(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を燃焼させるボイラと、
前記ボイラからのボイラ排ガスを排出する主煙道に設けられ、前記ボイラ排ガスの熱を回収する熱回収装置と、
前記熱回収装置後のボイラ排ガス中の煤塵を除去する除塵装置と、
前記除塵装置後の前記ボイラ排ガス中に含まれる硫黄酸化物を脱硫吸収液で除去する脱硫装置と、
前記脱硫装置から排出される脱硫排水から固形物を除去する固液分離器と、
前記固液分離器からの分離水を噴霧する噴霧乾燥装置と、
前記噴霧乾燥装置に前記分離水を蒸発乾燥させる乾燥用ガスを導入するガス導入ラインと、
前記噴霧乾燥装置で前記分離水を蒸発乾燥した後の排出ガスを前記主煙道に戻す排出ガス送給ラインと、
前記排出ガス送給ラインに設けられ、前記排出ガス中の有害物質及び潮解性化合物を含む蒸発塩を分離する蒸発塩分離器と、
前記蒸発塩分離器で分離された前記蒸発塩を、溶解水内に徐々に投入しつつ溶解してスラリー化してスラリー化物を得るスラリー化槽と、
前記スラリー化槽内の前記スラリー化物に鉄系添加剤を添加する鉄系添加剤供給部と、
前記鉄系添加剤が混合されたスラリー化物に、セメント固化剤を添加し、セメント混練物を得るセメント混練槽と、
前記セメント混練物を乾燥、養生し、圧縮強度が２００ｋｇ／ｃｍ2以上のセメント固化物とするセメント固化部と、を備えることを特徴とする無排水化排ガス処理システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記溶解水が、前記固液分離器で分離した分離水の一部であることを特徴とする無排水化排ガス処理システム。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記セメント固化剤と共に、フライアッシュをセメント混練槽に添加することを特徴とする無排水化排ガス処理システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一つにおいて、
前記分岐ガス中に、乾燥添加剤を添加することを特徴とする無排水化排ガス処理システム。
【請求項５】
請求項４において、
前記乾燥添加剤を添加した前記蒸発塩を蒸発塩分離器で分離した後、分離した前記蒸発塩の一部を、分岐ガスに添加することを特徴とする無排水化排ガス処理システム。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一つにおいて、
前記固液分離器で分離した分離水中の溶解成分を計測する溶解成分計測装置を設け、
計測した溶解成分の値に応じて、前記鉄系添加剤又はセメント固化剤のいずれか一方又は両方の添加量を調整することを特徴とする無排水化排ガス処理システム。
【請求項７】
請求項６において、
前記セメント固化物中の溶出成分を計測する溶出成分計測装置を設け、
計測した溶出成分の値に応じて、前記鉄系添加剤又はセメント固化剤のいずれか一方又は両方の添加量を調整することを特徴とする無排水化排ガス処理システム。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一つにおいて、
前記脱硫装置の脱硫吸収液の酸化還元電位値を計測する酸化還元電位計を設け、
酸化還元電位を１００〜２００ｍＶの領域に調整することを特徴とする無排水化排ガス処理システム。
【請求項９】
ボイラからのボイラ排ガスの熱を回収する熱回収工程、前記ボイラ排ガス中に含まれる硫黄酸化物を脱硫吸収液で除去する脱硫工程、前記脱硫工程で排出される脱硫排水から固形物を除去する固液分離工程、固液分離工程で分離された分離水を噴霧し、乾燥用ガスで蒸発乾燥する噴霧乾燥工程を有する無排水化排ガス処理方法において、
前記噴霧乾燥工程後の排ガス中の有害物質及び潮解性化合物を含む蒸発塩を固気分離する蒸発塩分離工程と、
前記蒸発塩分離工程後の前記蒸発塩を、溶解水内に徐々に投入しつつ溶解してスラリー化してスラリー化物を得るスラリー化工程と、
前記スラリー化工程の前記スラリー化物に鉄系添加剤を添加する鉄系添加剤添加工程と、
前記鉄系添加剤添加工程後の鉄系添加剤が混合されたスラリー化物に、セメント固化剤を添加し混練するセメント固化剤添加工程と、
前記セメント固化剤添加工程後に、セメント混連物を養生し、圧縮強度が２００ｋｇ／ｃｍ2以上のセメント固化物とするセメント固化工程と、を有することを特徴とする無排水化排ガス処理方法。
【請求項１０】
請求項９において、
前記溶解水が、前記脱硫排水から分離した分離水の一部であることを特徴とする無排水化排ガス処理方法。
【請求項１１】
請求項９又は１０において、
前記セメント固化剤と共に、フライアッシュを添加し、セメント混練物を得ることを特徴とする無排水化排ガス処理方法。
【請求項１２】
請求項９乃至１１のいずれか一つにおいて、
前記分岐ガス中に、乾燥添加剤を添加することを特徴とする無排水化排ガス処理方法。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記乾燥添加剤を添加した前記蒸発塩を蒸発塩分離器で分離した後、分離した前記蒸発塩の一部を、分岐ガスに添加することを特徴とする無排水化排ガス処理方法。
【請求項１４】
請求項９乃至１３のいずれか一つにおいて、
前記固液分離器で分離した分離水中の溶解成分を計測し、計測した溶解成分の値に応じて、前記鉄系添加剤又はセメント固化剤のいずれか一方又は両方の添加量を調整することを特徴とする無排水化排ガス処理方法。
【請求項１５】
請求項１４において、
前記セメント固化物中の溶出成分を計測し、計測した溶出成分の値に応じて、前記鉄系添加剤又はセメント固化剤のいずれか一方又は両方の添加量を調整することを特徴とする無排水化排ガス処理方法。
【請求項１６】
請求項９乃至１５のいずれか一つにおいて、
前記脱硫装置の脱硫吸収液の酸化還元電位値を計測し、酸化還元電位を１００〜２００ｍＶの領域に調整することを特徴とする無排水化排ガス処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラから排出される排ガスを処理する無排水化排ガス処理システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、火力発電設備等に設置されるボイラから排出される排ガスを処理するための排ガス処理システムが知られている。排ガス処理システムは、ボイラからの排ガスから窒素酸化物を除去する脱硝装置と、脱硝装置を通過した排ガスの熱を回収するエアヒータと、熱回収後の排ガス中の煤塵を除去する集塵機と、除塵後の排ガス中の硫黄酸化物を除去するための脱硫装置とを備えている。脱硫装置としては、石灰吸収液等を排ガスと気液接触させて排ガス中の硫黄酸化物を除去する湿式の脱硫装置が一般的に用いられる。
【０００３】
近年、各国で排水規制強化が進んでおり、より厳しい規制強化が計画されている国では将来的に重金属や有害成分を含む排水を河川や海洋に排水することが困難になると見込まれていることから、排ガス処理設備における無排水化が切望されており、安定して操業することができる無排水化処理設備の出現が望まれている。
【０００４】
本出願人は、先に無排水化を実施する設備として、湿式脱硫装置の吸収液スラリーから石膏を分離した脱水濾液（以下、「脱硫排水」と称す。）を蒸発乾固させる噴霧乾燥装置内で、一部抽気したボイラ排ガスに接触させて当該ボイラ排ガスの排熱で噴霧乾燥する技術を提案した（特許文献１）。
【０００５】
ところで、煙道からボイラ排ガスを一部分岐して、その排熱によって脱硫排水の液滴を噴霧して蒸発させて、無排水化を実現する場合、噴霧した脱硫排水の微細液滴を完全に蒸発させるための噴霧乾燥装置の設置が必須となる。
この噴霧乾燥装置内部において、脱硫排水の微細液滴を完全に蒸発乾固させた際に生成される蒸発塩は、前流の脱硫装置吸収液中に溶解した成分から成る。当該蒸発塩には塩化カルシウム等の潮解性物質を多量に含み，蒸発塩の温度が例えば１００℃前後を下回るとその潮解作用から周囲大気中の水分を吸湿し溶解するために付着性が増大しコンベア等での輸送性が悪化する等の問題を有している。また、集塵灰に蒸発塩が含まれることで、後流の集塵機の集塵負荷が高くなり、集塵機の設備容量増加が必要となるという問題もある。
【０００６】
そこで、吸収液スラリーから石膏脱水機を用いて分離した脱硫排水を噴霧乾燥装置で噴霧処理する際に発生する蒸発塩を、固形分分離装置を用いて排ガスから固気分離し、この固形分を固定化処理することで、埋め立て処理する技術を先に提案した（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−１９６６３８号公報
【特許文献２】国際公開第２０１４／１１５８５４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
先に述べた規制強化が計画されている国によっては排水規制強化に加え、埋立廃棄物の各成分溶出値の規制強化を計画されている国もあり、特に埋立規制物質中の、水銀（Ｈｇ）、ヒ素（Ａｓ）、セレン（Ｓｅ）は当該国の環境省内で日本国の約１／１０レベルの溶出規制が提案されている状況がある。
【０００９】
特に、石炭焚ボイラの脱硫排水の無排水化の際に発生する蒸発塩においては、蒸発塩に含まれる潮解性化合物の潮解作用によって、セメント固化物から水銀（Ｈｇ）やヒ素（Ａｓ）やセレン（Ｓｅ）等の有害物質が溶出する懸念があるため、埋立処理が困難になるという問題がある。中でも，蒸発塩に含まれる環境排出基準の値が厳しい有害物質としては、例えばセレン（Ｓｅ）を挙げることができる。セレンの形態として主に亜セレン酸（以下４価セレンと称す）とセレン酸（以下６価セレンと称す）とが挙げられるが、特に６価セレンは非常に安定な物質で溶出防止が非常に困難であることが知られており、６価セレンの含有量が多い廃棄物などを対象とし溶出規制の遵守がより困難となる場合には，溶出防止処理方法の中ではより高度なセメント固化処理技術が必要になる。
【００１０】
しかしながら、例えば石炭焚ボイラからの排ガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫装置からの脱硫排液を無排水化処理するに際し、その無排水化処理の際に発生する潮解性を有する蒸発塩を常温でセメント固化処理する場合、通常の蒸発塩とセメントを混合した後に水を加える固化方法ではセメント固化物表面に潮解性塩の作用によって水分が滲出し重金属が溶出しやすくなる、という問題がある。
【００１１】
よって、重金属などの有害物質と共に潮解性化合物を含む蒸発塩をセメント固化する際、セメント固化物表面に発生する蒸発塩の潮解作用による水分の滲出を抑制しつつ重金属などの有害成分の溶出を防止できる様に、セメント固化物の強度が所望強度以上となるセメント固化対策が施された排ガス処理システムの確立が必要となってくる。
【００１２】
本発明は、前記問題に鑑み、排ガス処理システムの脱硫装置からの脱硫排水の無排水化を行う際、発生する蒸発塩の処理を確実とする無排水化排ガス処理システム及び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】
【００１３】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、燃料を燃焼させるボイラと、前記ボイラからのボイラ排ガスを排出する主煙道に設けられ、前記ボイラ排ガスの熱を回収する熱回収装置と、前記熱回収装置後のボイラ排ガス中の煤塵を除去する除塵装置と、前記除塵装置後の前記ボイラ排ガス中に含まれる硫黄酸化物を脱硫吸収液で除去する脱硫装置と、前記脱硫装置から排出される脱硫排水から固形物を除去する固液分離器と、前記固液分離器からの分離水を噴霧する噴霧乾燥装置と、前記噴霧乾燥装置に前記分離水を蒸発乾燥させる乾燥用ガスを導入するガス導入ラインと、前記噴霧乾燥装置で前記分離水を蒸発乾燥した後の排出ガスを前記主煙道に戻す排出ガス送給ラインと、前記排出ガス送給ラインに設けられ、前記排出ガス中の有害物質及び潮解性化合物を含む蒸発塩を分離する蒸発塩分離器と、前記蒸発塩分離器で分離された前記蒸発塩を溶解水に溶解してスラリー化してスラリー化物を得るスラリー化槽と、前記スラリー化物に、セメント固化剤を添加し、セメント混練物を得るセメント混練槽と、前記スラリー化槽又は前記セメント混練槽のいずれか一方又は両方に鉄系添加剤を添加する鉄系添加剤供給部と、前記セメント混練物を乾燥、養生してセメント固化物とするセメント固化部と、を備えることを特徴とする無排水化排ガス処理システムにある。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明において、前記溶解水が、前記固液分離器で分離した分離水の一部であることを特徴とする無排水化排ガス処理システムにある。
【００１５】
第３の発明は、第１又は２の発明において、前記セメント固化剤と共に、フライアッシュをセメント混練槽に添加することを特徴とする無排水化排ガス処理システムにある。
【００１６】
第４の発明は、第１乃至３のいずれか一つの発明において、前記分岐ガス中に、乾燥添加剤を添加することを特徴とする無排水化排ガス処理システムにある。
【００１７】
第５の発明は、第４の発明において、前記乾燥添加剤を添加した前記蒸発塩を蒸発塩分離器で分離した後、分離した前記蒸発塩の一部を、分岐ガスに添加することを特徴とする無排水化排ガス処理システムにある。
【００１８】
第６の発明は、第１乃至５のいずれか一つの発明において、前記固液分離器で分離した分離水中の溶解成分を計測する溶解成分計測装置を設け、計測した溶解成分の値に応じて、前記鉄系添加剤又はセメント固化剤のいずれか一方又は両方の添加量を調整することを特徴とする無排水化排ガス処理システムにある。
【００１９】
第７の発明は、第６の発明において、前記セメント固化物中の溶出成分を計測する溶出成分計測装置を設け、計測した溶出成分の値に応じて、前記鉄系添加剤又はセメント固化剤のいずれか一方又は両方の添加量を調整することを特徴とする無排水化排ガス処理システムにある。
【００２０】
第８の発明は、第１乃至７のいずれか一つの発明において、前記脱硫装置の脱硫吸収液の酸化還元電位値を計測する酸化還元電位計を設け、酸化還元電位を１００〜２００ｍＶの領域に調整することを特徴とする無排水化排ガス処理システムにある。
【００２１】
第９の発明は、ボイラからのボイラ排ガスの熱を回収する熱回収工程、前記ボイラ排ガス中に含まれる硫黄酸化物を脱硫吸収液で除去する脱硫工程、前記脱硫工程で排出される脱硫排水から固形物を除去する固液分離工程、固液分離工程で分離された分離水を噴霧し、乾燥用ガスで蒸発乾燥する噴霧乾燥工程を有する無排水化排ガス処理方法において、前記噴霧乾燥工程後の排ガス中の有害物質及び潮解性化合物を含む蒸発塩を固気分離する蒸発塩分離工程と、前記蒸発塩分離工程後の前記蒸発塩を溶解水に溶解してスラリー化してスラリー化物を得るスラリー化工程と、前記スラリー化工程後に、セメント固化剤を添加し混練するセメント固化剤添加工程と、前記セメント固化剤添加工程後に、セメント混連物を養生してセメント固化物とするセメント固化工程と、を有し、前記スラリー化工程又は前記セメント固化剤添加工程の少なくとも一方において、前記スラリー化物又は前記セメント混練物に鉄系添加剤を添加する鉄系添加剤添加工程を有することを特徴とする無排水化排ガス処理方法にある。
【００２２】
第１０の発明は、第９の発明において、前記溶解水が、前記脱硫排水から分離した分離水の一部であることを特徴とする無排水化排ガス処理方法にある。
【００２３】
第１１の発明は、第９又は１０の発明において、前記セメント固化剤と共に、フライアッシュを添加し、セメント混練物を得ることを特徴とする無排水化排ガス処理方法にある。
【００２４】
第１２の発明は、第９乃至１１のいずれか一つの発明において、前記分岐ガス中に、乾燥添加剤を添加することを特徴とする無排水化排ガス処理方法にある。
【００２５】
第１３の発明は、第１２の発明において、前記乾燥添加剤を添加した前記蒸発塩を蒸発塩分離器で分離した後、分離した前記蒸発塩の一部を、分岐ガスに添加することを特徴とする無排水化排ガス処理方法にある。
【００２６】
第１４の発明は、第９乃至１３のいずれか一つの発明において、前記固液分離器で分離した分離水中の溶解成分を計測し、計測した溶解成分の値に応じて、前記鉄系添加剤又はセメント固化剤のいずれか一方又は両方の添加量を調整することを特徴とする無排水化排ガス処理方法にある。
【００２７】
第１５の発明は、第１４の発明において、前記セメント固化物中の溶出成分を計測し、計測した溶出成分の値に応じて、前記鉄系添加剤又はセメント固化剤のいずれか一方又は両方の添加量を調整することを特徴とする無排水化排ガス処理方法にある。
【００２８】
第１６の発明は、第９乃至１５のいずれか一つの発明において、前記脱硫装置の脱硫吸収液の酸化還元電位値を計測し、酸化還元電位を１００〜２００ｍＶの領域に調整することを特徴とする無排水化排ガス処理方法にある。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、脱硫排水を噴霧乾燥により無排水化処理する際、乾燥時に発生する有害物質及び潮解性化合物を含む蒸発塩を、その後セメント固化処理するに際し、一度スラリー化物を得てから、セメント固化剤を供給してセメント固化処理するので、圧縮強度の高いセメント固化物とすることできる。この結果、セメント固化物を別途埋め立て処理される際、固定化処理がなされているので、環境排出基準を満足するセメント固化物の埋立処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、実施例１に係る無排水化排ガス処理システムの概略図である。
【図２】図２は、石灰石膏法の脱硫装置の一例を示す概略図である。
【図３】図３は、実施例１に係る脱硫排水の噴霧乾燥装置の一例を示す概略図である。
【図４】図４は、セメント添加重量比（固形成分を１としている）と、セメント圧縮強度（ｋｇ／ｃｍ2）との関係を示す図である。
【図５】図５は、鉄系薬剤Ａ、鉄系薬剤Ｂを添加した場合の溶出Ｓｅ濃度の結果を示す図である。
【図６】図６は、実施例２に係る無排水化排ガス処理システムの概略図である。
【図７】図７は、実施例３に係る無排水化排ガス処理システムの概略図である。
【図８】図８は、実施例４に係る無排水化排ガス処理システムの概略図である。
【図９】図９は、実施例４に係る他の無排水化排ガス処理システムの概略図である。
【図１０】図１０は、実施例５に係る無排水化排ガス処理システムの概略図である。
【図１１】図１１は、実施例５に係る他の無排水化排ガス処理システムの概略図である。
【図１２】図１２は、実施例６に係る無排水化排ガス処理システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。
【実施例１】
【００３２】
図１は、実施例１に係る無排水化排ガス処理システムの概略図である。
図１に示すように、本実施例に係る無排水化排ガス処理システム１０Ａは、燃料Ｆを燃焼させるボイラ１１と、ボイラ１１からのボイラ排ガス１２を排出する主煙道Ｌ11に設けられ、ボイラ排ガス１２の熱を回収する熱回収装置であるエアヒータＡＨと、熱回収後のボイラ排ガス１２中の煤塵を除去する除塵装置である集塵機１３と、除塵後のボイラ排ガス１２中に含まれる硫黄酸化物を除去する脱硫装置１４と、脱硫装置１４から排出される脱硫排水（吸収液法の場合、吸収液スラリー）１５から固形物１６を除去する固液分離器１７と、固液分離器１７からの分離水１８を噴霧する噴霧乾燥装置１９と、噴霧乾燥装置１９にボイラ排ガス１２からの一部の分岐ガス１２ａを主煙道Ｌ11から導入する排ガス導入ラインＬ12と、噴霧乾燥装置１９で分離水１８を蒸発乾燥した後の排出ガス１２ｂを主煙道Ｌ11に戻す排出ガス送給ラインＬ13と、排出ガス送給ラインＬ13に設けられ、排出ガス１２ｂ中の有害物質及び潮解性化合物を含む蒸発塩２１を分離する蒸発塩分離器２２と、分離された蒸発塩２１を溶解水２３に溶解してスラリー化してスラリー化物２４を得るスラリー化槽２５と、スラリー化槽２５に鉄系添加剤２６を添加する鉄系添加剤供給部２７と、鉄系添加剤２６が混合されたスラリー化物２４に、セメント固化剤２８をセメント固化剤供給部２９から添加し、セメント混練物３０を得るセメント混練槽３１と、セメント混練物３０を乾燥、養生・固化してセメント固化物３２とするセメント固化部３３と、を備えるものである。
【００３３】
本システムにより、排ガスが脱硫装置１４で浄化されると共に、その脱硫排水１５を固液分離し、分離した分離水１８を、噴霧乾燥装置１９内で導入した分岐ガス１２ａを用いて蒸発乾燥するので、脱硫装置１４からの脱硫排水１５の無排水化を安定して実施することができる。
【００３４】
ここで、無排水化排ガス処理システム１０ＡのエアヒータＡＨは、ボイラ１１から主煙道Ｌ11を介して供給されるボイラ排ガス１２中の熱を回収する熱交換器である。排出されるボイラ排ガス１２の温度は例えば３００℃〜４００℃程度と高温であるため、このエアヒータＡＨにより高温のボイラ排ガス１２と常温の燃焼用空気との間で熱交換を行い、熱交換により高温となった燃焼用空気は、ボイラ１１に供給される。
【００３５】
このエアヒータＡＨへ流入するボイラ排ガス１２を主煙道Ｌ11から排ガス導入ラインＬ12を介して分岐ガス１２ａとして分岐する場合には、ガス温度が高く（例えば３００〜４００℃）、この高温排熱と分離水１８を接触させることによって脱硫排水液滴の噴霧乾燥を効率よく行うことができる。本実施例では、エアヒータＡＨは、分岐ガス１２ａを分岐する排ガス導入ラインＬ12の分岐部Ｘと、排出ガス１２ｃを排出ガス送給ラインＬ13により主煙道Ｌ11側に戻す合流部Ｙとの間に設置している。
【００３６】
集塵機１３は、ボイラ１１からのボイラ排ガス１２中の煤塵を除去するものである。集塵機１３としては慣性力集塵機、遠心力集塵機、濾過式集塵機、電気集塵機、洗浄集塵機等が挙げられるが、特に限定されない。
【００３７】
脱硫装置１４は、集塵機１３で煤塵が除去された後のボイラ排ガス１２中の硫黄酸化物を湿式で除去する装置である。この湿式脱硫装置１４では、例えば湿式の脱硫方法として、脱硫吸収液（以下、「吸収液」ともいう。）として例えば石灰スラリーを用いる石灰石膏法の脱硫法を用いることができるが、これに限定するものではなく石灰石膏法の脱硫法以外としては、例えば水酸化マグネシウム法、海水法、苛性ソーダ法等の湿式脱硫装置を例示することができる。
【００３８】
この湿式の脱硫装置の一例について図２を用いて説明する。図２は、石灰石膏法の脱硫装置の一例を示す概略図である。図２に示すように、湿式の脱硫装置１４は、吸収液として例えば石灰石スラリー（水に石灰石粉末を溶解させた水溶液）６０が用いられ、装置内の温度は５０℃前後となっている。石灰石スラリー６０は、石灰石スラリー供給装置（脱硫装置用石灰供給装置）６１から脱硫装置１４の塔底部６２内の液溜に供給される。脱硫装置１４の塔底部６２に供給された石灰石スラリー６０は、吸収液循環ライン６５を介して脱硫装置１４内の複数のノズル６３に送られ、ノズル６３から塔頂部６４側に向かって液柱として上方に噴出される。吸収液循環ライン６５は、送液ポンプ６５ａが設けられており、送液ポンプ６５ａを駆動させることで、吸収液循環ライン６５からノズル６３に石灰石スラリー６０を送る。脱硫装置１４の塔底部６２側から上昇してくるボイラ排ガス１２がノズル６３から噴出する石灰石スラリー６０と気液接触することにより、ボイラ排ガス１２中の硫黄酸化物及び塩化水銀が石灰石スラリー６０により吸収され、ボイラ排ガス１２から分離、除去される。石灰石スラリー６０により浄化されたボイラ排ガス１２は、浄化ガス１２Ａとして脱硫装置１４の塔頂部６４側より排出され、煙突４０から外部に放出される。  
【００３９】
脱硫装置１４の内部において、ボイラ排ガス１２中の亜硫酸ガスＳＯ2は石灰石スラリー６０と下記式（１）で表される反応を生じる。
ＳＯ2＋ＣａＣＯ3→ＣａＳＯ3＋ＣＯ2・・・（１）
【００４０】
さらに、ボイラ排ガス１２中のＳＯｘを吸収した石灰石スラリー６０は、脱硫装置１４の塔底部６２に供給される空気（図示せず）により酸化処理され、空気と下記式（２）で表される反応を生じる。
ＣａＳＯ3＋１／２Ｏ2＋２Ｈ2Ｏ→ＣａＳＯ4・２Ｈ2Ｏ・・・（２）
このようにして、ボイラ排ガス１２中のＳＯｘは、脱硫装置１４において石膏（ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）の形で捕獲される。
【００４１】
また、上記のように、石灰石スラリー６０は、脱硫装置１４の塔底部６２に貯留した液を揚水したものが用いられるが、この揚水される石灰石スラリー６０には、脱硫装置１４の稼働に伴い、反応式（１）、（２）により石膏ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏが混合される。以下では、この亜硫酸ガスを吸収するための石灰石石膏スラリー（石膏が混合された石灰石スラリー）を吸収液とよぶ。
【００４２】
脱硫装置１４で脱硫に用いる吸収液（石灰石石膏スラリー６０）は、脱硫装置１４の吸収液循環ライン６５により、循環再利用されると共に、この吸収液循環ライン６５に接続された吸収液排出ラインＬ21を介して、その一部が脱硫排水１５として外部に排出されて、別途固液分離器１７に送られ、ここで脱水処理される。この固液分離された分離水１８には、例えば水銀、ヒ素、セレン等の有害重金属類や、例えばＣｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、Ｆ-等のハロゲンイオンが含まれている。
【００４３】
固液分離器１７は、脱硫排水１５中の固形物（石膏）１６と液体分の分離水（濾液）１８とを分離するものである。固液分離器１７としては、例えばベルトフィルタ、遠心分離機、デカンタ型遠心沈降機等が用いられる。よって、脱硫装置１４から排出された脱硫排水１５は、固液分離器１７により固形物（石膏）１６と脱水濾液である分離水１８とに分離される。分離した固形物（石膏）１６は、システム外部（以下、「系外」という。）に排出される。
【００４４】
一方、固液分離器１７からの分離水１８は、図１に示すように、分離水導入ラインＬ22を介して噴霧乾燥装置１９に送られ、ここで蒸発乾燥させて、脱硫排水である分離水１８の無排水化を図るようにしている。なお、分離水１８の一部を返送水１８Ａとして、返送水ラインＬ23を介して脱硫装置１４の塔底部６２内に供給している。
【００４５】
噴霧乾燥装置１９は、ボイラ１１からのボイラ排ガス１２の主煙道Ｌ11から分岐した排ガス導入ラインＬ12を介してボイラ排ガス１２からの分岐ガス１２ａが導入されるガス導入手段と、分離水導入ラインＬ22を介して固液分離器１７から導入される分離水１８を散布又は噴霧する噴霧手段５２とを具備している。そして、導入される分岐ガス１２ａの排熱により散布又は噴霧された分離水１８を蒸発乾燥させている。ここでボイラ排ガス１２からの分岐ガス１２ａには、ボイラ排ガス１２中に含まれる燃焼灰を含んでおり、噴霧乾燥装置１９で発生する蒸発乾燥物中には燃焼灰と蒸発塩が混合された状態で存在する。なお、符号Ｌ13は噴霧乾燥装置１９で乾燥に寄与した排出ガス１２ｂを蒸発塩分離器２２に導入し、蒸発塩分離器２２で蒸発塩２１を分離した排出ガス１２ｃを主煙道Ｌ11に返送する排出ガス送給ラインである。なお、排ガス導入ラインＬ12及び排出ガス送給ラインＬ13には、分岐ガス１２ａ及び排出ガス１２ｃの流入・排出を停止するためのダンパ手段を設けるようにしてもよい。
【００４６】
なお、本実施例の無排水化排ガス処理システム１０Ａにおいては、設けていないが、主煙道Ｌ11には、ボイラ排ガス１２中の窒素酸化物を除去する脱硝装置を別途設けるようにしてもよい。なお、脱硝装置を設ける場合には、ボイラ１１の下流で、主煙道Ｌ11から分岐ガス１２ａを分岐する分岐部Ｘの上流側に設置するのが好ましい。
【００４７】
図３は、実施例１に係る脱硫排水の噴霧乾燥装置の一例を示す概略図である。図３に示すように、本実施例の噴霧乾燥装置１９は、噴霧乾燥装置本体５１内に、分離水１８を噴霧液１８ａとして噴霧する噴霧手段５２と、噴霧乾燥装置本体５１に設けられ、噴霧液１８ａを乾燥する分岐ガス１２ａを導入する導入口５１ａと、噴霧乾燥装置本体５１内に設けられ、分岐ガス１２ａにより噴霧液１８ａを乾燥・蒸発させる乾燥領域５３と、乾燥に寄与した排出ガス１２ｂを排出する排出口５１ｂと、噴霧手段５２の付着物の付着状態を監視する付着物監視手段５４とを具備するものである。なお、符号５７は分離された固形分、Ｖ1、Ｖ2は流量調整バルブを図示する。また、分離水１８は別途圧縮機５５から供給される空気５６により、噴霧乾燥装置本体５１内部へ所定の流量と所定の噴霧液滴粒径とで噴霧手段５２により噴霧されるようにしてもよい。本実施例では、分離水１８の乾燥用ガスとしてボイラ排ガスから分岐した分岐ガス１２ａを用いているが、本発明はこれに限定されず、分離水１８を蒸発乾燥させる乾燥ガスであればボイラ排ガス以外のガスを、乾燥用ガスとして用いるようにしても良い。
【００４８】
ここで、噴霧手段５２としては、分離水１８を所定の液滴径となるように噴霧するものであれば、その形式は限定されるものではない。例えば２流体ノズルや、ロータリーアトマイザ等の噴霧手段を用いることができる。なお、２流体ノズルは比較的少量の分離水１８を噴霧するのに適しており、ロータリーアトマイザは、比較的多量の分離水１８を噴霧するのに適している。また、噴霧器の数も１基に限定するものではなく、その処理量に応じて複数基設けるようにしてもよい。
【００４９】
ここで、脱硫排水１５中の溶解した溶解成分（塩）は、そのまま噴霧乾燥装置１９で乾燥する場合、噴霧乾燥装置１９から排出する排出ガス１２ｂ中に蒸発塩として含まれるので、集塵機１３に供給して集塵した場合、その集塵した集塵灰１３ａ中に、溶解成分が含まれることとなる。
【００５０】
この溶解成分を含む集塵灰１３ａをそのまま埋め立て処理する場合には、集塵灰１３ａからの溶解成分が問題となる。また、蒸発塩が含まれることで、集塵機１３の集塵負荷が高くなり、集塵機１３の容量増加が必要となる。
【００５１】
本実施例では、この集塵灰１３ａを埋め立てた場合においても溶解成分が発生しないように、排出ガス１２ｂから蒸発塩２１を分離して処理するようにしている。
【００５２】
本実施例では、噴霧乾燥装置１９から排出する排出ガス１２ｂ中の溶解性を有する蒸発塩２１を固気分離するための蒸発塩分離器２２を排出ガス送給ラインＬ13に設けている。
【００５３】
この蒸発塩分離器２２としては、例えばサイクロンやバグフィルタ等のガス中の固形分を分離する装置であり、分離した蒸発塩２１は、その後セメント固化処理される。また蒸発塩２１を分離した排ガス１２ｃは、排出ガス送給ラインＬ13を介して、主煙道Ｌ11に返送している。
【００５４】
この分離された蒸発塩２１は、潮解性のＣａＣｌ2を多量に含むため、そのままの状態では埋立て後に、周囲の大気中の水分を吸湿することで潮解性物質自体が溶解するので、セメント固化処理時にこれを封じ込める為により高いセメント強度が必要となる。
【００５５】
本実施例のセメント固化処理装置では、有害物質及び潮解性化合物を含む蒸発塩２１を蒸発塩分離器２２から蒸発塩をスラリー化槽２５へ供給する蒸発塩排出ラインＬ31と、この蒸発塩２１を溶解水２３に溶解してスラリー化してスラリー化物２４を得るスラリー化槽２５と、スラリー化槽２５に鉄系添加剤２６を添加する鉄系添加剤供給部２７と、鉄系添加剤２６が混合されたスラリー化物２４に、セメント固化剤２８をセメント固化剤供給部２９から添加し、セメント混練物３０を得るセメント混練槽３１と、セメント混練物３０を乾燥、養生・固化してセメント固化物３２とするセメント固化部３３と、を備えるものである。
【００５６】
ここで、本実施例でセメント固化処理する対象の蒸発塩２１には、例えば重金属（例えば水銀（Ｈｇ）、セレン（Ｓｅ）及びヒ素（Ａｓ））等の有害物質を含むものであり、この有害物質と共に潮解性化合物を含むものである。ここで、重金属とは、比重４以上の金属をいい、水銀（Ｈｇ）、セレン（Ｓｅ）以外には、例えば、鉛（Ｐｂ）、カドミウム（Ｃｄ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ビスマス（Ｂｉ）、鉄（Ｆｅ）等を挙げることができる。
【００５７】
また、本発明の処理対象の蒸発塩２１には、有害物質以外に潮解性化合物を含むものである。この潮解性化合物とは、該化合物の固体を大気中に放置するとき、その固体が空気中の水分を吸収し、その水分に固体が溶け出す現象を呈する物質をいう。例えば一般的な潮解性化合物として、例えば塩化カルシウム（ＣａＣｌ2）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ2）等を挙げることができる。
【００５８】
セメント固化するためのセメント固化剤２８としては、例えば３ＣａＯ・ＳｉＯ2、３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3等を配合するものであり、蒸発塩中の有害成分の固定化をより確実としている。このセメント固化剤として、例えばポルトランドセメント等を例示することができる。また、セメント固化剤と共に、フライアッシュ等を添加するようにしてもよい。
【００５９】
ここで、従来技術に係る蒸発塩をセメント固化する場合には、蒸発塩の固体とセメント固化剤２８とを、粉体（固体）状態で混ぜ合わせ、所定の水分を添加しつつ混練して、乾燥、養生・固化させるセメント固化処理を行っている。
【００６０】
しかしながら、蒸発塩２１に潮解性化合物が含まれている場合には、この従来技術の粉体同士の混合方法を実施するだけでは、得られたセメント固化物の圧縮強度（圧潰強度）が所望の基準値に達成せず、セメント固化物を長期間に亙って、埋立処理する場合、セメント固化物が割れたり、潮解性化合物がセメント固化物の表面に滲出したりするという問題がある。
【００６１】
さらに、このセメント固化物３２の表面に、潮解性化合物の潮解作用に伴う水分が滲出した場合には、セメント固化物内部の有害物質が同伴して、この有害物質が外部に漏洩する場合がある。この結果、長期間に亙る埋立処理をする際、環境排出基準値が極めて低い有害物質や、将来において環境排出基準が厳しくなるような有害物質を含む場合には、そのままでは埋立処理ができなくなるおそれがある。
【００６２】
そこで、本発明では、スラリー化槽２５において、蒸発塩２１を先ず溶解水２３に溶解してスラリー化する処理を行い、溶解水２３でスラリー化物２４を得るようにしている。このスラリー化工程において得られたスラリー化物２４は、溶解水２３の作用により蒸発塩２１中の有害物質の分散化及び均質化を図るようにしている。
【００６３】
すなわち、スラリー化槽２５において、溶解水２３の中に徐々に蒸発塩２１の固体を投入し、攪拌手段（図示せず）等で掻き混ぜ、液体と固体とが混在した懸濁状のスラリー化物２４を得ることで固液の混合分散化促進処理を行い、その後のセメント固化剤２８との混練処理の均質化を図り易くしている。
【００６４】
このように、本実施例では、蒸発塩２１とセメント固化剤２８とを固体状態のままで混練せずに、先ずスラリー化槽２５において、一度乾燥した蒸発塩２１を溶解水２３を用いてスラリー化物２４とした後、この得られたスラリー化物２４とセメント固化剤２８とを、セメント混練槽３１で混練処理させることで、セメント固化物３２の固化強度を増加させるようにしている。これは、前記のスラリー化物２４を得る際に分散化を促進させている。これによって重金属を含むスラリー化物２４とセメント固化剤２８とを均質に混入させる操作の際、セメント固化剤２８がスラリー内で均質化し固化強度が増加しやすくなる。この結果、当該スラリー化処理をしない時に比べてより少ないセメント量での固化が可能となる。
【００６５】
これにより、得られたセメント固化物３２の固化強度の増加と共に、潮解性化合物の滲出しも大幅に低減することとなる。この結果、潮解性化合物に同伴して外部に滲出す有害物質量も低減できるので、長期間に亙って埋立処理した場合でも、環境排出基準を満足するセメント固化物３２を得ることができる。
【００６６】
また、スラリー化物２４を得る際、鉄系添加剤２６として２価の鉄系薬剤を添加し、セメント固化剤によるセメント固化処理における水和反応と２価鉄系薬剤によるフェライト化反応が、スラリー内で均質に混合された状態で水和反応が進行すると共に、有害物質がセメントの水和反応固溶結晶体の内部に容易に取り込まれて固定化がなされるようにしている。
【００６７】
本実施例では、スラリー化槽２５に鉄系添加剤供給部２７から鉄系添加剤２６を添加しているが、本発明はこれに限定されず、スラリー化槽２５又はセメント混練槽３１のいずれか一方又は両方に鉄系添加剤供給部２７から鉄系添加剤２６を添加するようにしてもよい。
【００６８】
ここで、２価の鉄系薬剤としては、例えば塩化第１鉄（ＦｅＣｌ2）、硫酸第１鉄（ＦｅＳＯ4）、硝酸鉄（Ｆｅ（ＮＯ3）2）、炭酸鉄（ＦｅＣＯ3）、ヨウ化鉄（ＦｅＩ2）、フッ化鉄（ＦｅＦ2）等を例示することができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００６９】
このようにして得られたセメント固化物の圧縮強度（圧潰強度）としては、例えば１５０ｋｇ／ｃｍ2以上、より好ましくは２００ｋｇ／ｃｍ2以上であることが好ましい。この圧縮強度は、蒸発塩２１中に含まれる重金属濃度と、セメント固化物３２における目標とする溶出濃度との関係を、プラントを運用する際に事前に把握しておき、同じ運転条件（例えば同じ燃料）で運転する場合には、目標の圧縮濃度を定期的に確認しておくことで、溶出濃度が満足していることの指標とすることができる。なお、圧縮強度は溶出基準に応じて設定される。よって、蒸発塩２１中に含まれる純金属濃度が高くなり、目標の溶出基準が厳しくなる場合には、高い圧縮強度を指標として運用することが望ましい。
【００７０】
図４は、セメント添加重量比（固形成分を１としている）と、セメント圧縮強度（ｋｇ／ｃｍ2）との関係を示す図である。
試験例は、蒸発塩である蒸発塩の固形物を溶解水２３でスラリー化物２４とした後、このスラリー化物２４とセメント固化剤２８とを混合し、セメント混練物３０を得た後、乾燥、養生・固化処理をして、セメント固化物としたものである。
比較例は、従来と同様に蒸発塩である蒸発塩の固形物と、セメント固化剤２８とを混合し、水を加えてセメント混練物３０を得た後、乾燥、養生・固化処理をして、セメント固化物としたものである。
セメント比は、蒸発塩の固形物を１とし、これに対するセメントを３倍添加した場合（セメント比３）の試験例１及び比較例１のセメント固化物の圧縮強度を求めた。
同様に、セメントを５倍添加した場合（セメント比５）の試験例２及び比較例２のセメント固化物の圧縮強度を求めた。
【００７１】
ここで、本試験では、セメント固化剤として普通ポルトランドセメントを用いた。セメント固化剤２８を投入した後の所定時間混練し、所定条件で乾燥した。乾燥後室温大気下で所定時間養生した。
【００７２】
図４に示すように、試験例１及び２のセメント固化物は共に、＞２００ｋｇ／ｃｍ2であった。これに対し、比較例１のセメント固化物は１００ｋｇ／ｃｍ2であり、比較例２のセメント固化物は１５５ｋｇ／ｃｍ2であった。
【００７３】
次に、セメント固化操作時に添加する薬剤として、２価の鉄系薬剤として、鉄系薬剤Ａ、鉄系薬剤Ｂを添加した場合の溶出Ｓｅ濃度試験を実施し溶出性を確認した。
【００７４】
図５は、鉄系薬剤Ａ、鉄系薬剤Ｂを添加した場合の溶出Ｓｅ濃度の結果を示す図である。なお、図５の試験では、セメント比を５とした。
本試験のセメント固化条件は、図４の試験と同様とした。また、蒸発塩としては、脱硫排液を蒸発固化させた蒸発塩を用い、蒸発塩中のセレン（Ｓｅ）濃度は、３３０ｍｇ／ｋｇであり、この蒸発塩を溶解水に溶解させた際のセレン（Ｓｅ）濃度は４価のセレンが１１ｍｇ／Ｌ、６価のセレンが２．３ｍｇ／Ｌのものを用いた。
ここで、溶出試験は、米国ＥＰＡ  １３１１法に定められるＴＣＬＰ（Ｔｏｘｉｃｉｔｙ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ  ｌｅａｃｈｉｎｇ  ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）に従って以下の通り実施した。
所定時間乾燥養生させたセメント固化物３２の一部を抜出し、所定量を氷酢酸水溶液中に投入する。ＴＣＬＰ試験用の回転式攪拌機で１８時間振とうする。なお、セメント固化物の径が９．５ｍｍ以上のものは粉砕して試験した。回転振とう後、ガラス製のろ過装置を用いてろ過し、そのろ液について定量分析を行った。定量分析としては、高周波誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）吸光光度分析法にて実施した。
【００７５】
図５に示すように、鉄系薬剤Ａを鉄濃度換算で３重量％添加した場合（試験例３）、鉄系薬剤Ａを鉄濃度換算で６重量％添加した場合（試験例４）、鉄系薬剤Ｂを鉄濃度換算で３重量％添加した場合（試験例５）、鉄系薬剤Ｂを鉄濃度換算で６重量％添加した場合（試験例６）共に、Ｓｅ溶出濃度が０．０１ｍｇ／Ｌ以下であった。
これに対して、鉄系薬剤を添加しない場合（比較例３）では、セメント比が７の場合であり、セメント比が８であってもＳｅ溶出濃度が０．０１ｍｇ／Ｌ以下とすることはできなかった。
【００７６】
前記のように鉄系薬剤Ａ、Ｂを添加した場合にのみ好適な結果が得られた理由としては、以下の様な現象が起きたものと推察している。すなわち、まずスラリー化槽２５において、蒸発塩２１を溶解水２３に溶解してスラリー化した懸濁液に、鉄系添加剤２６を添加することで、この鉄系添加剤２６によって当該スラリー中において６価セレンが６価セレンよりも固相に溶出し易い４価セレンに還元される。そして、セメント固化剤２８の添加により、当該４価セレンがセメント固化剤２８中のアルカリと鉄が反応して水酸化鉄を生成する際に固相共沈し、更に前記の分散・均質化しセメントの圧縮強度を増加せしめる状態において、セメントの固化反応が好適に促進される。
【００７７】
以上より、セメント固化物３２を得るためには、蒸発塩２１を最初に溶解水２３を用いてスラリー化してスラリー化物２４を得た後、このスラリー化物２４に粉体のセメント固化剤２８を添加し、セメント混練槽３１で混練処理をし、セメント混練物３０を得る。その後この得られたセメント混練物３０を乾燥、養生・固化処理することで、セメント固化物３２を得る。
この際の蒸発塩（固形物）とセメントとの比は、１：３〜１：６、好適には１：５が好ましい。
【００７８】
また、固形物：セメント＝１：５において、鉄系薬剤Ａや鉄系薬剤Ｂを鉄濃度換算で３重量％以上、好ましくは５重量％以上、より好ましくは６重量％以上添加することが好ましい。
【００７９】
また、水分添加率（水分／総重量（蒸発塩、セメント固形剤、鉄系添加剤））としては、２０％以上、より好ましくは３０％以上とするのが好ましい。
【００８０】
蒸発塩のセメント固化処理方法は、重金属及び潮解性化合物を含む蒸発塩（濃縮物又は蒸発塩）２１を溶解水２３に溶解してスラリー化してスラリー化物２４を得るスラリー化工程と、このスラリー化物２４に、鉄系添加剤２６を添加する鉄系添加剤添加工程と、鉄系添加剤２６が混合された重金属を含むスラリー化物２４に、セメント固化剤２８を添加し、混練するセメント固化剤添加工程と、セメント固化剤２８が混合されたセメント混練物３０を養生してセメント固化するセメント固化工程と、を有するものである。
【００８１】
この結果、従来のような蒸発塩とセメント固化剤とを固体状態のままで混練せずに、本実施例では先ずスラリー化槽１４においてスラリー化物２４を得、当該スラリーを分散・均質化した後に、このスラリー化物２４にセメント固化剤２８を添加して、セメント混練槽３１で混練処理させることで、より少ないセメント量でセメント固化物３２の固化強度を増加させることとなる。
【００８２】
すなわち、噴霧乾燥処理後の排出ガス中の有害物質及び潮解性化合物を含む蒸発塩２１を固気分離し、分離後の蒸発塩２１を溶解水２３に溶解してスラリー化してスラリー化物を得るスラリー化工程により、蒸発塩２１中の有害物質の分散化及び均質化を図る。その後、有害物質及び潮解性化合物を含むスラリー化物２４に、鉄系添加剤２６を添加する鉄系添加剤添加工程により、スラリー中において有害物質として例えば６価セレンが６価セレンよりも固相に溶出し易い４価セレンに還元される。その後、鉄系添加剤２６が混合された有害物質及び潮解性化合物を含むスラリー化物２４に、セメント固化剤２８を添加し、混練するセメント固化剤添加工程により、４価セレンがセメント固化剤２８中のアルカリと鉄が反応して水酸化鉄を生成する際に固相共沈し、更に前記の分散・均質化しセメントの圧縮強度を増加せしめる状態において、セメントの固化反応が好適に促進される。
【００８３】
そして、このセメント固化強度の増加と共に、潮解性化合物によるセメント固化物表面への水分の滲出も低減することとなり、この結果、潮解性化合物に同伴して外部に滲出する有害物質も固化物内に封入し当該有害物質の溶出濃度も低減できるので、長期間に亙って埋立処理した場合でも、環境排出基準を満足するセメント固化物３２を得ることができる。
【００８４】
次に、本実施例に係る無排水化排ガス処理システム１０Ａの全体動作について説明する。
本実施例に係る無排水化排ガス処理システム１０Ａでは、例えば石炭焚のボイラ１１からのボイラ排ガス１２は、エアヒータＡＨでその熱が回収され、その後集塵機１３にてボイラ排ガス１２中の煤塵が除去される。煤塵が除去されたボイラ排ガスは脱硫装置１４に導入され、例えば石灰吸収液によりボイラ排ガス中のＳ分が除去され、その後煙突４０から浄化された排ガスが外部へ排出される。
脱硫装置１４からの脱硫灰対１５は固液分離器１７に導入され、固形物（石膏）１６を分離し、分離水１８の一部は返送水１８Ａとして、脱硫装置１４へ返送される。
その後分離水１８は無排水化処理のために、噴霧乾燥装置１９へ導入される。
噴霧乾燥装置１９では、ボイラ排ガス１２の一部の分岐ガス１２ａが導入され、分離水を噴霧乾燥して、脱硫排水からの分離水１８の無排水化処理をすることができる。
【００８５】
噴霧乾燥装置１９からの乾燥に寄与した排出ガス１２ｂは、蒸発塩分離器２２でガス中の固形分の蒸発塩２１分離する。この分離された蒸発塩２１は、スラリー化槽２５へ導入され、溶解水２３によりスラリー化物２４を得る。この際、鉄系添加剤２６がスラリー化物２４に添加される。この溶解水２３の添加をすることにより、一度乾燥した蒸発塩２１を溶解水２３によりスラリーとすることとなり、蒸発塩２１中の有害物質の分散化及び均質化を図ることができる。スラリー化物２４は、セメント混練槽３１に導入され、セメント固化剤供給部２９からセメント固化剤２８が供給され、セメント混練物３０を得る。このセメント混練物３０は、セメント固化部３３において、乾燥、養生・固化され、圧縮強度の高いセメント固化物３２を得る。
【００８６】
以上、本実施例によれば、噴霧乾燥装置１９で乾燥に寄与した排出ガス１２ｂから蒸発塩２１の固形分を蒸発塩分離器２２で分離するので、集塵機１３への負荷も軽減され、集塵機１３の集塵能力を向上させる必要がなくなる。
また、分離した蒸発塩２１は、その後セメント固化処理されるが、有害物質及び潮解性化合物を含有する場合において、一度スラリー化物を得てから、セメント固化剤２８を供給してセメント固化処理するので、圧縮強度の高いセメント固化物３２とすることできる。この結果、セメント固化物３２を別途埋め立て処理される際、固定化処理がなされているので、環境排出基準を満足するセメント固化物３２の埋立処理を行うことができる。
【実施例２】
【００８７】
図６は、実施例２に係る無排水化排ガス処理システムの概略構成図である。なお、実施例１の無排水化排ガス処理システムと同一部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図６に示す本実施例に係る無排水化排ガス処理システム１０Ｂでは、蒸発塩２１をスラリー化する溶解水２３として、脱硫排水１５を固液分離部１７で分離した際の分離水１８Ｂを用いるようにしている。
【００８８】
実施例１におけるスラリー化槽２５でのスラリー化工程時に、溶解水として脱硫排水１５からの分離水１８の一部１８Ｂを用いて、溶解処理することで、無排水化排ガス処理システム１０Ｂにおける、排水減容化の際のコスト低減（例えば噴霧乾燥装置１９のコンパクト化や運転費低減）を図ることができる。
【実施例３】
【００８９】
図７は、実施例３に係る無排水化排ガス処理システムの概略構成図である。なお、実施例１及び２の無排水化排ガス処理システムと同一部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図７に示す本実施例に係る無排水化排ガス処理システム１０Ｃでは、セメント混練槽３１でセメント固化剤２８によりセメント混練物３０とする際、セメント固化剤２８と共にフライアッシュ４１を添加するようにしている。フライアッシュ４１は、ボイラ排ガス１２中の煤塵を除去する集塵機１３からの集塵灰１３ａを用いることもできる。
【００９０】
このフライアッシュ４１を添加することで、フライアッシュ４１中の灰分や不活性成分によって蒸発塩が希釈されることになり、フライアッシュ４１の量が多い程蒸発塩中の塩化カルシウム濃度等の潮解性物質の見掛け濃度が低減できるので、潮解作用やそれに伴ってセメント固化物３２の表面への重金属の滲出の低減も図ることが出来る。また、集塵機１３から排出され埋め立てられるフライアッシュ処理量が低減できる効果もある。
【実施例４】
【００９１】
図８は、実施例４に係る無排水化排ガス処理システムの概略構成図である。なお、実施例１及び２の無排水化排ガス処理システムと同一部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図８に示す本実施例に係る無排水化排ガス処理システム１０Ｄでは、分岐ガス１２ａを噴霧乾燥装置１９に導入する排ガス導入ラインＬ12に、乾燥添加剤供給部４３から乾燥添加物４２を添加するようにしている。
【００９２】
この乾燥添加物４２を添加することで、分岐ガス１２ａ中での固体分の比率が上昇し、噴霧乾燥装置１９で噴霧乾燥する際の分離水１８の液滴蒸発及び蒸発塩２１の固化を促進することができる。
【００９３】
ここで、蒸発を促進させるために排ガス導入ラインＬ12に導入する乾燥添加物４２は、他の粉体でもよく、セメント固化剤２８、フライアッシュ、アルカリ粉としてもよい。アルカリ粉としては、例えば炭酸カルシウム（石灰岩）、水酸化カルシウム(消石灰)、硫酸カルシウム（石膏）等を例示することができるが、乾燥を促進するものであれば、これらに限定されるものではない。
【００９４】
この乾燥添加物４２を添加することで、分岐ガス１２ａ中での固体分の比率が上昇し、噴霧乾燥装置１９で噴霧乾燥する際の分離水１８の液滴蒸発及び蒸発塩２１の固化を促進することができる。
【００９５】
図９は、実施例４に係る他の無排水化排ガス処理システムの概略構成図である。
また、図９に示す無排水化排ガス処理システム１０Ｅでは、乾燥添加剤４２を添加した蒸発塩２１を、蒸発塩分離器２２で分離した後、蒸発塩排出ラインＬ31から分岐し、排ガス導入ラインＬ12に接続されるリサイクルラインＬ32により、分離した乾燥添加剤４２を含む蒸発塩２１の一部２１ａを、分岐ガス１２ａに添加するようにしてもよい。
【００９６】
この乾燥添加物４２を含む蒸発塩２１の一部２１ａをリサイクルして添加することで、分岐ガス１２ａ中での固体分の比率がさらに上昇し、噴霧乾燥装置１９で噴霧乾燥する際の分離水１８の液滴蒸発及び蒸発塩２１の固化を促進することができる。
【実施例５】
【００９７】
図１０は、実施例５に係る無排水化排ガス処理システムの概略構成図である。なお、実施例１及び２の無排水化排ガス処理システムと同一部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図１０に示す本実施例に係る無排水化排ガス処理システム１０Ｆでは、固液分離器１７で分離した分離水１８中の溶解成分を計測する溶解成分計測装置７０を設け、計測した溶解成分の値に応じて、スラリー化槽２５に添加する鉄系添加剤２６又は、セメント混練槽３１に添加するセメント固化剤２８のいずれか一方又は両方の添加量を調整するようにしている。
【００９８】
分離水１８中の溶解成分の計測は、定期的或いは連続的に（自動化）行いそのデータを蓄積するようにしている。
【００９９】
ここで、分離水１８中の溶解成分としては、例えば水銀（Ｈｇ）、ヒ素（Ａｓ）、セレン（Ｓｅ）、ホウ素（Ｂ）等を計測対象としている。
【０１００】
これらの溶解成分の濃度を溶解成分計測装置７０で定期的又は連続的に測定して、データとして蓄積し、この蓄積したデータに基づき、蒸発塩２１中に含有する例えばセレン（Ｓｅ）やホウ素（Ｂ）の濃度分析結果に応じた最も経済的な運転条件を制御装置７１で演算し、これによってセメント固化剤２８の添加量や、鉄系添加剤２６の配合比を調整して、最適に制御するようにしてもよい。この制御は作業員が行っても自動で行ってもよい。ここで、溶解成分の分析は、原子吸光計測装置や、ＩＣＰ発光分光分析装置、ＩＣＰ質量分析（ＩＣＰ-ＭＳ）法等の公知の分析装置により行うことができる。
【０１０１】
例えば燃料Ｆの燃料種や、ボイラ１１や集塵機１３の運転条件が変動する場合、例えば水銀（Ｈｇ）、ヒ素（Ａｓ）、セレン（Ｓｅ）、ホウ素（Ｂ）等の含有濃度も大きく変動するし、必要な薬剤量も変動することとなる。例えば脱硫排水中の水銀（Ｈｇ）、ヒ素（Ａｓ）、セレン（Ｓｅ）濃度が大きく変動すると、セメント添加量や鉄系薬剤の添加量過多や過小の状況になる可能性があるので、これらの濃度変動に応じてセメント添加量や鉄系薬剤添加量を適正に調整して、当該添加量過多や過小添加を解消することができる。特に脱硫排水中の６価セレンの含有量がセメント添加量や鉄系薬剤の添加量を左右するので、この定期分析が重要となる。また脱硫排水中のホウ素（Ｂ）はセメント固化剤２８中のアルカリ成分を消費するので、このホウ素の増減量が大きく変動すると、セメント固化剤２８の添加量過多や過小の状況になる可能性があるので、これを解消することができる。ここで、脱硫排水中の各分析対象成分に応じたセメント添加量や鉄系薬剤の添加量の適正量のことを「フィードフォワード量」と呼ぶ。
【０１０２】
図１１は、実施例５に係る他の無排水化排ガス処理システムの概略構成図である。図１１に示す無排水化排ガス処理システム１０Ｇでは、セメント固化物３２から一部所定量を抜き取り、セメント固化物３２中の溶出成分を計測する溶出成分計測装置７２により溶出量を計測するようにしてもよい。
そして、溶出計測データから、脱硫排水の溶解成分計測によるフィードフォワード量とで不足或いは過剰分のセメント添加量や鉄系薬剤の添加量制御差分をフィードバック補正しながら、当該セメント添加量や鉄系薬剤の添加量の増減を行い、厳しい溶出基準を遵守しつつ経済的に最適な条件で運転を行うようにしてもよい。
【実施例６】
【０１０３】
図１２は、実施例６に係る無排水化排ガス処理システムの概略構成図である。なお、実施例１及び２の無排水化排ガス処理システムと同一部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図１２に示す本実施例に係る無排水化排ガス処理システム１０Ｈでは、脱硫装置１４の脱硫吸収液の酸化還元電位値を計測する酸化還元電位計７５を設け、脱硫吸収液中の酸化還元電位を１００〜２００ｍＶの領域に調整するようにしている。
酸化還元電位計７５により脱硫吸収液の酸化還元電位（ＯＲＰ：Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ−Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ、以下「ＯＲＰ」ともいう）を計測し、１００〜２００ｍＶの領域に調整することで、脱硫吸収液に存在する４価のセレンが６価のセレンに酸化されることが抑制される。即ち難分解性で溶出防止が非常に困難な６価セレンに比較すると比較的固相に移行しやすい４価セレンが６価セレンに酸化される前に脱硫排水から噴霧乾燥装置に供給することで、セレンの溶出濃度を抑制することができ、結果的にセメント添加量や鉄系薬剤の添加量低減につながるものである。
【０１０４】
特に、低Ｓ分燃料、重金属高含有燃料等をボイラ１１で燃焼させるプラントや脱硫原料としての石灰石にマンガン（Ｍｎ）を多く含むプラントでは、高ＯＲＰに状態に成りやすくなることが予想される。その場合には、還元性添加剤を添加し、ＯＲＰ値を上記の適正な領域にすることで、６価のセレンの生成を抑制することができる。これにより難分解性の６価のセレンの蒸発塩２１中の割合を低減することができる。
【符号の説明】
【０１０５】
１０Ａ〜１０Ｈ  無排水化排ガス処理システム
１１  ボイラ
１２  ボイラ排ガス
１３  集塵機
１４  脱硫装置
１５  脱硫排水
１６  固形物
１７  固液分離器
１８  分離水
１９  噴霧乾燥装置
２１  有害物質及び潮解性化合物を含む蒸発塩
２２  蒸発塩分離器
２３  溶解水
２４  スラリー化物
２５  スラリー化槽
２６  鉄系添加剤
２７  鉄系添加剤供給部
２８  セメント固化剤
２９  セメント固化剤供給部
３０  セメント混練物
３１  セメント混練槽
３２  セメント固化物
３３  セメント固化部
【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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