JP3616224B2

JP3616224B2 - 排ガス処理装置および廃棄物処理装置

Info

Publication number: JP3616224B2
Application number: JP00914597A
Authority: JP
Inventors: 真積板谷; 山本　　誠; 裕昭原田
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd; Mitsui E&S Holdings Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd; Mitsui E&S Holdings Co Ltd
Priority date: 1997-01-22
Filing date: 1997-01-22
Publication date: 2005-02-02
Anticipated expiration: 2017-01-22
Also published as: JPH10202055A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は排ガス処理装置および廃棄物処理装置に係り、特に、廃棄物（家庭やオフィスなどから出される都市ごみなどの一般廃棄物、廃プラスチック、カーシュレッダー・ダスト、廃オフィス機器、電子機器、化成品等の産業廃棄物など、可燃物を含むもの）を焼却して発生する排ガス中の塩素を除去するのに好適な排ガス処理装置および廃棄物処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
都市ごみ等の一般廃棄物や、廃プラスチックなどの産業廃棄物等、燃焼性物を含む廃棄物の処理装置の一つとして、廃棄物を熱分解反応器に入れて低酸素雰囲気で加熱し、熱分解によって、熱分解ガスと主として不揮発性成分からなる熱分解残留物とを生成し、さらに、この熱分解残留物を冷却した後、分離装置に導き、この分離装置において灰分を含む細粒の燃焼性成分と、例えば金属や陶器、砂利、コンクリート片等の瓦礫などの粗粒の不燃焼性成分とに分離し、燃焼性成分を粉砕し、この粉砕された燃焼性成分と前記した熱分解ガスとを、燃焼溶融炉に導き、燃焼性成分をこの燃焼溶融炉で燃焼させ、灰分を溶融スラグとなし、この溶融スラグを排出して冷却固化させると共に、また、燃焼溶融炉の排ガスを廃熱蒸気発生装置等に供給して廃熱を回収するようにした廃棄物処理装置が知られている（例えば、特公平６−５６２５３号公報参照）。
この種の廃棄物処理装置に用いられる燃焼溶融炉の排ガスを処理する排ガス処理装置としては、上記公報に開示されているように、廃熱蒸気発生装置で熱回収された排ガス中のダスト（ばい塵）を除去するための第１の排ガス処理手段（集塵装置）と、さらに、この集塵装置で濾過された煙道ガスの脱塩および脱硫を行なう第２の排ガス処理手段（ガス浄化装置）とを直列に構成した乾式の排ガス処理装置が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記排ガス処理装置は、ガス浄化装置で脱塩、脱硫のために加える消石灰と、排ガス中のＨＣｌ等とが反応して生成する塩化カルシウム（ＣａＣｌ_２）が、潮解性を有するため、このＣａＣｌ_２を含む脱塩残渣をガス浄化装置から取り出す際に、この脱塩残渣が結露水を吸湿して固化し、排出系でトラブルを生じる恐れがあった。そこで、一定量の珪藻土等を助剤として加え、脱塩残渣の吸湿性を低下させているが、脱塩残渣の吸湿性は、排ガス中のＨＣｌ濃度や運転条件によって刻々と変化するため、消石灰や助剤を必要以上に増量し、ＣａＣｌ_２の濃度を希釈して運転しなければならないという問題があった。
【０００４】
本発明の目的は、上記問題点を解決するためになされたもので、排ガスの乾式処理において、脱塩残渣の吸湿性を安定して問題無い程度に低減維持できる排ガス処理装置およびこれを利用した廃棄物処理装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題は以下の発明により解決される。
請求項１記載発明は、廃棄物等の燃焼性物を燃焼させて溶融スラグおよび排ガスを排出する燃焼溶融炉の後段側に設けられ、ダスト除去工程後の排ガスに脱塩剤を供給して排ガス中の塩素を脱塩残渣にして除去する脱塩剤供給手段を備えた乾式の排ガス処理装置において、前記脱塩剤と共に水分を内部に保持する性質を有する助剤を供給する助剤供給手段と、前記助剤の供給量を前記脱塩残渣中の塩素濃度に応じて増減制御する制御部とを備えたことを特徴とする。前記助剤は具体例として珪藻土、パーライト又は同等の性能を有する物のいずれか又は２以上の混合物が挙げられる。
【０００６】
脱塩残渣の吸湿性は、それに含有される塩素濃度に略比例している。すなわち残渣中の塩素濃度（重量％）を横軸にとり、平衡水分量（重量％）を縦軸にとると両者は略直線関係にある。ここで、平衡水分量は飽和食塩水デシケータ内に放置した際の最大の吸湿水分量である。よって平衡水分量が高い程、吸湿性が高いと言える。そこで、前記制御部により脱塩残渣中の塩素濃度を検出し、その検出値に基づいて前記助剤供給手段からの除剤の供給量を増減させることにより、過不足の無い除剤の量により前記吸湿性を安定して問題の無い程度に維持することが可能である。これにより、脱塩残渣の吸湿性が安定して低減でき、排ガス処理装置からの取り出しも容易に行える。塩素濃度の検出は、硝酸第２水銀法による化学分析や、簡便に測定するには屈折率計や電気伝導度による方法でもよい。
【０００７】
また、請求項３記載発明は、廃棄物を熱分解して熱分解ガスと主として不揮発性成分からなる熱分解残留物とを生成する熱分解反応器と、前記熱分解残留物を燃焼性成分と不燃焼性成分とに分離した後に、前記熱分解ガスと前記燃焼性成分を灰分を溶融させる温度で燃焼させて不燃焼分を溶融スラグにすると共に該溶融スラグおよび排ガスを排出する燃焼溶融炉と、前記排ガス中のダストを除去した後脱塩剤を供給して排ガス中の塩素を脱塩残渣にして除去する脱塩剤供給手段を備えた乾式の排ガス処理装置とを備えた廃棄物処理装置において、前記排ガス処理装置は請求項１又は２に記載の排ガス処理装置であることを特徴とする。
【０００８】
そのため、ごみ等の廃棄物の焼却処理から、灰の溶融までを一貫して処理できる廃棄物処理装置において、消石灰や助剤を必要以上に増量しなくても、安定して脱塩残渣中にあるＣａＣｌ_２の吸湿性を低く維持でき、もって脱塩残渣の付着によるトラブルを防止できる排ガス処理が実施できるので、廃棄物処理装置全体の処理効率が向上する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態を示す構成図である。
図１に示した排ガス処理装置は、前段側に設置された燃焼溶融炉や、燃焼溶融炉の排ガスから熱回収して蒸気を発生させる廃熱ボイラに、第１の排ガス流路１０を介して接続された第１の排ガス処理手段１１と、第１の排ガス処理手段１１に第２の排ガス流路１２を介して接続された第２の排ガス処理手段１３とを備えている。第１の排ガス処理手段１０は排ガス中のダスト（ばい塵）を除去する集塵装置であり、第２の排ガス処理手段１３はこの集塵装置で濾過された煙道の排ガスの脱塩および脱硫を行なうガス浄化装置である。
【００１０】
また、第２の排ガス流路１２には供給路１７が接続され、該供給路１７の基端には第２の排ガス処理手段１３で脱塩・脱硫のために加える消石灰及び珪藻土がそれぞれ貯溜された脱塩剤タンク１５及び助剤タンク１６が接続されている。第２の排ガス処理手段１３にはその内部で生じた脱塩残渣を受ける脱塩残渣タンク２２が接続され、更に、脱塩残渣タンク２２内の脱塩残渣中の塩素濃度を検出し、その値に応じて珪藻土の供給量を増減制御する制御部２３が設けられている。そして、第２の排ガス処理手段１３で脱塩・脱硫により浄化された排ガスは、誘引送風機１８により誘引され、空気１９および灯油２０により再燃焼されて、クリーンな煙道ガスとなって煙突２１から排出される。
【００１１】
図２は、上記排ガス処理装置の詳細図である。
第１の排ガス処理手段１１は、燃焼溶融炉の排ガス中のダストを濾布で除去するバグフィルタ３０を有し、上部にヘッダー管３１を備え、圧縮空気をバグフィルタ３０の下流側から吹き出し、濾布に付着したダストを払い落すことができるようになっている。また、下部にはバグスクレーパコンベヤ３２、バグスクリューコンベヤ３３と、これらで集められたダストの排出機３４が配置されている。
【００１２】
また、第２の排ガス処理手段１３は、第２の排ガス流路１２から排ガスを供給させるとともに、消石灰（１５）や珪藻土（１６）を加えることにより、排ガスの脱塩・脱硫を行う濾布を有するバグフィルタ３６を有し、第１の排ガス処理手段１１と同様に、上部にヘッダー管３７を備え、圧縮空気をバグフィルタ３６の下流側から吹き出し、下部にはバグスクレーパコンベヤ３８、バグスクリューコンベヤ３９と、これらで集められた脱塩残渣の排出機４０が配置され、これらの機器を十分に囲う範囲を加熱できるヒータ４１が設けられている。そして、排出機４０に第２の排ガス処理手段１３内部で生じた脱塩残渣を受ける脱塩残渣タンク２２及び制御部２３が設けられている。
【００１３】
なお、本実施形態では、少なくとも第２の排ガス処理手段１３の下部にはヒータを設けるようにして、停止時の脱塩残渣の吸湿を防いでいる。第２の排ガス処理手段１３の排ガス温度は１５０〜２００℃に維持するのが望ましい。ヒータは公知の手段、例えば電気式、蒸気式等適宜使用するが、水分が内部に入らない形式とする。さらに、濾布の織目の細かさは、排ガスの種類と性状によって適宜選択するが、第１の排ガス処理手段１１の濾布の織目の細かさと、第２の排ガス処理手段１３の濾布の織目の細かさは異ならせてもよい。
【００１４】
以上の構成を有する本実施形態の排ガス処理装置は、次のように作用する。
第１の排ガス処理手段１１でほぼ１００％のばい塵を除去し、次いで、第２の排ガス処理手段１３で、消石灰（１５）および珪藻土（１６）を加えて脱塩および脱硫が行われるが、この際、ＣａＣｌ_２等の脱塩残渣が反応により生成する。このＣａＣｌ_２は極めて強い潮解性を有し、結露水等を吸収してトラブルを発生させる恐れがあった。本実施形態によれば、制御部２３により脱塩残渣中の塩素濃度を検出し、その検出値に基づいて助剤タンク１６からの珪藻土の供給量を増減させることにより、過不足の無い除剤の量により前記吸湿性を安定して問題の無い程度に維持することが可能となる。ここで、珪藻土を加えなくとも、脱塩残渣中の塩素濃度が２０％以下、好ましくは１５％以下程度までであれば、その吸湿性による問題はさほど生じないので（表１）、この程度の吸湿性を目安にして珪藻土の供給量を増減させるのがよい。
【００１５】
【表１】

【００１６】
次に、本発明の排ガス処理装置を用いた廃棄物処理装置の一実施形態を説明する。
図３は、本発明に係る廃棄物処理装置５０の系統図である。廃棄物処理装置５０において、破砕機５２は受入れヤード４５に配置された、例えば二軸剪断式の破砕機で、都市ごみ等の廃棄物ａは第１のコンベア５１により、この破砕機５２に供給され、ここで例えば１５０ｍｍ角以下に破砕される。この破砕された廃棄物ａは第２のコンベア５３により投入され、スクリューフィーダ５４を経て熱分解反応器５５に供給される。この熱分解反応器５５は例えば横型回転ドラムが用いられ、図示しないシール機構によりその内部は低酸素雰囲気に保持されると共に、燃焼器である燃焼溶融炉６３の後流側に配置された熱交換器（高温空気加熱機）６８により加熱された加熱空気がラインＬ_１から供給される。
【００１７】
この加熱空気により熱分解反応器５５内に供給された廃棄物ａは、３００〜６００℃に、通常は４５０℃程度に加熱される。これによって、この廃棄物ａは熱分解され、熱分解ガスＧ_１と、主として不揮発性の熱分解残留物ｂとを生成する。そして、この熱分解反応器５５内で生成された熱分解ガスＧ_１と熱分解残留物ｂとは排出装置５６により分離され、熱分解ガスＧ_１は、熱分解ガス配管であるラインＬ_２を経て燃焼溶融炉６３のバーナ６２に供給される。
【００１８】
熱分解残留物ｂは、廃棄物ａの種類によって種々異なるが、日本国内の都市ごみの場合、本発明者等の知見によれば、
大部分が比較的細粒の可燃分１０〜６０％
比較的細粒の灰分５〜４０％
粗粒金属成分７〜５０％
粗粒瓦礫、陶器、コンクリート等１０〜６０％
より構成されていることが判明した。
【００１９】
このような成分を有する熱分解残留物ｂは、４５０℃程度の比較的高温で排出されるため、冷却装置５７により８０℃程度に冷却され、分離装置５８に導かれ、ここで燃焼性成分ｃと不燃焼性成分ｄに分離される。分離装置５８は、例えば磁選式、遠心式又は風力選別式の公知の分別機が使用される。このように不燃焼性成分ｄが分離、除去された燃焼性成分ｃは、粉砕機６０に供給される。粉砕機６０はロール式、チューブミル式、ロッドミル式、ボールミル式等が適当で、被処理廃棄物の性状により適宜選択される。
【００２０】
そして、この粉砕機６０において燃焼性成分ｃは、好ましくは全て１ｍｍ以下に粉砕され、この粉砕された燃焼性成分ｃは、ラインＬ_３を経て燃焼溶融炉６３のバーナ６２に供給される。一方、送風機６１によりラインＬ_４から供給された燃焼用空気及び熱分解ガスＧ_１と燃焼性成分ｃとは燃焼溶融炉６３内で１３００℃程度の高温域で燃焼され、この燃焼により灰分は溶融し溶融スラグｆを生成する。
【００２１】
不燃焼性成分ｄはコンテナ５９に貯留される。不燃焼性廃棄物ｅはラインＬ_５を介して燃焼溶融炉６３のなるべく下の方に供給される。この際、不燃焼性廃棄物ｅは、燃焼及び溶融効率を向上させるために１ｍｍ以下の微粉粒体とされ、且つ加熱されるのが好ましい。そのため、ラインＬ_５中に設けられた破砕機、粉砕機６４及び加熱器６５を設けて破砕、粉砕及び加熱等の処理をされて燃焼溶融炉６３に供給されるのがよい。そのため、燃焼溶融炉６３の後流側に配置された熱交換器６８により加熱された加熱空気が、ラインＬ_８を介して加熱器６５へ供給されるようになっている。
【００２２】
さらに、不燃焼性廃棄物ｅは、燃焼溶融炉６３内で溶融されてスラグｇとなって前記溶融スラグｆと混合され、スラグ排出口６６から水槽６７中に落下し水砕スラグとされる。水砕スラグは図示していない装置により所定の形状にブロック化されるか又は粒状に形成され、建材又は舗装材等として再利用することが出来る。この場合において不燃焼性廃棄物ｅは必要に応じて溶融させることなく溶融スラグｆ中に混入させてもよい。
【００２３】
このような廃棄物処理装置の燃焼溶融炉６３で発生した燃焼排ガスＧ_２は、熱交換器（高温空気加熱器）６８で熱回収され、さらに、ラインＬ_６から廃熱ボイラ６９により熱回収された後、第１の排ガス処理手段７１によりダスト７２を集塵した後、第２の排ガス処理手段７３で脱塩・脱硫され、脱塩残渣７４を脱塩残渣タンク２２に排出した後、低温のクリーンな排ガスＧ_３となり、誘引送風機７５を経て煙突７６から大気へ放出される。また、排ガスＧ_３の一部は、送風機７７によりラインＬ_７を介して冷却装置５７に供給される。第１の排ガス処理器７１で補集されたダスト７２は、ラインＬ_９により燃焼溶融炉６３へ戻され、溶融してスラグ内に混入される。なお、廃熱ボイラ６９で発生させた蒸気は、発電機７０の蒸気タービンへ送られて仕事をし、また、一部はラインＬ_６により加熱器６５へ送られる。
【００２４】
そして、本実施形態における排ガス処理装置は、過不足の無い珪藻土の供給量により脱塩残渣の吸湿性を安定して問題の無い程度に低減維持することが可能であるので、脱塩残渣の吸湿性が安定して低減でき、排ガス処理装置からの取り出しも容易に行え、もって脱塩残渣の付着によるトラブルを防止でき、廃棄物処理装置全体の処理効率が向上する。
【００２５】
【発明の効果】
上述のとおり本発明によれば、廃棄物を燃焼させて生じる排ガスの乾式処理において、脱塩残渣の吸湿性を安定して問題無い程度に低減維持できる排ガス処理装置およびこれを利用した廃棄物処理装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排ガス処理装置の一実施形態を示す構成図である。
【図２】図１の排ガス処理装置の詳細図である。
【図３】本発明の排ガス処理装置を用いた棄物処理装置の一実施形態を示す系統図である。
【符号の説明】
１１第１の排ガス処理手段
１２第２の排ガス流路
１３第２の排ガス処理手段
１５脱塩剤タンク（消石灰）
１６助剤タンク（珪藻土）
１７供給路
５０廃棄物処理装置
７１第１の排ガス処理手段
７２ダスト
７３第２の排ガス処理手段
７４脱塩残渣
７８脱塩脱硫剤

Claims

廃棄物等の燃焼性物を燃焼させて溶融スラグおよび排ガスを排出する燃焼溶融炉の後段側に設けられ、ダスト除去工程後の排ガスに脱塩剤を供給して排ガス中の塩素を脱塩残渣にして除去する脱塩剤供給手段を備えた乾式の排ガス処理装置において、
前記脱塩剤と共に水分を内部に保持する性質を有する助剤を供給する助剤供給手段と、前記助剤の供給量を前記脱塩残渣中の塩素濃度に応じて増減制御する制御部とを備えたことを特徴とする排ガス処理装置。
請求項１において、前記助剤は珪藻土、パーライト又は同等の性能を有する物のいずれか又は２以上の混合物であることを特徴とする排ガス処理装置。
廃棄物を熱分解して熱分解ガスと主として不揮発性成分からなる熱分解残留物とを生成する熱分解反応器と、前記熱分解残留物を燃焼性成分と不燃焼性成分とに分離した後に、前記熱分解ガスと前記燃焼性成分を灰分を溶融させる温度で燃焼させて不燃焼分を溶融スラグにすると共に該溶融スラグおよび排ガスを排出する燃焼溶融炉と、前記排ガス中のダストを除去した後脱塩剤を供給して排ガス中の塩素を脱塩残渣にして除去する脱塩剤供給手段を備えた乾式の排ガス処理装置とを備えた廃棄物処理装置において、前記排ガス処理装置は請求項１又は２に記載の排ガス処理装置であることを特徴とする廃棄物処理装置。