JPH1028835A - ダイオキシンを含む燃焼排ガスの処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ごみ等を燃焼した際における燃焼排ガス中の
ダイオキシンの発生を確実に抑制する。 【解決手段】 火炉１からの燃焼排ガス１０を、無塩素
燃料１４を燃焼させるアフターバーナ１５に導いて高温
火炎１３と接触させることによりダイオキシン及びその
前躯体を分解し、その後直ちにダイオキシンの合成温度
以下に急冷する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ごみ等を燃焼した
際におけるダイオキシンを含む燃焼排ガスの処理方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ごみ等を燃焼する際に、ごみ等の
中に混在する塩素系プラスチックが燃焼することによっ
て生成するダイオキシンが問題になってきている。

【０００３】ごみは、一般に焼却炉で燃焼させるように
しているが、近年では、ごみを、蒸気を発生させる流動
層ボイラに燃料として供給したり、更には、都市ごみを
粉砕してカルシウムを添加し、柱状チップに固めて乾燥
したごみ生成燃料ＲＤＦ（Ｒｅｆｕｓｅ ｄｅｒｉｖｅ
ｄ ｆｕｅｌ）と呼ばれるものを製造して、前記流動層
ボイラ等に燃料として供給すること等が行われるように
なってきている。

【０００４】このようなごみ、或いは塩素系プラスチッ
ク廃棄物等を燃焼する際に生成するダイオキシンとは、
ポリ塩素化ジベンゾ−ｐ−ジオキシンの総称であり、図
２に示すジオキシン格子に入る塩素Ｃｌの数と位置によ
って種々の異性体が存在しており、上記ダイオキシン
は、微量であっても非常に毒性が強く、しかも一旦生成
されると非常に安定で半永久的に消失することがない。

【０００５】一方、プラスチックの消費量は今後益々拡
大する傾向にあり、このために、上記ダイオキシンの生
成を押えるための技術の確立が切望されている。

【０００６】焼却炉や流動層ボイラ等の火炉にて、塩素
系プラスチックを含んでいるごみ、或いはごみ生成燃料
ＲＤＦを燃焼した場合、火炉内の高温の燃焼温度ではダ
イオキシンは生成されないが、燃焼排ガスが２００℃〜
５００℃程度の合成温度の範囲にある時に、前記図２に
示したジオキシン格子が合成されてそれに塩素Ｃｌが付
くことにより、ダイオキシンが生成されることが知られ
ている。

【０００７】図３は、塩素を含む燃料を燃焼させて蒸気
を発生させる流動層ボイラの一例を示したもので、図中
１は流動層ボイラの火炉であり、該火炉１の下部に備え
た空気分散板２の下側には、空気供給ファン３からの燃
焼用空気４が、空気予熱器５を介して供給されている。

【０００８】更に、前記空気分散板２の上側には、燃焼
灰及び石灰石等からなるベッド材６が充填されていて、
前記空気分散板２から上方に吹上げられる燃焼用空気４
によって流動層７が形成され、該流動層７に供給された
燃料８が流動燃焼されるようになっている。更に、前記
流動層７内には伝熱管９が設けられて給水の加熱や蒸気
の発生をするようになっているものもある。

【０００９】前記火炉１で燃焼を行った後の燃焼排ガス
１０は、前記空気予熱器５に導かれて燃焼用空気４と熱
交換して燃焼用空気４を加熱した後、自身は冷却されて
後流の集塵器１１等を介して煙突１２に導かれるように
なっている。

【００１０】上記した流動層ボイラにおける火炉１出口
の燃焼排ガス１０の温度は３５０℃前後であり、この３
５０℃前後の燃焼排ガス１０が前記空気予熱器５に導か
れて燃焼用空気４と熱交換されることにより１５０℃程
度に低下された後、後流の集塵器１１等に導かれてい
る。

【００１１】上記したように、火炉１出口から空気予熱
器５に至る間の燃焼排ガス１０は、３５０℃前後の温度
を有しているために、前記したダイオキシンの合成温度
である２００℃〜５００℃の範囲内にあり、このために
火炉１から出て空気予熱器５に導かれ１５０℃前後に冷
却されるまでの間に、ダイオキシンが合成されることに
なり、合成されたダイオキシンを含む燃焼排ガス１０
は、そのまま集塵器１１を通って煙突１２に導かれてし
まう問題がある。

【００１２】一方、燃焼排ガス１０中のダストに付着し
たダイオキシンの一部は、集塵器１１で除去されること
になるが、集塵器で除去したダイオキシンを含有する灰
の処理が新たな問題となる。

【００１３】上記したようなダイオキシン生成の問題を
解決する手段として、以下のような方法が提案されてい
る。

【００１４】１．ダイオキシンは、一種の未燃分と見做
すことができるので、火炉１での燃焼の方法を改善する
ことにより未燃分を完全燃焼（完全酸化）させて、ダイ
オキシンの生成を押える。即ち、図２のジオキシン格子
が破線位置Ｘで分離された形の前躯体としたり、さらに
は、その前躯体のベンゼン環が分解された形や、塩素Ｃ
ｌがＨＣｌ或いはＣｌ₂等として存在する形にする。 ２．燃焼後の燃焼排ガス１０に水注入を行って急冷する
ことにより、ダイオキシンの合成を防止する。 ３．燃料８にカルシウムを添加して燃焼させることによ
り、ダイオキシンをカルシウムに吸着させる。 ４．燃焼排ガス１０を、活性炭素等の吸着剤を用いた集
塵器に導いてダイオキシンを吸着する。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記１．〜
４．の方法においては、夫々以下のような問題を有して
いた。

【００１６】１．の方法では、火炉内においては完全燃
焼によってダイオキシンの生成を防止することができる
が、燃焼排ガス１０が火炉１から出て煙突１２に導かれ
るまでの間に前記した合成温度（２００℃〜５００℃）
の範囲を通るために、ダイオキシンが合成されてしま
う。２．の方法では、水注入のために、燃焼排ガス１０
の温度が無駄に低下されてプラント効率が低下する問題
がある。３．の方法では、カルシウムは塩素を吸収する
と考えられているが、ダイオキシンを吸収できるか否か
は不明である。４．の方法では、活性炭を吸着剤として
用いる集塵器の設備費と、その維持費が多大となる。

【００１７】本発明は、斯かる実情に鑑みてなしたもの
で、ごみ等を燃焼した際における燃焼排ガス中のダイオ
キシンの生成を確実に抑制することができるダイオキシ
ンを含む燃焼排ガスの処理方法を提供することを目的と
している。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
火炉からの燃焼排ガスを、無塩素燃料を燃焼させるアフ
ターバーナに導いて高温火炎と接触させることによりダ
イオキシン及びその前躯体を分解し、その後直ちにダイ
オキシンの合成温度以下に急冷することを特徴とするダ
イオキシンを含む燃焼排ガスの処理方法、に係るもので
ある。

【００１９】請求項２記載の発明は、ダイオキシン及び
その前躯体を分解した燃焼排ガスを、空気予熱器に導い
て火炉に導く燃焼用空気と熱交換することにより、ダイ
オキシンの合成温度以下に急冷することを特徴とするダ
イオキシンを含む燃焼排ガスの処理方法、に係るもので
ある。

【００２０】請求項３記載の発明は、無塩素燃料が、油
燃料、ガス燃料から選択されることを特徴とするダイオ
キシンを含む燃焼排ガスの処理方法、に係るものであ
る。

【００２１】請求項１記載の発明では、火炉からの燃焼
排ガスを、無塩素燃料を燃焼させるアフターバーナに導
いて高温火炎と接触させることによりダイオキシン及び
その前躯体を分解し、その後直ちにダイオキシンの合成
温度以下に急冷するようにしているので、燃焼排ガス中
のダイオキシン及びその前躯体を分解してダイオキシン
の再合成を防止することができ、よって燃焼排ガス中の
ダイオキシンを著しく低減することができる。

【００２２】請求項２記載の発明では、アフターバーナ
で燃焼される燃料の熱は、空気予熱器で回収して燃焼用
空気の加熱に利用するので、有効に利用される。

【００２３】請求項３記載の発明では、アフターバーナ
で燃焼させる燃料として油燃料、ガス燃料を用いるの
で、高温火炎が安定に形成できる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
示例と共に説明する。

【００２５】図１は、図３の塩素を含む燃料を燃焼させ
て蒸気を発生させる流動層ボイラに適用した本発明を実
施する形態の一例を示したもので、図中図３と同一のも
のには同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

【００２６】図１に示すように、流動層ボイラ出口と、
空気予熱器５との間における空気予熱器５の直前位置
に、塩素を含まずしかも高温の火炎１３を形成できる通
常の油燃料又はガス燃料からなる無塩素燃料１４を燃焼
するようにしたアフターバーナ１５を設ける。また、ア
フターバーナ１５には、無塩素燃料１４の燃焼に必要な
量の空気を供給するようにしている。

【００２７】前記火炉１から排出された燃焼排ガス１０
は、前記アフターバーナ１５に導かれて、油又はガスの
無塩素燃料１４の燃焼によって形成される１６００℃前
後の高温火炎１３に接触した後、直ちに空気予熱器５に
導かれてダイオキシンの合成温度（２００℃〜５００
℃）の範囲以下、例えば１５０℃程度に急冷されるよう
になっている。

【００２８】以下に、上記実施の形態の作用を説明す
る。

【００２９】図１の火炉１から排出される燃焼排ガス１
０の温度は３５０℃前後であるため、前記ダイオキシン
の合成温度（２００℃〜５００℃）の範囲にあり、従っ
て燃焼排ガス１０が火炉１から出て前記アフターバーナ
１５に導かれる間に、図２に示したダイオキシン、及び
その前躯体が合成されることになる。

【００３０】しかし、アフターバーナ１５には油又はガ
スの無塩素燃料１４の燃焼によって１６００℃前後の高
温火炎１３が形成されているので、前記燃焼排ガス１０
がこの高温火炎１３に接触することにより、前記したよ
うに燃焼排ガス１０中に生成したダイオキシン及びその
前躯体が分解されることになる。また更に、分解された
ダイオキシンの前躯体等の一部は、前記燃焼排ガス１０
中の酸素及びアフターバーナ１５での余剰空気によって
完全酸化されることになる。

【００３１】このようにダイオキシン及びその前躯体が
分解され、且つ一部の前躯体等が完全酸化された状態に
なった燃焼排ガス１０は、直ちに空気予熱器５に導かれ
て、ダイオキシンの合成温度（２００℃〜５００℃）の
範囲以下、例えば１５０℃程度に急冷されることになる
ため、空気予熱器５を出た燃焼排ガス１０ではダイオキ
シンが再合成されることはなく、よって後流の集塵器１
１及び煙突１２に導かれる燃焼排ガス１０中のダイオキ
シンは著しく低減されることになる。従って、前記ダイ
オキシンの再合成を防止するためには、前記空気予熱器
５とアフターバーナ１５との間隔が短い方が好ましい。

【００３２】また、前記したように集塵器１１に導かれ
る燃焼排ガス１０中のダイオキシンが著しく低減される
ことにより、集塵器１１で分離した灰中のダイオキシン
も低減されるので、従来のようなダイオキシンを含んだ
灰の処理の問題も生じない。

【００３３】また、アフターバーナ１５で燃焼される無
塩素燃料１４の熱は、空気予熱器５で回収して燃焼用空
気４の加熱に利用されるので、火炉１の燃焼効率の向上
に寄与する。

【００３４】更に、前記アフターバーナ１５に供給する
無塩素燃料１４としては、塩素を含まず、しかも高温火
炎１３を安定して形成できるものであればよく、通常使
用されている種々の油燃料、ガス燃料を利用することが
できる。

【００３５】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、火炉から
の燃焼排ガスを、無塩素燃料を燃焼させるアフターバー
ナに導いて高温火炎と接触させることによりダイオキシ
ン及びその前躯体を分解し、その後直ちにダイオキシン
の合成温度以下に急冷するようにしているので、燃焼排
ガス中のダイオキシン及びその前躯体を分解してダイオ
キシンの再合成を防止することができ、よって燃焼排ガ
ス中のダイオキシンを著しく低減することができる。

【００３６】請求項２記載の発明によれば、アフターバ
ーナで燃焼される燃料の熱は、空気予熱器で回収して燃
焼用空気の加熱に利用するので、有効に利用される。

【００３７】請求項３記載の発明によれば、アフターバ
ーナで燃焼させる燃料として油燃料、ガス燃料を用いる
ので、高温火炎が安定に形成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する形態の一例を示す流動層ボイ
ラの系統図である。

【図２】ダイオキシンの構造図である。

【図３】従来のごみを燃料とした流動層ボイラの一例を
示す系統図である。

【符号の説明】

１ 火炉 ４ 燃焼用空気 ５ 空気予熱器 ８ 燃料 １０ 燃焼排ガス １３ 高温火炎 １４ 無塩素燃料 １５ アフターバーナ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 火炉からの燃焼排ガスを、無塩素燃料を
   燃焼させるアフターバーナに導いて高温火炎と接触させ
   ることによりダイオキシン及びその前躯体を分解し、そ
   の後直ちにダイオキシンの合成温度以下に急冷すること
   を特徴とするダイオキシンを含む燃焼排ガスの処理方
   法。
2. 【請求項２】 ダイオキシン及びその前躯体を分解した
   燃焼排ガスを、空気予熱器に導いて火炉に導く燃焼用空
   気と熱交換することにより、ダイオキシンの合成温度以
   下に急冷することを特徴とする請求項１記載のダイオキ
   シンを含む燃焼排ガスの処理方法。
3. 【請求項３】 無塩素燃料が、油燃料、ガス燃料から選
   択されることを特徴とする請求項１又は２記載のダイオ
   キシンを含む燃焼排ガスの処理方法。