JPH11244661A

JPH11244661A - ダイオキシン含有ガスの湿式処理方法とダイオキシン含有ガスの湿式処理装置

Info

Publication number: JPH11244661A
Application number: JP10062278A
Authority: JP
Inventors: Seishiro Mizuno; 征四郎水野; Hidetoshi Morimoto; 秀敏森本; Hitoshi Fujisawa; 均藤沢; Motohide Akagami; 元英赤神; Hiroshi Kawakami; 博川上; Eiji Marui; 英司丸井; Hiroshi Obata; 博志小幡; Hidenobu Kuroyama; 英伸黒山
Original assignee: JDC Corp
Current assignee: JDC Corp
Priority date: 1998-02-26
Filing date: 1998-02-26
Publication date: 1999-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】設備上の経済性・操作の簡易化・設備の規模に
左右されない汎用性・既存設備への適用可能性など、こ
れらを満足させることのできるダイオキシン含有ガスの
湿式処理方法や湿式処理装置を提供する。【解決手段】先行する湿式処理工程のときには燃焼排ガ
スと噴霧液とを互いに接触させて燃焼排ガス中のダイオ
キシンを核凝縮素粒化したり親水化したりする。後続す
る湿式処理工程のときには先行処理後の燃焼排ガスと高
速噴射液とを互いに衝突させて燃焼排ガス中のダイオキ
シンを高速噴射液で捕捉する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は公害の発生を防止す
るための技術分野に属するもので、燃焼排ガス中のダイ
オキシンを除去するために有用で有益な湿式処理技術に
関する。より詳しくは、廃棄物焼却で代表されるような
燃焼時に生成されるダイオキシンについて、ダイオキシ
ンの温度による形態変化特性に着目してこれを湿式処理
するという手段であり、かつ、ダイオキシンに起因した
大気汚染公害や水域汚染公害などを未然に防止するため
の方法や装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ダイオキシンは急性毒性の強い有害物質
であり、たとえ微量であっても人体に対する致死性・催
奇性・発癌性などがみられる。しかるにダイオキシンに
よる大気汚染や水域汚染が拡散する傾向にある。かかる
ダイオキシン汚染は日常生活や産業活動に不可欠な廃棄
物処理（焼却）に端を発している点でことの重大さがあ
る。

【０００３】一般廃棄物や産業廃棄物の焼却時に発生す
るダイオキシンはつぎの二つに大別される。その一つは
廃棄物焼却時の不完全燃焼に起因して生じるものであ
る。他の一つはメモリーエフェクトといわれているもの
で、これについては焼却炉の集塵装置に付着した灰の表
面で反応が起こるためダイオキシンが生成されるという
報告がある。メモリーエフェクトによるときは不完全燃
焼に比べてダイオキシンの生成量が多いともいわれてい
る。メモリーエフェクトの要因としてつぎの三つが考え
らている。２００〜５００℃の温度域とくに３００℃
近辺で最も多く生成される。２秒以上の長い反応時間
がある。共存する化学物質として塩素フェノール・遊
離炭素・未燃焼の炭素分・塩素・飛灰中の鉄や銅など触
媒が存在する（ダイオキシンは単独では生成できな
い）。

【０００４】つぎに焼却炉についてみる。機械化バッチ
炉は立ち上げ→定常燃焼→埋火（次回のために残す種
火）のような運転サイクルを一日単位で繰り返してい
る。こうして運転する炉の場合は、不完全燃焼をともな
う立ち上げ時にダイオキシンが多く発生する。また、定
常燃焼時よりも温度の降下する埋火のときにもダイオキ
シンが少なからず発生する。したがって立ち上げや埋火
を繰り返す機械化バッチ炉では、廃棄物を焼却するごと
に多量のダイオキシンを発生させてしまう。それにメモ
リーエフェクトも起こるのであるからダイオキシンの発
生量はさらに増す。既述の大気汚染や水域汚染が発生す
るのは、これらのダイオキシンが大気中へ排出されたり
その一部が水域へ流れ込んだりするからである。これに
対する連続焼却炉は、立ち上げから定常燃焼へ移行した
後、その燃焼状態を長期間維持するというものである。
連続焼却炉の場合も立ち上げ時にはダイオキシンが発生
する。しかし連続焼却炉については、その後の定常燃焼
を高温かつ連続的に維持することでダイオキシン発生を
かなり抑制することができる。

【０００５】上述の内容を参照して、廃棄物焼却時の燃
焼温度を高温に維持することやその高温燃焼をできるだ
け連続させることは、ダイオキシンの発生量を低下させ
る上で有効である。それでも発生するダイオキシンにつ
いては乾式処理技術たとえば焼却炉に付帯したバグフィ
ルタあるいは電気集塵装置で捕捉すればよい。その際の
雰囲気中に消石灰や活性炭を吹き込み、活性炭に吸着さ
れたダイオキシンを消石灰とともに集塵手段で捕捉する
ことも望ましい態様の一つである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】焼却炉においてダイオ
キシンを発生させないための燃焼温度は８００〜１００
０℃といわれており、連続燃焼についても年２回以下の
休止で足りるものが理想的といわれている。しかしなが
ら普及率の最も高い小規模や中規模の焼却炉について
は、このように厳しい要求のために炉を改善すること
や、規格を満たす新炉を作製することが困難になってい
る。それに現存の炉でダイオキシン濃度の高いものなど
は使用も解体もできないという状況に落ち込んでいる。

【０００７】高温燃焼や連続燃焼は大規模焼却設備にお
いて技術的な見通しが立つ。とはいえ、これには大規模
の焼却炉が要求されるので巨額の設備投資が強いられ
る。それに焼却炉だけでは不十分で、他に活性炭吹き込
み手段・消石灰の計量吹き込み手段・集塵手段などの高
価設備も付帯させねばならないから設備費がさらに巨費
化する。しかもこうした設備はイニシャルコストだけで
なく、操作難度、運転管理に要する多くの人員、高額の
ランニングコストといった点でも負担が大きい。これは
ダイオキシン対策にともなう巨費化ゆえに設備導入が困
難になるという現象を惹き起こしている。

【０００８】上記の実情から理解できるように、廃棄物
を焼却処理するための設備については、大規模から小規
模までのものを含め、有効に稼働させることのできる絶
対数が極度に不足するという緊急事態に陥っている。

【０００９】発明の目的：本発明はこのような技術的課
題に鑑み、設備上の経済性・操作の簡易化・設備の規模
に左右されない汎用性・既存設備への適用可能性など、
これらを満足させることのできるダイオキシン含有ガス
の湿式処理方法や湿式処理装置を提供しようとするもの
である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
されたダイオキシン含有ガスの湿式処理方法は所期の目
的を達成するために下記の課題解決手段を特徴とする。
すなわち請求項１に係る本発明方法は、ダイオキシンを
含んだ燃焼排ガスを処理するための手段として相対的に
前後する二つの湿式処理工程を備えており、先行する湿
式処理工程のときには燃焼排ガスと噴霧液とを互いに接
触させて燃焼排ガス中のダイオキシンを核凝縮素粒化し
たり親水化したりし、後続する湿式処理工程のときには
先行処理後の燃焼排ガスと高速噴射液とを互いに衝突さ
せて燃焼排ガス中のダイオキシンを高速噴射液で捕捉す
ることを特徴とする。

【００１１】本発明の請求項２に記載されたダイオキシ
ン含有ガスの湿式処理方法は同請求項１記載の方法を前
提とするものである。それで先行する湿式処理工程にお
いて、２５０℃以上の燃焼排ガスを３０〜２００℃の水
分飽和点に２秒以内で到達させることを特徴とする。

【００１２】本発明の請求項３に記載されたダイオキシ
ン含有ガスの湿式処理方法は同請求項１記載の方法を前
提とするものである。それでこの方法は、後続する湿式
処理工程において、燃焼排ガスの速度をＶ_G、高速噴射
液の初期速度をＶ_Lとしたとき、Ｖ_L≧（１０×Ｖ_G）
にすることを特徴とする。

【００１３】本発明の請求項４に記載されたダイオキシ
ン含有ガスの湿式処理方法は同請求項１または３記載の
方法を前提とするものである。それでこの方法は、後続
する湿式処理工程において、燃焼排ガスの重量をＧ、高
速噴射液の重量をＬとしたとき、（Ｌ／Ｇ）≧１．５に
することを特徴とする。

【００１４】本発明の請求項５に記載されたダイオキシ
ン含有ガスの湿式処理方法は同請求項１・３・４いずれ
かに記載の方法を前提とするものである。それでこの方
法は、後続する湿式処理工程において、燃焼排ガスと高
速噴射液との衝突時間を０．１秒以上にすることを特徴
とする。

【００１５】本発明の請求項６に記載されたダイオキシ
ン含有ガスの湿式処理装置は所期の目的を達成するため
に下記の課題解決手段を特徴とする。すなわち請求項６
に記載された本発明装置は、燃焼炉の排気系に接続され
た第１湿式処理筒と、第１湿式処理筒の出口部側に接続
された第２湿式処理筒とを備えていること、および、ダ
イオキシンを含んで燃焼炉の排気系から送り込まれてく
る燃焼排ガスに対して一次処理用の噴霧液を吹き付ける
ための噴霧ノズルが第１湿式処理筒内に配置されている
こと、および、第１湿式処理筒内で処置された後の燃焼
排ガスに対して二次処理用の高速噴射液を衝突させるた
めの噴射ノズルが第２湿式処理筒内に配置されているこ
とを特徴とする。

【００１６】作用：ダイオキシンは、平均的にみて４０
０℃以上で気体、２００℃以上で液体、２００℃以下で
固体であるから、比較的高温域で形態が変化する物質と
いえる。高温域で形態の変化する物質としては他に硫酸
ミストがよく知られているが、ダイオキシンもこれとほ
ぼ同様である。それでダイオキシンの場合は、これが冷
却されて気体からミスト状に変化したとき極微細な粒径
のものになり、さらに冷却されて結晶状の固体に変化し
たときミスト状態のときよりも粒径が微細になる。この
ような微細ダイオキシンを排ガス中から除去することは
非常に困難である。

【００１７】本発明方法の先行する湿式処理工程では燃
焼排ガスと噴霧液とを互いに接触させる。具体的には冷
却水を高温の燃焼排ガス中にスプレーしてその排ガスが
水蒸気で飽和するまで増湿かつ冷却する。このようにす
ると、飽和水蒸気の一部が微細物質（ダイオキシン）を
核にしてその表面に凝縮するから、ダイオキシンは核凝
縮素粒化して粒径を大きくすると同時に親水化もする。
この場合にダイオキシンが結晶化することもある。その
ような固体ダイオキシンは微細ヒューム状の結晶を呈し
ているから、これにも核凝縮素粒化や親水化を期待する
ことができる。核凝縮素粒化や親水化のための作用は、
ダイオキシンのように粒子径が微小であるほど顕著であ
る。

【００１８】本発明方法の後続する湿式処理工程では先
行処理後の燃焼排ガスと高速噴射液とを互いに衝突させ
る。燃焼排ガス中のダイオキシンはこのとき、粒径の大
きな親水性のある状態で高速噴射液と衝突するから該液
との衝突効果を増し、高速噴射液の中に叩き落とされる
ようにして捕捉される。すなわち燃焼排ガス（気体）中
のダイオキシンが高速噴射液（液体）に含まれてしま
う。したがって後続の湿式処理工程を終えた時点での燃
焼排ガス中にはダイオキシンが含まれておらず、これを
大気中に放出したとしても公害を惹き起こすおそれはな
いことになる。

【００１９】本発明方法の先行する湿式処理工程におい
て２５０℃以上の燃焼排ガスを３０〜２００℃の水分飽
和点に２秒以内で到達させることは、後述で明らかなよ
うに望ましい態様の一つになる。また、本発明方法の後
続する湿式処理工程においてＶ_L≧（１０×Ｖ_G）にす
ること、（Ｌ／Ｇ）≧１．５にすること、燃焼排ガスと
高速噴射液との衝突時間を０．１秒以上にすることなど
も、後述で明らかなようにそれぞれ望ましい態様にな
る。

【００２０】本発明装置は噴霧ノズルを内蔵した第１湿
式処理筒や噴射ノズルを内蔵した第２湿式処理筒を備え
ているから、既述の本発明方法を容易に実施することが
できる。こうした処理のための装置は構成がきわめて簡
潔であり、設備費を大幅に低下させることができる。そ
れに所定の各処理筒を燃焼炉の排気系に接続するだけと
いうものであるから、既存の炉に対しても簡単に適用す
ることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明に係るダイオキシン含有ガ
スの湿式処理方法および湿式処理装置について、これの
実施形態を添付の図面に基づき説明する。

【００２２】図１において、１１は燃焼炉、１２はサイ
クロン、１３は煙突、１４は第１気流筒、１５は第１湿
式処理筒、１６は第２気流筒、１７は第２湿式処理筒、
１８は気液分離用のサイクロン、１９は排気筒をそれぞ
れ示している。さらに図１において、２０は供給管系、
２１は第１貯溜タンク、２７は第２貯溜タンク、３１は
分離槽をそれぞれ示している。これらについては金属製
・合成樹脂製・コンクリート製・セラミック製・複合材
製・その他のものが適材適所で用いられる。そして図１
の装置がこれらによって下記のように構成される。

【００２３】燃焼炉１１は自明のとおり物を燃やすため
のものである。したがって燃焼炉１１には廃棄物を焼却
処理するための焼却炉も含まれる。燃焼炉１１の詳細は
図示されていないが、これは炉殻・ロストル・熱源
（例：バーナ・電熱器）などを主体にして構成された周
知のものである。それで炉殻内のロストル上が燃焼室、
ロストル下が灰落ち空間になっている。炉殻の一部には
燃焼室に通じる入口があり、炉殻の他の一部には灰落ち
空間に通じる出口がある。

【００２４】サイクロン１２は粗粒煤塵除去用のもの、
煙突１３は周知のものである。サイクロン１２と煙突１
３は、サイクロン１２を下位、煙突１３を上位にして相
互に連結されている。このように連結されたサイクロン
１２と煙突１３は燃焼炉１１に接続されて燃焼室に通じ
ている。第１気流筒１４は水平部と垂直部とを有する屈
曲型で、その水平部端が煙突１３に接続されている。

【００２５】第１湿式処理筒１５は上部筒１５ａと下部
筒１５ｂとが連結されたものである。第１湿式処理筒１
５はこれの上部筒１５ａを介して第１気流筒１４の垂直
部端に接続されている。第１湿式処理筒１５の上部筒１
５ａ内には後述する噴霧ノズル２３が配置されるが、そ
のほかにも第２気流筒１６が第１湿式処理筒１５の下部
筒１５ｂに接続されている。第２湿式処理筒１７は第２
気流筒１６の先端に接続されている。第２湿式処理筒１
７内には後述するように噴射ノズル２９が配置される。

【００２６】気液分離用サイクロン１８と排気筒１９
も、サイクロン１８を下位、排気筒１９を上位にして相
互に連結されている。このように連結されたサイクロン
１８と排気筒１９は第２湿式処理筒１７の先端に接続さ
れてこれに通じている。

【００２７】供給管系２０は液体（代表例：水）をこれ
の必要な箇所へ供給するためのものである。したがって
供給管系２０は、水源とか液体タンクなどの液体供給源
（図示せず）に接続されている。この供給管系２０には
分岐供給管２０ａ・２０ｂが備わっている。

【００２８】噴霧液を内部に収容した第１貯溜タンク２
１は第１湿式処理筒１５と対応するものである。第１貯
溜タンク２１には供給管系２０の分岐供給管２０ａが接
続されている。第１貯溜タンク２１には、また、途中に
供給ポンプ２２を有していたり先端に噴霧ノズル２３を
有していたりする配管２４が接続されている。この配管
２４の噴霧ノズル２３は既述のとおり第１湿式処理筒１
５の上部筒１５ａ内に配置されている。これらのほか、
バルブ２５を有するドレーン管２６が第１湿式処理筒１
５の下部筒１５ｂと第１貯溜タンク２１とにわたって接
続されている。

【００２９】噴射液を内部に収容した第２貯溜タンク２
７は第２湿式処理筒１７と対応するものである。第２貯
溜タンク２７には供給管系２０の分岐供給管２０ｂが接
続されている。第２貯溜タンク２７には、また、途中に
高圧ポンプ２８を有していたり先端に噴射ノズル２９を
有していたりする配管３０が接続されている。この配管
３０の噴射ノズル２９も既述のとおり第２湿式処理筒１
７内に配置されている。

【００３０】開放型または密閉型をした分離槽３１は気
体・液体・固体を比重差で分離するためのものである。
分離槽３１の底部は傾斜しており、分離槽３１の内部に
は仕切板３２が設けられている。そして流下パイプ３３
が気液分離用サイクロン１８と分離槽３１とにわたって
接続されたり、オーバフローパイプ３４が分離槽３１と
第２貯溜タンク２７とにわたって接続されたりしてい
る。そのほかにも、分離槽３１の上部には二つの液体供
給管系３５・３６が接続されていたり、分離槽３１の底
部には排出管系３７が接続されていたりする。一方の液
体供給管系３５は分離槽３１内にアルカリ液を供給する
ためのもの、他方の液体供給管系３６は分離槽３１内に
高分子凝集剤を供給するためのものである。さらに排出
管系３７は、分離槽３１の内部に沈降堆積したスラッジ
Ｓを槽外へ排出するためのものである。

【００３１】図１に例示された本発明装置を用いて本発
明方法を実施するときは以下のようになる。

【００３２】燃焼炉１１は焼却すべき廃棄物を内部に入
れてこれを燃焼している。焼却炉１１内で廃棄物の燃焼
を開始してから燃焼状態が安定するまでの間（立ち上げ
時）は不完全燃焼が起こりがちである。その後、燃焼状
態が安定期に入ると、廃棄物は順調に燃焼してついには
灰になる。かかる燃焼に際してダイオキシンの発生する
ことはすでに述べた。このダイオキシンを含んだ燃焼排
ガスすなわち有煙ガスは燃焼炉１１内から煙突１３の方
向へと流れる。

【００３３】燃焼炉１１の運転開始と同時または運転開
始から一定時間が経過すると、供給ポンプ２２や高圧ポ
ンプ２８がタイムリーにオンされて稼働する。これにと
もない、第１湿式処理筒１５内では噴霧ノズル２３から
噴霧液（代表例：常温の水）がスプレーされ、第２処理
筒１７内では噴射ノズル２９から高速噴射液（代表例：
常温の水）が噴射される。この際に生じる高速流動性は
一連の管路系を負圧にし、所定方向の吸引力を発生させ
る。したがって燃焼炉１１内からの燃焼排ガスはその方
向へ吸引される。

【００３４】燃焼炉１１外に出て煙突１３の方向へ流れ
る燃焼排ガスは、はじめ粗粒煤塵除去用サイクロン１２
による除塵作用を受ける。これは燃焼排ガス中に含まれ
る比較的大きな煤や飛灰がサイクロン１２によって除去
されるというものである。その後、燃焼排ガスは煙突１
３の一部を通り、第１気流筒１４を経由して第１湿式処
理筒１５内に吸引される。

【００３５】第１湿式処理筒１５内に吸引された燃焼排
ガスは、その処理筒１５内で噴霧液と接触して増湿や冷
却を受ける。かかる増湿・冷却では、飽和水蒸気の一部
が燃焼排ガスのダイオキシンを核にしてその表面に凝縮
するから、ダイオキシンは核凝縮素粒化（粒径増）する
と同時に親水化もする。固体化（結晶化）したダイオキ
シンも同様に核凝縮素粒化したり親水化したりする。第
１湿式処理筒１５内でこの種の増湿・冷却を行うとき、
基本的には排ガス量・排ガス温度・水蒸気分圧から計算
される水量をスプレー水量がわずかに上回ればよい。け
れども燃焼排ガスが２５０〜１０００℃であるような場
合は、燃焼排ガスと噴霧液との接触時間を２秒以内にし
て燃焼排ガスを３０〜２００℃の水分飽和点に到達させ
る。これよりも具体的な範囲であって燃焼排ガスが４５
０℃以上である場合には、燃焼排ガスと噴霧液との接触
時間を１秒以内望ましくは０．５秒以内にして燃焼排ガ
スを４０〜７０℃の水分飽和点に到達させる。ここで述
べたような条件を満足させるときは、装置のコンパクト
化を実現した上でダイオキシンの核凝縮素粒化や親水化
をより確実なものにすることができる。第１湿式処理筒
１５内でこのような処理を受けた後の燃焼排ガスは、既
述の吸引力により第２気流筒１６を通過して第２湿式処
理筒１７内に進入する。

【００３６】第２湿式処理筒１７内では、上記処理後の
燃焼排ガスが高速噴射液と衝突する。燃焼排ガス中のダ
イオキシンは核凝縮素粒化や親水化をすでに終えてお
り、高速噴射液による衝突捕捉性や高速噴射液との親水
性を高めている。したがって燃焼排ガスが高速噴射液と
衝突したとき、ダイオキシンは高速噴射液の中に叩き落
とされるようにして捕捉される。かくて燃焼排ガス中の
ダイオキシンが高速噴射液によって回収される。ダイオ
キシンについては毒性の強さゆえ、他の有害物質とは異
なる厳しい排出基準が法定されている。仮に排ガス中の
ダイオキシンを９９％除去したとしても、その残量が１
ｎｇ／ｍ³を上回るために不合格になるケースがある。
これに対しては下記のようにするのが望ましい。その一
つは高速噴射液の初期速度Ｖ_Lを燃焼排ガス速度Ｖ_Gの
１０倍以上にすること、他の一つは燃焼排ガスの重量Ｌ
／高速噴射液の重量Ｇを１．５以上にすること、さらに
他の一つは、燃焼排ガスと高速噴射液との衝突時間を
０．１秒以上にすることである。これらの条件は、たと
え燃焼排ガス中のダイオキシン濃度に変動がある場合で
も、処理後のダイオキシン残量について目標値や基準値
に到達させる。かかる三条件は、そのうちの一つまたは
二つだけを実施しても、それらを一つも実施しない場合
に比べてダイオキシンの捕捉性が高まる。第２湿式処理
筒１７内でこのような処理を受けた後の燃焼排ガスは、
高速噴射液とともに高速流動して気液分離用サイクロン
１８内に進入する。

【００３７】気液分離用サイクロン１８によるときは、
ダイオキシンを除去された気体（燃焼排ガス）とダイオ
キシンを含んだ液体（使用済みの噴射液）とが気液分離
され、この分離後、燃焼排ガスが排気筒１９より外部に
出たり、使用済み噴射液が流下パイプ３３より分離槽３
１内に流れ込んだりする。この時点で外部（大気中）に
放出された燃焼排ガスは、すでにダイオキシンを除去さ
れた後のものであるから公害を惹き起こすおそれがな
い。

【００３８】ダイオキシンを含有した使用済みの噴射液
には、燃焼排ガスから洗い落とされた煤塵その他の固形
微粒子や少量のガスが混入している。このような使用済
み液を受け入れる分離槽３１内では気体・液体・固体が
比重差で分離する。それで分離槽３１内では、液体供給
管系３５から供給されたアルカリ液が上記使用済み液を
中和する一方、液体供給管系３６から供給された高分子
凝集剤がダイオキシンを凝集させる。したがってダイオ
キシンは他の固形分とともに分離槽３１内を沈降してス
ラッジＳとなる。スラッジＳはその後、排出管系３７か
ら分離槽３１外に取り出されて処理される。その一例と
してスラッジＳがセメント固化される。他の一例として
スラッジＳがセラミックス化ないしガラス化される。な
お、使用済み液による分離槽３１内の増水については、
これがオーバフローパイプ３４から第２貯溜タンク２７
へ流れ込むことにより解消される。また第１湿式処理筒
１５の下部筒１５ｂ内に溜まった液体は、バルブ２５を
有するドレーン管２６から第１貯溜タンク２１内に抜き
とることができる。

【００３９】上述した本発明方法を実施するときは、通
常、電気的に動作を開始したり停止したりする各機器を
コンピュータ利用の制御盤に接続し、各処理操作に連続
性や連繋性をもたせて自動化する。

【００４０】本発明方法に関する実験例について、図１
に例示された本発明装置や各表を参照しつつ以下に説明
する。

【００４１】

【表１】

【００４２】表１はダイオキシン発生源の状況を示して
いる。表１を参照して明らかなように、燃料としてはゴ
ミを乾燥かつ石灰で固化したゴミ固形化燃料（ＲＤＦ）
を用いた。この燃料はカロリや燃焼性が安定している。
燃焼炉１１の運転については、炉内温度や燃焼の安定化
を考慮に入れ、２時間のウォーミングアップ後に８時間
の定常燃焼をとることにした。

【００４３】

【表２】

【００４４】表２は第１湿式処理筒１５内で燃焼排ガス
を処理するときの仕様２種を示している。表２を参照し
て明らかなように、第１湿式処理筒１５としては内径
（直径）０．１ｍ、長さ２．５ｍのものを用いた。細滴
タイプであるＡ型の噴霧ノズル２３は、５リットル／分
の冷却水を受けたときにこれを直径約１〜２ｍｍの細滴
にするというものである。粗滴タイプであるＢ型の噴霧
ノズル２３は、同量の冷却水を受けたときにこれを直径
約５ｍｍの粗滴にするというものである。表２の各仕様
にしたがい燃焼排ガスの一次湿式処理（増湿・冷却）を
実施した。この際にサイクロン１２の出口から分取した
燃焼排ガス（温度４５０℃、分取ガス量３００Ｎｍ³／
時）の処理については、Ａ型ノズル使用、Ｂ型ノズル使
用のいずれも、第１湿式処理筒１５内での滞留時間を
０．２３秒にした。それでＡ型噴霧ノズル使用のケース
では、第１湿式処理筒１５の出口において温度５５℃の
水蒸気飽和点を確認することができた。これに対するＢ
型噴霧ノズル使用のケースは、気液接触面積の少ないこ
とが影響し、第１湿式処理筒１５内での処理が増湿過程
の１５０℃で終わってしまった。

【００４５】

【表３】

【００４６】表３は前記一次処理後の燃焼排ガスを第２
湿式処理筒１７内で処理するときの仕様を示している。
表３を参照して明らかなように、第２湿式処理筒１７と
しては内径（直径）０．１ｍ、長さ４ｍ、ノズル口径
１．５ｍｍのものを用いた。噴射ノズル２９は、２０．
４リットル／分の冷却水を受けたときにこれを初速２０
０ｍ／秒で高圧噴射するというものである。表３の各仕
様にしたがい燃焼排ガスの二次湿式処理を実施した。こ
の際のエゼクタ効果によれば、燃焼排ガス（導入ガス量
３００Ｎｍ³／時）の第２湿式処理筒１７内における速
度は１０．６ｍ／秒のように高速化する。それで衝突効
果を支配する相対速度比すなわちＶ_L／Ｖ_Gが１８．９
となり、さらに気液衝突時間が０．３８、Ｌ／Ｇが４と
なった。

【００４７】

【表４】

【００４８】表４は各測定点でのダイオキシン濃度を示
している。表４における参考値７０ｎｇ・ＴＥＱ／Ｎｍ
³は、サイクロン１２の入口で測定したものであり、こ
の測定点の温度は約８００℃であった。８００℃の燃焼
排ガスはサイクロン１２で粗粒煤塵などを除去された
後、サイクロン１２の出口に至り、およそ４５０℃程度
に温度降下する。それで温度降下後におけるダイオキシ
ンは、３３０ｎｇ・ＴＥＱ／Ｎｍ³というようにサイク
ロン１２の出口側で４倍以上も急増している。これは燃
焼排ガスの温度降下に起因してダイオキシンが再合成さ
れることを示唆する貴重なデータである。

【００４９】表４の測定結果を参照して、第１湿式処
理筒１５による一次処理をしない燃焼排ガスの場合で
も、３３０ｎｇ・ＴＥＱ／Ｎｍ³であったダイオキシン
が１０ｎｇ・ＴＥＱ／Ｎｍ³まで低減している。これは
第２湿式処理筒１７による二次処理において、排ガス誘
引・増湿冷却・気液衝突の各作用が生じたからである。
わずか０．３８秒の気液衝突でこのような好結果が得ら
れたということは、第２湿式処理筒１７を主体にした当
該処理が有効であることの実証になる。ダイオキシン処
理の適否が除去率でなく絶対値（排ガス中の存在値）で
あることはすでに述べた。ちなみに表４の測定結果を
得たケースなどは、ダイオキシン濃度を３ｎｇ・ＴＥＱ
／Ｎｍ³にまで低減しているから、ダイオキシン除去率
において大いに優れている。しかしこのケースは、一次
処理に難点がみられたため目標値の１ｎｇ・ＴＥＱ／Ｎ
ｍ³には到達していない。表４の測定結果を得たケー
スは本発明の具体例に該当するものである。このケース
の場合は具体的数値が明示しているように、第１湿式処
理筒１５による一次処理、第２湿式処理筒１７による二
次処理がいずれも適切かつ有効に行われている。これら
の相乗効果としてダイオキシン濃度を０．８ｎｇ・ＴＥ
Ｑ／Ｎｍ³にまで低減し、目標値を凌駕するという好結
果をおさめている。

【００５０】ダイオキシンについては、塩素がないもの
とか塩素数の多いものとかを含め、ＰＣＤＤ・ＰＣＤＦ
・塩素化ベンゼン・多環芳香族・その他が知られてお
り、これらは総称してダイオキシン類といわれている。
本発明における「ダイオキシン」の語は「ダイオキシン
類」を総称する語である。

【００５１】本発明方法において、一次湿式処理用の噴
霧液や二次湿式処理用の噴射液には主として水が用いら
れる。この場合の水としては、氷点を上回る冷水から温
水といわれる温度域のものが任意に用いられる。本発明
方法において、水に他の液体や化学剤を添加したものが
噴霧液や噴射液として用いられることもある。噴射液に
よる二次湿式処理については２回以上繰り返してもよ
く、そのような場合には、たとえば図１の装置における
排気筒１９の先端（上端）に、第２湿式処理筒１７以降
の構成部分が二組以上連結される。噴射液による二次湿
式処理を２回以上繰り返すというときは、その回数に比
例してダイオキシンの除去効率が高まる。

【００５２】本発明装置において、これを構成している
各機器・各部材などは、これらの仕様を自由に変更する
ことができる。とくに噴霧ノズル２３とこれに関連する
構成部品、および、噴射ノズル２９とこれに関連する構
成部品については、これらのノズル出力等を調整する機
能の備わったものが望ましい。第２湿式処理筒１７以降
の構成部分が二組以上、排気筒１９の先端（上端）に連
結される例のあることは前述のとおりである。

【００５３】

【発明の効果】本発明の一つは、燃焼排ガス中に含まれ
ているダイオキシンについて、ダイオキシンの温度によ
る形態変化特性に巧みに利用して湿式処理するという方
法であるから、超微細性ゆえに捕捉することが困難であ
ったダイオキシンを１ｎｇ・ＴＥＱ／Ｎｍ³以下という
ほぼ極限のレベルにまで低減することができる。したが
って本発明方法はダイオキシン公害の発生防止に大いに
貢献することができる。本発明方法については、また、
ダイオキシンの核凝縮素粒化・親水化のために燃焼排ガ
スと噴霧液とを互いに接触させるという先行の湿式処理
工程や、先行処理後の燃焼排ガスと高速噴射液とを衝突
させて燃焼排ガス中の核凝縮素粒化かつ親水化ダイオキ
シンをその噴射液で捕捉するという後続の湿式処理工程
だけでよいから工程数が少なくてすみ、処理操作も燃焼
排ガスを噴霧液や噴射液に接触させるだけでよいから容
易に行える。したがってダイオキシン対策のために巨額
の設備費を投入する必要がない。それに発生源からの燃
焼排ガスを各工程へ導くだけで足りるから、既存・新設
・規模の大小を問わず各種の設備に適用することができ
る。これらにつていは、また、高度の処理効果が低コス
トで確保でき、その上汎用性もみられるということであ
る。

【００５４】本発明の一つは、噴霧ノズルを内蔵した第
１湿式処理筒や噴射ノズルを内蔵した第２湿式処理筒な
どを主体にした装置であるから、前記の方法を容易に実
施することができる。しかも装置構成がきわめて簡潔で
あるから、膨大になりがちなこの種の設備費を大幅に抑
制することができる。それに所定の各処理筒を燃焼炉の
排気系に接続するだけというものであるから、既存の炉
に対しても簡単に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る方法や装置の一実施形態を略示し
た正面図である。

【符号の説明】

１１燃焼炉１２サイクロン１３煙突１４第１気流筒１５第１湿式処理筒１５ａ上部筒１５ｂ下部筒１６第２気流筒１７第２湿式処理筒１８サイクロン１９排気筒２０供給管系２０ａ分岐供給管２０ｂ分岐供給管２１第１貯溜タンク２２供給ポンプ２３噴霧ノズル２４配管２５バルブ２６ドレーン管２７第２貯溜タンク２８高圧ポンプ２９噴射ノズル３０配管３１分離槽３２仕切板３３流下パイプ３４オーバフローパイプ３５液体供給管系３６液体供給管系３７排出管系Ｓスラッジ

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ダイオキシンを含んだ燃焼排ガスを処理す
るための手段として相対的に前後する二つの湿式処理工
程を備え、先行する湿式処理工程のときには燃焼排ガス
と噴霧液とを互いに接触させて燃焼排ガス中のダイオキ
シンを核凝縮素粒化したり親水化したりし、後続する湿
式処理工程のときには先行処理後の燃焼排ガスと高速噴
射液とを互いに衝突させて燃焼排ガス中のダイオキシン
を高速噴射液で捕捉することを特徴とするダイオキシン
含有ガスの湿式処理方法。
【請求項２】先行する湿式処理工程において、２５０℃
以上の燃焼排ガスを３０〜２００℃の水分飽和点に２秒
以内で到達させる請求項１記載のダイオキシン含有ガス
の湿式処理方法。
【請求項３】後続する湿式処理工程において、燃焼排ガ
スの速度をＶ_G、高速噴射液の初期速度をＶ_Lとしたと
き、Ｖ_L≧（１０×Ｖ_G）にする請求項１記載のダイオ
キシン含有ガスの湿式処理方法。
【請求項４】後続する湿式処理工程において、燃焼排ガ
スの重量をＧ、高速噴射液の重量をＬとしたとき、（Ｌ
／Ｇ）≧１．５にする請求項１または３記載のダイオキ
シン含有ガスの湿式処理方法。
【請求項５】後続する湿式処理工程において、燃焼排ガ
スと高速噴射液との衝突時間を０．１秒以上にする請求
項１・３・４いずれかに記載のダイオキシン含有ガスの
湿式処理方法。
【請求項６】燃焼炉の排気系に接続された第１湿式処理
筒と、第１湿式処理筒の出口部側に接続された第２湿式
処理筒とを備えていること、および、ダイオキシンを含
んで燃焼炉の排気系から送り込まれてくる燃焼排ガスに
対して一次処理用の噴霧液を吹き付けるための噴霧ノズ
ルが第１湿式処理筒内に配置されていること、および、
第１湿式処理筒内で処置された後の燃焼排ガスに対して
二次処理用の高速噴射液を衝突させるための噴射ノズル
が第２湿式処理筒内に配置されていることを特徴とする
ダイオキシン含有ガスの湿式処理装置。