JP2000274643A - 排ガス処理システム - Google Patents

排ガス処理システム

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JP2000274643A
JP2000274643A JP11081159A JP8115999A JP2000274643A JP 2000274643 A JP2000274643 A JP 2000274643A JP 11081159 A JP11081159 A JP 11081159A JP 8115999 A JP8115999 A JP 8115999A JP 2000274643 A JP2000274643 A JP 2000274643A
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heating
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Hideo Goshima
秀雄 五嶋
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Takuma Co Ltd
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Takuma Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低温になった排ガスを少量のエネルギーで触
媒の活性温度まで昇温させ、NOxやダイオキシン類を
高効率で除去することができる、省エネルギーかつ高効
率の排ガス処理システムを提供することを目的とする。 【解決手段】 排ガス処理システムに排ガス11に還元
剤を添加する還元剤添加22を備え、排ガス11を処理
ガス13として加熱可能な加熱部14と手段、処理ガス
13の流通方向における加熱部14の両側に、還元触媒
層1b,2bと蓄熱層1a,2aの積層で還元触媒層1
b,2bを加熱部14側に形成した還元蓄熱部1,2
と、加熱部14に対して還元蓄熱部1,2の反対側に、
処理ガス13を供給又は排出する2つの取合口10a,
10bをそれぞれ設けた処理炉8を備え、処理炉8内を
流れる処理ガス13の方向を切り換える処理方向切換機
構6を備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、都市ごみ又は産業
廃棄物等の焼却炉に付設され、これらの焼却炉から排出
されるNOxやダイオキシン類を除去する排ガス処理シ
ステムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、焼却炉から排出される排ガスのN
Oxやダイオキシン類を除去する方法として、排ガスの
温度が250℃〜350℃以上の活性温度以上において
アンモニアや尿素水を還元剤とするNOx還元触媒脱硝
法が用いられている。しかし、NOx還元脱硝法におい
て、排ガスが低温の場合、活性が非常に低く、特に22
0℃以下ではNOxやダイオキシン類の除去効率が非常
に低い。このため、排ガスを高温で処理する必要があ
り、排ガスが220℃以下になる場合は、再加熱する必
要があった。例えば、湿式、半乾式又は乾式塩化水素除
去装置の下流側に脱硝用の排ガス処理装置を設置する場
合、排ガス処理装置に供給される排ガスは220℃以下
になるので、排ガスを250℃〜350℃以上に再加熱
しNOx還元触媒脱硝法によって処理することになる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】これらの構成において
は、排ガスを再加熱するために相当のエネルギーが必要
となり、再加熱のための加熱手段として、例えば、高負
荷のバーナ等を用い、膨大な設備を使用する必要があっ
た。さらに、加熱後に脱硝処理された高温状態の排ガス
は、そのまま大気に放出され、熱効率の点からも問題が
あった。よって、本発明は、これらの事情を鑑みて、少
量のエネルギーを加えることで、低温になった排ガスを
触媒の活性温度まで昇温させ、NOxやダイオキシン類
を高効率で除去し、さらに処理後の排ガスを処理前の排
ガスの加熱に再利用することができる、省エネルギーか
つ高効率の排ガス処理システムを提供することを目的と
する。
【0004】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明に係る排ガス処理システムについては、排ガス
に還元剤を添加する還元剤添加手段を備え、前記排ガス
を処理ガスとして加熱可能な加熱部と、前記処理ガスの
流通方向における前記加熱部の両側に、還元触媒層と蓄
熱層の積層で前記還元触媒層を前記加熱部側に形成した
還元蓄熱部と、前記加熱部に対して前記還元蓄熱部の反
対側に、前記処理ガスを供給又は排出する2つの取合口
をそれぞれ設けた処理炉を備え、前記処理炉内を流れる
前記処理ガスの方向を切り換える処理方向切換機構を備
えることを特徴とする。この構成によると、加熱後に還
元触媒層で処理された処理ガスの熱を還元蓄熱部に貯
え、処理方向切換機構により処理ガスの方向が切り換え
られると、前記還元蓄熱部に貯えられた熱は処理前の処
理ガスの加熱に使用される。よって、前記加熱部は少量
のエネルギーで補助的に処理ガスを加熱するだけで処理
ガスを活性温度以上に加熱することができ、省エネルギ
ーかつ高効率にNOxやダイオキシン類を除去すること
が可能である。さらに、前記蓄熱層をセラミック製ハニ
カム状の蓄熱体で構成することにより、排ガスの煤塵に
よる前記蓄熱層の目詰まりを抑制することができる。ま
た、前記排ガスと外気を切り換えて前記処理ガスとする
処理ガス切換機構を備えることにより、前記排ガス処理
システム始動時に排ガスと換えて外気を供給し、冷えた
前記還元蓄熱層をある程度まで加熱した後に排ガスを処
理することができ、処理初期の排ガスのNOxやダイオ
キシン類を確実かつ高効率に除去することができる。ま
た、前記排ガスの煤塵を除去する集塵器を備えること
で、排ガスの煤塵を除去し、前記還元蓄熱部の目詰まり
を抑制し、目詰まりによる処理能力低下等を抑制するこ
とができる。
【0005】
【発明の実施の形態】本願に係る排ガス処理システムの
実施の形態を図面に基づいて説明する。図1、図2に示
す排ガス処理システムは還元剤としてアンモニアや尿素
水を排ガスに添加し、NOx還元脱硝法にて排ガス中の
NOxやダイオキシン類を除去するものであり、集塵器
21、還元剤添加器22、処理ガス切換機構7、処理方
向切換機構6、処理炉8、吸引ファン20で構成されて
おり、処理炉8はバーナ4を有する加熱部14、TiO
2−V25 系の還元触媒層1b、2bとセラミックハニ
カム状の蓄熱層1a、2aで形成された積層状の2つの
還元蓄熱部1、2、処理ガス13を供給又は排出する2
つの取合口10a、10bで構成されている。焼却炉か
ら排出された排ガス11は前記集塵器21で煤塵をある
程度除去された後に前記還元剤添加器22によりアンモ
ニアや尿素水等の還元剤を添加され前記処理ガス切換機
構7に流れる。還元剤を添加した前記排ガス11と外気
12を前記処理ガス切換機構7の2つの切換ダンパ7
a、7bによって、例えば図1(イ)と図2(イ)に示
すように、切り換えて流すことが可能で、切り換えられ
た処理ガス13は前記処理方向切換機構6に供給され
る。さらに、前記処理方向切換機構6の4つの切り換え
ダンパ6a、6b、6c、6dの切換により、例えば図
1(イ)と図1(ロ)に示すように、処理ガス13は前
記処理炉8内を流れる方向を切り換えられ、前記吸引フ
ァン20へ流れる。すなわち、切換ダンパ6a、6bを
開、切換ダンパ6c、6dを閉にすると、処理ガス13
は取合口10a、処理炉8、取合口10bを介し吸引フ
ァン20へ流れる第1処理状態Aとなり、切換ダンパ6
a、6bを閉、切換ダンパ6c、6dを開にすると、処
理ガス13は取合口10b、処理炉8、取合口10aを
介し吸引ファン20へ流れる第2処理状態Bとなる。
【0006】以下に、焼却炉からの排ガスを処理する前
の準備運転の手順を、図1に基いて説明する。排ガス処
理初期段階にて、処理炉8の還元触媒層1b、2bが活
性温度以下の状態で排ガスを処理すると、充分にNOx
やダイオキシン類を除去することができず、性能が低下
する。初期段階のみバーナ4を高負荷にする方法がある
が、この場合、高負荷のバーナを備える必要がある。し
かし、排ガスを処理する前に以下に示す手順で準備運転
を行うと、処理初期段階において、還元触媒層1b、2
bが活性温度以上にすることができ、排ガスのNOxや
ダイオキシン類を確実かつ高効率に除去することができ
る。すなわち、図1に示すように、処理ガス切換機構7
で、切換ダンパ7aを閉、7bを開にし、外気12を処
理ガス13とし、処理炉8に供給している状態で準備運
転は行われる。まず、図1(イ)に示すように、処理方
向切換機構6において、処理ガス13は第1処理状態A
で流れ、処理炉8に供給された処理ガス13は、還元蓄
熱部1を介し、バーナ4によって加熱され、還元蓄熱部
2に熱を与え排出される。次に、図1(ロ)に示すよう
に、処理方向切換機構6において、処理ガス13は第2
処理状態Bで流れ、処理炉8に供給され、蓄熱した還元
蓄熱部2で予熱され、バーナ4によって加熱され、還元
蓄熱部1に熱を与え、排出される。このように、処理方
向切換機構6を例えば約2分間隔で切り換えることによ
り、図1(イ)、(ロ)の状態を繰り返し、還元蓄熱部
1、2に次第に熱が蓄積され、還元触媒層1b、2bの
上部の温度が約355℃になるまでこれを繰り返す。こ
のことにより、次に処理ガス13として排ガス11を流
したときは、初期段階においても、すでに還元蓄熱部
1、2に熱が貯えられており、処理ガス13は十分に加
熱され、NOxやダイオキシン類を確実かつ高効率に除
去することができる。
【0007】次に、焼却炉から排出された排ガスを処理
する手順を、図2に基いて説明する。前述のように準備
運転された後、還元蓄熱部1、2に熱が貯えられた状態
で、処理ガス切換機構7で、切換ダンパ7aを開、7b
を閉にし、排ガス11を処理ガス13とし、処理炉8に
供給している状態で行われる。図2(イ)に示すよう
に、処理方向切換機構6により、処理ガス13が第1処
理状態Aで流れているときは、処理炉8に供給された処
理ガス13は、蓄熱した還元蓄熱部1により約355℃
まで加熱され、バーナ4により約370℃まで加熱され
た後、還元触媒層2bで還元されNOx及びダイオキシ
ン類が除去され、還元蓄熱部2に熱を与え、約195℃
になり排出される。また、図2(ロ)に示すように、処
理ガス13が第2処理状態Bで流れているときは、処理
炉8に供給された処理ガス13は、蓄熱した還元蓄熱部
2により約355℃まで加熱され、バーナ4により約3
70℃まで加熱された後、還元触媒層1bで還元されN
Ox及びダイオキシン類が除去され、還元蓄熱部1に熱
を与え、約195℃になり排出される。上記のように処
理方向切換機構6を例えば約2分間隔で切り換えること
により、図2(イ)、(ロ)の状態を繰り返し、処理ガ
ス13を処理炉8にて処理することにより、処理炉8に
供給される前には180℃程度の処理ガス13は、常に
活性温度以上の370℃程度まで加熱され後に還元触媒
層1b、2bと接触させることが可能で、さらに、処理
後の処理ガス13の熱を還元蓄熱部1、2に貯え、処理
前の処理ガスを加熱することができることで、バーナ4
は処理ガスを約355℃から約370℃の15℃程度の
加熱にのみに使用される。この構成により、本願の目的
である、低温になった排ガスを少量のエネルギーで触媒
の活性温度まで昇温させ、NOxやダイオキシン類を高
効率で除去することができる、省エネルギーかつ高効率
の排ガス処理システムを提供することができるのであ
る。
【0008】また、本願に係る排ガス処理システムの実
施の形態として、処理ガス切換機構及び処理方向切換機
構を複数のダンパを使用したが、その他に切り換える方
法として回転切換弁や、3方切換弁等で流路を切り換え
る等の方法が考えられ、これらはすべて本願の請求の範
囲に含まれるものである。さらに、加熱部として実施の
形態はバーナを使用したが、電熱等による加熱も可能で
あり、本願の請求の範囲に含まれるものである。
【0009】
【発明の効果】本願に係る排ガス処理システムにおいて
は、例えば、都市ごみや産業廃棄物等の焼却炉に付設
し、これらの焼却炉から排出されるNOxやダイオキシ
ン類を除去する排ガス処理システムとして使用され、排
ガスを少量のエネルギーを加えることで触媒の活性温度
まで加熱することができ、高効率にNOxやダイオキシ
ン類を除去することが可能になる。例えば、NOx濃度
20ppm(O2 =12%換算)、ダイオキシン類濃度
約0.1ng−TEQ/Nm3(O2 =12%換算)に低
減でき、従来に比べそれぞれ1/5程度となった。さら
に、処理後の排ガスの熱エネルギーを処理前の排ガスの
加熱に再利用することができ、大気へ放出する熱が少な
い高熱効率の構成になっている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願に係る排ガス処理システムを説明する系統
【図2】本願に係る排ガス処理システムを説明する系統
【符号の説明】
1、2 還元蓄熱部 6 処理方向切換機構 7 処理ガス切換機構 8 処理炉 11 排ガス 12 外気 14 加熱部 A 第1処理状態 B 第2処理状態

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 排ガスに還元剤を添加する還元剤添加手
    段を備え、 前記還元剤が添加された排ガスを処理ガスとして加熱可
    能な加熱部と、前記処理ガスの流通方向における前記加
    熱部の両側に、還元触媒層と蓄熱層の積層で前記還元触
    媒層を前記加熱部側に形成した還元蓄熱部と、前記加熱
    部に対して前記還元蓄熱部の反対側に、前記処理ガスを
    供給又は排出する2つの取合口をそれぞれ設けた処理炉
    を備え、 前記処理炉内を流れる前記処理ガスの方向を切り換える
    処理方向切換機構を備えた排ガス処理システム。
  2. 【請求項2】 前記蓄熱層をセラミック製ハニカム状の
    蓄熱体で構成した請求項1記載の排ガス処理システム。
  3. 【請求項3】 前記排ガスと外気を切り換えて前記処理
    ガスとする処理ガス切換機構を備えた請求項1又は2記
    載の排ガス処理システム。
  4. 【請求項4】 前記排ガスの煤塵を除去する集塵器を備
    えた請求項1から3いずれか記載の排ガス処理システ
    ム。
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