(57)【要約】【課題】焼却炉から排出される排気ガスに含まれる多種の汚染物質を余すことなく吸収し、浄化することができる焼却施設の排気ガス浄化装置を提案する。【解決手段】焼却炉１１から排出された排気ガスの温度を冷却・減温装置１２で冷却し、燃カスを燃カス除去装置１３で除去すると共に、脱硝装置１４Ａで脱硝し調温装置１４Ｂで温度を降下させた後に空胴１７に導出する。空胴１７の上層には土壌層１８が敷き込まれ、土壌槽１８に植物１９が栽植される。空胴１７に導入した排気ガスを土壌層１８を通じて大気に放出させる。土壌層１７を排気ガスが透過する際に各種の汚染物質は土壌層１８に生息する土壌菌に捕捉され、分解されて無害化される。また植物の根から吸収された汚染物質も植物によって分解され、無害化されて大気に放出される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却施設から排出される燃焼ガスから熱を除去する冷却・減温装置と、
上記燃焼ガスから燃カス等の固形物を水を利用して除去する燃カス除去装置と、
この燃カス除去装置が排出する排気ガスから硝酸系のガス成分を除去する脱硝装置と、
上記燃カス除去装置で利用した水から上記固形物を除去し、水を蓄積する排水処理装置と、
植物が栽培され下部に空胴を持った土壌層と、
上記冷却・減温装置で除熱され、上記燃カス除去装置で燃カスが除去され、上記脱硝装置で脱硝された排気ガスを上記空胴に導びく導出路と、
によって構成される焼却施設の排気ガス浄化装置。
【請求項２】
請求項１記載の焼却施設の排気ガス浄化装置において、排水処理装置に蓄積された水を脱塩装置を通じて上記土壌層に供給する排水路を設けた構造としたことを特徴とする焼却施設の排気ガス浄化装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の焼却施設の排気ガス浄化装置の何れかにおいて、上記導出路に上記土壌の下部に設けた空胴と、煙突の双方に配管され、空胴と煙突の何れか一方に切替えて排気させる切替弁を設けたことを特徴とする焼却施設の排気ガス浄化装置。
【請求項４】
請求項１又は２記載の焼却施設の排気ガス浄化装置の何れかにおいて、
上記空胴を互に隔離された複数の空胴に分割し、この複数の空胴に選択的に排気ガスを供給する切替弁を設けた構造としたことを特徴とする焼却施設の排気ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば公共企業体或いは民間企業などが運営する焼却施設の排気ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より公共企業体では家庭から出されたごみ或は屎尿汚泥等は焼却施設で焼却している。焼却時に燃カスと燃焼ガスとが発生する。燃焼ガスには種々の汚染物質が混在している。現状では洗煙装置と脱硝装置が設けられ、燃カスと硝酸系のガス成分を除去して排気ガスとして大気に放出しているが、その他の汚染物質に関しては特に除去する方法が無く、大部分は大気にそのまま放出されている。
焼却施設から排出される排気ガスに含まれる汚染物質としてはごみの種類によってまちまちであるが、測定によって検出された物質を以下に列記する。
【０００３】
・揮発性物質
クロロホルム、ジクロメタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、ベンゼン、トルエン、フロン１２
・不揮発性物質
ダイオキシン類（ＰＣＤＤＳ、ＰＣＤＦＳ）、ベンゾ（ａ）ピレン、ベンゾフルオランテン、ベンゾペリレン、ベンゾアントラセン、ピレン、ナフタリン、ニトロベンゼン、ヘキサクロロベンゼン、ＰＣＢ
・アルデヒド類
アセトアルデヒド
・その他の有害物質
ジェチルヘキシルフタレート、フェノール
・金属類
Ｈｇ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｌｕ、Ｍｎ、Ｂａ
・その他
二硫化水素、フッ化水素、亜酸化窒素
空気中の汚染物質を除去する方法ないし装置は特許文献１、特許文献２、特許文献３等に開示されている。また自動車の排気ガスを浄化する方法ないし装置が特許文献４及び特許文献５に開示されている。
【特許文献１】特開平１１−２９０４３７号公報
【特許文献２】特開２０００−１６６３８８号公報
【特許文献３】特開２００１−３７８５６号公報
【特許文献４】特開平５−９８８２９号公報
【特許文献５】特開平７−２４２４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した各特許文献に開示された汚染物質の浄化方法ないし装置は定常的な温度を持つ空気の浄化を目的としており、ごみ焼却施設或は汚泥などの焼却施設の排気ガスのように高温度例えば８００℃程度の燃焼ガスを大量に浄化する機能を持たない。
この発明の目的は焼却施設から排気される高温度の燃焼ガスから、上記した汚染物質の殆んどを除去することができる焼却施設の排気ガス浄化装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
焼却施設から排出される燃焼ガスから熱を除去する冷却・減温装置と、燃焼ガスから燃カス等の固形物を水を利用して除去する燃カス除去装置と、この燃カス除去装置が排出する排気ガスから硝酸系のガス成分を除去する脱硝装置と、燃カス除去装置で利用した水から固形物を除去し、水を蓄積する排水処理装置と、植物が栽培され下部に空胴を持った土壌層と、冷却・減温装置で除熱され、燃カス除去装置で燃カスが除去され、脱硝装置で脱硝された排気ガスを空胴に導く導出路とによって構成される焼却施設の排気ガス浄化装置を提供するものである。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、冷却及び減温装置を装備しているから、焼却施設から排出された高温の燃焼ガスの温度を定常温度（外気温度）近くに低下させることができる。
更に、燃カス除去装置によって燃カス等の固形物及びＨcl，ＳＯx等の有害物質を除去
し、更に、脱硝装置で硝酸系のガス成分を除去して植物が植栽された土壌層の下部に設けた空胴に導びくから、土壌層を通過する排気ガスは温度が外気温に近く、また燃カスも除去されているから、植物の根に悪い影響を与えることなく、土壌層を透過させることができる。排気ガスが土壌層を透過する際に、汚染物質は土壌に含まれる土壌菌及び植物の根に吸着され、排気ガスが土壌層を透過する間に上記汚染物質の殆んどを除去することができる。
また、この発明では請求項２で提案するように燃カス除去装置で利用し、その水を蓄積した水を脱塩装置を通じて土壌層に供給する排水路を設けたから、植物の根に塩分を含まない水分を与えることができる。つまり、燃カス除去装置或いは灰ピットから回収される排水には燃焼したゴミの種類に応じて塩分を含む場合が多い。このために回収した排水をそのまま植物に放水すると塩分で植物を枯らしてしまうおそれがある。従ってこの発明では灰ピット及び燃カス除去装置から回収した水を脱塩装置で脱塩して植物に散水することにした。
また排水に含まれる汚染物質も土壌層で土壌菌及び植物の根に吸収されるため、排水からも汚染物質を除去することができる。
【０００７】
更に請求項３で提案するように土壌層の下部に設けた空胴と、煙突の何れかに排気ガスを切替えて供給する構成を装備したから、土壌層の状況、特に植物の状況により浄化が不能な状況では排気ガスを煙突から排気させることができる。この結果、植物に無理な負担を掛ける状況を回避することができ、植物の死滅を防ぐことができる。
更に、この発明に請求項４によれば土壌層の下部に互に隔離された複数の空胴を形成し、この複数の空胴の何れかに排気ガスを導入する。排気ガスを与えない空胴に対しては保守を行うことができる。更に、排気ガスを与えない空胴はその間に土壌層及び植物に休息を与えることができる。この結果、排気ガスを与える空胴を数日間毎に順に切替えることにより、土壌層及び植物に休息を与えることができ、休息中に土壌層及び植物に自己再生を行う機会を与えることができ、これにより汚染物質の除去率が低下することを回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１にこの発明を実施するための最良の形態を示す。この発明では焼却炉１１から排気される例えば８００℃程度の高温の燃焼ガスを冷却・減温装置１２にて冷却し、１５０℃〜２００℃程度の温度に低下させる。冷却・減温装置１２で冷却した排気ガスは燃カス除去装置１３に入力され、燃カスとなる固形物を除去する。燃カス除去装置１３に入力され、燃カスとなる固形物を除去する。燃カス除去装置１３は例えばバグフィルタ１３Ａと、湿式洗煙装置１３Ｂとを組み合わせて構成することができる。この組み合わせにより燃カスのような固形物及び塩化水素Ｈcl、硫黄酸化物ＳＯxのような有害物質を除去すること
ができる。
燃カス除去装置１３で燃カスが除去された排気ガスは３０℃程度の温度に下げられ、脱
硝装置１４Ａで例えばＮＯＸ等の硝酸系のガス成分を除去する。従来はこの段階で煙突２２から大気に排気しているから、煙突２２から排気される排気ガスには冒頭に列記した多種の汚染物質を含む状況にある。
【０００９】
この発明では脱硝装置１４Ａで脱硝した排気ガスを更に熱交換器で構成することができる調温装置１４Ｂで調温し、導出路２０を通じて植物１９が栽植された土壌層１８の下部に形成した空胴１７に導入する。空胴１７の体積は大きい程よく、また土壌層１８の敷地面積も許す限り広い方がよい。例えば土壌層１８の敷地面積をサッカーグランド程度の面積とし、その下部に空胴１７を構築する。空胴１７は床面と天上面との間は少なくとも人の背丈より高く選定し、保守化が容易に行えるようにする。
床面はコンクリートで固めてよく、その床面に適当な間隔で柱を建て、柱の上端相互に梁を差し渡し、梁の上に多数の孔が形成されたパンチングメタルを敷き詰め天井面を形成する。パンチングメタルで形成された天井面の上部に土壌層１８を敷き込み、この土壌層１８に植物１９を栽植する。植物１９は例えばドラセナ、ヤシのような樹種が汚染物質をよく吸収すると言われている。土壌層１８はパンチングメタルに近い下層では比較的形状が大きい石或は多孔質の軽石等を敷き詰め、上部に向うに従って漸次粒子の形状を小さくし、保水性を確保すると共に、下部から排気ガスが土壌層１８を透過できるように構成する。土壌層１８の厚みは栽培する植物１９の種類にもよるが、少なくとも２メートル程度は必要で、土壌層１８の厚みに比例して汚染物質の除去率は向上する。然し必要以上に厚くすると、空胴１７の天上面の強度が要求されることと、排気ガスに対する透過抵抗が高くなり、排気が円滑に行われなくなる不都合もある。これらの点から土壌層１８の厚みは１〜２メートル程度が望ましい値であると言える。
【００１０】
尚、図１に示す実施例では調温装置１４Ｂと空胴１７との間に切替弁２１を設けた場合を示す。この切替弁２１は調温装置１４Ｂから排出される排出ガスを空胴１７に導く状態と、煙突２２に導びく状態に切替える作用を呈し、空胴１７内を保守する際、或は植物１９に休息を与える場合などに応じて排気ガスを煙突２２に導びき、煙突２２から大気に放出できるように構成した場合を示す。
排気ガスを土壌層１８に透過させることにより、排気ガスに含まれる汚染物質（冒頭に列記した汚染物質の全て）はことごとく土壌層１８及び植物１９の根に吸収され、土壌層１８の表面に排出されるガスは浄化されクリーン排ガスとされて大気に排出される。つまり、土壌層１８には植物１９の根との相互作用により土壌菌が繁殖し、この土壌菌が汚染物質を吸着し、汚染物質を分解し無害化する。更に、植物１９は根から汚染物質を吸収し、分解し無害化して葉から放散する。従って排気ガスは土壌層１８を透過する間に無害化され、土壌層１８の表面からは浄化されたクリーン排ガスが放出される。このような作用を行わせるため、土壌層１８の体積は排気ガスとの接触面積を広くするために大きい程よく、また、土壌層１８に排気ガスを供給する空胴１７の体積も大きい程よい。
【００１１】
この発明では更に土壌層１８に給水を行なう方法も提案する。つまり、焼却炉１１には必ず灰ピット１５が併設され、この灰ピット１５から汚水が発生する。この汚水は従来より排水処理装置１６Ａで処理されて下水道に廃棄しているが、この発明ではこの排水処理装置１６Ａの処理水を更に脱塩装置１６Ｂで脱塩して土壌層１８に散水し、植物１９の根に水を給水する構造を提案する。排水処理装置１６Ａには湿式洗煙装置１３Ｂからも汚水が回収される。この処理水も合わせて脱塩装置１６Ｂで脱塩して土壌層１８に散水することにより、下水道に廃棄する汚水の量を無とすることができ、汚染物質の流出を無とすることができる。つまり、排水処理装置１６Ａから廃棄される処理水には汚染物質及び塩分が含まれている場合もあるため、下水道へ処理水を廃棄した場合には汚染物質及び塩分が流出する恐れがある。然し乍ら、この発明のように処理水を土壌層１８に散水することにりより、処理水に含まれている汚染物質は土壌層１８で土壌菌により分解され、また植物１９の根から植物１９に吸収されて無害化される。然も脱塩装置１６Ｂで脱塩した水を植
物１９に補給するから、植物１９の生育にも寄与することができる。
従って、この発明によれば排気ガスは元より、処理水も浄化できるため、焼却施設から外部に汚染物質が排出されることはなく、環境の保全に貢献することができる。
【実施例１】
【００１２】
図２にこの発明の実施例１を示す。この実施例１では燃カス除去装置１３と脱硝装置１４Ａとの間に過熱器２３を配置し、この過熱器２３により脱硝装置１４Ａに与える排気ガスの温度を例えば２３０℃〜２５０℃程度に高め、脱硝装置１４Ａにおける脱硝効果を高めるように構成した場合を示す。
脱硝装置１４Ａにおける脱硝効果が高められるのと引き替えに脱硝装置１４Ａから排出される排気温度が例えば１９０℃程度に高められる。この排気温度の上昇分は調温装置１４Ｂである程度降下させることはできるが、温度の降下が不足することも考えられるから、この実施例では脱硝装置１４Ａから空胴１７に至る間の導出路２０に冷却用空気供給口２４を設け、空胴１７に導かれる排気ガスの温度を冷却用空気を混入することによって大気温度約３０℃程度に低下させるように構成した場合を示す。
従って、この実施例１によれば脱硝効率の向上により土壌菌及び植物１９への負担を軽減できると共に、過熱器２３の増設に伴なって発生する空胴１７に導入される排気ガスの温度の上昇も抑えられるため、温度上昇に伴なう土壌層１８及び植物１９に対する弊害を阻止することができる。
【実施例２】
【００１３】
図３はこの発明の第２実施例を示す。この実施例では土壌層１８の下部に互に隔離された複数の空胴１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃを構築し、これら複数の空胴１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃに切替弁２１を通じて選択的に排気ガスを導入できる構造とした場合を示す。この場合には煙突２２は不要となり、或る空胴例えば１７Ａに排気ガスを導入している状態では、他の空胴１７Ｂと１７Ｃは休息状態にすることができ、この休息状態で空胴内の保守を行なうことができる。また使用する空胴を例えば数日間ずつに区切って順次切替えることにより、土壌層１８及び植物１９にも休息を与えることができる。この結果、土壌層１８及び植物１９に自己再生の機会を与えることができ、土壌層１８及び植物１９による浄化機能の低下を防ぐことができる作用効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００１４】
この発明による焼却施設の排気ガス浄化装置はごみ焼却施設或は産業廃棄物の焼却施設に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明を実施する場合の最も好ましい実施形態を説明するための図。
【図２】この発明の実施例１を説明するための図。
【図３】この発明の実施例２を説明するための図。
【符号の説明】
【００１６】
１１    焼却炉                      １６Ｂ    脱塩装置              
１２    冷却・減温装置                １７    空胴          
１３    燃カス除去装置                １８    土壌層          
１３Ａ    バグフィルタ                  １９    植物            
１３Ｂ    湿式洗煙装置                  ２０    導出路            
１４Ａ    脱硝装置                      ２１    切替弁                
１４Ｂ    調温装置                      ２２    煙突
１５    灰ピット                      ２３    過熱器
１６Ａ    排水処理装置                  ２４    冷却用空気供給口
【図１】
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【図２】
2005279547.tif 000004
【図３】
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