JPH11351548A - 焼却炉のばい塵処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】スプレードライヤーに特徴を持たせ、小型化す
ることでばい塵処理装置をコンパクト化し、排気ガス処
理装置をコンパクト化し、排気ガス処理に伴って発生す
る粒状固形物を、セメントコンクリート混合材として活
用できる小型焼却炉のばい塵処理装置を提供する。 【解決手段】小型焼却炉１からの排気ガスを、二次燃焼
炉２で再燃焼してから、排気ガスに含まれるばい塵の除
去と冷却を行うサイクロン３と、排気ガスの酸性成分を
除去するために、消石灰とセメントとの混合スラリーを
噴霧して、排気ガスに含まれる酸性成分を粒状固形物と
して除去するスプレードライヤー４とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ごみ焼却炉から排出さ
れるばい塵の浄化を行うごみ焼却炉のばい塵処理装置に
関するものであり、特に小型焼却炉から排出されるばい
塵の浄化を行う焼却炉のばい塵処理装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図3は、従来例の説明図である。従来の
この種の排気ガス処理装置としては、大型の都市ごみ焼
却炉排気ガス処理システムがあり、ボイラーからの排気
ガスに消石灰乾燥粉末をダクト中に噴霧したり、消石灰
スラリーをスプレードライヤー内に噴霧する方法が知ら
れている。(「集塵の技術と装置」1997年5月初版、第16
8頁〜第201頁、日刊工業新聞社発行)。また、半乾式及
び乾式脱硫装置としては、石炭の燃焼ガスを脱硫する脱
硫装置(持開平5-309229)がある。

【０００３】図3(a)は、都市ごみ焼却炉排気ガス処理シ
ステムの実施例のフローを示しており、排気ガスが反応
蒸発塔下部から上部に向かって通過する間に、消石灰ス
ラリーがノズルから噴霧され、消石灰スラリーと排気ガ
ス中の酸性成分とが反応しながら乾燥され粉体となって
飛散し、ダクトでバッグフィルターに流入する。さら
に、ダクトの中間で消石灰乾燥粉末が吹き込まれ酸性成
分の処理が行われている。

【０００４】図3(b)は、都市ごみ焼却炉排気ガス処理シ
ステムのスプレードライヤー方式を示している。排気ガ
スがスプレードライヤーを通過する間に、消石灰スラリ
ーが高速回転円板(ロータリーアトマイザ一)に滴下し噴
霧化する。この噴霧消石灰スラリーと排気ガス中の酸性
成分とが反応しながら乾燥し、粒状固形物となり落下し
除去され、排気ガスは、スプレードライヤー下部側面か
ら排出され、電気集塵装置に流入する。

【０００５】回収された粒状固形物は、一部リサイクル
されその他は廃棄される。図3(a)、図3(b)の都市ごみ焼
却炉排気ガス処理設備は大型で、小型焼却炉のばい塵処
理設備には不適である。図4は、スプレードライヤーの
従来例の説明図である。図4(a)は、図3(b)に示されたス
プレードライヤーの構成図で、滴下する消石灰スラリー
を高速回転のロータリーアトマイザーで飛散させ、比較
的粒径の揃った粒状固形物を得易いスプレードライヤー
で、主にセラミックスの球状粉体を得る目的に使用され
ている。非常に高価で維持費も高く、小型焼却炉のばい
塵処理設備には不適である。

【０００６】図4(b)は、ノズルから消石灰スラリーを噴
霧するスプレードライヤーであるが、かかるスプレード
ライヤーは、消石灰スラリーと排気ガス中の酸性成分と
が反応し粒状固形物になるための長さと、排気ガスと粒
状固形物とを分離する長さとが必要で重力方向に長いも
のとなっていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の技
術による排気ガス処理装置は、大型で大容量処理に適し
てはいるが、高価／複雑なもので、小型で効率のよい排
気ガス処理装置としては不適である。さらに、回収した
固形物を廃棄する費用も発生している。本発明は、かか
る点に鑑みてなされたものであり、スプレードライヤー
をコンパクト化し、飛散粉塵量の軽減を行いバッグフィ
ルターの負荷を軽くすることによって小型化を行ったも
のである。さらに回収した粒状固形物を、セメントコン
クリート混合材として利用できることを目的としたもの
である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
の焼却炉のばい塵処理装置は、焼却炉１からの排気ガス
の酸性成分を除去するため、排気ガスに消石灰とセメン
トとの混合スラリーを噴霧して、排気ガスに含まれる酸
性成分を粒状固形物として除去するスプレードライヤー
４を備えて構成したものである。

【０００９】また、本発明の請求項２に記載のばい塵処
理装置は、焼却炉１とスプレードライヤー４との間に、
焼却炉１からの排気ガスを再燃焼させる二次焼却炉２お
よび該二次焼却炉で再燃焼された排気ガスからばい塵の
除去と排気ガスの冷却とを行うサイクロン３を備えたも
のである。本発明の請求項３に記載のばい塵処理装置
は、回収される粒状固形物をセメントコンクリート混合
材として再利用できるように、消石灰とセメントとの混
合比を調整するスラリー調整槽７を備えたものである。

【００１０】また、本発明の請求項４に記載のばい塵処
理装置は、スプレードライヤー４からの排気ガスに含ま
れる粉塵を除去するバッグフィルター５と、該バッグフ
ィルター５の処理済排気ガス出口側に配置した排気フア
ン６と、排気フアン６の出口以降のダクトから二次燃焼
炉２とサイクロン３との中間へのバイパス管１９と、バ
イパス管１９に設けられたバイパスダンパー１１と、焼
却炉に設けられた炉圧検出計１２と、排気フアン６の出
口以降のダクトに設けられたリターン風量を可変させる
風量調整ダンパー１８とを備えたものである。

【００１１】本発明の請求項５に記載のばい塵処理装置
は、焼却炉１からの排気ガスが送り込まれるスプレード
ライヤー４と、排気ガスの酸性成分を除去するために、
消石灰スラリーを供給する供給器９と、スプレードライ
ヤー４の下端部４ａよりも上側であり、且つスプレード
ライヤー４の下端部４ａよりも外側に形成された排出ダ
クト１７とを備える。

【００１２】

【作用】本発明の請求項１に記載の焼却炉のばい塵処理
装置によれば、焼却炉からの排気ガスは、スプレードラ
イヤー４中に消石灰とセメントの混合スラリーを噴霧す
ることにより、排気ガス中の酸性成分は、消石灰および
セメントの混合スラリーと反応しながら乾燥して粒状固
形物となり除去される。かかる粒状固形物はセメントコ
ンクリート混合物として再利用することができる。

【００１３】また、本発明の請求項２に記載の焼却炉の
ばい塵処理装置によれば、焼却炉１からの排気ガスを再
燃焼させる二次焼却炉２が設けられているため、ダイオ
キシンの発生を防止することができる。またサイクロン
３によりばい塵の除去と排気ガスの冷却とを行うことが
できる。本発明の請求項３に記載の焼却炉のばい塵処理
装置によれば、消石灰とセメントとの混合比を調整する
スラリー調整槽７を備えているため、コミの焼却時の天
候、ゴミに含まれる酸性成分の量に応じて、スプレード
ライヤー４で生成される粒状固形物の大きさ／強度等が
セメントコンクリート混合物として最適に利用できるよ
うに調整することができる。

【００１４】また、本発明の請求項４に記載の焼却炉の
ばい塵処理装置は、バッグフィルターにおいて、スプレ
ードライヤー４からの粉塵を除去することができる。ま
た、炉圧検出器の信号により、リターン排気ガス量の増
減を行いサイクロン３及びスプレードライヤー４の風量
変動を少なくし、安定したばい塵処理を達成することが
できる。

【００１５】本発明の請求項５に記載の焼却炉のばい塵
処理装置は、スプレードライヤーの下端部よりも上側の
ダストバンカー壁に接続される排出ダクトを備えている
ので、排気ガスと粒状固形物との分離が容易になり、ス
プレードライヤー４を小容量にすることができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を、添付図面を参照し
ながら説明する。図１は、本発明の焼却炉のばい塵処理
装置のシステム全体を示す構成図、図２は、図１に示す
小型焼却炉のばい塵処理装置のスプレードライヤーの斜
視図である。図１、図２において、同一符号は同一対象
物を示す。

【００１７】ゴミ等を焼却する焼却炉１にはゴミ等の焼
却状態を検出するための炉圧検出器１２が設けられてい
る。焼却炉１の排気ガスは、ダクトを介して二次燃焼炉
２に送られる。二次燃焼炉２にはバーナー１３が設けら
れ、バーナー１３により排気ガスが800〜1000℃以上に
なるように再燃焼される。これは未燃焼で生じたダイオ
キシンが含まれる排気ガスを再度燃焼させることにより
排気ガス中にダイオキシンが含まれないようにするため
である。二次燃焼炉２内部には、耐火物製の格子状又は
棚組状のチェッカー煉瓦１４が設置されてり、バーナー
１３により高温帯が容易に得られるようにしてある。

【００１８】二次燃焼炉２からの排気ガスは、ダクトを
介してサイクロン３の上部に送られる。かかるダクトに
は、後述するダクト１９も接続されている。サイクロン
3は円錐錐の形状で下方が絞り込まれている。サイクロ
ン３の下部には、ばい塵を受け取るためのダストバンカ
１５が設けられる。ダクト１９は直接サイクロン３の上
部に接続されていてもよい。

【００１９】ばい塵が除去された排気ガスは、ダクトを
介してスプレードライヤー４の上部に送られる。スプレ
ードライヤー４の上部には消石灰とセメントの混合スラ
リーを噴霧する複数のノズル９が設けられている。複数
のノズル９の代わりに、高速回転円板(ロータリーアト
マイザ一)にスラリを滴下して噴霧化する構成を採用し
てもよい。スプレードライヤー４は円錐錐の形状で下方
が絞り込まれている。スプレードライヤー４の下部に
は、粉塵を受け取るためのダストバンカ１６が設けられ
る。

【００２０】所定濃度の消石灰、セメントおよび水を混
合する混合スラリー調整槽７がスプレードライヤー４の
近傍に設けられており、所定の混合スラリーを上記スプ
レードライヤー４に設けられたノズル９に供給するポン
プ８も設けられている。ダストバンカ１６は、消石灰と
反応しかつセメントよって結合した粒状固形物を蓄える
ために設けられる。かかるダストバンカ１６の上面もし
くは側面には、ダクト１７が設けられている。ダクト１
７のダクト最下端１７ａの高さ位置はスプレードライヤ
ー４の下端部４ａの位置よりも高くなっている（図２を
参照）。つまり、スプレードライヤー４の下端部４ａか
ら、排気ガスと粒状固形物とが排出されるが、ダクト１
７から排気ガスのみが排出されるように構成されてい
る。ダクト１７はバッグフィルター5に接続されてい
る。

【００２１】従来のダクトは、スプレードライヤーの側
面且つ下方に設けられていた。そのため、排気ガス中の
酸性成分と消石灰が反応しながら乾燥し、微小な粒状固
形物に生成されたものと、反応しない排気ガスとを分離
するために、かなり上下方向に長いスプレードライヤー
にしておかなければならなかった。つまり微小な粒状固
形物が浮遊することなく自重により落ちていくために
は、スプレードライヤー内の気体の流れが落ち着く時間
を確保するように構成せざるをえなかった。しかし、上
記構成により排気ガスと粒状固形物とが容易に分離でき
るため、スプレードライヤーを小型化することができ
る。また、混合スラリーにはセメントを加えているた
め、粒状固形物が消石灰のみの場合よりもより大きく形
成され易いことも排気ガスと粒状固形物との分離を容易
にしている。

【００２２】バッグフィルター５は、スプレードライヤ
ー４およびダストバンカ１６からの排気ガスに含まれる
粉塵を除去する。かかる粉塵には、上述した粒状固形物
のうち、特に微小な粒状固形物がその自重によりダスト
バンカ１６に残らず浮遊してしまい排気ガスとともにバ
ッグフィルター５側に送られるものが含まれる。バッグ
フィルター５の処理済排気出口側には排気フアン６が配
置される。該排気フアン６の出口以降のダクト１０には
ダンパ１８が備えられる。該ダンパ１８とバッグフィル
ター５との間には、前記二次燃焼炉２とサイクロン３と
の中間につながるダクト１９が配置される。ダクト１９
には風量調整ダンパー１１が備えられる。

【００２３】焼却炉のばい塵処理装置を制御する制御部
５０に炉圧検出器１２からの信号が送られ、制御部３０
からは排気フアン６、混合スラリー調整槽７、ポンプ
８、風量調整ダンパー１１、１８およびバーナー１３に
信号が送られるように構成されている。以下、焼却炉の
ばい塵処理装置の動作について説明する。

【００２４】焼却炉１からの排気ガスは、ダクト１９か
らのリターン排気ガスと混ざりながらサイクロン３に流
入する。サイクロン３では、ばい塵の除去と排気ガスの
冷却が行われ、スプレードライヤー４に流入する。スプ
レードライヤー４では、混合スラリー調整槽７からポン
プ８により消石灰とセメントの混合スラリーを複数個の
ノズル９から内部中央部に向け噴霧されている。ノズル
９から噴出されたスラリーは中央部で衝突し、噴出速度
エネルギーにより噴出時より微細化され、スプレードラ
イヤー４内部全体に飛散する。スプレードライヤー４に
流入した排気ガスは、外周部に沿って旋回しながら飛散
しているスラリーを巻き込み200℃前後まで冷却される
と共に、排気ガス中の酸性成分は、消石灰と反応しなが
ら乾燥し、セメントの結合力によって強固な粒状固形物
となる。粒状固形物は、気流と共に下降してダストバン
カ１６に入り分離される。ダストバンカ１６の排気ガス
は、ダクト１７を介してバッグフィルター５に入り、ダ
ストバンカ１６からの飛散粉塵は、バッグフィルターで
捕集することができる。

【００２５】上記混合スラリー調整槽７では、生石灰粉
砕物と、セメント(例えば、ポルトランドセメント、ア
ルミナセメントの１つ以上)とを、７%〜２５%の範囲内
で混合し、水を加えて混合物を４%〜１０%含有するスラ
リーとして調整する。そしてポンプ８で圧送し、複数個
のノズル9から噴霧して排気ガス中の酸性成分と反応さ
せながら乾燥し、粒状固形物として回収できる。なお、
生石灰とセメントの混合物において、セメント７%〜２
５%にしたのは、７%未満では回収された粒状固形物の強
度が弱く再利用が困難で、２５%以上では硬化が早く未
反応消石灰が多く残り不経済となるからである。かかる
混合スラリーがスプレードライヤー４に供給される量
は、炉圧検出器１２の信号によって制御部５０からポン
プ８に指示される。

【００２６】バッグフィルター５の排気ガスの出口側に
設けられた排気フアン６は、焼却炉のばい塵処理装置が
処理する排気ガスを炉圧検出器１２の信号に応じて調整
する。ダクト１０に設けられたダンパー１８は、ダンパ
１８手前のダクト１９に排気ガスを送り込むために設け
られるもので、ダンパー１８を少し閉め、ダンパー１１
を少し開放することで、処理済の排気ガスを二次燃焼炉
２からの排気ガスに混入させ、排気ガス温度を下げる調
整を行う。ダンパ１８を閉めないとダンパ１１を開放し
たとき、二次燃焼炉２からの排気ガスのー部が、未処理
のまま大気中に放出される。更に、炉圧検出器１２から
の信号により、リターン風量を可変させる上記風量調整
ダンパー１１、１８により、焼却炉１でのごみ燃焼量の
増減に伴う排気ガス量の変化にかかわらず、サイクロン
３及びスプレードライヤー４の風量をー定に保ち、特に
スプレードライヤー4でのスラリー噴霧量と風量とのバ
ランスを保ち安定した操業が維持できる。

【００２７】次に、スプレードライヤー4の構造につい
て図2を用いて説明する。図２（ａ）に示すスプレード
ライヤー４は、上部に流入口を備えた接線式サイクロン
円筒部を持っている。スプレードライヤー４円錐部の下
部にはダストバンカ１６が接続され、ダストバンカ１６
側面の上部に排出ダクト１７を備えて構成されている。
スプレードライヤー４の下端部４ａは、排出ダクト１７
の最下端部１７ａよりも下側にある。このため、排気ガ
スと粒状固形物との分離が容易になっている。もちろん
スプレートライヤー4は排気ガス中の酸性成分と反応す
るに必要な長さを持ち、サイクロンの特性を備えている
が、かかる構成により従来のスプレートライヤーと比較
し小型化することができる。

【００２８】図２（ｂ）に示すスプレードライヤー４
は、（ａ）に示したものの第１変形例であり、スプレー
ドライヤー４の円錐部下部にダストバンカ１６が接続さ
れ、ダストバンカ１６の天井部に排出ダクト１７を備え
て構成されている。図２（ｃ）に示すスプレードライヤ
ー４は、第２変形例であり、円錐部下部にスプレードラ
イヤーとダストバンカとを一体に形成したものとなって
いる。

【００２９】図２（ａ）、（ｂ）および（ｃ）いずれの
ものも、スプレードライヤー４の下端部４ａは、排出ダ
クト１７の最下端部１７ａよりも下側にあるが、排出ダ
クト１７の上端部がスプレードライヤー４の下端部４ａ
よりも下になければ足りる。つまり、排出ダクト１７と
スプレードライヤー４の下端部４ａとの水平方向の距離
が長ければ、スプレードライヤー４の下端部４ａが、排
出ダクト１７の最下端部１７ａよりも多少上側にあって
も排気ガスと粒状固形物との分離は容易である。

【００３０】なお、本発明は、上記実施例に何ら制限さ
れるものではなく、例えば二次燃焼炉2からのダクトが
長く自然冷却によって、又は二次燃焼炉２からのダクト
を水冷／空冷等の強制冷却によって、二次燃焼炉２から
の排気ガス温度が500℃以下にできる場合は、サイクロ
ン３を省略してもよい。この場合には二次燃焼炉２から
の排気ガスが直接スプレードライヤー４に供給され、コ
ンパクトな装置にすることもできる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スプレードライヤーに特徴を持たせ小型化することで、
排気処理装置をコンパクト化し、排気処理に伴って発生
する粒状固形物を、セメントコンクリート混合材として
活用できる小型焼却炉のばい塵処理装置を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる小型焼却炉のばい塵処理装置の
システム全体を示す構成図である。

【図２】ばい塵処理装置のスプレードライヤーの図であ
る。

【図３】都市ごみ焼却炉排気ガス処理システム図であ
る。

【図４】従来のスプレードライヤーの構成図である

【符号の説明】

1.焼却炉 2.二次燃焼炉 3.サイクロン 4.スプレードライヤー 5.バッグフィルター 6.排気フアン 7.混合スラリー調整槽 8.スラリーポンプ 9.噴霧ノズル 10.排気ダクト 11.風量調整ダンパー 12.炉圧検出器 13.バーナー 14.チェッカー煉瓦 15.ダストバンカ 16.ダストバンカ 17.排出口 18.風量調整ダンパ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焼却炉からの排気ガスの酸性成分を除去
   するために、消石灰とセメントとの混合スラリーを噴霧
   して、排気ガスに含まれる酸性成分を粒状固形物として
   除去するスプレードライヤーを備えたことを特徴とする
   焼却炉のばい塵処理装置。
2. 【請求項２】 前記焼却炉と前記スプレードライヤーと
   の間に、前記焼却炉からの排気ガスを再燃焼させる二次
   焼却炉および該二次焼却炉で再燃焼された排気ガスから
   ばい塵の除去と排気ガスの冷却とを行うサイクロンを備
   えたことを特徴とする請求項1に記載の焼却炉のばい塵
   処理装置。
3. 【請求項３】 前記粒状固形物をセメントコンクリート
   混合材として再利用できるように、前記消石灰と前記セ
   メントとの混合比を調整するスラリー調整槽を備えたこ
   とを特徴とする請求項1に記載の焼却炉のばい塵処理装
   置。
4. 【請求項４】 前記スプレードライヤーからの排気ガス
   に含まれる粉塵を除去するバッグフィルターと、該バッ
   グフィルターの処理済排気ガス出口側に配置した排気フ
   アンと、該排気フアンの出口以降のダクトから前記二次
   燃焼炉と前記サイクロンとの中間へのバイパス管と、該
   バイパス管に設けられたバイパスダンパーと、焼却炉に
   設けられた炉圧検出計と、該排気フアンの出口以降のダ
   クトに設けられたリターン風量を可変させる風量調整ダ
   ンパーとを備え、前記炉圧検出計からの信号に基いて前
   記バイパスダンパーと前記風量調整ダンパーとを調整す
   ることを特徴とする請求項２に記載の焼却炉のばい塵処
   理装置。
5. 【請求項５】 焼却炉からの排気ガスが送り込まれるス
   プレードライヤーと、前記排気ガスの酸性成分を除去す
   るために、消石灰スラリーを供給する供給器と、前記ス
   プレードライヤーの下端部よりも上側であり、且つ前記
   スプレードライヤーの下端部よりも外側に形成された排
   出ダクトとを備えた焼却炉のばい塵処理装置。