(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ごみ焼却炉から排出される排水に飛灰を混合し、この混合液に排ガスを吹き込んだ後に固液分離処理を行う排ガス中和設備において、
前記固液分離処理を行うための脱水手段は２系列に分岐して併設され、混合液が前記脱水手段に送液される送液配管の分岐点に各系列の脱水手段への送液を選択的に切り換える三方弁を設けることを特徴とする排ガス中和設備。
【請求項２】
前記三方弁は、この三方弁を定期的に回動させるための制御手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の排ガス中和設備。
【請求項３】
ごみ焼却炉から排出される排水を混合槽に送水し、この混合槽で排水と飛灰とを混合し、この飛灰を含有する排水を混合槽の下流に設けられる反応槽に送水し、この反応槽で排ガスが供給された混合液を反応槽の下流に設けられるサービスタンクに貯留し、このサービスタンクを経てサービスタンクの下流に設けられる脱水手段で固液分離させる排ガス中和設備の運転方法において、
一定量の排水を前記混合槽へ送水し、この混合槽および前記反応槽を経て前記サービスタンク中の混合液の水位が一定となるように、しかも連続でその混合液を前記脱水手段へ送液することを特徴とする排ガス中和設備の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ごみ焼却設備から排出される排ガスで飛灰と排水との混合液を中和処理する排ガス処理設備およびその運転方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ごみ焼却施設における焼却炉から排出されるガス（排ガス）には、塩化水素や硫黄酸化物が含まれており、これら塩化水素や硫黄酸化物を除去するために、アルカリ液による洗煙処理が行われている。この洗煙処理の際に発生する排液（洗煙排液）には、弗素，硼素および各種重金属が含まれている。また、ごみ焼却灰の冷却により排出される灰出し排水は高ｐＨであるとともに多量の重金属を含有している。
【０００３】
このような重金属等の有害物質の除去方法として、従来より種々の方法が提案され実施されている。一般に、弗素や重金属を除去する方法としては、カルシウム塩やアルミニウム塩を加えて先ず弗素を除去し、しかる後高アルカリ凝集沈殿処理を行う、いわゆる二段凝集沈殿処理法が良く知られている。また、排液にアルミニウム塩もしくは鉄塩と硫化物もしくは重金属固定剤とを加えて、弗素および重金属を同時に除去する方法も提案されている。硼素を除去する方法としては、カルシウム塩およびアルミニウム塩の存在下で、かつｐＨ９以上の条件下で不溶性沈殿物を生成させて固液分離する方法あるいはイオン交換樹脂による吸着法が良く知られている。しかしながら、弗素，硼素および重金属を一括同時除去できないため、弗素，硼素および重金属の除去処理に必要な設備の建設費および維持管理費が高騰し、しかも洗煙排液の処理を効率よく行い得ないという問題点があった。
【０００４】
そこで、本発明者らは特公平７−１６６６７号公報に弗素がアルミニウム塩により、硼素がカルシウム塩およびアルミニウム塩によりそれぞれ良好に除去できることと、これらカルシウム塩およびアルミニウム塩がごみ焼却炉から排出される電気集塵灰あるいはバグフィルター集塵灰（飛灰）中に含まれていることに着目して洗煙排液と飛灰とを混合し、この混合液に不足分のアルミニウム塩を添加した上で前記排ガスを吹き込み、この混合液のｐＨを１０〜１０．５に調整した後に固液分離することによって排液中の弗素，硼素および重金属等の有害物質が一括して同時に除去されるとともに飛灰中の重金属が安定化して良好に処理される方法を開示した。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特公平７−１６６６７号公報に開示された方法によって、排液中に含まれている弗素，硼素および重金属の除去並びに飛灰中の重金属の安定化を行う場合に、飛灰中には多量のカルシウム塩が含まれているため洗煙排液と飛灰とが混合されている混合液は多量のカルシウム分を含み、この混合液に排ガスが吹き込まれると炭酸カルシウム等が生成されて排ガス中和設備のあらゆる部位に付着する。このように炭酸カルシウム等のスケールが付着成長して配管等を閉塞し、排ガス中和設備の運転を妨げるという問題点がある。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解決するために成されたものであり、スケールが配管等に付着・成長してその配管が閉塞するのを防止することができ、長時間連続運転が可能で保守の労力とコストとを低減することのできる排ガス中和設備およびその運転方法を提供することを目的とする。なお、本発明は、灰出し排水のように、排液中に弗素や硼素が含まれない場合、あるいは含まれている場合でも問題とならない場合は排液と飛灰の混合液にアルミニウム塩を添加する必要はなく、排液の中和と飛灰中に含まれる重金属の安定化のみを目的とすればよく、特公平７−１６６６７号公報に開示されている発明の拡大的利用技法であると言える。すなわち、本発明は特公平７−１６６６７号公報およびその拡大利用法の実プラントにおける実施上の改善に関するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
第１発明による排ガス中和設備は、前記目的を達成するために、ごみ焼却炉から排出される排水に飛灰を混合し、この混合液に排ガスを吹き込んだ後に固液分離処理を行う排ガス中和設備において、
前記固液分離処理を行うための脱水手段は２系列に分岐して併設され、混合液が前記脱水手段に送液される送液配管の分岐点に各系列の脱水手段への送液を選択的に切り換える三方弁を設けることを特徴とするものである。
【００１１】
第１発明においては、２つの脱水手段が選択的に使用されるため前記脱水手段に送液される送液配管の分岐点に設けられる三方弁により混合液の送液方向が選択的に切り換えられる。前記脱水手段のうち作動停止中の脱水手段およびその脱水手段側の配管内に混合液が停滞してスケールが付着するのを防止するため、停止後直ちに洗浄水が通され混合液が洗い流される。このように、前記送液配管の分岐点に三方弁を用いることにより、作動停止中の脱水手段側の配管に混合液が停滞する部分がなくなるため、スケールの付着および成長による配管の閉塞を防ぐことができる。また、作動停止中の脱水手段にも洗浄水が通されるため、脱水手段のスケールによる運転不能を防止することができる。したがって、連続運転が可能となり、保守の労力およびコストを低減することができる。
【００１２】
第１発明において、前記三方弁はこの三方弁を送液方向を変えない程度の角度範囲で定期的に回動させるための制御手段を備えることが好ましい（第２発明）。この三方弁は、送液が各系列の脱水手段へ選択的に切り換えられる間に定期的に回動するように制御されている。したがって、三方弁自体にスケールが固着して送液の切り換えが不可能になる不具合を防止することができる。
【００１３】
次に、第３発明による排ガス中和設備の運転方法は、ごみ焼却炉から排出される排水を混合槽に送水し、この混合槽で排水と飛灰とを混合し、この飛灰を含有する排水を混合槽の下流に設けられる反応槽に送水し、この反応槽で排ガスが供給された混合液を反応槽の下流に設けられるサービスタンクに貯留し、このサービスタンクを経てサービスタンクの下流に設けられる脱水手段で固液分離させる排ガス中和設備の運転方法において、
一定量の排水を前記混合槽へ送水し、この混合槽および前記反応槽を経て前記サービスタンク中の混合液の水位が一定となるように、しかも連続でその混合液を前記脱水手段へ送液することを特徴とするものである。
【００１４】
第３発明によれば、ごみ焼却炉から排出される排水を混合槽へ定水量制御を行いながら送水し、サービスタンク中の混合液を脱水手段へ定水位制御を行いながら連続的に送液するようにされている。例えば、サービスタンク中の混合液を脱水手段へも同様に定水量制御を行いながら送液する場合に、計器の誤差や経路途中の液量変化等によりサービスタンク内の混合液があふれたり、液量が少なくなり、送液が途絶えるという不具合が生じる。
【００１５】
このような不具合を解消するために、一定水量の排水を混合槽へ送水しながら、サービスタンクの水位が上昇する量だけ脱水手段へ混合液を送液することにより、サービスタンク中の混合液があふれたり、少なくなるのを防ぐことができる。このため、安定した水量で連続運転が可能となり、汚泥が配管等に停滞することがなくなりスケールの付着を防ぐことができる。したがって、保守の労力とコストとを低減することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による排ガス中和設備の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
図１には、本発明の一実施例に係る排ガス中和設備１の全体図が示されている。
【００１８】
本実施例の排ガス中和設備１は、ごみ焼却炉から排出されるガス中に含まれる塩化水素や硫黄酸化物を除去するためのアルカリ液による洗煙処理を行い、この洗煙処理の際に発生する排液（洗煙排液）に含まれている弗素，硼素および各種重金属を除去するためのものである。
【００１９】
本実施例において、前記洗煙排液は洗煙排液循環水槽２の下流に設けられている飛灰溶解槽３にポンプ輸送される。この飛灰溶解槽３中の洗煙排液にゴミ焼却炉から排出される飛灰（電気集塵灰やバグフィルター集塵灰）が混合され、飛灰中の可溶性重金属類の大部分が洗煙排液中に溶出する。また、飛灰溶解槽３には撹拌機４が設けられており、この撹拌機４により飛灰溶解槽３中の排液を撹拌することにより飛灰が溶解しやすくなる。この飛灰中の溶解成分が溶解された多量の縣濁物を含有する排液は、飛灰溶解槽３の側面上方に設けられている汚水配管５から飛灰溶解槽３の下流に設けられている気液反応槽６に流入される。
【００２０】
この気液反応槽６には、排ガス吹き込み管７（図２（ａ）参照）が数本設けられ、この排ガス吹き込み管７内には、スプレーノズル８を備える清水注入管９が付設されている。この排ガス吹き込み管７から二酸化炭素を含む排ガスが吹き込まれることにより、ｐＨが１０〜１０．５に調整されるとともにカルシウム塩やアルミニウム塩によって、弗素，硼素および重金属が安定した不溶性物質に変化する。また、気液反応槽６には気液撹拌機１０が設けられており、この気液攪拌機１０により撹拌されることにより、気液反応が促進されるとともに縣濁物の沈殿を防止される。この気液反応後の混合液は、気液反応槽６の側面上方に配置されているオーバーフロー管１１を経て、気液反応槽６の下流に設けられる飛灰サービスタンク１２に貯留される。
【００２１】
この飛灰サービスタンク１２の底部には混合液排出口１３が設けられ、飛灰サービスタンク１２中の混合液はこの混合液排出口１３から汚泥配管１４を経て飛灰サービスタンク１２の下流に２系列に併置されている２つの脱水機（第１の脱水機１５ａおよび第２の脱水機１５ｂ）に供給される。
【００２２】
前記汚泥配管１４は、第１の脱水機１５ａ側の汚泥配管１４ａと第２の脱水機１５ｂ側の汚泥配管１４ｂとに分岐されており、これら第１の汚泥配管１４ａおよび第２の汚泥配管１４ｂには、洗浄水の供給源２７が、水管２８ａ、２８ｂを介してそれぞれ接続されている。また、前記汚泥配管１４ａと汚泥配管１４ｂとの分岐点には、三方弁１６が設置されており、この三方弁１６により飛灰サービスタンク１２から排出される混合液は、第１の脱水機１５ａまたは第２の脱水機１５ｂに選択的に供給されるように送液方向が切り換えられる。例えば、第１の脱水機１５ａの作動中（第２の脱水機１５ｂはスタンバイ状態）、混合液は三方弁１６により汚泥配管１４ａを経て第１の脱水機１５ａに供給されており、三方弁１６の切り換えにより混合液は汚泥配管１４ｂを経て第２の脱水機１５ｂに供給され作動する。一方、第１の脱水機１５ａが停止すると同時に、供給源２７からの洗浄水が水管２８ａを介して、汚泥配管１４ａおよび第１の脱水機１５ａに通され、それによって、汚泥配管１４ａおよび脱水機１５ａに停滞する汚泥が洗い落とされる。
【００２３】
このように、第１の脱水機１５ａまたは第２の脱水機１５ｂに供給された混合液は、汚泥とろ液とに分離される。この汚泥は第１の脱水機１５ａおよび第２の脱水機１５ｂの下流に設けられている移送コンベア１７を経て、排出シュート１８に排出され汚泥ピット１９に堆積される。一方、ろ液は再び洗煙排液循環水槽１に戻される。
【００２４】
本実施例においては、排ガス吹き込み管７の先端は１０°〜７０°（好ましくは３０°）の勾配を設けて斜めに切断されている。図２（ａ）に本実施例の気液反応槽６の部分構成図が示され、図２（ｂ）に従来の気液反応槽６’の部分構成図が示されている。前記気液反応槽６中の排液には多量の縣濁物が含まれており、この排液に排ガス吹き込み管７から排ガスが吹き込まれるため、炭酸カルシウム等のスケールが生成される。このようなスケールは排ガス吹き込み管７の先端に付着する。前記従来の気液反応槽６’に設けられる排ガス吹き込み管７’の先端は直角に切断されているのに対し、本実施例の排ガス吹き込み管７の先端は１０°〜７０°（好ましくは３０°）の勾配を設けて切断されているため、同量のスケールが付着しても先端部の円周が長くスケールの付着による閉塞を遅らせることができる。
【００２５】
さらに、排ガス吹き込み管７内に設けられているスプレーノズル８が付されている清水注入管９から清水が排ガス吹き込み管７の先端に向けて噴射されるため、スケールの付着を防止することができ、排ガス吹き込み管７の閉塞を防ぐことができる。したがって、長期連続運転が可能となる。
【００２６】
また、前記排ガス吹き込み管７の先端の勾配方向を設定することにより、吹き込まれた排ガスの浮上位置を設定することが可能となる。したがって、排ガスの浮上に伴うしぶきが排ガス戻り口付近であがることがなくなり、しぶきと懸濁した飛灰が戻り配管に入り込むことがなくなる。本実施例においては、清水のスプレー噴射は排ガス中和設備１の運転中に常に行われる必要はなく、例えば１時間毎に３分間の間欠的噴射で十分である。
【００２７】
本実施例においては、２系列に併設されている２つの脱水機１５ａ，１５ｂを交互に用いて、汚泥とろ液に分離させるため、汚泥配管１４の分岐点に設けられている三方弁１６により排液方向が切り換えられる。図３には、従来の飛灰サービスタンク１２’から脱水機１５ａ’，１５ｂ’までの構成図が示されている。この従来構成において、飛灰サービスタンク１２’中の混合液は、汚泥配管１４’の分岐点Ｐより脱水機１５ａ’，１５ｂ’側の各汚泥配管１４ａ’，１４ｂ’に二方弁２０ａ，２０ｂが設けられ、これら二方弁２０ａ，２０ｂの切り換えによって混合液は脱水機１５ａ’側または脱水機１５ｂ’側に供給されるように構成されている。この二方弁２０ａまたは二方弁２０ｂを用いて送液方向を切り換える場合、分岐点Ｐから作動停止中の脱水機側の二方弁までの汚泥が停滞しスケールの原因となる。本実施例においては、汚泥配管１４の分岐点に三方弁１６が設けられているため、汚泥が停滞する部分がなくなり配管の閉塞を防ぐことができる。
【００２８】
本実施例においては、三方弁１６は図４に示されるように、その中央にスムーズな曲線をえがく内部通路２１を設けた内部ボール２２を備え、この内部ボール２２が図示されないモータにより混合液の供給を第１の脱水機１５ａ側または第２の脱水機１５ｂ側に切り換えられる構造とされる。前記モータには、４点のリミットスイッチが設けられており、そのうち２点は送液方向の切り換えに用いられ残りの２点は内部ボール２２を送液方向を変えない程度に回動させるのに用いられている。このように、内部ボール２２を回動させることにより、三方弁１６自体のスケールによる固着を防止することができる。また、送液経路の配管にある弁については、同様に定期的に動かすことで固着を防止することができる。
【００２９】
本実施例においては、内部ボール２２を回動させるのは数時間〜数日に１度の割合で行われるのが望ましい。
【００３０】
本実施例において、洗煙排液循環水槽２と飛灰溶解槽３とを連絡する排水配管２３には流量計２４が設けられ、この流量計２４により飛灰溶解槽３にポンプ輸送される排水が一定量となるように制御される。この排水は飛灰溶解槽３および気液反応槽６を経て、飛灰サービスタンク１２に貯留される。この飛灰サービスタンク１２には水位計２５が設けられており、飛灰サービスタンク１２の水位が一定となるように混合液が脱水機１５ａ，１５ｂへ供給される。したがって、流量計２４の計器誤差や経路途中の液量変化等により、飛灰サービスタンクがあふれたり空になったりするのを防止でき、連続してすべての配管において最適な流速が確保できるため、汚泥の沈降およびスケールによる閉塞を防ぐことができる。また、長期連続運転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係る排ガス中和設備の全体図である。
【図２】図２（ａ）は、本実施例の気液反応槽の部分構成図であり、図２（ｂ）は、従来の気液反応槽の部分構成図である。
【図３】図３は、従来の排ガス中和設備の部分構成図である。
【図４】図４は、本実施例の三方弁の断面図である。
【符号の説明】
１  排ガス中和設備
３  飛灰溶解槽（混合槽）
６  気液反応槽（反応槽）
７  排ガス吹き込み管
８  スプレーノズル
９  清水注入管
１２  飛灰サービスタンク（サービスタンク）
１５  脱水機（脱水手段）
１６  三方弁
２４  流量計
２５  水位計
【図１】
0003582947.tif 000002
【図２】
0003582947.tif 000003
【図３】
0003582947.tif 000004
【図４】
0003582947.tif 000005