JP2000249327A - 加熱処理施設の排ガス処理方法と処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 廃棄物等を加熱処理して発生する有害成分を
含む排ガスの処理は、排ガスを一旦高温で燃焼して有害
成分を分解除去した後、冷却してバグフィルタで浄化し
て大気に排出する。高温から低温に冷却する際、３００
℃付近でダイオキシン類が再生成されるので、これを防
止するため高温ガスに冷却水を噴霧して急速冷却するこ
とが行われている。冷却水として消毒用の塩素を含んだ
工業用水や上水が使用されているので、有害化を促進す
る可能性がある。 【解決手段】 排ガス燃焼手段２で燃焼した高温ガス
に、補助空気導入手段３ｂから空気を導入して温度を下
げた後、冷却液噴霧手段３ａで純水を噴霧して急速冷却
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は廃棄物等の被処理物
を加熱処理する加熱処理施設に関し、特に、加熱処理時
に分解析出する排ガスを燃焼処理し、燃焼後の排ガスを
急速冷却する排ガスの処理方法および処理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】被処理物、即ち各種廃棄物（産業廃棄
物、一般廃棄物など）を加熱処理した場合には、各種廃
棄物の含有する各種有害物質（塩素系成分などの有機
物）が析出して排ガス中に含まれていることが知られて
おり、大気中に排出する以前の段階で高温燃焼（８００
〜８５０℃で）して排ガス中の成分を分解して浄化処理
を行うことが必要とされている。

【０００３】また、高温燃焼後の排ガスはそのまま大気
中に排出することはできず、急速冷却し、その後バグフ
ィルタを通して浄化処理して排出することが行われてい
る。この急速冷却には、例えば、特開平５−３０７４１
５，６−２０５９３２，７−３５３２８，７−１３２２
５３，１０−２６７２５５，１０−３０５２０６号など
に示されているように、水を噴霧することで急速冷却す
る方法が一般的に行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の水噴霧
には、工業用水、一般上水を使用するのが、一般的であ
り、これらの用水には、消毒剤又は滅菌剤として、塩素
が添加されている。このような溶液を高温排ガスに添加
することは冷却効果はあるものの高温の中に塩素を含む
水を噴霧するので、排ガスの有害化が促進される可能性
がある。

【０００５】また、排ガスを高温から低温に降温する
と、その過程において排ガス温度が約３００℃付近で毒
性の強いダイオキシン類の再生成が起き、３００℃付近
を１秒以内で冷却することで、ダイオキシン類の再生成
が防止されるとされており、急速冷却の技術が求められ
ている。

【０００６】本発明は、このような課題に鑑みなされた
もので、冷却水を噴霧しても排ガスの有害化を促進する
ことなく、更には、排ガスを急速冷却してダイオキシン
類の再生成を防止する排ガス処理技術を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、加熱処理施設
において被処理物を加熱処理したときに分解析出した排
ガスを、８５０℃以上の高温で加熱処理して排ガス中の
有害成分等を分解して除去し、処理後の排ガスに冷却水
を噴霧して急速冷却した後、バグフィルタ等の浄化手段
で浄化して、大気中に排出する技術に関するものである
が、排出する場合、従来のように噴霧に用いる水を工業
用水や上水等を使用すると、消毒又は滅菌用に注入され
ている塩素により排ガスの有害化が促進される可能性が
あること、および純水を用いるとこの可能性が無くなる
ことに着目するとともに、急速冷却する場合、冷却液を
噴霧する前段階で、高温ガスに空気を導入して所定の温
度に下げた後、冷却液を噴霧すれば、急速冷却が効果的
に行われることを判明した。本発明はこのような知見に
基づいてなされたものである。

【０００８】その具体的手段は、被処理物を加熱処理し
て発生した析出ガスを含む排ガスを大気中に放出する排
気系において排ガスを燃焼した後に、急速冷却し、冷却
した排ガスを浄化手段で浄化した後、大気中に排出する
加熱処理施設の排ガス処理方法であって、前記被処理物
から発生する析出ガスを含む排ガスをガス燃焼手段で燃
焼し、この燃焼後の排ガスに蒸発冷却液を注入噴霧して
急速冷却するようにする。

【０００９】上記の噴霧する蒸発冷却液は、少なくとも
ハロゲン物質を含有しない液体、塩素を含まない液体を
使用する。特に、純水を好適とする。

【００１０】また、処理装置としては、被処理物を加熱
処理して発生した析出ガスを含む排ガスを大気中に放出
する排気系において排ガスを燃焼した後に急速冷却し、
冷却した排ガスを浄化装置を通過させて大気中に排出す
る加熱処理施設の排ガス処理装置であって、前記被処理
物から発生する析出ガスを含む排ガスを燃焼する排ガス
燃焼手段と、該排ガス燃焼手段から導出した燃焼後の排
ガスに蒸発冷却液を注入噴霧する排ガス冷却手段とを備
えた排ガス処理装置となす。

【００１１】上記の排ガス冷却手段は、蒸発冷却液を噴
霧する冷却液噴霧手段と、該冷却液噴霧手段の流路上流
側に冷却用の空気を導入する補助空気導入手段で形成す
る。

【００１２】また、前記の排ガス冷却手段で冷却した排
ガスを、更に冷却用の空気を導入して降温させて浄化手
段に送出する補助冷却手段を設け空気の導入量を調節し
て浄化手段の最適使用温度に調整する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
によって説明する。

【００１４】図１は本発明の実施の形態における排ガス
処理装置を備えた加熱処理施設の概念図、図２および図
３は加熱処理炉の加熱部分の説明図で、図２は図１のＡ
−Ａ断面矢視図を示す。

【００１５】図１は加熱処理炉を２基用いて、第１の加
熱処理炉で、被処理物の乾燥と熱分解処理を行い、第２
の加熱処理炉で減容化処理を行う場合である。

【００１６】同図において、１０は第１の加熱処理炉、
２０は第２の加熱処理炉で、第１の加熱処理炉１０は、
回転自在な円筒体１２と、この回転円筒体１２の外周に
ガスダクトを形成し熱ガスを導入して回転円筒体１２を
加熱する加熱ジャケット１３と、回転円筒体１２を両端
側で回転自在に支承する支持ローラ１４，１４´と、回
転円筒体１２を回転駆動する回転駆動手段１５，１５´
とで構成され、また回転円筒体１２には一端側に被処理
物を搬入する供給口１６，他端側に被処理物を排出する
排出口１７を有し、内部には図２および図３に示すよう
に回転円筒体の軸線に対して傾斜した送り羽根１２ｂが
径方向および軸方向に複数枚設けられ、回転円筒体１２
が回転したとき被処理物を供給口１６側から排出口１７
側に攪拌しながら移送する。

【００１７】加熱ジャケット１３は、図示を省略してあ
る固定部材に固定支持され、回転円筒体１２との接触部
にはメカニカルシール１１が施されている。

【００１８】支持ローラ１４，１４´は、図１および図
２に示すように、回転円筒体１２の両端側に夫々１４，
１４および１４´，１４´の対の支持ローラからなり、
また、回転駆動手段１５，１５´は、両端側に設けら
れ、回転円筒体１２を両端側で駆動する構成としてい
る。

【００１９】そして、この回転駆動手段１５，１５´
は、例えば、図１および図２に示すように、駆動モータ
１５ａ，１５´ａ，駆動歯車１５ｂ，１５´ｂおよび回
転円筒体１２の外周に設けた従動歯車１２ａ，１２´ａ
から成る。

【００２０】第２の加熱処理炉２０は、第１の加熱処理
炉１０と基本的な構成が同じである。従って、２０の１
の桁をこれと同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

【００２１】第１の加熱処理炉１０と第２の加熱処理炉
２０とは上下方向に配置し、且つ第２の加熱処理炉２０
は供給口２６側を第１の加熱処理炉１０の排出口１７側
に位置して配設し、排出側ダクト３０を供給口２６の部
分まで延設し、該排出側ダクト３０で排出口１７と供給
口２６とを覆い、その中間にロータリーバルブ３１を設
ける。このロータリーバルブ３１は、被処理物の排出量
を調整したり、空気の侵入を防止し、回転円筒体１２内
を低酸素雰囲気に保持する。

【００２２】３２は第１の加熱処理炉１０の回転円筒体
１２の供給口１６側を覆い、被処理物を回転円筒体１２
内に供給する供給側ダクト、３３は第２の加熱処理炉２
０の排出口２７を覆い、第２の加熱処理炉２０で減容化
した被処理物を排出する排出側ダクトで、内部にロータ
リーバルブ３４を備えている。

【００２３】３５は熱ガス発生手段で、例えば、ＬＮ
Ｇ，ＬＰＧ等の燃料を燃焼させて熱ガスを発生させ、第
２の加熱処理炉２０の加熱ジャケット２３内に供給し、
回転円筒体２２内を加熱した後、連絡管３６を介して第
１の加熱処理炉１０の加熱ジャケット１３内に供給す
る。このとき、温度調整用の空気３７を送り込み、熱ガ
スの温度を調整する。

【００２４】３８は溶解槽で、第２の加熱処理炉２０で
加熱処理した被処理物を排出側ダクト３３から排出され
るのを受け、これを水洗いした後、脱水手段３９で脱水
し、乾燥手段４０で乾燥して、炭化物等の固形物を取り
出す。

【００２５】４１は排水処理手段で、溶解槽３８からの
水および脱水時に発生する水分を無害化処理した後排水
する。一方、第１の加熱処理炉１０を加熱した後の熱ガ
スは、排気管４２からガス管４３を介して乾燥手段４０
の加熱源として利用した後放出する。

【００２６】１は排ガス処理装置で、排ガス燃焼手段２
と、排ガス冷却手段３からなり、第１および第２の加熱
処理炉１０および２０で加熱処理中に発生した排ガス
（分解ガス、乾留ガス等）を、ガス導出管４４および４
５を介して導入し、これを高温で燃焼した後、急速冷却
してバグフィルタ（浄化装置）５で清浄化した後、煙突
６から排出する。

【００２７】図４はこの排ガス燃焼装置１の概念図で、
排ガス冷却手段３には、冷却液を噴霧する冷却液噴霧手
段３ａおよび流路上の上流側に設けた補助空気導入手段
３ｂを有し、排ガス燃焼手段（炉）２で燃焼した排ガス
を排ガス冷却手段３に導入し、ここで補助空気を導入し
て排ガスの温度を下げた後、蒸発冷却液を噴霧して急速
に冷却する。そして更に補助冷却手段４で冷却空気を導
入し、バグフィルタの使用温度（１４０〜１５０℃）に
下げてバグフィルタ５に送出する。このとき使用する蒸
発冷却液は滅菌剤などの塩素を含まない純水を使用す
る。

【００２８】なお、図中３ｄは噴霧部分の下流側に設け
た排水口で、噴霧過多で蒸発しきれない液体が生じた場
合にここから排出させる。

【００２９】次に一連の処理方法について説明する。ま
ず、熱ガス発生手段３５でＬＮＧ等の燃料を燃焼して熱
ガスを発生させ、第２の加熱処理炉２０の加熱ジャケッ
ト２３に供給して回転円筒体２２を加熱した後、連絡管
３６を介して第１の加熱処理炉１０の加熱ジャケット１
３に送り込み、回転円筒体１２を加熱する。

【００３０】次に、有害成分を含有するような被処理物
を破砕して細かくしたものを供給側ダクト３２を介して
第１の加熱処理炉１０の回転円筒体１２内に供給する。

【００３１】この第１の加熱処理炉１０での加熱処理
は、燃焼、焼却ではなく、低酸素雰囲気中での蒸し焼
き、熱分解（乾留）での処理で、被処理物から有害成分
を分解析出させる温度（例えば、２００℃〜３５０℃）
と時間で処理する。この処理温度と時間は、被処理物の
性質又は量によって異なるので、事前に十分調査しデー
タを取っておく必要がある。

【００３２】この有害成分を析出した後の被処理物（残
渣）は、排出側ダクト３０，ロータリバルブ３１を介し
て第２の加熱処理炉２０の回転円筒体２２の供給口２６
に送り込まれ、ここで被処理物が炭化する温度（紙類は
３５０℃程度で炭化が始まる。）３５０℃〜７００℃に
加熱して炭化処理、又は８００℃以上に加熱して灰化処
理して減容化する。

【００３３】この減容化した被処理物は、排出側ダクト
３３およびロータリバルブ３４を介して溶解槽３８に排
出される。この溶解槽３８内で、減容化された被処理物
を水洗いし、固形物は脱水手段３９で脱水してこれを乾
燥手段４０で乾燥し、炭化物その他の固形物を取り出
す。取り出された固形物は、物性に応じて分別して、再
利用に供する。

【００３４】一方、第１および第２の加熱処理炉１０お
よび２０で加熱処理中に発生した排ガスは、ガス導出管
４４および４５を介して排ガス処理装置１に送り込み、
排ガス燃焼手段２で燃焼処理する。このとき、燃料とし
てＬＰＧ等を使用し、例えば、８５０℃程度で２秒以上
滞留させて燃焼する。

【００３５】燃焼処理後の排ガスは、図４に示すように
排ガス冷却手段３に導入され、一旦補助空気導入手段３
ｂからの空気の導入により、所定の温度に降温させた
後、冷却液噴霧手段３ａで蒸発冷却液（純水）を噴霧
し、蒸発潜熱で急速冷却する。

【００３６】排ガス温度が３００℃付近になると毒性の
強いダイオキシン類が再生成されるとされているので、
排ガスが３００℃付近である２００℃〜３００℃の時間
を極く短くすることでダイオキシン類の再生成をほとん
ど無くすることができる。従って、冷却液噴霧手段３ａ
により、急速冷却して２００℃以下（１５０℃〜２００
℃）に冷却する必要があるので、その前段において補助
空気導入手段３ｂからの冷却用の空気の導入量を調整し
て降温させておけば、噴霧手段での急速冷却が効果的に
行われる。

【００３７】排ガス冷却手段３で急速冷却した排ガス
を、更に補助冷却手段４で、バグフィルタ５の使用温度
（例えば、１４０℃〜１５０℃）に冷却してバグフィル
タ５に導入する。この冷却には冷却用の空気を導入して
行う。

【００３８】補助空気導入手段３ｂの冷却用空気および
補助冷却手段４の冷却用空気の導入量の制御は、一般に
バグフィルタ５には図１に示すように、吸引用ポンプｐ
が設けられているので、調節弁３ｃおよび４ａの開度を
調整することによって行うことができる。

【００３９】なお、別途、冷却空気送入用ポンプを設け
て、調節弁３ｃおよび４ａの外側から供給するようにし
てもよい。

【００４０】このようにして降温された排ガスは、バグ
フィルタ５で清浄した後、煙突６から排出される。

【００４１】

【発明の効果】本発明は、上記のように排ガス冷却手段
として塩素等の有害物質を含有しない蒸発冷却液（例え
ば純水）を用いて噴霧し急速冷却するようにしたので、
蒸発冷却液により有害物質の生成、ダイオキシン類の生
成などの問題は発生しない。

【００４２】また、蒸発冷却液を噴霧する前段階で、冷
却用の空気を導入して排ガスの温度をあらかじめ下げた
状態で噴霧すれば、ダイオキシン類が再生成される３０
０℃付近の温度を極端に短くする冷却ができ、ダイオキ
シン類の再生成が防止される。

【００４３】従って、排ガスの無害化処理ができ、２１
世紀の子孫に有害な環境と技術を伝えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の排ガス処理装置を備えた加熱処理施設
の概念図

【図２】図１のＡ−Ａ断面矢視図

【図３】回転円筒体の断面図

【図４】本発明の排ガス処理装置の概念図

【符号の説明】

１…排ガス処理装置 ２…排ガス燃焼手段 ３…排ガス冷却手段 ４…補助冷却手段 ５…バグフィルタ １０，２０…加熱処理炉

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K070 DA07 DA09 DA32 DA37 DA47 DA58 3K078 AA05 BA08 BA21 CA02 CA04 CA24

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理物を加熱処理して発生した析出ガ
   スを含む排ガスを大気中に放出する排気系において排ガ
   スを燃焼した後に急速冷却し、冷却した排気ガスを浄化
   手段で浄化した後、大気中に排出する加熱処理施設の排
   ガス処理方法であって、前記被処理物から発生する析出
   ガスを含む排ガスをガス燃焼手段で燃焼し、この燃焼後
   の排ガスに蒸発冷却液を注入噴霧して急速冷却するよう
   にしたことを特徴とする加熱処理施設の排ガス処理方
   法。
2. 【請求項２】 噴霧する蒸発冷却液は、少なくともハロ
   ゲン物質を含有しない液体であることを特徴とする請求
   項１記載の加熱処理施設の排ガス処理方法。
3. 【請求項３】 蒸発冷却液は、塩素を含まない液体であ
   ることを特徴とする請求項１又は２記載の加熱処理施設
   の排ガス処理方法。
4. 【請求項４】 蒸発冷却液は、純水であることを特徴と
   する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の加熱処理
   施設の排ガス処理方法。
5. 【請求項５】 被処理物を加熱処理して発生した析出ガ
   スを含む排ガスを大気中に放出する排気系において排ガ
   スを燃焼した後に、急速冷却して冷却した排ガスを浄化
   装置を通過させて大気中に排出する加熱処理施設の排ガ
   ス処理装置であって、前記被処理物から発生する析出ガ
   スを含む排ガスを燃焼する排ガス燃焼手段と、該排ガス
   燃焼手段から送出した燃焼後の排ガスに蒸発冷却液を注
   入噴霧する排ガス冷却手段とを備えたことを特徴とする
   加熱処理施設の排ガス処理装置。
6. 【請求項６】 排ガス冷却手段は、蒸発冷却液を噴霧す
   る冷却液噴霧手段と、該冷却液噴霧手段の流路上流側に
   冷却用の空気を導入する補助空気導入手段を設けたこと
   を特徴とする請求項５記載の加熱処理施設の排ガス処理
   装置。
7. 【請求項７】 排ガス冷却手段で冷却した排ガスを、更
   に冷却用の空気を導入して降温させて浄化手段に送出す
   る補助冷却手段を設けたことを特徴とする請求項５又は
   ６記載の加熱処理施設の排ガス処理装置。