JP3467222B2 - 排ガス処理装置の間欠運転方法 - 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、排ガス処理装置の
運転方法に関し、連続稼動式でない排ガス処理装置に好
適に適応できる排ガス処理装置の間欠運転方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】排ガス中の有害物質を除去する方法とし
て、活性炭等の炭素質吸着剤が充填された移動層式の吸
着塔を用いて有害物質を吸着除去する方法が知られてい
る。そして、有害物質を吸着した炭素質吸着剤を加熱す
ることにより、この炭素質吸着剤から有害物質を脱離・
分解させて再生した炭素質吸着剤を再使用している。

【０００３】炭素質吸着剤を固定充填した状態で加熱し
て脱離・再生を行おうとすると、炭素質吸着剤の昇温工
程で炭素質吸着剤の粒子同士が溶着してしまうブリッジ
現象が発生して脱離・再生が困難になることが知られて
いる。このため、脱離・再生には、一般に炭素質吸着剤
を移動させながら加熱する移動層式の脱離・再生塔が用
いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】小規模のゴミ処理施設
等では焼却施設を連続稼動せず、昼間だけ運転するよう
な間欠運転が行われている。このような焼却施設の排ガ
スを処理する場合は、排ガス処理装置も間欠運転を行う
必要がある。図３は、一般的な間欠運転用の排ガス処理
装置の構成を示す概略図である。

【０００５】図３に示されるように、間欠運転に用いら
れる排ガス処理装置においては、吸着塔１０と脱離・再
生塔２０のそれぞれの炭素質吸着剤の流動方向の下流側
にサービスタンク５０、５１が設置されている。そし
て、吸着塔１０、脱離・再生塔２０とも移動層方式で運
転を行い、処理した全量をサービスタンク５０、５１に
次の運転時まで貯留する。このようにすることで、固定
充填された状態での昇温を避け、前述のブリッジ現象を
防止する方法が採られていた。この方法では、サービス
タンクを必要とするため、装置自体が大型化するという
欠点があった。

【０００６】本発明はこの問題点に鑑みてなされたもの
であり、簡単な構成の排ガス処理装置で好適な排ガス処
理が可能な排ガス処理装置の間欠運転方法を提供するこ
とを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る排ガス処理装置の運転方法は、充填さ
れた炭素質吸着剤を移動させながら処理対象の排ガスと
接触させて排ガス中の有害物質を吸着除去する移動層式
の吸着塔と、この吸着塔から取り出した有害物質吸着後
の炭素質吸着剤を不活性ガス雰囲気中で加熱することに
より脱離・再生を行う移動層式の脱離・再生塔と、これ
らの吸着塔と脱離・再生塔間で炭素質吸着剤を循環させ
る循環手段とを備える排ガス処理装置の間欠運転方法に
おいて、（１）運転開始時には、脱離・再生塔を所定温
度まで昇温した後に吸着塔から脱離・再生塔への炭素質
吸着剤の移送を開始し、（２）運転停止時には、脱離・
再生塔への炭素質吸着剤の移送と脱離・再生塔内におけ
る炭素質吸着剤の移動を停止させた後、脱離・再生塔を
所定温度以上で所定時間以上加熱継続して炭素質吸着剤
の脱離・再生を完了させてから排ガス処理装置の運転を
停止させる、ことを特徴とする。

【０００８】本発明によれば、脱離・再生塔への炭素質
吸着剤の移送を停止させた後、脱離・再生塔内に存在す
る炭素質吸着剤をその塔内での移動を停止させた固定層
方式で脱離・再生を完了させる。このときに、脱離・再
生塔内に存在する炭素質吸着剤は既に所定温度以上に昇
温された状態にあるので、前述の昇温工程で起こるブリ
ッジ現象の発生は回避される。脱離・再生完了後にプラ
ント全体の運転を停止させることで、吸着塔、脱離・再
生塔がそれぞれサービスタンクの機能も兼ねることにな
り、大型のサービスタンクが不要となる。

【０００９】運転開始時には、脱離・再生塔を所定温度
まで昇温してから脱離・再生塔への炭素質吸着剤の移送
を再開する。この昇温は脱離・再生塔内の炭素質吸着剤
を移動させない固定層状態で行われるが、前述のブリッ
ジ現象は、炭素質吸着剤に吸着物が存在する場合に見ら
れる現象であり、本発明では、前回の運転停止時に吸着
物の脱離を完了しているため、この段階でのブリッジ現
象の発生も回避される。さらに、この加熱段階で脱離ガ
ス中に未分解のダイオキシン類が混入することも回避さ
れる。

【００１０】この所定温度は３５０℃以上であり、所定
時間は１時間以上であることが好ましい。炭素質吸着剤
を３５０℃以上の温度で１時間以上加熱することで、炭
素質吸着剤に吸着されたダイオキシン類は効率的に分解
される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好適な実施の形態について詳細に説明する。図１は本
発明に係る間欠運転方式を好適に適用可能な排ガス処理
装置を示す概略図である。

【００１２】この排ガス処理装置は、内部に活性炭が充
填されている吸着塔１０と、有害物質を吸着後の活性炭
を加熱処理により再生する脱離・再生塔２０とを有し、
両者はそれぞれの間で活性炭を循環させるためのベルト
コンベヤなどからなる搬送装置３１、３２により接続さ
れている。

【００１３】吸着塔１０は、活性炭を鉛直下方向に移動
させて移動層を形成し、移動層内部の活性炭を水平方向
に導入される排ガスと接触させることで排ガス中の有害
物質をこの活性炭に吸着させて排ガスを処理する直交流
方式の吸着塔である。排ガス入口１１と排ガス出口１４
との間には、スクリーン１２と１３が配置され、スクリ
ーン１２、１３の間に充填されている活性炭の飛散を防
止する構成となっている。吸着塔１０の頂部、下部に
は、それぞれ吸着塔１０内への活性炭の導入量、引き抜
き量を調整するためのバルブ１５、１７が設けられてお
り、塔内には、複数のロールフィーダ１６が配置されて
いる。

【００１４】脱離・再生塔２０は、吸着済みの活性炭を
鉛直下方向に移動させて移動層を形成し、移動層中の活
性炭を不活性ガス中で加熱することで脱離・再生を行
う。この脱離・再生塔２０は、上から下へ２０ａ〜２０
ｆの６つの領域に分割されており、導入された活性炭を
各領域間で移送するパイプ２１ａ〜２１ｃが設けられて
いる。

【００１５】領域２０ａの上部には、シールバルブ２２
が配置されており、領域２０ｂとはパイプ２１ａにより
接続されている。領域２０ｂには、不活性ガスを導入す
る導入口２４が、領域２０ｄには、脱離ガスを排出する
排出口２５がそれぞれ設けられている。両者はパイプ２
１ｂにより接続されている。両領域２０ｂ、２０ｄの間
の領域２０ｃには、その下部と上部に熱風をそれぞれ導
入、排出する導入口２６と排出口２７とが配置され、そ
のパイプ２１ｂを取り囲む領域は、パイプ２１ｂの周囲
を熱風が循環するよう仕切られている。導入口２６と排
出口２７の外側には、熱風の循環経路が接続され、経路
上にはブロワ４０と熱風炉４１とが配置されている。領
域２０ｄは、さらに領域２０ｆとパイプ２１ｃにより接
続されている。両領域２０ｄと２０ｆの間に存在する領
域２０ｅには、冷却水の導入口２８と排出口２９がそれ
ぞれ設けられている。一方、領域２０ｆの下端には、シ
ールバルブ２３が配置されている。

【００１６】脱離・再生塔２０と吸着塔１０に活性炭を
返送する搬送装置３２との間には再生された活性炭を篩
い分けするスクリーン３３が配置されている。

【００１７】次に、本発明に係る間欠運転方法を行った
場合の本装置の動作を説明する。図２は、本発明に係る
間欠運転方法を説明するタイミングチャートである。こ
こでは、毎日８時から１４時まで焼却炉を運転し、１６
時にはプラント全体の運転を終了する間欠運転を繰り返
す場合を例に説明する。そして、本発明に係る間欠運転
方法の特徴が理解しやすいよう、装置が運転を再開する
時点（８時）からではなく、プラント全体が運転状態に
ある時点（８時半以降）から説明する。

【００１８】この時点においては、バルブ１５〜１７、
２２、２３は開状態に設定され、その開度を調整するこ
とで、吸着塔１０、脱離・再生塔２０それぞれの内部で
の活性炭の移動速度を調整している。

【００１９】排ガス入口１１から吸着塔１０に導入され
た排ガスは、スクリーン１２と１３の間を鉛直下方に移
動している活性炭と接触し、含有されるダイオキシン類
等の有害物質が活性炭表面に吸着され、除去される。こ
うして清浄化された排ガスは排ガス出口１４から排出さ
れる。

【００２０】一方、有害物質を吸着した活性炭は、ロー
ルフィーダ１６、バルブ１７を介して搬送装置３１に送
られ、脱離・再生塔３１へと移送される。このとき、Ａ
で示されるラインにより活性炭を補給することが好まし
い。

【００２１】バルブ２２を介して脱離・再生塔２０内に
導入された活性炭は、領域２０ａからパイプ２１ａを介
して領域２０ｂへと送られ、ここで、導入口２４から導
入された不活性ガス、例えば、窒素ガスと混合され、パ
イプ２１ｂを介して領域２０ｄへと送られる。そして、
領域２０ｃを通過する際に、ブロワ４０と熱風炉４１を
介して導入口２６から導入されて領域２０ｃのパイプ２
１ｂの外側を循環している熱風により加熱される。これ
により、吸着されていた有害物質の脱離、分解が行わ
れ、活性炭は再生される。発生した脱離ガスは、排出口
２５から排出され、別途処理される。一方、活性炭を加
熱することで温度が低下した熱風は排出口２７から排出
され、ブロワ４０により熱風炉４１に送られ、再度加熱
されて、循環再使用される。

【００２２】ここで、領域２０ｃで、特開平５−３０１
０２２号公報に開示されているように活性炭が３５０℃
以上でかつ、１時間以上滞留するよう活性炭の移動速
度、熱風の温度、流量を調整することにより、活性炭が
吸着した有害成分を効率良く除去、分解することができ
る。

【００２３】領域２０ｄに到達した活性炭は、さらにパ
イプ２１ｃを介して領域２０ｅを通過して、領域２０ｆ
に移送され、バルブ２３から脱離・再生塔２０外へと排
出される。領域２０ｅを通過する際に、活性炭は導入口
２８から導入されてパイプ２１ｃ外部を循環する冷却水
によって冷却される。冷却水は、排出口２９から排出さ
れる。

【００２４】脱離・再生塔２０から排出された活性炭は
スクリーン３３で篩い分けされて、劣化した粉状の成分
は図中Ｂで示されるラインに分離されて例えば焼却炉に
返送されて処理される。一方、粒径の大きな再生活性炭
は図中Ｃで示されるラインに分離され、搬送装置３２に
より吸着塔１５に戻されて循環使用される。

【００２５】次に、プラント停止前の運転操作について
説明する。焼却炉の停止前、ここでは１４時の時点で脱
離・再生塔２０への活性炭の移送を停止させてから、脱
離・再生塔２０内での活性炭の移動を停止させる。こう
して活性炭の移動を停止させた状態、すなわち、固定層
状態で活性炭の加熱・再生を行う。塔内の活性炭が昇温
されてから活性炭の移送を停止するので、前述のブリッ
ジ現象が発生することがない。

【００２６】一方、吸着塔１０内の活性炭の移送は、焼
却炉の運転が停止される１４時まで継続される。これに
より、焼却炉で発生した排ガスを吸着塔１０で確実に処
理することが可能となる。

【００２７】脱離・再生塔２０内の加熱は、活性炭の移
送停止後、約２時間継続される。バルブ２３を閉止させ
て活性炭の移送を停止させた後、塔内の活性炭の最上部
は、領域２０ｃまで降下することが好ましい。このよう
にすると、塔内の全活性炭を加熱処理することができる
からである。そして、固定層状態でも３５０℃以上で１
時間以上加熱処理することにより活性炭が吸着した有害
成分を効率良く除去、分解することができる。こうして
有害成分をほぼ完全に除去した後に、脱離・再生塔２０
の加熱を停止して、プラントの運転を終了する（１６時
の時点）。

【００２８】翌日は、８時に焼却炉の運転と、吸着塔１
０への排ガスの注入、吸着塔１０内の活性炭の移送を開
始する。この時点では、吸着塔１０のロールフィーダ１
６から排出された活性炭は、バルブ１７を通り、コンベ
ア３１で運ばれ、バルブ２２より脱離・再生塔２０へと
供給され、空間２０ａに貯留されている。そして、脱離
・再生塔２０の領域２０ｃ部分へのブロワ４０と熱風炉
４１による熱風の供給を開始して内部の活性炭を昇温す
る。充填されている活性炭は、前日の脱離・再生処理に
より有害成分がほぼ完全に除去されているので、前述の
ブリッジ現象が起こることはない。さらに、この昇温時
には脱離ガスは発生しないので、導入口２４、排出口２
５を閉じた密閉状態で行えば熱が外部へ逃げることがな
く、短時間での昇温が可能である。

【００２９】３０分間の加熱により、加熱領域２０ｃが
活性炭の再生に充分な温度に達したらバルブ２３を開け
てロールフィーダ２３ａを作動させて、脱離・再生塔２
０への活性炭の移送と塔内の活性炭の移動を開始する。
以後は上述した通常運転に戻る。

【００３０】このような運転方式を採用することで、従
来技術のように大型のサービスタンクを設ける必要がな
く、装置をコンパクトにでき、設備費も低減できる。

【００３１】以上の説明では、吸着剤として活性炭を用
いた実施形態について説明してきたが、吸着剤は活性炭
に限られるものではなく、石炭等の炭素含有物質にバイ
ンダーを添加して成形後、熱処理又は水蒸気、空気など
で賦活して得られた活性炭、活性コークス、活性チャ
ー、あるいは、これらにバナジウム、鉄、銅等の化合物
を担持させた炭素質吸着剤を好適に用いることができ
る。

【００３２】また、脱離・再生塔での加熱再生時には、
尿素、アンモニア等のアルカリ成分を添加すると、ダイ
オキシン類の分解効率をさらに高めることができ、好ま
しい。ここでは、脱離・再生塔内で不活性ガスと炭素質
吸着剤とが同一方向に流動する並流式の装置を例に説明
してきたが、不活性ガスと炭素質吸着剤とが逆方向に流
れて接触する向流式や直交して流れる直交流式の脱離・
再生塔の場合にも本発明に係る間欠運転方法は好適に適
用できる。

【００３３】

【発明の効果】本発明に係る排ガス処理装置の間欠運転
方法は、間欠運転の各運転の終了前に、脱離・再生塔内
の炭素質吸着剤の脱離・再生を固定層方式で完了してい
るので、次の運転開始時に脱離・再生塔内の炭素質吸着
剤を昇温する際にブリッジ現象が発生するおそれがな
く、サービスタンクが不要となり、装置がコンパクトで
済む。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る排ガス処理装置の間欠運転方法を
適用する装置の全体概略図である。

【図２】本発明に係る排ガス処理装置の間欠運転方法を
説明するタイムチャートである。

【図３】従来の間欠運転用の排ガス処理装置を示す全体
概略図である。

【符号の説明】

１０…吸着塔、２０…脱離・再生塔、３１、３２…循環
手段、４０…ブロワ、４１…熱風炉、５０、５１…サー
ビスタンク。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 充填された炭素質吸着剤を移動させなが
   ら処理対象の排ガスと接触させて排ガス中の有害物質を
   吸着除去する移動層式の吸着塔と、前記吸着塔から取り
   出した有害物質吸着後の炭素質吸着剤を不活性ガス雰囲
   気中で加熱することにより脱離・再生を行う移動層式の
   脱離・再生塔と、前記吸着塔と脱離・再生塔との間で炭
   素質吸着剤を循環させる循環手段とを備える排ガス処理
   装置の間欠運転方法において、 運転開始時には、前記脱離・再生塔を所定温度まで昇温
   した後に前記吸着塔から前記脱離・再生塔への炭素質吸
   着剤の移送を開始し、 運転停止時には、前記脱離・再生塔への炭素質吸着剤の
   移送と前記脱離・再生塔内における炭素質吸着剤の移動
   を停止させた後、前記脱離・再生塔を所定温度以上で所
   定時間以上加熱継続して前記炭素質吸着剤の脱離・再生
   を完了させてから前記排ガス処理装置の運転を停止させ
   る、 ことを特徴とする排ガス処理装置の間欠運転方法。
2. 【請求項２】 前記所定温度は３５０℃以上であり、前
   記所定時間は１時間以上であることを特徴とする請求項
   １記載の排ガス処理装置の間欠運転方法。