JP2007050334A - Exhaust gas purification method and facility - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は石炭の燃焼によって発生するガスを主な対象とした排ガス浄化方法及び設備に関するものである。 The present invention relates to an exhaust gas purification method and equipment mainly for gas generated by coal combustion.
石炭の燃焼排ガスは、微小量(10μg/立方メートル程度)ながらも金属水銀を含んでいる。 The combustion exhaust gas of coal contains metallic mercury although it is a minute amount (about 10 μg / cubic meter).
そこで近年、石炭を熱エネルギー源とするプラントの排ガスから金属水銀を取り除き、排ガスの更なる浄化を図ることが提案されている。 Therefore, in recent years, it has been proposed to remove metallic mercury from exhaust gas from a plant using coal as a heat energy source to further purify the exhaust gas.
図3は従来の排ガス浄化設備の一例を示すもので、硫黄酸化物と金属水銀を含んだ浄化対象ガスGが下方から上方へ向けて通る吸収塔1と、該吸収塔1内の上下方向中間部位に複数段にわたって配設したノズル2と、該ノズル2へ脱硫処理用液体3や水銀捕捉用液体4を送り出し且つ吸収塔1内底部に溜まる液体3,4をノズル2へ再び送り出す第1のポンプ5と、液体槽6に貯留してある未使用の水銀捕捉用液体4を第1のポンプ5の出口からノズル2に至る液体流路へ送り出す第2のポンプ7とを備えている(例えば、特許文献1参照)。
FIG. 3 shows an example of a conventional exhaust gas purification facility. An
第1のポンプ5の出口からノズル2に至る液体流路と第2のポンプ7の出口の間には、バルブ8が介在している。
A
浄化対象ガスGは、冷却塔において除塵と冷却が行なわれ、前段ミストエリミネータで液滴分離されてから吸収塔1の下端部へ送り込まれる。
The purification target gas G is subjected to dust removal and cooling in the cooling tower, separated into droplets by the upstream mist eliminator, and then sent to the lower end of the
脱硫処理用液体3は石灰石を原材料とする炭酸カルシウムスラリーであり、吸収塔1内に予め所定量が投入してある。
The desulfurization treatment liquid 3 is a calcium carbonate slurry using limestone as a raw material, and a predetermined amount is charged in the
吸収塔1に浄化対象ガスGを通すときに第1のポンプ5を運転して、吸収塔1内底部に溜めてある脱硫処理用液体3をノズル2から噴霧すると、水を媒体として炭酸カルシウムが浄化対象ガスGが含んでいる二酸化硫黄(亜硫酸ガス)などをはじめとした硫黄酸化物に反応し、安定な物質である硫酸カルシウム(石膏)を生成する。
When the
水銀捕捉用液体4は次亜塩素酸ナトリウム水溶液であり、吸収塔1に浄化対象ガスGを通す際に第2のポンプ7を適宜に運転して(当然のことだがバルブ8は開状態とする)、所定量を脱硫処理用液体3に混入させ、当該脱硫処理用液体3とともにノズル2から噴霧すると、水を媒体として次亜塩素酸ナトリウムが浄化対象ガスGが含んでいるガス状の金属水銀に反応し、その後、脱硫処理用液体3中の塩素イオンと反応することで水溶性物質である塩化第二水銀(昇汞)を生成する。
The mercury-capturing
つまり、浄化対象ガスGを脱硫する浄化工程と浄化対象ガスGから金属水銀を分離する浄化工程は並行して進められ、硫酸カルシウムは吸収塔1内底部の液体3,4に沈殿し、塩化第二水銀は当該液体3,4に溶解することになる。
In other words, the purification step for desulfurizing the purification target gas G and the purification step for separating the metal mercury from the purification target gas G proceed in parallel, and calcium sulfate is precipitated in the
脱硫及び金属水銀の分離が完了した浄化対象ガスGは、後段ミストエリミネータで液滴分離され、煙突を経て大気に放出され、また、吸収塔1内底部の溜まった液体3,4は第1のポンプ5で吸い上げられて、ノズル2から再び噴霧される。
ところが、次亜塩素酸ナトリウムの水銀捕捉力は、浄化対象ガスG中の硫黄酸化物の濃度に大きく左右されることが試験により明らかとなった。 However, it has been clarified by tests that the mercury trapping power of sodium hypochlorite is greatly influenced by the concentration of sulfur oxide in the purification target gas G.
すなわち、図3に示す吸収塔1内の最下段のノズル2よりも下方の空間では、硫黄酸化物を含んでいる未処理の浄化対象ガスGと水銀捕捉用液体4が気液接触することになるため、次亜塩素酸ナトリウムの水銀捕捉能力が損なわれやすく、水銀捕捉用液体4を次々と補充しなければならず、ランニングコストが高かった。
That is, in the space below the
本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、水銀捕捉用液体の補充量を減らせる排ガス浄化方法及び設備を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide an exhaust gas purification method and equipment that can reduce the replenishment amount of the mercury capturing liquid.
上記目的を達成するため本発明は、硫黄酸化物及び金属水銀を含んだ浄化対象ガスが下方から上方へ向けて通る排気経路の所定部位で、脱硫処理用液体を噴霧して浄化対象ガスを脱硫する第1の浄化工程と、排気経路の脱硫処理用液体噴霧位置よりも上側の部位で、水銀捕捉用液体を噴霧して浄化対象ガスから金属水銀を分離する第2の浄化工程とを順に行なう。 In order to achieve the above object, the present invention desulfurizes the gas to be purified by spraying a liquid for desulfurization treatment at a predetermined portion of the exhaust path through which the gas to be purified containing sulfur oxide and metal mercury passes from below to above. The first purification step to be performed and the second purification step to separate the metallic mercury from the gas to be purified by spraying the mercury-capturing liquid at a site above the desulfurization treatment liquid spray position in the exhaust path are sequentially performed. .
具体的な設備を例示すれば、硫黄酸化物及び金属水銀を含んだ浄化対象ガスが下方から上方へ向けて通る吸収塔と、吸収塔内の上下方向中間部位に脱硫処理用液体を噴霧し且つ吸収塔内底部に溜まる液体を吸収塔内の上下方向中間部位に再び噴霧する液体循環手段と、吸収塔内の脱硫処理用液体噴霧位置の上側に水銀捕捉用液体を噴霧する液体送給手段とを備えた構成を採る。 As an example of a specific facility, a desulfurization treatment liquid is sprayed on an absorption tower through which a gas to be purified containing sulfur oxides and metal mercury passes from below to above, and an intermediate portion in the vertical direction in the absorption tower; A liquid circulating means for spraying again the liquid accumulated in the bottom of the absorption tower to the intermediate portion in the vertical direction in the absorption tower, and a liquid feeding means for spraying a liquid for trapping mercury above the desulfurization liquid spray position in the absorption tower; The structure with is adopted.
これに加えて、液体循環手段が、吸収塔内に配設した第1のノズルと、脱硫処理用液体を第1のノズルへ送り出し且つ吸収塔内底部に溜まる液体を第1のノズルへ再び送り出す第1のポンプとを有し、液体送給手段が、第1のノズルの上側に位置するように吸収塔内に配設した第2のノズルと、水銀捕捉用液体を第2のノズルへ送り出す第2のポンプとを有する構成を採る。 In addition to this, the liquid circulating means sends the first nozzle disposed in the absorption tower and the desulfurization liquid to the first nozzle, and again sends the liquid accumulated at the bottom of the absorption tower to the first nozzle. A second pump disposed in the absorption tower so as to be positioned above the first nozzle, and a liquid for capturing mercury to the second nozzle. The structure which has a 2nd pump is taken.
更に、第2のノズルに至る液体流路に、バルブを介して第1のポンプの出口から第1のノズルに連なる液体流路を接続した構成を採る。 Furthermore, a configuration is adopted in which a liquid flow path connected to the first nozzle from the outlet of the first pump is connected to the liquid flow path leading to the second nozzle via a valve.
つまり本発明の排ガス浄化方法では、浄化対象ガスを脱硫処理用液体に接触させて脱硫する第1の浄化工程を施してから、その上側の部位で浄化対象ガスを水銀捕捉用液体に接触させて金属水銀を分離する第2の浄化工程を施し、排気経路での硫黄酸化物と水銀捕捉用液体の接触を回避する。 That is, in the exhaust gas purification method of the present invention, after performing the first purification step of bringing the purification target gas into contact with the desulfurization treatment liquid and performing desulfurization, the purification target gas is brought into contact with the mercury capturing liquid at an upper portion thereof. A second purification step for separating metallic mercury is performed to avoid contact between the sulfur oxide and the mercury capturing liquid in the exhaust path.
また、本発明の排ガス浄化設備では、浄化対象ガスを液体循環手段が噴霧する脱硫処理用液体に接触させて脱硫した後、その上側で浄化対象ガスを液体供給手段が噴霧する水銀捕捉用液体に接触させて金属水銀を分離し、吸収塔での硫黄酸化物と水銀捕捉用液体の接触を回避する。 Further, in the exhaust gas purification facility of the present invention, after purifying the gas to be purified with the desulfurization treatment liquid sprayed by the liquid circulation means, the gas to be purified is converted into a mercury capturing liquid sprayed by the liquid supply means on the upper side thereof. Contact to separate metallic mercury and avoid contact of sulfur oxides with mercury capture liquid in the absorption tower.
本発明の排ガス浄化方法及び設備によれば、下記のような優れた効果を奏し得る。 According to the exhaust gas purification method and facility of the present invention, the following excellent effects can be obtained.
(1)本発明の排ガス浄化方法においては、浄化対象ガスに脱硫処理用液体を噴霧する第1の浄化工程と、その上側の部位で浄化対象ガスに水銀捕捉用液体を噴霧する第2の浄化工程とを順に行ない、硫黄酸化物と水銀捕捉用液体の接触を防ぐので、硫黄酸化物を要因とした水銀捕捉用液体の能力低下が発現せず、当該水銀捕捉用液体の補充量が減少し、ガス浄化のランニングコストを低く抑えることができる。 (1) In the exhaust gas purification method of the present invention, the first purification step of spraying the desulfurization treatment liquid onto the purification target gas, and the second purification of spraying the mercury trapping liquid onto the purification target gas at the upper portion thereof In order to prevent contact between the sulfur oxide and the mercury capturing liquid, the capacity of the mercury capturing liquid is not reduced due to the sulfur oxide, and the replenishment amount of the mercury capturing liquid is reduced. The running cost of gas purification can be kept low.
(2)本発明の排ガス浄化設備においては、浄化対象ガスに脱硫処理用液体を噴霧する液体循環手段の上側に、浄化対象ガスに水銀捕捉用液体を噴霧する液体供給手段を設け、硫黄酸化物と水銀捕捉用液体の接触を防ぐので、硫黄酸化物を要因とした水銀捕捉用液体の能力低下が発現せず、当該捕捉用液体の補充量が減少し、ガス浄化のランニングコストを低く抑えることができる。 (2) In the exhaust gas purification facility of the present invention, a liquid supply means for spraying a mercury capturing liquid to the purification target gas is provided on the upper side of the liquid circulation means for spraying the desulfurization treatment liquid to the purification target gas. Prevents the mercury capture liquid from coming into contact with the product, so that the capacity of the mercury capture liquid is not reduced due to sulfur oxides, the replenishment amount of the capture liquid is reduced, and the running cost of gas purification is kept low. Can do.
(3)排ガスの脱硫だけを行なっていた既設の吸収塔に、第2のノズルや第2のポンプなどで構成される液体送給手段を、脱硫処理用液体噴霧位置よりも上側の部位で水銀捕捉用液体を噴霧できるように組み込めば、別途に吸収塔を設置せずとも浄化対象ガスに含まれている金属水銀を分離することができる。 (3) The liquid supply means composed of the second nozzle, the second pump, etc. is installed in the existing absorption tower where only the desulfurization of the exhaust gas has been performed. If it is incorporated so that the capture liquid can be sprayed, the metallic mercury contained in the gas to be purified can be separated without installing a separate absorption tower.
(4)第2のノズルに至る液体流路に、バルブを介して第1のポンプの出口から第1のノズルに連なる液体流路を接続した構成を採れば、当該バルブを開くことにより、未使用の水銀捕捉用液体に代えて、吸収塔内底部に溜まっている脱硫用液体や水銀捕捉用液体も第2のノズルから噴霧することができる。 (4) If the liquid flow path leading to the second nozzle is connected to the liquid flow path connected to the first nozzle from the outlet of the first pump via the valve, the valve is opened, Instead of the mercury trapping liquid used, the desulfurization liquid and the mercury trapping liquid collected at the bottom of the absorption tower can be sprayed from the second nozzle.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の排ガス浄化設備の一例を示すもので、二酸化硫黄と金属水銀を含んだ浄化対象ガスGが下方から上方へ向けて通る吸収塔1と、該吸収塔1内の上下方向中間部位に複数段にわたって配設した第1のノズル9と、該第1のノズル9へ脱硫処理用液体3や水銀捕捉用液体4を送り出し且つ吸収塔1内底部に溜まる液体3,4を第1のノズル9へ再び送り出す第1のポンプ5と、前記第1のノズル9の上側に位置するように吸収塔1内に配設した第2のノズル10と、液体槽6に貯留してある未使用の水銀捕捉用液体4を第2のノズル10へ送り出す第2のポンプ7とを備えている。
FIG. 1 shows an example of an exhaust gas purification facility of the present invention. An
第2のポンプ7の出口から第2のノズル10に連なる液体流路には、バルブ11が組み込んである。
A
更に、バルブ11の出口から第2のノズル10に連なる液体流路に、バルブ12を介して第1のポンプ5の出口から第1のノズル9に連なる液体流路を接続してある。
Further, a liquid flow path connected from the outlet of the
浄化対象ガスGは集塵機、冷却塔、前段ミストエリミネータなどによって、除塵、冷却、液滴分離が行なわれてから吸収塔1の下端部へ送り込まれる。
The purification target gas G is sent to the lower end of the
脱硫処理用液体3は石灰石を原材料とする炭酸カルシウムスラリーであり、吸収塔1内に予め所定量が投入してあり、水銀捕捉用液体4には次亜塩素酸ナトリウム水溶液を用いている。
The desulfurization treatment liquid 3 is a calcium carbonate slurry using limestone as a raw material, and a predetermined amount is put in the
吸収塔1に浄化対象ガスGを通すときには、バルブ11を開き且つバルブ12を閉じた状態としたうえ、第1のポンプ5と第2のポンプ7を運転して、吸収塔1内底部に溜めてある脱硫処理用液体3を第1のノズル9から噴霧するとともに、液体槽6に貯留してある未使用の水銀捕捉用液体4を第2のノズル10から噴霧する。
When passing the gas to be purified G through the
これにより、吸収塔1内の第1のノズル9よりも下方の空間では、脱硫処理用液体3の炭酸カルシウムが浄化対象ガスGに含まれている硫黄酸化物に反応し、安定な物質である硫酸カルシウムを生成する。
Thereby, in the space below the
更に、吸収塔1内の第1のノズル9よりも上方に空間では、脱硫が済んだ浄化対象ガスGに残っているガス状の金属水銀に水銀捕捉用液体4の次亜塩素酸ナトリウムが反応し、その後、脱硫処理用液体3中の塩素イオンと反応することで水溶性物質である塩化第二水銀を生成する。
Further, in the space above the
つまり、浄化対象ガスGを脱硫する浄化工程と浄化対象ガスGから金属水銀を分離する浄化工程は段階的に進められ、硫酸カルシウムは吸収塔1内底部の液体3,4に沈殿し、塩化第二水銀は当該液体3,4に溶解することになる。
That is, the purification process for desulfurizing the purification target gas G and the purification process for separating the metal mercury from the purification target gas G are carried out in stages, and calcium sulfate is precipitated in the
脱硫及び金属水銀の分離が完了した浄化対象ガスGは、後段ミストエリミネータで液滴分離され、煙突を経て大気に放出され、また、吸収塔1内底部の溜まる液体3,4は第1のポンプ5で吸い上げられて、第1のノズル9から再び噴霧される。
The gas G to be purified after desulfurization and separation of metallic mercury is separated into droplets by a post-stage mist eliminator, discharged through the chimney to the atmosphere, and the
更に、第2のポンプ7を停止し且つバルブ11を閉じた状態とすれば、吸収塔1内底部に溜まった液体3,4を第2のノズル10から噴霧することができる。
Further, when the
図1に示す排ガス浄化設備では、水銀捕捉用液体4を噴霧する第2のノズル10を脱硫処理用液体3を噴霧する第1のノズル9の上側に設けた構成を採って、硫黄酸化物と水銀捕捉用液体4の接触を防ぐので、硫黄酸化物を要因とした水銀捕捉用液体4の能力低下が発現しない。
In the exhaust gas purification equipment shown in FIG. 1, the
言い替えれば、水銀捕捉用液体4の補充量が少なくなり、ガス浄化のランニングコストを低く抑えることができる。
In other words, the replenishment amount of the
図2は、初期状態で1立方メートルあたり10μgの金属水銀が存在している浄化対象ガスGからの水銀除去率と吸収液(実体的には、吸収塔1内の炭酸カルシウムスラリーと次亜塩素酸ナトリウム水溶液の混合液体)中の次亜塩素酸ナトリウム体積濃度との関係を示す線図であって、吸収液の体積(リットル)/浄化対象ガスの体積(立方メートル)を20、ガス組成濃度を酸素5%、二酸化炭素15%、二酸化硫黄500ppm、残り全てが窒素としている。
FIG. 2 shows the mercury removal rate from the gas to be purified G in which 10 μg of metallic mercury per cubic meter exists in the initial state and the absorption liquid (substantially, calcium carbonate slurry and hypochlorous acid in the
この他に、排ガスの脱硫だけを行なっていた既設の吸収塔に、第2のノズル10や第2のポンプ7などで構成される液体送給手段を、脱硫処理用液体噴霧位置よりも上側の部位で水銀捕捉用液体4を噴霧できるように組み込めば、排ガスに含まれている金属水銀を分離することができる。
In addition to this, a liquid feeding means composed of the
なお、本発明の排ガス浄化方法及び設備は、上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変更を加え得ることは勿論である。 It should be noted that the exhaust gas purification method and equipment of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that changes can be made without departing from the scope of the present invention.
本発明の排ガス浄化方法及び設備は、様々なプラントに適用できる。 The exhaust gas purification method and equipment of the present invention can be applied to various plants.
1 吸収塔
3 脱硫処理用液体
4 水銀捕捉用液体
5 第1のポンプ
7 第2のポンプ
9 第1のノズル
10 第2のノズル
12 バルブ
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JP2005236711A JP2007050334A (en) | 2005-08-17 | 2005-08-17 | Exhaust gas purification method and facility |
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