JPH11325452A

JPH11325452A - 排ガスの処理方法および装置

Info

Publication number: JPH11325452A
Application number: JP10130299A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Harada; 裕昭原田; Shinseki Itaya; 真積板谷
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 1998-05-13
Filing date: 1998-05-13
Publication date: 1999-11-26

Abstract

(57)【要約】【課題】排ガスを比較的低温冷却して有害物質の除去
率を高め、排ガスの性状変化により結露が生じた場合、
バグフィルタの圧力損失からこれを検知し、排ガス冷却
温度を高めて結露防止を図り、かつバグフィルタ表面付
着物の剥離を効率よく行なうことができる排ガスの処理
方法および装置を提供する。【解決手段】廃棄物等を焼却する焼却炉１と、焼却炉
１で発生した排ガスＧ₁を冷却するガス冷却器２と、ガ
ス冷却器２で冷却された排ガスの温度を検出する第１の
検出器８と、排ガス中のダスト等を分離するバグフィル
タ６と、バグフィルタ６を通過する排ガスの圧力損失を
検出する第２の検出器９と、排ガス冷却温度の制御信号
を出力する制御手段１０とよりなり、第１の検出器８お
よび第２の検出器９の信号を制御手段１０に入力し、制
御手段１０からの制御信号Ｖ₄により、ガス冷却器２に
おける排ガスの冷却温度を制御するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排ガスの処理方法
および装置に係り、より詳しくは、廃棄物等を燃焼さ
せ、または廃棄物等を熱分解して生成した分解ガスと燃
焼性成分とを燃焼させることにより発生した排ガスの処
理方法およびこの処理方法を実施するための装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】通常都市ごみ等の一般廃棄物や、廃プラ
スチックなどの産業廃棄物等の燃焼性物を含む廃棄物を
燃焼させ、または、かかる廃棄物を熱分解して生成した
熱分解ガスと燃焼性成分（主としてカーボン）とを燃焼
させることにより生じる排ガスは、ガス冷却器により冷
却された後、アルカリ反応剤や助剤等の薬剤が投入され
て集塵器に供給され、除塵やガス洗浄がなされるように
なっている。

【０００３】すなわち、図３に示されるように、焼却炉
１で廃棄物等を燃焼して発生した排ガスＧ₁は、約９０
０℃程度の高温で、硫黄酸化物や塩化水素あるいは重金
属化合物等の有害物質を含有するため、ガス冷却器２に
より冷却されて２００℃程度の比較的低温の排ガスＧ₂
となり、この排ガスＧ₂に消石灰等のアルカリ反応剤や
活性炭および助剤等の薬剤ａが投入され、然る後にバグ
フィルタ等の集塵器３に供給される。そして、ここで投
入された薬剤やダストが分離され、クリーンな排ガスＧ
₃となって煙突４から大気へ放出されている。ガス冷却
器２としては、熱回収装置としての廃熱ボイラや空気予
熱器、または減温塔などが適宜選択されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記したよ
うな排ガスの処理方法においては、排ガス中に含まれる
有害物質、特には、近来問題視されているダイオキシン
の除去が、必ずしも十分に行なえないという問題があ
る。すなわち、図４は、排ガスの温度とダイオキシンの
除去率の関係を示したものであるが、この図４からも明
らかなように、１７０℃近傍以下になるとダイオキシン
の除去率は高くなる。かかることから、従来のように排
ガスの冷却温度を２００℃近傍に設定して運転した場
合、この有害物質を十分に除去することができないとい
う問題がある。

【０００５】このようなことから、排ガスの冷却温度を
低く、例えば１７０℃以下に設定して運転することが考
えられるが、この場合排ガス中の水分が結露して低温腐
食とバグフィルタの目詰りが生じる恐れがある。ところ
で、この排ガス中の水分が結露する温度、すなわち露点
温度は、図５および図６からも明らかなように、排ガス
中に含まれる水分量と硫黄酸化物の濃度、または水分量
と塩化水素の濃度とにより変化する。そして、この排ガ
ス中の水分量や硫黄酸化物または塩化水素の濃度は、焼
却される廃棄物の性状によって常時変化する。そのため
この排ガスの露点温度を求め、この露点温度に追随して
ガス冷却温度を制御することは実用上困難である。

【０００６】本発明の目的は、排ガスを比較的低温まで
冷却して有害物質の除去率を高めるとともに、排ガスの
性状変化により結露が生じた場合、バグフィルタの圧力
損失によりこれを検知し、排ガスの冷却温度を高めて結
露防止を図ることができ、かつバグフィルタ表面付着物
の剥離を効率よく行なうことができる排ガスの処理方法
および装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、第１の発明は、廃棄物等を燃焼して発生する排ガス
を冷却した後、アルカリ反応剤と助剤とを投入してバグ
フィルタへ供給し、該バグフィルタで前記アルカリ反応
剤と助剤およびダストを分離するようにした排ガス処理
方法であって、前記バグフィルタを通過する排ガスの圧
力損失を検知して、排ガスの冷却の程度を制御するよう
にした排ガスの処理方法を提供せんとするものである。
そして、この排ガスを、予め予測される排ガスの露点温
度より僅かに高い温度１７０℃以下、好ましくは１００
℃〜１５０℃に冷却するよう設定するとともに、バグフ
ィルタを通過する排ガスの圧力損失が所定値より大とな
ったとき、この排ガスの冷却温度を前記した所定温度よ
り高めるように制御する。

【０００８】このような排ガスの処理方法によれば、排
ガスの冷却温度を低く押えることができるため、有害物
質の除去率を高めることができるとともに、排ガスの性
状変化により結露が生じたときは、圧力損失の増大によ
りこれを検知して、排ガスの冷却温度を高めることによ
って結露を防止し、かつ、バグフィルタに付着している
付着物を乾燥させることとなる。その結果、パルス洗浄
等によりこの付着物をバグフィルタが剥離する場合、そ
の剥離性は良好なものとなるのである。

【０００９】そして、第２の発明は第１の発明を実施す
るための装置であって、廃棄物等を燃焼する焼却炉と、
該焼却炉で発生した排ガスを冷却するガス冷却器と、該
ガス冷却器で冷却された排ガスの温度を検出する第１の
検出器と、前記排ガス中のダスト等を分離するバグフィ
ルタと、該バグフィルタを通過する排ガスの圧力損失を
検出する第２の検出器と、前記排ガス冷却温度の制御信
号を出力する制御手段とよりなり、前記第１の検出器お
よび第２の検出器の信号を前記制御手段に入力し、該制
御手段からの制御信号により、前記ガス冷却器における
排ガスの冷却温度を制御するようにした排ガス処理装置
を提供せんとするものである。そしてこの場合、ガス冷
却器としては減温塔が選択され、この減温塔へ供給され
る冷却水の供給量を制御するよう構成されるのが好まし
い。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して説明する。図１は、本発明による排ガスの
処理方法の実施装置の系統図、図２は、本発明に係る廃
棄物処理措置の系統図である。なお、図１および図２に
おいて、図３と同一符号は同一名称を示す。

【００１１】図１は、本発明による排ガスの処理方法を
実施するための装置の系統図であって、焼却炉１で廃棄
物等を燃焼させることにより発生した例えば９００℃程
度の高温の排ガスＧ₁は、ガス冷却器２に供給される。
このガス冷却器２は、例えば減温塔で構成され、冷却水
供給管５から供給された冷却水Ｗが噴霧されて、この高
温の排ガスＧ₁を所定の温度、例えば１７０℃以下、好
ましくは１００℃〜１５０℃内で設定された温度まで冷
却する。そして、この所定の温度まで冷却された排ガス
Ｇ₂は、バグフィルタ６に供給され、ここでダスト等が
除塵され、低温のクリーンな排ガスＧ₃となって煙突４
から大気中に放出される。

【００１２】詳述すれば、冷却水供給管５には制御弁７
が設けられるとともに、ガス冷却器２から冷却された排
ガスＧ₂を、バグフィルタ６に導く第１の排ガスライン
Ｌ₁には、第１の検出器としての温度計８が配置されて
いる。そして、第１の排ガスラインＬ₁と、バグフィル
タ６により除塵されたクリーンな排ガスＧ₃を煙突４に
導く第２の排ガスラインＬ₂とは、第２の検出器である
差圧計９を介してラインＬ₃で連結されている。符号の
１０は制御装置であって、この制御装置１０は、記憶措
置１１と、第１の比較器１２と、第２の比較器１３と、
補正器１４と、制御信号作成器１５と、演算器１６とに
より構成されている。

【００１３】かかる構成において、制御措置１０を構成
する記憶装置１１には、予め所定の排ガスの冷却温度、
具体的には１７０℃以下、好ましくは１００℃〜１５０
℃の範囲内で設定された排ガスの冷却温度Ｔと、バグフ
ィルタ６における所定の排ガスＧ₃の圧力損失、例えば
所定の範囲内で設定された許容の圧力損失Ｓが入力され
る。

【００１４】そして、ガス冷却器２で冷却された排ガス
Ｇ₁が、第１の排ガスラインＬ₁を流れると、その温度Ｔ
₁が温度計８により検出され、その信号Ｖ₁が第１の比較
器１２に入力される。そして、この第１の比較器１２に
おいて、記憶装置１１の冷却温度Ｔの信号Ｖ₂と比較さ
れ、偏差さがないときは、信号Ｖ₃が制御信号作成器１
５に入力され、ここで作成された制御信号Ｖ₄が制御弁
７に導かれ、所定の冷却水Ｗがガス冷却器２に供給され
て噴霧される。

【００１５】そして、所定の冷却温度Ｔと排ガスＧ₂の
温度Ｔ₁とに差があるときは第１の比較器１２から偏差
記号Ｖ₅が演算器１６に導かれ、この演算器１６で求め
られた、冷却水Ｗの量の信号Ｖ₆が制御信号作成器１５
に入力されて、制御信号Ｖ₄が作成され、この信号によ
り、制御弁７が制御される。

【００１６】一方、第２の検出器である差圧計９により
検知されたバグフィルタ６における排ガスＧ₃の圧力損
失Ｓ₁は、記号Ｖ₇として第２の比較器１３に入力され、
ここで記憶装置１１に入力されている。所定の圧力損失
Ｓの信号Ｖ₈と比較され、偏差があるときは、その偏差
記号Ｖ₉が補正器１４に入力され、記憶装置１１から第
１の比較器１２に導かれる信号Ｖ₂が補正される。

【００１７】すなわち、排ガスの露点温度より僅かに高
い温度、具体的には１７０℃以下、好ましくは１００℃
〜１５０℃の範囲から、選択された所定の温度になるよ
うに排ガスを冷却して、廃棄物の処理運転中において、
焼却される廃棄物の変化により、排ガスの性状が変化し
て露点温度が上昇し、この露点温度が前記所定の冷却温
度を上回ると排ガス中の水分が結露し、ダストや薬剤等
とともにバグフィルタ６の外面に付着する。このような
付着物は通常のパルス洗浄では剥離しにくいため、圧力
損失が増大する。

【００１８】そのため、前記したように、第２の検出器
である差圧計９により、この圧力損失Ｓ₁を検知し、こ
の圧力損失が所定の圧力損失Ｓより大となった場合、排
ガスＧ₂の露点温度が上昇したと見做して冷却水Ｗの供
給量を減少させる。このことにより、排ガスＧ₂の温度
は上昇し、結露を防止することができるとともに、この
温度上昇した排ガスＧ₂が、バグフィルタ６の表面に付
着したダスト等を乾燥させることとなるため、パルス洗
浄を行なうことにより、付着物は容易に剥離することが
できるのである。勿論、かかる付着物の剥離が行なわれ
ると、このバグフィルタでの圧力損失Ｓ₁は所定のもの
となり、通常運転に復帰する。

【００１９】前記実施形態は、１つのバグフィルタ６に
より除塵とガス洗浄を行なう場合を示したが、これを第
１のバグフィルタおよび第２のバグフィルタとなし、第
１のバグフィルタで除塵を行ない、第２のバグフィルタ
でガス洗浄を行なう方式においては、少なくとも何れか
一方のバグフィルタに、本発明による排ガスの処理方法
を採用すればよいことは明らかである。

【００２０】次に、本発明方法を適用した廃棄物処理措
置の一実施形態を説明する。図２は、本発明に係る廃棄
物処理措置５０の系統図である。廃棄物処理装置５０に
おいて、破砕器５２は受入れヤードに配置された、例え
ば二軸剪断式の破砕器で、都市ごみ等の廃棄物ａは第１
のコンベア５１により、この破砕器５２に供給され、こ
こで例えば１５０ｍｍ角以下に破砕される。この破砕さ
れた廃棄物ａは第２のコンベア５３により投入され、ス
クリューフィーダ５４を経て熱分解反応器５５に供給さ
れる。この熱分解反応器５５は、例えば横型回転ドラム
が用いられ、図示しないシール機構により、その内部は
低酸素雰囲気に保持されるとともに、燃焼器である燃焼
溶融炉６３の後流側に配置された熱交換器６８により加
熱された加熱空気がラインＬ₁から供給される。

【００２１】この加熱空気により、熱分解反応器５５内
に供給された廃棄物ａは、３００℃〜６００℃に、通常
は４５０℃程度に加熱される。これによって、この廃棄
物ａは熱分解され、熱分解ガスＧ₁と、主として不揮発
性の熱分解残留物ｂとを生成する。そして、この熱分解
反応器５５内で生成された熱分解ガスＧ₁と熱分解残留
物ｂとは排出装置５６により分離され、熱分解ガスＧ₁
は、熱分解ガス配管であるラインＬ₁を経て燃焼溶融炉
６３のバーナ６２に供給される。

【００２２】熱分解残留物ｂは廃棄物ａの種類によって
種々異なるが、日本国内の都市ごみの場合、本発明者の
知見によれば、大部分が比較的細粒の可燃分１０〜６０％比較的細粒の灰分５〜４０％粗粒金属成分７〜５０％粗粒瓦礫、陶器、コンクリート等１０〜６０％より構成されていることが判明した。

【００２３】このような成分を有する熱分解残留物ｂ
は、４５０℃程度の比較的高温で排出されるため、冷却
装置５７により８０℃程度に冷却され、分離装置５８に
導かれ、ここで燃焼性成分ｃと不燃焼性成分ｄに分離さ
れる。分離装置５８は、例えば磁選式、遠心式または風
力選別式の公知の分別機が使用される。このように不燃
性成分ｄが分離・除去された燃焼性成分ｃは、粉砕器６
０に供給される。粉砕機６０はロール式、チューブミル
式、ロッドミル式、ボールミル式等が適当で、被処理廃
棄物の性状により適宜選択される。

【００２４】そして、この粉砕機６０において燃焼性成
分ｃは、好ましくは全て１ｍｍ以下に粉砕され、この粉
砕された燃焼性成分ｃは、ラインＬ₁を経て燃焼溶融炉
６３のバーナ６２に供給される。一方、送風機６１によ
りラインＬ₁から供給された燃焼用空気および熱分解ガ
スＧ₁と燃焼性成分ｃとは燃焼溶融炉６３内で１３００
℃程度の高温域で燃焼され、この燃焼により燃焼性成分
ｃの比較的細粒の灰分より発生した燃焼灰は溶融し溶融
スラグｆを生成する。

【００２５】不燃焼性成分ｄはコンテナ５９に貯留され
る。不燃焼性廃棄物ｃはラインＬ₁を介して燃焼溶融炉
６３のなるべく下の方に供給される。この際、不燃焼性
廃棄物ｅは燃焼および溶融効率を向上させるために１ｍ
ｍ以下の微粉粒体とされ、かつ加熱されるのが好まし
い。そのため、ラインＬ₁中に設けられた破砕機、粉砕
機６４および加熱器６５を設けて破砕、粉砕および加熱
等の処理をされて燃焼溶融炉６３に供給されるのがよ
い。そのため、燃焼溶融炉６３の後流側に配置された熱
交換器６８により加熱された加熱空気が、ラインＬ₁を
介して加熱器６５へ供給されるようになっている。

【００２６】さらに、不燃焼性廃棄物ｅは、燃焼溶融炉
６３内で溶融されてスラグｇとなって燃焼灰による溶融
スラグｆと混合され、スラグ排出口６６から水槽６７中
に落下し水砕スラグとされる。水砕スラグは図示してい
ない装置により所定の形状にブロック化されるかまたは
粒状に形成され、建材または舗装材等として再利用する
ことができる。この場合において、不燃焼性廃棄物ｅは
必要に応じて溶融させることなく溶融スラグｆ中に混入
させてもよい。

【００２７】このような廃棄物処理装置の燃焼溶融炉６
３で発生した燃焼排ガスＧ₁は、熱交換器６８で熱回収
され、さらに、ラインＬ₁から廃熱ボイラ６９により熱
回収された後、第１の排ガス処理器７１によりダスト７
２を集塵した後、第２の排ガス処理器（バグフィルタ）
７３で脱塩・脱硫され、脱塩残渣７４を排出した後、低
温のクリーンな排ガスＧ₃となり、誘引送風機７５を経
て煙突７６から大気へ放出される。また、排ガスＧ₃の
一部は、送風機７７によりラインＬ₇を介して冷却装置
５７に供給される。第１の排ガス処理器７１で捕集され
たダスト７２は、ラインＬ₉により燃焼溶融炉６３へ戻
され、溶融してスラグ内に混入される。なお、廃熱ボイ
ラ６９で発生させた蒸気は、発電機７０の蒸気タービン
へ送られて仕事をし、また、一部はラインＬ₈により加
熱器６５へ送られる。

【００２８】そして、本実施形態では、第２の排ガス処
理器（バグフィルタ）７３の上流側にガス冷却器２が設
けられるとともに、第１の排ガス処理器７１と第２の排
ガス処理器７３を結ぶラインＬ₆に、図１に示したよう
に、第１の検出器である温度計８を、また第２の排ガス
処理装置７３での圧力損失を検出するため第２の検出器
である差圧計９が設けられ、これら温度計８および差圧
計９の信号Ｖ₁および信号Ｖ₇が、それぞれ制御装置１０
に入力され制御信号Ｖ₄が作成され、この制御信号Ｖ₄に
より制御弁７を制御して、このガス冷却器２に供給され
る冷却水Ｗの量を制御する。この制御方法は前記実施形
態と同様なものであるため、ここでは再述しない。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
による排ガスの処理方法および装置によれば、排ガスを
ガス冷却器により比較的低温まで冷却して運転するの
で、有害物質の除去率を高めることができるとともに、
排ガスの性状変化により結露が生じた場合、バグフィル
タの圧力損失によりこれを検知し、排ガスの冷却温度を
高めることにより結露防止を図ることができ、かつバグ
フィルタ表面付着物の剥離を効率よく行なうことができ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による排ガスの処理方法の実施装置の系
統図である。

【図２】本発明に係る廃棄物処理措置の系統図である。

【図３】一般的な燃焼排ガス処理系を示す系統図であ
る。

【図４】排ガスの温度とダイオキシンの除去率の関係を
示した図である。

【図５】排ガス中の水分が結露する露点温度と排ガス中
の水分量および硫黄酸化物の濃度との関係を示す図であ
る。

【図６】排ガス中の水分が結露する露点温度と排ガス中
に含まれる水分量および塩化水素の濃度との関係を示す
図である。

【符号の説明】

１焼却炉２ガス冷却器４煙突５冷却水供給管６バグフィルタ７制御弁８温度計９差圧計１０制御装置１１記憶措置１２第１の比較器１３第２の比較器１４補正器１５制御信号作成器１６演算器５０廃棄物処理措置５１第１のコンベア５２破砕器５３第２のコンベア５４スクリューフィーダ５５熱分解反応器５６排出装置５７冷却装置５８分離装置５９コンテナ６０粉砕器６１送風機６２バーナ６３燃焼溶融炉６４粉砕機６５加熱器６６スラグ排出口６７水槽６８熱交換器６９廃熱ボイラ７０発電機７１第１の排ガス処理器７２ダスト７３第２の排ガス処理器（バグフィルタ）７４脱塩残渣７５誘引送風機７６煙突７７送風機

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃棄物を燃焼して発生する排ガスを冷却
した後、アルカリ反応剤と助剤とを投入してバグフィル
タへ供給し、該バグフィルタで前記アルカリ反応剤と助
剤およびダストを分離するようにした排ガスの処理方法
であって、前記バグフィルタを通過する前記排ガスの圧
力損失を検知して、前記排ガスの冷却の程度を制御する
ようにしたことを特徴とする排ガスの処理方法。
【請求項２】前記排ガスを１７０℃以下、好ましくは
１００℃〜１５０℃に冷却するようにしてなる請求項１
に記載の排ガスの処理方法。
【請求項３】前記バグフィルタを通過する排ガスの圧
力損失が、所定値より大となったとき、前記排ガスの冷
却温度を所定温度より高めるようにしてなる請求項１ま
たは２に記載の排ガスの処理方法。
【請求項４】廃棄物等を焼却する焼却炉と、該焼却炉
で発生した排ガスを冷却するガス冷却器と、該ガス冷却
器で冷却された排ガスの温度を検出する第１の検出器
と、前記排ガス中のダスト等を分離するバグフィルタ
と、該バグフィルタを通過する排ガスの圧力損失を検出
する第２の検出器と、前記排ガス冷却温度の制御信号を
出力する制御手段とよりなり、前記第１の検出器および
第２の検出器の信号を前記制御手段に入力し、該制御手
段からの制御信号により、前記ガス冷却器における排ガ
スの冷却温度を制御するようにしたことを特徴とする排
ガス処理装置。
【請求項５】前記ガス冷却器が減温塔で構成され、該
減温塔へ供給される冷却水の供給量を制御するようにし
てなる請求項４に記載の排ガス処理装置。