JP3239094U - ニアゼロエミッション型煙道ガスの多汚染物質の一体化除去システム。 - Google Patents

ニアゼロエミッション型煙道ガスの多汚染物質の一体化除去システム。 Download PDF

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Abstract

本開示は、ニアゼロエミッション型煙道ガスの多汚染物質の一体化除去システムを開示し、エコノマイザー、エアヒータ、静電集塵器、煙道ガス冷却器及び低温吸着塔を含み、前記エコノマイザーのシェル側の入口がボイラー煙道ガスに接続され、チューブ側の入口がボイラー給水に接続され、エコノマイザーのシェル側の出口がエアヒータのチューブ側の入口に接続され、エアヒータのシェル側の入口がボイラー入口空気に接続され、エアヒータのチューブ側の出口が静電集塵器に接続され、静電集塵器の底部に灰排出口が設けられ、静電集塵器の煙道ガス出口が煙道ガス冷却器に接続され、煙道ガス冷却器の底部に凝縮水出口が設けられ、頂部の冷煙道ガス出口が低温吸着塔に接続され、低温吸着塔の尾部に正味の煙道ガス出口が設けられている。本考案は、煙道ガス内の汚染物質成分の低温での溶解特性及び吸着特性を利用して汚染物質を除去することにより、煙道ガス内のＳＯ２、ＳＯ３、ＮＯ、ＮＯ２、ＨＣｌ、ＨＦ、Ｈｇ及びＶＯＣｓを同時に除去し、ニアゼロエミッションを実現することができる。

Description

本考案は、煙道ガス汚染物質の処理及び浄化技術の分野に属し、具体的には、ニアゼロエミッション型煙道ガスの多汚染物質の一体化除去システム及び方法に関する。
石炭燃焼煙道ガスによる大量の汚染物質の発生は、大気環境及び人間の健康を危険にさらす重要な要素の１つである。石炭燃焼煙道ガス汚染物質は、その排出量及び危害の程度によって主要汚染物質及びその他の汚染物質の２種類に分けることができる。
主要汚染物質は、粉塵、ＳＯ２及びＮＯＸを含み、これらの汚染物質には、成熟した制御技術があり、現在、大型石炭燃焼ボイラーでは、布袋除塵、静電除塵、石灰石－石膏湿式脱硫、選択触媒還元（ＳＣＲ）脱硝などの技術が広く採用されており、中小型流動床ボイラーでは、炉内でのカルシウム吹き付け脱硫、無触媒選択還元（ＳＮＣＲ）脱硝などの技術も広く採用されている。
その他の汚染物質は、ＳＯ３、ＨＣｌ、ＨＦ、Ｈｇ及びＶＯＣｓを含む。ここで、ＨＣｌ及びＨＦは、湿式脱硫においてＳＯ２とともに除去されるのが一般的である。しかしながら、ＳＯ３、Ｈｇ及びＶＯＣｓなどの汚染物質は、現在の煙道ガス処理システムにおいて効果的に除去することができない。しかし、環境保護への要求が高まるにつれ、これらの有害な物質の制御も不可欠となっている。
現在の汚染物質除去技術において採用されるプロセスルートは、汚染物質を一つずつ除去し、システムを直列接続する方式である。プロセスのフローが煩雑であり、ランニングコストが高い。したがって、国内外では長年にわたり、オゾン酸化法、過酸化水素酸化法、電子線アンモニア法、電気触媒酸化法、液相触媒酸化法及び活性コークス法などの煙道ガスの多汚染物質の一体化除去技術の開発に取り組んでいる。これらの技術のほとんどは、湿式吸収除去が困難なＮＯをＮＯ２に予備酸化し、ＳＯ２とともに湿式除去するため、一体化脱硫脱硝、ＨＣｌ及びＨＦの同時除去に限られており、ＳＯ３、Ｈｇ及びＶＯＣｓなどの汚染物質を効果的に処理することができない。活性コークス法は、吸着によってＳＯ２、ＳＯ３、ＮＯ２、ＨＣｌ、ＨＦ、Ｈｇ及びＶＯＣｓなどの汚染物質を同時に除去することができるが、吸着によってＮＯを除去することはできず、ＮＯがＮＯｘの最も主要な成分であり、９５％以上を占める。活性コークス層内にアンモニアガスを吹き込むことにより、触媒還元により７０～８０％の脱硝率を実現することができるが、現在のニアゼロエミッションのニーズを満たすことは困難である。
煙道ガスの多汚染物質を一体化して除去するほか、ニアゼロエミッション技術の開発も現在の煙道ガス対策のホットスポットとなっている。現在、我が国の大部分の大型ユニットは、いずれも超低排出変換を完了している。すなわち、ＳＯ２≦３５ｍｇ／Ｎｍ３、ＮＯｘ≦５０ｍｇ／Ｎｍ３という排出基準を実現している。排出濃度は相当低くまで抑えられているが、煙道ガスの総排出量が膨大であるので、汚染物質の排出量の絶対値は依然として無視できない。煙道ガス汚染物質ニアゼロエミッションは、依然としてクリーン石炭火力の究極の目標の１つである。
本考案は、従来技術の欠点を克服するために、ニアゼロエミッション型煙道ガスの多汚染物質の一体化除去システム及び方法を提供することを目的とし、本考案は、煙道ガス内の汚染物質成分の低温での溶解特性及び吸着特性を利用して汚染物質を除去することにより、煙道ガス内のＳＯ２、ＳＯ３、ＮＯ、ＮＯ２、ＨＣｌ、ＨＦ、Ｈｇ及びＶＯＣｓを同時に除去し、ニアゼロエミッションを実現することができる。
上記の目的を達成するために、本考案は、以下のような技術的解決策を採用する。
エコノマイザー、エアヒータ、静電集塵器、煙道ガス冷却器及び低温吸着塔を含むニアゼロエミッション型煙道ガスの多汚染物質の一体化除去システムであって、
前記エコノマイザーのシェル側の入口がボイラー煙道ガスに接続され、チューブ側の入口がボイラー給水に接続され、エコノマイザーのシェル側の出口がエアヒータのチューブ側の入口に接続され、エアヒータのシェル側の入口がボイラー入口空気に接続され、エアヒータのチューブ側の出口が静電集塵器に接続され、静電集塵器の底部に灰排出口が設けられ、静電集塵器の煙道ガス出口が煙道ガス冷却器に接続され、煙道ガス冷却器の底部に凝縮水出口が設けられ、頂部の冷煙道ガス出口が低温吸着塔に接続され、低温吸着塔の尾部に正味の煙道ガス出口が設けられている。
さらに、煙道ガス冷却器には、直接スプレー冷却装置又は間接熱交換冷却装置が接続されている。
さらに、前記低温吸着塔は、固定床吸着塔又は移動床吸着塔を採用する。
さらに、前記低温吸着塔は、２つ設けられている。
ニアゼロエミッション型煙道ガスの多汚染物質の一体化除去方法であって、ボイラー煙道ガスがエコノマイザーを介してボイラー給水を加熱し、エアヒータを介してボイラー入口空気を加熱し、エコノマイザー及びエアヒータを介して熱が回収された煙道ガスが静電集塵器に入り、煙道ガス内のダストを除去し、除塵された煙道ガスが煙道ガス冷却器に入り、室温以下に降温し、煙道ガス内の水分を凝縮させて煙道ガスシステムから排出し、煙道ガス冷却器において、煙道ガス内の汚染物質成分の全部又は一部が凝縮水に溶解して一緒に排出され、降温した冷煙道ガスが、低温吸着塔に入って汚染物質の吸着を行い、最後に正味の煙道ガスを排出する。
さらに、前記煙道ガス冷却器は、直接スプレー冷却方式又は間接熱交換冷却方式を採用し、スプレー冷却方式を採用する場合、静電集塵器で除去されなかった少量の粉塵も洗浄されて凝縮水とともに排出される。
さらに、前記低温吸着塔は、２つ設けられており、そのうちの１番目の低温吸着塔の吸着が飽和してＳＯ２又はＮＯが透過し始めると、低温煙道ガスを２番目の低温吸着塔に切り替えて吸着除去を行い、加熱又は真空吸引によって１番目の低温吸着塔を再生する。
従来技術に比べると、本考案は、以下のような有益な技術的効果を有する。
本考案は、発電所煙道ガス、製鉄所の焼結煙道ガス、コークス炉煙道ガスなどの石炭燃焼煙道ガスに適用することができ、煙道ガス冷却器では、煙道ガスの温度が室温以下に降温し、煙道ガス内のＨＣｌ／ＨＦ及びＳＯ３、ＮＯ２及びＨｇの一部が煙道ガス凝縮水に溶解して除去され、残りのＳＯ２、ＮＯｘ、Ｈｇ、ＶＯＣｓなどの汚染物質が、低温吸着塔によって一体的に吸着除去され、吸着し難いＮＯ成分が、低温酸化吸着メカニズムによってＮＯ２に酸化されて吸着除去され、汚染物質の除去段階は、すべて物理的方法（溶解又は吸着）であり、ＮＨ３と石灰石などの材料を消費せず、ランニングコストは主に煙道ガスの冷却エネルギー消費コストであり、また、本考案で採用される低温吸着剤は、加熱又は真空吸引によって再生され、反復使用が可能であり、煙道ガス内のＨ２Ｏ、ＳＯ２及びＮＯｘは、資源化回収利用を実現することができる。
さらに、煙道ガス冷却器は、直接スプレー冷却方式又は間接熱交換冷却方式を採用し、スプレー冷却方式を採用する場合、静電集塵器で除去されなかった少量の粉塵も洗浄されて凝縮水とともに排出される。
さらに、低温吸着塔は、２つ設けられており、そのうちの１番目の低温吸着塔の吸着が飽和してＳＯ２又はＮＯが透過し始めると、低温煙道ガスを２番目の低温吸着塔に切り替えて吸着除去を行い、加熱又は真空吸引によって１番目の低温吸着塔を再生する。
明細書の図面は、本考案に対するさらなる理解を提供するために用いられ、本考案の一部を構成し、本考案の例示的な実施例及びその説明は、本考案を説明するために用いられ、本考案に対する不当な限定を構成するものではない。
本考案のニアゼロエミッション型煙道ガスの多汚染物質の一体化除去方法の概略図である。 異なる凝縮温度における凝縮水の溶解除去による煙道ガス汚染物質の除去効率である。
以下に、本考案をさらに詳細に説明する。
図１に示すように、エコノマイザー１、エアヒータ２、静電集塵器３、煙道ガス冷却器４、及び低温吸着塔５を含むニアゼロエミッション型煙道ガスの多汚染物質の一体化除去システムであって、
前記エコノマイザー１のシェル側の入口がボイラー煙道ガスに接続され、チューブ側の入口がボイラー給水に接続され、エコノマイザー１のシェル側の出口がエアヒータ２のチューブ側の入口に接続され、エアヒータ２のシェル側の入口がボイラー入口空気に接続され、エアヒータ２のチューブ側の出口が静電集塵器３に接続され、静電集塵器３の底部に灰排出口が設けられ、静電集塵器３の煙道ガス出口が煙道ガス冷却器４に接続され、煙道ガス冷却器４には、直接スプレー冷却装置又は間接熱交換冷却装置が接続され、煙道ガス冷却器４の底部に凝縮水出口が設けられ、頂部の冷煙道ガス出口が低温吸着塔５に接続され、低温吸着塔５の尾部に正味の煙道ガス出口が設けられ、前記低温吸着塔５は、固定床吸着塔又は移動床吸着塔を採用し、前記低温吸着塔５は、２つ設けられている。
ボイラー煙道ガスがエコノマイザー１を介してボイラー給水を加熱し、エアヒータ２を介してボイラー入口空気を加熱し、エコノマイザー１及びエアヒータ２を介して熱が回収された煙道ガスが静電集塵器３に入り、煙道ガス内のダストを除去し、除塵された煙道ガスが煙道ガス冷却器４に入り、室温以下に降温し、煙道ガス冷却器４が直接スプレー冷却方式又は間接熱交換冷却方式を採用する。煙道ガス内の水分を凝縮させて煙道ガスシステムから排出する。
煙道ガス冷却器４において、煙道ガス内の汚染物質成分の全部又は一部が凝縮水に溶解して一緒に排出される。図２に示すように、ＨＣｌ及びＨＦは、溶解性が高く、ほぼ全体が煙道ガス凝縮水に溶解し、ＮＯ２及びＳＯ３は、部分的に凝縮水に溶解し、ＳＯ２は、少量で凝縮水に溶解し、水銀元素（Ｈｇ０）は水に溶解せず、２価水銀（Ｈｇ２＋）は、部分的に凝縮水に溶解し、スプレー冷却方式を採用すると、集塵器で除去されなかった少量の粉塵も大部分が洗浄されて凝縮水とともに排出される。
降温した冷煙道ガスは、低温吸着塔５に入り、ＳＯ２、ＮＯ、水銀元素（Ｈｇ０）及び残りのＮＯ２、ＳＯ３、２価水銀（Ｈｇ２＋）及びＶＯＣｓなどの汚染物質を一体化して吸着除去する。ここで、ＳＯ２、ＮＯ２、ＳＯ３、Ｈｇ及びＶＯＣｓなどの汚染物質は、直接吸着除去され、ＮＯは、直接吸着除去できないが、煙道ガス内のＯ２と低温及び吸着剤の作用で酸化吸着メカニズムによって除去できる。すなわち、煙道ガス内のＮＯ及びＯ２は、低温で吸着剤表面によって生物濃縮され、局所的に高濃度となることにより、ＮＯ２に急速に酸化され、吸着剤の表面に吸着される。酸化吸着メカニズムは、低温吸着脱硝を実現するキーポイントである。
煙道ガス冷却器４及び低温吸着塔５を介して、煙道ガス内のＳＯ２、ＳＯ３、ＮＯ、ＮＯ２、ＨＣｌ、ＨＦ、Ｈｇ０、Ｈｇ２＋、ＶＯＣｓ及び粉塵などの汚染物質は、ほぼすべて除去され、ニアゼロエミッションが実現される。
低温吸着塔５内の吸着剤は、加熱又は真空吸引方式によって再生され、反復使用される。低温吸着塔５は、固定床吸着塔又は移動床吸着塔を採用することができる。脱離したＳＯ２及びＮＯｘに富むガスは、硫酸、硫黄、硝酸、硫酸塩、硝酸塩などを製造することで資源化利用される。
本考案を明確に説明するために、以下に、実施例及び図面と組み合わせて、本考案をさらに詳細に説明する。当業者であれば、以下の内容が本考案の保護範囲を限定するものではなく、本考案に基づいて行われる改良及び変更が本考案の保護範囲に含まれることを理解できる。
実施例：図１に示すように、ボイラー煙道ガスは、エコノマイザー１を介して熱が回収された後、４００℃まで冷却し、エアヒータ２を介して、１２０℃までさらに冷却し、静電集塵器３を介して、煙道ガス内の粉塵が２０ｍｇ／Ｎｍ３まで低下し、煙道ガスが煙道ガス冷却器４に入り、低温の冷凍液と間接的に熱交換して煙道ガスを５℃まで冷却させ、煙道ガス内のＨＣｌ、ＨＦ及びＳＯ２、ＳＯ３、ＮＯ２及び２価水銀Ｈｇ２＋の一部が煙道ガス凝縮水に溶解して煙道ガス冷却器４から排出される。低温煙道ガスが固定床吸着塔５に入り、ＳＯ２、ＮＯ、ＮＯ２、ＳＯ３、Ｈｇ及びＶＯＣｓなどの汚染物質は、充填された活性炭によって吸着除去され、ニアゼロエミッションを達成する。
低温吸着塔５は、Ａ／Ｂの２つの塔が設けられ、吸着－再生ローテーション動作を行う。Ａ塔の吸着が飽和してＳＯ２又はＮＯが透過し始めると、低温煙道ガスをＢ塔に切り替えて吸着除去を行い、Ａ塔を加熱によって再生する。
１ エコノマイザー
２ エアヒータ
３ 静電集塵器
４ 煙道ガス冷却器
５ 低温吸着塔
本考案は、煙道ガス汚染物質の処理及び浄化技術の分野に属し、具体的には、ニアゼロエミッション型煙道ガスの多汚染物質の一体化除去システムに関する。
石炭燃焼煙道ガスによる大量の汚染物質の発生は、大気環境及び人間の健康を危険にさらす重要な要素の１つである。石炭燃焼煙道ガス汚染物質は、その排出量及び危害の程度によって主要汚染物質及びその他の汚染物質の２種類に分けることができる。
主要汚染物質は、粉塵、ＳＯ２及びＮＯＸを含み、これらの汚染物質には、成熟した制御技術があり、現在、大型石炭燃焼ボイラーでは、布袋除塵、静電除塵、石灰石－石膏湿式脱硫、選択触媒還元（ＳＣＲ）脱硝などの技術が広く採用されており、中小型流動床ボイラーでは、炉内でのカルシウム吹き付け脱硫、無触媒選択還元（ＳＮＣＲ）脱硝などの技術も広く採用されている。
その他の汚染物質は、ＳＯ３、ＨＣｌ、ＨＦ、Ｈｇ及びＶＯＣｓを含む。ここで、ＨＣｌ及びＨＦは、湿式脱硫においてＳＯ２とともに除去されるのが一般的である。しかしながら、ＳＯ３、Ｈｇ及びＶＯＣｓなどの汚染物質は、現在の煙道ガス処理システムにおいて効果的に除去することができない。しかし、環境保護への要求が高まるにつれ、これらの有害な物質の制御も不可欠となっている。
現在の汚染物質除去技術において採用されるプロセスルートは、汚染物質を一つずつ除去し、システムを直列接続する方式である。プロセスのフローが煩雑であり、ランニングコストが高い。したがって、国内外では長年にわたり、オゾン酸化法、過酸化水素酸化法、電子線アンモニア法、電気触媒酸化法、液相触媒酸化法及び活性コークス法などの煙道ガスの多汚染物質の一体化除去技術の開発に取り組んでいる。これらの技術のほとんどは、湿式吸収除去が困難なＮＯをＮＯ２に予備酸化し、ＳＯ２とともに湿式除去するため、一体化脱硫脱硝、ＨＣｌ及びＨＦの同時除去に限られており、ＳＯ３、Ｈｇ及びＶＯＣｓなどの汚染物質を効果的に処理することができない。活性コークス法は、吸着によってＳＯ２、ＳＯ３、ＮＯ２、ＨＣｌ、ＨＦ、Ｈｇ及びＶＯＣｓなどの汚染物質を同時に除去することができるが、吸着によってＮＯを除去することはできず、ＮＯがＮＯｘの最も主要な成分であり、９５％以上を占める。活性コークス層内にアンモニアガスを吹き込むことにより、触媒還元により７０～８０％の脱硝率を実現することができるが、現在のニアゼロエミッションのニーズを満たすことは困難である。
煙道ガスの多汚染物質を一体化して除去するほか、ニアゼロエミッション技術の開発も現在の煙道ガス対策のホットスポットとなっている。現在、我が国の大部分の大型ユニットは、いずれも超低排出変換を完了している。すなわち、ＳＯ２≦３５ｍｇ／Ｎｍ３、ＮＯｘ≦５０ｍｇ／Ｎｍ３という排出基準を実現している。排出濃度は相当低くまで抑えられているが、煙道ガスの総排出量が膨大であるので、汚染物質の排出量の絶対値は依然として無視できない。煙道ガス汚染物質ニアゼロエミッションは、依然としてクリーン石炭火力の究極の目標の１つである。
本考案は、従来技術の欠点を克服するために、ニアゼロエミッション型煙道ガスの多汚染物質の一体化除去システムを提供することを目的とし、本考案は、煙道ガス内の汚染物質成分の低温での溶解特性及び吸着特性を利用して汚染物質を除去することにより、煙道ガス内のＳＯ２、ＳＯ３、ＮＯ、ＮＯ２、ＨＣｌ、ＨＦ、Ｈｇ及びＶＯＣｓを同時に除去し、ニアゼロエミッションを実現することができる。
上記の目的を達成するために、本考案は、以下のような技術的解決策を採用する。
エコノマイザー、エアヒータ、静電集塵器、煙道ガス冷却器及び低温吸着塔を含むニアゼロエミッション型煙道ガスの多汚染物質の一体化除去システムであって、
前記エコノマイザーのシェル側の入口がボイラー煙道ガスに接続され、チューブ側の入口がボイラー給水に接続され、エコノマイザーのシェル側の出口がエアヒータのチューブ側の入口に接続され、エアヒータのシェル側の入口がボイラー入口空気に接続され、エアヒータのチューブ側の出口が静電集塵器に接続され、静電集塵器の底部に灰排出口が設けられ、静電集塵器の煙道ガス出口が煙道ガス冷却器に接続され、煙道ガス冷却器の底部に凝縮水出口が設けられ、頂部の冷煙道ガス出口が低温吸着塔に接続され、低温吸着塔の尾部に正味の煙道ガス出口が設けられている。
さらに、煙道ガス冷却器には、直接スプレー冷却装置又は間接熱交換冷却装置が接続されている。
さらに、前記低温吸着塔は、固定床吸着塔又は移動床吸着塔を採用する。
さらに、前記低温吸着塔は、２つ設けられている。
従来技術に比べると、本考案は、以下のような有益な技術的効果を有する。
本考案は、発電所煙道ガス、製鉄所の焼結煙道ガス、コークス炉煙道ガスなどの石炭燃焼煙道ガスに適用することができ、煙道ガス冷却器では、煙道ガスの温度が室温以下に降温し、煙道ガス内のＨＣｌ／ＨＦ及びＳＯ３、ＮＯ２及びＨｇの一部が煙道ガス凝縮水に溶解して除去され、残りのＳＯ２、ＮＯｘ、Ｈｇ、ＶＯＣｓなどの汚染物質が、低温吸着塔によって一体的に吸着除去され、吸着し難いＮＯ成分が、低温酸化吸着メカニズムによってＮＯ２に酸化されて吸着除去され、汚染物質の除去段階は、すべて物理的方法（溶解又は吸着）であり、ＮＨ３と石灰石などの材料を消費せず、ランニングコストは主に煙道ガスの冷却エネルギー消費コストであり、また、本考案で採用される低温吸着剤は、加熱又は真空吸引によって再生され、反復使用が可能であり、煙道ガス内のＨ２Ｏ、ＳＯ２及びＮＯｘは、資源化回収利用を実現することができる。
さらに、煙道ガス冷却器は、直接スプレー冷却方式又は間接熱交換冷却方式を採用し、スプレー冷却方式を採用する場合、静電集塵器で除去されなかった少量の粉塵も洗浄されて凝縮水とともに排出される。
さらに、低温吸着塔は、２つ設けられており、そのうちの１番目の低温吸着塔の吸着が飽和してＳＯ２又はＮＯが透過し始めると、低温煙道ガスを２番目の低温吸着塔に切り替えて吸着除去を行い、加熱又は真空吸引によって１番目の低温吸着塔を再生する。
明細書の図面は、本考案に対するさらなる理解を提供するために用いられ、本考案の一部を構成し、本考案の例示的な実施例及びその説明は、本考案を説明するために用いられ、本考案に対する不当な限定を構成するものではない。
本考案のニアゼロエミッション型煙道ガスの多汚染物質の一体化除去システムの概略図である。 異なる凝縮温度における凝縮水の溶解除去による煙道ガス汚染物質の除去効率である。
以下に、本考案をさらに詳細に説明する。
図１に示すように、エコノマイザー１、エアヒータ２、静電集塵器３、煙道ガス冷却器４、及び低温吸着塔５を含むニアゼロエミッション型煙道ガスの多汚染物質の一体化除去システムであって、
前記エコノマイザー１のシェル側の入口がボイラー煙道ガスに接続され、チューブ側の入口がボイラー給水に接続され、エコノマイザー１のシェル側の出口がエアヒータ２のチューブ側の入口に接続され、エアヒータ２のシェル側の入口がボイラー入口空気に接続され、エアヒータ２のチューブ側の出口が静電集塵器３に接続され、静電集塵器３の底部に灰排出口が設けられ、静電集塵器３の煙道ガス出口が煙道ガス冷却器４に接続され、煙道ガス冷却器４には、直接スプレー冷却装置又は間接熱交換冷却装置が接続され、煙道ガス冷却器４の底部に凝縮水出口が設けられ、頂部の冷煙道ガス出口が低温吸着塔５に接続され、低温吸着塔５の尾部に正味の煙道ガス出口が設けられ、前記低温吸着塔５は、固定床吸着塔又は移動床吸着塔を採用し、前記低温吸着塔５は、２つ設けられている。
ボイラー煙道ガスがエコノマイザー１を介してボイラー給水を加熱し、エアヒータ２を介してボイラー入口空気を加熱し、エコノマイザー１及びエアヒータ２を介して熱が回収された煙道ガスが静電集塵器３に入り、煙道ガス内のダストを除去し、除塵された煙道ガスが煙道ガス冷却器４に入り、室温以下に降温し、煙道ガス冷却器４が直接スプレー冷却方式又は間接熱交換冷却方式を採用する。煙道ガス内の水分を凝縮させて煙道ガスシステムから排出する。
煙道ガス冷却器４において、煙道ガス内の汚染物質成分の全部又は一部が凝縮水に溶解して一緒に排出される。図２に示すように、ＨＣｌ及びＨＦは、溶解性が高く、ほぼ全体が煙道ガス凝縮水に溶解し、ＮＯ２及びＳＯ３は、部分的に凝縮水に溶解し、ＳＯ２は、少量で凝縮水に溶解し、水銀元素（Ｈｇ０）は水に溶解せず、２価水銀（Ｈｇ２＋）は、部分的に凝縮水に溶解し、スプレー冷却方式を採用すると、集塵器で除去されなかった少量の粉塵も大部分が洗浄されて凝縮水とともに排出される。
降温した冷煙道ガスは、低温吸着塔５に入り、ＳＯ２、ＮＯ、水銀元素（Ｈｇ０）及び残りのＮＯ２、ＳＯ３、２価水銀（Ｈｇ２＋）及びＶＯＣｓなどの汚染物質を一体化して吸着除去する。ここで、ＳＯ２、ＮＯ２、ＳＯ３、Ｈｇ及びＶＯＣｓなどの汚染物質は、直接吸着除去され、ＮＯは、直接吸着除去できないが、煙道ガス内のＯ２と低温及び吸着剤の作用で酸化吸着メカニズムによって除去できる。すなわち、煙道ガス内のＮＯ及びＯ２は、低温で吸着剤表面によって生物濃縮され、局所的に高濃度となることにより、ＮＯ２に急速に酸化され、吸着剤の表面に吸着される。酸化吸着メカニズムは、低温吸着脱硝を実現するキーポイントである。
煙道ガス冷却器４及び低温吸着塔５を介して、煙道ガス内のＳＯ２、ＳＯ３、ＮＯ、ＮＯ２、ＨＣｌ、ＨＦ、Ｈｇ０、Ｈｇ２＋、ＶＯＣｓ及び粉塵などの汚染物質は、ほぼすべて除去され、ニアゼロエミッションが実現される。
低温吸着塔５内の吸着剤は、加熱又は真空吸引方式によって再生され、反復使用される。低温吸着塔５は、固定床吸着塔又は移動床吸着塔を採用することができる。脱離したＳＯ２及びＮＯｘに富むガスは、硫酸、硫黄、硝酸、硫酸塩、硝酸塩などを製造することで資源化利用される。
本考案を明確に説明するために、以下に、実施例及び図面と組み合わせて、本考案をさらに詳細に説明する。当業者であれば、以下の内容が本考案の保護範囲を限定するものではなく、本考案に基づいて行われる改良及び変更が本考案の保護範囲に含まれることを理解できる。
実施例：図１に示すように、ボイラー煙道ガスは、エコノマイザー１を介して熱が回収された後、４００℃まで冷却し、エアヒータ２を介して、１２０℃までさらに冷却し、静電集塵器３を介して、煙道ガス内の粉塵が２０ｍｇ／Ｎｍ３まで低下し、煙道ガスが煙道ガス冷却器４に入り、低温の冷凍液と間接的に熱交換して煙道ガスを５℃まで冷却させ、煙道ガス内のＨＣｌ、ＨＦ及びＳＯ２、ＳＯ３、ＮＯ２及び２価水銀Ｈｇ２＋の一部が煙道ガス凝縮水に溶解して煙道ガス冷却器４から排出される。低温煙道ガスが固定床吸着塔５に入り、ＳＯ２、ＮＯ、ＮＯ２、ＳＯ３、Ｈｇ及びＶＯＣｓなどの汚染物質は、充填された活性炭によって吸着除去され、ニアゼロエミッションを達成する。
低温吸着塔５は、Ａ／Ｂの２つの塔が設けられ、吸着－再生ローテーション動作を行う。Ａ塔の吸着が飽和してＳＯ２又はＮＯが透過し始めると、低温煙道ガスをＢ塔に切り替えて吸着除去を行い、Ａ塔を加熱によって再生する。
１ エコノマイザー
２ エアヒータ
３ 静電集塵器
４ 煙道ガス冷却器
５ 低温吸着塔

Claims (7)

  1. エコノマイザー（１）、エアヒータ（２）、静電集塵器（３）、煙道ガス冷却器（４）及び低温吸着塔（５）を含むニアゼロエミッション型煙道ガスの多汚染物質の一体化除去システムであって、
    前記エコノマイザー（１）のシェル側の入口がボイラー煙道ガスに接続され、チューブ側の入口がボイラー給水に接続され、エコノマイザー（１）のシェル側の出口がエアヒータ（２）のチューブ側の入口に接続され、エアヒータ（２）のシェル側の入口がボイラー入口空気に接続され、エアヒータ（２）のチューブ側の出口が静電集塵器（３）に接続され、静電集塵器（３）の底部に灰排出口が設けられ、静電集塵器（３）の煙道ガス出口が煙道ガス冷却器（４）に接続され、煙道ガス冷却器（４）の底部に凝縮水出口が設けられ、頂部の冷煙道ガス出口が低温吸着塔（５）に接続され、低温吸着塔（５）の尾部に正味の煙道ガス出口が設けられている、
    ことを特徴とするニアゼロエミッション型煙道ガスの多汚染物質の一体化除去システム。
  2. 前記煙道ガス冷却器（４）には、直接スプレー冷却装置又は間接熱交換冷却装置が接続されている、
    ことを特徴とする請求項１に記載のニアゼロエミッション型煙道ガスの多汚染物質の一体化除去システム。
  3. 前記低温吸着塔（５）は、固定床吸着塔又は移動床吸着塔を採用する、
    ことを特徴とする請求項１に記載のニアゼロエミッション型煙道ガスの多汚染物質の一体化除去システム。
  4. 前記低温吸着塔（５）は、２つ設けられている、
    ことを特徴とする請求項１に記載のニアゼロエミッション型煙道ガスの多汚染物質の一体化除去システム。
  5. 請求項１に記載のニアゼロエミッション型煙道ガスの多汚染物質の一体化除去システムを採用するニアゼロエミッション型煙道ガスの多汚染物質の一体化除去方法であって、
    ボイラー煙道ガスがエコノマイザー（１）を介してボイラー給水を加熱し、エアヒータ（２）を介してボイラー入口空気を加熱し、エコノマイザー（１）及びエアヒータ（２）を介して熱が回収された煙道ガスが静電集塵器（３）に入り、煙道ガス内のダストを除去し、除塵された煙道ガスが煙道ガス冷却器（４）に入り、室温以下に降温し、煙道ガス内の水分を凝縮させて煙道ガスシステムから排出し、煙道ガス冷却器（４）において、煙道ガス内の汚染物質成分の全部又は一部が凝縮水に溶解して排出され、降温した冷煙道ガスが、低温吸着塔（５）に入って汚染物質の吸着を行い、最後に正味の煙道ガスを排出する、
    ことを特徴とするニアゼロエミッション型煙道ガスの多汚染物質の一体化除去方法。
  6. 前記煙道ガス冷却器（４）は、直接スプレー冷却方式又は間接熱交換冷却方式を採用し、スプレー冷却方式を採用する場合、静電集塵器（３）で除去されなかった少量の粉塵も洗浄されて凝縮水とともに排出される、
    ことを特徴とする請求項５に記載のニアゼロエミッション型煙道ガスの多汚染物質の一体化除去方法。
  7. 前記低温吸着塔（５）は、２つ設けられており、そのうちの１番目の低温吸着塔（５）の吸着が飽和してＳＯ２又はＮＯが透過し始めると、低温煙道ガスを２番目の低温吸着塔（５）に切り替えて吸着除去を行い、加熱又は真空吸引によって１番目の低温吸着塔（５）を再生する、
    ことを特徴とする請求項５に記載のニアゼロエミッション型煙道ガスの多汚染物質の一体化除去方法。
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