JP2000246051A - 排ガス処理方法および装置 - Google Patents

排ガス処理方法および装置

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JP2000246051A
JP2000246051A JP11054989A JP5498999A JP2000246051A JP 2000246051 A JP2000246051 A JP 2000246051A JP 11054989 A JP11054989 A JP 11054989A JP 5498999 A JP5498999 A JP 5498999A JP 2000246051 A JP2000246051 A JP 2000246051A
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exhaust gas
filter
slaked lime
cooling
ceramic filter
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JP11054989A
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Inventor
Keizo Hamaguchi
敬三 浜口
Hiroshi Osada
容 長田
Toru Shiomitsu
徹 塩満
Atsushi Hirayama
敦 平山
Susumu Ayukawa
将 鮎川
Original Assignee
Nkk Corp
日本鋼管株式会社
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 酸性ガスやダイオキシンの除去性能を維持し
ながらも、バグフィルタから後処理の容易な飛灰を排出
することができ、反応セラミックフィルタでの目詰まり
を未然に回避することができる排ガス処理方法および装
置を提供する。 【解決手段】 本発明は、有害成分を含む排ガスを無害
化処理する方法において、イ)先ず、排ガスを熱回収手
段または/および水噴霧冷却手段により冷却し、ロ)ろ
過式集塵手段により前記排ガス中の煤塵を除去し、ハ)
次いで該排ガスを反応セラミックフィルタに導入して消
石灰および剥離剤を噴霧して前記排ガス中の酸性成分を
除去する排ガス処理方法を採用した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は都市ごみ焼却施設、
可燃性廃棄物処理施設、金属精錬工場等から排出される
有害成分を含む排ガスの無害化処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】都市ごみや産業廃棄物を焼却処理する過
程や、金属精錬工場などで可燃性の付着物を含むスクラ
ップを予熱、溶解する際に排出される排ガスには、ばい
じん、塩化水素等の酸性成分、窒素酸化物、水銀等の重
金属、ダイオキシン類およびその前駆物質など、さまざ
まな有害物質が含まれている。これらの有害物質の内、
HClやSOxなどの酸性成分は、消石灰粉を排ガス中
に吹き込んで、乾式反応塔などで中和反応により除去す
る方法がしばしば採用されている。
【0003】図9、図10は従来の排ガス処理装置を示
す図である。図9,図10において、101は減温塔、
102はバグフィルタ、102aは第一バグフィルタ、
102bは第二バグフィルタ、106は消石灰噴霧装
置、110は中和反応塔である。図9に示すのは、上記
の従来技術の一例で、焼却炉またはボイラからの排ガス
を冷却装置としての減温塔101で冷却し、消石灰粉を
消石灰噴霧装置106にて中和反応塔110に噴霧し
て、同装置内で消石灰は排ガスと混合し、排ガス中の酸
性成分が除去され、排ガス中の煤塵(飛灰)および中和
反応生成物をバグフィルタ102で集塵除去する方法で
ある。
【0004】近年、社会問題となっている毒性の強い微
量有害物質であるダイオキシン類は、その低減方法とし
て、例えば、焼却炉の燃焼管理による発生抑制、排ガス
温度管理による再合成防止、触媒による酸化分解、吸着
剤による吸着除去などにより処理されている。また、ご
み焼却施設からは排ガス中のダイオキシンだけでなく、
バグフィルタなどの集塵機から排出される飛灰にもダイ
オキシンが含まれており、飛灰中のダイオキシン処理も
近年の大きな課題となっている。
【0005】飛灰中のダイオキシンは、飛灰を300〜
500℃程度で加熱脱塩素処理する方法、1200℃以
上で溶融処理する方法等が提案されている。排ガス中の
HCl、SOxの酸性成分を除去し、処理困難な飛灰の
発生量を低減し、溶融処理を容易にするための方法とし
て、次の方法が開示されている。特開平5−71724
に開示される方法は、排ガスを冷却する工程、第一バグ
フィルタで煤塵(飛灰)を除去する工程、煤塵除去後の
排ガスを反応塔で中和する工程、次いで中和された反応
生成物を第二バグフィルタで除去する工程からなる排ガ
ス処理方法である。
【0006】図10に示すのは上記排ガス処理方法の構
成で、焼却炉やボイラからの排ガスを冷却装置としての
減温塔101で冷却し、排ガス中の煤塵(飛灰)を第一
のバグフィルタ102aで除塵し、続いて消石灰噴霧装
置106により中和剤としての消石灰を中和反応塔11
0に噴霧して、該反応塔内で消石灰が排ガスと混合する
過程で排ガス中の酸性成分を中和し、続いて反応生成物
を第二のバグフィルタ102bで除塵する排ガス処理方
法である。排ガスに含まれる煤塵(飛灰)は第一のバグ
フィルタ102aでほとんどが除塵されるため、時に処
理困難とされる第二のバグフィルタ102bから排出さ
れる飛灰の量を低減する作用がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図10
に示す処理方法は、第一バグフィルタ102aから排出
される飛灰が消石灰(中和剤)を含んでいないので、ス
ラグの性状が安定するなど溶融処理が容易となる利点を
有するが、以下の問題点が生じていた。すなわち、第一
バグフィルタ102aの後段の反応塔から排出されるC
aCl2などの中和反応生成物は第二バグフィルタ10
2bで捕集されるが、第一バグフィルタ102aですで
に排ガス中のばいじん(飛灰)を除去しているため、第
二バグフィルタ102bのろ布表面の粉体の堆積層は前
記反応生成物で略構成されるので、反応生成物の代表で
あるCaCl2の潮解性が大きく作用し、ろ布表面の堆
積層は水分を吸収してろ布の通気抵抗を増大させ、ひい
てはろ布の目詰まりを誘発する恐れがあった。逆にろ布
の目詰まりを事前に回避するためには、逆洗頻度を大き
くすればよいが、例えばパルスジェット式であれば、圧
縮空気の使用量がことさら多くなり、コンプレッサを増
設しなければならない不具合を生じてしまう。このと
き、潮解の進行速度が著しく速い場合には、逆洗頻度を
大きくしても効果は小さく、ろ布の目詰まりを回避する
に至らない。
【0008】また、第一バグフィルタ102aで飛灰を
除去したあとの中和工程は、第二バグフィルタ102b
の前段の反応塔にてなされるため、排ガスと消石灰粉を
混合させるための反応塔の設置スペースが無視できな
い。つまり、反応塔の設置でより多くの敷地が必要とな
る欠点を有していた。さらに、第一バグフィルタ102
aに導入される排ガスはHClやSOxの酸性成分を多
く含むため、第一バグフィルタ102a装置内は酸性と
なり、排ガス中の水分や装置内の部分的な低温領域形成
のため、装置内壁などの酸腐食を誘発する恐れがあっ
た。
【0009】本発明は以上の問題点を克服し、飛灰処理
の簡便性を考慮しつつ、排ガス中のダイオキシンを低減
し、後段のバグフィルタの目詰まりを未然に防止できる
排ガス処理方法を提供するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、有害成分を含
む排ガスを無害化処理する方法において、イ)先ず、排
ガスを熱回収手段または/および水噴霧冷却手段により
冷却し、ロ)ろ過式集塵手段により前記排ガス中の煤塵
を除去し、ハ)次いで該排ガスを反応セラミックフィル
タに導入して消石灰および剥離剤を噴霧して前記排ガス
中の酸性成分を除去する排ガス処理方法を採用したもの
である。また、上記手段1において、前記ロ)でろ過式
集塵を行う前の排ガス中に、またはろ過式集塵手段内に
直接、防食剤として消石灰を噴霧し、防食剤として噴霧
する消石灰噴霧量を前記ハ)の酸性成分を除去する際に
噴霧する消石灰噴霧量の1/5以下か、または酸性成分
に対する当量比0.5以下とする排ガス処理方法を採用
したものである。
【0011】また、上記手段1または22おいて、前記
ハ)の剥離剤は、珪藻土、パーライト、ベントナイト、
ゼオライト、活性炭から選ばれた一つ以上の粉体である
排ガス処理方法を採用したものである。また、上記手段
1乃至3の何れかにおいて、前記ハ)の剥離剤は、消石
灰と予め混合させ、該混合物中の剥離剤の重量割合を1
〜20%とする排ガス処理方法を採用したものである。
【0012】また、本発明は、有害成分を含む排ガスを
無害化処理する際に、イ)排ガスを熱回収により冷却す
る熱回収装置または/および水噴霧により冷却する水噴
霧冷却装置と、ロ)冷却された排ガス中の煤塵を除去す
るろ過式集塵装置と、ハ)該ろ過式集塵装置により煤塵
を除去した排ガスに消石灰および剥離剤を噴霧するため
の少なくとも一つの粉体噴霧装置を備えた反応セラミッ
クフィルタ、とからなる排ガス処理装置を構成したもの
である。また、上記手段5において、前記ロ)のろ過式
集塵装置の上流の煙道または、ろ過式集塵装置に直接、
防食剤として消石灰を噴霧する消石灰噴霧装置を備えた
排ガス処理装置を構成したものである。さらに、上記手
段5または6において、前記ロ)のろ過式集塵装置はバ
グフィルタまたはセラミックフィルタである排ガス処理
装置を構成したものである。
【0013】
【発明の実施の形態】図1〜図3は、本発明の排ガス処
理方法および装置をごみ焼却処理施設に採用した場合の
実施の形態1〜3を示す図である。図4はろ過体の断面
を示す模式図である。図5〜図7は、消石灰や剥離剤等
の粉体を反応セラミックフィルタに噴霧する際の粉体吹
込口の設置位置を例示する反応セラミックフィルタの立
面図である。図8は、セラミックフィルタまたは反応セ
ラミックフィルタのセラミックろ過体の構造例を示す図
である。
【0014】ここで、1は冷却装置としての減温塔、2
はろ過式集塵手段としてのバグフィルタ、3は反応セラ
ミックフィルタ、3aは反応セラミックフィルタに付属
する消石灰噴霧装置、3bは反応セラミックフィルタに
付属する剥離剤噴霧装置、3cは反応セラミックフィル
タに付属する消石灰及び剥離剤の混合物噴霧装置、5は
飛灰処理装置、6は防食剤(消石灰)噴霧装置、11は
排ガス導入ダクト、12はろ過体、13は飛灰排出部、
14は排ガス排出ダクト、15はパルスジェット式逆洗
装置、16a〜cは粉体供給ダクト、17は反応セラミ
ックフィルタ本体、21はハニカム状ろ過体、22はキ
ャンドル型成型ろ過体、23は布状ろ過体、24はリテ
ーナである。
【0015】以下、図1に基づいて排ガス処理フローの
概略を説明する。図1は、主に請求項1に係る発明を説
明するための図である。焼却炉やボイラから排出される
高温の排ガスは、排ガス冷却装置としての減温塔1によ
り、ろ過式集塵手段に適した温度まで調温・冷却され
る。冷却された排ガスはろ過式集塵手段としてのバグフ
ィルタ2に導入され、排ガスに含まれる煤塵(飛灰)が
除去される。バグフィルタ2を通過した排ガスは反応セ
ラミックフィルタ3に導入され、消石灰が消石灰噴霧装
置3aにより、剥離剤が剥離剤噴霧装置3bにより噴霧
され、反応セラミックフィルタ3内で中和剤としての消
石灰と排ガス中の酸性成分とが中和反応し、排ガス中の
酸性成分が除去される。このとき、剥離剤を消石灰と略
同時に噴霧しているので、反応セラミックフィルタ3の
ろ過体表面では、消石灰や中和反応生成物とともに、剥
離剤が略均一に分散し、反応生成物CaCl2の潮解に
よる目詰まりを未然に防止している。反応セラミックフ
ィルタ3を経た排ガスは、必要に応じて脱硝処理された
あと(図示しない)、煙突から清浄ガスとして排出され
る。一方、バグフィルタ2や反応セラミックフィルタ3
から排出される飛灰は飛灰処理装置5にて別途無害化処
理される。図1などにおいて、排ガスを誘引するための
誘引ファン、消石灰サイロ、剥離剤サイロ、その他周辺
機器の記述は省略してある。
【0016】次に、本発明の実施形態の詳細を説明す
る。排ガス冷却装置としての減温塔1では、スプレーノ
ズル(図示しない)からの水噴霧により排ガスをろ過式
集塵手段としてのバグフィルタ2の耐熱温度以下に調温
・冷却する。バグフィルタ2に導入する排ガスの冷却温
度は、特に限定しないが、例えば130〜180℃であ
れば、ダイオキシンの再合成がなされず、かつ、酸露点
を回避しているので、より好ましい。
【0017】排ガスを130〜180℃に冷却すると、
ダイオキシン発生量を効果的に抑えられる。180℃以
上で、例えば通常の電気集塵機の運転温度250〜35
0℃程度とすると、近年の公知の事実であるようにダイ
オキシン類の再合成が盛んになるため不適であり、18
0〜250℃であっても、本発明者らの研究により程度
は小さいが200℃付近でのダイオキシン再合成が観測
されているので、望ましくない。本発明者らは、180
℃以下とすることにより、ダイオキシンの再合成がほぼ
皆無である事実をつきとめたため、排ガスの冷却温度を
180℃以下とした。130℃以下とすると、排ガス中
の酸性成分が酸露点に達して装置の腐食を誘発するの
で、たとえダイオキシンの発生が少なくとも、運転上好
ましくない。また、350℃以上とすると、前段のろ過
式集塵機がバグフィルタの場合、ろ布の耐熱温度をを越
えてしまうので、好ましくない。以上から、排ガスを1
30〜180℃に冷却することにより、装置の安定運転
を維持しながらダイオキシンの再合成を確実に防ぐこと
が可能であるが、運転の諸事情によりこの範囲外に設定
してもよく、この範囲に限定するものではない。
【0018】排ガスの冷却手段として、図1では水噴霧
による減温塔1を用いたが、エコノマイザなどの熱回収
手段やその他の冷却手段であっても同等の効果が得られ
る。水噴霧による減温塔1を用いると、微細水滴の蒸発
潜熱により排ガスを急冷することが可能であり、急冷に
よるダイオキシン低減効果が付加される利点を有する。
減温塔1により冷却された排ガスはろ過式集塵手段とし
てのバグフィルタ2内で煤塵が除塵される。ろ過式集塵
手段で、中和反応をなさないまま、ダイオキシンや重金
属を含む煤塵(飛灰)が排ガスから分離されるので、該
ろ過式集塵手段から排出される飛灰は、塩類やカルシウ
ムの含有量が少なく、以て電気抵抗式の溶融処理やセメ
ント固化処理に適した飛灰となる。
【0019】次に、ろ過式集塵手段としてのバグフィル
タ2で煤塵が除去されたあとの排ガスを反応セラミック
フィルタ3に導入して、排ガスに含まれるHClなどの
酸性成分を消石灰噴霧により除去する。消石灰噴霧装置
3aおよび剥離剤噴霧装置3bにより、消石灰とともに
剥離剤を噴霧するので、反応セラミックフィルタ3内の
ろ過体の目詰まりの原因となる反応生成物CaCl2の
潮解の著しい進行を未然に回避することが可能となる。
詳しく述べると、排ガス中に噴霧した消石灰はHClで
代表される排ガス中の酸性成分と中和反応して反応生成
物CaCl2を生成し、前段のバグフィルタ2内で略煤
塵が除去されているので、反応セラミックフィルタ3内
のろ過体表面は密度の濃いCaCl2となり、潮解の進
行が速くなって、水分を著しく吸収してろ過体の通気抵
抗を増大させ、ろ過体の目詰まりを誘発させるが、本発
明は、消石灰とともに剥離剤を噴霧するので、まず、剥
離剤が潮解性を有するCaCl2の間に緩衝剤として入
り込んで、潮解物質CaCl2の密度を増大させること
を未然に防止し、相互の連鎖的な潮解を回避すること
と、次に、パルスジェットなどによる逆洗の際に、潮解
が進行していないため、剥離剤の剥離作用により、Ca
Cl2を含むろ過体表面の粉体層を効率よく容易に払い
落とすことが可能となる。すなわち、ろ過体の目詰まり
を未然に回避する作用がある。
【0020】消石灰および剥離剤がろ過体表面に堆積し
ている様子を模式したものが、図4である。ろ過体には
粉体による一次層と二次層が堆積しており、一次層は密
度が高い状態でろ過体表面に固着に近い状態で付着し
て、中和反応には関与しない層であり、その上部に酸性
ガスとの反応に関与する二次層が堆積している。この二
次層は、逆洗で頻繁に更新され中和反応に大きく関与す
る更新層と、通常の逆洗では払い落とされず、中和反応
に大きく関与しない非更新層とに分割できる。剥離剤を
噴霧しないで運転を継続すると、非更新層中の多くを占
めるCaCl2が潮解を起こして粘着状態を引き起こ
し、圧損の高い一次層へと移行していくことと、更新層
であっても、潮解の程度により、もはや逆洗による払い
落としが困難となる場合さえ生じる。すなわち、圧損が
高くなってろ過体の目詰まりを引き起こすこととなる。
ここで、剥離剤を噴霧する場合を考えると、二次層に適
宜分散した剥離剤は、CaCl2が潮解を起こして連鎖
的に粘着性を有することを回避し、かつ、逆洗時に剥離
剤の剥離作用により、効率よく容易に払い落とすことが
可能となる。
【0021】さて、反応セラミックフィルタ3は、消石
灰噴霧により、酸性ガスを中和除去するとともに反応生
成物を除塵する装置であり、その特徴は、中和反応の直
後集塵する形態、集塵後中和反応がなされる形態、集塵
および中和反応が同時になされる形態、の複合型の反応
が明確に区別できない態様でほぼ同時に生じている点に
ある。したがって、バグフィルタ上流で中和反応塔によ
り中和反応を略完了させてから、反応生成物を除塵する
方法とは区別されなければならない。
【0022】反応セラミックフィルタにおける消石灰お
よび剥離剤の吹込口は、排ガス導入ダクト部に設置する
か(図5)、セラミックフィルタ本体外壁に設置(図
6、図7)すればよく、消石灰および剥離剤吹込部とセ
ラミックフィルタ本体および逆洗装置全体を含めて、反
応セラミックフィルタを構成する。したがって、消石灰
噴霧による中和反応と反応生成物の除塵をひとつの反応
器、すなわち、反応セラミックフィルタで行うので、排
ガスと消石灰粉を混合させるための中和反応塔などの中
和手段を別に設置する必要がなく、敷地を節約でき、コ
ンパクトな構成となる利点を有する。
【0023】吹込位置を図を参照しながら説明すると、
消石灰および剥離剤は、例えば図5に示すように、セラ
ミックフィルタ本体17の排ガス導入ダクト11の上部
のセラミックフィルタ本体17外壁に粉体供給ダクト1
6aを設置して、セラミックフィルタ本体17に消石灰
および剥離剤を噴霧するか、図6に示すように、セラミ
ックフィルタ本体17の排ガス導入ダクト11の導入部
に粉体供給ダクト16bを設置して、セラミックフィル
タ本体17に消石灰および剥離剤を噴霧するか、図7に
示すように複数に分岐された粉体供給ダクト16cをセ
ラミックフィルタ本体17の外壁に設置して、消石灰お
よび剥離剤を噴霧する。しかし、消石灰および剥離剤が
ろ過体表面に効果的に到達すればよく、図5〜図7に示
す吹込方法で限定されるものではない。
【0024】もちろん、本発明においては剥離剤を消石
灰と同時に噴霧するので、反応生成物の潮解によるろ過
体の目詰まりを発生させない作用が得られることはすで
に述べた。本発明で用いる剥離剤は、珪藻土、パーライ
ト、ベントナイト、ゼオライト、活性炭から選ばれた一
つ以上の粉体であることが望ましい。上記の粉体は、排
ガス中の酸性成分と積極的に反応しない取扱いの容易な
粉体であって、これら粉体を剥離剤として選ぶことによ
り、請求項1に係る発明の作用が顕著に得られる。特
に、剥離剤として粉末活性炭を用いると、該粉末活性炭
の高比表面積により、ダイオキシンなどの微量の有機ハ
ロゲン化合物を除去する作用が付随的に得られるが、こ
れら剥離剤の選択は価格や運転条件を考慮して適宜、使
い分けされる。
【0025】前段のバグフィルタ2で、中和反応をなさ
ないまま、ダイオキシンや重金属を含む煤塵(飛灰)が
排ガスから分離されるので、該バグフィルタ2から排出
される該飛灰は、塩類やカルシウムの含有量が少なく、
以て電気抵抗式の溶融処理やセメント固化処理に適した
飛灰となる。前段のバグフィルタ2で排ガス中の煤塵を
すべて除去したので、後段の反応セラミックフィルタ3
で集塵される粉体(飛灰)は中和反応から得られる反応
生成物と少量の剥離剤のみで略構成されるので、排出量
が少なく、ダイオキシンや重金属を微量に含んでいたと
しても処理量が少ないため有利である。
【0026】図2は、主に請求項2に係る発明を説明す
るための図で、図1と同一の構成部分は説明を省略す
る。防食剤(消石灰)噴霧装置6により噴霧される消石
灰粉は、減温塔1とバグフィルタ2の間の煙道に吹き込
まれ、煙道内やバグフィルタ2の内壁にコーティングさ
れるので、煙道内やバグフィルタ2の内壁などの防食剤
として機能する。防食剤として消石灰を噴霧する際の噴
霧量は、後段の反応セラミックフィルタ3の消石灰噴霧
量の1/5以下か、酸性成分に対する当量比0.5以下
とすることが望ましい。
【0027】1/5以上(または酸性成分に対する当量
比0.5以上)とすると、前段のバグフィルタで中和反
応を積極的に行うこととなり、前段のバグフィルタから
排出される反応生成物や未反応消石灰を含んだ飛灰量、
すなわち廃棄処理量が多くなることと、該飛灰の廃棄処
理が以下のように困難となる不具合を生じる。すなわ
ち、未反応消石灰や塩化カルシウムなどの反応生成物を
多く含むと、該飛灰を電気抵抗式の溶融固化処理をする
際(飛灰処理装置5の一例)に、塩化カルシウムの溶融
物が多量に生成し、これが分離して溶融塩層を形成する
ので、電極間に流れる電流が溶融塩層に集中する障害が
発生し、溶融炉の操業が著しく阻害される。
【0028】また、該飛灰の廃棄処理として、セメント
固化処理を行う場合(飛灰処理装置の一例)は、固化物
が廃棄された後に、固化物中の塩化カルシウムが溶解
し、固化物が徐々に崩壊してしまうので、有害な重金属
などが流出する恐れがある。これらのケースで、消石灰
吹込量を1/5程度(または酸性成分に対する当量比
0.5程度)としたときに、概ね安定処理および安定操
業が可能であることを確認した。
【0029】以上の理由から、消石灰吹込量は後段の反
応セラミックフィルタで用いる消石灰量の1/5以下
(または酸性成分に対する当量比0.5以下)が望まし
い。なお、通常、ごみ焼却施設で酸性成分中和のために
噴霧する消石灰の酸性成分に対する当量比は2〜4程度
であり、この値の1/5は略、前記当量比0.5に相当
する。当量比は次の化学反応式などから算定される消石
灰(Ca(OH)2)理論必要量に対する比のことであ
る。 2HCl+Ca(OH)2 → CaCl2+2H2O SO2+Ca(OH)2 → CaSO3+H2O SO3+Ca(OH)2 → CaSO4+H2O また、防食剤として消石灰以外の公知の薬剤を用いる
と、薬剤サイロが別個余分に必要になる欠点や、噴霧し
た際に排ガス中の酸性成分と積極的に反応しないため、
後段の反応セラミックフィルタ3における酸性成分除去
の負担を軽減することができない欠点を有している。し
たがって、反応セラミックフィルタ3で用いる消石灰を
防食剤として流用することにより、より簡便に防食効果
を得ることができる。
【0030】図2では、防食剤としての消石灰噴霧位置
をバグフィルタ2の上流煙道としたが、図5〜図7で反
応セラミックフィルタの例示に示すとおり、防食剤の吹
込口を、排ガス導入ダクト部に設置するか(図5)、本
体外壁に設置(図6、図7)してもよく、吹込位置は適
宜選択される。図3は、主に請求項4に係る発明を説明
するための図で、図1、図2と同一の構成部分は説明を
省略する。中和剤としての消石灰および剥離剤は、反応
セラミックフィルタ3に付属する消石灰及び剥離剤の混
合物噴霧装置3cにより、反応セラミックフィルタ3内
に噴霧する。
【0031】このように剥離剤を消石灰と予め混合させ
るので、消石灰および剥離剤が反応セラミックフィルタ
のろ過体表面に到達して堆積する際に、均一に剥離剤を
分散させることが可能となる。均一に分散するので、請
求項1に係る発明の作用、すなわち、剥離剤が潮解性を
有するCaCl2の間に緩衝剤として入り込んで、潮解
物質CaCl2の密度を増大させることを未然に防止
し、相互の連鎖的な潮解を回避することと、次に、パル
スジェットなどによる逆洗の際に、潮解が進行していな
いため、剥離剤の剥離作用により、CaCl2を含むろ
過体表面の粉体層を効率よく容易に払い落とすこと、の
作用をより確実に得られる。消石灰と剥離剤の混合物は
タンクローリーなどにより予め混合したものをサイロに
貯留して噴霧してもよいし、サイロで撹拌混合させても
よく、混合方法や噴霧方法は特に限定しない。
【0032】剥離剤と消石灰の混合物中の剥離剤の重量
割合は1〜20%とすることが望ましい。本発明者らの
試行錯誤の結果、1%以下であると、剥離剤がろ過体表
面で均一に分散することがやや困難になることと、剥離
剤の剥離作用が濃度が小さいために十分に得られず、潮
解の進行を阻止することができない不具合を生じること
が判明したので、重量割合の下限値を1%とした。ま
た、20%以上とすると、剥離剤の投入効果が20%の
場合と比べて特に上昇しないことが判明したことと、薬
剤である剥離剤を無駄に使用するので不経済であるとと
もに、酸性ガス除去性能がやや減少する不具合を生じた
ので、上限を20%とした。以上により、剥離剤の重量
割合は1〜20%とするのが好ましい。
【0033】本発明で用いる消石灰噴霧装置、活性炭噴
霧装置の粉体噴霧装置は、公知の装置を用いればよく、
例えば、空気搬送式のテーブルフィーダなど、粉体の供
給量を調整できて、供給変動の小さいものが好ましい。
また、消石灰噴霧装置は、防食剤として噴霧するライン
と、中和剤として反応セラミックフィルタに噴霧するラ
インとを分岐させてもよいし、消石灰噴霧装置の消石灰
切り出し部分を2系列として別の搬送ラインで噴霧して
もよく、活性炭噴霧装置の場合も同様であるが、これら
の工夫は運用上随時なされる。
【0034】本発明で用いる前段のろ過式集塵手段は、
バグフィルタの場合で例示してきたが、請求項7に示す
とおり、セラミックフィルタを用いても同じ効果が得ら
れる。セラミックフィルタ装置におけるろ過体の構造
は、反応セラミックフィルタの場合も同様に、例えば図
8(a)に示すような、セラミックを開口部と閉口部を
交互に有するハニカム状の成型体としたハニカム状ろ過
体、図8(b)に示すような、セラミックをキャンドル
型に成型したキャンドル型成型ろ過体、図8(c)に示
すような、繊維状セラミックをフレキシブルな布状とし
た布状ろ過体、などが挙げられるが、その他の形状であ
ってもかまわない。セラミックの材質はムライト、コー
ジェライトなどの無機物を用いればよいが限定しない。
また、表面にシリコンカーバイドやその他の薬剤でコー
ティングしたものを用いてもよい。セラミックフィルタ
の逆洗方式は、逆風式、パルスジェット式などが用いら
れ、何れも効果は同じである。
【0035】本発明で用いるバグフィルタ2および反応
セラミックフィルタ3は、織布、不織布、フェルトなど
をろ過体として用いた公知のバグフィルタでよく、逆洗
方式は、逆風式、パルスジェット式等、何れであっても
効果は同じである。本発明で用いる減温塔は、スプレー
ノズルによる水噴霧式の装置であるが、排ガスを所定温
度に冷却できれば、エコノマイザやその他の熱回収手
段、冷空気その他熱媒体による冷却手段であっても同等
の効果が得られる。水噴霧式の減温塔である場合は、微
細な水滴が得られる二流体式スプレーノズルや、加圧式
のスプレーノズルを用いれば、未蒸発水滴が形成されず
に、効果的な排ガス冷却が可能である。
【0036】本発明では、排ガス中のダイオキシンを低
減するための装置として例えば、活性炭移動床やダイオ
キシン分解触媒塔について言及しなかったが、これらの
高度処理対策は必要に応じて適宜なされるものとし、本
発明の構成に直接影響するものではない。また、別のダ
イオキシン対策として必要に応じて活性炭吹込を前段の
ろ過式集塵装置または後段の反応セラミックフィルタに
行ってもよく、前段のろ過式集塵装置からの飛灰の処理
が困難とならぬ範囲で、適宜用いられる。以上、本発明
の実施の形態をごみ焼却施設に適用した場合について詳
しく述べたが、本発明は燃焼や加熱に伴って排出される
排ガス中にHClなどの酸性ガスやダイオキシンが含ま
れる場合に適用することができ、産業廃棄物など可燃性
廃棄物やその他燃焼装置一般から排出される排ガスや、
金属精錬工場でスクラップを予熱、溶解する際に排出さ
れる排ガスであっても、同じように適用することができ
る。
【0037】なお、本明細に記載の有機ハロゲン化合物
とは、厚生省により清掃工場へのガイドラインが毒性換
算値により指定されているダイオキシン類および、ダイ
オキシン類の前駆物質、関連物質と称されるクロロベン
ゼン、クロロフェノール、PCBなどや、塩素以外のハ
ロゲン元素で一部が置換されたこれら化学物質の総称で
ある。さらに、ダイオキシン類とは、ポリジベンゾパラ
ジオキシンとポリジベンゾフランの総称であって、通常
毒性換算濃度によって評価されるものである。本明細に
おいては、簡単のため単にダイオキシンと称している。
【0038】
【実施例】本発明に係わる排ガス処理方法をごみ焼却処
理施設に採用して得られた本発明の効果を示す実施例を
示す。表1は、本発明の請求項1に基づいて実施した実
施例1と、請求項2に基づいて実施した実施例2と、請
求項4に基づいて実施した実施例3と、比較のための従
来技術による比較例、の4者について、後段の反応セラ
ミックフィルタ(比較例の場合はバグフィルタ)の差圧
を調べた結果を示す表である。実施例1〜3はそれぞれ
図1〜3に対応する装置構成によるもので、比較例は図
10の装置構成によるものである。本発明の実施例では
冷却装置として二流体ノズルを用いた水噴霧式の減温
塔、バグフィルタおよび反応セラミックフィルタとし
て、パルスジェット式を採用した。なお、比較のため排
ガス処理量や処理前のHCl濃度、焼却炉(説明略)の
運転条件等は略同じ条件とした。試験期間は各々1ヶ月
とし、バグフィルタのパルス圧や間隔等の逆洗条件は一
定とした。防食剤や剥離剤の噴霧量は表に記載したとお
りである。剥離剤は珪藻土を用いた。
【0039】
【表1】
【0040】表1によれば、本発明を実施して剥離剤を
噴霧した実施例1〜3は、1ヶ月の試験期間の間、一定
の逆洗条件のもと、差圧が上昇することなく、65〜8
5mmAq程度の良好な差圧を維持でき、目詰まりが生
じなかったことを確認できた。一方、剥離剤を噴霧しな
かった比較例は、試験期間1ヶ月の後半に差圧が150
mmAqを越える傾向が持続したため、目詰まりありと
判断し、逆洗を頻繁に行う必要が生じた。
【0041】実施例2は防食剤として消石灰を少量噴霧
し、前段のバグフィルタから排出される飛灰にカルシウ
ムがやや含まれることとなったが、実施例1、3と同様
に、前段のバグフィルタから排出された飛灰を、電気抵
抗式溶融処理およびセメント固化処理に供したところ、
何ら問題なく処理できたことを確認した。実施例3は剥
離剤を、消石灰と剥離剤の混合物中の重量割合が10%
となるように予め混合したものを用いたが、差圧は60
〜80mmAqと良好で、実施例1、2に対してもやや
優位であった。本実施例では剥離剤として珪藻土を用い
たが、その他請求項3に記載の薬剤を用いても同様の結
果が得られることを本発明者らは鋭意確認済みである。
なお、表には記していないが、実施例、比較例ともに、
排ガス中のダイオキシン濃度は0.2ng−teq/N
m3程度と十分低い値が得られたことを付記しておく。
【0042】
【発明の効果】本発明によれば、バグフィルタでばいじ
んを除去したあとに、後段の反応セラミックフィルタで
消石灰とともに剥離剤を噴霧するので、酸性ガスやダイ
オキシンの除去性能を維持しながらも、バグフィルタか
ら後処理の容易な飛灰を排出することができ、反応セラ
ミックフィルタでの目詰まりを未然に回避することがで
きる。さらに、防食剤として、消石灰を前段のバグフィ
ルタに所定量噴霧することにより、該バグフィルタから
排出される飛灰を処理困難物にさせることなく、防食剤
サイロを新たに設置しない簡便な方法で、装置酸腐食の
回避を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1をごみ焼却処理施設に採
用した場合を表す図である。
【図2】本発明の実施の形態2をごみ焼却処理施設に採
用した場合を表す図である。
【図3】本発明の実施の形態3をごみ焼却処理施設に採
用した場合を表す図である。
【図4】反応セラミックフィルタのろ過体断面の模式図
である。
【図5】反応セラミックフィルタに粉体を噴霧するため
の粉体吹込口を例示する反応セラミックフィルタの立面
図である。
【図6】反応セラミックフィルタに粉体を噴霧するため
の粉体吹込口を例示する反応セラミックフィルタの立面
図である。
【図7】反応セラミックフィルタに粉体を噴霧するため
の粉体吹込口を例示する反応セラミックフィルタの立面
図である。
【図8】セラミックフィルタまたは反応セラミックフィ
ルタのセラミックろ過体の構造例を示す図である。
【図9】従来の排ガス処理装置の一例を示す図である。
【図10】従来の排ガス処理装置の別の一例を示す図で
ある。
【符号の説明】
1 冷却装置としての減温塔 2 ろ過式集塵手段としてのバグフィルタ 3 反応セラミックフィルタ 3a 消石灰噴霧装置 3b 剥離剤噴霧装置 3c 消石灰及び剥離剤の混合物噴霧装置 5 飛灰処理装置 6 防食剤(消石灰)噴霧装置 11 排ガス導入ダクト 12 ろ過体 13 飛灰排出部 14 排ガス排出ダクト 15 パルスジェット式逆洗装置 16a〜c 粉体供給ダクト 17 反応セラミックフィルタ本体 21 ハニカム状ろ過体 22 キャンドル型成型ろ過体 23 布状ろ過体 24 リテーナ 101 減温塔 102 バグフィルタ 102a 第一バグフィルタ 102b 第二バグフィルタ 106 消石灰噴霧装置 110 中和反応塔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塩満 徹 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 平山 敦 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 鮎川 将 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 Fターム(参考) 4D002 AA02 AA12 AA19 AA21 BA03 BA13 BA14 CA01 DA05 DA12 DA41 DA45 DA47 EA02 EA13 GA01 GA03 GB03 GB06 GB08

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有害成分を含む排ガスを無害化処理する
    方法において、イ)先ず、排ガスを熱回収手段または/
    および水噴霧冷却手段により冷却し、ロ)ろ過式集塵手
    段により前記排ガス中の煤塵を除去し、ハ)次いで該排
    ガスを反応セラミックフィルタに導入して消石灰および
    剥離剤を噴霧して前記排ガス中の酸性成分を除去するこ
    とを特徴とする排ガス処理方法。
  2. 【請求項2】 前記ロ)でろ過式集塵を行う前の排ガス
    中に、またはろ過式集塵手段内に直接、防食剤として消
    石灰を噴霧し、防食剤として噴霧する消石灰噴霧量を前
    記ハ)の酸性成分を除去する際に噴霧する消石灰噴霧量
    の1/5以下か、または酸性成分に対する当量比0.5
    以下とすることを特徴とする請求項1に記載の排ガス処
    理方法。
  3. 【請求項3】 前記ハ)の剥離剤は、珪藻土、パーライ
    ト、ベントナイト、ゼオライト、活性炭から選ばれた一
    つ以上の粉体であることを特徴とする請求項1または2
    記載の排ガス処理方法。
  4. 【請求項4】 前記ハ)の剥離剤は、消石灰と予め混合
    させ、該混合物中の剥離剤の重量割合を1〜20%とす
    ることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の排
    ガス処理方法。
  5. 【請求項5】 有害成分を含む排ガスを無害化処理する
    際に、イ)排ガスを熱回収により冷却する熱回収装置ま
    たは/および水噴霧により冷却する水噴霧冷却装置と、
    ロ)冷却された排ガス中の煤塵を除去するろ過式集塵装
    置と、ハ)該ろ過式集塵装置により煤塵を除去した排ガ
    スに消石灰および剥離剤を噴霧するための少なくとも一
    つの粉体噴霧装置を備えた反応セラミックフィルタとか
    らなることを特徴とする排ガス処理装置。
  6. 【請求項6】 前記ロ)のろ過式集塵装置の上流の煙道
    または、ろ過式集塵装置に直接、防食剤として消石灰を
    噴霧する消石灰噴霧装置を備えたことを特徴とする請求
    項5に記載の排ガス処理装置。
  7. 【請求項7】 前記ロ)のろ過式集塵装置はバグフィル
    タまたはセラミックフィルタであることを特徴とする請
    求項5または6に記載の排ガス処理装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003093837A (ja) * 2001-09-26 2003-04-02 Okutama Kogyo Co Ltd 排ガス処理剤

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