JP3063123B2 - 湿式排煙脱硫装置の排水処理方法 - Google Patents
湿式排煙脱硫装置の排水処理方法Info
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- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は湿式石灰石−石膏法排煙脱硫装置に係り、特
に脱硫排水の有効な処理方法に関する。
に脱硫排水の有効な処理方法に関する。
［従来の技術］ 大気汚染防止のため、排ガス中の硫黄酸化物の除去方
法として、湿式石灰石−石膏脱硫方法が広く実用化され
ている。
法として、湿式石灰石−石膏脱硫方法が広く実用化され
ている。
石炭焚きボイラ排ガスに適用される湿式排ガス脱硫装
置は硫黄酸化物、ばい塵を除去するだけでなく、排ガス
中のハロゲンガスも吸収除去する。従来のボイラからの
排ガス処理設備を第４図に示す。ボイラ１からの排ガス
は、煙道２から通常は乾式集塵機３で排ガス中のばい塵
が除去された後、吸収塔５に導かれ、排ガス中のハロゲ
ン化合物と乾式集塵機３で除去しきれなかったばい塵を
吸収塔で除去するとともに、排ガス中の硫黄酸化物を吸
収除去する。
置は硫黄酸化物、ばい塵を除去するだけでなく、排ガス
中のハロゲンガスも吸収除去する。従来のボイラからの
排ガス処理設備を第４図に示す。ボイラ１からの排ガス
は、煙道２から通常は乾式集塵機３で排ガス中のばい塵
が除去された後、吸収塔５に導かれ、排ガス中のハロゲ
ン化合物と乾式集塵機３で除去しきれなかったばい塵を
吸収塔で除去するとともに、排ガス中の硫黄酸化物を吸
収除去する。
吸収塔５では吸収剤スラリを循環ライン４を通して循
環スプレーさせ、ハロゲン化合物を除去するとともにSO
2などの硫黄酸化物を除去する。
環スプレーさせ、ハロゲン化合物を除去するとともにSO
2などの硫黄酸化物を除去する。
SO2などを吸収した吸収スラリの一部は、シックナ７
へ送られ、濃縮されたスラリは脱水機８で脱水され、反
応生成物である石膏９が回収される。排ガスは、循環さ
れる吸収剤スラリにより冷却されるため、吸収剤スラリ
中の水が蒸発する。そこで、蒸発水分を補うため、工業
用水およびシックナ上澄水がライン10を経て吸収塔戻り
ライン11から吸収塔５へ供給される。吸収除去されたハ
ロゲン化合物（主に塩化物）は溶解度が高いため、吸収
塔循環系内で濃縮され、吸収塔５での脱硫性能の低下あ
るいは吸収塔循環系装置のステンレス系材料の腐食の原
因となる。これを防ぐためにはシックナ７の上澄水の一
部を排水ライン12より排水処理設備24を経て吸収塔循環
系外に排出して、該系内の塩素濃度が一定の値以下とな
るようにする。排水は塩素の他に、同様に除去されたフ
ッ素および前記系内で副生されたCOD起因物質を含むた
め、そのまま系外へ排出することはできず、特別な排水
処理設備24が必要となる。
へ送られ、濃縮されたスラリは脱水機８で脱水され、反
応生成物である石膏９が回収される。排ガスは、循環さ
れる吸収剤スラリにより冷却されるため、吸収剤スラリ
中の水が蒸発する。そこで、蒸発水分を補うため、工業
用水およびシックナ上澄水がライン10を経て吸収塔戻り
ライン11から吸収塔５へ供給される。吸収除去されたハ
ロゲン化合物（主に塩化物）は溶解度が高いため、吸収
塔循環系内で濃縮され、吸収塔５での脱硫性能の低下あ
るいは吸収塔循環系装置のステンレス系材料の腐食の原
因となる。これを防ぐためにはシックナ７の上澄水の一
部を排水ライン12より排水処理設備24を経て吸収塔循環
系外に排出して、該系内の塩素濃度が一定の値以下とな
るようにする。排水は塩素の他に、同様に除去されたフ
ッ素および前記系内で副生されたCOD起因物質を含むた
め、そのまま系外へ排出することはできず、特別な排水
処理設備24が必要となる。
この排水処理設備24のフローは通常、排水中の固形物
が除去されるSS除去工程、アルカリ（Ca塩、Na塩）等の
薬品をライン25から添加し、溶解金属およびフッ素化合
物が除去される凝集沈澱工程、その後COD起因物質（S2O
6 2-）等がイオン吸着樹脂等で除去されるCOD除去工程よ
り構成され、処理された排水は放流ライン26より放流さ
れる。しかし、この排水処理設備24は非常に複雑なもの
であり設備費、運転費とも多大なものとなっている。
が除去されるSS除去工程、アルカリ（Ca塩、Na塩）等の
薬品をライン25から添加し、溶解金属およびフッ素化合
物が除去される凝集沈澱工程、その後COD起因物質（S2O
6 2-）等がイオン吸着樹脂等で除去されるCOD除去工程よ
り構成され、処理された排水は放流ライン26より放流さ
れる。しかし、この排水処理設備24は非常に複雑なもの
であり設備費、運転費とも多大なものとなっている。
上記の排水処理設備24を省略するための技術として、
電気透析装置により脱硫排水を脱塩液と塩素濃縮液に分
離し、脱塩液は吸収塔に回収し、塩素濃縮液はそのまま
ボイラからの排ガスを熱源として蒸発固化処理すること
が特開昭60−34788号に開示されている。
電気透析装置により脱硫排水を脱塩液と塩素濃縮液に分
離し、脱塩液は吸収塔に回収し、塩素濃縮液はそのまま
ボイラからの排ガスを熱源として蒸発固化処理すること
が特開昭60−34788号に開示されている。
［発明が解決しようとする課題］ 上記電気透析装置を用いる従来技術では、塩素濃縮液
を蒸発固化処理した際に得られる固化物を廃棄処分する
場合に、脱硫排水中に含まれていたフッ素、COD起因物
質（S2O6 2-）が固化物より溶出する問題があった。
を蒸発固化処理した際に得られる固化物を廃棄処分する
場合に、脱硫排水中に含まれていたフッ素、COD起因物
質（S2O6 2-）が固化物より溶出する問題があった。
そこで、本発明の目的は脱硫排水中に含まれていたフ
ッ素、COD起因物質（S2O6 2-）が溶出しない無公害な固
化物を得ることのできる排煙脱硫装置の排水処理方法を
提供することである。
ッ素、COD起因物質（S2O6 2-）が溶出しない無公害な固
化物を得ることのできる排煙脱硫装置の排水処理方法を
提供することである。
［課題を解決するための手段］ 本発明の上記目的は次の構成により達成される。
すなわち、排煙脱硫装置から排出される脱硫排水を電
気透析装置により脱塩した際に得られる塩素濃縮液にア
ルカリ金属含有化合物とアルカリ土類金属含有化合物の
内少なくともいずれかの化合物および石炭灰を添加し混
合した後、乾燥固化物とする湿式排煙脱硫装置の排水処
理方法、 である。
気透析装置により脱塩した際に得られる塩素濃縮液にア
ルカリ金属含有化合物とアルカリ土類金属含有化合物の
内少なくともいずれかの化合物および石炭灰を添加し混
合した後、乾燥固化物とする湿式排煙脱硫装置の排水処
理方法、 である。
［作用］ 電気透析後の塩素が濃縮された排水にアルカリ金属含
有化合物とアルカリ土類金属含有化合物の内少なくとも
いずれかの化合物および石炭灰を添加して乾燥させる
と、排水中に含まれるハロゲン化合物およびCOD起因物
質が不溶性の固化物として回収される。
有化合物とアルカリ土類金属含有化合物の内少なくとも
いずれかの化合物および石炭灰を添加して乾燥させる
と、排水中に含まれるハロゲン化合物およびCOD起因物
質が不溶性の固化物として回収される。
［実施例］ 本発明の一実施例を図面とともに説明する。
第１図に示す装置は本実施例の排水処理方法が適用さ
れるものである。ボイラ１から発生する排ガスは電気集
塵機３に導入され、石炭灰が回収される。集塵機３の出
口排ガスは吸収塔５に導入され、吸収剤により脱硫され
る。そして、排ガス中のSOxが吸収剤に吸収され、吸収
反応の生成物である石膏を回収するため、抜き出しライ
ン６より吸収液を一部抜き出し、シックナ７へ送液す
る。シックナ７で得られた濃縮液は石膏脱水機８へ送液
され、石膏９が回収される。また、シックナ７の上澄水
の一部はライン10から分岐した吸収塔戻りライン11によ
り吸収塔５に送液されるが、他の一部は吸収塔５内の塩
素濃度を一定値以下にするためライン12により排水処理
工程へ送られる。
れるものである。ボイラ１から発生する排ガスは電気集
塵機３に導入され、石炭灰が回収される。集塵機３の出
口排ガスは吸収塔５に導入され、吸収剤により脱硫され
る。そして、排ガス中のSOxが吸収剤に吸収され、吸収
反応の生成物である石膏を回収するため、抜き出しライ
ン６より吸収液を一部抜き出し、シックナ７へ送液す
る。シックナ７で得られた濃縮液は石膏脱水機８へ送液
され、石膏９が回収される。また、シックナ７の上澄水
の一部はライン10から分岐した吸収塔戻りライン11によ
り吸収塔５に送液されるが、他の一部は吸収塔５内の塩
素濃度を一定値以下にするためライン12により排水処理
工程へ送られる。
排水処理工程ではまず、電気透析装置13により脱塩液
と塩素濃縮液に分離され、脱塩液はライン14を通って吸
収塔５へ送られ、再利用される。塩素濃縮液はライン15
を通って混合装置16に送られる。混合装置16では、塩素
濃縮液には石炭灰がライン17より、石灰がライン18より
および石膏がライン19より添加され、これらの物質が混
合された後、乾燥装置20に送られボイラ１からの排ガス
の一部は電気集塵機３の後流側の排ガスライン２から分
岐したライン21により乾燥装置20に導入され、排ガスと
前記混合物を接触させて乾燥、反応させると、投棄可能
な固化物23が得られる。使用した排ガスはライン22によ
り排ガスライン２に再び戻される。
と塩素濃縮液に分離され、脱塩液はライン14を通って吸
収塔５へ送られ、再利用される。塩素濃縮液はライン15
を通って混合装置16に送られる。混合装置16では、塩素
濃縮液には石炭灰がライン17より、石灰がライン18より
および石膏がライン19より添加され、これらの物質が混
合された後、乾燥装置20に送られボイラ１からの排ガス
の一部は電気集塵機３の後流側の排ガスライン２から分
岐したライン21により乾燥装置20に導入され、排ガスと
前記混合物を接触させて乾燥、反応させると、投棄可能
な固化物23が得られる。使用した排ガスはライン22によ
り排ガスライン２に再び戻される。
第２図は電気透析装置の説明図である。電気透析装置
13は、電極液中に陽極101と陰極102をそれぞれ有する陽
極室103と陰極室104の間に陽イオン交換膜105と陰イオ
ン交換膜106とがスペーサ107を介して交互に複数個配列
され、これらのイオン交換膜105、106間の塩素濃縮室10
8と脱塩室109が交互に形成れている。陽極室103と陰極
室104はそれぞれ陽イオン交換膜105によって隣室と隔て
られている。陽極室103と陰極室104とは塩素濃縮室108
と脱塩室109の外部に設けられた連絡管111、112により
連結され、極液の循環流路が構成されている。この連絡
管111、112間には脱気およびpH調整の手段として貯液槽
110が設けられている。塩素濃縮室108と脱塩室109には
それぞれ被処理排水の供給ライン113が設けられてい
る。また、ライン113が設けられた側面部とは反対側の
塩素濃縮室108と脱塩室109の側面部には塩素濃縮液の排
出ライン114と脱塩液の排出ライン115が設けられてい
る。塩素濃縮室108および脱塩室109への液の供給は図示
していないが塩素濃縮液貯液槽と脱塩液貯液槽より循環
させて行い、それぞれの貯液槽に脱硫排水を供給し、ま
た抜き出しラインを設けることも可能である。極液貯液
槽110では陽極101および陰極102において電極反応によ
り生成したガスがそれぞれ排気管116および117から排出
されるようになっており、極液のpH調整を行うことがで
きる。
13は、電極液中に陽極101と陰極102をそれぞれ有する陽
極室103と陰極室104の間に陽イオン交換膜105と陰イオ
ン交換膜106とがスペーサ107を介して交互に複数個配列
され、これらのイオン交換膜105、106間の塩素濃縮室10
8と脱塩室109が交互に形成れている。陽極室103と陰極
室104はそれぞれ陽イオン交換膜105によって隣室と隔て
られている。陽極室103と陰極室104とは塩素濃縮室108
と脱塩室109の外部に設けられた連絡管111、112により
連結され、極液の循環流路が構成されている。この連絡
管111、112間には脱気およびpH調整の手段として貯液槽
110が設けられている。塩素濃縮室108と脱塩室109には
それぞれ被処理排水の供給ライン113が設けられてい
る。また、ライン113が設けられた側面部とは反対側の
塩素濃縮室108と脱塩室109の側面部には塩素濃縮液の排
出ライン114と脱塩液の排出ライン115が設けられてい
る。塩素濃縮室108および脱塩室109への液の供給は図示
していないが塩素濃縮液貯液槽と脱塩液貯液槽より循環
させて行い、それぞれの貯液槽に脱硫排水を供給し、ま
た抜き出しラインを設けることも可能である。極液貯液
槽110では陽極101および陰極102において電極反応によ
り生成したガスがそれぞれ排気管116および117から排出
されるようになっており、極液のpH調整を行うことがで
きる。
上記の電気透析装置13において、極液貯液槽110に脱
硫排水をライン113より送液し、この脱硫排水に硫酸を
ライン118から添加してpH2〜４となるようにpHを調整
し、再び、陽極室103および陰極室104に極液を循環させ
る。そして吸収塔５からの排水をライン113より供給
し、電気透析操作を行うと、排液中の各イオンがイオン
交換膜105、106を選択的に透過し、塩素濃縮室108およ
び脱塩室109においてそれぞれ塩素濃縮水および脱塩水
が生成され、それぞれライン114、115から排出される。
硫排水をライン113より送液し、この脱硫排水に硫酸を
ライン118から添加してpH2〜４となるようにpHを調整
し、再び、陽極室103および陰極室104に極液を循環させ
る。そして吸収塔５からの排水をライン113より供給
し、電気透析操作を行うと、排液中の各イオンがイオン
交換膜105、106を選択的に透過し、塩素濃縮室108およ
び脱塩室109においてそれぞれ塩素濃縮水および脱塩水
が生成され、それぞれライン114、115から排出される。
ライン115から排出される脱塩液は第１図に示す脱塩
液ライン14から吸収塔５に送液され、吸収塔５で再利用
されることにより、吸収塔５への工業用水の補給量を減
少させることができる。
液ライン14から吸収塔５に送液され、吸収塔５で再利用
されることにより、吸収塔５への工業用水の補給量を減
少させることができる。
ライン114から排出される塩素濃縮液は第１図に示す
混合装置16に送液される。まず、塩素濃縮液に石炭灰、
石灰、石膏を添加し、十分混合した後、乾燥装置20にお
いて排ガスの一部を利用して塩素濃縮液、石炭灰、石
灰、石膏の混合物を乾燥させる。この際、塩素濃縮液中
の塩素、石炭灰中のAl2O3、SiO2、Fe2O3および石灰、石
膏が水和反応を起こし、β−3CaO・Al2O3・CaCl2・xH2O
等の水和物として安定に固定される。そのため、フッ
素、COD起因物質（主にS2O6 2-）等の環境汚染物質が溶
出しない安定した固化物を得ることができる。
混合装置16に送液される。まず、塩素濃縮液に石炭灰、
石灰、石膏を添加し、十分混合した後、乾燥装置20にお
いて排ガスの一部を利用して塩素濃縮液、石炭灰、石
灰、石膏の混合物を乾燥させる。この際、塩素濃縮液中
の塩素、石炭灰中のAl2O3、SiO2、Fe2O3および石灰、石
膏が水和反応を起こし、β−3CaO・Al2O3・CaCl2・xH2O
等の水和物として安定に固定される。そのため、フッ
素、COD起因物質（主にS2O6 2-）等の環境汚染物質が溶
出しない安定した固化物を得ることができる。
固化物の安定性は塩素濃縮液の塩素濃度、石炭灰、石
灰、石膏の添加する割合に影響される。塩素濃度が高
く、石灰および石膏の添加量が多いほど上記環境汚染物
質が溶出しにくい固化物を得ることができる。
灰、石膏の添加する割合に影響される。塩素濃度が高
く、石灰および石膏の添加量が多いほど上記環境汚染物
質が溶出しにくい固化物を得ることができる。
安定した固化物を得るための必要条件は以下に述べる
ビーカ試験により基づいて決定した。
ビーカ試験により基づいて決定した。
（実験） 現在稼働中の石炭焚き火力発電所から採取した脱硫排
水および石炭灰をサンプルとする。
水および石炭灰をサンプルとする。
脱硫排水性状 Cl- 2500ppm F- 40ppm COD 37ppm pH 4.0 石炭灰性状 SiO2 66.3％ Al2O3 19.9％ Fe2O3 2.4％ CaO 3.9％ 脱硫排水を小型電気透析装置により塩素濃縮液の塩素
濃度が約５％になるまで濃縮した後、次の三通りの方法
で乾燥固化させる。
濃度が約５％になるまで濃縮した後、次の三通りの方法
で乾燥固化させる。
（ｉ）塩素濃縮液40ccを模擬排ガスと接触させて固化さ
せる。
せる。
（ii）塩素濃縮液40ccの石炭灰54g、石灰3g、石膏3gを
添加して５分間混合した後、模擬排ガスと接触させて固
化させる。
添加して５分間混合した後、模擬排ガスと接触させて固
化させる。
（iii）塩素濃縮液40ccに石炭灰60gを添加し、５分間混
合した後、模擬排ガスと接触させて固化させる。
合した後、模擬排ガスと接触させて固化させる。
上記三通りの方法で得られた固化物はそれぞれビーカ
に移し400ccの純水を加えて６時間撹拌する。６時間
後、ビーカ中の液体をろ過した後、ろ過中のフッ素、CO
D起因物質であるS2O6 2-を定量分析する。
に移し400ccの純水を加えて６時間撹拌する。６時間
後、ビーカ中の液体をろ過した後、ろ過中のフッ素、CO
D起因物質であるS2O6 2-を定量分析する。
なお、本実験で用いた模擬排ガス性状は以下の通りで
ある。
ある。
模擬排ガス性状 SO2 1000ppm H2O ８％ 温度 150℃ （実験結果） 第３図は本実験の結果であるが、塩素濃縮液のみ模擬
排ガスと接触させて得られた固化物の場合の液中のフッ
素濃度およびS2O6 2-濃度をそれぞれ100とした場合、石
炭灰、石灰、石膏を塩素濃縮液に添加して得られた固化
物と、石炭灰を塩素濃縮液に添加して得られた固化物か
らのフッ素、COD起因物質であるS2O6 2-の溶出度合を表
している。第３図によれば、石炭灰、石灰、石膏を塩素
濃縮に添加することにより得られる固化物からフッ素、
COD起因物質であるS2O6 2-の溶出を防げることが明らか
となる。
排ガスと接触させて得られた固化物の場合の液中のフッ
素濃度およびS2O6 2-濃度をそれぞれ100とした場合、石
炭灰、石灰、石膏を塩素濃縮液に添加して得られた固化
物と、石炭灰を塩素濃縮液に添加して得られた固化物か
らのフッ素、COD起因物質であるS2O6 2-の溶出度合を表
している。第３図によれば、石炭灰、石灰、石膏を塩素
濃縮に添加することにより得られる固化物からフッ素、
COD起因物質であるS2O6 2-の溶出を防げることが明らか
となる。
本発明のアルカリ金属またはアルカリ土類金属として
上記実施例では石灰または石膏を用いる例を示したが、
水酸化ナトリウム水酸化カリウム、水酸化マグネシウム
含有物質を用いてもよい。
上記実施例では石灰または石膏を用いる例を示したが、
水酸化ナトリウム水酸化カリウム、水酸化マグネシウム
含有物質を用いてもよい。
［発明の効果］ 本発明によれば、湿式排煙脱硫装置からの排水を電気
透析装置により、塩素濃縮液と脱塩液に分離し、脱塩液
は脱硫装置に再利用され、塩素濃縮液はアルカリ金属と
アルカリ土類金属含有化合物の内少なくともいずれかの
化合物および石炭灰を添加させ混合させた後、排ガスと
接触させ、排水処理されるという方法であるかる、脱硫
装置への工業用水補給水量を低減でき、また従来の排水
処理法に比べ設備を簡素化できる効果がある。
透析装置により、塩素濃縮液と脱塩液に分離し、脱塩液
は脱硫装置に再利用され、塩素濃縮液はアルカリ金属と
アルカリ土類金属含有化合物の内少なくともいずれかの
化合物および石炭灰を添加させ混合させた後、排ガスと
接触させ、排水処理されるという方法であるかる、脱硫
装置への工業用水補給水量を低減でき、また従来の排水
処理法に比べ設備を簡素化できる効果がある。
第１図は本発明による湿式排煙脱硫装置の排水処理法を
示すフローシート、第２図は電気透析装置の説明図、第
３図は塩素濃縮液のみ、塩素濃縮液＋石炭灰＋石灰＋石
膏、塩素濃縮液＋石炭灰の３種類の固化物中のフッ素、
S2O6 2-の溶出度合の関係についての試験結果を示す図、
第４図は従来技術の説明図である。 ２……ボイラ排ガス煙道、５……吸収塔、７……シック
ナ、９……石膏、10……シックナ上澄液供給ライン、13
……電気透析装置、16……混練機、17……石炭灰供給ラ
イン、18……石灰供給ライン、19……石膏供給ライン、
23……固化物
示すフローシート、第２図は電気透析装置の説明図、第
３図は塩素濃縮液のみ、塩素濃縮液＋石炭灰＋石灰＋石
膏、塩素濃縮液＋石炭灰の３種類の固化物中のフッ素、
S2O6 2-の溶出度合の関係についての試験結果を示す図、
第４図は従来技術の説明図である。 ２……ボイラ排ガス煙道、５……吸収塔、７……シック
ナ、９……石膏、10……シックナ上澄液供給ライン、13
……電気透析装置、16……混練機、17……石炭灰供給ラ
イン、18……石灰供給ライン、19……石膏供給ライン、
23……固化物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西村 正勝 広島県呉市宝町６番９号 バブコック日 立株式会社呉工場内 (56)参考文献 特開 昭58−210891（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−244427（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C02F 1/469 B01D 53/50
Claims (2)
- 【請求項１】排煙脱硫装置から排出される脱硫排水を電
気透析装置により脱塩した際に得られる塩素濃縮液にア
ルカリ金属含有化合物とアルカリ土類金属含有化合物の
内少なくともいずれかの化合物および石炭灰を添加し混
合した後、乾燥固化物とすることを特徴とする湿式排煙
脱硫装置の排水処理方法。 - 【請求項２】アルカリ金属含有化合物とアルカリ土類金
属含有化合物の内少なくともいずれかの化合物が石灰ま
たは石膏であることを特徴とする請求項１記載の湿式排
煙脱硫装置の排水処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2198487A JP3063123B2 (ja) | 1990-07-26 | 1990-07-26 | 湿式排煙脱硫装置の排水処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2198487A JP3063123B2 (ja) | 1990-07-26 | 1990-07-26 | 湿式排煙脱硫装置の排水処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0483586A JPH0483586A (ja) | 1992-03-17 |
| JP3063123B2 true JP3063123B2 (ja) | 2000-07-12 |
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