JP2000061264A - 排ガス中のダイオキシン除去方法及び除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 設備を単純化して、設置面積を小さくし、設
備費を安くするとともに、再生処理を単純化して、経済
的に有利なものを提供する。 【解決手段】 内部に炭素質材を充填した移動層式の吸
着塔１に排ガスを流通させて、炭素質材と排ガスとの固
気接触を行い、排ガス中に含まれるダスト、硫黄酸化
物、ダイオキシン、塩素等を吸着、除去する。吸着塔１
の下部から炭素質材を定量抜出しフィーダ２によって連
続的に又は断続的に抜き出し、バケットコンベア３によ
って再生工程に送り、選別機５によって付着したダスト
及び粉化した炭素質材を除去し、炭素質材の再生処理を
行う。再生処理した炭素質材はホッパー４から吸着塔１
の上部に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は排ガス中のダイオ
キシン除去方法及び除去装置に関し、特に、設備を単純
化することができるとともに、再生処理を単純化するこ
とができるダイオキシン除去方法及び除去装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来技術およびその問題点】廃棄物焼却施設から排出
される排ガス中には、硫黄酸化物、窒素酸化物、ダスト
等の一般的な有害物質の他に、塩素ガス及びダイオキシ
ンが含まれている。これらの有害物質の中で、ダイオキ
シンは非常に有毒であることから、その排出量の規制が
進められている。例えば、新設の大型焼却施設では、
０．１ｎｇＴＥＱ／Ｎｍ³ ＤＢ以下（毒性等価量に換算
して、ドライガス１Ｎｍ³ 当たり１００億分の１ｇ以
下）とすることが定められている。

【０００３】塩素ガス及びダイオキシンは、塩素を含有
するプラスチック類を燃焼することによって発生するの
で、焼却物の中から予め塩素含有物質を除去することが
できれば、塩素ガス及びダイオキシンの発生を防止する
ことができることになるが、このような選別処理をする
ことは非常に困難である。

【０００４】排ガス中のダイオキシンを除去することも
非常に困難とされていたが、従来から乾式の排ガス脱硫
脱硝装置で用いられていた粒状の炭素質材がダイオキシ
ンの吸着材としても有効であることが確認され、漸く実
用化の段階に入ったところである。

【０００５】吸着材として使用する粒状の炭素質材は、
従来の脱硫脱硝装置において次の作用を利用するもので
ある。

【０００６】すなわち、排ガスを炭素質材と固気接触さ
せると、硫黄酸化物は炭素質材の吸着作用により吸着さ
れて硫酸等となるので、除去することができる。また、
炭素質材の触媒作用によって窒素酸化物をアンモニアと
反応させることにより、水と窒素ガスに分解して除去す
ることができる。さらに、ダストは、粒状の炭素質材の
ろ過作用により炭素質材に付着させて除去することがで
きる。そして、これらの作用に加えて、更にダイオキシ
ンの吸着機能が確認されたのである。

【０００７】以上のことから、炭素質材を使用して廃棄
物焼却施設の排ガスに含まれる全ての有害物質を総合的
に処理することも検討されている。

【０００８】しかしながら、本発明者らは、現時点では
先ずダイオキシンの除去に関する技術を確立することが
重要であり、これによって様々な性状の排ガスにも対応
することができるものと確信して基本的な技術の蓄積を
行った。

【０００９】粒状の炭素質材を充填した固気接触装置に
排ガスを流通させると、排ガス中のダイオキシンは炭素
質材に吸着されるので、排ガス中から除去することがで
きる。この固気接触装置を吸着塔と呼んでいる。

【００１０】このとき、排ガス中に含まれるダストは、
炭素質材のろ過作用によって捕集される。捕集されたダ
ストは、炭素質材の表面に付着して次第にガスの流通路
を狭めることになるので、吸着塔を固定層とした場合に
は、長期間安定した固気接触操作を続けることができな
くなる。

【００１１】そこで、吸着塔に充填した粒状の炭素質材
の一部を、吸着塔の下部から連続的に又は断続的に抜き
出すとともに、上部から新しい炭素質材を補給して移動
層を形成するようにしている。すなわち、吸着塔を移動
層とすることにより、ダストが付着した炭素質材と新し
い炭素質材とを連続的に交換し、これによって安定した
固気接触を確保することができる。

【００１２】炭素質材は、排ガス中のダイオキシンだけ
でなく、硫黄酸化物及び塩素ガスに対しても吸着作用が
ある。したがって、吸着塔の下部から抜き出された炭素
質材にはダストが付着しているとともに、ダイオキシ
ン、硫黄酸化物及び塩素ガスが吸着されていることにな
る。

【００１３】そこで、抜き出された炭素質材に何らかの
再生処理を施す必要があるが、どのような処理をすれば
よいかということが、大きな課題となる。

【００１４】従来の炭素質材を用いた乾式脱硫脱硝装置
は、硫黄酸化物、窒素酸化物及びダストの除去を目的と
するものであり、移動層式の吸着塔を使用している。

【００１５】そして、吸着塔から抜き出された炭素質材
にはダストが付着しているとともに、硫黄酸化物が吸着
されているので、再生処理する必要がある。

【００１６】この再生処理の方法としては、炭素質材を
不活性雰囲気で高温に加熱することにより硫黄酸化物を
脱着する加熱再生と、篩分け等の手段により付着したダ
ストを除去する分離再生とを併せて行っている。

【００１７】炭素質材に吸着された塩素ガスは、硫黄酸
化物と同様に不活性雰囲気で高温に加熱することにより
脱着することができる。

【００１８】また、炭素質材に吸着されたダイオキシン
は、高温に加熱することによって分解して無害化するこ
とができる。

【００１９】したがって、ダイオキシンの除去を目的と
する場合においても、従来と同様の再生処理をすること
ができる。このような排ガス処理装置の一例を図２に示
す。

【００２０】この処理装置の移動層式の吸着塔２１にお
いて、排ガスと炭素質材との固気接触を行うことによ
り、排ガス中に含まれるダイオキシンが除去される。炭
素質材は、吸着塔２１の下部から定量抜出しフィーダ２
２によって連続的に又は断続的に抜き出され、バケット
コンベア２３によって再生工程へ送られる。同時に、吸
着塔２１の上部には再生工程で再生された炭素質材がホ
ッパー３４から補給される。

【００２１】再生工程に送られた炭素質材は、ホッパー
２４から再生塔２５の上部に供給される。再生塔２５
は、上部が高温の熱風で間接加熱を行う加熱部２６に形
成され、下部が空気で間接冷却を行う冷却部２９に形成
される。

【００２２】熱風は、熱風ファン２８によって加熱部２
６と熱風炉２７との間を循環するとともに、熱風炉２７
で適当な燃料を燃焼することにより必要な熱量が補給さ
れる。冷却用の空気は冷却ファン３０によって供給され
る。

【００２３】したがって、再生塔２５に供給された炭素
質材は、加熱部２６において不活性雰囲気で高温に加熱
されて硫黄酸化物及び塩素ガスを脱着し、ダイオキシン
を分解した後、冷却部２９において（大気中で発火しな
い温度まで）冷却され、その後再生塔２５の下部より定
量抜出しフィーダ３１によって排出される。

【００２４】再生塔２５から排出された炭素質材は、選
別機３２に送られ、ここで付着したダスト及び粉化した
炭素質材が除去された後、バケットコンベア３３により
排ガス浄化工程のホッパー３４に送られる。

【００２５】なお、粉化により除去される量に相当する
炭素質材が吸着塔２１の上部に適宜補給される。

【００２６】以上のようにして炭素質材を再生処理する
ことにより、吸着塔２１には再生された炭素質材を連続
的に供給することができる。

【００２７】しかしながら、このような再生処理装置は
非常に大掛かりなものであり、設備費用が莫大になると
ともに、広い設置面積を必要とするものである。

【００２８】さらに、再生塔２５において脱着された硫
黄酸化物及び塩素ガスを再び処理する必要があり、例え
ば、アルカリ洗浄等を行う必要がある。

【００２９】したがって、上記のような再生処理装置に
よる処理方法は、排ガスを総合的に処理する場合には有
効であるが、必ずしも一般的な方法ではない。例えば、
排ガス中の硫黄酸化物及び塩素ガスの濃度が低く、単に
ダイオキシンの除去だけを目的とする場合も少なくない
からである。

【００３０】本発明は前記のような従来のもののもつ問
題点を解決したものであって、設備を単純化することが
でき、設備の設置面積を小さくすることができて、設備
費を安くすることができるとともに、再生処理を単純化
することができて、経済的に有利なものを提供すること
ができる排ガス中のダイオキシンの除去方法及び除去装
置を提供することを目的とするものである。

【００３１】

【問題点を解決するための手段】上記の問題点を解決す
るために本発明は、内部に粒子状の炭素質材を充填した
移動層式吸着塔に排ガスを流通させて、炭素質材と排ガ
スとの固気接触を行うことにより排ガス中に含まれるダ
イオキシンを除去する排ガス浄化工程と、炭素質材を吸
着塔の下部から上部に連続的に又は断続的に循環させる
とともに、炭素質材の再生処理を行う循環再生工程とか
らなり、前記循環再生工程の再生処理が炭素質材に付着
したダスト及び粉化した炭素質材の選別除去のみである
手段を採用したものである。また、内部に粒子状の炭素
質材を充填して移動層を形成するとともに、該移動層に
排ガスを流通させて炭素質材と排ガスとの固気接触を行
うことにより排ガス中に含まれるダイオキシンを除去す
る吸着塔と、炭素質材を吸着塔の下部から上部に連続的
に又は断続的に循環させる移送手段と、該移送手段の任
意の場所に設けられるとともに、炭素質材に付着したダ
スト及び粉化した炭素質材を選別除去する選別機とを具
えた手段を採用したものである。

【００３２】

【作用】本発明は前記のような手段を採用したことによ
り、移動層式吸着塔において炭素質材と排ガスとの固気
接触を行うことにより、排ガス中に含まれるダイオキシ
ンが炭素質材に吸着され、除去される。そして、炭素質
材を吸着塔の下部から連続的に又は断続的に抜き出すと
ともに、炭素質材に付着したダスト及び粉化した炭素質
材のみを選別除去することにより、炭素質材が再生処理
され、この再生処理された炭素質材が吸着塔の上部から
供給されることになる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。本願発明者らは、一般的なダイオキシン除
去における炭素質材の再生処理方法について検討を重ね
た。

【００３４】加熱再生は、炭素質材に吸着されたダイオ
キシンを分解し、また、硫黄酸化物及び塩素ガスを脱着
するものである。また、分離再生は、炭素質材に付着し
たダスト及び粉化した炭素質材を除去するものである。
したがって、本来の目的であるダイオキシンの除去にお
いて、これらの処理が全て必要か否かが問題であり、個
々に確認を行うことにした。

【００３５】まず、炭素質材に吸着されたダイオキシン
を分解除去する必要性について検討を行った。

【００３６】吸着塔に充填される粒状の炭素質材の量
は、ＳＶ値を１０００程度として定められる。すなわ
ち、１時間に１０００Ｎｍ³ の排ガスを処理するために
１ｍ³ の炭素質材を使用することとし、排ガス量に比例
して充填量が決定される。

【００３７】これに対して、１０００Ｎｍ³ の排ガスか
ら除去されるダイオキシンの量は、１００万分の１ｇ程
度であるから、仮に、１００年間運転したとしても、１
ｍ³の炭素質材に蓄積する量は１ｇ以下である。

【００３８】さらに、ダイオキシンの吸着は、炭素質材
の表面付近に集中するが、表面付近は次第に粉化して選
別機で除去されるので、実際の蓄積量はさらに少なくな
る。

【００３９】したがって、炭素質材に吸着されたダイオ
キシン自身がダイオキシンの除去性能に悪影響を与える
ことはなく、分解除去して再生する必要はないというこ
とが確認された。そして、このことは多くの実験結果か
らも経験されていることである。

【００４０】次に、炭素質材に吸着された硫黄酸化物を
脱着除去する必要性について、検討を行った。

【００４１】従来の乾式脱硫脱硝装置においては、炭素
質材に吸着された硫黄酸化物が、脱硝性能を低下させる
ことが知られており、ダイオキシンの除去性能について
も影響するものと考えられていた。

【００４２】しかしながら、実際にテストを繰り返し行
った結果、硫黄酸化物を飽和の状態まで吸着させても、
殆どダイオキシンの除去性能に悪影響を及ぼさないこと
が実証され、硫黄酸化物についても再生の必要がないこ
とが確認された。

【００４３】同様にして、炭素質材に吸着された塩素ガ
スを脱着除去する必要性について検討を行った。

【００４４】そして、実際にテストを繰り返し行った結
果、塩素ガスを飽和状態まで吸着させても、殆どダイオ
キシンの除去性能に悪影響を及ぼさないことが実証さ
れ、塩素ガスについても再生の必要がないことが確認さ
れた。

【００４５】炭素質材に付着したダストに関しては、従
来の乾式脱硫脱硝装置における経験から、安定した連続
運転を行うためには除去することが必要であり、分離再
生は避けられないことが確認された。

【００４６】以上の結果から、炭素質材を使用するダイ
オキシンの除去において、これを阻害する物質はダスト
のみであり、他の有害物質は殆ど影響を与えないことが
確認された。

【００４７】本発明は、吸着塔から排出される炭素質材
を加熱再生することなく、分離再生のみを行い、これに
よって、長期間安定した連続運転を可能としたものであ
る。図１に本発明の排ガス中のダイオキシンの除去装置
の一例を示す。

【００４８】図１において、排ガスは、移動層式の吸着
塔１において炭素質材と固気接触を行うことにより、ダ
イオキシンが炭素質材に吸着され、除去される。炭素質
材は、吸着塔１の下部から定量抜出しフィーダ２によっ
て連続的に又は断続的に抜き出され、バケットコンベア
３によって再生工程へ送られる。同時に、吸着塔１の上
部には再生された炭素質材が補給される。

【００４９】再生工程に送られた炭素質材は、選別機５
によって付着したダスト及び粉化した炭素質材が除去さ
れ、排ガス浄化工程に送られ、ホッパー４から吸着塔１
の上部に供給される。

【００５０】なお、粉化により除去される量に相当する
炭素質材は吸着塔１の上部に適宜補給される。以上のよ
うにして炭素質材を再生処理することにより、吸着塔１
に再生された炭素質材を連続的に供給することができ
る。

【００５１】上記のように構成したこの実施の形態によ
る排ガス中のダイオキシンの除去方法及び除去装置にあ
っては、再生処理が炭素質材に付着したダスト及び粉化
した炭素質材の選別除去のみとなるので、設備を単純化
することができて、設備の設置面積を小さくすることが
でき、設備費を安くすることができることになる。また
炭素質材を不活性雰囲気で高温に加熱することにより硫
黄酸化物、塩素ガスを脱着する加熱再生、炭素質材に吸
着されたダイオキシンを高温に加熱することによって分
解して無害化する処理等が不要となるので、再生処理を
単純化することができることになる。したがって、経済
的に有利なものを提供することができることになる。さ
らに、例えば、既設の焼却施設におけるアルカリ洗浄設
備と組み合わせることもできることになるので、様々な
場合に広く応用することが可能となる。

【００５２】

【発明の効果】この発明は前記のように構成して、再生
処理が炭素質材に付着したダスト及び粉化した炭素質材
の選別除去のみとしたことにより、設備を単純化するこ
とができ、設備の設置面積を小さくすることができて、
設備費を安くすることができる。また、硫黄酸化物を脱
着する加熱再生等の再生処理が不要となるので、再生処
理を単純化することができ、経済的に有利なものを提供
することができることになる等の優れた効果を奏するも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による排ガス中のダイオキシンの除去
装置の一実施の形態を示した概略説明図である。

【図２】従来の排ガスの再生処理装置の一例を示した概
略説明図である。

【符号の説明】

１、２１……吸着塔 ２、２２、３１……定量抜出しフィーダ ３、２３、３３……バケットコンベア ４、２４、３４……ホッパー ５、３２……選別機 ２５……再生塔 ２６……加熱部 ２７……熱風炉 ２８……熱風ファン ２９……冷却部 ３０……冷却ファン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に粒子状の炭素質材を充填した移動
   層式吸着塔に排ガスを流通させて、炭素質材と排ガスと
   の固気接触を行うことにより排ガス中に含まれるダイオ
   キシンを除去する排ガス浄化工程と、炭素質材を吸着塔
   の下部から上部に連続的に又は断続的に循環させるとと
   もに、炭素質材の再生処理を行う循環再生工程とからな
   り、前記循環再生工程の再生処理が炭素質材に付着した
   ダスト及び粉化した炭素質材の選別除去のみであること
   を特徴とする排ガス中のダイオキシン除去方法。
2. 【請求項２】 内部に粒子状の炭素質材を充填して移動
   層を形成するとともに、該移動層に排ガスを流通させて
   炭素質材と排ガスとの固気接触を行うことにより排ガス
   中に含まれるダイオキシンを除去する吸着塔と、炭素質
   材を吸着塔の下部から上部に連続的に又は断続的に循環
   させる移送手段と、該移送手段の任意の場所に設けられ
   るとともに、炭素質材に付着したダスト及び粉化した炭
   素質材を選別除去する選別機とを具えたことを特徴とす
   る排ガス中のダイオキシン除去装置。