JP2016038179A - 排ガス処理装置およびこれを用いた処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易な操作で付着ダストの除去処理を行うことを可能とし、煩雑で危険を伴う作業を要することなく、また排ガス処理装置に備えられた設備を損なうことなく、効率的な清浄化処理が可能であること。【解決手段】 燃焼設備１から発生する排ガスの温熱が吸収されるボイラ２ａおよび節炭器２ｂと、節炭器２ｂから供出された排ガスが導入され、急冷処理が行われる減温塔３と、減温塔３から供出された排ガス中の飛灰を処理する集塵装置５と、燃焼設備１からボイラ２ａまでの排ガス流路にリン化合物Ｐが導入されるリン導入部１２と、リン導入部１２の上流側に高温流体Ａが導入される流体導入部１１と、を備え、燃焼設備１の立下げ前，停止時，停止後または保守・点検時に、リン化合物Ｐおよび高温流体Ａが導入されること。【選択図】 図１

Description

本発明は、排ガス処理装置およびこれを用いた処理方法に関し、詳しくは、廃棄物等の焼却設備などの燃焼設備から排出される排ガスの清浄化に用いる排ガス処理装置およびこれを用いた処理方法における燃焼設備の立下げ前，停止時，停止後または保守・点検時の処理操作に関する。

各種ごみなどの廃棄物を焼却する廃棄物焼却施設、製鉄・冶金あるいはセメント製造設備等から排出される燃焼排ガス中には、ＮＯｘ等の有害物質とともに微粒子を含む多くの煤塵（ダスト）が存在し、排ガス中からこれらを除去する排ガス処理装置あるいは処理方法が要求され、多くの処理装置や処理方法が実用化されている。しかしながら、こうした排ガス処理装置においては、連続的に運転されることにより、排ガス中の飛灰やクリンカ等が処理装置の排ガス流路に付着し、徐々に蓄積し放置すれば流路の閉塞を招来することになる。また、当該排ガス流路に水管を用いたボイラ等熱交換部が設けられた場合には、付着物によって熱交換効率の低下をきたすことから、保守・点検時において付着したダストの除去・清掃作業が不可欠であった。

例えば、除去すべき付着物が固く、機器との付着力が強く、さらに表面にブラスト疵をつけてはならない機器の清掃を安全に良い環境下で高効率でできるように、焼却炉、ボイラ、又は排ガス処理設備等のプラント機器に付着する灰、飛灰、又はクリンカ等の付着物を湿潤させる前処理工程と、前記プラント機器から湿潤させた前記付着物を除去する除去工程とを備えるプラント機器の清掃方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２００４−２０２４８５号公報

しかしながら、上記のような従来技術の排ガス処理装置における清掃方法には、多様な課題があった。具体的には、
（ｉ）従来、ボイラの水管の表面等の付着物の除去には、手作業による除去操作，研掃材のブラストによる除去操作，水噴射による除去操作等が用いられていたが、いずれも保守点検作業として煩雑であり危険を伴うことが多い。
（ii）また、排ガス処理流路には多くの狭隙部分等が存在するため、これらに対応した付着物の除去作業には多くの専用用具の使用が必要となり、除去した灰等の排出・処理作業にも、多大な時間と費用が掛かる。
（iii）特に、水噴射で除去操作を行う場合、不溶性のクリンカ等が混在した排水の清浄化処理が必要になる。
（iｖ）排ガス処理装置にろ過式集塵装置（バグフィルタ）を用いられている場合、ろ布に対して掛ける圧力等の負荷によってろ布の劣化が早くなり、交換頻度が増え、経済的に損失となる。
（ｖ）また、ろ布に付着したダストを払い落とすために頻繁な圧縮空気による逆洗（ブローバックあるいはパルスジェット）は、圧縮空気の使用量が増えることになり、設備費がアップするとともに、バグフィルタにおける圧力損失を大きく（例えば１／２以下）低減するだけの効果はない。
といった課題が挙げられる。

そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑みて、ボイラの水管の表面等の付着物の除去において、簡易な操作で付着ダストの除去処理を行うことを可能とし、煩雑で危険を伴う作業を要することなく、また排ガス処理装置に備えられた設備を損なうことなく、効率的な清浄化処理が可能な排ガス処理装置およびこれを用いた処理方法を提供することにある。

本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、以下に示す排ガス処理装置およびこれを用いた処理方法によって、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに到った。

すなわち、本発明は、燃焼設備から発生する排ガスの温熱が吸収されるボイラおよび節炭器と、該節炭器から供出された排ガスが導入され、急冷処理が行われる減温塔と、該減温塔から供出された排ガス中の飛灰を処理する集塵装置と、前記燃焼設備から前記ボイラまでの排ガス流路にリンまたはリン化合物が導入されるリン導入部と、該リン導入部の上流側に高温流体が導入される流体導入部と、を備え、
前記燃焼設備の立下げ前，停止時，停止後または保守・点検時に、前記リンまたはリン化合物および高温流体が導入されることを特徴とする。

また、本発明は、上記排ガス処理装置を用いた排ガス処理方法であって、燃焼設備の立下げ前，停止時，停止後または保守・点検時において、
（１）前記燃焼設備からボイラまでの排ガス流路に、高温流体を導入する工程
（２）前記高温流体の導入点より下流側、かつボイラまでの前記排ガス流路に、リンまたはリン化合物を導入する工程
を有することを特徴とする。

排ガス処理装置におけるダストの除去処理においては、上記のようにいくつかの課題があった。本発明者は、検証過程において、
（ａ）燃焼炉内にリンまたはリン化合物（以下纏めて「リン化合物」ということがある）が存在した場合、燃焼炉から排出された排ガス中の灰分（Ｓｉ，Ａｌ，Ｃａ等）を主成分とするダストについて、増大した平均粒径を有すること
（ｂ）リン化合物の導入後の下流の排ガス流路において、ダスト等の流路表面への付着が少なく、固着物の発生や腐食性物質による腐食あるいは生成物の成長による流路の閉塞等を防止することができること
（ｃ）バグフィルタ等ろ過式の集塵装置を用いた場合、リン化合物を導入すると、通常運転時において捕集されるダスト量よりも一時的にダスト特に大粒径のダストが多量に捕集されること、およびリン化合物の導入停止後においても多くのダストが捕集されること
（ｄ）ボイラの水管上で凝集したダストは、通常自重や点検時のハンマリングにより水管から払い落されるが、ボイラ水管から落下したダスト量が、リン化合物を導入した場合には、そうでない場合に比較して非常に多かった（定量的な検証結果は後述する）。
を見出した。本発明は、こうした知見を基に、燃焼設備の立下げ前，停止時，停止後または保守・点検時（以下単に「立下げ前」ということがある）において、ボイラの水管の表面等の付着物の除去において、簡易な操作で付着ダストの除去処理を行うことを可能とし、煩雑で危険を伴う作業を要することなく、また排ガス処理装置に備えられた設備を損なうことなく、効率的な清浄化処理が可能となった。
なお、ここでいう「高温流体」とは、流体燃焼設備の停止時に外部から導入される流体、例えば加熱された清浄空気，計装空気や計装水蒸気，あるいは他の燃焼設備等において加熱された余剰ガス等、だけではなく、燃焼設備の立下げ前における燃焼停止状態での燃焼設備から供出される高温のガスや余熱ボイラ等からの高温ガス等をいう。また、「高温」とは、リン化合物がダストに付着，吸着することによって、その凝集機能が働く温度をいい、例えばリン酸水溶液が噴射された場合には水分が蒸散する１００℃以上あるいはリン酸が導入された場合にはリン酸の沸点約２１０℃以上が該当する。

本発明は、上記排ガス処理装置であって、前記リンまたはリン化合物として、予めリン濃度が測定されたリン酸水溶液またはリン廃棄物を用いるとともに、その導入量を制御することを特徴とする。
近年、有機リンを始め、リン化合物は多くの分野で利用され、その結果排出されるリン酸廃液等リン化合物を含む廃棄物（以下「リン廃棄物」という）の量が増加し、入手も容易となっている。また、燃焼処理が可能なリン化合物の種類や量も増加している。例えば肥料廃液や汚泥等を挙げることができる。本発明は、排ガス処理における圧力損失の低減に有用なリン化合物を、こうしたリン廃棄物をもって手当てすることによって、新たなリン化合物を準備する必要をなくすことができるとともに、別途中和処理等個別の廃液処理を行っていたリン廃棄物の有効利用を図り、その有用性を高めることができる。さらに、リン濃度が予め測定されたリン廃棄物の導入量を制御することによって、最適条件で、こうした排ガス処理を行うことができる。

本発明は、上記排ガス処理装置であって、前記燃焼設備の通常運転時，立下げ前，停止時，停止後または保守・点検時における、前記ボイラ，節炭器，減温塔，集塵装置のいずれかまたはいくつかから供出されたダスト量，または前記集塵装置としてろ過式集塵装置を用いた場合における濾材上流側と下流側の圧力差，のいずれかまたはいくつかを測定するとともに、該測定結果を用いて、前記リンまたはリン化合物の導入量を制御することを特徴とする。
上記のように、本発明に係る排ガス処理系においては、リン化合物の導入によって流路の付着物を非常に効果的に除去することができる。これはリン化合物が有するダストの凝集機能によるものと推測され、後述するように、その凝集機能は、所定の範囲において排ガス（ダスト）中のリン化合物の濃度が高いほど高いとの知見が得られている。つまり、リン化合物の導入量を制御することによって、その効果をより大きくすることができる可能性があるとともに、廃棄物の性状等燃焼対象物の性状によっても、その効果が変動する可能性があるとの知見も得られた。本発明は、実測の水管等から除去されたダスト量や集塵装置の圧力損失量等所定の指標を基に、リン化合物の導入量を制御することによって、こうした変動要素のある排ガス処理効果をより効果的に機能させることを可能にした。特にこうした指標は、燃焼設備の通常運転時においても適用することができ、通常運転期間を延ばすことができるとともに、長期運転後においても保守・点検時の作業負荷の低減を図ることができる。

本発明は、上記排ガス処理装置であって、前記燃焼設備の通常運転時における、前記燃焼設備への燃焼対象物の導入量，前記ボイラの蒸発量，前記ボイラまたは／および節炭器および／または減温塔における熱交換効率，前記ボイラのボイラ水温度または／および前記節炭器の排水温度，前記ボイラまたは／および前記節炭器の供給水と供出水との温度差，のいずれかまたはいくつかを測定するとともに、該測定結果を用いて、前記リンまたはリン化合物の導入量を制御することを特徴とする。
ボイラの水管上等排ガス処理流路での付着物の蓄積・増大は、上記のようにボイラの蒸発量や水管での熱交換効率の低下等を招く。本発明は、こうした燃焼設備の通常運転時においてもダストの付着によって生じる変化を指標とし、リン化合物の導入によるダストの凝集機能および付着物の除去機能を適正に制御することによって、通常運転期間を延ばすことができるとともに、長期運転後においても保守・点検時の作業負荷の低減を図ることができる。

本発明は、上記排ガス処理方法であって、以下（ａ）または／および（ｂ）を測定し、その測定結果のいずれかまたはいくつかを用いて、前記工程（２）におけるリンまたはリン化合物の導入量を制御する工程、を有することを特徴とする。
（ａ）前記燃焼設備の通常運転時，立下げ前，停止時，停止後または保守・点検時において、前記ボイラ，節炭器，減温塔，集塵装置のいずれかまたはいくつかから供出された飛灰量、前記集塵装置としてろ過式集塵装置を用いた場合における濾材上流側と下流側の圧力差
（ｂ）前記燃焼設備の通常運転時において、前記燃焼設備への燃焼対象物の導入量，前記ボイラの蒸発量，前記ボイラまたは／および節炭器および／または減温塔における熱交換効率，前記ボイラのボイラ水温度または／および前記節炭器の排水温度，前記ボイラまたは／および前記節炭器の供給水と供出水との温度差
こうした構成によって、燃焼設備の立下げ前のみならず、燃焼設備の通常運転時においてもダストの付着によって生じる変化を指標とし、リン化合物の導入量を制御することによって、各処理部の負荷を低減することができ、通常運転期間を延ばすことができるとともに、長期運転後においても保守・点検時の作業負荷の低減を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る排ガス処理装置を示す説明図 本発明に係る排ガス処理における排ガス中のダストの粒度分布図 本発明に係る排ガス処理装置のボイラにおいて、点検時の捕集されたダスト量の比較を例示する説明図 本発明に係る排ガス処理装置の集塵装置において、点検時の捕集されたダスト量の比較を例示する説明図

本発明に係る排ガス処理装置（以下「本装置」という）は、燃焼設備から発生する排ガスの温熱が吸収されるボイラおよび節炭器と、節炭器から供出された排ガスが導入され、急冷処理が行われる減温塔と、減温塔から供出された排ガス中の飛灰を処理する集塵装置と、燃焼設備からボイラまでの排ガス流路にリンまたはリン化合物が導入されるリン導入部と、リン導入部の上流側に高温流体が導入される流体導入部と、を備え、燃焼設備の立下げ前，停止時，停止後または保守・点検時に、リンまたはリン化合物および高温流体が導入されることを特徴とする。以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

＜本装置の実施態様（基本構成例）＞
本装置の１つの実施態様の概略を、図１に示す（基本構成例）。以下の本装置の説明においては、流体導入部１１およびリン導入部１２が燃焼設備１に設けられた構成を例として説明する。本装置は、廃棄物投入ホッパー７から廃棄物等燃焼対象物Ｍが導入されるとともに、流体導入部１１を介して高温流体Ａとリン導入部１２を介してリン化合物Ｐが所定量導入される燃焼設備１と、燃焼設備１から供出された排ガスが導入され、廃熱が吸収されるボイラ２ａおよび節炭器２ｂと、節炭器２ｂから供出された排ガスが導入され、急冷処理が行われる減温塔３と、減温塔３から供出された排ガスが導入され、薬剤導入部４１から導入された中和剤によって中和処理が行われる中和処理部４と、中和処理された排ガスが導入され、除塵処理が行われる集塵装置５と、集塵装置５から供出された排ガスが清浄化されたガスとして排出される煙突部６と、を備える。ここでは、ボイラ２ａと節炭器２ｂを直列に配設した構成を例示するが、ボイラのみを配設する場合等仕様に合った構成が可能である。

以下では、通常運転時において、燃焼対象物Ｍが廃棄物投入ホッパー７を含む燃焼設備１に導入され、立下げ前において高温流体Ａおよびリン化合物Ｐが所定量導入された場合を例示する。燃焼設備の立下げ前において、ボイラ２ａや節炭器２ｂの水管２ｃの表面等の付着物の除去において、簡易な操作で付着ダストの除去処理を行うことを可能とし、煩雑で危険を伴う作業を要することなく、また排ガス処理装置に備えられた設備を損なうことなく、効率的な清浄化処理を行うことができる。なお、本装置は、こうした構成に限定されるものではなく、例えば集塵装置５から供出された排ガスが導入され、脱硝処理が行われる脱硝装置（図示せず）が付加された構成等、燃焼対象物Ｍの性状や法的規制等の要請あるいは排ガス処理過程において発生する有価物の利用等に対応した構成（図示せず）を適用することが可能である。また流体導入部１１は、リン化合物Ｐを同伴し、下流側の各処理部に搬送するための高温流体Ａが導入（流通）されることを表すものであり、本装置の外部からの導入に限定するものではない。図１では、燃焼設備１の停止時に、外部から例えば加熱された清浄空気，計装空気や計装水蒸気，あるいは他の燃焼設備等において加熱された余剰ガス等が、流体導入部１１を介して導入される場合を例示するものであり、通常運転時あるいは燃焼設備１の立下げ前における燃焼停止状態での燃焼設備１から供出される高温のガスや余熱ボイラ等本装置内で調達される高温ガス等を用いる場合には、これらのガス等が、リン導入部１２の上流側から流通し、リン化合物Ｐを同伴して下流側に搬送する。

燃焼設備１の通常運転時において、燃焼対象物Ｍが燃焼処理され、発生した焼却残渣等Ｓが下部から、発生した排ガスが上部から排出される。燃焼設備１に導入された燃焼対象物Ｍは、予め加熱された助燃用空気（図示せず）によって燃焼し、ＣＯ_２やＨ_２Ｏ等の気体成分に変換されるとともに、未燃分を含む固体成分が発生する。大きな固体成分が発生するとともに、微細な固体粒子が排ガス中に浮遊するダスト（微細ダスト）として発生する。大きな固体成分は、焼却残渣等Ｓを形成し、燃焼設備１下部から排出される。燃焼設備１としては、燃焼対象物Ｍが廃棄物の場合、ストーカ式、炉床式や流動層式の焼却炉あるいはロータリキルン等の焼却炉等が挙げられる。

一方、燃焼設備１の立下げ前において、流体導入部１１を介して高温流体Ａとリン導入部１２を介してリン化合物Ｐが所定量導入される。リン化合物Ｐの凝集機能によって、燃焼設備１から下流側に設けられたボイラ２ａや節炭器２ｂの水管２ｃあるいは減温塔３の熱交換部３ａ等の表面に堆積した付着物が非常に効率的に除去され、高温流体Ａによって落下あるいは移送が促される。特に、微細ダストの堆積物がクリンカ状に固化した場合であっても、凝集機能によって所定の大きさの粒子を形成し剥離作用が生じると推認される。

ボイラ２ａおよび節炭器２ｂ内には、一般に複数の水管２ｃが設けられ、水管内部を流通する水との間での熱交換によって、燃焼設備１から供出された排ガスの温度が約１５０〜３００℃程度に冷却される。加温された水は、ボイラ水等に用いられる。このとき、急冷された排ガス中のダストは水管２ｃの外壁表面に付着しやすく、特に小粒径のダストは徐々に堆積し外壁表面に近い層からクリンカ状に固化しやすくなる。こうした固化した層は熱伝導性が低いことから、ボイラ２ａおよび節炭器２ｂの熱交換機能が損なわれる。本装置の立下げ前において、上流から高温流体Ａとリン化合物Ｐが供給された場合には、水管２ｃの外壁表面の付着物に対する凝集機能が作用されることによって、大粒径のダストが形成され固化した層状物とともに、表面から剥離して付着物が除去される（Ｄａ）。

減温塔３では、排ガス流路に冷却水が噴射され、水の蒸発潜熱によって排ガスの温熱が急速に奪われ、排ガスの温度が２００℃以下、約１００〜２００℃程度に冷却される。これによって、集塵装置等後段の処理における負荷を軽減することができる。このとき、冷却水と排ガスとの接触空間（時間）を大きくするために、複数のプレート３ａが設けられるが、急冷された排ガス中のダストはプレート３ａの表面に付着しやすく、小粒径のダストの堆積物がクリンカ状に固化しやすくなる。こうした固化した層は熱伝導性が低いことから、減温塔３での減温機能が損なわれる。本装置の立下げ前において、上流から高温流体Ａとリン化合物Ｐが供給された場合には、プレート３ａの表面の付着物に対する凝集機能が作用されることによって、大粒径のダストが形成され固化した層状物とともに、表面から剥離して付着物が除去される（Ｄｂ）。

中和処理部４では、減温塔３から供出された排ガスに対して中和処理が行われる。具体的には、排ガス中に消石灰等のアルカリ成分を含む薬剤（中和剤）Ｎを導入することによって、硫黄酸化物あるいは塩素化合物や炭酸化物等の酸性成分が多く含まれる排ガスが中和され、無害化される。なお、中和剤Ｎはこれらに限定されず、例えば再生されたアルカリ処理液等アルカリ性を有し、反応後無害な化合物を生成する薬剤であれば、これを用いることができる。また、中和処理部４として特別な反応槽を設ける必要はなく、前段の減温塔３から後段の除塵装置５までの排ガス流路あるいは除塵装置５内の濾材等集塵処理されるまでの空間部において中和処理ができれば足りる。本装置の立下げ前において、上流から高温流体Ａとリン化合物Ｐが供給された場合には、上流での凝集機能とともに、中和処理部４において残留するアルカリ処理液を含む小粒径のダストについて凝集され、流路表面の付着物が剥離され、集塵装置５に供出される。

集塵装置５では、中和処理された排ガス中の凝集物を含む大粒径のダストから微細ダストまでの広い範囲の除塵処理が行われる。集塵装置５としては、バグフィルタ（ろ過式集塵装置）などを用いることができる。このとき、従前の本装置の停止時における集塵装置５の再生処理は、ろ材表面の付着したダストを圧縮エアによる間欠ブローやブローバック等によって物理的に除去する方法が採られた。本装置におけるリン化合物Ｐ（高温流体Ａを含む）の導入処理は、微小粒径のダストを含む、ろ材表面の付着するダストに対する凝集作用によって大粒径のダストへの変換を図り、ろ材表面の付着物を容易に脱離させることができ、目詰まりの原因となるろ材細孔内部に残留する微小ダストも非常に少なくすることができる。従って従前に比較して大幅に圧力損失を低下させることができる。バグフィルタに収集されたダストは、集塵装置５の下部から排出される（Ｄｃ）。従って、燃焼設備の起動時には、バグフィルタにおける圧力損失が大幅に低減された状態で、効率のよい除塵機能を確保することができる。

煙突部６では、集塵装置５から供出された排ガスが、給送ファンＦによって給送され、清浄化されたガスＥとして排出される。

〔リン化合物の導入について〕
本装置において、リン化合物Ｐの導入は、例えば肥料廃液等液状リン化合物や五酸化リン等の粉粒リン化合物あるいは汚泥等のリン廃棄物が、燃焼設備１あるいは燃焼設備１から集塵装置５に移送されるまでの間で排ガスが処理される各処理部２〜５およびその排ガス流路のいずれかまたはいくつかに導入されることが好ましい。特に、燃焼設備１に近い上流側、例えば微小ダストが付着しやすく除去操作が難しいボイラ２ａや節炭器２ｂの水管２ｃ等の上流側から、高温流体Ａとともに、排ガスに散布されるように導入されることが好ましい。検証過程においては、約１００℃以上の条件でのリン化合物の導入によれば、高いダストの凝集作用が得られている。従って、リン導入部１２を燃焼設備１の上部から直接添加可能な位置に設けることによって、燃焼設備１内壁に残留するダストに対しても散布することができることから、高温条件のダストをも凝集させることができる。また、リン導入部１２は、排ガスの性状によって、凝集機能が活かされる各処理部２〜５およびその排ガス流路のいくつかに設けられることによって、高いダストの凝集作用をえることができる。

このとき、リン化合物として、リン単体や５酸化リン等の粉粒体あるいはオルトリン酸や次亜リン酸，亜リン酸等のリン酸溶液、または肥料廃液や汚泥等のリン廃棄物を利用することができる。後述するように、リン化合物の性状は影響することなく、ダストの凝集機能を有するとの検証結果を得た。ただし、短時間での凝集効果を得るためには、噴霧状のリン化合物、具体的にはリン酸水溶液またはリン廃棄物を噴霧状に導入することが好ましい。また、後述するように、本装置の各処理部を適正に機能させるように十分な清浄処理を行うためには、導入するリン化合物の濃度を管理することが好ましい。また、高温流体として、例えば加熱された清浄空気，不活性ガス，計装空気や計装水蒸気，あるいは他の燃焼設備等において加熱された余剰ガス等、だけではなく、燃焼設備の立下げ前における燃焼停止状態での燃焼設備から供出される高温のガスや余熱ボイラ等からの高温ガス等を用いることができる。

〔検証例１〕
図２（Ａ）に例示するような粒径分布を示すダストに対して、所定のリン化合物を導入し、その粒度分布の変化を検証した。
（ｉ）リン酸水溶液を導入した場合
リン酸７５％水溶液を準備し、水での希釈液を含め、リン化合物として用いた。重量比約２．２％のダストが形成され、上記粒径分布が、図２（Ｂ）に例示するように、小粒径のダストの凝集によって、大きく大粒径側にシフトする検証結果が得られた。
（ii）リン酸廃液を導入した場合
強アルカリをリン酸７５％水溶液で中和処理したリン酸廃液をリン化合物として用い、リン導入部から導入した。重量比約１．７％のダストが形成され、上記粒径分布が、図２（Ｃ）に例示するように、小粒径ダストが減少し、大粒径ダストが増加する検証結果が得られた。
（iii）粉体リン酸カルシウムを導入した場合
重量比約１．１％のダストが形成され、上記粒径分布が、図２（Ｄ）に例示するように、大粒径ダストが減少する検証結果が得られた。
（iｖ）リン濃度と粒径分布の相関
以上（ｉ）〜（iii）の結果を、導入するリン濃度を指標として、各粒径範囲の分率の変化を検証すると、図２（Ｅ）に例示するように、ダストの凝集作用には、リン濃度が影響し、特に濃度が高いほど小粒径ダストに対する凝集効果が大きく、その分小粒径ダストが減少し、大粒径ダストが増加するとの検証結果が得られた。

〔検証例２〕
燃焼設備１が通常運転状態の本設備において、通常運転時，リン導入時およびリン導入停止後の
（ｉ）ボイラ２ａ〜減温塔３から取出したダストＤａおよびＤｂ
（ii）集塵装置５において捕集されたダストＤｃ
について、捕集されたダスト量を比較検証した。具体的に、通常運転時とは、所定時間（７５分間）の通常運転後に捕集されたダスト量、リン導入時とは同一条件の通常運転後に所定時間（１５０分間）リン化合物Ｐを導入した場合に捕集されたダスト量、リン導入停止後とは、リン化合物Ｐの導入停止後に所定時間（１２５分間）の通常運転後に捕集されたダスト量、
その結果を図３，４に例示する。
（ｉ）ダストＤａおよびＤｂについては、図３に例示するように、リン化合物Ｐを所定時間導入することによって、通常運転時よりも多くのダストを捕集することができ、リン導入停止後捕集されたダスト量が非常に減少した。本装置におけるリン化合物導入による高い清浄作用を確認することができた。
（ii）ダストＤｃについては、図４に例示するように、リン化合物Ｐを所定時間導入することによって、通常運転時よりも多量のダストを捕集することができ、リン導入停止後においても多くのダストが捕集された。ボイラ２ａ〜集塵装置５までに付着あるいは滞留したダストが飛散して捕集され、本装置におけるリン化合物導入による高い清浄作用を確認することができた。

〔本装置において導入するリン化合物の制御について〕
上記〔検証例１〕のように、リン化合物Ｐの凝集機能は、所定の範囲において導入されるリン化合物Ｐの濃度が高いほど高いとの知見が得られた。一方余剰量の導入はリン化合物Ｐの残留を招来し、別途の除害処理を必要とすることから、本装置の各処理部に適正なリン化合物Ｐの濃度あるいは導入量を設定する必要がある。また、燃焼処理物の性状等によって発生するダストの性状が変化しリン化合物Ｐの凝集機能も変動する。このとき、ボイラ２ａ，節炭器２ｂ，減温塔３，集塵装置５のいずれかまたはいくつかから供出されたダスト量，または集塵装置５としてろ過式集塵装置を用いた場合における濾材上流側と下流側の圧力差（圧力損失）は、こうした変動要素を反映するものであり、リン化合物Ｐの導入量を制御する指標として適切であるとの検証結果を得た。また、これらはリン化合物Ｐ（高温流体Ａ含む）の導入時（燃焼設備１の立下げ前）における指標としてだけではなく、燃焼設備１の通常運転時においても指標として適切であるとの検証結果を得た。こうしたダストに係る指標を基に、リン化合物Ｐの導入量を制御することによって、変動要素のある排ガス処理効果をより効果的に機能させることができる。

また、燃焼設備１の通常運転時においては、各処理部における通常運転状態を表象する指標によって、リン化合物Ｐの導入量を制御することができるとの検証結果を得た。具体的には、燃焼設備１への燃焼対象物Ｍの導入量，ボイラ２ａの蒸発量，ボイラ２ａまたは／および節炭器２ｂおよび／または減温塔３における熱交換効率，ボイラ２ａのボイラ水温度または／および節炭器２ｂの排水温度，ボイラ２ａまたは／および節炭器２ｂの供給水と供出水との温度差が、指標として用いることができる。このとき、いずれか１つの指標ではなく，複数の測定値を指標することによって、変動要素のある排ガス処理効果をより効果的に機能させることができる。

＜本装置を用いた排ガス処理方法＞
次に、本装置を用いた排ガスの処理プロセスを詳述する。燃焼設備の立下げ前において、以下の処理プロセスを有することを特徴とする。
（１）燃焼設備からボイラまでの排ガス流路に、高温流体を導入する工程
（２）高温流体の導入点より下流側、かつボイラまでの排ガス流路に、リンまたはリン化合物を導入する工程
以下、基本構成例に基づいて説明する。

（１）高温流体を導入する工程
燃焼設備１からボイラ２ａまでの排ガス流路に、リン化合物Ｐとともに高温流体Ａを導入する。高温流体Ａは、例えば加熱された清浄空気，計装空気や計装水蒸気，あるいは他の燃焼設備等において加熱された余剰ガス等、だけではなく、燃焼設備１の立下げ前における燃焼停止状態での燃焼設備から供出される高温のガスや余熱ボイラ等からの高温ガス等を用いることができる。高温流体Ａは、リン化合物Ｐを搬送するとともに、リン化合物Ｐの導入によって発生した大粒径のダストを各処理部から取出し口に移送し、各処理部を清浄化する。また、処理部の表面において膨張する付着物の剥離を助長させることによって、一層の清浄化を図ることができる。特に、リン酸水溶液あるいはリン酸廃液のようにリン化合物Ｐが溶液状の場合には、噴霧状に各処理部の表面に施すことができ、さらに一層の清浄化を図ることができる。

（２）リン化合物を導入する工程
高温流体Ａの導入点より下流側、かつボイラ２ａまでの排ガス流路に、リン化合物Ｐを導入する。本装置において高温流体Ａが確保される場合には、ボイラ２ａまたはその直近の上流点からリン化合物Ｐを導入する。既述のような（ａ）〜（ｄ）の知見に基づき、燃焼設備１の立下げ前にリン化合物Ｐを導入し、その凝集機能を活用することによって、ボイラ２ａの水管２ｃの表面等の付着物が非常に短時間で非常に効率的に除去することができる。

このとき、以下（ａ）または／および（ｂ）を測定し、その測定結果のいずれかまたはいくつかを用いて、工程（２）におけるリン化合物Ｐの導入量を制御することをが好ましい。
（ａ）燃焼設備１の通常運転時，立下げ前，停止時，停止後または保守・点検時において、ボイラ２ａ，節炭器２ｂ，減温塔３，集塵装置５のいずれかまたはいくつかから供出された飛灰量、集塵装置５としてろ過式集塵装置を用いた場合における濾材上流側と下流側の圧力差
排ガス中のダストに係る指標を基に、リン化合物Ｐの導入量を制御することによって、変動要素のある排ガス処理効果をより効果的に機能させることができる。
（ｂ）燃焼設備１の通常運転時において、燃焼設備１への燃焼対象物Ｍの導入量，ボイラ２ａの蒸発量，ボイラ２ａまたは／および節炭器２ｂおよび／または減温塔３における熱交換効率，ボイラ２ａのボイラ水温度または／および節炭器２ｂの排水温度，ボイラ２ａまたは／および節炭器２ｂの供給水と供出水との温度差
各処理部における通常運転状態を表象する指標を基に、リン化合物Ｐの導入量を制御することによって、各処理部において発生するダストの性状や付着物の量に対応した変動要素のある排ガス処理効果をより効果的に機能させることができる。

１ 燃焼設備
１１ 流体導入部
１２ リン導入部
２ａ ボイラ
２ｂ 節炭器
２ｃ 水管
３ 減温塔
３ａ プレート
４ 中和処理部
４１ 薬剤導入部
５ 集塵装置
６ 煙突部
７ 廃棄物投入ホッパー
Ａ 高温流体
Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃ ダスト
Ｅ 清浄化されたガス
Ｆ 給送ファン
Ｍ 燃焼対象物
Ｎ 中和剤
Ｐ リン化合物（リンまたはリン化合物）
Ｓ 焼却残渣等

Claims (6)

1. 燃焼設備から発生する排ガスの温熱が吸収されるボイラおよび節炭器と、該節炭器から供出された排ガスが導入され、急冷処理が行われる減温塔と、該減温塔から供出された排ガス中の飛灰を処理する集塵装置と、前記燃焼設備から前記ボイラまでの排ガス流路にリンまたはリン化合物が導入されるリン導入部と、該リン導入部の上流側に高温流体が導入される流体導入部と、を備え、
   前記燃焼設備の立下げ前，停止時，停止後または保守・点検時に、前記リンまたはリン化合物および高温流体が導入されることを特徴とする排ガス処理装置。
2. 前記リンまたはリン化合物として、予めリン濃度が測定されたリン酸水溶液またはリン廃棄物を用いるとともに、その導入量を制御することを特徴とする請求項１に記載の排ガス処理装置。
3. 前記燃焼設備の通常運転時，立下げ前，停止時，停止後または保守・点検時における、前記ボイラ，節炭器，減温塔，集塵装置のいずれかまたはいくつかから供出されたダスト量，または前記集塵装置としてろ過式集塵装置を用いた場合における濾材上流側と下流側の圧力差，のいずれかまたはいくつかを測定するとともに、該測定結果を用いて、前記リンまたはリン化合物の導入量を制御することを特徴とする請求項１または２記載の排ガス処理装置。
4. 前記燃焼設備の通常運転時における、前記燃焼設備への燃焼対象物の導入量，前記ボイラの蒸発量，前記ボイラまたは／および節炭器および／または減温塔における熱交換効率，前記ボイラのボイラ水温度または／および前記節炭器の排水温度，前記ボイラまたは／および前記節炭器の供給水と供出水との温度差，のいずれかまたはいくつかを測定するとともに、該測定結果を用いて、前記リンまたはリン化合物の導入量を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の排ガス処理装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の排ガス処理装置を用い、燃焼設備の立下げ前，停止時，停止後または保守・点検時において、
   （１）前記燃焼設備からボイラまでの排ガス流路に、高温流体を導入する工程
   （２）前記高温流体の導入点より下流側、かつボイラまでの前記排ガス流路に、リンまたはリン化合物を導入する工程
   を有することを特徴とする排ガス処理方法。
6. 以下（ａ）または／および（ｂ）を測定し、その測定結果のいずれかまたはいくつかを用いて、前記工程（２）におけるリンまたはリン化合物の導入量を制御する工程、を有することを特徴とする請求項５記載の排ガス処理方法。
   （ａ）前記燃焼設備の通常運転時，立下げ前，停止時，停止後または保守・点検時において、前記ボイラ，節炭器，減温塔，集塵装置のいずれかまたはいくつかから供出された飛灰量、前記集塵装置としてろ過式集塵装置を用いた場合における濾材上流側と下流側の圧力差
   （ｂ）前記燃焼設備の通常運転時において、前記燃焼設備への燃焼対象物の導入量，前記ボイラの蒸発量，前記ボイラまたは／および節炭器および／または減温塔における熱交換効率，前記ボイラのボイラ水温度または／および前記節炭器の排水温度，前記ボイラまたは／および前記節炭器の供給水と供出水との温度差

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