JP4146042B2

JP4146042B2 - 排煙処理方法

Info

Publication number: JP4146042B2
Application number: JP21839699A
Authority: JP
Inventors: 新太郎本城; 徹高品; 英次越智
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1999-08-02
Filing date: 1999-08-02
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2019-08-02
Also published as: JP2001038147A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排煙処理方法、即ち排煙処理システム内の水銀除去方法に関し、詳しくは、膨大な排出量の排ガスを脱硫するシステムにおいて、排ガス中から金属水銀蒸気を除去する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
石炭や重質油焚き排ガス中には水銀等の有害微量物質が存在しており、現状の排煙処理システムにおいては除去が困難である。水銀は、主に排ガス中に金属水銀（Ｈｇ）と塩化水銀（ＨｇＣｌ₂）で存在すると考えられている。ＨｇＣｌ₂は、水に容易に吸収されるため、脱硫吸収塔などで除去することができる。しかし、Ｈｇは水への溶解度が極めて低いために、脱硫吸収塔で吸収されず、金属水銀蒸気として、煙突より排出されるおそれがある。現在、このように煙突より排出されるおそれのあるＨｇについては、存在したとしても、その量は微量であり、環境への影響は小さい。しかし、理想的には、このようなおそれがないことが好ましい。
【０００３】
そのため、Ｈｇ除去技術として、活性炭吸着法や、次亜塩素酸ソーダ吸収法などが用いられている。
活性炭吸着法としては、排ガス中に活性炭粉末を吹き込んでバグフィルターで回収する方法等が既に実用化されている。しかし、主にゴミ焼却排ガスを対象として、発電所排ガス等の大容量ガスに適した例はない。
また、次亜塩素酸ソーダ吸収法として、例えば、特開平１０−２１６４７６号には、冷却塔の冷却水あるいは脱硫吸収塔の吸収液、または、湿式電気集じん機の供給水あるいは循環水に、次亜塩素酸ソーダなどの添加剤を直接添加する方法が記載されている。しかし、どの場合も、排ガス処理プラントの主要機器に添加剤を加えるものであり、添加剤によって、その本質的な機能が阻害される懸念がある。例えば、冷却塔は低ｐＨであることから酸化剤が大量に必要になる、吸収塔では水銀以外の過酸化物質が生成する、湿式電気集じん機では亜硫酸が酸化され酸性が強くなるなどが考えられる。また、主にゴミ焼却排ガスを対象としており、発電所排ガス等の大容量ガスに適していない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、発電所排ガス等の大容量ガスに含有する水銀、特に金属水銀蒸気を除去することが可能な排煙処理システム内の水銀除去方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の排煙処理システム内の水銀除去方法は、水銀及び亜硫酸ガスを含む排ガスを脱硫吸収塔によって脱硫処理した後、ミストエリミネータによって脱硫排ガスからミストを除去回収する排煙処理システムにおいて、上記ミストエリミネータ上流で脱硫排ガス中に酸化剤を供給するとともに、上記ミストを除去回収した溶液に、上記酸化剤をさらに過剰添加し、酸化剤として循環使用することを特徴とする。
ミストエリミネータ上流で脱硫排ガス中に酸化剤を供給することにより、従来の水銀除去方法に比べて酸化剤の供給量が１／１０から１／２０で済み、また、他の機器類が酸化剤によって汚染されずに、脱硫排ガス中から水銀を除去することができる。
【０００６】
上記ミストエリミネータとしては、垂直置ミストエリミネータを用いることが好ましい。
また、本発明では、上記ミストを除去回収した溶液に、上記酸化剤をさらに過剰添加し、その溶液の一部を抜き出して、脱硫排水処理に用いることができる。
上記酸化剤は、上記脱硫排ガスの流れに対して並流または向流に供給することができる。
また、上記酸化剤を溶液にして脱硫排ガス中に噴霧することによって、酸化剤を脱硫排ガス中に供給することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の排煙処理システム内の水銀除去方法の実施の形態を説明する工程フロー図である。
図１に示すように、発電所から排出される大容量の排ガス１は、集じん器２で脱塵処理された後、脱硫吸収塔３に導入される。ここで、集じん器２は、排ガス１を脱硫吸収塔３に導入する前に、排ガス１から粗集じんできるものであればよく、特に限定されるものではない。また、脱流吸収塔３は、一般に排煙処理で用いられている２塔式脱硫装置などでよく、特に限定されるものではない。
脱硫吸収塔３内において、排ガス１は石灰スラリー循環液などの吸収液と接触してＳＯｘが吸収、除去される。また、排ガス１中に含まれる水銀のうち塩化水銀（ＨｇＣｌ₂）も上記吸収液に溶解、除去される。しかし、水銀のうち金属水銀（Ｈｇ）は、水への溶解度が低いため、吸収液で除去されず、金属水銀蒸気として脱硫排ガスに含有し、脱硫吸収塔３を通過する。そして、Ｈｇ蒸気を含有した脱硫排ガスは、水平ダクト４に導入される。
【０００８】
水平ダクト４では、先ず、脱硫排ガス中に、酸化剤１０を供給する。本発明で用いられる酸化剤１０としては、例えば、次亜塩素酸ソーダ、塩素酸ソーダ、過マンガン酸カリウム、塩化銅、塩化マンガン、塩化鉄、過酸化水素、キレート剤、活性炭、活性コークス、イオウ、アルミナ、シリカ、珪酸アルミニウム、硫化鉄、硫化鉛、塩化カルシウム、石炭灰などの１種または２種以上の混合物がある。最も好ましくは、次亜塩素酸ソーダである。
脱硫排ガスへの酸化剤供給方法は、脱硫排ガスに酸化剤１０が十分行き渡るように供給される方法であれば、特に限定されるものではない。例えば、図１に示すように、上記酸化剤１０を溶液にし、ノズル７等によって脱硫排ガスへ連続的に噴霧して供給する。ノズル７の方向は特に限定されないが、排ガスの流れに対して並流または向流に噴霧する。好ましくは、図１に示すように、排ガスの流れに対して向流に噴霧する。噴霧されることによって、脱硫排ガス中のＨｇは酸化され、ＨｇＣｌ₂等の水に溶け易い形態となり、数百μｍ粒径のミスト（液滴）が形成される。
【０００９】
酸化剤１０の供給量は、Ｌ／Ｇ（単位：１／ｈ）と表し、Ｌは酸化剤溶液の容積（単位：ｍ³）を、Ｇは脱硫排ガスの流量（単位：ｍ³／ｈ）を表す。上記酸化剤１０の供給量は、0.01〜1.0［１／ｈ］が好ましく、0.01〜0.05［１／ｈ］がさらに好ましい。0.01［１／ｈ］未満の場合、排ガスに酸化剤１０が十分に行き渡らず、水銀除去率は低くなる。1.0［１／ｈ］を超えると、供給量を増加しても水銀除去率の向上しなくなるため、実用的でない。本発明によれば、酸化剤１０の供給量は、吸収液に酸化剤を添加する従来の水銀除去方法と比較して、約１／１０から１／２０で済み、コストや設備などの点で多くのメリットがある。
【００１０】
酸化剤溶液の濃度は、0.001〜0.1ｍｏｌ／リットルが好ましく、0.001〜0.02ｍｏｌ／リットルがさらに好ましい。0.001ｍｏｌ／リットル未満の場合、必要量の酸化剤を供給するためには、溶液の量が増加するため、効率的でない。0.1ｍｏｌ／リットルを超えると、供給量を増加しても水銀除去率は向上しなくなるため、実用的でない。
また、酸化剤溶液のｐＨは、5〜9が好ましく、5〜7がさらに好ましい。ｐＨ5未満の場合、酸性が強すぎて酸化剤が分解する恐れがあり、好ましくない。ｐＨ9を超えると、水銀除去率が低下するため好ましくない。
【００１１】
噴霧されることによって、脱硫排ガス中のＨｇは酸化され、ＨｇＣｌ₂等の水に溶け易い形態となると同時に、脱硫排ガス中に依然含有するＳＯ₂も、酸化剤１０によって酸化吸収される。このため、高度脱硫が達成できるという利点がある。Ｈｇ及びＳＯ₂は、噴霧によって形成された数百μｍ粒径のミストに含有される。
上記ミストは、水平ダクト４の高効率ミストエリミネータ８によって脱硫排ガスから分離され、捕集される。ミストエリミネータ８は、くの字型に折れ曲がった板が３０〜４５ｍｍ間隔で連続的に並んで設置されており、その間隙を排ガス１が通過することによって、ミストが板に付着し、排ガスからミストを除去する。付着したミストは、板を伝わりながら下方に流れ、回収される。ミストエリミネータ８は、一般に、約１０〜２０μｍ粒径のミストまで取り除くことができる高効率ミストエリミネータ８であれば、特に限定されるものではない。よって、Ｈｇ及びＳＯ₂含有のミストは、数百μｍ粒径であるため、ミストエリミネータ８によって確実に捕集することができる。
【００１２】
また、ミストエリミネータ８の上流で酸化剤１０を供給し、ミストエリミネータ８によって酸化剤１０を確実に捕集できることから、ダクト４の上流に設置された脱硫吸収塔３と下流に設置された熱交換器５は、酸化剤１０によって汚染されることがない。よって、その他機器の本来の機能を阻害する懸念がないという利点がある。
なお、図１に示すように、脱硫排ガスはダクト４内を水平方向に流れ、ミストエリミネータ８を垂直に置く垂直置ミストエリミネータによって、ミストを捕集している。しかし、本発明は、上記垂直置ミストエリミネータに限定されるものではない。例えば、脱硫吸収塔の上部にミストエリミネータが設置される場合、脱硫排ガスはミストエリミネータ内を下から上へと流れ、ミストエリミネータ８を水平もしくは斜めに傾けて置くことによって、垂直置と同様に、ミストを捕集することができる。ただし、脱硫吸収塔の上部にミストエリミネータが設置された場合は、酸化剤１０をミストエリミネータ８の上流で供給することによって、下部の脱硫吸収塔に酸化剤１０が混入し、吸収液を汚染することが考えられる。この場合、酸化剤１０の汚染防止をする設備を別途設置する、または、吸収液に酸化剤１０が含まれていることに対応できる脱硫吸収塔にする必要がある。
【００１３】
高効率ミストエリミネータ８によってＨｇが除去された排ガスは、再加熱器５に導入され、空気と間接的に熱交換して空気を予熱するとともに、排ガスは冷却され、煙突６から排出される。
一方、捕集されたミストは、酸化剤１０をさらに添加することによって補給し、酸化剤含有溶液として再びノズル７へ循環し、脱硫排ガスに噴霧することによって、循環利用することができる。
また、ノズル７へ循環する前に酸化剤含有溶液の一部を抜き出して、排水処理設備９に送る。排水処理設備９は、脱硫吸収塔３の脱硫排水を処理するためのものであり、酸化剤含有溶液は、脱硫排水のＣＯＤ処理用の薬剤として再利用することができる。酸化剤含有溶液に含まれるＨｇは、脱硫排水に含まれるＨｇと同様に、ＨｇＣｌ₂で存在するため、脱硫排水のＨｇＣｌ₂処理系を使用することが可能である。よって、上記のように排水処理設備９に送ることにより、処理設備を新設する必要がないという利点がある。
【００１４】
したがって、本発明の排煙処理システム内の水銀除去方法によれば、ミストエリミネータの上流で脱硫排ガス中に酸化剤を噴霧するという従来に比べて低コストの設備によって、理想的な金属水銀蒸気の除去率を達成することができる。
また、金属水銀以外の有害微量物質であっても、排ガス中に非溶解状態で含有し、酸化されることによって溶解度が向上する物質（例えば、ヒ素、セレン等）であれば、本発明によって、排ガス中から除去することが可能である。
【００１５】
【発明の効果】
上記したように、本発明によれば、発電所排ガス等の大容量ガスに含有する水銀、特に金属水銀蒸気を除去することが可能な排煙処理システム内の水銀除去方法が提供される。
また、本発明によれば、脱硫吸収塔や下流に設置された機器等が酸化剤によって汚染されず、よって、その他機器の本来の機能を阻害する懸念がないという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排煙処理システム内の水銀除去方法の実施の形態を説明する工程フロー図である。
【符号の説明】
１排ガス
２集じん器
３脱硫吸収塔
４ダクト
５再加熱器
６煙突（スタック）
７ノズル
８ミストエリミネータ
９排水処理設備
１０酸化剤

Claims

水銀及び亜硫酸ガスを含む排ガスを脱硫吸収塔によって脱硫処理した後、ミストエリミネータによって脱硫排ガスからミストを除去回収する排煙処理システムにおいて、上記ミストエリミネータ上流で脱硫排ガス中に酸化剤を供給するとともに、上記ミストを除去回収した溶液に、上記酸化剤をさらに過剰添加し、酸化剤として循環使用することを特徴とする排煙処理システム内の水銀除去方法。
上記ミストエリミネータは、垂直置ミストエリミネータであることを特徴とする請求項１記載の排煙処理システム内の水銀除去方法。
上記ミストを除去回収した溶液に、上記酸化剤をさらに過剰添加し、その溶液の一部を抜き出して、上記脱硫吸収塔の排水の処理に用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の排煙処理システム内の水銀除去方法。
上記酸化剤は、上記脱硫排ガスの流れに対して並流または向流に供給することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の排煙処理システム内の水銀除去方法。
上記酸化剤を溶液にして脱硫排ガス中に噴霧することによって、酸化剤を脱硫排ガス中に供給することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の排煙処理システム内の水銀除去方法。