WO2013088863A1 - 飛灰循環型排ガス処理方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 ごみ燃焼炉、ガス化溶融炉などの廃棄物処理施設から排出される排ガス中に含まれる塩化水素、硫黄酸化物等の酸性ガスを除去して、大気中に放出される排ガスを無害化する排ガス処理方法について、排ガス煙道内に導入したナトリウム系薬剤の酸性ガスとの未反応分をより効率的に利用する。バグフィルタ出口の酸性ガスの濃度を安定的に低レベルにまで下げることができ、酸性ガスの除去効率が向上する飛灰循環型排ガス処理方法を提供する。 【解決手段】 飛灰循環型排ガス処理方法は、バグフィルタで捕集された飛灰(排ガス中の煤塵+ナトリウム系薬剤と酸性ガスの反応生成物+未反応ナトリウム系薬剤)をバグフィルタの底部より取り出し、このバグフィルタ飛灰の一部を、バグフィルタから排出される脱塩・脱硫処理済み排ガスの一部をキャリアガスとして用いて、バグフィルタ入口側の排ガス煙道に戻す。バグフィルタ飛灰の循環量は、飛灰循環倍率で表わして3倍~14倍であることが好ましい。

Description

飛灰循環型排ガス処理方法
  本発明は、例えばごみ焼却炉、ガス化溶融炉などの廃棄物処理施設から排出される排ガス中に含まれる塩化水素、硫黄酸化物等の酸性ガスを除去して、大気中に放出される排ガスを無害化するための飛灰循環型排ガス処理方法に関するものである。
  近年、地球温暖化問題への対処が強く求められている中で、ごみ焼却炉等の廃棄物処理施設整備計画においても、地球温暖化防止に配慮した施設整備を推進することとし、より一層のエネルギー回収とその有効活用、発電の高効率化による総発電能力の向上が強く求められている。
 都市ごみなどの一般廃棄物や、様々の工場から排出される産業廃棄物は、ごみ焼却炉、ガス化溶融炉などでその大半が処理されるが、この処理の過程で発生する排ガスには、煤塵、塩化水素、硫黄酸化物、窒素酸化物、重金属類などが含まれており、その除去のために適切な処理がなされている。また必要に応じて、排ガス中に含まれるダイオキシン類の除去もなされている。
 塩化水素や硫黄酸化物などの酸性ガスを高度に除去できる中和剤として、これらの酸性ガスとの反応性の高い重曹がよく知られている。
 例えば、下記の特許文献1では、排ガス中の酸性ガス除去剤としてナトリウム系薬剤を用い、排ガスを減温することなく、排ガス中の酸性ガスを低濃度まで効率よく除去することにより、後流側に設置された脱硝触媒の被毒を回避できる排ガス処理方法と排ガス処理設備が開示されている。
 また、下記の特許文献2には、排ガス中の硫黄酸化物(SO)を極めて低濃度まで効率よく除去することにより、五酸化バナジウム(V)を活性成分とする触媒の酸性硫安による被毒を回避し、触媒の連続使用期間の長期化を図ることができる排ガスの処理方法が開示されており、SOを含有する排ガスに重曹および/または炭酸ナトリウムの粉末を接触させて、SO濃度が5ppm以下となった排ガスをVを活性成分とする触媒に通すことを特徴とする排ガスの処理方法が記載されている。
 さらに、下記の特許文献3と特許文献4には、バグフィルタの上流側と後流側に設けられた迂回路に薬剤の供給を行い、バグフィルタ出口の排ガスをキャリアガスとして用いることにより、高温での滞留時間確保と薬剤の多孔質化を図る、排ガス処理方法と排ガス処理設備が開示されている。また、これらの特許文献では、薬剤の導入直前に薬剤を破砕することも記載されている。
特開2004-000866号公報 特開2004-082103号公報 特開2002-136840号公報 特開2002-028439号公報
  しかしながら、従来の排ガス処理によってバグフィルタで捕集された飛灰には、排ガス中の煤塵、薬剤と酸性ガスの反応生成物、および未反応薬剤が含まれているが、上記特許文献1~4に記載の従来法によれば、いずれの場合も未反応薬剤が効率的に利用されておらず、使用薬剤量に対する酸性ガスの除去効率が劣るものであるという問題があった。
  本発明の目的は、上記の従来技術の問題を解決し、排ガス煙道内に導入したナトリウム系薬剤の酸性ガスとの未反応分をより効率的に利用することができて、バグフィルタ出口の塩化水素および硫黄酸化物等の酸性ガスの濃度を安定的に低レベルにまで下げることができ、酸性ガスの除去効率を向上することができる、飛灰循環型排ガス処理方法を提供することにある。
  本発明者らは、上記の点に鑑み鋭意研究を重ねた結果、煙道内に導入したナトリウム系薬剤の酸性ガスとの未反応分をより効率的に利用するために、バグフィルタで捕集された飛灰(排ガス中の煤塵+ナトリウム系薬剤と酸性ガスの反応生成物+未反応薬剤)を、バグフィルタの底部より取り出し、このバグフィルタ飛灰の一部を、バグフィルタから排出される脱塩・脱硫処理済み排ガスをキャリアガスとして用いて、バグフィルタ入口側の排ガス煙道に戻して、未反応薬剤を循環利用することにより、バグフィルタ出口の塩化水素および硫黄酸化物等の酸性ガスの濃度を、安定的に8ppm以下の低レベルにまで下げることが可能であることを見出した。さらに、後述するバグフィルタ飛灰の循環倍率を3倍以上、好ましくは3~14倍で制御することにより、酸性ガスの除去効率を向上し得ることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
 上記の目的を達成するために、請求項1の飛灰循環型排ガス処理方法の発明は、排ガスに含まれる酸性ガスの除去用薬剤としてナトリウム系薬剤を用い、バグフィルタ入口側の排ガス煙道にナトリウム系薬剤を投入し、排ガス中の酸性ガスとナトリウム系薬剤との反応により塩を形成させ、該塩を含む飛灰をバグフィルタにより捕集して除去する乾式排ガス処理方法であって、バグフィルタで捕集された飛灰(排ガス中の煤塵+ナトリウム系薬剤と酸性ガスの反応生成物+未反応ナトリウム系薬剤)をバグフィルタの底部より取り出し、このバグフィルタ飛灰の一部を、バグフィルタから排出される脱塩・脱硫処理済み排ガスの一部をキャリアガスとして用いて、バグフィルタ入口側の排ガス煙道に戻すことを特徴としている。
 請求項2の発明は、請求項1に記載の飛灰循環型排ガス処理方法であって、バグフィルタ入口側の排ガス煙道に戻すバグフィルタ飛灰の循環量が、下記式で示される飛灰循環倍率で表わして、3倍~14倍であることを特徴としている。
 飛灰循環倍率=(循環飛灰切り出し量+飛灰系外排出量)/飛灰系外排出量
 請求項3の発明は、請求項1または2に記載の飛灰循環型排ガス処理方法であって、ナトリウム系薬剤が、重曹(NaHCO)、予め重曹を熱分解して生成させた多孔質の炭酸ナトリウム(NaCO)、またはセスキ炭酸ソーダであることを特徴としている。
 請求項4の発明は、請求項1~3のうちのいずれか一項に記載の飛灰循環型排ガス処理方法であって、バグフィルタ入口側の排ガス煙道に、ナトリウム系薬剤と共にろ過助剤を投入することを特徴としている。
 請求項5の発明は、請求項4に記載の飛灰循環型排ガス処理方法であって、ろ過助剤が、活性炭を含んでおり、バグフィルタ入口側の排ガス煙道に、ナトリウム系薬剤の供給に加えて、活性炭を含むろ過助剤を吹き込み、バグフィルタ飛灰の一部を、バグフィルタ入口側の排ガス煙道に戻すことを特徴としている。
 請求項1の飛灰循環型排ガス処理方法の発明は、排ガスに含まれる酸性ガスの除去用薬剤としてナトリウム系薬剤を用い、バグフィルタ入口側の排ガス煙道にナトリウム系薬剤を投入し、排ガス中の酸性ガスとナトリウム系薬剤との反応により塩を形成させ、該塩を含む飛灰をバグフィルタにより捕集して除去する乾式排ガス処理方法であって、バグフィルタで捕集された飛灰(排ガス中の煤塵+ナトリウム系薬剤と酸性ガスの反応生成物+未反応ナトリウム系薬剤)をバグフィルタの底部より取り出し、このバグフィルタ飛灰の一部を、バグフィルタから排出される脱塩・脱硫処理済み排ガスの一部をキャリアガスとして用いて、バグフィルタ入口側の排ガス煙道に戻すことを特徴とするもので、請求項1の発明によれば、煙道内に導入した薬剤の酸性ガスとの未反応分をより効率的に利用することができて、バグフィルタ出口の塩化水素および硫黄酸化物等の酸性ガスの濃度を安定的に低レベルにまで下げることができ、酸性ガスの除去効率を向上することができるという効果を奏する。
 請求項2の発明は、請求項1に記載の飛灰循環型排ガス処理方法であって、バグフィルタ入口側の排ガス煙道に戻すバグフィルタ飛灰の循環量が、下記式で示される飛灰循環倍率で表わして、3倍~14倍であることを特徴とものである。
 飛灰循環倍率=(循環飛灰切り出し量+飛灰系外排出量)/飛灰系外排出量
 請求項2の発明によれば、煙道内に導入した薬剤の酸性ガスとの未反応分をより効率的に利用することができて、バグフィルタ出口の塩化水素および硫黄酸化物等の酸性ガスの濃度を、安定的に8ppm以下の低レベルにまで下げることができ、酸性ガスの除去効率を向上することができるという効果を奏する。
 上記ナトリウム系薬剤としては、重曹(NaHCO)、予め重曹を熱分解して生成させた多孔質の炭酸ナトリウム(NaCO)、またはセスキ炭酸ソーダであることが好ましい。
 請求項4の発明は、請求項1~3のうちのいずれか一項に記載の飛灰循環型排ガス処理方法であって、バグフィルタ入口側の排ガス煙道に、ナトリウム系薬剤と共にろ過助剤を投入することを特徴とするもので、請求項4の発明によれば、ろ過助剤の添加は、一般的にバグフィルタのろ布表面に堆積した飛灰ケーキ層の圧損低減やパルスによる飛灰ケーキ層の払落しがより有効になるという効果を奏し、大量の飛灰を循環させる本発明においては必要不可欠な要素である。
 請求項5の発明は、請求項4に記載の飛灰循環型排ガス処理方法であって、ろ過助剤が、活性炭を含んでおり、バグフィルタ入口側の排ガス煙道に、ナトリウム系薬剤の供給に加えて、活性炭を含むろ過助剤を吹き込み、バグフィルタ飛灰の一部を、バグフィルタ入口側の排ガス煙道に戻すことを特徴とするもので、請求項5の発明によれば、煙道内に導入した薬剤の酸性ガスとの未反応分をより効率的に利用することができて、バグフィルタ出口の塩化水素および硫黄酸化物等の酸性ガスの濃度を安定的に低レベルにまで下げることができ、酸性ガスの除去効率を向上することができる。また、薬剤と共に活性炭を含むろ過助剤を吹き込むことにより、バグフィルタのろ布表面に堆積した飛灰ケーキ層の圧損低減やパルスによる飛灰ケーキ層の払落しがより有効になるという効果を奏する。
本発明の飛灰循環型排ガス処理方法を実施する装置の具体例を示すフローシートである。 本発明の飛灰循環型排ガス処理方法の実施例において、脱塩性能と当量比の関係を示すグラフである。 本発明の飛灰循環型排ガス処理方法の実施例において、脱硫性能と当量比の関係を示すグラフである。 本発明の飛灰循環型排ガス処理方法の実施例において、バグフィルタの入口・出口における塩化水素濃度と二酸化硫黄濃度の経時変化を示すグラフである。 本発明の飛灰循環型排ガス処理方法の参考実施例において、脱塩・脱硫性能と当量比の関係を示すグラフである。
1:排ガス煙道
2:バグフィルタ
3:薬剤・ろ過助剤導入管
4:ナトリウム系薬剤加熱バーナー
5:ろ過助剤供給装置
6:薬剤供給装置
7:薬剤・ろ過助剤供給ファン
8:脱塩・脱硫処理済み排ガス排出ダクト
9:脱塩・脱硫処理済み排ガス循環ダクト
10:飛灰循環ファン
11:飛灰排出コンベア
12:振り分けコンベア
13:バグフィルタ飛灰流送管
14:バグフィルタ飛灰貯槽
15:バグフィルタ飛灰排出管
16:循環飛灰供給コンベア
  つぎに、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
  図1は、本発明による飛灰循環型排ガス処理方法を実施する装置の具体例を示すフローシートである。
 同図を参照すると、本発明による飛灰循環型排ガス処理方法は、例えばごみ焼却炉、ガス化溶融炉などの廃棄物処理施設から排出される排ガス中に含まれる塩化水素、硫黄酸化物等の酸性ガスを除去して、大気中に放出される排ガスを無害化するための排ガス処理方法であって、排ガスに含まれる酸性ガスの除去用薬剤としてナトリウム系薬剤を用い、バグフィルタ入口側の排ガス煙道(1)にナトリウム系薬剤を投入し、排ガス中の酸性ガスとナトリウム系薬剤との反応により塩を形成させ、該塩を含む飛灰をバグフィルタ(2)により捕集して除去するいわゆる乾式の排ガス処理方法である。
 そして、本発明による飛灰循環型排ガス処理方法は、バグフィルタ(2)で捕集された飛灰(排ガス中の煤塵+ナトリウム系薬剤と酸性ガスの反応生成物+未反応ナトリウム系薬剤)をバグフィルタ(2)の底部より取り出し、このバグフィルタ(BF)飛灰の一部を、バグフィルタから排出される脱塩・脱硫処理済み排ガスの一部をキャリアガスとして用いて、バグフィルタ入口側の排ガス煙道(1)に戻すことを特徴としている。
 本発明による排ガス処理方法では、排ガスに含まれる酸性ガスの除去用薬剤として、例えば、重曹(NaHCO)、予め重曹を熱分解して生成させた多孔質の炭酸ナトリウム(NaCO)、またはセスキ炭酸ソーダ等のナトリウム系薬剤を用いる。
 ここで、バグフィルタ(2)入口側の排ガス煙道(1)に戻すバグフィルタ飛灰の循環量が、下記式で示される飛灰循環倍率で表わして、3倍~14倍であることが好ましい。
 飛灰循環倍率=(循環飛灰切り出し量+飛灰系外排出量)/飛灰系外排出量
 また、本発明による飛灰循環型排ガス処理方法においては、バグフィルタ入口側の排ガス煙道に、ナトリウム系薬剤と共にろ過助剤を投入することが好ましい。
 ろ過助剤としては、一般の排ガス処理に用いられるものであってよく、例えば珪藻土、ゼオライト、活性炭などの空隙率の高い粒子、パーライト、テシソーブ、シラスバルーンなどである。
 以下、本発明による飛灰循環型排ガス処理方法について、詳しく説明する。
 図1において、例えばごみ焼却炉、ガス化溶融炉などの廃棄物処理施設から排出される煤塵、および塩化水素、硫黄酸化物等の酸性ガスを含む排ガスの煙道(1)がバグフィルタ(2)に接続されている。バグフィルタ入口側の排ガス煙道(1)には、ナトリウム系薬剤およびろ過助剤を投入するための薬剤・ろ過助剤導入管(3)が接続されている。該導入管(3)の基端部はナトリウム系薬剤加熱バーナー(4)に接続され、また導入管(3)の中間部には、ろ過助剤供給装置(5)およびこれの下流側の薬剤供給装置(6)が設けられ、さらに薬剤供給装置(6)の下流側に薬剤・ろ過助剤供給ファン(7)が介在させられている。
 本発明による排ガス処理方法では、排ガスに含まれる酸性ガスの除去用薬剤として、例えば、重曹(NaHCO)、予め重曹を熱分解して生成させた多孔質の炭酸ナトリウム(NaCO)、またはセスキ炭酸ソーダ等のナトリウム系薬剤を用いる。
 酸性ガスの除去用薬剤が、例えば重曹(NaHCO)である場合には、その粒径は、10~50μmであることが好ましい。
 また、ろ過助剤としては、一般の排ガス処理に用いられるものであってよく、例えば珪藻土、ゼオライト、活性炭などの空隙率の高い粒子、パーライト、テシソーブ、シラスバルーンなどである。そして、ナトリウム系薬剤および少なくとも1種の上記のろ過助剤を供給ファン(7)の作動によってバグフィルタ入口側の排ガス煙道(1)内の排ガスの気流に吹き込むものである。
 こうして、排ガス煙道(1)内に、ナトリウム系薬剤および上記のろ過助剤を吹き込むと、排ガス中の酸性ガス(HCl、SOx)が中和される。ここで、ナトリウム系薬剤が、例えば重曹(NaHCO)である場合には、その脱塩および脱硫の中和反応式(1)および(2)は、つぎの通りである。
 NaHCO+HCl → NaCl+HO+CO2 …(1)
 2NaHCO+SO+1/2O → NaSO4+HO+2CO …(2)
 この中和反応後の排ガスをバグフィルタ(2)に導入し、飛灰を捕集する。バグフィルタ(2)で捕集された飛灰は、排ガス中の煤塵、ナトリウム系薬剤と酸性ガスの反応生成物、未反応薬剤、およびろ過助剤を含むものである。
 ついで、バグフィルタ(BF)飛灰を、バグフィルタ(2)の底部より排出コンベア(11)によって取り出し、さらに振り分けコンベア(12)によってバグフィルタ飛灰を振り分けて、その一部を流送管(13)からバグフィルタ飛灰貯槽(14)に導入し、残部は、バグフィルタ飛灰排出管(15)から系外に排出する。
 バグフィルタ(2)上部の排気口には脱塩・脱硫処理済み排ガス排出ダクト(8)が接続され、該脱塩・脱硫処理済み排ガス排出ダクト(8)の中間部とバグフィルタ(2)の排ガス導入側の排ガス煙道(1)との間に、脱塩・脱硫処理済み排ガス循環ダクト(9)が設けられ、循環ダクト(9)の途上には飛灰循環ファン(10)が介在させられている。
 そして、バグフィルタ飛灰貯槽(14)の底部には循環飛灰供給コンベア(16)が具備されており、この循環飛灰供給コンベア(16)の作動によって飛灰貯槽(14)から所要量のバグフィルタ飛灰を、脱塩・脱硫処理済み排ガス循環ダクト(9)の飛灰循環ファン(10)より下流側において循環ダクト(9)内に供給する。これにより、バグフィルタ(2)排気口から排出される脱塩・脱硫処理済み排ガスの一部をキャリアガスとして、バグフィルタ(BF)飛灰がバグフィルタ(2)入口側の排ガス煙道(1)に戻される。
 上記のように、バグフィルタ(BF)飛灰には、排ガス中の煤塵、ナトリウム系薬剤と酸性ガスの反応生成物、未反応薬剤、およびろ過助剤を含むものであり、本発明による飛灰循環型排ガス処理方法によれば、排ガス煙道(1)内に導入したナトリウム系薬剤の酸性ガスとの未反応分をより効率的に利用することができて、バグフィルタ(2)出口の塩化水素(HCl)および硫黄酸化物(SOx)等の酸性ガスの濃度を安定的に低レベルにまで下げることができ、酸性ガスの除去効率を向上することができるものである。
 また、本発明による飛灰循環型排ガス処理方法において、バグフィルタ(2)入口側の排ガス煙道(1)に戻すバグフィルタ飛灰の循環量が、下記式で示される飛灰循環倍率で表わして3倍~14倍であることが好ましい。
 飛灰循環倍率=(循環飛灰切り出し量+飛灰系外排出量)/飛灰系外排出量
 このように、バグフィルタ飛灰の循環量が、飛灰循環倍率で表わして3倍~14倍であれば、後述する実施例にも示すように、排ガス煙道(1)内に導入したナトリウム系薬剤の酸性ガスとの未反応分をより効率的に利用することができて、バグフィルタ(2)出口の塩化水素および硫黄酸化物等の酸性ガスの濃度を、安定的に8ppm以下の低レベルにまで下げることができ、酸性ガスの除去効率を向上することができるものである。
 ここで、飛灰循環用のキャリアガスにバグフィルタ(2)出口排ガスすなわち脱塩・脱硫処理済み排ガスの一部を用いる本発明の方法においては、バグフィルタ(2)から排出されたBF飛灰について、飛灰貯槽(14)側と系外排出管(15)側との切替えを、バグフィルタ(2)のパルス回数の比、あるいは経過時間の比によって切替えるとともに、飛灰貯槽(14)内のバグフィルタ飛灰のレベルが一定になるように、バグフィルタ飛灰の切出しを調節することによって、飛灰循環量を調節することが好ましい。また循環飛灰供給コンベア(16)は、飛灰貯槽(14)の重量が一定になるように、インバータによる回転数制御を行うことが好ましい。
 この方法において、例えば、飛灰貯槽(14)側と系外排出管(15)側との比を、6:1に設定すると、上記式で計算される飛灰循環倍率は、7倍になる。
 なお、バグフィルタ(2)の手前に、排ガス中に含まれる塩化水素、硫黄酸化物等の酸性ガスとナトリウム系薬剤との反応により塩を形成させるナトリウム系薬剤反応塔(図示略)を設置する場合には、バグフィルタ(2)で払い落とされたBF飛灰を、ナトリウム系薬剤反応塔前の排ガス煙道(1)に戻すことで、バグフィルタ飛灰の循環を行ってもよい。
 また、バグフィルタ(2)上部の排気口に接続された脱塩・脱硫処理済み排ガス排出ダクト(8)から排出される脱塩・脱硫処理済み排ガスは、その一部がキャリアガスとしてバグフィルタ(BF)飛灰を、バグフィルタ(2)入口側の排ガス煙道(1)に戻すために使用されるが、脱塩・脱硫処理済み排ガスの残部は、脱硝設備等のその他の設備(17)に送られて、必要な浄化処理が施された後、誘引ファン(18)に作動によって、既設煙突から大気に排出される。
  つぎに、本発明の実施例を比較例と共に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
実施例1
 図1に示す本発明による飛灰循環型排ガス処理方法を実施する装置により、本発明の方法を実施した。
 焼却炉のボイラ出口から排出される流量2500mN/h、および温度約190℃の排ガス中に含まれる塩化水素(HCl)、硫黄酸化物(SOx)等の酸性ガスを除去して、大気中に放出される排ガスを無害化するために、排ガスに含まれる酸性ガスの除去用薬剤としてナトリウム系薬剤を用い、バグフィルタ入口側の排ガス煙道(1)にナトリウム系薬剤を投入し、排ガス中の酸性ガスとナトリウム系薬剤との反応により塩を形成させ、該塩を含む飛灰をバグフィルタ(2)により捕集した。
 ここで、酸性ガスの除去用薬剤として、平均粒径17μmの重曹(NaHCO)(商品名:Briskarb Premium 20、Brunner Mond社製)を使用した。
 また、バグフィルタ入口側の排ガス煙道(1)に、ナトリウム系薬剤と共にろ過助剤を投入した。ここで、ろ過助剤としては、珪藻土+活性炭系の薬剤(商品名バグエースE、日立造船社製)を使用した。
 排ガス煙道(1)内に、重曹(NaHCO)よりなるナトリウム系薬剤および上記のろ過助剤を吹き込むと、排ガス中の酸性ガス(HCl、SOx)が中和される。ここで、その脱塩および脱硫の中和反応式(1)および(2)は、つぎの通りである。
 NaHCO+HCl → NaCl+HO+CO2 …(1)
 2NaHCO+SO + 1/2O→ NaSO4+HO+2CO…(2)
 この中和反応後の排ガスを、バグフィルタ(2)に導入し、飛灰を捕集した。バグフィルタ(2)で捕集された飛灰は、排ガス中の煤塵、ナトリウム系薬剤と酸性ガスの反応生成物、未反応薬剤、およびろ過助剤を含むものである。
 ついで、バグフィルタ(BF)飛灰を、バグフィルタ(2)の底部より排出コンベア(11)によって取り出し、さらに振り分けコンベア(12)によってバグフィルタ飛灰を振り分けて、その一部を流送管(13)から飛灰貯槽(14)に導入し、残部は排出管(15)から系外に排出した。
 バグフィルタ(2)上部の排気口には脱塩・脱硫処理済み排ガス排出ダクト(8)が接続され、該脱塩・脱硫処理済み排ガス排出ダクト(8)の中間部とバグフィルタ(2)の排ガス導入側の排ガス煙道(1)との間に、脱塩・脱硫処理済み排ガス循環ダクト(9)が設けられ、循環ダクト(9)の途上には飛灰循環ファン(10)が介在させられている。
 そして、バグフィルタ飛灰貯槽(14)の底部には循環飛灰供給コンベア(16)が具備されており、この循環飛灰供給コンベア(16)の作動によって飛灰貯槽(14)から所要量のバグフィルタ飛灰を、脱塩・脱硫処理済み排ガス循環ダクト(9)の飛灰循環ファン(10)より下流側において循環ダクト(9)内に供給した。これにより、バグフィルタ(2)排気口から排出される脱塩・脱硫処理済み排ガスの一部をキャリアガスとして、バグフィルタ(BF)飛灰がバグフィルタ(2)入口側の排ガス煙道(1)に戻された。
 そして、図2に、バグフィルタ(2)入口側の排ガス煙道(1)に戻すバグフィルタ飛灰の循環量を、下記式で示される飛灰循環倍率で表わして、1倍(飛灰循環無し)、3倍、7倍、14倍と変えた時の脱塩性能と当量比の関係を示すグラフを記載し、図3に、同じく脱硫性能と当量比の関係を示すグラフを記載した。なお、飛灰循環倍率が、1倍(飛灰循環無し)である場合は、比較例ということになる。
 飛灰循環倍率=(循環飛灰切り出し量+飛灰系外排出量)/飛灰系外排出量
 ここで、当量比は、塩化水素(HCl)と硫黄酸化物(SOx)がそれぞれ反応する量論のナトリウム系薬剤の合計量に対して、実際に供給された薬剤量の比率である。
 なお、バグフィルタ(2)から排出された飛灰について、飛灰貯槽(14)側と系外排出管(15)側との切替えを、バグフィルタ(2)のパルス回数の比によって切替えるとともに、飛灰貯槽(14)内のバグフィルタ飛灰のレベルが一定になるように、バグフィルタ飛灰の切出しを調節することによって、飛灰循環量を調節した。具体的には、バグフィルタ(2)のパルス間隔は20分として、パルス回数で飛灰貯槽(14)側と系外排出管(15)側(外部排出側)とに振分けた。また循環飛灰供給コンベア(16)は、飛灰貯槽(14)の重量が一定になるように、インバータによる回転数制御を行った。
 図2と図3の結果から分かるように、バグフィルタ入口側の排ガス煙道に戻すバグフィルタ飛灰の循環量が、下記式で示される飛灰循環倍率で表わして、循環倍率が3倍のとき、循環なしの条件に比べ、多少、脱塩・脱硫率の向上がみられた。さらに、循環倍率が7倍以上になると特に脱硫性能で大きな改善効果がみられた。しかし、循環倍率が14倍のときは7倍のときに比べて脱塩・脱硫率がそれほど大きく向上しておらず、これ以上循環倍率を大きくしてもあまり意味がないので、循環倍率としては3~14倍が好ましい。
 図4に、飛灰循環倍率7倍における、バグフィルタ(2)の入口・出口における塩化水素(HCl)濃度と硫黄酸化物(SOx)濃度の経時変化を示すグラフを記載した。
 同図の結果から分かるように、当量比が1.13以上では、バグフィルタ(2)の出口のHCl濃度とSOx濃度は、8ppm以下であり、当量比が1.23以上では、HCl濃度とSOx濃度は、5ppm以下を安定して維持することができた。
 これは、本発明の方法によりバグフィルタ飛灰の循環を行った場合、バグフィルタ(2)の入口においては新たに供給されるナトリウム系薬剤だけでなく、バグフィルタ飛灰と共に戻される未反応のナトリウム系薬剤が存在するため、短期的な入口濃度変化による影響を受けにくいものと考えられる。
参考実施例1
 本発明による飛灰循環型排ガス処理方法において、脱塩・脱硫性能に対するナトリウム系薬剤である重曹(NaHCO)の粒径の影響を確認するために、下記の試験を実施した。
 すなわち、上記実施例1では、ナトリウム系薬剤として平均粒径17μmの重曹を使用したが、この参考実施例1では、ナトリウム系薬剤として平均粒径13μmの重曹を用い、その他の点は、実施例1の場合と同様にして、本発明による飛灰循環型排ガス処理方法の脱塩・脱硫性能を計測した。
 図5に、参考実施例1における脱塩・脱硫性能と当量比の関係を示した。この図5と、上記実施例1の脱硫性能と当量比の関係を示す図3とを参照すると、明らかなように、平均粒径17μmの重曹を用いた場合には、当量比1(バグフィルタ飛灰循環なし)で脱硫率は、約67%であった(図3参照)。これに対し、平均粒径13μmの重曹を用いた場合には、当量比1(バグフィルタ飛灰循環無し)で脱硫率は、約80%であった(図5参照)。さらに、本発明による実施例1で、飛灰循環倍率が7倍の場合は、当量比1で脱硫率は約82%であり(図3参照)、本発明の方法により、排ガス中の煤塵、ナトリウム系薬剤と酸性ガスの反応生成物、未反応薬剤、およびろ過助剤を含むバグフィルタ飛灰の一部を、バグフィルタ(2)排気口から排出される脱塩・脱硫処理済み排ガスをキャリアガスとして用いて、バグフィルタ(2)入口側の排ガス煙道(1)に循環することで、大きな粒径の重曹を使用しても、小さな粒径の重曹を使用した場合と同等の性能が得られることが判った。

Claims (5)

  1.   排ガスに含まれる酸性ガスの除去用薬剤としてナトリウム系薬剤を用い、バグフィルタ入口側の排ガス煙道にナトリウム系薬剤を投入し、排ガス中の酸性ガスとナトリウム系薬剤との反応により塩を形成させ、該塩を含む飛灰をバグフィルタにより捕集して除去する乾式排ガス処理方法であって、
    バグフィルタで捕集された飛灰(排ガス中の煤塵+ナトリウム系薬剤と酸性ガスの反応生成物+未反応ナトリウム系薬剤)をバグフィルタの底部より取り出し、このバグフィルタ飛灰の一部を、バグフィルタから排出される脱塩・脱硫処理済み排ガスの一部をキャリアガスとして用いて、バグフィルタ入口側の排ガス煙道に戻すことを特徴とする、飛灰循環型排ガス処理方法。
  2.   バグフィルタ入口側の排ガス煙道に戻すバグフィルタ飛灰の循環量が、下記式で示される飛灰循環倍率で表わして、3倍~14倍であることを特徴とする、請求項1に記載の飛灰循環型排ガス処理方法。
      飛灰循環倍率=(循環飛灰切り出し量+飛灰系外排出量)/飛灰系外排出量
  3.  ナトリウム系薬剤が、重曹(NaHCO)、予め重曹を熱分解して生成させた多孔質の炭酸ナトリウム(NaCO)、またはセスキ炭酸ソーダであることを特徴とする、請求項1または2に記載の飛灰循環型排ガス処理方法。
  4.  バグフィルタ入口側の排ガス煙道に、ナトリウム系薬剤と共にろ過助剤を投入することを特徴とする、請求項1~3のうちのいずれか一項に記載の飛灰循環型排ガス処理方法。
  5.  ろ過助剤が、活性炭を含んでおり、バグフィルタ入口側の排ガス煙道に、ナトリウム系薬剤の供給に加えて、活性炭を含むろ過助剤を吹き込み、バグフィルタ飛灰の一部を、バグフィルタ入口側の排ガス煙道に戻すことを特徴とする、請求項4に記載の飛灰循環型排ガス処理方法。
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