JP2014057912A - Mercury processing system in exhaust gas - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排ガス中の水銀を極低濃度まで除去することができる排ガス中の水銀処理システムに関する。 The present invention relates to a mercury treatment system in exhaust gas capable of removing mercury in exhaust gas to an extremely low concentration.
石炭焚き排ガスや重質油を燃焼した際に生じる排ガス中には、煤塵、硫黄酸化物(SOx)、窒素酸化物(NOx)のほか、金属水銀(Hg0)が含まれることがある。近年、NOxを還元する脱硝装置、およびアルカリ吸収液をSOx吸収剤とする湿式脱硫装置と組み合わせて、金属水銀(Hg0)を処理する方法や装置について様々な考案がなされてきた。 The exhaust gas generated when burning coal-fired exhaust gas or heavy oil may contain metal mercury (Hg 0 ) in addition to soot, sulfur oxide (SOx), and nitrogen oxide (NOx). In recent years, various devices and methods for treating metallic mercury (Hg 0 ) have been devised in combination with a denitration device that reduces NOx and a wet desulfurization device that uses an alkaline absorbent as an SOx absorbent.
排ガス中の金属水銀(Hg0)を処理する方法として、煙道中、脱硝装置の前流工程でNH4Cl溶液を液状で噴霧して煙道内に供給する方法が提案されている(例えば、特許文献1、2参照。)。煙道内にNH4Cl溶液を液状で噴霧すると、NH4Clは解離して、アンモニウム(NH3)ガス、塩化水素(HCl)ガスを生成する。NH3ガスは還元剤として作用し、HClガスは水銀塩素化剤として作用する。即ち、脱硝装置に充填されている脱硝触媒上で、NH3は下記式(1)のように排ガス中のNOxと還元反応が進行し、HClは下記式(2)のように排ガス中のHg0と酸化反応が進行する。脱硝触媒上でNH3を還元脱硝すると共に、金属水銀(Hg0)を酸化し、水溶性の塩化水銀(HgCl2)とした後、後流側に設置した湿式石灰石膏法による脱硫装置でHgCl2を石膏スラリー溶液に溶解させて排ガス中に含まれる水銀を除去する。
4NO+4NH3+O2 → 4N2+6H2O・・・(1)
Hg0+1/2O2+2HCl → HgCl2+H2O・・・(2)
As a method for treating metallic mercury (Hg 0 ) in exhaust gas, a method has been proposed in which an NH 4 Cl solution is sprayed in the form of a liquid in the flue before the denitration device and supplied into the flue (for example, a patent) References 1 and 2). When the NH 4 Cl solution is sprayed in a liquid state in the flue, NH 4 Cl is dissociated to generate ammonium (NH 3 ) gas and hydrogen chloride (HCl) gas. NH 3 gas acts as a reducing agent, and HCl gas acts as a mercury chlorinating agent. That is, on the denitration catalyst filled in the denitration apparatus, NH 3 undergoes a reduction reaction with NOx in the exhaust gas as represented by the following formula (1), and HCl represents Hg in the exhaust gas as represented by the following formula (2). 0 and the oxidation reaction proceed. NH 3 is reduced and denitrated on the denitration catalyst, and metal mercury (Hg 0 ) is oxidized to form water-soluble mercury chloride (HgCl 2 ), and then HgCl is used in a desulfurization apparatus using a wet lime gypsum method installed on the downstream side. 2 is dissolved in the gypsum slurry solution to remove mercury contained in the exhaust gas.
4NO + 4NH 3 + O 2 → 4N 2 + 6H 2 O (1)
Hg 0 + 1 / 2O 2 + 2HCl → HgCl 2 + H 2 O (2)
ところで、従来の排ガス中の水銀を除去する提案では、吸収除去された酸化水銀(Hg2+)の一部は再度、湿式脱硫装置の吸収液が還元雰囲気となると、金属水銀(Hg0)に還元され、同様に煙突から放出される場合がある。 By the way, in the conventional proposal for removing mercury in the exhaust gas, a part of the absorbed and removed mercury oxide (Hg 2+ ) is again converted to metallic mercury (Hg 0 ) when the absorbing liquid of the wet desulfurization apparatus becomes a reducing atmosphere. It may be reduced and released from the chimney as well.
また、排ガス中のHCl濃度、ダスト濃度が高い条件では脱硫装置の性能が低下するという問題がある。水銀酸化のためにNH4Cl噴霧を行う場合には、NH4Cl噴霧を行わない場合に比べガス中のHCl濃度が従来よりも高くなるため、脱硫性能低下につながる可能性がある。 Moreover, there exists a problem that the performance of a desulfurization apparatus falls on the conditions with high HCl concentration and dust concentration in waste gas. When performing NH4Cl spray for mercury oxidation, since the HCl concentration in the gas compared with the case without NH 4 Cl spray becomes higher than conventional, it may lead to the desulfurization performance degradation.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、排ガス中の2価水銀を除去すると同時に、脱硫装置が設置されているプロセスにおいては性能低下の原因となる排ガス中のHCl、ダストを除去することができる排ガス中の水銀処理システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and at the same time, removes divalent mercury in exhaust gas, and at the same time removes HCl and dust in exhaust gas that cause performance degradation in the process where a desulfurization apparatus is installed. An object of the present invention is to provide a mercury treatment system in exhaust gas that can be used.
上述した課題を解決するための本発明の第1の発明は、ボイラからの排ガス中に含まれる水銀を除去する排ガス中の水銀除去システムであって、ボイラのからの排ガスを熱交換する熱交換器と、排ガス中の煤塵を除去する集塵機と、前記集塵機の後流側に設けられ、排ガス中の酸化水銀を水銀吸収液により除去する水銀吸収塔とを具備することを特徴とする排ガス中の水銀処理システムにある。 A first invention of the present invention for solving the above-mentioned problem is a mercury removal system for removing mercury contained in exhaust gas from a boiler, wherein the heat exchange is performed for heat exchange of the exhaust gas from the boiler. And a mercury absorption tower provided on the downstream side of the dust collector for removing mercury oxide in the exhaust gas with a mercury absorbing liquid. Located in mercury processing system.
第2の発明は、第1の発明において、前記水銀吸収塔の後段側に設けられ、水銀除去後の排ガス中の硫黄酸化物を脱硫する湿式脱硫装置を具備することを特徴とする排ガス中の水銀処理システムにある。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a wet desulfurization apparatus provided in a rear stage side of the mercury absorption tower in the first aspect of the invention, wherein the wet desulfurization apparatus desulfurizes sulfur oxides in the exhaust gas after removing mercury. Located in mercury processing system.
第3の発明は、第1又は2の発明において、前記熱交換器の前流側に設けられ、排ガス中のNOxを脱硝すると共に、金属水銀(Hg0)を酸化する脱硝触媒を有する脱硝手段を具備することを特徴とする排ガス中の水銀処理システムにある。 A third invention is the denitration means according to the first or second invention, comprising a denitration catalyst which is provided on the upstream side of the heat exchanger and denitrates NOx in the exhaust gas and oxidizes metallic mercury (Hg 0 ). It is in the mercury processing system in waste gas characterized by comprising.
第4の発明は、第1乃至3のいずれか一つの発明において、前記水銀吸収塔内の酸化還元状態を酸化還元電位測定制御手段で判断することを特徴とする排ガス中の水銀処理システムにある。 A fourth invention is the mercury treatment system in exhaust gas according to any one of the first to third inventions, wherein the oxidation-reduction state in the mercury absorption tower is judged by oxidation-reduction potential measurement control means. .
第5の発明は、第1乃至4のいずれか一つの発明において、前記水銀吸収塔から水銀吸収液を抜出し、該抜出した水銀吸収液を排水処理することを特徴とする排ガス中の水銀処理システムにある。 A fifth invention is the mercury treatment system in exhaust gas according to any one of the first to fourth inventions, wherein the mercury absorption liquid is extracted from the mercury absorption tower, and the extracted mercury absorption liquid is drained. It is in.
第6の発明は、第1乃至4のいずれか一つの発明において、前記水銀吸収塔から水銀吸収液を抜出し、該抜出した水銀吸収液中の固形分を分離し、固形分分離後の水銀吸収液を前記水銀吸収塔で再利用することを特徴とする排ガス中の水銀処理システムにある。 According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the mercury absorption liquid is extracted from the mercury absorption tower, the solid content in the extracted mercury absorption liquid is separated, and the mercury absorption after the solid content separation is performed. The present invention is in a mercury treatment system in exhaust gas, wherein the liquid is reused in the mercury absorption tower.
第7の発明は、第1乃至4のいずれか一つの発明において、前記水銀吸収塔から水銀吸収液を抜出し、該抜出した水銀吸収液中の固形分を分離し、固形分分離後の処理水を蒸発処理することを特徴とする排ガス中の水銀処理システムにある。 A seventh aspect of the present invention is the process according to any one of the first to fourth aspects, wherein the mercury absorption liquid is extracted from the mercury absorption tower, the solid content in the extracted mercury absorption liquid is separated, and the treated water after the solid content separation is separated. In a mercury treatment system in exhaust gas, characterized by evaporating the gas.
第8の発明は、第1乃至4のいずれか一つの発明において、前記水銀吸収塔から水銀吸収液を抜出し、該抜出した水銀吸収液中の固形分を分離し、固形分分離後の処理水を排水処理することを特徴とする排ガス中の水銀処理システムにある。 According to an eighth invention, in any one of the first to fourth inventions, a mercury absorption liquid is extracted from the mercury absorption tower, a solid content in the extracted mercury absorption liquid is separated, and treated water after the solid content separation is separated. It is in a mercury treatment system in exhaust gas characterized by treating waste water.
第9の発明は、第1乃至4のいずれか一つの発明において、前記水銀吸収塔から水銀吸収液を抜出し、該抜出した水銀吸収液中の固形分を凝集し、凝集物を含む処理水を蒸発処理することを特徴とする排ガス中の水銀処理システムにある。 According to a ninth invention, in any one of the first to fourth inventions, the mercury absorbing liquid is extracted from the mercury absorption tower, the solid content in the extracted mercury absorbing liquid is aggregated, and treated water containing aggregates is obtained. It is in a mercury treatment system in exhaust gas characterized by evaporating treatment.
本発明によれば、脱硫装置に導入する前において、ボイラ排ガス中の酸化水銀を効率的に除去するので、排ガス中の2価水銀を除去することができる。また、脱硫装置が設置されているプロセスにおいては、性能低下の原因となる排ガス中のHCl、ダストを除去することができる。 According to the present invention, mercury oxide in the boiler exhaust gas is efficiently removed before being introduced into the desulfurization apparatus, so that divalent mercury in the exhaust gas can be removed. Moreover, in the process in which the desulfurization apparatus is installed, HCl and dust in the exhaust gas that cause the performance degradation can be removed.
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by this Example, Moreover, when there exists multiple Example, what comprises combining each Example is also included.
図1は、本発明の実施例1に係る排ガス中の水銀処理システムの概略図である。
図1に示すように、本実施例に係る排ガス中の水銀処理システム10Aは、ボイラ11からの排ガス12中に含まれる水銀を除去する排ガス中の水銀処理システムであって、燃料Fが供給されてボイラ燃焼されるボイラ11からの排ガス12中の窒素酸化物(NOx)を脱硝する脱硝装置17と、前記脱硝装置17の後流側に設けられ、排ガス温度を調整するエアヒータ(AH)18と、前記エアヒータ18の後流側に設けられ、排ガス中の煤塵を除去する集塵機19と、前記集塵機19の後流側に設けられ、排ガス12中の酸化水銀Hg2+を水銀吸収液51により除去する水銀吸収塔50とを具備するものである。
ここで、図1中、符号13は排ガスが排出される煙道、25は浄化された排ガスを外部に排出する煙突、V0、V1、V2はバルブを図示する。
FIG. 1 is a schematic view of a mercury treatment system in exhaust gas according to Embodiment 1 of the present invention.
As shown in FIG. 1, the
In FIG. 1,
本実施例では、脱硝装置17の前段側で、煙道13を流れる排ガス中に、脱硝助剤としてアンモニア(NH3)14Aを、アンモニア(NH3)供給ライン15Aを介してアンモニア(NH3)供給手段16Aから供給しており、アンモニア14Aによる還元脱硝を行っている。
脱硝装置17としては、還元脱硝触媒を備える一般的なものを使用することができる。この還元脱硝触媒としては、特に限定されないが、例えば、W、Sn、In、Co、Ni、Fe、Ni、Ag、Cu等の金属酸化物をゼオライト等の担体に担持させたものを用いることができる。脱硝装置17が備える還元脱硝触媒の量は、水銀酸化効率を高めるために通常の量より増加させるようにしてもよい。
In this embodiment, ammonia (NH 3 ) 14A as a denitration aid is added to ammonia (NH 3 ) via an ammonia (NH 3 )
As the
このアンモニア脱硝された排ガス12Bのガス温度は例えば330℃程度であり、この排ガス12の熱を利用して別途外部からボイラ11に供給される空気(図示せず)をエアヒータ(AH)18を用いて予熱している。
The ammonia denitrated exhaust gas 12B has a gas temperature of, for example, about 330 ° C. The air (not shown) supplied from the outside to the
本実施例では、集塵機19で排ガス中の煤塵を除去した後に、水銀吸着塔50に排ガス12を導入し、ここで排ガス12中の水銀を水銀吸収液51で除去するようにしている。
水銀吸着塔50の頂部側にはノズル53が設けられており、循環ラインL11を図示しないポンプにより循環される水銀吸収液51を噴霧するようにしている。噴霧された水銀吸収液51は、排ガスと対向接触させることで、溶解性の酸化水銀(Hg2+)を水銀吸収液51側に移行して溶解除去している。
In this embodiment, after removing the dust in the exhaust gas with the
The top side of the
ここで水銀吸収液51としては、水もしくはキレート溶液を用いており、必要に応じて、導入ラインL12に介装されたバルブV1を開放して、酸化剤55を添加するようにしてもよい。酸化剤として空気を導入するようにしてもよい。
ここで、酸化剤としては、本実施例では、空気を用いているが、本発明はこれに限定されずものではなく、例えばO2、O3、H2O2等の酸素系酸化剤、例えば過マンガン酸、クロム酸、塩素酸、次亜塩素酸、過塩素酸、硝酸、亜硝酸及びその塩等の酸素酸及び酸素酸塩系酸化剤、塩素(Cl2)、HClO、NaClO、ClO-の塩素系酸化剤、Fe3+、Cu2+、Sn4+等の多価金属塩等を例示することができる。
Here, as the mercury
Here, as the oxidant, air is used in the present embodiment, but the present invention is not limited to this. For example, an oxygen-based oxidant such as O 2 , O 3 , H 2 O 2 , For example, oxygen acids such as permanganic acid, chromic acid, chloric acid, hypochlorous acid, perchloric acid, nitric acid, nitrous acid and their salts, and oxidizers such as chlorine (Cl 2 ), HClO, NaClO, ClO Examples thereof include chlorine-based oxidizers, polyvalent metal salts such as Fe 3+ , Cu 2+ , and Sn 4+ .
これは、水銀吸収液51の酸化還元電位を一定の範囲に保つことにより、下記式(3)のように、水銀吸収液51中の酸化水銀(Hg2+)がSO2等により金属水銀(Hg0)に還元されるのを阻止し、水銀が再飛散するのを防止するためである。
Hg2++2e- ⇔ Hg0 ・・・(3)
この水銀吸収液51の酸化還元電位を一定に保持する手段として、水銀吸収液51の酸化還元電位(ORP)を制御するORPコントローラ56を用い、例えばORPの値を+50mV以上、望ましくはORPの値を+80mV以上、さらに望ましくはORPの値を+100mVとするように、酸化剤55の供給量を調製するようにしている。
This is because when the oxidation-reduction potential of the
Hg 2+ + 2e − ⇔ Hg 0 (3)
As a means for keeping the oxidation-reduction potential of the
図6は、水銀吸収液中のORP値と水銀再飛散率との関係図である。
図6では、48℃の水銀吸収液中における全水銀中の金属水銀の割合と、ORP値との関係を示している。ここで、縦軸は「金属水銀(Hg0)量/全水銀(Hgtotal)量」の水銀再飛散率を示し、横軸はORP値である。縦軸の値「1」において、金属水銀が100%であり、縦軸の値「0」において、金属水銀量が0%である。
ここで、電極は銀/塩化銀を用いて、温度48℃で計測している。また、Cl-濃度:Hg濃度=13,000:1としている。
図6に示すように、ORP値が80mVでは、ほぼゼロとなっている。なお、温度が高い場合にはより値が低くなる傾向になる。
FIG. 6 is a relationship diagram between the ORP value in the mercury absorbing solution and the mercury re-scattering rate.
FIG. 6 shows the relationship between the ratio of metallic mercury in the total mercury in the mercury absorbing solution at 48 ° C. and the ORP value. Here, the vertical axis represents the mercury re-scattering rate of “metal mercury (Hg 0 ) amount / total mercury (Hg total ) amount”, and the horizontal axis represents the ORP value. At the value “1” on the vertical axis, the metal mercury is 100%, and at the value “0” on the vertical axis, the amount of metal mercury is 0%.
Here, the electrode is measured at a temperature of 48 ° C. using silver / silver chloride. Furthermore, Cl - concentration: Hg concentration = 13,000: 1.
As shown in FIG. 6, when the ORP value is 80 mV, it is almost zero. When the temperature is high, the value tends to be lower.
図7は、水銀の電位−pH値(プールベ図)である。
図7に示すように、水銀の電位−pH値(プールベ図)では、ORP値が90mV前後において、酸化環境と還元環境との境があるので、好ましくは90mV以上、より好ましくは100mV以上において、ORP値を制御するのが好ましいものとなる。
FIG. 7 shows the potential-pH value (Pourbaille diagram) of mercury.
As shown in FIG. 7, in the potential-pH value of mercury (Pourbé diagram), since there is a boundary between the oxidizing environment and the reducing environment when the ORP value is around 90 mV, it is preferably 90 mV or more, more preferably 100 mV or more. It is preferable to control the ORP value.
この結果、ORPを適正に制御することにより、水銀吸収液51中に溶解された酸化水銀が金属水銀となって再飛散されることが防止され、脱硫装置21側へ導入される排ガス12中に水銀が同伴することが防止される。
As a result, by properly controlling the ORP, the mercury oxide dissolved in the
水銀吸着塔50で酸化水銀を溶解させた水銀吸収液51は、所定量ごと、排出ラインL13に介装されたバルブV2を開放して捕集タンク52側へ排出している。なお、補給する水銀吸収液51は、別途導入ラインL14より、水銀吸収塔50内に必要量導入している。
このように、水銀吸収塔50で排ガス12中の水銀が除去された排ガス12は、その後浄化ガス24として煙突25から系外に排出される。
In this way, the
また、捕集タンク52側に排出された酸化水銀を溶解した水銀吸収液51は、公知の排水処理手段に送られ、排水処理される。
Further, the
次に、本発明の実施例2に係る排ガス中の水銀処理システムについて説明する。なお、実施例1と同一構成部材には同一符号を付して重複した説明は省略する。
図2は、本発明の実施例2に係る排ガス中の水銀処理システムの概略図である。
図2に示すように、本実施例に係る排ガス中の水銀処理システム10Bは、実施例1に係る排ガス中の水銀処理システム10Aにおいて、
水銀吸収塔50の後段側に、水銀吸収塔50で水銀除去後の排ガス12中に含まれる硫黄酸化物を脱硫する湿式脱硫装置21を設けている。
Next, a mercury treatment system in exhaust gas according to
FIG. 2 is a schematic diagram of a mercury treatment system in exhaust gas according to
As shown in FIG. 2, the
A
水銀吸着塔50で水銀が除去された排ガス12は、湿式脱硫装置21を通過することにより、ガス中に存在する硫黄酸化物が吸収・除去される。
硫黄酸化物が所定濃度以下である場合には、実施例1のように、そのまま煙突から浄化ガス24として排出してもよいが、プラントの設置場所における環境基準を超える硫黄酸化物を排出するような場合には、例えば湿式又は乾式の脱硫装置等の脱硫手段を設けるようにしている。
The
When the sulfur oxide is less than the predetermined concentration, it may be discharged as it is as the purified
ここで、湿式脱硫装置21としては、アルカリ吸収液を備える従来のものを使用することができる。アルカリ吸収液としては、例えば、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、アンモニア、水酸化マグネシウム等の水溶液を用いることができるが、これらに限定されるものではない。
Here, as the
この湿式脱硫装置21では、排ガス12を装置本体21a内の塔底部21bの壁面側から送給し、アルカリ吸収液として用いられる石灰石膏スラリー20を吸収液送給ラインL1により装置本体21a内に供給し、ノズル21cより塔頂部側に向かって噴流させる。装置本体21a内の底部側から上昇してくる排ガス12と、ノズル21cから噴流して流下する石灰石膏スラリー20とを対向して気液接触させ、排ガス12中の硫黄酸化物(SOx)は石灰石膏スラリー20中に吸収され、排ガス12から分離、除去され、排ガス12は浄化される。
In the
石灰石膏スラリー20により浄化された排ガス12は、塔頂部側より排出され、その後浄化ガス24として煙突25から系外に排出される。
なお、装置本体21a内部に補充される石灰26は石灰供装置27から供給されている。
The
The
排ガス12の脱硫に用いられる石灰石膏スラリー20は、水に石灰石粉末を溶解させた石灰スラリー(CaCO3)と、石灰と排ガス12中のSOxが反応し更に酸化させた石膏スラリー(CaSO4)と、水とを混合させて生成される。石灰石膏スラリー20は、例えば湿式脱硫装置21の装置本体21aの塔底部21bに貯留した液を図示しないポンプにより揚水したものが用いられる。装置本体21a内で排ガス12中のSOxは石灰石膏スラリー20中の石灰(CaCO3)と下記式(4)のような反応を生じる。
CaCO3+SO2+0.5H2O → CaSO3・0.5H2O+CO2 ・・・(4)
The
CaCO 3 + SO 2 + 0.5H 2 O → CaSO 3 .0.5H 2 O + CO 2 (4)
一方、排ガス12中のSOxを吸収した石灰石膏スラリー20は、装置本体21a内に供給される水30と混合され、装置本体21aの塔底部21bに供給される空気により酸化処理される。このとき、装置本体21a内を流下した石灰石膏スラリー20は、水30、空気と下記式(5)のような反応を生じる。
CaSO3・0.5H2O+0.5O2+1.5H2O → CaSO4・2H2O ・・・(5)
このようにして、排ガス12中のSOxは、湿式脱硫装置21において石膏(CaSO4・2H2O)の形で捕獲される。
この際、排ガス12中の塩化水銀(HgCl2)は、前段側に設けた水銀吸着塔50で除去されているので、石灰石膏スラリー20側に移行されることが防止される。
On the other hand, the lime-
CaSO 3 · 0.5H 2 O + 0.5O 2 + 1.5H 2 O → CaSO 4 · 2H 2 O (5)
In this way, SO x in the
At this time, mercury chloride (HgCl 2 ) in the
湿式脱硫装置21の塔底部21bに貯留される脱硫に用いた石灰石膏スラリー20は酸化処理された後、塔底部21bより抜き出される。抜き出された石灰石膏スラリー20は、水分分離器33にラインL2を介して送給された後、塩化水銀(HgCl2)を含んだ脱水ケーキ(石膏)28として系外に排出される。
The
水分分離器33として、例えばベルトフィルターなどが用いられる。また、脱水したろ液(脱水ろ液)34は、ラインL3を介して排水処理装置35に送給される。そして、例えば脱水ろ液中の懸濁物、重金属36などの除去、脱水ろ液のpH調整などの操作を排水処理装置35により行われる。この排水処理された処理排水37の一部は湿式脱硫装置21に返送され、他の一部は排水37として処理される。
As the
石灰石膏スラリー20の供給方法は、ノズル21cより塔頂部側に向かって噴流させる方法に限定されるものではなく、例えばノズル21cから排ガス12と対向するように流下させてもよい。
The supply method of the
本実施例によれば、脱硫装置に導入する前において、水銀吸収塔50を設置しているので、ボイラ排ガス中の酸化水銀を効率的に除去でき、脱硫装置で生成する石膏の結晶中に水銀がかみこまれて、石膏中に水銀が固定化されるのを防止することができる。
According to the present embodiment, since the
次に、本発明の実施例3に係る排ガス中の水銀処理システムについて説明する。なお、実施例1及び2と同一構成部材には同一符号を付して重複した説明は省略する。
図3は、本発明の実施例3に係る排ガス中の水銀処理システムの概略図である。
図3に示すように、本実施例に係る排ガス中の水銀処理システム10Cは、実施例1で用いたアンモニアの代わりに、塩化アンモニウムを供給している。
本実施例では、ボイラ11の下流の煙道13内に、還元酸化助剤として塩化アンモニウム(NH4Cl)を含むNH4Cl溶液14Bを噴霧する塩化アンモニウム(NH4Cl)溶液供給手段16Bと、排ガス12中のNOxをNH3ガスで還元すると共に、HClガス共存下で金属水銀(Hg0)を酸化する脱硝触媒を有する脱硝装置17とを有している。
Next, a mercury treatment system in exhaust gas according to
FIG. 3 is a schematic view of a mercury treatment system in exhaust gas according to
As shown in FIG. 3, the
In this embodiment, an ammonium chloride (NH 4 Cl) solution supply means 16B for spraying an NH 4 Cl solution 14B containing ammonium chloride (NH 4 Cl) as a reducing oxidation aid into the
本実施例では、一例としてNH4Clを用いているが、本実施例はこれに限定されるものではなく、還元酸化助剤は気化した際に酸化助剤と還元助剤とを生成するハロゲン化物であればいずれでも用いることができる。ここで、本実施例においては、還元酸化助剤とは、酸化助剤共存下で金属水銀(Hg0)を酸化するのに用いられる酸化助剤と、還元助剤によりNOxを還元する還元剤として機能するものをいう。本実施例では、酸化助剤としてHClガスが用いられ、還元助剤としてNH3ガスが用いられている。
なお、酸化助剤(例えばHClガス)と還元助剤(例えばNH3ガス)とを別々に導入するようにしてもよい。
In this example, NH 4 Cl is used as an example. However, this example is not limited to this example. The reduction oxidation aid is a halogen that generates an oxidation aid and a reduction aid when vaporized. Any compound can be used. Here, in this embodiment, the reduction oxidation aid is an oxidation aid used to oxidize metallic mercury (Hg 0 ) in the presence of the oxidation aid, and a reduction agent that reduces NOx with the reduction aid. As a function. In this embodiment, HCl gas is used as an oxidation aid, and NH 3 gas is used as a reduction aid.
Note that an oxidation aid (for example, HCl gas) and a reduction aid (for example, NH 3 gas) may be introduced separately.
ボイラ11から排出される排ガス12には、NH4Cl溶液供給手段16Bから塩化アンモニウム(NH4Cl)供給ライン15Bを介して、NH4Cl溶液14Bが供給される。
The
NH4Cl溶液供給手段16Bから煙道13内に噴霧されたNH4Cl溶液14Bの液滴は、排ガス12の高温雰囲気温度により蒸発して気化され、微細なNH4Clの固体粒子を生成し、下記式(6)のように、HClとNH3とに分解する。よって、噴霧手段から噴霧されたNH4Cl溶液14Bは分解されて、HCl、NH3を生じ、NH3ガス、HClガスを煙道13内に供給する。
NH4Cl → NH3+HCl ・・・(6)
The droplets of the NH 4 Cl solution 14B sprayed into the
NH 4 Cl → NH 3 + HCl (6)
煙道13内の排ガス12の温度は、ボイラ11の燃焼条件にもよるが、例えば320℃以上420℃以下が好ましく、320℃以上380℃以下がより好ましい。この温度帯において脱硝触媒上でNOxの脱硝反応と、Hgの酸化反応とを効率的に生じさせることができるためである。
Although the temperature of the
また、排ガス12は、NH4Cl溶液供給手段16Bから煙道13内に噴霧されたNH4Cl溶液14Bの液滴から生じたHClガス、NH3ガスを含んだ後、脱硝装置17に送給される。脱硝装置17では、NH4Clが分解して生じたNH3ガスはNOxの還元脱硝用に用いられ、HClガスはHgの酸化用に用いられ、NOx及びHgを排ガス12から除去するので、アンモニアを用いる場合よりも水銀除去率が向上する。
Further, the
即ち、脱硝装置17に充填されている脱硝触媒層に充填されている脱硝触媒上でNH3ガスは、下記式(7)のようにNOxを還元脱硝し、HClガスにより、下記式(8)のようにHgは酸化される。
4NO+4NH3+O2 → 4N2+6H2O ・・・(7)
Hg+1/2O2+2HCl → HgCl2+H2O ・・・(8)
That is, NH 3 gas reduces and denitrates NOx as shown in the following formula (7) on the denitration catalyst filled in the
4NO + 4NH 3 + O 2 → 4N 2 + 6H 2 O (7)
Hg + 1 / 2O 2 + 2HCl → HgCl 2 + H 2 O (8)
排ガス12は、脱硝装置17において排ガス12中のNOxの還元とHgの酸化がされた後、エアヒータ18で排ガス12の温度を降下させる。
After the NOx reduction in the
次に、集塵機19で除塵された後、排ガス12は水銀吸収塔50に導入され、ここで酸化水銀を水銀吸収液51で吸収除去し、その後湿式脱硫装置21に送られ、脱硫処理される。
Next, after the dust is removed by the
本実施例では、脱硝装置17で排ガス中の水銀酸化をしており、この酸化された水銀は、水銀吸収塔50において、確実に水銀吸収液51で処理して、水銀の除去を確実に行うことができることとなる。
In this embodiment, mercury is oxidized in the exhaust gas by the
次に、本発明の実施例4に係る排ガス中の水銀処理システムについて説明する。なお、実施例2及び3と同一構成部材には同一符号を付して重複した説明は省略する。
図4は、本発明の実施例4に係る排ガス中の水銀処理システムの概略図である。
図4に示すように、本実施例に係る排ガス中の水銀処理システム10Dは、捕集タンク52に捕集された水銀吸収液中の凝集物を凝集処理する凝集装置71を設けている。
凝集装置71には、例えば重金属捕集剤、キレート剤等の凝集剤等の凝集処理剤72が投入され、水銀吸収液51中の水銀を含む凝集物を凝集処理している。
Next, a mercury treatment system in exhaust gas according to
FIG. 4 is a schematic diagram of a mercury treatment system in exhaust gas according to
As shown in FIG. 4, the mercury treatment system 10 </ b> D in the exhaust gas according to the present embodiment is provided with an aggregating
In the aggregating
凝集処理剤72としては、例えばFe系凝集剤、Al系凝集剤、ポリマー系凝集剤等を例示することができる。
この凝集処理の際、水銀吸収液51中の酸化水銀を凝集固化させることにより、液相から固相に移行させるようにしている。
Examples of the aggregating
During this agglomeration treatment, the mercury oxide in the
この凝集装置71での凝集物73は、蒸発処理手段により、別途蒸発処理させることで、無排水化処理するようにしている。
The
次に、本発明の実施例5に係る排ガス中の水銀処理システムについて説明する。なお、実施例2乃至実施例4と同一構成部材には同一符号を付して重複した説明は省略する。
図5は、本発明の実施例5に係る排ガス中の水銀処理システムの概略図である。
図5に示すように、本実施例に係る排ガス中の水銀処理システム10Eは、実施例3の凝集装置71からの凝集物73を脱水処理して固液分離する脱水処理装置74を設けている。
そして、脱水物の汚泥75は水銀が含まれているので、別途処理される。
また、ろ液である処理水76は、水銀吸収液51の一部として再利用するようにしている。
Next, a mercury treatment system in exhaust gas according to
FIG. 5 is a schematic diagram of a mercury treatment system in exhaust gas according to
As shown in FIG. 5, the
And since the dewatered
Further, the treated
また、再利用以外としては、例えば蒸発処理させる無排水化処理、排水処理装置35の排水37と共に処理するようにしても良い。
In addition to reuse, for example, it may be treated together with the drainage treatment for evaporating and the
10A〜10E 排ガス中の水銀処理システム
11 ボイラ
12 排ガス
17 脱硝装置
18 熱交換器(AH)
50 水銀吸収塔
51 水銀吸収液
10A-10E Mercury treatment system in
50
Claims (9)
ボイラのからの排ガスを熱交換する熱交換器と、
排ガス中の煤塵を除去する集塵機と、
前記集塵機の後流側に設けられ、排ガス中の酸化水銀を水銀吸収液により除去する水銀吸収塔と、
前記水銀吸収塔で水銀除去後の排ガス中の硫黄酸化物を脱硫する湿式脱硫装置と、を具備することを特徴とする排ガス中の水銀処理システム。 A mercury removal system in exhaust gas for removing mercury contained in exhaust gas from a boiler,
A heat exchanger for exchanging heat from the exhaust gas from the boiler;
A dust collector to remove dust in the exhaust gas;
A mercury absorption tower that is provided on the downstream side of the dust collector and removes mercury oxide in the exhaust gas with a mercury absorbing solution;
A mercury treatment system in exhaust gas, comprising: a wet desulfurization device that desulfurizes sulfur oxides in exhaust gas after mercury removal by the mercury absorption tower.
前記水銀吸収塔の後段側に設けられ、水銀除去後の排ガス中の硫黄酸化物を脱硫する湿式脱硫装置を具備することを特徴とする排ガス中の水銀処理システム。 In claim 1,
A mercury treatment system in exhaust gas, comprising a wet desulfurization device that is provided on the rear stage side of the mercury absorption tower and desulfurizes sulfur oxides in the exhaust gas after mercury removal.
前記熱交換器の前流側に設けられ、排ガス中のNOxを脱硝すると共に、金属水銀(Hg0)を酸化する脱硝触媒を有する脱硝手段を具備することを特徴とする排ガス中の水銀処理システム。 In claim 1 or 2,
A mercury treatment system in exhaust gas, comprising a denitration means provided on the upstream side of the heat exchanger and denitrating NOx in exhaust gas and having a denitration catalyst that oxidizes metallic mercury (Hg 0 ) .
前記水銀吸収塔内の酸化還元状態を酸化還元電位測定制御手段で判断することを特徴とする排ガス中の水銀処理システム。 In any one of Claims 1 thru | or 3,
A mercury treatment system in exhaust gas, wherein the oxidation-reduction state in the mercury absorption tower is judged by oxidation-reduction potential measurement control means.
前記水銀吸収塔から水銀吸収液を抜出し、該抜出した水銀吸収液を排水処理することを特徴とする排ガス中の水銀処理システム。 In any one of Claims 1 thru | or 4,
A mercury treatment system in exhaust gas, wherein a mercury absorption liquid is extracted from the mercury absorption tower, and the extracted mercury absorption liquid is drained.
前記水銀吸収塔から水銀吸収液を抜出し、該抜出した水銀吸収液中の固形分を分離し、固形分分離後の水銀吸収液を前記水銀吸収塔で再利用することを特徴とする排ガス中の水銀処理システム。 In any one of Claims 1 thru | or 4,
The mercury absorption liquid is extracted from the mercury absorption tower, the solid content in the extracted mercury absorption liquid is separated, and the mercury absorption liquid after the solid content separation is reused in the mercury absorption tower. Mercury treatment system.
前記水銀吸収塔から水銀吸収液を抜出し、該抜出した水銀吸収液中の固形分を分離し、固形分分離後の処理水を蒸発処理することを特徴とする排ガス中の水銀処理システム。 In any one of Claims 1 thru | or 4,
A mercury treatment system in exhaust gas, wherein a mercury absorption liquid is extracted from the mercury absorption tower, a solid content in the extracted mercury absorption liquid is separated, and treated water after the solid content separation is evaporated.
前記水銀吸収塔から水銀吸収液を抜出し、該抜出した水銀吸収液中の固形分を分離し、固形分分離後の処理水を排水処理することを特徴とする排ガス中の水銀処理システム。 In any one of Claims 1 thru | or 4,
A mercury treatment system in exhaust gas, wherein a mercury absorption liquid is extracted from the mercury absorption tower, a solid content in the extracted mercury absorption liquid is separated, and treated water after the solid content separation is drained.
前記水銀吸収塔から水銀吸収液を抜出し、該抜出した水銀吸収液中の固形分を凝集し、凝集物を含む処理水を蒸発処理することを特徴とする排ガス中の水銀処理システム。 In any one of Claims 1 thru | or 4,
A mercury treatment system in exhaust gas, wherein a mercury absorption liquid is extracted from the mercury absorption tower, solids in the extracted mercury absorption liquid are aggregated, and treated water containing the aggregates is evaporated.
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