィルタ、７…
ブロワー、８…煙突、１１…触媒、１２…噴霧ノズル、
２１…ごみ投入シュート、２２…排ガス煙道、２３…反
応器入口煙道、２４…反応器出口煙道、２５…バグフィ
ルタ入口煙道、２６…バグフィルタ出口煙道、３１…炭
酸カルシウム粉末供給配管、３２…伝熱管、３３…アン
モニアガス供給管、３４…冷却水供給管、３５…消石灰
供給管。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森田 勇人 広島県呉市宝町６番９号 バブコック日立 株式会社呉工場内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焼却炉排ガスを触媒を内蔵した反応器に
   通じて排ガス中の窒素酸化物とダイオキシンを除去する
   方法において、前記排ガスを集塵器で処理した後に反応
   器で処理し、さらに冷却したのちバグフィルタにて処理
   することを特徴とする焼却炉排ガスの脱硝およびダイオ
   キシン除去方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、排ガスをあらかじめ
   カルシウム化合物とナトリウム化合物の１つ以上と接触
   させて該排ガス中の塩素化合物を処理した後、前記集塵
   器に導入することを特徴とする焼却炉排ガスの脱硝およ
   びダイオキシン除去方法。
3. 【請求項３】 焼却炉排ガスを触媒を内蔵した反応器に
   通じて排ガス中の窒素酸化物とダイオキシンを除去する
   装置において、焼却炉排ガス中の塩素化合物をカルシウ
   ム化合物とナトリウム化合物の１つ以上で処理する手段
   と、該排ガスを所定温度まで冷却する手段と、冷却され
   た排ガス中のダストをサイクロン式またはセラミックフ
   ィルタ式集塵器にて除去する手段と、ダスト除去後の該
   排ガスを触媒内蔵反応器で処理して排ガス中の窒素酸化
   物およびダイオキシンを除去する手段と、該反応器で処
   理した後の排ガスを冷却する手段と、該冷却後の排ガス
   をバグフィルタにて処理する手段とを備えたことを特徴
   とする焼却炉排ガスの脱硝およびダイオキシン除去装
   置。
4. 【請求項４】 焼却炉排ガスを触媒を内蔵した反応器に
   通じて排ガス中の窒素酸化物とダイオキシンを除去する
   方法において、焼却炉排ガス中の塩素化合物をカルシウ
   ム化合物とナトリウム化合物の１つ以上で処理する工程
   と、該排ガスを５００〜７００℃に冷却する工程と、冷
   却された排ガス中の比較的大きなダストをサイクロン式
   またはセラミックフィルタ式集塵器にて除去する工程
   と、ダスト除去後の該排ガスを脱硝触媒内蔵反応器で処
   理して排ガス中の窒素酸化物およびダイオキシンを除去
   する工程と、該反応器で処理した後の排ガスを直ちに１
   ５０〜２００℃に冷却する工程と、該冷却後の排ガスを
   バグフィルタにて処理する工程とを備えたことを特徴と
   する焼却炉排ガスの脱硝およびダイオキシン除去方法。
5. 【請求項５】 請求項４において、前記反応器で処理し
   た後の排ガスを冷却する工程が冷却水噴霧式冷却塔を用
   いて行われることを特徴とする焼却炉排ガスの脱硝およ
   びダイオキシン除去方法。
6. 【請求項６】 請求項４または５において、前記反応器
   で処理した後の排ガスを冷却する工程により冷却された
   排ガスに消石灰を混合した後バグフィルタに供給する工
   程を備えたことを特徴とする焼却炉排ガスの脱硝および
   ダイオキシン除去方法。
7. 【請求項７】 請求項６において、排ガスに混合する消
   石灰とともに、前記サイクロン式またはセラミック式集
   塵器で回収された灰を排ガスに混合する工程を備えたこ
   とを特徴とする焼却炉排ガスの脱硝およびダイオキシン
   除去方法。