CN114269454A - 排气处理装置及排气处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种排气处理装置(4)，其中，吸附剂供给部(41)在由燃烧室(21)产生的排气所流动的排气路径中向排气供给汞吸附剂，袋式过滤器(42)捕集汞吸附剂。热交换部(49)在排气路径中配置于燃烧室(21)与袋式过滤器(42)之间，并进行排气与规定的流体的热交换。上游侧汞浓度计(45)在排气路径中的燃烧室(21)与袋式过滤器(42)之间测量排气的汞浓度作为上游侧汞浓度。飞灰除去部(48)能够通过压力波清洁等的清洁动作将堆积在热交换部(49)上的飞灰除去，并基于上游侧汞浓度执行清洁动作。在排气处理装置(4)中，能够适当地降低排气的汞浓度。

Description

排气处理装置及排气处理方法

技术领域

本发明涉及一种排气处理装置及排气处理方法

[相关申请的参照]

本申请要求基于2019年8月22日提出的日本专利申请JP2019-151746的优先权，将该申请的全部公开内容并入本申请。

背景技术

在对城市垃圾等普通废弃物进行焚烧时，有时会产生含有汞的排气。例如，在日本特开2014-213308号公报的装置中，仅当排气中的汞浓度超过规定浓度时，将汞吸附剂投入集尘器上游侧的烟道中，以除去排气中的汞。

另外，日本特开2012-223758号公报公开了：利用盐酸将元素汞氧化为氯化汞、以及利用堆积在过滤器的滤材上的粒状物质来捕获氯化汞会因温度而发生变化。此外还记载了：在不投入吸附剂(例如活性炭)的例子中，在将燃烧排气冷却到约138℃的情况下，能够实现约98％的汞捕获比例。日本特开2019-27672号公报公开了如下方法：在焚烧炉中，在将堆积在热交换装置上的含汞飞灰扫落时，通过将汞除去用药剂投入到燃烧排气中，将从烟囱排出的燃烧排气的汞浓度保持在限制值以下。

另外，当在焚烧炉中产生的排气的汞浓度上升时，能够通过在排气处理装置中增大汞吸附剂的供给量而使排气的汞浓度降低，但是汞吸附剂的供给量的过度增大会增加排气处理的成本。因此，需要一种不会过度增大汞吸附剂的供给量且能够在排气处理装置中适当地降低排气的汞浓度的方法。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明针对排气处理装置，其目的在于，在排气处理装置中适当地降低排气的汞浓度。

(二)技术方案

本发明的一个优选的排气处理装置具备：吸附剂供给部，其在由燃烧室产生的排气所流动的排气路径中向所述排气供给汞吸附剂；吸附剂捕集部，其在所述排气路径中捕集所述汞吸附剂；热交换部，其在所述排气路径中配置于所述燃烧室与所述吸附剂捕集部之间，并进行所述排气与规定的流体的热交换；上游侧汞浓度计，其在所述排气路径中的所述燃烧室与所述吸附剂捕集部之间测量所述排气的汞浓度作为上游侧汞浓度；以及飞灰除去部，其能够通过清洁动作将堆积在所述热交换部上的飞灰除去，并基于所述上游侧汞浓度执行所述清洁动作，所述清洁动作通过压力波清洁、水喷射清洁、喷丸清洁、或者利用在所述热交换部产生的蒸气的清洁来进行。

根据本发明，当在燃烧室中产生的排气的汞浓度上升时，通过提高汞吸附剂的吸附性能，能够在排气处理装置中适当地降低排气的汞浓度。

优选地，所述上游侧汞浓度计测量所述排气的0价汞浓度作为所述上游侧汞浓度。

优选地，所述飞灰除去部在所述上游侧汞浓度为规定的阈值以上的异常时执行所述清洁动作。

本发明的另一优选的排气处理装置具备：吸附剂供给部，其在排气所流动的排气路径中向所述排气供给汞吸附剂；吸附剂捕集部，其在所述排气路径中捕集所述汞吸附剂；汞浓度计，其测量所述排气的汞浓度；排气温度调整部，其能够执行使流入所述吸附剂捕集部的所述排气的温度暂时降低的降温处理；以及控制部，其在所述汞浓度为规定的阈值以上的异常时，使所述排气温度调整部执行所述降温处理。

优选地，排气处理装置还具备热交换部，其配置于所述排气路径，进行在燃烧室中产生的所述排气与规定的流体的热交换，所述排气温度调整部具有将堆积在所述热交换部上的飞灰除去的飞灰除去部。

优选地，所述飞灰除去部能够通过清洁动作将堆积在所述热交换部上的飞灰除去，所述清洁动作通过压力波清洁、水喷射清洁、喷丸清洁、或者利用在所述热交换部产生的蒸气的清洁来进行。

优选地，所述汞浓度计测量相对于所述吸附剂捕集部而言位于所述排气的流动方向上游侧的所述排气的汞浓度。

优选地，所述汞浓度计测量所述排气的0价汞浓度。

优选地，所述吸附剂捕集部利用多个滤布组捕集所述汞吸附剂，并且通过对所述多个滤布组分别进行反洗动作，从而从滤布组扫落所述汞吸附剂，所述控制部在通常时对所述多个滤布组以设定周期依次执行所述反洗动作，并且在所述异常时，当相对于所述吸附剂捕集部而言位于所述排气的流动方向上游侧的所述排气的汞浓度小于第二阈值时，开始以比所述设定周期短的周期进行所述反洗动作。

本发明亦针对排气处理装置中的排气处理方法。在排气处理方法中，所述排气处理装置具备：吸附剂供给部，其在排气所流动的排气路径中向所述排气供给汞吸附剂；吸附剂捕集部，其在所述排气路径中捕集所述汞吸附剂；以及排气温度调整部，其能够执行使流入所述吸附剂捕集部的所述排气的温度暂时降低的降温处理，所述排气处理方法具备如下步骤：测量所述排气的汞浓度；以及在所述汞浓度为规定的阈值以上的异常时，使所述排气温度调整部执行所述降温处理。

上述的目的以及其他的目的、特征、方式和优点可通过以下参照附图对本发明进行的详细说明而明了。

附图说明

图1是表示焚烧设备的结构的图。

图2是表示排气处理装置的动作流程的图。

图3是表示多个排气温度下的汞吸附剂的平衡吸附量的图。

图4是表示袋式过滤器的结构的图。

图5是表示排气处理装置的动作的另一例的图。

图6是表示上游侧汞浓度的变化一例的图。

图7是表示吸附时及脱离时的汞吸附剂的平衡吸附量的图。

图8是表示排气处理装置的动作的另一例的图。

图9是表示排气处理装置的动作的另一例的图。

具体实施方式

图1是表示本发明的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具备焚烧炉2、烟道3、排气处理装置4、烟囱51。烟道3将焚烧炉2和烟囱51连接。在图1中，用粗实线表示烟道3。在烟道3上设置有排气处理装置4的后述的降温塔44和袋式过滤器42。在烟道3上还设置有省略图示的诱导通风机。通过该诱导通风机将在焚烧炉2中产生的排气(燃烧气体)向烟道3排出，并经由降温塔44和袋式过滤器42导向烟囱51。实际上，在烟道3中还设置有脱硝装置等。在以下的说明中，烟囱51的内部也被视为烟道3的一部分。

焚烧炉2具备燃烧室21和排出通路23。在燃烧室21中，进行废弃物的燃烧和从废弃物产生的可燃性气体的燃烧。排出通路23将燃烧室21和烟道3连接，在燃烧室21中产生的排气经由排出通路23而向烟道3引导。排出通路23和烟道3是供在燃烧室21中产生的排气流动的排气路径。

排气处理装置4具备热交换部49和飞灰除去部48。热交换部49和飞灰除去部48设置在焚烧炉2的排出通路23中。热交换部49是锅炉，具有多个锅炉管(传热管)。在热交换部49中，进行排气与在锅炉管中流动的规定流体的热交换。该流体的典型例为水，在锅炉中产生的蒸气例如用于发电等。当然，该流体也可以是水以外的流体。

飞灰除去部48具有多个压力波产生部481。多个压力波产生部481设置在排出通路23中与多个锅炉管对置的位置。本实施方式中的压力波产生部481例如通过使甲烷和氧的混合气体急速燃烧，从而朝向排出通路23的内部产生压力波。在压力波产生部481中设有甲烷和氧的填充罐，能够接受后述的控制部40的指令而立即产生压力波。

在此，在燃烧室21中产生的排气中含有飞灰，并且会在热交换部49的多个锅炉管上堆积的飞灰。在堆积有飞灰的锅炉管中，热回收效率降低。另外，由于堆积的飞灰中含有的氯成分，锅炉管有可能被腐蚀。在排出通路23中，压力波产生部481产生的压力波传播到锅炉管，飞灰被从锅炉管除去(扫落)。这样，能够利用飞灰除去部48来执行通过压力波清洁将堆积在热交换部49上的飞灰除去的清洁动作。压力波产生部481也被称为冲击脉冲吹灰器。如后所述，也可以利用飞灰除去部48来执行基于压力波清洁以外的方式的清洁动作。

排气处理装置4还具备控制部40、降温塔44、吸附剂供给部41、袋式过滤器42、上游侧汞浓度计45、下游侧汞浓度计46。另外，图1中虚线框所示的空气供给部47是在后述的其他例子中利用的结构。

控制部40例如是具备CPU等的计算机，承担排气处理装置4的整体控制。控制部40也可以兼作焚烧设备1的控制部。袋式过滤器42设置在烟道3上。在相对于袋式过滤器42位于排气的流动方向上游侧的烟道3的部分31(以下称为“上游侧烟道31”)设置有上游侧汞浓度计45的取入口、降温塔44以及吸附剂供给部41的供给口。在相对于袋式过滤器42位于流动方向下游侧的烟道3的部分32(以下称为“下游侧烟道32”)设置有下游侧汞浓度计46的取入口。在图1中，下游侧汞浓度计46的入口设置于烟囱51。

降温塔44向流入内部的排气喷水，使排气的温度降低。通常，从降温塔44排出的排气的温度例如约为170℃。吸附剂供给部41例如具有台式给料器等，对在上游侧烟道31中流动的排气供给(吹入)粉状的汞吸附剂。汞吸附剂例如是活性炭。作为汞吸附剂，也可以使用在活性炭的表面添附有例如碘或硫的添附活性炭等。在排气处理装置4中，也可以设置向在上游侧烟道31中流动的排气供给碱性药剂的碱性药剂供给部。碱性药剂是脱盐和脱硫用的药剂，例如是粉末状的消石灰等。

袋式过滤器42为过滤式，通过滤布捕集排气中含有的飞灰。另外，由吸附剂供给部41供给的汞吸附剂也被滤布捕集。飞灰和汞吸附剂堆积在滤布上。袋式过滤器42是捕集汞吸附剂的吸附剂捕集部。在袋式过滤器42的内部，当排气通过滤布时，堆积在该滤布上的汞吸附剂吸附排气中含有的汞。汞吸附剂对汞的吸附也发生在上游侧烟道31中。汞吸附剂也可以进一步吸附排气中所含的二噁英类等。另外，在供给上述的碱性药剂的情况下，该碱性药剂也被滤布捕集。排气中所含的酸性气体(氯化氢、硫氧化物等)与滤布上的碱性药剂发生反应，由此从排气中除去该酸性气体。如后所述，在袋式过滤器42中，堆积在滤布上的飞灰及汞吸附剂等通过利用压缩空气的反洗动作而被扫落，并从袋式过滤器42排出。

上游侧汞浓度计45及下游侧汞浓度计46将在烟道3中流动的排气的一部分取入并进行分析，由此获得排气中的汞浓度的测量值。如上所述，在排气的流动方向上，在袋式过滤器42的上游侧(上游侧烟道31)配置上游侧汞浓度计45的取入口，在袋式过滤器42的下游侧(下游侧烟道32)配置下游侧汞浓度计46的取入口。换言之，上游侧汞浓度计45测量相对于袋式过滤器42在排气的流动方向上游侧的排气的汞浓度，下游侧汞浓度计46测量相对于袋式过滤器42在流动方向下游侧的排气的汞浓度。

在此，排气中所含的汞主要作为0价的原子状汞(以下称为“0价汞”)和构成氯化汞等汞化合物的2价汞(以下称为“2价汞”)而存在。另外，上游侧汞浓度计45和下游侧汞浓度计46具备浓度获得部，其通过紫外线吸收法等基于0价汞获得汞浓度的测量值。

下游侧汞浓度计46还包含将排气中含有的2价汞还原为0价汞的还原催化剂，并测量还原后的气体中含有的0价汞的浓度(即，排气中原来含有的0价汞、以及还原2价汞而得到的0价汞的总浓度，以下称为“总汞浓度”)作为下游侧汞浓度。在排气处理装置4中，利用下游侧汞浓度计46连续地测量下游侧汞浓度。

另一方面，上游侧汞浓度计45在不含还原催化剂、不将排气中含有的2价汞还原为0价汞的状态下，测量排气中原来含有的0价汞的浓度作为上游侧汞浓度。在上游侧汞浓度计45中，省略将2价汞还原为0价汞所需的时间，而能够迅速地测量上游侧汞浓度。在排气处理装置4中，利用上游侧汞浓度计45连续地测量上游侧汞浓度。

根据排气处理装置4的设计，也可以在上游侧汞浓度计45中设置还原催化剂，测量总汞浓度作为上游侧汞浓度。在总汞浓度的测量中，由于检测0价汞和2价汞双方，因此能够准确地测量上游侧汞浓度。同样地，可以在下游侧汞浓度计46中测量零价汞浓度作为下游侧汞浓度。另外，也可以在上游侧汞浓度计45和下游侧汞浓度计46中，选择性地测量0价汞浓度和总汞浓度。

接着，对排气处理装置4的通常时的动作进行说明。如上所述，排气处理装置4的动作由控制部40控制。首先，在吸附剂供给部41中，基于上游侧汞浓度计45中的上游侧汞浓度(的测量值)控制汞吸附剂的供给量。例如，在上游侧汞浓度比较高的情况下，汞吸附剂的供给量增大，在上游侧汞浓度比较低的情况下，汞吸附剂的供给量降低。另外，在汞吸附剂为活性炭的情况下，活性炭还吸附二噁英类，因此在排气在烟道3中流动的期间，优选始终向烟道3供给规定量以上的汞吸附剂。在排气处理装置4中，通过控制吸附剂供给部41的汞吸附剂的供给量，能够降低在下游侧烟道32中流动的排气中的汞浓度。在排气处理装置4中，也可以根据下游侧汞浓度计46中的下游侧汞浓度来控制汞吸附剂的供给量。

另外，在通常时的飞灰除去部48中，以一定的周期执行通过压力波清洁将堆积在热交换部49上的飞灰除去的清洁动作(定时控制)。另外，也可以根据在热交换部49中进行热交换的排气入热量与蒸气受热量的关系来推测灰的堆积量，在该堆积量为规定值以上的情况下，进行清洁动作(热量控制)。通过执行清洁动作，锅炉管的热回收效率提高，并且能够抑制锅炉管的腐蚀。

接着，对上游侧汞浓度变高的异常时的排气处理装置4的动作进行说明。图2是表示异常时的排气处理装置4的动作流程的图。在上游侧汞浓度计45中，如上所述，连续地测量上游侧烟道31中的上游侧汞浓度(步骤S11)。当上游侧汞浓度为规定的第一阈值以上时(步骤S12)，由飞灰除去部48执行清洁动作(步骤S13)。为了与以一定的周期执行的通常时的清洁动作区别，在以下的说明中，将步骤S13中的清洁动作称为“强制清洁动作”。

通过执行强制清洁动作，能够将堆积在多个锅炉管上的飞灰除去，从而提高热交换部49的热回收效率。由此，通过热交换部49流入烟道3的排气的温度降低，流入袋式过滤器42的排气的温度也降低。这样，强制清洁动作是使流入袋式过滤器42的排气的温度暂时降低的降温处理。另外，飞灰除去部48是能够执行降温处理的排气温度调整部。在执行了降温处理时流入袋式过滤器42的排气的温度比通常时的排气的温度的平均值低。降温处理的排气温度下限值没有特别限定，但是在设置于袋式过滤器42的入口附近的温度传感器中，例如为130℃，优选为140℃。

在此，对排气的温度与汞吸附剂的平衡吸附量的关系进行说明。图3是表示多个排气温度下的汞吸附剂的平衡吸附量的图。图3中的三条线表示通过将含有汞的模拟排气以规定时间通气至汞吸附剂的吸附实验而得到的气相汞浓度与平衡吸附量的关系，该三条线是将模拟排气的温度分别设为150℃、170℃及190℃时的线。如图3所示，对于三条线中的任一条，平衡吸附量随着气相汞浓度变高而变大。另外，在以相同的气相汞浓度进行比较的情况下，模拟排气的温度越低，平衡吸附量越大。

在排气处理装置4中，如上所述，在上游侧汞浓度为第一阈值以上的异常时，与通常时的清洁动作(例如计时器控制或热量控制)不同，通过飞灰除去部48执行强制清洁动作。由此，在上游侧烟道31中流动的排气的温度暂时降低，堆积在袋式过滤器42的滤布上的汞吸附剂的吸附性能(汞的平衡吸附量)提高。其结果是，与不执行强制清洁动作的情况相比，流入下游侧烟道32的排气的汞浓度降低。

另外，在异常时的强制清洁动作是紧随通常时的清洁动作之后的情况下，堆积在多个锅炉管上的飞灰已经被除去，因此存在通过热交换部49流入上游侧烟道31的排气的温度不降低的可能性。因此，异常时的强制清洁动作优选在通常时的清洁动作后例如经过5分钟以上之后进行。另外，如后所述，也可以通过在降温塔44中增大水的喷雾量，或者从空气供给部47向上游侧烟道31供给空气，来进行降温处理。因此，在异常时的强制清洁动作紧随通常时的清洁动作之后的情况下，也可以执行由降温塔44或空气供给部47进行的降温处理。

在吸附剂供给部41中，即使在异常时，也基于上游侧汞浓度来控制汞吸附剂的供给量。因此，与流入袋式过滤器42的排气的温度的降低相结合，能够在排气处理装置4中更可靠地降低排气的汞浓度。换言之，在异常时，能够在不过度增大汞吸附剂的供给量的情况下适当地降低排气的汞浓度。在吸附剂供给部41中，在由于强制清洁动作而使流入袋式过滤器42的排气的温度降低的期间，汞吸附剂的供给量可以比基于上游侧汞浓度确定的供给量低，也可以固定为规定的供给量。另外，也可以在上游侧烟道31中在袋式过滤器42的入口附近设置温度传感器，根据由该温度传感器得到的温度和上游侧汞浓度来确定汞吸附剂的供给量。

从执行强制清洁动作后经过一定程度的时间，飞灰堆积在锅炉管上，则在上游侧烟道31中流动的排气的温度上升。在从上一个的强制清洁动作起经过规定时间后，在上游侧汞浓度维持在第一阈值以上、或者上游侧汞浓度从小于第一阈值的值再次成为第一阈值以上的情况下，执行强制清洁动作(步骤S12、S13)。

如上所述，在排气处理装置4中，在由燃烧室21产生的排气所流过的排气路径中，在燃烧室21和袋式过滤器42之间设置有热交换部49。而且，在上游侧汞浓度为第一阈值以上的异常时，通过飞灰除去部48对热交换部49执行强制清洁动作。由此，能够暂时降低流入袋式过滤器42的排气的温度，并提高堆积在滤布上的汞吸附剂的吸附性能。其结果是，在排气处理装置4中，能够在不过度增大汞吸附剂的供给量的情况下适当地降低排气的汞浓度。另外，上游侧汞浓度计45测量排气的0价汞浓度作为上游侧汞浓度，由此能够迅速地检出上游侧烟道31中的排气的汞浓度的上升，从而能够在适当的定时执行强制清洁动作。

在飞灰除去部48中，也可以代替压力波产生部481而利用蒸气式吹灰机。在蒸气式吹灰机中，通过从喷嘴朝向热交换部49的锅炉管喷射水蒸气，从而将堆积在热交换部49上的飞灰除去。另一方面，就蒸气式吹灰机而言，由于蒸气的生成(也可以理解为预热)需要时间，因此难以在上游侧汞浓度刚达到第一阈值以上之后、即刚出现异常时之后立即执行强制清洁动作。因此，从基于上游侧汞浓度无延迟地开始强制清洁动作的观点出发，优选使用在刚接收到来自控制部40的指令之后能够立即执行清洁动作的飞灰除去部48(以下，将这样的飞灰除去部48称为“高响应性的飞灰除去部48”)。

如上所述，高响应性的飞灰除去部48的一例是能够执行基于压力波清洁的清洁动作的飞灰除去部48。作为高响应性的飞灰除去部48的其他例子，可以举出能够执行基于水喷射清洁或喷丸清洁的清洁动作的飞灰除去部48。就水喷射清洁而言，通过从喷嘴朝向热交换部49的锅炉管喷射水，从而将堆积在热交换部49上的飞灰除去。就喷丸清洁而言，通过使许多个钢球从热交换部49的上方分散落下，可利用钢球的冲击将堆积在热交换部49上的飞灰除去。另外，钢球在热交换部49的下方被回收，向热交换部49的上方输送而被再利用。另外，在蒸气式吹灰机中，在利用由热交换部49产生的蒸气的情况下，能够实现高响应性的飞灰除去部48。在这种情况下，通过使用蒸气蓄热器，可以与热交换部49中当前的蒸气产生量无关地，立即执行清洁动作。

如上所述，在优选的排气处理装置4中，利用飞灰除去部48通过清洁动作将堆积在热交换部49上的飞灰除去，该清洁动作通过压力波清洁、水喷射清洁、喷射清洁、或利用在热交换部49产生的蒸气的清洁来进行，将堆积在热交换部49上的飞灰除去。由此，能够基于上游侧汞浓度立即执行强制清洁动作，并能够在排气的汞浓度上升时提高汞吸附剂的吸附性能。其结果是，在排气处理装置4中，能够迅速降低排气的汞浓度。

在图1的排气处理装置4中，除了利用飞灰除去部48以外，还可以执行使流入袋式过滤器42的排气的温度暂时降低的降温处理。例如，在降温塔44中，通过使异常时的水的喷雾量比通常时暂时增大，能够执行降温处理。另外，当在焚烧设备1中设置半干式反应塔时，在半干式反应塔中，也可以使异常时的水量比通常时暂时增大。此外，通过从图1中虚线框所示的空气供给部47向上游侧烟道31供给空气(即，在排气中混合空气)，也能够降低流入袋式过滤器42的排气的温度。如上所述，在排气处理装置4中，能够执行降温处理的排气温度调整部也可以通过飞灰除去部48以外的结构来实现。

接着，对袋式过滤器42的结构的详细情况以及袋式过滤器42的优选动作进行说明。图4是表示袋式过滤器42的结构的图，在图4中，控制部40也用方框表示。袋式过滤器42具备壳体421、多个滤布列422和反洗部43。壳体421与上游烟道31连接。多个滤布列422设置在壳体421的内部。各滤布列422是包含多个滤布的滤布组。各滤布例如为袋状(典型地为有底圆筒状)。在滤布列422中，多个滤布排列成一列。多个滤布列422中的多个滤布的内部空间与下游侧烟道32连接。在上游侧烟道31中流动的排气通过多个滤布列422所包含的任意滤布而流入下游侧烟道32。排气所包含的飞灰及汞吸附剂等被多个滤布列422捕集。飞灰和汞吸附剂等堆积在滤布上。如上所述，袋式过滤器42是捕集汞吸附剂的吸附剂捕集部。

反洗部43具备空气压缩机431、压缩空气管432和多个阀434。空气压缩机431产生压缩空气(脉冲射流)。空气压缩机431与压缩空气管432的一端连接。压缩空气管432的另一端分支为多个分支管433。在多个分支管433上分别设置有多个阀434。各分支管433具有多个喷嘴，该多个喷嘴分别与一个滤布列422所包含的多个滤布的内部空间对置。如后所述，在该滤布列422所包含的多个滤布的内部空间中，经由该分支管433吹入由空气压缩机431产生的压缩空气。多个分支管433分别与多个滤布列422对应。

在袋式过滤器42中，堆积在各过滤布列422的过滤布上的飞灰及汞吸附剂等通过利用压缩空气的反洗动作而被扫落。具体而言，在对各滤布列422的反洗动作中，在打开与该滤布列422对应的分支管433的阀434、关闭剩余的阀434的状态下，空气压缩机431向压缩空气管432供给压缩空气。由此，压缩空气朝向该滤布列422所包含的多个滤布的内部空间吹入。换言之，对于该滤布列422的各滤布，从排气的流动方向的下游侧向上游侧供给压缩空气。其结果为，堆积在该滤布列422上的飞灰及汞吸附剂等、即由该滤布列422捕集的捕集物被扫落。在反洗部43中，也可以利用空气以外的压缩气体。此外，飞灰和汞吸附剂等也可以通过其他方法从滤布列422上扫落。

接着，对袋式过滤器42的通常时的动作进行说明。在袋式过滤器42中，以一定的周期(例如数十分钟的间隔，以下称为“设定周期”)按顺序对多个滤布列422执行反洗动作。典型地，如果对一个滤布列422执行反洗动作，则在经过设定周期后，按滤布列422的排列顺序对下一个滤布列422执行反洗动作。对多个滤布列422进行反洗动作的顺序也可以是排列顺序以外的顺序。另外，在袋式过滤器42的附近，测量上游侧烟道31和下游侧烟道32的差压。在该差压(的测量值)为规定值以上的情况下，即使在从对一个滤布列422的反洗动作起经过设定周期之前，也对下一个滤布列422执行反洗动作。如上所述，在袋式过滤器42中，作为通常时的动作，进行基于设定周期的反洗动作以及基于差压的反洗动作。

接着，对上游侧汞浓度变高的异常时的袋式过滤器42的动作进行说明。图5是表示排气处理装置4的动作的另一例的图。图5中的步骤S11～S13与图2中的步骤S11～S13相同。当上游侧汞浓度达到规定的第一阈值以上时(步骤S11、S12)，由飞灰除去部48执行强制清洁动作(步骤S13)。另外，在控制部40中，由于上游侧汞浓度为第一阈值以上，判定为成立确定执行强制反洗的条件(以下称为“强制反洗的执行确定条件”)。强制反洗是以比设定周期短的周期执行反洗动作的处理。在上游侧汞浓度刚达到第一阈值以上之后，由于后述的强制反洗的执行开始条件不成立，因此不进行强制反洗。如上所述，在排气处理装置4中，强制清洁动作使得排气的温度降低，从而抑制下游侧汞浓度(的测量值)上升。

图6是表示上游侧汞浓度的变化一例的图。在图6的例子中，在时刻T1，上游侧汞浓度为第一阈值V1以上。在强制反洗的执行确定条件成立后，在控制部40中，确认上游侧汞浓度是否从第二阈值V2以上的值变为小于第二阈值V2，即确认开始执行强制反洗的执行开始条件是否成立。在此，第二阈值V2比第一阈值V1大，但是第二阈值V2也可以为第一阈值V1以下。在上游侧汞浓度为0价汞浓度的情况下，第二阈值V2例如为3～100μg/m³N。在上游侧汞浓度为总汞浓度的情况下，第二阈值V2例如为30～500μg/m³N。

在图6的例子中，上游侧汞浓度在刚成为第一阈值V1以上的时刻T1之后也有上升倾向，并成为第二阈值V2以上。在该时刻，强制反洗的执行开始条件不成立，因此不开始强制反洗。换言之，在上游侧汞浓度高的状态下不进行强制反洗。之后，上游侧汞浓度为第二阈值V2以上的期间持续一定程度，在时刻T2，上游侧汞浓度小于第二阈值V2(步骤S14)。由此，强制反洗的执行开始条件成立，开始强制反洗(步骤S15)。

在强制反洗中，对多个滤布列422的全部或一部分依次进行比设定周期短的周期(短的间隔)的反洗动作。由此，在上游侧汞浓度高的状态(异常时)下堆积在滤布列422上的、汞吸附量多的汞吸附剂被迅速地扫落。在汞的吸附量多的汞吸附剂中，汞随着上游侧汞浓度的降低而容易脱离，但是在排气处理装置4中，在上游侧汞浓度小于第二阈值V2时进行强制反洗。由此，能够防止或抑制汞从滤布列422上的汞吸附剂脱离而使下游侧汞浓度变高。

在强制反洗中，例如对袋式过滤器42中的多个滤布列422的1/10以上进行反洗动作。优选对多个滤布列422的一半以上进行反洗动作，更优选对多个滤布列422的全部进行反洗动作。在以下的说明中，设定在强制反洗中对多个滤布列422的全部进行反洗动作。强制反洗中的反洗动作也可以对多个滤布列422进行一次以上。强制反洗中的反洗动作的周期例如是在能够利用空气压缩机431反复产生规定量的压缩空气的范围内确定。反洗动作的周期例如为设定周期的1/2以下，优选为1/5以下，更优选为1/10以下。

在强制反洗中从滤布列422扫落而回收的回收灰(飞灰及汞吸附剂等)贮存在省略图示的排出用贮存部中。例如，在排出用贮存部中，通过对在强制反洗中供给的回收灰进行加热，来进行使回收灰所包含的汞(吸附在汞吸附剂上的汞)挥发的汞除去处理。接着，实施将螯合剂与回收灰混合的螯合处理，然后废弃回收灰。在回收灰含有大量汞的情况下，有时在螯合处理中汞从回收灰中溶出，但是通过对在强制反洗中排出的回收灰实施汞除去处理，能够防止汞在汞除去处理后的螯合处理中溶出。

当强制反洗结束时，袋式过滤器42返回到通常时的动作。在袋式过滤器42中，对于进行了强制反洗中的最后的反洗动作的滤布列422的后续滤布列422，在从该最后的反洗动作经过设定周期后，执行反洗动作。另外，就袋式过滤器42而言，也可以与通常时同样地执行在异常时基于设定周期的反洗动作、以及基于差压的反洗动作。

接着说明比较例的排气处理装置。在比较例的排气处理装置中，在上游侧汞浓度刚达到第一阈值V1以上之后立即进行强制反洗。在强制反洗中，以短周期依次进行对多个滤布列422的反洗动作。因此，堆积在多个滤布排422上的汞吸附剂的量暂时减少。另一方面，在上游侧汞浓度刚达到第一阈值以上之后，上游侧汞浓度有上升倾向，处于上游侧汞浓度较高的状态。因此，汞浓度较高的排气通过几乎没有堆积汞吸附剂的滤布列422，导致下游侧汞浓度大幅上升。

与此相对，在排气处理装置4中，在上游侧汞浓度为第一阈值以上的异常时(即强制反洗的执行确定条件成立后)，在上游侧汞浓度从第二阈值以上的值变为小于第二阈值时，开始比通常时对多个滤布列422依次执行反洗动作的设定周期更短的周期的反洗动作(强制反洗)。由此，能够抑制汞浓度高的排气通过未堆积汞吸附剂的滤布列422而引起的下游侧汞浓度的上升。

图7是表示气相汞浓度与平衡吸附量的关系的图。与图3同样地，图7中的实线表示通过将含有汞的模拟排气以规定时间通气至汞吸附剂的吸附实验而得到的气相汞浓度与平衡吸附量的关系，以下称为“吸附侧的曲线”。图7中的虚线表示通过将不含汞的模拟排气以规定时间通气至吸附有汞的汞吸附剂的脱离实验而得到的气相汞浓度与平衡吸附量的关系，以下称为“脱离侧的曲线”。如图7所示，对于吸附侧的曲线和脱离侧的曲线，平衡吸附量都随着气相汞浓度变高而变大。另外，在以相同的平衡吸附量进行比较时，脱离侧的曲线所示的气相汞浓度比吸附侧的曲线所示的气相汞浓度低。因此，在某个汞浓度下吸附了平衡吸附量的汞的汞吸附剂在比该汞浓度低的汞浓度下开始汞的脱离。

如上所述，在汞吸附剂中，汞随着上游侧汞浓度的降低而容易脱离。但是，实际上，汞吸附剂吸附平衡吸附量的汞需要一定程度的时间，并且如图7所示，在某个汞浓度下吸附了平衡吸附量的汞的汞吸附剂在比该汞浓度低的汞浓度下开始汞的脱离。因此，如图6所示，即使在时刻T3上游侧汞浓度达到最大后，上游侧汞浓度降低的情况下，汞也不会在时刻T3之后立即脱离。在排气处理装置4中，根据实验等预先设定了对于在汞从汞吸附剂的脱离量变大之前开始强制反洗的适当的第二阈值V2，在上游侧汞浓度小于第二阈值V2时，开始强制反洗。由此，能够抑制在上游侧汞浓度交高的状态下被滤布列422上的汞吸附剂吸附的汞随着上游侧汞浓度的降低而从汞吸附剂脱离所引起的下游侧汞浓度的上升。另外，在进行强制反洗之前的期间，在保持由强制清洗动作引起的排气的温度降低状态的情况下，能够更可靠地抑制汞从汞吸附剂的脱离。

在优选的强制反洗中，对多个滤布列422的一半以上依次进行短周期的反洗动作。由此，能够更可靠地抑制由于汞从滤布列422上的汞吸附剂脱离而引起的下游侧汞浓度的上升。更优选对多个滤布列422的全部进行短周期的反洗动作。由此，能够进一步抑制下游侧汞浓度的上升。

另外，在袋式过滤器42中，同时进行反洗动作的滤布组不必是排列成一列的多个滤布(滤布列)，例如，也可以是在行方向和列方向上彼此相邻配置的多个滤布的集合。另外，根据袋式过滤器42的设计，也可以将一个滤布视为反洗动作的执行单位即滤布组。

在图5的例子中，在上游侧汞浓度为第一阈值以上、可执行强制清洁动作的情况下(步骤S12、S13)，判定为强制反洗的执行确定条件成立，但是也可以使用与强制清洁动作的执行所涉及的第一阈值不同的第三阈值来判定强制反洗的执行确定条件的成立。

在图8的例子中，设定比第一阈值小的第三阈值，当上游侧汞浓度为第三阈值以上时，判定为强制反洗的执行确定条件成立(步骤S12a)。接着，将上游侧汞浓度与第一阈值和第二阈值进行比较，当上游侧汞浓度为第一阈值以上时(步骤S12)，由飞灰除去部48执行强制清洁动作(步骤S13)。然后，当上游侧汞浓度小于第二阈值时(步骤S14)，强制反洗的执行开始条件成立，开始强制反洗(步骤S15)。另外，在上游侧汞浓度与第一阈值和第二阈值的比较中，上游侧汞浓度可能不会上升到第一阈值(步骤S12)，而是小于第二阈值(步骤S12b)。在这种情况下，不进行强制清洁动作，而是进行强制反洗(步骤S15)。

在图9的例子中，设定比第一阈值大的第三阈值，当上游侧汞浓度为第一阈值以上时(步骤S12)，由飞灰除去部48执行强制清洁动作(步骤S13)。接着，对上游侧汞浓度与第三阈值和第二阈值进行比较，当上游侧汞浓度为第三阈值以上时，判定为强制反洗的执行确定条件成立(步骤S14a)。然后，当上游侧汞浓度小于第二阈值时(步骤S14)，强制反洗的执行开始条件成立，开始强制反洗(步骤S15)。另外，在上游侧汞浓度与第三阈值及第二阈值的比较中，上游侧汞浓度可能不会上升到第三阈值(步骤S14a)，而是小于第二阈值(步骤S14b)。在这种情况下，返回步骤S12，将上游汞浓度与第一阈值进行比较。

在上述排气处理装置4中可以进行各种变形。

根据排气处理装置4的设计，也可以在由下游侧汞浓度计46测量的下游侧汞浓度为规定的阈值以上的异常时，由排气温度调整部(例如飞灰除去部48)执行降温处理。在这种情况下，在排气处理装置4中，也能够适当地降低排气的汞浓度。另外，在基于下游侧汞浓度检测出的异常时，当上游侧汞浓度小于第二阈值时(包括在检测出异常时，上游侧汞浓度为第二阈值以上，之后，小于第二阈值的情况、以及在检测出异常时上游侧汞浓度已经小于第二阈值的情况这两种情况)，也可以开始袋式过滤器42的强制反洗。由此，能够抑制汞浓度高的排气通过未堆积汞吸附剂的滤布列422而引起的下游侧汞浓度的上升。

另一方面，从迅速检测在燃烧室21中产生的排气的汞浓度的上升的观点出发，优选地，在排气路径中的燃烧室21和袋式过滤器42之间，将测量排气的汞浓度的上游侧汞浓度计45用于异常时的检测。

在图1的排气处理装置4中，也可以在焚烧炉2和吸附剂供给部41之间配置其他袋式过滤器。在这种情况下，通过该其他袋式过滤器捕集排气所包含的飞灰，在袋式过滤器42中，主要捕集由吸附剂供给部41供给至烟道3的汞吸附剂。

在流侧汞浓度计45中，如果相对于袋式过滤器42能够测量排气的流动方向上游侧的排气的汞浓度，则上游侧汞浓度计45的取入口可以设置在任意的位置。下游侧汞浓度计46也同样，如果能够相对于袋式过滤器42测量排气的流动方向下游侧的排气的汞浓度，则下游侧汞浓度计46的取入口也可以设置在任意的位置(例如烟囱51以外的下游侧烟道32)。

排气处理装置4也可以在焚烧设备1以外的设备中使用。

上述实施方式和各变形例中的结构在不相矛盾的情况下可以适当地进行组合。

尽管对发明进行了详细的描述说明，但是上述说明仅为例示而非限定。因此，在不脱离本发明的范围内，能够实施多种变形方式。

附图标记说明

3 烟道

4 排气处理装置

21 燃烧室

23 排出通路

40 控制部

41 吸附剂供给部

42 袋式过滤器

44 降温塔

45 上游侧汞浓度计

46 下游侧汞浓度计

47 空气供给部

48 飞灰除去部

49 热交换部

422 滤布列

S11～S15、S12a、S12b、S14a、S14b 步骤

Claims (10)

1.一种排气处理装置，其具备：

吸附剂供给部，其在由燃烧室产生的排气所流动的排气路径中向所述排气供给汞吸附剂；

吸附剂捕集部，其在所述排气路径中捕集所述汞吸附剂；

热交换部，其在所述排气路径中配置于所述燃烧室与所述吸附剂捕集部之间，并进行所述排气与规定的流体的热交换；

上游侧汞浓度计，其在所述排气路径中的所述燃烧室与所述吸附剂捕集部之间测量所述排气的汞浓度作为上游侧汞浓度；以及

飞灰除去部，其能够通过清洁动作将堆积在所述热交换部上的飞灰除去，并基于所述上游侧汞浓度执行所述清洁动作，所述清洁动作通过压力波清洁、水喷射清洁、喷丸清洁、或者利用在所述热交换部产生的蒸气的清洁来进行。

2.根据权利要求1所述的排气处理装置，其特征在于，

所述上游侧汞浓度计测量所述排气的0价汞浓度作为所述上游侧汞浓度。

3.根据权利要求1或2所述的排气处理装置，其特征在于，

所述飞灰除去部在所述上游侧汞浓度为规定的阈值以上的异常时执行所述清洁动作。

4.一种排气处理装置，其具备：

吸附剂供给部，其在排气所流动的排气路径中向所述排气供给汞吸附剂；

吸附剂捕集部，其在所述排气路径中捕集所述汞吸附剂；

汞浓度计，其测量所述排气的汞浓度；

排气温度调整部，其能够执行使流入所述吸附剂捕集部的所述排气的温度暂时降低的降温处理；以及

控制部，其在所述汞浓度为规定的阈值以上的异常时，使所述排气温度调整部执行所述降温处理。

5.根据权利要求4所述的排气处理装置，其特征在于，

还具备热交换部，其配置于所述排气路径，进行在燃烧室中产生的所述排气与规定的流体的热交换，

所述排气温度调整部具有将堆积在所述热交换部上的飞灰除去的飞灰除去部。

6.根据权利要求5所述的排气处理装置，其特征在于，

所述飞灰除去部能够通过清洁动作将堆积在所述热交换部上的飞灰除去，所述清洁动作通过压力波清洁、水喷射清洁、喷丸清洁、或者利用在所述热交换部产生的蒸气的清洁来进行。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的排气处理装置，其特征在于，

所述汞浓度计测量相对于所述吸附剂捕集部而言位于所述排气的流动方向上游侧的所述排气的汞浓度。

8.根据权利要求7所述的排气处理装置，其特征在于，

所述汞浓度计测量所述排气的0价汞浓度。

9.根据权利要求4至8中任一项所述的排气处理装置，其特征在于，

所述吸附剂捕集部利用多个滤布组捕集所述汞吸附剂，并且通过对所述多个滤布组分别进行反洗动作，从而从滤布组扫落所述汞吸附剂，

所述控制部在通常时对所述多个滤布组以设定周期依次执行所述反洗动作，并且在所述异常时，当相对于所述吸附剂捕集部而言位于所述排气的流动方向上游侧的所述排气的汞浓度小于第二阈值时，开始以比所述设定周期短的周期进行所述反洗动作。

10.一种排气处理装置中的排气处理方法，所述排气处理装置具备：

吸附剂供给部，其在排气所流动的排气路径中向所述排气供给汞吸附剂；

吸附剂捕集部，其在所述排气路径中捕集所述汞吸附剂；以及

排气温度调整部，其能够执行使流入所述吸附剂捕集部的所述排气的温度暂时降低的降温处理，

所述排气处理方法具备如下步骤：

测量所述排气的汞浓度；以及

在所述汞浓度为规定的阈值以上的异常时，使所述排气温度调整部执行所述降温处理。

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