JP3322515B2

JP3322515B2 - 排煙処理システム

Info

Publication number: JP3322515B2
Application number: JP07277895A
Authority: JP
Inventors: 淳多谷; 清岡添; 和明木村; 清水　　拓; 直彦鵜川; 日野　　正夫; 沖野　　進; 隆春木; 徹高品
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1995-03-30
Filing date: 1995-03-30
Publication date: 2002-09-09
Anticipated expiration: 2017-09-09
Also published as: JPH08266855A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は排煙の処理システム、特
に排煙中のセレン（Ｓｅ）の除去及び無害化を容易に行
うことができる排煙処理システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、火力発電所等に設置される排煙処
理システムとしては、排煙からフライアッシュ等の粉塵
を除去する乾式集塵装置（通常、電気集塵機）と、吸収
塔内で吸収剤スラリ（例えばカルシウム化合物含有スラ
リなど）と接触させることにより排煙中の亜硫酸ガスを
吸収させるとともに、吸収塔内のスラリから副生物とし
て石膏を分離回収する湿式排煙脱硫装置とを備えた排煙
処理システムが普及している。ところが、近年排煙中に
含まれる硫黄酸化物以外の有害な不純物の扱いが問題と
なってきており、特に、石炭焚きボイラ用の排煙処理シ
ステムにおいては、石炭中に最大１０ｍｇ／ｋｇ程度の
含有量で含まれるセレン（Ｓｅ）の有害性が問題となっ
ており、無害化して処理することが望まれている。

【０００３】なお、Ｓｅは、処理剤による不溶化処理が
容易な４価のＳｅ（主形態：亜セレン酸ＳｅＯ₃ ^2-）
と、不溶化処理が困難な６価のＳｅ（主形態：セレン酸
ＳｅＯ₄ ^2-）として存在し、特に６価のＳｅは溶解度が
高く（２０℃での溶解度９５％）溶出しやすい。また、
このＳｅは、ヒ素化合物に類似した毒性を持ち、海外で
障害の事例や排出規制があるため、我が国でも新たに規
制項目に加わり、環境基準（０．０１ｍｇ／リット
ル）、排水基準（０．１ｍｇ／リットル）、埋立処分に
関する溶出基準（０．３ｍｇ／リットル）が制定されて
いる。

【０００４】図５は、この種の排煙処理システムの従来
例（石炭焚きボイラ用の排煙処理システムの例）を示し
ている。図５において、石炭焚きボイラ１から出る排煙
１０は、ボイラ１に付設された脱硝装置２で窒素酸化物
（ＮＯｘ）を除去され、エアヒータ３及びガスガスヒー
タ（ＧＧＨ）の熱回収部４を通過した後、電気集塵機５
（ＥＰ）に導入されてフライアッシュ等の粉塵を取除か
れる。次いで排煙は、湿式排煙脱硫装置６に導かれ、こ
の脱硫装置６において亜硫酸ガスを除かれた後にガスガ
スヒータ（ＧＧＨ）の再加熱部７を通過した後、図示省
略した煙突に導かれて大気中に放出されるように構成さ
れている。そして、電気集塵機５で取除かれたフライア
ッシュ等の粉塵は、灰処理されて一部がセメント原料等
として再利用され、残部は灰捨て場８に捨てられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
排煙処理システムでは、石炭中のＳｅ（排煙中のＳｅ）
のほとんどが、エアヒータ３等の後流側で凝縮し、排煙
中の粉塵に含まれた状態で電気集塵機５により取除かれ
て、そのまま灰捨て場８の廃棄物中又はセメント原料等
の中に混在することになる。このため、前記溶出基準等
を遵守してＳｅの無害化を図るためには、この電気集塵
機５で取除かれた灰を例えば多量の水で希釈するといっ
た面倒でコストのかかる後処理が必要となるという問題
があった。

【０００６】本発明は上記従来技術に鑑み、排煙中に含
まれるＳｅの無害化が容易に達成できる排煙処理システ
ムを提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は次の（１）乃至
（７）の発明を含むものである。（１）亜硫酸ガス、粉塵及びＳｅ分を含む排煙を処理す
る排煙処理システムであって、排煙中の粉塵を除去する
乾式集塵装置と、亜硫酸ガスを吸収除去する吸収剤スラ
リが循環する脱硫塔を有する脱硫装置と、前記乾式集塵
装置により除去された粉塵を水溶きしてスラリ化するリ
パルプ手段と、このリパルプ手段で得られる粉塵スラリ
に４価のＳｅを不溶化する処理剤を供給する処理剤供給
手段と、不溶化されたＳｅを含む粉塵スラリを固液分離
する分離手段と、この分離手段から出る分離液を前記吸
収剤スラリ中に導入する配管系とを備えてなることを特
徴とする排煙処理システム。

【０００８】（２）前記脱硫システムのスラリを構成す
る循環液の一部が前記リパルプ手段に導入され、前記リ
パルプ手段における溶媒として使用される構成としたこ
とを特徴とする前記（１）の排煙処理システム。

【０００９】（３）前記粉塵スラリにろ過助剤を投入す
る手段を設けたことを特徴とする前記（１）又は（２）
の排煙処理システム。（４）前記脱硫装置内においてスラリ中に混入した６価
のＳｅがスラリ中の亜硫酸により還元されて４価となる
ように、前記脱硫装置内の酸化還元反応を制御する酸化
還元反応制御手段を設けたことを特徴とする前記（１）
乃至（３）のいずれかの排煙処理システム。

【００１０】（５）亜硫酸ガス、粉塵及びＳｅ分を含む
排煙を処理する排煙処理システムであって、排煙中の粉
塵を除去する乾式集塵装置と、亜硫酸ガスを吸収除去す
る吸収剤スラリが循環する脱硫塔を有する脱硫装置と、
前記乾式集塵装置により除去された粉塵を前記吸収剤ス
ラリ中に導入する手段と、前記吸収剤スラリに４価のＳ
ｅを不溶化する処理剤を供給する処理剤供給手段とを備
えてなり、スラリ中に混入した６価のＳｅがスラリ中の
亜硫酸により還元されて４価となるように、前記脱硫装
置内の酸化還元反応を制御する酸化還元反応制御手段を
設けたことを特徴とする排煙処理システム。

【００１１】（６）亜硫酸ガス、粉塵及びＳｅ分を含む
排煙を処理する排煙処理システムであって、排煙中の亜
硫酸ガスを吸収除去する吸収剤スラリが循環する脱硫塔
を有する脱硫装置と、前記吸収剤スラリに４価のＳｅを
不溶化する処理剤を供給する処理剤供給手段とを備え、
前記排煙が直接前記脱硫塔に導入されるように構成され
てなり、スラリ中に混入した６価のＳｅがスラリ中の亜
硫酸により還元されて４価となるように、前記脱硫装置
内の酸化還元反応を制御する酸化還元反応制御手段を設
けたことを特徴とする排煙処理システム。

【００１２】（７）前記脱硫装置からの排水を処理する
排水処理装置と、この排水処理装置で分離される不純物
スラリに４価のＳｅを不溶化する処理剤を供給する処理
剤供給手段を備えてなることを特徴とする前記（１）乃
至（６）のいずれかの排煙処理システム。

【００１３】本発明の排煙処理システムにおいては、い
ずれもスラリ中に溶解した４価のＳｅを不溶化する処理
剤を供給する手段が設けられている。４価のＳｅを不溶
化する処理剤としては、ＦｅＣｌ₃、Ｆｅ₂（ＳＯ₄）
₃、キレート剤（例えば、ミヨシ樹脂製：エポラスＭＸ
−７）、高分子重金属捕集剤（例えば、ミヨシ樹脂製：
エポフロックＬ−１）などが用いられる。これらの処理
剤が４価のＳｅを不溶化する反応については後述する。

【００１４】

【作用】前記（１）の排煙処理システムにおいては、排
煙中のＳｅのほとんどが粉塵に含まれた状態で乾式集塵
装置により除去され、粉塵がリパルプ手段において水な
どの液（溶媒）と接触してスラリ化する際に液中に溶解
する。スラリ化する液（溶媒）としては系外から供給さ
れる水のほか、系内の各工程から出る処理水やスラリな
どを使用することができる。粉塵スラリ中に溶解したＳ
ｅのうち、少なくとも４価のＳｅが処理剤により不溶化
され、分離手段において固相側（粉塵ケーキ中）に排出
される。一方、分離手段において分離されたろ液は脱硫
装置内のスラリ中に導入される。このため、排煙中のＳ
ｅに６価のものが含まれ、これが前記処理剤により不溶
化されずに前記ろ液中に溶存している場合でも、この６
価のＳｅのほとんどは、脱硫装置内のスラリ中に導入さ
れ、このスラリ中に排煙から吸収された亜硫酸と反応し
還元されて４価のＳｅに変る。

【００１５】したがって、排煙中のＳｅに６価のものが
含まれている場合でも、定常状態においては、脱硫装置
のスラリ又はこのスラリを構成する循環液中に溶存する
Ｓｅは、４価のＳｅが主体となり、脱硫装置の循環液の
排出処理を行なう排水処理装置においては、この４価の
Ｓｅの不溶化処理のみを行えば容易にＳｅの溶出基準等
をクリアできるのであって、脱硫装置を６価のＳｅの還
元反応設備としても機能させることができるので、シス
テム全体の設備構成が簡単になる。

【００１６】前記（２）の排煙処理システムにおいて
は、前記（１）の排煙処理システムにおける脱硫装置の
スラリを構成する循環液の一部がリパルプ手段における
溶媒として使用されるので、別個に水を供給するような
構成に比較して、水の使用量（循環量）及び消費量を低
減させることができる。

【００１７】前記（３）の排煙処理システムでは、混合
手段又は分離手段にろ過助剤が投入されるので、分離手
段における脱水性能が向上し、水分率が低く扱いやすい
固形分（粉塵ケーキ）が得られる。ろ過助剤としては脱
硫工程で得られる石膏などが使用できる。

【００１８】前記（４）の排煙処理システムでは、酸化
還元反応制御手段により、脱硫装置内のスラリ中に混入
した６価のＳｅがスラリ中の亜硫酸により略全量還元さ
れて４価となるように、脱硫装置内のスラリの酸化還元
反応を制御する。このため、排煙中に６価のＳｅが含ま
れていた場合でも、この６価のＳｅを脱硫装置において
ほぼ完全に４価に変えることができて、排煙中のＳｅの
不溶化処理がより容易かつ完全に行えるようになる。

【００１９】前記（５）の排煙処理システムでは、排煙
中のＳｅのほとんどが、粉塵に含まれた状態で乾式集塵
装置により除去され、脱硫装置のスラリ中に直接導入さ
れて、脱硫装置においてリパルプされ、不溶化のための
処理剤と混合される。このため、排煙中に含まれていた
Ｓｅのうち少なくとも４価のＳｅは、大部分がそのまま
脱硫装置において処理剤により不溶化されて、脱硫装置
のスラリから分離生成される固形分（石膏等）に混在し
て排出され、残余のＳｅも脱硫装置の循環液の排出処理
を行なう排水処理装置において不溶化処理剤により容易
に不溶化して固化処理できるようになる。また、排煙中
のＳｅに６価のものが含まれている場合でも、この６価
のＳｅのほとんどは、脱硫装置内のスラリ中に排煙から
吸収された亜硫酸と反応し還元されて４価のＳｅに変
り、やはり、脱硫装置において処理剤により不溶化され
て脱硫装置のスラリから分離生成される固形分（石膏
等）に混在して排出されるか、あるいは排水処理装置に
おいて容易に不溶化して固化処理することができる。

【００２０】したがって、この処理システムによって
も、容易にＳｅの溶出基準等をクリアすることができ、
しかも脱硫装置が、６価のＳｅの還元反応設備として
も、あるいは粉塵のリパルプ手段等としても機能してい
るので、システム全体の設備構成がさらに簡単になる。
さらに前記脱硫装置においては、前記（４）の排煙処理
システムと同様の効果がある。

【００２１】前記（６）の排煙処理システムでは、排煙
中のＳｅのほとんどが、粉塵に含まれた状態でそのまま
排煙とともに脱硫装置内に直接導入され、脱硫装置の例
えば吸収塔等において、吸収剤スラリに混入してリパル
プされ処理剤と混合される。このため、排煙中に含まれ
ていたＳｅのうち少なくとも４価のＳｅは、そのまま脱
硫装置において処理剤により不溶化されて、脱硫装置の
スラリから分離生成される固形分（石膏等）に混在して
排出されるか、あるいは脱硫装置の循環液の排出処理を
行なう排水処理装置において不溶化処理剤の添加により
容易に不溶化して固化処理できる。また、排煙中のＳｅ
に６価のものが含まれている場合でも、この６価のＳｅ
のほとんどは、脱硫装置内のスラリ中に吸収された亜硫
酸と反応し還元されて４価のＳｅに変り、やはり、脱硫
装置において処理剤により不溶化されて脱硫装置のスラ
リから分離生成される固形分（石膏等）に混在して排出
されるか、あるいは排水処理装置において容易に不溶化
して固化処理することができる。

【００２２】したがって、この処理システムによって
も、容易にＳｅの溶出基準等をクリアすることができ、
しかも脱硫装置が、集塵機としても、また６価のＳｅの
還元反応設備としても、さらには粉塵のリパルプ手段等
としても機能しているから、集塵機やリパルプ手段等を
別個に設けるような構成に比較して、システム全体の設
備構成がさらに簡単になる。さらに前記脱硫装置におい
ては、前記（４）の排煙処理システムと同様の効果があ
る。

【００２３】前記（７）の排煙処理システムでは、脱硫
装置の排水処理装置において不純物を固形化して処理す
る前段で４価のＳｅを不溶化する処理剤を添加して排水
中に溶出してくるＳｅを不溶化して廃棄できる形とする
ことができる。前記（１）乃至（６）の排煙処理システ
ムにより、排煙中のＳｅはほとんど不溶化することがで
きるが、このシステムでは６価のＳｅの還元などにより
吸収液スラリ中に溶解し、循環中に濃縮されてくるＳｅ
の処理が必要な場合や、脱硫工程で回収する石膏中への
Ｓｅの混入を嫌う場合のように循環スラリ中でＳｅを不
溶化させたくない場合などに有効である。また、前記
（５）及び（６）の装置の場合には処理条件によっては
不溶化処理剤の供給を排水処理装置のみとすることもで
きる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体
的に説明する。なお、従来例と同様の構成要素には同符
号を使用し、その説明を省略する。（実施例１）図１は前記（１）乃至（３）、（４）及び（７）の発明
に係る排煙処理システムの一例を示す概略構成（原理）
図であり、図２は、同排煙処理システムの構成をより具
体的に示した構成図である。なお、以下の説明において
は、処理しようとする排煙には６価のＳｅ及び４価のＳ
ｅが含まれているものとする。この実施例の排煙処理シ
ステムは、図１に示すように、電気集塵機５で排煙１０
からＳｅが付着した粉塵を集塵除去し、電気集塵機５で
除去された粉塵（灰）の一部をエアヒータの前流ガス等
を利用した加熱手段１１により加熱して粉塵中のＳｅ
（６価のＳｅ及び４価のＳｅ）を昇化させ、吸着塔１２
において吸着処理する。一方、粉塵の残りをリパルプ手
段１３において湿式排煙脱硫装置２０（以下、単に脱硫
装置２０という）からの液によりリパルプ（水溶き）し
てスラリ化した後、混合手段１４において処理剤供給手
段１６から処理剤Ａを投入し、分離手段１５において固
液分離することで、４価のＳｅを固化して固相側に分離
する。分離手段１５において液相側に溶存した６価のＳ
ｅは湿式排煙脱硫装置２０に導いていわゆるＯＲＰ制御
（酸化還元電位制御）により略全量還元して４価のＳｅ
に変換し、排水処理装置５０等での処理を容易化した。

【００２５】加熱手段１１は、６価のＳｅ及び４価のＳ
ｅが昇化してガス化する温度（１００〜１２００℃、好
ましくは３２０〜１０００℃）まで、電気集塵機５から
導入した灰を加熱するもので、生成ガスの一部は吸着塔
１２に導入され、他の残りが脱硫装置２０の排煙導入側
に送られるようになっている。また、加熱手段１１に残
った灰はＳｅ分が除去されており、セメント等の原料と
して再利用される。吸着塔１２は、加熱手段１１からの
生成ガス中のＳｅの一部を、固化処理するために吸着に
より捕集するもので、ここで、吸着されなかったＳｅを
含むガスは脱硫装置２０の排煙導入側に送られる構成と
なっている。

【００２６】リパルプ手段１３には、図２に示すよう
に、後述の脱硫装置２０のポンプ３４によりろ液タンク
３３の液が供給されるようになっており、この液により
電気集塵機５から導入された粉塵がスラリ化される。混
合手段１４は、例えば混合タンクとこの混合タンク内の
液を攪拌する攪拌機構とよりなるもので、リパルプ手段
１３でスラリ化されてなる粉塵スラリと処理剤供給手段
１６からの処理剤Ａとさらに必要によりろ過助剤Ｂとが
投入され、これらが混合された後流の分離手段１５に送
られる構成となっている。ここで、処理剤Ａとしては、
少なくとも４価のＳｅ（主形態：亜セレン酸Ｓｅ
Ｏ₃ ^2-）と反応して不溶化する薬剤が必要で、例えばＦ
ｅＣｌ₃又はＦｅ₂（ＳＯ₄）₃を用いることができ
る。また、ろ過助剤Ｂとしては、粒度が大きく固液分離
を助ける機能を有する薬剤が好ましく、例えば石膏（脱
硫装置２０において生成した石膏Ｃ）を使用すればよ
い。分離手段１５は、例えば遠心沈降機よりなるもの
で、ろ液のみをこの場合脱硫装置２０の吸収剤スラリ槽
３５に戻す構成となっている。

【００２７】脱硫装置２０は、この場合タンク酸化方式
の脱硫装置であり、底部のタンク２２に吸収剤スラリ
（この場合石灰石からなるもの）が供給される吸収塔２
１と、前記タンク２２内の吸収剤スラリを吸収塔２１の
上部２１ａ（排煙導入部）に送って排煙と接触させるた
めの循環ポンプ２３と、タンク２２内に支持されて図示
省略したモータにより水平回転し、タンク２２内のスラ
リを攪拌するとともに供給された空気をタンク２２内に
微細な気泡として効率良く吹込むアーム回転式のエアス
パージャ２４と、このエアスパージャ２４に空気を送り
込む空気供給管２５とを備え、タンク２２内で亜硫酸ガ
スを吸収した吸収剤スラリと空気とを効率良く接触させ
て全量酸化し石膏を得るものである。

【００２８】タンク２２には、タンク２２内のスラリを
吸い出すためのスラリポンプ３１が接続され、このスラ
リポンプ３１により吸い出されたスラリは、図示省略し
たシックナを経て濃縮された後、固液分離機３２に供給
されてろ過され、スラリ中の石膏Ｃがケーキ状の固体
（通常、水分含有率１０％程度）として採り出される構
成となっている。一方、前記シックナによる分離水や固
液分離機３２からのろ液（主に水）は、一旦ろ液タンク
３３に送られ必要に応じ補充水Ｄや排水処理装置５０か
らの戻り液Ｅを追加された後、ポンプ３４により一部が
吸収剤スラリ槽３５に送られて、図示省略した石灰石サ
イロから供給される石灰石Ｆ（ＣａＣＯ₃）と混ぜ合わ
され、吸収剤スラリとしてスラリポンプ３６により再び
タンク２２に供給される構成となっている。

【００２９】そして、この脱硫装置２０には、本発明の
好ましい態様の一つとして吸収塔２１内における酸化還
元反応を制御する酸化還元反応制御手段４０が設けられ
ている。酸化還元反応制御手段４０は、この場合循環ポ
ンプ２３の吐出側配管に設けられてタンク２２内のスラ
リの酸化還元電位を検出するセンサ４１と、空気供給管
２５の途上に設けられてエアスパージャ２４への空気供
給量を調整する流量制御弁４２と、センサ４１の検出出
力に基づいてこの流量制御弁４２の動作を制御するコン
トローラ４３とよりなる。ここで、センサ４１は、例え
は白金よりなる電極をスラリ内に浸したものである。ま
た、コントローラ４３は、エアスパージャ２４への空気
供給量が、排煙からスラリ内に溶け込んだ亜硫酸が酸化
されて消失するのに必要な最小限の量となるように、流
量制御弁４２の開度を連続的に制御するものである。例
えば具体的には、亜硫酸濃度と酸化還元電位の相関関係
に基づいて、亜硫酸濃度がほぼゼロのときの酸化還元電
位があらかじめ基準電位として設定されており、センサ
４１により検出される酸化還元電位がこの基準電位より
も低くなると、空気供給量をその偏差に応じて増加さ
せ、センサ４１により検出される酸化還元電位がこの基
準電位よりも高くなると、空気供給量をその偏差に応じ
て低下させるといった比例制御を行う。

【００３０】なお、酸化還元反応制御手段４０は、亜硫
酸を全量酸化するための必要最小限の空気を供給するも
のであるから、結果的にスラリ中に含まれる他の酸が亜
硫酸により略全量還元される反応を引き起こす機能を有
している。すなわち、この場合吸収剤スラリ槽３５から
タンク２２に供給されるスラリ中には、後述するように
６価のＳｅ（主形態：セレン酸ＳｅＯ₄ ^2-）が含まれて
いるが、コントローラ４３の制御により、これが排煙か
ら吸収された亜硫酸と反応して４価のＳｅ（主形態：亜
セレン酸ＳｅＯ₃ ^2-）となる還元反応が吸収塔２１内に
おいて生じるようになっている。なおこの反応は、次の
反応式（１）により表わされる。

【化１】ＳｅＯ₄ ^2- ＋ＳＯ₃ ^2- → ＳｅＯ₃ ^2- ＋ＳＯ₄ ^2- （１）

【００３１】この例において、排水処理装置５０はいわ
ゆる無排水化処理装置であって、前処理設備５１と、電
気透析設備５２と、二次濃縮設備５３と、固化設備５４
とよりなる周知の構成を主体とするものである。この排
水処理装置５０は、脱硫装置２０のポンプ３４によりろ
液タンク３３の液の一部が供給されるようになってお
り、主に電気透析設備５２の機能によりこの液中の不純
物（例えばＳｅやＣｌ等）を除去して、除去後の残渣を
脱硫装置２０のろ液タンク３３又は吸収剤スラリ槽３５
に戻すものである。そして、除去した不純物は最終的に
固化設備５４により固化させるが、この場合少なくとも
この固化工程の前段階で（例えば二次濃縮設備５３の前
流位置で）、処理剤供給手段１６から４価のＳｅ（主形
態：亜セレン酸ＳｅＯ₃ ^2-）と反応して不溶化する処理
剤Ａが除去した不純物に混入されるようになっている。

【００３２】以上のように構成された排煙処理システム
においては、まず、以下のようにして、粉塵を除去した
後の排煙中の亜硫酸ガスとガス化したＳｅの除去及び石
膏の副生、回収が行われる。すなわち、吸収塔２１に導
入された排煙（前述の加熱手段１１等から送り込まれた
ガスも含む）は、循環ポンプ２３によりヘッダーパイプ
２６から噴射された吸収剤スラリに接触して、亜硫酸ガ
ス及びガス化したＳｅが吸収除去され、排煙導出部２１
ｂから処理済排煙として排出される。

【００３３】ヘッダーパイプ２６から噴射され充填材２
７を経由して流下する吸収材スラリ中に吸収された亜硫
酸ガスは、タンク２２内においてエアスパージャ２４に
より攪拌されつつ吹込まれた多数の気泡と接触して酸化
され、さらには中和反応を起こして石膏となる。また、
吸収塔２１内においては、前述の反応式（１）の反応に
より６価のＳｅ（主形態：セレン酸ＳｅＯ₄ ^2-）の略全
量が４価のＳｅ（主形態：亜セレン酸ＳｅＯ₃ ^2-）に変
えられる。なお、これらの処理中に起きている主な反応
（前述の反応式（１）以外のもの）は次の反応式（２）
乃至（４）のようになる。

【００３４】

【化２】（吸収塔排煙導入部）ＳＯ₂ ＋Ｈ₂Ｏ → Ｈ⁺ ＋ＨＳＯ₃ ^- （２）（タンク）Ｈ⁺ ＋ＨＳＯ₃ ^-＋ 1/2Ｏ₂ → ２Ｈ⁺ ＋ＳＯ₄ ^2- （３）２Ｈ⁺ ＋ＳＯ₄ ^2- ＋ＣａＣＯ₃ ＋Ｈ₂Ｏ → ＣａＳＯ₄・２Ｈ₂Ｏ＋ＣＯ₂ （４）

【００３５】こうしてタンク２２内には、石膏（ＣａＳ
Ｏ₄・２Ｈ₂Ｏ）と吸収剤である少量の石灰石（ＣａＣ
Ｏ₃）及び４価のＳｅ（主形態：亜セレン酸Ｓｅ
Ｏ₃ ^2-）が懸濁又は溶解し、これらがスラリポンプ３１
により吸い出され、図示省略したシックナを経て濃縮さ
れた後、固液分離機３２に供給されてろ過され、水分の
少ないケーキ状の石膏Ｃ（通常、水分含有率１０％程
度）として採り出される。なお、この際４価のＳｅ（主
形態：亜セレン酸ＳｅＯ₃ ^2-）は、一部溶けていないも
のが僅かに分離された石膏Ｃに混入するが、ほとんどは
分離水又はろ液とともにろ液タンク３３に送られる。

【００３６】次に、この排煙処理システムにおける排煙
中の粉塵除去処理及びこの粉塵中に多量に含まれるＳｅ
の処理作用について説明する。電気集塵機５で除去され
た粉塵（灰）の一部は、加熱手段１１により加熱されて
ガス化し、前述したように一部が吸着固化され残りが脱
硫装置２０の吸収塔２１に送られて処理される。一方、
電気集塵機５で除去された粉塵の残りは、リパルプ手段
１３において脱硫装置２０のろ液タンク３３から送られ
た液によりリパルプ（水溶き）されてスラリ化された
後、混合手段１４において処理剤Ａおよび必要によりろ
過助剤Ｂを投入されて混合される。

【００３７】この際、混合手段１４においては、リパル
プ手段１３により生成されたスラリ（以下、粉塵スラリ
という）中に含まれる４価のＳｅ（主形態：亜セレン酸
ＳｅＯ₃ ^2-）が、処理剤Ａ（例えばＦｅＣｌ₃又はＦｅ
₂（ＳＯ₄）₃）と次の反応式（５），（６）又は
（７），（８）で示される反応を起こして亜セレン酸鉄
（Ｆｅ₂（ＳｅＯ₃）₃）となり不溶化する。

【化３】ＦｅＣｌ₃ → Ｆｅ³⁺ ＋３Ｃｌ^- （５）２Ｆｅ³⁺ ＋３ＳｅＯ₃ ^2- → Ｆｅ₂（ＳｅＯ₃）₃↓ （６）又はＦｅ₂（ＳＯ₄）₃ → ２Ｆｅ³⁺ ＋３ＳＯ₄ ^2- （７）２Ｆｅ³⁺ ＋３ＳｅＯ₃ ^2- → Ｆｅ₂（ＳｅＯ₃）₃↓ （８）

【００３８】このため、分離手段１５において粉塵スラ
リが固液分離されると、４価のＳｅは、亜セレン酸鉄と
して固相側に分離され、分離手段１５から排出される粉
塵ケーキＧ中に不溶化されて混入する。一方、粉塵スラ
リ中の６価のＳｅは液相側に溶存しており、ろ液中に含
まれてこの場合脱硫装置２０の吸収剤スラリ槽３５に混
入することになる。なお、分離手段１５においては、混
合手段１４において投入されたろ過助剤Ｂ（石膏等）の
働きにより、効果的な脱水が実現され、粉塵ケーキＧの
低い水分率が達成される。また、分離手段１５における
ろ液中に含まれて脱硫装置２０の吸収剤スラリ槽３５に
混入した６価のＳｅも、吸収剤スラリに含まれてポンプ
３６により脱硫装置２０の吸収塔２１に送り込まれるの
で、そこで前述の反応（反応式（１））によりその略全
量が４価のＳｅとなる。

【００３９】次に、この排煙処理システムにおける排水
処理装置５０の働きについて説明する。上述した如く、
脱硫装置２０において循環するスラリ溶液の中には、主
に６価のＳｅが粉塵スラリの分離水中に含まれて順次混
入してゆくが、この６価のＳｅは吸収塔２１に入ったと
きに、前述の反応（反応式（１））によりその略全量が
４価のＳｅとなるから、定常的には、脱硫装置２０にお
いて循環するスラリ溶液の中には主に６価のＳｅが還元
されて生じる４価のＳｅが多量に存在する状態となる。
そして、この場合排水処理装置５０は、他の不純物（例
えばＣｌ等）と同様に、この４価のＳｅが脱硫装置２０
において循環するスラリ溶液中に過剰に蓄積されないよ
うに除去する働きを有する。

【００４０】すなわち、排水処理装置５０では、脱硫装
置２０において循環するスラリ溶液がポンプ３４の吐出
側から一部抜出されて、主に電気透析設備５２の機能に
よりこの液中の不純物（ＳｅやＣｌ等）が除去されて、
脱硫装置２０のろ液タンク３３に戻される。そして、除
去された不純物は、スラリの状態で処理剤供給手段１６
から処理剤Ａが投入され混合された後、二次濃縮設備５
３で濃縮され、固化設備５４により固化されて、不純物
チップＨとして灰捨て場等に廃棄される。この際、不純
物中の４価のＳｅは、処理剤Ａとの前述の反応
（（５），（６）又は（７），（８））により、亜セレ
ン酸鉄（Ｆｅ₂（ＳｅＯ₃）₃）となり不溶化した状態
で不純物チップＨの中に存在することになる。

【００４１】以上説明したように、この実施例の排煙処
理システムによると、従来どおりの排煙の浄化（粉塵の
除去、亜硫酸ガスの除去）とともに、排煙中のＳｅを粉
塵とともに除去し、最終的には上記粉塵ケーキＧ又は不
純物チップＨの中に不溶化させて存在させ廃棄等の処分
をすることができる。しかも、処理（不溶化）が困難な
６価のＳｅは、脱硫装置２０の吸収塔２１において酸化
還元反応制御手段４０により、処理剤により容易に廃棄
処理が可能な４価のＳｅとなるので、例えば６価のＳｅ
を４価のＳｅとするための別個の反応塔を設ける場合等
に比較して、簡単かつ安価な設備で排煙中のＳｅの除去
及び無害化が可能となる。

【００４２】また、リパルプ手段１３により電気集塵機
５で捕集された粉塵をリパルプするための溶媒として、
脱硫装置２０の循環液の一部を使用することにより、リ
パルプ手段１３に別個に水等を供給する場合に比し水の
使用量（循環量）及び消費量が少なく、システムの運転
コストが低減されるとともに、排水処理装置５０の容量
も少なくてすみ、さらなる設備コストの低減が可能とな
る。

【００４３】また、混合手段１４においてろ過助剤Ｂが
投入される構成をとれば、分離手段１５における脱水率
が高くなり、水分の少ない粉塵ケーキＧとなって粉塵ケ
ーキＧの運搬等の取扱いが容易になる効果もある。さら
に、この排煙処理システムによれば、酸化還元反応制御
手段４０の働きにより、結果的に６価のＳｅの略全量が
吸収塔２１において４価のＳｅとなり最終的に不溶化さ
れて廃棄処理等されるので、粉塵ケーキＧ又は不純物チ
ップＨの中に残存する６価のＳｅ（不溶化されていない
もの）の濃度は極めて僅かであり、溶出基準等を大きな
余裕をもって満足できる。

【００４４】（実施例２）図３は、前記（５）及び（７）の発明に係る排煙処理シ
ステムの一例を示す概略構成図である。なお、実施例１
と同様の構成要素については、同符号を使用してその説
明を省略する。この実施例の排煙処理システムは、図３
に示すように、電気集塵機５で捕集された粉塵を、直接
脱硫装置２０の吸収塔２１に導入するようにし、また脱
硫装置２０の吸収塔２１から抜出したスラリに混合手段
１４において処理剤供給手段１６から処理剤Ａを投入す
る構成とした点に特徴を有する。

【００４５】この場合には、粉塵中のＳｅが加熱手段１
１に抜き出される分を除いて全て一旦吸収塔２１内に入
るが、やはり吸収塔２１において６価のＳｅが４価のＳ
ｅとなり、そしてこの４価のＳｅは処理剤Ａにより不溶
化されて石膏Ｃ中又は排水処理装置５０における不純物
チップＨ中に混入することになる。そして、この場合吸
収塔２１は、実施例１におけるリパルプ手段１３として
の機能も兼ねることになり、また、固液分離機３２は実
施例１における分離手段１５としての機能も有すること
になるので、実施例１のシステムに比較してリパルプ手
段１３及び分離手段１５が不要となり、さらに設備コス
ト低減に貢献できる効果がある。なおこの実施例の場合
には、実施例１等に比しさらなるコスト低減を図ること
が可能であるが、吸収塔に多量に混入した粉塵（不純
物）の影響で、高い脱硫率の確保や石膏Ｃの高い品質を
実現することが困難となる恐れが有り、これが問題とな
る場合には、実施例１や後述する実施例４乃至５の構成
とするのが好ましく、この点では実施例１等の構成が優
れている。なお、処理剤Ａの混入は脱硫装置２０のスラ
リ系であれば図３に示す位置以外の位置に混入するよう
にしてもよいし、吸収塔２１内に直接入れるようにする
こともできる。

【００４６】（実施例３）図４は、前記（６）及び（７）の発明に係る排煙処理シ
ステムの一例を示す概略構成図である。なお、実施例１
と同様の構成要素については、同符号を使用してその説
明を省略する。この実施例の排煙処理システムは、図４
に示すように、電気集塵機５を設けないで、フライアッ
シュ等の粉塵とともに排煙を脱硫装置２０の吸収塔２１
に直接導入するようにし、また脱硫装置２０の吸収塔２
１から抜出したスラリに混合手段１４において処理剤供
給手段１６から処理剤Ａを投入する構成とした点に特徴
を有する。

【００４７】この場合には、排煙中のＳｅが粉塵として
全て一旦吸収塔２１内に入るが、やはり吸収塔２１にお
いて６価のＳｅが４価のＳｅとなり、そしてこの４価の
Ｓｅは処理剤Ａにより不溶化されて石膏Ｃ中又は排水処
理装置５０における不純物チップＨ中に混入することに
なる。そして、この場合、吸収塔２１は、実施例１にお
ける電気集塵機５、リパルプ手段１３としての機能も果
たすことになり、また、固液分離機３２は実施例１にお
ける分離手段１５としての機能も有することになるか
ら、実施例１の処理システムに比較して電気集塵機５、
リパルプ手段１３及び分離手段１５が不要となり、さら
に設備コスト低減に貢献できる効果がある。

【００４８】なおこの実施例の場合には、実施例１等に
比しさらなるコスト低減を図ることが可能であるが、吸
収塔に多量に混入した粉塵（不純物）の影響で、高い脱
硫率の確保や石膏Ｃの高い品質を実現することが困難と
なる恐れが有り、これが問題となる場合には、実施例１
の構成とするのが好ましく、この点では実施例１等の構
成が優れている。また、電気集塵機５を設けてないた
め、加熱手段１１において得られる副生物は僅かである
ため、これが問題となる場合には、実施例１、２又は４
の構成とするのが好ましく、この点では実施例１等の構
成が優れている。なお、この構成においても処理剤Ａの
混入位置は図４の位置に限定されず、脱硫装置２０のス
ラリ系の任意の位置で混入するようにしてもよいし、吸
収塔２１内に直接入れるようにすることもできる。

【００４９】なお、本発明は以上説明した実施例に限ら
れず各種の態様が有り得る。例えば、排煙中に６価のＳ
ｅが存在せず、４価のＳｅのみがある場合には、６価の
Ｓｅを還元して４価のＳｅにする工程又はそのための装
置構成は不要である。また、集塵機により除去された粉
塵の一部を加熱手段により加熱し再利用する工程及び構
成等も必要に応じて設ければよい。また、脱硫装置の構
成は、必ずしも上記実施例に示したようなタンク酸化方
式のものに限られず、例えば吸収塔から抜出したスラリ
が導入される酸化塔を別に設け、この酸化塔に空気を吹
込んで、ここで最終的な酸化還元反応を行う構成でもよ
い。この場合でも６価のＳｅは、吸収塔又は酸化塔にお
いて４価のＳｅに変換されることになる。さらに、実施
例１におけるリパルプ手段や混合手段は、必ずしも別槽
により構成されている必要はなく、例えば一つタンクに
おいて粉塵のリパルプと処理剤塔の混合とが行われる構
成（すなわち、本発明のリパルプ手段や混合手段が単槽
よりなる構成）も有り得ることはいうまでもない。ま
た、実施例２及び３において、処理剤Ａの投入場所を排
水処理装置５０の一箇所とすることもできる。というの
は、脱硫装置の吸収塔や冷却除塵塔のスラリ液は排水処
理装置５０に循環してくるので、この配水処理装置にお
いてのみ処理剤Ａを投入しても全体のＳｅを不溶化して
処理できるからである。

【００５０】

【発明の効果】本発明（１）の排煙処理システムによれ
ば、排煙中のＳｅに６価のものが含まれている場合で
も、排煙から粉塵として除去したＳｅ（６価及び４価）
を、結局全て４価のＳｅとして排出することができ、処
理剤による不溶化処理のみを行えば容易にＳｅの溶出基
準等をクリアできるのであって、脱硫装置の吸収塔が６
価のＳｅの還元反応設備としても機能するから、Ｓｅを
還元する反応塔等を別個に設けるような構成に比較し
て、システム全体の設備構成が簡単になる。

【００５１】本発明（２）の排煙処理システムによれ
ば、脱硫装置の循環液の一部がリパルプ手段における溶
媒として使用されるから、別個に水を供給するような構
成に比較して、水の使用量（循環量）及び消費量を低減
できる。

【００５２】本発明（３）の排煙処理システムによれ
ば、混合手段又は分離手段にろ過助剤が投入されるか
ら、分離手段における脱水性能が向上し、水分率が低く
扱い易い固形分（粉塵ケーキ）が得られる。

【００５３】本発明（４）の排煙処理システムによれ
ば、酸化還元反応制御手段が、脱硫装置内のスラリ中に
混入した６価のＳｅがスラリ中の亜硫酸により略全量還
元されて４価となるように、脱硫装置内のスラリの酸化
還元反応を制御する。このため、排煙中に６価のＳｅが
含まれていた場合、この６価のＳｅを脱硫装置において
ほぼ完全に４価に変えることができて、排煙中のＳｅの
不溶化処理がより容易かつ完全に行えるようになる。

【００５４】本発明（５）の排煙処理システムによれ
ば、容易にＳｅの溶出基準等をクリアできるのであっ
て、しかも脱硫装置が、６価のＳｅの還元反応設備とし
ても、あるいは粉塵のリパルプ手段等としても機能して
いるから、Ｓｅを還元する反応塔やリパルプ手段等を別
個に設けるような構成に比較して、システム全体の設備
構成がさらに簡単になる。さらに前記脱硫装置において
は、前記本発明（４）の効果がある。

【００５５】本発明（６）の排煙処理システムによれ
ば、容易にＳｅの溶出基準等をクリアできるのであっ
て、しかも脱硫装置が、集塵機としても、また６価のＳ
ｅの還元反応設備としても、さらには粉塵のリパルプ手
段等としても機能しているから、集塵機や、Ｓｅを還元
する反応塔や、リパルプ手段等を別個に設けるような構
成に比較して、システム全体の設備構成がさらに簡単に
なる。さらに前記脱硫装置においては、前記本発明
（４）の効果がある。

【００５６】本発明（７）の排煙処理システムによれ
ば、脱硫装置の排水中に溶出するＳｅをも不溶化するこ
とができ、より完全なＳｅの不溶化処理が可能となると
ともに、Ｓｅの混入のない石膏の回収が容易となる。ま
た、処理条件によっては不溶化処理剤の投入を排水処理
装置のみとすることもでき、システム全体の簡略化が可
能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の排煙処理システムの概略構成図。

【図２】図１の排煙処理システムの構成をより具体的に
示した構成図。

【図３】実施例２の排煙処理システムの概略構成図。

【図４】実施例３の排煙処理システムの概略構成図。

【図５】従来の排煙処理システムの概略構成図。

【符号の説明】

５電気集塵機（乾式集塵装置）１３リパルプ手段１４混合手段１５分離手段１６処理剤供給手段２０，６０脱硫装置２１吸収塔４０酸化還元反応制御手段５０排水処理装置６１冷却除塵塔Ａ処理剤Ｂろ過助剤

フロントページの続き (72)発明者清水拓東京都千代田区丸の内二丁目５番１号三菱重工業株式会社本社内 (72)発明者鵜川直彦広島県広島市西区観音新町四丁目６番22 号三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者日野正夫広島県広島市西区観音新町四丁目６番22 号三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者沖野進広島県広島市西区観音新町四丁目６番22 号三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者春木隆広島県広島市西区観音新町四丁目６番22 号三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者高品徹広島県広島市西区観音新町四丁目６番22 号三菱重工業株式会社広島研究所内 (56)参考文献特開平１−94920（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−28491（ＪＰ，Ａ) 特開昭48−66015（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−244426（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−42791（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−5221（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−38619（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−28484（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−143891（ＪＰ，Ａ) 特開平６−277444（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01D 53/34 C02F 1/58

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】亜硫酸ガス、粉塵及びＳｅ分を含む排煙
を処理する排煙処理システムであって、排煙中の粉塵を
除去する乾式集塵装置と、亜硫酸ガスを吸収除去する吸
収剤スラリが循環する脱硫塔を有する脱硫装置と、前記
乾式集塵装置により除去された粉塵を水溶きしてスラリ
化するリパルプ手段と、このリパルプ手段で得られる粉
塵スラリに４価のＳｅを不溶化する処理剤を供給する処
理剤供給手段と、不溶化されたＳｅを含む粉塵スラリを
固液分離する分離手段と、この分離手段から出る分離液
を前記吸収剤スラリ中に導入する配管系とを備えてなる
ことを特徴とする排煙処理システム。
【請求項２】前記脱硫システムのスラリを構成する循
環液の一部が前記リパルプ手段に導入され、前記リパル
プ手段における溶媒として使用される構成としたことを
特徴とする請求項１記載の排煙処理システム。
【請求項３】前記粉塵スラリにろ過助剤を投入する手
段を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の排煙
処理システム。
【請求項４】前記脱硫システム内においてスラリ中に
混入した６価のＳｅがスラリ中の亜硫酸により還元され
て４価となるように、前記脱硫装置内の酸化還元反応を
制御する酸化還元反応制御手段を設けたことを特徴とす
る請求項１乃至３のいずれかに記載の排煙処理システ
ム。
【請求項５】亜硫酸ガス、粉塵及びＳｅ分を含む排煙
を処理する排煙処理システムであって、排煙中の粉塵を
除去する乾式集塵装置と、亜硫酸ガスを吸収除去する吸
収剤スラリが循環する脱硫塔を有する脱硫装置と、前記
乾式集塵装置により除去された粉塵を前記吸収剤スラリ
中に導入する手段と、前記吸収剤スラリに４価のＳｅを
不溶化する処理剤を供給する処理剤供給手段とを備えて
なり、スラリ中に混入した６価のＳｅがスラリ中の亜硫
酸により還元されて４価となるように、前記脱硫装置内
の酸化還元反応を制御する酸化還元反応制御手段を設け
たことを特徴とする排煙処理システム。
【請求項６】亜硫酸ガス、粉塵及びＳｅ分を含む排煙
を処理する排煙処理システムであって、排煙中の亜硫酸
ガスを吸収除去する吸収剤スラリが循環する脱硫塔を有
する脱硫装置と、前記吸収剤スラリに４価のＳｅを不溶
化する処理剤を供給する処理剤供給手段とを備え、前記
排煙が直接前記脱硫塔に導入されるように構成されてな
り、スラリ中に混入した６価のＳｅがスラリ中の亜硫酸
により還元されて４価となるように、前記脱硫装置内の
酸化還元反応を制御する酸化還元反応制御手段を設けた
ことを特徴とする排煙処理システム。
【請求項７】前記脱硫装置からの排水を処理する排水
処理装置と、この排水処理装置で分離される不純物スラ
リに４価のＳｅを不溶化する処理剤を供給する処理剤供
給手段を備えてなることを特徴とする請求項１乃至６の
いずれかに記載の排煙処理システム。