JP3659834B2

JP3659834B2 - Method and apparatus for removing dioxins in incineration ash and fly ash

Info

Publication number: JP3659834B2
Application number: JP08870199A
Authority: JP
Inventors: 良二鮫島; 晴男野上; 知彦平尾
Original assignee: Takuma KK
Current assignee: Takuma KK
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 1999-03-30
Publication date: 2005-06-15
Anticipated expiration: 2019-03-30
Also published as: JP2000279920A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ごみ、産業廃棄物、汚泥（下水汚泥、産業廃棄物汚泥）等の被焼却物の焼却によって生じる焼却灰や飛灰、或いはＲＤＦ、石炭等の燃料の燃焼によって生じる焼却灰や飛灰中に含まれているダイオキシンを短時間で分解処理できるようにした焼却灰及び飛灰中のダイオキシン除去方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、都市ごみや産業廃棄物等を焼却処理するごみ焼却炉から排出される焼却灰及び飛灰中にはダイオキシンが含まれている。このような焼却灰及び飛灰を埋め立て処理することは、環境汚染の原因になる等の理由から当然に回避すべきである。
【０００３】
そこで、従来にあっては、ごみ焼却炉等から排出される焼却灰及び飛灰中のダイオキシンを除去処理することが行われている。
従来、焼却灰及び飛灰中のダイオキシンを除去する方法としては、▲１▼プラズマ溶融炉や表面溶融炉等の溶融炉を用いて焼却灰及び飛灰を溶融処理する方法、▲２▼焼却灰及び飛灰に薬剤を注入する方法、▲３▼焼却灰及び飛灰を熱分解処理装置により加熱してダイオキシンを分解する方法等が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
然し乍ら、上述した▲１▼の方法は、焼却灰及び飛灰を１１００℃〜１４００℃の高温で溶融しなければならない為に設備が大掛かりになり、維持管理費が高いと云う問題があった。
又、▲２▼の方法は、使用する薬品が非常に高価である為に維持管理に膨大な費用が掛かると云う問題があった。
更に、▲３▼の方法は、焼却灰及び飛灰を攪拌しながら温度を維持する装置を利用する方法であるが、反応時間が一時間程度必要な為、装置自体が大きくなり運転方法も熟練を要すると云う問題があった。
【０００５】
本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は、焼却灰及び飛灰中に含まれているダイオキシンを短時間で良好且つ確実に分解できるようにした焼却灰及び飛灰中のダイオキシン除去方法及びその装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本願請求項１の発明は、炉内の下部領域に流動媒体による流動層を形成すると共に、流動層から吹き上げられて燃焼ガスと一緒に炉内の上部から排出された流動媒体を流動層へ戻すようにした循環流動層炉を使用し、燃焼ガス供給装置から流動層の下方へ燃焼ガスを供給して流動媒体を流動させると共に炉内温度を３００℃〜５００℃まで上昇させ、その後前記流動層の上方へ焼却灰及び飛灰を投入してこれを炉本体内で加熱すると共に、循環流動層炉から排出されて除塵された清浄な排ガスの一部を高温排ガスの熱により３００℃〜４００℃に加熱したあと前記流動層の下方へ供給し、当該再循環排ガスの供給量を調整することにより前記炉内温度を３００℃〜５００℃に維持して焼却灰及び飛灰中のダイオキシンを分解することを発明の基本構成とするものである。
【０００７】
請求項２の発明は、炉内の下部領域に流動媒体による流動層を形成すると共に、流動層から吹き上げられて燃焼ガスと一緒に炉内の上部から排出された流動媒体を流動層へ戻すようにした循環流動層炉と、循環流動層炉の流動層へ燃焼ガスを供給する燃焼ガス供給装置と、炉内の下部領域に焼却灰及び飛灰を供給する灰供給装置と、循環流動層炉から排出されて除塵された清浄な排ガスの一部を循環流動層炉の流動層へ供給する排ガス再循環ダクトと、排ガス再循環ダクトに介設されたガス流量調整ダンパと、循環流動層の排ガスダクトに介設され、高温の排ガスの熱により前記循環流動層炉の流動層へ供給する清浄な排ガスの一部を加熱する熱交換器とを具備したことを発明の基本構成とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の方法を実施する為のダイオキシン除去装置の概略系統図を示すものであり、当該ダイオキシン除去装置は、流動媒体Ｂ′（通常平均粒径１００μｍ〜１ｍｍの硅砂）が循環する循環流動層炉１に燃焼ガス供給装置２と灰供給装置３とを夫々設けると共に、循環流動層炉１の排ガス出口に排ガスダクト４を介して熱交換器５、ガス冷却塔６、バグフィルター７及び誘引ファン８を順次直列状に接続し、誘引ファン８の下流側の排ガスダクト４と循環流動層炉１とを排ガス再循環ダクト９により接続して排ガスＧ′の一部を循環流動層炉１へ供給できるように構成されて居り、循環流動層炉１の炉内Ｓを所定温度に維持しつつ流動媒体Ｂ′を循環させ、ダイオキシンを含む焼却灰及び飛灰（以下灰Ａと云う）を流動媒体Ｂ′が激しく攪拌されている炉内Ｓに投入して灰Ａ中のダイオキシンを分解するようにしたものである。
【００１０】
前記循環流動層炉１は、炉本体１０、サイクロン１１及びループシール部１２等から成り、炉本体１０の炉内Ｓの下部領域に炉内Ｓへ噴出する燃焼ガスＧにより流動媒体Ｂ′による流動層Ｂを形成すると共に、流動媒体Ｂ′の一部を流動層Ｂから炉内Ｓの上部領域に吹き上げてこの流動媒体Ｂ′を燃焼ガスＧと一緒に炉本体１０の上部から排出させ、再び流動層Ｂに戻すように構成されている。
【００１１】
前記炉本体１０の周壁の下部位置には炉内Ｓへ灰Ａを投入する為の供給口１０ａが形成されていると共に、炉本体１０の周壁の上部位置には燃焼ガスＧ及び流動媒体Ｂ′等を排出する為の排出口１０ｂが形成されている。
又、炉本体１０の底壁１０ｄの下方は、燃焼ガスＧを炉内Ｓへ供給する為のウインドボックス１０ｃに形成されている。このウインドボックス１０ｃと炉内Ｓとを隔てる底壁１０ｄには、炉内Ｓへ燃焼ガスＧを均等に供給する流動ノズル１３が複数個配設されて居り、流動ノズル１３から炉内Ｓへ噴出された燃焼ガスＧによって炉内Ｓの下部領域に流動媒体Ｂ′による流動層Ｂ（濃厚層）が形成されるようになっている。
更に、炉本体１０の周壁で且つ供給口１０ａに略対向する位置には、流動媒体Ｂ′の戻し口１０ｅが形成されている。
【００１２】
前記サイクロン１１は、炉本体１０の排出口１０ｂに接続されて居り、排出口１０ｂから排出された燃焼ガスＧ、流動媒体Ｂ′及び灰Ａの中から流動媒体Ｂ′と灰Ａを分離して炉本体１０内へ循環させるものである。
【００１３】
前記ループシール部１２は、サイクロン１１の下端部と炉本体１０の流動媒体Ｂ′の戻し口１０ｅとの間に設けられて居り、炉内Ｓとサイクロン１１内との間を流動媒体Ｂ′によりシールしつつ当該流動媒体Ｂ′を炉内Ｓへ戻すものであり、密封容器内に仕切壁１２ａと溢流部１２ｂを備えたトラップ構造に構成されている。
【００１４】
前記燃焼ガス供給装置２は、循環流動層炉１の流動層Ｂへ燃焼ガスＧを供給するものであり、この実施の形態に於いては、燃焼ガス供給装置２には熱風発生炉が使用されている。即ち、燃焼ガス供給装置２は、ウインドボックス１０ｃに連通状に接続された熱風炉本体２ａと、熱風炉本体２ａに設けたバーナ２ｂとから構成されている。この燃焼ガス供給装置２で発生した高温（８００℃〜９００℃）の燃焼ガスＧは、ウインドボックス１０ｃから流動ノズル１３を介して炉内Ｓへ供給され、炉内Ｓの下部領域に流動層Ｂを形成するようになっている。
又、バーナ２ｂには、燃焼用空気供給ダクト１４及び押込みファン１５が接続されて居り、バーナ２ｂへ燃焼用空気を供給できるようになっている。この燃焼用空気の風量調整は、バーナ２ｂの燃料量に応じて燃焼用空気供給ダクト１４に介設した風量調整ダンパ１６を制御することにより行われている。
尚、バーナ２ｂには、重油や灯油等の液体燃料を燃料とするオイルバーナ若しくは天然ガス等のガスを燃料とするガスバーナが使用されている。
【００１５】
前記灰供給装置３は、循環流動層炉１の炉内Ｓの下部領域に灰Ａを供給するものであり、炉本体１０の供給口１０ａに接続されたシュート３ａと、シュート３ａに接続され、灰Ａを炉内Ｓへ定量宛供給するフィーダー３ｂ（ロータリーフィーダーやスクリューフィーダー）等とから構成されている。
【００１６】
前記排ガス再循環ダクト９は、循環流動層炉１から排出されて除塵された清浄な排ガスＧ′の一部を循環流動層炉１の流動層Ｂへ再循環して炉内Ｓの温度を３００℃〜５００℃に維持する為のものであり、一端部側が誘引ファン８の下流側の排ガスダクト４に分岐状に接続されていると共に、他端部側がウインドボックス１０ｃに連通状に接続されている。
又、排ガス再循環ダクト９は、熱交換器５を通って居り、バクフィルター７で除塵された清浄な排ガスＧ′を熱交換器５で３００℃〜４００℃に加温してウインドボックス１０ｃへ供給できるようになっている。
更に、排ガス再循環ダクト９は、その途中にブースターファン１７及びガス流量調整ダンパ１８が介設されて居り、ウインドボックス１０ｃに供給される排ガスＧ′の量を調整して炉内Ｓの温度を所定の温度（３００℃〜５００℃）に維持できるように構成されている。
【００１７】
前記排ガス再循環ダクト９からウインドボックス１０ｃに供給される排ガスＧ′の量は、炉内Ｓの下部領域の温度が３００℃〜５００℃、好ましくは３５０℃〜４５０℃に維持されるように調整されている。この排ガスＧ′の調整は、炉内Ｓの温度を温度検出器（図示省略）により検出し、この検出温度に基づいて排ガス再循環ダクト９に介設したガス流量調整ダンパ１８を制御することにより行われている。
【００１８】
尚、誘引ファン８より下流側の排ガスダクト４には、炉圧制御ダンパ１９が介設されて居り、循環流動層炉１の運転中に炉内Ｓが負圧（−２ｍｍＨ₂Ｏ〜−２０ｍｍＨ₂Ｏ）に維持されるように大気中へ排出される排ガスＧ′の量が調整されている。この排ガスＧ′の調整は、圧力検出器２０により炉内Ｓの圧力を検出し、この検出圧力に基づいて圧力検出器により炉圧制御ダンパ１９を制御することにより行われている。
又、前記循環流動層炉１に於いては、炉内Ｓに於ける燃焼ガスＧの速度が１ｍ／ｓ〜１０ｍ／ｓになるように調整されている。
更に、炉本体１０の底壁１０ｄには、灰取り出し口（図示省略）が形成されて居り、この灰取り出し口を通して流動層Ｂ内の灰Ａが一部の流動媒体Ｂ′と一緒に炉外へ導出されるようになっている。炉外へ導出された灰Ａと流動媒体Ｂ′は、振動篩（図示省略）等により灰Ａと流動媒体Ｂ′とに分離された後、流動媒体Ｂ′は炉内Ｓへ戻され、又、灰Ａは灰サイロ（図示省略）等へ貯留されるようになっている。
【００１９】
次に、上述したダイオキシン除去装置を用いてごみ焼却炉から排出された灰Ａ（焼却灰及び飛灰）を処理する場合について説明する。
【００２０】
前記ダイオキシン除去装置にあっては、誘引ファン８及び押込みファン１５を始動させ、燃焼ガス供給装置２を運転して燃焼ガスＧを発生させると、燃焼ガスＧがウインドボックス１０ｃから流動ノズル１３を介して炉内Ｓへ均等に吹き込まれ、炉内Ｓに投入されている流動媒体Ｂ′が流動せしめられて炉内Ｓの下部領域に流動層Ｂが形成されると共に、流動媒体Ｂ′の一部が燃焼ガスＧによって流動層Ｂから炉内Ｓの上部領域へ吹き上げられるようになっている。このとき、流動媒体Ｂ′は、流動ノズル１３から噴出する燃焼ガスＧにより激しく攪拌されながら炉内Ｓの上部領域に吹き上げられることになる。
【００２１】
流動層Ｂから吹き上げられた流動媒体Ｂ′は、燃焼ガスＧと一緒に排出口１０ｂからサイクロン１１に導入され、ここで燃焼ガスＧから分離されてループシール部１２に落下した後、当該ループシール部１２から炉内Ｓへ戻される。
【００２２】
一方、サイクロン１１に於いて流動媒体Ｂ′から分離された燃焼ガスＧは、排ガスＧ′となって熱交換器５、ガス冷却塔６、バグフィルター７及び誘引ファン８を経た後、２系統に分けられる。即ち、燃焼ガスＧの一部は、排ガス再循環ダクト９へ供給され、又、残りの排ガスＧ′は、排ガスダクト４から大気中へ排出される。
【００２３】
排ガス再循環ダクト９に供給された排ガスＧ′は、熱交換器５を通ってここで３００℃〜４００℃に加温されてからウインドボックス１０ｃに供給され、ウインドボックス１０ｃ内に於いて燃焼ガス供給装置２からの燃焼ガスＧに混合された後、流動ノズル１３から炉内Ｓへ供給される。このときの排ガスＧ′の量は、炉内Ｓの下部領域の温度が３００℃〜５００℃、好ましくは３５０℃〜４５０℃になるようにガス流量調整ダンパ１８により調整されている。尚、排ガスＧ′を炉内Ｓへ供給することによって、燃料消費量を減らすことができると共に、炉内Ｓの酸素濃度を低く抑えることができる。
【００２４】
そして、炉内Ｓの下部領域の温度が所定の温度になった時点で灰供給装置３から炉内Ｓへ灰Ａ（焼却灰及び飛灰）を投入する。そうすると、燃焼ガスＧにより炉内Ｓの流動媒体Ｂ′が激しい攪拌状態になっていると共に、炉内Ｓが低酸素状態になっている為、炉内Ｓに投入された灰Ａ中のダイオキシンは瞬時（０．５秒〜５秒）に分解されることになる。
【００２５】
ダイオキシンが分解された灰Ａの一部は、燃焼ガスＧにより流動媒体Ｂ′と一緒に炉内Ｓの上部領域へ吹き上げられる。又、流動層Ｂ内に残っている灰Ａは、底壁１０ｄに形成した灰取り出し口（図示省略）から流動媒体Ｂ′と一緒に取り出され、振動篩（図示省略）等によって流動媒体Ｂ′から分離された後、灰サイロ（図示省略）へ搬出される。更に、振動篩等によって分離された流動媒体Ｂ′は、炉内Ｓへ戻される。
【００２６】
燃焼ガスＧによって流動層Ｂから吹き上げられた一部の流動媒体Ｂ′及び灰Ａは、燃焼ガスＧと一緒に排出口１０ｂからサイクロン１１に導入され、ここで燃焼ガスから分離されてループシール部１２に落下した後、当該ループシール部１２から炉内Ｓへ戻される。このとき、一部の灰Ａは、サイクロン１１により分離されず、燃焼ガスＧに随伴されて排ガスダクト４へ排出される。
【００２７】
一方、サイクロン１１に於いて流動媒体Ｂ′及び灰Ａから分離された燃焼ガスＧは、排ガスＧ′となって熱交換器５に導かれ、ここで熱回収されてからガス冷却塔６に流入し、ガス冷却塔６内に於いて冷却水の噴霧若しくは冷却用空気によって後続のバグフィルター７の適性入口温度（１６０℃〜２００℃）にまで冷却される。
【００２８】
冷却された排ガスＧ′は、引き続きバグフィルター７に流入し、ここで排ガスＧ′中の灰Ａが除去された後、誘引ファン８により吸引される。誘引ファン８を通過した排ガスＧ′は、上述したように２系統に分けられ、一方は排ガス再循環ダクト９へ供給され、又、残りの排ガスＧ′は、排ガスダクト４から大気中へ排出される。
【００２９】
このように、上述したダイオキシン除去装置にあっては、灰Ａを流動媒体Ｂ′が激しく攪拌されている炉内Ｓに投入する為、灰Ａが瞬時に破砕昇温され、灰Ａ中のダイオキシンが短時間で分解されることになる。尚、分解に要する時間は、灰Ａ中のダイオキシン濃度に影響されるが、灰Ａが最大５秒程度炉内Ｓに存在すればダイオキシンを分解することができる。通常の一般ごみ焼却炉から排出される灰Ａを処理する場合、ダイオキシンを２秒以下で分解することができる。
【００３０】
【実施例】
上記構成のダイオキシン除去装置を用いて下記の条件で灰Ａを処理し、バグフィルター７の灰Ａを採取して灰Ａ中のダイオキシン量を測定すると、下記の表１に示すような値になった。
炉内Ｓの大きさ：内径３００ｍｍφ×高さ１０ｍ
灰量：１００ｋｇ／ｈ
炉内Ｓ温度：３００℃〜４５０℃
灰中ダイオキシン量：１２．５ｎｇ／ｇ
炉内Ｓガス速度：３ｍ／ｓ〜５ｍ／ｓ
理論滞留時間：２秒〜３．３秒
【００３１】
【表１】

【００３２】
表１からも明らかなように、灰Ａ中のダイオキシンを９９％以上除去することができ、前記ダイオキシン除去装置を用いれば、灰Ａ中のダイオキシンは略完全に分解されることになる。
【００３３】
尚、上記実施の形態に於いては、燃焼ガス供給装置２に熱風発生炉を使用したが、他の実施の形態に於いては、燃焼ガス供給装置２に層内バーナ（図示省略）を使用して炉内Ｓへ燃焼ガスＧを吹き込むようにしても良く、或いは燃焼ガス供給装置２に熱風発生炉と層内バーナの両方を使用し、炉内Ｓへ燃焼ガスＧを吹き込むようにしても良い。
【００３４】
又、上記実施の形態に於いては、排ガス再循環ダクト９にブースターファン１７を介設したが、他の実施の形態に於いては、このブースターファン１７を省略するようにしても良い。
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明の請求項１のダイオキシン除去方法は、循環流動層炉を使用し、炉内を所定温度に維持しつつ流動媒体を循環させ、ダイオキシンを含む焼却灰及び飛灰を流動媒体が激しく攪拌されている炉内に投入するようにしている為、焼却灰及び飛灰が瞬時に破砕昇温され、焼却灰及び飛灰中のダイオキシンは短時間で分解されることになる。
【００３６】
本発明の請求項２のダイオキシン除去方法は、循環流動層炉から排出された排ガスの一部を炉内へ再循環し、炉内の温度を３００℃〜５００℃に維持するようにしている為、炉内の状態をダイオキシンがより分解され易い状態にすることができ、ダイオキシンの分解がより確実に行われることになる。
【００３７】
本発明の請求項３のダイオキシン除去装置は、上記各方法を好適に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を実施する為のダイオキシン除去装置の概略系統図である。
【符号の説明】
１は循環流動層炉、２は燃焼ガス供給装置、３は灰供給装置、９は排ガス再循環ダクト、１８はガス流量調整ダンパ、Ａは灰（焼却灰及び飛灰）、Ｇは燃焼ガス、Ｇ′は排ガス、Ｂは流動層、Ｂ′は流動媒体、Ｓは炉内。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to incineration ash and fly ash generated by incineration of incinerated materials such as municipal waste, industrial waste, sludge (sewage sludge, industrial waste sludge), or incineration ash generated by combustion of fuel such as RDF and coal. The present invention relates to incinerated ash that can decompose dioxin contained in fly ash in a short time, a method for removing dioxin in fly ash, and an apparatus therefor.
[0002]
[Prior art]
Generally, dioxins are contained in incineration ash and fly ash discharged from a waste incinerator for incinerating municipal waste and industrial waste. Such incineration ash and fly ash should be avoided by landfill because it causes environmental pollution.
[0003]
Therefore, conventionally, incineration ash discharged from a garbage incinerator or the like and dioxin in fly ash are removed.
Conventional methods for removing dioxins in incineration ash and fly ash include (1) a method of melting incineration ash and fly ash using a melting furnace such as a plasma melting furnace or a surface melting furnace, and (2) incineration ash. And a method of injecting chemicals into fly ash, (3) a method of decomposing dioxin by heating incineration ash and fly ash with a thermal decomposition treatment device, and the like.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the method (1) described above has a problem that the incineration ash and fly ash must be melted at a high temperature of 1100 ° C. to 1400 ° C., so that the equipment becomes large and the maintenance cost is high.
Further, the method (2) has a problem that a huge amount of money is required for maintenance because the chemicals used are very expensive.
Furthermore, the method (3) uses a device that maintains the temperature while stirring the incinerated ash and fly ash. However, since the reaction time is about one hour, the device itself becomes large and the operation method is also skilled. There was a problem that it was necessary.
[0005]
The present invention has been made in view of such problems, and the purpose thereof is incineration ash that enables good and reliable decomposition of dioxin contained in incineration ash and fly ash in a short time. Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for removing dioxins in fly ash.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 of the present application forms a fluidized bed by a fluidized medium in the lower region of the furnace, and is blown up from the fluidized bed and discharged from the upper part of the furnace together with the combustion gas. A circulating fluidized bed furnace in which the fluidized medium is returned to the fluidized bed is used, the combustion gas is supplied from the combustion gas supply device to the lower part of the fluidized bed to flow the fluidized medium, and the furnace temperature is increased to 300 ° C to 500 ° C. After that, incineration ash and fly ash are added to the upper part of the fluidized bed and heated in the furnace body, and a part of the clean exhaust gas discharged from the circulating fluidized bed furnace and dedusted is removed from the high temperature exhaust gas. After heating to 300 ° C. to 400 ° C. with heat, it is supplied below the fluidized bed, and the furnace temperature is maintained at 300 ° C. to 500 ° C. by adjusting the supply amount of the recirculated exhaust gas. Dioxy in ash Decomposing the one in which the basic structure of the invention.
[0007]
The invention of claim 2 forms a fluidized bed by a fluidized medium in the lower region in the furnace, and returns the fluidized medium blown up from the fluidized bed and discharged from the upper part of the furnace together with the combustion gas to the fluidized bed. A circulating fluidized bed furnace, a combustion gas supply device for supplying combustion gas to the fluidized bed of the circulating fluidized bed furnace, an ash supply device for supplying incinerated ash and fly ash to the lower region of the furnace, and a circulating fluidized bed furnace Exhaust gas recirculation duct for supplying a part of clean exhaust gas discharged from the exhaust gas to the fluidized bed of the circulating fluidized bed furnace, a gas flow rate adjusting damper interposed in the exhaust gas recirculating duct, and the exhaust gas of the circulating fluidized bed A basic structure of the present invention includes a heat exchanger that is interposed in a duct and heats a part of clean exhaust gas supplied to the fluidized bed of the circulating fluidized bed furnace by the heat of high-temperature exhaust gas. .
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic system diagram of a dioxin removal apparatus for carrying out the method of the present invention. The dioxin removal apparatus is a circulation in which a fluid medium B ′ (usually sand with an average particle diameter of 100 μm to 1 mm) circulates. The fluidized bed furnace 1 is provided with a combustion gas supply device 2 and an ash supply device 3, respectively, and a heat exchanger 5, a gas cooling tower 6, a bag filter 7, and an exhaust gas outlet 4 are connected to an exhaust gas outlet of the circulating fluidized bed furnace 1. The induction fan 8 is sequentially connected in series, the exhaust gas duct 4 on the downstream side of the induction fan 8 and the circulating fluidized bed furnace 1 are connected by the exhaust gas recirculation duct 9, and a part of the exhaust gas G ′ is connected to the circulating fluidized bed furnace 1. The fluidized medium B ′ is circulated while maintaining the inside S of the circulating fluidized bed furnace 1 at a predetermined temperature, and incinerated ash and fly ash containing dioxin (hereinafter referred to as ash A). Fluid medium B 'is intense Is obtained so as to decompose the dioxins in the ash A is charged into the furnace S being stirred.
[0010]
The circulating fluidized bed furnace 1 includes a furnace main body 10, a cyclone 11, a loop seal portion 12, and the like. The circulating fluidized bed furnace 1 is flowed by a fluid medium B 'by a combustion gas G jetted into the furnace S in a lower region of the furnace S. In addition to forming the layer B, a part of the fluidized medium B ′ is blown up from the fluidized bed B to the upper region of the furnace S, and this fluidized medium B ′ is discharged together with the combustion gas G from the upper part of the furnace body 10. It is configured to return to the fluidized bed B.
[0011]
A supply port 10a for introducing ash A into the furnace S is formed at a lower position of the peripheral wall of the furnace body 10, and a combustion gas G and a fluid medium B ′ are formed at an upper position of the peripheral wall of the furnace body 10. A discharge port 10b for discharging the etc. is formed.
Further, a lower portion of the bottom wall 10d of the furnace body 10 is formed in a wind box 10c for supplying the combustion gas G to the furnace S. A plurality of flow nozzles 13 for uniformly supplying the combustion gas G to the furnace interior S are arranged on the bottom wall 10d separating the wind box 10c and the furnace interior S, and are ejected from the fluid nozzle 13 to the furnace interior S. The fluidized bed B (dense layer) is formed by the fluidized medium B ′ in the lower region of the furnace interior S by the burned combustion gas G.
Further, a return port 10e for the fluid medium B ′ is formed at a position substantially on the peripheral wall of the furnace body 10 and facing the supply port 10a.
[0012]
The cyclone 11 is connected to the discharge port 10b of the furnace body 10, and separates the fluid medium B 'and the ash A from the combustion gas G, the fluid medium B' and the ash A discharged from the discharge port 10b. It is circulated into the furnace body 10.
[0013]
The loop seal portion 12 is provided between the lower end portion of the cyclone 11 and the return port 10e of the fluid medium B ′ of the furnace body 10, and the fluid medium B ′ provides a space between the furnace S and the cyclone 11 inside. The fluid medium B ′ is returned to the inside S of the furnace while sealing, and has a trap structure including a partition wall 12a and an overflow portion 12b in a sealed container.
[0014]
The combustion gas supply device 2 supplies the combustion gas G to the fluidized bed B of the circulating fluidized bed furnace 1. In this embodiment, the combustion gas supply device 2 uses a hot air generator. ing. That is, the combustion gas supply device 2 is composed of a hot stove main body 2a connected to the wind box 10c and a burner 2b provided on the hot stove main body 2a. The high-temperature (800 ° C. to 900 ° C.) combustion gas G generated in the combustion gas supply device 2 is supplied from the wind box 10c to the furnace S through the fluid nozzle 13, and a fluidized bed B is formed in the lower region of the furnace S. Is supposed to form.
Further, a combustion air supply duct 14 and a pushing fan 15 are connected to the burner 2b so that combustion air can be supplied to the burner 2b. The air volume adjustment of the combustion air is performed by controlling an air volume adjustment damper 16 interposed in the combustion air supply duct 14 in accordance with the fuel amount of the burner 2b.
As the burner 2b, an oil burner using a liquid fuel such as heavy oil or kerosene as a fuel or a gas burner using a gas such as natural gas as a fuel is used.
[0015]
The ash supply device 3 supplies ash A to the lower region of the inside S of the circulating fluidized bed furnace 1, and is connected to the chute 3a connected to the supply port 10a of the furnace body 10 and the chute 3a. It comprises a feeder 3b (rotary feeder or screw feeder) for supplying ash A to the furnace S in a fixed quantity.
[0016]
The exhaust gas recirculation duct 9 recirculates a part of the clean exhaust gas G ′ discharged from the circulating fluidized bed furnace 1 and dedusted to the fluidized bed B of the circulating fluidized bed furnace 1 to increase the temperature in the furnace S to 300. One end is connected to the exhaust gas duct 4 on the downstream side of the induction fan 8 in a branched manner, and the other end is connected to the wind box 10c in a communication manner. Yes.
Further, the exhaust gas recirculation duct 9 passes through the heat exchanger 5, and clean exhaust gas G 'dedusted by the back filter 7 is heated to 300 ° C to 400 ° C by the heat exchanger 5 to the wind box 10c. It can be supplied.
Further, the exhaust gas recirculation duct 9 is provided with a booster fan 17 and a gas flow rate adjusting damper 18 in the middle thereof, and adjusts the amount of the exhaust gas G ′ supplied to the wind box 10c to adjust the temperature of the furnace S. It is comprised so that it can maintain at predetermined | prescribed temperature (300 degreeC-500 degreeC).
[0017]
The amount of exhaust gas G ′ supplied from the exhaust gas recirculation duct 9 to the wind box 10c is adjusted so that the temperature in the lower region of the furnace S is maintained at 300 ° C. to 500 ° C., preferably 350 ° C. to 450 ° C. Has been. The adjustment of the exhaust gas G ′ is performed by detecting the temperature in the furnace S with a temperature detector (not shown) and controlling a gas flow rate adjusting damper 18 provided in the exhaust gas recirculation duct 9 based on the detected temperature. Has been done.
[0018]
In addition, a furnace pressure control damper 19 is interposed in the exhaust gas duct 4 on the downstream side of the induction fan 8, and the inside of the furnace S has a negative pressure (-2 mmH ₂ O to −20 mmH during operation of the circulating fluidized bed furnace 1. The amount of exhaust gas G ′ discharged to the atmosphere is adjusted so as to be maintained at ₂ O). The adjustment of the exhaust gas G ′ is performed by detecting the pressure in the furnace S with the pressure detector 20 and controlling the furnace pressure control damper 19 with the pressure detector based on the detected pressure.
Further, in the circulating fluidized bed furnace 1, the speed of the combustion gas G in the furnace S is adjusted so as to be 1 m / s to 10 m / s.
Further, an ash takeout port (not shown) is formed in the bottom wall 10d of the furnace body 10, and the ash A in the fluidized bed B passes through the ash takeout port together with a part of the fluid medium B '. To be derived. After the ash A and the fluid medium B ′ led out of the furnace are separated into the ash A and the fluid medium B ′ by a vibrating sieve (not shown), the fluid medium B ′ is returned to the furnace S, and The ash A is stored in an ash silo (not shown) or the like.
[0019]
Next, the case where the ash A (incineration ash and fly ash) discharged | emitted from the waste incinerator is processed using the dioxin removal apparatus mentioned above is demonstrated.
[0020]
In the dioxin removing device, when the induction fan 8 and the pushing fan 15 are started and the combustion gas supply device 2 is operated to generate the combustion gas G, the combustion gas G passes through the flow nozzle 13 from the wind box 10c. Then, the fluidized medium B ′ that is evenly blown into the furnace S is caused to flow, and a fluidized bed B is formed in the lower region of the furnace S, and a part of the fluidized medium B ′ is formed. Is blown up from the fluidized bed B to the upper region of the furnace S by the combustion gas G. At this time, the fluid medium B ′ is blown up to the upper region of the furnace S while being vigorously stirred by the combustion gas G ejected from the fluid nozzle 13.
[0021]
The fluidized medium B ′ blown up from the fluidized bed B is introduced into the cyclone 11 through the discharge port 10b together with the combustion gas G, and is separated from the combustion gas G and dropped onto the loop seal portion 12, and then the loop seal. The part 12 is returned to the furnace S.
[0022]
On the other hand, the combustion gas G separated from the fluid medium B ′ in the cyclone 11 becomes exhaust gas G ′, passes through the heat exchanger 5, the gas cooling tower 6, the bag filter 7 and the induction fan 8, and then into two systems. Divided. That is, a part of the combustion gas G is supplied to the exhaust gas recirculation duct 9, and the remaining exhaust gas G ′ is discharged from the exhaust gas duct 4 into the atmosphere.
[0023]
The exhaust gas G ′ supplied to the exhaust gas recirculation duct 9 is heated to 300 ° C. to 400 ° C. through the heat exchanger 5 and then supplied to the wind box 10c. In the wind box 10c, the combustion gas After being mixed with the combustion gas G from the supply device 2, it is supplied from the fluid nozzle 13 to the furnace S. The amount of the exhaust gas G ′ at this time is adjusted by the gas flow rate adjusting damper 18 so that the temperature in the lower region of the furnace S is 300 ° C. to 500 ° C., preferably 350 ° C. to 450 ° C. By supplying the exhaust gas G ′ to the furnace S, the fuel consumption can be reduced and the oxygen concentration in the furnace S can be kept low.
[0024]
And when the temperature of the lower area | region of the furnace S becomes predetermined temperature, the ash A (incineration ash and fly ash) is thrown into the furnace S from the ash supply apparatus 3. FIG. Then, since the fluid medium B ′ in the furnace S is vigorously stirred by the combustion gas G, and the furnace S is in a low oxygen state, the dioxin in the ash A charged into the furnace S is It will be decomposed instantly (0.5 to 5 seconds).
[0025]
A part of the ash A in which the dioxins are decomposed is blown up by the combustion gas G together with the fluidized medium B ′ to the upper region of the furnace S. Further, the ash A remaining in the fluidized bed B is taken out together with the fluidized medium B ′ from an ash outlet (not shown) formed in the bottom wall 10d, and is fluidized by a vibrating sieve (not shown) or the like. After being separated from the ash, it is carried out to an ash silo (not shown). Further, the fluidized medium B ′ separated by the vibrating sieve or the like is returned to the furnace S.
[0026]
A part of the fluidized medium B ′ and ash A blown up from the fluidized bed B by the combustion gas G are introduced into the cyclone 11 from the exhaust port 10b together with the combustion gas G, and are separated from the combustion gas here to be loop seal portions. After falling to 12, the loop seal portion 12 returns to the furnace S. At this time, a part of the ash A is not separated by the cyclone 11 but is accompanied by the combustion gas G and discharged to the exhaust gas duct 4.
[0027]
On the other hand, the combustion gas G separated from the fluidized medium B ′ and the ash A in the cyclone 11 becomes exhaust gas G ′ and is led to the heat exchanger 5 where it is recovered and then flows into the gas cooling tower 6. Then, in the gas cooling tower 6, it is cooled to a suitable inlet temperature (160 ° C. to 200 ° C.) of the subsequent bag filter 7 by spraying cooling water or cooling air.
[0028]
The cooled exhaust gas G ′ continues to flow into the bag filter 7 where the ash A in the exhaust gas G ′ is removed and then sucked by the attracting fan 8. The exhaust gas G ′ that has passed through the induction fan 8 is divided into two systems as described above, one of which is supplied to the exhaust gas recirculation duct 9 and the remaining exhaust gas G ′ is discharged from the exhaust gas duct 4 into the atmosphere. The
[0029]
As described above, in the dioxin removing apparatus described above, the ash A is charged into the furnace S in which the fluid medium B ′ is vigorously stirred. Will be decomposed in a short time. The time required for the decomposition is affected by the dioxin concentration in the ash A. However, if the ash A exists in the furnace S for about 5 seconds at the maximum, the dioxin can be decomposed. When processing the ash A discharged from a normal general waste incinerator, dioxins can be decomposed in 2 seconds or less.
[0030]
【Example】
When the ash A was processed under the following conditions using the dioxin removal apparatus having the above configuration, the ash A of the bag filter 7 was collected and the amount of dioxin in the ash A was measured, and the values shown in Table 1 below were obtained. It was.
Size of furnace S: Inner diameter 300mmφ x Height 10m
Ash amount: 100 kg / h
In-furnace S temperature: 300 ° C to 450 ° C
Dioxin content in ash: 12.5 ng / g
In-furnace S gas velocity: 3 m / s to 5 m / s
Theoretical residence time: 2 seconds to 3.3 seconds
[Table 1]

[0032]
As is clear from Table 1, 99% or more of dioxins in the ash A can be removed, and if the dioxin removing device is used, the dioxins in the ash A are almost completely decomposed.
[0033]
In the above embodiment, a hot-air generating furnace is used for the combustion gas supply device 2, but in other embodiments, an in-layer burner (not shown) is used for the combustion gas supply device 2. Then, the combustion gas G may be blown into the furnace S, or both the hot air generating furnace and the in-layer burner are used for the combustion gas supply device 2 and the combustion gas G is blown into the furnace S. good.
[0034]
In the above embodiment, the booster fan 17 is provided in the exhaust gas recirculation duct 9. However, in another embodiment, the booster fan 17 may be omitted.
[0035]
【The invention's effect】
As apparent from the above description, the dioxin removal method according to claim 1 of the present invention uses a circulating fluidized bed furnace, circulates a fluid medium while maintaining the inside of the furnace at a predetermined temperature, and incineration ash containing dioxin. In addition, the incineration ash and fly ash are instantly crushed and heated, and the dioxins in the incineration ash and fly ash are decomposed in a short time. Will be.
[0036]
In the dioxin removal method according to claim 2 of the present invention, a part of the exhaust gas discharged from the circulating fluidized bed furnace is recirculated into the furnace so that the temperature in the furnace is maintained at 300 ° C to 500 ° C. The state in the furnace can be made into a state in which dioxins are more easily decomposed, and the dioxins are more reliably decomposed.
[0037]
The dioxin removing apparatus according to claim 3 of the present invention can suitably carry out the above methods.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic system diagram of a dioxin removing apparatus for carrying out the method of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 is a circulating fluidized bed furnace, 2 is a combustion gas supply device, 3 is an ash supply device, 9 is an exhaust gas recirculation duct, 18 is a gas flow rate adjustment damper, A is ash (incineration ash and fly ash), G is combustion gas, G ′ is exhaust gas, B is a fluidized bed, B ′ is a fluidized medium, and S is in the furnace.

Claims

A circulating fluidized bed furnace in which a fluidized bed is formed by a fluidized medium in the lower region of the furnace, and the fluidized medium blown up from the fluidized bed and discharged from the upper part of the furnace together with the combustion gas is returned to the fluidized bed. The combustion gas is supplied from the combustion gas supply device to the lower part of the fluidized bed to cause the fluidized medium to flow, and the furnace temperature is raised to 300 ° C to 500 ° C. Is heated in the furnace body, and part of the clean exhaust gas discharged from the circulating fluidized bed furnace and dedusted is heated to 300 ° C. to 400 ° C. by the heat of the high temperature exhaust gas, Incineration ash characterized by decomposing incineration ash and dioxin in fly ash while maintaining the furnace temperature at 300 ° C. to 500 ° C. by supplying downward and adjusting the supply amount of the recirculated exhaust gas In fly ash Iokishin removal method.

A circulating fluidized bed furnace in which a fluidized bed is formed by a fluidized medium in a lower region in the furnace, and the fluidized medium blown up from the fluidized bed and discharged from the upper part of the furnace together with the combustion gas is returned to the fluidized bed; The combustion gas supply device for supplying combustion gas to the fluidized bed of the circulating fluidized bed furnace, the ash supply device for supplying incinerated ash and fly ash to the lower region in the furnace, and the dust discharged from the circulating fluidized bed furnace An exhaust gas recirculation duct for supplying a part of clean exhaust gas to the fluidized bed of the circulating fluidized bed furnace, a gas flow rate adjusting damper interposed in the exhaust gas recirculating duct, and an exhaust gas duct in the circulating fluidized bed A device for removing dioxins in incinerated ash and fly ash, comprising a heat exchanger that heats a part of the clean exhaust gas supplied to the fluidized bed of the circulating fluidized bed furnace by the heat of the exhaust gas .