WO2021124592A1

WO2021124592A1 - 排煙処理装置

Info

Publication number: WO2021124592A1
Application number: PCT/JP2020/002107
Authority: WO
Inventors: 伊藤　智章
Original assignee: 伊藤涼子
Priority date: 2019-12-18
Filing date: 2020-01-22
Publication date: 2021-06-24
Also published as: JP2021094534A

Abstract

【課題】石炭や重油等を燃料として使用している工場等の排煙処理や、特に多種雑多なごみを含む廃棄物の処理に際して、所謂、大気汚染規制各種物質の除去を効果的に行うことができるとともに、一番処理が困難とされていた臭いの処理を完全に行うことができる排煙処理装置を提供する。【解決手段】煙突から排出される高温の排ガスを導入し、弱アルカリ性溶液でシャワーリングするシャワーリング槽３と、シャワーリングされた排ガスの温度を低下させるコンデンサー４と、コンデンサー４を通過した排ガスを導入し、貯蔵された強アルカリ性溶液中を通過させる強アルカリ性溶液通過槽６と、強アルカリ性溶液通過槽６を通過させた排ガスを導入し、オゾンにより排ガス中に含まれる有害物質を酸化イオン化し、マイナスイオン化させた排ガス中の物質をプラスイオン化されたフィルターを通過させて一括除去する排煙含有物質除去槽７とで構成する。

Description

排煙処理装置

本発明は、火力発電所で化石燃料を使用した際や、プラスチック系ごみを含む一般ごみ等の廃棄物を炭化処理および油化処理を行った際に生じる排煙を処理する排煙処理装置に関する。

　生ごみやプラスチック系ごみ等の一般ごみ、その他諸々の不要となった廃棄物は、所謂ごみ焼却装置で焼却処理されている。また、有機系ごみに無酸素状態で過熱水蒸気を接触させて炭化処理する方法で処理することも行われている。さらに、火力発電所や工場で化石燃料を使用した場合に、かかる処理に際して生じる排煙には、煤塵、塩化水素、硫黄酸化物、窒素酸化物、ダイオキシン類が含まれており、これらの規制物質については、法令により、その排出濃度や排出総量等が規制されている。かかる規制に対応するため、各種処理方法に基づいた排煙処理装置が提案されている。例えば、煤塵除去装置（特許文献１）や、硫黄酸化物除去装置（特許文献２）や、窒素酸化物除去装置（特許文献３）や、ダイオキシン除去装置（特許文献４）等、各種処理方式に基づいて数多くの排煙処理装置が提案されている。

特開２０１１－７２９４６特開２０１５－７１１７１特開２０１４－５５５９４特開２００５－８１１９１

　前記提案の各種排煙処理装置は、排煙をきれいにするため、それぞれの規制物質を対象として除去するものであるが、主に火力発電設備や、工場設備で使用される工業炉施設において燃焼手段の駆動により排出される排煙に対して、処理するものであり、その処理方式によってターゲットとする処理対象が相違している。したがって、プラスチック系ごみを含め雑多な一般ごみ等の廃棄物を炭化処理および油化処理を行う際に生じる排煙を処理するに際し、従来の排煙処理装置を採用するには、ごみの種類が多種に混在したままでは、全体として効果的に処理できないものであった。また、特に、臭いの物質となるいわゆる窒素酸化物を完全に取り除くことが困難となっていた。

そこで、本発明は、石炭や重油等を燃料として使用している工場等の排煙処理や、特に多種雑多なごみを含む廃棄物の処理に際して、所謂、大気汚染規制各種物質の除去を効果的に行うことができるとともに、一番処理が困難とされていた臭いの処理を完全に行うことができる排煙処理装置を提供することを課題としている。

　上記課題を解決するために、本発明は次のように構成した。すなわち、本発明に係る排煙処理装置は、煙突から排出される高温の排ガスを導入し、弱アルカリ性溶液でシャワーリングするシャワーリング手段と、シャワーリングされた排ガスの温度を低下させるコンデンサー手段と、コンデンサー手段を通過した排ガスを導入し、貯蔵された強アルカリ性溶液中を通過させる強アルカリ性溶液通過槽手段とを備えた排煙処理装置であって、前記強アルカリ性溶液通過槽手段を通過させた排ガスを導入し、オゾンにより排ガス中に含まれる有害物質を酸化イオン化し、マイナスイオン化させた排ガス中の物質をプラスイオン化されたフィルターを通過させて一括除去する排煙含有物質除去手段を設けたことを特徴としている。

　この構成の排煙処理装置によれば、先ず、廃棄物の処理装置等の煙突から排出された高温の排ガスは、シャワーリング手段に導入され、弱アルカリ性溶液、例えばアンモニア水によりシャワーリングされて粒子状物質や、硫黄酸化物、窒素酸化物などが取り除かれる。次いで、コンデンサー手段へ導入された排ガスは、潜熱を奪われて外気と同じ温度に低下され、液化され液体として取り除けるものは取り除かれる。コンデンサー手段から排出されたガスは、強アルカリ性溶液通過槽手段に導入され、当該通過槽手段で、強アルカリ性溶液、例えば、水酸化ナトリム中を通過させることで、臭いの物質と硫黄酸化物を分解して窒素酸化物に変化させるとともに、脱色される。

　次いで、強アルカリ性溶液通過槽手段を通過した排ガスは排煙含有物質除去手段に導入され、排煙含有物質除去手段では、オゾンにより完全に酸化イオン化され、この段階で取り除かれていないマイナスイオン化された窒素酸化物や粒子状物質、臭いの物質が、当該手段内のプラスイオン化されたフィルターで取り除かれ、その後に煙突から大気へ排出される。

　本発明に係る排煙処理装置は、廃棄物処理装置や火力発電設備から排出される排ガス中に含まれる煤塵、硫黄酸化物、窒素酸化物等を順次処理して取り除く手段が設けられており、取り分け処理の最終段階で、臭いの物質となる窒素混合物と硫黄酸化物とを分解して窒素酸化物に変化させ、窒素酸化物を一括してマイナスイオン化し、プラスイオン化したフィルターで除去する構成を講じられているので、排煙を規制基準値以下に処理して排出されるとともに、一番処理が困難とされていた臭いの処理を完全に行ったうえで排出することができる。

本発明の一実施形態に係る排煙処理装置の構成を示す図である。実施例装置により実際に測定した各部における二酸化窒素濃度の変化を示す図表である。実施例装置により実際に測定した各部における窒素酸化物濃度の変化を示す図表である。実施例装置により実際に測定した各部における一酸化窒素濃度の変化を示す図表である。実施例装置により実際に測定した各部における二酸化窒素濃度の変化を示す図表である。

以下、本発明の実施の形態について図面に基づき説明する。

　図１は、本発明の一実施形態に係る排煙処理装置の構成を示す図である。この排煙処理装置１は、火力発電設備、一般製造工場、廃棄物処理設備等から排出され排ガスが煙突２から装置内に導入される。この場合の排ガスは、通常３００℃程度の高温である。煙突２からの排ガスは、シャワーリング槽３に導入され、シャワーリング処理を受ける。このシャワーリング処理は、通常の弱アルカリ性溶液、本実施例ではアンモニア水（ＮＨ4ＯＨ）で行われ、シャワーリング槽３内で排ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）、粒子状物質（ＰＭ），窒素酸化物（ＮＯｘ）等が先ず取り除かれるようになっている。

　シャワーリング処理され、上記した規制物質がある程度取り除かれた排ガスは、次にコンデンサー４へ導入される。コンデンサー４は、所謂、復水器であり、導入される排ガスの潜熱を奪って液化するものであり、シャワーリングされた排ガスの温度を約７０℃以下程度に低下させ、ある程度大気と同温になるように温度を低下させる。この処理で、液化して液体となったものは、例えば水溶液として廃液槽５で取り除かれるようになっている。

　コンデンサー４を通過した排ガスは、強アルカリ性溶液が貯蔵された強アルカリ性溶液通過槽６に導入される。強アルカリ性溶液には、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムが使用されており導入された排ガスを、この強アルカリ性溶液通過槽６の中を通過させることで、排ガス中で最も取り除くことが困難な臭いの物質（窒素混合物）と取り除かれず残存していた硫黄酸化物（ＳＯｘ）を分解して窒素酸化物（ＮＯｘ）に変化させるようになっている。

　強アルカリ性溶液通過槽６を通過して残存していた硫黄酸化物や窒素混合物が窒素酸化物（ＮＯｘ）に変化させられた排ガスは、排煙含有物質除去槽７に導入される。排煙含有物質除去槽７内には、図示しない導入された排ガス中の窒素酸化物を全て酸化イオン化させるオゾン発生手段と、マイナスイオン化された窒素酸化物（ＮＯｘ）と，粒子状物質（ＰＭ）等を取り除くプラスイオン化されたフィルター手段が設けられている。したがって、排煙含有物質除去槽７に導入された排ガスは、オゾンにより全て酸化イオン化され、マイナスイオン化された排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、粒子状物質（ＰＭ）等がプラスイオン化されたフィルター手段によってほぼ取り除かれるようになっている。

　排煙含有物質除去槽７で処理されて窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、粒子状物質（ＰＭ）等がほぼ取り除かれた排ガスは、排煙含有物質除去槽７の出口に設置されたダクト８から排出される。

　図２乃至５は、上記のように構成された排煙装処理装置１において、各部における実測した各規制物質の濃度を示す図表である。図２は二酸化硫黄（ＳＯ2）の濃度変化を示し、図３は窒素酸化物の濃度変化、図４は一酸化窒素（ＮＯ）の濃度変化、図５は二酸化窒素（ＮＯ2）の濃度変化を示す。濃度の測定された箇所は、工場等の燃焼炉から煙突２へ導入された導入部（Ａ）、コンデンサー４の出口（Ｂ）、排煙含有物質除去槽７の入口（Ｃ）、排煙含有物質除去槽７の出口（Ｄ）である。

実際に測定されたデータ（表１）に基づいて図２に示すと、二酸化硫黄（ＳＯ2）は、同図中、破線で示す換算濃度の低減に対して、実線で示す実際濃度が、排煙含有物質除去槽７の出口（Ｄ）でほぼ取り除かれていることが示されている。

　また、実際に測定されたデータ（表２）に基づいて図３に示すと、窒素酸化物は、同図中、破線で示す換算濃度の上昇、低減に追従しながら、実線で示す実際濃度が、排煙含有物質除去槽７の出口（Ｄ）でほぼ取り除かれていることが示されている。

　また、実際に測定されたデータ（表３）に基づいて図４に示すと、図４に示すように、一酸化窒素（ＮＯ）は、図表中、破線で示す換算濃度の上昇、低減に追従しながら、実線で示す実際濃度が、排煙含有物質除去槽７の出口（Ｄ）でほぼ取り除かれている。したがって、排煙が規制基準値以下に処理して排出されるとともに、一番処理が困難とされていた臭いの処理が完全に行われたことが示されている。

　さらに、二酸化窒素（ＮＯ2）は、実際に測定されたデータ（表４）に基づいて図５に示すと、換算濃度、実際濃度とともに、測定箇所（Ａ）から（Ｄ）でほぼ零となっていることが示されている。

１　排煙処理装置
２　煙突
３　シャワーリング槽
４　コンデンサー
５　廃液槽
６　強アルカリ性溶液通過槽
７　排煙含有物質除去槽

Claims

　煙突から排出される高温の排ガスを導入し、弱アルカリ性溶液でシャワーリングするシャワーリング手段と、シャワーリングされた排ガスの温度を低下させるコンデンサー手段と、コンデンサー手段を通過した排ガスを導入し、貯蔵された強アルカリ性溶液中を通過させる強アルカリ性溶液通過槽手段とを備えた排煙処理装置であって、
前記強アルカリ性溶液通過槽手段を通過させた排ガスを導入し、オゾンにより排ガス中に含まれる有害物質を酸化イオン化し、マイナスイオン化させた排ガス中の物質をプラスイオン化されたフィルターを通過させて一括除去する排煙含有物質除去手段を設けたことを特徴とする排煙処理装置。