JP2000146140A - ごみ焼却排ガス浄化システム - Google Patents

ごみ焼却排ガス浄化システム

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JP2000146140A
JP2000146140A JP10318657A JP31865798A JP2000146140A JP 2000146140 A JP2000146140 A JP 2000146140A JP 10318657 A JP10318657 A JP 10318657A JP 31865798 A JP31865798 A JP 31865798A JP 2000146140 A JP2000146140 A JP 2000146140A
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exhaust gas
dust collector
combustor
refuse
purification system
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English (en)
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Kazuhito Koyama
一仁 小山
Masanori Takahashi
正典 高橋
Terufumi Kawasaki
照文 河崎
Osamu Yokomizo
修 横溝
Tsutomu Okuzawa
務 奥沢
Satoru Nomoto
悟 野本
Hitoshi Ishimaru
石丸　　等
Michinari Tani
道成 谷
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E20/12—Heat utilisation in combustion or incineration of waste

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  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ごみ焼却排ガスを燃焼器で再燃焼した燃焼ガス
中に煤塵，塩化水素および前駆体（ポリクロロフェノー
ル等）の三者が存在する場合において、燃焼ガスを冷却
する過程でのダイオキシン再生成の抑制。 【解決手段】アルカリ剤をシステム内に注入すること
で、再燃焼後の燃焼ガス冷却過程におけるダイオキシン
の再生成を抑制し、ダイオキシンを極低レベルに浄化し
たごみ焼却排ガス浄化システムを提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ごみ焼却排ガス中
のダイオキシンを低減させる再燃焼器を備えたごみ焼却
ガス浄化システムに係り、特にダイオキシンの再生成防
止に配慮したごみ焼却ガス浄化システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術としては、例えば、特願平8
−133098 号出願（参照）の燃料改質装置を備えたごみ
発電システムがある。この発電システムでは、炭化水素
等の原燃料を水素含有ガスに改質する燃料改質装置とし
て、直接熱交換式で無触媒方式燃料改質装置を用いて燃
料を改質し水素含有の燃料に転換し、下流の燃焼器でご
み焼却排ガスをこの水素含有燃料で再燃焼させダイオキ
シンを高温分解するとともに、還元燃焼によりＮＯｘを
低減している。また、同時に再燃焼排ガスの熱回収を行
う効率的な構成としている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、再燃焼排ガス
中の煤塵，塩化水素および前駆体（ポリクロロフェノー
ル等）の三者が残留することによる冷却過程でのダイオ
キシン再生成については十分配慮されていない面が一部
あった。すなわち、焼却炉から排出されるごみ焼却排ガ
スには煤塵，塩化水素，前駆体（ポリクロロフェノール
等）およびダイオキシンが含まれており、そのほとんど
は集塵機にて補集されるが、完全に捕り切れるわけでは
ない。
【０００４】たとえば、集塵機出口ガス中の各濃度は煤
塵でおよそ０.０１〜０.１ｇ／m3N、塩化水素は数十ppm
、前駆体は数十μｇ／ｍ3Ｎ、ダイオキシンは０.１〜
数百ｎｇ−ＴＥＱ／ｍ3Ｎ 程度が残留する。このような
性状の排ガスを燃焼器によって再燃焼すると、前駆体や
ダイオキシンといった有機化合物は高温場に暴露される
ことで一旦はその９９.９％ 以上が分解される。
【０００５】しかし、ダイオキシン分解後の排ガスを煙
突手前で冷却する過程において、煤塵が触媒となり、塩
化水素や残留した前駆体が再びダイオキシンになるため
に一度低減したダイオキシン濃度が１桁ないし２桁上昇
するケースが生じた。
【０００６】本発明の目的は、再燃焼後の燃焼ガス冷却
過程におけるダイオキシンの再生成を抑制することで、
集塵機出口排ガスを燃焼器にて再燃焼させてダイオキシ
ンを高温分解し極低レベルに浄化した状態の排ガスを維
持することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】再燃焼後の燃焼ガス冷却
過程におけるダイオキシンの再生成を抑制する手段とし
て、集塵機出口排ガス中に残留しダイオキシン再生成の
もとになる塩化水素（ＨＣｌ）の除去および前駆体であ
るポリクロロフェノール（Ｃ6ＨmＣｌnＯＨ)の失活化が
ある。従来より、集塵機においてはアルカリ剤である消
石灰すなわち水酸化カルシウム(Ｃａ(ＯＨ)2）の粉末を
投入して塩化水素を中和させ、集塵機出口排ガス中の塩
化水素濃度を低下している。
【０００８】しかし、ガス状の塩化水素およびポリクロ
ロフェノールに対して水酸化カルシウムは固体状のため
ガス状の塩化水素およびポリクロロフェノールがスルー
して、その中和反応を完遂させることは難しい。そこ
で、新たなアルカリ剤として水酸化ナトリウム（ＮａＯ
Ｈ），水酸化カリウム（ＫＯＨ），アンモニア(ＮＨ3）
などの水溶液を注入することを考えた。
【０００９】本発明のごみ焼却ガス浄化システムにおい
てアルカリ剤の注入に適する位置は、大別すると次の４
ヶ所である。
【００１０】（１).集塵機出口排ガスを前記燃焼器に導
く排ガス導管内。この場所は集塵機を出た排ガスそのも
のであり、塩化水素濃度およびポリクロロフェノール濃
度が比較的高く除去しやすい。
【００１１】（２).燃焼器内。高温場かつ旋回流がある
ため、アルカリ剤との塩化水素およびポリクロロフェノ
ールの両反応が促進される。
【００１２】（３).燃焼器から排出される燃焼ガスを流
通させる高温煙道内。滞留時間が数秒と長い高温場であ
り、アルカリ剤との塩化水素およびポリクロロフェノー
ルの両反応が促進される。
【００１３】（４).高温煙道から排出される燃焼ガスの
温度を低下させる減温器内、もしくは高温煙道より排出
される燃焼ガスから熱回収する熱交換器内。燃焼ガスの
温度が低下しダイオキシンの再生成が起る場所であり、
アルカリ剤による直接的な再生成抑制が行われる。
【００１４】以上の場所に新たなアルカリ剤を注入する
ことで、気体状の塩化水素およびポリクロロフェノール
に気体状のアルカリ剤を接触させて、効果的に塩化水素
を中和する反応（例えば、化１）およびポリクロロフェ
ノールを失活させる反応（化２）を起させることができ
る。
【００１５】
【化１】ＨＣｌ＋ＮａＯＨ⇒ＮａＣｌ＋Ｈ2Ｏ
【００１６】
【化２】Ｃ6ＨmＣｌnＯＨ＋ＮａＯＨ⇒Ｃ6ＨmＣｌnＯＮ
ａ＋Ｈ2Ｏ 式２において、ｍ＋ｎ＝５である。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。
【００１８】図１に、本発明のごみ焼却排ガス浄化シス
テムの一実施例を示す。
【００１９】本システムは、ごみ１を焼却する焼却炉
３，焼却炉３で発生するごみ焼却排ガス４の温度を調整
する温調器５，温調器５の出口ガス６中の煤塵を捕集す
る集塵機７，集塵機７から排出された集塵機出口排ガス
８を排ガス導管９を通して燃焼器１１に送る送風機１
０，排ガス導管９内にアルカリ剤３０を注入する注入口
３１，注入口３１に接続されたアルカリ剤注入ノズル３
２，アルカリ剤３０を注入するためのポンプ３３，燃料
１２と空気１３および集塵機出口排ガス８を取り込んで
燃焼させる燃焼器１１，燃焼器１１で発生した燃焼ガス
１４を流通させる高温煙道１５，高温煙道１５から排出
する燃焼ガス１４を噴霧水１６により急冷する減温器１
７，減温器出口排ガス１８を煙突２０に導く排風機１
９、および排風機１９からの排出ガス２１を大気に放出
する煙突２０より構成される。なお、排風機１９の排気
容量を大きくすることで、送風機１０を削除したシステ
ムとすることも可能である。
【００２０】次に本ごみ焼却排ガス浄化システムの動作
について説明する。
【００２１】焼却炉３では、ごみ１と空気２が投入され
９００℃前後で燃焼し、煤塵や塩化水素およびダイオキ
シンとその前駆体（代表的な物質としてはポリクロロフ
ェノール）を含んだごみ焼却排ガス４が発生する。ごみ
焼却排ガス４は、焼却炉３のダクト３ａを経て温調器５
に流入する。温調器５では、温調器５の後流にある集塵
機７に適する温度になるように、ごみ焼却排ガス４の温
度を低下させる。
【００２２】この場合、温調器５は熱交換器として当該
システム内の水もしくは空気によってごみ焼却排ガス４
の温度を間接的に低下するものや、ごみ焼却排ガス４中
に水を噴霧して温度を低下させるものがあり、いづれの
方式であってもよい。温調器５の出口ガス６は集塵機７
に流入し、出口ガス６中の煤塵が集塵機７にて補集され
る。集塵機７としては、例えば、電気集塵機，バグフィ
ルター，セラミックフィルター，マルチサイクロン或い
は分粒器等があるが、本実施例では電気集塵機を例にと
り説明する。
【００２３】集塵機７では従来およそ２８０℃前後の温
度で運転されていたが、ダイオキシンの再生成を抑制す
るために最近では２００℃程度まで低下して運転するよ
うになっている。集塵機７の入口あるいは集塵機７の直
前では、消石灰(Ｃa(ＯＨ)2)を投入して腐食物質である
塩化水素（ＨＣｌ）を低減しているが、集塵機出口排ガ
ス８中には数十ppm の塩化水素が残留している。また、
集塵機出口排ガス８中の煤塵濃度はおよそ０.０１〜０.
１ｇ／ｍ3Ｎ 程度になり、集塵とともにダイオキシンの
一部も捕獲され０.１〜数百ｎｇ−ＴＥＱ／ｍ3Ｎ程度と
なる。一方、ダイオキシンの前駆体は数十μｇ／ｍ3Ｎ
程度が残留する。
【００２４】このような性状を有する集塵機出口排ガス
８は、送風機１０によって排ガス導管９を通して燃焼器
１１に供給される。この時、排ガス導管９に設けられた
アルカリ剤３０を注入する注入口３１およびアルカリ剤
注入ノズル３２を通して、ポンプ３３によりアルカリ剤
３０が排ガス導管９内に注入される。
【００２５】本実施例ではアルカリ剤３０として水酸化
ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液を用いるが、水酸化カリ
ウム（ＫＯＨ），アンモニア水，酢酸などのアルカリ性
物質、または集塵機出口排ガス８中に水分が存在するの
で酸化カルシウム（ＣａＯ）でも良い。
【００２６】水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液のア
ルカリ剤３０は、水溶液単独で微粒化噴霧注入するか、
または空気などの気体を用いた二流体噴霧注入により、
排ガス導管９内に速やかに拡散する方式によって注入さ
れる。排ガス導管９内に注入された水酸化ナトリウム
（ＮａＯＨ）水溶液は、排ガス導管９内の集塵機出口排
ガス８の保有する熱によって蒸発し、水酸化ナトリウム
（ＮａＯＨ）が集塵機出口排ガス８中に存在する塩化水
素（ＨＣｌ）と中和反応を起し、また前駆体であるポリ
クロロフェノールを失活させる反応を起す。
【００２７】水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）の投入量
は、集塵機出口排ガス８中に含まれる塩化水素（ＨＣ
ｌ）とポリクロロフェノール(Ｃ6ＨmＣｌnＯＨ）との合
計モル数を１０％程度超えた値として、塩化水素の除去
およびポリクロロフェノールの失活化を図る。塩化水素
は、中和反応により塩と水に形を変え消滅し、ポリクロ
ロフェノールは水酸基（ＯＨ）のＨがナトリウムＮａに
置換されて失活する。塩化水素が中和され、かつポリク
ロロフェノールが失活した集塵機出口排ガス８は、排ガ
ス導管９を通して燃焼器１１へ導入される。
【００２８】燃焼器１１では灯油などの燃料１２と空気
１３および集塵機出口排ガス８の三者が燃焼し８５０℃
前後の燃焼ガス１４となる。燃焼ガス１４は燃焼器１１
の後流に接続された高温煙道１５内を数秒間滞留する。
この燃焼器１１から高温煙道１５までの一連の過程にお
いて、集塵機出口排ガス８に含まれていたダイオキシン
の約９９.９％ 以上が熱分解される。ダイオキシンが減
少した燃焼ガス１４は、高温煙道１５の出口に接続され
た減温器１７に導かれる。
【００２９】減温器１７内には噴霧水１６が供給され、
燃焼ガス１４を８５０℃から２００℃程度まで急冷す
る。燃焼ガス１４は、塩化水素が中和され、前駆体のポ
リクロロフェノールが失活しているので、減温器１７に
おける冷却過程ではダイオキシンの再生成反応が抑制さ
れ、ダイオキシン濃度の低い減温器出口排ガス１８とな
る。この減温器出口排ガス１８は、従来にも増して浄化
された排出ガス２１として、排風機１９によって煙突２
０から大気に放出される。
【００３０】本実施例によれば、煙突からの排ガス中の
ダイオキシンを極低濃度に抑制することができるほか、
ダイオキシンを熱分解するので排ガス中のダイオキシン
が付着した灰などの二次処理物が発生しないという効果
がある。また、アルカリ剤を送風機後流の排ガス導入管
に注入するので排ガス導入管以降の排ガス流通経路内が
アルカリ性雰囲気となり、配管の酸腐食が防止できるた
め、高温煙道と減温器との間に熱交換器を設けて燃焼器
に供給する空気あるいは集塵機出口排ガスを加熱し、燃
料使用量を削減してランニングコストを削減することが
可能である。
【００３１】本発明の他の実施例を図２に示す。図２の
実施例については、図１と異なる点を中心に述べる。図
２の構成が図１と異なるのは、アルカリ剤３０の注入位
置であり、アルカリ剤３０を注入する注入口３１と、注
入口３１に接続されたアルカリ剤注入ノズル３２とを燃
焼器１１に設けた点である。
【００３２】本実施例の動作は、焼却炉３から送風機１
０までは図１の動作に同じであるが、排ガス導管９以降
が異なっている。すなわち、排ガス導管９を流れる流体
は集塵機出口排ガス８のみであり、アルカリ剤３０は含
まれない。煤塵，塩化水素，ダイオキシンおよびその前
駆体を含有する集塵機出口排ガス８は、送風機１０によ
って排ガス導管９を通して燃焼器１１に供給される。こ
の時、燃焼器１１に設けられたアルカリ剤３０を注入す
る注入口３１およびアルカリ剤注入ノズル３２を通し
て、ポンプ３３によりアルカリ剤３０が燃焼器１１内に
注入される。
【００３３】本実施例ではアルカリ剤３０として水酸化
カリウム（ＫＯＨ）水溶液を用いた。水酸化カリウム
（ＫＯＨ）水溶液のアルカリ剤３０は、水溶液単独で微
粒化噴霧注入するか、または空気などの気体を用いた二
流体噴霧注入により、燃焼器１１内に速やかに拡散する
方式によって注入される。燃焼器１１では灯油などの燃
料１２と空気１３および集塵機出口排ガス８の三者が燃
焼し８５０℃前後の燃焼ガス１４となり、塩化水素の中
和される反応と、ポリクロロフェノールが失活する反応
が高温場にて促進される。
【００３４】燃焼器１１内に注入された水酸化カリウム
（ＫＯＨ）水溶液は、燃焼器１１内の熱によって蒸発す
ると共に燃焼器１１内の旋回流によって攪拌され、水酸
化カリウム（ＫＯＨ）が集塵機出口排ガス８中に存在す
る塩化水素（ＨＣｌ）と中和反応を起し、また前駆体で
あるポリクロロフェノールを失活させる反応を起す。
【００３５】
【化３】ＨＣｌ＋ＫＯＨ⇒ＫＣｌ＋Ｈ2Ｏ
【００３６】
【化４】 Ｃ6ＨmＣｌnＯＨ＋ＫＯＨ⇒Ｃ6ＨmＣｌnＯＫ＋Ｈ2Ｏ 水酸化カリウム（ＫＯＨ）の投入量は、集塵機出口排ガ
ス８中に含まれる塩化水素（ＨＣｌ）とポリクロロフェ
ノール(Ｃ6ＨmＣｌnＯＨ）との合計モル数を１０％程度
超えた値として、塩化水素の除去およびポリクロロフェ
ノールの失活化を図る。
【００３７】塩化水素は、中和反応により塩と水に形を
変え消滅し、ポリクロロフェノールは水酸基（ＯＨ）の
ＨがカリウムＫに置換されて失活する。燃焼ガス１４は
燃焼器１１の後流に接続された高温煙道１５内を数秒間
滞留する。この燃焼器１１から高温煙道１５までの一連
の過程において、集塵機出口排ガス８に含まれていたダ
イオキシンの約９９.９％ 以上が熱分解される。ダイオ
キシンが減少した燃焼ガス１４は、高温煙道１５の出口
に接続された減温器１７に導かれる。
【００３８】減温器１７内には噴霧水１６が供給され、
燃焼ガス１４を８５０℃から２００℃程度まで急冷す
る。燃焼ガス１４は、塩化水素が中和され、前駆体のポ
リクロロフェノールが失活しているので、減温器１７に
おける冷却過程ではダイオキシンの再生成反応が抑制さ
れ、ダイオキシン濃度の低い減温器出口排ガス１８とな
る。この減温器出口排ガス１８は、従来にも増して浄化
された排出ガス２１として、排風機１９によって煙突２
０から大気に放出される。
【００３９】本実施例によれば、煙突からの排ガス中の
ダイオキシンを極低濃度に抑制することができるほか、
ダイオキシンを熱分解するので排ガス中のダイオキシン
が付着した灰などの二次処理物が発生しないという効果
がある。また、アルカリ剤を燃焼器に注入するので燃焼
器以降の排ガス流通経路内がアルカリ性雰囲気となり、
配管の酸腐食が防止できるため、高温煙道と減温器との
間に熱交換器を設けて燃焼器に供給する空気あるいは集
塵機出口排ガスを加熱し、燃料使用量を削減してランニ
ングコストを削減することが可能である。さらに、燃焼
器の定期点検時にアルカリ剤注入部および注入部の周辺
についても点検が実施でき、信頼性の面でより安定した
状態が維持できる。
【００４０】本発明の他の実施例を図３に示す。図３の
実施例については、図１と異なる点を中心に述べる。図
３の構成が図１と異なるのは、アルカリ剤３０の注入位
置であり、アルカリ剤３０を注入する注入口３１と、注
入口３１に接続されたアルカリ剤注入ノズル３２とを高
温煙道１５に設けた点である。
【００４１】ただし、本実施例ではアルカリ剤３０の代
わりとして、酸である酢酸(ＣＨ3ＣＯＯＨ）水溶液３７
を用いた場合について述べる。
【００４２】本実施例の動作は、焼却炉３から送風機１
０までは図１の動作に同じであるが、排ガス導管９以降
が異なっている。すなわち、排ガス導管９を流れる流体
は集塵機出口排ガス８のみであり、酢酸３７は含まれな
い。煤塵，塩化水素，ダイオキシンおよびその前駆体を
含有する集塵機出口排ガス８は、送風機１０によって排
ガス導管９を通して燃焼器１１に供給される。
【００４３】燃焼器１１では灯油などの燃料１２と空気
１３および集塵機出口排ガス８の三者が燃焼し８５０℃
前後の燃焼ガス１４となる。この燃焼ガス１４は、燃焼
器１１の後流に接続された高温煙道１５に流入し、高温
煙道１５内を数秒間滞留する。高温煙道１５に設けられ
た酢酸水溶液３７を注入する注入口３１および酸注入ノ
ズル３６を通して、ポンプ３３により酢酸水溶液３７が
高温煙道１５内に注入される。
【００４４】酢酸水溶液３７は、水溶液単独で微粒化噴
霧注入するか、または空気などの気体を用いた二流体噴
霧注入により、高温煙道１５内に速やかに拡散する方式
によって注入される。この時、高温煙道１５内では、ポ
リクロロフェノールがエステル化して失活する反応が促
進される。高温煙道１５内に注入された酢酸(ＣＨ3ＣＯ
ＯＨ）水溶液３７は、高温煙道１５内の熱によって蒸発
すると共に高温煙道１５内の数秒間の滞留時間におい
て、酢酸(ＣＨ3ＣＯＯＨ）が燃焼ガス１４中に存在する
前駆体のポリクロロフェノールを失活させる反応を起
す。
【００４５】
【化５】Ｃ6ＨmＣｌnＯＨ＋ＣＨ3ＣＯＯＨ⇒Ｃ6ＨmＣｌ
nＯＯＣＣＨ3＋Ｈ2Ｏ 酢酸(ＣＨ3ＣＯＯＨ）の投入量は、集塵機出口排ガス８
中に含まれるポリクロロフェノール(Ｃ6ＨmＣｌnＯＨ）
のモル数を１０％程度超えた値として、ポリクロロフェ
ノールの失活化を図る。ポリクロロフェノールは水酸基
（ＯＨ）がＣＨ3ＣＯＯ に置換されて失活する。この燃
焼器１１から高温煙道１５までの一連の過程において、
集塵機出口排ガス８に含まれていたダイオキシンの約9
9.9％以上が熱分解される。
【００４６】ダイオキシンが減少した燃焼ガス１４は、
高温煙道１５の出口に接続された減温器１７に導かれ
る。減温器１７内には噴霧水１６が供給され、燃焼ガス
１４を８５０℃から２００℃程度まで急冷する。燃焼ガ
ス１４は、前駆体のポリクロロフェノールが失活してい
るので、減温器１７における冷却過程ではダイオキシン
の再生成反応が抑制され、ダイオキシン濃度の低い減温
器出口排ガス１８となる。この減温器出口排ガス１８
は、従来にも増して浄化された排出ガス２１として、排
風機１９によって煙突２０から大気に放出される。
【００４７】本実施例によれば、煙突からの排ガス中の
ダイオキシンを極低濃度に抑制することができるほか、
ダイオキシンを熱分解するので排ガス中のダイオキシン
が付着した灰などの二次処理物が発生しないという効果
がある。また、ダイオキシンの再生成を抑制できるの
で、高温煙道と減温器との間に熱交換器を設けて燃焼器
に供給する空気あるいは集塵機出口排ガスを加熱し、燃
料使用量を削減してランニングコストを削減することが
可能である。さらに、高温煙道の定期点検時に酸剤注入
部および注入部の周辺についても点検が実施でき、信頼
性の面でより安定した状態が維持できる。
【００４８】本発明の他の実施例を図４に示す。図４の
実施例については、図１と異なる点を中心に述べる。図
４の構成が図１と異なるのは、アルカリ剤３０の注入位
置であり、アルカリ剤３０を注入する注入口３１と、注
入口３１に接続されたアルカリ剤注入ノズル３２とを減
温器１７に設けた点であり、特に、噴霧水１６中にアル
カリ剤３０を注入する場合を例に取り、説明する。
【００４９】本実施例の動作は、焼却炉３から送風機１
０までは図１の動作に同じであるが、排ガス導管９以降
が異なっている。すなわち、排ガス導管９を流れる流体
は集塵機出口排ガス８のみであり、アルカリ剤３０は含
まれない。煤塵，塩化水素，ダイオキシンおよびその前
駆体を含有する集塵機出口排ガス８は、送風機１０によ
って排ガス導管９を通して燃焼器１１に供給される。燃
焼器１１では灯油などの燃料１２と空気１３および集塵
機出口排ガス８の三者が燃焼し８５０℃前後の燃焼ガス
１４となる。この燃焼ガス１４は、燃焼器１１の後流に
接続された高温煙道１５に流入し、高温煙道１５内を数
秒間滞留する。
【００５０】この燃焼器１１から高温煙道１５までの一
連の過程において、集塵機出口排ガス８に含まれていた
ダイオキシンの約９９.９％ 以上が熱分解される。ダイ
オキシンが減少した燃焼ガス１４は、高温煙道１５の出
口に接続された減温器１７に導かれる。減温器１７内で
は噴霧水１６が供給され、燃焼ガス１４を８５０℃から
２００℃程度まで急冷すると同時に、ポンプ３３により
アルカリ剤３０が、噴霧水１６と共に減温器１７内に注
入される。本実施例ではアルカリ剤３０としてアンモニ
ア(ＮＨ3）水を用いた。
【００５１】アンモニア(ＮＨ3）水のアルカリ剤３０
は、本実施例のように噴霧水１６に混入して注入しても
良いし、水溶液単独で微粒化噴霧注入するか、または空
気などの気体を用いた二流体噴霧注入により、減温器１
７内に速やかに拡散する方式によって注入する。この
時、減温器１７内に注入されたアンモニア(ＮＨ3）水
は、減温器１７内の熱によって蒸発し、アンモニア(Ｎ
Ｈ3）水が燃焼ガス１４中に存在する塩化水素（ＨＣ
ｌ）と中和反応を起し、また前駆体であるポリクロロフ
ェノールを失活させる反応を起す。
【００５２】
【化６】ＨＣｌ＋ＮＨ3＋Ｈ2Ｏ⇒ＨＣｌ＋ＮＨ4 +＋ＯＨ
-⇒ＮＨ4Ｃｌ＋Ｈ2Ｏ
【００５３】
【化７】Ｃ6ＨmＣｌnＯＨ＋ＮＨ4 +＋ＯＨ-⇒Ｃ6ＨmＣｌ
nＯ・(ＮＨ4)＋Ｈ2Ｏアンモニア(ＮＨ3）の投入量は、
集塵機出口排ガス８中に含まれる塩化水素（ＨＣｌ）と
ポリクロロフェノール(Ｃ6ＨmＣｌnＯＨ）との合計モル
数を１０％程度超えた値として、塩化水素の除去および
ポリクロロフェノールの失活化を図る。塩化水素は、中
和反応により塩と水に形を変え消滅し、ポリクロロフェ
ノールは水酸基（ＯＨ）のＨがＮＨ4に置換されて失活
する。
【００５４】燃焼ガス１４は、塩化水素が中和され、前
駆体のポリクロロフェノールが失活しているので、減温
器１７における冷却過程ではダイオキシンの再生成反応
が抑制され、ダイオキシン濃度の低い減温器出口排ガス
１８となる。この減温器出口排ガス１８は、従来にも増
して浄化された排出ガス２１として、排風機１９によっ
て煙突２０から大気に放出される。なお、本実施例で
は、アルカリ剤としてアンモニアの代わりに酸化カルシ
ウム（ＣａＯ）を用い、噴霧水１６の水との反応から低
粘度のスラリー状の水酸化カルシウム(Ｃａ(ＯＨ)2）を
生成し、塩化水素の中和とポリクロロフェノールの失活
の反応を起させることも可能である。
【００５５】本実施例によれば、煙突からの排ガス中の
ダイオキシンを極低濃度に抑制することができるほか、
ダイオキシンを熱分解するので排ガス中のダイオキシン
が付着した灰などの二次処理物が発生しないという効果
がある。また、アルカリ剤を高温煙道に注入するので減
温器以降の排ガス流通経路内がアルカリ性雰囲気とな
り、配管の酸腐食が防止できる。さらに、減温器の定期
点検時にアルカリ剤注入部および注入部の周辺について
も点検が実施でき、信頼性の面でより安定した状態が維
持できる。また、アルカリ剤を噴霧水に混入して減温器
内に注入するようにしたので、アルカリ剤注入専用の噴
霧空気が不要となる利点がある。
【００５６】本発明のもう一つの実施例を図５に示す。
図５の実施例については、図１と異なる点を中心に述べ
る。図５の構成が図１と異なるのは、減温器１７の代わ
りに熱交換器３５を設け、熱交換器３５の加熱側流体と
して高温煙道１５から流出する燃焼ガス１４を、また熱
交換器３５の被加熱流体として集塵機出口排ガス８を流
し間接的に熱交換したのちに、加熱された集塵機出口排
ガス８を燃焼器１１に導入するように、送風機１０から
の排ガス導管９を熱交換器３５の内部に導入したのちに
燃焼器１１に接続した点である。
【００５７】本実施例の動作は、焼却炉３から送風機１
０までは図１の動作に同じであるが、排ガス導管９以降
が異なっている。すなわち、排ガス導管９内を流れる集
塵機出口排ガス８は、送風機１０を出たのち熱交換器３
５内にて昇温され、燃焼器１１に供給される。この時、
排ガス導管９に設けられたアルカリ剤３０を注入する注
入口３１およびアルカリ剤注入ノズル３２を通して、ポ
ンプ３３によりアルカリ剤３０が送風機１０から熱交換
器３５までの間の排ガス導管９内を流れる集塵機出口排
ガス８に注入される。アルカリ剤３０は、排ガス導管９
内の集塵機出口排ガス８中に含まれる塩化水素を中和反
応により塩と水に形を変えると共に、ポリクロロフェノ
ールを失活させる。
【００５８】一方、燃焼器１１では灯油などの燃料１２
と空気１３および集塵機出口排ガス８の三者が燃焼し８
５０℃前後の燃焼ガス１４となる。燃焼ガス１４は燃焼
器１１の後流に接続された高温煙道１５内を数秒間滞留
する。この燃焼器１１から高温煙道１５までの一連の過
程において、集塵機出口排ガス８に含まれていたダイオ
キシンの約９９.９％ 以上が熱分解される。ダイオキシ
ンが減少した燃焼ガス１４は、高温煙道１５の出口に接
続された熱交換器３５に導かれ、集塵機出口排ガス８に
熱を供与し、温度が下がる。
【００５９】燃焼ガス１４は、塩化水素が中和され、前
駆体のポリクロロフェノールが失活しているので、熱交
換器３５における冷却過程ではダイオキシンの再生成反
応が抑制され、ダイオキシン濃度の低い燃焼ガス１４と
なる。この燃焼ガス１４は、従来にも増して浄化された
排出ガス２１として、排風機１９によって煙突２０から
大気に放出される。
【００６０】本実施例によれば、煙突からの排ガス中の
ダイオキシンを極低濃度に抑制することができるほか、
ダイオキシンを熱分解するので排ガス中のダイオキシン
が付着した灰などの二次処理物が発生しないという効果
がある。また、アルカリ剤を排ガス導管に注入するので
排ガス導管以降の排ガス流通経路内がアルカリ性雰囲気
となり、配管の酸腐食が防止できる。また、熱交換器を
設けたことにより、燃焼器に供給する熱量が増えるの
で、燃料使用量が削減できランニングコストが削減でき
る利点がある。本実施例における熱交換器として、燃焼
器の空気あるいは必要に応じて水蒸気などの熱交換器も
付加することでさらに燃料使用量が削減できる。
【００６１】
【発明の効果】本発明によれば、アルカリ剤をシステム
内に注入することで、再燃焼後の燃焼ガス冷却過程にお
けるダイオキシンの再生成を抑制できるので、集塵機出
口排ガスを燃焼器にて再燃焼させてダイオキシンを高温
分解し極低レベルに浄化したごみ焼却排ガス浄化システ
ムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるごみ焼却排ガス浄化シ
ステムの構成図。
【図２】本発明の一実施例であるごみ焼却排ガス浄化シ
ステムの構成図。
【図３】本発明の一実施例であるごみ焼却排ガス浄化シ
ステムの構成図。
【図４】本発明の一実施例であるごみ焼却排ガス浄化シ
ステムの構成図。
【図５】本発明の一実施例であるごみ焼却排ガス浄化シ
ステムの構成図。
【符号の説明】
１…ごみ、２…空気、３…焼却炉、４…ごみ焼却排ガ
ス、５…温調器、６…出口ガス、７…集塵機、８…集塵
機出口排ガス、９…排ガス導管、１０…送風機、１１…
燃焼器、１２…燃料、１３…空気、１４…燃焼ガス、１
５…高温煙道、１６…噴霧水、１７…減温器、１８…減
温器出口排ガス、１９…排風機、２０…煙突、２１…排
出ガス、３０…アルカリ剤、３１…注入口、３２…アル
カリ剤注入ノズル、３３…ポンプ、３５…熱交換器、３
６…酸注入ノズル、３７…酢酸水溶液。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河崎 照文 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発本部内 (72)発明者 横溝 修 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発本部内 (72)発明者 奥沢 務 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発本部内 (72)発明者 野本 悟 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発本部内 (72)発明者 石丸 等 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 谷 道成 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 Ｆターム(参考） 3G081 BC04 3K070 DA05 DA16 DA27 DA38 3K078 AA06 AA10 BA03 BA26 CA02 CA09 CA24

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ごみを焼却する焼却炉と、前記焼却炉から
    排出されるごみ焼却排ガスに含まれる煤塵を捕集する集
    塵機とを有するごみ焼却排ガス浄化システムにおいて、
    前記集塵機から排出される集塵機出口排ガスを再燃焼さ
    せる燃焼器と、前記集塵機出口排ガスを前記燃焼器に導
    く排ガス導管とを設け、かつ前記排ガス導管内にアルカ
    リ剤を注入することを特徴とするごみ焼却排ガス浄化シ
    ステム。
  2. 【請求項２】ごみを焼却する焼却炉と、前記焼却炉から
    排出されるごみ焼却排ガスに含まれる煤塵を捕集する集
    塵機とを有するごみ焼却排ガス浄化システムにおいて、
    前記集塵機から排出される集塵機出口排ガスを再燃焼さ
    せる燃焼器と、前記集塵機出口排ガスを前記燃焼器に導
    く排ガス導管とを設け、かつ前記燃焼器内にアルカリ剤
    を注入することを特徴とするごみ焼却排ガス浄化システ
    ム。
  3. 【請求項３】ごみを焼却する焼却炉と、前記焼却炉から
    排出されるごみ焼却排ガスに含まれる煤塵を捕集する集
    塵機とを有するごみ焼却排ガス浄化システムにおいて、
    前記集塵機から排出される集塵機出口排ガスを再燃焼さ
    せる燃焼器と、前記集塵機出口排ガスを前記燃焼器に導
    く排ガス導管と、前記燃焼器から排出される燃焼ガスを
    流通させる高温煙道とを設け、かつ前記高温煙道内にア
    ルカリ剤を注入することを特徴とするごみ焼却排ガス浄
    化システム。
  4. 【請求項４】ごみを焼却する焼却炉と、前記焼却炉から
    排出されるごみ焼却排ガスに含まれる煤塵を捕集する集
    塵機とを有するごみ焼却排ガス浄化システムにおいて、
    前記集塵機から排出される集塵機出口排ガスを再燃焼さ
    せる燃焼器と、前記集塵機出口排ガスを前記燃焼器に導
    く排ガス導管と、前記燃焼器から排出される燃焼ガスを
    流通させる高温煙道と、前記高温煙道から排出される燃
    焼ガスの温度を低下させる減温器とを設け、かつ前記減
    温器内にアルカリ剤を注入することを特徴とするごみ焼
    却排ガス浄化システム。
  5. 【請求項５】ごみを焼却する焼却炉と、前記焼却炉から
    排出されるごみ焼却排ガスに含まれる煤塵を捕集する集
    塵機とを有するごみ焼却排ガス浄化システムにおいて、
    前記集塵機から排出される集塵機出口排ガスを再燃焼さ
    せる燃焼器と、前記集塵機出口排ガスを前記燃焼器に導
    く排ガス導管と、前記燃焼器から排出される燃焼ガスを
    流通させる高温煙道と、前記高温煙道より排出される燃
    焼ガスから熱回収する熱交換器とを設け、かつ前記熱交
    換器内にアルカリ剤を注入することを特徴とするごみ焼
    却排ガス浄化システム。
  6. 【請求項６】請求項１から５のいずれか１項記載のごみ
    焼却排ガス浄化システムにおいて、アルカリ剤として水
    酸化ナトリウム（ＮａＯＨ），水酸化カリウム（ＫＯ
    Ｈ），水酸化カルシウム(Ｃａ(ＯＨ)2)，アンモニア(Ｎ
    Ｈ3)，酸化カルシウム(ＣａＯ)のいずれか一つまたは複
    数の組み合わせの物質を用いることを特徴とするごみ焼
    却排ガス浄化システム。
  7. 【請求項７】請求項１から５のいずれか１項記載のごみ
    焼却排ガス浄化システムにおいて、アルカリ剤の代わり
    として酢酸(ＣＨ3ＣＯＯＨ）を用いることを特徴とする
    ごみ焼却排ガス浄化システム。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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