JPH10216463A - 消石灰と吸着剤の噴霧方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排ガス処理のための消石灰と吸着剤を適切な
量で十分混合して噴霧できる方法及び装置を提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】 燃焼や加熱に伴って排出される有害物質
を含む排ガスを消石灰噴霧により、ろ過式の集塵装置３
でろ過集塵して処理する方法において、消石灰切り出し
装置６と、吸着剤切り出し装置７と粉体を搬送するため
の搬送空気流を発生させる送風装置８とを具備し、各々
の上記切り出し装置６，７により切り出された消石灰と
吸着剤を同一の搬送路を経て上記搬送空気流により搬送
し、上記集塵装置３の上流の煙道５または集塵装置３内
に吹き込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は都市ごみ焼却施設、
可燃性廃棄物処理施設その他燃焼装置一般から排出され
る燃焼工程によって排出される有害物質を含む排ガス
や、金属精錬工場などで加熱工程に伴って排出される有
害物質を含む排ガスの無害化処理方法に関するものであ
る。詳しくは、消石灰や吸着剤などの反応剤を用いて有
害物質を除去する際の、消石灰と吸着剤の噴霧方法及び
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】焼却炉等から排出される煤塵、酸性ガ
ス、水銀、ダイオキシン類等の有害物質を含む燃焼排ガ
スの処理方法として、いくつかの方法が従来開示されて
いる。

【０００３】例えば、特開平５−３１３２３に開示され
る方法は、粉末活性炭及び消石灰などの塩基性吸収剤を
別個の搬送路によって集塵機の入口の煙道に吹き込むこ
ととしている。上記活性炭は排ガス中の水銀等の重金属
を吸着すると共に、ダイオキシン等の有害な有機塩素化
合物も合わせて吸着する。これらの有害物質を吸着した
活性炭は、下流に設けたバグフィルター等の集塵機によ
って捕集され、排ガス中から除外される。また、一般
に、燃焼排ガス中には塩化水素など酸性成分が含まれて
いるが、この酸性成分は排ガス中に噴霧された上記塩基
性吸収剤により除去される。

【０００４】また、特開平７−２０４４３２は、消石灰
と活性炭を同一サイロ内に混合貯留し、粉体切り出し装
置により煙道に吹き込むこととしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者
（特開平５−３１３２３）の方法では、消石灰と活性炭
が別個の搬送路で煙道に供給されるため、煙道内や集塵
機内で十分に消石灰と粉末活性炭が混合されない。した
がって、バグフィルターなどの集塵機内で、活性炭によ
る水銀やダイオキシン類の吸着除去効果が小さくなる傾
向にある。

【０００６】後者（特開平７−２０４４３２）の方法で
は、消石灰と粉末活性炭はサイロ内やサイロ投入前に事
前に混合されることから、効果的な両者の混合はなされ
るが、混合されているために粉末活性炭及び消石灰の吹
き込み量を単独で調整することができない。すなわち、
酸性ガスの除去のための消石灰供給量を増加させると、
同時に活性炭の吹込量が増加し、必要以上の活性炭を消
費したり、逆に活性炭吹込量を増加させる場合は、消石
灰の供給量が増加し無駄に消石灰を消費するという問題
点がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明はこれらの問題を
解決するためになされたものであり、以下の特徴をもっ
ている。

【０００８】先ず、消石灰と吸着剤の噴霧方法に関して
は、燃焼や加熱に伴って排出される有害物質を含む排ガ
スを消石灰噴霧により、ろ過式の集塵装置でろ過集塵し
て処理する方法において、消石灰切り出し装置と、吸着
剤切り出し装置と粉体を搬送するための搬送空気流を発
生させる送風装置とを具備し、各々の上記切り出し装置
により切り出された消石灰と吸着剤を同一の搬送路を経
て上記搬送空気流により搬送し、上記集塵装置の上流の
煙道または集塵装置内に吹き込むことを特徴とする。

【０００９】かかる本発明の方法において好ましくは、
吸着剤として、粉末活性炭などの炭素系の多孔質粉体が
用いられる。

【００１０】かかる本発明の方法によれば、消石灰と吸
着剤を同一の搬送路を用いて搬送するので、切り出され
てから煙道に到達するまでの搬送路にて、搬送中に消石
灰と吸着剤が十分混合される。これにより集塵装置内の
ろ布に堆積する消石灰と吸着剤を含む反応吸着層内で吸
着剤は効果的に一様に分散しているため、ろ過集塵を行
う過程、すなわち排ガスが反応吸着層を通過する過程
で、吸着剤により排ガスに含まれる水銀やダイオキシン
類は効率的に吸着除去される。勿論、この過程で、排ガ
スに含まれる煤塵は集塵除去され、酸性ガスは消石灰に
より中和除去されることから、排ガスは清浄化される。

【００１１】その際、吸着剤として、粉末活性炭などの
炭素系の多孔質粉体を用いるならば、粉末活性炭などの
炭素系の多孔質粉体は、大きな比表面積をもっていて一
般に吸着効果が大きいことと、炭素系であるから、特に
水銀やダイオキシン類の吸着に効果があることから、煙
道に吹き込むことにより、排ガスに含まれる水銀やダイ
オキシン類を効率よく除去できる。

【００１２】次に、本発明にあって、上記噴霧方法を実
施する装置に関しては、燃焼や加熱に伴って排出される
有害物質を含む排ガスを消石灰噴霧により、ろ過式の集
塵装置でろ過集塵して処理する装置において、消石灰切
り出し装置と、吸着剤切り出し装置と粉体を搬送するた
めの搬送空気流を発生させる送風装置とを具備し、該送
風装置を上記集塵装置の上流の煙道または該集塵装置と
一つの搬送路により接続し、該搬送路に上記消石灰切り
出し装置及び吸着剤切り出し装置を配設したことを特徴
とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、添付図面にもとづき、本発
明の実施の形態を説明する。

【００１４】図１は、本発明に係わる消石灰と吸着剤の
噴霧方法をごみ焼却処理施設に採用した場合の一実施形
態を示す。

【００１５】図１において、符号１はボイラ、２は減温
塔、３はバグフィルター等のろ過式集塵装置、そして４
は煙突でこれらは煙道５により順次接続されている。

【００１６】本発明において、粉体を搬送するために搬
送空気流を発生させる送風装置としてのブロワ８が搬送
路としての搬送チューブ９により、減温塔２とバグフィ
ルター３との間で煙道５に接続されている。そして、該
搬送チューブ９には、ブロワ８に近い上流側の位置に消
石灰サイロ及び切り出し装置（以下、消石灰切り出し装
置という）６が、さらにこれに近接して吸着剤サイロ及
び切り出し装置（以下、吸着剤切り出し装置という）７
がそれぞれ配設されている。

【００１７】本発明装置では、焼却炉（図示せず）から
排出される燃焼排ガスはボイラ１に導入され熱回収によ
り、２５０〜４００℃にまで降温される。続いて排ガス
は減温塔２により、バグフィルター３に適した１２０〜
２５０℃に降温され、バグフィルター３に導入される。
一方、消石灰切り出し装置６と吸着剤切り出し装置７か
らそれぞれ切り出される消石灰と吸着剤はブロワ８の搬
送空気流によって搬送チューブ９で搬送される間に十分
に混合され、バグフィルター３の入口の煙道５内に噴霧
され、バグフィルター３に導入される。搬送中の上記混
合を十分に行なうためには、通常、搬送チューブ９は吸
着剤切り出し装置７と煙道５との間の距離が５ｍ以上あ
ることが望ましい。

【００１８】バグフィルター３に導入された有害物質を
含む排ガスと消石灰と吸着剤の混合物は、バグフィルタ
ー３の入口の煙道５やバグフィルター３のろ布表面のろ
過集塵の過程で十分に接触し、吸着剤の吸着作用によ
り、排ガスに含まれる水銀やダイオキシン類が除去され
る。このとき同時に、ろ過集塵過程で排ガスに含まれる
煤塵は除去され、消石灰によりＨＣｌ，ＳＯｘなどの酸
性ガスは除去されるから、バグフィルター３により排ガ
スは十分に清浄化される。バグフィルター３を出た後の
清浄な排ガスは煙突４から大気に排出される。

【００１９】上述のごとくの本実施形態装置の各部につ
いて、さらに詳細に説明する。

【００２０】バグフィルター３で排ガスを処理する温度
は２００℃以下の低温である方が、酸性ガス除去効率と
水銀及びダイオキシン類の吸着効果を大きくするために
は好ましい。但し、１５０℃以下とすると酸性ガスの酸
露点に近づくため、装置の腐食が発生し、好ましくない
ので、装置の腐食等が発生しない範囲で温度を低くする
ことが好ましい。

【００２１】減温塔２はバグフィルター３に適した排ガ
ス温度が達成できれば、他の熱回収手段を用いてもよい
し、省略することもできる。

【００２２】消石灰切り出し装置６と吸着剤切り出し装
置７の配置は、図１に代えて図２のように消石灰切り出
し装置６に対して上流側に吸着剤切り出し装置７を設置
しても混合の効果は同じである。この場合も、搬送チュ
ーブ９は消石灰切り出し装置６と煙道５との距離が消石
灰と吸着剤が搬送中に十分に混合されるだけ確保される
必要がある。

【００２３】さらに、活性炭などの吸着剤切り出し装置
が既設の排ガス処理施設に付設されている場合などは、
図３に示すように、吸着剤切り出し装置７から切り出さ
れる吸着剤搬送チューブ９Ａと消石灰搬送チューブ９Ｂ
を一つの搬送チューブ９に合流させることにより、同じ
効果が得られる。

【００２４】搬送チューブ９の煙道５への接続は、バグ
フィルターでろ過集塵する際に、ろ布に消石灰と吸着剤
の混合物が堆積されればどの位置でもよく、図１のバグ
フィルター３の入口の煙道５でもよいし、煙道５を介せ
ずに直接バグフィルター３の本体でもよいし、さらに減
温塔２の入口の煙道５であってもよい。但し、減温塔２
の入口の煙道５に接続する場合は、減温塔２内で消石灰
と吸着剤の粉体混合物が慣性力により部分的に落下損失
することがあるため好ましくなく、バグフィルター３に
到達するまでの上記混合物の損失を少なくするために
は、バグフィルター３の直前の煙道５か、バグフィルタ
ー３の本体上部に直接接続することが好ましい。

【００２５】搬送チューブ９の材質は特に問わないが、
好ましくは、ポリエチレンなどのフレキシブルな材質を
用い、粉体とチューブとの摩擦による静電気の発生が少
ないものの方が、チューブに付着する粉体が少なくて安
定して搬送できる。静電気発生を抑制するためにはチュ
ーブにアースをとるなどしてもよい。ブロワ８による搬
送空気流の流量は、粉体がチューブ９内に沈降すること
なく十分に混合搬送されるように１０ｍ／ｓ以上である
ことと、チューブの長さが５ｍ以上であることを満たし
ていることが好ましい。

【００２６】消石灰切り出し装置６及び吸着剤切り出し
装置７は、テーブルフィーダーなど、切り出し部分の回
転数を変化させることなどにより容易に切り出し量を変
更でき、定量的に供給が可能なものが好ましく、さらに
供給変動がごく少ないものの方が、消石灰と吸着剤の混
合をより促進するため、より好ましい。

【００２７】消石灰切り出し装置６の切り出し量の設
定、すなわち、消石灰噴霧量の設定は、処理前の排ガス
の酸性ガス濃度に準じて設定するか、処理後の排ガスの
酸性ガス濃度を検知して所定の濃度以下となるように適
宜設定する方法などが挙げられるが、特に設定方法や排
ガス濃度の制御方法は問わない。

【００２８】吸着剤切り出し装置７の切り出し量の設
定、すなわち、吸着剤噴霧量の設定は、ごみ質などから
推定される処理前の濃度に準じて設定するか、処理後の
排ガスの水銀濃度やダイオキシン類濃度、もしくはこれ
らに替わる指標物質の濃度を検知することにより、所定
の濃度以下となるように適宜設定する方法などが挙げら
れるが、特に設定方法や排ガス濃度の制御方法は問わな
い。

【００２９】水銀やダイオキシン類を吸着除去するため
に用いる吸着剤は、炭素系の多孔質粉体を用いるのがよ
く、特に、粉末活性炭を用いることが効果的である。粉
末活性炭は比表面積が１０００ｍ²／ｇ程度と大きいた
め吸着作用が優れ、泥炭系、椰子殻系であっても効果は
同じである。炭素系の多孔質粉体であれば、比表面積は
活性炭ほど高くはないが、１００ｍ²／ｇ程度の比表面
積であれば十分に吸着効果があり、粒度は特に問題とし
ない。また、吸着剤のサイロ貯留における粉塵爆発回避
などの安全性を考えて、吸着剤は十分に揮発分を揮発さ
せる行程を含んで製造されたもので、発火点が十分に高
いものが好ましい。

【００３０】上述のような特徴を有する炭素系の多孔質
粉体は、粉末消石灰と比べると、単価が少なくとも数倍
以上で高価である。したがって、吸着剤の吹き込み量
を、できるだけ少なくすることが望ましい。一方、吸着
除去する水銀やダイオキシン類は排ガス中には消石灰で
除去する酸性ガスと比べると極微量しか含まれておら
ず、これらを効果的に除去するには、吸着剤の吹き込み
量を多く設定すればよいが、この場合、吸着に関与しな
いまま無駄に消費する割合が多くなるため、好ましくな
い。本発明は、これらを克服するために、できるだけ少
ない吸着剤消費量で、水銀、ダイオキシン類の微量有害
物質を吸着除去するために、吸着剤と有害物質の接触効
率を向上させる方法を提案したものである。吸着剤の吹
き込み量は有害物質濃度と無害化程度によるため、特に
限定しないが、ごみ焼却施設の場合は排ガスに対して、
０．０１〜１．０ｇ／Ｎｍ³の割合で噴霧することが望
ましい。このとき、バグフィルターで集塵される、煤
塵、消石灰を含む集塵灰中の吸着剤の重量濃度は、約
０．２〜２０％となる。

【００３１】排ガスに含まれる、煤塵、酸性ガス、水
銀、ダイオキシン類を除去するバグフィルターは、集塵
する粉体が一時的にろ過面で堆積する形式、すなわち、
ろ過式の集塵装置であればどのような形式でもよく、同
等な性能をもって、上記有害物質は排ガスから分離され
除去される。

【００３２】集塵装置として、たとえばろ過式集塵機で
ない電気集塵機やサイクロンを用いてもよいが、上記有
害物質の除去効果は、ろ過式でないためにバグフィルタ
ーと比べると集塵過程における有害物質との接触効率が
劣るために、やや性能は劣る。

【００３３】さて、煤塵に含まれる未燃カーボンも水銀
やダイオキシン類の吸着作用があることが一般に知られ
ているが、未燃カーボンの濃度を増加させて、水銀やダ
イオキシン類の吸着に供することは次の理由から望まし
くない。つまり、未燃カーボンを多く発生させるという
ことは燃焼を完全に行わないことを指し、発明者らの調
査で、この過程で発生する未燃カーボンは、燃焼過程や
その後の集塵機に至るまでの煙道での滞留過程で、ダイ
オキシン類発生に大きく寄与していることが判明してい
るからである。さらに、未燃カーボンを発生させること
は、焼却炉の安定燃焼に好ましくないこと、未燃カーボ
ンは水銀やダイオキシン類の吸着能力に関して、活性炭
などの炭素系多孔質粉体に比較すると極低く、上記過程
において発生したダイオキシン類をすべて吸着除去する
ことが困難であること、が挙げられるからである。した
がって、未燃カーボンを極力発生させない安定した燃焼
を行うことと、本発明の吸着剤を用いることが、水銀や
ダイオキシン類除去のために有効である。

【００３４】本発明により除去される有害物質は詳しく
述べると、今までに述べた４種類に限らず、水銀の他
に、鉛やカドミウムなどの重金属も同時に吸着除去され
る。さらに、ダイオキシン類の他にダイオキシン類の前
駆物質であるクロロベンゼン、クロロフェノールなどの
芳香族有機塩素化合物やその他、ダイオキシン類の生成
や再合成に関連のある有機塩素化合物を除去できる。

【００３５】ここで、ダイオキシン類とは、ポリジベン
ゾパラジオキシンとポリジベンゾフランの総称であっ
て、厚生省により清掃工場へのガイドラインがその毒性
換算値により指定されているものである。

【００３６】

【実施例】

＜実施例１＞本発明に係わる消石灰及び吸着剤の噴霧方
法をごみ焼却処理施設に採用して得られた本発明の効果
を示す実施例を示す。

【００３７】表１は本発明を実施した場合の実施例と従
来方法による比較例で、各有害物質の除去効果について
比較を行った表である。

【００３８】実施例１は、図１に記載の装置配置で実施
した結果を示し、排ガス処理施設の運転条件として、ボ
イラ出口排ガス温度２５０℃、バグフィルター入口温度
すなわち処理温度１８０℃、処理排ガス量４０，０００
Ｎｍ³／ｈ、吸着剤として粉末活性炭を用いた。

【００３９】比較例１は、図４に記載のとおり、実施例
１に対して消石灰供給と活性炭供給を別々のラインで行
った結果を示し、排ガス処理施設の運転条件は、実施例
１と同じとした。

【００４０】表１の結果は、煤塵及びＨＣｌを代表とし
た酸性ガスは、バグフィルターにより、実施例１、比較
例１ともに高い水準で除去できたことを示す。一方、水
銀及びダイオキシン類については、本発明を実施した実
施例１では、活性炭と消石灰を別々に噴霧した従来方法
による比較例１と比べて、高い水準の除去が得られたこ
とを示す。すなわち、本発明の消石灰と吸着剤の噴霧方
法を実施することにより、噴霧吸着剤が搬送チューブ内
で事前によく撹拌混合され、バグフィルターろ布表面に
おいて、十分に均一に分散されることにより、水銀やダ
イオキシン類の高い水準の吸着除去が達成できることを
示している。

【００４１】

【表１】実施例１と比較例１の比較 注記；処理前はボイラ出口排ガスの濃度 処理後はバグフィルター出口排ガスの濃度 ダイオキシン類濃度は毒性等価換算濃度

【００４２】さらに、粉末活性炭の噴霧量を変化させ
て、ダイオキシン類のバグフィルター出口濃度（処理後
の濃度）について、検討を行った。

【００４３】図５は、バグフィルター出口のダイオキシ
ン類濃度について、粉末活性炭噴霧量を変化させて、実
施例１と上記比較例１とを比較した図である。

【００４４】図５の結果は、粉末活性炭の噴霧量を増加
させると、バグフィルター出口のダイオキシン類濃度が
低下することを示している。本発明を実施しない比較例
１と比べると、本発明を実施した実施例１がダイオキシ
ン類濃度をより低くできるため、吸着除去性能が高いこ
とが示され、特に、０．１ｇ／Ｎｍ³以下と噴霧量の小
さい場合には本発明の実施例１が優れていることを示し
ている。なお、水銀についても同様の除去効果が確認で
きた。

【００４５】＜実施例２＞次に消石灰と吸着剤の消費量
に関して試算を行い、従来の方法との比較を行った。

【００４６】表２は、本発明を実施した実施例２と従来
方法による比較例２及び比較例３について、消石灰と吸
着剤の消費量に関し比較した表である。

【００４７】本発明を実施した実施例２は実施例１の場
合と同じ条件で、比較例２は比較例１と同じ条件であ
る。比較例３は、消石灰と吸着剤を予め混合した混合粉
体を噴霧する場合の比較例で、吸着剤の混合率は重量で
５％である。

【００４８】これら３条件は比較のため、排ガス処理施
設の運転条件は実施例１に示した条件で統一し、消石灰
と吸着剤の投入量は、バグフィルター出口のＨＣｌ濃度
及び水銀濃度が一定値または一定値以下となるようにそ
れぞれ４８時間制御した。吸着剤はすべて、粉末活性炭
を用いた。

【００４９】表２の結果から、比較例２は消石灰と活性
炭を別々に噴霧する場合の結果で、酸性ガスを除去する
ための消石灰の消費量は、本発明の実施例２と同じであ
るが、活性炭の混合性が劣るために、活性炭の噴霧量を
増加する必要があった。比較例３は、活性炭が予め混合
されている混合粉体を噴霧する場合の結果で、所定の出
口濃度に制御するために、活性炭あるいは消石灰の吹き
込み量が多くなり、活性炭及び消石灰を無駄に消費する
ことになった。すなわち、本発明は消費量を少なくする
ことが可能で、トータルコストでは本発明の実施例２は
比較例２に対して約２３％、比較例３に対して約３３％
のコスト低減が得られる。

【００５０】

【表２】消石灰及び活性炭の消費量の比較 注；表中後半の値は実施例を１とした場合の相対値 トータルコストは消石灰に対し吸着剤の単価を10倍とし
たときの値 実際濃度とは、バグフィルター出口で得られた一時間平
均測定値

【００５１】

【発明の効果】本発明方法によれば、活性炭等の吸着剤
と消石灰の撹拌混合が搬送路内において十分なされ、均
一に集塵装置のろ布表面の堆積層に拡散されるから、水
銀及びダイオキシン類と吸着剤との接触効率が向上し、
効果的な吸着除去が達成できる。さらに、吸着剤切り出
しと消石灰切り出しを単独で行い、目的の有害物質除去
に対応して吹き込み量を調整することが可能であるた
め、無駄に消石灰や吸着剤を消費することなく、有害物
質の除去が可能である。

【００５２】以上から本発明方法は、燃焼排ガスに含ま
れる煤塵、酸性ガス、水銀、ダイオキシン類などの一括
除去を行う活性炭等の吸着剤及び消石灰を煙道に吹き込
む処理方法において、高性能に上記有害物質を除去し、
さらに、消石灰と吸着剤の消費量を低減することが可能
である。

【００５３】また、本発明装置によれば、簡単な構成の
もとで上記本発明方法を実施することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明をごみ焼却処理施設に採用した場合の一
実施形態を表す図である。

【図２】本発明をごみ焼却処理施設に採用した場合の一
実施形態を表す図で、図１に対して、消石灰切り出し装
置と吸着剤切り出し装置を入れ替えた図である。

【図３】本発明をごみ焼却処理施設に採用した場合の他
の実施形態を表す図である

【図４】本発明との比較のための、従来方法による吸着
剤と消石灰の噴霧方法の一例を示す図である。

【図５】粉末活性炭噴霧量とダイオキシン類濃度の関係
を表し、本発明の実施例と比較例を比較する図である。

【符号の説明】

３ 集塵装置（バグフィルター） ５ 煙道 ６ 消石灰切り出し装置 ７ 吸着剤切り出し装置 ８ 送風装置（ブロワ） ９ 搬送路（搬送チューブ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鮎川 将 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼や加熱に伴って排出される有害物質
   を含む排ガスを消石灰噴霧により、ろ過式の集塵装置で
   ろ過集塵して処理する方法において、消石灰切り出し装
   置と、吸着剤切り出し装置と粉体を搬送するための搬送
   空気流を発生させる送風装置とを具備し、各々の上記切
   り出し装置により切り出された消石灰と吸着剤を同一の
   搬送路を経て上記搬送空気流により搬送し、上記集塵装
   置の上流の煙道または集塵装置内に吹き込むことを特徴
   とする消石灰と吸着剤の噴霧方法。
2. 【請求項２】 吸着剤として、粉末活性炭などの炭素系
   の多孔質粉体を用いることを特徴とする請求項１に記載
   の消石灰と吸着剤の噴霧方法。
3. 【請求項３】 燃焼や加熱に伴って排出される有害物質
   を含む排ガスを消石灰噴霧により、ろ過式の集塵装置で
   ろ過集塵して処理する装置において、消石灰切り出し装
   置と、吸着剤切り出し装置と粉体を搬送するための搬送
   空気流を発生させる送風装置とを具備し、該送風装置を
   上記集塵装置の上流の煙道または該集塵装置と一つの搬
   送路により接続し、該搬送路に上記消石灰切り出し装置
   及び吸着剤切り出し装置を配設したことを特徴とする消
   石灰と吸着剤の噴霧装置。