JP2000297911A

JP2000297911A - ごみの焼却方法

Info

Publication number: JP2000297911A
Application number: JP10678499A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Imai; 知之今井; Kojiro Tsutsumi; 幸治郎堤; Satoshi Hatakeyama; 敏畠山; Toshiki Matsui; 敏樹松井; Yasuhiko Fujii; 泰彦藤井; Tomoko Okita; 朋子沖田
Original assignee: Toda Kogyo Corp
Current assignee: Toda Kogyo Corp
Priority date: 1999-04-14
Filing date: 1999-04-14
Publication date: 2000-10-24
Anticipated expiration: 2019-04-14
Also published as: JP4158069B2

Abstract

(57)【要約】【課題】間欠運転型焼却炉において、ごみの完全燃焼
及びダイオキシン前駆体を分解することができる、ダイ
オキシン抑制用鉄化合物触媒を用いたごみの焼却方法に
関するものである。【解決手段】ダイオキシン抑制用鉄化合物触媒を用い
たごみの焼却方法とは、平均粒径が０．０１〜２．０μ
ｍ、リン含有量が０．０２重量％以下、硫黄含有量が
０．６重量％以下、ナトリウム含有量が０．５重量％以
下の酸化鉄又は含水酸化鉄粉末からなる鉄化合物触媒で
あって、特定の触媒活性を有するダイオキシン抑制用鉄
化合物触媒と間欠運転型焼却炉とを用いるごみの焼却方
法において、単位時間当りに燃焼させる乾燥ごみに対し
て、前記鉄化合物触媒０．０１〜５．０重量％を気流搬
送式で前記間欠運転型焼却炉の燃焼室に噴霧添加して燃
焼ガスと接触させ、且つ、燃焼炎の先端に向けて燃焼空
気量に対して１〜４０容量％の２次気流を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、機械化バッチ炉又
は准連続炉等の間欠運転型焼却炉におけるごみの燃焼方
法に関するものであり、詳しくは、燃焼温度が低い条件
下においてもごみを完全燃焼させることができると共に
ダイオキシン前駆体の分解をさせることができ、焼却炉
の立ち上げ時及び立ち下げ時における低温燃焼時のメモ
リーエフェクトによるダイオキシンの発生を大規模な工
事や設備投資を行うことなく抑制することができるごみ
の焼却方法を提供するものである。

【０００２】

【従来の技術】ごみの処分においてはごみの分別及び再
利用ができる有効資源の回収がなされた後、可燃ごみは
通常、焼却処分が行われている。日本は世界的にみても
ごみの焼却依存率が極めて高い国である。そのために用
いられる焼却炉は一日の運転時間により４種類（機械化
バッチ炉、固定バッチ炉、准連続炉、全連続炉）に分け
られている。日本の焼却炉の約２４％は大規模な連続運
転型で行われているが、多くの自治体や企業においては
機械化バッチ炉又は准連続炉等の間欠運転型焼却炉によ
ってごみの焼却処分が行われている。

【０００３】現在、ごみ焼却炉から排出される排ガス中
に含まれるダイオキシンが社会的に問題となっている。
ダイオキシンは塩素化合物を含有するごみを焼却する場
合に、不完全燃焼又は焼却炉の立ち上げ時及び立ち下げ
時の低温燃焼等により発生するものと推定されている。
ダイオキシンは猛毒で発癌性を有しており、また自然界
で分解されにくく、水や食物を通じて人体に入り蓄積さ
れていくため、極力発生を抑制する必要がある。

【０００４】連続運転型の焼却炉においては、高温での
焼却を継続して行うことができるため、ごみを完全燃焼
させることが容易であるから塩素化合物を加熱分解させ
ることができ、塩素ガスや塩化水素ガスにはなるもの
の、ダイオキシンの発生は比較的少ない。

【０００５】しかし、間欠運転型焼却炉による焼却処分
においては、一定時間ごとに焼却炉の運転を行わざるを
得ない場合がほとんどであって、このような場合には、
焼却炉の立ち上げ時から安定な運転時までに数時間かか
り、ダイオキシンの発生しやすい低温燃焼が立ち上げ時
ごとに生じる。

【０００６】また、焼却炉の立ち下げ時においてもごみ
の一部は不完全燃焼を起こしてくすぶり続けるため、再
立ち上げ時には、前日立ち下げ時と当日立ち上げ時の不
完全燃焼による未燃焼物質が、炉の煙道や集塵機内部に
残留しており、排ガス温度が２００℃以下でもダイオキ
シンが再合成され排ガス中に放出される、所謂メモリー
エフェクトが立ち上げ後、数時間にわたって起こってい
ることが指摘されている（河上，松沢，田中，第５回廃
棄物学会研究会講演論文集，２６４（１９９４））。

【０００７】一方では、ごみ焼却炉においてダイオキシ
ンの発生量をより厳しく規制することが法令化されてい
る。厚生省においては今後、連続運転式施設に移行させ
る方針が出されている。さらに、’９７年（平成９年）
１２月から施行された「大気汚染防止法」（’９７年１
２月１日施行）により焼却炉からのダイオキシン発生規
制値が制定され、今後５年間で規制値（焼却施設の規模
に応じて、新設炉で０．１〜５ｎｇＴＥＱ／Ｎｍ^３、既
設炉で１〜１０ｎｇＴＥＱ／Ｎｍ^３）以下に達しない場
合には廃棄処分とされることになっている。

【０００８】しかし、各自治体等も財政上の問題から既
存の間欠運転型焼却炉を廃止し、新たに連続運転型焼却
炉を建設することは困難であり、既存の焼却炉を生かし
て規制に対応するための方法が模索されている。

【０００９】このため、機械化バッチ炉又は准連続炉等
の間欠運転型焼却炉において、出来るだけ大がかりな炉
の改造工事や設備投資をしないで、ごみの完全燃焼とダ
イオキシン前駆体の分解をすることができ、立ち上げ時
及び立ち下げ時の低温燃焼時におけるメモリーエフェク
トによるダイオキシンの発生を抑制することができるご
みの焼却方法が強く要求されている。

【００１０】従来、ごみの焼却に伴い発生するダイオキ
シンの吸収、分解についての技術としては、様々な報告
がされているが、例えば、ごみ焼却炉から発生する排ガ
スを冷却後、ダイオキシン等の有害成分をセメントを含
む吸着剤で吸着させ、集塵によりダストを吸着剤ととも
に分離回収、混練固化して処理する方法（特開平４−３
７１７１４号公報）、酸化鉄等の触媒の存在下２００〜
５５０℃で加熱することにより少なくとも炭素原子５個
以上を有するポリハロゲン化芳香族化合物を分解する方
法（特公平６−３８８６３号公報）、酸化鉄を含む触媒
の存在下で３００〜７００℃の温度で熱処理して排ガス
からハロゲン化芳香族化合物等を除去又は減少させる方
法（特開平２−２８０８１６号公報）が知られている。

【００１１】また、あらかじめ廃棄物に酸化鉄等を混合
しておき、焼却する方法としては、可燃廃棄物をカルシ
ウム化合物と酸化鉄粒子等との共存下で８５０℃以上の
温度で燃焼させる可燃廃棄物の燃焼方法（特開平８−２
７０９２４号公報）、硫黄及びナトリウム含有量が所定
量以下である含水酸化第二鉄粒子又は酸化鉄粒子と被焼
却物とを燃焼炉内で共存させて燃焼させることを特徴と
する焼却方法（特開平９−８９２２８号公報）が知られ
ている。

【００１２】また、本発明者らは、平均粒径０．０１〜
２．０μｍの酸化鉄粉末又は含水酸化鉄粉末からなる鉄
化合物触媒であって、該鉄化合物触媒を空気中にて、８
００℃で１５分間熱処理して得られた酸化鉄粉末２．８
×１０^−４ｍｏｌをパルス式触媒反応装置を用いて不活
性ガス雰囲気中にて６．１×１０^−７ｍｏｌの一酸化炭
素と２５０℃の温度においてＳＶ＝４２４００ｈ^−１の
条件で瞬時に接触させた場合に該一酸化炭素の１５％以
上を二酸化炭素に転化できる活性を有することを特徴と
するダイオキシン抑制用鉄化合物触媒を、燃焼室に気流
搬送式により噴霧添加することにより、燃焼時には該燃
焼室におけるダイオキシンの発生を抑制できるととも
に、立ち上げ時及び立ち下げ時の低温燃焼時には煙道及
び集塵機に残存する未燃焼物質（燃焼時に飛灰に伴って
滞留したもの）に含まれるダイオキシン前駆体を分解し
て、メモリーエフェクトによるダイオキシン発生を抑制
できるごみの焼却方法を完成し出願（特願平１０−９６
８１１号公報）している。

【００１３】一方、ごみを完全燃焼するためには、従来
から、高い燃焼ガス温度（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）、
高温域での十分に長い燃焼ガスの滞留時間（Ｔｉｍｅ）
及び燃焼ガス中の未燃焼ガスと空気との良好な混合（Ｔ
ｕｒｂｕｌｅｎｃｅ）の、いわゆる”高３Ｔ”が重要で
あると言われており、特に最近では、燃焼ガス中の未燃
焼ガスと空気との良好な混合を行うための２次空気の位
置や流量決定などの技術が盛んに研究されている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】機械化バッチ炉又は准
連続炉等の間欠運転型焼却炉において、ごみの完全燃焼
及びダイオキシン前駆体の分解をさせることができ、立
ち上げ時及び立ち下げ時の低温燃焼時におけるメモリー
エフェクトによるダイオキシンの発生を抑制することが
できるごみの焼却方法が要求されているが、前出各公報
記載の方法は未だ十分なものとは言い難いものである。

【００１５】即ち、前出特開平４−３７１７１４号公報
記載の方法は、バグフィルター部分で多孔質であるセメ
ントの表面に発生したダイオキシン等を吸着させる方法
であって、ダイオキシンが排ガス中からセメントに移っ
ただけで、根本的な抑制ではなく、さらにダイオキシン
を吸着したセメントの無害化処理が必要となる。

【００１６】前出特公平６−３８８６３号公報記載の方
法は、焼却炉で発生したフライアッシュを固定床中の酸
化鉄、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム等の触媒により
ポリハロゲン化シクロアルキル化合物、ポリハロゲン化
芳香族化合物を分解するものであって、ダイオキシンを
十分に除去することは困難であり、また、間欠運転型焼
却炉の後段にこのようなフライアッシュの無害化設備を
建設することは莫大な設備投資が必要となり実際上不可
能に近い。

【００１７】前出特開平８−２７０９２４号及び特開平
９−８９２２８号公報記載の方法は焼却物中に、あらか
じめ酸化鉄を廃棄物に十分に混合しておくことが必要で
あるから簡易には行い難く、また、立ち上げ時、立ち下
げ時に煙道や集塵機等で生じる低温燃焼時のメモリーエ
フェクトによるダイオキシンの発生を抑制することはそ
の構成上、困難である。

【００１８】なお、硫黄及びナトリウムの含有量が所定
量以下である含水酸化鉄粒子又は酸化鉄粒子を用いた焼
却方法（特開平９−８９２２８号公報）においては、焼
却炉の定常運転がされる高温下では十分な触媒活性を示
すが２５０℃における一酸化炭素の二酸化炭素への転化
率が低いため、焼却炉の立ち上げ時の低温燃焼時には、
これを用いたごみの焼却試験の結果は低温燃焼時のメモ
リーエフェクトによるダイオキシン発生を抑制するには
不十分なものであった。

【００１９】また、本発明者らが完成し出願している前
出特願平１０−９６８１１号の方法では、ごみ焼却炉の
大きさや形状によっては、前記ダイオキシン抑制用鉄化
合物触媒のもつ触媒活性を有効に活かせず、燃焼室にお
けるダイオキシンの発生を十分に抑制できない場合があ
った。

【００２０】そこで、本発明は、機械化バッチ炉又は准
連続炉等の間欠運転型焼却炉において、ごみの完全燃焼
及びダイオキシン前駆体の分解をさせることができ、立
ち上げ時及び立ち下げ時の低温燃焼時におけるメモリー
エフェクトによるダイオキシンの発生を抑制することが
できるダイオキシン抑制用鉄化合物触媒を用いたごみの
焼却方法を提供することを技術的課題とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】前記技術的課題は以下の
通りの本発明により達成できる。

【００２２】本発明は、即ち、平均粒径が０．０１〜
２．０μｍ、リン含有量が０．０２重量％以下、硫黄含
有量が０．６重量％以下、ナトリウム含有量が０．５重
量％以下の酸化鉄又は含水酸化鉄粉末からなる鉄化合物
触媒であって、該鉄化合物触媒を空気中にて８００℃
で、１５分間熱処理して得られた酸化鉄粉末２．８×１
０ ^−４ｍｏｌをパルス式触媒反応装置を用いて不活性ガ
ス雰囲気中にて６．１×１０^−７ｍｏｌの一酸化炭素と
２５０℃の温度においてＳＶ＝４２４００ｈ^−１の条件
で瞬時に接触させた場合に該一酸化炭素の１５％以上を
二酸化炭素に転化できる活性を有するダイオキシン抑制
用鉄化合物触媒と間欠運転型焼却炉とを用いるごみの焼
却方法において、単位時間当りに燃焼させる乾燥ごみに
対して、前記ダイオキシン抑制用鉄化合物触媒０．０１
〜５．０重量％を気流搬送式で前記間欠運転型焼却炉の
燃焼室に噴霧添加して燃焼ガスと接触させ、且つ、燃焼
炎の先端に向けて燃焼空気量に対して１〜４０容量％の
２次気流を供給することを特徴とするごみの焼却方法で
ある。

【００２３】本発明の構成を詳しく説明すれば、次の通
りである。

【００２４】まず、本発明におけるダイオキシン抑制用
鉄化合物触媒について述べる。

【００２５】本発明におけるダイオキシン抑制用鉄化合
物触媒は、ゲータイト、アカゲナイト、レピドクロサイ
ト等の含水酸化鉄粒子、ヘマタイト、マグヘマイト、マ
グネタイト等の酸化鉄粒子の１種又は２種以上からな
る。

【００２６】本発明におけるダイオキシン抑制用鉄化合
物触媒の粒子形状は、粒状、球状、紡錘状、針状等のい
ずれであってもよい。

【００２７】本発明におけるダイオキシン抑制用鉄化合
物触媒は、該触媒を空気にて８００℃で１５分間熱処理
して得られた酸化鉄粉末２．８×１０^−４ｍｏｌをパル
ス式触媒反応装置を用いて不活性ガス雰囲気中にて６．
１×１０^−７ｍｏｌの一酸化炭素と２５０℃の温度にお
いてＳＶ＝４２４００ｈ^−１の条件で瞬時に接触させた
場合に該一酸化炭素の１５％以上を二酸化炭素に転化さ
せる活性を有する。好ましくは１８％以上、より好まし
くは２０％以上の一酸化炭素を二酸化炭素に転化する活
性を有する。

【００２８】本発明におけるダイオキシン抑制用鉄化合
物触媒は、平均粒径が０．０１〜２．０μｍ、好ましく
は、０．０２〜１．０μｍである。０．０１μｍ未満の
場合には、焼却炉への噴霧添加によって急激に焼結等が
生じてかえって粒径が大きくなるため燃焼ガスとともに
煙道へ移動せず、焼却炉の後段におけるダイオキシン発
生の抑制が困難となる。２．０μｍを越える場合には、
十分に焼却炉後段への移動が行われないためダイオキシ
ン発生の抑制が困難となる。

【００２９】本発明におけるダイオキシン抑制用ダイオ
キシン抑制用鉄化合物触媒は、リン含有量が０．０２重
量％以下、好ましくは０．０１重量％以下、より好まし
くは０．００５重量％以下である。０．０２重量％を越
える場合には、このリンが触媒毒として働くため、一酸
化炭素を二酸化炭素に転化する酸化活性が低下し、十分
にダイオキシン発生を抑制することが困難となる。

【００３０】本発明におけるダイオキシン抑制用鉄化合
物触媒は、硫黄含有量が０．６重量％以下、好ましくは
０．３重量％以下、より好ましくは０．１重量％以下で
ある。０．６重量％を越える場合には、この硫黄が触媒
毒として働くため、一酸化炭素を二酸化炭素に転化する
酸化活性が低下し、十分にダイオキシン発生を抑制する
ことが困難となる。

【００３１】本発明におけるダイオキシン抑制用鉄化合
物触媒は、ナトリウム含有量が０．５重量％以下、好ま
しくは０．３重量％以下、より好ましくは０．２重量％
以下である。０．５重量％を越える場合には、このナト
リウムが触媒毒として働くため、一酸化炭素を二酸化炭
素に転化する酸化活性が低下し、十分にダイオキシン発
生を抑制することが困難となる。

【００３２】本発明におけるダイオキシン抑制用鉄化合
物触媒は、ＢＥＴ比表面積が０．２〜２００ｍ^２／ｇ、
好ましくは０．５〜２００ｍ^２／ｇ、より好ましくは
０．５〜１００ｍ^２／ｇである。

【００３３】次に、本発明におけるダイオキシン抑制用
鉄化合物触媒の製造法について述べる。

【００３４】本発明におけるダイオキシン抑制用鉄化合
物触媒のうち、ゲータイト粒子の製造法としては、例え
ば、第一鉄塩と、水酸化アルカリ、炭酸アルカリ又はア
ンモニアから選ばれる１種又は２種以上とを用いて反応
して得られる鉄の水酸化物や炭酸鉄等の第一鉄含有沈澱
物を含む懸濁液中に空気等の酸素含有ガスを通気してゲ
ータイト粒子を生成させて得ることができる。

【００３５】本発明におけるダイオキシン抑制用鉄化合
物触媒のうち、ヘマタイト粒子は、例えば、前記ゲータ
イト粒子を空気中２００〜８００℃の温度範囲で加熱脱
水、加熱処理を行って得ることができ、マグネタイト粒
子は、例えば、前記ヘマタイト粒子を還元性雰囲気下、
３００〜６００℃で加熱還元して得られる。マグヘマイ
ト粒子は、例えば、前記マグネイト粒子を空気中２００
〜６００℃で加熱酸化して得ることができる。

【００３６】本発明におけるダイオキシン抑制用鉄化合
物触媒の製造にあたっては、触媒毒となるリン、硫黄及
びナトリウムの含有量が所定量以下となるようにするこ
とが必要であり、具体的には、通常、加熱焼成時の焼結
防止処理にもちいられるヘキサメタリン酸ナトリウムを
使用せず、第一鉄原料に由来する硫酸イオンやアルカリ
に由来するナトリウムイオンについては十分な水洗等の
精製処理を行うことによりリン、硫黄及びナトリウムの
含有量を低減する。

【００３７】次に、本発明に係るダイオキシン抑制用鉄
化合物触媒を用いたごみの焼却方法について述べる。

【００３８】本発明における焼却炉の対象は、機械化バ
ッチ炉、准連続炉等の間欠運転型焼却炉である。

【００３９】本発明におけるダイオキシン抑制用鉄化合
物触媒の添加は、気流搬送式で燃焼室に噴霧添加するこ
とにより行い、必要により二箇所以上から添加してもよ
い。該鉄化合物触媒をごみに直接混合しておく場合に
は、十分に燃焼ガスや飛灰中への鉄化合物触媒の均一接
触がされず、また、焼却炉後段の煙道への付着及び集塵
機中への鉄化合物触媒の滞留がされないため、ダイオキ
シン発生を十分に抑制することができない。

【００４０】前記気流搬送方法としては空気輸送、窒素
輸送等をすることができる。噴霧添加する一箇所あたり
の気流量としては、焼却炉に供給される燃焼空気量に対
して、１〜２０容量％、好ましくは１〜１５容量％、よ
り好ましくは４〜１５容量％である。１容量％未満場合
には、ダイオキシン抑制用鉄化合物触媒を該燃焼室に安
定に供給できない。２０容量％を超える場合には、気流
温度の影響により焼却炉の温度が下がり、ごみの完全燃
焼が達成しにくくなる。

【００４１】前記気流搬送における本発明に係るダイオ
キシン抑制用鉄化合物触媒の形態は、粒子粉末、スラリ
ーのいずれであってもよい。好ましくは粒子粉末であ
る。

【００４２】本発明におけるダイオキシン抑制用鉄化合
物触媒の添加量は、単位時間当たりに燃焼させる乾燥ご
みに対して０．０１〜５．０重量％、好ましくは０．０
５〜３．０重量％、より好ましくは０．１〜１．０重量
％である。

【００４３】０．０１重量％未満の場合には、十分な効
果が得られない。５．０重量％を越える場合には鉄化合
物触媒が多量となって後段の集塵機に過負荷を与えた
り、また、一時的に燃焼温度が低下する場合があるため
好ましくない。

【００４４】本発明における２次気流の気体種類は、空
気、窒素及び燃焼排ガスから選ぶことができる。

【００４５】２次気流の供給は燃焼室において燃焼炎の
先端に向かって供給する。必要により２箇所以上から供
給しても良い。通常、燃焼炎の先端付近が未燃焼ガスと
酸素リッチガスの混合が最も悪い部分であるため、この
方向に向かって２次気流を供給することによって、良好
な混合を効率的に達成できる。また、２次気流の供給は
鉄化合物触媒を焼却炉内に均一に混合・分散し、効率的
に未燃焼ガスとの接触を可能とする。

【００４６】２次気流を燃焼炎の先端方向以外に向かっ
て供給した場合には、未燃焼ガスと酸素リッチガスとの
混合が不十分であり、また、鉄化合物触媒を十分に分散
することが困難となる。

【００４７】供給する２次気流の供給量は、焼却炉に供
給される燃焼空気量に対して、１〜４０容量％、好まし
くは１〜２０容量％、より好ましくは４〜２０容量％で
ある。１容量％未満の場合には、ダイオキシン抑制用鉄
化合物触媒を焼却炉内に均一分散させることができな
い。４０容量％を超える場合には、気流温度の影響によ
り焼却炉の温度が下がり、ごみの完全燃焼が達成しにく
くなる。

【００４８】本発明に係るごみの焼却方法における焼却
温度は定常運転においては８００〜１２００℃、好まし
くは９００〜１０００℃の範囲である。

【００４９】なお、立ち上げ時、立ち下げ時においては
室温から定常運転時の焼却温度との間の温度範囲におい
て運転される。この温度範囲において不完全燃焼が生じ
やすく、最もダイオキシンが発生しやすいので、運転開
始時から運転終了時までの全運転時間中、本発明に係る
ダイオキシン抑制用鉄化合物触媒の噴霧添加を行うこと
が望ましい。

【００５０】本発明においてダイオキシン抑制用鉄化合
物触媒は、燃焼室に噴霧添加され、焼却炉内でのダイオ
キシン発生を抑制し、更に、燃焼ガスや飛灰とともに後
段の煙道への付着及び集塵機への滞留することにより、
焼却炉の立ち上げ時及び立ち下げ時の低温燃焼時におけ
るメモリーエフェクトによるダイオキシンの発生を抑制
する。

【００５１】本発明における２次気流の供給は、燃焼室
に噴霧添加されたダイオキシン抑制用鉄化合物触媒を焼
却炉内に均一分散させて、該燃焼室でのダイオキシン発
生を抑制するために必要である。

【００５２】本発明に係るごみの焼却方法により、燃焼
排ガス中のダイオキシンを、立ち上げ時においては３．
５ｎｇＴＥＱ／Ｎｍ^３以下、好ましくは３．０ｎｇＴＥ
Ｑ／Ｎｍ^３以下にすることができ、定常運転時において
は３．０ｎｇＴＥＱ／Ｎｍ^３以下、好ましくは２．５ｎ
ｇＴＥＱ／Ｎｍ^３以下にすることができる。

【００５３】本発明に係るごみの焼却方法により、燃焼
排ガス中の一酸化炭素濃度を、立ち上げ時においては５
０ｐｐｍ以下、好ましくは２５ｐｐｍ以下にすることが
でき、定常運転時においては３０ｐｐｍ以下、好ましく
は１５ｐｐｍ以下にすることができる。

【００５４】なお、本発明に係るごみの焼却方法によ
り、燃焼排ガス中の塩化水素を、立ち上げ時においては
６０ｐｐｍ以下、好ましくは３０ｐｐｍ以下とすること
ができ、定常運転時においては４０ｐｐｍ以下、好まし
くは２０ｐｐｍ以下にすることができる。

【００５５】

【発明の実施の形態】本発明の代表的な実施の形態は以
下の通りである。

【００５６】鉄化合物粒子の平均粒径は電子顕微鏡写真
から測定した数値の平均値で示した。

【００５７】鉄化合物粒子粉末を構成する粒子に含有す
るリン、ナトリウムの含有量は、「誘導結合プラズマ原
子発光分光光度計ＳＰＳ−４０００型（セイコー電子
工業（株）製）」で測定した値で示した。

【００５８】鉄化合物粒子粉末を構成する粒子に含有す
る硫黄の含有量は、「炭素−硫黄分析計ＥＭＩＡ−２２
００型（（株）堀場製作所製）」によって測定した値で
示した。

【００５９】ダイオキシン抑制用鉄化合物触媒の触媒特
性は下記の方法で測定した。

【００６０】ダイオキシン抑制用鉄化合物触媒を空気中
にて、８００℃で１５分間熱処理して得られる酸化鉄粉
末（α−Ｆｅ_２Ｏ_３）２．８×１０^−４ｍｏｌをパルス
式触媒反応装置を用いて不活性ガス雰囲気中にて６．１
×１０^−７ｍｏｌの一酸化炭素と２５０℃の温度におい
てＳＶ＝４２４００ｈ^−１の条件で瞬時に接触させた場
合に生成する二酸化炭素濃度を測定し、該一酸化炭素が
二酸化炭素に転化した比率をもって鉄化合物触媒の触媒
特性を示した。ここで、ＳＶとは、ＳｐａｃｅＶｅｌｏ
ｃｉｔｙをいい、反応ガスの流量を触媒の体積で割った
量であり、時間の逆数の単位（ｈ^−１）で表される。

【００６１】前記パルス式触媒反応装置としては、リア
クター部とガスクロマトグラフィー部からなり、ガスク
ロマトグラフィー部は、「ガスクロマトグラフィーＧ
Ｃ−１６Ａ（（株）島津製作所製）」である。なお、本
評価方法は、Ｋｏｂｅｓらの文献（Ｒ．Ｊ．Ｋｏｂｅ
ｓ，ｅｔａｌＪ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，７
７，５８６０（１９５５））や日本化学会編「実験化学
講座１１反応と速度」（丸善、東京（１９９３））を
参考にして行った。

【００６２】また、ＢＥＴ比表面積値はＢＥＴ法により
測定した値で示した。

【００６３】燃焼排ガス中のダイオキシン濃度は、(財)
廃棄物研究財団（東京都新宿区神楽坂１−１５）が承認
した方法により測定した値で示した。

【００６４】燃焼排ガス中の塩化水素濃度は、燃焼排ガ
スをガス流量計に通して水を含有する洗浄ビンに吸引
し、その洗浄ビン中で水溶液となった塩酸をクロマトグ
ラフィー分析により測定した値で示した。

【００６５】燃焼排ガス中の一酸化炭素濃度は燃焼排ガ
スを「非分散型赤外線分光測定装置ＡＰＭＡ−３５００
型（（株）堀場製作所製）」に通じて定量した値で示し
た。

【００６６】ダイオキシン抑制用鉄化合物触媒として
は、平均粒径０．２４μｍ、リン含有量０．０１重量
％、硫黄含有量０．０５重量％、ナトリウム含有量０．
０９重量％であり、前記測定法による２５０℃における
一酸化炭素の二酸化炭素への転化率が２０％であるゲー
タイト粒子粉末を用いた。

【００６７】本発明における間欠運伝型焼却炉の模式図
を図１に示す。同図において、１はごみホッパ、２は焼
却炉、３は燃焼室、４は助燃バーナ口、５は鉄化合物触
媒供給用ブロワ、６は鉄化合物触媒供給タンク、７−１
〜７−３は２次気流供給口、８は２次気流供給用ブロ
ワ、９はガス冷却室、１０は空気予熱器、１１は塩化水
素ガス除去設備、１２は集塵機（バグフィルタ）、１３
は誘引送風機、１４は煙突、１５は押込送風機、１６は
煙道である。

【００６８】燃焼室３には焼却炉の炉床等から、ごみの
完全燃焼に必要な理論空気量の１．５〜３．５倍の燃焼
空気を供給する。該燃焼空気は、押込送風機１５によっ
て空気を吸入し、空気予熱器１０によって加温された空
気を用いる。また燃焼室３には助燃バーナ口４及び２次
気流供給口７が設けられている。ダイオキシン抑制用鉄
化合物触媒は燃焼室３の底部にある助燃バーナ口４又は
２次気流供給口７等から気流搬送で供給する。２次気流
は２次気流供給口７から供給する。

【００６９】尚、焼却炉によっては燃焼室３の上部が長
く、ガス冷却室９に至るまでに広い空間を有する燃焼室
をもつ焼却炉もあり、該部分を燃焼室と区別して再燃焼
室又は２次燃焼室と呼ばれることがある。本発明では、
再燃焼室及び２次燃焼室を含めて燃焼室としている。

【００７０】＜ごみの焼却試験＞ストーカー式機械化バ
ッチ炉２（１日８時間運転でごみ焼却能力が１日６ト
ン）において、燃焼室３の炉床下部から燃焼空気を４５
ｍ^３／ｍｉｎ供給し、該燃焼室３の助燃バーナ口４か
ら、乾燥ごみに対して０．５重量％の前記ゲータイト粒
子粉末を空気量３ｍ^３／ｍｉｎ（燃焼空気量の６．７
％）の空気輸送により燃焼室内に、炉の立ち上げ時から
定常運転時及び立ち下げ時までの８時間噴霧添加し、且
つ、燃焼室３の２次気流供給口７−３から、燃焼炎の先
端に向かって空気量３ｍ^３／ｍｉｎ（燃焼空気量の６．
７％）の２次気流の供給を行った。

【００７１】ダイオキシン等の排ガス計測は、集塵機１
２の出口において、炉の立ち上げ時及び定常運転時の２
回、４時間測定して得られた平均値で示した。立ち上げ
時のダイオキシン発生量は２．０ｎｇＴＥＱ／Ｎｍ^３、
一酸化炭素濃度は１７ｐｐｍ、塩化水素の発生量は２０
ｐｐｍであった。定常運転時の燃焼排ガス中のダイオキ
シン濃度は１．５ｎｇＴＥＱ／Ｎｍ^３、一酸化炭素濃度
は８ｐｐｍ、塩化水素濃度は１６ｐｐｍであった。

【００７２】なお、ブランク試験として、ダイオキシン
抑制用鉄化合物触媒の噴霧添加及び２次気流の供給をし
ない場合の焼却炉の運転を同様にして行い、その排ガス
計測を行った。立ち上げ時のダイオキシン濃度は３５ｎ
ｇＴＥＱ／Ｎｍ^３、一酸化炭素濃度は２８２ｐｐｍ、塩
化水素濃度は２４０ｐｐｍであった。定常運転時の燃焼
排ガス中のダイオキシン濃度は１９ｎｇＴＥＱ／Ｎ
ｍ^３、一酸化炭素濃度は１２１ｐｐｍ、塩化水素濃度は
２０９ｐｐｍであった。

【００７３】

【作用】本発明において重要な点は、間欠運転型焼却炉
の燃焼室に低温燃焼時においても特定の触媒特性を有す
るダイオキシン抑制用鉄化合物触媒を気流搬送式で噴霧
添加し、且つ、燃焼炎の先端に向けて２次気流を供給す
ることで、ダイオキシンの発生を抑制できるという点で
ある。

【００７４】ダイオキシンの発生を抑制できる理由とし
て本発明者は、燃焼炎の先端に向けて２次気流を供給す
ることにより未燃焼ガス及び酸素リッチガスを十分に混
合させ、且つ、特定の触媒活性を有するダイオキシン抑
制用鉄化合物触媒を気流搬送することにより、該触媒を
焼却炉内に均一に混合・分散させ、２次気流によって十
分に混合された未燃焼ガスと酸素リッチガスに効率的に
接触・反応させて完全燃焼を促進し、ダイオキシン前駆
体の分解を行うことができるためと考えている。

【００７５】また、該燃焼室におけるダイオキシンの発
生を抑制するとともに、ダイオキシン抑制用鉄化合物が
飛灰とともに煙道及び集塵機に滞留することによって、
立ち上げ時及び立ち下げ時の低温燃焼時においても煙道
及び集塵機に残存する未燃焼物質に含まれるダイオキシ
ン前駆体を分解し、メモリーエフェクトによるダイオキ
シン発生を抑制することができるためと考えている。

【００７６】

【実施例】次に、本発明の実施例及び比較例を挙げる。

【００７７】＜鉄化合物１〜５＞ダイオキシン抑制用鉄
化合物触媒として鉄化合物１〜５を用意した。鉄化合物
の諸特性を表１に示す。

【００７８】

【表１】

【００７９】＜ごみの焼却試験＞実施例１〜３、比較例１〜７ダイオキシン抑制用鉄化合物触媒の種類及び添加量、添
加方法、添加場所、２次気流の供給場所及び供給方向を
種々変化させた以外は前記発明の実施の形態と同様にし
てごみの焼却試験を行った。

【００８０】その諸条件を表２、焼却試験の結果を表３
に示す。

【００８１】

【表２】

【００８２】

【表３】

【００８３】この結果から、本発明に係るダイオキシン
抑制用鉄化合物触媒を用いたごみの焼却方法により、間
欠運転型焼却炉において、ごみの完全燃焼及びダイオキ
シン前駆体の分解をさせることができ、メモリーエフェ
クトによるダイオキシン発生を効果的に抑制できること
が認められた。

【００８４】

【発明の効果】本発明は、機械化バッチ炉又は准連続炉
等の間欠運転型焼却炉でのごみの焼却において、燃焼室
に触媒活性の高いダイオキシン抑制用鉄化合物触媒を気
流搬送式で噴霧添加し、且つ、２次気流を供給すること
で、ごみの完全燃焼及びダイオキシン前駆体を分解させ
ることができ、立ち上げ時及び立ち下げ時の低温燃焼時
におけるメモリーエフェクトによるダイオキシンの発生
を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における間欠運転型焼却炉の模式図であ
る。

【符号の説明】１：ごみホッパ２：焼却炉３：燃焼室４：助燃バーナ口５：鉄化合物触媒供給用ブロワ６：鉄化合物触媒供給タンク７−１〜７−３：２次気流供給口８：２次気流供給用ブロワ９：ガス冷却室１０：空気予熱器１１：塩化水素ガス除去設備１２：集塵機１３：誘引送風機１４：煙突１５：押込送風機１６：煙道

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松井敏樹広島県大竹市明治新開１番４戸田工業株式会社大竹工場内 (72)発明者藤井泰彦広島県大竹市明治新開１番４戸田工業株式会社大竹工場内 (72)発明者沖田朋子広島県大竹市明治新開１番４戸田工業株式会社大竹工場内Ｆターム(参考） 4G069 AA02 AA08 BB04A BB04B BC66A BC66B CA02 CA04 CA11 CA19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平均粒径が０．０１〜２．０μｍ、リン
含有量が０．０２重量％以下、硫黄含有量が０．６重量
％以下、ナトリウム含有量が０．５重量％以下の酸化鉄
又は含水酸化鉄粉末からなる鉄化合物触媒であって、該
鉄化合物触媒を空気中にて８００℃で、１５分間熱処理
して得られた酸化鉄粉末２．８×１０ ^−４ｍｏｌをパル
ス式触媒反応装置を用いて不活性ガス雰囲気中にて６．
１×１０^−７ｍｏｌの一酸化炭素と２５０℃の温度にお
いてＳＶ＝４２４００ｈ^−１の条件で瞬時に接触させた
場合に該一酸化炭素の１５％以上を二酸化炭素に転化で
きる活性を有するダイオキシン抑制用鉄化合物触媒と間
欠運転型焼却炉とを用いるごみの焼却方法において、単
位時間当りに燃焼させる乾燥ごみに対して、前記ダイオ
キシン抑制用鉄化合物触媒０．０１〜５．０重量％を気
流搬送式で前記間欠運転型焼却炉の燃焼室に噴霧添加し
て燃焼ガスと接触させ、且つ、燃焼炎の先端に向けて燃
焼空気量に対して１〜４０容量％の２次気流を供給する
ことを特徴とするごみの焼却方法。