JP3640327B2 - High-efficiency power generation method, exhaust gas treatment method and exhaust gas treatment device in a waste treatment plant - Google Patents

High-efficiency power generation method, exhaust gas treatment method and exhaust gas treatment device in a waste treatment plant Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は主として廃棄物処理プラントに於いて利用されるものであり、廃棄物焼却炉や廃棄物溶融炉、廃棄物乾留熱分解溶融燃焼炉から排出される高温排ガス内の塩化水素ガス(HClガス)をナトリウム系のアルカリ性化合物を主成分とする焼成物を循環利用して除去することにより、排ガスの熱回収による発電効率の大幅な向上や排ガス処理費の引下げを可能とした廃棄物処理プラントのプラントシステムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、都市ごみ等の廃棄物焼却炉や廃棄物溶融炉、廃棄物乾留熱分解溶融燃焼炉(以下、廃棄物燃焼処理装置と呼ぶ)を備えた廃棄物処理プラントに於いては、ボイラ装置と発電装置を組み合せ使用することにより廃棄物燃焼処理装置からの排ガスの熱を電気エネルギーとして回収し、プラント運転用電力を除いた余剰電力を外部へ供給するようにしたプラントシステムが多く採用されている。
【0003】
しかし、上記廃棄物処理プラントのプラントシステムに於いては、廃棄物燃焼処理装置からの排ガス内に含まれるHClガスと煤塵中の腐食成分の複合作用により、ボイラ装置等に強烈な腐食が引き起こされる。
【0004】
図3はごみ焼却炉に於ける排ガス温度と腐食の関係の一例を示す公知のデータ(K・Fassler,H・Spahn「Korrosionen an Mullverbrennungs Kesseln」MITTELUNGEN DER VGB48 Heft Aprill 1968)であり、排ガス温度が150℃以下の範囲では所謂低温腐食が、また排ガス温度が320℃以上の範囲では所謂高温腐食が夫々起こることになる。
【0005】
そのため、従前の廃棄物処理プラントのプラントシステムに於いては、ボイラ装置の蒸気条件をほぼ270℃、25kg/cm2 近傍に設定することにより前記腐食の発生を避けるようにしているが、結果として排熱回収による発電効率が10〜13%程度の低効率になることとなり、近年の事業用火力発電所の発電効率(約40%)に遠く及ばない状態にある。
【0006】
尚、従前の廃棄物処理プラントに於いても、勿論その発電効率を高めるために種々の工夫が為されている。
例えば、▲1▼ボイラ過熱蒸気管の材質を耐食性材料とし、過熱蒸気温度を400℃〜435℃程度にまで高める方法、▲2▼腐蝕原因物質であるHClガスを中和するため、炉内へNa2CO3 やCaCO3 等のアルカリ剤を噴霧する方法、▲3▼腐蝕原因物質である媒塵をより少なくするか、或は蒸気管壁に付着しにくくするための燃焼技術の改善やボイラ構造の改善、▲4▼最も腐蝕を起しやすい過熱蒸気管を消耗部品として交換し易くする方法、▲5▼過熱蒸気管の外部にキャスタブル耐熱材を被覆する方法等の工夫が為されている。
【0007】
しかし、上記何れの対策も、根本的に腐蝕を防止することは困難であり、しかも、建設費や維持費が高価なものになると云う難点を抱えている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従前の廃棄物燃焼・溶融処理プラントに於ける上述の如き問題、即ち、▲1▼排ガス内に含まれるHClガスや煤塵による高温腐食が生ずるため、過熱蒸気温度を約320°〜700℃程度の高温度域に設定することができず、排熱利用による発電効率の大幅な引上げが困難なこと、▲2▼炭酸ナトリウム(Na2CO3 )や炭酸カルシウム(CaCO3 )のアルカリ性化合物をそのまま排ガス内へ投入するだけでは、高温腐食を完全に防止できる程度にまでHClガス等を除去することができないうえ、多量の中和剤を必要とするため排ガス処理費の高騰を招くこと、▲3▼耐食性材料の使用やボイラ構造の改善等の方策によっても、未だ完全に高温腐食を避けることはできないうえ、設備の建設費が高騰して経済性に欠けること、等の問題を解決せんとするものであり、高温燃焼排ガス中のHClガスを除いて高温腐食の発生を有効に防止することにより、蒸気の高温・高圧化を可能として発電効率の向上を可能とすると共に、収着剤とHClガスとの反応により生じた生成物を廃棄物処理プラントの発生電力を用いて再び元の収着剤に再生成せしめることにより、収着剤の消費量を極く僅少量に減らすことを可能とした所謂収着剤循環流自己完結型の廃棄物処理プラントのプラントシステムを提供せんとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の廃棄物処理プラントに於ける高効率発電方法は、廃棄物焼却炉、廃棄物溶融炉、廃棄物乾留熱分解溶融燃焼炉等の廃棄物燃焼処理装置と蒸気ボイラ装置と発電装置とを備えた廃棄物処理プラントに於いて、Na2CO3 等のナトリウム系のアルカリ性化合物を主成分とする焼成物に高温燃焼排ガス内のHClガスを収着させ、HClガスの収着により生成したNaClを前記発電装置の発生電力を用いて電気分解し、電気分解により生成したNaOHに低温排ガス内のCO2 を吸収せしめてナトリウム系のアルカリ性化合物を再生成させ、当該再生成したナトリウム系のアルカリ性化合物を循環利用することによりHClガスの除去処理をした高温燃焼排ガスを蒸気ボイラ装置へ導入し、発生した高温高圧蒸気により発電設備の蒸気タービンを駆動することを発明の基本構成とするものである。
【0010】
また、本発明の廃棄物処理プラントに於ける排ガス処理方法は廃棄物焼却炉、廃棄物溶融炉、廃棄物乾留熱分解溶融燃焼炉等の廃棄物燃焼処理装置を備えた廃棄物処理プラントに於いて、Na2CO3 等のナトリウム系のアルカリ性化合物を主成分とする焼成物に高温排ガス内のHClガスを収着させ、HClガスの収着により生成したNaClを電気分解し、電気分解により生成したNaOHにより低温排ガス内のCO2 を吸収してナトリウム系のアルカリ性化合物を再生成させ、当該再生したナトリウム系のアルカリ性化合物をHClガスの収着剤として循環利用することを発明の基本構成とするものである。
【0011】
更に、本発明の廃棄物処理プラントに於ける排ガス処理装置は廃棄物焼却炉、廃棄物溶融炉、廃棄物乾留熱分解溶融燃焼炉等の廃棄物燃焼処理装置と、廃棄物燃焼処理装置からの高温燃焼排ガス内のHClガスをNa2CO3 等のナトリウム系のアルカリ性化合物を主成分とする焼成物に収着させるHClガス収着装置と、HClガス収着装置により処理した高温排ガスの熱を回収する蒸気ボイラ装置と、HClガスの収着により焼成物収着剤に生成されたNaClを電気分解してNaOHを生成する電気分解装置と、電気分解により生成したNaOHを吸収剤とし、これに前記蒸気ボイラ装置で熱回収をした低温排ガス内のCO2 を吸収させることによりナトリウム系のアルカリ性化合物を生成するCO2 吸収装置と、CO2 吸収装置からのナトリウム系のアルカリ性化合物を焼成して焼成物収着剤を形成する焼成装置とから成り、前記焼成装置で形成した収着剤をHClガス収着装置へ供給して収着剤を循環利用する構成としたことを発明の基本構成とするものである。
【0012】
即ち、Na2CO3 やNaHCO3 を主成分とするナトリウム系のアルカリ性化合物を造粒して焼成すると、一部のCO2 が遊離して多孔性の焼成物が形成される。
このナトリウム系のアルカリ性化合物から成る多孔性焼成物と廃棄物燃焼処理装置からの高温排ガスとを直接接触させると、高温排ガス内のHClガスは高温状態のまま焼成物中に収着され、約5ppmの高温腐食を起さない程度のHCl含有率にまで除去される。
尚、HClガスが除去された高温燃焼排ガスはもはや激しい腐食性を持たないため、高温高圧の廃熱ボイラを設置して高温・高圧蒸気を生成することができ、これによって高発電効率の達成が可能となる。
【0013】
一方、高温下でHClガスを収着した焼成物は、それ自身のNa2CO3 やNaHCO3 とHClとが反応してNaClを生成する。また、この生成したNaClは、発電装置からの発生電力の一部を用いて電気分解され、NaOHを生成する。更に、この生成したNaOHは、排ガス処理装置を経て煙突から放出されるCO2 を含んだクリーンな排ガスと接触することにより、Na2CO3 やNaHCO3 となる。
【0014】
尚、この生成されたNaHCO3 やNa2CO3 は再び造粒焼成することにより、HClガス除去のための焼成物に再生され、循環的に再利用される。その結果、HClガスの除去に必要とする収着剤消費量は極く僅かとなり、高温燃焼排ガスの処理に要するランニングコストは大幅に減少する。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態の説明をする。
図1は、廃棄物燃焼処理装置として都市ごみ焼却炉を有する廃棄物処理プラントAへ本発明を適用した場合のプラント構成系統図を示すものであり、図に於いて、1は廃棄物燃焼処理装置の一種である都市ごみ焼却炉、2は蒸気ボイラ装置、3は高温燃焼排ガスB内のHClガスの収着装置、4は空気予熱器、5は排ガス処理装置、6はCO2 吸収装置、7は煙突、8は発電装置、9は電気分解装置、10は乾燥造粒装置、11は焼成装置である。
【0016】
前記廃棄物燃焼処理装置(都市ごみ焼却炉)1は公知のものであり、所謂ストーカ式ごみ焼却炉や流動床式ごみ焼却炉、ロータリーキルン式ごみ焼却炉等がこれに該当する。
また、本実施形態では都市ごみ焼却炉1としてストーカ式ごみ焼却炉を備えているが、これが所謂溶融燃焼方式のごみ溶融炉であってもよいことは勿論である。
【0017】
当該都市ごみ焼却炉1内へ供給される都市ごみ等の廃棄物C中には、種々の形で塩素化合物が含まれている。その主要なものは、ポリ塩化ビニル(PVC)に代表される有機塩素化合物を含むプラスチック類と、塩化ナトリウム(NaCl)に代表される厨芥等に含まれている無機塩素化合物である。
上記塩素化合物を含む都市ごみCを焼却炉1内で焼却した場合、有機塩素化合物のほぼ全量と無機塩素化合物の一部が塩化水素ガス(HCl)の形で高温燃焼排ガスB中へ放散されることになる。
【0018】
前記高温燃焼排ガスB中のHCl濃度はごみの発生源によって異なるが、ほぼ300〜1500ppmであることが知られており、このHClガスが、同時に発生する煤塵と共に複合腐食を起こす原因物質となる。
また、都市ごみ焼却炉1では、臭気対策等の理由により、高温燃焼排ガスBの温度が750℃以上に保たれているが、この高温燃焼排ガスBから直接に蒸気ボイラ装置等で熱回収を図る場合には、前記図3に示したように激しい高温腐食を生ずることになる。
【0019】
尚、廃物物Cには、都市ごみならず、多量の有機塩素化合物を含有する各種産業廃棄物(固体、液体)等が含まれていることは勿論である。
【0020】
前記蒸気ボイラ装置2は、ごみ焼却炉1の燃焼室出口近傍に設けた水冷壁構造体2aと主ボイラ構造体2bから構成されており、前記蒸気ボイラ装置2を構成する水冷壁構造体2aは、その温度が腐食を起こさない200℃〜320℃の温度範囲内となるよう強制冷却されていることは勿論である。
【0021】
尚、図1の実施形態では水冷壁構造体2aと主ボイラ構造体2bを分離した形態としているが、両者を一体的な構造としてその内部にHClガス収着装置3を配設する構成としてもよい。
また、蒸気ボイラ装置2は水管式自然循環ボイラであっても、或いは強制循環式や強制貫流式のボイラであっても良いことは勿論である。
【0022】
都市ごみ焼却炉1から排出される約750℃以上の高温燃焼排ガスBは、先ず前記焼却炉燃焼室の出口部分に設けた蒸気ボイラ2の一部を構成する水冷壁構造体2aによって、480℃〜750℃好ましくは525℃〜650℃の温度にまで冷却される。
【0023】
前記HClガス収着装置3は、ケース本体内へNa2CO3 やNaHCO3 等のナトリウム系のアルカリ性化合物を主成分とする造粒体を焼成して多孔性とした焼成物収着剤を固定床として充填した構造に形成されており、高温燃焼排ガスBを当該HCl収着装置3内へ流通させ、充填層と接触流通させることにより、その内部のHCl等が収着剤に収着される。
【0024】
尚、図1の実施形態では、HClガス収着装置3を固定床式充填層を備えたものとしているが、流動床式や移動床式の構成のHClガス収着装置であっても良い。
また、図1の実施形態では、焼成物収着剤の充填層内へ高温燃焼排ガスBを接触流通させる構成としているが、排ガス通路内を流通する高温燃焼排ガスB内へ粉体又は小粒径に形成した焼成物収着剤を噴射混合させ、HClガスや煤塵を収着した焼成物の粉体又は粒体を回収する構造のHClガス収着装置とすることも可能である。
【0025】
前記水冷壁構造体2aにより480℃〜750℃の温度とされた高温燃焼排ガスBは、HClガス収着装置3の充填床内をSV=3000〜4000/hで流通することにより、排ガス中のHClガスが焼成物収着剤に収着され、HCl濃度は約5ppm以下にまで低減される。
また、HClガス収着装置3の焼成物収着剤が濾過剤として機能するため、排ガス中の煤塵もその一部が捕捉されることになる。
【0026】
尚、排ガス温度を480℃〜750℃、好ましくは525℃〜650℃とすることは、この温度範囲に於いて最もHClガスの収着率が高いためである。
また、このようにしてHCl濃度を低減された排ガスは、たとえ他の腐食性物質である煤塵が残留していても、高温度領域に於いて激しい腐食性を示すことが無くなる。その結果、蒸気過熱器を備えた高温高圧ボイラ装置2を任意に設置することが可能となり、高温・高圧蒸気による高効率発電が可能となる。
【0027】
蒸気ボイラ装置2に於いて、熱エネルギーを回収されることにより低温となった排ガスDは、空気予熱器4を経て、都市ごみ焼却炉に通常使用されている排ガス処理装置5へ送られ、ここで、重金属除去、脱硝、ダイオキシン除去等の必要な処理が施されたのち、CO2 吸収装置を通して煙突7より大気中へ放出される。
【0028】
尚、排ガス処理装置5は、プラント設置地域の環境とプラント規模に見合った通常の排ガス処理ユニットの組合せであってよいことは、勿論である。
また、前記蒸気ボイラ装置2で発生された高温・高圧蒸気は発電装置8へ送られ、ここで発電効率が約20〜40%の高効率発電が行なわれる。
尚、発電装置8の発電方式は背圧タービン、復水タービン、抽気復水タービン方式の何れであってもよく、またガスタービンと併用した所謂スーパーごみ発電方式であってもよい。更に、発電と併せ、蒸気或いは温冷水の形で回収熱の一部を他へ供給するものであっても良い。
【0029】
一方、前記高温燃焼排ガスB内のHClガスを選択的に収着したHClガス吸着装置3内の焼成物収着剤では、それ自体を構成するNa2CO3 等のナトリウム系アルカリ性化合物と収着したHClとが反応することによりNaClが生成され、収着剤に蓄積される。
【0030】
また、蓄積された収着剤内の塩化物濃度が50〜60%になると、HClガスの収着性能が大幅に低下し、所謂破過の状態となる。
そのため、収着剤層が固定床式の場合には、2床又は多床式とし、一方の固定床の運転中に、破過した他方の固定床の焼成物収着剤を取替える。
また、収着剤層を流動床式或いは移動床式とした場合には、一方から焼成物収着剤を引抜くと共に、他方から新たな焼成物収着剤を供給するという連続的構造とするのが望ましい。
【0031】
前記HClガスの収着により破過状態となった焼成物収着剤は、HClガス収着装置3から抜き出され、電気分解装置9へ導入される。
即ち、破過した焼成物収着剤に水を加えてNaClを脱着し、NaCl水溶液としたあと、電気分解装置(電気透析装置)9により電気分解をしてNaClを苛性ソーダ(NaOH)に転換する。
【0032】
尚、この時の必要電力は、発電装置8で発生した電力の一部を利用する。
また、電気分解装置9に於いて発生する塩素ガスは、既知の手段により、塩酸、或は次亜塩素酸ナトリウムなどの形で回収することができる。
【0033】
前記電気分解装置9で生成されたNaOHの水溶液は引き続きCO2 吸収装置6へ導入され、低温排ガスD内へ噴霧される。
即ち、CO2 吸収装置6へは、前記排ガス処理装置5によって清浄化され、燃焼によって生成した炭酸ガス(CO2 )を8〜15%程度含有する低温排ガスDが導入されており、該低温排ガスD内へシステム内で生成した苛性ソーダ(NaOH)の水溶液を噴霧することにより、排ガス内のCO2 は低減され、且つNaOHはCO2 の吸収により中和されて主としてNaHCO3 とNa2CO3 になる。
尚、噴霧したNaOHはpH6.5付近で最もよくCO2 を吸収し、高い収率でNa2CO3 やNaHCO3 を得ることができる。
【0034】
本実施形態に於いては、前記CO2 吸収装置6をスプレー式構造のものとしているが、CO2 吸収装置6はトイレ式や充填塔式構造のものであってもよい。
また、低温排ガスD内のCO2 とNaOHの反応をより確実にするために、排ガスの一部又は全部を気体分離膜装置(図示省略)へ通すことによってCO2 の濃縮を行ない、その後にNaOHと反応させるようにしてもよい。
【0035】
CO2 吸収装置6で得られた前記NaHCO3 やNa2CO3 は引き続き乾燥・造粒機10へ導入され、ここで直径1.5mm〜10mmの粒体に造粒される。 尚、乾燥・造粒機10としては如何なる形式のものであってもよく、スプレードライヤー式やロータリードライヤー式の乾燥造粒機が多く使用される。
また、乾燥・造粒に際しては、約10wt%程度のベントナイトをバインダーとして添加するのが望ましい。
【0036】
前記乾燥・造粒機で形成された粒状体は、引き続き焼成機11内へ搬入され、ここで約500〜600℃の高温空気下で6〜10時間焼成される。
当該焼成を行なうことにより、造粒体の内部からCO2 とH2Oの一部が遊離し、造粒体は多孔性の焼成物となる。
尚、形成された焼成物はNa2CO3 やNaHCO3 を主成分とするものであり、HClガスの収着剤としてHClガス収着装置2へ循環的に供給されて行く。
【0037】
廃棄物処理プラントの始動時や消耗品の補給時には、ナトリウム系のアルカリ性化合物として、工業用薬剤のNaHCO3 やNa2CO3 等が用いられる。
また、工業用薬剤に替えて、NaHCO3 やNa2CO3 を多量に含有する鉱物例えばnancoliteやshortite、dawsonito等を用いることも可能である。
【0038】
図2は本発明の第2実施形態を示す廃棄物処理プラントの系統図である。
この第2実施形態では、第1実施形態に於ける廃棄物燃焼処理装置(ごみ焼却炉又は廃棄物溶融炉)1の部分が廃棄物の乾留熱分解溶融処理炉に変っており、その他の部分は第1実施形態の場合と全く同一である。
即ち、図2に於いて12は乾留熱分解反応炉、13は溶融燃焼炉であり、反応炉12と溶融燃焼炉13とから廃棄物燃焼処理装置1が構成されている。そして、廃棄物供給装置12aにより乾留熱分解反応炉12内へ供給された廃棄物Cは、ここで空気の遮断下に於いて300℃〜600℃の温度に加熱され、乾留ガスEと熱分解残渣Fに変換される。
【0039】
前記分離された乾留ガスEは溶融燃焼炉13内で燃焼される。また熱分解残渣Eは、分離装置(図示省略)で比較的粗い不燃性固形物を除去したあと微粉砕され、前記溶融燃焼炉13内へ供給されて1200℃以上の温度下で溶融燃焼される。
更に、前記溶融燃焼炉13内に形成された溶融スラグは水砕スラグとして順次取り出されて行く。
【0040】
溶融燃焼炉13からの高温燃焼排ガスBは温度が約800℃〜1100℃程度の高温度であるが、蒸気ボイラ装置2の水冷壁構造体2aによって約480°〜750℃の温度に冷却されたあと、HClガス収着装置3へ導出されて行く。
尚、HClガス収着装置3以降に於ける排ガスの処理や収着剤の再生成については、第1実施態様の場合と同じであるためその説明は省略する。
又、HClガス収着装置3は乾留ガスEが通る反応炉12と溶融燃焼炉13を連結するダクト中に設けることも高温(450℃〜500℃)でのHCl収着に効果があるので実施形態2の応用例とする。
【0041】
【発明の効果】
本発明に於いては、廃棄物燃焼処理装置や発電設備、排ガス処理装置、電気分解装置、CO2 吸収装置、乾燥造粒装置、焼成装置等の既知で且つ確立された工業技術とナトリウム系のアルカリ性化合物を循環的に再利用する構成の新規なHClガス収着装置を有機的に連繋することにより、高温排ガス内のHClガスや媒塵を高温腐食を起こさない程度の濃度にまで能率よく除去することができる。その結果、高温燃焼排ガスを用いて蒸気ボイラ装置により高温高圧蒸気を得ることができ、発電効率を従前の発電効率の2〜3倍程度高めることが可能となる。
【0042】
また、本発明に於いては、Na2CO3 等のナトリウム系のアルカリ性化合物の焼成物を収着剤として利用し、高温燃焼排ガス内のHClガスの収着により生成されたNaClを電気分解してNaOHを生成し、これに低温排ガス内のCO2 を吸収せしめることによりNa2CO3 等のナトリウム系のアルカリ性化合物を再生成させ、この再生成化合物を焼成後に収着剤として再利用する構成としている。
その結果、プラントシステム全体としての収着剤の消費量は極く僅小量となり、高温燃焼排ガスからのHClガス除去に要するランニングコストは大幅に削減されることになる。
更に、収着剤の再生成に必要とする電力は排熱回収による発電電力でまかなうことができるうえ、CO2 吸収装置によるCO2 の除去により、大気へ排出される排ガス内のCO2 放出量も大幅に減少し、環境汚染を防止することができる。
【0043】
本発明は上述の通り、ナトリウム系のアルカリ性化合物をHClガスの収着剤とするHClガス収着装置を廃棄物処理プラントへ組み込み、HClガス収着剤を循環的に再利用すると共に腐食性のHClガスを含まない高温排ガスを蒸気ボイラ装置へ供給するようにしているため、腐食のため果し得なかった廃棄物処理プラントに於ける高効率発電を行うことが出来、廃棄物からの効果的なエネルギー回収をより経済的に行なえると共に、煙突からのCO2 放出量を減じて環境保全にも貢献しうると云う、優れた実用的効用を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態を示す廃棄物処理プラントのプラント構成系統図である。
【図2】本発明の第2実施形態を示す廃棄物処理プラントのプラント構成系統図である。
【図3】ごみ焼却炉における温度と腐食の関係を示す公知の説明図である。
【符号の簡単な説明】
Aは廃棄物処理プラント、Bは高温燃焼排ガス、Cは廃棄物、Dは低温排ガス、Eは乾留ガス、Fは熱分解残渣、1は廃棄物燃焼処理装置、2は蒸気ボイラ装置、2aは水冷壁構造体、2bは主ボイラ構造体、3はHClガス収着装置、4は空気予熱器、5は排ガス処理装置、6はCO2 吸収装置、7は煙突、8は発電装置、9は電気分解装置、10は乾燥造粒装置、11は焼成装置、12は乾留熱分解反応炉、13は溶融燃焼炉。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is mainly used in a waste treatment plant. Hydrogen chloride gas (HCl gas) in high-temperature exhaust gas discharged from a waste incinerator, a waste melting furnace, or a waste dry distillation pyrolysis melting combustion furnace. ) In the waste treatment plant that can significantly improve the power generation efficiency by reducing the exhaust gas heat and reduce the cost of exhaust gas treatment. It relates to plant systems.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in waste treatment plants equipped with waste incinerators such as municipal waste, waste melting furnaces, and waste carbonization pyrolysis melting and combustion furnaces (hereinafter referred to as waste combustion treatment equipment), boiler equipment and Many plant systems have been adopted in which the heat of exhaust gas from the waste combustion treatment device is recovered as electrical energy by using a power generation device in combination, and surplus power excluding power for plant operation is supplied to the outside. .
[0003]
However, in the plant system of the above-described waste treatment plant, intense corrosion is caused in the boiler device or the like due to the combined action of HCl gas contained in the exhaust gas from the waste combustion treatment device and the corrosive component in the dust. .
[0004]
FIG. 3 is known data (K.Fassler, H.Spahn “Korrosionen an Mullverbrunungs Kesseln” MITTELUNGEN DER VGB48 Heft April 1968) showing an example of the relationship between exhaust gas temperature and corrosion in a waste incinerator. So-called low-temperature corrosion occurs in the range below ℃, and so-called high-temperature corrosion occurs in the exhaust gas temperature range above 320 ℃.
[0005]
Therefore, in the conventional waste treatment plant plant system, the steam condition of the boiler device is set to approximately 270 ° C. and around 25 kg / cm 2 to avoid the occurrence of the corrosion. The power generation efficiency by exhaust heat recovery will be as low as about 10 to 13%, which is far from the power generation efficiency (about 40%) of recent commercial thermal power plants.
[0006]
In the conventional waste treatment plant, of course, various devices have been made to increase the power generation efficiency.
For example, (1) the boiler superheated steam pipe is made of a corrosion-resistant material and the superheated steam temperature is raised to about 400 ° C to 435 ° C, and (2) the reactor is neutralized to neutralize the HCl gas that causes corrosion. A method of spraying an alkaline agent such as Na 2 CO 3 or CaCO 3 , (3) Improvement of combustion technology to reduce the amount of dust as a causative agent or to make it difficult to adhere to the steam pipe wall, and boiler Improvements to the structure, (4) the most easily corroded superheated steam pipe is easily replaced as a consumable part, and (5) the overheated steam pipe is coated with a castable heat-resistant material. .
[0007]
However, any of the above countermeasures has a problem that it is difficult to fundamentally prevent corrosion, and that construction costs and maintenance costs are expensive.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In the present invention, the above-mentioned problem in the conventional waste combustion / melting treatment plant, that is, (1) high temperature corrosion due to HCl gas and dust contained in the exhaust gas occurs, so the superheated steam temperature is about 320 ° to It cannot be set in a high temperature range of about 700 ° C, and it is difficult to significantly increase power generation efficiency by using exhaust heat. ( 2 ) Alkalineity of sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) and calcium carbonate (CaCO 3 ) Just putting the compound into the exhaust gas as it is does not remove HCl gas to such an extent that high temperature corrosion can be completely prevented, and a large amount of neutralizing agent is required, leading to an increase in exhaust gas treatment costs. (3) Even with measures such as the use of corrosion-resistant materials and improvement of the boiler structure, high-temperature corrosion cannot still be completely avoided, and the construction cost of the equipment will rise, resulting in lack of economic efficiency. In order to solve this problem, it is possible to increase the steam generation temperature and pressure by effectively preventing the occurrence of high-temperature corrosion by removing HCl gas in the high-temperature combustion exhaust gas, thereby improving the power generation efficiency. At the same time, the product generated by the reaction between the sorbent and HCl gas is regenerated to the original sorbent using the power generated by the waste treatment plant. It is intended to provide a plant system of a so-called sorbent circulation self-contained waste treatment plant that can be reduced to a very small amount.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
A high-efficiency power generation method in a waste treatment plant according to the present invention comprises a waste combustion treatment device such as a waste incinerator, a waste melting furnace, a waste dry distillation pyrolysis melting combustion furnace, a steam boiler device, and a power generation device. In the waste treatment plant equipped, HCl gas in the high-temperature combustion exhaust gas is adsorbed on a calcined product mainly composed of a sodium-based alkaline compound such as Na 2 CO 3, and NaCl produced by sorption of HCl gas. Is generated using the generated power of the power generator, and the sodium-based alkaline compound is regenerated by absorbing CO 2 in the low-temperature exhaust gas into NaOH generated by the electrolysis, and the regenerated sodium-based alkaline compound The high-temperature combustion exhaust gas, which has been treated to remove HCl gas by circulation, is introduced into the steam boiler unit, and the generated high-temperature and high-pressure steam generates steam from the power generation equipment. The basic configuration of the present invention is to drive the bin.
[0010]
The exhaust gas treatment method in the waste treatment plant of the present invention is a waste treatment plant equipped with a waste combustion treatment device such as a waste incinerator, a waste melting furnace, and a waste dry distillation pyrolysis melting combustion furnace. In addition, HCl gas in high-temperature exhaust gas is sorbed to a fired product mainly composed of a sodium-based alkaline compound such as Na 2 CO 3, and NaCl generated by sorption of HCl gas is electrolyzed and generated by electrolysis. The basic constitution of the invention is to regenerate the sodium-based alkaline compound by absorbing the CO 2 in the low-temperature exhaust gas with the generated NaOH and recycling the regenerated sodium-based alkaline compound as the sorbent for HCl gas. Is.
[0011]
Further, the exhaust gas treatment apparatus in the waste treatment plant of the present invention includes a waste combustion treatment apparatus such as a waste incinerator, a waste melting furnace, a waste dry distillation pyrolysis melting combustion furnace, and a waste combustion treatment apparatus. The HCl gas sorption device that sorbs the HCl gas in the high-temperature combustion exhaust gas to the fired product mainly composed of a sodium-based alkaline compound such as Na 2 CO 3, and the heat of the high-temperature exhaust gas treated by the HCl gas sorption device Steam boiler device to be recovered, electrolyzer to generate NaOH by electrolyzing NaCl produced in the baked product sorbent by sorption of HCl gas, and NaOH produced by electrolysis as an absorbent, and CO 2 absorber that produces an alkaline compound sodium system by absorbing CO 2 in the low-temperature exhaust gas that has heat recovered in the steam boiler system, from CO 2 absorber A calcination device that calcinates a thorium-based alkaline compound to form a baked product sorbent, and supplies the sorbent formed by the calcination device to an HCl gas sorbent device to circulate and use the sorbent This is the basic configuration of the invention.
[0012]
That is, when a sodium-based alkaline compound mainly composed of Na 2 CO 3 or NaHCO 3 is granulated and fired, a part of CO 2 is liberated and a porous fired product is formed.
When the porous calcined product composed of this sodium-based alkaline compound is directly brought into contact with the high-temperature exhaust gas from the waste combustion treatment apparatus, the HCl gas in the high-temperature exhaust gas is sorbed into the calcined product in a high temperature state, and is about 5 ppm. The HCl content is removed to such an extent that does not cause high temperature corrosion.
Since the high-temperature combustion exhaust gas from which the HCl gas has been removed no longer has severe corrosivity, a high-temperature and high-pressure waste heat boiler can be installed to generate high-temperature and high-pressure steam, thereby achieving high power generation efficiency. It becomes possible.
[0013]
On the other hand, the calcined product in which HCl gas is sorbed at high temperature reacts with its own Na 2 CO 3 or NaHCO 3 and HCl to produce NaCl. Moreover, this produced | generated NaCl is electrolyzed using a part of electric power generated from a power generator, and produces | generates NaOH. Further, the generated NaOH comes into Na 2 CO 3 or NaHCO 3 by contacting with clean exhaust gas containing CO 2 emitted from the chimney through the exhaust gas treatment device.
[0014]
The generated NaHCO 3 and Na 2 CO 3 are regenerated into a fired product for removing HCl gas by granulating and firing again, and are reused in a cyclic manner. As a result, the sorbent consumption required for the removal of HCl gas is negligible, and the running cost required for the treatment of the high-temperature combustion exhaust gas is greatly reduced.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a plant configuration system diagram when the present invention is applied to a waste treatment plant A having a municipal waste incinerator as a waste combustion treatment device. In the figure, 1 is a waste combustion treatment. Municipal waste incinerator which is a kind of equipment, 2 is a steam boiler device, 3 is a sorption device for HCl gas in the high temperature combustion exhaust gas B, 4 is an air preheater, 5 is an exhaust gas treatment device, 6 is a CO 2 absorber, 7 is a chimney, 8 is a power generation device, 9 is an electrolysis device, 10 is a drying granulation device, and 11 is a baking device.
[0016]
The waste combustion treatment apparatus (city waste incinerator) 1 is a publicly known one, such as a so-called stoker type incinerator, fluidized bed type incinerator, rotary kiln type incinerator or the like.
Moreover, in this embodiment, although the stoker type waste incinerator is provided as the municipal waste incinerator 1, it is needless to say that this may be a so-called melting combustion type waste melting furnace.
[0017]
The waste C such as municipal waste supplied to the municipal waste incinerator 1 contains chlorine compounds in various forms. The main ones are plastics containing an organic chlorine compound typified by polyvinyl chloride (PVC) and inorganic chlorine compounds contained in soot typified by sodium chloride (NaCl).
When municipal waste C containing the above chlorine compound is incinerated in the incinerator 1, almost all of the organic chlorine compound and a part of the inorganic chlorine compound are diffused into the high-temperature combustion exhaust gas B in the form of hydrogen chloride gas (HCl). It will be.
[0018]
Although the HCl concentration in the high-temperature combustion exhaust gas B varies depending on the generation source of dust, it is known to be approximately 300 to 1500 ppm, and this HCl gas becomes a causative substance that causes combined corrosion with the soot generated at the same time.
In the municipal waste incinerator 1, the temperature of the high-temperature combustion exhaust gas B is kept at 750 ° C. or higher for reasons such as odor countermeasures, and heat recovery is attempted directly from the high-temperature combustion exhaust gas B using a steam boiler device or the like. In this case, severe hot corrosion occurs as shown in FIG.
[0019]
Of course, the waste C includes not only municipal waste but also various industrial wastes (solid, liquid) containing a large amount of organic chlorine compounds.
[0020]
The steam boiler device 2 includes a water-cooled wall structure 2a and a main boiler structure 2b provided in the vicinity of the combustion chamber outlet of the refuse incinerator 1, and the water-cooled wall structure 2a constituting the steam boiler device 2 is Of course, forced cooling is performed so that the temperature falls within a temperature range of 200 ° C. to 320 ° C. at which corrosion does not occur.
[0021]
In the embodiment of FIG. 1, the water cooling wall structure 2a and the main boiler structure 2b are separated from each other. However, the HCl gas sorption device 3 may be disposed inside the water cooling wall structure 2a and the main boiler structure 2b. Good.
Of course, the steam boiler device 2 may be a water tube type natural circulation boiler, or a forced circulation type or forced through type boiler.
[0022]
The high-temperature combustion exhaust gas B of about 750 ° C. or higher discharged from the municipal waste incinerator 1 is first 480 ° C. by the water-cooled wall structure 2a constituting a part of the steam boiler 2 provided at the outlet portion of the incinerator combustion chamber. It is cooled to a temperature of ˜750 ° C., preferably 525 ° C. to 650 ° C.
[0023]
The HCl gas sorption device 3 fixes a baked product sorbent made porous by baking a granulated body mainly composed of a sodium-based alkaline compound such as Na 2 CO 3 or NaHCO 3 in the case body. It is formed in a structure filled as a floor, and the high-temperature combustion exhaust gas B is circulated into the HCl sorption device 3 and brought into contact with the packed bed, so that the HCl and the like inside the sorbent are sorbed. .
[0024]
In the embodiment of FIG. 1, the HCl gas sorption device 3 is provided with a fixed bed packed bed, but an HCl gas sorption device having a fluidized bed type or moving bed type configuration may be used.
In the embodiment of FIG. 1, the high-temperature combustion exhaust gas B is contacted and circulated into the packed bed of the baked product sorbent, but the powder or small particle size is introduced into the high-temperature combustion exhaust gas B that circulates in the exhaust gas passage. It is also possible to provide an HCl gas sorbing device having a structure in which the fired material sorbent formed in the above is jetted and mixed to collect powder or particles of the fired product sorbed with HCl gas and dust.
[0025]
The high-temperature combustion exhaust gas B that has been brought to a temperature of 480 ° C. to 750 ° C. by the water-cooled wall structure 2a flows through the packed bed of the HCl gas sorption device 3 at SV = 3000 to 4000 / h, HCl gas is sorbed to the calcined sorbent and the HCl concentration is reduced to about 5 ppm or less.
In addition, since the burned material sorbent of the HCl gas sorption device 3 functions as a filtering agent, part of the dust in the exhaust gas is also captured.
[0026]
The exhaust gas temperature is set to 480 ° C. to 750 ° C., preferably 525 ° C. to 650 ° C., because the sorption rate of HCl gas is highest in this temperature range.
Further, the exhaust gas whose HCl concentration is reduced in this way does not show severe corrosiveness in a high temperature region even if soot that is another corrosive substance remains. As a result, it is possible to arbitrarily install the high-temperature and high-pressure boiler device 2 equipped with a steam superheater, and high-efficiency power generation using high-temperature and high-pressure steam is possible.
[0027]
In the steam boiler apparatus 2, the exhaust gas D that has become low temperature by recovering thermal energy is sent to the exhaust gas treatment apparatus 5 that is normally used in municipal waste incinerators through the air preheater 4. Then, after necessary treatments such as heavy metal removal, denitration, dioxin removal and the like are performed, they are discharged from the chimney 7 into the atmosphere through the CO 2 absorber.
[0028]
Needless to say, the exhaust gas treatment device 5 may be a combination of ordinary exhaust gas treatment units suitable for the environment of the plant installation area and the plant scale.
The high-temperature and high-pressure steam generated in the steam boiler device 2 is sent to the power generation device 8, where high-efficiency power generation with a power generation efficiency of about 20 to 40% is performed.
The power generation system of the power generator 8 may be any of a back pressure turbine, a condensate turbine, and a bleed condensate turbine system, or a so-called super garbage power generation system used in combination with a gas turbine. Further, in combination with power generation, a part of the recovered heat may be supplied to others in the form of steam or hot / cold water.
[0029]
On the other hand, the burned material sorbent in the HCl gas adsorbing device 3 that selectively sorbs the HCl gas in the high-temperature combustion exhaust gas B sorbs with a sodium-based alkaline compound such as Na 2 CO 3 constituting the sorbent. As a result of the reaction with HCl, NaCl is generated and accumulated in the sorbent.
[0030]
Further, when the accumulated chloride concentration in the sorbent becomes 50 to 60%, the sorption performance of HCl gas is greatly lowered, and a so-called breakthrough state is obtained.
For this reason, when the sorbent layer is a fixed bed type, it is a two-bed or multi-bed type, and the burned material sorbent of the other fixed bed that has broken through is replaced during operation of one fixed bed.
When the sorbent layer is a fluidized bed type or moving bed type, a continuous structure is adopted in which the baked product sorbent is pulled out from one side and a new baked product sorbent is supplied from the other side. Is desirable.
[0031]
The fired product sorbent that has been broken through by the sorption of HCl gas is extracted from the HCl gas sorption device 3 and introduced into the electrolysis device 9.
That is, water is added to the baked material sorbent that has passed through, and NaCl is desorbed to form an aqueous NaCl solution, which is then electrolyzed by an electrolyzer (electrodialyzer) 9 to convert NaCl into caustic soda (NaOH). .
[0032]
The necessary power at this time uses a part of the power generated by the power generator 8.
The chlorine gas generated in the electrolyzer 9 can be recovered in the form of hydrochloric acid or sodium hypochlorite by a known means.
[0033]
The aqueous solution of NaOH produced by the electrolyzer 9 is subsequently introduced into the CO 2 absorber 6 and sprayed into the low temperature exhaust gas D.
That is, the low-temperature exhaust gas D containing about 8 to 15% of carbon dioxide (CO 2 ) purified by the exhaust gas treatment device 5 and generated by combustion is introduced into the CO 2 absorber 6. By spraying an aqueous solution of caustic soda (NaOH) generated in the system into D, CO 2 in the exhaust gas is reduced, and NaOH is neutralized by absorption of CO 2 , mainly into NaHCO 3 and Na 2 CO 3 . Become.
The sprayed NaOH absorbs CO 2 best around pH 6.5, and Na 2 CO 3 and NaHCO 3 can be obtained with high yield.
[0034]
In the present embodiment, the CO 2 absorber 6 has a spray structure, but the CO 2 absorber 6 may have a toilet type or a packed tower structure.
Further, in order to ensure the reaction between CO 2 and NaOH in the low temperature exhaust gas D, CO 2 is concentrated by passing a part or all of the exhaust gas through a gas separation membrane device (not shown), and thereafter NaOH. You may make it react with.
[0035]
The NaHCO 3 and Na 2 CO 3 obtained by the CO 2 absorber 6 are subsequently introduced into the drying / granulating machine 10 where they are granulated into granules having a diameter of 1.5 mm to 10 mm. The drying / granulating machine 10 may be of any type, and a spray dryer type or rotary dryer type drying granulator is often used.
Further, when drying and granulating, it is desirable to add about 10 wt% bentonite as a binder.
[0036]
The granule formed by the drying / granulating machine is subsequently carried into the calciner 11 where it is calcined for 6 to 10 hours under high temperature air of about 500 to 600 ° C.
By performing the firing, a part of CO 2 and H 2 O is released from the inside of the granulated body, and the granulated body becomes a porous fired product.
The formed fired product is mainly composed of Na 2 CO 3 or NaHCO 3 and is cyclically supplied to the HCl gas sorption device 2 as a sorbent for HCl gas.
[0037]
When starting up a waste treatment plant or replenishing consumables, industrial chemicals such as NaHCO 3 and Na 2 CO 3 are used as sodium-based alkaline compounds.
Further, instead of industrial chemicals, minerals containing a large amount of NaHCO 3 or Na 2 CO 3 such as nancolite, shortite, and dawsonito can be used.
[0038]
FIG. 2 is a system diagram of a waste treatment plant showing a second embodiment of the present invention.
In this second embodiment, the part of the waste combustion treatment apparatus (garbage incinerator or waste melting furnace) 1 in the first embodiment is changed to a dry distillation pyrolysis melting treatment furnace, and the other parts Is exactly the same as in the first embodiment.
That is, in FIG. 2, 12 is a dry distillation pyrolysis reactor, 13 is a melting combustion furnace, and the waste combustion treatment apparatus 1 is constituted by the reaction furnace 12 and the melting combustion furnace 13. Then, the waste C supplied into the dry distillation pyrolysis reactor 12 by the waste supply device 12a is heated to a temperature of 300 ° C. to 600 ° C. under the shut-off of air, and the pyrolysis gas E and pyrolysis are performed. Converted to residue F.
[0039]
The separated carbonization gas E is burned in the melting combustion furnace 13. Further, the pyrolysis residue E is pulverized after removing relatively coarse incombustible solids by a separation device (not shown), and is supplied into the melting combustion furnace 13 and melted and burned at a temperature of 1200 ° C. or higher. .
Further, the molten slag formed in the melting combustion furnace 13 is sequentially taken out as a granulated slag.
[0040]
The high-temperature combustion exhaust gas B from the melting combustion furnace 13 has a high temperature of about 800 ° C. to 1100 ° C., but is cooled to a temperature of about 480 ° C. to 750 ° C. by the water-cooled wall structure 2a of the steam boiler device 2. Then, it is led out to the HCl gas sorption device 3.
The exhaust gas treatment and the sorbent regeneration in the HCl gas sorption device 3 and later are the same as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted.
In addition, the HCl gas sorption device 3 can be installed in a duct connecting the reaction furnace 12 through which the dry distillation gas E passes and the melting combustion furnace 13 because it is effective for HCl sorption at a high temperature (450 ° C. to 500 ° C.). This is an application example of form 2.
[0041]
【The invention's effect】
In the present invention, known and established industrial technologies such as waste combustion treatment equipment, power generation equipment, exhaust gas treatment equipment, electrolysis equipment, CO 2 absorption equipment, drying granulation equipment, firing equipment, etc. By organically connecting a new HCl gas sorption device configured to reuse alkaline compounds cyclically, HCl gas and dust in high-temperature exhaust gas can be efficiently removed to a level that does not cause high-temperature corrosion. can do. As a result, high-temperature and high-pressure steam can be obtained by a steam boiler device using high-temperature combustion exhaust gas, and the power generation efficiency can be increased by about 2 to 3 times the conventional power generation efficiency.
[0042]
In the present invention, a calcined product of a sodium-based alkaline compound such as Na 2 CO 3 is used as a sorbent to electrolyze NaCl generated by sorption of HCl gas in high-temperature combustion exhaust gas. A structure in which NaOH is generated and by absorbing CO 2 in the low temperature exhaust gas, a sodium-based alkaline compound such as Na 2 CO 3 is regenerated, and the regenerated compound is reused as a sorbent after firing. It is said.
As a result, the consumption amount of the sorbent as the whole plant system becomes extremely small, and the running cost required for removing HCl gas from the high-temperature combustion exhaust gas is greatly reduced.
Furthermore, the electric power required for the regeneration of the sorbent can be covered by the power generated by exhaust heat recovery, and the amount of CO 2 emission in the exhaust gas discharged to the atmosphere by removing CO 2 by the CO 2 absorber. Can be greatly reduced and environmental pollution can be prevented.
[0043]
As described above, the present invention incorporates an HCl gas sorption device using a sodium-based alkaline compound as an HCl gas sorbent into a waste treatment plant, and the HCl gas sorbent is recycled and corrosive. High-temperature exhaust gas that does not contain HCl gas is supplied to the steam boiler unit, so high-efficiency power generation can be performed in waste treatment plants that could not be achieved due to corrosion, and effective from waste. Energy recovery can be performed more economically, and it can contribute to environmental conservation by reducing CO 2 emission from the chimney.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system configuration diagram of a waste treatment plant showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plant configuration system diagram of a waste treatment plant showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a known explanatory diagram showing the relationship between temperature and corrosion in a waste incinerator.
[Brief description of symbols]
A is a waste treatment plant, B is high-temperature combustion exhaust gas, C is waste, D is low-temperature exhaust gas, E is dry distillation gas, F is pyrolysis residue, 1 is a waste combustion treatment device, 2 is a steam boiler device, 2a is Water-cooled wall structure, 2b is main boiler structure, 3 is HCl gas sorption device, 4 is air preheater, 5 is exhaust gas treatment device, 6 is CO 2 absorber, 7 is chimney, 8 is power generator, 9 is An electrolysis apparatus, 10 is a dry granulation apparatus, 11 is a baking apparatus, 12 is a carbonization pyrolysis reaction furnace, and 13 is a melting combustion furnace.

Claims (5)

廃棄物焼却炉、廃棄物溶融炉、廃棄物乾留熱分解溶融燃焼炉等の廃棄物燃焼処理装置と蒸気ボイラ装置と発電装置とを備えた廃棄物処理プラントに於いて、ナトリウム系のアルカリ性化合物を主成分とする焼成物に高温燃焼排ガス内のHClガスを収着させ、HClガスの収着により生成したNaClを前記発電装置の発生電力を用いて電気分解し、電気分解により生成したNaOHに低温排ガス内のCO2 を吸収せしめてナトリウム系のアルカリ性化合物を再生成させ、当該再生成したナトリウム系のアルカリ性化合物を循環利用することによりHClガスの除去処理をした高温燃焼排ガスを蒸気ボイラ装置へ導入し、発生した高温高圧蒸気を前記発電装置へ供給して発電する構成としたことを特徴とする廃棄物処理プラントに於ける高効率発電方法。In a waste treatment plant equipped with a waste combustion treatment device such as a waste incinerator, a waste melting furnace, a waste carbonization pyrolysis melting combustion furnace, a steam boiler device, and a power generation device, a sodium-based alkaline compound is added. HCl gas in the high-temperature combustion exhaust gas is sorbed to the fired product as the main component, and NaCl generated by the sorption of HCl gas is electrolyzed using the generated power of the power generator, and the NaOH generated by electrolysis is cooled to low temperature. High-temperature combustion exhaust gas that has been treated to remove HCl gas by absorbing CO 2 in the exhaust gas and regenerating sodium-based alkaline compounds and recycling the regenerated sodium-based alkaline compounds is introduced into the steam boiler unit In the waste treatment plant, the generated high-temperature and high-pressure steam is supplied to the power generator to generate power. Power generation method. 廃棄物焼却炉、廃棄物溶融炉、廃棄物乾留熱分解溶融燃焼炉等の廃棄物燃焼処理装置を備えた廃棄物処理プラントに於いて、ナトリウム系のアルカリ性化合物を主成分とする焼成物に高温排ガス内のHClガスを収着させ、HClガスの収着により生成したNaClを電気分解し、電気分解により生成したNaOHにより低温排ガス内のCO2 を吸収してナトリウム系のアルカリ性化合物を再生成させ、当該再生成したナトリウム系のアルカリ性化合物をHClガスの収着剤として循環利用する構成としたことを特徴とする廃棄物処理プラントに於ける高温燃焼排ガスの排ガス処理方法。In a waste treatment plant equipped with a waste combustion treatment device such as a waste incinerator, waste melting furnace, waste carbonization pyrolysis melting combustion furnace, etc. Sorption of HCl gas in exhaust gas, electrolysis of NaCl generated by sorption of HCl gas, and absorption of CO 2 in low temperature exhaust gas by NaOH generated by electrolysis to regenerate sodium-based alkaline compounds An exhaust gas treatment method for high-temperature combustion exhaust gas in a waste treatment plant, wherein the regenerated sodium-based alkaline compound is circulated and used as a sorbent for HCl gas. 廃棄物焼却炉、廃棄物溶融炉、廃棄物乾留熱分解溶融燃焼炉等の廃棄物燃焼処理装置と、廃棄物燃焼処理装置からの高温燃焼排ガス内のHClガスをナトリウム系のアルカリ性化合物を主成分とする焼成物に収着させるHClガス収着装置と、HClガス収着装置により処理した高温排ガスの熱を回収する蒸気ボイラ装置と、HClガスの収着により焼成物収着剤に生成されたNaClを電気分解してNaOHを生成する電気分解装置と、電気分解により生成したNaOHを吸収剤とし、これに前記蒸気ボイラ装置で熱回収をした低温排ガス内のCO2 を吸収させることによりナトリウム系のアルカリ性化合物を生成するCO2 吸収装置と、CO2 吸収装置からのナトリウム系のアルカリ性化合物を焼成して焼成物収着剤を形成する焼成装置とから成り、前記焼成装置で形成した収着剤をHClガス収着装置へ供給して収着剤を循環利用する構成としたことを特徴とする廃棄物処理プラントに於ける高温燃焼排ガスの排ガス処理装置。Waste combustion treatment equipment such as waste incinerators, waste melting furnaces, waste dry distillation pyrolysis melting combustion furnaces, and HCl gas in high-temperature combustion exhaust gas from waste combustion treatment equipment are mainly composed of sodium-based alkaline compounds HCl gas sorption device for sorption on the calcined product, a steam boiler device for recovering the heat of the high-temperature exhaust gas treated by the HCl gas sorption device, and a calcination product sorbent produced by sorption of HCl gas An electrolysis apparatus that electrolyzes NaCl to generate NaOH, and NaOH generated by electrolysis as an absorbent and absorbs CO 2 in low-temperature exhaust gas that has been heat-recovered by the steam boiler apparatus to form a sodium system. and CO 2 absorber that produces an alkaline compound of a baking apparatus for forming a sodium-based and fired an alkaline compound of firing sorbent from CO 2 absorber An exhaust gas treatment of high-temperature combustion exhaust gas in a waste treatment plant characterized in that the sorbent formed by the firing device is supplied to an HCl gas sorption device and the sorbent is recycled. apparatus. ナトリウム系のアルカリ性化合物をNa2CO3 とした請求項1に記載の高効率発電方法、請求項2に記載の排ガス処理方法又は請求項3に記載の排ガス処理装置。The high efficiency power generation method according to claim 1, the exhaust gas treatment method according to claim 2, or the exhaust gas treatment apparatus according to claim 3, wherein the sodium-based alkaline compound is Na 2 CO 3 . 蒸気ボイラ装置を、廃棄物燃焼処理装置の高温燃焼排ガス出口近傍に設けた水冷壁構造体を備えた構成とし、該水冷壁構造体により480°〜750℃の温度とした高温燃焼排ガスをHClガス収着装置へ導入する構成とした請求項3に記載の排ガス処理装置。The steam boiler apparatus is configured to include a water-cooled wall structure provided in the vicinity of the high-temperature combustion exhaust gas outlet of the waste combustion treatment apparatus. The exhaust gas treatment device according to claim 3, wherein the exhaust gas treatment device is configured to be introduced into a sorption device.
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JP4733612B2 (en) * 2006-10-19 2011-07-27 新日鉄エンジニアリング株式会社 Boiler superheater for waste treatment equipment
JP5060313B2 (en) * 2008-01-09 2012-10-31 株式会社タクマ Operation method of waste treatment facility with power generation equipment
JP7044641B2 (en) * 2018-06-13 2022-03-30 株式会社神鋼環境ソリューション Corrosion control method and equipment
JP7242774B2 (en) * 2021-07-26 2023-03-20 株式会社タクマ Exhaust gas treatment equipment and exhaust gas treatment method

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