JP3322585B2 - 重質油燃料焚きボイラの集塵灰と排脱排水の混合処理方法 - Google Patents
重質油燃料焚きボイラの集塵灰と排脱排水の混合処理方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、重質油を燃料とす
るボイラの集塵灰と排脱排水の処理方法に関し、特にこ
れらの燃料を使用する火力発電所から排出される集塵灰
と排脱排水の処理に有利に適用される処理方法に関す
る。
るボイラの集塵灰と排脱排水の処理方法に関し、特にこ
れらの燃料を使用する火力発電所から排出される集塵灰
と排脱排水の処理に有利に適用される処理方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の火力発電所など、石炭や重油など
の化石燃料を燃焼させるボイラ施設から排出される燃焼
排ガスの処理プロセスにおいては、ボイラからの排ガス
煙道に設けられた集塵装置から排出される灰（集塵灰）
と湿式排煙脱硫装置からの排水（排脱排水）とはそれぞ
れ別々に処理されており、集塵灰は加湿処理され、排脱
排水は環境規制値を満足する水質まで処理されてそれぞ
れ別の場所から系外に排出されていた。一方、近年火力
発電所などでは燃料の多様化に積極的に取り組んでお
り、高硫黄分含有の重油、天然オリノコタール、又は天
然オリノコタールに水を添加、混合してエマルジョン化
し、常温でのハンドリングを可能としたエマルジョン燃
料（例えば天然オリノコタール７０重量％に清水３０重
量％と微量の界面活性剤を混合しエマルジョン化したも
の）などが新しい燃料として注目されている（以下、こ
れらの燃料を総称して重質油という）。しかしながら、
これらの重質油の燃焼排ガスから出る集塵灰の処理方法
として確立された技術の蓄積は少ない。
の化石燃料を燃焼させるボイラ施設から排出される燃焼
排ガスの処理プロセスにおいては、ボイラからの排ガス
煙道に設けられた集塵装置から排出される灰（集塵灰）
と湿式排煙脱硫装置からの排水（排脱排水）とはそれぞ
れ別々に処理されており、集塵灰は加湿処理され、排脱
排水は環境規制値を満足する水質まで処理されてそれぞ
れ別の場所から系外に排出されていた。一方、近年火力
発電所などでは燃料の多様化に積極的に取り組んでお
り、高硫黄分含有の重油、天然オリノコタール、又は天
然オリノコタールに水を添加、混合してエマルジョン化
し、常温でのハンドリングを可能としたエマルジョン燃
料（例えば天然オリノコタール７０重量％に清水３０重
量％と微量の界面活性剤を混合しエマルジョン化したも
の）などが新しい燃料として注目されている（以下、こ
れらの燃料を総称して重質油という）。しかしながら、
これらの重質油の燃焼排ガスから出る集塵灰の処理方法
として確立された技術の蓄積は少ない。
【０００３】前記重質油は、従来の重油に比べて灰分、
窒素分、硫黄分及び重金属類の含有量が高いため、重質
油焚き火力発電所からの集塵灰及び排脱排水の性状は従
来の重油焚き火力発電所からの集塵灰及び排脱排水の性
状とは著しく異なり新たな対応が必要となっている。特
にその集塵灰は吸湿性・噴流性をもつためハンドリング
が困難であり、しかも従来の重油焚きボイラに比べ集塵
灰の量は多く、集塵灰の嵩密度が小さいため集塵灰の体
積が大きくなり、貯蔵設備の容量は大きくなるという問
題がある。また、集塵灰中及び排脱排水中にはアンモニ
ウム（ＮＨ4 +）が多く含まれるため、排脱排水及び集
塵灰処理の環境対策上アンモニウム分を除去する必要が
ある。
窒素分、硫黄分及び重金属類の含有量が高いため、重質
油焚き火力発電所からの集塵灰及び排脱排水の性状は従
来の重油焚き火力発電所からの集塵灰及び排脱排水の性
状とは著しく異なり新たな対応が必要となっている。特
にその集塵灰は吸湿性・噴流性をもつためハンドリング
が困難であり、しかも従来の重油焚きボイラに比べ集塵
灰の量は多く、集塵灰の嵩密度が小さいため集塵灰の体
積が大きくなり、貯蔵設備の容量は大きくなるという問
題がある。また、集塵灰中及び排脱排水中にはアンモニ
ウム（ＮＨ4 +）が多く含まれるため、排脱排水及び集
塵灰処理の環境対策上アンモニウム分を除去する必要が
ある。
【０００４】このような重質油の燃焼排ガスから出る集
塵灰の処理方法として、本発明者らはボイラ排ガスの集
塵灰と排脱排水とを混合し、還元剤を添加して５価のバ
ナジウムを４価のバナジウムに還元し、水酸化マグネシ
ウム及び／又はアンモニア水を添加してｐＨを３〜９と
して生成した高濃度バナジウム含有沈殿物を分離し、分
離液はさらに水酸化カルシウム又は酸化カルシウムを添
加してｐＨを９〜１２として蒸留しアンモニアを回収す
る各工程より構成される重質油燃料焚きボイラの集塵灰
と排脱排水の混合処理方法を提案した（特開平８−１１
７５５２号公報）。この方法の概要を図３に示し、ｐＨ
調整用に水酸化マグネシウムを使用する場合を例にとっ
て説明する。
塵灰の処理方法として、本発明者らはボイラ排ガスの集
塵灰と排脱排水とを混合し、還元剤を添加して５価のバ
ナジウムを４価のバナジウムに還元し、水酸化マグネシ
ウム及び／又はアンモニア水を添加してｐＨを３〜９と
して生成した高濃度バナジウム含有沈殿物を分離し、分
離液はさらに水酸化カルシウム又は酸化カルシウムを添
加してｐＨを９〜１２として蒸留しアンモニアを回収す
る各工程より構成される重質油燃料焚きボイラの集塵灰
と排脱排水の混合処理方法を提案した（特開平８−１１
７５５２号公報）。この方法の概要を図３に示し、ｐＨ
調整用に水酸化マグネシウムを使用する場合を例にとっ
て説明する。
【０００５】まず排脱排水ａ、集塵灰ｂ及び還元剤とし
ての第１鉄塩ｃを混合工程１で混合して、集塵灰ｂをス
ラリ化（一部溶解）させる。集塵灰ｂにはボイラの運転
状況によって異なるが、未燃炭素（Ｃ）、バナジウム
（Ｖ）、マグネシウム（Ｍｇ）及び固定アンモニア（Ｎ
Ｈ4 + ）がそれぞれ５〜１０重量％、２〜５重量％、５
〜１０重量％及び５〜１０重量％含まれている。集塵灰
ｂの混合率は排脱排水ａに対して５〜４０重量％とし、
第１鉄塩ｃの注入率は共存イオンの影響を考慮して等モ
ル比以上を添加する。なお排脱排水ａは弱酸性の石膏飽
和液であるが、混合液ｄのｐＨは２〜３となる。この工
程で５価のバナジウム（Ｖ）が４価に還元されるが、ｐ
Ｈが低いため４価バナジウム（Ｖ）は溶解している。
ての第１鉄塩ｃを混合工程１で混合して、集塵灰ｂをス
ラリ化（一部溶解）させる。集塵灰ｂにはボイラの運転
状況によって異なるが、未燃炭素（Ｃ）、バナジウム
（Ｖ）、マグネシウム（Ｍｇ）及び固定アンモニア（Ｎ
Ｈ4 + ）がそれぞれ５〜１０重量％、２〜５重量％、５
〜１０重量％及び５〜１０重量％含まれている。集塵灰
ｂの混合率は排脱排水ａに対して５〜４０重量％とし、
第１鉄塩ｃの注入率は共存イオンの影響を考慮して等モ
ル比以上を添加する。なお排脱排水ａは弱酸性の石膏飽
和液であるが、混合液ｄのｐＨは２〜３となる。この工
程で５価のバナジウム（Ｖ）が４価に還元されるが、ｐ
Ｈが低いため４価バナジウム（Ｖ）は溶解している。
【０００６】混合工程１で得られる混合液ｄは固液分離
工程２に送られ、水酸化マグネシウム｛Ｍｇ（Ｏ
Ｈ）2 ｝ｅが添加、混合される。このときのｐＨは３〜
９、好ましくは４〜８とする。この工程において高分子
凝集剤ｆを添加するのが好ましい。高分子凝集剤として
は通常の排水処理で使用される高分子凝集剤などが使用
できる。この操作で生じた沈殿物を沈降分離して、沈殿
物ｇと上澄液ｈ（分離液）を得る。固液分離工程２で得
られる沈殿物ｇには８重量％以上のバナジウム（Ｖ）が
含まれており、その他の成分は未燃炭素（Ｃ）、Ｆｅ、
Ａｌなどである。この沈殿物ｇは別途バナジウム回収用
の原料として使用できる。なお、上澄液ｈにはバナジウ
ム（Ｖ）はほとんど含まれていない（上澄液ｈの全バナ
ジウム（Ｖ）は１ｍｇ／リットル以下である）。
工程２に送られ、水酸化マグネシウム｛Ｍｇ（Ｏ
Ｈ）2 ｝ｅが添加、混合される。このときのｐＨは３〜
９、好ましくは４〜８とする。この工程において高分子
凝集剤ｆを添加するのが好ましい。高分子凝集剤として
は通常の排水処理で使用される高分子凝集剤などが使用
できる。この操作で生じた沈殿物を沈降分離して、沈殿
物ｇと上澄液ｈ（分離液）を得る。固液分離工程２で得
られる沈殿物ｇには８重量％以上のバナジウム（Ｖ）が
含まれており、その他の成分は未燃炭素（Ｃ）、Ｆｅ、
Ａｌなどである。この沈殿物ｇは別途バナジウム回収用
の原料として使用できる。なお、上澄液ｈにはバナジウ
ム（Ｖ）はほとんど含まれていない（上澄液ｈの全バナ
ジウム（Ｖ）は１ｍｇ／リットル以下である）。
【０００７】沈殿物ｇは系外に排出し、上澄液ｈは次の
ｐＨ調整工程４に送られる。ｐＨ調整工程４では水酸化
カルシウム｛Ｃａ（ＯＨ）2 ｝ｎの添加によりｐＨを９
〜１２に調整した後、蒸留工程５に送る。なおこの液の
ｐＨは、石膏及び水酸化マグネシウムの生成のためと次
の操作の効率を上げるために９〜１２に保つ。蒸留工程
５はスチームストリッピングの他、真空蒸留等の通常の
蒸留操作が適用できる。この操作により液中からアンモ
ニアガスｋが分離され、凝縮工程６でアンモニア水ｋ′
として回収される。蒸留工程５と凝縮工程６によるアン
モニアの回収率は、混合液ｄに含まれる固定アンモニア
量の９５％以上となる。回収されたアンモニア水ｋ′は
系外に搬出して、煙道ガスの中和等に利用できる。蒸留
工程５で蒸留後残留した処理液ｌはｐＨ調整工程４で析
出した石膏と水酸化マグネシウムのスラリとなってお
り、系外に搬出され別途処理される。
ｐＨ調整工程４に送られる。ｐＨ調整工程４では水酸化
カルシウム｛Ｃａ（ＯＨ）2 ｝ｎの添加によりｐＨを９
〜１２に調整した後、蒸留工程５に送る。なおこの液の
ｐＨは、石膏及び水酸化マグネシウムの生成のためと次
の操作の効率を上げるために９〜１２に保つ。蒸留工程
５はスチームストリッピングの他、真空蒸留等の通常の
蒸留操作が適用できる。この操作により液中からアンモ
ニアガスｋが分離され、凝縮工程６でアンモニア水ｋ′
として回収される。蒸留工程５と凝縮工程６によるアン
モニアの回収率は、混合液ｄに含まれる固定アンモニア
量の９５％以上となる。回収されたアンモニア水ｋ′は
系外に搬出して、煙道ガスの中和等に利用できる。蒸留
工程５で蒸留後残留した処理液ｌはｐＨ調整工程４で析
出した石膏と水酸化マグネシウムのスラリとなってお
り、系外に搬出され別途処理される。
【０００８】このように固液分離工程２でアルカリ剤と
して水酸化マグネシウムを使用することによって、沈殿
物ｇ中のバナジウム（Ｖ）含有率は８重量％以上に高め
られる。さらにｐＨ調整工程４で水酸化カルシウム｛Ｃ
ａ（ＯＨ）2 ｝を使用するため、ｐＨ調整工程４及び蒸
留工程５における石膏の過飽和度が低減できるため、石
膏スケールの発生を抑えることができる。
して水酸化マグネシウムを使用することによって、沈殿
物ｇ中のバナジウム（Ｖ）含有率は８重量％以上に高め
られる。さらにｐＨ調整工程４で水酸化カルシウム｛Ｃ
ａ（ＯＨ）2 ｝を使用するため、ｐＨ調整工程４及び蒸
留工程５における石膏の過飽和度が低減できるため、石
膏スケールの発生を抑えることができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】この方法によれば重質
油燃料焚きボイラの集塵灰と排脱排水を安定して処理す
ることができ、廃棄物の減容化及び有価物の回収も可能
となる。しかしながらこの方法では蒸留工程で蒸留後残
留した処理液は石膏と水酸化マグネシウムの混合スラリ
となっており、その処理が必要である。このスラリを石
膏主体のスラリと水酸化マグネシウムを主体のスラリと
に分離し、分離した水酸化マグネシウムを固液分離工程
で添加する水酸化マグネシウムの一部又は全部として使
用することにより廃棄物は減容されるが、分離された石
膏には水酸化マグネシウム等が混入しており、石膏ボー
ド洋石膏などとして利用することはできない。
油燃料焚きボイラの集塵灰と排脱排水を安定して処理す
ることができ、廃棄物の減容化及び有価物の回収も可能
となる。しかしながらこの方法では蒸留工程で蒸留後残
留した処理液は石膏と水酸化マグネシウムの混合スラリ
となっており、その処理が必要である。このスラリを石
膏主体のスラリと水酸化マグネシウムを主体のスラリと
に分離し、分離した水酸化マグネシウムを固液分離工程
で添加する水酸化マグネシウムの一部又は全部として使
用することにより廃棄物は減容されるが、分離された石
膏には水酸化マグネシウム等が混入しており、石膏ボー
ド洋石膏などとして利用することはできない。
【００１０】本発明は上記技術水準に鑑み、前記重質油
を燃料とするボイラの排ガス煙道に設けた集塵装置から
発生する集塵灰と排煙脱硫装置から発生する排水を混合
して減容化し、高い純度でバナジウムなどの有価物を回
収するとともに蒸留後に残留する石膏も回収して有効利
用でき、しかも安定運転が可能な処理方法を提供しよう
とするものである。
を燃料とするボイラの排ガス煙道に設けた集塵装置から
発生する集塵灰と排煙脱硫装置から発生する排水を混合
して減容化し、高い純度でバナジウムなどの有価物を回
収するとともに蒸留後に残留する石膏も回収して有効利
用でき、しかも安定運転が可能な処理方法を提供しよう
とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、（１）重質油
を燃料とするボイラの排ガス煙道に設けられた集塵装置
にて回収した集塵灰と湿式排煙脱硫装置から発生する排
水とを混合し、５価のバナジウムを４価のバナジウムに
還元する還元剤を添加する混合工程と、前記混合工程で
得られる混合液に水酸化マグネシウム及び／又はアンモ
ニア水を添加してｐＨを３〜９とし、生成した高濃度バ
ナジウム含有沈殿物を分離する固液分離工程と、前記固
液分離工程から出る分離液にさらに水酸化カルシウム又
は酸化カルシウムを添加してｐＨを９〜１２とするｐＨ
調整工程と、前記ｐＨ調整後の液を蒸留して濃縮する蒸
留工程と、該蒸留工程において濃縮された蒸留残液中の
硫酸カルシウムと水酸化マグネシウムとを分離する水酸
化マグネシウム分離工程と、該水酸化マグネシウム分離
工程にて分離された硫酸カルシウムを主成分とするスラ
リを前記湿式排煙脱硫装置へ供給する工程と、前記蒸留
工程で発生する蒸気を凝縮させアンモニア水を回収する
凝縮工程とから構成されてなることを特徴とする重質油
燃料焚きボイラの集塵灰と排脱排水の混合処理方法、
（２）前記混合工程と固液分離工程との間に、未燃炭素
分を主体とする不溶解成分を分離する未燃炭素分離工程
を設けてなることを特徴とする前記（１）の重質油燃料
焚きボイラの集塵灰と排脱排水の混合処理方法、（３）
前記水酸化マグネシウム分離工程で得られる水酸化マグ
ネシウムを前記固液分離工程で混合液に添加する水酸化
マグネシウムの一部又は全部として使用することを特徴
とする前記（１）又は（２）の重質油燃料焚きボイラの
集塵灰と排脱排水の混合処理方法及び（４）前記凝縮工
程において回収されたアンモニア水を前記固液分離工程
で混合液に添加するアンモニア水の一部又は全部として
使用することを特徴とする前記（１）又は（２）の重質
油燃料焚きボイラの集塵灰と排脱排水の混合処理方法で
ある。
を燃料とするボイラの排ガス煙道に設けられた集塵装置
にて回収した集塵灰と湿式排煙脱硫装置から発生する排
水とを混合し、５価のバナジウムを４価のバナジウムに
還元する還元剤を添加する混合工程と、前記混合工程で
得られる混合液に水酸化マグネシウム及び／又はアンモ
ニア水を添加してｐＨを３〜９とし、生成した高濃度バ
ナジウム含有沈殿物を分離する固液分離工程と、前記固
液分離工程から出る分離液にさらに水酸化カルシウム又
は酸化カルシウムを添加してｐＨを９〜１２とするｐＨ
調整工程と、前記ｐＨ調整後の液を蒸留して濃縮する蒸
留工程と、該蒸留工程において濃縮された蒸留残液中の
硫酸カルシウムと水酸化マグネシウムとを分離する水酸
化マグネシウム分離工程と、該水酸化マグネシウム分離
工程にて分離された硫酸カルシウムを主成分とするスラ
リを前記湿式排煙脱硫装置へ供給する工程と、前記蒸留
工程で発生する蒸気を凝縮させアンモニア水を回収する
凝縮工程とから構成されてなることを特徴とする重質油
燃料焚きボイラの集塵灰と排脱排水の混合処理方法、
（２）前記混合工程と固液分離工程との間に、未燃炭素
分を主体とする不溶解成分を分離する未燃炭素分離工程
を設けてなることを特徴とする前記（１）の重質油燃料
焚きボイラの集塵灰と排脱排水の混合処理方法、（３）
前記水酸化マグネシウム分離工程で得られる水酸化マグ
ネシウムを前記固液分離工程で混合液に添加する水酸化
マグネシウムの一部又は全部として使用することを特徴
とする前記（１）又は（２）の重質油燃料焚きボイラの
集塵灰と排脱排水の混合処理方法及び（４）前記凝縮工
程において回収されたアンモニア水を前記固液分離工程
で混合液に添加するアンモニア水の一部又は全部として
使用することを特徴とする前記（１）又は（２）の重質
油燃料焚きボイラの集塵灰と排脱排水の混合処理方法で
ある。
【００１２】本発明において重質油とは、硫黄分含有の
重油、天然オリノコタール及び天然オリノコタールに水
を添加、混合してエマルジョン化したエマルジョン燃
料、石油精製工程から出る残留油などを含むものであ
る。
重油、天然オリノコタール及び天然オリノコタールに水
を添加、混合してエマルジョン化したエマルジョン燃
料、石油精製工程から出る残留油などを含むものであ
る。
【００１３】本発明の方法においては、集塵灰と排脱排
水を混合、スラリ化（一部溶解）して減容しかつ流動性
などの操作性を向上させた後、スラリ中のバナジウムを
回収するために５価バナジウムを４価バナジウムに還元
する還元剤を添加し、さらにアルカリ剤として水酸化マ
グネシウム及び／又はアンモニア水を添加してｐＨを３
〜９に調整して４価バナジウムを４価水酸化バナジウム
として析出させる。析出した水酸化バナジウムを高濃度
で含有する沈殿物を分離しバナジウムを回収する。な
お、ここで得られる沈殿物中には集塵灰中に含まれる未
燃炭素及びその他の不溶解成分が含まれている。そのた
め、さらに高濃度のバナジウムを回収するためには集塵
灰と排脱排水とを混合した段階で未燃炭素分を主体とす
る不溶解成分を分離、除去する未燃炭素分離工程を設け
るのが好ましい。
水を混合、スラリ化（一部溶解）して減容しかつ流動性
などの操作性を向上させた後、スラリ中のバナジウムを
回収するために５価バナジウムを４価バナジウムに還元
する還元剤を添加し、さらにアルカリ剤として水酸化マ
グネシウム及び／又はアンモニア水を添加してｐＨを３
〜９に調整して４価バナジウムを４価水酸化バナジウム
として析出させる。析出した水酸化バナジウムを高濃度
で含有する沈殿物を分離しバナジウムを回収する。な
お、ここで得られる沈殿物中には集塵灰中に含まれる未
燃炭素及びその他の不溶解成分が含まれている。そのた
め、さらに高濃度のバナジウムを回収するためには集塵
灰と排脱排水とを混合した段階で未燃炭素分を主体とす
る不溶解成分を分離、除去する未燃炭素分離工程を設け
るのが好ましい。
【００１４】水酸化バナジウムを含有しない分離液にさ
らに水酸化カルシウム又は酸化カルシウムを添加してｐ
Ｈを９〜１２とし、液中の硫酸イオン及びマグネシウム
イオンと反応せしめて硫酸カルシウム、水酸化マグネシ
ムを生成させ、次いで蒸留することにより水分を蒸発さ
せて濃縮する。水酸化カルシウム又は酸化カルシウムを
添加した際、液中のアンモニウムイオンは水酸化アンモ
ニウムとなり、蒸留工程にて液から脱離して気相に一旦
移行したのち、さらに蒸留工程にて発生した蒸気の凝縮
水へ再移行し、アンモニア水として回収される。ここで
回収したアンモニア水を前記のバナジウム析出用アルカ
リ剤の一部又は全部として使用することができる。
らに水酸化カルシウム又は酸化カルシウムを添加してｐ
Ｈを９〜１２とし、液中の硫酸イオン及びマグネシウム
イオンと反応せしめて硫酸カルシウム、水酸化マグネシ
ムを生成させ、次いで蒸留することにより水分を蒸発さ
せて濃縮する。水酸化カルシウム又は酸化カルシウムを
添加した際、液中のアンモニウムイオンは水酸化アンモ
ニウムとなり、蒸留工程にて液から脱離して気相に一旦
移行したのち、さらに蒸留工程にて発生した蒸気の凝縮
水へ再移行し、アンモニア水として回収される。ここで
回収したアンモニア水を前記のバナジウム析出用アルカ
リ剤の一部又は全部として使用することができる。
【００１５】本発明の方法では前記蒸留工程の後に水酸
化マグネシウム分離工程を設け、硫酸カルシウムと水酸
化マグネシウムを分離し、分離した硫酸カルシウム（石
膏）を主体とするスラリを前記湿式排煙脱硫装置に送
り、該排煙脱硫装置で回収される石膏とともに処理して
回収することを特徴とする。前記固液分離工程において
バナジウム析出用アルカリ剤として水酸化マグネシウム
を使用する場合には、ここで分離した水酸化マグネシウ
ムをその一部又は全部として再利用するのが好ましい。
硫酸カルシウム及び水酸化マグネシウムを分離したのち
の固形分を含有しない液は系外に取り出され処理され
る。
化マグネシウム分離工程を設け、硫酸カルシウムと水酸
化マグネシウムを分離し、分離した硫酸カルシウム（石
膏）を主体とするスラリを前記湿式排煙脱硫装置に送
り、該排煙脱硫装置で回収される石膏とともに処理して
回収することを特徴とする。前記固液分離工程において
バナジウム析出用アルカリ剤として水酸化マグネシウム
を使用する場合には、ここで分離した水酸化マグネシウ
ムをその一部又は全部として再利用するのが好ましい。
硫酸カルシウム及び水酸化マグネシウムを分離したのち
の固形分を含有しない液は系外に取り出され処理され
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の方法におけるバナジウム
の還元、析出、硫酸カルシウムや水酸化マグネシウムの
分離・回収は次の作用による。 １．混合工程、未燃炭素分離工程及び固液分離工程にお
ける作用。 （１）集塵灰と排脱排水を混合した混合液の液相中のＶ
（５価）は、ｐＨ３以下の状態で還元剤として添加され
るＦｅ（２価）によって還元されてＶ（４価）となる。
この主反応は溶存状態で生じ、次式で示される。
の還元、析出、硫酸カルシウムや水酸化マグネシウムの
分離・回収は次の作用による。 １．混合工程、未燃炭素分離工程及び固液分離工程にお
ける作用。 （１）集塵灰と排脱排水を混合した混合液の液相中のＶ
（５価）は、ｐＨ３以下の状態で還元剤として添加され
るＦｅ（２価）によって還元されてＶ（４価）となる。
この主反応は溶存状態で生じ、次式で示される。
【化１】 １／２Ｖ2 Ｏ7 4-（５価）→ＶＯ2 （４価）（溶解状態） （１） Ｆｅ2+（２価）→Ｆｅ3+（３価） （２） ここでは還元剤の１例として２価の鉄を挙げたが、５価
バナジウムを４価に還元できるもので、本処理法に影響
を及ぼさないものであれば他の還元剤でも支障なく使用
できる。
バナジウムを４価に還元できるもので、本処理法に影響
を及ぼさないものであれば他の還元剤でも支障なく使用
できる。
【００１７】（２）上記（１）項の混合液に、必要によ
り未燃炭素分を主体とする不溶解成分を分離した後、ア
ルカリ剤として水酸化マグネシウム｛Ｍｇ（ＯＨ）2 ｝
又はアンモニア水（ＮＨ4 ＯＨ）を添加し、ｐＨ３〜９
として凝集沈殿処理すると次式によりＶＯ（ＯＨ）
2 （４価）が沈殿する。
り未燃炭素分を主体とする不溶解成分を分離した後、ア
ルカリ剤として水酸化マグネシウム｛Ｍｇ（ＯＨ）2 ｝
又はアンモニア水（ＮＨ4 ＯＨ）を添加し、ｐＨ３〜９
として凝集沈殿処理すると次式によりＶＯ（ＯＨ）
2 （４価）が沈殿する。
【化２】 ＶＯ2 （４価）＋Ｍｇ（ＯＨ）2 →ＶＯ（ＯＨ）2 ↓＋Ｍｇ2+ （３） ＶＯ2 （４価）＋２ＮＨ4 ＯＨ →ＶＯ（ＯＨ）2 ↓＋２ＮＨ4 + （４）
【００１８】（３）上記（２）項でアルカリ剤として水
酸化マグネシウム｛Ｍｇ（ＯＨ）2 ｝又はアンモニア水
（ＮＨ4 ＯＨ）を使用しているので、水酸化物イオン
（ＯＨ-）は溶存したＣａイオンとは反応せず、酸性成
分（Ｈ+ など）の中和に使用されるのみである。これと
並行してマグネシウムイオン（Ｍｇ2+）又はアンモニウ
ムイオン（ＮＨ4 + ）は硫酸イオン（ＳＯ4 2- ）と反応
して硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ4 ）あるいは硫酸アン
モニウム｛（ＮＨ4 ）2 ＳＯ4 ｝となるが、この物質は
溶解度が高いため液中に溶解しており、ＶＯ（ＯＨ）2
固液分離後も液中に存在し、次のｐＨ調整工程に供給さ
れる。ここでの反応は次式のとおりである。
酸化マグネシウム｛Ｍｇ（ＯＨ）2 ｝又はアンモニア水
（ＮＨ4 ＯＨ）を使用しているので、水酸化物イオン
（ＯＨ-）は溶存したＣａイオンとは反応せず、酸性成
分（Ｈ+ など）の中和に使用されるのみである。これと
並行してマグネシウムイオン（Ｍｇ2+）又はアンモニウ
ムイオン（ＮＨ4 + ）は硫酸イオン（ＳＯ4 2- ）と反応
して硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ4 ）あるいは硫酸アン
モニウム｛（ＮＨ4 ）2 ＳＯ4 ｝となるが、この物質は
溶解度が高いため液中に溶解しており、ＶＯ（ＯＨ）2
固液分離後も液中に存在し、次のｐＨ調整工程に供給さ
れる。ここでの反応は次式のとおりである。
【化３】Ｈ+ ＋ＯＨ- →Ｈ2 Ｏ （５） Ｍｇ2+＋ＳＯ4 2- →ＭｇＳＯ4 （６） ２ＮＨ4 + ＋ＳＯ4 2- →（ＮＨ4 ）2 ＳＯ4 （７）
【００１９】２．ｐＨ調整工程、蒸留工程、凝縮工程及
び水酸化マグネシウム分離工程における作用。ｐＨ調整
工程ではアルカリ剤として酸化カルシウム（ＣａＯ）又
は水酸化カルシウム｛Ｃａ（ＯＨ）2 ｝を使用するので
次の作用がある。
び水酸化マグネシウム分離工程における作用。ｐＨ調整
工程ではアルカリ剤として酸化カルシウム（ＣａＯ）又
は水酸化カルシウム｛Ｃａ（ＯＨ）2 ｝を使用するので
次の作用がある。
【００２０】（１）ｐＨ調整工程において凝集沈殿工程
の上澄液に酸化カルシウム（ＣａＯ）又は水酸化カルシ
ウム｛Ｃａ（ＯＨ）2 ｝を添加してｐＨを９〜１２に調
整することにより、石膏（硫酸カルシウム）が析出して
液の石膏過飽和度が減少する。これと並行して溶解して
いるマグネシウムイオン（Ｍｇ2+）が水酸化マグネシウ
ム｛Ｍｇ（ＯＨ）2 ｝として析出・沈殿する。なお、前
記固液分離工程においてアルカリ剤としてアンモニア水
のみを使用する場合でも、集塵灰中にはＭｇ分が含まれ
ているので水酸化マグネシウムが析出する。
の上澄液に酸化カルシウム（ＣａＯ）又は水酸化カルシ
ウム｛Ｃａ（ＯＨ）2 ｝を添加してｐＨを９〜１２に調
整することにより、石膏（硫酸カルシウム）が析出して
液の石膏過飽和度が減少する。これと並行して溶解して
いるマグネシウムイオン（Ｍｇ2+）が水酸化マグネシウ
ム｛Ｍｇ（ＯＨ）2 ｝として析出・沈殿する。なお、前
記固液分離工程においてアルカリ剤としてアンモニア水
のみを使用する場合でも、集塵灰中にはＭｇ分が含まれ
ているので水酸化マグネシウムが析出する。
【００２１】（２）この液を蒸留すると、上澄液中のア
ンモニアは（８），（９）式に示す反応により液体から
気体になり、冷却すると（１０）式に示す反応によって
アンモニアガスが凝縮して液体（アンモニア水）とな
り、アンモニア水が回収される。回収したアンモニア水
の一部又は全部を前記固液分離工程におけるバナジウム
回収用のアルカリ剤の一部又は全部として再利用するこ
とができる。
ンモニアは（８），（９）式に示す反応により液体から
気体になり、冷却すると（１０）式に示す反応によって
アンモニアガスが凝縮して液体（アンモニア水）とな
り、アンモニア水が回収される。回収したアンモニア水
の一部又は全部を前記固液分離工程におけるバナジウム
回収用のアルカリ剤の一部又は全部として再利用するこ
とができる。
【化４】 ＮＨ4 + ＋ＯＨ- →ＮＨ4 ＯＨ（液体） （８） （ＯＨ- は水酸化カルシウムより供給される） ＮＨ4 ＯＨ（液体）→ＮＨ3 （気体）↑＋Ｈ2 Ｏ （９） ＮＨ3 （気体）＋Ｈ2 Ｏ→ＮＨ4 ＯＨ（液体） （１０）
【００２２】（３）蒸留工程では、液の濃縮が起きる。
それに伴って溶解した石膏が新たに析出して石膏スケー
ルとなり蒸留器での伝熱速度の低下が懸念されるが前記
（１）項に記載したように蒸留器の供給液には析出した
固形石膏が存在しており、同石膏が種晶となるために石
膏スケールによる問題は生じない。
それに伴って溶解した石膏が新たに析出して石膏スケー
ルとなり蒸留器での伝熱速度の低下が懸念されるが前記
（１）項に記載したように蒸留器の供給液には析出した
固形石膏が存在しており、同石膏が種晶となるために石
膏スケールによる問題は生じない。
【００２３】（４）蒸留工程の残留液にはｐＨ調整工程
で析出した石膏及び蒸留工程での液の濃縮に伴い析出し
た石膏とｐＨ調整工程で析出した水酸化マグネシウム
｛Ｍｇ（ＯＨ）2 ｝が含まれている。この残留液は水酸
化マグネシウム分離工程に供給して処理される。該水酸
化マグネシウム分離工程は石膏と水酸化マグネシウムを
分離する工程と、水酸化マグネシウムを液より分離する
工程から構成されており、いずれも液体サイクロンや沈
降遠心機などを用いて遠心力を利用して分離するもので
あるが、石膏と水酸化マグネシウムとを完全に分離する
ことはできず、石膏が主成分のスラリと水酸化マグネシ
ウムが主成分のスラリが回収される。。
で析出した石膏及び蒸留工程での液の濃縮に伴い析出し
た石膏とｐＨ調整工程で析出した水酸化マグネシウム
｛Ｍｇ（ＯＨ）2 ｝が含まれている。この残留液は水酸
化マグネシウム分離工程に供給して処理される。該水酸
化マグネシウム分離工程は石膏と水酸化マグネシウムを
分離する工程と、水酸化マグネシウムを液より分離する
工程から構成されており、いずれも液体サイクロンや沈
降遠心機などを用いて遠心力を利用して分離するもので
あるが、石膏と水酸化マグネシウムとを完全に分離する
ことはできず、石膏が主成分のスラリと水酸化マグネシ
ウムが主成分のスラリが回収される。。
【００２４】（５）本処理設備での処理コスト低減のた
めには前記石膏主成分のスラリと水酸化マグネシウム主
成分のスラリの減容化又は再利用が不可欠であり、特に
多量に生成する石膏の再利用が重要である。石膏が主成
分のスラリは湿式排煙脱硫装置へ供給する工程によって
湿式排煙脱硫装置へ供給される。湿式排煙脱硫装置は排
ガス中の二酸化硫黄ガスを炭酸カルシウム、水酸化カル
シウムなどのアルカリ性のカルシウム塩と反応させて石
膏を生成させて回収する石膏回収工程を有しており、前
記水酸化マグネシウム分離工程で得られる石膏主成分の
スラリも、このスラリを前記石膏回収工程に供給するこ
とにより湿式排煙脱硫装置で生成した石膏とともに回収
される。
めには前記石膏主成分のスラリと水酸化マグネシウム主
成分のスラリの減容化又は再利用が不可欠であり、特に
多量に生成する石膏の再利用が重要である。石膏が主成
分のスラリは湿式排煙脱硫装置へ供給する工程によって
湿式排煙脱硫装置へ供給される。湿式排煙脱硫装置は排
ガス中の二酸化硫黄ガスを炭酸カルシウム、水酸化カル
シウムなどのアルカリ性のカルシウム塩と反応させて石
膏を生成させて回収する石膏回収工程を有しており、前
記水酸化マグネシウム分離工程で得られる石膏主成分の
スラリも、このスラリを前記石膏回収工程に供給するこ
とにより湿式排煙脱硫装置で生成した石膏とともに回収
される。
【００２５】なお、石膏主成分のスラリに混入する水酸
化マグネシウムは湿式排煙脱硫装置内の液性が酸性であ
るため、次式によって溶解度の大きい硫酸マグネシウム
となり、回収石膏中に混入することはなく、水酸化マグ
ネシウムを含有しない高純度の石膏が回収される。
化マグネシウムは湿式排煙脱硫装置内の液性が酸性であ
るため、次式によって溶解度の大きい硫酸マグネシウム
となり、回収石膏中に混入することはなく、水酸化マグ
ネシウムを含有しない高純度の石膏が回収される。
【化５】 Ｍｇ（ＯＨ）2 ＋ＳＯ4 2- → ＭｇＳＯ4 ＋２ＯＨ- （１１） （１１）式のＳＯ4 2- は排ガス中の二酸化硫黄（Ｓ
Ｏ2 ）ガスを吸収液中に取り込んだものである。すなわ
ち、Ｍｇ（ＯＨ）2 の形で二酸化硫黄ガスを吸収するこ
ととなり、湿式排煙脱硫装置での吸収剤添加量の低減効
果がある。
Ｏ2 ）ガスを吸収液中に取り込んだものである。すなわ
ち、Ｍｇ（ＯＨ）2 の形で二酸化硫黄ガスを吸収するこ
ととなり、湿式排煙脱硫装置での吸収剤添加量の低減効
果がある。
【００２６】（６）水酸化マグネシウム分離工程で分離
された水酸化マグネシウムを主成分とするスラリは必要
により水酸化マグネシウムの濃度を高めた後、その一部
又は全部を前記固液分離工程に返送することによって、
バナジウム回収用のアルカリ剤の一部又は全部として再
利用することができる。固液分離工程に返送した残りの
水酸化マグネシウムスラリは系外に排出されるが、円筒
式乾燥器などの乾燥器により水分を蒸発させて減容化を
行うのが望ましい。
された水酸化マグネシウムを主成分とするスラリは必要
により水酸化マグネシウムの濃度を高めた後、その一部
又は全部を前記固液分離工程に返送することによって、
バナジウム回収用のアルカリ剤の一部又は全部として再
利用することができる。固液分離工程に返送した残りの
水酸化マグネシウムスラリは系外に排出されるが、円筒
式乾燥器などの乾燥器により水分を蒸発させて減容化を
行うのが望ましい。
【００２７】
（実施例１）本発明の一実施態様を図１によって説明す
る。この例は固液分離工程におけるアルカリ剤として水
酸化マグネシウム分離工程で回収された水酸化マグネシ
ウムを使用するものである。まず、湿式排煙脱硫装置９
で生じた排脱排水ａと集塵装置１０で排ガスより分離し
た集塵灰ｂを混合工程１で混合すると同時に５価バナジ
ウムの還元剤としての第１鉄塩ｃを添加する。なお、５
価バナジウムの還元剤としては前記第１鉄塩の他に亜硫
酸ナトリウム（Ｎａ2 ＳＯ3 ）やヒドラジン（ＮＨ2 Ｎ
Ｈ2 ）などが使用できる。集塵灰ｂはボイラの運転状況
によって異なるが、未燃炭素（Ｃ）、バナジウム
（Ｖ）、マグネシウム（Ｍｇ）、固定アンモニウム（Ｎ
Ｈ4 + ）及び硫酸（ＳＯ4 2- ）を主成分とし、それぞれ
５〜５０重量％、２〜５重量％、５〜１０重量％、５〜
１０重量％及び３３〜６７重量％を含有している。集塵
灰ｂの混合率は排脱排水ａに対して５〜４０重量％で、
次工程以降の処理性を考慮すると３０重量％以下である
ことが好ましい。また第１鉄塩ｃとしては、塩化第１鉄
又は硫酸第１鉄などが使用できる。第１鉄塩ｃの添加量
は、混合液ｄ中のの５価のバナジウム（Ｖ5+）に対して
等モル比以上を添加することが好ましく、１．５倍のモ
ル比で９５％以上の還元率を得ることができる。なお、
排脱排水ａは弱酸性の石膏飽和液で、集塵灰ｂと混合し
た後の混合液ｄのｐＨは２〜３となる。このｐＨで５価
のバナジウム（Ｖ5+）は４価に還元される。また、４価
バナジウム（Ｖ4+）は同ｐＨ域では溶解状態にある。
る。この例は固液分離工程におけるアルカリ剤として水
酸化マグネシウム分離工程で回収された水酸化マグネシ
ウムを使用するものである。まず、湿式排煙脱硫装置９
で生じた排脱排水ａと集塵装置１０で排ガスより分離し
た集塵灰ｂを混合工程１で混合すると同時に５価バナジ
ウムの還元剤としての第１鉄塩ｃを添加する。なお、５
価バナジウムの還元剤としては前記第１鉄塩の他に亜硫
酸ナトリウム（Ｎａ2 ＳＯ3 ）やヒドラジン（ＮＨ2 Ｎ
Ｈ2 ）などが使用できる。集塵灰ｂはボイラの運転状況
によって異なるが、未燃炭素（Ｃ）、バナジウム
（Ｖ）、マグネシウム（Ｍｇ）、固定アンモニウム（Ｎ
Ｈ4 + ）及び硫酸（ＳＯ4 2- ）を主成分とし、それぞれ
５〜５０重量％、２〜５重量％、５〜１０重量％、５〜
１０重量％及び３３〜６７重量％を含有している。集塵
灰ｂの混合率は排脱排水ａに対して５〜４０重量％で、
次工程以降の処理性を考慮すると３０重量％以下である
ことが好ましい。また第１鉄塩ｃとしては、塩化第１鉄
又は硫酸第１鉄などが使用できる。第１鉄塩ｃの添加量
は、混合液ｄ中のの５価のバナジウム（Ｖ5+）に対して
等モル比以上を添加することが好ましく、１．５倍のモ
ル比で９５％以上の還元率を得ることができる。なお、
排脱排水ａは弱酸性の石膏飽和液で、集塵灰ｂと混合し
た後の混合液ｄのｐＨは２〜３となる。このｐＨで５価
のバナジウム（Ｖ5+）は４価に還元される。また、４価
バナジウム（Ｖ4+）は同ｐＨ域では溶解状態にある。
【００２８】混合工程１で得られる混合液ｄは固液分離
工程２に送られ、後述する水酸化マグネシウム分離工程
７で回収される水酸化マグネシウム｛Ｍｇ（ＯＨ）2 ｝
の添加によって４価バナジウムが析出する。この添加量
はｐＨによって制御し、ｐＨは３〜９，好ましくは４〜
８とする。固液分離工程２では晶析した４価バナジウム
の液との分離を促進するため、通常の排水処理装置で使
用される高分子凝集剤を使用してもよい。この操作で生
じた沈殿物を沈降分離して、沈殿物ｇと上澄液ｈを得
る。沈殿物の分離は沈降分離の他にろ過や遠心分離など
の分離方法も適用可能である。固液分離工程２で得られ
る沈殿物ｇには約５〜１０重量％以上のバナジウム
（Ｖ）が含まれており、その他の成分は未燃炭素（Ｃ）
が主体で少量の鉄（Ｆｅ）やアルミニウム（Ａｌ）など
を含有している。この沈殿物ｇは別途バナジウム回収用
の原料として使用できる。なお、上澄液ｈにはバナジウ
ム（Ｖ）はほとんど含まれていない（上澄液ｈの全バナ
ジウム（Ｖ）は１ｍｇ／リットル以下である）。
工程２に送られ、後述する水酸化マグネシウム分離工程
７で回収される水酸化マグネシウム｛Ｍｇ（ＯＨ）2 ｝
の添加によって４価バナジウムが析出する。この添加量
はｐＨによって制御し、ｐＨは３〜９，好ましくは４〜
８とする。固液分離工程２では晶析した４価バナジウム
の液との分離を促進するため、通常の排水処理装置で使
用される高分子凝集剤を使用してもよい。この操作で生
じた沈殿物を沈降分離して、沈殿物ｇと上澄液ｈを得
る。沈殿物の分離は沈降分離の他にろ過や遠心分離など
の分離方法も適用可能である。固液分離工程２で得られ
る沈殿物ｇには約５〜１０重量％以上のバナジウム
（Ｖ）が含まれており、その他の成分は未燃炭素（Ｃ）
が主体で少量の鉄（Ｆｅ）やアルミニウム（Ａｌ）など
を含有している。この沈殿物ｇは別途バナジウム回収用
の原料として使用できる。なお、上澄液ｈにはバナジウ
ム（Ｖ）はほとんど含まれていない（上澄液ｈの全バナ
ジウム（Ｖ）は１ｍｇ／リットル以下である）。
【００２９】主成分としてマグネシウム（Ｍｇ）、固定
アンモニウム（ＮＨ4 + ）及び硫酸（ＳＯ4 2- ）を含有
する上澄液ｈは次のｐＨ調整工程４に供給される。ｐＨ
調整工程４では水酸化カルシウム｛Ｃａ（ＯＨ）2 ｝ｎ
の添加によりｐＨを９〜１２に調整する。水酸化カルシ
ウムｎを添加することにより上澄液ｈ中のマグネシウム
（Ｍｇ）、固定アンモニウム（ＮＨ4 + ）及び硫酸（Ｓ
Ｏ4 2- ）は次式のように反応して水酸化マグネシウム
｛Ｍｇ（ＯＨ）2 ｝、石膏（ＣａＳＯ4 ・２Ｈ2Ｏ）及
びアンモニア（ＮＨ4 ＯＨ）が生成する。
アンモニウム（ＮＨ4 + ）及び硫酸（ＳＯ4 2- ）を含有
する上澄液ｈは次のｐＨ調整工程４に供給される。ｐＨ
調整工程４では水酸化カルシウム｛Ｃａ（ＯＨ）2 ｝ｎ
の添加によりｐＨを９〜１２に調整する。水酸化カルシ
ウムｎを添加することにより上澄液ｈ中のマグネシウム
（Ｍｇ）、固定アンモニウム（ＮＨ4 + ）及び硫酸（Ｓ
Ｏ4 2- ）は次式のように反応して水酸化マグネシウム
｛Ｍｇ（ＯＨ）2 ｝、石膏（ＣａＳＯ4 ・２Ｈ2Ｏ）及
びアンモニア（ＮＨ4 ＯＨ）が生成する。
【化６】 ＭｇＳＯ4 ＋Ｃａ（ＯＨ）2 ＋２Ｈ2 Ｏ → Ｍｇ（ＯＨ）2 ＋ ＣａＳＯ4 ・２Ｈ2 Ｏ （１２） （ＮＨ4 ）2 ＳＯ4 ＋Ｃａ（ＯＨ）2 ＋２Ｈ2 Ｏ → ２ＮＨ4 ＯＨ ＋ ＣａＳＯ4 ・２Ｈ2 Ｏ （１３）
【００３０】ｐＨ調整後の液は蒸留工程５に供給され
る。なお、この液のｐＨは石膏及び水酸化マグネシウム
の生成のためと次工程の操作の効率を維持するために９
〜１２に保つ。蒸留工程５はスチームストリッピングの
他、真空蒸留等の通常の蒸留操作が適用できる。この操
作により液中からアンモニア（ＮＨ3 ）ガスｋが気相側
へ脱離し、これと同時に水分も蒸発する。凝縮工程６で
は蒸留工程５で発生した蒸気を凝縮させて液体として回
収すると同時に、気相中のアンモニアを該液体中に溶解
させてアンモニア水ｋ′として両者を回収する。蒸留工
程５と凝縮工程６によるアンモニアの回収率（蒸留工程
５に流入するアンモニア量に対する凝縮工程６で回収し
たアンモニア量の割合）は、蒸留工程５での蒸留温度、
圧力及び流入する液中のアンモニア濃度等によって定ま
るが、本実施例では蒸留温度５３℃、圧力０．１１（ｋ
ｇ／ｃｍ2 ・ａｂｓ）で９５％以上であった。回収され
たアンモニア水ｋ′は系外に搬出して、煙道ガスの中和
等に利用できる。
る。なお、この液のｐＨは石膏及び水酸化マグネシウム
の生成のためと次工程の操作の効率を維持するために９
〜１２に保つ。蒸留工程５はスチームストリッピングの
他、真空蒸留等の通常の蒸留操作が適用できる。この操
作により液中からアンモニア（ＮＨ3 ）ガスｋが気相側
へ脱離し、これと同時に水分も蒸発する。凝縮工程６で
は蒸留工程５で発生した蒸気を凝縮させて液体として回
収すると同時に、気相中のアンモニアを該液体中に溶解
させてアンモニア水ｋ′として両者を回収する。蒸留工
程５と凝縮工程６によるアンモニアの回収率（蒸留工程
５に流入するアンモニア量に対する凝縮工程６で回収し
たアンモニア量の割合）は、蒸留工程５での蒸留温度、
圧力及び流入する液中のアンモニア濃度等によって定ま
るが、本実施例では蒸留温度５３℃、圧力０．１１（ｋ
ｇ／ｃｍ2 ・ａｂｓ）で９５％以上であった。回収され
たアンモニア水ｋ′は系外に搬出して、煙道ガスの中和
等に利用できる。
【００３１】蒸留工程５の蒸留残液ｉは水酸化マグネシ
ウム分離工程７に供給され、液体サイクロンにより石膏
と水酸化マグネシウムとに分離されるが、両者の完全な
分離は困難で石膏主成分スラリｐと水酸化マグネシウム
主成分スラリｑとに分離される。分離された水酸化マグ
ネシウム主成分スラリｑはさらに遠心分離機によって濃
縮したのちその一部をｐＨ調整用として固液分離工程２
に供給した。残りの濃縮した水酸化マグネシウム主成分
スラリと遠心分離機で生成した希薄液は乾燥工程８に供
給した。一方、石膏主成分スラリｐは湿式排煙脱硫装置
９に供給され、同装置内で生成した石膏とともに回収さ
れる。石膏主成分スラリｐに含有される水酸化マグネシ
ウムは湿式排煙脱硫装置９内で硫酸マグネシウムとして
ほぼ全量溶解し、回収石膏中への混入は認められなかっ
た。乾燥工程８は本実施例では円筒式乾燥機を用いて乾
燥し、乾燥残渣ｍを回収した。乾燥残渣ｍの含水率は３
０重量％以下であり、約１／７０に減容された。
ウム分離工程７に供給され、液体サイクロンにより石膏
と水酸化マグネシウムとに分離されるが、両者の完全な
分離は困難で石膏主成分スラリｐと水酸化マグネシウム
主成分スラリｑとに分離される。分離された水酸化マグ
ネシウム主成分スラリｑはさらに遠心分離機によって濃
縮したのちその一部をｐＨ調整用として固液分離工程２
に供給した。残りの濃縮した水酸化マグネシウム主成分
スラリと遠心分離機で生成した希薄液は乾燥工程８に供
給した。一方、石膏主成分スラリｐは湿式排煙脱硫装置
９に供給され、同装置内で生成した石膏とともに回収さ
れる。石膏主成分スラリｐに含有される水酸化マグネシ
ウムは湿式排煙脱硫装置９内で硫酸マグネシウムとして
ほぼ全量溶解し、回収石膏中への混入は認められなかっ
た。乾燥工程８は本実施例では円筒式乾燥機を用いて乾
燥し、乾燥残渣ｍを回収した。乾燥残渣ｍの含水率は３
０重量％以下であり、約１／７０に減容された。
【００３２】（実施例２）本発明の第２の実施態様を図
２によって説明する。この例は固液分離工程２におい
て、アルカリ剤として蒸留工程５と凝縮工程６で回収し
たアンモニア水ｋ′を使用したものである。実施例１と
同様の方法により、排脱排水ａ及び集塵灰ｂを混合工程
１から凝縮工程６までの各工程により処理する。その
際、固液分離工程２で使用するアルカリ剤を蒸留工程５
及び凝縮工程６で回収したアンモニア水ｋ′を使用する
が、他は実施例１と同じである。また、水酸化マグネシ
ウム分離工程７では石膏と水酸化マグネシウムを液体サ
イクロンによって石膏主成分スラリｐと水酸化マグネシ
ウム主成分スラリｑとに分離し、石膏主成分スラリｐは
実施例１と同様に湿式排煙脱硫装置９に供給して石膏を
回収した。水酸化マグネシウム主成分スラリｑは実施例
１とは異なり、遠心分離機による濃縮は行わず、そのま
ま乾燥工程８に供給して処理した。
２によって説明する。この例は固液分離工程２におい
て、アルカリ剤として蒸留工程５と凝縮工程６で回収し
たアンモニア水ｋ′を使用したものである。実施例１と
同様の方法により、排脱排水ａ及び集塵灰ｂを混合工程
１から凝縮工程６までの各工程により処理する。その
際、固液分離工程２で使用するアルカリ剤を蒸留工程５
及び凝縮工程６で回収したアンモニア水ｋ′を使用する
が、他は実施例１と同じである。また、水酸化マグネシ
ウム分離工程７では石膏と水酸化マグネシウムを液体サ
イクロンによって石膏主成分スラリｐと水酸化マグネシ
ウム主成分スラリｑとに分離し、石膏主成分スラリｐは
実施例１と同様に湿式排煙脱硫装置９に供給して石膏を
回収した。水酸化マグネシウム主成分スラリｑは実施例
１とは異なり、遠心分離機による濃縮は行わず、そのま
ま乾燥工程８に供給して処理した。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、図３に示した従来技術
による効果に加えて、次のような効果がある。 （１）集塵灰及び排脱排水から、バナジウム（Ｖ）、ア
ンモニア（ＮＨ3 ）及び硫酸（ＳＯ4 2- ）などの有価物
を分別回収し、各々再利用することができるため、廃棄
物量を大幅に低減でき、これは処理費用の大幅な低減と
なる。 （２）特に硫酸（ＳＯ4 2- ）は本処理プロセス内で生成
する水酸化マグネシウム｛Ｍｇ（ＯＨ）2 ｝と分別で
き、純度の高い石膏（ＣａＳＯ4 ）として回収できるの
で再利用範囲が大幅に広くなる。 （３）また、石膏に混入して湿式排煙脱硫装置に供給さ
れる水酸化マグネシウムはアルカリ性の硫酸ガス吸収剤
となるため、湿式排煙脱硫装置における吸収剤使用量が
低減できる。
による効果に加えて、次のような効果がある。 （１）集塵灰及び排脱排水から、バナジウム（Ｖ）、ア
ンモニア（ＮＨ3 ）及び硫酸（ＳＯ4 2- ）などの有価物
を分別回収し、各々再利用することができるため、廃棄
物量を大幅に低減でき、これは処理費用の大幅な低減と
なる。 （２）特に硫酸（ＳＯ4 2- ）は本処理プロセス内で生成
する水酸化マグネシウム｛Ｍｇ（ＯＨ）2 ｝と分別で
き、純度の高い石膏（ＣａＳＯ4 ）として回収できるの
で再利用範囲が大幅に広くなる。 （３）また、石膏に混入して湿式排煙脱硫装置に供給さ
れる水酸化マグネシウムはアルカリ性の硫酸ガス吸収剤
となるため、湿式排煙脱硫装置における吸収剤使用量が
低減できる。
【図１】本発明の一実施態様を示すフロー図。
【図２】本発明の第２の実施態様を示すフロー図。
【図３】従来技術の１例を示すフロー図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢ケ崎 毅 愛知県名古屋市東区東新町１番地 中部 電力株式会社内 (72)発明者 中村 積 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 竹内 善幸 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 大石 剛司 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内 (56)参考文献 特開 平８−117552（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−127867（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−325651（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−25321（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B09B 3/00 - 5/00 B01D 53/50 B01D 53/96
Claims (4)
- 【請求項１】 重質油を燃料とするボイラの排ガス煙道
に設けられた集塵装置にて回収した集塵灰と湿式排煙脱
硫装置から発生する排水とを混合し、５価のバナジウム
を４価のバナジウムに還元する還元剤を添加する混合工
程と、前記混合工程で得られる混合液に水酸化マグネシ
ウム及び／又はアンモニア水を添加してｐＨを３〜９と
し、生成した高濃度バナジウム含有沈殿物を分離する固
液分離工程と、前記固液分離工程から出る分離液にさら
に水酸化カルシウム又は酸化カルシウムを添加してｐＨ
を９〜１２とするｐＨ調整工程と、前記ｐＨ調整後の液
を蒸留して濃縮する蒸留工程と、該蒸留工程において濃
縮された蒸留残液中の硫酸カルシウムと水酸化マグネシ
ウムとを分離する水酸化マグネシウム分離工程と、該水
酸化マグネシウム分離工程にて分離された硫酸カルシウ
ムを主成分とするスラリを前記湿式排煙脱硫装置へ供給
する工程と、前記蒸留工程で発生する蒸気を凝縮させア
ンモニア水を回収する凝縮工程とから構成されてなるこ
とを特徴とする重質油燃料焚きボイラの集塵灰と排脱排
水の混合処理方法。 - 【請求項２】 前記混合工程と固液分離工程との間に、
未燃炭素分を主体とする不溶解成分を分離する未燃炭素
分離工程を設けてなることを特徴とする請求項１に記載
の重質油燃料焚きボイラの集塵灰と排脱排水の混合処理
方法。 - 【請求項３】 前記水酸化マグネシウム分離工程で得ら
れる水酸化マグネシウムを前記固液分離工程で混合液に
添加する水酸化マグネシウムの一部又は全部として使用
することを特徴とする請求項１又は２に記載の重質油燃
料焚きボイラの集塵灰と排脱排水の混合処理方法。 - 【請求項４】 前記凝縮工程において回収されたアンモ
ニア水を前記固液分離工程で混合液に添加するアンモニ
ア水の一部又は全部として使用することを特徴とする請
求項１又は２に記載の重質油燃料焚きボイラの集塵灰と
排脱排水の混合処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33806296A JP3322585B2 (ja) | 1996-12-18 | 1996-12-18 | 重質油燃料焚きボイラの集塵灰と排脱排水の混合処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33806296A JP3322585B2 (ja) | 1996-12-18 | 1996-12-18 | 重質油燃料焚きボイラの集塵灰と排脱排水の混合処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10174946A JPH10174946A (ja) | 1998-06-30 |
| JP3322585B2 true JP3322585B2 (ja) | 2002-09-09 |
Family
ID=18314561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33806296A Expired - Lifetime JP3322585B2 (ja) | 1996-12-18 | 1996-12-18 | 重質油燃料焚きボイラの集塵灰と排脱排水の混合処理方法 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3322585B2 (ja) |
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-
1996
- 1996-12-18 JP JP33806296A patent/JP3322585B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JPH10174946A (ja) | 1998-06-30 |
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