JP5529701B2 - ガス分析装置、水銀除去システム及び水銀除去方法 - Google Patents
ガス分析装置、水銀除去システム及び水銀除去方法 Download PDFInfo
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Description
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O・・・(1)
NH3+SO3+H2O=NH4HSO4・・・(2)
2NH3+SO3+H2O=(NH4)2SO4・・・(3)
Hg0+1/2O2+2HCl→HgCl2+H2O・・・(4)
[第1の実施形態]
本発明による第1の実施形態に係るガス分析装置について、図面を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係るガス分析装置を示す概略図であり、図2は、ロールフィルタの構成を簡略に示す図である。図1、2に示すように、本実施形態に係るガス分析装置10は、塩化アンモニウム(NH4Cl)、亜硫酸(SO3)の両方を含む排ガス11が送給される煙道12から排ガス11Aを抜出す排ガス抜出し管13と、排ガス抜出し管13に設けられ、抜き出した排ガス11A中に含まれる煤塵を除去する捕集器(煤塵除去手段)14と、排ガス抜出し管13に設けられ、排ガス11A中に含まれるNH4Cl、SO3の両方を析出させるロールフィルタ(析出手段)15と、ロールフィルタ15で析出されたNH4Cl、SO3の両方を含む試料16にX線17を照射させて試料16から発生する蛍光X線18を検出して排ガス11A中に含まれるNH4Cl、SO3の両方を測定する測定装置(測定手段)19とを含むものである。
本発明による第2の実施形態に係るHg除去システムについて、図面を参照して説明する。図3は、本発明の第2の実施形態に係るHg除去システムを示す概略図である。本実施形態に係るHg除去システムは、NH4Cl測定装置(NH4Cl測定手段)として、図1、2に示す第1の実施形態に係るガス分析装置10を用いているため、NH4Cl測定装置の説明は省略する。
NH4Cl→NH3+HCl・・・(5)
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O・・・(6)
Hg+1/2O2+2HCl→HgCl2+H2O・・・(7)
CaCO3+SO2+0.5H2O→CaSO3・0.5H2O+CO2・・・(8)
CaSO3・0.5H2O+0.5O2+1.5H2O→CaSO4・2H2O・・・(9)
NH4Cl測定装置38−1は、還元脱硝装置33の前流側に設けられ、NH4Cl測定装置38−2は、還元脱硝装置33の後流側に設けられている。NH4Cl測定装置38−1、38−2は、上述の通り、図1、2に示す第1の実施形態に係るガス分析装置10を用いている。よって、NH4Cl測定装置38−1、38−2は、排ガス11中に噴霧ノズル42から供給されたNH4Clの濃度を分析することができる。また、ボイラ31が、例えば石炭焚きボイラ31の場合、排ガス11中にはSO3も含まれているが、NH4Cl測定装置38−1、38−2は、排ガス11中に含まれるSO3の濃度も測定することができる。従って、NH4Cl測定装置38−1、38−2は、排ガス11中に含まれるNH4ClおよびSO3の濃度を同時に測定することができる。
本発明による第3の実施形態に係る噴霧装置を適用したHg除去システムについて、図面を参照して説明する。図5は、本発明による第3の実施形態に係るHg除去システムの構成を示す図であり、図6は、熱交換器の構成を簡略に示す図である。なお、本発明の第2の実施形態に係るHg除去システムの構成と重複する部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
11、11A 排ガス
12 煙道
13 排ガス抜出し管
14 捕集器(煤塵除去手段)
15 ロールフィルタ(析出手段)
16、16a、16b 試料
17 X線
18 蛍光X線
19 測定装置(測定手段)
21 煤塵搬送管
22 ローラ
23 搬送用ベルト
24 フィルタ
25 排ガス送給管
26 X線照射装置
27 検出器
30A、30B Hg除去システム
31 ボイラ
32 NH4Cl溶液供給手段
33 還元脱硝装置(還元脱硝手段)
34 エアヒータ(AH)
35 集塵器
36 石灰石膏スラリー(アルカリ吸収液)
37 湿式脱硫装置
38−1、38−2 NH4Cl測定装置(NH4Cl測定手段)
41 NH4Cl溶液
42 噴霧ノズル
43 塩化アンモニウム(NH4Cl)溶液供給管
44 空気
45 空気供給管
46 内管
47 外管
48 二重管
49 ノズルヘッド
51 塩化アンモニウム(NH4Cl)溶液タンク
52 空気供給部
53 脱硝触媒層
54 吸収液送給ライン
55 装置本体
56 ノズル
57 浄化ガス
58 煙突
59 塔底部
61 水
62 空気
63 脱水器
64 脱水ケーキ(石膏)
70 制御装置
71 流量計
72 NOx濃度計
73−1〜73−3 水銀(Hg)濃度計
74 酸化還元電位測定制御装置(ORPコントローラ)
80 熱交換器
81 熱回収器
82 再加熱器
83 熱媒体
84 熱媒体循環通路
85 フィンチューブ
86 熱交換部
87 スチーム
V11、V21、V22、V31、V32 調節弁
Claims (7)
- ボイラから排出され、塩化アンモニウムを供給した排ガスを煙道から抜出す排ガス抜出し管と、
前記排ガス抜出し管に設けられ、抜出した排ガス中に含まれる煤塵を除去する煤塵除去手段と、
前記排ガス抜出し管に設けられ、前記排ガス中に含まれる塩化アンモニウムを析出させる析出手段と、
前記析出手段で析出された塩化アンモニウムにX線またはレーザ光を照射させて発生する蛍光X線を検出して、排ガス中に含まれる塩化アンモニウムを測定する測定手段と
を含むことを特徴とするガス分析装置。 - 請求項1において、
前記排ガスが、更に亜硫酸を含み、前記析出手段が亜硫酸を析出させると共に、前記測定手段が亜硫酸を測定するガス分析装置。 - ボイラから排出される排ガス中に含まれる水銀を除去する水銀除去システムであり、
前記ボイラの煙道内に、塩化アンモニウムを含む溶液を噴霧する塩化アンモニウム供給手段と、
前記排ガス中の窒素酸化物をアンモニアで還元すると共に、塩化水素共存下で水銀を酸化する脱硝触媒を有する還元脱硝装置と、
該還元脱硝装置において酸化された水銀をアルカリ吸収液を用いて除去する湿式脱硫装置と、
前記還元脱硝装置の上流側と下流側の何れか一方又は両方に設けられ、前記排ガス中に含まれる塩化アンモニウムの濃度を分析する塩化アンモニウム濃度測定手段とを有し、
前記塩化アンモニウム濃度測定手段として、請求項1に記載のガス分析装置が用いられ、
前記塩化アンモニウム濃度測定手段により求められた塩化アンモニウムの濃度に応じて前記塩化アンモニウムを含む溶液の噴霧量を制御することを特徴とする水銀除去システム。 - 請求項3において、
前記還元脱硝装置と前記湿式脱硫装置との間に設けられ、前記還元脱硝装置を通過した排ガスと熱交換して熱回収する熱交換器とを有し、
予め求めた塩化アンモニウム濃度とガス温度との関係に基づいて前記熱回収器を通過する排ガスのガス温度を制御することを特徴とする水銀除去システム。 - 請求項3において、
前記還元脱硝装置と前記湿式脱硫装置との間に設けられ、前記還元脱硝装置を通過した排ガスと熱交換して熱回収する熱交換器とを有し、
前記塩化アンモニウム濃度測定手段として、請求項2に記載のガス分析装置が用いられ、
予め求めた塩化アンモニウム濃度とガス温度との関係と、亜硫酸濃度とガス温度との関係との何れか一方又は両方に基づいて前記熱回収器を通過する排ガスのガス温度を制御することを特徴とする水銀除去システム。 - ボイラから排出される排ガス中に含まれる水銀を除去する水銀除去方法であり、
前記ボイラの煙道内に、塩化アンモニウムを含む溶液を噴霧する塩化アンモニウム供給工程と、
前記排ガス中の窒素酸化物をアンモニアで還元すると共に、塩化水素共存下で水銀を酸化する脱硝触媒を有する還元脱硝工程と、
該還元脱硝工程において酸化された水銀をアルカリ吸収液を用いて除去する湿式脱硫工程と、
前記還元脱硝装置の上流側と下流側の何れか一方又は両方で、前記排ガス中に含まれる前記塩化アンモニウムの濃度を分析する塩化アンモニウム濃度測定工程とを含み、
前記塩化アンモニウム濃度測定工程では、
前記ボイラから排出され、前記塩化アンモニウムを供給した前記排ガスを前記煙道から抜出し、
前記排ガス中に含まれる煤塵を除去し、
前記排ガス中に含まれる前記塩化アンモニウムを析出させ、
前記排ガス中に含まれる前記塩化アンモニウムを測定するガス分析方法を用い、
前記塩化アンモニウム濃度測定工程により前記排ガス中に含まれる前記塩化アンモニウムの濃度を求め、求められた前記塩化アンモニウムの濃度に応じて前記塩化アンモニウムを含む溶液の噴霧量を制御し、
前記水銀除去方法は、
前記還元脱硝工程と前記湿式脱硫工程との間に、前記排ガスと熱交換器内を循環する熱媒体とを熱交換する熱回収工程と、
前記湿式脱硫装置から排出される浄化ガスと前記熱媒体とを熱交換して、前記浄化ガスを再加熱する再加熱工程とを更に含み、
予め求めた塩化アンモニウム濃度とガス温度との関係に基づいて前記熱回収工程で前記熱媒体と熱交換する前記排ガスのガス温度を制御することを特徴とする水銀除去方法。 - ボイラから排出される排ガス中に含まれる水銀を除去する水銀除去方法であり、
前記ボイラの煙道内に、塩化アンモニウムを含む溶液を噴霧する塩化アンモニウム供給工程と、
前記排ガス中の窒素酸化物をアンモニアで還元すると共に、塩化水素共存下で水銀を酸化する脱硝触媒を有する還元脱硝工程と、
該還元脱硝工程において酸化された水銀をアルカリ吸収液を用いて除去する湿式脱硫工程と、
前記還元脱硝装置の上流側と下流側の何れか一方又は両方で、前記排ガス中に含まれる前記塩化アンモニウムの濃度を分析する塩化アンモニウム濃度測定工程とを含み、
前記塩化アンモニウム濃度測定工程では、
前記ボイラから排出され、前記塩化アンモニウムを供給した前記排ガスを前記煙道から抜出し、
前記排ガス中に含まれる煤塵を除去し、
前記排ガス中に含まれる前記塩化アンモニウムを析出させ、
前記排ガス中に含まれる前記塩化アンモニウムを測定するガス分析方法を用い、
前記塩化アンモニウム濃度測定工程により前記排ガス中に含まれる前記塩化アンモニウムの濃度を求め、求められた前記塩化アンモニウムの濃度に応じて前記塩化アンモニウムを含む溶液の噴霧量を制御し、
前記水銀除去方法は、
前記還元脱硝工程と前記湿式脱硫工程との間に、前記排ガスと熱交換器内を循環する熱媒体とを熱交換する熱回収工程と、
前記湿式脱硫装置から排出される浄化ガスと前記熱媒体とを熱交換して、前記浄化ガスを再加熱する再加熱工程とを更に含み、
前記塩化アンモニウム濃度測定工程では、前記排ガスが更に亜硫酸を含み、塩化アンモニウムの他に亜硫酸を析出させ、析出した亜硫酸を測定するガス分析方法を用い、
予め求めた塩化アンモニウム濃度とガス温度との関係と、亜硫酸濃度とガス温度との関係との何れか一方又は両方に基づいて前記熱回収工程で前記熱媒体と熱交換する前記排ガスのガス温度を制御することを特徴とする水銀除去方法。
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