(57)【要約】【課題】燃焼排ガスを触媒と接触させて該排ガス中のＣＯから炭素を析出させた際に、触媒上に析出した炭素の利用効率を高める技術を提案すること。【解決手段】導入物を燃焼する燃焼装置、該燃焼装置から排出される燃焼排ガスの一部を供給する炭素析出装置、該炭素析出装置で析出させた炭素が添加された燃焼排ガスを供給する集塵装置を有する燃焼排ガスの処理設備において、前記炭素析出装置には触媒が固定設置されているか、または前記炭素析出装置には粉末状の触媒が導入されると共に、該触媒に析出した炭素を触媒から分離させる手段を有することに要旨を有する燃焼排ガス処理設備。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
導入物を燃焼する燃焼装置、該燃焼装置から排出されるＣＯを含む燃焼排ガスの一部を供給する炭素析出装置、該炭素析出装置で析出させた炭素が添加された燃焼排ガスを供給する集塵装置を有する燃焼排ガスの処理設備において、
前記炭素析出装置には触媒が固定設置されていると共に、該触媒に析出した炭素を触媒から分離させる手段を有することを特徴とする燃焼排ガス処理設備。
【請求項２】
前記触媒が板状であり、前記分離手段は、該板状触媒の表面に沿って摺動するスクレーパーである請求項１に記載の燃焼排ガス処理設備。
【請求項３】
導入物を燃焼する燃焼装置、該燃焼装置から排出される燃焼排ガスの一部を供給する炭素析出装置、該炭素析出装置で析出させた炭素が添加された燃焼排ガスを供給する集塵装置を有する燃焼排ガスの処理設備において、前記炭素析出装置には粉末状の触媒が導入されるものであることを特徴とする燃焼排ガス処理設備。
【請求項４】
前記炭素析出装置が噴流層または流動層である請求項３に記載の燃焼排ガス処理設備。
【請求項５】
燃焼排ガスの一部を冷却した後、または冷却しつつ前記炭素析出装置へ導入する様に構成されている請求項１〜４のいずれかに記載の燃焼排ガス処理設備。
【請求項６】
集塵装置の入り側に燃焼排ガスの冷却装置を備えている請求項１〜５のいずれかに記載の燃焼排ガス処理設備。
【請求項７】
前記燃焼装置から排出される燃焼排ガスに含まれる燃焼灰の少なくとも一部を溶融させる溶融装置、および／または該燃焼排ガスに含まれる可燃物を再燃焼させる再燃装置を備えている請求項１〜６のいずれかに記載の燃焼排ガス処理設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＣＯを含む燃焼排ガスを触媒と接触させて燃焼排ガス中のＣＯから炭素を析出させ、該析出炭素によって燃焼排ガス中の有害物質を除去する設備に関し、より詳細には触媒上に析出させた炭素を有害物質の除去に効率的に用いるための設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
都市廃棄物や産業廃棄物などの各種廃棄物の焼却処理、あるいは燃焼炉や溶融炉の如き各種工業設備を用いた燃焼処理においては、所謂ダイオキシン類（多塩素化ジベンゾ‐パラ‐ジオキシン，多塩素化ジベンゾフランなど）や、コプラナーＰＣＢなどの有害物質が副次的に発生することがある。これら有害物質は極微量であっても環境や人体に有害であることから、大きな社会問題となっている。特にダイオキシン類は化学的に安定性で分解され難いため、土壌，河川，湖沼などに年々蓄積されおり、環境からのダイオキシン類の除去が急務となっている。そこで土壌や液体中のダイオキシン類を分解・除去する方法が各種提案されているが、ダイオキシン類の含有率は低いため、これらを効率よく除去することは難い。
【０００３】
また近年、大気汚染防止法などによって燃焼排ガス中のダイオキシン濃度の規制が強化されるに及び、有害物質を削減するための技術も種々提案されている。例えば燃焼炉を連続運転したり、燃焼処理の処理条件の適正化を図ることによって、ダイオキシン発生量を抑制する技術や、燃焼排ガスから有害物質を除去する技術が提案されている。燃焼排ガスから有害物質を除去する技術としては例えば、燃焼排ガスに活性炭粉末を添加して有害物質を吸着除去する技術や、触媒や電子ビームなどを用いて有害物質を分解除去する技術が提案されている。
【０００４】
上記の如く、燃焼排ガス中の有害物質を低減させる技術は多数提案されているが、例えばゴミ焼却炉などでは、処理量や被燃焼物も様々であるため、燃焼炉を連続運転したり、燃焼処理条件を適切に管理することが難しく、必ずしも有害物質の発生量を低減できるとは限らない。したがってこの様な場合は、分解促進用の触媒を用いたり、有害物吸着用の活性炭粉末を添加するなど、燃焼排ガスからの有害物除去対策を施し、有害物質の排出量を削減しなければならない。しかしながら燃焼排ガスに活性炭粉末を添加して有害物質を吸着除去する方法では、添加する活性炭粉末のコストが高いため、ランニングコストが高くなるという問題が生じていた。
【０００５】
こうした活性炭粉末添加によるランニングコスト上昇の抑制対策として注目を集めている技術の一つに、燃焼排ガスから炭素を析出させ、該析出炭素によって燃焼排ガス中の有害物質を吸着除去する技術がある。例えば特開平１３−１３７６５８号には燃焼排ガス中のＣＯから炭素を析出させた後、析出炭素を燃焼排ガスから分離し、該燃焼排ガス中に残存するＣＯを燃焼処理すると共に、該析出炭素を有害物質の除去に利用する技術が提案されている。
【０００６】
燃焼排ガス中のＣＯから炭素を析出させて、該炭素をダイオキシン等の有害物質の吸着・除去に用いる技術は、活性炭等の使用量を減少でき、ランニングコストを低減できる点で望ましい。しかしながら析出炭素を触媒から分離・回収して有害物質の除去に用いる場合、析出炭素の自重による自然剥離や触媒を揺動させて析出炭素を落下させる方法では、十分な回収量が得られず、有害物質の吸着除去に炭素を継続的に安定供給できないため、析出炭素の利用効率が十分とはいえない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来技術に鑑みてなされたものであって、その目的は燃焼排ガスを触媒と接触させて該排ガス中のＣＯから炭素を析出させて利用する際に、触媒上に析出した炭素の利用効率を高める技術を提案することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し得た本発明とは、導入物を燃焼する燃焼装置、該燃焼装置から排出されるＣＯを含む燃焼排ガスの一部を供給する炭素析出装置、該炭素析出装置で析出させた炭素が添加された燃焼排ガスを供給する集塵装置を有する燃焼排ガスの処理設備において、前記炭素析出装置には触媒が固定設置されていると共に、該触媒に析出した炭素を触媒から分離させる手段を有することに要旨を有する燃焼排ガス処理設備である。前記触媒が板状であり、前記分離手段は、該板状触媒の表面に沿って摺動するスクレーパーであることが望ましい。
【０００９】
また本発明は導入物を燃焼する燃焼装置、該燃焼装置から排出される燃焼排ガスの一部を供給する炭素析出装置、該炭素析出装置で析出させた炭素が添加された燃焼排ガスを供給する集塵装置を有する燃焼排ガスの処理設備において、炭素析出装置には粉末状の触媒が導入されるものであることに要旨を有する燃焼排ガスの処理設備である。前記炭素析出装置が噴流層または流動層であることが推奨される。
【００１０】
本発明の設備を実施するにあたっては燃焼排ガスの一部を冷却した後、または冷却しつつ前記炭素析出装置に導入する様に構成することが望ましく、集塵装置の入り側に燃焼排ガスの冷却装置を設けることが好ましい。
【００１１】
本発明を実施するにあたっては、燃焼装置から排出される燃焼排ガスに含まれる燃焼灰の少なくとも一部を溶融させる溶融装置、および／または該燃焼排ガスに含まれる可燃物を再燃焼させる再燃装置を有する燃焼排ガス処理設備であることも望ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明者らは前述した如く燃焼排ガスを触媒と接触させ該燃焼排ガス中のＣＯを還元して触媒上に炭素を析出せしめ、該析出炭素に同排ガス中の有害物質を吸着させて除去する従来技術の更なる改善を企画して析出炭素の利用効率の向上に主眼をおいて鋭意研究を重ねてきた。その結果、触媒上に析出した炭素を触媒から分離する手段を装置内に設置するか、或いは粉末状の触媒を使用すれば、析出炭素の利用効率を向上できることを見出し本発明に至った。
【００１３】
即ち本発明の設備では、導入物を燃焼する燃焼装置、該燃焼装置から排出される燃焼排ガスの一部を供給する炭素析出装置、該炭素析出装置で析出させた炭素が添加された燃焼排ガスを供給する集塵装置を有する燃焼排ガスの処理設備において、炭素析出装置内に触媒を固定設置し、燃焼排ガスを触媒と接触させることによって該触媒上に析出した炭素を当該触媒から分離する手段が設けられている。この装置を採用すれば、触媒上に析出した炭素を触媒から適宜分離できるため、析出炭素を効率よく回収できる。しかも触媒表面上の析出炭素を分離することで、析出炭素の触媒被覆も解消されて、触媒作用の低下も抑止されるので、結果として炭素析出効率の低下も阻止できる。
【００１４】
また本発明の他の設備では、粉末状の触媒が導入される炭素析出装置を用いることによって、析出炭素による燃焼排ガス中の有害物質の除去を一段と効率よく進めることができる。
【００１５】
本発明において上記析出炭素によって吸着除去される「有害物質」とは、「大気汚染防止法」や「廃棄物の処理及び清掃に関する法律」などの各種法律によって規制対象とされている化学物質や、ＰＲＴＲ法（Ｐｏｌｌｕｔａｎｔ　Ｒｅｌｅａｓｅ　ａｎｄ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｒｅｇｉｓｔｅｒ）によって指定されている化学物質（「第一種指定化学物質」及び「第二種指定化学物質」）をいい、本発明では、これらの中でも特にダイオキシン類やコプラナーＰＣＢ、更にはクロロベンゼン、クロロフェノールなどのダイオキシン前駆体などの含塩素系有機化合物、或いは水銀などの如くガス状或いは微粒子状で存在する重金属類等、炭素の吸着力によって吸着される有害物質をいう。
【００１６】
本発明は、上記の様な有害物質とＣＯを含む燃焼排ガスであればその成分組成などは特に限定されない。したがって本発明の方法は、有害物質とＣＯを含む燃焼排ガスが発生する施設であれば、例えばごみ焼却施設、化学工場施設、発電施設等の様に、熱分解、燃焼、溶融反応などが単独で、あるいはそれらが適宜組み合わせて実施される全ての施設に適用できる。
【００１７】
燃焼排ガスが発生する設備のより具体的な例としては、例えば火格子式炉、流動層炉、箱型炉、回転炉床炉（ＲＨＦ）を含む回転炉、シャフト炉、多段炉、揺動炉、ガス化溶融炉、ストーカ炉、燃焼炉、加熱炉など各種燃焼設備・焼却設備が挙げられる。
【００１８】
この様な燃焼設備・焼却設備に導入する導入物は木材、プラスチック、紙、繊維などの可燃物に限らず、鉄、ガラスなどの不燃物・難燃物などであってもよく、都市廃棄物や産業廃棄物などの様にこれらが混在しているものであってもよい。
【００１９】
本発明では、燃焼排ガス中のＣＯから炭素を析出させ、この炭素（以下、「析出炭素」という）を利用して燃焼排ガス中の有害物質を吸着除去するが、炭素析出反応を効率よく進めるために、燃焼排ガスを触媒に接触させている。
【００２０】
触媒としては、上記炭素析出反応を促進し得るものであれば特に制限されないが、特に好ましいのは鉄、コバルト、ニッケルよりなる群から選ばれる少なくとも１種である。また触媒には、触媒作用を向上させるため例えばＮａ化合物系助触媒（ＮａＣｌ、ＮａＣＯ３、Ｎａ２Ｏ、ＮａＯＨなどのＮａ化合物）などの添加剤を共存させてもよい。
【００２１】
この様な触媒に燃焼排ガスを接触させると触媒上に炭素が析出し、例えば繊維状炭素（カーボンナノチューブ）が成長することがある。
【００２２】
析出炭素はある程度成長すると、供給される燃焼排ガスの風圧で析出炭素の一部が自重などで自然剥離することもあるが、この様な自然剥離を利用するだけでは安定した炭素供給量を確保できず、効率的な析出炭素の利用が図れない。また触媒自体を揺動させるだけでは、触媒に付着している析出炭素を十分に振り落とすことはできない。
【００２３】
したがって本発明では、炭素析出装置内に触媒を固定して設置し、該触媒に析出した炭素を触媒から分離させる手段を設け、該分離手段によって触媒上から炭素を分離させる。この装置によれば、触媒上の炭素を適宜分離できるため、これを回収することにより析出炭素の利用効率を高めることができる。また該触媒の表面が析出炭素によって被覆されると触媒作用が阻害されて炭素析出反応効率も低下するが、触媒表面から析出炭素を適宜分離除去すれば、触媒作用の低下も抑止できるので好ましい。
【００２４】
析出炭素の分離手段としてはスクレーパーなどの物理的手段が望ましい。スクレーパーは高温下での耐久性に優れており、しかも分離効率にも優れているからである。この様に分離手段を炭素析出装置内に設け、適宜析出炭素を除去することが望ましい。尚、炭素析出装置内に固定して設置する触媒の形状は特に限定されないが、触媒が凹凸を有する複雑な構造体であると、スクレーパーによる分離が困難になるため、板状触媒が望ましい。板状触媒を直列又は並列に配置してもよい。
【００２５】
尚、助触媒などの添加剤を触媒に付着させる場合は、析出炭素の除去に伴って添加剤も除去され、触媒に存在する添加剤量が減少することがあるので、装置内にスプレー装置などを設け、適宜添加剤を触媒に供給できる様にしてもよい。
【００２６】
また本発明では、触媒の固定設置に替えて炭素析出装置内に粉末状、或いは粒子状の触媒を導入してもよい。
【００２７】
燃焼排ガスを粉末状触媒と接触させることによって、粉末状触媒表面に炭素を析出させることもできる。例えば炭素析出装置内に炭素析出に十分な長さを有する配管を設置し、該管内に粉末状触媒と燃焼排ガスを供給すると、炭素析出装置から排出される燃焼排ガスには、析出炭素が表面に付着した状態の粉末状触媒が混入することになるので、析出炭素が継続的に供給されることになる。しかしこの様に粉末状触媒を使用すれば、析出炭素を触媒から分離させることなく、利用可能となるが、この場合、触媒を連続的に供給する必要となる。炭素析出装置として噴流層や流動層などを用いてもよい。
【００２８】
炭素析出装置として噴流層や流動層などを採用する場合は、燃焼排ガスと粉末状触媒を攪拌・混合し、この触媒に炭素を析出させることもできる。この場合、攪拌・混合条件によっては触媒同士の衝突により、触媒から析出炭素を分離してもよく、或いは触媒に炭素が付着したままの状態で有害物質の吸着に利用することもできる。したがって操業条件によっては炭素析出装置から排出される燃焼排ガスには、▲１▼触媒から分離した析出炭素、▲２▼析出した炭素が付着している状態の触媒、▲３▼炭素が付着していない触媒が混在していることがあるが、これらを燃焼排ガスと共に次工程に供給してもよいし、適宜分離してもよい。
【００２９】
例えば、炭素析出装置から排出される燃焼排ガスをサイクロンコレクターなどの分離装置を用いて、燃焼排ガスから粉末状触媒、及び炭素の付着している粉末状触媒を分離してもよく、或いは粉末状触媒と共に析出炭素を分離してもよい。尚、粉末状触媒と共に析出炭素を分離する場合、これらを更に磁選などの分離手段を用いて磁性の粉末状触媒から析出炭素を分離してもよい。
【００３０】
上述の様に粉末状触媒を用いた場合は、炭素析出反応効率を向上させつつ、析出炭素が適宜炭素析出装置から排出されるため、析出炭素を有害物質の吸着除去用として継続的に安定供給できる。また炭素析出装置内での析出炭素の滞留を抑制できるため、炭素の析出を促進することができる。しかも炭素析出装置からの粉末状触媒の排出に合せて、炭素析出装置に粉末状触媒を適宜供給すれば、析出炭素の触媒被覆による触媒活性の低下も最小限に抑えられるので好ましい。
【００３１】
装置へ送給する粉末状触媒の量や、装置内に固定設置する触媒の量は特に制限されず、燃焼排ガス中のＣＯ濃度やダイオキシン等の炭素被吸着物の濃度等を考慮し、炭素析出装置で必要量の炭素を析出せしめ得る様に触媒量を調整すればよい。
【００３２】
以下、本発明の装置を適用した例を図１に例示するフロー図に基づいて説明するが、本発明は前述した基本的な作用効果を阻害しない範囲でプロセスに適宜変更を加えることができ、本発明の装置の適用は図１に例示するプロセスに限定されるものではない。
【００３３】
図１は流動床式ガス化溶融炉に本発明の設備を適用した例であるが、流動床式以外の各種ガス化溶融炉（例えばシャフト炉式、キルン式など）、ガス回収式ガス化溶融炉、上記各種燃焼・焼却装置を用いた施設にも適用できる。
【００３４】
ガス化炉１に導入した廃棄物は炉内で熱分解され、鉄や非鉄金属などの不燃物は図示しないラインを介して炉外へ排出されると共に、炉内で発生した燃焼排ガスはライン２から排出され、該燃焼排ガスの一部はライン２ａを通して冷却装置３へ送給され、残部はライン２ｂを通して溶融炉４へ送給される。
【００３５】
溶融炉４では燃焼排ガスと共に送給される飛灰などの熱分解残渣を溶融し、スラグとして図示しないラインを通して炉外に排出すると共に、燃焼排ガスはライン２ｆを通して２次燃焼炉５へ送給され、燃焼排ガス中に残存するＣＯなどの可燃成分の燃焼が行なわれる。
【００３６】
ライン２ａを通して冷却装置３へ送給される燃焼排ガス量については特に限定されず、燃焼排ガスのＣＯ濃度、ダイオキシン等の有害物質の濃度等を考慮して、炭素析出装置６で析出する炭素量が有害物質の吸着に必要な量となる様に適宜供給量を調整すればよい。
【００３７】
冷却装置３へ送給された燃焼排ガスは、炭素析出反応（ＣＯ＋Ｈ２＝Ｃ＋Ｈ２Ｏ、２ＣＯ＝Ｃ＋ＣＯ２）に適した温度（例えば２００〜６００℃程度）まで冷却された後、ライン２ｃを通して炭素析出装置６へ送給される。尚、冷却装置は炭素析出装置６に併設してもよく、燃焼排ガスを炭素析出反応に適した温度に調整するために適宜設置することが望ましい。
【００３８】
勿論、燃焼排ガスは熱交換器やボイラーなどの熱回収装置を通し、熱エネルギーを回収してから冷却装置３へ送給してもよい。熱回収装置で得られた熱エネルギーは発電設備や温水供給設備などの各種熱利用設備で利用できる。また冷却装置の前後任意の位置に、燃焼排ガス中の飛灰等の固形物を分離するための固−気分離手段を設置して固形物を除去し、該固形物を溶融炉４へ供給してもよい。
【００３９】
炭素析出装置６は、燃焼排ガスと触媒を接触させて、燃焼排ガス中のＣＯから炭素を析出させる装置である。図２〜図５は炭素析出装置６を説明する概略断面図である。
【００４０】
例えば装置６内に板状触媒を設置する場合、図２に示す様に燃焼排ガスを装置上部から送給し、縦向き並列的に固定配置（装置内壁に固定）した板状触媒２１に接触させて触媒上に炭素を析出させた後、装置下部に設けた排出口から排出してもよいし、また図３に示す様に板状触媒２１を横向きの積層状に固定配列してもよく、板状触媒の設置方法については特に限定されない。
【００４１】
また板状触媒２１表面に析出した炭素を除去するには、スクレーパー２２の様な分離手段を設けて適宜触媒から炭素を除去すればよい。スクレーパーを用いる場合、スクレーパーによる除去率を高めるため板状触媒は表面に凹凸が少ないものがよい。図２では両刃のスクレーパーを用いて上下移動させることにより、また図３ではスクレーパーを左右に移動させることによって、触媒上の析出炭素を除去する様に構成しているが、スクレーパーの刃先以外の部分に空隙等を設けてスクレーパー使用中でも燃焼排ガスが流通できる様にすることが必要である。図２の様にスクレーパー２２を上下に移動させる場合には、このスクレーパーを上からチェーン等の支持部材２８により吊上げればよい。また上向きに引き上げる際にはスクレーパーの先端が板状触媒の表面を擦るようになっているため、析出した炭素を分離できる。また下向きに降ろす際にはスクレーパーの先端を少し窄めて摺動抵抗が少なくなるようにしておくことが望ましい。この場合、スクレーパーを上向きに移動させる際に炭素が除去される。また図３の様にスクレーパーを左右に移動させる場合にはチェーンなどを用いて引張ればよい。例えばスクレーパーを左に移動させる場合、左側からチェーン、棒材等の支持部材２８で引張ると共に、右側のチェーンには左側よりも弱い引張り力が作用するようにすればよい。この際、スクレーパーの先端が板状触媒の表面を擦るようにすることが望ましい。また擦りを緩めてスクレーパーを右側に移動させる際には、スクレーパーの先端を少し窄めて摺動抵抗が少なくなるようにしておくことが望ましい。勿論、図示例に限定されず、上下移動、左右移動の際のスクレーパーの動作を適宜変更してもよい。
【００４２】
また片刃のスクレーパーを夫々の触媒面に沿って設置してもよく、スクレーパーの設置についても特に図示例に限定されない。スクレーパーの刃先部と触媒表面との距離にも格別の制限なく、所望の間隔とすればよいが、触媒表面の析出炭素を効率よく除去して優れた触媒活性を持続するには、スクレーパーの刃先部が触媒表面に接触して摺動する様に設置してスクレーパーを稼動させることが望ましい。
【００４３】
触媒から分離させた析出炭素は燃焼排ガスと共にライン２ｄから排出されるが、例えば燃焼排ガスを任意の固−気分離手段へ送給して、燃焼排ガスから析出炭素を分離し、燃焼排ガスは２次燃焼炉５へ送給し、析出炭素はライン２ｊへ送給してもよい。
【００４４】
粉末状触媒を用いる場合は、例えば図４に示す様にライン２ｃから送られてくる燃焼排ガスにライン２３から粉末状炭素を混入し、これを逆Ｕ字管型の流通管２４が設置された炭素析出装置６へ送給し、該装置内で粉末状触媒と燃焼排ガスとの接触が行なわれる。そして表面に炭素が析出した粉末状触媒は、燃焼排ガスと共にライン２ｄから排出される。勿論、炭素析出装置内に設置される流通管は、逆Ｕ字管型以外にも任意の形状を採用でき、設置方法も縦型、横型のいずれであってもよい。
【００４５】
また例えば図５に示す様な流動層を用いる場合は、燃焼排ガスをライン２ｃから送給して装置内の粉末状触媒を流動化させ、触媒上に炭素を析出させた後、燃焼排ガスは炭素が析出している粉末状触媒と共にライン２ｄから排出される。燃焼排ガスを排出する際、燃焼排ガスをサイクロン２５などの固−気分離手段に送給して燃焼排ガスから粉末状触媒と析出炭素を分離させた後、燃焼排ガスは２次燃焼炉５へ送給すると共に、粉末状触媒と析出炭素はライン２ｊへ供給してもよい。また粉末状触媒と析出炭素を分離するために、磁選など任意の分離装置に送給して粉末状炭素と析出炭素を分離してよい。尚、流動層に熱交換器や冷却器などの任意の冷却装置３を設置し、炭素析出装置６内を炭素析出反応に適した温度に調節してもよい。装置６内に冷却装置を設ける場合には、炭素析出装置６へ送給される燃焼排ガスを予め温度調整しなくてもよい。この装置には、ガスの分散板（多孔板）２６が設置されているが、分散板のない噴流層を用いてもよい。
【００４６】
排出された燃焼排ガスはエジェクターなどの圧送手段（図示しない）に送給すると共に、予熱された空気等をエジェクターに送給し、この空気等と共に燃焼排ガスを所望の装置に圧送してもよい。
【００４７】
図１では、炭素析出装置６から排出される析出炭素を含む燃焼排ガスをライン２ｄを通して２次燃焼炉５へ送給し、燃焼排ガス中に残存するＣＯの燃焼が行なわれる。２次燃焼炉で燃焼排ガスを再燃焼することによって、ＣＯ濃度を低減できる。２次燃焼炉内での温度は少なくともＣＯ等の可燃成分を燃焼できる温度以上とすることが望ましく、不完全燃焼を抑止するためには好ましくは８００℃以上、より好ましくは８５０℃以上、更に好ましくは９００℃以上とすることが推奨される。尚、燃焼温度を高くし過ぎると燃焼排ガスに析出炭素が含まれている場合に、該析出炭素が燃焼されていまい、有害物質の吸着に必要な量を確保できなくなることがある。
【００４８】
２次燃焼炉へ供給する空気量は特に限定されないが、供給する空気は図示しない予熱器等の加熱手段を介して高温空気とした後に２次燃焼炉に供給すると、安定した燃焼を保持できるので望ましい。また２次燃焼炉５に供給する空気を上記の如く炭素析出装置から排出される燃焼排ガスのエジェクターに供給して該装置の燃焼排ガスの送給に利用してもよい。
【００４９】
２次燃焼炉５から排出される燃焼排ガスは冷却装置８へ供給されるが、図示する如くボイラ７などの熱回収手段を介在させて燃焼排ガスの熱を回収してもよい。冷却装置８へ供給された燃焼排ガスは所望の温度まで急冷することが望ましい。図示する様に燃焼排ガスをバグフィルターなどの集塵装置１０に導入する場合、フィルターの熱劣化を抑止する観点から少なくとも２００℃以下に冷却することが望ましいが、目的に応じて所望の温度まで冷却すればよい。尚、ダイオキシン類は３００℃前後で生成しやすいので、冷却装置８に供給された燃焼排ガスを２００℃以下まで急冷することが望ましい。
【００５０】
本発明で採用する冷却装置３、冷却装置８としては、燃焼排ガスを少なくとも所望の温度に冷却できる装置であればよい。冷却方式として例えば、スプレー冷却方式（ノズルから水を滴状またはミスト状に噴射し、水の蒸発潜熱を利用して燃焼排ガスを冷却する方式）や多管式冷却方式（複数の冷却用パイプを並列的に接続し、パイプ内を流通する燃焼排ガスとパイプ外を流通する冷媒との熱交換によって燃焼排ガスを冷却する方式）が挙げられるが、任意の冷却方法を採用すればよい。冷却速度は特に限定されないが、２００℃以下に冷却する場合、冷却過程でのダイオキシン類の発生を抑制するために、スプレー冷却方式を採用することが推奨される。またスプレー冷却方式の場合、冷却水は蒸発型、循環型のいずれであってもよいが、蒸発型は廃水処理が不要であるので望ましい。
【００５１】
冷却時に副次的に有害物質が生成することがあるが、燃焼排ガスには析出炭素が存在しているので有害物質が析出炭素に吸着される。燃焼排ガスは集塵装置１０へ供給され、析出炭素や粉末状触媒；飛灰などの粉塵；析出炭素に吸着されなかった粒子状の有害物質などの固体が燃焼排ガスから分離除去される。集塵装置としては燃焼排ガス中の析出炭素や粉塵等の固形物を分離できるものであればよく、例えば超音波集塵装置、バグフィルター、湿式集塵装置など任意の集塵装置を単独で、或いは組み合わせて用いればよい。これらの中でも炭素とガスの接触に効果のあるバグフィルターを用いることが望ましい。尚、バグフィルターの具体的な構造は特に限定されず、被処理物の濃度、性質、水分や燃焼排ガスの種類、性質、温度などの要因を考慮して適宜決定すればよい。
【００５２】
冷却後の燃焼排ガスには必要に応じて任意の添加剤を供給してもよい。例えば図示する如く有害ガス除去装置９を設けて、消石灰や活性炭を添加してもよい。
【００５３】
集塵装置１０から排出された燃焼排ガスは煙突１２を通して大気中に放出される。尚、集塵装置１０から排出された燃焼排ガスを任意の処理装置に供給してもよい。例えば図示する如く燃焼排ガス処理装置１１を設けて燃焼排ガス中のＳＯｘ、ＮＯｘなどの有害物質の低減・除去を目的として脱硝触媒や脱臭触媒等を充填した触媒装置や活性炭を充填した吸着装置など、必要に応じて各種装置を設置してもよい。また本発明では特に図示しないが必要に応じて空気送風器、空気予熱器、吸引送風器など必要に応じて設置してもよい。
【００５４】
大気に放出される燃焼排ガスはダイオキシン類などの有害物質を殆ど含まない浄化されたガスである。
【００５５】
【発明の効果】
以上の様に炭素析出装置内に触媒を固定設置し、該触媒に析出した炭素を触媒から分離させる手段を設けた本発明の設備によれば、該分離手段によって触媒上の炭素を適宜分離除去できるため、触媒上に析出した炭素の利用効率を高めることができる。また該触媒の表面が析出炭素によって被覆されると触媒作用が阻害されて炭素析出反応効率が低下することがある。
【００５６】
また炭素析出装置に粉末状触媒を送給する本発明の設備によれば、炭素析出装置から析出炭素を効率的に回収して炭素を継続的に安定供給できるため、析出炭素の利用効率が高い。しかも炭素析出装置から燃焼排ガスと共に粉末状触媒を排出すると共に、炭素析出装置に粉末状触媒を適宜供給すれば、析出炭素の触媒被覆に伴う触媒作用低下という問題が生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】ガス化溶融炉を用いた燃焼排ガスの処理に本発明の設備を適用した例の概略説明図である。
【図２】板状触媒を設置した炭素析出装置を説明する概略断面図である。
【図３】板状触媒を設置した炭素析出装置を説明する概略断面図である。
【図４】粉状触媒を用いた炭素析出装置を説明する概略断面図である。
【図５】粉状触媒を用いた炭素析出装置を説明する概略断面図である。
【符号の説明】
１　ガス化炉
２，２ａ〜２ｍ　送給ライン
３，８　冷却装置
４　溶融炉
５　２次燃焼炉
６　炭素析出装置
７　ボイラ
９　有害ガス除去装置
１０　集塵装置
１１　燃焼排ガス処理装置
１２　煙突
２１　板状触媒
２２　スクレーパー
２３　粉末状触媒供給ライン
２４　流通管
２５　サイクロン
２６　多孔板
２７　粉末状触媒
【図１】
2004084965.tif 000002
【図２】
2004084965.tif 000003
【図３】
2004084965.tif 000004
【図４】
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【図５】
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