JP2009220030A

JP2009220030A - 排ガス処理方法及び排ガス処理装置

Info

Publication number: JP2009220030A
Application number: JP2008067658A
Authority: JP
Inventors: Ario Matsumoto; 有夫松本
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2008-03-17
Filing date: 2008-03-17
Publication date: 2009-10-01
Anticipated expiration: 2028-03-17
Also published as: JP5534126B2

Abstract

【課題】排ガス処理コストの増大を伴うことなく、排ガスを処理する際に生じる排水中のＣＯＤを減らすことが可能である排ガス処理方法及び排ガス処理装置を提供する。
【解決手段】排ガス中に含まれるばいじんを取り除く電気集塵機４と、アルカリ水溶液を排ガスに噴霧して排ガス中に含まれるＳＯｘを除去する脱硫塔６を備え、電気集塵機４による集塵量を制御する制御部１０を設け、制御部１０では、電気集塵機４を経る排ガス中に所定量のばいじんを残留させて、脱硫塔６内における所定量のばいじんを含む排ガスに対するアルカリ水溶液の噴霧により、ばいじんでアルカリ水溶液中の有機性ＣＯＤを吸着除去する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、石炭などの化石燃料をボイラによって燃焼させる際にこのボイラから排出される排ガスを浄化するのに用いられる排ガス処理方法及び排ガス処理装置に関するものである。

上記した排ガスを浄化する排ガス処理方法としては、例えば、石炭焚きボイラから排出される石炭の燃焼排ガスを浄化する排ガス処理方法があり、この排ガス処理方法では、石炭焚きボイラから煙突に至るまでの煙道に配置された電気集塵機において、静電気によって排ガス中のばいじんの大半を除去した後、この電気集塵機の煙突側に配置された脱硫塔内において、石灰の水溶液を循環噴霧して気液接触させることにより、排ガス中のＳＯｘを吸収するようにしている。

この排ガス処理方法において、脱硫塔で生成される反応物としての石膏は、スラリー状の溶液を固液分離させることで回収するようになっており、この際、分離した排水に含まれる有機性ＣＯＤ（石灰に含まれている有機性ＣＯＤや水溶液の水分に含まれている「藻」などの有機性ＣＯＤ）は、活性炭吸着法を用いて処理するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
特開平11-137958号公報

しかしながら、上記した排ガス処理方法では、スラリー状の溶液から反応物としての石膏を回収したあとの排水に含まれる有機性ＣＯＤを活性炭吸着法により処理するようにしているが、排水に含まれる有機性ＣＯＤは、活性炭に対する吸着性が極めて小さいことから、要求を満たすだけの量の有機性ＣＯＤを吸着除去するためには、吸着設備を大型化する必要があり、その結果、排ガス処理コストの増大を招いてしまうという問題があり、この問題を解決することが従来の課題となっていた。

本発明は、上記した課題を解決するためになされたもので、排ガス処理コストの増大を伴うことなく、排ガスを処理する際に生じる排水中のＣＯＤを減らすことが可能である排ガス処理方法及び排ガス処理装置を提供することを目的としている。

石炭などの化石燃料を燃焼させて生じる排ガスから、ばいじんやＳＯｘを除去する排ガス処理装置の研究開発を行うにあたって、本発明者らは、これまでの石灰−石膏法による脱硫機能を具備した排ガス処理装置の各種データを収集して、詳細な検討を試みたところ、図３に示すデータに着目した。
この図３に示すデータは、排ガス中に含まれるＳＯｘを除去する脱硫塔をばいじん分離式からばいじん混合式に改造した際に得たデータであり、図３のグラフの左側に示すばいじん分離式の脱硫塔の場合に、脱硫塔内における有機性ＣＯＤの値が１８ｍｇ／ｌであったものが、図３のグラフの右側に示すばいじん混合式の脱硫塔の場合には、２ｍｇ／ｌまで低減しており、本発明者らは、このデータから、ばいじんが有機性ＣＯＤを吸着する能力を有していることを見出した。

ここで、上記有機性ＣＯＤは、脱硫に用いる石灰などの吸収剤やこの吸収剤の水溶液の水分に含まれており、脱硫塔内に流入した有機性ＣＯＤは、脱硫系内で分解したり、石膏などの反応物に混ざって脱硫系外に排出されたり、脱硫塔で生じる排水に含まれて脱硫系外に排出されたりする。
そこで、本発明者らは、有機性ＣＯＤが排水に含まれて脱硫系外に排出されるのを阻止するべく、ばいじんが有機性ＣＯＤを吸着する能力を有していることを利用して、本発明をするに至った。

すなわち、本発明の請求項１に係る発明は、排ガス中に含まれるばいじんを取り除くばいじん除去工程及び排ガスに洗浄液を噴霧する洗浄工程を有する排ガス処理方法であって、前記ばいじん除去工程におけるばいじん除去量を調節して、このばいじん除去工程を経る排ガス中に所定量のばいじんを残した後、前記洗浄工程において所定量のばいじんを含む排ガスに対して洗浄液を噴霧して、前記ばいじんにより洗浄液中の有機性ＣＯＤを吸着除去する構成としたことを特徴としており、この排ガス処理方法の構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。

また、本発明の請求項２に係る発明は、排ガス中に含まれるばいじんを取り除くばいじん除去工程及びアルカリ水溶液を前記排ガスに噴霧して該排ガス中に含まれるＳＯｘを除去する脱硫工程を有する排ガス処理方法であって、前記ばいじん除去工程におけるばいじん除去量を調節して、このばいじん除去工程を経る排ガス中に所定量のばいじんを残した後、前記脱硫工程において所定量のばいじんを含む排ガスに対してアルカリ水溶液を噴霧して、前記ばいじんによりアルカリ水溶液中の有機性ＣＯＤを吸着除去する構成としたことを特徴としており、この排ガス処理方法の構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。

さらに、本発明の請求項３に係る排ガス処理方法は、前記脱硫工程において生じる排水の有機性ＣＯＤの量を監視し、この有機性ＣＯＤの量の監視結果を前記ばいじん除去工程におけるばいじん除去量の調節に反映させて、このばいじん除去工程を経る排ガス中のばいじん濃度を制御する構成としている。
さらにまた、本発明の請求項４に係る排ガス処理方法は、前記脱硫工程において前記ばいじんを含んで生成される反応物の所定純度が得られない場合に、前記反応物からばいじんを分級する構成としている。

一方、本発明の請求項５に係る発明は、排ガス中に含まれるばいじんを取り除く集塵手段と、前記排ガスに洗浄液を噴霧する洗浄塔を備えた排ガス処理装置において、前記集塵手段による集塵量を制御する制御部を設け、この制御部では、前記集塵手段を経る排ガス中に所定量のばいじんを残留させて、前記洗浄塔内における所定量のばいじんを含む排ガスに対する洗浄液の噴霧により、前記ばいじんで洗浄液中の有機性ＣＯＤを吸着除去する構成としたことを特徴としており、この排ガス処理装置の構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。

また、本発明の請求項６に係る発明は、排ガス中に含まれるばいじんを取り除く集塵手段と、アルカリ水溶液を前記排ガスに噴霧して該排ガス中に含まれるＳＯｘを除去する脱硫塔を備えた排ガス処理装置において、前記集塵手段による集塵量を制御する制御部を設け、この制御部では、前記集塵手段を経る排ガス中に所定量のばいじんを残留させて、前記脱硫塔内における所定量のばいじんを含む排ガスに対するアルカリ水溶液の噴霧により、前記ばいじんでアルカリ水溶液中の有機性ＣＯＤを吸着除去する構成としたことを特徴としており、この排ガス処理装置の構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。

さらに、本発明の請求項７に係るガス処理装置は、前記脱硫塔において生じる排水の有機性ＣＯＤの量を測るＣＯＤ量測定手段を設け、前記制御部では、前記ＣＯＤ量測定手段からの測定結果に基づいて前記集塵手段を作動させて排ガス中のばいじん濃度を制御する構成としている。
さらにまた、本発明の請求項８に係るガス処理装置は、前記脱硫塔で前記ばいじんを含んで生成される反応物の純度を所定値に保つべく、前記反応物からばいじんを分級する分級手段を設けた構成としている。

本発明の請求項１に係る排ガス処理方法及び請求項５に係る排ガス処理装置では、上記した構成としているので、排ガス処理コストを増大させることなく、排ガスを処理する際に生じる排水中の有機性ＣＯＤを減らすことが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
また、本発明の請求項２に係る排ガス処理方法及び請求項６に係る排ガス処理装置では、脱硫系内に流入した排ガスが所定量のばいじんを含んでいるので、この排ガスに対してアルカリ水溶液を噴霧すれば、ばいじんが有する有機性ＣＯＤの吸着能力によりアルカリ水溶液中の有機性ＣＯＤが吸着除去されることとなり、したがって、活性炭を用いていた従来と比べて、吸着設備を大型化する必要がない分だけ、排ガス処理コストの低減を実現することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。

さらに、本発明の請求項３に係る排ガス処理方法及び請求項７に係る排ガス処理装置では、上記した構成としているので、アルカリ水溶液中の有機性ＣＯＤを除去しつつ効率の良い排ガス処理を行うことができ、本発明の請求項４に係る排ガス処理方法及び請求項８に係る排ガス処理装置では、上記した構成としたから、脱硫系においてばいじんを含んで生成される反応物の純度を所定値に維持することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態による排ガス処理装置を示しており、この実施形態では、本発明の排ガス処理方法及び排ガス処理装置を石炭焚きボイラから排出される排ガスの処理に適用した場合を例に挙げて説明する。
図１に示すように、この排ガス処理装置１は、石炭焚きボイラＢから煙突２に至るまでの煙道Ｒに順次配置した熱交換器３，電気集塵機４，誘引通風機５及び脱硫塔６を備えて
おり、電気集塵機４では、静電気によって排ガス中のばいじんの大半を除去し、一方、脱硫塔６内では、石灰の水溶液を循環噴霧して気液接触させることにより、排ガス中のＳＯｘを吸収するようになっている。

この場合、脱硫塔６において生成される反応物としての石膏Ｓは、スラリー状の溶液を石膏脱水機７にかけて固液分離させることで回収するようになっており、この際、分離した排水はろ液ピット８を介して排水処理装置９側に送られるようになっている。
また、この排ガス処理装置１は、電気集塵機４による集塵量を制御する制御部１０を有しており、この制御部１０では、電気集塵機４を経る排ガス中に所定量のばいじんが残留するようにして電気集塵機４による集塵量を制御するようにしている。

つまり、制御部１０によりコントロールした所定量のばいじんを含む排ガスを脱硫塔６内に敢えて流入させ、この脱硫塔６内において所定量のばいじんを含む排ガスに対して石灰の水溶液（アルカリ水溶液）を噴霧することで、ばいじんが有する有機性ＣＯＤの吸着能力により、アルカリ水溶液に含まれる有機性ＣＯＤを吸着除去するようになっている。
さらに、この実施形態では、排水に含まれる有機性ＣＯＤの量を測るＣＯＤ量測定手段１１をろ液ピット８に設けており、制御部１０では、このＣＯＤ量測定手段１１からの測定結果に基づいて電気集塵機４を作動させて排ガス中のばいじん濃度を制御するようにしている。

このような構成を成す排ガス処理装置１では、脱硫塔６内に流入した排ガスが所定量のばいじんを含むように制御しているので、この排ガスに対してアルカリ水溶液を噴霧することで、ばいじんによりアルカリ水溶液中の有機性ＣＯＤを吸着除去し得ることとなり、その結果、活性炭を用いていた従来と比べて、吸着設備を大型化する必要がない分だけ、排ガス処理コストの低減が図られることとなる。

また、上記した排ガス処理装置１では、排水に含まれる有機性ＣＯＤの量を測るＣＯＤ量測定手段１１をろ液ピット８に設けているので、アルカリ水溶液中の有機性ＣＯＤを除去しつつ効率の良い排ガス処理を行い得ることとなる。
図２は、本発明の他の実施形態による排ガス処理装置を示しており、この実施形態においても、本発明の排ガス処理方法及び排ガス処理装置を石炭焚きボイラから排出される排ガスの処理に適用した場合を例に挙げて説明する。

図２に示すように、この排ガス処理装置２１が、先の実施形態による排ガス処理装置１と相違するところは、脱硫塔６でばいじんを含んで生成される石膏Ｓの純度を所定値に保つようにするために、脱硫塔６と石膏脱水機７との間に、石膏Ｓからばいじんを分級する分級手段２２を設けた点にあり、他の構成は先の実施形態による排ガス処理装置１と同じである。

この実施形態による排ガス処理装置２１では、石膏Ｓからばいじんを分級する分級手段２２を設けているので、脱硫塔６で生成される石膏Ｓの純度を所定値に維持し得ることとなる。
上記した実施形態では、いずれも本発明の排ガス処理方法及び排ガス処理装置を石炭焚きボイラから排出される排ガスの処理に適用した場合を示したが、これに限定されるものではない。

本発明の一実施形態による排ガス処理装置を示す概略構成説明図である。本発明の他の実施形態による排ガス処理装置を示す概略構成説明図である。排ガス中に含まれるＳＯｘを除去する脱硫塔をばいじん分離式からばいじん混合式に改造した際に得たデータを示すグラフである。

符号の説明

１，２１排ガス処理装置
４電気集塵機（集塵手段）
６脱硫塔（洗浄塔）
１０制御部
１１ＣＯＤ量測定手段
２２分級手段
Ｓ石膏（反応物）

Claims

排ガス中に含まれるばいじんを取り除くばいじん除去工程及び排ガスに洗浄液を噴霧する洗浄工程を有する排ガス処理方法であって、
前記ばいじん除去工程におけるばいじん除去量を調節して、このばいじん除去工程を経る排ガス中に所定量のばいじんを残した後、前記洗浄工程において所定量のばいじんを含む排ガスに対して洗浄液を噴霧して、前記ばいじんにより洗浄液中の有機性ＣＯＤを吸着除去する
ことを特徴とする排ガス処理方法。
排ガス中に含まれるばいじんを取り除くばいじん除去工程及びアルカリ水溶液を前記排ガスに噴霧して該排ガス中に含まれるＳＯｘを除去する脱硫工程を有する排ガス処理方法であって、
前記ばいじん除去工程におけるばいじん除去量を調節して、このばいじん除去工程を経る排ガス中に所定量のばいじんを残した後、前記脱硫工程において所定量のばいじんを含む排ガスに対してアルカリ水溶液を噴霧して、前記ばいじんによりアルカリ水溶液中の有機性ＣＯＤを吸着除去する
ことを特徴とする排ガス処理方法。
前記脱硫工程において生じる排水の有機性ＣＯＤの量を監視し、この有機性ＣＯＤの量の監視結果を前記ばいじん除去工程におけるばいじん除去量の調節に反映させて、このばいじん除去工程を経る排ガス中のばいじん濃度を制御する請求項２に記載の排ガス処理方法。
前記脱硫工程において前記ばいじんを含んで生成される反応物の所定純度が得られない場合に、前記反応物からばいじんを分級する請求項３に記載の排ガス処理方法。
排ガス中に含まれるばいじんを取り除く集塵手段と、
前記排ガスに洗浄液を噴霧する洗浄塔を備えた排ガス処理装置において、
前記集塵手段による集塵量を制御する制御部を設け、
この制御部では、前記集塵手段を経る排ガス中に所定量のばいじんを残留させて、前記洗浄塔内における所定量のばいじんを含む排ガスに対する洗浄液の噴霧により、前記ばいじんで洗浄液中の有機性ＣＯＤを吸着除去する
ことを特徴とする排ガス処理装置。
排ガス中に含まれるばいじんを取り除く集塵手段と、
アルカリ水溶液を前記排ガスに噴霧して該排ガス中に含まれるＳＯｘを除去する脱硫塔を備えた排ガス処理装置において、
前記集塵手段による集塵量を制御する制御部を設け、
この制御部では、前記集塵手段を経る排ガス中に所定量のばいじんを残留させて、前記脱硫塔内における所定量のばいじんを含む排ガスに対するアルカリ水溶液の噴霧により、前記ばいじんでアルカリ水溶液中の有機性ＣＯＤを吸着除去する
ことを特徴とする排ガス処理装置。
前記脱硫塔において生じる排水の有機性ＣＯＤの量を測るＣＯＤ量測定手段を設け、前記制御部では、前記ＣＯＤ量測定手段からの測定結果に基づいて前記集塵手段を作動させて排ガス中のばいじん濃度を制御する請求項６に記載の排ガス処理装置。
前記脱硫塔で前記ばいじんを含んで生成される反応物の純度を所定値に保つべく、前記反応物からばいじんを分級する分級手段を設けた請求項７に記載の排ガス処理装置。