JP3315336B2 - ごみ焼却施設における排ガス処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般廃棄物や産業
廃棄物等のごみを焼却するごみ焼却施設における排ガス
処理設備及びその処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ごみ焼却施設から排出される排ガス中に
は、ばいじんや酸性有害ガスのほか、有毒物質であるダ
イオキシン類が含まれており、このダイオキシン類を分
解・除去するために、種々の対策が講じられている。

【０００３】図５は、特開平５−２３５３９号公報に開
示された従来のごみ焼却施設の構成を示す概略図であ
る。

【０００４】図５において、ａは燃焼炉であり、燃焼炉
ａの出口側に設置されたガス混合室ｂを経てボイラｃが
連設され、排ガス温度が６００〜７００℃に低下する該
ボイラｃの中間部に、高温集塵器ｄが設置されている。

【０００５】ボイラｃの排気側には、頭部に噴霧器ｅを
備えた反応塔ｆと、それに続いて底部にスクリューコン
ベアｇを備えたバグフィルタｈとが連接され、処理ガス
は誘引通風機ｉを経て煙突ｊから大気中に放出される。

【０００６】一方、上記スクリューコンベアｇの排出側
には、シュートパイプｋ、搬送コンベアｍ、バケットエ
レベータｎが連接され、バグフィルタｈから払い落され
た捕集灰をこれらシュートパイプｋ、搬送コンベアｍ、
バケットエレベータｎを経て燃焼炉ａの上部に設置され
たシュートｐに送るようになされている。

【０００７】次に、このように構成されたごみ焼却施設
における排ガス及び飛灰等の処理工程について説明す
る。

【０００８】燃焼炉ａから発生した不燃物と未燃物とか
ら成る飛灰及び酸性有害ガスとダイオキシン類等を含ん
だ約８００℃の排ガスは、ガス混合室ｂにおいて未燃物
を再燃焼されたのち、ボイラｃに導入されて降温し、４
００℃以上の高温帯にある高温集塵器ｄによって含有す
る飛灰を濾過・除去されるとともに、飛灰に付着した微
量の有機塩素化合物もダイオキシン類を生成する前に、
大部分が熱分解されるようになされている。

【０００９】次に、一次処理された上記排ガスは、反応
塔ｆに導入されて、噴霧器ｅから噴霧された消石灰スラ
リー等のアルカリ剤により、含有する酸性有害ガスが中
和される。

【００１０】そして、次工程のバグフィルタｈでは、高
温集塵器ｄで除去しきれなかった飛灰と有機塩素化合物
及び中和反応生成物と未反応薬剤とを濾過・除去し、排
ガスは清浄ガスとなって誘引通風機ｉにより吸引されて
煙突ｊから大気中に放出される。

【００１１】バグフィルタｈで捕集された上記の捕集灰
は適宜払い落されたのち、スクリューコンベアｇ、シュ
ートパイプｋ、搬送コンベアｍ、バケットエレベータｎ
を経てシュートｐから燃焼炉ａ内に投入され、約８００
℃のガス混合室ｂ内で有機塩素化合物や中和反応生成物
及び未反応薬剤が加熱分解され、残余の捕集灰は燃焼炉
ａ及びボイラｃの底部に設けられた回収口ｑ、ｒから外
部に排出される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のごみ焼却施設では、反応塔ｆで噴霧され、バグフィ
ルタｈで回収された有害ガス中和剤であるＣａ分は、回
収口ｑ及びｒから施設外に排出されているため、再利用
されず、高価な薬剤の使用量節約ができないばかりでな
く、特別管理廃棄物である捕集灰（排出灰）も減量しな
いので、後処理費用の節減も不可能であった。

【００１３】また、８００℃以上の高熱帯で、反応生成
物〔ＣａＣｌ₂ 〕及び未反応薬剤〔Ｃａ（ＯＨ）₂ 〕を
熱分解することにより、生石灰〔ＣａＯ〕を発生する
が、短時間の固−気接触のために排ガス中の塩素分と化
合しきれない残存ＣａＯがそのまま排出されるため、周
辺または雰囲気中の水分と反応し高熱を発するので危険
であった。

【００１４】さらに、再燃室ｂ内で略完全に熱分解され
た有機塩素化合物は、その後、反応塔ｆからバグフィル
タｈ間で再合成されてダイオキシン類となるために、バ
グフィルタｈでの捕集は不完全であるという問題点があ
った。

【００１５】一方、上記従来のもの以外に一般に行われ
ている、ダイオキシン類除去のための活性炭吸着方式で
は、ダイオキシン類を吸着した活性炭がそのまま外部に
排出されるので、排出灰量が増加して、後処理費用が更
に嵩むという問題があった。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明のご
み焼却施設における排ガス処理方法は、一般廃棄物や産
業廃棄物等のごみを焼却するごみ焼却施設に備えられ、
ごみ焼却炉から排出される排ガスを再燃室に導入して再
燃焼させた後、該再燃室から適宜な冷却手段を介して排
ガスをバグフィルタに導き、該バグフィルタに供給され
る有害ガス中和用薬剤により排ガス中に含まれるばいじ
ん及び酸性有害ガスを除去するごみ焼却施設における排
ガス処理方法において、前記バグフィルタで濾過作業を
開始する前に、有害ガス中和用薬剤及びダイオキシン類
吸着用活性炭により当該バグフィルタの濾布表面にプレ
コート層を形成しておき、該中和用薬剤で酸性有害ガス
を中和するとともに、該活性炭によりダイオキシン類を
吸着させ、濾布部分の内外差圧または、清浄ガス中の有
害ガス濃度が規定値を超過すればこのバグフィルタから
払い落される、ばいじんと有害ガスを中和した薬剤及び
ダイオキシン類を吸着した活性炭からなる捕集灰を貯留
した後、焼却炉の燃焼状態の安定期において、捕集灰循
環装置により前記再燃室に導入し、捕集灰中の塩化カル
シウムやダイオキシン類等の塩素化合物を熱分解すると
ともに、ダイオキシン類を吸着した活性炭を燃焼させる
一方、再燃室の底部に堆積するばいじんと上記薬剤の熱
分解の結果生成した生石灰等からなる再燃灰を、再燃灰
処理装置によりバグフィルタの入口側に噴射することに
より石灰分を再利用することを特徴とする。

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を図
面を参照して説明する。

【００２１】図１は、ごみ焼却施設における排ガス処理
設備を中心とする概略構成図である。

【００２２】図１において、１は、一般廃棄物や産業廃
棄物等のごみを焼却するごみ焼却炉であり、高架煙道１
１によって、ごみ焼却炉１と分離設置された再燃室２が
連接され、後続のガス冷却装置３、余熱利用装置４とバ
グフィルタ５１及び誘引通風機６１を経て煙突６２へと
連接されている。

【００２３】ここで、再燃室２は、耐火物等で構築され
た再燃室本体２１と、この再燃室本体２１の上流側に設
けられ、燃焼ガス７１を再燃焼させる再燃バーナ２２
と、再燃室本体２１の上方側壁に取付けられた捕集灰供
給機構２３と、再燃室本体２１の底部に設けられこの再
燃室本体２１内の灰が堆積するホッパ２４と、ホッパ２
４の排出口に設けられた灰排出機構２５と、ホッパ２４
の上方に接続された出口ダクト２６とによって構成され
ている。

【００２４】前記余熱利用装置４は、空気予熱器４１と
その他の熱交換器群４２とが主体となり、貫流するガス
を冷却し、押込送風機４３から送入される空気を加熱し
て、ごみ焼却炉１、再燃室２及び後述する再燃灰処理装
置や図示しない給湯・暖房手段等、必要箇所に供給する
装置である。

【００２５】前記バグフィルタ５１は、複数の単位集塵
機構及び付属機器で構成されており、このバグフィルタ
５１の入口側に接続された排ガスダクト４４には、例え
ば消石灰の如き酸性有害ガス中和用薬剤５２を貯留する
中和薬剤貯槽５３と、粉末の活性炭５４を貯留する活性
炭貯槽５５とがそれぞれ排出機構を介して接続されてい
る。そして、これら中和薬剤貯槽５３と活性炭貯槽５５
とからそれぞれ排出される各薬剤は、清浄ガス７５の一
部を分岐吸引する薬剤噴射手段５６によって排ガスダク
ト４４に圧送されるように構成されている。

【００２６】これらバグフィルタ５１、中和薬剤貯槽５
３、活性炭貯槽５５及び薬剤噴射手段５６により有害ガ
ス除去装置５が構成されている。

【００２７】バグフィルタ５１底部の複数の排出機構の
下方には、各排出機構に亘ってスクリューコンベア８１
が配置され、このスクリューコンベア８１の搬出端に捕
集灰貯槽８２が連設されている。

【００２８】この捕集灰貯槽８２の下端には、可逆コン
ベア８３が接続されている。この可逆コンベア８３の一
端排出部には、搬送コンベア８４１やバケットエレベー
タ８４２等より成る捕集灰移送手段８４が連設されると
ともに、可逆コンベア８３の他端排出部には、場外搬出
ホッパ８５に連設されており、可逆コンベア８３の搬送
方向を切換えることにより捕集灰貯槽８２の下端から排
出される捕集灰が捕集灰移送手段８４と場外搬出ホッパ
８５とに選択的に搬送可能に構成されている。

【００２９】上述したスクリューコンベア８１、捕集灰
貯槽８２、可逆コンベア（捕集灰移送手段８４側への搬
送）８３及び捕集灰移送手段８４によって捕集灰循環装
置８が構成されている。

【００３０】前述の灰排出機構２５の下方には再燃灰貯
槽９１が設置されている。この再燃灰貯槽９１の排出端
は、送気量調整弁９２を配した空送配管９３により排ガ
スダクト４４に接続されている。これら再燃灰貯槽９
１、送気量調整弁９２及び空送配管９３で再燃灰処理装
置９が構成されている。

【００３１】なお、前記各機器の外部には、保温工事が
施されている。

【００３２】次に、上述のように構成された排ガス処理
設備による有害ガス処理とダイオキシン類の熱分解及び
Ｃａ（カルシウム）分再利用方法について図１及び図２
を参照して説明する。

【００３３】ごみ焼却炉１で発生した温度が変動し易い
燃焼ガス７１は、再燃室２内に導入されて、再燃バーナ
２２の火焔と再燃空気４５により８００℃以上の高温と
なり、その高温雰囲気下でダイオキシン類生成の前駆物
質である未燃炭素類及び悪臭の原因となる未燃ガス等が
完全に焼却される。

【００３４】同時に、含有するダイオキシン類も熱分解
されたのち、再燃ガス７２となってガス冷却装置３に送
られる。

【００３５】その際、再燃室本体２１下部でのガス流反
転のために同伴する比重の高い不燃物等は、遠心力で再
燃ガス７２から分離されてホッパ２４の底部に堆積す
る。

【００３６】不燃物等を分離した再燃ガス７２は、ガス
冷却装置３内で冷却されたのち、余熱利用装置４で、次
述の熱交換により更に冷却されて排ガス７４となり、排
ガスダクト４４を経て、バグフィルタ５１に入る。

【００３７】一方、押込送風機４３によって空気予熱器
４１に送風される常温空気は、この空気予熱器４１にお
いて通過する高温ガスと熱交換して高温空気となり、上
述の再燃空気４５を始め、ごみ焼却炉１の燃焼空気４６
のほか、後述の再燃灰の空送にも利用される。

【００３８】ここで、図３に示すように、バグフィルタ
５１内の濾布５１１表面には、予め、消石灰等による一
次付着層５１２が形成されている。

【００３９】そして、この状態で、中和薬剤貯槽５３か
ら消石灰等の中和用薬剤５２を薬剤噴射手段５６によっ
て、排ガスダクト４４を経て空送し、上記一次付着層５
１２上に薬剤層５１３を形成する（図３参照）。

【００４０】引続き、活性炭貯槽５５から活性炭５４を
同じく空送して薬剤層５１３上に活性炭層５１４を形成
し、薬剤層５１３と相まって２段のプレコート層を形成
する（図３参照）。

【００４１】このようにしてプレコート層を形成した後
に、バグフィルタ５１では濾過作業に移り、このバグフ
ィルタ５１に導入された排ガス７４中の酸性有害ガスは
薬剤層５１３で中和されるとともに、前述の再燃室２内
での熱分解で分解しきれなかったり、ガス冷却装置３か
ら余熱利用装置４にかけて再生したダイオキシン類は活
性炭層５１４に吸着される。

【００４２】一方、排ガス７４に同伴して飛来し続ける
ばいじんは、濾過されてプレコート層表面に堆積して粉
じん層５１５となり、排ガス７４は完全に無害な清浄ガ
ス７５となって排出される（図３参照）。

【００４３】上述のプレコート層による中和・吸着・濾
過作業を継続して、濾布部分の内外差圧または、清浄ガ
ス７５中の有害ガス濃度が規定値を超過すれば、図示し
ない払い落し手段により、上記一次付着層５１２表面に
付着しているプレコート層５１３、５１４及び粉じん層
５１５を払い落して捕集灰８６としたのち、再び一次付
着層５１２の表面に前述と同様にしてプレコート層５１
３、５１４を形成させて、前述の濾過作業に戻る。

【００４４】上記捕集灰８６の成分は、灰等の不燃物
と、ダイオキシン類や水銀等を吸着した活性炭及びＨＣ
ｌ（塩酸）との反応生成物であるＣａＣｌ₂ （塩化カル
シウム）、未反応薬剤であるＣａ（ＯＨ）₂ （消石
灰）、ＣＯ₂ （二酸化炭素）と反応したＣａＣＯ₃ （炭
酸カルシウム）等のＣａ分、並びに若干の未燃物で構成
されており、この捕集灰８６はバグフィルタ５１底部か
らスクリューコンベア８１を経て、捕集灰貯槽８２に貯
留される。

【００４５】捕集灰貯槽８２に連続貯留された捕集灰８
６は、燃焼状態の安定期において、例えば２４時間中の
２時間という短時間だけ排出され、可逆コンベア８３及
び捕集灰移送手段８４を経て、捕集灰供給機構２３によ
り、再燃室本体２１内にバッチ供給される。

【００４６】前述の如く、再燃室本体２１内は、燃焼ガ
ス７１の保有する高温と、再燃バーナ２２による加熱及
び再燃空気４５の供給により、８００℃以上の再燃焼雰
囲気が保持されており、このために供給された捕集灰８
６中の活性炭５４及び未燃物は完全焼却されて炭酸ガス
になるとともに、活性炭５４に吸着されたダイオキシン
類は、熱分解されて無機塩素ガスまたは無機塩素化合物
となる。

【００４７】また、前述の各Ｃａ分は熱分解してＣａＯ
（生石灰）となり、不燃物と共に再燃ガス７２中から遠
心分離されてホッパ２４に堆積して再燃灰９４となり、
灰排出機構２５から再燃灰貯槽９１に適時排出される。

【００４８】また、捕集灰の熱分解生成物である生石灰
は、バグフィルタ内で安定した塩化カルシウムになるた
め、操業上の危険性はない。

【００４９】そして、再燃灰貯槽９１に貯留されたＣａ
Ｏを含む再燃灰９４は、送気量調整弁９２から送入され
る返送空気４７により、空送配管９３を経て排ガスダク
ト４４に所定量を連続供給されて、粉じん層５１５中に
Ｃａ分を追加するようになされている。このように、Ｃ
ａ分は、後述の一部排出分以外は循環再使用されるた
め、薬剤層５１３形成用の中和用薬剤５２の使用量を大
幅に節減することができる。

【００５０】つまり、上述した再燃灰９４の還流によ
り、再燃灰９４を構成するＣａ分と不燃物はバグフィル
タ５１〜捕集灰循環装置８〜再燃室２〜再燃灰処理装置
９内を循環する。

【００５１】また、再燃室２内でＣａＣｌ₂ から分離さ
れたＨＣｌは、ガス冷却装置３〜余熱利用装置４〜バグ
フィルタ５１〜捕集灰循環装置８〜再燃室２内を循環す
るために、不燃物比率及びＨＣｌ含有率が次第に増加し
てくる。

【００５２】従って、捕集灰貯槽８２に設けられたレベ
ル検出器８７（図１参照）により捕集灰８６が規定以上
貯留されたことが検出されれば、可逆コンベア８３を逆
転させて一定量を場外搬出ホッパ８５に排出することに
より、上述の増加・濃縮現象に対処する。

【００５３】この一部排出作業は、運転周期全体を制御
監視する図示しない制御盤の指令により一定のタイムス
ケジュールで行ってもよい。また、捕集灰８６の再燃室
２への移送作業も、該制御盤による１日３〜４回に分解
したバッチ運転としてもよい。

【００５４】なお、プレコート層は、薬剤層５１３と活
性炭層５１４との２層構成で説明したが、図４に示す如
く、薬剤層５１３でプレコート層を形成したあと、濾過
作業中に活性炭５４を排ガス７４に同伴させる連続混合
方式で、粉じん層５１６を形成させてもよいし、図示し
ない中和用薬剤５２と活性炭５４との混合プレコート層
形成方式でもよい。

【００５５】また、再燃灰９４は、濾過作業中に排ガス
７４中に連続噴射する方法を説明したが、剥離性向上の
ため、再燃灰９４をプレコート層の基層とし、上述の各
プレコート層を表層としたプレコート層を形成後、濾過
作業に入ってもよい。

【００５６】さらに、中和用薬剤５２及び活性炭５４の
空送用に清浄ガス７５を使用し、再燃空気４５及び返送
空気４７には空気予熱器４１で加熱した高温空気を使用
する方式を説明したが、各流体供給源を限定するもので
はなく、各薬剤、灰分の輸送手段は、本説明以外の方式
でもよい。

【００５７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、濾
布部分の内外差圧または、清浄ガス中の有害ガス濃度が
規定値を超過すれば、バグフィルタから払い落される捕
集灰を、貯留した後、焼却炉の燃焼状態の安定期に再燃
室に導入し、酸性有害ガスと中和反応した捕集灰中の塩
化カルシウム等を熱分解して生石灰を生成し、再燃室の
底部から再燃灰としてバグフィルタに導入することで、
再燃灰に含有する生石灰を中和反応剤として再利用する
ことができるため、中和用薬剤の使用量を大幅に節減で
きる。

【００５８】また、バグフィルタに活性炭を送入し、該
活性炭によりダイオキシン類を吸着させ、ダイオキシン
類を吸着した活性炭を捕集灰として再燃室で焼却処理し
て活性炭を炭酸ガス化するとともに、吸着したダイオキ
シン類を熱分解して、ダイオキシン類の無害化を確実に
図ることができる。

【００５９】従って、特別管理廃棄物である捕集灰も、
気化した活性炭と節減した薬剤分だけ排出量が減少し
て、後処理費用が節減できる。

【００６０】さらに、バグフィルタの濾布表面に、有害
ガス中和用薬剤及び活性炭によるプレコート層を形成す
ることで、ダイオキシン類の無害化処理をさらに確実に
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ごみ焼却施設における排ガス処理設備の構成を
示す概略の構成図である。

【図２】本発明に係る排ガス処理方法を説明する概略の
フロー図である。

【図３】濾布表面の堆積状況を示す断面図である。

【図４】濾布表面の他の堆積状況を示す断面図である。

【図５】従来のごみ焼却施設の構成を示す概略の構成図
である。

【符号の説明】

１ ごみ焼却炉 ２ 再燃室 ３ ガス冷却装置 ４ 余熱利用装置 ５１ バグフィルタ ５２ 中和用薬剤 ５４ 活性炭 ５５ 活性炭貯槽 ８ 捕集灰循環装置 ８６ 捕集灰 ９ 再燃灰処理装置 ９４ 再燃灰

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−299760（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−23539（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−66417（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−204432（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−155257（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01D 53/68 - 53/70 B01D 53/50 B01D 53/73 - 53/83 B01D 46/02 F23J 15/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一般廃棄物や産業廃棄物等のごみを焼却
   するごみ焼却施設に備えられ、ごみ焼却炉から排出され
   る排ガスを再燃室に導入して再燃焼させた後、該再燃室
   から適宜な冷却手段を介して排ガスをバグフィルタに導
   き、該バグフィルタに供給される有害ガス中和用薬剤に
   より排ガス中に含まれるばいじん及び酸性有害ガスを除
   去するごみ焼却施設における排ガス処理方法において、 前記バグフィルタで濾過作業を開始する前に、有害ガス
   中和用薬剤及びダイオキシン類吸着用活性炭により当該
   バグフィルタの濾布表面にプレコート層を形成してお
   き、該中和用薬剤で酸性有害ガスを中和するとともに、
   該活性炭によりダイオキシン類を吸着させ、濾布部分の
   内外差圧または、清浄ガス中の有害ガス濃度が規定値を
   超過すればこのバグフィルタから払い落される、ばいじ
   んと有害ガスを中和した薬剤及びダイオキシン類を吸着
   した活性炭からなる捕集灰を貯留した後、焼却炉の燃焼
   状態の安定期において、捕集灰循環装置により前記再燃
   室に導入し、捕集灰中の塩化カルシウムやダイオキシン
   類等の塩素化合物を熱分解するとともに、ダイオキシン
   類を吸着した活性炭を燃焼させる一方、再燃室の底部に
   堆積するばいじんと上記薬剤の熱分解の結果生成した生
   石灰等からなる再燃灰を、再燃灰処理装置によりバグフ
   ィルタの入口側に噴射することにより石灰分を再利用す
   ることを特徴とするごみ焼却施設における排ガス処理方
   法。