JP2000262854A - 排ガス処理方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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、エネルギーを無駄に使用するこ
となく安定した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
化処理する際に、イ）２００〜３５０℃の温度域の排ガ
スを電気集塵機に導入して排ガス中の煤塵を除去する第
一の工程、ロ）第一の工程を経た排ガスを脱硝塔または
／および脱ダイオキシン塔に導入して、排ガス中の窒素
酸化物または／およびダイオキシン類を除去する第二の
工程、ハ）第二の工程を経た排ガスを半乾式反応塔に導
入して、消石灰スラリにより排ガス中の酸性成分を除去
するとともに排ガスを急冷する第三の工程、ニ）第三の
工程を経た排ガスをバグフィルタに導入して反応生成物
を除去する第四の工程、からな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
ダイオキシン類などの有害成分を含む排ガスの無害化処
理方法および装置に関する。

【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の有機ハ
ロゲン化合物等、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し、窒素酸化物は脱硝塔により除
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９，１０において、１０１は減温塔、１
０２ａ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、１０７は蒸気式再加熱
器、１０８は脱硝塔、１１０は中和反応塔（乾式）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１
０１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
と混合させ、排ガス中の酸性成分を除去し、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
除去したあと、蒸気式再加熱器１０７で排ガスを昇温し
てから、排ガスを脱硝塔１０８に導入し排ガス中の窒素
酸化物を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およびこれらを含めた
有機ハロゲン化合物は、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。飛灰中のダイオキシンは、飛灰を３
００〜５００℃程度で加熱脱塩素処理する方法、１２０
０℃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等の酸性成分、ＮＯｘ等の窒素酸
化物を除去し、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、例えば次に示す方
法を挙げることができる。

【０００５】図１０に示すのは、従来の排ガス処理方法
の図９とは別の一例で、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１１０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
し、除塵後の排ガスを蒸気式再加熱器１０７で昇温し、
昇温した排ガスを脱硝塔１０８に導いて脱硝を行う工程
からな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。

【０００６】

【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、図９の処理方法と同様に、以下の問題点が生じてい
た。すなわち、図９、図１０に示す従来方法は、脱硝塔
に排ガスを導入する際、脱硝塔内の脱硝触媒の活性を保
つために、排ガスを蒸気式再加熱器に導入して昇温する
ことが必要であった。すなわち、排ガスを昇温するため
の余分なエネルギーと蒸気式再加熱器が別に必要である
欠点を有していた。

【０００７】さらに、図９、図１０に示す方法は、バグ
フィルタに適した温度またはダイオキシンの発生の少な
い温度とするために、水噴霧式の減温塔などを用いて排
ガスを例えば２００℃以下に予め冷却する必要があっ
た。このとき、減温塔では煤塵を多く含む排ガスを水噴
霧冷却するので、減温塔内で未蒸発水滴により排ガス中
の煤塵または塔内壁付着の煤塵が湿りダストを形成し、
さらに堆積し、ダスト排出困難などの致命的問題をしば
しば引き起こす危険性を生じていた。さらに、図１０に
示す方法は、第一バグフィルタに導入される排ガスはＨ
ＣｌやＳＯｘの酸性成分を多く含むため、第一バグフィ
ルタ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。

【０００８】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、エネルギーを無駄に使用することなく安定した排ガ
ス処理方法および装置を提供するものである。

【０００９】

【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際に、イ）２００〜３５０℃
の温度域の排ガスを電気集塵機に導入して排ガス中の煤
塵を除去する第一の工程、ロ）第一の工程を経た排ガス
を脱硝塔または／および脱ダイオキシン塔に導入して、
排ガス中の窒素酸化物または／およびダイオキシン類を
除去する第二の工程、ハ）第二の工程を経た排ガスを半
乾式反応塔に導入して、消石灰スラリにより排ガス中の
酸性成分を除去するとともに排ガスを急冷する第三の工
程、ニ）第三の工程を経た排ガスをバグフィルタに導入
して反応生成物を除去する第四の工程、からなる排ガス
処理方法を採用したものである。また、上記の手段１に
おいて、ロ）の第一の工程において、電気集塵機で煤塵
を除去する前の排ガス中に、または電気集塵機内に直
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、ハ）の第三の工程で酸性成分を除去
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。また、上記の手段１または２
において、ニ）の第四の工程において、バグフィルタの
上流の煙道またはバグフィルタ内に直接消石灰を噴霧
し、バグフィルタから排出される排ガスの酸性成分濃度
の制御を消石灰の噴霧量により行う排ガス処理方法を採
用したものである。

【００１０】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）２００〜３５０℃の温度域の
排ガス中の煤塵を除去する電気集塵機と、ロ）電気集塵
機を経た排ガス中の窒素酸化物または／およびダイオキ
シン類を除去するための脱硝塔または／および脱ダイオ
キシン塔と、ハ）装置を経た排ガスに消石灰スラリを噴
霧する半乾式反応塔と、ニ）排ガス中の反応生成物を除
去するバグフィルタ、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４において、イ）の電
気集塵機の上流の煙道または、電気集塵機内に直接、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
４または５において、ニ）のバグフィルタの上流の煙道
またはバグフィルタ内に直接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。

【００１１】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１〜図４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
採用した場合の一実施形態を示す図である。図５〜図７
は、消石灰をバグ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バグフィルタの立面図である。図８
（ａ）（ｂ）は、一般的な半乾式反応塔の概略図であ
る。ここで、１は半乾式反応塔、１ａは消石灰スラリ噴
射装置、３はバグフィルタ、３ａは消石灰噴霧装置、４
は電気集塵機、５は飛灰処理装置、６は防食剤（消石
灰）噴霧装置、８は脱硝塔、８ａは脱硝塔付属のアンモ
ニア噴霧装置、９は脱ダイオキシン塔、１１は排ガス導
入ダクト、１２はろ布、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、１６
ａ〜ｃは粉体供給ダクト、１７はバグフィルタ本体（バ
グハウス）、３１は半乾式反応塔本体、３２はアトマイ
ザ、３３はスラリ噴射ノズル、３４はダスト排出部であ
る。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。

【００１２】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２０
０〜３５０℃の排ガスは、電気集塵機４に導入され、排
ガス中の煤塵（飛灰）が集塵除去される。電気集塵機４
を経た排ガスは脱硝塔８に導入され、アンモニア噴霧装
置８ａにより噴霧されたアンモニアと脱硝塔８内の脱硝
触媒により排ガス中の窒素酸化物が無害な窒素に変換さ
れて除去される。次に脱硝塔８を経た排ガスは半乾式反
応塔１に導入されて消石灰スラリが消石灰噴射装置１ａ
により霧状に噴霧される。このとき、排ガス中の酸性成
分は消石灰スラリの消石灰により中和反応によりそのほ
とんどが除去されると同時に消石灰スラリの水分により
排ガスは急冷され、排ガスに含まれるダイオキシンが効
率よく除去される。

【００１３】続いて、半乾式反応塔を経た排ガスはバグ
フィルタ３に導入され、半乾式反応塔１から排ガスに同
伴される反応生成物と未反応の消石灰がバグフィルタ３
内のろ布でろ過集塵される。このろ過集塵の過程でわず
かに残留する酸性成分が未反応消石灰との中和反応によ
り除去される。一方、電気集塵機４やバグフィルタ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、その他周辺機器の記述は省略し
てある。

【００１４】次に、本発明の実施形態の詳細をまず図１
および図２に基づいて説明する。電気集塵機４で集塵す
る際の集塵温度は、２００〜３５０℃であり、この温度
域の排ガスは燃焼排ガスをボイラなどの熱回収手段を経
て得られる。２００〜３５０℃であれば電気集塵機４の
耐熱温度を越えることなく、かつ、２００℃以下の低温
による集塵効率の低下を招くことが回避できる。ボイラ
等を経た２００〜３５０℃の排ガスを電気集塵機で、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、該電気集塵機
４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、飛灰処理装置５の一例である電気抵抗式
の溶融処理やセメント固化処理に適した飛灰となる。

【００１５】次に電気集塵機４を経た排ガスは図１では
脱硝塔８へ、図２では脱ダイオキシン塔９へ導入され、
その後、各々半乾式反応塔１へ導入される。脱硝塔８、
脱ダイオキシン塔９は、例えば脱硝触媒、脱ダイオキシ
ン触媒で構成される。脱硝触媒および脱ダイオキシン触
媒は、例えば、バナジウム、チタン、タングステンの一
つ以上の酸化物からなり、必要に応じて、コバルト、マ
ンガン、白金などが添加され、概ね酸化触媒として機能
する。脱硝の際はアンモニア噴霧装置８ａが別途必要と
なる。脱ダイオキシン塔９で、触媒を用いない方式とし
て、例えば、活性コークスやその他吸着剤の充填塔が用
いられる。

【００１６】電気集塵機４を経た２００〜３５０℃の温
度を維持した排ガスを脱硝塔８または／および脱ダイオ
キシン塔９に導入するので、脱硝塔８または／および脱
ダイオキシン塔９の脱硝触媒または／および脱ダイオキ
シン触媒の活性を損なうことなく、かつ排ガス中の煤塵
により該装置が目詰まりすることなく、効率のよい排ガ
スの脱硝または／および脱ダイオキシンが可能となる。
３５０℃以上であると、脱硝塔で添加するアンモニアが
酸化し窒素酸化物となって脱硝効果が低下するので好ま
しくなく、２００℃以下であると、触媒の活性が著しく
低下するので好ましくない。すなわち、２００〜３５０
℃の範囲が脱硝触媒または／および脱ダイオキシン触媒
に適しているので、電気集塵機およびその後段の触媒装
置（８または／および９）に導入する排ガスは２００〜
３５０℃の範囲が望ましい。同時に、２００〜３５０℃
の温度であるので、脱硝塔８または／および脱ダイオキ
シン塔９に導入する排ガスの温度を該装置の活性を高め
るために再度昇温する必要がなく、すなわち、蒸気式再
加熱器１０７などの排ガスの再加熱手段を別途必要とせ
ず、再加熱のための余分なエネルギーを使用しないで済
む利点がある。

【００１７】アンモニア噴霧装置８ａのアンモニア噴霧
量は処理すべき窒素酸化物の濃度または処理水準に応じ
て噴霧量が決定され、フィードバック制御、フィードフ
ォワード制御、またはこれらを組み合わせた制御方法に
より噴霧量制御がなされる。次に脱硝または／および脱
ダイオキシンを行った排ガスを半乾式反応塔１に導入し
て消石灰スラリ噴霧装置１ａにより消石灰スラリを排ガ
スに霧状に噴霧し、スラリの水分により急冷するので、
排ガスに残留のダイオキシンを効率よく除去することが
可能となる。同時に消石灰スラリ中の消石灰により排ガ
ス中の酸性成分のほとんどが中和反応により除去され
る。消石灰スラリ噴霧装置１ａは、例えば図８（ａ）に
示すアトマイザ３２（霧化器）や図８（ｂ）に示すスラ
リ噴霧ノズル３３を用いて、排ガスに霧状に噴霧する。
このとき、半乾式反応塔１に導入される排ガスはすでに
煤塵を除去してあるので、消石灰スラリ噴霧の際に、ス
ラリ噴霧部（先端のチップなど。図示しない）に煤塵が
付着して噴霧部の詰まりを誘発することを未然に防ぐこ
とが可能となる。また、排ガス中に煤塵がないために、
消石灰スラリ中の水分は煤塵による蒸発の阻害を受ける
ことなく、すなわち、未蒸発水滴により乾いたまま排出
されるべき消石灰を含む煤塵が湿りダストを形成して塔
内に堆積する恐れを未然に回避することが可能となる。

【００１８】半乾式反応塔１で排ガスを冷却する温度
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
回避しながら、後段のバグフィルタ３の酸性ガス除去性
能を高めるので、より好ましい。次に、半乾式反応塔１
で冷却された排ガスをバグフィルタ３に導入するので半
乾式反応塔１で生成した中和反応生成物と一部未反応の
ままの消石灰を集塵除去して排ガスを浄化することが可
能となる。このとき、バグフィルタ３のろ過集塵の過程
で、わずかに残留する酸性成分を、未反応のままの消石
灰により効率よく除去することができる。さて、本発明
で電気集塵機に導入する排ガスの温度は２００〜３５０
℃であるが、通常この温度域での電気集塵機の使用はか
えってダイオキシンの再合成を促進しダイオキシン濃度
が増加してしまう不利益な温度域であると報告されてい
る。しかしながら、本発明は鋭意調査の結果、以下のこ
とをつきとめ、本発明に至ったものである。

【００１９】すなわち、ダイオキシン類は排ガス温度を
例えば２００℃以下に急冷するだけで低減することが可
能であるが、前駆物質と称されるクロロベンゼンやクロ
ロフェノールなどはこのときほとんど減少しない。減少
しない該前駆物質はその後の排ガス処理過程の中で、例
えば脱硝処理のための２００℃以上の昇温過程などで再
びダイオキシン類の再合成を誘発する主原因となり、排
ガス中のダイオキシン類を確実に低減することができな
い。本発明はダイオキシン類の再合成が多いとされる温
度域で排ガスを電気集塵機に導入させることにより、ダ
イオキシン類を再合成により一時的に増加させ、増加し
たダイオキシン類を脱ダイオキシン塔または／および半
乾式反応塔の急冷により、一気に低減させてしまう方策
を選択したのである。つまり、ダイオキシン類の再合成
を盛んに行わせるので、ダイオキシン類再合成に関与す
る前駆物質が極端に減少し、その後のダイオキシン類の
再合成の可能性を著しく減少させる利点と、一時的に増
加した濃度の高いダイオキシン類は、かえって濃度の高
い方が、脱ダイオキシン塔や半乾式反応塔での急冷によ
るダイオキシン類の除去効果が高く、排出濃度もより低
くなる利点があることを本発明者らは究明したのであ
る。以上のように、電気集塵機でのダイオキシン類の一
時的増加は問題とならず、かえって後段のダイオキシン
除去効果を高め、最終的に高い水準のダイオキシン低減
効果が得られるのである。

【００２０】図３は、主に請求項２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。焼却炉やボイラからの２００〜３５０℃の排ガ
スは電気集塵機４に導入されるが、このとき、電気集塵
機４の上流の煙道排ガス中、または電気集塵機４内へ直
接、防食剤としての消石灰が噴霧される。防食剤として
消石灰を噴霧するので、排ガスに多く含まれるＨＣｌ、
ＳＯｘ等の酸性成分による装置内壁の酸腐食を未然に防
ぐことが可能となる。防食剤として噴霧した消石灰は、
電気集塵機内の煤塵捕集部に到達する一方で、装置内壁
や煙道内壁に到達するものがあるので、内壁に到達した
消石灰は内壁にコーティングされ、排ガス中の酸性成分
や部分的な結露による内壁金属の浸食を阻止することが
可能となる。このときの消石灰の噴霧量は後段の半乾式
反応塔で中和剤として用いられる消石灰噴霧量の１／５
以下または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。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、前段の電気集塵機で中和反
応を積極的に行うこととなり、該電気集塵機から排出さ
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、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。

【００２１】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、飛灰を電気抵抗式の溶
融固化処理をする際に、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。また、飛灰の廃棄処
理として、セメント固化処理を行う場合は、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。

【００２２】以上の理由から、消石灰吹込量は後段の半
乾式反応塔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）
の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用いると、
薬剤サイロが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、後段の半
乾式反応塔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、半乾式反応
塔でスラリとして用いる前の粉体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。

【００２３】図３では、防食剤としての消石灰噴霧位置
を電気集塵機４の上流煙道としたが、図５〜図７に示す
バグフィルタの消石灰吹込位置を模擬して、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）、電
気集塵機外壁に設置（図６、図７）してもよく、吹込位
置は適宜選択される。

【００２４】図４は、主に請求項３に係る発明を説明す
るための図で、図１〜３と同一の構成部分は説明を省略
する。半乾式反応塔１で排ガス中のダイオキシンとほと
んどの酸性成分を除去した排ガスはバグフィルタ３に導
入されるが、このとき、消石灰噴霧装置３ａにより、バ
グフィルタ３の上流の煙道またはバグフィルタ３内に直
接消石灰を噴霧し、バグフィルタ３から排出される排ガ
スの酸性成分濃度の制御を該消石灰の噴霧量により行
う。

【００２５】半乾式反応塔１で消石灰スラリを噴霧した
あとに、さらに後段のバグフィルタ３の上流の煙道また
はバグフィルタ３内に直接消石灰を噴霧することによ
り、さらに高い水準で酸性成分を除去することが可能と
なる。消石灰スラリの噴霧量制御は酸性成分の除去に関
与すると同時に排ガスの温度制御に関与するため、煙突
での酸性成分の濃度を制御するさいに、消石灰スラリ噴
霧量のみで制御すると、排ガス温度にまで影響し、温度
の不安定な運転とならざるを得ない。また、酸性成分の
濃度の制御を消石灰スラリ濃度の変更により行うと、通
常スラリタンクは運転上数時間から数十時間の貯留容量
を有する必要がありタンク貯留量が多いため、負荷変動
を有する酸性成分濃度に適合した所定のスラリ濃度をす
ぐさま得ることができない欠点と、スラリ濃度調整制御
を行ったとしても、酸性成分濃度が高い場合にはスラリ
濃度を極端に高くする必要があり、このとき噴霧ポンプ
や噴射部の詰まりの原因となる欠点を有する。また、排
ガス量の変動に対応して排ガス温度を一定に制御する際
は、通常の水噴霧による温度制御と同様に、スラリ噴霧
量を制御する必要が生じ、このときスラリ濃度が一定で
あるとすると、正味の消石灰の噴霧量が変化して一定水
準の酸性成分除去が困難となる。

【００２６】したがって半乾式反応塔におけるスラリ噴
霧に加えて、後段のバグフィルタで消石灰を補足的に噴
霧すれば、高水準の酸性成分除去に加え、精度の高い安
定した酸性成分除去が可能となる。すなわち、消石灰ス
ラリ濃度を一定とし、排ガスの温度制御にのみスラリ噴
霧量を用いた方が、機器類の安定した運転が可能である
ため望ましく、消石灰スラリ噴霧での酸性成分除去の不
足分を補うため、または／および負荷変動する酸性成分
に迅速に対応するため、噴霧量制御の容易な粉体消石灰
を用い、これによりバグフィルタ３から排出される排ガ
スの酸性成分濃度を制御する。

【００２７】言い換えると、消石灰粉を半乾式反応塔１
の後段に設置されるバグフィルタ３上流の煙道、または
バグフィルタ３内に直接噴霧するので、半乾式反応塔で
酸性成分を十分に除去できなかった不足分を補うことが
できると同時に、負荷変動を有する酸性成分をバグフィ
ルタ３から排出される際に変動のごく少ない一定濃度に
制御することが可能となる作用と、半乾式反応塔で酸性
成分濃度制御のためにスラリ濃度を頻繁に変更する煩わ
しさやスラリ噴霧量を変更して排ガス温度が不安定とな
ることを回避できる作用とが得られる。バグフィルタ３
で噴霧する消石灰の吹込量の制御はＨＣｌを代表とする
煙突での酸性成分濃度を監視して、所定濃度または所定
濃度以下となるよう吹込量の制御を行えばよく、フィー
ドバック制御、フィードフォワード制御、あるいはこれ
らを組み合わせた制御等、公知の制御方法を用いればよ
い。

【００２８】消石灰噴霧装置３ａによる消石灰吹込位置
を図を参照しながら説明すると、消石灰は、例えば図５
に示すように、バグフィルタ本体１７の排ガス導入ダク
ト１１の上部のバグフィルタ本体１７外壁に粉体供給ダ
クト１６ａを設置して、バグフィルタ本体１７に消石灰
を噴霧するか、図６に示すように、バグフィルタ本体１
７の排ガス導入ダクト１１の導入部に粉体供給ダクト１
６ｂを設置して、バグフィルタ本体１７に消石灰を噴霧
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をバグフィルタ本体１７の外壁に設置して、
消石灰を噴霧する。しかし、消石灰がろ布表面に効果的
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。

【００２９】本発明で用いる消石灰噴霧装置３ａおよび
防食剤としての消石灰噴霧装置６は、公知の粉体供給装
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６と、中和剤としてバグフィルタ３
に噴霧するライン３ａ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、これらの工夫は運用上随時な
される。本発明で用いる電気集塵機４は、コロナ放電に
よる公知の集塵装置が用いられ、２００〜３５０℃での
使用が可能であれば、荷電形式や、乾式、湿式の区別、
集塵極の材質等は問わない。本発明で用いるバグフィル
タ３は、織布、不織布、フェルトなどをろ布として用い
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。
また、バグフィルタ３の逆洗効率を向上させるために消
石灰とともに珪藻土などの助剤を噴霧してもよく、これ
らは運転の都合上適宜採用される。

【００３０】本発明で用いる半乾式反応塔１は例えば図
８（ａ）に示すとおり、排ガス導入部が本体３１上部の
接線方向に設置されて塔内で旋回流を生じさせながら、
アトマイザ３２により消石灰スラリを霧状噴霧する形式
や、図８（ｂ）に示すとおり、排ガスを本体３１の上部
より導入し、スラリ噴射ノズル３３により消石灰スラリ
を霧状噴霧する形式を採用すればよいが、これらに限ら
ず消石灰スラリが効率よく霧化されて排ガスの急冷効果
が得られる形式であれば効果は同じである。本発明で
は、排ガス中のダイオキシンをより高度に低減するため
の別の対策として例えば、活性炭噴霧装置をバグフィル
タ３に付属させてもよいし、半乾式反応塔１の消石灰ス
ラリ噴霧の際に、活性炭を消石灰スラリに混入させて噴
霧してもよく、これらは適宜用いられる。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。

【００３１】なお、本明細書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等や、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。本明細書
において筆者は簡単のため単にダイオキシンと称した場
合があることを断っておく。

【００３２】

【実施例】本発明に係わる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および実施例２と、比較のための従来
技術による比較例、の３者について排ガス中のダイオキ
シン類毒性等価換算濃度について調べた結果を示す表で
ある。実施例１、２はそれぞれ図１、２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１では、脱硝塔の触媒として
チタン−バナジウム系触媒、実施例２では、脱ダイオキ
シン塔の触媒として、チタン−バナジウム系触媒に貴金
属を担持させた触媒を用いた。なお、比較のため排ガス
処理量、焼却炉の運転条件（説明略）等は実施例、比較
例ともに略同じ条件とした。

【００３３】

【表１】

【００３４】表１によれば、本発明を実施した実施例
１、２は、比較例と比較すると、電気集塵機出口では、
集塵温度が２８０℃程度であったため、ダイオキシン濃
度が高かったが、煙突入口では逆に十分低い値となっ
た。特に、脱ダイオキシン塔を採用した実施例２は０．
０４ｎｇ／Ｎｍ３と極端に低い値を達成することができ
た。また、表には記載しなかったが防食剤として消石灰
を少量噴霧した結果、電気集塵機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、
２の電気集塵機から排出された飛灰と同様に、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。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、ダイオキシンに不利と
される温度域で電気集塵機にて集塵処理したあと、脱硝
または脱ダイオキシン触媒で処理し、次に急冷すること
により、従来の水準より上回るダイオキシン低減を達成
することが可能となった。また、本発明の装置構成によ
れば、従来必要とされた脱硝用の排ガス再加熱器を省略
できるとともに、電気抵抗式溶融処理等の後処理容易な
飛灰を排出することが可能となった。さらに、集塵後に
消石灰スラリによる急冷を行うので、スラリ噴射部に煤
塵が付着して目詰まりを発生させる問題等の危険性を未
然に回避できる安定した排ガス処理が可能となった。

【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】本発明の実施の形態４をごみ焼却処理施設に採
用した場合を表す図である。

【図５】バグフィルタまたはバグ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バグフィルタの立面図
である。

【図６】バグフィルタまたはバグ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バグフィルタの立面図
である。

【図７】バグフィルタまたはバグ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バグフィルタの立面図
である。

【図８】半乾式反応塔の構造例を示す概略図である。

【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図９とは別の一例を
示す図である。

【符号の説明】

１は半乾式反応塔 １ａ 消石灰スラリ噴射装置 ３ バグフィルタ ３ａ 消石灰噴霧装置 ４ 電気集塵機 ５ 飛灰処理装置 ６ 防食剤（消石灰）噴霧装置 ８ 脱硝塔 ８ａ アンモニア噴霧装置 ９ 脱ダイオキシン塔 １１ 排ガス導入ダクト １２ ろ布 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 バグフィルタ本体（バグハウス） ３１ 半乾式反応塔本体 ３２ アトマイザ ３３ スラリ噴射ノズル ３４ ダスト排出部 １０１ 減温塔 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 １０７ 蒸気式再加熱器 １０８ 脱硝塔 １１０ 中和反応塔（乾式）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０１Ｄ 53/56 Ｂ０１Ｄ 53/34 １２９Ｚ 53/68 １３４Ａ 53/86 53/36 Ｇ 53/94 １０２Ｃ Ｂ０１Ｊ 23/22 Ｂ０１Ｊ 23/64 １０２Ａ 23/648 Ｂ０３Ｃ 3/01 Ｂ Ｂ０３Ｃ 3/013 (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 AA29 AC04 AC10 BA03 BA12 BA13 BA14 CA01 CA07 CA11 CA13 DA05 DA07 DA12 DA35 DA41 DA63 EA02 GA01 GA02 GA03 GB02 GB03 GB06 HA06 HA10 4D048 AA06 AA11 AB03 AC04 BA07X BA23X CD01 CD03 CD05 4D054 AA02 CA20 EA02 EA21 EA22 EA24 EA27 EA30 4D058 JA04 QA05 SA20 TA02 TA06 UA03 UA10 4G069 AA08 BC50B BC54B BC69B CA02 CA08 CA10 CA13 CA19 DA05

Claims (6)

【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
   際に、イ）２００〜３５０℃の温度域の排ガスを電気集
   塵機に導入して該排ガス中の煤塵を除去する第一の工
   程、ロ）該第一の工程を経た排ガスを脱硝塔または／お
   よび脱ダイオキシン塔に導入して、該排ガス中の窒素酸
   化物または／およびダイオキシン類を除去する第二の工
   程、ハ）該第二の工程を経た排ガスを半乾式反応塔に導
   入して、消石灰スラリにより該排ガス中の酸性成分を除
   去するとともに該排ガスを急冷する第三の工程、ニ）該
   第三の工程を経た排ガスをバグフィルタに導入して反応
   生成物を除去する第四の工程、からなることを特徴とす
   る排ガス処理方法。
2. 【請求項２】 前記ロ）の第一の工程において、電気集
   塵機で煤塵を除去する前の排ガス中に、または電気集塵
   機内に直接、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）の第三の工程で酸
   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】 前記ニ）の第四の工程において、バグフ
   ィルタの上流の煙道またはバグフィルタ内に直接消石灰
   を噴霧し、バグフィルタから排出される排ガスの酸性成
   分濃度の制御を該消石灰の噴霧量により行うことを特徴
   とする請求項１または２に記載の排ガス処理方法。
4. 【請求項４】 有害成分を含む排ガスを無害化処理する
   際に、イ）２００〜３５０℃の温度域の排ガス中の煤塵
   を除去する電気集塵機と、ロ）前記電気集塵機を経た排
   ガス中の窒素酸化物または／およびダイオキシン類を除
   去するための脱硝塔または／および脱ダイオキシン塔
   と、ハ）前記装置を経た排ガスに消石灰スラリを噴霧す
   る半乾式反応塔と、ニ）前記排ガス中の反応生成物を除
   去するバグフィルタ、とからなることを特徴とする排ガ
   ス処理装置。
5. 【請求項５】 前記イ）の電気集塵機の上流の煙道また
   は、電気集塵機内に直接、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４に
   記載の排ガス処理装置。
6. 【請求項６】 前記ニ）のバグフィルタの上流の煙道ま
   たはバグフィルタ内に直接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４または５に記載
   の排ガス処理装置。