JP2003080030A

JP2003080030A - 排ガス処理装置

Info

Publication number: JP2003080030A
Application number: JP2001271534A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Mochizuki; 美彦望月; Shinichi Kawabata; 進一川畑; Mitsugi Hirano; 貢平野; Akio Yuki; 明夫結城
Original assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 2001-09-07
Filing date: 2001-09-07
Publication date: 2003-03-18

Abstract

(57)【要約】【課題】ダイオキシンなどの塩素系有機化合物を確実に
分解して除去することのできる排ガス処理装置を提供す
る。【解決手段】本発明に係る排ガス処理装置１０は、焼却
炉などからの排ガスをまず、集塵装置１２に供給し、排
ガス中のダストを除去する。そして、この排ガスに注入
装置１４で分解触媒を注入し、除去装置１６に導入す
る。分解触媒は、除去装置１６のバグフィルタ２８に付
着し、バグフィルタ２８を通過する排ガス中のダイオキ
シンを分解する。これにより、排ガスからダイオキシン
が除去される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は排ガス処理装置に係
り、特に、焼却炉等の排ガス中に含まれるダイオキシン
を、バグフィルタ型の集塵装置を用いて除去する排ガス
処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ごみ焼却炉から排出される排ガスには、
ダストの他に、塩化水素、硫黄酸化物、窒素酸化物など
の有害物質が含まれている。これらの有害物質は、通
常、バグフィルタ型の集塵装置によって、排ガス中のダ
ストとともに除去される。例えば、塩化水素と硫黄酸化
物は、集塵装置に供給する排ガスに、消石灰の粉末を注
入することによって、中和処理されてバグフィルタに捕
集除去される。また、窒素酸化物は、バグフィルタに脱
硝触媒を担持させることによって、脱硝触媒に接触して
除去される。なお、窒素酸化物は、集塵装置の下流に脱
硝装置を設けることによっても除去できる。

【０００３】ところで、産業廃棄物などを焼却した排ガ
ス中には、ダイオキシンやＰＣＢなどの塩素系有機化合
物が含まれている。この塩素系有機化合物は有毒物が多
く、特にダイオキシンは毒性が強いため、その除去を確
実に行う必要がある。

【０００４】ダイオキシンは、酸化チタンなどの分解触
媒に接触させることによって、水や二酸化炭素に分解す
ることができる。そこで、従来の排ガス処理装置は、分
解触媒をバグフィルタに予め担持させ、このバグフィル
タに排ガスを通過させることによって、排ガス中のダイ
オキシンを分解していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
排ガス処理装置は、排ガスに含まれる二酸化硫黄などに
よって、分解触媒が徐々に劣化するため、未分解のダイ
オキシンが経時的に増加するおそれがあった。

【０００６】本発明はこのような事情に鑑みて成された
もので、ダイオキシンなどの塩素系有機化合物を確実に
分解して除去することのできる排ガス処理装置を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は前
記目的を達成するために、塩素系有機化合物を含む排ガ
スを、フィルタ部材を備えた除去装置に供給し、該除去
装置のフィルタ部材を通過させることによって、前記塩
素系有機化合物を除去する排ガス処理装置において、前
記排ガスの流れに対して前記フィルタ部材の上流側の前
記排ガスに、前記塩素系有機化合物の分解触媒を注入す
る注入手段を備えたことを特徴としている。

【０００８】請求項１記載の発明によれば、注入手段に
よって、フィルタ部材の上流側の排ガスに、塩素系有機
化合物の分解触媒を注入するようにした。これにより、
フィルタ部材に分解触媒が付着されるので、フィルタ部
材を通過する排ガス中の塩素系有機化合物を分解して除
去することができる。また、注入手段で新たな分解触媒
を注入することにより、分解性能の低下を防止すること
ができ、塩素系有機化合物を確実に分解することができ
る。さらに、フィルタ部材に付着した分解触媒は逆洗に
よって簡単に払い落とすことができるので、逆洗した
後、新たに分解触媒を注入することによって、フィルタ
部材に付着する分解触媒を入れ替えることができる。

【０００９】請求項２記載の発明によれば、除去装置に
は、集塵装置でダストを捕集した排ガスが供給されるの
で、除去装置のフィルタ部材には、ダストが殆ど付着さ
れない。したがって、フィルタ部材に多くの分解触媒を
付着させることができるので、塩素系有機化合物の分解
を効率良く行うことができる。また、多くの分解触媒が
付着したフィルタ部材を逆洗すると、分解触媒がフィル
タ部材から払い落とされ、除去装置の底部から供給され
た排ガスの気流によって吹き上げられて浮遊し、除去装
置内に充満するようになる。これにより、排ガス中の塩
素系有機化合物が分解触媒に接触する時間が増加するの
で、分解性能が向上し、塩素系有機化合物を確実に除去
することができる。なお、分解触媒を浮遊させるため、
排ガスは除去装置の下端から上向きに導入するとよい。

【００１０】請求項３記載の発明によれば、集塵装置の
エアフィルタに塩素系有機化合物の分解触媒を担持させ
たので、塩素系有機化合物は、エアフィルタを通過した
際にも分解される。したがって、塩素系有機化合物の分
解性能がさらに向上する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って、本発明に
係る排ガス処理装置の好ましい実施の形態について詳説
する。

【００１２】図１は、本発明に係る排ガス処理装置の全
体構成を模式的に示す側面図である。同図に示すよう
に、排ガス処理装置１０は主として、集塵装置１２、注
入装置１４、除去装置１６で構成される。焼却炉（不図
示）で燃焼された排ガスは、まず、供給ダクト１８を介
して集塵装置１２に供給される。そして、集塵装置１２
で排ガス中のダストが除去された後、導入ダクト２０を
介して除去装置１６に導入される。導入ダクト２０に
は、注入装置１４が接続されており、この注入装置１４
から、導入ダクト２０を流れる排ガスに分解触媒が注入
される。分解触媒としては、例えば、バナジウム酸化物
やタングステン酸化物を酸化チタンに担持した触媒や、
白金などの貴金属触媒が用いられる。排ガス中のダイオ
キシンは、この分解触媒に接触することによって、水や
二酸化炭素などに分解される。

【００１３】導入ダクト２０は、除去装置１６のホッパ
状の下端に、上方に向けて接続されており、排ガスは、
除去装置１６の下端から上方に向けて吹き出される。除
去装置１６に吹き出された排ガスは、除去装置１６の内
部において、ダイオキシンなどの塩素系有機化合物が分
解され、排気ダクト２２から排気される。

【００１４】図２は、除去装置１６の内部構造を示す斜
視図である。

【００１５】同図に示すように、除去装置１６のケーシ
ング２４は、下部がホッパー状に形成されており、その
下端に導入ダクト２０が垂直上向きに接続されている。
ケーシング２４の上部には、排気ダクト２２が接続され
ており、導入ダクト２０から導入された排ガスが、この
排出ダクト２２から排出される。

【００１６】ケーシング２４の内部には、仕切り板２６
が水平に配設されており、この仕切り板２６によってケ
ーシング２４の内部が導入ダクト２０側と排気ダクト２
２側とに仕切られている。仕切り板２６には、多数の穴
２６Ａ、２６Ａ、…が縦横に整列された状態に形成され
ており、各穴２６Ａにはバグフィルタ（フィルタ部材に
相当）２８が吊り下げられている。

【００１７】バグフィルタ２８は、多孔質の布やフェル
トでできた袋状の濾過材であり、下端が閉口された筒状
に形成されている。このバグフィルタ２８は、上端開口
部が仕切り板２６の穴２６Ａを臨むようにして取り付け
られている。これにより、導入ダクト２０からケーシン
グ２４に導入された排ガスは、バグフィルタ２８の外部
から内部に入り込んだ後、穴２６Ａを通って排気ダクト
２２から排気される。その際、排ガスに含まれる微量の
ダストや分解触媒は、バグフィルタ２８によって補集さ
れる。捕集されたダストや分解触媒は、図３に示す逆洗
装置３０でバグフィルタ２８の内部にエアを噴射するこ
とにより、払い落とされる。

【００１８】図３に示すように逆洗装置３０は主とし
て、仕切り板２６上の移動台車３２と、この移動台車３
２に支持された複数のベンチュリ管３４、３４、…とか
ら構成されている。ベンチュリ管３４は、下部が絞られ
ており、その絞りの内径は、例えばバグフィルタ２８の
内径の約半分に形成されている。ベンチュリ管３４の下
端には、ドーナツ状のカバー３６が取り付けられてい
る。ベンチュリ管３４は、穴２６Ａと同じ間隔で配置さ
れており、穴２６Ａの上方に配置される。

【００１９】ベンチュリ管３４の上方には、エアジェッ
ト配管３８が配設されている。エアジェット配管３８
は、移動台車３２に支持され、移動台車３２とともに移
動する。また、エアジェット配管３８は、配管４０を介
してエア供給源（不図示）に接続されており、このエア
供給源からエアが供給される。エアジェット配管３８の
下部には、複数のノズル（不図示）が鉛直下向きに配設
されており、このノズルから各ベンチュリ管３４に向け
てエアが噴射される。噴射されたエアは、ベンチュリ管
３４からバグフィルタ２８の内部に供給され、バグフィ
ルタ２８の外部に吹き出される。これにより、濾過時と
反対の流れ（逆流）が形成され、バグフィルタ２８に付
着したダストや分解触媒が払い落とされる。

【００２０】移動台車３２の車輪４２は、仕切り板２６
の両縁に設けられたレール４４上を走行する。レール４
４には、穴２６Ａの列と同じ間隔で、円弧状の窪み４４
Ａが形成されており、この窪み４４Ａに車輪４２が入り
込むことによって、移動台車３２が位置決めされて停止
される。移動台車３２が位置決めされた際、ベンチュリ
管３４が穴２６の上方に配置される。

【００２１】また、移動台車３２は、無端状の駆動チェ
ーン４６に連結されている。駆動チェーン４６は、一対
のプーリ（不図示）に巻き掛けられており、このプーリ
をモータ（不図示）で回転させることによって移動台車
３２が移動する。これにより、ベンチュリ管３４が穴２
６Ａから穴２６Ａへ移動し、バグフィルタ２８を一列ご
とに順次逆洗することができる。

【００２２】一方、図１に示した集塵装置１２は、除去
装置１６と同様に構成されており、下部がホッパー状に
形成されたケーシング５０と、仕切り板５２に支持され
た複数のバグフィルタ（エアフィルタに相当）５４、５
４、…と、バグフィルタ５４の内部にエアを噴射して逆
洗する逆洗装置５６とを備えている。バグフィルタ５４
には、ダイオキシンの分解触媒が担持されており、バグ
フィルタ５４を排ガスが通過する際に、排ガス中のダイ
オキシンが分解される。逆洗装置５６は、図３の逆洗装
置３０と同様に構成されており、複数のバグフィルタ５
４、５４、…を列ごとに逆洗できるようになっている。
また、導入ダクト２０は、ケーシング５０の上部に接続
されており、供給ダクト１８は、ケーシング５０の側面
に接続されている。また、ケーシング５０の下端には、
払い落としたダストなどを排出する排出手段が取り付け
られている。

【００２３】次に上記の如く構成された排ガス処理装置
１０の作用について説明する。

【００２４】焼却炉（不図示）から排出される排ガス
は、まず、供給ダクト１８から集塵装置１２に供給され
る。この排ガスには、ダストや、ダイオキシンなどの塩
素系有機化合物が含まれている。

【００２５】集塵装置１２に供給された排ガスは、バグ
フィルタ５４の外部から内部に入り込み、その際に排ガ
ス中のダストがバグフィルタ５４に捕集される。捕集さ
れたダストは、定期的に逆洗装置５６でバグフィルタ５
４にエアを吹き出すことによって払い落とされ、ケーシ
ング５０の下部に貯留される。これにより、バグフィル
タ５４の捕集能力が再生され、ダストを常に効率よく捕
集することができる。また、バグフィルタ５４には、分
解触媒が担持されているので、排ガス中のダイオキシン
の一部がバグフィルタ５４を通過する際に分解される。
なお、ケーシング５０の下部に貯留されたダストは、定
期的に排出されて取り除かれる。

【００２６】このようにしてダストの大部分とダイオキ
シンの一部が除去された排ガスは、導入ダクト２０を介
して除去装置１６に導入される。その際、注入装置１４
によって排ガスに分解触媒が注入される。分解触媒が注
入された排ガスは、除去装置１６のケーシング２４の下
端から上方に向けて吹き出される。そして、バグフィル
タ２８の外部から内部に入り込み、その際に僅かに残っ
ていたダストが捕集される。また、注入装置１４で注入
した分解触媒がバグフィルタ２８に付着し、バグフィル
タ２８を通過する排ガスのダイオキシンが分解される。
これにより、排ガスは、ダストとダイオキシンが除去さ
れた状態で、排気ダクト２２から排気される。

【００２７】ところで、バグフィルタ２８に付着した分
解触媒は、排ガス中の酸化硫黄などが接触することによ
って経時的に劣化することがある。分解触媒が劣化する
と、ダイオキシンの分解性能が低下するので、未分解の
ダイオキシンが排気ダクト２２から流出するおそれがあ
る。そこで、本実施の形態では、定期的（例えば１００
０時間毎）に、注入装置１４から所定量（例えばバグフ
ィルタ２８の単位表面積あたり１００ｇ）の新しい分解
触媒を注入する。これにより、バグフィルタ２８に、劣
化のない新しい分解触媒が付着するので、ダイオキシン
の分解性能を向上させることができ、ダイオキシンを確
実に分解して除去することができる。

【００２８】また、除去装置１６の前段には、集塵装置
１２が設けられているため、排ガス中のダストの大部分
は、集塵装置１２で捕集され、除去装置１６のバグフィ
ルタ２８には、ダストが殆ど捕集されない。したがっ
て、バグフィルタ２８に多くの分解触媒を付着させるこ
とができる。これにより、ダイオキシンの除去性能が向
上し、ダイオキシンを確実に除去することができる。

【００２９】また、バグフィルタ２８に多くの分解触媒
が付着しているので、バグフィルタ２８を逆洗すると、
バグフィルタ２８からは多くの分解触媒が払い落とされ
る。この分解触媒は、ケーシング２４の下部に堆積しよ
うとするが、ケーシング２４の下部には、排ガスの上昇
流が形成されているため、分解触媒は堆積することなく
浮遊し、ケーシング２４内に充満する。これにより、排
ガス中のダイオキシンと分解触媒との接触時間を増加さ
せることができ、ダイオキシンの除去率を向上させるこ
とができる。

【００３０】また、本実施の形態の排ガス処理装置１０
は、導入ダクト２０の排ガス中に分解触媒を注入するよ
うにしたので、バグフィルタ２８に分解触媒を予め担持
させた場合より、ダイオキシンと分解触媒の接触時間が
長くなり、ダイオキシンの分解効率が向上する。

【００３１】また、本実施の形態の排ガス処理装置１０
は、集塵装置１２のバグフィルタ５４に分解触媒を担持
させるようにしたので、除去装置１６に導入される排ガ
ス中のダイオキシンの量が減少する。したがって、排気
ダクト２２から排気されるダイオキシンの除去率をさら
に向上させることができる。

【００３２】なお、上述した実施の形態は、導入ダクト
２０を除去装置１６のケーシング２４の下端に接続した
が、これに限定するものではなく、図４に示すように、
ケーシング２４の側面に接続してもよい。この場合、定
期的にバグフィルタ２８を逆洗し、逆洗後に注入装置１
４で分解触媒を注入するようにする。これにより、バグ
フィルタ２８に付着した古い分解触媒が払い落とされ、
劣化のない新しい分解触媒がバグフィルタ２８に付着す
るので、ダイオキシンの分解性能が向上する。また、バ
グフィルタ２８に付着する触媒を入れ替えることによっ
て、バグフィルタ２８の圧力損失を低下させることがで
きる。なお、劣化した古い分解触媒は、ダストとともに
ケーシング２４の下部に堆積するので、定期的に取り除
くようにするとよい。

【００３３】また、上述した実施の形態は、分解触媒を
導入ダクト２０に注入するようにしたが、供給ダクト１
８にも分解触媒を定期的に注入するようにしてもよい。
これにより、集塵装置１２のバグフィルタ５４の分解性
能が回復するので、ダイオキシンの除去性能をさらに向
上させることができる。

【００３４】また、バグフィルタ２８は、予め分解触媒
を担持したものを使用してもよい。これにより、運転開
始直後から、ダイオキシンの分解を確実に行うことがで
きる。

【００３５】また、上述した実施の形態は、集塵装置１
２のバグフィルタ５４に分解触媒を担持させてダイオキ
シンを分解したが、これに限定するものではなく、集塵
装置１２でダストの捕集のみを行うようにしてもよい。
したがって、集塵装置１２の構造は、上述した実施の形
態に限定されるものではなく、排ガス中のダストを捕集
できる構造であればよい。

【００３６】さらに、上述した実施の形態では、除去装
置１６の前段に集塵装置１２を設けたが、これに限定す
るものではなく、図５に示すように、除去装置１６のみ
であってもよい。この場合、バグフィルタ２８に付着し
たダストを、劣化した分解触媒とともに払い落として除
去し、注入装置１４から新たな分解触媒を注入してバグ
フィルタ２８に付着させる。これにより、バグフィルタ
２８のダスト捕集性能とダイオキシン分解性能が回復す
るので、ダストと分解触媒を確実に除去することができ
る。

【００３７】

【実施例】図１に示した排ガス処理装置１０の供給ダク
ト１８に、ナトリウムやカリウム等を添加した模擬排ガ
スを供給するとともに、注入装置１４から、バグフィル
タ２８の単位面積当り約１００ｇ／ｍ²相当の分解触媒
を注入した。逆洗装置３０による逆洗回数を変化させな
がら、バグフィルタ２８の出口でのダイオキシン濃度を
測定した結果を表１に示す。

【００３８】

【表１】表１から分かるように、逆洗を行わなかった比較例１に
対して、逆洗を行った実施例１〜３は、ダイオキシン濃
度が低下していた。特に、逆洗回数が多い実施例２や実
施例３は、ダイオキシン濃度が大きく低下していた。こ
れにより、バグフィルタ２８を逆洗することによってダ
イオキシン濃度を低下させることができ、特に、逆洗回
数を６０回／ｈ以上にすることが好ましいことが分か
る。

【００３９】次に、図４に示した排ガス処理装置に前記
模擬排ガスを導入し、１０００時間経過毎に、バグフィ
ルタ２８の単位面積当り１００ｇ／ｍ²相当の触媒を新
たに注入装置１４から注入し、バグフィルタ２８に付着
させた。また、３０００時間経過後には、逆洗装置３０
でバグフィルタ２８に付着していた分解触媒を払い落と
して除去し、単位面積当り４００ｇ／ｍ²相当の分解触
媒を新たに注入してバグフィルタ２８に付着させた。こ
のときのバグフィルタ２８出口でのダイオキシン濃度(n
g-TEQ/m³ _N) の経時変化を表２に示す。なお、比較例２
では、バグフィルタ２８に分解触媒を予め担持させ、分
解触媒の注入を行わなかった。

【００４０】

【表２】表２に示すように、触媒を注入しない比較例２は、排出
されるダイオキシン濃度が徐々に増加したのに対し、実
施例４は、触媒の注入によってダイオキシン濃度を減少
させることができた。このことから、触媒の注入によっ
てダイオキシン濃度を減少でき、さらに、触媒の注入頻
度を増加することでダイオキシン濃度をさらに減少でき
ることが分かる。また、排ガスを長時間処理していた場
合であっても、バグフィルタ２８に付着する分解触媒を
入れ換えることによって、排出されるダイオキシン濃度
を低下させることができる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る排ガス
処理装置によれば、注入手段によって、フィルタ部材の
上流側の排ガスに、塩素系有機化合物の分解触媒を注入
するようにしたので、注入手段で新たな分解触媒を定期
的に注入することによって、分解性能の低下を防止する
ことができ、塩素系有機化合物を確実に分解することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る排ガス処理装置の全体構成を模式
的に示す側面図

【図２】図１の除去装置の内部構成を示す斜視図

【図３】移動台車を示す斜視図

【図４】図１と異なる排ガス処理装置を模式的に示す側
面図

【図５】図１と異なる排ガス処理装置を模式的に示す側
面図

【符号の説明】

１０…排ガス処理装置、１２…集塵装置、１４…注入装
置、１６…除去装置、１８…供給ダクト、２０…導入ダ
クト、２２…排気ダクト、２４、５０…ケーシング、２
６、５２…仕切り板、２８、５４…バグフィルタ、３
０、５６…逆洗装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者平野貢東京都千代田区内神田１丁目１番14号日立プラント建設株式会社内 (72)発明者結城明夫東京都千代田区内神田１丁目１番14号日立プラント建設株式会社内Ｆターム(参考） 4D019 AA01 BB02 BB03 BC07 CA04 CB04 4D048 AA11 AB03 BA07X BA23X BA27X BA30X BA41X BB01 CA07 CB04 CC41 CC62 CD03 4D058 JA04 MA15 QA01 QA11 TA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】塩素系有機化合物を含む排ガスを、フィル
タ部材を備えた除去装置に供給し、該フィルタ部材を通
過させて処理する排ガス処理装置において、前記排ガスの流れに対して前記フィルタ部材の上流側の
前記排ガスに、前記塩素系有機化合物の分解触媒を注入
する注入手段を備えたことを特徴とする排ガス処理装
置。
【請求項２】前記除去装置には集塵装置が接続され、該
集塵装置によって前記排ガス中のダストが捕集されると
ともに、該捕集後の排ガスが前記除去装置の底部から供
給されることを特徴とする請求項１記載の排ガス処理装
置。
【請求項３】前記集塵装置は、前記排ガスを通過させて
ダストを捕集するエアフィルタを備え、該エアフィルタ
には、前記塩素系有機化合物の分解触媒が担持されるこ
とを特徴とする請求項２記載の排ガス処理装置。