JPWO2010146670A1 - 水銀除去システム及び水銀含有高温排ガスの水銀除去方法 - Google Patents

水銀除去システム及び水銀含有高温排ガスの水銀除去方法 Download PDF

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Abstract

本実施例に係る水銀除去システム１０Ａは、ボイラ１１からの高温排ガス１２中に含まれるＮＯｘ、Ｈｇを除去する水銀除去システムであって、ボイラ１１の煙道１３内に、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を噴霧するＮＨ4Ｃｌ供給部１５Ａと、高温排ガス１２中のＮＯｘをＮＨ3で還元すると共に、ＨＣｌ共存下でＨｇを酸化する脱硝触媒を有する還元脱硝装置１６と、還元脱硝装置１６において酸化されたＨｇを石灰石膏スラリー１９で除去する湿式脱硫装置２０とを有する。ＮＨ4Ｃｌ供給部１５Ａは、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を液体状で煙道１３内に供給するＮＨ4Ｃｌ溶液供給管３３と、煙道１３内にＮＨ4Ｃｌ溶液供給管３３を囲うように挿入され、空気３４を煙道１３内に噴射させる吹き込み管と、ＮＨ4Ｃｌ溶液供給管３３の先端部に取り付けられ、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を噴射する二流体ノズル３７とを備える。二流体ノズル３７から噴射されるＮＨ4Ｃｌ溶液１４を微細な液滴として噴霧させる。

Description

本発明は、ボイラなどから排出される高温排ガス中に含まれる水銀を除去する水銀除去システム及び水銀含有高温排ガスの水銀除去方法に関する。
石炭焚き排ガスや重質油を燃焼した際に生じる高温排ガス中には、煤塵、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）のほか、金属水銀（Ｈｇ0）が含まれることがある。近年、ＮＯｘを還元する脱硝装置、および、アルカリ吸収液をＳＯｘ吸収剤とする湿式脱硫装置と組み合わせて、この金属水銀を処理する方法や装置について様々な考案がなされてきた。
高温排ガス中の金属水銀を処理する方法として、煙道中、高温の脱硝装置の前流工程でアンモニウム（ＮＨ3）を噴霧して還元脱硝すると共に、塩酸（ＨＣｌ）等の塩素化剤を噴霧し、脱硝触媒上で水銀を酸化(塩素化)させ、水溶性の塩化水銀にした後、後流側に設置した湿式の脱硫装置で水銀を除去するシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
図１１に水銀除去システムを含む排ガス処理システムの概略図を示す。図１１に示すように、水銀除去システムを含む排ガス処理システム１００では、ボイラ１０１から排出された窒素酸化物、水銀を含有する高温排ガス１０２は、還元脱硝装置１０３に供給され、窒素酸化物の還元を行なう。その後、高温排ガス１０２はエアヒータ１０４で熱交換により空気と熱交換され、熱回収器１０５で熱回収された後、集塵装置１０６に供給される。高温排ガス１０２は脱硫装置１０７で硫黄酸化物が除去された後、浄化ガス１０８として排出され、再加熱器１０９で加熱された後、煙突１１０より排出される。
また、還元脱硝装置１０３の前流にはＮＨ3注入箇所１１１があり、ＮＨ3タンク１１２から供給されるＮＨ3によって窒素酸化物の還元を行う。
また、煙道内の脱硫装置１０７の前流側に設置された塩酸濃度計測手段１１３により水銀塩素化剤として用いられる塩酸（ＨＣｌ）の濃度を測定すると共に、脱硫装置１０７の後流側に設置された水銀濃度計測手段１１４により水銀（Ｈｇ）の濃度を測定する。測定された塩酸、水銀（Ｈｇ）の濃度計測値に基づいて、塩酸溶液タンク１１５より供給する塩化水素（ＨＣｌ）水溶液１１６の初期濃度を演算部１１７により算出する。算出された上記初期濃度に基づいて、制御手段１１８により塩酸溶液タンク１１５からＨＣｌ注入箇所１１９より煙道内に供給される気化した塩酸（気化ＨＣｌ）の供給量を制御する。
また、ＨＣｌ注入箇所１１９からＨＣｌを噴霧する方法として塩化水素（ＨＣｌ）気化器を組み合わせ、水銀を除去する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
ＨＣｌ気化器を備えた水銀塩素化剤供給装置の概略図を図１２に示す。図１２に示すように、水銀塩素化剤供給装置１２０では、塩酸溶液タンク１１５に貯蔵された常温のＨＣｌ水溶液１１５は、溶液供給ポンプ１２１を用いてＨＣｌ気化器１２２側に供給し、ＨＣｌと水蒸気の混合ガス１２３となり、気液分離器１２４を経て希釈手段１２５から供給される希釈用加熱空気１２６を流通させた配管１２７内に供給し、所定濃度の塩化水素／水／空気の混合ガス１２８に調整する。上記塩化水素／水／空気の混合ガス１２８の温度は、通常、７０〜８０℃である。この得られた塩化水素／水／空気の混合ガス１２８は、煙道１３９内にＮＨ3噴霧用のものと同等の構成の分散器１３０を用いて塩酸注入箇所１１９で分散させ、水銀を含有する高温排ガス１０２中に均一に噴霧する。
更にＨＣｌを供給する方法として塩化アンモニウム（ＮＨ4Ｃｌ）固体の昇華装置を組み合わせ、水銀を除去する方法も同様に提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
図１３にＮＨ4Ｃｌ固体を用いた排ガス処理装置の概略図を示す。図１３に示すように、排ガス処理装置１４０では、アンモニア脱硝触媒を有する脱硝装置１４１の前流側の高温の高温排ガス１４２が通過するボイラ設備の煙道１４３に設けられたエコノマイザ１４４の入口近傍のエコノマイザバイパス部１４４ａに、サイロ１４５内に貯留されている塩化アンモニウム（ＮＨ4Ｃｌ）をフィーダ１４６、粉砕機１４７で粉体状として添加することで、エコノマイザバイパス部１４４ａを通過する高温（５５０〜６５０℃）の高温排ガス１４２の高温雰囲気温度によりＮＨ4Ｃｌを昇華させ、塩化水素（ＨＣｌ）、アンモニウム（ＮＨ3）をそれぞれ気化させ、煙道１４３内に供給し、エコノマイザ１４４において高温排ガス１４２に供給されたＨＣｌ及びＮＨ3を混合している。
特開平１０−２３０１３７号公報 特開２００７−１６７７４３号公報 特開２００８−２２１０８７号公報
しかしながら、図１１に示す水銀除去システムを含む排ガス処理システム１００や図１２に示す水銀除去システムの水銀塩素化剤供給装置では、ＨＣｌは危険物であるため、輸送、取り扱いに手間及びコストがかかる、という問題がある。
また、図１２に示す水銀除去システムの水銀塩素化剤供給装置のように、ＨＣｌ気化器１２２を用いた場合には、熱源としてスチーム１３１等が必要となり、ＨＣｌ気化器１２２など設備費用、メンテナンスコストがかかる、という問題がある。
また、図１３に示す排ガス処理装置のように、ＮＨ4Ｃｌを用いた場合では、粒径を細かくして分散させる必要があるため、ハンドリングが困難であり、噴霧量の制御が容易ではない、という問題がある。
本発明は、前記問題に鑑み、水銀の除去性能が高く、運転費用を低く抑えることが可能な水銀除去システム及び水銀含有高温排ガスの水銀除去方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、ボイラからの高温排ガス中に含まれる窒素酸化物、水銀を除去する水銀除去システムであって、前記ボイラの煙道内に、気化した際に塩化水素とアンモニアとを生成する還元酸化助剤を液体状で噴霧する還元酸化助剤供給部と、前記高温排ガス中の窒素酸化物をアンモニアで還元すると共に、塩化水素共存下で水銀を酸化する脱硝触媒を有する還元脱硝装置と、該還元脱硝装置において酸化された水銀をアルカリ吸収液を用いて除去する湿式脱硫装置とを有し、前記煙道内に液体状で噴霧された前記還元酸化助剤を気化させ、塩化水素及びアンモニウムに分解してなることを特徴とする水銀除去システムにある。
第２の発明は、第１の発明において、前記還元酸化助剤が、塩化アンモニウムであることを特徴とする水銀除去システムにある。
第３の発明は、第１又は２の発明において、前記還元酸化助剤の濃度が、４３ｗｔ％以下であることを特徴とする水銀除去システムにある。
第４の発明は、第１乃至３の何れか一つの発明において、前記還元酸化助剤供給部が、前記還元酸化助剤を液体状で前記煙道内に供給する還元酸化助剤供給管と、前記煙道内に前記還元酸化助剤供給管を囲うように挿入され、内部に供給された空気を前記煙道内に噴射させる噴射孔を有する吹き込み管と、前記還元酸化助剤供給管の先端部に取り付けられ、前記還元酸化助剤を噴射する噴射ノズルとを有し、前記還元酸化助剤を前記空気と同伴させて前記煙道内に噴霧させることを特徴とする水銀除去システムにある。
第５の発明は、第４の発明において、前記噴霧手段が、前記還元酸化助剤と、前記還元酸化助剤の噴霧用の空気とを噴射させる二流体ノズルであることを特徴とする水銀除去システムにある。
第６の発明は、第１乃至３の何れか一つの発明において、前記還元酸化助剤供給部が、前記還元酸化助剤を液体状で前記煙道内に供給する還元酸化助剤供給管と、前記煙道内に前記還元酸化助剤供給管を囲いように挿入され、前記還元酸化助剤の噴霧用の空気を前記煙道内に供給する空気供給管と、前記還元酸化助剤供給管及び前記空気供給管の先端部に取り付けられ、前記還元酸化助剤及び前記空気を噴射する二流体ノズルとを有し、前記還元酸化助剤を前記空気と同伴させて前記煙道内に噴霧させることを特徴とする水銀除去システムにある。
第７の発明は、第１乃至６の何れか一つの発明において、前記還元酸化助剤供給部より噴霧される還元酸化助剤の液滴径が、平均して１ｎｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする水銀除去システムにある。
第８の発明は、第１乃至７の何れか一つの発明において、前記高温排ガスの温度が、３２０℃以上４２０℃以下であることを特徴とする水銀除去システムにある。
第９の発明は、第１乃至８の何れか一つの発明において、前記還元脱硝装置の上流側と下流側に、前記高温排ガス中の窒素酸化物の濃度を測定する窒素酸化物濃度測定計を有することを特徴とする水銀除去システムにある。
第１０の発明は、第１乃至９の何れか一つの発明において、前記還元酸化助剤供給部と前記還元脱硝装置との間に設けられ、前記煙道中にアンモニアを供給するアンモニア供給部を有することを特徴とする水銀除去システムにある。
第１１の発明は、第１乃至１０の何れか一つの発明において、前記還元酸化助剤供給部と前記還元脱硝装置との間に設けられ、前記煙道中に塩化水素を供給する塩化水素供給部を有することを特徴とする水銀除去システムにある。
第１２の発明は、ボイラからの高温排ガス中に含まれる窒素酸化物、水銀を除去する水銀含有高温排ガスの水銀除去方法であって、前記ボイラの煙道内に気化した際に塩化水素とアンモニアとを生成する還元酸化助剤を液体状で噴霧する還元酸化助剤供給工程と、脱硝触媒で前記高温排ガス中の窒素酸化物をアンモニアで還元すると共に、塩化水素共存下で水銀を酸化する還元脱硝処理工程と、該還元脱硝処理工程において酸化された水銀をアルカリ吸収液を用いて除去する湿式脱硫工程とを有し、前記煙道内に液体状で噴霧した前記還元酸化助剤を気化し、塩化水素及びアンモニウムに分解することを特徴とする水銀含有高温排ガスの水銀除去方法にある。
第１３の発明は、第１２の発明において、前記還元酸化助剤が、塩化アンモニウムであることを特徴とする水銀含有高温排ガスの水銀除去方法にある。
第１４の発明は、第１２又は１３の発明において、前記還元酸化助剤供給工程が、前記還元酸化助剤を二流体ノズルを用いて噴霧することを特徴とする水銀含有高温排ガスの水銀除去方法にある。
第１５の発明は、第１２乃至１４の何れか一つの発明において、前記還元脱硝処理工程の前工程側と後工程側に、前記高温排ガス中の窒素酸化物の濃度を測定する窒素酸化物濃度測定工程と、前記還元脱硝処理工程の後工程側に、前記高温排ガス中の水銀の濃度を測定する水銀濃度測定工程とを含み、前記窒素酸化物濃度測定工程により得られた前記高温排ガス中の窒素酸化物の濃度と、前記水銀濃度測定工程により得られた前記高温排ガス中の水銀の濃度との何れか一方又は両方に基づいて、前記還元酸化助剤供給工程において供給する前記還元酸化助剤の供給量を調整することを特徴とする水銀含有高温排ガスの水銀除去方法にある。
第１６の発明は、第１２乃至１５の何れか一つの発明において、前記還元酸化助剤供給工程と前記還元脱硝処理工程との間に、前記煙道中にアンモニアを供給するアンモニア供給工程、前記煙道中に塩化水素を供給する塩化水素供給工程の何れか一方又は両方を含み、前記窒素酸化物濃度測定工程により得られた前記高温排ガス中の窒素酸化物の濃度と、前記水銀濃度測定工程により得られた前記高温排ガス中の水銀の濃度との何れか一方又は両方に基づいて、前記アンモニア供給工程、前記塩化水素供給工程の何れか一方又は両方において供給するアンモニア、塩化水素の何れか一方又は両方の供給量を調整することを特徴とする水銀含有高温排ガスの水銀除去方法にある。
第１７の発明は、第１２乃至１５の何れか一つの発明において、前記ボイラで使用される石炭の石炭性状から前記高温排ガス中の窒素酸化物、水銀の各々の含有量を求め、前記還元酸化助剤の供給量を決定することを特徴とする水銀含有高温排ガスの水銀除去方法にある。
第１８の発明は、第１６の発明において、前記ボイラで使用される石炭の石炭性状から前記高温排ガス中の窒素酸化物、水銀の各々の含有量を求め、前記還元酸化助剤、アンモニア、塩化水素の供給量を各々決定することを特徴とする水銀含有高温排ガスの水銀除去方法にある。
本発明によれば、煙道中の還元脱硝装置の上流側に還元酸化助剤を液体状で噴霧し、噴霧した非ガス状還元酸化助剤を気化させ、塩化水素及びアンモニウムに分解することで、高温排ガス中の水銀を酸化し、ＮＯｘを還元することができるため、湿式脱硫装置での水銀の除去性能を維持しつつ、運転費用を低く抑えることができる。
図１は、本発明の実施例１に係る水銀除去システムを示す概略図である。 図２は、ＮＨ4Ｃｌの温度と水への飽和溶解温度との関係を示す図である。 図３は、ＮＨ4Ｃｌ溶液供給管及び空気供給管が挿入される煙道近傍を示す図である。 図４は、図３の部分拡大断面図である。 図５は、通常の噴射ノズルを用いた吹込み管の部分拡大断面図である。 図６は、二流体ノズルを用いたＮＨ4Ｃｌ溶液の他の噴霧方法を示す図である。 図７は、実施例１に係る水銀除去システムの他の構成を示す図である。 図８は、実施例１に係る水銀除去システムの他の構成を示す図である。 図９は、本発明の実施例２に係る水銀除去システムを示す概略図である。 図１０は、本発明の実施例３に係る水銀除去システムを示す概略図である。 図１１は、ＨＣｌ気化器を備えた水銀塩素化剤供給装置の概略図である。 図１２は、水銀除去システムにおける水銀塩素化剤供給装置の概略図を示す図である。 図１３は、ＮＨ4Ｃｌ固体を用いた排ガス処理装置の概略図を示す図である。
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
本発明による実施例１に係る水銀除去システムについて、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施例１に係る水銀除去システムを示す概略図である。
図１に示すように、本実施例に係る水銀除去システム１０Ａは、ボイラ１１からの高温排ガス１２中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）、水銀（Ｈｇ）を除去する水銀除去システムであって、ボイラ１１の下流の煙道１３内に、還元酸化助剤として塩化アンモニウム（ＮＨ4Ｃｌ）を含む塩化アンモニウム（ＮＨ4Ｃｌ）溶液１４を液体状で噴霧する塩化アンモニウム（ＮＨ4Ｃｌ）供給部１５Ａと、高温排ガス１２中のＮＯｘをアンモニア（ＮＨ3）で還元すると共に、塩化水素（ＨＣｌ）共存下でＨｇを酸化する脱硝触媒を有する還元脱硝装置１６と、脱硝された高温排ガス１２を熱交換するエアヒータ（ＡＰＨ）１７と、脱硝された高温排ガス１２中の煤塵を除去する集塵器１８と、還元脱硝装置１６において酸化されたＨｇをアルカリ吸収液として石灰石膏スラリー１９を用いて除去する湿式脱硫装置２０とを有するものである。
なお、本実施例に係る水銀除去システム１０においては、還元酸化助剤としてＮＨ4Ｃｌを用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、還元酸化助剤は気化した際に塩化水素（ＨＣｌ）とアンモニア（ＮＨ3）とを生成するものであれば用いることができる。
また、本発明においては、還元酸化助剤とは、塩化水素（ＨＣｌ）共存下で水銀（Ｈｇ）を酸化して塩素化するのに用いられる酸化助剤と、アンモニア（ＮＨ3）を還元する還元剤として機能するものをいう。
＜ＮＨ4Ｃｌ溶液の調整＞
まず、所定濃度のＮＨ4Ｃｌ溶液１４を調整する。搬送された塩化アンモニウム（ＮＨ4Ｃｌ）粉末２１を一時的に貯留するサイロ２２に供給する。サイロ２２内のＮＨ4Ｃｌ粉末２１にブロワ２３より空気２４を供給し、ＮＨ4Ｃｌ粉末２１がサイロ２２内で乾燥、固着するのを防止する。サイロ２２内のＮＨ4Ｃｌ粉末２１は、フィーダ２５でサイロ２２から所定量ごとＮＨ4Ｃｌ粉末送給通路２６に供給し、ＮＨ4Ｃｌ溶解タンク２７に送給する。また、水供給タンク２８より水２９をＮＨ4Ｃｌ溶解タンク２７に送給する。ＮＨ4Ｃｌ溶解タンク２７には攪拌器３０−１が設けられ、ＮＨ4Ｃｌ溶解タンク２７に供給されたＮＨ4Ｃｌ粉末２１は水２９に溶解され、所定濃度のＮＨ4Ｃｌ溶液１４を生成し、攪拌器３０−１によりＮＨ4Ｃｌ溶液１４の濃度を均一にする。また、水供給タンク２８より供給される水２９の供給量はバルブＶ１により調整される。
ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の濃度は、０ｗｔ％よりも大きく４３ｗｔ％以下が好ましく、１０ｗｔ％以上２３ｗｔ％以下がより好ましく、１８ｗｔ％以上２３ｗｔ％以下が更に好ましく、２０ｗｔ％前後が最も好ましい。これは、ＮＨ4Ｃｌ粉末２１が少なくとも水２９に常温（例えば、２０℃前後）で溶解している必要があり、ＮＨ4Ｃｌの水への飽和溶解濃度以下であることが必要である。
図２は、ＮＨ4Ｃｌの温度と水への飽和溶解温度との関係を示す図である。図２に示すように、溶液の温度が０℃前後の時、ＮＨ4Ｃｌ粉末２１が水２９に溶解できる飽和濃度は、２３ｗｔ％程度であり、１００℃前後の時、ＮＨ4Ｃｌ粉末２１が水２９に溶解できる飽和濃度は、４３ｗｔ％程度である。そのため、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の濃度は、０ｗｔ％よりも大きく４３ｗｔ％以下とする必要である。
＜ＮＨ4Ｃｌ溶液の濃度の制御＞
また、ＮＨ4Ｃｌ溶解タンク２７中のＮＨ4Ｃｌ溶液１４は、塩化アンモニウム（ＮＨ4Ｃｌ）濃度計３１により測定し、測定されたＮＨ4Ｃｌ溶液１４の濃度の値は演算装置３２に伝達される。演算装置３２は、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の濃度に基づいてＮＨ4Ｃｌ粉末２１、水２９の各々供給量を決定する。演算装置３２は、フィーダ２５、バルブＶ１に各々制御信号を伝達し、ＮＨ4Ｃｌ粉末２１、水２９の各々の供給量を調整する。ＮＨ4Ｃｌ溶解タンク２７中のＮＨ4Ｃｌ溶液１４の濃度を上記のように０ｗｔ％よりも大きく４３ｗｔ％以下の範囲となるように調整する。
また、本実施例に係る水銀除去システム１０Ａにおいては、ＮＨ4Ｃｌ供給部１５Ａは、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を液体状で煙道１３内に供給するＮＨ4Ｃｌ溶液供給管３３と、煙道１３内にＮＨ4Ｃｌ溶液供給管３３を囲いように挿入され、内部に供給された空気３４を煙道１３内に噴射させる噴射孔３５（図４参照）を有する吹き込み管３６（図３、４参照）と、ＮＨ4Ｃｌ溶液供給管３３の先端部に取り付けられ、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を噴射する二流体ノズル３７とを有している。また、ＮＨ4Ｃｌ供給部１５Ａは、二流体ノズル３７に連結し、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を圧縮して噴霧させる空気３８を供給する空気供給管３９Ａと、吹込み管３６と連結し（図３参照）、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を圧縮して噴霧させる空気３４を吹込み管３６内に供給する空気供給管４０と、を有する。尚、図１では、空気供給管４０が煙道１３内に挿入されているが、実際には吹込み管３６に連結されている（図３参照）。
また、図３は、ＮＨ4Ｃｌ溶液供給管及び空気供給管が挿入される煙道近傍を示す図であり、図４は、図３の部分拡大断面図である。図３に示すように、吹込み管３６は、煙道１３内にＮＨ4Ｃｌ溶液供給管３３及び空気供給管３９Ａを囲いように挿入されている。また、図４に示すように、ＮＨ4Ｃｌ溶液供給管３３は、吹込み管３６内で空気供給管３９Ａと隣接するように設けられている。また、二流体ノズル３７は、吹込み管３６の壁面の噴射孔３５内に設けられ、ＮＨ4Ｃｌ溶液供給管３３及び空気供給管３９Ａと連結している。二流体ノズル３７から噴射されるＮＨ4Ｃｌ溶液１４は空気３８により噴霧され、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を噴射孔３５から噴射される空気３４と同伴させて更に煙道１３内に噴霧させている。
ＮＨ4Ｃｌ溶解タンク２７中のＮＨ4Ｃｌ溶液１４は、ＮＨ4Ｃｌ溶解フィードタンク４１に送給され、ＮＨ4Ｃｌ溶解タンク２７内のＮＨ4Ｃｌ溶液を一度貯留する。また、ＮＨ4Ｃｌ溶解タンク２７内に設けている攪拌器３０−２でＮＨ4Ｃｌ溶解タンク２７内のＮＨ4Ｃｌ溶液のＮＨ4Ｃｌ濃度を均一に保つようにする。その後、ＮＨ4Ｃｌ溶解フィードタンク４１内のＮＨ4Ｃｌ溶液１４はフィードポンプ４２によりＮＨ4Ｃｌ溶液供給管３３を介して二流体ノズル３７に送給される。また、ＮＨ4Ｃｌ溶液供給管３３内のＮＨ4Ｃｌ溶液１４の流量は流量計４３−１により測定され、バルブＶ２によりＮＨ4Ｃｌ溶液１４の供給量を調整する。なお、ＮＨ4Ｃｌ溶解フィードタンク４１は必須ではなく、設けなくてもよい。
空気３８は、空気供給部４６から空気供給管３９Ａを介して二流体ノズル３７に送給され、二流体ノズル３７からＮＨ4Ｃｌ溶液１４を噴霧する際の圧縮用の空気として用いられる。これにより、二流体ノズル３７から噴射されるＮＨ4Ｃｌ溶液１４を微細な液滴として噴霧することができる。また、図１に示すように、空気供給管３９Ａから供給される空気３８の流量は流量計４３−２により測定され、バルブＶ３により調整される。空気供給管３９Ａから供給される空気３８の流量により、二流体ノズル３７から噴霧されるＮＨ4Ｃｌ溶液１４の液滴の大きさを調整することができる。
また、二流体ノズル３７から噴射される空気３８の流量は、例えば気水比１００以上１００００以下（体積比）とするのが好ましい。これは、二流体ノズル３７から噴射されるＮＨ4Ｃｌ溶液１４を微細な液滴として煙道１３内に噴霧させるようにするためである。
空気３４は、空気供給部４６から空気供給管４０を介して吹込み管３６に送給され、二流体ノズル３７から噴霧されるＮＨ4Ｃｌ溶液１４の液滴を分散させるための圧縮用の空気として用いられる。また、図１に示すように、空気供給部４６から供給される空気３４の流量は流量計４３−３により測定され、バルブＶ４により調整される。図４に示すように、空気３４は吹込み管３６の噴射孔３５と二流体ノズル３７との隙間４４から噴射される。このため、隙間４４から空気３４を噴射することで、二流体ノズル３７から噴霧されるＮＨ4Ｃｌ溶液１４の液滴を更に煙道１３内に分散させることができる。
また、噴射孔３５から噴射される空気３４は、二流体ノズル３７から噴射されるＮＨ4Ｃｌ溶液１４が吹込み管３６に付着するのを防ぐためと、吹込み管３６内の温度上昇を抑制しＮＨ4Ｃｌ溶液１４の沸騰及び塩化アンモニウム粒子の析出を防ぐために用いられる。
また、空気３４は、吹込み管３６とＮＨ4Ｃｌ溶液供給管３３との間を流れるため、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の冷却用の空気として働き、煙道１３内の高温排ガス１２の熱が吹込み管３６の外側からＮＨ4Ｃｌ溶液供給管３３内に伝達されるのを防ぐことができる。このため、吹込み管３６内の温度上昇を防止し、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４が加熱されるのを防ぐことで、吹込み管３６内でＮＨ4Ｃｌ溶液１４が沸騰するのを防止することができ、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４が噴射される直前まで液体状態を維持することができる。また、二流体ノズル３７の腐食も防止することができる。
また、吹込み管３６内の温度上昇を防止できるため、ＮＨ4Ｃｌ溶液供給管３３、空気供給管３９Ａを構成する材料として金属材料を用いることができる。ＮＨ4Ｃｌ溶液供給管３３、空気供給管３９Ａを構成する材料として、例えば、ＮＨ4Ｃｌ溶液供給管３３には耐食金属例えばハステロイＣなどのニッケル基耐熱・耐食合金、樹脂ライニング鋼管（低温度部）を例示できる。空気供給管３９Ａには炭素鋼、ステンレス等を例示することができる。なお、ＮＨ4Ｃｌ溶液供給管３３、空気供給管３９Ａを構成する材料として特に金属材料に限定されるものではない。
また、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４は、ＮＨ4Ｃｌ溶解フィードタンク４１から常温で煙道１３内に供給することができるため、ＮＨ4Ｃｌ溶液供給管３３、吹込み管３６を構成する材料に安価な樹脂類あるいは樹脂ライニング配管を使用することもできる。
また、本実施例に係る水銀除去システム１０Ａにおいては、二流体ノズル３７は、例えば数〜数十本以下のノズルを煙道１３に設けるようにしている。従来より、通常用いられているＮＨ3グリッドは煙道１３に例えば数百〜数千本設けられていた。これに対し、二流体ノズル３７は煙道１３に数〜数十本以下しか設けておらず、またフランジ部５１、５３にて固定しているため、ノズルの交換が容易な構造となっている。尚、図３では、二流体ノズル３７はでは２つ設けられているが、本発明はこれに限定されるものでなく、煙道１３内での設置面積に応じて適宜複数設けるようしてもよい。
また、図３に示すように、吹込み管３６は、煙道１３の外側であって、吹込み管３６の外周にフランジ部５１を設け、フランジ部５１は煙道１３の開口部５２の端部５２ａに設けられたフランジ部５３と対応するように形成されている。吹込み管３６のフランジ部５１が煙道１３に設けられているフランジ部５３と連結されることで、吹込み管３６を煙道１３に取り付けられる。吹込み管３６のフランジ部５１と煙道１３のフランジ部５３とは、例えばフランジ部５１、フランジ部５３の外周に複数の孔を設け、ボルトで固定するようにしてもよい。フランジ部５１とフランジ部５３とを着脱自在とすることで、吹込み管３６を煙道１３に容易に挿脱することができるため、吹込み管３６、煙道１３内部のメンテナンスを容易に行うことができる。
また、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の噴霧用に二流体ノズル３７を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、通常の液体噴霧用の噴射ノズルを用いてもよい。
図５は、通常の噴射ノズルを用いた吹込み管の部分拡大断面図である。図５に示すように、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の液滴径を特に調整する必要がない場合には、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を噴射ノズル５４から噴射させ、噴射孔４７から噴射される空気４５と同伴して煙道１３内に噴霧させるようにしてもよい。
また、ＮＨ4Ｃｌ溶液供給管３３、空気供給管３９Ａは吹込み管３６内に設け、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を二流体ノズル３７から煙道１３内に噴霧するようにしているが、本発明はこれに限定されるものではない。ＮＨ4Ｃｌ溶液供給管３３内のＮＨ4Ｃｌ溶液１４が加熱されるのを防ぐことができれば、吹込み管３６を用いずにＮＨ4Ｃｌ溶液供給管３３、空気供給管３９Ａを二流体ノズル３７と連結させ、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を煙道１３内に噴霧するようにしてもよい。
二流体ノズルを用いたＮＨ4Ｃｌ溶液の他の噴霧方法を図６に示す。図６に示すように、ＮＨ4Ｃｌ供給部１５Ｂは、ＮＨ4Ｃｌ溶液供給管３３を内管とし、空気供給管３９Ｂを外管とした二重管構造とし、ＮＨ4Ｃｌ溶液供給管３３及び空気供給管３９Ｂを二流体ノズル３７と連結させるようにする。
即ち、図６に示すように、ＮＨ4Ｃｌ供給部１５Ｂは、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を煙道１３内に供給するＮＨ4Ｃｌ溶液供給管３３と、煙道１３内にＮＨ4Ｃｌ溶液供給管３３を囲いように挿入され、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の噴霧用の空気３８を煙道１３内に供給する空気供給管５５と、ＮＨ4Ｃｌ溶液供給管３３及び空気供給管３９Ｂの先端部に取り付けられ、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４及び空気３８を噴射する二流体ノズル３７とを有している。空気供給管３９ＢによりＮＨ4Ｃｌ溶液供給管３３を囲うようにすることで、空気供給管３９Ｂ内に供給される空気３８によりＮＨ4Ｃｌ溶液供給管３３内のＮＨ4Ｃｌ溶液１４が煙道１３内の高温排ガス１２により加熱されるのを防ぐことができると共に、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を空気３８と同伴させて煙道１３内に噴霧させることができる。また、ＮＨ4Ｃｌ供給部１５Ｂは、図３〜図５に示すような吹込み管３６を設けていないため、煙道１３内にＮＨ4Ｃｌ溶液供給管３３、空気供給管３９Ｂ及び二流体ノズル３７の取り付けを簡略化することができる。更に、吹込み管３６がないため、ＮＨ4Ｃｌ溶液供給管３３、空気供給管３９Ｂ及び二流体ノズル３７の交換を容易に行なうことができる。
また、空気３８は空気供給部４５から供給され、空気３４は空気供給部４６から供給され、各々別々の供給源から空気を供給するようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、同一の供給源から空気を供給するようにしてもよい。即ち、空気３４は空気供給部４５から供給される空気を用いてもよい。また、空気３８は空気供給部４６から供給される空気を用いてもよい。
また、煙道１３内の高温排ガス１２の温度は、例えば３２０℃以上４２０℃以下であり、高温である。ＮＨ4Ｃｌ溶液供給管３３は、吹込み管３６内に設けられ、空気３４がＮＨ4Ｃｌ溶液１４の冷却用として用いられている。このため、二流体ノズル３７より噴射される直前までＮＨ4Ｃｌ溶液１４は液体状態を維持し、二流体ノズル３７からＮＨ4Ｃｌ溶液１４を液滴状で噴霧することで、高温排ガス１２の高温雰囲気温度により噴霧したＮＨ4Ｃｌ溶液１４の液滴を気化させることができる。
即ち、噴霧されたＮＨ4Ｃｌ溶液１４の液滴は、高温排ガス１２の高温雰囲気温度により蒸発することで微細なＮＨ4Ｃｌの固体粒子を一時生成し、下記式（１）のように、ＨＣｌとＮＨ3とに分解し、昇華する。よって、二流体ノズル３７から噴霧されたＮＨ4Ｃｌ溶液１４の液滴から、ＨＣｌ、ＮＨ3を生じ、煙道１３内に供給することができる。
ＮＨ4Ｃｌ → ＮＨ3＋ＨＣｌ・・・（１）
また、煙道１３内の高温排ガス１２の温度は、ボイラ１１の燃焼条件にもよるが、例えば３２０℃以上４２０℃以下が好ましく、３２０℃以上３８０℃以下がより好ましく、３５０℃以上３８０℃以下が更に好ましい。これは脱硝触媒上でＮＯｘの脱硝反応と、Ｈｇの酸化反応を同時に生じさせることができるためである。
また、煙道１３内の高温排ガス１２のＮＨ3濃度、ＨＣｌ濃度は、高温排ガス１２のＮＯｘ濃度に対し、高温排ガス１２のＮＯｘのモル数に対するＮＨ3のモル数の比（ＮＨ3／ＮＯｘモル比）が、要求脱硝性能に応じて１以下の値となるように設定する。
高温排ガス１２のＮＯｘ濃度にもよるが、ＮＨ3濃度、ＨＣｌ濃度が、数十〜数百ｐｐｍ、好ましくは数十〜２００ｐｐｍとなるようにＮＨ4Ｃｌ溶液１４を噴霧するようにすればよい。これは、ＮＨ3とＮＯｘとはモル比１対１で反応するため、ＮＨ3が過剰に供給されると、反応後にＮＨ3の余剰分が残存する。このＮＨ3から高温排ガス１２中の成分から酸性の硫酸塩を生じ、煙道１３内やエアヒータ１７、集塵機１８等の腐食による破損や灰の付着に伴う閉塞を生じたり、破損した煙道１３から高温排ガス１２が漏洩するのを防止するためである。
なお、高温排ガス１２のＨｇ濃度は０．１μｇ／ｍ3Ｎ以上数十μｇ／ｍ3Ｎ以下と、高温排ガス１２中のＨＣｌ濃度に対してモル比で１／１０００以下とするのが好ましい。
また、二流体ノズル３７の孔径は、０．０１ｍｍ以上１０ｍｍ以下とするのが好ましく、０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下とするのがより好ましい。
また、二流体ノズル３７から噴霧されるＮＨ4Ｃｌ溶液１４の液滴径は、平均して１ｎｍ１００μｍ以下の微細な液滴とするのが好ましい。平均して１ｎｍ１００μｍ以下の微細な液滴を生成することで、噴霧されたＮＨ4Ｃｌ溶液１４の液滴から生じるＮＨ4Ｃｌの固体粒子を高温排ガス１２中に短い滞留時間でＮＨ3、ＨＣｌに分解し、昇華させることができる。これにより、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を予め加熱しておく必要がないため、煙道１３、二流体ノズル３７の低級化、腐食を防止することができる。
よって、本実施例に係る水銀除去システム１０Ａによれば、二流体ノズル３７より液体状態のＮＨ4Ｃｌ溶液１４を噴霧することで、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を高温排ガス１２の高温雰囲気温度によりＨＣｌ、ＮＨ3とに分解し、煙道１３内に供給することができる。このため、図１２に示すような従来の水銀除去システムにおける水銀塩素化剤供給装置の塩化水素気化器１２２、噴霧グリッド、塩酸溶液タンク１１６等を省略することができる。
また、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の調整時に用いるＮＨ4Ｃｌ粉末２１は中性塩であるため、取り扱いも容易であり、肥料に用いられるように安価で容易に入手することができる。また、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４からＮＨ3を生成することができるため、ＮＨ3の使用量を減らすことができる。また、ＨＣｌは危険物であるため、輸送費用、法規上の許認可費用、安全管理対策にかかる設備費用など取り扱いに費用がかかるが、ＮＨ4Ｃｌ粉末２１は取り扱いに要する費用を大幅に低減することができる。
また、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４は水に溶解し、全てＮＨ3とＨＣｌとに気化するため、ＮＨ4Ｃｌの固体粒子が残ることはなく、煙道１３や後流側に設けた脱硝触媒へのＮＨ4Ｃｌの固体粒子の堆積、脱硝触媒の劣化を防止することができる。
また、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４は高温排ガス１２を熱源として用い、ＮＨ3とＨＣｌとに気化させているため、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を気化させるためにスチームなどのような新たな熱源となる昇華設備の設置を省略することができると共に、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４が高温排ガス１２中で気化させるために必要な滞留時間を短くすることができる。
また、二流体ノズル３７よりＮＨ4Ｃｌ溶液１４を噴霧する流量は、高温排ガス量が例えば１，５００，０００ｍ3Ｎ／ｈであるのに対し、数ｔ／ｈとわずかであるため、高温排ガス１２のガス温度の低下を例えば数℃以下とほとんどなくすることができる。そのため、高温排ガス１２中のＳＯ3が凝縮するのを防ぐと共に、高温排ガス１２中の灰が煙道１３等に堆積し、付着するのを防止することができる。
また、図１３に示す従来の高温排ガス処理装置のように、ＮＨ4Ｃｌの固体を粉砕して噴霧するのに比べ、本実施例に係る水銀除去システム１０Ａでは、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４のような液体の場合、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の液体粒子を容易に微細化できると共に、噴霧した微細な液滴径以下の固体粒子を生成することができるため、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の分解に要する時間を大幅に短縮することができる。
また、ＮＨ4Ｃｌ粉末２１をＮＨ4Ｃｌ溶液１４として用いているため、従来のように微細に粉砕することなく、ペレット状のまま保管し、必要に応じて用いることができる。
また、ＮＨ4Ｃｌ単体を供給する方が、従来のように、ＮＨ3及びＨＣｌを別々に購入する場合より安価であるため、装置の運転費用を抑えることができると共に、設置に要する設備費用も容易に回収することができる。
また、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の濃度に基づいてＮＨ4Ｃｌ粉末２１、水２９の各々の供給量を調整することができるため、高温排ガス１２のＮＯｘ、Ｈｇの濃度に応じてＮＨ4Ｃｌ溶液１４の濃度を調整することができる。
また、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の液滴から生じたＨＣｌ、ＮＨ3は、図１に示すように、高温排ガス１２に同伴して還元脱硝装置１６に送給される。ＮＨ4Ｃｌが分解して生じたＮＨ3は、還元脱硝装置１６でＮＯｘの還元脱硝用に用い、ＨＣｌはＨｇの酸化用に用いてＮＯx及びＨｇを高温排ガス１２から除去するようにしている。
即ち、還元脱硝装置１６には、脱硝触媒が充填されている。脱硝触媒上でＮＨ3は下記式（２）のようにＮＯｘを還元脱硝し、ＨＣｌは下記式（３）のようにＨｇを水銀酸化する。
４ＮＯ＋４ＮＨ3＋Ｏ2 → ４Ｎ2＋６Ｈ2Ｏ・・・（２）
Ｈｇ＋１／２Ｏ2＋２ＨＣｌ → ＨｇＣｌ2＋Ｈ2Ｏ・・・（３）
また、図１に示すように、高温排ガス１２は、還元脱硝装置１６において高温排ガス１２中のＮＯｘの還元とＨｇの酸化がされた後、エアーヒータ１７、集塵器１８を通過して湿式脱硫装置２０に送給される。また、エアヒータ１７と集塵器１８との間には熱回収器を設けるようにしてもよい。高温排ガス１２中のＨｇＣｌは、湿式脱硫装置２０においてアルカリ吸収液として用いられる石灰石膏スラリー１９中に吸収され、高温排ガス１２から分離し、除去され、高温排ガス１２は浄化される。浄化された高温排ガスは、浄化ガス５６として煙突５７から排出される。また、アルカリ吸収液として石灰石膏スラリー１９を用いているが、高温排ガス１２中のＨｇＣｌを吸収できるものであれば他の溶液もアルカリ吸収液として用いることができる。
また、二流体ノズル３７の下流側であって、還元脱硝装置１６の上流側に、ＮＨ3とＨＣｌとを混合する混合器を設けるようにしてもよい。混合器としては、例えば、スタティックミキサー等を用いることができる。二流体ノズル３７より噴霧されたＮＨ4Ｃｌ溶液１４が気化して生じたＮＨ3及びＨＣｌの分散度合いが不十分な場合には、還元脱硝装置１６の上流側に設けた前記混合器により高温排ガス１２中のＮＨ3及びＨＣｌの分散度合いの均一化を図ることができる。
また、二流体ノズル３７の下流側には、二流体ノズル３７より噴霧されたＮＨ4Ｃｌ溶液１４の流量を計測する流量計６１を設けるようにしてもよい。これにより、二流体ノズル３７より噴霧されるＮＨ4Ｃｌ溶液１４の流量を測定するようにする。また、煙道１３内の高温排ガス１２の流速を測定することもできる。
また、還元脱硝装置１６の入口側および出口側には、ＮＯｘ濃度計６２−１、６２−２が設けられている。ＮＯｘ濃度計６２−１、６２−２で測定された高温排ガス１２中のＮＯｘ濃度の値から還元脱硝装置１６におけるＮＯｘの還元割合を確認することができる。よって、ＮＯｘ濃度計６２−１、６２−２で測定された高温排ガス１２中のＮＯｘ濃度の値からＮＨ4Ｃｌ溶液１４のＮＨ4Ｃｌ濃度、供給流量を制御することで、二流体ノズル３７から噴霧されるＮＨ4Ｃｌ溶液１４のＮＨ4Ｃｌ濃度を所定の脱硝性能を満足するようにすることができる。
また、還元脱硝装置１６から排出される処理ガス中のＨｇ含有量を測定する水銀（Ｈｇ）濃度計６３と、集塵器１８から排出され、湿式脱硫装置２０に供給される高温排ガス１２中のＨＣｌ含有量を測定する塩化水素（ＨＣｌ）濃度計６４と、が設けられている。尚、Ｈｇ濃度計６３は湿式脱硫装置２０の後流側に設け、湿式脱硫装置２０から排出される処理ガス中の水銀（Ｈｇ）含有量を測定するようにしてもよい。
Ｈｇ濃度計６３及びＨＣｌ濃度計６４で測定された高温排ガス１２中のＨＣｌ濃度、Ｈｇ濃度の値から還元脱硝装置１６におけるＨｇの酸化割合を確認することができる。Ｈｇ濃度計６３、ＨＣｌ濃度計６４で測定された高温排ガス１２中のＨｇ濃度の値からＮＨ4Ｃｌ溶液１４のＮＨ4Ｃｌ濃度、供給流量を制御することで、二流体ノズル３７から噴霧されるＮＨ4Ｃｌ溶液１４のＮＨ4Ｃｌ濃度、供給流量を所定の脱硝性能を満足すると共に、Ｈｇの酸化性能を維持するようにしている。
また、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の添加量の制御は、還元脱硝装置１６の出口での水銀酸化率(Ｈｇ2+/ＨｇT)が９０％以上、又は酸化水銀濃度(Ｈｇ2+)を１μｇ／Ｎｍ3以下となるようにする。なお、ＨｇTとは、全水銀濃度をいい、下記式（４）のように金属水銀濃度（Ｈｇ0）と酸化水銀濃度（Ｈｇ2+）との和で表される。
ＨｇT＝Ｈｇ0＋Ｈｇ2+・・・（４）
また、ボイラ１１で使用される石炭の石炭性状から高温排ガス１２中に含まれるＮＯｘ、Ｈｇの各々の含有量を求め、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の供給量を決定するようにしてもよい。即ち、ボイラ１１で石炭性状が燃焼することで高温排ガス１２中に含まれるＮＯｘ、Ｈｇの各々の含有量が求められる。そして、ボイラ１１で石炭の燃焼を最大にすることで、ＮＯｘ、Ｈｇが高温排ガス１２に含まれる最大量をボイラ１１の燃焼量から求めることができる。よって、ボイラ１１で使用される石炭の石炭性状から高温排ガス１２中に含まれるＮＯｘ、Ｈｇの各々の含有量を求め、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の供給量を決定することができる。
また、後述のように、煙道１３中にＮＨ3、ＨＣｌを供給する設備が設けられている場合、ボイラ１１で使用される石炭の石炭性状から高温排ガス１２中に含まれるＮＯｘ、Ｈｇ、ＨＣｌの各々の含有量を求め、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４、ＮＨ3、ＨＣｌの各々の供給量を決定することもできる。
＜ＮＨ3、ＨＣｌを供給する設備が設けられている水銀除去システムの構成＞
また、図７は、本実施例に係る水銀除去システムの他の構成を示す図である。
図７に示すように、本実施例に係る水銀除去システム１０Ａは、ＮＨ4Ｃｌ供給部１５Ａと還元脱硝装置１６との間に煙道１３中にＮＨ3を供給するＮＨ3供給部７１と、煙道１３中にＨＣｌを供給するＨＣｌ供給部７２を設けるようにしてもよい。ボイラ１１等の燃焼設備から排出される高温排ガス１２中のＮＯｘ及びＨｇの濃度のバランスが通常よりも異なるような場合には、煙道１３中にＨＣｌ又はＮＨ3の必要量を調整して供給することができる。
また、煙道１３にＮＨ3を噴霧するＮＨ3供給部７１を有する場合、ＮＨ3供給部７１より供給されるＮＨ3の供給量も窒素酸化物（ＮＯｘ）濃度計６２−１、６２−２の値を用いて制御する。
また、ＮＨ3供給部７１が、例えば煙道１３に既設の設備等である場合、必要なＨＣｌ量が必要なＮＨ3量よりも少ない場合、ＨＣｌの必要量までＮＨ4Ｃｌ溶液１４を供給し、ＨＣｌの必要量以上の場合にはＮＨ3を添加するようにする。
煙道１３内のＮＨ3濃度、ＨＣｌ濃度は、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４から解離されるＮＨ3と、添加するＮＨ3とを併せて、上述と同様に、ＮＨ3／ＮＯｘモル比が要求脱硝性能に応じて１以下の値となるように制御する。
また、還元脱硝装置１６の後流に設置したＨｇ濃度計６３、ＨＣｌ濃度計６４により、高温排ガス１２中のＨｇ濃度、ＨＣｌ濃度を測定し、還元脱硝装置１６におけるＨｇの酸化割合を確認する。ＨＣｌ供給部７２により供給されるＨＣｌの供給量もＨｇ濃度計６３、ＨＣｌ濃度計６４の値を用いて制御する。
また、ＨＣｌ添加量は、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４から解離されるＨＣｌと、ＨＣｌ供給部７２より添加するＨＣｌとを併せて、上述と同様に、還元脱硝装置１６の出口での水銀酸化率(Ｈｇ2+/ＨｇT)が９０％以上、又は酸化水銀濃度(Ｈｇ2+)を１μｇ／Ｎｍ3以下となるようにする。
＜ＮＯｘ、Ｈｇの濃度が異なる場合＞
また、ボイラ１１等の燃焼設備から排出される高温排ガス１２中のＮＯｘ及びＨｇの濃度のバランスが通常よりも異なるような場合には、これに対応するように、煙道１３中にＨＣｌ又はＮＨ3を必要量供給することにより対応することができる。
即ち、Ｈｇを酸化するために必要とするＨＣｌ濃度とＮＯｘを還元するために必要とするＮＨ3濃度が異なる場合、ＨＣｌ、ＮＨ3の何れか一方の必要な方を供給するようにする。
例えば、Ｈｇを酸化するために必要とするＨＣｌの方が、ＮＯｘを還元するために必要とするＮＨ3よりも多い場合、ＨＣｌが不足していることになる。この場合、図７に示すように、煙道１３内にＨＣｌ供給部７２よりＨＣｌを供給すると共に、二流体ノズル３７よりＮＨ4Ｃｌ溶液１４を噴霧する。
また、Ｈｇを酸化するために必要とするＨＣｌの方が、ＮＯｘを還元するために必要なＮＨ3よりも少ない場合、ＮＨ3が不足していることになる。この場合、図７に示すように、煙道１３内にＮＨ3供給部７１よりＮＨ3を供給すると共に、二流体ノズル３７よりＮＨ4Ｃｌ溶液１４を噴霧するようにする。また、ＮＨ3を供給する代わりに尿素（（Ｈ2Ｎ）2Ｃ＝Ｏ）を噴霧するようにしてもよい。
ＨＣｌ供給部７２よりＨＣｌを供給する位置、ＮＨ3供給部７１よりＮＨ3を供給する位置、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を噴霧する二流体ノズル３７の位置の順序は何れも可能であるが、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を噴霧する位置は、ＮＨ3、ＨＣｌを供給する位置よりも上流側とするのが好ましい。これは、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４は、ＮＨ3、ＨＣｌよりも蒸発して気化するのに時間がかかるためである。
そのため、例えば、ＨＣｌ、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を煙道１３内に供給する場合、上流側から二流体ノズル３７でＮＨ4Ｃｌ溶液１４を噴霧した後、ＨＣｌ供給部７１よりＨＣｌを噴霧するのが好ましい。
または、ＮＨ3、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を煙道１３内に供給する場合、上流側から二流体ノズル３７でＮＨ4Ｃｌ溶液１４を供給した後、ＮＨ3供給部７１よりＮＨ3あるいは尿素を噴霧するのが好ましい。
または、ＨＣｌ、ＮＨ3を煙道１３内に供給する場合、上流側からＨＣｌ供給部７２よりＨＣｌを供給した後、ＮＨ3供給部７１よりＮＨ3あるいは尿素を噴霧するのが好ましい。
これにより、図７に示すような本実施例に係る水銀除去システム１０Ａでは、別途ＮＨ3及びＨＣｌの供給を行なうようにしているので、高温排ガス１２中のＮＯｘ又はＨｇ濃度の変動が生じるような場合においても適切な対応が可能となる。
また、本実施例に係る水銀除去システム１０Ａにおいては、還元酸化助剤として、ＮＨ4Ｃｌを用いているが、ＮＨ4Ｃｌ以外の臭化アンモニウム（ＮＨ4Ｂｒ）、ヨウ化アンモニウム（ＮＨ4Ｉ）などのハロゲン化アンモニウムを還元酸化助剤として用い、水に溶解した溶液を用いてもよい。
また、本実施例に係る水銀除去システム１０Ａにおいては、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４に、還元剤を含んだ溶液、水銀塩素化剤を含んだ溶液の何れか一方又は両方を混合して用いてもよい。ＮＨ4Ｃｌ溶液１４と、還元剤としてアンモニア（ＮＨ3）を溶解したアンモニウム（ＮＨ3）溶液と、水銀塩素化剤として塩化水素（ＨＣｌ）を溶解した塩化水素（ＨＣｌ）溶液とを混合した混合液を用いた構成を図８に示す。
図８に示すように、本実施例に係る水銀除去システム１０Ａは、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４と、ＮＨ3溶液８１と、ＨＣｌ溶液８２とを混合した混合液８３を二流体ノズル３７より煙道１３内に噴霧するようにしたものである。ＮＨ4Ｃｌ溶解タンク２７中のＮＨ4Ｃｌ溶液１４と、アンモニア（ＮＨ3）溶解タンク８４中のＮＨ3溶液８１と、塩化水素（ＨＣｌ）溶解タンク８５中のＨＣｌ溶液８２とを混合液タンク８６に各々供給し、混合液タンク８６内において混合する。得られた混合液８３を二流体ノズル３７に送給し、二流体ノズル３７より煙道１３内に噴霧するようにする。これにより、別途ＮＨ3及びＨＣｌを供給することができるため、高温排ガス１２中のＮＯｘ又はＨｇ濃度に応じて適切な対応が可能となる。また、ＮＨ3溶解タンク８４、ＨＣｌ溶解タンク８５には、攪拌器３０−３、３０−４が設けられ、ＮＨ3溶解タンク８４内でＮＨ3溶液８１のＮＨ3濃度が均一になるようにし、ＨＣｌ溶解タンク８５内でＨＣｌ溶液８２のＨＣｌ濃度が均一になるようにしている。
また、還元剤として、ＮＨ3を用いているが、尿素（（Ｈ2Ｎ）2Ｃ＝Ｏ）など還元作用を有するものを還元剤として用い、水に溶解した溶液を用いてもよい。また、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４を調整する際、ＮＨ4Ｃｌ粉末３１の他に、尿素（（Ｈ2Ｎ）2Ｃ＝Ｏ）を混合して水３９に溶解させ、ＮＨ4Ｃｌ粉末３１と尿素とを混合した水溶液を用いてもよい。ボイラ設備においては、ＮＯｘ濃度が変動するため、そのような場合には、ＮＨ4Ｃｌと共に尿素を添加してＮＨ3の供給量を増大させるようにしてもよい。
また、水銀塩素化剤として、ＨＣｌを用いているが、ＨＣｌ以外の臭化水素（ＨＢｒ）、ヨウ化水素（ＨＩ）などのハロゲン化水素を水銀塩素化剤として用い、水に溶解した溶液を用いてもよい。
このように、本実施例に係る水銀除去システム１０Ａによれば、煙道１３中の還元脱硝装置１６の上流側に常温常圧で非ガス状であるＮＨ4Ｃｌ溶液１４を液体状で噴霧し、噴霧したＮＨ4Ｃｌ溶液１４を気化し、ＨＣｌ、ＮＨ3に分解することで、脱硝触媒上で高温排ガス１２中のＨｇを酸化すると共に、ＮＯｘを還元することができる。このため、高温排ガス１２中のＨｇの除去性能を維持することができる。また、ＨＣｌ気化装置、噴霧グリッド、貯蔵タンク等の設備を省略でき、ＮＨ4Ｃｌ粉末２１の取り扱いは容易であると共に、法規上の許認可費用、安全管理対策にかかる設備費用を大幅に低減することができる。更に、ＮＨ4Ｃｌ粉末２１は薬剤費用も安く、高温排ガス１２を熱源として噴霧したＮＨ4Ｃｌ溶液１４の液滴から生じるＮＨ4Ｃｌを昇華させるのに用いているため、新たな昇華設備も不要であり、運転費用を低減させることができる。
本発明による実施例２に係る水銀除去システムについて、図面を参照して説明する。
図９は、本発明の実施例２に係る水銀除去システムを示す概略図である。なお、実施例１に係る水銀除去システムの構成と重複する部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図９に示すように、本実施例に係る水銀除去システム１０Ｂは、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４のＮＨ4Ｃｌの濃度に応じてＮＨ4Ｃｌ溶解フィードタンク４１からフィードポンプ４２によりＮＨ4Ｃｌ溶液供給管３３を流入するＮＨ4Ｃｌ溶液１４の流量をバルブＶ２により調整する。
演算装置３２はＮＨ4Ｃｌ濃度計３１により測定されたＮＨ4Ｃｌ溶液１４の濃度の値に基づいてＮＨ4Ｃｌ溶液１４の供給速度を算出する。演算装置３２で算出されたＮＨ4Ｃｌ溶液１４の供給速度をバルブＶ２に伝達し、バルブＶ２の開閉具合を調整することでＮＨ4Ｃｌ溶液供給管３３を流入するＮＨ4Ｃｌ溶液１４の流量を調整することができる。例えば、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の濃度が２０ｗｔ％程度の時のＮＨ4Ｃｌ溶液１４の流量を基準とした時、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の濃度が２０ｗｔ％よりも高い場合には、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の流量を少なくし、Ｈ4Ｃｌ溶液１４の濃度が２０ｗｔ％よりも低い場合には、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４の流量を多くする。
よって、ＮＨ4Ｃｌ溶解タンク２７中のＮＨ4Ｃｌ溶液１４の濃度に応じてＮＨ4Ｃｌ溶液１４を適正な流量で二流体ノズル３７から煙道１３内に供給することができる。これにより、より確実にＮＨ4Ｃｌを気化させることができ、ＮＨ4Ｃｌに起因する粉体の残留等を確実に防止することができる。
本発明による実施例３に係る水銀除去システムについて、図面を参照して説明する。
図１０は、本発明の実施例３に係る水銀除去システムを示す概略図である。なお、実施例１、２に係る水銀除去システムの構成と重複する部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図１０に示すように、本実施例に係る水銀除去システム１０Ｃは、ＮＨ4Ｃｌ溶液１４のＮＨ4Ｃｌの濃度に応じてサイロ２２内のＮＨ4Ｃｌ粉末２１をＮＨ4Ｃｌ溶解タンク２７に送給する供給量と、水供給タンク２８よりＮＨ4Ｃｌ溶解タンク２７に送給する水２９の供給量と、ＮＨ4Ｃｌ溶解フィードタンク４１からフィードポンプ４２によりＮＨ4Ｃｌ溶液供給管３３を流入するＮＨ4Ｃｌ溶液１４の流量と、を調整するものである。
演算装置３２がＮＨ4Ｃｌ濃度計３１で測定されたＮＨ4Ｃｌ溶液１４の濃度の値に基づいて、高温排ガス１２中のＮＯｘ濃度、Ｈｇ濃度に応じて、フィーダ２５でＮＨ4Ｃｌ溶解タンク２７内に送給するＮＨ4Ｃｌ粉末２１の供給量と、バルブＶ１でＮＨ4Ｃｌ溶解タンク２７内に送給する水２９の供給量とを調整することによりＮＨ4Ｃｌ溶液１４の濃度を任意の濃度に調整することができる。また、調整したＮＨ4Ｃｌ溶液１４の濃度に応じたＮＨ4Ｃｌ溶液１４の供給速度より、バルブＶ２によりＮＨ4Ｃｌ溶液供給管３３を流入するＮＨ4Ｃｌ溶液１４の流量を調整することができる。
よって、高温排ガス１２中のＮＯｘ濃度、Ｈｇ濃度に応じてＮＨ4Ｃｌ溶液１４の濃度を任意調整することができると共に、調整したＮＨ4Ｃｌ溶液１４の濃度に応じてＮＨ4Ｃｌ溶液１４を適正な流量として二流体ノズル３７から煙道１３内に供給することができる。これにより、ボイラ等の燃焼設備から排出される高温排ガス中のＮＯｘ及びＨｇの濃度に対応させて、高温排ガス１２中にＮＨ4Ｃｌを必要量供給することができるため、より確実にＮＨ4Ｃｌを気化させることができ、ＮＨ4Ｃｌに起因する粉体の残留等を確実に防止することができる。
以上のように、本発明に係る水銀除去システムは、ＮＨ4Ｃｌを液体状で煙道内に噴霧することで、煙道内を通過する高温排ガスにより、噴霧したＮＨ4Ｃｌの微細な液滴から生じるＮＨ4Ｃｌを気化し、ＨＣｌ、ＮＨ3とにそれぞれ分解することができ、Ｈｇの除去性能を維持しつつ、運転費用の抑制を図ることができる。
１０Ａ〜１０Ｃ 水銀除去システム
１１ ボイラ
１２ 高温排ガス
１３ 煙道
１４ 塩化アンモニウム（ＮＨ4Ｃｌ）溶液
１５ 塩化アンモニウム（ＮＨ4Ｃｌ）供給部
１６ 還元脱硝装置
１７ エアヒータ（ＡＰＨ）
１８ 集塵器
１９ 石灰石膏スラリー
２０ 湿式脱硫装置
２１ 塩化アンモニウム（ＮＨ4Ｃｌ）粉末
２２ サイロ
２３ ブロワ
２４ 空気
２５ フィーダ
２６ ＮＨ4Ｃｌ粉末送給通路
２７ ＮＨ4Ｃｌ溶解タンク
２８ 水供給タンク
２９ 水
３０−１〜３０−４ 攪拌器
３１ 塩化アンモニウム（ＮＨ4Ｃｌ）濃度計
３２ 演算装置
３３ ＮＨ4Ｃｌ溶液供給管
３４、３８ 空気
３５ 噴射孔
３６ 吹込み管
３７ 二流体ノズル
３９Ａ、３９Ｂ、４０ 空気供給管
４１ ＮＨ4Ｃｌ溶解フィードタンク
４２ フィードポンプ
４３−１〜４３−３ 流量計
４４ 隙間
４５、４５ 空気供給部
５１、５３ フランジ部
５２ 開口部
５４ 噴射ノズル
５６ 浄化ガス
５７ 煙突
６１ 流量計
６２−１、６２−２ 窒素酸化物（ＮＯｘ）濃度計
６３ 水銀（Ｈｇ）濃度計
６４ 塩化水素（ＨＣｌ）濃度計
７１ アンモニア（ＮＨ3）供給部
７２ 塩化水素（ＨＣｌ）供給部
Ｖ１〜Ｖ４ バルブ

Claims (18)

  1. ボイラからの高温排ガス中に含まれる窒素酸化物、水銀を除去する水銀除去システムであって、
    前記ボイラの煙道内に、気化した際に塩化水素とアンモニアとを生成する還元酸化助剤を液体状で噴霧する還元酸化助剤供給部と、
    前記高温排ガス中の窒素酸化物をアンモニアで還元すると共に、塩化水素共存下で水銀を酸化する脱硝触媒を有する還元脱硝装置と、
    該還元脱硝装置において酸化された水銀をアルカリ吸収液を用いて除去する湿式脱硫装置とを有し、
    前記煙道内に液体状で噴霧された前記還元酸化助剤を気化させ、塩化水素及びアンモニウムに分解してなることを特徴とする水銀除去システム。
  2. 請求項１において、
    前記還元酸化助剤が、塩化アンモニウムであることを特徴とする水銀除去システム。
  3. 請求項１又は２において、
    前記還元酸化助剤の濃度が、４３ｗｔ％以下であることを特徴とする水銀除去システム。
  4. 請求項１乃至３の何れか一つにおいて、
    前記還元酸化助剤供給部が、
    前記還元酸化助剤を液体状で前記煙道内に供給する還元酸化助剤供給管と、
    前記煙道内に前記還元酸化助剤供給管を囲うように挿入され、内部に供給された空気を前記煙道内に噴射させる噴射孔を有する吹き込み管と、
    前記還元酸化助剤供給管の先端部に取り付けられ、前記還元酸化助剤を噴射する噴射ノズルとを有し、
    前記還元酸化助剤を前記空気と同伴させて前記煙道内に噴霧させることを特徴とする水銀除去システム。
  5. 請求項４において、
    前記噴霧手段が、前記還元酸化助剤と、前記還元酸化助剤の噴霧用の空気とを噴射させる二流体ノズルであることを特徴とする水銀除去システム。
  6. 請求項１乃至３の何れか一つにおいて、
    前記還元酸化助剤供給部が、
    前記還元酸化助剤を液体状で前記煙道内に供給する還元酸化助剤供給管と、
    前記煙道内に前記還元酸化助剤供給管を囲いように挿入され、前記還元酸化助剤の噴霧用の空気を前記煙道内に供給する空気供給管と、
    前記還元酸化助剤供給管及び前記空気供給管の先端部に取り付けられ、前記還元酸化助剤及び前記空気を噴射する二流体ノズルとを有し、
    前記還元酸化助剤を前記空気と同伴させて前記煙道内に噴霧させることを特徴とする水銀除去システム。
  7. 請求項１乃至６の何れか一つにおいて、
    前記還元酸化助剤供給部より噴霧される還元酸化助剤の液滴径が、平均して１ｎｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする水銀除去システム。
  8. 請求項１乃至７の何れか一つにおいて、
    前記高温排ガスの温度が、３２０℃以上４２０℃以下であることを特徴とする水銀除去システム。
  9. 請求項１乃至８の何れか一つにおいて、
    前記還元脱硝装置の上流側と下流側に、前記高温排ガス中の窒素酸化物の濃度を測定する窒素酸化物濃度測定計を有することを特徴とする水銀除去システム。
  10. 請求項１乃至９の何れか一つにおいて、
    前記還元酸化助剤供給部と前記還元脱硝装置との間に設けられ、前記煙道中にアンモニアを供給するアンモニア供給部を有することを特徴とする水銀除去システム。
  11. 請求項１乃至１０の何れか一つにおいて、
    前記還元酸化助剤供給部と前記還元脱硝装置との間に設けられ、前記煙道中に塩化水素を供給する塩化水素供給部を有することを特徴とする水銀除去システム。
  12. ボイラからの高温排ガス中に含まれる窒素酸化物、水銀を除去する水銀含有高温排ガスの水銀除去方法であって、
    前記ボイラの煙道内に気化した際に塩化水素とアンモニアとを生成する還元酸化助剤を液体状で噴霧する還元酸化助剤供給工程と、
    脱硝触媒で前記高温排ガス中の窒素酸化物をアンモニアで還元すると共に、塩化水素共存下で水銀を酸化する還元脱硝処理工程と、
    該還元脱硝処理工程において酸化された水銀をアルカリ吸収液を用いて除去する湿式脱硫工程とを有し、
    前記煙道内に液体状で噴霧した前記還元酸化助剤を気化し、塩化水素及びアンモニウムに分解することを特徴とする水銀含有高温排ガスの水銀除去方法。
  13. 請求項１２において、
    前記還元酸化助剤が、塩化アンモニウムであることを特徴とする水銀含有高温排ガスの水銀除去方法。
  14. 請求項１２又は１３において、
    前記還元酸化助剤供給工程が、前記還元酸化助剤を二流体ノズルを用いて噴霧することを特徴とする水銀含有高温排ガスの水銀除去方法。
  15. 請求項１２乃至１４の何れか一つにおいて、
    前記還元脱硝処理工程の前工程側と後工程側に、前記高温排ガス中の窒素酸化物の濃度を測定する窒素酸化物濃度測定工程と、
    前記還元脱硝処理工程の後工程側に、前記高温排ガス中の水銀の濃度を測定する水銀濃度測定工程とを含み、
    前記窒素酸化物濃度測定工程により得られた前記高温排ガス中の窒素酸化物の濃度と、前記水銀濃度測定工程により得られた前記高温排ガス中の水銀の濃度との何れか一方又は両方に基づいて、前記還元酸化助剤供給工程において供給する前記還元酸化助剤の供給量を調整することを特徴とする水銀含有高温排ガスの水銀除去方法。
  16. 請求項１２乃至１５の何れか一つにおいて、
    前記還元酸化助剤供給工程と前記還元脱硝処理工程との間に、前記煙道中にアンモニアを供給するアンモニア供給工程、前記煙道中に塩化水素を供給する塩化水素供給工程の何れか一方又は両方を含み、
    前記窒素酸化物濃度測定工程により得られた前記高温排ガス中の窒素酸化物の濃度と、前記水銀濃度測定工程により得られた前記高温排ガス中の水銀の濃度との何れか一方又は両方に基づいて、前記アンモニア供給工程、前記塩化水素供給工程の何れか一方又は両方において供給するアンモニア、塩化水素の何れか一方又は両方の供給量を調整することを特徴とする水銀含有高温排ガスの水銀除去方法。
  17. 請求項１２乃至１５の何れか一つにおいて、
    前記ボイラで使用される石炭の石炭性状から前記高温排ガス中の窒素酸化物、水銀の各々の含有量を求め、前記還元酸化助剤の供給量を決定することを特徴とする水銀含有高温排ガスの水銀除去方法。
  18. 請求項１６において、
    前記ボイラで使用される石炭の石炭性状から前記高温排ガス中の窒素酸化物、水銀の各々の含有量を求め、前記還元酸化助剤、アンモニア、塩化水素の供給量を各々決定することを特徴とする水銀含有高温排ガスの水銀除去方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140079615A1 (en) 2012-09-14 2014-03-20 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Exhaust gas treatment system and a method of treating exhaust gas
US8535626B1 (en) 2012-11-28 2013-09-17 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Exhaust gas treatment apparatus and exhaust gas treatment method
CN104028101B (zh) * 2014-06-23 2016-04-13 李玢 烟气脱硫脱汞一体化***及工艺
CH711045A1 (de) * 2015-05-06 2016-11-15 Liebherr Machines Bulle Sa Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung einer Brennkraftmaschine.
WO2019178137A1 (en) * 2018-03-14 2019-09-19 Midwest Energy Emissions Corp Halide injection system
CN109331631A (zh) * 2018-11-05 2019-02-15 山东海蓝阳光环境服务有限公司 一种燃煤锅炉烟气高效脱硫脱硝一体化装置及其实现方法
CN110237674A (zh) * 2019-06-28 2019-09-17 浙江哲丰能源发展有限公司 一种燃煤电厂烟气脱硫脱硝处理***
KR102201771B1 (ko) * 2019-12-26 2021-01-13 대구대학교 산학협력단 화력발전소 scr 반응기에서 금속수은 산화 촉진을 위한 염화암모늄 주입장치 및 이를 이용한 주입방법
CN111514717B (zh) * 2020-04-22 2022-07-12 重庆川仪自动化股份有限公司 一种还原烟气中离子汞和***的装置及方法
KR102404379B1 (ko) * 2021-11-29 2022-05-31 대구대학교 산학협력단 고체상의 염화암모늄의 열분해를 이용한 원소수은 산화 및 질소산화물 제거 장치 및 이를 이용한 원소수은 산화 및 질소산화물 제거방법

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61255993A (ja) * 1985-05-09 1986-11-13 Nippon Kokan Kk <Nkk> 脱硫液再生方法
JPH10230137A (ja) * 1997-02-19 1998-09-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排ガス処理方法及び排ガス処理装置
JPH10300060A (ja) * 1997-04-30 1998-11-13 Oogawara Kakoki Kk 焼却炉排ガスの処理方法及び装置
JP2001198434A (ja) * 2000-01-18 2001-07-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排ガス中の水銀処理方法および排ガスの処理システム
JP2005519732A (ja) * 2002-03-12 2005-07-07 フォスター・ホイーラー・エナージイ・コーポレイション 熱煙道ガスから水銀種を除去するための方法及び装置
JP2005230810A (ja) * 2004-01-06 2005-09-02 General Electric Co <Ge> 石炭燃焼から出るＮＯｘ放出物及び水銀放出物を除去する方法及びシステム
JP2007167743A (ja) * 2005-12-21 2007-07-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 水銀除去システムおよび水銀除去方法
JP2007268355A (ja) * 2006-03-30 2007-10-18 Babcock Hitachi Kk 排煙脱硝装置
JP2008221087A (ja) * 2007-03-09 2008-09-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排ガス処理装置及び方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6244052U (ja) * 1985-09-06 1987-03-17
US7066401B2 (en) * 2002-10-02 2006-06-27 Spraying Systems Co. Lance-type liquid reducing agent spray device
FR2902350B1 (fr) * 2006-06-15 2009-03-20 Egci Pillard Sa Systeme d'injection de liquide reactif atomise pour la reduction d'oxydes d'azote de gaz de combustion

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61255993A (ja) * 1985-05-09 1986-11-13 Nippon Kokan Kk <Nkk> 脱硫液再生方法
JPH10230137A (ja) * 1997-02-19 1998-09-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排ガス処理方法及び排ガス処理装置
JPH10300060A (ja) * 1997-04-30 1998-11-13 Oogawara Kakoki Kk 焼却炉排ガスの処理方法及び装置
JP2001198434A (ja) * 2000-01-18 2001-07-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排ガス中の水銀処理方法および排ガスの処理システム
JP2005519732A (ja) * 2002-03-12 2005-07-07 フォスター・ホイーラー・エナージイ・コーポレイション 熱煙道ガスから水銀種を除去するための方法及び装置
JP2005230810A (ja) * 2004-01-06 2005-09-02 General Electric Co <Ge> 石炭燃焼から出るＮＯｘ放出物及び水銀放出物を除去する方法及びシステム
JP2007167743A (ja) * 2005-12-21 2007-07-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 水銀除去システムおよび水銀除去方法
JP2007268355A (ja) * 2006-03-30 2007-10-18 Babcock Hitachi Kk 排煙脱硝装置
JP2008221087A (ja) * 2007-03-09 2008-09-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排ガス処理装置及び方法

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