JPH10192649A

JPH10192649A - 排ガス処理方法

Info

Publication number: JPH10192649A
Application number: JP9090253A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Honda; 裕姫本多; Satoshi Okuno; 敏奥野
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1996-11-18
Filing date: 1997-03-25
Publication date: 1998-07-28

Abstract

(57)【要約】【課題】高濃度なＨＣｌ、ＳＯｘ及びダイオキシン
類、重金属類であっても経済的に環境基準をクリアでき
る排ガス処理方法を提供する事。【解決手段】本発明は、ＨＣｌ、ＳＯｘについては乾
式法の如く飛灰量が増加し、また、飛灰のｐＨが著しく
上昇し、灰中重金属類の溶出を促進するようなことがな
く、安定して吸収除去が出きる湿式処理法を採用する。
又、ダイオキシン類及び重金属類については、ＨＣｌ、
ＳＯｘ等の酸性ガス成分を除去した後、減温減湿塔に至
る過程で、ガス状態から固体状の微粒子化させ、更に、
サブクール（過冷却）域までの減温減湿により、これら
の微粒子を、水の凝縮過程での凝集力により粒子径の肥
大化を図らしめ、後続のバグフィルタ等にてダストとし
て捕集除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】製鉄用電炉、化学工業用炉、
廃棄物焼却炉等の産業若しくは生活型廃棄物焼却炉又は
熱分解炉等から排出される排ガスの処理方法、特に排ガ
ス中の有害ガス、ダスト、重金属類を低減させる排ガス
処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】廃棄物の焼却炉における環境保全の問題
としては、焼却に伴って発生する排ガス中の有害ガス
（ＨＣｌ、ＳＯｘ、ＮＯｘ、ダイオキシン類）、ダス
ト、重金属類の低減と、焼却灰（主灰、飛灰）中の重金
属の溶出防止対策がある。従来法の排ガス処理方法には
乾式排ガス処理法と湿式排ガス処理方法が存在する。

【０００３】図７（Ａ）は従来の乾式排ガス処理法を示
し、その工程を簡単に説明するに、焼却炉５０で都市ご
み等を焼却して生灰５１を捕集除去した排気ガスは、ボ
イラ等のガス冷却器５２で奪熱した後、減温塔５３で更
に冷却してバグフィルタ５６入口にて消石灰５４や活性
炭５５を噴射してこれらのケーキ層を形成しながら濾過
式集塵を行ない、飛灰５７を捕集除去した後、誘引通風
機５８を介して煙突５９より排出される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従ってかかる乾式排ガ
ス処理法によれば、バグフィルタ５６を用いて濾過式集
塵を行ない、併せて消石灰（粉体）５４をバグフィルタ
５６入口にて噴射し、消石灰のケーキ層を形成するた
め、ダスト、ＨＣｌ、ＳＯｘ又は固体状のダイオキシン
類をある程度中和又は捕集することが可能であるが、ダ
スト以外の高温度なものに対しては性能担保に限界があ
り、排ガス基準値（規制値）が満足出来なくなる場合が
あった。

【０００５】また前記乾式排ガス処理法によれば、バグ
フィルタ５６では重金属化合物が捕集されるが、ＨＣ
ｌ、ＳＯｘの中和の為の用いる消石灰５４が５０〜７０
％未反応のまま捕集ダスト、重金属化合物、及びＨＣ
ｌ、ＳＯｘを中和した生成物（ＣａＣｌ₂ 、ＣｕＳＯ₄）
と共に、排出される。従って、捕集飛灰５７のｐＨが上
昇し、Ｐｂ（鉛）等の溶出を促進することになるため、
これを防止するために用いる溶出防止剤が多量に必要と
なり、極めて不経済である。

【０００６】更に廃棄物処理においても、経済性を重視
することは勿論で有り、前記消石灰噴射により飛灰量が
増加するため、飛灰処理量が膨大となることが大きな不
具合である。またダイオキシン類の捕集については、ダ
イオキシン類の特性及びＨＣｌ、ＳＯｘが含まれている
排ガスの酸露点を防止する見地より、前記バグフィルタ
入口温度を１５０〜１７０℃程度にした低温バグフィル
タによって効率を上げる試みはされているが、高濃度ダ
イオキシン類に対しては担保できない場合が多い。

【０００７】そこで、バグフィルタに活性炭（粉体）５
５を噴射して、ダイオキシン類を吸着除去する技術もあ
るが、活性炭５５が高価な事及び飛灰５７量の増加を伴
うため経済的ではない。又、ダイオキシン類、ベンソブ
ラン類の特性から、活性炭５５を用いることにより逆に
ＴＥＱ（毒性等価値）が上昇することもあり、技術的に
信頼性に欠けることも不具合である。

【０００８】図７（Ｂ）は従来の湿式排ガス処理法を示
し、その工程を簡単に説明するに、焼却炉５０で都市ご
み等を焼却して生灰５１を捕集除去した排気ガスは、ボ
イラ等のガス冷却器５２で奪熱した後、サイクロン若し
くは電気集塵器６０にて飛灰６１を捕集除去した後、誘
引通風機６２を介して苛性ソーダ６３等のアルカリによ
る湿式吸収塔６４に導き、煙突５９より排出される。

【０００９】従ってかかる湿式処理法によれば、焼却炉
５０で発生するＨＣｌ、ＳＯｘ等の有害酸素ガスの中和
は苛性ソーダ等のアルカリによって湿式吸収塔６４によ
り行なうため、高濃度であっても効率が良い除去が可能
となる。しかもダスト捕集はサイクロン又は電気集塵機
によりダストのみの捕集とするため、乾式の消石灰法に
比べ、捕集飛灰の量も少なくかつｐＨは低く抑えられ
る。従って、湿式処理法はＨＣｌ、ＳＯｘ、ダストにつ
いては良好な除去性能を有するがダイオキシン類は非水
溶性であり、かつ粒子が極めて小さい為、湿式処理法で
の捕集は困難である。

【００１０】又湿式処理法では焼却排ガスを直接水によ
る冷却と、苛性ソーダ等のアルカリで吸収した際に、生
成する塩を系外に排出する必要がある為、これらを補給
するための水及び排水処理設備が必要となる。又、ダイ
オキシンを下げる為には温度を下げた方が好ましいが、
温度が下がりすぎるとＨＣｌ、ＳＯｘ等が含まれる排ガ
スでは酸露点を防止するために、概ね１５０〜１７０℃
以上のガス温度が必要で、この温度ではダイオキシン類
の捕集が効率的でない。

【００１１】即ち、従来法の不具合は乾式処理法におい
ては、技術的側面では高濃度ＨＣｌ、ＳＯｘ、ダイオキ
シン類に対しては排ガス処理工程出口の基準値が担保で
きない。また経済的側面では消石灰の吸込みにより、飛
灰量の増加を招き、灰処理量が増大するのみならず飛灰
のｐＨが残留消石灰のため上昇することによりＰｂ
（鉛）等の両性重金属類の溶出を加速する。また湿式処
理法では技術的側面ではＨＣｌ、ＳＯｘの除去性能及び
飛灰量は最小に抑えられるが、ダイオキシン類の捕集が
困難である。

【００１２】そこで本発明は、高濃度なＨＣｌ、ＳＯｘ
及びダイオキシン類、重金属類であっても経済的に環境
基準をクリアできる排ガス処理方法を提供する事を目的
とし、特にＨＣｌ、ＳＯｘ等の酸性ガス、ダイオキシン
類及び重金属類の特性を十分に検討した排ガス処理方法
を提案する。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、ＨＣｌ、ＳＯｘについては乾式法の如く飛灰量が
増加し、また、飛灰のｐＨが著しく上昇し、灰中重金属
類の溶出を促進するようなことがなく、安定して吸収除
去が出きる湿式処理法を採用する。またダイオキシン類
及び重金属類については、ＨＣｌ、ＳＯｘ等の酸性ガス
成分を除去した後、減温減湿塔に至る過程で、ガス状態
から固体状の微粒子化させ、更に、サブクール（過冷
却）域までの減温減湿処理により、これらの微粒子を、
水の凝縮過程での凝集力により粒子径の肥大化を図らし
め、後続のバグフィルタ等にてダストとして捕集除去す
る。更に、好ましくは捕集効率向上のために、バグフィ
ルタの初期プリコート剤中に数％の活性炭微粒子を混合
することにより、除塵と吸着の組み合わせで、高効率捕
集を行なわせしめるものである。

【００１４】即ち、請求項１記載の発明は、廃棄物焼却
炉、電炉、化学工業用炉等の産業若しくは生活型廃棄物
焼却又は熱分解等に伴って発生する排ガスの処理方法に
おいて、前記排ガス中の、ＨＣｌ、ＳＯｘについては湿
式洗浄工程により中和吸収除去を行い、またダイオキシ
ン類及び重金属類については、ＨＣｌ、ＳＯｘ等の酸性
ガス成分を除去した後、ガス状態から固体状の微粒子化
させ、更に、サブクール（過冷却）域までの減温減湿処
理により、これらの微粒子を、水の凝縮過程での凝集力
により粒子径の肥大化を図らしめ、後続のバグフィル
タ、若しくは湿式電気集塵器等にてダストとして捕集除
去し、更に、好ましくは捕集効率向上のために、バグフ
ィルタの初期プリコート剤中に活性炭微粒子を混合する
ことにより、除塵と吸着の組み合わせで、高効率捕集を
行なわせしめる事を特徴とする。

【００１５】請求項２記載の発明は、かかる発明を具体
化した工程を特定するもので、前記排ガスを除塵工程に
通すことにより先ず煤塵を除去し、次いで湿式洗浄工程
により前記ＨＣｌ、ＳＯｘ等の酸性ガスの中和吸収除去
を行い、更に減温減湿工程により、ダイオキシン類や重
金属蒸気等のガス状物質を固体状とし、サブクール（過
冷却）状態とすることにより、粒子径の増大化を図ると
共に、必要に応じ加温工程にて再加温したのち、バグフ
ィルタ若しくは湿式電気集塵器により、増径化したダイ
オキシン類や重金属類を固体状ダストとして除去する工
程を含むことを特徴とする。

【００１６】この場合前記除塵工程には、電気集塵器若
しくはサイクロン又はバグフィルタを含む工程であり、
また前記湿式洗浄工程は、アルカリ水溶液によるＨＣ
ｌ、ＳＯｘの同時除去工程若しくは水洗浄とアルカリ吸
収剤との２段階吸収除去工程であるのがよい。そして前
記２段階吸収除去工程は、具体的には前段にて水洗浄に
よるＨＣｌのみを選択的に吸収させ、希塩酸として回収
し、後段で、アルカリ（Ｃａ系）吸収剤にてＳＯｘを中
和吸収除去し、ＣａＳＯ₄ として再利用出来るシステム
を指す。また前記減温減湿工程は、その出口排ガス温度
を、ガス冷却塔出口温度未満のサブクール（過冷却）状
態とする事により、ダイオキシン類や重金属等を固体微
粒子状にすると共に、この微粒子を水の凝縮過程での凝
集力により粒子径の肥大化を図る工程であるのがよい。

【００１７】そして減温減湿工程は、減温減湿を行う排
ガスを、水その他の冷媒と直接接触させずに冷媒回路を
介した冷熱接触による間接冷却手段によりサブクール
（過冷却）状態とするか、若しくは、減温減湿を行う排
ガスに直接循環水を接触させてサブクール（過冷却）状
態とするとともに、前記循環水を、熱交換回路を介した
冷媒との間接冷熱接触により繰返し冷却するのがよい。
この場合前記湿式洗浄工程及び／又は減温減湿工程に使
用する循環水に、界面活性剤及び活性炭の微粉を混合す
るのがよい。更に本発明において、減温減湿工程よりダ
スト除去工程に至る経路で超音波を照射し、増径化した
ダイオキシン類や重金属類を固体状ダストの捕集効率を
向上させるのがよい。

【００１８】ダスト除去工程のバグフィルタはプリコー
ト剤のみで消石灰、活性炭等は吹き付けないで形成して
も良い。即ち、前記バグフィルタは、第１層目をサブミ
クロンの超微粒子（好ましくはＳｉＯ₂ もしくはＡｌ₂
Ｏ₃）を添加して濾布の目を絞めた瀘布層で形成し、第
２層目を、数ミクロン程度の粒子を例えば珪藻土系のも
のを使用するか、もしくは、サブミクロン超微粒子と数
〜数１０ミクロン程度の微粒子の混合物を使用し、更に
好ましくはバグフィルタのプリコート剤に、重量比０．
５〜１０％の活性炭の微粒子を混合してコーティングし
たプリコート層で構成しても良い。

【００１９】また前記バグフィルタは、第１層目がサブ
ミクロンの超微粒子を添加して、濾布の目を絞めた瀘布
層、第２層目以降が、数ミクロン程度の粒子を使用した
プリコート剤、若しくは、サブミクロン超微粒子と数〜
数１０ミクロン程度の微粒子の混合物を使用したプリコ
ート剤、若しくは重量比０．５〜１０％の活性炭の微粒
子を混合してなるプリコート剤からなるプリコート層
と、微粉状活性炭のみからなる活性炭層との組合せ、よ
り具体的には前記プリコート層が活性炭層をサンドイッ
チした単層サンドイッチ構造にしても良く、また前記プ
リコート層と活性炭層とを交互に教示する複数層サンド
イッチ構造にしても良い。

【００２０】本発明による排ガス処理法では、まず電気
集塵機やサイクロン等で排ガス中の煤塵を除去し、次に
湿式洗浄工程（例えばガス吸収塔）により、ＨＣｌ、Ｓ
Ｏｘ等の酸性ガス成分を除去した後、ダイオキシン類や
重金属類の相変化特性を考慮した減温減湿操作により、
ダイオキシン類や重金属類をガス状から完全に固体粒子
に変化させ、更にサブクール（過冷却）状態まで減温す
ることにより、これら微粒子の粒子径を水の凝縮過程の
凝集力で肥大化せしめ、後続のバグフィルタにて高効率
除塵する。このときのバグフィルタにはプリコート剤の
みで消石灰は吹き付けないように構成する。この方法に
よると、（１）捕集灰の増量が無く、また、（２）捕集
灰のｐＨを高めること無く、排ガス処理が可能となる。
また、（３）酸性ガス除去後のサブクール（過冷却）で
あるため、装置材料も高級な耐食材を使用する必要は無
く、容易にダイオキシン類を固体粒子化でき、（４）バ
グフィルタの保護として水蒸気を凝縮させないためのわ
ずかな昇温（４０℃から８０℃前後）で、高効率にダイ
オキシン類や重金属類を除去することができ、更に
（５）減温減湿により、排ガス実流量が小さくなりバグ
フィルタ及びＩＤＦ（誘引通風機）の小型化が可能であ
る。

【００２１】さて、本発明の排ガス処理方法では、処理
対象ガスがバグフィルタに到達するまえに、除塵、湿式
ガス吸収工程を経てくるため、当該バグフィルタで除去
される媒塵類は非常に微量である。そのため、バグフィ
ルタ捕集物の払い落としは、１回／年程度で良い。従っ
て、当該バグフィルタは、初期プリコート材のみの瀘過
層を付着させた状態で運転させることが出来る。そして
本発明では、前記プリコート材中に重量比で０．５〜１
０％の微粒状の活性炭を混合して、初期のプリコート層
を形成せしめてガス状ダイオキシン類の吸着除去を図っ
た。そして特に、より希薄なダイオキシン類のガス状物
をより効率的に活性炭にて吸着除去する方法として、プ
リコート層に活性炭を混合させるだけでなく、微粉状活
性炭からなる活性炭層とプリコート層とを単層もしくは
複数層交互に形成させることにより、ガスと活性炭との
接触を効率良く行なわせしめ、ガス状ダイオキシン類の
高効率吸着除去が可能とするのがよい。

【００２２】更に後続のバグフィルタは、ダイオキシン
類等の微粒子や増径化粒子の除塵のため、初期プリコー
トを行なうが、このとき、除塵効率向上のため、通常の
珪藻土系のプリコート剤をコートする前に、第１層とし
てサブミクロンの超微粒子（ＳｉＯ₂ 、Ａｌ₂Ｏ₃等）を
コーティングすることも可能である。また、ダイオキシ
ン等の濃度によっては、プリコート剤に重量比で、０．
５〜１０％の微粒子（１〜３０μｍ程度の粒径）の活性
炭を混合して、コーティングすることにより、除塵機能
に加えて、吸着機能が作用し、高いダイオキシン類の除
去効率を安定的に得ることができる。

【００２３】更に本発明による排ガス処理法では、まず
除塵設備によりダストのみを除去し、Ｃａ（ＯＨ₂ ）等
のアルカリ吸収剤の吹込みを行なわないことが特徴であ
る。これにより、ダスト量の増大化を防ぐと共に、捕集
灰中の未反応Ｃａ（ＯＨ₂ ）＝消石灰の存在によるｐＨ
の上昇を防止することができ、その結果、両性金属であ
る鉛（Ｐｂ）などの重金属の溶出を防止することが可能
となる。次に、ＨＣｌ、ＳＯｘ等の酸性ガスを湿式洗浄
工程にて除去した後、ＨＣｌ、ＳＯｘ等の高効率安定除
去と、更に、減温減湿工程にてサブクール（過冷却）状
態（約４０℃前後まで冷却）とする事により、過冷却に
より水蒸気が凝縮する際の凝集力にて、冷却されて固体
粒子状となったダイオキシン類や重金属類の微粒子が、
凝集合体して、増径化（肥大化）し、次ステップの除塵
工程での除塵効率の向上、即ち、ダイオキシン類や重金
属を高効率にて除去可能となる。

【００２４】又、ガス吸収塔及び／又は減温減湿塔の循
環水中に界面活性剤と１０〜３０ｐｐｍ前後の活性炭の
微粉を混合することにより、ガス吸収塔及び／又は減温
減湿塔にて非水溶性のダイオキシン類を活性炭に吸着除
去可能となり、ここでの排水は焼却炉高温部へ噴霧し、
ダイオキシン類を分解処理することも理解できる。

【００２５】さて本発明においては、減温減湿工程にお
いて冷却用循環水と排ガスとの直接接触によりサブクー
ル（過冷却）を行った場合、凝縮した排ガス中の水分や
冷却用循環水中に、一部のダイオキシン類等が混入する
恐れがある。そこで本発明は、湿式洗浄工程及び減温減
湿工程にて捕集されたダイオキシン類を、該排ガス処理
設備からの排水として、焼却炉の高温域へ投入し分解処
理することを特徴としている。

【００２６】この場合循環水の一部を高温の焼却炉内へ
噴射しても、循環水量が多量であるため、焼却炉内へ噴
射されない残りの循環水が繰り返し循環する事によりダ
イオキシン類等が濃縮されてゆくことが推測される。ま
た、循環水の冷却に例えば、クーリングタワーなどの開
放型の循環水冷却器を用いる場合、循環水中に捕捉され
たダイオキシン類等が、クーリングタワー部で蒸発し、
大気中で揮散していくことが懸念される。

【００２７】そこで、発明は、排水中のダイオキシン類
等の完全無害化を図るため、間接冷却部による減温減湿
法を採用し、ここでの排ガス中の一部の（微量の）ダイ
オキシン類等が含有すると推定される排水量を最小量
（凝縮水のみ）とし、その全量を、前流側焼却炉の高温
焼却域へ噴射するシステムとして、請求項１１において
前記減温減湿を行う排ガスを、水その他の冷媒と直接接
触させずに冷媒回路を介した冷熱接触による間接冷却手
段によりサブクール（過冷却）状態とすることを特徴と
している。また本発明は、排ガスと循環水との直接冷却
法を採用する場合も、循環水冷却器（クーリングタワー
等）からのダイオキシン類の大気中への蒸発揮散を防止
するために、前記循環水を、熱交換回路を介した冷媒と
の間接冷熱接触により繰返し冷却することも特徴として
いる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施例を例示的に詳しく説明する。但し、この実施
例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その
相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この
発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明
例にすぎない。

【００２９】本発明の基本原理フローを図２に示す。焼
却炉１で都市ごみ等を焼却して生灰等を除去した排気ガ
スは、ボイラ等のガス冷却器２で奪熱した後、前記排ガ
スを電気集塵器若しくはサイクロン又はバグフィルタ等
の徐塵装置３に通すことにより先ず煤塵４を除去した
後、ガス吸収塔その他の湿式洗浄装置５で、ＨＣｌ、Ｓ
Ｏｘ等の酸性ガスを中和吸収し、排水６として除去す
る。尚、前記酸性ガスの中和吸収除去のための湿式洗浄
装置５は、アルカリ水溶液によるＨＣｌ、ＳＯｘの同時
除去工程若しくは２段吸収除去システム、即ち、前段に
て水洗浄によるＨＣｌのみを選択的に吸収させ、希塩酸
として回収し、後段で、アルカリ（Ｃａ系）吸収剤にて
ＳＯｘを中和吸収除去し、ＣａＳＯ₄ として再利用出来
るシステムの何れかにて構成するのがよい。更に減温減
湿装置７（塔）により冷却装置８を介して循環水を循環
させながら気液接触させることにより、ダイオキシン類
や重金属蒸気等のガス状物質を固体状とし、サブクール
（過冷却）状態とすることにより粒子径の増大化を図
る。即ち減温減湿装置５（塔）では、その出口排ガス温
度をガス冷却塔２出口温度未満のサブクール（過冷却）
状態とする事により、ダイオキシン類や重金属等を固体
の微粒子（サブミクロン粒子）にすると共に、この微粒
子を水の凝縮過程での凝集力により、粒子径の肥大化を
図ることが出来る。

【００３０】この際前記湿式洗浄装置５及び／又は減温
減湿塔７の循環水に、界面活性剤及び活性炭の微粉を混
合することによりダイオキシンの吸着が促進される。そ
して湿式洗浄装置５及び減温減湿装置７にて捕集された
ダイオキシン類は、当該設備からの排水として、焼却炉
１の高温域へ投入し、分解処理するのがよい。そして前
記減温減湿装置７通過後の例えば４０℃前後の排気ガス
は、加温装置９にて加熱空気１０と熱交換して６０〜８
０℃に再加温した後、バグフィルタ１２により、増大径
化したダイオキシン類や重金属類を固体状ダストとして
高効率除去した後、誘引通風機（ＩＤＦ）１４を介して
煙突１５より排出される。尚、前記最終工程のバグフィ
ルタ１２（図１の２９に対応する）は、初期にプリコー
ト剤を吹き付けるのみとし、このプリコート剤の形成法
として、図１０（ａ）にバグフィルタ９０Ａの層断面構
成で示すように、第１層目にサブミクロンの超微粒子
（好ましくはＳｉＯ₂ もしくはＡｌ₂Ｏ₃）を添加して、
濾布９１の目を絞め、第２層目に数ミクロン程度の粒子
を例えば珪藻土系のものを使用するか、若しくはサブミ
クロン超微粒子と数〜数１０ミクロン程度の微粒子の混
合物を使用するプリコート層９２を形成している。更に
好ましくは前記したプリコート層９２に、重量比０．５
〜１０％の活性炭の微粒子を混合して、コーティングし
てもよい。例えば、図１０の（ｂ）（ｃ）のバグフィル
タ９０Ｂ、９０Ｃにおいては、プリコート剤に活性炭を
混合させたプリコート層９４に、微粉状活性炭からなる
活性炭層９３を１層もしくは複数層サンドイッチ構造に
形成させることにより、ガスと活性炭との接触を効率良
く行なわせしめ、ガス状ダイオキシン類の高効率吸着除
去が可能となる。特に本実施例においては、希薄なガス
状ダイオキシン類の高効率吸着除去を達成するために、
活性炭を混合させたプリコート材（ケイソウ土）にて形
成されるプリコート層９４に、微細粒子からなる活性炭
層９３（層厚：０．５〜数ｍｍ）を１層ないし複数層形
成させている。

【００３１】尚、図２の点線で示すように、加温装置９
とバグフィルタ１２の代りに湿式電気集塵器１１とその
下流側に排ガス加温装置１３を組合せて使用してもよ
い。尚、減温減湿装置７にてサブクール（過冷却）状態
にし、ダイオキシン類の増径化を図った後、更に増径化
を促進させ、捕集効率を向上させるため、減温減湿装置
７からバグフィルタ１２に至る経路で超音波を照射する
ように構成してもよい。

【００３２】次に図３に減温減湿装置７（塔）によるサ
ブクール（過冷却）の有無に基づく、微粒子の凝集効
果、言換えれば粒子径の増大効果を示す。尚、図４はダ
イオキシン類の塩素数と融点及び沸点との関係を示す。
又図５では重金属類の蒸気圧線図を、更に図６では減温
減湿に伴う排ガス中の水分変化を示し、いずれも減温減
湿により重金属類の析出若しくは水分が析出するのが理
解できる。例えば図６より明らかなように、湿式洗浄装
置の出口排ガス温度６０℃を減温減湿塔出口排ガス温度
を４０℃まで低減（矢印Ａ）させる事により、低減した
ガス中水分量は（矢印Ｂ）の量となる。

【００３３】図１は図２の基本処理フローに基づく、パ
イロット試験装置を示す。図１において焼却炉（基礎燃
焼炉）２１は、ブロワ２０より空気が供給される内径２
００ｍｍφの円筒型流動床炉で、必要により、電気炉に
よる温度制御が可能な構造となっている。ガス冷却器２
２、２３は二段直列構成をなし、ガス冷却器２２、２３
で冷却後の排気ガスは徐塵装置としての第一バグフィル
タ２４に導入された後、ファン２６を介して湿式洗浄装
置及び減温減湿塔２７に送られる。更に、湿式洗浄装置
及び減温減湿塔２７は、ガス吸収と減温減湿操作を同時
に行なわせしめる構造となっている。

【００３４】減温減湿塔２７はポンプ３３により循環水
を循環させながら気液接触させることにより、ダイオキ
シン類や重金属蒸気等のガス状物質を固体状とし、過冷
却状態とすることにより粒子径の増大化を図る。そして
前記減温減湿塔２７の循環水は、チラーユニット３１に
より冷却され、必要により界面活性剤及び活性炭の微粉
を混合した循環水（表３の場合）を薬品タンク３２より
逐次供給する。そして前記減温減湿塔２７通過後の例え
ば４０℃前後の排気ガスは、ヒーター２８にて加熱空気
と熱交換して６０〜８０℃に再加温した後、第二バグフ
ィルタ２９により、増大径化したダイオキシン類や重金
属類を固体状ダストとして高効率除去した後、不図示の
誘引通風機（ＩＤＦ）を介して煙突より排出される。
尚、本排ガス処理設備の有害ガス（ダイオキシン類な
ど）の除去性能は、本設備の入口部２５、出口部３０
（図１中、Ｇ−１、Ｇ−２にて表示）での排ガス分析結
果にて評価した。

【００３５】その結果の一例を表１、表２、表３に示
す。

【００３６】

【表１】

【００３７】［表１］は、本発明の基本構成フローによ
るダイオキシン類の除去性能を示す。

【００３８】

【表２】

【００３９】［表２］は、本発明の基本構成フローに対
して、更に性能向上のため、バグフィルタのプリコート
剤への活性炭の添加効果を示す。

【００４０】

【表３】

【００４１】［表３］は本発明の基本構成フローに対し
て、バグフィルタ負荷軽減の為、ガス吸収塔及び減温減
湿の循環水中に活性炭及び界面活性剤を添加した場合の
性能を示す。

【００４２】表１は基本コンセプトフローに基づく、ダ
イオキシン類の除去性能を示したもので、本排ガス処理
設備の入口部でのダイオキシン類の濃度が高い場合と低
い場合についての一例を示す。これより、本排ガス処理
方法によれば、入口濃度の高低を問わず、安定的に高い
ダイオキシン類の除去率が得られ、International の毒
性等価換算係数を用いた毒性等価濃度は、０.１Ｉ−Ｔ
ＥＱｎｇ／Ｎｍ³ レベルまで安定的に低減可能である
ことが判る。尚、このときの、ガス吸収及び減温減湿塔
の出口排ガス温度は、約４０℃であり、後続の電気ヒー
タにより、約８０℃まで加温した後、第２バグフィルタ
２９へ導入し処理した。

【００４３】次に、第２バグフィルタ２９でのダイオキ
シン類の除去性能向上のために、バグフィルタの初期プ
リコート剤中に、微粒状（数十μｍ以下の活性炭）を重
量比で、０．５〜１０％混合してプリコートして実施し
たテストデータを表２に示す。データは活性炭をプリコ
ート剤に、５ｗｔ％添加したときのものであり、ダイオ
キシン類の除去効率は、入口濃度の高低を問わず、安定
的に高性能除去率が得られることが判った。

【００４４】更に、ガス吸収塔及び減温減湿塔の循環水
中に、界面活性剤と１０〜３０ｐｐｍ相当の微粒状（数
十μｍ以下）の活性炭を混合し、ここで非水溶性のダイ
オキシン類を除去することにより、バグフィルタでの負
荷を低減させることを狙いに実施したデータの一例を表
３に示す。尚、本データは、微粉炭添加量２０ｐｐｍ
で、中性系の界面活性剤添加時のデータである。本表に
より、本システム全体の除去率としては、前述の２例の
中間的値であるが、安定的に、高性能で、ダイオキシン
類を除去し得ることが確認された。以上、代表的な３例
を試験データを示したが、本発明による排ガス処理方法
によれば、何れの場合も高性能で安定的にダイオキシン
類を除去し得ることが検証された。

【００４５】尚、図１及び図２に示す減温減湿塔７、２
７は図８若しくは図９に示すように構成してもよい。図
８における減温減湿塔７０は、垂直仕切壁７５ｂにより
左右２つの熱接触空間７０Ａ，７０Ｂを形成し、該熱接
触空間７０Ａ，７０Ｂ内にコイル状に冷媒循環パイプ７
２Ａ，７２Ｂを配設する。冷媒循環パイプ７２Ａ，７２
Ｂは熱交換器７３（例えば冷凍機）との間で冷却サイク
ルを構成し、熱接触空間７０Ａ，７０Ｂ内で排ガスを冷
却した冷媒７５は熱交換器７３で冷却されながら閉サイ
クルにて循環する。７５ａ、７５ｃは熱接触空間７０
Ａ，７０Ｂ頂部に夫々設けた入口部と出口部、７５ｄは
デミタス、７４は熱接触空間７０Ａ，７０Ｂ内で排ガス
を過冷却した際に生成された凝縮水を前流側焼却炉１若
しくは基礎燃焼炉２１への高温焼却域へ噴射するための
排出弁である。

【００４６】かかる構成において、アルカリガス吸収塔
７１から排出されるガスは、通常の廃棄物焼却排ガスに
おいては、約７０℃（６０〜８０℃）前後の飽和状態
（関係湿度１００％）である。ここでは、一例としてガ
ス吸収塔７１入口部７Ａのガス量２０，０００Ｎｍ³／
ｈ、温度３００℃、ガス中水分２５．６Ｖｏｌ％の場
合、ガス吸収後のガス吸収塔出口排ガス７Ｂは、ガス量
２３，３２０Ｎｍ³/ｈ、温度７０℃、ガス中水分３６Ｖ
ｏｌ％となって減温減湿塔７０に導入される。減温減湿
塔７０では熱接触空間７０Ａと７０Ｂ内で前記排ガスを
冷媒循環パイプ７２Ａ及び７２Ｂにて二段冷却により過
冷却した後デミタス７５ｄを介して出口部７５ｃより、
出口排ガス７Ｃとして、ガス量１６，９７０Ｎｍ³/ｈ、
温度５０℃、ガス中水分１２．３Ｖｏｌ％となって次工
程に導出される。

【００４７】そして前記減温減湿処理の際に生成された
凝縮水（５．１ｍ³/ｈ）７Ｄを弁７４を介して焼却炉１
若しくは基礎燃焼炉２１への高温焼却域へ噴射する。か
かる、完全間接冷却法によれば、減温減湿塔での処理対
象排水は、排ガスからの凝縮水のみであり、その量は直
接冷却法に較べて、約１／２０〜１／３０倍に低減され
るばかりではなく、かつ、排水は密閉系にて処理（焼却
炉１若しくは基礎燃焼炉２１へ噴射）されるため、ここ
での大気中の再飛散は防止できる。

【００４８】次に部分間接冷却法について図９に示す。
図９は充填塔を利用した減温減湿塔８０で、８０Ａは充
填層、８０Ｂは冷却水スプレー、８０Ｃはデミタス、８
０Ｄは洗浄水スプレーである。そして前記充填層８０Ａ
を通過する排ガスと冷却水が熱接触された後の循環水は
先ず減温減湿塔８０底部に貯溜された後、循環水貯溜タ
ンク８２に導出される。循環水貯溜タンク８２は仕切壁
８２ａにより２つに区分けされ、ポンプ８１を介して冷
却水スプレー８０Ｂ側に導入される循環水をチラーユニ
ット８３内に設けた冷却コイル８３ａ内を循環させなが
ら所定温度までの冷却を行なう。

【００４９】かかる構成において、アルカリガス吸収塔
７１から排出されるガス７Ｂが、前記実施例と同様に、
ガス量２３，３２０Ｎｍ³/ｈ、温度７０℃、ガス中水分
３６Ｖｏｌ％で減温減湿塔８０に導入された排ガスは、
充填層８０Ａ内で冷却水により過冷却した後デミタス８
０Ｃ及び洗浄スプレー８０Ｄを介して出口部より、出口
排ガス７Ｃとして、ガス量１６，９７０Ｎｍ³/ｈ、温度
５０℃、ガス中水分１２．３Ｖｏｌ％となって次工程に
導出される。そして前記減温減湿処理の際に生成された
凝縮水（約５ｍ³/ｈ）７Ｄを弁７４を介して焼却炉１若
しくは基礎燃焼炉２１への高温焼却域へ噴射する。

【００５０】かかる部分間接冷却法によれば、循環冷却
水の冷却を密閉系で行なえるため、ここでのダイオキシ
ン類の大気への再飛散を防止することができる。又それ
ぞれ図８、図９中に表示した装置によれば、減温減湿塔
まわりでのＤΧＮｓ（ダイオキシン）含有排水量の低減
化による、ＤΧＮｓ含有排水の無害化処理負荷を低減さ
せることが可能となり、及び冷却水冷却クーリングタワ
ー部（開放部）でのＤΧＮｓの大気中への再飛散を防止
することができ、これらにより、排ガス中のダイオキシ
ン類を高性能で、安定的に無害化処理が可能となる。
尚、このとき、冷却水中に取り込まれるＤΧＮｓの量、
即ち水側へのＤΧＮｓの移行率は前記実施例に固定した
ものでもなく、装置入口ＤΧＮｓ濃度や、処理条件等に
よっても異なることが判明している。

【００５１】

【発明の効果】以上記載した如く本発明によれば、従来
種々問題を有していた排ガス処理システムにて、次の顕
著な効果がある。（１）飛灰量の増加が無く、また、ｐＨも高くならない
ことから、鉛等の両性重金属類の溶出も抑制でき、飛灰
処理量が安価となる。また、処分場の延命化にも寄与す
る。（２）酸性ガスの処理は湿式アルカリ吸収法を用いるた
め、高濃度かつ変動の大きな酸性ガスであっても、安定
に高効率で吸収除去が可能となり、排ガス規準値（ごみ
排ガスガイドラインでは０．５Ｉ−ＴＥＱ）を遵守可
能である。（３）非水溶性で固体になっても超微粒子で存在するた
め、除去が困難であったダイオキシン類を過冷却（サブ
クール）過程で、粒子の肥大化（増粒径化）を起こさせ
ることによって、高効率で集塵除去が可能となった。従
って、排ガス処理設備入口で高濃度のダイオキシン類が
到来しても、安定的、高効率で除去でき、プラント全体
での溶接対策として極めて効果的である。

【００５２】（４）ダイオキシン類捕集用のバグフィル
タ等は、到来する粒子が極めて少なく、従って、捕集物
の払い落としは、１回／年程度で良く、かつ、払い落と
したプリコート剤主体のダストは量も少なく処理も容易
である。払い落としたダストの処理は、焼却炉に戻し、
高温化で分解したり、また、ダイオキシン類分解工程で
分解、無害化することも容易に可能である。また、併せ
て、ガス吸収塔、減湿塔の循環水中に捕集されたダイオ
キシン類は、焼却炉に戻し、火炎中等に噴霧し、蒸発、
分解することも可能であり、低ダイオキシン燃焼用の噴
霧水として用い、相乗的に効果をあげることも可能であ
る。（５）又本発明はプラント動力の低減にも効果がある。
即ち、排ガスを吸引する該引通風機は、排ガス中の水分
を減湿塔で凝縮させ、かつ温度も低下させるため、実ガ
ス量は従来システムの１／２以下となるために動力が低
減できる。さらに、ダイオキシン類の捕集用のバグフィ
ルタも上記同様に従来システムの約１／２以下の容量と
コンパクトになり経済的である。（６）煙突出口の白煙（水蒸気の凝縮に基づく）防止
も、減湿塔、再加熱等の本発明の構成により容易に可能
で有り、経済的に対策が実施できる。（７）本発明によれば、排ガス熱状は、ＨＣｌ、ＳＯｘ
等の酸性ガス、超微粒子を含むダスト、重金属ヒュー
ム、ダイオキシン類と全ての有害物が高効率かつ経済的
に除去できるため、煙突は原則不要とすることも可能で
ある。具体的には、本発明のダイオキシン類の捕集用バ
グフィルタの出口部にベントダクトのみ付帯すれば良
い。この場合、プラントの景観上好ましいばかりか煙突
の連続量も抑えられ経済的である。（８）又本発明では特に、活性炭をプリコート材中に混
合するのではなくプリコート層と活性炭層をサンドイッ
チ構造にする事により、この希薄なダイオキシン類のガ
ス状物をより効率的に活性炭にて吸着除去し得る。（９）又本発明は減温減湿装置として、完全間接冷却法
または部分間接冷却法を採用することにより、夫々図
８、図９中に表示したように、発明者らが先願した特許
（図３）にて懸念された、減温減湿塔まわりでのＤΧＮ
ｓ含有排水量の低減化による、ＤΧＮｓ含有排水の無害
化処理負荷を低減させることが可能となり、及び冷却水
冷却用クーリングタワー部（開放部）でのＤΧＮｓの大
気中への再飛散を防止することができ、これらにより、
排ガス中のダイオキシン類を高性能で、安定的に無害化
処理が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実際の燃焼排ガス処理に適用し、その
性能検証に用いたパイロット試験工程のフロー図であ
る。

【図２】本発明の基本構成の工程を示すフロー図であ
る。

【図３】本発明の基本原理に係るサブクール（過冷却）
後の微粒子の凝集効果のグラフ図である。

【図４】本発明の基本思想に係るダイオキシン類の塩素
数と融点及び沸点との関係図である。

【図５】本発明の基本思想に係る重金属類の蒸気圧線図
である。

【図６】本発明の基本思想に係る排ガス中水分の減温減
湿操作による変化図である。

【図７】従来技術の工程を示すフロー図で（Ａ）従来の
乾式排ガス処理法を（Ｂ）は従来の湿式排ガス処理法を
夫々示す。

【図８】図１及び図２に示す減温減湿塔に使用する冷媒
を完全間接冷却法に基づいて設定したフロー図である。

【図９】図１及び図２に示す減温減湿塔に使用する冷却
水を完全間接冷却法に基づいて循環すりうように設定し
たフロー図である。

【図１０】（ａ）（ｂ）（ｃ）は夫々本発明にて起用さ
れるバグフィルタの層断面構成を示す。

【符号の説明】

１焼却炉２ガス冷却器３徐塵装置５湿式洗浄装置６排水７、２９、７０、８０減温減湿塔８冷却装置９加温装置１０加熱空気１２バグフィルタ１１湿式電気集塵器１３排ガス加温装置１４誘引通風機（ＩＤＦ）１５煙突７１ガス吸収塔７２Ａ、７２Ｂ冷媒循環パイプ７３熱交換器８２循環水貯溜タンク８０Ｂ冷却水スプレー８３チラーユニット８３ａ冷却コイル９０バグフィルタ断面９１瀘布９２、９４プリコート層９３活性炭層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＢ０１Ｄ 53/50 Ｂ０１Ｄ 53/34 １３４Ｅ 53/70 １３６Ｚ 53/64

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃棄物焼却炉、電炉、化学工業用炉等の
産業若しくは生活型廃棄物焼却又は熱分解等に伴って発
生する排ガスの処理方法において、前記排ガス中の、ＨＣｌ、ＳＯｘについては湿式洗浄工
程により中和吸収除去を行い、又、ダイオキシン類及び重金属類については、ＨＣｌ、
ＳＯｘ等の酸性ガス成分を除去した後、ガス状態から固
体状の微粒子化させ、更にサブクール（過冷却）域まで
の減温減湿処理により、これらの微粒子を、水の凝縮過
程での凝集力により粒子径の肥大化を図らしめ、後続のバグフィルタ、若しくは湿式電気集塵器等にてダ
ストとして捕集除去し、更に、好ましくは捕集効率向上のために、バグフィルタ
の初期プリコート剤中に活性炭微粒子を混合することに
より、除塵と吸着の組み合わせで、高効率捕集を行なわ
せしめる事を特徴とする排ガスの処理方法。
【請求項２】前記排ガスを除塵工程に通すことによ
り、先ず煤塵を除去し、次いで湿式洗浄工程により前記ＨＣｌ、ＳＯｘ等の酸性
ガスの中和吸収除去を行い、更に減温減湿工程により、ダイオキシン類や重金属蒸気
等のガス状物質を固体状とし、サブクール（過冷却）状
態とすることにより粒子径の増大化を図ると共に、必要
に応じ加温工程にて再加温した後、バグフィルタ若しくは湿式電気集塵器により、増径化し
たダイオキシン類や重金属類を固体状ダストとして除去
する工程を含むことを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項３】前記請求項２記載の除塵工程が、電気集
塵器若しくはサイクロン又はバグフィルタを含む工程で
あることを特徴とする請求項２記載の排ガス処理方法。
【請求項４】前記請求項２記載の湿式洗浄工程は、ア
ルカリ水溶液によるＨＣｌ、ＳＯｘの同時除去工程若し
くは水洗浄とアルカリ吸収剤との２段階吸収除去工程で
あることを特徴とする請求項２記載の排ガス処理方法。
【請求項５】前記請求項２記載の減温減湿工程が、そ
の出口排ガス温度を、ガス冷却塔出口温度未満のサブク
ール（過冷却）状態とする事により、ダイオキシン類や
重金属等を固体微粒子状にすると共に、この微粒子を水
の凝縮過程での凝集力により粒子径の肥大化を図る工程
であることを特徴とする請求項２記載の排ガス処理方
法。
【請求項６】前記請求項２記載の湿式洗浄工程及び／
又は減温減湿工程に使用する循環水に、界面活性剤及び
活性炭の微粉を混合することを特徴とする請求項２記載
の排ガス処理方法。
【請求項７】前記請求項２記載の湿式洗浄工程及び減
温減湿工程にて捕集されたダイオキシン類は、当該排ガ
ス処理設備からの排水として、焼却炉の高温域へ投入し
分解処理することを特徴とする請求項１記載の排ガス処
理方法。
【請求項８】前記請求項２記載のダスト除去工程のバ
グフィルタは、第１層目がサブミクロンの超微粒子を添加して、濾布の
目を絞めた瀘布層、第２層目が、数ミクロン程度の粒子を使用したプリコー
ト剤、若しくは、サブミクロン超微粒子と数〜数１０ミ
クロン程度の微粒子の混合物を使用したプリコート剤、
若しくは重量比０．５〜１０％の活性炭の微粒子を混合
してなるプリコート剤からなるプリコート層であること
を特徴とする請求項２記載の排ガス処理方法。
【請求項９】前記請求項２記載のダスト除去工程のバ
グフィルタは、第１層目がサブミクロンの超微粒子を添加して、濾布の
目を絞めた瀘布層、第２層目以降が、数ミクロン程度の粒子を使用したプリ
コート剤、若しくは、サブミクロン超微粒子と数〜数１
０ミクロン程度の微粒子の混合物を使用したプリコート
剤、若しくは重量比０．５〜１０％の活性炭の微粒子を
混合してなるプリコート剤からなるプリコート層と、微
粉状活性炭のみからなる活性炭層との組合せであること
を特徴とする請求項２記載の排ガス処理方法。
【請求項１０】減温減湿工程よりダスト除去工程に至
る経路で超音波を照射し、増径化したダイオキシン類や
重金属類を固体状ダストの捕集効率を向上させることを
特徴とする請求項２記載の排ガス処理方法。
【請求項１１】前記請求項２記載の減温減湿工程が、
減温減湿を行う排ガスを、水その他の冷媒と直接接触さ
せずに冷媒回路を介した冷熱接触による間接冷却手段に
よりサブクール（過冷却）状態とすることを特徴とする
請求項２記載の排ガス処理方法。
【請求項１２】前記請求項２記載の減温減湿工程が、
減温減湿を行う排ガスに直接循環水を接触させてサブク
ール（過冷却）状態とするとともに、前記循環水を、熱
交換回路を介した冷媒との間接冷熱接触により繰返し冷
却することを特徴とする請求項２記載の排ガス処理方
法。