WO2010146672A1 - 水銀除去システム及び水銀含有高温排ガスの水銀除去方法 - Google Patents

水銀除去システム及び水銀含有高温排ガスの水銀除去方法 Download PDF

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gas
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展行 鵜飼
盛紀 村上
進 沖野
立人 長安
晴治 香川
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三菱重工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a mercury removal system for removing mercury contained in high-temperature exhaust gas discharged from a boiler or the like and a mercury removal method for mercury-containing high-temperature exhaust gas.
  • High-temperature exhaust gas generated when burning coal-fired high-temperature exhaust gas and heavy oil may contain metal mercury (Hg 0 ) in addition to soot dust, sulfur oxide (SOx), nitrogen oxide (NOx).
  • Hg 0 metal mercury
  • SOx sulfur oxide
  • NOx nitrogen oxide
  • various devices have been devised for a method and apparatus for treating metallic mercury in combination with a denitration apparatus that reduces NOx and a wet desulfurization apparatus that uses an alkaline absorbent as an SOx absorbent.
  • ammonium NH 3
  • chlorinating agents such as hydrochloric acid (HCl) are sprayed.
  • HCl hydrochloric acid
  • a system has been proposed in which mercury is oxidized (chlorinated) on a denitration catalyst to form water-soluble mercury chloride, and then mercury is removed by a wet desulfurization apparatus installed on the downstream side (for example, Patent Document 1). reference.).
  • FIG. 15 shows a schematic diagram of a high-temperature exhaust gas treatment system including a mercury removal system.
  • the high temperature exhaust gas 102 containing nitrogen oxides and mercury discharged from the boiler 101 is supplied to the reductive denitration device 103, Perform a reduction. Thereafter, the high-temperature exhaust gas 102 is heat-exchanged with the air by the air heater 104 and is heat-recovered by the heat recovery device 105 and then supplied to the dust collector 106. After the sulfur oxide is removed by the desulfurizer 107, the high-temperature exhaust gas 102 is discharged as the purified gas 108, heated by the reheater 109, and then discharged from the chimney 110. Further, there is an NH 3 injection point 111 in the upstream of the reductive denitration apparatus 103, and nitrogen oxides are reduced by NH 3 supplied from the NH 3 tank 112.
  • the concentration of hydrogen chloride used as a mercury chlorinating agent was measured by the hydrogen chloride concentration measuring means 113 installed on the upstream side of the desulfurization device 107 in the flue, and installed on the downstream side of the desulfurization device 107.
  • the mercury concentration is measured by the mercury concentration measuring means 114.
  • the operation unit 117 calculates the supply amount of the hydrogen chloride (HCl) aqueous solution 116 supplied from the hydrochloric acid solution tank 115.
  • the control means 118 controls the supply amount of vaporized hydrochloric acid (HCl gas) supplied from the hydrochloric acid solution tank 115 into the flue 120 from the HCl injection point 119.
  • the nitrogen oxide NOx in the high temperature exhaust gas 102 is filled in the reductive denitration device 103.
  • NH 3 undergoes a NOx denitration reaction as represented by the following formula (1)
  • HCl undergoes an Hg oxidation reaction as represented by the following formula (2).
  • the reducing agent and the mercury chlorinating agent are added in a gaseous form as an NH 4 Cl solution in addition to a gaseous form as NH 3 gas and HCl gas.
  • NH 3 Cl is dissociated to generate NH 3 gas and HCl gas
  • NH 3 gas acts as a reducing agent
  • HCl gas acts as a mercury chlorinating agent.
  • the NH 4 Cl solution when the NH 4 Cl solution is sprayed into the flue, the low temperature droplets collide with the structure in the flue, such as duct walls and support materials (beams), thereby causing thermal distortion of the structure due to thermal shock. Since it may occur and break, it is necessary to install a spray nozzle so that the droplets of the NH 4 Cl solution do not collide with the structure before evaporating.
  • the NH 4 Cl solution, NH 3 gas, and HCl gas in the duct have a high concentration region A having a high concentration, and the NH 4 Cl solution near the structure such as the duct wall.
  • NH 3 gas and HCl gas are divided into low concentration regions B having low concentrations. Therefore, there is a problem that the concentrations of the NH 4 Cl solution, NH 3 gas, and HCl gas in the vicinity of the structure such as the duct wall are lowered.
  • the present invention provides a mercury removal system and a mercury removal method for mercury-containing high-temperature exhaust gas that can uniformly supply a reducing agent and a mercury chlorinating agent in any ratio at the same time with a simple apparatus without concentration unevenness.
  • the purpose is to provide.
  • a first invention of the present invention for solving the above-mentioned problems is a mercury removal system for removing nitrogen oxides and mercury contained in high-temperature exhaust gas from a boiler, and is included in the high-temperature exhaust gas by a denitration catalyst.
  • Liquid substance spraying means for reducing the nitrogen oxides and spraying a liquid substance in which a reducing oxidation aid for oxidizing mercury in the presence of hydrogen chloride is dissolved in the boiler flue, and the liquid substance spraying means A reducing agent that is provided further downstream and reduces the nitrogen oxides contained in the high temperature exhaust gas with the denitration catalyst, or a mercury chlorinating agent that oxidizes mercury contained in the high temperature exhaust gas in the presence of hydrogen chloride with the denitration catalyst.
  • Gaseous substance injection means for spraying either or both as gaseous substances into the flue, and reducing nitrogen oxides in the high-temperature exhaust gas with ammonia, and mercury in the presence of hydrogen chloride
  • a reduction denitration device having a denitration catalyst, in the mercury removal system characterized by comprising having a wet desulfurization apparatus for removing using an alkali absorbing solution is oxidized mercury at the reducing denitration apparatus.
  • the liquid substance is a reducing agent that reduces nitrogen oxides contained in high-temperature exhaust gas by the denitration catalyst, or a mercury chlorinating agent that oxidizes mercury in the presence of hydrogen chloride.
  • the mercury removal system is characterized in that it is a mixed solution obtained by mixing one or both of the above and the reduction oxidation aid.
  • the third invention is the mercury removal system according to the first or second invention, wherein the reduction oxidation assistant is ammonium halide.
  • the fourth invention is the mercury removal system according to the second or third invention, wherein the liquid substance uses one or both of ammonia and urea as the reducing agent.
  • a fifth invention is the mercury removal system according to any one of the second to fourth inventions, wherein the liquid substance uses hydrogen halide as the mercury chlorinating agent.
  • the liquid substance spraying means supplies the reduction oxidation aid in liquid form into the flue, and the reduction oxidation aid supply pipe and the smoke.
  • a blow pipe inserted into the passage so as to surround the reduction oxidation aid supply pipe and having an injection hole for injecting the air supplied to the inside of the flue, and attached to a tip portion of the reduction oxidation assistant supply pipe
  • a spray nozzle for injecting the reducing oxidation assistant, and the reducing oxidation assistant is sprayed into the flue along with the air.
  • the injection nozzle is a two-fluid nozzle that injects the reduction oxidation aid and air for spraying the reduction oxidation aid. In the system.
  • the liquid substance spraying means supplies the reduction oxidation aid in a liquid state into the flue, and the reduction oxidation aid supply pipe.
  • An air supply pipe that is inserted so as to surround the reduction oxidation aid supply pipe in the road, and supplies air for spraying the reduction oxidation aid into the flue, the reduction oxidation auxiliary supply pipe, and the air supply pipe
  • a two-fluid nozzle for injecting the reducing oxidation assistant and the air, and spraying the reducing oxidation assistant in the flue with the air.
  • the liquid substance sprayed from the liquid substance spraying means provided outside the flue and injected from the gaseous substance spraying means.
  • a vaporizing device for supplying high-temperature air containing the liquid substance and the gaseous substance into the flue.
  • the high-temperature air introduction pipe that is inserted into the flue from the apparatus main body and introduces high-temperature air containing a liquid substance and a mixed gas into the flue in the apparatus main body.
  • a short pipe provided with a plurality of holes in the longitudinal direction of the high-temperature air introduction pipe.
  • the eleventh invention is the mercury removal system according to any one of the first to tenth inventions, wherein the gaseous substance uses ammonia as the reducing agent.
  • the twelfth invention is the mercury removal system according to any one of the first to eleventh inventions, wherein the gaseous substance uses hydrogen halide as the mercury chlorinating agent.
  • the thirteenth invention is the mercury removal system according to any one of the first to twelfth inventions, wherein the temperature of the high temperature exhaust gas is 320 ° C. or higher and 420 ° C. or lower.
  • a nitrogen oxide concentration meter for measuring the concentration of nitrogen oxides in the high-temperature exhaust gas is provided on the upstream side and the downstream side of the reductive denitration device. It is in the mercury removal system characterized by having.
  • a fifteenth aspect of the invention is a mercury removal method for mercury-containing high-temperature exhaust gas that removes nitrogen oxides and mercury contained in high-temperature exhaust gas from a boiler, wherein the nitrogen oxides contained in the high-temperature exhaust gas are reduced by the denitration catalyst.
  • a liquid substance spraying step in which a liquid substance obtained by dissolving a reduction oxidation assistant that oxidizes mercury in the presence of hydrogen chloride in a solvent is sprayed in a liquid state into the flue of the boiler, and into the high-temperature exhaust gas by the denitration catalyst.
  • a reducing agent that reduces nitrogen oxides and a mercury chlorinating agent that oxidizes mercury contained in high-temperature exhaust gas in the presence of hydrogen chloride with a denitration catalyst are sprayed into the flue as a gaseous substance.
  • a gaseous substance injection step for reducing the nitrogen oxide in the high-temperature exhaust gas with ammonia by the denitration catalyst, and oxidizing the mercury in the presence of hydrogen chloride, and the reduction denitration step In mercury removal method of the mercury-containing high-temperature exhaust gas, which comprises a wet desulfurization process for removing using an alkali absorbing solution is oxidized mercury in management process.
  • the liquid substance is a reducing agent that reduces nitrogen oxides contained in high-temperature exhaust gas by the denitration catalyst, or a mercury chlorinating agent that oxidizes mercury in the presence of hydrogen chloride.
  • the seventeenth invention is the mercury removal method for mercury-containing high-temperature exhaust gas according to the fifteenth or sixteenth invention, wherein the reducing oxidation aid is ammonium halide.
  • the eighteenth invention is the mercury removal method for mercury-containing high-temperature exhaust gas according to the sixteenth or seventeenth invention, wherein the liquid substance uses ammonia or urea as the reducing agent.
  • a nineteenth aspect of the invention is the mercury removing method for mercury-containing high-temperature exhaust gas according to any one of the sixteenth to eighteenth aspects, wherein the liquid substance uses hydrogen halide as the mercury chlorinating agent. .
  • a twentieth aspect of the invention is the mercury removing method for mercury-containing high-temperature exhaust gas according to any one of the fifteenth to nineteenth aspects, wherein the liquid substance spraying step sprays the liquid substance using a two-fluid nozzle. It is in.
  • the twenty-first invention is the mercury removal method for mercury-containing high-temperature exhaust gas according to any one of the fifteenth to twentieth inventions, wherein the gaseous substance uses ammonia as the reducing agent.
  • the gaseous substance uses hydrogen halide as the mercury chlorinating agent. is there.
  • a nitrogen oxide contained in high-temperature exhaust gas is reduced with a denitration catalyst, and a liquid substance in which a reduction oxidation assistant that oxidizes mercury in the presence of hydrogen chloride is dissolved in a solvent in a liquid state in the high-temperature exhaust gas.
  • the liquid material sprayed is vaporized to produce a reducing agent and a mercury chlorinating agent, and at least one of the gaseous material used as the reducing agent and the mercury chlorinating agent is injected into the flue.
  • the reducing agent and the mercury chlorinating agent can be simultaneously supplied into the high temperature exhaust gas at an arbitrary ratio according to the gas properties of the high temperature exhaust gas.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a mercury removal system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a partial configuration of the mercury removal system.
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the temperature of NH 4 Cl and the saturated concentration in water.
  • FIG. 4 is a view showing the vicinity of the flue in which the NH 4 Cl solution supply pipe and the air supply pipe are inserted.
  • FIG. 5 is a partially enlarged sectional view of FIG.
  • FIG. 6 is a partially enlarged cross-sectional view of a blowing pipe using a normal nozzle.
  • FIG. 7 is a diagram showing another spraying method of NH 4 Cl solution using a two-fluid nozzle.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a mercury removal system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a partial configuration of the mercury removal system.
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the temperature of
  • FIG. 8 is a diagram illustrating another configuration of the mercury removal system according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of the relationship between time and the required concentration of NH 3 .
  • FIG. 10 is a schematic view showing a mercury removal system according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a mercury removal system according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing a mercury removal system according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram showing in detail the configuration of a part of FIG.
  • FIG. 14 is a schematic diagram illustrating a mercury removal system according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 15 is a schematic view of a high temperature exhaust gas treatment system including a mercury removal system.
  • FIG. 16 is a diagram simply showing the concentration distribution in the duct.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a mercury removal system according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a partial configuration of the mercury removal system.
  • the mercury removal system 10 ⁇ / b> A according to the present embodiment is a mercury removal system that removes nitrogen oxides (NOx) and mercury (Hg) contained in the high-temperature exhaust gas 12 from the boiler 11.
  • NOx nitrogen oxides
  • Hg mercury
  • ammonium chloride dissolved ammonium chloride (NH 4 Cl) as a reduction-oxidation auxiliary agent to oxidize Hg under hydrogen chloride co (NH 4 Cl) solution
  • NH 4 Cl solution spraying means liquid substance spraying means 15 A for spraying 14 in the flue 13 on the downstream side of the boiler 11, and downstream of the liquid substance spraying means 15.
  • the reduction denitration device 20 having a denitration catalyst that oxidizes Hg in the presence of HCl, the air heater (APH) 22 that exchanges heat with the denitrated high-temperature exhaust gas 12, and the dust in the denitrated high-temperature exhaust gas 12 A dust collector 23 to be removed and a wet desulfurization device 25 to remove Hg oxidized in the reducing denitration device 20 using an lime-gypsum slurry 24 as an alkali absorbing liquid.
  • the reduction oxidation aid is an oxidation aid used for oxidizing and chlorinating mercury (Hg) in the presence of hydrogen chloride (HCl) with a denitration catalyst, and ammonia (NH 3 ). It functions as a reducing agent that reduces
  • NH 4 Cl solution spraying means First, the NH 4 Cl solution 14 having a predetermined concentration is prepared.
  • the conveyed ammonium chloride (NH 4 Cl) powder 31 is supplied to a silo 32 for temporarily storing it.
  • the air 34 is supplied from the blower 33 to the NH 4 Cl powder 31 in a silo 32, NH 4 Cl powder 31 prevents drying in the silo 32, from sticking.
  • NH 4 Cl powder 31 in the silo 32 is supplied from the silo 32 to the NH 4 Cl powder feed passage 36 by the feeder 35 from the silo 32 and fed to the NH 4 Cl dissolution tank 37. Further, water 39 is supplied from the water supply tank 38 to the NH 4 Cl dissolution tank 37.
  • the NH 4 Cl dissolution tank 37 is provided with a stirrer 40-1, and the NH 4 Cl powder 31 supplied to the NH 4 Cl dissolution tank 37 is dissolved in water 39 to produce an NH 4 Cl solution 14 having a predetermined concentration.
  • the concentration of the NH 4 Cl solution 14 is made uniform by the stirrer 40-1. Further, the supply amount of the water 39 supplied from the water supply tank 38 is adjusted by the valve V1.
  • the concentration of the NH 4 Cl solution 14 is greater than 0 wt% and preferably 43 wt% or less, more preferably 10 wt% or more and 23 wt% or less, further preferably 18 wt% or more and 23 wt% or less, and most preferably around 20 wt%. This is because the NH 4 Cl powder 31 needs to be dissolved in at least water 39 at room temperature (for example, around 20 ° C.), and it is necessary that the NH 4 Cl is not more than a saturated dissolution concentration in water.
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the temperature of NH 4 Cl and the saturated concentration in water. As shown in FIG.
  • the saturation concentration at which the NH 4 Cl powder 31 can be dissolved in the water 39 is about 23 wt%, and when around 100 ° C., the NH 4 Cl powder 31 is The saturation concentration that can be dissolved in the water 39 is about 43 wt%. Therefore, the concentration of the NH 4 Cl solution 14 needs to be greater than 0 wt% and not greater than 43 wt%.
  • the NH 4 Cl solution 14 in the NH 4 Cl dissolution tank 37 is measured by an ammonium chloride (NH 4 Cl) concentration meter 41, and the measured concentration value of the NH 4 Cl solution 14 is transmitted to the arithmetic unit 42.
  • the computing device 42 determines the supply amounts of the NH 4 Cl powder 31 and the water 39 based on the concentration of the H 4 Cl solution 14.
  • the arithmetic unit 42 transmits control signals to the feeder 35 and the valve V1 to adjust the supply amounts of the NH 4 Cl powder 31 and the water 39, respectively.
  • the concentration of the NH 4 Cl solution 14 in the NH 4 Cl dissolution tank 37 is adjusted to be in the range of greater than 0 wt% and less than 43 wt%.
  • solution of NH 4 Cl spraying means 15A includes a solution of NH 4 Cl 14 NH to be supplied to the flue 13 in liquid form 4 Cl solution supply pipe 44, the flue 13 is inserted so as to surround the NH 4 Cl solution supply pipe 44, and a blow pipe 47 (see FIG. 4) having an injection hole 46 (see FIG. 5) for injecting the air 45 supplied into the flue 13 into the flue 13. 5), and a two-fluid nozzle 48 that is attached to the tip of the NH 4 Cl solution supply pipe 44 and injects the NH 4 Cl solution 14.
  • the NH 4 Cl solution spraying means 15A is connected to the two-fluid nozzle 48 and is connected to the air supply pipe 50A for supplying the air 49 for compressing and spraying the NH 4 Cl solution 14 and the blowing pipe 47 (see FIG. 4), and an air supply pipe 51 that supplies air 45 for compressing and spraying the NH 4 Cl solution 14 into the blowing pipe 47.
  • the air supply pipe 51 is inserted into the flue 13, but the air supply pipe 51 is connected to the blowing pipe 47 (see FIG. 4).
  • FIG. 4 is a view showing the vicinity of the flue into which the NH 4 Cl solution supply pipe and the air supply pipe are inserted
  • FIG. 5 is a partially enlarged sectional view of FIG.
  • the blowing pipe 47 is inserted into the flue 13 so as to surround the NH 4 Cl solution supply pipe 44 and the air supply pipe 50 ⁇ / b> A.
  • the NH 4 Cl solution supply pipe 44 is provided in the blow pipe 47 so as to be adjacent to the air supply pipe 50 ⁇ / b> A.
  • the two-fluid nozzle 48 is provided in the injection hole 46 on the wall surface of the blowing pipe 47 and is connected to the NH 4 Cl solution supply pipe 44 and the air supply pipe 50A.
  • the NH 4 Cl solution 14 injected from the two-fluid nozzle 48 is sprayed by air 49, and the NH 4 Cl solution 14 is further sprayed into the flue 13 along with the air 45 injected from the injection hole 46.
  • Solution of NH 4 Cl in NH 4 Cl dissolution tank 37 14 are fed to the NH 4 Cl dissolved feed tank 52, for storing the solution of NH 4 Cl 14 NH 4 Cl dissolved tank 37 once. Moreover, to keep NH 4 Cl feed NH 4 Cl concentration solution of NH 4 Cl 14 NH 4 Cl dissolved feed tank 52 with stirrer 40-2 provided for the tank 52 uniform. Thereafter, the NH 4 Cl solution 14 in the NH 4 Cl dissolution feed tank 52 is fed to the two-fluid nozzle 48 via the NH 4 Cl solution supply pipe 44 by the feed pump 53.
  • the flow rate of the NH 4 Cl solution 14 in the NH 4 Cl solution supply pipe 44 is measured by the flow meter 54-1, and the supply amount of the NH 4 Cl solution 14 is adjusted by the valve V2.
  • the NH 4 Cl dissolution feed tank 52 is not essential and may not be provided.
  • the air 49 is supplied from the air supply unit 55 to the two-fluid nozzle 48 via the air supply pipe 50 ⁇ / b> A, and is used as compression air when the NH 4 Cl solution 14 is sprayed from the two-fluid nozzle 48.
  • the NH 4 Cl solution 14 ejected from the two-fluid nozzle 48 can be sprayed as fine droplets.
  • the flow rate of the air 49 supplied from the air supply unit 55 is measured by a flow meter 54-2 and adjusted by a valve V3.
  • the size of the droplets of the NH 4 Cl solution 14 sprayed from the two-fluid nozzle 48 can be adjusted by the flow rate of the air 49 supplied from the air supply unit 55.
  • the flow rate of the air 49 injected from the two-fluid nozzle 48 is, for example, an air-water ratio of 100 to 10,000 (volume ratio). This is because the NH 4 Cl solution 14 ejected from the two-fluid nozzle 48 is sprayed into the flue 13 as fine droplets.
  • the air 45 is supplied from the air supply unit 56 to the blowing pipe 47 through the air supply pipe 51 and compressed air for dispersing the droplets of the NH 4 Cl solution 14 sprayed from the two-fluid nozzle 48.
  • the flow rate of the air 45 supplied from the air supply unit 56 is measured by the flow meter 54-3 and adjusted by the valve V4.
  • the air 45 is injected from a gap 57 between the injection hole 46 of the blowing pipe 47 and the two-fluid nozzle 48. For this reason, by injecting the air 45 from the gap 57, the droplets of the NH 4 Cl solution 14 sprayed from the two-fluid nozzle 48 can be further dispersed in the flue 13.
  • the air 45 injected from the injection hole 46 prevents the NH 4 Cl solution 14 injected from the two-fluid nozzle 37 from adhering to the blowing pipe 36 and suppresses the temperature rise in the blowing pipe 36. And used to prevent boiling of the NH 4 Cl solution 14 and precipitation of ammonium chloride particles.
  • the air 45 flows between the blowing pipe 47 and the NH 4 Cl solution supply pipe 44, it works as air for cooling the NH 4 Cl solution 14, and the heat of the high-temperature exhaust gas 12 in the flue 13 blows. Transmission from the outside of the inlet pipe 47 into the NH 4 Cl solution supply pipe 44 can be prevented. For this reason, it is possible to prevent the NH 4 Cl solution 14 from boiling in the blowing pipe 47 by preventing the temperature rise in the blowing pipe 47 and preventing the NH 4 Cl solution 14 from being heated. The liquid state can be maintained until immediately before the NH 4 Cl solution 14 is jetted. Further, corrosion of the two-fluid nozzle 48 can be prevented.
  • a metal material can be used as a material constituting the NH 4 Cl solution supply pipe 44 and the air supply pipe 50A.
  • the NH 4 Cl solution supply pipe 33 includes a corrosion resistant metal such as a nickel-based heat and corrosion resistant alloy such as Hastelloy C, a resin lining steel pipe (low temperature portion).
  • the air supply pipe 46 include carbon steel and stainless steel.
  • the material constituting the NH 4 Cl solution supply pipe 44 and the air supply pipe 50A is not particularly limited to a metal material.
  • the NH 4 Cl solution 14 can be supplied from the NH 4 Cl dissolution feed tank 52 into the flue 13 at room temperature, the material constituting the NH 4 Cl solution supply pipe 44 and the blowing pipe 47 is inexpensive. Resins or resin-lined piping can be used.
  • the two-fluid nozzle 48 is provided with, for example, several to several tens or less nozzles in the flue 13. Conventionally, for example, hundreds to thousands of NH 3 grids that are normally used have been provided in the flue 13. On the other hand, the two-fluid nozzle 48 has only a few to several tens or less in the flue 13 and is fixed by the flange portions 61 and 63, so that the nozzle can be easily replaced. . In FIG. 4, two two-fluid nozzles 48 are provided, but the present invention is not limited to this, and a plurality of two-fluid nozzles 48 may be provided as appropriate according to the installation area in the flue 13. .
  • the blowing pipe 47 is provided outside the flue 13 and provided with a flange portion 61 on the outer periphery of the blowing pipe 47, and the flange portion 61 is an end of the opening 62 of the flue 13. It is formed so as to correspond to the flange portion 63 provided in the portion 62a.
  • the flange portion 61 of the blowing pipe 47 and the flange portion 63 of the flue 13 may be provided with a plurality of holes on the outer periphery of the flange portion 61 and the flange portion 63 and fixed with bolts.
  • the blowing pipe 47 can be easily inserted into and removed from the flue 13, so that the maintenance inside the blowing pipe 47 and the flue 13 is easily performed. be able to.
  • FIG. 6 is a partially enlarged cross-sectional view of a blowing pipe using a normal injection nozzle. As shown in FIG. 6, when it is not necessary to adjust the droplet size of the solution of NH 4 Cl 14, a solution of NH 4 Cl 14 is injected from the injection nozzle 64, the air 49 injected from the injection hole 46 You may make it spray in the flue 13 with it.
  • the NH 4 Cl solution supply pipe 44 and the air supply pipe 50A are provided in the blowing pipe 47 so that the NH 4 Cl solution 14 is sprayed into the flue 13 from the two-fluid nozzle 48. It is not limited to this. If the NH 4 Cl solution 14 in the NH 4 Cl solution supply pipe 44 can be prevented from being heated, the NH 4 Cl solution supply pipe 44 and the air supply pipe 50A are connected to the two-fluid nozzle 48 without using the blowing pipe 47. And the NH 4 Cl solution 14 may be sprayed into the flue 13.
  • FIG. 7 shows another spraying method of NH 4 Cl solution using a two-fluid nozzle.
  • the NH 4 Cl supply unit 15B has a double tube structure in which the NH 4 Cl solution supply pipe 44 is an inner pipe and the air supply pipe 50B is an outer pipe, and the NH 4 Cl solution supply pipe 44 and The air supply pipe 50B is connected to the two-fluid nozzle 48. That is, as shown in FIG.
  • NH 4 Cl supply unit 15B a solution of NH 4 Cl 14 solution of NH 4 Cl supply tube 44 for supplying the flue 13 a, solution of NH 4 Cl supply tube into the flue 13 44 is inserted so as to surround the air supply pipe 50B for supplying the air 49 for spraying the NH 4 Cl solution 14 into the flue 13, and attached to the NH 4 Cl solution supply pipe 44 and the tip of the air supply pipe 50B. And a two-fluid nozzle 48 for injecting NH 4 Cl solution 14 and air 49.
  • the air 49 is supplied from the air supply unit 55 and the air 45 is supplied from the air supply unit 56, and the air is supplied from separate supply sources.
  • the present invention is not limited to this. Instead, air may be supplied from the same supply source. That is, air supplied from the air supply unit 55 may be used as the air 45.
  • the air 49 may be air supplied from the air supply unit 56.
  • the temperature of the high temperature exhaust gas 12 in the flue 13 is 320 degreeC or more and 420 degrees C or less, for example, and is high temperature.
  • the NH 4 Cl solution supply pipe 44 is provided in the blowing pipe 47, and air 45 is used for cooling the NH 4 Cl solution 14. For this reason, the NH 4 Cl solution 14 is maintained in a liquid state until just before being jetted from the two-fluid nozzle 48, and the NH 4 Cl solution 14 is sprayed in the form of droplets from the two-fluid nozzle 48.
  • the droplets of the NH 4 Cl solution 14 sprayed according to the atmospheric temperature can be vaporized.
  • the sprayed droplets of the NH 4 Cl solution 14 temporarily generate fine NH 4 Cl solid particles by evaporating due to the high temperature atmosphere temperature of the high temperature exhaust gas 12, and as shown in the following formula (1), HCl It decomposes into gas and NH 3 gas and sublimates. Therefore, HCl gas and NH 3 gas can be generated from the droplets of the NH 4 Cl solution 14 sprayed from the two-fluid nozzle 48 and supplied into the flue 13.
  • the temperature of the high temperature exhaust gas 12 in the flue 13 also depends on the combustion conditions of the boiler 11, it is preferably 320 ° C or higher and 420 ° C or lower, more preferably 320 ° C or higher and 380 ° C or lower, and 350 ° C or higher and 380 ° C or lower. Is more preferable. This is because the NOx denitration reaction and the Hg oxidation reaction can occur simultaneously on the denitration catalyst.
  • the hole diameter of the two-fluid nozzle 37 is preferably 0.01 mm or more and 10 mm or less, and more preferably 0.1 mm or more and 5 mm or less.
  • the droplet diameter of the NH 4 Cl solution 14 sprayed from the two-fluid nozzle 37 is preferably a fine droplet having an average of 1 nm and 100 ⁇ m or less.
  • NH 3 gas in a short residence time of NH 4 Cl solid particles resulting from the droplets of solution of NH 4 Cl 14 sprayed into the hot flue gas 12 Can be decomposed into HCl gas and sublimated. Thereby, since it is not necessary to heat the NH 4 Cl solution 14 in advance, it is possible to prevent the flue 13 and the two-fluid nozzle 48 from being lowered and corroded.
  • the solution of NH 4 Cl spraying means 15A as a means for spraying the solution of NH 4 Cl 14, because of the use of two-fluid nozzles 48, spraying the solution of NH 4 Cl 14 in a liquid state from the two-fluid nozzle 48
  • the NH 4 Cl solution 14 can be decomposed into HCl gas and NH 3 gas by the high temperature atmosphere of the high temperature exhaust gas 12 and supplied into the flue 13.
  • a hydrogen chloride vaporizer, a spray grid, a hydrochloric acid solution tank, etc. which are provided in a mercury chlorinating agent supply device in a conventionally used mercury removal system can be omitted.
  • NH 4 Cl powder 31 used during the adjustment of the solution of NH 4 Cl 14 for a neutral salt can be cheap and readily available to be used in fertilizer. Moreover, since NH 3 gas can be generated from the NH 4 Cl solution 14, the amount of NH 3 gas used can be reduced. Also, since HCl is a hazardous material, handling costs such as transportation costs, legal approval costs, equipment costs for safety management measures, etc. will be costly, but NH 4 Cl powder 31 will greatly reduce the costs required for handling. Can do.
  • the NH 4 Cl solution 14 uses the high-temperature exhaust gas 12 as a heat source and is vaporized into NH 3 gas and HCl gas, it becomes a new heat source such as steam to vaporize the NH 4 Cl solution 14.
  • the installation of the sublimation equipment can be omitted, and the residence time required for the NH 4 Cl solution 14 to vaporize in the high temperature exhaust gas 12 can be shortened.
  • the flow rate at which the NH 4 Cl solution 14 is sprayed from the two-fluid nozzle 48 is only a few t / h while the high-temperature exhaust gas amount is 1,500,000 m 3 N / h.
  • the decrease in the gas temperature of 12 can be almost eliminated, for example, several degrees C. or less. Therefore, it is possible to prevent the SO 3 in the high temperature exhaust gas 12 from condensing, and to prevent the ash in the high temperature exhaust gas 12 from accumulating and adhering to the flue 13 or the like.
  • the NH 4 Cl solid NH 3 4 the case of a liquid, such as Cl solution 14 it is possible with readily miniaturized liquid particles of solution of NH 4 Cl 14, to produce a spray with fine solid particles under the droplet diameter or less, solution of NH 4 Cl The time required for the decomposition of 14 can be greatly reduced.
  • the NH 4 Cl powder 31 is used as the NH 4 Cl solution 14, it can be stored in a pellet form without being finely pulverized as in the prior art, and can be used as needed.
  • NH 4 Cl NH 4 Cl powder 31 based on the concentration of the solution 14, it is possible to adjust the supply amount of each of the water 39, NOx in the hot flue gas 12, NH 4 Cl solution 14 in accordance with the concentration of Hg Can be adjusted.
  • the present invention is not limited thereto.
  • a reducing agent such as NH 3 solution and a mercury chlorinating agent such as HCl solution may be separately supplied.
  • the NH 3 solution and the HCl solution may be mixed in the NH 4 Cl solution 14 at an arbitrary ratio, and sprayed into the flue 13 as a mixed solution.
  • the NH 3 solution and the HCl solution may be mixed at an arbitrary ratio and sprayed into the flue 13 as a mixed solution.
  • the HCl gas and NH 3 gas generated from the droplets of the NH 4 Cl solution 14 are supplied to the reducing denitration apparatus 20 along with the high temperature exhaust gas 12 as shown in FIG.
  • NH 3 gas generated by decomposition of NH 4 Cl is used for reducing denitration of NOx in the reducing denitration apparatus 20, and HCl gas is used for oxidizing Hg so that NOx and Hg are removed from the high temperature exhaust gas 12.
  • the denitration device 20 is filled with a denitration catalyst.
  • NH 3 reductively denitrates NOx as in the following formula (2), and HCl oxidizes Hg with mercury as in the following formula (3).
  • the mixed gas spraying means 19 is provided on the downstream side of the NH 4 Cl solution spraying means 15A.
  • Mixed gas spraying means 19 the NH 3 gas supply section 71 for supplying the NH 3 gas 16 as a gaseous substance used as a reducing agent, HCl gas supplying HCl gas 17 as a gaseous substance used as a mercury chlorinating agent a supply unit 72, NH 3 for coupling with NH 3 gas supply pipe 73 for feeding the NH 3 gas 16 from the NH 3 gas supply section 71 to the flue 13, and HCl gas supply unit 72 and the NH 3 gas supply pipe 73 And a gas supply pipe 74.
  • Mixed gas spraying means 19 is mixed before delivering the NH 3 gas 16 and HCl gas 17 in the flue 13, and generates a mixed gas 18.
  • the NH 3 gas 16 and the HCl gas 17 are measured by the flow meters 54-4 and 54-5, respectively, and the respective flow rates are adjusted by controlling the regulating valves V5 and V6.
  • the mixed gas 18 is measured by the flow meter 54-6, and the flow rate is adjusted by the regulating valve V7.
  • the mixed gas 18 flows in the NH 3 gas supply pipe 73 and is injected into the flue 13 from the injection nozzle 75.
  • the NH 3 gas 16 and the HCl gas 17 in the mixed gas 18 are accompanied by the high-temperature exhaust gas 12 and sent to the reductive denitration apparatus 20 in the same manner as the HCl gas and NH 3 gas generated from the droplets of the NH 4 Cl solution 14. Is done.
  • NH 3 gas reduces NOx as shown in the following formula (4)
  • HCl gas oxidizes Hg as shown in the following formula (5).
  • the mixed gas 18 since the mixed gas 18 is not liquid like the NH 4 Cl solution 14, it does not collide with the structure in the flue 13 and damage the structure due to thermal shock. Therefore, the mixed gas 18, since the solution of NH 4 Cl 14 sprayed can also be supplied in a region to be a low concentration, to eliminate the region in which solution of NH 4 Cl 14 flue within 13 becomes low concentration, reducing Variations in the concentration distribution of the NH 3 gas as the agent and the HCl gas as the mercury chlorinating agent can be reduced.
  • the distance between the position of the two-fluid nozzle 48 that sprays the NH 4 Cl solution 14 and the position of the injection nozzle 75 that sprays the mixed gas 18 is preferably kept at a distance at which NH 4 Cl does not reprecipitate. . This is because NH 4 Cl may be deposited when the NH 3 gas 16 in the mixed gas 18 is injected.
  • the injection nozzle 75 is provided in the flue 13 and a part of the NH 3 gas supply pipe 73 is inserted into the flue 13, the mixed gas 18 can be heated.
  • the NH 3 gas 16 and the HCl gas 17 in the gas state can be maintained.
  • the temperature of the injection nozzle 75 and the temperature of the NH 3 gas supply pipe 73 inserted in the flue 13 are, for example, preferably 270 ° C. or higher, and more preferably 350 ° C. or higher. This is to prevent NH 4 Cl from precipitating in the tip of the injection nozzle 75 or the NH 3 gas supply pipe 73. Moreover, if the temperature of the injection nozzle 75 and the piping temperature of the NH 3 gas supply pipe 73 are 350 ° C. or higher, the NH 3 gas 16 and the HCl gas 17 can be reliably gasified.
  • the NH 3 gas supply pipe 73 is provided with a heater for heating the mixed gas 18. May be.
  • the HCl gas 17 is used in addition to the NH 3 gas 16 as a gaseous substance, but the present invention is not limited to this.
  • a gas composed of other hydrogen halides such as hydrogen bromide (HBr) or hydrogen iodide (HI) may be used as the mercury chlorinating agent.
  • HBr hydrogen bromide
  • HI hydrogen iodide
  • NH 3 gas 16 is used as the reducing agent, the present invention is not limited to this, and any gaseous substance capable of reducing NOx can be used.
  • combining the NH 4 Cl solution spraying means 15A and the mixed gas spraying means 19 has the following effects. 1) That is, according to the mercury removal system 10A according to this embodiment, NH 3 by solution of NH 4 Cl spraying means 15A, sprayed with solution of NH 4 Cl 14 as a liquid substance, as a gaseous substance from a mixed gas spraying section 19 A mixed gas 18 containing the gas 16 and the HCl gas 17 can be supplied into the flue 13 of the boiler 11. For this reason, NH 3 gas and HCl gas can be supplied in appropriate amounts according to the gas properties of the high temperature exhaust gas 12.
  • a mixed gas 18 containing NH 3 gas 16 and HCl gas 17 as a gaseous substance is boiler. 11 in the flue 13. Therefore, NH 4 also a Cl solution 14 only by spraying the solution of NH 4 Cl 14 region to be the low concentration is generated, that the solution of NH 4 Cl 14 supplies the mixed gas 18 in a region to be a low concentration.
  • the concentration of NH 3 and HCl in the NH 4 Cl solution 14 and the supply ratio of the NH 3 gas 16 and HCl gas 17 in the mixed gas 18 are adjusted.
  • the supply amount of NH 3 gas used as a reducing agent and HCl gas used as a hydrogen chlorinating agent can be arbitrarily adjusted.
  • the supply amount of the NH 4 Cl solution 14 used as the liquid substance is made constant or stepwise, and the supply amount of the mixed gas 18 used as the gaseous substance is controlled over time according to the required amount.
  • the supply ratio of the NH 4 Cl solution 14 and the mixed gas 18 can be adjusted.
  • the supply amount of NH 3 gas and HCl gas over time using the NH 4 Cl solution 14 or NH 3 gas 16 according to the required amount NH 3 gas and HCl according to the load fluctuation of the boiler 11. Gas can be supplied in an appropriate amount.
  • FIG. 9 An example of the relationship between time and the required concentration of NH 3 is shown in FIG.
  • the NH 4 Cl solution 14 is used as a liquid substance, and the NH 3 gas 16 is used as a gaseous substance, and the required amount of NH 3 when NH 3 is supplied corresponding to the load fluctuation of the boiler 11 is shown.
  • the supply amount of the NH 4 Cl solution 14 is made constant or stepwise, for example, the range of the load fluctuation of the boiler 11 is grasped in advance, and the NH at the minimum load (for example, about 70%) of the boiler 11 is obtained.
  • the required amount of 3 is supplied with the NH 4 Cl solution 14 at a constant supply rate.
  • the mixed gas 18 is supplied, and the NH 3 gas 16 supplies the required amount of NH 3 . That is, when the actual load fluctuation is 70% or more and 100% or less, the difference between the actual load fluctuation and a certain amount of the minimum load (70% in FIG. 9), that is, 0% or more and 30% or less is NH 3 gas. 16 will be supplied. Therefore, NH 4 Cl solution 14 in accordance with the required amount of supply of NH 3, or NH 3 by time controlled using the gas 16, the supply of NH 3 as a proper amount according to the load variation of the boiler 11 Can do.
  • the required amounts of NH 3 and HCl are calculated from the measurement data of the NH 4 Cl solution 14 such as NOx concentration, Hg concentration, and high temperature exhaust gas 12, and the supply amounts of the NH 4 Cl solution 14 and the NH 3 gas 16 are determined. Can be determined.
  • the required amount of NH 3 is determined by a predetermined range of distribution according to the amount of NOx, variation in NOx concentration, and the like.
  • the amount of NOx is obtained by multiplying the NOx concentration and the flow rate of the high temperature exhaust gas 12 as shown in the following formula (6).
  • NOx amount NOx concentration x high-temperature exhaust gas 12 flow rate (6)
  • the required amount of HCl is determined by the distribution of a predetermined range according to the amount of metallic mercury (Hg 0 ), the oxidation rate of Hg, the variation in Hg concentration, and the like.
  • the amount of Hg 0 is obtained by multiplying the Hg 0 concentration by the flow rate of the high temperature exhaust gas 12 as shown in the following formula (7).
  • Hg 0 amount Hg 0 concentration ⁇ high temperature exhaust gas 12 flow rate (7)
  • the required amount of NH 3 can always be determined immediately.
  • the supply amount of the solution of NH 4 Cl 14 across two-fluid nozzle 48 while maintaining the same amount, to spray the solution of NH 4 Cl 14 By increasing or decreasing the number of nozzles to be used, the supply amount of the NH 4 Cl solution 14 per one of the two-fluid nozzles 48 is controlled. At this time, the two-fluid nozzle 48 to which the NH 4 Cl solution 14 is not supplied is supplied with water or the like in order to prevent precipitation of NH 4 Cl. Therefore, while preventing the scale or the like generated due to of NH 4 Cl solution of NH 4 Cl in 14 in the nozzle used to spray the solution of NH 4 Cl 14 is deposited, the supply of solution of NH 4 Cl 14 The amount can be controlled.
  • the high-temperature exhaust gas 12 passes through an air heater 22 and a dust collector 23 after reduction of NOx and oxidation of Hg in the high-temperature exhaust gas 12 in the reductive denitration device 20, and a wet desulfurization device. 25. Further, a heat recovery device may be provided between the air heater 22 and the dust collector 23.
  • HgCl in the high temperature exhaust gas 12 is absorbed in the lime gypsum slurry 24 used as an alkali absorbing liquid in the wet desulfurization apparatus 25, separated from the high temperature exhaust gas 12, and removed, and the high temperature exhaust gas 12 is purified.
  • the purified high-temperature exhaust gas is discharged from the chimney 77 as the purified gas 76.
  • the lime gypsum slurry 24 is used as an alkali absorption liquid, as long as it can absorb HgCl in the high temperature exhaust gas 12, another solution can also be used as an alkali absorption liquid.
  • a mixer for mixing NH 3 gas and HCl gas may be provided on the downstream side of the two-fluid nozzle 48 and on the upstream side of the reductive denitration device 20.
  • a static mixer etc. can be used, for example.
  • the mixer provided on the upstream side of the reductive denitration device 20 is used.
  • the degree of dispersion of NH 3 gas and HCl gas in the high-temperature exhaust gas 12 can be made uniform.
  • a flow meter 81-1 for measuring the flow rate of the NH 4 Cl solution 14 sprayed from the two-fluid nozzle 48 is provided, and the flow rate of the mixed gas 18 ejected from the ejection nozzle 75 is provided.
  • a flow meter 81-2 may be provided.
  • NOx concentration meters 82-1 and 82-2 are provided on the inlet side and the outlet side of the reducing denitration apparatus 20, respectively.
  • the reduction ratio of NOx in the reductive denitration device 20 can be confirmed from the value of the NOx concentration in the high temperature exhaust gas 12 measured by the NOx concentration meters 82-1 and 82-2. Therefore, by controlling the concentration of the NH 4 Cl solution 14 and the supply flow rate of the NH 3 gas 16 from the value of the NOx concentration in the high temperature exhaust gas 12 measured by the NOx concentration meters 82-1 and 82-2, The concentration and supply flow rate of the NH 4 Cl solution 14 sprayed from the two-fluid nozzle 48 and the supply flow rate of the NH 3 gas 16 in the mixed gas 18 can be adjusted to satisfy predetermined denitration performance. .
  • the NH 3 and HCl concentrations supplied into the flue 13 of the high temperature exhaust gas 12 are the ratio of the number of moles of NH 3 to the number of moles of NO x in the high temperature exhaust gas 12 (NH 3 / (NOx molar ratio) is set to a value of 1 or less according to the required denitration performance.
  • the Hg concentration of the high temperature exhaust gas 12 is 0.1 ⁇ g / m 3 N or more and several tens of ⁇ g / m 3 N or less, and the molar ratio with respect to the HCl concentration in the high temperature exhaust gas 12 is 1/1000 or less.
  • a mercury (Hg) concentration meter 83 for measuring the mercury (Hg) content in the processing gas discharged from the reductive denitration device 20 and a high-temperature exhaust gas discharged from the dust collector 23 and supplied to the wet desulfurization device 24. 12 is provided with a hydrogen chloride (HCl) concentration meter 84 for measuring the HCl content in 12.
  • the Hg concentration meter 83 may be provided on the downstream side of the wet desulfurization device 25 to measure the mercury (Hg) content in the processing gas discharged from the wet desulfurization device 25.
  • the oxidation rate of Hg in the reductive denitration device 20 can be confirmed.
  • the supply flow rate is adjusted to satisfy the predetermined denitration performance and maintain the Hg oxidation performance.
  • the amount of NH 4 Cl solution 14 added and the supply flow rate of the HCl gas 17 are controlled by combining the HCl gas generated by dissociation from the NH 4 Cl solution 14 and the HCl gas 17 to be added together with a reducing denitration device 20.
  • the mercury oxidation rate (Hg 2+ / Hg T ) at the outlet of the gas is 95% or more, or the metal mercury concentration (Hg 0 ) is 1 ⁇ g / Nm 3 or less.
  • Hg T refers to the total mercury concentration and is represented by the sum of the metal mercury concentration (Hg 0 ) and the mercury oxide concentration (Hg 2+ ) as shown in the following formula (8).
  • Hg T Hg 0 + Hg 2+ (8)
  • the respective contents of NOx and Hg contained in the high-temperature exhaust gas 12 are determined from the coal properties of the coal used in the boiler 11, and the supply amounts of the NH 4 Cl solution 14, NH 3 gas 16, and HCl gas 17, respectively. May be determined. That is, the contents of NOx, Hg, and HCl contained in the high-temperature exhaust gas 12 are determined by burning the coal properties in the boiler 11. The maximum amount of NOx and Hg contained in the high temperature exhaust gas 12 can be obtained from the combustion amount of the boiler 11 by maximizing the combustion of coal in the boiler 11.
  • the respective contents of NOx, Hg, and HCl contained in the high-temperature exhaust gas 12 are obtained from the coal properties of the coal used in the boiler 11, and each of the NH 4 Cl solution 14, NH 3 gas 16, and HCl gas 17 is determined.
  • the supply amount can be determined.
  • the mercury removal system 10A has the NH 3 gas 16, HCl in the flue 13 according to the balance of NOx and Hg concentrations in the high temperature exhaust gas 12 discharged from the combustion equipment such as the boiler 11.
  • the gas 17 can be supplied and the required amount of HCl or NH 3 can be adjusted and supplied.
  • the NOx concentration meter 82-2 measures the NOx concentration and NH 3 concentration on the outlet side of the reductive denitration device 20, and when the measured NH 3 concentration is higher than 1 ppm, the NH 3 addition amount is decreased. . Further, when the NH 3 concentration measured by the NOx concentration meter 82-2 is smaller than 1 ppm, the NH 3 addition amount is increased.
  • the NH 3 concentration is the ratio of the number of moles of NH 3 to the number of moles of NOx in the high temperature exhaust gas 12 (NH 3 / NOx mole ratio) with respect to the NOx mole flow rate (mol / H) on the inlet side of the high temperature exhaust gas 12.
  • the value is set to 1 or less according to the required denitration performance.
  • the position of the two-fluid nozzle 48 for spraying a solution of NH 4 Cl 14, although the upstream side of a position for ejecting a mixed gas 18, which, NH 4 Cl This is because the solution 14 takes longer to evaporate and vaporize than the NH 3 gas 16 and the HCl gas 17.
  • the present invention is not limited to this, and may be located upstream of the position where the mixed gas 18 is injected and the position of the two-fluid nozzle 48 where the NH 4 Cl solution 14 is sprayed.
  • the mercury removal system 10A controls the supply amount of the NH 4 Cl solution 14, the NH 3 gas 16, and the HCl gas 17 in accordance with the fluctuation of the NOx or Hg concentration in the high temperature exhaust gas 12. Appropriate measures can be taken to satisfy the predetermined denitration performance and maintain the oxidation performance of Hg.
  • the NH 4 Cl solution spraying means 15A uses NH 4 Cl as a reduction oxidation aid, but the present invention is not limited to this.
  • an ammonium halide other than NH 4 Cl such as ammonium bromide (NH 4 Br), ammonium iodide (NH 4 I), or the like may be used as a reduction oxidation aid, and a solution dissolved in water may be used as a liquid substance. .
  • NH 4 Cl is decomposed into NH 3 gas and HCl gas to generate a reducing agent and a mercury chlorinating agent, so that it is sprayed from the NH 4 Cl solution spraying means 15A.
  • NH 4 Cl solution 14 is used as the liquid material, the present invention is not limited to this.
  • the mercury removal system 10A according to the present embodiment may be used by mixing one or both of a solution containing a reducing agent and a solution containing a mercury chlorinating agent with the NH 4 Cl solution 14.
  • FIG. 10 shows a configuration using the liquid.
  • the mercury removal system 10 ⁇ / b> A uses a two-fluid nozzle 48 to mix a mixed solution 87 obtained by mixing an NH 4 Cl solution 14, an NH 3 solution 85, and an HCl solution 86. It is intended to spray inside.
  • the obtained mixed liquid 87 is fed to the two-fluid nozzle 48 and sprayed into the flue 13 from the two-fluid nozzle 48.
  • the NH 3 dissolution tank 88 and the HCl dissolution tank 89 are provided with stirrers 40-3 and 40-4 so that the NH 3 concentration of the NH 3 solution 85 is uniform in the NH 3 dissolution tank 88, The HCl concentration of the HCl solution 86 is made uniform in the HCl dissolution tank 89.
  • a solution having a reducing action such as urea ((H 2 N) 2 C ⁇ O) may be used as the reducing agent and a solution dissolved in water may be used.
  • a solution dissolved in water may be used.
  • An aqueous solution in which urea and urea are mixed may be used.
  • urea may be added together with NH 4 Cl to increase the supply amount of NH 3 .
  • HCl is used as the mercury chlorinating agent, but hydrogen halides other than HCl, such as hydrogen bromide (HBr) and hydrogen iodide (HI), are used as the mercury chlorinating agent, and a solution dissolved in water is used. It may be used.
  • hydrogen halides other than HCl such as hydrogen bromide (HBr) and hydrogen iodide (HI)
  • HBr hydrogen bromide
  • HI hydrogen iodide
  • a reducing oxidation aid such as ammonium halide
  • two or more of one or both of a solution in which the reducing agent is dissolved in water and a solution in which the mercury chlorinating agent is dissolved in water are mixed. You may make it use a liquid mixture as a liquid substance.
  • the mixed gas 18 can be supplied into the flue 13 of the boiler 11.
  • Hg in the high temperature exhaust gas 12 can be oxidized and NOx can be reduced on the denitration catalyst.
  • an appropriate amount of a reducing agent and a hydrogen chlorinating agent can be arbitrarily supplied according to the gas properties of the high temperature exhaust gas 12. . Therefore, it can be arbitrarily supplied in an appropriate amount according to the gas properties of the high temperature exhaust gas 12 with a single reducing agent and hydrogen chlorinating agent supply device.
  • the mixed gas 18 can be supplied to a region where the NH 4 Cl solution 14 has a low concentration, variation in the concentration distribution of the reducing agent and the reducing oxidation aid can be reduced.
  • FIG. 10 is a schematic view showing a mercury removal system according to Embodiment 2 of the present invention.
  • symbol is attached
  • the mercury removal system 10B has an NH 4 Cl solution supply pipe from an NH 4 Cl dissolution feed tank 52 by a feed pump 53 according to the concentration of NH 4 Cl in the NH 4 Cl solution 14.
  • the flow rate of the NH 4 Cl solution 14 flowing in 44 is adjusted by the valve V2.
  • Computer 42 calculates the feed rate of the solution of NH 4 Cl 14 based on the value of the concentration of solution of NH 4 Cl 14 measured by the NH 4 Cl concentration meter 41.
  • the feed rate of the solution of NH 4 Cl 14 calculated by the arithmetic unit 42 is transmitted to the valve V2, by adjusting the opening and closing degree of the valve V2, the flow rate of the solution of NH 4 Cl 14 flowing a solution of NH 4 Cl supply tube 44 Can be adjusted. Further, the supply flow rates of the NH 3 gas 16 and the HCl gas 17 can be adjusted at an arbitrary ratio.
  • the flow rate of the NH 4 Cl solution 14 when the concentration of the NH 4 Cl solution 14 is about 20 wt% is used as a reference, and the concentration of the NH 4 Cl solution 14 is higher than 20 wt%, the NH 4 Cl solution 14 is decreased, and when the concentration of the NH 4 Cl solution 14 is lower than 20 wt%, the flow rate of the NH 4 Cl solution 14 is increased.
  • the supply flow rates of the NH 3 gas 16 and the HCl gas 17 are also adjusted according to the supply flow rate of the NH 4 Cl solution 14.
  • the NH 4 Cl dissolving tank 37 in NH 4 Cl according to the concentration of the solution 14 NH 4 Cl solution 14 flue 13 from the two-fluid nozzle 48 at the proper flow rate. Further, the NH 3 gas 16 and the HCl gas 17 can be supplied into the flue 13 at an arbitrary ratio according to the concentration of the NH 4 Cl solution 14. Thus, it is possible to supply arbitrarily proper amount, it is possible to reduce the variation in the concentration distribution of the reducing agent and reduction-oxidation auxiliary agent, it is possible to vaporize the NH 4 Cl more reliably, NH 4 It is possible to reliably prevent the powder from remaining due to Cl.
  • FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a mercury removal system according to Embodiment 3 of the present invention.
  • symbol is attached
  • the mercury removal system 10 ⁇ / b> C sends the NH 4 Cl powder 31 in the silo 32 to the NH 4 Cl dissolution tank 37 according to the concentration of NH 4 Cl in the NH 4 Cl solution 14.
  • the flow rate of the NH 4 Cl solution 14 and the supply flow rates of the NH 3 gas 16 and the HCl gas 17 are adjusted.
  • the NH 4 Cl dissolution tank is fed by the feeder 35 according to the value of the concentration of the NH 4 Cl solution 14 measured by the NH 4 Cl concentration meter 41 and the NOx concentration and Hg concentration in the high temperature exhaust gas 12 by the arithmetic unit 42.
  • the concentration of the NH 4 Cl solution 14 is adjusted by adjusting the supply amount of the NH 4 Cl powder 31 fed into the NH 37 and the supply amount of water 39 fed into the NH 4 Cl dissolution tank 37 with the valve V1. It can be adjusted to any concentration.
  • the feed rate of the solution of NH 4 Cl 14 corresponding to the density of the solution of NH 4 Cl 14 adjusted to adjust the flow rate of the solution of NH 4 Cl 14 flowing a solution of NH 4 Cl supply tube 44 by a valve V2 .
  • the supply flow rates of the NH 3 gas 16 and the HCl gas 17 can be adjusted at arbitrary ratios according to the values of the concentration of the NH 4 Cl solution 14 and the NOx concentration and Hg concentration in the high temperature exhaust gas 12.
  • NOx concentration in the hot flue gas 12 while optionally adjusting the concentration of the solution of NH 4 Cl 14 according to Hg concentration, NH 4 Cl, solution 14 and the proper flow rate, the supply of the NH 3 gas 16, HCl gas 17
  • the flow rate can be adjusted at an arbitrary ratio and supplied into the flue 13.
  • NH 3 and HCl can be arbitrarily supplied in appropriate amounts into the high-temperature exhaust gas 12 in accordance with the concentrations of NOx and Hg in the high-temperature exhaust gas 12 discharged from the combustion equipment such as the boiler, and reduced. Variation in the concentration distribution of the chlorinating agent and the mercury chlorinating agent can be reduced, so that NH 4 Cl can be vaporized more reliably, and the residual powder due to NH 4 Cl can be reliably prevented. it can.
  • FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a mercury removal system according to Embodiment 4 of the present invention
  • FIG. 13 is a diagram showing a part of the configuration of FIG. 12 in detail.
  • symbol is attached
  • the mercury removal system 10D without supplying direct solution of NH 4 Cl 14, NH 3 gas 16, HCl gas 17 in the flue 13, advance solution of NH 4 Cl 14, NH 3 gas 16 and HCl gas 17 are mixed with hot air 91A at an arbitrary ratio and supplied into the flue 13. That is, as shown in FIGS. 12 and 11, the mercury removal system 10 ⁇ / b> D according to this embodiment supplies high-temperature air 91 ⁇ / b> A containing NH 3 and HCl from the wall surface of the flue 13 on the upstream side of the reduction denitration device 20. It has a vaporizing device 92A.
  • vaporizer 92A includes a hot air supply pipe 94 for introducing the hot air 91A to the apparatus body 93 in a solution of NH 4 Cl spraying means 15A for spraying solution of NH 4 Cl 14 in the apparatus main body 93 in the apparatus main body 93
  • a mixed gas spraying means 19 for supplying a mixed gas 18 containing NH 3 gas 16 and HCl gas 17 and high-temperature air 91 B containing NH 3 gas and HCl gas in the apparatus main body 93 are introduced into the flue 13.
  • High-temperature air introduction pipe 95A is provided.
  • the NH 4 Cl solution 14 is sprayed on the high-temperature air 91A supplied from the high-temperature air supply unit 96 via the high-temperature air supply pipe 94, and the NH 3 gas, HCl gas, and NH in the mixed gas 18 are generated by vaporization.
  • the concentrations of NH 3 and HCl in the high-temperature air 91B can be arbitrarily adjusted in advance to the concentrations of NH 3 and HCl.
  • the distance between the position of the two-fluid nozzle 48 that sprays the NH 4 Cl solution 14 and the position of the injection nozzle 75 that sprays the mixed gas 18 is kept at a distance at which NH 4 Cl does not reprecipitate. This is because NH 4 Cl may be deposited when the NH 3 gas 16 in the mixed gas 18 is injected.
  • the high temperature air 91B in which the concentrations of NH 3 and HCl are arbitrarily adjusted in advance according to the NOx concentration and Hg concentration in the high temperature exhaust gas 12 can be supplied into the flue 13 from the high temperature air introduction pipe 95A. Accordingly, since NH 3 and HCl can be supplied in appropriate amounts into the flue 13 in accordance with the concentrations of NOx and Hg in the high temperature exhaust gas 12 discharged from the combustion equipment such as a boiler, the high temperature exhaust gas 12 While reducing NOx in the inside, Hg can be oxidized, and NOx and Hg in the flue 13 can be treated more reliably.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of a vaporizer of a mercury removal system according to Embodiment 5 of the present invention.
  • symbol is attached
  • the vaporizer 92B of the mercury removal system inserts a high-temperature air introduction pipe 95B into the flue 13 and wakes the high-temperature exhaust gas 12 in the longitudinal direction of the high-temperature air introduction pipe 95B.
  • a short tube 98 having a plurality of holes 97 for ejecting high temperature air 91B is provided on the side. That is, as shown in FIG. 14, the vaporizer 92 ⁇ / b> B of the mercury removal system according to the present embodiment is inserted into the flue 13, and introduces hot air 91 ⁇ / b> B in the apparatus main body 93 into the flue 13.
  • a short pipe 98 having a hole 97 in the longitudinal direction of the pipe 95B and the high-temperature air introduction pipe 95B in the flue 13 is provided.
  • the short pipe 98 is provided on the downstream side of the high temperature exhaust gas 12 in the longitudinal direction of the high temperature air introduction pipe 95B.
  • the direction of the short pipe 98 to the high temperature air introduction pipe 95B is not particularly limited, and may be provided on the upstream side of the high temperature exhaust gas 12 of the high temperature air introduction pipe 95B.
  • high-temperature air introduction pipe 95B By inserting the high-temperature air introduction pipe 95B into the flue 13 and providing a plurality of nozzle holes 97 in the high-temperature air introduction pipe 95B in the flue 13, high-temperature air in which the concentrations of NH 3 and HCl are arbitrarily adjusted in advance. 91B can be uniformly injected into the high temperature exhaust gas 12. As a result, NOx in the high temperature exhaust gas 12 can be reduced more reliably, Hg can be oxidized, and NOx and Hg in the flue 13 can be more efficiently processed.
  • the mercury removal system and the mercury removal method for mercury-containing high-temperature exhaust gas according to the present invention are capable of simultaneously adding a reducing agent and a mercury chlorinating agent at an arbitrary ratio according to the gas properties of the high-temperature exhaust gas using a simple device. Therefore, it is possible to reduce variation in the concentration distribution of the reducing agent and the mercury chlorinating agent in the flue while maintaining the removal performance of Hg and NOx in the high-temperature exhaust gas.

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Abstract

　本実施例に係る水銀除去システム１０Ａは、ボイラ１１からの高温排ガス１２中に含まれるＮＯｘ、Ｈｇを除去する水銀除去システムであって、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を、ボイラ１１の煙道１３内に液体状で噴霧させるＮＨ4Ｃｌ溶液噴霧手段１５Ａと、ＮＨ4Ｃｌ溶液噴霧手段１５Ａより下流側に設けられ、ＮＨ3ガス１６とＨＣｌガス１７とを含む混合ガス１８を煙道１３内に噴霧させる混合ガス噴霧手段１９と、高温排ガス１２中のＮＯｘをＮＨ3で還元すると共に、ＨＣｌ共存下でＨｇを酸化する脱硝触媒を有する還元脱硝装置２０と、還元脱硝装置２０において酸化されたＨｇを石灰石膏スラリー２４を用いて除去する湿式脱硫装置２５と、を有する。

Description

水銀除去システム及び水銀含有高温排ガスの水銀除去方法
　本発明は、ボイラなどから排出される高温排ガス中に含まれる水銀を除去する水銀除去システム及び水銀含有高温排ガスの水銀除去方法に関する。
　石炭焚き高温排ガスや重質油を燃焼した際に生じる高温排ガス中には、煤塵、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）のほか、金属水銀（Ｈｇ0）が含まれることがある。近年、ＮＯｘを還元する脱硝装置、および、アルカリ吸収液をＳＯｘ吸収剤とする湿式脱硫装置と組み合わせて、この金属水銀を処理する方法や装置について様々な考案がなされてきた。
　高温排ガス中の金属水銀を処理する方法として、煙道中、高温の脱硝装置の前流工程でアンモニウム（ＮＨ3）を噴霧して還元脱硝すると共に、塩酸（ＨＣｌ）等の塩素化剤を噴霧し、脱硝触媒上で水銀を酸化(塩素化)させ、水溶性の塩化水銀にした後、後流側に設置した湿式の脱硫装置で水銀を除去するシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
　図１５に水銀除去システムを含む高温排ガス処理システムの概略図を示す。図１５に示すように、水銀除去システムを含む高温排ガス処理システム１００では、ボイラ１０１から排出された窒素酸化物、水銀を含有する高温排ガス１０２は、還元脱硝装置１０３に供給され、窒素酸化物の還元を行なう。その後、高温排ガス１０２はエアヒータ１０４で熱交換により空気と熱交換され、熱回収器１０５で熱回収された後、集塵装置１０６に供給される。高温排ガス１０２は脱硫装置１０７で硫黄酸化物が除去された後、浄化ガス１０８として排出され、再加熱器１０９で加熱された後、煙突１１０より排出される。
　また、還元脱硝装置１０３の前流にはＮＨ3注入箇所１１１があり、ＮＨ3タンク１１２から供給されるＮＨ3によって窒素酸化物の還元を行う。
　また、煙道内の脱硫装置１０７の前流側に設置された塩化水素濃度計測手段１１３により水銀塩素化剤として用いられる塩化水素の濃度を測定すると共に、脱硫装置１０７の後流側に設置された水銀濃度計測手段１１４により水銀濃度を測定する。測定された塩化水素、水銀の濃度計測値に基づいて、塩酸溶液タンク１１５より供給する塩化水素（ＨＣｌ）水溶液１１６の供給量を演算部１１７により算出する。制御手段１１８により塩酸溶液タンク１１５からＨＣｌ注入箇所１１９より煙道１２０内に供給される気化した塩酸（ＨＣｌガス）の供給量を制御する。
　還元剤としてＮＨ3、尿素（（ＮＨ2）2ＣＯ）などを供給すると共に、水銀塩素化剤としてＨＣｌを供給することで、高温排ガス１０２中の窒素酸化物ＮＯｘは、還元脱硝装置１０３に充填されている脱硝触媒上で、ＮＨ3は下記式（１）のようにＮＯｘの脱硝反応が進行し、ＨＣｌは下記式（２）のようにＨｇの酸化反応が進行する。
４ＮＯ＋４ＮＨ3＋Ｏ2　→　４Ｎ2＋６Ｈ2Ｏ・・・（１）
Ｈｇ＋１／２Ｏ2＋２ＨＣｌ　→　ＨｇＣｌ2＋Ｈ2Ｏ・・・（２）
　従来の方法では、還元剤、水銀塩素化剤の添加は、ＮＨ3ガス、ＨＣｌガスとしてガス状で供給する方法の他に、ＮＨ4Ｃｌ溶液として液状で供給する方法が行なわれている。ＮＨ4Ｃｌ溶液として液状で供給する場合、ＮＨ4Ｃｌが解離することで、ＮＨ3ガス、ＨＣｌガスが生成し、ＮＨ3ガスが還元剤として作用し、ＨＣｌガスが水銀塩素化剤として作用する。
特開平１０－２３０１３７号公報
　しかしながら、還元剤、水銀塩素化剤をＮＨ3ガス、ＨＣｌガスとしてガス状で供給する場合、各々別個に例えば噴霧ノズルなどガスを供給する供給設備が２系列必要になる、という問題がある。
　また、還元剤、水銀塩素化剤をＮＨ4Ｃｌ溶液として液状で供給する場合、ＮＨ4Ｃｌが解離した場合、１ｍｏｌのＮＨ4Ｃｌから生成するＮＨ3ガスとＨＣＬガスは各々１ｍｏｌであり、ＮＨ3ガスとＨＣｌガスとの生成量は制御できない。そのため、高温排ガス中のＮＯｘ、金属水銀Ｈｇ0のガス性状によって、ＮＨ3とＨＣｌの必要量の比率が１対１でない場合、ＮＨ3、ＨＣｌの何れか一方が過剰または不足する、という問題がある。
　更に、ＮＨ4Ｃｌ溶液を煙道内に噴霧する場合、低温の液滴が煙道内の例えばダクト壁、支持材(梁)などの構造物に衝突することで、熱衝撃により構造物の熱歪みを生じ、破損する虞があるため、ＮＨ4Ｃｌ溶液の液滴が蒸発する前に構造物に衝突しないように噴霧ノズルを設置する必要がある。この場合、図１６に示すように、例えば、ダクト内のＮＨ4Ｃｌ溶液、ＮＨ3ガス、ＨＣｌガスの各々の濃度が高い高濃度領域Ａと、ダクト壁など構造物の近傍のＮＨ4Ｃｌ溶液、ＮＨ3ガス、ＨＣｌガスの各々の濃度が低い低濃度領域Ｂとに分かれる。そのため、ダクト壁など構造物の近傍のＮＨ4Ｃｌ溶液、ＮＨ3ガス、ＨＣｌガスの各々の濃度が低くなる、という問題がある。
　本発明は、前記問題に鑑み、還元剤、水銀塩素化剤を任意の割合で同時に簡略な装置で濃度ムラ無く均一に供給することが可能な水銀除去システム及び水銀含有高温排ガスの水銀除去方法を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、ボイラからの高温排ガス中に含まれる窒素酸化物、水銀を除去する水銀除去システムであって、脱硝触媒で高温排ガス中に含まれる窒素酸化物を還元すると共に、塩化水素共存下で水銀を酸化する還元酸化助剤を溶解した液状物質を、前記ボイラの煙道内に液体状で噴霧させる液状物質噴霧手段と、該液状物質噴霧手段より下流側に設けられ、前記脱硝触媒で高温排ガス中に含まれる窒素酸化物を還元する還元剤、又は脱硝触媒で塩化水素共存下で高温排ガス中に含まれる水銀を酸化する水銀塩素化剤の何れか一方又は両方をガス状物質として前記煙道内に噴霧させるガス状物質噴射手段と、前記高温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、を有してなることを特徴とする水銀除去システムにある。
　第２の発明は、第１の発明において、前記液状物質が、前記脱硝触媒で高温排ガス中に含まれる窒素酸化物を還元する還元剤、又は塩化水素共存下で水銀を酸化する水銀塩素化剤の何れか一方又は両方を前記還元酸化助剤と混合した混合液であることを特徴とする水銀除去システムにある。
　第３の発明は、第１又は２の発明において、前記還元酸化助剤が、ハロゲン化アンモニウムであることを特徴とする水銀除去システムにある。
　第４の発明は、第２又は３の発明において、前記液状物質が、前記還元剤として、アンモニア、尿素の何れか一方又は両方を用いることを特徴とする水銀除去システムにある。
　第５の発明は、第２乃至４の何れか一つの発明において、前記液状物質が、前記水銀塩素化剤として、ハロゲン化水素を用いることを特徴とする水銀除去システムにある。
　第６の発明は、第１乃至５の何れか一つの発明において、前記液状物質噴霧手段が、前記還元酸化助剤を液体状で前記煙道内に供給する還元酸化助剤供給管と、前記煙道内に前記還元酸化助剤供給管を囲うように挿入され、内部に供給された空気を前記煙道内に噴射させる噴射孔を有する吹込み管と、前記還元酸化助剤供給管の先端部に取り付けられ、前記還元酸化助剤を噴射する噴射ノズルとを有し、前記還元酸化助剤を前記空気と同伴させて前記煙道内に噴霧させることを特徴とする水銀除去システムにある。
　第７の発明は、第６の発明において、前記噴射ノズルが、前記還元酸化助剤と、前記還元酸化助剤の噴霧用の空気とを噴射させる二流体ノズルであることを特徴とする水銀除去システムにある。
　第８の発明は、第１乃至５の何れか一つの発明において、前記液状物質噴霧手段が、前記還元酸化助剤を液体状で前記煙道内に供給する還元酸化助剤供給管と、前記煙道内に前記還元酸化助剤供給管を囲いように挿入され、前記還元酸化助剤の噴霧用の空気を前記煙道内に供給する空気供給管と、前記還元酸化助剤供給管及び前記空気供給管の先端部に取り付けられ、前記還元酸化助剤及び前記空気を噴射する二流体ノズルとを有し、前記還元酸化助剤を前記空気と同伴させて前記煙道内に噴霧させることを特徴とする水銀除去システムにある。
　第９の発明は、第１乃至８の何れか一つの発明において、前記煙道の外側に設けられ、前記液状物質噴霧手段より噴霧される前記液状物質と、前記ガス状物質噴霧手段より噴射される前記ガス状物質とを、装置本体内に供給される高温空気に供給し、前記液状物質と前記ガス状物質とを含んだ高温空気を前記煙道内に供給する気化装置を有することを特徴とする水銀除去システムにある。
　第１０の発明は、第９の発明において、前記装置本体から前記煙道内に挿入され、前記装置本体内で液状物質と混合ガスとを含んだ高温空気を前記煙道内に導入する高温空気導入管を有し、該高温空気導入管の長手方向に複数の孔を備えた短管を設けてなることを特徴とする水銀除去システムにある。
　第１１の発明は、第１乃至１０の何れか一つの発明において、前記ガス状物質が、前記還元剤として、アンモニアを用いることを特徴とする水銀除去システムにある。
　第１２の発明は、第１乃至１１の何れか一つの発明において、前記ガス状物質が、前記水銀塩素化剤として、ハロゲン化水素を用いることを特徴とする水銀除去システムにある。
　第１３の発明は、第１乃至１２の何れか一つの発明において、前記高温排ガスの温度が、３２０℃以上４２０℃以下であることを特徴とする水銀除去システムにある。
　第１４の発明は、第１乃至１３の何れか一つの発明において、前記還元脱硝装置の上流側と下流側に、前記高温排ガス中の窒素酸化物の濃度を測定する窒素酸化物濃度測定計を有することを特徴とする水銀除去システムにある。
　第１５の発明は、ボイラからの高温排ガス中に含まれる窒素酸化物、水銀を除去する水銀含有高温排ガスの水銀除去方法であって、前記脱硝触媒で高温排ガス中に含まれる窒素酸化物を還元すると共に、塩化水素共存下で水銀を酸化する還元酸化助剤を溶媒に溶解した液状物質を、前記ボイラの煙道内に液体状で噴霧させる液状物質噴霧工程と、前記脱硝触媒で高温排ガス中に含まれる窒素酸化物を還元する還元剤、脱硝触媒で塩化水素共存下で高温排ガス中に含まれる水銀を酸化する水銀塩素化剤の何れか一方又は両方をガス状物質をとして前記煙道内に噴霧させるガス状物質噴射工程と、前記脱硝触媒で前記高温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還元脱硝処理工程と、該還元脱硝処理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、を含むことを特徴とする水銀含有高温排ガスの水銀除去方法にある。
　第１６の発明は、第１５の発明において、前記液状物質が、前記脱硝触媒で高温排ガス中に含まれる窒素酸化物を還元する還元剤、又は塩化水素共存下で水銀を酸化する水銀塩素化剤の何れか一方又は両方を前記還元酸化助剤と混合した混合液であることを特徴とする水銀含有高温排ガスの水銀除去方法にある。
　第１７の発明は、第１５又は１６の発明において、前記還元酸化助剤が、ハロゲン化アンモニウムであることを特徴とする水銀含有高温排ガスの水銀除去方法にある。
　第１８の発明は、第１６又は１７の発明において、前記液状物質が、前記還元剤として、アンモニア又は尿素を用いることを特徴とする水銀含有高温排ガスの水銀除去方法にある。
　第１９の発明は、第１６乃至１８の何れか一つの発明において、前記液状物質が、前記水銀塩素化剤として、ハロゲン化水素を用いることを特徴とする水銀含有高温排ガスの水銀除去方法にある。
　第２０の発明は、第１５乃至１９の何れか一つの発明において、前記液状物質噴霧工程が、前記液状物質を二流体ノズルを用いて噴霧することを特徴とする水銀含有高温排ガスの水銀除去方法にある。
　第２１の発明は、第１５乃至２０の何れか一つの発明において、前記ガス状物質が、前記還元剤として、アンモニアを用いることを特徴とする水銀含有高温排ガスの水銀除去方法にある。
　第２２の発明は、第１５乃至２１の何れか一つの発明において、前記ガス状物質が、前記水銀塩素化剤として、ハロゲン化水素を用いることを特徴とする水銀含有高温排ガスの水銀除去方法にある。
　本発明によれば、脱硝触媒で高温排ガス中に含まれる窒素酸化物を還元すると共に、塩化水素共存下で水銀を酸化する還元酸化助剤を溶媒に溶解した液状物質を液体状で高温排ガス中に噴霧し、噴霧した液状物質を気化させ、還元剤、水銀塩素化剤を生成すると共に、還元剤、又は水銀塩素化剤として用いられるガス状物質の何れか一方又は両方を煙道内に噴射することで、高温排ガスのガス性状に応じて還元剤、水銀塩素化剤を任意の割合で同時に高温排ガス中に供給することができる。また、ガス状物質を液状物質より下流側で噴射することで、煙道内に供給される還元剤、水銀塩素化剤の濃度分布のばらつきを低減し、高温排ガス中の水銀の酸化及び窒素酸化物の還元性能を高めることができる。
図１は、本発明の実施例１に係る水銀除去システムを示す概略図である。 図２は、水銀除去システムの構成の一部の構成を示す図である。 図３は、ＮＨ4Ｃｌの温度と水への飽和濃度との関係を示す図である。 図４は、ＮＨ4Ｃｌ溶液供給管及び空気供給管が挿入される煙道近傍を示す図である。 図５は、図４の部分拡大断面図である。 図６は、通常のノズルを用いた吹込み管の部分拡大断面図である。 図７は、二流体ノズルを用いたＮＨ4Ｃｌ溶液の他の噴霧方法を示す図である。 図８は、実施例１に係る水銀除去システムの他の構成を示す図である。 図９は、時間とＮＨ3の必要な濃度との関係の一例を示す図である。 図１０は、本発明の実施例２に係る水銀除去システムを示す概略図である。 図１１は、本発明の実施例３に係る水銀除去システムを示す概略図である。 図１２は、本発明の実施例４に係る水銀除去システムを示す概略図である。 図１３は、図１２の一部の構成を詳細に示す図である。 図１４は、本発明の実施例５に係る水銀除去システムを示す概略図である。 図１５は、水銀除去システムを含む高温排ガス処理システムの概略図である。 図１６は、ダクト内の濃度分布を簡略に示す図である。
　以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
　本発明による実施例１に係る水銀除去システムについて、図面を参照して説明する。
　図１は、本発明の実施例１に係る水銀除去システムを示す概略図であり、図２は、水銀除去システムの構成の一部の構成を示す図である。
　図１、２に示すように、本実施例に係る水銀除去システム１０Ａは、ボイラ１１からの高温排ガス１２中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）、水銀（Ｈｇ）を除去する水銀除去システムであって、脱硝触媒で高温排ガス１２中に含まれるＮＯｘを還元すると共に、塩化水素共存下でＨｇを酸化する還元酸化助剤として塩化アンモニウム（ＮＨ4Ｃｌ）を溶解した塩化アンモニウム（ＮＨ4Ｃｌ）溶液１４を、ボイラ１１の下流側の煙道１３内に液体状で噴霧させるＮＨ4Ｃｌ溶液噴霧手段（液状物質噴霧手段）１５Ａと、液状物質噴霧手段１５より下流側に設けられ、前記脱硝触媒で高温排ガス１２中に含まれるＮＯｘを還元する還元剤としてＮＨ3ガス１６と、脱硝触媒でＨＣｌ共存下で高温排ガス１２中に含まれるＨｇを酸化する水銀塩素化剤として塩化水素（ＨＣｌ）ガス１７とを含む混合ガス１８をガス状物質として煙道１３内に噴霧させる混合ガス噴霧手段（ガス状物質噴霧手段）１９と、高温排ガス１２中のＮＯｘをＮＨ3で還元すると共に、ＨＣｌ共存下でＨｇを酸化する脱硝触媒を有する還元脱硝装置２０と、脱硝された高温排ガス１２を熱交換するエアヒータ（ＡＰＨ）２２と、脱硝された高温排ガス１２中の煤塵を除去する集塵器２３と、還元脱硝装置２０において酸化されたＨｇをアルカリ吸収液として石灰石膏スラリー２４を用いて除去する湿式脱硫装置２５と、を有するものである。
　また、本発明においては、還元酸化助剤とは、脱硝触媒で塩化水素（ＨＣｌ）共存下で水銀（Ｈｇ）を酸化して塩素化するのに用いられる酸化助剤と、アンモニア（ＮＨ3）を還元する還元剤として機能するものをいう。
＜ＮＨ4Ｃｌ溶液噴霧手段＞
（ＮＨ4Ｃｌ溶液の調整）
　まず、所定濃度のＮＨ4Ｃｌ溶液１４を調整する。搬送された塩化アンモニウム（ＮＨ4Ｃｌ）粉末３１を一時的に貯留するサイロ３２に供給する。サイロ３２内のＮＨ4Ｃｌ粉末３１にブロワ３３より空気３４を供給し、ＮＨ4Ｃｌ粉末３１がサイロ３２内で乾燥、固着するのを防止する。サイロ３２内のＮＨ4Ｃｌ粉末３１は、フィーダ３５でサイロ３２から所定量ごとＮＨ4Ｃｌ粉末送給通路３６に供給し、ＮＨ4Ｃｌ溶解タンク３７に送給する。また、水供給タンク３８より水３９をＮＨ4Ｃｌ溶解タンク３７に送給する。ＮＨ4Ｃｌ溶解タンク３７には攪拌器４０－１が設けられ、ＮＨ4Ｃｌ溶解タンク３７に供給されたＮＨ4Ｃｌ粉末３１は水３９に溶解され、所定濃度のＮＨ4Ｃｌ溶液１４を生成し、攪拌器４０－１によりＮＨ4Ｃｌ溶液１４の濃度を均一にする。また、水供給タンク３８より供給される水３９の供給量はバルブＶ１により調整される。
　ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の濃度は、０ｗｔ％よりも大きく４３ｗｔ％以下が好ましく、１０ｗｔ％以上２３ｗｔ％以下がより好ましく、１８ｗｔ％以上２３ｗｔ％以下が更に好ましく、２０ｗｔ％前後が最も好ましい。これは、ＮＨ4Ｃｌ粉末３１が少なくとも水３９に常温（例えば、２０℃前後）で溶解している必要があり、ＮＨ4Ｃｌの水への飽和溶解濃度以下であることが必要だからである。図３は、ＮＨ4Ｃｌの温度と水への飽和濃度との関係を示す図である。図３に示すように、溶液の温度が０℃前後の時、ＮＨ4Ｃｌ粉末３１が水３９に溶解できる飽和濃度は、２３ｗｔ％程度であり、１００℃前後の時、ＮＨ4Ｃｌ粉末３１が水３９に溶解できる飽和濃度は、４３ｗｔ％程度である。そのため、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の濃度は、０ｗｔ％よりも大きく４３ｗｔ％以下とする必要がある。
（ＮＨ4Ｃｌ溶液の濃度の制御）
　また、ＮＨ4Ｃｌ溶解タンク３７中のＮＨ4Ｃｌ溶液１４は、塩化アンモニウム（ＮＨ4Ｃｌ）濃度計４１により測定し、測定されたＮＨ4Ｃｌ溶液１４の濃度の値は演算装置４２に伝達される。演算装置４２は、Ｈ4Ｃｌ溶液１４の濃度に基づいてＮＨ4Ｃｌ粉末３１、水３９の各々供給量を決定する。演算装置４２は、フィーダ３５、バルブＶ１に各々制御信号を伝達し、ＮＨ4Ｃｌ粉末３１、水３９の各々の供給量を調整する。ＮＨ4Ｃｌ溶解タンク３７中のＮＨ4Ｃｌ溶液１４の濃度を上記のように０ｗｔ％よりも大きく４３ｗｔ％以下の範囲となるように調整する。
　また、本実施例に係る水銀除去システム１０Ａにおいては、ＮＨ4Ｃｌ溶液噴霧手段１５Ａは、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を液体状で煙道１３内に供給するＮＨ4Ｃｌ溶液供給管４４と、煙道１３内にＮＨ4Ｃｌ溶液供給管４４を囲うように挿入され、内部に供給された空気４５を煙道１３内に噴射させる噴射孔４６（図５参照）を有する吹込み管４７（図４、５参照）と、ＮＨ4Ｃｌ溶液供給管４４の先端部に取り付けられ、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を噴射する二流体ノズル４８とを有している。また、ＮＨ4Ｃｌ溶液噴霧手段１５Ａは、二流体ノズル４８に連結され、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を圧縮して噴霧させる空気４９を供給する空気供給管５０Ａと、吹込み管４７と連結し（図４参照）、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を圧縮して噴霧させる空気４５を吹込み管４７内に供給する空気供給管５１と、を有する。尚、図１では、空気供給管５１は煙道１３内に挿入されているが、空気供給管５１は吹込み管４７に連結されている（図４参照）。
　また、図４は、ＮＨ4Ｃｌ溶液供給管及び空気供給管が挿入される煙道近傍を示す図であり、図５は、図４の部分拡大断面図である。図４に示すように、吹込み管４７は、煙道１３内にＮＨ4Ｃｌ溶液供給管４４及び空気供給管５０Ａを囲うように挿入されている。また、図５に示すように、ＮＨ4Ｃｌ溶液供給管４４は、吹込み管４７内で空気供給管５０Ａと隣接するように設けられている。また、二流体ノズル４８は、吹込み管４７の壁面の噴射孔４６内に設けられ、ＮＨ4Ｃｌ溶液供給管４４及び空気供給管５０Ａと連結している。二流体ノズル４８から噴射されるＮＨ4Ｃｌ溶液１４は空気４９により噴霧され、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を噴射孔４６から噴射される空気４５と同伴させて更に煙道１３内に噴霧させている。
　ＮＨ4Ｃｌ溶解タンク３７中のＮＨ4Ｃｌ溶液１４は、ＮＨ4Ｃｌ溶解フィードタンク５２に送給され、ＮＨ4Ｃｌ溶解タンク３７内のＮＨ4Ｃｌ溶液１４を一度貯留する。また、ＮＨ4Ｃｌフィードタンク５２内に設けている攪拌器４０－２でＮＨ4Ｃｌ溶解フィードタンク５２内のＮＨ4Ｃｌ溶液１４のＮＨ4Ｃｌ濃度を均一に保つようにする。その後、ＮＨ4Ｃｌ溶解フィードタンク５２内のＮＨ4Ｃｌ溶液１４はフィードポンプ５３によりＮＨ4Ｃｌ溶液供給管４４を介して二流体ノズル４８に送給される。また、ＮＨ4Ｃｌ溶液供給管４４内のＮＨ4Ｃｌ溶液１４の流量は流量計５４－１により測定され、バルブＶ２によりＮＨ4Ｃｌ溶液１４の供給量を調整する。なお、ＮＨ4Ｃｌ溶解フィードタンク５２は必須ではなく、設けなくてもよい。
　空気４９は、空気供給部５５から空気供給管５０Ａを介して二流体ノズル４８に送給され、二流体ノズル４８からＮＨ4Ｃｌ溶液１４を噴霧する際の圧縮用の空気として用いられる。これにより、二流体ノズル４８から噴射されるＮＨ4Ｃｌ溶液１４を微細な液滴として噴霧することができる。また、図１に示すように、空気供給部５５から供給される空気４９の流量は流量計５４－２により測定され、バルブＶ３により調整される。空気供給部５５から供給される空気４９の流量により、二流体ノズル４８から噴霧されるＮＨ4Ｃｌ溶液１４の液滴の大きさを調整することができる。
　また、二流体ノズル４８から噴射される空気４９の流量は、例えば気水比１００以上１００００以下（体積比）とするのが好ましい。これは、二流体ノズル４８から噴射されるＮＨ4Ｃｌ溶液１４を微細な液滴として煙道１３内に噴霧させるようにするためである。
　空気４５は、空気供給部５６から空気供給管５１を介して吹込み管４７に送給され、二流体ノズル４８から噴霧されるＮＨ4Ｃｌ溶液１４の液滴を分散させるための圧縮用の空気として用いられる。また、図１に示すように、空気供給部５６から供給される空気４５の流量は流量計５４－３により測定され、バルブＶ４により調整される。空気４５は吹込み管４７の噴射孔４６と二流体ノズル４８との隙間５７から噴射される。このため、隙間５７から空気４５を噴射することで、二流体ノズル４８から噴霧されるＮＨ4Ｃｌ溶液１４の液滴を更に煙道１３内に分散させることができる。
　また、噴射孔４６から噴射される空気４５は、二流体ノズル３７から噴射されるＮＨ4Ｃｌ溶液１４が吹込み管３６に付着するのを防ぐためと、吹込み管３６内の温度上昇を抑制しＮＨ4Ｃｌ溶液１４の沸騰及び塩化アンモニウム粒子の析出を防ぐために用いられる。
　また、空気４５は、吹込み管４７とＮＨ4Ｃｌ溶液供給管４４との間を流れるため、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の冷却用の空気として働き、煙道１３内の高温排ガス１２の熱が吹込み管４７の外側からＮＨ4Ｃｌ溶液供給管４４内に伝達されるのを防ぐことができる。このため、吹込み管４７内の温度上昇を防止し、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４が加熱されるのを防ぐことで、吹込み管４７内でＮＨ4Ｃｌ溶液１４が沸騰するのを防止することができ、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４が噴射される直前まで液体状態を維持することができる。また、二流体ノズル４８の腐食も防止することができる。
　また、吹込み管４７内の温度上昇を防止できるため、ＮＨ4Ｃｌ溶液供給管４４、空気供給管５０Ａを構成する材料として金属材料を用いることができる。ＮＨ4Ｃｌ溶液供給管４４、空気供給管５０Ａを構成する材料として、例えば、ＮＨ4Ｃｌ溶液供給管３３には耐食金属例えばハステロイＣなどのニッケル基耐熱・耐食合金、樹脂ライニング鋼管（低温度部）を例示できる。空気供給管４６には炭素鋼、ステンレス等を例示することができる。なお、ＮＨ4Ｃｌ溶液供給管４４、空気供給管５０Ａを構成する材料として特に金属材料に限定されるものではない。
　また、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４は、ＮＨ4Ｃｌ溶解フィードタンク５２から常温で煙道１３内に供給することができるため、ＮＨ4Ｃｌ溶液供給管４４、吹込み管４７を構成する材料に安価な樹脂類あるいは樹脂ライニング配管を使用することができる。
　また、本実施例に係る水銀除去システム１０Ａにおいては、二流体ノズル４８は、例えば数～数十本以下のノズルを煙道１３に設けるようにしている。従来より、通常用いられているＮＨ3グリッドは煙道１３に例えば数百～数千本設けられていた。これに対し、二流体ノズル４８は煙道１３に数～数十本以下しか設けておらず、またフランジ部６１、６３にて固定しているため、ノズルの交換が容易な構造となっている。尚、図４では、二流体ノズル４８は２つ設けられているが、本発明はこれに限定されるものでなく、煙道１３内での設置面積に応じて適宜複数設けるようしてもよい。
　また、図４に示すように、吹込み管４７は、煙道１３の外側であって、吹込み管４７の外周にフランジ部６１を設け、フランジ部６１は煙道１３の開口部６２の端部６２ａに設けられたフランジ部６３と対応するように形成されている。吹込み管４７のフランジ部６１が煙道１３に設けられているフランジ部６３と連結されることで、吹込み管４７を煙道１３に取り付けられる。吹込み管４７のフランジ部６１と煙道１３のフランジ部６３とは、例えばフランジ部６１、フランジ部６３の外周に複数の孔を設け、ボルトで固定するようにしてもよい。フランジ部６１とフランジ部６３とを着脱自在とすることで、吹込み管４７を煙道１３に容易に挿脱することができるため、吹込み管４７、煙道１３内部のメンテナンスを容易に行うことができる。
　また、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の噴霧用に二流体ノズル４８を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、通常の液体噴霧用の噴射ノズルを用いてもよい。
　図６は、通常の噴射ノズルを用いた吹込み管の部分拡大断面図である。図６に示すように、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の液滴径を特に調整する必要がない場合には、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を噴射ノズル６４から噴射させ、噴射孔４６から噴射される空気４９と同伴して煙道１３内に噴霧させるようにしてもよい。
　また、ＮＨ4Ｃｌ溶液供給管４４、空気供給管５０Ａは吹込み管４７内に設け、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を二流体ノズル４８から煙道１３内に噴霧するようにしているが、本発明はこれに限定されるものではない。ＮＨ4Ｃｌ溶液供給管４４内のＮＨ4Ｃｌ溶液１４が加熱されるのを防ぐことができれば、吹込み管４７を用いずにＮＨ4Ｃｌ溶液供給管４４、空気供給管５０Ａを二流体ノズル４８と連結させ、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を煙道１３内に噴霧するようにしてもよい。
　二流体ノズルを用いたＮＨ4Ｃｌ溶液の他の噴霧方法を図７に示す。図７に示すように、ＮＨ4Ｃｌ供給部１５Ｂは、ＮＨ4Ｃｌ溶液供給管４４を内管とし、空気供給管５０Ｂを外管とした二重管構造とし、ＮＨ4Ｃｌ溶液供給管４４及び空気供給管５０Ｂを二流体ノズル４８と連結させるようにする。
　即ち、図７に示すように、ＮＨ4Ｃｌ供給部１５Ｂは、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を煙道１３内に供給するＮＨ4Ｃｌ溶液供給管４４と、煙道１３内にＮＨ4Ｃｌ溶液供給管４４を囲いように挿入され、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の噴霧用の空気４９を煙道１３内に供給する空気供給管５０Ｂと、ＮＨ4Ｃｌ溶液供給管４４及び空気供給管５０Ｂの先端部に取り付けられ、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４及び空気４９を噴射する二流体ノズル４８とを有している。空気供給管５０ＢによりＮＨ4Ｃｌ溶液供給管４４を囲うようにすることで、空気供給管５０Ｂ内に供給される空気４９によりＮＨ4Ｃｌ溶液供給管４４内のＮＨ4Ｃｌ溶液１４が煙道１３内の高温排ガス１２により加熱されるのを防ぐことができると共に、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を空気４９と同伴させて煙道１３内に噴霧させることができる。また、ＮＨ4Ｃｌ供給部１５Ｂは、図４～図６に示すような吹込み管４７を設けていないため、煙道１３内にＮＨ4Ｃｌ溶液供給管４４、空気供給管５０Ｂ及び二流体ノズル４８の取り付けを簡略化することができる。更に、吹込み管４７がないため、ＮＨ4Ｃｌ溶液供給管４４、空気供給管５０Ｂ及び二流体ノズル４８の交換を容易に行なうことができる。
　また、空気４９は空気供給部５５から供給され、空気４５は空気供給部５６から供給され、各々別々の供給源から空気を供給するようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、同一の供給源から空気を供給するようにしてもよい。即ち、空気４５は空気供給部５５から供給される空気を用いてもよい。また、空気４９は空気供給部５６から供給される空気を用いてもよい。
　また、煙道１３内の高温排ガス１２の温度は、例えば３２０℃以上４２０℃以下であり、高温である。ＮＨ4Ｃｌ溶液供給管４４は、吹込み管４７内に設けられ、空気４５がＮＨ4Ｃｌ溶液１４の冷却用として用いられている。このため、二流体ノズル４８より噴射される直前までＮＨ4Ｃｌ溶液１４は液体状態を維持し、二流体ノズル４８からＮＨ4Ｃｌ溶液１４を液滴状で噴霧することで、高温排ガス１２の高温雰囲気温度により噴霧したＮＨ4Ｃｌ溶液１４の液滴を気化させることができる。
　即ち、噴霧されたＮＨ4Ｃｌ溶液１４の液滴は、高温排ガス１２の高温雰囲気温度により蒸発することで微細なＮＨ4Ｃｌの固体粒子を一時生成し、下記式（１）のように、ＨＣｌガスとＮＨ3ガスとに分解し、昇華する。よって、二流体ノズル４８から噴霧されたＮＨ4Ｃｌ溶液１４の液滴から、ＨＣｌガス、ＮＨ3ガスを生じ、煙道１３内に供給することができる。
ＮＨ4Ｃｌ　→　ＮＨ3＋ＨＣｌ・・・（１）
　また、煙道１３内の高温排ガス１２の温度は、ボイラ１１の燃焼条件にもよるが、例えば３２０℃以上４２０℃以下が好ましく、３２０℃以上３８０℃以下がより好ましく、３５０℃以上３８０℃以下が更に好ましい。これは脱硝触媒上でＮＯｘの脱硝反応と、Ｈｇの酸化反応を同時に生じさせることができるためである。
　また、二流体ノズル３７の孔径は、０．０１ｍｍ以上１０ｍｍ以下とするのが好ましく、０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下とするのがより好ましい。
　また、二流体ノズル３７から噴霧されるＮＨ4Ｃｌ溶液１４の液滴径は、平均して１ｎｍ１００μｍ以下の微細な液滴とするのが好ましい。平均して１ｎｍ以上１００μｍ以下の微細な液滴を生成することで、噴霧されたＮＨ4Ｃｌ溶液１４の液滴から生じるＮＨ4Ｃｌの固体粒子を高温排ガス１２中に短い滞留時間でＮＨ3ガス、ＨＣｌガスに分解し、昇華させることができる。これにより、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を予め加熱しておく必要がないため、煙道１３、二流体ノズル４８の低級化、腐食を防止することができる。
　よって、ＮＨ4Ｃｌ溶液噴霧手段１５Ａによれば、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を噴霧させる手段として、二流体ノズル４８を用いているので、二流体ノズル４８より液体状態のＮＨ4Ｃｌ溶液１４を噴霧することで、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を高温排ガス１２の高温雰囲気温度によりＨＣｌガス、ＮＨ3ガスとに分解し、煙道１３内に供給することができる。このため、従来より用いられている水銀除去システムにおける水銀塩素化剤供給装置に備えられている塩化水素気化器、噴霧グリッド、塩酸溶液タンク等を省略することができる。
　また、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の調整時に用いるＮＨ4Ｃｌ粉末３１は中性塩であるため、取り扱いも容易であり、肥料に用いられるように安価で容易に入手することができる。また、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４からＮＨ3ガスを生成することができるため、ＮＨ3ガスの使用量を減らすことができる。また、ＨＣｌは危険物であるため、輸送費用、法規上の許認可費用、安全管理対策にかかる設備費用など取り扱いに費用がかかるが、ＮＨ4Ｃｌ粉末３１は取り扱いに要する費用を大幅に低減することができる。
　また、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４は水に溶解し、全てＮＨ3ガスとＨＣｌガスとに気化するため、ＮＨ4Ｃｌの固体粒子が残ることはなく、煙道１３や後流側に設けた脱硝触媒へのＮＨ4Ｃｌの固体粒子の堆積、脱硝触媒の劣化を防止することができる。
　また、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４は高温排ガス１２を熱源として用い、ＮＨ3ガスとＨＣｌガスとに気化させているため、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を気化させるためにスチームなどのような新たな熱源となる昇華設備の設置を省略することができると共に、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４が高温排ガス１２中で気化させるために必要な滞留時間を短くすることができる。
　また、二流体ノズル４８よりＮＨ4Ｃｌ溶液１４を噴霧する流量は、高温排ガス量が例えば１，５００，０００ｍ3Ｎ／ｈであるのに対し、数ｔ／ｈとわずかであるため、高温排ガス１２のガス温度の低下を例えば数℃以下とほとんどなくすることができる。そのため、高温排ガス１２中のＳＯ3が凝縮するのを防ぐと共に、高温排ガス１２中の灰が煙道１３等に堆積し、付着するのを防止することができる。
　また、ＮＨ4Ｃｌの固体粉末を煙道内に供給している水銀除去システムのように、ＮＨ4Ｃｌの固体を粉砕して噴霧するのに比べ、本実施例に係る水銀除去システム１０Ａでは、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４のような液体の場合、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の液体粒子を容易に微細化できると共に、噴霧した微細な液滴径以下の固体粒子を生成することができるため、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の分解に要する時間を大幅に短縮することができる。
　また、ＮＨ4Ｃｌ粉末３１をＮＨ4Ｃｌ溶液１４として用いているため、従来のように微細に粉砕することなく、ペレット状のまま保管し、必要に応じて用いることができる。
　また、ＮＨ4Ｃｌ単体を供給する方が、従来のように、ＮＨ3ガス及びＨＣｌガスを別々に購入する場合より安価であるため、装置の運転費用を抑えることができると共に、設置に要する設備費用も容易に回収することができる。
　また、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の濃度に基づいてＮＨ4Ｃｌ粉末３１、水３９の各々の供給量を調整することができるため、高温排ガス１２のＮＯｘ、Ｈｇの濃度に応じてＮＨ4Ｃｌ溶液１４の濃度を調整することができる。
　また、本実施例に係る水銀除去システム１０Ａにおいては、ＮＨ4Ｃｌ溶液噴霧手段１５ＡとしてＮＨ4Ｃｌ溶液１４のみを噴霧するようにしているが、本発明はこれに限定されるものではない。ＮＨ3溶液などの還元剤、ＨＣｌ溶液などの水銀塩素化剤を別途供給するようにしてもよい。例えば、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４にＮＨ3溶液、ＨＣｌ溶液の何れか一方又は両方を任意の割合で混合し、混合液として煙道１３内に噴霧するようにしてもよい。また、ＮＨ3溶液とＨＣｌ溶液とを任意の割合で混合し、混合液として煙道１３内に噴霧するようにしてもよい。
　また、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の液滴から生じたＨＣｌガス、ＮＨ3ガスは、図１に示すように、高温排ガス１２に同伴して還元脱硝装置２０に送給される。ＮＨ4Ｃｌが分解して生じたＮＨ3ガスは、還元脱硝装置２０でＮＯｘの還元脱硝用に用い、ＨＣｌガスはＨｇの酸化用に用いてＮＯｘ及びＨｇを高温排ガス１２から除去するようにしている。
　即ち、還元脱硝装置２０には、脱硝触媒が充填されている。脱硝触媒上でＮＨ3は下記式（２）のようにＮＯｘを還元脱硝し、ＨＣｌは下記式（３）のようにＨｇを水銀酸化する。
４ＮＯ＋４ＮＨ3＋Ｏ2　→　４Ｎ2＋６Ｈ2Ｏ・・・（２）
Ｈｇ＋１／２Ｏ2＋２ＨＣｌ　→　ＨｇＣｌ2＋Ｈ2Ｏ・・・（３）
＜混合ガス噴霧手段＞
　また、図１、２に示すように、本実施例に係る水銀除去システム１０Ａにおいては、混合ガス噴霧手段１９が、ＮＨ4Ｃｌ溶液噴霧手段１５Ａより下流側に設けられている。混合ガス噴霧手段１９は、還元剤として用いられるガス状物質としてＮＨ3ガス１６を供給するＮＨ3ガス供給部７１と、水銀塩素化剤として用いられるガス状物質としてＨＣｌガス１７を供給するＨＣｌガス供給部７２と、ＮＨ3ガス供給部７１よりＮＨ3ガス１６を煙道１３に送給するＮＨ3ガス供給管７３と、ＨＣｌガス供給部７２とＮＨ3ガス供給管７３とを連結するＮＨ3ガス供給管７４と、を有している。
　混合ガス噴霧手段１９は、ＮＨ3ガス１６とＨＣｌガス１７とを煙道１３に送給する前に混合させ、混合ガス１８を生成している。また、ＮＨ3ガス１６、ＨＣｌガス１７は、各々流量計５４－４、５４－５により測定され、調整弁Ｖ５、Ｖ６を制御することにより各々の流量は調整される。また、混合ガス１８は、流量計５４－６により測定され、調整弁Ｖ７により流量は調整される。
　混合ガス１８は、ＮＨ3ガス供給管７３内を流れ、噴射ノズル７５より煙道１３内に噴射される。混合ガス１８中のＮＨ3ガス１６とＨＣｌガス１７は、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の液滴から生じたＨＣｌガス、ＮＨ3ガスと同様に、高温排ガス１２に同伴して還元脱硝装置２０に送給される。上述のように、還元脱硝装置２０の脱硝触媒上でＮＨ3ガスは下記式（４）のようにＮＯｘを還元脱硝し、ＨＣｌガスは下記式（５）のようにＨｇを水銀酸化する。
４ＮＯ＋４ＮＨ3＋Ｏ2　→　４Ｎ2＋６Ｈ2Ｏ・・・（４）
Ｈｇ＋１／２Ｏ2＋２ＨＣｌ　→　ＨｇＣｌ2＋Ｈ2Ｏ・・・（５）
　ＮＨ3ガス１６とＨＣｌガス１７とは、各々別々に供給しているため、混合ガス１８中のＮＨ3ガス１６、ＨＣｌガス１７を予め任意の濃度に調整して煙道１３に送給することができる。
　また、混合ガス１８は、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４のように液体状でないため、煙道１３内の構造物に衝突し、熱衝撃により構造物を破損することはない。そのため、混合ガス１８は、噴霧したＮＨ4Ｃｌ溶液１４が低濃度となる領域にも供給することができるため、煙道１３内でＮＨ4Ｃｌ溶液１４が低濃度となる領域を解消し、還元剤であるＮＨ3ガス及び水銀塩素化剤であるＨＣｌガスの濃度分布のばらつきを低減することができる。
　また、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を噴霧する二流体ノズル４８の位置と、混合ガス１８を噴射する噴射ノズル７５の位置との距離は、ＮＨ4Ｃｌが再析出しない距離を保つようにするのが好ましい。これは、混合ガス１８中のＮＨ3ガス１６が噴射されたとき、ＮＨ4Ｃｌが析出する可能性があるためである。
　また、噴射ノズル７５は煙道１３内に設けられ、ＮＨ3ガス供給管７３の一部は、煙道１３内に挿入されているため、混合ガス１８を加温することができ、混合ガス１８中のＮＨ3ガス１６、ＨＣｌガス１７のガス状態を維持することができる。
　噴射ノズル７５の温度と、煙道１３内に挿入されているＮＨ3ガス供給管７３の温度とは、例えば２７０℃以上であるの好ましく、３５０℃以上であるのがより好ましい。これは、噴射ノズル７５の先端やＮＨ3ガス供給管７３内などにＮＨ4Ｃｌが析出するのを防止するためである。また、噴射ノズル７５の温度、ＮＨ3ガス供給管７３の配管温度が、３５０℃以上であれば、ＮＨ3ガス１６とＨＣｌガス１７を確実にガス化させることができるためである。
　また、混合ガス１８中のＮＨ3ガス１６とＨＣｌガス１７とのガス状態を確実に維持するため、ＮＨ3ガス供給管７３には、混合ガス１８を加温するための加熱器を設けるようにしてもよい。
　また、本実施例に係る水銀除去システム１０Ａにおいては、ガス状物質としてＮＨ3ガス１６の他に、ＨＣｌガス１７を用いているが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、水銀塩素化剤として、ＨＣｌガス１７に代えて臭化水素（ＨＢｒ）、ヨウ化水素（ＨＩ）など他のハロゲン化水素からなるガスを用いてもよい。
　また、還元剤として、ＮＨ3ガス１６を用いているが、本発明は、これに限定されるものではなく、ＮＯｘを還元できるガス状物質であれば用いることができる。
＜ＮＨ4Ｃｌ溶液噴霧手段と混合ガス噴霧手段とを組み合わせた効果＞
　本実施例に係る水銀除去システム１０Ａのように、ＮＨ4Ｃｌ溶液噴霧手段１５Ａと混合ガス噴霧手段１９とを組み合わせることで、以下に示す効果を有する。
１）即ち、本実施例に係る水銀除去システム１０Ａによれば、ＮＨ4Ｃｌ溶液噴霧手段１５Ａにより、液状物質としてＮＨ4Ｃｌ溶液１４を噴霧し、混合ガス噴霧手段１９よりガス状物質としてＮＨ3ガス１６とＨＣｌガス１７とを含む混合ガス１８をボイラ１１の煙道１３内に供給することができる。このため、高温排ガス１２のガス性状に応じてＮＨ3ガス、ＨＣｌガスを適性量として供給することができる。
２）また、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４のみを煙道１３内に供給するだけでは煙道１３の内壁面近傍にはＮＨ4Ｃｌから生じるＮＨ3ガス、ＨＣｌガスが低濃度となる領域が発生する。これは、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４などを煙道１３内に噴霧する場合、低温の液滴が煙道１３内の例えばダクト壁、支持材(梁)などの構造物に衝突すると、熱衝撃により構造物の熱歪みを生じ、破損する恐れがあるため、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の液滴が蒸発する前に構造物に衝突しないように噴霧ノズルを設置することで、例えば煙道１３の内壁など構造物の近傍のＮＨ4Ｃｌ溶液１４から生じるＮＨ3ガス、ＨＣｌガスの各々の濃度が低くなるためである。
　これに対し、本実施例に係る水銀除去システム１０Ａによれば、液状物質としてＮＨ4Ｃｌ溶液１４を噴霧した後、ガス状物質としてＮＨ3ガス１６とＨＣｌガス１７とを含む混合ガス１８をボイラ１１の煙道１３内に供給している。このため、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を噴霧しただけではＮＨ4Ｃｌ溶液１４が低濃度となる領域が発生しても、このＮＨ4Ｃｌ溶液１４が低濃度となる領域に混合ガス１８を供給することで、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４から生じるＮＨ3ガス、ＨＣｌガスの各々の濃度が低濃度となる領域を解消し、ＮＨ3ガス及びＨＣｌガスの濃度分布のばらつきを低減することができる。
３）また、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４のＮＨ3、ＨＣｌの各々の濃度、混合ガス１８中のＮＨ3ガス１６、ＨＣｌガス１７の供給比率を調整することで、高温排ガス１２のガス性状に応じて還元剤として用いるＮＨ3ガス、水素塩素化剤として用いるＨＣｌガスの供給量を任意に調整することができる。
４）また、液状物質として用いているＮＨ4Ｃｌ溶液１４の供給量を一定または段階的とし、ガス状物質として用いている混合ガス１８の供給量を必要量に応じて経時的に制御することができる。ＮＨ4Ｃｌ溶液１４のように液状物質を供給する際、二流体ノズル４８や噴射ノズル６４などのノズルを用いるが、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の供給量の変動に応じてノズルから噴射される液滴径が変動する。特に、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の供給量が減少すると噴霧されたＮＨ4Ｃｌ溶液１４の液滴径が大きくなり、蒸発時間が長くなると共に、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の蒸発していない液滴が煙道１３内の構造物に衝突することにより構造物が破損する可能性が高くなる。また、ノズル内の温度上昇を招き、ノズル内での物質の析出を生じる可能性がある。そのため、液状物質であるＮＨ4Ｃｌ溶液１４の供給量を変更するのは好ましくない。
　これに対し、本実施例に係る水銀除去システム１０Ａでは、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４と、混合ガス１８との供給割合を調整することができる。ＮＨ3ガス、ＨＣｌガスの供給量を必要量に応じてＮＨ4Ｃｌ溶液１４、又はＮＨ3ガス１６を用いて経時的に制御することで、ボイラ１１の負荷変動に応じてＮＨ3ガス、ＨＣｌガスを適正量で供給することができる。
　時間とＮＨ3の必要な濃度との関係の一例を図９に示す。液状物質としてＮＨ4Ｃｌ溶液１４、ガス状物質としてＮＨ3ガス１６を用い、ボイラ１１の負荷変動に対応させてＮＨ3を供給する時のＮＨ3の必要量を表したものである。
　図９に示すように、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の供給量を一定または段階的とし、例えばボイラ１１の負荷変動の範囲を事前に把握し、ボイラ１１の最低負荷（例えば７０％程度）時のＮＨ3の必要量をＮＨ4Ｃｌ溶液１４で一定供給量の割合で供給する。ボイラ１１の最低負荷から最大負荷（例えば１００％程度）の間のＮＨ3の必要量については、混合ガス１８を供給し、ＮＨ3ガス１６でＮＨ3の必要量を供給する。即ち、実際の負荷変動は７０％以上１００％以下である時、実際の負荷変動と最低負荷の一定量（図９では、７０％）との差分、つまり０％以上３０％以下をＮＨ3ガス１６で供給することになる。よって、ＮＨ3の供給量を必要量に応じてＮＨ4Ｃｌ溶液１４、又はＮＨ3ガス１６を用いて経時的に制御することで、ボイラ１１の負荷変動に応じた適正量としてＮＨ3の供給をすることができる。
５）また、ＮＨ3、ＨＣｌの必要量は、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４のＮＯｘ濃度、Ｈｇ濃度、高温排ガス１２などの計測データから算出され、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４及びＮＨ3ガス１６の供給量を決定することができる。
　ＮＨ3の必要量は、ＮＯｘ量、ＮＯｘ濃度のばらつき等に応じた所定範囲の分布などにより決定される。なお、ＮＯｘ量は、下記式（６）のように、ＮＯｘ濃度と高温排ガス１２の流量とを乗じることにより求められる。
ＮＯｘ量　＝　ＮＯｘ濃度×高温排ガス１２の流量・・・（６）
　また、ＨＣｌの必要量は、金属水銀（Ｈｇ0）量、Ｈｇの酸化割合、Ｈｇ濃度のばらつき等に応じた所定範囲の分布などにより決定される。なお、Ｈｇ0量は、下記式（７）のように、Ｈｇ0濃度と高温排ガス１２の流量とを乗じることにより求められる。
Ｈｇ0量　＝　Ｈｇ0濃度×高温排ガス１２の流量・・・（７）
　これらにより、ＮＨ3の必要量を常時、即座に決定することができる。
６）また、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の供給量を制御する際、二流体ノズル４８全体でのＮＨ4Ｃｌ溶液１４の供給量は同量で維持しつつ、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を噴霧するのに用いるノズルの本数を増減することにより、二流体ノズル４８の１本当たりのＮＨ4Ｃｌ溶液１４の供給量を制御する。また、この時、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４が供給されない二流体ノズル４８については、ＮＨ4Ｃｌの析出を防止するため、水などを供給しておくようにする。よって、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を噴霧するのに用いるノズル内でＮＨ4Ｃｌ溶液１４中のＮＨ4Ｃｌに起因して発生するスケール等が析出するのを防止しつつ、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の供給量の制御を行うことができる。
　また、図１に示すように、高温排ガス１２は、還元脱硝装置２０において高温排ガス１２中のＮＯｘの還元とＨｇの酸化がされた後、エアヒータ２２、集塵器２３を通過して湿式脱硫装置２５に送給される。また、エアヒータ２２と集塵器２３との間には熱回収器を設けるようにしてもよい。高温排ガス１２中のＨｇＣｌは、湿式脱硫装置２５においてアルカリ吸収液として用いられる石灰石膏スラリー２４中に吸収され、高温排ガス１２から分離し、除去され、高温排ガス１２は浄化される。浄化された高温排ガスは、浄化ガス７６として煙突７７から排出される。また、アルカリ吸収液として石灰石膏スラリー２４を用いているが、高温排ガス１２中のＨｇＣｌを吸収できるものであれば他の溶液もアルカリ吸収液として用いることができる。
　また、二流体ノズル４８の下流側であって、還元脱硝装置２０の上流側に、ＮＨ3ガスとＨＣｌガスとを混合する混合器を設けるようにしてもよい。混合器としては、例えば、スタティックミキサー等を用いることができる。二流体ノズル４８より噴霧されたＮＨ4Ｃｌ溶液１４が気化して生じたＮＨ3ガス及びＨＣｌガスの分散度合いが不十分な場合には、還元脱硝装置２０の上流側に設けた前記混合器により高温排ガス１２中のＮＨ3ガス及びＨＣｌガスの分散度合いの均一化を図ることができる。
　また、二流体ノズル４８の下流側には、二流体ノズル４８より噴霧されるＮＨ4Ｃｌ溶液１４の流量を計測する流量計８１－１を設け、噴射ノズル７５より噴射される混合ガス１８の流量を計測する流量計８１－２を設けるようにしてもよい。これにより、二流体ノズル４８より噴霧されるＮＨ4Ｃｌ溶液１４と、噴射ノズル７５より噴射される混合ガス１８の流量を測定するようにする。また、煙道１３内の高温排ガス１２の流速を測定することもできる。
　また、還元脱硝装置２０の入口側および出口側には、ＮＯｘ濃度計８２－１、８２－２が設けられている。ＮＯｘ濃度計８２－１、８２－２で測定された高温排ガス１２中のＮＯｘ濃度の値から還元脱硝装置２０におけるＮＯｘの還元割合を確認することができる。よって、ＮＯｘ濃度計８２－１、８２－２で測定された高温排ガス１２中のＮＯｘ濃度の値からＮＨ4Ｃｌ溶液１４の濃度と、ＮＨ3ガス１６のガスの供給流量を制御することで、二流体ノズル４８から噴霧されるＮＨ4Ｃｌ溶液１４の濃度、供給流量と、混合ガス１８中のＮＨ3ガス１６の供給流量を各々調整し、所定の脱硝性能を満足するようにすることができる。
　また、高温排ガス１２の煙道１３内に供給されるＮＨ3、ＨＣｌ濃度は、高温排ガス１２のＮＯｘ濃度に対し、高温排ガス１２のＮＯｘのモル数に対するＮＨ3のモル数の比（ＮＨ3／ＮＯｘモル比）が、要求脱硝性能に応じて１以下の値となるように設定する。
　ＮＨ3濃度、ＨＣｌ濃度が、数十～数百ｐｐｍ、好ましくは数十～２００ｐｐｍとなるように、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４から解離されるＮＨ3ガスを煙道１３内に噴霧し、ＮＨ3ガス１６によるＮＨ3を煙道１３内に噴射するようにすればよい。これは、ＮＨ3とＮＯｘとはモル比１対１で反応するため、ＮＨ3が過剰に供給されると、反応後にＮＨ3の余剰分が残存する。このＮＨ3から高温排ガス１２中の成分から酸性の硫酸塩を生じ、煙道１３内やエアヒータ２２、集塵機２３等の腐食による破損や灰の付着に伴う閉塞を生じたり、破損した煙道１３から高温排ガス１２が漏洩するのを防止するためである。
　なお、高温排ガス１２のＨｇ濃度は０．１μｇ／ｍ3Ｎ以上数十μｇ／ｍ3Ｎ以下と、高温排ガス１２中のＨＣｌ濃度に対してモル比で１／１０００以下とする。
　また、還元脱硝装置２０から排出される処理ガス中の水銀（Ｈｇ）含有量を測定する水銀（Ｈｇ）濃度計８３と、集塵器２３から排出され、湿式脱硫装置２４に供給される高温排ガス１２中のＨＣｌ含有量を測定する塩化水素（ＨＣｌ）濃度計８４と、が設けられている。尚、Ｈｇ濃度計８３は湿式脱硫装置２５の後流側に設け、湿式脱硫装置２５から排出される処理ガス中の水銀（Ｈｇ）含有量を測定するようにしてもよい。
　Ｈｇ濃度計８３及びＨＣｌ濃度計８４で測定された高温排ガス１２中のＨＣｌ濃度、Ｈｇ濃度の値から還元脱硝装置２０におけるＨｇの酸化割合を確認することができる。Ｈｇ濃度計８３、ＨＣｌ濃度計８４で測定された高温排ガス１２中のＨｇ濃度の値から二流体ノズル４８から噴霧されるＮＨ4Ｃｌ溶液１４の供給流量と、混合ガス１８中のＨＣｌガス１７の供給流量とを各々調整し、所定の脱硝性能を満足すると共に、Ｈｇの酸化性能を維持するようにしている。
　また、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の添加量と、ＨＣｌガス１７の供給流量の制御は、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４から解離して生じるＨＣｌガスと、添加するＨＣｌガス１７とを併せて、還元脱硝装置２０の出口での水銀酸化率(Ｈｇ2+/ＨｇT)が９５％以上、又は金属水銀濃度(Ｈｇ0)を１μｇ／Ｎｍ3以下となるようにする。なお、ＨｇTとは、全水銀濃度をいい、下記式（８）のように金属水銀濃度（Ｈｇ0）と酸化水銀濃度（Ｈｇ2+）との和で表される。
ＨｇT＝Ｈｇ0＋Ｈｇ2+・・・（８）
　また、ボイラ１１で使用される石炭の石炭性状から高温排ガス１２中に含まれるＮＯｘ、Ｈｇの各々の含有量を求め、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４、ＮＨ3ガス１６、ＨＣｌガス１７の各々の供給量を決定するようにしてもよい。即ち、ボイラ１１で石炭性状が燃焼することで高温排ガス１２中に含まれるＮＯｘ、Ｈｇ、ＨＣｌの各々の含有量が求められる。そして、ボイラ１１で石炭の燃焼を最大にすることで、ＮＯｘ、Ｈｇが高温排ガス１２に含まれる最大量をボイラ１１の燃焼量から求めることができる。よって、ボイラ１１で使用される石炭の石炭性状から高温排ガス１２中に含まれるＮＯｘ、Ｈｇ、ＨＣｌの各々の含有量を求め、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４、ＮＨ3ガス１６、ＨＣｌガス１７の各々の供給量を決定することができる。
　よって、本実施例に係る水銀除去システム１０Ａは、ボイラ１１等の燃焼設備から排出される高温排ガス１２中のＮＯｘ及びＨｇの濃度のバランスに応じて、煙道１３中にＮＨ3ガス１６、ＨＣｌガス１７を供給し、ＨＣｌ又はＮＨ3の必要量を調整して供給することができる。
＜供給量の制御方法＞
　Ｈｇ濃度計８３により、水銀酸化率(Ｈｇ2+/ＨｇT)が０．９５よりも小さい場合、又は金属水銀濃度(Ｈｇ0)が１μｇ／Ｎｍ3よりも大きい場合には、ＨＣｌ添加量を増加させる。
　また、ＮＯｘ濃度計８２－２により、還元脱硝装置２０の出口側のＮＯｘ濃度、ＮＨ3濃度を測定し、測定されたＮＨ3濃度が１ｐｐｍよりも大きい場合には、ＮＨ3添加量を減少させる。また、ＮＯｘ濃度計８２－２で測定されたＮＨ3濃度が１ｐｐｍよりも小さい場合には、ＮＨ3添加量を増加させる。但し、ＮＨ3濃度は、高温排ガス１２の入口側のＮＯｘモル流速（モル／Ｈ）に対して、高温排ガス１２のＮＯｘのモル数に対するＮＨ3のモル数の比（ＮＨ3／ＮＯｘモル比）が、要求脱硝性能に応じて１以下の値となるように設定する。
　また、本実施例に係る水銀除去システム１０Ａにおいては、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を噴霧する二流体ノズル４８の位置は、混合ガス１８を噴射する位置より上流側としているが、これは、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４は、ＮＨ3ガス１６、ＨＣｌガス１７よりも蒸発して気化するのに時間がかかるためである。なお、本発明は、これに限定されるものではなく、混合ガス１８を噴射する位置、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を噴霧する二流体ノズル４８の位置より上流側としてもよい。
　よって、本実施例に係る水銀除去システム１０Ａは、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４、ＮＨ3ガス１６及びＨＣｌガス１７の供給量を制御することで、高温排ガス１２中のＮＯｘ又はＨｇ濃度の変動に応じて所定の脱硝性能を満足すると共に、Ｈｇの酸化性能を維持するのに適切な対応を行うことができる。
　また、本実施例に係る水銀除去システム１０Ａにおいては、ＮＨ4Ｃｌ溶液噴霧手段１５Ａは、還元酸化助剤としてＮＨ4Ｃｌを用いているが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、ＮＨ4Ｃｌ以外の臭化アンモニウム（ＮＨ4Ｂｒ）、ヨウ化アンモニウム（ＮＨ4Ｉ）などのハロゲン化アンモニウムを還元酸化助剤として用い、水に溶解した溶液を液状物質として用いてもよい。
　また、本実施例に係る水銀除去システム１０Ａにおいては、ＮＨ4ＣｌはＮＨ3ガス、ＨＣｌガスに分解され、還元剤、水銀塩素化剤を生成するため、ＮＨ4Ｃｌ溶液噴霧手段１５Ａより噴霧される液状物質としてＮＨ4Ｃｌ溶液１４のみを用いているが、本発明はこれに限定されるものではない。本実施例に係る水銀除去システム１０Ａは、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４に、還元剤を含んだ溶液、水銀塩素化剤を含んだ溶液の何れか一方又は両方を混合して用いてもよい。
　ＮＨ4Ｃｌ溶液１４と、還元剤としてアンモニア（ＮＨ3）を溶解したアンモニウム（ＮＨ3）溶液と、水銀塩素化剤として塩化水素（ＨＣｌ）を溶解した塩化水素（ＨＣｌ）溶液とを混合した混合液を用いた構成を図１０に示す。
　図１０に示すように、本実施例に係る水銀除去システム１０Ａは、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４と、ＮＨ3溶液８５と、ＨＣｌ溶液８６とを混合した混合液８７を二流体ノズル４８より煙道１３内に噴霧するようにしたものである。ＮＨ4Ｃｌ溶解タンク３７中のＮＨ4Ｃｌ溶液１４と、アンモニア（ＮＨ3）溶解タンク８８中のＮＨ3溶液８５と、塩化水素（ＨＣｌ）溶解タンク８９中のＨＣｌ溶液８６とを混合液タンク９０に各々供給し、混合液タンク９０内において混合する。得られた混合液８７を二流体ノズル４８に送給し、二流体ノズル４８より煙道１３内に噴霧するようにする。これにより、別途ＮＨ3及びＨＣｌを供給することができるため、高温排ガス１２中のＮＯｘ又はＨｇ濃度に応じて適切な対応が可能となる。また、ＮＨ3溶解タンク８８、ＨＣｌ溶解タンク８９には、攪拌器４０－３、４０－４が設けられ、ＮＨ3溶解タンク８８内でＮＨ3溶液８５のＮＨ3濃度が均一になるようにし、ＨＣｌ溶解タンク８９内でＨＣｌ溶液８６のＨＣｌ濃度が均一になるようにしている。
　また、還元剤として、ＮＨ3を用いているが、尿素（（Ｈ2Ｎ）2Ｃ＝Ｏ）など還元作用を有するものを還元剤として用い、水に溶解した溶液を用いてもよい。また、例えば、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を調整する際、ＮＨ4Ｃｌ粉末３１の他に、尿素（（Ｈ2Ｎ）2Ｃ＝Ｏ）を混合して水３９に溶解させ、ＮＨ4Ｃｌ粉末３１と尿素とを混合した水溶液を用いてもよい。ボイラ設備においては、窒素酸化物濃度変動があるため、そのような場合には、ＮＨ4Ｃｌと共に尿素を添加してＮＨ3の供給量を増大させるようにしてもよい。
　また、水銀塩素化剤として、ＨＣｌを用いているが、ＨＣｌ以外の臭化水素（ＨＢｒ）、ヨウ化水素（ＨＩ）などのハロゲン化水素を水銀塩素化剤として用い、水に溶解した溶液を用いてもよい。
　また、ハロゲン化アンモニウムのような還元酸化助剤を用いない場合には、還元剤を水に溶解した溶液、水銀塩素化剤を水に溶解した溶液の何れか一方又は両方を二つ以上混合した混合液を液状物質として用いるようにしてもよい。
　このように、本実施例に係る水銀除去システム１０Ａによれば、ＮＨ4Ｃｌ溶液噴霧手段１５ＡよりＮＨ4Ｃｌ溶液１４を噴霧し、混合ガス噴霧手段１９よりＮＨ3ガス１６とＨＣｌガス１７とを含む混合ガス１８をボイラ１１の煙道１３内に供給することができる。液体状で噴霧したＮＨ4Ｃｌ溶液１４を気化し、ＨＣｌガス、ＮＨ3ガスに分解することで、脱硝触媒上で高温排ガス１２中のＨｇを酸化すると共に、ＮＯｘを還元することができる。また、混合ガス１８中のＮＨ3ガス１６、ＨＣｌガス１７の割合を調整することで、高温排ガス１２のガス性状に応じて還元剤、水素塩素化剤を適性量、任意に供給することができる。よって、単一の還元剤、水素塩素化剤の供給装置で高温排ガス１２のガス性状に応じて適性量で任意に供給することができる。また、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４が低濃度となる領域に混合ガス１８を供給することができるため、還元剤及び還元酸化助剤の濃度分布のばらつきを低減することができる。
　本発明による実施例２に係る水銀除去システムについて、図面を参照して説明する。
　図１０は、本発明の実施例２に係る水銀除去システムを示す概略図である。なお、実施例１に係る水銀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。
　図１０に示すように、本実施例に係る水銀除去システム１０Ｂは、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４のＮＨ4Ｃｌの濃度に応じてＮＨ4Ｃｌ溶解フィードタンク５２からフィードポンプ５３によりＮＨ4Ｃｌ溶液供給管４４を流入するＮＨ4Ｃｌ溶液１４の流量をバルブＶ２により調整する。
　演算装置４２はＮＨ4Ｃｌ濃度計４１により測定されたＮＨ4Ｃｌ溶液１４の濃度の値に基づいてＮＨ4Ｃｌ溶液１４の供給速度を算出する。演算装置４２で算出されたＮＨ4Ｃｌ溶液１４の供給速度をバルブＶ２に伝達し、バルブＶ２の開閉具合を調整することで、ＮＨ4Ｃｌ溶液供給管４４を流入するＮＨ4Ｃｌ溶液１４の流量を調整することができる。また、ＮＨ3ガス１６、ＨＣｌガス１７の供給流量を任意の割合で調整することができる。例えば、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の濃度が２０ｗｔ％程度の時のＮＨ4Ｃｌ溶液１４の流量を基準とした時、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の濃度が２０ｗｔ％よりも高い場合には、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の流量を少なくし、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の濃度が２０ｗｔ％よりも低い場合には、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の流量を多くする。また、ＮＨ3ガス１６、ＨＣｌガス１７の供給流量もＮＨ4Ｃｌ溶液１４の供給流量に応じて供給量を調整する。
　よって、ＮＨ4Ｃｌ溶解タンク３７中のＮＨ4Ｃｌ溶液１４の濃度に応じてＮＨ4Ｃｌ溶液１４を適正な流量で二流体ノズル４８から煙道１３内に供給することができる。また、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の濃度に応じてＮＨ3ガス１６、ＨＣｌガス１７を任意の割合で煙道１３内に供給することができる。これにより、適性量で任意に供給することができると共に、還元剤及び還元酸化助剤の濃度分布のばらつきを低減することができるため、より確実にＮＨ4Ｃｌを気化させることができ、ＮＨ4Ｃｌに起因する粉体の残留等を確実に防止することができる。
　本発明による実施例３に係る水銀除去システムについて、図面を参照して説明する。
　図１１は、本発明の実施例３に係る水銀除去システムを示す概略図である。なお、実施例１、２に係る水銀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。
　図１１に示すように、本実施例に係る水銀除去システム１０Ｃは、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４のＮＨ4Ｃｌの濃度に応じてサイロ３２内のＮＨ4Ｃｌ粉末３１をＮＨ4Ｃｌ溶解タンク３７に送給する供給量と、水供給タンク３８よりＮＨ4Ｃｌ溶解タンク３７に送給する水３９の供給量と、ＮＨ4Ｃｌ溶解フィードタンク５２からフィードポンプ５３によりＮＨ4Ｃｌ溶液供給管４４を流入するＮＨ4Ｃｌ溶液１４の流量と、ＮＨ3ガス１６、ＨＣｌガス１７のガスの供給流量とを調整するものである。
　演算装置４２がＮＨ4Ｃｌ濃度計４１で測定されたＮＨ4Ｃｌ溶液１４の濃度の値と、高温排ガス１２中のＮＯｘ濃度、Ｈｇ濃度との値に応じて、フィーダ３５でＮＨ4Ｃｌ溶解タンク３７内に送給するＮＨ4Ｃｌ粉末３１の供給量と、バルブＶ１でＮＨ4Ｃｌ溶解タンク３７内に送給する水３９の供給量とを調整することにより、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の濃度を任意の濃度に調整することができる。また、調整したＮＨ4Ｃｌ溶液１４の濃度に応じたＮＨ4Ｃｌ溶液１４の供給速度より、バルブＶ２によりＮＨ4Ｃｌ溶液供給管４４を流入するＮＨ4Ｃｌ溶液１４の流量を調整することができる。更に、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の濃度と高温排ガス１２中のＮＯｘ濃度、Ｈｇ濃度との値に応じてＮＨ3ガス１６、ＨＣｌガス１７の供給流量を任意の割合で調整することができる。
　よって、高温排ガス１２中のＮＯｘ濃度、Ｈｇ濃度に応じてＮＨ4Ｃｌ溶液１４の濃度を任意に調整しつつ、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を適正な流量とし、ＮＨ3ガス１６、ＨＣｌガス１７の供給流量を任意の割合で調整して煙道１３内に供給することができる。
　これにより、ボイラ等の燃焼設備から排出される高温排ガス１２中のＮＯｘ及びＨｇの濃度に対応させて、高温排ガス１２中にＮＨ3、ＨＣｌを適性量で任意に供給することができると共に、還元剤及び水銀塩素化剤の濃度分布のばらつきを低減することができるため、より確実にＮＨ4Ｃｌを気化させることができ、ＮＨ4Ｃｌに起因する粉体の残留等を確実に防止することができる。
　本発明による実施例４に係る水銀除去システムについて、図面を参照して説明する。
　図１２は、本発明の実施例４に係る水銀除去システムの構成を示す図であり、図１３は、図１２の一部の構成を詳細に示す図である。なお、実施例１乃至実施例３に係る水銀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。
　図１２、１１に示すように、本実施例に係る水銀除去システム１０Ｄは、煙道１３内に直接ＮＨ4Ｃｌ溶液１４、ＮＨ3ガス１６、ＨＣｌガス１７を供給せず、予めＮＨ4Ｃｌ溶液１４、ＮＨ3ガス１６、ＨＣｌガス１７を任意の割合で高温空気９１Ａに混合させ、煙道１３内に供給するようにしたものである。
　即ち、図１２、１１に示すように、本実施例に係る水銀除去システム１０Ｄは、還元脱硝装置２０の上流側であって、煙道１３の壁面よりＮＨ3、ＨＣｌを含む高温空気９１Ａを供給する気化装置９２Ａを有するものである。
　また、気化装置９２Ａは、装置本体９３内に高温空気９１Ａを導入する高温空気供給管９４と、装置本体９３内にＮＨ4Ｃｌ溶液１４を噴霧するＮＨ4Ｃｌ溶液噴霧手段１５Ａと、装置本体９３内にＮＨ3ガス１６、ＨＣｌガス１７を含む混合ガス１８を供給する混合ガス噴霧手段１９と、装置本体９３内のＮＨ3ガス、ＨＣｌガスを含んだ高温空気９１Ｂを煙道１３内に導入する高温空気導入管９５Ａと、を有するものである。
　高温空気供給部９６より高温空気供給管９４を介して供給される高温空気９１Ａに、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を噴霧し、気化することで生じるＮＨ3ガス、ＨＣｌガスと、混合ガス１８中のＮＨ3ガス１６、ＨＣｌガス１７とを含めることで、高温空気９１Ｂ中のＮＨ3、ＨＣｌの濃度は、予め任意に調整されたＮＨ3、ＨＣｌの濃度とすることができる。
　また、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を噴霧する二流体ノズル４８の位置と、混合ガス１８を噴射する噴射ノズル７５の位置との距離は、ＮＨ4Ｃｌが再析出しない距離を保つようにする。これは、混合ガス１８中のＮＨ3ガス１６が噴射されたとき、ＮＨ4Ｃｌが析出する可能性があるためである。
　よって、高温排ガス１２中のＮＯｘ濃度、Ｈｇ濃度に応じて予め任意にＮＨ3、ＨＣｌの濃度が調整された高温空気９１Ｂを高温空気導入管９５Ａより煙道１３内に供給することができる。これにより、ボイラ等の燃焼設備から排出される高温排ガス１２中のＮＯｘ及びＨｇの濃度に対応させて、煙道１３中にＮＨ3、ＨＣｌを適正量だけ供給することができるため、高温排ガス１２中のＮＯｘを還元すると共に、Ｈｇを酸化することができ、煙道１３中のＮＯｘ、Ｈｇをより確実に処理することができる。
　本発明による実施例５に係る水銀除去システムについて、図面を参照して説明する。
　本発明の実施例５に係る水銀除去システムは、実施例４に係る水銀除去システムの構成と同様であるため、本実施例では、水銀除去システムの液状物質、ガス状物質を供給する気化装置の構成のみを示す図を用いて説明する。
　図１４は、本発明の実施例５に係る水銀除去システムの気化装置の構成を示す図である。なお、実施例１乃至実施例４に係る水銀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。
　図１４に示すように、本実施例に係る水銀除去システムの気化装置９２Ｂは、高温空気導入管９５Ｂを煙道１３内に挿入し、高温空気導入管９５Ｂの長手方向の高温排ガス１２の後流側に高温空気９１Ｂを噴出する複数の孔９７を有する短管９８を設けたものである。
　即ち、図１４に示すように、本実施例に係る水銀除去システムの気化装置９２Ｂは、煙道１３内に挿入され、装置本体９３内の高温空気９１Ｂを煙道１３内に導入する高温空気導入管９５Ｂと、煙道１３内の高温空気導入管９５Ｂの長手方向に孔９７を有する短管９８を設けてなるものである。短管９８は、高温空気導入管９５Ｂの長手方向の高温排ガス１２の後流側に設けるようにしている。これにより高温排ガス１２のガス流れに高温空気９１Ｂを同伴させることができるため、高温排ガス１２中にＮＨ3、ＨＣｌを効率良く混合させることができる。また、短管９８の高温空気導入管９５Ｂに向きは、特に限定されるものではなく、高温空気導入管９５Ｂの高温排ガス１２の前流側に設けるようにしてもよい。
　高温空気導入管９５Ｂを煙道１３内に挿入し、煙道１３内の高温空気導入管９５Ｂに複数のノズル孔９７を設けることで、予め任意にＮＨ3、ＨＣｌの濃度が調整された高温空気９１Ｂを高温排ガス１２に均一に噴射することができる。これにより、更に確実に高温排ガス１２中のＮＯｘを還元すると共に、Ｈｇを酸化することができ、煙道１３中のＮＯｘ、Ｈｇを更に効率良く処理することができる。
　以上のように、本発明に係る水銀除去システム及び水銀含有高温排ガスの水銀除去方法は、高温排ガスのガス性状に応じて還元剤、水銀塩素化剤を任意の割合で同時に簡略な装置で高温排ガスに供給することができるので、高温排ガス中のＨｇ、ＮＯｘの除去性能を維持しつつ、煙道内の還元剤、水銀塩素化剤の濃度分布のばらつきの低減を図ることができる。
　１０Ａ～１０Ｄ　水銀除去システム
　１１　ボイラ
　１２　高温排ガス
　１３　煙道
　１４　塩化アンモニウム（ＮＨ4Ｃｌ）溶液
　１５Ａ、１５Ｂ　ＮＨ4Ｃｌ溶液噴霧手段（液状物質噴霧手段）
　１６　ＮＨ3ガス
　１７　塩化水素（ＨＣｌ）ガス
　１８　混合ガス
　１９　混合ガス噴霧手段（ガス状物質噴霧手段）
　２０　還元脱硝装置
　２２　エアヒータ（ＡＰＨ）
　２３　集塵器
　２４　石灰石膏スラリー
　２５　湿式脱硫装置
　３１　塩化アンモニウム（ＮＨ4Ｃｌ）粉末
　３２　サイロ
　３３　ブロワ
　３４　空気
　３５　フィーダ
　３６　ＮＨ4Ｃｌ粉末送給通路
　３７　ＮＨ4Ｃｌ溶解タンク
　３８　水供給タンク
　３９　水
　４０－１～４０－４　攪拌器
　４１　塩化アンモニウム（ＮＨ4Ｃｌ）濃度計
　４２　演算装置
　４４　ＮＨ4Ｃｌ溶液供給管
　４５、４９　空気
　４６　噴射孔
　４７　吹込み管
　４８　二流体ノズル
　５０Ａ、５０Ｂ、５１　空気供給管
　５２　ＮＨ4Ｃｌ溶解フィードタンク
　５３　フィードポンプ
　５４－１～５４－６　流量計
　５５、５６　空気供給部
　５７　隙間
　６１、６３　フランジ部
　６２　開口部
　６４　噴射ノズル
　７１　ＮＨ3ガス供給部
　７２　ＨＣｌガス供給部
　７３　ＮＨ3ガス供給管
　７４　ＮＨ3ガス供給管
　７５　噴射ノズル
　７６　浄化ガス
　７７　煙突
　８１　流量計
　８２－１、８２－２　ＮＯｘ濃度計
　８３　水銀（Ｈｇ）濃度計
　８４　塩化水素（ＨＣｌ）濃度計
　９１Ａ、９１Ｂ　高温空気
　９２Ａ、９２Ｂ　気化装置
　９３　装置本体
　９４　高温空気供給管
　９５Ａ、９５Ｂ　高温空気導入管
　９６　高温空気供給部
　９７　孔
　９８　短管
　Ｖ１～Ｖ７　バルブ

Claims (22)

  1. 　ボイラからの高温排ガス中に含まれる窒素酸化物、水銀を除去する水銀除去システムであって、
    　脱硝触媒で高温排ガス中に含まれる窒素酸化物を還元すると共に、塩化水素共存下で水銀を酸化する還元酸化助剤を溶解した液状物質を、前記ボイラの煙道内に液体状で噴霧させる液状物質噴霧手段と、
    　該液状物質噴霧手段より下流側に設けられ、前記脱硝触媒で高温排ガス中に含まれる窒素酸化物を還元する還元剤、又は脱硝触媒で塩化水素共存下で高温排ガス中に含まれる水銀を酸化する水銀塩素化剤の何れか一方又は両方をガス状物質として前記煙道内に噴霧させるガス状物質噴射手段と、
    　前記高温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、
    を有してなることを特徴とする水銀除去システム。
  2. 　請求項１において、
    　前記液状物質が、前記脱硝触媒で高温排ガス中に含まれる窒素酸化物を還元する還元剤、又は塩化水素共存下で水銀を酸化する水銀塩素化剤の何れか一方又は両方を前記還元酸化助剤と混合した混合液であることを特徴とする水銀除去システム。
  3. 　請求項１又は２において、
    　前記還元酸化助剤が、ハロゲン化アンモニウムであることを特徴とする水銀除去システム。
  4. 　請求項２又は３において、
    　前記液状物質が、前記還元剤として、アンモニア、尿素の何れか一方又は両方を用いることを特徴とする水銀除去システム。
  5. 　請求項２乃至４の何れか一つにおいて、
    　前記液状物質が、前記水銀塩素化剤として、ハロゲン化水素を用いることを特徴とする水銀除去システム。
  6. 　請求項１乃至５の何れか一つにおいて、
    　前記液状物質噴霧手段が、
    　前記還元酸化助剤を液体状で前記煙道内に供給する還元酸化助剤供給管と、
    　前記煙道内に前記還元酸化助剤供給管を囲うように挿入され、内部に供給された空気を前記煙道内に噴射させる噴射孔を有する吹込み管と、
    　前記還元酸化助剤供給管の先端部に取り付けられ、前記還元酸化助剤を噴射する噴射ノズルとを有し、
    　前記還元酸化助剤を前記空気と同伴させて前記煙道内に噴霧させることを特徴とする水銀除去システム。
  7. 　請求項６において、
    　前記噴射ノズルが、前記還元酸化助剤と、前記還元酸化助剤の噴霧用の空気とを噴射させる二流体ノズルであることを特徴とする水銀除去システム。
  8. 　請求項１乃至５の何れか一つにおいて、
    　前記液状物質噴霧手段が、
    　前記還元酸化助剤を液体状で前記煙道内に供給する還元酸化助剤供給管と、
    　前記煙道内に前記還元酸化助剤供給管を囲いように挿入され、前記還元酸化助剤の噴霧用の空気を前記煙道内に供給する空気供給管と、
    　前記還元酸化助剤供給管及び前記空気供給管の先端部に取り付けられ、前記還元酸化助剤及び前記空気を噴射する二流体ノズルとを有し、
    　前記還元酸化助剤を前記空気と同伴させて前記煙道内に噴霧させることを特徴とする水銀除去システム。
  9. 　請求項１乃至８の何れか一つにおいて、
    　前記煙道の外側に設けられ、前記液状物質噴霧手段より噴霧される前記液状物質と、前記ガス状物質噴霧手段より噴射される前記ガス状物質とを、装置本体内に供給される高温空気に供給し、前記液状物質と前記ガス状物質とを含んだ高温空気を前記煙道内に供給する気化装置を有することを特徴とする水銀除去システム。
  10. 　請求項９において、
    　前記装置本体から前記煙道内に挿入され、前記装置本体内で液状物質と混合ガスとを含んだ高温空気を前記煙道内に導入する高温空気導入管を有し、
    　該高温空気導入管の長手方向に複数の孔を備えた短管を設けてなることを特徴とする水銀除去システム。
  11. 　請求項１乃至１０の何れか一つにおいて、
    　前記ガス状物質が、前記還元剤として、アンモニアを用いることを特徴とする水銀除去システム。
  12. 　請求項１乃至１１の何れか一つにおいて、
    　前記ガス状物質が、前記水銀塩素化剤として、ハロゲン化水素を用いることを特徴とする水銀除去システム。
  13. 　請求項１乃至１２の何れか一つにおいて、
    　前記高温排ガスの温度が、３２０℃以上４２０℃以下であることを特徴とする水銀除去システム。
  14. 　請求項１乃至１３の何れか一つにおいて、
    　前記還元脱硝装置の上流側と下流側に、前記高温排ガス中の窒素酸化物の濃度を測定する窒素酸化物濃度測定計を有することを特徴とする水銀除去システム。
  15. 　ボイラからの高温排ガス中に含まれる窒素酸化物、水銀を除去する水銀含有高温排ガスの水銀除去方法であって、
    　前記脱硝触媒で高温排ガス中に含まれる窒素酸化物を還元すると共に、塩化水素共存下で水銀を酸化する還元酸化助剤を溶媒に溶解した液状物質を、前記ボイラの煙道内に液体状で噴霧させる液状物質噴霧工程と、
    　前記脱硝触媒で高温排ガス中に含まれる窒素酸化物を還元する還元剤、脱硝触媒で塩化水素共存下で高温排ガス中に含まれる水銀を酸化する水銀塩素化剤の何れか一方又は両方をガス状物質をとして前記煙道内に噴霧させるガス状物質噴射工程と、
    　前記脱硝触媒で前記高温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還元脱硝処理工程と、
    　該還元脱硝処理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、
    を含むことを特徴とする水銀含有高温排ガスの水銀除去方法。
  16. 　請求項１５において、
    　前記液状物質が、前記脱硝触媒で高温排ガス中に含まれる窒素酸化物を還元する還元剤、又は塩化水素共存下で水銀を酸化する水銀塩素化剤の何れか一方又は両方を前記還元酸化助剤と混合した混合液であることを特徴とする水銀含有高温排ガスの水銀除去方法。
  17. 　請求項１５又は１６において、
    　前記還元酸化助剤が、ハロゲン化アンモニウムであることを特徴とする水銀含有高温排ガスの水銀除去方法。
  18. 　請求項１６又は１７において、
    　前記液状物質が、前記還元剤として、アンモニア又は尿素を用いることを特徴とする水銀含有高温排ガスの水銀除去方法。
  19. 　請求項１６乃至１８の何れか一つにおいて、
    　前記液状物質が、前記水銀塩素化剤として、ハロゲン化水素を用いることを特徴とする水銀含有高温排ガスの水銀除去方法。
  20. 　請求項１５乃至１９の何れか一つにおいて、
    　前記液状物質噴霧工程が、前記液状物質を二流体ノズルを用いて噴霧することを特徴とする水銀含有高温排ガスの水銀除去方法。
  21. 　請求項１５乃至２０の何れか一つにおいて、
    　前記ガス状物質が、前記還元剤として、アンモニアを用いることを特徴とする水銀含有高温排ガスの水銀除去方法。
  22. 　請求項１５乃至２１の何れか一つにおいて、
    　前記ガス状物質が、前記水銀塩素化剤として、ハロゲン化水素を用いることを特徴とする水銀含有高温排ガスの水銀除去方法。
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