(57)【要約】【課題】  廃棄物の燃焼によって発生する塩化水素ガスおよび硫黄酸化物ガスの発生を抑制する方法およびその装置を提供する。【解決手段】  廃棄物ガス化溶融炉において、発生した熱分解ガスを燃焼室に設けられた燃焼バーナで燃焼する過程において、該燃焼バーナの火炎中に１〜３０μｍの石灰石微粉を連続的に吹き込んで燃焼することを特徴とする廃棄物ガス化溶融炉における塩化水素ガス発生抑制方法および発生抑制装置。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物ガス化溶融炉において、発生した熱分解ガスを燃焼室に設けられた燃焼バーナで燃焼する過程において、該燃焼バーナの火炎中に１〜３０μｍの石灰石微粉を連続的に吹き込んで燃焼することを特徴とする廃棄物ガス化溶融炉における塩化水素ガス発生抑制方法。
【請求項２】
請求項１に記載の燃焼方法において、石灰石微粉の吹込位置を熱分解ガスが燃焼バーナに入る管路としたことを特徴とする廃棄物ガス化溶融炉における塩化水素ガス発生抑制方法。
【請求項３】
請求項１に記載の燃焼方法において、燃焼室出口に、レーザ光透過式塩化水素ガス分析計を配設し、該塩化水素ガス分析計の分析値に基づいて石灰石の吹込量を制御することを特徴とする廃棄物ガス化溶融炉における塩化水素ガス発生抑制方法。
【請求項４】
廃棄物ガス化溶融炉において、燃焼室出口の一端にレーザ光透過式塩化水素ガス計発光器、他端にレーザ光透過式塩化水素ガス計受光器を配設し、該発光器から塩化水素ガスの吸光域の波長を持つレーザ光を発光し、他端の受光器で受光し、塩化水素ガス濃度に応じた吸光量を計測し、該塩化水素ガス濃度に応じた石灰石の切出し量を制御することを特徴とする廃棄物ガス化溶融炉における塩化水素ガス発生抑制装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物の燃焼によって発生する塩化水素ガスおよび硫黄酸化物ガスの発生を抑制する方法およびその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、廃棄物ガス化溶融炉においては、廃棄物中に含まれる塩素分や硫黄分はガス化溶融炉から発生する熱分解ガス中と同ガスに随伴する可燃性ダスト中に移行するが、大半はダスト中に含まれる。このダストが燃焼室に設けられた燃焼バーナで燃焼する過程で、人体に有害な硫黄酸化物ガス（ＳＯｘ）や塩化水素ガス（ＨＣｌ）が生成され、燃焼排ガス中に含まれる。
【０００３】
上記、有害ガスを除去するために、従来は、例えば特開２００８−２３４８４号公報（特許文献１）に開示されているように、燃焼排ガスをボイラー等で冷却後、バックフィルタ入口煙道に消石灰粉を吹込み、バックフィルタ濾布に付着した消石灰が濾布を通過する排ガス中のＳＯX やＨＣｌと反応することで排ガス中から除去することが一般に行われている。
【０００４】
また、特開２００６−２９７２６１号公報（特許文献２）に開示されているように、排ガスに含まれるダイオキシン類、ＮＯｘ、ＳＯｘを同時に除去するために、電子ビーム照射手段の下流側に配置された第２集塵手段を設け、排ガスに含まれる煤塵を集塵する集塵手段から第２集塵手段に至るまでのガス流路途中に消石灰供給手段を設けて、第２集塵手段によって、硝酸、硫酸、塩化水素と消石灰との反応である、硝酸カルシウム、硫酸カルシウムを集塵する方法が提案されている。
【０００５】
さらに、特開昭６４−４２２２号公報（特許文献３）に開示されているように、被焼却物の燃焼により焼却炉から発生する排ガスを焼却炉から冷却用のガス冷却室及び有害ガス除去装置を経て集塵装置に至る排ガスの排出経路を介して排出する際に排ガス中に含まれる塩化水素を除去する方法において、塩化水素と接触反応させるための吸収剤を排出経路内の異なる場所で２段階に供給し、前段で使用する吸収剤より後段で使用する吸収剤の塩化水素吸収性能を向上させる排ガス中の塩化水素の除去方法が提案されている。
【特許文献１】特開２００８−２３４８４号公報
【特許文献２】特開２００６−２９７２６１号公報
【特許文献３】特開昭６４−４２２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１は、燃焼排ガスをボイラー等で冷却後、バックフィルタ入口煙道に消石灰粉を吹込み、バックフィルタ濾布に付着した消石灰が濾布を通過する排ガス中のＳＯX やＨＣｌと反応することで排ガス中から除去するものであるが、しかし、燃焼室で発生するＨＣｌガスやＳＯｘガスは酸性ガスであり、特にＨＣｌガスは高温で金属を強く腐食させるため、後段のボイラ伝熱管を腐食させる要因となっている。このためボイラの伝熱管の温度が制御され、蒸気温度が制御されている。このため、蒸気タービンで発電するシステムではボイラ伝熱管の腐食問題が発電効率に大きく影響している。
【０００７】
また、シャフト炉式溶融炉においては、溶融スラグの塩基度調整のため、溶融炉に石灰石をごみと共に投入しているため、溶融炉発生ガスには石灰微粉が一部随伴しているため、燃焼室出口のＨＣｌは通常１００〜１５０ｐｐｍ、ＳＯｘは１０ｐｐｍ以下と大きく抑えられているが、ボイラ蒸気温度を高くするためには、さらに腐食環境を改善する必要があり、また、ＨＣｌはごみ中の塩素分により発生するため、ごみ質により大きく変動するという特性があり、ボイラの腐食効果を得るには、さらなるこのＨＣｌ低減化や変動防止を図る必要がある。
【０００８】
さらに、引用文献２または３に示すように、排ガスに含まれる煤塵を集塵する集塵装置に至る排ガスの排出経路に消石灰を供給して排出する際に排ガス中に含まれる塩化水素を除去する方法が提案されているが、しかし、発生したＨＣｌやＳＯｘガスはバックフィルタ入口で除去され、しかも低温でＨＣｌ、ＳＯｘと反応性が高い高価な消石灰粉が使用されるため、排ガス中のＨＣｌやＳＯｘの２〜３倍の消石灰が必要となっているのが実状である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述のような問題や要請を解消するために、発明者らは鋭意開発を進めた結果、溶融炉で発生したガスを燃焼バーナで燃焼する過程で燃焼バーナの火炎中に石灰石微粉を吹込んで、燃焼で発生するＨＣｌやＳＯｘを高温火炎中で反応させ、ＣａＣｌ2 やＣａＳＯ4 等の塩類として捕捉すること。さらには、燃焼室出口の残存ＨＣｌをレーザ式ＨＣｌ計で連続計測し、ごみ質により変動するＨＣｌに対して石灰石吹込量を制御可能とした廃棄物ガス化溶融炉における塩化水素ガス発生抑制方法およびその装置を提供する。
【００１０】
その発明の要旨とするところは、
（１）廃棄物ガス化溶融炉において、発生した熱分解ガスを燃焼室に設けられた燃焼バーナで燃焼する過程において、該燃焼バーナの火炎中に１〜３０μｍの石灰石微粉を連続的に吹き込んで燃焼することを特徴とする廃棄物ガス化溶融炉における塩化水素ガス発生抑制方法。
【００１１】
（２）前記（１）に記載の燃焼方法において、石灰石微粉の吹込位置を熱分解ガスが燃焼バーナに入る管路としたことを特徴とする廃棄物ガス化溶融炉における塩化水素ガス発生抑制方法。
（３）前記（１）に記載の燃焼方法において、燃焼室出口煙道に、レーザ光透過式塩化水素ガス分析計を用い、該塩化水素ガス分析計の分析値に基づいて石灰石の吹込量を制御することを特徴とする廃棄物ガス化溶融炉における塩化水素ガス発生抑制方法。
【００１２】
（４）廃棄物ガス化溶融炉において、燃焼室出口の一端にレーザ光透過式塩化水素ガス計発光器、他端にレーザ光透過式塩化水素ガス計受光器を配設し、該発光器から塩化水素ガスの吸光域の波長を持つレーザ光を発光し、他端の受光器で受光し、塩化水素ガス濃度に応じた吸光量を計測し、該塩化水素ガス濃度に応じた石灰石の切出し量を制御することを特徴とする廃棄物ガス化溶融炉における塩化水素ガス発生抑制装置にある。
【発明の効果】
【００１３】
以下述べたように、本発明による安価な石灰石微粉を直接燃焼バーナの火炎中に連続的に吹き込んで燃焼させると同時に、燃焼室出口煙道に、レーザ光透過式塩化水素ガス分析計を用い、塩化水素ガス分析計の分析値に基づいて石灰石の吹込量を制御することにより、変動するＨＣｌに対して石灰石吹込量を制御可能することで、安価でかつＨＣｌの低減化による設備等の腐食を防止し、ＨＣｌの変動防止を図り安定した操業方法および装置を提供することにある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明について図面に従って詳細に説明する。
図１は、本発明に係る廃棄物ガス化溶融炉のシステム全体概略図である。この図１に示すように、ごみビットに貯留されたごみ１１はごみクレーン１０により溶融炉１に投入されごみの熱分解ガスは発生ガス管２を経由して燃焼室３に設置された燃焼バーナ８に送られる。一方、燃焼空気は燃焼空気ファン９より燃焼バーナ８に送られ、燃焼室３内で混合され燃焼する。燃焼ガスはボイラ４にて熱回収され、冷却されて、さらに水噴霧式ガス冷却塔５にて冷却されバックフィルタ６にて煤塵等の有害物質を除去して誘引送風機７により大気に排出される。
【００１５】
この場合、ＨＣｌやＳＯｘの有害ガスは燃焼室３で発生すものであるが、この除去手段として、燃焼バーナの火炎中、特に燃焼バーナに入る管路に１〜３０μｍの石灰石微粉を連続的に吹き込んで燃焼させることにより、直接石灰石吹込装置から石灰石粉を吹込み、石灰石粉がＨＣｌまたはＳＯｘとが反応し、下記式によりガス中から除去される。
【００１６】
ＣａＣＯ3       →    ＣａＯ＋ＣＯ2 （熱分解）
ＣａＯ＋Ｈ2 Ｏ  →    Ｃａ（ＯＨ）2 （消石灰）
Ｃａ（ＯＨ）2 ＋２ＨＣｌ→  ＣａＣｌ2 ＋２Ｈ2 Ｏ  （脱塩化水素）
【００１７】
図２は、本発明に係る実施例である溶融炉の断面図である。溶融炉発生ガスは発生ガス管２を経由して、燃焼バーナ８に送られ、複数のポート８ａに分岐し、一方、燃焼空気は燃焼空気ファン９より燃焼バーナ８に送られ、発生ガスポートを挟むように配置された空気ポート８ｂを形成し、燃焼室内で液合燃焼する。石灰石微粉は石灰粉タンク１４より石灰粉切出フィダー１３から切出され、バーナ部の発生ガスの流路に投入され、発生ガスの気流により拡散分布してバーナガスポート８ａより燃焼バーナの火炎中に入る。この火炎中で石灰石は下記式の熱分解し、反応性の高い生石灰に変化し、ＨＣｌやＳＯｘと燃焼室内で反応し、燃焼室出口のＨＣｌやＳＯｘが抑えられる。
【００１８】
また、石灰石微粉とした理由は、従来の消石灰の場合はＨＣｌとＳＯｘとの反応性は高いが、しかし、消石灰は石灰石等を外部で熱分解する工程が必要なために石灰石に比べてかなりコスト高となるので実用的でない。また、石灰石微粉を１〜３０μｍとしたのは、１μｍ未満では作業性が悪く、３０μｍを超えるとＨＣｌとＳＯｘとの反応性が悪くなることから、その範囲を１〜３０μｍとした。好ましくは１０〜２５μｍとする。
【００１９】
さらに、燃焼室出口には、レーザー式ＨＣｌ計が設けられ、出口管の一端に設けた発光器１５ａから発光したＨＣｌガスの吸光域の波長を持つレーザ光１２を発光し、受光器１５ｂで受光し、ＨＣｌ濃度に応じた吸光量を計測してＨＣｌ濃度を出力する。このＨＣｌ濃度に応じ、石灰石微粉の切出量を制御し、石灰粉切出フィダー１３から切出され、燃焼室出口ＨＣｌ濃度を適正な石灰石量で常に低い値に保つように制御される。さらに、吹込まれた石灰石微粉は、高温の火炎中では全量生石灰に変化するための未反応の生石灰はバックフィルタでは消石灰の代わりとして機能する。
【００２０】
以上のように、安価な石灰石微粉を直接燃焼バーナの火炎中に連続的に吹き込んで燃焼させると同時に、燃焼室出口煙道に、レーザ光透過式塩化水素ガス分析計を用い、塩化水素ガス分析計の分析値に基づいて石灰石の吹込量を制御することにより、変動するＨＣｌに対して石灰石吹込量を制御可能することで、安価でかつＨＣｌの低減化による設備等の腐食を防止し、かつＨＣｌの変動防止を図り安定した操業を可能とした。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る廃棄物ガス化溶融炉のシステム全体概略図である。
【図２】本発明に係る実施例である溶融炉の断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  溶融炉
２  発生ガス管
３  燃焼室
４  ボイラ
５  水噴霧式ガス冷却塔
６  バックフィルタ
７  誘引送風機
８  燃焼バーナ
８ａ  ポート
８ｂ  空気ポート
９  燃焼空気ファン
１０  ごみクレーン
１１  ごみ
１２  レーザ光
１３  石灰粉切出フィダー
１４  石灰粉タンク
１５ａ  発光器
１５ｂ  受光器
特許出願人  新日鉄エンジニアリング株式会社  他１
代理人      弁理士    椎  名    彊  他１
【図１】
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【図２】
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