JP2000288353A - 燃焼排ガス処理方法 - Google Patents

燃焼排ガス処理方法

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JP2000288353A
JP2000288353A JP11097793A JP9779399A JP2000288353A JP 2000288353 A JP2000288353 A JP 2000288353A JP 11097793 A JP11097793 A JP 11097793A JP 9779399 A JP9779399 A JP 9779399A JP 2000288353 A JP2000288353 A JP 2000288353A
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dust
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Akitoshi Yamada
昭捷 山田
Masatoshi Nishizawa
正俊 西澤
Osamu Hamamoto
修 濱本
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Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 焼却炉や重質油焚ボイラの燃焼排ガスを低温
で除塵後、従来の加熱炉等を用いずに最適触媒反応温度
に昇温させて有害物質を分解処理する。 【解決手段】 被焼却物1の焼却炉2、燃焼排ガス3の
熱で燃焼用空気4を予熱する熱交換器5、白煙防止用空
気6を加熱する熱交換器7、排ガス3の冷却塔8、排ガ
ス3を除塵する除塵器9、除塵後の排ガス10中に含ま
れる窒素酸化物、含ハロゲン、含硫黄、含窒素系を含む
有機化合物、シアン系化合物等の有害物質を分解し無害
化する触媒反応器11、洗浄塔12、洗浄後の排ガスを
白煙防止用空気6で希釈して大気放出する煙突13等か
ら構成され、特に、除塵器9から触媒反応器11に送る
排ガス10を、熱交換器7で排ガス3の温度を利用して
最適反応温度に昇温させる。そのため、従来の加熱炉等
を省略でき、効率的で経済的な排ガス処理ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は燃焼排ガス処理方法
に係り、特に、ボイラや焼却炉における燃焼排ガス中に
含まれる窒素酸化物、含ハロゲン、含硫黄、含窒素系を
含む有機化合物、シアン系化合物、悪臭成分等を効率よ
く除去するのに好適な燃焼排ガス処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の燃焼排ガス処理方法は、
例えば、除塵→洗浄→再加熱→(加熱炉など)→脱硝・
脱臭(触媒反応器)等のプロセスが主流であった。ま
た、従来から、汚泥焼却設備排ガスを中心に、触媒反応
器の前段に熱交換器および加熱炉を設置し、触媒反応に
最適な温度を保つプロセスも行われていた。
【0003】但し、ボイラの場合、燃料によっては焼却
炉と異なり、触媒反応器に対して排ガス中のダストによ
る触媒劣化等の問題がなく、除塵器等が不要な場合もあ
り、そのため排ガスの温度調節に加熱炉等が不要なこと
もある。(例えば特開平9−103646号公報参照)
【0004】一方、加熱炉を用いて排ガス温度を調節す
るプロセスは、非常に安定した温度確保ができるが、こ
こで新たに灯油などの燃焼を消費するという短所があ
る。そのため、加熱炉を使用しないか、または使用して
も、その負荷を小さくしたプロセスの検討も行われた。
(例えば特開平9−75668号公報参照)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】いずれにしても、排ガ
ス中のダストを除去する場合は、触媒反応器の前段側で
予め除塵し、その後、最終段階で排ガス中に含まれる窒
素酸化物、含ハロゲン、含硫黄、含窒素系を含む有機化
合物、シアン系化合物を、触媒反応器を用いて分解し、
最終的に無害化して放出するのが一般的な排ガス処理プ
ロセスであった。
【0006】この場合、除塵器を有効に作用させるた
め、例えばバグフィルターの場合、燃焼排ガスの温度を
200℃以下の比較的低温にする必要があり、また、触
媒反応器を有効に作用させるために、触媒反応器に流入
させる排ガスを、少なくとも250℃以上に昇温させる
必要があった。
【0007】したがって、除塵のためにいったん温度降
下させた燃焼排ガスを、効果的な脱硝等を行うために、
加熱炉等の再加熱装置を設置しなければならないという
問題があり、また、再加熱のために灯油等を継続的に燃
焼させなければならないという問題があった。
【0008】本発明の目的は、汚泥、都市ごみ等の廃棄
物の焼却炉や重質油焚ボイラなどから排出する燃焼排ガ
スの処理プロセスにおいて、低温における除塵を行った
のち、加熱炉等の燃焼法による再加熱手段を用いずに、
脱硝等に適するように、燃焼排ガスの温度を上昇できる
効率的で経済的な排ガス処理方法を提供することであ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題は、以下のよう
に達成される。すなわち、本発明は、焼却炉から排出さ
れる燃焼排ガスを温度降下させて除塵し、その後、温度
上昇させて脱硝等の反応を行わせる燃焼排ガス処理方法
において、前記除塵後の排ガスを、除塵前の燃焼排ガス
の温度を利用して温度上昇させることを特徴とする。そ
のため、除塵前の燃焼排ガスを利用するので、従来あっ
た加熱炉等の加熱手段を省略できる。
【0010】また、廃棄物などを焼却炉で燃焼させ、前
記焼却炉から排出される燃焼排ガスを熱交換器に通して
温度降下させ、前記温度降下させた燃焼排ガスを除塵器
で除塵および/もしくは洗浄塔で洗浄し、前記除塵した
排ガスを温度上昇させて触媒反応器に流通させ、前記触
媒反応器で前記排ガス中の窒素酸化物、含ハロゲン、含
硫黄、含窒素系を含む有機化合物、シアン系化合物など
の物質うち、いずれかまたは複数の物質を分解処理する
燃焼排ガス処理方法において、前記除塵器から排出され
る排ガスを、前記熱交換器に通して温度上昇させた後、
前記触媒反応器に流通させることを特徴とする。そのた
め、除塵器の前段側に従来からあった熱交換器を利用し
て、除塵後の排ガスを温度上昇させるので、加熱炉等の
加熱手段や、そのための燃料費等を節約できる。
【0011】また、廃棄物などを燃焼させる焼却炉と、
前記焼却炉から排出される燃焼排ガスの熱を利用する熱
交換器と、前記熱交換器によって温度降下した燃焼排ガ
スからダストを除去する除塵器および/もしくは洗浄塔
と、前記除塵器から排出される排ガス中の窒素酸化物、
含ハロゲン、含硫黄、含窒素系を含む有機化合物、シア
ン系化合物などの物質うち、いずれかまたは複数の物質
を分解処理する触媒反応器とを備えた焼却処理装置にお
いて、前記除塵器から排出された排ガスを、前記熱交換
器を介して前記触媒反応器に流入させることを特徴とす
る。そのため、除塵器および/もしくは洗浄塔と触媒反
応器との間に、従来、別途に設置されていた加熱炉等の
再加熱手段を省略できる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して説明する。図1は、本発明の焼却処理装置
の一実施形態を示す構成図である。本実施形態では、被
焼却物として、ごみや汚泥その他の廃棄物を焼却処理す
るシステムを例に説明するが、本発明は、必ずしも廃棄
物の焼却に限定されるものではなく、要は、被焼却物の
燃焼によって排出される排ガス処理の、効率的で効果的
なプロセスを実現したものである。
【0013】図1に示すように、本例の装置構成は、前
段側から、ごみやその他の廃棄物などの被焼却物1を焼
却する焼却炉2、焼却炉2から排出される燃焼排ガス3
の熱を利用し、焼却炉2に供給する燃焼用空気4を予熱
する熱交換器5、その後段側で、燃焼排ガス3の熱を利
用して白煙防止用空気6を加熱する熱交換器7、さらに
燃焼排ガス3を冷却するための冷却塔8、冷却して温度
降下した燃焼排ガス3からダストを除去する除塵器9、
ダストを除去した排ガス10中に含まれる窒素酸化物、
含ハロゲン、含硫黄、含窒素系を含む有機化合物、シア
ン系化合物などの有害物質を分解して無害化する触媒反
応器11、硫黄酸化物などを除去するために排ガスを洗
浄する洗浄塔12、洗浄された排ガスを白煙防止用空気
6で希釈して大気へ放出する煙突13などから構成され
ている。
【0014】なお、触媒反応器11に流入する排ガス1
0には、Nox処理用のアンモニア14が注入され、ま
た、燃焼用空気4、白煙防止用空気6、煙突13に排出
される排ガスのそれぞれのラインには、ブロワ15、1
6、17がそれぞれ設置されている。
【0015】本実施形態では、除塵器9から触媒反応器
11に送る除塵した排ガス10を、前段側に既設されて
いる熱交換器7を通すことにより、燃焼排ガス3の温度
を利用して温度上昇させるようになっている。そのた
め、触媒反応器に流入させる排ガスを昇温させるため
に、従来、必要であった加熱炉等が省略されている。
【0016】以下、本実施形態の作用効果等をさらに詳
述する。本発明は排ガス中の窒素酸化物、含ハロゲン、
含硫黄、含窒素系を含む有機化合物、およびシアン系化
合物を分解、無害化するにあたり、温度や排ガス組成を
限定して、低温における除塵および最適温度における触
媒反応、さらに白煙防止対策を、焼却炉から排出される
燃焼排ガスの温度を利用して、熱交換器のみで行うもの
である。
【0017】図1に示すように、焼却炉2において被燃
焼物1、例えば脱水汚泥、都市ゴミ等は、予熱器として
の熱交換器5による加熱空気3を供給されて燃焼する。
燃焼炉2の燃焼管理は適宜に温度測定などによって行わ
れる。その結果として、燃焼排ガス3中には、5%以
上、好ましくは7〜10%の酸素が含有されるように管
理される。
【0018】高温(例えば800℃程度)の燃焼排ガス
は、熱交換器5および7を通った後、冷却塔8で200
℃程度まで下げられる。次に、集塵器(例えばバグフィ
ルタ)で除塵された排ガスは、熱交換器7によって25
0℃以上、好ましくは300℃に昇温され、Nox濃度
に応じてアンモニア14が注入されたのち、金属酸化物
系の触媒を充填した触媒反応器11によって、脱硝、脱
臭反応および有機塩素化合物やシアン系化合物の分解反
応が進行する。処理された排ガスはさらに洗浄塔12を
通って、白煙防止用希釈空気6と混合されて煙突13か
ら放出される。
【0019】以上のプロセスを構成することによって、
ダストが多く、かつ窒素酸化物(Nox)その他の大気
汚染成分、悪臭成分、さらに、特に毒性の大きいシアン
系化合物やダイオキシン等の有機塩素化合物を含有する
燃焼排ガス中から、それらの有害物質を効率よくかつ経
済的に除去できるようになる。
【0020】ここで、さらに本プロセスの特徴を記述す
る。 バグフィルタ(集塵器)による除塵を、200℃以
下という十分低い燃焼排ガス温度で実施する。
【0021】 触媒反応器において、250℃以上、
好ましくは300℃〜350℃という、十分に活性を維
持し得る温度が保持できる。脱硝、脱臭反応および有機
塩素化合物の分解反応などの活性維持は、排ガス温度お
よび酸素濃度(ドライベース体積率1%以上共存)の制
御によって効果的に行われる。
【0022】 排ガス温度の制御は熱交換器によって
行い、加熱炉等の燃料は不要となる。 大気放出の排ガスを希釈するための白煙防止用空気
の加熱も、上述と同様に実施できる。
【0023】 以上の理由により、燃料消費の節減、
触媒寿命の延長が図られ、建設後の運転費は、従来のプ
ロセスと比べて著しく低減する。 触媒反応器に充填される触媒には、遷移金属酸化
物、特に、バナジウム、タングステン等の酸化物が好ま
しく用いられる。触媒の担体はチタン酸化物等が用いら
れる。
【0024】 本発明において排ガス中に注入される
アンモニアは、従来のアンモニア脱硝プロセスにおける
注入法と同様である。また、アンモニアに代わって尿素
も好ましく使用できる。 燃焼排ガス中の酸素濃度は、焼却炉内の調節によっ
ても制御可能であるが、ジルコニア式酸素濃度計などで
直接測定して制御してもよい。
【0025】
【発明の効果】上述のとおり本発明によれば、廃棄物等
の焼却炉や重油焚ボイラなどから排出する燃焼排ガスの
処理プロセスにおいて、最適低温で除塵を行ったのち、
加熱炉等の燃焼法による再加熱手段を用いずに、脱硝等
など有害物質の分解処理に適するように、燃焼排ガスの
温度を上昇できるので、効率的で経済的な排ガス処理を
実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の焼却処理装置の一実施形態を示す構成
図である。
【符号の説明】
1 被焼却物 2 焼却炉 3 燃焼排ガス 4 燃焼用空気 5 熱交換器 6 白煙防止用空気 7 熱交換器 8 冷却塔 9 除塵器 10 排ガス 11 触媒反応器 12 洗浄塔 13 煙突 14 アンモニア 15、16、17 ブロワ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4D048 AA01 AA06 AA09 AA10 AA11 AA17 AA22 AB03 AC04 BA41Y CC38 CC42 CC43 CD03 DA01 DA06

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 焼却炉から排出される燃焼排ガスを温度
    降下させて除塵し、その後、温度上昇させて脱硝、脱
    臭、脱シアン系化合物および/もしくはダイオキシン等
    の脱有機ハロゲン化合物の反応を行わせる燃焼排ガス処
    理方法において、前記除塵後の排ガスを、除塵前の燃焼
    排ガスの温度を利用して温度上昇させることを特徴とす
    る燃焼排ガス処理方法。
  2. 【請求項2】 廃棄物などを焼却炉で燃焼させ、前記焼
    却炉から排出される燃焼排ガスを熱交換器に通して温度
    降下させ、前記温度降下させた燃焼排ガスを洗浄塔およ
    び/もしくは除塵器で浄化し、前記浄化した排ガスを温
    度上昇させて触媒反応器に流通させ、前記触媒反応器で
    前記排ガス中の窒素酸化物、含ハロゲン、含硫黄、含窒
    素系を含む有機化合物、シアン系化合物などの物質う
    ち、少なくとも1つの物質を分解処理する燃焼排ガス処
    理方法において、前記除塵器から排出される排ガスを、
    前記熱交換器に通して温度上昇させた後、前記触媒反応
    器に流通させることを特徴とする燃焼排ガス処理方法。
  3. 【請求項3】 廃棄物などを燃焼させる焼却炉と、前記
    焼却炉から排出される燃焼排ガスの熱を利用する熱交換
    器と、前記熱交換器によって温度降下した燃焼排ガスか
    らダストを除去する除塵器および/もしくは洗浄塔と、
    前記除塵器および/もしくは洗浄塔から排出される排ガ
    ス中の窒素酸化物、含ハロゲン、含硫黄、含窒素系を含
    む有機化合物、シアン系化合物などの物質うち、少なく
    とも1つの物質を分解処理する触媒反応器とを備えた焼
    却処理装置において、前記除塵器から排出された排ガス
    を、前記熱交換器を介して前記触媒反応器に流入させる
    ことを特徴とする焼却処理装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100949853B1 (ko) 2009-09-29 2010-03-31 주식회사 성지공조기술 폐열을 이용한 백연방지 시스템
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