(57)【要約】【課題】脱臭設備の省エネルギー化およびコストパフォーマンスの向上を図る。【解決手段】水分を含有する高温臭気排ガスを脱臭炉２で焼却するように構成してなる脱臭設備において、脱臭炉２の上流側に、湿式スクラバ３とミストセパレータ５とを設け、高温臭気排ガスを湿式スクラバ３に供給し除湿した後、ミストセパレータ５により水分を除去し、しかる後に脱臭炉２に供給するように構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水分を含有する高温臭気排ガスを脱臭炉で加熱脱臭するように構成してなる脱臭設備において、
ガスを冷却することにより除湿する除湿装置を前記脱臭炉の上流側に設け、前記高温臭気排ガスを前記除湿装置により除湿した後に前記脱臭炉に供給するように構成したことを特徴とする高温臭気排ガスの脱臭設備。
【請求項２】
水分を含有する高温臭気排ガスを脱臭炉で加熱脱臭するように構成してなる脱臭設備において、
前記脱臭炉の上流側に、水分との直接接触によりガスを冷却して除湿を行う除湿装置と、ガスに含まれる水分を分離除去するミストセパレータとを設け、前記高温臭気排ガスを前記除湿装置により除湿した後、前記ミストセパレータにより水分を除去し、しかる後に前記脱臭炉に供給するように構成したことを特徴とする高温臭気排ガスの脱臭設備。
【請求項３】
前記除湿した後の臭気排ガスを、前記脱臭炉での加熱脱臭により発生する高温排ガスとの間で間接熱交換する熱交換器を備えたことを特徴とする、請求項１または２記載の高温臭気排ガスの脱臭設備。
【請求項４】
水分を含有する高温臭気排ガスを脱臭炉で加熱脱臭する脱臭方法において、
前記高温臭気排ガスを除湿した後に前記脱臭炉に供給することを特徴とする高温臭気排ガスの脱臭方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水汚泥の乾燥排ガス等のように、水分を多量に含む高温臭気排ガスの脱臭に適した脱臭設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下水処理設備では、下水は、最初沈殿池、曝気槽、最終沈殿池等の設備を経て、遠心分離機や加圧脱水機等の脱水機により下水汚泥と下水処理水とに分離し、このうち下水汚泥は、例えば図２に示すように乾燥機２０により乾燥した後、焼却炉に供給し焼却もしくは溶融処理している。
【０００３】
下水汚泥の乾燥に際して、熱風炉２１からの熱風を乾燥機２０に供給して下水汚泥と直接接触させる方式では、排ガスが臭気を伴うため、脱臭処理を行ってから排気する必要がある。このため、従来は、図２に示すように乾燥で発生した高温臭気排ガスをサイクロン等の集塵装置２２を用いて集塵した後、脱臭炉２に供給し、排ガス中の臭気分を加熱脱臭する手法が一般的に採用されている（例えば特許文献１、２参照）。
【０００４】
しかしながら、従来の脱臭炉２による脱臭処理は、省エネルギーの観点から見ても、あるいは設備コストやランニングコストの観点から見ても好ましいものではない。このため、更に省エネルギーで費用も嵩まない脱臭設備への要望が高まっている。
【特許文献１】特開２００４−０３６９９４号公報
【特許文献２】特開２００２−１５３９００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の主たる課題は、省エネルギー化およびコストパフォーマンスの向上を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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＞
水分を含有する高温臭気排ガスを脱臭炉で加熱脱臭するように構成してなる脱臭設備において、
ガスを冷却することにより除湿する除湿装置を前記脱臭炉の上流側に設け、前記高温臭気排ガスを前記除湿装置により除湿した後に前記脱臭炉に供給するように構成したことを特徴とする高温臭気排ガスの脱臭設備。
【０００７】
（作用効果）
本発明者らは、脱臭炉について研究開発を行う過程で、従来は脱臭炉そのものの性能改善に捉われていたことに気付き、脱臭設備としての見直しが重要であることを見出し、鋭意研究を行った。その結果、水分を含む高温臭気排ガスを脱臭炉により加熱脱臭処理しようとすると、高温であること及び水蒸気を含むことにより排ガス体積が膨張し、処理量が膨大になること、ならびに水分を含むため加熱脱臭のための燃料使用量が多くなることを知見した。
【０００８】
本発明はかかる知見に基づいてなされたものである。本発明に従って、予め高温臭気排ガスを除湿装置で冷却除湿し、しかる後に脱臭炉で加熱脱臭処理するようにすると、脱臭炉に至るガスは水分除去および冷却により体積が縮減し、また乾燥するため、脱臭炉に要求される処理能力が格段に低下し、従来よりも小型で、燃料使用量も少ない脱臭炉を採用することができるようになる。よって、脱臭設備全体としては、省エネルギーでコストパフォーマンスに優れた脱臭が可能になる。
【０００９】
＜請求項２記載の発明＞
水分を含有する高温臭気排ガスを脱臭炉で加熱脱臭するように構成してなる脱臭設備において、
前記脱臭炉の上流側に、水分との直接接触によりガスを冷却して除湿を行う除湿装置と、ガスに含まれる水分を分離除去するミストセパレータとを設け、前記高温臭気排ガスを前記除湿装置により除湿した後、前記ミストセパレータにより水分を除去し、しかる後に前記脱臭炉に供給するように構成したことを特徴とする高温臭気排ガスの脱臭設備。
【００１０】
（作用効果）
後述するように、本発明の除湿装置としては、湿式スクラバのように、水分との直接接触によりガスを冷却して除湿を行うタイプのものを好適に用いることができるが、この場合、水分が分散した状態で排ガス中に含まれるため、これをそのまま脱臭炉に供給すると焼却に余分なエネルギーが必要となる。よってこの場合、本項記載のように除湿した排ガスを、ミストセパレータにより水分を除去した後に脱臭炉で加熱脱臭処理すると、より省エネルギーな処理が可能になる。
【００１１】
＜請求項３記載の発明＞
前記除湿した後の臭気排ガスを、前記脱臭炉での加熱脱臭により発生する高温排ガスとの間で間接熱交換する熱交換器を備えたことを特徴とする、請求項１または２記載の高温臭気排ガスの脱臭設備。
【００１２】
（作用効果）
本発明の除湿では冷却を伴うため、冷却した排ガスをそのまま脱臭炉に供給するように構成すると、昇温に余分な燃料が必要となる。また、ミストセパレータを用いる形態では更に排ガスの冷却が進行する。したがって、本項記載の発明のように、臭気排ガスを、脱臭炉の高温排ガスとの間接熱交換により予熱するように構成すると、更なる省エネルギー化を図ることができ、好ましい。
【００１３】
＜請求項４記載の発明＞
水分を含有する高温臭気排ガスを脱臭炉で加熱脱臭する脱臭方法において、
前記高温臭気排ガスを除湿した後に前記脱臭炉に供給することを特徴とする高温臭気排ガスの脱臭方法。
【００１４】
（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。
【発明の効果】
【００１５】
以上のとおり本発明によれば、従来よりも省エネルギーでコストパフォーマンスに優れた脱臭が可能になる、等の利点がもたらされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態について添付図面を参照しながら詳説する。
図１は、脱臭炉２を有する脱臭設備例１を示しており、本発明に従って、脱臭炉２の上流側に湿式スクラバ３を設け、高温臭気排ガスを湿式スクラバにより除湿した後に脱臭炉２に供給するように構成している。
【００１７】
湿式スクラバ３としては、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、ベンチュリ式等があり、いずれも用いることができるが、多量の高温ガスの冷却を図ることを考慮すると、スプレー式、特に塔内にスプレー及びトレーを多段に備えたシーブトレイ式スクラバを好適に用いることができる。また、湿式スクラバは、同一種もしくは複数種を組み合わせて用いることもできる。また、本発明では、湿式スクラバに限られず、冷却により除湿を行いうるものであれば冷凍式、熱交換式、等、他の種類の装置を用いることもできる。
【００１８】
湿式スクラバ３における除湿の度合いは適宜定めることができるが、通常の場合、排ガスを４０℃以下まで冷却することにより水分を除去することにするのが好ましい。これにより例えば、スクラバ入口の排ガス中の水分量が約６００kg/hourである場合、これを水分量１１０kg/hour程度まで除湿することができる。
【００１９】
かくして構成された脱臭設備では、予め、高温臭気排ガスを湿式スクラバで冷却水と直接接触して冷却され、この冷却によって排ガス中の蒸気が水に戻される。この結果として除湿がなされる。冷却及び除湿された排ガスは脱臭炉２に対して供給され、加熱脱臭により脱臭される。脱臭炉２に至るガスは水分除去および冷却により体積が縮減され、また乾燥されるため、脱臭炉２に要求される処理能力が格段に低下し、従来よりも小型で、燃料使用量も少ない脱臭炉を採用することができるようになる。脱臭炉２で処理された排ガス、すなわち脱臭炉２の焼却排ガスは煙突４を介して大気に放出される。
【００２０】
この基本形態において、湿式スクラバ３のように水分と排ガスとを直接接触させる除湿装置を用いると、前述のように、水分が霧状に分散した状態で排ガス中に含まれてしまい、これをそのまま脱臭炉２に供給すると加熱脱臭に余分な燃料が必要となる。よって、図示形態のように、湿式スクラバ３により除湿した排ガスを、ミストセパレータ５により水分粒子を除去した後に脱臭炉２で加熱脱臭処理するようにするのが特に好ましい。ミストセパレータとしては、ワイヤーメッシュ式、慣性衝突式、等、特に限定なく用いることができるが、メンテナンスの容易な点から、ワイヤーメッシュ式のものが特に好適である。
【００２１】
ミストセパレータによるミスト除去の度合いは適宜定めることができるが、通常の場合、０.３μm以上の粒子を９９％以上除去するのが好ましい。
【００２２】
他方、本発明の除湿では冷却を伴うため、冷却した排ガスをそのまま脱臭炉２に供給するように構成すると、昇温に余分な燃料が必要となる。また、ミストセパレータ５を用いる形態では更に排ガスの冷却が進行する。したがって、図示形態のように、脱臭炉２の排ガス出側に間接熱交換器６を設け、脱臭炉２に供給する乾燥ガスを、脱臭炉２の加熱脱臭により発生する高温脱臭済み排ガスとの間接熱交換により予熱するように構成すると、更なる省エネルギー化を図ることができるようになる。予熱温度は適宜定めることができるが、通常の場合、４０℃以下の排ガスを４００℃以上に昇温するのが好ましい。
【００２３】
＜その他＞
上記例では湿式スクラバ３と脱臭炉２との間の排ガス流路にミストセパレータ５を介在させるとともに、脱臭炉２に供給される排ガスを脱臭炉２の高温排ガスを用いて間接熱交換器６により予熱を行う構成としているが、本発明ではこれらのいずれか一方または両方を省略することができる。いずれの場合でも、従来と比べれば、小型で燃料使用量の少ない脱臭炉２を採用できるようになることに変わりはない。
【実施例】
【００２４】
本発明および従来例を含む各種の形態について、重油を燃料とする脱臭炉を用いた場合の燃費を算出した。算出条件として、スクラバ入口排ガス量は４０００Ｎｍ3／ｈｏｕｒ、排ガス温度は２２０℃とした。結果を表１に示す。この結果からも容易に理解できるように、本発明により省エネルギー化を図ることができる。
【００２５】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、水分を含有する高温臭気排ガスを脱臭炉で加熱脱臭する脱臭設備である限り、前述したような下水汚泥の乾燥排ガスに限られず、下水汚泥の焼却排ガス、各種廃棄物の乾燥、焼却もしくは溶融に伴う排ガス等、広範な用途に適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る脱臭設備例を示すフロー図である。
【図２】従来の脱臭設備例を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００２８】
１…脱臭設備、２…脱臭炉、３…湿式スクラバ、４…煙突、５…ミストセパレータ、６…間接熱交換器。
【図１】
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【図２】
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