WO2012128257A1 - 排ガス処理システム及び方法、脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥装置及び方法 - Google Patents

排ガス処理システム及び方法、脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥装置及び方法 Download PDF

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晴治 香川
立人 長安
直行 神山
俊大 福田
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Definitions

  • the present invention relates to an exhaust gas treatment system for treating exhaust gas discharged from a boiler, an exhaust gas treatment method, a spray drying apparatus for dehydrated filtrate from desulfurized effluent, and a spray drying method for dehydrated filtrate from desulfurized effluent.
  • an exhaust gas treatment system for treating exhaust gas discharged from a boiler installed in a thermal power generation facility or the like.
  • the exhaust gas treatment system includes a denitration device that removes nitrogen oxides from exhaust gas from a boiler, an air heater that recovers the heat of exhaust gas that has passed through the denitration device, a dust collector that removes soot and dust in the exhaust gas after heat recovery, and a post-dust removal And a desulfurization device for removing sulfur oxides in the exhaust gas.
  • a desulfurization apparatus a wet desulfurization apparatus that removes sulfur oxide in the exhaust gas by bringing the lime absorbing liquid or the like into gas-liquid contact with the exhaust gas is generally used.
  • Wastewater discharged from wet desulfurization equipment (hereinafter referred to as “desulfurization wastewater”) contains a large amount of various kinds of harmful substances such as ions such as chlorine ions and ammonium ions and mercury. For this reason, it is necessary to remove these harmful substances from the desulfurization effluent before the desulfurization effluent is discharged to the outside of the system, but the removal process of these various types of harmful substances contained in the desulfurization effluent is complicated, and the treatment cost There is a problem that is high. In order to reduce the treatment cost of the desulfurization waste water, a method for reusing the desulfurization waste water in the system without releasing it to the outside of the system has been proposed.
  • Patent Document 1 separately installs equipment for branching from a flue of a main line to which a denitration apparatus, an air heater, a dust collector, and a desulfurization apparatus are connected, and spraying and degassing desulfurization drainage. Part of the exhaust gas from the flue is introduced into this equipment, and after desulfurization wastewater is sprayed and evaporated in the exhaust gas in the equipment to deposit harmful substances, this exhaust gas is returned to the main line flue.
  • An exhaust gas treatment device configured as described above is disclosed (Patent Documents 1 and 2).
  • a spray drying device for drying the desulfurized wastewater can be used as the facility for carrying out the non-drainage.
  • problems 1) Problems due to disturbance in the heat balance In order to evaporate the spray liquid, drying is promoted by the heat transfer between the spray liquid and hot air. appear. 2) Problems caused by the coarsening of the droplet diameter of the spray liquid due to ash adhesion When ash adheres to the tip of the spray nozzle, the diameter of the spray droplet generated from the nozzle changes and generally becomes coarse. The coarse droplets have a small specific surface area for heat exchange with warm air, and the heat exchange is slow, so that an evaporation delay occurs.
  • the present invention provides an exhaust gas treatment system, exhaust gas treatment method, exhaust gas treatment method, spray drying apparatus for dehydrated filtrate from desulfurized effluent, and spray drying of dehydrated filtrate from desulfurized effluent that can be stably operated. It is an object to provide a method.
  • a boiler that burns fuel, an air heater that recovers heat of exhaust gas from the boiler, a first dust collector that removes soot in the exhaust gas after heat recovery, and after dust removal
  • a desulfurization device that removes sulfur oxides contained in the exhaust gas with an absorbing solution, a dehydrator that removes gypsum from the desulfurization effluent discharged from the desulfurization device, and a spraying means that sprays the dehydrated filtrate from the dehydrator.
  • An exhaust gas treatment system comprising: a spray drying device provided; and an exhaust gas introduction line for introducing a part of the exhaust gas into the spray drying device.
  • the exhaust gas treatment system includes a solid-liquid separation device that removes suspended solids in the dehydrated filtrate from the dehydrator.
  • the exhaust gas treatment system includes a dehydration branch line for supplying the dehydrated filtrate from the dehydrator to the dust collection ash.
  • the spray drying device is a solid-gas separation type spray drying means.
  • the exhaust gas treatment system includes a waste water treatment device that removes harmful substances from the dehydrated filtrate from the dehydrator.
  • the exhaust gas treatment system includes a second dust collector on one or both of the upstream side and the downstream side of the spray drying apparatus provided in the exhaust gas introduction line.
  • the exhaust gas branching position is on the upstream side of an air heater, and the exhaust gas from the spray dryer is returned between the air heater and the first dust collector. .
  • the position where the exhaust gas is branched is on the upstream side of the air heater, and the exhaust gas from the spray dryer is returned between the air heater and the first dust collector or on the downstream side of the first dust collector.
  • the exhaust gas branching position is between the air heater and the first dust collector, and the exhaust gas from the spray dryer is returned between the air heater and the first dust collector.
  • the exhaust gas branching position is between the air heater and the first dust collector, and the exhaust gas from the spray dryer is returned between the air heater and the first dust collector.
  • the position where the exhaust gas is branched is between the air heater and the first dust collector, and the exhaust gas from the spray drying device is disposed between the air heater and the first dust collector or the first dust collector.
  • the exhaust gas treatment system is characterized by being returned to the downstream side.
  • the position where the exhaust gas is branched is between the first dust collector and the desulfurization device, and the exhaust gas from the spray drying device is between the air heater and the first dust collector or the first dust collector.
  • the exhaust gas is returned to the downstream side of the dust collector.
  • the position where the exhaust gas is branched is between the first dust collector and the desulfurization device, and the exhaust gas from the spray drying device is returned to the first dust collector and the desulfurization device.
  • the exhaust gas treatment system In the exhaust gas treatment system.
  • the heat of exhaust gas from a boiler that burns fuel is recovered by an air heater, and then sulfur oxides contained in the exhaust gas after heat recovery are removed with an absorbing solution in a desulfurization apparatus.
  • the dehydrated filtrate obtained by removing gypsum from the desulfurization effluent discharged from the desulfurization apparatus is spray-dried with a part of the exhaust gas.
  • the separated liquid from which the suspended solids in the dehydrated filtrate are removed is spray-dried.
  • solids are removed from the spray-dried exhaust gas.
  • a spray nozzle for spraying dehydrated filtrate from desulfurization effluent into the spray dryer main body, and an introduction for introducing exhaust gas for drying the spray liquid provided in the spray dryer main body.
  • a mouth, a drying region provided in the spray drying apparatus main body for drying the dehydrated filtrate with exhaust gas, a discharge port for discharging the exhaust gas that contributed to drying, and an attachment state of the deposit on the spray nozzle are monitored.
  • a dehydrating filtrate spray-drying device from desulfurization effluent.
  • the deposit monitoring means is in a spray drying apparatus for dehydrated filtrate from desulfurization effluent characterized by monitoring the growth state of ash deposits by ultrasonic or laser.
  • the spray drying apparatus of the dehydrated filtrate from the desulfurization effluent is further provided with a deposit removing means for removing the deposit.
  • the deposit removing means is a scraper movably provided on the outer periphery of the spray nozzle.
  • the deposit removing means is a spray nozzle cleaning means.
  • thermometers that are provided in the drying region and measure the internal temperature
  • a determination unit that determines whether the dehydrated filtrate is sprayed / dried based on the measurement result of the thermometer
  • a determination unit that determines whether the dehydrated filtrate is sprayed / dried based on the measurement result of the thermometer
  • the exhaust gas or the dehydrated filtrate is adjusted by adjusting the flow rate of the adjustment valve, and the dehydrated filtrate spray drying apparatus from the desulfurization drainage is provided. It is in.
  • a boiler that burns fuel, an air heater that recovers the heat of the exhaust gas from the boiler, a dust collector that removes dust in the exhaust gas after heat recovery, and an exhaust gas after dust removal
  • a desulfurizer that removes sulfur oxides contained therein with an absorbent, a dehydrator that removes gypsum from the desulfurization effluent discharged from the desulfurizer, and a spraying means that sprays the dehydrated filtrate from the dehydrator.
  • An exhaust gas treatment system comprising: a spray drying apparatus according to a sixteenth aspect of the present invention; and an exhaust gas introduction line for introducing a part of the exhaust gas into the spray drying apparatus.
  • the exhaust gas treatment system includes a solid-liquid separation device that removes suspended solids in the dehydrated filtrate from the dehydrator.
  • the dehydrated filtrate from the desulfurized waste water is sprayed into the spray drying apparatus body and the spray liquid is dried by the introduced exhaust gas.
  • Check the spray state determine whether spraying of the dehydrated filtrate is appropriate, and if spraying is inappropriate, clean the spray nozzle and remove ash deposits adhering to the vicinity of the spray nozzle.
  • the method of spray drying the dehydrated filtrate from the desulfurization waste water.
  • the temperature distribution inside the spray drying apparatus main body is measured, and the dry state is monitored by the temperature distribution in the gas flow direction.
  • the amount of exhaust gas and the supply of the dehydrated filtrate are measured.
  • the method of spray drying the dehydrated filtrate from the desulfurization effluent characterized by adjusting the amount.
  • the exhaust gas from the boiler is used and the dehydrated filtrate obtained by removing gypsum from the desulfurization effluent separated from the desulfurization device is used for spraying with the spray drying device.
  • spray drying can be performed stably, and desulfurization drainage from the desulfurization apparatus can be eliminated.
  • the spray drying state is grasped. If there is a spray failure, it can be stably sprayed by removing it. This makes it possible to eliminate the desulfurization drainage from the desulfurization apparatus.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an exhaust gas treatment system according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of another exhaust gas treatment system according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the exhaust gas treatment system according to the second embodiment.
  • FIG. 4A is a schematic configuration diagram of an exhaust gas treatment system according to a third embodiment.
  • FIG. 4B is a schematic configuration diagram of another exhaust gas treatment system according to the third embodiment.
  • FIG. 4C is a schematic configuration diagram of another exhaust gas treatment system according to the third embodiment.
  • FIG. 5A is a schematic configuration diagram of an exhaust gas treatment system according to a fourth embodiment.
  • FIG. 5B is a diagram illustrating an example of a solid-gas separation type spray drying apparatus.
  • FIG. 5C is a diagram illustrating an example of a solid-gas separation type spray drying apparatus.
  • FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an exhaust gas treatment system according to a fifth embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an exhaust gas treatment system according to a sixth embodiment.
  • FIG. 8A is a schematic configuration diagram of another exhaust gas treatment system according to the sixth embodiment.
  • FIG. 8B is a schematic configuration diagram of another exhaust gas treatment system according to the sixth embodiment.
  • FIG. 8C is a schematic configuration diagram of another exhaust gas treatment system according to the sixth embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic configuration diagram of an exhaust gas treatment system according to a seventh embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic configuration diagram of another exhaust gas treatment system according to the seventh embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic diagram of a spray drying apparatus for dehydrated filtrate from desulfurization waste water according to Example 8.
  • FIG. 12A is a schematic diagram showing a monitoring state of an adhering matter by the adhering matter monitoring unit.
  • FIG. 12B is a schematic diagram illustrating a monitoring state of a deposit by the deposit monitoring unit.
  • FIG. 12C is a schematic diagram illustrating a monitoring state of the deposit by the deposit monitoring unit.
  • FIG. 13 is a schematic view of an apparatus for spray drying dehydrated filtrate from another desulfurization effluent according to the eighth embodiment.
  • FIG. 14A is a diagram illustrating a state in which an attached portion is removed by a scraper provided around the spray nozzle.
  • FIG. 14B is a diagram illustrating a state of removal of an adhesion portion by a scraper provided around the spray nozzle.
  • FIG. 14C is a diagram illustrating a state in which the attached portion is removed by a scraper provided around the spray nozzle.
  • FIG. 15 is a schematic diagram of a spray nozzle according to the ninth embodiment.
  • FIG. 16 is a schematic diagram of a spray drying apparatus according to the tenth embodiment.
  • FIG. 17A is a relationship diagram between the distance from the nozzle to the thermometers (T 1 to T 7 ) provided at seven locations in the drying apparatus body and the measured temperature.
  • FIG. 17B is a relationship diagram between the distance from the nozzle to the thermometers (T 1 to T 7 ) provided at seven locations in the drying apparatus body and the measured temperature.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an exhaust gas treatment system according to a first embodiment.
  • An exhaust gas treatment system 10A exemplified in FIG. 1 includes nitrogen oxide (NO x ), sulfur from exhaust gas 18 from a boiler 11 such as a coal fired boiler using coal as a fuel or a heavy oil fired boiler using heavy oil as a fuel. This is a device for removing harmful substances such as oxide (SO x ) and mercury (Hg).
  • NO x nitrogen oxide
  • SO x oxide
  • Hg mercury
  • the exhaust gas treatment system 10A includes a boiler 11 that burns fuel F, an air heater 13 that recovers heat of the exhaust gas 18 from the boiler 11, a first dust collector 14 that removes soot and dust in the exhaust gas 18 after heat recovery, A desulfurization device 15 that removes sulfur oxides contained in the exhaust gas 18 after dust removal with a lime slurry 20 that is an absorbing solution; a dehydrator 32 that removes gypsum 31 from the desulfurization waste water 30 discharged from the desulfurization device 15; A spray drying device 34 provided with a spraying means for spraying the dehydrated filtrate 33 from the dehydrator 32 and an exhaust gas introduction line L 11 for introducing a part of the exhaust gas 18 into the spray drying device 34 are provided.
  • Denitration device 12 is a device for removing nitrogen oxides in the exhaust gas 18 supplied from the boiler 11 through the gas supply line L 1, and has inside thereof denitration catalyst layer (not shown).
  • a reducing agent injector (not shown) is disposed upstream of the denitration catalyst layer, and the reducing agent is injected into the exhaust gas 18 from the reducing agent injector.
  • ammonia, urea, ammonium chloride or the like is used as the reducing agent.
  • nitrogen oxides in the exhaust gas 18 are decomposed and removed into nitrogen gas (N 2 ) and water (H 2 O).
  • the chlorine (Cl) content in the exhaust gas 18 increases, the proportion of divalent mercury chloride soluble in water increases, and mercury is easily collected by the desulfurization apparatus 15 described later.
  • the denitration device 12 is not essential, and when the nitrogen oxide concentration or mercury concentration in the exhaust gas 18 from the boiler 11 is very small, or when these substances are not contained in the exhaust gas 18, denitration is performed. It is also possible to omit the device 12.
  • the air heater 13 is a heat exchanger that recovers heat in the exhaust gas 18 supplied through the gas supply line L 2 after nitrogen oxides are removed by the denitration device 12. Since the temperature of the exhaust gas 18 that has passed through the denitration device 12 is as high as about 350 ° C. to 400 ° C., heat exchange is performed between the high temperature exhaust gas 18 and normal temperature combustion air by the air heater 13. The combustion air that has reached a high temperature due to heat exchange is supplied to the boiler 11. On the other hand, the exhaust gas 18 subjected to heat exchange with room temperature combustion air is cooled to about 150 ° C.
  • the first dust collector 14 removes soot in the exhaust gas 18 supplied through the gas supply line L 3 after heat recovery.
  • Examples of the first dust collector 14 include, but are not limited to, an inertia dust collector, a centrifugal dust collector, a filtration dust collector, an electric dust collector, and a cleaning dust collector.
  • the desulfurization device 15 is a device that removes sulfur oxide in the exhaust gas 18 supplied via the gas supply line L 4 in a wet manner after the dust is removed.
  • lime slurry 20 an aqueous solution in which limestone powder is dissolved in water
  • the temperature in the apparatus is adjusted to about 30 to 80 ° C.
  • the lime slurry 20 is supplied from the lime slurry supply device 21 to the tower bottom 22 of the desulfurization device 15.
  • the lime slurry 20 supplied to the tower bottom 22 of the desulfurization apparatus 15 is sent to a plurality of nozzles 23 in the desulfurization apparatus 15 via an absorption liquid supply line (not shown), and ejected from the nozzle 23 toward the tower top 24 side. Is done.
  • an absorption liquid supply line not shown
  • sulfur oxide and mercury chloride in the exhaust gas 18 are absorbed by the lime slurry 20, It is separated from the exhaust gas 18 and removed.
  • the exhaust gas 18 purified by the lime slurry 20 is discharged from the tower top 24 side of the desulfurization device 15 as the purified gas 26 and is discharged out of the system from the chimney 27.
  • the sulfur oxide SO x in the exhaust gas 18 causes a reaction represented by the lime slurry 20 and the following formula (1).
  • the lime slurry 20 that has absorbed SO x in the exhaust gas 18 is oxidized by air (not shown) supplied to the tower bottom 22 of the desulfurization device 15, and the reaction represented by the following equation (2) with air.
  • air (not shown) supplied to the tower bottom 22 of the desulfurization device 15, and the reaction represented by the following equation (2) with air.
  • SO x in the exhaust gas 18 is captured in the form of gypsum CaSO 4 .2H 2 O in the desulfurization apparatus 15.
  • the lime slurry 20 is obtained by pumping the liquid stored in the tower bottom 22 of the desulfurization device 15, and the lime slurry 20 to be pumped is accompanied by the operation of the desulfurization device 15.
  • Gypsum CaSO 4 .2H 2 O is mixed according to the reaction formulas (1) and (2).
  • this lime-gypsum slurry (lime slurry mixed with gypsum) to be pumped is called an absorbent.
  • Absorbing solution used for desulfurization (limestone gypsum slurry) is discharged from the bottom portion 22 of the desulfurization apparatus 15 to the outside as a desulfurization effluent 30 is sent to the dehydrator 32 through the drain line L 20 to be described later, wherein the dehydration treatment Is done.
  • the desulfurization waste water 30 contains heavy metals such as mercury and halogen ions such as Cl ⁇ , Br ⁇ , I ⁇ and F ⁇ .
  • the dehydrator 32 separates the solid component containing the gypsum 31 in the desulfurization waste water 30 and the dehydrated filtrate 33 of the liquid component.
  • the dehydrator 32 for example, a belt filter, a centrifugal separator, a decanter type centrifugal sedimentator or the like is used.
  • the gypsum 31 is separated by a dehydrator 32.
  • mercury chloride in the desulfurization waste water 30 is separated from the liquid together with the gypsum 31 in a state of being adsorbed by the gypsum 31.
  • the separated gypsum 31 is discharged to the outside of the system (hereinafter referred to as “outside system”).
  • a separated liquid dehydrating filtrate 33 is sent to the spray-drying apparatus 34 through the dewatering line L 21.
  • the dehydrated filtrate 33 may be temporarily stored in a drain tank (not shown).
  • the spray drying device 34 includes a gas introduction means for introducing a part of the exhaust gas 18 via an exhaust gas introduction line L 11 branched from the gas supply line L 2, and a spray means for spraying or spraying the dehydrated filtrate 33. ing. Then, the dehydrated filtrate 33 sprayed by the heat of the introduced exhaust gas 18 is evaporated and dried.
  • the dehydrated filtrate 33 from which the gypsum 31 has been removed from the desulfurization waste water 30 is spray-dried, clogging by the spraying means can be prevented. That is, since the desulfurization waste water 30 itself is not sprayed, the amount of dry particles generated as the desulfurization waste water 30 evaporates can be greatly reduced. As a result, clogging due to adhesion of dry particles can be reduced. Further, by dehydrating the desulfurization waste water 30, mercury chloride is separated and removed together with the gypsum 31, so that it is possible to prevent the mercury concentration in the exhaust gas 18 from increasing when spraying the waste water.
  • part of the exhaust gas flowing into the air heater 13 is branched from the gas supply line L 2 via the exhaust gas introduction line L 11 , so that the temperature of the exhaust gas is high (350 to 400 ° C.) and dehydration.
  • the filtrate 33 can be efficiently spray-dried.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of another exhaust gas treatment system according to the first embodiment.
  • a part of the dehydrated filtrate 33 is sprayed onto the dust collection ash 16 discharged from the first dust collector 14 by the dehydration branch line L 22 branched from the dehydration line L 21 .
  • the water content of the dust collection ash 16 after spray mixing is preferably 15% at maximum.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the exhaust gas treatment system according to the second embodiment.
  • a solid-liquid separation device 41 that removes suspended solids (SS) or suspended substances in the desulfurized filtrate 33 is provided with a dehydration line. L 21 is interposed.
  • the solid-liquid separation device 41 include a liquid cyclone, a belt filter, a classifier, and a membrane separation device.
  • This solid-liquid separation device 41 removes suspended substances (SS) in the dehydrated filtrate 33, and the SS concentration in the separation liquid 42 is 1% by weight or less, more preferably 0.1 to 0.5% by weight.
  • concentration reduces and clogging of a nozzle, piping, etc. in the spray-drying apparatus 34 can further be suppressed.
  • the SS concentration to 1% by weight or less, more preferably 0.1 to 0.5% by weight, it is possible to prevent the spray-dried material from adhering to the tip of the spray nozzle during spray-drying or the growth of dust. , The occurrence of spray failure is suppressed.
  • the separation residue 43 separated by the solid-liquid separation device may be joined to the dust collection ash 16 so that the dehydrated filtrate 33 contains water.
  • the dust collection ash 16 and the separation residue 43 may be sprayed with the dehydrated filtrate 33 in different places.
  • FIG. 4A is a schematic configuration diagram of an exhaust gas treatment system according to a third embodiment.
  • FIG. 4B is a schematic configuration diagram of another exhaust gas treatment system according to the third embodiment.
  • FIG. 4C is a schematic configuration diagram of another exhaust gas treatment system according to the third embodiment.
  • a small second dust collector 35 is provided on the downstream side of the spray dryer 34 to remove solid matter.
  • Examples of the small second dust collector 35 include a bag filter and an electric dust collector. Thereby, the solid matter 36 can be removed from the branched exhaust gas 18. Therefore, in addition to return to the upstream side of the first dust collector 14, so as to merge into the gas supply line L 4 side of the downstream side may be placed a gas return line L 12 indicated by a broken line ( The same applies to the following examples). Thereby, the load of the 1st dust collector 14 can be reduced.
  • a small second dust collector 35 is provided on the upstream side of the spray dryer 34 to remove the solid matter 36 in advance. I am doing so.
  • the other exhaust gas treatment system 10D-3 of the present embodiment the small into a front flow-side and rear flow side of the spray-drying apparatus 34 provided in the exhaust gas introduction line L 11 2
  • the dust collectors 35A and 35B are provided to remove the solid matter 36 in advance.
  • the gas return line L 12 may be installed (in the figure the wavy line), preferred. Thereby, the load of the 1st dust collector 14 can be reduced.
  • FIG. 5A is a schematic configuration diagram of an exhaust gas treatment system according to a fourth embodiment.
  • the solid-gas separation type spray drying device 50 is used as the spray drying device, and the dehydrated filtrate 33 is spray dried.
  • the solid substance 38 is isolate
  • An example of the solid-gas separation type spray drying apparatus 50 is a cyclone type spray drying apparatus.
  • FIG. 5B is a downflow type solid-gas separation type spray drying apparatus.
  • the exhaust gas 18 is introduced from the upper side of the drying apparatus main body 51 to form a downward laminar gas flow.
  • the spray liquid 33a sprayed by is dried.
  • the exhaust gas 18 that has contributed to the drying is discharged from the lower side of the drying apparatus main body 51 and returned to the gas supply line L 3 of the air heater 13 via the gas return line L 12 .
  • the solid material 38 is discharged from the bottom side of the drying apparatus main body 51.
  • FIG. 5C is an upflow type solid-gas separation type spray drying apparatus.
  • the exhaust gas 18 is introduced from the lower side of the drying apparatus main body 51 to form an upward laminar gas flow.
  • the spray liquid 33a sprayed by is dried.
  • the exhaust gas 18 contributing to the drying is discharged from the upper side of the drying apparatus main body 51 and returned to the gas supply line L 3 of the air heater 13 through the gas return line L 12 . Since the exhaust gas 18 flows in the direction opposite to the gravitational direction, the exhaust gas 18 and the spray liquid 33a of the dehydrated filtrate 33 are in countercurrent contact, and the drying efficiency of the dehydrated filtrate 33 is improved.
  • a small dust collector may be provided on the downstream side of the solid-gas separation type spray drying apparatus 50 as in the third embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an exhaust gas treatment system according to a fifth embodiment.
  • a waste water treatment device 44 is interposed in the dewatering line L 21, and the waste water treatment device 44 causes harmful substances and suspended substances in the dehydrated filtrate 33. And the like, the treated waste water 45 is caused to flow into the spray drying device 34 and spray dried.
  • the waste water treatment device 44 is a means for removing substances remaining in the dehydrated filtrate 33 (those that could not be adsorbed on the gypsum 31), boron, selenium, and the like (hereinafter referred to as “mercury removing means”).
  • Means for removing halogen ions such as chlorine ions (Cl ⁇ ), bromine ions (Br ⁇ ), iodine ions (I ⁇ ), fluorine ions (F ⁇ ) (hereinafter referred to as “halogen ion removing means”);
  • halogen ion removing means means for removing halogen ions such as chlorine ions (Cl ⁇ ), bromine ions (Br ⁇ ), iodine ions (I ⁇ ), fluorine ions (F ⁇ )
  • Means for removing these substances include means for removing precipitates by flocculation by adding sulfide-type flocculating aids, means for removing adsorbed (floating bed) by activated carbon, means for removing precipitates by adding chelating agents, crystallization means, etc. Is mentioned.
  • the harmful substance is solidified by the mercury removing means exemplified above, and the solid matter is discharged out of the system.
  • the halogen ion 47 is preferably removed from the desulfurization waste water 30 because it has the property of suppressing the adsorption of mercury to the gypsum 31 during the desulfurization process of the desulfurization apparatus 15.
  • Examples of the means for removing the halogen ions 47 include concentration means using a reverse osmosis membrane, concentration means using an ion exchange membrane, concentration means using an electrodialysis method, distillation, crystallization, and the like.
  • the halogen ion 47 is concentrated by the halogen ion removing means exemplified above, and the concentrate is discharged out of the system.
  • gypsum 31 adsorbing mercury chloride is separated by a dehydrator 32, and the gypsum 31 is discharged out of the system.
  • the dehydrated filtrate 33 from which the gypsum 31 has been removed is sent to the waste water treatment device 44 via the dehydration line L 21, and harmful substances such as mercury, boron and selenium remaining in the dehydrated filtrate 33 are removed by the mercury removing means. Is done.
  • the treated waste water after the mercury is removed is sent to the halogen ion removing means, and the halogen ions 47 are removed.
  • the treated waste water 45 after the halogen ions 47 are removed is sent to the spray drying device 34 and spray dried.
  • the waste water treatment device 44 is not necessarily provided with both the mercury removing means and the halogen ion removing means, and is selected and installed according to the properties of the dehydrated filtrate 33. If the mercury is sufficiently removed in the dehydrator 32 at the front stage of the waste water treatment device 44 and the mercury content in the dehydrated filtrate 33 is extremely low or does not contain mercury, the treatment by the mercury removing means is omitted. May be.
  • the order of mercury removal treatment and halogen ion removal treatment in the wastewater treatment device 44 is not particularly limited. That is, the halogen ion removal process may be performed after the mercury removal process, or the mercury removal process may be performed after the halogen ion removal process.
  • the gypsum 31 that is a coarse material is separated from the desulfurization waste water 30 discharged from the desulfurization apparatus 15, and then mercury, boron, selenium, halogen ions, and the like are separated. A fine substance is removed and the treated waste water 45 is spray-dried by the spray-drying device 34.
  • FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an exhaust gas treatment system according to a sixth embodiment.
  • FIG. 8A to 8C are schematic configuration diagrams of another exhaust gas treatment system according to the sixth embodiment.
  • a small second dust collector 35 is provided on the downstream side of the spray drying apparatus 34 as in the third embodiment, and is returned to the upstream side of the first dust collector 14.
  • a gas return line L 12 indicated by a broken line can be installed so as to join the gas supply line L 4 on the downstream side. Thereby, the load of the 1st dust collector 14 can be reduced.
  • a small second dust collector 35 is provided on the upstream side of the spray dryer 34 to remove the solid matter 36 in advance. I am doing so.
  • small second dust collectors 35A and 35B are provided on the upstream side and the downstream side of the spray drying device 34, The solid material 36 is previously removed. In this case, since it can be returned to the downstream side of the first dust collector 14, the load on the first dust collector 14 is reduced, which is preferable.
  • FIG. 9 is a schematic configuration diagram of an exhaust gas treatment system according to a seventh embodiment.
  • the exhaust gas 18 is branched from the gas supply line L 4 on the flow side after the first dust collector 14 and spray-dried by the spray-drying device 34.
  • the exhaust gas 18 that has contributed to is returned to the gas supply line L 3 on the upstream side of the first dust collector 14. Thereby, it becomes unnecessary to provide a bypass line as in the first embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic configuration diagram of another exhaust gas treatment system according to the seventh embodiment.
  • the exhaust gas treatment system 10 ⁇ / b> J shown in FIG. 10 by providing a small second dust collector 35 on the downstream side of the spray drying device 34, the exhaust gas 18 that has contributed to spray drying is removed and the first dust collector 14 is disposed behind. The flow is returned to the gas supply line L 4 on the flow side.
  • the introduction of the exhaust gas 18 may be performed by introducing the exhaust gas 18 into the spray drying device 34 due to a difference in pressure loss between the exhaust gas line and the exhaust gas introduction line L 11 , or using an attracting pump as necessary. Or have introduced.
  • FIG. 11 is a schematic view of a spray drying apparatus (spray drying apparatus) for dehydrated filtrate from desulfurization effluent according to the eighth embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic view of a spray drying apparatus (spray drying apparatus) for dehydrated filtrate from another desulfurization effluent according to the eighth embodiment.
  • the solid-gas separation type spray drying apparatus 50 of the present embodiment includes a spray nozzle 52 that sprays the dehydrated filtrate 33 from the desulfurization waste water in the spray drying apparatus main body 51, and a spray drying apparatus main body 51.
  • An inlet 51a for introducing the exhaust gas 18 for drying the spray liquid 33a, a drying region 53 for drying the dehydrated filtrate 33 by the exhaust gas 18 and the exhaust gas 18 contributing to drying are provided.
  • a discharge port 51b for discharging and a deposit monitoring means 60 for monitoring the deposit state of the deposit on the spray nozzle 52 are provided.
  • the adhering matter monitoring means 60 can use an ultrasonic measuring instrument (microwave measuring instrument) or the like.
  • an ultrasonic measuring instrument for example, a “high range equipment micro rangefinder micro ranger” (trade name: manufactured by WADECO) can be exemplified.
  • FIG. 12A to 12C are schematic views showing the state of monitoring the deposits by the deposit monitoring means.
  • the attached matter monitoring means 60 is provided on the side wall of the spray drying apparatus main body 51 to aim at the tip of the spray nozzle 52 and monitor the presence or absence of the attached matter 61.
  • an umbrella-shaped scale grows at the tip of the nozzle, and is an deposit of ash in the exhaust gas 18.
  • the spray liquid 33 a hits the umbrella-shaped deposit 61, and the spray liquid 33 a becomes coarse, resulting in deterioration of the evaporability of the dehydrated filtrate 33.
  • the microwave 63 is generated from the adhering matter monitoring means 60, and the distance to the adhering matter generation position of the tip space portion of the spray nozzle 52 is measured.
  • the measurement distance x is determined to be normal (no adhering portion).
  • the measurement distance y is determined to be abnormal (with deposit
  • the exhaust gas treatment system 10K by closing the valve V 11 to stop the supply of the dehydration filtrate 33, supplying industrial water 70, industrial water by opening the valve V 12 70 is supplied to perform replacement, and the nozzle and piping are cleaned by the spray nozzle cleaning means.
  • the frequency of replacement with the working water 70 may be appropriately changed from once / day to 1 to 3 times / day depending on the degree of adhesion of the deposit 61.
  • the supply time of the engineering water 70 may be about 1 hour / 1 time, for example. At this time, a chemical solution for dissolving the deposit 61 may be supplied.
  • a hitting means (not shown) is provided in the spray nozzle 52 so that the deposit is dropped.
  • the hitting means may be installed at a position where the spray does not reach.
  • a scraper having an annular blade provided on the spray nozzle 52 is operated to cut off deposit 61 adhering to the tip.
  • FIG. 14A to FIG. 14C are views showing the state of removal of the attached portion by the scraper provided around the spray nozzle.
  • FIG. 14A is a front view of the spray nozzle, in which the deposit 61 is attached around the spray nozzle 52.
  • FIG. 14B is a side view of the spray nozzle, and the scraper 65 is in a standby state.
  • FIG. 14C is a side view of the spray nozzle, in which the scraper 65 is activated, and the deposit 61 is crushed and dropped by the annular blade at the tip. The dotted line is the part of the deposit that falls off.
  • the deposit 61 can be removed early.
  • FIG. 15 is a schematic diagram of a spray nozzle according to the ninth embodiment.
  • the spray nozzle 52 according to the present embodiment is provided with an outer cylinder 67 around the spray nozzle 52, a barrier gas 68 is supplied from a supply port 67 a, and air is supplied from the tip of the nozzle. A film is formed to suppress ash adhesion due to dust or the like.
  • the supply of the barrier gas 68 is performed at a speed equal to the spray spray speed for spraying the spray liquid 33a, thereby preventing the generation of peripheral vortices.
  • the scraper 65 is also provided, the scraper 65 is operated as necessary to remove the deposit 61.
  • reference numeral 66 denotes a scraper operating handle.
  • the introduction of the barrier gas 68 suppresses the growth of the deposit 61 and enables stable spraying at the spray nozzle 52.
  • FIG. 16 is a configuration diagram of the spray drying apparatus according to the tenth embodiment.
  • the solid-gas separation type spray drying apparatus 50 according to the present embodiment is the same as the solid-gas separation type spray drying apparatus according to the eighth embodiment, and further includes thermometers T 1 to T 7 for measuring the internal temperature in the drying region 53, and temperature. Based on the measurement result of the meter, when the determination unit 54 determines whether the dehydrated filtrate 33 is in a sprayed / dried state or not and the determination unit 54 determines that the spray drying is defective, the exhaust gas 18 or the dehydrated filtrate 33 is determined. And a control means 55 for performing the adjustment.
  • thermometers (T 1 to T 7 ) are provided at seven locations, but the present invention is not limited to this, and is appropriately changed according to the length of the drying region 53.
  • temperature measurement is installed along the vertical axis part of the drying apparatus main body 51, this invention is not limited to this, If it can install in the position which confirms an evaporation state, it will install any Good.
  • FIG. 17A and 17B are graphs showing the relationship between the measured temperature and the distance from the nozzle to the thermometer (T 1 to T 7 ) at seven locations in the drying apparatus main body.
  • T 1 to T 7 thermometer
  • FIG. 17A is a relationship diagram when the drying is good
  • FIG. 17B is a relationship diagram when the drying is poor.
  • the temperature decrease stops from around T 4 and the temperature is constant. This is because there is no droplet of the spray liquid 33a.
  • Figure 17-2 shows the temperature decrease is intermittently reduced to T 7. This is because a large amount of droplets of the spray liquid 33a remains.
  • control means 55 adjusts the exhaust gas 18 or the dehydrated filtrate 33.
  • the dehydrated filtrate 33 is adjusted by operating the adjustment valve V 1 to increase or decrease the supply amount of the dehydrated filtrate 33 or increase or decrease the supply amount of atomized air supplied to the spray nozzle 52. Adjust the diameter. Further, a buffer tank for storing a predetermined amount of the dehydrated filtrate 33 may be provided for adjustment.
  • flow rate information (* 1 ) obtained by measuring the flow rate of the dehydrated filtrate 33 (not shown) is input to the control means 55, and based on this information, adjustment of the valve opening or not shown. The pump flow rate is adjusted.
  • the exhaust gas 18 is adjusted by controlling the amount of the exhaust gas 18 introduced.
  • the introduction amount is adjusted by controlling the opening degree of the valve V 2 or the damper by adjusting the pressure loss with the exhaust gas introduction line L 11 .
  • the exhaust gas introduction line L 11 may be a plurality of series, and two or more spray drying apparatuses 34 may be installed to adjust the supply amount of the exhaust gas 18.
  • the spray-dried state of the dehydrated filtrate 33 is changed to the drying region. Therefore, the spray-dried state can be stably maintained and desulfurization drainage can be eliminated. Moreover, since the growth of the deposit 61 is monitored by the deposit monitoring means 60 in the spray nozzle 52, a measure for removing the deposit 61 before taking a spray abnormality can be taken to enable stable operation.
  • the spray drying method of the dehydrated filtrate 33 in which the dehydrated filtrate 33 is sprayed into the drying apparatus main body 51 and the spray liquid 33a is dried by the introduced exhaust gas 18, the spray state of the spray nozzle 52 is confirmed, and the dehydrated filtrate 33 is sprayed. If the spraying is not appropriate, the spray nozzle 52 is washed and the deposit 61 adhering to the vicinity of the spray nozzle 52 is removed to stably spray the dehydrated filtrate 33. Drying can be performed.
  • the temperature distribution in the drying region 53 inside the drying apparatus main body 51 is measured, and the drying state is monitored by the temperature distribution in the gas flow direction.
  • the amount of exhaust gas and the dehydrated filtrate 33 are monitored. By adjusting the supply amount, it is possible to perform more stable spray drying of the dehydrated filtrate 33.
  • the present invention as a method for monitoring the quality of the spray state, (1) grasping the evaporation state by temperature and (2) grasping the growth of the deposit 61 by, for example, ultrasonic waves, (a) When the evaporation is poor, the amount of the exhaust gas 18 and the desulfurized filtrate 33 is adjusted. When (b) the change in the droplet diameter of the spray liquid 33a is the cause, the spray nozzle 52 is washed or removed. By operating the ash device, it is possible to return to an appropriate spray state and perform stable spray drying of the dehydrated filtrate 33.

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Abstract

　燃料Ｆを燃焼させるボイラ１１と、前記ボイラ１１からの排ガス１８の熱を回収するエアヒータ１３と、熱回収後の排ガス１８中の煤塵を除去する第１の集塵機１４と、除塵後の排ガス１８中に含まれる硫黄酸化物を吸収液で除去する脱硫装置１５と、前記脱硫装置１５から排出される脱硫排水３０から石膏３１を除去する脱水機３２と、前記脱水機３２からの脱水濾液３３を噴霧する噴霧手段を備えた噴霧乾燥装置３４と、前記噴霧乾燥装置３４に排ガス１８の一部を導入する排ガス導入ラインＬ11とを具備する。

Description

排ガス処理システム及び方法、脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥装置及び方法
　本発明は、ボイラから排出される排ガスを処理する排ガス処理システム、排ガス処理方法、脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥装置、脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥方法に関する。
　従来、火力発電設備等に設置されるボイラから排出される排ガスを処理するための排ガス処理システムが知られている。排ガス処理システムは、ボイラからの排ガスから窒素酸化物を除去する脱硝装置と、脱硝装置を通過した排ガスの熱を回収するエアヒータと、熱回収後の排ガス中の煤塵を除去する集塵機と、除塵後の排ガス中の硫黄酸化物を除去するための脱硫装置とを備えている。脱硫装置としては、石灰吸収液等を排ガスと気液接触させて排ガス中の硫黄酸化物を除去する湿式の脱硫装置が一般的に用いられる。
　湿式の脱硫装置から排出される排水（以下、「脱硫排水」という。）には、塩素イオン、アンモニウムイオン等のイオンや水銀など様々な種類の有害物質が多量に含まれる。このため、脱硫排水をシステム外部に放流する前に脱硫排水からこれらの有害物質を除去する必要があるが、脱硫排水中に含まれるこれら多種類の有害物質の除去処理は複雑であり、処理コストが高いという問題がある。そこで、脱硫排水の処理コストを節減すべく、脱硫排水をシステム外部に放出することなくシステム内で再利用する方法が提案されている。例えば、特許文献１には、脱硝装置、エアヒータ、集塵機、脱硫装置とが接続される主ラインの煙道から分岐して、脱硫排水を噴霧してガス化する設備を別途設置し、主ラインの煙道から排ガスの一部をこの設備内に導入し、設備内の排ガス中に脱硫排水を噴霧して蒸発させることにより有害物質を析出させた後、この排ガスを主ラインの煙道に戻すように構成された排ガス処理装置が開示されている（特許文献１及び２）。
特開昭６３－２００８１８号公報 特開平９－３１３８８１号公報
　しかしながら、特許文献１及び２の排ガス処理装置では、煙道から排ガスを一部分岐して、脱硫装置からの脱硫排水（又は排液）を噴霧してガス化する設備を設けて、脱硫排水を蒸発させているが、脱硫装置からの脱硫排水は、固形分が含有されているために、噴霧乾燥を良好に行うことができない、という問題がある。
　さらに、近年、内陸部等における水資源に対する環境配慮のために、排ガス処理設備における無排水化が切望されており、安定して操業することができる無排水化を図る排ガス処理設備の出現が切望されている。
　この無排水化を実施する設備として、脱硫排水を乾燥する噴霧乾燥装置を用いることができるが、脱硫排水を噴霧乾燥する場合には、以下のような問題がある。
１）熱量バランスの乱れによる問題
　噴霧液を蒸発させるには、噴霧液と温風との熱移動により乾燥が促進されるが、温風に対して噴霧液が過剰の場合には、蒸発不良が発生する。
２）灰付着による噴霧液の液滴径の粗大化による問題
　噴霧ノズル先端部に灰が付着すると、ノズルから発生する噴霧液滴径が変化し、一般的には粗大化する。この粗大化した液滴は、温風と熱交換する比表面積が小さく、熱交換が遅いため、蒸発遅れが発生する。
　本発明は、前記問題に鑑み、安定して操業することができる無排水化を図る排ガス処理システム、排ガス処理方法、脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥装置、脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥方法を提供することを課題とする。
　本発明の１つの見地によると、燃料を燃焼させるボイラと、前記ボイラからの排ガスの熱を回収するエアヒータと、熱回収後の前記排ガス中の煤塵を除去する第１の集塵機と、除塵後の前記排ガス中に含まれる硫黄酸化物を吸収液で除去する脱硫装置と、前記脱硫装置から排出される脱硫排水から石膏を除去する脱水機と、前記脱水機からの脱水濾液を噴霧する噴霧手段を備えた噴霧乾燥装置と、前記噴霧乾燥装置に前記排ガスの一部を導入する排ガス導入ラインとを具備することを特徴とする排ガス処理システムにある。
　好ましくは、前記脱水機からの脱水濾液中の浮遊物質を除去する固液分離装置を有することを特徴とする排ガス処理システムにある。
　好ましくは、前記脱水機からの脱水濾液を集塵灰に供給する脱水分岐ラインを有することを特徴とする排ガス処理システムにある。
　好ましくは、前記噴霧乾燥装置が固気分離型噴霧乾燥手段であることを特徴とする排ガス処理システムにある。
　好ましくは、前記脱水機からの脱水濾液の有害物質を除去する排水処理装置を有することを特徴とする排ガス処理システムにある。
　好ましくは、前記排ガス導入ラインに設けた前記噴霧乾燥装置の前流側又は後流側のいずれか一方又は両方に第２の集塵機を有することを特徴とする排ガス処理システムにある。
　好ましくは、前記排ガスを分岐する位置がエアヒータの前流側であり、前記噴霧乾燥装置からの前記排ガスを前記エアヒータと前記第１の集塵機との間に戻すことを特徴とする排ガス処理システムにある。
　好ましくは、前記排ガスを分岐する位置がエアヒータの前流側であり、前記噴霧乾燥装置からの前記排ガスを前記エアヒータと前記第１の集塵機との間又は第１の集塵機の後流側に戻すことを特徴とする排ガス処理システムにある。
　好ましくは、前記排ガスを分岐する位置が前記エアヒータと前記第１の集塵機との間であり、前記噴霧乾燥装置からの排ガスをエアヒータと第１の集塵機との間に戻すことを特徴とする排ガス処理システムにある。
　好ましくは、前記排ガスを分岐する位置が前記エアヒータと前記第１の集塵機との間であり、前記噴霧乾燥装置からの前記排ガスを前記エアヒータと前記第１の集塵機との間又は前記第１の集塵機の後流側に戻すことを特徴とする排ガス処理システムにある。
　好ましくは、前記排ガスを分岐する位置が前記第１の集塵機と前記脱硫装置との間であり、前記噴霧乾燥装置からの前記排ガスを前記エアヒータと前記第１の集塵機との間又は前記第１の集塵機の後流側に戻すことを特徴とする排ガス処理システムにある。
　好ましくは、前記排ガスを分岐する位置が前記第１の集塵機と前記脱硫装置との間であり、前記噴霧乾燥装置からの前記排ガスを前記第１の集塵機と前記脱硫装置に戻すことを特徴とする排ガス処理システムにある。
　本発明のもう１つの見地によると、燃料を燃焼させるボイラからの排ガスの熱をエアヒータにより回収した後、脱硫装置において、熱回収後の前記排ガス中に含まれる硫黄酸化物を吸収液で除去する排ガス処理方法において、前記脱硫装置から排出される脱硫排水から石膏を除去した脱水濾液を、前記排ガスの一部により噴霧乾燥することを特徴とする排ガス処理方法にある。
　好ましくは、前記脱水濾液中の浮遊物質を除去した分離液を噴霧乾燥することを特徴とする排ガス処理方法にある。
　好ましくは、前記噴霧乾燥した前記排ガスから固形物を除去することを特徴とする排ガス処理方法にある。
　本発明のもう１つの見地によると、、噴霧乾燥装置本体内に、脱硫排水からの脱水濾液を噴霧する噴霧ノズルと、前記噴霧乾燥装置本体に設けられ、噴霧液を乾燥する排ガスを導入する導入口と、前記噴霧乾燥装置本体内に設けられ、排ガスにより脱水濾液を乾燥する乾燥領域と、乾燥に寄与した前記排ガスを排出する排出口と、前記噴霧ノズルの付着物の付着状態を監視する付着物監視手段と、を具備することを特徴とする脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥装置にある。
　好ましくは、前記付着物監視手段は、超音波又はレーザによる灰付着物の成長状態を監視することを特徴とする脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥装置にある。
　好ましくは、さらに、前記付着物を除去する付着物除去手段を具備することを特徴とする脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥装置にある。
　好ましくは、前記付着物除去手段が、前記噴霧ノズルの外周に可動自在に設けたスクレーパであることを特徴とする脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥装置にある。
　好ましくは、前記付着物除去手段が、噴霧ノズル洗浄手段であることを特徴とする脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥装置にある。
　好ましくは、乾燥領域内に複数設けられ、内部の温度を計測する温度計と、温度計の計測結果により、脱水濾液の噴霧・乾燥状態の良否の判断を行う判定手段と、判定手段の判断の結果、噴霧乾燥不良であると判断した場合に、前記排ガス又は前記脱水濾液の調整を調整バルブの流量調整により行う制御手段とを具備することを特徴とする脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥装置にある。
　本発明のもう１つの見地によると、燃料を燃焼させるボイラと、前記ボイラからの前記排ガスの熱を回収するエアヒータと、熱回収後の前記排ガス中の煤塵を除去する集塵機と、除塵後の排ガス中に含まれる硫黄酸化物を吸収液で除去する脱硫装置と、前記脱硫装置から排出される脱硫排水から石膏を除去する脱水機と、前記脱水機からの脱水濾液を噴霧する噴霧手段を備えた第１６の発明の噴霧乾燥装置と、前記噴霧乾燥装置に前記排ガスの一部を導入する排ガス導入ラインとを具備することを特徴とする排ガス処理システムにある。
　好ましくは、前記脱水機からの前記脱水濾液中の浮遊物質を除去する固液分離装置を有することを特徴とする排ガス処理システムにある。
　本発明のもう１つの見地によると、脱硫排水からの脱水濾液を噴霧乾燥装置本体内に噴霧すると共に導入した排ガスにより噴霧液を乾燥する脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥方法において、噴霧ノズルの噴霧状態を確認し、前記脱水濾液の噴霧が適切か否かを判断し、噴霧が不適切な場合には、前記噴霧ノズルの洗浄、前記噴霧ノズル近傍に付着した灰付着物の除去を行うことを特徴とする脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥方法にある。
　好ましくは、前記噴霧乾燥装置本体の内部における温度分布を測定し、ガス流れ方向の温度分布により乾燥状態を監視し、前記脱水濾液の乾燥が不足の場合には、排ガス量、前記脱水濾液の供給量の調整を行うことを特徴とする脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥方法にある。
　本発明の排ガス処理システム及び排ガス処理方法によれば、ボイラからの排ガスを用いて、脱硫装置から分離された脱硫排水から石膏を除いた脱水濾液を用いて、噴霧乾燥装置で噴霧するようにしたので、噴霧乾燥を安定して行うことができ、脱硫装置からの脱硫排水の無排水化を実現することが可能となる。
　また、本発明によれば、ボイラからの排ガスを用いて、脱硫装置から分離された脱硫排水から石膏を除いた脱水濾液を用いて、噴霧乾燥機で噴霧する際、噴霧乾燥状態を把握して、噴霧不良が有る場合には除去することで、安定して噴霧することができる。これにより、脱硫装置からの脱硫排水の無排水化を実現することが可能となる。
図１は、実施例１に係る排ガス処理システムの概略構成図である。 図２は、実施例１に係る他の排ガス処理システムの概略構成図である。 図３は、実施例２に係る排ガス処理システムの概略構成図である。 図４Ａは、実施例３に係る排ガス処理システムの概略構成図である。 図４Ｂは、実施例３に係る他の排ガス処理システムの概略構成図である。 図４Ｃは、実施例３に係る他の排ガス処理システムの概略構成図である。 図５Ａは、実施例４に係る排ガス処理システムの概略構成図である。 図５Ｂは、固気分離型噴霧乾燥装置の一例を示す図である。 図５Ｃは、固気分離型噴霧乾燥装置の一例を示す図である。 図６は、実施例５に係る排ガス処理システムの概略構成図である。 図７は、実施例６に係る排ガス処理システムの概略構成図である。 図８Ａは、実施例６に係る他の排ガス処理システムの概略構成図である。 図８Ｂは、実施例６に係る他の排ガス処理システムの概略構成図である。 図８Ｃは、実施例６に係る他の排ガス処理システムの概略構成図である。 図９は、実施例７に係る排ガス処理システムの概略構成図である。 図１０は、実施例７に係る他の排ガス処理システムの概略構成図である。 図１１は、実施例８に係る脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥装置の概略図である。 図１２Ａは、付着物監視手段による付着物の監視状態を示す概略図である。 図１２Ｂは、付着物監視手段による付着物の監視状態を示す概略図である。 図１２Ｃは、付着物監視手段による付着物の監視状態を示す概略図である。 図１３は、実施例８に係る他の脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥装置の概略図である。 図１４Ａは、噴霧ノズルの周囲に設けたスクレーパによる付着部除去の様子を示す図である。 図１４Ｂは、噴霧ノズルの周囲に設けたスクレーパによる付着部除去の様子を示す図である。 図１４Ｃは、噴霧ノズルの周囲に設けたスクレーパによる付着部除去の様子を示す図である。 図１５は、実施例９に係る噴霧ノズルの概略図である。 図１６は、実施例１０に係る噴霧乾燥装置の概略図である。 図１７Ａは、乾燥装置本体内の７箇所に設けた温度計（Ｔ1～Ｔ7）に対するノズルからの距離と、計測温度との関係図である。 図１７Ｂは、乾燥装置本体内の７箇所に設けた温度計（Ｔ1～Ｔ7）に対するノズルからの距離と、計測温度との関係図である。
　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、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。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。
　図１は、実施例１に係る排ガス処理システムの概略構成図である。図１に例示される排ガス処理システム１０Ａは、石炭を燃料として使用する石炭焚きボイラや重油を燃料として使用する重油焚きボイラ等のボイラ１１からの排ガス１８から、窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、水銀（Ｈｇ）等の有害物質を除去する装置である。
　排ガス処理システム１０Ａは、燃料Ｆを燃焼させるボイラ１１と、前記ボイラ１１からの排ガス１８の熱を回収するエアヒータ１３と、熱回収後の排ガス１８中の煤塵を除去する第１の集塵機１４と、除塵後の排ガス１８中に含まれる硫黄酸化物を吸収液である石灰スラリー２０で除去する脱硫装置１５と、前記脱硫装置１５から排出される脱硫排水３０から石膏３１を除去する脱水機３２と、前記脱水機３２からの脱水濾液３３を噴霧する噴霧手段を備えた噴霧乾燥装置３４と、前記噴霧乾燥装置３４に排ガス１８の一部を導入する排ガス導入ラインＬ11とを具備するものである。これにより、石膏３１を除去した脱水濾液３３を用いて噴霧乾燥装置３４で噴霧乾燥するので、安定した噴霧を行うことを可能としている。
　これにより、噴霧乾燥装置３４での目詰まりが発生せず、脱硫排水の水分の無排水化を安定して実施することができる。
　脱硝装置１２は、ボイラ１１からガス供給ラインＬ1を介して供給される排ガス１８中の窒素酸化物を除去する装置であり、その内部に脱硝触媒層（図示せず）を有している。脱硝触媒層の前流には還元剤注入器（図示せず）が配置され、この還元剤注入器から排ガス１８に還元剤が注入される。ここで還元剤としては、例えばアンモニア、尿素、塩化アンモニウムなどが用いられる。脱硝装置１２に導入された排ガス１８は、脱硝触媒層と接触することにより、排ガス１８中の窒素酸化物が窒素ガス（Ｎ２）と水（Ｈ２Ｏ）に分解・除去される。また、排ガス１８中の塩素（Ｃｌ）分が多くなると、水に可溶な２価の塩化水銀の割合が多くなり、後述する脱硫装置１５で水銀が捕集しやすくなる。
　なお、上記の脱硝装置１２は必須のものではなく、ボイラ１１からの排ガス１８中の窒素酸化物濃度や水銀濃度が微量、あるいは、排ガス１８中にこれらの物質が含まれない場合には、脱硝装置１２を省略することも可能である。
　エアヒータ１３は、脱硝装置１２で窒素酸化物が除去された後、ガス供給ラインＬ2を介して供給される排ガス１８中の熱を回収する熱交換器である。脱硝装置１２を通過した排ガス１８の温度は３５０℃～４００℃程度と高温であるため、エアヒータ１３により高温の排ガス１８と常温の燃焼用空気との間で熱交換を行う。熱交換により高温となった燃焼用空気は、ボイラ１１に供給される。一方、常温の燃焼用空気との熱交換を行った排ガス１８は１５０℃程度まで冷却される。
　第１の集塵機１４は、熱回収後、ガス供給ラインＬ3を介して供給される排ガス１８中の煤塵を除去するものである。第１の集塵機１４としては慣性集塵機、遠心力集塵機、濾過式集塵機、電気集塵機、洗浄集塵機等が挙げられるが、特に限定されない。
　脱硫装置１５は、煤塵が除去された後、ガス供給ラインＬ4を介して供給される排ガス１８中の硫黄酸化物を湿式で除去する装置である。この脱硫装置１５では、アルカリ吸収液として石灰スラリー２０（水に石灰石粉末を溶解させた水溶液）が用いられ、装置内の温度は３０～８０℃程度に調節されている。石灰スラリー２０は、石灰スラリー供給装置２１から脱硫装置１５の塔底部２２に供給される。脱硫装置１５の塔底部２２に供給された石灰スラリー２０は、図示しない吸収液送給ラインを介して脱硫装置１５内の複数のノズル２３に送られ、ノズル２３から塔頂部２４側に向かって噴出される。脱硫装置１５の塔底部２２側から上昇してくる排ガス１８がノズル２３から噴出する石灰スラリー２０と気液接触することにより、排ガス１８中の硫黄酸化物及び塩化水銀が石灰スラリー２０により吸収され、排ガス１８から分離、除去される。石灰スラリー２０により浄化された排ガス１８は、浄化ガス２６として脱硫装置１５の塔頂部２４側より排出され、煙突２７から系外に排出される。
　脱硫装置１５の内部において、排ガス１８中の硫黄酸化物ＳＯｘは石灰スラリー２０と下記式（１）で表される反応を生じる。
ＣａＣＯ３＋ＳＯ２＋０．５Ｈ２Ｏ　→　ＣａＳＯ３・０．５Ｈ２Ｏ　＋ＣＯ２・・・（１）
　さらに、排ガス１８中のＳＯｘを吸収した石灰スラリー２０は、脱硫装置１５の塔底部２２に供給される空気（図示せず）により酸化処理され、空気と下記式（２）で表される反応を生じる。
ＣａＳＯ３・０．５Ｈ２Ｏ＋０．５Ｏ２＋１．５Ｈ２Ｏ　→　ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ・・・（２）
　このようにして、排ガス１８中のＳＯｘは、脱硫装置１５において石膏ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏの形で捕獲される。
　また、上記のように、石灰スラリー２０は、脱硫装置１５の塔底部２２に貯留した液を揚水したものが用いられるが、この揚水される石灰スラリー２０には、脱硫装置１５の稼働に伴い、反応式（１）、（２）により石膏ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏが混合される。以下では、この揚水される石灰石膏スラリー（石膏が混合された石灰スラリー）を吸収液とよぶ。
　脱硫に用いた吸収液（石灰石膏スラリー）は、脱硫排水３０として脱硫装置１５の塔底部２２から外部に排出され、後述する排水ラインＬ20を介して脱水機３２に送られ、ここで脱水処理される。この脱硫排水３０には、石膏３１の他、水銀等の重金属やＣｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、Ｆ-等のハロゲンイオンが含まれている。
　脱水機３２は、脱硫排水３０中の石膏３１を含む固体分と液体分の脱水濾液３３とを分離するものである。脱水機３２としては、例えばベルトフィルタ、遠心分離機、デカンタ型遠心沈降機等が用いられる。脱硫装置１５から排出された脱硫排水３０は、脱水機３２により石膏３１が分離される。その際、脱硫排水３０中の塩化水銀は石膏３１に吸着された状態で石膏３１と共に液体と分離される。分離した石膏３１は、システム外部（以下、「系外」という。）に排出される。
　一方、分離液である脱水濾液３３は脱水ラインＬ21を介して噴霧乾燥装置３４に送られる。なお、脱水濾液３３は一時的に排水タンク（図示せず）に貯留するようにしてもよい。
　噴霧乾燥装置３４は、ガス供給ラインＬ2から分岐した排ガス導入ラインＬ11を介して一部の排ガス１８が導入されるガス導入手段と、脱水濾液３３を散布又は噴霧する噴霧手段とを具備している。そして、導入される排ガス１８の熱により散布された脱水濾液３３を蒸発乾燥させている。
　本発明では、脱硫排水３０から石膏３１を除去した脱水濾液３３を噴霧乾燥しているので、噴霧手段での目詰まりを防止することができる。
　すなわち、脱硫排水３０そのものを噴霧するのではないので、脱硫排水３０が蒸発するのに伴い発生する乾燥粒子の量を大幅に低減させることができる。その結果、乾燥粒子の付着に起因する目詰まりを低減させることができる。また、脱硫排水３０を脱水処理することにより、石膏３１と共に塩化水銀も分離・除去されるため、排水噴霧時に排ガス１８中の水銀濃度が増加するのを防止することができる。
　また、本実施例では、エアヒータ１３へ流入する排ガスの一部をガス供給ラインＬ2から排ガス導入ラインＬ11を介して分岐しているので、排ガスの温度が高く（３５０～４００℃）、脱水濾液３３の噴霧乾燥を効率よく行うことができる。
　図２は、実施例１に係る他の排ガス処理システムの概略構成図である。
　図２に示す排ガス処理システム１０Ｂでは、脱水ラインＬ21から分岐する脱水分岐ラインＬ22により脱水濾液３３の一部を第１の集塵機１４から排出される集塵灰１６へ噴霧するようにしている。噴霧混合後の集塵灰１６の含水率は最大１５％とするのが好ましい。
　これにより、脱水濾液３３の一部を噴霧乾燥によらずに、低減させることができる。
　水分が含まれた集塵灰１６は灰の飛散が防止され、灰処理におけるハンドリングが向上する。なお、従来は設備内の工業用水を噴霧していたので、工業用水代の費用が不要となり、経済的である。
　次に、実施例２に係る排ガス処理システムについて説明する。なお、上述した実施例１と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。図３は、実施例２に係る排ガス処理システムの概略構成図である。本実施例に係る排ガス処理システム１０Ｃでは、図３に示すように、脱硫濾液３３中の浮遊物質（ＳＳ：suspended　solids）又は懸濁物質（suspended　substance）を除去する固液分離装置４１を脱水ラインＬ21に介装したものである。
　固液分離装置４１としては、例えば液体サイクロン、ベルトフィルタ、分級器、膜分離装置等を挙げることができる。
　この固液分離装置４１は、脱水濾液３３中の浮遊物質（ＳＳ）を除去し、分離液４２中のＳＳ濃度を１重量％以下、より好ましくは０．１～０．５重量％としている。
　これにより、ＳＳ濃度が低減し、噴霧乾燥装置３４でのノズルや配管等の詰まりをさらに抑制することができる。
　すなわち、ＳＳ濃度を１重量％以下、より好ましくは０．１～０．５重量％とすることで、噴霧乾燥の際の噴霧ノズル先端部での噴霧乾燥物の付着や、煤塵の付着成長により、噴霧不良となることが抑制される。この結果、閉塞による運転停止、噴霧液滴径の粗大化による必要乾燥時間の長期化に起因する乾燥不足等が解消される。また、噴霧範囲の騙りにより起因する乾燥状況の乾燥ムラ、乾燥不足等が解消される。
　固液分離装置で分離した分離残渣４３は、集塵灰１６に合流させ、脱水濾液３３により水分を含ませるようにしてもよい。
　なお、集塵灰１６単独で別途利用するような場合には、集塵灰１６と分離残渣４３とを別々の場所において脱水濾液３３の噴霧処理を行うようにすればよい。
　次に、実施例３に係る排ガス処理システムについて説明する。なお、上述した実施例１と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。図４Ａは、実施例３に係る排ガス処理システムの概略構成図である。図４Ｂは、実施例３に係る他の排ガス処理システムの概略構成図である。図４Ｃは、実施例３に係る他の排ガス処理システムの概略構成図である。本実施例に係る排ガス処理システム１０Ｄ－１では、図４Ａに示すように、噴霧乾燥装置３４の後流側に小型の第２の集塵機３５を設け、固形物を除去するものである。
　小型の第２の集塵機３５としては、例えばバグフィルタや電気集塵機を例示することができる。これにより分岐した排ガス１８中から固形物３６を除去することができる。
　よって、第１の集塵機１４の前流側に戻す以外に、後流側のガス供給ラインＬ4側とへ合流するように、破線で示すガス戻しラインＬ12を設置するようにしてもよい（以下の実施例も同様）。
　これにより第１の集塵機１４の負荷を軽減することができる。
　なお、第１の集塵機１４の前流側に戻すか後流側に戻すかは、噴霧乾燥装置３４における排ガス１８中の固形物３６の発生量に応じて適宜変更するようにすればよい。
　また、図４Ｂに示すように、本実施例に係る他の排ガス処理システム１０Ｄ－２では、噴霧乾燥装置３４の前流側に小型の第２の集塵機３５を設け、固形物３６を予め除去するようにしている。
　また、図４Ｃに示すように、本実施例に係る他の排ガス処理システム１０Ｄ－３では、排ガス導入ラインＬ11に設けた噴霧乾燥装置３４の前流側と後流側とに小型の第２の集塵機３５Ａ、３５Ｂを設け、固形物３６を予め除去するようにしている。この場合には、第１の集塵機１４の後流側に戻すように、ガス戻しラインＬ12を設置（図中波線）することもできるので、好ましい。これにより第１の集塵機１４の負荷を軽減することができる。
　次に、実施例４に係る排ガス処理システムについて説明する。なお、上述した実施例１と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。図５Ａは、実施例４に係る排ガス処理システムの概略構成図である。本実施例に係る排ガス処理システム１０Ｅでは、図５Ａに示すように、噴霧乾燥装置として固気分離型噴霧乾燥装置５０を用い、脱水濾液３３の噴霧乾燥を行うようにしている。そして、噴霧乾燥の際に、固形物３８を分離するようにしている。
　この固気分離型噴霧乾燥装置５０としては、サイクロン型噴霧乾燥装置を例示することができる。
　図５Ｂは、ダウンフロー型の固気分離型噴霧乾燥装置である。図５Ｂに示すように、ダウンフロー型の固気分離型噴霧乾燥装置５０では、排ガス１８は、乾燥装置本体５１の上部側から導入され、下向きの層流のガス流れとし、上部から噴霧ノズル５２により噴霧された噴霧液３３ａを乾燥するようにしている。
　乾燥に寄与した排ガス１８は、乾燥装置本体５１の下部側から排出され、ガス戻しラインＬ12を介してエアヒータ１３のガス供給ラインＬ3に戻している。なお、固形物３８は乾燥装置本体５１の底部側から排出されている。
　図５Ｃは、アップフロー型の固気分離型噴霧乾燥装置である。図５Ｃに示すように、アップフロー型の固気分離型噴霧乾燥装置５０では、排ガス１８は、乾燥装置本体５１の下部側から導入され、上向きの層流のガス流れとし、下部から噴霧ノズル５２により噴霧された噴霧液３３ａを乾燥するようにしている。
　乾燥に寄与した排ガス１８は、乾燥装置本体５１の上部側から排出され、ガス戻しラインＬ12を介してエアヒータ１３のガス供給ラインＬ3に戻している。
　重力方向と逆向きに排ガス１８が流れるので、排ガス１８と脱水濾液３３の噴霧液３３ａが向流接触し、脱水濾液３３の乾燥効率が向上する。
　また、実施例３のように固気分離型噴霧乾燥装置５０の後流側に小型の集塵機を設けるようにしてもよい。
　次に、実施例５に係る排ガス処理システムについて説明する。なお、上述した実施例１と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。図６は、実施例５に係る排ガス処理システムの概略構成図である。本実施例に係る排ガス処理システム１０Ｆでは、図６に示すように、脱水ラインＬ21に排水処理装置４４を介装して、この排水処理装置４４により脱水濾液３３中の有害物質や懸濁物質等を除去した後、この処理排水４５を噴霧乾燥装置３４に流入させて噴霧乾燥している。
　排水処理装置４４は、脱水濾液３３中に残存する水銀（石膏３１に吸着しきれなかったもの）、ホウ素、セレン等の物質を除去する手段（以下、「水銀除去手段」とよぶ。）と、塩素イオン（Ｃｌ-）、臭素イオン（Ｂｒ-）、ヨウ素イオン（Ｉ-）、フッ素イオン（Ｆ-）等のハロゲンイオンを除去する手段（以下、「ハロゲンイオン除去手段」とよぶ。）とを備え、水銀固化物４６及びハロゲンイオン４７を分離している。
　水銀、ホウ素、セレン等の物質は水に溶けやすく、排ガス１８中に噴霧した場合に揮発するため、第１の集塵機１４で除去することが困難である。これらの物質を除去する手段としては、硫化物系の凝集助剤添加による凝集により沈殿除去する手段、活性炭により吸着（浮遊床）除去する手段、キレート剤添加により沈殿除去する手段、晶析手段等が挙げられる。上記で例示される水銀除去手段により上記有害物質が固形化され、固形物は系外に排出される。
　また、上記のハロゲンイオン４７は、脱硫装置１５の脱硫工程の際に水銀の石膏３１への吸着を抑制する性質を持つため、脱硫排水３０から除去するのが好ましい。上記のハロゲンイオン４７を除去する手段としては、逆浸透膜を用いた濃縮手段、イオン交換膜を用いた濃縮手段、電気透析法を用いた濃縮手段、蒸留、晶析等の手段が挙げられる。上記で例示されるハロゲンイオン除去手段によりハロゲンイオン４７が濃縮され、濃縮物は系外に排出される。
　脱硫装置１５から排出された脱硫排水３０は、まず、脱水機３２により塩化水銀を吸着した石膏３１が分離され、石膏３１は系外に排出される。次いで、石膏３１が除去された脱水濾液３３は、脱水ラインＬ21を介して排水処理装置４４に送られ、水銀除去手段により脱水濾液３３中に残存する水銀、ホウ素、セレン等の有害物質が除去される。水銀を除去した後の処理排水はハロゲンイオン除去手段に送られ、ハロゲンイオン４７が除去される。ハロゲンイオン４７が除去された後の処理排水４５は噴霧乾燥装置３４に送られ、噴霧乾燥される。
　なお、排水処理装置４４は、必ずしも上記の水銀除去手段とハロゲンイオン除去手段の両方を備える必要はなく、脱水濾液３３の性状に応じて選択して設置する。排水処理装置４４の前段の脱水機３２において水銀が十分に除去され、脱水濾液３３中の水銀含有量が極めて低いか、あるいは、水銀が含まれない場合には、水銀除去手段による処理を省略してもよい。
　また、排水処理装置４４での水銀除去処理とハロゲンイオン除去処理の順番は特に限定されない。すなわち、水銀除去処理の後にハロゲンイオン除去処理を行ってもよく、ハロゲンイオン除去処理の後に水銀除去処理を行ってもよい。
　以上のように、実施例５の排ガス処理システム１０Ｆでは、脱硫装置１５から排出される脱硫排水３０から、まず、粗大物である石膏３１を分離した後、水銀、ホウ素、セレン、ハロゲンイオン等の微細な物質を除去処理し、その処理排水４５を噴霧乾燥装置３４で噴霧乾燥する構成としている。上記のように構成したことで、実施例２と同様に、噴霧乾燥装置３４で排水が蒸発するのに伴い発生する乾燥粒子の量を低減させることができるのに加えて、排ガス１８中への水銀濃度の増加を抑制することができる。
　次に、実施例６に係る排ガス処理システムについて説明する。なお、上述した実施例１と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。図７は、実施例６に係る排ガス処理システムの概略構成図である。本実施例に係る排ガス処理システム１０Ｇでは、図７に示すように、排ガス１８の分岐をエアヒータ１３のガス供給ラインＬ3から行っており、噴霧乾燥装置３４で噴霧乾燥に寄与した排ガス１８を再び同じ箇所の排ガスラインＬ3に戻している。
　これにより、実施例１のようなバイパスラインを設けることが不要となる。
　図８Ａ～図８Ｃは、実施例６に係る他の排ガス処理システムの概略構成図である。
　図８Ａに示す排ガス処理システム１０Ｈ－１では、実施例３のように噴霧乾燥装置３４の後流側に小型の第２の集塵機３５を設け、第１の集塵機１４の前流側に戻す以外に、後流側のガス供給ラインＬ4側とへ合流するように、破線で示すガス戻しラインＬ12を設置することもできる。これにより第１の集塵機１４の負荷を軽減することができる。
　また、図８Ｂに示すように、本実施例に係る他の排ガス処理システム１０Ｈ－２では、噴霧乾燥装置３４の前流側に小型の第２の集塵機３５を設け、固形物３６を予め除去するようにしている。
　また、図８Ｃに示すように、本実施例に係る他の排ガス処理システム１０Ｈ－３では、噴霧乾燥装置３４の前流側と後流側とに小型の第２の集塵機３５Ａ、３５Ｂを設け、固形物３６を予め除去するようにしている。この場合には、第１の集塵機１４の後流側に戻すことができるので、第１の集塵機１４の負荷が軽減され、好ましい。
　次に、実施例７に係る排ガス処理システムについて説明する。なお、上述した実施例１と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。図９は、実施例７に係る排ガス処理システムの概略構成図である。本実施例に係る排ガス処理システム１０Ｉでは、図９に示すように、排ガス１８の分岐を第１の集塵機後１４の流側のガス供給ラインＬ4から行っており、噴霧乾燥装置３４で噴霧乾燥に寄与した排ガス１８を第１の集塵機１４の前流側のガス供給ラインＬ3に戻している。
　これにより、実施例１のようなバイパスラインを設けることが不要となる。
　図１０は、実施例７に係る他の排ガス処理システムの概略構成図である。
　図１０に示す排ガス処理システム１０Ｊでは、噴霧乾燥装置３４の後流側に小型の第２の集塵機３５を設けることで、噴霧乾燥に寄与した排ガス１８を除塵して、第１の集塵機１４の後流側のガス供給ラインＬ4に戻すようにしている。
　なお、排ガス１８の導入は、排ガスラインと排ガス導入ラインＬ11との圧力損失の相違により、排ガス１８を噴霧乾燥装置３４内へ導入するようにしたり、必要に応じて誘引ポンプを用いて排ガス１８を導入したりしている。
　図１１は、実施例８に係る脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥装置（噴霧乾燥装置）の概略図である。図１３は、実施例８に係る他の脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥装置（噴霧乾燥装置）の概略図である。実施例４における図５Ｂで説明したダウンフロー型に係る固気分離型噴霧乾燥装置の具体的な構成について説明する。
　図１１に示すように、本実施例の固気分離型噴霧乾燥装置５０は、噴霧乾燥装置本体５１内に、脱硫排水からの脱水濾液３３を噴霧する噴霧ノズル５２と、噴霧乾燥装置本体５１に設けられ、噴霧液３３ａを乾燥する排ガス１８を導入する導入口５１ａと、噴霧乾燥装置本体５１内に設けられ、排ガス１８により脱水濾液３３を乾燥する乾燥領域５３と、乾燥に寄与した排ガス１８を排出する排出口５１ｂと、前記噴霧ノズル５２の付着物の付着状態を監視する付着物監視手段６０とを具備するものである。
　前記付着物監視手段６０は、超音波計測器（マイクロ波計測計）などを用いることができる。この超音波計測器としては、例えば「高温設備用マイクロ距離計マイクロレンジャー」（商品名：ＷＡＤＥＣＯ社製）のものを例示することができる。
　図１２Ａ～図１２Ｃは、付着物監視手段による付着物の監視状態を示す概略図である。
　図１２Ａは、噴霧乾燥装置本体５１の側壁に、噴霧ノズル５２の先端部分に照準をあてて付着物６１の有無を監視する付着物監視手段６０が設けられている。
　ここで、脱水濾液３３の付着物６１としては、ノズル先端部分に傘状のスケールが成長するもので、排ガス１８中の灰の付着物である。
　脱水濾液３３を噴霧する際、噴霧液３３ａが傘状の付着物６１に当たり、噴霧液３３ａが粗大化することとなり、脱水濾液３３の蒸発性の悪化となる。
　そこで、図１２Ｂ及び図１２Ｃに示すように、付着物監視手段６０からマイクロ波６３を発生し、噴霧ノズル５２の先端空間部分の付着物発生位置までの距離を測定する。
　図１２Ｂでは、付着物６１の発生が無い場合であり、測定距離ｘとなり、これを正常（付着部無）であると判断する。
　これに対し、図１２Ｃでは、付着物６１の発生が有る場合であり、測定距離ｙとなり、これを異常（付着物有）であると判断する。
　この付着物監視手段６０の計測結果より、灰付着成長を検知した場合、付着物６１を除去する指示（※10）を行うようにする。
　なお、付着物監視手段６０を設置する以外に、作業員による目視による観察により、付着物６１の有無の確認を行うようにしてもよい。
　ここで、作業員の目視による観察する場合には、噴霧乾燥装置本体５１に設けた監視用ののぞき窓（図示せず）を用いて行うようにしている。
　ここで、付着物の除去には、１）脱水濾液の供給を停止し、工水での置換を実施し、ノズル及び配管内部の洗浄を噴霧ノズル洗浄手段により行う方法と、２）灰除去手段により、強制的に付着物を除去する方法との２種類がある。
　工水での置換は、図１３に示すように、排ガス処理システム１０Ｋでは、バルブＶ11を閉じて脱水濾液３３の供給を停止し、工水７０を供給し、バルブＶ12を開いて工水７０を供給して、置換を行い、噴霧ノズル洗浄手段によりノズル及び配管内部の洗浄を行うようにしている。
　この工水７０での置換の頻度は、付着物６１の付着の程度により、１回／１日～１～３回／１日と適宜変更するようにすればよい。また、工水７０の供給時間は例えば１時間／１回程度とすればよい。
　この際、付着物６１を溶解する薬液を供給するようにしてもよい。
　付着物除去手段としては、槌打手段（図示せず）を噴霧ノズル５２に設けて、付着物を落下させるようにしている。なお、槌打手段は噴霧が届かない位置に設置するようにすればよい。
　または、付着物除去手段として、噴霧ノズル５２に設けた環状刃を有するスクレーパを稼動させ、先端に付着した付着物６１を切り取る。
　図１４Ａ～図１４Ｃは、噴霧ノズルの周囲に設けたスクレーパによる付着部除去の様子を示す図である。
　図１４Ａは、噴霧ノズルの正面図であり、噴霧ノズル５２の周囲に付着物６１が付着している様子である。図１４Ｂは、噴霧ノズルの側面図であり、スクレーパ６５は待機している状態である。図１４Ｃは、噴霧ノズルの側面図であり、スクレーパ６５を起動させ、先端の環状刃により付着物６１を破砕、脱落させている。点線は脱落する付着物部分である。
　また、付着物６１が有る場合のみならず、このスクレーパ６５を所定頻度稼動させることにより、付着物６１の早期脱落を実施することができる。
　図１５は、実施例９に係る噴霧ノズルの概略図である。なお、上述した実施例８と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
　図１５に示すように、本実施例に係る噴霧ノズル５２は、噴霧ノズル５２の周囲に外筒６７を設け、バリアガス６８を供給口６７ａから供給して、ノズル先端部分からエアを供給して気膜を形成し、煤塵等による灰付着を抑制するようにしている。
　このバリアガス６８の供給は、噴霧液３３ａを噴霧する噴霧噴出し速度と等速度で噴出することで、周辺渦の発生を防止するようにしている。
　また、本実施例では、スクレーパ６５も設けているので、必要に応じてスクレーパ６５を稼動して、付着物６１の除去を行うようにしている。
　図１５中、符号６６はスクレーパの稼動用ハンドルを図示する。
　本実施例の噴霧ノズル５２によれば、バリアガス６８の導入により、付着物６１の成長が抑制され、噴霧ノズル５２において安定した噴霧が可能となる。
　図１６は、実施例１０に係る噴霧乾燥装置の構成図である。
　本実施例の固気分離型噴霧乾燥装置５０は、実施例８の固気分離型噴霧乾燥装置において、さらに、乾燥領域５３内に内部の温度を計測する温度計Ｔ1～Ｔ7と、温度計の計測結果により、脱水濾液３３の噴霧・乾燥状態の良否の判断を行う判定手段５４と、判定手段５４の判断の結果、噴霧乾燥不良であると判断した場合に、排ガス１８又は脱水濾液３３の調整を行う制御手段５５とを具備するものである。
　本実施例では、７箇所に温度計（Ｔ1～Ｔ7）を設けているが、本発明はこれに限定されず、乾燥領域５３の長さに応じて適宜変更するようにしている。
　なお、温度計測は乾燥装置本体５１の鉛直軸線部分に沿って設置しているが、本発明はこれに限定されず、蒸発状態を確認する位置に設置することができれば、いずれに設置してもよい。
　図１７Ａ及び図１７Ｂは、乾燥装置本体内の７箇所に温度計（Ｔ1～Ｔ7）に対するノズルからの距離と、計測温度との関係図である。
　ここで、液体の蒸発過程では、噴霧液３３ａの液滴の温度上昇や蒸発に対して熱が必要となる。この場合、排ガス１８の熱が液滴の温度上昇や蒸発に使用されるので、排ガス１８の温度が下がることとなる。この温度の低下を検知することで乾燥の良否を判断するようにしている。
　図１７Ａは、乾燥が良好な場合の関係図であり、図１７Ｂは、乾燥が不良の場合の関係図である。
　図１７Ａでは、温度減少がＴ4付近から止まり、温度が一定となっている。これは、噴霧液３３ａの液滴が無いことに起因する。
　これに対して、図１７－２では、温度減少がＴ7まで断続的に低下している。これは、噴霧液３３ａの液滴が多量に残存していることに起因する。
　この結果を判定手段５４で判断する。
　この判定手段５４での判断の結果、乾燥良好である場合には、そのまま脱水濾液３３の噴霧乾燥を継続する。
　これに対し、判断手段５４での判断の結果、乾燥不良であると判断した場合には、排ガス１８又は脱水濾液３３の調整を制御手段５５により行うようにしている。
　具体的には、脱水濾液３３の調整は、調整バルブＶ1を操作して脱水濾液３３の供給量の増減又は噴霧ノズル５２に供給するアトマイズエアの供給量の増減により、噴霧液３３ａの液滴径の調整をする。
　また、脱水濾液３３を所定量備蓄するバッファタンクを設け、調整を行うようにしてもよい。
　このため、図１６に示すように、制御手段５５には図示しない脱水濾液３３の流量を計測した流量情報（※1）が入力され、この情報をもとに、バルブ開度の調整又は図示しないポンプ流量の調整を行うようにしている。
　また、排ガス１８の調整は、排ガス１８の導入量の制御により行うようにしている。
　導入量の調整は、排ガス導入ラインＬ11との圧損調整によるバルブＶ2又はダンパ等の開度の制御により調整を行うようにしている。
　また、排ガス導入ラインＬ11とを複数系列として、噴霧乾燥装置３４を２台以上設置し、排ガス１８の供給量を調整するようにしてもよい。
　また、温度計測により、瞬間的な判断だけではなく、経時的に温度プロファイルを計測し乾燥良好な状態から乾燥不良の状態に過渡的に変化することを確認できた時点で、乾燥不良の要因を改善する前述した操作を行うようにしてもよい。
　本実施例によれば、前記脱硫装置１５から排出される脱硫排水３０から石膏３１を除去した脱水濾液３３を、排ガス１８の一部により噴霧乾燥する際、脱水濾液３３の噴霧乾燥状態を乾燥領域における温度状態を監視しつつ行うことしているので、安定して噴霧乾燥状態を保持でき、脱硫排水の無排水化を実施することができる。また、噴霧ノズル５２において、付着物６１の成長を付着物監視手段６０で監視するので、噴霧異常となる前に付着物６１を除去する措置を講じて、安定した操業が可能となる。
　また、脱水濾液３３を乾燥装置本体５１内に噴霧すると共に導入した排ガス１８により噴霧液３３ａを乾燥する脱水濾液３３の噴霧乾燥方法において、噴霧ノズル５２の噴霧状態を確認し、脱水濾液３３の噴霧が適切か否かを判断し、噴霧が不適切な場合には、噴霧ノズル５２の洗浄、噴霧ノズル５２近傍に付着した付着物６１の除去を行うようにすることで安定した脱水濾液３３の噴霧乾燥を行うことができる。
　さらに、乾燥装置本体５１の内部の乾燥領域５３における温度分布を測定し、ガス流れ方向の温度分布により乾燥状態を監視し、脱水濾液３３の乾燥が不足の場合には、排ガス量、脱水濾液３３の供給量の調整を行うことで、さらに安定した脱水濾液３３の噴霧乾燥を行うことができる。
　このように、本発明によれば、噴霧状態の良否を監視する手法として、（１）温度により蒸発状況を把握すると共に（２）例えば超音波等による付着物６１の成長を把握するようにし、(ａ)蒸発不良である場合には、排ガス１８や脱硫濾液３３の導入量を調整し、（ｂ）噴霧液３３ａの滴径変化が原因である場合には、噴霧ノズル５２の洗浄や、除灰装置を稼動することで、適切な噴霧状態に復帰させて、安定した脱水濾液３３の噴霧乾燥を行うことができる。
　１０Ａ～１０Ｋ　排ガス処理システム
　１１　ボイラ
　１２　脱硝装置
　１３　エアヒータ
　１４　第１の集塵機
　１５　脱硫装置
　１６　集塵灰
　１８　排ガス
　２０　石灰スラリー
　２１　石灰スラリー供給装置
　２２　塔底部
　２３　ノズル
　２４　塔頂部
　２６　浄化ガス
　２７　煙突
　３０　脱硫排水
　３２　脱水機
　３３　脱水濾液
　３４　噴霧乾燥装置
　３５、３５Ａ、３５Ｂ　第２の集塵機
　４４　排水処理装置
　４５　処理排水
　５０　固気分離型噴霧乾燥装置
　５１　乾燥装置本体
　５２　噴霧ノズル
　５３　乾燥領域
　５４　判定手段
　５５　制御手段
　６０　付着物監視手段
　６１　付着物
　６３　マイクロ波
　６５　スクレーパ
　６６　稼動用ハンドル
　６７　外筒
　６８　バリアガス
　７０　工水

Claims (25)

  1. 　燃料を燃焼させるボイラと、
    　前記ボイラからの排ガスの熱を回収するエアヒータと、
    　熱回収後の前記排ガス中の煤塵を除去する第１の集塵機と、
    　除塵後の前記排ガス中に含まれる硫黄酸化物を吸収液で除去する脱硫装置と、
    　前記脱硫装置から排出される脱硫排水から石膏を除去する脱水機と、
    　前記脱水機からの脱水濾液を噴霧する噴霧手段を備えた噴霧乾燥装置と、
    　前記噴霧乾燥装置に前記排ガスの一部を導入する排ガス導入ラインとを具備することを特徴とする排ガス処理システム。
  2. 　請求項１において、
    　前記脱水機からの脱水濾液中の浮遊物質を除去する固液分離装置を有することを特徴とする排ガス処理システム。
  3. 　請求項１において、
    　前記脱水機からの脱水濾液を集塵灰に供給する脱水分岐ラインを有することを特徴とする排ガス処理システム。
  4. 　請求項１において、
    　前記噴霧乾燥装置が固気分離型噴霧乾燥手段であることを特徴とする排ガス処理システム。
  5. 　請求項１において、
    　前記脱水機からの脱水濾液の有害物質を除去する排水処理装置を有することを特徴とする排ガス処理システム。
  6. 　請求項１において、
    　前記排ガス導入ラインに設けた前記噴霧乾燥装置の前流側又は後流側のいずれか一方又は両方に第２の集塵機を有することを特徴とする排ガス処理システム。
  7. 　請求項１において、
    　前記排ガスを分岐する位置がエアヒータの前流側であり、前記噴霧乾燥装置からの前記排ガスを前記エアヒータと前記第１の集塵機との間に戻すことを特徴とする排ガス処理システム。
  8. 　請求項６において、
    　前記排ガスを分岐する位置がエアヒータの前流側であり、前記噴霧乾燥装置からの前記排ガスを前記エアヒータと前記第１の集塵機との間又は第１の集塵機の後流側に戻すことを特徴とする排ガス処理システム。
  9. 　請求項１において、
    　前記排ガスを分岐する位置が前記エアヒータと前記第１の集塵機との間であり、前記噴霧乾燥装置からの排ガスをエアヒータと第１の集塵機との間に戻すことを特徴とする排ガス処理システム。
  10. 　請求項６において、
    　前記排ガスを分岐する位置が前記エアヒータと前記第１の集塵機との間であり、前記噴霧乾燥装置からの前記排ガスを前記エアヒータと前記第１の集塵機との間又は前記第１の集塵機の後流側に戻すことを特徴とする排ガス処理システム。
  11. 　請求項１において、
    　前記排ガスを分岐する位置が前記第１の集塵機と前記脱硫装置との間であり、前記噴霧乾燥装置からの前記排ガスを前記エアヒータと前記第１の集塵機との間又は前記第１の集塵機の後流側に戻すことを特徴とする排ガス処理システム。
  12. 　請求項６において、
    　前記排ガスを分岐する位置が前記第１の集塵機と前記脱硫装置との間であり、前記噴霧乾燥装置からの前記排ガスを前記第１の集塵機と前記脱硫装置に戻すことを特徴とする排ガス処理システム。
  13. 　燃料を燃焼させるボイラからの排ガスの熱をエアヒータにより回収した後、
    　脱硫装置において、熱回収後の前記排ガス中に含まれる硫黄酸化物を吸収液で除去する排ガス処理方法において、
    　前記脱硫装置から排出される脱硫排水から石膏を除去した脱水濾液を、前記排ガスの一部により噴霧乾燥することを特徴とする排ガス処理方法。
  14. 　請求項１３において、
    　前記脱水濾液中の浮遊物質を除去した分離液を噴霧乾燥することを特徴とする排ガス処理方法。
  15. 　請求項１３において、
    　前記噴霧乾燥した前記排ガスから固形物を除去することを特徴とする排ガス処理方法。
  16. 　噴霧乾燥装置本体内に、脱硫排水からの脱水濾液を噴霧する噴霧ノズルと、
    　前記噴霧乾燥装置本体に設けられ、噴霧液を乾燥する排ガスを導入する導入口と、
    　前記噴霧乾燥装置本体内に設けられ、排ガスにより脱水濾液を乾燥する乾燥領域と、
    　乾燥に寄与した前記排ガスを排出する排出口と、
    　前記噴霧ノズルの付着物の付着状態を監視する付着物監視手段と、を具備することを特徴とする脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥装置。
  17. 　請求項１６において、
    　前記付着物監視手段は、超音波又はレーザによる灰付着物の成長状態を監視することを特徴とする脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥装置。
  18. 　請求項１６において、
    　さらに、前記付着物を除去する付着物除去手段を具備することを特徴とする脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥装置。
  19. 　請求項１８において、
    　前記付着物除去手段が、前記噴霧ノズルの外周に可動自在に設けたスクレーパであることを特徴とする脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥装置。
  20. 　請求項１８において、
    　前記付着物除去手段が、噴霧ノズル洗浄手段であることを特徴とする脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥装置。
  21. 　請求項１６において、
    　乾燥領域内に複数設けられ、内部の温度を計測する温度計と、
    　温度計の計測結果により、脱水濾液の噴霧・乾燥状態の良否の判断を行う判定手段と、
    　判定手段の判断の結果、噴霧乾燥不良であると判断した場合に、前記排ガス又は前記脱水濾液の調整を調整バルブの流量調整により行う制御手段とを具備することを特徴とする脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥装置。
  22. 　燃料を燃焼させるボイラと、
    　前記ボイラからの前記排ガスの熱を回収するエアヒータと、
    　熱回収後の前記排ガス中の煤塵を除去する集塵機と、
    　除塵後の排ガス中に含まれる硫黄酸化物を吸収液で除去する脱硫装置と、
    　前記脱硫装置から排出される脱硫排水から石膏を除去する脱水機と、
    　前記脱水機からの脱水濾液を噴霧する噴霧手段を備えた請求項１６の噴霧乾燥装置と、
    　前記噴霧乾燥装置に前記排ガスの一部を導入する排ガス導入ラインとを具備することを特徴とする排ガス処理システム。
  23. 　請求項２２において、
    　前記脱水機からの前記脱水濾液中の浮遊物質を除去する固液分離装置を有することを特徴とする排ガス処理システム。
  24. 　脱硫排水からの脱水濾液を噴霧乾燥装置本体内に噴霧すると共に導入した排ガスにより噴霧液を乾燥する脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥方法において、
    　噴霧ノズルの噴霧状態を確認し、前記脱水濾液の噴霧が適切か否かを判断し、
    噴霧が不適切な場合には、前記噴霧ノズルの洗浄、前記噴霧ノズル近傍に付着した灰付着物の除去を行うことを特徴とする脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥方法。
  25. 　請求項２４において、
    　前記噴霧乾燥装置本体の内部における温度分布を測定し、
    　ガス流れ方向の温度分布により乾燥状態を監視し、
    　前記脱水濾液の乾燥が不足の場合には、排ガス量、前記脱水濾液の供給量の調整を行うことを特徴とする脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥方法。
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