JP2022021001A

JP2022021001A - ボイラ廃水の処理方法

Info

Publication number: JP2022021001A
Application number: JP2020124329A
Authority: JP
Inventors: 正元金子; Masamoto Kaneko
Original assignee: Kinsei Sangyo Co Ltd
Current assignee: Kinsei Sangyo Co Ltd
Priority date: 2020-07-21
Filing date: 2020-07-21
Publication date: 2022-02-02

Abstract

【課題】ブロー水等のボイラ廃水の下水道等への排出量を低減することができるボイラ廃水の処理方法を提供する。
【解決手段】ボイラ廃水の処理方法は、収納された廃棄物Ａの一部を燃焼させて廃棄物Ａの残部を乾溜して可燃性ガスを発生させる乾溜炉２ａ、２ｂと、乾溜炉２ａ、２ｂから導入される可燃性ガスを燃焼させる燃焼炉４と、燃焼炉４の燃焼排気により加熱される温水ボイラ２３と、温水ボイラ２３を加熱した燃焼排気に冷却水を散布して冷却する冷却塔２５とを備える乾溜ガス化焼却処理装置１において、温水ボイラ２３から排出されるボイラ廃水の少なくとも一部を冷却塔２５の冷却水として用いる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ボイラ廃水の処理方法に関する。

従来、廃棄物を焼却処理する焼却処理装置として、例えば、収納された廃棄物の一部を燃焼させつつ該燃焼熱により該廃棄物の残部を乾溜して可燃性ガスを発生させる乾溜炉と、該乾溜炉から導入される可燃性ガスを燃焼させる燃焼炉とを備える乾溜ガス化焼却処理装置において、該燃焼炉から排出される燃焼排気を温水ボイラの熱源として使用することが知られている（例えば、特許文献１参照）。

前記温水ボイラで得られた温水は、例えば、温水発電機に供給して発電に用いることができ、該発電により得られた電力により、前記乾溜ガス化焼却処理装置で消費される電力の一部を賄うことができる。

特開２０１８－１６９１３１号公報

ところで、前記温水ボイラでは、機器や配水に含まれる不純物が過度に濃縮されないように該温水ボイラ内の水が間欠的に吹き出されるブロー水、ボイラポンプ、タービン等の補機の冷却廃水等がボイラ廃水として排出される。

しかしながら、前記ブロー水はｐＨ１１～１２程度のアルカリ性であるので、そのままでは下水道等に排出することができず、水処理が必要になるという不都合がある。

そこで、本発明は、前記ブロー水等のボイラ廃水の下水道等への排出量を低減することができるボイラ廃水の処理方法を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明は、収納された廃棄物の一部を燃焼させつつ該燃焼熱により該廃棄物の残部を乾溜して可燃性ガスを発生させる乾溜炉と、該乾溜炉から導入される可燃性ガスを燃焼させる燃焼炉と、該燃焼炉の燃焼排気により加熱される温水ボイラと、該温水ボイラを加熱した該燃焼排気に冷却水を散布して冷却する冷却塔とを備える乾溜ガス化焼却処理装置における該温水ボイラから排出されるボイラ廃水の処理方法であって、該ボイラ廃水の少なくとも一部を該冷却塔の冷却水として用いることを特徴とする。

本発明のボイラ廃水の処理方法は、前記乾留炉と、前記燃焼炉と、前記温水ボイラと、前記冷却塔とを備える前記乾溜ガス化焼却処理装置における前記温水ボイラから排出されるボイラ廃水に適用される。

前記乾溜ガス化焼却処理装置は、前記乾留炉に収納された廃棄物の一部を燃焼させ、その燃焼熱により該廃棄物の残部を乾溜して可燃性ガスを発生させ、該可燃性ガスを前記燃焼炉で完全燃焼させることにより、該廃棄物の焼却処理を行う。前記燃焼炉で前記可燃性ガスを完全燃焼させることにより発生する燃焼排気は前記温水ボイラの加熱に用いられた後、前記冷却塔で冷却水が散布されることにより冷却され、大気中に排出される。

そこで、本発明のボイラ廃水の処理方法は、前記温水ボイラから排出されるボイラ廃水の少なくとも一部を前記冷却塔の冷却水として用いる。このようにするときには、前記ボイラ廃水を、前記冷却塔の冷却水として該冷却塔に導入された前記燃焼排気に散布することにより蒸発させることができる。従って、本発明のボイラ廃水の処理方法によれば、前記温水ボイラから排出されるボイラ廃水の下水道等への排出量を低減することができる。

本発明のボイラ廃水の処理方法において、前記ボイラ廃水は前記温水ボイラのブロー水を含むことが好ましい。前記温水ボイラのブロー水は、ｐＨ１１～１２程度のアルカリ性であるので、そのままでは下水道等に排出することができないが、本発明のボイラ廃水の処理方法によれば、前記ボイラ廃水が該ブロー水を含むときにも、前記冷却塔の冷却水として、該冷却塔に導入された前記燃焼排気に散布することにより蒸発させることができるので好都合である。

また、本発明のボイラ廃水の処理方法において、前記ボイラ廃水は前記温水ボイラのブロー水を含むときには、前記ブロー水を中和することが好ましい。

本発明のボイラ廃水の処理方法を適用する乾溜ガス化焼却処理装置の構成例を示すシステム構成図。図1に示す乾溜ガス化焼却処理装置における温水ボイラの給排水系統を示す説明図。

次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。

本発明のボイラ廃水の処理方法は、例えば、図１に示す乾溜ガス化焼却処理装置１に適用することができる。乾溜ガス化焼却処理装置１は、例えば、廃タイヤ等の廃棄物Ａを収納し、その乾留ガス化及び灰化を行う２基の乾溜炉２ａ，２ｂと、乾溜炉２ａ，２ｂにガス通路３ａ，３ｂを介して接続される燃焼炉４とを備える。

乾溜炉２ａ，２ｂは、その上面部にそれぞれ開閉自在な投入扉５ａ，５ｂを備える投入口６ａ，６ｂが形成され、投入口６ａ，６ｂから廃棄物Ａを乾溜炉２ａ，２ｂ内に投入可能とされている。また、乾溜炉２ａ，２ｂの下部は開閉自在の底扉７ａ，７ｂとなっている。そして、乾溜炉２ａ，２ｂは、投入扉５ａ，５ｂ及び底扉７ａ，７ｂを閉じた状態では、その内部が実質的に外部と遮断されるようになっている。

底扉７ａ，７ｂの下部には複数の給気ノズル８ａ，８ｂが設けられており、給気ノズル８ａ，８ｂは、それぞれ乾溜酸素供給路９ａ，９ｂ、及び、酸素供給路１０を介して押込ファン等により構成された酸素供給源１１に接続されている。

乾溜酸素供給路９ａ，９ｂにはそれぞれ制御弁１２ａ，１２ｂが設けられ、制御弁１２ａ，１２ｂは弁駆動器１３ａ，１３ｂによりその開度が制御されるようになっている。この場合、弁駆動器１３ａ，１３ｂは、ＣＰＵ等を含む電子回路により構成された制御装置１４により制御される。

さらに、乾溜炉２ａ，２ｂの下部には、それぞれ乾溜炉２ａ，２ｂに収容された廃棄物Ａに着火するための着火装置１５ａ，１５ｂが取り付けられている。着火装置１５ａ，１５ｂは点火バーナ等により構成され、廃棄物Ａに燃焼炎を供給する。

燃焼炉４は、廃棄物Ａの乾溜により生じる可燃性ガスとその完全燃焼に必要な酸素（空気）とを混合するバーナ部１６と、酸素（空気）と混合された可燃性ガスを燃焼させる燃焼部１７とからなり、燃焼部１７はバーナ部１６の下流側でバーナ部１６に連通している。バーナ部１６の上流側には、ガス通路３ａ，３ｂがそれぞれダンパ１８ａ，１８ｂを介して接続され、乾溜炉２ａ，２ｂにおける廃棄物Ａの乾溜により生じた可燃性ガスがガス通路３ａ，３ｂを介してバーナ部１６に導入される。

バーナ部１６の外周部には、その内部と隔離された空室（図示せず）が形成され、該空室はバーナ部１６の内周部に穿設された複数のノズル孔（図示せず）を介してバーナ部１６の内部に連通している。前記空室には、酸素供給路１０から分岐する燃焼酸素供給路１９が接続されている。

燃焼酸素供給路１９には制御弁２０が設けられ、制御弁２０は弁駆動器２１によりその開度が制御されるようになっている。この場合、弁駆動器２１は、制御装置１４により制御される。

バーナ部１６の上流側には、燃焼装置２２が取り付けられている。燃焼装置２２は点火バーナ等により構成され、バーナ部１６に導入された可燃性ガスに着火し、或いは燃焼炉４を加熱する。

燃焼部１７の下流側には、燃焼炉４内で燃焼された燃焼排気により加熱される温水ボイラ２３が取り付けられている。温水ボイラ２３の出口側には、温水ボイラ２３から燃焼排気を排出するダクト２４ａが設けられており、ダクト２４ａは急冷塔２５の上端部に接続されている。急冷塔２５は、ダクト２４ａから導入される燃焼排気に散水して冷却するスプレー２６を備えている。スプレー２６は図２に示す急冷水タンク３９及び空気圧縮機（図示せず）に接続されており、急冷水タンク３９から供給される空気圧縮機から供給される圧縮空気と共に冷却水をは急冷塔２５内に散水する。

急冷塔２５で冷却された燃焼排気は、急冷塔２５の下部に接続されたダクト２４ｂにより取出される。ダクト２４ｂはバグフィルタ２７の一方の端部に接続されており、ダクト２４ｂからバグフィルタ２７に導入される燃焼排気には薬剤サイロ２８から供給される消石灰及び活性炭が混合され、硫黄酸化物（ＳＯ_ｘ）の脱硫及び脱臭が行われる。バグフィルタ２７の他方の端部には、ダクト２４ｃが接続されており、ダクト２４ｃは燃焼炉４内の燃焼排気を誘引する誘引ファン２９を介して煙突３０に接続されている。この結果、ダクト２４ｃに流通される燃焼排気は、煙突３０から大気中に放出される。

乾溜ガス化焼却処理装置１において、廃棄物Ａを焼却処理する際には、乾溜炉２ａの場合を例として説明すると、まず、底扉７ａが閉じた状態で乾溜炉２ａの投入扉５ａを開き、投入口６ａから廃タイヤ等の廃棄物Ａを乾溜炉２ａ内に投入する。次に、制御装置１４により乾溜炉２ａに対する廃棄物Ａの投入が完了し、乾溜炉２ａに廃棄物Ａが収容されていることが検知されると、投入扉５ａを閉じて乾溜炉２ａ内を密封状態としたのち、燃焼炉４の燃焼装置２２を作動させることにより、燃焼炉４の予熱が開始される。

次に、燃焼炉４内の温度が次第に上昇し、例えば７６０℃に達すると、制御装置１４により弁駆動器１３ａが駆動されて制御弁１２ａの開度Ｖａが所定の開度、例えば２５％とされ、乾溜炉２ａに酸素（空気）の供給が開始される。次に、制御装置１４により、乾溜炉２ａに対する廃棄物Ａの投入の完了と、乾溜炉２ａに廃棄物Ａが収容されていること、ダンパ１８ａが開かれていることとが検知されると、乾溜炉２ａの着火装置１５ａが作動されて廃棄物Ａに着火され、廃棄物Ａの部分的燃焼が開始される。

次に、乾溜炉２ａでは、制御装置１４により弁駆動器１３ａが制御されて、制御弁１２ａの開度Ｖａが段階的に増大される。これに伴って、乾溜炉２ａにおける廃棄物Ａの部分的燃焼は、次第に拡大して安定化し、廃棄物Ａの底部に火床が形成される。

前記火床が形成されると着火装置１５ａは停止され、廃棄物Ａの部分的燃焼の熱により廃棄物Ａの他の部分の乾溜が開始され、可燃性ガスの生成が始まり、該可燃性ガスはガス通路３ａを介してバーナ部１６に導入される。

バーナ部１６では、制御装置１４により弁駆動器２１が駆動されて制御弁２０の開度が所定の開度とされ、酸素供給源１１から酸素供給路１０、燃焼酸素供給路１９を介して酸素（空気）が供給されている。そこで、前記可燃性ガスは、燃焼酸素供給路１９を介して供給される酸素（空気）と混合され、燃焼装置２２から供給される燃焼炎により着火されて、燃焼部１７における燃焼が開始される。

乾溜炉２ａにおける可燃性ガスの発生が活発になり、該可燃性ガスが燃焼炉４において自然燃焼を開始すると、燃焼炉４内の温度は次第に上昇し、予め設定された第１の温度（以下、第１の設定温度という）、例えば９３０℃に達する。

前記可燃性ガスの燃焼により燃焼炉４内の温度が前記第１の設定温度に達すると、燃焼装置２２が停止され、制御装置１４は、前記可燃性ガスの燃焼により、燃焼炉４内の温度が該第１の設定温度に維持されるように制御弁１２ａの開度Ｖａを調整し、乾溜炉２ａにおける該可燃性ガスの生成をフィードバック制御する。

燃焼部１７における前記可燃性ガスの燃焼により発生する燃焼排気は、温水ボイラ２３で冷却されてダクト２４ａに排出される。ダクト２４ａに排出された前記燃焼排気は、急冷塔２５に導入されてさらに冷却され、ダクト２４ｂに排出される。次に、ダクト２４ｂに排出された前記燃焼排気は、薬剤サイロ２８から供給される消石灰及び活性炭と混合されて脱硫及び脱臭され、バグフィルタ２７に導入されて灰や塵埃等が除去された後、ダクト２４ｃに排出され、さらに煙突３０から大気中に放出される。

乾溜炉２ａにおける乾溜ガス化が進行し、乾溜炉２ａ内において可燃性ガスを生成させることができる廃棄物Ａは殆ど失われると、第２の乾溜炉２ｂで生成した可燃性ガスが燃焼炉４に導入され、燃焼されるようになる。その後、乾溜炉２ａ内において乾溜により可燃性ガスを生成させることができる廃棄物Ａは全く失われると、制御装置１４は弁駆動器１３ａを介して制御弁１２ａの開度を所定の開度、例えば７０％に維持し、乾溜炉２ａ内の廃棄物Ａを灰化させる。そして、廃棄物Ａが灰化した後は、制御装置１４は弁駆動器１３ａを介して、制御弁１２ａが閉弁されるまでその開度を所定の割合で減少させる。

乾溜炉２ａでは、廃棄物Ａの灰化が終了し、制御弁１２ａが閉弁されたならば、底扉７ａを下降させて灰化物の払い出し（灰出し）を行ったのち、底扉７ａを元の位置に復帰させる。そして、投入扉５ａを開き、投入口６ａから廃タイヤ等の廃棄物Ａを乾溜炉２ａ内に投入して、次回の処理を準備する。

次に、図２を参照して、本発明のボイラ廃水の処理方法について説明する。

図２に示すように、温水ボイラ２３には、一次貯水タンク３１から第１供給ポンプ３２により取り出される水が供給導管３３ａを介して供給される。一次貯水タンク３１から取り出される水は、例えば、工業用水導管３４から第１電動弁３５を介して供給される工業用水であり、供給導管３３ａの途中に設けられた純水装置３６により処理された純水が温水ボイラ２３に供給される。

また、一次貯水タンク３１から取り出される水は、供給導管３３ｂを介して補機３７に冷却水として供給され、供給導管３３ｃ及び第２電動弁３８を介して急冷水タンク３９に供給される。尚、供給導管３３ｂ及び供給導管３３ｃは、第１供給ポンプ３２の下流で供給導管３３ａから分岐する。

温水ボイラ２３では、機器や一次貯水タンク３１から取り出される水に含まれる不純物が過度に濃縮されないように内部の水が間欠的に吹き出されブロー水が発生する。前記ブロー水は、温水ボイラ２３からブロー水導管４０を介してブロー水ピット４１に排出される。

温水ボイラ２３内に収容されている水（ボイラ水）は、温水ボイラ２３の腐食防止のためにｐＨ１１～１２に管理されており、この結果、前記ブロー水もｐＨ１１～１２の高アルカリ性となっている。そこで、ブロー水ピット４１に排出された前記ブロー水は、第１移送ポンプ４２ａによりブロー水ピット４１から取り出され、第１移送導管４３ａを介して中和槽４４に移送されて、中和される。前記ブロー水の中和は例えば中和槽４４に塩酸、硫酸等の酸を添加することにより行うことができる。尚、中和槽４４には、補機３７から冷却廃水導管４５を介して排出される補機３７の冷却廃水も収容される。

前記アルカリ性のブロー水を前記塩酸、硫酸等の酸で中和すると塩が生成するが、生成された塩は冷却塔２５の後流のバグフィルタ２７で捕集されるので、大気に放出されることはない。

本実施形態では、前記ブロー水と前記冷却廃水とがボイラ廃水に当たる。従って、中和槽４４には、前記ブロー水と前記冷却配廃水とからなるボイラ廃水が収容されていることになる。

次に、中和槽４４に収容されている前記ボイラ廃水は、第２移送ポンプ４２ｂにより中和槽４４から取り出され、第２移送導管４３ｂを介して排水ピット４６に移送される。次に、排水ピット４６に収容されている前記ボイラ廃水は、第３移送ポンプ４２ｃにより排水ピット４６から取り出され、第３移送導管４３ｃから三方弁４７及び第３電動弁４８を介して急冷水タンク３９に移送される。

急冷水タンク３９に移送された前記ボイラ廃水は、供給導管３３ｃ及び第２電動弁３８を介して急冷水タンク３９に供給される工業用水と混合されて急冷水とされる。そして、急冷水タンク３９に収容されている前記ボイラ廃水を含む前記急冷水は、第２供給ポンプ４０により急冷水タンク３９から取り出され、急冷水導管４１を介してスプレー２６に供給され、スプレー２６により急冷塔２５内に散布される。

尚、急冷水タンク３９が満水である場合には、第３電動弁４８が閉弁され、第３移送ポンプ４２ｃにより排水ピット４６から取り出され前記ボイラ廃水は三方弁４７に接続された排水導管４２を介して下水道等に排出される。

この結果、本実施形態のボイラ廃水の処理方法によれば、前記ボイラ廃水の少なくとも一部を冷却塔２５の冷却水として用いることにより、ボイラ廃水の下水道等への排出量を低減することができる。また、本実施形態では温水ボイラ２３のボイラ廃水の処理方法について説明しているが、蒸気ボイラのボイラ廃水も同様に処理することができる。

１…乾溜ガス化焼却処理装置、２ａ，２ｂ…乾溜炉、４…燃焼炉、２３…温水ボイラ、２５…急冷塔、２６…スプレー、３９…急冷水タンク。

Claims

収納された廃棄物の一部を燃焼させつつ該燃焼熱により該廃棄物の残部を乾溜して可燃性ガスを発生させる乾溜炉と、該乾溜炉から導入される可燃性ガスを燃焼させる燃焼炉と、該燃焼炉の燃焼排気により加熱される温水ボイラと、該温水ボイラを加熱した該燃焼排気に冷却水を散布して冷却する冷却塔とを備える乾溜ガス化焼却処理装置における該温水ボイラから排出されるボイラ廃水の処理方法であって、
該ボイラ廃水の少なくとも一部を該冷却塔の冷却水として用いることを特徴とするボイラ廃水の処理方法。
請求項１記載のボイラ廃水の処理方法において、前記ボイラ廃水は、前記温水ボイラのブロー水を含むことを特徴とするボイラ廃水の処理方法。
請求項２記載のボイラ廃水の処理方法において、前記ブロー水を中和することを特徴とするボイラ廃水の処理方法。