JPH0445311A - 燃焼排ガスの処理設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は焼却炉等から発生する燃焼排ガスを除塵、脱硫
等処理する、冷却水噴霧装置を有するガスクーラー、乾
式集塵機、煙突を具備した燃焼排ガス処理設備に関する
ものである。

［従来の技術］ 焼却炉、ボイラー等から発生する燃焼排ガスは一般に６
００〜８００℃の高温ガスであり、煤塵、ＳＯ２等を含
有しているので、それらを除去して大気中に放出するこ
とが必要である。そのためこれらの燃焼排ガスを処理す
る種々の設備が古くから提案され、用いられている。排
ガスの脱硫処理設備としては大別して乾式吸収法、湿式
吸収法に適応した設備がある。湿式吸収法に適応した設
備ではＳ０２等をアルカリ溶液又はスラリーを吸収剤と
して処理するので、脱硫率が高く優れているが、腐食等
の問題があり、そのためＶＬｌｌ費、その維持費等が高
くなる。

そのため乾式吸収法に適応した設備が多く検討されてい
る。−例としてボイラーの内部へ石灰石の粉末又は消石
灰等を吹き込み、熱分解させて酸化物とし、これを燃焼
排ガスによって輸送する間に、Ｓ０２を固定し、集塵機
で補気する設備がある。この設備ではボイラーそのもの
が脱硫装置となる。

他の例として、乾式集塵機（電気集塵機等）を用いる場
合は、６００〜８００℃の高温ガスを冷却して、該集塵
機入口の燃焼排ガスの温度を２００〜４００℃程度に維
持する必要があり、そのため、燃焼排ガス発生炉に接続
して、冷却水噴霧装置を有するガスクーラー、乾式集塵
機、煙突を具備した燃焼排ガス処理設備が用いらる。

また、特開昭６３−２３６５１３号公報には、有機塩素
化合物等を含んだ燃焼排ガスの処理として、ごみ焼却炉
の出口と、電気集塵機との間で、散水式等の冷却塔（ガ
スクーラーと同じ）により、２５０℃以下に急冷するこ
とが記載されている。これらの冷却水噴霧装置を有する
ガスクラ−に導入された燃焼排ガスは、水の蒸発によっ
て断熱冷却線に沿って急激に冷却する。この場合、一般
に冷却水噴霧装置のノズルとして、液体による一流体ノ
ズルが用いられている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述したボイラーそのものを脱硫装置と
する排ガスの脱硫処理設備では、脱硫のための付帯設備
等の節約に効果があるが、脱硫効果の点で問題がある。

また、冷却水噴霧装置を有するガスクーラ乾式集席機、
煙突を具備した燃焼排ガス処理設備では下記の様な問題
がある。

冷却水噴霧装置を有するガスクーラーでは冷却水噴霧に
よる水が完全に蒸発しないで、液滴として内壁に付着し
、それが起因してＮａ２　ＳＯ３等によるクリンカーが
発生する。

第５図はガスクーラーにおけるクリンカーの発生状態を
示す図である０図において、ガスクーラー１の上部１ａ
から太矢印で示す方向に導入された燃焼排ガスに、肩部
１ｂに設けられたリタンノズル３から、−流体として苛
性ソーダ（以降、Ｎ　ａ　ＯＨとする）溶液が矢印で示
す方向に噴霧され、燃焼排ガスの冷却とＳ０２、ＨＣＩ
等の除去処理が行なわれる。この場合、噴霧による水が
完全に蒸発しないで、液滴として内壁に付着する場合が
生じる。これは−流体としてＮａＯＨ溶液の液滴径が約
２５０μｍで大きいために、完全蒸発までの時間がかか
力、ガスクーラー１内で完全に蒸発しないで、内壁に衝
突して付着し、それに起因してクリンカー２が発生する
。クリンカー２が発生すると、次第に成長して、ついに
は燃焼排ガスの通路を閉塞し、燃焼排ガスの円滑な処理
が出来ない、ここにおいて、１ｃはマンホールである。

また、上記のような乾式集塵機では入口直前の燃焼排ガ
スの温度を２００〜４００℃に保持することが必要であ
る。燃焼排ガス温度が２００℃未満では酸露点以下にな
り、集塵室、ダストホッパー等の腐食が生じる。また通
常続いて設置されている熱回収装置での熱回収効率が低
下する。燃焼排ガス温度が４００℃を超えた場合には装
置の強度が問題であり、また策塵率が低下する。

一方、−流体としてのＮａＯＨ溶液により、燃焼排ガス
のＳＯ□を設定値までにＮ　ａ　ＯＨ溶液で低下するよ
うにしなければならない、そのため燃焼排ガスの冷却と
、燃焼排ガスの設定したＳ０２濃度までの調節が、相反
する制御となり、同時に満足させることが困難である０
本発明は上記のような問題点の解決を図ったものであり
、クリンカーの発生を防止し、集塵、ＳＯ２、ＨＣＩ等
の除去、熱回収を、効率よく出来る方法を提供すること
を目的とする。

［ｉ１題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は冷却水噴霧装置を
備えたガスクーラー、乾式集塵機、煙突を具備した燃焼
排ガス処理設備において、前記冷却水噴霧装置のノズル
を二流体ノズルとし、該二流体ノズルに供給する一つの
流体供給機構を各々独立して制御出来る機構を有する冷
却水とＮ　ａ’ｏ　Ｈ原液の組合せ供給機構とし、他の
流体供給機構を空気供給機構としたことを特徴とした燃
焼排ガスの処理設備とするものである。

［作用］ 本発明は上記のような精成なので、高温の燃焼排ガスに
二流体を噴霧した場合、噴霧粒子径は液体ノズルからの
噴霧粒子径に比べて、ＮａＯＨ溶液の液滴径が約１５０
μｍ未満に適宜小さくすることが出来るので、後述する
ように燃焼排ガス中での液滴の完全蒸発までに要する時
間を短くすることが出来、ガスクーラーの内壁への液滴
の付着を防止することが出来る。

本発明は、一つの流体供給機構を、冷却水とＮａＯＨ原
液の組合せ供給機構とし、各々独立して制御出来る機構
を有している。そのため、ガスクーラー前に設けた燃焼
排ガスの計測装置で燃焼排ガスのガス温度、ＳＯ２の濃
度等を測定し、冷却水供給ポンプを作動させて、必要な
冷却水をガスクーラーに供給する。燃焼排ガスの冷却に
ついては、乾式集塵機の入口前の温度測定装置によって
測定され、所定の温度に保持するように制御される。

一方、Ｓ０２の濃度については、煙突の直前に付設され
たＳ０２計によって測定され、その値と設定値との差異
に対応して、ＮａＯＨ原液注入ポンプが作動して、燃焼
排ガスのＳ０２の濃度を設定値に近付けるべく、必要な
ＮａＯＨの絶対量がＮａＯＨ原液として供給される。Ｎ
ａ０１−１原液は冷却水供給管に導入されて、ＮａＯＨ
溶液として、一つの流体として、二流体ノズルに供給さ
れる。そのため、燃焼排ガスの冷却と、脱硫処理とを同
時に満足させた操業を行なうことが出来る。

冷却水噴霧装置から噴霧される水溶液には、燃焼排ガス
のＳＯ２と反応して亜硫酸ソーダ（ＮａａＳＯｘ）を生
成するのに必要なＮａＯＨの絶対量が含まれるようにす
る。水分は蒸発して亜硫酸ソダは粉末となり、乾式集塵
機で捕集される。このようにして噴霧される水溶液は燃
焼排ガスの温度の所定の冷却とＳ０２濃度の低下とを同
時に満足出来るように作用することが出来る。

本発明では燃焼排ガスがガスクーラー、乾式集塵機で、
除塵、脱硫等を処理し、熱回収装置で、その保有熱が回
収され、煙突から大気中に放出される。

乾式集Ｉ１機としては特に乾式電気集ｍ機を用いること
が出来る。乾式電気集塵機は微細な粒子の捕集が容易で
あり、ガス、およびダストの性状による影響が少ないこ
とによる。熱回収装置とじては廃熱ボイラー等が挙げら
れる。

［実施例コ 以下に本発明の実施例を図によって説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す図である０図において
、４は乾式電気集塵機、５は煙突、６は組合せ供給機構
、７は冷却水タンク、８はＮａＯＨ原液タンク、１０は
ＳＯ２計、１１は温度測定装置、１３は冷却水噴霧装置
である。

焼却炉としてロータリーキルン１７を用いロータリーキ
ルン１７から発生した燃焼排ガスの煤塵、Ｓ０２等を処
理するために、ロータリーキルン１７から排出管を介し
てガスクーラーｌが設けられている。ガスクーラー１に
はその上部に通常複数個の冷却水噴霧装置１３が設けら
れている。冷却水噴霧装置１３のノズルは二流体ノズル
であり、二流体ノズルに供給する一つの流体供給機構を
各々独立して制御出来る機構を有する冷却水と苛性ソー
ダ原液の組合せ供給機構６とし、他の流体供給機構を空
気供給機構９としている。

ガスクーラー１の下部には所定の温度に冷却し、所定の
Ｓ０２濃度に処理した燃焼排ガスを乾式電気集塵機４に
導入するための接続管１９を設けている。ガスクーラー
１で処理された粗い煤塵等はガスクーラー１の底部に設
けた排出口より排出槽１８に送られ、そこから除去され
る。同様に乾式電気ｉｎ機４では煤塵等は集塵されて底
部に設けた排出口より排出槽１８に送られ、そこから除
去される。一方除塵された清浄な燃焼排ガスは廃熱ボイ
ラー２４で熱交換されて、その保有熱が回収される。熱
回収された燃焼排ガスは誘引送風ｌ１１１５により煙突
５がら大気中に放出される。

第２図は本発明に用いる二流体ノズルの一例を示す図で
ある。

ここでは二流体ノズル１４は本体が液体用内管１６と空
気用外管１５とがら精成されており、その先端部にキャ
ップ１９を取付けている。液体用内管１６にはＮａＯＨ
溶液の流体供給管が、空気用外管１５には空気供給管が
各々接続されている。

また第１図では冷却水供給管２ｏを介して冷却水タンク
７が接続されている。一方その冷却水供給管２０の途中
に、一端にＮ　ａ　ＯＨ原液タンク８と接続したＮａＯ
Ｈ原液供給管２１が接続されて、燃焼排ガスのＳ０２と
反応して亜硫酸　ソーダ（Ｎａ２ＳＯｓ）を生成するの
に必要なＮａＯＨの絶対量をガスクーラー１に供給出来
るようにしている。燃焼排ガスのＳ０２の濃度は煙突５
の直前に付設されたＳＯ２計１０によって測定され、そ
の値と設定値との差異に対応して、ＮａＯＨ溶液注入ポ
ンプ２２が作動して、燃焼排ガスの８０２の濃度を設定
値に近付けるべく、必要なＮａＯＨの絶対量がＮａＯＨ
溶液として供給される。燃焼排ガスの温度については、
乾式電気集塵機４の入口直前の燃焼排ガスの温度を２０
０〜４００℃に保持するために、温度測定装置１１で測
定された燃焼排ガスの温度の値によって、冷却水供給ポ
ンプ２３が作動して、必要な冷却水がガスクーラー１に
供給される。この場合冷却水供給量に対して、Ｎ　ａ　
ＯＨ溶液量は１／１００程度の割合であるので、ＮａＯ
Ｈ溶液量による冷却への影響は無視することが出来る。

１２はガスクーラー前の燃焼排ガスの計測装置であり、
これによって燃焼排ガスのガス温度、Ｓｏ、の濃度等を
測定する。

第３図は二流体ノズルの液滴径と完全蒸発時間との関係
を示す図である。ここでは両対数目盛りを用い、５０μ
ｍ、７０μｍ、１００μｍの場合の１００℃、１５０℃
、２００℃、２５０℃、３００℃における完全蒸発時間
を求めてプロットしたものである。１００μｍの場合の
３００℃における完全蒸発時間は太矢印から０．３４秒
になることがわかる。比較として一流体ノズルの場合は
、液滴径が２５０μ程度であるので、点線の矢印から１
．６秒も要することがわかる。

二流体ノズルについては、市販のものを用いることが出
来、寸法、液体圧力（ｋｇ／ｃ■２）等の選択によって
、適した液滴径を選択することが出来る。

第４図は本発明における二流体ノズルを用いた場合のＮ
ａＯＨ注入当量比（Ｎ　ａ　ＯＨ／　Ｓ　Ｏ２）と脱硫
率との関係を示す図である。実線Ａは本発明の実施例で
あり、点線Ｂは比較例で、二流体ノズルの代りに一流１
体ノズルを用いた以外は同一条件とした０図から明らか
なように、二流体ノズルを用いた場合は脱硫率が高い結
果が得られている。

これは二流体ノズルを用いた場合は液滴の付着が防止出
来るので、ＮａＯＨ注入当量比に対応して、脱硫が行な
われるものと考えられる。

（実施例） 本発明設備を用−いて、３０００トン／月能力の焼却炉
から発生した６００〜８００℃の燃焼排ガス４１００Ｏ
Ｎｎｆ／Ｈを本発明方法によって処理したものである。

ガスクーラーには上部に冷却水噴霧装置の二流体ノズル
を５本配置した。１００μｍの液滴径を得ることの出来
る二流体ノズルを用いた。

乾式電気集塵機の入口直前の燃焼排ガスの温度を３００
℃に設定し、燃焼排ガスのＳ０２の濃度は煙突の直前で
３０ｐｐｍに設定するものとした。

第１表に本発明設備を用いて１６時間操業した場合の平
均の実験結果を示す。

第１表 第１表から明かなように、脱硫率、脱ＨＣＩ率は所定の
値を得ることが出来た。操業中ガスクーラーにクリンカ
ーの発生はなく、円滑に排ガス処理を行なうことが出来
た。

［発明の効果］ 本発明の設備によれば、乾式集塵機の前にガスクーラー
を配室して、ガスクーラーの冷却水噴霧装置のノズルを
二流体ノズルとする簡単な構造とともに、その−流体を
精成する冷却水とＮａＯＨ原液を各々独立して制御出来
るようにしたことにより、ガスクーラーの内壁へのクリ
ンカーの発生を防止し、燃焼排ガス温度の適切な冷却と
、Ｓ０２濃度の調節が同時に出来、結果として燃焼排ガ
スの集塵、ＳＯ２、ＨＣＩ等の除去、熱回収が効率よく
処理出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は本発明に
用いる二流体ノズルの一実施例を示す図、第３図は本発
明に用いる二流体ノズルの液滴径と完全蒸発時間との関
係を示す図、第４図は本発明に用いる二流体ノズルの場
合のＮａＯＨ注入当量比（ＮａＯＨ／ＳＯ２）と脱硫率
との関係を示す図、第５図はガスクーラーにおけるクリ
ンカーの発生状態を示す図である。 １・・・ガスクーラー、４・・・乾式電気集塵機、５・
・・煙突、６・・・組合せ供給機構、７・・・冷却水タ
ンク、８・・・ＮａＯＨ原液タンク、１０・・・ＳＯ２
計、１１・・・温度測定装置、１３・・・冷却水噴霧装
置、１４・・・二流体ノズル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 冷却水噴霧装置を有するガスクーラー、乾式集塵機、煙
   突を具備した燃焼排ガス処理設備において、前記冷却水
   噴霧装置のノズルを二流体ノズルとし、該二流体ノズル
   に供給する一つの流体供給機構を、各々独立して制御出
   来る機構を有する冷却水と苛性ソーダ原液の組合せ供給
   機構とし、他の流体供給機構を空気供給機構としたこと
   を特徴とした燃焼排ガスの処理設備。