(57)【要約】【課題】圧損の大幅な増加を防止しつつ、多大な設備を設置することなく、既存焼却設備にも容易に適用可能なタール付着防止技術を提供する。【解決手段】アルカリ溶液からなる鹸化液と排ガスとを直接接触させ、排ガス中のタールを鹸化して取り除くタール鹸化除去装置４と、排ガスが衝突する衝突壁と、この衝突壁表面にタール付着防止液を供給する衝突壁付着防止液供給手段とを有する慣性集塵機５とを設け、タールを含有する排ガスをタール鹸化除去装置４に供給してタールを鹸化して取り除いた後、慣性集塵機５に供給してタールを除去するとともにミストを分離除去するように構成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タールを含有する排ガスの処理設備において、
排ガスが流通する配管の内面にタール付着防止液を供給する配管付着防止液供給手段を設け、
前記配管内面に前記タール付着防止液を存在させた状態で、前記排ガスを流通させるように構成したことを特徴とするタール含有排ガスの処理設備。
【請求項２】
タールを含有する排ガスの処理設備において、
タールの除去手段として、排ガスが衝突する衝突壁と、この衝突壁表面にタール付着防止液を供給する衝突壁付着防止液供給手段とを有する慣性集塵機を備え、
この慣性集塵機の衝突壁表面に前記付着防止液を存在させた状態で前記排ガスを前記衝突壁に衝突させるように構成したことを特徴とするタール含有排ガスの処理設備。
【請求項３】
タールを含有する排ガスの処理設備において、
タールの除去手段として、アルカリ性溶液からなる鹸化液と排ガスとを直接接触させ、排ガス中のタールを鹸化して取り除くタール鹸化除去装置を備えたことを特徴とするタール含有排ガスの処理設備。
【請求項４】
前記タール鹸化除去装置は；
接触容器と分離容器とを有し、
前記接触容器は排ガス入口および処理物出口と、これらの間に設けられた衝突壁と、この衝突壁表面に前記鹸化液を供給する鹸化液供給手段とを有し、
前記接触容器の処理物出口は前記分離容器内に連通しており、
前記分離容器は、排ガス出口と、固液分出口と、洗浄水供給手段とを有し、
前記接触容器の排ガス入口からタールを含有する排ガスを導入し、この排ガスを前記鹸化液供給手段から供給される鹸化液と直接接触させてタール分を鹸化するとともに分離容器内に供給し、分離容器内では前記洗浄水供給手段により洗浄水を供給し、ガス分は前記排ガス出口から排出させ、固液分は前記固液分出口を介して排出するように構成したものである、
請求項３記載のタール含有排ガスの処理設備。
【請求項５】
タール含有排ガスの処理設備において、
排ガスの冷却を伴う処理装置を有するとともに、
最も上流側の前記処理装置よりも上流側に、排ガスを下流側に流通させる排ガスファンを設け、且つその下流側に排ガスを流通させるためのファンを有しないことを特徴とするタール含有排ガスの処理設備。
【請求項６】
タールを含有する排ガスの処理設備において、
アルカリ性溶液からなる鹸化液と排ガスとを直接接触させ、排ガス中のタールを鹸化して取り除くタール鹸化除去装置と、
排ガスが衝突する衝突壁と、この衝突壁表面にタール付着防止液を供給する衝突壁付着防止液供給手段とを有する慣性集塵機とを備え、
タールを含有する排ガスを、前記タール鹸化除去装置に供給してタールを鹸化して取り除いた後、前記慣性集塵機に供給してタールを除去するとともにミストを分離除去するように構成した、
ことを特徴とするタール含有排ガスの処理設備。
【請求項７】
前記タール鹸化除去装置の上流側に湿式スクラバを設け、この湿式スクラバにより前記タールを含有する排ガスを洗浄集塵した後、前記タール鹸化除去装置に供給するように構成した、請求項６記載のタール含有排ガスの処理設備。
【請求項８】
湿式スクラバの入側配管および出側配管内面にタール付着防止液を供給する配管付着防止液供給手段を設けた、請求項７記載のタール含有排ガスの処理設備。
【請求項９】
前記配管付着防止液供給手段の上流側に、排ガスを送り込む排ガスファンを設け、その下流側に排ガスを流通させるためのファンを有しない、請求項８記載のタール含有排ガスの処理設備。
【請求項１０】
タールを含有する排ガスの処理方法において、
前記排ガスを配管を通じて流通させるにあたり、前記配管内面にタール付着防止液を存在させた状態で排ガスを流通させることを特徴とするタール含有排ガスの処理方法。
【請求項１１】
タールを含有する排ガスの処理方法において、
前記排ガスが衝突する衝突壁と、この衝突壁表面にタール付着防止液を供給する衝突壁付着防止液供給手段とを有する慣性集塵機を用い、
この慣性集塵機の衝突壁表面に前記付着防止液を存在させた状態で前記排ガスを前記衝突壁に衝突させてタールを析出させ、析出したタールを分離除去することを特徴とするタール含有排ガスの処理方法。
【請求項１２】
タールを含有する排ガスの処理方法において、
苛性ソーダを含む洗浄液と前記排ガスとを直接接触させ、排ガス中のタールを鹸化して取り除くことを特徴とするタール含有排ガスの処理方法。
【請求項１３】
タール含有排ガスの処理方法において、
最も上流側に存在する排ガスの冷却を伴う処理装置よりもさらに上流側に、排ガスを下流側に流通させる排ガスファンを設け、且つその下流側に排ガスを流通させるためのファンを設けずに、実質的に前記排ガスファンのみにより排ガスを流通させることを特徴とするタール含有排ガスの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水汚泥や産業廃棄物等の焼却施設において好適に使用される排ガス処理技術に関し、特に、排ガス中のタール分に起因する問題、例えば機器や煙道の閉塞、故障を防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、下水は下水処理場に集められ、濃縮、脱水工程を経て焼却処分もしくは埋め立て等されている。近年では省エネルギー対策や環境対策の観点から焼却時に排出される排ガス保有熱による温水利用、排熱ボイラ利用等有効利用も行われている。
【０００３】
このような観点から、焼却炉投入前の下水汚泥を乾燥させるにあたり、焼却排ガスを熱源として利用することが行われており、有機分を含む汚泥を排ガスと直接接触させる手法が一般に採用されている。
【０００４】
しかし、このような直接接触による乾燥法では、有機分の一部が気化して排ガス中に混入し、後段の誘引ファンや排ガス再利用設備およびその配管内にタールとして付着するという問題点がある。この場合、タール除去作業に多大な労力を要し、また、除去作業には設備全体を停止しなければならず、設備運営にも支障をきたすという問題を抱えている。
【０００５】
このような背景のもと、排ガス中のタール除去方法について幾つかの提案がなされている。具体的には、排ガスを湿式スクラバを用いて冷却し且つタールを除去した後、湿式電気集塵機で排ガス中に残留するタールおよび水分を捕集する方法（特許文献１参照）や、焼却炉投入前の廃棄物に排ガスを通過させタール分を除去する方法（特許文献２参照）が提案されている。
【０００６】
しかしながら、湿式電気集塵機は比較的に大きな設置空間が必要であり、既存設備への適用が困難である。また、電気集塵機は設備コストやランニングコストが高額になるという問題点もある。さらに電気集塵機は可燃性ガスへの適用が不可能である。これに対して焼却炉投入前の廃棄物に排ガスを通過させる方法は、コスト的に有利であるが、廃棄物内に排ガスを通過させると多大の圧損を生じさせることになり、排ガスを排出するために必要なファン動力を大幅に上昇させる必要がある。
【特許文献１】特開平１１−２１５６５号公報
【特許文献２】特開平１０−１１８６１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の主たる課題は、圧損の大幅な増加を防止しつつ、多大な設備を設置することなく、既存焼却設備にも容易に適用可能なタール付着防止技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決した本発明は次記のとおりである。
＜請求項１記載の発明＞
タールを含有する排ガスの処理設備において、
排ガスが流通する配管の内面にタール付着防止液を供給する配管付着防止液供給手段を設け、
前記配管内面に前記タール付着防止液を存在させた状態で、前記排ガスを流通させるように構成したことを特徴とするタール含有排ガスの処理設備。
【０００９】
（作用効果）
このように、排ガス処理設備内の機器間を繋ぐ配管等、排ガスが流通される配管の内面にタール付着防止液を供給すると、タール付着防止液表面においてタールが析出するため、従来のようにタールが配管内面に付着せずに防止液とともに洗い流されるようになる。このことからも判るように、本項記載の発明は、配管内で析出するタールを積極的に捕集し排除することを意図したものである。そして、この手法では、廃棄物内を通す従来方法のように圧損は殆ど発生せず、多大な設備を設置することなく、既存焼却設備にも容易に適用可能である。特に既存の排ガス処理設備においてタール付着量が多い部位に対して部分的に適用できるという利点もある。
【００１０】
＜請求項２記載の発明＞
タールを含有する排ガスの処理設備において、
タールの除去手段として、排ガスが衝突する衝突壁と、この衝突壁表面にタール付着防止液を供給する衝突壁付着防止液供給手段とを有する慣性集塵機を備え、
この慣性集塵機の衝突壁表面に前記付着防止液を存在させた状態で前記排ガスを前記衝突壁に衝突させるように構成したことを特徴とするタール含有排ガスの処理設備。
【００１１】
（作用効果）
本発明者らは種々の集塵機の組み合わせを検討したが、タール除去能力、圧損、既存設備への適用性、コンパクトさ等の面で上記課題を解決するのが困難であるとの知見を得た。このため、さらに鋭意研究を行った結果、上記のように慣性集塵機の衝突壁表面にタール付着防止液を存在させた状態で排ガスを衝突壁に衝突させるように構成することで、タール除去能力、圧損、既存設備への適用性、コンパクトさ等の全てをバランス良く解決できることを見出し本発明をなすに至ったものである。
【００１２】
慣性集塵機は、排ガス処理設備におけるタール除去手段として用いると衝突壁にタールが直に付着・堆積するため、従来は使用不可能と考えられていたが、本発明では衝突壁面にはタール付着防止液が存在し、タールが衝突壁面に直に析出しないため、長期連続運転が可能となる。また、慣性集塵機は、圧損が電気集塵機や重力沈降に次いで少ないものであり、タール付着防止液によりその性能が低下しないというメリットもある。さらに、既存設備への適用性や、コンパクトさ等にも優れることはいうまでもない。
【００１３】
なお、本明細書における「慣性集塵機」とは、実質的に慣性効果を利用した慣性集塵機を意味し、スクラバや電気集塵機を含まない。
【００１４】
＜請求項３記載の発明＞
タールを含有する排ガスの処理設備において、
タールの除去手段として、アルカリ性溶液からなる鹸化液と排ガスとを直接接触させ、排ガス中のタールを鹸化して取り除くタール鹸化除去装置を備えたことを特徴とするタール含有排ガスの処理設備。
【００１５】
（作用効果）
本発明者らは、上記のように、汎用技術を単に組み合わせるのみでは、上記課題を解決しうる満足な技術を提供できないという考えの下、上記の特殊な慣性集塵以外の新規な手法について研究開発を行い、本項記載の発明をなすに至ったものである。
【００１６】
すなわち、本項記載の発明は、排ガス中に含まれるタールを苛性ソーダに代表されるアルカリ性溶液と直接接触させると、鹸化反応により石鹸固形分となることを利用したものである。このような化学反応を利用すると、タールの析出を促すのと異なり、積極的に排ガス中のタール分を取り出すことができるため、効率の良いタール除去が可能となる。また、接触形態に自由度があるため、コンパクト且つ圧損の少ない接触形態（例えば次項記載の形態）を採用することも容易である。
【００１７】
＜請求項４記載の発明＞
前記タール鹸化除去装置は；
接触容器と分離容器とを有し、
前記接触容器は排ガス入口および処理物出口と、これらの間に設けられた衝突壁と、この衝突壁表面に前記鹸化液を供給する鹸化液供給手段とを有し、
前記接触容器の処理物出口は前記分離容器内に連通しており、
前記分離容器は、排ガス出口と、固液分出口と、洗浄水供給手段とを有し、
前記接触容器の排ガス入口からタールを含有する排ガスを導入し、この排ガスを前記鹸化液供給手段から供給される鹸化液と直接接触させてタール分を鹸化するとともに分離容器内に供給し、分離容器内では前記洗浄水供給手段により洗浄水を供給し、ガス分は前記排ガス出口から排出させ、固液分は前記固液分出口を介して排出するように構成したものである、
請求項３記載のタール含有排ガスの処理設備。
【００１８】
（作用効果）
本項記載の発明は、上述の鹸化によるタール除去の好適形態であり、排ガスと鹸化液との接触形態として上述の慣性集塵機と同様の形態を採用するとともに、接触を行う部分と排ガス分離部分とを別個の容器に分離することにより圧損の少ない処理が可能となる。また、分離容器においては、洗浄水を供給して、鹸化したタール分（石鹸）を排出させるようにしているので、円滑な連続運転が可能である。
【００１９】
＜請求項５記載の発明＞
タール含有排ガスの処理設備において、
排ガスの冷却を伴う処理装置を有するとともに、
最も上流側の前記処理装置よりも上流側に、排ガスを下流側に流通させる排ガスファンを設け、且つその下流側に排ガスを流通させるためのファンを有しないことを特徴とするタール含有排ガスの処理設備。
【００２０】
（作用効果）
従来の排ガス処理設備では、排ガスを流通させるための誘引ファンを処理機器の間や最下流位置に設置している。このような設備において、例えば早期タール除去のため、湿式スクラバのような排ガスの冷却を伴う処理装置を上流側に設置すると、これよりも下流側の誘引ファンにタールが付着するため、頻繁なメンテナンスが必要となったり、故障が発生し易くなったりする。
【００２１】
かかるタール付着問題に対して、本項記載の発明では、タール除去という視点から離れて容易かつ効果的にタール付着問題を解決しようとするものである。本項記載の発明では、タールが冷却する前にファンを通過することになるので、タールがファンに付着し難くなる。
【００２２】
＜請求項６記載の発明＞
タールを含有する排ガスの処理設備において、
アルカリ性溶液からなる鹸化液と排ガスとを直接接触させ、排ガス中のタールを鹸化して取り除くタール鹸化除去装置と、
排ガスが衝突する衝突壁と、この衝突壁表面にタール付着防止液を供給する衝突壁付着防止液供給手段とを有する慣性集塵機とを備え、
タールを含有する排ガスを、前記タール鹸化除去装置に供給してタールを鹸化して取り除いた後、前記慣性集塵機に供給してタールを除去するとともにミストを分離除去するように構成した、
ことを特徴とするタール含有排ガスの処理設備。
【００２３】
（作用効果）
本発明のタール鹸化除去装置及び慣性集塵機をこの順に組み合わせて使用すると、タール鹸化除去装置において取り逃がしたタール分および鹸化除去に伴い排ガス中に混入したミストを、慣性集塵機で除去することができるため好ましい。特に、慣性集塵機以降における排ガス中の水分濃度を低く抑えたい場合、例えば慣性集塵機以降に熱交換器や炉が設置されている場合に好適である。
【００２４】
＜請求項７記載の発明＞
前記タール鹸化除去装置の上流側に湿式スクラバを設け、この湿式スクラバにより前記タールを含有する排ガスを洗浄集塵した後、前記タール鹸化除去装置に供給するように構成した、請求項６記載のタール含有排ガスの処理設備。
【００２５】
（作用効果）
湿式スクラバはタール濃度が高いほど除去効率が高くなる傾向がある。一方、タール鹸化除去装置は化学反応に基づくものであるため、タール濃度が低くても十分な除去能力を発揮する。よって本項記載のように、タール鹸化除去装置の上流側で湿式スクラバを用いることにより、効率よくタール高含有の排ガスを処理し、しかる後にタール鹸化除去装置により低濃度の残留タールを除去するように構成すると、より効果的なタール除去が可能になる。
【００２６】
＜請求項８記載の発明＞
湿式スクラバの入側配管および出側配管内面にタール付着防止液を供給する配管付着防止液供給手段を設けた、請求項７記載のタール含有排ガスの処理設備。
【００２７】
（作用効果）
湿式スクラバを設置する場合、出側配管内において排ガス温度が低下し、配管内面にタールが付着し易くなる。よって、本項記載のように、湿式スクラバの出側配管内面に配管付着防止液供給手段を設けることにより、配管内面のタール付着を効果的に防止できるようになる。また、湿式スクラバにおけるタールの冷却析出効果を考慮すると、湿式スクラバの入口排ガス温度がタール析出温度よりもある程度高い場合には、これを予めタール析出温度近傍まで若しくはタール析出温度以下まで低下させておくことにより、湿式スクラバ内でのタール析出効率が高まり、タール除去能力が向上する。よって、本項記載のように、湿式スクラバの入側配管および出側配管内面に配管付着防止液供給手段を設けることにより、湿式スクラバへ供給する排ガスを予備冷却することができ、湿式スクラバのタール除去能力を高めることができる。またもちろん、入側配管内面のタール付着も効果的に防止できる。
【００２８】
＜請求項９記載の発明＞
前記配管付着防止液供給手段の上流側に、排ガスを送り込む排ガスファンを設け、その下流側に排ガスを流通させるためのファンを有しない、請求項８記載のタール含有排ガスの処理設備。
【００２９】
（作用効果）
かかる位置に排ガスファンを設置することにより、請求項５記載の発明と同様に、ファンへのタール付着防止を効果的に防止できる。
【００３０】
＜請求項１０記載の発明＞
タールを含有する排ガスの処理方法において、
前記排ガスを配管を通じて流通させるにあたり、前記配管内面にタール付着防止液を存在させた状態で排ガスを流通させることを特徴とするタール含有排ガスの処理方法。
【００３１】
（作用効果）
請求項１記載の発明と同様の作用効果を奏する。
【００３２】
＜請求項１１記載の発明＞
タールを含有する排ガスの処理方法において、
前記排ガスが衝突する衝突壁と、この衝突壁表面にタール付着防止液を供給する衝突壁付着防止液供給手段とを有する慣性集塵機を用い、
この慣性集塵機の衝突壁表面に前記付着防止液を存在させた状態で前記排ガスを前記衝突壁に衝突させてタールを析出させ、析出したタールを分離除去することを特徴とするタール含有排ガスの処理方法。
【００３３】
（作用効果）
請求項２記載の発明と同様の作用効果を奏する。
【００３４】
＜請求項１２記載の発明＞
タールを含有する排ガスの処理方法において、
苛性ソーダを含む洗浄液と前記排ガスとを直接接触させ、排ガス中のタールを鹸化して取り除くことを特徴とするタール含有排ガスの処理方法。
【００３５】
（作用効果）
請求項３記載の発明と同様の作用効果を奏する。
【００３６】
＜請求項１３記載の発明＞
タール含有排ガスの処理方法において、
最も上流側に存在する排ガスの冷却を伴う処理装置よりもさらに上流側に、排ガスを下流側に流通させる排ガスファンを設け、且つその下流側に排ガスを流通させるためのファンを設けずに、実質的に前記排ガスファンのみにより排ガスを流通させることを特徴とするタール含有排ガスの処理方法。
【００３７】
（作用効果）
請求項５記載の発明と同様の作用効果を奏する。
【発明の効果】
【００３８】
以上のとおり、本発明は、圧損の大幅な増加を防止しつつ、多大な設備を設置することなく、既存焼却設備にも容易に適用可能（数カ所の改造だけで実施可能であり、可燃性ガスへの適用も可能であり、広範囲にわたる設備への適用が可能）なものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、下水汚泥の乾燥設備への適用例に基づき本発明の実施形態について詳説する。図  １は、下水汚泥の乾燥設備例における前段部を示している。下水汚泥は、乾燥機２０に供給され、熱風炉２１から供給される熱風と直接接触され、排ガスの保有する熱量により乾燥され（熱風乾燥式）た後、図示しない焼却炉に供給され焼却、溶融もしくは場外搬出後埋め立て処理される。排ガスは、サイクロン等の集塵装置２２を用いて粉塵を除去した後、図２に示す後段部分の脱臭炉に供給され、排ガス中の臭気分が加熱脱臭される。
【００４０】
このように、熱風と下水汚泥と直接接触させる方式では、有機分の一部が気化して排ガス中に混入し、これが後段設備内で析出しタールとして付着し、設備の閉塞・故障を発生させる。この問題を解決するために、図２に示す例では上記各本発明を適用している。集塵機２２からの排ガスは排ガスファン１により誘引・送出され、先ずベンチュリ式スクラバ２およびスプレー塔式スクラバ３に供給され、冷却およびタール除去がなされる。本例では、二種類の湿式スクラバ２，３を組み合わせて二段処理としているが、これに限られるものではなく、一段または三段以上の構成とすることもできる。スクラバの種類には特に限定されず、ガスと液との接触面積を大きくするための充填物を内蔵する充填式、多孔板上に水膜を形成し、そこにガスを通過させる多孔板式の他、スプレー式、ベンチュリ式等、いずれも用いることができる。ただし、本発明者らが実験を行った結果、排ガス中のタール濃度が高い場合、タール分の析出は洗浄液による冷却のみならず、排ガス流速の変化によっても促進される。したがって、図示形態のように、先ず、ベンチュリ式スクラバ２を用いて冷却および流速変化によりタールの析出および除去を行った後、スプレー塔式スクラバ３のように冷却度合いの大きいスクラバにより冷却によるタールの析出・除去を行うのが望ましい。
【００４１】
湿式スクラバ２，３による冷却度合いは、適宜定めることができるが、例えば入側温度が２００〜３００℃の排ガスを処理する場合、出側温度が４０〜５０℃となるようにするのが好ましい。
【００４２】
湿式スクラバ２，３によりタールが除去された排ガスは、次いで本発明のタール鹸化除去装置４により残留タールの除去がなされる。タール鹸化除去装置４としては、苛性ソーダに代表されるアルカリ性溶液からなる鹸化液と排ガスとを直接接触させ、排ガス中のタールを鹸化して取り除くものであれば、例えばスクラバの洗浄液として鹸化液を用いたり、容器内の鹸化液中に排ガスを吹き込む簡易な形式を採用したりすることもできる。鹸化液としては、苛性ソーダ水が好適に使用でき、必要に応じて各種の添加物を添加することもできる。苛性ソーダ水の濃度としては、３〜１０％程度が好適である。
【００４３】
排ガス中のタール分を鹸化すると、タールは固形分（石鹸）となり、排ガスから容易に分離することができ、しかも化学反応によるため排ガス中のタール濃度が低くても効率良くタールを分離除去できる。ただし、タールが固形分となるためその分離排出のための取り扱いは若干困難になる。そこで、本発明では、これを解決するものとして、図３に示すタール鹸化除去装置４についても提案している。このタール鹸化除去装置４は、接触容器４１と分離容器４２との機能分離型となっている。接触容器４１は縦長状をなし、上端部に排ガス入口４１ｉを有し、下端部に処理物出口４１ｘを有し、これらの間に衝突壁４１ｗを有し、更にこの衝突壁表面に鹸化液を供給するために衝突壁上側に離間して鹸化液供給ノズル４１ｎを有する。接触容器４１は樹脂製若しくは金属製とすることができ、内部に設けられる衝突壁４１ｗとしては、金属製、樹脂等で製造されたメッシュ状部材が好適に用いられる。メッシュ状部材としては、板に細孔を空けたパンチングメタルやエキスパンドメタル、濾布状のものであってもよいが、メンテナンス性や閉塞時の交換の容易性からワイヤメッシュ状もしくはパイロスクリーンもしくはその組み合わせを使用することが望ましい。
【００４４】
一方、分離容器４２は縦長筒状をなし、上端部から略中央部まで接触容器の処理物出口管４１ｐが容器中心軸ｘ１に対して同軸的に挿入されており、上端部側面に排ガス出口４２ｇを有し、下部に固液分出口４２ｓを有し、さらに容器４２内の上部に、洗浄水を供給するための洗浄水ノズル４２ｎが設けられている。好ましい形態では、図４の横断面図に示されるように、排ガス出口４２ｇの中心軸ｘ２の方向は、容器の縦方向の中心軸ｘ１に対して偏心位置に向けられており、これにより、処理物出口管４２ｇ下端から排出される排ガスはその周囲を上昇して排ガス出口４２ｇに向かう過程で旋回流となるように構成されている。
【００４５】
本装置４では、接触容器４１の排ガス入口４１ｉからタールを含有する排ガスが導入され、この排ガスは、鹸化液ノズル４１ｎから散布される鹸化液と空中で、あるいは衝突壁４１ｗ面上で直接接触される。これにより、排ガス中のタール分は苛性ソーダと鹸化反応を生じる。鹸化液は連続的に供給するのが好ましいが、必要に応じて断続的に供給するようにも構成できる。特に衝突壁４１ｗがメッシュ状部材である場合にはメッシュ状部材の表面に水膜が形成されるように、部材孔径や孔数の設計および鹸化液の供給制御を行うと、排ガスと鹸化液との接触効率が高まるため好ましい。
【００４６】
鹸化により生じた固形分と排ガスとは、分離容器４２内に供給され、排ガスは容器４２上部の排ガス出口４２ｇから排出される。この際、図４に示す形態では、分離容器４２内に排ガスによる旋回流が発生し、その遠心力と慣性力とによって排ガスと、固液分とが良好に分離される。一方、固形分（石鹸）は固液分出口４１ｓを介して排出される。特徴的には、分離容器４２内上部の洗浄水ノズル４２ｎから水が散布されており、分離容器４２内に残留する固形分はこの水により溶解しつつ固液分出口４１ｓより排出される。水の散布は断続的でも良いが、連続的とするのが好ましい。
【００４７】
排出される固液分の処理は適宜設計すれば良いが、図示形態のようにオーバーフロー等により液分を排出する貯留槽４３を設け、この貯留槽４３に対して分離容器４２からの固液分を排出するように構成するのが好ましい。この場合、貯留槽４３内で固形分が水に溶解し、主に液分が排出されるため、その後の取り扱いが容易になる。この貯留槽４３から排出される液分は、スクラバ３が備える図示しない使用済み洗浄水貯留部へ供給する等により、スクラバ３の排水手段を利用して排水することができる。なお、この手法はスクラバ３が洗浄水を循環利用するタイプであっても利用できる。
【００４８】
湿式スクラバ２，３やタール鹸化除去装置４を出た排ガスは多量の水分を含んでおり、後述する予熱や加熱脱臭等のように、低水分が望まれる後段処理を行う場合には不向きである。またタール分を更に低下させることができれば、より好ましいことはいうまでもない。そこで、本例では、タール鹸化除去装置４により残留タールが除去された排ガスは、本発明の慣性集塵機５により残留タールおよびミストの除去がなされる。本発明の慣性集塵機５は、前述の接触容器４１と基本的原理は同じであるが、残留タール及びミストの除去を行いながらミストの混入を防ぐ必要がある。このため、例えば図３に示すように、横長容器５１の長手方向一方側端部に供給口５２を設け、他方側排出口５３を設け、両者の間に衝突壁５４，５５，５６を設けた形態を採用することができる。横長容器５１で横方向に排ガスを流通させることによりミスト混入を低下できる。また特に図示例では、衝突壁５４，５５，５６を三段設け、上流側の二段にはその入側面および出側面に水等のタール付着防止液をスプレーするノズル５７，５８をそれぞれ設けて、タール除去及び付着防止機能を優先する（ミスト除去もなされる）構成とし、最終段は付着防止液のスプレーノズルを設けずにミスト除去機能を優先する構成としている。衝突壁の段数は、圧力損失、タールの除去状態を考慮して適宜決定することが好ましく、通常の場合３〜５段が好ましい。衝突壁５４，５５，５６としては折り板タイプが好ましいが、これに限られず、また管路の屈曲部分を衝突壁とするタイプでも良い。
【００４９】
かくして、排ガス中のタールが十分に除去される。本例は下水汚泥の乾燥排ガスの処理であり、排ガス中に硫化水素、メチルメルカプタン等の臭気分を含むため、これを除去するべく、タール分を除去した排ガスは、間接熱交換器６で脱臭炉排ガスとの熱交換により予熱してから脱臭炉７に供給し、加熱脱臭した後に煙突８から放出するようになっている。
【００５０】
他方、どのようなタール除去装置を用いたとしても、全てを一度に除去できるわけではなく、設備内の排ガス流通配管の内面に析出タールが付着するのは避けられないという問題がある。そこで、本発明では、配管の内面にタール付着防止液を供給する配管付着防止液供給手段についても提案している。具体的には、図２に示すように、排ガスが流通する配管１０，１１内に、下流側に向けて水等の付着防止液を噴霧するスプレーノズル１２，１３を設ける形態が簡易であり好ましい。これにより、スプレーノズル１２，１３から噴霧された付着防止液が均一に配管１０，１１内を湿潤させるため、タールが析出した場合でも内面に付着し難くなる。また、配管１０，１１内において排ガスが付着防止液との接触により冷却され、排ガス中のタールの析出及び捕捉が行われるため、タール除去装置としての機能も有する。
【００５１】
スプレーノズル１２，１３の個数、形状は設置位置、排ガス量、タール付着量に応じて適宜採用することができる。付着防止液の噴霧は断続的でも良いが、連続的に行う方が付着防止効果およびタール補足効果の観点からは好ましい。
【００５２】
スプレーノズル１２，１３の設置場所は排ガスが流通する配管であれば制限はないが、配管内面へのタールの付着はタール濃度が高いほど、また排ガス温度が低いほど発生し易いため、最上流に位置する排ガスの冷却を伴う処理を行う処理装置、例えば図示形態のように湿式スクラバ２，３の出側配管１１内に設けるのが好ましい（入側及び出側いずれか一方でも良く、その場合、出側配管１１に設けるのが好ましい）。
【００５３】
図示形態では湿式スクラバ１２の入側配管１０内にもスプレーノズル１２を設けており、もちろんここでも配管内へのタールの付着防止は図られるが、それを主目的とするものではないことは前述のとおりである。すなわち、湿式スクラバ１２の入側配管１０内にスプレーノズルを設けたのは、ここで予備的に排ガスをタール析出温度近傍まで若しくはタール析出温度以下まで冷却することにより、湿式スクラバ２，３内におけるタール析出効率、ひいてはタール除去効率が顕著に向上することを意図したものである。
【００５４】
さらに、タール付着防止を図る上で、最も重視すべき設備機器の一つに排ガスを流通させるためのファン１を挙げることができる。このような物理的駆動機器内にタールが付着すると、異音発生や故障、破壊に至るおそれがあり、内部の清掃も困難である。したがって、十分にタール除去を行える場合には、最下流のタール除去装置５の下流側に配置するのが好ましいが、本発明では発想を転換して、排ガス中にタールが多量に含有されるものの、それが析出し難い位置、すなわち最も上流側に存在する排ガスの冷却を伴う処理装置１２よりも上流側に、排ガスを下流側に流通させる排ガスファン１を設け、且つその下流側に排ガスを流通させるためのファンを設けないようにすることも提案する。図示例では、湿式スクラバ２，３の上流側は配管１０内に付着防止液のスプレーノズル１２を設けているため、これが最上流の処理装置となり、その上流側に排ガスファン１を設け、下流側には一切ファンを設けていない。この場合、ファンを通過する排ガスの温度はタールの析出温度よりも高く、タールが析出し難い状態にあるため、ファン１内への析出タールの付着が効果的に防止される。
【００５５】
＜その他＞
（イ）上記実施形態では、本発明の全てを組み合わせて適用しているが、本発明の範囲内において、その一部を省略したり、一部を公知の技術に置き換えたりできることはいうまでもない。
【００５６】
（ロ）上記実施形態における付着防止液、洗浄水、苛性ソーダ水に利用される水として、下水処理場内で発生する濾過水を使用することができる。これにより、コストをかけることなく多量の水を供給可能である。もちろん、他の設備の排ガス処理に用いる場合においても、当該設備や付近の設備から排出される処理水を利用できる。
【実施例】
【００５７】
＜タール鹸化除去実験＞
電気炉内に設置した容器内に、下水汚泥処理設備から回収したタールを１０２ｇ入れて２００〜２４０℃に加熱し、その排ガスを５％濃度の苛性ソーダ水溶液を１６０ｍｌ入れた容器に供給した。炉内のタールの残渣が３７．０ｇになるまで、実験を継続した。容器内に石鹸固形分が多量に発生した。実験終了前後の苛性ソーダ水容器重量、苛性ソーダ使用重量を加味し、タールの除去率を算出した結果、８３％であった。
【００５８】
＜慣性集塵機によるタール除去実験＞
電気炉内に設置した容器内に、下水汚泥処理設備から回収したタールを１０２ｇ入れて２００〜２４０℃に加熱し、その排ガスを図３に示す構成の慣性集塵機５に供給し、炉内のタールの残渣が３７．０ｇになるまで、実験を継続した。なお、慣性集塵機５のノズル５７，５８からはそれぞれ９０リットル／分の割合で水を供給し、排水中のタール含有量を計測し、タールの除去率を算出した結果、５６％であった。
【００５９】
＜配管内タール付着に関する実験＞
電気炉内に設置した容器内に、下水汚泥処理設備から回収したタールを１０２ｇ入れて２００〜２４０℃に加熱し、その排ガスを、スプレーノズルを設置した配管（長さ４ｍ、内径３５０ｍｍ）内に流通させ、炉内のタールの残渣が３７．０ｇになるまで、実験を継続した。
【００６０】
先ず、スプレーノズルから水を噴霧せずに実験を行ったところ配管内に析出タールが付着した。そこで次に、スプレーノズルから５リットル／分の割合で水を噴霧したところ、配管内へのタールの付着は発生しなかった。また、配管からの排水を取得し、タール含有量を計測し、タールの除去率を算出した結果、６７％であった。
【００６１】
＜ファン設置位置に関する実験＞
電気炉内に設置した容器内に、下水汚泥処理設備から回収したタールを１０２ｇ入れて２００〜２４０℃に加熱し、その排ガス（約２００℃）を湿式スクラバ（出口温度約４０℃）を介して排ガスファンにより誘引し、炉内のタールの残渣が３７．０ｇになるまで継続した。その結果、排ガスファン内に析出タールが付着した。
【００６２】
そこで次に、排ガスを湿式スクラバを介さずに直接ファンに供給した後に、湿式スクラバに供給するようにした。その他は上記と同様にした。この場合、排ガスファン内への析出タールの付着は観察されなかった。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、下水汚泥の乾燥排ガスの処理に好適であるが、タールを析出するおそれがある排ガスの処理であれば、各種廃棄物の乾燥、焼却もしくは溶融に伴う排ガスの処理等、広範な用途に適用可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】下水汚泥処理設備の前段フロー図である。
【図２】排ガス処理設備のフロー図である。
【図３】要部のフロー図である。
【図４】分離容器の横断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１…ファン、２…ベンチュリ式スクラバ、３…スプレー塔式スクラバ、４…タール鹸化除去装置、５…完成集塵機、６…間接熱交換器、７…脱臭炉、８…煙突、１０，１１…配管、１２，１３…スプレーノズル。
【図１】
2005279420.tif 000003
【図２】
2005279420.tif 000004
【図３】
2005279420.tif 000005
【図４】
2005279420.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成16年5月13日(2004.5.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
（作用効果）
かかる位置に排ガスファンを設置することにより、請求項５記載の発明と同様に、ファンへのタール付着を効果的に防止できる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
以下、下水汚泥の乾燥設備への適用例に基づき本発明の実施形態について詳説する。図１は、下水汚泥の乾燥設備例における前段部を示している。下水汚泥は、乾燥機２０に供給され、熱風炉２１から供給される熱風と直接接触され、排ガスの保有する熱量により乾燥され（熱風乾燥式）た後、図示しない焼却炉に供給され焼却、溶融もしくは場外搬出後埋め立て処理される。排ガスは、サイクロン等の集塵装置２２を用いて粉塵を除去した後、図２に示す後段部分の脱臭炉に供給され、排ガス中の臭気分が加熱脱臭される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
一方、分離容器４２は縦長筒状をなし、上端部から略中央部まで接触容器４１の処理物出口管４１ｐが容器中心軸ｘ１に対して同軸的に挿入されており、上端部側面に排ガス出口４２ｇを有し、下部に固液分出口４２ｓを有し、さらに分離容器４２内の上部に、洗浄水を供給するための洗浄水ノズル４２ｎが設けられている。好ましい形態では、図４の横断面図に示されるように、排ガス出口４２ｇの中心軸ｘ２の方向は、分離容器４２の縦方向の中心軸ｘ１に対して偏心位置に向けられており、これにより、処理物出口管４１ｐ下端から排出される排ガスはその周囲を上昇して排ガス出口４２ｇに向かう過程で旋回流となるように構成されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
鹸化により生じた固形分と排ガスとは、分離容器４２内に供給され、排ガスは分離容器４２上部の排ガス出口４２ｇから排出される。この際、図４に示す形態では、分離容器４２内に排ガスによる旋回流が発生し、その遠心力と慣性力とによって排ガスと、固液分とが良好に分離される。一方、固形分（石鹸）は固液分出口４２ｓを介して排出される。特徴的には、分離容器４２内上部の洗浄水ノズル４２ｎから水が散布されており、分離容器４２内に残留する固形分はこの水により溶解しつつ固液分出口４２ｓより排出される。水の散布は断続的でも良いが、連続的とするのが好ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
図示形態では湿式スクラバ２，３の入側配管１０内にもスプレーノズル１２を設けており、もちろんここでも配管内へのタールの付着防止は図られるが、それを主目的とするものではないことは前述のとおりである。すなわち、湿式スクラバ２，３の入側配管１０内にスプレーノズルを設けたのは、ここで予備的に排ガスをタール析出温度近傍まで若しくはタール析出温度以下まで冷却することにより、湿式スクラバ２，３内におけるタール析出効率、ひいてはタール除去効率が顕著に向上することを意図したものである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
さらに、タール付着防止を図る上で、最も重視すべき設備機器の一つに排ガスを流通させるためのファン１を挙げることができる。このような物理的駆動機器内にタールが付着すると、異音発生や故障、破壊に至るおそれがあり、内部の清掃も困難である。したがって、十分にタール除去を行える場合には、最下流のタール除去装置５の下流側に配置するのが好ましいが、本発明では発想を転換して、排ガス中にタールが多量に含有されるものの、それが析出し難い位置、すなわち最も上流側に存在する排ガスの冷却を伴う処理装置よりも上流側に、排ガスを下流側に流通させる排ガスファン１を設け、且つその下流側に排ガスを流通させるためのファンを設けないようにすることも提案する。図示例では、湿式スクラバ２，３の上流側は配管１０内に付着防止液のスプレーノズル１２を設けているため、これが最上流の処理装置となり、その上流側に排ガスファン１を設け、下流側には一切ファンを設けていない。この場合、ファンを通過する排ガスの温度はタールの析出温度よりも高く、タールが析出し難い状態にあるため、ファン１内への析出タールの付着が効果的に防止される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
１…排ガスファン、２…ベンチュリ式スクラバ、３…スプレー塔式スクラバ、４…タール鹸化除去装置、５…慣性集塵機、６…間接熱交換器、７…脱臭炉、８…煙突、１０，１１…配管、１２，１３…スプレーノズル。