JP6616463B1 - 煤塵処理装置、焼却設備および煤塵処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】煤塵の処理物から鉛および水銀の溶出を抑制する。【解決手段】煤塵処理装置１４は、焼却炉にて発生した排ガス中の煤塵を処理する。煤塵処理装置１４では、処理剤供給部２１により、煙道２０にアルカリ性薬剤である消石灰とｐＨ調整剤である水酸化アルミニウムとを含む処理剤が供給される。排ガス中の煤塵は集塵機２２により集められる。集塵機２２から取り出された集塵物に水およびキレート剤が添加され、混練機２４３にて混練される。水酸化アルミニウムにて煤塵の処理物からの鉛の溶出を抑制した上でキレート剤を使用することにより、少量のキレート剤で処理物からの鉛および水銀の溶出が抑制可能となる。【選択図】図２

Description

本発明は、排ガス中の煤塵を処理する技術に関連する。

従来、都市ごみ等の一般廃棄物は、ごみ焼却設備により焼却される。焼却により発生する排ガスには、煤塵、塩化水素（ＨＣｌ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）等が含まれる。排ガスから酸性ガスを除去するために、排ガスに消石灰の粉末が加えられる。そのため、集められた煤塵は、未反応の消石灰の影響により、強いアルカリ性を示す。一方、排ガスには、有害物質である鉛（Ｐｂ）、水銀（Ｈｇ）等の重金属も含まれる。煤塵を混練して埋め立てに利用する場合、煤塵から得られた処理物が強いアルカリ性であると、処理物から鉛が溶出するという問題が生じる。

鉛の溶出を防止するために、従来より、キレート剤が添加されてきた。しかし、高価なキレート剤が多量に必要になる。キレート剤の添加により、処理物からの水銀の溶出も抑制される。しかし、十分に鉛の溶出を抑制するためにキレート剤を多量に使用すると、処理物から水銀が再溶出するという現象が生じる。

特許文献１では、比表面積が３０ｍ^２／以上の消石灰に平均粒子径が１０〜４５μｍの水酸化アルミニウムおよび／または活性アルミナを所定の比率で混合した薬剤を使用することにより、少ない薬剤で煤塵のｐＨを調整し、高価なキレート剤を使用することなく鉛の溶出を抑える技術が開示されている。

特許文献２も同様に、飛灰に、消石灰と、水酸化アルミニウムまたはリン酸アルミニウムと、硫酸第一鉄・１水塩とを加えることにより、キレート剤を使用することなく、鉛、水銀、カドミウム、六価クロムの溶出を効果的に抑制する技術が開示されている。

特許文献３には、鉛の溶出を防止するために、比表面積３０ｍ^２／ｇ以上の消石灰と、セメント類；硫酸塩、水酸化アルミニウム、塩化鉄、リン酸の内から選択される１種以上の中和剤；比表面積が２００ｍ^２／ｇ以上の粉体状アルミニウムシリケート；ジメチルジチオカルバミン酸塩、ジエチルジチオカルバミン酸塩、ジブチルジチオカルバミン酸塩、タンニン酸の内から選択される１種以上のキレート剤；水ガラス；およびリン酸塩からなる群から選択される少なくとも１種を主たる構成成分とする有害金属安定化剤とを、廃棄物焼却設備に付属する排ガス誘導管内に噴霧して排ガスを処理する技術が開示されている。

特開２００３−３１１１２２号公報 特開２０１１−１４０５９７号公報 特開平０９−０９９２３４号公報

ところで、煤塵の処理物からの水銀の溶出に注目した場合、煤塵に消石灰と共に水酸化アルミニウムを加えると、水銀の溶出は低減する。しかし、処理物を埋め立てに利用することが可能な程度まで水銀の溶出を抑えることができない場合がある。特に、ごみに含まれる水銀の量が多いと処理物からの水銀の溶出は顕著となる。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、煤塵の処理物から鉛および水銀の溶出を抑制することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、ごみを焼却する焼却炉にて発生した排ガス中の煤塵を処理する煤塵処理装置であって、排ガスが導かれる煙道と、前記煙道上に設けられた集塵機と、前記集塵機よりも上流にて、アルカリ性薬剤とｐＨ調整剤とを含む処理剤を前記煙道に供給する処理剤供給部と、前記集塵機から取り出された集塵物にキレート剤を添加するキレート添加部と、前記集塵物を水および前記キレート剤と共に混練する混練機と、前記集塵機にて集められた集塵物の水銀濃度を測定する水銀濃度計と、前記水銀濃度計により取得された測定値に基づいて、前記キレート添加部による前記集塵物への前記キレート剤の添加量を制御する制御部とを備える。

請求項２に記載の発明は、ごみを焼却する焼却炉にて発生した排ガス中の煤塵を処理する煤塵処理装置であって、排ガスが導かれる煙道と、前記煙道上に設けられた集塵機と、前記集塵機よりも上流にて、アルカリ性薬剤とｐＨ調整剤とを含む処理剤を前記煙道に供給する処理剤供給部と、前記集塵機から取り出された集塵物にキレート剤を添加するキレート添加部と、前記集塵物を水および前記キレート剤と共に混練する混練機と、前記集塵機の上流または下流にて前記排ガス中の水銀の濃度を測定する水銀濃度計と、前記水銀濃度計により取得された測定値に基づいて、前記キレート添加部による前記集塵物への前記キレート剤の添加量を制御する制御部とを備える。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の煤塵処理装置であって、前記集塵物への前記キレート剤の添加量が、煤塵に対して２重量％以下になることがある。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の煤塵処理装置であって、前記集塵物への前記キレート剤の添加量が０になることがある。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の煤塵処理装置であって、前記集塵機にて集められた集塵物の一部を、前記集塵機よりも上流の前記煙道中に戻す煤塵返送路をさらに備え、前記処理剤が、活性炭をさらに含む。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の煤塵処理装置であって、前記集塵物中の煤塵に対して３重量％以下の前記キレート剤が前記集塵物に添加される。

請求項７に記載の発明は、焼却設備であって、ごみを焼却する焼却炉と、前記焼却炉にて発生した排ガス中の煤塵を処理する請求項１ないし６のいずれか１つに記載の煤塵処理装置とを備える。

請求項８に記載の発明は、ごみを焼却する焼却炉にて発生した排ガス中の煤塵を処理する煤塵処理方法であって、煙道上に設けられた集塵機よりも上流にて、アルカリ性薬剤とｐＨ調整剤とを含む処理剤を前記煙道に供給する工程と、前記集塵機から取り出された集塵物にキレート剤を添加する工程と、前記集塵物を水および前記キレート剤と共に混練する工程と、前記集塵機にて集められた集塵物の水銀濃度を水銀濃度計により測定する工程と、前記水銀濃度計により取得された測定値に基づいて、前記キレート剤を添加する工程にける前記集塵物への前記キレート剤の添加量を制御する工程とを備える。
請求項９に記載の発明は、ごみを焼却する焼却炉にて発生した排ガス中の煤塵を処理する煤塵処理方法であって、煙道上に設けられた集塵機よりも上流にて、アルカリ性薬剤とｐＨ調整剤とを含む処理剤を前記煙道に供給する工程と、前記集塵機から取り出された集塵物にキレート剤を添加する工程と、前記集塵物を水および前記キレート剤と共に混練する工程と、前記集塵機の上流または下流にて前記排ガス中の水銀の濃度を水銀濃度計により測定する工程と、前記水銀濃度計により取得された測定値に基づいて、前記キレート添加部による前記集塵物への前記キレート剤の添加量を制御する工程とを備える。

本発明によれば、煤塵の処理物から鉛および水銀の溶出を抑制することができる。

焼却設備の構成を示す図である。 煤塵処理装置の構成を示す図である。 煤塵処理装置による処理の流れを示す図である。 混合薬剤の供給制御の流れを示す図である。 煤塵処理装置の他の例を示す図である。 Ｈｇ濃度計を利用する制御の流れを示す図である。 煤塵処理装置におけるＨｇ濃度計の他の配置例を示す図である。 煤塵処理装置のさらに他の例を示す図である。

図１は、本発明の一の実施の形態に係る焼却設備１の構成を示す図である。焼却設備１は、都市ごみ等の廃棄物を焼却する設備である。焼却設備１は、焼却炉１１と、ガス冷却室１２と、熱交換器１３と、煤塵処理装置１４と、煙突１５とを備える。これらは排ガスの流路である煙道２０にて接続される。焼却炉１１では、ごみの燃焼が行われる。焼却炉１１を発生源とする排ガスは、ガス冷却室１２、熱交換器１３および煤塵処理装置１４を順に流れ、煙突１５から大気に放出される。

ガス冷却室１２は、水を排ガスに噴射することにより、排ガスの温度を低下させる。熱交換器１３では、低温のガスの流路と排ガスの流路とが仕切りを介して接しており、低温のガスと排ガスとの間で仕切りを介して熱交換が行われる。これにより、排ガスの温度がさらに低下する。煤塵処理装置１４は、焼却炉１１にて発生した排ガス中の飛灰を集めて煤塵として取り出し、煤塵を処理する。本明細書では、煤塵と飛灰とは同じものである。

焼却設備１の構成は、図１に示すものには限定されず、以下に説明する煤塵処理装置１４は、様々なタイプの焼却設備１に適用可能である。例えば、焼却炉１１がボイラを有するものである場合、煙道２０にエコノマイザが設けられ、エコノマイザによりボイラに供給される水が予熱される。排ガスはエコノマイザから煤塵処理装置１４に導かれる。焼却設備１には、上記以外の様々な装置が設けられてよい。例えば、煤塵処理装置１４と煙突１５との間に、脱硝装置が設けられてもよい。

図２は、煤塵処理装置１４の構成を示す図である。図３は、煤塵処理装置１４による処理の流れを示す図である。図３は煤塵に対する処理の順序を示しており、実際には、図３に示す処理が連続的に行われる。煤塵処理装置１４は、煙道２０と、処理剤供給部２１と、集塵機２２と、ＨＣｌ濃度計２３と、混練部２４と、制御部２５とを備える。焼却炉１１にて発生した排ガスは、煙道２０に導かれる。煙道２０上において、排ガスの流れ方向に沿って、処理剤供給部２１、集塵機２２およびＨＣｌ濃度計２３が順に設けられる。

処理剤供給部２１は、薬剤貯留部３１１と、活性炭貯留部３１２と、定量供給部３２１，３２２と、圧送部３３と、供給ライン３４とを備える。供給ライン３４の一端は、圧送部３３に接続され、他端は、集塵機２２の上流側で煙道２０に接続される。圧送部３３は送風機であり、供給ライン３４内において空気を煙道２０に向かって送る。

薬剤貯留部３１１は、粉状の消石灰（水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）_２））と水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）_３）との混合物を貯留する。以下、この混合物を「混合薬剤」と呼ぶ。消石灰は、脱塩および脱硫用のアルカリ性薬剤である。水酸化アルミニウムは、煤塵のｐＨを調整するｐＨ調整剤である。消石灰と水酸化アルミニウムとの混合比は、６５：３５（重量比）である。消石灰と水酸化アルミニウムとの混合比はこれに限定されず、好ましくは、混合比は５０：５０〜８０：２０であり、さらに好ましくは、６０：４０〜７０：３０である。

薬剤貯留部３１１の下部には、定量供給部３２１が取り付けられる。定量供給部３２１は、例えば、テーブルフィーダである。テーブルフィーダの排出口は、供給ライン３４に接続される。定量供給部３２１の排出口からは、単位時間当たり設定量の混合薬剤が薬剤貯留部３１１から取り出される。これにより、供給ライン３４に単位時間当たり一定量の混合薬剤が供給される。

活性炭貯留部３１２は、粉状の活性炭を貯留する。活性炭は、ダイオキシンおよび水銀の除去に利用される。活性炭貯留部３１２の下部には、定量供給部３２２が取り付けられる。定量供給部３２２は、定量供給部３２１と同構造である。定量供給部３２２の排出口からは、単位時間当たり設定量の活性炭が活性炭貯留部３１２から取り出される。これにより、供給ライン３４に単位時間当たり一定量の活性炭が供給される。

処理剤供給部２１により、集塵機２２よりも上流にて、消石灰、水酸化アルミニウムおよび活性炭が煙道２０内に吹き込むようにして供給される（ステップＳ１１）。以下の説明では、上記混合薬剤や活性炭のように集塵機２２の上流にて煙道２０に供給される物質を「処理剤」と総称する。処理剤供給部２１は、他の処理剤も煙道２０に供給してよい。

集塵機２２は、例えば、ろ過式であり、排ガスに含まれる煤塵をろ布により除去する。ろ布は、バグフィルタとも呼ばれる。処理剤供給部２１により供給される処理剤は、煤塵と共にろ布に堆積する（ステップＳ１２）。排ガスがろ布を通過する際に、排ガスに含まれる有害物質と、処理剤との反応が生じ、有害物質の大部分が排ガスから除去される。排ガスと処理剤との反応は、集塵機２２よりも上流側における煙道２０内においても生じる。処理剤により除去される有害物質は、例えば、塩化水素、硫黄酸化物、ダイオキシン類、水銀化合物等である。

集塵機２２では、所定時間毎に、ろ布に堆積した煤塵および処理剤（有害物質との反応物を含む。）が圧縮空気を利用した逆洗により、払い落とされる。以下、集塵機２２にて集められて集塵機２２から取り出された煤塵等を「集塵物」と呼ぶ。集塵物は、ろ布から混練部２４に落下するようにして投入される。

混練部２４は、サイロ２４１と、定量供給部２４２と、混練機２４３と、キレート添加部２４４と、水添加部２４５と、養生コンベア２４６と、処理物ピット２４７とを備える。サイロ２４１には、集塵物が蓄積される。定量供給部２４２は、例えば、テーブルフィーダである。テーブルフィーダの排出口は、混練機２４３に接続される。混練機２４３には、キレート添加部２４４から液体のキレート剤が供給され、水添加部２４５から水が供給される。これにより、混練機２４３にて集塵物に水およびキレート剤が添加される（ステップＳ１３）。混練機２４３は、集塵物を水およびキレート剤と共に混練する（ステップＳ１４）。水およびキレート剤の集塵物への添加は、混練機２４３よりも前段階で行われてもよい。

キレート添加部２４４は、キレート剤を貯留するタンクと、タンクから混練機２４３へのキレート剤の供給量を調整する弁とを備える。水添加部２４５は、水を貯留するタンクと、タンクから混練機２４３への水の供給量を調整する弁とを備える。キレート添加部２４４および水添加部２４５として他の構造が採用されてもよく、例えば、液体を単位時間当たり一定量供給するポンプが用いられてもよい。混練機２４３は、スクリュー状の混練棹を有し、集塵物を混練しながら一定方向へと導く。混練機２４３から排出される混練物である処理物は、養生コンベア２４６にて搬送され、処理物ピット２４７内に落下する。処理物ピット２４７には処理物が蓄積される。

煙道２０上の集塵機２２の下流には、排ガスの塩素濃度を測定するＨＣｌ濃度計２３が配置される。ＨＣｌ濃度計２３は、例えば、レーザ光等を利用して排ガス中の塩化水素の濃度（以下、「ＨＣｌ濃度」という。）を測定する。ＨＣｌ濃度は、制御部２５に出力される。制御部２５は、ＨＣｌ濃度に基づいて処理剤供給部２１を制御する。制御部２５は、煤塵処理装置１４の全体制御も担う。

図４は、混合薬剤の供給制御の流れを示す図である。ＨＣｌ濃度計２３により排ガス中のＨＣｌ濃度が測定されと（ステップＳ２１）、原則として、ＨＣｌ濃度が高いほど単位時間当たりの供給量が多くなるよう混合薬剤の供給量が決定される（ステップＳ２２）。これにより、焼却炉１１に投入されたゴミの種類に応じて変化するＨＣｌ濃度に追随するように制御が行われる。例えば、制御部２５は、ＨＣｌ濃度計２３により取得されるＨＣｌ濃度が所定の設定値よりも高い場合に、混合薬剤の供給量を増加し、ＨＣｌ濃度が所定の設定値よりも低い場合に、混合薬剤の供給量を低減する。

次に、煤塵処理装置１４による処理の効果について説明する。鉛はｐＨを１０程度まで下げると溶出しない性質を有する。消石灰と共に水酸化アルミニウムを煤塵に加えると、フリーデル氏塩（３ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・ＣａＣｌ₂・１０Ｈ₂Ｏ）が形成されることにより、処理物のＣａイオン濃度が低下する。これにより、ｐＨが低下し、Ｐｂ（ＯＨ）₄ ^2-の溶解度が減少する。また、フリーデル氏塩はセメント水和物の一種であることから、ｐＨ低下による効果に加えて鉛がフリーデル氏塩で固定化されていると推測される。フリーデル氏塩により鉛が固化されるのと同様に、水銀等の他の重金属もある程度固定化されると推測される。

ところが、水酸化アルミニウムのみでは、処理物からの鉛の溶出を効果的に抑制することは可能であるが、水銀の溶出については十分に抑制することができない場合がある。特に、ごみに含まれる水銀の量が多い場合、処理物を埋め立てに利用するための許容範囲内に水銀の溶出量を収めることが困難となる。

これに対し、煤塵処理装置１４では、混練時に少量のキレート剤を加えることにより、高価なキレート剤の使用量を極力少なくしつつ、効果的に水銀の溶出を抑制することができる。煤塵処理装置１４では、煤塵に対して３重量％以下、好ましくは、２重量％以下にてキレート剤が添加される。次に説明する試験結果より、煤塵に対して１重量％以下にてキレート剤が添加することも可能である。ここで、「煤塵に対するキレート剤の添加率」は、消石灰、水酸化アルミニウムおよび活性炭を含まない煤塵に対するキレート剤の重量％である。

煤塵処理装置１４では、ＨＣｌ濃度に基づいて混合薬剤の供給量が制御される。したがって、処理物のｐＨを鉛が溶出しない値とするために、消石灰と水酸化アルミニウムとを一定の比率で煙道２０に供給することが好ましいと考えられる。そこで、煤塵処理装置１４では、事前に混合薬剤として消石灰と水酸化アルミニウムとの混合物を準備している。もちろん、消石灰と水酸化アルミニウムとの単位時間当たりの供給量は、個別に制御されてもよい。

従来のようにキレート剤のみにて鉛の溶出を防止する場合は、様々なごみに対して鉛の溶出を十分に抑えるために、例えば、煤塵に対して５〜１０重量％程度のキレート剤を添加している。しかし、キレート剤の量が水銀の溶出抑制に適した量を超えてしまい、水銀が再溶出する問題が生じる。また、キレート剤は高価であるため、処理費用も高くなる。一方、煤塵処理装置１４では、少量のキレート剤で鉛および水銀の溶出を十分に抑制することができ、処理費用の低減も実現される。

次に、煙道にて煤塵に消石灰および水酸化アルミニウムを加え、さらに、混練時にキレート剤を加える試験例について説明する。

表１は、煤塵に含まれる水銀含有量が２８ｍｇ／ｋｇ、鉛含有量が９３０ｍｇ／ｋｇの煤塵に対して、水酸化アルミニウムの添加率と鉛および水銀の溶出量との関係の測定結果を示す。なお、消石灰と水酸化アルミニウムとの混合比（重量比）は、６５：３５である（他の試験例でも同様）。試験は、煤塵の混練物を、１日密閉養生し、１日間バットに広げて気中養生後、昭和４８年環境庁告示第１３号法における溶出試験に倣って行った。鉛の溶出基準を０．３ｍｇ／Ｌとした場合、水酸化アルミニウムを２５重量％以上添加することにより、鉛の溶出基準が満たされることが分かる。ここで、「煤塵に対する水酸化アルミニウムの添加率」は、消石灰および活性炭を含まない煤塵に対する水酸化アルミニウムの重量％である。

表２は、上記煤塵に水酸化アルミニウムを３０重量％添加したものに関する、キレート剤の添加率と鉛および水銀の溶出量との関係の測定結果を示す。水銀の溶出基準を０．００５ｍｇ／Ｌとした場合、キレート剤を２重量％以上添加することにより、水銀の溶出基準が満たされることが分かる。なお、キレート剤を１重量％添加する試験は行っていないが、他の試験結果に示されるように、水酸化アルミニウムとキレート剤との併用により、僅かなキレート剤の添加で効果を得ることができるため、キレート剤を１重量％加えるのみで水銀の溶出基準が満たされると推定される。

表３は、煤塵に含まれる水銀含有量が１３．２ｍｇ／ｋｇ、鉛含有量が１，０１９ｍｇ／ｋｇの煤塵に対して、水酸化アルミニウムの添加率と鉛および水銀の溶出量との関係の測定結果を示す。鉛の溶出基準を０．３ｍｇ／Ｌとした場合、水酸化アルミニウムを２５重量％以上添加することにより、鉛の溶出基準が満たされることが分かる。なお、表１の場合と測定方法が異なるため、測定下限値は表１と異なる。

表４は、上記煤塵に水酸化アルミニウムを３０重量％添加したものに関する、キレート剤の添加率と鉛および水銀の溶出量との関係の測定結果を示す。水銀の溶出基準を０．００５ｍｇ／Ｌとした場合、キレート剤を１重量％以上添加することにより、水銀の溶出基準が満たされることが分かる。

表５は、煤塵に含まれる水銀含有量が４５．４ｍｇ／ｋｇ、鉛含有量が１，３６１ｍｇ／ｋｇの煤塵に対して、水酸化アルミニウムの添加率と鉛および水銀の溶出量との関係の測定結果を示す。鉛の溶出基準を０．３ｍｇ／Ｌとした場合、水酸化アルミニウムを２５重量％以上添加することにより、鉛の溶出基準が満たされることが分かる。

表６は、上記煤塵に水酸化アルミニウムを３０重量％添加したものに関する、キレート剤の添加率と鉛および水銀の溶出量との関係の測定結果を示す。水銀の溶出基準を０．００５ｍｇ／Ｌとした場合、キレート剤を１重量％以上添加することにより、水銀の溶出基準が満たされることが分かる。

以上のことから、様々な煤塵に対して、煙道２０内に水酸化アルミニウムを２５重量％以上添加し、混練時にキレート剤を２重量％添加することにより、煤塵の処理物からの鉛および水銀の溶出を十分に抑制することが可能であることが分かる。

また、様々なごみの種類を考慮したとしても、水酸化アルミニウムは煤塵に対して３０重量％以上添加すればよいと推定される。もちろん、薬剤の添加量は少ない方が好ましいため、水酸化アルミニウムの添加率は４０重量％以下であることが好ましく、さらに好ましくは３０重量％以下である。試験結果より、ごみの性質によっては、水酸化アルミニウムの添加率は２５重量％以下とすることも可能である。

キレート剤の使用量は少ない方が好ましく、かつ、多量の水銀がごみに含まれる場合にも対応するには、キレート剤の添加量は煤塵に対して３重量％以下であることが好ましい。ただし、上記試験結果から、キレート剤の添加量は煤塵に対して２重量％以下とすることも可能であり、１重量％以下とすることも可能である。

表７は、鉛以外の他の様々な重金属の溶出について調査した結果を示す。試験に利用した煤塵の水銀含有量は１４ｍｇ／ｋｇ、鉛含有量は１，７００ｍｇ／ｋｇである。この煤塵に対して水酸化アルミニウムを３０重量％添加し、キレート剤を３重量％添加して混練を行った。表７より、他の様々な重金属に対しても十分に溶出が抑制されることが分かる。また、キレート剤を３％未満とする試験は行っていないが、３％未満であっても十分に効果を得ることができると推定される。

キレート剤としては様々なものが使用可能であるが、ごみ焼却施設用として入手可能なものであれば、大きな相違はないと考えられるため、上記添加率は、ごみ焼却施設用として入手可能なものに適用可能である。より正確には、上記試験にて使用したキレート剤は、アッシュエースＬ−５１００（２０）（日立造船株式会社）であり、これと同程度の性能を有するキレート剤に上記添加率は適用可能である。

図５は、煤塵処理装置１４の他の例を示す図であり、煤塵処理装置１４の一部のみを示す。図５の煤塵処理装置１４は、図２に示すものに水銀濃度計（以下、「Ｈｇ濃度計」という。）２６１と、試料採取装置２６２とが追加されたものである。他の構成は、図２と同様であり、一部の図示を省略している。試料採取装置２６２は、キレート剤供給前の煤塵の一部を試料として取り出してＨｇ濃度計２６１に供給する。Ｈｇ濃度計２６１は、試料の水銀の濃度、すなわち、集塵物の水銀の濃度（以下、「Ｈｇ濃度」と呼ぶ。）を測定する。

Ｈｇ濃度計２６１としては、様々なものが利用可能である。Ｈｇ濃度計２６１の測定方式は、加熱気化方式でも還元気化方式でもよい。測定原理も原子吸光方式でも原子蛍光方式でもよい。試料採取装置２６２は、集塵物にキレート剤が供給される前であればいずれの位置に設けられてもよい。試料採取装置２６２は、サイロ２４１、定量供給部２４２、混練機２４３のいずれに設けられてもよく、これらの構成要素の間に設けられてもよい。

図６は、Ｈｇ濃度計２６１を利用する制御の流れを示す図である。Ｈｇ濃度計２６１により取得された測定値は、制御部２５に入力される（ステップＳ２１）。制御部２５は測定値に基づいて、キレート添加部２４４による集塵物へのキレート剤の添加量を制御する（ステップＳ２２）。これにより、ごみに含まれる水銀量に応じて高価なキレート剤を効率よく使用することができる。既述のように、処理物からの鉛の溶出は水酸化アルミニウムにより抑えられていることから、必要なキレート剤は少量であり、Ｈｇ濃度計２６１を利用する制御により、キレート剤の使用量をさらに低減することができる。

Ｈｇ濃度計２６１を利用する制御により、ごみに含まれる水銀量が少ない場合、通常運転時において、キレート剤の使用量を煤塵に対して２重量％にすることも可能である。すなわち、煤塵処理装置１４では、好ましくは、集塵物へのキレート剤の添加量が煤塵に対して２重量％以下になることがある。さらに好ましくは、集塵物へのキレート剤の添加量が煤塵に対して１重量％以下になることがある。ごみに含まれる水銀量がさらに少ない場合、通常運転時において、キレート剤の使用量を０にすることも可能である。すなわち、煤塵処理装置１４では、好ましくは、集塵物へのキレート剤の添加量が０になることがある。

図７は、煤塵処理装置１４におけるＨｇ濃度計２６１の他の配置例を示す図である。図７は、煤塵処理装置１４の一部のみを示し、Ｈｇ濃度計２６１は集塵機２２の下流の煙道２０上に設けられる。他の構成は、図５と同様である。Ｈｇ濃度計２６１には、排ガスの一部が導かれ、排ガスの水銀の濃度（以下、「Ｈｇ濃度」と呼ぶ。）を測定する。Ｈｇ濃度計２６１としては、図５の場合と同様に、様々なものが利用可能である。Ｈｇ濃度計２６１は、排ガスのＨｇ濃度を測定することができるのであればいずれの位置に設けられてよく、集塵機２２の上流の煙道２０上に設けられてもよい。例えば、Ｈｇ濃度計２６１は、処理剤供給部２１から処理剤が煙道２０に供給される位置よりも上流にて煙道２０上に設けられる。

Ｈｇ濃度計２６１を利用する制御の流れは図６と同様である。すなわち、Ｈｇ濃度計２６１により取得された測定値は、制御部２５に入力され（ステップＳ２１）、制御部２５は測定値に基づいて、キレート添加部２４４による集塵物へのキレート剤の添加量を制御する（ステップＳ２２）。これにより、キレート剤の使用量を低減することができる。図５の場合、Ｈｇ濃度に基づいて決定された量のキレート剤が集塵物に速やかに添加されるが、図７の場合、Ｈｇ濃度測定時の集塵物は、一定時間後、例えば、１〜２日後に混練機２４３に導かれる。そのため、Ｈｇ濃度に基づいて決定されたキレート剤の添加量は、測定から上記一定時間経過後のキレート剤の添加時に利用される。煤塵処理装置１４では、好ましくは、集塵物へのキレート剤の添加量が煤塵に対して２重量％以下になることがあり、さらに好ましくは、１重量％以下になることがあり、最も好ましくは、０になることがある。

図８は、煤塵処理装置１４のさらに他の例を示す図である。図８は、煤塵処理装置１４の一部のみを示す。煤塵処理装置１４は、煤塵返送路４が追加される点を除いて図２に示すものと同様である。また、図５や図７に示すＨｇ濃度計２６１を利用するキレート剤の供給制御が行われてもよい。

煤塵返送路４は、集塵機２２にて集められた集塵物の一部を、集塵機２２よりも上流の煙道２０中に戻す。煤塵返送路４は、貯留部４１と、定量供給部４２と、コンベア４３と、シュート部４４とを備える。サイロ２４１の下に配置される定量供給部２４２からは、開閉部を介して一部の集塵物が排出可能になっており、排出された集塵物は貯留部４１に貯留される。貯留部４１の下部には、定量供給部４２が取り付けられる。定量供給部４２は、例えばテーブルフィーダであり、単位時間当たり設定量の集塵物を貯留部４１から取り出す。定量供給部４２は、コンベア４３に接続され、定量供給部４２からの集塵物は、コンベア４３上を搬送される。コンベア４３は、例えばフライトコンベアである。コンベア４３は、集塵物を処理剤供給部２１と集塵機２２との間の煙道２０上の位置まで戻す。シュート部４４は、集塵物を煙道２０内に投入する。

集塵物の煙道２０への投入により、集塵物中の未使用の消石灰および未使用の活性炭を利用することができる。また、ＨＣｌ濃度計２３およびＨｇ濃度計２６１の測定値に基づいて、混合薬剤、活性炭および集塵物の煙道２０への供給量が、制御部２５により制御される。これにより、集塵物を循環させずに活性炭を多量に使用する場合に比べて集塵物の量を減少することができるとともに集塵物中のＨｇ濃度を高めることができ、集塵物中の水銀に対してキレート剤を効率よく利用することができる。その結果、キレート剤の使用量をさらに削減することができる。

上記煤塵処理装置１４では様々な変形が可能である。

ｐＨ調整剤として、水酸化アルミニウムに代えてリン酸アルミニウム（ＡｌＰＯ₄）等が用いられてもよい。アルカリ性薬剤として、消石灰に代えて苛性ソーダ（ＮａＯＨ）、水酸化ドロマイト（Ｃａ（ＯＨ）₂・Ｍｇ（ＯＨ）₂）等が用いられてもよい。

混合薬剤と活性炭とを個別に煙道２０に供給するのではなく、予めこれらを混合した処理剤が煙道２０に供給されてもよい。混合薬剤や活性炭等の処理剤を煙道２０に供給する機構として、他の機構が採用されてもよい。例えば、コンベアで処理剤が搬送されて煙道２０に供給されもよい。

ＨＣｌ濃度計２３は、煙道２０において集塵機２２の上流側に設けることも可能である。煤塵返送路４では、空気等のキャリアガスを利用して、集塵物が煙道２０へ搬送されてもよい。キレート剤は、水と同時に集塵物に添加される必要はなく、個別に添加されてもよい。

煤塵処理装置１４は、ごみを焼却する焼却設備１以外の焼却設備において用いられてもよい。

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。

１ 焼却設備
４ 煤塵返送路
１１ 焼却炉
１４ 煤塵処理装置
２０ 煙道
２１ 処理剤供給部
２２ 集塵機
２５ 制御部
２４３ 混練機
２４４ キレート添加部
２６１ Ｈｇ濃度計（水銀濃度計）
Ｓ１１〜Ｓ１４ ステップ

Claims (9)

1. ごみを焼却する焼却炉にて発生した排ガス中の煤塵を処理する煤塵処理装置であって、
   排ガスが導かれる煙道と、
   前記煙道上に設けられた集塵機と、
   前記集塵機よりも上流にて、アルカリ性薬剤とｐＨ調整剤とを含む処理剤を前記煙道に供給する処理剤供給部と、
   前記集塵機から取り出された集塵物にキレート剤を添加するキレート添加部と、
   前記集塵物を水および前記キレート剤と共に混練する混練機と、
   前記集塵機にて集められた集塵物の水銀濃度を測定する水銀濃度計と、
   前記水銀濃度計により取得された測定値に基づいて、前記キレート添加部による前記集塵物への前記キレート剤の添加量を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする煤塵処理装置。
2. ごみを焼却する焼却炉にて発生した排ガス中の煤塵を処理する煤塵処理装置であって、
   排ガスが導かれる煙道と、
   前記煙道上に設けられた集塵機と、
   前記集塵機よりも上流にて、アルカリ性薬剤とｐＨ調整剤とを含む処理剤を前記煙道に供給する処理剤供給部と、
   前記集塵機から取り出された集塵物にキレート剤を添加するキレート添加部と、
   前記集塵物を水および前記キレート剤と共に混練する混練機と、
   前記集塵機の上流または下流にて前記排ガス中の水銀の濃度を測定する水銀濃度計と、
   前記水銀濃度計により取得された測定値に基づいて、前記キレート添加部による前記集塵物への前記キレート剤の添加量を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする煤塵処理装置。
3. 請求項１または２に記載の煤塵処理装置であって、
   前記集塵物への前記キレート剤の添加量が、煤塵に対して２重量％以下になることがあることを特徴とする煤塵処理装置。
4. 請求項３に記載の煤塵処理装置であって、
   前記集塵物への前記キレート剤の添加量が０になることがあることを特徴とする煤塵処理装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１つに記載の煤塵処理装置であって、
   前記集塵機にて集められた集塵物の一部を、前記集塵機よりも上流の前記煙道中に戻す煤塵返送路をさらに備え、
   前記処理剤が、活性炭をさらに含むことを特徴とする煤塵処理装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１つに記載の煤塵処理装置であって、
   前記集塵物中の煤塵に対して３重量％以下の前記キレート剤が前記集塵物に添加されることを特徴とする煤塵処理装置。
7. 焼却設備であって、
   ごみを焼却する焼却炉と、
   前記焼却炉にて発生した排ガス中の煤塵を処理する請求項１ないし６のいずれか１つに記載の煤塵処理装置と、
   を備えることを特徴とする焼却設備。
8. ごみを焼却する焼却炉にて発生した排ガス中の煤塵を処理する煤塵処理方法であって、
   煙道上に設けられた集塵機よりも上流にて、アルカリ性薬剤とｐＨ調整剤とを含む処理剤を前記煙道に供給する工程と、
   前記集塵機から取り出された集塵物にキレート剤を添加する工程と、
   前記集塵物を水および前記キレート剤と共に混練する工程と、
   前記集塵機にて集められた集塵物の水銀濃度を水銀濃度計により測定する工程と、
   前記水銀濃度計により取得された測定値に基づいて、前記キレート剤を添加する工程にける前記集塵物への前記キレート剤の添加量を制御する工程と、
   を備えることを特徴とする煤塵処理方法。
9. ごみを焼却する焼却炉にて発生した排ガス中の煤塵を処理する煤塵処理方法であって、
   煙道上に設けられた集塵機よりも上流にて、アルカリ性薬剤とｐＨ調整剤とを含む処理剤を前記煙道に供給する工程と、
   前記集塵機から取り出された集塵物にキレート剤を添加する工程と、
   前記集塵物を水および前記キレート剤と共に混練する工程と、
   前記集塵機の上流または下流にて前記排ガス中の水銀の濃度を水銀濃度計により測定する工程と、
   前記水銀濃度計により取得された測定値に基づいて、前記キレート添加部による前記集塵物への前記キレート剤の添加量を制御する工程と、
   を備えることを特徴とする煤塵処理方法。

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