JPS6332208A - 廃棄物燃焼システムにおける排ガス中の塩化水素中和方法 - 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】 【発明の属する技術分野】

この発明は、化学工場等から産業廃棄物として発生する
難燃性廃棄物を燃焼させてその排ガスから熱回収を行う
廃棄物燃焼システムを対象にその排ガス中に含まれる塩
化水素を中和して排ガスより除去する公害防止技術に関
する。

【従来技術とその問題点】

化学工場等から製造工程の残留物、廃棄処分品等として
発生する例えば塩化ビニール、ＪＩ！薬、ＰＣＢ等を含
む液状、固形状の有機系産業廃棄物は通常は焼却処分さ
れ、このための廃棄物燃焼システムとして廃棄物の燃焼
炉、熱回収手段としての蒸気発生ボイラ、サイクロン、
電気集塵機等を含む排ガス処理手段を組合せてシステム
を構成し、熱回収し、さらに燃焼に伴って生じた排ガス
中のダストを除去して大気中に放出するようにした廃熱
回収システムを兼ねた廃棄物燃焼システムが公知である
。 ところでかかる廃棄物燃焼システムにおいて、例えばハ
ロゲン系の廃棄物を燃焼する場合には塩化水素等の有害
成分が発生し、しかもこの塩化水素をそのまま排ガスと
一緒に大気中に放出すると大気汚染の問題を引き起こす
おそれのあることから、この対策として従来より燃焼炉
内に生石灰。 消石灰、苛性ソーダ等の中和剤を供給して塩化水素を中
和させる技術が実用化されている。ここで苛性ソーダは
主として洗浄塔等を設けた湿式等の特殊なシステムにし
か使用できず、かつ中和剤としての苛性ソーダは生石灰
に比べて価格が極めて高価である。また消石灰は乾式の
燃焼システムにも採用できるがその価格は生石灰に比べ
て約２倍であり運転コストが嵩む。このために中和剤と
しては、安価に人手できる生石灰が一般に多用されてい
る。また従来における生石灰の供給方法としては、廃棄
物の燃焼炉（炉内燃焼温度７００〜９００℃）の炉内に
直接撒布する方法、ないしシステム内における排ガス処
理手段の電気集塵機の入口側に押込供給させる方法等が
知られているが、これら方法ではいずれも塩化水素の除
去率が高々３０％程度であり、充分な塩化水素の除去効
果が得られてないのが現状である。 一方、前記した廃棄物燃焼システムにおいて、例えばハ
ロゲン系の有機廃棄物を燃焼する場合に燃焼温度が低い
と燃焼生成物として生じたダイオキシン等の有害物質が
未分解のまま大気中に放出されて大気汚染の問題を引き
起こす恐れのあることから、その対策として廃棄物の燃
焼手段を通常の燃焼炉を一次炉としてその後段に二次の
高温分解炉を組合せ、廃棄物を一次燃焼炉で燃焼した後
にその排ガスを二次高温分解炉の炉内へ導入し、助燃油
の燃焼の下で排ガスをさらに１２００℃程度まで昇温加
熱して排ガス中の有害物質成分を加熱分解させるように
して低公害化を図るようにした廃棄物燃焼システムが提
案されている。しかして排ガス中に含まれる塩化水素に
関して先記した従来の中和技術をそのまま採用したので
は、システムの綜合的な低公害化を図ることができない
。

【発明の目的】

この発明は上記した一次燃焼炉と二次高温分解炉を備え
た低公害の廃棄物燃焼システムを対象に、該システムで
の排ガス中に含まれている塩化水素をシステムの系内全
域で効率良く中和、＃、去して大気中に放出する排ガス
の塩化水素濃度を大幅に低減できるようにした廃棄物燃
焼システムにおける排ガス中の塩化水素中和方法を提供
することを目的とする。

【発明の要点】

上記目的を達成するために、この発明は二次高温分解炉
の出口側高温域で排ガス中に中和剤としての炭酸カルシ
ュウムの粉末を撒布して該炭酸カルシュウムの大半を酸
化カルシュウムと炭酸ガスとに熱解離させたるとともに
、系内の高温域では炭酸カルシュウムとの直接反応によ
り、系内下流側の低温域では酸化カルシュウムとの反応
により排ガス中に含まれている塩化水素を中和させ、こ
の中和反応により生成した塩化カルシュウムを排ガス処
理手段により排ガス中から分離除去することにより、廃
棄物燃焼システムの系内高温域から低温域に至る全域で
効率よく塩化水素を中和反応させて大気中に放出する排
ガスの塩化水素濃度の低減、低公害化を図るようにした
ものである。

【発明の実施例】

まず第１図によりこの発明の実施例による廃棄物燃焼シ
ステムの系統を説明する０図においてｌは固形状廃棄物
の燃焼を行う一次燃焼炉、２は液状廃棄物の燃焼を行う
一次燃焼炉、３は前記−次燃焼炉の後段に接続された二
次高温分解炉であり、これら−次炉と二次炉を組合せて
廃棄物燃焼手段を構成している。また前記廃棄物燃焼手
段の後段には排ガス中に含まれているダストを除去する
サイクロン４を経て排ガス／空気熱交換器５．水管ボイ
ラ６、煙管ボイラ７等の組合せから成る熱回収手段と、
さらに電気集塵機８．排風機９を経て煙突１０に至る排
ガス処理手段が設備されており、ここで前記の水管ボイ
ラ６、煙管ボイラ７で発生した蒸気はアキュムレータ１
１を経て熱利用系２１に送られる。なお１３は前記熱交
換器５へ空気を送気するブロアである。 一方、システム内には廃棄物の排ガス中に含まれている
塩化水素等の腐食性のある有害成分の中和剤として生石
灰である炭酸カルシュウムを貯留した中和剤バンカ１４
がブロア１５と二次高温分解炉３の出口側との間に配管
された空気搬送式の中和剤供給ライン１６に接続配備さ
れており、空気ブロア１５の送気により中和剤バンカ１
４より吸出した炭酸カルシュウムを定量搬送して排ガス
中に吹込み撒布するようにしている。 次に上記構成のシステムによる廃棄物の燃焼プロセスに
付いて説明すると、まず固形状、液状の廃棄物は一次燃
焼炉１．２に導入され、バーナへの助燃油、燃焼空気の
供給の下で炉内燃焼温度的７００〜９００℃で燃焼ガス
化され、その排ガスが一次燃焼炉から後段の二次高温分
解炉３に導入される。この高温分解炉３では助燃バーナ
を通じて助燃油を炉内の排ガス雰囲気中に噴霧化供給し
て燃焼させ、−火燃焼炉側から導入された排ガスをさら
に高温、好ましくは１２００℃以上となるように加熱さ
せる。これにより一次燃焼炉から送りこまれた排ガスは
高温分解炉の炉内を通過する過程で万遍なく高温に晒さ
れ、前述したような排ガス中に含まれる未分解のダイオ
キシン等の有害物質が熱分解されるようになる。 続いて高温分解炉３から出た排ガスをサイクロン４に導
いて排ガス中のダスト成分を分離除去し、さらに排ガス
／空気熱交換器５へ導入してブロア１４を通じて供給さ
れた空気と熱交換させ、ここで高温加熱された空気は煙
管ボイラ７に導かれて熱回収を行う。一方、熱交換後の
排ガスは温度が下がった状態で後段の水管ボイラ６に導
入され、ここで熱回収が行われる。さらに水管ボイラ６
を出た排ガスは電気集塵機８で微粒ダストが除去された
後に、排風機９．煙突１０を経て大気中に放出される。 一方、前記の運転過程で中和剤バンカ１４より定量ずつ
炭酸カルシュウムが二次高温分解炉３の出口側で排ガス
中へ押込み式に供給撒布される。この二次高温分解炉３
出ロ側の中和剤供給地点では排ガスの温度１０００℃以
上の高温であり、ここに供給された炭酸カルシュウムの
大半は次式のように酸化カルシュウムと炭酸ガスとに熱
解離され、ＣａＣＯ３−＋Ｃａ　Ｏ＋ＣＯｚ　−−−−
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−（１１残りは炭酸カルシュウムのまま系内の高温域
で次式のように排ガス中の塩化水素と直接中和反応して
排ガス中に塩化カルシュウムを生成する。 ＣａＣＯ３＋　２　ＨＣ１−Ｉ−ＣａＣ１ｚ　＋　Ｈｌ
　Ｏ十Ｃｏｇ　−−−−−（２）また排ガスが系内下流
側の低温域を流れる過程では高温域で熱解離した酸化カ
ルシュウムと塩化水素とが中和反応して次式のように排
ガス中に塩化カルシュウムを生成する。 Ｃａ　Ｏ＋２　ＨＣ１−”ＣａＣ１ｚ　＋　Ｈｚ　Ｏ−
−−−−−−−−−−−−−−−−−（３１このように
して塩化水素と中和剤との中和反応により生成した塩化
カルシュウムはシステム内の排ガス処理手段の電気集塵
機８で排ガス中より分離除去され、塩化水素濃度の低下
した排ガスが排風機９．煙突１０をへて大気中に放出さ
れる。 一方、前記したＣａＣＯ３，ＣａＯ，ＨＣＩの各反応物
質に付いて温度と自由エネルギーとの関係は第２図に示
すごとくである。この場合に周知のように反応は自由エ
ネルギーの値が０以下で行われ、かつそのマイナスの絶
対値が大きい程反応が高い。ここでＣａＣＯ３をＣａＯ
とＣＯ３に熱解離するには自由エネルギー値が０以下、
つまり温度を約８００℃以上にする必要がある。またＨ
ＣＩとＣａＣ０，の反応。 およびＨＣＩとＣａＯとの反応を比べると、高温領域で
はＣａＣＯ３とＭＣＩとの反応の方がＣａＯとＭＣＩの
反応より高く、逆に低温領域ではＣａＯとＨＣＩの反応
が高いことが判る。また第２図を基にＣａＣ０，、Ｃａ
Ｏ別に反応温度に対するＨ　ＣＩｆｉ度の平衡レベルを
求めると第３図のようになり、ここで特性線の実線範囲
で示すように高温域ではＣａＣ０，とＨＣＩとの直接反
応が、また低温域ではＣａＯとＨＣＩとの反応が効率良
く行われ、これによって高温域から低温域に至るシステ
ム系内の全域で排ガス中の塩化水素を効率よく中和でき
ることが判る。 また１１０００ｐｐの）（Ｃ１を含む排ガスを試料とし
てこの排ガス中に高温でＣａＣ０，を供給して塩化水素
を中和させる場合にＣａＣＯ３の供給量９反応温度を様
々に変えて実験を行った結果を第４図に示す。 図中の特性線イ１１ロ、ハそれぞれＣａＣＯ３の供給量
を排ガス中のＨＣＩを中和させるに要する理論当量の２
．５倍以上、１．５〜２．５，１．５未満とした場合に
おける各反応温度に対するＨＣＩの除去率を表しており
、その反応温度が低下するにしたがってＨＣＩの除去率
は急速に高まる傾向を示す。 次に第１図に示した廃棄物燃焼システムの実証プラント
に付いて発明者が行った排ガスの中和実験で、二次高温
分解炉の出口地点に吹込み供給したＣａＣ０，の当量に
対する電気集塵機の出口地点で実測した排ガス中のＨＣ
Ｉ除去率を第５図に示す。 なお高温分解炉の出口における排ガス中のＨＣＩ濃度は
１１０００ｐｐである。この実験結果からＣａＣＯ３の
吹込当量を２．５以上にすることにより、排ガス中のＨ
ＣＩ除去率を電気集塵機の出口で約６０％まで高めるこ
とが確認された。また同じ条件でＣａＣＯ５を電気集塵
機の入口側に吹込んで場合にはＨＣＩの除去率は高々３
５％までしか得られなかった。 【発明の効果］ 以上述べたようにこの発明によれば、廃棄物の燃焼手段
として廃棄物を燃焼する一次燃焼炉とその後段に二次高
温分解炉を設けた廃棄物燃焼システムを対象に、前記し
た二次高温分解炉の出口側高温域で排ガス中に中和剤と
しての炭酸カルシュウムの粉末を撒布して該炭酸カルシ
ュウムの大半を酸化カルシュウムと炭酸ガスとに熱解離
させたるとともに、系内の高温域では炭酸カルシュウム
との直接反応により、系内下流側の低温域では酸化カル
シュウムとの反応により排ガス中に含まれている塩化水
素を中和させ、この中和反応により生成した塩化カルシ
ュウムを排ガス処理手段により排ガス中から分離除去す
ることにより、システム系内の高温域から低温域に至る
全域で廃棄物の燃焼排ガス中に含まれている塩化水素を
効率よく中和反応させて除去することができ、廃棄物燃
焼る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施による廃棄物燃焼システム全体
の系統図、第２図は各種中和反応物に付いての温度と自
由エネルギーとの関係図、第３図は第２図を基に作成し
た温度と塩化水素濃度との関係を表した平衡レベル図、
第４図は炭酸カルシュウムの吹込当量に対する反応温度
と塩化水素除去率との関係図、第５図は第１図における
電気集塵機の出口地点で実測した炭酸カルシュウムの吹
込当量と塩化水素除去率との関係図である。図において
、 １．２：廃棄物燃焼用の一次燃焼炉、３：二次高温分解
炉、６：熱回収手段としての水管ボイラ、７：煙管ボイ
ラ、８：排ガス処理手段としての電気集塵機、９：排風
機、ｌＯ：煙突、１４：炭酸カルシュウムを貯留した中
和剤バンカ、１５ニブロア、５１度（Ｃ）→ 第４図 ＣＩ 綜 冬 糸 寸 （’／、） Ａ度（’Ｃ）　− 第３図 ／ｌ　Ｐ　　　　　１ｎ　　　　　　　　　　　　ツｎ
　　　　　Ｌ′）ｆ（：ＱＣＯ３（ロス：ｉさ、已ｆ量
〕０第５１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 廃棄物の燃焼手段、熱回収手段、集塵機を含む排ガス処
   理手段を組合せ、廃棄物を燃焼させてその排ガス中から
   熱回収、ダスト除去を行う廃棄物燃焼システムであり、
   かつ前記燃焼手段として一次燃焼炉、および該燃焼炉の
   後段に接続した二次高温分解炉とを備え、廃棄物を一次
   燃焼炉で燃焼した後にその排ガスを後段の二次高温分解
   炉に導入して排ガスを高温加熱するようにしたものにお
   いて、前記二次高温分解炉の出口側高温域の排ガス中に
   中和剤としての炭酸カルシュウムの粉末を撒布して該炭
   酸カルシュウムの大半を酸化カルシュウムと炭酸ガスと
   に熱解離させるとともに、系内の高温域では炭酸カルシ
   ュウムとの直接反応により、系内下流側の低温域では酸
   化カルシュウムとの反応により排ガス中に含まれている
   塩化水素を中和させ、この中和反応により生成した塩化
   カルシュウムを排ガス処理手段により排ガス中から分離
   除去するようにしたことを特徴とする廃棄物燃焼システ
   ムにおける排ガス中の塩化水素中和方法。