(57)【要約】【課題】原炭の粉砕時に発生する気化水銀を除去することができる水銀除去システム等を提供する。【解決手段】原炭を粉砕し乾燥して微粉炭とする微粉炭機１２２と、微粉炭機１２２から排出された微粉炭を集塵して、微粉炭と乾燥ガスとに分離する微粉炭集塵機１２３と、微粉炭集塵機１２３により分離された微粉炭をガス化させるガス化炉１１３と、を有するガス化システムに設けられる水銀除去システム１であって、乾燥ガス中に含まれる水銀を除去する水銀除去粉末を、微粉炭の流通方向において、微粉炭集塵機１２３の上流側に供給する除去材供給装置１１を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化水素系原料を粉砕して粉体原料とする粉砕機と、前記粉砕機に供給される乾燥ガスとともに前記粉砕機から排出される前記粉体原料を集塵して、前記粉体原料と前記炭化水素系原料の粉砕時に排出される乾燥排ガスとに分離する粉体集塵機と、前記粉体集塵機により分離された前記粉体原料をガス化させるガス化炉と、を有するガス化システムに設けられる水銀除去システムであって、
前記乾燥排ガス中に含まれる水銀を除去する水銀除去材を、前記粉体原料の流通方向において、前記粉体集塵機の上流側に供給する除去材供給装置を備えることを特徴とする水銀除去システム。
【請求項２】
前記ガス化システムは、前記粉砕機から前記粉体集塵機へ前記粉体原料及び前記乾燥排ガスを流通させる粉体原料供給ラインをさらに有し、
前記除去材供給装置は、
前記水銀除去材を貯蔵する貯蔵タンクと、
前記貯蔵タンクと前記粉体原料供給ラインとを接続し、前記貯蔵タンクから前記粉体原料供給ラインへ向かって前記水銀除去材が流通する水銀除去材供給ラインと、を有することを特徴とする請求項１に記載の水銀除去システム。
【請求項３】
前記ガス化システムは、前記粉砕機に接続され、前記粉体原料を乾燥させるための乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給ラインをさらに有し、
前記除去材供給装置は、
前記水銀除去材を貯蔵する貯蔵タンクと、
前記貯蔵タンクと前記乾燥ガス供給ラインとを接続し、前記貯蔵タンクから前記乾燥ガス供給ラインへ向かって前記水銀除去材が流通する水銀除去材供給ラインと、を有することを特徴とする請求項１に記載の水銀除去システム。
【請求項４】
前記ガス化システムは、前記炭化水素系原料を貯蔵する原料タンクと、前記原料タンクから前記粉砕機へ前記炭化水素系原料を流通させる原料供給ラインと、をさらに有し、
前記除去材供給装置は、
前記水銀除去材を貯蔵する貯蔵タンクと、
前記貯蔵タンクと前記原料供給ラインとを接続し、前記貯蔵タンクから前記原料供給ラインへ向かって前記水銀除去材が流通する水銀除去材供給ラインと、を有することを特徴とする請求項１に記載の水銀除去システム。
【請求項５】
前記除去材供給装置は、
前記水銀除去材を貯蔵する貯蔵タンクと、
前記貯蔵タンクと前記粉砕機とを接続し、前記貯蔵タンクから前記粉砕機へ向かって前記水銀除去材が流通する水銀除去材供給ラインと、を有することを特徴とする請求項１に記載の水銀除去システム。
【請求項６】
前記ガス化システムは、ガス化ガスの生成過程で発生する前記粉体原料の未反応分となるチャーを回収するチャー回収装置をさらに有し、
前記除去材供給装置は、
前記チャー回収装置と前記貯蔵タンクとを接続し、前記チャー回収装置から前記貯蔵タンクへ向かって前記チャーが流通するチャー供給ラインと、を有することを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の水銀除去システム。
【請求項７】
前記除去材供給装置は、
前記粉砕機から前記粉体集塵機へ前記粉体原料及び前記乾燥排ガスを流通させる粉体原料供給ラインに設けられ、前記粉体原料と前記乾燥排ガスとを分離する固気分離器と、
前記粉砕機と前記固気分離器との間の前記粉体原料供給ラインに設けられ、前記粉体原料供給ライン内に前記水銀除去材を供給する第１供給ノズルと、
前記固気分離器と前記粉体集塵機との間の前記粉体原料供給ラインに設けられ、前記粉体原料供給ライン内に前記水銀除去材を供給する第２供給ノズルと、を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の水銀除去システム。
【請求項８】
前記除去材供給装置は、
前記粉砕機から前記粉体集塵機へ前記粉体原料及び前記乾燥排ガスを流通させる粉体原料供給ラインに設けられ、前記水銀除去材を供給するための複数の供給ノズルを有し、
前記複数の供給ノズルは、前記粉体原料供給ラインに前記水銀除去材を供給することで、前記粉体原料供給ラインの面積中心位置に前記水銀除去材を供給させる配置となっていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の水銀除去システム。
【請求項９】
前記粉体原料供給ラインは、円筒管で構成され、
前記粉体原料供給ラインの管軸方向に直交する面において、前記粉体原料供給ラインの所定の径方向における半径をＲとし、前記半径Ｒ上において前記粉体原料供給ラインの中心から前記所定の径方向に直交する前記各供給ノズルまでの距離をｒとすると、
前記各供給ノズルは、「０≦ｒ≦２／３Ｒ」となる範囲に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の水銀除去システム。
【請求項１０】
前記複数の供給ノズルは、前記粉体原料供給ラインの流通方向において、所定の間隔を空けて並べて配置されていることを特徴とする請求項８または９に記載の水銀除去システム。
【請求項１１】
前記粉体原料供給ラインは、少なくとも一つの屈曲部を有し、
前記各供給ノズルは、前記屈曲部の上流側に配置されていることを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項に記載の水銀除去システム。
【請求項１２】
前記粉体集塵機は、内部に集塵した前記粉体原料及び前記水銀除去材を貯留する貯留部を有するバグフィルタであり、
前記除去材供給装置は、前記バグフィルタの貯留部に、前記水銀除去材を混合した混合ガスを供給することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の水銀除去システム。
【請求項１３】
炭化水素系原料を粉砕して粉体原料とする粉砕機と、前記粉砕機に供給される乾燥ガスとともに前記粉砕機から排出される前記粉体原料を集塵して、前記粉体原料と前記炭化水素系原料の粉砕時に排出される乾燥排ガスとに分離する粉体集塵機と、前記粉体集塵機により分離された前記粉体原料をガス化させるガス化炉と、を有するガス化システムと、
前記ガス化システムに設けられる請求項１から１２のいずれか１項に記載の水銀除去システムと、
前記ガス化システムでガス化したガス化ガスを燃料として運転されるガスタービンと、
前記ガスタービンからの燃焼排ガスを導入する排熱回収ボイラで生成した蒸気により運転される蒸気タービンと、
前記ガスタービンおよび前記蒸気タービンと連結された発電機と、を備えることを特徴とするガス化複合発電設備。
【請求項１４】
炭化水素系原料を粉砕し、乾燥ガスにより乾燥して粉体原料とする時に放出される乾燥排ガス中の水銀を除去する水銀除去方法であって、
水銀を除去する水銀除去材を、前記乾燥排ガス中に混合させる除去材混合工程と、
前記乾燥排ガス中に混合した前記水銀除去材を、前記粉体原料と共に集塵する集塵工程と、を備えることを特徴とする水銀除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭等の炭化水素系原料を粉砕し、粉砕した粉体原料をガス化させるガス化システムに設けられる水銀除去システム、ガス化複合発電設備及び水銀除去方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガス状水銀を除去する除去剤が知られている（例えば、特許文献１参照）。この除去剤は、石炭等をガス化させたガス化ガス中に含まれるガス状水銀を除去したり、石炭等を燃焼させることにより発生する排ガス中に含まれるガス状水銀を除去したりする場合に用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４４２４６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、石炭をガス化してガス化ガスを生成する場合、石炭は、微粉炭機により粉砕されて微粉炭となり、この微粉炭が微粉炭集塵機で集塵され、集塵された微粉炭がガス化炉に供給されることで、ガス化炉でガス化ガスが生成される。ここで、微粉炭機には、石炭（微粉炭）を乾燥させるための乾燥ガスが供給される。このため、微粉炭機は、微粉炭と乾燥ガスとを混合した状態で排出する。この微粉炭及び乾燥ガスは、微粉炭集塵機において、微粉炭と乾燥ガスとに分離され、分離された乾燥ガスが乾燥排ガスとして微粉炭集塵機から排出される。ところで、微粉炭集塵機から排出される分離後の乾燥排ガスには、石炭中の水銀が気化した状態で含まれており、環境性能の向上を図るために、乾燥排ガス中から気化水銀を除去することが要求されている。
【０００５】
そこで、本発明は、乾燥排ガス中に含まれる炭化水素系原料から放出される気化水銀を除去することができる水銀除去システム、ガス化複合発電設備及び水銀除去方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の水銀除去システムは、炭化水素系原料を粉砕して粉体原料とする粉砕機と、前記粉砕機に供給される乾燥ガスとともに前記粉砕機から排出される前記粉体原料を集塵して、前記粉体原料と前記炭化水素系原料の粉砕時に排出される乾燥排ガスとに分離する粉体集塵機と、前記粉体集塵機により分離された前記粉体原料をガス化させるガス化炉と、を有するガス化システムに設けられる水銀除去システムであって、前記乾燥排ガス中に含まれる水銀を除去する水銀除去材を、前記粉体原料の流通方向において、前記粉体集塵機の上流側に供給する除去材供給装置を備えることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、粉体集塵機の上流側に、除去材供給装置によって水銀除去材を供給することができるため、炭素水素系原料の粉砕時に炭化水素系原料より放出される乾燥排ガスに含まれる気化水銀を、水銀除去材を用いて除去することができる。また、乾燥排ガスに供給された水銀除去材を、粉体集塵機で集塵し、水銀除去後の浄化ガスを粉体集塵機から排出することができる。なお、粉体集塵機で集塵された水銀を含む水銀除去材は、ガス化炉内の高温条件下で灰分及びガスとなる。水銀除去材中の灰分は石炭中の灰分とともに排出される。一方で、水銀除去材中の炭化水素はガス化され一酸化炭素や水素分等となり、水銀除去材に吸着した水銀は気化水銀となり生成ガスに混入しガス精製工程などで処理されたりする。これにより、粉体集塵機から浄化ガスを排出することができ、また、水銀除去装置により水銀を除去することができるため、環境性能の向上を図ることができる。このとき、粉体集塵機は、ガス化ガスを生成する場合に必要な機器となっていることから、粉体集塵機を利用して、水銀除去材の集塵を行うことができるため、システム構成を簡易なものにすることができる。なお、水銀除去材は、粉体であってもよいし、塊体であってもよい。また、水銀除去材としては、例えば、活性炭、塩化カルシウム等の塩化物、またはガス化ガスの生成時に発生する粉体原料の未反応分であるチャー等がある。また、炭化水素系原料としては、例えば、褐炭、亜瀝青炭、瀝青炭等の石炭、スラッジ等の廃棄物、コークス、ＶＲ（Vacuum Residue）等の石油残渣、またはバイオマス等がある。
【０００８】
また、前記ガス化システムは、前記粉砕機から前記粉体集塵機へ前記粉体原料及び前記乾燥排ガスを流通させる粉体原料供給ラインをさらに有し、前記除去材供給装置は、前記水銀除去材を貯蔵する貯蔵タンクと、前記貯蔵タンクと前記粉体原料供給ラインとを接続し、前記貯蔵タンクから前記粉体原料供給ラインへ向かって前記水銀除去材が流通する水銀除去材供給ラインと、を有することが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、水銀除去材を粉体原料供給ラインに供給することができるため、粉体原料供給ラインの内部を流通する粉体原料及び乾燥排ガスに、水銀除去材を混合させることができる。このため、粉体原料供給ラインを流通する乾燥排ガス中の気化水銀を、水銀除去材で除去することができる。なお、水銀除去材は、粉末状態となる水銀除去粉末として、粉体原料供給ラインに供給することが好ましい。
【００１０】
また、前記ガス化システムは、前記粉砕機に接続され、前記粉体原料を乾燥させるための乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給ラインを有し、前記除去材供給装置は、前記水銀除去材を貯蔵する貯蔵タンクと、前記貯蔵タンクと前記乾燥ガス供給ラインとを接続し、前記貯蔵タンクから前記乾燥ガス供給ラインへ向かって前記水銀除去材が流通する水銀除去材供給ラインと、を有することが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、水銀除去材を乾燥ガス供給ラインに供給することができるため、乾燥ガスと共に水銀除去材を粉砕機に供給することができる。このため、粉砕機で粉砕された粉体原料を乾燥させると共に、乾燥排ガスとなる乾燥ガスに、水銀除去材を混合させることができる。このため、粉砕機から粉体集塵機へ向かう乾燥排ガス中の気化水銀を、水銀除去材で除去することができる。また、水銀除去材を乾燥ガス供給ラインに供給できることから、粉砕機で粉砕された粉体原料と水銀除去材とを早期に混合させることができるため、乾燥排ガス中の水銀と、水銀除去材との接触時間を長くすることができ、水銀の除去効率を高めることができる。なお、水銀除去材は、粉末状態となる水銀除去粉末として、乾燥ガス供給ラインに供給することが好ましい。
【００１２】
また、前記ガス化システムは、前記炭化水素系原料を貯蔵する原料タンクと、前記原料タンクから前記粉砕機へ前記炭化水素系原料を流通させる原料供給ラインと、をさらに有し、前記除去材供給装置は、前記水銀除去材を貯蔵する貯蔵タンクと、前記貯蔵タンクと前記原料供給ラインとを接続し、前記貯蔵タンクから前記原料供給ラインへ向かって前記水銀除去材が流通する水銀除去材供給ラインと、を有することが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、水銀除去材を原料供給ラインに供給することができるため、炭化水素系原料と共に水銀除去材を粉砕機に供給することができる。このため、炭化水素系原料に水銀除去材を混合させた状態で、炭化水素系原料を粉砕することができるため、炭化水素系原料の粉砕時に気化水銀を含む乾燥排ガスに、水銀除去材を混合させることができる。このため、粉砕機から粉体集塵機へ向かう乾燥排ガス中の気化水銀を、水銀除去材で除去することができる。また、水銀除去材を原料供給ラインに供給できることから、粉砕機で粉砕された粉体原料と水銀除去材とを早期に混合させることができるため、乾燥排ガス中の水銀と、水銀除去材との接触時間を長くすることができ、水銀の除去効率を高めることができる。なお、水銀除去材は、粉砕機で粉砕可能であることから、塊体となる水銀除去材で原料供給ラインに供給してもよいし、粉末状態となる水銀除去粉末で原料供給ラインに供給してもよい。
【００１４】
また、前記除去材供給装置は、前記水銀除去材を貯蔵する貯蔵タンクと、前記貯蔵タンクと前記粉砕機とを接続し、前記貯蔵タンクから前記粉砕機へ向かって前記水銀除去材が流通する水銀除去材供給ラインと、を有することが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、水銀除去材を粉砕機に直接供給することができる。このため、粉砕される炭化水素系原料に水銀除去材を供給することができるため、炭化水素系原料の粉砕時に気化水銀を含む乾燥排ガスに、水銀除去材を混合させることができる。このため、粉砕機から粉体集塵機へ向かう乾燥排ガス中の気化水銀を、水銀除去材で除去することができる。また、水銀除去材を粉砕機に直接供給できることから、粉砕機で粉砕された粉体原料と水銀除去材とを早期に混合させることができるため、乾燥排ガス中の水銀と、水銀除去材との接触時間を長くすることができ、水銀の除去効率を高めることができる。なお、水銀除去材は、粉砕機で粉砕可能であることから、塊体となる水銀除去材で粉砕機に直接供給してもよいし、粉末状態となる水銀除去粉末で粉砕機に直接供給してもよい。
【００１６】
また、前記ガス化システムは、前記ガス化ガスの生成過程で発生する前記粉体原料の未反応分となるチャーを回収するチャー回収装置をさらに有し、前記除去材供給装置は、前記チャー回収装置と前記貯蔵タンクとを接続し、前記チャー回収装置から前記貯蔵タンクへ向かって前記チャーが流通するチャー供給ラインと、を有することが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、ガス化ガスの生成過程で発生するチャーを、水銀除去材として利用することができるため、専用の水銀除去材を用意する必要がなく、コストの低減を図ることができる。
【００１８】
また、前記除去材供給装置は、前記粉砕機から前記粉体集塵機へ前記粉体原料及び前記乾燥排ガスを流通させる粉体原料供給ラインに設けられ、前記粉体原料と前記乾燥排ガスとを分離する固気分離器と、前記粉砕機と前記固気分離器との間の前記粉体原料供給ラインに設けられ、前記粉体原料供給ライン内に前記水銀除去材を供給する第１供給ノズルと、前記固気分離器と前記粉体集塵機との間の前記粉体原料供給ラインに設けられ、前記粉体原料供給ライン内に前記水銀除去材を供給する第２供給ノズルと、を有することが好ましい。
【００１９】
この構成によれば、第１供給ノズルによって、粉砕機と固気分離器との間の粉体原料供給ラインの内部に、水銀除去材を供給することができる。また、固気分離器によって、粉砕機から排出された粉体原料、及び第１供給ノズルによって供給された水銀除去材を集塵することができる。さらに、第２供給ノズルによって、固気分離器と粉体集塵機との間の粉体原料供給ラインの内部に、水銀除去材を供給することができる。このため、固気分離器の上流側では、供給された水銀除去材が長い滞留時間で乾燥排ガスと接触することで、水銀を除去することができる。また、固気分離器の下流側では、粉体原料が分離されるとともに、微粒の水銀除去材は分離されずに乾燥排ガス中に残留するため第２供給ノズルより供給された水銀除去材とあわせて乾燥排ガスと接触することで、水銀を除去することができる。よって、固気分離器の上流側及び下流側において、水銀を除去することができるため、水銀の除去効率を高めることができる。
【００２０】
また、前記除去材供給装置は、前記粉砕機から前記粉体集塵機へ前記粉体原料及び前記乾燥排ガスを流通させる粉体原料供給ラインに設けられ、前記水銀除去材を供給するための複数の供給ノズルを、さらに有し、前記複数の供給ノズルは、前記粉体原料供給ラインに前記水銀除去材を供給することで、前記粉体原料供給ラインの面積中心位置に前記水銀除去材を供給させる配置となっていることが好ましい。
【００２１】
この構成によれば、粉体原料供給ラインの面積中心位置に水銀除去材を供給することで速やかに水銀除去材を均一分散させることができるため、乾燥排ガス中の水銀と、水銀除去材との接触時間を長くすることができ、水銀の除去効率を高めることができる。なお、面積中心位置とは、粉体原料供給ラインに複数設けた供給ノズルに対し、粉体原料供給ライン内を各供給ノズルの噴流近傍毎に、供給ノズルの数分だけ分配した面積の中心位置という意である。
【００２２】
また、前記粉体原料供給ラインは、円筒管で構成され、前記粉体原料供給ラインの管軸方向に直交する面において、前記粉体原料供給ラインの所定の半径をＲとし、前記半径Ｒ上において前記粉体原料供給ラインの中心から前記所定の径方向に直交する前記各供給ノズルまでの距離をｒとすると、前記各供給ノズルは、「０≦ｒ≦２／３Ｒ」となる範囲に配置されていることが好ましい。
【００２３】
この構成によれば、供給ノズルから供給される水銀除去材を、粉体原料供給ラインの面積中心位置に供給することができ、速やかに水銀除去材を乾燥排ガスに混合することができる。このため、乾燥排ガス中の水銀と水銀除去材との接触時間を長くとることができ、水銀の除去効率を高めることができる。
【００２４】
また、前記複数の供給ノズルは、前記粉体原料供給ラインの流通方向において、所定の間隔を空けて並べて配置されていることが好ましい。
【００２５】
この構成によれば、粉体原料供給ラインの流通方向において、粉体原料供給ライン内のガス流れの中央から外周部に水銀除去材を均一に供給することができ、更に吸着能の高い水銀除去材を乾燥排ガスに繰り返し接触させることができ、乾燥排ガス中の水銀と、水銀除去材との接触時間を長くかつＨｇ濃度の低い領域に吸着能力の高い水銀除去材を供給し接触させることができる。
【００２６】
また、前記粉体原料供給ラインは、少なくとも一つの屈曲部を有し、前記各供給ノズルは、前記屈曲部の上流側に配置されていることが好ましい。
【００２７】
この構成によれば、粉体原料供給ラインの内部を流通する乾燥排ガスと、水銀除去材との混合を促進させることができるため、水銀の除去効率を高めることができる。
【００２８】
また、前記粉体集塵機は、内部に集塵した前記粉体原料及び前記水銀除去材を貯留する貯留部を有するバグフィルタであり、前記除去材供給装置は、前記バグフィルタの貯留部に、前記水銀除去材を混合した混合ガスを供給することが好ましい。
【００２９】
この構成によれば、バグフィルタの貯留部に溜まった粉体原料を、混合ガスによって流動させることにより、乾燥排ガス中の水銀と、混合ガス中の水銀除去材とを接触させることにより、水銀をさらに除去することができる。
【００３０】
本発明のガス化複合発電設備は、炭化水素系原料を粉砕して粉体原料とする粉砕機と、前記粉砕機に供給される乾燥ガスとともに前記粉砕機から排出される前記粉体原料を集塵して、前記粉体原料と前記炭化水素系原料の粉砕時に排出される乾燥排ガスとに分離する粉体集塵機と、前記粉体集塵機により分離された前記粉体原料をガス化させるガス化炉と、を有するガス化システムと、前記ガス化システムに設けられる上記の水銀除去システムと、前記ガス化システムでガス化したガス化ガスを燃料として運転されるガスタービンと、前記ガスタービンからの燃焼排ガスを導入する排熱回収ボイラで生成した蒸気により運転される蒸気タービンと、前記ガスタービンおよび前記蒸気タービンと連結された発電機と、を備えることを特徴とする。
【００３１】
この構成によれば、ガス化複合発電設備に水銀除去システムを設けることができるため、炭化水素系原料の粉砕時に放出される乾燥排ガス中の気化水銀を、水銀除去材によって除去することができる。このため、水銀除去後の浄化ガスを粉体集塵機から排出することができる。これにより、粉体集塵機から浄化ガスを排出することができ、また、水銀除去装置により炭化水素系原料の粉砕時に排出される乾燥排ガス中の水銀を除去することができるため、環境性能の向上を図ることができる。
【００３２】
本発明の水銀除去方法は、炭化水素系原料を粉砕し、乾燥ガスにより乾燥して粉体原料とする時に放出される乾燥排ガス中の水銀を除去する水銀除去方法であって、水銀を除去する水銀除去材を、前記乾燥排ガス中に混合させる除去材混合工程と、前記乾燥排ガス中に混合した前記水銀除去材を、前記粉体原料と共に集塵する集塵工程と、を備えることを特徴とする。
【００３３】
この構成によれば、炭化水素系原料の粉砕時に放出される乾燥排ガス中の水銀を、水銀除去材によって除去し、また、水銀を含む水銀除去材を、粉体原料と共に集塵することができる。これにより、炭化水素系原料の粉砕時に排出される乾燥排ガス中の水銀を除去することができるため、環境性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、実施例１に係る水銀除去システムを適用した石炭ガス化複合発電設備の概略構成図である。
【図２】図２は、実施例１に係る水銀除去システムの構成を模式的に表した概略構成図である。
【図３】図３は、実施例２に係る水銀除去システムの構成を模式的に表した概略構成図である。
【図４】図４は、実施例３に係る水銀除去システムの構成を模式的に表した概略構成図である。
【図５】図５は、実施例４に係る水銀除去システムの構成を模式的に表した概略構成図である。
【図６】図６は、実施例５に係る水銀除去システムの一部を模式的に表した概略構成図である。
【図７】図７は、実施例６に係る水銀除去システムの一部を模式的に表した概略構成図である。
【図８】図８は、実施例７に係る水銀除去システムの微粉炭供給ライン周りの構成を模式的に表した断面図である。
【図９】図９は、実施例７に係る水銀除去システムの微粉炭供給ライン周りの構成を模式的に表した説明図である。
【図１０】図１０は、実施例８に係る水銀除去システムの微粉炭供給ライン周りの構成を模式的に表した説明図である。
【図１１】図１１は、実施例９に係る水銀除去システムの微粉炭供給ライン周りの構成を模式的に表した説明図である。
【図１２】図１２は、実施例１０に係る水銀除去システムの微粉炭集塵機周りの構成を模式的に表した概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、添付した図面を参照して、下記する実施例について説明する。なお、以下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、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００３６】
図１は、実施例１に係る水銀除去システムを適用した石炭ガス化複合発電設備の概略構成図である。実施例１の水銀除去システム１は、ガス化システム１０５を有する石炭ガス化複合発電設備（ＩＧＣＣ：Integrated Coal Gasification Combined Cycle）１００に適用される。なお、実施例１では、石炭ガス化複合発電設備１００に適用して説明をするが、ガス化システム１０５を有する設備であれば、石炭ガス化複合発電設備１００に限定されず、いずれの設備であってもよい。
【００３７】
石炭ガス化複合発電設備１００は、ガス化炉で石炭ガス（生成ガス）を生成し、ガス精製装置で生成ガス中の不純物を精製除去した後の精製ガスを燃料ガスとしてガスタービン設備に供給して発電を行っている。ガス化炉には、石炭を粉砕・乾燥させた微粉炭が供給される。
【００３８】
なお、実施例１では、石炭を適用したが、炭化水素を含む原料（炭化水素系原料）であれば、いずれであってもよい。つまり、炭化水素系原料としては、例えば、褐炭、亜瀝青炭、瀝青炭等の石炭、スラッジ等の廃棄物、コークス、ＶＲ（Vacuum Residue）等の石油残渣等を適用してもよい。さらに、炭化水素系原料としては、再生可能な生物由来の有機性資源として使用されるバイオマスであってもよく、例えば、間伐材、廃材木、流木、草類、廃棄物、汚泥、タイヤ及びこれらを原料としたリサイクル燃料（ペレットやチップ）などを使用することも可能である。
【００３９】
図１に示す例では、石炭ガス化複合発電設備１００は、微粉炭製造設備１１１、微粉炭供給設備１１２、ガス化炉１１３を有するガス化システム１０５と、ガス精製装置１１５、ガスタービン設備１１７と、蒸気タービン設備１１８と、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ：Heat Recovery Steam Generator）１２０と、煙突１０６とを備えている。
【００４０】
図２に示すように、微粉炭製造設備１１１は、原炭バンカ（原料タンク）１２１と、微粉炭機（粉砕機）１２２と、微粉炭集塵機１２３とを有している。原炭バンカ１２１は、原炭（石炭）を貯留可能であって、所定量の原炭を、原炭供給ライン（原料供給ライン）Ｌ１を介して、微粉炭機１２２に供給する。微粉炭機１２２は、供給された原炭を細かい粒子に粉砕すると共に、微粉炭機１２２に接続された乾燥ガス供給ラインＬ２から供給される乾燥ガスによって、原炭に含まれる水分を乾燥低減させ、微粉炭を製造している。そして、微粉炭機１２２は、微粉炭供給ライン（粉体供給ライン）Ｌ３を介して、微粉炭を乾燥ガスと共に微粉炭集塵機１２３に供給する。微粉炭集塵機１２３は、例えば、バグフィルタを用いて構成され、供給された微粉炭を集塵し、集塵した微粉炭を微粉炭供給設備１１２に供給する。また、微粉炭集塵機１２３は、微粉炭を集塵することにより分離した乾燥ガスを、微粉炭集塵機１２３に接続されるガス排出ラインＬ４から排出する。なお、微粉炭機１２２に供給される乾燥ガスは、後述する排熱回収ボイラ１２０から抽気した熱ガスを用いてもよい。
【００４１】
このため、微粉炭製造設備１１１は、原炭バンカ１２１に貯留された原炭が原炭供給ラインＬ１を介して微粉炭機１２２に供給されると、微粉炭機１２２によって原炭が所定粒径以下に粉砕・乾燥された微粉炭を製造する。そして、微粉炭が乾燥排ガスと共に、微粉炭供給ラインＬ３を介して、微粉炭機１２２から微粉炭集塵機１２３に供給される。この後、微粉炭集塵機１２３によって微粉炭が集塵されることで、微粉炭と乾燥排ガスとに分離され、分離された微粉炭は、微粉炭供給設備１１２に供給される一方で、分離された乾燥排ガスは、ガス排出ラインＬ４から排出される。
【００４２】
微粉炭供給設備１１２は、微粉炭製造設備１１１で製造された微粉炭を、ガス化炉１１３に供給する。
【００４３】
ガス化炉１１３は、微粉炭製造設備１１１で製造された微粉炭が供給される。さらに、ガス化炉１１３には、図示しない機器から、ガス化剤（空気、酸素、水蒸気等）が供給される。ガス化炉１１３は、内部に供給された石炭、ガス化剤（空気、酸素、水蒸気等）を反応させることで、一酸化炭素と水素を主成分とする可燃性ガス（石炭ガス）を発生する。
【００４４】
ここで、実施例１の石炭ガス化複合発電設備１００の作動について説明する。
【００４５】
実施例１の石炭ガス化複合発電設備１００において、微粉炭製造設備１１１では、原炭を粉砕し乾燥して微粉炭を製造し、製造された微粉炭は、微粉炭供給設備１１２によって、ガス化炉１１３に供給される。
【００４６】
ガス化炉１１３では、供給された微粉炭がガス化剤と反応することで、一酸化炭素、水素を主成分とする可燃性ガス（石炭ガス）を生成することができる。そして、この可燃性ガスは、ガス化炉１１３からガス精製装置１１５に供給される。
【００４７】
可燃性ガスは、ガス精製装置１１５にて、硫黄化合物、窒素化合物及び水銀などの不純物が取り除かれた精製ガスとなり、燃料ガスが製造される。そして、ガスタービン設備１１７では、精製された燃料ガスを燃焼として発電する。
【００４８】
また、ガスタービン設備１１７から排出された燃焼排ガスは、排熱回収ボイラ１２０にて、熱交換されることで蒸気が生成され、この生成された蒸気を蒸気タービン設備１１８に供給する。蒸気タービン設備１１８では、排熱回収ボイラ１２０から供給された蒸気によって発電を行う。
【００４９】
その後、排熱回収ボイラ１２０から排出された燃焼排ガスは浄化され、浄化された燃焼排ガスが煙突１０６から大気へ放出される。
【００５０】
次に、図２を参照して、上述した石炭ガス化複合発電設備１００のガス化システム１０５に設けられる水銀除去システム１について詳細に説明する。水銀除去システム１は、原炭の微粉炭機１２２による乾燥・粉砕時に発生した乾燥排ガス中に含まれる気化水銀を除去するものである。
【００５１】
図２に示すように、水銀除去システム１は、微粉炭製造設備１１１周りに設けられている。水銀除去システム１は、水銀除去材を供給する除去材供給装置１１を備えている。除去材供給装置１１は、微粉炭の流通方向において、微粉炭集塵機１２３の上流側に供給している。ここで、水銀除去材は、粉体であってもよいし、塊体であってもよい。また、水銀除去材としては、例えば、活性炭、塩化カルシウム等の塩化物、またはガス化ガス生成時に発生する粉体原料の未反応分であるチャー等が用いられており、水銀を吸着可能な除去材となっている。
【００５２】
具体的に、実施例１において、除去材供給装置１１は、微粉炭集塵機１２３に流入する微粉炭及び乾燥排ガスが流通する微粉炭供給ライン（粉体原料供給ライン）Ｌ３に、水銀除去材を供給しており、水銀除去材として、粉体となる水銀除去粉末を供給する。
【００５３】
除去材供給装置１１は、水銀除去粉末を貯蔵する水銀除去粉末サイロ（貯蔵タンク）２１と、水銀除去粉末サイロ２１と微粉炭供給ラインＬ３とを接続する粉末供給ラインＬ１２とを有している。また、この除去材供給装置１１は、粉末供給ラインＬ１２の内部に搬送媒体（窒素、空気等）を流通させることで、水銀除去粉末サイロ２１に貯蔵される水銀除去粉末を気流搬送する。そして、除去材供給装置１１は、粉末供給ラインＬ１２の内部において気流搬送される水銀除去粉末を、微粉炭供給ラインＬ３に供給している。
【００５４】
ここで、粉末供給ラインＬ１２及び微粉炭供給ラインＬ３の接続部分と、微粉炭集塵機１２３との間の微粉炭供給ラインＬ３の長さは、水銀除去粉末が、乾燥排ガス中に含まれる気化水銀を吸着可能な所定の接触時間を確保できるような長さとなっている。つまり、接続部分と微粉炭集塵機１２３との間の微粉炭供給ラインＬ３の長さは、微粉炭供給ラインＬ３の乾燥排ガスの流速と、所定の接触時間とを乗算した長さとなっており、所定の接触時間は、例えば、１．５秒以上（好ましくは２．５秒以上）となっている。
【００５５】
このような水銀除去システム１において、水銀除去粉末サイロ２１から供給される水銀除去粉末が、粉末供給ラインＬ１２の内部を流通する搬送媒体により気流搬送されると、気流搬送された水銀除去粉末は、粉末供給ラインＬ１２を通って微粉炭供給ラインＬ３に供給される。微粉炭供給ラインＬ３に供給された水銀除去粉末は、微粉炭供給ラインＬ３を流通する微粉炭及び乾燥排ガスと混合する（除去材混合工程）。このとき、乾燥排ガス中に含まれる気化水銀は、乾燥排ガスに混合される水銀除去粉末と接触することで、水銀除去粉末に吸着される。
【００５６】
そして、水銀を吸着した水銀除去粉末は、乾燥排ガスと共に、微粉炭供給ラインＬ３から微粉炭集塵機１２３に流入する。微粉炭集塵機１２３に流入した水銀除去粉末は、微粉炭及び水銀除去粉末と乾燥排ガスとに分離され、分離された微粉炭及び水銀除去粉末は、微粉炭供給設備１１２によってガス化炉１１３に供給される一方で、分離された乾燥排ガスは、ガス排出ラインＬ４から排出される（集塵工程）。なお、ガス化炉１１３に供給される、水銀が吸着した水銀除去粉末は、ガス化炉１１３内で高温条件下において灰分およびガスとなる。水銀除去粉末中の灰分は、石炭中の灰分とともに排出される。一方、水銀除去粉末中の炭化水素は、ガス化され一酸化炭素や水素等となり、水銀除去粉末に吸着した水銀は、気化水銀となり生成ガスに混入してガス精製装置１１５に流入し、ガス精製装置１１５において処理される。
【００５７】
以上のように、実施例１の構成によれば、微粉炭及び乾燥排ガスが流通する微粉炭供給ラインＬ３に、除去材供給装置１１によって水銀除去粉末を供給することができるため、原炭の粉砕時に発生した乾燥排ガスに含まれる気化水銀を、水銀除去粉末を用いて除去することができる。また、乾燥排ガスに供給された水銀除去粉末を、微粉炭集塵機１２３で集塵し、水銀除去後の乾燥排ガスを浄化ガスとして微粉炭集塵機１２３から排出することができる。これにより、微粉炭集塵機１２３に流入する乾燥排ガス中の気化水銀を除去し、浄化ガスとして微粉炭集塵機１２３から排出することができるため、ガス化システム１０５を有する石炭ガス化複合発電設備１００において、環境性能の向上を図ることができる。このとき、微粉炭集塵機１２３は、ガス化ガスを生成する場合に必要な機器となっていることから、微粉炭集塵機１２３を利用して、水銀除去材の集塵を行うことができるため、システム構成を簡易なものにすることができる。
【実施例２】
【００５８】
次に、図３を参照して、実施例２に係る水銀除去システム２００について説明する。図３は、実施例２に係る水銀除去システムの構成を模式的に表した概略構成図である。なお、実施例２では、重複した記載を避けるべく、実施例１と異なる部分について説明すると共に、実施例１と同様の構成である部分については、同じ符号を付す。実施例１に係る水銀除去システム１では、水銀除去材を微粉炭供給ラインＬ３に供給したが、実施例２に係る水銀除去システム２００では、水銀除去材を乾燥ガス供給ラインＬ２に供給している。以下、実施例２に係る水銀除去システム２００について説明する。なお、実施例２でも、水銀除去材として、粉体となる水銀除去粉末を用いている。
【００５９】
図３に示すように、実施例２に係る水銀除去システム２００において、除去材供給装置１１は、水銀除去粉末を貯蔵する水銀除去粉末サイロ２１と、水銀除去粉末サイロ２１と乾燥ガス供給ラインＬ２とを接続する粉末供給ラインＬ１２とを有している。なお、水銀除去粉末サイロ２１は、実施例１と同様の構成であるため、説明を省略する。また、粉末供給ラインＬ１２を流通する水銀除去材が気流搬送される構成についても、実施例１と同様であるため、説明を省略する。
【００６０】
このような水銀除去システム２００において、水銀除去粉末サイロ２１から供給される水銀除去粉末が、粉末供給ラインＬ１２の内部を流通する搬送媒体により気流搬送されると、気流搬送された水銀除去粉末は、粉末供給ラインＬ１２を通って乾燥ガス供給ラインＬ２に供給される。乾燥ガス供給ラインＬ２に供給された水銀除去粉末は、乾燥ガス供給ラインＬ２を通って、乾燥ガスと共に微粉炭機１２２に流入する。微粉炭機１２２に流入した乾燥ガス及び水銀除去粉末は、微粉炭機１２２において粉砕された微粉炭と混合する。このため、原炭を粉砕し乾燥させることで発生する気化水銀は、乾燥ガスと共に微粉炭機１２２に供給される水銀除去粉末と接触することで、水銀除去粉末に吸着される。
【００６１】
そして、水銀を吸着した水銀除去粉末は、微粉炭及び乾燥排ガスと共に、微粉炭機１２２から微粉炭供給ラインＬ３へ排出され、この後、微粉炭供給ラインＬ３から微粉炭集塵機１２３に流入する。微粉炭集塵機１２３に流入した水銀除去粉末は、微粉炭及び水銀除去粉末と乾燥排ガスとに分離され、分離された微粉炭及び水銀除去粉末は、微粉炭供給設備１１２によってガス化炉１１３に供給される一方で、分離された乾燥排ガスは、ガス排出ラインＬ４から排出される。
【００６２】
以上のように、実施例２の構成によれば、乾燥ガスが流通する乾燥ガス供給ラインＬ２に、除去材供給装置１１によって水銀除去粉末を供給することができるため、原炭の粉砕時に発生した乾燥排ガスに含まれる気化水銀を、水銀除去粉末を用いて除去することができる。また、乾燥ガスに供給された水銀除去粉末を、微粉炭集塵機１２３で集塵し、水銀除去後の乾燥排ガスを浄化ガスとして微粉炭集塵機１２３から排出することができる。これにより、微粉炭集塵機１２３に流入する乾燥排ガス中の気化水銀を除去し、浄化ガスとして微粉炭集塵機１２３から排出することができるため、水銀除去システム２００の環境性能の向上を図ることができる。
【００６３】
また、実施例２の構成によれば、水銀除去粉末を乾燥ガス供給ラインＬ２に供給できることから、微粉炭機１２２で粉砕された微粉炭と水銀除去粉末とを早期に混合させることができるため、乾燥排ガス中の気化水銀と、水銀除去粉末との接触時間を長くすることができ、水銀除去システム２００の水銀の除去効率を高めることができる。
【実施例３】
【００６４】
次に、図４を参照して、実施例３に係る水銀除去システム２１０について説明する。図４は、実施例３に係る水銀除去システムの構成を模式的に表した概略構成図である。なお、実施例３でも、重複した記載を避けるべく、実施例１及び２と異なる部分について説明すると共に、実施例１及び２と同様の構成である部分については、同じ符号を付す。実施例１に係る水銀除去システム１では、水銀除去材を微粉炭供給ラインＬ３に供給したが、実施例３に係る水銀除去システム２１０では、水銀除去材を原炭供給ラインＬ１に供給している。以下、実施例３に係る水銀除去システム２１０について説明する。なお、実施例３でも、水銀除去材として、粉体となる水銀除去粉末を用いているが、塊体となる水銀除去材を用いてもよい。
【００６５】
図４に示すように、実施例３に係る水銀除去システム２１０において、除去材供給装置１１は、水銀除去粉末を貯蔵する水銀除去粉末サイロ２１と、水銀除去粉末サイロ２１と原炭供給ラインＬ１とを接続する粉末供給ラインＬ１２とを有している。なお、水銀除去粉末サイロ２１は、実施例１と同様の構成であるため、説明を省略する。また、粉末供給ラインＬ１２を流通する水銀除去材が気流搬送される構成についても、実施例１と同様であるため、説明を省略する。
【００６６】
このような水銀除去システム２１０において、水銀除去粉末サイロ２１から供給される水銀除去粉末が、粉末供給ラインＬ１２の内部を流通する搬送媒体により気流搬送されると、気流搬送された水銀除去粉末は、粉末供給ラインＬ１２を通って原炭供給ラインＬ１に供給される。原炭供給ラインＬ１に供給された水銀除去粉末は、原炭供給ラインＬ１を通って、原炭と共に微粉炭機１２２に流入する。微粉炭機１２２に流入した原炭及び水銀除去粉末は、微粉炭機１２２において供給される乾燥ガスと混合する。このため、原炭を粉砕し乾燥させることで発生する気化水銀は、原炭と共に微粉炭機１２２に供給される水銀除去粉末と接触することで、水銀除去粉末に吸着される。
【００６７】
そして、水銀を吸着した水銀除去粉末は、微粉炭及び乾燥排ガスと共に、微粉炭機１２２から微粉炭供給ラインＬ３へ排出され、この後、微粉炭供給ラインＬ３から微粉炭集塵機１２３に流入する。微粉炭集塵機１２３に流入した水銀除去粉末は、微粉炭及び水銀除去粉末と乾燥排ガスとに分離され、分離された微粉炭及び水銀除去粉末は、微粉炭供給設備１１２によってガス化炉１１３に供給される一方で、分離された乾燥排ガスは、ガス排出ラインＬ４から排出される。
【００６８】
以上のように、実施例３の構成によれば、原炭が流通する原炭供給ラインＬ１に、除去材供給装置１１によって水銀除去粉末を供給することができるため、原炭の粉砕時に発生した乾燥排ガスに含まれる気化水銀を、水銀除去粉末を用いて除去することができる。また、原炭に供給された水銀除去粉末を、微粉炭集塵機１２３で集塵し、水銀除去後の乾燥排ガスを浄化ガスとして微粉炭集塵機１２３から排出することができる。これにより、微粉炭集塵機１２３に流入する乾燥排ガス中の気化水銀を除去し、浄化ガスとして微粉炭集塵機１２３から排出することができるため、水銀除去システム２１０の環境性能の向上を図ることができる。
【００６９】
また、実施例３の構成によれば、水銀除去粉末を原炭供給ラインＬ１に供給できることから、微粉炭機１２２で粉砕された微粉炭と水銀除去粉末とを早期に混合させることができるため、乾燥排ガス中の気化水銀と、水銀除去粉末との接触時間を長くすることができ、水銀除去システム２１０の水銀の除去効率を高めることができる。
【実施例４】
【００７０】
次に、図５を参照して、実施例４に係る水銀除去システム２２０について説明する。図５は、実施例４に係る水銀除去システムの構成を模式的に表した概略構成図である。なお、実施例４でも、重複した記載を避けるべく、実施例１から３と異なる部分について説明すると共に、実施例１から３と同様の構成である部分については、同じ符号を付す。実施例１に係る水銀除去システム１では、水銀除去材を微粉炭供給ラインＬ３に供給したが、実施例４に係る水銀除去システム２１０では、水銀除去材を微粉炭機１２２に供給している。以下、実施例４に係る水銀除去システム２２０について説明する。なお、実施例４でも、水銀除去材として、粉体となる水銀除去粉末を用いているが、塊体となる水銀除去材を用いてもよい。
【００７１】
図５に示すように、実施例４に係る水銀除去システム２２０において、除去材供給装置１１は、水銀除去粉末を貯蔵する水銀除去粉末サイロ２１と、水銀除去粉末サイロ２１と微粉炭機１２２とを接続する粉末供給ラインＬ１２とを有している。なお、水銀除去粉末サイロ２１は、実施例１と同様の構成であるため、説明を省略する。また、粉末供給ラインＬ１２を流通する水銀除去材が気流搬送される構成についても、実施例１と同様であるため、説明を省略する。
【００７２】
このような水銀除去システム２２０において、水銀除去粉末サイロ２１から供給される水銀除去粉末が、粉末供給ラインＬ１２の内部を流通する搬送媒体により気流搬送されると、気流搬送された水銀除去粉末は、粉末供給ラインＬ１２を通って微粉炭機１２２に供給される。微粉炭機１２２に供給された水銀除去粉末は、微粉炭機１２２において微粉炭及び乾燥排ガスと混合する。このため、原炭を粉砕し乾燥させることで発生する気化水銀は、微粉炭機１２２に直接供給される水銀除去粉末と接触することで、水銀除去粉末に吸着される。
【００７３】
そして、水銀を吸着した水銀除去粉末は、微粉炭及び乾燥排ガスと共に、微粉炭機１２２から微粉炭供給ラインＬ３へ排出され、この後、微粉炭供給ラインＬ３から微粉炭集塵機１２３に流入する。微粉炭集塵機１２３に流入した水銀除去粉末は、微粉炭及び水銀除去粉末と乾燥排ガスとに分離され、分離された微粉炭及び水銀除去粉末は、微粉炭供給設備１１２によってガス化炉１１３に供給される一方で、分離された乾燥排ガスは、ガス排出ラインＬ４から排出される。
【００７４】
以上のように、実施例４の構成によれば、微粉炭機１２２に、除去材供給装置１１によって水銀除去粉末を供給することができるため、原炭の粉砕時に発生した乾燥排ガスに含まれる気化水銀を、水銀除去粉末を用いて除去することができる。また、微粉炭機１２２に供給された水銀除去粉末を、微粉炭集塵機１２３で集塵し、水銀除去後の乾燥排ガスを浄化ガスとして微粉炭集塵機１２３から排出することができる。これにより、微粉炭集塵機１２３に流入する乾燥排ガス中の気化水銀を除去し、浄化ガスとして微粉炭集塵機１２３から排出することができるため、水銀除去システム２２０の環境性能の向上を図ることができる。
【００７５】
また、実施例４の構成によれば、水銀除去粉末を微粉炭機１２２に直接供給できることから、微粉炭機１２２で粉砕された微粉炭と水銀除去粉末とを早期に混合させることができるため、乾燥排ガス中の気化水銀と、水銀除去粉末との接触時間を長くすることができ、水銀除去システム２２０の水銀の除去効率を高めることができる。
【実施例５】
【００７６】
次に、図６を参照して、実施例５に係る水銀除去システム２３０について説明する。図６は、実施例５に係る水銀除去システムの一部を模式的に表した概略構成図である。なお、実施例５でも、重複した記載を避けるべく、実施例１から４と異なる部分について説明すると共に、実施例１から４と同様の構成である部分については、同じ符号を付す。実施例５に係る水銀除去システム２３０は、実施例１から４の水銀除去粉末サイロ２１に、ガス化ガスの生成過程で発生する微粉炭の未反応分であるチャーをチャー回収装置１１４で回収し、同チャーを供給するためのチャー供給ラインＬ１７を追加した構成となっている。以下、実施例５に係る水銀除去システム２３０について説明する。
【００７７】
図６に示すように、実施例５に係る水銀除去システム２３０は、実施例１から４の水銀除去システム１，２００，２１０，２２０の構成に加え、水銀除去粉末サイロ２１とチャー回収装置１１４とを接続するチャー供給ラインＬ１７をさらに備えている。チャー供給ラインＬ１７は、チャー回収装置１１４で回収されたチャーを、水銀除去粉末サイロ２１に供給している。水銀除去粉末サイロ２１は、チャーを水銀除去粉末として貯蔵している。
【００７８】
以上のように、実施例５の構成によれば、ガス化ガスを生成する際に発生するチャーを、水銀除去粉末として利用することができるため、専用の水銀除去粉末を用意する必要がなく、コストの低減を図ることができる。
【実施例６】
【００７９】
次に、図７を参照して、実施例６に係る水銀除去システム２４０について説明する。図７は、実施例６に係る水銀除去システムの一部を模式的に表した概略構成図である。なお、実施例６でも、重複した記載を避けるべく、実施例１から５と異なる部分について説明すると共に、実施例１から５と同様の構成である部分については、同じ符号を付す。実施例６に係る水銀除去システム２４０は、実施例１から５の微粉炭供給ラインＬ３に２箇所から水銀除去粉末を供給する、いわゆるダブルインジェクションの構成となっている。以下、実施例６に係る水銀除去システム２４０について説明する。
【００８０】
図７に示すように、実施例６に係る水銀除去システム２４０は、微粉炭供給ラインＬ３に設けられる固気分離器２４１と、微粉炭供給ラインＬ３に設けられる第１供給ノズル２４２及び第２供給ノズル２４３とを備えている。
【００８１】
固気分離器２４１は、いわゆるサイクロン集塵機であり、微粉炭供給ラインＬ３に設けられている。固気分離器２４１は、微粉炭機１２２から固気分離器２４１までの間の上流側の微粉炭供給ラインＬ３を流通する微粉炭及び水銀除去粉末の一部を集塵している。このため、固気分離器２４１は、集塵した微粉炭及び水銀除去粉末の一部を排出する一方で、分離した残りの微粉炭及び水銀除去粉末を、乾燥排ガスと共に、下流側の微粉炭供給ラインＬ３ｂに排出する。このため、固気分離器２４１を挟んで上流側の微粉炭供給ラインＬ３ａは、微粉炭の濃度が高濃度となる一方で、下流側の微粉炭供給ラインＬ３ｂは、微粉炭の濃度が低濃度となる。
【００８２】
第１供給ノズル２４２は、微粉炭機１２２から固気分離器２４１までの間の上流側の微粉炭供給ラインＬ３ａに設けられており、上流側の微粉炭供給ラインＬ３ａに水銀除去粉末を噴射している。第２供給ノズル２４３は、固気分離器２４１から微粉炭集塵機１２３までの間の下流側の微粉炭供給ラインＬ３ｂに設けられており、下流側の微粉炭供給ラインＬ３ｂに水銀除去粉末を噴射している。
【００８３】
ここで、水銀除去粉末サイロ２１には、２つの粉末供給ラインＬ１２が接続されており、上記の第１供給ノズル２４２には、一方の粉末供給ラインＬ１２が接続され、上記の第２供給ノズル２４３には、他方の粉末供給ラインＬ１２が接続されている。
【００８４】
ここで、第１供給ノズル２４２から噴射された水銀除去粉末は、上流側の微粉炭供給ラインＬ３ａを流通する微粉炭及び乾燥排ガスと混合する。このとき、乾燥排ガス中に含まれる気化水銀は、乾燥排ガスに混合される水銀除去粉末と接触することで、水銀除去粉末に吸着される。この後、水銀を吸着した水銀除去粉末は、微粉炭及び乾燥排ガスと共に、上流側の微粉炭供給ラインＬ３ａから固気分離器２４１に流入する。固気分離器２４１は、流入した微粉炭及び水銀除去粉末の一部を集塵し、集塵した微粉炭及び水銀除去粉末の一部を排出する一方で、分離した残りの微粉炭及び水銀除去粉末を、乾燥排ガスと共に、下流側の微粉炭供給ラインＬ３ｂに排出する。ここで、固気分離器２４１で集塵される粒子は粒径の大きな粒子であり、粒径の大きな水銀除去粉末の殆どは集塵されずに排出される。
【００８５】
そして、第２供給ノズル２４３から噴射された水銀除去粉末は、下流側の微粉炭供給ラインＬ３ｂを流通する固気分離器２４１で集塵されなかった微粉炭および水銀除去粉末を含む乾燥排ガスと混合する。このとき、乾燥排ガス中に含まれる気化水銀は、乾燥排ガスに混合される新しい（フレッシュな）水銀除去粉末と接触することで、水銀除去粉末に吸着される。この後、水銀を吸着した水銀除去粉末は、微粉炭及び乾燥排ガスと共に、下流側の微粉炭供給ラインＬ３ｂから微粉炭集塵機１２３に流入する。微粉炭集塵機１２３に流入した微粉炭及び水銀除去粉末は、乾燥排ガスと分離され、分離された微粉炭及び水銀除去粉末は、微粉炭供給設備１１２へ向けて排出される一方で、分離された乾燥排ガスは、浄化ガスとしてガス排出ラインＬ４から排出される。
【００８６】
以上のように、実施例６の構成によれば、微粉炭機１２２と固気分離器２４１との間の上流側の微粉炭供給ラインＬ３ａでは、第１供給ノズル２４２から供給された水銀除去粉末を長い滞留時間で乾燥排ガスと接触させることができる。また、固気分離器２４１では、比較的大きな粒子が集塵されるが、微粒子は集塵できないため、微粉炭は分離されるが第１供給ノズル２４２から供給された水銀除去粉末は集塵されずに乾燥排ガス中に残留する。さらに、固気分離器２４１と微粉炭集塵機１２３との間の下流側の微粉炭供給ラインＬ３ｂでは、第２供給ノズル２４３からフレッシュな水銀除去粉末を供給することができる。このため、上流側の微粉炭供給ラインＬ３ａにおいて、乾燥排ガス中の水銀と水銀除去粉末との接触時間を長い滞留時間となるように確保することができ、下流側の微粉炭供給ラインＬ３ｂにおいて、水銀吸着能力の高いフレッシュな水銀除去粉末を供給し水銀を除去することができるため、水銀除去システム２４０の水銀の除去効率を高めることができる。
【実施例７】
【００８７】
次に、図８及び図９を参照して、実施例７に係る水銀除去システム２５０について説明する。図８は、実施例７に係る水銀除去システムの微粉炭供給ライン周りの構成を模式的に表した断面図であり、図９は、実施例７に係る水銀除去システムの微粉炭供給ライン周りの構成を模式的に表した説明図である。なお、実施例７でも、重複した記載を避けるべく、実施例１から６と異なる部分について説明すると共に、実施例１から６と同様の構成である部分については、同じ符号を付す。実施例７に係る水銀除去システム２５０は、実施例１から６の微粉炭供給ラインＬ３に、複数の供給ノズル２５１から水銀除去粉末を噴射する構成となっている。以下、実施例７に係る水銀除去システム２５０について説明する。
【００８８】
図８に示すように、実施例７に係る水銀除去システム２５０は、微粉炭供給ラインＬ３に設けられる複数の供給ノズル２５１をさらに備えている。このとき、微粉炭供給ラインＬ３は、円筒管で構成されている。なお、複数の供給ノズル２５１には、粉末供給ラインＬ１２が接続されており、粉末供給ラインＬ１２から水銀除去粉末を供給している。
【００８９】
複数の供給ノズル２５１は、円筒管となる微粉炭供給ラインＬ３の管軸方向に直交する面で切った断面において、微粉炭供給ラインＬ３の周方向に所定の間隔を空けて並べて設けられている。また、図９に示すように、複数の供給ノズル２５１は、微粉炭供給ラインＬ３の管軸方向において同じ位置に設けられている。この複数の供給ノズル２５１は、微粉炭供給ラインＬ３に供給する水銀除去粉末が面積中心位置に供給される配置となっている。具体的に、複数の供給ノズル２５１は、図８に示す配置となっている。
【００９０】
ここで、各供給ノズル２５１は、円筒管で構成されている。図８に示す断面において、微粉炭供給ラインＬ３の所定の径方向における所定の半径をＲとする。また、各供給ノズル２５１は、その管軸方向が、微粉炭供給ラインＬ３の所定の径方向（半径Ｒ上）に対して直交する配置となっている。このとき、半径Ｒ上において微粉炭供給ラインＬ３の中心から所定の径方向に直交する各供給ノズル２５１までの距離をｒとする。この場合、各供給ノズル２５１は、「０≦ｒ≦２／３Ｒ」となる範囲に配置されている。
【００９１】
複数の供給ノズル２５１を、図８に示す配置とすることで、各供給ノズル２５１から噴射される水銀除去粉末は、微粉炭供給ラインＬ３を流通する乾燥排ガスを、微粉炭供給ラインＬ３の面積中心位置に供給することができる。
【００９２】
以上のように、実施例７の構成によれば、複数の供給ノズル２５１により、微粉炭供給ラインＬ３の内部を流通する乾燥排ガスを、微粉炭供給ラインＬ３の面積中心位置に供給することができ、速やかに水銀除去粉末を乾燥排ガスに混合することができる。その結果、乾燥ガス中の気化水銀と、水銀除去粉末との接触時間を長くすることができ、水銀除去システム２５０の水銀の除去効率を高めることができる。
【００９３】
なお、実施例７では、複数の供給ノズル２５１を微粉炭供給ラインＬ３に設けたが、単一の供給ノズル２５１を微粉炭供給ラインＬ３に設けてもよい。
【実施例８】
【００９４】
次に、図１０を参照して、実施例８に係る水銀除去システム２６０について説明する。図１０は、実施例８に係る水銀除去システムの微粉炭供給ライン周りの構成を模式的に表した説明図である。なお、実施例８でも、重複した記載を避けるべく、実施例１から７と異なる部分について説明すると共に、実施例１から７と同様の構成である部分については、同じ符号を付す。実施例８に係る水銀除去システム２６０は、実施例７の水銀除去システム２５０の複数の供給ノズル２５１の配置を異なる配置としたものである。以下、実施例８に係る水銀除去システム２６０について説明する。
【００９５】
図１０に示すように、実施例８に係る水銀除去システム２６０は、実施例７の水銀除去システム２５０の複数の供給ノズル２５１を、微粉炭供給ラインＬ３の管軸方向に所定の間隔を空けて並べて配置した構成となっている。
【００９６】
以上のように、実施例８の構成によれば、複数の供給ノズル２５１により、微粉炭供給ラインＬ３の流通方向において、微粉炭供給ラインＬ３内のガス流れの中央から外周部に水銀除去粉末を均一に供給することができ、更に吸着能の高い水銀除去粉末を乾燥排ガスに繰り返し接触させることができ、乾燥排ガス中の水銀と、水銀除去粉末との接触時間を長くかつ水銀濃度の低い領域に吸着能力の高い水銀除去粉末を供給し接触させることができ、水銀除去システム２６０の水銀の除去効率を高めることができる。
【実施例９】
【００９７】
次に、図１１を参照して、実施例９に係る水銀除去システム２７０について説明する。図１１は、実施例９に係る水銀除去システムの微粉炭供給ライン周りの構成を模式的に表した説明図である。なお、実施例９でも、重複した記載を避けるべく、実施例１から８と異なる部分について説明すると共に、実施例１から８と同様の構成である部分については、同じ符号を付す。実施例９に係る水銀除去システム２７０は、微粉炭供給ラインＬ３に屈曲部２７１が設けられた構成となっている。以下、実施例９に係る水銀除去システム２７０について説明する。
【００９８】
図１１に示すように、実施例９に係る水銀除去システム２７０は、微粉炭供給ラインＬ３に少なくとも１つの屈曲部２７１が設けられており、この複数の屈曲部２７１に、実施例７及び８の複数の供給ノズル２５１が設けられている。
【００９９】
屈曲部２７１は、例えば、微粉炭供給ラインＬ３に４つ設けられている。各屈曲部２７１に設けられる供給ノズル２５１は、屈曲部２７１の上流側に配置されている。
【０１００】
以上のように、実施例９の構成によれば、微粉炭供給ラインＬ３の内部を流通する乾燥排ガスと、水銀除去粉末との混合を促進させることができるため、水銀除去システム２７０の水銀の除去効率を高めることができる。
【実施例１０】
【０１０１】
次に、図１２を参照して、実施例１０に係る水銀除去システム２８０について説明する。図１２は、実施例１０に係る水銀除去システムの微粉炭集塵機周りの構成を模式的に表した概略構成図である。なお、実施例１０でも、重複した記載を避けるべく、実施例１から９と異なる部分について説明すると共に、実施例１から９と同様の構成である部分については、同じ符号を付す。実施例１０に係る水銀除去システム２８０は、微粉炭集塵機１２３の内部に、水銀除去粉末を供給する構成としたものである。以下、実施例１０に係る水銀除去システム２８０について説明する。
【０１０２】
図１２に示すように、微粉炭集塵機１２３は、バグフィルタで構成されており、その内部には、集塵した微粉炭及び水銀除去粉末を貯留する貯留部１２３ａが設けられている。また、微粉炭集塵機１２３には、オーバーフロー管１２３ｂが設けられており、貯留部１２３ａからオーバーフローした微粉炭及び水銀除去粉末を、微粉炭集塵機１２３の外部（例えば、微粉炭供給設備１１２）に排出している。
【０１０３】
実施例１０に係る水銀除去システム２８０は、微粉炭集塵機１２３の貯留部１２３ａの内部に設けられる散気管２８１をさらに備えている。散気管２８１は、微粉炭集塵機１２３の貯留部１２３ａに、乾燥排ガスを供給している。この乾燥排ガスにより乾燥排ガス中に残留する微粉炭と水銀除去粉末を気流搬送することで、微粉炭集塵機１２３の貯留部１２３ａに、微粉炭と水銀除去粉末を混合した混合ガスを供給している。
【０１０４】
以上のように、実施例１０の構成によれば、微粉炭集塵機１２３の貯留部１２３ａに溜まった微粉炭及び水銀除去粉末を、乾燥排ガスによって流動させることにより、乾燥排ガス中の気化水銀と水銀除去粉末とを接触させることにより、気化水銀を除去することができる。このため、微粉炭集塵機１２３から排出される乾燥排ガス中の気化水銀を減らすことができる。
【０１０５】
なお、実施例１から１０の水銀除去システム１，２００，２１０，２２０，２３０，２４０，２５０，２６０，２７０，２８０は、適宜組み合わせた構成としてもよい。
【符号の説明】
【０１０６】
１  水銀除去システム
１１  除去材供給装置
２１  水銀除去粉末サイロ
１００  石炭ガス化複合発電設備
１０５  ガス化システム
１０６  煙突
１１１  微粉炭製造設備
１１２  微粉炭供給設備
１１３  ガス化炉
１１４  チャー回収装置
１１５  ガス精製装置
１１７  ガスタービン設備
１１８  蒸気タービン設備
１２０  排熱回収ボイラ
１２１  原炭バンカ
１２２  微粉炭機
１２３  微粉炭集塵機
１５０  回転軸
２００  水銀除去システム（実施例２）
２１０  水銀除去システム（実施例３）
２２０  水銀除去システム（実施例４）
２３０  水銀除去システム（実施例５）
２４０  水銀除去システム（実施例６）
２４１  固気分離器
２４２  第１供給ノズル
２４３  第２供給ノズル
２５０  水銀除去システム（実施例７）
２５１  供給ノズル
２６０  水銀除去システム（実施例８）
２７０  水銀除去システム（実施例９）
２７１  屈曲部
２８０  水銀除去システム（実施例１０）
２８１  散気管
Ｌ１  原炭供給ライン（原料供給ライン）
Ｌ２  乾燥ガス供給ライン
Ｌ３  微粉炭供給ライン（粉体供給ライン）
Ｌ４  ガス排出ライン
Ｌ５  ガス生成ライン
Ｌ６  蒸気熱交換ライン
Ｌ７  可燃性ガス排出ライン
Ｌ８  チャー戻しライン
Ｌ１０  排ガスライン
Ｌ１１  蒸気熱交換ライン
Ｌ１２  粉末供給ライン
Ｌ１７  チャー供給ライン
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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