(57)【要約】【課題】バグフィルタの濾布に付着する未燃物を除去すること。【解決手段】焼却炉５から排出される排ガスを入口ダンパ３１を介して導入し、排ガス中の有害ガスを分解する触媒を濾布５７に担持させてなるバグフィルタ１０の運転方法において、焼却炉５の起動時または停止時に、濾布５７の下流側を通流する排ガス中のＣＯ濃度およびＣＯ２濃度の少なくとも１つを検出（２１）し、濃度が規定値を超える場合に入口ダンパ３１を閉鎖して排ガスをバイパス（５８）させ、バグフィルタ１０に所定温度に加熱制御（１１）されたガスを導入することにより、濾布５７に付着する未燃成分を酸化分解させて除去する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却炉から排出される排ガスを入口ダンパを介して導入し、前記排ガス中の有害ガスを分解する触媒を濾布に担持させてなるバグフィルタの運転方法において、前記焼却炉の起動時または停止時に、前記濾布の下流側を通流する前記排ガス中のＣＯ濃度およびＣＯ２濃度の少なくとも１つを検出し、前記濃度が規定値を超える場合に前記入口ダンパを閉鎖して前記排ガスをバイパスさせ、前記バグフィルタに所定温度に加熱制御されたガスを導入することにより、前記濾布に付着する未燃成分を酸化分解させることを特徴とするバグフィルタの運転方法。
【請求項２】
焼却炉から排出される排ガスを入口ダンパを介して導入するバグフィルタの運転方法において、前記焼却炉の起動時または停止時に、前記焼却炉から排出される排ガス中の未燃成分の濃度を検出し、該濃度が規定値を超える場合に前記入口ダンパを閉鎖して前記排ガスをバイパスさせ、前記バグフィルタに所定温度に加熱制御されたガスを導入することにより、前記濾布に付着する未燃成分を酸化分解させることを特徴とするバグフィルタの運転方法。
【請求項３】
前記濃度の検出値が規定値を超える場合、前記焼却炉に供給される空気量と前記バグフィルタ上流側に設置される排ガス冷却装置の設定温度との少なくとも１つを制御することを特徴とする請求項１または２に記載のバグフィルタの運転方法。
【請求項４】
入口側が焼却炉に接続され、有害ガスを分解する触媒を濾布に担持させてなるバグフィルタと、該バグフィルタの入口側と出口側との間をバイパスさせるバイパス流路と、前記バグフィルタの濾布の上流側にダンパを介して温度制御されたガスを供給するガス供給手段と、前記濾布の下流側を通流する前記排ガスのＣＯ濃度とＣＯ２濃度の少なくとも１つを検出する検出手段と、前記焼却炉の起動時または停止時に前記検出手段により検出される検出値が規定値を超える場合に前記ダンパを開放させる制御手段とを有してなるバグフィルタ運転システム。
【請求項５】
入口側が焼却炉に接続されるバグフィルタと、該バグフィルタの入口側と出口側との間をバイパスさせるバイパス流路と、前記バグフィルタの濾布の上流側にダンパを介して温度制御されたガスを供給するガス供給手段と、前記焼却炉から排出される排ガス中の未燃成分の濃度を検出する検出手段と、前記焼却炉の起動時に該検出手段により検出される検出値が規定値を超える場合に前記ダンパを開放させる制御手段とを有してなるバグフィルタ運転システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、焼却炉から排出される排ガスを除塵するバグフィルタの運転方法及びそのシステムに係り、特に、バグフィルタの濾布に付着する未燃物を除去する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、廃棄物などの焼却炉から排出される排ガス中には、煤塵などの粒子状物質が含まれている。そのため、排ガスをバグフィルタなどに導き、濾布表面に粒子状物質を捕集する除塵処理が行われている。焼却炉から排出される高温排ガスを処理する方法としては、先ず、排ガスをガス冷却装置、減温塔などに順次導いて冷却し、例えば、約２００℃に減温した後、バグフィルタに導入し、約１５０〜２００℃の温度領域で濾過するようにしている。バグフィルタに用いられる濾布としては、例えば、ガラス繊維織布、不織布などがあり、例えば約２５０〜２８０℃の耐熱温度を有している。
【０００３】
一方、排ガス中には、上記の粒子状物質に加え、窒素化合物、ダイオキシン類などの有害物質が含まれている。そこで、これらの有害物質をバグフィルタ内で分解処理する方法として、有害物質を分解する触媒を濾布表面に担持させ、除塵とともに有害物質の分解を同時に行う方法が知られている。
【０００４】
ところで、焼却炉の運転停止時に、炉内に廃棄物が燃え残ると、運転停止中または起動時に未燃物が炉外に排出され、バグフィルタの濾布などに付着、堆積するようになる。濾布に堆積した未燃物は、その雰囲気により発熱して燃焼する場合があり、特に、触媒バグフィルタは、その触媒作用により比較的低温雰囲気で発熱し、濾布の耐熱温度を超えるおそれがある。
【０００５】
そこで、バグフィルタの濾布に未燃物を付着させない方法として、焼却炉を停止する際に、廃棄物が燃え切り、炉内温度および排ガス温度の低下が検知された時点で、バグフィルタの入口ダクトを閉鎖するとともにバイパスを開放させることにより、バグフィルタへの排ガス侵入を遮断する一方、バグフィルタ内を所定温度に保温し、濾布の吸湿を抑制する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−１９２４３０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述するように、廃棄物などの燃え切りの判断は、炉内温度、排ガス温度および作業者の目視などに依存するところが多く、例えば、ごみシュートに滞留する燃え残りなどが停止後に炉内に落下する等により、燃え残りが発生するおそれがある。また、停電や機械トラブルなどにより焼却炉が緊急停止する場合、炉内には大量に燃え残りが発生する。このような場合、例えば運転停止中に未燃物がバグフィルタ内に導入され、濾布などに付着、堆積するおそれがある。従来、濾布に付着した未燃物について何ら考慮がされていない。
【０００８】
本発明は、濾布に付着する未燃物を除去することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
先ず、上記課題を解決する本発明の原理を説明する。本発明の発明者は、触媒濾布の表面に未燃物が付着すると、その触媒作用により未燃物の一部または全部がＣＯおよびＣＯ２に分解することを知見した。そこで、この現象を未燃物の検出に利用するため、焼却炉の起動時および停止時に、ＣＯおよびＣＯ２濃度を検出するようにしたのである。これにより、未燃物がある程度濾布に付着すれば、その付着量に応じて、ＣＯおよびＣＯ２濃度が増えるため、未燃物の存在を検知することができる。この場合において、濃度の基準は、起動時および停止時などの状態ごとに定めるのがよい。
【００１０】
以上より、本発明の課題は、焼却炉から排出される排ガスを入口ダンパを介して導入し、排ガス中の有害ガスを分解する触媒を濾布に担持させてなるバグフィルタにおいて、焼却炉の起動時または停止時に、濾布の下流側を通流する排ガス中のＣＯ濃度およびＣＯ２濃度の少なくとも１つを検出し、濃度が規定値を超える場合に入口ダンパを閉鎖して排ガスをバイパスさせ、バグフィルタに所定温度に加熱制御されたガスを導入し、濾布に付着する未燃成分を酸化分解させることにより解決できる。
【００１１】
ここで、バグフィルタに供給されるガスは、例えば加熱ヒータにより温度制御を行い、急激に未燃物が燃焼しないように、所定温度まで徐々に昇温させることが好ましい。そして、検出値が所定値以下になれば、ガスの導入を終了し、入口ダンパを開放して通常運転を開始する。
【００１２】
一方、触媒を担持しない通常濾布を用いるバグフィルタの場合、ＣＯ濃度およびＣＯ２濃度の検出に代えて、排ガス中の未燃成分の濃度を検出する検出手段を設けることにより、上記と同様の効果を得ることができる。
【００１３】
本発明のバグフィルタ運転システムは、入口側が焼却炉に接続され、有害ガスを分解する触媒を濾布に担持させてなるバグフィルタと、バグフィルタの入口側と出口側との間をバイパスさせるバイパス流路と、バグフィルタの濾布の上流側にダンパを介して温度制御されたガスを供給するガス供給手段と、濾布の下流側を通流する前記排ガスのＣＯ濃度とＣＯ２濃度の少なくとも１つを検出する検出手段と、焼却炉の起動時または停止時に前記検出手段により検出される検出値が規定値を超える場合にダンパを開放させる制御手段とを備えることにより実現できる。この場合において、ダンパを開放させる際には、濾布を未燃物から遮断するため、排ガスをバイパスさせることが好ましい。しかし、ダンパを閉鎖して排ガスをバグフィルタに導入し、除塵および酸化分解を同時に行うようにしてもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るバグフィルタの第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るバグフィルタを有する廃棄物処理装置の全体構成図である。図１に示すように、廃棄物処理装置１は、廃棄物供給装置３、焼却炉５、ガス冷却装置７、減温塔９、バグフィルタ１０、加熱ヒータ１１、エアヒータ１３、触媒塔１５、吸引ブロア１７、煙突１９、ＣＯおよびＣＯ２濃度検出器２１、制御装置２３とを有して構成される。処理対象の廃棄物は、廃棄物供給装置３から焼却炉５に投入されて焼却され、焼却炉５から排出される高温の排ガスは、ガス冷却装置７、減温塔９に順次導かれ、例えば約２００℃に減温される。減温塔９から排出された排ガスは、煙道３７を経由した後、入口配管３９の入口ダンパ３１を介してバグフィルタ１０に導かれ、例えば、１５０〜２００℃の温度範囲で除塵処理された後、出口配管３２の出口ダンパ３３を介して外部に排出される。その後、配管３５を通流してエアヒータ１３に導かれた排ガスは、ここにおいて予熱された後、触媒塔１５に導かれ、還元剤１４が投入されることにより窒素酸化物などが還元除去される。触媒塔１５から排出され、清浄化された排ガスは、吸引ブロア１７を介して煙突１９から大気に排出されるようになっている。一方、ガス冷却装置７、減温塔９、バグフィルタ１０でそれぞれ捕集された排ガス中の焼却飛灰は、灰クレーン４１に導かれ、飛灰供給装置４３に搬送された後、灰処理装置４５により灰処理され、処理灰４７として回収される。なお、本実施形態においては、触媒塔１５を設けているが、バグフィルタ１０が後述するように、触媒担持した濾布を用いる場合は、省略することも可能である。
【００１５】
次に、本発明に係るバグフィルタ１０を詳細に説明する。図２は、図１のバグフィルタとその周辺配管を拡大し、排ガス経路を模式的に示す構成図である。図に示すように、バグフィルタ１０の容器は、上下に延在する断面矩形の筒状に形成され、その下部はテーパ状に窄められるとともに、下端中央部に排出口４９が設けられている。バグフィルタ１０の内部は、濾過室５４と、クリーン室５６とから構成され、濾過室５４とクリーン室５６は仕切板５２で仕切られている。仕切板５２には、有底筒状の濾布５７が複数吊り下げられ、濾布５７の上部開口部は、クリーン室５６と接続されている。
【００１６】
ここで、本実施形態で適用される濾布５７は、排ガス中の有害物質、具体的には、窒素化合物、ダイオキシン類などの有機ハロゲン化合物の分解能を有する触媒が担持されている。これにより、バグフィルタ１０は、除塵と有害物質の分解の両機能を有するようになる。
【００１７】
減温塔９の出口に接続される煙道３７は、入口配管３９とバイパス５８とに分岐され、入口配管３９は、入口ダンパ３１を介して濾過室５４に接続される一方、バイパス５８は、バイパスダンパ５４を介した後、配管３５と出口配管３２とに分岐されている。出口配管３２は、出口ダンパ３３を介してクリーン室５６に接続されている。濾過室５４およびクリーン室５６の入口配管３９および出口配管３２と対向する面には、加熱ヒータ１１、循環ブロア１２を備えた配管５１の両端がそれぞれ入口ダンパ５３および出口ダンパ５５を介して接続されている。
【００１８】
クリーン室５６および配管３５内には、ＣＯおよびＣＯ２濃度検出器２１（以下、適宜ＣＯ検出器２１と略す。）が設けられ、ＣＯ検出器２１は、制御装置２３と電気的に接続されている。制御装置２３は、ＣＯ検出器２１から受けた信号に基づいて、入口ダンパ３１，５３、出口ダンパ３３，５５、バイパスダンパ５４に対し、開閉動作の指令を発するようになっている。なお、ＣＯ検出器２１は、ＣＯ濃度検出器およびＣＯ２濃度検出器の少なくとも一方を有していればよい。
【００１９】
次に、本実施形態の動作を説明する。例えば、准連炉などによる通常運転の停止後、または停電、機械トラブルなどによる緊急停止後は、炉内に未燃成分が高濃度に濃縮され、煙道を通じて下流の装置類に付着する場合がある。ここで、例えば、未燃物（有機化合物の可燃物、未燃カーボンを含む）が濾布５７に付着、堆積する状態で高温排ガスを導入し、起動を開始すると、未燃成分が発熱反応を起こし、燃焼する可能性がある。一般に、濾布５７の耐熱温度は、約２５０℃程度であるから、燃焼反応が進行すると、耐熱温度を超えて焼損するおそれがある。また、バグフィルタ本体も、熱により影響を受けるおそれがある。特に、触媒担持させた濾布５７を用いる場合、触媒作用が燃焼反応を促進させ、さらに低温雰囲気においても燃焼するおそれがある。このため、濾布に堆積する未燃物を早期に検知し、除去する必要がある。
【００２０】
本発明の発明者は、触媒濾布の表面に未燃物が付着すると、その触媒作用により未燃物の一部または全部がＣＯおよびＣＯ２に分解することを知見した。そこで、この現象を未燃物の検出に利用するため、焼却炉の起動時および停止時にＣＯおよびＣＯ２濃度を検出するようにしたのである。これにより、未燃物がある程度濾布に付着すれば、その付着量に応じて、ＣＯおよびＣＯ２濃度の増加が検知され、未燃物の存在を確認することができる。そして、未燃物が確認されると、後述する方法により自動的に未燃物を除去するようにする。
【００２１】
先ず、ＣＯおよびＣＯ２濃度の検出手段としては、周知の濃度分析装置を利用する。通常の焼却設備などでは、焼却炉の燃焼状態の把握や運転制御などを目的として、予め最低限、ＣＯ計またはＣＯ２計が備えられているため、これらを利用するのが経済的である。但し、一般的には、バグフィルタ１０の後流側、煙突入口部などに設置されているため、未燃物の触媒作用により発生するＣＯおよびＣＯ２が検知された時点では、既に、ある程度の量の未燃物が濾布５７に堆積している状況にある。そこで、本実施形態では、図２に示すように、仕切板５２から後流およびバグフィルタ１０から後流、好ましくは濾布５７の通過直後に設けるようにする。具体的には、クリーン室５６および配管３５内の箇所に、ＣＯ検出器２１を配設する。
【００２２】
焼却炉５の起動時において、吸引ブロア１７が起動し、炉内の排ガスが吸引されると、排ガスがバグフィルタ１０内に導入され、バッフル板５９を介して濾過室５４からクリーン室５６を通流する。ここで、濾布５７に未燃物が蓄積されていると、触媒反応により発生するＣＯおよびＣＯ２が排ガスに同伴されて後流に流れ、ＣＯ検出器２１がこれらの濃度を検出する。なお、ＣＯおよびＣＯ２濃度の基準は、起動時や停止時などの状態ごとに定めることにより、濃度の上昇が検出できる。
【００２３】
ＣＯ検出器２１が検出した値が、例えば予め設定された規定値（例えば、ＣＯ濃度が１０〜３０ｐｐｍ）を超える場合、未燃物が一定以上蓄積されていると判断し、制御装置２３は、入口ダンパ３１、出口ダンパ３３の閉鎖、およびバイパスダンパ５４の開放の動作指令を発し、各ダンパがこれに従い自動的に開閉する。その結果、排ガスは、バグフィルタ１０をバイパスされ、排ガス中の未燃物がさらに濾布５７に付着することを防止できる。
【００２４】
次いで、制御装置２３は、入口ダンパ５３および出口ダンパ５５の開放の指令を発し、これらを開放させることにより、加熱ヒータ１１で加熱制御された加熱ガスは、配管５１を介してバグフィルタ１０の濾過室５４に導入され、濾過室５４から濾布５７を経てクリーン室５６、出口ダンパ５５、ヒータ１１、循環ブロア１２、入口ダンパ５３の流路で循環するようになる。これにより、濾布５７に付着する未燃物は、所定温度に加熱、保温されるとともに、徐々に酸化分解され、濾布５７表面から除去される。ここで、上記加熱ガスは、加熱ヒータ１１により適温に温度制御され、未燃物が急激に燃焼しないように、徐々に昇温させるのが好ましい。なお、未燃物の除去完了の判断は、例えばクリーン室５６のＣＯ検出器２１によるＣＯ濃度が、上記の規定値以下に低下する時点を基準とするのがよい。そして、バイパスした排ガス中のＣＯ濃度が所定値まで低下すると、入口ダンパ３１および出口ダンパ３３を開放するとともに、バイパスダンパ５４を閉鎖し、排ガスをバグフィルタ１０に導入することにより、通常運転を開始する。
【００２５】
上述する方法によれば、排ガスをバイパスさせることにより、未燃物が濾布５７に付着することを防止できる。しかし、排ガス中の未燃成分が継続的に所定量以上含む場合、未燃物が後流に搬送され、触媒塔１５などに付着するおそれがある。このため、排ガスをバイパスさせずにバグフィルタ１０に導入する方法が考えられる。
【００２６】
図３は、図２において排ガスがバグフィルタ１０に導入される状態を示す構成図である。なお、以下、図２と構成が同一の部分については、同一符号を付して説明を省略する。図に示すように、入口ダンパ３１および出口ダンパ３３を開放し、バイパスダンパ５４を閉鎖することにより、排ガスはバグフィルタ１０に導入される一方、図２と同様に、加熱されたガスが配管５１から導入され、バグフィルタ１０内を循環する。これにより、排ガスを除塵処理するとともに、濾布５７に付着する未燃物を酸化分解し、加熱ガスに同伴させてバグフィルタ１０後流側にパージし、除去することができる。なお、排ガス中の未燃成分は、周知の方法により測定することができる。
【００２７】
この場合において、排ガス中の未燃成分濃度に応じてパージガス６０をヒータ１１の上流側から導入するか、又は図示していない逆洗用パルスジェットなどにより空気量の調整を行うのが望ましい。また、出口ダンパ５５を閉鎖してバグフィルタ１０内にガスを循環させないようにしてもよい。これによれば、未燃物が加熱ガスなどに同伴されて循環しない分、パージを効率化できる。パージガス６０は、特に規定しないが、酸素濃度が高すぎないように、酸素濃度を調整したものか、又は窒素などの不活性ガスが望ましい。
【００２８】
また、上記の操作において、極端に排ガス中の未燃成分濃度が増加する場合、図４に示すように、入口ダンパ３１を閉鎖し、バイパスダンパ５４を開放することにより、排ガスの流入を一時的に中断することもできる。ここで、バグフィルタ１０の後流に触媒塔１５などが配設される場合、未燃物の燃焼を防止するために、同様のバイパス管などを設けることが好ましい。
【００２９】
図５は、制御装置の制御経路を示す廃棄物処理装置の全体構成図である。図に示すように、例えば、通常運転の起動前に入口ダンパ３１および出口ダンパ３３を開放することにより、焼却炉から排出される排ガスがバグフィルタ１０に導入される。この時点で入口ダンパ５３および出口ダンパ５５は閉鎖されている。ＣＯ検出器２１により所定濃度以上の未燃成分が検知されると、制御装置２３が焼却炉５、ガス冷却装置７、減温塔９などに制御信号を発し（図の点線矢印）、焼却炉５に供給される空気量を調整することにより、未燃物の発生を抑制し、かつガス冷却装置７、減温塔９のガス設定温度を低下させることによりバグフィルタ１０が高温に曝されることを防止する。ＣＯ検出器２１による検出値が所定値以下になれば、インターロックが外れ、通常の起動が可能となる。
【００３０】
上述する実施形態では、濾布５７に触媒が担持されるバグフィルタ１０を例示して説明したが、これに限られるものではなく、触媒機能が付与され、または触媒成分が塗布されるあらゆる機器に適用することができる。また、後述する未燃成分検出器を用いれば、触媒を有しないバグフィルタにも適用が可能である。
【００３１】
次に、本発明に係るバグフィルタの第２の実施形態について説明する。本実施形態では、ＣＯおよびＣＯ２濃度の検出に代えて、焼却炉から排出される排ガス中の未燃成分を検出する検出器を利用するようにする。具体的に、例えば、周知の炭化水素測定器７１をバグフィルタ１０の上流側となる煙道３７に配設し、排ガス中の炭化水素濃度の検出値が規定値を超える場合、排ガスをバイパスさせ、バグフィルタ１０に未燃物を入れないようにする。
【００３２】
図６は、図２のＣＯ検出器に代えて、他の検出方法を適用してなるバグフィルタの構成図である。図に示すように、炭化水素測定器７１により検出された値が、例えば予め設定された規定値を超える場合、制御装置７３は、入口ダンパ３１、出口ダンパ３３の閉鎖、およびバイパスダンパ５４の開放の動作指令を発し、各ダンパがこれに従い自動的に開閉することにより、排ガスはバイパスされ、バグフィルタ１０への侵入を防止できる。しかし、例えば、他の運転状態において排ガスがバグフィルタに導入されると、多少の未燃物は濾布５７に付着、堆積する可能性がある。この場合、図２と同様に、配管５１から加熱ガスをバグフィルタ１０内に導入して循環させることにより、未燃物を酸化分解により除去することができる。
【００３３】
また、図７に示すように、出口ダンパ３３を開放し、ヒータ１１の上流側からパージガス６０を導入することにより、濾布４０などに付着した未燃物を加熱ガスとともにバグフィルタ１０後流にパージして除去することができる。この場合、ダンパ５５を閉鎖すれば、未燃物が循環しないので、パージを効率化できる。
【００３４】
本実施形態によれば、排ガス中の未燃成分を直接測定しているため、触媒担持させる濾布５７に限らず、いずれの濾布を有するバグフィルタにも適用することができる。また、バグフィルタの後流にＣＯ検出器を配設し、炭化水素測定器７１と組み合わせることも可能である。
【００３５】
以上、本発明によれば、焼却炉の起動時または停止時に、バグフィルタの濾布、特に触媒担持された濾布に付着する未燃物を検出し、自動的にこれを除去できるため、作業者の負担を軽減するとともに、濾布の燃焼を防ぐことができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、濾布に付着する未燃物を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るバグフィルタを適用してなる廃棄物処理装置の全体構成図である。
【図２】図１のバグフィルタおよび周辺配管を拡大し、排ガス流路を示す構成図である。
【図３】図２における他の排ガス流路を示す構成図である。
【図４】図３における他の排ガス流路を示す構成図である。
【図５】図１の制御装置の他の制御経路を示す廃棄物処理装置の全体構成図である。
【図６】図２におけるＣＯ検出器に代えて、他の検出方法を適用する構成図である。
【図７】図６における他の排ガス流路を示す構成図である。
【符号の説明】
１  廃棄物処理装置
５  焼却炉
１０  バグフィルタ
１１  ヒータ
２１  ＣＯ検出器
２３，７３  制御装置
３１，５３  入口ダンパ
３３，５５  出口ダンパ
５８  バイパス
５４  濾過室
５６  クリーン室
５４  バイパスダンパ
５７  濾布
６０  パージガス
７１  炭化水素測定器
【図１】
2004358310.tif 000003
【図２】
2004358310.tif 000004
【図３】
2004358310.tif 000005
【図４】
2004358310.tif 000006
【図５】
2004358310.tif 000007
【図６】
2004358310.tif 000008
【図７】
2004358310.tif 000009