JP2003161427A - 排ガスの白煙防止および除塵設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 白煙防止と共に、煤塵等を低減できる処理設
備を提案するものであり、設備的に簡易な構造で、設置
面積を少なくする。 【構成】 燃焼炉から発生する高湿度排ガスの排ガス流
路に沿って、白煙防止用熱交換器、および装置内の下部
に湿式ガス冷却機構、その上部に除塵機構を備え一体化
されたガス冷却・除塵装置を、順次設置する。白煙防止
用熱交換器の前または後にスクラバーを設置してもよ
い。 【効果】 液中燃焼炉のみならず各種の燃焼炉から発生
する高湿度排ガスにおける白煙発生の防止を図ると共
に、煤塵等を低減できる。また、本発明では、ガス冷却
・除塵装置の除塵機構にて処理すべき燃焼排ガスのガス
量が少なく経済的である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液中燃焼炉を用い
て廃液や廃ガス等を焼却処理することによって発生する
燃焼排ガスや、燃焼炉を用いて固形物、廃水・廃液や廃
ガス等を焼却処理した後の燃焼排ガスを、冷却水との直
接接触によって冷却した際の排ガスのような高湿度排ガ
スの処理において、白煙防止を図ると共に、煤塵等を低
減するための白煙防止および除塵設備に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】産業廃棄物である固形物、廃液、廃ガス
等を焼却処理するために使用される焼却炉としては、各
種の形式が知られており、特に強酸廃液、強アルカリ廃
液、無機塩含有廃液や、無機化合物を随伴する廃ガスの
処理には、液中燃焼炉が適しているとされている。液中
燃焼炉は、炉内において被処理物を高温で酸化分解する
ため、炉内が高温環境になるので、表面被覆（鉄皮）の
内側に、耐火物層を設けた構造となっていて、高温の燃
焼排ガスは、排ガスの出口部に設置されている冷却缶内
の冷却水中に噴出し、極短時間に冷却されてから系外へ
排出されるような構造になっている。この形式以外に
も、冷却缶に替えて冷却水の噴射装置を出口部に設置し
て、冷却缶と同様の冷却効果を発現させるような構造の
ものも知られている。

【０００３】液中燃焼炉からの燃焼排ガスは、水との直
接的な気液接触により冷却されるため、水分が飽和状態
となり、このような高湿度排ガスを煙突から放散させる
際に白煙が生じ易いので、白煙防止を行なうことが多
い。白煙は、水分を多く含んだ排ガスが、煙突から大気
中に放散された際に、気象条件によって排ガスが冷却さ
れ、余分な水分が凝縮し白煙として認識されるものであ
る。白煙自身は、水分であり無害のものであるが、周辺
住民に不快感を与え、体裁が悪いために、白煙防止の対
策が行なわれている。

【０００４】上記の事情は、液中燃焼炉だけではなく、
産業廃棄物である固形物、廃水・廃液、廃ガス等を焼却
処理するために使用されている各種の焼却炉においても
同様であり、焼却処理した後の燃焼排ガスを、水噴霧式
冷却等のごとくに冷却水との直接接触により冷却した際
の排ガスのような高湿度排ガスの処理においても、白煙
防止の対策が行なわれことが多くなつている。

【０００５】白煙防止のためには、排ガスが大気中に拡
散するために充分な温度を保持することと、放出すべき
排ガス中の含有水分量が、大気中に放出されて拡散、冷
却する過程で混合ガスが含み得る最大水分含有量を越え
ないことが必要である。このため、白煙防止の方法とし
ては、大気中に排ガスを放出しても、水蒸気が凝縮しな
いで充分拡散するような温度まで、前もって排出ガスを
加熱してやるか、大気中で凝縮する分の水蒸気を予め除
去しておくことが必要となる。したがって、一般的に
は、重油等の燃焼ガスを排ガスと混合して温度を上げる
方法、あるいは多量の冷却水を用いて排ガスを冷却し
て、水蒸気を水分として除去する方法、あるいはこれら
の方法を併用することも行なわれる。この他、特公昭５
６−４１２９１号公報に開示されているような、排ガス
の持つ熱エネルギーを有効に利用して、ガス対ガスの熱
交換を行ない、空気冷却により排ガス中の水分を凝縮し
て低減する一方で、冷却側に用いた空気を加温して、こ
れを熱交換した後の水分が低下した排ガスと混合して煙
突より排出し、白煙の発生を低減する方法も知られてい
る。

【０００６】液中燃焼炉を用いて廃液や廃ガス等を焼却
処理することにより、有機物はほとんど完全に処理する
ことができ、燃焼の結果生ずる煤塵、ヒューム等も、排
ガスが冷却缶内の冷却水を潜るために、非常に少なくな
る。さらにその後にスクラバーを設置しておくことでそ
のほとんどが除去されるようになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近は
焼却処理すべき被処理物の性状が多様化し、前記のよう
な対処方法では、煤塵等を低減し、法定基準内に維持す
ることが困難な場合が生起するような事態が発生した
り、基準値よりもより一層の低減を求められる場合があ
り、対応に苦慮しているところである。このため、より
一層の白煙防止と共に、煤塵等を規制値以下に低減でき
る処理設備が求められていた。本発明は、上記の従来技
術の問題点を解決し、液中燃焼炉からの燃焼排ガスのよ
うな高湿度排ガスにおける白煙発生の防止を図ると共
に、煤塵等を低減するための白煙防止および除塵設備を
提案するものである。また、本発明は、液中燃焼炉のみ
ならず、一般的に各種の燃焼炉において、ダイオキシン
対策等のために、燃焼排ガスを水噴霧式冷却等のように
冷却水との直接接触によって急冷することが行われるよ
うになってきている事情に鑑み、このような場合に発生
する高湿度排ガスの処理にも適用できる設備を提案する
ものである。そして、燃焼炉の設置個所の周辺は狭隘な
環境におかれていることが多いため、これに対応するこ
とができるように、本発明の設備は、設備的に簡易な構
造で、設置面積を少なくするように意図したものであ
る。本発明の別の目的としては、燃焼排ガスの持つ熱エ
ネルギーを有効利用すると共に、燃焼排ガスの排出量
や、白煙防止のために大気へ放出される排ガス量を、で
きるだけ少なくなるように工夫したものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、燃焼炉から発
生する高湿度排ガスの排ガス流路に沿って、白煙防止用
熱交換器、および装置内の下部に湿式ガス冷却機構、そ
の上部に除塵機構を備え一体化されたガス冷却・除塵装
置を、順次設置したことを特徴とする排ガスの白煙防止
および除塵設備である。尚、排ガス中の粗大粒子やその
数を減少させるために、前段における白煙防止用熱交換
器の前または後に、スクラバーを設置するようにしても
よい。本発明で対象とする高湿度排ガスとしては、例え
ば液中焼却炉からの排ガス、あるいは燃焼炉の燃焼排ガ
スを水噴霧式冷却等のように冷却水との直接接触により
冷却した排ガス等を挙げることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明は、燃焼炉から発生する高
湿度排ガスの排ガス流路に沿って、白煙防止用熱交換器
と、湿式ガス冷却機構およびガスフィルター等の除塵機
構とを一体化したガス冷却・除塵装置を組合わせて設置
することにより、排ガスの白煙防止および除塵を図るこ
とを特徴とするものである。最初に白煙防止用熱交換器
を設け、比較的温度の高い状態にある排ガスの熱エネル
ギーを用いて、冷却用空気を加温し、熱交換時にはあま
り排ガス温度を低下させずに、次のガス冷却・除塵装置
における湿式ガス冷却により一層のガス冷却を施すもの
である。このように排ガスの冷却を分担させることで、
全体の効率を改善し、設備的に簡素なものとしている。

【００１０】本発明は、各種の燃焼炉から発生する高湿
度排ガスの処理に適用され、廃水・廃液、廃ガス等を焼
却処理する場合の白煙防止を行なうために、冷却用空気
を用いて燃焼排ガスを冷却するための、ガス対ガス熱交
換器と、その後に装置内の下部に湿式ガス冷却機構、そ
の上部にガスフィルター等の除塵機構を備え一体化され
たガス冷却・除塵装置を設置することで、塵埃等の除去
にも完全を期するものであり、以下に図面を用いて本発
明の内容を説明する。

【００１１】図３は、特公昭５６−４１２９１号公報に
開示されている白煙減少化方法を実行する工程の概念図
である。この方法の考え方を本発明においても利用して
いるため、前記公告公報に記載されているところの説明
をそのまま以下に引用する。「１はガス対ガスの熱交換
器であり、大気Ａはブロワー５によって吸引されてダク
ト４から熱交換器１に入りダクト１１から送られる排ガ
スＷと熱交換して加熱され、Ａ′となってダクト７から
ブロワー５を経てダクト８を通って混合器２に送られ
る。一方排出ガスＷは水分を凝縮して除湿排出ガスＷ′
になってダクト９を経て混合器２に送られ、ここで上記
のＡ′と混合され、混合ガスＭ′となってダクト１０を
経て煙突３から大気中に放散される。」

【００１２】図１は、本発明による排ガスの白煙防止お
よび除塵設備の説明図である。図面左側より高湿度排ガ
スが白煙防止用熱交換器１に入り、次に装置内の下部に
湿式ガス冷却機構、その上部にガスフィルター等の除塵
機構を備え一体化されたガス冷却・除塵装置２８を通過
して、ガス冷却・除塵装置２８の上部より出てくる湿度
が低下した除塵済の排ガスと、白煙防止用熱交換器１で
暖められた冷却用空気とが、煙突３内で混合しつつ放出
される。白煙防止用熱交換器１では、図示していない前
記熱交換器の上部に設けられている取入れ口より冷却用
空気がブロワー５の働きによって導入され、温度の高い
高湿度排ガスと冷却用空気との間で、ガス対ガスの熱交
換を行なうようになっている。尚、除塵済の排ガスと、
白煙防止用熱交換器１で暖められた冷却用空気との混合
は、煙突内だけでなく、そこに至るまでのダクト内や混
合室で混合してから煙突３に導くようにしてもよい。

【００１３】図２は、本発明を液中燃焼炉の排ガス処理
に適用した場合を例に、液中燃焼炉２１とその後に続く
本発明の排ガス処理設備の全体構成を示す概観図であ
る。尚、図２では燃焼設備として液中燃焼炉を例にして
説明しているが、本発明は他の燃焼炉において焼却処理
した後の燃焼排ガスを、水噴霧式冷却等のように冷却水
との直接接触により冷却した際の排ガスのような高湿度
排ガスの処理においても同様に適用できるものである。
図２では、液中燃焼炉２１の上部より重油、ＬＰＧ等の
燃料２２と燃焼用空気２３を供給し、図示していないバ
ーナーにより高温雰囲気を形成し、そこに噴霧ノズル
（図示していない）を用いて炉肩部２４より廃水・廃液
・廃ガス等を導入して、酸化・分解させる。高温の燃焼
排ガスは、排ガスの出口部に設置されている冷却缶２５
内の冷却水中に噴出し、短時間に冷却されてからベンチ
ュリースクラバー２６を経て、白煙防止用熱交換器１、
次に装置内の下部に湿式ガス冷却機構、その上部にガス
フィルター等の除塵機構を備え一体化されたガス冷却・
除塵装置２８を通過して、ガス冷却・除塵装置２８の上
部より出てくる低湿度の除塵済の排ガスと、白煙防止用
熱交換器１で暖められた冷却用空気とが、混合・放散さ
れる。

【００１４】図２中のベンチュリースクラバー２６は、
燃焼排ガス中の比較的大きな粒子の除去や粒子数が多い
場合にその低減を図るものであり、排ガスはあまり温度
を低下することなく、次の白煙防止用熱交換器１に導入
され、冷却用空気と排ガスとでガス対ガスの熱交換を行
ない、排ガス側は除湿され水分が低減され容積も減少し
て、次のガス冷却・除塵装置２８の下部に供給される。
一方の冷却用に使用された空気は、ブロワー５によって
煙突３に送られる。スクラバーは、前記したベンチュリ
ータイプ以外でも同様の効果を発現すれば使用可能であ
る。

【００１５】図中のガス冷却・除塵装置２８は、装置内
の下部に湿式ガス冷却機構、その上部にガスフィルター
等の除塵機構を備え一体化されたもので、設備としてコ
ンパクトになると共に、設置のための面積を少なくする
ことができ、本発明の特徴の一つである。湿式ガス冷却
機構の部分は、図１では装置の底部にある水貯留部か
ら、冷却水をポンプ３１により、冷却器３２を経て、充
填物の充填層２９の上から散布ノズル３３により噴出さ
れ、冷却水と排ガスが接触し、排ガスを冷却すると共
に、除塵するようになっている。これ以外にも排ガスの
冷却と除塵することが可能であれば、充填層２９を除い
て空塔とするような変更は可能である。

【００１６】しかしながら、前述した湿式ガス冷却だけ
で、そのまま排ガスを放出すると、なお白煙が生ずる場
合があるほか、煤塵等をより低減させることを要する場
合がある。このため、本発明では、ガス冷却・除塵装置
２８の上部にガスフィルター等の除塵機構を設けること
とし、装置全体を一体化させた。すなわち、ガス冷却・
除塵装置２８内における前記冷却水の散布ノズル３３の
若干上に少し間をあけて、ガラス繊維フィルター、バグ
フィルター等のガスフィルター３０を設置し、微細な粒
子を捕捉・除去するようにしたものである。さらに除塵
の効率を上げることが必要であれば、ガスフィルターに
水噴霧を施すようにしてもよい。

【００１７】湿式ガス冷却機構の冷却器３２は、循環さ
せている冷却水の温度を冷却して効率をよくするもので
あるが、ここに用いる熱交換器の冷却水として、海水ま
たは冷水塔からの冷却水を利用すると、冷却水の使用量
を大幅に低減可能となり、経済性に寄与するところ大で
ある。このガス冷却・除塵装置２８の湿式ガス冷却によ
り、排ガスから多量の凝縮水が発生するが、この凝縮水
は比較的きれいな水であるので、前記白煙防止用熱交換
器における凝縮水と併せて、ガス冷却・除塵装置２８の
底部にある水貯留部に集められて、冷却水として利用す
ることができる。尚、大量の冷却水が使用できる場合に
は、湿式ガス冷却機構で冷却水を循環させることなく、
一過式としてもよい。

【００１８】

【実施例】液中燃焼炉２１を用いて廃液の焼却処理を行
ない、燃焼排ガスを図２の方式に基づいて処理した場合
を実施例として説明する。廃液の焼却による燃焼排ガス
には、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、硫酸ナトリウム
（Ｎａ_２ＳＯ_４）、炭酸ナトリウム（Ｎａ_２ＣＯ_３）等
の水溶性無機塩、煤塵およびヒュームが含有されていた
が、液中燃焼炉の冷却缶２５内の冷却水で短時間に冷却
され、さらにベンチュリースクラバー２６を経ることに
より、粗大粒子や水溶性無機塩、煤塵およびヒュームの
大部分が除去された高湿度排ガスとなった。その後の処
理工程の各部位における排ガスの状態を、表１に示し、
表１に対応する排ガスの位置を図２中に、Ａ〜Ｄとして
図示した。表２には、白煙防止用空気と大気中へ放出さ
れた混合排ガスの状態を示した。本発明では、白煙防止
用熱交換器１およびガス冷却・除塵装置２８の湿式ガス
冷却により、高湿度排ガスが冷却され、除塵すべき排ガ
ス量が大幅に低減され、後工程の負荷が軽減された。ま
た、前記の各冷却過程で、排ガス中の水蒸気の凝縮に伴
って煤塵が低減されている。白煙防止用熱交換器１から
の加熱された空気を、ガス冷却・除塵装置２８から排出
された排ガスと混合して煙突から大気中へ放出したとこ
ろ、大気中への拡散状況は良好で、白煙も認められなか
った。

【００１９】図３に示した熱交換のみによる方式で、同
一大気条件で白煙防止を行なうと、白煙防止用熱交換器
の熱負荷は本発明の場合の約２．５倍となり、冷却用の
空気量も同等量増加することから、設備および用役とも
に大なるものとなる。一般的に行なわれているような冷
却水により排ガスを冷却し、例えば４０℃まで冷却した
としても、水蒸気飽和排ガスであるために、大気条件が
５℃の場合には白煙の発生が避けられない。また、７４
℃まで排ガスを水冷却し、別途燃料を燃焼させて温度の
高い空気とを混合する場合には、燃料の消費量が多く得
策ではないと言える。

【００２０】

【発明の効果】本発明により、液中燃焼炉のみならず各
種の燃焼炉から発生する高湿度排ガスにおける白煙発生
の防止を図ると共に、煤塵等を低減するための白煙防止
および除塵設備が提供できる。そして、本発明の設備
は、設備的に簡易な構造で、設置面積が少なくすむの
で、効率的なものである。また、本発明では、ガス冷却
・除塵装置の除塵機構で処理すべき燃焼排ガスのガス量
が少なく経済的である。単に白煙防止用熱交換器を設置
する白煙の減少化方法と比べても、大気へ放出される混
合ガスの排出量を大幅に低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による排ガスの白煙防止および除塵設
備の説明図である。

【図２】 液中燃焼炉とその後に続く本発明の排ガス処
理設備の全体構成を示す概観図である。

【図３】 特公昭５６−４１２９１号公報に開示されて
いる白煙減少化方法の概念図である。

【符号の説明】

１：熱交換器 ２：混合器 ３：煙突 ４、７、８、
９、１０、１１：ダクト ５：ブロワー ２１：液中燃焼炉 ２５：冷却缶 ２
６：ベンチュリースクラバー ２８：ガス冷却・除塵装
置 ２９：充填層 ３０：ガスフィルター ３３ 散布ノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０１Ｄ 51/00 Ｆ２３Ｊ 15/00 Ｆ 53/34 ＺＡＢ Ｂ０１Ｄ 53/34 ＺＡＢＧ 53/77 ＺＡＢ Ｆターム(参考） 3K070 DA04 DA07 DA09 DA37 DA40 DA53 DA64 DA73 DA75 4D002 AA00 AA40 AC10 BA02 BA13 BA14 BA16 CA01 CA02 CA03 CA13 EA02 EA03 HA07

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼炉から発生する高湿度排ガスの排ガ
   ス流路に沿って、白煙防止用熱交換器、および装置内の
   下部に湿式ガス冷却機構、その上部に除塵機構を備え一
   体化されたガス冷却・除塵装置を、順次設置したことを
   特徴とする排ガスの白煙防止および除塵設備。
2. 【請求項２】 白煙防止用熱交換器の前または後にスク
   ラバーを設置した請求項１記載の排ガスの白煙防止およ
   び除塵設備。
3. 【請求項３】 高湿度排ガスが、液中焼却炉からの排ガ
   ス、あるいは燃焼炉の燃焼排ガスを冷却水との直接接触
   により冷却した排ガスである請求項１または請求項２に
   記載の排ガスの白煙防止および除塵設備。