JP2001286727A - 排ガスの処理方法および設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】排ガス中のダイオキシン類の熱分解を促進させ
再生を防止する。 【解決手段】主燃焼室３２の出口側で排ガス温度が７０
０℃以上の高温域に分解促進装置３７の伝熱管群３７
ａ、高温空気予熱器３８の伝熱管群を配置し、前記伝熱
管群により排ガスを混合・攪拌するとともに高温輻射熱
を付与することにより、ダイオキシン類および／または
その前駆物質の熱分解を促進させ、さらに伝熱管群への
衝突により、前記前駆物質を破砕しさらに伝熱管群の表
面に生成された酸化物の触媒作用により燃焼反応を促進
させ、ダイオキシン類および／またはその前駆物質を熱
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、一般廃棄物や産業
廃棄物等を焼却処理する各種焼却炉やガス化炉、焼却灰
や飛灰などを溶融処理する溶融炉、製鋼用電気炉、焼結
設備、亜鉛回収設備、アルミニウム合金製造設備などか
ら排出される排ガスのダイオキシン類やその前駆物質の
発生を抑制する排ガスの処理方法および設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のたとえばごみ焼却炉の排ガス設備
では、図９に示すように、焼却炉２１の燃焼室２２から
排出された排ガスは二次燃焼室２３で二次燃焼され、二
次燃焼室から８００〜１１００℃の温度で排ガス通路２
４からガス冷却装置２５に導入されて３５０〜４５０℃
に冷却された後、さらに空気予熱器２６や白煙防止空気
加熱装置２７に導入されて１７０℃前後に冷却され、バ
グフィルター２８に導入されて除塵されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】厚生省の通達におい
て、排ガス処理の指針として「排ガスを８５０℃以上で
２秒間以上滞留させる二次燃焼室を設ける」ことが示唆
されており、要求通りの目標値は達成されているが、さ
らにダイオキシン類の生成を抑制する必要がある。また
ダイオキシン類の前駆物質の１つである煤等の難燃物質
は、二次燃焼室２３から完全燃焼されずに排出されやす
く、ダイオキシン類再生の要因となるという問題があっ
た。

【０００４】特に、有機塩素化合物（以下ダイオキシン
類という）の再生成温度域は２００〜４００℃前後で、
３００℃前後が最も再生が盛んであり、上記従来の排ガ
ス設備では、空気予熱器２６および白煙防止空気加熱器
２７が最も再生が盛んな温度域にあり、ダイオキシン類
が多く再生されている。

【０００５】本発明は、従来からダイオキシン類の発生
を防止する基本原理として提唱されている３Ｔ（Time,T
urbulance,Temperature）に加えて、本発明者等は、輻
射熱（Radiation）を付与することによりダイオキシン
類およびその前駆物質を効果的に分解できる輻射熱効果
と、高温雰囲気で排ガスにより生成される酸化物の触媒
作用により接触した煤（ダイオキシン前駆物質）などの
難燃物質を燃焼させる燃焼反応効果に着目し、排ガス中
のダイオキシン類の発生を効果的に抑制できる排ガスの
処理方法および設備を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１記載の排ガスの処理方法は、焼却、溶融、熱
分解により排出される排ガスを処理するに際して、排ガ
ス温度が７００℃以上の高温域に分解促進構造物を配置
し、前記分解促進構造物により排ガスを混合・攪拌する
とともに高温輻射熱を付与することにより、ダイオキシ
ン類および／またはその前駆物質の熱分解を促進させ、
さらに分解促進構造物に接触させて分解促進構造物の表
面に生成された酸化物の触媒作用により排ガスの燃焼反
応を促進させ、ダイオキシン類および／またはその前駆
物質を熱分解するものである。

【０００７】また請求項２記載の排ガスの処理設備は、
焼却、溶融、熱分解により排出される排ガスを処理する
排ガスの処理設備において、排ガス温度が７００℃以上
の高温域に、排ガスを混合・攪拌させるとともに高温輻
射熱を付与することにより、ダイオキシン類および／ま
たはその前駆物質の熱分解を促進させ、かつ接触させて
その表面に生成された酸化物の触媒作用により燃焼反応
が促進されて、ダイオキシン類および／またはその前駆
物質を熱分解する分解促進構造物を配置したものであ
る。

【０００８】上記各構成によれば、ダイオキシン類が分
解される排ガス温度７００℃以上の高温域で、分解促進
構造物の間に排ガスを通過させることにより、排ガスを
攪拌・混合してダイオキシン類やその前駆物質の熱分解
を促進させ、また分解促進構造物に排ガスを接触させる
ことにより、分解促進構造物の表面に生成された酸化物
の触媒作用で煤等の難燃物質を効果的に燃焼させること
ができる。さらに分解促進構造物から高温の輻射熱がダ
イオキシン類およびその前駆物質に供給されることによ
り、クロロベンゼン、クロロフェノール、難燃性煤など
ダイオキシン類の前駆物質に効果的に輻射熱を吸収さ
せ、熱分解を促進して排ガス中のダイオキシン類の発生
を効果的に抑制することができる。

【０００９】また請求項３記載の発明は、請求項２記載
の構成において、分解促進構造物を複数の耐熱部材を並
設して構成し、耐熱部材間でそれぞれの輻射熱により耐
熱部材全体が均一に加熱されるとともに、耐熱部材の熱
容量により、温度変動や温度むらのある排ガスの温度が
耐熱部材の熱輻射により平均化されるように構成したも
のである。

【００１０】上記構成によれば、複数の分解促進構造物
を並設配置することにより、分解促進構造物にそれぞれ
発生する輻射熱を相互に受けて分解促進部材全体を均一
な高温状態を保持することができ、排ガスの偏流により
温度のむらがあった場合や燃焼特性や廃棄物の質の変動
により排ガス温度が時間的に変動した場合でも、排ガス
が分解構造物を通過する際に、排ガスに含まれるダイオ
キシン類およびその前駆物質を均一に加熱することがで
き、熱分解を助長することができる。

【００１１】さらに請求項４記載の発明は、請求項２記
載の構成において、分解促進構造物は複数の伝熱部材か
らなり、前記伝熱部材の少なくとも一部を、伝熱部材内
に流送される冷却媒体を制御することにより伝熱部材の
表面を焼損しない範囲で高温に保持する分解促進手段に
構成したものである。

【００１２】上記構成によれば、冷却媒体が流送される
伝熱部材を採用することにより、分解促進構造物の焼損
あるいはクリンカーや溶融塩などの付着を防止しつつ伝
熱部材の表面を高温状態に保持することができ、高温の
輻射熱を安定してダイオキシン類およびその前駆物質に
供給することができるので、熱分解反応を効果的に促進
させ、さらに接触による熱分解および分解促進構造物表
面の酸化物による触媒反応を促進して排ガス中のダイオ
キシン類を効果的に低減することができる。

【００１３】さらにまた請求項５記載の発明は、廃棄物
または灰を焼却または熱分解あるいは溶融した排ガスを
処理する排ガスの処理設備において、排ガスを再燃焼さ
せる再燃焼室と排ガス冷却器とを、排ガス温度が７００
℃以上に保持される高温保持通路により接続し、前記ガ
ス冷却器から排ガスが導入される集塵装置を設け、排ガ
ス温度が７００℃以上の前記再燃焼室および高温保持通
路の少なくとも一方に、混合・攪拌および高温輻射熱に
よりダイオキシン類および／またはその前駆物質の熱分
解を促進させ、さらに接触させてその表面に生成された
酸化物の触媒作用により燃焼反応を促進させダイオキシ
ン類および／またはその前駆物質を熱分解する分解促進
構造物を配置したものである。

【００１４】上記構成によれば、高温域で分解促進構造
物により排ガスを攪拌混合してダイオキシン類の熱分解
を促進させ、さらに分解促進構造物に接触させて分解促
進構造物の表面に生成された酸化物を触媒としてダイオ
キシン類およびその前駆物質を効果的に反応させて燃焼
させ熱分解することができる。さらにガス冷却器までの
高温保持通路で排ガスをダイオキシン類およびその前駆
物質が熱分解可能な高温域内に保持する。さらに排ガス
冷却器で冷却した排ガスを直接集塵装置に導入する。そ
して、従来ダイオキシン類の再生温度域であるとされた
排ガス冷却器においても、ダイオキシン類の前駆物質の
排ガス冷却器内壁面への付着がないため、ダイオキシン
類の再生を効果的に防止することができる。これにより
排ガス中のダイオキシン類を大幅に減少させることがで
きるので、場合により活性炭の吹込みによるダイオキシ
ン類の吸着や触媒によるダイオキシン類の分解が必要な
くなり、設備のイニシャルコストのみならず、メンテナ
ンスコストも大幅に低減することができる。さらに、結
果的に集塵装置で回収されたダイオキシン類の回収量が
大幅に減少するため、飛灰中のダイオキシン分解装置
（たとえば加熱分解装置など）も不要になるなど、設備
コストを低減でき、運転コストの低減、さらに設備の小
型化などに大きく寄与することができる。

【００１５】また請求項６記載の発明は、請求項５記載
の構成において、高温保持通路に、流路断面積を絞る絞
り通路部を設けたものである。上記構成によれば、高温
保持通路の絞り通路部により、排ガスの流速を高めて攪
拌することができ、ダイオキシン類およびその前駆物質
の熱分解を促進することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】ここで、本発明に係る排ガス処理
設備の第１の実施の形態を図１および図２に基づいて説
明する。

【００１７】この排ガス処理設備は、廃熱回収ボイラ付
の大型ごみ焼却炉に設置されたもので、図２に示すよう
に、焼却炉本体３１には主燃焼室３２の下流側にノーズ
部３３を介して焼却排ガスを二次燃焼させる再燃焼室で
ある二次燃焼室３４が設けられており、この二次燃焼室
３４は、耐火材３５ａが被覆された水管壁３５により囲
まれている。ところで、ダイオキシン類およびその前駆
物質は、６４０〜７４０℃以上で熱分解が開始されるこ
とが知られているが、本発明では、熱分解作用の確実性
を増すために、排ガス温度が７００℃以上で８００〜１
１００℃前後の高温域となる二次燃焼室３４の中央部
に、分解促進手段である分解促進装置３７を構成する伝
熱管群３７ａが設けられている。この伝熱管群３７ａ
は、分解促進構造物である互いに平行な複数の伝熱管
（伝熱部材）３７ｂが複数段に配置されている。これら
伝熱管３７ｂは、ノーズ部３３を介して二次燃焼室３４
に流入された焼却排ガスをさらに混合・攪拌し、また伝
熱管３７ｂから高温輻射熱をダイオキシン類やその前駆
物質に付与し、さらに伝熱管３７ｂの伝熱管への接触で
伝熱管の表面に生成された酸化物の触媒作用により燃焼
反応を促進させ、これらによりダイオキシン類やその前
駆物質を効果的に熱分解することができる。

【００１８】この分解促進装置３７では、伝熱管３７ｂ
および水管壁３５にそれぞれセラミックスまたは耐火物
が被覆されており、効果的に高温の輻射熱を放出し、さ
らにその表面を高温状態に保持するように構成されてい
る。すなわち、これら伝熱管３７ｂには、焼損を防止す
るために蒸気（空気など）などの冷却媒体（伝熱媒体）
を供給排出する分解温度制御回路５１が接続されてお
り、この伝熱管群３７ａから排出された冷却媒体は、媒
体排出管５２から流量制御弁５３を介して熱回収用の熱
交換器５４に導入され、冷却された後、気水分離器５５
から媒体供給管５６により循環ポンプ５７、気水ドラム
５８を介して伝熱管群３７ａに循環されている。そし
て、二次燃焼室３４出口の排ガス温度を検出する温度計
５９の検出値に基づいて分解用制御器６０により流量制
御弁５３が操作され、伝熱管３７ｂの表面が高温で効果
的に輻射熱を放出できるとともに焼損しない温度範囲に
制御される。また二次燃焼室３４では、流入部位により
排ガスの偏流による温度むらや、ごみ質や燃焼制御によ
る温度変動が生じることがあるが、分解促進装置３７で
は、各伝熱管３７ｂ間や伝熱管３７ｂと水管壁３５との
間で、それぞれが持つ輻射熱を互いに送りまた受けてそ
れぞれの熱容量により均一な温度に保持されている。し
たがって、伝熱管群３７ａを通過する排ガスは、均一な
高温の輻射熱を受ける。さらにこの輻射熱と、伝熱管３
７ｂの表面の酸化物の触媒作用による燃焼によってダイ
オキシン類やその前駆物質を高効率で熱分解することが
できる。

【００１９】さらに、排ガス温度が約７５０〜９００℃
前後となる二次燃焼室３４の出口部に、分解促進部材で
ある伝熱管群を具備した高温空気予熱器３８が設けられ
ており、この伝熱管群による混合攪拌作用、高温輻射熱
および触媒反応により、ダイオキシン類およびその前駆
物質の熱分解が促進される。そして二次燃焼室３４の出
口から上下に迂回されて排ガス温度が約６００〜７００
℃前後となる燃焼室出口通路３９には、伝熱管群を複数
段に配置した熱回収ボイラ４０が設けられている。さら
にまた燃焼室出口通路３９の出口には、中間ダクト４１
を介して排ガス冷却器４２が接続配置されている。

【００２０】前記排ガス冷却器４２は、冷却水ノズルか
ら排ガス中に冷却水を噴射して排ガスを次の集塵装置で
あるバグフィルター（電気集塵機でもよい）４４に適し
た温度、約１５０〜１７０℃まで冷却するものである。

【００２１】そして、排ガス冷却器４２には、迅速に直
接バグフィルター４４に排ガスを導入する短ダクト４５
が接続され、この短ダクト４５には排ガス中に薬剤（活
性炭や消石灰）等を吹き込む薬剤吹込みノズル（図示せ
ず）が配設されてる。またバグフィルター４４では、排
ガスから薬剤に吸着反応されたダイオキシン類を含む有
害物質や塩類、重金属や塵埃を除去するもので、除去後
の排ガスは誘引送風機４５により煙突４６から大気中に
排出される。

【００２２】上記構成において、主燃焼室３２でごみが
燃焼されることにより発生した焼却排ガスは二次燃焼室
３４に導入され、高温空気予熱器３８ならびに熱回収ボ
イラ４０の水管群３７ａ，３８ａによりそれぞれ熱回収
されて燃焼室出口通路部３９に導入される。

【００２３】この二次燃焼室３４では、排ガスがノーズ
部３３で攪拌混合されるのに加えて、分解促進装置３７
の伝熱管群３７ａおよび高温空気予熱器３８の伝熱管群
により、さらに混合・攪拌されてダイオキシン類やその
前駆物質が熱分解され、また伝熱管群３７ａから高温輻
射熱がダイオキシン類やその前駆物質に付与されてダイ
オキシン類やその前駆物質の熱分解が促進される。さら
に伝熱管３７ｂへの接触で伝熱管３７ｂの表面に生成さ
れた酸化物の触媒作用によりダイオキシン類やその前駆
物質、特に煤などの難燃物質の燃焼反応が促進され、積
極的に熱分解される。

【００２４】上記実施の形態によれば、二次燃焼室３４
で温度が７００℃以上、好ましくは８００℃〜１１００
℃の高温状態で、排ガスが分解促進装置３７の伝熱管群
３７ａおよび高温空気予熱器３８の伝熱管群により、混
合・攪拌されることからダイオキシン類およびその前駆
物質の熱分解が促進される。また伝熱管群３７ａや水管
壁３５の耐火材３５ａ表面には、酸化物が生成されてお
り、これとダイオキシン類やその前駆物質が接触するこ
とにより酸化物が触媒として働き、ダイオキシン類およ
びその前駆物質を効果的に燃焼反応させダイオキシン類
およびその前駆物質の分解がさらに促進される。

【００２５】また分解促進装置３７の伝熱管群３７ａお
よび水管壁３５の耐火材３５ａでは、相互間で輻射熱に
よる熱交換が行われているため、．ダイオキシン類や
その前駆物質（クロロベンゼン、クロロフェノール、難
燃性煤など）は、輻射熱エネルギーを吸収しやすいた
め、各伝熱管３７ｂから均一な輻射熱が供給されること
から、熱分解が効果的に促進される。．二次燃焼室３
４を通過する排ガスは、通過する部位により温度むらが
あるが、伝熱管群３７ａ間や水管壁３５と伝熱管群３７
ａの間で相互に輻射熱がやりとりされて均一な表面温度
を呈しており、これにより高温の輻射熱が均一にダイオ
キシン類やその前駆物質に供給されることから、ダイオ
キシン類やその前駆物質の熱分解がさらに効果的に促進
される。．ごみが主燃焼室３２で燃焼される際に燃焼
制御特性やごみ質の変動により、排ガス温度に時間的な
変動が生じるが、伝熱管群３７ａおよび水管壁３５と耐
火壁３６の熱容量によりそれら表面が高温状態に保持さ
れ、その輻射熱により均一に加熱されてダイオキシン類
やその前駆物質の熱分解がさらに促進される。

【００２６】なお、上記実施の形態では伝熱部材を円形
断面の断熱管としたが、中空の板状やフィン状であって
もよい。次に第２の実施の形態を図３に基づいて説明す
る。第１の実施の形態では、分解促進構造物を伝熱管
（伝熱部材）としたが、ここでは分解促進構造物を耐熱
部材により構成したものである。

【００２７】すなわち、図３（ａ）に示すように、第１
の実施の形態における二次燃焼室３７に、縦長の薄型矩
形断面の耐熱部材７１を複数本、複数段に二次燃焼室３
７を横断するように並設して分解促進構造物を構成して
もよく、また図３（ｂ）に示すように、二次燃焼室３７
に縦長の厚型矩形断面の耐熱部材７２を複数本、複数段
に二次燃焼室３７を横断するように並設して分解促進構
造物を構成してもよい。さらに図３（ｂ）に示すよう
に、二次燃焼室３７に中実円形断面の耐熱部材７３を複
数本、複数段に二次燃焼室３７を横断するように並設し
て分解促進構造物を構成してもよい。また上記耐熱部材
７１〜７３を混在させたり、垂下してもよく、もちろ
ん、中空の伝熱部材と上記耐熱部材７１〜７３との混在
させることもできる。

【００２８】上記第２の実施の形態によれば、第１の実
施の形態と同様の作用効果を奏することができる。次に
排ガス処理設備の第３の実施の形態を図４〜図７に基づ
いて説明する。

【００２９】ストーカ式焼却炉には、排ガスから回収さ
れた熱により蒸気を加熱してタービンを回し発電するよ
うな第１の実施の形態のように大型のものがあるが、こ
のストーカ式の焼却炉本体１は、図４，図５に示すよう
に、比較的小型のもので、排ガスから熱回収する装置と
して、燃焼空気を予熱する高温空気予熱器（高温域熱交
換器）４と白煙防止空気加熱器（高温域熱交換器）１１
とを具備したもので、白煙防止空気加熱器１１は、煙突
９から排出される排ガスの白煙を防止するために、排ガ
ス中に加熱空気を混合する白煙防止装置１０が設けられ
ており、この白煙防止装置１０に高温空気を供給するも
のである。そしてこれら高温空気予熱器４および白煙防
止空気加熱器１１の各伝熱管（伝熱部材）４ａ，１１ａ
により、排ガス温度が７００℃以上の部位に配置される
分解促進構造物が構成される。

【００３０】焼却炉本体１の主燃焼室１ａ出口には、二
次空気ノズル２ａから供給された二次空気により排ガス
中の未燃分を二次燃焼させる二次燃焼室２が形成され、
この二次燃焼室２の出口側に高温空気予熱器４が配置さ
れている。そしてこの二次燃焼室２の出口に高温保持用
ダクト３が接続され、この高温保持用ダクト３の出口流
路３ｂ内に白煙防止空気加熱器１１が配置されている。
そして、高温保持用ダクト３の出口が排ガス冷却器５に
直接接続され、この高温保持用ダクト３により、排ガス
温度をダイオキシン類を熱分解可能な高温域［約７００
℃以上］に保持する高温保持通路１２が構成されてい
る。

【００３１】また、高温保持用ダクト３は、入口側に二
次燃焼室２より狭い流路断面に形成されて絞り通路部３
ａに構成されており、二次燃焼室２から高温保持用ダク
ト３に流入する排ガスの流速を１０〜２０ｍ／秒程度に
まで加速して乱流を形成し、排ガスの攪拌、混合を促進
するように構成される。これにより排ガスに含まれるダ
イオキシン類およびその前駆物質の熱分解が促進され
る。

【００３２】排ガス冷却器５は、冷却水ノズル５ａから
排ガス中に冷却水を噴射して排ガスを次のバグフィルタ
ー６に適した温度、約１５０〜１７０℃まで冷却するも
のである。

【００３３】図５，図６に示すように、この高温空気予
熱器４および白煙防止空気加熱器１１は、二次燃焼室２
または出口流路部３ｂを横断する複数の伝熱管４ａ，１
１ａを具備し、これらには伝熱媒体（冷却媒体）である
空気が送られている。そして各伝熱管４ａ，１１ａの表
面には、セラミックスまたは耐火材４ｂ，１１ｂが施工
されて耐熱構造に形成され、またこれら伝熱管４ａ，１
１ａはそれぞれ表面温度は排ガスとほぼ同じ高温に加熱
される。

【００３４】ところで、排ガス中には、燃焼に時間がか
かる未燃炭素分を含む難燃物質（ダイオキシン類の前駆
物質）、たとえば煤が含まれている。これら煤などの難
燃物質は、二次燃焼室２および高温保持用ダクト３内
で、排ガスと共に煤などの未燃炭素分が高温空気予熱器
４および白煙防止空気加熱器１１の伝熱管４ａ，１１ａ
に接触して、伝熱管４ａ，１１ａの表面に生成された酸
化物の触媒作用によりダイオキシン類およびその前駆物
質、特に難燃性の煤などの未燃炭素分が燃焼されて効果
的に熱分解される。また伝熱管４ａ，１１ａや壁面の高
温輻射熱がダイオキシン類およびその前駆物質に照射さ
れることにより熱分解がさらに促進される。

【００３５】さらに排ガス冷却器５により急冷されて約
１７０℃前後となった排ガスはダクト７に送られて薬剤
（活性炭や消石灰）が供給された後、直接集塵装置であ
るバグフィルター（電気集塵器でもよい）６に導入され
て、薬剤に吸着反応されたダイオキシン類を含む有害物
質や塩類、重金属や塵埃が除去され、誘引送風機８によ
り煙突９から大気中に排出される。

【００３６】上記実施の形態によれば、高温空気予熱器
４および白煙防止空気加熱器１１を排ガス冷却器５の上
流（入口）側に設置し、二次燃焼室２から排ガス冷却器
５に至る高温保持通路１２において、ダイオキシン類が
熱分解される約７００℃以上に保持するように構成す
る。そして、排ガス冷却器５により排ガスを一気にバグ
フィルター６の導入温度（約１５０〜１７０℃）まで冷
却してダクト７からバグフィルター６に迅速に導入す
る。

【００３７】また高温保持用ダクト３の流路面積を絞
り、排ガス速度を加速して乱流を発生させることによ
り、排ガスを攪拌混合して排ガス中のダイオキシン類や
その前駆物質の熱分解をより促進させることができる。

【００３８】さらに、高温空気予熱器４および白煙防止
空気加熱器１１の伝熱管４ａ，１１ａによる排ガスの混
合攪拌、輻射熱および触媒反応により、排ガス中のダイ
オキシン類やその前駆物質の熱分解を促して低減するこ
とができる。ガス冷却器までの高温保持通路で排ガスを
ダイオキシン類を熱分解可能な高温域内に保持し、さら
に排ガス冷却器で冷却した排ガスを直接集塵装置に導入
する。そして従来ダイオキシン類の再生温度域であると
された排ガス冷却器５においても、ダイオキシン類の発
生原因となる前駆物質が分解されているので、排ガス冷
却器５内壁面への付着が殆どないため、ダイオキシン類
の再生を効果的に防止することができる。これにより排
ガス中のダイオキシン類を大幅に減少させることができ
るので、活性炭の吹込みによるダイオキシン類の吸着や
触媒によるダイオキシン類の分解が必要なくなり、設備
のイニシャルコストのみならず、メンテナンスコストも
大幅に低減することができる。さらに、結果的にバグフ
ィルター６で回収されたダイオキシン類の回収量が大幅
に減少するため、飛灰のダイオキシン分解装置（たとえ
ば加熱分解装置など）が不要になるなど、設備コストを
低減でき、運転コストの低減、さらに設備の小型化など
に大きく寄与することができる。

【００３９】なお、第３実施の形態における伝熱管４
ａ，１１ａを、セラミックスや耐火材からなる乱流形成
用フィンなどのように、伝熱媒体（冷却媒体）を使用す
る、あるいは使用しない耐熱部材としてもよい。

【００４０】図８は、第４の実施の形態を示し、第３の
実施の形態と同一部材には同一符号を付して説明を省略
する。上記排ガス処理設備には、第３の実施の形態の白
煙防止空気加熱器１１を削除したもので、高温空気予熱
器４は排ガス冷却器５の入口に配設されており、高温保
持用ダクト３と高温空気予熱器４の流路とにより高温保
持通路１２が構成されている。なお、高温空気予熱器４
を排ガス冷却器５の入口に配設したが、二次燃焼室２の
出口に配設してもよい。

【００４１】上記実施の形態によれば、第１の実施の形
態の効果と同様の効果を奏することができる。ここで、
第３および第４の実施の形態における実施排ガス処理設
備と従来の排ガス処理設備で、二次燃焼室出口と、バグ
フィルターの入口および出口ならびにバグフィルターで
捕集された飛灰中のダイオキシン類濃度を測定した結果
を表１に示す。

【００４２】

【表１】 表１において、二次燃焼室出口のダイオキシン類の検出
結果は、燃焼状態と廃棄物の種類や質に大きく変動され
るが、まず二次燃焼室出口では、従来と比べて著しいダ
イオキシン類の低減効果があらわれている。すなわち、
従来例では１．１０あったものが、第３，第４の実施の
形態ではそれぞれ０．０４，０．０３と著しく低減され
ている。しかも二次燃焼室の出口からバグフィルター入
口までのダイオキシン類の増減量に注目すべき結果が表
れている。すなわち、この表１によれば、二次燃焼室の
出口からバグフィルター入口に至る通路で、従来例の処
理設備では、ダイオキシン類が再生されて約４３０％に
増加しているのに対して、第３の実施の形態の処理設備
では約８５％に低減され、さらに第４の実施の形態の処
理設備では、約９０％に減少されたのが確認される。し
たがって、第３および第４の実施の形態の処理設備で
は、ダイオキシン類およびその前駆物質の熱分解が促進
されているので、途中で再生成されることもない。その
結果、バグフィルター入口でも当然に法規制０．１ｎｇ
−ＴＥＱ／Ｎｍ³をクリアーしているので、この結果か
らすれば、バグフィルターでは単に煤塵その他有害物質
のみを除去すればよいことになる。このことは、バグフ
ィルターで捕集された飛灰中のダイオキシン濃度は、
０．０９３，０．０２８と低い濃度であることからも裏
付けられる。また飛灰中のダイオキシン濃度の法規制
は、３ｎｇ−ＴＥＱ／Ｎｍ³であるが、上記の値はこれ
より十分に低い、したがって、飛灰中のダイオキシン類
を分解する熱分解装置は不要となり、経済的なメリット
も大きい。

【００４３】なお、ここで処理する排ガスを廃棄物を焼
却するごみ焼却炉から排出された排ガスとしたが、他の
形式の炉、たとえば流動床炉やロータリーキルンなどの
焼却炉や廃棄物の熱分解と灰の溶融を連続して行うガス
化炉であってもよいし、またバーナー式、抵抗式、アー
ク式、プラズマ式など焼却灰や飛灰を溶融する溶融炉
や、製鋼用電気炉、焼結設備、亜鉛回収設備、アルミニ
ウム合金製造設備などから排出される排ガスの処理設備
であってもよい。

【００４４】また上記第１，第３，第４の実施の形態で
は、分解促進構造物を円形断面の筒状伝熱管または伝熱
管群としたが、耐熱性を有して表面を高温状態に保持で
き、かつ十分な熱容量を備えて排ガスを混合攪拌できる
形状であればよい。またその形状は、中空状や中実状を
問わず、板状や矩形、多角形断面の筒状であってもよい
し、上方から垂下した配置、あるいは格子形状などでも
よく、さらに材質として金属や非鉄金属、無機物質、セ
ラミックス、耐火物およびそれら酸化物などが使用でき
る。

【００４５】

【発明の効果】以上に述べたごとく請求項１記載の排ガ
スの処理方法および請求項２記載の排ガスの処理設備に
よれば、排ガス温度が７００℃以上の高温域で、分解促
進構造物の間に排ガスを通過させることにより、排ガス
を攪拌・混合してダイオキシン類やその前駆物質の熱分
解を促進させ、また分解促進構造物に排ガスを接触させ
ることにより、分解促進構造物の表面に生成された酸化
物の触媒作用で煤等の難燃物質を効果的に燃焼させるこ
とができる。さらに分解促進構造物から高温の輻射熱が
ダイオキシン類およびその前駆物質に供給されることに
より、クロロベンゼン、クロロフェノール、難燃性煤な
どダイオキシン類の前駆物質に効果的に輻射熱を吸収さ
せ、熱分解を促進して排ガス中のダイオキシン類の発生
を効果的に抑制することができる。

【００４６】また請求項３記載の発明によれば、複数の
分解促進構造物を並設配置することにより、分解促進構
造物にそれぞれ発生する輻射熱を相互に受けて分解促進
部材全体を均一な高温状態を保持することができ、排ガ
スの偏流により温度のむらがあった場合や燃焼特性や廃
棄物の質の変動により排ガス温度が時間的に変動した場
合でも、排ガスが分解構造物を通過する際に、排ガスに
含まれるダイオキシン類およびその前駆物質を均一に加
熱することができ、熱分解を助長することができる。

【００４７】さらに請求項４記載の発明によれば、冷却
媒体が流送される伝熱部材を採用することにより、分解
促進構造物の焼損あるいはクリンカーや溶融塩などの付
着を防止しつつ伝熱部材の表面を高温状態に保持するこ
とができ、高温の輻射熱を安定してダイオキシン類およ
びその前駆物質に供給することができるので、熱分解反
応をさらに効果的に促進させ、接触による熱分解および
分解促進構造物表面の酸化物による触媒反応を促進して
排ガス中のダイオキシン類を効果的に低減することがで
きる。

【００４８】さらにまた請求項５記載の発明によれば、
高温域で分解促進構造物により排ガスを攪拌混合してダ
イオキシン類の熱分解を促進させ、さらに分解促進構造
物に接触させて分解促進構造物の表面に生成された酸化
物を触媒としてダイオキシン類およびその前駆物質を効
果的に反応させて燃焼させ熱分解することができる。さ
らにガス冷却器までの高温保持通路で排ガスをダイオキ
シン類を熱分解可能な高温域内に保持する。さらに排ガ
ス冷却器で冷却した排ガスを直接集塵装置に導入し、か
つ通常ダイオキシン類の再生温度域であるとされた排ガ
ス冷却器においても、ダイオキシン類前駆物質の排ガス
冷却器内壁面への付着がないため、ダイオキシン類の再
生を効果的に防止することができる。これにより排ガス
中のダイオキシン類を大幅に減少させることができるの
で、活性炭の吹込みによるダイオキシン類の吸着や触媒
によるダイオキシン類の分解が必要なくなり、設備のイ
ニシャルコストのみならず、メンテナンスコストも大幅
に低減することができる。さらに、結果的に集塵装置で
回収されたダイオキシン類の回収量が大幅に減少するた
め、飛灰のダイオキシン分解装置（たとえば加熱分解装
置など）が不要になるなど、設備コストを低減でき、運
転コストの低減、さらに設備の小型化などに大きく寄与
することができる。

【００４９】また請求項６記載の発明によれば、高温保
持通路の絞り通路部により、排ガスの流速を高めて攪拌
することができ、ダイオキシン類およびその前駆物質の
熱分解を促進することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る排ガス処理設備の第１の実施の形
態を示す構成図である。

【図２】同排ガス処理設備の焼却炉本体の具体構造を示
す縦断面図である。

【図３】（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る排ガス処理設備
の第２の実施の形態を示し、それぞれ分解促進構造物の
概略断面図である。

【図４】本発明に係る排ガス処理設備の第３の実施の形
態を示す構成図である。

【図５】同排ガス処理設備の焼却炉本体の具体構造を示
す縦断面図である。

【図６】図５に示すＡ−Ａ断面図である。

【図７】同排ガス処理設備の伝熱管の具体構造を示す拡
大側面図である。

【図８】本発明に係る排ガス設備の第４の実施の形態を
示す構成図である。

【図９】従来の排ガス設備を示す構成図である。

【符号の説明】

１ 焼却炉本体 ２ 二次燃焼室（再燃焼室） ３ 高温保持用ダクト ３ａ 絞り通路部 ４ 高温空気予熱器 ４ａ 伝熱管（分解促進構造物） ５ 排ガス冷却器 ６ バグフィルター ７ ダクト １１ 白煙防止空気加熱器 １１ａ 伝熱管（分解促進構造物） １２ 高温保持通路 ３１ 焼却炉本体 ３２ 主燃焼室 ３４ 二次燃焼室（再燃焼室） ３７ 分解促進装置（分解促進手段） ３７ａ 伝熱管群（分解促進構造物） ３７ｂ 伝熱管 ３８ 高温空気予熱器 ３９ 燃焼室出口通路部 ４０ 熱回収ボイラ ４１ ダクト ４２ 排ガス冷却器 ４４ バグフィルター ５１ 分解温度制御装置 ５３ 流量調整弁 ５９ 温度計 ６０ 分解制御器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２３Ｇ 7/06 １０２ Ｂ０１Ｄ 53/34 ＺＡＢ １０３ 53/36 Ｇ Ｆ２３Ｊ 15/06 Ｆ２３Ｊ 15/00 Ｋ (72)発明者 新保 利行 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 斎藤 篤 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号 日立造船株式会社内 Ｆターム(参考） 3K070 DA05 DA16 DA26 DA27 DA37 DA54 DA58 3K078 AA05 BA03 BA26 CA02 CA21 CA24 DA21 DA25 DA32 4D002 AA21 AC02 AC04 AC10 BA04 BA05 BA12 BA13 BA14 CA13 CA20 DA05 DA11 DA12 DA41 EA02 GA01 GA02 GA03 GB02 GB03 HA03 HA07 4D048 AA11 AB01 AB03 BA41Y CA03 CA07 CC23 CC39 CC43 DA01 DA02 DA06

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】焼却、溶融、熱分解により排出される排ガ
   スを処理するに際して、 排ガス温度が７００℃以上の高温域に分解促進構造物を
   配置し、 前記分解促進構造物により排ガスを混合・攪拌するとと
   もに高温輻射熱を付与することにより、ダイオキシン類
   および／またはその前駆物質の熱分解を促進させ、さら
   に分解促進構造物に接触させて分解促進構造物の表面に
   生成された酸化物の触媒作用により排ガスの燃焼反応を
   促進させ、ダイオキシン類および／またはその前駆物質
   を熱分解することを特徴とする排ガスの処理方法。
2. 【請求項２】焼却、溶融、熱分解により排出される排ガ
   スを処理する排ガスの処理設備において、 排ガス温度が７００℃以上の高温域に、排ガスを混合・
   攪拌させるとともに高温輻射熱を付与することにより、
   ダイオキシン類および／またはその前駆物質の熱分解を
   促進させ、かつ接触させてその表面に生成された酸化物
   の触媒作用により燃焼反応が促進されて、ダイオキシン
   類および／またはその前駆物質を熱分解する分解促進構
   造物を配置したことを特徴とする排ガスの処理設備。
3. 【請求項３】分解促進構造物を複数の耐熱部材を並設し
   て構成し、 耐熱部材間でそれぞれの輻射熱により耐熱部材全体が均
   一に加熱されるとともに、耐熱部材の熱容量により、温
   度変動や温度むらのある排ガスの温度が耐熱部材の熱輻
   射により平均化されるように構成したことを特徴とする
   請求項２記載の排ガスの処理設備。
4. 【請求項４】分解促進構造物は複数の伝熱部材からな
   り、 前記伝熱部材の少なくとも一部を、伝熱部材内に流送さ
   れる冷却媒体を制御することにより伝熱部材の表面を焼
   損しない範囲で高温に保持する分解促進手段に構成した
   ことを特徴とする請求項２記載の排ガスの処理設備。
5. 【請求項５】廃棄物または灰を焼却または熱分解あるい
   は溶融した排ガスを処理する排ガスの処理設備におい
   て、 排ガスを再燃焼させる再燃焼室と排ガス冷却器とを、排
   ガス温度が７００℃以上に保持される高温保持通路によ
   り接続し、 前記ガス冷却器から排ガスが導入される集塵装置を設
   け、 排ガス温度が７００℃以上の前記再燃焼室および高温保
   持通路の少なくとも一方に、混合・攪拌および高温輻射
   熱によりダイオキシン類および／またはその前駆物質の
   熱分解を促進させ、さらに接触させてその表面に生成さ
   れた酸化物の触媒作用により燃焼反応を促進させダイオ
   キシン類および／またはその前駆物質を熱分解する分解
   促進構造物を配置したことを特徴とする排ガスの処理設
   備。
6. 【請求項６】高温保持通路に、流路断面積を絞る絞り通
   路部を設けたことを特徴とする請求項５記載の排ガスの
   処理設備。