(57)【要約】【課題】  たとえ排ガス中に酸性ガスなどが含まれていても、飛灰集塵装置の腐食を抑制することのできる排ガス処理システム。【解決手段】  排ガスの発生を伴う炉３からの排ガスを一次冷却する一次冷却装置５と、一次冷却後の排ガスに冷却水を噴霧して二次冷却する二次冷却装置７、および、一次冷却後の排ガスから飛灰を捕集する飛灰集塵装置６を備えている排ガス処理システムで、一次冷却後の排ガスから飛灰集塵装置６により飛灰を捕集した後、飛灰除去後の排ガスを二次冷却装置７により二次冷却し、二次冷却後の排ガスに脱塩処理を施した後、脱塩処理により生成した反応物を反応物集塵装置８により分離除去して系外へ排出するか、二次冷却装置の冷却水としてアルカリ水溶液を使用して二次冷却し、二次冷却により生成した反応物を反応物集塵装置により分離除去して系外へ排出する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスの発生を伴う炉からの排ガスを一次冷却する一次冷却装置と、その一次冷却後の排ガスに冷却水を噴霧して二次冷却する二次冷却装置、および、前記一次冷却後の排ガスから飛灰を捕集する飛灰集塵装置を備えている排ガス処理システムであって、
前記一次冷却後の排ガスから前記飛灰集塵装置により飛灰を捕集した後、その飛灰除去後の排ガスを前記二次冷却装置により二次冷却し、その二次冷却後の排ガスに脱塩処理を施した後、その脱塩処理により生成した反応物を反応物集塵装置により分離除去して系外へ排出する排ガス処理システム。
【請求項２】
排ガスの発生を伴う炉からの排ガスを一次冷却する一次冷却装置と、その一次冷却後の排ガスに冷却水を噴霧して二次冷却する二次冷却装置、および、前記一次冷却後の排ガスから飛灰を捕集する飛灰集塵装置を備えている排ガス処理システムであって、
前記一次冷却後の排ガスから前記飛灰集塵装置により飛灰を捕集した後、その飛灰除去後の排ガスを前記二次冷却装置における冷却水としてアルカリ水溶液を使用して二次冷却し、その二次冷却により生成した反応物を反応物集塵装置により分離除去して系外へ排出する排ガス処理システム。
【請求項３】
前記排ガスの発生を伴う炉が、焼却炉とその焼却炉からの焼却灰を溶融する溶融炉を備え、前記焼却炉または前記溶融炉からの塩を含む排水を前記二次冷却装置における冷却水の一部として使用する請求項１または２に記載の排ガス処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、都市ごみや産業廃棄物などを焼却または溶融した際に発生する排ガスの処理システムに関し、より詳しくは、排ガスの発生を伴う炉からの排ガスを一次冷却する一次冷却装置と、その一次冷却後の排ガスに冷却水を噴霧して二次冷却する二次冷却装置、および、前記一次冷却後の排ガスから飛灰を捕集する飛灰集塵装置を備えている排ガス処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
このような排ガス処理システムは、排ガス中に含まれる飛灰やＨＣｌやＳＯXなどの有害物質を排ガスから除去するためのもので、従来の排ガス処理システムとしては、排ガスの発生を伴う炉の一例である焼却炉や溶融炉からの排ガスを一次冷却装置により一次冷却し、その一次冷却後の排ガスに冷却水を噴霧して二次冷却する構成であった。そして、二次冷却装置の後段に集塵装置を２段設置し、二次冷却後の排ガスから１段目集塵装置（以下、飛灰集塵装置）で排ガス中の飛灰を捕集し、飛灰集塵装置の後段で、消石灰などの脱塩剤を噴霧し、２段目集塵装置（以下、反応物集塵装置）で脱塩剤と排ガス中の酸性ガス（ＨＣｌ、ＳＯX）との反応生成物を除去し、飛灰集塵装置で捕集した飛灰は溶融炉へ送って溶融処理し、反応物集塵装置で捕集した反応物は系外へ搬出するように構成したものが知られている（実際に知られてはいるが、このような構成に言及した適切な特許文献は見当たらない）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した従来の排ガス処理システムでは、一次冷却後の排ガスから飛灰を除去する前に、一次冷却後の排ガスに冷却水を噴霧して二次冷却するので、二次冷却により排ガスを酸性ガス除去に適した温度域（１８０℃程度以下）まで低温化する必要がある。そのために低温腐食領域に近くなり、酸性ガスが通過する際に、酸性ガスが結露して飛灰集塵装置が腐食する。
【０００４】
本発明は、このような従来システムの問題点に着目したもので、その目的は、たとえ排ガス中に酸性ガスなどが含まれていても、飛灰集塵装置の腐食を抑制することのできる排ガス処理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の特徴構成は、排ガスの発生を伴う炉からの排ガスを一次冷却する一次冷却装置と、その一次冷却後の排ガスに冷却水を噴霧して二次冷却する二次冷却装置、および、前記一次冷却後の排ガスから飛灰を捕集する飛灰集塵装置を備えている排ガス処理システムであって、前記一次冷却後の排ガスから前記飛灰集塵装置により飛灰を捕集した後、その飛灰除去後の排ガスを前記二次冷却装置により二次冷却し、その二次冷却後の排ガスに脱塩処理を施した後、その脱塩処理により生成した反応物を反応物集塵装置により分離除去して系外へ排出するところにある。
【０００６】
本発明の第１の特徴構成によれば、排ガスの発生を伴う炉からの排ガスを一次冷却装置により一次冷却し、その一次冷却後の排ガスから飛灰集塵装置により飛灰を捕集するので、つまり、排ガスの発生を伴う炉からの高温の排ガスから直接飛灰を捕集するのではなく、一次冷却により適切な温度にまで冷却した後に飛灰を捕集するので、高温排ガスによる飛灰集塵装置への悪影響もなく、排ガス中の飛灰を確実に捕集して除去することができる。
そして、飛灰集塵装置では腐食性の高い高濃度の酸性ガスが通過するが、後段に二次冷却装置を設置するので、飛灰集塵装置の通過ガスは脱塩除去に適した低温（１８０℃程度以下）にする必要はなく、腐食温度域から離れた温度とすることができ、飛灰集塵装置での腐食を低減することができる。
【０００７】
本発明の第２の特徴構成は、排ガスの発生を伴う炉からの排ガスを一次冷却する一次冷却装置と、その一次冷却後の排ガスに冷却水を噴霧して二次冷却する二次冷却装置、および、前記一次冷却後の排ガスから飛灰を捕集する飛灰集塵装置を備えている排ガス処理システムであって、前記一次冷却後の排ガスから前記飛灰集塵装置により飛灰を捕集した後、その飛灰除去後の排ガスを前記二次冷却装置における冷却水としてアルカリ水溶液を使用して二次冷却し、その二次冷却により生成した反応物を反応物集塵装置により分離除去して系外へ排出するところにある。
【０００８】
本発明の第２の特徴構成によれば、第１の特徴構成と同様に、排ガスの発生を伴う炉からの高温の排ガスを一次冷却により適切な温度にまで冷却した後に飛灰を捕集するので、排ガスを冷却し過ぎることがなく、そのために飛灰集塵装置の低温腐食を防止して、排ガス中の飛灰を確実に捕集して除去することができる。
そして、その飛灰が除去された後の排ガスに対し冷却水としてアルカリ水溶液を使用して二次冷却するので、アルカリ水溶液による二次冷却作用と共に酸性ガスの中和による脱塩・脱硫反応の促進も可能となり、その二次冷却による反応物を反応物集塵装置により分離除去して系外へ排出することができる。
【０００９】
特に、アルカリ水溶液として水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液を使用する場合には、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）が反応物として生成されるので、工業用の塩として再生することも可能となり、埋め立てなどの最終処分量を減らすことができる。
また、水酸化ナトリウム水溶液を使用する場合には、水酸化ナトリウム水溶液により二次冷却することになるので、たとえ消石灰などのカルシウム系脱塩脱硫剤の使用量を抑えても、噴霧によって冷却効果と共に脱塩脱硫反応を促進することができる。したがって、反応物集塵装置で回収した塩には、カルシウム系の脱塩脱硫剤やその反応物が含まれていても少量であるため、排水に溶かして排水処理設備で有害物質を除去した後に系外へ放流することができ、最終処分量を低減することができる。
【００１０】
本発明の第３の特徴構成は、前記排ガスの発生を伴う炉が、焼却炉とその焼却炉からの焼却灰を溶融する溶融炉を備え、前記焼却炉または前記溶融炉からの塩を含む排水を前記二次冷却装置における冷却水の一部として使用するところにある。
【００１１】
本発明の第３の特徴構成によれば、排ガスの発生を伴う炉が、焼却炉とその焼却炉からの焼却灰を溶融する溶融炉を備え、その焼却炉または溶融炉からの塩を含む排水を二次冷却装置における冷却水の一部として使用するので、焼却炉または溶融炉からの排水の再利用が可能となり、排水の放流量を低減し、上水の使用量を低減することができる。
その場合、［背景技術］に記載した従来のシステムでは、飛灰を捕集する前の排ガスに塩を含む排水を噴霧して二次冷却することになり、排水中の塩が飛灰と共に捕集され、その飛灰を溶融炉で溶融処理するので、塩化物がシステム系内を循環して徐々に濃縮されて蓄積し、各種機器類の腐食や閉塞を招くことになるばかりか、溶融処理における被溶融物の量が増加して、溶融処理に要するエネルギー使用量も増加する。
しかしながら、本発明の場合には、第１および第２の特徴構成に関連して記述したように、飛灰を捕集した後の排ガスに塩を含む排水を噴霧して二次冷却することになるので、塩が飛灰と共に捕集されることはなく、しかも、その後の脱塩処理による反応物を反応物集塵装置により分離除去して系外へ排出するので、塩化物の系内循環による濃縮や蓄積は抑制され、また、集塵飛灰の溶融処理に要するエネルギー使用量の増加も防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明による排ガス処理システムの実施の形態を図面に基づいて説明する。
この排ガス処理システムは、都市ごみや産業廃棄物などを焼却または溶融した際に発生する排ガスを処理するためのもので、図１に示すように、都市ごみや産業廃棄物などを焼却する焼却炉１とその焼却炉１からの焼却灰を溶融する溶融炉２からなる排ガスの発生を伴う炉３を備えている。
焼却炉１で焼却された後の焼却灰は、焼却炉１の下方から取り出されて溶融炉２で溶融処理され、溶融処理後の溶融物は、水槽４内の処理水Ｗ中へ落下されて冷却処理された後、建設土木資材などに利用され、また、溶融物を冷却処理した後の処理水Ｗは、後述するように、溶融炉２からの塩を含む排水Ｗとして再使用される。そして、焼却炉１における焼却により生じた８５０℃以上の排ガスは、焼却炉１の上方から取り出されて一次冷却装置５へ送られて一次冷却される。
【００１３】
一次冷却装置５は、ボイラなどの熱交換器、つまり、廃熱回収用の装置で構成することも、冷却水を噴霧して積極的に冷却する水噴霧式冷却装置で構成することもでき、いずれにせよ、焼却炉１から排出される８５０℃以上の排ガスを１８０〜４００℃程度（ただし、飛灰集塵装置６がバグフィルタの場合は２５０℃以下）にまで一次冷却し、その一次冷却後の排ガスは飛灰集塵装置６へ送られる。
飛灰集塵装置６は、バグフィルタ、電気集塵機、マルチサイクロンなどの各種集塵装置により構成することができ、一次冷却後の排ガスから飛灰を捕集し、捕集された飛灰は、溶融炉２へ送られて焼却炉１からの焼却灰と一緒に溶融処理され、飛灰処理後の排ガスは二次冷却装置７へ送られて二次冷却される。
【００１４】
二次冷却装置７は、飛灰が捕集された後の排ガスに冷却水を噴霧して１４０〜１８０℃程度にまで二次冷却するもので、水槽４内の処理水Ｗ、つまり、溶融スラグを冷却処理した後の塩を含んだ排水Ｗが、排水処理装置１０でＳＳ等を除去された後、二次冷却装置７の冷却水の一部として再使用され、ノズルを介して排ガスに噴霧される。排水Ｗは、冷却水に混入されて同じノズルから噴霧されることもあり、また、冷却水用のノズルとは別の排水用ノズルから噴霧されることもある。
この二次冷却装置７における冷却水には、必要に応じて水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）などのアルカリ物質が混入され、そのアルカリ物質を含むアルカリ水溶液が、二次冷却装置７における冷却水として使用され、冷却水用のノズル、または、アルカリ水溶液専用のノズルから噴霧されて、排ガス中に含まれる塩化水素（ＨＣｌ）ガスなどと反応して排ガスを中和する。
その後、二次冷却後の排ガスに対して消石灰（Ｃａ（ＯＨ）2）などの脱塩剤が噴霧されて脱塩処理され、脱塩処理後の排ガスは反応物集塵装置８へ送られる。
なお、二次冷却装置７における冷却水としてアルカリ水溶液を含む冷却水を使用する場合には、二次冷却後の排ガスに対する脱塩処理は必ずしも必要ではなく、脱塩処理を省くことも可能である。
【００１５】
反応物集塵装置８は、例えばバグフィルタで構成され、脱塩処理によって生成した反応物である塩化カルシウム（ＣａＣｌ2）、および、中和によって生成した反応物である塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）などの固形物、さらには、排ガス中に含まれる他の固形物などを分離除去する。
このようにして分離除去された固形物は、この排ガス処理システムの系外へと排出され、固形物が分離除去された後の排ガスは、必要に応じて適宜の処理を施された後、煙突９から大気中へ放出される。
【００１６】
〔別実施形態〕
（１）先の実施形態では、排ガスの発生を伴う炉３が、焼却炉１と溶融炉２を備えている例を示したが、排ガスの発生を伴う炉３として焼却炉１のみを備えたものにも、また、溶融炉２のみを備えたものにも適用することができる。
排ガスの発生を伴う炉３として焼却炉１のみを備えている場合、焼却炉１で焼却された後の焼却灰や飛灰集塵装置６により分離除去された飛灰は、例えば、他の場所において他の設備などにより処理されることになり、また、排ガスの発生を伴う炉３として溶融炉２のみを備えている場合には、その溶融炉２からの排ガスが本発明のシステムにより処理されることになる。
【００１７】
（２）先の実施形態では、溶融炉２で溶融処理した後の溶融物を冷却処理して建設資材などに再利用する構成を示したが、溶融処理後の溶融物に適宜処理を施した後、廃棄処分することもでき、同様に、飛灰集塵装置６により分離除去された飛灰についても、非鉄金属の原料として山元還元したり適宜処理を施した後に廃棄処分することもできる。
また、先の実施形態では、塩を含む排水Ｗの一例として、溶融炉２からの溶融物を冷却処理した後の排水Ｗを示したが、その他にも、例えば、焼却炉１からの焼却灰を冷却処理した後の排水を二次冷却装置７の冷却水の一部として再使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】排ガス処理システムのブロック図
【符号の説明】
【００１９】
１      焼却炉
２      溶融炉
３      排ガスの発生を伴う炉
４      水槽
５      一次冷却装置
６      飛灰集塵装置
７      二次冷却装置
８      反応物集塵装置
Ｗ      排水
【図１】
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