JP2000271440A - 排ガス中の有害物質の分解除去方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 二次廃棄物の発生がなく，効率よく排ガス中
の有害物質を分解し、また交換部品が少なく，メンテナ
ンス性がよく、さらに設備の設置スペースが小さく，省
スペース性に優れた排ガス中の有害物質の分解除去方法
と装置を提供する。 【解決手段】 焼却炉１から排出される有害物質を含む
排ガスを冷却するガス冷却室２と、冷却された排ガスに
オゾンガスを注入して前記有害物質を分解処理するため
のオゾナイザー６と、排ガス中のダストを除去する集塵
装置３と、排ガスを吸引，送風する誘引送風機４と、前
記分解処理およびダスト除去後の排ガスを大気中に放出
する煙突５とから装置を構成し、オゾンガスが自己分解
することのない３００℃以下で、有害物質をオゾンによ
り分解処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、焼却炉、電気炉
等から排出される排ガス中に含まれる有害物質の分解方
法とその装置、特に一般廃棄物、産業廃棄物の焼却炉か
ら発生する排ガス中のダイオキシン等を効率よく分解除
去する方法とその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】焼却炉等からの排ガス中に含まれる有害
物質、特にダイオキシンの分解、除去方法として、従
来、燃焼排ガス経路途中にバグフィルターを設置してダ
ストとして除去する方法、排ガス中に活性炭を吹込み活
性炭に吸着させる方法、排ガス経路に活性炭吸着塔を設
け、同様に活性炭に吸着させる方法、排ガス経路に触媒
反応塔を設けて触媒で分解する方法などが知られてい
る。このうち基本となるのはバグフィルターによる方法
であり、通常これに他の方法を組み合せて使用される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記方
法には、以下のような問題があった。

【０００４】まず、バグフィルターによる方法は排ガス
中のダスト中に含まれている有害物質、例えばダイオキ
シンでいうと、いわゆる粒子状ダイオキシンの除去には
有効であるが、フィルターで除去できないような微細な
粒子状のダイオキシン、および沸点が低くガスとして存
在しているダイオキシン、いわゆるガス状ダイオキシン
は除去できないという問題がある。さらにフィルターの
定期的な交換が必要であり、このフィルターはダイオキ
シンによって汚染されているため、この処分の問題もあ
る。

【０００５】活性炭吹込み、活性炭吸着塔による吸着方
式はガス状ダイオキシンを除去できるが、ダイオキシン
を吸着した活性炭の処理が必要であり、二次廃棄物の発
生の問題がある。さらに、活性炭吸着塔の場合には新た
に吸着塔の設置が必要になりスペースの確保の点でも問
題がある。

【０００６】触媒分解塔方式では活性炭吸着塔よりもス
ペースが小さく、またダイオキシンは触媒によって分解
されているので廃触媒の処理は比較的容易であるが、高
価な触媒の定期的な交換が必要である。

【０００７】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、本発明の課題は、二次廃棄物
の発生がなく，効率よく排ガス中の有害物質を分解し、
また交換部品が少なく，メンテナンス性がよく、さらに
設備の設置スペースが小さく，省スペース性に優れた排
ガス中の有害物質の分解除去方法とその装置を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、この発明では、有害物質を含む高温の排ガスを３０
０℃以下に冷却後、排ガス中にオゾンガスを注入し、オ
ゾンと有害物質とを反応させることにより有害物質を分
解除去することとする（請求項１）。この方法を実施す
る装置としては、排ガスを３００℃以下に冷却するガス
冷却室と、冷却された排ガスにオゾンガスを注入して前
記有害物質を分解処理するためのオゾン発生装置と、排
ガス中のダストを除去する集塵装置と、排ガスを吸引，
送風する誘引送風機と、前記分解処理およびダスト除去
後の排ガスを大気中に放出する煙突とからなるものとす
る（請求項２）。

【０００９】また、排ガスの冷却とオゾンの注入を同時
に行う方法も考えられ、この目的を達成するために、請
求項３の発明では、有害物質を含む高温の排ガス中にオ
ゾン含有水を注入し、排ガスの熱により気化したオゾン
と有害物質とを反応させることにより有害物質を分解除
去することとする。この方法を実施する装置としては、
排ガスを冷却するガス冷却室と、このガス冷却室にオゾ
ン含有水を噴霧して有害物質を分解処理するために設け
たオゾン水製造装置と、排ガス中のダストを除去する集
塵装置と、排ガスを吸引，送風する誘引送風機と、前記
分解処理およびダスト除去後の排ガスを大気中に放出す
る煙突とからなるものとする（請求項４）。

【００１０】請求項１に係る発明の方法によれば、有害
ガスを含む排ガスを300℃以下に冷却後にオゾンと有害
物質を反応させているから、後に詳述するようにオゾン
が排ガスの温度で自己分解することなく、有害物質と反
応し、これを分解することができる。このときの排ガス
の冷却手段は廃熱ボイラーによるガス冷却でも、冷却水
を吹き込むことによる冷却でもあるいは両者併用でもい
ずれでもよい。

【００１１】また請求項３に係る発明によれば、排ガス
を冷却する方法として、オゾン含有水を排ガス中に吹き
込んで排ガスの冷却とオゾンの添加の両方を同時に行っ
ているので、上記と同様にオゾンが排ガスの温度で自己
分解することなく、有害物質と反応し、これを分解する
ことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図面により、本発明の実施の形態
について以下にのべる。

【００１３】［実施例１］図１は、一般廃棄物や産業廃
棄物の焼却場に適用したときの請求項１および２の発明
に関わる概略構成図であり、焼却炉１、この焼却炉１か
らの燃焼排ガスを冷却するガス冷却室２、排ガス中のダ
ストを除去する集塵装置３、排ガスを吸引、送風する誘
引送風機４、排ガスを大気中に放出する煙突５およびオ
ゾン発生装置であるオゾナイザー６とから構成される。

【００１４】図１においては、冷却方法として水噴射の
例を示すが、これに限定されるものではなく、廃熱ボイ
ラー、あるいは水噴射と廃熱ボイラーの併用により冷却
する方法でもかまわない。集塵装置３は電気集塵機また
はバグフィルターが用いられる。ガス冷却室２におい
て、例えば300℃以下に冷却された排ガスにオゾナイザ
ー６で発生させたオゾンを添加する。オゾンの原料とな
るガスは除湿空気または酸素である。

【００１５】オゾンは酸化力が極めて強く、自然界では
フッ素につぐ酸化力をもつが、高温では自己分解により
容易に酸素に戻る。この加熱による分解は排オゾンの分
解法として知られており、実用的には350℃で１秒程度
滞留させることにより排オゾンの処理が十分可能である
とされている。したがって焼却炉排ガスをオゾン処理す
る場合には、オゾンに自己分解を起こさせることなく排
ガス中の有害物質とオゾンを十分に混合接触させること
が重要である。例えば、焼却炉内の温度は700〜900℃で
あり、特に最近ではダイオキシン対策のため完全燃焼を
行わせるべく、燃焼温度は800℃以上、燃焼ガスの炉内
滞留時間は２秒以上が推奨されている。このような排ガ
スにオゾンを添加するとオゾンの自己分解が生じ、有害
物質と十分に接触しないため分解率は低く押さえられ
る。

【００１６】本発明では、700〜900℃の焼却炉から出た
排ガスをガス冷却室で300℃以下に冷却後、オゾンを混
合するようにしているので、オゾンの自己分解が起ら
ず、有害物質とオゾンが十分に接触することが可能にな
り、高い分解率が得られる。

【００１７】このような条件下で分解を行った例とし
て、ダイオキシンの前駆物質とされているo-CP（オルトクロロ
フェノール）の例を以下に説明する。被処理ガスとしてo-CP
を2.5〜99.5ppm含む5L/minの110℃のガスに、濃度9.6mg
/Lのオゾン含有ガスを1L/minで混合し、150℃に加温し
たチャンバー出口でo-CP濃度を測定した。結果は図2に
示すように、o-CPの分解率は71〜97％であり、高い分解
率が得られた。

【００１８】このように有害物質が除去された排ガスは
次いで集塵装置３でダストが除去された後、誘引送風機
４、煙突５を経由し大気中に放出される。尚、排ガス中
に未反応のオゾンが残留している場合には、排ガスを30
0℃以上に再加熱するか、オゾンの分解触媒で処理する
ことにより残留オゾンを分解後、大気中に放出する。

【００１９】上記の例では集塵装置３の手前で冷却され
た排ガスにオゾンを添加したが、集塵装置３でダストを
除去された排ガスにオゾンを添加してもよい。この場合
には排ガス中にはダストが含まれていないため、ガス状
有害物質にオゾンが有効に作用し、分解する。

【００２０】［実施例２］図３に、請求項３および４に
関わる異なる実施例を示す。図３は図１と同じく一般廃
棄物や産業廃棄物の焼却場に適用したときのフローであ
るが、オゾンの供給方法が異なり、ガス冷却室２の冷却
水中にオゾナイザー６で発生したオゾンを溶解させてか
ら排ガス中に噴霧し、オゾン水でガスを冷却すると同時
にオゾンを供給し有害物質を分解する例である。図では
オゾン水の製造方法として、空気または酸素を原料とし
てオゾナイザーでオゾンを発生させ、冷却水中に溶解さ
せてオゾン水を得るフローを示したが、水の電気分解に
よるいわゆる電解式のオゾン水製造方法でもよく、要す
るにオゾン水が得られればその方法は問わない。

【００２１】ガス冷却室２では冷却水のほとんどは蒸発
するが、冷却水中の溶存オゾンもこれに伴ない気相オゾ
ンになる。この結果、排ガス中の有害物質と反応しこれ
を分解することは実施例１で述べたことと同様である。

【００２２】

【発明の効果】この発明によれば、焼却炉等から排出さ
れる有害物質を含む高温の排ガスを３００℃以下に冷却
後、排ガス中にオゾンガスを注入し、オゾンと有害物質
とを反応させることにより有害物質を分解除去すること
とする、あるいは、排ガスの冷却とオゾンの注入を同時
に行うために、排ガス中にオゾン含有水を注入し、排ガ
スの熱により気化したオゾンと有害物質とを反応させる
ことにより有害物質を分解除去することとしたので、オ
ゾンが排ガス中の温度で自己分解することなく、有害物
質と反応し、これを効率よく分解することができる。ま
た本発明ではバグフィルター、活性炭、触媒などの交換
部品がなく、また有害物質に汚染されたバグフィルタ
ー、活性炭などの二次廃棄物の発生がないという利点が
ある。さらにオゾンと有害物質の反応の場として既存の
ガス冷却室やダクトを利用できるため、設備の設置スペ
ースが小さいというメリットもある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を示す構成図である。

【図２】オルトクロロフェノールの濃度と分解率との関
係を示す図である。

【図３】この発明の第２の実施例を示す構成図である。

【符号の説明】

１：焼却炉、２：ガス冷却室、３：集塵装置、４：誘引
送風機、５：煙突、６：オゾナイザー。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有害物質を含む高温の排ガスを３００℃
   以下に冷却後、排ガス中にオゾンガスを注入し、オゾン
   と有害物質とを反応させることにより有害物質を分解除
   去することを特徴とする排ガス中の有害物質の分解除去
   方法。
2. 【請求項２】 有害物質を含む高温の排ガスを３００℃
   以下に冷却するガス冷却室と、冷却された排ガスにオゾ
   ンガスを注入して前記有害物質を分解処理するためのオ
   ゾン発生装置と、排ガス中のダストを除去する集塵装置
   と、排ガスを吸引，送風する誘引送風機と、前記分解処
   理およびダスト除去後の排ガスを大気中に放出する煙突
   とからなることを特徴とする排ガス中の有害物質の分解
   除去装置。
3. 【請求項３】 有害物質を含む高温の排ガス中にオゾン
   含有水を注入し、排ガスの熱により気化したオゾンと有
   害物質とを反応させることにより有害物質を分解除去す
   ることを特徴とする排ガス中の有害物質の分解除去方
   法。
4. 【請求項４】 有害物質を含む高温の排ガスを冷却する
   ガス冷却室と、このガス冷却室にオゾン含有水を噴霧し
   て前記有害物質を分解処理するために設けたオゾン水製
   造装置と、排ガス中のダストを除去する集塵装置と、排
   ガスを吸引，送風する誘引送風機と、前記分解処理およ
   びダスト除去後の排ガスを大気中に放出する煙突とから
   なることを特徴とする排ガス中の有害物質の分解除去装
   置。