JP2016135931A - Treatment method and apparatus of ash collected in recovery boiler - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回収ボイラ捕集灰の処理方法及び処理装置に関する。具体的には、本発明は、回収ボイラの捕集灰からカリウムと塩素を溶解除去する処理方法であって、カリウムと塩素が溶解した水溶液の水分を再利用する工程を含む処理方法に関する。 The present invention relates to a processing method and a processing apparatus for collected boiler ash. Specifically, the present invention relates to a treatment method for dissolving and removing potassium and chlorine from the collected ash of a recovery boiler, and relates to a treatment method including a step of reusing water in an aqueous solution in which potassium and chlorine are dissolved.
回収ボイラは、クラフトパルプ製造工程で排出される廃液（黒液）を燃料とするボイラである。クラフトパルプ製造工程で排出された黒液は、蒸留器等を用いて濃縮され、ボイラの燃料として使用される。この濃縮黒液は、ボイラで燃焼されることで、有機分はエネルギーとして使用され、無機分はクラフトパルプ製造工程の薬品として回収される。クラフトパルプ製造工程では回収した無機分が繰り返し循環利用されることで、原料の木材チップ等に含まれる塩素やカリウムが濃縮され、腐食等の障害の原因となるため、ボイラ捕集灰等から塩素とカリウムを一定比率除去することが必要である。 The recovery boiler is a boiler that uses waste liquid (black liquor) discharged in the kraft pulp manufacturing process as fuel. The black liquor discharged in the kraft pulp manufacturing process is concentrated using a distiller or the like and used as boiler fuel. When this concentrated black liquor is burned in a boiler, the organic component is used as energy, and the inorganic component is recovered as a chemical in the kraft pulp manufacturing process. In the kraft pulp manufacturing process, the recovered inorganic content is repeatedly circulated, which concentrates chlorine and potassium contained in the raw material wood chips, etc., causing corrosion and other obstacles. It is necessary to remove a certain ratio of potassium.
ボイラ捕集灰とは、回収ボイラの煙道中に設置した電機集塵機で捕集された飛灰であり、硫酸ナトリウムおよび炭酸ナトリウムを主成分とするものである。このように、ボイラ捕集灰には、多量のナトリウムが含まれており、絶乾重量の３０％程度がナトリウムである。ボイラ捕集灰中のナトリウムは黒液に戻され、クラフトパルプ製造用薬品のナトリウム源として利用される。なお、ボイラ捕集灰には、硫酸ナトリウムや炭酸ナトリウムの他に、不純物として塩化ナトリウム及び硫酸カリウムも含まれている。 Boiler collection ash is fly ash collected by an electric dust collector installed in the flue of the recovery boiler, and contains sodium sulfate and sodium carbonate as main components. Thus, the boiler collection ash contains a large amount of sodium, and about 30% of the absolute dry weight is sodium. Sodium in boiler collection ash is returned to black liquor and used as a sodium source for chemicals for kraft pulp production. The boiler collection ash contains sodium chloride and potassium sulfate as impurities in addition to sodium sulfate and sodium carbonate.
塩化ナトリウム及び硫酸カリウム中の塩素やカリウムは、除去されることが必要である。カリウム及び塩素の除去方法としては、ボイラ捕集灰を水に溶解することで、ボイラ捕集灰中の塩素及びカリウムが溶解した溶液と、硫酸ナトリウムなどの固形分を分離回収する方法が挙げられる（特許文献１及び２）。また、ボイラ捕集灰を水分に溶解した溶解スラリを冷却し、冷却により再結晶化したナトリウム分を溶解スラリから分離（ろ過）する方法も知られている（特許文献３〜５）。 Chlorine and potassium in sodium chloride and potassium sulfate need to be removed. Examples of the method for removing potassium and chlorine include a method in which boiler collection ash is dissolved in water to separate and recover a solution in which the chlorine and potassium in the boiler collection ash are dissolved and a solid content such as sodium sulfate. (Patent Documents 1 and 2). Moreover, the method of cooling the melt | dissolution slurry which melt | dissolved the boiler collection ash in the water | moisture content, and isolate | separating (filtering) the sodium content recrystallized by cooling from a melt | dissolution slurry is also known (patent documents 3-5).
しかしながら、従来の処理方法では、塩素及びカリウムを除去する際には、塩素及びカリウムは水溶液の状態で除去されており、この水溶液は排水として処理されていた。このため、塩素及びカリウムを除去する際には大量の水溶液が排水となり、環境への悪影響が懸念されていた。 However, in the conventional treatment method, when chlorine and potassium are removed, chlorine and potassium are removed in the form of an aqueous solution, and this aqueous solution is treated as waste water. For this reason, when removing chlorine and potassium, a large amount of aqueous solution becomes wastewater, and there is a concern about an adverse effect on the environment.
そこで本発明者らは、このような従来技術の課題を解決するために、塩素及びカリウムを除去する際に排出される排水を大幅に低減させる処理方法及び処理装置を提供することを目的として検討を進めた。 Therefore, in order to solve the problems of the prior art, the present inventors have studied for the purpose of providing a treatment method and a treatment apparatus that can greatly reduce waste water discharged when chlorine and potassium are removed. Advanced.
上記の課題を解決するために鋭意検討を行った結果、本発明者らは塩素及びカリウムを含む水溶液から水分を分離し、得られた水分を回収ボイラ捕集灰の溶解工程に戻すことにより、塩素及びカリウムを除去する際に排出される排水の量を大幅に低減し得ることを見出した。さらに、本発明者らは、このような工程を設けることで、ゼロ排水システムを構築し得ることに成功し、本発明を完成するに至った。
具体的に、本発明は、以下の構成を有する。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors separated water from an aqueous solution containing chlorine and potassium, and returned the obtained water to the recovery process of the collected boiler ash, It has been found that the amount of waste water discharged when removing chlorine and potassium can be greatly reduced. Furthermore, the present inventors succeeded in constructing a zero drainage system by providing such a process, and completed the present invention.
Specifically, the present invention has the following configuration.
［１］回収ボイラの捕集灰の少なくとも一部を水分と混合し溶解スラリを得る工程と、溶解スラリから塩素及びカリウムを含む水溶液を得る工程と、水溶液から水分を分離する工程と、水分を分離する工程で得られた水分を回収ボイラの捕集灰と混合するためにスラリ化槽に送る工程とを含むことを特徴とする回収ボイラ捕集灰の処理方法。
［２］水分を分離する工程では、水分を蒸発法又は逆浸透膜法により分離する［１］に記載の回収ボイラ捕集灰の処理方法。
［３］水溶液から水分を分離する工程の前に、さらに固形分を析出させる工程を含む［１］又は［２］に記載の回収ボイラ捕集灰の処理方法。
［４］溶解スラリを得る工程では、回収ボイラ捕集灰と水分の混合質量比率が１：０．２〜５０となるように混合する［１］〜［３］のいずれかに記載の回収ボイラ捕集灰の処理方法。
［５］回収ボイラの捕集灰の少なくとも一部を水分と混合し溶解スラリを作成するスラリ化槽と、溶解スラリから塩素及びカリウムを含む水溶液を分離する第１の分離装置と、水溶液から水分を分離する第２の分離装置と、第２の分離装置で分離された水分をスラリ化槽に送る流路とを備える回収ボイラ捕集灰の処理装置。
［６］第２の分離装置は、蒸発晶析装置又は逆浸透膜含有装置である［５］に記載の回収ボイラ捕集灰の処理装置。
［７］第１の分離装置は、溶解スラリから塩素及びカリウムを含む水溶液と固形分を分離する装置である［５］又は［６］に記載の回収ボイラ捕集灰の処理装置。
[1] A step of mixing at least a part of collected ash of the recovery boiler with moisture to obtain a dissolved slurry, a step of obtaining an aqueous solution containing chlorine and potassium from the dissolved slurry, a step of separating moisture from the aqueous solution, And a step of sending the water obtained in the separation step to a slurrying tank for mixing with the collection ash of the recovery boiler.
[2] The method for treating collected boiler collected ash according to [1], wherein in the step of separating moisture, the moisture is separated by an evaporation method or a reverse osmosis membrane method.
[3] The method for treating collected boiler ash according to [1] or [2], further including a step of precipitating a solid before the step of separating water from the aqueous solution.
[4] In the step of obtaining the dissolved slurry, the recovery boiler according to any one of [1] to [3], in which the mixing mass ratio of the recovered boiler collection ash and moisture is 1: 0.2 to 50 Processing method of collected ash.
[5] A slurry tank for mixing at least a part of the collected ash of the recovery boiler with moisture to create a dissolved slurry, a first separator for separating an aqueous solution containing chlorine and potassium from the dissolved slurry, and moisture from the aqueous solution The recovery boiler collection ash processing apparatus provided with the 2nd separation apparatus which isolate | separates, and the flow path which sends the water | moisture content isolate | separated by the 2nd separation apparatus to a slurrying tank.
[6] The recovery boiler collection ash treatment apparatus according to [5], wherein the second separation apparatus is an evaporation crystallization apparatus or a reverse osmosis membrane-containing apparatus.
[7] The recovery boiler collection ash treatment device according to [5] or [6], wherein the first separation device is a device that separates an aqueous solution containing chlorine and potassium from a dissolved slurry and a solid content.
本発明の処理方法によれば、塩素及びカリウムを除去する際に排出される排水の量を大幅に低減することができる。これにより、環境汚染等の環境負荷を低減することが可能となる。さらに、本発明の処理方法は、ゼロ排水システムを構築し得ることに寄与するものである。 According to the treatment method of the present invention, the amount of drainage discharged when removing chlorine and potassium can be greatly reduced. Thereby, it becomes possible to reduce environmental loads, such as environmental pollution. Furthermore, the treatment method of the present invention contributes to the construction of a zero drainage system.
以下において、本発明について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、代表的な実施形態や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は「〜」前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail. The description of the constituent elements described below may be made based on representative embodiments and specific examples, but the present invention is not limited to such embodiments. In the present specification, a numerical range expressed using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.
（回収ボイラ捕集灰の処理方法）
本発明は、回収ボイラ捕集灰（以下、ＥＰ灰ともいう）の処理方法に関する。本発明の回収ボイラ捕集灰の処理方法は、回収ボイラの捕集灰の少なくとも一部を水分と混合し溶解スラリを得る工程と、溶解スラリから塩素及びカリウムを含む水溶液を得る工程と、水溶液から水分を分離する工程と、水分を分離する工程で得られた水分を回収ボイラの捕集灰と混合するためにスラリ化槽に送る工程を含む。本発明では、上記の工程によって回収ボイラ捕集灰を処理することにより、塩素及びカリウムを除去する際に、系外に排出される塩素及びカリウムを含有する水溶液量を大幅に低減することができる。さらに、本発明の処理方法は、ゼロ排水システムを構築することを可能にする。なお、ここでゼロ排水システムとは、回収ボイラ捕集灰を処理する際に、除去された塩素とカリウムを含有する水溶液を実質的に系外に排出しないことを意味する。
(Treatment method of collected boiler ash)
The present invention relates to a method for treating collected boiler ash (hereinafter also referred to as EP ash). The method for treating collected boiler ash of the present invention includes a step of mixing at least a portion of the collected ash of the recovered boiler with moisture to obtain a dissolved slurry, a step of obtaining an aqueous solution containing chlorine and potassium from the dissolved slurry, and an aqueous solution. And a step of sending water obtained in the step of separating water to a slurrying tank for mixing with the collected ash of the recovery boiler. In the present invention, the amount of the aqueous solution containing chlorine and potassium discharged out of the system can be greatly reduced when chlorine and potassium are removed by treating the collected boiler collected ash by the above-described process. . Furthermore, the treatment method of the present invention makes it possible to construct a zero drainage system. Here, the zero drainage system means that the aqueous solution containing the removed chlorine and potassium is not substantially discharged out of the system when the collected boiler ash is processed.
図１に示すように、本発明の回収ボイラ捕集灰の処理方法は、回収ボイラ５において黒液を燃焼させた際に出る捕集灰の少なくとも一部をスラリ化槽１０において溶解スラリを得る工程を有する。スラリ化槽１０には、水分が投入され、回収ボイラ捕集灰が溶解される。
As shown in FIG. 1, according to the method for treating collected boiler ash of the present invention, at least a part of the collected ash that is produced when black liquor is burned in the
スラリ化槽１０において得られた溶解スラリは、第１の分離装置２０に送液される。第１の分離装置２０では、溶解スラリから塩素及びカリウムを含む水溶液を分離する。また、第１の分離装置２０では、溶解スラリ中の固形分を沈殿物として分離することもできる。沈殿物には、硫酸ナトリウム（Ｎａ2ＳＯ4）や炭酸ナトリウム（Ｎａ2ＣＯ3）が含まれる。
第１の分離装置２０は、スラリ化槽１０に直結するように設けられてもよいが、スラリ化槽１０と第１の分離装置２０の間には、析出槽１５が設けられてもよい。例えば、図１に示すように析出槽１５において、固形分を析出させる工程を含んでいてもよい。ここで、固形分を析出させる工程は、水溶液から水分を分離する工程の前に設けられる。析出槽１５には、冷却システム（例えば、製氷機１７から氷を送るシステム）が備えつけられており、析出槽１５及び析出槽中の溶解スラリを冷却することにより、固形分を析出させる。
析出槽１５で析出された固形分は、第１の分離装置２０において沈殿物として分離され、パルプ製造工程に回収される。なお、第１の分離装置２０において回収された固形分は回収ボイラにおいて再利用することもできる。
The dissolved slurry obtained in the
The
The solid content precipitated in the
第１の分離装置２０で得られた塩素及びカリウムを含む水溶液は、第２の分離装置３０に送液され、第２の分離装置３０では、水溶液から水分が分離される。第２の分離装置３０において、分離された水分は、さらに別の溶解スラリを得るためにスラリ化槽に送液される。ここで、第２の分離装置３０には、水溶液から分離された水分をスラリ化槽に送液するための機構が備えつけられている。例えば、第２の分離装置３０には、水分をスラリ化槽に送液するための配管が備えつけられていることが好ましく、送液量や送液速度を調節する送液システムが備えつけられていることがより好ましい。図１においては、第２の分離装置３０で分離された水分の流れは、点線で示されている。
第２の分離装置３０で分離された水分は、図１の点線で示すように、溶解スラリを得る工程で用いられたスラリ化槽に送液されてもよく、他のスラリ化槽に送液されてもよい。
The aqueous solution containing chlorine and potassium obtained by the
As shown by the dotted line in FIG. 1, the water separated by the
上記のような工程を経ることにより、捕集灰からカリウムや塩素を除去することが可能となる。このようにして、捕集灰からカリウムや塩素を除去することにより、回収ボイラの装置の腐食等を抑制することができる。なお、このように捕集灰からカリウムや塩素を除去することを、各々脱カリ（脱Ｋ）、脱塩（脱Ｃｌ）と呼ぶ場合がある。 By passing through the above steps, potassium and chlorine can be removed from the collected ash. In this way, by removing potassium and chlorine from the collected ash, corrosion of the recovery boiler device and the like can be suppressed. The removal of potassium and chlorine from the collected ash in this way may be referred to as decalcification (deK) and desalting (deCl), respectively.
図２には、本発明の回収ボイラ捕集灰の処理工程の他の態様の概略図を示している。本発明では、図２に示すように、本発明の回収ボイラ捕集灰の処理工程においては、析出槽を有していなくてもよい。例えば、図２では、スラリ化槽１０において固形分等の溶解度を調節することができる。このように固形分等の溶解度が調節された溶解スラリは、第１の分離装置２０に直接送液され、第１の分離装置２０では、溶解スラリから塩素及びカリウムを含む水溶液が分離される。その後、塩素及びカリウムを含む水溶液は、第２の分離装置３０に送液され、第２の分離装置３０では、水溶液から水分を分離する。図２に示した第２の分離装置３０にも、水溶液から分離された水分をスラリ化槽に送液するための機構が備えつけられている。例えば、第２の分離装置３０には、水分をスラリ化槽に送液するための配管が備えつけられていることが好ましく、送液量や送液速度を調節する送液システムが備えつけられていることがより好ましい。
In FIG. 2, the schematic of the other aspect of the process of the collection | recovery boiler collection ash of this invention is shown. In this invention, as shown in FIG. 2, in the process process of the collection boiler collection ash of this invention, it does not need to have a precipitation tank. For example, in FIG. 2, the solubility of the solid content or the like can be adjusted in the
このように、本発明の回収ボイラ捕集灰の処理工程は、図１及び図２に示すような工程を有することが好ましく、特に図２に示すような工程を有することが好ましい。図２に示すような工程において回収ボイラ捕集灰の処理を行う場合は、回収ボイラ捕集灰に含まれるナトリウムの溶解率を特定の範囲内とすることが好ましい。ナトリウムの溶解率を特定の範囲内とすることにより、図１に示すような析出槽１５を設置する必要がなくなり、処理装置を簡略化することができる。さらに、設備投資等にかかるコストを抑制することも可能となる。また、図１に示すような析出槽１５には、冷却システム（例えば、製氷機１７から氷を送るシステム）が必要であり、析出槽１５を設置しない処理工程とすることで、冷却システムに使われる冷却エネルギーの消費を抑えることも可能になる。
Thus, it is preferable that the processing process of the collection boiler collection ash of this invention has a process as shown in FIG.1 and FIG.2, and it is especially preferable to have a process as shown in FIG. When processing the collection boiler collection ash in a process as shown in FIG. 2, it is preferable to make the dissolution rate of sodium contained in the collection boiler collection ash within a specific range. By setting the dissolution rate of sodium within a specific range, it is not necessary to install the
（溶解スラリを得る工程）
図２のように、析出槽を設けない処理工程では、スラリ化槽で溶解スラリを得る工程において、固形分の溶解度を以下のように調節することが重要となる。
回収ボイラの捕集灰の少なくとも一部を水分と混合し溶解スラリを得る工程では、捕集灰に含まれるナトリウムの溶解率を９０質量％以下とすればよく、６０質量％以下とすることが好ましく、５０質量％以下とすることがより好ましく、３５質量％以下とすることが特に好ましい。溶解スラリを得る工程において、捕集灰に含まれるナトリウムの溶解率を上記範囲内とすることにより、カリウムや塩素を捕集灰から分離するために行われる溶解スラリの冷却負荷を低減することができる。すなわち、溶解スラリの冷却にかかるエネルギーを低減することができる。このため、エネルギー効率よく、捕集灰からカリウム及び塩素を除去することが可能となる。また、捕集灰に含まれるナトリウムの溶解率を上記範囲内とすることにより、溶解スラリを別途冷却する工程を省略することが可能となり、処理工程を簡略化することが可能となる。
(Process for obtaining dissolved slurry)
As shown in FIG. 2, in the treatment process in which no precipitation tank is provided, it is important to adjust the solubility of the solid content as follows in the process of obtaining the dissolved slurry in the slurrying tank.
In the step of mixing at least a part of the collected ash of the recovery boiler with moisture to obtain a dissolved slurry, the dissolution rate of sodium contained in the collected ash may be 90% by mass or less, and may be 60% by mass or less. Preferably, it is more preferable to set it as 50 mass% or less, and it is especially preferable to set it as 35 mass% or less. In the step of obtaining the dissolved slurry, the cooling load of the dissolved slurry performed to separate potassium and chlorine from the collected ash can be reduced by setting the dissolution rate of sodium contained in the collected ash within the above range. it can. That is, the energy required for cooling the dissolved slurry can be reduced. For this reason, it becomes possible to remove potassium and chlorine from collected ash efficiently. In addition, by setting the dissolution rate of sodium contained in the collected ash within the above range, it is possible to omit the step of separately cooling the dissolved slurry and to simplify the processing step.
ここで、ナトリウム溶解率とは、１００質量％から、捕集灰に含まれるナトリウムの質量に対する黒液に戻されるナトリウムの質量百分率を引いたものである。具体的には、以下の式で算出される。
溶解率（質量％）＝１００−（黒液に戻される質量数／捕集灰に含まれる質量）×１００
Here, the sodium dissolution rate is obtained by subtracting the mass percentage of sodium returned to the black liquor with respect to the mass of sodium contained in the collected ash from 100 mass%. Specifically, it is calculated by the following formula.
Dissolution rate (mass%) = 100− (mass number returned to black liquor / mass contained in collected ash) × 100
回収ボイラの捕集灰の少なくとも一部を水分と混合し溶解スラリを得る工程では、捕集灰に含まれるカリウムの溶解率を５０質量％以上とすることが好ましく、６０質量％以上とすることがより好ましく、７０質量％以上とすることが特に好ましい。溶解スラリのカリウムの溶解率を上記範囲以上とすることにより、捕集灰からカリウムを十分に除去することが可能となる。すなわち、カリウムの除去率を高めることができる。 In the step of mixing at least a part of the collected ash of the recovery boiler with moisture to obtain a dissolved slurry, the dissolution rate of potassium contained in the collected ash is preferably 50% by mass or more, and 60% by mass or more. Is more preferable, and 70% by mass or more is particularly preferable. By setting the dissolution rate of potassium in the dissolved slurry to be in the above range or more, potassium can be sufficiently removed from the collected ash. That is, the removal rate of potassium can be increased.
また、回収ボイラの捕集灰の少なくとも一部を水分と混合し溶解スラリを得る工程では、捕集灰に含まれる塩素の溶解率を６５質量％以上とすることが好ましく、７０質量％以上とすることがより好ましく、８０質量％以上とすることがさらに好ましい。溶解スラリの塩素の溶解率を上記範囲以上とすることにより、捕集灰から塩素を十分に除去することが可能となる。すなわち、塩素の除去率を高めることができる。 In the step of mixing at least a part of the collected ash of the recovery boiler with moisture to obtain a dissolved slurry, the dissolution rate of chlorine contained in the collected ash is preferably 65% by mass or more, and 70% by mass or more. More preferably, it is more preferably 80% by mass or more. By setting the dissolution rate of chlorine in the dissolved slurry to be in the above range or more, chlorine can be sufficiently removed from the collected ash. That is, the chlorine removal rate can be increased.
図２に示すような工程では、スラリ化槽１０における溶解スラリの水温は２５℃未満であることが好ましく、２０℃未満であることがより好ましい。水温を上記範囲内とする場合、混合時間は５〜７０分であることが好ましく、１０〜６０分であることがより好ましく、２０〜５０分であることが最も好ましい。
In the step as shown in FIG. 2, the water temperature of the dissolved slurry in the
一方、スラリ化槽１０における溶解スラリの水温は４０〜１００℃としてもよい。水温を高温にする場合、５０〜８５℃とすることがより好ましい。水温を上記範囲内とする場合、硫酸ナトリウムの水和反応は生じず、長時間の撹拌によるデメリットを小さくすることができる。一方で、炭酸ナトリウムの１水和物が生じる傾向となるため、捕集灰と水分との混合時間は１０〜１２０分であることが好ましく、２０〜９０分であることがより好ましく、３０〜８０分であることがさらに好ましい。
On the other hand, the water temperature of the dissolved slurry in the
なお、混合時間は、回分方式（バッチ方式）および連続方式のそれぞれに対し、下記のように定義される。回分方式においては、混合時間は、撹拌下にある所定量の水分に捕集灰を投入してから、スラリを分離機に送るまでの時間をいう。捕集灰の投入には設備規模等に応じた時間を要するが、投入時間は可能な限り速やかであることが望ましい。一方、連続方式においては、スラリ化槽の滞留時間が混合時間に相当する。すなわち、連続方式においては、混合時間は下記の関係式で表される。
（混合時間）＝（滞留時間）＝（スラリ化槽容積[ｍ3]）／（スラリ処理量[ｍ3/ｈ]）
In addition, mixing time is defined as follows with respect to each of a batch system (batch system) and a continuous system. In the batch system, the mixing time refers to the time from when the collected ash is introduced into a predetermined amount of water under stirring until the slurry is sent to the separator. The input of the collected ash requires time according to the scale of the equipment, etc., but the input time is preferably as quick as possible. On the other hand, in the continuous method, the residence time of the slurrying tank corresponds to the mixing time. That is, in the continuous method, the mixing time is expressed by the following relational expression.
(Mixing time) = (Residence time) = (Slurry tank volume [m 3 ]) / (Slurry processing amount [m 3 / h])
スラリ化槽では、捕集灰の量に応じて必要量の水分が添加される。捕集灰と水分の混合質量比率は特に限定されるものではないが、１：０．２〜５０であることがより好ましく、１：０．３〜３０であることがさらに好ましく、１：０．５〜１０であることが特に好ましい。捕集灰と水分の混合質量比率を上記範囲内とすることにより、ナトリウム、カリウム及び塩素の各々の溶解率を調節することが可能となり、捕集灰からカリウム及び塩素を効率よく除去することができる。 In the slurry tank, a necessary amount of water is added according to the amount of collected ash. The mixing mass ratio of the collected ash and moisture is not particularly limited, but is preferably 1: 0.2 to 50, more preferably 1: 0.3 to 30, and 1: 0. It is especially preferable that it is 5-10. By making the mixed mass ratio of the collected ash and moisture within the above range, it becomes possible to adjust the dissolution rate of each of sodium, potassium and chlorine, and to efficiently remove potassium and chlorine from the collected ash. it can.
さらにスラリ化槽に硫酸を加え、分離した固形分中の硫酸比率やナトリウム回収率を調整することができる。溶解スラリのｐＨは７〜１２であることが好ましく、７〜１０であることがより好ましい。 Furthermore, sulfuric acid can be added to the slurrying tank to adjust the sulfuric acid ratio and sodium recovery rate in the separated solid content. The pH of the dissolved slurry is preferably 7 to 12, and more preferably 7 to 10.
スラリ化槽において溶解スラリを作成する工程は、回分式(バッチ方式)でも連続方式でも良い。特に、スラリ化槽の温度を２５℃未満とする場合、捕集灰と水分との混合時間に比例して捕集灰中の硫酸ナトリウムが水和熱を発しながら１０水和物に変化するため、混合時間の管理は重要である。 The process of creating the dissolved slurry in the slurrying tank may be a batch method (batch method) or a continuous method. In particular, when the temperature of the slurrying tank is less than 25 ° C., sodium sulfate in the collected ash changes to decahydrate while emitting heat of hydration in proportion to the mixing time of the collected ash and moisture. The management of the mixing time is important.
回収ボイラの捕集灰の少なくとも一部を水分と混合し溶解スラリを得る工程では、溶解スラリに塩化物イオンを含む水溶液を添加してもよい。溶解スラリには、塩化物イオンは、５〜１００ｇ/ｌ添加されることが好ましく、１０〜６０ｇ/ｌ添加されることがよい好ましく、２０〜４０ｇ/ｌ添加されることがさらに好ましい。溶解スラリに上記範囲内となるように塩化物イオンを添加することにより、ナトリウムの溶解率をより低く抑えることが可能となる。 In the step of mixing at least a part of the collected ash of the recovery boiler with moisture to obtain a dissolved slurry, an aqueous solution containing chloride ions may be added to the dissolved slurry. The dissolved slurry is preferably added with 5 to 100 g / l of chloride ions, more preferably 10 to 60 g / l, and even more preferably 20 to 40 g / l. By adding chloride ions to the dissolved slurry so as to be within the above range, the dissolution rate of sodium can be further reduced.
（水溶液を得る工程）
溶解スラリから塩素及びカリウムを含む水溶液を得る工程は、溶解スラリに含まれる固形分を一定以上析出させた後に、第１の分離装置において塩素及びカリウムを含む水溶液を得る工程である。固形分を一定以上析出させるためには、図１に示した工程で冷却等により固形分を析出させてもよく、図２に示した工程で固形分の溶解度をあらかじめ調節してもよい。固形分を析出槽で析出させずに、塩素及びカリウムを含む水溶液を得る場合は、上述したように、スラリ化槽で各成分の溶解度を調節することが好ましい。
(Step of obtaining an aqueous solution)
The step of obtaining an aqueous solution containing chlorine and potassium from the dissolved slurry is a step of obtaining an aqueous solution containing chlorine and potassium in the first separation device after the solid content contained in the dissolved slurry is precipitated more than a certain amount. In order to precipitate the solid content above a certain level, the solid content may be precipitated by cooling or the like in the step shown in FIG. 1, or the solubility of the solid content may be adjusted in advance in the step shown in FIG. When obtaining an aqueous solution containing chlorine and potassium without precipitating the solid content in the precipitation tank, it is preferable to adjust the solubility of each component in the slurrying tank as described above.
また、図１のように固形分を析出槽１５で析出させる場合は、溶解スラリの液温を２５℃以下とすることが好ましく、２０℃以下がさらに好ましく、１５℃以下とすることが最も好ましい。
Moreover, when depositing solid content in the
第１の分離装置では、溶解スラリに含まれる固形分と塩素及びカリウムを含む水溶液を分離する。分離する方法としては、例えば、遠心分離法、フィルターによるろ過等が挙げられる。 In the first separator, the solid content contained in the dissolved slurry is separated from the aqueous solution containing chlorine and potassium. Examples of the separation method include a centrifugal separation method and filtration with a filter.
（水溶液から水分を分離する工程）
水溶液から水分を分離する工程は、塩素及びカリウムを含む水溶液から水分を分離する工程である。このような水分の分離は、第２の分離装置において行われる。水分を分離する工程では、水溶液を蒸発法又は逆浸透膜法により水分を分離することが好ましく、第２の分離装置は、蒸発晶析装置又は逆浸透膜含有装置であることが好ましい。
(Step of separating water from aqueous solution)
The step of separating moisture from the aqueous solution is a step of separating moisture from the aqueous solution containing chlorine and potassium. Such water separation is performed in the second separation device. In the step of separating the water, it is preferable to separate the water from the aqueous solution by an evaporation method or a reverse osmosis membrane method, and the second separation device is preferably an evaporation crystallization device or a reverse osmosis membrane-containing device.
蒸発法は、塩素及びカリウムを含む水溶液に含まれる水分を蒸発させ、蒸発させた蒸気を冷却することによって水分を分離する方法である。
逆浸透膜法は水を通し、イオンや塩類など水以外の不純物が透過しない性質を持つ逆浸透膜を利用する方法である。
The evaporation method is a method of separating moisture by evaporating moisture contained in an aqueous solution containing chlorine and potassium and cooling the evaporated vapor.
The reverse osmosis membrane method is a method that uses a reverse osmosis membrane having a property of passing water and preventing impurities other than water such as ions and salts from permeating.
（スラリ化槽に送る工程）
スラリ化槽に送る工程は、水溶液から水分を分離する工程で得られた水分をスラリ化槽に送液する工程である。ここで、スラリ化槽に送液された水分は、他のバッチの回収ボイラ捕集灰と混合される水分として再利用される。なお、スラリ化槽が連続方式の場合は、他の時間単位において回収ボイラ捕集灰と混合される水分として再利用される。本明細書では、バッチ方式の場合は、水分と他のバッチの回収ボイラ捕集灰を混合して得られる溶解スラリのことを第２の溶解スラリと表現してもよい。また、連続方式の場合は、水分と他の時間単位において得られる回収ボイラ捕集灰を混合して得られる溶解スラリを第２の溶解スラリと表現してもよい。なお、第２の溶解スラリは、溶解スラリを得る工程で用いたスラリ化槽と同じスラリ化槽で作成されてもよく、異なるスラリ化槽で作成されてもよい。
(Process to send to slurry tank)
The step of sending to the slurrying tank is a process of feeding the water obtained in the step of separating the water from the aqueous solution to the slurrying tank. Here, the water sent to the slurrying tank is reused as water mixed with the collected boiler ash of other batches. In addition, when a slurry tank is a continuous system, it is reused as moisture mixed with the collection boiler collection ash in other time units. In the present specification, in the case of the batch method, a dissolved slurry obtained by mixing moisture and collected boiler ash of another batch may be expressed as a second dissolved slurry. Moreover, in the case of a continuous system, you may express the melt | dissolution slurry obtained by mixing a water | moisture content and the collection | recovery boiler collection ash obtained in another time unit as a 2nd melt | dissolution slurry. In addition, the 2nd melt | dissolution slurry may be created in the same slurry tank as the slurry tank used in the process of obtaining a melt | dissolution slurry, and may be created in a different slurry tank.
また、スラリ化槽に送る工程では、水溶液から水分を分離する工程で得られた水分を１つのスラリ化槽に送液してもよく、２以上の異なるスラリ化槽に送液してもよい。水分を２以上の異なるスラリ化槽に送液する場合、同時に異なるスラリ化槽に送液をしてもよいし、異なる時間に、各々のスラリ化槽に送液をしてもよい。 Further, in the step of sending to the slurrying tank, the water obtained in the step of separating the water from the aqueous solution may be sent to one slurrying tank or may be sent to two or more different slurrying tanks. . When liquid is fed to two or more different slurrying tanks, the liquid may be fed to different slurrying tanks at the same time, or may be fed to each slurrying tank at different times.
スラリ化槽に送る工程では、塩素及びカリウムを含む水溶液から分離された水分をスラリ化槽に送るための機構を利用して送液が行われる。例えば、第２の分離装置３０には、水分をスラリ化槽に送液するための配管が備えつけられていることが好ましく、送液量や送液速度を調節する送液システムが備えつけられていることがより好ましい。
In the step of sending to the slurrying tank, liquid feeding is performed using a mechanism for sending moisture separated from the aqueous solution containing chlorine and potassium to the slurrying tank. For example, the
（回収ボイラ捕集灰の処理装置）
本発明は、回収ボイラ捕集灰の処理装置に関するものでもある。本発明の回収ボイラ捕集灰の処理装置は、回収ボイラの捕集灰の少なくとも一部を水分と混合し溶解スラリを作成するスラリ化槽と、溶解スラリから塩素及びカリウムを含む水溶液を分離する第１の分離装置と、水溶液から水分を分離する第２の分離装置と、第２の分離装置で分離された水分をスラリ化槽に送る流路とを備える。
(Recovery boiler collection ash processing equipment)
The present invention also relates to an apparatus for treating collected boiler ash. The recovery boiler collection ash treatment apparatus of the present invention separates an aqueous solution containing chlorine and potassium from a slurry slurry, a slurry tank that mixes at least a part of the collection ash of the recovery boiler with moisture and creates a dissolved slurry. A first separation device, a second separation device for separating moisture from the aqueous solution, and a flow path for sending moisture separated by the second separation device to the slurrying tank.
スラリ化槽は、回収ボイラの捕集灰の少なくとも一部と水分とを混合する槽である。スラリ化槽には、水分を注入するための配管及び注入口が設けられていることが好ましい。また、スラリ化槽には、濃硫酸を注入するための配管及び注入口が設けられていることが好ましい。さらに、スラリ化槽には、回収ボイラ捕集灰を注入するための配管及び注入口が設けられていることが好ましい。 The slurry tank is a tank that mixes at least a part of the collected ash of the recovery boiler with moisture. The slurry tank is preferably provided with piping and an inlet for injecting moisture. Moreover, it is preferable that the slurrying tank is provided with a pipe and an inlet for injecting concentrated sulfuric acid. Furthermore, it is preferable that the slurrying tank is provided with a pipe and an inlet for injecting the recovered boiler collection ash.
スラリ化槽には、撹拌システムが設けられていることが好ましい。例えば、図１及び図２に示すようにスラリ化槽１０には、撹拌ペラが備えつけられていることが好ましく、撹拌ペラによって、スラリ化槽内の溶液が均一になるように撹拌されることが好ましい。
The slurry tank is preferably provided with a stirring system. For example, as shown in FIGS. 1 and 2, the
スラリ化槽には、回収ボイラ捕集灰のナトリウム、カリウム及び塩素の各々の溶解率を測定する機構を備えていてもよい。さらに、その測定結果を制御装置にフィードバックし、冷却温度や混合時間を適宜調節することとしてもよい。このような測定機構を備えることにより、回収ボイラ捕集灰から、効率良くカリウム及び塩素を除去することが可能となる。 The slurrying tank may be provided with a mechanism for measuring the dissolution rates of sodium, potassium and chlorine in the collected boiler collection ash. Furthermore, the measurement result may be fed back to the control device, and the cooling temperature and mixing time may be adjusted as appropriate. By providing such a measurement mechanism, it becomes possible to efficiently remove potassium and chlorine from the collected boiler collection ash.
回収ボイラ捕集灰の処理装置が図１に示すような析出槽１５を有する場合、析出槽には、冷却システムが備え付けられていることが好ましい。例えば、析出槽１５には、図１に示されているような製氷機１７が連結されていることが好ましく、製氷機１７から氷が投入されることが好ましい。その他、析出槽１５を外側から冷却するシステムを備えていてもよい。
When the processing apparatus of the collection boiler collection ash has the
第１の分離装置は、溶解スラリから塩素及びカリウムを含む水溶液と固形分を分離する装置である。第１の分離装置は遠心分離装置、フィルターによるろ過装置などが挙げられる。特に遠心分離装置が好ましい。 The first separation device is a device that separates an aqueous solution containing chlorine and potassium and a solid content from a dissolved slurry. Examples of the first separation device include a centrifugal separation device and a filtration device using a filter. A centrifugal separator is particularly preferable.
また、第１の分離装置には、固形分を回収し、回収ボイラに送るシステムが備えつけられていてもよい。 Further, the first separation device may be equipped with a system for collecting the solid content and sending it to the recovery boiler.
第２の分離装置は、水溶液から水分を分離する装置である。第２に分離装置としては、例えば、蒸発晶析装置及び逆浸透膜含有装置を挙げることができる。
蒸発晶析装置は、塩素及びカリウムを含む水溶液に含まれる水分を蒸発させ、蒸発させた蒸気を冷却することによって水分を分離する装置である。一般市販の蒸発晶析装置や蒸発装置と晶析装置を組み合せた装置のいずれでもよく、適宜選択使用できる。
逆浸透膜含有装置に備えつけられた逆浸透膜は、適宜交換されることが好ましく、所定時間毎に逆浸透膜を交換するシステムを有していてもよく、逆浸透膜を通過する液量が所定値以下となった際に逆浸透膜を交換するシステムを有していてもよい。
The second separation device is a device that separates moisture from the aqueous solution. Secondly, examples of the separation apparatus include an evaporative crystallization apparatus and a reverse osmosis membrane-containing apparatus.
The evaporative crystallization apparatus is an apparatus that separates moisture by evaporating moisture contained in an aqueous solution containing chlorine and potassium, and cooling the evaporated vapor. Any of a commercially available evaporation crystallizer and a combination of an evaporator and a crystallizer may be used and can be appropriately selected and used.
The reverse osmosis membrane provided in the reverse osmosis membrane-containing device is preferably replaced as appropriate, and may have a system for replacing the reverse osmosis membrane every predetermined time, and the amount of liquid passing through the reverse osmosis membrane is You may have a system which replaces a reverse osmosis membrane when it becomes below a predetermined value.
スラリ化槽に送る流路は、第２の分離装置とスラリ化槽を連結する配管で構成される。スラリ化槽に送る流路は、溶解スラリを得る工程で用いられたスラリ化槽に連結されていてもよく、上記のスラリ化槽とは別のスラリ化槽に連結されていてもよい。
また、配管はステンレス製であることが好ましい。
The flow path sent to the slurry tank is constituted by a pipe connecting the second separator and the slurry tank. The flow path to be sent to the slurrying tank may be connected to the slurrying tank used in the step of obtaining the dissolved slurry, or may be connected to a slurrying tank different from the above slurrying tank.
The piping is preferably made of stainless steel.
５ 回収ボイラ
１０ スラリ化槽
１５ 析出槽
１７ 製氷機
２０ 第１の分離装置
３０ 第２の分離装置
5
Claims (7)
前記溶解スラリから塩素及びカリウムを含む水溶液を得る工程と、
前記水溶液から水分を分離する工程と、
前記水分を分離する工程で得られた水分を回収ボイラの捕集灰と混合するためにスラリ化槽に送る工程とを含むことを特徴とする回収ボイラ捕集灰の処理方法。 A step of mixing at least a part of collected boiler ash with water to obtain a dissolved slurry;
Obtaining an aqueous solution containing chlorine and potassium from the dissolved slurry;
Separating water from the aqueous solution;
And a step of sending the water obtained in the step of separating the water to a slurrying tank for mixing the water collected with the collected ash of the recovery boiler.
前記溶解スラリから塩素及びカリウムを含む水溶液を分離する第１の分離装置と、
前記水溶液から水分を分離する第２の分離装置と、
前記第２の分離装置で分離された水分を前記スラリ化槽に送る流路とを備える回収ボイラ捕集灰の処理装置。 A slurrying tank that mixes at least a portion of the collected boiler ash with water to create a dissolved slurry;
A first separation device for separating an aqueous solution containing chlorine and potassium from the dissolved slurry;
A second separation device for separating water from the aqueous solution;
A recovery boiler collection ash processing device comprising: a flow path for sending water separated by the second separation device to the slurrying tank.
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