JP2007117890A - 排ガス処理方法及びシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】廃棄物の分別が適正になされていない等の理由により廃棄物中に水銀を含む場合であっても、溶融飛灰中のＨｇ含有量を低減させることができ、溶融飛灰から有価金属を回収する場合に適した排ガス処理方法及びシステムを提供する。
【解決手段】水銀を含む廃棄物を焼却炉１０にて焼却し、焼却炉からの排ガスを排ガス減温装置１１にて減温した後に、排ガスに活性炭を供給することなく前段側集塵装置１２に導入して飛灰２１を除去し、回収した飛灰２１を焼却炉から排出される主灰２０とともに灰溶融炉１６にて溶融処理し、灰溶融炉からの排ガスを溶融飛灰集塵装置１７にて集塵した後に前段側集塵装置１２からの排ガスとともに後段側集塵装置１３に導入して飛灰２３を除去し、回収した飛灰２３にキレート剤及びセメント固化の少なくとも何れか一方からなる安定化処理を施す構成とした。
【選択図】図１
【解決手段】水銀を含む廃棄物を焼却炉１０にて焼却し、焼却炉からの排ガスを排ガス減温装置１１にて減温した後に、排ガスに活性炭を供給することなく前段側集塵装置１２に導入して飛灰２１を除去し、回収した飛灰２１を焼却炉から排出される主灰２０とともに灰溶融炉１６にて溶融処理し、灰溶融炉からの排ガスを溶融飛灰集塵装置１７にて集塵した後に前段側集塵装置１２からの排ガスとともに後段側集塵装置１３に導入して飛灰２３を除去し、回収した飛灰２３にキレート剤及びセメント固化の少なくとも何れか一方からなる安定化処理を施す構成とした。
【選択図】図１
Description
本発明は、水銀を含む廃棄物を加熱処理する焼却炉、溶融炉等の熱処理装置から排出される排ガスの処理に関し、特に、焼却灰や飛灰を溶融処理して発生する排ガスから溶融飛灰を捕集し、該捕集した溶融飛灰から有価金属を回収する場合に適した排ガス処理方法及びシステムに関する。
従来より、都市ごみ、下水汚泥、或いは産業廃棄物等の廃棄物は、無害化及び減容化を目的として焼却炉や溶融炉等の熱処理装置にて処理されている。これらの熱処理装置から排出される排ガス中には、煤塵、塩化水素（ＨＣｌ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、ダイオキシン類（ＤＸＮ類）等の有害成分が存在することから、排ガスは複数の処理装置からなる排ガス処理設備により無害化された後に放出される。排ガス処理設備が備える集塵装置にて回収された飛灰は、灰溶融炉にて溶融処理されたり、セメント固化・薬剤処理により無害化された後に埋立処分されたりしていた。
一般的な排ガス処理システムを図２に示す。図２は焼却炉と灰溶融炉とを備えた構成であって、焼却炉５０から排出された高温排ガスをボイラ、減温塔等の排ガス減温装置１１により減温した後、排ガス中に活性炭を供給して前段側集塵装置５２に導入し、回収された飛灰及び焼却炉５０からの焼却灰を灰溶融炉５５にて溶融する。灰溶融炉５５からの排ガスは溶融飛灰集塵装置５６にて集塵した後に、前段側集塵装置５２からの排ガスとともに後段側集塵装置５３に導入する。その後必要に応じて脱硝塔５４等の排ガス処理を経た後に大気放出していた。この構成では、前段側集塵装置５２で飛灰とともに活性炭に吸着させたＤＸＮ類を除去し、後段側集塵装置で中和剤の噴霧等によりＨＣｌ、ＳＯｘ等の酸性ガス成分を除去するようにしている。このように、複数の集塵装置にて段階的に酸性ガス成分を除去することで処理効率の向上が図れる。
同様のシステムが特許文献１（特開２００１−１３７６３４号公報）に開示されている。特許文献１では、焼却炉からの排ガスに活性炭を供給して前段側除塵装置に導入し、回収した煤塵は溶融処理する。前段側除塵装置を通過した排ガスは中和剤を供給して後段側バグフィルタに導入し、回収した煤塵はキレート処理又はセメント固化処理する。このように、１段目の集塵装置で活性炭を供給することによってＤＸＮ類を活性炭に吸着させ、灰溶融炉に投入して熱分解し、２段目の集塵装置で他の有害物質を除去するようにしていた。特許文献２（特開２００３−１６１４２８号公報）においても、灰溶融炉からの排ガスの処理に際して、前段側集塵機で活性炭を供給することによってＤＸＮ類を吸着させ灰溶融炉に返送することにより熱分解して除去していた。
また、特許文献３（特許第３２８５６９２号公報）には、焼却炉からの排ガスを活性炭と助剤を添加してバグフィルタに導入した後、湿式洗煙装置に送給し、焼却炉からの主灰及びバグフィルタにて捕集された飛灰を灰溶融炉で溶融処理し、灰溶融炉からの排ガスを灰溶融炉側集塵機で集塵した後に湿式洗煙装置に送給する構成が開されている。また、別の構成として、焼却炉からの排ガスを電気集塵機で集塵した後に活性炭及び助剤を投入してダイオキシン捕集バグフィルタに導入し、活性炭に吸着させたダイオキシン類とともに回収した飛灰を灰溶融炉にて溶融する構成が開示されている。
上記したような従来のシステムでは、溶融飛灰集塵装置にて回収された溶融飛灰は薬剤処理により無害化して埋立処分されることが殆どであった。ところが、近年、溶融飛灰を金属精錬原料としてリサイクルする、いわゆる山元還元が推奨されており、山元還元により溶融飛灰から高い価値を有する重金属類を回収することが望まれている。
しかしながら、廃棄物中に水銀が混入しており、溶融飛灰を山元還元する際に問題視されている。これは、山元還元する際にＨｇを分離するプロセスが必要となり、処理効率の煩雑化及びコストの増大を招いていた。従って溶融飛灰のＨｇ含有量が高いと山元還元に不適で、Ｈｇ含有量は１０ｐｐｍ以下に抑えることが望ましいとされているが、現状のシステムでは活性炭を供給してＨｇが吸着した飛灰を溶融処理しているため、溶融飛灰中にＨｇが濃縮される傾向がある。
しかしながら、廃棄物中に水銀が混入しており、溶融飛灰を山元還元する際に問題視されている。これは、山元還元する際にＨｇを分離するプロセスが必要となり、処理効率の煩雑化及びコストの増大を招いていた。従って溶融飛灰のＨｇ含有量が高いと山元還元に不適で、Ｈｇ含有量は１０ｐｐｍ以下に抑えることが望ましいとされているが、現状のシステムでは活性炭を供給してＨｇが吸着した飛灰を溶融処理しているため、溶融飛灰中にＨｇが濃縮される傾向がある。
特許文献１乃至３に記載される構成は、何れも活性炭で吸着したＤＸＮ類を飛灰とともに溶融処理するために、活性炭を供給して回収した飛灰を灰溶融炉に導入している。このとき、ＤＸＮ類と同時にＨｇも活性炭に吸着されて飛灰とともに灰溶融炉に導入されてしまうため、溶融飛灰のＨｇ含有量は高い値を示していた。
従って、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、廃棄物の分別が適正になされていない等の理由により廃棄物中に水銀を含む場合であっても、溶融飛灰中のＨｇ含有量を低減させることができ、溶融飛灰から有価金属を回収する場合に適した排ガス処理方法及びシステムを提供することを目的とする。
従って、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、廃棄物の分別が適正になされていない等の理由により廃棄物中に水銀を含む場合であっても、溶融飛灰中のＨｇ含有量を低減させることができ、溶融飛灰から有価金属を回収する場合に適した排ガス処理方法及びシステムを提供することを目的とする。
そこで、本発明はかかる課題を解決するために、
水銀を含む廃棄物の加熱処理により発生した排ガスを、直列に配置した前段側集塵装置と後段側集塵装置に順次導入して飛灰を除去するとともに、前記前段側集塵装置にて回収した飛灰を溶融処理する排ガス処理方法において、
前記前段側集塵装置より上流側で活性炭を供給することなく該前段側集塵装置より後流側且つ前記後段側集塵装置より上流側で活性炭を供給した後、該後段側集塵装置で回収した飛灰の重金属類を安定化処理することを特徴とする。
水銀を含む廃棄物の加熱処理により発生した排ガスを、直列に配置した前段側集塵装置と後段側集塵装置に順次導入して飛灰を除去するとともに、前記前段側集塵装置にて回収した飛灰を溶融処理する排ガス処理方法において、
前記前段側集塵装置より上流側で活性炭を供給することなく該前段側集塵装置より後流側且つ前記後段側集塵装置より上流側で活性炭を供給した後、該後段側集塵装置で回収した飛灰の重金属類を安定化処理することを特徴とする。
本発明によれば、前段側集塵装置より上流側では活性炭を供給しない構成とすることによって、溶融処理される飛灰中にはＨｇが殆ど存在しなくなり、溶融飛灰中のＨｇ含有量を低減することができ、山元還元に適した方法とすることができる。従って、溶融飛灰中のＺｎ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｃｄ等の有価金属を回収でき、さらに有価金属回収の際にＨｇの分離プロセスが省けるため処理効率の向上及びコスト低減が図れる。
また、後段側集塵装置にて活性炭の供給により吸着されたＨｇ、ＤＸＮ類は、飛灰の安定化処理により外部に溶出することがなく、排ガスの無害化の観点から従来の排ガス処理と同等の処理とすることが可能である。
また、後段側集塵装置にて活性炭の供給により吸着されたＨｇ、ＤＸＮ類は、飛灰の安定化処理により外部に溶出することがなく、排ガスの無害化の観点から従来の排ガス処理と同等の処理とすることが可能である。
また、前記加熱処理が焼却であり、該焼却により発生した焼却灰と前記前段側集塵装置にて回収した飛灰を溶融処理し、該溶融処理にて発生した排ガスを溶融飛灰集塵装置に導入して飛灰を除去した後に前記前段側集塵装置からの排ガスとともに前記後段側集塵装置に導入することを特徴とする。
このように、溶融飛灰集塵装置からの排ガスを焼却炉排ガスラインにて合流させて処理することによって、排ガス処理設備のコンパクト化が可能となる。
さらに、前記溶融飛灰集塵装置で回収した溶融飛灰を山元還元することが好適である。
これにより、従来は埋立処理されていた溶融飛灰から有価金属を回収してリサイクルすることができるため、近年推奨されている循環型社会の形成に寄与できる。
このように、溶融飛灰集塵装置からの排ガスを焼却炉排ガスラインにて合流させて処理することによって、排ガス処理設備のコンパクト化が可能となる。
さらに、前記溶融飛灰集塵装置で回収した溶融飛灰を山元還元することが好適である。
これにより、従来は埋立処理されていた溶融飛灰から有価金属を回収してリサイクルすることができるため、近年推奨されている循環型社会の形成に寄与できる。
また、水銀を含む廃棄物を加熱処理する熱処理装置と、直列に配置されて前記熱処理装置から排出される排ガスが導入される前段側集塵装置及び後段側集塵装置と、前記前段側集塵装置にて回収した飛灰を溶融処理する灰溶融炉とを備えた排ガス処理システムにおいて、
前記前段側集塵装置より上流側に活性炭を供給することなく該前段側集塵装置より後流側且つ前記後段側集塵装置より上流側に活性炭供給手段を設けるとともに、前記後段側集塵装置で回収した飛灰の重金属類を安定化する安定化手段を設けたことを特徴とする。
前記前段側集塵装置より上流側に活性炭を供給することなく該前段側集塵装置より後流側且つ前記後段側集塵装置より上流側に活性炭供給手段を設けるとともに、前記後段側集塵装置で回収した飛灰の重金属類を安定化する安定化手段を設けたことを特徴とする。
また、前記熱処理装置が焼却炉であって、前記灰溶融炉からの排ガスを導入して溶融飛灰を除去する溶融飛灰集塵装置を設け、前記焼却炉から排出され前記前段側集塵装置を通過した排ガスを、前記溶融飛灰集塵装置からの排ガスとともに前記後段側集塵装置に導入することを特徴とする。
さらに、前記安定化手段が、前記後段側集塵装置にて回収した飛灰を、キレート剤からなる重金属固定剤若しくはセメントからなる固化剤のうち少なくとも一方と接触させる手段であることを特徴とする。
さらに、前記安定化手段が、前記後段側集塵装置にて回収した飛灰を、キレート剤からなる重金属固定剤若しくはセメントからなる固化剤のうち少なくとも一方と接触させる手段であることを特徴とする。
以上記載のごとく本発明によれば、灰溶融炉へ送給する飛灰の集塵装置より上流側では活性炭を供給しない構成としたため、灰溶融炉で発生する溶融飛灰のＨｇ含有量を低減でき、溶融飛灰から有価金属を回収する山元還元に適したシステムを提供できる。
また、後段側集塵装置にて、Ｈｇ、ＤＸＮ類の除去が図れるため、排ガスの無害化の観点から従来と同等の処理機能を備えるシステムとすることができる。
また、後段側集塵装置にて、Ｈｇ、ＤＸＮ類の除去が図れるため、排ガスの無害化の観点から従来と同等の処理機能を備えるシステムとすることができる。
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明の実施例１に係る排ガス処理のフローを示す全体構成図である。
本実施例は、水銀が含まれる廃棄物を加熱処理した時に発生する排ガスの処理に好適に用いられる。また、廃棄物を加熱処理する熱処理装置としては、例えば焼却炉、溶融炉、ガス化炉、炭化炉等が挙げられる。
図１は本発明の実施例１に係る排ガス処理のフローを示す全体構成図である。
本実施例は、水銀が含まれる廃棄物を加熱処理した時に発生する排ガスの処理に好適に用いられる。また、廃棄物を加熱処理する熱処理装置としては、例えば焼却炉、溶融炉、ガス化炉、炭化炉等が挙げられる。
図１に本発明の実施例１に係る具体的な排ガス処理のフローを示す。本システムは、廃棄物を焼却処理する焼却炉１０と、該焼却炉１０からの排ガスを減温する排ガス減温装置１１と、減温された排ガスから集塵する前段側集塵装置１２及び後段側集塵装置１３と、脱硝塔１４と、煙突１５を備えるとともに、焼却炉１０から排出される焼却灰２０と排ガス減温装置１１及び前段側集塵装置１２にて回収された飛灰２１を溶融する灰溶融炉１６と、灰溶融炉から１６からの排ガスを集塵する溶融飛灰集塵装置１７と、を備える。
前記排ガス減温装置１１は、ボイラ、減温塔等の排ガスの冷却手段であり、これらを単独若しくは適宜組み合わせて用いる。
前記前段側集塵装置１２、前記後段側集塵装置１３、前記溶融飛灰集塵装置１７は、バグフィルタ、マルチサイクロン、電気集塵機、セラミックフィルタ等から適宜選択的に用いられるが、好適にはバグフィルタとする。
前記排ガス減温装置１１は、ボイラ、減温塔等の排ガスの冷却手段であり、これらを単独若しくは適宜組み合わせて用いる。
前記前段側集塵装置１２、前記後段側集塵装置１３、前記溶融飛灰集塵装置１７は、バグフィルタ、マルチサイクロン、電気集塵機、セラミックフィルタ等から適宜選択的に用いられるが、好適にはバグフィルタとする。
焼却炉１０から排出された排ガスは、必要に応じてボイラ、減温塔等の排ガス冷却装置１１にて減温された後、活性炭を供給することなく前段側集塵装置１２に導入される。前段側集塵装置１２及び排ガス減温装置１１で回収された飛灰２１は、焼却炉１０の底部より排出される焼却灰２０とともに灰溶融炉１６に投入され、溶融処理される。灰溶融炉１６から排出される排ガスは溶融飛灰集塵装置１７にて溶融飛灰２２を除去された後に、前段側集塵装置１２から排出される排ガスとともに後段側集塵装置１３に送給される。
前段側集塵装置１２からの排ガスと溶融飛灰集塵装置１７からの排ガスは、活性炭２５を供給され後段側集塵装置１３に導入される。このとき、必要に応じて酸性ガス中和剤、及び助剤を供給することが好ましい。酸性ガス中和剤は、ＨＣｌ、ＳＯｘを中和反応により除去する薬剤で消石灰等が用いられる。助剤は、集塵装置にバグフィルタを採用した場合にろ布表面を保護する薬剤である。
前段側集塵装置１２からの排ガスと溶融飛灰集塵装置１７からの排ガスは、活性炭２５を供給され後段側集塵装置１３に導入される。このとき、必要に応じて酸性ガス中和剤、及び助剤を供給することが好ましい。酸性ガス中和剤は、ＨＣｌ、ＳＯｘを中和反応により除去する薬剤で消石灰等が用いられる。助剤は、集塵装置にバグフィルタを採用した場合にろ布表面を保護する薬剤である。
後段側集塵装置１３では、活性炭に吸着したＨｇ、ＤＸＮ類が飛灰２３とともに回収される。飛灰２３は、キレート・セメント固化装置１８にてキレート処理、セメント固化処理の少なくとも何れか一方を施されて安定化される。好適にはキレート処理を行った後にセメント固化する処理とする。尚、キレート処理は、飛灰２３にキレート剤からなる重金属固定剤を供給して、Ｈｇ等の重金属類と反応させてキレート結合を有する高分子金属錯体として安定化する処理である。セメント固化処理は、飛灰にセメントを供給して混練し、飛灰中の重金属類、ＤＸＮ類を安定化して有害物質の溶出を防止する処理である。
後段側集塵装置１３から排出される排ガスは、脱硝塔１４にてＮＯｘを除去された後に煙突１５より大気放出される。
後段側集塵装置１３から排出される排ガスは、脱硝塔１４にてＮＯｘを除去された後に煙突１５より大気放出される。
本実施例によれば、前段側集塵装置１２より上流側では活性炭を供給しない構成とすることによって、溶融処理される焼却灰２０、飛灰２１中にはＨｇが殆ど存在しなくなり、溶融飛灰２２中のＨｇ含有量を低減することが可能で、延いては山元還元に適したシステムとすることができる。従って、溶融飛灰中のＺｎ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｃｄ等の有価金属を回収でき、さらに有価金属回収の際にＨｇの分離プロセスが省けるため処理効率の向上及びコスト低減が図れる。
また、後段側集塵装置１３にて活性炭２５の供給により吸着されたＨｇ、ＤＸＮ類は、飛灰の安定化処理により外部に溶出することがなく、排ガスの無害化の観点から従来の排ガス処理と同等の処理とすることが可能である。
また、後段側集塵装置１３にて活性炭２５の供給により吸着されたＨｇ、ＤＸＮ類は、飛灰の安定化処理により外部に溶出することがなく、排ガスの無害化の観点から従来の排ガス処理と同等の処理とすることが可能である。
１０ 焼却炉
１１ 排ガス減温装置
１２ 前段側集塵装置
１３ 後段側集塵装置
１６ 灰溶融炉
１７ 溶融飛灰集塵装置
１８ キレート・セメント固化装置
１９ 排水処理装置
２５ 活性炭
３０ 集塵装置
１１ 排ガス減温装置
１２ 前段側集塵装置
１３ 後段側集塵装置
１６ 灰溶融炉
１７ 溶融飛灰集塵装置
１８ キレート・セメント固化装置
１９ 排水処理装置
２５ 活性炭
３０ 集塵装置
Claims (6)
- 水銀を含む廃棄物の加熱処理により発生した排ガスを、直列に配置した前段側集塵装置と後段側集塵装置に順次導入して飛灰を除去するとともに、前記前段側集塵装置にて回収した飛灰を溶融処理する排ガス処理方法において、
前記前段側集塵装置より上流側で活性炭を供給することなく該前段側集塵装置より後流側且つ前記後段側集塵装置より上流側で活性炭を供給した後、該後段側集塵装置で回収した飛灰の重金属類を安定化処理することを特徴とする排ガス処理方法。 - 前記加熱処理が焼却であり、該焼却により発生した焼却灰と前記前段側集塵装置にて回収した飛灰を溶融処理し、該溶融処理にて発生した排ガスを溶融飛灰集塵装置に導入して飛灰を除去した後に前記前段側集塵装置からの排ガスとともに前記後段側集塵装置に導入することを特徴とする請求項１記載の排ガス処理方法。
- 前記溶融飛灰集塵装置で回収した溶融飛灰を山元還元することを特徴とする請求項１記載の排ガス処理方法。
- 水銀を含む廃棄物を加熱処理する熱処理装置と、直列に配置されて前記熱処理装置から排出される排ガスが導入される前段側集塵装置及び後段側集塵装置と、前記前段側集塵装置にて回収した飛灰を溶融処理する灰溶融炉とを備えた排ガス処理システムにおいて、
前記前段側集塵装置より上流側に活性炭を供給することなく該前段側集塵装置より後流側且つ前記後段側集塵装置より上流側に活性炭供給手段を設けるとともに、前記後段側集塵装置で回収した飛灰の重金属類を安定化する安定化手段を設けたことを特徴とする排ガス処理システム。 - 前記熱処理装置が焼却炉であって、前記灰溶融炉からの排ガスを導入して溶融飛灰を除去する溶融飛灰集塵装置を設け、前記焼却炉から排出され前記前段側集塵装置を通過した排ガスを、前記溶融飛灰集塵装置からの排ガスとともに前記後段側集塵装置に導入することを特徴とする請求項４記載の排ガス処理システム。
- 前記安定化手段が、前記後段側集塵装置にて回収した飛灰を、キレート剤からなる重金属固定剤若しくはセメントからなる固化剤のうち少なくとも一方と接触させる手段であることを特徴とする請求項４記載の排ガス処理システム。
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