JP2003166710A - 脱硝方法と脱硝装置を備えたガス燃焼処理炉と加熱処理施設 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 脱硝剤を燃焼バーナーなどの火炎に曝されな
い部位に噴霧させて効果的な脱硝効果を得るようにする
とともに、高温で且つ火炎の影響の少ない空間を構成し
てその空間に脱硝剤を噴霧するようにしたので、脱硝剤
と排ガスの接触反応を効果的なものにでき、窒素酸化物
の生成を効果的に抑制できる。 【解決手段】 脱硝剤を噴霧するに際して、ガス燃焼処
理炉３０をガス燃焼室３０ａと脱硝室３０ｂに隔壁３０
ｃにより区画して、ガス燃焼室３０ａで燃焼バーナー３
６、エゼクタ３２からの乾留ガス、配管５２からの排ガ
スを混合燃焼させると、燃焼室３０ａ内では火炎によ
り、ガスは乱流状態になるが、そのガスが隔壁３０ｃを
介して脱硝室３０ｂに導入されると、高温で且つ火炎の
影響が抑制された排ガスとなる。このような排ガス状態
の脱硝室３０ｂに脱硝剤を脱硝剤噴霧供給装置５３から
ノズル５４を介して噴霧する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、廃棄物などの被
処理物を加熱処理した場合に、大気汚染防止法で排出量
が規制されている窒素酸化物が発生するのを、基準値以
下に削減・浄化して排出するようにした脱硝方法と脱硝
装置を備えたガス燃焼処理炉と加熱処理施設に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】窒素酸化物を削減する手段として、尿
素、尿素水を脱硝剤として使用する尿素法脱硝が一般的
に知られている。例えば、特開２００１−２１５０１２
号、特開平１１−１５１４５６号、特開平１１−７６７
５２号、特開平８−１４１３６３号の各公報が知られて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】尿素による脱硝の場合
には、燃焼ガスの温度との関係が重要で有り、一般的に
は、800〜1200℃（より好ましくは950〜1050℃）とされ
ている。このために、燃焼排ガスのどの部分に脱硝剤を
供給するかが重要となる。

【０００４】一方、廃棄物などの加熱処理装置において
は、被処理物を800℃以上（好ましくは850℃以上）で且
つ２秒以上燃焼処理することでダイオキシン類などの有
害物質を大気中に排出しない処理が求められている。

【０００５】このことから、被処理物を乾留による熱分
解処理により、炭化する処理方法においては、発生した
乾留ガスを850℃以上で燃焼して排出している。また、
発生した熱分解残渣を燃焼して灰化処理した場合も同様
に処理している。

【０００６】しかし、被処理物の性状によっては、窒素
酸化物が排出規制値を越える場合が起きることから、脱
硝手段により窒素酸化物を削減することが必要である。

【０００７】発生した乾留ガス、燃焼排ガスをガス燃焼
炉にて燃焼（850℃）しており、排ガスの温度条件は満
たされていることから、この部分に脱硝手段を設けて尿
素を噴霧供給すれば脱硝効果が得られることに着目し
た。

【０００８】そこで、ガス燃焼処理炉の複数箇所に噴霧
ノズルにより尿素水（尿素濃度10％）を噴霧供給して脱
硝効果を調査した。その結果、燃焼火炎、又は燃焼火炎
に曝される部分は、比較的温度が低くく、しかも燃焼ガ
スが乱流していることから温度の低い部分が存在するた
めに脱硝効果が期待できないことが判明した。

【０００９】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、脱硝剤を燃焼バーナーなどの火炎に曝されない部
位のガス燃焼処理炉に噴霧させて効果的な脱硝効果を得
るようにするとともに、脱硝室を高温で且つ火炎の影響
のない空間を構成して、その空間に脱硝剤を噴霧するよ
うにしたので、脱硝剤と排ガスの接触反応を効果的なも
のにでき、窒素酸化物の生成を効果的に抑制できる脱硝
方法と脱硝装置を備えたガス燃焼処理炉と加熱処理施設
を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】被処理物を加熱処理して
発生した乾留ガスを燃焼した排ガス、熱分解残渣の炭化
物などを燃焼して発生した排ガスは、被処理物の性状に
よって、排出基準以上の窒素酸化物を排ガスが含む場合
が有る。そこで、排ガス中の窒素酸化物を除去する手段
として尿素などの脱硝剤を排ガス中に噴霧供給して除去
することが知られている。

【００１１】しかし、脱硝剤を噴霧供給するポイントに
よって脱硝効果に影響することが発明者らは実験により
これを見出した。つまり、火炎中は温度が比較的低いこ
とから、火炎中に脱硝剤を供給しても脱硝効果は期待出
来ない。ところが、発明者らは、脱硝剤の噴霧ポイント
は、火炎後の800℃以上の高温ガス中に噴霧することで
脱硝効果が得られることを見出した。その為に、ガス燃
焼処理炉における燃焼室の後段に、脱硝室を構成して高
温排ガスの通過空間を形成し、この部分にて脱硝剤を噴
霧することを見出した。

【００１２】そこで、ガス燃焼処理炉を、ガス燃焼室と
脱硝室に隔壁で区画形成し、その隔壁によりガス燃焼室
で発生した火炎を防ぐとともに、その隔壁に排ガス通路
を設けて排ガスを脱硝室に送る。これにより、脱硝室に
おける排ガスを、高温で且つ火炎の影響を受けないよう
にして、この脱硝室に脱硝剤である尿素水を噴霧するこ
とで所望の脱硝効果が得られることを見出した。

【００１３】この発明は、上記の目的を達成するため
に、熱分解ガス及び又は燃焼ガスを燃焼するガス燃焼処
理炉を構成し、このガス燃焼処理炉をガス燃焼室と脱硝
室に隔壁で区画し、その隔壁によりガス燃焼室で発生し
た火炎を防ぐとともに、その隔壁に排ガス通路を設けて
排ガスを脱硝室に送り、脱硝室の排ガス中に脱硝剤を噴
霧供給して窒素酸化物を低減することを特徴とする脱硝
方法である。

【００１４】脱硝剤としては、尿素、尿素水、アンモニ
ア、アンモニア水などを使用する。

【００１５】また、熱分解ガス及び又は燃焼ガスを燃焼
するガス燃焼処理炉をガス燃焼室と脱硝室に隔壁で区画
して構成し、その隔壁によりガス燃焼室で発生した火炎
を防ぐとともに、その隔壁に排ガス通路を設けて排ガス
を脱硝室に送り、脱硝室に脱硝剤を噴霧供給する脱硝剤
供給装置を備えて構成したことを特徴とする脱硝装置を
備えたガス燃焼処理炉である。

【００１６】さらに、被処理物を熱分解処理する加熱処
理装置と、発生した乾留ガスを燃焼するガス燃焼処理炉
とを備え、そのガス燃焼処理炉をガス燃焼室と脱硝室に
隔壁で区画し、その隔壁によりガス燃焼室で発生した火
炎を防ぐとともに、その隔壁に排ガス通路を設けて排ガ
スを脱硝室に送り、脱硝室に脱硝剤を噴霧供給する脱硝
剤供給装置を備えて構成したことを特徴とする脱硝装置
を備えた加熱処理施設である。

【００１７】さらに、また被処理物を熱分解処理する加
熱処理装置と、発生した熱分解残渣を燃焼する炭化物燃
焼装置と、発生した乾留ガス及び燃焼ガスを燃焼するガ
ス燃焼処理炉とを備え、そのガス燃焼処理炉をガス燃焼
室と脱硝室に隔壁で区画し、その隔壁によりガス燃焼室
で発生した火炎を防ぐとともに、その隔壁に排ガス通路
を設けて排ガスを脱硝室に送り、脱硝室に脱硝剤を噴霧
供給する脱硝剤供給装置を備えて構成した脱硝装置を備
えた加熱処理施設である。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、この発明の被処理物の加
熱処理施設の概念図で、図１は、同じ構成の回転キルン
炉を２基用い、第１の回転キルン炉に、被処理物を乾燥
し脱塩素処理の機能を持たせ（以下、脱塩炉と称す）、
第２の回転キルン炉に、炭化による減容化処理の機能を
持たせ（以下、減容炉と称す）て、被処理物を乾留処理
する熱分解処理装置に構成した。

【００１９】１はこの脱塩炉で、この脱塩炉１は、回転
自在の回転円筒体２と、この回転円筒体２の外周にガス
ダクトを形成し、熱風ガスを導入して回転円筒体２を外
部から加熱する外部加熱手段としての加熱ジャケット３
と、回転円筒体２を両端側で回転自在に支承する支持ロ
ーラ（図示省略）と、回転円筒体２を回転駆動する回転
駆動手段（図示省略）とで構成する。

【００２０】また回転円筒体２には一端側に被処理物を
搬入する図示しない供給口側を、他端側に図示しない排
出口側を有し、内部には図示省略してあるが回転円筒体
２の軸線に対して傾斜した送り羽根が径方向及び軸方向
に複数枚設けられ、供給側ダクト４から投入される被処
理物を供給口側から回転円筒体２に供給し、回転円筒体
２の回転により、被処理物を排出口側に撹拌しながら移
送する。なお、供給側ダクト４には図示しないホッパか
ら、被処理物と脱塩素剤とを混合した混合物が投入され
る。

【００２１】１０は減容化処理機能を有する減容炉で、
この減容炉１０は、脱塩炉１と同じ構成をなす。従っ
て、脱塩炉１と同じ部分には、符号１０の１の桁に脱塩
炉１と同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

【００２２】脱塩炉１と減容炉１０とは、上下方向で、
且つ減容炉１０の供給口側を脱塩炉１の排出口側にして
配置する。脱塩炉１の排出口側と減容炉１０の供給口側
には、これら排出口側と供給口側を覆って連通する連通
ダクト１５を設け、脱塩炉１で加熱処理した被処理物を
減容炉１０に導入する。

【００２３】２０は熱風ガス（温度450〜600℃）を発生
する熱風炉で、この熱風炉２０には燃焼バーナー２１が
設けられている。発生した熱ガスは、減容炉１０の加熱
ジャケット１３に供給し、減容炉１０の回転円筒体１２
を加熱した後、連絡管２３を介して脱塩炉１の加熱ジャ
ケット３内に供給される。このとき、温度調整空気を送
り込み、熱風ガスの温度を調整する。なお、脱塩炉１、
減容炉１０は熱風ガスで外部から間接加熱され、内部の
被処理物が乾留処理される。

【００２４】３０はガス燃焼処理炉で、このガス燃焼処
理炉３０に、脱塩炉１および減容炉１０で加熱処理中に
発生した乾留ガスを乾留ガス導管３１からエゼクタ３２
を介して導入する。また、ガス燃焼処理炉３０には、加
熱ジャケット１からの排熱風ガスを循環ブロア３３、エ
ゼクタブロア３４を介してエゼクタ３２からも導入す
る。なお、乾留ガス導管３１は、外部を熱ガスで保温し
て導管内壁に付着物が付くのを防止する。

【００２５】ガス燃焼処理炉３０は、ガスを燃焼するガ
ス燃焼室３０ａと窒素酸化物を削減する脱硝室３０ｂと
で構成され、両室は垂下した隔壁３０ｃにより区画され
ているが、隔壁３０ｃの下部には通風路３０ｄを備えて
いる。隔壁３０ｃは、火炎３０ｅの延びを制限し、脱硝
室３０ｂに火炎３０ｅが届かないようにした。なお、隔
壁３０ｃは、図においては、下部に通風路３０ｄを備え
ている場合を図示したが、火炎３０ｅを防ぐような配
置、例えば、隔壁上部や隔壁の左右に通風路が形成され
るように配置してもよい。

【００２６】ガス燃焼室３０ａにおいては、燃焼バーナ
３６、乾留ガス、後述する炭化物燃焼装置で発生した排
ガスが混合燃焼する。なお、乾留ガスが充分発生してい
る場合には、燃焼バーナ３６による燃焼は、燃料の供給
を絞ることにより制限する。ガス燃焼室３０ａ内では火
炎３０ｅは、図示実線のように火炎が延びている。

【００２７】ガス燃焼室３０ａで高温燃焼した排ガスな
どは、通風路３０ｄを通って脱硝室３０ｂに流入し、比
較的層流状態となって排出口３０ｆに向かい排出され
る。そこで、この脱硝室３０ｂの部分において、後述す
るように脱硝剤を噴霧供給して窒素酸化物の生成を抑制
する。窒素酸化物が抑制された排ガスは、排出口３０
ｆ、熱交換器３７、バグフィルタ３８、排気ブロア３
９、煙突４０を介して排出される。

【００２８】４１は炭化物燃焼装置で、この炭化物燃焼
装置４１には、減容炉１０で減容化した処理物（炭化
物）を排出側ダクト１４内に設けられたパイプコンベア
などの搬送手段により導入され、ここで、処理物を燃焼
させて灰化させるためのものである。

【００２９】炭化物燃焼装置４１は、回転炉４２から構
成され、回転炉４２は、筒状の鋼材からなり、その筒状
の鋼材の内部にはキャスタブル材による耐火・耐熱層
（図示省略）が設けられている。その回転炉４２は、軸
方向の両側が回転ローラ４３、４４で支持され、中央部
には、モータＭからなる駆動源４５により回転される手
段を備えている。

【００３０】回転炉４２は、進行方向に２〜３度傾斜し
て構成され、自然搬送が可能となるようにしている。ま
た、回転炉４２の内部には、図示しないが軸方向に延び
且つ半径方向に突出した回転搬送手段を備えている。

【００３１】回転炉４２の上流側、すなわち、炭化物投
入側には、箱状の投入ジャケット４６がシール４７を介
して備えられていて、炭化物の搬送手段（スクリュー、
スパイラル）４８と、炭化物を着火燃焼する燃焼バーナ
ー４９とが装着されている。

【００３２】また、回転炉４２の下流側、すなわち、灰
化物排出側には、内部にキャスタブル材による耐火・耐
熱層（図示省略）を装着した箱状の排出ジャケット５０
がシール５１を介して備えられている。排出ジャケット
５０から排出された灰化物は、図示省略した灰回収箱に
て回収される。なお、排出ジャケット５０からの排ガス
は、配管５２を介してガス燃焼処理炉３０に導入され
る。

【００３３】図２は、ガス燃焼処理炉３０の詳細な構成
図で、図２において、脱硝室３０ｂには脱硝剤供給装置
５３から脱硝剤が噴霧ノズル５４を介して噴霧される。
噴霧ノズル５４は脱硝室３０ｂに複数箇所設けて脱硝剤
を噴霧するように構成されている。脱硝剤としては、尿
素、尿素水、アンモニア、アンモニア水などである。な
お、脱硝室３０ｂでの排ガスの滞留時間は２〜３秒以上
とする。

【００３４】上記のように、脱硝剤を噴霧するに際し
て、ガス燃焼処理炉３０を燃焼室３０ａ（850℃、２秒
以上燃焼）と脱硝室３０ｂに隔壁３０ｃにより区画し
て、800℃以上の脱硝室３０ｂに脱硝剤を脱硝剤噴霧供
給装置５３からノズル５４を介して噴霧することで、噴
霧した脱硝剤との接触反応を効果的なものでき、窒素酸
化物の生成を効果的に抑制できるようになる。

【００３５】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、 （ａ）脱硝剤を燃焼バーナなどの火炎に曝されない部位
のガス燃焼処理炉に噴霧することで効果的な脱硝効果が
得られ、窒素酸化物の生成の抑制を図ることが出来る。

【００３６】（ｂ）ガス燃焼処理炉を、ガスを燃焼する
「ガス燃焼室」と「脱硝室」とに区画したことで、脱硝
室は、高温で且つ火炎の影響の少ない排ガス空間とする
ことができるので、噴霧した脱硝剤との接触反応を効果
的なものにでき、窒素酸化物の生成を効果的に抑制でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の被処理物の加熱処理施設の概念図。

【図２】図２は、ガス燃焼処理炉の詳細な構成図。

【符号の説明】

１…第１の回転キルン炉（脱塩炉） １０…第２の回転キルン炉(減容炉） ２０…熱風炉 ３０…ガス燃焼処理炉 ３０ａ…ガス燃焼室 ３０ｂ…脱硝室 ３０ｃ…隔壁 ３０ｄ…通風路 ３０ｅ…火炎 ３１…乾留ガス導管 ３２…エゼクタ ３４…エゼクタブロア ３６…燃焼バーナー ４１…炭化物燃焼装置 ５２…配管 ５３…脱硝剤噴霧供給装置 ５４…噴霧ノズル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱分解ガス及び又は燃焼ガスを燃焼する
   ガス燃焼処理炉を構成し、このガス燃焼処理炉をガス燃
   焼室と脱硝室に隔壁で区画し、その隔壁でガス燃焼室で
   発生した火炎を防ぐとともに、その隔壁に排ガス通路を
   設けて排ガスを脱硝室に送り、脱硝室の排ガス中に脱硝
   剤を噴霧供給して窒素酸化物を低減することを特徴とす
   る脱硝方法。
2. 【請求項２】 熱分解ガス及び又は燃焼ガスを燃焼する
   ガス燃焼処理炉をガス燃焼室と脱硝室に隔壁で区画して
   構成し、その隔壁でガス燃焼室で発生した火炎を防ぐと
   ともに、その隔壁に排ガス通路を設けて排ガスを脱硝室
   に送り、脱硝室に脱硝剤を噴霧供給する脱硝剤供給装置
   を備えて構成したことを特徴とする脱硝装置を備えたガ
   ス燃焼処理炉。
3. 【請求項３】 被処理物を熱分解処理する加熱処理装置
   と、発生した乾留ガスを燃焼するガス燃焼処理炉とを備
   え、そのガス燃焼処理炉をガス燃焼室と脱硝室に隔壁で
   区画し、その隔壁によりガス燃焼室で発生した火炎を防
   ぐとともに、その隔壁に排ガス通路を設けて排ガスを脱
   硝室に送り、脱硝室に脱硝剤を噴霧供給する脱硝剤供給
   装置を備えて構成したことを特徴とする脱硝装置を備え
   た加熱処理施設。
4. 【請求項４】 被処理物を熱分解処理する加熱処理装置
   と、発生した熱分解残渣を燃焼する炭化物燃焼装置と、
   発生した乾留ガス及び燃焼ガスを燃焼するガス燃焼処理
   炉とを備え、そのガス燃焼処理炉をガス燃焼室と脱硝室
   に隔壁で区画し、その隔壁によりガス燃焼室で発生した
   火炎を防ぐとともに、その隔壁に排ガス通路を設けて排
   ガスを脱硝室に送り、脱硝室に脱硝剤を噴霧供給する脱
   硝剤供給装置を備えて構成した脱硝装置を備えた加熱処
   理施設。