JP2002333124A - ダイオキシン類合成抑制方法 - Google Patents
ダイオキシン類合成抑制方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ダイオキシン類合成抑制方法の提供。
【解決手段】 廃棄物処理の際に排出する排ガスの熱回
収工程における熱交換器３の上流にアルカリ剤を吹き込
み、熱交換器３に付着したダストにアルカリ剤（消石
灰）を混在させることで付着灰上でのダイオキシン類の
合成を抑制するダイオキシン類合成抑制方法。
収工程における熱交換器３の上流にアルカリ剤を吹き込
み、熱交換器３に付着したダストにアルカリ剤（消石
灰）を混在させることで付着灰上でのダイオキシン類の
合成を抑制するダイオキシン類合成抑制方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物の焼却処
理、および直接溶融処理などの廃棄物処理の際に排出す
る排ガスからの熱回収工程におけるダイオキシン類の合
成を抑制するダイオキシン類合成抑制方法に関するもの
である。
理、および直接溶融処理などの廃棄物処理の際に排出す
る排ガスからの熱回収工程におけるダイオキシン類の合
成を抑制するダイオキシン類合成抑制方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】ダイオキシン類の合成は２５０〜４００
℃の温度域において未燃成分および塩素源の存在のもと
重金属の触媒作用で最も活発に行われるとされている。
図２は従来の一般廃棄物の直接溶融炉の排ガス処理フロ
ーを示したもので、溶融炉１にて発生した乾留ガスは、
一部の未燃炭素と共に燃焼室２に送られ燃焼される。燃
焼後の排ガスはボイラ３にて廃熱回収された後にガス温
度調節器４にて２００℃以下まで冷却され、バグフィル
タ５に導入されて無害化処理がなされ、誘引ファン６、
煙突７を通じて大気へと放散される。
℃の温度域において未燃成分および塩素源の存在のもと
重金属の触媒作用で最も活発に行われるとされている。
図２は従来の一般廃棄物の直接溶融炉の排ガス処理フロ
ーを示したもので、溶融炉１にて発生した乾留ガスは、
一部の未燃炭素と共に燃焼室２に送られ燃焼される。燃
焼後の排ガスはボイラ３にて廃熱回収された後にガス温
度調節器４にて２００℃以下まで冷却され、バグフィル
タ５に導入されて無害化処理がなされ、誘引ファン６、
煙突７を通じて大気へと放散される。
【０００３】ごみ焼却施設でのダイオキシン類は燃焼室
２で一旦分解されるものの、ボイラ３での配管に付着し
ている灰の表面で再び合成されると考えられる。これら
付着灰中重金属の触媒作用の抑制を目的としてインヒビ
タが提案されてきたが実用化には至っていない。また、
排ガス中の脱Ｃｌがダイオキシン類合成抑制に有効であ
るとして特開平１１−２２１４３８号公報にて提示され
ている。この発明にあっては、ダイオキシン類が生成す
る以前に塩化水素を除去することで、ダイオキシン類の
合成が抑制される、と提言されている。しかしながら、
ごみ焼却施設での主たるダイオキシン類の合成場である
熱交換器内では、例えアルカリ剤を吹き込んだとして
も、十分な反応時間が得られないことや、アルカリ剤と
の接触効率が悪いことから、（１）式のような反応は十
分に行われない。
２で一旦分解されるものの、ボイラ３での配管に付着し
ている灰の表面で再び合成されると考えられる。これら
付着灰中重金属の触媒作用の抑制を目的としてインヒビ
タが提案されてきたが実用化には至っていない。また、
排ガス中の脱Ｃｌがダイオキシン類合成抑制に有効であ
るとして特開平１１−２２１４３８号公報にて提示され
ている。この発明にあっては、ダイオキシン類が生成す
る以前に塩化水素を除去することで、ダイオキシン類の
合成が抑制される、と提言されている。しかしながら、
ごみ焼却施設での主たるダイオキシン類の合成場である
熱交換器内では、例えアルカリ剤を吹き込んだとして
も、十分な反応時間が得られないことや、アルカリ剤と
の接触効率が悪いことから、（１）式のような反応は十
分に行われない。
【０００４】さらに、ＣｕＣｌ２等の重金属塩化物から
のダイオキシン類合成については、ＨＣｌを減少させて
も抑制することは出来ない。
のダイオキシン類合成については、ＨＣｌを減少させて
も抑制することは出来ない。
【０００５】 ＣａＯ＋２ＨＣｌ→ＣａＣｌ２＋Ｈ２Ｏ （１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らはダイオキ
シン類の合成要因を炭素源と塩素源に分類し、炭素源を
灰中に固体として存在する「未燃カーボン」と排ガス中
の未燃物である「芳香族炭化水素」の２種類で考え、塩
素源を灰中に固体として存在する「重金属塩化物」と排
ガス中の「ＨＣｌが重金属触媒を介するもの」の２種類
で考え、それぞれ２種類づつの組合せで図３の装置を用
いて模擬合成実験を行ったところ、いずれの組合せでも
相当のダイオキシン類合成があることを確認した。
シン類の合成要因を炭素源と塩素源に分類し、炭素源を
灰中に固体として存在する「未燃カーボン」と排ガス中
の未燃物である「芳香族炭化水素」の２種類で考え、塩
素源を灰中に固体として存在する「重金属塩化物」と排
ガス中の「ＨＣｌが重金属触媒を介するもの」の２種類
で考え、それぞれ２種類づつの組合せで図３の装置を用
いて模擬合成実験を行ったところ、いずれの組合せでも
相当のダイオキシン類合成があることを確認した。
【０００７】図３に模擬ダイオキシン類合成実験に用い
た装置を示す。石英管１１内に充填物（活性炭＋ＣｕＣ
ｌ２など）を詰め、セラミックウール１４にて保持した
ものを環状炉１２にて３００℃に保持し、ここにＣ
Ｏ２、水分、ＨＣｌ等の濃度を調整した模擬ガスを通
し、合成されたダイオキシン類をダイオキシン類サンプ
リング器１５にて捕集するものである。
た装置を示す。石英管１１内に充填物（活性炭＋ＣｕＣ
ｌ２など）を詰め、セラミックウール１４にて保持した
ものを環状炉１２にて３００℃に保持し、ここにＣ
Ｏ２、水分、ＨＣｌ等の濃度を調整した模擬ガスを通
し、合成されたダイオキシン類をダイオキシン類サンプ
リング器１５にて捕集するものである。
【０００８】なお、充填物種類やＨＣｌ供給の有無は表
１によって行った。
１によって行った。
【０００９】これは、実際のごみ焼却施設にあっては、
ごみ焼却施設においての熱交換器等に付着している灰を
反応場として、ダイオキシン類が合成していることを意
味している。
ごみ焼却施設においての熱交換器等に付着している灰を
反応場として、ダイオキシン類が合成していることを意
味している。
【００１０】そこで、本発明は、付着灰上でのダイオキ
シン類合成反応を抑制する方法を提供するものである。
シン類合成反応を抑制する方法を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明のダイオキシン類
合成抑制方法は、排ガスの熱交換器の上流にアルカリ剤
を吹き込み、熱交換器に付着したダストにアルカリ剤を
混在させることで付着灰上でのダイオキシン類の合成を
抑制することを特徴とする。
合成抑制方法は、排ガスの熱交換器の上流にアルカリ剤
を吹き込み、熱交換器に付着したダストにアルカリ剤を
混在させることで付着灰上でのダイオキシン類の合成を
抑制することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】ダイオキシン類の合成は、（２）
式、（３）式に示されるディーコン反応で発生するＣｌ
２（もしくはＣｌラジカル等）によって、炭素源が塩素
化すると共に、ダイオキシン骨格を形成することで起こ
ると考えられている。
式、（３）式に示されるディーコン反応で発生するＣｌ
２（もしくはＣｌラジカル等）によって、炭素源が塩素
化すると共に、ダイオキシン骨格を形成することで起こ
ると考えられている。
【００１３】アルカリ剤は、（１）式の反応を阻害する
と共に、（２）式、（３）式で発生するＣｌ２（もしく
はＣｌラジカル等）を吸収し、炭素源がダイオキシン化
することを防止していると思われる。
と共に、（２）式、（３）式で発生するＣｌ２（もしく
はＣｌラジカル等）を吸収し、炭素源がダイオキシン化
することを防止していると思われる。
【００１４】 ２ＨＣｌ＋ＣｕＯ→ＣｕＣｌ２＋Ｈ２Ｏ （２） ＣｕＣｌ２＋１／２Ｏ→ＣｕＯ＋Ｃｌ２ （３） そこで、ダイオキシン類の合成反応において塩素が重要
な役割をもつことから反応場にアルカリ剤を混在させる
ことによってダイオキシン類の合成が抑制できると想定
し、アルカリ剤として消石灰を用いて実験を行ったとこ
ろ、表１に示すとおり全ての組合せにおいてダイオキシ
ン類合成を大きく抑制することを発見し、反応場である
熱交換器の付着灰にアルカリを混在させることがダイオ
キシン類合成抑制に有効であることを見いだした。
な役割をもつことから反応場にアルカリ剤を混在させる
ことによってダイオキシン類の合成が抑制できると想定
し、アルカリ剤として消石灰を用いて実験を行ったとこ
ろ、表１に示すとおり全ての組合せにおいてダイオキシ
ン類合成を大きく抑制することを発見し、反応場である
熱交換器の付着灰にアルカリを混在させることがダイオ
キシン類合成抑制に有効であることを見いだした。
【００１５】アルカリ剤としては消石灰の他に水酸化ナ
トリウムや炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムなどが
挙げられるが、後流で乾式脱ＨＣｌとして消石灰を吹い
ているプロセスにおいては、その一部を熱交換器上流へ
の吹き込みに変更することで充分対応可能である。
トリウムや炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムなどが
挙げられるが、後流で乾式脱ＨＣｌとして消石灰を吹い
ているプロセスにおいては、その一部を熱交換器上流へ
の吹き込みに変更することで充分対応可能である。
【００１６】また、反応場である熱交換器の配管表面が
２５０℃〜４００℃の領域は排ガス温度が５００℃以上
であることからスラリー状にして吹き込むことで付着灰
混入までにアルカリ剤の分解などを防止することが有効
である。
２５０℃〜４００℃の領域は排ガス温度が５００℃以上
であることからスラリー状にして吹き込むことで付着灰
混入までにアルカリ剤の分解などを防止することが有効
である。
【００１７】さらに反応場でのアルカリ剤の比率は高い
方が望ましいことから装置の運転開始時や熱交換器のス
ートブロー実施直後など配管への付着灰の少ない状態で
予めアルカリ剤層を形成させておくことも有効である。
方が望ましいことから装置の運転開始時や熱交換器のス
ートブロー実施直後など配管への付着灰の少ない状態で
予めアルカリ剤層を形成させておくことも有効である。
【００１８】特に消石灰が無害かつ安価であり、ダイオ
キシン類合成抑制効果も充分であり、アルカリ剤の中で
も最も有利である。
キシン類合成抑制効果も充分であり、アルカリ剤の中で
も最も有利である。
【００１９】アルカリ剤を粉末で吹き込む場合は粉末を
帯電させることでダイオキシン類の反応場である配管表
面に効果的に混在させることが可能である。
帯電させることでダイオキシン類の反応場である配管表
面に効果的に混在させることが可能である。
【００２０】以下、図１により本発明の実施形態を説明
する。図１は本発明の一般廃棄物の直接溶融炉の排ガス
処理フローを示したもので、溶融炉１にて発生した乾留
ガスは一部の未燃炭素と共に燃焼室２に送られ燃焼され
る。燃焼後の排ガスはボイラ３にて廃熱回収された後に
ガス温度調節器４にて２００℃以下まで冷却され、バグ
フィルタ５に導入されて無害化処理がなされ、誘引ファ
ン６、煙突７を通じて大気へと放散される。
する。図１は本発明の一般廃棄物の直接溶融炉の排ガス
処理フローを示したもので、溶融炉１にて発生した乾留
ガスは一部の未燃炭素と共に燃焼室２に送られ燃焼され
る。燃焼後の排ガスはボイラ３にて廃熱回収された後に
ガス温度調節器４にて２００℃以下まで冷却され、バグ
フィルタ５に導入されて無害化処理がなされ、誘引ファ
ン６、煙突７を通じて大気へと放散される。
【００２１】従来は脱ＨＣｌを目的として、図２に示す
ように、消石灰８が消石灰吹込装置９からバグフィルタ
５の前吹込口へ吹き込まれていたが、本実施例では、図
１に示すように、消石灰をボイラ内吹込口１０へも吹き
込み、ボイラ内配管の付着灰に消石灰を混在させること
でボイラ内付着灰層でのダイオキシン類合成の抑制を行
おうとするものである。消石灰吹込装置はバグフィルタ
前吹込口９に供給するものと、ボイラ内吹込口１０へ供
給するものとでそれぞれ別でもよい。この場合にバグフ
ィルタ前吹込口９へは消石灰に吸着剤を混合させたも
の、もしくは別ラインから吸着剤を供給することで煙突
７へのダイオキシン類の排出量削減が可能である。その
際ボイラ内吹込口１０への活性炭供給はダイオキシン類
の合成量を増加させるため、注意が必要である。ボイラ
内吹込口１０の位置はボイラ３の極力上流側が望ましい
が、本実施例ではボイラ３内の蒸発管のある部分の上流
側に設置している。ボイラ３内の付着灰中の消石灰が重
量比にて２〜２０質量％であることが望ましく、実際の
消石灰吹き込み量は飛灰量に対して２〜２０質量％の吹
き込みを行う。
ように、消石灰８が消石灰吹込装置９からバグフィルタ
５の前吹込口へ吹き込まれていたが、本実施例では、図
１に示すように、消石灰をボイラ内吹込口１０へも吹き
込み、ボイラ内配管の付着灰に消石灰を混在させること
でボイラ内付着灰層でのダイオキシン類合成の抑制を行
おうとするものである。消石灰吹込装置はバグフィルタ
前吹込口９に供給するものと、ボイラ内吹込口１０へ供
給するものとでそれぞれ別でもよい。この場合にバグフ
ィルタ前吹込口９へは消石灰に吸着剤を混合させたも
の、もしくは別ラインから吸着剤を供給することで煙突
７へのダイオキシン類の排出量削減が可能である。その
際ボイラ内吹込口１０への活性炭供給はダイオキシン類
の合成量を増加させるため、注意が必要である。ボイラ
内吹込口１０の位置はボイラ３の極力上流側が望ましい
が、本実施例ではボイラ３内の蒸発管のある部分の上流
側に設置している。ボイラ３内の付着灰中の消石灰が重
量比にて２〜２０質量％であることが望ましく、実際の
消石灰吹き込み量は飛灰量に対して２〜２０質量％の吹
き込みを行う。
【００２２】
【実施例】アルカリ剤によるダイオキシン類合成抑制効
果を定量化するために行ったラボスケールでの実験結果
を表１に示す。実験はダイオキシン類の合成要因を炭素
源と塩素源に分類し、炭素源を灰中に固体として存在す
る未燃カーボンとして「活性炭」を用い、排ガス中の未
燃物である芳香族炭化水素として「ビフェニル」を用い
た。塩素源を灰中に固体として存在する重金属塩化物と
して「塩化第２銅」を用い、排ガス中の塩素源として
「ＨＣｌ＋酸化銅（触媒）」を用いた。これら２種類づ
つの組合せで模擬合成実験を行った。表１にその結果を
示す。
果を定量化するために行ったラボスケールでの実験結果
を表１に示す。実験はダイオキシン類の合成要因を炭素
源と塩素源に分類し、炭素源を灰中に固体として存在す
る未燃カーボンとして「活性炭」を用い、排ガス中の未
燃物である芳香族炭化水素として「ビフェニル」を用い
た。塩素源を灰中に固体として存在する重金属塩化物と
して「塩化第２銅」を用い、排ガス中の塩素源として
「ＨＣｌ＋酸化銅（触媒）」を用いた。これら２種類づ
つの組合せで模擬合成実験を行った。表１にその結果を
示す。
【００２３】
【表１】 表１に示すように、いずれの反応でも十分なダイオキシ
ン類の発生があることを確認し、さらにこれらの全ての
組合せにおいてアルカリ剤として用いた「消石灰」が９
５％以上の合成抑制効果があることを確認した。
ン類の発生があることを確認し、さらにこれらの全ての
組合せにおいてアルカリ剤として用いた「消石灰」が９
５％以上の合成抑制効果があることを確認した。
【００２４】図１に記載した実施例によって消石灰を
０．５ｇ／Ｎｍ３吹き込んだ結果を表２に示す。
０．５ｇ／Ｎｍ３吹き込んだ結果を表２に示す。
【００２５】
【表２】 ここでのダイオキシン類の合成抑制効果は７８％に留ま
っているが、消石灰吹き込み位置以前でのダイオキシン
類合成があること等が影響していると考えられる。ま
た、消石灰のスラリー状噴霧や、粉末を帯電させ付着灰
へ効率よく消石灰を混合させることでさらなるダイオキ
シン類の合成抑制が可能である。
っているが、消石灰吹き込み位置以前でのダイオキシン
類合成があること等が影響していると考えられる。ま
た、消石灰のスラリー状噴霧や、粉末を帯電させ付着灰
へ効率よく消石灰を混合させることでさらなるダイオキ
シン類の合成抑制が可能である。
【００２６】
【発明の効果】本発明により、廃棄物処理の際に排出す
る排ガスからの熱回収工程におけるダイオキシン類の合
成を大きく抑制することができる。
る排ガスからの熱回収工程におけるダイオキシン類の合
成を大きく抑制することができる。
【図１】 本発明の一般廃棄物の直接溶融炉の排ガス処
理フローを示した図である。
理フローを示した図である。
【図２】 従来の一般廃棄物の直接溶融炉の排ガス処理
フローを示した図である。
フローを示した図である。
【図３】 模擬ダイオキシン類合成実験に用いた装置を
示す図である。
示す図である。
【符号の説明】 １：溶融炉 ２：燃焼室 ３：ボイラ ４：ガス温度調節器 ５：バグフィルタ ６：誘引ファン ７：煙突 ８：消石灰 ９：バグフィルタ前吹込口 １０：ボイラ内吹込口 １１：石英管 １２：環状炉 １３：充填物 １４：セラミックウール １５：ダイオキシン類サンプリング器 １６：ファン
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ２３Ｊ 15/00 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０３Ｊ ３０３Ｋ Ｆ２３Ｊ 15/00 Ｚ Ｆターム(参考） 3K065 AA24 AB02 AB03 AC01 BA06 HA01 JA05 JA18 3K070 DA05 DA16 4D004 AA37 AB07 CA28 CA29 CA34 CB31 CC11
Claims (6)
- 【請求項１】 排ガスの熱交換器の上流にアルカリ剤を
吹き込み、熱交換器の付着ダストにアルカリ剤を混在さ
せることで付着灰上でのダイオキシン類の合成を抑制す
ることを特徴とするダイオキシン類合成抑制方法。 - 【請求項２】 アルカリ剤を溶液またはスラリーとして
吹き込むことを特徴とする請求項１記載のダイオキシン
類合成抑制方法。 - 【請求項３】 設備の運転に先立ち、予め熱交換器にア
ルカリ剤を付着させておくことを特徴とする請求項１記
載のダイオキシン類合成抑制方法。 - 【請求項４】 熱交換器のスートブローの終了直後にア
ルカリ剤の吹き込み量を増加させることで配管表面のア
ルカリ存在比を増加させることを特徴とする請求項１記
載のダイオキシン類合成抑制方法。 - 【請求項５】 アルカリ剤として消石灰粉末もしくは消
石灰スラリーを用いることを特徴とする請求項１記載の
ダイオキシン類合成抑制方法。 - 【請求項６】アルカリ剤を粉末としてこれを帯電させる
ことで壁面および熱交換器チューブへ付着しやすい状態
とさせることを特徴とする請求項１記載のダイオキシン
類合成抑制方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002056413A JP2002333124A (ja) | 2001-03-09 | 2002-03-01 | ダイオキシン類合成抑制方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001067662 | 2001-03-09 | ||
| JP2001-67662 | 2001-03-09 | ||
| JP2002056413A JP2002333124A (ja) | 2001-03-09 | 2002-03-01 | ダイオキシン類合成抑制方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002333124A true JP2002333124A (ja) | 2002-11-22 |
Family
ID=26611005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002056413A Pending JP2002333124A (ja) | 2001-03-09 | 2002-03-01 | ダイオキシン類合成抑制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002333124A (ja) |
Cited By (1)
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| JP2006020909A (ja) * | 2004-07-09 | 2006-01-26 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 汚染物の加熱分解処理方法およびハロゲン化芳香族化合物分解剤 |
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| JPH10227431A (ja) * | 1997-02-18 | 1998-08-25 | Hitachi Zosen Corp | ごみ焼却設備 |
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2002
- 2002-03-01 JP JP2002056413A patent/JP2002333124A/ja active Pending
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