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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WO2014115854A1
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solid content
chelating agent
boiler
dehydrated filtrate
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俊大 福田
晴治 香川
直行 神山
田中　義人
拓郎 添田
佐藤　淳
鵜飼　展行
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三菱重工業株式会社
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    • Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Definitions

  • the present invention relates to an exhaust gas treatment system and an exhaust gas treatment method for treating exhaust gas discharged from a boiler.
  • 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 after 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.
  • the present applicant uses a spray dryer that dries dehydrated filtrate obtained by separating gypsum from the absorbent slurry as desulfurized wastewater as a facility that performs drainage earlier, and technology to spray dry desulfurized wastewater using boiler exhaust gas (Patent Document 1).
  • the sprayed dehydrated filtrate is completely removed.
  • a spray dryer for evaporating and solidifying is essential.
  • the dehydrated filtrate is completely dried.
  • the generated dry salt is mainly dissolved in the desulfurization effluent in the desulfurization apparatus (for example, calcium chloride), so that it is easily re-dissolved.
  • the dust collection ash contains a dry salt, which increases the dust collection load of the dust collector and requires an increase in the capacity of the dust collector.
  • an object of the present invention is to provide an exhaust gas treatment system and a method for reliably treating a generated dry salt when desulfurization drainage from a desulfurization apparatus is eliminated.
  • a first invention of the present invention for solving the above-described problems includes a boiler that burns fuel, an air heater that recovers heat of exhaust gas from the boiler, and a dust collector that removes dust in the exhaust gas after heat recovery.
  • a desulfurizer that removes sulfur oxides contained in exhaust gas after dust removal with an absorbent, a dehydrator that removes gypsum from the absorbent slurry discharged from the desulfurizer, and a dehydrated filtrate from the dehydrator
  • a spray drying device provided with spraying means, an exhaust gas introduction line for introducing a part of the branched gas from the exhaust gas into the spray drying device from the main flue, and an exhaust gas after drying the dehydrated filtrate in the spray drying device.
  • An exhaust gas supply line that returns to the main flue, a solid content separator that is provided in the exhaust gas supply line and separates the solid content in the exhaust gas into solid-gas separation, and the separated solid content is kneaded together with an immobilization aid.
  • Immobilize And kneader in exhaust gas treatment system characterized by comprising a dryer for drying the kneaded product, the.
  • a second invention is the exhaust gas according to the first invention, wherein the immobilization aid is any one of dust ash, calcium oxide, calcium carbonate, calcium sulfate, cement material, or a mixture thereof.
  • the immobilization aid is any one of dust ash, calcium oxide, calcium carbonate, calcium sulfate, cement material, or a mixture thereof.
  • the third invention is the exhaust gas treatment system according to the second invention, wherein at least one of a chelating agent, a flocculant or an adsorbent is added together with or instead of the immobilization aid.
  • An exhaust gas treatment line comprising: an exhaust gas supply line that returns the exhaust gas after being returned to the main flue; and a solid content separator that is provided in the exhaust gas supply line and separates solids in the exhaust gas into
  • 5th invention is the boiler which burns fuel, the air heater which collect
  • a desulfurizer that removes substances with an absorbent, a chelating agent addition unit that adds a chelating agent to the absorbent slurry discharged from the desulfurizer, and a dehydrator that removes gypsum and heavy metal immobilization products from the previous absorbent slurry
  • a spray drying device provided with spraying means for spraying the dehydrated filtrate from the dehydrator, an exhaust gas introduction line for introducing a part of branched gas from the exhaust gas from the main flue to the spray drying device, and the spray drying device
  • a sixth invention is an exhaust gas treatment system according to the fourth or fifth invention, wherein a flocculant or an adsorbent is added together with or in place of the addition of the chelating agent.
  • the seventh invention is an exhaust gas treatment method in which the heat of exhaust gas from a boiler that burns fuel is recovered by an air heater, and then in a desulfurization apparatus, sulfur oxides contained in the exhaust gas after heat recovery are removed with an absorbent.
  • the dehydrated filtrate from which the gypsum has been removed from the absorbent slurry discharged from the desulfurizer is spray-dried with a part of the exhaust gas, and the solid content in the exhaust gas after the drying treatment is solid-gas separated, and then kneaded with the fixing aid.
  • the exhaust gas treatment method is characterized by processing and fixing.
  • An eighth invention is characterized in that, in the seventh invention, the immobilization aid is any one of dust ash, calcium oxide, calcium carbonate, calcium sulfate, cement material, or a mixture thereof. It is in the processing method.
  • the ninth invention is the exhaust gas treatment method according to the eighth invention, wherein at least one of a chelating agent, a flocculant or an adsorbent is added together with or instead of the immobilization aid.
  • an exhaust gas treatment method for removing sulfur oxides contained in exhaust gas after heat recovery with an absorbing solution in a desulfurization apparatus after recovering heat of exhaust gas from a boiler that burns fuel with an air heater. Adding a chelating agent to the dehydrated filtrate from which the gypsum has been removed from the absorbent slurry discharged from the desulfurizer, and then spray drying with a part of the exhaust gas, and solid-gas separation of the solid content in the exhaust gas after the drying treatment An exhaust gas treatment method characterized by the above.
  • An eleventh aspect of the invention is an exhaust gas treatment method for removing sulfur oxides contained in exhaust gas after heat recovery with an absorbing liquid in a desulfurization apparatus after recovering heat of exhaust gas from a boiler that burns fuel with an air heater.
  • a chelating agent is added to the absorbent slurry discharged from the desulfurization apparatus, and then the gypsum and the heavy metal fixed product are separated.
  • the separated dehydrated filtrate is spray-dried with a part of the exhaust gas, and the exhaust gas after the drying treatment
  • the present invention provides an exhaust gas treatment method characterized by solid-gas separation of solid content therein.
  • a twelfth aspect of the invention is an exhaust gas treatment method according to the tenth or eleventh aspect of the invention, wherein a flocculant or an adsorbent is added together with, or instead of, the addition of the chelating agent.
  • the dry salt generated when the dehydrated filtrate separated from the absorbent slurry is sprayed by the spray drying device is fixed, the dissolution of the dry salt is reduced also during the landfill process, It can prevent toxic substance elution soil contamination. Moreover, the increase in capacity of the dust collector can be reduced.
  • 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 an exhaust gas treatment system according to a second embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a dehydrated filtrate spray drying apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram of another exhaust gas treatment system according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram of another exhaust gas treatment system according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an exhaust gas treatment system according to a third embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic configuration diagram of another exhaust gas treatment system according to the third embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic configuration diagram of an exhaust gas treatment system according to a fourth embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic configuration diagram of an exhaust gas treatment system according to a fifth embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an exhaust gas treatment system according to a first embodiment.
  • An exhaust gas treatment system 10A illustrated in FIG. 1 is a boiler exhaust gas from a boiler 11 such as a coal-fired boiler that uses coal, residual solid material, or the like as a fuel, or an oil-fired boiler that uses heavy oil, residual oil, or the like as a fuel.
  • exhaust gas is a device that removes harmful substances such as nitrogen oxides (NO x ), sulfur oxides (SO x ), dust (PM), mercury (Hg), and the like.
  • An exhaust gas treatment system 10A includes a boiler 11 that burns fuel F, a denitration device 12 that removes nitrogen oxides in the exhaust gas 18 from the boiler 11, and an air heater that recovers the heat of the exhaust gas 18 after denitration. 13, a dust collector 14 that removes dust in the exhaust gas 18 after heat recovery as dust collection ash 16, and a desulfurizer 15 that removes sulfur oxides contained in the exhaust gas 18 after dust removal with a lime slurry 20 that is an absorbent.
  • a dehydrator 32 that recovers the gypsum 31 from the absorbent slurry 30 discharged from the desulfurizer 15, a spray dryer 50 that includes spray means for spraying the dehydrated filtrate 33 from the dehydrator 32, and a spray dryer 50 in the exhaust gas introduction line L 11 for introducing the branch gas 18a that branches from the exhaust gas 18, return the exhaust gas 18b after drying the dehydrated filtrate 33 by spray-drying apparatus 50 in the main flue
  • a kneader 72 for kneading and fixing the separated solid content 71 together with an immobilization aid 73 and a drier 76 for drying the kneaded product 75 are provided.
  • the spray drying apparatus 50 since it spray-drys using the branch gas 18a which introduce
  • 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.
  • the nitrogen oxides in the exhaust gas 18 introduced into the denitration device 12 come into contact with the denitration catalyst layer, so that the nitrogen oxides in the exhaust gas 18 are decomposed and removed into nitrogen gas (N 2 ) and water (H 2 O). Is done.
  • the mercury in the exhaust gas 18 increases in the chlorine (Cl) content, the proportion of divalent mercury chloride that is soluble in water increases, and mercury is easily collected by the desulfurization device 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 exhaust 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 300 ° C. to 400 ° C., heat exchange is performed between the high temperature exhaust gas 18 and the 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 dust collector 14 removes soot and dust in the exhaust gas 18 supplied via the gas supply line L 3 after heat recovery.
  • Examples of the dust collector 14 include an inertial dust collector, a centrifugal dust collector, a filtration dust collector, an electric dust collector, and a cleaning dust collector, but are not particularly limited.
  • Desulfurizer 15 after the dust has been removed is an apparatus for removing a wet sulfur oxides in the flue gas 18 supplied through a gas supply line L 4.
  • lime slurry an aqueous solution in which limestone powder is dissolved in water
  • the lime slurry 20 is supplied from the lime slurry supply device 21 to the liquid reservoir in 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 in which gypsum is mixed) to be pumped is referred to as an absorbent slurry.
  • Absorbing solution slurry used for desulfurization (limestone gypsum slurry) 30 is discharged to the outside from the bottom 22 of the desulfurization apparatus 15, it is sent to the dehydrator 32 through the absorption liquid line L 20, where it is dehydrated.
  • the dehydrated filtrate 33 serves as a desulfurization effluent, which contains, for example, heavy metals such as mercury (Hg) and selenium (Se) and halogen ions such as Cl ⁇ , Br ⁇ , I ⁇ and F ⁇ .
  • the dehydrator 32 separates the solid component containing the gypsum 31 in the absorbent slurry 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 absorbent slurry 30 discharged from the desulfurization device 15 is separated from the gypsum 31 by a dehydrator 32.
  • mercury chloride in the absorbent slurry 30 is separated from the liquid together with the gypsum 31 while adsorbed on the gypsum 31.
  • the separated gypsum 31 is discharged to the outside of the system (hereinafter referred to as “outside system”).
  • the dehydrated filtrate 33 which is a separated liquid from the dehydrator 32, is sent to the spray drying device 50, where it is evaporated and dried to eliminate drainage.
  • spray-drying apparatus 50 includes a gas introducing means through the exhaust gas introduction line L 11 branched from the exhaust gas supply line L 2 branch gas 18a from the exhaust gas 18 is introduced which is the main line of the flue gas 18 from the boiler 11
  • spraying means 52 for spraying or spraying the dehydrated filtrate 33 introduced from the dehydrator 32 via the dehydrated filtrate introduction line L 21 . Then, the dehydrated filtrate 33 sprayed or sprayed by the heat of the introduced exhaust gas 18 is evaporated and dried.
  • the discharge gas 18c numeral L 12 is the separation of the exhaust gas feed line
  • L 13 is solid 71 on a solids separator 70 for introducing the exhaust gas 18b that has contributed to the drying in a spray drying device 50 to a solids separator 70
  • the exhaust gas introduction line L 11 and the exhaust gas supply line L 13 are provided with damper means 59 for stopping the inflow / exhaust of the branch gas 18a and the exhaust gas 18c.
  • the exhaust gas 18 flowing into the air heater 13 is branched from the exhaust gas supply line L 2 through the exhaust gas introduction line L 11 as the branch gas 18a, so that the gas temperature is high (300 to 400 ° C.), Spray drying of the dehydrated filtrate 33 can be performed efficiently.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of a dehydrating filtrate spray drying apparatus according to the present embodiment.
  • the spray drying apparatus 50 of this embodiment is provided in the spray drying apparatus main body 51, the spray means 52 for spraying the dehydrated filtrate 33, and the spray drying apparatus main body 51 to dry the spray liquid 33 a.
  • An inlet 51a for introducing the branch gas 18a to be performed, a drying region 53 for drying the dehydrated filtrate 33 by the branch gas 18a, and an outlet 51b for discharging the exhaust gas 18b contributing to drying are provided in the spray drying apparatus main body 51.
  • an adhering matter monitoring means 54 for monitoring the adhering state of the adhering matter on the spray means 52.
  • Reference numeral 57 indicates the separated solid content, and V 1 and V 2 indicate flow rate adjusting valves.
  • the dehydrated filtrate 33 is sprayed by the spray means 52 at a predetermined flow rate and a predetermined spray droplet diameter into the spray drying apparatus main body 51 by the air 56 supplied from the compressor 55.
  • the form of the spraying means 52 is not limited as long as it sprays the dehydrated filtrate 33 to have a predetermined droplet diameter.
  • a spraying means such as a two-fluid nozzle or a rotary atomizer can be used.
  • the two-fluid nozzle is suitable for spraying a relatively small amount of the dehydrated filtrate 33
  • the rotary atomizer is suitable for spraying a relatively large amount of the dehydrated filtrate 33.
  • the number of nozzles is not limited to one, and a plurality of nozzles may be provided according to the processing amount.
  • the dissolved dissolved component (salt) in the desulfurization effluent is contained in the exhaust gas 18b discharged from the spray drying device 50 when dried by the spray drying device 50 as it is, and is supplied to the dust collector 14 to collect the dust. In such a case, dissolved components are contained in the collected dust ash 16.
  • the dust collection ash 16 containing this dissolved component When the dust collection ash 16 containing this dissolved component is treated as it is, the dissolved component from the dust collection ash 16 becomes a problem. Moreover, when the dry salt is contained, the dust collection load of the dust collector 14 becomes high, and the capacity of the dust collector 14 needs to be increased.
  • the exhaust gas 18b is treated so that no dissolved components are generated even when the dust ash 16 is landfilled.
  • the solids separator 70 which spray dryer solid-gas separating solids 71 is a dry salt has a solubility in the exhaust gas 18b discharged from 50 interposed in an exhaust gas supply line L 12 Yes.
  • the solid content separator 70 is an apparatus that separates the solid content in gas such as a cyclone or a bag filter.
  • the separated solid content 71 is then sent to a kneader 72 where it is kneaded.
  • Exhaust gas 18c separated solids 71 also via the exhaust gas feed line L 13, is returned to the gas supply line L 3.
  • the separated solid content 71 is dissolved again by containing moisture after being landfilled as it is, so that the immobilization treatment is performed by kneading with the kneader 72 together with the immobilization aid 73. Yes.
  • the solid content 71 and the immobilization aid 73 are charged into the kneader 72, and the solid content 71 is fixed by kneading for a predetermined time.
  • a part of the immobilization aid 73 may be first introduced into the extraction line L 14 for extracting the solid content 71 from the solid content separator 70 and then conveyed to the kneader 72.
  • the deliquescent substance such as calcium chloride contained in the solid content 71 absorbs moisture due to a decrease in temperature, so that the moisture content in the solid content 71 rises, causing adhesion and fixation.
  • the agent 73 By mixing the agent 73, the moisture in the solid content 71 can be reduced. Thereby, it becomes possible to convey the solid content 71 to the kneader 72 more reliably.
  • the dust collection ash 16 recovered by the dust collector 14 can be used as the fixation aid 73 for fixing the solid content 71 that is easily dissolved.
  • the fixation aid 73 for fixing the solid content 71 that is easily dissolved.
  • the dust collection ash 16 for example, calcium carbonate (limestone), calcium oxide, calcium sulfate (gypsum), cement material, or the like may be added to ensure the fixing treatment.
  • cement material for example, 3CaO ⁇ SiO 2 , 3CaO ⁇ Al 2 O 3 and the like are blended, and the fixation of the dissolved components is made more reliable.
  • this cement material Portland cement etc. can be illustrated, for example.
  • dissolve each component and to mix and harden for example, a steam, drainage (desulfurization drainage etc.), industrial water, a desulfurization absorption liquid slurry, etc. can be used suitably.
  • the kneaded product 75 in which the immobilization aid 73 is charged is then dried by a dryer 76 to become a dried product 77.
  • the dry matter 77 is separately landfilled. Since the immobilization process is performed at the time of this landfill, no dissolved components are generated, and the landfill process can be performed in consideration of the environment.
  • the dried product 77 is formed by the dryer 76.
  • the kneaded product 75 may be formed in a former stage of the dryer 76 and then dried by, for example, a molding machine.
  • the dried product 77 may be formed by, for example, a molding device in the subsequent stage of the dryer 76. As a result, volume reduction is achieved.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an exhaust gas treatment system according to a second embodiment.
  • symbol is attached
  • a chelating agent 74 is added and mixed together with or instead of the immobilization aid 73 in the kneader 72 for solidification treatment.
  • dissolve each component and to mix and harden for example, a steam, drainage (desulfurization drainage etc.), industrial water, a desulfurization absorption liquid slurry, etc. can be used suitably.
  • a chelating agent 74 for immobilizing heavy metals in the solid content 71 is also added.
  • the chelating agent 74 to be used for example, an aminocarboxylic acid chelating agent such as EDTA can be used.
  • the kneaded product 75 in which the fixing aid 73 and the chelating agent 74 are charged is then dried by a dryer 76 to become a dried product 77.
  • the dry salt can be insolubilized. , Can prevent soil contamination due to elution of harmful substances.
  • the dry matter 77 is separately landfilled. Since the immobilization process is performed at the time of landfilling, no elution of harmful substances occurs, and the landfilling process considering the environment is possible.
  • the immobilization treatment is performed using the dry salt generated by the spray drying apparatus 50, the immobilization aid 73 such as dust / cement material, and the chelating agent 74, immobilization of heavy metal is performed.
  • elution prevention (insolubilization) treatment can be performed.
  • the dried salt dried by the spray drying apparatus 50 is separated by the solid content separator 70, and the insolubilization treatment is surely performed by fixing the dried salt. Thereby, even when the dry matter 77 is landfilled, dissolution of the dry salt is reduced, and harmful substance elution soil contamination can be prevented.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram of another exhaust gas treatment system according to the second embodiment.
  • the exhaust gas treatment system 10 ⁇ / b> C shown in FIG. 4, as in Example 2, when adding the chelating agent 74, together with this chelating agent 74 or instead of the chelating agent 74, iron oxide, aluminum compound, polymer A flocculant 78 such as a flocculant may be further added and mixed.
  • iron oxides include iron chloride (trivalent), iron hydroxide (trivalent), and iron sulfate (divalent).
  • Examples of the aluminum compound include polyaluminum chloride (PAC), aluminum sulfate (sulfate band), and aluminum hydroxide.
  • PAC polyaluminum chloride
  • sulfate band aluminum sulfate
  • aluminum hydroxide aluminum hydroxide
  • polymer flocculant examples include “Takifloc (trade name; manufactured by Taki Chemical Co., Ltd.) anionic, nonionic, cationic, and amphoteric system”, “Epofloc L-1 (trade name; manufactured by Zico Corporation)” and the like. Can be mentioned.
  • a coagulant 78 such as this iron oxide, aluminum compound or polymer coagulant, it is possible to insolubilize the dried salt.
  • iron hydroxide trivalent
  • PAC polyaluminum chloride
  • arsenic arsenic
  • a polymer flocculant it can be insolubilized by reacting with, for example, lead or cadmium.
  • a coagulant 78 such as a polymer coagulant is further added and mixed to perform the immobilization treatment, so that the elution prevention (insolubilization) treatment can be performed together with the immobilization of the heavy metal.
  • the dried salt dried by the spray drying apparatus 50 is separated by the solid content separator 70, and the insolubilization treatment is surely performed by fixing the dried salt. Thereby, even when the dry matter 77 is landfilled, dissolution of the dry salt is reduced, and harmful substance elution soil contamination can be prevented.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram of another exhaust gas treatment system according to the second embodiment.
  • a heavy metal substance such as mercury can be adsorbed and removed by adding an aggregating agent 78 and introducing an adsorbent 79 such as activated carbon as in the exhaust gas treatment system 10C. it can.
  • FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an exhaust gas treatment system according to a third embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic configuration diagram of another exhaust gas treatment system according to the third embodiment.
  • symbol is attached
  • a chelate that immobilizes heavy metals in the dehydrated filtrate 33 in the dehydrated filtrate introduction line L 21 that supplies the dehydrated filtrate 33 from the dehydrator 32 to the spray drying apparatus 50.
  • Agent 74 is added.
  • the chelating agent 74 is mixed into the dehydrated filtrate 33 before being supplied to the spray drying device 50, so that the dry salt in the exhaust gas 18 b generated by the spray drying device 50 is sufficiently contained in the chelating agent 74. Mixed.
  • the chelating agent 74 is added before the solid content 71 is recovered by the solid content separator 70, it is not necessary to mix using the kneader 72 as shown in FIG. 4, and the equipment can be simplified.
  • drying with the spray drying device 50 prevents elution of heavy metals such as mercury from the solid content 71. be able to.
  • a flocculant 78 may be added together with or instead of the chelating agent 74 as in the exhaust gas treatment system 10F shown in FIG.
  • examples of the flocculant 78 include a sulfate band, iron chloride, PAC, a polymer flocculant, and the like.
  • examples of the polymer flocculant include “Takifloc (trade name; manufactured by Taki Chemical Co., Ltd.) anionic, nonionic, cationic, and amphoteric systems” and “Epofloc L-1 (trade name; manufactured by Zico Corporation)”. Etc.
  • FIG. 8 is a schematic configuration diagram of an exhaust gas treatment system according to a fourth embodiment.
  • the exhaust gas treatment system 10G according to the present embodiment shown in FIG. 8 includes a process for adding an immobilization aid 73 for immobilizing the solid content 71 on the downstream side of the spray drying apparatus 50, and a front of the spray drying apparatus 50. This is a combination of a process of adding a chelating agent 74 on the flow side and immobilizing heavy metals in advance.
  • a chelating agent 74 for fixing heavy metals in the dehydrated filtrate 33 and an agglomeration in the dehydrated filtrate introduction line L 21 for supplying the dehydrated filtrate 33 from the dehydrator 32 to the spray drying apparatus 50 In addition to the addition of the agent 78, the immobilization aid 73, the chelating agent 74 and the flocculant 78 are added to the kneader 72 to the solid content 71 after separation by the solid content separator 70. Further, an adsorbent 79 such as activated carbon may be added before and after the spray drying apparatus 50.
  • FIG. 9 is a schematic configuration diagram of an exhaust gas treatment system according to a fifth embodiment.
  • symbol is attached
  • a chelating agent 74 is added to the absorbent slurry 30 on the upstream side of the spray drying apparatus 50 and further on the upstream side of the dehydrator 32. And the process which fix
  • a chelating agent 74 for immobilizing heavy metals and a flocculant 78 as necessary are added to the absorbent slurry 30 on the upstream side of the dehydrator 32, and the dehydrator 32 adds gypsum.
  • the heavy metal fixed together with 31 can be removed.
  • an adsorbent 79 such as activated carbon may be added in the upstream of the dehydrator 32.
  • the concentration of heavy metals such as mercury in the dehydrated filtrate 33 during spray drying can be further prevented from re-dissolving the dried salt during landfill treatment.

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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（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、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（Ｎ２）と水（Ｈ２Ｏ）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・Ａｌ2Ｏ3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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