JP6020305B2 - 排ガス処理方法 - Google Patents

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、二酸化硫黄などの酸性ガスを除去する排ガス処理方法に係り、特に液状アルカリ剤および粉末状アルカリ剤（以下、総称して単に「アルカリ剤」とも称する）を排ガス中に供給して酸性ガスと反応させ該酸性ガスとの反応生成物を除去する際の、液状アルカリ薬剤および粉末状アルカリ薬剤の供給量を制御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。こうした酸性ガスは、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中にも含まれている。酸性ガスは有害なので、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。

ごみ焼却施設等において用いられる排ガス処理方法として、種々の方法が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。特許文献１の方法においては、まず、焼却炉、二次燃焼室そしてボイラを経た排ガスをガス冷却塔に導き、このガス冷却塔において苛性ソーダ水溶液を噴霧する。ここで、排ガスを所定温度に減温するとともに、排ガス中の酸性ガスを中和した後、バグフィルタに導く。バグフィルタ入口側煙道では排ガス中に粉末状アルカリ剤である消石灰を噴霧して、排ガス中の残存する酸性ガス成分と粉末状アルカリ剤との反応生成物を得る。この反応生成物は煤塵とともにフィルタにより捕集して排ガスから除去される。

特許文献１の排ガス処理方法によれば、ガス冷却塔で苛性ソーダ水溶液を噴霧する処理、あるいはバグフィルタ入口側煙道において排ガス中に粉末状アルカリ剤を噴霧する処理を単独で行う場合に比べて、排ガス中の酸性ガスをより多く除去することができ、排ガスを大気へ放出する際の酸性ガス濃度を、確実に規制値以下とすることができる。

特許文献２の方法においては、まず、排ガスに苛性ソーダ若しくは消石灰のうち少なくとも一種類以上からなるアルカリ剤を液状若しくはスラリー状で供給して、排ガス中の酸性ガスと反応させ、さらに、後段で排ガスに重曹粉末を供給して酸性ガスを除去する。

特許文献２の排ガス処理方法によれば、苛性ソーダ水溶液を噴霧する処理を単独で行なっても除去できないような高い酸性ガス濃度の場合でも、重曹粉末吹込みを併用することにより、排ガスから酸性ガスを高効率で除去することができる。

特開２００４−３２４９５６号公報 特開２００７−０２１４４２号公報

しかしながら、廃棄物焼却炉等では、燃焼処理対象物の組成、性状が常に変動するので排ガス中の酸性ガス濃度も常に大きな幅で変動している。このような廃棄物焼却炉等において従来の排ガス処理方法を適用しても、酸性ガスの排出規制値以下に酸性ガスを安定に低減することは困難である。排出規制値以下に酸性ガスを低減するためには、苛性ソーダ水溶液や粉末状アルカリ剤を多く使用せざるを得ないことから、アルカリ剤の使用量が増大して排ガス処理コストも増大してしまう。特に高価な重曹を多量に使用する場合には、排ガス処理コストが嵩むという問題が生じる。

例えば、ガス冷却塔に苛性ソーダ水溶液を一定量で吹き込み、バグフィルタ下流側の煙突部分で塩化水素濃度および二酸化硫黄濃度を計測し、これらの濃度が目標濃度以下になるようにバグフィルタ入口煙道に噴霧する消石灰噴霧量をフィードバック制御したとしても、排ガス中の酸性ガス濃度の変動に十分に対応するのは難しく、上述した問題は解決されない。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、排ガス中の酸性ガス濃度の変動が大きい排ガスまたは酸性ガス濃度が高い排ガスを処理する際に、酸性ガスの排出規制値以下に酸性ガスを安定して除去し、低コストで処理することができる排ガス処理方法を提供することを目的とする。

本発明の第一態様にかかる排ガス処理方法は、
塩化水素および二酸化硫黄を含む酸性ガスを含有する排ガス中の前記酸性ガス濃度を計測して、第一の計測値を得る第一の濃度計測工程と、
第一濃度計測工程後の排ガスをガス冷却塔で冷却する冷却工程と、
前記ガス冷却塔内の排ガスに液状アルカリ剤を供給して、前記酸性ガスの少なくとも一部を中和する第一の酸性ガス除去工程と、
前記第一の酸性ガス除去工程後の排ガスに粉末状アルカリ剤を供給して、前記酸性ガスと粉末状アルカリ剤との反応生成物を得る第二の酸性ガス除去工程と、
前記第二の酸性ガス除去工程後の排ガス中の前記反応生成物を集塵機で集塵して除去する集塵工程と、
前記集塵機から排出され煙突に流入される排ガス中の酸性ガス濃度を計測して、第二の計測値を得る第二の濃度計測工程とを具備する排ガス処理方法であって、
粉末状アルカリ剤は、消石灰および重曹から選択され、
前記第一の酸性ガス除去工程で、前記第一の計測値に基づいて、塩化水素濃度および二酸化硫黄濃度と、前記液状アルカリ剤の設定すべき当量比との予め定められた関係から導かれる１．０未満の当量比に前記液状アルカリ剤の供給量を制御し、
前記第二の酸性ガス除去工程で、前記第一の計測値が所定値未満の場合に粉末状アルカリ剤として消石灰を供給し、前記第一の計測値が所定値以上の場合に粉末状アルカリ剤として重曹を供給して、前記第二の計測値に基づいて排ガス中の酸性ガス濃度を所定の目標濃度以下とするように、前記粉末状アルカリ剤の供給量を制御することを特徴とする。

本発明の第二態様にかかる排ガス処理方法は、
塩化水素および二酸化硫黄を含む酸性ガスを含有する排ガス中の前記酸性ガス濃度を計測して、第一の計測値を得る第一の濃度計測工程と、
第一濃度計測工程後の排ガスをガス冷却塔で冷却する冷却工程と、
前記ガス冷却塔内の排ガスに液状アルカリ剤を供給して、前記酸性ガスの少なくとも一部を中和する第一の酸性ガス除去工程と、
前記第一の酸性ガス除去工程後の排ガスに粉末状アルカリ剤を供給して、前記酸性ガスと粉末状アルカリ剤との反応生成物を得る第二の酸性ガス除去工程と、
前記第二の酸性ガス除去工程後の排ガス中の前記反応生成物を集塵機で集塵して除去する集塵工程と、
前記集塵機から排出され煙突に流入される排ガス中の酸性ガス濃度を計測して、第二の計測値を得る第二の濃度計測工程とを具備する排ガス処理方法であって、
粉末状アルカリ剤は、消石灰および重曹から選択され、
前記第一の酸性ガス除去工程で、前記第一の計測値に基づいて、塩化水素濃度および二酸化硫黄濃度と、前記液状アルカリ剤の設定すべき当量比との予め定められた関係から導かれる１．０未満の当量比に前記液状アルカリ剤の供給量を制御し、
前記第二の酸性ガス除去工程で、前記第一の計測値が所定値未満の場合に、粉末状アルカリ剤として消石灰を供給し、前記第二の計測値に基づいて排ガス中の酸性ガス濃度を所定の目標濃度以下とするように、前記消石灰の供給量を制御し、
前記第一の計測値が所定値以上であり、前記第二の計測値が所定値以下の場合に、粉末状アルカリ剤として重曹を供給して、前記第二の計測値に基づいて排ガス中の酸性ガス濃度を所定の目標濃度以下とするように、前記重曹の供給量を制御し、
前記第一の計測値が所定値以上であり、前記第二の計測値が所定値を超える場合、消石灰の供給量を固定量として供給するとともにさらに重曹を供給して、前記第二の計測値に基づき排ガス中の酸性ガス濃度を所定の目標濃度以下とするように前記重曹の供給量を制御することを特徴とする。

本発明の第三態様にかかる排ガス処理方法は、
塩化水素および二酸化硫黄を含む酸性ガスを含有する排ガス中の前記酸性ガス濃度を計測して、第一の計測値を得る第一の濃度計測工程と、
第一濃度計測工程後の排ガスをガス冷却塔で冷却する冷却工程と、
前記ガス冷却塔内の排ガスに液状アルカリ剤を供給して、前記酸性ガスの少なくとも一部を中和する第一の酸性ガス除去工程と、
前記第一の酸性ガス除去工程後の排ガスに粉末状アルカリ剤を供給して、前記酸性ガスと粉末状アルカリ剤との反応生成物を得る第二の酸性ガス除去工程と、
前記第二の酸性ガス除去工程後の排ガス中の前記反応生成物を集塵機で集塵して除去する集塵工程と、
前記集塵機から排出され煙突に流入される排ガス中の酸性ガス濃度を計測して、第二の計測値を得る第二の濃度計測工程とを具備する排ガス処理方法であって、
粉末状アルカリ剤は、消石灰および重曹から選択され、
前記第一の酸性ガス除去工程で、前記第一の計測値に基づいて、前記液状アルカリ剤の供給量を制御し、
前記第二の酸性ガス除去工程で、前記第一の計測値が所定値未満の場合に粉末状アルカリ剤として消石灰を供給し、前記第一の計測値が所定値以上の場合に粉末状アルカリ剤として重曹を供給して、前記第二の計測値に基づいて排ガス中の酸性ガス濃度を所定の目標濃度以下とするように、前記粉末状アルカリ剤の供給量を制御することを特徴とする。

本発明の第四態様にかかる排ガス処理方法は、
塩化水素および二酸化硫黄を含む酸性ガスを含有する排ガス中の前記酸性ガス濃度を計測して、第一の計測値を得る第一の濃度計測工程と、
第一濃度計測工程後の排ガスをガス冷却塔で冷却する冷却工程と、
前記ガス冷却塔内の排ガスに液状アルカリ剤を供給して、前記酸性ガスの少なくとも一部を中和する第一の酸性ガス除去工程と、
前記第一の酸性ガス除去工程後の排ガスに粉末状アルカリ剤を供給して、前記酸性ガスと粉末状アルカリ剤との反応生成物を得る第二の酸性ガス除去工程と、
前記第二の酸性ガス除去工程後の排ガス中の前記反応生成物を集塵機で集塵して除去する集塵工程と、
前記集塵機から排出され煙突に流入される排ガス中の酸性ガス濃度を計測して、第二の計測値を得る第二の濃度計測工程とを具備する排ガス処理方法であって、
粉末状アルカリ剤は、消石灰および重曹から選択され、
前記第一の酸性ガス除去工程で、前記第一の計測値に基づいて、前記液状アルカリ剤の供給量を制御し、
前記第二の酸性ガス除去工程で、前記第一の計測値が所定値未満の場合に、粉末状アルカリ剤として消石灰を供給し、前記第二の計測値に基づいて排ガス中の酸性ガス濃度を所定の目標濃度以下とするように、前記消石灰の供給量を制御し、
前記第一の計測値が所定値以上であり、前記第二の計測値が所定値以下の場合に、粉末状アルカリ剤として重曹を供給して、前記第二の計測値に基づいて排ガス中の酸性ガス濃度を所定の目標濃度以下とするように、前記重曹の供給量を制御し、
前記第一の計測値が所定値以上であり、前記第二の計測値が所定値を超える場合、消石灰の供給量を固定量として供給するとともにさらに重曹を供給して、前記第二の計測値に基づき排ガス中の酸性ガス濃度を所定の目標濃度以下とするように前記重曹の供給量を制御することを特徴とする。

本発明によれば、排ガス中の酸性ガス濃度の変動が大きい排ガスまたは酸性ガス濃度が高い排ガスを処理する際に、酸性ガスの排出規制値以下に酸性ガスを安定して除去でき、低コストで処理することのできる排ガス処理方法が提供される。

第一の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。 第二の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。 第三の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。

以下、図面を参照して本発明に係る排ガス処理方法を説明する。

図１は、第一の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。同図において、排ガス中に供給されるアルカリ剤の経路が実線の矢印Ａ，Ｂで示され、電気的な信号の経路が破線の矢印ａ〜ｆで示されている。本実施形態においては、焼却炉１１から排出された排ガスは、ボイラ１３で熱回収されてから、後述するように排ガス処理装置で排ガス中の酸性ガスが除去された後、煙突１８から大気中へ放出される。

焼却炉１１内で廃棄物が焼却されると、焼却炉１１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１３は、焼却炉１１で生じた排ガスから熱を回収して蒸気を生成する。

ボイラ１３からの排ガスは、第一の塩化水素濃度計１９および第一の二酸化硫黄濃度計２０で塩化水素濃度および二酸化硫黄濃度がそれぞれ計測された後、ガス冷却塔１４を経てバグフィルタ１６に導入される。ガス冷却塔１４内の排ガスには、苛性ソーダ供給装置１５から液状アルカリ剤である苛性ソーダ水溶液が供給され（実線矢印Ａ）、バグフィルタ１６に導入される前の排ガスには、消石灰供給装置１７から粉末状アルカリ剤である消石灰が供給される（実線矢印Ｂ）。

図示していないが、苛性ソーダ供給装置１５は、苛性ソーダ水溶液を貯留する貯留槽と、貯留槽から苛性ソーダ水溶液を送り出す送液ポンプと、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ガス冷却塔１４内の排ガスに噴霧する噴霧ノズルとを有している。

バグフィルタ１６は、消石灰が供給された排ガスからダスト（煤塵）を捕集して除去する。排ガスに消石灰が供給されることにより、酸性ガスと消石灰との反応生成物が生じ、この反応生成物もバグフィルタ１６で捕集して除去される。ダストおよび反応生成物の捕集には、バグフィルタ１６の代わりに電気集塵機を用いることもできる。

バグフィルタ１６から排出され煙突１８に流入される前または煙突内では、第二の塩化水素濃度計２１および第二の二酸化硫黄濃度計２２によって、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計測される。

破線矢印ａ，ｂ，ｃ，ｄに示されるように、各濃度計１９，２０，２１，および２２からの計測結果は、苛性ソーダ供給量制御部２３ａと消石灰供給量制御部２３ｂとを含むアルカリ剤供給量制御装置２３に送られる。ここで、苛性ソーダ水溶液および消石灰の供給量が制御されるが、これについては追って詳細に説明する。

本実施形態の排ガス処理装置の動作を、以下に説明する。

燃焼炉１１から排出された排ガスはボイラ１３で熱回収された後、ガス冷却塔１４に導入される。ガス冷却塔１４において、排ガスは冷却水によって冷却されるとともに、苛性ソーダ供給装置１５から苛性ソーダ水溶液が散布される（実線矢印Ａ）。苛性ソーダ供給装置１５からの苛性ソーダ水溶液を、ガス冷却塔１４での冷却水として用いることもできる。排ガスに苛性ソーダ水溶液が噴霧されることによって、排ガス中の酸性ガスの一部が中和される。

酸性ガス中の塩化水素（ＨＣｌ）および二酸化硫黄（ＳＯ₂）が、それぞれ下記式（１）および（２）で表わされるように苛性ソーダ（ＮａＯＨ）と反応して、酸性ガスが中和される（第一酸性ガス除去工程）。

ＨＣｌ＋ＮａＯＨ→ＮａＣｌ＋Ｈ₂Ｏ （１）
ＳＯ₂＋２ＮａＯＨ＋１／２Ｏ₂→Ｎａ₂ＳＯ₄＋Ｈ₂Ｏ （２）
その後、ガス冷却塔１４の出口からバグフィルタ１６の入口までの間の煙道またはバグフィルタ１６の入口で、消石灰供給装置１７から排ガス中に消石灰が噴霧される（実線矢印Ｂ）。消石灰が排ガスに噴霧されることにより、排ガス中に残存する酸性ガスが中和され、塩化水素が消石灰と反応してＣａＣｌ₂が生成され、二酸化硫黄が消石灰と反応して亜硫酸カルシウム（ＣａＳＯ₃）が生成される（第二酸性ガス除去工程）。

生成された反応生成物であるＣａＣｌ₂および亜硫酸カルシウムは、排ガス中のダストとともにバグフィルタ１６で捕集される。バグフィルタ１６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、こうした酸性ガス濃度が低下した排ガスは煙突から大気中へ排出される。

苛性ソーダ供給装置１５からの苛性ソーダ水溶液の供給量は、アルカリ剤供給量制御装置２３における苛性ソーダ供給量制御部２３ａによって制御され、消石灰供給装置１７からの消石灰の供給量は、アルカリ剤供給量制御装置２３における消石灰供給量制御部２３ｂによって制御される。

苛性ソーダ供給量制御部２３ａは、第一の塩化水素濃度計１９で計測された塩化水素濃度と、第一の二酸化硫黄濃度計２０で計測された二酸化硫黄濃度に基いて、苛性ソーダ供給装置１５からの苛性ソーダの供給量を算出して制御を行う。

具体的には、ボイラ１３の出口からガス冷却塔１４の入口までの煙道における排ガス中の塩化水素（ＨＣｌ）濃度および二酸化硫黄（ＳＯ₂）濃度を、それぞれ第一の塩化水素濃度計１９および第一の二酸化硫黄濃度計２０により計測して、第一の計測値を得る。この第一の計測値は、アルカリ剤供給量制御装置２３に送られる（破線矢印ａ，ｂ）。第一の計測値に基づいて、アルカリ剤供給量制御装置２３の苛性ソーダ供給量制御部２３ａでは、苛性ソーダの供給量を制御する。

苛性ソーダ供給量制御部２３ａは、算出した量の苛性ソーダ水溶液が排ガス中に供給されるように、苛性ソーダ供給装置１５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供給装置１５へ送る（破線矢印ｅ）。苛性ソーダ供給装置１５は、この指示信号に応じた量、すなわち苛性ソーダ供給量制御部２３ａで算出された量の苛性ソーダ水溶液を、ガス冷却塔１４内に噴霧する（実線矢印Ａ）。

消石灰供給量制御部２３ｂは、第二の塩化水素濃度計２１で計測された塩化水素濃度と、第二の二酸化硫黄濃度計２２で計測された二酸化硫黄濃度に基いて、消石灰供給装置１７からの消石灰の供給量を算出して制御を行う。

具体的には、煙突１８内の排ガスの塩化水素（ＨＣｌ）濃度および二酸化硫黄（ＳＯ₂）濃度を、それぞれ第二の塩化水素濃度計２１および第二の二酸化硫黄濃度計２２によって計測して、第二の計測値を得る。この第二の計測値は、アルカリ剤供給量制御装置２３に送られる（破線矢印ｃ，ｄ）。アルカリ剤供給量制御装置２３の消石灰供給量制御部２３ｂにおいては、第二の計測値に基づいて消石灰の供給量が制御される。

消石灰供給量制御部２３ｂは、算出した量の消石灰が排ガス中に供給されるように、指示信号を消石灰供給装置１７へ送る（破線矢印ｆ）。消石灰供給装置１７は、ガス冷却塔１４からバグフィルタ１６までの間の煙道またはバグフィルタ１６入口において、排ガス中に上記指示信号に応じた量の消石灰を吹き込む（実線矢印Ｂ）。消石灰の供給量は、煙突内の塩化水素濃度および二酸化硫黄濃度を、排ガス排出規制値から定める目標濃度以下とするように制御される。

本実施形態においては、苛性ソーダの供給にあたって、当量比を１．０未満として過剰に苛性ソーダを供給しない。当量比は、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（１）式および（２）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で定義される。

苛性ソーダの供給量の制御には、第一の計測値である、ガス冷却塔１４の入口での酸性ガス中のＨＣｌ濃度とＳＯ₂濃度との組み合わせ条件ごとに、設定すべき苛性ソーダの当量比を予め定めてあるデータベースを用いる。データベースは、必要な酸性ガス除去性能を充たすとともに、苛性ソーダの使用量を最少として、最も低コストとなる当量比を定めたものである。このデータベースから導かれる当量比に設定して、苛性ソーダの供給量を算出する。

第一の計測値であるＨＣｌ濃度とＳＯ₂濃度との組み合わせ条件ごとに、設定すべき苛性ソーダの当量比を予め定めてあるデータベースの一例を、下記表１に示す。

表１に示すように、ＨＣｌ濃度とＳＯ₂濃度との組み合わせ条件ごとに、設定すべき苛性ソーダの当量比を予め定めておき、その当量比とするように苛性ソーダの供給量を算出する。例えば、ＨＣｌ濃度が１００ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ未満で、かつＳＯ₂濃度が５０ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ未満の場合には、苛性ソーダの当量比を０．７とする。また、酸性ガス濃度が所定の下限値未満の場合には、苛性ソーダの供給を行なわず、消石灰のみを供給する。上記表１においては、ＨＣｌ濃度が１００ｐｐｍ未満かつＳＯ₂濃度が５０ｐｐｍ未満の場合には、第二酸性ガス除去工程のみが行なわれる。

上述したように本実施形態においては、第一酸性ガス除去工程と第二酸性ガス除去工程とによって酸性ガスが除去される。第一酸性ガス除去工程では、ボイラ１３出口からガス冷却塔１４入口までの煙道の排ガス中の酸性ガス濃度の計測値に基づき、予め定めたデータベースによりフィードフォワード制御して、苛性ソーダ供給量を制御する。

第二酸性ガス除去工程においては、制御された量の消石灰を供給して、排ガスの排出規制値を充たすように酸性ガスを確実に除去することができる。

このように、苛性ソーダおよび消石灰の供給量を制御することによって、煙突１８から排出される排ガス中の塩化水素濃度および二酸化硫黄濃度を常に目標濃度以下に維持することができ、排ガス中の塩化水素濃度および二酸化硫黄濃度を安定に低減することが可能となった。こうして排ガスが処理されるので、十分な性能で酸性ガスが除去されるのに加えて、排ガス処理費を削減することができる。また、高価な重曹を使用しないため、排ガス処理費削減の効果も大きい。

図２には、第二の実施形態に係る排ガス処理装置の構成のブロック図を示す。本実施形態は、粉末状アルカリ剤として消石灰または重曹を用いることが、第１の実施形態と相違している。

ガス冷却塔１４に液状アルカリ剤が供給された（実線矢印Ａ）後、ガス冷却塔１４の出口からバグフィルタ１６の入口までの間の煙道またはバグフィルタ１６の入口で、粉末状アルカリ剤が供給される（実線矢印Ｂ，Ｃ）。液状アルカリ剤は、苛性ソーダ供給装置１５から供給される苛性ソーダ水溶液であり、粉末状アルカリ剤は、消石灰供給装置１７から供給される消石灰、あるいは、重曹供給装置２５から供給される重曹である。第１の実施形態の場合と同様に、ボイラ１３出口からガス冷却塔１４入口までの煙道の排ガスのＨＣｌ濃度とＳＯ₂濃度とを計測して、第一の計測値を得る。この第一の計測値は苛性ソーダ供給量制御部２３ａに送られ（破線矢印ａ，ｂ）、これに基づいて苛性ソーダの供給量を制御する。苛性ソーダの供給量の算出方法は、第１の実施形態と同様である。

苛性ソーダ供給量制御部２３ａは、算出した量の苛性ソーダ水溶液が排ガス中に供給されるように、苛性ソーダ供給装置１５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供給装置１５へ送る（破線矢印ｅ）。この苛性ソーダ供給装置１５は、指示信号に応じた量、すなわち苛性ソーダ供給量制御部２３ａで算出された量の苛性ソーダ水溶液を、ガス冷却塔１４内に噴霧する（実線矢印Ａ）。

本実施形態においては、消石灰または重曹の供給量は、消石灰重曹供給量制御部２３ｃで制御される。消石灰重曹供給量制御部２３ｃには、第一の塩化水素濃度計１９で計測された塩化水素濃度と、第一の二酸化硫黄濃度計２０で計測された二酸化硫黄濃度とが、第一の計測値として送られ（破線矢印ａ´，ｂ´）、第二の塩化水素濃度計２１で計測された塩化水素濃度と、第二の二酸化硫黄濃度計２２で計測された二酸化硫黄濃度とが、第二の計測値として送られる（破線矢印ｃ，ｄ）。消石灰重曹供給量制御部２３ｃは、こうした第一の計測値および第二の計測値に基いて、消石灰供給装置１７からの消石灰の供給量または重曹供給装置２５からの重曹の供給量を算出して制御を行なう。

消石灰重曹供給量制御部２３ｃは、算出した量の消石灰または重曹が排ガス中に供給されるように、指示信号を消石灰供給装置１７または重曹供給装置２５へ送る（破線矢印ｆ，ｇ）。消石灰供給装置１７または重曹供給装置２５は、ガス冷却塔１４からバグフィルタ１６までの間の煙道またはバグフィルタ１６入口において、上述の指示信号に応じた量の消石灰または重曹を排ガス中に吹き込む（実線矢印Ｂ，Ｃ）。消石灰または重曹の供給量は、煙突内の塩化水素濃度および二酸化硫黄濃度を、排ガス排出規制値から定める目標濃度以下とするように制御される。

まず、第一の塩化水素濃度計１９で計測された塩化水素濃度と、第一の二酸化硫黄濃度計２０で計測された二酸化硫黄濃度（第一の計測値）とに基づいて、粉末状アルカリ剤が選択される。酸性ガス濃度（第一の計測値）が粉末状アルカリ剤を切換える目安とする所定値未満の場合には、粉末状アルカリ剤として消石灰を消石灰供給装置１７から供給し、所定値以上の場合には、粉末状アルカリ剤を重曹に切換えて重曹供給装置２５から重曹を供給する。

第一の計測値であるＨＣｌ濃度とＳＯ₂濃度とに対応して、粉末状アルカリ剤としての消石灰と重曹とを切り替える一例を、下記表２に示す。下記表２には、ＨＣｌ濃度とＳＯ₂濃度との組み合わせ条件ごとに、設定すべき苛性ソーダの当量比を予め定めてあるデータベースも併せて示してある。

前記第二の計測値が所定値を超える場合には、前記第二の酸性ガス除去工程で消石灰の供給量を固定量として供給するとともにさらに重曹を供給して、前記第二の計測値に基づき排ガス中の酸性ガス濃度を所定の目標濃度以下とするように前記重曹の供給量を制御する。

本実施形態においては、第一の実施形態の効果に加えて、次のような効果が得られる。すなわち、酸性ガス濃度が広い範囲に大きく変動する場合でも、バグフィルタ１６入口に供給する粉末状アルカリ剤を、消石灰、重曹、消石灰＋重曹と切換えることによって、排ガス中の酸性ガス濃度を規制値未満とすることができる。しかも、高価な重曹の使用量は最少量に抑えられるので排ガス処理コストの削減にもつながる。

図３には、第三の実施形態に係る排ガス処理装置の構成のブロック図を示す。本実施形態は、ボイラ１３出口からガス冷却塔１４入口までの煙道から排ガスを抜き出し、小型除塵装置２７によりダストを除塵した後、排ガス中の酸性ガス濃度を計測する以外は第一の実施形態と同様である。

排ガス中のダストを除塵することによって、計測される酸性ガス濃度の精度が向上する。その結果、酸性ガス濃度に基づく苛性ソーダ供給量の制御をより適正に行なうことができ、排ガス処理コストをさらに低減することが可能となる。

１１…焼却炉； １３…ボイラ； １４…ガス冷却塔； １５…苛性ソーダ供給装置
１６…バグフィルタ； １７…消石灰供給装置； １８…煙突
１９…第一の塩化水素濃度計： ２０…第一の二酸化硫黄濃度計
２１…第一の塩化水素濃度計： ２２…第一の二酸化硫黄濃度計
２３…アルカリ剤供給量制御装置； ２３ａ…苛性ソーダ供給量制御部
２３ｂ…消石灰供給量制御部； ２３ｃ…消石灰重曹供給量制御部
２５…重曹供給装置； ２７…小型除塵装置。

Claims (4)

1. 塩化水素および二酸化硫黄を含む酸性ガスを含有する排ガス中の前記酸性ガス濃度を計測して、第一の計測値を得る第一の濃度計測工程と、
   第一濃度計測工程後の排ガスをガス冷却塔で冷却する冷却工程と、
   前記ガス冷却塔内の排ガスに液状アルカリ剤を供給して、前記酸性ガスの少なくとも一部を中和する第一の酸性ガス除去工程と、
   前記第一の酸性ガス除去工程後の排ガスに粉末状アルカリ剤を供給して、前記酸性ガスと粉末状アルカリ剤との反応生成物を得る第二の酸性ガス除去工程と、
   前記第二の酸性ガス除去工程後の排ガス中の前記反応生成物を集塵機で集塵して除去する集塵工程と、
   前記集塵機から排出され煙突に流入される排ガス中の酸性ガス濃度を計測して、第二の計測値を得る第二の濃度計測工程とを具備する排ガス処理方法であって、
   粉末状アルカリ剤は、消石灰および重曹から選択され、
   前記第一の酸性ガス除去工程で、前記第一の計測値に基づいて、塩化水素濃度および二酸化硫黄濃度と、前記液状アルカリ剤の設定すべき当量比との予め定められた関係から導かれる１．０未満の当量比に前記液状アルカリ剤の供給量を制御し、
   前記第二の酸性ガス除去工程で、前記第一の計測値が所定値未満の場合に粉末状アルカリ剤として消石灰を供給し、前記第一の計測値が所定値以上の場合に粉末状アルカリ剤として重曹を供給して、前記第二の計測値に基づいて排ガス中の酸性ガス濃度を所定の目標濃度以下とするように、前記粉末状アルカリ剤の供給量を制御することを特徴とする排ガス処理方法。
2. 塩化水素および二酸化硫黄を含む酸性ガスを含有する排ガス中の前記酸性ガス濃度を計測して、第一の計測値を得る第一の濃度計測工程と、
   第一濃度計測工程後の排ガスをガス冷却塔で冷却する冷却工程と、
   前記ガス冷却塔内の排ガスに液状アルカリ剤を供給して、前記酸性ガスの少なくとも一部を中和する第一の酸性ガス除去工程と、
   前記第一の酸性ガス除去工程後の排ガスに粉末状アルカリ剤を供給して、前記酸性ガスと粉末状アルカリ剤との反応生成物を得る第二の酸性ガス除去工程と、
   前記第二の酸性ガス除去工程後の排ガス中の前記反応生成物を集塵機で集塵して除去する集塵工程と、
   前記集塵機から排出され煙突に流入される排ガス中の酸性ガス濃度を計測して、第二の計測値を得る第二の濃度計測工程とを具備する排ガス処理方法であって、
   粉末状アルカリ剤は、消石灰および重曹から選択され、
   前記第一の酸性ガス除去工程で、前記第一の計測値に基づいて、塩化水素濃度および二酸化硫黄濃度と、前記液状アルカリ剤の設定すべき当量比との予め定められた関係から導かれる１．０未満の当量比に前記液状アルカリ剤の供給量を制御し、
   前記第二の酸性ガス除去工程で、前記第一の計測値が所定値未満の場合に、粉末状アルカリ剤として消石灰を供給し、前記第二の計測値に基づいて排ガス中の酸性ガス濃度を所定の目標濃度以下とするように、前記消石灰の供給量を制御し、
   前記第一の計測値が所定値以上であり、前記第二の計測値が所定値以下の場合に、粉末状アルカリ剤として重曹を供給して、前記第二の計測値に基づいて排ガス中の酸性ガス濃度を所定の目標濃度以下とするように、前記重曹の供給量を制御し、
   前記第一の計測値が所定値以上であり、前記第二の計測値が所定値を超える場合、消石灰の供給量を固定量として供給するとともにさらに重曹を供給して、前記第二の計測値に基づき排ガス中の酸性ガス濃度を所定の目標濃度以下とするように前記重曹の供給量を制御することを特徴とする排ガス処理方法。
3. 塩化水素および二酸化硫黄を含む酸性ガスを含有する排ガス中の前記酸性ガス濃度を計測して、第一の計測値を得る第一の濃度計測工程と、
   第一濃度計測工程後の排ガスをガス冷却塔で冷却する冷却工程と、
   前記ガス冷却塔内の排ガスに液状アルカリ剤を供給して、前記酸性ガスの少なくとも一部を中和する第一の酸性ガス除去工程と、
   前記第一の酸性ガス除去工程後の排ガスに粉末状アルカリ剤を供給して、前記酸性ガスと粉末状アルカリ剤との反応生成物を得る第二の酸性ガス除去工程と、
   前記第二の酸性ガス除去工程後の排ガス中の前記反応生成物を集塵機で集塵して除去する集塵工程と、
   前記集塵機から排出され煙突に流入される排ガス中の酸性ガス濃度を計測して、第二の計測値を得る第二の濃度計測工程とを具備する排ガス処理方法であって、
   粉末状アルカリ剤は、消石灰および重曹から選択され、
   前記第一の酸性ガス除去工程で、前記第一の計測値に基づいて、前記液状アルカリ剤の供給量を制御し、
   前記第二の酸性ガス除去工程で、前記第一の計測値が所定値未満の場合に粉末状アルカリ剤として消石灰を供給し、前記第一の計測値が所定値以上の場合に粉末状アルカリ剤として重曹を供給して、前記第二の計測値に基づいて排ガス中の酸性ガス濃度を所定の目標濃度以下とするように、前記粉末状アルカリ剤の供給量を制御することを特徴とする排ガス処理方法。
4. 塩化水素および二酸化硫黄を含む酸性ガスを含有する排ガス中の前記酸性ガス濃度を計測して、第一の計測値を得る第一の濃度計測工程と、
   第一濃度計測工程後の排ガスをガス冷却塔で冷却する冷却工程と、
   前記ガス冷却塔内の排ガスに液状アルカリ剤を供給して、前記酸性ガスの少なくとも一部を中和する第一の酸性ガス除去工程と、
   前記第一の酸性ガス除去工程後の排ガスに粉末状アルカリ剤を供給して、前記酸性ガスと粉末状アルカリ剤との反応生成物を得る第二の酸性ガス除去工程と、
   前記第二の酸性ガス除去工程後の排ガス中の前記反応生成物を集塵機で集塵して除去する集塵工程と、
   前記集塵機から排出され煙突に流入される排ガス中の酸性ガス濃度を計測して、第二の計測値を得る第二の濃度計測工程とを具備する排ガス処理方法であって、
   粉末状アルカリ剤は、消石灰および重曹から選択され、
   前記第一の酸性ガス除去工程で、前記第一の計測値に基づいて、前記液状アルカリ剤の供給量を制御し、
   前記第二の酸性ガス除去工程で、前記第一の計測値が所定値未満の場合に、粉末状アルカリ剤として消石灰を供給し、前記第二の計測値に基づいて排ガス中の酸性ガス濃度を所定の目標濃度以下とするように、前記消石灰の供給量を制御し、
   前記第一の計測値が所定値以上であり、前記第二の計測値が所定値以下の場合に、粉末状アルカリ剤として重曹を供給して、前記第二の計測値に基づいて排ガス中の酸性ガス濃度を所定の目標濃度以下とするように、前記重曹の供給量を制御し、
   前記第一の計測値が所定値以上であり、前記第二の計測値が所定値を超える場合、消石灰の供給量を固定量として供給するとともにさらに重曹を供給して、前記第二の計測値に基づき排ガス中の酸性ガス濃度を所定の目標濃度以下とするように前記重曹の供給量を制御することを特徴とする排ガス処理方法。

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