JP3791954B2 - 燃焼排ガスの処理方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物焼却炉等から排出される燃焼排ガスの処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄物焼却炉等から排出される燃焼排ガス中には、大量のダストの他に、SO_x 、NO_x 、HCl 等が含まれている。従来このような燃焼排ガスは、図３〜図５に示されるような方法で処理されていた。
【０００３】
図３はダスト、SO_x 、HCl の除去を目的とする第１の従来例を示すフローシートであり、焼却炉から排出された300 ℃前後の高温の排ガスをまずサイクロン21に通し、ガス中のダスト濃度を４〜10g/Nm³ 程度まで下げたうえ、乾式電気集塵機22でダスト濃度を0.5g/Nm³程度にまで下げる。その後、排煙処理塔23でSO_x 、HCl を除去すると同時にダスト濃度を0.15g/Nm³ 程度にまで下げ、更に湿式電気集塵機24でダスト濃度を0.01g/Nm³ 程度として煙突から放出する方法である。
【０００４】
ところがこの図３の燃焼排ガスの処理方法では、ダストを高効率に除去するために設備が大型化すること、１日に150 トンの汚泥脱水ケーキを焼却する焼却炉の排ガス処理の場合、排煙処理塔23から150 〜250m³/H という大量の排煙処理塔排水が発生すること、しかも排ガス中のダストがこの排煙処理塔排水へ移行するために排煙処理塔排水中のSS濃度が100 〜300ppmと高くなり、排煙処理塔排水の水処理設備への負荷が大きくなること等の問題があった。
【０００５】
図４はダスト、SO_x 、HCl の除去を目的とする第２の従来例を示すフローシートであり、バグフィルタ25を用いた例を示す。この場合には、焼却炉から排出された300 ℃前後の高温の排ガスを冷却塔26で180 ℃程度まで冷却したうえ、バグフィルタ25でダスト濃度を0.01g/Nm³ 程度とし、更に排煙処理塔23でSO_x 、HCl を除去する方法である。
【０００６】
しかしこの場合にも１日に150 トンの汚泥脱水ケーキを焼却する焼却炉の排ガス処理の場合、排煙処理塔23から150 〜250m³/H という大量の排煙処理塔排水が発生することは前記の図３と同様である。またバグフィルタ25の濾布の耐熱性は250 ℃以下であるため、前段の冷却塔26により厳しい温度管理が必要であるという問題もあった。
【０００７】
従って、ダスト、SO_x 、HCl の除去を目的とする従来法では、大量に発生する排煙処理塔排水の水処理負荷が大きく、またダストを高効率で除去するために設備が大型化し、バグフィルタを用いると厳しい温度管理が必要であるという問題があった。従って、このような従来の問題を解決した燃焼排ガスの処理方法が求められていた。
【０００８】
またダスト、SO_x 、NO_x 、HCl の除去を目的とする場合には、従来から図５のような方法が取られていた。図５のフローでは、焼却炉から排出された300 ℃前後の高温の排ガスをまずサイクロン21に通し、ガス中のダスト濃度を４〜10g/Nm³ 程度まで下げたうえ、乾式電気集塵機22でダスト濃度を0.5g/Nm³程度にまで下げ、その後、排煙処理塔23でSO_x 、HCl を除去すると同時にダスト濃度を0.15g/Nm³ 程度にまで下げる。その後、加熱炉27によりガス温度を脱硝触媒の活性が高まる300 ℃程度まで上昇させたうえ、脱硝触媒塔28でNO_x を除去する方法である。
【０００９】
ところがこの図５の方法でも、図３の場合と同様にダストを高効率で除去するために設備が大型化すること、排煙処理塔23からSS濃度が高い大量の排煙処理塔排水が発生すること、排煙処理塔排水の水処理設備への負荷が大きくなること等の問題があった。しかも脱硝触媒を効果的に作用させるためにその前段で加熱炉27によりガス温度を上昇させる必要があり、そのための燃料が必要となるという問題もあった。（なお脱硝触媒を通過させる前にダスト、SO_x 、HCl を除去しておく必要があるため、脱硝触媒塔28を排煙処理塔23よりも前に配置することは困難である。）
【００１０】
従ってダスト、SO_x 、NO_x 、HCl の除去を目的とする従来法では、大量に発生する排煙処理塔排水の水処理負荷が大きく、またダストを高効率で除去するために設備が大型化するという問題があるほか、脱硝触媒塔の前段で加熱炉27によりガス温度を上昇させるため、燃料が必要となるという問題もあった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の第１の目的は、排煙処理塔排水の水処理負荷が小さく、設備の小型化を図ることができ、しかも排ガス中のダスト、SO_x 、HCl を高効率で除去することができる燃焼排ガスの処理方法を提供することである。また本発明の第２の目的は、排煙処理塔排水の水処理負荷が小さく、設備の小型化を図ることができ、脱硝触媒塔の前段で排ガスを加熱するための燃料を必要とせず、しかもダスト、SO_x 、NO_x 、HCl を高効率で除去することができる燃焼排ガスの処理方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記した第１の目的を達成するためになされた第１の発明は、高温の燃焼排ガスをセラミックフィルタ集塵機に導いてダストを除去したうえ、排水循環型排煙処理塔によりSO_ｘ及びHCl を除去する燃焼排ガスの処理方法であって、その排水循環型排煙処理塔において、下部から抜き取ったＳＳ濃度が２０ｐｐｍ以下の排煙処理塔排水を再び上部から噴霧するように循環させて使用することを特徴とするものである。
また上記した第２の目的を達成するためになされた第２の発明は、４００〜５００℃の高温の燃焼排ガスをセラミックフィルタ集塵機に導いてダストを除去したうえ、排水循環型排煙処理塔により脱硝触媒に有害な SO _ｘ 及び HCl を除去した後、脱硝触媒塔で NO _ｘ を除去するようにした燃焼排ガスの処理方法であって、その排水循環型排煙処理塔において、下部から抜き取ったＳＳ濃度が２０ｐｐｍ以下の排煙処理塔排水を再び上部から噴霧するように循環させて使用するとともに、ダストを除去した排ガスを熱交換器に通して、前記排水循環型排煙処理塔の低温排ガスと熱交換して温度を２００〜２５０℃に下げた状態で排水循環型排煙処理塔によりSO_ｘ及びHCl を除去し、次に２０〜６０℃に低下した排ガスを再び前記熱交換器に通して、前記ダストを除去した高温排ガスと熱交換して脱硝触媒に適した２５０〜３００℃に昇温させ、脱硝触媒塔でNO_ｘを除去することを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好ましい実施の形態を、図１、図２により説明する。
図１はダスト、SO_x 、HCl の除去を目的とした第１の発明の実施形態を示すフローシートである。この図１のフローでは、焼却炉から排出された300 ℃前後の高温の排ガスをセラミックフィルタ集塵機１に導き、ダストを除去する。セラミックフィルタ集塵機１は耐熱性に優れた多孔質セラミックよりなるフィルタエレメント２を備えており、300 ℃前後の高温の排ガスを直接濾過してそのダスト濃度を一挙に0.01g/Nm³ 程度にまで下げることができる。
【００１４】
このようにしてダストをほぼ完全に除去された排ガスは次に排水循環型排煙処理塔３に導かれ、塔上部のノズル４から噴霧されるNaOHの水溶液との接触によりSO_x とHCl を除去される。この排水循環型排煙処理塔３は、下部から抜き取った排煙処理塔排水を熱交換器５で冷却したうえ再びノズル４に循環させて使用する形式のものである。このような排煙処理塔排水の循環使用が可能であるのは、前段のセラミックフィルタ集塵機１によってダストがほぼ完全に除去されているために、排煙処理塔排水中のSS濃度が20ppm 以下と非常に低いためである。その結果、排水循環型排煙処理塔３からの排煙処理塔排水の排水量を、従来の150 〜250m³/H の1/10以下の10〜25m³/H にまで低減することができる。
【００１５】
上記の排水循環型排煙処理塔３によりSO_x とHCl を除去された排ガスは、温度20〜60℃、ダスト濃度0.01g/Nm³ 程度となり、白煙防止用空気を混入されて200 ℃まで昇温されたうえで煙突へ送られる。なお、この白煙防止用空気はセラミックフィルタ集塵機１の前段に設置された図示されない予熱器により得られるものとしておく。
【００１６】
このように、第１の発明によれば排煙処理塔排水の排水量を従来の1/10以下にまで減少させることができ、排煙処理塔排水の水処理設備の負荷を大幅に軽減することができる。また図３の従来フローに比較してサイクロン21、乾式電気集塵機22、湿式電気集塵機24等を単一のセラミックフィルタ集塵機１に置き換えることができるので、設備の小型化を図ることができる。また図４の従来フローに比較して冷却塔26とバグフィルタ25を単一のセラミックフィルタ集塵機１に置き換えることができるのみならず、セラミックフィルタ集塵機１は耐熱性に優れているため厳しい温度管理も不要で維持管理が容易である。しかも図３、図４の従来法と同様に燃焼排ガス中のダスト、SO_x 、HCl 等を除去することができる利点がある。
【００１７】
図２はダスト、SO_x 、NO_X 、HCl の除去を目的とした第２の発明の実施形態を示すフローシートである。この図２のフローでは、図１のフローにおけるセラミックフィルタ集塵機１と排水循環型排煙処理塔３との間に熱交換器６が設置され、また最終段にNO_X 除去用の脱硝触媒塔７が設けられている。
【００１８】
この図２のフローでは、焼却炉から排出された400 〜500 ℃の高温の排ガスをセラミックフィルタ集塵機１に導き、温度をほとんど低下させることなくダストを除去し、熱交換器６に導く。この熱交換器６は排水循環型排煙処理塔３を出た20〜60℃の排ガスを脱硝触媒に適した250 〜300 ℃にまで昇温させるためのものであり、セラミックフィルタ集塵機１を出た400 〜500 ℃の高温の排ガスはこの熱交換器６を通過することにより200 〜250 ℃まで冷却される。
【００１９】
このように冷却された排ガスは次に排水循環型排煙処理塔３に導かれ、図１の場合と同様にSO_x とHCl を除去される。そして上記したように排水循環型排煙処理塔３を出た20〜60℃の排ガスは熱交換器６で250 〜300 ℃にまで昇温されたうえで、脱硝触媒塔７へ送られる。脱硝触媒塔７では高温の排ガス中のNO_X が効率良く除去され、そのまま煙突から排出される。この場合には排ガス温度が高温であるため、図１のような白煙防止用空気を混入する必要はない。
【００２０】
この第２の発明も第１の発明と同様に、排煙処理塔排水の排水量を従来の1/10以下にまで減少させることができ、排煙処理塔排水の水処理設備への負荷を大幅に軽減できること、設備の小型化を図ることができること、厳しい温度管理が不要で維持管理が容易であること等の利点がある。しかもセラミックフィルタ集塵機１を出た400 〜500 ℃の高温の排ガスの保有熱を有効に利用して脱硝触媒塔７へ送られる排ガスの加熱ができるので、従来のような加熱炉27が不要となる利点がある。
【００２１】
【発明の効果】
以上に詳細に説明したように、第１の発明によれば、排煙処理塔排水の水処理負荷を小さくでき、設備の小型化を図ることができ、しかも排ガス中のダスト、SO_x 、HCl を高効率で除去することができる。また第２の発明によれば、排煙処理塔排水の水処理負荷を小さくでき、設備の小型化を図ることができるほかに、脱硝触媒塔の前段で排ガスを加熱するための燃料を必要とせず、しかもダスト、SO_x 、NO_x 、HCl を高効率で除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の発明の実施例を示すフローシートである。
【図２】第２の発明の実施例を示すフローシートである。
【図３】第１の従来例を示すフローシートである。
【図４】第２の従来例を示すフローシートである。
【図５】第３の従来例を示すフローシートである。
【符号の説明】
１ セラミックフィルタ集塵機、２ フィルタエレメント、３ 排水循環型排煙処理塔、４ ノズル、５ 熱交換器、６ 熱交換器、７ 脱硝触媒塔、21 サイクロン、22 乾式電気集塵機、23 排煙処理塔、24 湿式電気集塵機、25 バグフィルタ、26 冷却塔、27 加熱炉、28 脱硝触媒塔

Claims (2)

1. 高温の燃焼排ガスをセラミックフィルタ集塵機に導いてダストを除去したうえ、排水循環型排煙処理塔によりSO_ｘ及びHCl を除去する燃焼排ガスの処理方法であって、その排水循環型排煙処理塔において、下部から抜き取ったＳＳ濃度が２０ｐｐｍ以下の排煙処理塔排水を再び上部から噴霧するように循環させて使用することを特徴とする燃焼排ガスの処理方法。
2. ４００〜５００℃の高温の燃焼排ガスをセラミックフィルタ集塵機に導いてダストを除去したうえ、排水循環型排煙処理塔により脱硝触媒に有害な SO _ｘ 及び HCl を除去した後、脱硝触媒塔で NO _ｘ を除去するようにした燃焼排ガスの処理方法であって、その排水循環型排煙処理塔において、下部から抜き取ったＳＳ濃度が２０ｐｐｍ以下の排煙処理塔排水を再び上部から噴霧するように循環させて使用するとともに、ダストを除去した排ガスを熱交換器に通して、前記排水循環型排煙処理塔の低温排ガスと熱交換して温度を２００〜２５０℃に下げた状態で排水循環型排煙処理塔によりSO_ｘ及びHCl を除去し、次に２０〜６０℃に低下した排ガスを再び前記熱交換器に通して、前記ダストを除去した高温排ガスと熱交換して脱硝触媒に適した２５０〜３００℃に昇温させ、脱硝触媒塔でNO_ｘを除去することを特徴とする燃焼排ガスの処理方法。

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