(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却炉からの排ガス中に消石灰を吹き込むことにより酸性ガスをバグフィルターにて除去する焼却炉における排ガス処理方法において、
前記バグフィルターを前後２段に設け、この前後２段のバグフィルターにおける前段のバグフィルターの上流側の排ガス中に消石灰を吹き込むとともに、これら前後のバグフィルター間の排ガス中に上流側から順にオゾンの注入と消石灰の吹き込みとをそれぞれ行うことを特徴とする焼却炉における排ガス処理方法。
【請求項２】
焼却炉から排ガスを排出する煙道の途中に、排ガスの排出方向に沿って上流側から排ガス温度を所定温度まで低下させる冷却搭と、１段目バグフィルターと、２段目バグフィルターとをそれぞれ設けてなる焼却炉における排ガス処理装置であって、
前記冷却搭と１段目バグフィルターとの間の煙道に消石灰を吹き込む第１の消石灰供給装置と、前記１段目バグフィルターと２段目バグフィルターとの間の煙道に消石灰を吹き込む第２の消石灰供給装置とをそれぞれ設けるとともに、前記１段目バグフィルターと２段目バグフィルターとの間の煙道における前記第２の消石灰供給装置による消石灰の吹き込み位置よりも上流側位置にオゾンを注入するオゾン注入装置を設けることを特徴とする焼却炉における排ガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば都市ごみを焼却する焼却炉における排ガス処理方法および排ガス処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、都市ごみを焼却する焼却炉において、排ガス中に含まれる塩化水素（ＨＣｌ），硫黄酸化物（ＳＯX ）等の酸性ガスを除去する排ガス処理方法として、煙道内に消石灰粉末を吹き込むことによりその酸性ガスをバグフィルターにて除去する乾式法が知られている。
【０００３】
また、排ガス成分のうち窒素酸化物（ＮＯX ）を除去する処理方法としては、例えば炉内を低酸素状態で運転することによって炉の出口におけるＮＯX の排出量を制限する燃焼制御法のほか、乾式法として、排ガス高温域である炉の出口に主としてアンモニアを噴霧する無触媒脱硝法、および排ガス温度が２５０〜３００℃程度の箇所に触媒脱硝塔を設けて吹き込まれたアンモニアを還元剤として触媒の存在下でＮＯX を低減させる触媒脱硝法が知られている。
【０００４】
図２には、前述の消石灰粉末の吹き込みによる方法と触媒脱硝法とを組み合わせた従来の排ガス処理方法の概略フローシートが示されている。
【０００５】
この図２に示される処理方法においては、都市ごみ焼却炉５１から排ガスが排出されると、この排ガスはまず冷却塔５２によって排ガス処理を行うのに適当な温度まで下げられる。次に、この冷却塔５２を通過した排ガスには、バグフィルター５３に至るまでの間に消石灰が吹き込まれる。こうして、この消石灰の吹き込み箇所より後流側のダクト内およびバグフィルター５３のろ布の付着層において反応が起こり、塩化水素，硫黄酸化物等の酸性ガスは概ね除去され、ダストもほとんど除去されてダイオキシンもかなり低濃度になる。さらに、このバグフィルター５３を通過した排ガス中にアンモニアが吹き込まれ、この吹き込み位置の後流側に設けられる触媒脱硝塔５４において、排ガスはアンモニアを用いる脱硝触媒下で選択的に接触還元され、Ｎ2 にされて煙突５５から排出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図２に示されている従来の排ガス処理方法において、塩化水素，硫黄酸化物等の酸性ガスを高効率で除去するためには、消石灰の吹き込み量を多くし、排ガス温度を低下させることが必要となる。しかしながら、消石灰の吹き込み量としては酸性ガスとの当量比で約４程度までが、薬品のランニングコストの上で、あるいは消石灰を含むダスト量の増加の上で限界である。一方、排ガス温度については、余り下げ過ぎると部分的にでも消石灰と塩化水素とが反応してできる吸湿性物質によって、バグフィルターのろ布の目詰まりもしくは強度低下を引き起こすことになりかねない。
【０００７】
また、この従来の排ガス処理方法では、排ガス中のダイオキシンを更に低減させるために、消石灰と共に活性炭等の吸着剤を吹き込んで吸着除去したりしているのが実情である。
【０００８】
さらに、前述の触媒脱硝塔５４を用いると、設備が大掛かりになって設備費の増大を招くとともに大きな設置スペースを必要とするほか、リークアンモニアの発生の問題点もある。また、この触媒脱硝塔５４における排ガス温度（反応温度）は２００〜２５０℃程度であるのが好ましいが、酸性ガスを除去する上からはその排ガス温度を２００℃以下にするのが好ましく、一旦低下させた排ガス温度を再度上昇させる必要があるなどの問題点もある。
【０００９】
本発明は、前述のような問題点を解消することを目的として、設備を大型化することなく、かつ排ガス温度を上げることなくＮＯX を低減することができるとともに、必要以上に排ガス温度を低下させることなく塩化水素，硫黄酸化物等の酸性ガスとダイオキシンとを大幅に減少させることのできる焼却炉における排ガス処理方法および排ガス処理装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前述の目的を達成するために、本発明による焼却炉における排ガス処理方法は、
焼却炉からの排ガス中に消石灰を吹き込むことにより酸性ガスをバグフィルターにて除去する焼却炉における排ガス処理方法において、
前記バグフィルターを前後２段に設け、この前後２段のバグフィルターにおける前段のバグフィルターの上流側の排ガス中に消石灰を吹き込むとともに、これら前後のバグフィルター間の排ガス中に上流側から順にオゾンの注入と消石灰の吹き込みとをそれぞれ行うことを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明による焼却炉における排ガス処理装置は、
焼却炉から排ガスを排出する煙道の途中に、排ガスの排出方向に沿って上流側から排ガス温度を所定温度まで低下させる冷却搭と、１段目バグフィルターと、２段目バグフィルターとをそれぞれ設けてなる焼却炉における排ガス処理装置であって、
前記冷却搭と１段目バグフィルターとの間の煙道に消石灰を吹き込む第１の消石灰供給装置と、前記１段目バグフィルターと２段目バグフィルターとの間の煙道に消石灰を吹き込む第２の消石灰供給装置とをそれぞれ設けるとともに、前記１段目バグフィルターと２段目バグフィルターとの間の煙道における前記第２の消石灰供給装置による消石灰の吹き込み位置よりも上流側位置にオゾンを注入するオゾン注入装置を設けることを特徴とするものである。
【００１２】
【作用および効果】
本発明においては、焼却炉から排出される排ガスが消石灰と反応することによって塩化水素，硫黄酸化物等の酸性ガスとダイオキシンとが１段目バグフィルターにて概ね除去され、更にその１段目バグフィルターにて低濃度となっている塩化水素，硫黄酸化物等の酸性ガスが再度消石灰と反応することによって２段目バグフィルターにて高効率で除去される。酸性ガスに対する消石灰当量比として、例えば１段のバグフィルターのみで除去するものが約３当量比の消石灰を必要とする場合、２段のバグフィルターを設けるものでは約２当量比の消石灰量で良く、薬品のランニングコストおよび消石灰を含むダスト量の増加を大幅に抑えることができる。また、消石灰とともに活性炭等の吸着剤を吹き込むことなく、ダイオキシンも大幅に減少させることが可能となる。
【００１３】
また、１段目バグフィルターと２段目バグフィルターとの間にオゾンが注入されることにより、排ガス中のＮＯX の主成分で約９５％含まれるＮＯを酸化してＮＯ2 にし、排ガス中の水分等の効果もあり、消石灰と反応してＮＯX が除去される。ここで、ＮＯをＮＯ2 にする理由は、反応性に富んだＮＯ2 は反応により除去できるが、ＮＯは排ガス中の水分等の効果によっても除去量は僅かであるためである。なお、１段目バグフィルターにおいてもＮＯX は極く僅かに除去できるが、この１段目バグフィルターでは、塩化水素，硫黄酸化物等の酸性ガスと消石灰との反応が優先的に行われ、またＮＯX よりも酸性ガスの方が量的に多く、ＮＯX 除去率としては高々数％〜１０％程度である。
【００１４】
このように、オゾンを注入するだけで排ガス中のＮＯX を低減することができるので、アンモニアを用いる触媒脱硝法のように大型の設備が不要であって、ＮＯX 除去のために必要以上に排ガス温度を下げる必要もない。また、本発明では２段のバグフィルターを有しているので、ばいじん量も極く微量にすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による焼却炉における排ガス処理方法および排ガス処理装置の具体的実施例について、図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
本発明の一実施例に係る排ガス処理装置の概略フローシートが図１に示されている。本実施例の排ガス処理装置においては、都市ごみ焼却炉１から排ガスを排出するダクト（煙道）２の途中に、排ガスの排出方向に沿って上流側から冷却塔３と１段目バグフィルター４と２段目バグフィルター５とが配され、この２段目バグフィルター５の下流側に煙突６が接続されている。
【００１７】
都市ごみ焼却炉１から排出される排ガスは、冷却塔３において排ガス処理を行うのに適当な温度まで下げられる。なお、排ガス中に含まれる塩化水素，硫黄酸化物等の酸性ガスおよびダイオキシンを共に高効率で除去するための排ガス温度は、１４０〜２００℃、好ましくは１５０〜１７０℃である。
【００１８】
前記冷却塔３から１段目バグフィルター４に至るダクト２内には、消石灰貯留槽７から消石灰が吹き込まれる。この消石灰をダクト２内へ吹き込むための消石灰供給装置（第１の消石灰供給装置）は、消石灰貯留槽７の下部に配される例えばテーブルフィーダーのような定量供給装置と、この定量供給装置により切り出された消石灰をダクト２内へ吹き込むブロアー（いずれも図示せず）とを備えるものとされる。ここで、消石灰の吹き込み量は、塩化水素，硫黄酸化物等の酸性ガスの当量比で約１〜１．５程度が好ましい。こうして、この吹き込み箇所より後流側のダクト２内および１段目バグフィルター４におけるろ布の付着層において反応が起こり、塩化水素，硫黄酸化物等の酸性ガスは概ね除去される。また、ダストもほとんど除去され、ダイオキシンもかなり低濃度になる。さらに、ＮＯX は極く僅か除去される。
【００１９】
次に、１段目バグフィルター４から２段目バグフィルター５に至るダクト２内に、消石灰貯留槽７から前述と同様の消石灰供給装置（第２の消石灰供給装置）によって消石灰が吹き込まれる。この際の消石灰の吹き込み量は、塩化水素，硫黄酸化物等の酸性ガスの濃度が低濃度となっているために当量比として約３〜１０程度必要になるが、消石灰量としては少ない。
【００２０】
また、この２段目の消石灰の吹き込み位置より前の排ガス中にはオゾン発生装置（オゾナイザ）８にて発生されるオゾンが注入される。このオゾンの注入量は、ＮＯX との当量比で約０．７〜１程度とされる。前記オゾン発生装置８としては、２枚の金属電極間に大気圧近辺の気体と１枚以上の固体誘電体とを介在させて放電させる、所謂無声放電法によるものが大量のオゾンを得る上で好適である。この無声放電法によれば、オゾン発生量を約５〜１００％の制御範囲で制御することができ、オゾン発生量調節の応答化を高速化し、急激な負荷変動に即応できる高い制御性能を得ることができる。なお、この無声放電法以外の電気分解法，紫外線法等を用いることもできる。
【００２１】
このオゾン発生装置８におけるオゾンの発生効率を上げるとともに、性能を長く維持させるために、空気中の水分を十分に除去するのが好ましい。このために、このオゾン発生装置８の前には空気冷却装置もしくは除湿装置が設けられる。また、原料として空気を用いるよりも酸素を用いる方がオゾン発生量が多くなることから、排ガス量が非常に多い場合には、このオゾン発生装置８にＰＳＡ（Pressure Swing Adsorption ）酸素発生装置を付設するのが好ましい。
【００２２】
このように１段目バグフィルター４と２段目バグフィルター５との間にオゾンが注入されることにより、排ガス中のＮＯが酸化されてＮＯ2 にされ、排ガス中の水分等の効果もあり、消石灰と反応してＮＯX が除去される。こうして、２段目バグフィルター５を出た排ガス中の塩化水素，硫黄酸化物等の酸性ガスとダイオキシンとが大幅に低減され、またＮＯX も低減される。
【００２３】
【表１】
0003758724.tif 000002
【００２４】
表１には、本実施例の排ガス処理方法と図２に示される従来の排ガス処理方法とが比較して示されている。この表１から明らかなように、煙突６，５５の入口での排ガス濃度が、ＮＯX については各処理方法で同程度であり、塩化水素，硫黄酸化物，ダイオキシンおよびばいじんについては、従来方法に比べて本実施例の処理方法が優れていることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係る排ガス処理装置の概略フローシートである。
【図２】図２は、従来の排ガス処理方法を示す概略フローシートである。
【符号の説明】
１  都市ごみ焼却炉
２  ダクト（煙道）
３  冷却塔
４  １段目バグフィルター
５  ２段目バグフィルター
６  煙突
７  消石灰貯留槽
８  オゾン発生装置（オゾナイザ）
【図１】
0003758724.tif 000003
【図２】
0003758724.tif 000004