JP2001198424A - プレコート式のバグフィルタ装置における薬剤噴射・処理方法 - Google Patents

プレコート式のバグフィルタ装置における薬剤噴射・処理方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】炭素系吸着剤を有効に使い切り、中和薬剤の使
用量を節減できるプレコート式のバグフィルタ装置にお
ける薬剤噴射・処理方法を提供する。 【解決手段】ごみ焼却炉から発生する排ガスを処理する
排ガス処理設備に設けられる複数の単位集じん機構を有
するプレコート式のバグフィルタ装置であって、払落し
後の運転にあたり、予め必要量の炭素系吸着剤81を濾
布表面上に短時間で付着せしめ、続いて、予想必要量よ
り少なめの中和薬剤82を前記吸着剤層表面上に初期噴
射してプレコート層を形成し、その後の運転継続に伴っ
て上昇するバグフィルタ装置の差圧の規定値まで、バグ
フィルタ装置の出口の酸性有害ガス濃度に応じて中和薬
剤82もしくは薬剤84の少なくとも一方を断続的に追
加供給し、差圧限度に到達した時点で、各単位集じん機
構の払落しを順次行ったのち、払落された捕集灰の一部
をごみ焼却炉の上方に設けられた再燃焼設備に送還して
熱分解する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ごみ焼却炉から発
生する排ガス中のばいじんと、酸性有害ガス及び、ダイ
オキシン類を濾過・中和・吸着するプレコート式のバグ
フィルタ装置における薬剤噴射・処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ごみ焼却炉から排出される排ガス中に
は、ばいじんや酸性有害ガスのほか、有毒物質であるダ
イオキシン類が含まれており、このダイオキシン類を除
去する方法として、バグフィルタによる活性炭等の炭素
系物質による吸着方式が一般に用いられている。
【0003】図7は、特開平5−23539号公報に開
示された従来のごみ焼却施設の構成を示す概略図であ
る。
【0004】図7において、aは燃焼炉であり、燃焼炉
aの出口側に設置されたガス混合室bを経てボイラcが
連接され、排ガス温度が600〜700℃に低下する該
ボイラcの中間部に、高温集じん器dが設置されてい
る。
【0005】ボイラcの排気側には、頭部に噴霧器eを
備えた反応塔fと、それに続いて底部にスクリューコン
ベアgを備えたバグフィルタhとが連接され、処理ガス
は誘引通風機iを経て煙突jから大気中に放出される。
【0006】一方、上記スクリューコンベアgの排出側
には、シュートパイプk、搬送コンベアm、バケットエ
レベータn等からなる捕集灰移送手段が連接され、バグ
フィルタhから払落された捕集灰を、上記捕集灰移送手
段を経て、燃焼炉aの上部に設置されたシュートpに送
るようになされている。
【0007】燃焼炉aから発生した不燃物と未燃物とか
らなる飛灰及び酸性有害ガスとダイオキシン類を含んだ
約800℃の排ガスは、ガス混合室bにおいて未燃物が
再燃焼されたのち、ボイラcに導入されて降温し、40
0℃以上の高温帯にある高温集じん器dによって含有す
る飛灰を濾過・除去されるとともに、飛灰に付着した微
量の有機塩素化合物もダイオキシン類を生成する前に、
大部分が熱分解されるようになされている。
【0008】次に、一次処理された上記排ガスは、反応
塔fに導入されて、噴霧器eから噴霧された消石灰スラ
リー等のアルカリ剤により、含有する酸性有害ガスが中
和される。
【0009】そして、次工程のバグフィルタhでは、高
温集じん器dで除去しきれなかった飛灰と有機塩素化合
物及び中和反応化合物とを濾過・除去し、排ガスは清浄
ガスとなって誘引通風機iにより吸引されて煙突jから
大気中に放出される。
【0010】バグフィルタhで捕集された上記の捕集灰
は、適宜払い落されたのち、スクリューコンベアgに連
なる捕集灰移送手段を経て、シュートpから燃焼炉a内
に投入され、約800℃のガス混合室b内で有機塩素化
合物や中和反応生成物及び未反応薬剤が加熱分解され、
残余の捕集灰は燃焼炉a及びボイラcの底部に設けられ
た回収口q、rから外部に排出される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のごみ焼却施
設では、反応塔fで噴霧され、バグフィルタhで捕集さ
れ、ガス混合室bに返送された反応生成物である塩化カ
ルシュウム及び未反応薬剤である消石灰は、ガス混合室
内の800℃以上の高熱帯で熱分解されることにより生
石灰に変化する。
【0012】しかし、この熱分解は短時間の固−気接触
であり、排ガス中の塩素分と化合しきれない残存生石灰
がそのまま回収口q及びrから施設外に排出されるた
め、周辺または雰囲気中の水分と反応し高熱を発するの
で危険である。
【0013】また、石灰分の使用量節約ができないばか
りでなく、特別管理廃棄物である捕集灰(排出灰)も減
量しないので、後処理費用の節減も不可能であった。
【0014】また、ガス混合室b内で略完全に熱分解さ
れた有機塩素化合物は、その後、反応塔fからバグフィ
ルタh間で再合成されてダイオキシン類となるために、
消石灰等の中和剤のみでダイオキシン対策を行うには限
度があり、そのために、捕集灰を別装置に取出して加熱
する方式は、設備費と加熱費用が嵩むだけでなく、温度
が不安定で捕集灰全部に対する加熱が行い難いために、
ダイオキシン類の除去率が却って低くなるという欠点が
あった。
【0015】さらに、2点鎖線で示す如く、活性炭等の
吸着剤tをバグフィルタhの上流側に供給してダイオキ
シン類を吸着せしめたのち、バグフィルタhでの捕集灰
全量をガス混合室bに返送して、未燃物の再燃焼とダイ
オキシン類の熱分解を行う場合も、上述と同様に生石灰
の発熱反応と、薬剤使用量や排出灰の後処理費用等の問
題が残り、その問題を対処すれば装置が複雑になるとい
う欠点がある。
【0016】図8は、特開平10−21649号公報に
開示された「消石灰と吸着剤の噴霧方法及び装置」であ
り、図7と同一装置には同一符号を付して詳細説明は省
略する。
【0017】図8において、ボイラcに導入された図示
しない焼却炉からの排ガスは、減温塔uでバグフィルタ
hの適温まで冷却され、後述のバグフィルタh表面の消
石灰と吸着剤とにより濾過・中和・吸着処理されて清浄
ガスとなり、煙突jから大気中に放出される。
【0018】ここで、消石灰サイロvから切出された消
石灰と、吸着剤サイロwから切出された吸着剤とは、そ
れぞれ予定量を切り出され、粉体混合装置x内にブロワ
yで空送されて所定比率に混合された混合粉体となり、
吹込んだ排ガスに同伴されてバグフィルタh内の濾布上
に付着させられる。
【0019】そして、捕集されたばいじんと反応済及び
未反応の粉体とからなるバグフィルタhから払落された
排出灰は、通常は、ダイオキシン類を吸着していない高
価な活性炭とともに、そのまま外部に排出されるので、
薬剤費が高騰するとともに、排出灰量が増加して後処理
費用が更に嵩むという問題のほかにも、熱灼減量が増加
するだけでなく、灰の色が黒くなるために、不完全燃焼
と混同される虞さえあった。
【0020】また、後述の排ガス同伴式プレコート方式
の運転状況は、バグフィルタ出口における酸性有害ガス
濃度が規制値より遥に低くても、バグフイルタの差圧が
規定値になれば払落しが行われるために、未反応や未吸
着の薬剤類が排出されることが多く、薬剤費の無駄遣い
になるだけでなく、各薬剤の過剰供給に起因する排出灰
量の増加現象をも招いていた。
【0021】さらに、活性炭と消石灰との比重が異なる
ために、濾布上のプレコート層内の薬剤分布が均一にな
らず、薬剤効率の低下を招いていた。
【0022】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明のプ
レコート式のバグフィルタ装置における薬剤噴射・処理
方法は、ごみ焼却炉から発生する排ガスを処理する排ガ
ス処理設備に設けられる複数の単位集じん機構を有する
プレコート式のバグフィルタ装置であって、払落し後の
運転にあたり、予め必要量の炭素系吸着剤を濾布表面上
に短時間で付着せしめ、続いて、予想必要量より少なめ
の中和薬剤を前記吸着剤層表面上に初期噴射してプレコ
ート層を形成し、その後の運転継続に伴って上昇するバ
グフィルタ装置の差圧の規定値まで、バグフィルタ装置
の出口の酸性有害ガス濃度に応じて上記中和薬剤もしく
は払落された捕集灰の一部をごみ焼却炉の上方に設けら
れた再燃焼設備で熱分解して生成される薬剤の少なくと
も一方を断続的に追加供給し、差圧限度に到達した時点
で、各単位集じん機構の払落しを順次行ったのち、払落
された捕集灰の一部を上記再燃焼設備に送還することを
特徴とする。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を図
面を参照して説明する。
【0024】図1は、ごみ焼却施設の全体構成を示す概
略図である。
【0025】図1において、1はごみ焼却炉であり、耐
火物及び鋼材で構築された傾斜天井部11を含む燃焼室
12と、乾燥火格子、燃焼火格子、後燃焼火格子、燃焼
完結装置等から成る火格子群13と、燃焼室12の上部
に設置された水噴霧装置14とを備えてなる。
【0026】2は、前記ごみ焼却炉1の上方に設置され
た再燃焼設備であり、下端に再燃バーナ21を配設し耐
火物及び鋼材で構築された再燃室本体22と、その上方
に載置された高温用の空気予熱器23と、押込送風機2
4と、空気予熱器23から火格子群13の上下に接続さ
れる燃焼風道25及び、空気予熱器23と次述の白煙防
止用の空気加熱器31とを連結する高温煙道26とで構
成されている。
【0027】31は排ガス中の白煙を防止するための同
じく高温用の空気加熱器であり、白防送風機32で吸引
されて空気加熱器31で加熱された空気は、後述の混合
煙道38(図2参照)に接続されて、煙突から排出され
る排ガスを加熱するようになされている。
【0028】33は、空気加熱器31の下流側に設置さ
れたガス冷却装置であり、複数の水噴射式の冷却手段3
4を備えており、ガス冷却装置33の出口は、中温煙道
35を介してバグフィルタ装置4に接続されている。
【0029】上述の空気予熱器23と空気加熱器31及
び、図示しない温水発生手段と各付帯機器によって余熱
利用設備が構成されている。
【0030】4は、複数(図上では1基のみを示す)の
単位集じん機構で構成されるプレコート式のバグフィル
タ装置であり、 複数の濾布41が懸架される濾過室42
と、該濾過室42の上部に設置され払落し手段43を備
えた清浄ガス室44と、清浄ガスを排出する清浄ガスダ
クト45及び、濾過室42の下部に取付けられ分岐煙道
36が接続されたホッパ部46並びに、捕集灰排出手段
47とで構成されている。
【0031】清浄ガスダクト45から分岐された送風配
管51の途中には、薬剤送風機52と、吸着剤フィーダ
53を備えた吸着剤貯槽54及び、薬剤フィーダ55を
備えた薬剤貯槽56とがそれぞれ配設され、これら薬剤
送風機52、吸着剤フィーダ53、吸着剤貯槽54、薬
剤フィーダ55及び薬剤貯槽56により薬剤供給装置5
が構成されている。また、上記送風配管51の終端は前
記中温煙道35に接続されている。
【0032】そして、上述のように構成されたバグフィ
ルタ装置4と上記薬剤供給装置5とによって排ガス処理
設備を構成している。
【0033】さらに、捕集灰排出手段47の下方には、
遠心分離等の手法で排出灰を構成する反応済の中和薬剤
と吸着剤とを粉じん等の不燃物から分離する分級手段6
1と、両方向に搬送可能な切替えコンベア62とが配置
されており、該切替えコンベア62は、一方が捕集灰処
理手段63に、他方が捕集灰移送手段64を経て一端に
薬剤ホッパ65を備えた再燃フィーダ66に切替え可能
になされており、上記分級手段61、切替えコンベア6
2、捕集灰処理手段63、捕集灰移送手段64及び薬剤
ホッパ65と、再燃フィーダ66とにより捕集灰処理装
置6を構成している。
【0034】次に、上述のように構成されたごみ焼却施
設の運転状況について、主に図2乃至図4を、必要に応
じて図lを参照しながら説明する。
【0035】図2は、ごみ焼却施設における主要物質の
流れを示す概略フロー図であり、実線は排ガス及び清浄
ガス系統、点線は空気及び水系統、一点鎖線は薬剤及び
捕集灰系統を示している。
【0036】図2において、ごみ焼却炉1での燃焼によ
り排出された、 ばいじんと未燃物やダイオキシン類を含
む燃焼ガス71は、傾斜天井部11によって攪拌された
のち再燃室本体22内に入り、再燃バーナ21による再
燃焼により(図1参照)ダイオキシン類が熱分解された
高温の再燃ガス72となって空気予熱器23に入り、押
込送風機24からの燃焼空気73と熱交換したのち、空
気加熱器31に導入されて白防送風機32からの白防空
気74と熱交換して650〜800℃の排ガス75とな
り、ガス冷却装置33に入る。
【0037】ガス冷却装置33内に入った排ガス75
は、水噴射装置等の冷却手段34により一挙に冷却され
て170〜200℃程度の中温ガス76となり、中温煙
道35を経てバグフィルタ装置4に導入される。
【0038】一方、清浄ガスダクト45と中温煙道35
間には送風配管51が接続されており、薬剤送風機52
により吸引された後述の清浄ガス77の一部は、まず、
吸着剤フィーダ53を経て吸着剤貯槽54から供給され
る粉末活性炭素及び吸着助剤等の炭素系吸着剤81を、
続いて、薬剤フィーダ55を経て薬剤貯槽56から供給
される消石灰や炭酸カルシウム等の中和薬剤82を、前
記中温ガス76内に供給するようになされている(図l
参照)。
【0039】このように中温ガス76に上記の炭素系吸
着剤81と中和薬剤82とが供給された混合ガス78
は、バグフィルタ装置4内において、この混合ガス78
中に残存するダイオキシン類が炭素系吸着剤81により
吸着されるとともに、酸性有害ガスも中和薬剤82によ
り中和されて清浄ガス77となり、清浄ガスダクト4
5、誘引通風機37を経て混合煙道38に達し、空気加
熱器31から送られた白防空気74によって昇温されて
煙突から大気中に放出される。
【0040】また、バグフィルタ装置4によって捕集さ
れ濾布41上に付着した、混合ガス78中のばいじん
や、ダイオキシン類を吸着した炭素系吸着剤81と、酸
性有害ガスを中和せしめた中和薬剤82とは、清浄ガス
室44内の払落し手段43によって濾布41表面から払
落されて捕集灰83となり、分級手段61により不燃物
を除去された薬剤84となって切替えコンベア62上に
排出され、分級された不燃物85は捕集灰処理手段63
に送出される(図l参照)。
【0041】上記薬剤84は、切替えコンベア62を経
て捕集灰移送手段64側に輸送されて薬剤ホッパ65内
に一時貯留される。貯留された薬剤84は、後述の追加
供給時には再燃フィーダ66を経て再燃室本体22内に
送入されて、燃焼ガス71とともに再燃焼されることに
より、当該薬剤84中のダイオキシン類を吸着した炭素
系吸着剤81が燃焼して炭酸ガスとなり、吸着していた
ダイオキシン類は熱分解される。
【0042】一方、薬剤84を構成する一方の反応済の
塩化カルシウムは、熱分解により生石灰に転換され、高
温煙道26、中温煙道35等を通じてバグフィルタ装置
4に送入されて後述するように再利用されるが、傾斜天
井部11による吹上効果に加え再燃室本体22及び余熱
利用設備内での充分な中和反応時間があるので、生石灰
による水分との発熱反応の危険性はなく、上記再利用に
より中和剤の使用量を節減できる。
【0043】その後、再燃ガス72から冷却された排ガ
ス75は、上述の如くガス冷却装置33で高温状態から
一挙に冷却されるために、ダイオキシン類の再合成は起
こらない。
【0044】さらに、石灰分の再利用による系内での中
和薬剤の過剰時や、反応効率の低下時には、上述の捕集
灰83は、分級手段61で分級処理を行うことなく、直
接切替えコンベア62により、捕集灰処理手段63側に
排出され、ダイオキシン類を含めた処理をされる。
【0045】次に、 図3乃至図6によって、 プレコート
式のバグフィルタ装置における運転状況を本願方式と従
来方式とを比較しながら説明する。
【0046】図3は、本願方式による場合のバグフィル
タの払落し及び各薬剤供給状況における差圧及び有害ガ
ス濃度の変化を示す図であり、図4は、従来方式による
場合のバグフィルタの払落し及び各薬剤供給状況におけ
る差圧及び有害ガス濃度の変化を示す図であり、図5
は、本願方式による場合の濾布表面への各物質の付着状
況を示す断面図であり、図6は、従来方式による場合の
濾布表面への各物質の付着状況を示す断面図である。
【0047】まず、図4に示す従来方式では、バグフィ
ルタの差圧が規定値に近づけば、各単位集じん機構ごと
に順次濾布表面の付着物を払落して差圧を原点に戻すと
ともに、払落された濾布上には、排ガスに同伴させた消
石灰や炭酸カルシウム等の中和薬剤と粉末活性炭等の吸
着剤や添加助剤の混合物を、必要充分な量だけ一挙に供
給してプレコート層を形成し(図6参照)、その後は薬
剤の供給を停止して、中和・吸着反応を含めた通常の濾
過作業に移る。
【0048】この濾過作業継続に伴って飛来し続けるば
いじんの堆積により、差圧が次第に上昇して規定値に到
達すれば、上述の払落し作業に戻るが、有害ガス濃度の
変動が大きいために、最大値に対する低減を重視するあ
まり、中和薬剤を過度に供給する傾向にあり、その結
果、差圧の上昇速度が速くなり、有害ガス濃度が排出規
制値より遥に低くても、プレコート層を形成している酸
性有害ガスとの反応済の塩化カルシウムや、ダイオキシ
ン類を吸着済の活性炭以外に、未反応の消石灰と吸着余
力が残っている活性炭をも、表面に成長したばいじん層
と共に払落し、高価な薬剤を未利用のまま排出すること
になる。
【0049】その問題を解決するために、図3に示す本
願方式では、払落し後は、まず、当該工場の過去の実績
や経験上から判断される必要な量の炭素系吸着剤81
を、排ガスに同伴させて濾布上に供給し、続いて、バグ
フィルタ装置4の出口の有害ガス濃度を勘案した半量程
度の中和薬剤82を、同じく排ガスに同伴させて炭素系
吸着剤81上に一次付着せしめて、プレコート層を形成
する。
【0050】ここで、炭素系吸着剤81は比重が軽く、
中和薬剤82は比較的に比重が重いので、従来方法の如
き混合噴射と比べて、各層を平均的に付着せしめること
ができる。
【0051】引き続き、このプレコート層を通過させる
濾過作業に移るが、上述の如く中和薬剤82の付着量が
少なくプレコート層厚が薄いために、通風設備の負担が
軽く、差圧の上昇速度が遅いという長所があるものの、
有害ガス濃度は比較的速く上昇する。従って、有害ガス
濃度の上昇程度を把握して、それに見合う分だけ貯留さ
れている薬剤84を差圧限度に達するまで、適当な間隔
で再燃室本体22に断続的に追加供給することにより、
当該薬剤84中の反応済の塩化カルシウムを転換した生
石灰を、高温煙道26、中温煙道35等を通じてバグフ
ィルタ装置4に送入させてその薬剤84層を形成するこ
とで、中和性能を維持する(図5参照)。
【0052】この追加供給を繰り返す事により差圧が規
定値まで上昇すれば、当初の払落しに戻る。
【0053】この一連の操作を必要とする理由は、有害
ガス濃度は簡単な装置で連続的な値が得られるために、
該濃度を基にした中和薬剤82及び薬剤84を適量供給
することにより、未反応の消石灰の排出を防止できる
が、ダイオキシン濃度は、その分析に長時日を要して制
御対象因子には不向きなために、その工場の過去の実績
や経験により、炭素系吸着剤81の供給量を予め設定し
て、供給した全量を出来るだけ有効に使い切るようにし
たものであり、その後はダイオキシン濃度の参考値であ
るCO濃度により、燃焼空気73の追加供給や水噴霧装
置14による炉内冷却(図2参照)など微調整すること
も可能である。
【0054】なお、中和薬剤82の供給を初期プレコー
ト層形成時のみとし、薬剤84は追加供給するものと説
明したが、その順序を変更しても、中和薬剤82と薬剤
84の同時噴射でも差支えない。
【0055】
【発明の効果】以上述べたように、本発明のプレコート
式のバグフィルタ装置における薬剤噴射・処理方法は、
バグフィルタ装置の払落し後の運転にあたり、まず、予
め必要量の炭素系吸着剤を濾布表面上に短時間で付着せ
しめ、続いて、予想必要量より少なめの中和薬剤を前記
吸着剤層上に初期噴射してプレコート層を形成する。
【0056】その後の運転継続に伴って上昇するバグフ
ィルタ装置の差圧の規定値まで、バグフィルタ装置の出
口の酸性有害ガス濃度に応じて中和薬剤及び薬剤を断続
的に追加供給し、差圧限度に達した時点で各単位集じん
機構の払落しを順次行ったのち、払落された捕集灰の一
部を再燃焼設備に送還して再燃焼することにより、炭素
系吸着剤は燃焼して炭酸ガスとなり、吸着しているダイ
オキシン類は熱分解して無害化され、薬剤は熱分解して
再利用するようになされている。
【0057】従って、高価な活性炭等の炭素系吸着剤を
有効に使い切ることにより無駄な排出を防止し、必要量
だけ供給された消石灰等の中和薬剤も再利用できるた
め、薬剤費の節減が可能となる。
【0058】また、炭素系吸着剤は再燃焼設備で燃焼さ
せて炭酸ガスとして排出し、中和薬剤は循環使用するた
めに、外部への排出灰の量が最小限になるために、後処
理費用が節減できる。
【0059】さらに、比重の軽い炭素系吸着剤を先行付
着させるために、プレコート層厚が平均化されて、濾過
・中和・吸着効率が上昇する。
【図面の簡単な説明】
【図1】ごみ焼却施設の全体構成を示す概略図である。
【図2】ごみ焼却施設における主要物質の流れを示す概
略フロー図である。
【図3】本願方式による場合のバグフィルタの払落し及
び各薬剤供給状況における差圧及び有害ガス濃度の変化
を示す図である。
【図4】従来方式による場合のバグフィルタの払落し及
び各薬剤供給状況における差圧及び有害ガス濃度の変化
を示す図である。
【図5】本願方式による場合の濾布表面への各物質の付
着状況を示す断面図である。
【図6】従来方式による場合の濾布表面への各物質の付
着状況を示す断面図である。
【図7】従来のごみ焼却施設の構成を示す概略図であ
る。
【図8】従来のさらに他のごみ焼却施設の構成を示す概
略図である。
【符号の説明】 1 ごみ焼却炉 2 再燃焼設備 4 バグフィルタ装置 41 濾布 81 炭素系吸着剤 82 中和薬剤 84 薬剤

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ごみ焼却炉から発生する排ガスを処理す
    る排ガス処理設備に設けられる複数の単位集じん機構を
    有するプレコート式のバグフィルタ装置であって、 払落し後の運転にあたり、予め必要量の炭素系吸着剤を
    濾布表面上に短時間で付着せしめ、続いて、予想必要量
    より少なめの中和薬剤を前記吸着剤層表面上に初期噴射
    してプレコート層を形成し、その後の運転継続に伴って
    上昇するバグフィルタ装置の差圧の規定値まで、バグフ
    ィルタ装置の出口の酸性有害ガス濃度に応じて上記中和
    薬剤もしくは払落された捕集灰の一部をごみ焼却炉の上
    方に設けられた再燃焼設備で熱分解して生成される薬剤
    の少なくとも一方を断続的に追加供給し、差圧限度に到
    達した時点で、各単位集じん機構の払落しを順次行った
    のち、払落された捕集灰の一部を上記再燃焼設備に送還
    することを特徴とするプレコート式のバグフィルタ装置
    における薬剤噴射・処理方法。
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