JP4299964B2 - 乾燥排ガス中のｃｏ処理方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚泥やごみ等の乾燥機から発生する乾燥排ガス中のＣＯ処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
汚泥、ごみ等の被乾燥物を熱風と接触させて乾燥させる場合、この乾燥工程においては高濃度の臭気成分を伴う多量の乾燥排ガスが発生する。この乾燥排ガスについては従来から悪臭が問題とされており、乾燥排ガスを脱臭炉において６５０〜７００℃に加熱して臭気成分を燃焼させていた。
【０００３】
しかし最近になって、この乾燥排ガス中に高濃度のＣＯが含有されていることが判明した。このような乾燥排ガス中のＣＯについてはこれまで問題とされたことがなかったため、その処理方法に関する従来技術は知られていない。なお、自動車の排ガス中に含まれるＣＯの除去については触媒燃焼法が実用化されているが、自動車排ガスとは異なり乾燥排ガス中にはダイオキシンが含有される可能性があり、また求められる経済性が大きく異なるので、自動車排ガス中のＣＯ除去技術をそのまま適用することはできない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した実情に鑑み、乾燥排ガス中のＣＯを経済的にかつ効率的に除去することができるとともに、乾燥排ガス中のダイオキシン及び悪臭成分をも併せて除去し、周辺環境の浄化を図ることができる乾燥排ガス中のＣＯ処理方法を提供するためになされたものである。
【０００５】
【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は、汚泥またはごみからなる被乾燥物を熱風と接触させて乾燥させる乾燥機から発生する乾燥排ガスを、脱臭炉で加熱して脱臭するとともに乾燥排ガス中に含まれるＣＯの一部を燃焼させ、更に熱交換器に通して冷却したうえ、触媒反応塔においてＣＯの残部を酸化分解させることを特徴とするものである。なお、平板状の攪拌翼を供えた乾燥機を使用することにより被乾燥物と熱風との接触効率を上げたり、乾燥機入口の熱風温度を６００℃以下とすることにより被乾燥物の熱分解を抑制し、ＣＯの発生量を抑えることが好ましい。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を示す。
図１において、１はごみ固形燃料化施設に設置された乾燥機である。ごみ固形燃料化の場合には多量の水分を含むごみを攪拌しつつ熱風と接触させて水分が５〜１５％になるまで乾燥が行われる。この乾燥工程において発生する乾燥排ガス中には、ごみ中の有機物等が加熱されることによる悪臭成分が大量に含まれるのみならず、高濃度のＣＯが含有され、またごみ中の塩素分に由来する微量のダイオキシンが含有されることがある。
【０００７】
図２は本実施形態で用いられる乾燥機１の断面図である。ごみ固形燃料化用の乾燥機においては、棒状又は棒の途中に短い横棒を配置したアンテナ状の攪拌翼が用いられるのが普通である。しかしこの乾燥機１では、図示のように回転軸６の周囲に平板状の攪拌翼７を設けたものを使用している。これによってごみのかき上げ量が増大し、熱風とごみとの接触効率が上昇して乾燥効率を上げることができる。一般に乾燥は乾燥機１内における被乾燥物の滞留時間に比例するが、上記のように平板状の攪拌翼７を使用することにより乾燥効率を上げて滞留時間を短縮すれば、熱分解され易い物質の熱分解が抑制され、ＣＯの発生量を低減できる効果がある。また、平板状の攪拌翼７はプラスチックやビニール等が絡み付きにくいため、これらが乾燥機１内に滞留して熱分解されることが少なくなる。
【０００８】
図１に示すように、乾燥機１には熱風が供給される。図３に示すように、乾燥過程では乾燥熱量と蒸発水分の潜熱とが平衡に達しているため、被乾燥物の温度は８０℃程度で安定している。このため、熱風温度は要求されるごみの乾燥速度に応じて決定されることとなるが、この実施形態では上記のように乾燥効率を高めたことにより従来の乾燥機より熱風温度を低くしても必要な乾燥速度を確保することができる。具体的には、ごみ乾燥機入口の熱風温度を従来よりも低温の６００℃以下、好ましくは３００〜６００℃とすることができ、これによっても被乾燥物の熱分解が抑制されてＣＯの発生量を低減できる。
【０００９】
この乾燥排ガスは熱交換器２で３００〜６００℃程度まで予熱されたうえ、バーナ３を備えた脱臭炉４において瞬間的に加熱され、悪臭成分を酸化燃焼させて脱臭する。この脱臭炉４において乾燥排ガスは脱臭されるととともに、ＣＯの一部を燃焼させる。なお、この程度の加熱によってはＣＯを完全燃焼させることはできないが、その反面、脱臭炉４のバーナ３の燃料消費量が少なくて済み、経済性に優れる利点がある。
【００１０】
脱臭炉４を出た乾燥排ガスは、再び熱交換器２を通過する間に乾燥機１から送られる乾燥排ガスと熱交換され、３００〜５００℃程度に冷却されたうえで触媒反応塔５に送られる。このように一度加熱された乾燥排ガスを熱交換器２で冷却するのは、触媒反応塔５に送られるガス体積を減少させて設備の小型化を図り、イニシャルコスト及びランニングコストを低減させるためである。なお、乾燥排ガス中の水分が増加すると後段の触媒反応塔５における接触効率が低下するため、熱交換器２は間接式として水分の混入を防止することが好ましい。
【００１１】
触媒反応塔５には貴金属系触媒が充填されており、乾燥排ガス中に残存するＣＯを酸化分解して除去する。更に、ダイオキシン分解触媒を用いれば、乾燥排ガス中に含まれるダイオキシンをもほぼ完全に分解除去することができる。
【００１２】
実用的なダイオキシン分解触媒の例としては、本出願人の特許第２５４２２９０号及び２６０９３９３号の触媒を挙げることができる。特許第２５４２２９０号の触媒は、ムライト質のセラミックハニカムの表面に酸化チタンを被覆し、さらにその表面にＰｔやＰｄ等を担持させたものであり、３００℃付近の比較的低い温度域においてもダイオキシン分解が可能である。また特許第２６０９３９３号の触媒は、バナジウムを必須的に含有する金属酸化物とＰｔやＰｄを組み合わせたものであり、１５０〜４５０℃程度の温度域においてダイオキシン分解が可能である。
【００１３】
このようなダイオキシン分解触媒は強力な酸化作用を備えているため、乾燥排ガス中に残存するＣＯは完全に酸化分解され、同時にダイオキシンも分解除去される。従って本発明によれば、乾燥設備から発生する乾燥排ガス中のＣＯを除去することができるとともに、乾燥排ガス中のダイオキシン及び悪臭成分をも併せて除去し、周辺環境の浄化を図ることができる。
【００１４】
【実施例】
以下に本発明の実施例を示す。
都市ごみを原料とするごみ乾燥機から１５０〜２００℃のごみ乾燥排ガスが発生した。このごみ乾燥排ガス中には高濃度のＣＯのほか、悪臭成分と、ごみ中の塩素成分に由来する微量のダイオキシンが含まれていた。
【００１５】
このごみ乾燥排ガスをプレート型の間接式熱交換器に通し、４００〜５００℃前後に予熱したうえ脱臭炉で６５０〜７００℃の加熱を行ない、悪臭成分を燃焼させるとともに、ＣＯの一部を燃焼させた。脱臭炉を通過した後のＣＯ濃度は脱臭炉入口と比較しかなり減少していた。
【００１６】
このガスを再び上記の熱交換器に通して３００〜４００℃まで冷却したうえ、触媒反応塔に送り、残存するＣＯの分解を行なわせた。用いた貴金属触媒はセラミックハニカムの表面にＰｔ-Ｔｉ系の触媒粒子を担持させたものであり、この触媒反応塔を通過したガス中のＣＯ及びダイオキシンは完全に分解された。
【００１７】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば従来法よりも経済的に、乾燥排ガス中からＣＯを除去することができるとともに、ダイオキシン及び悪臭成分をも併せて除去することができる。また平板状の攪拌翼を供えた乾燥機を使用することにより被乾燥物と熱風との接触効率を上げたり、乾燥機入口の熱風温度を６００℃以下とすれば、被乾燥物の熱分解を抑制してＣＯの発生量自体を抑えることもできる。よって本発明は、特に周辺環境の浄化を図るうえで効果の大きいものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフローを示すブロック図である。
【図２】実施形態における乾燥機の断面図である。
【図３】実施形態における熱風温度と被乾燥物温度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 乾燥機、２ 熱交換器、３ バーナ、４ 脱臭炉、５ 触媒反応塔、６ 回転軸、７ 平板状の攪拌翼

Claims (6)

1. 汚泥またはごみからなる被乾燥物を熱風と接触させて乾燥させる乾燥機から発生する乾燥排ガスを、脱臭炉で加熱して脱臭するとともに乾燥排ガス中に含まれるＣＯの一部を燃焼させ、更に熱交換器に通して冷却したうえ、触媒反応塔においてＣＯの残部を酸化分解させることを特徴とする乾燥排ガス中のＣＯ処理方法。
2. 平板状の攪拌翼を供えた乾燥機を使用する請求項１記載の乾燥排ガス中のＣＯ処理方法。
3. 乾燥機入口の熱風温度を６００℃以下とした請求項１または２記載の乾燥排ガス中のＣＯ処理方法。
4. 間接式の熱交換器を用いる請求項１〜３の何れかに記載の乾燥排ガス中のＣＯ処理方法。
5. 触媒反応塔に充填する触媒として、ＰｔまたはＰｄを主成分とするダイオキシン分解触媒を用いる請求項１〜４の何れかに記載の乾燥排ガス中のＣＯ処理方法。
6. 触媒反応塔に充填する触媒として、セラミックハニカムの表面に触媒成分を担持させたものを用いる請求項１〜５の何れかに記載の乾燥排ガス中のＣＯ処理方法。

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