JP2006297261A

JP2006297261A - Exhaust gas treating device and its method

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Publication number: JP2006297261A
Application number: JP2005121355A
Authority: JP
Inventors: Sadao Mino; 禎男三野; Masatoshi Iizaka; 正俊飯阪; Kanji Ota; 完志太田; Takashi Teramoto; 崇寺本; Takuji Kojima; 拓治小嶋; Koichi Hirota; 耕一廣田
Original assignee: Hitachi Zosen Corp; Japan Atomic Energy Agency
Current assignee: Hitachi Zosen Corp; Japan Atomic Energy Agency
Priority date: 2005-04-19
Filing date: 2005-04-19
Publication date: 2006-11-02

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust gas treating device capable of simultaneously removing dioxins, NOx and SOx contained in an exhaust gas without decreasing the performances in an electron beam irradiation, and therefore capable of simplifying the process and saving energy, and an exhaust gas treating method. <P>SOLUTION: The exhaust gas treating device is provided with a first filter type dust collector (3) collecting particles of soot contained in the exhaust gas, an electron beam irradiation device (4) radiating electron beam for decomposing nitrogen oxides, sulfur oxides and organic halogen compounds contained in the exhaust gas which is dust-collected in the first filter type dust collector (3) and a second filter type dust collector (5)collecting the decomposed materials generated by the electron beam irradiation device (4). <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、廃棄物焼却炉、溶融炉等から発生する排ガスを処理する排ガス処理装置および排ガス処理方法に関し、さらに詳細には、電子ビームを用いて排ガスを分解処理する排ガス処理装置および排ガス処理方法に関する。 The present invention relates to an exhaust gas treatment apparatus and an exhaust gas treatment method for treating exhaust gas generated from a waste incinerator, a melting furnace, and the like, and more particularly, an exhaust gas treatment apparatus and an exhaust gas treatment method for decomposing exhaust gas using an electron beam. About.

我国の一般廃棄物は、その大部分が焼却によって処理されており、焼却に伴い排出される大気汚染物質の抑制・処理は非常に重要な課題になっている。最近では、焼却技術の向上に伴い、焼却における有害物質の発生を以前と比べて大幅に抑制できるようになった。しかし、その発生をゼロにすることは依然として困難である。したがって、環境への負荷をより低減するために、各種の排煙処理装置を組み合わせ、環境条件に合った最適な排煙処理システムを構築することが求められている。 Most of the general waste in our country is treated by incineration, and the control and treatment of air pollutants discharged with incineration is a very important issue. Recently, with the improvement of incineration technology, the generation of harmful substances in incineration can be greatly suppressed compared to before. However, it is still difficult to make the occurrence zero. Therefore, in order to further reduce the load on the environment, it is required to combine various types of flue gas treatment devices and to construct an optimum flue gas treatment system that meets environmental conditions.

このような排煙処理システムの一つとして、２段のろ過式集塵機とその下流の触媒脱硝装置とを備えたものが知られている。図３および図４は、そのシステムのプロセスを示すフローシートである。本システムは、最近導入が進んでいるガス化溶融炉や灰溶融炉付きのプラントにおいて主に採用されるシステムであり、今後の主流となるシステムであると考えられる。 As one of such a flue gas treatment system, one having a two-stage filtration type dust collector and a downstream catalyst denitration device is known. 3 and 4 are flow sheets showing the process of the system. This system is mainly used in plants equipped with gasification melting furnaces and ash melting furnaces that have recently been introduced, and is considered to be the mainstream system in the future.

本システムは、排ガスの流れ方向の上流側に配置される第１ろ過式集塵機（１０２）と、第１ろ過式集塵機（１０２）よりも下流側に配置される第２ろ過式集塵機（１０３）とを有しており、この第１ろ過式集塵機（１０２）の上流側には、燃焼処理後の排ガスの温度を減温する減温塔（１０１）が設けられる。第１ろ過式集塵機（１０２）では、主として、除塵や固体状のダイオキシン類の除去を行い、この第１ろ過式集塵機（１０２）にて補集された煤塵およびダイオキシン類は、灰溶融炉や薬剤により処理される。 The system includes a first filtration dust collector (102) disposed upstream of the exhaust gas flow direction, and a second filtration dust collector (103) disposed downstream of the first filtration dust collector (102). A temperature reducing tower (101) for reducing the temperature of the exhaust gas after the combustion treatment is provided on the upstream side of the first filtration type dust collector (102). The first filtering dust collector (102) mainly removes dust and removes solid dioxins, and the dust and dioxins collected by the first filtering dust collector (102) are collected in an ash melting furnace or a chemical agent. It is processed by.

第１ろ過式集塵機（１０２）の上流には、ダイオキシン類を吸着除去するための活性炭が吹き込まれる。ダイオキシン類は、低温であるほど、蒸気圧は低くなり、固体微粒子状またはミスト状として排ガス中に存在するため、ダイオキシン類を除去する効率を高くするためには、第１ろ過式集塵機（１０２）は低温であるほど好ましい。しかしながら、低温運転においては、燃焼排ガスに多く含まれる腐食性ガス（ＨＣｌ、ＳＯｘ）による露点腐食を考慮する必要があること、下流で脱硝反応を行うため、排ガスの再加熱が必要であること、および、第１ろ過式集塵機（１０２）を通過する排ガスを減温するために設置される減温塔（１０１）での減温水量の低減を図る必要があることを考慮して、一般的には、第１ろ過式集塵機（１０２）は、１５０〜１７０℃程度で稼働される。 Activated carbon for adsorbing and removing dioxins is blown upstream of the first filtration dust collector (102). Dioxins have a lower vapor pressure at a lower temperature and are present in the exhaust gas in the form of solid fine particles or mist. Therefore, in order to increase the efficiency of removing dioxins, the first filtration dust collector (102) Is more preferable as the temperature is lower. However, in low-temperature operation, it is necessary to consider dew point corrosion due to corrosive gases (HCl, SOx) that are abundantly contained in the combustion exhaust gas. In view of the fact that it is necessary to reduce the amount of temperature-reduced water in the temperature-reduction tower (101) installed in order to reduce the temperature of exhaust gas passing through the first filtration type dust collector (102), The 1st filtration type dust collector (102) is operated at about 150-170 ° C.

第２ろ過式集塵機（１０３）は、有害ガスを除去することを目的とし、ＨＣｌ、ＳＯｘを高度に除去する。さらに、第１ろ過式集塵機（１０２）で除去されなかったガス状のダイオキシン類も除去する。第２ろ過式集塵機（１０３）の下流側には、触媒脱硝装置（１０５）が設置され、この触媒脱硝装置（１０５）にて、ＮＯｘや極低濃度のガス状ダイオキシン類を分解除去する。また、第２ろ過式集塵機（１０３）と触媒脱硝装置（１０５）との間には、排ガス中のＮＯｘを触媒反応により分解させるために１７０〜２２０℃程度の高温に排ガスを再加熱するためのガス再加熱装置（蒸気式ガス再加熱器、熱風装置等）（１０４）が設けられ、このガス再加熱装置（１０４）から触媒脱硝装置（１０５）に至るまでの間には、排ガス中にアンモニアガスを供給するアンモニアガス供給装置（図示省略）が設けられる。また、触媒脱硝装置（１０５）と排出口となる煙突（１０７）との間には、排ガスを誘引するための誘引送風機（ＩｎｄｕｃｅｄＤｒａｆｔＦａｎ：ＩＤＦ）（１０６）が設けられている。この誘引送風機（１０６）は、第２ろ過式集塵機（１０３）とガス再加熱装置（１０４）との間に配置される場合もある。 The second filtration type dust collector (103) aims to remove harmful gases and highly removes HCl and SOx. Further, gaseous dioxins that have not been removed by the first filtration type dust collector (102) are also removed. A catalytic denitration device (105) is installed on the downstream side of the second filtration type dust collector (103), and the catalytic denitration device (105) decomposes and removes NOx and extremely low concentration gaseous dioxins. Further, between the second filtration type dust collector (103) and the catalyst denitration device (105), the exhaust gas is reheated to a high temperature of about 170 to 220 ° C. in order to decompose NOx in the exhaust gas by catalytic reaction. A gas reheating device (steam type gas reheater, hot air device, etc.) (104) is provided, and ammonia is contained in the exhaust gas between this gas reheating device (104) and the catalyst denitration device (105). An ammonia gas supply device (not shown) for supplying gas is provided. Further, an induced draft fan (IDF) (106) for attracting exhaust gas is provided between the catalyst denitration device (105) and the chimney (107) serving as a discharge port. This induction blower (106) may be disposed between the second filtration dust collector (103) and the gas reheating device (104).

また、他の排煙処理システムとしては、１段のろ過式集塵機と、湿式洗煙装置と、触媒脱硝装置とを備えたものが知られている。図５および図６は、そのようなシステムのプロセスを示すフローシートである。本システムは、大都市の一般廃棄物焼却施設で主に適用されるものであり、ＨＣｌ、ＳＯｘの規制値が厳しく、工場排水が下水道放流可能な施設において採用されることが多い。 Further, as another smoke emission processing system, a system including a one-stage filtration dust collector, a wet smoke cleaning device, and a catalyst denitration device is known. 5 and 6 are flow sheets illustrating the process of such a system. This system is mainly applied to municipal solid waste incineration facilities in large cities, and is often adopted in facilities where strict values of HCl and SOx are regulated and industrial wastewater can be discharged into sewers.

本システムは、排ガスの流れ方向の上流側に配置されるろ過式集塵機（２０２）を有しており、このろ過式集塵機（２０２）の上流側には、燃焼処理後の排ガスの温度を減温する減温塔（２０１）が設けられる。ろ過式集塵機（２０２）では、主として、煤塵の除去を行い、このろ過式集塵機（２０２）にて捕集された煤塵は、溶融炉や薬剤により処理される。ろ過式集塵機（２０２）の下流側には、湿式洗煙装置（２０４）が配置され、この湿式洗煙装置（２０４）において、排ガス中のＨＣｌ、ＳＯｘを高効率に除去する。また、ろ過式集塵装置（２０２）と湿式洗煙装置（２０４）との間には、排ガスを誘引するための誘引送風機（ＩｎｄｕｃｅｄＤｒａｆｔＦａｎ：ＩＤＦ）（２０３）が設けられている。また、湿式洗煙装置（２０４）の下流側には、触媒脱硝装置（２０６）が配置され、この触媒脱硝装置（２０６）では、ＮＯｘやガス状のダイオキシン類が分解除去される。また、湿式洗煙装置（２０４）と触媒脱硝装置（２０６）との間には、排ガス中のＮＯｘを触媒反応により分解させるために１７０〜２２０℃程度の高温に排ガスを再加熱するためのガス再加熱装置（蒸気式ガス再加熱器、熱風装置等）（２０５）が設けられ、このガス再加熱装置（２０５）から触媒脱硝装置（２０６）に至るまでの間の経路に排ガス中にアンモニアガスを供給するアンモニアガス供給装置（図示せず）が設けられる。触媒脱硝装置（２０６）にて脱硝された排ガスは、煙突（２０７）を介して外部に排出される。 This system has a filtration type dust collector (202) arranged on the upstream side in the exhaust gas flow direction, and the temperature of the exhaust gas after the combustion treatment is reduced on the upstream side of the filtration type dust collector (202). A temperature reducing tower (201) is provided. The filtration dust collector (202) mainly removes the dust, and the dust collected by the filtration dust collector (202) is processed by a melting furnace or a chemical. A wet smoke cleaner (204) is disposed on the downstream side of the filtration dust collector (202), and the wet smoke cleaner (204) removes HCl and SOx in the exhaust gas with high efficiency. In addition, an induction draft fan (IDF) (203) for attracting exhaust gas is provided between the filtration dust collector (202) and the wet smoke cleaner (204). Further, a catalytic denitration device (206) is disposed downstream of the wet smoke cleaning device (204), and NOx and gaseous dioxins are decomposed and removed in the catalyst denitration device (206). Further, a gas for reheating the exhaust gas to a high temperature of about 170 to 220 ° C. in order to decompose NOx in the exhaust gas by a catalytic reaction between the wet smoke cleaning device (204) and the catalyst denitration device (206). A reheating device (steam type gas reheater, hot air device, etc.) (205) is provided, and ammonia gas is contained in the exhaust gas along a path from the gas reheating device (205) to the catalyst denitration device (206). An ammonia gas supply device (not shown) is provided. The exhaust gas denitrated by the catalyst denitration device (206) is discharged to the outside through the chimney (207).

さらに別の排ガス処理技術として、電子ビームを照射することにより有害物質を分解除去する技術の開発が進められてきた（特許文献１〜１１、非特許文献１参照）。 Further, as another exhaust gas treatment technique, development of a technique for decomposing and removing harmful substances by irradiating an electron beam has been advanced (see Patent Documents 1 to 11 and Non-Patent Document 1).

このような電子ビームを用いた排ガス処理方法としては、燃焼性ガスの脱硫・脱硝が知られている。この方法では、電子ビームの照射により、排ガス中のＮＯｘおよびＳＯｘを同時に硝酸および硫酸に酸化する。発生した硝酸および硫酸は、アンモニアを添加することにより、このアンモニアと反応させて硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウムとし、粉末肥料としてそれらを回収することができる。この方法では、触媒による脱硝と消石灰による脱硫のプロセスを用いる従来技術と異なり、排水処理が不要であり、システムを簡単にできるため、経済的に有利であることが期待された。 As an exhaust gas treatment method using such an electron beam, desulfurization / denitration of combustible gas is known. In this method, NOx and SOx in exhaust gas are simultaneously oxidized into nitric acid and sulfuric acid by irradiation with an electron beam. The generated nitric acid and sulfuric acid can be reacted with this ammonia by adding ammonia to make ammonium sulfate and ammonium nitrate, which can be recovered as a powder fertilizer. This method is expected to be economically advantageous because it does not require wastewater treatment and can simplify the system, unlike the prior art that uses denitration using a catalyst and desulfurization using slaked lime.

この電子ビームを用いた脱硫・脱硝は、処理規模１２，０００ｍ^３Ｎ／ｈのパイロット試験が実施され、ＳＯｘおよびＮＯｘをそれぞれ２５０〜２，０００ｐｐｍｖおよび１５０〜２４０ｐｐｍｖ程度を含む排ガスに対して、電子ビームの線量および照射温度を制御することにより、脱硫率９４％および脱硝率８０％以上をそれぞれ達成している（特許文献２、３、４，８、９参照）。また、本方法は、建設・処理コストの評価により経済性にも優れていることが示された。これらの知見をもとに、中国、ポーランド、ブルガリアのように、主に火力発電に依存している外国の実規模施設において、本技術が活用されている。 In the desulfurization / denitrification using this electron beam, a pilot test with a treatment scale of 12,000 m ³ N / h was conducted, and the exhaust gas containing about 250 to 2,000 ppmv and 150 to 240 ppmv of SOx and NOx, respectively, By controlling the beam dose and irradiation temperature, a desulfurization rate of 94% and a denitration rate of 80% or more are achieved (see Patent Documents 2, 3, 4, 8, and 9). Moreover, it was shown that this method is also excellent in economic efficiency by evaluating the construction and processing costs. Based on these findings, this technology has been utilized in foreign-scale facilities that rely mainly on thermal power generation, such as China, Poland, and Bulgaria.

また、近年、塗装や洗浄などの工程で発生する揮発性有機化合物（ＶＯＣ）も環境汚染物質としてその処理方法について対策が求められている。ＶＯＣの中には、発ガン性を持つ物質やオゾン層の破壊につながる物質も存在する。排ガス中に含まれる低濃度のＶＯＣを処理する従来方法には、直接燃焼法や活性炭吸着法があるが、直接燃焼法は、エネルギー消費量が大きく、また、ＶＯＣの燃焼に伴うダイオキシン類発生の可能性もあるとの報告がある。このような環境汚染物質を処理する方法が求められる状況下、空気に含まれる芳香族、脂肪族化合物やトリクロロエチレンをはじめとする塩素を含有するエチレン化合物などに対して、電子ビーム照射による分解除去技術の開発が進められている（特許文献１２、１３参照）。 In recent years, volatile organic compounds (VOC) generated in processes such as painting and cleaning are also required as countermeasures for their treatment methods as environmental pollutants. Among VOCs, there are substances that have carcinogenic properties and substances that lead to the destruction of the ozone layer. Conventional methods for treating low-concentration VOCs contained in exhaust gas include a direct combustion method and an activated carbon adsorption method. However, the direct combustion method consumes a large amount of energy, and dioxins are generated due to the combustion of VOCs. There is a report that there is a possibility. Under the circumstances where a method for treating such environmental pollutants is required, decomposition and removal technology by electron beam irradiation for aromatic and aliphatic compounds contained in air and ethylene compounds containing chlorine such as trichlorethylene Is under development (see Patent Documents 12 and 13).

このような電子ビーム照射による分解は、代表的なＶＯＣであるベンゼン、ホルムアルデヒド、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレンなどをｐｐｍオーダーで含む空気に対して、４〜１３ｋＧｙの吸収線量の電子ビームを照射することにより、６０〜１００％のＶＯＣを分解できることが明らかになっている。 Such decomposition by electron beam irradiation is performed by irradiating air containing 4 to 13 kGy of an electron beam with a typical VOC such as benzene, formaldehyde, trichlorethylene, tetrachloroethylene, etc. in the order of ppm. It has been shown that ~ 100% of VOCs can be decomposed.

このような電子ビームによるダイオキシン類の分解性能に関して、一般廃棄物焼却施設の電気集塵器後流の煙道から排ガスの一部を試験装置に導き、電子ビームを照射した後、煙道に戻すという経路を作り、電子ビーム照射装置を出た後のダイオキシン類の濃度を測定することにより実験を行った。 Regarding the decomposition performance of dioxins by such an electron beam, a part of the exhaust gas is guided to the test device from the flue downstream of the electrostatic precipitator of the general waste incineration facility, and after being irradiated with the electron beam, returned to the flue. The experiment was conducted by measuring the concentration of dioxins after leaving the electron beam irradiation device.

使用した加速器は、３００ｋＶ、４０ｍＡの定格であり、１０００ｍ^３Ｎ／ｈの排ガスを処理できる性能を有する。電子ビームの透過能力は照射の対象となる物質の密度に依存するため、空気をベースとするガスに対しては０．３ＭｅＶのエネルギーで５０ｃｍ程度の飛程が期待できる。電子ビーム照射装置の反応部の寸法は、ビームの飛程および流量から、幅４５ｃｍ、長さ１２０ｃｍ、深さ３０ｃｍとした。 The accelerator used is rated at 300 kV and 40 mA, and has a performance capable of treating exhaust gas of 1000 m ³ N / h. Since the electron beam transmission ability depends on the density of the substance to be irradiated, a range of about 50 cm can be expected with an energy of 0.3 MeV for an air-based gas. The dimensions of the reaction part of the electron beam irradiation apparatus were set to a width of 45 cm, a length of 120 cm, and a depth of 30 cm from the range and flow rate of the beam.

上記実験の結果を図７に示す。図７に示す通り、ダイオキシン類の初期濃度が０．５〜１．８ｎｇ−ＴＥＱ／ｍ^３Ｎの低濃度の排煙に対しても、分解率は、８ｋＧｙの線量では８０％、１５ｋＧｙ以上の線量では９０％以上であることが分かった。また、分解生成物の環境ホルモン様活性も測定したところ、電子ビームの照射前と比較して、低減されている。
特許第３２２８６４７号特許第３３６１２００号特許第３４８８５２４号特公平７−１２４１３号公報特開２０００−２０２４１９号公報特開平１１−１２３３１５号公報特開平１１−２３９７１６号公報特開平８−１６４３２３号公報特開平８−１６４３２４号公報特開平８−１１７５４７号公報特開平８−１６４３２３号公報特許第３２１９７７５号特開平１１−２３９７１６号公報「総合報告電子ビームを用いた排煙排水処理技術とその実例」小嶋拓治，応用物理、第７２巻、第４号、４０５−４１４（２００３） The result of the experiment is shown in FIG. As shown in FIG. 7, even when the initial concentration of dioxins is as low as 0.5 to 1.8 ng-TEQ / m ³ N, the decomposition rate is 80% at a dose of 8 kGy and 15 kGy or more. It was found that the dose was 90% or more. Moreover, when the environmental hormone-like activity of the decomposition product was measured, it was reduced as compared with that before irradiation with the electron beam.
Japanese Patent No. 3228647 Japanese Patent No. 3361200 Japanese Patent No. 3488524 Japanese Patent Publication No.7-12413 JP 2000-202419 A JP-A-11-123315 Japanese Patent Laid-Open No. 11-239716 JP-A-8-164323 JP-A-8-164324 JP-A-8-117547 JP-A-8-164323 Japanese Patent No. 3219775 Japanese Patent Laid-Open No. 11-239716 "General report of exhaust gas wastewater treatment technology using electron beam and its examples" Takuji Kojima, Applied Physics, Vol. 72, No. 4, 405-414 (2003)

従来から開発が進められてきた排ガス処理装置においては、上記したように排ガス中に含まれる各成分をそれぞれ別々の処理装置によって除去している。 In an exhaust gas treatment device that has been developed from the past, each component contained in the exhaust gas is removed by a separate treatment device as described above.

すなわち、図３〜図６に示される排ガス処理装置では、第１ろ過式集塵機（１０２）またはろ過式集塵機（２０２）にて、煤塵および固体状のダイオキシンを除き、第２ろ過式集塵機（１０３）または湿式洗煙塔（２０４）にて、気体状のＨＣｌ、ＳＯｘ、ダイオキシン類を除き、触媒脱硝装置（１０５）または（２０６）にて、ＮＯｘを除いている。このように、図３〜６に示す排ガス処理装置では、排ガス中の各有毒成分を除去するために、多数の除去装置を経る必要があり、経路が長く、各装置を駆動および維持するための経費もより高くなるという問題がある。 That is, in the exhaust gas treatment apparatus shown in FIG. 3 to FIG. 6, the second filtration dust collector (103) except for dust and solid dioxin is removed by the first filtration dust collector (102) or the filtration dust collector (202). Alternatively, gaseous HCl, SOx, and dioxins are removed from the wet smoke cleaning tower (204), and NOx is removed from the catalyst denitration device (105) or (206). As described above, in the exhaust gas treatment apparatus shown in FIGS. 3 to 6, in order to remove each toxic component in the exhaust gas, it is necessary to go through a large number of removal apparatuses, the path is long, and each apparatus is driven and maintained. There is a problem of higher costs.

特に、脱硝のために触媒脱硝装置（１０５）または（２０６）、アンモニア供給装置（図示せず）、再加熱装置（１０４）または（２０５）を設けることが必要であり、これら装置のための設置場所、駆動および維持負担が大きい。また、第１ろ過式集塵機（１０２）またはろ過式集塵機（２０２）の上流に設けられた減温塔（１０１）または（２０１）により、２２０℃以上の高温の燃焼後の排ガスを一旦、１６０〜１７０℃まで減温し、下流側の触媒脱硝装置（１０５）または（２０６）前で、再加熱装置（１０４）または（２０５）により２２０℃程度の高温に再加熱しており、無駄なエネルギー損失を強いられている。したがって、脱硝に要する脱硝装置、アンモニア供給装置、再加熱装置を省略することができれば、省エネルギー等の観点から望ましい。 In particular, it is necessary to provide a catalyst denitration device (105) or (206), an ammonia supply device (not shown), a reheating device (104) or (205) for denitration, and installation for these devices is required. The place, driving and maintenance burden is heavy. Further, the exhaust gas after combustion at a high temperature of 220 ° C. or higher is once heated by a temperature reducing tower (101) or (201) provided upstream of the first filtration dust collector (102) or the filtration dust collector (202). The temperature is reduced to 170 ° C., and is reheated to a high temperature of about 220 ° C. by the reheating device (104) or (205) before the downstream catalyst denitration device (105) or (206). Forced. Therefore, it is desirable from the viewpoint of energy saving or the like if the denitration device, the ammonia supply device, and the reheating device required for denitration can be omitted.

また、上記装置では、ダイオキシン類を除去するために、第１ろ過式集塵機（１０２）上流で、活性炭を吹き込む必要があるが、１６０〜１７０℃程度の温度では、ダイオキシン除去が不十分であり、排ガス中のダイオキシン類の濃度が高くなるおそれがあり、また、排ガス中の飛灰が発熱する等の問題がある。 Further, in the above apparatus, in order to remove dioxins, it is necessary to blow activated carbon upstream of the first filtration dust collector (102), but at a temperature of about 160 to 170 ° C, dioxin removal is insufficient, There exists a possibility that the density | concentration of dioxins in waste gas may become high, and there exists a problem that the fly ash in waste gas generates heat.

また、上記の電子ビームを用いた排ガス処理方法においては、排ガス中の煤塵などにより電子ビームの有毒物質の除去能力の低下が不可避であった。このような問題を解消するために、特許文献１２では、煤塵、二酸化硫黄、一酸化窒素の除去を行った後に、電子ビームを照射して塩化芳香族化合物を分解する方法が提案されている。しかし、この方法では、煤塵、二酸化硫黄、一酸化窒素を除去するために、それぞれ、別々の装置を備える必要があるので、多数の除去装置を経る必要があり、経路が長く、各装置を駆動および維持するための経費もより高くなるという、図３〜６に示した排ガス処理装置と同様の問題を有することになる。 Further, in the exhaust gas treatment method using the electron beam, it is inevitable that the ability of the electron beam to remove toxic substances is reduced due to dust in the exhaust gas. In order to solve such a problem, Patent Document 12 proposes a method of decomposing chlorinated aromatic compounds by irradiating an electron beam after removing dust, sulfur dioxide, and nitric oxide. However, in this method, in order to remove dust, sulfur dioxide, and nitric oxide, it is necessary to provide separate devices for each, so it is necessary to go through a number of removal devices, and the path is long and each device is driven. And the cost for maintaining it will be higher, and it will have the same problem as the exhaust gas treatment apparatus shown in FIGS.

また、電子ビームを用いた排ガス処理方法については、上記のように、ＮＯｘおよびＳＯｘを除去する方法、ＶＯＣを分解除去する方法が、別々になされているのみであり、ＮＯｘ、ＳＯｘ、およびダイオキシン類を一挙に同一装置にて分解除去する方法は、未だ、実現されていない。 As for the exhaust gas treatment method using an electron beam, as described above, the method of removing NOx and SOx and the method of decomposing and removing VOC are only performed separately. NOx, SOx, and dioxins The method of disassembling and removing these at once with the same apparatus has not been realized yet.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、電子ビーム照射において性能低下をきたすことなく、排ガスに含まれるダイオキシン類、ＮＯｘ、ＳＯｘを同時に除去することができ、その結果、プロセスの簡素化および省エネルギーを図ることができる排ガス処理装置および排ガス処理方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and can simultaneously remove dioxins, NOx, and SOx contained in exhaust gas without causing performance degradation in electron beam irradiation. As a result, the process is simplified. An object of the present invention is to provide an exhaust gas treatment apparatus and an exhaust gas treatment method that can achieve reduction in energy and energy.

本発明者らは、従来から問題となっていた排ガス中の煤塵の問題を解消するために、煤塵を除去するためのろ過式集塵機の下流側に電子ビーム照射装置を配置し、また、電子ビームによるダイオキシン類の分解実験の成果を応用して、本発明を完成した。 In order to solve the problem of dust in exhaust gas, which has been a problem in the past, the present inventors have arranged an electron beam irradiation device downstream of a filtration dust collector for removing dust, The present invention was completed by applying the results of the dioxin decomposition experiment conducted by the company.

すなわち、本発明の排ガス処理装置は、排ガスに含まれる煤塵を集塵する集塵手段と、該集塵手段で除塵された排ガスに含まれる窒素酸化物、硫黄酸化物、有機ハロゲン化合物を分解するための電子ビームを照射する電子ビーム照射手段と、該電子ビーム照射手段によって生じた分解物を捕捉する捕捉手段とを備えたことを特徴とするものである。 That is, the exhaust gas treatment apparatus of the present invention decomposes dust collection means for collecting the dust contained in the exhaust gas, and nitrogen oxides, sulfur oxides, and organic halogen compounds contained in the exhaust gas removed by the dust collection means. There is provided an electron beam irradiating means for irradiating an electron beam and a capturing means for capturing a decomposition product generated by the electron beam irradiating means.

上記本発明の排ガス処理装置において、前記捕捉手段は、前記電子ビーム照射手段の下流に配置された第２集塵手段であり、前記集塵手段から該第２集塵手段に至るまでのガス流路途中に消石灰を供給する消石灰供給手段をさらに備え、該第２集塵手段は、前記分解物である、硝酸、硫酸、塩化水素と消石灰との反応物である、硝酸カルシウム、硫酸カルシウム、塩化カルシウムを集塵することが好ましい。 In the exhaust gas treatment apparatus of the present invention, the capturing means is a second dust collecting means disposed downstream of the electron beam irradiation means, and a gas flow from the dust collecting means to the second dust collecting means. Further comprising slaked lime supply means for supplying slaked lime in the middle of the road, the second dust collecting means is a decomposition product of nitric acid, sulfuric acid, hydrogen chloride and slaked lime, which is the decomposition product, calcium nitrate, calcium sulfate, chloride It is preferable to collect calcium.

あるいは、上記本発明の排ガス処理装置において、前記捕捉手段は、前記電子ビーム照射手段の下流に配置された湿式洗煙塔であり、前記集塵手段から該湿式洗煙塔に至るまでのガス流路途中にアンモニアを供給するアンモニア供給手段をさらに備え、該湿式洗煙塔は、前記分解物である、硝酸、硫酸、塩化水素とアンモニアとの反応物である、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウムを吸収除去することが好ましい。 Alternatively, in the above-described exhaust gas treatment apparatus of the present invention, the capturing means is a wet smoke tower disposed downstream of the electron beam irradiation means, and a gas flow from the dust collecting means to the wet smoke tower. The apparatus further comprises an ammonia supply means for supplying ammonia in the middle of the road, and the wet smoke tower absorbs ammonium nitrate, ammonium sulfate, ammonium chloride, which is a reaction product of nitric acid, sulfuric acid, hydrogen chloride and ammonia, which is the decomposition product. It is preferable to remove.

また、本発明の排ガス処理方法は、排ガスに含まれる煤塵を集塵する集塵工程と、集塵工程で除塵された排ガスに電子ビームを照射して、排ガス中の窒素酸化物、硫黄酸化物、有機ハロゲン化合物を分解する電子ビーム照射工程と、該電子ビーム照射工程にて生じた分解物を捕捉する捕捉工程とを包含することを特徴とするものである。 The exhaust gas treatment method of the present invention includes a dust collection process for collecting dust contained in the exhaust gas, and irradiating the exhaust gas removed in the dust collection process with an electron beam so that nitrogen oxides and sulfur oxides in the exhaust gas are emitted. And an electron beam irradiation step for decomposing the organic halogen compound, and a capturing step for capturing a decomposition product generated in the electron beam irradiation step.

上記本発明の排ガス処理方法において、前記集塵工程後から前記捕捉工程に至るまでの間に消石灰を供給する消石灰供給工程をさらに含み、前記捕捉工程は、前記分解物である、硝酸、硫酸、塩化水素と消石灰との反応物である、硝酸カルシウム、硫酸カルシウム、塩化カルシウムを集塵する工程であることが好ましい。 The exhaust gas treatment method of the present invention further includes a slaked lime supply step for supplying slaked lime between the dust collection step and the capture step, wherein the capture step is the decomposition product, nitric acid, sulfuric acid, It is preferable to be a step of collecting calcium nitrate, calcium sulfate, and calcium chloride, which are reactants of hydrogen chloride and slaked lime.

あるいは、上記本発明の排ガス処理方法において、前記集塵工程後から前記捕捉工程に至るまでの間にアンモニアを供給するアンモニア供給工程をさらに含み、前記捕捉工程は、前記分解物である、硝酸、硫酸、塩化水素とアンモニアとの反応物である、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウムを吸収除去する工程であることが好ましい。 Alternatively, in the exhaust gas treatment method of the present invention, the method further includes an ammonia supply step of supplying ammonia during the period from the dust collection step to the capture step, wherein the capture step is nitric acid, which is the decomposition product, A step of absorbing and removing ammonium nitrate, ammonium sulfate, and ammonium chloride, which are reactants of sulfuric acid, hydrogen chloride, and ammonia, is preferable.

本発明は、電子ビーム照射装置によって、ＮＯｘ、ＳＯｘ、およびダイオキシン類を一挙に同一装置にて分解除去するように構成したので、従来の排ガス処理装置と比較して、プロセスの簡素化および省エネルギーを図ることができる。特に、従来法で必要であった脱硝装置、アンモニア供給装置、再加熱装置を設ける必要がなくなり、これらの装置のための設置場所、駆動および維持負担を軽減することができる。とりわけ、再加熱装置により、ろ過式集塵機上流で一旦減温した排ガスを２２０℃程度まで再加熱するという、エネルギー損失をなくすことができ、省エネルギーの観点からの利点を有する。 Since the present invention is configured to decompose and remove NOx, SOx, and dioxins all at once by the electron beam irradiation device, the process can be simplified and energy can be reduced as compared with the conventional exhaust gas treatment device. Can be planned. In particular, it is not necessary to provide a denitration device, an ammonia supply device, and a reheating device that are necessary in the conventional method, and the installation place, driving and maintenance burden for these devices can be reduced. In particular, the reheating device can eliminate the energy loss of reheating the exhaust gas once reduced in temperature upstream of the filtration dust collector to about 220 ° C., and has an advantage from the viewpoint of energy saving.

また、従来ダイオキシン類除去を目的に、第１ろ過式集塵機上流に活性炭を吹き込んでいるため、捕集した飛灰が発熱する等の問題があったが、本発明では、活性炭を吹き込む必要がないため、そのような問題は生じない。 Moreover, since activated carbon has been blown upstream of the first filtration dust collector for the purpose of removing dioxins, there has been a problem that the collected fly ash generates heat, but in the present invention, activated carbon need not be blown. Therefore, such a problem does not occur.

また、本発明では、ろ過式集塵機により煤塵を除去した下流側に電子ビーム照射装置を設けているので、排ガス中の煤塵などによる電子ビームの有毒物質の除去能力が低下することがなく、良好に有毒物質を分解除去することができる。 Further, in the present invention, since the electron beam irradiation device is provided on the downstream side from which the dust is removed by the filtration type dust collector, the ability to remove the toxic substance of the electron beam due to the dust in the exhaust gas is not lowered, and it is favorable. It can decompose and remove toxic substances.

以下、図面を参照しながら、本発明の排ガス処理装置および排ガス処理方法について詳細に説明する。 Hereinafter, an exhaust gas treatment apparatus and an exhaust gas treatment method of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１の排ガス処理装置の概略構成を説明するフローシートである。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a flow sheet illustrating a schematic configuration of the exhaust gas treatment apparatus of the first embodiment.

本実施の形態１では、第１および第２の２段のろ過式集塵機（３）および（５）と、この２段のろ過式集塵機（３）および（５）の間に配置された電子線ビーム照射装置（４）とを有している。 In the first embodiment, the first and second two-stage filtering dust collectors (3) and (5) and the electron beam disposed between the two-stage filtering dust collectors (3) and (5) And a beam irradiation device (4).

一般廃棄物を燃焼する燃焼炉またはボイラ（１）から、第１ろ過式集塵機（３）に至るまでの間には、燃焼処理後の排ガスの温度を減温する減温塔（２）が設けられている。また、第２ろ過式集塵機（５）と、排出口となる煙突（７）との間には、排ガスを誘引するための誘引送風機（ＩｎｄｕｃｅｄＤｒａｆｔＦａｎ：ＩＤＦ）（６）が設けられている。 A temperature reducing tower (2) for reducing the temperature of the exhaust gas after the combustion treatment is provided between the combustion furnace or boiler (1) for burning the general waste and the first filtering dust collector (3). It has been. Further, an induced draft fan (IDF) (6) for attracting exhaust gas is provided between the second filtration type dust collector (5) and the chimney (7) serving as a discharge port.

減温塔（２）は、燃焼後の２２０℃程度の高温の排ガスを、１６０〜１７０℃程度まで減温することができるものが用いられ、減温のために、例えば、噴射水を噴射するための２流体噴射ノズルを備えたものが用いられる。 As the temperature reducing tower (2), one that can reduce the temperature of the exhaust gas at a high temperature of about 220 ° C. after combustion to about 160 to 170 ° C. is used. For this purpose, one having a two-fluid jet nozzle is used.

第１ろ過式集塵機（３）は、燃焼後の排ガス中に含まれる煤塵を除去するための除塵用ろ過式集塵機である。第１ろ過式集塵機（３）は、煤塵を除去することができれば、特に限定されるものではないが、例えば、ＳＳ４００等の鋼板製で、酸露点による低温腐食を防止するための保湿資材が外面に施行された本体部と、ガラス繊維二重織布のろ布とを有し、さらに、ダスト搬出装置や温風循環装置などの付属装置が付設されたものが用いられる。この第１ろ過式集塵機（３）の入口煙道には、ろ布の保護等のため、図示しない特殊助剤貯留槽から珪藻土等を含有する特殊助剤が吹き込まれる。 A 1st filtration type dust collector (3) is a filtration type dust collector for dust removal for removing the soot contained in the exhaust gas after combustion. The first filtration type dust collector (3) is not particularly limited as long as dust can be removed. For example, the first filtration type dust collector (3) is made of a steel plate such as SS400 and has a moisture retaining material for preventing low temperature corrosion due to acid dew point. The main body part enforced in 1 and the filter cloth of a glass fiber double woven fabric are used, and what attached | attached apparatuses, such as a dust carry-out apparatus and a warm air circulation apparatus, was attached. A special auxiliary agent containing diatomaceous earth or the like is blown into the inlet flue of the first filtration type dust collector (3) from a special auxiliary agent storage tank (not shown) for protecting the filter cloth.

燃焼炉（１）で発生する排ガス中の煤塵の一部は、減温塔（２）で捕集され、残りの煤塵は、第１ろ過式集塵機（３）で特殊助剤とともにろ布により捕集・除去される。 Part of the dust in the exhaust gas generated in the combustion furnace (1) is collected by the temperature-reduction tower (2), and the remaining dust is collected by the first filter type dust collector (3) with a special auxiliary agent through a filter cloth. Collected and removed.

電子ビーム照射装置（４）は、電子ビーム照射反応部、高圧電源装置、制御盤、および、操作盤から構成される。電子ビームは、電子ビーム発生部内のターミナルで発生し加速器の高電圧により加速した電子を、電子ビーム発生部端部に設けたウィンドウ部からビーム状に照射するものである。加速器は、例えば、３００ｋＶ、４０ｍＡの定格のものが用いられ、この仕様では、１０００ｍ^３Ｎ／ｈの排ガスを処理することができる。電子ビームの透過能力は、照射の対象となる物質の密度に依存するため、空気をベースとするガスに対しては、０．３ＭｅＶのエネルギーで５０ｃｍ程度の飛程が期待できる。 The electron beam irradiation device (4) includes an electron beam irradiation reaction unit, a high voltage power supply device, a control panel, and an operation panel. The electron beam is emitted in the form of a beam from a window provided at the end of the electron beam generating unit, which is generated at a terminal in the electron beam generating unit and accelerated by the high voltage of the accelerator. For example, an accelerator having a rating of 300 kV and 40 mA is used. With this specification, an exhaust gas of 1000 m ³ N / h can be processed. Since the electron beam transmission ability depends on the density of the substance to be irradiated, a range of about 50 cm can be expected with an energy of 0.3 MeV for an air-based gas.

電子ビーム照射装置の反応部の寸法は、ビームの飛程および流量から、例えば、幅４５ｃｍ、長さ１２０ｃｍ、深さ３０ｃｍのものが用いられる。 The dimensions of the reaction part of the electron beam irradiation apparatus are, for example, those having a width of 45 cm, a length of 120 cm, and a depth of 30 cm from the range and flow rate of the beam.

電子ビーム照射装置（４）を通過する排ガスに含まれるＮＯｘ、ＳＯｘは、電子ビーム照射によって、それぞれ、硝酸および硫酸に酸化される。また、排ガスに含まれるダイオキシン類は、電子ビーム照射により分解・無害化される。この分解・無害化は、電子ビームの照射で発生した排ガス中の活性種によりダイオキシン類のエーテル結合の開裂、ベンゼン環の開環、塩素の脱離などによるものであると考えられる。 NOx and SOx contained in the exhaust gas passing through the electron beam irradiation device (4) are oxidized to nitric acid and sulfuric acid, respectively, by electron beam irradiation. In addition, dioxins contained in the exhaust gas are decomposed and detoxified by electron beam irradiation. This decomposition / detoxification is thought to be due to the cleavage of the ether bond of dioxins, the opening of the benzene ring, the elimination of chlorine, etc. by the active species in the exhaust gas generated by electron beam irradiation.

電子ビーム照射装置（４）の通過により発生した硝酸、硫酸、塩化水素は、消石灰供給手段（図示せず）から供給された消石灰と反応することにより、硝酸カルシウム、硫酸カルシウム、塩化カルシウムとされる。 Nitric acid, sulfuric acid, and hydrogen chloride generated by passing through the electron beam irradiation device (4) react with slaked lime supplied from a slaked lime supply means (not shown) to become calcium nitrate, calcium sulfate, and calcium chloride. .

この消石灰の添加は、その添加により生じる、硝酸カルシウム、硫酸カルシウム、塩酸カルシウムが、これらの化合物を捕捉するために設けられる第２ろ過式集塵機（５）にて捕捉されるように、第１ろ過式集塵機（３）の下流側から該第２ろ過式集塵機（５）の入口前に至るまでの途中で添加されればよく、電子ビーム照射装置（４）への入口前に添加されてもよく、また、電子ビーム照射装置（４）の出口後に添加されてもよい。 The addition of this slaked lime causes the first filtration so that calcium nitrate, calcium sulfate, and calcium hydrochloride generated by the addition are captured by the second filtration dust collector (5) provided to capture these compounds. It may be added in the middle from the downstream side of the dust collector (3) to the entrance of the second filtration dust collector (5), or may be added before the entrance to the electron beam irradiation device (4) Moreover, you may add after the exit of an electron beam irradiation apparatus (4).

また、この消石灰の添加とともに、珪藻土等の特殊助剤も添加されてもよい。 In addition to the addition of this slaked lime, a special auxiliary agent such as diatomaceous earth may be added.

第２ろ過式集塵機（５）は、硝酸カルシウム等の反応生成物、消石灰、特殊助剤を捕捉できるものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、ＳＳ４００等の鋼板製の本体部と、ガラス繊維二重織布とを有するものが使用される。また、電子ビーム照射装置（４）で未反応のＳＯｘも消石灰と反応して、この第２ろ過式集塵機（５）にて捕集・除去される。 The second filtration dust collector (5) is not particularly limited as long as it can capture a reaction product such as calcium nitrate, slaked lime, and a special auxiliary agent. For example, a main body made of a steel plate such as SS400 And a glass fiber double woven fabric is used. Moreover, unreacted SOx also reacts with slaked lime in the electron beam irradiation device (4), and is collected and removed by the second filtration dust collector (5).

第２ろ過式集塵機（５）を通過した排ガスは、誘引送風機（ＩＤＦ）（６）によって、排ガスの排出口である煙突（７）に向けて誘引され、煙突を介して外部に排出される。 The exhaust gas that has passed through the second filtration dust collector (5) is attracted toward the chimney (7), which is an exhaust gas exhaust port, by the induction fan (IDF) (6), and is discharged to the outside through the chimney.

（実施の形態２）
図２は、実施の形態２の排ガス処理装置の概略構成を説明するフローシートである。 (Embodiment 2)
FIG. 2 is a flow sheet illustrating a schematic configuration of the exhaust gas treatment apparatus of the second embodiment.

本実施の形態２では、ろ過式集塵機（１３）と、湿式洗煙装置（１６）とを有し、このろ過式集塵機（１３）と湿式洗煙装置（１６）との間に電子ビーム照射装置（１４）を配置する構成となっている。 In this Embodiment 2, it has a filtration type dust collector (13) and a wet smoke cleaner (16), and an electron beam irradiation apparatus is provided between this filter dust collector (13) and the wet smoke cleaner (16). (14) is arranged.

一般廃棄物を燃焼する燃焼炉またはボイラ（１１）から、ろ過式集塵機（１３）に至るまでの間には、燃焼処理後の高温の排ガスの温度を減温する減温塔（１２）が設けられている。また、電子ビーム照射装置（１４）と湿式洗煙塔（１６）との間には、排ガスを誘引するための誘引送風機（ＩｎｄｕｃｅｄＤｒａｆｔＦａｎ：ＩＤＦ）（１５）が設けられており、湿式洗煙塔（１６）を出た排ガスは、煙突（１７）を通じて外気に排出されるようになっている。 A temperature reducing tower (12) for reducing the temperature of the high-temperature exhaust gas after the combustion treatment is provided between the combustion furnace or boiler (11) for burning the general waste and the filtration dust collector (13). It has been. Further, an induction draft fan (IDF) (15) for attracting exhaust gas is provided between the electron beam irradiation device (14) and the wet smoke cleaning tower (16). The exhaust gas exiting the tower (16) is discharged to the outside air through the chimney (17).

減温塔（１２）は、燃焼後の２２０℃程度の高温の排ガスを、１６０〜１７０℃程度まで減温することができるものが用いられ、減温のために、例えば、噴射水を噴射するための２流体噴射ノズルを備えたものが用いられる。 As the temperature reducing tower (12), one that can reduce the temperature of the exhaust gas at a high temperature of about 220 ° C. after combustion to about 160 to 170 ° C. is used. For this purpose, one having a two-fluid jet nozzle is used.

ろ過式集塵機（１３）は、燃焼後の排ガス中に含まれる煤塵を除去するための除塵用ろ過式集塵機である。ろ過式集塵機（１３）は、煤塵を除去することができれば、特に限定されるものではないが、例えば、ＳＳ４００等の鋼板製で、酸露点による低温腐食を防止するための保湿資材が外面に施行された本体部と、ガラス繊維二重織布のろ布とを有し、さらに、ダスト搬出装置や温風循環装置などの付属装置が付設されたものが用いられる。このろ過式集塵機（１３）の入口煙道には、ろ布の保護等のため、図示しない特殊助剤貯蔵槽から珪藻土等を含有する特殊助剤が吹き込まれる。 The filtration dust collector (13) is a dust removal filtration dust collector for removing the soot contained in the exhaust gas after combustion. The filtration type dust collector (13) is not particularly limited as long as dust can be removed. For example, it is made of a steel plate such as SS400, and a moisture retaining material for preventing low temperature corrosion due to acid dew point is applied to the outer surface. The main body part and the filter cloth of the glass fiber double woven fabric, and further provided with an auxiliary device such as a dust carry-out device and a hot air circulation device are used. A special auxiliary agent containing diatomaceous earth or the like is blown into the inlet flue of the filtration dust collector (13) from a special auxiliary agent storage tank (not shown) for protecting the filter cloth.

燃焼炉（１１）で発生する排ガス中の煤塵の一部は、減温塔（１２）で捕集され、残りの煤塵は、ろ過式集塵機（１３）で特殊助剤とともにろ布により捕集・除去される。 Part of the dust in the exhaust gas generated in the combustion furnace (11) is collected by the temperature reducing tower (12), and the remaining dust is collected by the filter dust collector (13) with a special auxiliary agent through a filter cloth. Removed.

電子ビーム照射装置（１４）は、電子ビーム照射反応部、高圧電源装置、制御盤、および、操作盤から構成される。電子ビームは、電子ビーム発生部内のターミナルで発生し加速器の高電圧により加速した電子を、電子ビーム発生部端部に設けたウィンドウ部からビーム状に照射するものである。加速器は、例えば、３００ｋＶ、４０ｍＡの定格のものが用いられ、この仕様では、１０００ｍ^３Ｎ／ｈの排ガスを処理することができる。電子ビームの透過能力は、照射の対象となる物質の密度に依存するため、空気をベースとするガスに対しては、０．３ＭｅＶのエネルギーで５０ｃｍ程度の飛程が期待できる。 The electron beam irradiation device (14) includes an electron beam irradiation reaction unit, a high voltage power supply device, a control panel, and an operation panel. The electron beam is emitted in the form of a beam from a window provided at the end of the electron beam generating unit, which is generated at a terminal in the electron beam generating unit and accelerated by the high voltage of the accelerator. For example, an accelerator having a rating of 300 kV and 40 mA is used. With this specification, an exhaust gas of 1000 m ³ N / h can be processed. Since the electron beam transmission ability depends on the density of the substance to be irradiated, a range of about 50 cm can be expected with an energy of 0.3 MeV for an air-based gas.

電子ビーム照射装置（１４）を通過する排ガスに含まれるＮＯｘ、ＳＯｘは、電子ビーム照射によって、それぞれ、硝酸および硫酸に酸化される。また、排ガスに含まれるダイオキシン類は、電子ビーム照射により分解・無害化される。この分解・無害化は、電子ビームの照射で発生した排ガス中の活性種によりダイオキシン類のエーテル結合の開裂、ベンゼン環の開環、塩素の脱離などによるものであると考えられる。 NOx and SOx contained in the exhaust gas passing through the electron beam irradiation device (14) are oxidized to nitric acid and sulfuric acid, respectively, by electron beam irradiation. In addition, dioxins contained in the exhaust gas are decomposed and detoxified by electron beam irradiation. This decomposition / detoxification is thought to be due to the cleavage of the ether bond of dioxins, the opening of the benzene ring, the elimination of chlorine, etc. by the active species in the exhaust gas generated by electron beam irradiation.

電子ビーム照射装置（１４）の通過により発生した硝酸、硫酸、塩化水素は、アンモニア供給手段（図示せず）から供給されたアンモニアと反応することにより、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウムとされる。 Nitric acid, sulfuric acid, and hydrogen chloride generated by passing through the electron beam irradiation device (14) react with ammonia supplied from an ammonia supply means (not shown) to be converted into ammonium nitrate, ammonium sulfate, and ammonium chloride.

このアンモニアの添加は、その添加により生じる、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウムが、これらの化合物を捕捉するために設けられる湿式洗煙装置（１６）にて捕捉されるように、ろ過式集塵機（１３）の下流側から湿式洗煙装置（１６）の入口前に至るまでのいずれかの部分に添加されればよく、電子ビーム照射装置（１４）への入口前に添加されても、また、電子ビーム照射装置（１４）の出口後に添加されてもよい。 The addition of ammonia is performed by a filtration dust collector (13) so that ammonium nitrate, ammonium sulfate, and ammonium chloride generated by the addition are captured by a wet smoke cleaning device (16) provided to capture these compounds. May be added to any part from the downstream side to the entrance of the wet smoke cleaning device (16), or even before the entrance to the electron beam irradiation device (14). It may be added after the exit of the irradiation device (14).

湿式洗煙装置（１６）は、電子ビーム照射により生成した硝酸、硫酸、塩化水素とアンモニアとが反応して生成した硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウムを水スプレーで吸収除去するために設置される。また、この湿式洗煙装置（１６）は、未反応のＨＣｌ、ＮＯｘ、ＳＯｘや重金属類を湿式洗浄によって効率よく除去する。ＨＣｌやＳＯｘなどの酸性ガスの中和剤には苛性ソーダ（ＮａＯＨ）等が使用される。 The wet smoke cleaning device (16) is installed to absorb and remove ammonium nitrate, ammonium sulfate, and ammonium chloride generated by the reaction of nitric acid, sulfuric acid, hydrogen chloride, and ammonia generated by electron beam irradiation with a water spray. Further, the wet smoke cleaning device (16) efficiently removes unreacted HCl, NOx, SOx and heavy metals by wet cleaning. Caustic soda (NaOH) or the like is used as a neutralizing agent for acidic gases such as HCl and SOx.

湿式洗煙装置（１６）は、冷却吸収塔（本体）と、排ガス再加熱装置とを備え、さらに、減湿用冷却器、薬品タンク、減湿水槽等を有していてもよい。排ガス再加熱装置は、ガス再加熱器、循環ファン、および混合器から構成される。 The wet smoke cleaning device (16) includes a cooling absorption tower (main body) and an exhaust gas reheating device, and may further include a dehumidifying cooler, a chemical tank, a dehumidified water tank, and the like. The exhaust gas reheating device includes a gas reheater, a circulation fan, and a mixer.

電子ビーム照射装置（１４）を通過した排ガスは、誘引送風機（ＩＤＦ）（１５）によって、湿式洗煙装置（１６）に通され、湿式洗煙装置（１６）を出た排ガスは、煙突（１７）を介して外部に排出される。 The exhaust gas that has passed through the electron beam irradiation device (14) is passed through the wet smoke cleaning device (16) by the induction fan (IDF) (15), and the exhaust gas that has exited the wet smoke cleaning device (16) is the chimney (17 ) Is discharged to the outside through.

次に、本発明を具体的に説明するために、本発明の実施例を説明する。 Next, examples of the present invention will be described in order to specifically explain the present invention.

（実施例１）
図１に示すような実施の形態１の排ガス処理装置を用いて排ガスの処理を行い、ばいじん、塩化水素、ＳＯｘ、ＮＯｘ、ダイオキシン類の各成分の除去効果を測定した。排煙条件を、５，０００ｍ^３Ｎ／ｈ、２５，０００ｍ^３Ｎ／ｈ、５０，０００ｍ^３Ｎ／ｈの３条件とし、排ガス処理装置入口と排ガス処理装置出口での排煙濃度を測定した。各濃度算出において、実際の排煙量を入口および出口の各段階での温度で温度換算した排煙量に補正したものを排煙量として用いた。このようにして上記３条件についてそれぞれ排煙効果を測定したところ、各条件について同一の排煙効果が得られた。その結果を、表１に示す。

Example 1
Exhaust gas was treated using the exhaust gas treatment apparatus of Embodiment 1 as shown in FIG. 1, and the removal effect of each component of dust, hydrogen chloride, SOx, NOx, and dioxins was measured. The flue gas conditions ^and ^{5,000m 3 N / h, 25,000m 3} N / h, the three conditions of 50,000 m ³ N / h, was measured smoke density in the exhaust gas processing device inlet and the exhaust gas processing device outlet . In each concentration calculation, the actual smoke emission amount corrected to the smoke emission amount converted into the temperature at the temperature at each stage of the inlet and outlet was used as the smoke emission amount. Thus, when the smoke exhaustion effect was measured about said 3 conditions, the same smoke exhaustion effect was acquired about each condition. The results are shown in Table 1.

（実施例２）
図２に示すような実施の形態２の排ガス処理装置を用いて排ガスの処理を行い、ばいじん、塩化水素、ＳＯｘ、ＮＯｘ、ダイオキシン類の各成分の除去効果を測定した。排煙条件を、５，０００ｍ^３Ｎ／ｈ、２５，０００ｍ^３Ｎ／ｈ、５０，０００ｍ^３Ｎ／ｈの３条件とし、排ガス処理装置入口と排ガス処理装置出口での排煙濃度を測定した。各濃度算出において、実際の排煙量を入口および出口の各段階での温度で温度換算した排煙量に補正したものを排煙量として用いた。このようにして上記３条件についてそれぞれ排煙効果を測定したところ、各条件について同一の排煙効果が得られた。その結果を、表２に示す。

(Example 2)
Exhaust gas was treated using the exhaust gas treatment apparatus of Embodiment 2 as shown in FIG. 2, and the removal effect of each component of dust, hydrogen chloride, SOx, NOx, and dioxins was measured. The flue gas conditions ^and ^{5,000m 3 N / h, 25,000m 3} N / h, the three conditions of 50,000 m ³ N / h, was measured smoke density in the exhaust gas processing device inlet and the exhaust gas processing device outlet . In each concentration calculation, the actual smoke emission amount corrected to the smoke emission amount converted into the temperature at the temperature at each stage of the inlet and outlet was used as the smoke emission amount. Thus, when the smoke exhaustion effect was measured about said 3 conditions, the same smoke exhaustion effect was acquired about each condition. The results are shown in Table 2.

表１および２を参照して明らかなように、本発明によると、排ガスに含まれるばいじん、塩化水素、ＳＯｘ、ＮＯｘ、ダイオキシン類の低減効果が顕著であることが分かった。 As is apparent with reference to Tables 1 and 2, according to the present invention, it was found that the effect of reducing dust, hydrogen chloride, SOx, NOx, and dioxins contained in the exhaust gas is remarkable.

本発明は、廃棄物焼却炉、溶融炉等から発生する排ガスを処理する排ガス処理装置および排ガス処理方法に関し、さらに詳細には、電子ビームを用いて廃ガスを分解処理する排ガス処理装置および排ガス処理方法に関するものであり、電子ビーム照射において性能低下をきたすことなく、排ガスに含まれるダイオキシン類、ＮＯｘ、ＳＯｘを同時に除去することができ、その結果、プロセスの簡素化および省エネルギーを図ることができる。 The present invention relates to an exhaust gas treatment device and an exhaust gas treatment method for treating exhaust gas generated from a waste incinerator, a melting furnace, and the like, and more particularly, an exhaust gas treatment device and an exhaust gas treatment for decomposing waste gas using an electron beam. The present invention relates to a method, and dioxins, NOx, and SOx contained in exhaust gas can be removed at the same time without causing performance degradation in electron beam irradiation. As a result, the process can be simplified and energy can be saved.

実施の形態１の排ガス処理装置の概略構成を説明するフローシートである。2 is a flow sheet illustrating a schematic configuration of an exhaust gas treatment apparatus according to Embodiment 1; 実施の形態１の排ガス処理装置の概略構成を説明するフローシートである。2 is a flow sheet illustrating a schematic configuration of an exhaust gas treatment apparatus according to Embodiment 1; 従来の排ガス処理装置を説明するフローシートである。It is a flow sheet explaining the conventional exhaust gas processing apparatus. 従来の排ガス処理装置を説明するフローシートである。It is a flow sheet explaining the conventional exhaust gas processing apparatus. 従来の他の排ガス処理装置を説明するフローシートである。It is a flow sheet explaining other conventional exhaust gas treatment equipment. 従来の他の排ガス処理装置を説明するフローシートである。It is a flow sheet explaining other conventional exhaust gas treatment equipment. 非特許文献１より引用したグラフである。It is the graph quoted from the nonpatent literature 1.

符号の説明Explanation of symbols

１燃焼炉
２減温塔
３第１ろ過式集塵機
４電子ビーム照射装置
５第２ろ過式集塵機
６誘引送風機
７煙突
１１燃焼炉
１２減温塔
１３ろ過式集塵機
１４電子ビーム照射装置
１５誘引送風機
１６湿式洗煙塔
１７煙突
１０１減温塔
１０２第１ろ過集塵機
１０３第２ろ過集塵機
１０４ガス再加熱装置
１０５触媒脱硝装置
１０６誘引送風機
１０７煙突
２０１減温塔
２０２ろ過式集塵機
２０３誘引送風機
２０４湿式洗煙装置
２０５ガス再加熱装置
２０６触媒脱硝装置
２０７煙突 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Combustion furnace 2 Temperature reducing tower 3 1st filtration type dust collector 4 Electron beam irradiation apparatus 5 2nd filtration type dust collector 6 Induction fan 7 Chimney 11 Combustion furnace 12 Temperature reduction tower 13 Filtering type dust collector 14 Electron beam irradiation apparatus 15 Induction fan 16 Wet Smoke-tower 17 Chimney 101 Cooling tower 102 First filtration dust collector 103 Second filtration dust collector 104 Gas reheating device 105 Catalyst denitration device 106 Induction fan 107 Chimney 201 Temperature reduction tower 202 Filtration dust collector 203 Induction fan 204 Wet smoke washing device 205 Gas reheating device 206 Catalytic denitration device 207 Chimney

Claims

排ガスに含まれる煤塵を集塵する集塵手段と、
該集塵手段で除塵された排ガスに含まれる窒素酸化物、硫黄酸化物、有機ハロゲン化合物を分解するための電子ビームを照射する電子ビーム照射手段と、
該電子ビーム照射手段によって生じた分解物を捕捉する捕捉手段と
を備えたことを特徴とする排ガス処理装置。 Dust collection means for collecting the dust contained in the exhaust gas;
An electron beam irradiation means for irradiating an electron beam for decomposing nitrogen oxides, sulfur oxides, and organic halogen compounds contained in the exhaust gas removed by the dust collection means;
An exhaust gas treatment apparatus comprising: capture means for capturing decomposition products generated by the electron beam irradiation means.

前記捕捉手段は、前記電子ビーム照射手段の下流に配置された第２集塵手段であり、
前記集塵手段から該第２集塵手段に至るまでのガス流路途中に消石灰を供給する消石灰供給手段をさらに備え、
該第２集塵手段は、前記分解物である、硝酸、硫酸、塩化水素と消石灰との反応物である、硝酸カルシウム、硫酸カルシウム、塩化カルシウムを集塵する、請求項１に記載の排ガス処理装置。 The capturing means is a second dust collecting means disposed downstream of the electron beam irradiation means;
Slaked lime supply means for supplying slaked lime in the middle of the gas flow path from the dust collection means to the second dust collection means,
2. The exhaust gas treatment according to claim 1, wherein the second dust collecting means collects calcium nitrate, calcium sulfate, and calcium chloride, which is a reaction product of nitric acid, sulfuric acid, hydrogen chloride, and slaked lime, which is the decomposition product. apparatus.

前記捕捉手段は、前記電子ビーム照射手段の下流に配置された湿式洗煙塔であり、
前記集塵手段から該湿式洗煙塔に至るまでのガス流路途中にアンモニアを供給するアンモニア供給手段をさらに備え、
該湿式洗煙塔は、前記分解物である、硝酸、硫酸、塩化水素とアンモニアとの反応物である、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウムを吸収除去する、請求項１に記載の排ガス処理装置。 The capture means is a wet smoke sewage tower disposed downstream of the electron beam irradiation means,
Further comprising ammonia supply means for supplying ammonia in the middle of the gas flow path from the dust collection means to the wet smoke tower,
The exhaust gas treatment apparatus according to claim 1, wherein the wet smoke cleaning tower absorbs and removes ammonium nitrate, ammonium sulfate, and ammonium chloride, which are reaction products of nitric acid, sulfuric acid, hydrogen chloride, and ammonia, which are the decomposition products.

排ガスに含まれる煤塵を集塵する集塵工程と、
集塵工程で除塵された排ガスに電子ビームを照射して、排ガス中の窒素酸化物、硫黄酸化物、有機ハロゲン化合物を分解する電子ビーム照射工程と、
該電子ビーム照射工程にて生じた分解物を捕捉する捕捉工程と
を包含することを特徴とする排ガス処理方法。 A dust collection process for collecting the dust contained in the exhaust gas;
An electron beam irradiation process for irradiating the exhaust gas removed in the dust collection process with an electron beam to decompose nitrogen oxides, sulfur oxides, and organic halogen compounds in the exhaust gas;
And a capture step for capturing a decomposition product generated in the electron beam irradiation step.

前記集塵工程後から前記捕捉工程に至るまでの間に消石灰を供給する消石灰供給工程をさらに含み、
前記捕捉工程は、前記分解物である、硝酸、硫酸、塩化水素と消石灰との反応物である、硝酸カルシウム、硫酸カルシウム、塩化カルシウムを集塵する工程である、請求項４に記載の排ガス処理方法。 Further comprising a slaked lime supply step of supplying slaked lime between the dust collection step and the capture step;
The exhaust gas treatment according to claim 4, wherein the capturing step is a step of collecting calcium nitrate, calcium sulfate, calcium chloride, which is a reaction product of nitric acid, sulfuric acid, hydrogen chloride and slaked lime, which is the decomposition product. Method.

前記集塵工程後から前記捕捉工程に至るまでの間にアンモニアを供給するアンモニア供給工程をさらに含み、
前記捕捉工程は、前記分解物である、硝酸、硫酸、塩化水素とアンモニアとの反応物である、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウムを吸収除去する工程である、請求項４に記載の排ガス処理方法。 An ammonia supply step for supplying ammonia between the dust collection step and the capture step;
5. The exhaust gas treatment method according to claim 4, wherein the capturing step is a step of absorbing and removing ammonium nitrate, ammonium sulfate, or ammonium chloride, which is a reaction product of nitric acid, sulfuric acid, hydrogen chloride, and ammonia, which is the decomposition product.