排ガス処理システムと排ガス処理方法
【課題】排煙脱硫装置の循環タンク部で固体側のＨｇ濃度が増加することを防止して脱硫処理後のＨｇの再放出を防止することにある。
【解決手段】脱硫装置３から硫黄酸化物の吸収液を吸収塔液溜め部から抜き出し、一部の石膏を第一固液分離装置３８で分離して除去した後の石膏濃度の低い側のアンダーフロー４４側の液を脱硫装置３の補給水として再利用する際に、第一固液分離装置３８のオーバーフロー４３側の液中に高濃度で粒子径の小さいＨｇが含まれていることが分かったので、アンダーフロー４４側の液をフィルタ４０で固液分離して、得られたアンダーフロー４４側の液とオーバーフロー４３側の液を循環ダンク４１で一緒にして際循環水とし、該再循環水に凝集剤を添加して脱硫装置３に再循環される高濃度なＨｇを含む微粒子を凝縮させ粒子径を大きくして、凝集剤の添加位置より下流側に設置した吸収液の固液分離装置５４で固体と液体を効率よく分離する。
【解決手段】脱硫装置３から硫黄酸化物の吸収液を吸収塔液溜め部から抜き出し、一部の石膏を第一固液分離装置３８で分離して除去した後の石膏濃度の低い側のアンダーフロー４４側の液を脱硫装置３の補給水として再利用する際に、第一固液分離装置３８のオーバーフロー４３側の液中に高濃度で粒子径の小さいＨｇが含まれていることが分かったので、アンダーフロー４４側の液をフィルタ４０で固液分離して、得られたアンダーフロー４４側の液とオーバーフロー４３側の液を循環ダンク４１で一緒にして際循環水とし、該再循環水に凝集剤を添加して脱硫装置３に再循環される高濃度なＨｇを含む微粒子を凝縮させ粒子径を大きくして、凝集剤の添加位置より下流側に設置した吸収液の固液分離装置５４で固体と液体を効率よく分離する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火力発電用ボイラプラント等において、燃焼排ガスに含まれるＳＯｘ（硫黄酸化物）やＨｇ（水銀）を除去する排ガス処理システムと排煙処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石炭を燃焼させる火力発電用ボイラプラントの例を図８に示す。該火力発電用ボイラプラントでは、ボイラ１３で石炭２５を燃焼させて発生するボイラ排ガスが脱硝装置１４、空気予熱器（Ａ／Ｈ）１５、集塵装置１６、脱硫装置３などで順次浄化処理されて煙突２９から排出される。ボイラ１３からの排ガスが導入される脱硝装置１４で排ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）が分解される。また、脱硝装置１４から排出された排ガスの温度を空気予熱器１５で２００〜１６０℃に調整し、集塵装置１６で排ガスから煤塵が除去される。除塵された排ガスは脱硫装置３に供給されて排ガス中のＳＯｘが除去されて煙突２９から排出される。
【０００３】
従来技術の湿式排煙脱硫装置（以下、単に、脱硫装置ということもある）３の構成を図６に示す。入口排ガス１は脱硫装置３内で脱硫処理されて出口ガス２として排出される。該脱硫装置３は主に、スプレノズル４、吸収液循環ポンプ５、ミストエリミネータ８、酸化用ガス供給部９、攪拌機１０、吸収液溜め部１１等から構成される。酸化用ガス供給部９から吸収液循環ポンプ５により汲み上げられた吸収液６はスプレノズル４から噴霧され、脱硫装置３内に導入された排ガス１と接触して排ガス中のＳＯ２が吸収除去される。なお、吸収液溜め部１１より上方のスプレノズル４を含む脱硫装置内の空塔部を脱硫吸収部２６ということがある。
【０００４】
吸収液６に吸収されたＳＯ２は亜硫酸となり、亜硫酸の濃度が高くなると吸収液６のＳＯ２の吸収効率は低下する。このため、吸収液６中にアルカリ剤１９を添加すると共に酸化用ガス供給部９に酸化用ガス２７を供給することで亜硫酸を酸化して石膏とすることで、吸収液６のＳＯ２除去性能は回復する。
【０００５】
また、従来技術の排水処理設備の構成を図７に示す。該排水処理設備は主にハイドロサイクロン（Ｈ／Ｃ）３８、排水用ハイドロサイクロン（Ｈ／Ｃ）３９、ベルトフィルタ４０、循環水タンク４１、ｐＨ調整、重金属除去、凝集剤添加部４２等から構成される。
【０００６】
脱硫装置３の吸収液６中の石膏濃度は排ガス中のＳＯ２を吸収することにより増加するため、吸収液６中の石膏濃度が１０〜３０％になるように、また、吸収液６中の塩素濃度が一定濃度以上にならないように、一部の吸収液６を抜き出し、抜き出し液３６として前記排水処理設備に導入する。排水処理設備では前記抜き出し液３６を石膏４９、排水５０及び再循環水３７に分離して石膏４９を脱流装置３の系外へ排出する。
【０００７】
すなわち、脱硫装置３からの抜き出し液３６をハイドロサイクロン３８に供給し、ハイドロサイクロン（Ｈ／Ｃ）オーバーフロー４３側の液と、Ｈ／Ｃアンダーフロー４４側に分ける。Ｈ／Ｃアンダーフロー４４側のスラリーは粒子径の大きな石膏を多く含む液が排出され、Ｈ／Ｃオーバーフロー４３側のスラリーは粒子径の小さな石膏を多く含む液が排出される。Ｈ／Ｃアンダーフロー４４側のスラリーはベルトフィルタ４０に供給され、脱水された石膏４９をベルトフィルタ４０上に回収する。ベルトフィルタ４０上の石膏４９は図示していない工水で洗浄され、ベルトフィルタ４０のろ液と共にベルトフィルタ部排出液５２として循環水タンク４１に供給される。
【０００８】
また、Ｈ／Ｃオーバーフロー４３側の液も循環水タンク４１に供給される。循環水タンク４１の液の一部を抜き出し、排水用Ｈ／Ｃ供給部４７から排水用ハイドロサイクロン３９に供給される。排水用ハイドロサイクロン３９によって排水用Ｈ／Ｃオーバーフロー４５側の液と、排水用Ｈ／Ｃアンダーフロー４６側の液に分けられ、排水用Ｈ／Ｃアンダーフロー４６側の液は循環水タンク４１に供給される。排水用Ｈ／Ｃオーバーフロー４５側の液はｐＨ調整、重金属除去、凝集剤添加部４２で排水５０中のｐＨを適切にし、ＴＭＴ(トリメルカプトトリアジン)などを供給して重金属を捕捉し、ポリ塩化アルミニウム等の高分子凝集剤で固体粒子を凝集させ、沈殿させた固体粒子を図示していないプレス機などで固形物５１として回収する。該固形物５１を含まない排水５０は図示していない冷却塔などで液温を適切にして海などへ排出される。しかし、再循環水３７に示すように、海などへ排出される以外の液は、脱硫装置３の補給水として再循環される。
【０００９】
特許文献１には排煙脱硫処理工程で水銀の再放出を防止するためのポリジチオカルバミン酸化合物を用いて水銀を捕捉する方法が開示されている。
【００１０】
また、特許文献２には排煙脱硫処理工程からの排水をアルカリ処理及び軟化処理をして排水中に含まれる重金属、弗素などを固形物として析出させる反応工程と、該反応工程で生成した固形物を排水から分離し、分離排水のｐＨを調整し、微細な重金属（Ｈｇを含む）、弗素、カルシウム、マグネシウムなどを固形物として精密濾過膜で分離する処理工程と、処理工程で分離した排水に溶解している塩類を逆浸透膜で塩類分離処理工程とを備えた方法が開示されている。
【００１１】
特許文献３には硫黄を含む鉱石の製錬を行う製錬炉から排出する排ガスを希塩酸で洗浄した後、固液分離して排水を活性炭やフライアッシュなどの水銀除去剤で除去する方法が開示されている。
【００１２】
特許文献４には排煙脱硫排水にＣａイオンを含む液を添加して排水中の未燃カーボン等の懸濁物を石膏中に取り込み、石膏を分離した排水に凝集剤として硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウムなどを添加して真空濾過して清澄液を得ることが開示されている。
【００１３】
特許文献５には脱硫排水から得られた石膏含有吸収液にキレート剤または酸化剤を添加して吸収液中に水銀成分を偏在させて固液分離し、水銀を多く含む液体を得ることからなる水銀固定化方法又は脱硫排水から石膏含有吸収液に硫化剤を添加して吸収液中に水銀成分を偏在させて固液分離し、水銀を多く含む固体を得ることからなる水銀固定化方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２０１１−５０６０６３号公報
【特許文献２】特開平１０−１３７５４０号公報
【特許文献３】特開２００３−１０６２号公報
【特許文献４】特開平１０−３３２号公報
【特許文献５】特開２００７−１８５５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
石炭の燃焼排ガス中に含まれるＨｇを従来の脱硫装置で除去した場合、吸収液中のＨｇ濃度が増加し、一部のＨｇは吸収液中の液側から固体側へ移行する。また、脱硫装置の吸収液中の石膏濃度や塩素濃度を調整するため、脱硫吸収液の一部を排水処理設備に供給し、石膏を除去した後、石膏の濃度が低い側の液を脱硫装置の補給水として利用していたが、この再循環水中には高濃度なＨｇを含む微粒子が含まれていた。
【００１６】
従来技術は、脱硫装置が排ガス中の排ガス処理システムガスを吸収することによりｐＨが低下する過程で、再循環された微粒子中のＨｇが液側に再溶解することで液側のＨｇ濃度が高くなる場合がある点について配慮がされておらず、Ｈｇの再放出を防止することが困難になる問題があった。
【００１７】
本発明の課題は、排煙脱硫装置の循環タンク部で固体側のＨｇ濃度が増加することを防止してＨｇの再放出を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記本発明の課題は、次の解決手段により解決される。
請求項１記載の発明は、ボイラを含む燃焼装置からの排ガスの流路に石灰石を含む吸収液を噴霧するスプレノズルを設けた硫黄酸化物の吸収部及び該吸収部下部に設けた吸収液溜め部と該吸収液溜め部内に設けた酸化用ガス供給部とを備えた排煙脱硫装置及び前記脱硫装置の吸収液溜め部の吸収液抜き出し部の下流に配置した吸収液の第一固液分離装置及び該第一固液分離装置での吸収液の固液分離後の液を前記脱硫装置の補給水として前記吸収液溜め部に再循環させる構成を備えた排水処理システムにおいて、前記吸収液の第一固液分離装置で分離された液と該第一固液分離装置のオーバーフロー側の液を回収する循環水タンクを設け、該循環水タンクから前記脱硫装置の吸収液溜め部に再循環水を再循環させる再循環ラインを設け、前記再循環ラインに凝集剤添加装置と再循環水の第二固液分離装置を設けることを特徴とする排ガス処理システムである。
【００１９】
請求項２記載の発明は、前記吸収液の第一固液分離装置は、オーバーフロー側の液の重量累積５０％径を１〜２０μｍとなるようなハイドロサイクロンから構成したことを特徴とする請求項１記載の排ガス処理システムである。
【００２０】
請求項３記載の発明は、排煙脱硫装置の前記吸収液抜き出し部と前記凝集剤添加装置の間の流路に重金属除去剤を供給する重金属除去剤添加装置を設けたことを特徴とする請求項１に記載の排ガス処理システムである。
【００２１】
請求項４記載の発明は、排煙脱硫装置内でボイラを含む燃焼装置からの排ガスの流路に石灰石を含む吸収液を用いて前記排ガス中の硫黄酸化物を吸収させ、硫黄酸化物を吸収した吸収液に酸化用ガスを供給して石膏を生成させ、脱硫装置内から抜き出した石膏を含む吸収液を固液分離処理し、該固液分離後の液を前記脱硫装置の補給水として脱硫装置に再循環させる排水処理方法において、前記石膏を含む吸収液の固液分離処理後の液と前記固液分離処理時のオーバーフロー側の液を循環水として回収し、該回収した循環水を凝集剤を添加した後に再度固液分離して、前記固液分離後の液を再循環水として前記脱硫装置に再循環させることを特徴とする排ガス処理方法である。
【００２２】
請求項５記載の発明は、前記循環水中の固体粒子の重量累積５０％径を１〜２０μｍとすることを特徴とする請求項４記載の排ガス処理方法である。
【００２３】
請求項６記載の発明は、前記脱硫装置内から抜き出した石膏を含む吸収液に凝集剤を添加する前に重金属除去剤を供給することを特徴とする請求項４に記載の排ガス処理方法である。
【００２４】
（作用）
排煙脱硫装置から吸収液を抜き出し、ハイドロサイクロン等の固液分離装置（実施例の固液分離装置３８）で一部の石膏を分離して除去した後の石膏濃度の低い側の液を、前記脱硫装置の補給水として再循環する場合に、該再循環水に凝集剤を添加することで、脱硫装置に再循環される高濃度なＨｇを含む微粒子を凝縮させ粒子径を大きくできるので、凝集剤の添加位置より下流側に設置したハイドロサイクロン、ベルトフィルタ又はシックナーなどの吸収液の固液分離装置（実施例の固液分離装置５４）で固体と液体を効率よく分離でき、また該微粒子を除去した液のみを脱硫装置に再循環できるので、高濃度なＨｇを含む微粒子を分離した再循環水として脱硫装置へ供給して脱硫吸収液中のＨｇ濃度の増加を防止できる。
【００２５】
特に、吸収塔液溜め部の出口側に設けられるハイドロサイクロン等の固液分離装置（実施例の固液分離装置３８）のオーバーフロー部から、循環水タンクに回収される液が循環水タンク全体で回収される液の大部分を占めるシステム構成となっている。
【００２６】
本発明者らは、ハイドロサイクロン等の固液分離装置（実施例の固液分離装置３８）のオーバーフロー側の液中のＨｇ濃度がハイドロサイクロン等の固液分離装置（実施例の固液分離装置３８）で石膏を分離して除去した石膏濃度の低い側の液（アンダフロー側の液）中のＨｇ濃度に比べて高いことを見出した。そこでハイドロサイクロン等の固液分離装置（実施例の固液分離装置３８）のオーバーフロー側の液の重量累積５０％粒径が１〜２０μｍとなるようなハイドロサイクロン等の固液分離装置（実施例の固液分離装置３８）を用いることで凝集剤により固体粒子の大径化が効率的に行われ、凝集剤添加後の固液分離装置（実施例の固液分離装置５４）により、固体と液体を効率よく分離できる。
【００２７】
また、高濃度なＨｇを含む固体と石膏を分離して回収できるため、回収する石膏の品質を向上することができる。また、固体側のＨｇ濃度を低減できるので、固体側のＨｇが液側に再溶出するのを防止することができ、排ガス側へＨｇが再放出することがない。また、重金属除去剤を凝集剤の供給位置より上流側のハイドロサイクロン等の固液分離装置（実施例の固液分離装置３８）のオーバーフロー側の液に供給することで、吸収液中の液側に存在していたＨｇを固体側へ移行させることができるので、凝集剤と固体分離装置（実施例の固液分離装置５４）で効率良く除去することができ、Ｈｇ濃度を低減した再循環水を脱硫装置の補給水として利用できる。
【発明の効果】
【００２８】
請求項１，４記載の発明によれば、排煙脱硫装置から吸収液を抜き出し、固液分離装置（第一固液分離装置）で一部の石膏を分離して除去した後、脱硫装置の補給水として利用する場合に、該補給水中の高濃度なＨｇを含む微小粒子を多く含む固液分離装置（第一固液分離装置）のオーバーフロー液に凝集材を添加して前記高濃度なＨｇを含む微小粒子の粒径を大きくした後、再度固液分離装置（第二固液分離装置）で分離するので、前記高濃度なＨｇを含む液を、そのまま脱硫装置に再循環することがないので、前記脱硫装置の吸収液中のＨｇの高濃度化を防止でき、Ｈｇ再放出を抑制する効果がある。
【００２９】
請求項２，５記載の発明によれば、固液分離装置（第一固液分離装置）のオーバーフロー側の液が、高濃度なＨｇを含む重量累積５０％粒子径１〜２０μｍの固体粒子を含むので、石膏を回収した後の排水処理系に凝集剤を供給することで、前記高濃度なＨｇを含む固体粒子の径を３０μｍ以上と大きくすることができ、凝集剤供給部よりも下流に設置した固液分離装置（第二固液分離装置）で固体と液体を分離することができる。
【００３０】
請求項３，６記載の発明によれば、凝集剤を供給する前に、重金属除去剤を供給することで、吸収液中の液側に存在していたＨｇを固体側へ移行することができ、凝集剤と固液分離装置（第二固液分離装置）の組み合わせにより、重金属除去剤により捕捉されたＨｇを含む微粒子が脱硫装置に供給されるのを防止できるので、脱硫吸収液中のＨｇ濃度の高濃度化を防止でき、Ｈｇ再放出を抑制する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の脱硫装置の再循環水に凝集剤添加装置と固液分離装置を設置した構成の排ガス処理システムを示す図である。
【図２】図１に記載の排水用Ｈ／Ｃを取り除き、固液分離装置の出口排水の一部をｐＨ調整、重金属除去、凝集剤添加部に供給する構成とした排ガス処理システムを示す図である。
【図３】図１に記載の排ガス処理装置において、脱硫装置の抜き出し液に重金属除去剤添加装置を設置した構成の排ガス処理装置を示す図である。
【図４】図１に記載の排ガス処理装置において、循環水タンク中に重金属除去剤添加装置を設置した構成の排ガス処理装置を示す図である。
【図５】図１に記載の排ガス処理装置において、凝集剤の添加による粒子径の増大効果を確認した結果を示す図である。
【図６】従来技術の脱硫装置を示す図である。
【図７】従来技術の排水処理設備を示す図である。
【図８】従来技術の石炭燃焼排ガスを処理するシステムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明の一実施例を図面と共に説明する。従来技術と共通する構成、作用については前述の通りであり、説明を省略する。
本発明の排ガス処理システムの構成の一例を図１に示す。排ガス処理システムは主に、ハイドロサイクロン（Ｈ／Ｃ）３８（本発明の第一固体分離装置）、排水用Ｈ／Ｃ３９、ベルトフィルタ４０、循環水タンク４１、ｐＨ調整、重金属除去、凝集剤添加部４２、凝集剤添加装置５３、固液分離装置５４（本発明の第二固体分離装置）等から構成される。表１にハイドロサイクロン３８を用いて、石膏スラリーを分離した試験の結果を示す。
【表１】
排ガス量は２，５００，０００ｍ３Ｎ／ｈ、排煙脱硫装置３の入口排ガス中のＨｇ濃度は２６μｇ／ｍ３の条件で試験を行った。ハイドロサイクロン３８に供給された排煙脱硫装置３からの抜き出し液３６の量は６５ｍ３／ｈであり、ハイドロサイクロン３８によって石膏スラリーの流量はＨ／Ｃオーバーフロー４３側で５０ｍ３／ｈ、Ｈ／Ｃアンダーフロー４４側で１５ｍ３／ｈに分離される。また、このときに含まれる石膏濃度はＨ／Ｃオーバーフロー４３側で３３ｇ／Ｌ、Ｈ／Ｃアンダーフロー４４側で１００３ｇ／Ｌとなり、Ｈ／Ｃアンダーフロー４４の方が石膏濃度は高くなる。前記Ｈ／Ｃアンダーフロー４４はベルトフィルタ４０で固液分離されて、固体は石膏４９として回収され、液体はベルトフィルタ部排出液５２として循環水タンク４１に供給される。
【００３３】
また、重量累積５０％粒子径は、Ｈ／Ｃオーバーフロー４３側で１４μｍ、Ｈ／Ｃアンダーフロー４４側で３３μｍとなる。Ｈ／Ｃオーバーフロー４３側の液とベルトフィルタ部排出液５２は循環水タンク４１に供給され、循環水タンク４１の液の一部は、排水用Ｈ／Ｃ供給部４７から排水用Ｈ／Ｃ３９に供給される。
【００３４】
排水用Ｈ／Ｃ３９によって、排水用Ｈ／Ｃオーバーフロー４５側の液と、排水用Ｈ／Ｃアンダーフロー４６側の液に分けられ、排水用Ｈ／Ｃアンダーフロー４６側の液は循環水タンク４１に供給される。循環水タンク４１に供給される液量は、Ｈ／Ｃオーバーフロー４３で５０ｍ３／ｈ、ベルトフィルタ部排出液５２で８ｍ３／ｈ、排水用Ｈ／Ｃアンダーフロー４６で１.５ｍ３／ｈとなる。
【００３５】
このように、ほとんどの液はＨ／Ｃオーバーフロー４３で排出されたものであり、Ｈ／Ｃオーバーフロー４３側の液の重量累積５０％粒径が１〜２０μｍとなるようなハイドロサイクロン（Ｈ／Ｃ）３８を設けることで、循環水タンク４１内の重量累積５０％粒子径を１〜２０μｍとすることができる。
【００３６】
このとき、Ｈ／Ｃオーバーフロー４３側の小さな粒子の方にはＨｇが１４１９３μｇ／ｋｇ、Ｈ／Ｃアンダーフロー４４側の大きな粒子の方にはＨｇが１３３０μｇ／ｋｇ含まれており、Ｈ／Ｃオーバーフロー４３側の方がＨ／Ｃアンダーフロー４４側より約１０倍高いＨｇ濃度であった。
【００３７】
本発明者らはＨ／Ｃオーバーフロー４３側から排出される固体粒子の量はＨ／Ｃアンダーフロー４４側から排出される固体粒子の量に比べて少ないものの、固体粒子中のＨｇ濃度が比較的高いことを見出した。Ｈｇの排出量で比べると、Ｈ／Ｃオーバーフロー４３側で２４ｇ／ｈ、Ｈ／Ｃアンダーフロー４４側で２０ｇ／ｈとなり、石膏４９と共にＨｇが排出される。Ｈｇの量は抜き出し液３６中に含まれるＨｇの約５０％程度であった。残りの約５０％のＨｇは循環水タンク４１から脱硫装置３へ再循環水３７として供給されることになる。この再循環水３７に含まれるＨｇの量は、脱硫装置３に供給される脱硫装置入口排ガス１中に含まれるＨｇ量の約半分の量と同程度である。
【００３８】
本発明の排ガス処理装置では、再循環水３７中にポリ塩化アルミニウム等の凝集剤を凝集剤添加装置５３から供給して、固液分離装置５４を用いて、高濃度なＨｇを含む固体とＨｇを含まない液とに分離し、Ｈｇを含まない液を再循環水３７として脱硫装置３に供給することで、吸収液６中のＨｇ濃度を低減させることができる。
【００３９】
このように、Ｈ／Ｃオーバーフロー４３側から比較的微粒子からなるＨｇを含む液をＨ／Ｃアンダーフロー４４側より約１０倍高い濃度で循環タンク４１に回収し、石膏などの他の固体含有量が少ない状態の循環水を得て、この循環水に凝集剤添加装置５３で凝集剤を添加することで、粒径が大きくなったＨｇを中心とした固体を含む液を固液分離装置５４で効果的に回収できる。
図１に、固液分離装置５４を再循環水用ベルトフィルタ５６とろ液回収部５７から構成した例を示す。凝集剤添加装置５３から供給された凝集剤により、サイズの大きくなった粒子を含む液が再循環水用ベルトフィルタ５６に供給され、Ｈｇを含む固形物はＨｇ含有固形物５８として系外へ排出され、固形物の除去されたろ液はろ液回収部５７に溜められ、該ろ液回収部５７に回収されたろ液は図示していないポンプにより脱硫装置３に再循環される。固液分離装置５４としては、再循環水用ベルトフィルタ５６に限らず、ハイドロサイクロンやシックナー等も適用でき、固体と液体を分離できる装置であれば問題ない。
【００４０】
図５に凝集剤を添加する前と後の重量累積５０％粒子径を示す。凝集剤を添加する前は１４μｍであった粒子が、凝集剤を添加することにより３４μｍまで粒子径が大きくなっていることが分かる。したがって、ベルトフィルタ５６や図示しないハイドロサイクロンやシックナーなどの固液分離装置５４での微粒子の除去効率が高まり、脱硫装置３に供給する高濃度なＨｇを含む微小粒子の量を低減できる。
【００４１】
図２に示す排ガス処理システムは、図１に示す排ガス処理システムにおける排水用Ｈ／Ｃ３９を取り除き、固液分離装置５４の出口排水の一部をｐＨ調整、重金属除去、凝集剤添加部４２に供給した場合の構成を示す。このように、固液分離装置５４の出口の固液分離装置出口排液５９には固体粒子がほとんど含まれていないため、図１に示す排ガス処理システムと同様に、そのままｐＨ調整、重金属除去、凝集剤添加部４２に供給して、最終的な排水５０を生成する構成としても、特に問題なく処理することができる。
【００４２】
図３に示す排ガス処理システムは、図１に示す排ガス処理システムに重金属除去剤添加装置５５を加えて脱硫装置３の抜き出し液３６中にＴＭＴ（トリメルカトトリアジン）などの重金属除去剤を供給する構成とした排ガス処理システムである。
【００４３】
通常、脱硫装置３の運転ｐＨなどの影響により、脱硫吸収液６中のＨｇがすべて固体側に移行するとは限らず、 液側に保持される場合がある。液側に存在しているＨｇは凝集剤で除去することがほとんどできないが、ＴＭＴ等の重金属除去剤を凝集剤添加装置５３の上流側の位置から供給することで、液側のＨｇを固体側へ移行させることができる。この生成したＨｇを含む固体粒子は１０μｍ程度と小さいことからＨ／Ｃオーバーフロー４３側から排出され、回収される石膏４９中のＨｇ濃度を低減できる。
【００４４】
また、図３に示す排ガス処理システムは図１のシステムと同様に、凝集剤添加装置５３や固液分離装置５４の作用により、高濃度なＨｇを含む微粒固体を脱硫装置３に再循環させることがないので、Ｈｇの再放出を防止することができる。また、脱硫装置３が排ガスのＳＯ２ガスを吸収することにより液滴のｐＨが低下する過程で、重金属除去剤で捕捉されたＨｇは液側へ再溶解する場合もある。しかし、凝集剤添加装置５３や固液分離装置５４を設置することで重金属に捕捉されたＨｇを含む微粒子を除去することにより、脱硫装置３の吸収液６中のＨｇ濃度を低減できるので、Ｈｇ再放出を防止することができる。
【００４５】
図４に示す排ガス処理システムは、循環水タンク４１に重金属除去剤添加装置５５から重金属除去剤を添加する構成であるが、この場合も、図３に示す排ガス処理システムと同様の効果を得ることができる。この場合に限らず、重金属除去剤を供給する位置は、凝集剤添加装置５３の上流側であれば、同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００４６】
１ 入口排ガス ２ 出口ガス
３ 脱硫装置 ４ スプレノズル
５ 吸収液循環ポンプ ６ 吸収液
８ ミストエリミネータ ９ 酸化用ガス供給部
１０ 攪拌機 １１ 吸収液溜め部
１３ ボイラ １４ 脱硝装置
１５ 空気予熱器（Ａ／Ｈ） １６ 集塵装置
１９ アルカリ剤 ２５ 石炭
２６ 脱硫吸収部 ２７ 酸化用ガス
２９ 煙突 ３６ 抜き出し液
３７ 再循環水
３８ ハイドロサイクロン（Ｈ／Ｃ）
３９ 排水用ハイドロサイクロン（Ｈ／Ｃ）
４０ ベルトフィルタ ４１ 循環水タンク
４２ ｐＨ調整、重金属除去、凝集剤添加部
４３ Ｈ／Ｃオーバーフロー
４４ Ｈ／Ｃアンダーフロー
４５ 排水用Ｈ／Ｃオーバーフロー
４６ 排水用Ｈ／Ｃアンダーフロー
４７ 排水用Ｈ／Ｃ供給部 ４９ 石膏
５０ 排水 ５１ 固形物
５２ ベルトフィルタ部排出液
５３ 凝集剤添加装置 ５４ 固液分離装置
５５ 重金属除去剤添加装置
５６ 再循環水用ベルトフィルタ
５７ ろ液回収部 ５８ Ｈｇ含有固形物
５９ 固液分離装置出口排液
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火力発電用ボイラプラント等において、燃焼排ガスに含まれるＳＯｘ（硫黄酸化物）やＨｇ（水銀）を除去する排ガス処理システムと排煙処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石炭を燃焼させる火力発電用ボイラプラントの例を図８に示す。該火力発電用ボイラプラントでは、ボイラ１３で石炭２５を燃焼させて発生するボイラ排ガスが脱硝装置１４、空気予熱器（Ａ／Ｈ）１５、集塵装置１６、脱硫装置３などで順次浄化処理されて煙突２９から排出される。ボイラ１３からの排ガスが導入される脱硝装置１４で排ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）が分解される。また、脱硝装置１４から排出された排ガスの温度を空気予熱器１５で２００〜１６０℃に調整し、集塵装置１６で排ガスから煤塵が除去される。除塵された排ガスは脱硫装置３に供給されて排ガス中のＳＯｘが除去されて煙突２９から排出される。
【０００３】
従来技術の湿式排煙脱硫装置（以下、単に、脱硫装置ということもある）３の構成を図６に示す。入口排ガス１は脱硫装置３内で脱硫処理されて出口ガス２として排出される。該脱硫装置３は主に、スプレノズル４、吸収液循環ポンプ５、ミストエリミネータ８、酸化用ガス供給部９、攪拌機１０、吸収液溜め部１１等から構成される。酸化用ガス供給部９から吸収液循環ポンプ５により汲み上げられた吸収液６はスプレノズル４から噴霧され、脱硫装置３内に導入された排ガス１と接触して排ガス中のＳＯ２が吸収除去される。なお、吸収液溜め部１１より上方のスプレノズル４を含む脱硫装置内の空塔部を脱硫吸収部２６ということがある。
【０００４】
吸収液６に吸収されたＳＯ２は亜硫酸となり、亜硫酸の濃度が高くなると吸収液６のＳＯ２の吸収効率は低下する。このため、吸収液６中にアルカリ剤１９を添加すると共に酸化用ガス供給部９に酸化用ガス２７を供給することで亜硫酸を酸化して石膏とすることで、吸収液６のＳＯ２除去性能は回復する。
【０００５】
また、従来技術の排水処理設備の構成を図７に示す。該排水処理設備は主にハイドロサイクロン（Ｈ／Ｃ）３８、排水用ハイドロサイクロン（Ｈ／Ｃ）３９、ベルトフィルタ４０、循環水タンク４１、ｐＨ調整、重金属除去、凝集剤添加部４２等から構成される。
【０００６】
脱硫装置３の吸収液６中の石膏濃度は排ガス中のＳＯ２を吸収することにより増加するため、吸収液６中の石膏濃度が１０〜３０％になるように、また、吸収液６中の塩素濃度が一定濃度以上にならないように、一部の吸収液６を抜き出し、抜き出し液３６として前記排水処理設備に導入する。排水処理設備では前記抜き出し液３６を石膏４９、排水５０及び再循環水３７に分離して石膏４９を脱流装置３の系外へ排出する。
【０００７】
すなわち、脱硫装置３からの抜き出し液３６をハイドロサイクロン３８に供給し、ハイドロサイクロン（Ｈ／Ｃ）オーバーフロー４３側の液と、Ｈ／Ｃアンダーフロー４４側に分ける。Ｈ／Ｃアンダーフロー４４側のスラリーは粒子径の大きな石膏を多く含む液が排出され、Ｈ／Ｃオーバーフロー４３側のスラリーは粒子径の小さな石膏を多く含む液が排出される。Ｈ／Ｃアンダーフロー４４側のスラリーはベルトフィルタ４０に供給され、脱水された石膏４９をベルトフィルタ４０上に回収する。ベルトフィルタ４０上の石膏４９は図示していない工水で洗浄され、ベルトフィルタ４０のろ液と共にベルトフィルタ部排出液５２として循環水タンク４１に供給される。
【０００８】
また、Ｈ／Ｃオーバーフロー４３側の液も循環水タンク４１に供給される。循環水タンク４１の液の一部を抜き出し、排水用Ｈ／Ｃ供給部４７から排水用ハイドロサイクロン３９に供給される。排水用ハイドロサイクロン３９によって排水用Ｈ／Ｃオーバーフロー４５側の液と、排水用Ｈ／Ｃアンダーフロー４６側の液に分けられ、排水用Ｈ／Ｃアンダーフロー４６側の液は循環水タンク４１に供給される。排水用Ｈ／Ｃオーバーフロー４５側の液はｐＨ調整、重金属除去、凝集剤添加部４２で排水５０中のｐＨを適切にし、ＴＭＴ(トリメルカプトトリアジン)などを供給して重金属を捕捉し、ポリ塩化アルミニウム等の高分子凝集剤で固体粒子を凝集させ、沈殿させた固体粒子を図示していないプレス機などで固形物５１として回収する。該固形物５１を含まない排水５０は図示していない冷却塔などで液温を適切にして海などへ排出される。しかし、再循環水３７に示すように、海などへ排出される以外の液は、脱硫装置３の補給水として再循環される。
【０００９】
特許文献１には排煙脱硫処理工程で水銀の再放出を防止するためのポリジチオカルバミン酸化合物を用いて水銀を捕捉する方法が開示されている。
【００１０】
また、特許文献２には排煙脱硫処理工程からの排水をアルカリ処理及び軟化処理をして排水中に含まれる重金属、弗素などを固形物として析出させる反応工程と、該反応工程で生成した固形物を排水から分離し、分離排水のｐＨを調整し、微細な重金属（Ｈｇを含む）、弗素、カルシウム、マグネシウムなどを固形物として精密濾過膜で分離する処理工程と、処理工程で分離した排水に溶解している塩類を逆浸透膜で塩類分離処理工程とを備えた方法が開示されている。
【００１１】
特許文献３には硫黄を含む鉱石の製錬を行う製錬炉から排出する排ガスを希塩酸で洗浄した後、固液分離して排水を活性炭やフライアッシュなどの水銀除去剤で除去する方法が開示されている。
【００１２】
特許文献４には排煙脱硫排水にＣａイオンを含む液を添加して排水中の未燃カーボン等の懸濁物を石膏中に取り込み、石膏を分離した排水に凝集剤として硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウムなどを添加して真空濾過して清澄液を得ることが開示されている。
【００１３】
特許文献５には脱硫排水から得られた石膏含有吸収液にキレート剤または酸化剤を添加して吸収液中に水銀成分を偏在させて固液分離し、水銀を多く含む液体を得ることからなる水銀固定化方法又は脱硫排水から石膏含有吸収液に硫化剤を添加して吸収液中に水銀成分を偏在させて固液分離し、水銀を多く含む固体を得ることからなる水銀固定化方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２０１１−５０６０６３号公報
【特許文献２】特開平１０−１３７５４０号公報
【特許文献３】特開２００３−１０６２号公報
【特許文献４】特開平１０−３３２号公報
【特許文献５】特開２００７−１８５５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
石炭の燃焼排ガス中に含まれるＨｇを従来の脱硫装置で除去した場合、吸収液中のＨｇ濃度が増加し、一部のＨｇは吸収液中の液側から固体側へ移行する。また、脱硫装置の吸収液中の石膏濃度や塩素濃度を調整するため、脱硫吸収液の一部を排水処理設備に供給し、石膏を除去した後、石膏の濃度が低い側の液を脱硫装置の補給水として利用していたが、この再循環水中には高濃度なＨｇを含む微粒子が含まれていた。
【００１６】
従来技術は、脱硫装置が排ガス中の排ガス処理システムガスを吸収することによりｐＨが低下する過程で、再循環された微粒子中のＨｇが液側に再溶解することで液側のＨｇ濃度が高くなる場合がある点について配慮がされておらず、Ｈｇの再放出を防止することが困難になる問題があった。
【００１７】
本発明の課題は、排煙脱硫装置の循環タンク部で固体側のＨｇ濃度が増加することを防止してＨｇの再放出を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記本発明の課題は、次の解決手段により解決される。
請求項１記載の発明は、ボイラを含む燃焼装置からの排ガスの流路に石灰石を含む吸収液を噴霧するスプレノズルを設けた硫黄酸化物の吸収部及び該吸収部下部に設けた吸収液溜め部と該吸収液溜め部内に設けた酸化用ガス供給部とを備えた排煙脱硫装置及び前記脱硫装置の吸収液溜め部の吸収液抜き出し部の下流に配置した吸収液の第一固液分離装置及び該第一固液分離装置での吸収液の固液分離後の液を前記脱硫装置の補給水として前記吸収液溜め部に再循環させる構成を備えた排水処理システムにおいて、前記吸収液の第一固液分離装置で分離された液と該第一固液分離装置のオーバーフロー側の液を回収する循環水タンクを設け、該循環水タンクから前記脱硫装置の吸収液溜め部に再循環水を再循環させる再循環ラインを設け、前記再循環ラインに凝集剤添加装置と再循環水の第二固液分離装置を設けることを特徴とする排ガス処理システムである。
【００１９】
請求項２記載の発明は、前記吸収液の第一固液分離装置は、オーバーフロー側の液の重量累積５０％径を１〜２０μｍとなるようなハイドロサイクロンから構成したことを特徴とする請求項１記載の排ガス処理システムである。
【００２０】
請求項３記載の発明は、排煙脱硫装置の前記吸収液抜き出し部と前記凝集剤添加装置の間の流路に重金属除去剤を供給する重金属除去剤添加装置を設けたことを特徴とする請求項１に記載の排ガス処理システムである。
【００２１】
請求項４記載の発明は、排煙脱硫装置内でボイラを含む燃焼装置からの排ガスの流路に石灰石を含む吸収液を用いて前記排ガス中の硫黄酸化物を吸収させ、硫黄酸化物を吸収した吸収液に酸化用ガスを供給して石膏を生成させ、脱硫装置内から抜き出した石膏を含む吸収液を固液分離処理し、該固液分離後の液を前記脱硫装置の補給水として脱硫装置に再循環させる排水処理方法において、前記石膏を含む吸収液の固液分離処理後の液と前記固液分離処理時のオーバーフロー側の液を循環水として回収し、該回収した循環水を凝集剤を添加した後に再度固液分離して、前記固液分離後の液を再循環水として前記脱硫装置に再循環させることを特徴とする排ガス処理方法である。
【００２２】
請求項５記載の発明は、前記循環水中の固体粒子の重量累積５０％径を１〜２０μｍとすることを特徴とする請求項４記載の排ガス処理方法である。
【００２３】
請求項６記載の発明は、前記脱硫装置内から抜き出した石膏を含む吸収液に凝集剤を添加する前に重金属除去剤を供給することを特徴とする請求項４に記載の排ガス処理方法である。
【００２４】
（作用）
排煙脱硫装置から吸収液を抜き出し、ハイドロサイクロン等の固液分離装置（実施例の固液分離装置３８）で一部の石膏を分離して除去した後の石膏濃度の低い側の液を、前記脱硫装置の補給水として再循環する場合に、該再循環水に凝集剤を添加することで、脱硫装置に再循環される高濃度なＨｇを含む微粒子を凝縮させ粒子径を大きくできるので、凝集剤の添加位置より下流側に設置したハイドロサイクロン、ベルトフィルタ又はシックナーなどの吸収液の固液分離装置（実施例の固液分離装置５４）で固体と液体を効率よく分離でき、また該微粒子を除去した液のみを脱硫装置に再循環できるので、高濃度なＨｇを含む微粒子を分離した再循環水として脱硫装置へ供給して脱硫吸収液中のＨｇ濃度の増加を防止できる。
【００２５】
特に、吸収塔液溜め部の出口側に設けられるハイドロサイクロン等の固液分離装置（実施例の固液分離装置３８）のオーバーフロー部から、循環水タンクに回収される液が循環水タンク全体で回収される液の大部分を占めるシステム構成となっている。
【００２６】
本発明者らは、ハイドロサイクロン等の固液分離装置（実施例の固液分離装置３８）のオーバーフロー側の液中のＨｇ濃度がハイドロサイクロン等の固液分離装置（実施例の固液分離装置３８）で石膏を分離して除去した石膏濃度の低い側の液（アンダフロー側の液）中のＨｇ濃度に比べて高いことを見出した。そこでハイドロサイクロン等の固液分離装置（実施例の固液分離装置３８）のオーバーフロー側の液の重量累積５０％粒径が１〜２０μｍとなるようなハイドロサイクロン等の固液分離装置（実施例の固液分離装置３８）を用いることで凝集剤により固体粒子の大径化が効率的に行われ、凝集剤添加後の固液分離装置（実施例の固液分離装置５４）により、固体と液体を効率よく分離できる。
【００２７】
また、高濃度なＨｇを含む固体と石膏を分離して回収できるため、回収する石膏の品質を向上することができる。また、固体側のＨｇ濃度を低減できるので、固体側のＨｇが液側に再溶出するのを防止することができ、排ガス側へＨｇが再放出することがない。また、重金属除去剤を凝集剤の供給位置より上流側のハイドロサイクロン等の固液分離装置（実施例の固液分離装置３８）のオーバーフロー側の液に供給することで、吸収液中の液側に存在していたＨｇを固体側へ移行させることができるので、凝集剤と固体分離装置（実施例の固液分離装置５４）で効率良く除去することができ、Ｈｇ濃度を低減した再循環水を脱硫装置の補給水として利用できる。
【発明の効果】
【００２８】
請求項１，４記載の発明によれば、排煙脱硫装置から吸収液を抜き出し、固液分離装置（第一固液分離装置）で一部の石膏を分離して除去した後、脱硫装置の補給水として利用する場合に、該補給水中の高濃度なＨｇを含む微小粒子を多く含む固液分離装置（第一固液分離装置）のオーバーフロー液に凝集材を添加して前記高濃度なＨｇを含む微小粒子の粒径を大きくした後、再度固液分離装置（第二固液分離装置）で分離するので、前記高濃度なＨｇを含む液を、そのまま脱硫装置に再循環することがないので、前記脱硫装置の吸収液中のＨｇの高濃度化を防止でき、Ｈｇ再放出を抑制する効果がある。
【００２９】
請求項２，５記載の発明によれば、固液分離装置（第一固液分離装置）のオーバーフロー側の液が、高濃度なＨｇを含む重量累積５０％粒子径１〜２０μｍの固体粒子を含むので、石膏を回収した後の排水処理系に凝集剤を供給することで、前記高濃度なＨｇを含む固体粒子の径を３０μｍ以上と大きくすることができ、凝集剤供給部よりも下流に設置した固液分離装置（第二固液分離装置）で固体と液体を分離することができる。
【００３０】
請求項３，６記載の発明によれば、凝集剤を供給する前に、重金属除去剤を供給することで、吸収液中の液側に存在していたＨｇを固体側へ移行することができ、凝集剤と固液分離装置（第二固液分離装置）の組み合わせにより、重金属除去剤により捕捉されたＨｇを含む微粒子が脱硫装置に供給されるのを防止できるので、脱硫吸収液中のＨｇ濃度の高濃度化を防止でき、Ｈｇ再放出を抑制する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の脱硫装置の再循環水に凝集剤添加装置と固液分離装置を設置した構成の排ガス処理システムを示す図である。
【図２】図１に記載の排水用Ｈ／Ｃを取り除き、固液分離装置の出口排水の一部をｐＨ調整、重金属除去、凝集剤添加部に供給する構成とした排ガス処理システムを示す図である。
【図３】図１に記載の排ガス処理装置において、脱硫装置の抜き出し液に重金属除去剤添加装置を設置した構成の排ガス処理装置を示す図である。
【図４】図１に記載の排ガス処理装置において、循環水タンク中に重金属除去剤添加装置を設置した構成の排ガス処理装置を示す図である。
【図５】図１に記載の排ガス処理装置において、凝集剤の添加による粒子径の増大効果を確認した結果を示す図である。
【図６】従来技術の脱硫装置を示す図である。
【図７】従来技術の排水処理設備を示す図である。
【図８】従来技術の石炭燃焼排ガスを処理するシステムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明の一実施例を図面と共に説明する。従来技術と共通する構成、作用については前述の通りであり、説明を省略する。
本発明の排ガス処理システムの構成の一例を図１に示す。排ガス処理システムは主に、ハイドロサイクロン（Ｈ／Ｃ）３８（本発明の第一固体分離装置）、排水用Ｈ／Ｃ３９、ベルトフィルタ４０、循環水タンク４１、ｐＨ調整、重金属除去、凝集剤添加部４２、凝集剤添加装置５３、固液分離装置５４（本発明の第二固体分離装置）等から構成される。表１にハイドロサイクロン３８を用いて、石膏スラリーを分離した試験の結果を示す。
【表１】
排ガス量は２，５００，０００ｍ３Ｎ／ｈ、排煙脱硫装置３の入口排ガス中のＨｇ濃度は２６μｇ／ｍ３の条件で試験を行った。ハイドロサイクロン３８に供給された排煙脱硫装置３からの抜き出し液３６の量は６５ｍ３／ｈであり、ハイドロサイクロン３８によって石膏スラリーの流量はＨ／Ｃオーバーフロー４３側で５０ｍ３／ｈ、Ｈ／Ｃアンダーフロー４４側で１５ｍ３／ｈに分離される。また、このときに含まれる石膏濃度はＨ／Ｃオーバーフロー４３側で３３ｇ／Ｌ、Ｈ／Ｃアンダーフロー４４側で１００３ｇ／Ｌとなり、Ｈ／Ｃアンダーフロー４４の方が石膏濃度は高くなる。前記Ｈ／Ｃアンダーフロー４４はベルトフィルタ４０で固液分離されて、固体は石膏４９として回収され、液体はベルトフィルタ部排出液５２として循環水タンク４１に供給される。
【００３３】
また、重量累積５０％粒子径は、Ｈ／Ｃオーバーフロー４３側で１４μｍ、Ｈ／Ｃアンダーフロー４４側で３３μｍとなる。Ｈ／Ｃオーバーフロー４３側の液とベルトフィルタ部排出液５２は循環水タンク４１に供給され、循環水タンク４１の液の一部は、排水用Ｈ／Ｃ供給部４７から排水用Ｈ／Ｃ３９に供給される。
【００３４】
排水用Ｈ／Ｃ３９によって、排水用Ｈ／Ｃオーバーフロー４５側の液と、排水用Ｈ／Ｃアンダーフロー４６側の液に分けられ、排水用Ｈ／Ｃアンダーフロー４６側の液は循環水タンク４１に供給される。循環水タンク４１に供給される液量は、Ｈ／Ｃオーバーフロー４３で５０ｍ３／ｈ、ベルトフィルタ部排出液５２で８ｍ３／ｈ、排水用Ｈ／Ｃアンダーフロー４６で１.５ｍ３／ｈとなる。
【００３５】
このように、ほとんどの液はＨ／Ｃオーバーフロー４３で排出されたものであり、Ｈ／Ｃオーバーフロー４３側の液の重量累積５０％粒径が１〜２０μｍとなるようなハイドロサイクロン（Ｈ／Ｃ）３８を設けることで、循環水タンク４１内の重量累積５０％粒子径を１〜２０μｍとすることができる。
【００３６】
このとき、Ｈ／Ｃオーバーフロー４３側の小さな粒子の方にはＨｇが１４１９３μｇ／ｋｇ、Ｈ／Ｃアンダーフロー４４側の大きな粒子の方にはＨｇが１３３０μｇ／ｋｇ含まれており、Ｈ／Ｃオーバーフロー４３側の方がＨ／Ｃアンダーフロー４４側より約１０倍高いＨｇ濃度であった。
【００３７】
本発明者らはＨ／Ｃオーバーフロー４３側から排出される固体粒子の量はＨ／Ｃアンダーフロー４４側から排出される固体粒子の量に比べて少ないものの、固体粒子中のＨｇ濃度が比較的高いことを見出した。Ｈｇの排出量で比べると、Ｈ／Ｃオーバーフロー４３側で２４ｇ／ｈ、Ｈ／Ｃアンダーフロー４４側で２０ｇ／ｈとなり、石膏４９と共にＨｇが排出される。Ｈｇの量は抜き出し液３６中に含まれるＨｇの約５０％程度であった。残りの約５０％のＨｇは循環水タンク４１から脱硫装置３へ再循環水３７として供給されることになる。この再循環水３７に含まれるＨｇの量は、脱硫装置３に供給される脱硫装置入口排ガス１中に含まれるＨｇ量の約半分の量と同程度である。
【００３８】
本発明の排ガス処理装置では、再循環水３７中にポリ塩化アルミニウム等の凝集剤を凝集剤添加装置５３から供給して、固液分離装置５４を用いて、高濃度なＨｇを含む固体とＨｇを含まない液とに分離し、Ｈｇを含まない液を再循環水３７として脱硫装置３に供給することで、吸収液６中のＨｇ濃度を低減させることができる。
【００３９】
このように、Ｈ／Ｃオーバーフロー４３側から比較的微粒子からなるＨｇを含む液をＨ／Ｃアンダーフロー４４側より約１０倍高い濃度で循環タンク４１に回収し、石膏などの他の固体含有量が少ない状態の循環水を得て、この循環水に凝集剤添加装置５３で凝集剤を添加することで、粒径が大きくなったＨｇを中心とした固体を含む液を固液分離装置５４で効果的に回収できる。
図１に、固液分離装置５４を再循環水用ベルトフィルタ５６とろ液回収部５７から構成した例を示す。凝集剤添加装置５３から供給された凝集剤により、サイズの大きくなった粒子を含む液が再循環水用ベルトフィルタ５６に供給され、Ｈｇを含む固形物はＨｇ含有固形物５８として系外へ排出され、固形物の除去されたろ液はろ液回収部５７に溜められ、該ろ液回収部５７に回収されたろ液は図示していないポンプにより脱硫装置３に再循環される。固液分離装置５４としては、再循環水用ベルトフィルタ５６に限らず、ハイドロサイクロンやシックナー等も適用でき、固体と液体を分離できる装置であれば問題ない。
【００４０】
図５に凝集剤を添加する前と後の重量累積５０％粒子径を示す。凝集剤を添加する前は１４μｍであった粒子が、凝集剤を添加することにより３４μｍまで粒子径が大きくなっていることが分かる。したがって、ベルトフィルタ５６や図示しないハイドロサイクロンやシックナーなどの固液分離装置５４での微粒子の除去効率が高まり、脱硫装置３に供給する高濃度なＨｇを含む微小粒子の量を低減できる。
【００４１】
図２に示す排ガス処理システムは、図１に示す排ガス処理システムにおける排水用Ｈ／Ｃ３９を取り除き、固液分離装置５４の出口排水の一部をｐＨ調整、重金属除去、凝集剤添加部４２に供給した場合の構成を示す。このように、固液分離装置５４の出口の固液分離装置出口排液５９には固体粒子がほとんど含まれていないため、図１に示す排ガス処理システムと同様に、そのままｐＨ調整、重金属除去、凝集剤添加部４２に供給して、最終的な排水５０を生成する構成としても、特に問題なく処理することができる。
【００４２】
図３に示す排ガス処理システムは、図１に示す排ガス処理システムに重金属除去剤添加装置５５を加えて脱硫装置３の抜き出し液３６中にＴＭＴ（トリメルカトトリアジン）などの重金属除去剤を供給する構成とした排ガス処理システムである。
【００４３】
通常、脱硫装置３の運転ｐＨなどの影響により、脱硫吸収液６中のＨｇがすべて固体側に移行するとは限らず、 液側に保持される場合がある。液側に存在しているＨｇは凝集剤で除去することがほとんどできないが、ＴＭＴ等の重金属除去剤を凝集剤添加装置５３の上流側の位置から供給することで、液側のＨｇを固体側へ移行させることができる。この生成したＨｇを含む固体粒子は１０μｍ程度と小さいことからＨ／Ｃオーバーフロー４３側から排出され、回収される石膏４９中のＨｇ濃度を低減できる。
【００４４】
また、図３に示す排ガス処理システムは図１のシステムと同様に、凝集剤添加装置５３や固液分離装置５４の作用により、高濃度なＨｇを含む微粒固体を脱硫装置３に再循環させることがないので、Ｈｇの再放出を防止することができる。また、脱硫装置３が排ガスのＳＯ２ガスを吸収することにより液滴のｐＨが低下する過程で、重金属除去剤で捕捉されたＨｇは液側へ再溶解する場合もある。しかし、凝集剤添加装置５３や固液分離装置５４を設置することで重金属に捕捉されたＨｇを含む微粒子を除去することにより、脱硫装置３の吸収液６中のＨｇ濃度を低減できるので、Ｈｇ再放出を防止することができる。
【００４５】
図４に示す排ガス処理システムは、循環水タンク４１に重金属除去剤添加装置５５から重金属除去剤を添加する構成であるが、この場合も、図３に示す排ガス処理システムと同様の効果を得ることができる。この場合に限らず、重金属除去剤を供給する位置は、凝集剤添加装置５３の上流側であれば、同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００４６】
１ 入口排ガス ２ 出口ガス
３ 脱硫装置 ４ スプレノズル
５ 吸収液循環ポンプ ６ 吸収液
８ ミストエリミネータ ９ 酸化用ガス供給部
１０ 攪拌機 １１ 吸収液溜め部
１３ ボイラ １４ 脱硝装置
１５ 空気予熱器（Ａ／Ｈ） １６ 集塵装置
１９ アルカリ剤 ２５ 石炭
２６ 脱硫吸収部 ２７ 酸化用ガス
２９ 煙突 ３６ 抜き出し液
３７ 再循環水
３８ ハイドロサイクロン（Ｈ／Ｃ）
３９ 排水用ハイドロサイクロン（Ｈ／Ｃ）
４０ ベルトフィルタ ４１ 循環水タンク
４２ ｐＨ調整、重金属除去、凝集剤添加部
４３ Ｈ／Ｃオーバーフロー
４４ Ｈ／Ｃアンダーフロー
４５ 排水用Ｈ／Ｃオーバーフロー
４６ 排水用Ｈ／Ｃアンダーフロー
４７ 排水用Ｈ／Ｃ供給部 ４９ 石膏
５０ 排水 ５１ 固形物
５２ ベルトフィルタ部排出液
５３ 凝集剤添加装置 ５４ 固液分離装置
５５ 重金属除去剤添加装置
５６ 再循環水用ベルトフィルタ
５７ ろ液回収部 ５８ Ｈｇ含有固形物
５９ 固液分離装置出口排液
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラを含む燃焼装置からの排ガスの流路に石灰石を含む吸収液を噴霧するスプレノズルを設けた硫黄酸化物の吸収部及び該吸収部下部に設けた吸収液溜め部と該吸収液溜め部内に設けた酸化用ガス供給部とを備えた排煙脱硫装置及び前記脱硫装置の吸収液溜め部の吸収液抜き出し部の下流に配置した吸収液の第一固液分離装置及び該第一固液分離装置での吸収液の固液分離後の液を前記脱硫装置の補給水として前記吸収液溜め部に再循環させる構成を備えた排水処理システムにおいて、
前記吸収液の第一固液分離装置で分離された液と該第一固液分離装置のオーバーフロー側の液を回収する循環水タンクを設け、該循環水タンクから前記脱硫装置の吸収液溜め部に再循環水を再循環させる再循環ラインを設け、前記再循環ラインに凝集剤添加装置と再循環水の第二固液分離装置を設けることを特徴とする排ガス処理システム。
【請求項２】
前記吸収液の第一固液分離装置は、オーバーフロー側の液の重量累積５０％径を１〜２０μｍとなるようなハイドロサイクロンから構成したことを特徴とする請求項１記載の排ガス処理システム。
【請求項３】
排煙脱硫装置の前記吸収液抜き出し部と前記凝集剤添加装置の間の流路に重金属除去剤を供給する重金属除去剤添加装置を設けたことを特徴とする請求項１に記載の排ガス処理システム。
【請求項４】
排煙脱硫装置内でボイラを含む燃焼装置からの排ガスの流路に石灰石を含む吸収液を用いて前記排ガス中の硫黄酸化物を吸収させ、硫黄酸化物を吸収した吸収液に酸化用ガスを供給して石膏を生成させ、脱硫装置内から抜き出した石膏を含む吸収液を固液分離処理し、固液分離後の液を前記脱硫装置の補給水として脱硫装置に再循環させる排水処理方法において、
前記石膏を含む吸収液の固液分離処理後の液と前記固液分離処理時のオーバーフロー側の液を循環水として回収し、該回収した循環水に凝集剤を添加した後に再度固液分離して、前記固液分離後の液を再循環水として前記脱硫装置に再循環させることを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項５】
前記循環水中の固体粒子の重量累積５０％径を１〜２０μｍとすることを特徴とする請求項４記載の排ガス処理方法。
【請求項６】
前記脱硫装置内から抜き出した石膏を含む吸収液に凝集剤を添加する前に重金属除去剤を供給することを特徴とする請求項４に記載の排ガス処理方法。
【請求項１】
ボイラを含む燃焼装置からの排ガスの流路に石灰石を含む吸収液を噴霧するスプレノズルを設けた硫黄酸化物の吸収部及び該吸収部下部に設けた吸収液溜め部と該吸収液溜め部内に設けた酸化用ガス供給部とを備えた排煙脱硫装置及び前記脱硫装置の吸収液溜め部の吸収液抜き出し部の下流に配置した吸収液の第一固液分離装置及び該第一固液分離装置での吸収液の固液分離後の液を前記脱硫装置の補給水として前記吸収液溜め部に再循環させる構成を備えた排水処理システムにおいて、
前記吸収液の第一固液分離装置で分離された液と該第一固液分離装置のオーバーフロー側の液を回収する循環水タンクを設け、該循環水タンクから前記脱硫装置の吸収液溜め部に再循環水を再循環させる再循環ラインを設け、前記再循環ラインに凝集剤添加装置と再循環水の第二固液分離装置を設けることを特徴とする排ガス処理システム。
【請求項２】
前記吸収液の第一固液分離装置は、オーバーフロー側の液の重量累積５０％径を１〜２０μｍとなるようなハイドロサイクロンから構成したことを特徴とする請求項１記載の排ガス処理システム。
【請求項３】
排煙脱硫装置の前記吸収液抜き出し部と前記凝集剤添加装置の間の流路に重金属除去剤を供給する重金属除去剤添加装置を設けたことを特徴とする請求項１に記載の排ガス処理システム。
【請求項４】
排煙脱硫装置内でボイラを含む燃焼装置からの排ガスの流路に石灰石を含む吸収液を用いて前記排ガス中の硫黄酸化物を吸収させ、硫黄酸化物を吸収した吸収液に酸化用ガスを供給して石膏を生成させ、脱硫装置内から抜き出した石膏を含む吸収液を固液分離処理し、固液分離後の液を前記脱硫装置の補給水として脱硫装置に再循環させる排水処理方法において、
前記石膏を含む吸収液の固液分離処理後の液と前記固液分離処理時のオーバーフロー側の液を循環水として回収し、該回収した循環水に凝集剤を添加した後に再度固液分離して、前記固液分離後の液を再循環水として前記脱硫装置に再循環させることを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項５】
前記循環水中の固体粒子の重量累積５０％径を１〜２０μｍとすることを特徴とする請求項４記載の排ガス処理方法。
【請求項６】
前記脱硫装置内から抜き出した石膏を含む吸収液に凝集剤を添加する前に重金属除去剤を供給することを特徴とする請求項４に記載の排ガス処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−８１８７６（Ｐ２０１３−８１８７６Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２１５３６（Ｐ２０１１−２２１５３６）
【出願日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【出願人】（０００００５４４１）バブコック日立株式会社 (683)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【出願人】（０００００５４４１）バブコック日立株式会社 (683)
【Ｆターム（参考）】
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