CN103140274A - 废气处理系统及方法、来自脱硫排水的脱水滤液的喷雾干燥装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种废气处理系统，其具备：使燃料F燃烧的锅炉(11)、回收来自上述锅炉(11)的废气(18)的热的空气加热器(13)、除去热回收后的废气(18)中的烟尘的第一集尘器(14)、利用吸收液除去除尘后的废气(18)中所包含的硫氧化物的脱硫装置(15)、从上述脱硫装置(15)排出的脱硫排水(30)除去石膏(31)的脱水机(32)、具备对来自上述脱水机(32)的脱水滤液(33)进行喷雾的喷雾机构的喷雾干燥装置(34)、向上述喷雾干燥装置(34)导入废气(18)的一部分的废气导入管路(L11)。

Description

废气处理系统及方法、来自脱硫排水的脱水滤液的喷雾干燥装置及方法
技术领域
本发明涉及处理从锅炉排出的废气的废气处理系统、废气处理方法、来自脱硫排水(废水)的脱水滤液的喷雾干燥装置、来自脱硫排水的脱水滤液的喷雾干燥方法。
背景技术
目前，已知有用于对从设置于火力发电设备等的锅炉排出的废气进行处理的废气处理系统。废气处理系统具备：从来自锅炉的废气除去氮氧化物的脱硝装置、回收通过了脱硝装置的废气的热的空气加热器、除去热回收后的废气中的烟尘的集尘器、以及用于除去除尘后的废气中的硫氧化物的脱硫装置。作为脱硫装置，通常使用使石灰吸收液等与废气进行气液接触除去废气中的硫氧化物的湿式脱硫装置。
在从湿式脱硫装置排出的排水(下面，称为“脱硫排水”)中大量含有氯离子、铵离子等离子及汞等各种有害物质。因此，需要在将脱硫排水排放到系统外部前，从脱硫排水除去这些有害物质，但包含于脱硫排水中的这些多种有害物质的除去处理复杂，具有处理成本高的问题。因此，为了减少脱硫排水的处理成本，提出了有不将脱硫排水放出到系统外部而在系统内进行再利用的方法。例如，专利文献1中公开有以如下方式构成的废气处理装置，即，从连接脱硝装置、空气加热器、集尘器、脱硫装置的主管路的烟道分支，并额外设置对脱硫排水进行喷雾而气化的设备，将废气的一部分从主管路的烟道导入该设备内，在设备内的废气中使脱硫排水喷雾蒸发，由此，析出有害物质后，将该废气返回主管路的烟道(专利文献1及2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭63-200818号公报
专利文献2：日本特开平9-313881号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，在专利文献1及2的废气处理装置中，将废气从烟道分支一部分，设置将喷雾来自脱硫装置的脱硫排水(或排液)并进行气化的设备，蒸发脱硫排水，但来自脱硫装置的脱硫排水含有固体，因此具有不能良好地进行喷雾干燥的问题。
另外，由于对内陆地区等水资源环境的担忧，近年来渴望废气处理设备的无排水化，渴望实现能够稳定操作的无排水化的废气处理设备的出现。
作为实施该无排水化的设备，可以使用干燥脱硫排水的喷雾干燥装置，但在对脱硫排水进行喷雾干燥的情况下，具有如下问题。
1)热量均衡的混乱引起的问题
为了蒸发喷雾液，通过喷雾液和暖风的热移动促进干燥，但在喷雾液相对于暖风过量的情况下，发生蒸发不良。
2)灰附着产生的喷雾液的液滴直径粗大化引起的问题
当在喷雾喷嘴前端部附着灰时，从喷嘴产生的喷雾液滴直径变化，通常为粗大化。该粗大化的液滴与暖风进行热交换的比表面积小，热交换缓慢，因此，发生蒸发缓慢。
鉴于所述问题，本发明的课题在于提供一种实现能够稳定操作的无排水化的废气处理系统、废气处理方法、来自脱硫排水的脱水滤液的喷雾干燥装置、来自脱硫排水的脱水滤液的喷雾干燥方法。
解决问题的方法
根据本发明的一个观点，提供一种废气处理系统，其具备：使燃料燃烧的锅炉、对来自所述锅炉的废气的热进行回收的空气加热器、除去热回收后的所述废气中的烟尘的第一集尘器、利用吸收液除去除尘后的所述废气中所包含的硫氧化物的脱硫装置、从由所述脱硫装置排出的脱硫排水中除去石膏的脱水机、具备对来自所述脱水机的脱水滤液进行喷雾的喷雾机构的喷雾干燥装置、以及向所述喷雾干燥装置导入所述废气的一部分的废气导入管路。
一种废气处理系统，其中，优选具有除去来自所述脱水机的脱水滤液中的悬浮物质的固液分离装置。
一种废气处理系统，其中，优选具有向集尘灰供给来自所述脱水机的脱水滤液的脱水分支管路。
一种废气处理系统，其中，优选所述喷雾干燥装置为固气分离型喷雾干燥装置。
一种废气处理系统，其中，优选具有除去来自所述脱水机的脱水滤液的有害物质的排水处理装置。
一种废气处理系统，其中，优选在设置在所述废气导入管路的所述喷雾干燥装置的上游侧或下游侧中的任一侧或两侧上具有第二集尘器。
一种废气处理系统，其中，优选分支所述废气的位置在空气加热器的上游侧，将来自所述喷雾干燥装置的所述废气返回到所述空气加热器和所述第一集尘器之间。
一种废气处理系统，其中，优选分支所述废气的位置在空气加热器的上游侧，将来自所述喷雾干燥装置的所述废气返回到所述空气加热器和所述第一集尘器之间或第一集尘器的下游侧。
一种废气处理系统，其中，优选分支所述废气的位置在所述空气加热器和所述第一集尘器之间，将来自所述喷雾干燥装置的废气返回到空气加热器和第一集尘器之间。
一种废气处理系统，其中，优选分支所述废气的位置在所述空气加热器和所述第一集尘器之间，将来自所述喷雾干燥装置的所述废气返回到所述空气加热器和所述第一集尘器之间或所述第一集尘器的下游侧。
一种废气处理系统，其中，优选分支所述废气的位置在所述第一集尘器和所述脱硫装置之间，将来自所述喷雾干燥装置的所述废气返回到所述空气加热器和所述第一集尘器之间或所述第一集尘器的下游侧。
一种废气处理系统，其中，优选分支所述废气的位置在所述第一集尘器和所述脱硫装置之间，将来自所述喷雾干燥装置的所述废气返回到所述第一集尘器和所述脱硫装置。
根据本发明的另一个观点，提供一种废气处理方法，其包括：通过空气加热器对来自使燃料燃烧的锅炉的废气的热进行回收，然后在脱硫装置中，利用吸收液除去热回收后的所述废气中所包含的硫氧化物，其中，通过所述废气的一部分对从由所述脱硫装置排出的脱硫排水中除去了石膏的脱水滤液进行喷雾干燥。
一种废气处理方法，其中，优选对除去了所述脱水滤液中的悬浮物质的分离液进行喷雾干燥。
一种废气处理方法，其中，优选从所述经过了喷雾干燥的所述废气中除去固体。
根据本发明的另一个观点，提供一种来自脱硫排水的脱水滤液的喷雾干燥装置，其具备：向喷雾干燥装置主体内喷雾来自脱硫排水的脱水滤液的喷雾喷嘴、设于所述喷雾干燥装置主体且导入对喷雾液进行干燥的废气的导入口、设于所述喷雾干燥装置主体内且通过废气对脱水滤液进行干燥的干燥区域、排出有助于干燥的所述废气的排出口、以及对所述喷雾喷嘴的附着物的附着状态进行监视的附着物监视机构。
一种来自脱硫排水的脱水滤液的喷雾干燥装置，其中，所述附着物监视机构优选通过超声波或激光对灰附着物的成长状态进行监视。
一种来自脱硫排水的脱水滤液的喷雾干燥装置，其中，进一步优选具备除去所述附着物的附着物除去机构。
一种来自脱硫排水的脱水滤液的喷雾干燥装置，其中，所述附着物除去机构优选为能够自由活动地(可動自在)设于所述喷雾喷嘴外周的刮刀。
一种来自脱硫排水的脱水滤液的喷雾干燥装置，其中，所述附着物除去机构优选为喷雾喷嘴清洗机构。
一种来自脱硫排水的脱水滤液的喷雾干燥装置，其中，优选具备：在干燥区域内设置的多个测量内部温度的温度计、根据温度计的测量结果判断脱水滤液的喷雾、干燥状态是否良好的判定机构、在判定机构的判断结果判断为喷雾干燥不良的情况下，通过调节阀的流量调节进行所述废气或所述脱水滤液的调节的控制机构。
根据本发明的另一个观点，提供一种废气处理系统，其具备：使燃料燃烧的锅炉、对来自所述锅炉的所述废气的热进行回收的空气加热器、除去热回收后的所述废气中的烟尘的集尘器、利用吸收液除去除尘后的废气中所包含的硫氧化物的脱硫装置、从由所述脱硫装置排出的脱硫排水中除去石膏的脱水机、具备对来自所述脱水机的脱水滤液进行喷雾的喷雾机构的第十六方面发明的喷雾干燥装置、以及向所述喷雾干燥装置导入所述废气的一部分的废气导入管路。
一种废气处理系统，其中，优选具有除去来自所述脱水机的所述脱水滤液中的悬浮物质的固液分离装置。
根据本发明的另一个观点，提供一种来自脱硫排水的脱水滤液的喷雾干燥方法，其喷雾干燥装置主体内喷雾来自脱硫排水的脱水滤液，并且通过导入的废气干燥喷雾液，该方法包括：确认喷雾喷嘴的喷雾状态，判断所述脱水滤液的喷雾是否恰当，在喷雾不恰当的情况下，进行所述喷雾喷嘴的清洗、除去附着于所述喷雾喷嘴附近的灰附着物。
一种来自脱硫排水的脱水滤液的喷雾干燥方法，该方法还包括：测定所述喷雾干燥装置主体内部的温度分布，通过气体流动方向的温度分布对干燥状态进行监视，以及在所述脱水滤液的干燥不足的情况下，进行废气量、所述脱水滤液的供给量的调节。
发明的效果
根据本发明的废气处理系统及废气处理方法，由于形成如下构成：使用来自锅炉的废气，并使用从脱硫装置分离的脱硫排水中除去了石膏的脱水滤液，利用喷雾干燥装置进行喷雾，因此，能够稳定地进行喷雾干燥，可以实现来自脱硫装置的脱硫排水的无排水化。
另外，根据本发明，使用来自锅炉的废气，并使用从脱硫装置分离的脱硫排水中除去了石膏的脱水滤液，利用喷雾干燥机进行喷雾时，掌握喷雾干燥状态，在具有喷雾不良的情况下，通过除去能够稳定地进行喷雾。由此，可以实现来自脱硫装置的脱硫排水的无排水化。
附图说明
图1是实施例1的废气处理系统的概略构成图；
图2是实施例1的另一废气处理系统的概略构成图；
图3是实施例2的废气处理系统的概略构成图；
图4A是实施例3的废气处理系统的概略构成图；
图4B是实施例3的另一废气处理系统的概略构成图；
图4C是实施例3的另一废气处理系统的概略构成图；
图5A是实施例4的废气处理系统的概略构成图；
图5B是表示固气分离型喷雾干燥装置的一个例子的图；
图5C是表示固气分离型喷雾干燥装置的一个例子的图；
图6是实施例5的废气处理系统的概略构成图；
图7是实施例6的废气处理系统的概略构成图；
图8A是实施例6的另一废气处理系统的概略构成图；
图8B是实施例6的另一废气处理系统的概略构成图；
图8C是实施例6的另一废气处理系统的概略构成图；
图9是实施例7的废气处理系统的概略构成图；
图10是实施例7的另一废气处理系统的概略构成图；
图11是实施例8的来自脱硫排水的脱水滤液的喷雾干燥装置的概略图；
图12A是表示利用附着物监视机构的附着物的监视状态的概略图；
图12B是表示利用附着物监视机构的附着物的监视状态的概略图；
图12C是表示利用附着物监视机构的附着物的监视状态的概略图；
图13是实施例8的另一来自脱硫排水的脱水滤液的喷雾干燥装置的概略图；
图14A是表示通过设于喷雾喷嘴周围的刮刀除去附着部的样态的图；
图14B是表示通过设于喷雾喷嘴周围的刮刀除去附着部的样态的图；
图14C是表示通过设于喷雾喷嘴周围的刮刀除去附着部的样态的图；
图15是实施例9的喷雾喷嘴的概略图；
图16是实施例10的喷雾干燥装置的概略图；
图17A是喷嘴距设于干燥装置主体内的7个部位的温度计(T1～T7)的距离和测量温度的关系图；
图17B是喷嘴距设于干燥装置主体内的7个部位的温度计(T1～T7)的距离和测量温度的关系图。
符号说明
10A～10K 废气处理系统
11 锅炉
12 脱硝装置
13 空气加热器
14 第一集尘器
15 脱硫装置
16 集尘灰
18 废气
20 石灰浆料
21 石灰浆料供给装置
22 塔底部
23 喷嘴
24 塔顶部
26 净化气体
27 烟囱
30 脱硫排水
32 脱水机
33 脱水滤液
34 喷雾干燥装置
35、35A、35B 第二集尘器
44 排水处理装置
45 处理排水
50 固气分离型喷雾干燥装置
51 干燥装置主体
52 喷雾喷嘴
53 干燥区域
54 判定机构
55 控制机构
60 附着物监视机构
61 附着物
63 微波
65 刮刀
66 操作手柄
67 外筒
68 阻隔气体
70 工业用水
具体实施方式
下面，参照附图对本发明进行详细地说明。另外，本发明不受该实施例限定，另外，在具有多个实施例的情况下，组合各实施例构成的也包含在本发明中。另外，下述实施例的构成要素中，包含本领域技术人员能够容易想到的要素或实质上相同的要素。
实施例1
图1是实施例1的废气处理系统的概略构成图。图1所示例的废气处理系统10A是从以煤炭为燃料使用的燃煤锅炉或以重油为燃料使用的重油燃烧锅炉等锅炉11的废气18中除去氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)、汞(Hg)等有害物质的装置。
废气处理系统10A具备：使燃料F燃烧的锅炉11、对来自上述锅炉11的废气18的热进行回收的空气加热器13、除去热回收后的废气18中的烟尘的第一集尘器14、利用吸收液即石灰浆料20除去除尘后的废气18中所包含的硫氧化物的脱硫装置15、从由上述脱硫装置15排出的脱硫排水30中除去石膏31的脱水机32、具备对来自上述脱水机32的脱水滤液33进行喷雾的喷雾机构的喷雾干燥装置34、向上述喷雾干燥装置34中导入废气18的一部分的废气导入管路L11。由此，使用除去了石膏31的脱水滤液33，并通过喷雾干燥装置34进行喷雾干燥，因此可以进行稳定地喷雾。
由此，不会产生喷雾干燥装置34的堵塞，能够稳定地实施脱硫排水水分的无排水化。
脱硝装置12是从锅炉11除去经由气体供给管路L1供给的废气18中的氮氧化物的装置，在其内部具有脱硝催化剂层(未图示)。在脱硝催化剂层的上游配置有还原剂注入器(未图示)，从该还原剂注入器向废气18中注入还原剂。在此，作为还原剂，使用例如氨、尿素、氯化铵等。导入脱硝装置12中的废气18通过与脱硝催化剂层接触，将废气18中的氮氧化物分解成氮气(N2)和水(H2O)并除去。另外，当废气18中的氯(Cl)量变多时，水中可溶的2价氯化汞的比例变多，易于在后述的脱硫装置15中收集汞。
另外，上述的脱硝装置12不是必须的装置，在来自锅炉11的废气18中的氮氧化物浓度及汞浓度为微量或废气18中不包含这些物质的情况下，也可以省略脱硝装置12。
空气加热器13是利用脱硝装置12除去了氮氧化物后，对经由气体供给管路L2供给的废气18中的热进行回收的热交换器。通过了脱硝装置12的废气18的温度高达350℃～400℃左右，因此，利用空气加热器13在高温的废气18和常温的燃烧用空气之间进行热交换。通过热交换而成为高温的燃烧用空气供给到锅炉11。另一方面，与常温的燃烧用空气进行了热交换的废气18冷却至150℃左右。
第一集尘器14是热回收后除去经由气体供给管路L3供给的废气18中的烟尘的装置。作为第一集尘器14，可列举惯性集尘器、离心力集尘器、过滤式集尘器、电集尘器、清洗集尘器等，但没有特别限定。
脱硫装置15是除去烟尘后，利用湿式除去经由气体供给管路L4供给的废气18中的硫氧化物的装置。在该脱硫装置15中，使用石灰浆料20(在水中溶解了石灰石粉末的水溶液)作为碱性吸收液，装置内的温度调节至30～80℃左右。石灰浆料20从石灰浆料供给装置21供给到脱硫装置15的塔底部22。供给到脱硫装置15的塔底部22的石灰浆料20经由未图示的吸收液送给管路输送至脱硫装置15内的多个喷嘴23，并从喷嘴23向塔顶部24侧喷出。从脱硫装置15的塔底部22侧上升的废气18与从喷嘴23喷出的石灰浆料20进行气液接触，由此，废气18中的硫氧化物及氯化汞被石灰浆料20吸收，从废气18中分离并被除去。通过石灰浆料20得到净化的废气18作为净化气体26从脱硫装置15的塔顶部24侧排出，并从烟囱27排出到系统外。
在脱硫装置15的内部，废气18中的硫氧化物SOx与石灰浆料20发生由下述式(1)表示的反应。
CaCO3＋SO2＋0.5H2O→CaSO3·0.5H2O＋CO2…(1)
进一步利用供给到脱硫装置15的塔底部22的空气(未图示)对吸收了废气18中的SOx的石灰浆料20进行氧化处理，与空气发生由下述式(2)表示的反应。
CaSO3·0.5H2O＋0.5O2＋1.5H2O→CaSO4·2H2O…(2)
这样，废气18中的SOx在脱硫装置15中以石膏CaSO4·2H2O的形式被捕获。
另外，如上所述，石灰浆料20用于抽水积存于脱硫装置15的塔底部22的液体，但随着脱硫装置15的运行，通过反应式(1)、(2)，在该经抽水的石灰浆料20中混合了石膏CaSO4·2H2O。下面，将该抽水的石灰石膏浆料(混合有石膏的石灰浆料)称为吸收液。
用于脱硫的吸收液(石灰石膏浆料)作为脱硫排水30从脱硫装置15的塔底部22排出到外部，经由后述的排水管路L20被输送到脱水机32，在此进行脱水处理。该脱硫排水30中除了含有石膏31之外，还含有汞等重金属及Cl-、Br-、I-、F-等卤离子。
脱水机32是分离包含脱硫排水30中的石膏31的固体部分的脱水滤液33和液体部分的脱水滤液33的装置。作为脱水机32，使用例如带式过滤器、离心分离机、滗析器型离心沉降机等。通过脱水机32从脱硫装置15排出的脱硫排水30中将石膏31分离。此时，脱硫排水30中的氯化汞以吸附于石膏31的状态与石膏31一起与液体分离。分离的石膏31被排出到系统外部(下面，称为“系统外”)。
另一方面，作为分离液的脱水滤液33经由脱水管路L21被输送到喷雾干燥装置34。另外，脱水滤液33也可以暂时积存于排水箱(未图示)。
喷雾干燥装置34具备经由从气体供给管路L2分支的废气导入管路L11导入一部分废气18的气体导入机构和将脱水滤液33分散或喷雾的喷雾机构。而且，通过导入的废气18的热蒸发干燥分散的脱水滤液33。
在本发明中，由于对从脱硫排水30中除去了石膏31的脱水滤液33进行喷雾干燥，因此能够防止喷雾机构中的堵塞。
即，不是对脱硫排水30本身进行喷雾，因此能够大幅度降低随着脱硫排水30蒸发而产生的干燥粒子的量。其结果，能够减少干燥粒子的附着引起的堵塞。另外，通过对脱硫排水30进行脱水处理，氯化汞也与石膏31一起分离、并被除去，因此，在排水喷雾时能够防止废气18中的汞浓度增加。
另外，在本实施例中，将流入空气加热器13的废气的一部分经由废气导入管路L11从气体供给管路L2分支，因此废气的温度高(350～400℃)，能够高效地进行脱水滤液33的喷雾干燥。
图2是实施例1的另一废气处理系统的概略构成图。
在图2表示的废气处理系统10B中，利用从脱水管路L21分支的脱水分支管路L22将脱水滤液33的一部分喷雾至从第一集尘器14排出的集尘灰16。喷雾混合后的集尘灰16的含水率优选最大为15%。
由此，不对脱水滤液33的一部分进行喷雾干燥，就能够得到降低。
含有水分的集尘灰16防止灰的飞溅，灰处理的处理性提高。另外，以往是喷雾设备内的工业用水，因此，不需要工业用水的费用是经济的。
实施例2
接着，对实施例2的废气处理系统进行说明。另外，对与上述的实施例1相同的构成标注相同的符号，并省略其说明。图3是实施例2的废气处理系统的概略构成图。在本实施例的废气处理系统10C中，如图3所示，将除去脱硫滤液33中的悬浮物质(SS：suspended solids)或悬浊物质(suspendedsubstance)的固液分离装置41安装于脱水管路L21。
作为固液分离装置41，可以列举例如液体旋流器、带式过滤器、分级器、膜分离装置等。
该固液分离装置41除去脱水滤液33中的悬浮物质(SS)，并使分离液42中的SS浓度为1重量%以下，更优选为0.1～0.5重量%。
由此，SS浓度降低，能够进一步抑制喷雾干燥装置34中的喷嘴或配管等堵塞。
即，通过使SS浓度为1重量%以下，更优选为0.1～0.5重量%，抑制了由于喷雾干燥时的喷雾喷嘴前端部中的喷雾干燥物的附着或烟尘的附着生长而导致的喷雾不良。其结果，解除由于闭塞引起的运转停止、由于喷雾液滴直径的粗大化导致需要干燥时间变长从而引起的干燥不足等。还解除由于喷雾范围的偏倚而引起的干燥状况的干燥不均、干燥不足等。
利用固液分离装置分离的分离残渣43也可以在集尘灰16合流，并通过脱水滤液33而使其包含水分。
另外，在另外单独利用集尘灰16的情况下，只要在各自的部位对集尘灰16和分离残渣43进行脱水滤液33的喷雾处理即可。
实施例3
接着，对实施例3的废气处理系统进行说明。另外，对与上述的实施例1相同的构成标注相同的符号，并省略其说明。图4A是实施例3的废气处理系统的概略构成图。图4B是实施例3的另一废气处理系统的概略构成图。图4C是实施例3的另一废气处理系统的概略构成图。在本实施例的废气处理系统10D-1中，如图4A所示，在喷雾干燥装置34的下游侧设置小型的第二集尘器35，其用于除去固体。
作为小型的第二集尘器35，可以示例例如袋滤器或电集尘器。由此，能够从分支的废气18中除去固体36。
因此，也可以以除了返回到第一集尘器14的上游侧之外，还向下游侧的气体供给管路L4侧合流的方式设置由虚线表示的气体返回管路L12(下面的实施例也一样)。
由此，能够减轻第一集尘器14的负荷。
另外，是返回到第一集尘器14的上游侧，还是返回到下游侧，只要根据喷雾干燥装置34的废气18中的固体36的产生量进行适当变更即可。
另外，如图4B所示，在本实施例的另一废气处理系统10D-2中，在喷雾干燥装置34的上游侧设置小型的第二集尘器35，以预先除去固体36。
另外，如图4C所示，在本实施例的另一废气处理系统10D-3中，在设置了废气导入管路L11的喷雾干燥装置34的上游侧和下游侧设置小型的第二集尘器35A、35B，以预先除去固体36。在该情况下，由于还可以设置气体返回管路L12(图中波浪线)以返回到第一集尘器14的下游侧，因此是优选的。由此，能够减轻第一集尘器14的负荷。
实施例4
接着，对实施例4的废气处理系统进行说明。另外，对与上述的实施例1相同的构成标注相同的符号，并省略其说明。图5A是实施例4的废气处理系统的概略构成图。在本实施例的废气处理系统10E中，如图5A所示，作为喷雾干燥装置，使用固气分离型喷雾干燥装置50，以进行脱水滤液33的喷雾干燥。而且，在喷雾干燥时分离固体38。
作为该固气分离型喷雾干燥装置50，可以示例旋流器型喷雾干燥装置。
图5B是向下流动型固气分离型喷雾干燥装置。如图5B所示，在向下流动型固气分离型喷雾干燥装置50中，废气18从干燥装置主体51的上部侧导入，并作为向下层流的气流，从上部起干燥通过喷雾喷嘴52喷雾的喷雾液33a。
有助于干燥的废气18从干燥装置主体51的下部侧排出，并经由气体返回管路L12返回到空气加热器13的气体供给管路L3。另外，固体38从干燥装置主体51的底部侧排出。
图5C是向上流动型固气分离型喷雾干燥装置。如图5C所示，在向上流动型固气分离型喷雾干燥装置50中，废气18从干燥装置主体51的下部侧导入，并作为向上层流的气流，从下部起干燥通过喷雾喷嘴52喷雾的喷雾液33a。
有助于干燥的废气18从干燥装置主体51的上部侧排出，经由气体返回管路L12返回到空气加热器13的气体供给管路L3。
由于废气18向重力方向的反方向流动，因此，废气18和脱水滤液33的喷雾液33a进行对流接触，脱水滤液33的干燥效率提高。
另外，也可以如实施例3那样在固气分离型喷雾干燥装置50的下游侧设置小型的集尘器。
实施例5
接着，对实施例5的废气处理系统进行说明。另外，对与上述的实施例1相同的构成标注相同的符号，并省略其说明。图6是实施例5的废气处理系统的概略构成图。在本实施例的废气处理系统10F中，如图6所示，在脱水管路L21中安装排水处理装置44，利用该排水处理装置44除去脱水滤液33中的有害物质及悬浊物质等，然后，使该处理排水45流入喷雾干燥装置34进行喷雾干燥。
排水处理装置44具备除去残存于脱水滤液33中的汞(未吸附于石膏31的汞)、硼、硒等物质的机构(下面，称为“汞除去机构”)、除去氯离子(Cl-)、溴离子(Br-)、碘离子(I-)、氟离子(F-)等卤离子的结构(下面，称为“卤离子除去机构”)，将汞固化物46及卤离子47分离。
汞、硼、硒等物质易溶于水，由于喷雾至废气18中时挥发，因此难以利用第一集尘器14除去。作为除去这些物质的机构，列举通过添加硫化物系的助凝剂的凝聚进行沉淀除去的机构、通过活性炭吸附(浮游床)进行除去的机构、通过螯合剂添加进行沉淀除去的机构、结晶析出机构等。利用上述中示例的汞除去机构将上述有害物质固化，并将固体排出到系统外。
另外，在脱硫装置15的脱硫工序时，上述的卤离子47具有抑制汞吸附至石膏31的性质，因此，优选从脱硫排水30中除去。作为除去上述的卤离子47的机构，列举使用了反渗透膜的浓缩机构、使用了离子交换膜的浓缩机构、使用了电透析法的浓缩机构、蒸馏、结晶析出等机构。利用上述中示例的卤离子除去机构浓缩卤离子47，并将浓缩物排出到系统外。
从脱硫装置15排出的脱硫排水30首先利用脱水机32将吸附有氯化汞的的石膏31分离，石膏31被排出到系统外。接着，除去了石膏31的脱水滤液33经由脱水管路L21被输送到排水处理装置44，通过汞除去手段除去残存于脱水滤液33中的汞、硼、硒等有害物质。除去汞之后的处理排水被输送至卤离子除去机构，将卤离子47除去。除去了卤离子47之后的处理排水45被输送至喷雾干燥装置34，进行喷雾干燥。
另外，排水处理装置44不一定需要具备上述的汞除去机构和卤离子除去机构这双方，根据脱水滤液33的特性选择并设置。充分除去排水处理装置44前段的脱水机32中的汞，在脱水滤液33中的含汞量极低或不含汞的情况下，也可以省略通过汞除去机构的处理。
另外，排水处理装置44中的汞除去处理和卤离子除去处理的顺序没有特别限定。即，也可以在汞除去处理后进行卤离子除去处理，也可以在卤离子除去处理后进行汞除去处理。
如上，在实施例5的废气处理系统10F中，从脱硫装置15排出的脱硫排水30首先分离粗大物即石膏31，然后对汞、硼、硒、卤离子等微细的物质进行除去处理，利用喷雾干燥装置34对该处理排水45进行喷雾干燥而构成。通过上述那样构成，与实施例2一样，能够减少随着排水在喷雾干燥装置34蒸发而产生的干燥粒子量，并且能够抑制废气18中汞浓度的增加。
实施例6
接着，对实施例6的废气处理系统进行说明。另外，对与上述的实施例1相同的构成标注相同的符号，并省略其说明。图7是实施例6的废气处理系统的概略构成图。在本实施例的废气处理系统10G中，如图7所示，从空气加热器13的气体供给管路L3进行废气18的分支，并将通过喷雾干燥装置34有助于喷雾干燥的废气18再次返回到相同部位的废气管路L3。
由此，不需要设置实施例1那样的旁通管路。
图8A～图8C是实施例6的另一废气处理系统的概略构成图。
在图8A表示的废气处理系统10H-1中，也可以如实施例3这样在喷雾干燥装置34的下游侧设置小型的第二集尘器35，且除了返回到第一集尘器14的上游侧之外，还以向下游侧的气体供给管路L4侧合流的方式设置由虚线表示的气体返回管路L12。由此，能够减轻第一集尘器14的负荷。
另外，如图8B所示，在本实施例的另一废气处理系统10H-2中，在喷雾干燥装置34的上游侧设置小型的第二集尘器35，以预先除去固体36。
另外，如图8C所示，在本实施例的另一废气处理系统10H-3中，在喷雾干燥装置34的上游侧和下游侧设置小型的第二集尘器35A、35B，以预先除去固体36。在该情况下，由于能够返回到第一集尘器14的下游侧，因此减轻了第一集尘器14的负荷，是优选的。
实施例7
接着，对实施例7的废气处理系统进行说明。另外，对与上述的实施例1相同的构成标注相同的符号，并省略其说明。图9是实施例7的废气处理系统的概略构成图。在本实施例的废气处理系统10I中，如图9所示，从第一集尘器后14的下游侧的气体供给管路L4进行废气18的分支，并将通过喷雾干燥装置34有助于喷雾干燥的废气18返回到第一集尘器14上游侧的气体供给管路L3。
由此，不需要设置实施例1那样的旁通管路。
图10是实施例7的另一废气处理系统的概略构成图。
在图10表示的废气处理系统10J中，在喷雾干燥装置34的下游侧设置小型的第二集尘器35，由此，对有助于喷雾干燥的废气18进行除尘，并返回到第一集尘器14下游侧的气体供给管路L4。
另外，废气18的导入根据废气管路和废气导入管路L11的压降的不同，向喷雾干燥装置34内导入废气18，或根据需要使用吸引泵导入废气18。
实施例8
图11是实施例8的来自脱硫排水的脱水滤液的喷雾干燥装置(喷雾干燥装置)的概略图。图13是实施例8的另一来自脱硫排水的脱水滤液的喷雾干燥装置(喷雾干燥装置)的概略图。对实施例4的图5B中说明的向下流动型固气分离型喷雾干燥装置的具体构成进行说明。
如图11所示，本实施例的固气分离型喷雾干燥装置50在喷雾干燥装置主体51内具备：对来自脱硫排水的脱水滤液33进行喷雾的喷雾喷嘴52、设于喷雾干燥装置主体51且导入对喷雾液33a进行干燥的废气18的导入口51a、设于喷雾干燥装置主体51内且通过废气18对脱水滤液33进行干燥的干燥区域53、排出有助于干燥的废气18的排出口51b、对上述喷雾喷嘴52的附着物的附着状态进行监视的附着物监视机构60。
上述附着物监视机构60可以使用超声波测量器(微波测量计)等。作为该超声波测量器，可以示例例如“高温设备用微距离计MicroRanger(micro rangefinder for high-temperature equipment,MicroRanger)”(商品名：WADECO社制)。
图12A～图12C是表示通过附着物监视机构的附着物的监视状态的概略图。
图12A在喷雾干燥装置主体51的侧壁上设有与喷雾喷嘴52的前端部分对齐监视附着物61的有无的附着物监视机构60。
在此，作为脱水滤液33的附着物61，在喷嘴前端部分生长伞状鳞状物(セケール)，为废气18中的灰的附着物。
在对脱水滤液33进行喷雾时，喷雾液33a与伞状附着物61接触，喷雾液33a粗大化，从而使得脱水滤液33的蒸发性的恶化。
因此，如图12B及图12C所示，由附着物监视机构60产生微波63，测定到喷雾喷嘴52的前端空间部分的附着物产生位置的距离。
在图12B中，在没有附着物61产生的情况下，测定距离为x，判断其为正常(无附着部)。
与其相对，在图12C中，在具有附着物61产生的情况下，测定距离为y，判断其为异常(有附着物)。
根据该附着物监视机构60的测量结果，在检测到灰附着生长的情况下，进行除去附着物61的指示(※10)。
另外，除了设置附着物监视机构60以外，也可以通过操作人员进行目视的观察，进行有无附着物61的确认。
在此，在通过操作人员的目视进行观察的情况下，使用设于喷雾干燥装置主体51的监视用窥窗(未图示)来进行。
在此，为了除去附着物，具有1)停止脱水滤液的供给，并利用工业用水实施置换，通过喷雾喷嘴清洗机构进行喷嘴及配管内部的清洗的方法，和2)通过灰除去机构强制地除去附着物的方法这两种。
如图13所示，在废气处理系统10K中，工业用水的置换如下进行，即关闭阀V11，停止脱水滤液33的供给，供给工业用水70，打开阀V12，供给工业用水70，进行置换，并通过喷雾喷嘴清洗机构进行喷嘴及配管内部的清洗。
该工业用水70的置换的频率根据附着物61的附着程度，为1次/1天～1～3次/1天适当地进行变更即可。另外，工业用水70的供给时间设为例如1小时/1次左右即可。
此时，也可以供给溶解附着物61的试剂。
作为附着物除去机构，在喷雾喷嘴52设置捶打装置(未图示)，而使附着物落下。另外，捶打装置只要设置在喷雾不会到达的位置即可。
或作为附着物除去机构，使设于喷雾喷嘴52的具有环状刃的刮刀运转，切下附着于前端的附着物61。
图14A～图14C是通过设于喷雾喷嘴周围的刮刀进行的附着部除去的样态的图。
图14A是喷雾喷嘴的主视图，是在喷雾喷嘴52周围附着有附着物61的样态。图14B是喷雾喷嘴的侧视图，是刮刀65待机的状态。图14C是喷雾喷嘴的侧视图，启动刮刀65，利用前端的环状刃使附着物61破碎并脱落。虚线是脱落的附着物部分。
另外，不仅在具有附着物61的情况下，而且通过使该刮刀65以规定频率运转，也能够实施附着物61的早期脱落。
实施例9
图15是实施例9的喷雾喷嘴的概略图。另外，对与上述的实施例8相同的构成标注相同的符号，并省略其说明。
如图15所示，本实施例的喷雾喷嘴52在喷雾喷嘴52周围设置外筒67，利用供给口67a供给阻隔气体68，从喷嘴前端部分供给空气形成气膜，以抑制烟尘等灰附着。
该阻隔气体68的供给通过以与喷雾喷雾液33a的喷雾喷出速度等速度喷出，防止周边涡流的产生。
另外，在本实施例中，还设有刮刀65，因此，根据需要使刮刀65运行，进行附着物61的除去。
图15中，符号66图示刮刀的操作手柄。
根据本实施例的喷雾喷嘴52，通过阻隔气体68的导入，抑制附着物61的成长，可以在喷雾喷嘴52进行稳定地喷雾。
实施例10
图16是实施例10的喷雾干燥装置的构成图。
本实施例的固气分离型喷雾干燥装置50在实施例8的固气分离型喷雾干燥装置中进一步具备：在干燥区域53内测量内部温度的温度计T1～T7、根据温度计的测量结果进行脱水滤液33的喷雾、干燥状态是否良好的判断的判定机构54、在判定机构54的判断结果判断为喷雾干燥不良的情况下进行废气18或脱水滤液33的调节的控制机构55。
在本实施例中，在7个部位设有温度计(T1～T7)，但本发明不限定于此，可根据干燥区域53的长度进行适当变更。
另外，温度测量沿着干燥装置主体51的垂直轴线部分设置，但本发明不限定于此，只要设置在可以确认蒸发状态的位置，就可以设置在任意位置。
图17A及图17B是干燥装置主体内的7个部位中喷嘴距温度计(T1～T7)的距离和测量温度的关系图。
在此，在液体的蒸发过程中，对于喷雾液33a的液滴的温度上升及蒸发而言需要热。在该情况下，废气18的热用于使液滴的温度上升及蒸发，因此废气18的温度降低。通过检测该温度的降低，判断干燥是否良好。
图17A是干燥良好的情况下的关系图，图17B是干燥不良的情况下的关系图。
在图17A中，温度减少从T4附近停止，温度恒定。这是因为没有喷雾液33a的液滴。
与此相对，在图17-2中，温度减少间断地降低到T7。这是因为喷雾液33a的液滴大量残存。
利用判定机构54对该结果进行判断。
在该判定机构54中的判断结果为干燥良好的情况下，以该状态继续脱水滤液33的喷雾干燥。
与此相对，在判断装置54中的判断结果为干燥不良的情况下，利用控制机构55进行废气18或脱水滤液33的调节。
具体地讲，脱水滤液33的调节通过操作调节阀V1进行脱水滤液33的供给量的增减或供给到喷雾喷嘴52的雾化气体的供给量的增减，进行喷雾液33a的液滴直径的调节。
另外，也可以设置将脱水滤液33进行规定量储备的缓冲罐进行调节。
因此，如图16所示，向控制机构55中输入未图示的测量脱水滤液33的流量的流量信息(※1)，以该信息为基础，进行阀开度的调节或未图示的泵流量的调节。
另外，废气18的调节通过废气18的导入量的控制进行。
导入量的调节通过与废气导入管路L11的压降调节带来的阀V2或阻尼器等开度控制来进行调节。
另外，也可以将废气导入管路L11设为多个系列，并设置两台以上喷雾干燥装置34，调节废气18的供给量。
另外，也可以通过温度测量，不仅瞬间的判断，而且经时测量温度概貌(profile)，且在可确认从干燥良好的状态过度变化成干燥不良的状态的时刻，进行改善干燥不良的主要原因的上述操作。
根据本实施例，利用废气18的一部分喷雾干燥从上述脱硫装置15排出的脱硫排水30中除去了石膏31的脱水滤液33时，一边监视干燥区域的温度状态，一边进行脱水滤液33的喷雾干燥状态，因此可稳定保持喷雾干燥状态，能够实施脱硫排水的无排水化。另外，由于在喷雾喷嘴52利用附着物监视机构60监视附着物61的成长，因此在形成喷雾异常前采取除去附着物61的措施，可以稳定的操作。
另外，在向干燥装置主体51内喷雾脱水滤液33，并且通过导入的废气18干燥喷雾液33a的脱水滤液33的喷雾干燥方法中，确认喷雾喷嘴52的喷雾状态，判断脱水滤液33的喷雾是否恰当，且在喷雾不恰当的情况下，进行喷雾喷嘴52的清洗、除去附着在喷雾喷嘴52附近的附着物61，由此能够稳定地进行脱水滤液33的喷雾干燥。
另外，在测定干燥装置主体51内部的干燥区域53的温度分布，通过气体流动方向的温度分布监视干燥状态，且在脱水滤液33的干燥不足的情况下，通过进行废气量、脱水滤液33的供给量的调节，能够进一步进行稳定的脱水滤液33的喷雾干燥。
这样，根据本发明，作为监视喷雾状态是否良好的方法，(1)通过温度掌握蒸发状况，并且(2)以例如通过超声波等把握附着物61的成长的方式，(a)在蒸发不良的情况下，调节废气18或脱硫滤液33的导入量，(b)在喷雾液33a的液滴直径变化为原因的情况下，通过喷雾喷嘴52的清洗及运行除灰装置，能够恢复成恰当的喷雾状态，进行稳定的脱水滤液33的喷雾干燥。

Claims (25)

1.一种废气处理系统，其具备：
使燃料燃烧的锅炉，
对来自所述锅炉的废气的热进行回收的空气加热器，
除去热回收后的所述废气中的烟尘的第一集尘器，
利用吸收液除去除尘后的所述废气中所包含的硫氧化物的脱硫装置，
从由所述脱硫装置排出的脱硫排水中除去石膏的脱水机，
具备对来自所述脱水机的脱水滤液进行喷雾的喷雾机构的喷雾干燥装置，以及
向所述喷雾干燥装置导入所述废气的一部分的废气导入管路。
2.如权利要求1所述的废气处理系统，其中，
具有除去来自所述脱水机的脱水滤液中的悬浮物质的固液分离装置。
3.如权利要求1所述的废气处理系统，其中，
具有向集尘灰供给来自所述脱水机的脱水滤液的脱水分支管路。
4.如权利要求1所述的废气处理系统，其中，
所述喷雾干燥装置为固气分离型喷雾干燥装置。
5.如权利要求1所述的废气处理系统，其中，
具有除去来自所述脱水机的脱水滤液的有害物质的排水处理装置。
6.如权利要求1所述的废气处理系统，其中，
在设置在所述废气导入管路的所述喷雾干燥装置的上游侧或下游侧中的任一侧或两侧上具有第二集尘器。
7.如权利要求1所述的废气处理系统，其中，
分支所述废气的位置在空气加热器的上游侧，将来自所述喷雾干燥装置的所述废气返回到所述空气加热器和所述第一集尘器之间。
8.如权利要求6所述的废气处理系统，其中，
分支所述废气的位置在空气加热器的上游侧，将来自所述喷雾干燥装置的所述废气返回到所述空气加热器和所述第一集尘器之间或第一集尘器的下游侧。
9.如权利要求1所述的废气处理系统，其中，
分支所述废气的位置在所述空气加热器和所述第一集尘器之间，将来自所述喷雾干燥装置的废气返回到空气加热器和第一集尘器之间。
10.如权利要求6所述的废气处理系统，其中，
分支所述废气的位置在所述空气加热器和所述第一集尘器之间，将来自所述喷雾干燥装置的所述废气返回到所述空气加热器和所述第一集尘器之间或所述第一集尘器的下游侧。
11.如权利要求1所述的废气处理系统，其中，
分支所述废气的位置在所述第一集尘器和所述脱硫装置之间，将来自所述喷雾干燥装置的所述废气返回到所述空气加热器和所述第一集尘器之间或所述第一集尘器的下游侧。
12.如权利要求6所述的废气处理系统，其中，
分支所述废气的位置在所述第一集尘器和所述脱硫装置之间，将来自所述喷雾干燥装置的所述废气返回到所述第一集尘器和所述脱硫装置。
13.一种废气处理方法，其包括：
通过空气加热器对来自使燃料燃烧的锅炉的废气的热进行回收，
然后，在脱硫装置中，利用吸收液除去热回收后的所述废气中所包含的硫氧化物，
其中，通过所述废气的一部分对从由所述脱硫装置排出的脱硫排水中除去了石膏的脱水滤液进行喷雾干燥。
14.如权利要求13所述的废气处理方法，其中，
对除去了所述脱水滤液中的悬浮物质的分离液进行喷雾干燥。
15.如权利要求13所述的废气处理方法，其中，
从所述经过了喷雾干燥的所述废气中除去固体。
16.一种来自脱硫排水的脱水滤液的喷雾干燥装置，其具备：
向喷雾干燥装置主体内喷雾来自脱硫排水的脱水滤液的喷雾喷嘴，
设于所述喷雾干燥装置主体且导入对喷雾液进行干燥的废气的导入口，
设于所述喷雾干燥装置主体内且通过废气对脱水滤液进行干燥的干燥区域，
排出有助于干燥的所述废气的排出口，以及
对所述喷雾喷嘴的附着物的附着状态进行监视的附着物监视机构。
17.如权利要求16所述的来自脱硫排水的脱水滤液的喷雾干燥装置，其中，
所述附着物监视机构通过超声波或激光对灰附着物的成长状态进行监视。
18.如权利要求16所述的来自脱硫排水的脱水滤液的喷雾干燥装置，其中，
还具备除去所述附着物的附着物除去机构。
19.如权利要求18所述的来自脱硫排水的脱水滤液的喷雾干燥装置，其中，
所述附着物除去机构为能够自由活动地设于所述喷雾喷嘴外周的刮刀。
20.如权利要求18所述的来自脱硫排水的脱水滤液的喷雾干燥装置，其中，
所述附着物除去机构为喷雾喷嘴清洗机构。
21.如权利要求16所述的来自脱硫排水的脱水滤液的喷雾干燥装置，其具备：
在干燥区域内设置的多个测量内部温度的温度计，
根据温度计的测量结果判断脱水滤液的喷雾、干燥状态是否良好的判定机构，以及
在判定机构的判断结果判断为喷雾干燥不良的情况下，通过调节阀的流量调节进行所述废气或所述脱水滤液的调节的控制机构。
22.一种废气处理系统，其具备：
使燃料燃烧的锅炉，
对来自所述锅炉的所述废气的热进行回收的空气加热器，
除去热回收后的所述废气中的烟尘的集尘器，
利用吸收液除去除尘后的废气中所包含的硫氧化物的脱硫装置，
从由所述脱硫装置排出的脱硫排水中除去石膏的脱水机，
具备对来自所述脱水机的脱水滤液进行喷雾的喷雾机构的权利要求16的喷雾干燥装置，以及
向所述喷雾干燥装置导入所述废气的一部分的废气导入管路。
23.如权利要求22所述的废气处理系统，其中，
具有除去来自所述脱水机的所述脱水滤液中的悬浮物质的固液分离装置。
24.一种来自脱硫排水的脱水滤液的喷雾干燥方法，其向喷雾干燥装置主体内喷雾来自脱硫排水的脱水滤液，并且通过导入的废气干燥喷雾液，该方法包括：
确认喷雾喷嘴的喷雾状态，判断所述脱水滤液的喷雾是否恰当，
在喷雾不恰当的情况下，进行所述喷雾喷嘴的清洗、除去附着于所述喷雾喷嘴附近的灰附着物。
25.如权利要求24所述的来自脱硫排水的脱水滤液的喷雾干燥方法，该方法还包括：
测定所述喷雾干燥装置主体内部的温度分布，
通过气体流动方向的温度分布对干燥状态进行监视，以及
在所述脱水滤液的干燥不足的情况下，进行废气量、所述脱水滤液的供给量的调节。
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