JP2002102650A - 排煙の除害方法 - Google Patents

排煙の除害方法

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JP2002102650A
JP2002102650A JP2000294676A JP2000294676A JP2002102650A JP 2002102650 A JP2002102650 A JP 2002102650A JP 2000294676 A JP2000294676 A JP 2000294676A JP 2000294676 A JP2000294676 A JP 2000294676A JP 2002102650 A JP2002102650 A JP 2002102650A
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flue gas
dioxins
reducing agent
temperature
aqueous solution
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JP2000294676A
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Takashi Ogawa
隆 小川
Masaki Kawashima
正毅 川島
Kazuo Hosoda
和夫 細田
Masafumi Moriya
雅文 守屋
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Miyoshi Yushi KK
Miyoshi Oil and Fat Co Ltd
Original Assignee
Miyoshi Yushi KK
Miyoshi Oil and Fat Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゴミ焼却場等から排出される排煙中に、ダイ
オキシン類が高濃度で含有されている場合があり、近年
大きな問題となっている。排煙中に含まれるダイオキシ
ン類の濃度を低下させるため、従来は排煙を活性炭等の
吸着剤に接触させ、ダイオキシン類を吸着除去する方法
が採用されていた。しかしながら、この方法ではダイオ
キン類を吸着した廃吸着剤を高温で処理するための特別
な設備や工程が必要となり、処理コストが高くつくとい
う問題があった。 【解決手段】 本発明の排煙の除害方法は、焼却時に発
生する排煙の温度が500℃以上にある間に、還元剤を
含む水溶液を排煙に噴霧し、排煙を急冷することを特徴
とするもので、ダイオキシン類の生成を抑制したり生成
したダイオキシン類を分解し、排煙中のダイオキシン類
含有量を著しく低減化することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は排煙の除害方法に関
する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ゴミ焼
却場等から排出される排煙中には多くの有害物質が含有
されており、このような排煙中に含有される有害物質を
除去するために種々の処理方法が採用されている。しか
しながら、近年、ゴミ焼却場等から排出される排煙中
に、ダイオキシン類(PCDDS、PCDFS等)のよ
うな極めて毒性の強い塩素化物が高濃度で含有されてい
る場合があり、大きな社会問題となっている。
【0003】ゴミ焼却場における廃棄物の焼却処理は、
通常、ゴミの焼却工程、焼却工程で生じた排煙を、更に
高温に加熱して排煙中に残存する未燃焼物(例えば一酸
化炭素、低分子量炭化水素類等)を更に燃焼させる二次
燃焼工程、二次燃焼工程において高温となった排煙から
熱を回収したり排煙温度を低下させるための熱回収工程
や冷却工程、排煙中の飛灰を除去する集塵工程、排煙中
の有害物質を除去する除害化処理工程、除害化処理工程
で処理された排煙を煙突から排出する工程等を経て行わ
れている。
【0004】ダイオキシン類は非常に安定な物質で水に
溶けず、自然環境下では半永久的に消失しないことか
ら、その強い毒性と相まって環境汚染対策の重要化学物
質とされている。排煙中に含有されるダイオキシン類が
多く生成してくるのは、主として排煙の温度が低下する
熱回収工程や冷却工程以降であると言われている。この
ため排煙の温度が400℃未満となる前に、活性炭、シ
リカ系物質、粘度鉱物等のダイオキシン前駆体を吸着す
る作用のある吸着剤と、ケイ酸化合物、リン酸等のダイ
オキシン類の生成を抑制する抑制剤とを排煙に添加して
処理する方法が提案されている(特開平10−2960
50号公報)。
【0005】しかしながら、この方法ではダイオキシン
類の前駆体を吸着した廃吸着剤を廃棄する前に、高温で
燃焼処理する必要があり、そのための工程増加による作
業コストや、燃焼処理のための設備コストがかかるとい
う問題があった。
【0006】ダイオキシン類は300℃未満では熱分解
されないとされており、ゴミ焼却場において回収された
飛灰中に含まれるダイオキシン類を分解処理するため
に、飛灰を窒素ガス雰囲気下等の無酸素状態において、
高温で長時間加熱保持する方法(ハーゲンマイヤー・プ
ロセス)が提案されている。しかしながら、この方法は
多くの熱エネルギーを要するため、処理コストが高くつ
くという問題があった。一方、ダイオキシン類を比較的
低温で処理する方法としては、ダイオキシン類含有物質
と、ガス状のアミン化合物とを100℃以上、300℃
未満で接触させる方法(特開平10−272440号公
報)も提案されている。しかしながら、ダイオキシン類
は熱に対しても非常に安定な物質であるため、低温では
分解され難く、十分にダイオキシン類の濃度の低減化を
図ることは困難である。また上記したハーゲンマイヤー
・プロセス、特開平10−272440号公報に記載の
方法は、何れも飛灰等の固体状廃棄物中に含まれるダイ
オキシン類を分解する方法であり、排煙中のダイオキシ
ン類濃度を低減化する方法ではない。排煙中に含まれる
ダイオキシン類の濃度を効果的に低減化するためには、
排煙中に形成されたダイオキシン類をいかにして分解す
るかということも重要な課題であるが、排煙温度がある
温度以下に低下した時に、排煙中に含まれるダイオキシ
ン前駆体からダイオキシン類が形成されるのをいかにし
て防止するかということも重要な課題であり、固体状廃
棄物中に含まれるダイオキシン類を分解する方法とは異
なる技術的検討が必要である。
【0007】本発明は上記従来技術の問題点に鑑みなさ
れたもので、排煙中のダイオキシン類の形成を抑制する
とともに、生成されたダイオキシン類を分解して排煙中
におけるダイオキシン類の含有量を十分少ない値まで低
減化することができる排煙の除害方法を提供することを
目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の排煙の除
害方法は、焼却時に発生する排煙の温度が500℃以上
である間に、還元剤を含む水溶液を排煙に噴霧し、排煙
を急冷することを特徴とする。また本発明方法において
使用する還元剤としては、亜リン酸類、次亜リン酸類、
ヒドラジン類の1種又は2種以上が好ましい。本発明方
法において、排煙と還元剤とを接触させた後、排煙中の
煤塵を集塵設備において集塵するようにすると、飛灰中
に含まれているイオン性の金属が還元剤によって還元さ
れて飛灰中から溶出し難い状態になるため好ましい。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明において還元剤としては、
亜リン酸類、次亜リン酸類、ヒドラジン類、低級酸化物
または,低級酸素酸の塩類(一酸化炭素、二酸化イオ
ウ、亜硫酸塩等)、イオウ化合物(硫化アンモニウム、
硫化ナトリウム、ポリ硫化ナトリウム、低級原子価状態
にある金属の塩類(鉄(II)、スズ(II)、チタン(II
I)等)、酸化程度の低い有機化合物(アルデヒド類、
糖類、ギ酸、シュウ酸等)、等を用いることができる
が、中でも亜リン酸類、次亜リン酸類、ヒドラジン類が
好ましく、特に亜リン酸類、次亜リン酸類が好ましい。
【0010】上記亜リン酸類としては、亜リン酸、亜リ
ン酸カリウム、亜リン酸ナトリウム、亜リン酸水素ナト
リウム、亜リン酸カルシウム、亜リン酸マグネシウム、
亜リン酸水素アンモニウム等が挙げられる。次亜リン酸
類としては次亜リン酸、次亜リン酸カリウム、次亜リン
酸ナトリウム、次亜リン酸カルシウム等が挙げられる。
【0011】またヒドラジン類としては、ヒドラジン、
二塩酸ヒドラジン、ヒドラジン水和物、塩酸ヒドラジ
ン、硫酸ヒドラジン等が挙げられる。
【0012】上記還元剤は、種類が同一で異なる化合物
同士や異なる種類の化合物同士等、任意に2種以上を組
合わせて用いることができる。一般に排煙中には塩化水
素等のダイオキシン類前駆体が含まれているが、排煙温
度が高い間は当該前駆体からダイオキシン類が生成する
虞れはない。しかしながら、排煙温度が低下すると前駆
体からダイオキン類が生成されてくる。排煙中のダイオ
キシン類前駆体からダイオキシン類が生成するのは、一
般に排煙温度が500℃以下となるとダイオキシン類前
駆体からダイオキシン類が生成し易くなり、特に排煙温
度が400℃〜200℃の範囲の時にダイオキシン類の
生成が顕著となる。本発明方法では排煙温度が500℃
以上の時に、排煙に上記還元剤を含む水溶液を噴霧し、
排煙を急冷するようにしたため、ダイオキシン類の生成
を抑制できるとともに、排煙中に含まれている塩化水素
も同時に除去することができる。
【0013】本発明方法では、排煙温度が500℃以上
にある間に上記還元剤を含む水溶液を排煙に噴霧するこ
とが、ダイオキシン類の生成を非常に効果的に抑制する
ためには必要であり、排煙の温度が500℃未満に低下
してから還元剤を含む水溶液を噴霧しても、排煙中にダ
イオキシン類が生成し、生成したダイオキシン類を分解
するためには、より多くの還元剤を必要とし、効果的で
ない。還元剤を含む水溶液を噴霧する際の排煙の温度
は、500℃〜1500℃が好ましく、特に550〜1
100℃が好ましい。焼却炉の大きさによっても異なる
が、一般に排煙の温度は焼却炉出口付近において上記5
00℃〜1500℃の範囲にあるため、通常は焼却炉出
口付近において還元剤を含む水溶液を排煙に噴霧するこ
とが好ましい。還元剤を含む水溶液の噴霧量は、還元剤
の種類、排煙中に含まれているダイオキシン類の前駆体
の量や、排煙中で既に生成したダイオキシン類の量、後
述する排煙の温度、排煙を急冷する温度等によっても異
なる。通常、還元剤の使用量は還元剤が亜リン酸類や次
亜リン酸類の場合、排煙量に対し、固形分換算量で0.
01〜5g/m3、還元剤がヒドラジン類の場合、排煙
量に対し固形分換算量で0.001〜3g/m3が好ま
しい。従って、還元剤の使用量が上記した量となるよう
に、噴霧必要量に応じて水溶液中の還元剤濃度を調整す
ることが好ましい。また種類の異なる還元剤を混合して
用いる場合の添加量は、還元剤の混合割合等に応じ、上
記したそれぞれの還元剤の好ましい添加量の範囲内で適
宜調節することが好ましい。
【0014】本発明方法では、還元剤を含む水溶液を5
00℃以上の温度にある排煙に噴霧することにより排煙
を急冷する。還元剤を含む水溶液を排煙に噴霧した時の
排煙の温度、排煙の排出量、焼却炉の種類、容量、噴霧
した還元剤水溶液の噴霧量等によって、還元剤を噴霧し
た後の排煙の温度は異なる。ダイオキシン類の生成が顕
著な温度範囲は200〜400℃であるため、速やかに
排煙を冷却し、バグフィルター(BF)及び電気集塵機
(EP)入口にて200℃以下となるように還元剤水溶
液の噴霧量等を調節することが好ましい。
【0015】中小型の焼却炉では、水噴射装置を用いて
還元剤水溶液を排煙に噴霧することにより排煙を急冷す
ることができるが、大型の焼却炉では、水噴射装置を用
いて還元剤水溶液を噴霧しただけでは冷却が必ずしも充
分ではないので、空気予熱器や廃熱ボイラー等を併用し
て排煙を急冷しても良い。
【0016】本発明方法において、還元剤を含む水溶液
を排煙に噴霧して排煙を急冷した後、集塵装置によって
排煙中に含まれる飛灰を分離除去することが好ましい。
集塵装置としては、電気集塵器、濾過式集塵装置、遠心
力集塵装置、重力集塵装置、慣性力集塵装置等公知の集
塵装置を用いることができる。本発明方法において、還
元剤を含む水溶液を排煙に噴霧した後に排煙中の飛灰を
分離除去するようにすると、排煙に含まれているイオン
性金属は金属状態にまで還元されて飛灰とともに分離さ
れるため、飛灰中の金属が容易に溶出し難くなる。
【0017】本発明方法では、必要に応じて排煙や飛灰
中に含まれる金属を捕集したり固定化するための金属捕
集剤による処理を併用することもできる。また本発明方
法では、必要に応じて排煙中の塩化水素等を除去するた
めに従来から行われている水酸化カルシウムによる処理
を併用することもできる。金属捕集剤や水酸化カルシウ
ム等と還元剤とは、それぞれ別々に排煙と接触させても
良く、また同時に接触させても良い。更に、排煙から分
離除去した飛灰は、セメント等によって固化して処理し
ても良い。
【0018】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説
明する。 実施例1〜6 ゴミ焼却装置における焼却炉出口付近に還元剤を含む水
溶液の噴霧手段を設け、焼却炉においてゴミを焼却して
発生した排煙(排煙量7000〜8000m3/h−w
et)に表1に示す還元剤を含む水溶液を噴霧している
間(300分間)、バグフィルター出口の排煙中に含ま
れるダイオキシン類の濃度の変化を測定した。還元剤を
含む水溶液の噴霧量、噴霧時の排煙温度、噴霧後の排煙
温度を表1に、排煙中のダイオキシン類濃度の測定結果
を表2に示す。
【0019】還元剤を含む水溶液の噴霧工程を経た後の
排煙から、電気集塵装置によって飛灰を分離除去し、こ
の飛灰中からの鉛の溶出試験を、環境庁告示13号試験
法に準じて行った。結果を表2に示す。
【0020】比較例1〜3 実施例1〜6で行ったと同様の条件で還元剤水溶液を用
いず、水のみの噴霧を行った。噴霧量、噴霧時の排煙温
度、噴霧後の排煙温度を表1に、排煙中のダイオキシン
類濃度の測定結果を表2に示す。
【0021】水の噴霧工程を経た後の排煙から、電気集
塵装置によって飛灰を分離除去し、この飛灰中からの鉛
の溶出試験を、環境庁告示13号試験法に準じて行っ
た。結果を表2に示す。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明方法は、廃棄
物等を焼却して生じた排煙の温度が500℃以上にある
間に、還元剤を含む水溶液を排煙に噴霧し、排煙を急冷
する方法を採用したことにより、排煙中のダイオキシン
類の量を著しく低減化できる。また生成したダイオキシ
ン類を高温で長時間加熱して分解する方法のように、処
理コストが高くつく虞れがなく、効率良く経済的に排煙
中のダイオキシン類の濃度を低減化することができる。
更に生成したダイオキシン類等を活性炭等の吸着剤によ
って吸着除去する方法のように、廃吸着剤処理のための
特別な設備や工程が不要である。また排煙に還元剤を含
む水溶液を噴霧した後、飛灰を排煙中から分離除去する
ようにすると、排煙中に含まれていたイオン性の金属は
中性の金属状態にまで還元されて飛灰とともに分離され
るため、飛灰中の金属の溶出を効果的に防止できる等の
効果がある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 細田 和夫 東京都葛飾区堀切4丁目66番1号 ミヨシ 油脂株式会社内 (72)発明者 守屋 雅文 東京都葛飾区堀切4丁目66番1号 ミヨシ 油脂株式会社内 Fターム(参考) 3K070 DA05 DA07 DA09 DA13 DA28 DA29 DA30 DA32 DA38 4D002 AA19 AA21 AA28 AC04 BA03 BA06 BA13 BA14 CA01 CA11 DA31 DA70 EA02 GA01 GB02

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 焼却時に発生する排煙の温度が500℃
    以上である間に、還元剤を含む水溶液を排煙に噴霧し、
    排煙を急冷することを特徴とする排煙の除害方法。
  2. 【請求項2】 還元剤が亜リン酸類、次亜リン酸類、ヒ
    ドラジン類の1種又は2種以上である請求項1記載の排
    煙の除害方法。
  3. 【請求項3】 排煙と還元剤とを接触させた後、排煙中
    の煤塵を集塵設備において集塵することを特徴とする請
    求項1又は2記載の排煙の除害方法。
JP2000294676A 2000-09-27 2000-09-27 排煙の除害方法 Pending JP2002102650A (ja)

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