(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物焼却炉から排出された排ガスが流れる煙道内に、４００℃〜９００℃程度の高温領域で酸性ガスを捕捉する高温用酸性ガス除去剤を投入し、この高温用酸性ガス除去剤が投入され、酸性ガスが除去された排ガスを５００℃〜９００℃程度の高温領域で集塵処理し、集塵処理された排ガスから熱回収する処理を行い、熱回収された排ガスを有機塩素化合物を分解する触媒と接触させて排ガス中の有機塩素化合物を分解する処理を行うことを特徴とする廃棄物焼却炉の排ガス処理方法。
【請求項２】
廃棄物焼却炉から排出された排ガスを５００℃〜９００℃程度の高温領域で集塵処理し、集塵処理された排ガスを、４００℃〜９００℃程度の高温領域で酸性ガスを捕捉する酸性ガス除去剤が充填された充填層を通過させて排ガス中の酸性ガスを除去し、酸性ガスが除去された排ガスから熱回収する処理を行い、熱回収された排ガスを有機塩素化合物を分解する触媒と接触させて排ガス中の有機塩素化合物を分解する処理を行うことを特徴とする廃棄物焼却炉の排ガス処理方法。
【請求項３】
廃棄物焼却炉から排出された排ガスの流路に、４００℃〜９００℃程度の高温領域で酸性ガスを捕捉する高温用酸性ガス除去剤を投入する酸性ガス除去剤投入装置と、高温用酸性ガス除去剤が投入され酸性ガスが除去された排ガスを導入して５００℃〜９００℃程度の高温領域で集塵処理を行う高温集塵装置と、高温集塵装置から排出された排ガスを導入して熱回収する廃熱ボイラと、廃熱ボイラから排出された排ガスを導入して有機塩素化合物を分解する触媒反応器を有することを特徴とする廃棄物焼却炉の排ガス処理設備。
【請求項４】
廃棄物焼却炉から排出された排ガスを導入して５００℃〜９００℃程度の高温領域で集塵処理を行う高温集塵装置と、４００℃〜９００℃程度の高温領域で酸性ガスを捕捉する高温用酸性ガス除去剤が充填され、高温集塵装置から排出された排ガスを導入して酸性ガスを除去する酸性ガス反応器と、酸性ガス反応器から排出された排ガスを導入して熱回収する廃熱ボイラと、廃熱ボイラから排出された排ガスを導入して有機塩素化合物を分解する触媒反応器を有することを特徴とする廃棄物焼却炉の排ガス処理設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ごみや産業廃棄物などを焼却処理する廃棄物焼却炉から発生する排ガスから熱回収及び有害ガス成分除去をする際の排ガス処理方法及びその設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄物焼却炉から発生する排ガスの処理においては、従来、焼却炉から排出された高温の排ガスを廃熱ボイラへ導入して熱回収した後、集塵したり、有害成分を除去する排ガスの浄化処理が行われている。
【０００３】
ところで、近年、廃棄物を焼却処理する設備などから発生する燃焼排ガス中に、毒性を有するポリクロロジベンゾパラジオキシン(PCDDs)、ポリクロロジベンゾフラン(PCDFs)、Co-PCBなどのダイオキシン類、或いはダイオキシン類の前駆体とされているクロロベンゼン、クロロフェノールなどの有機塩素化合物が含まれていることが判明したため、廃棄物焼却炉から発生する排ガスの浄化処理に際しては、上記有機塩素化合物を除去する処理も行われる。
【０００４】
廃棄物焼却炉から発生する排ガスの処理は、一般に、図３に示すように行われている。廃棄物焼却炉１０から排出された排ガスを廃熱ボイラ３０へ導入して熱回収した後、排ガスの浄化処理をするために、減温塔３１へ導入して水を噴霧し、１６０℃程度まで冷却する。そして、冷却された排ガスに活性炭と石灰系の酸性ガス除去剤を添加し、集塵装置３４へ導入する。集塵装置３４では、排ガス中の上記有機塩素化合物を吸着した活性炭、塩化水素や硫黄酸化物などの酸性ガス成分と酸性ガス除去剤との反応生成物、及び焼却炉から飛散してきた飛灰が捕集される。
【０００５】
集塵装置３４で捕集されたダストには、活性炭や飛灰に吸着されたダイオキシン類などの有機塩素化合物が含まれているので、この集塵ダストを有機塩素化合物処理工程３６へ送り、有機塩素化合物を分解する処理を行う。有機塩素化合物処理工程３６においては、ダストを３５０℃以上に加熱してダイオキシン類などの有機塩素化合物を分解する処理をする。次いで、有機塩素化合物処理工程３６から排出されたダストを重金属処理工程３７へ送り、薬剤添加などによる重金属の安定化処理を行う。なお、ダストを溶融してダイオキシン類などの有機塩素化合物を分解する処理が行われる場合もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の排ガス処理においては、幾つかの問題点がある。
まず、焼却炉から排出された高温の排ガスをそのまま廃熱ボイラへ導入するので、所定温度以上の蒸気を発生させようとすると、廃熱ボイラにおける過熱器の伝熱管表面にダスト中に含まれている塩類がが溶融して付着し、この溶融塩が伝熱管を著しく腐食させる。このため、発生させる蒸気は圧力４０ｋｇ／ｃｍ2 、温度４００℃程度以下に抑えられる。この結果、この蒸気を使用した場合の発電効率が低くなっている。
【０００７】
又、排ガス中に含まれているダイオキシン類などの有機塩素化合物は活性炭などに吸着されて除去されるが、吸着された有機塩素化合物は集塵ダスト中に含まれて系外へ排出されるだけであって、消失させてしまうわけではないので、排出されたダストを、さらに、有機塩素化合物を分解する処理をしなければならない。このため、集塵ダスト中の有機塩素化合物を分解するための装置を備えなければならず、この装置による処理を行うことによりエネルギーの消費量が増加する。
【０００８】
又、廃熱ボイラから排出された排ガスを冷却する減温塔においては、水を噴霧するので、ガス量が増加し、減温塔より下流側に配置される機器の容量を大きくしなければならない。
【０００９】
本発明は、上記の問題点を解決し、高温高圧の蒸気が得られ、かつエネルギー消費量が低減されると共に、ダイオキシン類などの有機塩素化合物を系外に排出させずに除去することができる廃棄物焼却炉の排ガス処理方法及びその設備を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は次の発明により解決される。第１の発明に係る廃棄物焼却炉の排ガス処理方法は、廃棄物焼却炉から排出された排ガスが流れる煙道内に、４００℃〜９００℃程度の高温領域で酸性ガスを捕捉する高温用酸性ガス除去剤を投入し、この高温用酸性ガス除去剤が投入され、酸性ガスが除去された排ガスを５００℃〜９００℃程度の高温領域で集塵処理し、集塵処理された排ガスから熱回収する処理を行い、熱回収された排ガスを有機塩素化合物を分解する触媒と接触させて排ガス中の有機塩素化合物を分解する処理を行うことを特徴としている。
【００１１】
第２の発明に係る廃棄物焼却炉の排ガス処理方法は、廃棄物焼却炉から排出された排ガスを５００℃〜９００℃程度の高温領域で集塵処理し、集塵処理された排ガスを、４００℃〜９００℃程度の高温領域で酸性ガスを捕捉する酸性ガス除去剤が充填された充填層を通過させて排ガス中の酸性ガスを除去し、酸性ガスが除去された排ガスから熱回収する処理を行い、熱回収された排ガスを有機塩素化合物を分解する触媒と接触させて排ガス中の有機塩素化合物を分解する処理を行うことを特徴としている。
【００１３】
第３発明に係る廃棄物焼却炉の排ガス処理設備は、廃棄物焼却炉から排出された排ガスの流路に、４００℃〜９００℃程度の高温領域で酸性ガスを捕捉する高温用酸性ガス除去剤を投入する酸性ガス除去剤投入装置と、高温用酸性ガス除去剤が投入され酸性ガスが除去された排ガスを導入して５００℃〜９００℃程度の高温領域で集塵処理を行う高温集塵装置と、高温集塵装置から排出された排ガスを導入して熱回収する廃熱ボイラと、廃熱ボイラから排出された排ガスを導入して有機塩素化合物を分解する触媒反応器を有することを特徴としている。
【００１４】
第４の発明に係る廃棄物焼却炉の排ガス処理設備は、廃棄物焼却炉から排出された排ガスを導入して５００℃〜９００℃程度の高温領域で集塵処理を行う高温集塵装置と、４００℃〜９００℃程度の高温領域で酸性ガスを捕捉する高温用酸性ガス除去剤が充填され、高温集塵装置から排出された排ガスを導入して酸性ガスを除去する酸性ガス反応器と、酸性ガス反応器から排出された排ガスを導入して熱回収する廃熱ボイラと、廃熱ボイラから排出された排ガスを導入して有機塩素化合物を分解する触媒反応器を有することを特徴としている。
【００１６】
なお、本発明において、廃棄物焼却炉とは、都市ごみや産業廃棄物などを焼却処理する焼却炉を指すものとする。
【００１７】
又、高温用酸性ガス除去剤とは、４００℃〜９００℃程度の高温領域で燃焼排ガス中に含まれている塩化水素や硫黄酸化物などの酸性ガスを捕捉する薬剤の総称であって、例えば、ソーダライト族の化合物を含有するものである。そして、その化合物としては、ハイドロソーダライト、炭酸ノゼライトなどが挙げられる。
【００１８】
本発明においては、焼却炉から排出された高温の排ガスに高温用酸性ガス除去剤を添加し、この排ガスを高温集塵装置へ導入して集塵処理を行った後、廃熱ボイラへ導入して蒸気を発生させる。次いで、廃熱ボイラで熱回収された排ガスをダイオキシン類などの有機塩素化合物を分解する触媒が充填された反応器へ導入し、有機塩素化合物を分解して消失させる。なお、有機塩素化合物が除去された後の排ガスの浄化処理については、焼却する廃棄物の種類や焼却炉の操業条件などにより、必要に応じて実施するものである。
【００１９】
上記のように、本発明においては、焼却炉から排出された排ガスを集塵処理及び酸性ガス除去処理を行った後に廃熱ボイラへ導入するので、廃熱ボイラの過熱器においては、ダストの融着に起因する伝熱管の腐食が大幅に緩和される。このため、圧力４０ｋｇ／ｃｍ2 、温度４００℃を超える高温高圧の蒸気を発生させることができる。
【００２０】
又、上記有機塩素化合物のうち、最も沸点が高いダイオキシン類であっても、５００℃以上の温度では気体状態で存在するので、焼却炉から排出された高温の排ガスを集塵処理すれば、排ガス中の有機塩素化合物は集塵装置を通過して下流へ流れる。このため、排ガス中の有機塩素化合物が集塵ダストに付着して系外へ排出されることはない。そして、集塵装置を通過した排ガスは下流に設けられている有機塩素化合物を分解する反応器へ送られ、ここで、ダイオキシン類などの有機塩素化合物は分解して消失する。このように、系外へ排出される集塵ダストにダイオキシン類などの有機塩素化合物が含まれていないので、排出されたダストについては、有機塩素化合物を分解する処理をする必要がない。
【００２１】
又、従来技術における減温塔のような水噴霧によるガス冷却が行われないので、ガス量の増加は起こらない。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の設備に係る実施の形態の一例における装置の配列を示す図である。この実施の形態においては、廃棄物焼却炉１０から排出した排ガスが流れる煙道に接続してセラミックフィルタなどの高温集塵装置１１が配置されており、廃棄物焼却炉１０から排出した排ガスは、例えば、９００℃程度の高温状態のまま集塵処理される。そして、廃棄物焼却炉１０と高温集塵装置１１の間の煙道内へ高温用酸性ガス除去剤の粉末を吹き込むための酸性ガス除去剤投入装置１２が設けられており、排ガス中の塩化水素や硫黄酸化物などの酸性ガスが高温状態で捕捉されて除去されるようになっている。酸性ガスを捕捉した除去剤は廃棄物焼却炉１０から飛散してきたダストと一緒に高温集塵装置１１で捕集され、系外へ抜き出される。なお、前述のように、高温集塵装置１１による集塵処理は上記のような高温状態で行われるので、ダイオキシン類などの有機塩素化合物が凝縮してダスト中に混入し、系外へ排出されることはない。集塵処理された排ガスは８００℃程度の温度で下流の装置へ送られる。
【００２３】
高温集塵装置１１の排出側の煙道には廃熱ボイラ１４が接続されている。廃熱ボイラ１４においては、ダストが除去されると共に塩化水素や硫黄酸化物などの酸性ガスが除去された排ガスが導入され、加熱器の伝熱管の腐食が緩和されているので、従来よりも高温高圧の蒸気を発生させることができる。廃熱ボイラ１４で熱回収された排ガスは温度が４００℃程度まで低下し、下流の装置へ送られる。この際、排ガスの温度は未だダイオキシン類などの有機塩素化合物が気体状態で存在する領域にあるので、この有機塩素化合物は気体状態のまま下流側へ送り出される。
【００２４】
廃熱ボイラ１４の排出側の煙道にはダイオキシン類などの有機塩素化合物を分解する触媒が充填された触媒反応器１５が接続されている。主として廃棄物焼却炉１０で発生した排ガス中の上記有機塩素化合物は、高温集塵装置１１、廃熱ボイラ１４を通過して触媒反応器１５へ導入され、その触媒層を通過する間に分解される。触媒反応器１５に充填する触媒としては、２酸化チタン、五酸化バナジウム、三酸化タングステンなどの遷移金属酸化物、或いは白金、パラジウム、ロジウムなどの貴金属の酸化物が使用される。
【００２５】
触媒反応器１５の排出側の煙道には熱回収装置１６が接続されており、この熱回収装置１６の排出側の煙道に活性炭吸着塔１７が接続されている。熱回収装置１６は低温エコノマイザーなどであって、触媒反応器１５から約３５０℃で排出された排ガスを１６０℃程度まで冷却して熱回収を行うと共に、活性炭の吸着性能を上げるために設けられている。活性炭吸着塔１７では排ガス中の水銀が除去されると共に他の有害成分も取り除かれる。
【００２６】
ところで、高温集塵装置１１で捕集されたダストは重金属処理工程３７へ送られる。前述のように、高温集塵装置１１で捕集されたダストにはダイオキシン類などの有機塩素化合物が含まれていないので、このダストを処分する場合、重金属を無害化する処理を行うだけでよい。このため、重金属処理工程３７においては、捕集されたダストに薬剤を添加して重金属を不溶化する処理などが行われる。
【００２７】
図２は本発明の設備に係る実施の形態の他の例における装置の配列を示す図である。図２において、図１と同じ装置については同一の符号を付し、説明を省略する。この実施の形態においては、廃棄物焼却炉１０から排出した排ガスが流れる煙道に高温集塵装置１１が接続されている。そして、この高温集塵装置１１の排出側の煙道に排ガス中の塩化水素や硫黄酸化物などの酸性ガスを除去する酸性ガス反応器１３が接続されている。酸性ガス反応器１３には、粒状或いは所定形状に成形された高温用酸性ガス除去剤が充填されており、排ガスが酸性ガス反応器１３を通過する間に酸性ガスが上記充填物に捕捉されて除去される。このため、図１に示した構成の設備とは異なり、酸性ガス反応器１３に充填された高温用酸性ガス除去剤は集塵ダストと混合される状態にはならないので、性能が低下した時点で取り出し、再生処理をすることも可能である。
【００２８】
酸性ガス反応器１３の下流側には図１に示す廃熱ボイラ１４以降の装置が配列されている。
【００２９】
【発明の効果】
本発明においては、廃棄物焼却炉から排出された排ガスを集塵処理及び酸性ガス除去処理を行った後に廃熱ボイラへ導入するので、廃熱ボイラの過熱器における伝熱管腐食が大幅に緩和される。このため、圧力４０ｋｇ／ｃｍ2 、温度４００℃を超える高温高圧の蒸気を発生させることができる。
【００３０】
又、廃棄物焼却炉から排出された高温の排ガスを集塵処理するので、集塵装置で捕集されるダストにダイオキシン類などの有機塩素化合物が含まれておらず、ダストの処分に際し、有機塩素化合物を分解する処理をする必要がない。このため、有機塩素化合物を分解する処理に要するエネルギーが節減され、エネルギー消費量が低減される。
【００３１】
又、廃棄物焼却炉から排出された排ガスを高温のまま触媒反応器に通ガスするため、その触媒反応器で排ガス中含まれているダイオキシン類などの有機塩素化合物を分解することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の設備に係る実施の形態の一例における装置の配列を示す図である。
【図２】本発明の設備に係る実施の形態の他の例における装置の配列を示す図である。
【図３】従来の排ガス処理方法を示す図である。
【符号の説明】
１０  廃棄物焼却炉
１１  高温集塵装置
１２  酸性ガス除去剤投入装置
１３  酸性ガス反応器
１４  廃熱ボイラ
１５  触媒反応器
１６  熱回収装置
１７  活性炭吸着塔
３５  煙突
３７  重金属処理工程
【図１】
0003797053.tif 000002
【図２】
0003797053.tif 000003
【図３】
0003797053.tif 000004