JP6846778B2 - 排ガス中の水銀除去装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、ごみ焼却炉排ガス処理装置及びごみ焼却炉排ガス処理装置を用いた排ガス処理方法に関し、焼却炉から排出される排ガス中に含有される水銀を確実に除去する技術に関する。

従来、ごみの焼却炉から排出される排ガスを処理するに際し、まず２００℃以下に減温してから、排ガス中に含有される煤塵、塩化水素及び硫黄酸化物等の酸性成分、及び、ダイオキシン類及び水銀等の有害物質を除去した後、煙突から大気中に放出する。

排ガスに含有される水銀を除去するための技術としては、特許文献１に示されるような、水銀を含む排ガス中に、水銀吸着剤として機能する活性炭を投入する技術が知られている（特許文献１）。また、ろ布の表面に予め活性炭をコーティングしたプレコート式のバグフィルタを使用して水銀を除去する技術が提案されている（特許文献２）。

特開２０１４−２１３３０８号公報 特許第６１１４４３８号

特許文献１に開示された技術によると、水銀を含む排ガス中に、吸着剤として機能する活性炭を投入し、水銀を吸着した活性炭をバグフィルタ等のろ過式集塵装置によって捕集することによって、排ガス中に含まれる水銀を除去することができる。このとき、ろ過式集塵装置の下流側に水銀濃度検出装置を備え、水銀濃度が所定値を超過した場合のみに活性炭を排ガス中に投入することで、消費する活性炭の量を削減することができる。しかしながら、ろ過式集塵装置の下流側で水銀濃度を検出し、検出結果に基づいてろ過式集塵装置の上流側に活性炭を投入する構成となっているため、濃度の検出と活性炭の投入との間に時間遅れが発生し、急激な水銀濃度の上昇に対応できないという課題があった。また、一時的に水銀濃度が上昇した場合であっても、活性炭を供給するため、無駄な活性炭を投入する原因となっていた。

一方、特許文献２に開示された技術は、活性炭やアルカリ薬剤をプレコートしたろ布を使用したバグフィルタを用いて水銀を除去するものであり、排ガス中に活性炭を投入するものではないため、余分な活性炭の消費を抑制しつつ、排ガス中の水銀を除去することができる。また、ろ布で除去しきれない水銀を除去するための活性炭素繊維をバグフィルタ内のろ布の下流側に備えており、ろ布を通過した後の排ガスが活性炭素繊維を流通させるかどうかを切り換え可能な切換弁を備える。

そして、バグフィルタ下流側で計測した水銀濃度が所定値を超過した場合に、切換弁を活性炭素繊維を流通する側に切り換えることで、プレコートしたろ布と活性炭素繊維の両方で水銀を除去する構成としている。また、水銀濃度がバグフィルタ下流側で計測した所定値を超過しない場合には、切換弁を活性炭素繊維を流通しない側に切り換えることで、プレコートしたろ布のみで水銀を除去する構成としている。

特許文献２に開示された技術の場合、活性炭等の吸着剤はろ布のプレコートの際に使用するだけで、排ガス中に投入するものではないため、無駄な吸着剤の消費を抑制することができる。ところが、特許文献１に開示された技術と同様に、水銀濃度をバグフィルタ下流側で検出することによる時間遅れが発生するおそれがあり、水銀濃度の急上昇に対して流路の切り換えが追い付かず、一時的に規制の基準値を越えてしまうことも想定される。また、切換弁を早めに切り替えた場合、必要のない場合にも活性炭素繊維を流通させることにつながり、活性炭素繊維が破過するまでの時間が短くなるという問題が生じる。このような問題は、検出される水銀濃度が短期間に上下に振れる場合にも生じる。すなわち、検出される水銀濃度が短期間に上下に振れる場合、切り換えのための所定濃度を跨るたびに切換弁が操作されることとなり、必要のない活性炭素繊維の使用につながる。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、活性炭素繊維等の繊維状吸着材の使用頻度を過剰とすることなく、迅速かつ確実に排ガス中の水銀を除去するという相反する効果を奏するごみ焼却炉の排ガス処理装置及び方法を提供することを目的とする。

本発明では、以下のような解決手段を提供する。

第１の特徴に係る発明は、ごみ焼却炉から排出された排ガスの導入口と排出口とを有するバグフィルタであって、導入口から導入された排ガス中に含まれる煤塵及び有害成分を捕捉するろ布と、ろ布の下流側に配設され、ろ布を貫流した排ガスからさらに有害成分を吸着する繊維状吸着材と、繊維状吸着材を貫流した後の排ガスを排出口に導く短絡流路と、排ガスを繊維状吸着材を貫流させずに排出口に導く迂回流路と、短絡流路と迂回流路とを選択的に切り換える流路切換手段と、を備えたバグフィルタと、バグフィルタの上流側に配設され、排ガス中に含まれる酸性成分を中和するための薬剤及び水銀吸着剤をバグフィルタ上流側の排ガス中に供給する薬剤供給装置と、バグフィルタ上流側における排ガス中の水銀濃度を検出する水銀濃度検出装置と、水銀濃度検出装置によって検出された水銀濃度に基づいて、流路切換手段を切り換え制御する制御装置とを備え、制御装置は、排ガスのろ過運転を行うに際し、薬剤供給装置から薬剤及び水銀吸着剤を供給して所定厚さの反応層を形成するプレコート処理を行うとともに、バグフィルタ上流側で計測した排ガス中の水銀濃度が、所定の値を超過した状態が所定時間継続し、さらに上昇傾向にある場合に、流路切換手段を前記短絡流路側に切り換えることで、ろ布を貫流した後の排ガスを繊維状吸着材に導く、ことを特徴とするごみ焼却炉の排ガス処理装置を提供する。

第１の特徴に係る発明によれば、バグフィルタ上流側で計測した水銀濃度が所定の値を超過した状態が所定時間継続することに加え、さらに上昇傾向にある場合に、繊維状吸着材を使用するよう構成することで、頻繁に繊維状吸着材を使用することにより生じる繊維状吸着材の破過を抑制しつつ、水銀の確実な処理を行うことが可能となる。

第２の特徴に係る発明は、第１の特徴に係る発明であって、バグフィルタ下流側における排ガス中の水銀濃度を検出する水銀濃度検出装置をさらに備え、制御装置は、ろ布を貫流した後の排ガスを繊維状吸着材に導いている状態で、さらに、バグフィルタ下流側で計測した排ガス中の水銀濃度が、所定値以下にならずに所定時間経過するか、あるいは上昇傾向にある場合に、薬剤供給装置から水銀吸着剤を供給する排ガス処理装置を提供する。

第２の特徴に係る発明によれば、バグフィルタの下流側で計測した水銀濃度が所定値以下にならずに所定時間が経過するか、あるいは上昇傾向にある場合に、薬剤供給装置から吸着剤を供給するよう構成することで、繊維状吸着材を用いてもなお水銀濃度が下がらない場合に、排ガスに直接的に吸着剤を供給して迅速に水銀を捕捉することが可能となる。

第３の特徴に係る発明は、第１又は第２の特徴に係る発明であって、水銀吸着剤として活性炭を用いる、排ガス処理装置を提供する。

第３の特徴に係る発明によれば、比較的入手しやすい吸着剤を使用して、効果的な水銀の処理が可能となる。

第４の特徴に係る発明は、第１から第３のいずれかの特徴に係る発明であって、水銀濃度検出装置として、排ガスを吸引する複数のセラミックフィルタであって、交互に逆洗を行うセラミックフィルタを用いる、排ガス処理装置を提供する。

第４の特徴に係る発明によれば、複数のセラミックフィルタを同時に使用し、適時にパルスエアで逆洗を行うことにより、仮に片方ずつセラミックフィルタを作動させた場合に生ずる、切り換えた際に停止時に付着したダストの影響で排ガスを吸引できなくなるという事態を回避し、安定した排ガスの導入及び分析を行うことが可能となる。

本発明によれば、繊維状吸着材の使用頻度を過剰とすることなく、迅速かつ確実に排ガス中の水銀を除去するという相反する効果を奏するごみ焼却炉の排ガス処理装置及び方法を提供できる。

図１は、本実施形態に係るごみ焼却炉排ガス処理装置を示す模式図である。 図２は、本実施形態に係るバグフィルタの内部構成を示す図であって、流路切換弁を開放した状態を示している。 図３は、本実施形態に係るバグフィルタの内部構成を示す図であって、流路切換弁を閉塞した状態を示している。 図４は、本実施形態に係る水銀濃度検出装置の構成を示す模式図である。 図５は、本実施形態に係るごみ焼却炉排ガス処理装置を用いた排ガス処理方法を説明するためのフローチャートを示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について図を参照しながら説明する。なお、これはあくまでも一例であって、本発明の技術的範囲はこれに限られるものではない。

［ごみ焼却炉排ガス処理装置１の全体構成］
まず、図１を用いて、本実施形態に係るごみ焼却炉排ガス処理装置の全体構成を説明する。

図１に示すように、本実施形態のごみ焼却炉排ガス処理装置は、ごみ焼却炉１と、排熱回収ボイラやエコノマイザからなる熱回収装置２と、ガス冷却装置３と、バグフィルタ４と、誘引通風機５と、煙突６と、薬剤供給装置７と、バグフィルタ４の上流側に設けられた第一水銀濃度検出装置８ａ及びバグフィルタ４の下流側に設けられた第二水銀濃度検出装置８ｂからなる水銀濃度検出装置８と、制御装置９とによって構成される。

ごみ焼却炉１は、不定形の一般廃棄物や、産業廃棄物や、所定の形状を呈する梱包に入れられた感染性医療廃棄物等の廃棄物を焼却処理するものであり、ストーカ式、流動層式、竪型等、任意の形式の焼却炉が用いられる。

熱回収装置２は、ごみ焼却炉１で廃棄物を焼却処理した際に発生する高温の排ガスから熱を回収するものであり、例えば、蒸発器を備える排熱回収ボイラや、排熱回収ボイラの上流で水を加熱するエコノマイザ等によって構成される。

ガス冷却装置３は、ごみ焼却炉１や熱回収装置２から排出された排ガスの温度をバグフィルタ４に供給可能な程度であって、「ごみ処理に係るダイオキシン類発生防止等ガイドライン」に記された２００℃程度以下まで減温するものであり、その形式は問わない。

バグフィルタ４は、ガス冷却装置３で減温された排ガスをろ過することで、排ガス中に含まれる煤塵や有害成分を除去するものであって、図２及び図３に示すように、煤塵や有害成分をろ過するためのろ布４１、有害成分を吸着する繊維状吸着材４２、ろ布４１及び繊維状吸着材４２を収容するケーシング４３を含む。バグフィルタ４の詳細については後述する。

誘引通風機５は、バグフィルタ４の下流に配設される通風機であり、バグフィルタ４で浄化された排ガスを吸引して、煙突６から排ガスを大気に放出するためのものである。

薬剤供給装置７は、排ガス中に含まれる塩化水素や硫黄酸化物等の酸性成分を中和するためのアルカリ薬剤、及び、排ガス中に含まれる有害物質を吸着するための水銀吸着剤を、排ガス中及びバグフィルタ４に供給するものであり、バグフィルタ４の上流側、好ましくはガス冷却装置３とバグフィルタ４の間の煙道に配設される。

本実施形態においては、アルカリ薬剤として消石灰、水銀吸着剤として活性炭が使用される。特に、水銀吸着剤として活性炭を使用することにより、比較的入手しやすい吸着剤を使用して効果的に水銀を処理することが可能となる。なお、使用する薬剤及び水銀吸着剤の種類は、これに限ったものではない。

水銀濃度検出装置８は、バグフィルタ４の上流側、特に、ガス冷却装置３の上流側煙道に設置され、吸着剤に吸着される前の水銀濃度を連続的に検出するよう構成された第一水銀濃度検出装置８ａと、バグフィルタ４の下流側に設置され、吸着剤及び繊維状吸着材４２によって吸着された後の水銀濃度を連続的に検出するよう構成された第二水銀濃度検出装置８ｂとによって構成される。

制御装置９は、第一水銀濃度検出装置８ａによって検出された水銀濃度に基づいて、後述する流路切換手段４５の切り換え制御を行うよう、図示しないモータの動力を制御する。さらに、第二水銀濃度検出装置８ｂによって検出された水銀濃度に基づいて、薬剤供給装置７からのアルカリ薬剤及び吸着剤の供給を制御する。流路切換手段４５の切り換え制御、及び、薬剤供給装置７からのアルカリ薬剤及び吸着剤の供給制御については後述する。

〔バグフィルタ４〕
次に、図２及び図３を用いて、本実施形態におけるバグフィルタ４について説明する。図２は、本実施形態に係るバグフィルタ４の内部構成を示す図であって、後述する流路切換手段４５を開放した状態を示すものであり、図３は、流路切換手段４５を閉塞した状態を示すものである。

バグフィルタ４は、冷却装置３で減温された排ガスを浄化するものであって、下方に設けられた排ガス導入口４ａ、排ガス中に含まれる煤塵や有害成分をろ過するためのろ布４１、ろ布４１を貫流した後の排ガスからさらに有害成分を吸着する繊維状吸着材４２、ろ布４１及び繊維状吸着材４２を収容するケーシング４３、上方に設けられた排ガス排出口４ｂによって構成される。

ケーシング４３内には、ケーシング４３の内部空間を、繊維状吸着材４２が配設される上部空間４３ａと、ろ布４１が配設される下部空間４３ｂとに仕切る仕切壁４３ｃが設置されている。

ろ布４１はケーシング４３の下部空間４３ｂに導入された排ガス中に含まれる煤塵及び有害成分を捕捉するものであって、織布又は不織布製で一端が開口され他端が閉塞された筒状体の集合体として形成される。それぞれの筒状体は、開口が形成された端部が、仕切壁４３ｃに形成された開口部を貫通するように配設される。

本実施形態においては、下端が閉塞され上端が開口された筒状体が、仕切壁４３ｃの幅方向及び奥行き方向に複数設けられた開口部に配設されることで、下方から流入する排ガス中の煤塵を捕捉することが可能なろ布４１を形成している。

すなわち、ケーシング４３の下部空間４３ｂに導入され下方から上方に向けて流通する排ガスは、下端が閉塞したろ布４１を通過し、上端の開口を介して上部空間４３ａに流入する。そして、ろ布４１を通過する際、排ガス中に含まれる煤塵等が除去され、浄化された排ガスとなって上部空間４３ａに流入する。

本実施形態に係るバグフィルタ４のろ布４１の表面は、後述するように、アルカリ薬剤及び吸着剤によってプレコート処理がなされているため、煤塵等のろ過効果に加え、塩化水素及び硫黄酸化物等の酸性成分、及び水銀等の有害成分を効果的に浄化及び吸着することができる。

水銀を吸着する繊維状吸着材４２として、例えば活性炭素繊維、Ａｃｔｉｖａｔｅｄ Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒｓ（ＡＣＦ）と呼ばれるものが挙げられる。ＡＣＦは、排ガス中に含まれる窒素酸化物、ダイオキシン類、ポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）、水銀ならびに臭気等の有害成分を吸着して除去する機能に優れている。

繊維状吸着材４２は、好ましくは、水銀の吸着能力を強化するために、水銀吸着に効果のある化学薬品を添着したものを使用する。

繊維状吸着材４２は、ケーシング４３の上部空間４３ａ内に、上部空間４３ａを排ガスの流通方向の上流側と下流側とを仕切るように設置される。

すなわち、本実施形態に係るバグフィルタ４の繊維状吸着材４２は、略同一平面上に複数のフィルタ部材を隣り合わせに並べて配設することによって構成されており、上部空間４３ａは繊維状吸着材４２によって、上方に位置する部位と下方に位置する部位とに区画される。その際、繊維状吸着材４２を構成する各フィルタ部材は所定の高さに配設される支持枠４２ｓの上に幅方向及び奥行き方向に並べて配置される。

ケーシングの上部空間４３ａには、排ガスの排出流路４４が連接されており、排出流路４４は所定の高さに配設された仕切板４４ｃによって、上方に位置し、繊維状吸着材４２を貫流した後の排ガスが流通する短絡流路４４ａと、下方に位置し、繊維状吸着材４２を貫流させず排ガスを排出する迂回流路４４ｂとに区画される。

つまり、上述の通り、ケーシングの上部空間４３ａは繊維状吸着材４２によって排ガス流通方向の上流側と下流側とに仕切られるが、短絡流路４４ａは繊維状吸着材４２の下流側の空間と連通し、迂回流路４４ｂは繊維状吸着材４２の上流側の空間と連通する。

排出流路４４には、繊維状吸着材４２を通過した後の排ガスが流通する短絡流路４４ａと、繊維状吸着材４２を通過しない排ガスが流通する迂回流路４４ｂとを選択的に流通させる流路切換手段４５が設けられている。

本実施形態においては、流路切換手段４５は迂回流路４４ｂに設置された流路開閉弁によって構成されており、制御装置９からの指令に従い、図示しないモータの動力によって、迂回流路４４ｂの開放と閉塞とを切り換えることができるよう構成されている。

すなわち、図３に示すように、流路切換手段４５を操作することによって迂回流路４４ｂを閉とした場合、上部空間４３ｂに流入した排ガスは繊維状吸着材４２を流通して浄化された後、短絡流路４４ａを介して排ガス排出口４ｂから排出される。

一方、図２に示すように、流路切換手段４５を操作することによって迂回流路４４ｂを開とした場合、繊維状吸着材４２の通気抵抗が流路切換手段４５及び迂回流路４４ｂの通気抵抗よりも大であるため、上部空間４３ａに流入した排ガスは繊維状吸着材４２を迂回して流路切換手段４５及び迂回流路４４ｂを通過して排ガス排出口４ｂから排出される。

なお、本実施形態においては、繊維状吸着材４２を設置する支持枠４２ｓと、仕切板４４ｃとが別部材として略同一平面上に配設されるが、支持枠４２ｓと仕切板４４ｃとを同一部材として構成しても構わない。

〔水銀濃度検出装置８〕
次に、図４を用いて、本実施形態における水銀濃度検出装置８について説明する。

図４に示すように、本実施形態における水銀濃度検出装置８は、先端が煙道内に突出し、排ガスをサンプリングする複数のセラミックフィルタ８１ａ、８１ｂと、供給された排ガス中の水銀濃度を計測する排ガス分析計８２と、セラミックフィルタ８１ａ、８１ｂと排ガス分析計８２を接続し、セラミックフィルタ８１ａ、８１ｂから導入された排ガスを排ガス分析計８２まで供給する排ガス供給管８３ａ、８３ｂと、排ガス供給管８３ａ、８３ｂに配設され、開閉操作によって排ガスの流れを制御する排ガス電磁弁８４ａ、８４ｂと、圧縮空気供給源８５と、圧縮空気供給源８５から供給される圧縮空気をセラミックフィルタに導く圧縮空気供給管８６ａ、８６ｂと、圧縮空気供給管８６ａ、８６ｂに配設され、開閉操作によって圧縮空気の流れを制御する圧縮空気電磁弁８７ａ、８７ｂによって構成される。

このような構成の水銀濃度検出装置８において、通常の運転時には、すべての排ガス電磁弁８４ａ、８４ｂを開状態とし、すべての圧縮空気電磁弁８７ａ、８７ｂを閉状態とすることで、すべてのセラミックフィルタ８１ａ、８１ｂから排ガスをサンプリングし、排ガス供給管８３ａ、８３ｂを介して排ガス分析計８２に導入し、排ガス中の水銀濃度を計測する。

そして、適時に、排ガス電磁弁８４ａ、８４ｂの一方を閉状態とし、他方の圧縮空気電磁弁８７ａ、８７ｂを開状態として、圧縮空気供給源８５及び圧縮空気供給管８６ａ、８６ｂのいずれかからパルスエアを供給することで、セラミックフィルタ８１ａ、８１ｂの一方の表面に付着したダストの逆洗を行い、セラミックフィルタ８１ａ、８１ｂの目詰まりを防止する。このようなセラミックフィルタの逆洗を交互に行う。

このように、複数のセラミックフィルタを同時に使用し、交互にパルスエアで逆洗を行うことにより、仮に片方ずつセラミックフィルタを作動させた場合に生ずる、切り換えた際に停止時に付着したダストの影響で排ガスを吸引できなくなるという事態を回避し、安定した排ガスの導入及び分析を行うことが可能となる。

〔ごみ焼却炉排ガス処理装置１を使用した排ガス処理方法〕
次に、図５を用いて、本実施形態に係るごみ焼却炉排ガス処理装置１を使用した排ガス処理方法について説明する。

〔ステップＳ１００：ろ布４１のプレコート〕
まず、ごみ焼却炉の操業運転中において、薬剤供給装置７から排ガス煙道を介してバグフィルタ４内にアルカリ薬剤及び吸着剤を所定時間にわたって供給することで、バグフィルタ４のろ布４１の表面に所定厚さの薬剤及び吸着剤の反応層を形成するプレコート処理を行う（ステップＳ１００）。

〔ステップＳ１１０〜Ｓ１２０：ろ布４１による排ガスの浄化〕
ステップＳ１００におけるプレコート処理が完了すると、プレコートされたろ布４１による排ガス処理を実施する（ステップＳ１１０）。

このとき、流路切換手段４５は、図２に示すように、開方向を向くよう設定され、ろ布４１で浄化された排ガスは繊維状吸着材４２を通過することなく迂回流路４４ｂを通過し、排出口４ｂから排出される。

また、同時に、制御装置９は、第一水銀濃度検出手段８ａによって計測した、バグフィルタ４の上流における水銀濃度である第一水銀濃度が、所定の値を超過した状態が所定時間継続し、さらに上昇傾向にあるかどうか（条件１）を判定する処理を実行する（ステップＳ１２０）。

なお、所定時間の経過は、図示しないタイマによって計時され判断される。また、第一水銀濃度が上昇傾向にあるかどうかは、第一水銀濃度検出手段８ａによって計測した水銀濃度及びタイマによって計時された時間に基づいて算出される、水銀濃度の時間変化に基づいて判断される。

ステップＳ１２０において、第一水銀濃度が、所定の値を超過した状態が所定時間継続し、さらに上昇傾向にある状況ではない場合、つまり、ステップＳ１２０においてＮと判定された場合、ステップＳ１１０に戻り、プレコートしたろ布４１のみを使用した排ガスの浄化を継続する。

ステップＳ１２０においてＮと判定された場合には、バグフィルタ４上流側の水銀濃度が所定値よりも低いか、または、所定値を超えてからの経過時間が短いか、あるいは、経過時間が長かったとしても水銀濃度が上昇傾向にないため、ろ布４１のみによる浄化で十分浄化が可能である。特に、ステップＳ１００において、ろ布４１の表面に所定厚さの吸着剤の反応層を形成するプレコート処理を行っているため、ろ布４１表面における吸着能力が向上しており、必要な吸着能力を発揮することが可能となる。

〔ステップＳ１３０〜Ｓ１４０：ろ布４１及び繊維状吸着材４２による排ガスの浄化〕
一方、ステップＳ１２０において、第一水銀濃度が、所定の値を超過した状態が所定時間継続し、さらに上昇傾向にある状況の場合、つまり、ステップＳ１２０においてＹと判定された場合、ステップＳ１３０に進み、プレコートしたろ布４１による浄化に加え、繊維状吸着材４２による浄化を行う（ステップＳ１３０）。

すなわち、ステップＳ１３０においては、図３に示すように、流路切換手段４５が閉方向に切り換えられることで排ガスが流通する経路が変更され、ろ布４１で浄化された排ガスは繊維状吸着材４２を貫流する。そのため、排ガス中に残存する水銀は繊維状吸着材４２を通過する際に吸着され、ろ布４１及び繊維状吸着材４２によって二段階で浄化された排ガスは短絡流路４４ａを介して排出口４ｂから排出する。

つまり、浄化前の水銀濃度が、所定の値を超過すると、ろ布４１による浄化のみでは、排ガス中の水銀を十分に吸着できない可能性がある。そこで、浄化を強化するために、ろ布４１に加え繊維状吸着材４２を使用することで、水銀を確実に吸着する。

ところで、水銀濃度が所定の値を超過したことのみを繊維状吸着材４２使用の条件とすると、当該所定の値の近傍において、繊維状吸着材４２の使用と不使用とが頻繁に切り替わるいわゆるハンチング現象が生じる。また、早めに経路を短絡流路４４ａに変更することになるため、排ガスが繊維状吸着材４２を貫流する時間が長くなり、繊維状吸着材が破過するまでの時間が短くなるという問題が生じる。

そのため、本発明では、単に、水銀濃度が所定の値を超過したことを繊維状吸着材４２使用の条件とするのではなく、水銀濃度が所定の値を超過した状態が所定時間継続し、さらに、上昇傾向にあることを、繊維状吸着材４２使用の条件としている。このようにすることで、ハンチング現象を防止しつつ、確実な水銀濃度の低減を実現することが可能となる。

このとき、単に、水銀濃度が所定の値を超過した状態が所定時間継続したことを繊維状吸着材４２使用の条件とするのではなく、さらに上昇傾向にあることを条件として加えることによって、繊維状吸着材が破過するまでの時間が短くなることを防止し、経済性に富んだ運転が可能となる。というのも、第一水銀濃度検出手段８ａによって計測される第一水銀濃度は、浄化処理前の排ガス中に含まれる水銀の濃度を示すものであるから、第一水銀濃度の時間変化は、その後に施す排ガス処理の度合いを決定するにあたり、重要な要素となる。すなわち、仮に、第一水銀濃度の時間変化が下降傾向にある場合、あるいは、実質的に横ばいである場合、その後に特別な処理をせずとも、ろ布４１にプレコート処理が施されているため、ろ布４１のみによる通常の処理で濃度を規定値以下まで下げることが可能である。そのような場合に繊維状吸着材４２を使用してしまうと、繊維状吸着材が破過するまでの時間が短くなってしまう。

そこで、本実施形態においては、バグフィルタ４上流側で計測した水銀濃度が所定の値を超過した状態が所定時間継続することに加え、さらに上昇傾向にあることを条件とすることで、頻繁に繊維状吸着材４２を使用することにより生じる繊維状吸着材の破過を抑制しつつ、水銀の確実な処理を行うことができる。

図５に戻ると、ステップＳ１３０において、ろ布４１及び繊維状吸着材４２によって排ガスの浄化を行うと同時に、制御装置９は、第一水銀濃度が前記所定濃度を下回って一定時間が経過したかどうか（条件２）を判定する処理を実行する（ステップＳ１４０）。

第一水銀濃度が前記所定濃度を下回って一定時間が経過した場合、すなわち、ステップＳ１４０においてＹと判定された場合、ステップＳ１１０に戻り、図２に示すように、流路切換手段４５を開方向を向くよう切り換え、ろ布４１で浄化された排ガスが繊維状吸着材４２を通過することなく迂回流路４４ｂを通過し、排出口４ｂから排出されるよう制御する。

すなわち、ステップＳ１４０においてＹと判定された場合、繊維状吸着材４２を使用する必要はないと判断され、プレコートされたろ布４１のみによる浄化を行う。

〔ステップＳ１５０〜Ｓ１６０：吸着剤の供給による排ガスの浄化〕
一方、ステップＳ１４０においてＮと判定された場合、ステップＳ１５０に進み、バグフィルタ４の下流側に設置された第二水銀濃度検出手段８ｂによって計測された第二水銀濃度が、所定値以下にならずに所定時間が経過するか、あるいは上昇傾向にあるかどうか（条件３）を判定する処理を実行する（ステップＳ１５０）。

第二水銀濃度検出手段８ｂによって計測された第二水銀濃度が、所定値以下にならずに所定時間が経過するか、あるいは上昇傾向にある場合、すなわち、ステップＳ１５０においてＹと判定された場合、ステップＳ１６０に進み、制御装置９は、薬剤供給装置７から、吸着剤を供給する処理を実行する（ステップＳ１６０）。

つまり、繊維状吸着材４２を使用してもなお、浄化後の排ガス中に含まれる水銀濃度が下がらない場合、直接的に排ガス中に吸着剤を供給することで、さらに浄化を強化して三段階の浄化を実現することが可能となる。

ステップＳ１５０において、第二水銀濃度が所定値以下にならずに所定時間が経過するか、あるいは上昇傾向にあるという状況は、ろ布４１及び繊維状吸着材４２による二重の浄化を行っても、浄化後の水銀濃度が下がらないか、あるいは上昇する場合であるため、さらに、吸着を強化する必要があると判断される。そのため、本実施形態においては、このような場合、バグフィルタ４の上流に設けられた薬剤供給装置７から吸着剤を排ガス中に直接供給することで、水銀濃度を速やかに低減している。

一方、第二水銀濃度検出手段８ｂによって計測された第二水銀濃度が、所定時間が経過する前に所定値以下に低下した場合、あるいは下降傾向にある場合、すなわち、ステップＳ１５０においてＮと判定された場合、ステップＳ１３０に戻り、ろ布４１と繊維状吸着材４２を使用した排ガスの浄化を継続する。

つまり、ステップＳ１５０において、所定時間が経過する前に第二水銀濃度が所定値以下に低下するか、あるいは下降傾向にあるという状況は、ろ布４１及び繊維状吸着材４２による二重の浄化によって、効果的に水銀を吸着できていると判断できるため、そのまま、ろ布４１及び繊維状吸着材４２による浄化を継続することで、必要な吸着能力を確保することができる。

ところで、ステップＳ１５０においてＹと判定され、ステップＳ１６０において、ろ布４１及び繊維状吸着材４２に加えて吸着剤の供給によって排ガスの浄化を行うと、制御装置９は、第二水銀濃度が前記所定値を下回って一定時間が経過したかどうか（条件４）を判定する処理を実行する（ステップＳ１７０）。

第二水銀濃度が前記所定値を下回って一定時間が経過していない場合、すなわち、ステップＳ１７０においてＮと判定された場合、まだ直接的な吸着剤の供給による浄化の必要があると判断されるため、ステップＳ１６０に戻り、薬剤供給装置７からの吸着剤の供給を継続する。

一方、第二水銀濃度が前記所定値を下回って一定時間が経過した場合、すなわち、ステップＳ１７０においてＹと判定された場合、直接的な吸着剤の供給による浄化の必要はなくなったと判断されるため、ステップＳ１８０に進み、制御装置９は薬剤供給装置７からの吸着剤の供給を停止した上で、ステップＳ１３０に戻り、ろ布４１と繊維状吸着材４２を使用した排ガスの浄化を継続する。

このような処理を繰り返すことで、排ガス中の水銀を安定して処理することができる。また、必要に応じて、再度プレコート処理を行うことで、ろ布４１表面における吸着能力の低下を抑制することができる。

特に、バグフィルタ４上流側で計測した水銀濃度が所定の値を超過した状態が所定時間継続することに加え、さらに上昇傾向にある場合に、繊維状吸着材４２を使用するよう構成することで、頻繁に繊維状吸着材４２を使用することにより生じる繊維状吸着材の破過を抑制しつつ、水銀の確実な処理を行うことができる。

さらに、バグフィルタ４の下流側で計測した水銀濃度が所定値以下にならずに所定時間が経過するか、あるいは上昇傾向にある場合に、薬剤供給装置７から吸着剤を供給するよう構成することで、繊維状吸着材４２を用いてもなお水銀濃度が下がらない場合に、排ガスに直接的に吸着剤を供給して迅速に水銀を捕捉することができる。

また、本発明の付帯的な効果として、以下のような効果が得られる。

一般に、ダイオキシン類そのものの濃度を連続的に測定することはできないものの、水銀吸着剤として使用する繊維状吸着材には、ダイオキシン類の吸着効果もあるため、ダイオキシン類の濃度の指標となる一酸化炭素（ＣＯ）濃度あるいは全炭化水素（ＴＨＣ）濃度を測定し、これらの濃度が所定値を超えた場合に排ガスを繊維状吸着材を流通させるよう制御することで、ダイオキシン類濃度を低減することができる。

バグフィルタ上流位置で水銀濃度を連続的に測定することで、プレコートに必要な吸着剤の量を適正量に制御することができ、無駄な吸着剤の使用を削減することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述したこれらの実施形態に限るものではない。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。

また、上記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換しても良い。

この発明のごみ焼却炉排ガス処理装置を使用した排ガス処理方法は、水銀を含有する廃棄物を処理することのある産業廃棄物焼却設備等に適用することができる。

１ ごみ焼却炉
２ 熱回収装置
３ ガス冷却装置
４ バグフィルタ
４ａ 排ガス導入口
４ｂ 排ガス排出口
４１ ろ布
４２ 繊維状吸着材
４３ ケーシング
４３ａ 上部空間
４３ｂ 下部空間
４３ｃ 仕切壁
４４ 排出流路
４４ａ 短絡流路
４４ｂ 迂回流路
４４ｃ 仕切板
４５ 流路切換手段
５ 誘引通風機
６ 煙突
７ 薬剤供給装置
８ 水銀濃度検出装置
８ａ 第一水銀濃度検出装置
８ｂ 第二水銀濃度検出装置
９ 制御装置

Claims (5)

1. ごみ焼却炉から排出された排ガスの導入口と排出口とを有するバグフィルタであって、前記導入口から導入された排ガス中に含まれる煤塵及び有害成分を捕捉するろ布と、前記ろ布の下流側に配設され、前記ろ布を貫流した排ガスからさらに有害成分を吸着する繊維状吸着材と、前記繊維状吸着材を貫流した後の排ガスを前記排出口に導く短絡流路と、前記排ガスを前記繊維状吸着材を貫流させずに前記排出口に導く迂回流路と、前記短絡流路と前記迂回流路とを選択的に切り換える流路切換手段と、を備えたバグフィルタと、
   前記バグフィルタの上流側に配設され、前記排ガス中に含まれる酸性成分を中和するための薬剤及び水銀吸着剤を前記排ガス中及び前記バグフィルタに供給する薬剤供給装置と、
   前記薬剤供給装置上流側における前記排ガス中の水銀濃度を検出する水銀濃度検出装置と、
   前記水銀濃度検出装置によって検出された水銀濃度に基づいて、前記流路切換手段を切り換え制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、排ガスのろ過運転を行うに際し、前記薬剤供給装置から前記薬剤及び前記水銀吸着剤を供給して所定厚さの反応層を形成するプレコート処理を行うとともに、前記バグフィルタ上流側で計測した排ガス中の水銀濃度が、所定の値を超過した状態が所定時間継続し、さらに上昇傾向にある場合に、前記流路切換手段を前記短絡流路側に切り換えることで、前記ろ布を貫流した後の排ガスを前記繊維状吸着材に導く、
   ことを特徴とするごみ焼却炉の排ガス処理装置。
2. 前記バグフィルタ下流側における前記排ガス中の水銀濃度を検出する水銀濃度検出装置をさらに備え、
   前記制御装置は、前記ろ布を貫流した後の排ガスを前記繊維状吸着材に導いている状態で、さらに、前記バグフィルタ下流側で計測した排ガス中の水銀濃度が、所定値以下にならずに所定時間経過するか、あるいは上昇傾向にある場合に、前記薬剤供給装置から前記水銀吸着剤を供給する、
   請求項１に記載のごみ焼却炉排ガス処理装置。
3. 前記水銀吸着剤として活性炭を用いる、
   請求項１又は２に記載のごみ焼却炉排ガス処理装置。
4. 前記水銀濃度検出装置として、排ガスを吸引する複数のセラミックフィルタであって、交互に逆洗を行うセラミックフィルタを用いる、
   請求項１ないし３に記載のごみ焼却炉排ガス処理装置。
5. ごみ焼却炉から排出された排ガスの導入口と排出口とを有するバグフィルタであって、前記導入口から導入された排ガス中に含まれる煤塵及び有害成分を捕捉するろ布と、前記ろ布の下流側に配設され、前記ろ布を貫流した排ガスからさらに有害成分を吸着する繊維状吸着材と、前記繊維状吸着材を貫流した後の排ガスを前記排出口に導く短絡流路と、前記排ガスを前記繊維状吸着材を貫流させずに前記排出口に導く迂回流路と、前記短絡流路と前記迂回流路とを選択的に切り換える流路切換手段とを備えたバグフィルタを用いたごみ焼却炉排ガス処理方法であって、
   前記ろ布に対し、前記排ガス中に含まれる酸性成分を中和する薬剤及び水銀吸着剤を供給して所定厚さの反応層を形成するプレコート処理を行い、排ガスのろ過運転を行うとともに、前記薬剤及び水銀吸着剤を供給する位置の上流側で計測した排ガス中の水銀濃度が、所定の値を超過した状態が所定時間継続し、さらに上昇傾向にある場合に、前記ろ布を貫流した後の排ガスを前記繊維状吸着材に導く制御を行う、
   ことを特徴とするごみ焼却炉排ガス処理方法。
   
   

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