废气处理装置和焚烧设备的制作方法

本发明涉及废气处理装置和焚烧设备。

背景技术：

以往，城市垃圾等一般废弃物由垃圾焚烧设备焚烧处理。通过焚烧处理而产生的废气包含煤尘、氯化氢(hcl)、硫氧化物(sox)、氮氧化物(nox)、重金属(pb、hg等)等有害物质。因此，由废气处理装置执行将上述的有害物质从废气除去的处理，并将处理完毕的废气向大气排出。

例如，日本专利公开公报特开昭59-150525号(文献1)公开了如下方法：在向废气中吹入消石灰粉而把氯化氢等有害的酸性气体成分从废气除去的工序中，通过把集尘器捕集的集尘灰的一部分粉碎，并由空气鼓风机送到烟道内，从而将集尘灰的一部分再次用于酸性气体的除去。此外，日本专利公开公报特开2014-24052号(文献2)公开了如下方法：将处理完毕的废气的一部分作为载气，使集尘器捕集的集尘灰的一部分返回集尘器入口侧的烟道。

可是，在文献1和文献2的方法中，在使集尘灰返回烟道的配管中，集尘灰被载气冷却，集尘灰(特别是氯化钙等)会吸收载气中的水分并成为液状(即潮解)。由此，集尘灰粘附在配管的内表面。通常，所述配管的直径不会太大，因此集尘灰的粘附会导致集尘灰不能适当地返回烟道。

技术实现要素：

本发明涉及废气处理装置，目的在于抑制使集尘灰返回烟道的路径中的集尘灰的粘附。

本发明的废气处理装置包括：集尘器，设置于流通废气的烟道；药剂供给部，向所述烟道中的所述废气的产生源与所述集尘器之间的药剂供给位置供给废气处理药剂；集尘灰输送部，将由所述集尘器捕集的集尘灰沿着与所述烟道不同的辅助路径，向所述烟道中的所述产生源与所述集尘器之间的集尘灰供给位置输送；以及集尘灰加热部，设置于所述辅助路径，用于加热所述集尘灰。

按照本发明，可以抑制使集尘灰返回烟道的辅助路径中的集尘灰的粘附。

在本发明的一个优选方式中，所述废气处理药剂包含钙系药剂。

在本发明的另一优选方式中，所述集尘灰输送部包括输送器，所述输送器具有沿着所述辅助路径设置的多个保持部，所述输送器将收容所述集尘灰的所述多个保持部沿着所述辅助路径输送。

在这种情况下，优选所述集尘灰输送部还包括滑槽部，所述滑槽部供各保持部内收容的所述集尘灰投下。

进一步优选所述集尘灰输送部还包括粉碎部，所述粉碎部通过在所述滑槽部内与投下的所述集尘灰碰撞而将所述集尘灰粉碎。

在本发明的另一优选方式中，所述集尘灰输送部包括集尘灰储存部，所述集尘灰储存部设置于所述辅助路径并储存所述集尘灰，所述集尘灰加热部在所述集尘灰储存部中加热所述集尘灰。

在这种情况下，优选废气处理装置还包括集尘灰振动部，所述集尘灰振动部使所述集尘灰储存部中的被所述集尘灰加热部加热的部位附近振动。

本发明还涉及焚烧设备。本发明的焚烧设备包括：燃烧室，燃烧废弃物；烟道，将所述燃烧室中产生的废气从所述燃烧室排出；以及上述的废气处理装置，设置于所述烟道。

参照附图并利用以下的本发明的具体说明，可以清楚地了解本发明的上述目的及其他目的、特征、方式和优点。

附图说明

图1是表示焚烧设备的结构的图。

图2是表示废气处理装置的结构的图。

图3是表示集尘灰储存部的下部的图。

图4是表示供给输送器的断面图。

图5是表示氯化钙的潮解条件的图。

图6是表示废气处理装置的另一例的图。

附图标记说明

1焚烧设备

2燃烧室

3烟道

4、4a废气处理装置

42药剂供给部

43集尘器

44集尘灰输送部

46、46a供给输送器

47集尘灰加热部

48集尘灰振动部

441辅助路径

442集尘灰储存部

444滑槽部

445粉碎部

465保持部

p1药剂供给位置

p2、p2a集尘灰供给位置

具体实施方式

图1是表示本发明一个实施方式的焚烧设备1的结构的图。焚烧设备1是对城市垃圾等废弃物进行焚烧处理的设备。焚烧设备1具备燃烧室2、烟道3、废气处理装置4、引导通风机51和烟囱52。在燃烧室2中进行垃圾的燃烧以及从垃圾产生的可燃性气体的燃烧。烟道3将燃烧室2与烟囱52连接。废气处理装置4和引导通风机51设置于烟道3。引导通风机51使燃烧室2中产生的废气(燃烧气体)向烟道3排出，并借助废气处理装置4导向烟囱52。即，以燃烧室2为产生源的废气从燃烧室2朝向烟囱52在烟道3内流动，并且由废气处理装置4对废气进行预定的处理。烟囱52将废气向大气释放。图1中用粗实线表示了烟道3。

图2是表示废气处理装置4的结构的图。废气处理装置4具备降温塔41、药剂供给部42、集尘器43和集尘灰输送部44。在烟道3中，从燃烧室2朝向烟囱52，即从废气的流动方向的上游侧朝向下游侧，依次设置有降温塔41、药剂供给部42和集尘器43。实际上，在集尘器43与烟囱52之间还可以设置脱硝装置等。

降温塔41通过向从燃烧室2流入的废气中喷洒水，使废气的温度降低。从降温塔41排出的废气的温度例如约为170℃。药剂供给部42具备消石灰储存部421、特殊辅助剂储存部422、药剂压送部423、药剂供给线424和定量供给部425、426。药剂供给线424的一端连接于药剂压送部423，另一端连接于烟道3中的降温塔41与集尘器43之间的位置p1(以下称为“药剂供给位置p1”)。药剂压送部423为送风机，在药剂供给线424内将空气送向烟道3。消石灰储存部421将粉状的消石灰(氢氧化钙(ca(oh)2))作为钙(ca)系药剂储存。消石灰是脱氯和脱硫用的药剂。在消石灰储存部421的下部安装有定量供给部425。定量供给部425例如为台式送料器，每单位时间从消石灰储存部421取出(分离出)设定量的消石灰。定量供给部425连接于药剂供给线424，将从消石灰储存部421取出的消石灰供给到药剂供给线424内。

特殊辅助剂储存部422储存粉状的药剂(例如日立造船株式会社制造的バグエース(bag-ace)(注册商标)和/或活性炭，以下称为“特殊辅助剂”)。在特殊辅助剂储存部422的下部安装有定量供给部426，每单位时间从特殊辅助剂储存部422取出设定量的特殊辅助剂。定量供给部426连接于药剂供给线424，将从特殊辅助剂储存部422取出的特殊辅助剂供给到药剂供给线424内。利用这种结构的药剂供给部42，在药剂供给位置p1处向烟道3内供给(吹入)消石灰和特殊辅助剂(以下统称为“废气处理药剂”)。废气处理药剂也可以含有氢氧化白云石[ca(oh)2·mg(oh)2]等其他的钙系药剂(含钙药剂)来代替消石灰，或者含有消石灰和氢氧化白云石[ca(oh)2·mg(oh)2]等其他的钙系药剂(含钙药剂)。

集尘器43例如为过滤式，由滤布除去废气所含的飞灰。集尘器43也称为袋式过滤器。由药剂供给部42供给的废气处理药剂堆积于所述滤布。在集尘器43的内部，当废气通过所述滤布时，废气所含的有害物质与废气处理药剂发生反应，除去所述有害物质。在烟道3中也会发生废气与废气处理药剂的反应。由废气处理药剂除去的有害物质例如为氯化氢、硫氧化物、二恶英类、汞化合物等。在集尘器43中，每隔预定时间，通过使用压缩空气的逆洗，将堆积于滤布的飞灰和废气处理药剂(包含与有害物质的反应生成物)拂落。以下的说明中，从滤布拂落的飞灰和废气处理药剂统称为“集尘灰”。集尘灰是集尘器43中的捕集物。在药剂供给部42中也可以供给碳酸氢钠(nahco3)、活性炭等其他种类的药剂，在这种情况下，所述其他种类的药剂也包含于集尘灰。

集尘灰输送部44包括辅助路径441、集尘灰分配部45、集尘灰储存部442、定量供给部443、供给输送器46和滑槽部444。辅助路径441将集尘器43的下部与烟道3中的降温塔41与集尘器43之间的位置(以下称为“集尘灰供给位置p2”)连接。图1中用细实线表示了辅助路径441。辅助路径441是与烟道3不同的路径。在辅助路径441中，从集尘器43朝向集尘灰供给位置p2，依次设有集尘灰分配部45、集尘灰储存部442、定量供给部443、供给输送器46和滑槽部444。

集尘灰分配部45把在集尘器43中从滤布拂落的集尘灰分配供给到集尘灰储存部442和集尘灰处理部49。具体而言，集尘灰分配部45具有输送器451和闸门452。输送器451例如为刮板式输送器，与后述的供给输送器46的结构相同。闸门452设置在由输送器451输送集尘灰的输送路径上。在集尘灰储存部442中的物位计(省略图示)取得的集尘灰的储存量小于预定量的情况下，闸门452打开，向集尘灰储存部442供给集尘灰。在集尘灰储存部442中的集尘灰的储存量为预定量以上的情况下，闸门452关闭，向集尘灰处理部49供给集尘灰。如此，在集尘灰分配部45中，利用闸门452的开闭，以使集尘灰储存部442中的集尘灰的储存量大致恒定的方式，向集尘灰储存部442和集尘灰处理部49分配来自集尘器43的集尘灰。供给到集尘灰处理部49的集尘灰例如由螯合剂(重金属稳定剂)处理。也可以在闸门452与集尘灰储存部442之间设置其他输送器等。

图3是表示集尘灰储存部442的下部的图。废气处理装置4还具备集尘灰加热部47和集尘灰振动部48。集尘灰加热部47具有多个加热器471，多个加热器471安装在集尘灰储存部442的下部的外侧面。各加热器471利用电来加热集尘灰储存部442的外侧面。本处理例中，利用集尘灰加热部47，将集尘灰储存部442内储存的集尘灰加热到例如60℃以上。集尘灰的加热温度优选在70℃以上，更优选在120℃以上。典型的是，集尘灰的加热温度在集尘器43中的废气的温度(例如170℃)以下。在集尘灰加热部47中，也可以利用来自燃烧室2的上方所设置的锅炉的蒸汽等，来加热集尘灰。

集尘灰振动部48与集尘灰加热部47同样地安装在集尘灰储存部442的下部。集尘灰振动部48使集尘灰储存部442中的由集尘灰加热部47加热的部位附近断续或连续地振动。由此，能够更换位于集尘灰储存部442的下部的内侧面附近的集尘灰，高效进行集尘灰储存部442内的集尘灰的加热。

如图2所示，在集尘灰储存部442的下部安装有定量供给部443。定量供给部443例如是台式送料器，每单位时间从集尘灰储存部442取出设定量的集尘灰。定量供给部443连接于供给输送器46，从集尘灰储存部442取出的集尘灰供给到供给输送器46内。

图4是表示供给输送器46的断面图。供给输送器46例如为刮板式输送器(也称为刮刀式输送器)，沿着从集尘灰储存部442的下方至烟道3中的集尘灰供给位置p2的上方为止的输送器输送路径输送集尘灰。输送器输送路径是上述的辅助路径441的一部分。供给输送器46具备外壳461、一对环形链条462、多个刮板(刮刀)463和多个链轮464(参照图2)。外壳461沿着输送器输送路径设置。一对环形链条462配置成在与图4的纸面垂直的方向(以下称为“宽度方向”)上彼此分开预定距离。各环形链条462在外壳461内与配置在集尘灰储存部442的下方的链轮464以及配置在集尘灰供给位置p2的上方附近的链轮464啮合。利用由驱动部(省略图示)驱动的链轮464的旋转，一对环形链条462在外壳461内连续旋转(循环移动)。实际上，在输送器输送路径的方向发生变化的位置等位置，也设有链轮。

多个刮板463以预定的间隔固定于一对环形链条462。各刮板463是大致矩形的板构件，沿着宽度方向的一边的两端分别固定于一对环形链条462。在从集尘灰储存部442的下方朝向集尘灰供给位置p2的上方的去路中，各刮板463的顶端(与固定于环形链条462的固定部相反侧的边)在外壳461的底面部滑动。此外，刮板463的其余两边接近外壳461的两侧面部(与宽度方向垂直的侧面部)。因此，在供给输送器46中，沿着输送器输送路径彼此相邻的两个刮板463之间的空间成为能收容集尘灰的保持部465。如此，供给输送器46具有沿着辅助路径441设置的多个保持部465。

在外壳461的上表面部中的与定量供给部443相对的位置设有入口开口，从定量供给部443落下的集尘灰借助入口开口供给到供给输送器46内。集尘灰以在保持部465内成为块9的状态被收容，并向烟道3中的集尘灰供给位置p2的上方输送。在外壳461的底面部中的与集尘灰供给位置p2相对的位置设有出口开口，集尘灰借助出口开口排出到供给输送器46外部。滑槽部444设置在烟道3中的集尘灰供给位置p2的上方，与出口开口连接。由此，收容在各保持部465内的集尘灰被投下到滑槽部444，所述滑槽部444从出口开口向铅直下方延伸。

如图2所示，优选在滑槽部444内设有闸门446和粉碎部445。粉碎部445例如为金属网或设置为格子状的金属构件，通过与从供给输送器46投下的集尘灰碰撞，将集尘灰粉碎。滑槽部444开口于烟道3的集尘灰供给位置p2，粉碎的集尘灰在集尘灰供给位置p2处分散到流过烟道3的废气中。在沿着辅助路径441输送集尘灰的期间，原则上闸门446处于打开的状态。外壳461内的压力高于烟道3内的压力，防止了废气流入外壳461内。另外，在停止集尘灰的输送等情况下，也可以关闭闸门446。

在集尘灰输送部44中，与集尘灰储存部442的下部连接的定量供给部443形成为周围被包围的结构。此外，将定量供给部443与外壳461的入口开口连接的连接部也形成为周围被包围的结构。外壳461除了入口开口和出口开口以外被密闭，将外壳461的出口开口与烟道3连接的滑槽部444也形成为周围被包围的结构。如此，在辅助路径441中，集尘灰储存部442与烟道3之间的部分成为外部的空气几乎不会进入的密闭空间。

此外，将集尘灰储存部442与集尘灰分配部45连接的连接部形成为周围被包围的结构，与集尘器43的下部连接的集尘灰分配部45也同样形成为周围被包围的结构。因此，在辅助路径441中，集尘器43与集尘灰储存部442之间的部分也成为外部的空气几乎不会进入的密闭空间。另外，按照集尘灰输送部44的结构，被依次供给集尘灰的集尘灰储存部442内的压力成为高于大气压的正压。在这种情况下，也可以设置将集尘灰储存部442内的气体借助预定的过滤器排出到外部的机构。在这种情况下，由于集尘灰储存部442内为正压，所以外部的空气不会进入集尘灰储存部442内。

在此，集尘灰包含氯化钙，所述氯化钙为废气中的氯化氢与废气处理药剂所含的消石灰的反应生成物。在废气处理药剂包含氢氧化白云石等其他钙系药剂的情况下，集尘灰也同样含有氯化钙。图5是表示废气中的氯化钙的潮解条件的图。图5中的比线l1更靠上侧的区域是不产生潮解的干燥区域，两条线l1、l2之间的区域是部分产生潮解的部分潮解区域，比线l2更靠下侧的区域是大致整体产生潮解的潮解区域。从图5可知，随着温度变低，容易产生氯化钙的潮解。

接下来，说明利用外部的空气或处理完毕废气，使集尘灰返回烟道3的比较例的废气处理装置。在比较例的废气处理装置中，集尘灰被载气冷却，集尘灰所含的氯化钙潮解，所述载气为外部的空气或处理完毕废气。由此，集尘灰会粘附在使集尘灰返回烟道3的配管的内表面。其结果，在所述配管的直径较小的情况下，不能使集尘灰适当地返回烟道3。

对此，图2的废气处理装置4中，在使集尘灰返回烟道3的辅助路径441中，设有集尘灰输送部44和集尘灰加热部47。利用集尘灰输送部44，由集尘器43捕集的集尘灰不必利用外部的空气和处理完毕废气等，就能够沿着辅助路径441向烟道3中的集尘灰供给位置p2输送。此外，利用集尘灰加热部47，在辅助路径441中加热集尘灰。由此，能够抑制集尘灰所含的氯化钙潮解，可以抑制辅助路径441中的集尘灰的粘附。此外，比较例的废气处理装置中的载气用的鼓风机等也可以省略。由于鼓风机昂贵，所以通过省略鼓风机，从而可以削减废气处理装置4的制造成本。在具有废气处理装置4的焚烧设备1中，可以通过再次利用集尘灰所含的废气处理药剂而削减运行成本，并且实现稳定的运转。

此外，集尘灰输送部44的供给输送器46通过将收容集尘灰的多个保持部465沿着辅助路径441输送，从而向集尘灰供给位置p2供给集尘灰。在将集尘灰收容于保持部465内的供给输送器46中，与边搅拌边输送集尘灰的螺旋式输送器等相比，可以抑制输送中途的集尘灰的温度降低。其结果，可以进一步抑制辅助路径441中的集尘灰的粘附。在集尘灰输送部44中，通过使辅助路径441为具有外部空气不会进入的结构的路径，从而能够进一步抑制输送中途的集尘灰的温度降低，并防止周围气体的水分浓度增大，可以进一步抑制辅助路径441中的集尘灰的粘附。在集尘灰输送部44中，也可以将不进行集尘灰搅拌的其他种类的输送器用作供给输送器46。此外，也可以根据集尘灰加热部47的加热温度等，将进行集尘灰搅拌的螺旋式输送器等用作供给输送器46。

从供给输送器46向滑槽部444投下集尘灰，在所述滑槽部444内，通过设置与集尘灰碰撞而将所述集尘灰粉碎的粉碎部445，从而可以使集尘灰在烟道3内容易地分散。由此，可以提高废气的处理性能。

通过使集尘灰加热部47加热储存有集尘灰的集尘灰储存部442，从而可以对集尘灰高效加热。此外，通过由集尘灰振动部48使集尘灰储存部442中的被集尘灰加热部47加热的部位附近振动，从而不仅抑制了集尘灰储存部442内的集尘灰的粘附，还可以对集尘灰储存部442内的大范围的集尘灰高效加热。根据废气处理装置4的设计，在辅助路径441中，集尘灰加热部47也可以设置在集尘灰储存部442以外的位置。

图6是表示废气处理装置的另一例的图。在图6的废气处理装置4a中，与图2的废气处理装置4相比，追加了另一个供给输送器46a，能向烟道3中的燃烧室2与降温塔41之间的位置p2a(以下称为“第二集尘灰供给位置p2a”)供给集尘灰。供给输送器46a具有与供给输送器46相同的结构。其他结构与图2相同，对同一结构标注相同的附图标记。

废气处理装置4a中，在供给输送器46中的沿着水平方向延伸的输送路径的中途，在外壳461的底面部设有第二出口开口。第二出口开口设有具备闸门469的连接部，在闸门469打开的状态下，保持部465(参照图4)内的集尘灰借助所述连接部向供给输送器46的外部排出。在供给输送器46a的外壳461的上表面部，在与上述连接部相对的位置设有入口开口，从供给输送器46排出的集尘灰借助入口开口供给到供给输送器46a内。

集尘灰在被收容于供给输送器46a的保持部465(参照图4)内的状态下，被朝向烟道3中的第二集尘灰供给位置p2a的上方输送。在外壳461的底面部，在与第二集尘灰供给位置p2a相对的位置设有出口开口，借助出口开口将集尘灰向供给输送器46a外排出。向铅直下方延伸的滑槽部444连接于出口开口，借助滑槽部444，将集尘灰供给到烟道3中的第二集尘灰供给位置p2a。

如上所述，在废气处理装置4a中，除了向集尘灰供给位置p2供给集尘灰以外，还能向第二集尘灰供给位置p2a供给集尘灰。在此，在消石灰的表面上形成的与氯化氢的反应生成物向水中溶解的溶解度较大，在向降温塔41内供给消石灰的情况下，所述反应生成物溶解于喷洒到降温塔41内的水中而被冲走，即，所述反应生成物被从消石灰的表面除去。由此，未反应的消石灰显露于表面，抑制了因消石灰的反应生成物而导致反应速度降低。因此，在向烟道3中的燃烧室2与降温塔41之间的位置(第二集尘灰供给位置p2a)供给集尘灰的废气处理装置4a中，可以提高脱氯反应的效率。废气处理药剂包含氢氧化白云石等其他钙系药剂的情况下也同样如此，在所述其他钙系药剂的表面形成的与氯化氢的反应生成物被喷洒到降温塔41内的水除去，抑制了所述其他钙系药剂的反应速度的降低。另外，在图2的废气处理装置4中，将集尘灰供给位置p2设定在烟道3中的燃烧室2与降温塔41之间的位置的情况下也同样如此。

上述焚烧设备1和废气处理装置4、4a可以实施各种变形。

废气处理装置4、4a中，药剂供给位置p1处的废气处理药剂的供给和集尘灰供给位置p2、p2a处的集尘灰的供给并非必须双方始终进行，也可以暂时停止一方。

药剂供给位置p1例如也可以设定在燃烧室2与降温塔41之间。即，只要药剂供给位置p1在烟道3中设定在燃烧室2与集尘器43之间即可。

废气处理装置4、4a也可以应用于焚烧设备1以外的设备。

上述实施方式和各变形例的结构只要不相互矛盾就可以适当组合。

对发明进行了详细的描述和说明，但是上述的说明都是例示性说明而非限定性说明。因此，只要不脱离本发明的范围，就可以采用多种变形和多种方式。