JP4201235B2 - 排ガス処理方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、炉から発生する排ガスの処理方法に関するものであり、特に廃棄物を焼却または熱分解する炉から発生する排ガスの処理に適した排ガス処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
下水脱水汚泥や都市ごみ等の廃棄物を焼却する炉から発生する高温（通常５００〜９００℃）の排ガス中には、SOＸや多量のダストが含まれている。そこで従来は、図４に示すように炉１から排出された排ガスを熱交換器２に通して熱回収したうえ排煙処理塔３でSOＸを除去し、バグフィルタ等の低温集塵機４でダストを除去したうえ、煙突５から大気中に放出する排ガス処理方法が一般的であった。なおバグフィルタ等の使用温度は、通常２００℃以下である。
【０００３】
しかしこのような従来の排ガス処理方法では、ダストの除去が排ガス処理工程の最終段階で行われるので、熱交換器２等に多量のダストを含んだ排ガスが流れることとなり、熱回収効率の低下やダストによる配管閉塞等の問題が発生し易い。このため近年、図５に示すようにセラミックフィルタエレメントや耐熱性バグ等の耐熱性ろ過エレメントを備えた高温集塵機６を用いることにより、ダストを排ガス処理工程の最初に除去する排ガス処理方法が普及しつつある。この高温集塵機６は耐熱性に優れ、９００℃以上の高温の排ガスに使用することも可能である。
【０００４】
この図５の排ガス処理方法では、炉１の直後で集塵が行われるので、ダストによる配管閉塞等の問題は一掃される。しかし、耐熱性ろ過エレメントの目詰まりを防止するために、定期的に高圧空気による逆洗を行う必要があり、そのためにコンプレッサを運転しなければならない。通常そのための電力としては、廃熱ボイラ７で発電機を駆動することによって得られる電力の一部が用いられるが、コンプレッサの消費電力が大きいため、外部に供給できる電力が大幅に減少するという欠点があった。
【０００５】
また最近では炉１として焼却炉ではなく、廃棄物を還元雰囲気中で熱分解する熱分解炉が使用される場合がある。その場合には高温集塵機６の部分も還元性を維持する必要があるため、図５に示される高圧空気による逆洗は不可能であり、窒素ガス等の不活性ガスによる逆洗を行わねばならず、逆洗コストが高くなるという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、ダストによる排ガス処理設備の閉塞が発生するおそれがなく、逆洗のための動力ロスが少なく、しかも熱分解炉を使用した場合にも不活性ガスが不要な排ガスの処理方法を提供するためになされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明の排ガス処理方法は、炉から発生する排ガスを耐熱性ろ過エレメントを備えた高温集塵機で集塵するとともに、そのろ過抵抗が増加したときに過熱水蒸気を高温集塵機に導き、耐熱性ろ過エレメントの逆洗を行う排ガス処理方法であって、該過熱水蒸気は、炉から発生する排ガスの保有熱を廃熱ボイラで熱回収して得られた過熱水蒸気を蒸気タービンに導いて発電させ、前記蒸気タービンを通過させることにより温度２００℃以上、逆洗蒸気圧０．１ＭＰａ〜１．０ＭＰａとした過熱水蒸気であることを特徴とするものである。
なお、炉は気泡流動炉または循環流動炉とすることが好ましい。
【０００８】
本発明の排ガス処理方法によれば、炉から発生する高温の排ガスを高温集塵機で集塵するため、ダストによる排ガス処理設備の閉塞が発生するおそれがない。また高温集塵機の耐熱性ろ過エレメントは、過熱水蒸気により逆洗されるが、過熱水蒸気は空気に比較して粘性が大きいために逆洗に用いると耐熱性ろ過エレメント中で圧力が立ちやすく、効果的な逆洗が可能となる。しかも空気とは異なり過熱水蒸気は還元雰囲気を損なうことはないので、熱分解炉の排ガス処理にも適用することができる。この過熱水蒸気としては別系統から得られたものを使用してもよいが、廃熱ボイラにより得られた過熱水蒸気を用いたり、発電用の蒸気タービンから出た後の水蒸気を用いることにより、逆洗のための動力ロスを少なくすることができる。
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
【０００９】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態を示す図である。図１において１は下水汚泥脱水ケーキやごみ等の廃棄物を焼却するための炉であり、この実施形態では循環流動炉が用いられている。循環流動炉は炉内に投入された廃棄物を流動媒体とともに高速で流動させ、外部のサイクロンで回収された流動媒体を炉内に戻す形式の流動炉である。循環流動炉は廃棄物を効率よく焼却できる利点があるが、本発明では炉１として気泡流動炉を用いることもでき、更には流動炉ではない形式の炉を用いることもできる。
【００１０】
この炉１から排出された高温の排ガス（例えば温度８３０℃、空気比１．３）は、高温集塵機６に送られて高温状態で集塵される。この高温集塵機６はセラミックフィルタエレメント等の耐熱性ろ過エレメントを多数個備えたものであり、焼却灰を主体とするダストが分離される。耐熱性ろ過エレメントはキャンドル型のものであってもよいが、セラミックハニカムの貫通孔の端部を交互に目封じしたハニカム型のセラミックフィルタエレメントを用いれば、単位体積当たりのろ過面積を大きくすることができる利点がある。
【００１１】
高温集塵機６でダストを除去された排ガスはなお高温（例えば８１０℃）を維持しており、廃熱ボイラ７で廃熱を回収される。なお実際には高温集塵機６と廃熱ボイラ７との間に空気予熱器等の熱交換器（図示せず）を介在させ、排ガス温度を６００℃程度としてから廃熱ボイラ７に導くことが好ましい。
【００１２】
この廃熱ボイラ７で発生した過熱水蒸気の大部分は、発電用タービンに送られて発電に利用されるが、本発明では耐熱性ろ過エレメントのろ過抵抗が増加したときに過熱水蒸気の一部を高温集塵機６に導き、耐熱性ろ過エレメントの逆洗を行う。逆洗用には温度が２００℃以上、圧力が０．１ＭＰａ〜１ＭＰａの過熱水蒸気を用いることが好ましい。温度が２００℃よりも低いと逆洗中に湿り蒸気域に入り、水分による耐熱性ろ過エレメントの膨潤を招くおそれがある。また圧力がこの範囲よりも低いと逆洗能力が不足し、圧力がこの範囲よりも高いと耐熱性ろ過エレメントを損傷するおそれがあるからである。
【００１３】
廃熱ボイラ７から出た過熱水蒸気は例えば３５０℃、３ＭＰａの高温高圧蒸気であるから、これを逆洗用に用いる場合には上記の圧力まで減圧して用いることとなる。しかし、発電用の蒸気タービン９を通過した後、復水器に入る前の蒸気もなお２００℃以上、０．１ＭＰａ以上の状態を維持しているため、図２に示す第２の実施形態のようにこの過熱水蒸気をそのまま耐熱性ろ過エレメントの逆洗に用いることもできる。この場合には発電用の蒸気タービン９の出力をほとんど低下させないため、逆洗のための動力ロスは無視できる程度となる。
【００１４】
このように本発明では廃熱ボイラ７により得られた過熱水蒸気を高温集塵機６の耐熱性ろ過エレメントの逆洗に用いるため、従来の高圧空気による逆洗を行う場合のように、外部に供給できる電力が大幅に減少することもない。なお、廃熱ボイラ７を通過した排ガスは排煙処理塔３でSOＸやHCl を除去されたうえ、煙突５から大気中に放出される。
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の排ガス処理方法によれば、炉から排出された高温の排ガスを高温集塵機で集塵するため、ダストによる排ガス処理設備の閉塞が発生するおそれがない。また空気よりも粘性の高い過熱水蒸気で逆洗を行うため、効率的な逆洗が可能である。また従来のようにコンプレッサを運転する必要がないので逆洗のための動力ロスは少なくなり、電力の回収率が向上する。しかも過熱水蒸気を逆洗に用いても還元性は損なわれないので、熱分解炉からの排ガス処理を行う場合にも、逆洗のために不活性ガスを用いる必要がなく、経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すフローシートである。
【図２】低温集塵機を用いた従来例を示すフローシートである。
【図３】高温集塵機を用いた従来例を示すフローシートである。
【符号の説明】
１ 炉、２ 熱交換器、３ 排煙処理塔、４ 低温集塵機、５ 煙突、６ 高温集塵機、７ 廃熱ボイラ、９蒸気タービン
Claims (2)
- 炉から発生する排ガスを耐熱性ろ過エレメントを備えた高温集塵機で集塵するとともに、そのろ過抵抗が増加したときに過熱水蒸気を高温集塵機に導き、耐熱性ろ過エレメントの逆洗を行う排ガス処理方法であって、
該過熱水蒸気は、炉から発生する排ガスの保有熱を廃熱ボイラで熱回収して得られた過熱水蒸気を蒸気タービンに導いて発電させ、前記蒸気タービンを通過させることにより温度２００℃以上、逆洗蒸気圧０．１ＭＰａ〜１．０ＭＰａとした過熱水蒸気であることを特徴とする排ガス処理方法。 - 炉が気泡流動炉または循環流動炉であることを特徴とする請求項１記載の排ガス処理方法。
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