JP2020146624A - 排ガス処理装置及び排ガス処理方法 - Google Patents

排ガス処理装置及び排ガス処理方法 Download PDF

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翔太 川崎
Shota KAWASAKI
翔太 川崎
厚志 長尾
Atsushi Nagao
厚志 長尾
平山　敦
Atsushi Hirayama
敦 平山
秀駿 川畑
Hidetoshi Kakwabata
秀駿 川畑
朝子 戸田
Asako Toda
朝子 戸田
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Abstract

【課題】酸性ガス除去剤の使用量を抑制、ボイラの閉塞を防止し、ボイラの放射室や対流伝熱室における酸性ガスや塩化物による腐食を防止する排ガス処理装置及び方法を提供する。【解決手段】廃棄物処理炉１に連設されたボイラ４が、上流側から第一放射室１４、第二放射室１５及び対流伝熱室１６を有し、ボイラ４から排ガスを受け除塵処理する集塵装置１８と、第一放射室１４入口から第二放射室１５入口までの範囲又はボイラ４から集塵装置１８までの範囲で排ガスの酸性ガス濃度を測定する酸性ガス濃度計２１，２５と、第一放射室１４入口から第二放射室１５出口までの範囲でアルカリ剤をボイラ４内へ吹き込むアルカリ剤供給装置２２と、酸性ガス濃度測定値に基づき、アルカリ剤供給量を制御するアルカリ剤供給量制御装置２４と、第二放射室１５及び対流伝熱室１６の少なくとも一方の内部に圧力波を放出する圧力波放出装置３０Ａ〜Ｃとを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、廃棄物処理炉から排出される排ガスを処理するための装置及び方法に関する。
廃棄物を焼却する焼却炉や廃棄物を熱分解ガス化し熱分解残渣を溶融するガス化溶融炉（以下まとめて「廃棄物処理炉」ということがある）から排出される排ガスをボイラに導いて該ボイラにて熱回収し、蒸気を発生させ該蒸気を発電機等の駆動源として用いることが行われている。
ボイラは、排ガスから熱回収するためのボイラ内空間が、排ガスの流れ方向で上流側から、排ガスからの放射熱を受けて蒸気を発生させる放射伝熱面を備えた放射室と、排ガスとの熱交換により蒸気を発生してさらに過熱する接触伝熱管を備えた対流伝熱室に区分されている。放射室は内壁に放射伝熱面としての放射伝熱管が配設されており、放射伝熱管内に水を流通させ排ガスからの放射熱を受けて蒸気を発生させる蒸発器として構成されている。対流伝熱室では、排ガス流通空間内に接触伝熱管が管群を構成して配設されており、排ガスと接触伝熱管との熱交換により蒸気を発生させさらに過熱して過熱蒸気とする過熱器を備えている。
廃棄物処理炉から排出される排ガスには、ＨＣｌ，ＳＯｘ等の酸性ガスが含まれている。排ガスからボイラで熱回収する際、対流伝熱室の過熱器の伝熱管で酸性ガスにより腐食が発生し、伝熱管の損傷が生じたり耐用寿命が短くなるので、これを防止するために、メンテナンス頻度が高くなったり、メンテナンス費用が嵩む等の問題が生じる。
そこで、特許文献１では、焼却炉から排出される酸性ガスを含む排ガスが通過する煙道に、酸性ガス除去剤としてソーダライト族化合物を投入し、酸性ガスと反応させ除去することとしている。
特許文献１によると、排ガスの流通する４００〜９００℃の高温流域に酸性ガス除去剤としてハイドロソーダライトを投入し酸性排ガスと反応させ反応生成物をダストとともに高温集塵装置で捕集して酸性ガスを除去することができるとしている。
特開２００１−２１２４３０
しかしながら、特許文献１のようにソーダライトを用いて酸性ガスを除去しようとする場合、多量のソーダライトを必要とし、特に、排ガスの排出量の多い焼却炉にあっては、過大な量となり費用が嵩むとともに、ソーダライト供給のための装置も大型化し、設備費用、運転費用の面でも費用が嵩む。また、反応生成物や未反応の酸性ガス除去剤がボイラの放射伝熱面や接触伝熱管に付着し排ガスの流通を阻害したり、流路を閉塞させる問題がある。さらに、反応生成物のＮａＣｌ等塩化物が放射伝熱面や接触伝熱管に付着し塩化物による腐食が生じたり、付着したＮａＣｌが排ガス中のＳＯ２、Ｈ２Ｏと反応してＨＣｌが発生し腐食が生じる問題がある。
このような事情に鑑み、酸性ガス除去剤の使用量を過度とすることなく抑制するとともに、ボイラの閉塞を防止し、廃棄物処理炉に連設されたボイラの放射室の放射伝熱面や対流伝熱室内の過熱器における酸性ガスや塩化物による腐食を効果的に防止する排ガス処理装置及び排ガス処理方法を提供することを課題とする。
本発明によれば、上述の課題は、排ガス処理装置に関しては次の第一発明ないし第四発明、排ガス処理方法に関しては第五発明ないし第八発明により解決される。
［排ガス処理装置］
＜第一発明＞
廃棄物処理炉に連設され、排ガスの流通路が屈曲した二つの変向部により区分されて、上流側から第一放射室、第二放射室及び対流伝熱室を形成するボイラ内を流通する排ガスから酸性ガスを除去する排ガス処理装置において、
ボイラから煙道を経て排ガスを受け除塵処理する集塵装置と、
第一放射室入口から第二放射室入口までの範囲又はボイラから集塵装置までの範囲で排ガスの酸性ガス濃度を測定する酸性ガス濃度計と、
第一放射室入口から第二放射室出口までの範囲でアルカリ剤をボイラ内へ吹き込むアルカリ剤供給装置と、
酸性ガス濃度計による酸性ガス濃度測定値に基づき、アルカリ剤供給装置によるアルカリ剤供給量を制御するアルカリ剤供給量制御装置と、
第二放射室及び対流伝熱室のうち少なくとも一つの内部に圧力波を放出する圧力波放出装置とを備えることを特徴とする排ガス処理装置。
＜第二発明＞
廃棄物処理炉に連設され、排ガスの流通路が屈曲した二つの変向部により区分されて、上流側から第一放射室、第二放射室及び対流伝熱室を形成するボイラ内を流通する排ガスから酸性ガスを除去する排ガス処理装置において、
ボイラから煙道を経て排ガスを受け除塵処理する集塵装置と、
第一放射室入口から第二放射室入口までの範囲又はボイラから集塵装置までの範囲で排ガスの酸性ガス濃度を測定する酸性ガス濃度計と、
第一放射室入口から第二放射室出口までの範囲でアルカリ剤をボイラ内へ吹き込む第一アルカリ剤供給装置と、
ボイラから集塵装置までの範囲でアルカリ剤を煙道へ吹き込む第二アルカリ剤供給装置と、
酸性ガス濃度計による酸性ガス濃度測定値に基づき、第一アルカリ剤供給装置によるアルカリ剤供給量と第二アルカリ剤供給装置によるアルカリ剤供給量とを制御するアルカリ剤供給量制御装置と、
第二放射室及び対流伝熱室のうち少なくとも一つの内部に圧力波を放出する圧力波放出装置とを備えることを特徴とする排ガス処理装置。
＜第三発明＞
廃棄物処理炉に連設され、排ガスの流通路が屈曲した二つの変向部により区分されて、上流側から第一放射室、第二放射室及び対流伝熱室を形成するボイラ内を流通する排ガスから酸性ガスを除去する排ガス処理装置において、
ボイラから煙道を経て排ガスを受け除塵処理する集塵装置と、
第一放射室入口から第二放射室入口までの範囲又はボイラから集塵装置までの範囲で排ガスの酸性ガス濃度を測定する酸性ガス濃度計と、
第一放射室入口から第二放射室出口までの範囲でアルカリ剤をボイラ内へ吹き込むアルカリ剤供給装置と、
酸性ガス濃度計による酸性ガス濃度測定値に基づき、アルカリ剤供給装置によるアルカリ剤供給量を制御するアルカリ剤供給量制御装置と、
第二放射室内の放射伝熱面に水を噴射して付着物を除去する水噴射装置とを備えることを特徴とする排ガス処理装置。
＜第四発明＞
廃棄物処理炉に連設され、排ガスの流通路が屈曲した二つの変向部により区分されて、上流側から第一放射室、第二放射室及び対流伝熱室を形成するボイラ内を流通する排ガスから酸性ガスを除去する排ガス処理装置において、
ボイラから煙道を経て排ガスを受け除塵処理する集塵装置と、
第一放射室入口から第二放射室入口までの範囲又はボイラから集塵装置までの範囲で排ガスの酸性ガス濃度を測定する酸性ガス濃度計と、
第一放射室入口から第二放射室出口までの範囲でアルカリ剤をボイラ内へ吹き込む第一アルカリ剤供給装置と、
ボイラから集塵装置までの範囲でアルカリ剤を煙道へ吹き込む第二アルカリ剤供給装置と、
酸性ガス濃度計による酸性ガス濃度測定値に基づき、第一アルカリ剤供給装置によるアルカリ剤供給量と第二アルカリ剤供給装置によるアルカリ剤供給量とを制御するアルカリ剤供給量制御装置と、
第二放射室内の放射伝熱面に水を噴射して付着物を除去する水噴射装置とを備えることを特徴とする排ガス処理装置。
［排ガス処理方法］
＜第五発明＞
廃棄物処理炉に連設された、排ガスの流通路が屈曲した二つの変向部により区分されて、上流側から、第一放射室、第二放射室及び対流伝熱室を形成するボイラ内を流通する排ガスから酸性ガスを除去する排ガス処理方法において、
集塵装置によりボイラから煙道を経て排ガスを受け除塵処理する除塵工程と、
第一放射室入口から第二放射室入口までの範囲又はボイラから集塵装置までの範囲で酸性ガス濃度計により排ガスの酸性ガス濃度を測定する酸性ガス濃度測定工程と、
アルカリ剤供給装置により第一放射室入口から第二放射室出口までの範囲でアルカリ剤をボイラ内へ吹き込むアルカリ剤供給工程と、
アルカリ剤供給量制御装置により、酸性ガス濃度計による酸性ガス濃度測定値に基づき、アルカリ剤供給装置によるアルカリ剤供給量を制御するアルカリ剤供給量制御工程と、
第二放射室及び対流伝熱室のうち少なくとも一つの内部に圧力波を放出する圧力波放出工程とを有することを特徴とする排ガス処理方法。
＜第六発明＞
廃棄物処理炉に連設された、排ガスの流通路が屈曲した二つの変向部により区分されて、上流側から、第一放射室、第二放射室及び対流伝熱室を形成するボイラ内を流通する排ガスから酸性ガスを除去する排ガス処理方法において、
集塵装置によりボイラから煙道を経て排ガスを受け除塵処理する除塵工程と、
第一放射室入口から第二放射室入口までの範囲又はボイラから集塵装置までの範囲で酸性ガス濃度計により排ガスの酸性ガス濃度を測定する酸性ガス濃度測定工程と、
第一アルカリ剤供給装置により第一放射室入口から第二放射室出口までの範囲でアルカリ剤をボイラ内へ吹き込む第一アルカリ剤供給工程と、
第二アルカリ剤供給装置によりボイラから集塵装置までの範囲でアルカリ剤を煙道へ吹き込む第二アルカリ剤供給工程と、
アルカリ剤供給量制御装置により、酸性ガス濃度計による酸性ガス濃度測定値に基づき、第一アルカリ剤供給装置によるアルカリ剤供給量と第二アルカリ剤供給装置によるアルカリ剤供給量とを制御するアルカリ剤供給量制御工程と
第二放射室及び対流伝熱室のうち少なくとも一つの内部に圧力波を放出する圧力波放出工程とを有することを特徴とする排ガス処理方法。
＜第七発明＞
廃棄物処理炉に連設された、排ガスの流通路が屈曲した二つの変向部により区分されて、上流側から、第一放射室、第二放射室及び対流伝熱室を形成するボイラ内を流通する排ガスから酸性ガスを除去する排ガス処理方法において、
集塵装置によりボイラから煙道を経て排ガスを受け除塵処理する除塵工程と、
第一放射室入口から第二放射室入口までの範囲又はボイラから集塵装置までの範囲で酸性ガス濃度計により排ガスの酸性ガス濃度を測定する酸性ガス濃度測定工程と、
アルカリ剤供給装置により第一放射室入口から第二放射室出口までの範囲でアルカリ剤をボイラ内へ吹き込むアルカリ剤供給工程と、
アルカリ剤供給量制御装置により、酸性ガス濃度計による酸性ガス濃度測定値に基づき、アルカリ剤供給装置によるアルカリ剤供給量を制御するアルカリ剤供給量制御工程と、
第二放射室内の放射伝熱面に水を噴射して付着物を除去する水噴射工程を有することを特徴とする排ガス処理方法。
＜第八発明＞
廃棄物処理炉に連設された、排ガスの流通路が屈曲した二つの変向部により区分されて、上流側から、第一放射室、第二放射室及び対流伝熱室を形成するボイラ内を流通する排ガスから酸性ガスを除去する排ガス処理方法において、
集塵装置によりボイラから煙道を経て排ガスを受け除塵処理する除塵工程と、
第一放射室入口から第二放射室入口までの範囲又はボイラから集塵装置までの範囲で酸性ガス濃度計により排ガスの酸性ガス濃度を測定する酸性ガス濃度測定工程と、
第一アルカリ剤供給装置により第一放射室入口から第二放射室出口までの範囲でアルカリ剤をボイラ内へ吹き込む第一アルカリ剤供給工程と、
第二アルカリ剤供給装置によりボイラから集塵装置までの範囲でアルカリ剤を煙道へ吹き込む第二アルカリ剤供給工程と、
アルカリ剤供給量制御装置により、酸性ガス濃度計による酸性ガス濃度測定値に基づき、第一アルカリ剤供給装置によるアルカリ剤供給量と第二アルカリ剤供給装置によるアルカリ剤供給量とを制御するアルカリ剤供給量制御工程と
第二放射室内の放射伝熱面に水を噴射して付着物を除去する水噴射工程を有することを特徴とする排ガス処理方法。
本発明の第一そして第五発明によれば、第一放射室入口から第二放射室出口の範囲で排ガス中にアルカリ剤を供給することにより酸性ガスを除去するので、対流伝熱室に流入する排ガスは酸性ガスが除去されており、あるいは酸性ガス濃度が十分に低下しており、対流伝熱室内の伝熱管の酸性ガスによる腐食を防止することができ、ボイラのメンテナンスを軽減しメンテナンス費用を低減することができる。また、アルカリ剤の供給に際しては、第一放射室入口から第二放射室入口までの範囲又はボイラから集塵装置までの範囲で、流通する排ガス中の酸性ガス濃度を測定し、その測定値に基づき、アルカリ剤供給装置におけるアルカリ剤供給量を制御することとしたので、ボイラの対流伝熱室内に流入する前の排ガスの酸性ガス濃度又はボイラから集塵装置に流入する排ガスの酸性ガス濃度にもとづき、酸性ガスと反応させ濃度を低下させるために必要とされる供給量のアルカリ剤が供給されて、対流伝熱室の対流伝熱管の酸性ガス腐食を防止することができるとともに、煙道から排出される排ガスの排出規制値を充足するように酸性ガスを確実に除去することができる。さらに、アルカリ剤の供給に加え、第二放射室及び対流伝熱室のうち少なくとも一つの内部に圧力波を放出する圧力波放出装置を備えることとしたので、放射伝熱面や接触伝熱管に付着した反応生成物と未反応アルカリ剤を除去することができ、排ガス流通阻害や閉塞、塩化物による腐食を防止することができる。
次に、本発明の第二そして第六発明によれば、第一放射室入口から第二放射室出口の範囲で排ガス中にアルカリ剤を供給することにより酸性ガスを除去するので、対流伝熱室に流入する排ガスは酸性ガスが除去されており、あるいは酸性ガス濃度が十分に低下しており、対流伝熱室内の伝熱管の酸性ガスによる腐食を防止することができ、ボイラのメンテナンスを軽減しメンテナンス費用を低減することができる。また、アルカリ剤の供給に際しては、第一放射室入口から第二放射室入口までの範囲又はボイラから集塵装置までの範囲で、流通する排ガス中の酸性ガス濃度を測定し、その測定値に基づき、第一アルカリ剤供給装置におけるアルカリ剤供給量と第二アルカリ剤供給装置におけるアルカリ剤供給量を制御することとしたので、ボイラの対流伝熱室内に流入する前の排ガスの酸性ガス濃度又はボイラから集塵装置に流入する排ガスの酸性ガス濃度にもとづき、酸性ガスと反応させ濃度を低下させるために必要とされる供給量のアルカリ剤が供給されて、対流伝熱室の対流伝熱管の酸性ガス腐食を防止することができるとともに、煙道から排出される排ガスの排出規制値を充足するように酸性ガスを確実に除去することができる。さらに、アルカリ剤の供給に加え、第二放射室及び対流伝熱室のうち少なくとも一つの内部に圧力波を放出する圧力波放出装置を備えることとしたので、放射伝熱面や接触伝熱管に付着した反応生成物と未反応アルカリ剤を除去することができ、排ガス流通阻害や閉塞、塩化物による腐食を防止することができる。
本発明の第三そして第七発明によれば、第一放射室入口から第二放射室出口の範囲で排ガス中にアルカリ剤を供給することにより酸性ガスを除去するので、対流伝熱室に流入する排ガスは酸性ガスが除去されており、あるいは酸性ガス濃度が十分に低下しており、対流伝熱室内の伝熱管の酸性ガスによる腐食を防止することができ、ボイラのメンテナンスを軽減しメンテナンス費用を低減することができる。また、アルカリ剤の供給に際しては、第一放射室入口から第二放射室入口までの範囲又はボイラから集塵装置までの範囲で、流通する排ガス中の酸性ガス濃度を測定し、その測定値に基づき、アルカリ剤供給装置におけるアルカリ剤供給量を制御することとしたので、ボイラの対流伝熱室内に流入する前の排ガスの酸性ガス濃度又はボイラから集塵装置に流入する排ガスの酸性ガス濃度にもとづき、酸性ガスと反応させ濃度を低下させるために必要とされる供給量のアルカリ剤が供給されて、対流伝熱室の対流伝熱管の酸性ガス腐食を防止することができるとともに、煙道から排出される排ガスの排出規制値を充足するように酸性ガスを確実に除去することができる。さらに、アルカリ剤の供給に加え、第二放射室内の放射伝熱面に水を噴射して付着物を除去する水噴射装置を備えることとしたので、放射伝熱面に付着した反応生成物と未反応アルカリ剤を除去することができ、排ガス流通阻害や閉塞、塩化物による腐食を防止することができる。
次に、本発明の第四そして第八発明によれば、第一放射室入口から第二放射室出口の範囲で排ガス中にアルカリ剤を供給することにより酸性ガスを除去するので、対流伝熱室に流入する排ガスは酸性ガスが除去されており、あるいは酸性ガス濃度が十分に低下しており、対流伝熱室内の伝熱管の酸性ガスによる腐食を防止することができ、ボイラのメンテナンスを軽減しメンテナンス費用を低減することができる。また、アルカリ剤の供給に際しては、第一放射室入口から第二放射室入口までの範囲又はボイラから集塵装置までの範囲で、流通する排ガス中の酸性ガス濃度を測定し、その測定値に基づき、第一アルカリ剤供給装置におけるアルカリ剤供給量と第二アルカリ剤供給装置におけるアルカリ剤供給量を制御することとしたので、ボイラの対流伝熱室内に流入する前の排ガスの酸性ガス濃度又はボイラから集塵装置に流入する排ガスの酸性ガス濃度にもとづき、酸性ガスと反応させ濃度を低下させるために必要とされる供給量のアルカリ剤が供給されて、対流伝熱室の対流伝熱管の酸性ガス腐食を防止することができるとともに、煙道から排出される排ガスの排出規制値を充足するように酸性ガスを確実に除去することができる。さらに、アルカリ剤の供給に加え、第二放射室内の放射伝熱面に水を噴射して付着物を除去する水噴射装置を備えることとしたので、放射伝熱面に付着した反応生成物と未反応アルカリ剤を除去することができ、排ガス流通阻害や閉塞、塩化物による腐食を防止することができる。
本発明を実施するための第一実施形態装置の概要構成図である。 第二実施形態装置の概要構成図である。 第三実施形態装置の概要構成図である。 第四実施形態装置の概要構成図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に記載した内容により限定されるものではない。又、以下に記載した実施形態における構成要件には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、以下に記載した実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせてもよいし、適宜選択して用いてもよい。
［第一実施形態］
図１は本発明を実施するための第一実施形態装置の概要構成図である。まず、本実施形態の説明に先立ち、本発明が適用される廃棄物処理炉としての廃棄物焼却炉とこれに連設されるボイラについて説明する。本発明は廃棄物処理炉としての廃棄物ガス化溶融炉に適用してもよい。
＜廃棄物焼却炉＞
本実施形態に係る廃棄物焼却炉１は、燃焼室２と、この燃焼室２内での廃棄物Ｗの流れ方向の上流側（図１の左側）上方に配置され、廃棄物Ｗを燃焼室２内に投入するための廃棄物投入口３とを備える火格子式の廃棄物焼却炉であり、燃焼室２の廃棄物Ｗの流れ方向の下流側（図１の右側）の上方にボイラ４が連設されている。
燃焼室２の底部には、廃棄物Ｗを移動させながら燃焼させる火格子（ストーカ）５が設けられている。この火格子５は、廃棄物投入口３に近い方から、すなわち、上流側から乾燥火格子５ａ、燃焼火格子５ｂ、後燃焼火格子５ｃの順に設けられている。
乾燥火格子５ａでは主として廃棄物Ｗの乾燥と着火と初期燃焼が行われる。燃焼火格子５ｂでは主として廃棄物Ｗの熱分解、部分酸化が行われ、熱分解により発生したＣＯ、炭化水素類を含む可燃性ガスと固形分（固定炭素分）の燃焼が主燃焼として行われる。後燃焼火格子５ｃ上では、僅かに残った廃棄物中の未燃分を完全に燃焼させることが後燃焼として行われる。完全に燃焼した後の燃焼灰は、灰落下口６より落下排出される。
このような本実施形態の焼却炉では、乾燥火格子５ａ、燃焼火格子５ｂそして後燃焼火格子５ｃの上に廃棄物Ｗの層が形成され、その燃焼により、燃焼室２内の空間には、各火格子５ａ〜５ｃ上の廃棄物層の直上空間に、次のような諸燃焼領域が形成される。
乾燥火格子５ａの直上方で廃棄物投入口３の下方位置の近くに位置する該乾燥火格子５ａ上の廃棄物のうち該廃棄物の流れ方向の上流側範囲（前部）の廃棄物Ｗは乾燥され着火して燃焼が開始される。
乾燥火格子５ａの下流側範囲（後部）の上方には、乾燥された後に廃棄物Ｗの一部の燃焼が開始され廃棄物Ｗの熱分解・部分酸化が始まった状態である初期燃焼が行われる初期燃焼領域が形成される。すなわち、乾燥火格子５ａの廃棄物Ｗは、乾燥火格子５ａ上の上流側範囲で乾燥され着火して、該乾燥火格子５ａの下流側範囲で燃焼が開始され初期燃焼される。
燃焼火格子５ｂ上の廃棄物Ｗはここで熱分解そして部分酸化が盛んに行われ、可燃性ガスが発生し、その可燃性ガスと廃棄物Ｗの固形分が燃焼する。廃棄物Ｗはこの燃焼火格子５ｂ上で実質的に殆んど燃焼される。こうして、上記燃焼火格子５ｂ上の廃棄物Ｗの層の直上に主燃焼領域が形成される。
しかる後、僅かに残った廃棄物Ｗ中の固定炭素など未燃分が後燃焼火格子５ｃ上で完全に燃焼される。この後燃焼火格子５ｃ上の廃棄物Ｗの層の直上に後燃焼領域が形成される。
廃棄物Ｗが乾燥火格子５ａから後燃焼火格子５ｃに至る間で焼却される場合、まず乾燥火格子５ａ上で水分の蒸発が起こり、次いで熱分解と部分酸化反応が起こり、可燃性ガスが生成し始める。ここで初期燃焼領域とは、乾燥火格子５ａの後流部で廃棄物Ｗの燃焼が始まった後に、廃棄物Ｗの熱分解、部分酸化により可燃性ガスが生成し始め、廃棄物Ｗの一部が燃焼する領域である。また、主燃焼領域とは、燃焼火格子５ｂ上で廃棄物Ｗの熱分解、部分酸化が盛んに行われ可燃性ガスが発生し、その可燃性ガスが火炎を伴って燃焼しているとともに廃棄物Ｗの固形分が燃焼する燃焼領域であり、火炎を伴う燃焼が完了する点（燃え切り点）までの領域である。後燃焼火格子５ｃ上で燃え切り点より後の領域では、廃棄物Ｗ中の固形未燃分（チャー）が燃焼する後燃焼領域となる。
上記燃焼室２内の乾燥火格子５ａ、燃焼火格子５ｂ及び後燃焼火格子５ｃの下部には、それぞれ風箱７ａ，７ｂ，７ｃが設けられている。ブロワ８により供給される燃焼用の一次空気Ｆは、一次空気供給のための管路９を通って上記各風箱７ａ，７ｂ，７ｃに供給され、各火格子５ａ，５ｂ，５ｃを通って燃焼室２内に供給される。なお、各火格子５ａ〜５ｃの下から供給される一次空気Ｆは、火格子５ａ，５ｂ，５ｃ上の廃棄物Ｗの乾燥及び燃焼に使われるほか、火格子５ａ，５ｂ，５ｃの冷却作用、廃棄物Ｗの攪拌作用を有する。
上記燃焼室２の下流側における該燃焼室２の出口にはボイラ４が連設され、該ボイラ４の入口近傍が燃焼室２から排出されるガス中の未燃ガスを燃焼する二次燃焼室１１となっている。該二次燃焼室１１には、ブロワ（図示せず）とダンパ（図示せず）が設けられた管路（図示せず）により供給される二次燃焼用ガスを該二次燃焼室１１へ吹き込んでおり、未燃ガスを二次燃焼し、この二次燃焼の後の排ガスはボイラ４で熱回収される。
＜ボイラ＞
次に、上記ボイラ４について詳説すると、図１に示す如く、廃棄物焼却炉１に連設された、排ガスから熱回収するためのボイラ４は、排ガスの流通路を屈曲せしめる二つの変向部１２，１３により三つの室に区分され、排ガス流れ方向の上流側から、第一放射室１４、第二放射室１５、及び対流伝熱室１６を備えている。廃棄物焼却炉１から排ガスを受け入れる第一放射室１４のうちの排ガス流れの上流部（下部）が二次燃焼室１１となっており、第一放射室１４と第二放射室１５とが互いの上部で連通しており、該第二放射室１５の下部と対流伝熱室１６の下部が連通している。ボイラ４の排気部４Ａが煙道１７を介して集塵装置１８に接続されている。
上記ボイラ４では、第一放射室１４と第二放射室１５の内壁に水を流通する配管で形成される放射伝熱面（図示せず）が配設されている。放射伝熱面が排ガスからの放射熱を受けて蒸気を発生させる蒸発器として構成されている。
一方、対流伝熱室１６には、その内部の排ガスが流通する空間に接触伝熱管が配設されている。次に、対流伝熱室１６の構成を詳説する。
上記対流伝熱室１６は、排ガス流れ方向の上流側（下方）から、スクリーン管１６Ｃ、過熱器１６Ａ及びエコノマイザ１６Ｂを備えている。過熱器１６Ａは、上流側（下方）から、二次過熱器１６Ａ２、三次過熱器１６Ａ３、一次過熱器１６Ａ１の三つの過熱器を順に配しており、それぞれ水平方向に配列した複数の伝熱管を高さ方向に多段に設けた伝熱管群を備え、該伝熱管群が対流伝熱面として構成されている。過熱器１６Ａは一次過熱器１６Ａ１、二次過熱器１６Ａ２、三次過熱器１６Ａ３の順に蒸発器で発生した蒸気を流通して、排ガスとの熱交換によりさらに過熱し高温高圧化された過熱蒸気とする。エコノマイザ１６Ｂは過熱器１６Ａの下流側（上方）に設けられ、伝熱管が配設され、ボイラ４で発生し蒸気タービン（図示せず）の駆動に供された蒸気が復水器（図示せず）で復水された復水を受けて、この復水を、過熱器１６Ａで蒸気を過熱した後の排ガスになお残存する保有熱で加熱することによって、排ガスとの熱交換により復水を加熱して加温水を生成し、該加温水が蒸発器に供給される。
エコノマイザが対流伝熱室１６内に設けられず、ボイラ４の下流側でボイラ４外に別置エコノマイザとして設けられる場合や、図１のようなボイラ内エコノマイザと上記別置エコノマイザの両方が設けられる場合もある。対流伝熱室１６の最上流部（下方）にはスクリーン管１６Ｃが伝熱管を旗形に配設して備えられ、対流伝熱室１６に導入される排ガスを冷却しガス状又はミスト状のダスト成分を固体化してダストとして排ガスから分離するようにされている。また、対流伝熱室１６内の過熱器１６Ａの上流側や下流側に蒸発器が設けられる場合もある。また、過熱器１６Ａの構成は上述のような配置順序や個数などの内容に限定されるものではなく、異なる構成内容であってもよいし、他の装置を適宜組み合わせてもよい。
かくして、二次燃焼室１１で二次燃焼後の廃棄物焼却炉１の排ガスは、ボイラ４に導かれ、第一放射室１４と第二放射室１５の蒸発器で蒸気を発生させ、しかる後、対流伝熱室１６の過熱器１６Ａで上記蒸気をさらに過熱し過熱蒸気とする。
ボイラ４で熱回収された排ガスは、煙道１７で後述の排ガス処理装置の諸装置のうち、まず、集塵装置１８へもたらされ、該集塵装置１８、例えばバグフィルタで、該排ガスに含まれるダストが捕集され除塵される。集塵装置１８には、誘引送風機１９が接続されていて、誘引送風機１９は焼却炉１から排ガスを誘引し、除塵処理された排ガスを煙突２０に送り、排ガスが該煙突２０から大気に放出される。
＜排ガス処理装置＞
上述した廃棄物焼却炉１そしてそこから煙突２０にまで延びる煙道１７に、本実施形態では、次のように構成される排ガス処理装置が接続されている。
本実施形態において、排ガス処理装置は、第一実施形態として、ボイラ４からの排ガスを除塵処理するようにボイラ４に対し下流側で上記煙道１７に配された集塵装置１８と、ボイラ４の第一放射室１４の入口から第二放射室１５の入口までの範囲でボイラ４内の排ガスの酸性ガス濃度を測定する酸性ガス濃度計２１又はボイラ４から集塵装置１８までの範囲で煙道１７内の排ガスの酸性ガス濃度を測定する酸性ガス濃度計２５と、第一放射室１４の入口から第二放射室１５の出口までの範囲でアルカリ剤をボイラ４内へ吹き込むアルカリ剤供給装置２２と、酸性ガス濃度計２１又は２５による酸性ガス濃度測定値に基づき、アルカリ剤供給装置２２によるアルカリ剤供給量を制御するアルカリ剤供給量制御装置２４と、第二放射室１５及び対流伝熱室１６のうち少なくとも一つの内部に圧力波を放出する圧力波放出装置３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃとを備えている。
本実施形態では、酸性ガス濃度計２１又は酸性ガス濃度計２５としては、排ガス中のＨＣｌ濃度を測定するＨＣｌ濃度計が採用されている。
また、アルカリ剤供給装置２２から供給されるアルカリ剤は、例えば苛性ソーダ水溶液または重曹が用いられる。苛性ソーダ水溶液を用いる場合、アルカリ剤供給装置２２は、図示していないが、苛性ソーダ水溶液を貯留する貯留槽と、貯留槽から苛性ソーダ水溶液を送り出す送液ポンプと、送液ポンプで貯留槽から送られてきた苛性ソーダ水溶液をボイラ内の排ガスに噴霧する噴霧ノズルとを有している。集塵装置１８、例えばバグフィルタでは、アルカリ剤が供給された排ガスを受け入れ、ダスト（煤塵）と酸性ガスとアルカリ剤との反応生成物を捕集して除去する。
＜アルカリ剤供給量の制御＞
（ｉ）酸性ガス濃度計２１の測定値にもとづき制御する場合
上記酸性ガス濃度計２１によりＨＣｌ濃度を測定し、その測定値にもとづき、アルカリ剤供給量を制御する場合には、アルカリ剤供給装置２２により供給するアルカリ剤の量と酸性ガスとの中和反応における酸性ガス除去率を予め求めておく。
運転中の廃棄物焼却炉１で、次の要項でＨＣｌ濃度を測定し、その測定値にもとづき、アルカリ剤供給量制御装置２４によりアルカリ剤供給量の制御を行なう。
先ず、酸性ガス濃度計２１にて、ボイラ４の第一放射室１４の入口から第二放射室１５の入口までの範囲で排ガス中の酸性ガス濃度を測定する。
次に、上記酸性ガス濃度計２１の位置はアルカリ剤供給装置２２より上流側、すなわち、酸性ガス濃度がアルカリ剤供給位置よりも上流側で測定されているので、酸性ガス濃度の測定値に対応してアルカリ剤供給装置２２からアルカリ剤を供給し酸性ガスと反応させた後の排ガス中の酸性ガス濃度（「残存酸性ガス濃度」という）を、予め求めてある酸性ガス除去率を勘案して推定する。この残存酸性ガス濃度、すなわち集塵装置１８の出口側又は煙突２０内の排ガス中の酸性ガス濃度（「排出酸性ガス濃度」という）が許容範囲に収まるように、アルカリ剤供給量制御装置２４でアルカリ剤供給装置２２から供給するアルカリ剤供給量を求める。
アルカリ剤供給量制御装置２４で算出されたアルカリ剤供給量のアルカリ剤をアルカリ剤供給装置２２からボイラ４の第一放射室１４の入口から第二放射室１５の出口までの範囲内に設けられた供給位置（本実施形態の例では、第二放射室１５の上流側の位置）から供給する。
酸性ガスとアルカリ剤とが反応して生成された反応生成物は、排ガス中のダストとともに集塵装置１８で捕集され、排ガス中の酸性ガス濃度は、許容範囲に収まる濃度にまで低減されており、排ガスは煙突２０から大気中へ排出される。
かくして、図１に示される第一実施形態では、酸性ガス濃度計２１の測定値にもとづきアルカリ剤供給量を制御する場合、アルカリ剤供給装置２２により、第一放射室１４入口から第二放射室１５出口の範囲で排ガス中にアルカリ剤を供給することにより酸性ガスを除去するので、対流伝熱室１６に流入する排ガスは酸性ガスが除去されており、あるいは酸性ガス濃度が十分に低下しており、対流伝熱室１６内の伝熱管の酸性ガスによる腐食を防止することができ、ボイラのメンテナンスを軽減しメンテナンス費用を低減することができる。また、第一放射室１４の入口から第二放射室１５の入口までの範囲で排ガス中の酸性ガス濃度を測定し、その測定値にもとづき、フィードフォワード制御を行ってアルカリ供給量を制御するので、廃棄物焼却炉に供給される廃棄物の性状変動や廃棄物焼却炉内状況の変動により排ガス中の酸性ガス濃度が変動しても、これに対し良好な応答性のもとで排出酸性ガス濃度を許容範囲に収まる濃度にするように制御できる。
（ii）酸性ガス濃度計２５の測定値にもとづき制御する場合
ボイラ４から集塵装置１８までの範囲で煙道１７での排ガスの酸性ガス濃度を酸性ガス濃度計２５で測定し、酸性ガス濃度計２５による酸性ガス濃度測定値に基づき、アルカリ剤供給装置２２によるアルカリ剤供給量をアルカリ剤供給量制御装置２４で制御する。アルカリ剤供給量の制御は、次の要領で行われる。
先ず、ボイラ４から集塵装置１８までの範囲で酸性ガス濃度計２５により測定された酸性ガス濃度の測定値にもとづき、この測定値が同位置での酸性ガスの所定範囲の目標値となるように、そして、煙突２０での排ガスの酸性ガス濃度を許容範囲に収めるように、アルカリ剤供給量制御装置２４によるフィードバック制御としてアルカリ剤供給装置２２によるアルカリ剤供給量を求め、求めたアルカリ剤供給量でアルカリ剤を供給し上記測定値が上記目標値に近づくようにする。
このような酸性ガス濃度計２５を用いる場合には、アルカリ剤供給装置２２により、第一放射室１４入口から第二放射室１５出口の範囲で排ガス中にアルカリ剤を供給することにより酸性ガスを除去するので、対流伝熱室１６に流入する排ガスは、すでに酸性ガスが除去されており、あるいは酸性ガス濃度が十分に低下しており、対流伝熱室１６内の伝熱管の酸性ガスによる腐食を防止することができ、ボイラのメンテナンスを軽減しメンテナンス費用を低減することができる。また、アルカリ剤供給装置２２によるアルカリ剤供給後の排ガス中の酸性ガス濃度をボイラ４から集塵装置１８までの範囲で測定し、該測定値が同位置での酸性ガスの所定範囲の目標値となるように、また、煙突での排ガス中の酸性ガス濃度を許容範囲に収めるようにアルカリ剤供給装置２２によるアルカリ剤供給量を制御するため、廃棄物の性状変動や廃棄物焼却炉内状況の変動により排ガス中の酸性ガス濃度が変動しても、煙突での排出酸性ガス濃度を確実に許容範囲に収まる濃度にするように制御できる。
＜圧力波放出装置＞
本実施形態においては、ボイラ４の第二放射室１５内へ圧力波を放出する圧力波放出装置３０Ａと、対流伝熱室１６内へ圧力波を放出する圧力波放出装置３０Ｂ，３０Ｃとを配設している。本実施形態として図１に図示した例では、上記第二放射室１５と対流伝熱室１６の両方に圧力波放出装置を配設したが、本発明では少なくともいずれか一方に配設しているようにしても良い。
第二放射室１５における圧力波放出装置３０Ａは、第二放射室１５の高さ方向中間位置に１つ配設されている。
また、本実施形態で図１に示された例では、対流伝熱室１６にも上記圧力波放出装置３０Ｂ，３０Ｃが設けられており、これらはそれぞれ、スクリーン管１６Ｃと二次過熱器１６Ａ２との間、及び三次過熱器１６Ａ３と一次過熱器１６Ａ１との間に設けられている。また、これらの位置に設けられたマンホール（点検用窓）（図示省略）に圧力波放出装置を取り付けることもできる。
圧力波放出装置３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは、その混合ガスホルダ（容器）（図示せず）に燃料ガス（例えばメタンガス）と酸化剤ガス（例えば酸素ガス）を高圧下で充填、混合し、混合ガスを点火プラグで着火し、爆発燃焼させて圧力波を発生させ、混合ガスホルダに設けられた圧力波放出ノズルから放出させる。爆発燃焼時の混合ガスホルダ内の圧力は例えば最高５３．２ｂａｒに達する。第二放射室１５及び対流伝熱室１６に配設された圧力波放出ノズル（図示せず）の先端から第二放射室１５内部及び対流伝熱室１６内部に圧力波が放出される。これにより、第二放射室１５の放射伝熱面及び対流伝熱室１６の接触伝熱管に振動及び風圧が与えられ、放射伝熱面や接触伝熱管に付着した反応生成物、未反応アルカリ剤及びダストである付着物が剥離されて除去される。
第二放射室１５及び対流伝熱室１６のうち少なくとも一つの内部に圧力波を放出する圧力波放出装置３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃを備えることとしたので、該圧力波放出装置３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃから圧力波を放出することにより放射伝熱面や接触伝熱管に付着した反応生成物と未反応アルカリ剤を除去することができ、排ガス流通阻害や閉塞、さらに塩化物による腐食を防止することができる。
また、本実施形態で図１に示された例では、圧力波放出装置を第二放射室に１つ、対流伝熱室に２つ配設したが、本発明では圧力波放出装置を第二放射室に１つ以上、対流伝熱室に１つ以上配設するようにしても良い。また、対流伝熱室において圧力波放出装置を配設する個数と位置は、図１に示された例だけでなく、対流伝熱室における過熱器、スクリーン管、エコノマイザ、蒸発器の種々の配置構成に対応して、適切な個数と位置で配設するようにしても良い。
［第二実施形態］
次に、図２にもとづき、排ガス処理装置について第二実施形態を説明する。
この図２に示される第二実施形態では、排ガス処理装置の構成のみが第一実施形態と異なり、廃棄物焼却炉１、ボイラ４、ボイラ４から煙突２０までの煙道１７に配された誘引送風機１９は第一実施形態と同じであり、これらについては図１における符号と同一符号を付し、その説明を省略する。
第二実施形態において、排ガス処理装置は、ボイラ４からの排ガスを除塵処理するようにボイラ４に対し下流側で上記煙道１７に配された集塵装置１８と、ボイラ４の第一放射室１４の入口から第二放射室１５の入口までの範囲でボイラ４内の排ガスの酸性ガス濃度を測定する酸性ガス濃度計２１又はボイラ４から集塵装置１８までの範囲で煙道１７内の排ガスの酸性ガス濃度を測定する酸性ガス濃度計２５と、第一放射室１４の入口から第二放射室１５の出口までの範囲でアルカリ剤をボイラ４内へ吹き込む第一アルカリ剤供給装置２２と、ボイラ４から集塵装置１８までの範囲でアルカリ剤を煙道１７へ吹き込む第二アルカリ剤供給装置２３と、酸性ガス濃度計２１又は２５による酸性ガス濃度測定値に基づき、第一アルカリ剤供給装置２２によるアルカリ剤供給量と第二アルカリ剤供給装置２３によるアルカリ剤供給量とを制御するアルカリ剤供給量制御装置２４と、第二放射室及び対流伝熱室のうち少なくとも一つの内部に圧力波を放出する圧力波放出装置３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃとを備えている。
このように構成される第二実施形態における排ガス処理装置は、第一実施形態の場合に類似しているが、第二実施形態では、第一アルカリ剤供給装置２２に加え、第二アルカリ剤供給装置２３をも備えている点が第一実施形態とは異なる。なお、第二実施形態における第一アルカリ剤供給装置２２は、第一実施形態におけるアルカリ剤供給装置２２と同じであり、第二実施形態で追加して設けられた第二アルカリ剤供給装置２３と区別するため同一符号ではあるが、第二実施形態では、単にアルカリ剤供給装置２２とせずに、「第一」を付記した第一アルカリ剤供給装置２２とした。
圧力波放出装置３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは第一実施形態の場合と同じであり、これらについては図１における符号と同一符号を付し、その説明を省略する。図２に示す第二実施形態でも、酸性ガス濃度計２１又は２５はＨＣｌ濃度計を採用している。
また、第一アルカリ剤供給装置２２から供給されるアルカリ剤は、例えば苛性ソーダ水溶液または重曹が用いられる。苛性ソーダ水溶液を用いる場合、第一アルカリ剤供給装置２２は、図示していないが、苛性ソーダ水溶液を貯留する貯留槽と、貯留槽から苛性ソーダ水溶液を送り出す送液ポンプと、送液ポンプで貯留槽から送られてきた苛性ソーダ水溶液をボイラ内の排ガスに噴霧する噴霧ノズルとを有している。一方、集塵装置１８の上流側の煙道１７に備えられた第二アルカリ剤供給装置から供給されるアルカリ剤としては消石灰又は重曹が用いられる。集塵装置１８、例えばバグフィルタでは、アルカリ剤が供給された排ガスを受け入れ、ダスト（煤塵）と酸性ガスとアルカリ剤との反応生成物を捕集して除去する。
＜アルカリ剤供給量の制御＞
（ｉ）酸性ガス濃度計２１の測定値にもとづき制御する場合
第二実施形態において、第一アルカリ剤供給装置２２により供給するアルカリ剤供給量を「第一アルカリ剤供給量」といい、第二アルカリ剤供給装置２３により供給するアルカリ剤供給量を「第二アルカリ剤供給量」という。上記酸性ガス濃度計２１によりＨＣｌ濃度を測定し、その測定値にもとづき、第一アルカリ剤供給量を制御する場合には、まず、予め、例えば表１に示されるような、酸性ガス濃度計２１により測定されたＨＣｌ濃度と、第一アルカリ剤供給量を決めるための当量比との関係（以下「関係１」という）を決めておく。ここで当量比とは、ＨＣｌとの反応に必要な理論アルカリ剤量に対して実際に供給するアルカリ剤量の比である。この第一アルカリ剤供給量を決めるための当量比を設定することは、酸性ガス濃度を目標値以下に低減するためにアルカリ剤と反応させる処理のうち第一アルカリ剤供給装置２２によるアルカリ剤の供給による反応で処理する分担比率を設定することを意味している。測定されたＨＣｌ濃度にもとづき当量比が導かれ、ＨＣｌ濃度測定値から求めた理論アルカリ剤量にこの当量比を乗じ、さらに、予め設定されている排ガス流量を乗ずることで第一アルカリ剤供給量が求まる。
Figure 2020146624
上記のように、酸性ガス濃度計２１により測定される酸性ガス濃度の区分を設定し、測定された酸性ガス濃度の区分に対応して、第一アルカリ剤供給量を決めるための当量比を変えるような関係とせずに、一定の当量比として第一アルカリ剤供給量を求めるようにしてもよい。
また、第一放射室１４の入口から第二放射室１５の出口までの範囲で第一アルカリ剤供給装置２２によりアルカリ剤を供給して酸性ガスと反応させることにより酸性ガスを除去する場合に、この放射室内へのアルカリ剤供給により除去される酸性ガス量の、ボイラに流入する排ガス中の全酸性ガス量に対する比率である酸性ガス除去配分率を３０〜８０％とすることが好ましい。酸性ガス除去配分率が３０％未満であると、対流伝熱室内の接触伝熱管の酸性ガスによる腐食を十分に防止できる程度にまでＨＣｌを除去できず腐食が発生するような高い残存率となり不適である。酸性ガス除去配分率を８０％より高くすることはアルカリ剤を過剰に供給して処理費用を増大させることとなり、残存する酸性ガスの残存量は第二アルカリ剤供給装置２３からのアルカリ剤供給による反応により除去できる程度であり、酸性ガス除去配分率を８０％以下とすることが好ましい。
第一アルカリ剤供給装置２２により供給する第一アルカリ剤供給量と酸性ガスとの中和反応における酸性ガス除去率の関係（以下「関係２」という）と、第二アルカリ剤供給装置２３により供給する第二アルカリ剤供給量と酸性ガスとの中和反応における酸性ガス除去率の関係（以下「関係３」という）を、予め求めておく。上記関係２は、酸性ガス濃度、第一アルカリ剤供給装置２２からアルカリ剤が供給されるボイラ４の構造やその内部環境条件や操業条件に依存し、上記関係３は、酸性ガス濃度、第二アルカリ剤供給装置２３の下流側に位置する集塵装置１８の形式やその内部環境条件や操業条件に依存するので、これらの関係２そして関係３を予め求めておく必要がある。
このような、関係１、関係２そして関係３を予め求めておいてから、運転中の廃棄物焼却炉１で、次の要項でＨＣｌ濃度を測定し、その測定値にもとづき、アルカリ剤供給量制御装置２４により第一アルカリ剤供給装置２２及び第二アルカリ剤供給装置２３からのアルカリ剤供給量の制御を行なう。
≪第一アルカリ剤供給量の制御≫
先ず、酸性ガス濃度計２１にて、ボイラ４の第一放射室１４の入口から第二放射室１５の入口までの範囲で排ガス中の酸性ガス濃度を測定する。
次に、関係１にもとづき、酸性ガス濃度の測定値に応じ当量比を選定する。例えば、第一放射室１４の入口でのＨＣｌ濃度の測定値が３００ｐｐｍであるならば、関係１から当量比を０．５と選定する。さらに、酸性ガス濃度の測定値に対応して中和反応に必要とされる理論アルカリ剤量（当量比１の場合に相当する）に、関係１から選定した当量比を乗じ、さらに既知の排ガス流量を乗じ、第一アルカリ剤供給量を求める。アルカリ剤供給量制御装置２４からの指令で、この第一アルカリ剤供給量のアルカリ剤を第一アルカリ剤供給装置２２からボイラ４の第一放射室１４の入口から第二放射室１５の出口までの範囲内に設けられた供給位置から供給する。第一アルカリ剤供給装置２２からアルカリ剤が供給され、排ガス中の酸性ガスの一部が中和される。第一アルカリ剤供給装置２２からは、アルカリ剤として、例えば、苛性ソーダ水溶液又は重曹が噴霧される。
≪第二アルカリ剤供給量の制御≫
上述のようにして第一アルカリ剤供給装置２２からアルカリ剤を供給し酸性ガスと反応させ、その反応後の排ガス中の酸性ガス濃度を推定する。この手順を詳しく説明する。まず、酸性ガスの測定値に対応して中和反応に必要とされる理論アルカリ剤量を求め、この理論アルカリ剤量に関係１から選定した当量比と排ガス流量とを乗じて、第一アルカリ剤供給量を導出する。第一アルカリ剤供給装置２２からアルカリ剤を導出した第一アルカリ剤供給量で供給し酸性ガスと反応させる。さらに、関係２の第一アルカリ剤供給量と酸性ガス除去率との関係を勘案して、ボイラ４から排出される排ガス中に残存する酸性ガス濃度（残存酸性ガス濃度）を推定する。この推定した残存酸性ガス濃度に基づき、集塵装置１８の出口側又は煙突２０内の排ガスの酸性ガス濃度（排出酸性ガス濃度）を許容範囲に収めるように、第二アルカリ剤供給装置２３から供給する第二アルカリ剤供給量を、関係３の第二アルカリ剤供給量と酸性ガス除去率との関係を勘案して求める。
排出酸性ガス濃度が許容値範囲に収まるように、アルカリ剤供給量制御装置２４で第二アルカリ剤供給量を算出し、この第二アルカリ剤供給量のアルカリ剤を第二アルカリ剤供給装置２３から集塵装置１８の入口側で煙道１７内へ供給する。
第二アルカリ剤供給装置２３からは、排ガス中にアルカリ剤として、例えば消石灰又は重曹が供給される。アルカリ剤が排ガスに供給されることにより、ボイラ４から排出される排ガス中に残存する酸性ガスが中和され、反応生成物が生成される。
生成された反応生成物は、排ガス中のダストとともに集塵装置で捕集され、排ガス中の酸性ガス濃度は、許容範囲に収まる濃度にまで低減されており、排ガスは煙突２０から大気中へ排出される。
かくして、図２に示される第二実施形態では、酸性ガス濃度計２１の測定値にもとづき第一アルカリ剤供給量を制御する場合、第一アルカリ剤供給装置２２により、第一放射室１４入口から第二放射室１５出口の範囲で排ガス中にアルカリ剤を供給することにより酸性ガスを除去するので、対流伝熱室１６に流入する排ガスは酸性ガスが除去されており、あるいは酸性ガス濃度が十分に低下しており、対流伝熱室１６内の伝熱管の酸性ガスによる腐食を防止することができ、ボイラのメンテナンスを軽減しメンテナンス費用を低減することができる。また、第一放射室１４の入口から第二放射室１５の入口までの範囲で排ガス中の酸性ガス濃度を測定し、その測定値にもとづき関係１、関係２、関係３を用いて、フィードフォワード制御を行って第一アルカリ剤供給量と第二アルカリ剤供給量を制御するので、廃棄物焼却炉に供給される廃棄物の性状変動や廃棄物焼却炉内状況の変動により排ガス中の酸性ガス濃度が変動しても、これに対し良好な応答性のもとで排出酸性ガス濃度を許容範囲に収まる濃度にするように制御できる。
（ii）酸性ガス濃度計２５の測定値にもとづき制御する場合
ボイラ４から集塵装置１８までの範囲で煙道１７での排ガスの酸性ガス濃度を酸性ガス濃度計２５で測定し、酸性ガス濃度計２５による酸性ガス濃度測定値に基づき、第一アルカリ剤供給装置２２による第一アルカリ剤供給量及び第二アルカリ剤供給装置２３による第二アルカリ供給量をアルカリ剤供給量制御装置２４で制御する。第一アルカリ剤供給量及び第二アルカリ剤供給量の制御は、次のように行われる。
≪第一アルカリ剤供給量の制御≫
先ず、ボイラ４から集塵装置１８までの範囲で酸性ガス濃度計２５により測定された酸性ガス濃度の測定値にもとづき、この測定値が同位置での酸性ガスの所定範囲の目標値となるようにアルカリ剤供給量制御装置２４によるフィードバック制御として第一アルカリ剤供給装置２２での第一アルカリ剤供給量を求め、求めた第一アルカリ剤供給量でアルカリ剤を供給し上記測定値が上記目標値に近づくようにする。
≪第二アルカリ剤供給量の制御≫
一方、アルカリ剤供給量制御装置２４において、酸性ガス濃度計２５による酸性ガス濃度の測定値にもとづき、さらに関係３（第二アルカリ剤供給装置２３により供給するアルカリ剤と酸性ガスとの中和反応における酸性ガス除去率の関係）を勘案して、煙突２０での排ガスの排出酸性ガス濃度を許容範囲に収めるために必要な第二アルカリ剤供給装置２３での第二アルカリ剤供給量を求め、求めた第二アルカリ剤供給量でアルカリ剤を供給する。
このような排ガス処理装置によれば、第一アルカリ剤供給装置２２により、第一放射室１４入口から第二放射室１５出口の範囲で排ガス中にアルカリ剤を供給することにより酸性ガスを除去するので、対流伝熱室１６に流入する排ガスは、すでに酸性ガスが除去されており、あるいは酸性ガス濃度が十分に低下しており、対流伝熱室１６内の伝熱管の酸性ガスによる腐食を防止することができ、ボイラのメンテナンスを軽減しメンテナンス費用を低減することができる。また、第一アルカリ剤供給装置２２によるアルカリ剤供給後の排ガス中の酸性ガス濃度をボイラ４から集塵装置１８までの範囲で測定し、該測定値が同位置での酸性ガスの所定範囲の目標値となるように第一アルカリ剤供給装置２２での第一アルカリ剤供給量を制御し、さらに、酸性ガス濃度測定値と酸性ガス除去率とに基づき、煙突での排出酸性ガス濃度を許容範囲に収めるように第二アルカリ剤供給装置２３による第二アルカリ剤供給量を制御するため、廃棄物の性状変動や廃棄物焼却炉内状況の変動により排ガス中の酸性ガス濃度が変動しても、煙突での排出酸性ガス濃度を確実に許容範囲に収まる濃度にするように制御できる。
このような排ガス処理装置において、第一放射室１４の入口から第二放射室１５の出口までの範囲で第一アルカリ剤供給装置２２によりアルカリ剤を供給して酸性ガスと反応させることにより酸性ガスを除去する場合に、この放射室内へのアルカリ剤供給量を排ガスの酸性ガス量に対して当量比を０．５〜１．５として供給することが好ましい。当量比が０．５未満であると、対流伝熱室内の接触伝熱管の酸性ガスによる腐食を十分に防止できる程度にまでＨＣｌを除去できず腐食が発生するような高い残存量となり不適である。当量比を１．５より高くすることはアルカリ剤を過剰に供給して処理費用を増大させることとなり、残存する酸性ガスの残存量は第二アルカリ剤供給装置２３からのアルカリ剤供給による反応により除去できる程度であり、当量比を１．５以下とすることが好ましい。
＜圧力波放出装置＞
第二実施形態においても、第一実施形態の場合と同様に、圧力波放出装置３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃを有している。これらの圧力波放出装置３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは、第一実施形態の場合と同じ構成・作用となっており、また第一実施形態の場合と同じ位置に配設されている。したがって、これらの圧力波放出装置３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは、符号を図２に示すに留め、それらの説明は省略する。
［第三実施形態］
次に、図３にもとづき、排ガス処理装置についての第三実施形態を説明する。
図３に示される第三実施形態は、図１にもとづき説明した第一実施形態において、第一実施形態の圧力波放出装置に代えて水噴射装置を用いた点で第一実施形態と相違し、他は第一実施形態と同じであり、第一実施形態と同一部分については図１と同一符号を付し、その説明を省略する。また、過熱器１６Ａは簡略に図示している。
＜水噴射装置＞
図３に示される第三実施形態では、図１における圧力波放出装置３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃに代えて、ボイラ４の第二放射室１５の頂部から水噴射ノズル４０Ａを挿入して第二放射室１５内の放射伝熱面に水を噴射することで、第二放射室１５の放射伝熱面に付着している反応生成物、未反応アルカリ剤及びダストである付着物を除去する水噴射装置４０を備えている。
上記水噴射装置４０の水噴射ノズル４０Ａは、第二放射室１５の放射伝熱面に水を噴射して、付着した反応生成物、未反応アルカリ剤及びダストを除去する位置に設けられている。
かかる水噴射装置４０は、複数の噴射口を有し第二放射室１５内で上昇下降する水噴射ノズル４０Ａと、該水噴射ノズル４０Ａに水を供給する給水管４０Ｂと、上記水噴射ノズル４０Ａを上昇下降させる昇降機構（図示せず）を備えている。
このように、第三実施形態では、第二放射室１５に水噴射装置４０が配設され、水噴射ノズル４０Ａが上昇下降して、上記第二放射室１５の放射伝熱面に水を噴射して、放射伝熱面に付着した反応生成物、未反応アルカリ剤及びダストを除去する。これにより排ガス流通阻害や閉塞、さらに塩化物による腐食を防止することができる。このようにすることにより、第一実施形態のような圧力波放出装置を適用することに制約があるようなボイラ幅が５ｍ以上の大型ボイラあるいはボイラ幅が３ｍ以下の小型ボイラにおいても、水噴射装置４０を用いることで、放射伝熱面に付着した反応生成物、未反応アルカリ剤及びダストを効率的に除去することが可能になる。
かくして、第二放射室１５の放射伝熱面に水を噴射する水噴射装置４０を備えることとしたので、放射伝熱面に付着した反応生成物と未反応アルカリ剤とダストを除去することができ、放射伝熱面での排ガス流通阻害や閉塞、さらに塩化物による腐食を防止することができる。
また、本実施形態では、対流伝熱室１６に第一実施形態の圧力波放出装置３０Ｂ，３０Ｃのうち少なくとも一つを配設し、かつ第二放射室１５に水噴射装置４０を配設するように併用してもよい。
［第四実施形態］
次に、図４にもとづき、排ガス処理装置についての第四実施形態を説明する。
図４に示される第四実施形態は、図２にもとづき説明した第二実施形態において、第二実施形態の圧力波放出装置に代えて水噴射装置を用いた点で第二実施形態と相違し、他は第二実施形態と同じであり、第二実施形態と同一部分については図２と同一符号を付し、その説明を省略する。また、過熱器１６Ａは簡略に図示している。
＜水噴射装置＞
図４に示される第四実施形態では、図２における圧力波放出装置３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃに代えて、ボイラ４の第二放射室１５の頂部から水噴射ノズル４０Ａを挿入して第二放射室１５内の放射伝熱面に水を噴射することで、第二放射室１５の放射伝熱面に付着している反応生成物、未反応アルカリ剤及びダストを除去する水噴射装置４０を備えている。
本実施形態における水噴射装置４０自体は、図３の第三実施形態の水噴射装置４０と同一構成であり、上記水噴射装置４０の水噴射ノズル４０Ａは、第二放射室１５の放射伝熱面に水を噴射して、付着した反応生成物、未反応アルカリ剤及びダストを除去する位置に設けられている。
かかる水噴射装置４０は、複数の噴射口を有し第二放射室１５内で上昇下降する水噴射ノズル４０Ａと、該水噴射ノズル４０Ａに水を供給する給水管４０Ｂと、上記水噴射ノズル４０Ａを上昇下降させる昇降機構（図示せず）を備えている。
このように、第四実施形態では、第三実施形態の場合と同様に、第二放射室１５に水噴射装置４０が配設され、水噴射ノズル４０Ａが上昇下降して、上記第二放射室１５の放射伝熱面に水を噴射して、放射伝熱面に付着した反応生成物、未反応アルカリ剤及びダストを除去する。これにより排ガス流通阻害や閉塞、さらに塩化物による腐食を防止することができる。このようにすることにより、第一実施形態のような圧力波放出装置を適用することに制約がるようなボイラ幅が５ｍ以上の大型ボイラあるいはボイラ幅が３ｍ以下の小型ボイラにおいても、水噴射装置４０を用いることで、放射伝熱面に付着した反応生成物、未反応アルカリ剤及びダストを効率的に除去することが可能になる。
かくして、第二放射室１５の放射伝熱面に水を噴射する水噴射装置４０を備えることとしたので、放射伝熱面に付着した反応生成物と未反応アルカリ剤とダストを除去することができ、放射伝熱面での排ガス流通阻害や閉塞、さらに塩化物による腐食を防止することができる。
また、本実施形態では、対流伝熱室１６に第一実施形態の圧力波放出装置３０Ｂ，３０Ｃのうち少なくとも一つを配設し、かつ第二放射室１５に水噴射装置４０を配設するように併用してもよいことは、第三実施形態の場合と同じである。
１ 廃棄物処理炉（廃棄物焼却炉）
４ ボイラ
１２，１３ 変向部
１４ 第一放射室
１５ 第二放射室
１６ 対流伝熱室
１７ 煙道
１８ 集塵装置
２１，２５ 酸性ガス濃度計
２２ 第一アルカリ剤供給装置
２３ 第二アルカリ剤供給装置
２４ アルカリ剤供給量制御装置
３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ 圧力波放出装置
４０ 水噴射装置

Claims (8)

  1. 廃棄物処理炉に連設され、排ガスの流通路が屈曲した二つの変向部により区分されて、上流側から第一放射室、第二放射室及び対流伝熱室を形成するボイラ内を流通する排ガスから酸性ガスを除去する排ガス処理装置において、
    ボイラから煙道を経て排ガスを受け除塵処理する集塵装置と、
    第一放射室入口から第二放射室入口までの範囲又はボイラから集塵装置までの範囲で排ガスの酸性ガス濃度を測定する酸性ガス濃度計と、
    第一放射室入口から第二放射室出口までの範囲でアルカリ剤をボイラ内へ吹き込むアルカリ剤供給装置と、
    酸性ガス濃度計による酸性ガス濃度測定値に基づき、アルカリ剤供給装置によるアルカリ剤供給量を制御するアルカリ剤供給量制御装置と、
    第二放射室及び対流伝熱室のうち少なくとも一つの内部に圧力波を放出する圧力波放出装置とを備えることを特徴とする排ガス処理装置。
  2. 廃棄物処理炉に連設され、排ガスの流通路が屈曲した二つの変向部により区分されて、上流側から第一放射室、第二放射室及び対流伝熱室を形成するボイラ内を流通する排ガスから酸性ガスを除去する排ガス処理装置において、
    ボイラから煙道を経て排ガスを受け除塵処理する集塵装置と、
    第一放射室入口から第二放射室入口までの範囲又はボイラから集塵装置までの範囲で排ガスの酸性ガス濃度を測定する酸性ガス濃度計と、
    第一放射室入口から第二放射室出口までの範囲でアルカリ剤をボイラ内へ吹き込む第一アルカリ剤供給装置と、
    ボイラから集塵装置までの範囲でアルカリ剤を煙道へ吹き込む第二アルカリ剤供給装置と、
    酸性ガス濃度計による酸性ガス濃度測定値に基づき、第一アルカリ剤供給装置によるアルカリ剤供給量と第二アルカリ剤供給装置によるアルカリ剤供給量とを制御するアルカリ剤供給量制御装置と、
    第二放射室及び対流伝熱室のうち少なくとも一つの内部に圧力波を放出する圧力波放出装置とを備えることを特徴とする排ガス処理装置。
  3. 廃棄物処理炉に連設され、排ガスの流通路が屈曲した二つの変向部により区分されて、上流側から第一放射室、第二放射室及び対流伝熱室を形成するボイラ内を流通する排ガスから酸性ガスを除去する排ガス処理装置において、
    ボイラから煙道を経て排ガスを受け除塵処理する集塵装置と、
    第一放射室入口から第二放射室入口までの範囲又はボイラから集塵装置までの範囲で排ガスの酸性ガス濃度を測定する酸性ガス濃度計と、
    第一放射室入口から第二放射室出口までの範囲でアルカリ剤をボイラ内へ吹き込むアルカリ剤供給装置と、
    酸性ガス濃度計による酸性ガス濃度測定値に基づき、アルカリ剤供給装置によるアルカリ剤供給量を制御するアルカリ剤供給量制御装置と、
    第二放射室内の放射伝熱面に水を噴射して付着物を除去する水噴射装置とを備えることを特徴とする排ガス処理装置。
  4. 廃棄物処理炉に連設され、排ガスの流通路が屈曲した二つの変向部により区分されて、上流側から第一放射室、第二放射室及び対流伝熱室を形成するボイラ内を流通する排ガスから酸性ガスを除去する排ガス処理装置において、
    ボイラから煙道を経て排ガスを受け除塵処理する集塵装置と、
    第一放射室入口から第二放射室入口までの範囲又はボイラから集塵装置までの範囲で排ガスの酸性ガス濃度を測定する酸性ガス濃度計と、
    第一放射室入口から第二放射室出口までの範囲でアルカリ剤をボイラ内へ吹き込む第一アルカリ剤供給装置と、
    ボイラから集塵装置までの範囲でアルカリ剤を煙道へ吹き込む第二アルカリ剤供給装置と、
    酸性ガス濃度計による酸性ガス濃度測定値に基づき、第一アルカリ剤供給装置によるアルカリ剤供給量と第二アルカリ剤供給装置によるアルカリ剤供給量とを制御するアルカリ剤供給量制御装置と、
    第二放射室内の放射伝熱面に水を噴射して付着物を除去する水噴射装置とを備えることを特徴とする排ガス処理装置。
  5. 廃棄物処理炉に連設された、排ガスの流通路が屈曲した二つの変向部により区分されて、上流側から、第一放射室、第二放射室及び対流伝熱室を形成するボイラ内を流通する排ガスから酸性ガスを除去する排ガス処理方法において、
    集塵装置によりボイラから煙道を経て排ガスを受け除塵処理する除塵工程と、
    第一放射室入口から第二放射室入口までの範囲又はボイラから集塵装置までの範囲で酸性ガス濃度計により排ガスの酸性ガス濃度を測定する酸性ガス濃度測定工程と、
    アルカリ剤供給装置により第一放射室入口から第二放射室出口までの範囲でアルカリ剤をボイラ内へ吹き込むアルカリ剤供給工程と、
    アルカリ剤供給量制御装置により、酸性ガス濃度計による酸性ガス濃度測定値に基づき、アルカリ剤供給装置によるアルカリ剤供給量を制御するアルカリ剤供給量制御工程と、
    第二放射室及び対流伝熱室のうち少なくとも一つの内部に圧力波を放出する圧力波放出工程とを有することを特徴とする排ガス処理方法。
  6. 廃棄物処理炉に連設された、排ガスの流通路が屈曲した二つの変向部により区分されて、上流側から、第一放射室、第二放射室及び対流伝熱室を形成するボイラ内を流通する排ガスから酸性ガスを除去する排ガス処理方法において、
    集塵装置によりボイラから煙道を経て排ガスを受け除塵処理する除塵工程と、
    第一放射室入口から第二放射室入口までの範囲又はボイラから集塵装置までの範囲で酸性ガス濃度計により排ガスの酸性ガス濃度を測定する酸性ガス濃度測定工程と、
    第一アルカリ剤供給装置により第一放射室入口から第二放射室出口までの範囲でアルカリ剤をボイラ内へ吹き込む第一アルカリ剤供給工程と、
    第二アルカリ剤供給装置によりボイラから集塵装置までの範囲でアルカリ剤を煙道へ吹き込む第二アルカリ剤供給工程と、
    アルカリ剤供給量制御装置により、酸性ガス濃度計による酸性ガス濃度測定値に基づき、第一アルカリ剤供給装置によるアルカリ剤供給量と第二アルカリ剤供給装置によるアルカリ剤供給量とを制御するアルカリ剤供給量制御工程と
    第二放射室及び対流伝熱室のうち少なくとも一つの内部に圧力波を放出する圧力波放出工程とを有することを特徴とする排ガス処理方法。
  7. 廃棄物処理炉に連設された、排ガスの流通路が屈曲した二つの変向部により区分されて、上流側から、第一放射室、第二放射室及び対流伝熱室を形成するボイラ内を流通する排ガスから酸性ガスを除去する排ガス処理方法において、
    集塵装置によりボイラから煙道を経て排ガスを受け除塵処理する除塵工程と、
    第一放射室入口から第二放射室入口までの範囲又はボイラから集塵装置までの範囲で酸性ガス濃度計により排ガスの酸性ガス濃度を測定する酸性ガス濃度測定工程と、
    アルカリ剤供給装置により第一放射室入口から第二放射室出口までの範囲でアルカリ剤をボイラ内へ吹き込むアルカリ剤供給工程と、
    アルカリ剤供給量制御装置により、酸性ガス濃度計による酸性ガス濃度測定値に基づき、アルカリ剤供給装置によるアルカリ剤供給量を制御するアルカリ剤供給量制御工程と、
    第二放射室内の放射伝熱面に水を噴射して付着物を除去する水噴射工程を有することを特徴とする排ガス処理方法。
  8. 廃棄物処理炉に連設された、排ガスの流通路が屈曲した二つの変向部により区分されて、上流側から、第一放射室、第二放射室及び対流伝熱室を形成するボイラ内を流通する排ガスから酸性ガスを除去する排ガス処理方法において、
    集塵装置によりボイラから煙道を経て排ガスを受け除塵処理する除塵工程と、
    第一放射室入口から第二放射室入口までの範囲又はボイラから集塵装置までの範囲で酸性ガス濃度計により排ガスの酸性ガス濃度を測定する酸性ガス濃度測定工程と、
    第一アルカリ剤供給装置により第一放射室入口から第二放射室出口までの範囲でアルカリ剤をボイラ内へ吹き込む第一アルカリ剤供給工程と、
    第二アルカリ剤供給装置によりボイラから集塵装置までの範囲でアルカリ剤を煙道へ吹き込む第二アルカリ剤供給工程と、
    アルカリ剤供給量制御装置により、酸性ガス濃度計による酸性ガス濃度測定値に基づき、第一アルカリ剤供給装置によるアルカリ剤供給量と第二アルカリ剤供給装置によるアルカリ剤供給量とを制御するアルカリ剤供給量制御工程と
    第二放射室内の放射伝熱面に水を噴射して付着物を除去する水噴射工程を有することを特徴とする排ガス処理方法。
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