JP3762458B2 - Denitration method in incinerator - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば下水汚泥焼却施設近くに嫌気性汚泥消化施設を持つ下水処理施設や、嫌気性汚泥消化施設を持つ下水処理施設とごみ焼却施設が近傍にある場合や、ごみ焼却施設内に嫌気性汚泥消化施設を持つ場合に利用される焼却炉内脱硝方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えばごみ焼却炉に於いては、メタンを含むガスを吹き込み、メタンの還元作用を利用して焼却炉から発生するNOxを還元する技術が知られている。然しながら、実際の利用方法としては、焼却炉のガス量に対してメタンの使用量が少ない為に、炉内のメタンとの排ガスの混合攪拌を目的として、焼却炉からの排ガスの一部を再循環させてここにメタンガスを混入して炉内に吹き込む方法が行われている。再循環ガスの主な組成は、N2 50〜60%、CO2 12〜15%、O2 6〜10%、H2O 20〜25%であり、更に数十〜数百ppmのHClやSOxが含まれている。メタンガスの供給としては、一般に都市ガス(天然ガス)が用いられている。
一方、嫌気性汚泥消化槽は、下水処理施設等で発生(又は沈殿)する汚泥を嫌気性雰囲2に置いてメタンを発生させるものであり、その発生したガスの組成は、メタン57〜62%、CO2 33〜38%、H2 0〜2%、N2 0〜6%となっている。このガスをそのままボイラ等の燃料に用いる場合もあるが、ガスをメタンとCO2に膜分離し、ガス中のメタン濃度を77〜85%まで上げて(燃料としてのカロリーを上げて)燃料として利用し、又、分離したCO2を嫌気性汚泥消化槽に戻し、メタンを増加させる技術もある。この場合、CO2過剰側ガスにもメタンが20〜30%含まれる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、例えば都市ごみ焼却炉の炉内にメタンガスを吹き込んで脱硝する場合、メタンガスとして都市ガスを使用するとランニングコストが増える。更に、メタンガスを炉内に吹き込むと共に、攪拌する為に焼却炉からの排ガスの一部を再循環して用いる事が多いが、再循環ガスにはO2が6〜10%含まれているので、還元雰囲気にして脱硝効果を上げる為にはメタンの使用量が増える。又、再循環ガスは、腐食性の為に送風機やダクト等の腐食対策が必要であった。
本発明は、叙上の問題点に鑑み、これを解消する為に創案されたもので、その目的とする処は、他の脱硝装置が不要となり、メタン脱硝時に使用する都市ガスを削減でき、脱消に使用するメタンガスを低減でき、再循環ガスの使用に依る腐食対策をする必要がない様にした焼却炉内脱硝方法を提供するにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、嫌気性汚泥消化槽に於いて発生するガスをガス分離装置に依りメタン過剰側ガスとCO2 過剰側ガスとに分離した後、前記CO2 過剰側ガスを焼却炉内に吹き込むと共に、メタン過剰側ガスをボイラ等の燃料に利用する事を発明の基本構成とするものである。
また、請求項2の発明は、嫌気性汚泥消化槽に於いて発生するガスをガス分離装置に依りメタン過剰側ガスとCO2 過剰側ガスとに分離した後、前記CO2 過剰側ガスを炉内脱硝用として焼却炉内に吹き込むと共に、メタン過剰側ガスをボイラ等の燃料に利用し、この燃焼排ガスを炉内脱硝用のCO2 過剰側ガスの撹拌用として焼却炉内に吹き込む事を発明の基本構成とするものである。
【0005】
請求項1に記載の発明は、嫌気性汚泥消化槽に於いて発生するガスが多く、ガス分離装置で分離したCO 2 過剰側ガスに含まれるメタンで焼却炉内脱硝が可能な場合に好適であり、CO 2 過剰ガスは攪拌用として利用される。
請求項2に記載の発明は、嫌気性汚泥消化槽に於いて発生するガスをガス分離装置で分離したメタン過剰側ガスを炉内脱硝用とし、残りをボイラ等(焼却炉で発生した蒸気の加熱用を含む、以下同様)の燃料として使用し、この燃焼排ガスを炉内攪拌用として用いる場合に好適である。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の方法を実施した第一例の焼却炉内脱硝装置を示す概要図である。
当該焼却炉内脱硝装置1は、本発明のうち請求項1記載の発明の方法を実施するものであり、焼却炉2、嫌気性汚泥消化槽3、脱硫装置6、ガス分離装置8、配管9,10,11とからその主要部が構成されている。
焼却炉2は、ストーカ5を備えて焼却施設を為している。嫌気性汚泥消化槽3は、脱硫装置6とガスタンク7を備えており、嫌気性汚泥消化槽3に於いて発生したガスAは、脱硫装置6に依り脱硫されてガスタンク7に一時貯留された後、配管9を経てガス分離装置8へ送られる。
ガス分離装置8は、ガス分離膜等から成り、一つの入口と二つの出口を備えている。配管9は、ガスタンク7とガス分離装置8の入口を接続するものである。配管10は、ガス分離装置8の一方の出口と焼却炉2を接続するものである。配管11は、ガス分離装置8の他方の出口とボイラ等(図示せず)を接続するものである。
【0007】
この例では、嫌気性汚泥消化槽3に於いて発生したガスAは、脱硫装置6に依り脱硫されてガスタンク7に一時貯留された後、配管9を経てガス分離装置8に依りCO2過剰側ガスBとメタン過剰側ガスCに分離され、CO2過剰側ガスBが炉内脱硝用に使用され、配管10を経て焼却炉2の炉内に吹き込まれる。メタン過剰側ガスCは、配管11を経てボイラ等(図示せず)に供給されて燃料として利用される。
【0008】
図2は、本発明の方法を実施した第二例の焼却炉内脱硝装置を示す概要図である。
当該焼却炉内脱硝装置1は、本発明の請求項2記載の発明の方法を実施するものであり、焼却炉2、嫌気性汚泥消化槽3、ガス分離装置8、ボイラ等12、配管9,10,11,13とからその主要部が構成されている。
配管11は、ガス分離装置8の他方の出口とボイラ等12を接続するものである。配管13は、ボイラ等12と配管10の途中を接続するものである。その他は、先の例と同様である。
この例では、嫌気性汚泥消化槽3に於いて発生したガスAは、脱硫装置6に依り脱硫されてガスタンク7に一時貯留された後、配管9を経てガス分離装置8に依りCO2過剰側ガスBとメタン過剰側ガスCに分離され、CO2過剰側ガスBが炉内脱硝用に使用され、配管10を経て焼却炉2の炉内に吹き込まれる。メタン過剰側ガスCは、配管11を経てボイラ等12に供給されて燃料として燃焼された後、その排ガスDが配管13を経て配管10に送られ、CO2過剰側ガスBを混合されて焼却炉2の炉内に吹き込まれる。
【0009】
図3は、本発明の方法を実施した第三例の焼却炉内脱硝装置を示す概要図である。
当該焼却炉内脱硝装置1は、先の例と同様に、本発明のうち請求項2記載の発明の方法を実施するものであり、焼却炉2、嫌気性汚泥消化槽3、ガス分離装置8、ボイラ等12、配管9,10,11,14とからその主要部が構成されている。
配管14は、ボイラ等12と焼却炉2を直接接続するものである。その他は、先の例と同様である。
この例では、嫌気性汚泥消化槽3に於いて発生したガスAは、脱硫装置6に依り脱硫されてガスタンク7に一時貯留された後、配管9を経てガス分離装置8に依りCO2過剰側ガスBとメタン過剰側ガスCに分離され、CO2過剰側ガスBが炉内脱硝用にされ、配管10を経て焼却炉2の炉内に吹き込まれる。メタン過剰側ガスCは、配管11を経てボイラ等12に供給されて燃料として燃焼された後、その排ガスDが配管14を経て単独で焼却炉2の炉内に吹き込まれる。
【0010】
図4は、嫌気性汚泥消化槽に於いて発生したガスAを用いた焼却炉内脱硝装置の参考例を示す概要図である。
当該焼却炉内脱硝装置1は、焼却炉2、嫌気性汚泥消化槽3、ボイラ等12、配管9,10,11,13とからその主要部が構成されている。
配管9は、ガスタンク7と分岐点15を接続するものである。配管10は、分岐点15と焼却炉2を接続するものである。配管11は、分岐点15とボイラ等12を接続するものである。配管13は、ボイラ等12と配管10の途中を接続するものである。
この参考例では、嫌気性汚泥消化槽3に於いて発生したガスAは、脱硫装置6に依り脱硫されてガスタンク7に一時貯留された後、配管9を経て分岐点15でガスEとガスFに二分割され、一方のガスEが炉内脱硝用にされ、配管10を経て焼却炉2の炉内に吹き込まれる。他方のガスFは、配管11を経てボイラ等12に供給されて燃料として燃焼された後、その排ガスDが配管13を経て配管10に送られ、一方のガスEと混合されて焼却炉2の炉内に吹き込まれる。
【0011】
図5は、嫌気性汚泥消化槽に於いて発生したガスAを用いた焼却炉内脱硝装置の他の参考例を示す概要図である。
当該焼却炉内脱硝装置1は、焼却炉2、嫌気性汚泥消化槽3、ボイラ等12、配管9,10,11,14とからその主要部が構成されている。
配管14は、ボイラ等12と焼却炉2を直接接続するものである。
この例では、嫌気性汚泥消化槽3に於いて発生したガスAは、脱硫装置6に依り脱硫されてガスタンク7に一時貯留された後、配管9を経て分岐点15でガスEとガスFに二分割され、一方のガスFが炉内脱硝用にされ、配管10を経て焼却炉2の炉内に吹き込まれる。他方のガスFは、配管11を経てボイラ等12に供給されて燃料として燃焼された後、その排ガスDが配管14を経て単独で焼却炉2の炉内に吹き込まれる。
【0012】
図6は、嫌気性汚泥消化槽に於いて発生したガスAを用いた燃焼炉内脱硝装置の更に他の参考例を示す概要図である。
当該焼却炉内脱硝装置1は、焼却炉2、嫌気性汚泥消化槽3、ボイラ等12、都市ガス源16、配管17,18,19とからその主要部が構成されている。
都市ガス源16は、都市ガス(天然ガス)Gを供給するものである。配管17は、都市ガス源16と焼却炉2を接続するものである。配管18は、ガスタンク7とボイラ等12を接続するものである。配管19は、ボイラ等12と配管17の途中を接続するものである。
この例では、都市ガス源16からの都市ガスGは、配管17を経て焼却炉2の炉内に吹き込まれる。嫌気性汚泥消化槽3に於いて発生したガスAは、脱硫装置6に依り脱硫されてガスタンク7に一時貯留された後、配管18を経てボイラ等12に供給されて燃料として燃焼された後、その排ガスDが配管19を経て配管17に送られ、都市ガス源16からの都市ガスGと混合されて焼却炉2の炉内に吹き込まれる。
【0013】
図7は、嫌気性汚泥消化槽に於いて発生したガスAを用いた焼却炉内脱硝装置の第四参考例を示す概要図である。
当該焼却炉内脱硝装置1は、焼却炉2、嫌気性汚泥消化槽3、ボイラ等12、都市ガス源16、配管17,18,20とからその主要部が構成されている。
配管20は、ボイラ等12と焼却炉2を直接接続するものである。
この例では、都市ガス源16からの都市ガスGは、配管17を経て焼却炉2の炉内に吹き込まれる。嫌気性汚泥消化槽3に於いて発生したガスAは、脱硫装置6に依り脱硝されてガスタンク7に一時貯留された後、配管18を経てボイラ等12に供給されて燃料として燃焼された後、その排ガスDが配管20を経て単独で焼却炉2の炉内に吹き込まれる。
【0014】
【発明の効果】
以上、既述した如く、本発明に依れば、次の様な優れた効果を奏する事ができる。
(1) 嫌気性汚泥消化槽に於いて発生するガスを焼却炉内に吹き込んで脱硝に利用する様にしたので、他の脱硝装置が不要となると共に、メタン脱硝時に使用する都市ガスを削減できる。
(2) 嫌気性汚泥消化槽に於いて発生するガスを焼却炉内に吹き込んで脱硝に利用する様にしたので、再循環ガスも不要となり、従来に比べて脱硝に使用するメタンガスを低減できる事からランニングコストの低減を図ると共に、再循環ガスの使用に依る腐食対策をする必要もない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の方法を実施した第一例の焼却炉内脱硝装置を示す概要図。
【図2】 本発明の方法を実施した第二例の焼却炉内脱硝装置を示す概要図。
【図3】 本発明の方法を実施した第三例の焼却炉内脱硝装置を示す概要図。
【図4】 嫌気性汚泥消化槽に於いて発生したガスAを用いた焼却炉内脱硝装置の参考例を示す概要図。
【図5】 嫌気性汚泥消化槽に於いて発生したガスAを用いた焼却炉内脱硝装置の他の参考例を示す概要図。
【図6】 嫌気性汚泥消化槽に於いて発生したガスAを用いた焼却炉内脱硝装置の更に他の参考例を示す概要図。
【図7】 嫌気性汚泥消化槽に於いて発生したガスAを用いた焼却炉内脱硝装置の第四参考例を示す概要図。
【符号の説明】
1…焼却炉内脱硝装置、2…焼却炉、3…嫌気性汚泥消化槽、四,9,10,11,13,14,17,18,19,20…配管、5…ストーカ、6…脱硫装置、7…ガスタンク、8…ガス分離装置、12…ボイラ等、15…分岐点、16…都市ガス源、A,E,F…ガス、B…CO2過剰側ガス、C…メタン過剰側ガス、D…排ガス、G…都市ガス。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention can be applied to, for example, a sewage treatment facility having an anaerobic sludge digestion facility near a sewage sludge incineration facility, a sewage treatment facility having an anaerobic sludge digestion facility and a waste incineration facility in the vicinity, or anaerobic in the waste incineration facility. The present invention relates to a denitration method in an incinerator that is used when having a digestive sludge digestion facility.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, in a garbage incinerator, a technique is known in which a gas containing methane is blown and NO x generated from the incinerator is reduced using the reduction action of methane. However, in actual use, since the amount of methane used is small relative to the amount of gas in the incinerator, a part of the exhaust gas from the incinerator is reused for the purpose of mixing and stirring the exhaust gas with methane in the furnace. A method of circulating and mixing methane gas into the furnace is performed. The main composition of the recycle gas is N 2 50-60%, CO 2 12-15%, O 2 6-10%, H 2 O 20-25%, and several tens to several hundred ppm of HCl and SOx is included. City gas (natural gas) is generally used as the supply of methane gas.
On the other hand, an anaerobic sludge digestion tank is one in which sludge generated (or precipitated) in a sewage treatment facility or the like is placed in the
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, for example, when methane gas is blown into a municipal waste incinerator to perform denitration, running cost increases when city gas is used as methane gas. In addition, methane gas is blown into the furnace and a part of the exhaust gas from the incinerator is often recirculated for stirring, but the recirculated gas contains 6 to 10% of O 2 . In order to increase the denitration effect in a reducing atmosphere, the amount of methane used increases. Further, since the recirculated gas is corrosive, it is necessary to take measures against corrosion of a blower or a duct.
The present invention was devised in view of the above-mentioned problems, and was devised to solve this problem. The purpose of the process is that no other denitration device is required, and the city gas used during methane denitration can be reduced. An object of the present invention is to provide a denitration method in an incinerator that can reduce methane gas used for decontamination and eliminates the need for countermeasures against corrosion by using recirculated gas.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The invention of
The invention of
[0005]
The invention described in
According to the second aspect of the present invention, the methane excess side gas obtained by separating the gas generated in the anaerobic sludge digester by the gas separator is used for denitration in the furnace, and the rest is used for boiler or the like (steam generated in the incinerator). It is suitable for use as a fuel for heating (including the following), and using this combustion exhaust gas for stirring in the furnace.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an incinerator denitration apparatus of a first example in which the method of the present invention is implemented.
The in-furnace in-
The
The
[0007]
In this example, the gas A generated in the anaerobic
[0008]
Figure 2 is a schematic diagram showing an incinerator in denitration apparatus of the second example was carried out the method of the present invention.
The in-
The
In this example, the gas A generated in the anaerobic
[0009]
Figure 3 is a schematic diagram showing an incinerator in denitration apparatus of the third example was carried out the method of the present invention.
The in-
The
In this example, the gas A generated in the anaerobic
[0010]
FIG. 4 is a schematic diagram showing a reference example of the in-furnace denitration apparatus using the gas A generated in the anaerobic sludge digestion tank.
The in-
The
In this reference example, the gas A generated in the
[0011]
FIG. 5 is a schematic view showing another reference example of the in-furnace denitration apparatus using the gas A generated in the anaerobic sludge digestion tank.
The
The
In this example, the gas A generated in the
[0012]
FIG. 6 is a schematic view showing still another reference example of the denitration apparatus in the combustion furnace using the gas A generated in the anaerobic sludge digestion tank.
The
The
In this example, the city gas G from the
[0013]
FIG. 7 is a schematic diagram showing a fourth reference example of the in-furnace denitration apparatus using the gas A generated in the anaerobic sludge digestion tank.
The
The
In this example, the city gas G from the
[0014]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following excellent effects can be obtained.
(1) Since the gas generated in the anaerobic sludge digester is blown into the incinerator and used for denitration, other denitration equipment becomes unnecessary and city gas used for methane denitration can be reduced. .
(2) Since the gas generated in the anaerobic sludge digester is blown into the incinerator and used for denitration, no recirculation gas is required and methane gas used for denitration can be reduced compared to the conventional method. Therefore, it is not necessary to reduce running costs and to take countermeasures against corrosion by using recirculated gas.
[Brief description of the drawings]
First example schematic diagram illustrating incinerator in denitration apparatus in which the method was performed in the present invention; FIG.
Second example schematic diagram illustrating incinerator in denitration apparatus in which the method was performed in the present invention; FIG.
Third example schematic diagram illustrating incinerator in denitration apparatus in which the method was performed in the present invention; FIG.
FIG. 4 is a schematic view showing a reference example of a denitration apparatus in an incinerator using gas A generated in an anaerobic sludge digestion tank .
FIG. 5 is a schematic diagram showing another reference example of a denitration apparatus in an incinerator using gas A generated in an anaerobic sludge digestion tank.
FIG. 6 is a schematic view showing still another reference example of the in-furnace denitration apparatus using the gas A generated in the anaerobic sludge digestion tank .
FIG. 7 is a schematic diagram showing a fourth reference example of a denitration apparatus in an incinerator using gas A generated in an anaerobic sludge digester.
[Explanation of symbols]
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