(57)【要約】      （修正有）【課題】アンモニアを使用することなく、高Ｓ油焚きボイラの排ガスを処理する方法を提供する。【解決手段】油焚きボイラ２から排出される油燃焼排ガスを脱硝処理し、該脱硝処理された排ガスを空気予熱器４に導入して熱回収し、該熱回収された排ガスを電気集塵機５に導入して当該排ガスに含まれるダストを捕集し、該ダストが捕集された排ガスを脱硫処理する排ガス処理方法において、電気集塵機５上流から熱回収された排ガスに、アルカリ性物質からなるＳＯ３除去剤を添加する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油焚きボイラから排出される油燃焼排ガスを脱硝処理し、該脱硝処理された排ガスを空気予熱器に導入して熱回収し、該熱回収された排ガスを電気集塵機に導入して当該排ガスに含まれる粉粒体を捕集し、該粉粒体が捕集された排ガスを脱硫処理する排ガス処理方法において、
前記電気集塵機上流から前記熱回収された排ガスに、アルカリ性物質からなるＳＯ３除去剤を添加することを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の排ガス処理方法において、
前記電気集塵機上流から前記熱回収された排ガスに、前記ＳＯ３除去剤に加えて、前記粉粒体の電気抵抗率を調整する調整剤を添加することを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項３】
請求項２に記載の排ガス処理方法において、
前記粉粒体の電気抵抗率が設定範囲内になるように、前記調整剤の量を調整することを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の排ガス処理方法において、
前記粉粒体の電気抵抗率が設定範囲内になるように、前記電気集塵機上流の前記熱回収された排ガスの温度を調整することを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか１項に記載の排ガス処理方法において、
前記粉粒体の電気抵抗率が設定範囲内になるように、前記ＳＯ３除去剤と前記調整剤の比率を調整することを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項６】
請求項２乃至５のいずれか１項に記載の排ガス処理方法において、
前記粉粒体の電気抵抗率の設定範囲が１０４〜１０１０Ωｃｍであることを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項７】
請求項２乃至６のいずれか１項に記載の排ガス処理方法において、
前記ＳＯ３除去剤のアルカリ性物質を水溶液で供給し、蒸発した該アルカリ性物質に前記調整剤を加えて前記排ガスに添加することを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項８】
請求項２乃至７のいずれか１項に記載の排ガス処理方法において、
前記調整剤は石炭灰であることを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項９】
請求項２乃至８のいずれか１項に記載の排ガス処理方法において、
前記調整剤には、ＳｉＯ２又はＡｌ２Ｏ３が含まれることを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項１０】
請求項２乃至９のいずれか１項に記載の排ガス処理方法において、
前記ＳＯ３除去剤及び前記調整剤の働きを有するセスキ炭酸ナトリウムを用いることを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の排ガス処理方法において、
前記ＳＯ３除去剤のアルカリ性物質の量は、当該排ガスに含まれるＳＯ３の量に対し、当量比１以上であることを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の排ガス処理方法において、
前記電気集塵機の上流及び下流において前記排ガスの粉粒体濃度を検出し、前記電気集塵機の集塵率を測定し、前記粉粒体濃度及び前記集塵率に基づいて前記ＳＯ３除去剤又は前記調整剤の添加量を制御することを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の排ガス処理方法において、
前記ＳＯ３除去剤のアルカリ性物質には、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩、重炭酸塩、亜硫酸塩、水酸化物の少なくとも１つが含まれることを特徴とする排ガス処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス処理方法に関し、特にイオウ分の含有率の高い高イオウ油燃料（以下、「高Ｓ油燃料」という）を燃料とする高イオウ油焚きボイラ（以下、「高Ｓ油焚きボイラ」という）等の排ガスに含まれるＳＯ３（三酸化硫黄）の除去に関する。
【背景技術】
【０００２】
油焚きボイラの排ガスに含まれる煤塵は、電気集塵機により捕集される。しかし、煤塵に含まれる水分やＳＯ３の割合が高いため、排ガスの酸露点が高くなり、機器腐食や灰詰まりが発生し、酸性の強いスマットが生成されるという問題があった。さらに、煤塵に多く含まれるカーボンダストは、非常に微細な粒子であり、電気抵抗率が低いため、電気集塵機の電極板に捕集されても再飛散しやすく、集塵効率が低下するという問題もあった。
【０００３】
そこで、図９に示すように、電気集塵機の上流側にアンモニア（ＮＨ３）供給装置９を設け、アンモニアガスを注入してＳＯ３を中和することにより、機器腐食や灰詰まりの問題に対応していた。ＳＯ３ガスは、空気予熱器４の出口で排ガス中の水分と反応して硫酸（Ｈ２ＳＯ４）のガス又はミストとなっており、ここにアンモニアガスを注入することにより、硫安［（ＮＨ４）２ＳＯ４］の固体が生成され、これが電気集塵機により捕集除去される。
【０００４】
アンモニア注入量は、油焚きボイラでのＳＯ３の生成量に応じた量とすることが望ましいが、排ガス中のＳＯ３濃度は、定期的に手分析等により測定する必要があった。そこで、特許文献１では、試運転時等の排ガス中のＳＯ３濃度の測定結果に基づき、燃料消費量に比例したアンモニア量を注入することが記載されている。また、燃料中のＳ分を定期的に確認し、その変化に応じて、注入比率を変更することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１９１９３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、油焚きボイラでは、運転コストの低減のために低品質な高Ｓ油燃料、例えばオイルコークスや残渣油と呼ばれる超重質油（燃料中のＳ分が約３％以上）が使用される頻度が増えている。
【０００７】
高Ｓ油焚きボイラの場合、ＳＯ３の生成量の変化は不安定であり、燃料消費量と必ずしも一致しない。その結果、従来のように、電気集塵機の上流で排ガス中にアンモニアガスを注入すると、注入量が過不足するという問題が生じる。アンモニア注入量が不足した場合、未反応のＳＯ３によって、前述したように機器腐食や灰詰まりが生じやすくなる。さらに、生成した硫安が分解して酸性硫安（ＮＨ４ＳＯ４）が生成される。酸性硫安は、融点が約１４７℃と低く、電気集塵機内のガス温度領域で溶解するため、電気集塵機の電極汚染や、ホッパでの灰詰まりの原因となる。この問題を回避するためには、アンモニアを過剰に注入すればよいが、アンモニアの過剰注入は経済的でないとともに、電気集塵機から未反応のアンモニアが多量に排出され、新たな公害の原因となる。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、アンモニアを使用することなく、高Ｓ油焚きボイラの排ガスを処理することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の排ガス処理方法は、油焚きボイラから排出される油燃焼排ガスを脱硝処理し、該脱硝処理された排ガスを空気予熱器に導入して熱回収し、該熱回収された排ガスを電気集塵機に導入して当該排ガスに含まれる粉粒体を捕集し、該粉粒体が捕集された排ガスを脱硫処理する排ガス処理方法において、電気集塵機上流から熱回収された排ガスに、アルカリ性物質からなるＳＯ３除去剤を添加することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、アルカリ性物質からなるＳＯ３除去剤を用いるから、未反応のアンモニアが発生することはない。アルカリ性物質としては、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩、重炭酸塩、亜硫酸塩、水酸化物を用いることができ、例えば、Ｎａ２ＣＯ３、ＮａＨＣＯ３、ＮａＨＳＯ３、Ｎａ２ＳＯ３、ＮａＯＨ、ＣａＣＯ３、Ｃａ（ＯＨ）２等が使用できる。また、これらの混合物や、これらを含む鉱物等も使用できる。これらのアルカリ性物質の作用は、ＳＯ３ガス、又は硫酸ガス、ミストと中和反応して硫酸塩を生成して粒子として固定化することである。硫酸塩は、粉粒体とともに集塵機で捕集される。また、未反応のアルカリ性物質も粉粒体とともに捕集されるので、下流の機器に影響を与えることがない。
【００１１】
また、排ガスの粉粒体に多く含まれるカーボンダストは、非常に微細な粒子であり、電気抵抗率が低いため、電気集塵機の電極板に捕集されても再飛散しやすい。そこで、電気抵抗率を調整する調整剤を添加することによって、ダストの電気抵抗率を高くして、集塵機の集塵効率を高めることができる。調整剤としては、例えば、石炭燃焼ボイラから排出される石炭灰を用いることができる。さらに、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３や、それを主成分とした無機鉱物を用いることも可能である。これら調整剤の電気抵抗率は、カーボンダストに比べてかなり高く、その添加量はカーボンダスト濃度に比べて非常に少ないため、電気集塵機へのダスト負荷の影響は殆どなく、電気集塵機やファンの容量アップ等の改良は必要ない。さらに、調整剤はカーボンダストと比べて流動性が高いので、その添加により粉粒体の流動性が確保され、ＳＯ３とアルカリ性物質の中和生成物である硫酸塩による流動性の低下を防止できる。なお、粉粒体には、排ガス中の煤塵、排ガスに添加されたＳＯ３除去剤、ＳＯ３除去剤の化合物、排ガスに添加された調整剤が含まれ、以下、ダストという。
【００１２】
この場合において、ダストの電気抵抗率が設定範囲内になるように、調整剤の量を調整することが望ましい。調整剤として用いられる石炭灰は、電気抵抗が５×１０１０［Ωｃｍ］以上で高いものが多い。（電気抵抗率をρで表すと、ρ＝ＲＡ／Ｌ［Ωｍ］の関係がある。Ｒは電気抵抗［Ω］、Ａは導体の断面積［ｍ２］、Ｌは導体の長さ［ｍ］であり、電気抵抗率はその物質の寸法に依らない電気抵抗の指数を示す単位である。）よって、添加する調整剤が多くなり、ダストの電気抵抗率が高くなり過ぎると、集塵機の電極板上の石炭灰層を流れる電流により大きな電圧降下が生じ、石炭灰層内での絶縁破壊が起きる。このため、石炭灰層内よりストリーマ放電が伸張し、火花放電が集塵機内で頻発する。その結果、集塵機の荷電が不安定となり、放電電流が減少して集塵効率が低下する。さらに、ダストの電気抵抗率が１０１２［Ωｃｍ］以上の領域では、集塵極表面のダスト層が広範囲に電離して発光する。ダスト層が放電状態になり、多量のイオンが集塵空間に向かって放出されるため、電流が急激に増加し、同時に電圧が降下する。集塵空間の帯電したダストは、集塵極から逆極性のイオンが供給されるため、電気的に中和して電荷を失い、集塵効率が低下する。この現象は、逆コロナと呼ばれている。そこで、ダストの電気抵抗率が設定範囲内になるように調整剤の量を調整することでこのような現象を抑えて、集塵効率を高めることができる。
【００１３】
また、ダストの電気抵抗率が設定範囲内になるように、電気集塵機上流の熱回収された排ガスの温度を調整することが望ましい。ダストの電気抵抗率は、その温度に依存する。よって、排ガスの温度を調整することで、電気抵抗率を調整することができる。特に、過剰に調整剤が添加されたり、ボイラ側の負荷変動によりカーボンダスト濃度が変化した場合に、電気抵抗率が一時的に適正範囲を超えることを防ぐことができる。また、排ガス温度を調整して電気集塵機内の温度を低温側（９０〜１００℃）に少しシフトさせれば、ＳＯ３ガスをほぼミスト化できるため、ＳＯ３除去剤中のアルカリ性物質による中和効果が上がる。
【００１４】
また、粉粒体の電気抵抗率が設定範囲内になるように、ＳＯ３除去剤と調整剤の比率を調整することが望ましい。これにより、ＳＯ３濃度に応じてＳＯ３除去剤、集塵率に応じて調整剤のそれぞれの添加量を制御するのが容易となる。
【００１５】
また、粉粒体の電気抵抗率の設定範囲が１０４〜１０１０［Ωｃｍ］であることが望ましい。前述したように、粉粒体の電気抵抗率は、高すぎても低すぎても集塵効率が下がる。そこで、電気抵抗率を１０４〜１０１０［Ωｃｍ］の範囲にしておくことで、集塵効率を維持できる。
【００１６】
また、アルカリ性物質を水溶液で供給し、蒸発した該アルカリ性物質に調整剤を加えて排ガスに添加することもできる。すなわち、蒸発したアルカリ性物質に調整剤を添加した方が調整剤の凝縮が生じにくく、また、アルカリ性物質の粒径が微細化され、ＳＯ３との反応性が高まる。排ガス中に含まれるカーボンダストは、水溶液噴霧により凝縮すると考えられるが、集塵効率は向上する。
【００１７】
また、ＳＯ３除去剤に含まれるアルカリ性物質の量は、当該排ガスに含まれるＳＯ３の量に対し、当量比１以上であることが望ましい。これにより、ＳＯ３はほぼ中和可能となる。例えば、ＳＯ３＝１０［ｐｐｍ］の場合、アルカリ性物質は５０［ｍｇ／ｍ３Ｎ］程度であり、同時に添加する調整剤を加えても一般的なボイラにおけるダスト負荷の２０〜１００分の１程度で抑えられる。なお、前述したように、未反応のアルカリ性物質が残ったとしても、調整剤とともにダストとして捕集される。
【００１８】
また、本発明において、電気集塵機の上流及び下流において排ガスのダスト濃度を検出し、電気集塵機の集塵率を測定し、ダスト濃度及び集塵率に基づいてＳＯ３除去剤の添加量を制御する構成とすることもできる。これにより、従来のように、燃料のＳ濃度と、燃焼量と排ガス中のＳＯ３濃度の関係を事前に求めておいて、Ｓ濃度、燃料消費量に応じて、ＳＯ３除去剤又は調整剤の添加量を制御することができる。
【００１９】
また、ＳＯ３除去剤及び調整剤双方の働きを有するセスキ炭酸ナトリウムを用いることができる。セスキ炭酸ナトリウムは、そのまま粉砕して使用することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、アンモニアを使用することなく、高Ｓ油焚きボイラの排ガスを処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例１の排ガス処理システムの構成を示した図である。
【図２】ＳＯ３濃度に対するＣａ（ＯＨ）２の添加量を試験した結果を示す図である。
【図３】ダストの電気抵抗率と電気集塵機における集塵率η、荷電圧Ｖ、電流値ｍＡの一般的な関係を示す図である。
【図４】灰の混合比と電気抵抗率の関係を示した図である。
【図５】２種類の石炭灰の電気抵抗率と温度の関係を示した図である。
【図６】本発明の実施例２の排ガス処理システムの構成を示した図である。
【図７】本発明の実施例３，４の排ガス処理システムの構成を示した図である。
【図８】温度の異なる石炭灰の電気抵抗率と温度の関係を示した図である。
【図９】従来法によるシステム構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２２】
以下、本発明の排ガス処理方法を適用した排ガス処理システムについて、図面を参照して説明する。図１に示すように、本実施例の排ガス処理システムは、高Ｓ油燃料１を燃焼する油焚きボイラ２から排出される油燃焼排ガスを、脱硝装置３で窒素酸化物を還元除去して脱硝処理を行い、該脱硝処理された排ガスを空気予熱器４に導入して熱回収し、該熱回収された排ガスを電気集塵機５に導入して当該排ガスに含まれるダストを捕集し、該ダストが捕集された排ガスをファン６で脱硫装置７に導入して排ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）を除去する脱硫処理を行った後、煙突８から排出するように構成されている。空気予熱器４出口の排ガス温度は一般的に１５０〜１７０℃の範囲にある。
【００２３】
ここで、本実施例の特徴について説明する。本実施例の特徴は、電気集塵機５上流から熱回収された排ガスに、アルカリ性物質からなるＳＯ３除去剤とダストの電気抵抗率を調整する調整剤とを添加することである。
【００２４】
ＳＯ３除去剤及び調整剤は、添加剤供給装置１０内に粉体で充填されている。添加剤供給装置１０は、搬送ガス供給装置１１と搬送ガスライン１２で接続されており、さらに、添加剤供給装置１０は搬送ライン１３にて、空気予熱器４と電気集塵機５の間の煙道に接続されている。ＳＯ３除去剤は調整剤と混合して供給する。なお、本実施例では、ＳＯ３除去剤としてＣａ（ＯＨ）２を、調整剤として石炭灰を用いる。
【００２５】
ここで、ＳＯ３濃度に対するＣａ（ＯＨ）２の添加量を試験した結果を図２に示す。図２からわかるように、電気集塵機５の入口温度１６０［℃］の条件で、Ｃａ（ＯＨ）２量に対して当量比１まではＳＯ３除去率は増加傾向であるが、当量比１以上では一定値となる。本実施例では、余裕を見てＳＯ３濃度に対する当量比が２となるようにＣａ（ＯＨ）２を添加する。
【００２６】
一方、調整剤は、排ガス中のカーボンダスト濃度に応じて、ダストの電気抵抗率が適正範囲となるような添加量を選ぶ。図３（プラズマ・核融合学会誌  第７４巻第２号  電気集塵  三坂俊明）に、ダストの電気抵抗率と電気集塵機５における集塵率（図３中のη）、荷電圧Ｖ、電流値ｍＡの一般的な関係を示す。一般的に、カーボンダストは電気抵抗率が低過ぎ（１０３〜１０４Ωｃｍ）、石炭灰は高過ぎる（５×１０１０Ωｃｍ）傾向にあり、それぞれ集塵率が低下する領域にある。図３から分かるように、適正な電気抵抗率は１０４〜１０１０［Ωｃｍ］である。
【００２７】
ここで、一般的な石炭燃焼ボイラにおいては、電気集塵機の集塵効率を高める方法として、以下のような対応をしている。
１）電気集塵機温度を高温側（３００〜３７０℃）、または、低温側（９０℃）にして、ダストの電気抵抗率を１０１０［Ωｃｍ］以下に下げる。
２）電気集塵機は連続荷電であるが、これを間欠荷電、パルス荷電などに変更し、逆コロナ現象を抑えて集塵効率を高める。
３）ダスト層の厚さを逆コロナが発生する限界厚さ以下に薄く保つことで、逆コロナ現象を抑えつつ、集塵効率を高める。
【００２８】
１）の電気集塵機温度を高温側にする方法（高温集塵）は、経時的な集塵効率の低下、処理ガス量の増大、熱損失の増加などの問題があり、あまり使用されなくなっている。低温集塵はコストの問題はあるが、ダストの電気抵抗率が適正値に低下し、ダスト除去は十分行われる。
【００２９】
２）の間欠荷電は、パルス荷電方式よりも集塵効率が劣るという問題がある。また、パルス荷電方式は、電源装置のコストアップの問題がある。３）のダスト層除去方式は、電気集塵機装置そのものの変更が必要となる。電気集塵機は装置規模が大きいため、既設対応の場合は膨大なコストが掛かる。
【００３０】
以上のように、石炭灰のような高電気抵抗率となるものを過剰に添加した場合には問題が発生するため、石炭灰を調整剤として用いる場合には、適正な添加量を選択する必要がある。
【００３１】
そこで、本実施例では、電気集塵機５の通常運転温度（１５０〜１７０℃）において、適正な電気抵抗率の範囲となるように、調整剤の添加量を調整することにより、その運転温度における電気集塵機の集塵効率を最大にしてダストの集塵効率を向上させる。
【００３２】
本実施例では、電気集塵機５の入口排ガス中のカーボンダスト濃度をＪＩＳ法Ｚ８８０８に準じて求めた後、ろ紙に付着したダストをサンプリングし、石炭火力発電所の電気集塵機回収灰（石炭灰）を定量加えて、その電気抵抗率を測定した。そのときの相関図を図４に示す。なお、図４中の適正範囲Ａは、調整剤として石炭灰Ａを使用した場合の望ましい範囲であり、適正範囲Ｂは、調整剤として石炭灰Ｂを使用した場合の望ましい範囲である。
【００３３】
本実施例では、１０８［Ωｃｍ］まで電気抵抗率を高める比率（図４中の点１４）まで石炭灰を添加する。なお、規定値一杯に添加すると、ボイラ負荷の変化により電気抵抗率が適正範囲以上となるため、添加量の上限を少し下回る量とする。この比率は、カーボンダスト、石炭灰の特性（石炭灰Ａ、石炭灰Ｂ）、及び使用温度に影響されるためこの条件に限定されない。上記比率となるように石炭灰の必要量を求め、前述したＳＯ３除去剤の必要量と石炭灰必要量の比率で混合したものを添加剤供給装置１０にセットして添加した。本実施例での電気集塵機５前後におけるＳＯ３除去率は、９２［％］であった。
【００３４】
以上説明したように本実施例によれば、アルカリ性物質からなるＳＯ３除去剤を用いるから、未反応のアンモニアが発生することはない。アルカリ性物質としては、他に、Ｎａ２ＣＯ３、ＮａＨＣＯ３、ＮａＨＳＯ３、Ｎａ２ＳＯ３、ＮａＯＨ、ＣａＣＯ３等が使用できる。また、これらの混合物や、これらを含む鉱物等も使用できる。硫酸塩は、ダストとともに電気集塵機５で捕集される。また、未反応のアルカリ性物質も粉粒体とともに捕集されるので、下流の機器に影響を与えることがない。
【００３５】
また、電気抵抗率を調整する調整剤を添加することによって、ダストの電気抵抗率を高くして、電気集塵機５の集塵効率を高めることができる。これら調整剤の電気抵抗率は、カーボンダストに比べてかなり高く、その添加量はカーボンダスト濃度に比べて非常に少ないため、電気集塵機５へのダスト負荷の影響は殆どなく、電気集塵機５やファン６の容量アップ等の改良は必要ない。さらに、調整剤はカーボンダストと比べて流動性が高いので、その添加によりダストの流動性が確保され、ＳＯ３とアルカリ性物質の中和生成物である硫酸塩による流動性の低下を防止できる。
【００３６】
また、ダストの電気抵抗率が設定範囲内（１０４〜１０１０［Ωｃｍ］）になるように調整剤の量を調整するので逆コロナ現象等を抑えて、集塵効率を高めることができる。また、ＳＯ３除去剤に含まれるアルカリ性物質の量は、当該排ガスに含まれるＳＯ３の量に対し、当量比２としたのでＳＯ３はほぼ中和できる。なお、未反応のアルカリ性物質が残ったとしても、調整剤とともにダストとして捕集される。
【００３７】
また、調整剤として石炭焚きボイラから回収される石炭灰を使用することができ、これは安価に入手することが可能であり、コストアップ要因にならない。
【００３８】
以上、本実施例について説明したが、本発明は、これらに限らず適宜構成を変更して適用することができる。例えば、電気抵抗率が適正かどうかの判断には、電気集塵機５の荷電（図３中の荷電圧Ｖ、電流ｍＡ）が安定かどうか、または、集塵効率ηが安定しているかどうかで判断することができるため、電気集塵機５の上流下流のダスト濃度を測定する手段を備えると、オンラインで監視することが可能になる。
【００３９】
また、図５に示すように、石炭灰の電気抵抗率は温度に対し変化する。石炭の種類にも影響するが、IIに示す電気集塵機５の通常運転温度近傍（１５０℃）では、その電気抵抗率が１０１２［Ωｃｍ］以上と高くても、処理温度をIに示す低温側（９０〜１００℃）、又はIIIに示す高温側（３７０℃）にすれば電気抵抗率は低下する。特に電気集塵機温度を低温側（９０〜１００℃）に少しシフトさせれば、ＳＯ3ガスをほぼミスト化できるため、ＳＯ3除去剤中のアルカリ性物質による中和効果が上がる。また、過剰に調整剤が添加されたり、火炉側の負荷変動によりカーボンダスト濃度が変化したような場合に、電気抵抗率が一時的に適正範囲を超えることを防ぐことが可能となる。無論、従来のように、燃料中のＳ濃度、燃焼量と排ガス中のＳＯ3濃度の関係を事前に求めておいて、Ｓ濃度、燃料消費量に応じて、ＳＯ3除去剤又は調整剤の添加量を制御することも可能である。
【実施例２】
【００４０】
次に、図６を参照して実施例２を説明する。本実施例では、搬送ガス供給装置１１から、搬送ガスライン１２がＥＰ灰搬送ライン１５に接続されており、電気集塵機５で捕集されるＥＰ灰の一部を、添加剤供給装置１０内に搬送し、装置内で混合した後、搬送ライン１３経由で電気集塵機５上流の煙道内に供給するようにしたものである。また、本実施例では、ＳＯ３除去剤と調整剤の両方の性質を持つセスキ炭酸ナトリウム（商品名Ｔｒｏｎａ）を粉末状で用いる。本実施例でのＳＯ３除去率は、９２％であった。
【００４１】
本実施例では、電気集塵機５内の温度の高い灰を循環使用するため、未反応のＳＯ３除去剤を再利用できて、使用量の節約ができる。ただし、排ガス中の水分濃度が高い場合は、添加剤供給装置１０内で結露し、アルカリ成分などが吸湿する可能性があるため、ＥＰ灰搬送ライン１５を添加剤供給装置１０に直接接続せず、搬送ライン１３の途中で接続してもよいし、吸湿しないように搬送ライン１３、ＥＰ灰搬送ライン１５を保温することでも対応できる。
【００４２】
さらに、電気集塵機５前後にダスト濃度測定装置１６，１７を設け、コントローラ１８にて集塵率を演算し、その値を元に添加剤供給装置１０を制御してＳＯ３除去剤の添加量を増減させる。そうすることで、電気抵抗率を適正範囲内に制御することができる。なお、ダスト濃度測定装置１６（電気集塵機５の入口側）は、ＳＯ３除去剤と調整剤の供給位置よりも下流側とするのが望ましい。
【実施例３】
【００４３】
次に、図７を参照して実施例３を説明する。本実施例では、添加剤供給装置１０では調整剤のみ供給し、その上流で噴霧器１９によりＳＯ３除去剤のアルカリ溶液２０を供給する。噴霧器１９の構成としては、アルカリ溶液２０と搬送ガス２１を噴霧器１９内で予混合してもよいし、噴霧器１９のノズル出口で後混合する方式でもよい。アルカリ溶液２０は水溶性のものが望ましいが、不溶性物質の場合も、適切なノズルを選択することで噴霧させることができる。一流体ノズルを用いることも可能であるが、ノズルが詰まる可能性もあるため、水洗できるような別ラインを設けるか、二流体ノズルにする方がより望ましい。
【００４４】
本実施例では、ＳＯ３と反応するアルカリ成分だけ水溶液で噴霧させて供給することで、アルカリを微粒化させて反応性を高めることができ、また、吸湿性の高いアルカリ性化合物を用いた場合に、ＳＯ３除去剤が吸湿により添加剤供給装置１０内で固化するのを防ぐことができる。本実施例では、５ｗｔ％のＮａ２ＣＯ３溶液をＳＯ３濃度に対して当量比２となるように添加した。図４が添加量とＳＯ３除去率の関係を求めた結果である。特に、当量比１でも９５［％］以上の除去性能が得られたものの、これも余裕を見て当量比２とした。その蒸発に必要な時間は０．１秒であったため、余裕を見て電気集塵機５入口から滞留時間２秒に当たる上流煙道から該Ｎａ２ＣＯ３溶液を投入し、該溶液投入位置から滞留時間１秒に相当する下流部に調整剤（石炭灰）を投入した。蒸発に必要な滞留時間はガス温度などの条件で変わるため、この値に限定されない。こうすることで、アルカリ溶液２０により調整剤が湿って詰まりが生じることを防止できる。
【００４５】
また、実施例２と同様に、電気集塵機５の出入口にダスト濃度測定装置１６，１７を設置し、コントローラ１８により、集塵率に応じて添加剤供給装置１０を制御する。電気抵抗率を制御するのは主に調整剤の方であるため、これにより調整剤の添加量のみを適正値に制御することが可能となり、より確実に集塵効率を高くできる。さらに、図７に示すように、火炉負荷側に、燃料燃焼量を検知するコントローラ１８を設け、ＳＯ３濃度を比例計算で割り出し、アルカリ溶液２０の供給量を制御することもできる。本実施例では常に当量比２となる量を添加する制御を行う。本実施例でのＳＯ３除去率は、９５％であった。
【実施例４】
【００４６】
次に、図７，８を参照して実施例４を説明する。本実施例は、図７の実施例３と同じ構成であるが、石炭灰の代わりにＮａＯＨをＳＯ３除去剤として、ＳｉＯ２を調整剤として用いる。図８は、温度の異なる石炭灰の混合比と電気抵抗率の関係を示した図である。なお、図８中の適正範囲（１５０℃）は、調整剤として１５０℃の石炭灰を使用した場合の望ましい範囲であり、適正範囲（１００℃）は、調整剤として１００℃の石炭灰を使用した場合の望ましい範囲である。
【００４７】
本実施例では、ＮａＯＨは水溶液として当量比２、ＳｉＯ２はカーボンダストに対して、その混合物の電気抵抗率が温度１５０℃において、１０１０［Ωｃｍ］となるように添加する（図８の点２３に相当）。しかし、この条件では、火炉負荷変化によるカーボンダスト量の変化により、電気抵抗率が１０１０［Ωｃｍ］を超える状況になるときもあるため、空気予熱器４により電気集塵機５入口の排ガス温度をさらに１００℃まで低減させ、電気抵抗率を１０８［Ωｃｍ］まで低下させる（図８の点２４に相当する）。本実施例でのＳＯ３除去率は、９６％であった。
【００４８】
以上、説明した実施例１乃至４について、それぞれのＳＯ３除去率を表１に示す。なお、表１に示す比較例１は、実施例４において、ＳｉＯ２をカーボンダストに対して、その混合物の電気抵抗率が温度１５０℃で１０１１［Ωｃｍ］となるように添加したものである。ＳＯ３除去剤は、ＮａＯＨを同量添加した。また、比較例２は、従来法としてアンモニアを電気集塵機５（温度１５０℃）上流から添加したものである。
【００４９】
【表１】
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【００５０】
実施例１，２は、ＳＯ３除去剤を粉体で供給しているため、調整剤量を集塵率で制御しても除去率は９０％程度で推移したが、アルカリ性物質を水溶液で添加した実施例３，４では９５％以上の除去率が得られ、アルカリ性物質粒子の微小化による効果とともに、火炉負荷によるアルカリ性物質の添加量制御の効果による除去率の向上が見られた。
【符号の説明】
【００５１】
２  油焚きボイラ
３  脱硝装置
４  空気予熱器
５  電気集塵機
６  ファン
７  脱硫装置
９  アンモニア供給装置
１０  添加剤供給装置
１２  搬送ガスライン
１３  搬送ライン
１５  ＥＰ灰搬送ライン
１６  ダスト濃度測定装置
１７  ダスト濃度測定装置
１８  コントローラ
１９  噴霧器
２０  アルカリ溶液
２１  搬送ガス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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