JP5029923B2

JP5029923B2 - 排ガス処理方法

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Publication number: JP5029923B2
Application number: JP2009081794A
Authority: JP
Inventors: 徹塩満; 敦平山; 将鮎川; 繁盛村山
Original assignee: JFE Engineering Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 2009-03-30
Filing date: 2009-03-30
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2029-03-30
Also published as: JP2010234175A

Description

本発明は、都市ごみ焼却施設、産業廃棄物焼却施設、およびその他の燃焼装置、加熱装置等において燃焼、加熱工程に伴って排出される排ガス中に含まれる塩化水素、二酸化硫黄を含む酸性ガスを除去する排ガス処理方法に関する。

都市ごみや産業廃棄物を焼却処理する際に生ずる排ガスや、その他の燃焼装置や加熱装置で燃焼、加熱工程に伴って排出される排ガスには塩化水素や二酸化硫黄を含む酸性ガスが含まれている。これらの酸性ガスは有害性なので、排ガスを大気へ放出する際には酸性ガス濃度を規制値以下とするように排ガス処理が行われている。

廃棄物焼却炉から排出される排ガスの処理方法として、特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１の排ガス処理方法では、焼却炉から排出された排ガスを減温装置で冷却した後、苛性アルカリと消石灰を排ガスに添加して該酸性ガスと反応させ、反応生成物を飛灰とともに集塵器で集塵することにより、排ガスから酸性ガスを中和除去している。該特許文献１では、苛性アルカリと消石灰を同時に添加するか、苛性アルカリを添加した後に消石灰を添加することが好ましいとされている。

特許文献１の排ガス処理方法によれば、消石灰とともに苛性アルカリを添加することにより、排ガス中に消石灰のみを添加する方法に比べて消石灰使用量を低減できるため、酸性ガスと消石灰との反応生成物や未反応の消石灰が集塵器で集塵される量を低減でき、処理コストを低減できるとされている。

特開２０００−１１７０５０

しかしながら、特許文献１の排ガス処理方法においては、苛性アルカリと消石灰とを排ガスに添加して酸性ガスを中和除去することにより、消石灰だけを用いる場合に比べて消石灰使用量を低減できるが、苛性アルカリを過剰に添加すると、未反応の苛性アルカリにより設備が腐食したり、集塵器で捕集した飛灰からの重金属類の溶出を促進したりするなどの問題が生じる。特許文献１では、このような苛性アルカリの過剰添加を回避するため、苛性アルカリ添加量を排ガス中の酸性ガスモル数に対して1モル倍以下とし、消石灰添加量を排ガス中の酸性ガスモル数に対して２モル倍以下とするのが好ましいとされている。

しかし、実際に焼却炉から排出された排ガスに苛性アルカリと消石灰とを供給して酸性ガスを除去する場合には、苛性アルカリと消石灰との比により酸性ガスの除去率が左右される。したがって、上記特許文献１の排ガス処理方法を適用しても排ガスの排出規制値にまで酸性ガスを低減できない場合が生じる。特許文献１では、苛性アルカリと消石灰との添加量の比については検討されておらず、適正な範囲が明らかになっていない。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、排ガス中に苛性ソーダ水溶液と消石灰とを供給して酸性ガスを除去するにあたり、消石灰供給量を低減するとともに、苛性ソーダ水溶液の過剰供給を回避し、かつ確実に酸性ガスを除去することができるように、適正な量の苛性アルカリおよび消石灰の供給が可能な排ガス処理方法を提供することを目的とする。

本発明に係る排ガス処理方法は、塩化水素と二酸化硫黄を含む酸性ガスを含有する排ガスを処理するためのものである。

かかる排ガス処理方法において、本発明は、ガス冷却塔で排ガスを２００℃以下に冷却する冷却工程と、ガス冷却塔と該ガス冷却塔よりも下流側に設けられた集塵器との間の排ガス流路又は該集塵器の入口で、上記冷却工程にて冷却された排ガスに苛性ソーダ水溶液および消石灰粉末を供給し酸性ガスを中和する酸性ガス除去工程と、集塵器によって、排ガス中のダストを除去するとともに、酸性ガスと苛性ソーダ水溶液との反応生成物を除去、そして該酸性ガスと消石灰粉末との反応生成物を除去する集塵工程とを有し、上記酸性ガス除去工程で排ガス中に供給される苛性ソーダ水溶液の当量比と消石灰粉末の当量比の合計に対する苛性ソーダ水溶液の当量比の比率を０．２〜０．３とする苛性ソーダ水溶液の当量比と消石灰粉末の当量比の複数の組合せを予め作成しておき、上記冷却工程にて冷却された排ガス中の塩化水素濃度と二酸化硫黄濃度を計測し、これらの計測濃度に基づき、上記複数の組合せから最適な上記苛性ソーダ水溶液の当量比と消石灰粉末の当量比の組合せを選定し、苛性ソーダ水溶液の供給量および消石灰粉末の供給量を算出し、算出した供給量の苛性ソーダ水溶液および消石灰粉末を排ガス中に供給することを特徴としている。

ここで、当量比とは、以下のように定義するものである。

排ガス中の塩化水素（HCl）に対して苛性ソーダ水溶液（NaOH）を吹き込んで反応させ除去する際の反応は、次のとおりである。
HCl＋NaOH→NaCl＋H₂O （Ａ）
１モルのHClと反応するのに理論的に必要な苛性ソーダは１モルである。

また、排ガス中の二酸化硫黄（SO₂）に対して苛性ソーダ水溶液（NaOH）を吹き込んで反応させ除去する際の反応は、次のとおりである。
SO₂＋2NaOH＋1/2 O₂→Na₂SO₄＋H₂O （Ｂ）
１モルのSO₂と反応するのに理論的に必要な苛性ソーダは２モルである。

酸性ガス除去処理を行なう前の排ガス中に含まれる塩化水素と二酸化硫黄の全量に対して、上記の（Ａ）式と（Ｂ）式の反応に必要である苛性ソーダの理論的な合計量に対する実際に供給する苛性ソーダ供給量の比を当量比といい、供給量が理論的な必要量と等しい場合には当量比が１であり、供給量が理論的な必要量の１/２の場合には当量比が０．５である。

また、排ガス中の塩化水素（HCl）に対して消石灰（Ca(OH)₂）を吹き込んで反応させ除去する際の反応は、次のとおりである。
HCl＋1/2Ca(OH)₂→1/2 CaCl₂＋H₂O （Ｃ）
１モルのHClと反応するのに理論的に必要な消石灰は０．５モルである。

また、排ガス中の二酸化硫黄（SO₂）に対して消石灰（Ca(OH)₂）を吹き込んで反応させ除去する際の反応は、次のとおりである。
SO₂＋Ca(OH)₂＋1/2O₂→CaSO₄＋H₂O （Ｄ）
１モルのSO₂と反応するのに理論的に必要な消石灰は１モルである。

酸性ガス除去処理を行なう前の排ガス中に含まれる塩化水素と二酸化硫黄の全量に対して、上記の（Ｃ）式と（Ｄ）式の反応に必要である消石灰の理論的な合計量に対する実際に供給する消石灰供給量の比を当量比といい、供給量が理論的な必要量と等しい場合には当量比が１であり、供給量が理論的な必要量の１/２の場合には当量比が０．５である。

酸性ガス除去工程で排ガス中に供給される苛性ソーダ水溶液の当量比と消石灰粉末の当量比の合計に対する苛性ソーダ水溶液の当量比の比率を０．２〜０．３とすることの技術的意義を以下に説明する。

塩化水素と二酸化硫黄との酸性ガスを含むガスを通ガスし、苛性ソーダ水溶液と消石灰粉末との当量比を変えて該ガスへ噴霧して酸性ガスを除去する実験を行って求めた、苛性ソーダ水溶液および消石灰粉末の当量比と酸性ガス除去率との関係を図２に示す。図２において、横軸は苛性ソーダ水溶液の当量比（以下、「Ｎａ当量比」いう）と消石灰粉末の当量比（以下「Ｃａ当量比」という）との合計に対する苛性ソーダ水溶液の当量比の比率（以下「Na/（Na+Ca）」ともいう）、縦軸は酸性ガス除去処理前後の酸性ガスの変化から求めた酸性ガス除去率である。

図２に示すように、Na/（Na+Ca）が０．２以上で酸性ガス除去率が９０％以上となり、Na/（Na+Ca）が０．２より大きくても、酸性ガス除去率はほとんど変化しなかった。酸性ガスとの中和反応で消費されずに残留する苛性ソーダ水溶液と消石灰粉末の設備装置への影響を考慮すると、消石灰粉末は集塵器であるバグフィルタにてほぼ全量が捕集されるため、設備装置に対する影響はないが、未反応の苛性ソーダ水溶液はバグフィルタを通過し、排ガス煙道の腐食を引き起こす要因となる可能性がある。

また、未反応の苛性ソーダ水溶液が飛灰に付着して残留すると、バグフィルタで捕集された飛灰のｐHが高くなり、飛灰から鉛など重金属類が溶出しやすくなる。このため、苛性ソーダ水溶液の供給量はできるだけ少ないことが好ましい。このことから、苛性ソーダ水溶液と消石灰粉末とを供給して酸性ガスを中和除去する場合に、苛性ソーダ水溶液の当量比と消石灰粉末の当量比の合計に対する苛性ソーダ水溶液の当量比の比率Na/（Na+Ca）を０．２〜０．３とすることが好ましい。

苛性ソーダ当量比と消石灰当量比の組合せの一例を図３に示す。図３において、横軸は苛性ソーダ当量比、縦軸は消石灰当量比である。◆はNa/（Na+Ca）が０．２の場合、■はNa/（Na+Ca）が０．３の場合の苛性ソーダ当量比と消石灰当量比の関係を示す。また、苛性ソーダ当量比（RN）と消石灰当量比（RC）との合計値が１、１.５、２である場合の関係を実線で示す。グラフ中の◆と■の２つの実線に挟まれた領域がNa/(Na+Ca)が０．２〜０．３の領域に相当し、この二つの実線にはさまれた領域の中で、右上方へ行くほど、二酸化硫黄濃度が高濃度の条件に適した組合せとして、苛性ソーダ当量比が高く、かつ苛性ソーダ当量比と消石灰当量比の合計が大きい組合せとなる。また左下に行くほど二酸化硫黄濃度が低濃度の条件に適した組合せとして、苛性ソーダ当量比が低く、かつ苛性ソーダ当量比と消石灰当量比の合計値が小さい組合せとなる。

本発明によれば、酸性ガス除去工程で排ガス中に供給される苛性ソーダ水溶液の当量比と消石灰粉末の当量比の合計に対する苛性ソーダ水溶液の当量比の比率を０．２〜０．３としているので、排ガス中に苛性ソーダ水溶液と消石灰粉末とを供給して酸性ガスを除去するにあたり、消石灰供給量を低減するとともに、苛性ソーダ水溶液の過剰供給を回避し、かつ確実に酸性ガスを除去することができる。

実施形態に係る排ガス処理装置の構成を示すブロック図である。苛性ソーダ水溶液および消石灰粉末の供給比と酸性ガス除去率との関係を示す図である。苛性ソーダ当量比と消石灰当量比の組合せの一例を示す図である。

以下、添付図面に基づいて本発明に係る排ガス処理方法の実施形態を説明する。

図１は、本実施形態に係る排ガス処理装置１の構成を示すブロック図である。同図において、排ガス中に供給される苛性ソーダ水溶液および消石灰の経路が実線の矢印で示され、電気的な信号の経路が破線の矢印で示されている。本実施形態では、焼却炉２から排出された排ガスは、ボイラ３で熱回収されてから、後述するように排ガス処理装置１で該排ガス中の酸性ガスが除去された後、煙突４から大気中へ放出される。

焼却炉２によって廃棄物が焼却されると、該焼却炉２からは塩化水素や二酸化硫黄などの酸性ガスを含有する排ガスが排出される。ボイラ３は、焼却炉２から受けた排ガスから熱を回収し蒸気を生成する。

排ガス処理装置１は、ボイラ３からの排ガスを冷却するガス冷却塔１０と、ガス冷却塔１０で冷却された排ガスに含まれる塩化水素の濃度を計測する塩化水素濃度計２０と、該排ガスに含まれる二酸化硫黄の濃度を計測する二酸化硫黄濃度計３０と、該塩化水素濃度計２０および該二酸化硫黄濃度計３０よりも下流側の位置で排ガスに苛性ソーダ水溶液を供給する苛性ソーダ水溶液供給装置４０と、該塩化水素濃度計２０および該二酸化硫黄濃度計３０よりも下流側の位置で排ガスに消石灰粉末を供給する消石灰供給装置５０と、上記塩化水素濃度計２０で計測された二酸化硫黄濃度および上記二酸化硫黄濃度計３０で計測された塩化水素濃度に基づいて苛性ソーダ水溶液の供給量および消石灰の供給量を制御する制御装置６０と、苛性ソーダ水溶液および消石灰が供給された排ガスからダスト（飛灰）、酸性ガスと苛性ソーダ水溶液との反応生成物、酸性ガスと消石灰との反応生成物を捕集し除去するバグフィルタ７０とを有している。

ガス冷却塔１０は、ボイラ３から排出された排ガスに減温水を散布して該排ガスを２００℃以下に冷却する。

塩化水素濃度計２０は、ガス冷却塔１０の出口からバグフィルタ７０の入口までの間の煙道（排ガス流路）あるいはガス冷却塔１０の出口で排ガスに含まれる塩化水素濃度を計測する。また、二酸化硫黄濃度計３０は、ガス冷却塔１０の出口からバグフィルタ７０の入口までの間の煙道あるいはガス冷却塔１０の出口で排ガスに含まれる二酸化硫黄濃度を計測する。

苛性ソーダ水溶液供給装置４０は、苛性ソーダ水溶液を貯留する貯留槽（図示せず）と、該貯留槽から苛性ソーダ水溶液を送り出す送液ポンプ（図示せず）と、送液ポンプで貯留槽から送られてきた苛性ソーダ水溶液を噴霧する噴霧ノズル（図示せず）とを有している。該苛性ソーダ水溶液供給装置４０は、ガス冷却塔１０とバグフィルタ７０との間の煙道における塩化水素濃度計２０および二酸化硫黄濃度計３０よりも下流側の位置あるいはバグフィルタ７０の入口に苛性ソーダ水溶液を噴霧する。

消石灰供給装置５０は、消石灰粉末を貯留する貯留槽（図示せず）と、該貯留槽内の消石灰粉末を切り出すロータリーフィーダ等の切出しフィーダ（図示せず）と、該切出しフィーダによって切り出された消石灰粉末を搬送するスクリューコンベア等の搬送装置（図示せず）と、該搬送装置によって搬送された消石灰粉末を噴霧する噴霧ノズル（図示せず）とを有している。該消石灰供給装置５０は、ガス冷却塔１０の出口からバグフィルタ７０の入口までの間の煙道における塩化水素濃度計２０および該二酸化硫黄濃度計３０よりも下流側の位置あるいはバグフィルタ７０の入口で排ガス中に消石灰粉末を噴霧する。

制御装置６０は、後述するように、塩化水素濃度計２０で計測された塩化水素濃度および二酸化硫黄濃度計３０で計測された二酸化硫黄濃度に基いて、塩化水素濃度および二酸化硫黄濃度をそれぞれの所定の目標濃度にまで低減するのに必要十分な苛性ソーダ水溶液の供給量および消石灰の供給量を算出してフィードフォワード制御を行う。本実施形態では、塩化水素の目標濃度および二酸化硫黄の目標濃度は、例えば、塩化水素および二酸化硫黄のそれぞれの排出規制値に基づいて定められる。

バグフィルタ７０は、苛性ソーダ水溶液および消石灰粉末が供給された排ガスからダスト（飛灰）とともに、酸性ガスと苛性ソーダ水溶液との反応生成物および酸性ガスと消石灰との反応生成物を捕集し除去する。本実施形態では、バグフィルタにより上記ダストおよび上記反応生成物を捕集することとしたが、これに代えて、電気集塵機により捕集することとしてもよい。

以下、制御装置６０による苛性ソーダ水溶液の供給量および消石灰粉末の供給量のフィードフォワード制御について説明する。

＜消石灰粉末供給量Ｚの算出＞
制御装置６０は、排ガス中の塩化水素濃度計測値と二酸化硫黄濃度計測値に基づき、消石灰当量比をＲ_Ｃとした場合に、消石灰粉末が塩化水素と反応し塩化水素濃度を低減するために必要十分な供給量と、消石灰粉末が二酸化硫黄と反応し二酸化硫黄濃度を低減するために必要十分な供給量との和である消石灰粉末供給量Ｚを以下の（１）式により演算する。

（数１）
Ｚ＝３．３×１０^−３（０．５Ｘ_０+Ｙ_０）・Ｑ・Ｒ_Ｃ（１）
ここで、
Ｚ：消石灰粉末供給量（ｇ/ｈ）
Ｘ_０：塩化水素濃度計測値（ｐｐｍ）
Ｙ_０：二酸化硫黄濃度計測値（ｐｐｍ）
Ｑ：排ガス流量（Ｎｍ^３/ｈ）
Ｒ_Ｃ：排ガス中の塩化水素量および二酸化硫黄量に対する消石灰当量比

上記（１）式は次の（２）式に示されるようにして導いた式である。

（数２）
Ｚ＝０．５Ｘ_０×１０⁻⁶・Ｑ・Ｒ_Ｃ・１０^３・７４／２２．４
＋Ｙ_０×１０⁻⁶・Ｑ・Ｒ_Ｃ・１０^３・７４／２２．４
＝３．３×１０^−３（０．５Ｘ_０＋Ｙ_０）・Ｑ・Ｒ_Ｃ（２）
７４：消石灰の式量ｇ／ｍｏｌ
２２．４：理想気体のモル体積ｌ／ｍｏｌ

排ガス中の塩化水素（HCl）に対して消石灰（Ca(OH)₂）を吹き込んで反応させ除去する際の反応は、次のとおりである。
HCl＋1/2Ca(OH)₂→1/2 CaCl₂＋H₂O
１モルのHClと反応するのに理論的に必要な消石灰は０．５モルである。

また、排ガス中の二酸化硫黄（SO₂）に対して消石灰（Ca(OH)₂）を吹き込んで反応させ除去する際の反応は、次のとおりである。
SO₂＋Ca(OH)₂＋1/2O₂→CaSO₄＋H₂O
１モルのSO₂と反応するのに理論的に必要な消石灰は１モルである。

上記（２）式は流量ＱＮｍ^３/ｈの排ガスに塩化水素濃度計測値Ｘ_０ｐｐｍで含まれる塩化水素量に対する当量比Ｒ_Ｃの消石灰粉末量と、Ｙ_０ｐｐｍで含まれる二酸化硫黄量に対する当量比Ｒ_Ｃの消石灰粉末量の合計を示すものである。

消石灰当量比は、後述するように、消石灰当量比と苛性ソーダ当量比の好ましい比率により予め定められている。

＜苛性ソーダ水溶液の供給量Ｗの算出＞
制御装置６０は、苛性ソーダ水溶液の供給量Ｗの算出に先立って、排ガス中の塩化水素濃度計測値と二酸化硫黄濃度計測値に基づき、苛性ソーダ当量比をＲ_Ｎとした場合に、苛性ソーダが塩化水素と反応し塩化水素濃度を低減するために必要十分な供給量と、苛性ソーダが二酸化硫黄と反応し二酸化硫黄濃度を低減するために必要十分な供給量との和である苛性ソーダ供給量Ｗを以下の（３）式により演算する。

（数３）
Ｗ＝１．８×１０^−３（Ｘ_０＋２Ｙ_０）・Ｑ・Ｒ_Ｎ（３）
ここで、
Ｗ：苛性ソーダ供給量（ｇ/ｈ）
Ｘ_０：塩化水素濃度計測値（ｐｐｍ）
Ｙ_０：二酸化硫黄濃度計測値（ｐｐｍ）
Ｑ：排ガス流量（Ｎｍ^３/ｈ）
Ｒ_Ｎ：排ガス中の塩化水素量および二酸化硫黄量に対する苛性ソーダ当量比

上記（３）式は次の（４）式に示されるようにして導いた式である。

（数４）
Ｗ＝Ｘ_０×１０⁻⁶・Ｑ・Ｒ_Ｎ・１０^３・４０／２２．４
＋２Ｙ_０×１０⁻⁶・Ｑ・Ｒ_Ｎ・１０^３・４０／２２．４
＝１．８×１０^−３（Ｘ_０＋２Ｙ_０）・Ｑ・Ｒ_Ｎ（４）
４０：苛性ソーダの式量ｇ／ｍｏｌ
２２．４：理想気体のモル体積ｌ／ｍｏｌ

排ガス中の塩化水素（HCl）に対して苛性ソーダ（NaOH）を吹き込んで反応させ除去する際の反応は、次のとおりである。
HCl＋NaOH→NaCl＋H₂O
１モルのHClと反応するのに理論的に必要な苛性ソーダは１モルである。

また、排ガス中の二酸化硫黄（SO₂）に対して苛性ソーダ（NaOH）を吹き込んで反応させ除去する際の反応は、次のとおりである。
SO₂＋2NaOH＋1/2 O₂→Na₂SO₄＋H₂O
１モルのSO₂と反応するのに理論的に必要な苛性ソーダは２モルである。

上記（４）式は流量ＱＮｍ^３/ｈの排ガスに塩化水素濃度計測値Ｘ_０ｐｐｍで含まれる塩化水素量に対する当量比Ｒ_Nの苛性ソーダ量と、Ｙ_０ｐｐｍで含まれる二酸化硫黄量に対する当量比Ｒ_Nの苛性ソーダ量の合計を示すものである。

制御装置６０は、上記（３）式によって算出した苛性ソーダの供給量Ｗに基づいて、苛性ソーダ水溶液の供給量Ｗ_Ａを以下の（５）式によって演算する。

（数５）
Ｗ_Ａ＝Ｗ／Ｃ（５）
ここで、
Ｗ_Ａ：重量濃度がＣ×１００ｗｔ％の苛性ソーダ水溶液供給量
Ｗ：苛性ソーダ供給量

＜消石灰当量比Ｒ_Ｃおよび苛性ソーダ当量比Ｒ_Ｎの決定＞
上記（１）式、（３）式および（５）式を用いて算出した消石灰粉末の供給量Ｚおよび苛性ソーダ水溶液の供給量Ｗ_Ａは、排ガス中の塩化水素量および二酸化硫黄量に対する消石灰当量比Ｒ_Ｃおよび苛性ソーダ当量比Ｒ_Ｎにより決定づけられている。本実施形態では、制御装置６０は、消石灰当量比Ｒ_Ｃおよび苛性ソーダ当量比Ｒ_Ｎの組合せをテーブルとして予め保持している。該テーブルでは、苛性ソーダの当量比Ｒ_Ｎと消石灰粉末の当量比Ｒ_Ｃの合計に対する苛性ソーダの当量比Ｒ_Ｎの比率Na/（Na+Ca）、すなわちＲ_Ｎ/（Ｒ_Ｎ+Ｒ_Ｃ）が０．２〜０．３となるような消石灰当量比Ｒ_Ｃおよび苛性ソーダ当量比Ｒ_Ｎが組み合わされている。

そして、制御装置６０は、消石灰粉末の供給量Ｚおよび苛性ソーダ水溶液の供給量Ｗ_Ａの算出の際に、塩化水素濃度や二酸化硫黄濃度の大小に基づいて、最適なＲ_ＣとＲ_Ｎとの組み合せを上記テーブルから選定する。例えば、二酸化硫黄濃度が高い場合、苛性ソーダ当量比が高く、かつ苛性ソーダ当量比と消石灰当量比の合計が大きいことが好ましいので、苛性ソーダ当量比を高く、Ｎａ/（Ｎａ+Ｃａ）を低くするような組合せを選定する。また、二酸化硫黄濃度が低い場合、苛性ソーダ当量比が低く、かつ苛性ソーダ当量比と消石灰当量比の合計が小さいことが好ましいので、苛性ソーダ当量比を低く、Ｎａ/（Ｎａ+Ｃａ）を高くするような組合せを選定する。

以下、本実施形態に係る排ガス処理装置１の動作について説明する。まず、燃焼炉２から排出された排ガスはボイラ３で熱回収された後、排ガス処理装置１のガス冷却塔１０に導入される。該ガス冷却塔１０内において、排ガスは、減温水によって２００℃以下に冷却される。次に、上記ガス冷却塔１０から排出された排ガス中の塩化水素濃度および二酸化硫黄濃度がそれぞれ塩化水素濃度計２０および二酸化硫黄濃度計３０により計測される。

制御装置６０は、塩化水素濃度計２０で計測された塩化水素濃度および二酸化硫黄濃度計３０で計測された二酸化硫黄濃度の大小に基づいて、消石灰当量比Ｒ_Ｃと苛性ソーダ当量比Ｒ_Ｎの最適な組み合せを上記テーブルから選定する。

次に、制御装置６０は、塩化水素濃度計測値Ｘ_０、二酸化硫黄濃度計測値Ｙ_０、選定した消石灰当量比Ｒ_Ｃと苛性ソーダ当量比Ｒ_Ｎを用いて、既述した（１）式、（３）式および（５）式を演算して、消石灰粉末の供給量Ｚおよび苛性ソーダ水溶液の供給量Ｗ_Ａを算出する。該制御装置６０は、算出した苛性ソーダ水溶液の供給量Ｗ_Ａの苛性ソーダ水溶液が排ガス中に供給されるように、苛性ソーダ水溶液供給装置４０の送液ポンプの吐出量を調整するための指示信号を苛性ソーダ水溶液供給装置４０へ送る。また、該制御装置６０は、算出した消石灰粉末の供給量Ｚの消石灰粉末が排ガス中に供給されるように、消石灰供給装置５０の切出しフィーダの切出し量を調整するための指示信号を消石灰供給装置５０へ送る。

苛性ソーダ水溶液供給装置４０は、制御装置６０からの指示信号に応じた量、すなわち制御装置６０で算出された量の苛性ソーダ水溶液を煙道内に噴霧する。また、消石灰供給装置５０は、制御装置６０からの指示信号に応じた量、すなわち制御装置６０で算出された量の消石灰粉末を煙道内に噴霧する。

苛性ソーダ水溶液および消石灰粉末が排ガスに噴霧されることにより、排ガス中の酸性ガスが中和され、酸性ガスと苛性ソーダ水溶液との反応生成物および酸性ガスと消石灰粉末との反応生成物は、ダストとともにバグフィルタ７０で捕集される。該バグフィルタ７０を通過した排ガス中の二酸化硫黄および塩化水素はそれぞれの目標濃度にまで低減されており、該排ガスは煙突４から大気中へ排出される。

本実施形態では、排ガス中に供給される苛性ソーダ水溶液の当量比と消石灰粉末の当量比の合計に対する苛性ソーダ水溶液の当量比の比率Na/（Na+Ca）を０．２〜０．３となるように、消石灰当量比と苛性ソーダ当量比の組合せを用いて、苛性ソーダ水溶液の供給量Ｗ_Ａおよび消石灰粉末の供給量Ｚを算出する。

したがって、排ガス中に苛性ソーダ水溶液と消石灰粉末とを供給して酸性ガスを除去するにあたり、消石灰供給量を低減するとともに、苛性ソーダ水溶液の過剰供給を回避し、とともに、かつ確実に酸性ガスを除去することができる。苛性ソーダ水溶液の過剰供給が回避されることにより、未反応の苛性ソーダ水溶液の量が低減されるので、設備の腐食を抑制でき、また、バグフィルタで捕集された飛灰からの重金属類の溶出を抑制できる。

本実施形態では、二酸化硫黄および塩化水素のそれぞれの目標濃度は所定の値として設定されていたが、これに代えて、該目標濃度が所定の幅の範囲として設定されてもよい。この場合、制御装置６０では、二酸化硫黄濃度および塩化水素の濃度が上記範囲内の濃度となるのに必要十分な苛性ソーダ水溶液および消石灰の供給量を算出して制御を行う。

１排ガス処理装置
１０ガス冷却塔
２０二酸化硫黄濃度計
３０塩化水素濃度計
４０苛性ソーダ水溶液供給装置
５０消石灰供給装置
６０制御装置
７０バグフィルタ

Claims

塩化水素と二酸化硫黄を含む酸性ガスを含有する排ガスの処理方法において、
ガス冷却塔で排ガスを２００℃以下に冷却する冷却工程と、
ガス冷却塔と該ガス冷却塔よりも下流側に設けられた集塵器との間の排ガス流路又は該集塵器の入口で、上記冷却工程にて冷却された排ガスに苛性ソーダ水溶液および消石灰粉末を供給し酸性ガスを中和する酸性ガス除去工程と、
集塵器によって、排ガス中のダストを除去するとともに、酸性ガスと苛性ソーダ水溶液との反応生成物を除去、そして該酸性ガスと消石灰粉末との反応生成物を除去する集塵工程とを有し、
上記酸性ガス除去工程で排ガス中に供給される苛性ソーダ水溶液の当量比と消石灰粉末の当量比の合計に対する苛性ソーダ水溶液の当量比の比率を０．２〜０．３とする苛性ソーダ水溶液の当量比と消石灰粉末の当量比の複数の組合せを予め作成しておき、上記冷却工程にて冷却された排ガス中の塩化水素濃度と二酸化硫黄濃度を計測し、これらの計測濃度に基づき、上記複数の組合せから最適な上記苛性ソーダ水溶液の当量比と消石灰粉末の当量比の組合せを選定し、苛性ソーダ水溶液の供給量および消石灰粉末の供給量を算出し、算出した供給量の苛性ソーダ水溶液および消石灰粉末を排ガス中に供給することを特徴とする排ガス処理方法。