(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ごみ焼却炉、前記ごみ焼却炉からの排ガスを冷却する排ガス冷却設備、前記排ガス冷却設備の排ガス後流に設けられた焼却炉排ガス除塵装置、前記焼却炉排ガス除塵装置により分離された焼却飛灰を溶融処理する灰溶融炉、前記灰溶融炉の後流に設けられた溶融炉排ガス除塵装置、を備えたごみ焼却設備において、
前記焼却炉排ガス除塵装置を触媒担持バグフィルタとし、且つ前記溶融炉排ガス除塵装置をバグフィルタとし、
前記溶融炉排ガス用バグフィルタで溶融炉排ガス中のアルカリ金属の塩化物及び硫酸塩を除去し、
前記溶融炉排ガス用バグフィルタの上流にて消石灰を一例とする酸性物質除去剤を吹き込むことにより前記溶融炉排ガス中の酸性物質を前記溶融炉排ガス用バグフィルタで溶融飛灰として除去し、
前記溶融炉排ガス用バグフィルタを通過した、窒素酸化物及び有機塩素化合物を含む排ガスを前記焼却炉排ガス用触媒担持バグフィルタの上流に戻し、前記溶融炉排ガス用バグフィルタによる除去で前記アルカリ金属及び前記酸性物質の少なくなった前記溶融炉排ガス中、及び前記焼却炉排ガス中に含まれる窒素酸化物及び有機塩素化合物を前記触媒担持フィルタによって同時処理する
ことを特徴とするごみ焼却設備。
【請求項２】
ごみ焼却炉、前記ごみ焼却炉からの排ガスを冷却する排ガス冷却設備、前記排ガス冷却設備の排ガス後流に設けられた焼却炉排ガス除塵装置、前記焼却炉排ガス除塵装置により分離された焼却飛灰を溶融処理する灰溶融炉、前記灰溶融炉の後流に設けられた溶融炉排ガス除塵装置、を備えたごみ焼却設備において、
前記焼却炉排ガス除塵装置を触媒担持バグフィルタとし、且つ前記溶融炉排ガス除塵装置を触媒担持バグフィルタとし、
前記溶融炉排ガス用触媒担持バグフィルタで溶融炉排ガス中のアルカリ金属の塩化物及び硫酸塩に加えて有機塩素化合物を除去し、
前記溶融炉排ガス用触媒担持バグフィルタの上流にて消石灰を一例とする酸性物質除去剤を吹き込んで前記溶融炉排ガス用触媒担持バグフィルタで酸性物質を溶融飛灰として除去し、
前記溶融炉排ガス用触媒担持バグフィルタを通過した、窒素酸化物及び有機塩素化合物を含む排ガスを前記焼却炉排ガス用触媒担持バグフィルタの上流に戻し、前記溶融炉排ガス用触媒担持バグフィルタによる除去で前記アルカリ金属及び前記酸性物質の少なくなった前記溶融炉排ガス中、及び前記焼却炉排ガス中に含まれる窒素酸化物及び有機塩素化合物を焼却炉排ガス用触媒担持フィルタによって同時処理する
ことを特徴とするごみ焼却設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）、及びダイオキシン（ＤＸＮｓ）などの有機塩素化合物濃度が急変しやすいごみ焼却炉などの焼却炉における排ガス中のＮＯｘ，ＤＸＮｓなどの有害成分を効率よく低減する燃焼設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２に示すごみ燃焼設備の概略図に基づき従来技術を説明する。従来のごみ焼却設備は、焼却炉１、給じん装置２、ガス冷却装置３、減温塔４、焼却炉排ガス用バグフィルタ２３、吸引ブロア６、煙突７、を備えている。
【０００３】
さらに、ガス冷却装置３、減温塔４、焼却炉排ガス用バグフィルタ２３から捕集される焼却飛灰８を灰クレーン９、飛灰供給装置１０を経て、灰溶融炉１１に投入して溶融し、固形分はスラグ１２として回収される。
【０００４】
一方、溶融炉排ガス１３はガス冷却装置１４で２００°Ｃ前後に冷却して、溶融炉排ガス用バグフィルタ１５上流の煙道１６において、消石灰等の酸性物質除去剤１７を吹き込み、前記バグフィルタ１５においてナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）等のアルカリ金属、及び塩化水素（ＨＣ１）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）等の酸性物質を含む溶融飛灰１８として除去する。
【０００５】
処理後の溶融炉排ガス１９は、そのまま吸引ブロア２７を経由して、煙突７にて放出されていた。
【０００６】
また、図３に示すように、溶融炉排ガス用バグフィルタ１５の後流に、ガス再加熱器２４、脱硝剤投入部２５、触媒塔２６を設ける方式も考えられる。前記バグフィルタ１５上流で温度２００°Ｃ前後に冷却して、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）等のアルカリ金属、及び塩化水素（ＨＣ１）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）等の酸性物質を含む溶融飛灰１８を除去した後、その後流のガス再加熱器２４で排ガス温度を触媒活性の高くなる２２０〜２４０°Ｃ付近に再加熱し、触媒塔２６において、窒素酸化物（ＮＯｘ）、ダイオキシン（ＤＸＮｓ）等の有機塩素化合物を除去し、そのまま吸引ブロア２７を経由して、煙突７にて放出されていた。
【０００７】
さらに、もっと簡便な方法として図４に示すように溶融炉排ガス中のＮＯｘを除去するため、溶融炉排ガス用バグフィルタに触媒を担持した触媒担持バグフィルタ２２を用い、その上流でアンモニアなどの脱硝剤２１を吹き込み、窒素酸化物（ＮＯｘ）、ダイオキシン（ＤＸＮｓ）等の有機塩素化合物を除去し、吸引ブロア２７を経由して、煙突７にて放出する方法が考えられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図２、図３及び図４に示したごみ焼却設備には、次に記述するような解決すべき課題がある。
【０００９】
前記灰溶融炉の溶融炉排ガス中には、焼却炉排ガスよりも高濃度のＮａ，Ｋなどのアルカリ金属、高濃度のＨＣ１，ＳＯｘ，ＮＯｘなどの酸性物質、及び前記溶融炉排ガスの冷却過程で再生成するＤＸＮｓなどが含まれている。これらの化学物質のうち、Ｎａ，Ｋなどのアルカリ金属は、ＨＣ１，ＳＯｘと容易に反応して塩化ナトリウム（ＮａＣ１）、塩化カリウム（ＫＣ１）、硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳＯ４）などの塩類となり、溶融炉排ガス用バグフィルタ上に堆積し除去できる。未反応のＨＣ１，ＳＯｘは、消石灰などの酸性物質除去剤をさらに添加することで固気反応によりバグフィルタ上で除去可能である。
【００１０】
まず、図２に示した溶融炉に溶融炉排ガス用バグフィルタのみを備えた方式においては、以上のように上記化学物質のうち、ＮＯｘ，ＤＸＮｓ以外は溶融炉排ガス用バグフィルタによって除去できるが、通過した溶融炉排ガスはそのまま煙突に放出されていたのでＮＯｘ，ＤＸＮｓについては、規則値をクリアできない可能性があった。
【００１１】
また、図３に示した溶融炉排ガス用バグフィルタ及びその後流に触媒塔を設けた方式においては、ＮＯｘ，ＤＸＮｓ以外は溶融炉排ガス用バグフィルタによって除去でき、通過した溶融炉排ガスはその後流の触媒塔の上流においてアンモニア、尿素などの脱硝剤を添加することによりＮＯｘを、触媒作用によりＤＸＮｓを除去することができる。
【００１２】
しかし、この方式の場合、溶融炉排ガス用バグフィルタ後流に、ガス再加熱器、脱硝剤投入部、触媒塔を設ける必要があり、設備の複雑化、コストの高騰、運転制御の複雑化といった問題点があった。
【００１３】
図４に示した溶融炉排ガス用バグフィルタに触媒を担持した触媒担持バグフィルタを用い、その上流でアンモニアなどの脱硝剤を吹き込む方法が、もっと簡便な方法として考えられるが、この方式を用いた場合においても、前記脱硝剤は溶融炉排ガス中の高濃度のＨＣ１，ＳＯｘと反応して塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃ１）、硫酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ＳＯ４）等の塩類となり、ＮＯｘの還元に用いられるアンモニア等の脱硝剤の実効濃度が低下するため、十分な脱硝反応が期待できない。また、生成した塩類により、前記触媒担持バグフィルタの差圧が上昇し、連続的な運転が困難になるおそれがあった。
【００１４】
また、ＤＸＮｓについては、溶融炉排ガスの冷却過程で再発生するが、溶融飛灰が主にＮａ，Ｋなどのアルカリ金属であることから、ＤＸＮｓ吸着量は焼却飛灰に比べて低く、溶融炉排ガス用バグフィルタにおいて溶融飛灰とともに除去される割合は小さいため、そのまま煙突に放出された場合、規定値をクリアできない場合も考えられる。
【００１５】
以上のように、溶融炉排ガス中のＮＯｘ，ＤＸＮｓについては、場合によっては十分に除去できず、規定値をクリアできない可能性があったり、コスト的に非常に高くつく可能性があった。
【００１６】
本発明の目的は、ごみ焼却炉、排ガス冷却設備、焼却炉排ガス除塵装置を備え、さらに前記排ガス除塵装置により分離された焼却飛灰を溶融処理する灰溶融炉、及び前記灰溶融炉後流に溶融炉排ガス除塵装置を備えたごみ焼却設備において、排ガス中の窒素酸化物、有機塩素化合物を十分処理することのできる簡易なごみ焼却設備を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は次のような構成を採用する。
【００１８】
ごみ焼却炉、前記ごみ焼却炉からの排ガスを冷却する排ガス冷却設備、前記排ガス冷却設備の排ガス後流に設けられた焼却炉排ガス除塵装置、前記焼却炉排ガス除塵装置により分離された焼却飛灰を溶融処理する灰溶融炉、前記灰溶融炉の後流に設けられた溶融炉排ガス除塵装置、を備えたごみ焼却設備において、
前記焼却炉排ガス除塵装置を触媒担持バグフィルタとし、且つ前記溶融炉排ガス除塵装置をバグフィルタとし、
前記溶融炉排ガス用バグフィルタで溶融炉排ガス中のアルカリ金属の塩化物及び硫酸塩を除去し、
前記溶融炉排ガス用バグフィルタの上流にて消石灰を一例とする酸性物質除去剤を吹き込むことにより前記溶融炉排ガス中の酸性物質を前記溶融炉排ガス用バグフィルタで溶融飛灰として除去し、
前記溶融炉排ガス用バグフィルタを通過した、窒素酸化物及び有機塩素化合物を含む排ガスを前記焼却炉排ガス用触媒担持バグフィルタの上流に戻し、前記溶融炉排ガス用バグフィルタによる除去で前記アルカリ金属及び前記酸性物質の少なくなった前記溶融炉排ガス中、及び前記焼却炉排ガス中に含まれる窒素酸化物及び有機塩素化合物を前記触媒担持フィルタによって同時処理するごみ焼却設備。
【００１９】
ごみ焼却炉、前記ごみ焼却炉からの排ガスを冷却する排ガス冷却設備、前記排ガス冷却設備の排ガス後流に設けられた焼却炉排ガス除塵装置、前記焼却炉排ガス除塵装置により分離された焼却飛灰を溶融処理する灰溶融炉、前記灰溶融炉の後流に設けられた溶融炉排ガス除塵装置、を備えたごみ焼却設備において、
前記焼却炉排ガス除塵装置を触媒担持バグフィルタとし、且つ前記溶融炉排ガス除塵装置を触媒担持バグフィルタとし、
前記溶融炉排ガス用触媒担持バグフィルタで溶融炉排ガス中のアルカリ金属の塩化物及び硫酸塩に加えて有機塩素化合物を除去し、
前記溶融炉排ガス用触媒担持バグフィルタの上流にて消石灰を一例とする酸性物質除去剤を吹き込んで前記溶融炉排ガス用触媒担持バグフィルタで酸性物質を溶融飛灰として除去し、
前記溶融炉排ガス用触媒担持バグフィルタを通過した、窒素酸化物及び有機塩素化合物を含む排ガスを前記焼却炉排ガス用触媒担持バグフィルタの上流に戻し、前記溶融炉排ガス用触媒担持バグフィルタによる除去で前記アルカリ金属及び前記酸性物質の少なくなった前記溶融炉排ガス中、及び前記焼却炉排ガス中に含まれる窒素酸化物及び有機塩素化合物を焼却炉排ガス用触媒担持フィルタによって同時処理するごみ焼却設備。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態に係るごみ焼却設備について図１を用いて以下説明する。図１はごみ焼却設備の断面概略図を示している。本実施形態は、焼却炉１、給じん装置２、ガス冷却装置３、減温塔４、焼却炉排ガス用触媒担持バグフィルタ５、吸引ブロア６、煙突７を備えている。さらに、ガス冷却装置３、減温塔４、焼却炉排ガス用触媒担持バグフィルタ５から捕集される焼却飛灰８を、灰クレーン９、飛灰供給装置１０を経て、灰溶融炉１１に投入して溶融し、固形分はスラグ１２として回収する。
【００２１】
更に、溶融炉排ガス１３はガス冷却装置１４で２００°Ｃ前後に冷却して、溶融炉排ガス用バグフィルタ１５上流の煙道１６において、消石灰等の酸性物質除去剤１７を吹き込み、前記バグフィルタ１５においてＮａ，Ｋ等のアルカリ金属、及びＨＣ１，ＳＯｘ等の酸性物質を含む溶融飛灰１８として除去する。
【００２２】
処理後の溶融炉排ガス１９中には、ＮＯｘと溶融炉排ガス１３の冷却過程で再生成したＤＸＮｓが含まれている。前記溶融炉排ガス１９は、減温塔４と焼却炉排ガス用触媒担持バグフィルタ５間の煙道２０において合流される。前記触媒担持バグフィルタ５の上流にはさらにアンモニア、尿素などの脱硝剤２１を吹き込み、前記触媒担持バグフィルタ５において、焼却炉排ガス中、及び溶融炉排ガス中のＮＯｘ，ＤＸＮｓを除去する。
【００２３】
ここにおいて、上記構成は一例であり、焼却炉１、ガス冷却装置３、減温塔４、灰溶融炉１１等の形式には、多種多様なものが考えられ、上記形状の装置に限定するものではない。さらに、触媒担持バグフィルタ５についてもその運転条件、材質、サイズなど様々なものが使用できる。
【００２４】
次に、本発明の他の実施形態に係るごみ焼却設備について図５を用いて以下説明する。本実施形態は、焼却炉１、給じん装置２、ガス冷却装置３、減温塔４、焼却炉排ガス用触媒担持バグフィルタ５、吸引ブロア６、煙突７を備えている。さらに、ガス冷却装置３、減温塔４、焼却炉排ガス用触媒担持バグフィルタ５から捕集される焼却飛灰８を、灰クレーン９、飛灰供給装置１０を経て、灰溶融炉１１に投入して溶融し、固形分はスラグ１２として回収する。
【００２５】
更に、溶融炉排ガス１３はガス冷却装置１４で２００°Ｃ前後に冷却して、溶融炉排ガス用触媒担持バグフィルタ２２上流の煙道１６において、消石灰等の酸性物質除去剤１７を吹き込み、前記触媒担持バグフィルタ２２においてＮａ，Ｋ等のアルカリ金属、及びＨＣ１，ＳＯｘ等の酸性物質を含む溶融飛灰１８として除去する。
【００２６】
さらに、前記触媒担持バグフィルタ２２内部に含まれる触媒の効果により、溶融炉排ガス用１３中のＤＸＮｓも大部分が除去される。処理後の溶融炉排ガス１９中には、ＮＯｘと、未反応のＤＸＮｓが含まれている。前記溶融炉排ガス１９は、減温塔４と焼却炉排ガス用触媒担持バグフィルタ５間の煙道２０において合流される。前記触媒担持バグフィルタ５の上流にはさらにアンモニア、尿素などの脱硝剤２１を吹き込み、さらに前記触媒担持バグフィルタ５において、焼却炉排ガス中、及び溶融炉排ガス中のＮＯｘ，ＤＸＮｓを除去することができるため、さらに高度な排ガス処理が可能となった。
【００２７】
ここにおいて、上記構成は一例であり、焼却炉１、ガス冷却装置３、減温塔４、灰溶融炉１１等の形式には、多種多様なものが考えられ、上記形状の装置に限定するものではない。さらに、触媒担持バグフィルタ５についてもその運転条件、材質、ザイズなど様々なものが使用できる。
【００２８】
以上説明したように、本発明の実施形態に係るごみ焼却設備は、次のような構成例を含むものである。
【００２９】
（１）焼却炉排ガス用バグフィルタを触媒担持バグフィルタとし、前記溶融炉排ガス用バグフィルタを通常のバグフィルタとし、前記バグフィルタで溶融炉排ガス中の高濃度のＮａ，Ｋ等のアルカリ金属を除去し、さらに前記バグフィルタの上流にて消石灰などの酸性物質除去剤を吹き込み、前記バグフィルタで溶融炉排ガス中の高濃度のＨＣ１、及びＳＯｘを除去する。前記バグフィルタを通過して上記化学物質の少なくなった排ガスを、前記焼却炉排ガス用触媒担持バグフィルタの上流に戻す。
【００３０】
したがって、溶融炉排ガス用のバグフィルタにおいて、Ｎａ，Ｋ分の多い溶融飛灰を専門的に処理でき、焼却炉排ガス用触媒担持バグフィルタの触媒劣化を軽減できる。前記焼却炉排ガス用触媒担持バグフィルタにおいて上記化学物質の少なくなった排ガス中の窒素酸化物、有機塩素化合物を同時処理する。
【００３１】
（２）前記焼却炉ガス用バグフィルタ及び、前記溶融炉排ガス用バグフィルタをともに触媒担持バグフィルタとし、前記溶融炉排ガス用触媒担持バグフィルタにおいて、溶融炉排ガス中の高濃度のＮａ，Ｋ等のアルカリ金属、ＨＣ１，ＳＯｘ等の酸性物質、加えて有機塩素化合物を除去し、前記触媒担持バグフィルタを通過して上記化学物質の少なくなった排ガスを、前記焼却炉排ガス用触媒担持バグフィルタの上流に戻す。前記焼却炉排ガス用触媒担持バグフィルタにおいて上記化学物質の少なくなった排ガス中の窒素酸化物、有機塩酸化合物を同時処理する。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、次のような作用並びに効果を奏することができる。
【００３３】
（１）灰溶融炉の溶融炉排ガス中には、焼却炉排ガスよりも高濃度のＮａ，Ｋなどのアルカリ金属、また、高濃度のＨＣ１，ＳＯｘ，ＮＯｘなどの酸性物質、及び溶融炉排ガスの冷却過程で再生成するＤＸＮｓなどが含まれている。
【００３４】
溶融炉排ガス用バグフィルタにおいては、Ｎａ，Ｋなどのアルカリ金属、ＨＣ１，ＳＯｘ等の酸性物質など、脱硝剤への阻害成分となる化学物質のみを除去し、残ったＮＯｘ，ＤＸＮｓは、前記バグフィルタ通過後に、焼却炉排ガス用触媒担持バグフィルタ上流に戻し、前記焼却炉排ガス用触媒担持バグフィルタ上流において、アンモニア、尿素などの脱硝剤を投入しながら、脱硝剤の阻害成分が少ない条件で脱硝及びＤＸＮｓ除去を行うことができ、脱硝剤の使用量の低減が可能となる。
【００３５】
（２）溶融炉排ガス用バグフィルタに触媒を担持した触媒担持バグフィルタを用いる場合、Ｎａ，Ｋなどのアルカリ金属、ＨＣ１，ＳＯｘ等の酸性物質など脱硝剤への阻害成分となる化学物質、及びＤＸＮｓが除去できる。残ったＮＯｘは、前記バグフィルタ通過後に、焼却炉排ガス用触媒担持バグフィルタ上流に戻し、前記焼却炉排ガス用触媒担持バグフィルタ上流において、アンモニア、尿素などの脱硝剤を投入しながら、脱硝剤の阻害成分が少ない条件で脱硝、及び焼却炉排ガス中のＤＸＮｓ除去を行うことができ、脱硝剤の使用量の低減が可能となる。
【００３６】
また、溶融炉排ガス用触媒担持バグフィルタ上流においては、脱硝剤を吹き込まないので、塩類が生成することなく、触媒の活性点が閉塞し、触媒活性が低下したり、ろ布の差圧が上昇するのを抑えることができる。
【００３７】
（３）溶融飛灰は主にＮａ，Ｋなどのアルカリ金属であることから、ＤＸＮｓ吸着量は焼却飛灰に比べて低く、溶融炉排ガス用バグフィルタにおいては、溶融炉排ガス中のＤＸＮｓが溶融飛灰とともに除去される割合は小さいが、溶融炉排ガス用触媒担持バグフィルタにおいては触媒効果により、溶融炉排ガス中のＤＸＮｓも除去可能である。前記溶融炉排ガスの量は焼却炉排ガスに比べ１／３〜１／１０程度であり、前記触媒担持バグフィルタは焼却炉排ガス用バグフィルタよりも小容量で済み、経済的効果も大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るごみ焼却設備を示す図である。
【図２】従来のごみ焼却設備の概略図である。
【図３】従来の別のごみ焼却設備の概略図である。
【図４】従来のさらに別のごみ焼却設備の概略図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係るごみ焼却設備を示す図である。
【符号の説明】
１  焼却炉
２  給じん装置
３  ガス冷却装置
４  減温塔
５  焼却炉排ガス用触媒担持バグフィルタ
６  吸引ブロア
７  煙突
８  焼却飛灰
９  灰クレーン
１０  飛灰供給装置
１１  灰溶融炉
１２  スラグ
１３  溶融炉排ガス
１４  ガス冷却装置
１５  溶融炉排ガス用バグフィルタ
１６  煙道
１７  酸性物質除去剤
１８  溶融飛灰
１９  溶融炉排ガス
２０  煙道
２１  脱硝剤
２２  溶融炉排ガス用触媒担持バグフィルタ
２３  焼却炉排ガス用バグフィルタ
２４  ガス再加熱器
２５  脱硝剤投入部
２６  触媒塔
２７  吸引ブロア
【図１】
0004071414.tif 000002
【図２】
0004071414.tif 000003
【図３】
0004071414.tif 000004
【図４】
0004071414.tif 000005
【図５】
0004071414.tif 000006