WO2014115854A1 - 排ガス処理システム及び排ガス処理方法 - Google Patents

排ガス処理システム及び排ガス処理方法 Download PDF

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田中 義人
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Abstract

 ボイラ11からの排ガス18中の窒素酸化物を除去する脱硝装置12と、排ガス18の熱を回収するエアヒータ13と、排ガス18中の煤塵を除去する集塵機14と、除塵後の排ガス18中の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、脱硫装置15から排出される吸収液スラリー30から石膏31を回収する脱水機32と、脱水機32からの脱水濾液33を噴霧する噴霧手段52を備えた噴霧乾燥装置50と、噴霧乾燥装置50に排ガス18から分岐した分岐ガス18aを導入する排ガス導入ラインL11と、噴霧乾燥装置50からの排出ガス18bを主煙道に戻す排ガス送給ラインL12と、排ガス送給ラインL12に設けられ、排出ガス18b中の固形分71を固気分離する固形分分離機70と、分離された固形分71を固定化助剤73と共に混練処理して固定化する混練機72を具備する。

Description

排ガス処理システム及び排ガス処理方法

 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及び排ガス処理方法に関する。

 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。

 近年、排水規制強化のために、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。

 本出願人は、先に無排水化を実施する設備として、吸収液スラリーから石膏を分離した脱水濾液を脱硫排水として乾燥する噴霧乾燥装置を用い、ボイラ排ガスを用いて脱硫排水を噴霧乾燥する技術を提案した(特許文献1)。

特開2012-196638号公報

 ところで、煙道からボイラ排ガスを一部分岐して、脱硫装置からの脱水濾液を噴霧してガス化する噴霧乾燥装置を用いて、無排水化を実現する場合には、噴霧した脱水濾液を完全に蒸発固化させる噴霧乾燥装置が必須となる。
 この噴霧乾燥装置では、脱水濾液を完全に乾燥させるが、生成される乾燥塩は、脱硫装置での脱硫排水中に溶解した塩(例えば塩化カルシウム等)が主成分であるため、再溶解し易い、という問題がある。
 また、集塵灰に乾燥塩が含まれることで、集塵機の集塵負荷が高くなり、集塵機の容量増加が必要となるという問題がある。

 そのため、乾燥塩を含む廃棄物を埋立て処理等する場合、固定化又は不溶化処理することが望ましい。

 本発明は、前記問題に鑑み、脱硫装置からの脱硫排水の無排水化を行う際、発生する乾燥塩の処理を確実とする排ガス処理システム及び方法を提供することを課題とする。

 上述した課題を解決するための本発明の第1の発明は、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吸収液スラリー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排ガスからの一部の分岐ガスを主煙道から導入する排ガス導入ラインと、前記噴霧乾燥装置で脱水濾液を乾燥した後の排ガスを主煙道に戻す排ガス送給ラインと、排ガス送給ラインに設けられ、排ガス中の固形分を固気分離する固形分分離機と、分離された固形分を固定化助剤と共に混練処理して固定化する混練機と、混練物を乾燥処理する乾燥機と、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。

 第2の発明は、第1の発明において、前記固定化助剤が、集塵灰、酸化カルシウム、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム又はセメント材のいずれか一種又はこれらの混合物であることを特徴とする排ガス処理システムにある。

 第3の発明は、第2の発明において、前記固定化助剤と共に、又は代わりに、キレート剤又は凝集剤又は吸着剤の少なくとも一種を添加することを特徴とする排ガス処理システムにある。

 第4の発明は、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吸収液スラリー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、前記脱水濾液中にキレート剤を添加するキレート剤添加部と、前記噴霧乾燥装置に排ガスからの一部の分岐ガスを主煙道から導入する排ガス導入ラインと、前記噴霧乾燥装置で脱水濾液を乾燥した後の排ガスを主煙道に戻す排ガス送給ラインと、排ガス送給ラインに設けられ、排ガス中の固形分を固気分離する固形分分離機と、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。

 第5の発明は、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吸収液スラリーにキレート剤を添加するキレート剤添加部と、前期吸収液スラリーから石膏と重金属固定化物と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排ガスからの一部の分岐ガスを主煙道から導入する排ガス導入ラインと、前記噴霧乾燥装置で脱水濾液を乾燥した後の排ガスを主煙道に戻す排ガス送給ラインと、排ガス送給ラインに設けられ、排ガス中の固形分を固気分離する固形分分離機と、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。

 第6の発明は、第4又は5の発明において、前記キレート剤の添加と共に、又は代わりに、凝集剤又は吸着剤を添加することを特徴とする排ガス処理システムにある。

 第7の発明は、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吸収液スラリーから石膏を除去した脱水濾液を、排ガスの一部により噴霧乾燥すると共に、乾燥処理後の排ガス中の固形分を固気分離し、その後固定化助剤と共に混練処理して固定化することを特徴とする排ガス処理方法にある。

 第8の発明は、第7の発明において、前記固定化助剤が、集塵灰、酸化カルシウム、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム又はセメント材のいずれか一種又はこれらの混合物であることを特徴とする排ガス処理方法にある。

 第9の発明は、第8の発明において、前記固定化助剤と共に、又は代わりに、キレート剤又は凝集剤又は吸着剤の少なくとも一種を添加することを特徴とする排ガス処理方法にある。

 第10の発明は、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吸収液スラリーから石膏を除去した脱水濾液にキレート剤を添加し、その後排ガスの一部により噴霧乾燥すると共に、乾燥処理後の排ガス中の固形分を固気分離することを特徴とする排ガス処理方法にある。

 第11の発明は、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吸収液スラリーにキレート剤を添加し、その後、石膏と重金属固定化物とを分離し、分離後の脱水濾液を排ガスの一部により噴霧乾燥すると共に、乾燥処理後の排ガス中の固形分を固気分離することを特徴とする排ガス処理方法にある。

 第12の発明は、第10又は11の発明において、前記キレート剤の添加と共に、又は代わりに、凝集剤又は吸着剤を添加することを特徴とする排ガス処理方法にある。

 本発明によれば、吸収液スラリーから分離した脱水濾液を噴霧乾燥装置で噴霧処理する際に発生する乾燥塩を固定化処理するので、埋め立て処理する際にも、乾燥塩の溶解が低減され、有害物質溶出土壌汚染を防ぐことができる。また、集塵機の容量増加を低減することができる。

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2に係る排ガス処理システムの概略構成図である。 図3は、実施例1に係る脱水濾液の噴霧乾燥装置の概略図である。 図4は、実施例2に係る他の排ガス処理システムの概略構成図である。 図5は、実施例2に係る他の排ガス処理システムの概略構成図である。 図6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7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8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9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。

 以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。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。

 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、例えば石炭や残渣固体物質等を燃料として使用する石炭焚きボイラや、重油や残渣油等を燃料として使用する油焚きボイラ等のボイラ11からのボイラ排ガス(以下「排ガス」という。)18から、窒素酸化物(NO)、硫黄酸化物(SO)、煤塵(PM)、水銀(Hg)等の有害物質を除去する装置である。

 本実施例に係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、ボイラ11からの排ガス18中の窒素酸化物を除去する脱硝装置12と、脱硝後の排ガス18の熱を回収するエアヒータ13と、熱回収後の排ガス18中の煤塵を集塵灰16として除去する集塵機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、脱硫装置15から排出される吸収液スラリー30から石膏31を回収する脱水機32と、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50と、噴霧乾燥装置50に排ガス18から分岐した分岐ガス18aを導入する排ガス導入ラインL11と、噴霧乾燥装置50で脱水濾液33を乾燥した後の排出ガス18bを主煙道に戻す排ガス送給ラインL12、L13と、排ガス送給ラインL12と排ガス送給ラインL13との間に設けられ、排出ガス18b中の固形分を固気分離する固形分分離機70と、分離された固形分71を固定化助剤73と共に混練処理して固定化する混練機72と、混練物75を乾燥処理する乾燥機76と、を具備するものである。

 これにより、噴霧乾燥装置50において、石膏31を回収した脱水濾液33を導入した分岐ガス18aを用いて噴霧乾燥するので、脱硫装置15からの脱硫排水である脱水濾液33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中の窒素酸化物は、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(N)と水(HO)に分解・除去される。また排ガス18中の水銀は、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、排ガス供給ライン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300℃~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。

 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。集塵機14としては慣性力集塵機、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例えば石灰スラリー(水に石灰石粉末を溶解させた水溶液)20が用いられ、装置内の温度は例えば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内の液溜に供給される。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SOは石灰スラリー20と下記式(1)で表される反応を生じる。
CaCO+SO+0.5HO → CaSO・0.5HO +CO・・・(1)

 さらに、排ガス18中のSO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。
CaSO・0.5HO+0.5O+1.5HO → CaSO・2HO・・・(2)
 このようにして、排ガス18中のSOは、脱硫装置15において石膏CaSO・2HO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CaSO・2HO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)を吸収液スラリーと呼ぶ。

 脱硫に用いた吸収液スラリー(石灰石膏スラリー)30は、脱硫装置15の塔底部22から外部に排出され、吸収液ラインL20を介して脱水機32に送られ、ここで脱水処理される。この脱水濾液33が脱硫排水となるが、例えば水銀(Hg)、セレン(Se)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、吸収液スラリー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から排出された吸収液スラリー30は、脱水機32により石膏31が分離される。その際、吸収液スラリー30中の塩化水銀は石膏31に吸着された状態で石膏31ととも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、脱水機32からの分離液である脱水濾液33は、噴霧乾燥装置50に送られ、ここで蒸発乾燥させて、無排水化を図るようにしている。

 また、噴霧乾燥装置50は、ボイラ11からの排ガス18の主ラインである排ガス供給ラインL2から分岐した排ガス導入ラインL11を介して排ガス18からの分岐ガス18aが導入されるガス導入手段と、脱水濾液導入ラインL21を介して脱水機32から導入される脱水濾液33を散布又は噴霧する噴霧手段52とを具備している。そして、導入される排ガス18の熱により散布又は噴霧された脱水濾液33を蒸発乾燥させている。なお、符号L12は噴霧乾燥装置50で乾燥に寄与した排出ガス18bを固形分分離機70に導入する排ガス送給ライン、L13は固形分分離機70で固形分71を分離した排出ガス18cをガス供給ラインL3に返送する排ガス送給ラインである。排ガス導入ラインL11及び排ガス送給ラインL13には、分岐ガス18a及び排出ガス18cの流入・排出を停止するためのダンパ手段59が設けられている。

 なお、本実施例では、エアヒータ13へ流入する排ガス18を排ガス供給ラインL2から排ガス導入ラインL11を介して分岐ガス18aとして分岐しているので、ガス温度が高く(300~400℃)、脱水濾液33の噴霧乾燥を効率よく行うことができる。

 図3は、本実施例に係る脱水濾液の噴霧乾燥装置の一例を示す概略図である。図3に示すように、本実施例の噴霧乾燥装置50は、噴霧乾燥装置本体51内に、脱水濾液33を噴霧する噴霧手段52と、噴霧乾燥装置本体51に設けられ、噴霧液33aを乾燥する分岐ガス18a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、分岐ガス18aにより脱水濾液33を乾燥する乾燥領域53と、乾燥に寄与した排出ガス18bを排出する排出口51bと、噴霧手段52の付着物の付着状態を監視する付着物監視手段54とを具備するものである。なお、符号57は分離された固形分、V1、V2は流量調整バルブを図示する。
 なお、脱水濾液33は圧縮機55から供給される空気56により、噴霧乾燥装置本体51内部へ所定の流量と所定の噴霧液滴粒径とで噴霧手段52により噴霧されている。

 ここで、噴霧手段52としては、脱水濾液33を所定の液滴径となるように噴霧するものであれば、その形式は限定されるものではない。例えば2流体ノズルや、ロータリーアトマイザ等の噴霧手段を用いることができる。なお、2流体ノズルは比較的少量の脱水濾液33を噴霧するのに適しており、ロータリーアトマイザは、比較的多量の脱水濾液33を噴霧するのに適している。
 また、ノズルの数も1基ではなく、その処理量に応じて複数基設けるようにしてもよい。

 ここで、脱硫排水中の溶解した溶解成分(塩)は、そのまま噴霧乾燥装置50で乾燥した場合、噴霧乾燥装置50から排出する排出ガス18b中に含まれるので、集塵機14に供給して集塵した場合、その集塵した集塵灰16中に、溶解成分が含まれることとなる。

 この溶解成分を含む集塵灰16をそのまま埋め立て処理する場合には、集塵灰16からの溶解成分が問題となる。また、乾燥塩が含まれることで、集塵機14の集塵負荷が高くなり、集塵機14の容量増加が必要となる。

 本実施例では、この集塵灰16を埋め立てた場合においても溶解成分が発生しないように、排出ガス18bを処理するようにしている。

 本実施例では、噴霧乾燥装置50から排出する排出ガス18b中の溶解性を有する乾燥塩である固形分71を固気分離する固形分分離機70を排ガス送給ラインL12に介装している。

 この固形分分離機70としては、例えばサイクロンやバグフィルタ等のガス中の固形分を分離する装置であり、分離した固形分71は、その後混練機72に送られ、ここで混練される。
 また固形分71を分離した排ガス18cは、排ガス送給ラインL13を介して、ガス供給ラインL3に返送している。

 また、分離された固形分71は、そのままの状態では埋立て後に、水分を含むことで再度溶解するので、固定化助剤73と共に混練機72で混練処理して固定化処理を行うようにしている。

 本実施例では、固形分71と固定化助剤73とを混練機72に投入し、ここで所定時間混練することで、固形分71を固定化処理している。

 ここで、固定化助剤73の一部を固形分分離機70からの固形分71を抜出す抜出ラインL14に先ず投入し、混練機72に搬送するようにしてもよい。
 これは、固形分71に含まれる塩化カルシウム等の潮解性物質が、温度低下によって水分を吸収することで、固形分71中の湿分が上昇し、付着や固着を起こす場合でも、固定化助剤73を混ぜることによって固形分71中の湿分を低下させることができる。これにより、固形分71をより確実に混練機72まで搬送することが可能となる。

 ここで、溶解し易い固形分71を固定化処理する固定化助剤73としては、集塵機14で回収した集塵灰16を用いることができる。
 集塵灰16を所定量添加して混練機72で混練することにより、固形化処理が確実となる。

 また、集塵灰16の代わりに、例えば、炭酸カルシウム(石灰岩)、酸化カルシウム、硫酸カルシウム(石膏)、セメント材等を添加し、固定化処理を確実とするようにしてもよい。

 ここで、セメント材としては、例えば3CaO・SiO2、3CaO・Al23等を配合するものであり、溶解成分の固定化をより確実としている。このセメント材として、例えばポルトランドセメント等を例示することができる。

 なお、各成分を溶かし混ぜ合わせて固めるために用いる水分としては、例えばスチームや排水(脱硫排水など)、工業用水や脱硫吸収液スラリー等を適宜用いることができる。

 この固定化助剤73が投入された混錬物75は、その後乾燥機76で乾燥され、乾燥物77となる。この乾燥物77は、別途埋め立て処理されるが、この埋め立ての際、固定化処理がなされているので、溶解成分が発生することがなくなり、環境へ配慮した埋立処理が可能となる。

 これにより、噴霧乾燥装置50で乾燥に寄与した排出ガス18bから固形分71を分離するので、集塵機14への負荷も軽減され、集塵機14の容量を上げる必要がなくなる。

 なお、本実施例では、乾燥機76で乾燥物77としているが、この乾燥機76の前段において、混練物75を例えば成形器等で成形した後、乾燥するようにしてもよい。

 また、乾燥機76の後段において、乾燥物77を例えば成形器で成形するようにしてもよい。これにより、減容化を図ることとなる。

 図2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。なお、実施例1の排ガス処理システムと同一部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
 図2に示す本実施例に係る排ガス処理システム10Bでは、固形化処理する混練機72において、固定化助剤73と共に、又は代わりにキレート剤74を添加混合するようにしている。

 なお、各成分を溶かし混ぜ合わせて固めるために用いる水分としては、例えばスチームや排水(脱硫排水など)、工業用水や脱硫吸収液スラリー等を適宜用いることができる。

 また、この混練の際、固形分71中の重金属を固定化するキレート剤74を併せて投入している。また、用いるキレート剤74としては、例えばEDTA等アミノカルボン酸系キレート剤を用いることができる。

 この固定化助剤73及びキレート剤74が投入された混錬物75は、その後乾燥機76で乾燥され、乾燥物77となる。
 また、脱硫排水中に溶解した塩の成分は固形分分離機70で分離され、キレート剤74により重金属を固定化するので、乾燥塩の不溶化を図ることができ、これを埋め立て処理した場合においても、有害物質溶出による土壌汚染を防止することができる。

 この乾燥物77は、別途埋め立て処理されるが、この埋め立ての際、固定化処理がなされているので、有害物質溶出が発生することがなくなり、環境へ配慮した埋め立て処理が可能となる。

 本実施例によれば、噴霧乾燥装置50にて生成される乾燥塩と、煤塵・セメント材等の固定化助剤73とキレート剤74とを用いて固定化処理をするので、重金属の固定化と共に、溶出防止(不溶化)処理を施すことができる。

 このように、噴霧乾燥装置50で乾燥された乾燥塩が固形分分離機70で分離され、この乾燥塩を固定化することにより不溶化処理が確実になされることとなる。これにより、乾燥物77を埋め立て処理した場合においても、乾燥塩の溶解が低減され有害物質溶出土壌汚染を防ぐことができる。

 図4は、実施例2に係る他の排ガス処理システムの概略構成図である。
 図4に示す排ガス処理システム10Cでは、実施例2のように、キレート剤74を添加する際、このキレート剤74と一緒に、又はキレート剤74の代わりに、鉄酸化物、アルミニウム化合物、高分子凝集剤等の凝集剤78をさらに添加混合するようにしてもよい。

 鉄酸化物としては、例えば塩化鉄(3価)、水酸化鉄(3価)、硫酸鉄(2価)等を挙げることができる。

 アルミニウム化合物としては、例えばポリ塩化アルミニウム(PAC)や硫酸アルミニウム(硫酸バンド)、水酸化アルミニウム等を挙げることができる。

 高分子凝集剤としては、例えば「タキフロック(商品名;多木化学社製)アニオン系、ノニオン系、カチオン系、両性系)」、「エポフロックL-1(商品名;ジコー社製)」等を挙げることができる。

 この鉄酸化物やアルミニウム化合物や高分子凝集剤等の凝集剤78を添加することで、乾燥塩の不溶化を図ることができる。

 また、凝集剤78として、水酸化鉄(3価)を投入すると、セレンと反応し、不溶化することができる。例えばポリ塩化アルミニウム(PAC)を投入すると、例えばヒ素と反応し不溶化することができる。
 また、高分子凝集剤を投入すると、例えば鉛やカドミウムと反応し不溶化することができる。

 本実施例によれば、噴霧乾燥装置50にて生成される乾燥塩と、煤塵・セメント材等の固定化助剤73とキレート剤74と共に、又はキレート剤74の代わりに鉄酸化物、アルミニウム化合物、高分子凝集剤等の凝集剤78をさらに添加混合して、固定化処理をするので、重金属の固定化と共に、溶出防止(不溶化)処理を施すことができる。

 このように、噴霧乾燥装置50で乾燥された乾燥塩が固形分分離機70で分離され、この乾燥塩を固定化することにより不溶化処理が確実になされることとなる。これにより、乾燥物77を埋め立て処理した場合においても、乾燥塩の溶解が低減され有害物質溶出土壌汚染を防ぐことができる。

 図5は、実施例2に係る他の排ガス処理システムの概略構成図である。
 図5に示す排ガス処理システム10Dでは、排ガス処理システム10Cのように、凝集剤78を添加すると共に、さらに活性炭等の吸着剤79を投入することで、水銀等の重金属物質を吸着除去させることができる。

 図6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7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。なお、実施例1及び2の排ガス処理システムと同一部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
 図6に示す本実施例に係る排ガス処理システム10Eでは、脱水機32からの脱水濾液33を噴霧乾燥装置50へ供給する脱水濾液導入ラインL21に、脱水濾液33中の重金属を固定化するキレート剤74を添加するものである。

 本実施例では、噴霧乾燥装置50へ供給する前に、脱水濾液33中へキレート剤74を混合することで、噴霧乾燥装置50で生成する排出ガス18b中の乾燥塩はキレート剤74が十分に混合される。これにより、固形分分離機70で固形分71の回収前にキレート剤74を添加するので、図4に示すような混練機72を用いて混ぜる必要がなくなり、設備を簡略化することができる。

 本実施例によれば、脱水濾液33中の重金属を固定化するキレート剤74を添加した後、噴霧乾燥装置50で乾燥することで、固形分71からの例えば水銀等の重金属の溶出を防止することができる。

 また、図7に示す排ガス処理システム10Fのように、キレート剤74と共に、又は代わりに、凝集剤78を添加するようにしてもよい。

 ここで、凝集剤78としては、例えば硫酸バンド、塩化鉄、PAC、高分子凝集剤等を挙げることができる。また、高分子凝集剤としては、例えば「タキフロック(商品名;多木化学社製)アニオン系、ノニオン系、カチオン系、両性系)」、「エポフロックL-1(商品名;ジコー社製)」等を挙げることができる。

 図8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。なお、実施例1乃至3の排ガス処理システムと同一部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
 図8に示す本実施例に係る排ガス処理システム10Gは、噴霧乾燥装置50の後流側で固形分71を固定化処理する固定化助剤73の添加を行う処理と、噴霧乾燥装置50の前流側でキレート剤74を添加して事前に重金属を固定化する処理とを併用したものである。

 本実施例に係る排ガス処理システム10Gでは、脱水機32からの脱水濾液33を噴霧乾燥装置50へ供給する脱水濾液導入ラインL21に、脱水濾液33中の重金属を固定化するキレート剤74及び凝集剤78を添加すると共に、固形分分離機70の分離後の固形分71に、固定化助剤73、キレート剤74及び凝集剤78を混練機72に添加している。
 また、活性炭等の吸着剤79を噴霧乾燥装置50の前後において、各々添加するようにしてもよい。

 この結果、噴霧乾燥の際に脱水濾液33中の例えば水銀等の重金属を固定化すると共に、固形分71として分離した後に、さらに固定化助剤73により固定することで、埋立処理した際における乾燥塩の再溶解をさらに防止することができる。

 図9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。なお、実施例1乃至4の排ガス処理システムと同一部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
 図9に示す本実施例に係る排ガス処理システム10Hは、噴霧乾燥装置50の前流側の、さらに脱水機32の前流側の吸収液スラリー30にキレート剤74を添加している。そして、キレート剤74をが添加することで、吸収液スラリー30中の重金属を、事前に固定化する処理を併用したものである。

 本実施例に係る排ガス処理システム10Hでは、脱水機32の前流側の吸収液スラリー30に、重金属を固定化するキレート剤74及び必要に応じて凝集剤78を添加し、脱水機32によって石膏31と共に固定化した重金属の除去が可能となる。

 さらに、本実施例において、活性炭等の吸着剤79を脱水機32の前流において、添加するようにしてもよい。

 この結果、噴霧乾燥の際に脱水濾液33中の例えば水銀等の重金属濃度が下がることで、埋立処理した際の乾燥塩の再溶解をさらに防止することができる。

 10A~10H 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 集塵機
 15 脱硫装置
 16 集塵灰
 18 排ガス
 32 脱水機
 33 脱水濾液
 70 固形分分離機
 71 固形分
 72 混練機
 73 固定化助剤
 74 キレート剤
 76 乾燥機
 78 凝集剤
 79 吸着剤
 

Claims (12)

  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吸収液スラリー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排ガスからの一部の分岐ガスを主煙道から導入する排ガス導入ラインと、
     前記噴霧乾燥装置で脱水濾液を乾燥した後の排ガスを主煙道に戻す排ガス送給ラインと、
     排ガス送給ラインに設けられ、排ガス中の固形分を固気分離する固形分分離機と、
     分離された固形分を固定化助剤と共に混練処理して固定化する混練機と、
     混練物を乾燥処理する乾燥機と、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、
     前記固定化助剤が、集塵灰、酸化カルシウム、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム又はセメント材のいずれか一種又はこれらの混合物であることを特徴とする排ガス処理システム。
  3.  請求項2において、
     前記固定化助剤と共に、又は代わりに、キレート剤又は凝集剤又は吸着剤の少なくとも一種を添加することを特徴とする排ガス処理システム。
  4.  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吸収液スラリー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、
     前記脱水濾液中にキレート剤を添加するキレート剤添加部と、
     前記噴霧乾燥装置に排ガスからの一部の分岐ガスを主煙道から導入する排ガス導入ラインと、
     前記噴霧乾燥装置で脱水濾液を乾燥した後の排ガスを主煙道に戻す排ガス送給ラインと、
     排ガス送給ラインに設けられ、排ガス中の固形分を固気分離する固形分分離機と、を具備することを特徴とする排ガス処理システム。
  5.  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吸収液スラリーにキレート剤を添加するキレート剤添加部と、
     前期吸収液スラリーから石膏と重金属固定化物と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排ガスからの一部の分岐ガスを主煙道から導入する排ガス導入ラインと、
     前記噴霧乾燥装置で脱水濾液を乾燥した後の排ガスを主煙道に戻す排ガス送給ラインと、
     排ガス送給ラインに設けられ、排ガス中の固形分を固気分離する固形分分離機と、を具備することを特徴とする排ガス処理システム。
  6.  請求項4又は5において、
     前記キレート剤の添加と共に、又は代わりに、凝集剤又は吸着剤を添加することを特徴とする排ガス処理システム。
  7.  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吸収液スラリーから石膏を除去した脱水濾液を、排ガスの一部により噴霧乾燥すると共に、乾燥処理後の排ガス中の固形分を固気分離し、その後固定化助剤と共に混練処理して固定化することを特徴とする排ガス処理方法。
  8.  請求項7において、
     前記固定化助剤が、集塵灰、酸化カルシウム、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム又はセメント材のいずれか一種又はこれらの混合物であることを特徴とする排ガス処理方法。
  9.  請求項8において、
     前記固定化助剤と共に、又は代わりに、キレート剤又は凝集剤又は吸着剤の少なくとも一種を添加することを特徴とする排ガス処理方法。
  10.  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吸収液スラリーから石膏を除去した脱水濾液にキレート剤を添加し、その後排ガスの一部により噴霧乾燥すると共に、乾燥処理後の排ガス中の固形分を固気分離することを特徴とする排ガス処理方法。
  11.  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吸収液スラリーにキレート剤を添加し、その後、石膏と重金属固定化物とを分離し、分離後の脱水濾液を排ガスの一部により噴霧乾燥すると共に、乾燥処理後の排ガス中の固形分を固気分離することを特徴とする排ガス処理方法。
  12.  請求項10又は11において、
     前記キレート剤の添加と共に、又は代わりに、凝集剤又は吸着剤を添加することを特徴とする排ガス処理方法。
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