有名な中国文化遺産
電気集じん機に代わって、最近ではろ過式集じん機が使われるようになっている。
排ガスを、合成繊維でできた布製のろ過膜を通過させ、そこで煤塵を捕集するものである。
ろ過式集じん機は、二〇〇度以下の運転が可能なので、デノボ生成の抑制に非常に効果かおる。
デノボ生成についてもう少し述べる。
スウェーデンのラッペ氏らの実験では、電気集じん機の飛灰を加熱するとダイオキシンができ、三〇〇度で約九倍増えるということがあった。
これは酸素の中で加熱した場合におこった。
ところが、窒素ガスを吹きつけながら同じように加熱してみると、この反応がまったく進まない。
むしろダイオキシンがほとんど検出されないというように、こんどは分解反応がおこってくる。
集じん機でのデノボ生成反応は、酸素を多くすれば促進する。
一方、燃焼しているところでは、酸素不足になるとダイオキシンが多量にできてくるという、酸素濃度に対しては正反対の反応になる。
一般的に、排ガス中の酸素濃度が六％程度にされているところが多いのは、こういうことにもとづく。
ところで、デノボ生成反応がダイオキシン生成に非常に重要な役割をもつということで、デノボ生成を抑制する反応が、いまさかんに研究されている。
まず、加熱するだけでなくて、電気集じん機の飛灰を加熱する条件をいろいろ変えていく。
たとえば水を添加した場合、それから硫酸、塩酸という酸性状態で加熱した場合、ダイオキシンは急速に増えていく。
つまり、デノボ生成が促進される。
ところが、同じ酸でも硝酸を加えたときには、ほとんど生成反応は進まない。
これは、硝酸は加熱されたときに、水から酸素をとって過酸化窒素になるという性質があるので、デノボ生成時に酸素不足にさせてしまう。
そういうことで、硝酸はデノボ生成を抑制するということがわかつてきた。
もう一つ、水酸化カルシウムや水酸化ナトリウムというアルカリとはちがって、アンモニアというアルカリを加えたときには、デノボ生成が抑制される。
アンモニになるというように多量の酸素を必要とする。
そういうことが加熱したときにおこり、デノボ生成に必要な酸素を少なくするため、デノボ生成を抑制することができる。
いま注目されているのは、これら窒素を含む化合物である。
アンモニアやアミン類など窒素を含む化合物がデノボ生成を抑制する。
とくにアンモニアに関しては実用化されて、吹きこみがおこなわれている。
一九九六～九七年にかけて、厚生省は全国のごみ焼却施設の排ガス中ダイオキシン濃度を調査した。
排ガス中濃度は施設間で最大一万倍以上も違っている。
ごみの内容は全国的にそれほどちがわないので、一つの施設で燃やしたとき、大きく見つもっても排ガス濃度は最大一〇倍以内の差におちつくものと想定される。
したがって、施設の燃焼管理や設備状況が排出量に大きく影響をおよぼすことがわかる。
このような観点から、ごみ焼却場におけるダイオキシンの発生を抑制するために、いろいろと改善策が立てられている。
排ガス中のダイオキシン濃度をいかに少なくするかという点て、いくつかの新しい案が出されている。
まず、燃焼の改善策から紹介する。
燃焼させることである。
一例を紹介しよう。
排ガス中ＣＯ二酸化炭素）濃度は不完全燃焼の目安とされており、低いほど燃焼状態がいい。
助燃バーナーを使用すると、焼却開始（立ち上げ）時および停止（立ち下げ）時の両方ともにＣＯ濃度は半減している。
一方、ダイオキシンの発生抑制は、立ち上げ時と埋火時（停止後にくすぶっているとき）に顕著にみられる。
立ち上げ時では、燃焼改善により、排ガス中ダイオキシン濃度はＥＰ（電気集じん機）入口前で三〇％も減少している。
さらに、ダイオキシンの前駆物質となる煤塵が少なくなるため、ＥＰ内でのデノボ生成量が減り、ＥＰ出口の排ガス濃度はバーナー未使用時にくらべて六二％も低下している。
また、埋火時におけるＥＰ出口の排出濃度も三七％も減っている。
これは排ガス中の未燃物をできるだけ少なくするということで非常に効果がある。
一般に、二次燃焼用には重油が使われている。
ところが、重油よりも都市ガスを使うと削減効果が非常に大きいといわれている。
都市ガスはブタンガスを中心とする低分子の炭化水素で、燃やしたときにメタンラジカルが多く発生してくる。
このメタンラジカルが酸素と反応するために、ダイオキシンの生成が少なくなったり、窒素酸化物の生成が極端に少なくなる。
重油の大きな分子にくらべて都市ガスを燃やすときには酸素の量も少なくてすみ、しかもラジカルができ、ダイオキシンや窒素酸化物の生成反応を抑制するということが指摘されている。
これは「リバーニング方式」という技術であり、現在使われはじめている。
もう一つは、炉で長時間燃焼させるために、燃焼炉の排ガス出口の形を少し変えることである。
燃焼炉の出口のところにノウズ（鼻）という出っ張りをつけると排ガスが出にくくなるために、燃える時間が非常に長くなる。
あるいは、炉の出口をいびつにして排ガスを渦巻き状に回転させ、燃焼時間を長くする。
それから、燃焼室の容積を少し大きくすることも効果がある。
排ガスの温度は八〇〇度、九〇〇度という高温なので、そのままで電気集じん機に入ると、電気集じん機がこわれてしまう。
そのため、かならず冷却しなければいけない。
日本の焼却炉では、炉頂型水噴射方式という、上から水を噴射して冷却する装置が多く採用されている。
この場合、水を出す位置が低いと、燃焼条件が非常に悪くなる。
典型的な例は大阪府豊能郡美化センターの焼却炉で、位置が低すぎたために燃焼ガスの温度を急速に下げてしまい、不完全燃焼をおこしてしまった。
この炉頂型水噴射の位置を上方に上げるということも、現在なされている。
つぎに、燃焼改善をした後に、こんどはデノボ生成をいかに抑制するかということである。
じっさいには集じん機に行くまでには冷却装置を通過するが、そのあいだに煤塵が積もりやすい構造の場合には、そこでダイオキシンが生成してくる。
とくに四～一六時間操業の間欠型焼却炉の場合、前日の停止時（立ち下げ時）の不完全燃焼にともなって多量に発生した煤塵が、装置系内のダクト、空気予熱機、集じん機に非常に多くたまっていて、焼却開始時（立ち上げ時）にデノボ生成で多量のダイオキシンが出てくるというように、前日の煤塵によるメモリー効果といわれる生成が多い。
このような煤塵がたまりやすいところをいかに少なくしていくかということで、途中の冷却装置である炉頂型水噴射装置以外に別に冷却装置をつけたり、冷却管のまわりに煤塵が積もりにくいように改造するという対策が立てられて、効果が上がっている。
また、空気予熱機についても、清掃をできるだけ頻繁にしたり、煤塵がたまりにくい形式のものに交換することもおこなわれている。
燃焼についてもう少し述べる。
現在のごみ焼却施設から出てくる排ガス中のダイオキシンは、主としてＰＣＤＦである。
現在の都市ごみ焼却場のごみには紙が約半分入っている。
一般の都市の標準ごみにくらべて、紙だけを燃焼させた場合には、ダイオキシンの生成量は約三分の一だということがスウェとアンのラッペ氏らによって明らかにされている。
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デノボ生成についてもう少し述べる。
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これは酸素の中で加熱した場合におこった。
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一方、燃焼しているところでは、酸素不足になるとダイオキシンが多量にできてくるという、酸素濃度に対しては正反対の反応になる。
一般的に、排ガス中の酸素濃度が六％程度にされているところが多いのは、こういうことにもとづく。
ところで、デノボ生成反応がダイオキシン生成に非常に重要な役割をもつということで、デノボ生成を抑制する反応が、いまさかんに研究されている。
まず、加熱するだけでなくて、電気集じん機の飛灰を加熱する条件をいろいろ変えていく。
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つまり、デノボ生成が促進される。
ところが、同じ酸でも硝酸を加えたときには、ほとんど生成反応は進まない。
これは、硝酸は加熱されたときに、水から酸素をとって過酸化窒素になるという性質があるので、デノボ生成時に酸素不足にさせてしまう。
そういうことで、硝酸はデノボ生成を抑制するということがわかつてきた。
もう一つ、水酸化カルシウムや水酸化ナトリウムというアルカリとはちがって、アンモニアというアルカリを加えたときには、デノボ生成が抑制される。
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このような観点から、ごみ焼却場におけるダイオキシンの発生を抑制するために、いろいろと改善策が立てられている。
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まず、燃焼の改善策から紹介する。
燃焼させることである。
一例を紹介しよう。
排ガス中ＣＯ二酸化炭素）濃度は不完全燃焼の目安とされており、低いほど燃焼状態がいい。
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一方、ダイオキシンの発生抑制は、立ち上げ時と埋火時（停止後にくすぶっているとき）に顕著にみられる。
立ち上げ時では、燃焼改善により、排ガス中ダイオキシン濃度はＥＰ（電気集じん機）入口前で三〇％も減少している。
さらに、ダイオキシンの前駆物質となる煤塵が少なくなるため、ＥＰ内でのデノボ生成量が減り、ＥＰ出口の排ガス濃度はバーナー未使用時にくらべて六二％も低下している。
また、埋火時におけるＥＰ出口の排出濃度も三七％も減っている。
これは排ガス中の未燃物をできるだけ少なくするということで非常に効果がある。
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都市ガスはブタンガスを中心とする低分子の炭化水素で、燃やしたときにメタンラジカルが多く発生してくる。
このメタンラジカルが酸素と反応するために、ダイオキシンの生成が少なくなったり、窒素酸化物の生成が極端に少なくなる。
重油の大きな分子にくらべて都市ガスを燃やすときには酸素の量も少なくてすみ、しかもラジカルができ、ダイオキシンや窒素酸化物の生成反応を抑制するということが指摘されている。
これは「リバーニング方式」という技術であり、現在使われはじめている。
もう一つは、炉で長時間燃焼させるために、燃焼炉の排ガス出口の形を少し変えることである。
燃焼炉の出口のところにノウズ（鼻）という出っ張りをつけると排ガスが出にくくなるために、燃える時間が非常に長くなる。
あるいは、炉の出口をいびつにして排ガスを渦巻き状に回転させ、燃焼時間を長くする。
それから、燃焼室の容積を少し大きくすることも効果がある。
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そのため、かならず冷却しなければいけない。
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この場合、水を出す位置が低いと、燃焼条件が非常に悪くなる。
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この炉頂型水噴射の位置を上方に上げるということも、現在なされている。
つぎに、燃焼改善をした後に、こんどはデノボ生成をいかに抑制するかということである。
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