JP3368751B2 - 反応バグフィルターシステム及びその運転方法 - 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、都市ごみ焼却処理
施設および可燃性廃棄物焼却処理施設に付属する反応バ
グフィルターシステム及びその運転方法に関し、詳しく
は、排ガス中に含まれる酸性ガスを効率よく除去するた
めの反応バグフィルターの最適運転方法がなし得る反応
バグフィルターシステム及びその運転方法に係るもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】バグフィルターは、従来から燃焼排ガス
中のダストを除去する集塵機として広く使用されてい
る。最近では都市ごみ焼却施設にも用いられている。こ
のような施設におけるバグフィルターでは、バグフィル
ター内にアルカリ剤を噴霧して、排ガス中のＨＣｌ、Ｓ
Ｏ_X 等の有害ガスを除去する有害ガス除去装置として用
いられる場合が多い。このような除塵および酸性ガス除
去機能を備えているバグフィルターを反応バグフィルタ
ーと呼ぶことにする。反応バグフィルターの酸性ガス除
去性能は、通常、反応バグフィルター内の反応温度やア
ルカリ剤添加当量比といった因子によって評価したり、
パルスジェット方式、逆洗方式といった濾布洗浄方式の
違いで評価されていた。

【０００３】反応バグフィルターシステムにおける運転
制御では、温度、濾過速度、バグフィルター差圧を固定
して、アルカリ剤添加量を制御して、バグフィルター出
口の酸性ガス濃度を監視しているケースが多かった。即
ち、出口酸性ガス濃度が基準値を越えるような時に、ア
ルカリ剤添加量を増加させるといった制御方法であっ
た。また、バグフィルター内の温度が変化した際に、出
口酸性ガス濃度を制御する上で、出口酸性ガス濃度が基
準値を越えない限り、新たな制御を特に系統的に行わな
いことが多かった。これは濾過速度やバグフィルター差
圧が変化したときにも同様であった。また、バグフィル
ター差圧を上昇させたり、濾過速度や温度を下げたりし
て酸性ガス除去効率を向上させるような試みは、単独の
制御因子についてはなされることがあった。しかし、複
数の因子を定量的に把握し関連づけて、酸性ガス除去の
制御に活かすことはなされていない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】都市ごみ焼却処理施設
および可燃性廃棄物焼却処理施設の排ガス中に含まれる
バグフィルター入口又は炉出口の酸性ガス濃度（以下、
入口酸性ガス濃度と称する）の計測には、ガスクロマト
グラフィ等の分析計で計測する方法があるが、機器が高
価なものであることと、連続的に計測することは通常困
難である欠点がある。また、半導体ガスセンサは耐久性
に問題があるので好ましいものではない。勿論、出口と
同様に連続測定機を用いて、入口濃度を監視することが
好ましいが、このような観点から排ガス中の入口酸性ガ
ス濃度を推測して中和剤の当量比を設定する制御方法が
可能であれば理想的である。

【０００５】また、バグフィルターで処理された排ガス
中の酸性ガス濃度（出口酸性濃度）の推測は、反応バグ
フィルターの酸性ガス除去効率が推測できれば可能であ
るが、反応バグフィルターの酸性ガス除去効率を決定す
る因子はさまざまなものが存在する。例えば、アルカリ
剤添加量、アルカリ剤添加当量比、アルカリ剤種類、バ
グフィルター内の温度、濾布における濾過速度、排ガス
流量、バグフィルター差圧、濾布の反応層の厚み、濾布
の種類、排ガス中水分濃度、飛灰の性状、ごみ質、洗浄
方式（払い落とし方式）、パルスジェット圧、パルスジ
ェット間隔、逆洗間隔、バグフィルター内の流速分布等
数多く存在する。

【０００６】これらの因子は相互に関連していたり、実
際にこれらの因子を総合的に制御することが困難であっ
たり、これらの因子の酸性ガス除去効率に与える影響度
が正確に把握できないのが現状であった。このようなこ
とから、従来、これらの因子を特定して最適な反応バグ
フィルターの運転を系統的に行うことは困難な状況にあ
った。

【０００７】従って、従来技術で述べたように、単独の
制御因子による出口酸性ガス濃度の制御にとどまった
り、複数の因子を系統的に制御して、出口酸性ガス濃度
を最適に制御することができなかった。更には、出口酸
性ガスをサンプリングしてその濃度が基準値を越えてか
ら運転制御を行うという事後処理的な制御であった。こ
のような事後処理的に出口酸性ガス濃度を制御する場
合、例えば、アルカリ剤添加量によって出口酸性ガス濃
度を制御するにあたり、出口酸性ガス濃度が基準値を越
えたと判断して、アルカリ剤添加当量比を増大させたと
すると、時間的なずれによって、既に、出口酸性ガス濃
度が基準値以下であるにもかかわらず、過剰にアルカリ
剤を添加し続けることがあり、アルカリ剤を余分に消費
することになる欠点があった。

【０００８】また、アルカリ剤添加量を一定のままに維
持した場合は、反応バグフィルター温度や排ガス流量が
低下したとすると、酸性ガス除去効率が上昇し出口酸性
ガス濃度が基準値を越えることがないにもかかわらずア
ルカリ剤添加量は一定に維持されるために過剰なアルカ
リ剤が消費される欠点があった。

【０００９】また、出口酸性ガス濃度が基準値を越える
場合または越えることが予想される場合、例えばバグフ
ィルター差圧を増加させることで、アルカリ剤添加量を
増加させずに済むことが考えられる。しかし、従来は、
このような操作をすることなくアルカリ剤を一定量を添
加しており、その結果、アルカリ剤の消費量が多くなる
欠点があった。

【００１０】更に、反応バグフィルターの酸性ガス除去
効率を評価する上で、例えば、濾過速度が１０％増加し
た分が、アルカリ剤添加量の増加分の幾らに相当する
か、また、バグフィルター内温度が何度上昇分に相当す
るか、などの各因子による酸性ガス除去分率に対する定
量的な評価をすることなく、酸性ガス除去がなされてい
た。言い換えると従来の反応バグフィルターは最適制御
することなく運転されており、エネルギーが無駄に消費
される場合が多い欠点があった。

【００１１】本発明は、これらの課題を解決するために
なされたものであり、先に述べた酸性ガス除去効率に影
響を与える因子の中で、反応バグフィルターの酸性ガス
除去率が制御可能な因子によって、酸性ガス除去率を推
定した制御することによって最適制御するようにした反
応バグフィルターシステム及びその運転方法を提供する
ことを目的とするものである。また、本発明は、先に述
べた酸性ガス除去効率に影響を与える因子の中で、都市
ごみ焼却処理施設および可燃性廃棄物焼却処理施設が建
設された時点で変更不可能な因子、及び制御が困難な因
子を除いて、日常の運転の中で制御可能な制御因子と、
他の不確定な因子による総括因子（酸性ガス除去効率に
大きな影響を与えない因子を一つにまとめた因子）とに
よって、反応バグフィルターシステム及びその運転方法
を提供することを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたものであり、第一の発明は、焼却
炉等の燃焼排ガス中の塵埃及び酸性ガスを除去する反応
バグフィルターと、前記反応バグフィルターに供給され
る前記焼却炉等の燃焼排ガスの温度を低下させて調温す
る減温塔と、前記反応バグフィルターに供給される排ガ
ス中にアルカリ剤を注入するアルカリ剤供給装置と、前
記反応バグフィルターの濾布に付着するダストを払い落
とす払い落とし装置と、前記反応バグフィルターの排ガ
ス入側と出側の圧力を検出する第１と第２の圧力検出器
と、前記反応バグフィルターのバグハウス内温度を検出
する温度検出器と、前記反応バグフィルターの排ガス流
量を検出する流量検出器と、制御装置とを具備する反応
バグフィルターシステムに於いて、前記制御装置が、前
記焼却炉等を運転するための制御手段を備えるととも
に、前記焼却炉等の燃焼排ガス中の酸性ガス濃度と前記
アルカリ剤供給装置によるアルカリ剤添加量と排ガス流
量とによって排ガス中に供給するアルカリ剤の添加当量
比Ｍを設定するアルカリ剤添加当量比算出手段と、前記
第１と第２の圧力検出手段によってバグフィルター差圧
Ｐを算出するバグフィルター差圧算出手段と、前記反応
バグフィルター内温度Ｔを計測するバグハウス内温度計
算手段と、前記流量検出器の出力に基づいて反応バグフ
ィルターの濾過速度Ｌを算出する濾過速度算出手段と、
補正因子である総括因子設定手段とを具備し、これら手
段の出力に基づいて前記反応バグフィルター出力側排ガ
スの酸性ガス濃度を推定して、排出される排ガス中の酸
性ガス濃度を所定値または所定値以下に設定することを
特徴とする反応バグフィルターシステムである。

【００１３】第二の発明は、焼却炉から排出される酸性
ガスを含む排ガスの除塵および酸性ガス除去を行う反応
バグフィルターの運転方法に於いて、前記排ガスの酸性
ガスを中和するアルカリ剤のアルカリ剤添加当量比Ｍ、
バグハウス内排ガス温度Ｔ、バグフィルター濾過速度
Ｌ、およびバグフィルター差圧Ｐの制御因子と、他の総
括因子Ｓとによる関係式からバグフィルターの酸性ガス
除去率Ｒを算出し、前記酸性ガス除去率Ｒによって酸性
ガスの反応バグフィルター出力濃度を推定し、酸性ガス
の反応バグフィルター出力濃度が所定濃度値または所定
濃度値以下になるように制御することを特徴とする反応
バグフィルターシステムの運転方法である。

【００１４】Ｒ＝ｆ（Ｍ，Ｔ，Ｌ，Ｐ，Ｓ） 但し、Ｒ：バグフィルターの酸性ガス除去率（％），
Ｍ：アルカリ剤添加当量比（−），Ｔ：バグハウス内排
ガス温度（℃），Ｌ：バグフィルター濾過速度（m/min
），Ｐ：バグフィルター差圧（mmAq），Ｓ：その他の
総括因子

【００１５】第三の発明は、焼却炉から排出される酸性
ガスを含む排ガスの除塵および酸性ガス除去を行う反応
バグフィルターの運転方法に於いて、前記排ガスの酸性
ガスを中和するアルカリ剤のアルカリ剤添加当量比Ｍ、
バグハウス内排ガス温度Ｔ、バグフィルター濾過速度
Ｌ、およびバグフィルター差圧Ｐの制御因子と、他の総
括因子Ｓとの５つの因子の酸性ガス除去率Ｒに与える影
響度に応じた係数を求める各除去率推定係数式（Ｆ_M ，
Ｆ_T ，Ｆ_L ，Ｆ_P ，Ｆ_S）による総合的な除去率推定係
数式Ｆに基づいてバグフィルターの酸性ガス除去率Ｒを
求めて、酸性ガスの反応バグフィルター出力濃度を推定
して、酸性ガスの反応バグフィルター出力濃度が所定濃
度値または所定濃度値以下になるように制御することを
特徴とする反応バグフィルターシステムの運転方法であ
る。

【００１６】Ｆ_M ＝ｇ（Ｍ） Ｆ_T ＝ｈ（Ｔ） Ｆ_L ＝ｉ（Ｌ） Ｆ_P ＝ｊ（Ｐ） Ｆ_S ＝ｋ（Ｓ） Ｆ＝Ｆ_M ×Ｆ_T ×Ｆ_L ×Ｆ_P ×Ｆ_S Ｒ＝（１００×Ａ）／（Ａ＋１） Ａ＝Ａ₀ ×Ｆ Ａ₀ ＝Ｒ₀ ／（１００−Ｒ₀ ） 但し、Ｒ：バグフィルターの酸性ガス除去率（％），
Ｍ：アルカリ剤添加当量比（−），Ｔ：バグハウス内排
ガス温度（℃），Ｌ：バグフィルター濾過速度（m/min
），Ｐ：バグフィルター差圧（mmAq），Ｓ：その他の
総括因子，Ｆ_M ：Ｍの除去率推定係数式，Ｆ_T ：Ｔの除
去率推定係数式，Ｆ_L ：Ｌの除去率推定係数式，Ｆ_P ：
Ｐの除去率推定係数式，Ｆ_S ：Ｓの除去率推定係数式，
Ｆ：Ｍ，Ｔ，Ｌ，Ｐ，Ｓによる除去率推定係数式，Ａ：
酸性ガス除去率誘導式（酸性ガス除去能），Ａ₀ ：酸性
ガス除去能基準値または初期値（定数），Ｒ₀：酸性ガ
ス除去率基準値または初期値（定数），

【００１７】第四の発明は、第３の発明において、前記
除去率推定係数式（Ｆ_M ，Ｆ_T ，Ｆ _L ，Ｆ_P ）は、それ
ぞれの制御因子による一価関数であり、指数関数または
整式、およびこれらの組み合わせによって、それぞれの
制御因子ごとに設定することを特徴とするに記載の反応
バグフィルターシステムの運転方法である。

【００１８】第五の発明は、第２，３または４の発明に
おいて、前記制御因子（Ｍ，Ｔ，Ｌ，Ｐ）の制御範囲
が、アルカリ剤添加当量比０〜１０、温度１２０〜２５
０℃、濾過速度０．３〜３．０ m/min、バグフィルター
差圧３０〜３００ mmAq とする反応バグフィルターシス
テムの運転方法である。

【００１９】第六の発明は、第２，３，４または５の発
明において、前記制御因子の内に３つ制御因子を固定
し、残りの１つの制御因子の値を制御して酸性ガスの反
応バグフィルター出力濃度が所定濃度値または所定濃度
値以下になるように制御することを特徴とする反応バグ
フィルターシステムの運転方法である。

【００２０】以下、本発明の作用について説明する。本
発明は、反応バグフィルターシステムにおいて、酸性ガ
ス除去効率に影響を与える数多くの因子の中から４つの
制御可能な制御因子（アルカリ剤添加当量比Ｍ、バグハ
ウス内排ガス温度Ｔ、バグフィルター濾過速度Ｌ、バグ
フィルター差圧Ｐと、総括因子Ｓの合計５つ（以下、５
つの説明因子）を抽出して、酸性ガス除去率が推定でき
るとともに、上記５つの説明因子の内、総括因子を除く
４つの因子（以下、４つの制御因子）で酸性ガス出口濃
度を制御することができる。

【００２１】酸性ガス除去効率に影響を与える因子とし
て、総括因子Ｆ_S を設定することによって、４つの制御
因子以外の酸性ガス除去効率に影響を与える因子の変
更、例えば、異なる性能等を有する濾布に交換、バグハ
ウスの改造等が発生した場合には、総括因子Ｆ_S の値を
適宜変更することのみによって、４つの制御因子による
制御方法を変更することなくても制御できる簡便さがあ
る。更に、ある焼却施設で制御に用いた除去率推定係数
式を、類似した別の焼却施設で用いる場合には、総括因
子Ｆ_S の値の変更のみで、運転が可能である。このよう
に総括因子Ｆ_S は制御因子の補正因子としての機能を有
する。

【００２２】４つの制御因子毎に除去率推定係数式で与
えるので、４つの制御因子間の酸性ガス除去効率への影
響度を定量的に比較できる。反応バグフィルターの酸性
ガス除去率Ｒを評価する際に、酸性ガス除去能Ａを定義
し、同式を導入することにより、５つの説明因子の積で
ＦおよびＡを表すことができるから、酸性ガス除去率Ｒ
を算定することができる。

【００２３】ここで、酸性ガス除去能Ａは次のように
も、表現することができる。 Ａ＝（入口酸性ガス濃度）／（出口酸性ガス濃度）−１ 即ち、酸性ガス除去能Ａは、出口濃度が小さくなれば除
去能は上昇し、除去率が０％のとき、除去能Ａは０、除
去率が５０％のとき、除去能は１、除去率が１００％の
とき、除去能は無限大といったような意味を持つ導入式
である。

【００２４】さて、酸性ガス除去率の示強関数であるＦ
_M 等の５つの除去率推定係数式は、相対的な強度即ち強
度比を表しており、一方、酸性ガス除去能Ａも入口濃度
と出口濃度の比であることから、これらの式は、式の意
味上よく類似しているから結合して用いることができ
る。よって、酸性ガス除去能ＡはＦで容易に説明できる
から、酸性ガス除去率Ｒを評価するにあたり、酸性ガス
除去能Ａを導入することは、有効なことである。

【００２５】次に、各４つの制御因子による除去率推定
係数式は、経験式としてか、あるいは、理論計算式とし
て、各制御因子による一価関数として、指数関数または
整式およびこれらの組み合わせで与えることによって、
上記第二，第三の発明の方法によって、推定する酸性ガ
ス除去率が算出される。一度設定した除去率推定係数式
は、他の焼却施設のバグフィルターシステムにもそのま
ま応用が可能であり、汎用的なものである。

【００２６】以上から、酸性ガス除去率の推定方法が確
立されるために、酸性ガス除去率を簡便な式によって、
容易にしかも定量的に推定することが可能である。

【００２７】次に、各制御因子の制御範囲について述べ
る。アルカリ剤添加当量比を１０以上とすると、アルカ
リ剤供給装置の能力に限界があることと、アルカリ剤供
給量の増大によってコストが増大するので好ましくな
い。

【００２８】温度を120 ℃以下とすると、酸性ガスの酸
露点に達し、配管等の腐食が著しくなるから好ましくな
く、250 ℃以上とすると、多くの場合バグフィルター濾
布の耐熱限界を越えることと、排ガス中の有害有機塩素
化合物が発生するので好ましくない。

【００２９】また、濾過速度を0.3m/min以下とすると、
アルカリ剤吹込が粉末の場合は濾布に付着せずに重力に
より落下し、効果的な酸性ガス除去が達成できなくなる
から好ましくない。また、3.0m/min以上とすると、濾布
表面での酸性ガスとアルカリ剤と接触時間が短くなり、
効果的な中和反応が達成できないことと、バグ差圧が大
幅に上昇して運転上、支障をきたす場合があるので好ま
しくない。

【００３０】また、バグフィルター差圧は、30mmAq以上
300mmAq 以下とする。30mmAq以下であると、30mmAq以下
になることは立ち上げ時を除けば、通常の運転ではあり
得ないことと、濾布でのアルカリ剤による反応層の厚み
が小さくなりすぎて、酸性ガス除去効率が大幅に減少す
るから好ましくなく、300mmAq 以上とすると、誘引送風
機に負担がかかるか大型の誘引送風機を使用しなければ
ならないので好ましくない。

【００３１】４つの制御因子の範囲は、実際に実現可能
な制御を達成することができる。出口濃度を制御する場
合に、４つの制御因子の内、３つを固定し、残りの一つ
の制御因子を、推定する酸性ガス除去率Ｒ式により求め
て制御することによって、残りの一つの制御因子の値が
同酸性ガス除去率Ｒ式によって、正確に決定され、この
制御因子値に近づける制御を行うことによって、出口濃
度が効率的に素早く制御さることができる。

【００３２】この制御に於いて、例えば、アルカリ剤添
加量比を上昇させずに、他の制御因子を同式から推定し
た値に制御することによって、出口濃度を制御すること
ができる。

【００３３】実際の出口濃度と、推定出口濃度が異なる
場合が、バグフィルターシステム内の何らかの因子の影
響で、発生した場合には、総括因子Ｓの除去率推定係数
式Ｆ _S の値を変更することによって、運転中における推
定出口濃度と実際出口濃度を一致させて、上記の同じ制
御が可能である。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照して説明する。図１は、本発明に係るご
み焼却施設等に備えられた反応バグフィルターシステム
の一実施形態を示す概要図である。同図に於いて、ごみ
焼却炉１からボイラ２を介して送られた燃焼排ガスの温
度を下げる減温塔３と、減温塔３に供給される水の供給
量を調節する水供給量制御弁８と、燃焼排ガスが反応バ
グフィルター４に送られる際に、燃焼排ガス中の酸性ガ
スを中和するアルカリ剤を噴霧するアルカリ剤供給装置
９と、減温塔３で温度を低下させた燃焼排ガス中のダス
ト及び酸性ガスを除去する反応バグフィルター４と、反
応バグフィルター４に設けられた濾布（フィルター）に
付着する灰塵を除去する払い落とし装置５と、反応バグ
フィルター４によって燃焼排ガス中の灰塵を除去して清
浄ガスを煙突７を介して屋外に放出する誘引送風機６
と、燃焼排ガスの反応バグフィルター４への流入口と清
浄ガスの流出口にそれぞれ設けられた圧力計１２，１３
と、反応バグフィルター４内の温度を計測する温度計１
４と、排ガス流量計１５と、制御装置１０と、制御プロ
グラムが書き込まれた記憶装置１１とから構成されてい
る。

【００３５】本実施形態の反応バグフィルターシステム
を備えるごみ焼却設備について説明する。ごみ焼却炉１
に投入されたごみは、燃焼用空気と２次燃焼用空気を導
入しながら焼却され、燃焼により温度は８００〜１００
０℃程度に達する。高温の排ガスは、ボイラ２に導入さ
れて熱交換され、３００〜４００℃となる。続いて、燃
焼排ガスは減温塔３に送られ、反応バグフィルター４の
濾布の耐熱温度以下、即ち２５０℃以下に設定するため
に、水噴霧により調温される。減温塔３で温度を低下さ
せて燃焼排ガスは反応バグフィルター４に送られる。燃
焼排ガスが反応バグフィルター４に送られる際、その途
中のダクトに設けられたアルカリ剤供給装置９から酸性
ガスの中和剤として消石灰等の粉末アルカリ剤が吹き込
まれる。反応バグフィルターに導入された排ガスは、バ
グフィルター濾布に堆積したアルカリ剤を通過すること
によって、排ガス中に含まれるダストおよび酸性ガスが
除去される。このときダストとともに重金属やダイオキ
シン類等も一緒に除去される。反応バグフィルター４に
は濾布（フィルター）に付着する塵は払い落とし装置５
によって除去されている。除去されたダストおよび酸性
ガスの反応生成物は、払い落とし装置５によるパルスジ
ェット圧及びパルスジェット間隔を調整することによっ
て払い落とされ、反応バグフィルター４の下部飛灰排出
ホッパーにより系外へ排出される。反応バグフィルター
４を出た排ガスは、酸性ガス濃度を所定値または所定値
以下の清浄なガスとして誘引送風機６で誘引されて煙突
７より大気へ放出される。なお、減温塔３には水噴霧量
を制御する水供給量制御弁８を経て水が減温塔３内に供
給され、その噴霧流量によって燃焼排ガスの温度が制御
され、フィルター等の耐熱温度以下に下げる効果と、反
応バグフィルター４内の反応温度の制御に寄与してい
る。

【００３６】本実施形態の反応バグフィルターシステム
では、制御装置１０により屋外に排出される排ガス中の
有害酸性ガス量を所定値あるいは所定値以下にするよう
に制御して含塵排ガスを清浄ガスとして排出している。
排ガス中の有害酸性ガス量を所定値あるいは所定値以下
にするに当たり、制御装置１０には、反応バグフィルタ
ー４の入出口に設けられた圧力計１２，１３、燃焼排ガ
ス中の酸性ガス除去率を制御する因子である反応バグフ
ィルター４内の排ガス温度（バグハウス内温度）Ｔを計
測する温度計１４、及び排ガス流量計１５等の出力が入
力され、それらの計測値等によって、アルカリ剤添加当
量比Ｍを設定するアルカリ剤供給装置９、水供給量制御
弁８、払い落とし装置５を制御して、出口濃度監視点Ｂ
の酸性ガス濃度を所定濃度または所定濃度以下に制御さ
れる。

【００３７】本実施形態では、反応バブフィルター４の
酸性ガスの出力濃度を所定値または所定値以下にするに
は、制御対象とし４つの制御因子、即ちアルカリ剤添加
当量比Ｍ、バグハウス内排ガス温度Ｔ、バグフィルター
濾過速度Ｌ、バグフィルター差圧Ｐと、総括因子Ｓとを
含めた５つの説明因子を制御することによってなし得
る。これらの因子から反応バグフィルター４の酸性ガス
除去率Ｒ（％）が求められる。これらの因子を制御する
ことにより、反応バグフィルター４から排出される排ガ
ス中の酸性ガス除去率Ｒ（％）を一定に制御することで
反応バグフィルター４の出力濃度を所定値または所定値
以下に制御することができる。総括因子Ｓは酸性ガス除
去効率に大な影響を与えない因子を一つにまとめたもの
であり、酸性ガス除去率Ｒの補正因子でもある。酸性ガ
ス除去率Ｒ（％）は以下の関数で表される。

【００３８】 Ｒ＝ｆ（Ｍ，Ｔ，Ｌ，Ｐ，Ｓ） ……………………（１） また、Ｍ，Ｔ，Ｌ，Ｐ，Ｓの各因子が酸性ガス除去率に
与える影響度を除去率推定係数式で示し、各除去率推定
係数式Ｆ_M ，Ｆ_T ，Ｆ_L ，Ｆ_P ，Ｆ_S は以下の関数で表
される。

【００３９】 Ｆ_M ＝ｇ（Ｍ） ……………………（２） Ｆ_T ＝ｈ（Ｔ） ……………………（３） Ｆ_L ＝ｉ（Ｌ） ……………………（４） Ｆ_P ＝ｊ（Ｐ） ……………………（５） Ｆ_S ＝ｋ（Ｓ） ……………………（６）

【００４０】（２）乃至（６）において、Ｆ_M はＭによ
る除去率推定係数式、Ｆ_T はＴによる除去率推定係数
式、Ｆ_L はＬによる除去率推定係数式、Ｆ_P はＰによる
除去率推定係数式、Ｆ_S はＳによる除去率推定係数式で
あり、それらの詳細については、以下に説明する。

【００４１】先ず、図１中に、各因子を制御装置１０の
入力として示したアルカリ剤添加当量比Ｍ、バグハウス
内排ガス温度Ｔ、バグフィルター濾過速度Ｌ、バグフィ
ルター差圧Ｐ（但し、Ｐ１−Ｐ２）のそれぞれの因子に
ついて詳細に説明する。

【００４２】Ｔは温度計１４で計測されるバグハウス内
排ガス温度である。バグハウス内排ガス温度Ｔは、バグ
フィルターでの温度勾配が小さい場合は反応バグフィル
ター入口温度または出口温度でもよい。バグハウス内排
ガス温度Ｔに影響を与える因子として、反応バグフィル
ター４より上流の様々な因子、例えばごみ焼却量、燃焼
用空気量、減温塔水噴霧量等が考えられるが、通常、減
温塔３による水噴霧量によって、バグハウス内排ガス温
度Ｔが制御される。

【００４３】Ｍはアルカリ剤添加当量比であり、酸性ガ
スである塩化水素ガス（以下、HCl）と亜硫酸ガス及び
硫酸ガス（以下、SOx ）を対象とし、これらとの中和に
おけるアルカリ剤反応当量比を意味する。当量比とは酸
性ガスの中和に必要な以下の反応式を満たす理論上の消
石灰（Ｃａ（ＯＨ）₂ ）添加量に対する実際添加量の比
である。

【００４４】

【数１】２ＨＣｌ ＋ Ｃａ（ＯＨ）₂ → Ｃａ
Ｃｌ₂ ＋ ２Ｈ₂ Ｏ ＳＯ₂ ＋Ｃａ（ＯＨ）₂ →ＣａＳＯ₃ ＋Ｈ₂ Ｏ、 ＣａＳＯ₃ ＋１／２Ｏ₂ → ＣａＳＯ₄ ＳＯ₃ ＋Ｃａ（ＯＨ）₂ → ＣａＳＯ₄ ＋ Ｈ₂ Ｏ 但し、ＳＯ₃ はＳＯ₂ に対して少量なので測定では無視
することができる。

【００４５】但し、ごみ焼却炉から排出される排ガス中
のＳＯｘ濃度は、ＨＣｌ濃度に対してSOx 濃度が１／１
０以下（例えば、入口HCl 濃度が７００ppm に対し、入
口ＳＯｘ濃度は５０ppm ）と小さい場合が多く、従っ
て、HCl のみを考慮した添加当量比を用いてもよい。ア
ルカリ剤添加当量比Ｍは、バグフィルターで処理する前
の入口濃度監視点Ａでの濃度（入口濃度）、アルカリ剤
添加量、排ガス流量によって決定される。入口濃度の監
視は酸性ガス計測器で計測してそのデータを用いるが、
常時設置していない場合は、ごみ焼却炉１の定常運転に
おける酸性ガス濃度の設計基準値や代表値で代用するこ
ともできる。または、ごみ投入量やごみの発熱量等と、
入口酸性ガス濃度の相関が予め判明している場合は、こ
れらの推定値を用いて入口濃度を設定してもよい。

【００４６】アルカリ剤添加量は、例えばアルカリ剤供
給装置９のアルカリ剤を供給するフィーダの回転数によ
って制御することができる。排ガス流量は、通常ごみ焼
却量によって略決定される量であるが、制御する際に
は、例えば誘因送風機６のダンパ開度、またはごみ焼却
炉１に供給される燃焼用空気量や２次燃料用空気量によ
って制御することができる。排ガスは通常水分を含んで
いるため、ドライ換算する必要があるが、水分濃度を常
時計測している場合はこれを用いるものとし、設置され
ていない場合は設計基準値か代表値を用いる。また、監
視点Ａの入口濃度を酸素12％換算値で示す場合は、排ガ
ス流量は代表値を用い、排ガス流量の変化をアルカリ剤
添加当量比Ｍの算定に加えなくても良い。

【００４７】Ｌはバグフィルター濾過速度であり、全濾
布の濾過面積と濾布を通過する排ガス流量によって決定
される。濾過面積は通常一定であるから、バグフィルタ
ー濾過速度Ｌは排ガス流量によって制御することができ
る。排ガス流量の制御は前記と同じであり、誘因送風機
６のダンパ開度または燃焼用空気量や２次燃料用空気量
によって制御される。

【００４８】Ｐはバグフィルター差圧であり、バグフィ
ルターの入口と出口に設けた圧力計１２，１３の圧力値
の差によって求められる。バグフィルター差圧Ｐは濾布
に付着したダスト層の厚み、ガス流量、温度、濾布の種
類によって影響される。反応バグフィルター４にパルス
ジェット式を用いた場合、バグフィルター差圧Ｐを制御
するには、払い落とし装置５におけるパルスジェット
圧、パルスジェット間隔の調整および排ガス流量によっ
て制御される。また、逆圧式のバグフィルターの場合
は、洗浄間隔および排ガス流量によって制御することが
できる。排ガス流量の制御は前記と同じである。

【００４９】酸性ガス出口濃度は、反応バグフィルター
４の出口（監視点Ｂ）で計測した値を用いて制御する
が、排出規制等で換算値が必要な場合は、換算値を用い
て酸性ガス出口濃度を制御する。なお、出口酸性ガス濃
度とは、HCl 濃度およびSOx 濃度であり、計測値として
は瞬時値、移動平均値または一時間平均値を用いる。

【００５０】次に、本発明における反応バグフィルター
システムの運転方法の他の実施形態について説明する。
図１のごみ焼却施設における反応バグフィルターシステ
ムで、例えば中和剤であるアルカリ剤として粉末消石灰
を用い、反応バグフィルターはパルスジェット式を用い
た。この反応バグフィルターシステムでは、Ｍ＝２．０
（Ｍ₀ と称する）、Ｔ＝１８０℃（Ｔ₀ と称する）、Ｌ
＝０．８ m/min（Ｌ₀と称する）、Ｐ＝１２０ mmAq
（Ｐ₀ と称する）の条件下で、HCl 除去率が９０％（Ｒ
₀ ）であった。この時の各因子に対する除去率推定係数
式（Ｆ_M ，Ｆ_T ，Ｆ_L ，Ｆ_P ，Ｆ_S ）は実験的に下記式
が得られた。

【００５１】 Ｆ_M ＝（Ｍ／Ｍ₀ ）^1.5 （但し、0.3 ＜Ｍ＜５） …（７） Ｆ_T ＝１−0.018 ×（Ｔ−Ｔ₀ ） （但し、160 ＜Ｔ＜200 ）…（８） Ｆ_L ＝exp ［−（Ｌ−Ｌ₀ ）／0.65］（但し、0.5 ＜Ｌ＜1.2 ）…（９） Ｆ_P ＝exp ［（Ｐ−Ｐ₀ ）／60］ （但し、50＜Ｐ＜200 ） …（10） Ｆ_S ＝１ …（11）

【００５２】Ｍ₀ ，Ｔ₀ ，Ｌ₀ ，Ｐ₀ は、実施する焼却
施設における設立時の設計基準値であり、通常運転モー
ドである。この焼却施設でのHCl 出口濃度の管理値は10
0ppmで、入口濃度は1000ppm を代表値としており、この
場合、HCl 除去率Ｒ₀ は９０％となり一致した。Ｍ，
Ｔ，Ｌ，Ｐの各制御範囲は、アルカリ剤添加当量比Ｍが
０〜１０、温度Ｔが１２０〜２５０℃、濾過速度Ｌが
０．３〜３．０ m/min、バグフィルター差圧Ｐが３０〜
３００ mmAq とする制御範囲内で、かつ、実施する焼却
施設の周辺機器等に支障のない範囲で、上記のように適
宜制御範囲に定める。

【００５３】上記各除去率推定係数式（７）〜（11）
は、同焼却施設の立ち上げ性能試験等に４つの制御因子
について、それぞれの因子ごとに上記制御範囲内で条件
を変えながら、HCl 除去率特性を調べた結果に基づい
て、最もよく一致する経験的に得た式を与えたものであ
る。Ｆ_M はアルカリ剤添加当量比Ｍの値を増加させるこ
とにより単調増加、Ｆ_T はバグハウス内排ガス温度Ｔの
増加により単調減少、Ｆ_Lはバグフィルター濾過速度Ｌ
により単調減少、Ｆ_P はバグフィルター差圧Ｐの増加に
より単調増加となる。酸性ガス除去率Ｒはこれと同じ傾
向を示す。入口HCl濃度を一定値とすると、出口HCl 濃
度はこれら因子によって、逆の傾向を示す。すなわち、
除去率が高いときは、出口酸性ガス濃度は低い。代表値
Ｍ₀ ，Ｔ₀ ，Ｌ₀ ，Ｐ₀ の各値をこれら除去率推定係数
式（２）乃至（６）に代入するとそれぞれ１になり、酸
性ガス除去率に大きな影響を与える場合は１から離れた
係数となる。なお、Ｆ_S の値は出口監視点Ｂの出口HCl
濃度管理値と達成値が等しい場合、或いは焼却施設の改
造や運転条件の大幅な変更がない場合は酸性ガス除去率
に大きな影響を与えないので１に設定する。

【００５４】このように、Ｍ，Ｔ，Ｌ，Ｐに対する各除
去率推定係数式を下記（12）〜（15）のように与える
と、HCl 除去率およびHCl 出口濃度は、例えば表１のよ
うに算定される。

【００５５】 Ｆ ＝Ｆ_M ×Ｆ_T ×Ｆ_L ×Ｆ_P ×Ｆ_S ……………（12） Ｒ ＝（１００×Ａ）／（Ａ＋１） ……………（13） Ａ ＝Ａ₀ ×Ｆ ……………（14） Ａ₀ ＝Ｒ₀ ／（１００−Ｒ₀ ） ……………（15）

【００５６】但し、Ｆ_M ，Ｆ_T ，Ｆ_L ，Ｆ_P ，Ｆ_S ：
Ｍ，Ｔ，Ｌ，Ｐ，Ｓによる除去率推定係数式，Ａ：酸性
ガス除去率誘導式（酸性ガス除去能に対応），Ａ₀ ：酸
性ガス除去能基準値または初期値（定数），Ｒ₀ ：酸性
ガス除去能基準値または初期値（定数）

【００５７】

【表１】 （但し，入口HCl 濃度１０００ppm の場合）

【００５８】以下に、表１に示したケース１乃至７につ
いて説明する。ケース１は、代表値（設計基準値）
Ｍ₀ ，Ｔ₀ ，Ｌ₀ ，Ｐ₀ の条件を与えたときの（１３）
式による計算結果と、その時の反応バグフィルターの酸
性ガスの出口濃度が示されている。ケース２は、ケース
１に対して、アルカリ剤添加当量比を４．０にした計算
結果であり、除去率Ｒが９６．２％であり、出口濃度が
３８ppm となっている。ケース３は、ケース１に対し
て、温度を１６０℃に設定した計算結果である。ケース
４は、ケース１に対して、濾過速度を１．０ m/minにし
た計算結果である。ケース５は、ケース１に対して、バ
グフィルター差圧を150mmAq にした計算結果である。ケ
ース６は、ケース１と同じ除去率が得られるようにバグ
フィルター差圧を変化させた計算結果である。ケース７
は、ケース１と同じ除去率が得られるように温度とバグ
フィルター差圧を変化させた計算結果である。

【００５９】これらの結果は、４つの制御因子を変化さ
せると、それに対応するHCl 除去率および出口濃度が定
量的に推定されたことを示している。ケース６および７
は、アルカリ剤添加量を減らす場合に、例えば、バグフ
ィルター差圧を２６mmAq上昇させるか、温度を２０℃下
げ、かつ、バグフィルター差圧を８mmAq上昇させること
によって、ケース１と同じ除去効率が得られることを示
している。即ち、投入するアルカリ剤量を節約すること
ができることを意味している。

【００６０】これは、また出口濃度監視点Ｂでの所定の
出口濃度が４つの制御因子の条件で定量的に決定し得る
ことを意味している。実際には、３つの制御因子を固定
し、残りの１つを算出し、この制御因子値に近づけるよ
うな制御を行えば、出口濃度を推定出口濃度に近づける
ことが可能となる。算出された制御因子値に近づけるた
めの制御方法は前述したとおりである。

【００６１】次に、本実施形態に関して次のように補足
する。先ず、各制御因子の除去率推定係数式の設定は、
立ち上げ性能試験時の実データから導いてもよいし、理
論計算値から導いてもよい。実際の制御で有効に活用す
るために、これらの設定した式が現実の除去効率と食い
違いが大きく生じた場合は、現実のデータを再度整理し
て設定しなおす必要があるが、以下の実施例によって検
証する。

【００６２】以下の実施例で詳しく述べるが、本発明者
らは、試験プラントの数多くの試験結果やごみ焼却工場
の実データをもとに、除去率推定係数式の算定を慎重に
行った。本発明による除去率推定係数式を用いた酸性ガ
ス除去率推定方法は、多くの反応バグフィルターを有す
るごみ焼却施設に適用できることを確認している。この
ことは、反応バグフィルターの酸性ガス除去率が、４つ
の制御因子およびこれらを含めた５つの説明因子で説明
できることが裏付けされている。

【００６３】本発明による推定値と実際値がずれるよう
な場合には、総括因子Ｆ_S を用いることにより、実際に
則した制御が可能となる。推定値と実際値がずれる原因
は、例えば同一焼却施設で運転継続中の場合、反応バグ
フィルターの形状の改造、濾布の交換、ごみ質の大きな
変化等が考えられる。これらの要因は、４つの制御因子
の酸性ガス除去効率への影響度をほとんど変化させるこ
とがないため、総括因子Ｓの除去率推定係数式Ｆ_S の値
を変更すれば推定値と実際値を常に一致させることがで
きる。

【００６４】また、ある焼却施設で用いた除去率推定係
数式を他の焼却施設に適用した場合には、ずれが生じる
ことがあるが、これは焼却施設規模その他周辺機器のさ
まざまな条件が異なるために、違いが生じている。この
場合も４つの制御因子による酸性ガス除去効率への影響
度はほとんど変化がないために、同様に除去率推定係数
式Ｆ_S の値を設定することで、同じ除去率推定係数式を
採用することが可能である。無論、材質の異なる濾布を
交換したり、バグフィルター差圧の立ち方が異なると、
酸性ガス除去効率へのバグフィルター差圧の影響がやや
異なる場合がある。

【００６５】次に、除去率推定係数式は、本実施形態で
は、上述のように設定したが、例えば、制御因子の範囲
によって場合分けして設定してもよい。また、制御因子
の制御範囲は、実際の運転に支障がない限り、各因子の
制御範囲が、アルカリ剤添加当量比０〜１０、温度１２
０〜２５０℃、濾過速度０．３〜３．０m/min 、バグフ
ィルター差圧３０〜３００mmAqの範囲のどの値であって
もかまわない。

【００６６】更に、制御に用いる本発明の酸性ガス除去
率推定方法は、例えば、焼却施設の制御室の制御装置
（コンピュータ）に計算プログラムとして組み込んでお
き、常時、推定出口濃度と実際出口濃度とを比較監視で
きるようにすることで、推定出口濃度を酸性ガス除去率
推定式に基づいて、算出して各制御量を最適な値に制御
することが可能となる。また、制御装置による制御が推
定値と実際値とが大きくずれる場合は、焼却施設内のア
ルカリ剤供給不良等の何らかのトラブルが発生したこと
を素早く予見することが可能である。

【００６７】また、入口HCl 濃度に対して、入口SOx 濃
度が１／１０以下と小さい場合は、HCl 濃度のみについ
て推定式を立てればよい。また、実際にHCl 出口濃度が
管理値以下の場合であって、常にSOx 濃度が管理値以下
の場合である場合は、HCl 濃度のみの制御を実施する。

【００６８】無論、本発明では、燃焼排ガス中にHCl を
含む排ガスを処理するにあたり、アルカリ剤を噴霧し
て、バグフィルターで中和反応除去する施設であれば、
パルスジェット式、逆圧式あるいはその他の洗浄方式の
バグフィルターであっても同様の効果があり、適用する
ことができる。

【００６９】以下、本発明について実施例に基づいて説
明する。 （実施例１）実施例１は、パルスジェット式バグフィル
ターを用い、中和剤として噴霧するアルカリ剤としては
消石灰粉末（ＪＩＳ特号）を用い、濾布材質としてはガ
ラス繊維を用いた。処理ガス量は約500Nm³／ｈ、入口HC
l 濃度は500 〜1000ppm 、入口SOx 濃度は20〜50ppm に
設定するものとして制御を実施した。入口濃度を常に連
続測定して監視を行った。設定した各除去率推定係数式
のパラメータは以下のとおりである。

【００７０】 Ｆ_M ＝（Ｍ／Ｍ₀ ）^1.8 但し、0.1 ＜Ｍ＜２ ＝1.8²×（Ｍ／Ｍ₀ ）^1/1.8 −2.24 但し、２＜Ｍ＜８ Ｆ_T ＝１−0.0175×（Ｔ−Ｔ₀ ） 但し、140 ＜Ｔ＜180 ＝0.475 ×exp ［0.0175×（180-T ）／0.0475］ 但し、180 ＜Ｔ＜220 Ｆ_L ＝exp ［−（Ｌ−Ｌ₀ ）／0.65］ 但し、0.5 ＜Ｌ＜1.2 Ｆ_P ＝exp ［（Ｐ−Ｐ₀ ）／45］ 但し、70＜Ｐ＜100 ＝（Ｐ−Ｐ₀ ）／45＋１ 但し、100 ＜Ｐ＜220 Ｆ_S ＝１ Ｒ₀ ＝94.2 ここで、Ｍ₀ ＝２、Ｔ₀ ＝150 、Ｌ₀ ＝0.7 、Ｐ₀ ＝100

【００７１】上記除去率推定係数式Ｆ_M ，Ｆ_T ，Ｆ_L ，
Ｆ_P ，Ｆ_S について説明する。Ｆ_M はアルカリ剤添加量
比の増加とともに、２までは急激に増加し、２を越える
と緩やかに増加することを示している。Ｆ_T は、温度の
増加とともに、１８０℃までは、急激に減少し、１８０
℃を越えると緩やかに減少することを示している。Ｆ_L
は、濾過温度が増加するとともに、減少することを示し
ている。Ｆ_P は、バグフィルター差圧が増加するととも
に、１００mmAqまでは急激に増加し、１００mmAqを越え
ると、緩やかに増加することを示している。

【００７２】これらの除去率推定係数式を用いて、HCl
除去率を推定した計算結果と、実際に様々な運転条件を
用いて反応バグフィルターを運転して得られたHCl 除去
率を比較した結果を、図２、図３、図４、図５に例示し
た。

【００７３】比較例を示す図について説明すると、図２
は消石灰添加量比ＭとHCl 除去率の関係を表す図、図３
はバグハウス内排ガス温度ＴとHCl 除去率Ｒの関係を表
す図、図４はバグフィルター濾過速度ＬとHCl 除去率Ｒ
の関係を表す図、図５はバグフィルター差圧ＰとHCl 除
去率Ｒの関係を表す図である。

【００７４】これらの図は、本発明による酸性ガス除去
率推定方法によって得られた酸性ガス除去率の計算値
が、実際のデータとよく一致することを示している。従
って、本発明の推定方法である５つの説明因子（Ｍ，
Ｔ，Ｌ，Ｐ，Ｓ）を用いる酸性ガス除去率推定方法は、
実際の酸性ガス除去率および出口濃度を推定する方法と
して極めて有効であることを示している。

【００７５】（実施例２）本発明を逆圧式バグフィルタ
ーで実施した場合を以下に示す。噴霧するアルカリ剤と
しては粉末消石灰（微粉消石灰）を用い、濾布としては
ポリイミド系繊維を用いた。処理ガス流量は30000Nm³／
ｈとし、入口濃度は実施例１と同じ程度であった。各除
去率推定係数式のパラメータを以下のように設定した。

【００７６】 Ｆ_M ＝（Ｍ／Ｍ₀ ）^1.8 但し、0.1 ＜Ｍ＜２ ＝1.8²×（Ｍ／Ｍ₀ ）^1/1.8 −2.24 但し、２＜Ｍ＜８ Ｆ_T ＝１−0.0175×（Ｔ−Ｔ₀ ） 但し、140 ＜Ｔ＜180 ＝0.475 ×exp ［0.0175×（180-T ）／0.0475］ 但し、180 ＜Ｔ＜220 Ｆ_L ＝exp ［−（Ｌ−Ｌ₀ ）／1.0 ］ 但し、0.4 ＜Ｌ＜0.9 Ｆ_P ＝exp ［（Ｐ−Ｐ₀ ）／60］ 但し、70＜Ｐ＜100 ＝（Ｐ−Ｐ₀ ）／60＋１ 但し、100 ＜Ｐ＜220 Ｆ_S ＝１ Ｒ₀ ＝97.1 ここで、Ｍ₀ ＝２、Ｔ₀ ＝150 、Ｌ₀ ＝0.7 、Ｐ₀ ＝100

【００７７】上記除去率推定係数式Ｆ_M ，Ｆ_T は実施例
１と同じである。異なる点は、Ｆ_L式中のパラメータが
実施例１が０．６５であるのに対して、実施例２では
１．０である。また、除去率推定係数式Ｆ_P 式中のパラ
メータが実施例１では４５であるのに対して、実施例２
では６０である。これは用いた中和剤である消石灰の種
類が異なることと、濾布が異なるために、バグフィルタ
ー差圧のたちかたが実施例１とは異なっている。これに
伴って、濾過速度も影響を受ける。このようなことによ
って、濾過速度Ｌおよびバグフィルター差圧Ｐによる酸
性ガス除去率への影響度が若干異なる。即ち、実施例１
で用いた各数式を実施例２の運転条件に適応する場合に
は、除去率推定係数式の係数を変更する必要があること
を示すものである。

【００７８】（実施例３）実施例３では、実施例１で設
定した各パラメータを焼却規模の大きなプラントに当て
はめて、本発明を実施した。ここで用いた除去率推定係
数式Ｆ_M 等のパラメータはすべて、実施例１と同じもの
を用いた。以下に説明するように、これらを用いて、HC
l 除去率を推定した結果と実際のデータとの比較を行っ
たところ、ほぼ一致した。

【００７９】実施例１に用いた推定係数式により、出口
HCl 濃度を制御した。制御の手順を示すにあたって、図
１を用いて説明する。アルカリ剤添加当量比Ｍは、先
ず、アルカリ剤供給装置（粉末消石灰供給機）９のフィ
ーダによる切り出し回転数によってアルカリ剤供給量を
制御する。また、入口濃度をボイラ出口（入口濃度監視
点Ａ）にて常時測定し、アルカリ剤添加当量比Ｍを決定
する。アルカリ剤供給装置（粉末消石灰供給機）９のフ
ィーダによるアルカリ剤の切り出し回転数は制御装置１
０によって設定され、反応バグフィルターの入口濃度お
よびＭの値は制御装置１０の制御パネルに常時表示され
る。入口濃度監視点Ａの入口濃度は瞬時値および一時間
平均値の両方が表示され、アルカリ剤添加当量比Ｍの算
定には一時間平均値を用いられる。

【００８０】バグハウス内排ガス温度Ｔの制御は、先
ず、バグフィルター入口の温度を温度計１４で計測し
て、その計測値に基づいて減温塔３における水噴霧量を
調整してバグフィルター入口の温度を調整する。バグハ
ウス内排ガス温度Ｔは常時制御装置１０の制御パネルに
表示され、水噴霧量の調整は制御装置１０で操作が可能
である。

【００８１】バグフィルター濾過速度Ｌは、バグフィル
ター出口に設けられた流量計１５の計測値によって排ガ
ス流量によって制御する。排ガス流量は燃料用空気、二
次燃料用空気、および誘引送風機６のダンパ開度によっ
て調整する。これらの値は制御装置１０に入力されて最
適制御されるとともに、それらの計測値は制御パネルに
表示される。制御パネルに表示した値によって管理する
ことができる。バグフィルター差圧Ｐの制御は、バグフ
ィルター払い落とし装置５によって、パルスジェット圧
およびパルスジェット間隔によって制御することができ
る。これらの値は制御装置１０の制御パネルで監視する
ことができるとともに、制御装置１０によって制御する
ことが可能である。

【００８２】これらＭ，Ｌ，Ｐの制御は、ある目標値を
設定した場合に、制御装置１０に自動で設定値に近づけ
ることが可能なシーケンスが組み込んであり、マニュア
ル制御が可能であるとともに、自動制御が可能である。

【００８３】また、監視点Ｂにおける酸性ガス推定出口
濃度、実際出口濃度および目標出口濃度（設定出口濃
度）は、制御装置１０の制御パネルに常時表示され、設
定出口濃度は制御装置１０によって入力が可能である。
以下、ケース１〜３に従って説明する。

【００８４】（ケース１）監視点ＢのHCl 出口濃度の管
理値は５０ppm である。今、推定濃度と実際濃度がとも
に略５０ppm 程度であったが、消石灰消費量を低減する
必要性が生じたため、出口濃度を５０ppm のまま変化さ
せずに、アルカリ剤添加当量比Ｍを減らして運転した。
このとき、運転の諸事情からバグフィルター濾過速度Ｌ
およびバグハウス内排ガス温度Ｔは変更させたくないた
め、バグフィルター差圧Ｐを変えることにした。制御装
置１０の制御パネル上で、バグフィルター濾過速度Ｌお
よびバグハウス内排ガス温度Ｔの設定値はそのままの値
に設定し、アルカリ剤添加当量比Ｍを３０％減の値を入
力し、設定出口濃度は５０ppm の設定値を入力した。制
御装置１０の制御計算プログラムによって、出口濃度が
５０ppm となるための必要な値が計算され、制御パネル
に表示される。制御装置１０の制御スタートスイッチを
ＯＮにし、制御が開始される。約１時間後に所定のバグ
フィルター差圧Ｐの値が達成され、監視点ＢのHCl 濃度
もほぼ５０ppm に維持できた。ここでの具体的な制御因
子の値は表２のとおりであった。

【００８５】

【表２】

【００８６】（ケース２）HCl 濃度の管理値は５０ppm
である。現在のところ、ごみの量が減少しているため
に、定格１００ t/dayのごみ焼却量に対して、定格８０
％の８０t/day でごみを焼却する必要性が生じた。この
場合に酸性ガス除去制御を定格時と同じにすると過剰に
消石灰を吹き込むことになり消石灰が無駄に消費される
ので、出口濃度５０ppm を維持しながら、消石灰を節約
する運転を試みた。即ち、Ｔは定格時と同じ値、Ｌは８
０％負荷のため、定格時の８０％の値、Ｐは何の制御も
行わなければ定格時より低くなるが、定格時と同じ値と
して、入力した。すると制御計算プログラムによって、
Ｍは定格時の４０％減の値と算出された。これらのモー
ドによって運転制御をスタートした。すると出口濃度は
５０ppm をほぼ維持できた。これによって消石灰の消費
量を約４０％節約することができた。ここでの具体的な
制御因子の値は表３のとおりであった。

【００８７】

【表３】

【００８８】（ケース３）バグフィルターの反応効率を
よくするためにバグハウスの改造を行った。この結果、
出口濃度が推定出口濃度よりも低くなり、系統的な差が
生じるようになった。このような場合では、４つの制御
因子による酸性ガス除去率への影響度（除去率推定係数
式）は変化しないため、Ｆ_S の値を変更するのみでよ
い。Ｆ_S の値を変更すると、出口濃度と推定濃度の差が
ほとんどなくなった。このように何らかの大きなプラン
トの変化があり、推定値と実際値に大きな差が生じた場
合に、Ｆ_S の値を設定し直すことが可能である。Ｆ_S の
値を変更するリセットスイッチをＯＮにすれば、現在の
推定値と実際値が同じになるように、Ｆ_S の値が計算さ
れ、設定される。その後、出口管理濃度（目標出口濃
度）が５０ppm であるため、Ｍの値を減少させることに
よって制御した。ここでの具体的な制御因子の値は以下
の表４のとおりであった。

【００８９】

【表４】

【００９０】（実施例４）実施例３での制御方法は、プ
ラントの何らかの設定を変更した場合に、各制御因子ま
たは総括因子の除去率推定係数式Ｆ_S を変更する制御の
方法である。即ち、推定出口濃度が目標出口濃度（管理
出口濃度）と等しい場合の制御であって、プラントの設
定条件等の変更前における事前制御ということができ
る。実施例４は、実施例３と同じパラメータおよび同じ
焼却施設に適用した場合の以下の特徴を持つ制御方法で
ある。

【００９１】即ち、一度各パラメータの値を設定する
と、実際出口濃度と推定出口濃度は、常に一致する性格
を持つものであるが、実際のバグフィルターの運転に於
いて、すでに述べたようなさまざまな因子が酸性ガス除
去率に影響しているため、これらの不特定因子の影響に
よって、実際出口濃度と推定出口濃度にややズレが生じ
る場合がある。このような場合にＦ_S の値を実施例３の
ケース（３）のように変更することを、マニュアル操作
で行うと事実上不便な場合が多い。そこで、実際出口濃
度と推定出口濃度が常に一致するように、Ｆ_S の値を自
動的に設定する制御方法が有効となる。このときＦ_S の
値は常に制御パネルに表示されるものとする。

【００９２】具体的には、今、実際出口濃度および推定
出口濃度が７０ppm で、Ｆ_S が１．０５であったとし、
目標出口濃度を例えば５０ppm とすると、例えばアルカ
リ剤添加当量比で制御する場合は、計算される必要なア
ルカリ剤添加当量比となるように、制御すればよい。こ
の場合、実際出口濃度が５０ppm に達するまで、アルカ
リ剤添加量を増加させて実際出口濃度が５０ppm となる
ように実行され、目標濃度が容易に達成される。このよ
うな制御を行ってもＦ_S の値は、通常は初期値１に近い
値をとることになる。Ｆ_S の値が１にくらべて例えば
０．５や１．８などかけ離れた値をとるときは、プラン
トの何らかの異常であることが逆に判明する。従って、
Ｆ_S の値を、例えば０．９〜１．１に設定し、この範囲
を越えるときは制御装置１０で検知して警報が鳴るよう
にすると、制御室でアルカリ剤供給不良等の異常を素早
く察知することが可能である。

【００９３】さて、このような観点に基づいて以下のよ
うな運転条件で出口濃度の制御を実施した。

【００９４】

【表５】 （なお、制御因子の値は一時間平均値）

【００９５】このような運転条件にて、本発明の監視点
Ｂの酸性ガス出口濃度を制御した場合と、従来の場合
（比較例）とで実際出口濃度の変化を比較した図を図６
に示す。図６に示したように、本発明の実施例（イ）に
よる制御を実施すると、略目標の６０ppm が達成される
ことが確認できる。比較例（ロ）が出口濃度が目標値を
越えたときにアルカリ剤添加量を増加させる制御である
ために、アルカリ剤を増加させた場合は過剰に吹き込む
ことになり、出口濃度は６０ppm を大きく下回ってい
る。このとき、アルカリ剤は無駄に消費されることにな
る。本実施例の場合、１０時間頃から出口濃度がやや６
０ppm を上回っているが、これはアルカリ剤添加量比Ｍ
が３．０であても、目標値（６０ppm ）を達成できず、
バグフィルター差圧Ｐを上昇させたものである。しか
し、このような操作を行ったとしてもバグフィルター差
圧Ｐの制御による効果がすぐに表れなかったために、一
時的に目標値（６０ppm ）を上回ったためである。この
比較試験で消費された消石灰の量を比較してみると、実
施例（イ）の場合は比較例（ロ）に対して約８０％の量
であったことが確認された。図６は、本発明によれば、
監視点Ｂの酸性ガス出口濃度を一定に保つことができる
ことを示し、消石灰量の消費量を節減できることを意味
している。

【００９６】上記のように、本発明の反応バグフィルタ
ーシステム及びその運転方法は、酸性ガス除去効率に影
響を与える数多くの因子の中から４つの制御可能な制御
因子（アルカリ剤添加当量比Ｍ、バグハウス内排ガス温
度Ｔ、バグフィルター濾過速度Ｌ、バグフィルター差圧
Ｐ）と、総括因子Ｓの合計５つの因子（説明因子）を抽
出して、酸性ガス除去率が推定できるとともに、上記５
つの説明因子の内、総括因子を除く４つの因子（制御因
子）で酸性ガス出口濃度を制御することができる。

【００９７】また、酸性ガス除去効率に影響を与える因
子として、総括因子Ｓの除去率推定係数式Ｆ_S を設定す
ることによって、４つの制御因子以外の酸性ガス除去効
率に影響を与える因子の変更、例えば、異なる性能等を
有する濾布に交換やバグハウスの改造等が行った場合に
は、除去率推定係数式Ｆ_S の値を適宜変更することによ
って、４つの制御因子による制御方法を変更しなくても
制御できる。更に、ある焼却施設で制御に用いた除去率
推定係数式を、類似した別の焼却施設で用いる場合に
は、Ｆ_S の値の変更のみで、運転が可能である。このよ
うにＦ_S は制御因子の補正因子としての機能を有する。

【００９８】また、４つの制御因子毎に除去率推定係数
式で与えるので、４つの制御因子間の酸性ガス除去効率
への影響度を定量的に比較できる。酸性ガス除去率Ｒを
評価する際、酸性ガス除去能Ａを定義し、５つの説明因
子の積でＦおよび酸性ガス除去能Ａを表すことができる
ので酸性ガス除去率Ｒを算定することができる。

【００９９】また、４つの制御因子による除去率推定係
数式は、経験式、あるいは、理論計算式として、各制御
因子による一価関数として、指数関数または整式および
これらの組み合わせで与えることができる。上記に記載
の方法によって、推定する酸性ガス除去率が算出され
る。一度設定した除去率推定係数式は、他の焼却施設の
バグフィルターシステムにもそのまま応用が可能であ
り、汎用的な運転方法である。以上から、酸性ガス除去
率の推定方法が確立されるために、酸性ガス除去率を簡
便な式によって、容易にしかも定量的に推定できる。

【０１００】また、バグフィルター差圧Ｐは、通常の運
転では立ち上げ時を除いて３０mmAq以下になることはあ
り得ないが、濾布でのアルカリ剤による反応層の厚みが
小さくなり過ぎて、酸性ガス除去効率が大幅に減少する
から好ましくない。３００mmAq以上とすると、誘引送風
機に負担がかかるか大型の誘引送風機を使用しなければ
ならないから、好ましくない。

【０１０１】反応バグフィルターの監視点Ｂは４つの制
御因子の範囲を設定することで、実際に実現可能な制御
を達成することができる。監視点Ｂの出口濃度を制御す
る場合には、４つの制御因子の内、３つを固定して、残
りの一つの制御因子を、酸性ガス除去率Ｒを算出する除
去率推定係数式によって求めて制御することにより、残
りの一つの制御因子の値が上記式によって、正確に決定
される。この制御因子値に近づけるように制御を行うこ
とによって、出口濃度が効率的に実際の出口酸性ガス濃
度の結果を待たずに素早く制御することができる。

【０１０２】例えば、アルカリ剤添加量比Ｍを上昇させ
ずに、他の制御因子を同式から推定される値により制御
することによって、出口濃度を制御することができる。
実際の出口濃度と、推定出口濃度が異なる場合は、バグ
フィルターシステム内の何らかの因子の影響で、発生し
た場合には、総括因子の除去推定係数式Ｆ_S の値を変更
することで、運転中における推定出口濃度と実際出口濃
度を一致させることができる。

【０１０３】

【発明の効果】上記説明したように、本発明は、焼却炉
から排出される酸性ガスを含む排ガスの除塵および酸性
ガスの除去を行うバグフィルターの運転制御において、
酸性ガス除去率推定方法によって、先ず、５つの説明因
子によって、正確な酸性ガス除去率および出口濃度を推
定することが可能となり、これを用いて、出口濃度が所
定の濃度または所定の濃度以下になるように、４つの制
御因子を用いて制御可能であることが明らかになった。
この酸性ガス出口濃度の制御方法によって、定量的に各
制御因子を制御することが可能となり、出口濃度を効率
的かつ正確に制御することが可能となった。即ち、酸性
ガス出口濃度を制御するにあたり、実際の出口酸性ガス
濃度を計測した後に、制御するのではなく、酸性ガス出
口濃度が推測されて、アルカリ剤の添加量が正確に把握
できるので、必要以上のアルカリ剤を供給されることが
ないので、アルカリ剤の消費量を節減することができ
る。また、制御装置の制御パネルにバグハウス内温度を
最適温度、濾過速度、バグフィルター差圧のそれぞれ最
適な値を正確に把握できるので、運転をするうえでエネ
ルギーの節減ができる利点がある。

【０１０４】更に、本発明の運転方法によれば、さまざ
まな運転条件の制約の中で、最適な制御条件が設定でき
るので、出口濃度を一定に保ちながらしかもごみ焼却炉
等の運転が容易になり、酸性ガス濃度を高水準に制御す
ることが可能となる利点がある。

【０１０５】また、本発明によれば、アルカリ剤添加当
量比Ｍの上限値を１０とすることによって、アルカリ剤
供給量の増大を防止できる利点がある。また、バグハウ
ス内排ガス温度Ｔを１２０〜２５０℃とすると、酸性ガ
スの酸露点に達し、配管等の腐食を防止できるととも
に、２５０℃以下とすることで、多くの場合バグフィル
ター濾布の耐熱限界を越えることと、排ガス中の有害有
機塩素化合物の発生を抑えることができる。

【０１０６】また、バグフィルター濾過速度Ｌは０．３
〜３．０m/min とすることで、０．３m/min 以下とする
と、アルカリ剤吹込が粉末の場合は濾布に付着せずに重
力による落下が防止できるとともに、効果的な酸性ガス
除去が達成できる利点がある。濾過速度Ｌを３．０m/mi
n 以上とすると、濾布表面での酸性ガスとアルカリ剤と
接触時間が短くなり、効果的な中和反応が達成できなく
なるが、バグフィルター差圧Ｐが大幅に上昇して運転
上、支障をきたすことがない利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る反応バグフィルターシステムの一
実施形態を示す図である。

【図２】消石灰添加量比Ｍに対するＨＣｌ除去率を、計
算値と実測値とで比較して説明する図である。

【図３】バグハウス内排ガス温度Ｔに対するＨＣｌ除去
率を、計算値と実測値とで比較して説明する図である。

【図４】バグフィルター濾過速度Ｌに対するＨＣｌ除去
率を、計算値と実測値とで比較して説明する図である。

【図５】バグフィルター差圧Ｐに対するＨＣｌ除去率
を、計算値と実測値とで比較して説明する図である。

【図６】経過時間に対する出口ＨＣｌ濃度の変化を、比
較例と実施例とで比較して説明する図である。

【符号の説明】

１ ごみ焼却炉 ２ ボイラ ３ 減温塔 ４ 反応バグフィルター ５ 払い落とし装置 ６ 誘引送風機 ７ 煙突 ８ 水供給量制御弁 ９ アルカリ剤供給装置 １０ 制御装置 １１ 記憶装置 １２，１３ 圧力計 １４ 温度計 １５ 排ガス流量計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｂ０１Ｄ 53/81 (56)参考文献 特開 平３−87511（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−229607（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−254326（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−251224（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01D 53/34 - 53/83 B01D 46/02,46/04,46/44

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焼却炉等の燃焼排ガス中の塵埃及び酸性
   ガスを除去する反応バグフィルターと、前記反応バグフ
   ィルターに供給される前記焼却炉等の燃焼排ガスの温度
   を低下させて調温する減温塔と、前記反応バグフィルタ
   ーに供給される排ガス中にアルカリ剤を注入するアルカ
   リ剤供給装置と、前記反応バグフィルターの濾布に付着
   するダストを払い落とす払い落とし装置と、前記反応バ
   グフィルターの排ガス入側と出側の圧力を検出する第１
   と第２の圧力検出器と、前記反応バグフィルターのバグ
   ハウス内温度を検出する温度検出器と、前記反応バグフ
   ィルターの排ガス流量を検出する流量検出器と、制御装
   置とを具備する反応バグフィルターシステムに於いて、 前記制御装置が、前記焼却炉等を運転するための制御手
   段を備えるとともに、前記焼却炉等の燃焼排ガス中の酸
   性ガス濃度と前記アルカリ剤供給装置によるアルカリ剤
   添加量と排ガス流量とによって排ガス中に供給するアル
   カリ剤の添加当量比Ｍを設定するアルカリ剤添加当量比
   算出手段と、前記第１と第２の圧力検出手段によってバ
   グフィルター差圧Ｐを算出するバグフィルター差圧算出
   手段と、前記反応バグフィルター内温度Ｔを計測するバ
   グハウス内温度計算手段と、前記流量検出器の出力に基
   づいて反応バグフィルターの濾過速度Ｌを算出する濾過
   速度算出手段と、補正因子である総括因子設定手段とを
   具備し、これら手段の出力に基づいて前記反応バグフィ
   ルター出力側排ガスの酸性ガス濃度を推定して、排出さ
   れる排ガス中の酸性ガス濃度を所定値または所定値以下
   に設定することを特徴とする反応バグフィルターシステ
   ム。
2. 【請求項２】 焼却炉から排出される酸性ガスを含む排
   ガスの除塵および酸性ガス除去を行う反応バグフィルタ
   ーの運転方法に於いて、 前記排ガスの酸性ガスを中和するアルカリ剤のアルカリ
   剤添加当量比Ｍ、バグハウス内排ガス温度Ｔ、バグフィ
   ルター濾過速度Ｌ、およびバグフィルター差圧Ｐの制御
   因子と、他の総括因子Ｓとによる関係式からバグフィル
   ターの酸性ガス除去率Ｒを算出し、前記酸性ガス除去率
   Ｒによって酸性ガスの反応バグフィルター出力濃度を推
   定し、酸性ガスの反応バグフィルター出力濃度が所定濃
   度値または所定濃度値以下になるように制御することを
   特徴とする反応バグフィルターシステムの運転方法。 Ｒ＝ｆ（Ｍ，Ｔ，Ｌ，Ｐ，Ｓ） 但し、Ｒ：バグフィルターの酸性ガス除去率（％），
   Ｍ：アルカリ剤添加当量比（−），Ｔ：バグハウス内排
   ガス温度（℃），Ｌ：バグフィルター濾過速度（m/min
   ），Ｐ：バグフィルター差圧（mmAq），Ｓ：その他の
   総括因子
3. 【請求項３】 焼却炉から排出される酸性ガスを含む排
   ガスの除塵および酸性ガス除去を行う反応バグフィルタ
   ーの運転方法に於いて、 前記排ガスの酸性ガスを中和するアルカリ剤のアルカリ
   剤添加当量比Ｍ、バグハウス内排ガス温度Ｔ、バグフィ
   ルター濾過速度Ｌ、およびバグフィルター差圧Ｐの制御
   因子と、他の総括因子Ｓとの５つの因子の酸性ガス除去
   率Ｒに与える影響度に応じた係数を求める各除去率推定
   係数式（Ｆ_M ，Ｆ_T ，Ｆ_L ，Ｆ_P ，Ｆ_S）による総合的
   な除去率推定係数式Ｆに基づいてバグフィルターの酸性
   ガス除去率Ｒを求めて、酸性ガスの反応バグフィルター
   出力濃度を推定し、酸性ガスの反応バグフィルター出力
   濃度が所定濃度値または所定濃度値以下になるように制
   御することを特徴とする反応バグフィルターシステムの
   運転方法。 Ｆ_M ＝ｇ（Ｍ） Ｆ_T ＝ｈ（Ｔ） Ｆ_L ＝ｉ（Ｌ） Ｆ_P ＝ｊ（Ｐ） Ｆ_S ＝ｋ（Ｓ） Ｆ＝Ｆ_M ×Ｆ_T ×Ｆ_L ×Ｆ_P ×Ｆ_S Ｒ＝（１００×Ａ）／（Ａ＋１） Ａ＝Ａ₀ ×Ｆ Ａ₀ ＝Ｒ₀ ／（１００−Ｒ₀ ） 但し、Ｒ：バグフィルターの酸性ガス除去率（％），
   Ｍ：アルカリ剤添加当量比（−），Ｔ：バグハウス内排
   ガス温度（℃），Ｌ：バグフィルター濾過速度（m/min
   ），Ｐ：バグフィルター差圧（mmAq），Ｓ：その他の
   総括因子，Ｆ_M ：Ｍの除去率推定係数式，Ｆ_T ：Ｔの除
   去率推定係数式，Ｆ_L ：Ｌの除去率推定係数式，Ｆ_P ：
   Ｐの除去率推定係数式，Ｆ_S ：Ｓの除去率推定係数式，
   Ｆ ：Ｍ，Ｔ，Ｌ，Ｐ，Ｓによる除去率推定係数式，Ａ
   ：酸性ガス除去率誘導式（酸性ガス除去能），Ａ₀ ：
   酸性ガス除去能基準値または初期値（定数），Ｒ₀ ：酸
   性ガス除去率基準値または初期値（定数），
4. 【請求項４】 前記除去率推定係数式（Ｆ_M ，Ｆ_T ，Ｆ
   _L ，Ｆ_P ）は、それぞれの制御因子による一価関数であ
   り、指数関数または整式、およびこれらの組み合わせに
   よって、それぞれの制御因子ごとに設定することを特徴
   とする請求項３に記載の反応バグフィルターシステムの
   運転方法。
5. 【請求項５】 前記制御因子（Ｍ，Ｔ，Ｌ，Ｐ）の制御
   範囲が、アルカリ剤添加当量比０〜１０、温度１２０〜
   ２５０℃、濾過速度０．３〜３．０ m/min、バグフィル
   ター差圧３０〜３００ mmAq とする請求項２，３または
   ４に記載の反応バグフィルターシステムの運転方法。
6. 【請求項６】 前記制御因子の内に３つ制御因子を固定
   し、残りの１つの制御因子の値を制御して酸性ガスの反
   応バグフィルター出力濃度が所定濃度値または所定濃度
   値以下になるように制御することを特徴とする請求項
   ２，３，４または５に記載の反応バグフィルターシステ
   ムの運転方法。