(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックフィルタを備えた焼却炉排ガスの集塵装置であって、
該セラミックフィルタを加熱するための加熱装置及び焼却炉排ガスに添加剤を噴霧するための添加剤噴霧装置を有しており、
該加熱装置が、８０℃以上の温風を循環させることにより該セラミックフィルタを加熱することを特徴とする焼却炉排ガスの集塵装置。
【請求項２】
該加熱装置が、焼却炉排ガスの集塵に先だって、該セラミックフィルタの加熱を開始し、該添加剤噴霧装置が焼却炉排ガスの集塵に先だって、該焼却炉排ガスへの添加剤の噴霧を開始する請求項１に記載の焼却炉排ガスの集塵装置。
【請求項３】
該セラミックフィルタが、多数の細孔を有する基材、及び該基材を被覆し、該基材の細孔よりも孔径が小さな細孔を備え、かつ該基材よりも先に未処理ガスと接触するように配置された濾過層を有する請求項１又は２に記載の焼却炉排ガスの集塵装置。
【請求項４】
該添加剤が消石灰である請求項１、２又は３に記載の焼却炉排ガスの集塵装置。
【請求項５】
該セラミックフィルタが複数のセルから構成される請求項１〜４のいずれか１項に記載の焼却炉排ガスの集塵装置。
【請求項６】
該セラミックフィルタがハニカムフィルタである請求項５に記載の焼却炉排ガスの集塵装置。
【請求項７】
逆洗装置を備えた請求項１〜６のいずれか１項に記載の焼却炉排ガスの集塵装置。
【請求項８】
該添加剤が、脱塩剤、脱硝剤、脱硫剤、脱ダイオキシン類剤及び脱重金属類剤から成る群より選択した１又は２以上の反応剤並びに剥離剤から成る請求項１〜７のいずれか１項に記載の焼却炉排ガスの集塵装置。
【請求項９】
セラミックフィルタを用いた焼却炉排ガスの集塵方法であって、
８０℃以上の温風を循環させることにより該セラミックフィルタを加熱し、かつ焼却炉排ガスに添加剤を噴霧することを特徴とする焼却炉排ガスの集塵方法。
【請求項１０】
焼却炉排ガスの集塵に先だって、該セラミックフィルタの加熱を開始し、焼却炉排ガスの集塵に先だって、該焼却炉排ガスへの添加剤の噴霧を開始する請求項９に記載の焼却炉排ガスの集塵方法。
【請求項１１】
該セラミックフィルタが、多数の細孔を有する基材、及び該基材を被覆し、該基材の細孔よりも孔径が小さな細孔を備え、かつ該基材よりも先に未処理ガスと接触するように配置された濾過層を有する請求項９又は１０に記載の焼却炉排ガスの集塵方法。
【請求項１２】
該添加剤として消石灰を用いる請求項９、１０又は１１に記載の焼却炉排ガスの集塵方法。
【請求項１３】
複数のセルから構成されるセラミックフィルタを用いる請求項９〜１２のいずれか１項に記載の焼却炉排ガスの集塵方法。
【請求項１４】
該セラミックフィルタがハニカムフィルタである請求項１３に記載の焼却炉排ガスの集塵方法。
【請求項１５】
逆洗により、該濾過層に捕捉されたダストを除去する請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の焼却炉排ガスの集塵方法。
【請求項１６】
該添加剤が、脱塩剤、脱硝剤、脱硫剤、脱ダイオキシン類剤及び脱重金属類剤から成る群より選択した１又は２以上の反応剤並びに剥離剤から成る請求項９〜１５のいずれか１項に記載の焼却炉排ガスの集塵方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、焼却炉排ガスからダストを除くための集塵装置及び集塵方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ゴミを焼却した際に発生するダスト中に含まれるダイオキシン類が人体に深刻な影響を与えることから、近年、焼却炉排ガスの集塵を効果的に行うことの必要性が高まっている。又、焼却炉排ガスには、ＨＣｌ、ＳＯx、ＮＯx、重金属類等も含まれており、これらも人体に悪影響を与えることから、焼却炉排ガスからはこれら有害物質も除去することが必要である。
【０００３】
このような状況下、焼却炉排ガスからの集塵には、従来からバグフィルタが用いられてきた。バグフィルタを用いた集塵は、通常、バグフィルタの上流において添加剤を噴霧することにより、焼却炉排ガスから有害物質を除去するとともに、場合によっては、水分の結露により圧力損失が上昇するのを回避すべく、バグフィルタを加熱した状態で行うこともある。又、バグフィルタによる集塵においては、濾布にダストが侵入すると圧力損失が上昇するため、そのような事態が生じた場合には、再加熱、強制逆洗等により濾布中のダストを除いている。
【０００４】
一方、高温ガスからの製品の回収等を目的として、セラミックフィルタが化学、電力、鉄鋼、自動車関連産業等多岐に渡る分野において用いられている。かかるセラミックフィルタは、多孔質の基材の表面に濾過面または濾過層を形成したもので、濾過面積を大きくしてコンパクト性等を向上させる観点より、例えば、図２及び図３に示すように、複数のセルを備えた構成とすることが有効である。
【０００５】
図２の積層型セラミックフィルタでは、高温ガス中のダストは、上流側Ｂの複数のセル孔から入り、複数のセル１の上下面に形成された多孔質の隔壁２を通って側面側の下流側Ｃの穴８より抜けていく際に、隔壁２の表面に捕捉される。
【０００６】
又、多数のセルを細孔を備えた隔壁にて仕切った図３に示すハニカムフィルタは、ハニカムの多数のセル１の端部を上流側Ｂと下流側Ｃとを逆に１マスごとに封じた構造を有し、上流側Ｂの複数のセル孔から入った高温ガスは、複数のセル孔の上下左右面に形成された多孔質の隔壁２を通って下流側Ｃの穴より抜けていくが、その際に、高温ガス中のダストは隔壁２表面に捕捉される。ハニカムフィルタにおいては、積層型フィルタとは異なり、ダストを捕捉する隔壁を上下左右の４面に形成できるため、積層型フィルタよりも濾過面積を大きくすることができる。又、積層型フィルタは張り合わせで製造する必要があるが、ハニカムフィルタは１本成形で製造でき、製造コストの点でも有利である。
【０００７】
かかるセラミックフィルタは耐熱性を有し、又、同程度の濾過性能の場合バグフィルタに比べ小型であるため、焼却炉排ガスの集塵に用いれば、集塵装置自体をコンパクトにできるとともに、高温での使用が可能となり、排気エネルギーの有効活用等が可能となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、セラミックフィルタを用いて焼却炉排ガスの集塵を行う場合、セラミックフィルタはバグフィルタとは異なり、一旦、基材中にダストが入り込むと、そのダストを除く手段がなく、圧力損失が高くなるため、基材へのダストの侵入を厳重に防止する必要がある。
【０００９】
そのため、焼却炉排ガスより有害物質を除去する目的で、フィルタの上流において添加剤を噴霧することにより、同時にセラミックフィルタの濾過面に付着させて二次粒子とし、ダストのサイズを大きくすることにより、基材にダストが侵入するのを防止している。しかし、これでは、フィルタ内に水分が存在する場合、水分により二次粒子が一次粒子となり、ダストが基材内に侵入するという問題があった。
【００１０】
本発明はかかる状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、セラミックフィルタを用いつつ、基材へのダストの侵入を効果的に防止でき、圧力損失を低く維持できる焼却炉排ガスの集塵装置及び集塵方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明によれば、セラミックフィルタを備えた焼却炉排ガスの集塵装置であって、該セラミックフィルタを加熱するための加熱装置及び焼却炉排ガスに添加剤を噴霧するための添加剤噴霧装置を有しており、該加熱装置が、８０℃以上の温風を循環させることにより該セラミックフィルタを加熱する焼却炉排ガスの集塵装置が提供される。本発明において、上記加熱装置は、焼却炉排ガスの集塵に先だって、セラミックフィルタの加熱を開始し、上記添加剤噴霧装置が焼却炉排ガスの集塵に先だって、焼却炉排ガスへの添加剤の噴霧を開始してもよい。又、セラミックフィルタは、多数の細孔を有する基材、及び上記基材を被覆し、基材の細孔よりも孔径が小さな細孔を備え、かつ上記基材よりも先に未処理ガスと接触するように配置された濾過層を有してもよい。
【００１２】
又、本発明の焼却炉排ガスの集塵装置において、上記添加剤は消石灰であることが好ましい。又、加熱装置は、８０℃以上の温風を循環させることによりセラミックフィルタを加熱するものであることが好ましい。
【００１３】
又、本発明の焼却炉排ガスの集塵装置において、セラミックフィルタは複数のセルから構成されることが好ましく、ハニカムフィルタであってもよい。さらに、本発明の焼却炉排ガスの集塵装置は、逆洗装置を備えていてもよい。又、本発明の焼却炉排ガスの集塵装置において、上記添加剤は、脱塩剤、脱硝剤、脱硫剤、脱ダイオキシン類剤及び脱重金属類剤から成る群より選択した１又は２以上の反応剤並びに剥離剤から成るものであってもよい。
【００１４】
又、本発明によれば、セラミックフィルタを用いた焼却炉排ガスの集塵方法であって、８０℃以上の温風を循環させることにより該セラミックフィルタを加熱し、かつ焼却炉排ガスに添加剤を噴霧する焼却炉排ガスの集塵方法が提供される。本発明においては、焼却炉排ガスの集塵に先だって、セラミックフィルタの加熱を開始し、焼却炉排ガスの集塵に先だって、焼却炉排ガスへの添加剤の噴霧を開始してもよい。又、セラミックフィルタは、多数の細孔を有する基材、及び基材を被覆し、基材の細孔よりも孔径が小さな細孔を備え、かつ基材よりも先に未処理ガスと接触するように配置された濾過層を有してもよい。
【００１５】
又、本発明の焼却炉排ガスの集塵方法においては、添加剤として消石灰を用いることが好ましい。又、８０℃以上の温風を循環させることによりセラミックフィルタを加熱することが好ましい。
【００１６】
又、本発明の焼却炉排ガスの集塵方法においては、複数のセルから構成されるセラミックフィルタを用いることが好ましく、ハニカムフィルタを用いてもよい。さらに、本発明の焼却炉排ガスの集塵方法においては、逆洗により、濾過層に捕捉されたダストを除去してもよい。又、本発明の焼却炉排ガスの集塵方法において、上記添加剤は、脱塩剤、脱硝剤、脱硫剤、脱ダイオキシン類剤及び脱重金属類剤から成る群より選択した１又は２以上の反応剤並びに剥離剤から成るものであってもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明においては、焼却炉排ガスの集塵装置は、加熱装置及び添加剤噴霧装置を備え、集塵に際し、セラミックフィルタが加熱されるとともに、焼却炉排ガスに添加剤が噴霧される。
【００１８】
本発明では、集塵の際に、焼却炉排ガスに添加剤を噴霧することにより排ガスから有害物質の除去を行うとともに、濾過面に形成された二次粒子の層を設け、ダストが基材内部に侵入することなく、効率良く濾過面に捕捉されるようにしている。しかし、造粒された層でも、フィルタ内に水分が存在すると、二次粒子が一次粒子となり、基材内部に入りやすくなることから、これを防止するために、セラミックフィルタを加熱して、水分を蒸発させることとしている。
【００１９】
本発明において、セラミックフィルタの加熱は集塵装置全体をヒーター等で加熱することにより行うこともできるが、温風を循環させることにより加熱することが好ましい。又、循環させる温風の温度は８０℃以上であることが好ましく、１００℃以上であることがより好ましく、１５０℃以上であることがさらに好ましい。温風の温度が８０℃未満では、セラミックフィルタ内部の水分を蒸発させるほどにフィルタを加熱することは困難だからである。
【００２０】
又、本発明において、添加剤としては脱塩剤、脱硝剤、脱硫剤、脱ダイオキシン類剤及び脱重金属類剤から成る群より選択した１又は２以上の反応剤を混合したものを使用することができ、具体的には、脱塩剤、脱硫剤としては消石灰、炭酸カルシウム、ドロマイト等、脱硝剤としてはアンモニア等、脱ダイオキシン類剤、脱重金属類剤としては活性炭等、剥離剤としては珪藻土等が好適に用いられる。又、１種の反応剤で剥離剤及び有害物質除去剤を兼ねるものを用いることが、コスト、作業性の観点から好ましく、具体的には消石灰を用いることが好ましい。
【００２１】
添加剤の性状に特に制限はなく、液体、粉体、気体、スラリー状等のものが用いられるが、排ガス中のＨＣｌ、ＳＯxとの反応性及び水分の残留による圧力上昇を防止する観点、さらに濾過面への二次粒子層の形成のしやすさから、粉末であることが好ましい。
【００２２】
セラミックフィルタの加熱及び添加剤の噴霧は、集塵に先だって行うことが、二次粒子層を濾過面にいち早く形成し、ダストが基材内に侵入するのを防止する観点より好ましい。
【００２３】
集塵に先だって行われる濾過面への二次粒子層の形成は、具体的には、焼却炉ガスを導入することなく、噴霧装置より上流に開口を設け、空気を導入して噴霧装置を作動させることにより行われる。又、二次粒子層の形成は、濾過面の表面に、１ｍｍ以下の厚さの二次粒子層を形成するように行われる。１ｍｍを超える場合は、濾過層のセルが閉塞して圧力損失が高くなるからである。
【００２４】
本発明において、濾過面に捕捉されたダストは、逆洗により効果的に除去することができる。
【００２５】
尚、本発明において、セラミックフィルタは、集塵効率の点より、複数のセルを備えたものであることが好ましい。具体的には、ハニカムフィルタを含むセラミックフィルタで、複数のセルを有するものが好ましい。尚、本発明において、ハニカムフィルタとは、図３に示すように、隔壁２により仕切られた多数のセル１を有するフィルタをいう。又、ハニカム構造を有さないセラミックフィルタとは、図２に示すような積層型フィルタをいう。
【００２６】
又、本発明において、セラミックフィルタは、図４に示すように、多数の細孔を有する基材６、及び上記基材６を被覆し、上記基材６の細孔よりも孔径が小さな細孔を有する濾過層７から成るものであってもよく、濾過層７が基材６よりも先に未処理ガスと接触するように配置して使用することにより、ダストは濾過層７の細孔内に捕捉され、被処理ガスは、基材６の細孔を通って排出される。基材６の細孔を濾過層７の細孔よりも小さくするのは、圧力損失を低くするためである。又、上記のセラミックフィルタは、濾過層が単一の層から成るもののみならず、濾過層が細孔径や材質の異なる二層以上の層から構成されたものであってもよい。
【００２７】
本発明の集塵装置又は集塵方法にて焼却炉排ガスの集塵を行うことにより、セラミックフィルタを用いつつ、基材へのダストの侵入を効果的に防止でき、圧力損失を低く維持できる。又、同程度の濾過性能の場合、セラミックフィルタはバグフィルタに比べ小型であるため、焼却炉排ガスの集塵に用いれば、集塵装置自体をコンパクトにできるとともに、高温での使用が可能となり、排気エネルギーの有効活用等が可能となる。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明を図示の実施例を用いてさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限られるものではない。
【００２９】
（実施例１）  端面が１辺１５０ｍｍの正方形状、長さが５００ｍｍであるハニカムフィルタを４本備えた集塵装置を用いて焼却炉排ガスの集塵を６時間連続して行い、その間の圧力損失及びハニカムフィルタ内の温度を測定した。
【００３０】
集塵装置は、図１に示すように、加熱装置及びハニカムフィルタの上流に添加剤噴霧装置を備えたものを使用した。又、集塵に先だって、ハニカムフィルタを加熱装置にて１５０℃に加熱し、又、ハニカムフィルタの濾過面の表面に、添加剤噴霧装置にて粉末の消石灰を、２ｇ／ｍ3という条件で噴霧することにより、厚さ１ｍｍ以下の二次粒子層を形成した。さらに、集塵の際には、添加剤噴霧装置にて、粉末の消石灰を排ガスに、２ｇ／ｍ3という条件で噴霧し続けるとともに、加熱装置にて加熱し、ハニカムフィルタを１５０℃に維持した。
【００３１】
加熱装置は温風を循環させることにより加熱する方式のものを使用した。各ハニカムフィルタには、断面が１辺６ｍｍの正方形である約３００本のセルを有するものを使用した。
【００３２】
焼却炉ガスをハニカムフィルタに導入し、フィルタ前後の圧力損失を測定した。又、ハニカムフィルタ内の温度を熱電対を用いて測定した。結果を図６に示す。
【００３３】
（実施例２）  加熱装置によるハニカムフィルタの加熱温度を８０℃とした点を除いては、実施例１と同様に焼却炉排ガスの集塵を６時間連続して行い、その間の圧力損失及びハニカムフィルタ内の温度を実施例１と同様に測定した。結果を図７に示す。
【００３４】
（比較例１）  集塵に先だってハニカムフィルタの加熱及び添加剤によるプレコートを行わなかった点を除いては実施例１と同様の条件にて、焼却炉排ガスの集塵を６時間連続して行い、その間の圧力損失及びハニカムフィルタ内の温度を実施例１と同様に測定した。即ち、加熱装置による加熱及び添加剤噴霧装置による噴霧は、集塵の開始と同時に始めた。結果を図５に示す。
【００３５】
図６及び図７に示すように、実施例においては、排ガスを導入する時点において既にハニカムフィルタの温度が上昇しており、又、二次粒子層の形成がなされているため、ダストが基材内部に侵入することがなく、圧力損失が約１５０ｍｍＡｑという低い値を示した。
【００３６】
一方、図５に示すように、比較例においては、排ガスを導入する時点において未だハニカムフィルタの温度が上昇しておらず、又、二次粒子層の形成がなされていないため、ダストが基材内部に侵入し、圧力損失が約３００ｍｍＡｑという高い値を示した。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の集塵装置又は集塵方法にて焼却炉排ガスの集塵を行うことにより、セラミックフィルタを用いつつ、基材へのダストの侵入を効果的に防止でき、圧力損失を低く維持できる。又、同程度の濾過性能の場合、セラミックフィルタはバグフィルタに比べ小型であるため、焼却炉排ガスの集塵に用いれば、集塵装置自体をコンパクトにできるとともに、高温での使用が可能となり、排気エネルギーの有効活用等が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の焼却炉排ガスの集塵装置の一例を示す概念図である。
【図２】  積層型フィルタの一例を示す（ａ）斜視図、（ｂ）正面図及び（ｃ）側面図である。
【図３】  ハニカムフィルタの一例を示す模式図である。
【図４】  セラミックフィルタの層構造の一例を示す拡大断面図である。
【図５】  従来の焼却炉排ガスの集塵装置の一例を用いた場合のハニカムフィルタの温度及び圧力損失を示すグラフである。
【図６】  本発明の焼却炉排ガスの集塵装置の他の例を用いた場合のハニカムフィルタの温度及び圧力損失を示すグラフである。
【図７】  本発明の焼却炉排ガスの集塵方法の一例を用いた場合のハニカムフィルタの温度及び圧力損失を示すグラフである。
【符号の説明】
１…セル、２…隔壁、３…ハニカムフィルタ、４…セラミックフィルタ、５…集塵装置、６…基材、７…濾過層、８…穴。
【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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