JP2001347135A - 排ガス処理方法及び装置 - Google Patents

排ガス処理方法及び装置

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JP2001347135A JP2000209060A JP2000209060A JP2001347135A JP 2001347135 A JP2001347135 A JP 2001347135A JP 2000209060 A JP2000209060 A JP 2000209060A JP 2000209060 A JP2000209060 A JP 2000209060A JP 2001347135 A JP2001347135 A JP 2001347135A
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武久 中山
Yoshihiro Otaki
義博 大滝
Masahiro Kono
雅弘 河野
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 排ガス中のダイオキシン等の有害物質を分解
除去することを可能とする処理方法及び装置を提供する 【解決手段】 小規模、あるいは中規模の焼却設備で焼
却の際に生じた排ガスを水又は水溶液で洗浄し、洗浄後
の水又は水溶液を電気分解する。前記水溶液は、周期律
表I族又はII族金属の水酸化物を単独で含む又は複数
組み合わせた水溶液であることが好ましい。また、前記
水酸化物は、水酸化カリウムを主成分とすることが好ま
しい。さらに、水又は水溶液で洗浄する前に前記排ガス
から固形成分を取り除く工程を設けることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、排ガス中の有毒ガ
ス、特に焼却炉から発生するダイオキシン類及びその前
駆体(以下単にダイオキシンという)を分解除去するの
に用いて好適な排ガスの処理方法及びその装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、ゴミの焼却の際に発生する有機塩
素化合物特に猛毒のダイオキシンが大きな問題となって
いる。焼却の際に発生するダイオキシンの濃度削減の手
段として、連続運転による高温安定燃焼状態を維持する
ことの出来る大規模焼却設備の建設が進められようとし
ている。理想的な定常運転が維持できれば、小規模、あ
るいは中規模のこれまでの焼却設備に比べ、ダイオキシ
ン濃度を大幅に削減できると期待されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このように、ダイオキ
シンの削減に有効な手段と期待される大規模焼却設備で
あるが、設置には用地確保と財源の面で大きな制約があ
る上、その燃焼状態の維持には大量の可燃物を必要と
し、その可燃物(ゴミ)確保のために小規模自治体では
大規模焼却装置の設置が困難な状況にある。
【0004】そこで、本発明は、安定燃焼状態の維持が
困難なために有害物質発生の大きな原因とされている従
来からの小規模、あるいは中規模の焼却設備を改善する
ことで、焼却の際に生じる排ガス中のダイオキシン等の
有害物質を分解除去することを可能とする処理方法及び
装置を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の排ガス処理方法は、排ガスを水又は水溶液で洗
浄し、洗浄後の水又は水溶液を電気分解することを特徴
としている。
【0006】前記水溶液は、周期律表I族又はII族金
属の水酸化物を単独で含む又は複数組み合わせた水溶液
であることが好ましく、さらに好ましくは水酸化カリウ
ムを主成分とすることができる。
【0007】また、水又は水溶液で洗浄する前に前記排
ガスから固形成分を取り除く工程を設けることが好まし
い。
【0008】さらに、前記電気分解処理を受けた水又は
水溶液を、濃度及び成分を調整して前記洗浄手段へ戻し
て循環させるようにすることが好ましい。
【0009】さらに、電気分解の結果発生したガスに対
して水酸化物の水溶液を接触させ、有害成分を除去する
工程を設けることが好ましい。
【0010】また、本発明の排ガス処理装置は、排ガス
を水又は水溶液で洗浄する手段と、洗浄後の水又は水溶
液を電気分解する手段とを備えたことを特徴としてい
る。
【0011】さらに、水又は水溶液で洗浄する前に前記
排ガスから固形成分を取り除く手段を設けることが好ま
しい。
【0012】さらに、前記電気分解処理を受けた水又は
水溶液を、濃度及び成分を調整して前記洗浄手段へ戻す
手段を設けることが好ましい。
【0013】さらに、電気分解の結果発生したガスに対
して水酸化物の水溶液を接触させ、有害成分を除去する
手段を設けることが好ましい。
【0014】以下、図面を参照して本発明の実施の形態
を詳説する。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明では、排ガスを水又は水溶
液で洗浄し、洗浄後の水又は水溶液を電気分解すること
により、排ガス中に含まれるダイオキシン等の有害成分
を分解する。
【0016】排ガスを水又は水溶液で洗浄する工程は、
排ガスを水又は水溶液を満たした槽中に吹き込むか、ガ
ス排出流路中で水又は水溶液をスプレーすることで、排
ガスに含まれる塩素化合物、窒素酸化物、硫黄酸化物、
二酸化炭素等を水又は水溶液中にとけ込ませる。
【0017】前記水溶液は、周期律表I族又はII族金
属の水酸化物を単独で含む又は複数組み合わせた水溶液
であることが好ましい。
【0018】前記水酸化物は、コストと電解用の電極へ
の析出が少ない点から、水酸化ナトリウムあるいは水酸
化カリウムを主成分とすることが好ましい。
【0019】水溶液の主成分をNaOHとした時、塩素
はNaCl、窒素酸化物はNaNO、硫黄酸化物はN
SOとして析出する。
【0020】排ガスには、多くの場合煤塵などの固形成
分が含まれるので、水又は水溶液で洗浄する前に、フィ
ルタや電気集塵機などにより固形成分を取り除くことが
望ましい。併せて、洗浄後の液体は、電解の前に沈殿、
濾過などで燃焼ガス由来の固形成分を除去するのが望ま
しい。
【0021】洗浄後の水又は水溶液の電気分解処理によ
り、電解によって生じた物質は、金属塩として析出させ
て固形成分として除去される。電気分解後の水又は水溶
液は、濃度及び成分を調整して元の洗浄工程に戻して循
環使用することが好ましい。
【0022】電気分解の際、有害成分を含むガス(塩素
ガス、亜硫酸ガス、亜硝酸ガスなど)が発生する場合に
は、発生するガスに対して水酸化物の水溶液を接触さ
せ、有害成分を除去することが好ましい。
【0023】本発明の方法及び装置は燃焼ガスだけでな
く、有害物質を排出する洗浄装置やその他の製造装置の
排出ガス、例えば洗浄に使用するハロンメタンガスなど
の無害化にも使用できる。
【0024】本発明の方法及び装置は燃焼ガス中の二酸
化炭素の固形化除去にも効果を発揮する。例えば、洗浄
に水酸化ナトリウム水溶液を用いるとガス中の二酸化炭
素を、炭酸ナトリウムあるいは炭酸水素ナトリウムとし
てトラップでき、更に水酸化カルシウム、水酸化マグネ
シウムなどの水溶液で電解後の排出ガスを洗浄すること
で炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等として二酸化炭
素を固形化して分離することが出来る。
【0025】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に
説明するが、これらにより本発明を制限するものではな
い。
【0026】[実施例1]図1は本発明の第1実施例を
示す。図において、1は廃棄物などを燃焼させる燃焼室
であり、この燃焼室1に隣接して例えば水酸化ナトリウ
ム(NaOH)水溶液を満たした液槽2が設けられてい
る。液槽2の中は、仕切壁3によって暴気槽4と電解槽
5に仕切られている。この仕切壁3の高さは、水溶液の
液面よりも低いため、暴気槽4と電解槽5の間を水溶液
が流通することができる。
【0027】燃焼室1で発生した排ガスは、流路6を介
して暴気槽4へと導かれ、バブリングにより水溶液と接
触させられる。それにより、排ガスに含まれている塩素
化合物、窒素酸化物、硫黄酸化物などの有害成分は水溶
液中に取り込まれることとなる。このようにして有害成
分が取り込まれた水溶液は電解槽5中に流れ込むが、電
解槽5中には、間にセパレータ7を挟んで一対の電極板
8が対向配置されており、電極板間に適宜な電圧の直流
電圧が印加されて有害成分が取り込まれた水溶液の電気
分解が行われる。電気分解によって生成されたNaC
l、NaNO、NaSO等は析出し電解槽5の底
部に設けられた回収部9において固形成分として回収さ
れる。
【0028】前記電解槽5には、電解槽5から水溶液を
取り込んで濃度及び成分を調整した後戻す調整池10が
接続されており、通常、消費されたNaOHの補給が行
われる。
【0029】前記液槽2の上部には、暴気槽を通過した
排ガス及び電解槽において電解に伴って発生するガス
は、排気塔11に吸引されて排出される。排気塔11
は、送気ファン12と回収部13を備え、回収された水
溶液は、電解槽5へ戻される。
【0030】なお、図1において波線で示すように、仕
切壁3の部分に液槽の天井まで届くフィルタ14を設け
れば、暴気槽5において水溶液にトラップされた排ガス
中の固形成分が電解槽5へ移動するのを防ぐことができ
る。
【0031】[実施例2]図2は、本発明の第2実施例
を示す。図2において、図1と同一の構成要素には同一
符号が付されている。図2の実施例においては、暴気槽
4に代えて洗浄塔15が設けられている。洗浄塔15
は、スプレー部16と、回収部17を有し、燃焼室1か
らの排ガスはスプレー部16を通過した後、回収部17
を介して外部へ排出される。スプレー部16には、調整
池10において調整済みの水溶液がポンプ18を介して
送られてスプレーされる。
【0032】スプレー部16からスプレーされ排ガスと
の接触により排ガスに含まれている塩素化合物、窒素酸
化物、硫黄酸化物などの有害成分を取り込んだ水溶液
は、洗浄塔15の底部に集まり、その底部に接続された
濾過装置19により固形成分を除去された後、電解槽5
へ送られて電解処理される。電解槽5には、セパレータ
によって仕切られた2つの部屋で水溶液を流通させる流
路20が設けられている。
【0033】本実施例では、水溶液がスプレー部16→
濾過装置19→電解槽5→調整池10→ポンプ18→ス
プレー部16と循環する流路が形成されている。
【0034】[実施例3]図3は、本発明の第3実施例
を示す。図3において、図1と同一の構成要素には同一
符号が付されている。図3の実施例が図1の実施例と異
なるのは、燃焼室1と暴気槽4をつなぐ流路6に静電集
塵機21が設けられている点と、電解槽5から調整池1
0へ水溶液を運ぶ流路に濾過装置22が設けられている
点である。
【0035】本実施例では、集塵機21により、排ガス
から固形成分を効率よく除去して暴気槽4へ送ることが
できると共に、電解槽5で形成された固形成分を濾過し
て調整池10へ送ることができる。
【0036】[実施例4]図4は、本発明の第4実施例
を示す。図4において、図2と同一の構成要素には同一
符号が付されている。図4の実施例が図2の実施例と異
なるのは、燃焼室1と洗浄塔15をつなぐ流路6に静電
集塵機21が設けられている点である。
【0037】[実施例5]図5は、本発明の第5実施例
を示す。図5において、図4と同一の構成要素には同一
符号が付されている。図5の実施例が図4の実施例と異
なるのは、電解槽5において発生した有害成分を含むガ
スを処理する処理塔23及びそれに付帯する濾過装置2
4、調整池25、ポンプ26が新たに設けられている点
である。処理塔23は、洗浄塔15と同様の構造で、ス
プレー部27と回収部28を有し、電解室5で発生した
ガスはスプレー部27を通過した後、回収部28を介し
て外部へ排出される。
【0038】スプレー部27には、調整池25において
調整済みの処理溶液がポンプ26を介して送られてスプ
レーされるが、この処理溶液としては、排ガスを電気分
解するための水溶液と同様の溶液、例えば、水酸化ナト
リウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化マ
グネシウム等を単独で、あるいは組み合わせて用いるこ
とができる。
【0039】これらの成分を単独あるいは組合せで含む
水溶液との反応により生成され析出した固形成分は、濾
過装置24においてトラップされる。調整池25では、
この反応により消費された成分を補充して所定の濃度及
び成分に戻した後、ポンプ26を介してスプレー部27
へ送られる。
【0040】以上、排ガスに含まれる塩素化合物、窒素
酸化物、硫黄酸化物などの有害成分を除去するシステム
について説明したが、本発明では、同時に燃焼ガスの主
成分の炭酸ガスを、除去することが可能である。例え
ば、NaOH水溶液の場合、洗浄過程においてNaOH
との反応で、下式によりNaCOが生成され、 2CO+2NaOH→2NaCO+2H さらに水と炭酸ガスとの反応で、下式により炭酸水素ナ
トリウムが生成されて析出除去され得る。 NaCO+CO+HO→2NaHCO また、排ガスを洗浄する水溶液として水酸化カルシウム
を用いると、洗浄過程で炭酸カルシウムが生成されるた
め、析出除去することが出来る。
【0041】なお、本明細書における排ガスという用語
は、焼却炉などからの排出ガスを示すだけでなく、有害
物質を排出する洗浄装置やその他の機器から排出される
ガスを広く包含するものであり、本発明は、上述した実
施例に限定されることなくそのような装置あるいは機器
に適用することができる。
【0042】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
排ガス中のダイオキシン等の有害物質を分解除去するこ
とを可能とする処理方法及び装置が提供され、特に連続
定常燃焼が困難な小規模燃焼装置、不連続操業の燃焼装
置と組み合わせることで効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の構成を示す図である。
【図2】本発明の第2実施例の構成を示す図である。
【図3】本発明の第3実施例の構成を示す図である。
【図4】本発明の第4実施例の構成を示す図である。
【図5】本発明の第5実施例の構成を示す図である。
【符号の説明】
1:燃焼室、2:液槽、3:仕切壁、4:暴気槽、5:
電解槽、6,20:流路、7:セパレータ、8:電極
板、9,13,17,28:回収部、10,25:調整
池、11:排気塔、12:送気ファン、14:フィル
タ、15:洗浄塔、16,27:スプレー部、18,2
6:ポンプ、21:静電集塵機、22,24:濾過装
置、23:処理塔
───────────────────────────────────────────────────── 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) B01D 53/68 B01D 53/34 125K 53/62 130Z C02F 1/461 134B C25B 1/00 135Z 1/14 C02F 1/46 101Z 1/18 C25B 1/00 Z (72)発明者 大滝 義博 神奈川県鎌倉市梶原2−22−9 (72)発明者 河野 雅弘 東京都八王子市寺町62−6 レールシテイ 八王子306 Fターム(参考) 4D002 AA02 AA09 AA12 AA18 AA21 AC04 BA02 BA14 CA01 CA06 DA01 DA03 DA04 DA12 DA35 EA07 EA14 HA01 4D061 DA08 DB19 DC08 DC14 DC17 EA03 EB01 EB12 FA13 FA14 4K021 AB01 AB03 AB25 BA01 BA02 BA17 BC01 BC02 CA08 CA09 CA10 DC15

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】排ガスを水又は水溶液で洗浄し、洗浄後の
    水又は水溶液を電気分解することを特徴とする排ガス処
    理方法。
  2. 【請求項2】前記水溶液は、周期律表I族又はII族金
    属の水酸化物を単独で含む又は複数組み合わせた水溶液
    であることを特徴とする請求項1記載の排ガス処理法方
    法。
  3. 【請求項3】前記水酸化物は、水酸化カリウムを主成分
    とすることを特徴とする請求項2記載の排ガス処理方
    法。
  4. 【請求項4】水又は水溶液で洗浄する前に前記排ガスか
    ら固形成分を取り除く工程を設けたことを特徴とする請
    求項1乃至3のいずれかに記載の排ガス処理方法。
  5. 【請求項5】前記電気分解処理を受けた水又は水溶液
    を、濃度及び成分を調整して前記洗浄手段へ戻して循環
    させるようにしたことを特徴とする請求項1乃至4のい
    ずれかに記載の排ガス処理方法。
  6. 【請求項6】電気分解の結果発生したガスに対して水酸
    化物の水溶液を接触させ、有害成分を除去する工程を設
    けたことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載
    の排ガス処理方法。
  7. 【請求項7】排ガスを水又は水溶液で洗浄する手段と、
    洗浄後の水又は水溶液を電気分解する手段とを備えたこ
    とを特徴とする排ガス処理装置。
  8. 【請求項8】前記水溶液は、周期律表I族又はII族金
    属の水酸化物を単独で含む又は複数組み合わせた水溶液
    であることを特徴とする請求項11記載の排ガス処理法
    装置。
  9. 【請求項9】前記水酸化物は、水酸化カリウムを主成分
    とすることを特徴とする請求項12記載の排ガス処理装
    置。
  10. 【請求項10】水又は水溶液で洗浄する前に前記排ガス
    から固形成分を取り除く手段を設けたことを特徴とする
    請求項11乃至13のいずれかに記載の排ガス処理装
    置。
  11. 【請求項11】前記電気分解処理を受けた水又は水溶液
    を、濃度及び成分を調整して前記洗浄手段へ戻す手段を
    設けたことを特徴とする請求項11乃至14のいずれか
    に記載の排ガス処理装置。
  12. 【請求項12】電気分解の結果発生したガスに対して水
    酸化物の水溶液を接触させ、有害成分を除去する手段を
    設けたことを特徴とする請求項11乃至15のいずれか
    に記載の排ガス処理装置。
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