JPH11237023A

JPH11237023A - 焼却装置

Info

Publication number: JPH11237023A
Application number: JP10042037A
Authority: JP
Inventors: Hideki Nagano; 英樹永野; Kunio Miyazawa; 邦夫宮澤; Satoshi Fujii; 聡藤井; Manabu Kuroda; 学黒田; Takashi Yokoyama; 隆横山
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1998-02-24
Filing date: 1998-02-24
Publication date: 1999-08-31

Abstract

(57)【要約】【課題】ダイオキシン類の一層の抑制・低減を達成で
きる焼却装置を提供する。【解決手段】燃焼炉１１０と、この燃焼炉で発生した
テトラクロロベンゼンあるいはペンタクロロベンゼンの
量を測定するクロロベンゼン類測定手段１１１と、ごみ
供給量、燃焼空気量、水噴霧量、バグフィルタ運転温
度、および活性炭供給量の内１種以上について、制御量
を算出する制御量演算手段１１３と、それらを制御する
パラメータ制御手段とを備えている焼却装置。クロロベ
ンゼン類測定手段１１１は燃焼炉に設置され、制御量演
算手段１１３は、ごみ供給量、燃焼空気量、水噴霧量の
内１種以上について制御量を算出する。また、クロロベ
ンゼン類測定手段１１２はバグフィルタの下流に設置さ
れ、制御量演算手段１１３はバグフィルタ運転温度また
は活性炭供給量について制御量を算出し、フィードバッ
ク制御信号を発生させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば一般廃棄
物、産業廃棄物、その他焼却処理の対象物等のごみを焼
却する焼却装置において、ごみを焼却した際発生する燃
焼排ガスなどに含まれるダイオキシン類を抑制するため
の燃焼制御を行う焼却装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】都市ごみ、あるいは産業廃棄物などの焼
却装置において、極めて猛毒のダイオキシン類の精整・
排出が確認されている。従来、このダイオキシン類は、
焼却過程で発生する未燃分と塩素から生成される炭化水
素の一種と考えられるため、燃焼性、すなわち未燃分発
生の指標である一酸化炭素（ＣＯ）を計測して、これを
少なくする方向で燃焼制御を行うことが一般的であっ
た。

【０００３】例えば、特開平５−９９４１１号公報に
は、このようなＣＯの発生量を指標とする燃焼制御技術
が提案されている。この公報には、ＣＯ発生量が少なく
なるように燃焼を制御することによって、ダイオキシン
類など未燃分の発生の抑制効果を向上できると記載され
ている。

【０００４】特開平４−２８８４０５号公報には、ＣＯ
の発生量を指標とする燃焼制御方法の別の例が提案され
ている。ここでは、ごみ焼却炉からの排ガスをバグフィ
ルタへ通し、排ガス中のＣＯの発生量を測定する。測定
されたＣＯ発生量に応じて、排ガス中のダイオキシン類
の量が少なくなるように、バグフィルタ入口温度を制御
するという方法である。

【０００５】特開平５−２０３１３１号公報には、燃焼
炉の主燃焼領域に水蒸気または水を噴霧して、廃棄物を
燃焼させるようにした燃焼方法および燃焼装置が提案さ
れている。これによると、水蒸気を焼却物に対する重量
比で０．１〜０．４６噴霧することにより、ダイオキシ
ン類の量を１／２０〜１／１００に低減できると記載さ
れている。この技術では、ダイオキシン類そのものの測
定を行うことにより、ダイオキシン類の量を確認してい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＣＯ発
生量を不完全燃焼の指標として採用することは、限定さ
れたケ−スについては正しいこともあるが、必ずしも凡
てのケ−スで正しいとは限らない。すなわち、以下に述
べる理由により、原理的にも無理がある。ごみ燃焼によ
り発生する未燃分としては、大別して脂肪族化合物と芳
香族化合物があり、またこれらの化合物が塩素化したも
のがある。

【０００７】一般的（理論的）には、例えば、炭素−炭
素結合の結合解離エネルギ−は、芳香族化合物の共鳴安
定化のため、脂肪族化合物の方が芳香族化合物に比べて
小さい。つまり、脂肪族化合物の方が結合が開裂しやす
く、燃焼過程などにおいて燃焼しやすいことを意味して
いる。したがって、１次空気量が一定の下で、ごみ質な
どの変動によって炉温が高い状態となって燃焼性向上の
ため１次空気量が不足してＣＯ濃度が高くなるが、この
ときは燃焼しやすい脂肪族化合物が優先して燃焼し、相
対的には芳香族化合物の方が残存している。

【０００８】また、炉温が低い状態となって不完全燃焼
となりＣＯ濃度が高いときは、脂肪族化合物ならびに芳
香族化合物とも濃度が高くなると推測される。すなわ
ち、炉温が高い状態でＣＯ濃度が極小値となり増加しは
じめた処では、脂肪族化合物の優先的な燃焼に伴う１次
空気量不足の結果、ＣＯ濃度が高くなるもので、ダイオ
キシン類をはじめとする芳香族化合物の分解・燃焼によ
る寄与は比較的少ないと想像される。このときのＣＯ濃
度増加は、燃焼空気量不足の目安となるもので、必ずし
も芳香族化合物など未燃分発生（増加）の指標となるも
のではない。

【０００９】さらに、ＣＯ濃度のみを指標とするもので
は計測は容易であるが、芳香族化合物の塩素化反応に関
する情報は一切含まれていないので、ダイオキシン類な
ど塩素化芳香族化合物類の直接的な情報ではない。した
がって、ＣＯ発生量の少ない適量に燃焼制御することは
大局的には未燃分発生量を反映しているが、すなわち一
世代前のごみ焼却装置における発生量レベルではＣＯ濃
度による燃焼制御は効果があったが、とくにクロロベン
ゼン類（以下、クロロフェノ−ル類を含む）・ダイオキ
シン類を限定した場合で、最近の新鋭ごみ焼却装置にお
ける極めて低濃度の発生の場合には、発生抑制・低減に
繋がらない場合があるという問題があった。

【００１０】また、ごみ焼却排ガス中には、ダイオキシ
ン類以外にＳＯｘ、ＨＣｌ等の有害成分が含まれてい
る。このため、ダイオキシン類をバグフィルタで捕集す
るために、バグフィルタの運転温度を１６０〜２００℃
程度で運転していると、ＳＯｘ、ＨＣｌ等の有害成分が
原因で、バグフィルタや配管等の設備を腐食させる可能
性が高くなる。排ガス温度を低い状態で運転している
と、例えば、排ガス中の水分が結露し、ＳＯｘの一部が
化学反応を起こして生成した硫酸やＨＣｌが結露した水
に溶け込み、設備を腐食させる要因となる。

【００１１】このため、焼却炉でのごみの燃焼によって
発生する排ガス中のダイオキシン類が低い燃焼状態のと
きには、バグフィルタの入口排ガス温度をできるだけ従
来の２００℃以上で運転を行いたいという要望が強い。
しかしその一方で、クロロベンゼン類を多い頻度で、す
なわち燃焼制御にフィ−ドバックできるような形で測定
する手段もないという問題があった。

【００１２】また、特開平５−２０３１３１号公報記載
の技術は、ダイオキシン類の量を低減するため、燃焼炉
に水蒸気または水を噴霧するというものであるが、その
噴霧量の制御については特に記載されていない。おそら
く噴霧量については、単に焼却物に対して重量比一定に
制御するのみと考えられる。

【００１３】さらに、この技術ではダイオキシン類その
ものの測定を行っているが、これはあくまでも確認だけ
に止まるものと思われる。現実には、リアルタイムある
いは燃焼制御に用いることができる程度に、ダイオキシ
ン類を迅速に測定することは困難である。

【００１４】最新鋭のごみ焼却炉においては、排ガス中
に含まれるダイオキシン類の濃度は、従来の１／１００
程度に低減してきている。具体的には、ダイオキシンお
よびその同族体、ならびにジベンゾフランおよびその同
族体をすべて合わせても、一般的には数ｎｇ／Ｎｍ
³（毒性換算値）程度以下であるため、現在の技術では
これらを直接測定することは不可能である。

【００１５】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、ＣＯ濃度のみを指標とする燃焼
制御によって達成できなかったダイオキシン類のより一
層の抑制・低減を達成できる焼却装置を提供することを
目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、廃棄物、
焼却処理の対象物その他ごみ等を焼却する焼却装置にお
いて、ごみを燃焼させる燃焼炉と、この燃焼炉で発生し
たテトラクロロベンゼンあるいはペンタクロロベンゼン
の量を測定するクロロベンゼン類測定手段と、その測定
結果を用いて、ごみ供給量、燃焼空気量、水噴霧量、バ
グフィルタ運転温度、および活性炭供給量の内１種以上
のパラメータについて、制御量を算出する制御量演算手
段と、それらの制御量に基づき前記パラメータを制御す
るパラメータ制御手段とを備えていることを特徴とする
焼却装置である。

【００１７】この発明は、ダイオキシン類の濃度と高度
の相関があり、かつ比較的短時間で測定可能な化学物質
と測定方法について、鋭意検討する中でなされたもので
ある。検討の過程で、化学物質としてはクロロベンゼン
類およびクロロフェノール類を用いるのがよく、それら
を比較的短時間で測定できれば、ダイオキシン類を抑制
する焼却装置が実現可能であることを見出した。

【００１８】クロロベンゼン類およびクロロフェノール
類は、ごみの未燃成分あるいは未燃分から化学反応によ
り生成する化合物である。これらの化合物は、ダイオキ
シン類と化学構造の一部が類似しており、生成挙動にも
類似点があることから、ダイオキシン類の濃度と高度の
相関がある。このため、クロロベンゼン類の濃度を測定
することにより、ダイオキシン類の濃度の推定を行うこ
とができる。

【００１９】検討の結果、ごみ焼却炉の排ガス中のクロ
ロベンゼン類を、ガスクロマトグラフ装置で測定する
と、その中では特にテトラクロロベンゼンおよび／また
はペンタクロロベンゼンはいずれもダイオキシン類との
挙動および相関性が高く、比較的容易な手段でピークを
検出できることを見出した。これらのピークの検出に要
する時間も、後述のように比較的短時間（例えば１０〜
１５分程度）で済むので、ダイオキシン類の濃度の推定
を比較的短時間で行うことができる。このダイオキシン
類の濃度の推定結果を用いて、装置運転用の各種パラメ
ータを制御する。

【００２０】ここで、ダイオキシン類の濃度の推定に
は、テトラクロロベンゼンあるいはペンタクロロベンゼ
ンの量を用いるが、測定はいずれか一方のみでも双方で
もよい。これら双方の測定値を用いることにより、より
精度を向上させることができる。また、ダイオキシン類
の濃度そのものを推定することは、必ずしも必要ではな
く、テトラクロロベンゼンあるいはペンタクロロベンゼ
ンの測定値をそのまま用いて、装置運転用の各種パラメ
ータを制御することは一向に差し支えない。

【００２１】これらの装置運転用のパラメータの内、ご
み供給量、燃焼空気量、水噴霧量は燃焼炉内のガスの化
学組成およびガス温度を決めるパラメータであり、ダイ
オキシン類の発生量を決定する。従って、これらのパラ
メータを後述のように適切に制御することで、ダイオキ
シン類の発生量を低減することができる。

【００２２】また、前述の各種パラメータの内、バグフ
ィルタ運転温度および活性炭供給量は、燃焼炉から出た
後の排ガスの成分ガス間の反応に影響を及ぼす。その結
果、これらのパラメータは、バグフィルタおよびその前
後におけるダイオキシン類の発生を決定するパラメータ
と考えることができる。

【００２３】バグフィルタ運転温度は、バグフィルタが
一定の温度域で運転されるとダイオキシン類が発生しや
すくなるので、その温度域を避けるよう制御する。ま
た、活性炭供給量は、活性炭によりダイオキシン類を除
去するために供給するが、その供給量が多すぎるとコス
ト上昇を招くので、適正な範囲に制御する。

【００２４】第２の発明は、クロロベンゼン類測定手段
は燃焼炉に設置されており、制御量演算手段は、ごみ供
給量、燃焼空気量、水噴霧量の内１種以上のパラメータ
について制御量を算出し、かつ、ごみ供給量調整手段、
燃焼空気量調整手段、水噴霧量調整手段の内前記パラメ
ータにそれぞれ対応する１種以上の手段を備えているこ
とを特徴とする第１の発明の焼却装置である。

【００２５】この発明では、パラメータの内、ごみ供給
量、燃焼空気量、水噴霧量を制御しているので、燃焼炉
内のガスの化学組成およびガス温度を調節することがで
きる。その結果、ガスの温度と組成の調節により、燃焼
炉を適切な運転状況で運転することができる。従って、
前述のようにダイオキシン類の発生量を低減することが
できる。ここで、特にクロロベンゼン類はテトラクロロ
ベンゼンおよび／またはペンタクロロベンゼンであると
良好な結果が得られる。

【００２６】第３の発明は、クロロベンゼン類測定手段
はバグフィルタの下流に設置されており、制御量演算手
段はバグフィルタ運転温度および活性炭供給量の内１種
以上のパラメータについて制御量を算出するとともに制
御のためのフィードバック制御信号を発生させ、かつ、
これらのフィードバック制御信号に基づき、バグフィル
タ運転温度の調整を行う排ガス冷却手段および活性炭供
給量の調整を行う活性炭供給手段の内１種以上の手段を
備えていることを特徴とする第１の発明の焼却装置であ
る。

【００２７】この発明では、パラメータの内、バグフィ
ルタ運転温度あるいは活性炭供給量を制御しているの
で、バグフィルタ運転温度をダイオキシン類が発生しや
すい温度域を避けるよう制御するか、あるいは、活性炭
供給量をダイオキシン類を除去するために必要な適正な
範囲に制御することができる。従って、前述のようにダ
イオキシン類の発生量を低減することが可能となる。こ
こで、特にクロロベンゼン類はテトラクロロベンゼンお
よび／またはペンタクロロベンゼンであると良好な結果
が得られる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００２９】図１は、本発明のごみ焼却装置の実施の形
態の１例を示すブロック図である。ここでは、ごみ焼却
装置１００は、内部でごみを燃焼させる燃焼炉１１０を
具備している。燃焼炉１１０の炉形式はとくに限定され
ないが、例えばスト−カ−方式または流動層方式であ
る。

【００３０】燃焼炉１１０には、排ガス冷却手段１２１
およびバグフィルタ１２２がこの順に接続されている。
燃焼炉１１０から排出された排ガス１２３は、排ガス冷
却手段１２１およびバグフィルタ１２２を通過して、ご
み焼却装置１００の外へと排出される。排ガス冷却手段
１２１およびバグフィルタ１２２の間には、活性炭供給
手段１２４が接続されている。活性炭供給手段１２４か
らは、排ガス１２３中へ活性炭が供給される。

【００３１】燃焼炉１１０には、クロロベンゼン類（以
下、ＣＢと略す）第１測定手段１１１、酸素濃度測定手
段１０１および／または炉内温度測定手段１０２が取り
付けられている。バグフィルタの出口には、ＣＢ第２測
定手段１１２が取り付けられている。ＣＢ第１測定手段
１１１およびＣＢ第２測定手段１１２は、燃焼炉１１０
で発生する排ガス中のクロロベンゼン類の発生量を測定
する。上述のようにクロロベンゼン類はごみの未燃分で
あり、ダイオキシン類と化学構造の一部が類似してい
て、生成挙動がほぼ似ており、ダイオキシン類と高度に
相関がある。特にテトラクロロベンゼンおよびペンタク
ロロベンゼンは焼却炉内での挙動もダイオキシン類と高
度に相関がある。

【００３２】クロロベンゼン類発生量を測定する測定手
段として、以下、ＣＢ第１測定手段１１１およびＣＢ第
２測定手段１１２を用いた場合について説明する。これ
らは測定頻度が多く、すなわち１回３０分間程度以内で
測定できる計測器であることが望ましい。また、最近の
ごみ焼却装置、すなわちダイオキシン対策炉のようにク
ロロベンゼン類の排出量が極めて少ない濃度レベル（例
えば、ペンタクロロベンゼン類で０．１〜０．５μｇ／
Ｎｍ³程度）でも測定可能なものが好ましい。

【００３３】図２には、ＣＢ第１測定手段１１１および
ＣＢ第２測定手段１１２の一実施例の概略構成を示す。
ＣＢ第１測定手段１１１およびＣＢ第２測定手段１１２
は、除塵器１を具備する。除塵器１は、排ガス等の試料
ガス２１中に含まれているダストやミストを除去し、測
定阻害やＣＢ第１測定手段１１１およびＣＢ第２測定手
段１１２の汚れを防止する。

【００３４】この除塵器１には、一般的な除塵フィルタ
−を用いればよいが、クロロベンゼン類が吸着しないよ
うに温度管理する必要がある。つまり、除塵器１全体を
恒温槽に入れる、またはヒ−タ−を巻くなどして除塵器
１を１００〜３００℃、好ましくは１２０〜１７０℃に
なるようにする。ただし、都市ごみ焼却プロセスのバグ
フィルタ−の下流側の配管など、排ガス中のダスト・ミ
ストが非常に少ない、すなわち十分綺麗な排ガスの測定
のときは除塵器１を省略できる。

【００３５】この除塵器１の後段には、ライン３２を介
して濃縮器３が接続されている。濃縮器３は、樹脂吸着
剤あるいは炭素質吸着剤などの吸着剤を充填したガラス
製または金属製の管（濃縮管）、ヒータなど濃縮管を３
００℃程度まで昇温可能な装置を備えている。その他上
述の除塵器１を通して排ガス１２３を吸引できるポンプ
である吸引ポンプ１０、ならびにガスクロマトグラフ装
置用のキャリアガスを、キャリアガス供給源６０から濃
縮管３を通過させてガスクロマトグラフ装置５に送り込
める機構を有していればよい。

【００３６】また、濃縮管３に低温空気、炭酸ガスなど
を吹き付ける機構も保持させ、排ガス中成分（クロロベ
ンゼン類）の吸着操作のとき温度制御できる機能を有し
ているとさらに好ましい。

【００３７】ガスクロマトグラフ装置５は、図３に示す
ように、内部を少なくとも２００℃程度まで昇温できる
恒温槽２０１を具備する。恒温槽２０１内には、分離カ
ラム２０２が装備される。分離カラム２０２は、この実
施形態では、直径０．２５ｍｍ、長さ５０ｍのポリシロ
キサン類を内面にコーティングした溶融シリカ製のキャ
ピラリ−カラムを用いた。

【００３８】この分離カラム２０２の入側端部の一部、
例えば、入側端部２０２ａから約１００ｍｍの範囲の外
側が、分離カラム２０２の直径よりもわずかに大きい内
径（例えば３ｍｍ）のチューブ２０５で覆われている。
このチューブ２０５と分離カラム２０２との間に生じた
隙間に冷却ガスを供給できるように、チューブ２０５に
は、冷却ガス供給チューブ２０６が接続されて、冷却機
構を形成する。この冷却ガス供給チューブ２０６には、
冷却ガス供給源８０からライン８２を介して、冷却ガ
ス、例えば液化炭酸ガスが供給されるようになってい
る。

【００３９】分離カラム２０２の出側端部２０２ｂに
は、ライン２０４を介して検出器６が接続されている。
検出器６としては、高感度化を図るため、クロロベンゼ
ン類に対して高感度の電子捕獲型検出器、あるいはヘリ
ウムイオン化型検出器を用いる。

【００４０】この検出器６は、検出器６で発生した検出
信号がデータ処理装置８に電気的に伝達されるようにな
っており、このデータ処理装置８が検出信号に基づいて
クロマトグラムを作成する。このデータ処理装置８は、
例えばパーソナルコンピュータで構成される。

【００４１】前述の図１では、ＣＢ第１測定手段１１１
には、演算手段１１３がＣＢ第１測定手段１１１から出
力されるデ−タを伝達可能に接続されている。演算手段
１１３には、ＣＢ第１測定手段１１１で測定されたクロ
ロベンゼン類の発生量のデ−タ（以下、発生量デ−タと
いう）が伝達される。演算手段１１３は、この発生量デ
−タに基づいて、燃焼炉１１０でのごみの燃焼と相関の
ある因子、例えばごみ供給量または燃焼空気量の過不足
を判定して制御信号を発生する。

【００４２】ごみ焼却装置１００には、ごみ焼却装置１
００の操作条件を変更する制御手段が具備されている。
制御手段は、演算手段１１３および各種調整手段等を有
し、上述のＣＢ第１測定手段１１１で測定されたクロロ
ベンゼン類の発生量データ、酸素濃度測定手段１０１で
測定された酸素濃度の発生量のデータ、および／または
炉内温度測定手段１０２で測定された燃焼炉１１０の炉
内温度のデータに基づいて、装置全体の制御を行う。こ
こでは、ごみ焼却装置１００の操作条件、例えば、ごみ
供給量、燃焼空気量、水噴霧量、およびストーカー方式
の場合の各火格子の移動速度等を変更する。

【００４３】すなわち、この制御手段は、ＣＢ第１測定
手段１１１で測定されたクロロベンゼン類の発生量デー
タ、酸素濃度測定手段１０１で測定された酸素濃度の発
生量のデータ、および／または炉内温度測定手段１０２
で測定された燃焼炉１１０の炉内温度のデータに基づい
て、ごみ焼却装置１００でのごみの燃焼と相関がある因
子、例えば、ごみ供給量、燃焼空気量等の過不足を判定
する。そして、燃焼炉１１０内のクロロベンゼン類の発
生量が低下するように、これらの因子を調整する。

【００４４】より具体的には、燃焼炉１１０の炉内温度
が低下して、燃焼状況が悪化してクロロベンゼン類の発
生が増加した場合には、演算手段１１３は、冷却作用も
有する燃焼空気量を「過剰」と判定し、制御信号を発生
させる。この演算手段１１３からの制御信号にしたがっ
て、燃焼空気量調整手段１１５は燃焼空気量を低減させ
る。

【００４５】反対に、燃焼が活発になり燃焼炉１１０内
の炉内温度が上昇して、酸素欠乏のためにクロロベンゼ
ン類の発生量が増加した場合には、演算手段１１３は、
ごみ供給量を「過剰」と判定するか、燃焼空気量を「不
足」と判定する。この判定に基づいて、演算手段１１３
は、ごみ供給量を絞るかまたは、燃焼空気量を増加させ
るように制御信号を発生する。この演算手段１１３から
の制御信号に基づいて、ごみ供給量調整手段１１４がご
み供給量（速度）を低減するか、燃焼空気量調整手段１
１５が燃焼空気量を増加させる。ごみ供給量の低減およ
び燃焼空気量の増加は同時に行ってもよい。

【００４６】ごみ焼却装置１００が、水噴霧手段を具備
する場合には、水噴霧量を可変して燃焼制御してもよ
い。例えば、燃焼炉１１０の炉内温度が上昇したとき
は、水噴霧量を増加して活発な燃焼を抑えることがで
き、燃焼空気量の増加によらなくても酸素欠乏が解消さ
れる場合もある。燃焼炉１１０の炉内温度が低下したと
きは、水噴霧量を絞り、適正な温度に回復させることが
できる。

【００４７】上述のように本発明の実施形態にかかるご
み焼却装置１００は、燃焼炉１１０内のクロロベンゼン
類の発生量を測定するＣＢ第１測定手段１１１を具備
し、クロロベンゼン類の発生量データに基づいて、ごみ
供給量、燃焼空気量のようなごみの燃焼性に相関を有す
る因子の過不足を判定し、制御信号を発生する演算手段
１１３を具備する。

【００４８】これにより演算手段１１３が発生した制御
信号に基づいて、ごみ供給量調整手段１１４および／ま
たは燃焼空気量調整手段１１５がごみ供給量、燃焼空気
量を変更し、クロロベンゼン類の発生量の少ない最適値
に維持する。この結果、燃焼炉１１０でのダイオキシン
類の発生の抑制が図られる。

【００４９】ごみ焼却装置１００において、燃焼炉１１
０から排出された高温の排ガス１２３は、排ガス冷却手
段１２１に導かれ、排ガス冷却手段１２１内において水
噴霧によって冷却される。バグフィルタ１２２におい
て、冷却された排ガス１２３から、灰やダスト等と同等
にダイオキシン類も除去される。さらに、バグフィルタ
１２２の手前にある活性炭供給手段１２４によって、排
ガス１２３中へ活性炭が供給されることによって、ダイ
オキシン類は除去される。

【００５０】フィードバック制御手段１２５は、ＣＢ第
２測定手段１１２で測定されたバグフィルタ１２２の下
流でのクロロベンゼン類の発生量データに基づいて、バ
グフィルタ１２２の運転温度となる排ガス冷却温度設定
および／または活性炭供給量の設定を行う。フィードバ
ック制御手段１２５には、例えばコンピュータが使用さ
れている。

【００５１】より具体的には、ＣＢ第２測定手段１１２
で測定されたバグフィルタ１２２の下流でのクロロベン
ゼン類の発生量が増加している場合には、フィードバッ
ク制御手段１２５は、バグフィルタ運転温度を「低」と
判定するか、活性炭供給量を「不足」と判定する。この
判定に基づいて、フィードバック制御手段１２５はバグ
フィルタ運転温度を下降させるかまたは、活性炭供給量
を増加させるように制御信号を発生する。

【００５２】このフィードバック制御手段１２５からの
制御信号に基づいて、バグフィルタの運転温度を下降さ
せるために排ガス冷却手段１２１内の水噴霧量を増加す
るか、活性炭供給量を増加させる。排ガス冷却手段１２
１内の水噴霧量の増加および活性炭供給量の増加は同時
に行ってもよい。

【００５３】反対に、ＣＢ第２測定手段１１２で測定さ
れたバグフィルタ１２２の下流でのクロロベンゼン類の
発生量が少ない場合には、フィードバック制御手段１２
５は、バグフィルタ運転温度を「高」と判定するか、活
性炭供給量を「過剰」と判定する。この判定に基づい
て、フィードバック制御手段１２５はバグフィルタ運転
温度を上昇させるかまたは、活性炭供給量を減少させる
ように制御信号を発生する。

【００５４】このフィードバック制御手段１２５からの
制御信号に基づいて、バグフィルタの運転温度を上昇さ
せるために排ガス冷却手段１２１内の水噴霧量を低減す
るか、活性炭供給量を減少させる。排ガス冷却手段１２
１内の水噴霧量の低減および活性炭供給量の増加は同時
に行ってもよい。

【００５５】上述のように本発明の実施形態にかかるご
み焼却装置１００は、バグフィルタ１２２の下流におけ
るクロロベンゼン類の発生量を測定するＣＢ第２測定手
段１１２を具備し、クロロベンゼン類の発生量データに
基づいて、バグフィルタの運転温度および／または活性
炭供給量の過不足を判定し、制御信号を発生するフィー
ドバック制御手段１２５を具備する。

【００５６】これによりフィードバック制御手段１２５
が発生した制御信号に基づいて、バグフィルタの運転温
度となる排ガス冷却手段１２１内の水噴霧量および／ま
たは活性炭供給量を変更し、クロロベンゼン類の発生量
の少ない最適値に維持する。この結果、燃焼炉１１０で
のダイオキシン類の発生を低減することができる。

【００５７】

【実施例】先ず、本発明の一部のダイオキシン類代替指
標としてのクロロベンゼン類の計測器について試験を行
った結果を説明する。

【００５８】計測器は、主として、排ガス試料注入機構
（主として除塵器１、濃縮器３）、恒温槽２０１内に設
置した分離カラム２０２の先端部分１００ｍｍを冷却す
ることのできる機構を備えたガスクロマトグラフ装置
５、電子捕獲型検出器（バルコ社製のパルス放電型検出
器）６、およびデ−タ処理用のパソコン８から構成され
ている。

【００５９】排ガス採取位置は、ごみ焼却装置１００の
バグフィルタ−１２２の出口とした。

【００６０】除塵器１は、金属フィルタを用い、全体を
恒温槽に入れて１５０℃に保持した。

【００６１】濃縮器３としては、３ｍｍ径で１５０ｍｍ
の長さの金属管に２、６−ジフェニル−ｐ−フェニレン
オキシド樹脂吸着剤を詰め、ヒータを巻くと共に、冷却
ガス供給源８０から液化炭酸ガスを吹き付けられるよう
にして、０〜３００℃に温度コントロールできるものを
試作した。

【００６２】試験は次の手順・操作により行った。ガス
クロマトグラフ装置５は、キャリアガス供給源６０から
ライン６３を通してキャリアガスのヘリウムを供給して
スタンバイ状態とする。焼却排ガス試料２１をライン３
２を通して濃縮器３に２５０ｍｌ（ミリリットル）吸引
した。このとき濃縮器３の温度は０℃に保持し、濃縮器
３に接続されたライン３３を通して吸引ポンプ１０によ
り吸引を行った。

【００６３】その後、キャリアガス供給源６０からライ
ン６２を通して濃縮器３にヘリウムを送った。濃縮器３
の出側はライン３５となり、その後はガスクロマトグラ
フ装置５に入る。ここで、ガスクロマトグラフ装置５の
分離カラム２０２の先端部分を上述の冷却機構２０５
（図３）により、液化炭酸ガスを吹き付けて−３０℃に
冷却しておいた。

【００６４】次いで、濃縮器３をヒータにより３００℃
まで、急速に昇温し始めると、吸着されているクロロベ
ンゼン類が脱着して、ライン３５を通りガスクロマトグ
ラフ装置５に導入される。

【００６５】ガスクロマトグラフ装置５の恒温槽２０１
の初期設定温度は６０℃とした。分離カラム２０２の先
端部分の冷却のための液化炭酸ガスの吹き付けを停止し
た後、１０℃／ｍｉｎで恒温槽を２８０℃まで昇温し
た。なお、このときのキャリアガスとしてはヘリウムを
２ｍｌ／ｍｉｎで流した。その後、恒温槽２０１を初期
設定温度まで戻した。

【００６６】図４に、得られたガスクロマトグラムの一
例を示す。クロロベンゼンのピ−クＰ２は注入後約７分
の位置にあり、テトラクロロベンゼンのピークＰ８は注
入後約１２分、ペンタクロロベンゼンのピークＰ１０は
注入後約１５分の位置にある。吸引時間を５分とすれ
ば、初期設定温度への降温を含めても３０分以内の計測
が可能なことが判る。なお、ピークＰ１は窒素に対応す
るピークである。

【００６７】次に、前記ＣＢ測定手段１１２を用いて、
ごみ供給部、燃焼室、燃焼空気供給部、ボイラ−、ガス
冷却器、バグフィルタ−から主に構成され、燃焼制御機
能を備えたスト−カ−式のごみ焼却炉で試験を行った。

【００６８】図５に示したごみ焼却炉において、前記Ｃ
Ｂ測定手段１１２からペンタクロロベンゼンの発生量デ
ータの信号を１回／３０分間の割で受け取り、ファジイ
制御に基づく燃焼制御によってペンタクロロベンゼンの
発生が少なくなるように、ごみ供給速度ならびに燃焼空
気量を変化させて燃焼を行った。同時に、バグフィルタ
運転温度を決定する排ガス冷却手段１２１内の水噴霧量
および活性炭供給手段１２４からの活性炭供給量の調整
を行いつつ試験を行った。

【００６９】この操業状態下において、バグフィルタ１
２２の出口側にあるサンプリング孔から２時間の間、米
国ＥＰＡ法に準拠した方法で排ガス２１のサンプリング
を行った。得られたサンプルを、ダイオキシン類につい
て通常採用されている分析方法（マニュアル分析による
濃縮・クリ−ンアップと高分解能ガスクロマトグラフ−
質量分析計による定量を基本とするもの）で分析して、
ダイオキシン類の量を求めた。結果は、比較例とともに
後述する。

【００７０】（比較例）実施例と同一のごみ焼却炉で、
ペンタクロロベンゼンの計測器からの信号を受け取ら
ず、ＣＯ計測手段のみからの信号を受け取り、実施例と
同様にファジイ制御に基づく燃焼制御によってＣＯ発生
が少なくなるように、ごみ供給速度および燃焼空気量を
変化させて燃焼を行った。この状態で、実施例と同様に
排ガスサンプリングを行い、ダイオキシン類の定量をし
た。結果として得られたダイオキシン類濃度は、それぞ
れ次のようになった。実施例：０．０５（ｎｇ−ＴＥＱ／Ｎｍ³）比較例：０．１１（ｎｇ−ＴＥＱ／Ｎｍ³）実施例では、ダイオキシン類濃度が比較例の半分以下に
低下している。この発明の装置により、ダイオキシン類
濃度の大幅な低減が可能であることが判る。

【００７１】

【発明の効果】以上のように、この発明技術によると、
ダイオキシン類と化学構造が類似しており、生成挙動が
似ているクロロベンゼン類の発生量を計測し、これらが
少なくなるような燃焼制御およびバグフィルタの運転温
度制御および活性炭供給量制御を行うので、ダイオキシ
ン類の発生が極めて少ないごみ焼却炉を提供できるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施の形態の１例を示すブロック図。

【図２】クロロベンゼン類測定手段の構成を示す概略構
成図。

【図３】ガスクロマトグラフ装置の構成を示す概略構成
図。

【図４】実施例で得られたガスクロマトグラム。

【図５】ストーカー式のごみ焼却装置の実施例の構成を
示す概略図。

【符号の説明】

１除塵器３濃縮器５ガスクロマトグラフ装置６検出器７シーケンサ８データ処理装置１０ポンプ１１流量計２１試料ガス（排ガス等）２２ガス（排気）３２〜３５配管（分析ガス用）６０ボンベ（ヘリウム）６２〜６３配管（ヘリウム用）８０冷却ガスボンベ（液化炭酸ガス）８１〜８２配管（液化炭酸ガス用）１１０燃焼炉１１１クロロベンゼン類測定手段１１２（第２の）クロロベンゼン類測定手段１１３制御量演算手段１１４ごみ供給量制御手段１１５燃焼空気量制御手段１１６水噴霧量制御手段１２１排ガス冷却手段１２２バグフィルタ１２３排ガス１２４活性炭供給量制御手段１２５フィードバック制御手段２０１恒温槽２０２分離カラム２０３試料ガス導入ライン２０４検出器側のライン２０５冷却機構２０６冷媒導入用の配管Ｐ１窒素に対応するピークＰ２クロロベンゼン（モノクロロベンゼン）に対応す
るピークＰ８テトラクロロベンゼンに対応するピークＰ１０ペンタクロロベンゼンに対応するピーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＢ０１Ｄ 53/70 Ｂ０１Ｄ 53/34 １３４ＥＢ０９Ｂ 3/00 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０３Ｊ (72)発明者黒田学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 (72)発明者横山隆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

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃棄物、焼却処理の対象物その他ごみ等
を焼却する焼却装置において、ごみを燃焼させる燃焼炉
と、この燃焼炉で発生したテトラクロロベンゼンあるい
はペンタクロロベンゼンの量を測定するクロロベンゼン
類測定手段と、その測定結果を用いて、ごみ供給量、燃
焼空気量、水噴霧量、バグフィルタ運転温度、および活
性炭供給量の内１種以上のパラメータについて、制御量
を算出する制御量演算手段と、それらの制御量に基づき
前記パラメータを制御するパラメータ制御手段とを備え
ていることを特徴とする焼却装置。
【請求項２】クロロベンゼン類測定手段は燃焼炉に設
置されており、制御量演算手段は、ごみ供給量、燃焼空
気量、水噴霧量の内１種以上のパラメータについて制御
量を算出し、かつ、ごみ供給量調整手段、燃焼空気量調
整手段、水噴霧量調整手段の内前記パラメータにそれぞ
れ対応する１種以上の手段を備えていることを特徴とす
る請求項１記載の焼却装置。
【請求項３】クロロベンゼン類測定手段はバグフィル
タの下流に設置されており、制御量演算手段はバグフィ
ルタ運転温度および活性炭供給量の内１種以上のパラメ
ータについて制御量を算出するとともに制御のためのフ
ィードバック制御信号を発生させ、かつ、これらのフィ
ードバック制御信号に基づき、バグフィルタ運転温度の
調整を行う排ガス冷却手段および活性炭供給量の調整を
行う活性炭供給手段の内１種以上の手段を備えているこ
とを特徴とする請求項１記載の焼却装置。