JP2000024437A

JP2000024437A - 廃棄物焼却装置および廃棄物焼却方法

Info

Publication number: JP2000024437A
Application number: JP10196161A
Authority: JP
Inventors: Osamu Kajikawa; 修梶川; Tominari Sato; 富徳佐藤
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 1998-07-10
Filing date: 1998-07-10
Publication date: 2000-01-25

Abstract

(57)【要約】【課題】廃棄物の焼却過程において、ダイオキシン類
の生成そのものを抑制する。【解決手段】廃棄物焼却装置１は、廃棄物を焼却する
ための焼却炉２と、焼却炉２からの排気ガスを処理する
ためのバグフイルター４と、バグフイルター４により処
理された排気ガスを外部に排出するための煙突６とを備
えている。ここで、バグフイルター４は、ダイオキシン
類の生成温度を超える温度領域で耐熱性を有しかつ排気
ガスを処理するためのフイルター部材を内蔵しており、
このフイルター部材は、ダイオキシン類の生成に関与す
る触媒を担持しているフライアッシュ等の粉塵を排気ガ
ス中から除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、焼却装置および焼
却方法、特に、廃棄物焼却装置および廃棄物焼却方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】ごみ焼却施設から放出される
ダイオキシン類が社会問題化しており、ごみ焼却施設に
おけるダイオキシン類の発生を効果的に抑制するための
方策の確立が急務となっている。

【０００３】ところで、ごみ焼却施設においてダイオキ
シン類が発生するメカニズムは、未だに不明な点が多い
が、これまでの多くの知見から、概ね次のように考えら
れている。先ず、焼却炉内での燃焼過程において、塩化
ビニル類、食物中の塩および色素などのごみ類を原因物
質として塩酸が発生する。このようにして発生した塩酸
雰囲気中で、フライアッシュ（飛灰）中に含まれる鉄や
銅が塩素化されて塩化鉄や塩化銅が生成し、これを触媒
として排気ガス中や飛灰中に含まれるベンゼン核を有す
る有機物質がさらに塩素化されてダイオキシン類前駆体
が合成される。このダイオキシン類前駆体は、焼却炉外
の煙道などの温度低下領域、通常は３５０℃前後の温度
領域において、上述の塩化鉄や塩化銅の触媒作用を受け
て反応し、ダイオキシン類に変化する。

【０００４】従来の一般的な焼却施設では、上述のよう
な過程を経て生成したダイオキシン類を電気集塵機やバ
グフイルターなどの捕獲装置を用いて捕獲し、大気中に
排出される排気ガスからダイオキシン類を除去してい
る。しかしながら、このような焼却施設では、排気ガス
の流路内で生成したダイオキシン類を事後的に除去して
いるので、電気集塵機やバグフイルターなどで捕獲され
たダイオキシン類を別途処分する必要がある。

【０００５】本発明の目的は、廃棄物の焼却過程におい
て、ダイオキシン類の生成そのものを抑制することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の廃棄物焼却装置
は、廃棄物を焼却処理するためのものであり、廃棄物を
焼却して排気ガスを排出する焼却部と、焼却部からの排
気ガスを処理するためのバグフイルターと、バグフイル
ターにより処理された排気ガスを外部に排出するための
排出部とを備えている。ここで、バグフイルターは、ダ
イオキシン類の生成温度を超える温度領域で耐熱性を有
しかつ排気ガスを処理するためのフイルター部を有して
いる。

【０００７】この廃棄物焼却装置で用いられるフイルタ
ー部は、例えば、炭素繊維および耐炎化繊維のうちの少
なくとも１つを用いて形成された布帛層と、当該布帛層
に交絡する、炭素繊維および耐炎化繊維のうちの少なく
とも１つの繊維群とを備えた耐熱性フエルト、および黒
鉛化繊維を用いて形成された黒鉛化繊維布帛層と、当該
黒鉛化繊維布帛層に交絡する黒鉛化繊維群とを備えた耐
熱性フエルトのうちの少なくとも一つの耐熱性フエルト
を用いて形成されている。

【０００８】この廃棄物焼却装置は、例えば、焼却部と
バグフイルターとの間に、焼却部からの排気ガスを冷却
するための冷却部をさらに備えている。

【０００９】また、この廃棄物焼却装置は、例えば、バ
グフイルターと排出部との間に、バグフイルターにより
処理された排気ガスを触媒を用いて処理するための触媒
処理部をさらに備えている。ここで用いられる触媒は、
活性炭素繊維からなる担体と、担体に担持された金元素
からなる第１触媒成分と、担体に担持されかつマグネシ
ウム、アルミニウム、ケイ素、チタン、マンガン、鉄、
コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、イットリウム、ジルコ
ニウム、ニオブ、モリブデン、インジウム、スズ、ラン
タンおよびセリウムからなる元素群から選ばれた少なく
とも１種の元素の酸化物からなる第２触媒成分とを含ん
でいる。

【００１０】本発明の廃棄物焼却方法は、廃棄物を焼却
処理する焼却工程と、ダイオキシン類の生成温度を超え
る温度領域において、焼却工程において生成した粉塵を
含む排気ガスから粉塵を除去するための工程とを含んで
いる。この場合、上述の温度領域の下限は、例えば、３
５０℃である。

【００１１】

【作用】本発明の廃棄物焼却装置において、廃棄物を焼
却部で焼却処理する際に発生する排気ガスは、排出部か
ら外部に排出される前にバグフイルターにより処理され
る。ここで、バグフイルターは、上述のような耐熱性を
有するフイルター部を有しているため、ダイオキシン類
の生成温度を超える温度で焼却部からの排気ガスを処理
することができる。したがって、このバグフイルター
は、焼却部からの排気ガスがダイオキシン類の生成温度
まで冷却される前に、ダイオキシン類の生成触媒となり
得る化合物が付着したフライアッシュなどの粉塵を排気
ガス中から予め除去することができる。このため、排気
ガス中に含まれるダイオキシン類前駆体は、排気ガスが
ダイオキシン類の生成温度まで冷却された場合でもダイ
オキシン類に変化しにくくなる。

【００１２】なお、この廃棄物焼却装置が上述のような
冷却部を備えている場合は、バグフイルターで処理され
る排気ガスの温度が低下するので、バグフイルターのフ
イルター部を長寿命化することができる。

【００１３】また、この廃棄物処理装置が上述のような
触媒処理部を備えている場合は、万が一ダイオキシン類
が生成したとしても、このダイオキシン類やその前駆体
等の塩素化有機化合物は、触媒処理部の触媒により効果
的に分解除去され、排気ガス中から除去される。

【００１４】本発明の廃棄物焼却方法は、ダイオキシン
類の生成温度を超える温度領域において、排気ガス中か
ら粉塵を除去しているので、排気ガスがダイオキシン類
の生成温度まで冷却された場合でもダイオキシン類が生
成しにくい。

【００１５】

【発明の実施の形態】廃棄物焼却装置図１を参照して、本発明の実施の一形態に係る廃棄物焼
却装置を説明する。図において、廃棄物焼却装置１は、
焼却炉２（焼却部の一例）、排気ガス流路３、バグフイ
ルター４、排気ガス処理塔５（触媒処理部の一例）およ
び煙突６（排出部の一例）を主に備えている。

【００１６】焼却炉２は、１次焼却炉７と、その上部に
配置された２次焼却炉８とを備えている。１次焼却炉７
は、産業廃棄物や家庭ごみなどの廃棄物Ｇを焼却するた
めの燃焼室９を有しており、燃焼室９には２次焼却炉８
に向けて排気路１０が連結している。２次焼却炉８は、
一端が排気路１０に連結された塔状に構成されており、
排気路１０側から順に再燃バーナー１１、セラミックチ
ェッカー１２、２次燃焼室１３およびエジェクター送風
機１４を備えている。

【００１７】排気ガス流路３は、焼却炉２の２次焼却炉
８とバグフイルター４とを連結しており、中間部に冷却
塔１５、すなわち冷却部を有している。冷却塔１５は、
冷却水の供給路１６を備えた水噴射装置１７を備えてい
る。水噴射装置１７は、焼却炉２からの排気ガスに対し
て水を噴射し、排気ガスを冷却するためのものである。

【００１８】バグフイルター４は、焼却炉２からの排気
ガス中に含まれるフライアッシュ（飛灰）を含む粉塵を
除去するためのものであり、排気ガス流路３と排気ガス
処理塔５との間に配置されている。なお、このバグフイ
ルター４の詳細については後述する。

【００１９】排気ガス処理塔５は、バグフイルター４か
らの排気ガスを処理するためのものであり、バグフイル
ター４と煙突６との間に配置されている。この排気ガス
処理塔５は、内部に触媒１８ａを充填するための触媒室
１８を備えており、そこには排気ガスの流入路１９と流
出路２０とが接続されている。流入路１９の一端は、バ
グフイルター４に接続されている。また、流入路１９お
よび流出路２０には、それぞれ排気ガスの分析用試料を
採取するための採取口１９ａ、２０ａが設けられてい
る。なお、この排気ガス処理塔５で用いられる触媒１８
ａの詳細については後述する。

【００２０】煙突６は、排気ガス処理塔５の流出路２０
の先端部に配置されており、排気ガス処理塔５からの排
気ガスを廃棄物焼却装置１の外部に放出するためのもの
である。

【００２１】バグフイルター４上述の廃棄物焼却装置１で用いられるバグフイルター４
は、いわゆるパルスジェットタイプのバグフイルターで
あり、図２に示すように、ホッパー２１と、ホッパー２
１内に配置された多数のフイルター部材２２とを主に備
えている。

【００２２】ホッパー２１は、仕切り板２３により内部
が上下に区画されている。仕切り板２３は、フイルター
部材２２を装着するための孔部２４を多数有しており、
当該孔部２４のそれぞれにはホッパー２１の底部方向に
向けてベンチュリー２５が取付けられている。この仕切
り板２３の上方には、各ベンチュリー２５に向けて圧縮
空気を噴出するための噴出ノズル管２６が配置されてい
る。

【００２３】また、ホッパー２１は、仕切り板２３によ
り区画された下方の空間に導入ポート２７を、また仕切
り板２３により区画された上方の空間に排出ポート２８
をそれぞれ有している。そして、導入ポート２７には排
気ガス流路３の一端が接続されており、また、排出ポー
ト２８には排気ガス処理塔５の流入路１９の一端が接続
されている。さらに、ホッパー２１の底部には、ダスト
排出口２９が設けられている。

【００２４】一方、フイルター部材２２は、ダイオキシ
ン類の生成温度（通常、３５０℃前後）を超える温度領
域で耐熱性を有するフイルター材を用いて形成された、
円筒状の部材であり、一端が開口されかつ他端が閉鎖さ
れている。各フイルター部材２２は、ベンチュリー２５
が内部に配置されるように、開口側が仕切り板２３の孔
部２４に個別に装着されている。

【００２５】このようなフイルター部材２２を形成する
上述のフイルター材としては、例えば耐熱性フエルトを
用いることができる。ここで、利用可能な耐熱性フエル
トとしては、例えば次の形態１および形態２の２種類の
ものを挙げることができる。（形態１の耐熱性フエルト）この耐熱性フエルトは、布
帛層と、それに交絡する繊維群とを主に備えている。布
帛層は、炭素繊維および耐炎化繊維のうちの少なくとも
１つ、すなわち、炭素繊維、耐炎化繊維または炭素繊維
と耐炎化繊維との混合繊維を用いて形成されている。

【００２６】ここで用いられる炭素繊維は、公知の各種
のものであって特に限定されるものではないが、例えば
ピッチ系炭素繊維、ポリアクリロニトリル系炭素繊維、
レーヨン系炭素繊維などを挙げることができる。このう
ち、残炭率が高く、この耐熱性フエルトの耐熱性をより
高めることができることから、ピッチ系炭素繊維やポリ
アクリロニトリル系炭素繊維を用いるのが好ましい。な
お、炭素繊維は、２種以上のものが併用されてもよい。

【００２７】一方、耐炎化繊維は、樹脂繊維を焼成・炭
化したものであり、公知の各種のものを利用することが
できる。耐炎化繊維として好ましいものは、この耐熱性
フエルトの耐熱性をより高めることができることから、
ポリアクリロニトリル系耐炎化繊維やフェノール系耐炎
化繊維などの残炭率の高いものである。なお、ポリアク
リロニトリル系耐炎化繊維としては、旭化成株式会社の
商品名“ラスタン”および東邦レーヨン株式会社の商品
名“パイロメックス”を例示することができ、一方、フ
ェノール系耐炎化繊維としては日本カイノール株式会社
の商品名“カイノール”を例示することができる。

【００２８】上述の炭素繊維および耐炎化繊維として
は、通常、平均径が６〜１８μｍのものを用いるのが好
ましく、８〜１３μｍのものを用いるのがより好まし
い。平均径が６μｍ未満の場合は、生産効率の関係でコ
スト高になるおそれがある。逆に、１８μｍを超える
と、耐熱性フエルトの生産効率が低下し、また、この耐
熱性フエルトを用いて形成されるフイルター部材２２に
よる粉塵の捕集効率が低下するおそれがある。

【００２９】上述の繊維を用いて形成される布帛層の形
態は、特に限定されるものではないが、通常は織物、編
物または不織布である。このような形態は、布帛層を構
成する上述の繊維の種類に応じて適宜選択することがで
きる。また、布帛層の厚さは、特に限定されるものでは
ないが、通常、０．５〜２．０ｍｍ、好ましくは１．０
〜１．５ｍｍである。

【００３０】繊維群は、多数の繊維片からなり、布帛層
の両面側から布帛層に均一に交絡している。この繊維群
を構成する繊維は、布帛層を構成するものと同様の上述
の炭素繊維や耐炎化繊維である。なお、繊維群は、炭素
繊維単独または耐炎化繊維単独であってもよいし、炭素
繊維と耐炎化繊維との混合物であってもよい。また、炭
素繊維および耐炎化繊維は、それぞれ２種以上のものが
併用されてもよい。

【００３１】この繊維群を構成する繊維は、通常、平均
径が６〜１８μｍのものが好ましく、８〜１４μｍのも
のがより好ましい。平均径が６μｍ未満の場合は、生産
効率の関係でコスト高になるおそれがある。逆に、１８
μｍを超えると、この耐熱性フエルトの生産効率が低下
し、また、この耐熱性フエルトを用いて形成されるフイ
ルター部材２２による粉塵の捕集効率が低下するおそれ
がある。また、この繊維の長さ（平均繊維長）は、通
常、３０〜２００ｍｍが好ましく、５０〜１５０ｍｍが
より好ましい。この長さが３０ｍｍ未満の場合は、後述
する製造工程において、ニードルパンチ処理時に落綿
（繊維落ち）が多くなり、布帛層に繊維群が交絡しにく
くなるおそれがある。逆に、２００ｍｍを超えると、こ
の耐熱性フエルトの製造時において解繊工程が複雑にな
り、得られる耐熱性フエルトの均一性が損なわれるおそ
れがある。

【００３２】因みに、この繊維群を構成する繊維は、布
帛層に交絡し易いことから、カールしたものが好まし
い。カールした繊維としては、例えば、いわゆる渦流法
により製造された炭素繊維、例えば、ドナック株式会社
の商品名“ドナカーボ”を挙げることができる。

【００３３】この形態の耐熱性フエルトにおいて、上述
の布帛層と繊維群との割合は、特に限定されるものでは
ないが、通常、布帛層を１０〜４０重量％、好ましくは
２０〜３０重量％に設定し、繊維群を６０〜９０重量
％、好ましくは７０〜８０重量％に設定する。布帛層の
割合が１０重量％未満でありかつ繊維群の割合が９０重
量％を超える場合は、耐熱性フエルトの強度を維持する
のが困難になるおそれがあり、所要の強度を有するフイ
ルター部材２２を形成するのが困難になるおそれがあ
る。逆に、布帛層の割合が４０重量％を超えかつ繊維群
の割合が６０重量％未満の場合は、この耐熱性フエルト
を用いて形成されたフイルター部材２２による粉塵の捕
集効率が低下するおそれがある。

【００３４】また、この形態の耐熱性フエルトは、通
常、その通気量が１〜５０ｃｃ／ｃｍ ²・ｓｅｃ、好ま
しくは１０〜３０ｃｃ／ｃｍ²・ｓｅｃ、より好ましく
は１５〜２５ｃｃ／ｃｍ²・ｓｅｃになるよう、布帛層
の密度、布帛層に対する繊維群の交絡状態を適宜設定す
る。通気量が１ｃｃ／ｃｍ²・ｓｅｃ未満の場合は、フ
イルター部材２２の圧力損失が大きくなり、目詰まりを
起こしやすくなるおそれがある。逆に、通気量が５０ｃ
ｃ／ｃｍ²・ｓｅｃを超える場合は、フイルター部材２
２による粉塵の捕集効率が低下し、ダイオキシン類の生
成を効果的に抑制するのが困難になるおそれがある。

【００３５】この形態に係る耐熱性フエルトは、上述の
ような特定の繊維からなる布帛層に対して上述のような
特定の種類の繊維群が交絡したものであるため、通常の
フエルトと同様に柔軟性や圧縮回復性を示し、しかも従
来のフエルトに比べて高い耐熱性を示す。このため、こ
の耐熱性フエルトを用いて形成されたフイルター部材２
２は、例えばダイオキシンの生成温度領域である３５０
℃前後を超える温度、例えば、３５０〜５００℃の温度
範囲の排気ガスを処理することができる。

【００３６】この形態の耐熱性フエルトを製造する場合
は、先ず、図３に示すように、上述のような炭素繊維お
よび耐炎化繊維のうちの少なくとも１つを用いて形成さ
れた上述の布帛層４０を用意し、その両面の全体に繊維
の綿状体４１を配置することにより積層体４２を製造す
る。なお、ここで用いる綿状体４１は、上述のような繊
維群を構成する繊維からなる綿状体、すなわち炭素繊維
および耐炎化繊維のうちの少なくとも１つの繊維からな
る綿状体である。

【００３７】次に、得られた積層体４２に対し、図４に
示すように、刺を有する針４３を多数本用いてニードル
パンチ処理を施す。ここでは、綿状体４１を構成する繊
維が針４３の刺に引っ掛かりながら布帛層４０内に押し
込まれ、当該繊維が布帛層４０に交絡する。特に、綿状
体４１を構成する繊維が上述のようなカールした繊維で
ある場合は、綿状体４１が布帛層４０に絡まりやすい。
この結果、布帛層４０の両面に配置された綿状体４１は
それぞれ布帛層４０と一体化し、目的とする耐熱性フエ
ルトが得られる。なお、ニードルパンチ処理は、積層体
４２の両面側から実施するのが好ましい。

【００３８】（形態２の耐熱性フエルト）この形態に係
る耐熱性フエルトは、上述の形態１に係る耐熱性フエル
トと同様に、布帛層と、それに交絡した繊維群とを主に
備えている。

【００３９】布帛層は、黒鉛化繊維を用いて構成された
もの、すなわち黒鉛化繊維布帛層であり、形態が特に限
定されるものではないが、通常は織物、編物または不織
布である。ここで用いられる黒鉛化繊維は、特に限定さ
れるものではないが、例えば形態１の耐熱性フエルトで
用いられる炭素繊維や耐炎化繊維を熱処理して黒鉛化し
たものである。

【００４０】一方、繊維群は、多数の黒鉛化繊維片から
なる黒鉛化繊維群である。ここで用いられる黒鉛化繊維
は、黒鉛化繊維布帛層の場合と同様に特に限定されるも
のではないが、例えば形態１の耐熱性フエルトで用いら
れる炭素繊維や耐炎化繊維を熱処理して黒鉛化したもの
である。

【００４１】なお、この形態の耐熱性フエルトにおい
て、黒鉛化繊維布帛層と繊維群との割合や通気性など
は、通常、上述の形態１の耐熱性フエルトの場合と同様
に設定するのが好ましい。

【００４２】この形態に係る耐熱性フエルトは、上述の
ように黒鉛化繊維からなる黒鉛化繊維布帛層に黒鉛化繊
維群を交絡させたものであるため、通常のフエルトと同
様に柔軟性や圧縮回復性を示し、しかも形態１の耐熱性
フエルトよりもより高い耐熱性を示す。このため、この
耐熱性フエルトを用いて形成されたフイルター部材２２
は、例えばダイオキシンの生成温度領域である３５０℃
前後を超える温度、例えば、３５０〜６００℃の温度範
囲の排気ガスを処理することができる。

【００４３】この形態の耐熱性フエルトは、例えば、上
述の製造方法に従って製造された形態１の耐熱性フエル
ト、すなわち、ニードルパンチ処理された積層体４２を
さらに熱処理し、積層体４２全体を黒鉛化すると製造す
ることができる。ここでの熱処理時の温度は、通常の黒
鉛化処理時の温度範囲、具体的には１，５００〜２，２
００℃、好ましくは１，９００〜２，１００℃に設定す
ることができる。

【００４４】なお、この形態の耐熱性フエルトは、他の
製造方法により製造することもできる。例えば、形態１
の耐熱性フエルトの製造方法で用いた布帛層４０および
綿状体４１を黒鉛化繊維を用いて形成し、そのような布
帛層４０と綿状体４１とからなる積層体４２に対してニ
ードルパンチ処理を施すことにより製造することもでき
る。なお、この場合に用いられる黒鉛化繊維は、既述の
炭素繊維や耐炎化繊維を熱処理して黒鉛化したものであ
る。

【００４５】触媒１８ａ排気ガス処理塔５の触媒室１８内に充填される触媒１８
ａは、ダイオキシン類やその前駆体などの塩素化有機化
合物を分解可能な塩素化有機化合物分解用触媒である。
この塩素化有機化合物分解用触媒は、活性炭素繊維から
なる担体と、当該担体に担持された第１触媒成分および
第２触媒成分とを含んでいる。

【００４６】この触媒で用いられる担体を構成する活性
炭素繊維は、特に限定されるものではなく、公知の各種
の炭素材前駆体を紡糸し、これを炭素化または不融化し
た後に賦活したものである。このような活性炭素繊維と
しては、ガス状の塩素化有機化合物に対する分解活性お
よび粒子状の塩素化有機化合物に対する吸着容量を可能
な限り高めることができるようにするために、比表面
積、細孔容量および細孔径のいずれもが大きなものを用
いるのが好ましい。なお、担体を構成する活性炭素繊維
は、２種以上のものが混合されたものであってもよい。

【００４７】上述の活性炭素繊維として好ましいもの
は、ポリアクリロニトリル系活性炭素繊維、レーヨン系
活性炭素繊維、ピッチ系活性炭素繊維およびリグニン−
ポバール系活性炭素繊維からなる群から選ばれた少なく
とも１種のもの、すなわち、当該群から選ばれた１種の
ものまたは２種以上の混合物である。このような活性炭
素繊維を用いた場合は、比表面積、細孔容量および細孔
径を上述のように設定し易く、ガス状および粒子状の両
方の塩素化有機化合物を効果的に分解することができ
る。

【００４８】なお、上述の活性炭素繊維は、第１触媒成
分および第２触媒成分の担持量を増大させることを目的
として、適宜表面処理されていてもよい。表面処理とし
ては、例えば、後述するような酸の水溶液による煮沸処
理や触媒エッチング処理を挙げることができる。

【００４９】上述のような活性炭素繊維からなる担体に
担持される第１触媒成分は、金元素、好ましくは金元素
の微粒子からなる。担体に担持される第１触媒成分の量
は、通常、担体１００ｇ当たり０．０５〜５ｇ、好まし
くは０．１〜３ｇ、より好ましくは０．５〜２ｇに設定
される。この担持量が０．０５ｇ未満の場合は、触媒活
性が低下する場合があるために排気ガス中に含まれる塩
素化有機化合物を効果的に除去するのが困難になり、結
果的に煙突６から排出される排気ガス中の塩素化有機化
合物濃度を低減するのが困難になるおそれがある。逆
に、５ｇを超えると、金の粒子のサイズが大きくなるた
め同様に触媒活性が極端に低下し、煙突６から排出され
る排気ガス中の塩素化有機化合物濃度を低減するのが困
難になるおそれがある。

【００５０】なお、第１触媒成分は、通常、平均粒径が
２０ｎｍ以下の微粒子状で担体に担持されているのが好
ましい。

【００５１】一方、担体に担持される第２触媒成分は、
マグネシウム、アルミニウム、ケイ素、チタン、マンガ
ン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、イットリウ
ム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、インジウム、
スズ、ランタンおよびセリウムからなる元素群から選ば
れた元素の酸化物である。なお、この第２触媒成分は、
当該元素群から選ばれた元素の酸化物が２種以上混合さ
れたものであってもよい。

【００５２】上述の酸化物は、各元素の各種の酸化物で
あり、特に限定されるものではなく、例えば、酸化マグ
ネシウム（ＭｇＯ）、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、
酸化ケイ素（ＳｉＯ、ＳｉＯ₂）、酸化チタン（Ｔｉ
Ｏ、Ｔｉ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂）、酸化マンガン（ＭｎＯ、Ｍ
ｎ₃Ｏ₄、Ｍｎ₂Ｏ₃、ＭｎＯ₂、ＭｎＯ₃、Ｍｎ₂Ｏ₇）、酸
化鉄（ＦｅＯ、Ｆｅ₃Ｏ₄、Ｆｅ₂Ｏ₃）、酸化コバルト
（ＣｏＯ、Ｃｏ₂Ｏ₃、Ｃｏ₃Ｏ₄、ＣｏＯ₂）、酸化ニッ
ケル（ＮｉＯ、Ｎｉ₃Ｏ₄、ＮｉＯ₂）、酸化銅（Ｃｕ
Ｏ₂、ＣｕＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化イットリウ
ム（Ｙ₂Ｏ₃）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）、酸化ニ
オブ（ＮｂＯ、Ｎｂ₂Ｏ₃、ＮｂＯ₂、Ｎｂ₂Ｏ₅）、酸化
モリブデン（ＭｏＯ、ＭｏＯ₂、Ｍｏ₂Ｏ₅、ＭｏＯ₃）、
酸化インジウム（Ｉｎ₂Ｏ₃）、酸化スズ（ＳｎＯ、Ｓｎ
Ｏ₂）、酸化ランタン（Ｌａ₂Ｏ₃）、酸化セリウム（Ｃ
ｅ₂Ｏ₃）を挙げることができる。このうち、第１触媒成
分である金微粒子の分散性を高めることができ、また、
この触媒の低温酸化分解活性を高めることができること
から、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、ＭｎＯ、
Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｃｏ₃Ｏ₄、ＮｉＯ、ＣｕＯ、ＺｎＯ、Ｙ
₂Ｏ₃、ＺｒＯ₂、Ｎｂ₂Ｏ₅、ＭｏＯ ₃、Ｉｎ₂Ｏ₃、ＳｎＯ
₂、Ｌａ₂Ｏ₃およびＣｅ₂Ｏ₃を用いるのが好ましい。

【００５３】担体に担持される第２触媒成分の量は、通
常、担体１００ｇ当たり１〜２５ｇ、好ましくは５〜２
５ｇ、より好ましくは１２〜２０ｇに設定される。この
担持量が１ｇ未満の場合は、触媒活性が低下する場合が
あるために排気ガス中に含まれる塩素化有機化合物を効
果的に分解できない場合があり、結果的に煙突６から排
出される排気ガス中の塩素化有機化合物濃度を低減する
のが困難になるおそれがある。逆に、２５ｇを超える
と、担体から第２触媒成分が分離してしまうおそれがあ
る。

【００５４】なお、担体に担持される上述の第１触媒成
分と第２触媒成分との比率は、通常、第２触媒成分に対
する第１触媒成分のモル比が０．００５〜０．２、好ま
しくは０．０１〜０．２、より好ましくは０．０３〜
０．１５になるよう設定する。このモル比が０．００５
未満の場合は、触媒活性が低下し、煙突６から排出され
る排気ガス中の塩素化有機化合物濃度を低減するのが困
難になるおそれがある。逆に、０．２を超える場合は、
第１触媒成分である金微粒子のサイズが大きくなって触
媒活性が極端に低下し、煙突６から排出される排気ガス
中の塩素化有機化合物濃度を低減するのが困難になるお
それがある。

【００５５】次に、上述の塩素化有機化合物分解用触媒
の製造方法について説明する。塩素化有機化合物分解用
触媒は、基本的に担体に対して第１触媒成分および第２
触媒成分を担持させることにより製造することができる
が、担体は、触媒成分が担持されやすいように予め表面
化学状態を改質しておくのが好ましい。

【００５６】ここで、担体の表面化学状態を改質するた
めの方法としては、例えば酸の水溶液中で活性炭素繊維
を煮沸処理する方法や活性炭素繊維に対して所謂触媒エ
ッチング処理を施す方法などを採用することができる。
因みに、触媒エッチング処理とは、活性炭素繊維に所定
の触媒を分散させ、その触媒の作用により活性炭素繊維
の既存の細孔を拡大したり活性炭素繊維に新たな細孔を
形成する処理をいう。

【００５７】このような表面改質処理が施された活性炭
素繊維は、第１触媒成分および第２触媒成分の付着性が
改善され、これらの触媒成分の担持量を高めることがで
きる。また、触媒エッチングを施した場合は、活性炭素
繊維の比表面積、細孔容積および平均細孔径を増大させ
ることもできるので、粒子状の塩素化有機化合物に対す
る吸着・分解特性をより高めることができる。

【００５８】例えば、ピッチ系活性炭素繊維（平均繊維
径＝１４．０μｍ、ＢＥＴ比表面積＝１，９２０ｍ²／
ｇ、平均細孔径＝１９．０１オングストローム）に対
し、第１触媒成分として金を、また、第２触媒成分とし
て酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）と酸化ランタン（Ｌａ₂Ｏ₃）との
混合物を、それぞれ炭酸ナトリウム水溶液を沈殿剤とす
る共沈殿法により担持させる場合、ピッチ系活性炭素繊
維に対して酸の水溶液を用いた煮沸処理を実施しなけれ
ば、担持される触媒の総量はピッチ系活性炭素繊維１０
０ｇ当たり僅か２．５重量％である。これに対し、ピッ
チ系活性炭素繊維を３０％硝酸水溶液の沸騰液中で２時
間煮沸した場合は、担持される触媒の総量がピッチ系活
性炭素繊維１００ｇ当たり１３重量％になる。

【００５９】一方、ピッチ系活性炭素繊維（平均繊維径
＝１４．０μｍ、ＢＥＴ表面積＝１，９２０ｍ²／ｇ、
平均細孔径＝１９．０１オングストローム）に対し、第
１触媒成分として金を、また、第２触媒成分として酸化
マグネシウム（ＭｇＯ）を、それぞれ炭酸ナトリウム水
溶液を沈殿剤とする共沈殿法により担持させる場合、ピ
ッチ系活性炭素繊維に対して触媒エッチング処理を施さ
なければ、担持される触媒の総量はピッチ系活性炭素繊
維１００ｇ当たり僅か３．１重量％である。これに対
し、ピッチ系活性炭素繊維に対して触媒としてのニッケ
ルを０．５重量％分散してから５００℃の水素雰囲気中
で１時間エッチング処理を施した場合は、担持される触
媒の総量がピッチ系活性炭素繊維１００ｇ当たり１４．
１重量％になる。

【００６０】活性炭素繊維を酸の水溶液中で煮沸してそ
の表面化学状態を改質する場合に用いられる酸の水溶液
は、無機酸の水溶液である。ここで利用可能な無機酸と
しては、例えば硝酸、塩酸、硫酸およびリン酸を挙げる
ことができる。なお、このような無機酸の水溶液は、２
種以上の無機酸を混合して調製されたものであってもよ
い。また、無機酸の濃度は、通常、３％〜飽和濃度に設
定するのが好ましいが、酸濃度を高く設定した方が通常
はより良好な表面改質効果が得られる。

【００６１】上述の酸の水溶液による活性炭素繊維の煮
沸処理温度は、室温から酸の水溶液の沸騰温度の範囲に
設定することができ、また、煮沸処理時間は、通常、１
分以上に設定される。なお、煮沸処理温度は高い程、ま
た、煮沸処理時間は長い程、より良好な表面改質効果が
得られる。

【００６２】上述のような煮沸処理工程の終了後、処理
された活性炭素繊維を水洗浄する。ここでは、活性炭素
繊維に付着している酸および酸処理による生成物をイオ
ン交換水を用いて可能な限り洗い流すのが好ましい。活
性炭素繊維に酸や酸処理による生成物が残存している場
合は、塩素化有機化合物分解用触媒の分解活性が低下す
るおそれがある。

【００６３】一方、活性炭素繊維に対して触媒エッチン
グ処理を施す場合は、先ず、活性炭素繊維に対してエッ
チング触媒を分散させる。ここで用いられるエッチング
触媒は、活性炭素繊維に対して水添加活性を有する金属
元素であり、例えば、鉄、ニッケル、ルテニウム、ロジ
ウム、パラジウムおよび白金からなる元素群から選ばれ
た少なくとも１種の金属元素である。このようなエッチ
ング触媒の分散量は、通常、活性炭素繊維１００ｇ当た
りに対し０．０１〜５ｇ、好ましくは０．０５〜２．０
ｇ、より好ましくは０．１〜１．０ｇに設定する。この
分散量が０．０１ｇ未満の場合は、活性炭素繊維の表面
を十分に改質できないおそれがある。逆に、５ｇを超え
る場合は、活性炭素繊維の表面全体が触媒エッチングさ
れる場合があり、微細な表面凹凸が形成できないおそれ
がある。

【００６４】なお、上述のエッチング触媒は、上述の金
属元素の化合物として活性炭素繊維に分散されてもよ
い。この場合、上述の分散量は、金属元素換算の値であ
る。因みに、金属元素の化合物としては、例えば、酢酸
塩、硝酸塩、硫酸塩などを用いることができる。

【００６５】活性炭素繊維に対してエッチング触媒を分
散させる方法としては、公知の各種の方法、例えば、含
浸法、沈殿析出法、共沈殿法および蒸着法などの公知の
金属分散方法を採用することができる。これらの分散方
法は、上述の金属元素またはその化合物の種類に応じて
適宜選択することができる。

【００６６】上述のようにしてエッチング触媒が分散さ
れた活性炭素繊維をエッチングする際には、水素ガス、
水素と不活性ガスとの混合ガスなどの還元性ガス雰囲気
中において、３００〜７００℃（好ましくは３５０〜５
５０℃）の温度範囲で活性炭素繊維を熱処理する。ここ
での処理温度が３００℃未満の場合は、活性炭素繊維に
対して十分なエッチング効果を付与することができない
場合がある。逆に、７００℃を超える場合は、活性炭素
繊維に分散させたエッチング触媒の微粒子が成長して焼
結されてしまい、目的とする塩素化有機化合物分解用触
媒の触媒活性が低下してしまうおそれがある。なお、こ
こでの処理時間は、通常、５分以上に設定するのが好ま
しいが、処理時間を長く設定する方が表面処理効果は高
くなる。

【００６７】活性炭素繊維に対して上述のような触媒エ
ッチング処理を施した場合は、水添化活性を示す上述の
エッチング触媒の作用の下で、活性炭素繊維の表面の酸
素含有官能基や結合力の弱い炭素−炭素結合が水素等の
還元性ガスと反応して一酸化炭素、二酸化炭素および水
に転化され、生成したこれらの一酸化炭素、二酸化炭素
および水が活性炭素繊維の表面から脱落する。これによ
り、活性炭素繊維の既存の細孔が拡大され、また、活性
炭素繊維に新しい細孔が形成される。この結果、触媒エ
ッチング処理された活性炭素繊維は、比表面積、細孔容
積および平均細孔径が増大することになる。また、触媒
エッチング処理後の活性炭素繊維の表面は、官能基分布
および官能基濃度などの表面化学状態が処理前に比べて
変化し、金属や金属化合物、すなわち、第１触媒成分お
よび第２触媒成分の付着性が高まる。

【００６８】活性炭素繊維に対する上述の煮沸処理およ
び触媒エッチング処理は、いずれか一方のみが実施され
てもよいし、両者が実施されてもよい。後者の場合、処
理の順序は特に限定されるものではなく、煮沸処理をし
てから触媒エッチング処理を施してもよいし、触媒エッ
チング処理の後に煮沸処理を施してもよい。但し、煮沸
処理と触媒エッチング処理の両方の処理による表面改質
効果をより効果的に引き出すためには、煮沸処理を施し
た後に触媒エッチング処理を施すのが好ましい。

【００６９】次に、上述のようにして処理された活性炭
素繊維に対し、第１触媒成分および第２触媒成分を担持
させる。これらの触媒成分を活性炭素繊維に対して担持
させる方法としては、公知の各種の方法、例えば、含浸
法、析出沈殿担持法、共沈殿法およびクエン酸マグネシ
ウム添加沈殿法等の化学的手法、並びに蒸着法、練込法
等の物理的手法などの公知の金属または金属化合物の分
散・担持方法を採用することができる。

【００７０】また、活性炭素繊維に対して触媒成分を担
持させる方法としては、第１触媒成分（即ち、金）に転
化し得る金化合物および第２触媒成分（即ち、上述のよ
うな元素の酸化物）に転化可能な前駆体を活性炭素繊維
に対して担持させた後、当該金化合物および前駆体をそ
れぞれ第１触媒成分および第２触媒成分に転化する方法
を採用することもできる。

【００７１】このような方法を採用する場合、例えば、
金化合物としては金の水酸化物を用いることができ、前
駆体としては第２触媒成分を構成する上述の元素の水酸
化物を用いることができる。このような各種の水酸化物
は、例えば上述の共沈殿法を採用すると、活性炭素繊維
に対して付与することができる。

【００７２】活性炭素繊維に対して付与された金の水酸
化物および上述の元素の水酸化物は、通常、活性炭素繊
維を不活性ガス雰囲気中で熱処理した後に還元性ガス雰
囲気中でさらに熱処理すると、それぞれ目的とする金お
よび上述の元素の酸化物に転化することができる。

【００７３】ここで、不活性ガス雰囲気中での熱処理
は、活性炭素繊維に担持された上述の元素の水酸化物を
目的とする酸化物に転化させ、第２触媒成分を形成する
ための工程である。ここでの熱処理温度は、通常、２５
０〜７００℃、好ましくは３００〜４５０℃に設定す
る。この処理温度が２５０℃未満の場合は、上述の元素
の水酸化物が目的とする酸化物に転化されにくくなるお
それがある。逆に、７００℃を超える場合は、生成した
金属酸化物が焼結され、塩素化有機化合物分解用触媒の
触媒活性が低下するおそれがある。また、熱処理時間
は、通常、５分以上に設定するのが好ましい。熱処理時
間が５分未満の場合は、上述の元素の水酸化物が目的と
する酸化物に転化されにくい場合がある。

【００７４】一方、還元性ガス雰囲気中での熱処理は、
上述の不活性ガス雰囲気中での熱処理により同時に生成
する金の酸化物を還元して金元素そのものに転化させ、
第１触媒成分を形成するための工程である。ここでの熱
処理温度は、通常、２００〜６００℃、好ましくは２５
０〜４００℃に設定する。この処理温度が２００℃未満
の場合は、金の酸化物が金元素に転化されにくい場合が
ある。逆に、処理温度が６００℃を超える場合は、上述
の不活性ガス雰囲気中での熱処理により生成した他の酸
化物（すなわち、第２触媒成分）が金属元素に還元され
てしまうおそれがある。また、熱処理時間は、金の酸化
物を金元素に転化させやすくするために、通常５分以上
に設定するのが好ましいが、処理時間が長くなり過ぎる
と、上述の不活性ガス雰囲気中での熱処理により生成し
た他の酸化物も対応する金属元素に同時に還元されてし
まうおそれがある。従って、処理温度と処理時間は、金
の酸化物のみが還元されて金元素に転化されるように、
適切に調整する必要がある。

【００７５】廃棄物焼却方法次に、上述の廃棄物焼却装置１を用いた廃棄物の焼却処
理方法を説明する。上述の廃棄物焼却装置１では、１次
焼却炉７の燃焼室９内に廃棄物Ｇを投入し、それを焼却
する。これにより発生する排気ガスは、排気路１０を通
って２次焼却炉８の２次燃焼室１３内に導かれ、そこの
再燃バーナー１１により更に燃焼されてから排気ガス流
路３内に排出される。排気ガス流路３内に排出された排
気ガスは、冷却塔１５により冷却される。ここでは、供
給路１６から供給される冷却水が水噴射装置１７から排
気ガスに対して直接に霧状に噴霧され、これにより排気
ガスが冷却される。

【００７６】なお、このような冷却塔１５での冷却過程
では、バグフイルター４内に流れ込む排気ガスの温度が
ダイオキシン類の生成温度（３５０℃程度）よりも高
く、バグフイルター４のフイルター部材２２を構成する
上述の耐熱性フエルトの耐熱温度の上限よりも低い温度
範囲、具体的には３５０〜６００℃、好ましくは３５０
〜５００℃、より好ましくは３５０〜４５０℃になるよ
う設定するのが好ましい。換言すると、ここで設定すべ
き排気ガスの温度の下限は、通常、３５０〜４００℃で
あるのが好ましい。冷却塔１５による冷却過程で設定す
る排気ガスの温度がこの温度範囲より低温の場合は、排
気ガス流路３内を流れる排気ガス中でダイオキシン類が
生成する可能性が高まる。逆に、当該温度範囲より高温
の場合は、フイルター部材２２の寿命が短くなり、バグ
フイルター４においてフイルター部材２２を頻繁に交換
しなければならない場合がある。

【００７７】上述の温度範囲に冷却された排気ガスは、
次に導入ポート２７からバグフイルター４内に導入され
る。バグフイルター４内に導入された排気ガスは、図２
に矢印で示すように、各フイルター部材２２を通過した
後、排出ポート２８から排気ガス処理塔５の流入路１９
内に排出される。この際、排気ガス中に含まれる、塩化
鉄や塩化銅などのダイオキシン類生成触媒となり得る化
合物が付着したフライアッシュを含む各種の粉塵は、フ
イルター部材２２により濾過されて捕獲される。この結
果、排出ポート２８から流入路１９内に排出される排気
ガス中には、ダイオキシン類の生成触媒となり得る上述
の化合物が付着したフライアッシュを含む各種の粉塵が
取り除かれていることになる。

【００７８】なお、フイルター部材２２により除去され
た粉塵は、フイルター部材２２に付着するが、この粉塵
は、噴出ノズル管２６から各ベンチュリー２５に向けて
圧縮空気を噴出させるとフイルター部材２２から除去す
ることができる。ここでは、噴出ノズル管２６からの圧
縮空気がベンチュリー２５を通過してパルス流となり、
これがフイルター部材２２を瞬時に膨張させて粉塵を効
果的に払い落とす。フイルター部材２２から払い落とさ
れた粉塵は、ホッパー２１の底部に溜り、ダスト排出口
２９から適宜外部に排出される。

【００７９】バグフイルター４において上述のようなフ
ライアッシュを含む粉塵が除去された排気ガスは、流入
路１９内を排気ガス処理塔５に向けて流れる。流入路１
９内において、排気ガスは、徐々に自然冷却されてダイ
オキシン類の生成温度に至るが、そこに含まれていた上
述のダイオキシン類生成触媒は既に除去されているの
で、ダイオキシン類に転化し得るポリクロロビフェニル
（ＰＣＢ）、トリクロロエチレン、トリクロロエタン、
ジクロロメタン、クロロフェノール類、クロロベンゼン
およびその他のハロゲン化炭化水素化合物などのダイオ
キシン類前駆体を含む場合であっても、これらのダイオ
キシン類前駆体はダイオキシン類に変化しにくい。換言
すると、流入炉１９内では、ダイオキシン類が生成しに
くい。

【００８０】なお、流入路１９内を流れる排気ガスは、
排気ガス処理塔５において触媒１８ａにより効果的に処
理され得る温度範囲、すなわち触媒１８ａが最良の触媒
活性を示し得る温度範囲になるよう、自然冷却されるの
が好ましい。因みに、このような温度範囲は、通常、１
５０〜３００℃、好ましくは１５０〜２５０℃、より好
ましくは１７５〜２２５℃である。この温度が１５０℃
未満の場合は、排気ガスの温度が低くなり過ぎ、排気ガ
ス中に含まれる塩素化有機化合物が触媒１８ａにより分
解されにくくなるおそれがある。逆に、３００℃を超え
ると、ダイオキシン類前駆体がダイオキシン類に転化す
る可能性が高まるおそれがある。

【００８１】流入路１９内を流れる排気ガスは、排気ガ
ス処理塔５の触媒室１８内に導入され、その熱によりそ
こに充填された触媒１８ａ、すなわち上述の塩素化有機
化合物分解用触媒を活性化し、当該触媒１８ａにより処
理される。ここで、触媒１８ａである塩素化有機化合物
分解用触媒は、上述のような担体に第１触媒成分と第２
触媒成分とを担持させたものであるため、排気ガス中に
含まれる塩素化有機化合物、例えば、上述のような各種
のダイオキシン類前駆体および排気ガスが焼却炉２から
触媒室１８に至るまでの間に生成している可能性のある
ダイオキシン類を効果的に酸化分解して無毒性の低分子
化合物に転化する。

【００８２】特に、この塩素化有機化合物分解用触媒
は、ガス状の塩素化有機化合物を効果的に酸化分解でき
るのは勿論であるが、担体として活性炭素繊維を用いて
いるため、その特有の多孔質構造のために従来の触媒で
は処理が困難であった粒子状の塩素化有機化合物、例え
ばバグフイルター４により除去されなかった粒子状の塩
素化有機化合物をも捕捉（吸着）して効果的に酸化分解
することができる。したがって、排気ガス中に含まれる
ダイオキシン類およびその前駆体は、ガス状または粒子
状に拘わらず塩素化有機化合物分解用触媒により効果的
に分解され、排気ガス中から除去される（無毒性の低分
子化合物に転化される）ことになる。

【００８３】このようにして排気ガス処理塔５により処
理された排気ガスは、流出路２０から煙突６に向けて排
出され、煙突６から外部、すなわち大気中に放出され
る。煙突６から放出される排気ガスは、上述のようにバ
グフイルター４および排気ガス処理塔５により処理され
ているため、ダイオキシン類およびその前駆体等の塩素
化有機化合物の濃度が国際毒性等価換算濃度で通常数ｎ
ｇ／Ｎｍ³以下に低減され得る。

【００８４】なお、上述の廃棄物焼却装置１で用いられ
る触媒１８ａは、排気ガスの温度を上述の範囲に設定し
た場合に５，０００ｈｒ^-1以上の空間速度でダイオキシ
ン類やその前駆体などの塩素化有機化合物を酸化分解す
ることができる。また、この触媒１８ａは、塩素化有機
化合物を分解するため、塩素化有機化合物の付着による
活性低下を起こしにくい。したがって、この廃棄物焼却
装置１は、排気ガス中の塩素化有機化合物濃度を速やか
に低減させることができ、また、触媒１８ａを交換する
ことなく長期間継続的に運転することができる。

【００８５】以上のように、この実施の形態に係る廃棄
物焼却装置１は、排気ガスがダイオキシン類の生成温度
まで冷却される前に排気ガス中からダイオキシン類の生
成に関与するフライアッシュ等の粉塵をバグフイルター
４を用いて予め除去しているため、ダイオキシン類の生
成そのものを抑制することができる。しかも、排気ガス
中に含まれる、廃棄物の焼却過程で生じた各種のダイオ
キシン類前駆体は、触媒１８ａにより効果的に分解され
て排気ガス中から除去される。従って、この廃棄物焼却
装置１は、ダイオキシン類やその前駆体が排気ガスと共
に大気中に放出されるのを効果的に防止することができ
る。

【００８６】なお、廃棄物焼却装置１において、流入路
１９内を流れる排気ガス中の塩素化有機化合物を分析す
るための試料は採取口１９ａから採取することができ、
また、煙突６から排出される直前の排気ガス中に含まれ
る塩素化有機化合物を分析するための試料は、採取口２
０ａから採取することができる。この場合、試料の採取
方法および分析方法は、例えば、厚生省生活衛生局水道
環境部環境整備課編「廃棄物処理におけるダイオキシン
類標準測定分析マニュアル」（平成９年３月：財団法人
廃棄物研究財団発行）に記載された方法に従って実施す
ることができる。

【００８７】以下に、上述の実施の形態に係る廃棄物焼
却装置１のバグフイルター４に用いられるフイルター部
材２２を構成可能な耐熱性フエルトおよび触媒室１８に
充填される触媒１８ａ（塩素化有機化合物分解用触媒）
についての実験例を示す。

【００８８】実験例１（耐熱性フエルト）フェノール系耐炎化繊維を用いて形成された、厚さが
０．８ｍｍで秤量が１９０ｇ／ｍ²の平織物（日本カイ
ノール株式会社の商品名”カイノールクロス＃５０
７”）を用意した。この平織物の両面に、平均径が１３
μｍで長さが５０ｍｍのピッチ系炭素繊維（ドナック株
式会社の商品名”ドナカーボ”）と平均径が１４μｍで
長さが７０ｍｍのフェノール系耐炎化繊維（日本カイノ
ール株式会社の商品名”カイノール”）とを５０重量％
づつ混合して調製した綿状体を３００ｇ／ｍ²の割合で
配置し、積層体を得た。得られた積層体に対して両面側
からニードルパンチ処理を施してフエルトを製造し、こ
のフエルトを２，０００℃で黒鉛化処理して耐熱性フエ
ルトを得た。

【００８９】得られた耐熱性フエルトについて、耐熱性
試験を実施した。ここでは、酸素濃度が１％、３％、５
％または２１％に設定されかつ温度が３８０℃または４
２０℃に設定された試験気体を耐熱性フエルトに対して
２４時間流し続け、２４時間後の重量減量を調べた。結
果を表１に示す。

【００９０】

【表１】

【００９１】表１から、耐熱性フエルトは重量減量を実
質的に起こさず、ダイオキシン類の生成温度を超える温
度領域である３８０℃および４２０℃での耐熱性が極め
て良好であることがわかる。これより、このような耐熱
性フエルトをバグフイルター４のフイルター部材２２に
用いた上述の廃棄物焼却装置１では、焼却炉２からの排
気ガス中に含まれる、ダイオキシン類の生成触媒が担持
されたフライアッシュなどの粉塵を、ダイオキシン類の
生成温度を超える温度領域においてバグフイルター４に
より除去可能なことがわかる。

【００９２】実験例２（塩素化有機化合物分解用触媒）コールタールピッチ系活性炭素繊維（平均繊維径＝１
４．０μｍ、ＢＥＴ比表面積＝１，９２０ｍ²／ｇ、平
均細孔径＝１９．０１オングストローム）１００ｇと、
３０％硝酸水溶液５００ｇとを還流管付きのフラスコに
仕込み、硝酸水溶液の沸騰温度で２時間煮沸した。その
後、硝酸水溶液から活性炭素繊維を取り出してイオン交
換水を用いて十分に洗浄し、１２０℃で乾燥した。

【００９３】次に、煮沸処理した活性炭素繊維の全量
と、塩化金酸四水和物（ＨＡｕＣｌ₄・４Ｈ₂Ｏ）３．２
４ｇ、硝酸鉄（Ｆｅ（ＮＯ₃）₃・６Ｈ₂Ｏ）５３．１３
ｇおよび硝酸ランタン（Ｌａ（ＮＯ₃）₃・ｎＨ₂Ｏ）１
１．９６ｇを溶解した水溶液１，０００ｇとをデジタル
ｐＨ計を取付けたビーカー内に入れた。そして、ビーカ
ー内の溶液を攪拌しながら５重量％の炭酸ナトリウム水
溶液を緩やかに滴下し、当該溶液のｐＨを８．０に設定
した。その後、ビーカーから活性炭素繊維を取り出して
水で洗浄し、１２０℃で８時間乾燥した。これにより、
金、鉄およびランタンのそれぞれの水酸化物を担持した
活性炭素繊維を得た。

【００９４】次に、上述の水酸化物を担持した活性炭素
繊維をセラミック製の管状電気炉内に充填し、４５０℃
の窒素雰囲気中で２時間焼成した後に３５０℃の水素雰
囲気中でさらに１時間還元処理した。これにより、第１
触媒成分としての金と、第２触媒成分としての酸化鉄
（Ｆｅ₂Ｏ₃）および酸化ランタン（Ｌａ₂Ｏ₃）とが活性
炭素繊維上に担持された塩素化有機化合物分解用触媒が
得られた。なお、この触媒は、第１触媒成分と第２触媒
成分との重量比率（第１触媒成分／第２触媒成分）が
７．５／１００、第２触媒成分を構成する酸化鉄と酸化
ランタンとの重量比率（酸化ランタン／酸化鉄）が３０
／７０、全触媒成分の合計と活性炭素繊維との重量比率
（全触媒成分／活性炭素繊維）が１３．０／１００であ
った。

【００９５】得られた塩素化有機化合物分解用触媒につ
いて、ｏ−クロロフェノールに対する酸化分解活性を評
価した。ここでは、内容積が１１３ｍｌのステンレス製
反応管（内径１９ｍｍ×長さ４００ｍｍ）を用いた流通
反応器内に得られた塩素化有機化合物分解用触媒を充填
し、この反応器に空間速度４，０００ｈｒ^-1、温度２２
０℃の条件下で３，５００ｐｐｍのｏ−クロロフェノー
ルを含有する空気を試料として流した。この際、反応器
を通過する前後の試料中のｏ−クロロフェノール濃度を
ＦＩＤ検出器付のガスクロマトグラフを用いて分析し、
その分析値から下記の計算式に従ってｏ−クロロフェノ
ールの分解率を求めた。結果は９５．６％であった。

【００９６】

【数１】

【００９７】実験例３（塩素化有機化合物分解用触媒）実験例２用いたものと同様のコールタールピッチ系活性
炭素繊維１００ｇを実験例２の場合と同様の条件で煮沸
処理した。このようにして処理された活性炭素繊維の全
量と、塩化金酸四水和物（ＨＡｕＣｌ₄・４Ｈ₂Ｏ）３．
２４ｇおよび硝酸マグネシウム（Ｍｇ（ＮＯ₃）₃・６Ｈ
₂Ｏ）９５．４４ｇを溶解した水溶液１，０００ｇとを
デジタルｐＨ計を取付けたビーカー内に入れた。そし
て、ビーカー内の溶液を攪拌しながら５重量％の炭酸ナ
トリウム水溶液を緩やかに滴下し、当該溶液のｐＨを１
０．２に設定した。その後、ビーカーから活性炭素繊維
を取り出して水で洗浄し、１２０℃で８時間乾燥した。
これにより、金およびマグネシウムのそれぞれの水酸化
物を担持した活性炭素繊維を得た。

【００９８】次に、得られた活性炭素繊維を実験例２の
場合と同様の条件で窒素雰囲気中および水素雰囲気中で
熱処理し、第１触媒成分としての金と、第２触媒成分と
しての酸化マグネシウム（ＭｇＯ）とが活性炭素繊維上
に担持された塩素化有機化合物分解用触媒を得た。な
お、この触媒は、第１触媒成分と第２触媒成分との重量
比率（第１触媒成分／第２触媒成分）が６．３／１０
０、全触媒成分の合計と活性炭素繊維との重量比率（全
触媒成分／活性炭素繊維）が１３．５／１００であっ
た。

【００９９】得られた塩素化有機化合物分解用触媒につ
いて、実験例２の場合と同様にしてｏ−クロロフェノー
ルに対する酸化分解活性を評価したところ、結果は８
４．３％であった。

【０１００】実験例４（塩素化有機化合物分解用触媒）実験例２で用いたものと同様のコールタールピッチ系活
性炭素繊維１００ｇを実験例２の場合と同様の条件で煮
沸処理した。このようにして処理された活性炭素繊維の
全量と、塩化金酸四水和物（ＨＡｕＣｌ₄・４Ｈ₂Ｏ）
３．２４ｇ、硝酸鉄（Ｆｅ（ＮＯ₃）₃・９Ｈ₂Ｏ）５
３．１３ｇおよび硝酸セリウム（Ｃｅ（ＮＯ₃）₃・６Ｈ
₂Ｏ）１１．９１ｇを溶解した水溶液１，０００ｇとを
デジタルｐＨ計を取付けたビーカー内に入れた。そし
て、ビーカー内の溶液を攪拌しながら５重量％の炭酸ナ
トリウム水溶液を緩やかに滴下し、当該溶液のｐＨを
８．２に設定した。その後、ビーカーから活性炭素繊維
を取り出して水で洗浄し、１２０℃で８時間乾燥した。
これにより、金、鉄およびセリウムのそれぞれの水酸化
物を担持した活性炭素繊維を得た。

【０１０１】次に、得られた活性炭素繊維を実験例２の
場合と同様の条件で窒素雰囲気中および水素雰囲気中で
熱処理し、第１触媒成分としての金と、第２触媒成分と
しての酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）および酸化セリウム（Ｃｅ₂
Ｏ₃）とが活性炭素繊維上に担持された塩素化有機化合
物分解用触媒を得た。なお、この触媒は、第１触媒成分
と第２触媒成分との重量比率（第１触媒成分／第２触媒
成分）が６．５／１００、第２触媒成分を構成する酸化
セリウムと酸化鉄の重量比率（酸化セリウム／酸化鉄）
が３０／７０、全触媒成分の合計と活性炭素繊維との重
量比率（全触媒成分／活性炭素繊維）が１３．７／１０
０であった。

【０１０２】得られた塩素化有機化合物分解用触媒につ
いて、実験例２の場合と同様にしてｏ−クロロフェノー
ルに対する酸化分解活性を評価したところ、結果は９
３．３％であった。

【０１０３】実験例５（塩素化有機化合物分解用触媒）実験例２で用いたものと同様のコールタールピッチ系活
性炭素繊維１００ｇを用意した。また、このコールター
ルピッチ系活性炭素繊維１００ｇの飽和吸水量と同量の
水に０．５ｇのニッケルに相当する酢酸ニッケル（（Ｃ
Ｈ₃ＣＯＯ）₂Ｎｉ・４Ｈ₂Ｏ）を溶解して４５０ｇの酢
酸ニッケル水溶液を調製した。そして、この酢酸ニッケ
ル水溶液にコールタールピッチ系活性炭素繊維を浸漬し
て攪拌し、当該水溶液の全量をコールタールピッチ系活
性炭素繊維に吸収させた。その後、活性炭素繊維を１２
０℃の乾燥器内で８時間乾燥し、活性炭素繊維から水分
を除去した。これにより、酢酸ニッケルが分散された活
性炭素繊維を得た。

【０１０４】次に、酢酸ニッケルが分散された活性炭素
繊維をセラミック製の管状電気炉内に充填し、５００℃
に設定された１００％の水素雰囲気中で４時間エッチン
グ処理した。このようにしてエッチング処理された活性
炭素繊維の全量と、塩化金酸四水和物（ＨＡｕＣｌ₄・
４Ｈ₂Ｏ）３．２４ｇ、硝酸鉄（Ｆｅ（ＮＯ₃）₃・６Ｈ ₂
Ｏ）５３．１３ｇおよび硝酸ランタン（Ｌａ（ＮＯ₃）₃
・ｎＨ₂Ｏ）１１．９６ｇを溶解した水溶液１，０００
ｇとをデジタルｐＨ計を取付けたビーカー内に入れた。
そして、ビーカー内の溶液を攪拌しながら５重量％の炭
酸ナトリウム水溶液を緩やかに滴下し、当該溶液のｐＨ
を８．０に設定した。その後、ビーカーから活性炭素繊
維を取り出して水で洗浄し、１２０℃で８時間乾燥し
た。これにより、金、鉄およびランタンのそれぞれの水
酸化物を担持した活性炭素繊維を得た。

【０１０５】次に、得られた活性炭素繊維を実験例２の
場合と同様の条件で窒素雰囲気中および水素雰囲気中で
熱処理し、第１触媒成分としての金と、第２触媒成分と
しての酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）および酸化ランタン（Ｌａ₂
Ｏ₃）とが活性炭素繊維上に担持された塩素化有機化合
物分解用触媒を得た。なお、この触媒は、第１触媒成分
と第２触媒成分との重量比率（第１触媒成分／第２触媒
成分）が８．０／１００、第２触媒成分を構成する酸化
ランタンと酸化鉄の重量比率（酸化ランタン／酸化鉄）
が３０／７０、全触媒成分の合計と活性炭素繊維との重
量比率（全触媒成分／活性炭素繊維）が１４．２／１０
０であった。

【０１０６】得られた塩素化有機化合物分解用触媒につ
いて、実験例２の場合と同様にしてｏ−クロロフェノー
ルに対する酸化分解活性を評価したところ、結果は９
７．７％であった。

【０１０７】実験例６（塩素化有機化合物分解用触媒）活性炭素繊維として実験例２の場合と同様に煮沸処理さ
れたものを用いた点を除いて実験例５と同様に操作し、
第１触媒成分としての金と、第２触媒成分としての酸化
鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）および酸化ランタン（Ｌａ₂Ｏ₃）とが活
性炭素繊維上に担持された塩素化有機化合物分解用触媒
を得た。なお、この触媒は、第１触媒成分と第２触媒成
分との重量比率（第１触媒成分／第２触媒成分）が９．
８／１００、第２触媒成分を構成する酸化ランタンと酸
化鉄の重量比率（酸化ランタン／酸化鉄）が３０／１０
０、全触媒成分の合計と活性炭素繊維との重量比率（全
触媒成分／活性炭素繊維）が１４．９／１００であっ
た。

【０１０８】得られた塩素化有機化合物分解用触媒につ
いて、実験例２の場合と同様にしてｏ−クロロフェノー
ルに対する酸化分解活性を評価したところ、結果は９
９．５％であった。

【０１０９】以上の実験例２〜６により、上述の実施の
形態に係る廃棄物焼却装置１は、排気ガス中に含まれる
ダイオキシン類前駆体やダイオキシン類などの塩素化有
機化合物を上述の排気ガス処理塔５において分解除去で
きることがわかる。

【０１１０】[他の実施の形態] （１）上述の実施の形態では、冷却部として水噴射装置
１７を備えた冷却塔１５を用いた場合について説明した
が、冷却部を他の形態の冷却装置により構成した場合も
本発明を同様に実施することができる。

【０１１１】（２）上述の実施の形態では、排気ガス中
に含まれるフライアッシュなどの粉塵を除去するために
耐熱性フエルトからなるフイルター部材２２を備えたバ
グフイルター４を用いたが、本発明に係る廃棄物焼却方
法は、このようなバグフイルター４に代えてダイオキシ
ン類の生成温度を超える温度で使用可能なサイクロンや
電気集塵機を用いた場合も同様に実施することができ
る。

【０１１２】（３）上述の実施の形態では、排気ガス処
理塔５の流入路１９において、触媒１８ａが好ましい活
性を示す温度範囲に排気ガスを自然冷却する場合につい
て説明したが、流入路１９に冷却装置を適宜配置し、こ
れにより排気ガスを適温に冷却することもできる。

【０１１３】

【発明の効果】本発明の廃棄物焼却装置は、上述のよう
な耐熱性を有するフイルター部を備えたバグフイルター
を用いているので、ダイオキシン類の生成温度を超える
温度領域で排気ガス中に含まれるフライアッシュ等の粉
塵を当該バグフイルターにより除去することができ、ダ
イオキシン類の生成そのものを抑制することができる。

【０１１４】なお、この廃棄物焼却装置が上述のような
触媒処理部を備えている場合は、排気ガス中に含まれる
ダイオキシン類前駆体をも排気ガス中から効果的に除去
することができる。

【０１１５】また、本発明に係る廃棄物焼却方法は、ダ
イオキシン類の生成温度を超える温度領域において、焼
却工程において生成したフライアッシュ等の粉塵を含む
排気ガスから当該粉塵を除去しているので、ダイオキシ
ン類の生成そのものを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態に係る廃棄物焼却装置の
概略図。

【図２】前記実施の形態で用いられるバグフイルターの
断面図。

【図３】前記実施の形態で用いられる耐熱性フエルトの
製造工程を示す図。

【図４】前記実施の形態で用いられる耐熱性フエルトの
製造工程を示す図。

【符号の説明】

１廃棄物焼却装置２焼却炉４バグフイルター５排気ガス処理塔６煙突１５冷却塔１８ａ触媒２２フイルター部材

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ２３Ｇ 5/44 ＺＡＢＢ０１Ｄ 53/36 ＧＦターム(参考） 3K065 HA03 4D048 AA11 AB01 AB03 BA01X BA03Y BA05X BA06Y BA07Y BA08Y BA13X BA16Y BA17Y BA18X BA18Y BA19X BA21Y BA24Y BA26Y BA28Y BA34X BA35Y BA36X BA37Y BA38X BA41X BA42X BB08 BB17 CA03 CD05 CD06 CD08 CD10 DA01 DA02 DA03 DA05 DA06 DA08 DA11 EA04 4D058 JA04 JB04 JB25 JB41 KB05 MA15 MA22 MA25 RA15 SA20 UA03 4G069 AA01 AA03 AA08 AA12 BA01A BA02A BA04A BA05A BA06A BA06B BA08A BA08B BB02A BB02B BB04A BB04B BB06A BB06B BC18A BC22A BC31A BC33A BC33B BC35A BC40A BC42A BC42B BC43A BC43B BC55A BC59A BC62A BC66A BC66B BC67A BC68A BC68B CA04 CA07 CA10 CA11 DA06 EA03Y EC05Y EC13Y FA01 FA02 FB09 FB14 FB30 FB44 FB49

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃棄物を焼却処理するための廃棄物焼却装
置であって、前記廃棄物を焼却して排気ガスを排出する焼却部と、前記焼却部からの前記排気ガスを処理するためのバグフ
イルターと、前記バグフイルターにより処理された前記排気ガスを外
部に排出するための排出部とを備え、前記バグフイルターは、ダイオキシン類の生成温度を超
える温度領域で耐熱性を有しかつ前記排気ガスを処理す
るためのフイルター部を有している、廃棄物焼却装置。
【請求項２】前記フイルター部が、炭素繊維および耐炎
化繊維のうちの少なくとも１つを用いて形成された布帛
層と、前記布帛層に交絡する、炭素繊維および耐炎化繊
維のうちの少なくとも１つの繊維群とを備えた耐熱性フ
エルト、および黒鉛化繊維を用いて形成された黒鉛化繊
維布帛層と、前記黒鉛化繊維布帛層に交絡する黒鉛化繊
維群とを備えた耐熱性フエルトのうちの少なくとも一つ
の耐熱性フエルトを用いて形成されている、請求項１に
記載の廃棄物焼却装置。
【請求項３】前記焼却部と前記バグフイルターとの間
に、前記焼却部からの前記排気ガスを冷却するための冷
却部をさらに備えている、請求項１または２に記載の廃
棄物焼却装置。
【請求項４】前記バグフイルターと前記排出部との間
に、前記バグフイルターにより処理された前記排気ガス
を触媒を用いて処理するための触媒処理部をさらに備
え、前記触媒は、活性炭素繊維からなる担体と、前記担体に
担持された金元素からなる第１触媒成分と、前記担体に
担持されかつマグネシウム、アルミニウム、ケイ素、チ
タン、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、
イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、イ
ンジウム、スズ、ランタンおよびセリウムからなる元素
群から選ばれた少なくとも１種の元素の酸化物からなる
第２触媒成分とを含んでいる、請求項１、２または３に
記載の廃棄物焼却装置。
【請求項５】廃棄物を焼却処理する焼却工程と、ダイオキシン類の生成温度を超える温度領域において、
前記焼却工程において生成した粉塵を含む排気ガスから
前記粉塵を除去するための工程と、を含む廃棄物焼却方
法。
【請求項６】前記温度領域の下限が３５０℃である、請
求項５に記載の廃棄物焼却方法。