JP2016007572A - バグフィルタを用いた水銀除去方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バグフィルタの捕集率を高く維持して水銀の回収率を高い水準で維持することができるとともに、バグフィルタで捕集した水銀吸着粒子からの水銀の放出に起因する水銀濃度の上昇を抑えることができる水銀除去方法を提供する。
【解決手段】排ガスに含まれる水銀を吸着した水銀吸着粒子を排ガス流れの途中に配されるバグフィルタ５で捕集し、このバグフィルタ５に対し逆洗を行ってそのバグフィルタ５で捕集した水銀吸着粒子を払い落とすことにより、排ガス中の水銀を除去するようにしたバグフィルタ５を用いた水銀除去方法において、バグフィルタ５に対し所定の低サイクルタイムで低速逆洗を行っているときに、バグフィルタ５の排ガス流れ方向下流側の水銀濃度が所定値を超えると、バグフィルタ５に対しその低サイクルタイムよりも短い高サイクルタイムで高速逆洗を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、排ガスに含まれる水銀を吸着した粒子をバグフィルタで捕集し、捕集した粒子をバグフィルタの逆洗により払い落として排ガス中の水銀を除去するようにした水銀除去方法に関するものである。

従来、バグフィルタを用いた水銀除去方法としては、以下の（１）〜（３）の工程を含むものが一般的であった。
（１）排ガスに含まれる水銀を吸着した飛灰粒子を煤塵（ダスト）としてバグフィルタで捕集する。
（２）上記（１）に加えて、水銀を吸着する効果がある粒子状の水銀吸着剤（例えば、活性炭等）をバグフィルタの排ガス流れ方向上流側に定量的に吹き込み、水銀を吸着した水銀吸着剤をバグフィルタで捕集する。
（３）そして、バグフィルタに対し逆洗を行ってそのバグフィルタで捕集したダストや水銀吸着剤を払い落すことにより、排ガス中の水銀を除去する。

一方、バグフィルタの排ガス流れ方向下流側の水銀濃度に応じて、水銀吸着剤の吹き込み量を変化させるとともに、その水銀濃度が所定値を超えたときに、バグフィルタに対し逆洗を行うようにしたものが例えば特許文献１にて提案されている。

特開２００９−２９１７３４号公報

一般的に、バグフィルタは、多数の筒状のろ布がケーシングの内部に所定の配置で組み込まれて構成されており、排ガスがろ布の例えば外周側から内周側へと順方向に通過するに伴い、排ガス中のダストや上記水銀吸着剤、その他の排ガス処理剤（以下、これらを纏めて「ダスト等」と称する。）がろ布の外表面側に付着堆積して堆積層が形成され、この堆積層で排ガス中のダスト等を濾過するようにされている。

ろ布の堆積層が厚くなると、バグフィルタの圧力損失が上昇するので、バグフィルタに対し逆洗を施して、かかる堆積層を構成するダスト等を間欠的に払い落とす必要がある。ダスト等の払い落としは、ろ布の内表面側へ圧縮空気を噴射し、圧縮空気をろ布の内周側から外周側へと通過させることでろ布の外表面側に付着堆積したダスト等を吹き飛ばすことにより行われる。

通常、逆洗は、ケーシングの内部に組み込まれた多数のろ布の全てに対して一斉に行うのではなく、多数のろ布を複数のグループに分け、それぞれのグループに対して時間をずらして所定の順番で行うようにされている。例えば、多数のろ布を５つのグループに分けて１時間のサイクルタイム（１時間周期）で逆洗を行う場合、１２分おきに１つのグループに対して逆洗が行われることになる。

上記の逆洗により、ろ布に付着堆積したダスト等が払い落とされるが、払い落とされた全てのダスト等が系外に排出されるのではなく、一旦払い落とされたダスト等の一部が再びろ布の外表面側に付着堆積して再堆積層が形成される。これは、排ガスが、逆洗の終わった直後から再び順方向にろ布面を通過するために起こる現象である。

ところで、バグフィルタの排ガス流れ方向下流側の水銀濃度が所定値を超えた時点でバグフィルタの排ガス流れ方向上流側に活性炭を吹き込んでも、水銀濃度がそれに応じて思うように下がらないという現象が生じていた。これは、バグフィルタの排ガス流れ方向上流側の排ガス（水銀については未処理の排ガス）に含まれる水銀の濃度が上昇したためでなく、ろ布の堆積層中の活性炭（以前に吹き込んだもの）や飛灰等の水銀を吸着した粒子（以下、「水銀吸着粒子」と称する。）が水銀を吸着した状態を維持することができずに吸着していた水銀を放出してしまうことによるものと推察される。
このような状態でバグフィルタの排ガス流れ方向上流側に活性炭を吹き込んだ場合、排ガス中の水銀の吸着は可能であるが、上記の水銀の放出に対しては効果を発揮しない。なぜならば、吹き込まれた活性炭は、ろ布の堆積層の上に堆積するため、排ガス流れ方向で下流側となる当該堆積層から放出される水銀を吸着することができないからである。

このため、バグフィルタの排ガス流れ方向下流側の水銀濃度に応じて、水銀吸着剤の吹き込み量を変化させたとしても、ろ布の堆積層からの水銀の放出を抑えることができない。また、バグフィルタの排ガス流れ方向下流側の水銀濃度が所定値を超えたときに、バグフィルタに対し逆洗を行ったとしても、逆洗の実施のサイクルタイムが長ければ、ろ布上に捕集されてから払い落とされるまでの間の堆積層からの水銀の放出や、ろ布の再堆積層からの水銀の放出を抑えることができない。
したがって、特許文献１に記載の技術では、バグフィルタで捕集した水銀吸着粒子からの水銀の放出に起因する水銀濃度の上昇を思うように抑えることができないという問題点がある。

本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、バグフィルタの捕集率を高く維持して水銀の回収率を高い水準で維持することができるとともに、バグフィルタで捕集した水銀吸着粒子からの水銀の放出に起因する水銀濃度の上昇を抑えることができる水銀除去方法を提供することを目的とするものである。

前記目的を達成するために、本発明によるバグフィルタを用いた水銀除去方法は、
排ガスに含まれる水銀を吸着した水銀吸着粒子を排ガス流れの途中に配されるバグフィルタで捕集し、このバグフィルタに対し逆洗を行ってそのバグフィルタで捕集した水銀吸着粒子を払い落とすことにより、排ガス中の水銀を除去するようにしたバグフィルタを用いた水銀除去方法において、
前記バグフィルタに対し所定の低サイクルタイムで低速逆洗を行っているときに、前記バグフィルタの排ガス流れ方向下流側の水銀濃度が所定値を超えると、前記バグフィルタに対しその低サイクルタイムよりも短い高サイクルタイムで高速逆洗を行うようにしたことを特徴とするものである（第１発明）。

本発明において、前記高速逆洗のタイミングに合わせて前記バグフィルタの排ガス流れ方向上流側に水銀吸着剤を投入するのが好ましい（第２発明）。

本発明のバグフィルタを用いた水銀除去方法によれば、バグフィルタに対し所定の逆洗が行われるので、バグフィルタの圧力損失を低い水準に保つことができるのは勿論のこと、バグフィルタの捕集率を高く維持して水銀の回収率を高い水準で維持することができる。
また、バグフィルタに対し所定の低サイクルタイムで低速逆洗を行っているときに、バグフィルタの排ガス流れ方向下流側の水銀濃度が所定値を超えると、バグフィルタに対しその低サイクルタイムよりも短い高サイクルタイムで高速逆洗が行われるので、水銀を吸着した状態を維持することができずに吸着していた水銀を放出してしまう水銀吸着粒子を速やかに払い落とすことができるとともに、たとえ水銀吸着粒子を含むダスト等が再堆積したとしても、高サイクルタイムで高速逆洗が行われる結果、その多くが速やかに系外に排出されることになり、バグフィルタで捕集した水銀吸着粒子からの水銀の放出に起因する水銀濃度の上昇を抑えることができる。

また、高速逆洗のタイミングに合わせてバグフィルタの排ガス流れ方向上流側に水銀吸着剤を投入することにより、バグフィルタで捕集されたダスト等が一旦払い落されてからバグフィルタに水銀吸着剤が供給されることになり、バグフィルタの濾過面に近い側に水銀吸着剤を堆積させることができるため、排ガス中に含まれる水銀はもとより、水銀吸着剤の堆積層よりも排ガス流れ方向上流側にあるダスト等から放出される水銀をその水銀吸着剤の堆積層で吸着することができ、バグフィルタの排ガス流れ方向下流側の水銀濃度を効果的に下げることができる。また、再堆積が生じる場合であっても、これら再度堆積するダスト等と水銀吸着剤とが混合状態となってバグフィルタの濾過面に近い側に堆積するため、同様の効果を得ることができる。

本発明の一実施形態に係るバグフィルタを用いた水銀除去方法が適用される排ガス処理システムのフロー図である。

次に、本発明によるバグフィルタを用いた水銀除去方法の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
なお、以下の説明において、特に断りのない限り、「上流」とは、排ガスの流れ方向における上流のことであり、「下流」とは、排ガスの流れ方向における下流のことである。

＜排ガス処理システムの説明＞
図１に示される排ガス処理システム１においては、図示されない焼却炉から煙突へ向かう煙道２に沿って上流側から順に活性炭緊急投入装置３、活性炭吹き込み装置４およびバグフィルタ５がそれぞれ配設されている。

＜活性炭緊急投入装置の説明＞
活性炭緊急投入装置３は、水銀を吸着する効果がある粒子状の活性炭（水銀吸着剤）を、バグフィルタ５の上流側に大量に一気に投入するもので、活性炭を貯留する活性炭タンク６を備えている。活性炭タンク６と煙道２とは、バルブ７によって管路が開閉される活性炭投入管８によって接続されている。そして、制御装置１０からの開指令信号を受けてバルブ７により活性炭投入管８の管路が開かれると、活性炭タンク６から煙道２へ活性炭が投入・供給される一方、制御装置１０からの閉指令信号を受けてバルブ７により活性炭投入管８の管路が閉じられると、活性炭タンク６から煙道２への活性炭の供給が止まるようになっている。
なお、本実施形態では、活性炭を水銀吸着剤として用いる例を示したが、水銀吸着剤のその他の例としては、例えば活性炭担体にヨウ化カリウムを担持させたものなど、水銀を吸着し得る機能を持った粒子状物であれば特に限定されるものではない。

＜活性炭吹き込み装置の説明＞
活性炭吹き込み装置４は、煙道２に繋がる活性炭吹き込み管１１に輸送空気を流すとともに、該活性炭吹き込み管１１に活性炭を供給して、活性炭をバグフィルタ５の上流側に定量的に吹き込む役目をする。

＜バグフィルタの説明＞
バグフィルタ５は、多数の筒状のろ布１２がケーシングの内部に所定の配置で組み込まれて構成されており、排ガスがろ布１２の例えば外周側から内周側へと順方向に通過するに伴い、排ガス中のダストや、煙道２に吹き込まれた活性炭、その他の消石灰等の排ガス処理剤（以下、これらを纏めて「ダスト等」と称する。）がろ布１２の外表面側に付着堆積して堆積層が形成され、この堆積層で排ガス中のダスト等を濾過するようにされている。
ここで、多数のろ布１２は、例えば５つのろ布群１３ａ〜１３ｅにグループ分けされている。

＜払落し装置の説明＞
バグフィルタ５には、払落し装置１５が付設されている。払落し装置１５は、エアコンプレッサ１６と、このエアコンプレッサ１６からの圧縮空気が流通される主供給管１７と、この主供給管１７から分岐して各ろ布群１３ａ〜１３ｅへと繋がる分岐供給管１８ａ〜１８ｅと、分岐供給管１８ａ〜１８ｅの管路を開閉するバルブ１９ａ〜１９ｅとを備え、制御装置１０からの開指令信号を受けてバルブ１９ａ〜１９ｅにより分岐供給管１８ａ〜１８ｅが開かれると、エアコンプレッサ１６からの圧縮空気が主供給管１７および分岐供給管１８ａ〜１８ｅを介してろ布１２の内表面側へと噴射され、圧縮空気をろ布１２の内周側から外周側へと通過させることでろ布１２の外表面側に付着堆積したダスト等を吹き飛ばすことができるようになっている。

＜センサ類の説明＞
バグフィルタ５の上流側（入口側）における煙道２内の圧力と、バグフィルタ５の下流側（出口側）における煙道２内の圧力との差圧（ΔＰ）は、差圧計２１によって計測され、この差圧計２１の計測信号が制御装置１０へと送られる。
バグフィルタ５を通過した排ガスに含まれる水銀の濃度は、連続水銀分析計２３によって計測され、その計測信号は制御装置１０へと送られる。

＜バグフィルタの逆洗動作の説明＞
以上に述べたような排ガス処理システム１において、通常は、バグフィルタ５に対し例えば６０分の低サイクルタイムで低速逆洗を行う。すなわち、５つのろ布群１３ａ〜１３ｅに対応する５つのバルブ１９ａ〜１９ｅに対して制御装置１０から開指令信号を１２分おきに所定の順番で送信する。これにより、５つのろ布群１３ａ〜１３ｅに対して１２分おきに所定の順番で圧縮空気が供給され、１２分おきに逆洗が行われる。

こうして、バグフィルタ５に対し逆洗を行うことにより、バグフィルタ５の圧力損失を低い水準に保つことができるのは勿論のこと、バグフィルタ５の捕集率を高く維持して水銀の回収率を高い水準で維持することができる。

バグフィルタ５の出口側に設置した連続水銀分析計２３の計測信号に基づく水銀濃度が所定値を超えると、バグフィルタ５に対し例えば１０分の高サイクルタイムで高速逆洗を行う。すなわち、５つのろ布群１３ａ〜１３ｅに対応する５つのバルブ１９ａ〜１９ｅに対して制御装置１０から開指令信号を２分おきに所定の順番で送信する。これにより、５つのろ布群１３ａ〜１３ｅに対して２分おきに所定の順番で圧縮空気が供給され、２分おきに逆洗が行われる。

こうして、バグフィルタ５に対し１０分の高サイクルタイムで高速逆洗を行うことにより、水銀を吸着した状態を維持することができずに吸着していた水銀を放出してしまう水銀吸着粒子を速やかに払い落とすことができるとともに、たとえ水銀吸着粒子を含むダスト等が再堆積したとしても、高サイクルタイムで高速逆洗が行われる結果、その多くが速やかに系外に排出されることになり、バグフィルタ５で捕集した水銀吸着粒子からの水銀の放出に起因する水銀濃度の上昇を抑えることができる。

さらに、上記の高速逆洗の実施のタイミングに合わせて、活性炭投入管８に配設されたバルブ７に対して制御装置１０からの開指令信号を送信する。これにより、活性炭投入管８が開かれて、活性炭タンク６から煙道２に大量の活性炭が投入される。
このようなタイミングで煙道２内に大量に投入された活性炭は、高速逆洗によってダスト等の払落しがされた後のろ布１２の外表面に近い側に付着・堆積することになる。

こうして、バグフィルタ５の濾過面であるろ布１２の外表面に近い側に活性炭を堆積させることができるため、排ガス中に含まれる水銀はもとより、活性炭の堆積層よりも上流側にあるダスト等から放出される水銀をその活性炭の堆積層で吸着することができ、バグフィルタ５の下流側の水銀濃度を効果的に下げることができる。また、再堆積が生じる場合であっても、これら再度堆積するダスト等と活性炭とが混合状態となってろ布１２の外表面に近い側に堆積するため、同様の効果を得ることができる。

なお、上記の高速逆洗は、バグフィルタ５の圧力損失が上昇したときにも実施される。すなわち、ろ布１２の堆積層が厚くなると、バグフィルタ５を流れる排ガスの流れ抵抗が増し、差圧計２１によって計測される差圧ΔＰの値が大きくなる。そして、差圧ΔＰの値が所定値を超えると、バグフィルタ５に対し上記の高速逆洗を行う。

以上、本発明のバグフィルタを用いた水銀除去方法について、一実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

本発明のバグフィルタを用いた水銀除去方法は、バグフィルタの捕集率を高く維持して水銀の回収率を高い水準で維持することができるとともに、バグフィルタで捕集した水銀吸着粒子からの水銀の放出に起因する水銀濃度の上昇を抑えることができるという特性を有していることから、廃棄物処理施設や石炭火力発電、石油・ガス生成施設等で発生する燃焼排ガスの水銀除去処理の用途に好適に用いることができる。

１ 排ガス処理システム
２ 煙道
３ 活性炭緊急投入装置
４ 活性炭吹き込み装置
５ バグフィルタ
６ 活性炭タンク
１０ 制御装置
１２ ろ布
１５ 払落し装置
２３ 連続水銀分析計

Claims (2)

1. 排ガスに含まれる水銀を吸着した水銀吸着粒子を排ガス流れの途中に配されるバグフィルタで捕集し、このバグフィルタに対し逆洗を行ってそのバグフィルタで捕集した水銀吸着粒子を払い落とすことにより、排ガス中の水銀を除去するようにしたバグフィルタを用いた水銀除去方法において、
   前記バグフィルタに対し所定の低サイクルタイムで低速逆洗を行っているときに、前記バグフィルタの排ガス流れ方向下流側の水銀濃度が所定値を超えると、前記バグフィルタに対しその低サイクルタイムよりも短い高サイクルタイムで高速逆洗を行うようにしたことを特徴とするバグフィルタを用いた水銀除去方法。
2. 前記高速逆洗のタイミングに合わせて前記バグフィルタの排ガス流れ方向上流側に水銀吸着剤を投入することを特徴とする請求項１に記載のバグフィルタを用いた水銀除去方法。
   
   

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