(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
嫌気性汚泥硝化槽に於いて発生するガスをガス分離装置に依りメタン過剰側ガスとＣＯ2 過剰側ガスとに分離した後、前記ＣＯ2 過剰側ガスを焼却炉内に吹き込むと共に、メタン過剰側ガスをボイラ等の燃料に利用する事を特徴とする焼却炉内脱硝方法。
【請求項２】
嫌気性汚泥硝化槽に於いて発生するガスをガス分離装置に依りメタン過剰側ガスとＣＯ2 過剰側ガスとに分離した後、前記ＣＯ2 過剰側ガスを炉内脱硝用として焼却炉内に吹き込むと共に、メタン過剰側ガスをボイラ等の燃料に利用し、この燃焼排ガスを炉内脱硝用のＣＯ2 過剰側ガスの撹拌用として焼却炉内に吹き込む事を特徴とする焼却炉内脱硝方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば下水汚泥焼却施設近くに嫌気性汚泥消化施設を持つ下水処理施設や、嫌気性汚泥消化施設を持つ下水処理施設とごみ焼却施設が近傍にある場合や、ごみ焼却施設内に嫌気性汚泥消化施設を持つ場合に利用される焼却炉内脱硝方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばごみ焼却炉に於いては、メタンを含むガスを吹き込み、メタンの還元作用を利用して焼却炉から発生するＮＯxを還元する技術が知られている。然しながら、実際の利用方法としては、焼却炉のガス量に対してメタンの使用量が少ない為に、炉内のメタンとの排ガスの混合攪拌を目的として、焼却炉からの排ガスの一部を再循環させてここにメタンガスを混入して炉内に吹き込む方法が行われている。再循環ガスの主な組成は、Ｎ2 ５０〜６０％、ＣＯ2 １２〜１５％、Ｏ2 ６〜１０％、Ｈ2Ｏ  ２０〜２５％であり、更に数十〜数百ｐｐｍのＨＣｌやＳＯｘが含まれている。メタンガスの供給としては、一般に都市ガス（天然ガス）が用いられている。
一方、嫌気性汚泥消化槽は、下水処理施設等で発生（又は沈殿）する汚泥を嫌気性雰囲２に置いてメタンを発生させるものであり、その発生したガスの組成は、メタン５７〜６２％、ＣＯ2 ３３〜３８％、Ｈ2 ０〜２％、Ｎ2 ０〜６％となっている。このガスをそのままボイラ等の燃料に用いる場合もあるが、ガスをメタンとＣＯ2に膜分離し、ガス中のメタン濃度を７７〜８５％まで上げて（燃料としてのカロリーを上げて）燃料として利用し、又、分離したＣＯ2を嫌気性汚泥消化槽に戻し、メタンを増加させる技術もある。この場合、ＣＯ2過剰側ガスにもメタンが２０〜３０％含まれる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、例えば都市ごみ焼却炉の炉内にメタンガスを吹き込んで脱硝する場合、メタンガスとして都市ガスを使用するとランニングコストが増える。更に、メタンガスを炉内に吹き込むと共に、攪拌する為に焼却炉からの排ガスの一部を再循環して用いる事が多いが、再循環ガスにはＯ2が６〜１０％含まれているので、還元雰囲気にして脱硝効果を上げる為にはメタンの使用量が増える。又、再循環ガスは、腐食性の為に送風機やダクト等の腐食対策が必要であった。
本発明は、叙上の問題点に鑑み、これを解消する為に創案されたもので、その目的とする処は、他の脱硝装置が不要となり、メタン脱硝時に使用する都市ガスを削減でき、脱消に使用するメタンガスを低減でき、再循環ガスの使用に依る腐食対策をする必要がない様にした焼却炉内脱硝方法を提供するにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、嫌気性汚泥消化槽に於いて発生するガスをガス分離装置に依りメタン過剰側ガスとＣＯ2 過剰側ガスとに分離した後、前記ＣＯ2 過剰側ガスを焼却炉内に吹き込むと共に、メタン過剰側ガスをボイラ等の燃料に利用する事を発明の基本構成とするものである。
また、請求項２の発明は、嫌気性汚泥消化槽に於いて発生するガスをガス分離装置に依りメタン過剰側ガスとＣＯ2 過剰側ガスとに分離した後、前記ＣＯ2 過剰側ガスを炉内脱硝用として焼却炉内に吹き込むと共に、メタン過剰側ガスをボイラ等の燃料に利用し、この燃焼排ガスを炉内脱硝用のＣＯ2 過剰側ガスの撹拌用として焼却炉内に吹き込む事を発明の基本構成とするものである。
【０００５】
請求項１に記載の発明は、嫌気性汚泥消化槽に於いて発生するガスが多く、ガス分離装置で分離したＣＯ2過剰側ガスに含まれるメタンで焼却炉内脱硝が可能な場合に好適であり、ＣＯ2過剰ガスは攪拌用として利用される。
請求項２に記載の発明は、嫌気性汚泥消化槽に於いて発生するガスをガス分離装置で分離したメタン過剰側ガスを炉内脱硝用とし、残りをボイラ等（焼却炉で発生した蒸気の加熱用を含む、以下同様）の燃料として使用し、この燃焼排ガスを炉内攪拌用として用いる場合に好適である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の方法を実施した第一例の焼却炉内脱硝装置を示す概要図である。
当該焼却炉内脱硝装置１は、本発明のうち請求項１記載の発明の方法を実施するものであり、焼却炉２、嫌気性汚泥消化槽３、脱硫装置６、ガス分離装置８、配管９，１０，１１とからその主要部が構成されている。
焼却炉２は、ストーカ５を備えて焼却施設を為している。嫌気性汚泥消化槽３は、脱硫装置６とガスタンク７を備えており、嫌気性汚泥消化槽３に於いて発生したガスＡは、脱硫装置６に依り脱硫されてガスタンク７に一時貯留された後、配管９を経てガス分離装置８へ送られる。
ガス分離装置８は、ガス分離膜等から成り、一つの入口と二つの出口を備えている。配管９は、ガスタンク７とガス分離装置８の入口を接続するものである。配管１０は、ガス分離装置８の一方の出口と焼却炉２を接続するものである。配管１１は、ガス分離装置８の他方の出口とボイラ等（図示せず）を接続するものである。
【０００７】
この例では、嫌気性汚泥消化槽３に於いて発生したガスＡは、脱硫装置６に依り脱硫されてガスタンク７に一時貯留された後、配管９を経てガス分離装置８に依りＣＯ2過剰側ガスＢとメタン過剰側ガスＣに分離され、ＣＯ2過剰側ガスＢが炉内脱硝用に使用され、配管１０を経て焼却炉２の炉内に吹き込まれる。メタン過剰側ガスＣは、配管１１を経てボイラ等（図示せず）に供給されて燃料として利用される。
【０００８】
図２は、本発明の方法を実施した第二例の焼却炉内脱硝装置を示す概要図である。
当該焼却炉内脱硝装置１は、本発明の請求項２記載の発明の方法を実施するものであり、焼却炉２、嫌気性汚泥消化槽３、ガス分離装置８、ボイラ等１２、配管９，１０，１１，１３とからその主要部が構成されている。
配管１１は、ガス分離装置８の他方の出口とボイラ等１２を接続するものである。配管１３は、ボイラ等１２と配管１０の途中を接続するものである。その他は、先の例と同様である。
この例では、嫌気性汚泥消化槽３に於いて発生したガスＡは、脱硫装置６に依り脱硫されてガスタンク７に一時貯留された後、配管９を経てガス分離装置８に依りＣＯ2過剰側ガスＢとメタン過剰側ガスＣに分離され、ＣＯ2過剰側ガスＢが炉内脱硝用に使用され、配管１０を経て焼却炉２の炉内に吹き込まれる。メタン過剰側ガスＣは、配管１１を経てボイラ等１２に供給されて燃料として燃焼された後、その排ガスＤが配管１３を経て配管１０に送られ、ＣＯ2過剰側ガスＢを混合されて焼却炉２の炉内に吹き込まれる。
【０００９】
図３は、本発明の方法を実施した第三例の焼却炉内脱硝装置を示す概要図である。
当該焼却炉内脱硝装置１は、先の例と同様に、本発明のうち請求項２記載の発明の方法を実施するものであり、焼却炉２、嫌気性汚泥消化槽３、ガス分離装置８、ボイラ等１２、配管９，１０，１１，１４とからその主要部が構成されている。
配管１４は、ボイラ等１２と焼却炉２を直接接続するものである。その他は、先の例と同様である。
この例では、嫌気性汚泥消化槽３に於いて発生したガスＡは、脱硫装置６に依り脱硫されてガスタンク７に一時貯留された後、配管９を経てガス分離装置８に依りＣＯ2過剰側ガスＢとメタン過剰側ガスＣに分離され、ＣＯ2過剰側ガスＢが炉内脱硝用にされ、配管１０を経て焼却炉２の炉内に吹き込まれる。メタン過剰側ガスＣは、配管１１を経てボイラ等１２に供給されて燃料として燃焼された後、その排ガスＤが配管１４を経て単独で焼却炉２の炉内に吹き込まれる。
【００１０】
図４は、嫌気性汚泥消化槽に於いて発生したガスＡを用いた焼却炉内脱硝装置の参考例を示す概要図である。
当該焼却炉内脱硝装置１は、焼却炉２、嫌気性汚泥消化槽３、ボイラ等１２、配管９，１０，１１，１３とからその主要部が構成されている。
配管９は、ガスタンク７と分岐点１５を接続するものである。配管１０は、分岐点１５と焼却炉２を接続するものである。配管１１は、分岐点１５とボイラ等１２を接続するものである。配管１３は、ボイラ等１２と配管１０の途中を接続するものである。
この参考例では、嫌気性汚泥消化槽３に於いて発生したガスＡは、脱硫装置６に依り脱硫されてガスタンク７に一時貯留された後、配管９を経て分岐点１５でガスＥとガスＦに二分割され、一方のガスＥが炉内脱硝用にされ、配管１０を経て焼却炉２の炉内に吹き込まれる。他方のガスＦは、配管１１を経てボイラ等１２に供給されて燃料として燃焼された後、その排ガスＤが配管１３を経て配管１０に送られ、一方のガスＥと混合されて焼却炉２の炉内に吹き込まれる。
【００１１】
図５は、嫌気性汚泥消化槽に於いて発生したガスＡを用いた焼却炉内脱硝装置の他の参考例を示す概要図である。
当該焼却炉内脱硝装置１は、焼却炉２、嫌気性汚泥消化槽３、ボイラ等１２、配管９，１０，１１，１４とからその主要部が構成されている。
配管１４は、ボイラ等１２と焼却炉２を直接接続するものである。
この例では、嫌気性汚泥消化槽３に於いて発生したガスＡは、脱硫装置６に依り脱硫されてガスタンク７に一時貯留された後、配管９を経て分岐点１５でガスＥとガスＦに二分割され、一方のガスＦが炉内脱硝用にされ、配管１０を経て焼却炉２の炉内に吹き込まれる。他方のガスＦは、配管１１を経てボイラ等１２に供給されて燃料として燃焼された後、その排ガスＤが配管１４を経て単独で焼却炉２の炉内に吹き込まれる。
【００１２】
図６は、嫌気性汚泥消化槽に於いて発生したガスＡを用いた燃焼炉内脱硝装置の更に他の参考例を示す概要図である。
当該焼却炉内脱硝装置１は、焼却炉２、嫌気性汚泥消化槽３、ボイラ等１２、都市ガス源１６、配管１７，１８，１９とからその主要部が構成されている。
都市ガス源１６は、都市ガス（天然ガス）Ｇを供給するものである。配管１７は、都市ガス源１６と焼却炉２を接続するものである。配管１８は、ガスタンク７とボイラ等１２を接続するものである。配管１９は、ボイラ等１２と配管１７の途中を接続するものである。
この例では、都市ガス源１６からの都市ガスＧは、配管１７を経て焼却炉２の炉内に吹き込まれる。嫌気性汚泥消化槽３に於いて発生したガスＡは、脱硫装置６に依り脱硫されてガスタンク７に一時貯留された後、配管１８を経てボイラ等１２に供給されて燃料として燃焼された後、その排ガスＤが配管１９を経て配管１７に送られ、都市ガス源１６からの都市ガスＧと混合されて焼却炉２の炉内に吹き込まれる。
【００１３】
図７は、嫌気性汚泥消化槽に於いて発生したガスＡを用いた焼却炉内脱硝装置の第四参考例を示す概要図である。
当該焼却炉内脱硝装置１は、焼却炉２、嫌気性汚泥消化槽３、ボイラ等１２、都市ガス源１６、配管１７，１８，２０とからその主要部が構成されている。
配管２０は、ボイラ等１２と焼却炉２を直接接続するものである。
この例では、都市ガス源１６からの都市ガスＧは、配管１７を経て焼却炉２の炉内に吹き込まれる。嫌気性汚泥消化槽３に於いて発生したガスＡは、脱硫装置６に依り脱硝されてガスタンク７に一時貯留された後、配管１８を経てボイラ等１２に供給されて燃料として燃焼された後、その排ガスＤが配管２０を経て単独で焼却炉２の炉内に吹き込まれる。
【００１４】
【発明の効果】
以上、既述した如く、本発明に依れば、次の様な優れた効果を奏する事ができる。
（１）  嫌気性汚泥消化槽に於いて発生するガスを焼却炉内に吹き込んで脱硝に利用する様にしたので、他の脱硝装置が不要となると共に、メタン脱硝時に使用する都市ガスを削減できる。
（２）  嫌気性汚泥消化槽に於いて発生するガスを焼却炉内に吹き込んで脱硝に利用する様にしたので、再循環ガスも不要となり、従来に比べて脱硝に使用するメタンガスを低減できる事からランニングコストの低減を図ると共に、再循環ガスの使用に依る腐食対策をする必要もない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の方法を実施した第一例の焼却炉内脱硝装置を示す概要図。
【図２】  本発明の方法を実施した第二例の焼却炉内脱硝装置を示す概要図。
【図３】  本発明の方法を実施した第三例の焼却炉内脱硝装置を示す概要図。
【図４】  嫌気性汚泥消化槽に於いて発生したガスＡを用いた焼却炉内脱硝装置の参考例を示す概要図。
【図５】  嫌気性汚泥消化槽に於いて発生したガスＡを用いた焼却炉内脱硝装置の他の参考例を示す概要図。
【図６】  嫌気性汚泥消化槽に於いて発生したガスＡを用いた焼却炉内脱硝装置の更に他の参考例を示す概要図。
【図７】  嫌気性汚泥消化槽に於いて発生したガスＡを用いた焼却炉内脱硝装置の第四参考例を示す概要図。
【符号の説明】
１…焼却炉内脱硝装置、２…焼却炉、３…嫌気性汚泥消化槽、四,9,10,１１，１３，１４，１７，１８，１９，２０…配管、５…ストーカ、６…脱硫装置、７…ガスタンク、８…ガス分離装置、１２…ボイラ等、１５…分岐点、１６…都市ガス源、Ａ，Ｅ，Ｆ…ガス、Ｂ…ＣＯ2過剰側ガス、Ｃ…メタン過剰側ガス、Ｄ…排ガス、Ｇ…都市ガス。
【図１】
0003762458.tif 000002
【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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