JP2000079320A - 焼却炉排ガスの高度処理方法 - Google Patents
焼却炉排ガスの高度処理方法Info
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Abstract
化水素、煤塵およびダイオキシン類を含む高温の焼却炉
排ガスを高度に湿式処理する方法。 【解決手段】 (1) 高温の焼却炉排ガスを水酸化マグネ
シウムを含む洗浄液と直接接触させることにより100 ℃
以下かつ水蒸気飽和温度に冷却する排ガスの急冷工程、
(2) 急冷された排ガスを無堰多孔板吸収塔で水酸化マグ
ネシウムと粉末活性炭を含む洗浄液により向流洗浄する
排ガスの洗浄工程、(3) 洗浄された排ガスを湿式電気集
塵機又は湿式フィルターを用いて除塵する排ガスの除塵
工程、の各工程よりなる焼却炉排ガスの処理。
Description
化水素、硫黄酸化物、フッ化水素、煤塵およびダイオキ
シン類を含む高温の焼却炉排ガスを湿式で処理する方法
に関し、特に産業廃棄物焼却炉排ガスの処理に関する。
多量の塩化水素、硫黄酸化物、フッ化水素、煤塵ととも
にダイオキシン類が含まれている。これらの有害物質を
排ガスから除去するためには単一の処理操作では不可能
であり、それぞれの有害物質の物性に適合した処理が必
要となる。すなわち、塩化水素、硫黄酸化物、フッ化水
素などの酸性物質に対しては消石灰、水酸化ナトリウ
ム、水酸化マグネシウム等の塩基性物質による中和処理
が必要であり、煤塵に対してはバグフィルターまたは電
気集塵機による除塵、ダイオキシン類に対しては活性炭
による吸着または触媒による分解等の処理がそれぞれに
有効であるが、更にこれらの処理を適正な温度で行うた
めには、排ガスを冷却することも必要である。この冷却
を不適正な温度領域、速度で行うとダイオキシン類の増
加を招くことがある。これは他の有害物質と異なりダイ
オキシン類に特有な現象であって、デノボ(de novo) 合
成として知られている。
しては、高温の排ガスを廃熱回収ボイラー又は水スプレ
ーにより200℃以下に冷却した後、消石灰粉末と活性
炭粉末を吹き込み、次いでバグフィルターで除塵するい
わゆる乾式法が知られている。乾式法は装置が比較的簡
単であると言う利点はあるものの有害物質、特に塩化水
素、硫黄酸化物、フッ化水素を高度に除去することが困
難である。これに対し、湿式法は、個々の要素、技術は
知られているものの前記有害物質を高度にかつ合理的に
処理する総合的方法は未だ知られていない。すなわち、
個々の技術としては、排ガスを急速冷却するための装置
として例えば、上端部に液溜部、溢流堰を有し、下部に
吸収液貯槽を有する濡れ壁塔内に、排ガスを上部より導
入する煙管末端部がベンチュリー型の絞り管をなし、こ
の絞り管のスロート部の入り口近傍に冷却吸収液噴霧ノ
ズルを備えた装置が特開平9−262433号公報に開
示されている。この装置を用いて高温の排ガスを冷却吸
収液と直接接触させることにより瞬時に水蒸気飽和温度
まで冷却することができる。このような冷却方法はダイ
オキシン類のデノボ合成を阻止するために効果的であ
る。また、塩化水素などの酸性物質を洗浄除去する方法
としては例えば、特許2592760号公報、特開平7
−88325号公報に水酸化マグネシウムを用いる湿式
法が開示されている。湿式法は乾式法に比べ塩化水素、
硫黄酸化物、フッ化水素の除去効率が高く、かつ、中和
剤の過剰消費が少ない点で優れている。中和剤として水
酸化マグネシウムを用いることにより、水酸化ナトリウ
ムを用いる場合の排水中のフッ素濃度が高くなる不都合
が解消され、また消石灰を用いる場合の硫酸カルシウム
二水塩の生成によるスケーリングトラブルの問題も解消
される。ダイオキシン類の湿式吸着に用いる装置として
は、特開平4−367709号公報には内部に多孔隔壁
を設けた濾過装置の上部より水および活性炭を供給しな
がら、活性炭と体積割合で30〜40%の水と混合され
た中に多孔隔壁の下側から排ガスを通してダイオキシン
類を活性炭に吸着させる装置、また特開平7−2656
57号公報には、濾過装置の内部に活性炭、平炉用コー
クスなどの濾材層を多段に設け、この濾材層に水を循環
させながら排ガスを通過させる装置が開示されている。
しかし、これらの装置を用いた場合のダイオキシン類の
除去効率および他の有害物質の影響と相互作用などにつ
いては開示されていない。
ような現状に鑑み、従来知られている各要素技術をもと
にダイオキシン類を含む前記有害物質を高度にかつ合理
的に処理する方法を探索した結果、焼却炉排ガスの冷却
条件を適正にし、水酸化マグネシウムと活生炭粉末とを
含む洗浄液を使用することにより、ダイオキシン類を含
む前記有害物質を総合的に除去処理する本発明に至っ
た。
て塩化水素、硫黄酸化物、フッ化水素、煤塵およびダイ
オキシン類を含む高温の焼却炉排ガス処理する方法であ
って、(1) 有害物質を含む高温排ガスを水酸化マグネシ
ウムを含む洗浄液と直接接触させることにより100 ℃以
下かつ水蒸気飽和温度に冷却する排ガスの急冷工程、
(2) 急冷された排ガスを無堰多孔板吸収塔で水酸化マグ
ネシウムと粉末活性炭を含む洗浄液により向流洗浄する
排ガスの洗浄工程、(3) 洗浄された排ガスを湿式電気集
塵機又は湿式フィルターで除塵する排ガスの除塵工程、
の各工程よりなる焼却炉ガスの高度処理方法を提供す
る。
ガスの代表例は、塩化水素数千ppm、硫黄酸化物数百
ppm、フッ化水素数十ppm、煤塵数g/Nm3 と共
にダイオキシン類を含み、温度800 〜1000℃である。ダ
イオキシン類は燃焼条件によって大きく左右されるが、
適正な燃焼を行うことにより0.1ng-TEQ/Nm3 以下にする
ことができる。しかし、さらに低減することが望まし
い。このような排ガスを高度に処理するにあたり、まず
急冷工程Aに導き、少なくとも水酸化マグネシウムを含
む洗浄液を直接接触させ急速に100 ℃以下かつ水蒸気飽
和湿度に冷却する。この排ガスの冷却の目的は、後段の
湿式吸収を効果的に行うことと、ダイオキシン類の新た
な生成を避けることにある。すなわち、本発明の急冷工
程では、排ガス温度を低くすることにより洗浄液のもつ
酸性ガス分圧を小さくし、急冷工程においても酸性物質
の吸収効率を上げ、全体としての装置を適正にすること
ができる。またこの冷却により排ガスは増湿され水蒸気
飽和となるためスケーリングを起こす可能性が小さくな
る。また、燃焼排ガスは200 〜400 ℃域に滞留させると
未燃有機物よりダイオキシン類が新たに合成されること
(de novo合成) が知られているが、急速に冷却して150
℃以下にすることによりde novo 合成を事実上避けるこ
とができる。更に、この湿式冷却の際、結果的に煤塵の
大部分が除去され、また塩基性物質を洗浄液に共存させ
pH調整することにより塩化水素等の酸性ガスも除去でき
る。塩基性物質としては水酸化マグネシウムが好まし
い。燃焼排ガスを急速冷却する装置としては、例えば特
開平9-262433号公報に開示されるようなスプレーと濡れ
壁を併用する装置、あるいは多段スプレー装置が適して
いる。
まで冷却された排ガスは、少なくとも水酸化マグネシウ
ムをと活性炭粉末を含む洗浄液と接触させる洗浄工程B
に導かれる。洗浄工程の洗浄液には、中和用の塩基性物
質として水酸化マグネシウムを0.1〜2g/l含ませ
た液を用いる。塩基性物質として水酸化マグネシウムを
用いることにより、フッ化水素は難溶性のフッ化マグネ
シウムとして捕捉できるので排水への移行を低減でき
る。さらに、この洗浄液には活性炭粉末を0.1〜10
g/l含ませることにより、排ガス中のダイオキシン類
を塩化水素、硫黄酸化物、フッ化水素とともに同時に除
去できる。この理由は活性炭がダイオキシン類を吸着す
る結果、洗浄液中のダイオキシン類の濃度が低下し、ダ
イオキシン類ガスが洗浄液に溶解する速度が大きくなる
ためである。洗浄液に水酸化マグネシウムと粉末活性炭
が共存することは相互に何ら障害とならず、その必要量
も増加しない。水酸化マグネシウムを含み活性炭を含ま
ない洗浄液でまず有害酸性物質を除去し、ついで活性炭
スラリーでダイオキシン類を除去するという二重の手間
を要しない。同じ理由で急冷工程の洗浄液が粉末活性炭
を含んでいることも差し支えなく、洗浄塔排出液を急冷
工程を経由して排水することが好ましい。
は、無堰多孔板塔が最も好ましい。無堰多孔板塔はスプ
レー塔に比べ洗浄液の塔内滞留時間を長くとれ難溶性の
水酸化マグネシウムの溶解が促進されるとともに、活性
炭へのダイオキシン類の吸着も促進される。また、ダウ
ンカマーを持つ段塔、テラレット等の充填塔では煤塵お
よび活性炭粉末の沈積、固着が生じ好ましくない。無堰
多孔板は孔径8〜15mm、開口率20〜40%である
ことが好ましく、無堰多孔板の段数は要求される酸性ガ
スの除去率に応じて設定される。なお、この際煤塵も段
数に応じてある程度除去される。ついで排ガスは除塵工
程Cに導かれ、誘引ファンを経て大気中に放出される。
この際ファンは除塵工程の前段に置いても差し支えな
い。ここでは排ガス中に残存している煤塵を高度に除去
する。また、ダイオキシン類の一部は煤塵に吸着されて
いるので、煤塵を高度に除去することがダイオキシン類
の高度の除去につながる。装置としては圧力損失の少な
い湿式電気集塵機(ミストコットレル)が最も好ましい
が、特許第1895869号に開示される湿式フィルタ
ーも使用できる。次に実施例をあげて本発明を具体的に
説明する。
の排ガス70,000Nm3 /h(組成:O2 12%、
CO2 7%、H2O7%、その他有害成分は後記)を図
に示す構成の装置にて処理した。塔径3mの急冷塔aに
おいて排ガス1 を100m3 /hの洗浄液スプレー21及
び100m3 /hの濡れ壁液22によって断熱冷却した。
ガス温度は80℃となった。この際、洗浄液貯槽11のp
Hが5.5となるよう水酸化マグネシウムスラリー31を
補給した。また、洗浄液より蒸発して失われる水分を補
給水ライン32より補給し、貯槽11のレベルを一定に保っ
た。また、排水41を15m3 /hで抜き出した。この排
水は固液分離その他の処理を行ったあと放流した(図示
せず)。続いて、急冷塔出排ガス2 を塔径5m、無堰多
孔板(孔径10mm、開口率31%)4段で構成される
洗浄塔bの下部に導入した。同時に、多孔板上部より洗
浄液23を250m3 /hで散液し、排ガスと向流にて接
触させた。この際、洗浄液貯槽12のpHが5.5となる
よう水酸化マグネシウムスラリー33を供給すると共に活
性炭粉末3.5kg/hを5%水スラリー34として供給
した。続いて洗浄塔出排ガス3 を電気集塵機cに導入し
た。この際、電気集塵機の集塵電極を洗浄水35にて洗浄
した。水量は平均して2.5m3 /hとした。この排出
液24は洗浄液貯槽12に注入した。この結果、貯槽12内の
洗浄液は余剰となるのでオーバーフローライン25によ
り、さらに急冷塔下の貯槽11に移した。このように処理
された排ガス4 を誘引ファンによって煙突を通して大気
に放出した( 図示せず) 。以上の運転操作により排ガス
中の有害物質は下記の通り高度に処理された。 処理前 処理後 除去率 塩化水素 ppm (乾量基準) 3000 30 99% 硫黄酸化物 ppm (乾量基準) 500 25 95% フッ化水素 ppm (乾量基準) 30 3 90% 煤塵 g/Nm3 (乾量基準) 2.5 0.025 99% ダイオキシン類 ngTEQ/Nm3 (乾量基準) − 0.01 −
貯槽12のpHが5.5となるよう水酸化マグネシウムス
ラリー33を供給すると共に活性炭粉末3.5kg/hを
5%水スラリー34として供給したが、この活性炭を添加
しなかった場合の処理後のダイオキシン類は0.05ngTEQ/
Nm3 であった。
物、フッ化水素、煤塵およびダイオキシン類を含む高温
の焼却炉排ガスを高度にかつ安定して処理することが可
能である。用いる装置もコンパクトになるほか、操作性
も優れている。
シートである。
Claims (1)
- 【請求項1】 有害物質として塩化水素、硫黄酸化物、
フッ化水素、煤塵およびダイオキシン類を含む高温の焼
却炉排ガスを処理する方法であって、(1) 該高温排ガス
を水酸化マグネシウムを含む洗浄液と直接接触させるこ
とにより100 ℃以下かつ水蒸気飽和温度に冷却する排ガ
スの急冷工程、(2) 急冷された排ガスを無堰多孔板吸収
塔で水酸化マグネシウムと粉末活性炭を含む洗浄液によ
り向流洗浄する排ガスの洗浄工程、(3) 洗浄された排ガ
スを湿式電気集塵機又は湿式フィルターを用いて除塵す
る排ガスの除塵工程の各工程よりなる焼却炉排ガスの高
度処理方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP26897998A JP3773668B2 (ja) | 1998-09-07 | 1998-09-07 | 焼却炉排ガスの高度処理方法 |
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JP2000079320A5 JP2000079320A5 (ja) | 2005-07-14 |
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JP2011016103A (ja) * | 2009-07-10 | 2011-01-27 | Kureha Ecology Management Co Ltd | 焼却炉排ガスの除害方法 |
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CN113477034A (zh) * | 2021-06-04 | 2021-10-08 | 陈改琴 | 一种环保型焦化废气处理装置 |
-
1998
- 1998-09-07 JP JP26897998A patent/JP3773668B2/ja not_active Expired - Lifetime
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