JP2014140823A - 排ガス処理システム及び排ガス処理方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】脱硫装置からの脱硫排水の無排水化をコンパクトな設備で行うことができる排ガス処理システム及び方法を提供する。
【解決手段】燃料Ｆを燃焼させるボイラ１１と、前記ボイラ１１からの排ガス１８中の窒素酸化物を除去する脱硝装置１２と、脱硝後の排ガス１８の熱を回収するエアヒータ１３と、熱回収後の排ガス１８中の煤塵を集塵灰１６として除去する集塵機１４と、除塵後の排ガス１８中に含まれる硫黄酸化物を吸収液である石灰スラリー２０で除去する脱硫装置１５と、前記脱硫装置１５から排出される脱硫排水である吸収液３０から石膏３１を回収する脱水機３２と、前記脱水機３２からの脱水濾液３３の水分の一部を除去する濃縮装置４１と、濃縮装置４１で濃縮した濃縮脱水濾液３３Ａを噴霧する噴霧手段を備えた噴霧乾燥装置５０と、前記噴霧乾燥装置５０に排ガス１８から分岐した分岐ガス１８ａを導入する排ガス導入ラインＬ11とを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ボイラから排出される排ガスを処理する排ガス処理システム及び排ガス処理方法に関する。
従来、火力発電設備等に設置されるボイラから排出される排ガスを処理するための排ガス処理システムが知られている。排ガス処理システムは、ボイラからの排ガスから窒素酸化物を除去する脱硝装置と、脱硝装置を通過した排ガスの熱を回収するエアヒータと、熱回収後の排ガス中の煤塵を除去する集塵機と、除塵後の排ガス中の硫黄酸化物を除去するための脱硫装置とを備えている。脱硫装置としては、石灰吸収液等を排ガスと気液接触させて排ガス中の硫黄酸化物を除去する湿式の脱硫装置が一般的に用いられる。
近年、排水規制強化のために、排ガス処理設備における無排水化が切望されており、安定して操業することができる無排水化を図る排ガス処理設備の出現が切望されている。
本出願人は、先に無排水化を実施する設備として、脱硫排水から石膏を分離した脱水濾液を乾燥する噴霧乾燥装置を用い、ボイラ排ガスを用いて脱硫排水を噴霧乾燥する技術を提案した（特許文献１）。
特開２０１２−１９６６３８号公報
ところで、煙道からボイラ排ガスを一部分岐して、脱硫装置からの脱水濾液を噴霧してガス化する噴霧乾燥装置を用いて、無排水化を実現する場合には、噴霧した脱水濾液を完全に蒸発固化させる噴霧乾燥装置が必須となる。そのためには、蒸発固化に十分な熱量（ボイラ排ガスからの分岐ガスの熱量）と、噴霧乾燥装置本体内の十分な排水噴霧液滴滞留時間（気液接触時間）が必要となるため、必要排水量が多い大型プラント設備においては、噴霧乾燥装置本体のサイズが大きくなってしまう、という問題がある。
また、必要な排水量が多い分、乾燥に寄与するボイラ排ガスの分岐ガス量も多くなるので、エアヒータの熱交換量が下がることとなる。その結果、ボイラに導入するエアヒータで熱交換後の入口ガスの温度は下がってしまうので、ボイラ加熱量を上げる必要があり、ボイラ燃料使用量が増加となる、という問題がある。
そこで、脱硫装置からの脱硫排水の無排水化を実施する際、噴霧乾燥装置のコンパクト化を図ることができる排ガス処理システムの出現が切望されている。
本発明は、前記問題に鑑み、脱硫装置からの脱硫排水の無排水化をコンパクトな設備で行うことができる排ガス処理システム及び方法を提供することを課題とする。
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、燃料を燃焼させるボイラと、前記ボイラからの排ガスの熱を回収するエアヒータと、熱回収後の排ガス中の煤塵を除去する集塵機と、除塵後の排ガス中に含まれる硫黄酸化物を吸収液で除去する脱硫装置と、前記脱硫装置から排出される吸収液スラリーから石膏を除去する脱水機と、前記脱水機からの脱水濾液の水分の一部を除去して濃縮脱水濾液とする濃縮装置と、水分が濃縮された脱水濾液を噴霧する噴霧手段を備えた噴霧乾燥装置と、前記噴霧乾燥装置に排ガスからの一部の分岐ガスを主煙道から導入する排ガス導入ラインと、前記噴霧乾燥装置で脱水濾液を乾燥した後の排ガスを前記主煙道に戻す排ガス送給ラインと、を具備することを特徴とする排ガス処理システムにある。
第２の発明は、第１の発明において、前記濃縮装置が、蒸発装置であり、脱水濾液を加熱する加熱器と、加熱された脱水濾液から蒸気を分離する蒸発器とを備えることを特徴とする排ガス処理システムにある。
第３の発明は、第１又は２の発明において、前記噴霧乾燥装置に送液する前記濃縮脱水濾液中の固形分を除去するフィルタを備えることを特徴とする排ガス処理システムにある。
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、前記排ガス送給ラインに前記排ガス中の固形分を固気分離する固形分分離機を備えることを特徴とする排ガス処理システムにある。
第５の発明は、燃料を燃焼させるボイラからの排ガスの熱をエアヒータにより回収した後、脱硫装置において、熱回収後の排ガス中に含まれる硫黄酸化物を吸収液で除去する排ガス処理方法において、前記脱硫装置から排出される脱硫排水から石膏を除去した脱水濾液を、濃縮装置で減容化し、減容化した濃縮脱水濾液を排ガスの一部により噴霧乾燥することを特徴とする排ガス処理方法にある。
本発明によれば、脱硫排水から分離した脱水濾液を濃縮装置により減容化して、濃縮脱水濾液とすることにより、噴霧乾燥処理する処理量が減ずることとなり、これに応じて噴霧乾燥装置の大きさをコンパクトにすることができる。
図１は、実施例１に係る排ガス処理システムの概略構成図である。 図２は、実施例２に係る排ガス処理システムの概略構成図である。 図３は、実施例３に係る排ガス処理システムの概略構成図である。 図４は、実施例４に係る排ガス処理システムの概略構成図である。 図５は、実施例４に係る他の排ガス処理システムの概略構成図である。 図６は、実施例１に係る脱水濾液の噴霧乾燥装置の概略図である。
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。
図１は、実施例１に係る排ガス処理システムの概略構成図である。図１に例示される排ガス処理システム１０Ａは、例えば石炭や残渣固体物質等を燃料として使用する石炭焚きボイラや、重油や残渣油等を燃料として使用する油焚きボイラ等のボイラ１１からのボイラ排ガス（以下「排ガス」という。）１８から、窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、煤塵（ＰＭ）、水銀（Ｈｇ）等の有害物質を除去する装置である。
本実施例に係る排ガス処理システム１０Ａは、燃料Ｆを燃焼させるボイラ１１と、ボイラ１１からの排ガス１８中の窒素酸化物を除去する脱硝装置１２と、脱硝後の排ガス１８の熱を回収するエアヒータ１３と、熱回収後の排ガス１８中の煤塵を集塵灰１６として除去する集塵機１４と、除塵後の排ガス１８中に含まれる硫黄酸化物を吸収液である石灰スラリー２０で除去する脱硫装置１５と、前記脱硫装置１５から排出される脱硫排水である吸収液３０から石膏３１を回収する脱水機３２と、前記脱水機３２からの脱水濾液３３の水分の一部を除去する濃縮装置４１と、濃縮装置４１で濃縮した濃縮脱水濾液３３Ａを噴霧する噴霧手段を備えた噴霧乾燥装置５０と、前記噴霧乾燥装置５０に排ガス１８から分岐した分岐ガス１８ａを導入する排ガス導入ラインＬ11と、前記噴霧乾燥装置５０で濃縮脱水濾液３３Ａを乾燥した後の排ガス１８ｂを主煙道に戻す排ガス送給ラインＬ12と、を具備するものである。なお、符号Ｌ26は、濃縮脱水濾液３３Ａを噴霧乾燥装置５０へ送液する濃縮脱水濾液供給ラインである。
これにより、噴霧乾燥装置５０において、石膏３１を回収し、一部水分を除去した濃縮脱水濾液３３Ａを、導入した分岐ガス１８ａを用いて噴霧乾燥するので、脱硫装置１５からの脱硫排水の無排水化を安定して実施することができる。
脱硝装置１２は、ボイラ１１からガス供給ラインＬ1を介して供給される排ガス１８中の窒素酸化物を除去する装置であり、その内部に脱硝触媒層（図示せず）を有している。脱硝触媒層の前流には還元剤注入器（図示せず）が配置され、この還元剤注入器から排ガス１８に還元剤が注入される。ここで還元剤としては、例えばアンモニア、尿素、塩化アンモニウムなどが用いられる。脱硝装置１２に導入された排ガス１８中の窒素酸化物は、脱硝触媒層と接触することにより、排ガス１８中の窒素酸化物が窒素ガス（Ｎ２）と水（Ｈ２Ｏ）に分解・除去される。また排ガス１８中の水銀は、塩素（Ｃｌ）分が多くなると、水に可溶な２価の塩化水銀の割合が多くなり、後述する脱硫装置１５で水銀が捕集しやすくなる。
なお、上記の脱硝装置１２は必須のものではなく、ボイラ１１からの排ガス１８中の窒素酸化物濃度や水銀濃度が微量、あるいは、排ガス１８中にこれらの物質が含まれない場合には、脱硝装置１２を省略することも可能である。
エアヒータ１３は、脱硝装置１２で窒素酸化物が除去された後、排ガス供給ラインＬ2を介して供給される排ガス１８中の熱を回収する熱交換器である。脱硝装置１２を通過した排ガス１８の温度は３００℃〜４００℃程度と高温であるため、エアヒータ１３により高温の排ガス１８と常温の燃焼用空気との間で熱交換を行う。熱交換により高温となった燃焼用空気は、ボイラ１１に供給される。一方、常温の燃焼用空気との熱交換を行った排ガス１８は１５０℃程度まで冷却される。
集塵機１４は、熱回収後、ガス供給ラインＬ3を介して供給される排ガス１８中の煤塵を除去するものである。集塵機１４としては慣性力集塵機、遠心力集塵機、濾過式集塵機、電気集塵機、洗浄集塵機等が挙げられるが、特に限定されない。
脱硫装置１５は、煤塵が除去された後、ガス供給ラインＬ4を介して供給される排ガス１８中の硫黄酸化物を湿式で除去する装置である。この脱硫装置１５では、アルカリ吸収液として例えば石灰スラリー（水に石灰石粉末を溶解させた水溶液）２０が用いられ、装置内の温度は例えば３０〜８０℃程度に調節されている。石灰スラリー２０は、石灰スラリー供給装置２１から脱硫装置１５の塔底部２２内の液溜に供給される。脱硫装置１５の塔底部２２に供給された石灰スラリー２０は、図示しない吸収液送給ラインを介して脱硫装置１５内の複数のノズル２３に送られ、ノズル２３から塔頂部２４側に向かって噴出される。脱硫装置１５の塔底部２２側から上昇してくる排ガス１８がノズル２３から噴出する石灰スラリー２０と気液接触することにより、排ガス１８中の硫黄酸化物及び塩化水銀が石灰スラリー２０により吸収され、排ガス１８から分離、除去される。石灰スラリー２０により浄化された排ガス１８は、浄化ガス２６として脱硫装置１５の塔頂部２４側より排出され、煙突２７から系外に排出される。
脱硫装置１５の内部において、排ガス１８中の硫黄酸化物ＳＯｘは石灰スラリー２０と下記式（１）で表される反応を生じる。
ＣａＣＯ３＋ＳＯ２＋０．５Ｈ２Ｏ → ＣａＳＯ３・０．５Ｈ２Ｏ ＋ＣＯ２・・・（１）
さらに、排ガス１８中のＳＯｘを吸収した石灰スラリー２０は、脱硫装置１５の塔底部２２に供給される空気（図示せず）により酸化処理され、空気と下記式（２）で表される反応を生じる。
ＣａＳＯ３・０．５Ｈ２Ｏ＋０．５Ｏ２＋１．５Ｈ２Ｏ → ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ・・・（２）
このようにして、排ガス１８中のＳＯｘは、脱硫装置１５において石膏ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏの形で捕獲される。
また、上記のように、石灰スラリー２０は、脱硫装置１５の塔底部２２に貯留した液を揚水したものが用いられるが、この揚水される石灰スラリー２０には、脱硫装置１５の稼働に伴い、反応式（１）、（２）により石膏ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏが混合される。以下では、この揚水される石灰石膏スラリー（石膏が混合された石灰スラリー）を吸収液とよぶ。
脱硫に用いた吸収液（石灰石膏スラリー）３０は、脱硫装置１５の塔底部２２から外部に排出され、吸収液ラインＬ20を介して脱水機３２に送られ、ここで脱水処理される。この脱水濾液３３が脱硫排水となるが、水銀等の重金属やＣｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、Ｆ-等のハロゲンイオンが含まれている。
脱水機３２は、吸収液３０中の石膏３１を含む固体分と液体分の脱水濾液３３とを分離するものである。脱水機３２としては、例えばベルトフィルタ、遠心分離機、デカンタ型遠心沈降機等が用いられる。脱硫装置１５から排出された吸収液３０は、脱水機３２により石膏３１が分離される。その際、吸収液３０中の塩化水銀は石膏３１に吸着された状態で石膏３１とともに液体と分離される。分離した石膏３１は、システム外部（以下、「系外」という。）に排出される。
一方、脱水機３２からの分離液である脱水濾液３３は、噴霧乾燥装置５０に送られ、ここで蒸発乾燥させて、無排水化を図るようにしている。
本実施例では、この脱水機３２から送られる脱水濾液３３を濃縮する濃縮装置４１が脱水濾液供給ラインＬ21に介装されている。
この濃縮装置４１は、脱水濾液３３を濃縮して減容化処理するものであれば特に限定されるものではなく、例えば脱水濾液３３を加熱して水分を蒸発させる蒸発装置や、真空ポンプを用いて水分を減圧除去する真空装置等を用いることができる。
そして、脱水濾液３３を濃縮装置４１により、減容化した濃縮脱水濾液３３Ａとすることにより、噴霧乾燥処理する処理量が減ずることとなり、これに応じて噴霧乾燥装置５０の大きさをコンパクトにすることができる。
なお、減容化した濃縮脱水濾液３３Ａは、一時的に濃縮脱水濾液タンク（図１では図示せず）に貯留するようにしてもよい。
また、噴霧乾燥装置５０は、ボイラ１１からの排ガス１８の主ラインである排ガス供給ラインＬ2から分岐した排ガス導入ラインＬ11を介して排ガス１８からの分岐ガス１８ａが導入されるガス導入手段と、濃縮脱水濾液３３Ａを散布又は噴霧する噴霧手段５２とを具備している。そして、導入される排ガス１８の熱により散布又は噴霧された脱水濾液３３を蒸発乾燥させている。なお、符号Ｌ12は噴霧乾燥装置５０で乾燥に寄与した排ガス１８ｂをガス供給ラインＬ3に返送する排ガス送給ラインである。なお、排ガス導入ラインＬ11及び排ガス送給ラインＬ12には、分岐ガス１８ａ及び排出ガス１８ｂの流入・排出を停止するためのダンパ手段５９が介装されている。
なお、本実施例では、エアヒータ１３へ流入する分岐ガス１８ａを排ガス供給ラインＬ2から排ガス導入ラインＬ11を介して分岐しているので、ガス温度が高く（３００〜４００℃）、脱水濾液３３の噴霧乾燥を効率よく行うことができる。
図６は、本実施例に係る脱水濾液の噴霧乾燥装置の一例を示す概略図である。図６に示すように、本実施例の噴霧乾燥装置５０は、噴霧乾燥装置本体５１内に、濃縮脱水濾液３３Ａを噴霧する噴霧手段５２と、噴霧乾燥装置本体５１に設けられ、噴霧液３３ａを乾燥する分岐ガス１８ａを導入する導入口５１ａと、噴霧乾燥装置本体５１内に設けられ、分岐ガス１８ａにより濃縮脱水濾液３３Ａを乾燥する乾燥領域５３と、乾燥に寄与した排ガス１８ｂを排出する排出口５１ｂと、前記噴霧手段５２の付着物の付着状態を監視する付着物監視手段５４とを具備するものである。なお、符号５７は分離された固形物、Ｖ1、Ｖ2は流量調整バルブを図示する。
なお、濃縮脱水濾液３３Ａは圧縮器５５から供給される空気５６により、噴霧乾燥装置本体５１内部へ所定の流量と所定の噴霧液滴粒径とで噴霧手段５２により噴霧されている。
ここで、噴霧手段５２としは、濃縮脱水濾液３３Ａを所定の液滴径となるように噴霧するものであれば、その形式は限定されるものではない。例えば２流体ノズルや、ロータリーアトマイザ等の噴霧手段を用いることができる。なお、２流体ノズルは比較的少量の濃縮脱水濾液３３Ａを噴霧するのに適しており、ロータリーアトマイザは、比較的多量の濃縮脱水濾液３３Ａを噴霧するのに適している。
また、ノズルの数も１基ではなく、その処理量に応じて複数基設けるようにしてもよい。
本発明では、脱水濾液３３Ａを濃縮装置４１にて濃縮し、容量が減じた濃縮脱水濾液３３Ａを噴霧乾燥しているので、噴霧乾燥装置５０のコンパクト化を図ることができる。
本実施例では、脱水機３２で分離した脱水濾液３３をそのまま噴霧乾燥装置５０へ供給して、無排水化するものではなく、一度濃縮装置４１で濃縮し、脱水濾液３３の減容化を図るようにしている。
この結果、大型ボイラプラント設備に適用した場合においても、噴霧乾燥装置本体５１のサイズのコンパクト化を図ることができ、排ガス１８の分岐ガス１８ａ量も少なくすることができる。
よって、大型プラント設備となった場合必要排水量が多くなるが、上記のように排ガス１８の分岐ガス１８ａ量も少なくすることにより、エアヒータ１３の熱交換量低下を軽減できる。この結果、ボイラ１１に導入するエアヒータ１３で加熱されたボイラ入口ガスの温度の低下も軽減できるので、ボイラの燃料使用量増加を防止することができる。
図２は、実施例２に係る脱水濾液の排ガス処理システムの概略構成図である。なお、実施例１の排ガス処理システムと同一部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図２に示すように、本実施例の排ガス処理システム１０Ｂは、濃縮装置４１として、蒸発乾燥手段を用いたものである。
図２に示すように、本実施例にかかる濃縮装置４１は、脱水濾液供給ラインＬ21に介装され、脱水濾液３３を一時的に貯留する脱水濾液貯留タンク４２と、脱水濾液貯留タンク４２からの脱水濾液３３を送液する送液ポンプＰ1と、送液された脱水濾液３３が導入されると共に、熱交換器４３が介装され、該熱交換器４３により加熱された脱水濾液３３を循環させる循環ラインＬ22を備え、加熱された脱水濾液３３から水蒸気４４を除去する蒸発装置４５と、前記蒸発装置４５で濃縮された濃縮脱水濾液３３Ａを、送液ポンプＰ2を備えた濃縮脱水濾液供給ラインＬ23を介して一時的に貯留する濃縮液貯留タンク４６と、前記濃縮液貯留タンク４６から濃縮脱水濾液３３Ａとを、具備している。そして、濃縮液貯留タンク４６から、脱水濾液供給ラインＬ26に介装されたポンプＰ3を介して濃縮脱水濾液３３Ａを前記噴霧乾燥装置５０へ所定量供給し、ここで無排水化を図るようにしている。
なお、図２中、符号４２ａ、４６ａは攪拌機、４２ｂ、４６ｂは攪拌翼、４３ｂは熱交換器、４３ｃは凝縮水を各々図示する。
本実施例では、脱水濾液３３を加熱する熱交換器４３として、スチーム４３ａを供給し、間接的に熱交換しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、スチーム４３ａの代わりに、例えば電気ヒータによる加熱とするようにしてもよい。
また、蒸発装置４５で発生した水蒸気４４は真空ポンプ４７で真空引きされている真空ラインＬ24に介装された冷却機４８により凝縮される。そして凝縮された凝縮液４４ａは、凝縮水タンク４９に一時的に溜められる。そして、その後、凝縮液４４ａは、脱硫装置１５の塔底部２２内にラインＬ25を介して供給される。
なお、本実施例では、発生した蒸気４４を冷却機４８で冷却して、凝縮水として、脱硫装置１５で再利用するようにしているが、蒸発装置４５からそのまま大気へ開放、または、脱硫装置１５の入口ガスＬ４に戻しても良い。
ここで、脱硫装置１５からの脱硫排水の排水量を２０ｔ／時間の場合について、濃縮装置４１を用いて１／７に濃縮した一例について説明する。
脱硫排水の排水量が２０ｔ／時間の場合、例えば総溶解固形分（ＴＤＳ：Total Dissolved Solids）が６０，０００ｍｇ／Ｌであるような場合、濃縮工程で約７倍に濃縮すると、ＴＤＳが、４２０，０００ｍｇ／Ｌ、排水量が２．９ｔ／時間（７分の１）となる。
この時、噴霧乾燥装置５０での無排水化のための蒸発に必要な熱量（ボイラからの排ガス１８の分岐ガス１８ａの量）は、約７分の１となる。
よって、噴霧乾燥装置５０の噴霧乾燥装置本体５１の必要断面積も約７分の１となる。
この結果、噴霧乾燥装置本体５１の塔径は約６割減と、コンパクト化を図ることとなる。
図３及び４は、実施例３に係る脱水濾液の排ガス処理システムの概略構成図である。なお、実施例１の排ガス処理システムと同一部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
濃縮装置４１における濃縮工程において、脱水濾液３３中の溶解成分が飽和溶解度超えると、液中に固形分が析出することとなる。
この固形分は、噴霧乾燥装置５０での液滴噴霧時に、配管やノズル等の閉塞を引き起こすことがある。
本実施例では、噴霧乾燥装置５０に導入する前流側に、図３に示す本実施例の排ガス処理システム１０Ｃにおいて、濃縮脱水濾液供給ラインＬ26にフィルタ６０を介装し、例えば噴霧手段５２や配管等の閉塞を防止するようにしている。このフィルタ６０は、噴霧乾燥装置５０の直前に介装することが望ましい。
また、配管内やノズルのスケール発生対策として、噴霧乾燥装置５０や濃縮工程停止時等の配管内工業用水置換を行うようにしてもよい。
または、配管内の定期的な工業用水洗浄を実施するようにしてもよい。
この洗浄は、運転中において、例えば２時間に１回の定期洗浄を実施し、スケールの発生の除去を行うようにしてもよい。
なお、洗浄は、濃縮脱水濾液供給ラインＬ26の濃縮装置４１側から噴霧乾燥装置５０に向かっての順洗浄による洗浄とするのが好ましい。
これにより一度、脱硫装置１５で溶解した溶解成分が濃縮による析出した場合であっても、噴霧乾燥装置５０に導入する前に、固形分離機であるフィルタ６０で除去することで、溶解成分の持込が防止できる。
また、濃縮脱水濾液供給ラインＬ26を、所定時間ごとに洗浄することで、閉塞の要因となるスケール発生を防止するようにしている。
図４は、実施例４に係る脱水濾液の排ガス処理システムの概略構成図である。なお、実施例１の排ガス処理システムと同一部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
ここで、脱硫排水中の溶解した溶解成分（塩）が、濃縮装置４１により濃縮された場合、そのまま噴霧乾燥装置５０で乾燥した場合、噴霧乾燥装置５０から排出する排ガス１８ｂ中に含まれるので、集塵機１４に供給して集塵した場合、その集塵した集塵灰１６中に、溶解成分が含まれることとなる。
この溶解成分を含む集塵灰１６をそのまま埋め立て処理する場合には、集塵灰１６からの溶解成分の再溶出が問題となる。
本実施例では、この集塵灰１６を埋め立てた場合においても再溶出が発生しないように、排ガス１８ｂを処理するようにしている。
図４に示すように、本実施例の排ガス処理システム１０Ｄは、噴霧乾燥装置５０から排出する排ガス１８ｂ中の固体成分である固形分７１を固気分離する固形分分離機７０を排ガス送給ラインＬ12に介装している。
この固形分分離機７０としては、例えばサイクロンやバグフィルタ等のガス中の固形分を分離する装置であり、分離した固形分７１は、その後混練機７２に送られ、ここで混練される。
また固形分７１を分離した排ガス１８ｃは、排ガス送給ラインＬ13を介して、ガス供給ラインＬ3に返送している。
また、分離された固形分７１は、そのまま乾燥しても水分を含むことで埋め立ての際に、再度溶解するので、固定化助剤７３と共に混練機７２で混練処理して固定化処理を行うようにしている。
本実施例では、固形分７１と固定化助剤７３とを混練機７２に投入し、ここで所定時間混練することで、固形分７１を固定化処理している。
ここで、溶出し易い固形分７１を固定化処理する固定化助剤７３としては、集塵機１４で回収した集塵灰１６を用いることができる。
集塵灰１６を所定量添加して混練機７２で混練することにより、固定化処理が確実となる。
また、集塵灰１６の代わりに、炭酸カルシウム（石灰岩）、硫酸カルシウム（石膏）、セメント材等を添加し、固定化処理を確実とするようにしてもよい。
ここで、セメント材としては、例えば３ＣａＯ・ＳｉＯ2、３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3等を配合するものであり、溶出物の固定化をより確実としている。このセメント材として、例えばポルトランドセメント等を例示することができる。
なお、各成分を溶かし混ぜ合わせて固めるために用いる水分としては、例えばスチームや排水（脱硫排水など）、工業用水や脱硫吸収液スラリー等を適宜用いることができる。
この固定化助剤７３が投入された混錬物７５は、その後乾燥機７６で乾燥され、乾燥物７７となる。この乾燥物７７は、別途埋め立て処理されるが、この埋め立ての際、固定化処理がなされているので、再溶出が発生することがなくなり、環境へ配慮した埋め立て処理が可能となる。
これにより、噴霧乾燥装置５０で乾燥に寄与した排ガス１８ｂから固形分を分離するので、集塵機１４への負荷も軽減され、集塵器１４の容量を上げる必要がなくなる。
図５は、実施例４に係る他の排ガス処理システムの概略構成図である。
図５に示す本実施例に係る脱水濾液の排ガス処理システム１０Ｅでは、固形化処理する混練機７２において、固定化助剤７３と共にキレート材７４を添加混合するようにしている。
なお、各成分を溶かし混ぜ合わせて固めるために用いる水分としては、例えばスチームや排水（脱硫排水など）、工業用水や脱硫吸収液スラリー等を適宜用いることができる。
また、この混練の際、固形分７１中の重金属を固定化するキレート材７４を併せて投入している。また、用いるキレート材７４としては、例えばＥＤＴＡ等アミノカルボン酸系キレート剤を用いることができる。
この固定化助剤７３及びキレート材７４が投入された混錬物７５は、その後乾燥機７６で乾燥され、乾燥物７７となる。
また、脱硫排水中に溶解した塩は固形分分離機７０で分離され、キレート材７４により重金属を固定化するので、乾燥塩の不溶化を図ることができ、これを埋め立て処理した場合においても、有害物質溶出による土壌汚染を防止することができる。
この乾燥物７７は、別途埋め立て処理されるが、この埋め立ての際、固定化処理がなされているので、再溶出が発生することがなくなり、環境へ配慮した埋め立て処理が可能となる。
本実施例によれば、噴霧乾燥装置５０にて生成される乾燥塩と、煤塵・セメント材等の固定化助剤７３とキレート材７４とを用いて固定化処理ので、重金属の固定化と共に、溶出防止（不溶化）処理を施すことができる。
このように、噴霧乾燥装置５０で乾燥された乾燥塩が固形分分離機７０で分離され、この乾燥塩を固定化することにより不溶化処理が確実になされることとなる。これにより、乾燥物７７を埋め立て処理した場合においても、乾燥塩の溶出が低減され有害物質溶出土壌汚染を防ぐことができる。
１０Ａ〜１０Ｅ 排ガス処理システム
１１ ボイラ
１２ 脱硝装置
１３ エアヒータ
１４ 集塵機
１５ 脱硫装置
１６ 集塵灰
１８ 排ガス
３２ 脱水機
３３ 脱水濾液
３３Ａ 濃縮脱水濾液
４１ 濃縮装置

Claims (5)

  1. 燃料を燃焼させるボイラと、
    前記ボイラからの排ガスの熱を回収するエアヒータと、
    熱回収後の排ガス中の煤塵を除去する集塵機と、
    除塵後の排ガス中に含まれる硫黄酸化物を吸収液で除去する脱硫装置と、
    前記脱硫装置から排出される吸収液スラリーから石膏を除去する脱水機と、
    前記脱水機からの脱水濾液の水分の一部を除去して濃縮脱水濾液とする濃縮装置と、
    水分が濃縮された脱水濾液を噴霧する噴霧手段を備えた噴霧乾燥装置と、
    前記噴霧乾燥装置に排ガスからの一部の分岐ガスを主煙道から導入する排ガス導入ラインと、
    前記噴霧乾燥装置で脱水濾液を乾燥した後の排ガスを前記主煙道に戻す排ガス送給ラインと、を具備することを特徴とする排ガス処理システム。
  2. 請求項１において、
    前記濃縮装置が、蒸発装置であり、
    脱水濾液を加熱する加熱器と、加熱された脱水濾液から蒸気を分離する蒸発器とを備えることを特徴とする排ガス処理システム。
  3. 請求項１又は２において、
    前記噴霧乾燥装置に送液する前記濃縮脱水濾液中の固形分を除去するフィルタを備えることを特徴とする排ガス処理システム。
  4. 請求項１乃至３のいずれか一つにおいて、
    前記排ガス送給ラインに前記排ガス中の固形分を固気分離する固形分分離機を備えることを特徴とする排ガス処理システム。
  5. 燃料を燃焼させるボイラからの排ガスの熱をエアヒータにより回収した後、
    脱硫装置において、熱回収後の排ガス中に含まれる硫黄酸化物を吸収液で除去する排ガス処理方法において、
    前記脱硫装置から排出される脱硫排水から石膏を除去した脱水濾液を、濃縮装置で減容化し、減容化した濃縮脱水濾液を排ガスの一部により噴霧乾燥することを特徴とする排ガス処理方法。
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