(57)【要約】【課題】排ガス中の有害成分の除去用薬剤量、捕集灰の固化処理用のセメント・薬剤量および最終灰固化物量を低減できる排ガス処理装置を提供する。【解決手段】（１）  焼却炉の排ガス中のばい塵を除去する焼却炉用ろ過集塵器と、前記焼却炉の焼却灰および該焼却炉用ろ過集塵器で捕集した捕集灰を溶融する灰溶融炉と、該灰溶融炉の排ガス中のばい塵を除去する灰溶融炉用ろ過集塵器とを備えた排ガス処理装置において、前記焼却炉用ろ過集塵器として、ばい塵除去用ろ過集塵器と有害ガス除去用ろ過集塵器を順に設置し、該ばい塵除去用ろ過集塵器で捕集した捕集灰を前記灰溶融炉に供給する手段および該有害ガス除去用ろ過集塵器前流の焼却炉排ガスに前記灰溶融炉用ろ過集塵器からの溶融炉処理ガスを合流させる手段を設け、前記合流排ガスに有害ガスを除去するための薬剤を投入する手段を設けた排ガス処理装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却炉の排ガス中のばい塵を除去する焼却炉用ろ過集塵器と、前記焼却炉の焼却灰および該焼却炉用ろ過集塵器で捕集した捕集灰を溶融する灰溶融炉と、該灰溶融炉の排ガス中のばい塵を除去する灰溶融炉用ろ過集塵器とを備えた排ガス処理装置において、前記焼却炉用ろ過集塵器として、ばい塵除去用ろ過集塵器と有害ガス除去用ろ過集塵器を順に設置し、該ばい塵除去用ろ過集塵器で捕集した捕集灰を前記灰溶融炉に供給する手段および該有害ガス除去用ろ過集塵器前流の焼却炉排ガスに前記灰溶融炉用ろ過集塵器からの溶融炉処理ガスを合流させる手段を設けるとともに、該有害ガス除去用ろ過集塵器前流の前記合流排ガスに有害ガスを除去するための薬剤を投入する手段を設けたことを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項２】
前記有害ガス除去用ろ過集塵器で捕集した捕集灰の全部または一部を、前記灰溶融炉用ろ過集塵器前流の溶融炉排ガスに混合させる手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の排ガス処理装置。
【請求項３】
焼却炉の排ガス中のばい塵を除去する焼却炉用ろ過集塵器と、前記焼却炉の焼却灰および該焼却炉用ろ過集塵器で捕集した捕集灰を溶融する灰溶融炉と、該灰溶融炉の排ガス中のばい塵を除去する灰溶融炉用ろ過集塵器とを備えた排ガス処理装置において、前記焼却炉用ろ過集塵器として、ばい塵除去用ろ過集塵器と有害ガス除去用ろ過集塵器を順に設置し、該ばい塵除去用ろ過集塵器で捕集した捕集灰を前記灰溶融炉に供給する手段および該有害ガス除去用ろ過集塵器で捕集した捕集灰を前記灰溶融炉用ろ過集塵器前流の溶融炉排ガスに混合させる手段とを設けるとともに、該有害ガス除去用ろ過集塵器前流の焼却炉排ガスに有害ガスを除去するための薬剤を投入する手段を設けたことを特徴とする排ガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は排ガス処理装置に係り、特に灰溶融炉を併設した廃棄物焼却設備に好適な排ガス処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、廃棄物処理に関し、生活環境を守るための再利用（リサイクル）が社会的な要求として高まっている。また再利用できない廃棄物については、埋立処分場の逼迫から、焼却できるものはできるだけ焼却処理することにより埋立処分場の延命化が図られている。さらに焼却施設においては、煙突から排出される有害物質の軽減および焼却灰の無害化再利用の要求が高まっている。
焼却灰の無害化再利用としては、焼却灰を溶融処理して有害物質の溶出を抑え、溶融スラグとして取出し、路盤材などに再利用する方法が採用されている（例えば、特許文献１等）。
【０００３】
図５は、従来技術の排ガス処理装置の系統図である。
この排ガス処理装置は、焼却炉１からの焼却炉排ガス中のばい塵を除去する焼却炉用ろ過集塵器２１と、前記焼却炉１の焼却灰１４および該焼却炉用ろ過集塵器２１で捕集した捕集灰２２を溶融する灰溶融炉８と、該灰溶融炉８からの溶融炉排ガス中のばい塵を除去する灰溶融炉用ろ過集塵器１０と、前記焼却炉用ろ過集塵器２１および灰溶融炉用ろ過集塵器１０のそれぞれの前流の排ガスに該排ガス中の有害成分を除去するための薬剤を供給する薬剤供給管７とを主として備える。
【０００４】
このような構成において、廃棄物が焼却炉１に供給されて焼却され、このときに生じる焼却炉排ガスは、ガス冷却装置２を経て焼却炉用ろ過集塵器２１に供給される。焼却炉用ろ過集塵器２１では、焼却炉排ガス中のばい塵と固体化した有害成分が捕集されて除去される。また焼却炉排ガスには硫黄酸化物や塩化水素などの有害ガスが含まれるため、通常、消石灰などの薬剤が薬剤供給管７から焼却炉用ろ過集塵器２１の前流の焼却炉排ガスに供給され、焼却炉排ガス中の有害成分を薬剤と反応させて固体化し、上記ばい塵とともに集塵灰２２として捕集される。ばい塵および反応物が除去された処理ガスは誘引通風機５を介して煙突６から系外に排出される。
【０００５】
一方、焼却炉用ろ過集塵器２１で捕集された捕集灰２２は、前記焼却炉１の焼却灰１４とともに灰溶融炉８に供給されて溶融され、溶融物は溶融スラグ２０として系外に排出される。上記焼却灰１４および捕集灰２２は、その成分にもよるが、ほぼ１３００〜１４００℃の高温で灰溶融炉８で溶融されるため、焼却灰等に吸着した前記有害成分は、溶融スラグ２０中に含有される形態ではなく、灰溶融炉８から排出する溶融炉排ガス中に同伴される。そのため、ガス冷却装置９を経てた後の溶融炉排ガスには、上記焼却炉排ガスと同様に、灰溶融炉用ろ過集塵器１０に導入する前に薬剤供給管７から薬剤が投入されて有害ガスの固体化が行われ、溶融炉処理ガス１３がファン１１により焼却炉用ろ過集塵器２１後流の焼却炉処理ガスと合流されて系外に排出される。灰溶融炉用ろ過集塵器１０で捕集された捕集灰は、灰溶融炉８に再度供給すると次第に溶融炉排ガス中の有害ガス濃度が濃くなるため、灰溶融炉８には供給せずに灰固化装置１８に供給してセメント・薬剤１９により固化し、最終処理物として排出される。
【０００６】
上記排ガス処理装置では、焼却炉排ガスおよび溶融炉排ガスに含まれる硫黄酸化物や塩化水素ガスなどの有害ガスは、それぞれ消石灰粉末などの反応薬剤と反応させて有害成分を固体化し、焼却炉用ろ過集塵器２１および灰溶融炉用ろ過集塵器１０で捕集されて除去される。この固体化反応は、固体状の薬剤とガス状の成分とのいわゆる固気反応であり、当量比の薬剤量を供給しただけでは反応が充分に行われないため、一般には当量比の１．５倍から３倍の薬剤量が投入される。投入された未反応の薬剤は、灰溶融炉用ろ過集塵器１０で捕集灰１７として捕集されるため、捕集灰１７の量が増大し、それに伴い、固化処理に必要なセメント・薬剤量が増大し、最終固化処理費用が嵩むという問題があった。また未反応薬剤を再利用ができずに無駄になるという問題があった。さらに焼却炉排ガスおよび溶融炉排ガスに別々に薬剤が投入されるため、薬剤の投入量の調節が容易でなく、投入する薬剤量の低減を図ることが困難であった。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−１７３７４２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解決し、排ガス中の有害成分の除去に使用する薬剤量、捕集灰を固化処理するためのセメント・薬剤量、および最終灰固化物量を低減させることができる排ガス処理装置を提供するにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題について鋭意検討した結果、焼却炉用ろ過式集塵器を２段に設置し、前段のばい塵除去用ろ過集塵器で捕集した捕集灰を灰溶融炉に供給して溶融させ、溶融炉排ガス中のばい塵を除去した処理ガスを、前段と後段のろ過集塵器の間の焼却炉排ガスに合流させ、該合流排ガス中に有害成分を除去するための薬剤を投入するようにすることにより、また後段の有害ガス除去用ろ過集塵器で捕集した捕集灰を灰溶融炉用ろ過集塵器の前流の溶融炉排ガスに混合させるようにすることにより、上記課題を達成できることを見いだし、本発明に到達したものである。
上記課題を達成するために本願で特許請求される発明は以下の通りである。
【００１０】
（１）焼却炉の排ガス中のばい塵を除去する焼却炉用ろ過集塵器と、前記焼却炉の焼却灰および該焼却炉用ろ過集塵器で捕集した捕集灰を溶融する灰溶融炉と、該灰溶融炉の排ガス中のばい塵を除去する灰溶融炉用ろ過集塵器とを備えた排ガス処理装置において、前記焼却炉用ろ過集塵器として、ばい塵除去用ろ過集塵器と有害ガス除去用ろ過集塵器を順に設置し、該ばい塵除去用ろ過集塵器で捕集した捕集灰を前記灰溶融炉に供給する手段および該有害ガス除去用ろ過集塵器前流の焼却炉排ガスに前記灰溶融炉用ろ過集塵器からの溶融炉処理ガスを合流させる手段を設けるとともに、該有害ガス除去用ろ過集塵器前流の前記合流排ガスに有害ガスを除去するための薬剤を投入する手段を設けたことを特徴とする排ガス処理装置。
（２）前記有害ガス除去用ろ過集塵器で捕集した捕集灰の全部または一部を、前記灰溶融炉用ろ過集塵器前流の溶融炉排ガスに混合させる手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の排ガス処理装置。
【００１１】
（３）焼却炉の排ガス中のばい塵を除去する焼却炉用ろ過集塵器と、前記焼却炉の焼却灰および該焼却炉用ろ過集塵器で捕集した捕集灰を溶融する灰溶融炉と、該灰溶融炉の溶融炉排ガス中のばい塵を除去する灰溶融炉用ろ過集塵器とを備えた排ガス処理装置において、前記焼却炉用ろ過集塵器として、ばい塵除去用ろ過集塵器と有害ガス除去用ろ過集塵器を順に設置し、該ばい塵除去用ろ過集塵器で捕集した捕集灰を前記灰溶融炉に供給する手段および該有害ガス除去用ろ過集塵器で捕集した捕集灰を前記灰溶融炉用ろ過集塵器前流の溶融炉排ガスに混合させる手段とを設けるとともに、該有害ガス除去用ろ過集塵器前流の焼却炉排ガスに有害ガスを除去するための薬剤を投入する手段を設けたことを特徴とする排ガス処理装置。
【００１２】
【作用】
本発明において、後述する図１に示すように、焼却炉用ろ過式集塵器として、ばい塵除去用ろ過集塵器３と有害ガス除去用ろ過集塵器４をダクト１２を介して順に設置し、ばい塵除去用ろ過集塵器３で捕集した捕集灰１５を灰溶融炉８に供給して溶融させ、かつ溶融炉排ガス中のばい塵を灰溶融炉用ろ過集塵器１０で除去し、溶融炉処理ガス１３を前記ダクト１２の焼却炉排ガスに合流させるとともに、該ダクト１２に接続する薬剤供給管７から薬剤を投入して該合流排ガス中の有害成分を除去するようにすることにより、薬剤の投入を１か所で行うことができ、薬剤投入量の調節が容易となり、ひいては薬剤量の低減、灰溶融炉用ろ過集塵器１０で捕集される捕集灰１７の低減、該捕集灰１７の固化処理に必要なセメント・薬剤１９の低減および最終固化物の低減が可能となる。
【００１３】
また後述する図２ないし図４に示すように、有害ガス除去用ろ過集塵器４で捕集した捕集灰１６の全部または一部を、灰溶融炉用ろ過集塵器１０の前流の溶融炉排ガスに混合させるよにすることにより、捕集灰１６に含まれる未反応薬剤を溶融炉排ガス中の有害ガスと反応させることができ、投入薬剤の有効利用が可能となる。すなわち、有害ガスを除去するための反応薬剤が当量比の１．５倍から３倍の量で吹き込まれるため、当量比で０．５倍から１．５倍の未反応薬剤が捕集灰１６として捕集されることになるが、このような未反応薬剤を含む捕集灰１６を灰溶融炉用ろ過集塵器前流の溶融炉排ガスに吹込むようにすることにより、捕集灰１６中の未反応薬剤を溶融炉排ガス中の有害ガスと反応させることができ、投入薬剤の有効利用が可能となる。また有害ガスを除去するための薬剤量が少なくなるため、焼却炉用ろ過集塵器４または灰溶融炉用ろ過集塵器１０で捕集される捕集灰１６、１７の量が少なくなり、捕集灰１６、１７を固化処理するためのセメント・薬剤１９の供給量も少なくてよく、最終的な固化物量も少なくなる。さらに溶融炉排ガス中の硫黄酸化物や塩化水素ガスなどの腐食性ガスが除去された溶融炉処理ガス１３を焼却炉用ろ過集塵器４の前流または後流に合流させるため、これらを導くためのダクト等の腐食性ガスによる腐食が防止される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面により詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
図１は、本発明の一実施例を示す排ガス処理装置の系統図である。
図１において、図５と異なる点は、焼却炉用ろ過集塵器２１の代わりに、ばい塵除去用ろ過集塵器３と有害ガス除去用ろ過集塵器４を順にダクト１２を介して連設し、かつばい塵除去用ろ過集塵器３で捕集した捕集灰１５をダクトを介して灰溶融炉８に供給し、また灰溶融炉用ろ過集塵器１０からの溶融炉処理ガス１３をダクトを介して有害ガス除去用ろ過集塵器４の前流のダクト１２の焼却炉排ガスに合流させ、さらに薬剤供給管７から投入する薬剤を、ダクト１２の合流排ガスに供給するようにし、さらに該有害ガス除去用ろ過集塵器４で捕集された捕集灰１６を灰固化装置８に供給するようにした点である。
このような排ガス処理装置によれば、薬剤の投入を１か所で行うことができ、薬剤投入量の調節が容易となるため、薬剤量の低減、灰溶融炉用ろ過集塵器１０で捕集される捕集灰１７の低減、該捕集灰１７の固化処理に必要なセメント・薬剤１９の低減および最終固化物の低減が可能となる。
【００１５】
図２は、本発明の他の一実施例を示す排ガス処理装置の系統図である。
図２において、図１と異なる点は、有害ガス除去用ろ過集塵器４からの捕集灰１６をダクトを介して灰溶融炉用ろ過集塵器１０の前流の溶融炉排ガスに合流させるようにした点である。
このような構成とすることにより、上記効果に加え、捕集灰１６に含まれる未反応薬剤を溶融炉排ガスと反応させることができ、投入薬剤の有効利用および投入薬剤量の低減が可能となるため、さらなる捕集灰１７の低減、固化処理するためのセメント・薬剤１９の供給量の低減、および最終固化物の低減が可能となる。さらに有害ガスが除去された溶融炉処理ガス１３を焼却炉用ろ過集塵器４の前流に合流させるため、合流させるためのダクト等の有害ガス（腐食性ガス）による腐食を防ぐことができる。
【００１６】
上記装置において、焼却炉排ガス中の有害ガスの挙動を調査したところ、ばい塵除去用ろ過集塵器３の捕集灰１５には約１０％の有害ガスが吸着し、残りの約９０％の有害ガスが、ばい塵除去用ろ過集塵器３を通過して有害ガス除去用ろ過式集塵器４に導入されることが明らかとなった。また有害ガスに反応させる薬剤として高反応消石灰を用い、有害ガスとの当量比で約１．５倍量の薬剤を薬剤供給管７から吹込むことで、有害ガス除去用ろ過集塵器４の出口ガス中の有害ガス濃度が、要求値を満足することが測定の結果明らかとなった。これらの結果から、薬剤供給管７から投入した薬剤のうち約１／３が未反応分として捕集灰１６に含まれることになり、該捕集灰１６を灰溶融炉用ろ過式集塵器１０の前流の溶融炉排ガス（上記の約１０％の有害ガスを含む）に吹込むことで該未反応薬剤を有効に活用できることになる。本装置を用いた試験でも、有害ガス除去用ろ過集塵器４の前流の焼却炉排ガス中の有害ガス量が約９０％に低下し、これに比例して、有害ガス除去用薬剤の投入量、捕集灰固化用のセメント・薬剤の使用量および最終的な固化物の量を約１０％低減することができた。
【００１７】
図３は本発明のさらに他の一実施例を示す排ガス処理装置の系統図である。
図３において、図２と異なる点は、有害ガス除去用ろ過集塵器４からの捕集灰１６の一部、例えば、余裕炉排ガス中の有害ガス成分を除去するために必要な量の捕集灰１６を灰溶融炉用ろ過集塵器１０の前流の溶融炉排ガスに合流させ、残りの捕集灰１６は灰固化装置１８に供給するようにした点である。
このような構成とすることにより、上記効果に加え、溶融炉排ガスに含まれる有害ガス量に応じて捕集灰１６の量を調節することができるため、灰溶融炉用ろ過集塵器１０の処理効率を向上させることができる。
【００１８】
図４は本発明のさらに他の実施例を示す排ガス処理装置の系統図である。
図４において、図２と異なる点は、灰溶融炉用ろ過集塵器１０で処理された溶融炉処理ガス１３を有害ガス除去用ろ過集塵器４の後流の処理ガスに合流させるようにした点である。このような構成とすることにより、有害ガス除去用ろ過集塵器４の処理効率を向上させることができる。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、焼却炉用ろ過集塵器を２段に設置し、溶融炉排ガスの処理ガスをばい塵が除去された焼却炉排ガスに合流させ、この合流排ガスに有害ガス除去薬剤の投入することにより、該薬剤の投入量の調節が容易となり、該薬剤量の低減、捕集灰の低減、捕集灰を固化するためのセメント・薬剤量の低減、最終固化物量の低減が可能であり、従って、埋立処分場などの延命化が可能となる。
請求項２または３に係る発明によれば、上記効果に加え、有害ガスを除去するための未反応薬剤の有効利用が可能となり、さらなる有害ガス除去用薬剤等の低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す排ガス処理装置の系統図。
【図２】本発明の他の実施例を示す排ガス処理装置の系統図。
【図３】本発明のさらに他の実施例を示す排ガス処理装置の系統図。
【図４】本発明のさらに他の実施例を示す排ガス処理装置の系統図。
【図５】従来技術の排ガス処理装置の系統図。
【符号の説明】
１…焼却炉、２…ガス冷却装置、３…ばい塵除去用ろ過集塵器、４…有害ガス除去用ろ過集塵器、５…誘引通風機、６…煙突、７…薬剤供給管、８…灰溶融炉、９…ガス冷却装置、１０…灰溶融炉用ろ過集塵器、１１…ファン、１２…ダクト、１３…溶融炉排ガス、１４…焼却灰、１５、１６、１７…捕集灰、１８…灰固化装置、１９…セメント・薬剤、２０…溶融スラグ、２１…焼却路用ろ過集塵器、２２…捕集灰。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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