JP3078513B2 - 燃焼排ガスのNOx・ダイオキシン低減方法 - Google Patents

燃焼排ガスのNOx・ダイオキシン低減方法

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JP3078513B2 JP09249880A JP24988097A JP3078513B2 JP 3078513 B2 JP3078513 B2 JP 3078513B2 JP 09249880 A JP09249880 A JP 09249880A JP 24988097 A JP24988097 A JP 24988097A JP 3078513 B2 JP3078513 B2 JP 3078513B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、窒素分と塩素分を
含む燃料や廃棄物を燃焼させる際に発生する燃焼排ガス
中のNOxやダイオキシンの濃度を低減させる方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】窒素分を含む燃料や廃棄物を燃焼させる
と、窒素分の一部は酸化されてNOxとなり、NOxを含
む燃焼排ガスが発生する。この燃焼排ガス中のNOxを
低減させるために、従来は、脱硝用の還元剤としてNH
3やHCN等を系外から供給していた。このように、N
3やHCNは、一般的に脱硝用の還元剤として知られ
ており、温度と酸素濃度とを適切に管理してやれば、燃
焼によって発生したNOxを還元することができる。
【0003】また、塩素分を含む燃料や廃棄物を燃焼さ
せると、燃焼排ガス中で未燃芳香族炭化水素と塩化水素
とから酸素の存在下でダイオキシン類が生成する。この
燃焼排ガス中のダイオキシンを低減させるために、従来
は、特開平4−250817号公報に記載されているよ
うに、燃焼排ガスに系外からNH3やアンモニウム塩等
を投入していた。このように、最近、NH3等が、塩素
を含む燃料や廃棄物の燃焼排ガス中で未燃芳香族炭化水
素と塩化水素とからできるダイオキシンの生成を抑制す
ることがわかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術では、窒素分や塩素分を含む燃料・廃棄物を燃
焼させる際に発生する燃焼排ガス中のNOxやダイオキ
シンの濃度を低減させるために、脱硝用の還元剤やダイ
オキシン低減触媒等を別途用意する必要があり、系外か
ら脱硝用還元剤やダイオキシン低減材を供給しなければ
ならなかった。
【0005】本発明は上記の諸点に鑑みなされたもの
で、本発明の目的は、窒素分及び塩素分を含む燃料や廃
棄物の部分燃焼によって得られたNH3やHCNを含む
可燃性ガスの一部を、部分燃焼させた可燃性ガスの完全
燃焼域出口近傍に投入することにより、脱硝用の還元剤
やダイオキシン低減材等を別途用意することなく、可燃
性ガスの完全燃焼によって生成するNOx及びダイオキ
シンの濃度を低減させることができる方法を提供するこ
とにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の燃焼排ガスのNOx・ダイオキシン低減
方法は、窒素分と塩素分を含む燃料又は/及び窒素分と
塩素分を含む廃棄物を部分燃焼させて、NH3及びHC
Nの少なくともいずれかを含む可燃性ガスとした後、こ
の可燃性ガスの一部を完全燃焼させるとともに、完全燃
焼域出口近傍に前記部分燃焼によって得られたNH3
び/又はHCNを含む可燃性ガスの残部を供給して、燃
焼排ガス中のNOxの還元及びダイオキシンの生成の抑
制を行うことを特徴としている(図1、図2参照)。
【0007】また、本発明の方法は、窒素分と塩素分を
含む燃料又は/及び窒素分と塩素分を含む廃棄物を部分
燃焼させて、NH3及びHCNの少なくともいずれかを
含む可燃性ガスとした後、この可燃性ガスの一部を一次
燃焼及び二次燃焼を行う二段燃焼炉の一次燃焼部に供給
して一次燃焼させ、ついで、一次燃焼させた燃焼ガスを
二次燃焼部に供給して完全燃焼させるとともに、完全燃
焼域出口近傍に前記部分燃焼によって得られたNH3
び/又はHCNを含む可燃性ガスの残部を供給して、燃
焼排ガス中のNOxの還元及びダイオキシンの生成の抑
制を行うことを特徴としている(図1参照)。
【0008】上記の本発明の方法において、完全燃焼域
出口近傍に部分燃焼によって得られたNH3及び/又は
HCNを含む可燃性ガスを供給する際に、完全燃焼域の
温度が850〜1000℃であり、酸素濃度が3〜6vo
l.%であることが望ましい。温度が850℃未満の場合
は、NH3やHCNによるNOxの還元等が効率よく行わ
れず、一方、1000℃を超える場合は、サーマルNO
xが発生するという不都合がある。また、酸素濃度が3v
ol.%未満の場合は、ガスの完全燃焼が効率よく行え
ず、一方、6vol.%を超えると、空気比が1.3以上に
なり排ガス量が多くなって熱効率、設備上の規模の点か
ら好ましくない。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の第1形態
による燃焼排ガスのNOx・ダイオキシン低減方法を実
施する装置の概略系統を示している。本実施の形態は、
窒素分と塩素分を含む燃料・廃棄物を部分燃焼させて、
NH3やHCNを含む可燃性ガスとし、この可燃性ガス
の一部を分岐させて、残りの可燃性ガスを一次燃焼させ
てから二次燃焼させ、この二段燃焼で完全燃焼させる二
次燃焼部の燃焼排ガスに、前記のNH3やHCNを含む
可燃性ガスの一部を供給することにより、燃焼排ガス中
のNOxを還元するとともに、ダイオキシンの生成を抑
制するものである。
【0010】図1に示すように、窒素と塩素を含む燃料
・廃棄物は、燃料・廃棄物供給手段10からガス化炉1
2に供給されて部分燃焼し、NH3やHCNを含む可燃
性ガスとなる。なお、図示を省略しているが、ガス化炉
12での部分燃焼で生成したガス化残渣は、ガス化炉1
2から抜き出され燃焼(又は焼却)処理される。部分燃
焼によって得られたNH3やHCNを含む可燃性ガスの
一部は、可燃性ガス分岐管14に導入されて、後に、燃
焼排ガス中のNOxを還元したり、ダイオキシンの生成
を抑制したりするのに使用される。残りの可燃性ガス
は、可燃性ガス導管16から完全燃焼炉18に導入さ
れ、まず、一次燃焼部20で燃焼してから、二次燃焼部
22で完全燃焼する。この可燃性ガスの完全燃焼(酸化
燃焼)により、燃焼排ガス中の窒素分は窒素とNOxに
なり、燃焼排ガス中の未燃芳香族炭化水素と塩化水素と
からはダイオキシンが生成されるが、後述のようにダイ
オキシンの生成は抑制される。24は一次空気供給管、
26は二次空気供給管である。
【0011】つぎに、先ほどの可燃性ガス分岐管14に
導入されたNH3やHCNを含む可燃性ガスが、完全燃
焼炉18の二次燃焼部22の出口近傍に供給されて、完
全燃焼で生成した燃焼ガス中のNOxを還元するととも
に、ダイオキシンの生成を抑制する働きをする。なお、
本実施の形態では、NH3やHCNを含む可燃性ガスの
一部を二次燃焼部22の出口近傍に供給する場合を示し
ているが、完全燃焼域出口近傍であれば如何なる部分に
供給することも勿論可能である。また、この場合、完全
燃焼域の温度は850〜1000℃で、酸素濃度は3〜
6vol.%であることが望ましい。このようにして、NO
x及びダイオキシンが低減された燃焼排ガスが、燃焼排
ガス排出管28から排出される。
【0012】図2は、本発明の実施の第2形態による燃
焼排ガスのNOx・ダイオキシン低減方法を実施する装
置の概略系統を示している。本実施の形態は、窒素分と
塩素分を含む燃料・廃棄物を部分燃焼させて、NH3
HCNを含む可燃性ガスとし、この可燃性ガスの一部を
分岐させて、残りの可燃性ガスを燃焼炉で完全燃焼さ
せ、この燃焼炉の完全燃焼域出口近傍に、前記のNH3
やHCNを含む可燃性ガスの一部を供給することによ
り、燃焼排ガス中のNOxを還元するとともに、ダイオ
キシンの生成を抑制するものである。
【0013】図2に示すように、窒素と塩素を含む燃料
・廃棄物は、燃料・廃棄物供給手段10からガス化炉1
2に供給されて部分燃焼し、NH3やHCNを含む可燃
性ガスとなる。部分燃焼によって得られたNH3やHC
Nを含む可燃性ガスの一部は、可燃性ガス分岐管14に
導入されて、後に、燃焼排ガス中のNOxを還元した
り、ダイオキシンの生成を抑制したりするのに使用され
る。残りの可燃性ガスは、可燃性ガス導管16から燃焼
炉30に導入され完全燃焼する。この可燃性ガスの完全
燃焼(酸化燃焼)により、燃焼排ガス中の窒素分は窒素
とNOxになり、燃焼排ガス中の未燃芳香族炭化水素と
塩化水素とからはダイオキシンが生成されるが、後述の
ようにダイオキシンの生成は抑制される。32は燃焼用
空気供給管である。
【0014】つぎに、先ほどの可燃性ガス分岐管14に
導入されたNH3やHCNを含む可燃性ガスが、燃焼炉
30の完全燃焼域出口近傍に供給されて、完全燃焼で生
成した燃焼ガス中のNOxを還元するとともに、ダイオ
キシンの生成を抑制する働きをする。このようにして、
NOx及びダイオキシンが低減された燃焼排ガスが、燃
焼排ガス排出管28から排出される。他の構成及び作用
等は、本発明の実施の第1形態の場合と同様である。
【0015】
【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。 (1) 脱硝用の還元剤やダイオキシン低減触媒等を別
途用意することなく、部分燃焼と完全燃焼との組合せに
よって、被燃焼物から脱硝用の還元剤及びダイオキシン
低減材を製造することができ、効率よく燃焼排ガス中の
NOx及びダイオキシンの濃度を低減させることができ
る。 (2) 窒素分と塩素分を含む燃料や廃棄物を、例え
ば、ごみ等のガス化燃焼装置に適用することにより、燃
焼排ガス中のNOxの還元やダイオキシンの生成の抑制
が効率よく行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の第1形態による燃焼排ガスのN
Ox・ダイオキシン低減方法を実施する装置を示す系統
的概略構成図である。
【図2】本発明の実施の第2形態による燃焼排ガスのN
Ox・ダイオキシン低減方法を実施する装置を示す系統
的概略構成図である。
【符号の説明】
10 燃料・廃棄物供給手段 12 ガス化炉 14 可燃性ガス分岐管 16 可燃性ガス導管 18 完全燃焼炉 20 一次燃焼部 22 二次燃焼部 24 一次空気供給管 26 二次空気供給管 28 燃焼排ガス排出管 30 燃焼炉 32 燃焼用空気供給管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 健一 兵庫県明石市川崎町1番1号 川崎重工 業株式会社 明石工場内 (56)参考文献 特開 平10−281422(JP,A) 特開 平5−87314(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 53/56 B01D 53/34 B01D 53/70 F23G 5/027

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 窒素分と塩素分を含む燃料又は/及び窒
    素分と塩素分を含む廃棄物を部分燃焼させて、NH3
    びHCNの少なくともいずれかを含む可燃性ガスとした
    後、この可燃性ガスの一部を完全燃焼させるとともに、
    完全燃焼域出口近傍に前記部分燃焼によって得られたN
    3及び/又はHCNを含む可燃性ガスの残部を供給し
    て、燃焼排ガス中のNOxの還元及びダイオキシンの生
    成の抑制を行うことを特徴とする燃焼排ガスのNOx・
    ダイオキシン低減方法。
  2. 【請求項2】 窒素分と塩素分を含む燃料又は/及び窒
    素分と塩素分を含む廃棄物を部分燃焼させて、NH3
    びHCNの少なくともいずれかを含む可燃性ガスとした
    後、この可燃性ガスの一部を一次燃焼及び二次燃焼を行
    う二段燃焼炉の一次燃焼部に供給して一次燃焼させ、つ
    いで、一次燃焼させた燃焼ガスを二次燃焼部に供給して
    完全燃焼させるとともに、完全燃焼域出口近傍に前記部
    分燃焼によって得られたNH3及び/又はHCNを含む
    可燃性ガスの残部を供給して、燃焼排ガス中のNOxの
    還元及びダイオキシンの生成の抑制を行うことを特徴と
    する燃焼排ガスのNOx・ダイオキシン低減方法。
  3. 【請求項3】 完全燃焼域出口近傍に部分燃焼によって
    得られたNH3及び/又はHCNを含む可燃性ガスを供
    給する際に、完全燃焼域の温度が850〜1000℃で
    あり、酸素濃度が3〜6vol.%である請求項1又は2記
    載の燃焼排ガスのNOx・ダイオキシン低減方法。
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