JP2001304511A - 火葬炉排ガス処理装置 - Google Patents

火葬炉排ガス処理装置

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JP2001304511A
JP2001304511A JP2000114324A JP2000114324A JP2001304511A JP 2001304511 A JP2001304511 A JP 2001304511A JP 2000114324 A JP2000114324 A JP 2000114324A JP 2000114324 A JP2000114324 A JP 2000114324A JP 2001304511 A JP2001304511 A JP 2001304511A
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dust collector
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catalyst
catalyst layer
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Mitsuharu Hagi
光晴 萩
Noboru Sugishima
昇 杉島
Motonobu Kobayashi
基伸 小林
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 新たに触媒反応塔を設置することなく、既存
の設備を利用して、ダイオキシン類の効率的な分解除去
が可能な火葬炉排ガス処理装置を提供する。 【解決手段】 燃焼炉の後流側に集塵機を備えた火葬炉
排ガス処理装置において、前記集塵機は、少なくとも1
つの集塵用フィルター板によって、内部が複数の空間に
仕切られており、前記仕切られた空間の少なくとも1つ
の中にダイオキシン類分解触媒層が設置されてなること
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、火葬炉排ガス処理
装置に関する。さらに詳しくは、ダイオキシン類を効率
よく分解除去できる火葬炉排ガス処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】火葬炉すなわち火葬場の焼却炉から排出
されるガスは、大量のNOx を含有するほか、特有の臭
気成分をも含む。そこで、これらNOx や臭気成分の効
率的な分解除去を目指し、火葬炉排ガス処理における装
置や方法の改良が種々行われてきている。例えば、火葬
炉排ガス中のNOx を除去する脱硝技術として、無触媒
下でNOx をアンモニアで還元処理して水と窒素に転化
する方法(特公昭50−23664号公報)や、火葬炉
排ガス中の臭気成分を除去する技術として、主燃焼室の
後流側に再燃焼室を設けて、臭気成分を熱酸化する方法
(特開昭53−59270号公報)が挙げられる。
【0003】一方、火葬炉排ガス中には前記NOx 等の
有害物質以外に、人体にとって有害な有機塩素化合物、
特にダイオキシン類(ポリ塩素化ジベンゾダイオキシン
やポリ塩素化ジベンゾフラン等)が含まれることが調査
され報告されている。そして、近年、火葬焼却処理施設
は生活地域に隣接して建設されることが多くなってきて
おり、火葬炉排ガス中のダイオキシン類を分解除去する
技術が社会的にも早急に求められている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現状の
火葬炉の排ガス処理においては排ガス中のダイオキシン
類の除去に関しては実効的な考慮がなされていない。例
えば、一般の焼却炉排ガス中のダイオキシン類除去方法
である活性炭吸着法では、低温度域ではダイオキシン類
が吸着されるが、高温度域では吸着されたダイオキシン
類がそのまま放出されることとなり、高温度域に達する
火葬炉排ガス中のダイオキシン類を活性炭吸着法で処理
するには問題がある。また、ダイオキシン類を分解除去
できる触媒を用いる場合においては、新規にダイオキシ
ン類分解除去触媒を用いた反応塔を設置することは、既
設炉の設備における空きスペースの問題上、困難であ
る。さらに、新たな設置スペースを確保しようとする
と、広大な設置面積を必要とし、建設コストの増大につ
ながる。
【0005】以上の事情に鑑みて、本発明が解決しよう
とする課題は、新たに触媒反応塔を設置することなく、
既存の設備を利用して、ダイオキシン類の効率的な分解
除去が可能な火葬炉排ガス処理装置を提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するべく、鋭意検討を行った。その結果、特定の集
塵機の内部構造に着目し、その内部構造の一部を改良す
ると、ダイオキシン類分解除去用触媒の設置スペースが
容易に得られ、しかも、集塵機としての除塵能力を損な
うことなくダイオキシン類が効率的に分解除去できるこ
とに想到した。より具体的には、少なくとも1つの集塵
用フィルター板によって内部が複数の空間に仕切られて
いる集塵機に着目し、当該集塵用フィルター板を必要に
応じ移動させる等により触媒設置スペースが容易に得ら
れ、しかも、集塵用フィルター板と触媒は、共に排ガス
を流通させる点でその使用形態が一致していることか
ら、集塵機としての除塵能力を損なうことなくダイオキ
シン類が効率的に分解除去できることを見いだした。
【0007】本発明は以上のようにして完成された。す
なわち、本発明に係る火葬炉排ガス処理装置は、燃焼炉
の後流側に集塵機を備えた火葬炉排ガス処理装置におい
て、前記集塵機は、少なくとも1つの集塵用フィルター
板によって、内部が複数の空間に仕切られており、前記
仕切られた空間の少なくとも1つの中にダイオキシン類
分解触媒層が設置されてなることを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明に係る火葬炉排ガス処理装
置は、従来からの既存の装置である、燃焼炉の後流側に
集塵機を備えた装置において、特定の集塵機の内部構造
にダイオキシン類分解除去に関する技術的特徴を付与し
たものである。なお、上記ダイオキシン類とは、ポリ塩
素化ジベンゾ−パラ−ダイオキシン(いわゆるダイオキ
シン)の他、ポリ塩素化ジベンゾフラン等の毒性有機塩
素化合物を含む意である。前記燃焼炉は単独でもよい
し、主燃焼炉と再燃焼炉からなるものでもよい。本発明
の効果を十分に発揮させる点で、主燃焼炉と再燃焼炉か
らなる形態が好ましい。この燃焼炉における最適温度域
は通常好ましくは800℃以上であるが、特に限定され
ず、処理条件や環境によって最適温度域は変動し得る。
【0009】本発明における前記特定の集塵機とは、少
なくとも1つの集塵用フィルター板によって、内部が複
数の空間に仕切られている集塵機をいう。すなわち、集
塵の手段として集塵用フィルター板によるフィルター効
果を利用する集塵機である。ここでいう集塵用フィルタ
ー板とは、粉塵等をそのフィルター効果により補集する
ことができるフィルター板をいい、アルミ製やステンレ
ス製など材料は問わないが、板状であることが必要であ
る。本発明における集塵機の設置位置は、既存設備での
燃焼炉(主燃焼炉と再燃焼炉からなるものでもよい)の
後流側近くであるため、例えば、燃焼炉と集塵機の間で
一旦空気冷却を行っても、なお集塵機には高温の排ガス
が導入されることになる。このため、耐熱性の低い、例
えば、布状フィルターを用いるバッグフィルター等は好
ましくない。
【0010】前記集塵用フィルター板の好ましい形態と
しては、耐熱性スクリーン板が挙げられ、例えば、アル
ミ製やステンレス製の耐熱性スクリーン板が具体的なも
のである。耐熱性の目安としては、200℃以上の耐熱
性を有するものが好ましく、より好ましくは300℃以
上、さらに好ましくは400℃以上、特に好ましくは5
00℃以上である。そして、この耐熱性スクリーン板
が、集塵機内において、排ガス流通方向に垂直に板面を
向けた状態に配置していることがより好ましい形態であ
る。本発明に係る火葬炉排ガス処理装置は、上述の燃焼
炉およびその後流側に位置する集塵機を備えた従来から
の既存の装置をベースに、集塵機に技術的特徴を与えた
ものであるが、かかる従来からの既存の装置の一般的か
つ好ましい形態を図1に示す。
【0011】図1は、本発明に係る火葬炉排ガス処理装
置のベースとなる装置の典型例であり、燃焼炉として主
燃焼炉1と再燃焼炉2を備え、その後流側に排ガス温度
を下げるための冷却空気導入部3が位置し、さらにその
後流側に集塵機4が配置され、最後にブロワー5を経由
して、排ガスが煙突8から排出される形態を示してい
る。また、集塵機4内には、前述のように、少なくとも
1つの集塵用フィルター板(図1においては6)によっ
て、内部が複数の空間(図1においては2か所)に仕切
られている様子を例示している。本発明に係る火葬炉排
ガス処理装置に適用することができる集塵機のさらに詳
細な具体例としては、図2に示すような高温用集塵装置
が挙げられ、特に、パイロ・スクリーン集塵装置(パイ
ロ・スクリーンは登録商標、発売元:(株)モトズ・エ
ンタープライズ)がこれに該当する。このような高温用
集塵装置を用いれば、本発明の効果を十分に発揮するこ
とができるので好ましい。特に、ダイオキシン類分解触
媒層の設置が容易であり、また、火葬炉という高温の排
ガスを用いる用途にも好適である点で好ましい。ただ
し、この具体例は好ましい集塵機の一例に過ぎず、本発
明で用いることができる集塵機がこれに限定されるわけ
ではない。
【0012】次に、本発明の技術的特徴の中心である、
ダイオキシン類分解触媒層の設置について説明する。本
発明にかかる火葬炉排ガス処理装置は、少なくとも1つ
の集塵用フィルター板によって内部が複数の空間に仕切
られた集塵機における前記仕切られた空間の少なくとも
1つの中に、ダイオキシン類分解触媒層が設置されるこ
とを特徴とする。すなわち、もともと少なくとも1つの
集塵用フィルター板によって内部が複数の空間に仕切ら
れた集塵機を用い、かかる集塵用フィルター板の少なく
とも一部を移動させたり、取り外したりした後、あるい
は、そのままの状態で、集塵用フィルター板によって仕
切られた空間の少なくとも1つの中にダイオキシン類分
解触媒層が設置される。図3は、図1の集塵機における
集塵用フィルター板6を移動させて得られた広い空間に
ダイオキシン類分解触媒層7を設置した様子を表したも
のである。
【0013】さらに、ダイオキシン類分解触媒層が設置
される詳細な具体例として、先に述べた図2に示す高温
用集塵装置に設置される場合の設置後の様子を図4に示
す。ただし、この具体例は好ましい設置態様の一例に過
ぎず、本発明におけるダイオキシン類分解触媒層の設置
態様がこれに限定されるわけではない。本発明における
ダイオキシン類分解触媒層の設置場所は、前述のよう
に、少なくとも1つの集塵用フィルター板によって内部
が複数の空間に仕切られた集塵機における前記仕切られ
た空間の少なくとも1つの中であるが、好ましくは、前
記仕切られた空間の中の最上流側および/または最下流
側の部分である。そして、より好ましくは、前記集塵機
の有する集塵用フィルター板が耐熱性スクリーン板であ
り、前記耐熱性スクリーン板が排ガス流通方向に垂直に
板面を向けた状態に配置してなる形態をとる場合であっ
て、前記耐熱性スクリーン板で仕切られた空間の中の最
上流側および/または最下流側の部分である。これらの
好ましい部分に設置すれば、触媒層の交換等、メンテナ
ンスが容易であるという利点がある。また、設置自体も
簡易に行うことができる。
【0014】次に、本発明に係る火葬炉排ガス処理装置
に用いることができるダイオキシン類分解触媒層につい
て説明する。本発明において使用できるダイオキシン類
分解触媒層の形状としては、ハニカム状が一般的である
が、ほかに、円柱状、円筒状、板状、リボン状、波板
状、パイプ状等が適宜選ばれるが、集塵機内に設置して
排ガスを流通させるという本発明の特色上、特に、ハニ
カム状等の触媒断面形状が触媒入口から出口まで同じ形
状で形成されており、ダストが触媒中をす通りする形状
である、いわゆるダストフリータイプの形状を有する触
媒層が好ましく、中でも、その形状が、ハニカム状の触
媒断面を有することが好ましい。この好ましい形状であ
れば、圧力損失の増大や性能の低下も招かず円滑な操業
が可能となる。
【0015】上記のダイオキシン類分解触媒層としてハ
ニカム状の触媒断面を有するものを用いる場合は、目開
きが1mmより小さくなると当該触媒層での圧力損失が
高くなりやすく、また、塵埃による目詰まりも問題とな
りやすく、一方、6mmよりも大きくなると有害成分の
除去効率が低下するおそれがあるので、目開きは1〜6
mmの範囲にあることが好ましい。また、ハニカムの開
口率が低い場合には触媒強度が低下するので、開口率は
60〜85%の範囲にあることが好ましい。さらに、ダ
イオキシン類分解触媒層としてハニカム状の触媒断面を
有するものを用いる場合、かかる触媒の単位面積あたり
の幾何学的表面積が低いと必要触媒量が増え、触媒のコ
ンパクト化が達成されず、また、ダイオキシン類の除去
効率も低下するので、幾何学的表面積は700m2 /m
3 以上であることが好ましい。また、ハニカムの嵩密度
は高すぎると触媒重量が増加し、本発明において集塵機
内に設置する際のバランスが不安定になり、一方、嵩密
度が低すぎると触媒強度が弱くなるので、嵩密度は0.
8t/m3 以下であることが好ましく、0.3〜0.6
t/m3 であることがより好ましい。
【0016】さらに、本発明で用いることのできるダイ
オキシン類分解触媒層は、BET表面積が30m2 以上
のものが、高活性かつ耐久性も高いので好ましい。ま
た、水銀圧入法による細孔容積が小さすぎるとダイオキ
シン類分解除去のための触媒活性および耐久性が低くな
り、大きすぎると触媒の強度が低下するので、細孔容積
は0.3〜0.55cc/gであることが好ましい。本
発明において使用できるダイオキシン類分解触媒層は、
ダイオキシン類の分解性能を有する触媒であれば特に限
定されないが、好ましくは、チタン酸化物に加えて、バ
ナジウム、タングステン、モリブデンからなる群から選
ばれた少なくとも1種の金属の酸化物を含む触媒からな
る触媒層である。火葬炉排ガスは一般に触媒毒を多く含
むため、触媒の耐久性等の点で、この触媒形態が好まし
い。
【0017】前記触媒層を構成する触媒の組成割合は、
チタン酸化物が70〜99.5重量%、バナジウム、タ
ングステン、モリブデンからなる群から選ばれた少なく
とも1種の金属の酸化物が0.5〜30重量%であるこ
とが好ましい。また、排ガス量に対する触媒量、すなわ
ち、排ガス空間速度(SV)は、目的とする除去効率に
応じて選択され、SVが低いほど高効率でダイオキシン
類を除去できる。例えば、一般に、SVが1000〜2
000h-1においてダイオキシン類除去率が90〜99
%可能となるが、既存の火葬炉の排ガス処理装置を利用
する場合には、集塵機の大きさに限界があり、本発明に
おいては好ましくはSVが10000以上が好ましく、
さらに好ましくは15000h-1以上である。また、触
媒除去効率としては、高いほど好ましいことはもちろん
ではあるが、本発明のような火葬炉排ガス用途で、しか
も、既存の火葬炉排ガス処理装置を利用する場合には、
装置コストと除去効果とのバランスにより、90%〜9
9%程度の高除去効率は必ずしも必要ではなく、例え
ば、50%程度であってもよい。また、非常に安価にダ
イオキシン除去効果を既存の火葬炉排ガス処理装置に付
与できる点では、それ以下の除去効率であっても十分な
意味がある。
【0018】本発明において触媒層に流通させる火葬炉
排ガスの温度は、150〜550℃の範囲にあることが
好ましく、より好ましくは200〜400℃の範囲であ
る。触媒層に流通させる火葬炉排ガスの温度が150℃
よりも低い場合は、触媒活性が低くなり、十分なダイオ
キシン類分解除去効果が得られない場合があり、また、
排ガス中に含まれるSOxによる被毒により触媒寿命も
短くなる問題が起こりうる。また、550℃よりも高い
場合は、熱により触媒寿命が短くなる問題が起こりう
る。本発明において触媒層に流通させる火葬炉排ガスの
流速は、0.5〜4m/s(normal)の範囲にあ
ることが好ましく、より好ましくは1〜3m/s(no
rmal)の範囲である。触媒層に流通させる火葬炉排
ガスの流速が0.5m/s(normal)よりも低い
場合は、層流状態となるため、排ガス中に含まれるダイ
オキシン類が触媒の孔を通過する際に触媒との接触機会
が少なくなり(いわゆる素通り状態)、活性が低下し、
十分なダイオキシン類分解除去効果が得られないという
問題があり、4m/s(normal)よりも高い場合
は、触媒の圧力損失が高くなりすぎる場合があるという
問題がある。
【0019】
【実施例】以下に実施例を示し、本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるも
のではない。 (実施例1)本実施例のプロセスは、図3で例示したよ
うに、主燃焼炉1、再燃焼炉2、冷却空気導入部3、集
塵機4、ブロワー5、集塵用フィルター板6、ダイオキ
シン類分解触媒層7、煙突8で構成されている。本実施
例では、集塵機として箱型の高温用集塵装置を用いた。
詳しくは、装置の側面方向から見て中央部に1枚のステ
ンレス製のスクリーン板を取り付けた構造(当該スクリ
ーンの前後に2箇所の空間部)を有する高温用集塵装置
において、中央部に取り付けたスクリーン板を箱型の側
面方向から見て長手方向に4等分したときの上流から4
分の1の位置に移動させ、移動の結果、スクリーン板の
後流側の広くなった空間部に、新たにダイオキシン類分
解除去触媒を設置した。
【0020】高温集塵装置内に設置したダイオキシン類
分解除去触媒は、目開きが3.2mm、開口率が72
%、幾何学的表面積が910m2 /m3 、嵩密度0.4
5t/m3 のハニカム形状で、TiO2 −SiO2 2元
系複合酸化物88重量%、W酸化物5重量%、V酸化物
7重量%の組成を有する触媒を用いた。触媒使用条件
は、SVは約16500h-1、触媒入口部排ガス温度は
150〜400℃の範囲になるように、集塵機上流部の
空気冷却装置でコントロールし、以下の組成の排ガスを
触媒中に流通させた。 流通させた排ガス組成: ダイオキシン類濃度 0.2ng−TEQ/m3 (normal) (O2 =12%、VD) 酸素濃度 14〜19% H2 O濃度 10〜15% SOx濃度 約30ppm HCl濃度 約30ppm ダスト濃度 約50mg/m3 (normal) 結果を表1に示した。
【0021】触媒入口部のダイオキシン類濃度は、0.
2ng−TEQ/m3 (normal)(O2 =12
%、dry換算値)であり、触媒出口部のダイオキシン
類濃度は、0.09ng−TEQ/m3 (norma
l)(O2 =12%、dry換算値)であった。
【0022】
【表1】
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、新たに触媒反応塔を設
置することなく、既存の設備を利用して、ダイオキシン
類の効率的な分解除去が可能な火葬炉排ガス処理装置を
提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る火葬炉排ガス処理装置のベースと
なる装置の典型例を表す概略図。
【図2】本発明に係る火葬炉排ガス処理装置に適用する
ことができる高温用集塵装置の概略図。
【図3】集塵機内にダイオキシン類分解触媒層を設置し
た本発明の実施形態の一例を表す概念図。
【図4】高温用集塵装置内にダイオキシン類分解触媒層
が設置される場合の設置後の様子を表す概念図。
【符号の説明】
1 主燃焼炉 2 再燃焼炉 3 冷却空気導入部 4 集塵機 5 ブロワー 6 集塵用フィルター板 7 ダイオキシン類分解触媒層 8 煙突
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 基伸 兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地の 1 株式会社日本触媒内 Fターム(参考) 3K070 DA05 DA25 DA32

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】燃焼炉の後流側に集塵機を備えた火葬炉排
    ガス処理装置において、 前記集塵機は、少なくとも1つの集塵用フィルター板に
    よって、内部が複数の空間に仕切られており、 前記仕切られた空間の少なくとも1つの中にダイオキシ
    ン類分解触媒層が設置されてなることを特徴とする、火
    葬炉排ガス処理装置。
  2. 【請求項2】前記集塵機の有する集塵用フィルター板が
    耐熱性スクリーン板であり、前記耐熱性スクリーン板が
    排ガス流通方向に垂直に板面を向けた状態に配置してな
    る、請求項1に記載の火葬炉排ガス処理装置。
  3. 【請求項3】前記耐熱性スクリーン板で仕切られた空間
    の中の最上流側および/または最下流側の部分にダイオ
    キシン類分解触媒層が設置されてなる、請求項2に記載
    の火葬炉排ガス処理装置。
  4. 【請求項4】前記触媒層の形状が、ハニカム状の触媒断
    面を有する、請求項1から3までのいずれかに記載の火
    葬炉排ガス処理装置。
  5. 【請求項5】前記触媒層が、チタン酸化物に加えて、バ
    ナジウム、タングステン、モリブデンからなる群から選
    ばれた少なくとも1種の金属の酸化物を含む触媒からな
    る、請求項1から4までのいずれかに記載の火葬炉排ガ
    ス処理装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107300175A (zh) * 2017-07-26 2017-10-27 安徽德玉环境工程装备有限公司 一种火化炉尾气多级焚烧炉

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107300175A (zh) * 2017-07-26 2017-10-27 安徽德玉环境工程装备有限公司 一种火化炉尾气多级焚烧炉

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