JP2005164115A - Combustion gas treatment method for refuse incineration installation and its device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、都市ごみ、下水汚泥、産業廃棄物などを焼却処分するごみ焼却設備の燃焼ガス処理方法とその装置に関する。 The present invention relates to a combustion gas treatment method and apparatus for waste incineration equipment for incinerating municipal waste, sewage sludge, industrial waste and the like.
燃焼ガス通路の途中にガス冷却塔、サイクロン集塵装置及びスクラバーをこの順に設けたごみ焼却設備の燃焼ガス処理装置は存在している(例えば特許文献1参照)。
上記した在来の装置ではさらにバグフィルタを設けなければダイオキシンの効果的な除去は行えないものと考えられている。
There is a combustion gas processing apparatus of a garbage incineration facility in which a gas cooling tower, a cyclone dust collector, and a scrubber are provided in this order in the combustion gas passage (see, for example, Patent Document 1).
In the conventional apparatus described above, it is considered that effective removal of dioxins cannot be performed unless a bag filter is further provided.
本発明は、上記した在来の装置にバグフィルタを設けないでも、ごみ焼却設備の燃焼ガスからダイオキシンを効果的に除去できるようにすることを目的とするものである。 An object of the present invention is to enable effective removal of dioxins from the combustion gas of a waste incineration facility without providing a bag filter in the above-described conventional apparatus.
上記目的を達成するため、本発明に係るごみ焼却設備の燃焼ガス処理方法では、請求項1に記載したように、燃焼ガス通路の途中にガス冷却塔、サイクロン集塵装置及びスクラバーをこの順に設けたごみ焼却設備の燃焼ガス処理において、前記スクラバー内の底部に滞留され前記スクラバー内で循環され前記スクラバー内を通過する燃焼ガスと接触されるスクラバー水を前記ガス冷却塔内で霧状に噴霧させるように実施するのである。 In order to achieve the above object, in the combustion gas treatment method for waste incineration equipment according to the present invention, as described in claim 1, a gas cooling tower, a cyclone dust collector and a scrubber are provided in this order in the combustion gas passage. In the combustion gas treatment of the garbage incineration facility, the scrubber water staying at the bottom of the scrubber, circulating in the scrubber and contacting the combustion gas passing through the scrubber is sprayed in the gas cooling tower in the form of a mist. It is carried out like this.
さらに具体的には、請求項2に記載したように、前記スクラバー水の噴霧量を加減することにより、前記ガス冷却塔を通過する凡そ800℃以上の燃焼ガスを凡そ200℃以下まで冷却するように実施する。
More specifically, as described in
上記発明の前記ガス冷却塔ではスクラバー水の気化熱がここを通過する燃焼ガスから熱を奪って冷却するのであり、またこのように冷却された燃焼ガスが該ガス冷却塔内に凡そ2秒間以上滞留した後に下流側の外方へ流出する。そして、該ガス冷却塔内で成長した飛灰粒子の一部は該ガス冷却塔内で自重によりこれの底部へ降下する。一方、該ガス冷却塔内で降下しなかった飛灰粒子のうち、比較的重いものはサイクロン集塵装置で除去され、また比較的軽いものはスクラバー内でスクラバー水wに混入し燃焼ガスから除去される。 In the gas cooling tower of the above invention, the heat of vaporization of the scrubber water takes the heat from the combustion gas passing therethrough and cools it, and the combustion gas cooled in this way enters the gas cooling tower for about 2 seconds or more. After staying, it flows out downstream. A part of the fly ash particles grown in the gas cooling tower descends to the bottom of the gas cooling tower due to its own weight in the gas cooling tower. On the other hand, among the fly ash particles that did not fall in the gas cooling tower, relatively heavy particles are removed by the cyclone dust collector, and relatively light particles are mixed in the scrubber water w in the scrubber and removed from the combustion gas. Is done.
スクラバー水wへのダイオキシンなどの飛灰粒子の混入量は時間の経過に伴って増加するものの、飛灰粒子はその混入割合に比例した速さで成長し、やがて前記ガス冷却塔内を経て前記サイクロン集塵装置で除去されるようになるため、一定割合以上には増加しないのである。そして、このように処理され前記スクラバーから流出される燃焼ガスのダイオキシン含有量はバグフィルタを使用した場合とほぼ同等になる。 Although the amount of fly ash particles such as dioxin in the scrubber water w increases with the passage of time, the fly ash particles grow at a rate proportional to the mixing ratio, and eventually pass through the gas cooling tower. Since it is removed by the cyclone dust collector, it does not increase beyond a certain rate. And the dioxin content of the combustion gas which is treated in this way and flows out of the scrubber is almost the same as when a bag filter is used.
また本発明に係るごみ焼却設備の燃焼ガス処理装置は、請求項3に記載したように、燃焼ガス通路の途中にガス冷却塔、サイクロン集塵装置及びスクラバーをこの順に設けたごみ焼却設備の燃焼ガス処理装置において、前記スクラバー内の底部に滞留したスクラバー水を昇圧して移送する移送ポンプと、該移送ポンプで移送されたスクラバー水を前記ガス冷却塔内に噴霧するための噴霧ノズルとを設けた構成となす。 Moreover, the combustion gas processing apparatus of the waste incineration facility according to the present invention is the combustion of the waste incineration facility in which a gas cooling tower, a cyclone dust collector and a scrubber are provided in this order in the middle of the combustion gas passage. In the gas treatment apparatus, a transfer pump that pressurizes and transfers the scrubber water staying at the bottom of the scrubber, and a spray nozzle for spraying the scrubber water transferred by the transfer pump into the gas cooling tower are provided. With a composition.
本発明によれば、次のような効果が得られる。
即ち、請求項1に記載したものによれば、バグフィルタを設けないでも、ごみ焼却設備の燃焼ガスからダイオキシンを効果的に除去することができる。
請求項2に記載したものによれば、簡易な手段により、燃焼ガスを適温に冷却できてダイオキシンの発生を効果的に抑制することができる。
請求項3に記載したものによれば、請求項1記載の発明による効果が簡易な構造により得られるのである。
According to the present invention, the following effects can be obtained.
That is, according to what was described in Claim 1, even if a bag filter is not provided, a dioxin can be effectively removed from the combustion gas of a garbage incinerator.
According to the second aspect, the combustion gas can be cooled to an appropriate temperature by a simple means, and the generation of dioxins can be effectively suppressed.
According to the third aspect, the effect of the first aspect can be obtained with a simple structure.
図1は本発明に係るごみ焼却設備の燃焼ガス処理装置を示しており、図中、100はガス冷却塔、200はサイクロン集塵装置、そして300はスクラバーであり、これらはごみ焼却設備の燃焼ガス通路10、11、20、30の途中にこの順に配設されている。
FIG. 1 shows a combustion gas treatment apparatus for a waste incineration facility according to the present invention, in which 100 is a gas cooling tower, 200 is a cyclone dust collector, and 300 is a scrubber, and these are the combustion of the waste incineration facility. They are arranged in this order in the middle of the
そして、スクラバー300の下流側の燃焼ガス通路30の途中には吸引ファン400を設け、図示しないごみ焼却炉の燃焼室内で生成された燃焼ガスを燃焼ガス通路10、11、20、30、ガス冷却塔100、サイクロン集塵装置200、スクラバー300を通じて大気側へ吸引排出させるようになされている。
A
ガス冷却塔100は、円筒体状の本体部12を備え、該本体部12の下部に燃焼ガス通路10と接続された燃焼ガス入口管13を有し、上部に燃焼ガス通路11と接続された燃焼ガス出口管14を有するものとなされている。
この際、燃焼ガス入口管13は先端を閉鎖されると共に周壁部に多数の通気孔13aを形成されており、燃焼ガス通路10から流入した凡そ800℃以上の燃焼ガスが通気孔13aを通じて本体部12の内方に流入するようになされている。
The
At this time, the combustion
本体部12の周壁部には複数の噴霧ノズル15が設けてあり、該噴霧ノズル15は凡そ2MPa程度に昇圧された後述のスクラバー水wを供給されて本体部12の内方に噴霧するものとなされている。該噴霧ノズル15から噴霧されたスクラバー水wは本体部12内に流入した燃焼ガスの熱で蒸発され、一方、燃焼ガスは水の気化熱などで効果的に冷却される。該本体部12内では燃焼ガスが上昇しながら2秒間以上かけて凡そ200℃以下の温度まで冷却されるのであり、このように冷却された燃焼ガスは燃焼ガス出口管14から燃焼ガス通路11内へ流出される。
A plurality of
図2Aは各噴霧ノズル15から噴霧されたスクラバー水wの水滴を示すものであり、該水滴w1の径は凡そ140μm程度であり、該水滴w1中にはスクラバー300内で燃焼ガスから混入したり或いは本体部12内で燃焼ガスから混入した飛灰粒子a1が含まれていると予想される。各水滴w1の水分が燃焼ガスの熱で蒸発すると、複数の飛灰粒子a1は図2Bに示すように溶解性不純物の混入した水wを介して架橋状に結合され一体化される。このような結合が行われる飛灰粒子a1の数が多ければ多いほど、一体化後の粒子(一体化粒子)は大きくて重いものとなるのであり、また一体化粒子の乾燥が進行すると、溶解性不純物を含み架橋状をなしていた水は蒸発残渣として濃縮され飛灰粒子を強固に結合するものとなる。
FIG. 2A shows the water droplets of scrubber water w sprayed from each
本体部12内に存在している飛灰粒子(本体部12内で生じた一体化粒子や、燃焼ガスに最初から含まれていた飛灰粒子を含む)a1のうち、重量の大きいものは本体部12内で速度を低下された燃焼ガス流動に逆らって自重により降下し本体部12内の底面に堆積していくのであり、このように堆積した飛灰粒子a1は定期的に外方へ取り出されて適切に処分される。 Among the fly ash particles (including the integrated particles generated in the main body 12 and the fly ash particles originally contained in the combustion gas) a1 present in the main body 12, the one having a large weight is the main body. The fuel ash is lowered by its own weight against the flow of combustion gas whose speed is reduced in the portion 12 and is deposited on the bottom surface in the main body portion 12, and the fly ash particles a1 thus deposited are periodically taken out. And disposed of properly.
サイクロン集塵装置200は、逆円錐形状の本体部21を備えると共に、本体部21の上部に位置されて燃焼ガス通路10と接続され本体部21周壁面の接線方向へ向けられた燃焼ガス入口部22と、本体部21の頂面中心部に位置され燃焼ガス通路20に接続された燃焼ガス出口管23と、本体部21下端に本体部21内と連通された状態となるように結合された集塵箱24とを有するものとなされている。
The
該サイクロン集塵装置200において、燃焼ガス入口部22から本体部21の内方に流入した燃焼ガスは本体部21の周壁面に沿って螺旋状に案内されて漸次に下方へ流動し、続いて本体部21の中心個所へ向けて流動した後に、上方へ方向転換して流動し、この後、燃焼ガス出口管23から燃焼ガス通路20内に流出する。
In the
この際、本体部21内において燃焼ガスが下方流動から上方流動へ方向転換されたとき、燃焼ガスに含まれる飛灰粒子a1のうち、比較的重いものが燃焼ガスと一緒に下方流動した後、方向転換されることなく集塵箱24内に落下して堆積する。こうして堆積した飛灰粒子a1は定期的に取り出されて適当に処分される。
At this time, when the combustion gas is turned from the downward flow to the upward flow in the
スクラバー300は、円筒形状の本体部31を備えると共に、本体部31の下部に燃焼ガス通路20と接続された燃焼ガス入口管32と、本体部31の頂面部に燃焼ガス通路30と接続された燃焼ガス出口管33とを有するものとなされるほか、本体部31の内方の高さ途中に位置され多数の散水ノズル34aを具備するものとなされた散水手段34、及び、該散水手段34の上側に本体部31内を横断した状態に配設されたメッシュデミスタ35を設けられたものとなされている。
The
この際、図3に示すように、燃焼ガス入口管32は先部を90度屈曲されて下向き部32aを形成され、該下向き部32aの下端をなす周縁部の周方向上の特定間隔ごとの多数位置に三角状の切欠部bを形成されている。
At this time, as shown in FIG. 3, the combustion
本体部31内の底部にはスクラバー水wが貯溜されると共に、該スクラバー水wを散水手段34の散水ノズル34aまで移送するための第1の移送ポンプ36が本体部31近傍に設けてあり、該移送ポンプ36の作動により、スクラバー水wが本体部31の底部から吸引され、続いて各散水ノズル34aまで圧送され、ここで微細化されて下方へ散水され、この後、本体部31の底部に到達して滞溜することを繰り返すように構成されている。このようなスクラバー水wの循環状態において、本体部31の底部に滞溜したスクラバー水wの水面は切欠部bの高さ途中に位置される。
A scrubber water w is stored at the bottom of the
燃焼ガス入口管32から吸引された燃焼ガスは本体部31の底部に滞溜したスクラバー水wの表面近傍の多数の切欠部b個所を通じて本体部31内に流入し、この流入する燃焼ガス流によりスクラバー水wは激しく攪拌されて微細化され、このように微細化された水粒子と接触することにより、燃焼ガス中の比較的小さい飛灰粒子a1がスクラバー水wに接触して燃焼ガス中から除去される。この後、本体部31内に達した燃焼ガスは散水手段34から流下される無数の水粒子群の隙間を経て上昇するのであり、この上昇過程でも、燃焼ガス中の比較的小さい飛灰粒子a1が水粒子に付着して燃焼ガス中から除去される。
The combustion gas sucked from the combustion
本体部31内の燃焼ガスは散水手段34を通過して湿った状態となり、メッシュデミスター35を通過するが、この通過中にメッシュデミスター35により微細な水分を除去されるのであり、この後、燃焼ガス出口管33から燃焼ガス通路30に流出し吸引ファン400を通過して大気中に排出される。
The combustion gas in the
燃焼ガスは酸性であるため、これを中和する必要があるが、この必要に応じるため、スクラバー水wのPHを測定するための図示しないセンサと、該センサの検出値に関連してクラバー水wにNaOHを自動注入するための手段が設けられるのであり、これによりスクラバー水wのPHは凡そ7.00〜8.05に保持される。 Since the combustion gas is acidic, it is necessary to neutralize the combustion gas. To meet this need, a sensor (not shown) for measuring the pH of the scrubber water w, and the clubber water in relation to the detected value of the sensor are used. A means for automatically injecting NaOH into w is provided, whereby the pH of scrubber water w is maintained at about 7.00 to 8.05.
37は第2の移送ポンプであり、該移送ポンプ37は本体部31内の底部に滞溜したスクラバー水wを噴霧ノズル15に圧送するものとなされている。実際上、移送ポンプ36によるスクラバー水wの移送量は例えば時間当たり15トン〜25トン程度となされる。本体部31内のスクラバー水wの表面はほぼ特定高さに保持することが好ましいため、図示しない自動水供給手段が設けられる。
Reference numeral 37 denotes a second transfer pump. The transfer pump 37 pumps the scrubber water w accumulated in the bottom of the
次に上記したごみ焼却設備の燃焼ガス処理装置についてさらに説明を補足する。
燃焼ガス処理装置の運転中の、ガス冷却塔100やサイクロン集塵装置200では、燃焼ガス中のダイオキシンは飛灰粒子a1に付着して重力作用により飛灰粒子a1と一緒に燃焼ガスから除去される。運転時間が経過すると、ガス冷却塔100の底部や集塵箱24内の飛灰粒子が増加するのであり、このように増加した飛灰粒子a1は適時に外方へ取り出される。
Next, the explanation will be further supplemented with respect to the above-described combustion gas treatment device for the waste incineration facility.
In the
一方、スクラバー300内では、燃焼ガス中のダイオキシンは単体でスクラバー水wと接触してスクラバー水に混入することにより燃焼ガスから直接的に分離されるか、或いは飛灰粒子a1に付着した状態となってスクラバー水wに混入することにより飛灰粒子a1を介して燃焼ガスから分離されるようになる。
On the other hand, in the
こうして燃焼ガス中の飛灰粒子a1がスクラバー水wに混入する現象が継続されると、スクラバー水wの飛灰粒子a1の濃度は次第に増大していき汚れが増すようになる。しかし、スクラバー水wの飛灰粒子a1やその他の不純物の濃度が増大すると、この濃度の増大に比例して、水を介する飛灰粒子a1の架橋現象が促進されて一体化粒子の生成が活発化され、単一の粒子の大きさや重量は増大する傾向となる。 When the phenomenon in which the fly ash particles a1 in the combustion gas are mixed into the scrubber water w is continued in this way, the concentration of the fly ash particles a1 in the scrubber water w gradually increases and the contamination increases. However, as the concentration of the fly ash particles a1 and other impurities in the scrubber water w increases, the cross-linking phenomenon of the fly ash particles a1 through water is promoted in proportion to the increase in concentration, and the generation of integrated particles is active. As a result, the size and weight of a single particle tend to increase.
大きさや重量の増大した粒子は、ガス冷却塔100やサイクロン集塵装置200で一層確実に除去されるものとなり、スクラバー300内の飛灰粒子a1の濃度は一定程以上に増大することはないのであり、したがってスクラバー水wが燃焼ガスから飛灰粒子a1を分離させる能力は運転時間が経過しても過度に低下することはなく、飛灰粒子a1の濃度増大に対する格別な処理は必要とならないのである。
The particles with increased size and weight are more reliably removed by the
定常運転中のスクラバー水wには飛灰粒子、反応生成物としてのNaCl、NaSO2などが含まれるほか、CaやMgなどの金属イオンや、さらには上記NaOHと反応したCaOHやMgOHなどの生成物も含まれるようになる。スクラバー水wに含まれるこれら不純物は複数の飛灰粒子a1の架橋による一体化を強固にする上で寄与する。 The scrubber water w during steady operation contains fly ash particles, NaCl, NaSO2 and the like as reaction products, metal ions such as Ca and Mg, and products such as CaOH and MgOH reacted with the above NaOH. Will also be included. These impurities contained in the scrubber water w contribute to strengthening the integration by cross-linking of the plurality of fly ash particles a1.
サイクロン集塵装置200では40μm以上の大きさの飛灰粒子a1は100%捕集されるが、粒子径が小さくなるにしたがってその捕集効率が低下する。図4は実際に運転した場合のサイクロン集塵装置200の粒子径ごとの集塵効率などを示している。
The
またスクラバー300ではサイクロン集塵装置200の捕集できないような小さな飛灰粒子a1でも捕集されるのであり、図5は実際に運転した場合のサスクラバー300における粒子径ごとの集塵効率などを示している。この図から明らかなように、スクラバー300から流出される燃焼ガスに含まれる飛灰粒子a1の量(出口含塵量)は0.003g/Nm3 となり、バグフィルタを使用した従来処理の場合と同等のダイオキシン除去の効果が得られるのである。
Further, even the small fly ash particles a1 that cannot be collected by the
なお、スクラバー300で捕集される飛灰粒子a1の量は、燃焼ガス入口管32から流入する燃焼ガスに含まれる飛灰粒子a1の量(入口含塵量)である0.218g/Nm3 から前記出口含塵量である0.003g/Nm3 を減じた量、即ち0.215g/Nm3 となる。
The amount of fly ash particles a1 collected by the
10 燃焼ガス通路
11 燃焼ガス通路
15 噴霧ノズル
20 燃焼ガス通路
30 燃焼ガス通路
36 第1の移送ポンプ
100 ガス冷却塔
200 サイクロン集塵装置
300 スクラバー
w スクラバー水
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