JPH10300060A - 焼却炉排ガスの処理方法及び装置 - Google Patents

焼却炉排ガスの処理方法及び装置

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JPH10300060A
JPH10300060A JP9112316A JP11231697A JPH10300060A JP H10300060 A JPH10300060 A JP H10300060A JP 9112316 A JP9112316 A JP 9112316A JP 11231697 A JP11231697 A JP 11231697A JP H10300060 A JPH10300060 A JP H10300060A
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incinerator
harmful substance
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Kazukuni Furukawa
和邦 古川
Masatsugu Fujii
正嗣 藤井
Gentaro Nemoto
源太郎 根本
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Oogawara Kakoki Kk
大川原化工機株式会社
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 塩化水素や硫黄酸化物ガス等、及びダイオキ
シン類や水銀等の有害物質をより高効率で除去し、ダス
トを乾燥状態で回収するとともに、高温の焼却炉排ガス
を急速に冷却する焼却炉排ガスの処理方法及び装置を提
供する。 【解決手段】 廃棄物の焼却炉から排出される高温の排
ガスを冷却し、有害物質除去粉体を加えて集塵すること
によって清浄化する焼却炉排ガスの処理方法及び装置で
ある。噴霧冷却室15は、下流端部が逆円錐状で上部が
略円筒状のチャンバー20と、チャンバー20の上流側
に配置されたガス分配室21と、チャンバー20の中央
上部に設けた回転円盤型の水噴霧機23と、チャンバー
20の中流側に設けた有害物質除去粉体の吹込口40
と、チャンバー20の下流端部に設けたダスト排出口2
6と、チャンバー20に設けた排気管27とを備える。
処理装置は、さらに、チャンバー20の後流側に配置さ
れたバッグフィルターを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は焼却炉排ガスの処理
方法及び装置に関する。より詳しくは、本発明は、塩化
水素ガスや硫黄酸化物ガス等とともに、ダイオキシン類
や水銀などの有害物質をより高効率で除去できるように
し、また、ダイオキシン類の再生成を抑制することで更
にダイオキシン類を低濃度とするための焼却炉排ガスの
処理方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】都市ごみ焼却炉から排出される排ガス中
には、煤塵、塩化水素(HCl)、SOx、NOx、水
銀を含む重金属類やダイオキシン等の微量成分が含まれ
ており、環境保全の立場から、これらの有害物質の除去
が必要である。 なかでもダイオキシン類(PCDD:
ポリ塩化ジベンゾジオキシン、及びPCDF:ポリ塩化
ジベンゾフランの総称)については、極めて毒性が強
く、しかも発ガン性をも有することが報告されており、
ダイオキシン類の捕集・除去は緊急課題として取り上げ
られている。
【0003】排ガス処理装置を併設した都市ごみの焼却
炉プラントの従来例を図7に示す。図7の装置におい
て、ごみピット1に集められたごみは、図示しないクレ
ーンなどによって焼却炉2に送られる。ごみは焼却炉2
で焼却された後、二次燃焼室3において二次空気により
完全燃焼される。焼却炉2で焼却後の灰は、灰取出口1
1から外部に取り出される。二次燃焼室3で完全燃焼さ
れ生成した排ガスは、次いで廃熱ボイラ及び廃熱回収器
(予熱器)5によって熱回収され、急冷反応塔6に到
る。
【0004】急冷反応塔6では、消石灰貯槽7から消石
灰スラリーが噴霧されて排ガス中に含まれる塩化水素
(HCl)、硫黄酸化物(SOx)が除去される。排ガ
スは、次いで、更に下流側のバックフィルター8に導か
れ、排ガス中に残存する煤塵、HCl、SOx、重金属
類、ダイオキシン類が除去される。なお、9は誘引排風
機で、前記のように処理された後の排ガスを吸引し、煙
突10を介して大気中へ排出する。
【0005】しかしながら、上記の排ガス処理装置を用
いて焼却炉からの排ガスを処理した場合においても、所
望の低濃度までダイオキシン類を削減することができな
いケースが生じている。すなわち、ごみの焼却過程で生
成したダイオキシン類は2次燃焼室でほぼ分解される
が、排ガス処理工程である熱回収工程、冷却反応工程、
及び集塵工程の各工程において、焼却炉排ガスは約35
0〜900℃程度の高温から集塵に適した低温へ温度を
下げる必要がある。しかしながら、温度を150℃以下
の低温まで下げることは従来の冷却塔では困難で、一般
には150℃〜200℃程度であり、その結果、ダイオ
キシン類を所望の低濃度まで捕集・除去することができ
ないという問題が生じている。
【0006】排ガス冷却手段として水噴射冷却塔を用い
ると、平均粒子径150μm以上、一般には250μm
以上の粗い水滴で冷却するため、ガスの温度の制御がで
きず、ダストがスラリー状になってしまう。この結果、
150℃以下の低い出口温度とするとバッグフィルター
が使用不可となり、ダストの処理も困難である。また、
水噴射冷却手段として、ダクトや塔状部分に水やスラリ
−を噴霧する方法があるが、ガスの均一な冷却ができな
いという欠点が生じる。
【0007】更に、排ガス中に含まれる有害物質、特に
ダイオキシンや水銀を除去するために、水噴射冷却塔の
後流側の排気管に有害物質除去粉体を投入し、排気管内
で排ガスと混合後、バッグフィルターや電気集塵機等で
回収除去を行っているが、排ガスとの接触滞留時間が1
0秒以下と短いため、除去率は不十分であった。
【0008】上記のようなダイオキシン類の排出抑制に
ついて、厚生省は、平成2年に「ダイオキシン類発生防
止等ガイドライン」を策定し、ダイオキシン類の排出濃
度が0.5ng−TEQ(毒性等価換算濃度)/Nm3
程度以下になることが期待されていたが、更に平成8年
10月に上記ガイドラインを見直し、今後建設されるご
み焼却連続炉におけるダイオキシン類の排出濃度を0.
1ng−TEQ(毒性等価換算濃度)/Nm3程度以下
とすることが検討されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、有
害物質除去粉体の吸着・吸収性能を劣化させることな
く、焼却炉排ガスとの接触滞留時間を十分に確保するこ
とにより、塩化水素ガスや硫黄酸化物ガス等、及びダイ
オキシン類や水銀などの有害物質をより高効率で除去
し、ダストを乾燥状態で回収するとともに、高温の焼却
炉排ガスを急速に冷却する焼却炉排ガスの処理方法及び
装置を提供することを目的とする。
【0010】更に、本発明は、排ガスからの廃熱回収を
ダイオキシン類の発生を抑制し得る範囲に限定し、かつ
高温の排ガスを急速に、特に300℃付近を1秒以内の
短時間という降温速度で冷却することによって、ダイオ
キシン類の再生成量を減らし、更なる排出濃度の低減化
を図ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明によれ
ば、廃棄物の焼却炉から排出される高温の排ガスを冷却
し、有害物質除去粉体を加えて、集塵することによって
清浄化する焼却炉排ガスの処理方法であって、該焼却炉
排ガスを、上流側にガス分配室を有する噴霧冷却室に導
入して該焼却炉排ガスに旋回流を与えつつ、該噴霧冷却
室内において噴霧する冷却液と混合せしめることによ
り、前記焼却炉排ガスを所定温度以下まで急速冷却する
とともに、有害物質除去粉体を、該噴霧冷却室の中流側
から吹き込んで、前記焼却炉排ガスと接触混合せしめる
ことにより、前記焼却炉排ガスに含まれる有害物質を反
応・吸着し、次いで、有害物質と反応・吸着した有害物
質除去粉体を、該噴霧冷却室の後流側に配置される集塵
装置においてダストとともに分離することを特徴とする
焼却炉排ガスの処理方法、が提供される。
【0012】本発明においては、ガス分配室からのガス
流速が10〜50m/s、ガスの旋回速度が1〜30r
ad/sであることが好ましく、入口温度250〜95
0℃のガスを、出口温度70〜200℃、更に好ましく
は80〜150℃まで急速冷却することが好ましい。ま
た、有害物質除去粉体が、加圧空気によって搬送され、
噴霧冷却室の中流側の側壁に配設された粉体吹込口から
噴霧冷却室の中心方向に旋回導入されることが好まし
い。更に、本発明においては、消石灰や活性炭の使用量
の節減のために、使用済みの未反応消石灰及び未反応活
性炭を含む返送ダストを、噴霧冷却室に吹き込む有害物
質除去粉体として用い、新鮮な有害物質除去粉体を噴霧
冷却室の後流側において用いることが好ましい。更に、
有害物質除去粉体が、消石灰、活性炭、返送ダストのい
ずれかであるか、あるいはそれらの組合せであることが
好ましい。
【0013】また、本発明によれば、廃棄物の焼却炉か
ら排出される高温の排ガスを冷却し、有害物質除去粉体
を加えて、集塵することによって清浄化する焼却炉排ガ
スの処理装置であって、下流端部が逆円錐状の略円筒状
に形成されたチャンバーと、該チャンバーの上流側に配
置されたガス分配室と、該チャンバーの中央上部に設け
た冷却液の噴霧手段と、該チャンバーの中流側に設けた
有害物質除去粉体の吹込口と、該チャンバーの下流端部
に設けたダスト排出口と、該チャンバーに設けた排気管
と、該チャンバーより後流側に配置された集塵装置とを
備えたことを特徴とする焼却炉排ガスの処理装置、が提
供される。
【0014】この処理装置においては、有害物質除去粉
体の吹込口が、チャンバーの中心方向に対して5〜45
度の角度で有害物質除去粉体が吹き込まれるように配設
されていること、また、ガス分配室を構成する壁側の一
部をジャケット構造とすること、更に、冷却液の噴霧手
段が、回転ディスク型、二流体ノズル型、二重管構造の
噴霧ノズル型のいずれかを用いることが好ましい。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明における焼却炉排ガスの処
理の基本作用を説明する。従来、焼却炉排ガス中に含ま
れる有害物質、特にダイオキシンや水銀を除去するため
に、水噴射冷却塔の排気管に有害物質除去粉体を投入
し、排気管内で排ガスと混合後、バッグフィルターや電
気集塵機等で回収除去を行っているが、排ガスとの接触
滞留時間が10秒以下と短いため、除去率は不十分であ
った。そこで、本発明の第一の目的として、有害物質除
去粉体を噴霧冷却室に投入するにあたり、有害物質除去
粉体の吸着・吸収性能を維持し、排ガスとの接触時間を
長くすることにより、焼却炉排ガス中に含まれる有害物
質、特にダイオキシンや水銀の除去効率を向上させたも
のである。
【0016】本発明では、このような有害物質除去粉体
の投入を達成するために、好ましくは、加圧空気により
搬送された有害物質除去粉末を、噴霧冷却室の中流側に
設けられた粉体吹込口から中心方向に旋回導入すること
により、噴霧冷却室内で旋回している焼却炉排ガスと接
触混合させている。また、本発明において、噴霧冷却室
に投入された有害物質除去粉体の吸着・吸収性能を最良
の状態に維持するためには、高温および濡れを防止する
ことが必要不可欠である。このため、有害物質除去粉体
をできるだけ低温および乾燥状態で保持し、且つ、焼却
炉排ガスとの接触時間をできるだけ長くするには、噴霧
冷却室の中流側より有害物質除去粉体を投入することが
重要である。
【0017】ここで、噴霧冷却室の上流側に配置された
ガス分配室から有害物質除去粉体を投入した場合、高温
の排ガスによって、粉体が高温となり、吸着・吸収性能
が低下する。また、噴霧冷却室の上流側の噴霧域に投入
すると、粉体が濡れてしまうため、吸着・吸収性能が低
下するだけでなく、噴霧冷却室の内壁に付着しやすくな
るため好ましくない。更に、有害物質除去粉体の投入位
置が、噴霧冷却室の下流側に近づくほど、焼却炉排ガス
との接触時間を十分に確保できないため、排ガス中に含
まれる有害物質、特にダイオキシンや水銀の除去効率が
低下する。
【0018】また、上記したように、焼却炉排ガスは、
約250〜950℃の高温であり、高温から低温への降
下過程において、排ガス温度が約300℃付近になる
と、毒性の強いダイオキシン類の再生成が起こる。そこ
で、本発明の第二の目的として、高温の排ガスを急速冷
却するにあたり、300℃付近にある250〜350℃
の間を1秒以内の短時間で降温させることにより、排ガ
スの300℃付近での滞留時間を極端に短くすることに
より、ダイオキシン類の再生成を可能な限り小さくし、
更に、上記の有害物質除去粉体の投入により、ダイオキ
シン類の排出濃度を低減したものである。
【0019】本発明では、このような排ガスの急速冷却
を達成するために、焼却炉排ガスを下流端部が逆円錐状
の略円筒状に形成された噴霧冷却室内に導入し、焼却炉
排ガスに旋回流を与えつつ、噴霧冷却液と混合させてい
る。また、本発明において、排ガスの各部分、部分にお
いて均一に降温速度が速いことが、排ガスからのダイオ
キシン類の除去をする上で重要である。したがって、冷
却液の噴霧手段として、回転ディスク型、二流体ノズル
型、二重管構造の噴霧ノズル型のいずれかを用いて、冷
却液を噴霧し、ガス速度が10〜50m/s、ガスの旋
回速度が1〜30rad/sの排ガスと混合させること
が好ましい。また、噴霧する冷却液としては、通常、水
を用いるが、その他、石灰乳などのアルカリスラリー
や、焼却炉プラントに付設された水処理設備から排出さ
れる処理済みの塩類を含んだ廃水などを用いることがで
きる。
【0020】本発明のように、有害物質除去粉体の吸着
・吸収性能を維持し、排ガスとの接触時間を長くすると
ともに、焼却炉排ガスの300℃付近での滞留時間を極
端に短くして、ダイオキシン類の再生成を可能な限り小
さくすることにより、排ガス中に含まれる有害物質、特
にダイオキシンや水銀の除去効率を向上させることによ
って、その後の処理工程(例えば、消石灰粉や活性炭添
加処理、バッグフィルターによる処理等)を経由するこ
とで、ダイオキシン類の大気への排出濃度を、厚生省策
定のガイドラインでいう0.1ng−TEQ/Nm3
下とすることが可能である。
【0021】この点を具体的に説明すると、バッグフィ
ルターによる処理等、その後の処理工程のダイオキシン
類の除去効率は、排ガス温度や活性炭の量等を調整する
ことで95%程度を達成できる。従って、その前工程で
ある本発明の処理前のダイオキシン類の濃度が1.0n
g−TEQ/Nm3の場合には、後工程を経由すれば、
0.05ng−TEQ/Nm3となり、ガイドラインを
楽々下回るが、一方、従来の図7に示す廃熱回収器およ
び急冷反応塔などでは、ダイオキシン類の濃度は、10
ng−TEQ/Nm3を超えた値となり、後工程による
除去処理を施しても、ガイドライン値の0.1ng−T
EQ/Nm3以上となるのである。
【0022】以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明
する。図1は、本発明に用いる噴霧冷却室の一実施例を
示す断面概要図である。図1において、20はチャンバ
ーで、下流端部が逆円錐状で上部が略円筒状に形成され
ている。チャンバー20の上部側には、旋回ベーン25
を備えたガス分配室21が配設され、図示しない焼却炉
からの焼却炉排ガス(高温ガス)が送られてくる入口ダ
クト22に連通している。ガス分配室21としては、排
ガス温度が600℃を超える場合は、壁面の一部をジャ
ケット構造として冷却液を流通させ、安い装置材料の使
用ができるようにすることが好ましい。チャンバー20
の中央上部には、冷却液の噴霧手段である回転円盤型の
水噴霧機23が設けられており、この水噴霧機23には
送水設備24から水を設けるように形成されている。
【0023】チャンバー20の中流側には、有害物質除
去粉体をチャンバー20の中心方向に旋回導入するため
の粉体吹込口40が設けられており、この粉体吹込口4
0には、加圧空気で粉体を搬送するための粉体輸送設備
44から粉体輸送管42を経由して有害物質除去粉体が
供給されている。チャンバー20の下流端部には、ダス
ト排出口26が設けられ、また、排ガスを排気する排気
管27がチャンバー20の逆円錐状部29に開口してい
る。
【0024】上記のように噴霧冷却室15は構成されて
おり、その排ガス処理を説明すると、入口ダクト22か
ら送られてくる焼却炉排ガス(高温ガス)は、ガス分配
室21に送入される。ガス分配室21には旋回ベーン2
5が備えられており、旋回ベーン25により、焼却炉排
ガスには所定のガス速度、旋回速度の旋回流が付与さ
れ、焼却炉排ガスはチャンバー20内を旋回しながら、
徐々に下降していく。一方、水噴霧機23からは、冷却
液である水が回転円盤により円環状に噴霧されており、
焼却炉排ガスと瞬間的に混合される。なお、TICは温
度制御装置を示しており、入口排ガス温度と出口排ガス
温度を検知し、それぞれの値をフィードフォワード及び
フィードバックすることにより、送水設備24から水噴
霧器23への送水量を制御している。
【0025】このようにして、焼却炉排ガス(高温ガ
ス)と水とが混合されると、微粒状かつ円環状に噴霧さ
れた水が、旋回流を付与された高温ガスと接触混合する
ため、水とガスとの接触効率がきわめてよく、約250
〜950℃の高温ガスは急速に冷却されて、約70〜2
00℃程度まで降温する。また、350℃以上の高温ガ
スの場合、各部分、部分において均一に降温速度が速
く、ダイオキシン類の発生抑制に必要な250〜350
℃の間を1秒以内に冷却することができる。なお、高温
ガスの温度の変動、ガス量の変動に対しても、噴霧する
冷却液(水)の噴霧量を調整・制御することにより、上
記のように急速な冷却を達成することができる。また、
出口ガス温度を所定の温度とするためにも、冷却液の噴
霧量を制御することで達成できる。
【0026】次に、チャンバー20の中流側に設けられ
た粉体吹込口40から、加圧空気により搬送された有害
物質除去粉体を、チャンバー20の中心方向に旋回導入
するように噴出させて、前記冷却処理後の焼却炉排ガス
と接触混合させる。これにより、有害物質除去粉体の吸
着・吸収性能を最良の状態に維持するとともに、焼却炉
排ガスとの接触滞留時間を従来に比して約2倍に長くす
ることができるため、焼却炉排ガスと有害物質処理粉体
との反応率が上がり、焼却炉排ガス中に含まれる有害物
質、特にダイオキシンや水銀の除去効率を向上させるこ
とができる。また、チャンバー20の中流部で、焼却炉
排ガスに含まれる有害物質であるHClやSOxを除去
することができるため、チャンバー20の下流部の腐食
を低減させることもできる。
【0027】このとき、粉体吹込口40が、図4に示す
ように、チャンバー20の中流部の中心O方向に対して
5〜45度の角度θで所定個数(例えば、3箇所)配設
されることが好ましい。これにより、焼却炉排ガスと有
害物質除去粉体との接触混合が良好に行われるため、焼
却炉排ガスに含まれる有害ガスの除去効率を向上させる
ことができる。尚、粉体吹込口40の数は、特に限定さ
れるものではなく、上記の目的を達成するために、適宜
変更を加え得るものである。
【0028】本発明で用いる有害物質除去粉体として
は、消石灰、活性炭、返送ダストのいずれかであるか、
あるいはそれらの組合せであることが好ましい。これ
は、焼却炉排ガスに含まれる有害物質の濃度やその種類
によって、適宜選択・調整されるものであるが、特に、
焼却炉排ガスに含まれるHClやSOxの発生量が多い
場合、有害物質除去粉体(消石灰粉)が多量に必要とな
るため、未反応消石灰や未反応活性炭を含んだ返送ダス
トを有効利用することにより、有害物質除去粉体の使用
量を削減できるからである。
【0029】以上のような噴霧冷却室15において、処
理された焼却炉排ガスは、チャンバー20の逆円錐状部
29に開口された排気管27から下流側に排気される。
尚、焼却炉排ガス中に含まれるダストの一部は、乾燥状
態でチャンバー20の下流端部のダスト排出口26から
外部に取り出される。
【0030】図2及び図3は、本発明に用いる噴霧冷却
室の他の実施例を示す断面概要図であり、図1の実施例
と相違するのは、回転円盤型の水噴霧器の代わりに、二
流体ノズル型、二重管構造の噴霧ノズル型、あるいは類
似のノズル型の水噴霧機を用い、チャンバーの上部を円
錐状に形成したことである。二流体ノズル型や二重管構
造の噴霧ノズル型の水噴霧機23を用いる場合には、水
の噴霧角が回転円盤型ほど大きくないので、チャンバー
上部を円錐状に形成することが、排ガスと水との効率的
な接触混合を達成する点で好ましいからである。
【0031】また、二流体ノズル型の水噴霧機23で
は、図2に示すように、送水設備24から送られてくる
水が送風設備30からの空気とともに噴霧される。
【0032】更に、二重管構造の噴霧ノズル型の水噴霧
機23としては、図3に示すように、本願出願人がすで
に取得した特許第2524379号や、特開平4−28
1872号公報に記載のごとく、液吹出しのための圧力
旋回ノズルと、その周りに設けた高速ガス吹出し用筒状
体とからなり、その先端部を先細り構造としたものを挙
げることができる。この冷却液噴霧ノズルにおいては、
2つの微粒化段階があり、まず圧力旋回ノズルの液自身
のもつ圧力で一次微粒化させる。この一次微粒化は、液
が円錐環状に噴射されるものである。次に、一次微粒化
された液滴に対して、吹出し用筒状体から吹き出した高
速ガスを集中的に衝突させて二次微粒化させることによ
り、液を低圧で噴霧する場合であっても、液の微粒化を
達成でき、また、液滴径の制御をも行うことができる。
【0033】以上のような噴霧機のように、送液量が少
なくなると液滴径が小さくなる特性を持った液体の微粒
化装置を使用することが更に望ましく、入口ガス温度の
変動に対して急速かつ均一な冷却をすることができる。
【0034】図5は、本発明の焼却炉排ガス処理装置を
組み込んだ焼却炉プラントの一実施例を示す説明図であ
る。図5の装置において、ごみピット1から、焼却炉
2、二次燃焼室3、廃熱ボイラ4までの構成は、図7の
構成と同一である。廃熱ボイラ4によって熱回収され、
少し降温された焼却炉排ガス(高温ガス)は、次いで、
噴霧冷却室12に導入されて所定温度まで急速に冷却さ
れる。冷却された焼却炉排ガスは、更に、消石灰粉貯槽
14及び活性炭貯槽16から、噴霧冷却室12の中流側
の粉体吹込口40を介して旋回導入された有害物質除去
粉末によって、有害物質(SOx、HCl及び重金属
類、ダイオキシン類)の反応・吸着除去が行われる。
尚、有害物質を反応・吸着した有害物質除去粉体の一部
は、噴霧冷却室12から系外に排出される。そして、処
理後の排ガスは、有害物質を反応・吸着した有害物質除
去粉体の大部分を同伴して、排気管13を介して噴霧冷
却室12から排気される。
【0035】ここで、消石灰粉は、焼却炉排ガスに含ま
れるSOx、HClと反応し、これらの物質を除去する
もので、その吹込み量は、排ガス中のSOx、HClの
当量の2〜4倍とすることが好ましい。また、活性炭
は、焼却炉排ガスに含まれる有害物質である水銀等の重
金属類、ダイオキシン類を吸着し、除去する。活性炭の
送入量は、ダスト濃度、消石灰量にもよるが、0.05
〜0.30g/Nm3の範囲が好ましい。
【0036】このようにして、SOx、HCl及び重金
属類、ダイオキシン類の有害物質が反応・吸着された有
害物質除去粉体の大部分を同伴した排ガスは、次いで集
塵装置であるバッグフィルター8に導かれて固気分離さ
れ、排ガス中に残存する煤塵と有害物質であるHCl、
SOx、重金属類、ダイオキシン類が除去される。
【0037】図6は、本発明の焼却炉排ガス処理装置を
組み込んだ焼却炉プラントの他の実施例を示す説明図で
ある。廃熱ボイラ4によって熱回収され、少し降温され
た焼却炉排ガス(高温ガス)は、次いで、噴霧冷却室1
2に導入されて所定温度まで急速に冷却される。冷却さ
れた焼却炉排ガスは、更に、噴霧冷却室12の中流側の
粉体吹込口40を介して旋回導入された返送ダストによ
って、高濃度の有害物質(SOx、HCl及び重金属
類、ダイオキシン類)の除去が行われ、これにより、有
害物質の40〜90%程度が分離・回収される。尚、有
害物質を反応・吸着した有害物質除去粉体の大部分は、
噴霧冷却室12から排出される。そして、処理後の排ガ
スは、有害物質を反応・吸着した有害物質除去粉体の一
部を同伴して、排気管13を介して噴霧冷却室12から
排気されるが、排気管13の途中において、更に新鮮な
消石灰粉貯槽14から消石灰粉が吹き込まれて、焼却炉
排ガスに含まれるSOx、HClと反応し、これらの物
質を除去する。ここで、消石灰粉の吹込み量は、排ガス
中のSOx、HClの当量の1.2〜3倍とすることが
好ましい。
【0038】また、排気管13へは、活性炭貯槽16か
ら新たな活性炭が送入されて、排ガスに含まれる有害物
質である水銀等の重金属類、ダイオキシン類が吸着・除
去される。活性炭の送入量は、ダスト濃度、消石灰量、
循環ダスト量にもよるが、0.05〜0.30g/Nm
3の範囲が好ましい。
【0039】このようにして、SOx、HCl及び重金
属類、ダイオキシン類の有害物質が反応・吸着された有
害物質除去粉体を同伴した排ガスは、次いで集塵装置で
あるバッグフィルター8に導かれて固気分離され、排ガ
ス中に残存する煤塵と有害物質であるHCl、SOx、
重金属類、ダイオキシン類が除去される。
【0040】尚、本実施例では、バッグフィルター8で
分離したダストには、未反応消石灰や未反応活性炭が含
まれているため、その一部を返送ダクト19で返送し、
噴霧冷却室12の中流側の粉体吹込口40から旋回導入
するための有害物質除去粉体として用いている。このよ
うに、本実施例では、未反応消石灰や未反応活性炭を含
んだ返送ダストを用いて、噴霧冷却室12内部で、予め
焼却炉排ガス中の高濃度の有害物質を除去することによ
って、除去効率を落とすことなく、排気管13に投入す
る新鮮な消石灰及び活性炭の量を低減することもでき
る。また、未反応消石灰や未反応活性炭を含んだ返送ダ
ストを有効利用することにより、有害物質除去粉体を含
んだダストの排出量も削減することができる。
【0041】更に、バッグフィルターでのフィルターの
目詰まりや返送ダクト19での閉塞の原因となっていた
消石灰とHClの反応物質である潮解性のCaCl
2を、噴霧冷却室12内部で除去することができるた
め、装置の安全運転を可能とすることができる。
【0042】
【実施例】本発明を実施例に基づいて、更に詳細に説明
するが、本発明はこれらの実施例に限られるものではな
い。 (実施例1〜2、比較例1)図5に示す本発明の焼却炉
排ガス処理装置と、図7に示す従来の処理装置を用い
て、表1に示すHCl及びダイオキシン濃度を有する一
般ごみ焼却炉からの排ガスを処理した。排ガス量などの
条件、およびその結果を表1に示す。
【0043】
【表1】
【0044】表1からわかるように、実施例1では、噴
霧冷却室の構造、ガス吹き込みを従来のものから変えて
適切にしたので、排ガス温度を140℃まで下げること
ができ、また、消石灰粉及び活性炭の吹き込み位置を変
えることにより、HCl濃度、ダイオキシン濃度を、従
来装置に比べて低減することができた。また、実施例2
では、高い排ガス入口温度を噴霧冷却室で下げることに
より、ダイオキシンの再生成域を短時間で通過するた
め、ダイオキシン濃度を更に低減して、ガイドライン値
を下回ることができる。
【0045】(実施例3〜5、比較例2)図6に示す本
発明の焼却炉排ガス処理装置と、図7に示す従来の処理
装置を用いて、表2に示すHCl及びダイオキシン濃度
を有するプラスチック類(塩化ビニル等)を多く含む産
業廃棄物焼却炉からの排ガスを処理した。排ガス量など
の条件およびその結果を表2に示す。
【0046】
【表2】
【0047】表2から明らかな通り、実施例3では、バ
ッグフィルターの集塵量の半分量を返送ダストとして噴
霧冷却室に吹き込んだ例であり、有害ガスの除去効率を
向上させることができた。また、実施例4では、排ガス
入口温度を上げ、ダイオキシン出口濃度の低減を図るこ
とができた。更に、実施例5においては、ガイドライン
値を維持しながら、消石灰粉と活性炭の消費量を低減
し、最終的な廃棄物量の低減と経済性の向上を図ること
ができた。
【0048】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
有害物質除去粉体の吸着・吸収性能を劣化させることな
く、焼却炉排ガスとの接触滞留時間を十分に確保するこ
とにより、塩化水素ガスや硫黄酸化物ガス等、及びダイ
オキシン類や水銀などの有害物質をより高効率で除去
し、ダストを乾燥状態で回収することができるという優
れた効果を奏することができる。また、本発明によれ
ば、排ガスからの廃熱回収をダイオキシン類の発生を抑
制し得る範囲に限定し、かつ高温の排ガスを急速に、特
に300℃付近を1秒以内の短時間という降温速度で冷
却することによって、ダイオキシン類の再生成量を減ら
し、更なる排出濃度の低減化を図ることができるという
効果をも達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に用いる噴霧冷却室の一実施例を示す
断面概要図である。
【図2】 本発明に用いる噴霧冷却室の他の例を示す断
面概要図である。
【図3】 本発明に用いる噴霧冷却室の更に他の例を示
す断面概要図である。
【図4】 図1〜3に示される噴霧冷却室のA−A断面
図である。
【図5】 本発明の燃焼炉排ガス処理装置を組み込んだ
焼却炉プラントの一実施例を示す説明図である。
【図6】 本発明の燃焼炉排ガス処理装置を組み込んだ
焼却炉プラントの他の実施例を示す説明図である。
【図7】 従来の排ガス処理装置を併設した都市ゴミの
焼却炉プラントの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
15…噴霧冷却室、20…チャンバー、21…ガス分配
室、22…入口ダクト、23…水噴霧機、24…送水設
備、25…旋回ベーン、26…ダクト排出口、27…排
気管、29…逆円錐状部、30…送風設備、40…粉体
吹込口、42…粉体輸送管、44…粉体輸送設備。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 廃棄物の焼却炉から排出される高温の排
    ガスを冷却し、有害物質除去粉体を加えて、集塵するこ
    とによって清浄化する焼却炉排ガスの処理方法であっ
    て、 該焼却炉排ガスを、上流側にガス分配室を有する噴霧冷
    却室に導入して該焼却炉排ガスに旋回流を与えつつ、該
    噴霧冷却室内において噴霧する冷却液と混合せしめるこ
    とにより、前記焼却炉排ガスを所定温度以下まで急速冷
    却するとともに、有害物質除去粉体を、該噴霧冷却室の
    中流側から吹き込んで、前記焼却炉排ガスと接触混合せ
    しめることにより、前記焼却炉排ガスに含まれる有害物
    質を反応・吸着し、次いで、有害物質と反応・吸着した
    有害物質除去粉体を、該噴霧冷却室の後流側に配置され
    る集塵装置においてダストとともに分離することを特徴
    とする焼却炉排ガスの処理方法。
  2. 【請求項2】 ガス分配室からのガス流速が10〜50
    m/s、ガスの旋回速度が1〜30rad/sである請
    求項1記載の焼却炉排ガスの処理方法。
  3. 【請求項3】 有害物質除去粉体が、加圧空気によって
    搬送され、噴霧冷却室の中流側の側壁に配設された粉体
    吹込口から噴霧冷却室の中心方向に旋回導入される請求
    項1記載の焼却炉排ガスの処理方法。
  4. 【請求項4】 入口温度250〜950℃のガスを、出
    口温度70〜200℃まで急速冷却する請求項1記載の
    焼却炉排ガスの処理方法。
  5. 【請求項5】 使用済みの未反応消石灰及び未反応活性
    炭を含む返送ダストを、噴霧冷却室に吹き込む有害物質
    除去粉体として用い、新鮮な有害物質除去粉体を噴霧冷
    却室の後流側において用いる請求項1記載の焼却炉排ガ
    スの処理方法。
  6. 【請求項6】 有害物質除去粉体が、消石灰、活性炭、
    返送ダストのいずれかであるか、あるいはそれらの組合
    せである請求項1記載の焼却炉排ガスの処理方法。
  7. 【請求項7】 廃棄物の焼却炉から排出される高温の排
    ガスを冷却し、有害物質除去粉体を加えて、集塵するこ
    とによって清浄化する焼却炉排ガスの処理装置であっ
    て、 下流端部が逆円錐状の略円筒状に形成されたチャンバー
    と、 該チャンバーの上流側に配置されたガス分配室と、 該チャンバーの中央上部に設けた冷却液の噴霧手段と、 該チャンバーの中流側に設けた有害物質除去粉体の吹込
    口と、 該チャンバーの下流端部に設けたダスト排出口と、 該チャンバーに設けた排気管と、 該チャンバーより後流側に配置された集塵装置と、を備
    えたことを特徴とする焼却炉排ガスの処理装置。
  8. 【請求項8】 有害物質除去粉体の吹込口が、チャンバ
    ーの中心方向に対して5〜45度の角度で有害物質除去
    粉体が吹き込まれるように配設されている請求項7記載
    の焼却炉排ガスの処理装置。
  9. 【請求項9】 冷却液の噴霧手段が、回転ディスク型、
    二流体ノズル型、二重管構造の噴霧ノズル型のいずれか
    である請求項7記載の焼却炉排ガスの処理装置。
  10. 【請求項10】 ガス分配室を構成する壁側の一部をジ
    ャケット構造とした請求項7記載の焼却炉排ガスの処理
    装置。
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