JPH0866622A

JPH0866622A - 燃焼ガスの処理方法及び装置

Info

Publication number: JPH0866622A
Application number: JP6227366A
Authority: JP
Inventors: Tsuneji Nakatani; 恒二中谷; Yasuhiro Kubota; 康浩窪田
Original assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Current assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Priority date: 1994-08-30
Filing date: 1994-08-30
Publication date: 1996-03-12

Abstract

(57)【要約】【目的】焼却炉等の排ガス中の酸性ガスを効率よく簡
単に除去する【構成】焼却炉１からの塩化水素等含有高温排ガス
を、煙道２を通して反応塔３内の除去部材４に導入し、
除去部材４の表面のアルカリ剤５と接触させ、排ガス中
の塩化水素をアルカリ剤５と反応させ除去部材４の表面
に塩化物として生成させ、塩化水素が除去された排ガス
を、反応塔３上部の煙突６より排出させる。一方、水を
噴霧ノズル９から除去部材４の表面に噴霧し除去部材４
の表面から塩化物を水に溶解して離脱させ、除去部材４
の表面に未反応アルカリ剤５を露出させる。また、塩化
物を溶解した水を反応塔３の下部の貯水部１５に集合さ
せ、水分を焼却炉排ガスの熱エネルギーにより蒸発さ
せ、塩化物のみを乾燥させ灰取出口１０から焼却炉１の
灰とともに排出処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ゴミ焼却炉などから
排出する高温排ガス等の燃焼ガス中の塩化水素ガス等の
酸性ガスを除去する方法及び装置に関し、特に誘引ファ
ンを必要とする集塵装置を具備できない小型焼却炉用等
として好適な塩化水素を除去する燃焼ガスの処理方法及
び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】燃焼排ガス中の有害ガス除去方法は、湿
式法と乾式法に大別される。湿式法は充填等、スプレー
塔等の気液接触装置内で、燃焼排ガス中の有毒ガスをア
ルカリ水溶液又はアルカリスラリーと接触させて吸収除
去するもので、有害成分の除去効率が高い利点がある
が、有害成分を含有した廃水が発生するので、高度の廃
水処理を必要とし、また、処理装置内での圧力損失が大
きくなるため、ガスを誘引し排出するための誘引ファン
が必要になる等の問題があった。一方、乾式法では、例
えば、特開昭５６−６７５２４号公報では、多孔体から
なる粒状の担体にアルカリ性吸収材を担持させ、これを
排ガスの通路に設けた反応室に充填して排ガスを接触す
る方法が開示されている。しかし、この方法では、粒状
の担体を反応室内に充填しているが、担体は上から下へ
移動するので反応室内の充填密度が不均一になり、排ガ
スの圧力抵抗がバラツキ、燃焼炉等の燃焼も不安定とな
る問題があった。

【０００３】そこで、特開平６−１０８０３４において
は、水酸化カルシウムとセメント等の成形材とを混合
し、多数の孔を有する成形体であるアルカリフィルタを
焼却炉の燃焼ガス通路に配設させ、アルカリフィルタ中
の水酸化カルシウムと塩化水素とを反応させ酸性成分を
除去し、さらに、アルカリフィルタの表面が崩壊する性
質を利用して新たな水酸化カルシウムを露出させ、長時
間に渡り燃焼ガス中の酸性ガスを除去するようにし、脱
塩剤の噴霧装置や反応後の分離やアルカリ水溶液等の再
処理等の専用の装置を不要とし、設備費を低減させたも
のが開示されている。このものによれば、誘引ファンを
具備しない焼却炉でも塩化水素を除去できる長所もあ
り、小型の焼却炉用の排ガス処理に適したものとなっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このものは、
温度変化、水分の変化等の時間経過に伴ってアルカリフ
ィルタ表面に生成された塩化カルシウム等の塩化物に微
細なクラックが発生し、薄皮あるいは粉末状となり表面
から脱落するので、例えば焼却炉での燃焼ガス流速は５
〜１０ｍ／ｓｅｃとなるため、薄皮あるいは粉末状の塩
化物が煙突から飛散するおそれがある。また、アルカリ
フィルタ表面に生成された塩化物の崩壊は、実験値で開
示されているように崩壊による新たな水酸化カルシウム
の露出時間は１週間と長い等、種々の条件で左右され、
依然として安定した反応が得にくい、排ガスの圧力抵抗
が変化するという問題があった。また、アルカリフィル
タの成形は押し出し成形機などの特殊な装置を必要と
し、添加材の微妙な調合も必要となるために、特定の形
状しか成形できないという問題があった。

【０００５】本発明の目的は、誘引ファン、高価な集塵
装置や廃水処理装置等が不要で、小型焼却炉でも簡単に
利用できる乾式の脱塩方法及び装置において、塩化物の
飛散の無い、圧力抵抗が一定で安定した酸性ガスの除去
性能が長期にわたって維持できる燃焼ガスの処理方法及
び装置を提供することを目的とする。また、簡単で製作
し易いアルカリフィルタを提供する。さらには、燃焼ガ
スエネルギーを有効に利用し小型ゴミ焼却炉用の安価で
効果的な燃焼ガスの処理方法及び装置を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、反応塔内にアルカリ剤を主成分とした表面
を有する固形状除去部材を配置し、塩化水素等の酸性ガ
スを含む燃焼ガスを反応塔内に導き固形状除去部材の表
面に接触させ、燃焼ガス中の酸性ガスを反応除去し、酸
性ガスが分離された燃焼ガスを煙突から排出するように
して一定時間燃焼ガスを供給排出したのち、さらに、燃
焼ガスの供給を停止し徐冷後に固形状除去部材の表面に
水噴霧を行い、アルカリ剤と酸性ガスとの反応生成物を
前記固形状除去部材の表面から溶解除去するようにし
た。

【０００７】固形状除去部材に噴霧する水の量は、燃焼
ガス中の酸性ガスを反応除去する工程において反応塔内
の熱エネルギーで蒸発できる水量以内におさえるとよ
い。

【０００８】そして、この方法を行うために、反応塔の
燃焼ガスが煙道を通って導かれる接続口と煙突に連絡さ
れる開口部との間にアルカリ剤を主成分とした表面を有
する固形状除去部材を設け、この固形状除去部材の表面
に水を噴霧可能にされた噴霧口を反応塔内に設け、反応
塔下部の貯水部には噴霧された水を下部灰取り出し口に
蓄えるようにした。

【０００９】固形状除去部材は、耐火物の表面に水酸化
カルシウムを主成分としたアルカリ剤をコーティングす
るようにするのがよい。

【００１０】貯水部には水分蒸発のための、熱源を設け
るとより効果的である。

【００１１】

【作用】焼却炉から排出された高温の燃焼ガスは、煙道
を通り反応塔内に設けられたアルカリ剤を主成分とした
表面を有する固形状の除去部材の下部から、除去部材の
表面に接触しながら煙突に向かって排出するようにした
ので、燃焼ガス中の塩化水素等の酸性ガスと除去部材が
反応し、燃焼ガス中の酸性ガスが除去される。そして一
定時間後には反応が進み、除去部材の表面は塩化物に覆
われ酸性ガスの除去能力が低下する。そこで、適宜な時
間経過後、燃焼ガスの供給をやめ、徐冷後除去部材の上
部より水を噴霧させ除去部材の表面上のアルカリ剤と塩
化水素とが反応して生成した塩化物を噴霧された水に溶
解させ除去部材の表面から離脱させるので、除去部材の
表面に新たな未反応アルカリ剤が露出する。この状態で
再度燃焼ガスを供給するようにして、除去部材から所定
のアルカリ剤が離脱するまでこれを繰り返すことによ
り、燃焼ガス中の酸性ガスを除去することが可能とな
る。

【００１２】水を噴霧させることにより、除去部材の表
面に適宜に未反応アルカリ剤が露出するようにできるの
で、燃焼ガスと接触する表面積を常に一定にすることが
でき、燃焼ガス中の酸性ガスの反応量や、燃焼ガスの圧
力抵抗も一定となる。さらにまた、固形状除去部材を、
円筒状あるいは、格子状、ハニカム状、発泡体形状等の
いずれかの形状を持った耐火物を母材にして、水酸化カ
ルシウムを主成分とするスラリー状のアルカリ剤を、該
耐火物の表面に何層にもコーティングすれば、乾燥形成
した部材単体を組合せられ、崩壊により形状や面積が変
化することがないので、燃焼ガス中の酸性ガスの反応量
や、燃焼ガスの圧力抵抗もさらに安定する。

【００１３】噴霧された水は、塩化物を溶解させたまま
貯水部に落下集合するが、焼却炉等の燃焼ガスのエネル
ギーにより蒸発可能な水量に制御するようにすれば、燃
焼工程中に貯水部の水分が蒸発し、塩化物が分離するの
で、焼却炉の灰出し作業と同時に塩化物を乾燥状態で取
り出すことが可能となる。

【００１４】さらに、煙道等を迂回させ、貯水部を経由
するようにして反応塔内部での輻射熱の他に熱源を設け
るようにすればより多くの水を噴射できるので、除去部
材を増して処理能力を高めることができる。

【００１５】

【実施例】本発明の一実施例について図面を参照して説
明する。図１は本発明の燃焼ガス処理装置を小型焼却炉
に用いた場合の概念図、図２、図３は図１に用いられる
除去部材の概略図である。図１において、プラスチック
等を含む廃棄物を燃焼するための焼却炉１の上部に、塩
化水素含有高温排ガスを導く煙道２が設けられている。
煙道２はその上部が煙突６に接続される開口部１２と、
下部に灰取り出し口１０を有する中央が膨らんだ縦長の
反応塔３の腹部の接続口１３に接続されている。煙道の
接続口上部の反応塔内には、火の粉よけのための網１４
が設けられ、さらに網１４上にはアルカリ剤５を主成分
とした表面を有する固形状除去部材４が反応塔内断面方
向に密接して設けられている。固形状除去部材４は図示
されていない扉から出し入れ可能にされている。固形状
除去部材４と開口部１２間に固形状除去部材の表面に水
を噴霧可能にされた複数の噴霧口９が設けられており、
外部に設けられた水タンク７からポンプ８によって噴霧
口に水が供給される。反応塔３の下部の灰取り出し口１
０には噴霧された水を蓄え可能にされた貯水部１５が設
けられている。

【００１６】固形状除去部材４は縦方向に多数の孔を有
し、図２に示すものは、格子状の耐火物を母材にしてそ
の表面に水酸化カルシウムを主成分とするスラリー状の
アルカリ剤がコーティングされたものであり、格子状の
耐火物の母材２１の表面にアルカリ剤２２が塗布等の方
法によりコーティングされている。図３は主成分がアル
カリ剤としての水酸化カルシウムと成形用の耐火モルタ
ルを混合して中空円筒状に成形したもの３１を複数寄せ
集め１組の固形状除去部材４としたものである。

【００１７】本発明の実施例についてその作用を説明す
ると、図１において、焼却炉１からの塩化水素含有高温
排ガスは、煙道２を通って反応塔３内の除去部材４の下
部に導入され、除去部材４の表面のアルカリ剤５と接触
することにより、排ガス中の塩化水素はアルカリ剤５と
反応して除去部材４の表面に塩化物を生成し、吸着除去
される。塩化水素が除去された排ガスは反応塔３上部の
煙突６より排出される。

【００１８】焼却を停止し、除去部材が徐冷された後、
水タンク７から水ポンプ８により送り、噴霧ノズル９か
ら水を噴霧し、除去部材４の表面上のアルカリ剤と塩化
水素とが反応して生成した塩化物を、水に溶解させて除
去部材４の表面から離脱させ、除去部材４の表面に未反
応アルカリ剤５を露出させる。塩化物を溶解した水は、
反応塔３の下部の貯水部１５に集合し、その水分は次回
の焼却工程において焼却炉排ガスの熱エネルギーにより
蒸発し、塩化物のみを乾燥させ灰取出口１０より、焼却
炉１の灰とともに排出処理する。

【００１９】次に本発明の図１に示す実施例において行
った実験結果について述べる。

【００２０】（実験例１）図１において、温度７００
℃、塩化水素含有量１３００ｍｇ／Ｎｍ³の高温排ガス
を反応塔３に１４５０Ｎｍ³／Ｈの流量で導入した。除
去部材４は図２の耐火レンガ２１を母材とする格子状の
形状を持つ固形状の部材であり、水酸化カルシウム９０
％と酢酸ビニル系樹脂１０％混入したアルカリ剤２２の
スラリー状物質を表面にディップコーティングする工程
とスラリー状物質が乾燥する工程とを５回繰り返したも
のである。除去部材４の単体の大きさは、外形が１３０
ｍｍ×１３０ｍｍ、高さ２５０ｍｍ、貫通孔形１８ｍｍ
×１８ｍｍ貫通孔数２５個、有効表面積５９７６ｃｍ²
であり、その単体を反応塔３内に２７個設置した。焼却
炉は１日５時間運転のバッチ処理であり、除去部材４を
９ｍ／ｓｅｃの風速で通過した前の排ガス中の塩化水素
濃度が平均１６３０ｍｇ／Ｎｍ³に対し、通過した後の
排ガス中の塩化水素濃度は、平均４００ｍｇ／Ｎｍ³で
あった。

【００２１】次に、焼却５時間運転し、運転終了後１６
時間経過した時点で、反応塔３内の除去部材４の上部か
ら２００ｃｃ／ｍｉｎの水を噴霧し、除去部材４の表面
上の反応生成物である塩化カルシウムを溶解させて除去
部材４の表面から離脱させ、除去部材４の表面に未反応
アルカリ剤２２を露出させた。続いて、焼却を行った結
果、排ガス温度７００℃、塩化水素含有量１３００ｍｇ
／Ｎｍ³の高温排ガスを反応塔３に１１３０Ｎｍ³／Ｈ
の流量で導入し、除去部材４を風速７ｍ／ｓｅｃで通過
後の排ガス中の塩化水素濃度は、平均３５０ｍｇ／Ｎｍ
³であり、前記の結果とほぼ同じであった。塩化物を溶
解した水は、反応塔３の下部の灰取出口１０に集合し、
その水分は焼却炉排ガスの熱エネルギーにより蒸発し、
焼却運転後は塩化物のみが乾燥して灰取出口１０に残っ
た。

【００２２】（実験例２）他の実験例として、表１乃至
表２に主成分がアルカリ剤としての水酸化カルシウムと
成形用の耐火モルタルを混合成形して製作した除去部材
を使用した場合を示す。除去部材の種類を表１に、表１
の除去部材を用いた排ガス中の塩化水素除去効果の結果
を表２に示した。表中Ａは図３に示す中空円筒状除去部
材３１を複数用いたものである。また、表中Ｂは図２に
示すような格子状に混合成形した除去部材である。表２
中初回とあるのは、水噴霧前の初期のもの、２回目とあ
るのは、実験例１で述べたように焼却運転後、水を噴霧
した後再度焼却した場合の結果である。表２に示すよう
に、係る場合にも良好な結果を得ることができた。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【表２】

【００２５】

【発明の効果】本発明においては、固形状除去部材を設
け、水噴霧により反応塩化物を溶解するようにしたの
で、焼却炉出口の煙道内に装置を比較的容易に設置で
き、しかも高温排ガス中の塩化水素を効率よく除去でき
る上に、塩化物の飛散の無い、圧力抵抗が一定で安定し
た酸性ガスの除去性能が長期にわたって維持できる燃焼
ガスの処理方法及び装置を提供するものとなった。ま
た、噴霧水量は、排ガスのエネルギーで蒸発可能な範囲
内であるため、廃水処理設備を含めた高価な付属設備は
不要となる。従って、小型ゴミ焼却炉用の安価で効果的
な塩化水素除去装置又は燃焼ガス処理装置として利用可
能である。さらに、固形状除去部材は、耐火物の表面
に水酸化カルシウムを主成分としたアルカリ剤をコーテ
ィングするようにしたので、成形も簡単で製作し易く、
崩壊もなく、燃焼量に対する除去部剤の量や使用期間等
の管理がし易くなる。さらにまた、塩化物が溶解した水
分を反応塔内の輻射熱や熱源により蒸発させることがで
きるので、塩化物を固形物として簡単に取り出すことが
できるものとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である燃焼ガス処理装置を小
型焼却炉に用いた場合の説明図である。

【図２】格子状の耐火物の表面にコーティングした除去
部材の部分断面説明図である。

【図３】中空円筒状のアルカリ剤成形体を複数組み合わ
せた除去部材の概略図である。

【符号の説明】

１焼却炉３反応塔４除去部材５アルカリ剤６煙突９噴霧ノズル１５貯水部２１耐火レンガ２２アルカリ剤３１中空円筒状（アルカリ剤成形体）除去部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】塩化水素等の酸性ガスを含む燃焼ガスを
煙道を通して反応塔内に導き、該反応塔内にアルカリ剤
を主成分とした表面を有する固形状除去部材を配置し、
前記燃焼ガスを前記固形状除去部材の表面に接触させ、
前記燃焼ガス中の酸性ガスを反応除去する工程と、前記
固形状除去部材を前記反応塔内に配置した状態で燃焼ガ
スの供給を停止し徐冷後に前記固形状除去部材の表面に
水噴霧を行い、アルカリ剤と酸性ガスとの反応生成物を
前記固形状除去部材の表面から溶解除去する工程とから
なることを特徴とする燃焼ガスの処理方法。
【請求項２】前記固形状除去部材に噴霧する水の量
は、前記燃焼ガス中の酸性ガスを反応除去する工程にお
いて反応塔内の熱エネルギーで蒸発できる水量以内とす
ることを特徴とする請求項１記載の燃焼ガスの処理方
法。
【請求項３】塩化水素等の酸性ガスを含む燃焼ガスを
導く煙道からの燃焼ガスが流入する接続口と、上部に煙
突部に連通する開口部と、下部に灰取り出し口と、を有
する燃焼ガス処理装置の反応塔において、該反応塔は前
記接続口と前記開口部との間に設けられたアルカリ剤を
主成分とした表面を有する固形状除去部材と、該固形状
除去部材の表面に水を噴霧可能にされた噴霧口と、該噴
霧された水を下部灰取り出し口に蓄え可能にされた貯水
部とを有することを特徴とする燃焼ガスの処理装置。
【請求項４】前記固形状除去部材は、耐火物の表面に
水酸化カルシウムを主成分としたアルカリ剤をコーティ
ングしたものである請求項３記載の燃焼ガスの処理装
置。
【請求項５】前記貯水部には水分蒸発のための、熱源
が設けられていることを特徴とする請求項３又は４記載
の燃焼ガスの処理装置。