(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水にオゾンを含ませることにより得られたオゾン含有水を、排ガスの発生源から排出口に至る排ガス通路に、粒子状にして供給することにより、排ガス温度を２５０℃〜６００℃に減温するようにしたことを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項２】
オゾンを水に含ませてオゾン含有水を得る第１の手段、および上記第１の手段によって得られたオゾン含有水を、排ガスの発生源から排出口に至る排ガス通路に粒子状にして供給する第２の手段を備え、上記排ガス通路へのオゾン含有水の供給は多数の吐出口部を介して行われ、上記各吐出口部は上記排ガス通路の周辺部より中心部の方が多数配設されていることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項３】
オゾンを水に含ませてオゾン含有水を得る第１の手段、および上記第１の手段によって得られたオゾン含有水を、排ガスの発生源から排出口に至る排ガス通路に粒子状にして供給する第２の手段を備え、上記排ガス通路へのオゾン含有水の供給は多数の吐出口部を介して行われ、上記各吐出口部は上記排ガス通路の周辺部より中心部の方が口径が大に形成されていることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項４】
オゾンを水に含ませてオゾン含有水を得る第１の手段、上記第１の手段によって得られたオゾン含有水を、排ガスの発生源から排出口に至る排ガス通路の一部に設けられた減温部上流に冷却水を供給する第２の手段、および上記第２の手段より下流側に上記オゾン含有水を粒子状にして供給する第３の手段を備え、上記オゾン含有水が供給される部位の温度が予め設定された温度となるように、上記第２の手段の出力冷却水量を制御する冷却水量制御手段を設けたことを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項５】
オゾンを発生するオゾン発生器、このオゾン発生器により発生したオゾンを水に含ませてオゾン含有水を得る第１の手段、および上記第１の手段によって得られたオゾン含有水を、排ガスの発生源から排出口に至る排ガス通路に粒子状にして供給する第２の手段を備え、上記オゾン含有水を粒子状にして供給することにより、排ガス温度を２５０℃〜６００℃に減温するように成されていることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項６】
オゾンを発生するオゾン発生器、このオゾン発生器により発生したオゾンを水に含ませてオゾン含有水を得る第１の手段、および上記第１の手段によって得られたオゾン含有水を、排ガスの発生源から排出口に至る排ガス通路に粒子状にして供給する第２の手段を備え、上記排ガス通路へのオゾン含有水の供給は多数の吐出口部を介して行われ、上記各吐出口部は上記排ガス通路の周辺部より中心部の方が多数配設されていることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項７】
オゾンを発生するオゾン発生器、このオゾン発生器により発生したオゾンを水に含ませてオゾン含有水を得る第１の手段、および上記第１の手段によって得られたオゾン含有水を、排ガスの発生源から排出口に至る排ガス通路に粒子状にして供給する第２の手段を備え、上記排ガス通路へのオゾン含有水の供給は多数の吐出口部を介して行われ、上記各吐出口部は上記排ガス通路の周辺部より中心部の方が口径が大に形成されていることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項８】
オゾンを発生するオゾン発生器、水供給ポンプ、この水供給ポンプに入口側が、上記オゾン発生器に吸引側がそれぞれ接続されたエジェクタ、およびこのエジェクタの出口側に設けられ上記エジェクタの出口から吐出される水に上記エジェクタの吸引側から吸引されたオゾンを含ませてオゾン含有水を得る気液混合器を備え、上記オゾン含有水が粒子状をなして、排ガスの発生源から排出口に至る排ガス通路に供給されるように成され、排ガス温度を２５０℃〜６００℃に減温するように成されていることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項９】
オゾンを発生するオゾン発生器、このオゾン発生器により発生したオゾンを水に含ませてオゾン含有水を得る第１の手段、および上記第１の手段によって得られたオゾン含有水を、排ガスの発生源から排出口に至る排ガス通路の一部に設けられた減温部内に粒子状にして供給する第２の手段を備え、上記オゾン含有水を粒子状にして供給することにより、排ガス温度を２５０℃〜６００℃に減温するように成されていることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項１０】
オゾンを発生するオゾン発生器、このオゾン発生器により発生したオゾンを水に含ませてオゾン含有水を得る第１の手段、上記第１の手段によって得られたオゾン含有水を、排ガスの発生源から排出口に至る排ガス通路の一部に設けられた減温部上流に冷却水を供給する第２の手段、および上記第２の手段より下流側に上記オゾン含有水を粒子状にして供給する第３の手段を備え、上記オゾン含有水が供給される部位の温度が予め設定された温度となるように、第２の手段の出力冷却水量を制御する冷却水量制御手段を設けたことを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項１１】
オゾンを発生するオゾン発生器、このオゾン発生器により発生したオゾンを水に含ませてオゾン含有水を得る第１の手段、上記第１の手段によって得られたオゾン含有水を、排ガスの発生源から排出口に至る排ガス通路の一部に設けられた減温部上流に冷却水を供給する第２の手段、および上記第２の手段より下流側に上記オゾン水を粒子状にして供給する第３の手段を備え、上記オゾン含有水を粒子状にして供給することにより、排ガス温度を２５０℃〜６００℃に減温するように成されていることを特徴とする排ガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば廃棄物を焼却する焼却炉等のような排ガスの発生源より排出される排ガス中のダイオキシン類を酸化、分解処理する排ガス処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１４は例えば特開平９−１４５０４３号公報に示された従来の排ガス処理装置の概略構成を示すブロック図である。
図において、１は例えば都市ゴミ等を焼却する焼却炉、２はこの焼却炉１から排出される排ガスを煙突３に導くダクト、４、５、６はこのダクト２の排ガスの排出方向に沿って順次接続される冷却塔、１段目のバグフィルタおよび２段目のバグフィルタ、７は両バグフィルタ５、６間のダクト２に連結されるオゾン発生装置、８は冷却塔４と１段目バグフィルタ５の間、および両バグフィルタ５、６間でオゾン発生装置７が連結されるよりも下流側のダクト２にそれぞれ連結される消石灰供給装置である。
【０００３】
従来の排ガス処理装置は上記のように構成され、焼却炉１から排出される排ガスはダクト２を介して冷却塔４内に導かれ、冷却塔４内で排ガス処理を行うに適当な温度（１５０℃〜１７０℃）まで減温された後、消石灰供給装置８から吹き込まれる消石灰のダクト２内および１段目のバグフィルタ５のろ布の付着層における反応により、塩化水素、硫黄酸化物等の酸性ガスおよびダイオキシンが除去され、さらに両バグフィルタ５、６間にオゾン発生装置７から供給されるオゾンにより、排ガス中のＮＯが酸化されてＮＯ２となり、消石灰供給装置から吹き込まれる消石灰と反応してＮＯｘが除去され、煙突３を介して大気中に排出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の排ガス処理装置は以上のように構成され、消石灰の反応により塩化水素、硫黄酸化物等の酸性ガスおよびダイオキシンが除去され、さらに、排ガス中のＮＯはオゾンで酸化されてＮＯ２となり、排ガス中の水分および消石灰との反応によりＮＯｘが除去されるが、このような処理方法では、排ガス中の難分解性物質の一種であるダイオキシン類は凝縮、液化して煤塵に吸着され両バグフィルタ５、６に付着されて蓄積されるため、その二次公害が懸念されるという問題点があり、又、両バグフィルタ５、６や消石灰供給装置８を必要とするため、特に既設の小型廃棄物焼却炉に適用する場合等、大幅な改造を必要とし費用がかかるとともに、設置スペースの確保が困難である等の問題点があった。
【０００５】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、ダイオキシンの酸化、分解を容易に実現することが可能な排ガス処理装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る排ガス処理方法は、水にオゾンを含ませることにより得られたオゾン含有水を、排ガスの発生源から排出口に至る排ガス通路に、粒子状にして供給することにより、排ガス温度を２５０℃〜６００℃に減温するようにしたものである。
【０００７】
又、この発明の請求項２に係る排ガス処理装置は、オゾンを水に含ませてオゾン含有水を得る第１の手段、および第１の手段によって得られたオゾン含有水を、排ガスの発生源から排出口に至る排ガス通路に粒子状にして供給する第２の手段を備え、上記排ガス通路へのオゾン含有水の供給は多数の吐出口部を介して行われ、上記各吐出口部は上記排ガス通路の周辺部より中心部の方が多数配設されているものである。
【０００８】
又、この発明の請求項３に係る排ガス処理装置は、オゾンを水に含ませてオゾン含有水を得る第１の手段、および第１の手段によって得られたオゾン含有水を、排ガスの発生源から排出口に至る排ガス通路に粒子状にして供給する第２の手段を備え、上記排ガス通路へのオゾン含有水の供給は多数の吐出口部を介して行われ、上記各吐出口部は上記排ガス通路の周辺部より中心部の方が口径が大に形成されているものである。
【０００９】
又、この発明の請求項４に係る排ガス処理装置は、オゾンを水に含ませてオゾン含有水を得る第１の手段、第１の手段によって得られたオゾン含有水を、排ガスの発生源から排出口に至る排ガス通路の一部に設けられた減温部上流に冷却水を供給する第２の手段、および上記第２の手段より下流側に上記オゾン含有水を粒子状にして供給する第３の手段を備え、オゾン含有水が供給される部位の温度が予め設定された温度となるように、第２の手段の出力冷却水量を制御する冷却水量制御手段を設けたものである。
【００１０】
又、この発明の請求項５に係る排ガス処理装置は、オゾンを発生するオゾン発生器、このオゾン発生器により発生したオゾンを水に含ませてオゾン含有水を得る第１の手段、および第１の手段によって得られたオゾン含有水を、排ガスの発生源から排出口に至る排ガス通路に粒子状にして供給する第２の手段を備え、上記オゾン含有水を粒子状にして供給することにより、排ガス温度を２５０℃〜６００℃に減温するように成されているものである。
【００１１】
又、この発明の請求項６に係る排ガス処理装置は、オゾンを発生するオゾン発生器、このオゾン発生器により発生したオゾンを水に含ませてオゾン含有水を得る第１の手段、および第１の手段によって得られたオゾン含有水を、排ガスの発生源から排出口に至る排ガス通路に粒子状にして供給する第２の手段を備え、上記排ガス通路へのオゾン含有水の供給は多数の吐出口部を介して行われ、上記各吐出口部は上記排ガス通路の周辺部より中心部の方が多数配設されているものである。
【００１２】
又、この発明の請求項７に係る排ガス処理装置は、オゾンを発生するオゾン発生器、このオゾン発生器により発生したオゾンを水に含ませてオゾン含有水を得る第１の手段、および第１の手段によって得られたオゾン含有水を、排ガスの発生源から排出口に至る排ガス通路に粒子状にして供給する第２の手段を備え、上記排ガス通路へのオゾン含有水の供給は多数の吐出口部を介して行われ、上記各吐出口部は上記排ガス通路の周辺部より中心部の方が口径が大に形成されているものである。
【００１３】
又、この発明の請求項８に係る排ガス処理装置は、オゾンを発生するオゾン発生器、水供給ポンプ、この水供給ポンプに入口側が、上記オゾン発生器に吸引側がそれぞれ接続されたエジェクタ、およびこのエジェクタの出口側に設けられエジェクタの出口から吐出される水にエジェクタの吸引側から吸引されたオゾンを含ませてオゾン含有水を得る気液混合器を備え、オゾン含有水が粒子状をなして、排ガスの発生源から排出口に至る排ガス通路に供給されるように成され、排ガス温度を２５０℃〜６００℃に減温するように成されたものである。
【００１４】
又、この発明の請求項９に係る排ガス処理装置は、オゾンを発生するオゾン発生器、このオゾン発生器により発生したオゾンを水に含ませてオゾン含有水を得る第１の手段、および第１の手段によって得られたオゾン含有水を、排ガスの発生源から排出口に至る排ガス通路の一部に設けられた減温部内に粒子状にして供給する第２の手段を備え、上記オゾン含有水を粒子状にして供給することにより、排ガス温度を２５０℃〜６００℃に減温するように成されているものである。
【００１５】
又、この発明の請求項１０に係る排ガス処理装置は、オゾンを発生するオゾン発生器、このオゾン発生器により発生したオゾンを水に含ませてオゾン含有水を得る第１の手段、第１の手段によって得られたオゾン含有水を、排ガスの発生源から排出口に至る排ガス通路の一部に設けられた減温部上流に冷却水を供給する第２の手段、および第２の手段より下流側にオゾン含有水を粒子状にして供給する第３の手段を備え、オゾン含有水が供給される部位の温度が予め設定された温度となるように、第２の手段の出力冷却水量を制御する冷却水量制御手段を設けたものである。
【００１６】
又、この発明の請求項１１に係る排ガス処理装置は、オゾンを発生するオゾン発生器、このオゾン発生器により発生したオゾンを水に含ませてオゾン含有水を得る第１の手段、第１の手段によって得られたオゾン含有水を、排ガスの発生源から排出口に至る排ガス通路の一部に設けられた減温部上流に冷却水を供給する第２の手段、および上記第２の手段より下流側に粒子状にして供給する第３の手段を備え、上記オゾン含有水を粒子状にして供給することにより、排ガス温度を２５０℃〜６００℃に減温するように成されているものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１はこの発明の実施の形態１における排ガス処理装置の概略構成を示す図、図２は図１における排ガス処理装置の要部の構成を示す図、図３は図１における排ガス処理装置においてダイオキシンが酸化、分解する過程を説明するための模式図である。
【００１８】
図において、９は廃棄物投入装置９ａ、２次燃焼装置９ｂ等を備えた排ガスの発生源としてのストーカ型の焼却炉、１０はこの焼却炉９の出口側に連結され、焼却炉９から排出される排ガスを炉外に導く排ガス通路、１１はこの排ガス通路１０の上流側に連結され、焼却炉９から排出される７００℃〜１０００℃の温度の排ガスを内部に導入し、この排ガスに内部に配設されるノズル１２を介して、後述のオゾン含有水を噴霧して供給することにより２００℃程度まで減温可能な減温筒、１３はこの減温筒１１の下流側に連結され、２００℃程度に冷却された排ガス中の煤塵等を集塵する電気集塵機、１４は集塵後の排ガスを誘引し煙突１５を介して大気中に放出する送風機である。
【００１９】
１６は図２に示すように配管１７を介してノズル１２と接続され、冷却水にオゾンが含まれたオゾン含有水をノズル１２側に送出するオゾン含有水製造装置で、冷却水供給源からの冷却水を吸引、加圧して送出する水供給ポンプ１６ａ、この水供給ポンプ１６ａから供給される冷却水により吸引側から後述のオゾンを吸い込むエジェクタ１６ｂ、このエジェクタ１６ｂの吸引側と接続されオゾン原料（酸素または空気）によりオゾンを生成するオゾン発生器１６ｃ、およびエジェクタ１６ｂの出口側に連結され、エジェクタ１６ｂと協働することにより冷却水中にオゾンを溶け込ませ、冷却水にオゾンを含んだオゾン含有水を生成する気液混合器１６ｄで構成されている。
【００２０】
次に、上記のように構成されるこの発明の実施の形態１における排ガス処理装置の動作について説明する。
まず、焼却炉９の稼動により発生した排ガスが、排ガス通路１０を介して減温筒１１内に導入されると、オゾン含有水製造装置１６で製造された冷却水にオゾンを含んだオゾン含有水が、ノズル１２を介してこの排ガスに噴霧され、７００℃〜１０００℃程度の温度に維持されていた排ガスは減温筒１１内で２００℃程度の温度まで減温される。
【００２１】
そして、この減温過程において、図３に示すようにオゾン含有水（図示はこのオゾン含有水に後述の実施の形態２において説明する過酸化水素Ｈ２Ｏ２が含まれた状態を示す）の微細な水滴（図中矢印Ａで示す）中のオゾンＯ３は、水滴の蒸発に伴って酸化、分解力の強いＯＨラジカルを多量に生成しながら排ガスと接触する。すると、これらのＯＨラジカルは排ガス中の気相状態のダイオキシン類ＤＸＮｓ（図中矢印Ｃで示す）との間で気相反応を起こす。
【００２２】
そして、この気相反応によりダイオキシン類の前駆体の分解、二重結合の切断、酸化（図中矢印Ｄで示す）が行われ、排ガス中の猛毒のダイオキシン類が無害なベンゼン環、二酸化炭素、水等に分解（図中矢印Ｄで示す）される。なお、気相反応は、排ガスの温度が例えば８００℃というように高温過ぎるとオゾン含有水の水滴の蒸発が瞬時に行われるため、又、例えば２００℃以下というように低温過ぎるとダイオキシン類が液化するため反応効率がそれぞれ低下するので、オゾン含有水が供給されるノズル１２近傍の温度が２５０℃〜６００℃となるように、オゾン含有水の供給水量を制御して減温するようにすれば、気相反応を効率良く起こすことができ、より著しいダイオキシン類の酸化、分解の促進が可能となる。
【００２３】
そして、ダイオキシン類の酸化、分解が行われた後の排ガスは、減温筒１１内で２００℃に減温された後、減温筒１１から排出されて電気集塵機１３内に送り込まれ、この電気集塵機１３内において排ガス中に含まれる煤塵等が集塵され、送風機１４により煙突１５を介し無公害な排ガスとして大気中へ放出される。
【００２４】
このように上記実施の形態１によれば、排ガスが減温筒１１内で減温される過程において、冷却水にオゾンを含んだオゾン含有水を噴霧させて微細な水滴中にオゾンを閉じ込めることにより、オゾンの高温中における瞬時の分解を抑制し、水滴が蒸発するに伴ってＯＨラジカルを生成させ、排ガス中の気体状態のダイオキシン類との間で気相反応させるようにしているため、ダイオキシン類の酸化、分解が容易に可能となり、ダイオキシン類が凝縮、液化して煤塵に吸着、付着され、電気集塵機１３やバグフィルタ等に蓄積して二次公害を誘引する等という事態を回避することが可能になり、又、減温筒１１を設けず排ガス通路１０でこれを兼用し、排ガス通路１０内にノズル１２を設けてオゾン含有水を供給するようにしても良いため、大幅な改造が不要となる分、費用が安く且つ設置スペースの確保が容易となるため、既設の小型廃棄焼却炉等への適用も可能になる。
【００２５】
又、オゾン含有水を微細噴霧することで、オゾンと排ガス中のダイオキシンとの接触面積の拡大を図ることができるため、効率の高い反応が可能となり今回行った実験では、冷却水中のオゾン濃度が数十ｐｐｍのオゾン含有水の噴霧により、ダイオキシン類を約１／６に分解可能であるという結果を得た。又、排ガスの減温過程において、６００℃→２５０℃の温度範囲でオゾン含有水を噴霧するようにすれば、気相反応を効率良く起こすことができるため、ダイオキシン類の酸化、分解をより促進することが可能になる。
【００２６】
なお、上記構成においては、オゾン含有水を図２に示すオゾン含有水製造装置１６によって製造するようにしたが、例えば固体電解膜等を利用した電気分解式のオゾン水製造装置を適用しても良くより簡便となる。又、オゾン含有水を減温筒１１内を排ガスが流れる方向と同方向の上流側から下流に向けて噴霧するようにしているが、これに限定されるものではなく、排ガスが流れる方向と逆方向の下流側から上流に向けて噴霧するようにしても良く、上記と同様の効果を得ることが可能であることは言うまでもない。
【００２７】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２における排ガス処理装置の概略構成を示す図、図５は図４における排ガス処理装置の要部の構成を示す図である。
図において、上記実施の形態１におけると同様な部分は同一符号を付して説明を省略する。
【００２８】
１８は図５に示すように配管１７を介してノズル１２と接続され、オゾン含有水に過酸化水素を含ませてノズル１２側に送出するオゾン含有水製造装置で、冷却水供給源からの冷却水を吸引加圧して送出する水供給ポンプ１８ａ、過酸化水素貯蔵槽１８ｂ内の過酸化水素を水供給ポンプ１８ａによって送出される冷却水に混入させる過酸化水素供給ポンプ１８ｃ、オゾン原料（酸素または空気）によりオゾンを発生させるオゾン発生器１８ｄ、水供給ポンプ１８ａおよび過酸化水素供給ポンプ１８ｃによって供給される冷却水により吸引側からオゾンを吸い込むエジェクタ１８ｅ、およびエジェクタ１８ｅの出口側に連結され、エジェクタ１８ｅと協働することにより冷却水中にオゾンおよび過酸化水素を溶け込ませ、オゾンおよび過酸化水素を含んだ冷却水を生成する気液混合器１８ｆで構成されている。
【００２９】
このように上記実施の形態２によれば、オゾン含有水製造装置１８で製造されたオゾンにさらに過酸化水素を含んだオゾン含有水を、減温筒１１内で減温される排ガスに噴霧させるようにしているので、上記実施の形態１におけると同様に、水滴が蒸発する過程でＯＨラジカルを生成し、排ガス中の気体状態のダイオキシン類との間で気相反応を起こさせ、ダイオキシン類の酸化、分解が容易に可能となる。なお、上記実施の形態１におけるように冷却水にオゾンのみを含ませた生成水を噴霧する場合と比較し、過酸化水素を含ませたことによりＯＨラジカルの生成をさらに促進し、ダイオキシン類の酸化、分解の促進をより向上させることができる。
【００３０】
又、図５におけるオゾン含有水製造装置１８の構成では、エジェクタ１８ｅの入口側で過酸化水素を混入させるようにしているが、気液混合器１８ｆの出口側で混入させるようにしても良く、上記と同様の効果を得ることができる。
【００３１】
実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３における排ガス処理装置の概略構成を示す図である。
図において、上記実施の形態１におけると同様な部分は同一符号を付して説明を省略する。１９は減温筒１１内に配設されノズル１２から噴霧されるオゾン含有水に紫外線を照射する紫外線ランプであり、紫外線が放射状に放出されるように構成されている。
【００３２】
このように上記実施の形態３によれば、噴霧されるオゾン含有水に紫外線ランプ１９により紫外線を照射するようにしているので、噴霧された水滴中から放出されるオゾンに光エネルギが与えられるため、上記実施の形態２におけると同様に、冷却水にオゾンのみを含ませた生成水を噴霧する場合と比較し、ＯＨラジカルの生成をさらに促進し、ダイオキシン類の酸化、分解の効率をより向上させることができる。
【００３３】
実施の形態４．
図７はこの発明の実施の形態４における排ガス処理装置の概略構成を示す図である。
図において、上記実施の形態２におけると同様な部分は同一符号を付して説明を省略する。
【００３４】
２０は減温筒１１の上流側に配設され、冷却水供給装置２１から配管２２を介して供給される冷却水を噴霧する第１のノズルで、図示はしないが後述の第２のノズルの噴霧位置近傍の温度が第１の設定温度、すなわち実施の形態１において述べたように、ＯＨラジカルとダイオキシン類との間で、特に著しい気相反応が行われる２５０℃〜６００℃の温度となるように、冷却水量制御手段（図示せず）により冷却水供給装置２１により供給され噴霧される冷却水の量が制御されている。２３は減温筒１１の下流側に配設され、オゾン含有水製造装置１８から配管１７を介して供給される過酸化水素も含まれたオゾン含有水を噴霧する第２のノズルで、オゾン含有水量制御手段（図示せず）により減温筒１１の出口近傍の温度が第２の設定温度２００℃程度となるように噴霧されるオゾン含有水の量が制御されている。
【００３５】
このように上記実施の形態４によれば、減温筒１１の上流側に冷却水を噴霧する第１のノズル２０を、下流側にオゾン含有水を噴霧する第２のノズル２３をそれぞれ配設するとともに、第２のノズル２３近傍の排ガスの温度が２５０℃〜６００℃となるように、冷却水量制御手段により冷却水供給装置２１から供給され第１のノズル２０から噴霧される冷却水の量を制御するようにしているので、上記各実施の形態１ないし３におけると同様にＯＨラジカルの生成をさらに促進し、ダイオキシン類の酸化、分解の効率をより向上し得ることは勿論、排ガスが適温に減温された後にオゾン含有水が噴霧されることになるので、ＯＨラジカルの寿命を延ばすことができ、冷却水に溶け込ませるオゾンの量を大幅に低減することができる。
【００３６】
実施の形態５．
図８はこの発明の実施の形態５における排ガス処理装置の概略構成を示す図である。
図において、上記実施の形態２におけると同様な部分は同一符号を付して説明を省略する。
【００３７】
２４は廃棄物投入装置２４ａ、２次燃焼装置２４ｂ等を備えた排ガスの発生源としての固定炉床型の焼却炉、２５はこの焼却炉２４の出口側に連結され、焼却炉２４から排出される排ガスを炉外に導く排ガス通路、２６はこの排ガス通路２５の下流側に連結されるサイクロン方式の煤塵集塵機で、誘引送風機２７から煙突２８への送風により２００℃程度に減温された排ガスが旋回流を引き起こしながら吸引され、この旋回流効果で排ガスに比べて比重の大きい煤塵を分離させ、下方で回収できるように構成されている。そして、煙突２８内にはノズル１２が配設され、オゾン含有水製造装置１８より供給されるオゾン含有水を噴霧できるようになっている。
【００３８】
このように上記実施の形態５によれば、２００℃程度の温度にまで減温された排ガスが通過する煙突２８内にノズル１２を配設し、このノズル１２を介して排ガスにオゾン含有水を噴霧するようにしているので、上記各実施の形態１ないし４におけると同様に、ＯＨラジカルの生成をさらに促進し、ダイオキシン類の酸化、分解の効率をより向上し得ることは勿論、既設の炉構成を殆ど変更する必要がないため、図５における小型の固定炉床型の焼却炉等のように、配置スペースが期待できない場合に適用すればさらに有効となる。
【００３９】
実施の形態６．
図９はこの発明の実施の形態６における排ガス処理装置の要部の概略構成を示す図である。
図において、上記実施の形態１におけると同様な部分は同一符号を付して説明を省略する。２９はオゾン含有水製造装置１８の気液混合器１８ｆ側に連結され噴霧口２９ａを有するオゾン含有水噴霧用のノズル、３０はこのノズル２９の周囲を覆うように形成され、ノズル２９の噴霧口２９ａと対応する位置に、順次離れる方向に絞り部３０ａ、空間部３０ｂおよび噴霧口３０ｃがそれぞれ形成された二流体噴霧式のノズルで、オゾン含有水製造装置１８のオゾン発生器１８ｄと連結され、ノズル２９の周囲にオゾンが供給されるように構成されている。
なお、１８ｇは逆止弁で、オゾンを矢印で示すようにオゾン発生器１８ｄからノズル３０の方にのみ通す。１８ｈは過酸化水素の供給装置で、気液混合器１８ｆからノズル２９に至るオゾン含有水の通路に過酸化水素を供給する。
【００４０】
一般に、冷却水中へのオゾンの溶け込み量は圧力に比例し温度に反比例する。このため、水供給ポンプ１８ａの吐出圧力が十数Ｋｇ／ｃｍ２程度では、冷却水中へのオゾンの溶け込み量は通常数十ｐｐｍ（冷却水１リットル中にオゾン数十ミリグラム）程度しか溶け込めない。したがって、この実施の形態６では、冷却水中へのオゾンの溶け込みを促進し、オゾンを多量に含んだ含有水を噴霧できるように二流体噴霧式のノズル３０を用いるようにしたものである。
【００４１】
以下、上記のように構成される二流体噴霧式のノズル３０の動作について説明する。
まず、図示されない冷却水供給源からの冷却水を、水供給ポンプ１８ａで吸引、加圧する。吸引、加圧された冷却水はエジェクタ１８ｅに供給され、オゾン発生器１８ｄで発生したオゾンを吸引する。吸引され微細な気泡となったオゾンはエジェクタ１８ｅのディフューザ部、および気液混合器１８ｆ内で冷却水中に溶け込み、オゾンを含んだオゾン含有水となり、このオゾン含有水に供給装置１８ｈから供給された過酸化水素をも含んだオゾン含有水がノズル２９の噴霧口２９ａから噴射される。そして、このオゾン含有水はノズル３０内の周辺部から供給されるオゾンと共に、絞り部３０ａで微粒化が促進されるとともに、空間部３０ｂでオゾンの溶け込み、微粒子化されたオゾン含有水と、逆止弁１８ｇを通って来たオゾンガスとの均一混合が促進され、微細で多量のオゾンを含むオゾン含有水と多量のオゾンガスとの混合流体がノズル３０の噴霧口３０ｃから噴霧される。
【００４２】
このように上記実施の形態６によれば、ノズル２９から噴射されるオゾン含有水に、ノズル３０内の周囲からオゾンを供給し、絞り部３０ａおよび空間部３０ｂでオゾン含有水の微粒化、およびオゾンの溶け込み、微粒子化されたオゾン含有水とオゾンガスとの均一混合を促進させた後、ノズル３０の噴霧口３０ｃから噴霧させるようにしているので、微細で多量のオゾンを含んだオゾン含有水と多量のオゾンガスとの混合流体の噴霧が可能となる。
なお、例えば、通常のエジェクタで水にオゾンを含有させた場合と比べ、本実施の形態の場合は、排ガス通路へのオゾン供給量を多く出来、さらに効率良くダイオキシン類の酸化、分解が可能になる。
【００４３】
なお、上記構成ではノズル２９からオゾン含有水を噴射させ、その周囲にオゾンを供給するようにしたが、配管の接続を変えてノズル２９からオゾンを噴射させ、その周囲にオゾン含有水を供給するようにしても良く、又、周囲に供給されるオゾンに空気を混入、さらにオゾン含有水に過酸化水素を含ませるようにすれば、ＯＨラジカルの生成をさらに促進させ多大の効果を発揮し得ることは言うまでもない。
【００４４】
実施の形態７．
図１０はこの発明の実施の形態７における排ガス処理装置の概略構成を示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は（Ａ）に示す線Ｂ−Ｂに沿って視た断面図である。
図において、上記実施の形態１におけると同様な部分は同一符号を付して説明を省略する。３１は減温筒１１の上流側に配設される多数のノズルで、配管１７を介してオゾン含有水製造装置（図示せず）から供給されるオゾン含有水を、減温筒１１内を流れる排ガスに噴霧するために設けられ、図１０（Ｂ）に示すように減温筒１１内の周辺部より中心部の方が多数配置されている。
【００４５】
このように上記実施の形態７によれば、減温筒１１内に多数のノズル３１を配設し、且つ周辺部より中心部の方に多数配置するようにしているので、減温筒１１内を流れる排ガスの流速が周辺部より速い中心部に多量のオゾン含有水を噴霧させることができるため、排ガスとオゾン含有水の均一反応が可能となり、酸化、分解効率の向上を図ることができる。
【００４６】
なお、上記構成ではノズル３１を減温筒１１内の中心部に多数配置して、排ガスの流速の速い中心部に多量のオゾン含有水を噴霧させることにより、排ガスとオゾン含有水の均一反応を図っているが、中心部に配置されるノズル３１の口径を、周辺部に配置されるノズル３１の口径より大きくするようにしても、中心部に多量のオゾン含有水を噴霧させることができ、上記構成の場合と同様に排ガスとオゾン含有水の均一反応を図ることができる。
【００４７】
実施の形態８．
図１１はこの発明の実施の形態８における排ガス処理装置の概略構成を示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は（Ａ）に示す線Ｂ−Ｂに沿って視た断面図である。
図において、上記実施の形態１におけると同様な部分は同一符号を付して説明を省略する。３２は減温筒１１の上流側に配設される多数のノズルで、配管１７を介してオゾン含有水製造装置（図示せず）から供給されるオゾン含有水を、減温筒１１内を流れる排ガスに噴霧するために設けられ、図１１（Ｂ）に示すように少なくとも２種類以上の異なる口径のものが配置されている。
【００４８】
このように上記実施の形態８によれば、減温筒１１内に少なくとも２種類以上の口径の異なる多数のノズル３２を配置するようにしているので、オゾンガス噴霧後、小さな口径を有するノズル３１から噴霧される小さな粒子径の水滴は瞬時に気化してＯＨラジカルを生成し、大きな口径を有するノズル３１から噴霧される大きな粒子径の水滴は暫くしてから気化してＯＨラジカルを生成するというように、蒸発するまでの時間が異なるため、ＯＨラジカルと排ガスの接触反応時間を長く取ることができるようになり、ダイオキシン類の酸化、分解効率の向上を図ることが可能になる。
【００４９】
又、水滴が煤塵と衝突した場合、その煤塵が粉砕されるとともに水滴の微粒子化、蒸発が起こり、ＯＨラジカルが発生する反応が促進されるわけであるから、煤塵の粒径に対して最も反応しやすい水滴の粒径が存在するはずである。したがって、なるべく多種類の口径のノズル３２を配置し、多種類の粒径の水滴を噴霧させることにより、多種類のごみ質への対応が可能になる。
【００５０】
実施の形態９．
図１２はこの発明の実施の形態９における排ガス処理装置の要部の概略構成を示す断面図である。
図において、上記実施の形態１におけると同様な部分は同一符号を付して説明を省略する。３３は減温筒１１内のノズル１２からオゾン含有水が噴霧される部位より下流側に配設され、無数の空孔を有した例えばジルコニア等のような透水性部材でハニカム状に形成された反応促進体である。
【００５１】
このように上記実施の形態９によれば、オゾン含有水が噴霧される部位より下流側に反応促進体３３を配置するようにしているので、流れの偏りにより未蒸発のまま減温筒１１を通過しようとする含有水を、反応促進体３３で捕捉してその空孔内に浸透させ、反応促進体３３自身の熱により完全に蒸発させるとともに、反応促進体３３のハニカム状により流れの偏りを防止することができるため、排ガスとオゾン含有水の均一な反応が行われ、効率の良いダイオキシン類の酸化、分解が可能になる。
【００５２】
なお、反応促進体３３の設置位置としては、ダイオキシン類がガス状の状態を維持している排ガス温度帯域に設置することが反応を促進させるためにも効果的であり、さらに又、反応促進体３３に例えば微細に加工されたチタン等のように触媒機能を有した金属を担持させることにより、触媒効果による反応促進が期待できる。
【００５３】
実施の形態１０．
図１３はこの発明の実施の形態１０における排ガス処理装置の要部の概略構成を示す図である。
図において、上記実施の形態１におけると同様な部分は同一符号を付して説明を省略する。３４は減温筒１１内のノズル１２の噴霧口と対応する位置に配設されるディフューザで、ノズル１２のオゾン含有水噴霧の広がり径よりも咽径が小さくなるように形成されている。３５は減温筒１１の下部に一端が連結された冷却水槽で、内部に冷却水３６が貯溜されその表面に沿って排ガスが他端側に移動可能なように形成されている。
【００５４】
３７は冷却水槽３５の他端側に連結された水滴除去筒で、内部に水滴除去エレメント３８が設けられている。３９は被処理水を循環させる循環用配管、４０はこの循環用配管３９の途中に接続された被処理水循環ポンプ、４１はこの被処理水循環ポンプ４０に接続され被処理水に化学処理薬品を注入して放流可能な水質に調整する水処理装置、４２はこの水処理装置４１に接続され処理水中の煤塵を除去する濾過装置、４３はこの濾過装置４２に接続され水質調整された処理水を貯溜する処理水貯溜タンク、４４はこの処理水貯溜タンク４３内の処理水を冷却水槽３５内に戻す処理水循環ポンプである。
【００５５】
次に、上記のように構成された実施の形態１０における排ガス処理装置の動作を説明する。
まず、減温筒１１内に導入された排ガスは、ディフューザ３４の入口部で図中実線矢印で示すように急速に絞り込まれる。一方、ノズル１２より噴霧されるオゾン含有水は、図中破線矢印で示すように一度広がった後、ディフューザ３４の咽部で狭まりながら排ガスと混合され、緩やかな勾配の広がり部を通過しながら減温筒１１から排出される。そして、この間上記のようなディフューザ３４の作用により、噴霧されたオゾン含有水と排ガスの均一混合がスムーズに行われる。
【００５６】
上記のようにして、減温筒１１内で所定の温度に冷却され、ダイオキシン類が酸化、分解された排ガスは、冷却水槽３５内に送り込まれ槽内の冷却水３６に衝突して熱交換が行われる。この時、排ガス中の煤塵、塩化水素、亜硫酸ガス等は冷却水３６により凝集され、その殆どは冷却水３６中に取り込まれる。そして、冷却された排ガスは多量の水分を含んだ状態で水滴除去筒３７に導かれ、筒内の水滴除去エレメント３８により余分な水分が除去された後、図示はしないが焼却炉の廃熱を利用した再加熱装置で加熱され、送風機により煙突から排出される。
【００５７】
一方、冷却水槽３５内で煤塵、塩化水素、亜硫酸ガス等が取り込まれた冷却水３６は、被処理水循環ポンプ４０により循環用配管３９を介して水処理装置４１内に被処理水として送り込まれる。そして、この水処理装置４１内において化学処理薬品が注入され放流可能な水質に調整された後、濾過装置４２により煤塵が除去される。このようにして、水質調整された処理水は処理水貯溜タンク４３内に貯溜され、必要に応じて、処理循環ポンプ４４により冷却水槽３５に戻され冷却水３６として機能する。なお、上記構成では水質調整された処理水を冷却水槽に戻すようにしているが、廃棄物焼却場内の例えば焼却灰飛散防止用水、場内清掃用水等に利用することも可能である。
【００５８】
このように上記実施の形態１０によれば、オゾン含有水が噴霧されるノズル１２より下流側にディフューザ３４を配設するようにしたので、噴霧されるオゾン含有水と排ガスの均一混合がスムーズに行われるため、ダイオキシン類の酸化、分解の効率が格段に向上し、又、ディフューザ３４の下流側に冷却水槽３５を設け、内部に貯溜される冷却水３６の表面に沿って移動させることにより、排ガスに含まれる煤塵も除去できるようにしているので、ダイオキシン類の酸化、分解後に必要であった電気集塵機、バグフィルタ等が不要となる等という効果を得ることができる。
【００５９】
なお、上記各実施の形態１ないし１０では、排ガスの発生源が焼却炉の場合について説明したが、これに限定されるものではなく例えば電気炉、溶融炉等であっても良く、又、上記各実施の形態７ないし１０では、オゾン含有水を噴霧するノズル１２が減温筒１１の上流側に配設された場合について説明したが、実施の形態４におけるように、冷却水を噴霧する第１のノズル２０の下流側に、オゾン含有水を噴霧する第２のノズル２３が配設される場合に適用しても、上記と同様の効果を発揮し得ることは言うまでもない。
【００６０】
【発明の効果】
以上のように、この発明の請求項１によれば、水にオゾンを含ませることにより得られたオゾン含有水を、排ガスの発生源から排出口に至る排ガス通路に、粒子状にして供給することにより、排ガス温度を２５０℃〜６００℃に減温するようにしたので、ダイオキシン類の酸化、分解を容易に実現することが可能な排ガス処理方法を提供することができる。
【００６１】
又、この発明の請求項２によれば、オゾンを水に含ませてオゾン含有水を得る第１の手段、および第１の手段によって得られたオゾン含有水を、排ガスの発生源から排出口に至る排ガス通路に粒子状にして供給する第２の手段を備え、上記排ガス通路へのオゾン含有水の供給は多数の吐出口部を介して行われ、上記各吐出口部は上記排ガス通路の周辺部より中心部の方が多数配設されているので、排ガスとオゾン含有水の反応の均一化を図り、さらに効率良くダイオキシン類の酸化、分解が可能な排ガス処理装置を提供することができる。
【００６２】
又、この発明の請求項３によれば、オゾンを水に含ませてオゾン含有水を得る第１の手段、および第１の手段によって得られたオゾン含有水を、排ガスの発生源から排出口に至る排ガス通路に粒子状にして供給する第２の手段を備え、上記排ガス通路へのオゾン含有水の供給は多数の吐出口部を介して行われ、上記各吐出口部は上記排ガス通路の周辺部より中心部の方が口径が大に形成されているものであるので、排ガスとＯＨラジカルの接触反応時間の延長化を図り、さらに効率良くダイオキシン類の酸化、分解が可能な排ガス処理装置を提供することができる。
【００６３】
又、この発明の請求項４によれば、オゾンを水に含ませてオゾン含有水を得る第１の手段、および第１の手段によって得られたオゾン含有水を、排ガスの発生源から排出口に至る排ガス通路の一部に設けられた減温部上流に冷却水を供給する第２の手段、および上記第２の手段より下流側に上記オゾン含有水を粒子状にして供給する第３の手段を備え、オゾン含有水が供給される部位の温度が予め設定された温度となるように、第２の手段の出力冷却水量を制御する冷却水量制御手段を設けたものであるので、ダイオキシン類の酸化、分解が容易に実現できることは勿論、所望の反応温度をさらに容易に得ることが可能な排ガス処理装置を提供することができる。
【００６４】
又、この発明の請求項５によれば、オゾンを発生するオゾン発生器、このオゾン発生器により発生したオゾンを水に含ませてオゾン含有水を得る第１の手段、および第１の手段によって得られたオゾン含有水を、排ガスの発生源から排出口に至る排ガス通路に粒子状にして供給する第２の手段を備え、上記オゾン含有水を粒子状にして供給することにより、排ガス温度を２５０℃〜６００℃に減温するように成されているものであるので、さらに効率良くダイオキシン類の酸化、分解が可能な排ガス処理装置を提供することができる。
【００６５】
又、この発明の請求項６によれば、オゾンを発生するオゾン発生器、このオゾン発生器により発生したオゾンを水に含ませてオゾン含有水を得る第１の手段、および第１の手段によって得られたオゾン含有水を、排ガスの発生源から排出口に至る排ガス通路に粒子状にして供給する第２の手段を備え、上記排ガス通路へのオゾン含有水の供給は多数の吐出口部を介して行われ、上記各吐出口部は上記排ガス通路の周辺部より中心部の方が多数配設されているものであるので、排ガスとオゾン含有水の反応の均一化を図り、さらに効率良くダイオキシン類の酸化、分解が可能な排ガス処理装置を提供することができる。
【００６６】
又、この発明の請求項７によれば、オゾンを発生するオゾン発生器、このオゾン発生器により発生したオゾンを水に含ませてオゾン含有水を得る第１の手段、および第１の手段によって得られたオゾン含有水を、排ガスの発生源から排出口に至る排ガス通路に粒子状にして供給する第２の手段を備え、上記排ガス通路へのオゾン含有水の供給は多数の吐出口部を介して行われ、上記各吐出口部は上記排ガス通路の周辺部より中心部の方が口径が大に形成されているものであるので、排ガスとオゾン含有水の反応の均一化を図り、さらに効率良くダイオキシン類の酸化、分解が可能な排ガス処理装置を提供することができる。
【００６７】
又、この発明の請求項８によれば、オゾンを発生するオゾン発生器、水供給ポンプ、この水供給ポンプに入口側が、上記オゾン発生器に吸引側がそれぞれ接続されたエジェクタ、およびこのエジェクタの出口側に設けられエジェクタの出口から吐出される水にエジェクタの吸引側から吸引されたオゾンを含ませてオゾン含有水を得る気液混合器を備え、オゾン含有水が粒子状をなして、排ガスの発生源から排出口に至る排ガス通路に供給されるように成され、排ガス温度を２５０℃〜６００℃に減温するように成されたものであるので、さらに効率良くダイオキシン類の酸化、分解が可能な排ガス処理装置を提供することができる。
【００６８】
又、この発明の請求項９によれば、オゾンを発生するオゾン発生器、このオゾン発生器により発生したオゾンを水に含ませてオゾン含有水を得る第１の手段、および第１の手段によって得られたオゾン含有水を、排ガスの発生源から排出口に至る排ガス通路の一部に設けられた減温部内に粒子状にして供給する第２の手段を備え、上記オゾン含有水を粒子状にして供給することにより、排ガス温度を２５０℃〜６００℃に減温するように成されているものであるので、さらに効率良くダイオキシン類の酸化、分解が可能な排ガス処理装置を提供することができる。
【００６９】
又、この発明の請求項１０によれば、オゾンを発生するオゾン発生器、このオゾン発生器により発生したオゾンを水に含ませてオゾン含有水を得る第１の手段、第１の手段によって得られたオゾン含有水を、排ガスの発生源から排出口に至る排ガス通路の一部に設けられた減温部上流に冷却水を供給する第２の手段、および第２の手段より下流側にオゾン含有水を粒子状にして供給する第３の手段を備え、オゾン含有水が供給される部位の温度が予め設定された温度となるように、第２の手段の出力冷却水量を制御する冷却水量制御手段を設けたものであるので、ダイオキシン類の酸化、分解が容易に実現できることは勿論、所望の反応温度を正確に得ることが可能な排ガス処理装置を提供することができる。
【００７０】
又、この発明の請求項１１によれば、オゾンを発生するオゾン発生器、このオゾン発生器により発生したオゾンを水に含ませてオゾン含有水を得る第１の手段、上記第１の手段によって得られたオゾン含有水を、排ガスの発生源から排出口に至る排ガス通路の一部に設けられた減温部上流に冷却水を供給する第２の手段、および上記第２の手段より下流側にオゾン含有水を粒子状にして供給する第３の手段を備え、上記オゾン含有水を粒子状にして供給することにより、排ガス温度を２５０℃〜６００℃に減温するように成されているものであるので、さらに効率良くダイオキシン類の酸化、分解が可能な排ガス処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１における排ガス処理装置の概略構成を示す図である。
【図２】  図１における排ガス処理装置の要部の構成を示す図である。
【図３】  図１における排ガス処理装置においてダイオキシンが酸化、分解する過程を説明するための模式図である。
【図４】  この発明の実施の形態２における排ガス処理装置の概略構成を示す図である。
【図５】  図４における排ガス処理装置の要部の構成を示す図である。
【図６】  この発明の実施の形態３における排ガス処理装置の概略構成を示す図である。
【図７】  この発明の実施の形態４における排ガス処理装置の概略構成を示す図である。
【図８】  この発明の実施の形態５における排ガス処理装置の概略構成を示す図である。
【図９】  この発明の実施の形態６における排ガス処理装置の要部の概略構成を示す図である。
【図１０】  この発明の実施の形態７における排ガス処理装置の概略構成を示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は（Ａ）に示す線Ｂ−Ｂに沿って視た断面図である。
【図１１】  この発明の実施の形態８における排ガス処理装置の概略構成を示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は（Ａ）に示す線Ｂ−Ｂに沿って視た断面図である。
【図１２】  この発明の実施の形態９における排ガス処理装置の要部の概略構成を示す断面図である。
【図１３】  この発明の実施の形態１０における排ガス処理装置の概略構成を示す図である。
【図１４】  従来の排ガス処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
９，２４  焼却炉、１０，２５  排ガス通路、１１  減温筒、
１２，２９，３０，３１，３２  ノズル、１３  電気集塵機、１４  送風機、
１５，２８  煙突、１６，１８  オゾン含有水製造装置、
１６ａ，１８ａ  水供給ポンプ、１６ｂ，１８ｅ  エジェクタ、
１６ｃ，１８ｄ  オゾン発生器、１６ｄ，１８ｆ  気液混合器、
１８ｂ  過酸化水素貯蔵槽、１９  紫外線ランプ、２０  第１のノズル、
２１  冷却水供給装置、２３  第２のノズル、２６  煤塵集塵機、３３  反応促進体、
３４  ディフューザ、３５  冷却水槽。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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