JP3353404B2 - 排ガス処理装置 - Google Patents

排ガス処理装置

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JP3353404B2 JP19833893A JP19833893A JP3353404B2 JP 3353404 B2 JP3353404 B2 JP 3353404B2 JP 19833893 A JP19833893 A JP 19833893A JP 19833893 A JP19833893 A JP 19833893A JP 3353404 B2 JP3353404 B2 JP 3353404B2
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忠義 田丸
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ボイラ等の燃焼機器か
らの排ガスを精製処理する排ガス処理装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】燃焼機器例えばボイラから排出されるガ
スは、ガス中に窒素酸化物、粉塵、硫黄酸化物等が含ま
れているため、排ガス処理装置で脱硝、脱塵、脱硫など
の精製処理後、大気に開放される。
【0003】排ガス処理装置は、脱硝装置,空気予熱器
(GAH),電気集塵機(EP),ガスガスヒータ(G
GH),湿式排煙脱硫装置,ガスガスヒータ(GGH)
等から主に構成されており、ボイラからの排ガスは、脱
硝装置で脱硝処理された後、空気予熱器において例えば
約 370℃から約 140℃に冷却される。そして、電気集塵
機で脱塵処理されてから第1ガスガスヒータ及び脱硫装
置に導かれ冷却及び脱硫処理される。この脱硫処理後の
ガスが第2ガスガスヒータを介して例えば約50℃から約
90℃に昇温された後、煙突から大気に開放される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記の排煙
脱硫装置は、被処理ガスを吸収塔内に導入させ、これを
炭酸カルシウム等のカルシウム系の吸収剤を含むスラリ
状の吸収液と接触させ、ガス中の硫黄酸化物を吸収除去
させて被処理ガスの脱硫処理を行うものである。硫黄酸
化物を吸収した吸収液は、吸収塔内の下部液溜タンク内
で酸化され、この一部が適宜抜き取られて分離機に送ら
れ、そこで固液分離されて石膏が回収される。ろ液の一
部は有効に利用されるべく吸収塔に戻される。残りは、
Al,Fe,Mg,Cd,Cr等の不純物が溶解してい
るため、Cd,Cr等の有害な物質を取り除いてから排
水に供される。
【0005】有害物質を取り除くには、苛性ソーダと凝
集剤を加えて、pHをあげると共にCd,Cr等の溶解
不純物を水酸化物として沈殿させる。そして、固液分離
機にかけて固形分と液分を分離し、ろ液を排水に供す
る。
【0006】一方、固形分は、Cd,Cr等の有害物質
を含んでいるため、そのままでは山などに捨てられず、
例えば捨てると雨等により溶けて流出するおそれがあ
る。このため、固形分を厳重に包装したりコンクリート
の槽に入れたりして処理しなければならず、固形分の処
理に手間がかかる。
【0007】そこで、本発明は、このような事情を考慮
してなされたものであり、その目的は、排煙脱硫装置に
おいて石膏を除去した後に排水される液から分離したC
d,Cr等の固形分の処理の手間を不要にすることがで
きる排ガス処理装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明は、燃焼機器からの排ガスを電気集塵機を介し
排煙脱硫装置に導き、そこでカルシウム系の吸収剤を
含む吸収液と接触させて脱硫処理すると共に、脱硫処理
後の吸収液から生成した石膏を除去し、このろ液を排煙
脱硫装置に戻すと共に残りのろ液を排水する排ガス処理
装置において、前記残りのろ液を排出するラインに、ろ
液にNaOHを添加してろ液に溶解しているCd,Cr
等の有害物質を析出させて分離すると共に有害物質分離
後のろ液に溶解しているMgをMg(OH) 2 として析
出させる不純物分離機を設け、該不純物分離機で分離し
た有害物質とMg(OH) 2 固形分を前記燃焼機器に
供給する固形分供給装置を設けたものである。
【0009】
【作用】排水する液から不純物分離機によりCd、C
r等の有害物質と、ろ液に溶解しているMgをMg(O
H) 2 として分離し、これら分離した固形分を、固形分
供給装置により燃焼機器に供給することで、Cd、Cr
の有害物質は、燃焼機器で焼却されると共にMg(O
H) 2 が燃焼機器に供給されることで、有害物質質の排
出処理が不要となると共に、排ガス中のVによるボイラ
チューブのアタックも防止できる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。
【0011】図1において、1は燃焼機器としてのボイ
ラを示し、このボイラ1には石炭等の燃料を供給する燃
料供給ライン2が接続されている。
【0012】ボイラ1にはボイラ1から排出されるガス
を煙突3に導く排ガスダクト4が接続され、この排ガス
ダクト4には、ガスの流れ方向に沿って順次、ガス中の
窒素酸化物を除去する脱硝装置5,空気予熱器(GA
H)6,ガス中のダスト等の粉塵を捕捉する電気集塵機
(EP)7,第1ガスガスヒータ(GGH)8,湿式排
煙脱硫装置9の吸収塔10,第2ガスガスヒータ(GG
H)11が介設されている。
【0013】空気予熱器6は、脱硝処理後の高温(例え
ば約 370℃)の排ガスとボイラ1などに供給される空気
とを間接的に接触させて熱交換させ排ガスを例えば約 1
40℃に冷却するものである。第1ガスガスヒータ8は、
電気集塵機7で脱塵処理されたガスを例えば約70℃に冷
却するものである。第2ガスガスヒータ11は、排煙脱
硫装置9の吸収塔10を介した例えば約50℃のガスを約
90℃に昇温するもので、この昇温されたガスが煙突3か
ら大気に開放される。
【0014】排煙脱硫装置9は、吸収塔10内で排ガス
と炭酸カルシウム等のカルシウム系の吸収剤を含むスラ
リ状の吸収液とを接触させてガス中の硫黄分を吸収液に
吸収除去させ、ガスの脱硫処理を行うものである。
【0015】吸収塔10には、吸収剤例えば炭酸カルシ
ウムを供給する吸収剤ライン12が接続されていると共
に、その内部下方には吸収液を溜める液溜タンク13が
設けられている。液溜タンク13には、吸収液を吸収塔
10内上部のスプレノズル14に移送するための循環ポ
ンプ15を有する循環ライン16が接続されていると共
に、脱硫処理後の吸収液を曝気処理(酸化処理)して石
膏を生成するための空気を供給する空気供給ライン17
が接続されている。循環ライン16には、吸収液の一部
を抜き出し固液分離機18に送る液抜き出しライン19
が接続されている。
【0016】固液分離機18は、石膏(固形分)と液分
を固液分離して石膏を回収するものであり、ろ液の一部
を吸収塔10に戻す戻しライン20が接続されていると
共に、残りを排水するための排水ライン21が接続され
ている。この排水ライン21には、液に溶解しているC
d,Cr等の不純物を析出させて分離する不純物分離機
22が介設されている。
【0017】不純物分離機22は、図2に示すように、
貯蔵タンク23、第1混合槽24、分離槽25、第2混
合槽26、沈殿槽27から主になり、液に溶解している
Al,Fe,Mg,Cd,Cr,F等の不純物を析出さ
せて分離するものである。
【0018】貯蔵タンク23は、固液分離機18からの
pH4〜6の液を溜めるもので、タンク23内の液を曝
気処理(酸化処理)する曝気処理装置28が備えられて
おり、タンク23内の液が液ポンプ29により第1混合
槽24の第1混合部24aに送られるようになってい
る。
【0019】第1混合槽24はそれぞれ撹拌機30を有
する第1混合部24aと第2混合部24bとからなる。
第1混合部24aには苛性ソーダ(NaOH)を供給す
るNaOHライン31が接続されていると共に、第2混
合部24bには高分子の凝集剤の凝集剤ライン32及び
pH調節剤のpH調節ライン33が接続されており、第
1混合槽24に導かれた液は第1混合部24aでNaO
Hが添加されてから第2混合部24bに入り、そこで凝
集剤及びpH調節剤が添加され、pHが9〜10に調節さ
れて、液中のAl,Fe,Cd,Cr,Fが析出するよ
うになっている。第2混合部24bの液が分離槽25に
導かれる。
【0020】分離槽25は、析出した固形分と液分とを
例えば沈降により固液分離するもので、その下部には、
固形分を排出するための第1ポンプ34を有する第1排
出ライン35が接続され、第1排出ライン35に流入し
た固形分の一部が第1混合槽24の第1混合部24aに
戻されると共に、残りが固形分供給装置36の構成要素
である濃縮槽37に供給されるようになっている。ま
た、分離槽25の液分は第2混合槽26の第1混合部2
6aに送られるようになっている。
【0021】第2混合槽26はそれぞれ撹拌機30を有
する第1混合部26aと第2混合部26bとからなる。
第1混合部26aにはNaOHライン38と炭酸ナトリ
ウム(Na2 CO3 )のNa2 CO3 ライン39とが接
続されていると共に、第2混合部26bには高分子助剤
の供給ライン40が接続されており、第2混合槽26に
導かれた液は第1混合部26aでNaOHとNa2 CO
3 が添加されてから第2混合部26bに入り、そこで高
分子助剤が添加され,pHが10〜11に調節されて、液中
のCa,Mg,Fが析出するようになっている。第2混
合部26bの液が沈降槽27に導かれる。
【0022】沈降槽27は、析出した固形分と液分とを
沈降により固液分離するものであり、その液分が他の系
例えば排水処理装置41に導かれる。また、沈降槽27
の下部には、固形分を排出するための第2ポンプ42を
有する第2排出ライン43が接続され、この第2排出ラ
イン43が前記第1混合槽24の第1混合部24aに接
続されている。第2排出ライン43には、固形分の流入
量を流量計44で測定し、この測定値に基づいてその流
入量を調節する調節弁45を有する固形分ライン46が
接続されている。固形分ライン46は前記濃縮槽37に
接続されている。
【0023】濃縮槽37は、固形分と液分とを例えば沈
降により固液分離するもので、分離された液分を排出す
る液ライン47が接続されている。濃縮槽37の下部に
は、固形分(汚泥)を排出するための固形分ポンプ48
を有する固形分排出ライン49が接続され、この固形分
排出ライン49が前記ボイラ1に接続され、固形分がボ
イラ1に供給されてそこで焼却されるようになってい
る。
【0024】次に本実施例の作用を説明する。
【0025】ボイラ1からの高温例えば約 370℃の排ガ
スは、脱硝装置5で脱硝処理されてから空気予熱器6で
約 100℃に冷却される。そして、電気集塵機7で脱塵処
理され、第1ガスガスヒータ8を介して排煙脱硫装置9
の吸収塔10に至り、そこで、カルシウム系の吸収剤と
接触して脱硫処理される。そして、第2ガスガスヒータ
11を介した後、煙突3から大気に開放される。
【0026】脱硫処理後の吸収液は吸収塔10の液溜タ
ンク13で酸化されて石膏が生成され、この一部が液抜
き出しライン19から固液分離機18に導かれ、そこで
固形分(石膏)が分離回収される。ろ液の一部は吸収塔
10に戻されると共に、残りは排水ライン21に流入
し、貯蔵タンク23に至る。
【0027】貯蔵タンク23の液は第1混合槽24に送
られ、その第1混合部24aでNaOHが添加されてか
ら第2混合部24bに至り凝集剤等が添加され、pHが
9〜10に調節される。これにより、液中に溶解している
Al,Fe,Cd,Cr,F等が水酸化物(Al(O
H)3 ,Fe(OH)3 ,Cd(OH)2 ,Cr(O
H)2 )として析出する。尚、Fは、Al(OH)3
Fとして析出する。
【0028】この水酸化物を含む液が分離槽25に導か
れ、そこで固形分(水酸化物)が分離される。この固形
分の一部が沈降槽27からの固形分と共に第1混合槽2
4の第1混合部24aに戻され、pHをあげるために寄
与される。分離槽25からの固形分の残りは濃縮槽37
に導かれる。
【0029】固形分が除去された液は第2混合槽26に
導かれ、その第1混合部26aでNaOHとNa2 CO
3 が添加されると共に第2混合部26bで高分子助剤が
添加され、pHが10〜11に調節され、Mg,Ca,Fが
析出する。すなわち、Mgは、NaOHの添加により水
酸化物となるが、pHが9〜10では溶解したままであ
り、pHを10〜11にあげることにより析出(沈殿)す
る。この際、Fは、Mg(OH)2 ・Fとして析出す
る。このFは第1混合槽24である程度析出するが、第
1混合槽24からの液にはまだ約 15ppm含まれ、第2混
合槽26で析出させることにより、約 10ppm以下にする
ことができる。この一連の反応式は、2NaOH+Mg
SO4 +F→Na2 SO4 +Mg(OH)2 ・Fであ
る。
【0030】第1混合部26aにおいて、Fが少ない場
合には、 2NaOH+MgSO4 →Na2 SO4 +Mg(OH)2 … になり、溶解しているMgSO4 がMg(OH)2 の固
形分として析出する。
【0031】Caは液中にイオンとして含まれ、これは
放流してもよいが、次の工程が吸着であるとつまりの原
因となるので、Na2 CO3 の添加により炭酸カルシウ
ムとして析出させる(Na2 CO3 +Ca2+→CaCO
3 +2Na+ )。
【0032】この析出した固形分を含む液が沈殿槽27
に導かれ、そこで固液分離される。液分は、他の系(排
水処理装置41)に導かれ、その後排水される。Mgを
含む固形分は、その一部が第1混合槽24に戻されると
共に、残りが濃縮槽37に導かれる。
【0033】濃縮槽37に導かれた固形分は、さらに濃
縮されて液分が分離される。この液分が分離された固形
分すなわちCd,Cr,Mgを含む固形分(汚泥)は、
固形分ポンプ48により固形分排出ライン49を介して
ボイラ1に供給される。
【0034】これにより、Cd,Cr等の不純物はボイ
ラ1で焼却される。また、ボイラ1で焼却されないもの
は、ガスと共に飛散して電気集塵機7で集塵され処理さ
れる。よって、Cd,Cr等の不純物(固形分)の処理
の手間が不要となる。
【0035】また、ボイラ1に供給される固形分にはM
gが含まれているので、ボイラ1においてVによるボイ
ラチューブの腐食を防止することができる。すなわち、
燃料中にVが含まれていると(特に重油,重質油,オリ
マルジョンの燃料中には多くのVが含まれている)、V
がボイラチューブをアタックしてチューブが酸化する。
例えば、Na2 O・V2 5 があると下記の反応式のよ
うに金属(M)が酸化される。
【0036】Na2 O・V2 4 ・5V2 5 +1/2
・O2 →Na2 O・6V2 5 Na2 O・6V2 5 +M→Na2 O・V2 4 ・5V
2 5 +MO このVアタックはMgが存在するとMgにより抑制され
る。このため、ボイラで焼却される固形分中にMgが含
まれるので、Vによるボイラチューブの腐食が防止され
ることになる。このように、排水される液からMgを析
出させてこれをボイラ1に供給することにより、吸収液
中のMgや燃料中のMgが有効に利用されるので、Vに
よるボイラチューブの腐食を防止するために別途ボイラ
1にMg例えばMgOを供給するためのMgO供給装置
を設ける必要がない。
【0037】脱硫装置9の排水中のMg分は、大部分が
吸収剤CaCO3 の中に含まれているものが溶解したも
のである。脱硫排水中のMgSO4 は溶解度が高く、排
水中では溶解しており、海等へ放流しても何ら問題とな
るものではない。従って、ボイラチューブ等の腐食防止
にMg分が必要であればの反応に従って必要量を分離
し固形分ポンプ48によってボイラ1へ送ればよい。こ
のためにはボイラ1の腐食防止に必要なMg分に応じて
NaOHを第1混合部26aに送り反応に従ってMg
を沈澱すれば、必要量が沈澱槽27、第2ポンプ42、
流量計44、調節弁45、濃縮槽37、固形分ポンプ4
8を経由してボイラ1へMgが送られる。
【0038】このように必要Mg量に応じてNaOHを
注入できればNaOHの使用量を必要最小限に抑えるこ
ともでき経済的である。
【0039】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、排煙脱硫
装置において石膏を除去した後に排水される液から分
離したCd,Cr等の有害物質とろ液から析出させたM
g(OH) 2 を燃焼機器に供給することで、有害物質の
処理が行えると共に燃焼機器でのVアタックも防止でき
という優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図2】本発明の不純物分離機と固形分供給装置の一例
を示す構成図である。
【符号の説明】
1 ボイラ(燃焼機器) 9 排煙脱硫装置 21 排水ライン 22 不純物分離機 36 固形分供給装置
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−56187(JP,A) 特開 昭63−28484(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 53/34 ZAB B01D 53/50 B01D 53/77

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃焼機器からの排ガスを電気集塵機を介
    して排煙脱硫装置に導き、そこでカルシウム系の吸収剤
    を含む吸収液と接触させて脱硫処理すると共に、脱硫処
    理後の吸収液から生成した石膏を除去し、このろ液を排
    煙脱硫装置に戻すと共に残りのろ液を排水する排ガス処
    理装置において、前記残りのろ液を排出するラインに、
    ろ液にNaOHを添加してろ液に溶解しているCd,C
    r等の有害物質を析出させて分離すると共に有害物質分
    離後のろ液に溶解しているMgをMg(OH) 2 として
    析出させる不純物分離機を設け、該不純物分離機で分離
    した有害物質とMg(OH) 2 固形分を前記燃焼機器
    に供給する固形分供給装置を設けたことを特徴とする排
    ガス処理装置。
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