JP2000234725A - 焼却炉の排ガス処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 都市ごみや産業廃棄物の焼却炉から排出され
るダイオキシンを、効率よくかつ低コストで除去するこ
とができる、オゾンバブル水噴霧による冷却装置を備え
た焼却炉の排ガス処理装置を提供する。 【解決手段】 ごみを燃焼する焼却炉（１）及び高温排
ガスを冷やすガス冷却室（２）、微量有害物質を除去す
るバグフィルター（３）を有する濾過室（４）などの基
本工程を備えた焼却システムとすることは従来と変わら
ないが、そのシステムに於ける本発明は、燃焼後の高温
排ガスが送り込まれるガス冷却室（２）に噴霧する冷却
水（Ｂ）に、オゾンガス（Ａ）をマイクロバブル化して
溶解させるためのオゾンバブル水生成装置（５）を備え
た排ガス処理工程を備えた焼却炉。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、都市ごみや産業廃
棄物の焼却炉から排出されるダイオキシンを、効率よく
かつ低コストで除去することができる、オゾンバブル水
噴霧による冷却装置を備えた焼却炉の排ガス処理装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、都市ごみや産業廃棄物等は焼却炉
に於いて処分されているが、その焼却の際に排出ガスか
ら出る重金属やダイオキシン等は、微量有害物質として
大きな課題となっており、とりわけダイオキシン問題は
深刻かつ緊急を求められる課題である。その解決策とし
ての焼却炉は大きく分けて触媒方式、活性炭噴霧方式並
びに活性炭吸着方式などに加えて除去方式のさらなる改
良はもとより、高温焼却によりダイオキシンの排出を大
幅に減少させることが可能な新しい焼却装置として、溶
融炉なども開発提供されている。

【０００３】以上のような様々なダイオキシン対策を施
した焼却炉や溶融炉（以下、焼却炉と称す）の開発に官
民一体として取り組んでいるが、さらに排ガスから出る
ダイオキシンの排出を除去させるための技術開発の期待
は国内のみならず、海外に於いても信頼の高い焼却炉の
開発が熱望されている。そのために公知公開されるもの
として次のような技術が提供されている。

【０００４】まず特開平５−３２９３１６、特開平６−
５８５２４、特開平９−５３８１５等に示される技術等
があるが、いずれも焼却炉に於ける排ガス処理装置の改
善によりダイオキシンの排出を減少させるものである。

【０００５】それぞれの技術を要約すると、まず特開平
５−３２９３１６、特開平６−５８５２４に示される技
術は、排ガス処理装置に具備するバグフィルターの濾布
の排出側に沿って活性炭を有するコークフィルターを備
えることで、ダイオキシンの減少を計るものであり、ま
た特開平９−５３８１５に示される技術は、流動層焼却
炉の流動層部からチャー（固定炭素）と不燃物及び流動
媒体からチャーを分離し、分離したチャーを前記流動層
焼却炉からの燃焼排ガスに添加した後、集塵することで
ダイオキシン、水銀等の微量有害物質を除去する技術で
ある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上のような様々な技
術が提供され、それぞれいずれも目的とする一定の効果
を上げている。しかし、現実に照らして運用コストや実
効率を見ると、次のような点で期待を満足させるまでに
は至っていないのが現状である。まず、現在提供されて
いる様々なダイオキシン除去方式は、それぞれ一定のダ
イオキシン除去効果を発揮するものではあるが、焼却炉
の構成や焼却方式の違いはもとより、焼却温度並びに排
ガス冷却時に発生するダイオキシン処理として採用され
ている活性炭処理方式の違いにより、安定したダイオキ
シン処理対策としては十分な技術が確立されていない。

【０００７】加えて、活性炭による処理方式は現在主流
とするものであるが、使用済みの活性炭の処理の必要、
ランニングコストが高い、広い設置スペースの必要など
欠かせない課題が多いものであり、加えてそれらいずれ
の方式であってもダイオキシンの除去効率はまだ満足す
るほど実効率が高いものではない。このような中にあっ
て、さらなるコスト削減や除去効果を発揮する高い信頼
性ある焼却処理システムの開発が急がれるが、現状は従
来の処理技術の域を出ないダイオキシン処理方式に留ま
り、新たな処理技術の開発が求められるが未だ導入され
ていない。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は以上のような従
来の不便や欠点をさらに改善して、実効率よくダイオキ
シンの減少や除去を計るために次のような技術を提供す
るものである。この発明は、排ガス処理工程に於いて低
コストでかつ実効率を上げる手段として、焼却炉に於け
る高温燃焼ガスの冷却時に噴霧する冷却水に、オゾンガ
スを溶解させたマイクロオゾンバブル水を噴霧すること
により、猛毒なダイオキシンであるポリ塩素化ジベンゾ
−ｐ−ダイオキシン及びポリ塩素化ジベンゾフランを、
化学的に酸素と塩素とに分子分解処理することで、排ガ
ス中に含まれるダイオキシンをさらに効率よく処理でき
るオゾンバブル水生成装置を備えた排ガス処理システム
を備えた焼却炉を構成する。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明による焼却炉（１）の排ガ
ス処理工程には、ごみ焼却後にガス冷却室（２）に送り
込んで冷やす冷却水（Ｂ）の流路管（１６）に、オゾン
ガス（Ａ）をマイクロバブル化して溶け込ませるオゾン
バブル水生成装置（５）を介在させた構成であるので、
次のような従来に見られない有効な作用効果を発揮する
排ガス処理工程である。

【００１０】まず冷却水（Ｂ）はガス冷却室（２）に送
り込まれる前に、オゾンバブル水生成装置（５）を成す
混合溶解器（６）の円錐容体（７）の縁部（１１）に設
けた二つの流入管（１２），（１２）より、冷却水
（Ｂ）を取り込むと吐出口（８）側に流れ込むにしたが
い渦流水（Ｃ）を起こす。さらに強い渦流になると中心
部は真空状態を成して吸引力が発生し、その吸引力によ
って漏斗壁（１０）のガス吸入口（９）よりオゾンガス
（Ａ）を取り込む。取り込まれたオゾンガス（Ａ）は前
記の渦流水（Ｃ）に衝突するセン断作用により、マイク
ロ化した微細なオゾンバブル（Ｄ）を大量に発生し、か
つ渦流水（Ｃ）に溶解されることでオゾンバブル水
（Ｅ）が生成され、吐出口（８）より流路管（１６）を
経てガス冷却室（２）のノズル（１７）より、高温の排
ガスに噴霧することでガスを冷却するユニークな方式を
採用している。

【００１１】以上のように従来と同じようにして高温の
排ガスを冷やす方式ではあるが、この発明の特徴である
従来と異なる大きな点は、冷却水（Ｂ）はオゾンバブル
水生成装置（５）による微細でかつ大量のオゾンバブル
（Ｄ）を溶け込ませて成るオゾンバブル水（Ｅ）で冷却
する方式としているので、水の噴霧による冷却効果はも
とより、冷える途中の排ガス中に含まれるダイオキシン
にオゾンガスを微細化したオゾンバブル（Ｄ）を反応さ
せることにより、防毒なダイオキシンを分子分解して処
理するきわめてユニークで、かつ実効率の高い排ガス冷
却工程を成すものである。さらに冷えた排ガスは次のバ
グフィルター（３）を備えた濾過室（４）を経て排出さ
れるので、オゾンバブル水とバグフィルター（３）によ
る相乗効果により、今までに見られないダイオキシン処
理に有効に対応できる排ガス処理工程を構成することが
可能であるので、とかくコスト高となる活性炭フィルタ
ーでの処理や取り替え頻度も大幅に減らすことができ
る。また新たな処理システム開発経費やランニングコス
トなどの節減にも大きく貢献できる、全く新しい排ガス
処理方式を取り入れた焼却炉システムとすることができ
る。

【００１２】

【実施例】本発明の実施例を図１に示す焼却システム概
略図と図２のオゾンバブル水生成装置の一部欠損斜視図
及び図３の一部欠損側面図と図４の作動例を示す断面
図、並びに図５に示す排ガス処理工程図を参照しながら
説明する。この発明を成す基本システムは、ごみを燃焼
する焼却炉（１）及び高温排ガスを冷やすガス冷却室
（２）、微量有害物質を除去するバグフィルター（３）
を有する濾過室（４）などの基本工程を備えた焼却シス
テムとすることは従来と変わらないが、そのシステムに
於ける本発明は、燃焼後の高温排ガスが送り込まれるガ
ス冷却室（２）に噴霧する冷却水（Ｂ）に、オゾンガス
（Ａ）をマイクロバブル化して溶解させるためのオゾン
バブル水生成装置（５）を備えた冷却工程を成すもので
ある。

【００１３】さらに具体的に詳述すると、前記の冷却工
程に備える本発明の主体となるオゾンバブル水生成装置
（５）は図２〜４に示すものであり、まず冷却水（Ｂ）
にオゾンガス（Ａ）を溶解させるための混合溶解器
（６）は、外形が略漏斗状を成す円錐容体（７）の頂部
側に吐出口（８）を有し、他方、対向側の大径部には、
先端にガス吸入口（９）を設けた奥行の短い漏斗壁（１
０）を、前記円錐容体（７）内に重ね合せるように取り
付け、かつその縁部（１１）には円錐容体（７）の内壁
に沿わせるような角度に二つの流入管（１２）．（１
２）を一定間隔を成して２ケ所に設け、かつ前記の漏斗
壁（１０）内側のガス吸入口（９）には、外部に延長し
てガス供給器（１３）を介在せた供給管（１４）を連結
してオゾンバブル水生成装置（５）を構成する。

【００１４】以上のように構成されたオゾンバブル水生
成装置（５）は、混合溶解器（６）に設けた二つの流入
管（１２）には、ポンプ（１５）をもって冷却水（Ｂ）
を送り込む流路管（１６）が連結され、他方、吐出口
（８）にはガス冷却室（２）内のノズル（１７）につな
がる流路管（１６）を連結して、本発明に於けるオゾン
バブル水生成装置（５）を備えた排ガス処理システムを
構成するものである。

【００１５】本発明はオゾンバブル水生成装置（５）を
冷却工程に備えているので、まず混合溶解器（６）の流
入管（１２）．（１２）よりポンプ（１５）によって送
り込まれた冷却水（Ｂ）は、円錐容体（７）と漏斗壁
（１０）の間に流れ込みながら吐出口（８）側に流れ込
むと渦流水（Ｃ）を起こす。さらに強く流れ込むにした
がい中心部は真空状態を発生させて吸引作用を起こす。
次にその吸引力によって漏斗壁（１０）のガス吸入口
（９）よりオゾンガス（Ａ）が急激に取り込まれて前記
の渦流水（Ｃ）に衝突することとによるセン断作用で、
オゾンガス（Ａ）は微細なマイクロバブル化したオゾン
バブル（Ｄ）を大量に発生する。加えてオゾンバブル
（Ｄ）は速やかに渦流水（Ｃ）に溶け込まれてオゾンバ
ブル水（Ｅ）が生成され、吐出口（８）より流路管（１
６）を経てガス冷却室（２）内にノズル（１７）噴霧に
よって排ガスを冷やす冷却工程を成すものである。

【００１６】以上のような冷却工程を成す排ガス処理シ
ステムであるが、その冷却工程に備える混合溶解器
（６）に設ける流入管（１２）は２本としているが、そ
れ以上複数本でも差し支えない、また漏斗壁（１０）は
一定長の奥行のものが円錐容体（７）内に重なるように
して入り込む形状が好ましいが、流入水が渦流を起こす
形状であれば必ずしも漏斗状でなくてもよいものであ
り、いずれも特に限定しないものである。

【００１７】

【発明の効果】本発明による焼却炉は、以上のような排
ガス処理システムを構成するものであるので次のような
効果や長所を提供できるものである。この発明は、ごみ
焼却システムに採用される排ガス処理に於けるガス冷却
工程には、冷却水を送る流路管にオゾンバブル水生成装
置を備えて、オゾンガスを微細にして生成したオゾンバ
ブルを溶解させたオゾンバブル水を冷却水として、ガス
冷却室に送り込まれた排ガスに噴霧して冷やす方式を採
用しているので、排ガスを冷やす作用はもとより、猛毒
でかつ処理の難しいと言われるダイオキシンに微細化し
たオゾンバブルを直接反応させることによって分子分解
処理する、今までには見られない全くユニークな処理方
式を採用しているので、排ガス冷却の段階で大幅にダイ
オキシンの分解処理を行なうことができるものである。

【００１８】加えてダイオキシンの処理が施された冷却
排ガスは、次に送り込まれるバグフィルターを経て排出
されることになるので、複合的にダイオキシン処理を有
効に行なえることはもとより、水銀など含む微量有害金
属類も除去された上で排出される処理工程を成すので、
従来には見られない高い信頼性をもつ焼却処理システム
を提供するものである。加えて、ガス冷却段階で一定の
ダイオキシン処理を施したガスを濾過室に送る方式であ
るので、コスト高でもあるバグフィルターの有効寿命を
高め、かつ処理コストなども大幅に削減できる相乗効果
を発揮する排ガス処理装置を備えた焼却システムであ
る。加えて本処理装置はシンプルな構成であるのでいず
れの既設炉への設置も容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す焼却システムの概略図。

【図２】実施例のオゾンバブル水生成装置を示す一部欠
損斜視図。

【図３】オゾンバブル水生成装置の一部欠損側面図。

【図４】オゾンバブル水生成装置の作動例を示す断面
図。

【図５】オゾンバブル水生成装置を備えた排ガス処理工
程図。

【符号の説明】

１・・焼却炉、２・・ガス冷却室、３・・バグフィルタ
ー、４・・濾過室、５・・オゾンバブル水生成装置、６
・・混合溶解器、７・・円錐容体、８・・吐出口、９・
・ガス吸入口、１０・・漏斗壁、１１・・縁部、１２・
・流入管、１３・・ガス供給器、１４・・供給管、１５
・・ポンプ、１６・・流路管、１７・・ノズル、Ａ・・
オゾンガス、Ｂ・・冷却水、Ｃ・・渦流水、Ｄ・・オゾ
ンバブル、Ｅ・・オゾンバブル水

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焼却炉の排ガスを有効に処理する装置で
   あって、燃焼後の高温排ガスを冷やす冷却水の流路管
   に、オゾンガスをマイクロバブル化して溶解させるオゾ
   ンバブル水生成装置を介在させた構成を特徴とする、焼
   却炉の排ガス処理装置。
2. 【請求項２】 オゾンバブル水生成装置を成す混合溶解
   器は、頂部に吐出口をもつ円錐容体の大径部にガス吸入
   口を有する漏斗壁を設け、かつ縁部に冷却水用の流入管
   を形成した構成である請求項１記載の焼却炉の排ガス処
   理装置。