JPH10339423A - 被溶融物の溶融処理方法及び溶融処理装置 - Google Patents
被溶融物の溶融処理方法及び溶融処理装置Info
- Publication number
- JPH10339423A JPH10339423A JP9146709A JP14670997A JPH10339423A JP H10339423 A JPH10339423 A JP H10339423A JP 9146709 A JP9146709 A JP 9146709A JP 14670997 A JP14670997 A JP 14670997A JP H10339423 A JPH10339423 A JP H10339423A
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- Japan
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- exhaust gas
- gas
- melted
- combustion
- melting furnace
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被溶融物の溶融処理システムに於いて、溶融
炉からの高温排ガス内のＮＯｘとダイオキシン類とを、
夫々専用の独立した除去装置を用いることなしに同時に
除去できるようにすることにより、溶融処理システムの
システム構築費を引下げると共に処理コストの大幅な引
下げを図る。 【解決手段】 酸化雰囲気下で被溶融物を加熱溶融する
溶融炉からの高温排ガス内へ還元性のガスを吹き込み、
当該高温排ガスを還元雰囲気にしたあとこれに燃焼空気
を吹き込んで再燃焼させることにより、ＮＯｘ及びダイ
オキシンの除去を行なう。
炉からの高温排ガス内のＮＯｘとダイオキシン類とを、
夫々専用の独立した除去装置を用いることなしに同時に
除去できるようにすることにより、溶融処理システムの
システム構築費を引下げると共に処理コストの大幅な引
下げを図る。 【解決手段】 酸化雰囲気下で被溶融物を加熱溶融する
溶融炉からの高温排ガス内へ還元性のガスを吹き込み、
当該高温排ガスを還元雰囲気にしたあとこれに燃焼空気
を吹き込んで再燃焼させることにより、ＮＯｘ及びダイ
オキシンの除去を行なう。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶融炉を用いた被
溶融物、例えば産業廃棄物や都市ごみの焼却炉から排出
される焼却残渣や飛灰の溶融処理技術に関するものであ
り、溶融炉を酸化雰囲気で運転して被溶融物を溶融させ
ると共に、溶融炉からの高温排ガスに還元性ガス、例え
ば天然ガスを吹き込んで還元雰囲気とした後、これに燃
焼空気を吹き込んで酸化雰囲気下で燃焼させることによ
り、高温排ガス内のＮＯｘとダイオキシンの低減を可能
とした被溶融物の溶融処理方法及び溶融処理装置に関す
るものである。
溶融物、例えば産業廃棄物や都市ごみの焼却炉から排出
される焼却残渣や飛灰の溶融処理技術に関するものであ
り、溶融炉を酸化雰囲気で運転して被溶融物を溶融させ
ると共に、溶融炉からの高温排ガスに還元性ガス、例え
ば天然ガスを吹き込んで還元雰囲気とした後、これに燃
焼空気を吹き込んで酸化雰囲気下で燃焼させることによ
り、高温排ガス内のＮＯｘとダイオキシンの低減を可能
とした被溶融物の溶融処理方法及び溶融処理装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、被溶融物例えば都市ごみ等の焼却
炉から排出される焼却残渣や飛灰の減容化及び無害化を
図るため、焼却残渣等の溶融処理法が注目され、実用に
供されている。焼却残渣等は、溶融固化することにより
その容積を１／２〜１／３に減らすことができると共
に、重金属等の有害物質の溶出を防止することができ、
溶融スラグの道路用材やコンクリート骨材等としての再
利用及び最終埋立処分場の延命等が可能になるからであ
る。
炉から排出される焼却残渣や飛灰の減容化及び無害化を
図るため、焼却残渣等の溶融処理法が注目され、実用に
供されている。焼却残渣等は、溶融固化することにより
その容積を１／２〜１／３に減らすことができると共
に、重金属等の有害物質の溶出を防止することができ、
溶融スラグの道路用材やコンクリート骨材等としての再
利用及び最終埋立処分場の延命等が可能になるからであ
る。
【０００３】前記焼却残渣や飛灰の溶融処理には、アー
ク溶融炉やプラズマアーク溶融炉、電気抵抗炉等の電気
エネルギーによって被溶融物を溶融する方法と、表面溶
融炉や旋回溶融炉、コークスベッド炉等の燃料の燃焼エ
ネルギーによって被溶融物を溶融する方法とがあり、何
れも実用に供されている。その中でも、前記表面溶融炉
を用いる溶融処理方法は、最も多く普及しているもので
ある。
ク溶融炉やプラズマアーク溶融炉、電気抵抗炉等の電気
エネルギーによって被溶融物を溶融する方法と、表面溶
融炉や旋回溶融炉、コークスベッド炉等の燃料の燃焼エ
ネルギーによって被溶融物を溶融する方法とがあり、何
れも実用に供されている。その中でも、前記表面溶融炉
を用いる溶融処理方法は、最も多く普及しているもので
ある。
【０００４】図２は、実用に供されている溶融炉の代表
例である表面溶融炉の一例を示すものであり、ホッパ２
０内に堆積された焼却残渣や飛灰等の被溶融物２１が、
供給プッシャー２２の作動により炉本体２３内へ供給さ
れ、バーナ２４からの燃焼火炎２５によって加熱溶融さ
れる。即ち、バーナ２４により液体燃料或いはガス燃料
を燃焼させることにより、被溶融物層（灰層）２１の表
面を加熱すると共に溶融炉本体２３内を１４００〜１５
００℃の高温状態にする。加熱により溶融された溶融ス
ラグ２６は、灰層２１の表面をフィルム状に覆い乍ら流
下し、水封コンベア２７上へ落下して冷却され、水砕ス
ラグ２８として外部へ搬出されて行く。
例である表面溶融炉の一例を示すものであり、ホッパ２
０内に堆積された焼却残渣や飛灰等の被溶融物２１が、
供給プッシャー２２の作動により炉本体２３内へ供給さ
れ、バーナ２４からの燃焼火炎２５によって加熱溶融さ
れる。即ち、バーナ２４により液体燃料或いはガス燃料
を燃焼させることにより、被溶融物層（灰層）２１の表
面を加熱すると共に溶融炉本体２３内を１４００〜１５
００℃の高温状態にする。加熱により溶融された溶融ス
ラグ２６は、灰層２１の表面をフィルム状に覆い乍ら流
下し、水封コンベア２７上へ落下して冷却され、水砕ス
ラグ２８として外部へ搬出されて行く。
【０００５】而して、前記従前の表面溶融炉では、バー
ナ２４へ供給したガス燃料を通常空気比が１．１前後の
酸化雰囲気下で燃焼させ、炉本体２３内で可能な限り燃
料を完全燃焼させることによって、燃焼熱を灰層２１の
溶融に有効に利用するようにしている。しかし、燃料や
被溶融物２１を酸化雰囲気下で高温燃焼させると、炉本
体２３内から排出される高温排ガス中にＮＯｘが多量に
含まれることになり、例えばＯ 2 １２％に於いて約２０
０ｐｐｍのＮＯｘが含まれることになる。また、炉本体
２３内へ供給されてくる被溶融物２１は、ごみ焼却炉側
の燃焼状態によりその未燃物含有量が大きく変化する。
これにより、炉本体２３の内部が一時的に不完全燃焼の
状態になることがあり、炉本体出口のＯ2 濃度が一定に
ならずにＣＯを放出し、結果としてダイオキシン類が起
生してその濃度が上昇することがある。
ナ２４へ供給したガス燃料を通常空気比が１．１前後の
酸化雰囲気下で燃焼させ、炉本体２３内で可能な限り燃
料を完全燃焼させることによって、燃焼熱を灰層２１の
溶融に有効に利用するようにしている。しかし、燃料や
被溶融物２１を酸化雰囲気下で高温燃焼させると、炉本
体２３内から排出される高温排ガス中にＮＯｘが多量に
含まれることになり、例えばＯ 2 １２％に於いて約２０
０ｐｐｍのＮＯｘが含まれることになる。また、炉本体
２３内へ供給されてくる被溶融物２１は、ごみ焼却炉側
の燃焼状態によりその未燃物含有量が大きく変化する。
これにより、炉本体２３の内部が一時的に不完全燃焼の
状態になることがあり、炉本体出口のＯ2 濃度が一定に
ならずにＣＯを放出し、結果としてダイオキシン類が起
生してその濃度が上昇することがある。
【０００６】一方、上述の如き高温排ガス内に含まれる
ＮＯｘやダイオキシンを除去して公害等の発生を解決す
る方策として、従前から次のような除去技術が多く採用
されている。即ち、ＮＯｘの低減策としては、燃焼を
低空気比の下で行なうようにした還元燃焼方式、高温
排ガス内へ尿素やアンモニヤを吹き込むようにした無触
媒脱硝方式及びバグフィルター等の除塵装置の下流に
触媒反応塔を設置する方式等が採用されている。また、
ダイオキシン類の低減策としては、排ガスの二次燃焼
方式及びバグハウスへの活性炭吹き込み方式等が採用
されている。
ＮＯｘやダイオキシンを除去して公害等の発生を解決す
る方策として、従前から次のような除去技術が多く採用
されている。即ち、ＮＯｘの低減策としては、燃焼を
低空気比の下で行なうようにした還元燃焼方式、高温
排ガス内へ尿素やアンモニヤを吹き込むようにした無触
媒脱硝方式及びバグフィルター等の除塵装置の下流に
触媒反応塔を設置する方式等が採用されている。また、
ダイオキシン類の低減策としては、排ガスの二次燃焼
方式及びバグハウスへの活性炭吹き込み方式等が採用
されている。
【０００７】図３は、高温排ガス内のＮＯｘの低減を図
るために、前記の還元燃焼方式を採用した場合の排ガ
ス処理システムの一例を示すものである。当該還元燃焼
方式を採用した場合には、ダイオキシン類の熱分解が不
十分であるためにダイオキシン類の増加を招くことにな
り、その対策として、図３に示すようにの２次燃焼方
式やの活性炭吹き込み方式を併用しなければならなく
なる。尚、図３に於いて２３は炉本体、２９は２次燃焼
装置、３０は空気予熱器、３１はガス冷却室、３２はバ
グフィルター装置、３３は煙突である。
るために、前記の還元燃焼方式を採用した場合の排ガ
ス処理システムの一例を示すものである。当該還元燃焼
方式を採用した場合には、ダイオキシン類の熱分解が不
十分であるためにダイオキシン類の増加を招くことにな
り、その対策として、図３に示すようにの２次燃焼方
式やの活性炭吹き込み方式を併用しなければならなく
なる。尚、図３に於いて２３は炉本体、２９は２次燃焼
装置、３０は空気予熱器、３１はガス冷却室、３２はバ
グフィルター装置、３３は煙突である。
【０００８】また、図４は、高温排ガス内のＮＯｘの低
減を図るためにの無触媒脱硝方式を採用した場合の排
ガス処理システムの一例を示すものである。当該無触媒
脱硝方式を採用した場合には、通常図４に示すように
の活性炭吹き込み方式を組み合せてダイオキシン類の低
減が図られているが、前記の無触媒脱硝方式はＮＯｘ
除去率が約４０％前後と低く、その結果最近の排ガス規
制には適合が困難であると云う問題がある。尚、図４に
於いて、３４は反応室、３５は活性炭供給装置、３６は
アンモニア（又は尿素）供給装置である。
減を図るためにの無触媒脱硝方式を採用した場合の排
ガス処理システムの一例を示すものである。当該無触媒
脱硝方式を採用した場合には、通常図４に示すように
の活性炭吹き込み方式を組み合せてダイオキシン類の低
減が図られているが、前記の無触媒脱硝方式はＮＯｘ
除去率が約４０％前後と低く、その結果最近の排ガス規
制には適合が困難であると云う問題がある。尚、図４に
於いて、３４は反応室、３５は活性炭供給装置、３６は
アンモニア（又は尿素）供給装置である。
【０００９】更に、図５は、高温排ガス内のＮＯｘの低
減を図るために前記の触媒脱硝方式を採用した場合の
排ガス処理システムの一例を示すものである。当該触媒
脱硝方式は通常の活性炭吹き込み方式と組み合せて利
用され、優れたＮＯｘ及びダイオキシンの低減効果を具
備するものである。しかし、触媒やアンモニア等のラン
ニングコストが高くつくうえ、ダイオキシン類の除去設
備を別途に必要とすること等とも相俟って、排ガス処理
費が大幅に高騰すると云う問題がある。尚、図５に於い
て、３７は触媒脱硝装置、３８はアンモニア供給装置で
ある。
減を図るために前記の触媒脱硝方式を採用した場合の
排ガス処理システムの一例を示すものである。当該触媒
脱硝方式は通常の活性炭吹き込み方式と組み合せて利
用され、優れたＮＯｘ及びダイオキシンの低減効果を具
備するものである。しかし、触媒やアンモニア等のラン
ニングコストが高くつくうえ、ダイオキシン類の除去設
備を別途に必要とすること等とも相俟って、排ガス処理
費が大幅に高騰すると云う問題がある。尚、図５に於い
て、３７は触媒脱硝装置、３８はアンモニア供給装置で
ある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述の如く、溶融炉を
用いた焼却残渣等の被溶融物の溶融処理に於いては、溶
融炉から排出される高温排ガス内のＮＯｘとダイオキシ
ン類の除去とは相反する関係にあり、酸化雰囲気下で高
温燃焼を行なえばダイオキシン類は完全に分解除去する
ことができるもののＮＯｘが増加し、また逆に、低空気
比の還元雰囲気下で燃焼を行なえば、ＮＯｘは減少する
もののダイオキシン類が増加することになる。又、燃料
の燃焼熱全てを炉内で有効に使用できない。そのため、
溶融処理に於ける高温排ガスの処理に於いては、ＮＯｘ
の除去装置とダイオキシン類の除去装置とを夫々独立し
て別個に設けねばならず、排ガス処理のための設備費や
ランニングコストが著しく高騰して経済性に欠けると云
う問題がある。
用いた焼却残渣等の被溶融物の溶融処理に於いては、溶
融炉から排出される高温排ガス内のＮＯｘとダイオキシ
ン類の除去とは相反する関係にあり、酸化雰囲気下で高
温燃焼を行なえばダイオキシン類は完全に分解除去する
ことができるもののＮＯｘが増加し、また逆に、低空気
比の還元雰囲気下で燃焼を行なえば、ＮＯｘは減少する
もののダイオキシン類が増加することになる。又、燃料
の燃焼熱全てを炉内で有効に使用できない。そのため、
溶融処理に於ける高温排ガスの処理に於いては、ＮＯｘ
の除去装置とダイオキシン類の除去装置とを夫々独立し
て別個に設けねばならず、排ガス処理のための設備費や
ランニングコストが著しく高騰して経済性に欠けると云
う問題がある。
【００１１】本発明は、溶融炉を用いた焼却残渣等の被
溶融物の溶融処理に於ける上述の如き問題の解決をその
課題とするものであり、図３に示した従前の排ガス処理
システムに大きな改変を加えることなく、しかも大幅な
排ガス処理費の増加を招くことなく経済的に、ＮＯｘ及
びダイオキシン類を除去できるようにした全く新規な被
溶融物の溶融処理方法及び溶融処理装置を提供せんとす
るものである。
溶融物の溶融処理に於ける上述の如き問題の解決をその
課題とするものであり、図３に示した従前の排ガス処理
システムに大きな改変を加えることなく、しかも大幅な
排ガス処理費の増加を招くことなく経済的に、ＮＯｘ及
びダイオキシン類を除去できるようにした全く新規な被
溶融物の溶融処理方法及び溶融処理装置を提供せんとす
るものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、酸化
雰囲気下で被溶融物を加熱溶融する溶融炉からの高温排
ガス内へ還元性のガスを吹き込み、当該高温排ガスを還
元雰囲気にしたあと、これに燃焼空気を吹き込んで再燃
焼させることにより、高温排ガス内のＮＯｘ及びダイオ
キシン類を除去するようにしたことを発明の基本構成と
するものである。
雰囲気下で被溶融物を加熱溶融する溶融炉からの高温排
ガス内へ還元性のガスを吹き込み、当該高温排ガスを還
元雰囲気にしたあと、これに燃焼空気を吹き込んで再燃
焼させることにより、高温排ガス内のＮＯｘ及びダイオ
キシン類を除去するようにしたことを発明の基本構成と
するものである。
【００１３】請求項２の発明は、請求項１の発明に於い
て溶融炉を表面溶融炉とすると共に、被溶融物を都市ご
みや産業廃棄物の焼却残渣単独か或いは焼却残渣と飛灰
との混合物とし、更に還元性ガスを天然ガスとするよう
にしたものである。
て溶融炉を表面溶融炉とすると共に、被溶融物を都市ご
みや産業廃棄物の焼却残渣単独か或いは焼却残渣と飛灰
との混合物とし、更に還元性ガスを天然ガスとするよう
にしたものである。
【００１４】請求項３の発明は、被溶融物を酸性雰囲気
下で加熱溶融する溶融炉と、前記溶融炉からの高温排ガ
スを排出する高温煙道と、高温煙道内の高温排ガス内へ
還元性ガスを供給する還元性ガス供給装置と、還元性ガ
スの吹き込みにより還元性雰囲気とした高温排ガスへ燃
焼空気を吹き込むことによりこれを燃焼させる２次燃焼
装置と、２次燃焼装置からの高温排ガスの温度を下降さ
せる装置と、温度を下降せしめた燃焼排ガスを清浄化す
る排ガス処理装置とを発明の基本構成とするものであ
る。
下で加熱溶融する溶融炉と、前記溶融炉からの高温排ガ
スを排出する高温煙道と、高温煙道内の高温排ガス内へ
還元性ガスを供給する還元性ガス供給装置と、還元性ガ
スの吹き込みにより還元性雰囲気とした高温排ガスへ燃
焼空気を吹き込むことによりこれを燃焼させる２次燃焼
装置と、２次燃焼装置からの高温排ガスの温度を下降さ
せる装置と、温度を下降せしめた燃焼排ガスを清浄化す
る排ガス処理装置とを発明の基本構成とするものであ
る。
【００１５】請求項４の発明は、請求項３の発明に於い
て、溶融炉を表面溶融炉に、また還元性ガスを天然ガス
にすると共に、被溶融物を都市ごみや産業廃棄物の焼却
残渣単独か或いは焼却残渣と飛灰との混合物とし、更に
排ガス処理装置をバグフィルター装置とするようにした
ものである。
て、溶融炉を表面溶融炉に、また還元性ガスを天然ガス
にすると共に、被溶融物を都市ごみや産業廃棄物の焼却
残渣単独か或いは焼却残渣と飛灰との混合物とし、更に
排ガス処理装置をバグフィルター装置とするようにした
ものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施態様を説明する。図１は、本発明の実施態様に係る被
溶融物の溶融処理装置の構成を示す系統図であり、図１
に於いて１は表面溶融炉、２はスラグタップ、３は水封
コンベア装置、４は高温煙道、５は２次燃焼装置、６は
空気予熱器、７はガス冷却装置、８はバグフィルター装
置、９は押込送風機、１０は誘引通風機、１１は天然ガ
ス供給装置、１２は脱塩剤及び助剤供給装置、１３、１
４は灰搬出コンベアである。
施態様を説明する。図１は、本発明の実施態様に係る被
溶融物の溶融処理装置の構成を示す系統図であり、図１
に於いて１は表面溶融炉、２はスラグタップ、３は水封
コンベア装置、４は高温煙道、５は２次燃焼装置、６は
空気予熱器、７はガス冷却装置、８はバグフィルター装
置、９は押込送風機、１０は誘引通風機、１１は天然ガ
ス供給装置、１２は脱塩剤及び助剤供給装置、１３、１
４は灰搬出コンベアである。
【００１７】尚、図１の実施態様に於いては溶融炉とし
て表面溶融炉を用いているが、酸化雰囲気下で高温燃焼
を行なうことにより、高温排ガス内のダイオキシン類を
完全に熱分解することができる溶融炉であれば、如何な
る型式の溶融炉であってもよいことは勿論である。ま
た、図１の実施態様に於いては、被溶融物として都市ご
みや産業廃棄物の焼却残渣及び飛灰等を考慮している
が、これ以外の被溶融物例えば都市ごみそのものであっ
てもよい。更に、図１の実施態様に於いては、後述する
ように高温排ガス内へ供給するガスを天然ガスとしてい
るが、高温排ガス内へ混入することによりこれを還元雰
囲気にすることが可能なＣｎＨｍ成分を含有する還元性
ガスであれば、天然ガスに替えて使用可能である。加え
て、図１の実施態様に於いては、排ガス処理装置として
バグフィルター装置８を使用しているが、バグフィルタ
ー装置８に代えて他の集塵装置等を組み合せた排ガス処
理装置であってもよいことは勿論である。
て表面溶融炉を用いているが、酸化雰囲気下で高温燃焼
を行なうことにより、高温排ガス内のダイオキシン類を
完全に熱分解することができる溶融炉であれば、如何な
る型式の溶融炉であってもよいことは勿論である。ま
た、図１の実施態様に於いては、被溶融物として都市ご
みや産業廃棄物の焼却残渣及び飛灰等を考慮している
が、これ以外の被溶融物例えば都市ごみそのものであっ
てもよい。更に、図１の実施態様に於いては、後述する
ように高温排ガス内へ供給するガスを天然ガスとしてい
るが、高温排ガス内へ混入することによりこれを還元雰
囲気にすることが可能なＣｎＨｍ成分を含有する還元性
ガスであれば、天然ガスに替えて使用可能である。加え
て、図１の実施態様に於いては、排ガス処理装置として
バグフィルター装置８を使用しているが、バグフィルタ
ー装置８に代えて他の集塵装置等を組み合せた排ガス処
理装置であってもよいことは勿論である。
【００１８】前記表面溶融炉１は、従前の表面溶融炉と
全く同じ構造を有するものであり、天然ガス供給装置１
１からの天然ガスＢの燃焼により焼却残渣等の被溶融物
１５を溶融し、溶融スラグ１６を形成する。また、形成
された溶融スラグ１６は被溶融物層１５の表面を流下
し、スラグタップ２から水封コンベア装置３上へ落下す
ることにより、水砕スラグ１７となって外部へ搬出され
て行く。
全く同じ構造を有するものであり、天然ガス供給装置１
１からの天然ガスＢの燃焼により焼却残渣等の被溶融物
１５を溶融し、溶融スラグ１６を形成する。また、形成
された溶融スラグ１６は被溶融物層１５の表面を流下
し、スラグタップ２から水封コンベア装置３上へ落下す
ることにより、水砕スラグ１７となって外部へ搬出され
て行く。
【００１９】前記表面溶融炉１の炉本体１ａ内では、バ
ーナ１８から噴出された天然ガスＢが、空気予熱器６か
らの燃焼用空気Ａ1 の供給（空気比約１．１）により酸
化雰囲気下で完全燃焼をし、ごみ焼却炉等から搬入され
て来た焼却残渣や飛灰の被溶融物１５を加熱溶融する。
ーナ１８から噴出された天然ガスＢが、空気予熱器６か
らの燃焼用空気Ａ1 の供給（空気比約１．１）により酸
化雰囲気下で完全燃焼をし、ごみ焼却炉等から搬入され
て来た焼却残渣や飛灰の被溶融物１５を加熱溶融する。
【００２０】天然ガスＢや被溶融物１５の燃焼により生
じた高温排ガスＣ1 は、１０００〜１２００℃の温度を
有しており、炉本体１ａの下方から高温煙道４を通して
２次燃焼装置５の下方部へ排出される。尚、この高温排
ガスＣ1 には、炉本体１ａ内の燃焼が酸化雰囲気下に於
ける高温燃焼であるため、ＮＯｘが比較的多く含まれて
おり、Ｏ2 ＝１２％換算値で約２００ｐｐｍのＮＯｘ濃
度となっている。
じた高温排ガスＣ1 は、１０００〜１２００℃の温度を
有しており、炉本体１ａの下方から高温煙道４を通して
２次燃焼装置５の下方部へ排出される。尚、この高温排
ガスＣ1 には、炉本体１ａ内の燃焼が酸化雰囲気下に於
ける高温燃焼であるため、ＮＯｘが比較的多く含まれて
おり、Ｏ2 ＝１２％換算値で約２００ｐｐｍのＮＯｘ濃
度となっている。
【００２１】これに対して、炉本体１ａ内の燃焼が高温
燃焼であるため、燃焼が安定している際には、発生した
ダイオキシン類は高熱によりほぼ完全に分解されてい
る。但し、被溶融物１５である焼却残渣等に含まれる未
燃物（可燃性成分）が大きく変化したような場合には、
炉本体１ａ内の燃焼状態が一時的に不完全燃焼状態にな
ることがあり、この様な状態下に於いてはＣＯやダイオ
キシン類が生成され、高温排ガスＣ1 内のダイオキシン
類の濃度が上昇することがある。
燃焼であるため、燃焼が安定している際には、発生した
ダイオキシン類は高熱によりほぼ完全に分解されてい
る。但し、被溶融物１５である焼却残渣等に含まれる未
燃物（可燃性成分）が大きく変化したような場合には、
炉本体１ａ内の燃焼状態が一時的に不完全燃焼状態にな
ることがあり、この様な状態下に於いてはＣＯやダイオ
キシン類が生成され、高温排ガスＣ1 内のダイオキシン
類の濃度が上昇することがある。
【００２２】前記高温煙道４の入口又はその中央部には
天然ガス吹込口１９が設けられており、当該吹込口１９
より天然ガス供給装置１１からの天然ガスＢが高温排ガ
スＣ 1 内へ吹き込まれる。これによって、高温排ガスＣ
1 は還元性雰囲気となり、次のような反応を経てＮＯｘ
の還元除去が行なわれる。
天然ガス吹込口１９が設けられており、当該吹込口１９
より天然ガス供給装置１１からの天然ガスＢが高温排ガ
スＣ 1 内へ吹き込まれる。これによって、高温排ガスＣ
1 は還元性雰囲気となり、次のような反応を経てＮＯｘ
の還元除去が行なわれる。
【００２３】尚、天然ガスの吹き込みによるＮＯｘの除
去機構は下記の通りである。 ＣｎＨｍ＋Ｏ2 →Ｃｎ′Ｈｍ′＋ＣＯ＋Ｈ2 Ｏ ＮＯ＋Ｃｎ′Ｈｍ′→Ｃｎ″Ｈｍ″＋Ｎ2 ＋ＣＯ＋Ｈ2
Ｏ 或いは ＮＯ＋Ｃｎ′Ｈｍ′→Ｃｎ″Ｈｍ″＋ＨＮｉ＋ＣＯ＋Ｈ
2 Ｏ また、高温煙道４内に於ける高温排ガスＣ1 のガス流速
は５〜６ｍ／ｓｅｃに、滞留時間は約１ｓｅｃ以上に夫
々設定されており、上記のＮＯｘの分解反応が十分に行
なわれるように考慮されている。更に、高温煙道４内へ
供給される天然ガスＢの量は、高温排ガス１Ｎｍ3 当り
約０．０１Ｎｍ3 程度である。
去機構は下記の通りである。 ＣｎＨｍ＋Ｏ2 →Ｃｎ′Ｈｍ′＋ＣＯ＋Ｈ2 Ｏ ＮＯ＋Ｃｎ′Ｈｍ′→Ｃｎ″Ｈｍ″＋Ｎ2 ＋ＣＯ＋Ｈ2
Ｏ 或いは ＮＯ＋Ｃｎ′Ｈｍ′→Ｃｎ″Ｈｍ″＋ＨＮｉ＋ＣＯ＋Ｈ
2 Ｏ また、高温煙道４内に於ける高温排ガスＣ1 のガス流速
は５〜６ｍ／ｓｅｃに、滞留時間は約１ｓｅｃ以上に夫
々設定されており、上記のＮＯｘの分解反応が十分に行
なわれるように考慮されている。更に、高温煙道４内へ
供給される天然ガスＢの量は、高温排ガス１Ｎｍ3 当り
約０．０１Ｎｍ3 程度である。
【００２４】高温煙道４内への天然ガスＢの吹き込みに
より、還元性雰囲気になってＮＯｘが除去された後の高
温燃焼排ガスＣ2 は、引き続き２次燃焼装置５内へ入
り、ここで燃焼空気Ａ2 （Ｏ2 ＝５％程度）が吹き込ま
れることにより、酸化雰囲気下で２次燃焼を行い、２次
燃焼室出口のＯ2 濃度を検出し、吹込空気量をコントロ
ールするシステムを採用することで炉から発生するガス
のＣＯの発生等に対応できる。
より、還元性雰囲気になってＮＯｘが除去された後の高
温燃焼排ガスＣ2 は、引き続き２次燃焼装置５内へ入
り、ここで燃焼空気Ａ2 （Ｏ2 ＝５％程度）が吹き込ま
れることにより、酸化雰囲気下で２次燃焼を行い、２次
燃焼室出口のＯ2 濃度を検出し、吹込空気量をコントロ
ールするシステムを採用することで炉から発生するガス
のＣＯの発生等に対応できる。
【００２５】尚、２次燃焼装置５の入口に於ける高温排
ガスＣ2 の温度は約１０００℃以上であるため、通常２
次燃焼装置５には助燃装置が不要である。また、天然ガ
スの吹込みにより、ＮＯｘが還元されたガスを１０００
〜１２００℃で２次燃焼させることで、ＮＯｘの生成は
殆どなくなる。更に、２次燃焼装置５内に於ける高温排
ガスＣ2 の滞留時間は約２ｓｅｃ以上に設定されてお
り、約１０００℃の温度下に約２ｓｅｃ間滞留すること
によって、高温排ガスＣ2 内に残留していたダイオキシ
ン類はほぼ完全に熱分解されることになる。
ガスＣ2 の温度は約１０００℃以上であるため、通常２
次燃焼装置５には助燃装置が不要である。また、天然ガ
スの吹込みにより、ＮＯｘが還元されたガスを１０００
〜１２００℃で２次燃焼させることで、ＮＯｘの生成は
殆どなくなる。更に、２次燃焼装置５内に於ける高温排
ガスＣ2 の滞留時間は約２ｓｅｃ以上に設定されてお
り、約１０００℃の温度下に約２ｓｅｃ間滞留すること
によって、高温排ガスＣ2 内に残留していたダイオキシ
ン類はほぼ完全に熱分解されることになる。
【００２６】２次燃焼装置５内で２次燃焼された後の高
温排ガスＣ3 は、ＮＯｘ濃度が低く且つダイオキシン類
も殆んど分解されてしまった排ガスＣ3 となっており、
２次燃焼装置５から引き続き空気予熱器６へ導入され、
ここで熱回収が行なわれたあと、ガス冷却装置７へ送ら
れる。尚、空気予熱器６に於いては、新鮮空気が約３５
０℃に予熱され、表面溶融炉１の燃焼空気Ａ1 及び２次
燃焼装置５の燃焼空気Ａ2 として使用される。また、２
次燃焼装置５へ供給する燃焼用空気Ａ2 は、２次燃焼装
置５の出口側に設けた酸素濃度検出器２０からの排ガス
酸素濃度値により制御されている。更に、ガス冷却装置
７では、排ガスＣ3 内へ水噴射口２１から冷水が噴霧さ
れ、これにより排ガスＣ3 の冷却が行なわれる。
温排ガスＣ3 は、ＮＯｘ濃度が低く且つダイオキシン類
も殆んど分解されてしまった排ガスＣ3 となっており、
２次燃焼装置５から引き続き空気予熱器６へ導入され、
ここで熱回収が行なわれたあと、ガス冷却装置７へ送ら
れる。尚、空気予熱器６に於いては、新鮮空気が約３５
０℃に予熱され、表面溶融炉１の燃焼空気Ａ1 及び２次
燃焼装置５の燃焼空気Ａ2 として使用される。また、２
次燃焼装置５へ供給する燃焼用空気Ａ2 は、２次燃焼装
置５の出口側に設けた酸素濃度検出器２０からの排ガス
酸素濃度値により制御されている。更に、ガス冷却装置
７では、排ガスＣ3 内へ水噴射口２１から冷水が噴霧さ
れ、これにより排ガスＣ3 の冷却が行なわれる。
【００２７】前記ガス冷却装置７に於いて約２００℃以
下にまで冷却された排ガスＣ4 はバグフィルター装置８
で除塵及び脱塩されたあと、煙突（図示省略）を通して
大気中へ放散される。尚、ハグフィルター装置８のガス
入口側には脱塩剤及び助剤供給装置１２が接続されてお
り、噴出口２２からＣａ（ＯＨ）2 等の脱塩剤及び助剤
を排ガスＣ3内へ供給することにより、バグフィルター
装置８の濾材外表面に酸性ガスやＳＯｘ、媒塵等の吸収
剤層が形成される。また、バグフィルター装置８からの
媒塵や２次燃焼装置５、空気予熱器６及びガス冷却装置
７等からの回収媒塵は、再度表面溶融炉１へ戻される。
更に、図１の実施態様では、２次燃焼装置５からの高温
排ガスＣ3 の温度を空気予熱器６及びガス冷却装置７に
より下降させるようにしているが、高温排ガスＣ3 の温
度を下降させる装置は、廃熱ボイラ等であってもよい。
下にまで冷却された排ガスＣ4 はバグフィルター装置８
で除塵及び脱塩されたあと、煙突（図示省略）を通して
大気中へ放散される。尚、ハグフィルター装置８のガス
入口側には脱塩剤及び助剤供給装置１２が接続されてお
り、噴出口２２からＣａ（ＯＨ）2 等の脱塩剤及び助剤
を排ガスＣ3内へ供給することにより、バグフィルター
装置８の濾材外表面に酸性ガスやＳＯｘ、媒塵等の吸収
剤層が形成される。また、バグフィルター装置８からの
媒塵や２次燃焼装置５、空気予熱器６及びガス冷却装置
７等からの回収媒塵は、再度表面溶融炉１へ戻される。
更に、図１の実施態様では、２次燃焼装置５からの高温
排ガスＣ3 の温度を空気予熱器６及びガス冷却装置７に
より下降させるようにしているが、高温排ガスＣ3 の温
度を下降させる装置は、廃熱ボイラ等であってもよい。
【００２８】
【発明の効果】本発明では、溶融炉からの高温排ガスの
排出通路である高温煙道に於いて、高温排ガス内へ還元
性ガスを吹き込み、高温排ガス還元性雰囲気として含有
するＮＯｘを還元分解させると共に、ＮＯｘを低減せし
めた高温排ガス内へ燃焼空気を吹き込んでこれを再燃焼
させることにより、高温排ガス内に残留するダイオキシ
ン類を分解除去する構成としている。その結果、ＮＯｘ
とダイオキシンを除去するために夫々専用の除去装置を
設けることなしに両者を同時に除去することができ、設
備費や溶融処理費の大幅な削減が可能になると共に、環
境汚染をより有効に防止することができる。
排出通路である高温煙道に於いて、高温排ガス内へ還元
性ガスを吹き込み、高温排ガス還元性雰囲気として含有
するＮＯｘを還元分解させると共に、ＮＯｘを低減せし
めた高温排ガス内へ燃焼空気を吹き込んでこれを再燃焼
させることにより、高温排ガス内に残留するダイオキシ
ン類を分解除去する構成としている。その結果、ＮＯｘ
とダイオキシンを除去するために夫々専用の除去装置を
設けることなしに両者を同時に除去することができ、設
備費や溶融処理費の大幅な削減が可能になると共に、環
境汚染をより有効に防止することができる。
【００２９】また、溶融炉は、酸化雰囲気下で高温燃焼
をするものであってもよいため、より高品質の溶融スラ
グを得ることができ、その再利用を図る上で好都合であ
る。
をするものであってもよいため、より高品質の溶融スラ
グを得ることができ、その再利用を図る上で好都合であ
る。
【００３０】更に、ガスを燃料とする溶融炉の場合に
は、ガスの貯留や供給設備を新たに設ける必要がないた
め、設備費の削減が図れてより好都合である。
は、ガスの貯留や供給設備を新たに設ける必要がないた
め、設備費の削減が図れてより好都合である。
【００３１】加えて、本発明に於いては、（イ）高効率
なＮＯｘ除去が行なえること、（ロ）被溶融物内の未燃
性成分の変動によりＣＯの発生があっても、２次燃焼に
よってＣＯが燃焼されるため、未燃焼ガスが外部へ放出
されることがないこと、（ハ）ＣＯの発生があっても、
２次燃焼を行うため、発生するダイオキシン類が分解さ
れること、（ニ）２次燃焼によりダイオキシン類が分解
されるため、回収ダスト内のダイオキシン類も大幅に少
なくなること等の多くの効用が奏される。本発明は上述
の通り優れた実用的効用を奏する発明である。
なＮＯｘ除去が行なえること、（ロ）被溶融物内の未燃
性成分の変動によりＣＯの発生があっても、２次燃焼に
よってＣＯが燃焼されるため、未燃焼ガスが外部へ放出
されることがないこと、（ハ）ＣＯの発生があっても、
２次燃焼を行うため、発生するダイオキシン類が分解さ
れること、（ニ）２次燃焼によりダイオキシン類が分解
されるため、回収ダスト内のダイオキシン類も大幅に少
なくなること等の多くの効用が奏される。本発明は上述
の通り優れた実用的効用を奏する発明である。
【図１】本発明の実施態様に係る溶融処理装置の構成を
示す系統図である。
示す系統図である。
【図２】従前の表面溶融炉の縦断面概要図である。
【図３】還元燃焼方式のＮＯｘ低減方法を採用した場合
の排ガス処理システムの一例を示すものである。
の排ガス処理システムの一例を示すものである。
【図４】無触媒脱硝方式のＮＯｘ低減方法を採用した場
合の排ガス処理システムの一例を示すものである。
合の排ガス処理システムの一例を示すものである。
【図５】触媒脱硝方式のＮＯｘ低減方法を採用した場合
の排ガス処理システムの一例を示すものである。
の排ガス処理システムの一例を示すものである。
Ａ1 ・Ａ2 は燃焼用空気、Ｂは天然ガス、Ｃ1 ・Ｃ2 ・
Ｃ3 は高温排ガス、１は溶融炉、１ａは炉本体、２はス
ラグタップ、３は水封コンベア装置、４は高温煙道、５
は２次燃焼装置、６は空気予熱器、７はガス冷却装置、
８は排ガス処理装置（バグフィルター装置）、９は押込
送風機、１０は誘引通風機、１１は天然ガス供給装置、
１２は助剤供給装置、１３・１４は灰搬出コンベア、１
５は被溶融物（焼却残渣や飛灰等）、１６は溶融スラ
グ、１７は水砕スラグ、１８はバーナ、１９は天然ガス
吹込口、２０は排ガスの酸素濃度検出器、２１は水噴射
口、２２は助剤噴出口。
Ｃ3 は高温排ガス、１は溶融炉、１ａは炉本体、２はス
ラグタップ、３は水封コンベア装置、４は高温煙道、５
は２次燃焼装置、６は空気予熱器、７はガス冷却装置、
８は排ガス処理装置（バグフィルター装置）、９は押込
送風機、１０は誘引通風機、１１は天然ガス供給装置、
１２は助剤供給装置、１３・１４は灰搬出コンベア、１
５は被溶融物（焼却残渣や飛灰等）、１６は溶融スラ
グ、１７は水砕スラグ、１８はバーナ、１９は天然ガス
吹込口、２０は排ガスの酸素濃度検出器、２１は水噴射
口、２２は助剤噴出口。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ２３Ｊ 15/00 Ｆ２３Ｊ 15/00 Ｊ 15/08 Ｌ
Claims (4)
- 【請求項１】 酸化雰囲気下で被溶融物を加熱溶融する
溶融炉からの高温排ガス内へ還元性のガスを吹き込み、
当該高温排ガスを還元雰囲気にしたあと、これに燃焼空
気を吹き込んで再燃焼させることにより、高温排ガス内
のＮＯｘ及びダイオキシン類を除去するようにしたこと
を特徴とする被溶融物の溶融処理方法。 - 【請求項２】 溶融炉を表面溶融炉とすると共に、被溶
融物を都市ごみや産業廃棄物の焼却残渣単独か或いは飛
灰との混合物とし、更に還元性ガスを天然ガスとするよ
うにした請求項１に記載の被溶融物の溶融処理方法。 - 【請求項３】 被溶融物を酸性雰囲気下で加熱溶融する
溶融炉と、前記溶融炉からの高温排ガスを排出する高温
煙道と，高温煙道内の高温排ガス内へ還元性ガスを供給
する還元性ガス供給装置と，還元性ガスの吹き込みによ
り還元性雰囲気とした高温排ガスへ燃焼空気を吹き込む
ことによりこれを燃焼させる２次燃焼装置と，２次燃焼
装置からの高温排ガスの温度を下降させる装置と，温度
を下降せしめた燃焼排ガスを清浄化する排ガス処理装置
とから構成したことを特徴とする被溶融物の溶融処理装
置。 - 【請求項４】 溶融炉を表面溶融炉に、また還元性ガス
を天然ガスにすると共に、被溶融物を都市ごみや産業廃
棄物の焼却残渣単独か或いは飛灰との混合物とし、更に
排ガス処理装置をバグフィルター装置とするようにした
請求項３に記載の被溶融物の溶融処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9146709A JPH10339423A (ja) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | 被溶融物の溶融処理方法及び溶融処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9146709A JPH10339423A (ja) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | 被溶融物の溶融処理方法及び溶融処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10339423A true JPH10339423A (ja) | 1998-12-22 |
Family
ID=15413774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9146709A Pending JPH10339423A (ja) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | 被溶融物の溶融処理方法及び溶融処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10339423A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001027533A1 (en) * | 1999-10-13 | 2001-04-19 | Hitachi, Ltd. | Refuse exhaust gas treating system and treating method |
| JP2009014214A (ja) * | 2007-07-02 | 2009-01-22 | Takuma Co Ltd | 溶融炉の排ガス処理装置 |
| CN116060574A (zh) * | 2023-04-07 | 2023-05-05 | 山西金瑞高压环件有限公司 | 室式天然气节能减排锻造加热炉 |
-
1997
- 1997-06-04 JP JP9146709A patent/JPH10339423A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001027533A1 (en) * | 1999-10-13 | 2001-04-19 | Hitachi, Ltd. | Refuse exhaust gas treating system and treating method |
| JP2009014214A (ja) * | 2007-07-02 | 2009-01-22 | Takuma Co Ltd | 溶融炉の排ガス処理装置 |
| CN116060574A (zh) * | 2023-04-07 | 2023-05-05 | 山西金瑞高压环件有限公司 | 室式天然气节能减排锻造加热炉 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040407 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041029 |