(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般廃棄物や産業廃棄物を焼却するごみ焼却施設に設置され、バグフィルタによって捕集された飛灰中のダイオキシン類を、低酸素条件下で加熱して無害化する捕集飛灰の脱塩素化装置であって、
ガス冷却設備と後続の空気予熱器とを連結する排ガス煙道上に配設され、該排ガス煙道外周を囲繞する飛灰移送機構内に布設された移送手段と、該飛灰移送機構外部に形成された飛灰送入口、脱塩灰排出口、不活性ガス注入口及び排ガス排出口とから成る飛灰加熱装置と、該飛灰加熱装置に連結された脱塩灰冷却機と排ガス処理手段とで主体が構成されるとともに、
上記移送手段は、駆動機構を備え、上記飛灰移送機構内において円環状に複数条、または螺旋状に布設されたことを特徴とする捕集飛灰の脱塩素化装置。
【請求項２】
請求項１の捕集飛灰の脱塩素化装置を用いた捕集飛灰の脱塩素化方法であって、
バグフィルタから飛灰送入口を経て飛灰移送機構に供給された捕集飛灰を、移送手段により移送するとともに、不活性ガス送入による低酸素条件下で、排ガス煙道内を流れるガス冷却設備で減温された排ガスと熱交換して加熱・保持することにより、捕集飛灰中のダイオキシン類を脱塩素化分解したあと、脱塩灰冷却機で急冷却して飛灰処理装置に排出する一方、捕集飛灰加熱により発生した排ガスを、排ガス処理手段で冷却処理したあと、バグフィルタ前に送還することを特徴とする捕集飛灰の脱塩素化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般廃棄物や産業廃棄物を焼却するごみ焼却施設の排ガス処理設備で捕集された捕集飛灰中のダイオキシン類を除去する捕集飛灰の脱塩素化装置及びその脱塩素化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
捕集飛灰中のダイオキシン類を低減化する技術として、現在最も多く使用されているものは、図４にその概要を示すパドル式電気熱分解装置である。
【０００３】
図４において、図示しない集じん装置によって捕集された、粉じんと塩化物と未反応薬剤類及びダイオキシン類を吸着した活性炭などを含む捕集飛灰ＦＡは、内外の温度差と圧力差をシールする機能を有する定量供給機Ｒ１  を介して、電熱器ＥＨで外周を囲繞され、温度制御器ＴＩＣにより３５０〜４００℃程度に内部温度を制御された不銹鋼やセラミック製の灰加熱ドラムＨＤに送入され、該灰加熱ドラムＨＤ内部に設置された独特なパドル形状を有する加熱コンベアＨＰによって、攪拌されながら約１時間をかけて灰冷却ドラムＣＤ側に排気される。
【０００４】
この間、灰加熱ドラムＨＤ内は、フランジＦ１  から送入される空気または窒素ガスあるいはその混合気体ＮＧによって、低酸素濃度に保たれているため、電熱器ＥＨの加熱によって捕集飛灰ＦＡ中のダイオキシン類の脱塩素化が加速され、塩素ガスを含む排気はフランジＦ２  から図示しない再燃室に排出される。
【０００５】
上述の加熱処理により塩素分を遊離された脱塩飛灰ＦＢは、外周を冷却ジャケットＣＪで囲繞された灰冷却ドラムＣＤに送られ、温度制御器ＴＣＡによって制御された冷却コンベアＣＰによって移送速度を調整されながら、上述の定量供給器Ｒ１  と同様な機能を有する排出機Ｒ２  から処理灰ＴＡとして外部に排出される。
【０００６】
このように灰冷却ドラムＣＤで脱塩飛灰ＦＢを短時間で急冷却することにより、３００℃前後で最大となるダイオキシン類の再合成現象が防止される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したパドル式電気熱分解装置の場合は、複数箇所に分割設置されることが多い電熱器による外側だけからの加熱方式であるために、飛灰の温度が不均一になりがちであるが、飛灰の温度が３５０℃以下になるとダイオキシン類の除去率が低下するために、飛灰の平均温度を高めに維持する必要があり、例えば２００ｋｇ／ｈの飛灰処理に対して７０〜８０ｋｗ程度の加熱電力を消費して、運転経費が高騰する。
【０００８】
また、捕集飛灰ＦＡの処理は昼間のみの作業として、夜間は操業休止することが多いために、操業休止中に電気熱分解装置が冷却して、捕集飛灰ＦＡから遊離した塩素分が凝縮した塩酸により、灰加熱ドラムＨＤ内、特に加熱コンベアＨＰが激しく腐食するという問題があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明の捕集飛灰の脱塩素化装置は、一般廃棄物や産業廃棄物を焼却するごみ焼却施設に設置され、バグフィルタによって捕集された飛灰中のダイオキシン類を、低酸素条件下で加熱して無害化する捕集飛灰の脱塩素化装置であって、ガス冷却設備と後続の空気予熱器とを連結する排ガス煙道上に配設され、該排ガス煙道外周を囲繞する飛灰移送機構内に布設された移送手段と、該飛灰移送機構外部に形成された飛灰送入口、脱塩灰排出口、不活性ガス注入口及び排ガス排出口とから成る飛灰加熱装置と、該飛灰加熱装置に連結された脱塩灰冷却機と排ガス処理手段とで主体が構成されるとともに、上記移送手段は、駆動機構を備え、上記飛灰移送機構内において円環状に複数条、または螺旋状に布設されたものである。
【００１０】
請求項２に係る発明の捕集飛灰の脱塩素化方法は、請求項１の捕集飛灰の脱塩素化装置を用いた捕集飛灰の脱塩素化方法であって、バグフィルタから飛灰送入口を経て飛灰移送機構に供給された捕集飛灰を、移送手段により移送するとともに、不活性ガス送入による低酸素条件下で、排ガス煙道内を流れるガス冷却設備で減温された排ガスと熱交換して加熱・保持することにより、捕集飛灰中のダイオキシン類を脱塩素化分解したあと、脱塩灰冷却機で急冷却して飛灰処理装置に排出する一方、捕集飛灰加熱により発生した排ガスを、排ガス処理手段で冷却処理したあと、バグフィルタ前に送還することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図１は本発明に係る捕集飛灰の脱塩素化装置を備えたごみ焼却施設の全体構成を示す概略フロー図であり、図２は飛灰加熱装置の構造の一例を示す一部破断の側面図で、図３は同装置構造の一例を示す断面図である。なお、図４で説明した物質や部材と同一な物質や部材には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００１３】
図１において、焼却炉から排出され再燃室内で再燃焼を終えた８５０〜９５０℃の高温の燃焼ガスは、水噴射式あるいは廃熱ボイラによるガス冷却設備において冷却されて約４００℃の中温ガスＭＧとなり、排ガス煙道ＧＤを囲繞する飛灰加熱装置１において後述の捕集飛灰ＦＡとの熱交換により３５０℃程度に減温されたのち、後続の空気予熱器と減温装置でさらに２００℃以下に減温された低温ガスＬＧとなってバグフィルタに入る。
【００１４】
該低温ガスＬＧは、バグフィルタにおいて、図示しない薬剤供給装置から濾布上に噴射される消石灰と活性炭などの薬剤により、含有する粉じんや酸性有害ガス及びダイオキシン類を捕集・中和・吸着・除去処理されて清浄ガスＣＧとなり、図示しない誘引通風機に吸引されて大気中に放出される。
【００１５】
ここで、バグフィルタにおいて上述の処理をした後に払落された捕集飛灰ＦＡは、粉じんや、酸性有害ガスと消石灰とが化合した塩化物や未反応の薬剤のほか、ダイオキシン類を吸着した活性炭により構成されているので、上記飛灰加熱装置１内に送入して、低酸素条件下で中温ガスＭＧと熱交換することにより、捕集飛灰ＦＡ中に含まれるダイオキシン類の塩素分を熱分解して脱塩飛灰ＦＢとしたあと、脱塩灰冷却機２に送入される冷却水ＣＷで例えば６０℃以下に急冷却してダイオキシン類の再合成を阻止した処理灰ＴＡとして飛灰処理装置に送られる。
【００１６】
一方、低酸素状態にするために送入された不活性ガスＮＧと上述の加熱により発生した塩素分を含む排ガスＥＧは、排ガス処理手段３で冷却水ＣＷにより冷却されて水蒸気や揮発水銀などＨＧを除去されたのち、処理ガスＴＧとなってバグフィルタ前の低温ガスＬＧ中に送入される。
【００１７】
ここで飛灰加熱装置１は、図２及び図３に示す如く、排ガス煙道ＧＤの外周を囲繞する飛灰移送機構１１内を複数段に区分する複数の棚１２と、該棚１２上に布設された例えばショートリンクチェーンの如き屈折自在な複数条の移送手段１３と、該移送手段１３の下部に適宜間隔で取付けられた複数のスクレーパ１３ａと、上記複数条の移送手段１３を共通駆動するための減速電動機１４ａ、駆動軸１４ｂ及び各段の駆動スプロケット１４ｃからなる駆動機構１４とで本体が構成されている。
【００１８】
飛灰移送機構１１の外部には、定量供給器Ｒ１  を備えた飛灰送入口１５と、排出器Ｒ２  を備えた脱塩灰排出口１６と、不活性ガス注入口１７と、排ガス排出口１８とがそれぞれ配設されている。
【００１９】
棚１２は、所定の幅を有する円環状に形成されており、最上段の棚１２内に臨んで前記飛灰送入口１５が配設されるとともに、最下段の棚１２に前記脱塩灰排出口１６が配設されている。
【００２０】
移送手段１３は、各棚１２上に円環状にそれぞれ配設されるとともに、これら各移送手段１３に前記駆動スプロケット１４ｃがそれぞれ噛合され、減速電動機１４ａにより駆動軸１４ｂを通じて各駆動スプロケット１４ｃを回転駆動させることで、図３の矢符Ｐで示す方向（図３において反時計回りの方向）に循環移動するようになっている。また、各棚１２には上記各移送手段１３を緊迫するためのスプロケット押え１４ｄとテークアップスプロケット１４ｅとが備えられている。
【００２１】
一方、排ガス煙道ＧＤ外面に接し移送手段１３が摺動する棚１２の内周面には磨耗材１２ａが各棚１２ごとに円環状に貼付されている。
【００２２】
従って、移送手段１３が磨耗材１２ａを摺接しながら上述のように循環移動することで、この移送手段１３に設けられたスクレーパ１３ａも同様に棚１２上を摺接しながら移動し、これにより各棚１２上で捕集飛灰ＦＡを移送させることができる。
【００２３】
また、各棚１２には、前記飛灰送入口１５から供給された捕集飛灰ＦＡを下段の棚１２に順次落下させるための飛灰落下口１２ｂが設けられている。具体的には、最上段の棚１２には、前記飛灰送入口１５に対して移送手段１３の移動方向と反対側にずらせて飛灰落下口１２ｂが設けられ、飛灰送入口１５から供給された捕集飛灰ＦＡが棚１２上で略一周した後にこの飛灰落下口１２ｂから下段の棚１２に落下させるようにしている。また、最上段以降の各棚１２に設けられた飛灰落下口１２ｂも、捕集飛灰ＦＡが各棚１２上で略一周した後に下段の棚１２に落下するように、移送手段１３の移動方向と反対側に順次ずらせて設けられている。
【００２４】
さらに、該飛灰加熱装置１を含む高温部の外面は、図示しない保温材などで保温工事が施されている。
【００２５】
次に、このように構成された捕集飛灰の脱塩素化装置による捕集飛灰中のダイオキシン類の除去について、本発明の脱塩素化方法とともに説明する。
【００２６】
バグフィルタで捕集された捕集飛灰ＦＡは、定量供給器Ｒ１  により飛灰送入口１５から最上段の棚１２上に一定量ずつ供給されて、各棚１２上を低速移動する移送手段１３により移送（図示は反時計方向）され、飛灰落下口１２ｂを通じて各棚１２を頂次移送されて脱塩灰排出口１６から排出器Ｒ２  に排出される。
【００２７】
この間、上述の捕集飛灰ＦＡは、排ガス煙道ＧＤ中を流れる約４００℃に制御された中温ガスＭＧと約１時間かけて熱交換することにより３５０℃程度に加熱され、不活性ガス注入口１７から流量を制御して注入される不活性ガスＮＧによる低酸素条件下で、活性炭を燃焼させることなく含有するダイオキシン類の塩素分を熱分解した脱塩飛灰ＦＢにすることができる。
【００２８】
上述の熱分解処理により脱塩素化された脱塩飛灰ＦＢは、脱塩灰排出口１６から排出器Ｒ２  を経て脱塩灰冷却機２に送られ、冷却水ＣＷにより例えば６０℃以下に急冷されることによりダイオキシン類の再合成を防止し、処理灰ＴＡは飛灰処理装置に排出されて重金属除去などの無害化処理が行われる。
【００２９】
一方、上述の熱分解処理によって発生した排ガスＥＧは、不活性ガスＮＧ以外に分離された塩素分と揮発水銀などＨＧを含んでいるため、排ガス処理手段３に送入して冷却水ＣＷにより冷却して、水蒸気や揮発水銀などＨＧを分離して飛灰処理装置に排出するとともに、残余の処理ガスＴＧはバグフィルタ前の低温ガスＬＧ中に送入されて通常の排ガス処理が行われる。
【００３０】
なお、移送手段１３は各棚１２ごとに分割して駆動機構１４による共通駆動方式として説明したが、飛灰移送機構１１内で棚１２を螺旋状に配設し、この棚上に同じく移送手段を螺旋状に配設することで、単一の移送方式としてもよい。
【００３１】
また、移送手段１３にスクレーパ１３ａを取付けたが、小規模の施設ではスクレーパ１３ａを省略して、移送手段１３自体の持つ移送機能により捕集飛灰ＦＡを移送するようにしてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の捕集飛灰の脱塩素化装置及びその脱塩素化方法によれば、捕集飛灰の加熱源として排ガス煙道内を流れる温度制御された中温ガスを利用しているために、電熱器による加熱と比べて運転経費が少なくて済むだけでなく、焼却施設運転中は常に脱塩素化装置の運転を継続して熱交換を行うことになるため、操業休止中の腐食現象を低減でき、さらに、腐食性ガスに曝される移送手段は捕集飛灰を移送するだけの簡単な構成の安価なものが採用できるため、補修経費を節減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る捕集飛灰の脱塩素化装置を備えたごみ焼却施設の全体構成を示す概略フロー図である。
【図２】飛灰加熱装置の構造の一例を示す一部破断の側面図である。
【図３】同装置構造の一例を示す断面図である。
【図４】捕集飛灰中のダイオキシン類を低減化するために従来使用されているパドル式電気熱分解装置の概要を示す図である。
【符号の説明】
１  飛灰加熱装置
１１  飛灰移送機構
１３  移送手段
１５  飛灰送入口
１６  脱塩灰排出口
１７  不活性ガス注入口
１８  排ガス排出口
２  脱塩灰冷却機
３  排ガス処理手段
【図１】
0003586451.tif 000002
【図２】
0003586451.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003586451.tif 000005