JPH11248141A

JPH11248141A - 燃焼排ガスの処理方法

Info

Publication number: JPH11248141A
Application number: JP10047901A
Authority: JP
Inventors: Wakako Shimodaira; 和佳子下平; Manabu Yamamoto; 学山本; Hiromichi Fujiwara; 弘道藤原
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1998-02-27
Filing date: 1998-02-27
Publication date: 1999-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】排ガス中の酸性ガスを中和する消石灰の使用
量を節約できる燃焼排ガスの処理方法を提供する。【解決手段】ごみ焼却炉１の排ガス煙道に消石灰を導
入して排ガス中のHClガスを中和し、中和生成物及び未
反応消石灰を粉体としてバグフィルタ10で除去し、浄化
した排ガスを煙突12から排出する共に、除去した粉体を
灰溶融炉18に導入して固化する排ガス処理方法におい
て、消石灰導入点Ａの上流のＢ点とバグハウス９下流の
Ｃ点で排ガス中のHCl濃度を連続的に測定し(31，34)、
Ｂ点でのHClガス濃度が上昇した際に消石灰の導入量を
一時的に増すと共に、一時的な増量供給の終了後にＣ点
でのHCl濃度が規制値以下となるまで、バグフィルタ10
で除去した粉体を消石灰導入点Ａに循環させ、未反応消
石灰を再利用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼排ガスの処理
方法に係り、特にごみ焼却炉から発生する酸性ガスの中
和に用いる中和剤の使用量を抑えるのに好適な処理方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、都市ごみの７０％以上は焼却処理
されている。焼却により都市ごみは約１２％に減量され
るが、それでもなお、焼却灰の最終処分場である埋立て
地の逼迫や、灰中の微量有害物質による二次公害の可能
性などが大きな問題となっている。昭和４５年に制定さ
れた廃棄物処理法はその後一部が改正されて運用されて
きたが、上記のような問題点を打開するために廃棄物の
排出の抑制と再利用化、ならびに廃棄物の減量化を目的
として廃棄物処理法の全般的な見直しが平成４年に行わ
れた。ここにおいて焼却炉ばいじん（飛灰）が”特別管
理一般廃棄物”に指定され、飛灰を処分するためには中
間処理が必要となり、厚生大臣よりその方法として溶融
固化、セメント固化、薬剤処理及び溶媒抽出処理の４方
法が指定された。この中で溶融固化法は、減容化できる
こと、安定化度が高いこと、薬品・添加剤等を必要とし
ないことに加え、溶融スラグの有効利用の可能性がある
ことから、４種の方法の中で最も有効な手段とされてい
る。

【０００３】ごみ焼却炉と灰溶融炉を組み合わせたシス
テムの一例を図３に示す。都市ごみはごみ焼却炉１に投
入され焼却される。焼却炉排ガスはガスクーラ２に導入
され水噴射によって約４００℃にまで冷却された後、空
気予熱機３に送られ、ブロア４により供給される燃焼用
空気を予熱する。その後、ガスクーラ５で１７０〜１９
０℃程度にまで冷却され。煙道６に送られる。そして、
排ガス中の酸性ガス（主にＨＣ１）を除去するために、
消石灰（Ｃａ(ＯＨ)₂）を消石灰ホッパ７から定量供給
機８により煙道６のＡ点に吹き込む。消石灰を含んだ排
ガスは、脱塵装置であるバグハウス９内に導入され、そ
の中のバグフィルタ１０で捕集される。ここで排ガス中
のＨＣ１は消石灰と反応しＣａＣｌ₂となって中和さ
れ、クリーンになった排ガスは誘引送風機１１で煙突１
２に送られ、系外に放出される。このようにしてバグフ
ィルタ１０の表面には消石灰を含む飛灰が徐々に堆積し
ていくが、その量が増えるとフィルタの目が詰まってガ
スが流れにくくなるため、電磁弁１３によって数分おき
に高圧空気をパルス的にバグフィルタ１０内に逆流さ
せ、フィルタ表面に付着した固体粒子(飛灰)を払い落と
す。これを逆洗と言う。装置によっては、バグハウス１
１内と大気との差圧を常時測定しておき、この差圧が所
定の値よりも小さくなったことを検知すると自動で逆洗
を行っている。このようにしてバグフィルタから払い落
とされた固体粒子(飛灰)は、抜き出しライン１４により
弁１５を介して中継ホッパ１６に一旦溜められる。そし
て、弁１７を介して灰溶融炉１８に供給され、バーナあ
るいは電気によって加熱され、通常１３００〜１３５０
℃程度で溶融スラグ化される。溶融炉１８で生じた溶融
スラグ１９はスラグタップ２０から流下し、スラグピッ
ト２１に落下し冷却固化された後、埋立処分あるいは有
効利用される。溶融時に発生した排ガスは、浄化処理さ
れた後に系外に排出される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の焼却炉の排ガス
処理に関しては、以下のような問題がある。排ガス中の
酸性成分を消石灰を吹き込んで中和する方法では、図４
に示すように、用いられる消石灰の種類により性能が異
なるものの、焼却炉から発生するガスに含まれるＣ１分
に対する消石灰（Ｃａ(ＯＨ)₂）の当量比が３〜５程度
で９０％以上の除去率を得ることができる。しかし、焼
却炉から発生する酸性ガスの量は、ごみの性状の変化に
伴って常に変動しており、時には急激に増加することが
あるため、実際には安全を見越して大過剰の消石灰を吹
き込んでおり、必要以上に大きな当量比となっている場
合が多い。このように過剰に消石灰を吹き込むと、消石
灰にかかる費用がかさんでしまうのは勿論のこと、その
他に次のような問題を引き起こす。

【０００５】まず、過剰に吹き込んだ消石灰の分、バグ
フィルタで処理する固体粒子（飛灰）の量が増大し、フ
ィルタが目詰まりするのが早くなるため、逆洗の間隔を
短くしなければならなくなる。バグフィルタの寿命は逆
洗回数が多いほど短くなるため、バグフィルタの取り替
えが頻繁となり、運転コストが高くなる。

【０００６】次に、バグフィルタで捕集し除去した飛灰
を溶融固化する場合、消石灰の吹き込み量が溶融温度に
影響を与える。通常の飛灰であれば、灰溶融炉は１３０
０〜１３５０℃で運転している。しかし、図５に示すよ
うに、灰の融点はその塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ₂比）が
高いほど高くなるため、焼却炉の排ガス処理の際に過剰
の消石灰を吹き込んでＣａ濃度が高くなった灰は塩基度
が高く、融点が高いものとなってしまう。このまま灰溶
融炉に供給すると安定に溶融できないだけでなく、最悪
の場合は、灰溶融炉が閉塞し運転停止に至る。ここで、
高融点の灰を溶融させようとして灰溶融炉のバーナ出力
を上げると、バーナの燃料消費量が多くなる。また、炉
内温度も高くなるので、炉内の高価な耐火材の損傷が早
まり、全体的にコスト高となる。

【０００７】さらに、飛灰処理方法として溶融を採用す
る場合に限らず、消石灰の使用量が多いほど、処理しな
ければならない飛灰の量自体がが多くなるため、廃棄の
際に余分なスペースが必要となり、処分場の寿命が短く
なる。

【０００８】消石灰の使用量を低減する方法としては、
主に以下の２つの方法がある。まず、発生する酸性ガス
の濃度を測定し、その値に応じて消石灰の導入量を変化
させる方法がある。この方法は酸性ガス濃度が高い状態
が持続すると、大量の消石灰を導入し続けなければなら
ず、結局消石灰の使用量及び灰量がある程度増大してし
まう。次に、消石灰と排ガスの接触時間が短く、バグフ
ィルタで捕集された粒子は未反応の消石灰を多く含んで
いることから、バグフィルタで捕集した粒子を再度煙道
に吹き込んで循環再利用することにより、使用する消石
灰の量を減らす方法がある。しかし、循環設備の操作が
煩雑であるため、一般には実施されていない。

【０００９】本発明の目的は、脱塵装置で捕集した未反
応の消石灰を、排ガス中の酸性ガス濃度の測定値を基に
循環させ再導入することにより、消石灰の使用量を節約
できる燃焼排ガスの処理方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、燃焼炉の排ガス煙道に中和剤を導入する
ことにより排ガス中の酸性ガスを中和し、その中和生成
物及び未反応の中和剤を粉体として脱塵装置で除去する
排ガス処理方法において、中和剤導入位置の上流及び脱
塵装置の下流で排ガス中の酸性ガス濃度を連続的に測定
し、中和剤導入位置の上流での酸性ガス濃度が上昇した
際に中和剤の導入量を一時的に増加させると共に脱塵装
置で除去した粉体を燃焼炉の排ガス煙道に循環させ、こ
の粉体の循環は一時的な増量導入の終了後に脱塵装置下
流側の酸性ガス濃度が規制値以下となるまで続ける方法
である。

【００１１】このように、焼却炉から発生する酸性ガス
（ＨＣｌ）の量が定常の変動範囲を越えて増加したとき
にのみ、大量の中和剤（消石灰）を一時的に吹き込み、
かつ脱塵装置で回収した中和剤（消石灰）を循環再利用
することにより、排ガス規制値を満足しつつ、中和剤
（消石灰）の使用量が最小限に抑えられる。

【００１２】上記排ガス処理方法において、さらに脱塵
装置で除去し、該除去した粉体を溶融炉に導入して固化
する工程を設ける場合は、中和剤（消石灰）を循環再利
用により、未反応中和剤（消石灰）の固化処理量が減少
し、それとともに溶融炉における塩基度の上昇が抑制さ
れ、それにつれて溶融物の融点の上昇が抑制されるため
に、溶融炉の燃料費や耐火材の損耗を減少させることが
できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の燃焼排ガスの処理方法を
図１を用いて具体的に説明する。図１は本発明の燃焼排
ガスの処理方法を具現化する装置の構成を示す図であ
る。本発明にかかる排ガスの処理装置は、主要構成部の
大部分が図３に示したものである。即ち、この排ガスの
処理装置は、従来の装置と同様に、ごみ焼却炉１、ガス
クーラ２、空気予熱機３、ブロア４、ガスクーラ５、消
石灰ホッパ７、定量供給機８、脱塵装置としてのバグハ
ウス９、バグフィルタ１０、誘引送風機１１、煙突１２
等を備えた排ガスの処理ラインと、電磁弁１３を通じて
高圧空気を送給しバグフィルタ１０を逆洗するライン
と、バグハウス９から消石灰を含む飛灰を抜き出し灰溶
融炉１８で溶融してスラグピット２１内で固化する飛灰
の固化ラインと、を備えている。

【００１４】この排ガスの処理装置は、さらに本発明の
特徴として、焼却炉１出口のＢ点及びバグハウス９後流
のＣ点でＨＣｌ濃度を測定すること、一時的に消石灰ホ
ッパ７から増量して供給すること、バグハウス９で捕集
した消石灰を含む飛灰を循環させて、消石灰ホッパ７か
らの消石灰とともに供給することがある。まず、焼却炉
で発生する酸性ガス濃度が通常の範囲内で変動している
定常状態では、この焼却炉１出口のＢ点からガスをサン
プリングし、連続式ＨＣｌモニタ３１で測定されたＨＣ
ｌ濃度から、演算器３２によって当量比を３〜５にする
のに必要な消石灰の量を算出する。このときの当量比は
使用する消石灰の性能によって適当な値を設定しておく
（図４参照）。演算の結果を受け、制御器３３によって
定量供給器８を制御し、必要な量の新品の消石灰を煙道
６のバグハウス９前のＡ点に吹き込む。このように、焼
却炉出口のＨＣｌ濃度の変化に応じて消石灰の導入量を
変化させることにより、消石灰の使用量を必要最低限に
抑えることができる。消石灰を含んだ排ガスは、バグハ
ウス９内に導入され、その中のバグフィルタ１０で捕集
される。ここで排ガス中のＨＣｌは消石灰と反応しＣａ
Ｃｌ₂となって中和され、クリーンになった排ガスは誘
引送風機１１で煙突１２に送られ、大気中に放出され
る。このとき、バグハウス９後流のＣ点において、ＨＣ
ｌモニタ３４によって排ガス中のＨＣｌ濃度を監視して
おく。

【００１５】次に、焼却炉で発生する酸性ガス濃度が通
常の変動範囲を超えて急激に上昇した場合の消石灰導入
方法について図２に示す。焼却炉出口のＢ点でＨＣｌモ
ニタ３１によって測定されるＨＣｌ濃度が定常値を越え
て急激に上層したことを検知する（図２(ａ)）と、制御
器３２によって定量供給機８を制御し、消石灰を定常状
態よりも高い当量比で一時的に大量にＡ点に導入する
（図２(ｂ)）。同時に、制御器３５によってバグハウス
９からの捕集粒子の抜き出しライン１４の弁１５を閉
じ、かつライン１４の弁１５上流から分岐した循環ライ
ン３６の弁３７を開き、バグフィルタ１０で捕集された
大量の消石灰及び中和物を再びＡ点に導入する（図２
(ｄ)）。このとき、バグハウス９出口のＣ点でＨＣｌモ
ニタ３４によって測定されるＨＣｌ濃度は、一時的に規
制値を越えるが、大量に導入された新しい消石灰と再導
入された消石灰によって、消石灰の増量導入の終了後
も、次第に低下する（図２(ｃ)）。そして、ＨＣｌモニ
タ３４によってＣ点のＨＣｌ濃度が規制値を下回ったこ
とを検知したら、制御器３５によって弁３７を閉じて弁
１５を開け、消石灰の循環を止める。

【００１６】従来の発生する酸性ガスの濃度に応じて消
石灰の導入量を変化させる方法では、酸性ガス濃度が高
い状態が持続すると、大量の消石灰を導入し続けなけれ
ばならず、結局消石灰の使用量及び灰量がある程度増大
してしまうのに対し、本発明では、一時的に大量に吹き
込んだ消石灰を捕集して循環再利用することにより、消
石灰の反応率を高め、トータルでの消石灰使用量を最低
限に抑えることができる。このため、処理・埋め立てす
る灰の量も低減できる。また、灰を溶融処理する場合に
過剰なＣａによる融点上昇を避けることができ、溶融炉
におけるトラブルを防止できるため、溶融にかかるコス
ト及び労力を大幅に低減することができることから、消
石灰循環設備の操作が多少煩雑であっても実施による効
果は大きい。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、酸性ガスの中和に必要
最小限の消石灰を使用することにより、目標とするＨＣ
ｌ除去率を達成しつつ、以下の効果を得ることができ
る。

【００１８】（ａ）消石灰の使用量を節約できる。

【００１９】（ｂ）脱塵装置で処理する飛灰の量が減る
ため、脱塵装置で用いるバグフィルタの寿命が延び、運
転コストを低減できる。

【００２０】（ｃ）脱塵装置で捕集した粉体を固化処理
する場合は、捕集する飛灰の塩基度の上昇を抑えて融点
が高くなるのを防げるため、溶融炉を安定的に連続運転
することができる。このことにより、炉温度を上げる必
要がないため、溶融炉のバーナの燃料費を節約でき、高
価な耐火材の損傷も防ぐことができ、溶融炉の運転コス
トを低減できる。

【００２１】（ｄ）飛灰を溶融処理する場合に限らず、
処理する飛灰の量自体を最小限に抑えることができるた
め、処分場の延命を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の燃焼排ガスの処理方法を具現化する装
置の構成を示す図である。

【図２】本発明による消石灰の導入方法を示す模式図で
ある。

【図３】従来技術による焼却炉排ガス及び飛灰の処理方
法を示す系統図である。

【図４】消石灰導入量による排ガス中ＨＣｌの除去特性
を示す図である。

【図５】飛灰の塩基度と融点の関係を示す図である。

【符号の説明】

１ごみ焼却炉２ガスクーラ３空気予熱機４ブロア５ガスクーラ６煙道７消石灰ホッパ８定量供給機９バグハウス１０バグフィルタ１１誘引送風機１２煙突１３電磁弁１４抜き出しライン１５弁１６中継ホッパ１７弁１８灰溶融炉１９溶融スラグ２０スラグタップ２１スラグピット３１連続式ＨＣｌモニタ３２演算機３３制御器３４連続式ＨＣｌモニタ３５制御器３６循環ライン３７弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼炉の排ガス煙道に中和剤を導入する
ことにより排ガス中の酸性ガスを中和し、該中和生成物
及び未反応の中和剤を粉体として脱塵装置で除去し、浄
化した排ガスを排出する燃焼排ガスの処理方法におい
て、中和剤導入位置の上流及び脱塵装置の下流で排ガス
中の酸性ガス濃度を連続的に測定し、中和剤導入位置の
上流での酸性ガス濃度が上昇した際に中和剤の導入量を
一時的に増加させると共に脱塵装置で除去した粉体を燃
焼炉の排ガス煙道に循環させ、該粉体の循環は一時的な
増量導入の終了後に脱塵装置下流側の酸性ガス濃度が規
制値以下となるまで続けることを特徴とする燃焼排ガス
の処理方法。
【請求項２】燃焼炉の排ガス煙道に中和剤を導入する
ことにより排ガス中の酸性ガスを中和し、該中和生成物
及び未反応の中和剤を粉体として脱塵装置で除去し、浄
化した排ガスを排出するとともに、除去した粉体を溶融
炉に導入して固化する燃焼排ガスの処理方法において、
中和剤導入位置の上流及び脱塵装置の下流で排ガス中の
酸性ガス濃度を連続的に測定し、中和剤導入位置の上流
での酸性ガス濃度が上昇した際に中和剤の導入量を一時
的に増加させると共に脱塵装置で除去した粉体を燃焼炉
の排ガス煙道に循環させ、該粉体の循環は一時的な増量
導入の終了後に脱塵装置下流側の酸性ガス濃度が規制値
以下となるまで続けることを特徴とする燃焼排ガスの処
理方法。