JP2001198434A - 排ガス中の水銀処理方法および排ガスの処理システム - Google Patents
排ガス中の水銀処理方法および排ガスの処理システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 水銀を除去することが可能な排煙処理方法で
あって、システム内の装置に悪影響を与えず、効率的な
運転・性能維持を可能にする方法を提供する。 【解決手段】 窒素酸化物、硫黄酸化物および水銀を含
む排ガスを、塩素化剤添加後に固体触媒下、還元脱硝処
理を行い、次いでアルカリ吸収液によって湿式脱硫を行
う排ガス中の水銀処理方法であって、該湿式脱硫後の排
ガスについて水銀濃度を測定して、該水銀濃度に基づい
て還元脱硝処理前における入口水銀濃度の予測値を計算
し、該予測値と基準入口水銀濃度との変化量から、還元
脱硝処理の前段で添加する塩素化剤の供給量を調整する
排ガス中の水銀処理方法、並びに、排ガスの処理システ
ム。
あって、システム内の装置に悪影響を与えず、効率的な
運転・性能維持を可能にする方法を提供する。 【解決手段】 窒素酸化物、硫黄酸化物および水銀を含
む排ガスを、塩素化剤添加後に固体触媒下、還元脱硝処
理を行い、次いでアルカリ吸収液によって湿式脱硫を行
う排ガス中の水銀処理方法であって、該湿式脱硫後の排
ガスについて水銀濃度を測定して、該水銀濃度に基づい
て還元脱硝処理前における入口水銀濃度の予測値を計算
し、該予測値と基準入口水銀濃度との変化量から、還元
脱硝処理の前段で添加する塩素化剤の供給量を調整する
排ガス中の水銀処理方法、並びに、排ガスの処理システ
ム。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排煙処理方法、即
ち排煙処理システム内の水銀除去方法に関し、さらに詳
しくは、多量な排ガスを脱硫するシステムにおいて、排
ガス中から金属水銀を有効に除去する方法に関する。
ち排煙処理システム内の水銀除去方法に関し、さらに詳
しくは、多量な排ガスを脱硫するシステムにおいて、排
ガス中から金属水銀を有効に除去する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】石炭や重質油焚き排ガス中には水銀等の
有害微量物質が存在しており、現状の排煙処理システム
においては一般に除去が困難である。水銀は、主に排ガ
ス中に金属水銀（Ｈｇ）あるいは塩化水銀（ＨｇＣ
ｌ2）で存在すると考えられている。ＨｇＣｌ2は、水に
容易に吸収されるため、脱硫吸収塔などで除去すること
ができるが、金属水銀（Ｈｇ）は水への溶解度が極めて
低いために、脱硫吸収塔で吸収されず、金属水銀蒸気と
して、煙突より排出されるおそれがある。そのため、従
来はＨｇ除去技術として、活性炭吸着法や、次亜塩素酸
ソーダ吸収法などが用いられている。
有害微量物質が存在しており、現状の排煙処理システム
においては一般に除去が困難である。水銀は、主に排ガ
ス中に金属水銀（Ｈｇ）あるいは塩化水銀（ＨｇＣ
ｌ2）で存在すると考えられている。ＨｇＣｌ2は、水に
容易に吸収されるため、脱硫吸収塔などで除去すること
ができるが、金属水銀（Ｈｇ）は水への溶解度が極めて
低いために、脱硫吸収塔で吸収されず、金属水銀蒸気と
して、煙突より排出されるおそれがある。そのため、従
来はＨｇ除去技術として、活性炭吸着法や、次亜塩素酸
ソーダ吸収法などが用いられている。
【０００３】活性炭吸着法としては、排ガス中に活性炭
粉末を吹き込んでバグフィルターで回収する方法等が既
に実用化されている。しかし、主にゴミ焼却排ガスを対
象として、発電所排ガス等の大容量ガスに適用した例は
ない。また、次亜塩素酸ソーダ吸収法として、例えば、
冷却塔の冷却水あるいは脱硫吸収塔の吸収液、または、
湿式電気集じん機の供給水あるいは循環水に、次亜塩素
酸ソーダなどの添加剤を直接添加する方法が知られてい
る。しかし、いずれも、排ガス処理プラントの主要機器
に添加剤を加えるものであり、添加剤によって、その本
質的な機能が阻害される懸念がある。例えば、冷却塔は
低ｐＨであることから酸化剤が大量に必要になる、吸収
塔では過酸化物質が生成する、湿式電気集じん機では亜
硫酸が酸化され酸性が強くなるなどが考えられる。ま
た、主にゴミ焼却排ガスを対象としており、発電所排ガ
ス等の大容量ガスに適していない。
粉末を吹き込んでバグフィルターで回収する方法等が既
に実用化されている。しかし、主にゴミ焼却排ガスを対
象として、発電所排ガス等の大容量ガスに適用した例は
ない。また、次亜塩素酸ソーダ吸収法として、例えば、
冷却塔の冷却水あるいは脱硫吸収塔の吸収液、または、
湿式電気集じん機の供給水あるいは循環水に、次亜塩素
酸ソーダなどの添加剤を直接添加する方法が知られてい
る。しかし、いずれも、排ガス処理プラントの主要機器
に添加剤を加えるものであり、添加剤によって、その本
質的な機能が阻害される懸念がある。例えば、冷却塔は
低ｐＨであることから酸化剤が大量に必要になる、吸収
塔では過酸化物質が生成する、湿式電気集じん機では亜
硫酸が酸化され酸性が強くなるなどが考えられる。ま
た、主にゴミ焼却排ガスを対象としており、発電所排ガ
ス等の大容量ガスに適していない。
【０００４】一方、上記したように金属水銀は水に溶け
にくいので、脱硫装置を通過してしまうが、水溶性にで
きれば脱硫装置で除去可能である。そこで、触媒が充填
されている脱硝装置において、該触媒上で金属水銀を、
水に溶けやすい塩化水銀に変換することにより、後流の
脱硫装置で除去可能とすることが考えられる。すなわ
ち、脱硝装置の前段に、金属水銀を塩化水銀に変換する
塩素化剤（塩化水素等）を注入する排煙処理方法が有効
である。しかしながら、必要以上の塩素化剤を添加する
ことは、システム中の煙道や後流装置の腐食原因物質と
なってしまい、最終的にはプラント設備の寿命を短くし
てしまう問題があった。また、塩素化剤を単に一定量注
入する場合には、ユーティリティーコストが増大してし
まう。すなわち、脱硝装置後には、通常、エアヒータ
ー、集塵器、ガスガスヒーター（熱交換器）、脱硫吸収
塔の順に配置されているが、特に、冷却が行われる熱交
換器において塩素化剤による装置の腐食・破損への影響
が大きい。また、脱硫吸収塔においても、塩素化剤が混
入されてしまうため、吸収液の塩素濃度が上昇してしま
い、塔内の金属部分の腐食・破損が問題となる。さら
に、脱硫吸収塔の塩素濃度が上昇すると、脱硫の際の酸
化性能低下、または脱硫性能自身の低下という問題が生
じてしまい、システム全体の性能低下を引き起こしかね
ない。さらに、塩濃度の増加に伴い、吸収液の発泡性が
増加し、吸収塔内圧損の上昇により、運転動力の増加を
もたらす可能性もある。
にくいので、脱硫装置を通過してしまうが、水溶性にで
きれば脱硫装置で除去可能である。そこで、触媒が充填
されている脱硝装置において、該触媒上で金属水銀を、
水に溶けやすい塩化水銀に変換することにより、後流の
脱硫装置で除去可能とすることが考えられる。すなわ
ち、脱硝装置の前段に、金属水銀を塩化水銀に変換する
塩素化剤（塩化水素等）を注入する排煙処理方法が有効
である。しかしながら、必要以上の塩素化剤を添加する
ことは、システム中の煙道や後流装置の腐食原因物質と
なってしまい、最終的にはプラント設備の寿命を短くし
てしまう問題があった。また、塩素化剤を単に一定量注
入する場合には、ユーティリティーコストが増大してし
まう。すなわち、脱硝装置後には、通常、エアヒータ
ー、集塵器、ガスガスヒーター（熱交換器）、脱硫吸収
塔の順に配置されているが、特に、冷却が行われる熱交
換器において塩素化剤による装置の腐食・破損への影響
が大きい。また、脱硫吸収塔においても、塩素化剤が混
入されてしまうため、吸収液の塩素濃度が上昇してしま
い、塔内の金属部分の腐食・破損が問題となる。さら
に、脱硫吸収塔の塩素濃度が上昇すると、脱硫の際の酸
化性能低下、または脱硫性能自身の低下という問題が生
じてしまい、システム全体の性能低下を引き起こしかね
ない。さらに、塩濃度の増加に伴い、吸収液の発泡性が
増加し、吸収塔内圧損の上昇により、運転動力の増加を
もたらす可能性もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記問
題点に鑑み、発電所排ガス等の大容量ガスに含有する水
銀、特に金属水銀蒸気を除去することが可能な排煙処理
システム内の水銀除去方法であって、水銀除去のための
塩素化剤の添加量を適正に制御・調整して、後流装置に
悪影響を与えず、システムの効率的な運転および性能維
持を可能にする方法を開発すべく、鋭意検討した。その
結果、本発明者らは、塩素化剤を単に脱硫装置前段で導
入するのではなく、例えば脱硫後である脱硫吸収塔出
口、集塵器出口、あるいは、再加熱器出口等において、
水銀濃度を連続的にモニタリングして、そのための必要
十分量の塩素化剤を適切に添加することによって、かか
る問題点が解決されることを見い出した。本発明は、か
かる見地より完成されたものである。
題点に鑑み、発電所排ガス等の大容量ガスに含有する水
銀、特に金属水銀蒸気を除去することが可能な排煙処理
システム内の水銀除去方法であって、水銀除去のための
塩素化剤の添加量を適正に制御・調整して、後流装置に
悪影響を与えず、システムの効率的な運転および性能維
持を可能にする方法を開発すべく、鋭意検討した。その
結果、本発明者らは、塩素化剤を単に脱硫装置前段で導
入するのではなく、例えば脱硫後である脱硫吸収塔出
口、集塵器出口、あるいは、再加熱器出口等において、
水銀濃度を連続的にモニタリングして、そのための必要
十分量の塩素化剤を適切に添加することによって、かか
る問題点が解決されることを見い出した。本発明は、か
かる見地より完成されたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、窒
素酸化物、硫黄酸化物および水銀を含む排ガスを塩素化
剤添加後に固体触媒下、還元脱硝処理を行い、次いでア
ルカリ吸収液によって湿式脱硫を行う排ガス中の水銀処
理方法であって、該湿式脱硫後の排ガスについて水銀濃
度を測定して、該水銀濃度に基づいて還元脱硝処理前に
おける入口水銀濃度の予測値を計算し、該予測値と基準
入口水銀濃度との変化量から、還元脱硝処理の前段で添
加する塩素化剤の供給量を調整することを特徴とする排
ガス中の水銀処理方法を提供するものである。湿式脱硫
後の排ガスにおける水銀濃度測定については、脱硫吸収
塔の後流に設けられる湿式集じん器、再加熱器または煙
突のいずれの装置の前段においても測定可能である。ま
た、塩化水銀は脱硫吸収塔の他、脱硫吸収塔の前段に冷
却塔を設置している場合には冷却塔でも取り除かれるの
で、その後段に設けられる脱硫吸収塔の前段においても
測定可能である。ここで、基準入口水銀濃度とは、入口
水銀濃度がボイラ負荷や炭種に依存して変化するため、
炭種毎にあらかじめボイラ出口で測定された水銀濃度、
あるいは石炭中の水銀含有量から算出した水銀濃度と
し、金属水銀と塩化水銀それぞれの濃度の合計で表され
る。
素酸化物、硫黄酸化物および水銀を含む排ガスを塩素化
剤添加後に固体触媒下、還元脱硝処理を行い、次いでア
ルカリ吸収液によって湿式脱硫を行う排ガス中の水銀処
理方法であって、該湿式脱硫後の排ガスについて水銀濃
度を測定して、該水銀濃度に基づいて還元脱硝処理前に
おける入口水銀濃度の予測値を計算し、該予測値と基準
入口水銀濃度との変化量から、還元脱硝処理の前段で添
加する塩素化剤の供給量を調整することを特徴とする排
ガス中の水銀処理方法を提供するものである。湿式脱硫
後の排ガスにおける水銀濃度測定については、脱硫吸収
塔の後流に設けられる湿式集じん器、再加熱器または煙
突のいずれの装置の前段においても測定可能である。ま
た、塩化水銀は脱硫吸収塔の他、脱硫吸収塔の前段に冷
却塔を設置している場合には冷却塔でも取り除かれるの
で、その後段に設けられる脱硫吸収塔の前段においても
測定可能である。ここで、基準入口水銀濃度とは、入口
水銀濃度がボイラ負荷や炭種に依存して変化するため、
炭種毎にあらかじめボイラ出口で測定された水銀濃度、
あるいは石炭中の水銀含有量から算出した水銀濃度と
し、金属水銀と塩化水銀それぞれの濃度の合計で表され
る。
【０００７】また、本発明は、窒素酸化物、硫黄酸化物
および水銀を含む排ガスを、塩素化剤添加後に固体触媒
下、還元脱硝処理を行い、次いでアルカリ吸収液によっ
て湿式脱硫を行う排ガス中の水銀処理方法であって、該
湿式脱硫前の排ガスについて水銀濃度を測定して、該水
銀濃度に基づいて湿式脱硫後における出口水銀濃度の予
測値を計算し、該予測値と基準出口水銀濃度との変化量
から、還元脱硝処理の前段で添加する塩素化剤の供給量
を調整することを特徴とする排ガス中の水銀処理方法を
提供するものである。湿式脱硫前の排ガスにおける水銀
濃度測定については、脱硝装置、エアヒーター(A/H)、
熱交換器、電気集塵機または脱硫装置のいずれの装置の
前段においても、測定可能である。ここで、基準出口水
銀濃度とは、出口目標水銀濃度であるが、通常制御の応
答遅れが存在するため、排出水銀濃度の上限値に対して
濃度の振れ幅を差し引いた値である。
および水銀を含む排ガスを、塩素化剤添加後に固体触媒
下、還元脱硝処理を行い、次いでアルカリ吸収液によっ
て湿式脱硫を行う排ガス中の水銀処理方法であって、該
湿式脱硫前の排ガスについて水銀濃度を測定して、該水
銀濃度に基づいて湿式脱硫後における出口水銀濃度の予
測値を計算し、該予測値と基準出口水銀濃度との変化量
から、還元脱硝処理の前段で添加する塩素化剤の供給量
を調整することを特徴とする排ガス中の水銀処理方法を
提供するものである。湿式脱硫前の排ガスにおける水銀
濃度測定については、脱硝装置、エアヒーター(A/H)、
熱交換器、電気集塵機または脱硫装置のいずれの装置の
前段においても、測定可能である。ここで、基準出口水
銀濃度とは、出口目標水銀濃度であるが、通常制御の応
答遅れが存在するため、排出水銀濃度の上限値に対して
濃度の振れ幅を差し引いた値である。
【０００８】さらに、本発明は、窒素酸化物、硫黄酸化
物および水銀を含む排ガスを、塩素化剤添加後に固体触
媒下、還元脱硝処理を行い、次いでアルカリ吸収液によ
って湿式脱硫を行う排ガス中の水銀処理方法であって、
該湿式脱硫前および脱硫後の排ガスについて水銀濃度を
測定して、該水銀濃度と基準水銀濃度との変化量から、
還元脱硝処理の前段で添加する塩素化剤の供給量を調整
することを特徴とする排ガス中の水銀処理方法を提供す
るものである。このような方法によれば、ボイラ負荷や
電気集塵機、脱硫装置の運転負荷信号をも検出すること
により、水銀濃度予測値の精度を向上させることができ
る。
物および水銀を含む排ガスを、塩素化剤添加後に固体触
媒下、還元脱硝処理を行い、次いでアルカリ吸収液によ
って湿式脱硫を行う排ガス中の水銀処理方法であって、
該湿式脱硫前および脱硫後の排ガスについて水銀濃度を
測定して、該水銀濃度と基準水銀濃度との変化量から、
還元脱硝処理の前段で添加する塩素化剤の供給量を調整
することを特徴とする排ガス中の水銀処理方法を提供す
るものである。このような方法によれば、ボイラ負荷や
電気集塵機、脱硫装置の運転負荷信号をも検出すること
により、水銀濃度予測値の精度を向上させることができ
る。
【０００９】また、本発明は、窒素酸化物、硫黄酸化物
および水銀を含む排ガスに、塩素化剤供給装置から塩素
化剤を添加し、還元脱硝装置の固体触媒下に脱硝処理を
行って、湿式脱硫装置内のアルカリ吸収液にて脱硫を行
う排ガスの処理システムであって、該湿式脱硫装置の後
段に水銀濃度計が備えられており、該水銀濃度計に接続
された演算器および調節器からの流量調整信号を該塩素
化剤供給装置に送ることを特徴とする排ガスの処理シス
テムをも提供するものである。ここで、上記演算器で
は、主として、湿式脱硫の後、湿式集じん器、再加熱器
もしくは煙突の前で測定した排ガス中の水銀濃度に基づ
き、還元脱硝処理前における入口水銀濃度の予測値を計
算する。また上記調節器では、上記演算器で算出した入
口水銀濃度とあらかじめ設定した基準入口水銀濃度との
偏差信号により塩素化剤供給流量を調節する。
および水銀を含む排ガスに、塩素化剤供給装置から塩素
化剤を添加し、還元脱硝装置の固体触媒下に脱硝処理を
行って、湿式脱硫装置内のアルカリ吸収液にて脱硫を行
う排ガスの処理システムであって、該湿式脱硫装置の後
段に水銀濃度計が備えられており、該水銀濃度計に接続
された演算器および調節器からの流量調整信号を該塩素
化剤供給装置に送ることを特徴とする排ガスの処理シス
テムをも提供するものである。ここで、上記演算器で
は、主として、湿式脱硫の後、湿式集じん器、再加熱器
もしくは煙突の前で測定した排ガス中の水銀濃度に基づ
き、還元脱硝処理前における入口水銀濃度の予測値を計
算する。また上記調節器では、上記演算器で算出した入
口水銀濃度とあらかじめ設定した基準入口水銀濃度との
偏差信号により塩素化剤供給流量を調節する。
【００１０】このような本発明によれば、発電所排ガス
等の大容量ガスに含有する水銀、特に金属水銀蒸気を除
去することが可能な排煙処理システム内の水銀除去にお
いて、水銀除去のための塩化水素の添加量を適正に制御
・調整して、後流装置に悪影響を与えず、システムの効
率的な運転および性能維持が可能となる。具体的には、
脱硝装置後流に設けられるエアヒーター、集塵器、ガス
ガスヒーター（熱交換器）、脱硫吸収塔等の装置につい
て、過剰量の塩素化剤添加による腐食・破損の問題を有
効に防止できる。また、脱硫吸収塔の塩素濃度上昇によ
って、脱硫の際の酸化性能や脱硫性能が低下すること、
または吸収液の発泡性増加を防止して、脱硫性能を含め
たシステム全体の性能維持あるいは性能向上を図ること
ができる。さらに、本発明によれば、塩化水素等の塩素
化剤の供給量を最適化し、過剰な添加分を削減すること
で、運転に際してのユーティリティーコストを低く抑制
することができる。
等の大容量ガスに含有する水銀、特に金属水銀蒸気を除
去することが可能な排煙処理システム内の水銀除去にお
いて、水銀除去のための塩化水素の添加量を適正に制御
・調整して、後流装置に悪影響を与えず、システムの効
率的な運転および性能維持が可能となる。具体的には、
脱硝装置後流に設けられるエアヒーター、集塵器、ガス
ガスヒーター（熱交換器）、脱硫吸収塔等の装置につい
て、過剰量の塩素化剤添加による腐食・破損の問題を有
効に防止できる。また、脱硫吸収塔の塩素濃度上昇によ
って、脱硫の際の酸化性能や脱硫性能が低下すること、
または吸収液の発泡性増加を防止して、脱硫性能を含め
たシステム全体の性能維持あるいは性能向上を図ること
ができる。さらに、本発明によれば、塩化水素等の塩素
化剤の供給量を最適化し、過剰な添加分を削減すること
で、運転に際してのユーティリティーコストを低く抑制
することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の排ガス処理では、窒素酸
化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）および水銀（Ｈ
ｇ）を含む排ガスを塩素化剤添加後に固体触媒下、還元
脱硝処理を行い、次いでアルカリ吸収液によって湿式脱
硫を行う。そして、この湿式脱硫の前流および／または
後流の排ガスについて水銀濃度を測定して、該水銀濃度
に基づいて還元脱硝処理前における入口水銀濃度、若し
くは、脱硫処理後の出口水銀濃度の予測値を計算し、該
予測値と基準水銀濃度との変化量から、還元脱硝処理の
前段で添加する塩素化剤の供給量を調整する。これによ
って、添加する塩素化剤を金属水銀に有効に作用させる
ことができるとともに、過剰量の塩素化剤によるシステ
ムへの悪影響を回避できる。
化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）および水銀（Ｈ
ｇ）を含む排ガスを塩素化剤添加後に固体触媒下、還元
脱硝処理を行い、次いでアルカリ吸収液によって湿式脱
硫を行う。そして、この湿式脱硫の前流および／または
後流の排ガスについて水銀濃度を測定して、該水銀濃度
に基づいて還元脱硝処理前における入口水銀濃度、若し
くは、脱硫処理後の出口水銀濃度の予測値を計算し、該
予測値と基準水銀濃度との変化量から、還元脱硝処理の
前段で添加する塩素化剤の供給量を調整する。これによ
って、添加する塩素化剤を金属水銀に有効に作用させる
ことができるとともに、過剰量の塩素化剤によるシステ
ムへの悪影響を回避できる。
【００１２】本発明における塩素化剤の添加量制御方法
としては、主に以下の3通りが考えられる。すなわち、 出口水銀濃度を検出し、入口水銀濃度の予測値と入口
基準濃度との偏差信号で制御する方法（その１）、 脱硫前水銀濃度を検出し、出口水銀濃度の予測値と出
口基準濃度との偏差信号で制御する方法（その２）、お
よび、 脱硫前水銀濃度および出口水銀濃度を検出し、脱硫前
水銀濃度と基準入口濃度の偏差信号、及び、出口水銀濃
度と脱硫前水銀濃度から算出した出口水銀濃度の予測値
との偏差信号の両方で制御する方法（その３）である。
これらの方法を用いた場合のシステムの一例を、図４
（その１）、図５（その２）、図６（その３）にそれぞ
れ示す。以下、本発明の処理方法について、これらの添
付図面を参照しながら、その具体的な実施形態を詳細に
説明する。
としては、主に以下の3通りが考えられる。すなわち、 出口水銀濃度を検出し、入口水銀濃度の予測値と入口
基準濃度との偏差信号で制御する方法（その１）、 脱硫前水銀濃度を検出し、出口水銀濃度の予測値と出
口基準濃度との偏差信号で制御する方法（その２）、お
よび、 脱硫前水銀濃度および出口水銀濃度を検出し、脱硫前
水銀濃度と基準入口濃度の偏差信号、及び、出口水銀濃
度と脱硫前水銀濃度から算出した出口水銀濃度の予測値
との偏差信号の両方で制御する方法（その３）である。
これらの方法を用いた場合のシステムの一例を、図４
（その１）、図５（その２）、図６（その３）にそれぞ
れ示す。以下、本発明の処理方法について、これらの添
付図面を参照しながら、その具体的な実施形態を詳細に
説明する。
【００１３】実施の形態（その１） 本発明では、ＮＯｘ、ＳＯｘおよび水銀を含む排ガス
を、塩素化剤添加後に固体触媒下、還元脱硝処理を行
い、次いでアルカリ吸収液によって湿式脱硫を行う。こ
のような処理方法を実施する際、システム内の装置であ
る脱硫吸収塔においては、排ガスは石灰スラリー循環液
などの吸収液と接触してＳＯｘが吸収、除去される。ま
た、排ガス中に含まれる水銀のうち塩化水銀（ＨｇＣｌ
2）も上記吸収液に溶解、除去される。しかし、水銀の
うち金属水銀（Ｈｇ）は、通常のままでは水への溶解度
が極めて低いため、吸収液で除去されず、金属水銀蒸気
として脱硫排ガスに含有し、脱硫吸収塔６を通過してし
まう。そこで、本発明においては、脱硫装置の直前で塩
素化剤を添加し、金属水銀を水溶性の塩化水銀に変換し
てから、脱硫吸収塔に導くものである。
を、塩素化剤添加後に固体触媒下、還元脱硝処理を行
い、次いでアルカリ吸収液によって湿式脱硫を行う。こ
のような処理方法を実施する際、システム内の装置であ
る脱硫吸収塔においては、排ガスは石灰スラリー循環液
などの吸収液と接触してＳＯｘが吸収、除去される。ま
た、排ガス中に含まれる水銀のうち塩化水銀（ＨｇＣｌ
2）も上記吸収液に溶解、除去される。しかし、水銀の
うち金属水銀（Ｈｇ）は、通常のままでは水への溶解度
が極めて低いため、吸収液で除去されず、金属水銀蒸気
として脱硫排ガスに含有し、脱硫吸収塔６を通過してし
まう。そこで、本発明においては、脱硫装置の直前で塩
素化剤を添加し、金属水銀を水溶性の塩化水銀に変換し
てから、脱硫吸収塔に導くものである。
【００１４】本発明では、通常、塩素化剤３の添加は脱
硝処理の直前である。還元脱硝装置内の触媒は種々の形
状が考えられるが、一般的にはハニカム形状等のチタニ
ア系の酸化触媒である。そして、この触媒上で金属水銀
を酸化できるため（約９０％以上）、その前段に塩化水
素等の塩素化剤を導入する。つまり、脱硝装置内の固体
触媒は、本来の脱硝触媒としての作用を行うと同時に、
金属水銀を塩化水銀に変換するための触媒としても作用
させる。
硝処理の直前である。還元脱硝装置内の触媒は種々の形
状が考えられるが、一般的にはハニカム形状等のチタニ
ア系の酸化触媒である。そして、この触媒上で金属水銀
を酸化できるため（約９０％以上）、その前段に塩化水
素等の塩素化剤を導入する。つまり、脱硝装置内の固体
触媒は、本来の脱硝触媒としての作用を行うと同時に、
金属水銀を塩化水銀に変換するための触媒としても作用
させる。
【００１５】図１に、本実施の形態に係る処理方法の用
いる場合のシステムの概略を示す。図１のシステムで
は、ボイラー１の後流に設けられた脱硝装置２を経た排
ガスは、エアヒーター（Ａ／Ｈ）３、熱エネルギーを回
収する熱交換器５、集じん器４を経た後、脱硫吸収塔６
に導入される。ここで、集じん器４は、排ガスを脱硫吸
収塔６に導入する前に、粗集じんできるものであればよ
く、特に限定されるものではない。また、脱流吸収塔６
は、一般に排煙処理で用いられている２塔式脱硫装置や
吸収塔の前段に冷却塔を設置した脱硫装置などでよく、
特に限定されるものではない。上記のような湿式法によ
る脱硫システムでは、脱硫吸収塔６の後流には、湿式集
じん器７および再加熱器８などが設けられていて、これ
らの装置を経て排ガスは煙突９から大気中に放出され
る。ここで、再加熱器８では、脱硫吸収塔６前段の熱交
換器５で回収した熱エネルギーによって、温度低下した
燃焼排ガスを加熱する。これは、温度低下した排ガスを
そのまま煙突から放出すると、水蒸気による白煙が発生
してしまう問題などがあるからである。そこで、燃焼排
ガスを放出する際には、浄化後のガスを加熱して、高温
ガスにしてから排出することが行われており、湿式法の
設備の脱硫装置６後段では、熱の供給を行う熱交換器８
が設けられている。
いる場合のシステムの概略を示す。図１のシステムで
は、ボイラー１の後流に設けられた脱硝装置２を経た排
ガスは、エアヒーター（Ａ／Ｈ）３、熱エネルギーを回
収する熱交換器５、集じん器４を経た後、脱硫吸収塔６
に導入される。ここで、集じん器４は、排ガスを脱硫吸
収塔６に導入する前に、粗集じんできるものであればよ
く、特に限定されるものではない。また、脱流吸収塔６
は、一般に排煙処理で用いられている２塔式脱硫装置や
吸収塔の前段に冷却塔を設置した脱硫装置などでよく、
特に限定されるものではない。上記のような湿式法によ
る脱硫システムでは、脱硫吸収塔６の後流には、湿式集
じん器７および再加熱器８などが設けられていて、これ
らの装置を経て排ガスは煙突９から大気中に放出され
る。ここで、再加熱器８では、脱硫吸収塔６前段の熱交
換器５で回収した熱エネルギーによって、温度低下した
燃焼排ガスを加熱する。これは、温度低下した排ガスを
そのまま煙突から放出すると、水蒸気による白煙が発生
してしまう問題などがあるからである。そこで、燃焼排
ガスを放出する際には、浄化後のガスを加熱して、高温
ガスにしてから排出することが行われており、湿式法の
設備の脱硫装置６後段では、熱の供給を行う熱交換器８
が設けられている。
【００１６】そして、本実施の形態では図１に示すよう
に、ボイラ1から還元脱硝装置２までの流路には、塩素
化剤供給装置３が設置されている。また、通常、アンモ
ニアタンク3から供給されるNH3を排ガスに注入するアン
モニア注入装置（図示せず）も備えられている。ボイラ
1からの排ガスは還元脱硝装置２へ導入される。NH3とHC
l等が注入された排ガスは還元脱硝装置においてNH3とNO
xとの反応が行われると同時に、HCl存在下で金属HgがHg
Cl2に酸化される。エアヒーター３、熱交換器５等を経
て、電気集塵器8にてばいじんを除去した後、湿式脱硫
装置9で排ガス中のS02の除去と同時にHgC12の除去が行
われる。還元脱硝装置を出た排ガスには過剰のHClが含
まれるが、脱硫装置で石灰乳等のアルカリ水溶液に吸収
されるので、煙突から排出することはない。本発明は、
排ガス中のNOxを還元脱硝装置で除去し、アリカリ吸収
液を吸収剤とする湿式脱硫装置でS02を除去する排ガス
処理方法において、脱硝装置の前流側に塩素化剤を添加
する排ガス処理方法であるが、NH3は脱硝のために必要
なのであり、還元脱硝装置の前流にはNH3を添加しなく
とも、還元脱硝装置の触媒の存在下に塩素化剤により水
銀を塩化物に転換し、湿式脱硫装置で水銀を除去するこ
とは可能である。脱硫吸収塔６においてＨｇが除去され
た排ガスは、再加熱器８に導入され、熱交換器５で回収
した熱エネルギーによって加熱され、煙突９から排出さ
れる。
に、ボイラ1から還元脱硝装置２までの流路には、塩素
化剤供給装置３が設置されている。また、通常、アンモ
ニアタンク3から供給されるNH3を排ガスに注入するアン
モニア注入装置（図示せず）も備えられている。ボイラ
1からの排ガスは還元脱硝装置２へ導入される。NH3とHC
l等が注入された排ガスは還元脱硝装置においてNH3とNO
xとの反応が行われると同時に、HCl存在下で金属HgがHg
Cl2に酸化される。エアヒーター３、熱交換器５等を経
て、電気集塵器8にてばいじんを除去した後、湿式脱硫
装置9で排ガス中のS02の除去と同時にHgC12の除去が行
われる。還元脱硝装置を出た排ガスには過剰のHClが含
まれるが、脱硫装置で石灰乳等のアルカリ水溶液に吸収
されるので、煙突から排出することはない。本発明は、
排ガス中のNOxを還元脱硝装置で除去し、アリカリ吸収
液を吸収剤とする湿式脱硫装置でS02を除去する排ガス
処理方法において、脱硝装置の前流側に塩素化剤を添加
する排ガス処理方法であるが、NH3は脱硝のために必要
なのであり、還元脱硝装置の前流にはNH3を添加しなく
とも、還元脱硝装置の触媒の存在下に塩素化剤により水
銀を塩化物に転換し、湿式脱硫装置で水銀を除去するこ
とは可能である。脱硫吸収塔６においてＨｇが除去され
た排ガスは、再加熱器８に導入され、熱交換器５で回収
した熱エネルギーによって加熱され、煙突９から排出さ
れる。
【００１７】このように本発明においては、排ガスに塩
素化剤を添加した後に、固体触媒下で処理を行い、水溶
性に変換した排ガス中の水銀を湿式脱硫処理工程で除去
する。しかし、塩素化剤を供給する量によっては、添加
量が少な過ぎて金属水銀が多く残留して排出されてしま
ったり、あるいは、多すぎて配管や装置の腐食・脱硫性
能の低下等の重大な問題が生じうる。そこで本実施の形
態では、塩素化剤の供給量は、湿式脱硫後の排ガスにつ
いて水銀濃度を測定して、水銀濃度に基づいて還元脱硝
処理の入口における入口水銀濃度の予測値を計算し、予
測値と既に設定されている基準入口水銀濃度との変化量
から、還元脱硝処理の前段で添加する量を調整する。
素化剤を添加した後に、固体触媒下で処理を行い、水溶
性に変換した排ガス中の水銀を湿式脱硫処理工程で除去
する。しかし、塩素化剤を供給する量によっては、添加
量が少な過ぎて金属水銀が多く残留して排出されてしま
ったり、あるいは、多すぎて配管や装置の腐食・脱硫性
能の低下等の重大な問題が生じうる。そこで本実施の形
態では、塩素化剤の供給量は、湿式脱硫後の排ガスにつ
いて水銀濃度を測定して、水銀濃度に基づいて還元脱硝
処理の入口における入口水銀濃度の予測値を計算し、予
測値と既に設定されている基準入口水銀濃度との変化量
から、還元脱硝処理の前段で添加する量を調整する。
【００１８】ここで水銀除去について、塩素化剤として
塩化水素を用いる場合の添加量制御方法について説明す
る。塩化水素による水銀の酸化反応は、下記式により表
せる。 Ｈｇ＋２ＨＣｌ＋1/2Ｏ2 → ＨｇＣｌ2 ＋ Ｈ2Ｏ 水銀の塩化水銀への酸化速度がrox=kpHgin a・pO2 b・pHCl c
で表せるとすると、O2,Hg濃度はボイラ負荷や炭種等に
依存するので調節できないが、HClの供給量を増減させ
ることによって水銀を塩化水銀に酸化する速度を調節で
きる。例えば、石炭焚き排ガス中の水銀がHg0とHgCl2の
2形態で存在していると仮定すると、出口水銀濃度は以
下の式（１）で表せる。
塩化水素を用いる場合の添加量制御方法について説明す
る。塩化水素による水銀の酸化反応は、下記式により表
せる。 Ｈｇ＋２ＨＣｌ＋1/2Ｏ2 → ＨｇＣｌ2 ＋ Ｈ2Ｏ 水銀の塩化水銀への酸化速度がrox=kpHgin a・pO2 b・pHCl c
で表せるとすると、O2,Hg濃度はボイラ負荷や炭種等に
依存するので調節できないが、HClの供給量を増減させ
ることによって水銀を塩化水銀に酸化する速度を調節で
きる。例えば、石炭焚き排ガス中の水銀がHg0とHgCl2の
2形態で存在していると仮定すると、出口水銀濃度は以
下の式（１）で表せる。
【００１９】 pToHgout = pToHgin - [pHgin(1-ηox)・ηHg + (pHgin・ηox + pHgCl2in)・ηH gCl2 ] … (1) pToHgin ：入口全水銀分圧 pToHgout ：出口全水銀分圧 pHgin ：入口Hg0分圧 pHgCl2in ：入口HgCl2分圧 ηox ：金属水銀の酸化率 ηHg ：金属水銀の排煙処理システムでの除去率 ηHgCl2 ：塩化水銀の排煙処理システムでの除去率 ここで、入口の水銀分圧はボイラ負荷及び炭種に依存し
て変化する。また、排煙処理システムにおける水銀の除
去率は集じん器や脱硫吸収塔等での除去率であり、これ
らの運転条件にも依存する。
て変化する。また、排煙処理システムにおける水銀の除
去率は集じん器や脱硫吸収塔等での除去率であり、これ
らの運転条件にも依存する。
【００２０】一般に金属水銀Hg0の除去率ηHgは塩化水
銀HgCl2の除去率ηHgCl2より低いため、金属水銀をより
多く塩化水銀に酸化できれば排煙処理システムとしての
水銀除去率が向上する。また、金属水銀の酸化率ηoxは
HCl供給量、触媒充填量、触媒温度等に依存することか
ら、HCl供給量を増加させることで金属水銀の酸化率を
向上できる。そこで、本実施の形態では図４に示すシス
テムを用いて、塩素化剤の供給量や金属水銀の酸化率を
制御する。
銀HgCl2の除去率ηHgCl2より低いため、金属水銀をより
多く塩化水銀に酸化できれば排煙処理システムとしての
水銀除去率が向上する。また、金属水銀の酸化率ηoxは
HCl供給量、触媒充填量、触媒温度等に依存することか
ら、HCl供給量を増加させることで金属水銀の酸化率を
向上できる。そこで、本実施の形態では図４に示すシス
テムを用いて、塩素化剤の供給量や金属水銀の酸化率を
制御する。
【００２１】脱硫吸収塔出口１１ａ（冷却塔が設けられ
ている際には冷却塔出口でも良い）、湿式集じん器出口
１１ｂ、あるいは再加熱器出口１１ｃのいずれかの箇所
で、出口水銀濃度Ａを検出し、塩素化剤(HCl)の供給流
量や排煙処理システムでの水銀除去率（各機器での除去
率）から、演算器１５にて入口水銀濃度の予測値を算出
する。炭種やボイラ負荷信号Ｘによって、上記予測値Ｙ
は予め設定されている基準入口水銀濃度と比較され、そ
の変化量から調節器１６による塩素化剤の流量指令Ｚが
塩素化剤供給弁１０に信号として送られる。塩素化剤供
給弁１０の調整によって、塩素化剤３の供給量は適正な
流量に制御される。このように、ボイラ負荷信号Ｘを出
口Hg濃度予測演算器１５に入力することにより、ボイラ
負荷変動にも対応でき、出口水銀濃度の検出遅れによる
負荷追従遅れを防止することができる。また、排煙処理
システムでの各水銀化合物の除去率は電気集塵機や脱硫
装置の運転条件に依存するため、電気集塵機や脱硫装置
の運転条件、例えば電気集塵機では電界強度等、脱硫装
置では循環流量等の信号を演算器15に入力することでよ
り精度の良い予測水銀濃度を算出して塩素化剤供給流量
を制御する態様もあり得る。これにより電気集塵機や脱
硫装置での運転条件変動にも対応でき、より適正な流量
に制御することができる。
ている際には冷却塔出口でも良い）、湿式集じん器出口
１１ｂ、あるいは再加熱器出口１１ｃのいずれかの箇所
で、出口水銀濃度Ａを検出し、塩素化剤(HCl)の供給流
量や排煙処理システムでの水銀除去率（各機器での除去
率）から、演算器１５にて入口水銀濃度の予測値を算出
する。炭種やボイラ負荷信号Ｘによって、上記予測値Ｙ
は予め設定されている基準入口水銀濃度と比較され、そ
の変化量から調節器１６による塩素化剤の流量指令Ｚが
塩素化剤供給弁１０に信号として送られる。塩素化剤供
給弁１０の調整によって、塩素化剤３の供給量は適正な
流量に制御される。このように、ボイラ負荷信号Ｘを出
口Hg濃度予測演算器１５に入力することにより、ボイラ
負荷変動にも対応でき、出口水銀濃度の検出遅れによる
負荷追従遅れを防止することができる。また、排煙処理
システムでの各水銀化合物の除去率は電気集塵機や脱硫
装置の運転条件に依存するため、電気集塵機や脱硫装置
の運転条件、例えば電気集塵機では電界強度等、脱硫装
置では循環流量等の信号を演算器15に入力することでよ
り精度の良い予測水銀濃度を算出して塩素化剤供給流量
を制御する態様もあり得る。これにより電気集塵機や脱
硫装置での運転条件変動にも対応でき、より適正な流量
に制御することができる。
【００２２】本発明で対象とする排ガスは、例えば石
炭、重質油等の硫黄や水銀を含む燃料を燃焼する火力発
電所、工場等のボイラ排ガス、あるいは、金属工場、石
油精製所、石油化学工場等の加熱炉排ガスであり、通常
ＮＯｘ濃度が低く、二酸化炭素、酸素、ＳＯｘ、ばい塵
又は水分を含む排出量の多いものである。本発明で使用
する還元脱硝方法は、通常、還元剤にアンモニアを用
い、固体触媒の存在下に排ガス中のNOxを窒素に還元す
る方法である。アンモニアの注入は従来の方法で行われ
る。本発明で還元脱硝に使用する固体触媒は、例えば、
V,W,Mo,Ni,Co,Fe,Cr,Mn,Cu等の金属酸化物又は硫酸塩あ
るいはPt,Ru,Rh,Pd,Irなどの貴金属、又は、これらの混
合物を、担体であるチタニア、シリカ、ジルコニア若し
くはそれらの複合酸化物、又はゼオライト等に担持した
ものを用いることができる。
炭、重質油等の硫黄や水銀を含む燃料を燃焼する火力発
電所、工場等のボイラ排ガス、あるいは、金属工場、石
油精製所、石油化学工場等の加熱炉排ガスであり、通常
ＮＯｘ濃度が低く、二酸化炭素、酸素、ＳＯｘ、ばい塵
又は水分を含む排出量の多いものである。本発明で使用
する還元脱硝方法は、通常、還元剤にアンモニアを用
い、固体触媒の存在下に排ガス中のNOxを窒素に還元す
る方法である。アンモニアの注入は従来の方法で行われ
る。本発明で還元脱硝に使用する固体触媒は、例えば、
V,W,Mo,Ni,Co,Fe,Cr,Mn,Cu等の金属酸化物又は硫酸塩あ
るいはPt,Ru,Rh,Pd,Irなどの貴金属、又は、これらの混
合物を、担体であるチタニア、シリカ、ジルコニア若し
くはそれらの複合酸化物、又はゼオライト等に担持した
ものを用いることができる。
【００２３】本発明で使用する塩素化剤は、排ガス中の
水銀が上記触媒の存在下に水銀塩素化剤と反応してHgCl
2又はHgClを生成するものをいい、例えば、塩化水素(HC
l)、塩化アンモニウム、塩素、次亜塩素酸、次亜塩素酸
アンモニウム、亜塩素酸、亜塩素酸アンモニウム、塩素
酸、塩素酸アンモニウム、過塩素酸、過塩素酸アンモニ
ウム、その他上記酸のアミン塩類、その他の塩類等が挙
げられる。塩化水素の添加は、薬剤として塩化水素を使
用してもよいし、水溶液である塩酸を使用してもよい。
塩酸としては、特に濃度の制限はないが、例えば、濃塩
酸から5%程度の希塩酸まで例示される。塩化水素を排ガ
スに添加する装置としては、従来からある薬液用の定量
ポンプを使用することができる。塩化アンモニウム等の
塩類の添加は、塩類の水溶液を使用することが好まし
い。塩素化剤の添加は、排ガスへのアンモニア添加の前
であっても、後であってもよい。湿式脱硫装置として
は、従来の装置が使用できる。湿式脱硫に使用する吸収
液としては、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、水酸化
カルシウム、炭酸ソーダ、苛性ソーダ等の吸収剤の水溶
液(アルカリ吸収液)が挙げられる。
水銀が上記触媒の存在下に水銀塩素化剤と反応してHgCl
2又はHgClを生成するものをいい、例えば、塩化水素(HC
l)、塩化アンモニウム、塩素、次亜塩素酸、次亜塩素酸
アンモニウム、亜塩素酸、亜塩素酸アンモニウム、塩素
酸、塩素酸アンモニウム、過塩素酸、過塩素酸アンモニ
ウム、その他上記酸のアミン塩類、その他の塩類等が挙
げられる。塩化水素の添加は、薬剤として塩化水素を使
用してもよいし、水溶液である塩酸を使用してもよい。
塩酸としては、特に濃度の制限はないが、例えば、濃塩
酸から5%程度の希塩酸まで例示される。塩化水素を排ガ
スに添加する装置としては、従来からある薬液用の定量
ポンプを使用することができる。塩化アンモニウム等の
塩類の添加は、塩類の水溶液を使用することが好まし
い。塩素化剤の添加は、排ガスへのアンモニア添加の前
であっても、後であってもよい。湿式脱硫装置として
は、従来の装置が使用できる。湿式脱硫に使用する吸収
液としては、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、水酸化
カルシウム、炭酸ソーダ、苛性ソーダ等の吸収剤の水溶
液(アルカリ吸収液)が挙げられる。
【００２４】一般に、排ガス中の金属水銀の量として
は、ボイラの出口で約１０μｇ／ｍ3・Ｎ程度であり、
煙突では数μｇ／ｍ3・Ｎ程度である。そして、石炭焚
き排ガス等のように対象となる排ガスによっては、既に
塩化水素をある程度、例えば約１０〜３０ｐｐｍ程度の
濃度で含有しているものもある。よって、一定量の添加
を行う場合には、これらの対象排ガスの相違による脱硝
装置後の残留金属水銀濃度も異なってくるので、過剰量
添加による弊害を除去することが困難である。本発明に
よれば、脱硫吸収塔による塩化水銀除去後の水銀濃度を
測定して、添加すべき適正量の塩素化剤を供給するの
で、対象排ガスの種類や成分の変更があっても、過剰量
を供給することがなく、システムへの悪影響を回避でき
る。また、一定量を常に加える場合に比べて、運転に際
してのユーティリティーコストを可能な限り低く抑える
ことができる。具体的には、例えば燃料に石炭又は重油
を使用した排ガスに添加される塩素化剤の濃度として、
排ガスに対して１０〜１００ｐｐｍ程度を一定量随時添
加している場合、本発明の運転制御を行うことによっ
て、その供給量を３０〜５０％程度の間で変化させて、
確実な水銀除去が可能になる。これによって、塩素化剤
添加量を５０〜７０％削減できるので、大幅なコストダ
ウンに繋がる。
は、ボイラの出口で約１０μｇ／ｍ3・Ｎ程度であり、
煙突では数μｇ／ｍ3・Ｎ程度である。そして、石炭焚
き排ガス等のように対象となる排ガスによっては、既に
塩化水素をある程度、例えば約１０〜３０ｐｐｍ程度の
濃度で含有しているものもある。よって、一定量の添加
を行う場合には、これらの対象排ガスの相違による脱硝
装置後の残留金属水銀濃度も異なってくるので、過剰量
添加による弊害を除去することが困難である。本発明に
よれば、脱硫吸収塔による塩化水銀除去後の水銀濃度を
測定して、添加すべき適正量の塩素化剤を供給するの
で、対象排ガスの種類や成分の変更があっても、過剰量
を供給することがなく、システムへの悪影響を回避でき
る。また、一定量を常に加える場合に比べて、運転に際
してのユーティリティーコストを可能な限り低く抑える
ことができる。具体的には、例えば燃料に石炭又は重油
を使用した排ガスに添加される塩素化剤の濃度として、
排ガスに対して１０〜１００ｐｐｍ程度を一定量随時添
加している場合、本発明の運転制御を行うことによっ
て、その供給量を３０〜５０％程度の間で変化させて、
確実な水銀除去が可能になる。これによって、塩素化剤
添加量を５０〜７０％削減できるので、大幅なコストダ
ウンに繋がる。
【００２５】実施の形態（その２） 図５に、本実施の形態に係る処理方法の用いるシステム
の一例を示す。排ガス処理システムとしては、窒素酸化
物、硫黄酸化物および水銀を含む排ガスに、塩素化剤供
給装置から塩素化剤を添加し、還元脱硝装置の固体触媒
下に脱硝処理を行って、湿式脱硫装置内のアルカリ吸収
液にて脱硫を行うものであり、上記実施の形態（その
１）の処理システムと同じであるが、塩素化剤添加の制
御方法が異なる。本実施の形態では、脱硝装置入口、A/
H入口、熱交換器入口、集塵器入口等いずれかの箇所
（脱硫装置前段）で脱硫前水銀濃度Ｂを検出し、上記実
施の形態（その１）と同様、塩素化剤流量及び排煙処理
システムの除去率（各機器での除去率）から出口水銀濃
度予測値を算出し、あらかじめ設定した基準出口水銀濃
度（出口水銀濃度目標値）との偏差信号より、塩素化剤
供給流量を制御する。出口水銀濃度予測値は、上記(1)
式に基づいて算出する。ここで、集塵器出口濃度の測定
結果に基づいて制御する場合、あらかじめ設定した排煙
処理システムでの水銀除去率（ηHg,ηHgCl2）から、集
塵器４での水銀除去率を差し引いて出口水銀濃度予測値
を算出する。
の一例を示す。排ガス処理システムとしては、窒素酸化
物、硫黄酸化物および水銀を含む排ガスに、塩素化剤供
給装置から塩素化剤を添加し、還元脱硝装置の固体触媒
下に脱硝処理を行って、湿式脱硫装置内のアルカリ吸収
液にて脱硫を行うものであり、上記実施の形態（その
１）の処理システムと同じであるが、塩素化剤添加の制
御方法が異なる。本実施の形態では、脱硝装置入口、A/
H入口、熱交換器入口、集塵器入口等いずれかの箇所
（脱硫装置前段）で脱硫前水銀濃度Ｂを検出し、上記実
施の形態（その１）と同様、塩素化剤流量及び排煙処理
システムの除去率（各機器での除去率）から出口水銀濃
度予測値を算出し、あらかじめ設定した基準出口水銀濃
度（出口水銀濃度目標値）との偏差信号より、塩素化剤
供給流量を制御する。出口水銀濃度予測値は、上記(1)
式に基づいて算出する。ここで、集塵器出口濃度の測定
結果に基づいて制御する場合、あらかじめ設定した排煙
処理システムでの水銀除去率（ηHg,ηHgCl2）から、集
塵器４での水銀除去率を差し引いて出口水銀濃度予測値
を算出する。
【００２６】本実施の形態のシステムでは、湿式脱硫装
置の前段には上記のいずれかの検出箇所に水銀濃度計が
備えられており、該水銀濃度計に接続された演算器１５
および調節器１６からの流量調整信号Ｚを、塩素化剤供
給装置に送る。これにより、適正量の塩素化剤を脱硝装
置前流にて排ガスに添加できる。また、ボイラ負荷信号
や集塵器、脱硫装置での運転信号を出口水銀濃度予測演
算器１５に入力することにより、ボイラ負荷変動や集塵
機、脱硫装置の運転条件変動にも対応でき、出口水銀濃
度の検出遅れによる負荷追従遅れを防止できる。
置の前段には上記のいずれかの検出箇所に水銀濃度計が
備えられており、該水銀濃度計に接続された演算器１５
および調節器１６からの流量調整信号Ｚを、塩素化剤供
給装置に送る。これにより、適正量の塩素化剤を脱硝装
置前流にて排ガスに添加できる。また、ボイラ負荷信号
や集塵器、脱硫装置での運転信号を出口水銀濃度予測演
算器１５に入力することにより、ボイラ負荷変動や集塵
機、脱硫装置の運転条件変動にも対応でき、出口水銀濃
度の検出遅れによる負荷追従遅れを防止できる。
【００２７】実施の形態（その３） 図６に、本実施の形態に係る処理方法の用いるシステム
の一例を示す。排ガス処理システムとしては、排ガスに
塩素化剤供給装置から塩素化剤を添加し、還元脱硝装置
の固体触媒下に脱硝処理を行って、湿式脱硫装置内のア
ルカリ吸収液にて脱硫を行うものであり、上記実施の形
態（その１）の処理システムと同じである。本実施の形
態では、上記実施の形態（その２）と同様に、脱硝装置
入口、A/H入口、熱交換器入口、集塵機入口等いずれか
の箇所（脱硫装置前段）で脱硫前水銀濃度Ｂを検出す
る。一方、脱硫装置出口（冷却塔がある場合、冷却塔出
口でもよい）、湿式集塵機出口、再加熱器出口等いずれ
かの箇所で出口水銀濃度Ａを検出する。
の一例を示す。排ガス処理システムとしては、排ガスに
塩素化剤供給装置から塩素化剤を添加し、還元脱硝装置
の固体触媒下に脱硝処理を行って、湿式脱硫装置内のア
ルカリ吸収液にて脱硫を行うものであり、上記実施の形
態（その１）の処理システムと同じである。本実施の形
態では、上記実施の形態（その２）と同様に、脱硝装置
入口、A/H入口、熱交換器入口、集塵機入口等いずれか
の箇所（脱硫装置前段）で脱硫前水銀濃度Ｂを検出す
る。一方、脱硫装置出口（冷却塔がある場合、冷却塔出
口でもよい）、湿式集塵機出口、再加熱器出口等いずれ
かの箇所で出口水銀濃度Ａを検出する。
【００２８】次いで演算器１５において、ボイラ負荷や
炭種により設定した基準入口水銀濃度と脱硫前水銀濃度
との偏差信号、および、塩素化剤流量や排煙処理システ
ムの除去率（各機器での除去率）から出口水銀濃度予測
値を算出し、あらかじめ設定した基準出口水銀濃度（出
口水銀濃度目標値）との偏差信号より、塩素化剤供給流
量を調節器１６を介して、塩素化剤供給装置にて制御す
る。また、ボイラ負荷信号や集塵機、脱硫装置での運転
信号を水銀濃度予測演算器１５に入力することにより、
ボイラ負荷変動や集塵機、脱硫装置の運転条件変動にも
対応でき、水銀濃度の検出遅れによる負荷追従遅れを防
止できる。本発明における添加塩素化剤の調整効果を確
認するため、以下の実験を行ったが、本発明はこれら実
施例の記載によって何ら限定されるものではない。
炭種により設定した基準入口水銀濃度と脱硫前水銀濃度
との偏差信号、および、塩素化剤流量や排煙処理システ
ムの除去率（各機器での除去率）から出口水銀濃度予測
値を算出し、あらかじめ設定した基準出口水銀濃度（出
口水銀濃度目標値）との偏差信号より、塩素化剤供給流
量を調節器１６を介して、塩素化剤供給装置にて制御す
る。また、ボイラ負荷信号や集塵機、脱硫装置での運転
信号を水銀濃度予測演算器１５に入力することにより、
ボイラ負荷変動や集塵機、脱硫装置の運転条件変動にも
対応でき、水銀濃度の検出遅れによる負荷追従遅れを防
止できる。本発明における添加塩素化剤の調整効果を確
認するため、以下の実験を行ったが、本発明はこれら実
施例の記載によって何ら限定されるものではない。
【００２９】
【実施例】実施例１ 図２の試験装置を用いて、連続水銀計１４のモニター結
果に基づき、供給する塩化水素の量を調整する実験を行
った。本実施例の試験装置では、添加する塩化水素の適
量を調べるため、排ガス中に含まれる水銀濃度を可変さ
せる必要から、脱硝触媒１３の前段において水銀供給装
置１２を設けてある。試験条件としては、ガス量が２８
０ｍ3Ｎ／ｈ（ｗ）、脱硝触媒ＳＶが８０００ｈ-1、触
媒温度が３００〜３６０℃、水銀濃度が１０〜１００μ
ｇ／ｍ3Ｎ、脱硫吸収塔温度が５０℃であった。
果に基づき、供給する塩化水素の量を調整する実験を行
った。本実施例の試験装置では、添加する塩化水素の適
量を調べるため、排ガス中に含まれる水銀濃度を可変さ
せる必要から、脱硝触媒１３の前段において水銀供給装
置１２を設けてある。試験条件としては、ガス量が２８
０ｍ3Ｎ／ｈ（ｗ）、脱硝触媒ＳＶが８０００ｈ-1、触
媒温度が３００〜３６０℃、水銀濃度が１０〜１００μ
ｇ／ｍ3Ｎ、脱硫吸収塔温度が５０℃であった。
【００３０】本実施例では、水銀供給装置１２によっ
て、排ガス中の入口水銀濃度を１００μｇ／ｍ3Ｎと
し、一定時間経過後に３０μｇ／ｍ3Ｎに変化させ、次
いで再び１００μｇ／ｍ3Ｎに戻した。塩素化剤である
塩化水素３の供給量は、変化させずに、一定濃度である
１００ｐｐｍになるようにして運転した。出口水銀濃度
の目標値は、一定の１５μｇ／ｍ3Ｎである。この間、
連続水銀計１４によって出口水銀濃度を測定した。実施
の形態（その１）における図４に示すシステムを用いた
場合の結果を、図３のグラフに示す。この結果から、出
口水銀濃度の測定値は、入口水銀濃度の増減変化にした
がって、同様に変化していることが確認された。よっ
て、出口水銀濃度は上記目標値を下回る場合があり、塩
化水素の供給量が過剰である場合が存在した。このよう
な塩素化剤の過剰供給を回避する添加濃度の経時変化を
示せば、図３の点線のようになる。本実施例から、入口
水銀濃度を把握して、添加する塩素化剤の量を調整する
ことによって、目標とする出口水銀濃度を調整できるこ
とが明らかになった。また同様の条件にて、実施の形態
（その２）の図５に示すシステムを用いた場合の結果を
図７に、実施の形態（その３）の図６に示すシステムを
用いた場合の結果を図８に示す。
て、排ガス中の入口水銀濃度を１００μｇ／ｍ3Ｎと
し、一定時間経過後に３０μｇ／ｍ3Ｎに変化させ、次
いで再び１００μｇ／ｍ3Ｎに戻した。塩素化剤である
塩化水素３の供給量は、変化させずに、一定濃度である
１００ｐｐｍになるようにして運転した。出口水銀濃度
の目標値は、一定の１５μｇ／ｍ3Ｎである。この間、
連続水銀計１４によって出口水銀濃度を測定した。実施
の形態（その１）における図４に示すシステムを用いた
場合の結果を、図３のグラフに示す。この結果から、出
口水銀濃度の測定値は、入口水銀濃度の増減変化にした
がって、同様に変化していることが確認された。よっ
て、出口水銀濃度は上記目標値を下回る場合があり、塩
化水素の供給量が過剰である場合が存在した。このよう
な塩素化剤の過剰供給を回避する添加濃度の経時変化を
示せば、図３の点線のようになる。本実施例から、入口
水銀濃度を把握して、添加する塩素化剤の量を調整する
ことによって、目標とする出口水銀濃度を調整できるこ
とが明らかになった。また同様の条件にて、実施の形態
（その２）の図５に示すシステムを用いた場合の結果を
図７に、実施の形態（その３）の図６に示すシステムを
用いた場合の結果を図８に示す。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、発電所排ガス等の大容
量ガスに含有する水銀、特に金属水銀蒸気を除去するこ
とが可能な排煙処理システム内の水銀除去において、水
銀除去のための塩化水素の添加量を適正に制御・調整し
て、後流装置に悪影響を与えず、システムの効率的な運
転および性能維持が可能となる。本発明によれば、脱硝
装置後流に設けられるエアヒーター、集塵器、ガスガス
ヒーター（熱交換器）、脱硫吸収塔等の装置について、
過剰量の塩素化剤添加による腐食・破損の問題を有効に
防止できる。特に、冷却が行われる熱交換器の腐食の問
題や、脱硫吸収塔において、塩化水素が混入されること
で吸収液の塩素濃度が上昇してしまうことによる金属部
分の腐食・破損の問題を回避できる。また、脱硫吸収塔
の塩素濃度上昇によって、脱硫の際の酸化性能や脱硫性
能が低下すること、または吸収液の発泡性増加を防止し
て、脱硫性能を含めたシステム全体の性能維持・向上を
図ることができる。さらに、本発明によれば、塩化水素
等の塩素化剤の供給量を最適化し、過剰な添加分を削減
することで、運転に際してのユーティリティーコストを
低く抑制することができる。
量ガスに含有する水銀、特に金属水銀蒸気を除去するこ
とが可能な排煙処理システム内の水銀除去において、水
銀除去のための塩化水素の添加量を適正に制御・調整し
て、後流装置に悪影響を与えず、システムの効率的な運
転および性能維持が可能となる。本発明によれば、脱硝
装置後流に設けられるエアヒーター、集塵器、ガスガス
ヒーター（熱交換器）、脱硫吸収塔等の装置について、
過剰量の塩素化剤添加による腐食・破損の問題を有効に
防止できる。特に、冷却が行われる熱交換器の腐食の問
題や、脱硫吸収塔において、塩化水素が混入されること
で吸収液の塩素濃度が上昇してしまうことによる金属部
分の腐食・破損の問題を回避できる。また、脱硫吸収塔
の塩素濃度上昇によって、脱硫の際の酸化性能や脱硫性
能が低下すること、または吸収液の発泡性増加を防止し
て、脱硫性能を含めたシステム全体の性能維持・向上を
図ることができる。さらに、本発明によれば、塩化水素
等の塩素化剤の供給量を最適化し、過剰な添加分を削減
することで、運転に際してのユーティリティーコストを
低く抑制することができる。
【図１】本発明の水銀処理方法の一例を示す概略工程フ
ロー図である。
ロー図である。
【図２】本発明の実施例１において用いられた試験装置
の概略を示す工程フロー図である。
の概略を示す工程フロー図である。
【図３】図４のシステムを用いた場合の実施例１におけ
る条件及び測定結果を表した図である。
る条件及び測定結果を表した図である。
【図４】本発明の水銀処理方法を実施する場合の制御シ
ステムの１例を示す工程フロー図である。
ステムの１例を示す工程フロー図である。
【図５】本発明の水銀処理方法を実施する場合の制御シ
ステムの他の１例を示す工程フロー図である。
ステムの他の１例を示す工程フロー図である。
【図６】本発明の水銀処理方法を実施する場合の制御シ
ステムの他の１例を示す工程フロー図である。
ステムの他の１例を示す工程フロー図である。
【図７】図５のシステムを用いた場合の実施例１におけ
る条件及び測定結果を表した図である。
る条件及び測定結果を表した図である。
【図８】図６のシステムを用いた場合の実施例１におけ
る条件及び測定結果を表した図である。
る条件及び測定結果を表した図である。
１ ボイラー ２ 脱硝装置 ３ エアヒーター（Ａ／Ｈ） ４ 集じん器 ５ 熱交換器 ６ 脱硫吸収塔 ７ 湿式集じん器 ８ 再加熱器 ９ 煙突 １０ 塩素化剤供給弁 １１ 水銀濃度測定部 １２ 水銀供給装置 １３ 塩素化剤供給装置 １４ 連続水銀計 １５ 演算器 １６ 調節器 １７ 供給量調節器
フロントページの続き (72)発明者 越智 英次 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三 菱重工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4D002 AA02 AA12 AA29 BA02 BA05 BA06 BA14 CA01 CA07 DA07 DA26 DA70 EA02 EA05 GA02 GA03 GB02 GB06 HA02 4D048 AA02 AA06 AA30 AB02 AB05 AC04 AC10 CC39 CC61 CD02 DA01 DA02 DA08 DA10 EA07
Claims (4)
- 【請求項１】 窒素酸化物、硫黄酸化物および水銀を含
む排ガスを、塩素化剤添加後に固体触媒下、還元脱硝処
理を行い、次いでアルカリ吸収液によって湿式脱硫を行
う排ガス中の水銀処理方法であって、該湿式脱硫後の排
ガスについて水銀濃度を測定して、該水銀濃度に基づい
て還元脱硝処理前における入口水銀濃度の予測値を計算
し、該予測値と基準入口水銀濃度との変化量から、還元
脱硝処理の前段で添加する塩素化剤の供給量を調整する
ことを特徴とする排ガス中の水銀処理方法。 - 【請求項２】 窒素酸化物、硫黄酸化物および水銀を含
む排ガスを、塩素化剤添加後に固体触媒下、還元脱硝処
理を行い、次いでアルカリ吸収液によって湿式脱硫を行
う排ガス中の水銀処理方法であって、該湿式脱硫前の排
ガスについて水銀濃度を測定して、該水銀濃度に基づい
て湿式脱硫後における出口水銀濃度の予測値を計算し、
該予測値と基準出口水銀濃度との変化量から、還元脱硝
処理の前段で添加する塩素化剤の供給量を調整すること
を特徴とする排ガス中の水銀処理方法。 - 【請求項３】 窒素酸化物、硫黄酸化物および水銀を含
む排ガスを、塩素化剤添加後に固体触媒下、還元脱硝処
理を行い、次いでアルカリ吸収液によって湿式脱硫を行
う排ガス中の水銀処理方法であって、該湿式脱硫前およ
び脱硫後の排ガスについて水銀濃度を測定して、該水銀
濃度と基準水銀濃度との変化量から、還元脱硝処理の前
段で添加する塩素化剤の供給量を調整することを特徴と
する排ガス中の水銀処理方法。 - 【請求項４】 窒素酸化物、硫黄酸化物および水銀を含
む排ガスに、塩素化剤供給装置から塩素化剤を添加し、
還元脱硝装置の固体触媒下に脱硝処理を行って、湿式脱
硫装置内のアルカリ吸収液にて脱硫を行う排ガスの処理
システムであって、該湿式脱硫装置の後段に水銀濃度計
が備えられており、該水銀濃度計に接続された演算器お
よび調節器からの流量調整信号を該塩素化剤供給装置に
送ることを特徴とする排ガスの処理システム。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000008703A JP2001198434A (ja) | 2000-01-18 | 2000-01-18 | 排ガス中の水銀処理方法および排ガスの処理システム |
| US10/362,518 US6913737B2 (en) | 2000-01-18 | 2001-07-18 | Method for the treating in exhaust gas and exhaust gas treating system |
| PCT/JP2001/006224 WO2003008072A1 (fr) | 2000-01-18 | 2001-07-18 | Procede de traitement du mercure dans un gaz d'echappement et systeme de traitement de gaz d'echappement |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000008703A JP2001198434A (ja) | 2000-01-18 | 2000-01-18 | 排ガス中の水銀処理方法および排ガスの処理システム |
| PCT/JP2001/006224 WO2003008072A1 (fr) | 2000-01-18 | 2001-07-18 | Procede de traitement du mercure dans un gaz d'echappement et systeme de traitement de gaz d'echappement |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009143177A Division JP2009208078A (ja) | 2009-06-16 | 2009-06-16 | 排ガス中の水銀処理方法および排ガスの処理システム |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001198434A true JP2001198434A (ja) | 2001-07-24 |
Family
ID=26345114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000008703A Pending JP2001198434A (ja) | 2000-01-18 | 2000-01-18 | 排ガス中の水銀処理方法および排ガスの処理システム |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6913737B2 (ja) |
| JP (1) | JP2001198434A (ja) |
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