(57)【要約】【課題】バグフィルタでのダストの払い落とし操作の直後においても、有害ガスの除去率を安定に維持する。【解決手段】  入口煙道１２を通過する有害ガスを含む排ガスに処理剤タンク３６から処理剤を注入した後に、当該排ガスを後段のバグフィルタ１０に通し、有害ガスと処理剤との反応物をバグフィルタ１０によって捕集するようにした排ガスの処理方法において、バグフィルタ１０におけるダスト払い落とし操作に連動させて、前記処理剤の注入量を一時的に増加させる。処理剤の注入量制御は、処理剤タンク３６の底部に設けたロータリバルブ３８の回転数を制御器３４で増減させることによって行う。【選択図】    図１ 
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有害ガスを含む排ガスに処理剤を注入した後に、当該排ガスを後段のバグフィルタに通し、前記有害ガスと処理剤との反応物を前記バグフィルタによって捕集するようにした排ガスの処理方法において、前記バグフィルタにおけるダスト払い落とし操作に連動させて、前記処理剤の注入量を一時的に増加させることを特徴とする排ガスの処理方法。
【請求項２】
前記一時的に増加させる処理剤の注入量を定常時の１．５〜２．５倍にすることを特徴とする排ガスの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は排ガスの処理方法に係り、特に有害ガスを含む排ガスに処理剤を注入した後に、当該排ガスを後段のバグフィルタに通すようにした排ガスの処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭や石油を燃料とするボイラや都市ごみ焼却炉から排出される燃焼排ガス中には硫黄酸化物（ＳＯｘ）や塩酸（ＨＣｌ）等の酸性ガスやダイオキシンなどが含まれている。これらの有害ガスを排ガスから除去する方法として、排ガスに消石灰や活性炭などの処理剤を注入した後、当該排ガスをバグフィルタに通す技術が知られている（例えば特許文献１又は特許文献２参照）。
【０００３】
処理剤の注入量は除去対象物である有害ガスに対して、通常反応当量以上とする。例えば処理剤として消石灰を使用する場合には、平均粒径が数μｍの粉状の消石灰を硫黄酸化物や塩酸等の有害ガスに対して反応当量が２〜３倍程度となるように排ガスに注入する。排ガスの煙道等から注入された消石灰の一部は後段のバグフィルタに到達する前に排ガス中の有害ガスと反応する。この際の反応は主に粉状の消石灰の表面近傍で行われる。したがって、注入された粉状の消石灰は、その内部に未反応の消石灰が残存して反応余力を持った反応物としてバグフィルタに到達し、バグフィルタの濾布に捕捉される。このため、バグフィルタの濾布には反応余力を持った消石灰が次第に堆積して、残存する有害ガスとの反応が濾布に堆積した消石灰との間で進行することになり、有害ガスの除去性能が時間とともに徐々に向上する。
【特許文献１】特開平７−２０４４３２号公報
【特許文献２】特開平８−１１７５４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、バグフィルタでは濾布表面に捕集したダストの堆積量が多くなると通気抵抗が大きくなるので、付着したダストを定期的に払い落としている。このダストの払い落とし操作時に、反応余力を持った消石灰もダストとして濾布表面から払い落とされる。その結果、ダストの払い落とし操作の直後は、濾布表面での有害ガスと消石灰との反応が期待しにくくなり、バグフィルタ通過後の排ガスの有害ガス濃度が一時的に増大することが判明した。このような問題点は処理剤として粉状の消石灰を使用した場合に限らず、粉末活性炭などの粉状の処理剤を排ガスに注入するようにした処理方法では共通していた。
【０００５】
本発明の目的は上記従来技術の問題点を改善し、バグフィルタでのダストの払い落とし操作の直後においても、有害ガスの除去率を安定に維持することが可能な排ガスの処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る排ガスの処理方法は有害ガスを含む排ガスに処理剤を注入した後に、当該排ガスを後段のバグフィルタに通し、前記有害ガスと処理剤との反応物を前記バグフィルタによって捕集するようにした排ガスの処理方法において、前記バグフィルタにおけるダスト払い落とし操作に連動させて、前記処理剤の注入量を一時的に増加させることを特徴とする。この場合、一時的に増加させる際の処理剤の注入量を定常時の１．５〜２．５倍にすることが好ましい。また、一時的に増加させる時間帯はダスト払い落とし操作の開始前１分間から開始後２分間の間に設定することが望ましい。
【発明の効果】
【０００７】
バグフィルタにおけるダスト払い落とし操作に連動させて、処理剤の注入量を一時的に増加させると、その時間帯では排ガスがバグフィルタに到達する以前での有害ガスと処理剤との反応が促進する。このため、ダスト払い落とし操作によって生起される有害ガス除去性能の低下をカバーし、ダストの払い落とし操作の直後においても、有害ガスの除去率を安定に維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は本発明に係る排ガスの処理方法の実施形態を説明するための装置系統図である。バグフィルタ１０は仕切板１６を境として濾布室１８と天井室２０とに区分されている。濾布室１８内には仕切板１６から多数本の円筒状の濾布２２が吊り下げられている。濾布室１８の底部にはダスト排出機２４が配置されている。濾布室１８には排ガスの入口煙道１２が接続し、天井室２０には出口煙道１４が接続している。天井室２０内には濾布２２を逆洗するための空気噴出器２６が濾布毎に設けられている。これらの空気噴出器２６は配管３０を介してコンプレッサ２８と接続しており、コンプレッサ２８から送出された圧縮空気を濾布２２の内部に向けて噴出する。各空気噴出器２６を連結する配管３０には開閉弁３２が設けられ、開閉弁３２は制御器３４によってその開閉が制御される。
【０００９】
入口煙道１２には処理剤を充填した処理剤タンク３６が接続しており、処理剤タンク３６の下部に設けたロータリバルブ３８の回転数を制御することによって、適量の処理剤が入口煙道１２を通過する排ガスに注入される。なお、ロータリバルブ３８の回転数の制御は制御器３４によって行われる。
【００１０】
上記の構成において、塵埃と有害ガスを含む排ガスが入口煙道１２からバグフィルタ１０に向けて流入する。また、処理剤タンク３６からは処理剤が排ガスに注入される。その結果、入口煙道１２中では通過する排ガス中の有害ガスの一部が処理剤と反応してバグフィルタ１０に流入する手前で反応物を生成する。バグフィルタ１０では流入した排ガス中の塵埃と反応余力を残存した反応物がダストとして濾布２２に捕捉される。ダストが除去されて浄化された排ガスは濾布２２を通過して天井室２０に至り、出口煙道１４から排出される。
【００１１】
処理剤の注入量は除去対象物である有害ガスに対して、反応当量以上とする。例えば処理剤として消石灰を使用する場合には、平均粒径が数μｍの粉状の消石灰を硫黄酸化物や塩酸等の有害ガスに対して反応当量が２〜３倍程度となるように排ガスに注入する。この際の反応は主に粉状の消石灰の表面近傍で行われる。したがって、注入された粉状の消石灰は、その内部に未反応の消石灰が残存して反応余力を持った状態でバグフィルタ１０に到達し、濾布２２に捕捉される。このため、濾布２２には反応余力を持った消石灰が次第に堆積して、残存する有害ガスとの反応が濾布２２に堆積した消石灰との間で進行することになり、有害ガスの除去性能が時間とともに徐々に向上する。
【００１２】
しかしながら、バグフィルタ１０では濾布２２の表面に捕集したダストの堆積量が多くなると通気抵抗が大きくなるので、付着したダストを定期的に払い落とす。このダストの払い落とし操作について以下に説明する。図２は天井室２０における濾布２２の配列状態を例示した平面図であり、多数本の濾布２２はＡ列，Ｂ列，Ｃ列にグループ分けされており、Ａ列の濾布２２に対応した各空気噴出器２６は配管３０Ａから供給された圧縮空気を同時に噴出すことによって、それぞれ濾布２２を同時に逆洗する。すなわち、制御器３４からの信号によって配管３０Ａに設けた開閉弁３２Ａが開とされ、コンプレッサ２８からの圧縮空気がＡ列に属する複数の空気噴出器２６に供給され、各空気噴出器２６に対応したＡ列に属する複数の濾布２２が同時に逆洗される。このＡ列の逆洗時においても、バグフィルタ１０には排ガスが流入し、Ｂ列，Ｃ列での濾布２２によるろ過操作が継続して行われる。逆洗によってＡ列に属する複数の濾布２２から払い落とされたダストは濾布室１８の底部に落下し、ダスト排出機２４によってバグフィルタ１０外に排出される。
【００１３】
Ａ列の濾布２２の逆洗が終了すると制御器３４は所定の時間が経過後に、Ｂ列の濾布２２の逆洗を行う。すなわち、制御器３４からの信号によって配管３０Ｂに設けた開閉弁３２Ｂが開とされ、Ｂ列に属する複数の濾布２２が同時に逆洗される。Ｂ列の濾布２２の逆洗が終了すると制御器３４は所定の時間が経過後に、Ｃ列の濾布２２の逆洗を行う。すなわち、制御器３４からの信号によって配管３０Ｃに設けた開閉弁３２Ｃが開とされ、Ｃ列に属する複数の濾布２２が同時に逆洗される。以下、同様の手順でＡ列，Ｂ列，Ｃ列の濾布２２の逆洗によるダストの払い落とし操作が繰り返し行われる。
【００１４】
ところで上記のダストの払い落とし操作時に、反応余力を持った消石灰もダストとして濾布２２の表面から払い落とされる。その結果、ダストの払い落とし操作の直後は、濾布２２の表面での有害ガスと消石灰との反応が期待しにくくなり、バグフィルタ通過後の排ガスの有害ガス濃度が一時的に増大する。例えばＡ列でのダスト払い落とし操作直後には、Ａ列に属する濾布２２の通気抵抗が最も小さくなるので、Ｂ列，Ｃ列の濾布２２よりも多くの排ガスが通過することになる。しかし、このＡ列に属する濾布２２の表面での有害ガスと消石灰との反応が促進しないと、Ａ列に属する濾布２２を通過した排ガスの有害ガス濃度が上昇する。その結果、Ａ列の濾布２２を通過した排ガスとＢ列，Ｃ列の濾布２２を通過した排ガスとが混合した出口煙道１４の排ガスの有害ガス濃度が一時的に増大する。
【００１５】
したがって、本実施形態ではバグフィルタ１０におけるダスト払い落とし操作に連動させて、処理剤の注入量を一時的に増加させる。すなわち、制御器３４では前記した逆洗操作と連動させて、処理剤タンク３６の下部に設けたロータリバルブ３８の回転数を一時的に大きくするように制御する。図３は逆洗操作とロータリバルブ３８の回転数の関係を示すタイムチャートである。図３に示したように、制御器３４ではＡ列，Ｂ列，Ｃ列の各逆洗開始と同時にロータリバルブの回転数を大きくし、逆洗終了後も一定時間はロータリバルブ３８の回転数を大きくした運転を１分程度、継続させる。処理剤の注入量はロータリバルブ３８の回転数にほぼ比例する。したがって、ロータリバルブ３８の回転数を大きくした時間帯では排ガスに注入される処理剤が一時的に増加する。
【００１６】
処理剤の注入量が増加すると、排ガス中の有害ガスと処理剤との接触機会が増大し、排ガスがバグフィルタ１０の濾布２２に到達する前での有害ガスの除去率が総体的に向上する。このため、前記したように逆洗直後の濾布２２の表面での有害ガスと処理剤との反応が促進しない場合でも、バグフィルタ１０から排出される排ガスの有害ガス濃度が上昇することを防止することができる。
【００１７】
また、逆洗直後の濾布２２は通気抵抗が小さくなるので、この濾布２２にはより多くの排ガスが通過することになる。その結果、一時的に増加させた反応余力を有する処理剤の多くが逆洗直後の濾布２２に捕捉され易くなり、この濾布２２の表面は速やかに反応余力を有する処理剤でコーティングされ、有害ガスの除去性能が回復する。
【００１８】
上記説明では、有害ガスの処理剤として主に粉状の消石灰を使用する場合について説明した。しかしながら、本発明に係る処理剤としては粉状の消石灰に限定されない。例えば粉状の消石灰を水と混合して消石灰の一部を溶解させ液状にしたものを処理剤として排ガス中に噴霧する場合や、酸性ガスを除去するための処理剤として水酸化ナトリウムの水溶液を排ガス中に噴霧する場合にも本発明を適用することができる。また、都市ごみの焼却排ガスのようにダイオキシンを含む排ガスに対してはダイオキシンの除去用に粉末活性炭を用いるが、このような場合にも本発明を適用することができる。本発明に係るダスト払い落とし操作は前記した圧縮空気による逆洗操作に限らず、濾布に振動を与えてダストを払い落とす操作をも含む。また、ダスト払い落とし操作と連動して処理剤の注入量を増加させるタイミングは、前記したようにダスト払い落とし操作の開始とほぼ同時でもよいが、ダスト払い落とし操作の開始より１分程度前から行うようにすればより一層安全である。
【実施例】
【００１９】
第１の実験では、図１に示した装置と同様の実験装置を用いて排ガスを処理した。排ガスは石油を燃料とするボイラからの燃焼排ガスであり、ＳＯ２濃度が約４００ｐｐｍ、ガス温度が約１８０℃であった。処理剤として粉状の消石灰を使用し、処理剤の注入量は排ガスのＳＯ２濃度に対して定常時は反応当量の３倍とした。ダスト払い落とし操作の頻度は１０分に一回とし、本発明の実施例としてダスト払い落とし操作の開始の前後に１分間づつ、合計２分間は処理剤の注入量を定常時の２倍(すなわち、反応当量の６倍)とした。また、比較のためにダスト払い落とし操作においても処理剤の注入量を増加させず、定常時と同一とする運転も行った。
【００２０】
実験結果を図４に示す。図４の横軸は経過時間であり、縦軸は処理ガスのＳＯ２濃度である。図中、実線は本発明の実施例であり、点線は比較例である。定常時の処理ガスのＳＯ２濃度は約８０ｐｐｍであり、比較例ではダスト払い落とし操作の開始直後から処理ガスのＳＯ２濃度が上がり、最大で１２０ｐｐｍ程度まで急上昇した。一方、本発明の実施例ではダスト払い落とし操作前に処理ガスのＳＯ２濃度が一旦低下し、払い落とし後に上昇するが定常時と同程度の８０ｐｐｍ程度に維持できた。
【００２１】
第２の実験では、ダスト払い落とし時における処理剤の注入量を変化させた。その他は第１の実験と同一の条件で行い、処理ガスのＳＯ２濃度の最大値を調べた。その結果を表１に示す。表１からダスト払い落とし時における処理剤の注入量には適量があり、それ以上に注入量を増加させても有害ガスの除去性能に大きな変化がないことが判る。
【表１】
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【００２２】
第３の実験では、ダスト払い落とし開始時の１分前から反応当量比を６倍として処理剤の注入量を増加させ、この処理剤の注入量の増加時間を変化させた。その他は第１の実験と同一の条件で行い、処理ガスのＳＯ２濃度の最大値を調べた。その結果を表２に示す。表２からダスト払い落とし時における処理剤の注入量の増加時間には適正値があり、それ以上に増加時間を長くしても有害ガスの除去性能に大きな変化がないことが判る。
【表２】
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【００２３】
第４の実験では、処理剤の注入量増加時の反応当量比を１２倍とし、かつダスト払い落とし開始後の処理剤の注入量増加時間を１分間にするとともに、ダスト払い落とし開始前の時間を変化させた。その他は第１の実験と同一の条件で行い、処理ガスのＳＯ２濃度の最大値を調べた。その結果を表３に示す。表３から処理剤の注入量をより一層増加させることによって、ダスト払い落とし開始前後の処理剤の注入量増加時間を短縮できることが判る。
【表３】
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【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る排ガスの処理方法の実施形態を説明するための装置系統図である。
【図２】バグフィルタ天井室における濾布の配列状態を例示した平面図である。
【図３】逆洗操作とロータリバルブの回転数との関係を示すタイムチャートである。
【図４】排ガス処理実験の実験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２５】
１０………バグフィルタ、１２………入口煙道、１４………出口煙道、１６………仕切板、１８………濾布室、２０………天井室、２２………濾布、２４………ダスト排出機、２６………空気噴出器、２８………コンプレッサ、３０………配管、３２………開閉弁、３４………制御器、３６………処理剤タンク、３８………ロータリバルブ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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