JPH10249156A - 燃焼処理システムにおけるダイオキシン類除去方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 新設は勿論のこと、既設の燃焼処理システム
において、ダイオキシン類の生成を完全に近く押えて安
全な排ガスを放出できるようにした新規な燃焼処理シス
テムにおけるダイオキシン類除去方法およびその装置を
提供。 【解決手段】 焼却炉・溶融炉などの炉より発生する煙
などの排ガスを、電気集塵機２，ボイラ，排風機３，窒
素酸化物除去装置などの全部または一部を含む一連の排
ガス処理過程を経て煙突１０より排気するようにした燃
焼処理システムにおいて、油，ガスまたは電気などを用
いて働く加熱炉５を設けて、前記システムの煙突１０に
導入される前の低温の排ガスをダイオキシン類の分解温
度以上に再加熱すると共に、ついでダイオキシン類生成
温度以下の温度に急冷却できる急冷手段を通過させて、
ダイオキシン類を除去した排ガスを煙突１０より排気す
るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、新設は勿論のこ
と、殊に既設のものに簡単に附加して実施できる燃焼シ
ステムにおけるダイオキシン類除去方法およびその装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般廃棄物（一般ごみ）や産業廃棄物
（産廃ごみ）を焼却処理するゴミ焼却炉や、各種ストー
カ炉，焼却炉、さらには溶融炉などより発生する排ガス
中のダイオキシン（ＰＣＤＤｓ），ポリクロロベンゾフ
ラン（ＰＣＤＦｓ）などの人類にとって猛毒なダイオキ
シン類の発生が、大きな社会問題となっている。

【０００３】ところで、一般ごみ、産廃ごみなどこれを
焼却炉、溶融炉などで燃焼させると、排ガス中に多量の
ばいじんが含まれて煙となって発生する。したがってこ
のばいじんを集じん処理して煙突などから外部へ排気さ
せている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】新規のもの、既設のも
ので、有効かつ確実にダイオキシン類を除去できるもの
はその考え方、対策は知られていても具体的には、未だ
有効のものは知られていない。

【０００５】ことに、一旦分解されたダイオキシンが冷
却の過程で生成温度を通過するので再生するという不都
合がある。

【０００６】この発明は叙上の点に着目して成されたも
ので、新設は勿論のこと、既設の燃焼処理システムにお
いて、ダイオキシン類の生成を完全に近く押えて安全な
排ガスを放出できるようにした新規な燃焼処理システム
におけるダイオキシン類除去方法およびその装置を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、下記の構成
とすることにより上記課題を解決するものである。

【０００８】（１）焼却炉・溶融炉などの炉より発生す
る煙などの排ガスを、電気集塵機，ボイラ，排風機，窒
素酸化物除去装置などの全部または一部を含む一連の排
ガス処理過程を経て煙突より排気するようにした燃焼処
理システムにおいて、油，ガスまたは電気などを用いて
働く加熱炉を設けて、前記システムの煙突に導入される
前の低温の排ガスをダイオキシン類の分解温度以上に再
加熱すると共に、ついでダイオキシン類生成温度以下の
温度に急冷却できる急冷手段を通過させて、ダイオキシ
ン類を除去した排ガスを煙突より排気するようにしたダ
イオキシン類除去方法。

【０００９】（２）焼却炉・溶融炉などの炉より発生す
る煙などの排ガスを、電気集塵機，ボイラ，排風機，窒
素酸化物除去装置などの全部または一部を含む一連の排
ガス処理過程を経て煙突より排気するようにした燃焼処
理システムにおいて、炉より排出する焼却灰を、別途設
けた油，ガスまたは電気などを用いて働く加熱炉へ導き
溶融すると共に、前記システムの煙突に導入される前の
低温の排ガスをダイオキシン類の分解温度以上に再加熱
し、ついでダイオキシン類生成温度以下の温度に急冷で
きる急冷手段を通過させて、ダイオキシン類を除去した
排ガスを煙突より排気するようにしたことを特徴とする
ダイオキシン類除去方法。

【００１０】（３）急冷手段は、溢水状態で循環する低
温の冷却水を満たした急冷槽内に、ダイオキシン類の分
解温度以上に加熱された排ガスを噴出導入させて、気泡
状態で急冷するようにしたことを特徴とする前記（１）
または（２）記載の燃焼処理システムにおけるダイオキ
シン類除去方法。

【００１１】（４）焼却炉・溶融炉などの炉で構成され
る加熱燃焼手段、電気集塵機，ボイラ，排風機，窒素酸
化物除去装置などの全部または一部を含む一連の排ガス
処理手段、および無害排ガスを放出できる煙突手段より
成る燃焼処理システムにおいて、油，ガスまたは電気な
どを用いて働く加熱炉手段とこの加熱炉手段で得られる
熱エネルギーを用い、前記排ガス処理手段の過程にある
低温の排ガスを導入してダイオキシン類の分解温度以上
に再加熱する排ガス再加熱ダイオキシン分解炉手段と、
この排ガス再加熱ダイオキシン分解炉で分解された排ガ
スを急冷却してダイオキシン類の再合成を阻止する排ガ
ス急冷却手段とより成り、前記分解炉手段は、多数の交
互に位置をずらせた邪魔板および孔開邪魔板を有する煙
道を備えて混合ガスを旋回ないし渦巻状態で通過させる
と共に、前記排ガス急冷却手段は溢水状態の急冷却水タ
ンク内に上方より下方に向けて排ガスを多数の分散ノズ
ル機構より強制的に冷却水へ気泡として送給し急冷でき
るようにしたダイオキシン類除去装置。

【００１２】（５）排ガス急冷却手段は、溢水状態の急
冷却水タンクの下部に、このタンクより溢水された水を
貯溜する冷却水タンクを臨ませると共に、この冷却水タ
ンクには多数の吸引管より成る強制吸水管体を配設し、
同一レベルに開口した吸引管より冷却水タンクに貯溜し
た熱交換処理済みの冷却水を取り出し可能とし水位レベ
ル検知器を用いて別途に設けた強制冷却タンクへのポン
プ作用による強制送給を制御可能とし、さらに強制冷却
タンクで熱交換されて低温に冷却された冷却水を前記急
冷却水タンクの下部へ圧送する還流管体を冷却水タンク
内に配設して成ることを特徴とする前記（４）記載の燃
焼システムにおけるダイオキシン類除去装置。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下にこの発明の実施の態様を説
明する。

【００１４】図１は、一実施の態様の全体のシステムを
示す過程図、図２は他の実施の態様の全体システムを示
す過程図、図３は排ガス再加熱ダイオキシン分解炉の断
面説明図、図４は分解された排ガス急冷装置の断面説明
図である。

【００１５】まず、図１の過程図について説明する。

【００１６】１は焼却炉、溶融炉、発電ボイラー、熱交
換器機能を有する一連の公知の加熱燃焼手段を示してい
る。すなわち、焼却炉では、一般ゴミ（家庭から出る生
ごみを含む）、工場から出る廃棄物などを燃やす炉の単
独は勿論のこと、大型なものには、発電ボイラー、給油
ボイラーなどが付設してあり、これらの各種燃焼炉また
は、溶融炉を含むすべてを包含した加熱燃焼手段として
示している。

【００１７】２は電気集塵機を示し、排ガス中の塵埃分
をコロナ放電により帯電させクーロン力により集塵極に
移動させて付着させ、これを剥離落下させて除去取出す
ことができるようになっている。

【００１８】３は必要に応じ、配設される排風機で、電
気集塵機２の出口より吐出される排ガスを吸引し、後述
する排ガス再加熱ダイオキシン分解炉４へ送り込む働き
を奏する。

【００１９】５は排ガス再加熱ダイオキシン分解炉４を
加熱するための低温バーナーの加熱炉で、中間にはＳＯ
Ｘを除去するための処理装置６を介在させることもあ
る。このＳＯＸ除去のための処理装置は後段に設けても
よい。

【００２０】７は分解された排ガスを冷却するための排
ガス急冷装置を示し、二次生成した排ガス中のダイオキ
シン類の分解された排ガスを、溢水状態の冷却槽内で急
冷させてその再生を完全に阻止する働きを奏する。８は
その後段に続く活性炭吸着装置で、ダイオキシン類以外
の公害物質を除去するとともに無害化された排ガスは排
風機９を経て煙突１０より大気中に放出される。

【００２１】次に、図３に示す排ガス再加熱ダイオキシ
ン分解炉４について説明する。

【００２２】バーナー５より得られる熱エネルギーは、
炉本体４１のバーナー火炎噴射口４２より炉本体４１内
に供給される。

【００２３】他方、炉本体４１には排風機３より送給さ
れる排ガスの排ガス導入口４３が設けられ、前記バーナ
ー火炎噴射口４２より導入される熱エネルギーと混合さ
れた排ガスを４５０℃以上に加熱させて排ガス中に再生
成されているダイオキシン類を有効に熱分解させるもの
である。

【００２４】４４は炉本体４１内の内壁上下に沿って多
数交互に位置をづらせて配設した邪魔板であって、混合
ガスを旋回ないし渦巻の状態にして炉本体４１内を流通
できるようにしてある。

【００２５】４５は網状ないし格子状に孔のあいた孔開
邪魔板で前記邪魔板４４と同様に炉本体４１内の内壁上
下に沿って交互に位置をずらせて間隔を置いて配設し、
混合ガスの混合を促進すると共に旋回ないし渦巻の現象
をより有効に行わせる働きを有する。４６は炉本体４１
の内壁に塗着したキャスタブル（耐火材）を示し、炉本
体４１はその煙道４８を逆Ｕ字状に屈曲させて、熱分解
されたガスが下部の排出口４７より取り出されるように
なっている。しかしこの屈曲構造は、限定されるもので
はなく、自由に形成できる。

【００２６】また、炉本体４１の排出口４７近くの煙道
４８には、温度センサ１１が配設してあり、常時出口側
の排ガスの温度を監視しており、前記バーナー５に対し
て温度下降の場合は直ちに燃料供給ができるように常に
燃料調整器１２と連動させてダイオキシン類の分解温度
以上に設定した設定温度を維持できるようにしてある。

【００２７】次に排ガス急冷装置７について図４に基づ
いて説明する。

【００２８】７１は排ガスの導入口部、７２は排ガス受
入れ部、７３はこの排ガス受入れ部７２より下方に向う
多数の分散ノズル機構、７４はこの分散ノズル機構７３
を下方より収容配設できる開口部７４ａを備えた急冷却
水タンク、７５はこの急冷却水タンク７４の開口部７４
ａより溢出する水すなわち溢水される冷却水を貯溜する
下部の冷却水タンク、７６は前記冷却水タンク７４内で
得られる温度降下した排ガスの気泡を集める上部タンク
である。

【００２９】ところで、前記分散ノズル機構７３は、例
えば特願平８−１８０８５１号及び特願平８−３５１４
５５号に示される周囲に多数の小孔７８を穿った気泡発
生筒７９とか、多孔筒にワイヤを捲装したスリットノズ
ルを有する気泡発生筒（図示せず）等の気泡発生手段を
用いることができる。

【００３０】８０は冷却水タンク７５内において同一レ
ベルで開口した多数の吸引管８１を並設連結させた強制
吸水管体を示し、タンク７５外に導出された排出管部８
２は連管８３を介して強制冷却タンク８４と接続してあ
る。８５は前記冷却水タンク７５内に設けた還流管体を
示し、上方の急冷却水タンク７４の下部と連通すると共
に、前記強制冷却タンク８４内で冷却された冷却水が得
られる熱交換機構８６の出口と連管８７を介して連結し
てある。８８は前記冷却水タンク７５内に設けた水位レ
ベル検知器を示し、強制吸水管体８０を構成する多数の
吸引管８１の開口レベル以上の水位に達した場合に検知
し、連管８３に設けた吸水ポンプ８９を直ちに働かせ
て、強制吸水管体８０内の熱交換された冷却処理済の水
を強制冷却タンク８４へ速やかに送給し、熱交換機構８
６により急速に冷却し、この冷却された水を連管８７を
介して還流管体８５へ導き、急冷却水タンク７４へその
下部より導入させることができるものである。

【００３１】なお、強制冷却タンク８４はファン９０を
備えたクーリングタワー９１を頂部に持ち、散水される
タンク内に前記熱交換機構８６は蛇行状態に配設されて
設定された温度の冷却水を得ることができる。

【００３２】９２は、上部タンク７６に配設した噴霧ノ
ズル、９３はその給水パイプを示し、必要な個処から設
定された低温に冷却された冷却水を加圧状態で噴霧ノズ
ル９２に送給できるようになっている。

【００３３】９４はエリミネーター、９５は上部タンク
７６で急冷されて処理された排ガスの排気パイプ、９６
は急冷却水タンク７４の溢水表面から気化した冷却処理
された排ガスを上昇流通させることができる導管部、９
７は遮蔽蓋、９８は上部の急冷却水タンク７４の堰板、
９９は下部の冷却水タンク７５のドレーンバルブを示
す。

【００３４】この実施の形態では、他の低温バーナー５
によって再加熱ダイオキシン分解炉４はダイオキシン類
の分解温度以上の、例えば１２００℃に加熱されるた
め、同分解炉４に導入される低温の排ガスは急激に加熱
される。しかも炉４はその邪魔板４４，４５の構成によ
って旋回ないし渦巻の状態で効率よく排ガスを再加熱で
きるので、排ガス中のダイオキシン類の分解は有効に行
われることとなる。

【００３５】つぎに排ガス急冷装置７によってダイオキ
シン類の分解状態を維持した状態で短時間に急冷処理す
ることによりダイオキシン類を再生成することなく低温
の排ガスを取り出すことができる。

【００３６】すなわち、導入口部７１より導入される排
ガスは炉４において再加熱され７００℃の高温となって
いるが、排ガス受入れ部７２に入り、分散ノズル機構７
３へ送り込まれ急冷却水タンク７４の冷却水内の冷却水
へ微少気泡となって吐出されるので瞬間に急冷され温度
も瞬時に急降下し、生成温度４００℃近くを瞬間に過ぎ
ることができるので、ダイオキシンを生成することなく
分解状態のままの低温排ガスとすることができる。

【００３７】そして、分解された排ガスは、一部冷却水
に溶けるが、大部分は気泡となって導管部９６より気化
上昇し上部タンク７６に入り、そこで更に噴霧ノズル９
２より噴霧される冷却水で冷却される。

【００３８】そしてエリミネーター９４から排気パイプ
９５を経て、次段の活性炭素吸着装置８へ送気され、最
終的に排風機９を経て煙突から無公害安全ガスとなって
大気中に放出される。

【００３９】ところで、急冷却水タンク７４内の冷却水
は、常に下方から上方に向う冷却水で流動状態にあり、
しかも開口部７４ａより熱交換されて温度上昇した冷却
水は溢水で下方に流されるので、常に一定の低温状態の
冷却水で満たされている。

【００４０】したがって、分散ノズル機構７３により冷
却水中へ吐出される排ガスは有効に冷却され、排ガスが
ダイオキシン類の有害な化学組成物を再合成するという
不都合はない。

【００４１】また、上部の急冷却水タンク７４で溢水し
た水は、下方の冷却水タンク７５内へ流下し、ここで一
旦貯溜されるが、強制吸水管体８０を構成する多数の吸
水管８１の開口端が同一の水位を保って開口しており、
かつ水位レベル検知器８８がその水位レベルを常に監視
しているので、その水位レベル以上に水位が上昇する
と、その異常を水位レベル検知器８８が検知し、吸水ポ
ンプ８９を働かせて強制吸水管体８０内の水を吸引し、
強制冷却タンク８４内へ強制的に送り込んで熱交換機構
８６により有効に熱交換させて冷却し、再び還流管体８
５へ圧送給して、急冷却水タンク７４の下部より同タン
ク７４内に低温の冷却水を送り込んで帰流循環させるこ
とができる。

【００４２】従って、常に急冷却水タンク７４内の冷却
水を所望の設定温度に保持させておくことができる。

【００４３】つぎに、図２に示す実施の形態について説
明する。この実施の形態は、図１の実施の形態と比較し
て、加熱燃焼手段１ａが焼却灰の高温溶融炉を含んだ場
合を示し、同炉で排出した焼却灰をコンベア１０１など
を用いてバーナー５の熱エネルギーで働く溶融炉１０２
へ導き、この炉１０２で溶融させると共に、この炉１０
２の熱エネルギーを図１に示す構成の排ガス再加熱ダイ
オキシン分解炉４へ送給できる構成となっている点で追
加されている。

【００４４】また、溶融炉１０２には、この炉１０２に
附設されるサイクロンでミストを落とすことができる共
に、送風機１０３を用いて排ガス再加熱ダイオキシン分
解炉４で熱交換させて前記バーナー５に熱風を送り込ん
で熱効率を上げることも図１の実施の形態と異なるが、
それ以外はすべて図１の実施の形態と同一であるのでそ
の説明の詳細は省く。

【００４５】

【発明の効果】この発明によれば、叙上の構成になるの
で、新設は勿論のこと、既設の各種燃焼処理システムに
簡単に適用実施できるものであって、猛毒と謂われるダ
イオキシン類の完全除去方法及びその装置としてきわめ
て有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 一実施の態様の全体のシステムを示す過程図

【図２】 他の実施の態様の全体システムを示す過程図

【図３】 排ガス再加熱ダイオキシン分解炉の断面説明
図

【図４】 分解された排ガス急冷装置の断面説明図

【符号の説明】

１ 加熱燃焼手段 ２ 電気集塵機 ３，９ 排風機 ４ 排ガス再加熱ダイオキシン分解炉 ４４ 邪魔板 ４５ 孔開邪魔板 ５ 低温バーナー ７ 排ガス急冷装置 ７３ 分散ノズル機構 ７４ 急冷却水タンク ７５ 冷却水タンク ８０ 多数の吸引管８１より成る強制冷却管体 ８４ 強制冷却タンク ８５ 還流管体 ８８ 水位レベル検知器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焼却炉・溶融炉などの炉より発生する煙
   などの排ガスを、電気集塵機，ボイラ，排風機，窒素酸
   化物除去装置などの全部または一部を含む一連の排ガス
   処理過程を経て煙突より排気するようにした燃焼処理シ
   ステムにおいて、油，ガスまたは電気などを用いて働く
   加熱炉を設けて、前記システムの煙突に導入される前の
   低温の排ガスをダイオキシン類の分解温度以上に再加熱
   すると共に、ついでダイオキシン類生成温度以下の温度
   に急冷却できる急冷手段を通過させて、ダイオキシン類
   を除去した排ガスを煙突より排気するようにしたダイオ
   キシン類除去方法。
2. 【請求項２】 焼却炉・溶融炉などの炉より発生する煙
   などの排ガスを、電気集塵機，ボイラ，排風機，窒素酸
   化物除去装置などの全部または一部を含む一連の排ガス
   処理過程を経て煙突より排気するようにした燃焼処理シ
   ステムにおいて、炉より排出する焼却灰を、別途設けた
   油，ガスまたは電気などを用いて働く加熱炉へ導き溶融
   すると共に、前記システムの煙突に導入される前の低温
   の排ガスをダイオキシン類の分解温度以上に再加熱し、
   ついでダイオキシン類生成温度以下の温度に急冷できる
   急冷手段を通過させて、ダイオキシン類を除去した排ガ
   スを煙突より排気するようにしたことを特徴とするダイ
   オキシン類除去方法。
3. 【請求項３】 急冷手段は、溢水状態で循環する低温の
   冷却水を満たした急冷槽内に、ダイオキシン類の分解温
   度以上に加熱された排ガスを噴出導入させて、気泡状態
   で急冷するようにしたことを特徴とする請求項１または
   ２記載の燃焼処理システムにおけるダイオキシン類除去
   方法。
4. 【請求項４】 焼却炉・溶融炉などの炉で構成される加
   熱燃焼手段、電気集塵機，ボイラ，排風機，窒素酸化物
   除去装置などの全部または一部を含む一連の排ガス処理
   手段、および無害排ガスを放出できる煙突手段より成る
   燃焼処理システムにおいて、油，ガスまたは電気などを
   用いて働く加熱炉手段とこの加熱炉手段で得られる熱エ
   ネルギーを用い、前記排ガス処理手段の過程にある低温
   の排ガスを導入してダイオキシン類の分解温度以上に再
   加熱する排ガス再加熱ダイオキシン分解炉手段と、この
   排ガス再加熱ダイオキシン分解炉で分解された排ガスを
   急冷却してダイオキシン類の再合成を阻止する排ガス急
   冷却手段とより成り、前記分解炉手段は、多数の交互に
   位置をずらせた邪魔板および孔開邪魔板を有する煙道を
   備えて混合ガスを旋回ないし渦巻状態で通過させると共
   に、前記排ガス急冷却手段は溢水状態の急冷却水タンク
   内に上方より下方に向けて排ガスを多数の分散ノズル機
   構より強制的に冷却水へ気泡として送給し急冷できるよ
   うにしたダイオキシン類除去装置。
5. 【請求項５】 排ガス急冷却手段は、溢水状態の急冷却
   水タンクの下部に、このタンクより溢水された水を貯溜
   する冷却水タンクを臨ませると共に、この冷却水タンク
   には多数の吸引管より成る強制吸水管体を配設し、同一
   レベルに開口した吸引管より冷却水タンクに貯溜した熱
   交換処理済みの冷却水を取り出し可能とし水位レベル検
   知器を用いて別途に設けた強制冷却タンクへのポンプ作
   用による強制送給を制御可能とし、さらに強制冷却タン
   クで熱交換されて低温に冷却された冷却水を前記急冷却
   水タンクの下部へ圧送する還流管体を冷却水タンク内に
   配設して成ることを特徴とする請求項４記載の燃焼シス
   テムにおけるダイオキシン類除去装置。