JP3489938B2 - Flue gas treatment equipment - Google Patents

Flue gas treatment equipment

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JP3489938B2
JP3489938B2 JP13021496A JP13021496A JP3489938B2 JP 3489938 B2 JP3489938 B2 JP 3489938B2 JP 13021496 A JP13021496 A JP 13021496A JP 13021496 A JP13021496 A JP 13021496A JP 3489938 B2 JP3489938 B2 JP 3489938B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物焼却炉より
排出される燃焼排ガスを処理する装置に関するものであ
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an apparatus for treating combustion exhaust gas discharged from a waste incinerator.

【0002】[0002]

【従来の技術】我が国における都市ごみ処理は、過去3
0年来、焼却方式によるものが主流を占めている。この
焼却方式の中でも階段式ストーカ方式,流動床方式など
が普及し、技術的に著しい進歩を遂げてきた。一方、都
市ごみの性状としては、生活様式の向上や、大都市部に
おける経済活動の活発化に伴って大幅に変化し、往時の
厨芥を主体とした低発熱量のものから、プラスチック
類,紙などの増加による高発熱量のものへと変化してき
ている。
2. Description of the Related Art Municipal solid waste disposal in Japan is the past 3
Since 0 years, the incineration method has been the mainstream. Among these incineration systems, the stair-type stoker system and the fluidized bed system have become widespread and have made remarkable technological advances. On the other hand, the characteristics of municipal solid waste change drastically with the improvement of lifestyles and the activation of economic activities in large cities. From the low calorific value mainly in garbage in the past to plastics and paper It has been changed to a high calorific value due to the increase of the above.

【0003】このような都市ごみにおける質の変化と、
公害防止,地球環境問題,省エネルギー,省資源などの
社会的および経済的要請とが相俟って、都市ごみ焼却プ
ラントでは、排ガス処理および廃水処理の完備ととも
に、焼却によって発生した余剰熱エネルギーを火力発電
と同様の方式で、言い換えれば代表的にはボイラ,蒸気
タービン,発電機の組み合わせによって発電し、焼却プ
ラント場内の電力は勿論、場外への売電を実現してきて
いる。
With the change in quality of such municipal waste,
Combined with social and economic demands such as pollution prevention, global environmental problems, energy saving, resource saving, etc., in the municipal solid waste incineration plant, exhaust gas treatment and wastewater treatment are completed, and excess heat energy generated by incineration is burned. In the same manner as power generation, in other words, typically, a combination of a boiler, a steam turbine, and a power generator is used to generate power, and in addition to power inside the incineration plant site, power has been sold outside the site.

【0004】ただ、都市ごみ焼却プラントでの発電にお
いては、焼却排ガス中に含有する通常300〜1500
ppmの塩化水素(HCl)ガスと、3〜6g/Nm
含まれているばいじん中の腐蝕成分との共同腐蝕により
強烈な腐蝕を起こすことが知られている。このごみ焼却
炉における温度と腐蝕との関係を示す代表的データとし
て、図(K,Fassler,et al,"Kor
rosion anMullverbrennungs
kesseln",MITTELUNGENDER
VGB 48 Heft April(1968))に
示されるものがある。このデータから明らかなように、
管壁温度が150℃以下で低温腐蝕が起こり、320℃
以上で高温腐蝕が起こる。この腐蝕を避けるために、我
が国では、都市ごみ焼却プラントでの廃熱ボイラは、2
70℃,25kg/cm付近が採用されてきた。この
ため、発電効率は10〜13%程度に留まり、最近の事
業用火力発電所の発電効率40%には遠く及ばない。
However, in the power generation in the municipal waste incineration plant, it is usually 300 to 1500 contained in the incineration exhaust gas.
ppm hydrogen chloride (HCl) gas and 3 to 6 g / Nm 3
It is known that strong corrosion is caused by co-corrosion with the corrosion component in the contained dust. As representative data showing the relationship between temperature and corrosion in this refuse incinerator, FIG. 4 (K, Fassler, et al, "Kor
Rosion an Mullverbrunnungs
kesseln ", MITTELUNGENDER
VGB 48 Heft April (1968)). As is clear from this data,
When the wall temperature is below 150 ℃, low temperature corrosion occurs and 320 ℃
This causes high temperature corrosion. In order to avoid this corrosion, in Japan, the waste heat boiler in the municipal waste incineration plant has 2
70 ° C., around 25 kg / cm 2 has been adopted. For this reason, the power generation efficiency is limited to about 10 to 13%, which is far short of the power generation efficiency of 40% at the recent commercial thermal power plants.

【0005】勿論、都市ごみ焼却プラントにおける発電
効率を高めるための工夫はいろいろと行われている。例
えば過熱蒸気管の材質を耐蝕性の高いものにして過熱蒸
気温度を400℃〜435℃まで高めることや、腐蝕原
因物質であるHClガスを中和するために炉内にNa
COやCaCO等のアルカリ剤を噴霧することや、
同じく腐蝕原因物質であるばいじんをより少なくする
か、あるいは蒸気管壁に付着しにくくするための燃焼技
術の改善や、ボイラ構造の改善などの努力である。ま
た、最も腐蝕を起こし易い過熱蒸気管を消耗部品として
交換し易くしたり、同管の外部にキャスタブル耐熱材を
被覆するという提案もある。しかし、いずれの対策にお
いても、根本的に腐蝕を防止することができなかった
り、建設費や維持費が高価なものになるという問題点が
ある。
Of course, various measures have been taken to increase the power generation efficiency in the municipal waste incineration plant. For example, the material of the superheated steam pipe is made to have high corrosion resistance to raise the superheated steam temperature to 400 ° C. to 435 ° C., and Na 2 is added in the furnace in order to neutralize HCl gas which is a causative agent of corrosion.
Spraying with an alkaline agent such as CO 3 or CaCO 3 ,
Efforts are also being made to improve the combustion technology and to improve the boiler structure in order to reduce the amount of soot and dust, which is also a causative agent of corrosion, or to make it less likely to adhere to the steam pipe wall. There are also proposals to facilitate replacement of a superheated steam pipe, which is most susceptible to corrosion, as a consumable part, and to coat the outside of the pipe with a castable heat-resistant material. However, none of the measures has a problem that it is impossible to fundamentally prevent corrosion and the construction cost and maintenance cost become expensive.

【0006】一方、都市ごみ焼却炉の排ガス中には10
0〜150ppmの窒素酸化物(NOx)が含まれてお
り、環境対策上その窒素酸化物を100ppm未満に抑
えることが普及してきており、このために燃焼排ガス煙
道内に脱硝設備が設けられる。この脱硝方法としては、
無触媒還元法,低酸素燃焼制御法等があるが、最近、高
除去率が要求される場合には、触媒使用による選択接触
還元法が用いられるようになっている。この触媒使用の
場合には、閉塞もしくは被毒を避けるために、前記脱硝
設備は、乾式HCl除去,バグフィルター等によるばい
じん除去もしくは湿式ガス洗浄の後に設置され、この脱
硝設備における触媒の能力を発揮させるために排ガスの
再加熱が行われている。
On the other hand, there are 10 in the exhaust gas of the municipal solid waste incinerator.
It contains 0 to 150 ppm of nitrogen oxides (NOx), and it is becoming popular to suppress the nitrogen oxides to less than 100 ppm as an environmental measure. For this reason, denitration equipment is provided in the flue gas flue. As this denitration method,
There are a non-catalytic reduction method, a low oxygen combustion control method, and the like, but recently, when a high removal rate is required, a selective catalytic reduction method using a catalyst has come to be used. In the case of using this catalyst, in order to avoid clogging or poisoning, the denitration equipment is installed after dry HCl removal, dust removal by a bag filter, or wet gas cleaning, and the catalyst's ability in this denitration equipment is demonstrated. Exhaust gas is being reheated to achieve this.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】前述のように、事業用
火力発電所に比べて都市ごみ焼却炉での発電効率が低い
のは、都市ごみの焼却によって生じる排ガス中に腐蝕性
物質であるHClやばいじんが含まれており、腐蝕性の
最も著しい温度範囲が320℃〜700℃の範囲であっ
て、高効率発電のために必要な過熱蒸気温度をこの温度
範囲に選ぶことができないからである。
As described above, the power generation efficiency of the municipal solid waste incinerator is lower than that of the commercial thermal power plant because HCl, which is a corrosive substance in the exhaust gas generated by the incineration of the municipal solid waste, is used. This is because it contains soot and dust, and the most corrosive temperature range is 320 ° C to 700 ° C, and the superheated steam temperature required for high-efficiency power generation cannot be selected in this temperature range. .

【0008】腐蝕性物質の中でも特に問題となるHCl
ガスは、排ガスの低温領域では除去技術が確立されてい
るが、高温領域においては腐蝕を起こさない程度にまで
予め除去する技術は未だ確立されていないのが実情であ
る。
HCl, which is a particular problem among corrosive substances
The technology for removing gas has been established in the low temperature region of exhaust gas, but the technique for removing gas to the extent that it does not cause corrosion in the high temperature region has not yet been established.

【0009】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、廃棄物の燃焼による高温排ガス中に含まれて
いる腐蝕性の強いHClおよびばいじんを低濃度まで効
率良く除去することができ、これによって過熱蒸気温度
を高めて高効率発電を達成することができ、同時に脱硝
設備を最適の排ガス温度域に設置して脱硝効率の向上と
省エネルギー化とを図ることのできる燃焼排ガス処理装
置を提供することを目的とするものである。
The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to efficiently remove highly corrosive HCl and dust contained in high temperature exhaust gas due to combustion of waste to a low concentration. In this way, it is possible to increase the temperature of superheated steam and achieve high-efficiency power generation, and at the same time, install a denitration facility in the optimal exhaust gas temperature range to improve the denitration efficiency and save energy. It is intended to be provided.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段および作用・効果】前述の
目的を達成するために、本発明による燃焼排ガス処理装
置は、廃棄物焼却炉における燃焼室直後の燃焼排ガス煙
道内にセラミックフィルターを設けるとともに、この燃
焼排ガス煙道における前記セラミックフィルターの後
側に、蒸気過熱器を備えるボイラ、触媒脱硝装置および
節炭器を順に設け、かつ前記燃焼室内にアルカリ金属水
酸化物の水溶液を投入することを特徴とするものであ
る。
In order to achieve the above-mentioned object, the flue gas treatment apparatus according to the present invention is provided with a ceramic filter in the flue gas flue immediately after the combustion chamber in the waste incinerator. This this
Wake of the ceramic filter in baked exhaust gas flue
Boiler equipped with steam superheater, catalytic denitration device and
A coal economizer is installed in sequence, and alkali metal water is placed in the combustion chamber.
It is characterized in that an aqueous solution of an oxide is added .

【0011】本発明においては、燃焼室内にアルカリ金
属水酸化物の水溶液を投入しているので、HClを中和
することができ、これによって排ガスダスト中の塩化物
とHClガスによる蒸気過熱器の腐蝕の発生を防止する
ことができる。したがって、効率発電を行えるような
高温,高圧の過熱蒸気を発生させることができる。
In the present invention, alkaline gold is placed in the combustion chamber.
Since an aqueous solution of genus hydroxide is added, neutralize HCl
It is possible to remove chlorides in the exhaust gas dust.
To prevent corrosion of steam superheater due to HCl and HCl gas
be able to. Therefore, high- temperature, high-pressure superheated steam that enables highly efficient power generation can be generated.

【0012】また、触媒を使用する脱硝設備を、ボイラ
の後方で触媒の性能を発揮し易い排ガス温度領域で、か
つ触媒被毒の原因となるSOxを除去した後に設置する
ことができる。
Further, the denitration equipment using a catalyst can be installed in the exhaust gas temperature region where the performance of the catalyst is easily exhibited behind the boiler and after removing SOx which causes catalyst poisoning.

【0013】さらに、セラミックフィルターによってH
Clおよびばいじんが除去されるので、通常必要とされ
る排ガス処理設備、例えば電気集塵器,バグフィルター
もしくは湿式・乾式のHCl除去装置などを必要とせ
ず、たとえ高度の処理のために必要とする場合でもその
負荷を著しく軽減することができる。
In addition, H by a ceramic filter
Since Cl and soot and dust are removed, the exhaust gas treatment equipment normally required, such as an electrostatic precipitator, a bag filter or a wet / dry HCl removal device, is not required, even if it is required for advanced treatment. Even in that case, the load can be remarkably reduced.

【0014】本発明において、前記アルカリ金属水酸化
物は苛性ソーダであるのが好ましい。この苛性ソーダ水
溶液を燃焼室内に噴射すると、高温状態のまま、HCl
をNaClに、SOxをNaSOに転化させ、次い
でそれらNaCl,NaSOをばいじんと共にセラ
ミックフィルターを通して高温状態のまま濾過すること
ができる。また、高度の脱硝が要求される場合に、触媒
使用による選択接触還元脱硝装置が設置されるが、この
場合、アルカリ金属水酸化物の投入によって、NOx値
が約30パーセント低減できて脱硝装置を小型化し得る
とともに、この脱硝装置をボイラ直後の排ガス温度約3
00℃のゾーンに設置することができるので排ガス再加
熱を行うことなしに触媒の最高性能を発揮することがで
きる。
In the present invention, the alkali metal hydroxide is used.
Preferably the material is caustic soda . When this caustic soda solution is injected into the combustion chamber, HCl
Can be converted to NaCl and SOx to Na 2 SO 4 , and then the NaCl and Na 2 SO 4 can be filtered along with dust through a ceramic filter at a high temperature. When a high degree of denitration is required, a selective catalytic reduction denitration device using a catalyst is installed. In this case, the NOx value can be reduced by about 30% by adding an alkali metal hydroxide, and the denitration device can be used. In addition to being able to downsize, this denitration equipment is equipped with an exhaust gas temperature of approximately 3 immediately after the boiler.
Since it can be installed in the zone of 00 ° C, the maximum performance of the catalyst can be exhibited without reheating the exhaust gas.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】次に、本発明による燃焼排ガス処
理装置の具体的実施例につき、図面を参照しつつ説明す
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, a concrete embodiment of a combustion exhaust gas treatment apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0016】図1に、本発明の一実施例に係る燃焼排ガ
ス処理装置の全体構成図が示されている。本実施例は、
都市ごみを焼却する廃棄物焼却炉1に適用されるもので
ある。この都市ごみの中には種々の形で塩素化合物が含
まれている。この塩素化合物の代表的なものとして、ポ
リ塩化ビニル(PVC)等のプラスチック類に含まれる
有機塩素化合物と、厨芥等に含まれている塩化ナトリウ
ム(NaCl)に代表される無機塩化化合物とがある。
FIG. 1 shows an overall configuration diagram of a combustion exhaust gas processing apparatus according to an embodiment of the present invention. In this example,
It is applied to the waste incinerator 1 that incinerates municipal waste. Chlorine compounds are contained in various forms in this municipal solid waste. Typical examples of this chlorine compound include organic chlorine compounds contained in plastics such as polyvinyl chloride (PVC) and inorganic chloride compounds represented by sodium chloride (NaCl) contained in garbage etc. .

【0017】このような都市ごみを焼却炉1で焼却する
と、有機塩素化合物のほぼ全量と、無機塩素化合物の一
部とが塩化水素ガス(HCl)の形で燃焼排ガス中に放
散する。この塩化水素ガスの濃度は、ごみの発生源によ
って異なるが、ほぼ300〜1500ppmであること
が知られている。このHClガスが同時に発生するばい
じんと共に共同腐蝕を起こす原因物質となる。都市ごみ
焼却炉では、臭気対策等の理由により、燃焼排ガス温度
が750℃以上に保たれるが、この高温排ガスより蒸気
ボイラ等で熱回収を図る場合に、図に示されるような
管壁温度範囲において激しい腐蝕を起こすことになる。
When such municipal waste is incinerated in the incinerator 1, almost all of the organic chlorine compound and part of the inorganic chlorine compound are released into the combustion exhaust gas in the form of hydrogen chloride gas (HCl). It is known that the concentration of this hydrogen chloride gas is approximately 300 to 1500 ppm, although it varies depending on the source of dust generation. This HCl gas becomes a causative substance that causes joint corrosion together with soot and dust generated at the same time. In the municipal waste incinerator, the combustion exhaust gas temperature is kept at 750 ° C or higher for reasons such as odor control, but when heat recovery from this high temperature exhaust gas is performed by a steam boiler, etc., the pipe wall as shown in Fig. 4 is used. It causes severe corrosion in the temperature range.

【0018】本実施例では、前記高温燃焼ガス中のHC
lガスを除去するために、焼却炉1の燃焼室内の比較的
下部、好ましくはストーカ式炉の場合ストーカ上方で、
燃焼室に入るのど元付近の1か所もしくは複数か所にお
いて、アルカリ金属水酸化物、最も好ましくは苛性ソー
ダ(NaOH)の1〜3パーセント水溶液が噴射され
る。
In this embodiment, the HC in the high temperature combustion gas is
In order to remove the gas, a relatively lower part of the combustion chamber of the incinerator 1, preferably above the stoker in the case of a stoker type furnace,
At one or more locations near the throat entering the combustion chamber, a 1 to 3 percent aqueous solution of alkali metal hydroxide, most preferably caustic soda (NaOH), is injected.

【0019】こうして噴射された苛性ソーダ水溶液は、
高温により水分を蒸発させつつ燃焼ガス中のHClガス
と化学反応してNaClとなる。このNaClは高温状
態ではその一部が再びHClガスとなるが、その量は極
めて少ない。ここで加えるべき苛性ソーダの量は、ガス
中のHClの量に対して当量程度であることが最も好ま
しい。本発明者らが実燃焼炉において実施したテストに
よれば、NaOHの2%水溶液をHClに対して当量だ
け投入し、HClの90パーセントをNaClに転換
し、余剰のNaOHによってNOxの約30%およびS
Oxの約60〜70%を同時に低減できることが確認さ
れた。このことから、投入されたNaOHはHClに対
してのみならず、他のNOxやSOxのような酸性物質
にも有効に作用し、消費されていることがわかる。この
ことは、後述の脱硝装置6および排ガス処理設備8の負
担軽減にも役立つものである。
The caustic soda aqueous solution thus sprayed is
While evaporating water due to the high temperature, it chemically reacts with HCl gas in the combustion gas to become NaCl. A part of this NaCl becomes HCl gas again in a high temperature state, but the amount thereof is extremely small. Most preferably, the amount of caustic soda to be added here is equivalent to the amount of HCl in the gas. According to a test conducted by the present inventors in an actual combustion furnace, an equivalent amount of 2% aqueous solution of NaOH was added to HCl, 90% of HCl was converted into NaCl, and about 30% of NOx was converted by excess NaOH. And S
It was confirmed that about 60 to 70% of Ox can be simultaneously reduced. From this, it can be seen that the input NaOH effectively acts not only on HCl but also on other acidic substances such as NOx and SOx, and is consumed. This also helps reduce the burden on the denitration device 6 and the exhaust gas treatment facility 8 described later.

【0020】前述のようなNaOHの噴射によりHCl
の大部分がNaClに転換され、ばいじんを含む高温の
燃焼排ガスは煙道2に入る。この煙道2の最上流部には
セラミックフィルター(高温フィルター)3が設置され
ており、このセラミックフィルター3により高温状態の
まま、HClより転化されたNaClおよびSOxより
転化されたNaSOがばいじんと共に濾過される。
By injecting NaOH as described above, HCl
Is converted into NaCl, and hot flue gas containing dust enters the flue 2. A ceramic filter (high temperature filter) 3 is installed at the most upstream part of the flue 2, and while the ceramic filter 3 maintains a high temperature state, NaCl converted from HCl and Na 2 SO 4 converted from SOx are removed. It is filtered with dust.

【0021】このセラミックフィルター3の具体例が図
2,図3に示されている。ここで、図2はセラミックフ
ィルター3のアセンブリーの模式図であり、図3はフィ
ルター管の部分拡大図である。図示のように、このセラ
ミックフィルター3においては、耐熱材で内面を覆われ
た円筒型もしくは角柱型容器で構成されるシェル31内
の上下にそれぞれ隔壁32,32が設けられ、これら隔
壁32,32間に多数本のフィルター管33が千鳥状も
しくは碁盤目状に懸け渡され、一側部にガス入口34
が、上下にガス出口35,35がそれぞれ設けられてい
て、全体としてシェルアンドチューブ式熱交換器の如き
形状とされている。なお、必要に応じ邪魔板が設けられ
る。また、前記フィルター管33の配置は縦型であって
も、横型であっても良い。また、出口35はフィルター
管33の両側にあっても良く、片方を盲にして片側だけ
にあっても良い。
Specific examples of the ceramic filter 3 are shown in FIGS. Here, FIG. 2 is a schematic view of the assembly of the ceramic filter 3, and FIG. 3 is a partially enlarged view of the filter tube. As shown in the figure, in this ceramic filter 3, partition walls 32, 32 are provided at the top and bottom of a shell 31 constituted by a cylindrical or prismatic container whose inner surface is covered with a heat-resistant material. A large number of filter tubes 33 are hung in a zigzag or grid pattern between them, and a gas inlet 34 is provided on one side.
However, the upper and lower gas outlets 35, 35 are provided respectively, and the overall shape is like a shell and tube heat exchanger. A baffle plate is provided if necessary. The filter tube 33 may be arranged vertically or horizontally. Further, the outlet 35 may be on both sides of the filter tube 33, or may be blind on one side and on one side only.

【0022】図3に示されているように、前記フィルタ
ー管33は、通常、円筒形状とされるとともに、多孔性
のセラミックで構成される。一例として、このフィルタ
ー管33の外径を100mm,厚さを10mmとするこ
とができる。また、高温排ガス温度が通常750℃〜8
00℃であることから、セラミックの耐熱性としては1
000℃程度であれば良い。さらに、孔径はばいじんの
粒度からみて3μ程度であれば良く、濾過速度を0.5
〜1.5m/minとすることによって、ばいじんを3
〜6g/Nmから10〜50mg/Nm以下に落と
すことができる。なお、通常、高温排ガスはフィルター
管33の管外面より内面に通過させる。
As shown in FIG. 3, the filter tube 33 is usually cylindrical and made of porous ceramic. As an example, the outer diameter of the filter tube 33 can be 100 mm and the thickness can be 10 mm. In addition, the high temperature exhaust gas temperature is usually 750 ° C to 8
Since it is 00 ° C, the heat resistance of the ceramic is 1
It may be about 000 ° C. Further, the pore size should be about 3μ in view of the particle size of dust, and the filtration rate should be 0.5.
By setting ~ 1.5m / min, 3
It can be reduced from ˜6 g / Nm 3 to 10 to 50 mg / Nm 3 or less. The high temperature exhaust gas is usually passed from the outer surface of the filter tube 33 to the inner surface thereof.

【0023】このように構成されるセラミックフィルタ
ー3において、NaClおよびばいじんを含む高温燃焼
排ガスは入口34よりシェル31に入り、高温排ガス中
の気体成分(N,O,CO,HOおよびその他
少量・微量成分ガス体)はフィルター管33を経て出口
35が出る。このとき、固体のNaClおよびばいじん
はフィルター管33を通過することができず、このフィ
ルター管33の外部に付着するか、あるいは下方に落下
する。
In the ceramic filter 3 constructed as described above, the high temperature combustion exhaust gas containing NaCl and soot enters the shell 31 through the inlet 34, and the gas components (N 2 , O 2 , CO 2 , H 2 O in the high temperature exhaust gas are included. And other small amount / trace amount gas components) pass through the filter tube 33 and exit from the outlet 35. At this time, solid NaCl and dust cannot pass through the filter tube 33, and adhere to the outside of the filter tube 33 or drop downward.

【0024】前記フィルター管33は使用中にばいじん
が外壁に滞留して目詰まりを起こすことがあるので、清
浄な排ガスもしくは空気で逆洗することが必要である。
また、この逆洗作業のために、フィルターアセンブリー
は2個もしくはそれ以上を並列設置し、1個の逆洗中に
他を運転するようにするのが良い。
The filter tube 33 needs to be back-washed with clean exhaust gas or air, since dust may be accumulated on the outer wall and clogged during use.
Further, for this backwashing operation, it is preferable to install two or more filter assemblies in parallel, and to operate the other during one backwashing.

【0025】このようにしてセラミックフィルター3を
通過して清浄になった排ガスは、750℃〜800℃の
高温を保持し、ばいじん量が10〜50mg/Nm
なり、HClガスは既に90%以上がNaClに転化し
ているので、例えば当初1000ppmレベルの排ガス
の場合でも、100ppm以下のレベルに低下してい
る。この含有レベルでは、もはやHClガスとばいじん
との共同腐蝕も激しいものではない。したがって、この
セラミックフィルター3の後流側にボイラ5の過熱器
(スーパーヒーター)4を配置することにより500℃
レベルの高温高圧の過熱蒸気を発生させることができ
る。こうして、タービンおよび発電機よりなる発電設備
10による高効率発電(発電効率20〜40%レベル)
を実現することができる。
The flue gas thus cleaned after passing through the ceramic filter 3 maintains a high temperature of 750 ° C. to 800 ° C., has a dust content of 10 to 50 mg / Nm 3 , and has an HCl gas content of 90% or more. Since it has been converted to NaCl, for example, even in the case of the exhaust gas at the 1000 ppm level at the beginning, the level is reduced to 100 ppm or less. At this level of contention, the joint corrosion of HCl gas and dust is no longer severe. Therefore, by placing the superheater (super heater) 4 of the boiler 5 on the downstream side of the ceramic filter 3,
It is possible to generate high-temperature, high-pressure superheated steam. Thus, high-efficiency power generation (power generation efficiency of 20 to 40% level) by the power generation facility 10 including the turbine and the generator
Can be realized.

【0026】この過熱器4を通過後の排ガスはボイラ5
に入り、300℃レベルまでその温度を下げる。この排
ガスは過熱器4の中は勿論のこと、ボイラ5内において
も清浄であるため、腐蝕もしくはばいじん付着の不具合
が大幅に軽減される。
The exhaust gas after passing through the superheater 4 is the boiler 5
Enter and reduce the temperature to 300 ° C level. Since this exhaust gas is clean not only in the superheater 4 but also in the boiler 5, defects of corrosion or dust adhesion are greatly reduced.

【0027】次に、このボイラ5を出た300℃レベル
の排ガスは脱硝装置6に入る。この脱硝装置6は、触媒
毒となるSOxおよびばいじん成分が少ないことと、触
媒が最も効果的にその能力を発揮し得る300℃レベル
の排ガス温度であることから、高度脱硝のための触媒使
用による選択接触還元脱硝装置を設置する場合に特に効
果的である。したがって、従来のように排ガス処理装置
の末尾に設け、しかもガス再加熱の必要がない。また、
NaOHを焼却炉1の燃焼室へ投入したことにより、N
Ox値は通常の100〜150ppmレベルより約30
%低減され、60〜90ppmレベルとなっているの
で、従来に比べて脱硝装置を小型化することができる。
この脱硝装置6をボイラ5の直後に配置し得るのも、本
発明の大きな特徴である。
Next, the 300 ° C. level exhaust gas from the boiler 5 enters the denitration device 6. This denitration device 6 uses a catalyst for advanced denitration because it has a small amount of SOx and soot and dust components that are catalyst poisons, and the exhaust gas temperature is at a level of 300 ° C at which the catalyst can most effectively exert its ability. It is particularly effective when a selective catalytic reduction NOx removal device is installed. Therefore, unlike the prior art, it is provided at the end of the exhaust gas treatment device and there is no need to reheat the gas. Also,
By introducing NaOH into the combustion chamber of the incinerator 1, N
Ox value is about 30 from normal 100-150ppm level
%, And the level is 60 to 90 ppm, the denitration device can be downsized as compared with the conventional one.
It is a great feature of the present invention that the denitration device 6 can be arranged immediately after the boiler 5.

【0028】この脱硝装置6から出た排ガスはなお30
0℃レベルの温度を保持しているので、この脱硝装置6
の後流側にボイラ5の節炭器(エコノマイザー)7を設
置し、熱回収によってボイラ給水を加熱するのが良い。
また、この節炭器7を出た排ガスは、それまでの熱回収
によって200℃レベルの温度まで低下しており、かつ
ばいじんは10〜50mg/Nmまで、HClガスは
100ppm以下のレベル(当初1000ppmの排ガ
スの場合)まで低下している。この節炭器7の後流側に
は補足的に排ガス処理設備8として湿式もしくは乾式の
HCl除去装置が設けられる。そして、この排ガス処理
設備8により処理されたガスは煙突9から大気に放出さ
れる。
Exhaust gas emitted from this denitration device 6 is still 30
Since the temperature of 0 ° C is maintained, this denitration device 6
It is preferable to install a economizer 7 for the boiler 5 on the downstream side of the boiler and heat the boiler feed water by recovering heat.
In addition, the exhaust gas leaving this economizer 7 has been reduced to a temperature of 200 ° C. due to the heat recovery up to that time, and the amount of soot and dust is 10 to 50 mg / Nm 3 , and HCl gas is 100 ppm or less (initially 1000 ppm). In case of exhaust gas). A wet or dry HCl removing device is additionally provided as an exhaust gas treatment facility 8 on the downstream side of the economizer 7. Then, the gas treated by the exhaust gas treatment facility 8 is released from the chimney 9 to the atmosphere.

【0029】なお、本発明者らによる実機テストの結
果、NaOHの燃焼室内への投入によりダイオキシン類
の発生が抑制されることが発見されたが、高温フィルタ
ー部の通過速度が遅く、ダイオキシンが分解されること
と、HClガスを除去することによって300℃付近で
二次的に発生するダイオキシン類がないことによると考
えられる。しかし、最も厳しくダイオキシン類を抑制し
なければならない場合には、排ガス処理設備8の一つと
して活性炭等によりダイオキシン除去装置を設けること
ができる。しかし、本実施例の燃焼排ガス処理装置によ
り、プラント末尾に設けるべき排ガス処理設備8は大幅
に縮小し得るか、あるいは設置不要となる。少なくと
も、ばいじん除去装置としての例えば電気集塵器もしく
はバグフィルターは必要としない。
As a result of the actual machine test conducted by the present inventors, it was discovered that the introduction of NaOH into the combustion chamber suppressed the generation of dioxins, but the passing speed of the high temperature filter was slow and the dioxins were decomposed. It is considered that there is no dioxin secondary generated around 300 ° C. by removing the HCl gas. However, when it is necessary to control dioxins most severely, a dioxin removing device using activated carbon or the like can be provided as one of the exhaust gas treatment facilities 8. However, with the combustion exhaust gas treatment apparatus of the present embodiment, the exhaust gas treatment equipment 8 to be installed at the end of the plant can be greatly reduced, or installation becomes unnecessary. At the very least, no dust collector, eg an electrostatic precipitator or bag filter, is required.

【0030】本実施例においては、焼却炉1の中で75
0℃以上に達した燃焼ガスをそのまま煙道2に排出する
ものとしたが、焼却炉1の燃焼室壁にボイラ5の一部を
構成する水冷壁を設けて熱回収を行うこともできる。た
だし、この熱回収量は、高効率発電を行うためのボイラ
5と過熱器4との関連において設計しなければならず、
また水冷壁面温度は腐蝕を起こさない200℃〜300
℃の範囲内になるようにしなければならない。
In this embodiment, 75 in the incinerator 1
Although the combustion gas that has reached 0 ° C. or higher is discharged to the flue 2 as it is, it is also possible to provide a water cooling wall forming a part of the boiler 5 on the combustion chamber wall of the incinerator 1 to recover heat. However, this heat recovery amount must be designed in relation to the boiler 5 and the superheater 4 for performing high-efficiency power generation,
In addition, the water-cooled wall surface temperature is 200 ° C to 300 that does not cause corrosion
It must be in the range of ° C.

【0031】本実施例において、焼却炉1は、ストーカ
式であっても、流動床式であっても、ロータリーキルン
式であっても、乾留溶融炉式であっても良い。また、廃
棄物は都市ごみに限らず、塩素化合物、特に有機塩素化
合物を含有する各種産業廃棄物(固体,液体)であって
も良い。
In the present embodiment, the incinerator 1 may be of a stoker type, a fluidized bed type, a rotary kiln type or a dry distillation melting furnace type. Further, the waste is not limited to municipal solid waste, and may be various industrial waste (solid or liquid) containing a chlorine compound, particularly an organic chlorine compound.

【0032】本実施例においては、燃焼室内に投入する
アルカリ金属水酸化物水溶液としてNaOH(苛性ソー
ダ)を用いるものを説明したが、このNaOHのみなら
ず、KOH,Mg(OH)であっても良い。また、N
aClも僅かではあるが効果がある。しかしながら、技
術的および経済的にみてNaOHが最も好ましい材料物
質である。ここで、NaOHの量はHClに対し当量程
度が最も好ましいが、同時にNOxおよびSOx等の酸
性物質も相当量除去し得ることから、これらNOxおよ
びSOx等の排ガス中の存在量の多寡により前記当量比
を変化させても良い。
In this embodiment, the case where NaOH (caustic soda) is used as the alkali metal hydroxide aqueous solution to be charged into the combustion chamber has been described, but not only this NaOH but also KOH and Mg (OH) 2 are used. good. Also, N
aCl is also a little effective. However, technically and economically, NaOH is the most preferred material. Here, the amount of NaOH is most preferably equivalent to HCl, but at the same time, a considerable amount of acidic substances such as NOx and SOx can also be removed. Therefore, the equivalent amount can be obtained depending on the amount of NOx and SOx present in the exhaust gas. The ratio may be changed.

【0033】セラミックフィルター3の形状は、製作と
強度の許す範囲において、外径を増減させ、あるいは厚
さを増減(好ましくは減少)させても良い。また、板状
に製作してプレート型熱交換器と同様の形状としても良
い。また、本実施例では、このセラミックフィルター3
の目詰まり対策として、ガス体による逆洗について説明
したが、その他、機械的洗浄,液体洗浄,表面活性剤溶
液による洗浄を単独または併用して使用しても良い。さ
らに、このセラミックフィルター3のアセンブリーとし
ては、並列配置と直列配置との併用、例えば一次フィル
ターと二次フィルターを直列とし、目詰まりを起こしや
すい一次フィルターを並列配置するなどの変形例が可能
である。また、ブロック区分したフィルター装置を採用
することもできる。
The shape of the ceramic filter 3 may be increased or decreased in outer diameter or increased (preferably decreased) in thickness within the range permitted by manufacturing and strength. Further, it may be manufactured in a plate shape so as to have the same shape as the plate heat exchanger. Further, in this embodiment, the ceramic filter 3
As a measure against clogging, the backwashing with a gas body has been described, but in addition, mechanical washing, liquid washing, and washing with a surfactant solution may be used alone or in combination. Further, as the assembly of the ceramic filter 3, a modification in which a parallel arrangement and a series arrangement are used in combination, for example, a primary filter and a secondary filter are arranged in series, and primary filters which easily cause clogging are arranged in parallel, are possible. . Further, it is also possible to employ a filter device divided into blocks.

【0034】本実施例において、ボイラ5の形式として
は、自然循環式,強制循環式もしくは強制貫流式のいず
れを用いても良い。
In the present embodiment, the boiler 5 may be of any type of natural circulation type, forced circulation type or forced flow-through type.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は、本発明の一実施例に係る燃焼排ガス処
理装置の全体構成図である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a combustion exhaust gas processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】図2は、セラミックフィルターのアセンブリー
の模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of an assembly of ceramic filters.

【図3】図3(a)(b)は、フィルター管の部分拡大
図である。
3 (a) and 3 (b) are partially enlarged views of a filter tube.

【図4】図は、ごみ焼却炉における温度と腐蝕との関
係を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between temperature and corrosion in a refuse incinerator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 廃棄物焼却炉 2 煙道 3 セラミックフィルター(高温フィルター) 4 過熱器(スーパーヒーター) 5 ボイラ 6 脱硝装置 7 節炭器(エコノマイザー) 8 排ガス処理設備 9 煙突 10 発電設備 31 シェル 32 隔壁 33 フィルター管 34 ガス入口 35 ガス出口 1 waste incinerator 2 flue 3 Ceramic filter (high temperature filter) 4 Superheater (super heater) 5 boiler 6 Denitration equipment 7 economizer 8 Exhaust gas treatment equipment 9 chimney 10 power generation equipment 31 shell 32 partitions 33 filter tubes 34 gas inlet 35 gas outlet

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−224611(JP,A) 特開 平5−15742(JP,A) 特開 平3−5616(JP,A) 特開 昭61−11123(JP,A) 特開 昭62−87701(JP,A) 特開 平7−116432(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 46/00,53/34 Continuation of front page (56) Reference JP-A-3-224611 (JP, A) JP-A-5-15742 (JP, A) JP-A-3-5616 (JP, A) JP-A-61-11123 (JP , A) JP 62-87701 (JP, A) JP 7-116432 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) B01D 46 / 00,53 / 34

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 廃棄物焼却炉における燃焼室直後の燃焼
排ガス煙道内にセラミックフィルターを設けるととも
に、この燃焼排ガス煙道における前記セラミックフィル
ターの後流側に、蒸気過熱器を備えるボイラ、触媒脱硝
装置および節炭器を順に設け、かつ前記燃焼室内にアル
カリ金属水酸化物の水溶液を投入することを特徴とする
燃焼排ガス処理装置。
1. A provision of the ceramic filter in the flue gas flue immediately after the combustion chamber in the incinerator when Tomo
And the ceramic fill in this flue gas flue
Boiler equipped with a steam superheater, catalytic denitration
Install a device and a economizer in order, and
A combustion exhaust gas treatment device, characterized in that an aqueous solution of potassium metal hydroxide is added .
【請求項2】 前記アルカリ金属水酸化物は苛性ソーダ
である請求項1に記載の燃焼排ガス処理装置。
2. The alkali metal hydroxide is caustic soda.
Combustion exhaust gas treatment apparatus according to claim 1 is.
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