JPS61278333A - 焼却炉における燃焼管理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、都市ごみ焼却炉等の焼却炉から排出される排
ガス中の窒素酸化物の低減化を図シつつ、白煙の発生を
防止する燃焼管理方法に関するものである。

〔従来の技術及びその問題点〕

近年、焼却炉においては、大気汚染の見地から排ガス中
の窒素化合物の低減化、が急務となっている。

従来、都市ごみ焼却炉から発生する窒素酸化物は、酸素
濃度１２ノく−セント換算値で５０〜１５０　ｐｐｍで
あシ、発生するＨｏｘと排ガス中の酸素濃度との関係は
第１図に示すような関係にある。第１図からもあきらか
なように、燃焼用空気の空気率と発生窒素酸化物濃度に
は明らかな相関があり、空気率を下げれば窒素酸化物濃
度は小さくなる関係にある。しかしごみの組成は雑多で
あシその燃焼管理がむづかしい。したがって燃焼排ガス
中の酸素濃度の変動中も大き。

く、窒素酸化物濃度を低減させようとして空気率を低く
して運転すると、場合によっては、極端に酸素濃度が低
くなシ、煙突から白煙がみられる事があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明はこの白煙の発生を防止しつつＢｏｘ低減化をは
かる低公害の廃棄物の焼却方法、特にごみ焼却方法を提
供するものである。

〔発明の構成〕

本発明は、電気集塵機の出口に脱硝用触媒の充填層を設
置し、その上流側において排ガス中にアンモニアを注入
して排ガス中の窒素酸化物を除去するようにしてなるご
み焼却設備において、排ガスの酸素濃度を計測し該計測
された酸素濃度に基いてアンモニアの注入量を制御する
ことを特徴とする白煙の発生を防止する方法である。

本発明者等は焼却炉から出る白煙の原因について種々検
討を行っていたところ、白煙の発生にはアンモニウムが
起因していることを見出だした。

一般に都市ごみ焼却時には塩化水素が２００〜６００　
ｐｐｍ発生しておシ、酸素濃度が低下すると発生するＮ
％と煙突出口において排ガスの温度低下とともにＮＨａ
　（ガス）＋Ｔｉｃ＋ｒ（ガス）→Ｎｅｏ／　（固体）
の反応が進行し白煙として可視できるようになる。塩化
アンモニウムは昇華性物質であり電気集じん機の高温域
（５５０〜２００℃）ではアンモニアと塩化水素ガスに
なつ・ておシ、乾式電気集じん機では捕集できない。し
かしながら、排ガス中のアンモニア濃度を低く抑えるこ
とにより塩化アンモニウムの生成をなくし、白煙がみえ
ないようにすることができる。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明は白煙の原因であるＭＨＩガスを除去するため、
電気集じん機出口の排ガス温度２００〜３５０℃の領域
に脱硝触媒の充てん層を設置し、排ガスを通過せしめ、
排ガス中のアンモニアと窒素酸化物の選択反応ＮＯ＋　
ＮＨａ＋　Ｗ　０．４　Ｎ意＋３／２　ＥｋＯを起こし
て、アンモニアを低減させ、白煙の発生を防止するもの
である。

使用する触媒としては、脱硝活性に優れ、且つダストに
よる閉そくの心配がないことから、チタン−バナジウム
系のハニカム触媒が好ましい。

アンモニアを触媒層の上流側で注入して排ガス中のＮＯ
ｘを低減する方法が一般に採用されているが、アンモニ
アの注入量は従来の方法においては、ＮＯｘ計にて入口
ＮＯ！濃度を検出し、それと処理ガス量から、ＮＯｘ処
理量を決定し、それの等モルかそれ以下のアンモニアを
注入していたが、酸素濃度低下時には発生するアンモニ
アも加わることになり、アンモニア過剰となシ白煙の原
因となる。

そこで、本発明においては、酸素濃度計によシ酸素濃度
を計測して、酸素濃度低下時には、ＮＨａ注入を停止し
、排ガス中のアンモニアによシ脱硝反応を行なわせ、酸
素濃度が高くなり、排ガス中のアンモニアが減少した場
合は、アンモニアを注入を何間するようにすれば、触媒
のバッファー効果（実施例３参照）と相まってアンモニ
ア発生を低濃度に抑えられるばかシでな（、ＮＯ：ｃ　
９度も低濃度に保持しうるものである。

実施例５で説明するように排ガス中の０．８％以下でア
ンモニア注入オフ（ＯＦＦ）、０１８％以上でアンモニ
ア注入オン（ＯＮ）という簡単なオン−オフ（ＯＮ−Ｏ
ＦＦ）　　制御であるが、注入量を３段階に変化させた
シ、基準のへ５からの偏差からの比例した注入量とした
シすればより一層安定した運転管理ができる。

アンモニア濃度計で触媒層てん層前のＮ１’４６度を計
測しコントロールを行なうことも考えられるが、ＮＨａ
濃度計が一台余分必要となりコストアップにつながる。

むしろ、通常の熱焼管理に用いる酸素濃度計を流用して
ＮＨａ注大最大量ントロールを行なうのが触媒のバッフ
ァー効果によりＮ′Ｈａ濃度の変動も充分カバーできる
ので好ましい。

つぎに本発明を実施例に基いて説明する。

実施例１ 白煙の発生原因物質の追跡扁１ ムごみ焼却設備の電気集じん機出口にて、酸素濃度計に
よシ酸素濃度を連続測定しつつＪ工５Ｈ）０９９に準拠
して排ガス中のアンモニア濃度全計測した。また、１名
が焼却場の外で煙突からの白煙の状態を観察した。この
日は請天で外気温度２０℃であった。

第２図に結果を示すが、酸素濃度低下（空気比低下）と
ともに、排ガス中のアンモニア濃度が極端に増大し、白
煙もみえてくることがわかった。

実施例２ 白煙の発生物質の追跡Ａ２ 人ごみ焼却設備の電気集じん構出口の測定孔にて、第３
図に示すガラス管のサンプリング管を用いて排ガスを吸
引した。

図に示したガラス管３０部分（低温ゾーン）に白い水溶
性物質が付着しており、分析した結果これは塩化アンモ
ニウムであることがわかった。

実施例３ 第４図に示す装置を用い、Ａごみ焼却場の電気集じん構
出口より、燃焼排ガスをｓ　ｏ　ｏ　Ｎａｄ分取し、電
気ヒーター４で加熱した後チタンバナジウム系のハニカ
ム触媒１５０口Ｘ５００”、７を直列６本充てんした反
応器６に通過させ、反応器６の入口と出口におけるアン
モニア及び窒素酸化物の濃度を測定した。アンモニアは
注入しなかった。

結果を表１に示す。

表−１からあきらかなように、触媒層出口のアンモニア
濃度はかなり低減されている。窒素酸化物とアンモニア
の選択還元反応は、はぼ等モルで反応するが、アンモニ
アが等モル以上のときは、触媒が余分のアンモニアを吸
着し、等モル以下の不足分は吸着していたアンモニアを
吐き出す性質があシ、燃焼状態の変動に対して充分なバ
ッファー効果があるため、表−１のように等モルで反応
でないＫもか＼わらず良好な結果が得られたと考えられ
る。

実施例４ 第４図に示す実験装置でアンモニウム／べ８からアンモ
ニアをハニカム触媒層てん屑入口の平均ＮＯｘ濃度９０
　ｐｐｍに対し、等モル量注入した場合、表２に示す結
果が得られた。

この場合、アンモニアの注入と酸素濃度の低下時に発生
するアンモニアが加算される事になシ、たえずアンモニ
アが窒素酸化物より過剰になシ、触媒がアンモニアを吸
着しきれず、触媒層出口において実施例３より高濃度で
検出され、白煙も目視されるようになった。

実施例５ 第２図に示すように酸素濃度が低下するとＮ％濃度が極
端に高くなることがわかっているので、第４図に示す実
験装置のアンモニアガス注入配管に電磁弁を取りつけ、
排ガスの酸素濃度計がＯ！ａＯ％以下になるとアンモニ
ア注入をやめ、ａＯ％以上になると平均ＮＯｘ濃度９０
ｐｐｍに対してモル比α９の８０　ｐｐｍのアンモニア
を注入する方式にした場合の反応器入口と出口における
アンモニア及び窒素酸化物の濃度を測定した。

結果を表３に示す。

この場合、酸素濃度低下時には排ガスよシ発生するアン
モニアによシ脱硝反応を行々わせ、酸素濃度上昇時には
、アンモニアの注入によ勺脱硝反応を行なわせることに
なる。そして触媒の充分なバッファー効果により表−３
のように等モルでなくても、脱硝率ははぼ一定で、出口
アンモニア濃度も１５　ｐｐｍ以下に抑えられている。

以上のように、酸素濃度によりＮ鶏の注入量の制御を行
なうととによシ、触媒のバッファー効果と相まって、Ｎ
Ｈａの発生を低濃度に抑え白煙の発生を抑えるとともに
、安定したＨｏｘ除去率が得られている。

【図面の簡単な説明】

第１図は排ガス中の酸素濃度とＮＯｘ濃度の関係を示す
図、第２図は排ガス中の酸素濃度とＮ％濃度の関係を示
す図、第３図は白煙物質の排取に用いたサンプリング装
置の断面概略図、第４図社本発明の実験に使用した装置
のフロー図を示す。 １・・・・ヒーター、２−・・シリコンチューブ、３−
ガラス管、４−・・・電気ヒーター、５−・・アンモニ
ア混合器、６−・・反応器　７　＋＋＋　７’％ニカム
触媒、８−アンモニアボンベ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、電気集塵機の出口に脱硝用触媒の充填層を設置し、
   その上流側において排ガス中にアンモニアを注入して排
   ガス中の窒素酸化物を除去するようにしてなるごみ焼却
   設備において、排ガスの酸素濃度を計測し該計測された
   酸素濃度に基いてアンモニアの注入量を制御することを
   特徴とする白煙の発生を防止する方法。