JPH0252092A - 排煙脱硫排水の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は石炭等を燃料とする燃焼排ガスの脱硫装置から
排出される排水の処理方法に関し、特に該排水中に含有
するニチオン酸及びフッ素の処理方法に関する。

〔従来の技術］ 石炭等を燃料とする燃焼排ガスは、石灰−石膏法等によ
る脱硫装置で処理される。以下、ヌード分離方式脱硫法
とその結果生ずる排水の処理方法を第５図及び第６図に
よって説明する。

第５図において、燃焼排ガスは冷却工程１で冷却、除塵
され、次いで吸収工程２に導かれて吸収液により硫黄酸
化物が吸収、除去された後清浄ガヌとして放出される。

その際、冷却工程１からはｆＩ科成分に起因する媒慣、
重金属の他に、硫黄酸化物、塩化水素、フッ化水素等を
含有する強酸性（ｐＨ２以下）全呈した冷却工種排水２
１が排出される。

一方、吸収工程２からは排ガスの脱硫によって生成した
吸収工程排水２２が酸化工程３を経て石膏分離工程４よ
り排ガス成分に起因する難分解性のＣＯＤ成分にチオン
酸）を含む石膏分離工程上澄水２４として排出される。

この石膏分離工慢上澄水２４は、酸分解工程６Ｖｃ導か
れ、第６図で示す硫＃を混合器１１において硫酸３５を
その濃度が１５〜１０％となるよう添加し、次いで水蒸
気混合器１５において水蒸気３７により温度が９５℃以
上となるよう昇温した後、保温機能を具備した分解槽１
４に流入させ、該上澄水２４中のニチオン酸を次式によ
って分解する。

日、Ｏｌ−→　５ｏｌ−＋　ｓｏ、　　　　　・・・（
１）ニチオン酸が分解された酸分解工程処理水２６は、
前記冷却工程１に回収し、ここで補給水として再利用さ
れる。

冷却工程１から排出された冷却工程排水２１は粗中和工
程７に導かれ、塩酸あるいは塩化カルシウム等の塩素化
合物３６が添加プれ、さらに消石灰３８が添加されてｐ
Ｈ２〜４となるよう調整する。

次いで、粗中和工程７から排出された排水はｐＨ調整工
程８に導かれ、ここで再び消石灰３Ｂを添加してｐＨ７
〜９に調整することによシ、排水中のｆＩｔ酸分が石膏
として析出すると同時にフッ素がフッ化カルシウムとし
て、また重金属類が水酸化物として析出する。

なお、７ツ化カルシウムの析出には液中のカルシウム濃
度であるＩＣａ値を＋５０　ｅｐｍ以上となるようある
種の塩素化合物の添加が有効であることは既に本出願人
が特願昭６１−３７３２７号において述べたとおりであ
るが、この提案方法では前記したように粗中和工程７に
おいて予め塩酸３６を添加する場合を示した。

ＩＣａ　＝　ＣＣ４３（ＣＨａ”Ｊ＋ＣＴ’〕＋２ＣＭ
ｇ”〕Ｊ＝　２　（［Ｃａ”］　−［ｓｏ？３　］ｐＨ
ｌ　調整工程８から排出された石膏、フッ化カルシウム
等固形物を含有する排水は固液分離工程？に導かれ、高
分子凝集４ｊ３９を添加して排水中の懸濁固形物（ｉ−
粗大フロック化した後、スラリーは脱水工程で脱水処理
しケーキとして排出するとともに、上澄水は放流するか
もしくは後続にてイオン交換処理２行なう。

〔発明が解決しようとする課題］ 前述した排ガスの脱硫装置は、前段の冷却工程で煤塵等
を除去した後、後段の吸収工程で硫黄【設化物を除去す
るように構成嘔ｎたスート分離方式といわれるものであ
る。このスート分離方式では、煤塵、不純物等によるＶ
ｔ黄蟻酸化物吸収能力低下の問題がないため安定した運
転状態が得られ、スフ−リングが少なく、また回収され
る石膏の純度が高いという長所がある。

これンて対して、冷却工程と吸収工程の機能？併せもつ
冷板工程において煤塵４を除去すると同時に硫黄酸化物
を除去するよう構成されているのがスート混合方式とい
われるものである。

このヌード混合方式では前述のヌード分離方式にみられ
る長所はないが、排水処理系統が比較的闇路となシ、設
備費、運転費が安く、装置の据付面積が少なくてすむた
め、国内においても設備の簡素化と低コヌト化の観点か
ら次第にこの方式を志向する傾向にある。

従来、国内で主流をしめるスート分離方式の脱硫装置か
ら排出される排水中に含有するニチオン酸の酸分解処理
については前述したとおりであるが、ヌード混合方式の
場合はシステムの構成が大きく異なり排水処理工程にお
いて、同様のシステムを構成することが困難であるため
、ニチオン酸及びフッ素を処理するに際して処理性能、
経済性の両面から最適な排水処理技術を確立することが
問題となっていた。すなわち、スート混合方式脱硫法の
排水処理において従来のヌード分離方式脱硫法の排水処
理を採用すると、冷板工程以降で煤贋、重金属塩の他に
多量の石膏などによシ膨大な廃棄物が発生し、そのＲ終
処分が問題となる。このような状況から、酸分解工程で
硫酸を使用することは後段の粗中和工程％　ＰＨｅＡ整
工程で添加する消石灰によって石膏を析出させることに
なり廃棄物がますます増大することになる。

〔課頭を解決するための手段］ 本発明は、前記した従来技術の問題点を解消するためＯ
＋Ｏで次のように構成するものである。

（１）　　スート混合方式の脱硫装置において、冷板工
程より排出される冷板工程排水を酸化工程を経て石膏分
離工程にて石膏を分離した後、得られた石膏分離工程上
置水？酸分解工程に導きニチオン酸を分離すること。

（２）　　酸分解工程に導かれ九石膏分解工程上賃水に
、塩酸を濃度１２〜２．０％となるよう調整した後、９
５〜１３０℃に昇温し、該条件下で、ニチオン酸を分解
処理すること（従来使用されている硫酸に代替して塩酸
１に添加すること）。

（３）酸分解工程よシ排出される酸分解工程処理水に、
塩素化合物？添加することなくカルシウム化合物を添加
して中和処理した後、析出するフッ化カルシウムを分離
すること。

すｉわち、本発明は排ガスを冷却、除塵すると同時に石
灰−石膏法にて硫黄酸化物を吸収処理する際、石膏分離
工程から排出する排水に、塩酸を添加し、その濃度が［
Ｌ２〜２−Ｏチとなるよう調整したのち、９５〜１５０
℃に昇温して前記石膏分離工程排水中に含有するニチオ
ン酸等のＣＯＤ起因成分を酸分解し、次いでカルシウム
化合物を添加して中和処理したのち、析出する７ツ化カ
ルシウムを分離することを特徴とする排煙脱硫排水の処
理方法である。

〔作用〕

以下、本発明の一実施態様であるヌード混合方式脱硫法
とその結果生ずる排水の処理方法を第１図及び第２図に
よって説明する。第１図において、燃焼排ガスは今秋工
程１ａにて冷却、除塵ならびに硫黄酸化物の吸収、除去
がなされた後清浄ガスとして放出される。

その際、今秋工程１ａからは燃料成分に起因する煤塵、
重金属の他に硫黄酸化物等のカルシウム塩を含有する中
性付近の冷眼工程排水２１ａが排出される。この冷眼工
程排水２１ａは酸化工程３を経て石膏分離工程４より排
ガスに起因する難分解性のニチオン酸を含有する石膏分
離工程上澄水２４として排出される。そして、石膏分離
工程上澄水２４は酸分解工程６に導かれ、第２図に示す
塩酸混合器１２において塩酸をその濃度が［１２〜２．
０係となるよう添加し、次いで尿蒸気混合器１３におい
て水蒸気３７により温度が９５〜１３０℃となるよう昇
温した後、保温Ｆ！ｉ能を具備した分解槽１４に流入さ
せ、該上澄水２４中のニチオン酸は前記（１）式に従っ
て分解する。

酸分解終了後の酸分解処理水２６は粗中和工程７に導き
、塩酸等の塩素化合物を添加することなく、消石灰３８
でｐＨ２〜４に調整して予め石膏を析出させ、次いでｐ
Ｈ調整工程８においてさらに消石灰３８を添加してｐＨ
７〜９に調整することにより排水中に含有するフッ素を
離溶性０７フ化カルシウムとして沈澱、除去する。

ｆＬオ、フッ化カルシウムの析出に際し、ニチオン酸の
酸分解時に使用された塩酸が排水中に多量に残留してい
ることによって、液中のカルシウム濃度であるＩＣ３値
が高値Ｃ＋３０　ｅｐｍ以上）となシフツ化カルシウム
の析出を促進する作用がある。

以後の処理については、前述の第５図で述べたとおシで
あるので省略する。

〔実施列〕

石炭火力発電設備から排出される排ガス（排ガス量＝ａ
口ｏ　ｏ　ｍ５−Ｎ／Ｈ）を石灰・石膏によるヌード混
合型脱硫装置（パイロットテスト機）にて処理し、その
際発生する石膏−分離工程上瀝水を第２図で示す工程で
処理した場合の酸分解処理性能試験結果及びこの石膏・
分離工程上澄水？第１図で示す実地に近い工程で処理し
た場合の事例を次に示す。なお、石膏分離工程上澄水の
水量及び水質は何れの場合も表１に示すとおりであυ、
酸分解塔は有効容量２００ｔのもの３塔を直列に接続し
たものを用いた。

（１）　　！！分分解処理性能試験結 果前記石膏雌雄工程上澄水塩酸を添加し、水蒸気で温度
ｉ９０℃、９５℃、１００℃、１０５℃、１１０℃、１
２０℃、１３０℃に各々設定して酸分解を行ない、分解
温度とニチオン酸分解率の関係を調べ九。ここで塩酸濃
度は１２％（Ｈａｔとして）とじ一連の実験からこれら
の傾向を象徴的に現わしているため代表する濃度として
示した。その結果、第３図で示すとおシ分解温度が９０
℃の場合は分解率５０チ以下であって実用上の分解率（
排水の規制値によって異なるが最低でも５ｏｑｂ、好ま
しくは８０僑付近以上）が得られなかったものの、９５
℃ではほぼ実用範囲の分解率が得られ、１０５℃では概
ね問題のない分解率にまで到達することが判明した。

そして１３０℃ではニチオン酸が殆んど完全に分解する
ものの、それ以上の温度で酸分解することは酸分屏塔の
圧力が非常に高くなることによって処理水側の背圧用の
配管を極度に長くし立ち上げなければならないため装置
が大型化し、また供給熱量の増大による経済性の問題が
あるから実用的ではない。

次に、前記と同様に石膏・分離工程上澄水に塩酸をその
濃度（ＨＣｌとして）が各々Ｑ、１係、１２％、（ＬＳ
係、［１７優、ｔＯ％、１．５係となるよう添加し、水
蒸気で昇温しで酸分解を行ない、塩酸濃度とニチオン酸
分解率の関係を調べた。ここで酸分解温度は９５℃に設
定し、一連の実験からこれらの傾向分象徴的に現わして
いるため代表する温度として示した。その結果、第４図
で示すとおシ塩酸嬢度が（Ｌ１％の場合は分解率が４０
壬以下であって前記実用上の分解率が得られなかったも
のの、０．２壬ではほぼ実用範囲の分解率が得られ、０
．５％では概ね問題のない分解率にまで到達することが
判明した。そしてｔ５％ではこの温度における他限近く
の分解率となるものの、それ以上の塩酸濃度とすること
は薬品費用の上昇を招くだけであって経済的ではない。

（２）実例 前記石膏分離工程上澄水を酸分解工程に導き、表２で示
すとお〕塩酸を添加してその濃度（ＨＯ２として）ｔ″
［Ｌ２９Ｊとした後、温度１２０℃の条件下で酸分解を
行なった。そしてこの酸分解処理水を粗中和工程に導き
、塩酸等の塩素化合物を添加することなく消石灰でｐＨ
五〇に調整し、次いでｐＨ調整工程でｐＨ７，８に中和
した後向液分離した。なお、粗中和工程及びｐＨｆＡ整
工程で処理する際に要した消石灰のｔは表４に示すとお
りである。

このとき得られた処理水水質及び汚泥発生量は表３で示
すとお）となり、これら一連の処理を通じて（！　ＯＤ
　（５ｔＯ０に起因）の分解率が９０％以上、また処理
水中のフッ素が１５ｐｐｍ以下に達し、本発明方法によ
って何ら問題なく処理されることが判明した。

表１ 石膏分離工程排水、排水量及び水質 衣２ 酸分解工程における薬品（塩酸）添加盪表３ 表４ 処理水水質及び汚泥発生量 粗中和、ｐＨ調整工程における薬品 （消石灰）添加量 〔発明の効果〕 以上の構成によって、本発明は次の点を可能とする。

（１）スート混合型脱硫装置よシ排出される排水中のニ
チオン酸の酸分解処理にあたって従来実用列がなかった
が、本発明によって明確な処理技術の類呈を確立し得る
。

（２）ニチオン酸の分解処理性能は、前記ヌード分離型
の前記従来列のものと比較してほぼ同等であシ、問題な
く処理できる。

（３）酸分解工程で添加する塩ｍｔ−活用することによ
シ、排水中のフッ素を効率よく除去でき、汚泥発生量を
低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の排煙脱硫排水処理系統図、第２図Ｆｉ
第１図の石膏分離工程上計液の酸分解工程の詳細な系統
図、第５図は本発明実施例の酸分解時の温度とニチオン
酸分解率の関係を示す図表、第４図は同実施例の酸分解
時の塩酸濃度とニチオン酸分解率の関係を示す図表、第
５図は従来の排煙脱硫排水処理系統図、第６図は第５図
の石膏分離工程上溌液の酸分解工程の詳細な系統図であ
る。 α冷吠工桿 第１図 第５図 １、↑五ロエｉ呈 ２０ムコＷ　工ｑ 第２図 処理水 第６図 分解率（％） 分解率（％）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 排ガスを冷却、除塵すると同時に石灰−石膏法にて硫黄
   酸化物を吸収処理する際、石膏分離工程から排出する排
   水に、塩酸を添加し、その濃度が０．２〜２．０％とな
   るよう調整したのち、９５〜１３０℃に昇温して前記石
   膏分離工程排水中に含有する二チオン酸等のＣＯＤ起因
   成分を酸分解し、次いでカルシウム化合物を添加して中
   和処理したのち、析出するフッ化カルシウムを分離する
   ことを特徴とする排煙脱硫排水の処理方法。