(57)【要約】【課題】  合成樹脂製品の燃焼排ガスを乾式で処理して、ダイオキシンやダストの排出量が規定値以下でかつ臭い成分についても確実に規定値以下にできる排ガス処理装置を提供する。【解決手段】  合成樹脂製品を燃焼する燃焼室から排出された２００℃以下の排ガスの処理装置において、排ガス管路２０に沿って、排ガス中に活性炭と消石灰の混合粉末を噴霧供給する処理粉末供給部２２と、排ガス中の粉末を除去するバグフィルタ装置２４と、前段の普通炭から成る中性用活性炭層２７ａと後段の酸性ガス吸着炭からなる酸性用活性炭層２７ｂとを備え、内部に排ガスを通して臭い成分を吸着除去する活性炭吸着部２７とをこの順に配設した。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂製品を燃焼する燃焼室から排出された２００℃以下の排ガスの処理装置であって、排ガスの排出通路に沿って、排ガス中に活性炭と消石灰の混合粉末を噴霧供給する処理粉末供給部と、排ガス中の粉末を除去するバグフィルタ装置と、内部に排ガスを通して臭い成分を吸着除去する活性炭吸着部とをこの順に配設したことを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項２】
処理粉末供給部の直後の排出通路にラインミキサーを配設したことを特徴とする請求項１記載の排ガス処理装置。
【請求項３】
活性炭吸着部は、前段に中性用活性炭層を、後段に酸性用活性炭層を配設して成ることを特徴とする請求項１又は２記載の排ガス処理装置。
【請求項４】
バグフィルタ装置と活性炭吸着部との間に排ガスを冷却する熱交換器を配設したことを特徴とする請求項１記載の排ガス処理装置。
【請求項５】
活性炭吸着部の出口に臭気センサを配設し、活性炭吸着部から排出された排ガスを、臭気センサの検出結果に応じて外部への排出と処理粉末供給部の入口への還流の何れかに切り換える流路切換装置を配設したことを特徴とする請求項１記載の排ガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は排ガス処理装置に関し、特に合成樹脂製品を燃焼する燃焼室から排出された排ガスを乾式で処理する排ガス処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、都市ごみ焼却炉等からの焼却排ガス中に含まれるダイオキシン等の有害物質を除去処理する排ガス処理装置として、（１）排ガスに活性炭を混入した消石灰を吹き込んで、活性炭にダイオキシン等を吸着させた後、バグフィルタにて集塵除去するようにしたもの、（２）バグフィルタにて集塵した後、活性炭充填塔に通してダイオキシン等を吸着除去するようにしたもの、（３）バグフィルタにて集塵した後、脱硫触媒充填塔に通して脱硫触媒にてダイオキシン等を酸化分解させるようにしたもの、（４）排ガス中に消石灰とゼオライトまたはゼオライトを主成分とする混合物よりなる吸着剤を吹き込んだ後、バグフィルタにて集塵し、その後脱硝触媒充填塔に通して窒素酸化物を脱硝反応にて無害化するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、廃棄物処理炉からの排ガスを１６０〜１７０℃に冷却した後、バグフィルタ装置にて集塵し、その後排ガス洗浄装置で窒素酸化物等の有害成分を除去するようにした排ガス処理装置などに適用されるバグフィルタ装置として、腐蝕性ガスが結露することがないように、かつ排ガス中にダイオキシン除去のために活性炭等の発火性助剤が混入されている場合でも発火することがないように、ホッパー部を局部的に高温の部分を生じさせることなく加熱する加熱手段を設けたものも知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平１０−２４９１６０号公報
【特許文献２】特開２００１−３４７１２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＰＰやＡＢＳ樹脂などから成る合成樹脂製品を普通に焼却した場合には、特に排ガス中にダイオキシンが含まれ易いことと多くの臭い成分が含まれるために嫌な臭いがすることが重要な問題となる。そこで、ダイオキシンの発生量を抑制するため低温で焼却処理することが考えられるが、その場合でも上記特許文献１に開示されたような構成の排ガス処理装置によって排ガスの処理を行っても、ダイオキシンやダストの排出量を規定値以下にしかつ硫黄酸化物や塩化水素などの各種臭い成分についても確実に規定値以下にすることは困難であるという問題がある。
【０００５】
なお、排ガス中の臭い成分を確実に除去する手段として、湿式スクラバーを用いることは従来から知られているが、湿式の場合は大量の排水処理が必要となるため、環境上もコスト的にも好ましくないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、合成樹脂製品の燃焼排ガス中に含まれるダイオキシンや臭い成分を乾式処理によって確実に除去することができる排ガス処理を実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の排ガス処理装置は、上記課題を解決するため、合成樹脂製品を燃焼する燃焼室から排出された２００℃以下の排ガスの処理装置であって、排ガスの排出通路に沿って、排ガス中に活性炭と消石灰の混合粉末を噴霧供給する処理粉末供給部と、排ガス中の粉末を除去するバグフィルタ装置と、内部に排ガスを通して臭い成分を吸着除去する活性炭吸着部とをこの順に配設したものである。
【０００８】
この構成によると、排ガス中に噴霧供給した活性炭粉末によってダイオキシンが吸着されるとともに排ガス中の酸性ガスも消石灰粉末と反応して中和され、これらの混合粉末をダストとともにバグフィルタ装置にて除去することでダイオキシンや酸性ガスを排ガスから除去でき、さらに排ガスを活性炭吸着部に通すことにより排ガス中に残った臭い成分を確実に吸着除去することができ、したがって排水処理の必要な湿式スクラバーを用いることなく、ダイオキシンやダストの排出量を規定値以下にしかつ硫黄酸化物や塩化水素などの各種臭い成分についても確実に規定値以下にすることができる。
【０００９】
また、処理粉末供給部の直後の排出通路にラインミキサーを配設すると、排ガスの全体と処理粉末を均等にかつ何回も接触させることができ、排ガス中のダイオキシンの吸着及び酸性ガスの中和を確実に行うことができる。
【００１０】
また、活性炭吸着部が、前段に中性用活性炭層を、後段に酸性用活性炭層を配設して成ると、前段で排ガス中に残った微細粉塵などの微粒子を吸着した後、後段で臭い成分である酸性微粒子を吸着除去することができる。
【００１１】
また、バグフィルタ装置と活性炭吸着部との間に排ガスを冷却する熱交換器を配設すると、排ガス温度を、例えば４０℃程度まで冷却することができ、活性炭吸着部における吸着作用を効率的に行うことができるとともに排ガスの排出温度を低温して白煙化を防止することができる。
【００１２】
また、活性炭吸着部の出口に臭気センサを配設し、活性炭吸着部から排出された排ガスを、臭気センサの検出結果に応じて外部への排出と処理粉末供給部の入口への還流の何れかに切り換える流路切換装置を配設すると、外部に排出する排ガスを確実に臭いのないものにすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の排ガス処理装置によれば、合成樹脂製品を低温で燃焼した排ガスを、排水処理の必要のない乾式処理によって、ダストやダイオキシンの排出量を規定値以下にしかつ各種臭い成分についても確実に規定値以下にして排出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の排ガス処理装置を、事務機器用の合成樹脂製品の燃焼実験装置に適用した一実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
【００１５】
図１及び図３と図４において、１は事務機器用の合成樹脂製品から成る燃焼対象物２を燃焼する燃焼室で、燃焼対象物２を載置して燃焼させる燃焼台３が下部の中央に設置されている。燃焼室１の側壁には、図３に示すように、燃焼状態を視認するため、耐熱ガラス製の観測窓４が配設されている。また、天井部の中央に排気口５が設けられ、側壁の下端部に燃焼用空気を導入するグリル開口６が設けられている。排気口５には、外部に排出する排ガス温度を外気の導入によって調整するために、外気導入調整弁７を介して外気導入口８が接続されている。
【００１６】
燃焼室１の一側壁の上部と下部にガス循環用の流出口９と流入口１０が設けられ、流出口９から燃焼室１内の雰囲気を引き出してバグフィルタ装置１１に通し、雰囲気中の煤を除去した後循環ファン１２にて流入口１０から燃焼室１内に押し込み、燃焼室１内の雰囲気を煤を除去して循環させることで、燃焼室１内が低酸素濃度状態となるようにしている。これにより、燃焼対象物２の燃焼を抑制し、燃焼室１内が高温にならないようにしている。具体的には、燃焼室１の上部の排気口５近傍の雰囲気温度を２００℃以下に制御するように構成されている。
【００１７】
燃焼室１の上部には、燃焼室１内の雰囲気温度が異常に上昇した時に水消火するように、スプリンクラー１３が配設され、開閉制御弁１４を介して消火設備１５に接続されている。開閉制御弁１４は、排気口５の近傍に配置した温度検知器１６及び流出口９とバグフィルタ装置１１の間に配置した温度検知器１７の検知温度がそれぞれ所定温度以上になると開弁するように構成されている。
【００１８】
燃焼室１には、内部雰囲気のＨＣｌ濃度と、ＣＯ濃度とＯ2 濃度の比をモニタリングするため、ＨＣｌ計１８と、ＣＯ／Ｏ2 計１９が設置されている。
【００１９】
排気口５には排ガス管路２０が接続され、この排ガス管路２０には、図２及び図３と図４に示すように、排ガスの温度を検知する温度検知器２１と、排ガス中に活性炭と消石灰の混合粉末を噴霧供給する処理粉末供給部２２と、排ガスの流量調整弁２３と、排ガス中の粉末を除去するバグフィルタ装置２４と、排ガスを外気と熱交換させて冷却する熱交換器２５と、排気ファン２６と、内部に排ガスを通して臭い成分を吸着除去する活性炭吸着部２７とがこの順に配設されている。
【００２０】
温度検知器２１にて検出された排ガス管路２０を通る排ガスの温度に応じて、外気導入調整弁７と、流量調整弁２３と、後述の熱交換器２５の送風ファン２５ｂを制御するように構成されている。
【００２１】
処理粉末供給部２２は、活性炭と消石灰の粉末を５０：５０で混合した混合粉末を収容した収容タンク２２ａと、圧送ファン２２ｂと、排ガス管路２０に設けた処理粉末供給口と圧送ファン２２ｂとを接続するとともに、中間に収容タンク２２ａの排出口が接続された搬送管２２ｃにて構成され、圧送ファン２２ｂから搬送管２２ｃを通して排ガス管路２０内に向けて圧送する空気流に乗せて混合粉末を空気搬送し、排ガス管路２０内に噴霧供給するように構成されている。
【００２２】
バグフィルタ装置２４は、ホッパー部２４ａ内に収容配置したバグフィルタ２４ｂにて排ガス中の煤や噴霧供給された粉末を分離回収するように構成され、かつコンプレッサ２８から供給される圧縮空気をバグフィルタ２４ｂに排ガス流通方向とは逆方向にパルス状に噴出させてバグフィルタ２４ｂを逆洗してホッパー部２４ａ内に落下回収する逆洗機構２４ｃを備えている。なお、バグフィルタ装置１１も同様にホッパー部１１ａとバグフィルタ１１ｂと逆洗機構１１ｃを備えている。
【００２３】
熱交換器２５は、熱交換部２５ａと、熱交換部２５ａに熱交換用外気を送風する送風ファン２５ｂと、外気中の塵を除塵して送風ファン２５ｂに送給するフィルタ２５ｃと、送風ファン２５ｂのインバータ制御部２５ｄを備えており、インバータ制御部２５ｄに温度検知器２１の検出信号が入力されている。
【００２４】
活性炭吸着部２７は、粉末状、破砕炭状、粒状（ペレット状）等の活性炭を充填した固定床式で、前段の普通炭から成る中性用活性炭層２７ａと後段の酸性ガス吸着炭からなる酸性用活性炭層２７ｂとを備え、排ガス中に残った臭い成分である酸性微粒子を吸着除去するように構成されている。そして、この活性炭吸着部２７を通過した排ガスは、大気中に放出される。
【００２５】
なお、図２に仮想線で示すように、活性炭吸着部２７の出口に臭気センサ２９を配設するとともに、排ガス放出口の手前に流路切換装置３０を設け、臭気センサ２９にて排ガス中に所定以上の臭い成分が残っていた場合に、流路切換装置３０を作動させて、還流管路３１を通して排ガスを処理粉末供給部２２の手前位置に還流させ、再度処理を繰り返すように構成しても良い。
【００２６】
また、処理粉末供給部２２の出口近傍にラインミキサー３２を配設することで、排ガス中に活性炭と消石灰を均等に分散させ、排ガスの全体に対して活性炭と消石灰を効果的に接触させ、排ガス中のダイオキシンの吸着や酸性ガスの中和反応が確実に行われるようにするのが好ましい。
【００２７】
次に、動作について説明する。燃焼台３上に合成樹脂製品から成る燃焼対象物２を載置して着火し、燃焼を開始する。その際、燃焼初期には排気ファン２６は作動せず、排気口５から排気することなく、循環ファン１２だけを作動させ、燃焼室１内の雰囲気を循環させることで、比較的低温で自然燃焼させる。その結果、煤を多量に発生するが、発生した煤は排ガスが循環される間にバグフィルタ装置１１で除去される。また、循環される排ガスの温度を温度検知器１７にて検出し、温度に応じて循環ファン１２を作動制御することで、比較的低温での自然燃焼を維持している。
【００２８】
また、燃焼室１内で過大な燃焼状態となって雰囲気温度が異常に高くなり、排気口５の近傍の温度検知器１６による検出温度が２００℃を超えると、開閉制御弁１４が開弁されて消火設備１５からスプリンクラー１３に消火水が供給され、水が噴霧されて消火される。これにより、ガラス窓から成る観測窓４を有する燃焼室１においても、安全に燃焼実験を行うことができる。また、燃焼室１内の雰囲気をＨＣｌ計１８及びＣＯ／Ｏ2 計１９にてモニタリングしているので、この燃焼室１内に作業者が入室する場合の安全も確保されている。
【００２９】
燃焼室１での低温燃焼状態が安定すると、上記循環ファン１２による排ガスの循環によるその燃焼状態を維持しつつ、排気ファン２６を作動させ、排気口５から排ガスを吸引して排ガス管路２０に排出する。循環させる排ガス流量と排気口５から排出する排ガス流量の比は、循環７：排出３程度である。この排気口５から排出される排ガスは、例えば最大４０ｍ3 Ｎ／ｍｉｎ程度で、その組成にはＳＯ2 を６０ｐｐｍ、ＨＣｌを１０５３ｐｐｍ、ダイオキシンを１０ｎｇ−ＴＥＱ／ｍ3 Ｎ、ダストを２４０ｍｇ／ｍ3 Ｎ程度含有している。また、ガス温度が４０〜２００℃となるように、温度検知器２１の検知温度に応じて外気導入調整弁７の開度を調整し、また流量調整弁２３の開度調整にてバグフィルタ装置２４の過熱防止を図っている。
【００３０】
排ガス管路２０に排出された排ガスに対して、最初に処理粉末供給部２２にて活性炭と消石灰の混合粉末が噴霧供給される。これら活性炭と消石灰が排ガスと接触し、ダイオキシンが活性炭粉末に吸着除去されるとともに酸性ガスが消石灰と反応して中和吸収される。この混合粉末の供給量は、例えば１００〜３００ｍｇ／ｍ3 程度で充分な効果を発揮する。また、混合粉末の供給直後に、ラインミキサー３２にて排ガスと混合粉末の攪拌混合行うと、排ガスの全体とこれらの粉末の接触機会が増加し、これらの作用が促進され、より効果的に吸着・中和が行われる。
【００３１】
ダイオキシンを吸着した活性炭粉末及び酸性ガスと中和反応した消石灰粉末は、次のバグフィルタ装置２４にて排ガスから除去される。次いで、排ガスは熱交換器２５にて外気と熱交換されて８０℃程度から４０℃程度まで冷却される。このように排ガス温度が４０℃以下に冷却されることで、次の活性炭吸着部２７での吸着が効果的に行われる。
【００３２】
次いで、排ガスは活性炭吸着部２７の前段の中性用活性炭層２７ａにて排ガス中に残った微細粉塵などの微粒子が吸着され、さらに後段の酸性用活性炭層２７ｂにて臭い成分であるＳＯ2 やＨＣｌなどの酸性微粒子が確実に吸着除去される。このように清浄化され、臭い成分を除去された排ガスが大気中に放出される。
【００３３】
以上の処理により、例えば上記排気口５での排ガス組成に比較して、ＳＯ2 を６０ｐｐｍから４０ｐｐｍ以下に、ＨＣｌを１０５３ｐｐｍから４３０ｐｐｍ以下に、ダイオキシンを１０ｎｇ−ＴＥＱ／ｍ3 Ｎから５ｎｇ−ＴＥＱ／ｍ3 Ｎ以下に、ダストを２４０ｍｇ／ｍ3 Ｎから１０ｍｇ／ｍ3 Ｎ以下に低減することができる。かくして、排水処理の必要な湿式スクラバーを用いることなく、環境基準を満たした状態で大気中に放出することができる。
【００３４】
上記実施形態の説明では、処理粉末供給部２２から供給する混合粉末の活性炭と消石灰の比率が５０：５０の例を示したが、燃焼室１の排気口５から排出される排ガスの性質に応じて適宜設定すれば良く、例えば酸性ガスの濃度が高い場合には消石灰の組成を高くすれば良いことは言うまでもない。また、活性炭吸着部２７に、中性用活性炭層２７ａと酸性用活性炭層２７ｂを設けた例を示したが、さらなアルカリ用活性炭層などを設けて良いことも言うまでもない。
【００３５】
また、上記実施形態は、本発明の排ガス処理装置を事務機器用の合成樹脂製品から成る燃焼対象物２の燃焼実験装置における燃焼室１から排出される排ガスの処理に適用した例を示したが、本発明の排ガス処理装置は各種合成樹脂製品の燃焼処理装置の排ガス処理にも当然適用できるとともに、その効果を発揮できることは改めて説明するまでもなく明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明にかかる排ガス処理装置は、合成樹脂製品を低温で焼却処理した場合の排ガスを、乾式処理にてダイオキシンやダストの排出量を規定値以下にしかつ各種臭い成分についても確実に規定値以下に処理すことができ、合成樹脂製品の燃焼処理装置における排ガス処理に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の排ガス処理装置の一実施形態を適用した燃焼実験装置の燃焼室回りの概略構成図である。
【図２】同実施形態の排ガス処理部の概略構成図である。
【図３】同実施形態の燃焼実験装置の平面配置図である。
【図４】図３のＡ−Ａ矢視立面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  燃焼室
２０  排ガス管路
２２  処理粉末供給部
２４  バグフィルタ装置
２５  熱交換器
２７  活性炭吸着部
２７ａ  中性用活性炭層
２７ｂ  酸性用活性炭層
２９  臭気センサ
３０  流路切換装置
３２  ラインミキサー
【図１】
2005074333.tif 000003
【図２】
2005074333.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005074333.tif 000006