JP2006263513A - ごみ焼却炉排ガス中の水銀除去方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ごみ焼却炉からの排ガスをこれに活性炭を吹き込み、バグフィルターに導いて有害物質を除去するに際し、排ガス中のガス状金属水銀を、活性炭の物理吸着能が高く発揮される形態に変換することにより、高い除去率で除去できるようにしたごみ焼却炉排ガス中の水銀除去方法を提供すること。
【解決手段】 廃棄物が燃焼処理されているごみ焼却炉の二次燃焼室に塩化水素もしくは塩素を吹き込み、排ガス中の金属水銀を塩化第二水銀に変換し、ごみ焼却炉からの前記ガスを冷却し、該排ガスに活性炭を吹き込んだ後、この排ガスをバグフィルターに導入することにより、排ガス中の前記金属水銀を塩化第二水銀として除去することを特徴とするごみ焼却炉排ガス中の水銀除去方法。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ごみ焼却炉排ガス中の水銀除去方法に関するものである。

金属水銀（Ｈｇ^０）は、融点が−３９℃であり、温度１５０〜２００℃程度のごみ焼却炉排ガス中ではガス状（金属水銀蒸気）の状態である。都市ごみ焼却施設などのごみ焼却炉で発生する排ガス中に含まれる有害物質（ダイオキシン類や、水銀，鉛，カドミウムなどの重金属類）を除去する方法として、ごみ焼却炉からの排ガス（温度１５０〜２００℃程度）に活性炭を吹き込み、この排ガスをバグフィルターに導入し、活性炭に吸着させた有害物質を活性炭とともにバグフィルターによって捕集して除去するように方法（乾式法）が知られている。

ところが、活性炭に吸着させた有害物質を活性炭とともにバグフィルターによって捕集し除去するに際し、バグフィルター入口での温度が１５０〜２００℃程度の排ガス中では金属水銀はそのほとんどがガス状態で存在し、そのため活性炭によって物理吸着され難く、ごみ焼却炉排ガス中の金属水銀の除去が十分でなかった。今後、環境保全の観点から、現在未規制物質である排ガス中の水銀に関しても一層の排出抑制が重要であり、排ガス中の水銀を適切に除去できる技術が望まれている。
特開平８−１１７５５４号公報（第２頁、図１〜図３）

そこで本発明の課題は、ごみ焼却炉からの排ガスをこれに活性炭を吹き込み、バグフィルターに導いて有害物質を除去するに際し、排ガス中の金属水銀を活性炭の物理吸着能が高く発揮される形態（物質）に変換させることにより、高い除去率で排ガス中の金属水銀を除去できるようにしたごみ焼却炉排ガス中の水銀除去方法を提供することにある。

前記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。

請求項１の発明は、 廃棄物が燃焼処理されているごみ焼却炉の二次燃焼室に塩化水素もしくは塩素を吹き込み、排ガス中の金属水銀を塩化第二水銀に変換し、ごみ焼却炉からの前記排ガスを冷却し、該排ガスに活性炭を吹き込んだ後、この排ガスをバグフィルターに導入することにより、排ガス中の前記金属水銀を塩化第二水銀として除去することを特徴とするごみ焼却炉排ガス中の水銀除去方法である。

請求項２の発明は、廃棄物が燃焼処理されているごみ焼却炉に塩素含有可燃物を供給して、排ガス中の金属水銀を塩化第二水銀に変換し、ごみ焼却炉からの前記排ガスを冷却し、該排ガスに活性炭を吹き込んだ後、この排ガスをバグフィルターに導入することにより、排ガス中の前記金属水銀を塩化第二水銀として除去することを特徴とするごみ焼却炉排ガス中の水銀除去方法である。

請求項３の発明は、請求項２記載のごみ焼却炉排ガス中の水銀除去方法において、前記塩素含有可燃物が廃プラスチック、ＲＰＦ及び塩化ビニルから選ばれる１種又は２種以上であることを特徴とするものである。

本発明のごみ焼却炉排ガス中の水銀除去方法は、金属水銀（融点：−３９℃）をこれよりも融点が高い２７６℃の塩化第二水銀に変換させるため、ごみ焼却炉の二次燃焼室に塩化水素もしくは塩素を吹き込み、あるいは、ごみ焼却炉に塩素含有可燃物を供給し、排ガス中の金属水銀を塩化第二水銀に変換させるようにしている。そして、ごみ焼却炉からの排ガスを冷却し、該排ガスに活性炭を吹き込んだ後、この排ガスをバグフィルターに導入するようにしている。これにより、特別な装置を使用することなく簡単なやり方にて、ごみ焼却炉で発生する排ガス中の金属水銀を、融点が高く、バグフィルターにて活性炭に物理吸着されやすい塩化第二水銀にして、高い除去率で排ガス中の金属水銀を除去することができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。図１は本発明方法が適用される都市ごみ焼却施設のフロー図である。

図１において、１は一次燃焼室１ａと二次燃焼室１ｂを有するごみ焼却炉である。廃棄物（都市ごみ）は、ごみ焼却炉１の一次燃焼室１ａにおいて７００〜１０００℃程度の温度にて燃焼処理される。廃棄物中の不燃物は炉底から抜き出され貯留される。この一次燃焼室１ａ内で発生した可燃性ガスや未燃ガスは、一次燃焼室１ａ上方の二次燃焼室１ｂに導かれ、二次燃焼室１ｂにおいて８００〜１２００℃程度の温度にて完全燃焼される。

燃焼後の排ガスは、廃熱ボイラ２に送られて熱回収される。廃熱ボイラ２内の排ガスの温度は３００〜４００℃程度となっている。この廃熱ボイラ２からガス冷却室（減温塔）３に送られた排ガスは、ガス冷却室３において温度１５０〜２００℃程度にまで冷却減温される。

そして、バグフィルター４の入口において、ガス冷却室３からの温度１５０〜２００℃程度の排ガスに、排ガス中の塩化水素の除去のために消石灰の吹き込みと、ダイオキシン類や重金属類などを吸着除去するための活性炭の吹き込みとが行われた後、この排ガスがバグフィルター４に導入される。バグフィルター４に送られた排ガスは、バグフィルター４によって飛灰（集じん灰）が分離された後、誘引通風機が設けられた通風路を通って煙突５から放出されるようになっている。一方、排ガスより分離されて捕集された飛灰は、バグフィルター４から排出された後、重金属固定剤やセメントなどを添加して混練することにより、重金属類の溶出防止処理が施された処理済み飛灰とされる。

次に、このように構成されるごみ焼却施設において実施される第１の水銀除去方法について説明する。第１の水銀除去方法は、廃棄物が燃焼処理されているごみ焼却炉1の二次燃焼室１ｂに塩化水素もしくは塩素を吹き込むようにしている。こうすると、排ガス中の金属水銀が塩化第二水銀に変換される。そして、ごみ焼却炉１からの排ガスは、廃熱ボイラ２で熱回収された後、ガス冷却室３において温度１５０〜２００℃程度にまで冷却減温される。

塩化第二水銀はガス冷却室３の入口ではそのほとんどがガス状態で存在している。そして、ガス冷却室３での冷却により、塩化第二水銀はその融点以下となり固形状の状態となる。この固形状の塩化第二水銀を含む排ガスに活性炭と消石灰が吹き込まれ、この排ガスがバグフィルター４に導入されて、固形状の塩化第二水銀は、バグフィルター４のろ布表面上にて活性炭に物理吸着される。このように、ごみ焼却炉１で発生する排ガス中の金属水銀を、融点が高く、バグフィルター４にて活性炭に物理吸着されやすい塩化第二水銀にして、高い除去率で排ガス中の金属水銀を除去することができる。この場合、二次燃焼室１ｂに吹き込む塩化水素もしくは塩素については、市販のボンベタイプ又はタンクタイプのものを使用できてハンドリングがよい。

次に、第２の水銀除去方法について説明する。第２の水銀除去方法は、前述した二次燃焼室１ｂに塩化水素を吹き込むことに代えて、廃棄物が燃焼処理されているごみ焼却炉1の一次燃焼室１ａに、塩素含有可燃物を供給するようにしている。塩素含有可燃物としては、廃プラスチック、ＲＰＦ（Refuse Paper ＆ Plastic Fuel）及び塩化ビニルから選ばれる１種又は２種以上が挙げられる。これにより、第１の水銀除去方法と同様に、ごみ焼却炉１で発生する排ガス中の金属水銀を、融点が高く、バグフィルター４にて活性炭に物理吸着されやすい塩化第二水銀にして、高い除去率で排ガス中の金属水銀を除去することができる。なお、塩素含有可燃物としての廃プラスチック、ＲＰＦ、塩化ビニルによると、ごみ焼却炉1の一次燃焼室１ａ及び二次燃焼室１ｂをランニングコストの増加を招くことなく高温に維持することができるので、これらを使用することでダイオキシン類などの増加を招くことがない。

このように、本発明による第１、第２の水銀除去方法によれば、ごみ焼却炉１で発生する排ガス中の金属水銀を、融点が高く、バグフィルター４にて活性炭に物理吸着されやすい塩化第二水銀にして、高い除去率で排ガス中の金属水銀を除去することができる。ところで、バグフィルター４に導入される排ガスにはバグフィルター４入口にて活性炭が吹き込まれるとともに、消石灰も吹き込まれることから、本発明を実施しない場合、バグフィルター４によって分離される飛灰（集じん灰）のｐＨがｐＨ１１〜１４程度とアルカリ側となっており、そのため飛灰中の重金属類が溶出しやすい状態となっている。本発明方法によると、塩素、あるいは塩化水素が供給されるので、バグフィルター４によって分離される飛灰のｐＨがやや酸性側となるので、飛灰中の重金属類の溶出が抑制される傾向状態となるので、飛灰処理のための重金属固定剤の使用量を減らすことができる。

本発明は、前記実施形態で説明した焼却炉に限らず、同じくごみ処理施設である灰溶融炉やガス化溶融炉、土壌浄化装置、また、石炭焚きボイラ施設等の排ガス中の水銀除去にも適用可能である。

本発明方法が適用される都市ごみ焼却施設のフロー図である。

符号の説明

１…ごみ焼却炉
１ａ…一次燃焼室
１ｂ…二次燃焼室
２…廃熱ボイラ
３…ガス冷却室
４…バグフィルター
５…煙突

Claims (3)

1. 廃棄物が燃焼処理されているごみ焼却炉の二次燃焼室に塩化水素もしくは塩素を吹き込み、排ガス中の金属水銀を塩化第二水銀に変換し、ごみ焼却炉からの前記排ガスを冷却し、該排ガスに活性炭を吹き込んだ後、この排ガスをバグフィルターに導入することにより、排ガス中の前記金属水銀を塩化第二水銀として除去することを特徴とするごみ焼却炉排ガス中の水銀除去方法。
2. 廃棄物が燃焼処理されているごみ焼却炉に塩素含有可燃物を供給して、排ガス中の金属水銀を塩化第二水銀に変換し、ごみ焼却炉からの前記排ガスを冷却し、該排ガスに活性炭を吹き込んだ後、この排ガスをバグフィルターに導入することにより、排ガス中の前記金属水銀を塩化第二水銀として除去することを特徴とするごみ焼却炉排ガス中の水銀除去方法。
3. 前記塩素含有可燃物が廃プラスチック、ＲＰＦ及び塩化ビニルから選ばれる１種又は２種以上であることを特徴とする請求項２記載のごみ焼却炉排ガス中の水銀除去方法。

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