JPH10267256A - Method and apparatus for cooling exhaust gas of incinerating furnace - Google Patents
Method and apparatus for cooling exhaust gas of incinerating furnaceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は焼却炉排ガスの冷却
方法及び装置に関する。より詳しくは、本発明は、特に
ダイオキシン類の再生成を抑制し、塩化水素ガスや硫黄
酸化物ガスなど、ダイオキシン類や水銀などの有害物質
をバッグフィルターで高効率で除去できるようにするた
めの焼却炉排ガスの冷却方法及び装置に関する。The present invention relates to a method and an apparatus for cooling exhaust gas from an incinerator. More specifically, the present invention suppresses regeneration of dioxins in particular, and enables harmful substances such as dioxins and mercury, such as hydrogen chloride gas and sulfur oxide gas, to be efficiently removed by a bag filter. The present invention relates to a method and an apparatus for cooling incinerator exhaust gas.
【０００２】[0002]
【従来の技術】都市ごみ焼却炉から排出される排ガス中
には、煤塵、塩化水素（ＨＣｌ）、ＳＯｘ、ＮＯｘ、水
銀を含む重金属類やダイオキシン等の微量成分が含まれ
ており、環境保全の立場から、これらの有害物質の除去
が必要である。なかでもダイオキシン類（ＰＣＤＤ：ポ
リ塩化ジベンゾジオキシン、及びＰＣＤＦ：ポリ塩化ジ
ベンゾフランの総称）については、極めて毒性が強く、
しかも発ガン性をも有することが報告されており、ダイ
オキシン類の捕集・除去は緊急課題として取り上げられ
ている。2. Description of the Related Art Exhaust gas discharged from municipal solid waste incinerators contains trace components such as dust, hydrogen chloride (HCl), SOx, NOx, heavy metals including mercury, and dioxins. From a standpoint, it is necessary to remove these harmful substances. Among them, dioxins (PCDD: polychlorinated dibenzodioxin and PCDF: general term for polychlorinated dibenzofuran) are extremely toxic,
Moreover, it is reported that it has carcinogenicity, and the collection and removal of dioxins has been taken up as an urgent issue.
【０００３】排ガス処理装置を併設した都市ごみの焼却
炉プラントの従来例を図４に示す。図４の装置におい
て、ごみピット１に集められたごみは、図示しないクレ
ーンなどによって焼却炉２に送られる。ごみは焼却炉２
で焼却された後、二次燃焼室３において二次空気により
完全燃焼される。焼却炉２で燃焼後の灰は、灰取出口１
１から外部に取り出される。二次燃焼室３で完全燃焼さ
れ生成した排ガスは、次いで廃熱ボイラ４及び廃熱回収
器（予熱器）５によって熱回収され、急冷反応塔６に至
る。FIG. 4 shows a conventional example of a municipal waste incinerator plant equipped with an exhaust gas treatment device. In the apparatus shown in FIG. 4, the refuse collected in the refuse pit 1 is sent to the incinerator 2 by a crane (not shown) or the like. Garbage incinerator 2
After being incinerated in the secondary combustion chamber 3, it is completely burned by the secondary air in the secondary combustion chamber 3. Ash after burning in incinerator 2
1 is taken out. The exhaust gas generated by complete combustion in the secondary combustion chamber 3 is then heat-recovered by the waste heat boiler 4 and the waste heat recovery unit (preheater) 5 and reaches the quenching reaction tower 6.
【０００４】急冷反応塔６では、消石灰貯槽７から消石
灰スラリーが噴射されて排ガス中に含まれる塩化水素
（ＨＣｌ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）が除去される。排ガ
スは、次いで、更に下流側のバッグフィルター８に導か
れ、排ガス中に残存する煤塵、ＨＣｌ、ＳＯｘ、重金属
類、ダイオキシン類が除去される。なお、９は誘引排風
機で、前記のように処理された後の排ガスを吸引し、煙
突１０を介して大気中へ排出する。In the quenching reaction tower 6, slaked lime slurry is injected from a slaked lime storage tank 7 to remove hydrogen chloride (HCl) and sulfur oxides (SOx) contained in exhaust gas. The exhaust gas is then guided to the bag filter 8 further downstream to remove dust, HCl, SOx, heavy metals and dioxins remaining in the exhaust gas. Reference numeral 9 denotes an induced exhaust fan, which sucks the exhaust gas after the treatment as described above and discharges the exhaust gas to the atmosphere via a chimney 10.
【０００５】しかしながら、上記の排ガス処理装置を用
いて焼却炉からの排ガスを処理した場合においても、所
望の低濃度までダイオキシン類を削減することができな
いケースが生じている。すなわち、ごみの焼却過程で生
成したダイオキシン類はほぼ分解されるが、排ガス処理
工程である熱回収工程、冷却反応工程、及び集塵工程の
各工程において、焼却炉排ガスは約３５０〜９００℃程
度の高温から低温へ温度を下げる必要がある。しかしな
がら、特に約３００℃付近で毒性の強いダイオキシン類
の再生成が起こりやすく、従って、上記の従来の排ガス
処理装置においては、各工程でダイオキシン類が再生成
し、その結果、ダイオキシン類を所望の低濃度まで捕集
・除去することができないという問題が生じている。[0005] However, even when the exhaust gas from the incinerator is treated using the above-mentioned exhaust gas treatment apparatus, there are cases where dioxins cannot be reduced to a desired low concentration. In other words, dioxins generated in the incineration process of garbage are almost decomposed, but in each of the heat recovery process, the cooling reaction process, and the dust collection process as the exhaust gas treatment process, the incinerator exhaust gas is about 350 to 900 ° C. It is necessary to lower the temperature from high to low. However, particularly at around 300 ° C., the regeneration of highly toxic dioxins is likely to occur. Therefore, in the above-mentioned conventional exhaust gas treatment apparatus, dioxins are regenerated in each step, and as a result, dioxins are converted into desired dioxins. There is a problem that it cannot be collected and removed to a low concentration.
【０００６】上記のうち、排ガスの冷却技術としての廃
熱回収器は、冷却時間がやや長く、部分的にガスの流れ
が不均一になるという問題があるほか、ダストが機器の
表面に付着堆積する。また、温度やガス流量の変化があ
ると、出口温度が変わってしまう。その結果、ダイオキ
シン類の発生量が多くなり、さらに温度を制御するため
に水噴射冷却手段が必要となる。排ガス冷却手段として
水噴射冷却塔を用いると、平均粒子径１８０μｍ以上、
一般には２５０μｍ以上の粗い水滴で冷却するため、ガ
スの温度の制御ができず、ダストがスラリー状になって
しまう。この結果、バッグフィルターが使用不可とな
り、ダストの処理も困難である。また、水噴射冷却手段
として、ダクトや塔状部分に水やスラリーを噴射する方
法があるが、ガスの均一な冷却ができないという欠点が
ある。上記のようなダイオキシン類の排出抑制につい
て、厚生省は、平成２年に「ダイオキシン類発生防止等
ガイドライン」を策定し、ダイオキシン類の排出濃度が
０．５ｎｇ−ＴＥＱ（毒性等価換算濃度）／Ｎｍ3程度
以下になることが期待されていたが、さらに平成８年１
０月に上記ガイドラインを見直し、今後建設されるごみ
焼却連続炉におけるダイオキシン類の排出濃度を０．１
ｎｇ−ＴＥＱ（毒性等価換算濃度）／Ｎｍ3程度以下と
することが検討されている。Among the above, the waste heat recovery device as an exhaust gas cooling technique has a problem that the cooling time is slightly long, the gas flow is partially uneven, and dust adheres and accumulates on the surface of the equipment. I do. Also, if there is a change in the temperature or the gas flow rate, the outlet temperature will change. As a result, the amount of generated dioxins increases, and a water injection cooling means is required to control the temperature. When a water injection cooling tower is used as the exhaust gas cooling means, the average particle diameter is 180 μm or more,
In general, since cooling is performed using coarse water droplets of 250 μm or more, the temperature of the gas cannot be controlled, and dust becomes slurry. As a result, the bag filter cannot be used, and it is difficult to treat the dust. Further, as a water injection cooling means, there is a method of injecting water or slurry into a duct or a tower-shaped portion, but there is a disadvantage that uniform cooling of gas cannot be performed. For emissions of dioxins, such as described above, the Ministry of Health and Welfare has formulated the "dioxins prevention guidelines" in 1990, emission concentrations of dioxins 0.5ng-TEQ (toxic equivalent concentration in terms of) / Nm 3 Was expected to be less than
In October, the above guidelines were reviewed and the emission concentration of dioxins in the future waste incineration continuous furnace was set at 0.1.
NG-TEQ (concentration equivalent to toxicity) / Nm 3 or less is being studied.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来の
問題に鑑みてなされたものであり、排ガスからの廃熱回
収をダイオキシン類の発生を抑制し得る温度範囲に限定
し、かつ高温の排ガスを急速に、特に３００℃付近を１
秒以内の短時間という降温速度で冷却することにより、
焼却炉プラントからのダイオキシン類の排出濃度を０．
１ｎｇ−ＴＥＱ／Ｎｍ3以下とするとともに、ダストを
乾燥状態で回収することができる焼却炉排ガスの冷却方
法及び装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and limits the recovery of waste heat from exhaust gas to a temperature range in which the generation of dioxins can be suppressed. Rapidly, especially around 300 ° C
By cooling at a short cooling rate of less than seconds,
The emission concentration of dioxins from the incinerator plant was set at 0.
An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for cooling exhaust gas from an incinerator, which can be 1 ng-TEQ / Nm 3 or less and can collect dust in a dry state.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明によれ
ば、廃棄物の焼却炉から排出される高温の排ガスを、後
工程で清浄化処理するための焼却炉排ガスの冷却方法で
あって、該焼却炉排ガスを、上流側にガス分配室を有す
る噴霧冷却室に導入して該焼却炉排ガスに旋回流を与え
つつ、該噴霧冷却室内において噴霧する冷却液と混合せ
しめることにより、前記焼却炉排ガスを所定温度以下ま
で急速冷却するとともに、該焼却炉排ガスに含まれるダ
ストを乾燥状態で分離することを特徴とする焼却炉排ガ
スの冷却方法、が提供される。本発明においては、ガス
分配室からのガス速度が１０〜５０ｍ／ｓ、ガスの旋回
速度が１〜３０ｒａｄ／ｓであることが好ましく、ま
た、入口温度３５０〜９００℃のガスを、出口温度８０
〜２５０℃まで急速冷却することが好ましい。更に、冷
却液は、平均粒子径２０〜１８０μｍに噴霧され、噴霧
角が５〜１８０度であることが好ましい。That is, according to the present invention, there is provided a method for cooling incinerator exhaust gas for purifying high-temperature exhaust gas discharged from a waste incinerator in a post-process, comprising: Introducing the exhaust gas from the incinerator into a spray cooling chamber having a gas distribution chamber on the upstream side to give a swirling flow to the exhaust gas from the incinerator while mixing the exhaust gas with a cooling liquid sprayed in the spray cooling chamber; A method for cooling incinerator exhaust gas, characterized in that the exhaust gas is rapidly cooled to a predetermined temperature or less and dust contained in the incinerator exhaust gas is separated in a dry state. In the present invention, the gas velocity from the gas distribution chamber is preferably 10 to 50 m / s, the gas swirling velocity is preferably 1 to 30 rad / s.
Rapid cooling to ~ 250 ° C is preferred. Further, the cooling liquid is sprayed to have an average particle diameter of 20 to 180 μm, and the spray angle is preferably 5 to 180 degrees.
【０００９】また、本発明によれば、廃棄物の焼却炉か
ら排出される高温の排ガスを、後工程で清浄化処理する
ための焼却炉排ガスの冷却装置であって、下端部が逆円
錐状の略円筒状に形成されたチャンバーと、該チャンバ
ーの上流側に配置されたガス分配室と、該チャンバーの
中央上部に設けた冷却液の噴霧手段と、該チャンバーの
下端部に設けたダスト排出口と、該チャンバーに設けた
排気管とを備えたことを特徴とする焼却炉排ガスの冷却
装置、が提供される。この冷却装置においては、ガス分
配室を構成する壁部の一部をジャケット構造とするこ
と、また、冷却液の噴霧手段として回転ディスク型の液
噴霧機を用いることが好ましい。Further, according to the present invention, there is provided a cooling device for an incinerator exhaust gas for purifying a high-temperature exhaust gas discharged from a waste incinerator in a post-process, wherein a lower end portion has an inverted conical shape. A substantially cylindrical chamber, a gas distribution chamber disposed upstream of the chamber, a cooling liquid spraying means provided at the upper center of the chamber, and a dust discharging means provided at the lower end of the chamber. An apparatus for cooling incinerator exhaust gas, comprising: an outlet; and an exhaust pipe provided in the chamber. In this cooling device, it is preferable that a part of a wall constituting the gas distribution chamber has a jacket structure, and that a rotary disk type liquid sprayer is used as a cooling liquid spraying unit.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】本発明における焼却炉排ガスの冷
却の基本作用を説明する。上記のように、焼却炉排ガス
は、約３５０〜９００℃の高温であり、高温から低温へ
の降下過程において、排ガス温度が約３００℃付近にな
ると、毒性の強いダイオキシン類の再生成が起こる。そ
こで、本発明では、冷却方法として、高温の排ガスを急
速冷却するにあたり、３００℃付近である２５０〜３５
０℃の間を１秒以内の短時間で降温させることにより、
排ガスの３００℃付近での滞留時間を極端に短くして、
ダイオキシン類の再生成を可能な限り小さくしたもので
ある。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The basic operation of cooling incinerator exhaust gas according to the present invention will be described. As described above, incinerator exhaust gas has a high temperature of about 350 to 900 ° C., and during the process of falling from the high temperature to the low temperature, when the exhaust gas temperature becomes about 300 ° C., highly toxic dioxins are regenerated. Therefore, in the present invention, as a cooling method, in rapidly cooling high-temperature exhaust gas, 250 to 35 which is around 300 ° C.
By lowering the temperature between 0 ° C in a short time within 1 second,
Extremely short residence time of exhaust gas around 300 ° C
Regeneration of dioxins is made as small as possible.
【００１１】本発明では、このような排ガスの急速冷却
を達成するために、焼却炉排ガスを、下端部が逆円錐状
の略円筒状に形成された噴霧冷却室内に導入し、焼却炉
排ガスに旋回流を与えつつ、噴霧冷却液と混合させてい
る。また、本発明において、３００℃付近での降温速度
（冷却速度）を速くするということは、排ガスの各部
分、部分において均一に降温速度が速いことが、排ガス
からのダイオキシン類再生成を抑制する上で重要であ
る。したがって、このために、冷却液の噴霧手段として
回転ディスク型の液噴霧機などを用いて、冷却液を５〜
１８０度の噴霧角で円環状に噴霧し、ガス速度が１０〜
５０ｍ／ｓ、ガスの旋回速度が１〜３０ｒａｄ／ｓの排
ガスと混合させることが好ましい。又、噴霧する冷却液
としては、通常、水を用いるが、その他、石灰乳などの
アルカリスラリーや、焼却炉プラントに付設された水処
理設備から排出される処理済みの塩類を含んだ廃水など
を用いることができる。In the present invention, in order to achieve such rapid cooling of the exhaust gas, the exhaust gas from the incinerator is introduced into a spray cooling chamber whose lower end is formed in a substantially cylindrical shape having an inverted conical shape. While giving a swirling flow, it is mixed with the spray cooling liquid. In the present invention, increasing the cooling rate (cooling rate) around 300 ° C. means that the cooling rate is uniformly high in each part of the exhaust gas, thereby suppressing the regeneration of dioxins from the exhaust gas. Important above. Therefore, for this purpose, the cooling liquid is sprayed by using a rotating disk type liquid sprayer or the like as the cooling liquid spraying means.
Spray in a circular shape at a spray angle of 180 degrees, gas velocity is 10
It is preferable to mix with 50 m / s and the exhaust gas whose swirling speed of gas is 1 to 30 rad / s. As the cooling liquid to be sprayed, water is usually used, but in addition, alkaline slurries such as lime milk and wastewater containing treated salts discharged from a water treatment facility attached to an incinerator plant are also used. Can be used.
【００１２】本発明のように、焼却炉排ガスの３００℃
付近での滞留時間を極端に短くして、ダイオキシン類の
再生成を可能な限り小さくすることにより、その後の処
理工程（たとえば、石灰粉や活性炭添加処理、バッグフ
ィルターによる処理など）を経由することで、ダイオキ
シン類の大気への排出濃度を、厚生省策定のガイドライ
ンでいう０．１ｎｇ−ＴＥＱ／Ｎｍ3以下とすることが
できる。この点を具体的に説明すると、石灰粉や活性炭
添加処理、バッグフィルターによる処理等、その後の処
理工程のダイオキシン類の除去効率は、排ガス温度や活
性炭の量等を調整することで９８％程度を達成できる。
従って、その前工程である本発明の急速冷却処理後のダ
イオキシン類の濃度が１．５ｎｇ（ＴＥＱ）／Ｎｍ3の
場合には、後工程を経由すれば、０．０３ｎｇ（ＴＥ
Ｑ）／Ｎｍ3となり、ガイドラインを楽々下回るが、一
方、従来の図４に示す廃熱回収器および急冷反応塔など
では、ダイオキシン類の濃度は、１０ｎｇ（ＴＥＱ）／
Ｎｍ3を超えた値となり、後工程による除去処理を施し
ても、ガイドライン値の０．１ｎｇ−ＴＥＱ／Ｎｍ3以
上となるのである。[0012] As in the present invention, 300 ° C of incinerator exhaust gas
By making the residence time in the vicinity extremely short and minimizing the regeneration of dioxins as much as possible, passing through subsequent processing steps (for example, lime powder or activated carbon addition processing, processing with bag filters, etc.) Thus, the emission concentration of dioxins into the atmosphere can be reduced to 0.1 ng-TEQ / Nm 3 or less according to the guidelines formulated by the Ministry of Health and Welfare. Explaining this point specifically, the removal efficiency of dioxins in the subsequent treatment steps such as lime powder or activated carbon addition treatment, treatment with a bag filter, etc. can be reduced to about 98% by adjusting the exhaust gas temperature and the amount of activated carbon. Can be achieved.
Therefore, when the concentration of dioxins after the rapid cooling treatment of the present invention is 1.5 ng (TEQ) / Nm 3 , 0.03 ng (TE
Q) / Nm 3 , which is easily below the guideline. On the other hand, in the conventional waste heat recovery device and quenching reaction tower shown in FIG. 4, the concentration of dioxins is 10 ng (TEQ) /
The value exceeds Nm 3 , and even if the removal treatment is performed in a later step, the value exceeds the guideline value of 0.1 ng-TEQ / Nm 3 .
【００１３】以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明
する。図１は、本発明に用いる噴霧冷却室の一実施例を
示す断面概要図である。図１において、２０はチャンバ
ーで、下端部が逆円錐状で上部が略円筒状に形成されて
いる。チャンバー２０の上部側には、旋回ベーン２５を
備えたガス分配室２１が配置され、図示しない焼却炉か
らの排ガス（高温ガス）が送られてくる入口ダクト２２
に連通している。ガス分配室２１としては、排ガス温度
が６００℃を超える場合は、壁部の一部をジャケット構
造として冷却水を流通させ、安い装置材料の使用ができ
るようにすることが好ましい。チャンバー２０の中央上
部には、冷却液の噴霧手段である回転円盤型の水噴霧機
２３が設けられており、この水噴霧機２３には送水設備
２４から水を送るように形成されている。チャンバー２
０の下端部には、ダスト排出口２６が設けられ、また、
排ガスを排気する排気管２７がチャンバー２０の逆円錐
状部２９に開口している。２８は石灰粉吹込口である。Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic sectional view showing one embodiment of a spray cooling chamber used in the present invention. In FIG. 1, reference numeral 20 denotes a chamber having a lower end formed in an inverted conical shape and an upper end formed in a substantially cylindrical shape. A gas distribution chamber 21 provided with a swirl vane 25 is arranged on the upper side of the chamber 20, and an inlet duct 22 through which exhaust gas (hot gas) from an incinerator (not shown) is sent.
Is in communication with When the temperature of the exhaust gas exceeds 600 ° C., it is preferable that a part of the wall portion of the gas distribution chamber 21 be a jacket structure to allow cooling water to flow and use cheap device materials. At the center upper portion of the chamber 20, a rotating disk type water sprayer 23 as a cooling liquid spraying means is provided, and the water sprayer 23 is formed so as to send water from a water supply facility 24. Chamber 2
0, a dust outlet 26 is provided at the lower end,
An exhaust pipe 27 for exhausting the exhaust gas opens in the inverted conical portion 29 of the chamber 20. 28 is a lime powder blowing port.
【００１４】上記のように噴霧冷却室１５は構成されて
おり、その排ガス処理を説明すると、入口ダクト２２か
ら送られてくる排ガス（高温ガス）は、ガス分配室２１
に送入される。ガス分配室２１には旋回ベーン２５が備
えられており、旋回ベーン２５により、排ガスには所定
のガス速度、旋回速度の旋回流が付与され、排ガスはチ
ャンバー２０内を旋回しながら、徐々に下降していく。
一方、水噴霧機２３からは、冷却液である水が回転円盤
により円環状に噴霧されており、排ガスと瞬間的に混合
される。なお、ＴＩＣは温度制御装置を示しており、入
口排ガス温度と出口ガス温度を検知し、それぞれの値を
フィードフォワード及びフィードバックすることによ
り、送水設備２４から水噴霧機２３への送水量を制御し
ている。The spray cooling chamber 15 is configured as described above. Exhaust gas treatment will be described. Exhaust gas (high-temperature gas) sent from the inlet duct 22 is supplied to the gas distribution chamber 21.
Will be sent to The gas distribution chamber 21 is provided with a swirl vane 25. The swirl vane 25 imparts a swirling flow of a predetermined gas speed and swirling speed to the exhaust gas, and the exhaust gas gradually descends while swirling inside the chamber 20. I will do it.
On the other hand, from the water sprayer 23, water as a cooling liquid is sprayed annularly by a rotating disk, and is instantaneously mixed with exhaust gas. The TIC indicates a temperature control device, which detects the inlet exhaust gas temperature and the outlet gas temperature, and feeds forward and feeds back the respective values to control the amount of water supplied from the water supply equipment 24 to the water sprayer 23. ing.
【００１５】このようにして排ガス（高温ガス）と水と
が混合されると、微粒状かつ円環状に噴霧された水が、
旋回流を付与された高温ガスと接触混合するため、水と
ガスとの接触効率がきわめてよく、約３５０〜９００℃
の高温ガスは急速に冷却されて、約８０〜２５０℃程度
まで降温する。また、高温ガスの各部分、部分において
均一に降温速度が速く、ダイオキシン類発生抑制に必要
な２５０〜３５０℃の間を１秒以内に冷却することがで
きる。なお、高温ガスの温度の変動、ガス量の変動に対
しても、噴霧する冷却液（水）の噴霧量を調整・制御す
ることにより、上記のように急速な冷却を達成すること
ができる。また、出口ガス温度を所定の温度とするため
にも、冷却液の噴霧量を制御することで達成できる。噴
霧冷却室１５において、排ガスが水と接触混合されて、
所定の温度まで冷却された後、低温になった排ガスはチ
ャンバー２０の逆円錐状部２９に開口された排気管２７
から下流側に排気される。この際、石灰粉吹込口２８か
ら排気管２７内に石灰粉を吹き込んでＳＯｘ、ＨＣｌと
反応させ、これらの物質を除去する。なお、排ガス中に
含まれるダストの一部は、乾燥状態でチャンバー２０の
下端部のダスト排出口２６から外部に取り出される。When the exhaust gas (high-temperature gas) and water are mixed in this way, the finely and annularly sprayed water becomes
The contact efficiency between the water and the gas is very good because of the contact mixing with the high-temperature gas to which the swirling flow is applied.
The high temperature gas is rapidly cooled, and its temperature drops to about 80 to 250 ° C. In addition, the temperature of the high-temperature gas can be uniformly reduced at a high rate, and the temperature can be cooled within 250 seconds within a range of 250 to 350 ° C., which is necessary for suppressing the generation of dioxins. As described above, rapid cooling can be achieved by adjusting and controlling the spray amount of the cooling liquid (water) to be sprayed even when the temperature of the high-temperature gas changes and the gas amount changes. In addition, the outlet gas temperature can be set to a predetermined temperature by controlling the spray amount of the cooling liquid. In the spray cooling chamber 15, the exhaust gas is contact-mixed with water,
After being cooled to a predetermined temperature, the exhaust gas, which has become low in temperature, is exhausted into an exhaust pipe 27 opened in an inverted conical portion 29 of the chamber 20.
The exhaust gas is exhausted to the downstream side. At this time, lime powder is blown into the exhaust pipe 27 from the lime powder blowing port 28 to react with SOx and HCl to remove these substances. A part of the dust contained in the exhaust gas is taken out from the dust outlet 26 at the lower end of the chamber 20 in a dry state.
【００１６】図２は、本発明に用いる噴霧冷却室の他の
実施例を示す断面概要図であり、図１の実施例と相違す
るのは、回転円盤型の水噴霧機の代わりに、二流体ノズ
ル型または類似のノズル型の水噴霧機を用い、チャンバ
ーの上部を円錐状に形成したことである。二流体ノズル
型の水噴霧機を用いる場合には、水の噴霧角が回転円盤
型ほど大きくできないので、チャンバーの上部を円錐状
に形成することが、排ガスと水との効率的な接触混合を
達成する点で好ましいからである。また、二流体ノズル
型の水噴霧機２３では、送水設備２４から送られてくる
水が送風設備３０からの空気とともに噴霧される。これ
ら２つの噴霧機のように、送液量が少なくなると液滴径
が小さくなる特性を持った液体の微粒化装置を使用する
ことがさらに望ましく、入口ガス温の変動に対しての急
速かつ均一な冷却が可能となる。FIG. 2 is a schematic sectional view showing another embodiment of the spray cooling chamber used in the present invention. The difference from the embodiment of FIG. 1 is that a rotary disk type water sprayer is used instead of a rotary disk type water sprayer. The upper part of the chamber was formed in a conical shape using a fluid nozzle type or similar nozzle type water sprayer. When using a two-fluid nozzle type water sprayer, the spray angle of water cannot be as large as that of a rotating disk type, so forming the upper part of the chamber in a conical shape enables efficient contact mixing between exhaust gas and water. This is because it is preferable in achieving this. In the two-fluid nozzle type water sprayer 23, the water sent from the water supply equipment 24 is sprayed together with the air from the blower equipment 30. It is more desirable to use a liquid atomizer having the characteristic that the droplet diameter decreases as the amount of liquid supplied decreases, such as these two nebulizers. Cooling becomes possible.
【００１７】図３は、本発明の排ガス処理装置を組み込
んだ焼却炉プラントの一実施例を示す説明図である。図
３の装置において、ごみピット１から、焼却炉２、二次
燃焼室３、廃熱ボイラ４までの構成は、図４の構成と同
一である。廃熱ボイラ４によって熱回収され、少し降温
された排ガス（高温ガス）は、次いで、噴霧冷却室１２
に導入されて所定温度まで急速に冷却される。冷却され
た排ガスは、排気管１３より噴霧冷却室１２から排気さ
れるが、排気管１３の途中において消石灰粉貯槽１４か
ら消石灰粉が吹き込まれて、排ガスに含まれるＳＯｘ、
ＨＣｌと反応し、これらの物質が除去される。ここで、
消石灰粉の吹込み量は、排ガス中のＳＯｘ、ＨＣｌの当
量の２〜４倍とすることが好ましい。FIG. 3 is an explanatory view showing one embodiment of an incinerator plant incorporating the exhaust gas treatment apparatus of the present invention. In the apparatus of FIG. 3, the configuration from the waste pit 1, the incinerator 2, the secondary combustion chamber 3, and the waste heat boiler 4 is the same as the configuration of FIG. Exhaust gas (high-temperature gas) that has been recovered in heat by the waste heat boiler 4 and slightly cooled is then discharged to the spray cooling chamber 12.
And rapidly cooled to a predetermined temperature. The cooled exhaust gas is exhausted from the spray cooling chamber 12 through the exhaust pipe 13, and slaked lime powder is blown from the slaked lime powder storage tank 14 in the middle of the exhaust pipe 13, so that SOx,
Reacts with HCl to remove these materials. here,
It is preferable that the blowing amount of the slaked lime powder is 2 to 4 times the equivalent of SOx and HCl in the exhaust gas.
【００１８】また、排気管１３へは、活性炭貯槽１６か
ら活性炭が送入されて、排ガスに含まれる水銀などの重
金属類、ダイオキシン類がさらに除去される。活性炭の
送入量は、ダスト濃度、石灰量、循環ダスト量にもよる
が、０．０５〜０．３０ｇ／Ｎｍ3 の範囲が好ましい。
このようにＳＯｘ、ＨＣｌ及び重金属類、ダイオキシン
類が付加された粉体に反応・吸着された排ガスは、次い
でバッグフィルター８に導かれて固気分離され、排ガス
中に残存する煤塵、ＨＣｌ、ＳＯｘ、重金属類、ダイオ
キシン類が除去される。なお、バッグフィルター８で分
離されたダストは、その一部を排気管１３に循環するこ
とができる。そしてバッグフィルター８を通過した排ガ
スは、誘引排風機９により誘引され、煙突１０から大気
中へ排出される。Activated carbon is sent from the activated carbon storage tank 16 to the exhaust pipe 13 to further remove heavy metals such as mercury and dioxins contained in the exhaust gas. The amount of activated carbon to be fed depends on the dust concentration, the amount of lime, and the amount of circulating dust, but is 0.05 to 0.30 g / Nm 3. Is preferable.
The exhaust gas thus reacted and adsorbed to the powder to which SOx, HCl and heavy metals and dioxins have been added is then guided to the bag filter 8 to be separated into solid and gas, and the dust, HCl, SOx remaining in the exhaust gas. , Heavy metals and dioxins are removed. Note that part of the dust separated by the bag filter 8 can be circulated to the exhaust pipe 13. The exhaust gas that has passed through the bag filter 8 is drawn by the draft fan 9 and discharged from the chimney 10 into the atmosphere.
【００１９】以下、本発明を具体的な設計例により、さ
らに具体的に説明する。 （設計例）図１の構造で、下記の寸法を有する噴霧冷却
室を用いて、下記に示す排ガスの冷却を設計した。Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to specific design examples. (Design Example) The following exhaust gas cooling was designed using the spray cooling chamber having the following dimensions in the structure of FIG.
【００２０】１．噴霧冷却室 チャンバー直径 ： ８．５ｍφ チャンバー直胴部高さ ： ６ｍ チャンバー逆円錐状部高さ： ７．５ｍ ２．水噴霧機器 型式：回転円盤型 噴霧角 ： ９０〜１８０度、 回転数：８０００ｒｐｍ 噴霧水量： １４ｔｏｎ／ｈｒ、円盤径：３２０ｍｍ1. Spray cooling chamber Chamber diameter: 8.5 mφ Chamber straight body height: 6 m Chamber inverted cone-shaped height: 7.5 m Water spray equipment Model: Rotating disk type Spray angle: 90-180 degrees, number of revolutions: 8000 rpm Spray water amount: 14 ton / hr, disk diameter: 320 mm
【００２１】３．排ガス 入口ガスの流量： １２０，０００ｋｇ／ｈｒ 入口ガスの温度： ４５０℃ 入口ガス速度 ： ２５ｍ／ｓ 入口ガスの旋回速度：１３ｒａｄ／ｓ ダイオキシンの濃度：１．０ｎｇ（ＴＥＱ）／Ｎｍ3 ダスト濃度 ： ６ｇ／Ｎｍ3 3. Exhaust gas Inlet gas flow rate: 120,000 kg / hr Inlet gas temperature: 450 ° C. Inlet gas speed: 25 m / s Inlet gas swirling speed: 13 rad / s Dioxin concentration: 1.0 ng (TEQ) / Nm 3 dust concentration: 6 g / Nm 3
【００２２】以上の条件で、排ガスを冷却した場合に
は、出口ガスの温度は１５０℃にすることができ、しか
も２５０〜３５０℃の間を１秒以内で冷却することがで
きるため、排ガスのダイオキシン類の濃度は１．０ｎｇ
（ＴＥＱ）／Ｎｍ3から１．５ｎｇ（ＴＥＱ）／Ｎｍ3ま
でしか増加せず、ダイオキシン類の再生成を抑制するこ
とが可能になる。さらに、石灰粉、活性炭などを添加
後、バッグフィルターで集塵し清浄化された排ガス中の
ダイオキシン類の濃度は０．１ｎｇ（ＴＥＱ）／Ｎｍ3
以下とすることができる。When the exhaust gas is cooled under the above conditions, the temperature of the outlet gas can be set to 150 ° C., and the temperature between 250 ° C. and 350 ° C. can be cooled within one second. The concentration of dioxins is 1.0 ng
It increases only from (TEQ) / Nm 3 to 1.5 ng (TEQ) / Nm 3 , making it possible to suppress the regeneration of dioxins. Furthermore, after adding lime powder, activated carbon, etc., the concentration of dioxins in the exhaust gas collected and cleaned by a bag filter is 0.1 ng (TEQ) / Nm 3.
It can be:
【００２３】（従来例）図４に示す従来例の廃熱回収器
及び急冷反応塔を使用し、入口ガス温度２８０℃、出口
ガス温度１５０℃の条件で上記と同様の処理をした場
合、急冷反応塔の入口でダイオキシン類濃度は１０ｎｇ
（ＴＥＱ）／Ｎｍ3を超えており、また急冷反応塔出口
も同様で、バッグフィルターで清浄化処理後においても
０．５ｎｇ（ＴＥＱ）／Ｎｍ3程度にしかならず、厚生
省のガイドラインの０．１ｎｇ（ＴＥＱ）／Ｎｍ3をク
リアすることができない。(Conventional example) When the same treatment as described above was performed using the waste heat recovery device and the quenching reaction tower of the conventional example shown in FIG. 4 at the inlet gas temperature of 280 ° C. and the outlet gas temperature of 150 ° C. Dioxins concentration at the inlet of the reaction tower is 10 ng
(TEQ) / Nm 3 , and the same applies to the outlet of the quenching reaction tower. Even after the cleaning treatment with a bag filter, the amount becomes only about 0.5 ng (TEQ) / Nm 3 , and 0.1 ng ( TEQ) / Nm 3 cannot be cleared.
【００２４】[0024]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高温の排ガスを急速に、特に３００℃付近を１秒以内の
短時間という大きな降温速度で冷却することができるの
で、ダイオキシン類の再生成を抑制することができ、し
かもダストを乾燥状態で回収することができるという顕
著な効果を奏することができる。As described above, according to the present invention,
Since high-temperature exhaust gas can be cooled rapidly, particularly around 300 ° C. at a large temperature reduction rate of a short time within 1 second, regeneration of dioxins can be suppressed, and dust is recovered in a dry state. The remarkable effect that it can be performed can be produced.
【図１】 本発明に用いる噴霧冷却室の一実施例を示す
断面概要図である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing an embodiment of a spray cooling chamber used in the present invention.
【図２】 本発明に用いる噴霧冷却室の他の実施例を示
す断面概要図である。FIG. 2 is a schematic sectional view showing another embodiment of the spray cooling chamber used in the present invention.
【図３】 本発明の排ガス処理装置を組み込んだ焼却炉
プラントの一実施例を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an embodiment of an incinerator plant incorporating the exhaust gas treatment device of the present invention.
【図４】 従来の排ガス処理装置を併設した都市ごみの
焼却炉プラントの例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a municipal waste incinerator plant provided with a conventional exhaust gas treatment device.
１５…噴霧冷却室、２０…チャンバー、２１…ガス分配
室、２２…入口ダクト、２３…水噴霧機、２４…送水設
備、２５…旋回ベーン、２６…ダスト排出口、２７…排
気管、２８…石灰粉吹込口、２９…逆円錐状部、３０…
送風設備。15: spray cooling chamber, 20: chamber, 21: gas distribution chamber, 22: inlet duct, 23: water sprayer, 24: water supply equipment, 25: swirl vane, 26: dust outlet, 27: exhaust pipe, 28 ... Lime powder blowing port, 29 ... inverted conical part, 30 ...
Blow equipment.
Claims (7)
ガスを、後工程で清浄化処理するための焼却炉排ガスの
冷却方法であって、 該焼却炉排ガスを、上流側にガス分配室を有する噴霧冷
却室に導入して該焼却炉排ガスに旋回流を与えつつ、該
噴霧冷却室内において噴霧する冷却液と混合せしめるこ
とにより、前記焼却炉排ガスを所定温度以下まで急速冷
却するとともに、該焼却炉排ガスに含まれるダストを乾
燥状態で分離することを特徴とする焼却炉排ガスの冷却
方法。1. A method for cooling an incinerator exhaust gas for purifying a high-temperature exhaust gas discharged from a waste incinerator in a post-process, wherein the incinerator exhaust gas is supplied to an upstream gas distribution chamber. The incinerator exhaust gas is rapidly cooled to a predetermined temperature or lower while being introduced into a spray cooling chamber having a swirling flow to the incinerator exhaust gas while being mixed with a cooling liquid sprayed in the spray cooling chamber. A method for cooling incinerator exhaust gas, comprising separating dust contained in the incinerator exhaust gas in a dry state.
ｍ／ｓ、ガスの旋回速度が１〜３０ｒａｄ／ｓである請
求項１記載の焼却炉排ガスの冷却方法。2. The gas velocity from the gas distribution chamber is 10 to 50.
The method for cooling incinerator exhaust gas according to claim 1, wherein the gas and the gas rotation speed are 1 to 30 rad / s.
口温度８０〜２５０℃まで急速冷却する請求項１記載の
焼却炉排ガスの冷却方法。3. The method according to claim 1, wherein the gas having an inlet temperature of 350 to 900 ° C. is rapidly cooled to an outlet temperature of 80 to 250 ° C.
に噴霧され、噴霧角が５〜１８０度である請求項１記載
の焼却炉排ガスの冷却方法。4. The cooling liquid has an average particle diameter of 20 to 180 μm.
The method for cooling incinerator exhaust gas according to claim 1, wherein the spray angle is 5 to 180 degrees.
ガスを、後工程で清浄化処理するための焼却炉排ガスの
冷却装置であって、 下端部が逆円錐状の略円筒状に形成されたチャンバー
と、 該チャンバーの上流側に配置されたガス分配室と、 該チャンバーの中央上部に設けた冷却液の噴霧手段と、 該チャンバーの下端部に設けたダスト排出口と、 該チャンバーに設けた排気管とを備えたことを特徴とす
る焼却炉排ガスの冷却装置。5. A cooling device for incinerator exhaust gas for purifying a high-temperature exhaust gas discharged from a waste incinerator in a post-process, wherein the lower end is formed in a substantially cylindrical shape having an inverted conical shape. Chamber, a gas distribution chamber disposed upstream of the chamber, a cooling liquid spraying means provided at the upper center of the chamber, a dust outlet provided at a lower end of the chamber, An exhaust gas cooling device for an incinerator, comprising: an exhaust pipe provided.
ケット構造とした請求項５記載の焼却炉排ガスの冷却装
置。6. An incinerator exhaust gas cooling apparatus according to claim 5, wherein a part of a wall constituting the gas distribution chamber has a jacket structure.
液噴霧機である請求項５記載の焼却炉排ガスの冷却装
置。7. The cooling device for incinerator exhaust gas according to claim 5, wherein the cooling liquid spraying means is a rotary disk type liquid sprayer.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9076302A JPH10267256A (en) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | Method and apparatus for cooling exhaust gas of incinerating furnace |
| TW087103856A TW354364B (en) | 1997-03-27 | 1998-03-16 | Method for cooling the waste gas in the incinerator furnace and the device of the same |
| US09/042,908 US6042636A (en) | 1997-03-27 | 1998-03-17 | Method and apparatus of treating incinerator exhaust gas |
| KR1019980009594A KR100523735B1 (en) | 1997-03-27 | 1998-03-20 | Incinerator exhaust gas treatment method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9076302A JPH10267256A (en) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | Method and apparatus for cooling exhaust gas of incinerating furnace |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10267256A true JPH10267256A (en) | 1998-10-09 |
Family
ID=13601584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9076302A Pending JPH10267256A (en) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | Method and apparatus for cooling exhaust gas of incinerating furnace |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10267256A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002364831A (en) * | 2001-06-08 | 2002-12-18 | Takuma Co Ltd | Exhaust gas cooling method and its device |
| WO2013175563A1 (en) * | 2012-05-22 | 2013-11-28 | 株式会社日立製作所 | Liquid spray method and spray device |
| WO2016042655A1 (en) * | 2014-09-19 | 2016-03-24 | 辰星技研株式会社 | Combustion treatment device and combustion treatment system |
| JP2017075775A (en) * | 2016-11-16 | 2017-04-20 | 辰星技研株式会社 | Combustion treatment device and combustion treatment system |
-
1997
- 1997-03-27 JP JP9076302A patent/JPH10267256A/en active Pending
Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| JP2002364831A (en) * | 2001-06-08 | 2002-12-18 | Takuma Co Ltd | Exhaust gas cooling method and its device |
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| JP2017075775A (en) * | 2016-11-16 | 2017-04-20 | 辰星技研株式会社 | Combustion treatment device and combustion treatment system |
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