JP2009262081A - 排ガス処理システム及び排ガス中の水銀除去方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】石炭焚ボイラ11からの排ガス12中の窒素酸化物を除去すると共に、ガス中に塩化水素23を噴霧して水銀酸化する脱硝装置13と、ガス中の熱を回収するエアヒータ14と、ガス中の煤塵を除去する集塵機15と、除塵後のガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫装置16と、脱硫後のガスを外部に排出する煙突17と、濃塩酸を気化して塩化水素23を得る塩酸気化装置21と、塩酸気化装置21から排出される希塩酸又は前記濃塩酸をアルカリ剤31で中和する塩酸中和槽30とを具備してなり、中和後の塩化物を燃料供給装置33に供給して燃料70である石炭と混合した後に燃料Fとしてボイラ11で燃焼させ、排ガス中に塩化水素を発生させて、塩酸気化装置21からの噴霧した塩化水素と共に水銀を除去する。
【選択図】 図1
Description
図7に示すように、従来技術係る排ガス処理システム100は、燃料Fとして石炭を供給する石炭焚ボイラ11からの排ガス12中の窒素酸化物を除去すると共に、ガス中に塩化水素23を噴霧して水銀酸化する脱硝装置13と、窒素酸化物除去後のガス中の熱を回収するエアヒータ14と、熱回収後のガス中の煤塵を除去する集塵機15と、除塵後のガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫装置16と、脱硫後のガスを外部に排出する煙突17と、前記塩化水素23を発生させる塩酸気化装置21とを具備するものである。
なお、図7中、符号41、42は水銀モニタ、43は酸化還元電位測定制御装置(ORPコントローラ)、45は脱硫装置から排出される水銀を含んだ石膏スラリー(希硫酸)、46はベルトフィルタ、47は石膏、60は石灰供給装置、61は石灰(粉体又はスラリ)を図示する。
このため、廃棄物の希塩酸を処理するために、付帯設備としてリサイクルプラントを建設するとなると、プラントを一式設置する必要があり、その設置費用及び維持費用が嵩むこととなる。
先ず、図1に示すように、本実施例に係る排ガス処理システム10は、石炭焚ボイラ11からの排ガス12中の窒素酸化物を除去すると共に、ガス中に塩化水素23を噴霧して水銀酸化する脱硝装置13と、窒素酸化物除去後のガス中の熱を回収するエアヒータ14と、熱回収後のガス中の煤塵を除去する集塵機15と、除塵後のガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫装置16と、脱硫後のガスを外部に排出する煙突17と、濃塩酸(35%HCl)を気化して塩化水素23を得る塩酸気化装置21と、塩酸気化装置21から排出される希塩酸(22%HCl)をアルカリ剤31で中和する塩酸中和槽30とを具備してなり、中和後の塩化物(例えば塩化物として炭酸カルシウムを用いた場合には塩化カルシウム)を燃料供給装置33に供給して燃料70である石炭と混合した後に燃料Fとしてボイラ11で燃焼させ、排ガス中に塩化水素を発生させて、塩酸気化装置21からの噴霧した塩化水素と共に水銀を除去するものである。
なお、図1中、符号41、42は水銀モニタ、43は酸化還元電位測定制御装置(ORPコントローラ)、44は空気を各々図示する。
塩化水素23を気化して回収された回収希塩酸は22%程度の濃度となり、22%塩酸タンク22Bに貯蔵される。
そして、希塩酸は塩酸中和槽30に供給して、アルカリ剤で中和され、塩化物32を得ている。
特に塩酸気化装置21が停止した場合等において、濃塩酸(35%塩酸)を供給することで、塩化水素をボイラ11からの排ガス中に確実に発生することができ好ましいものとなる。
この燃焼の際に、燃料中の塩化物32が燃焼される結果、塩化水素を発生することとなる。
また、回収希塩酸を中和して塩素化合物として再利用すると共に、当該塩素化合物をボイラで燃焼させることで、ボイラからの第2の塩化水素を発生させ、従前から設置されている濃塩酸由来の塩酸気化装置21からの第1の塩化水素と共に、排ガス中の水銀を除去することができるので、ボイラ11由来の第2の塩化水素の発生量分だけ、塩酸気化装置21由来の第1の塩化水素の発生量を低減することができる。この結果、水銀を除去するために、外部から購入する濃塩酸(35%HCl)の搬入量も大幅な低減となる。
よって、塩化物32の燃料70への供給量としては、ボイラ11など設備の腐食を考慮して石炭に対する塩化物の供給割合を約2000mg/Kg以下とするとよい。
このため、前記ボイラ11と脱硝装置13との間において塩化水素濃度を計測する塩化水素モニタ71を設置し、塩化物32の供給をフィードバック制御するようにしている。
ここで、PRB(Powder. River Basin)炭とは、米国内で安価かつ豊富に得られるものであり、瀝青炭よりもその塩素分濃度が低く、約1/10程度である。
よって、このような低塩素分の石炭の場合には、塩化水素の発生量が少ないので、本発明のように、回収希塩酸を再利用しない場合には、濃塩酸消費量が通常の瀝青炭を用いる場合より多量となる。しかしながら、本発明のように、濃塩酸(35%HCl)から塩化水素を発生した回収希塩酸(22%HCl)を中和して塩化物32とし、これをボイラ11で燃焼させて、塩化水素として補完することにより、希塩酸の再利用を図ると共に、濃塩酸の使用量を大幅に低減することができることとなる。
ここで、図2の排ガス処理システム10Aは、図1の排ガス処理システム10のボイラを石炭焚ボイラとしたものである。図3及び図4の排ガス処理システム10B及び10Cはその変形例である。また、図5の排ガス処理システム100Aは、比較例であり図7に示す従来技術の排ガス処理システム100の概略図である。なお、排ガス処理システムの構成は図1と同様であるので、重複した部分の説明は省略する。
なお、図2〜図4中、符号63は石灰石、64は石灰供給装置、65は石灰(炭酸カルシウム)である。
なお、希釈量はボイラの運転に支障が生じない程度とし、約55〜60%程度を希釈水として用いるようにしてもよい。
これに対し、図2に示す排ガス処理システム10Aの場合は、濃塩酸の購入費用が4.9億円/年であり、従来設備よりも濃塩酸の購入費用が約3億円/年の削減が可能となると共に、希塩酸の処理費用は皆無となる。よって、総合的には従来設備よりも7.1億円/年の削減が可能となる。
また、従来設備の希塩酸を外部へ廃棄する場合には、希塩酸を発電所設備内に貯蔵する貯蔵タンクを耐酸性のタンクとする必要があるので、従来設備の建設コストも大幅に向上するものとなる。
12 排ガス
13 脱硝装置
14 エアヒータ
15 集塵機
16 脱硫装置
17 煙突
21 塩酸気化装置
23 塩化水素
30 塩酸中和槽
32 中和後の塩化物
64 石灰供給装置
Claims (6)
- 産業ボイラからの排ガス中の窒素酸化物を除去すると共に、排ガス中に塩化水素を噴霧して水銀を酸化する脱硝装置と、
脱硝後の排ガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫装置と、
脱硫後のガスを外部に排出する煙突と、
濃塩酸を供給して塩化水素を発生させる塩酸気化装置と、
前記塩酸気化装置から排出される希塩酸又は前記濃塩酸のいずれか一方又は両方をアルカリ剤で中和する塩酸中和槽とを具備してなり、
前記中和後の塩化物を燃料に供給した後に産業ボイラで燃焼させ、排ガス中に塩化水素を発生させて噴霧した塩化水素と共に水銀を除去することを特徴とする排ガス処理システム。 - 石炭焚ボイラからの排ガスに塩化水素を噴霧する噴霧装置と、
塩化水素噴霧後の排ガス中の窒素酸化物を除去すると共に、水銀を酸化する脱硝装置と、
窒素酸化物除去後のガス中の熱を回収するエアヒータと、
熱回収後のガス中の煤塵を除去する集塵機と、
除塵後のガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫装置と、
脱硫後のガスを外部に排出する煙突と、
濃塩酸を供給して塩化水素を発生させる塩酸気化装置と、
前記塩酸気化装置から排出される希塩酸又は前記濃塩酸のいずれか一方又は両方をアルカリ剤で中和する塩酸中和槽とを具備してなり、
中和後の塩化物を石炭供給装置に供給して石炭と混合した後に石炭焚ボイラで燃焼させ、排ガス中に塩化水素を発生させて噴霧した塩化水素と共に水銀を除去することを特徴とする排ガス処理システム。 - 請求項1又は2において、
前記脱硫装置から排出される脱硫排水又は脱硫排水から重金属類を除去した処理排水を塩酸中和槽に供給してなることを特徴とする排ガス処理システム。 - 請求項1乃至3のいずれか一つにおいて、
前記ボイラと脱硝装置との間において塩化水素濃度を計測する塩化水素モニタを有し、塩化物の供給をフィードバック制御することを特徴とする排ガス処理システム。 - 請求項1乃至4のいずれか一つにおいて、
前記ボイラと脱硝装置との間の排ガス中の塩素分濃度が1000ppm以下であることを特徴とする排ガス処理システム。 - 産業ボイラからの排ガス中の窒素酸化物を除去しつつ、排ガス中に塩化水素を噴霧して水銀を酸化すると共に、
前記塩化水素を発生させた後に排出される希塩酸をアルカリ剤で中和し、
その後中和後の塩化物を燃料に供給した後にボイラで燃焼させ、排ガス中に塩化水素を発生させて噴霧した塩化水素と共に水銀を除去することを特徴とする排ガス中の水銀除去方法。
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