(57)【要約】【課題】  大気に放出される排ガス中のフッ素を除去すること【解決手段】  燃焼装置から排出される排ガスを熱回収し、熱回収した排ガスを脱硝処理し、脱硝処理した排ガスを湿式の脱硫装置で処理して大気に放出する排ガス処理システムにおいて、脱硫装置６の後流側にアルカリ液を吸収剤としてフッ素を除去するベンチュリスクラバー７を配置することにより、脱硫装置６で除去されなかった排ガス中のＨＦ及びＦ２ガスをベンチュリスクラバー７で除去することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼装置から排出される排ガスを熱回収し、熱回収した排ガスを脱硝処理し、脱硝処理した排ガスを湿式の脱硫装置で処理して大気に放出する排ガス処理システムにおいて、前記脱硫装置の後流側にベンチュリスクラバーを配置することを特徴とする排ガス処理システム。
【請求項２】
請求項１に記載の排ガス処理システムにおいて、前記ベンチュリスクラバーの吸収液としてアルカリ液を用いることを特徴とする排ガス処理システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の排ガス処理システムにおいて、前記脱硫装置と前記ベンチュリスクラバーの間に排ガス中の有害物質を酸化する酸化装置を配置したことを特徴とする排ガス処理システム。
【請求項４】
請求項３に記載の排ガス処理システムにおいて、前記酸化装置は、水銀酸化触媒が充填されてなることを特徴とする排ガス処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラ等の燃焼装置から排出される排ガス中のフッ素及び水銀等の有害成分を除去する排ガス処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
火力発電所などで用いられるボイラなどの燃焼装置で、石炭などの化石燃料を燃焼して生じる排ガス中には、フッ素（Ｆ）及び水銀（Ｈｇ）等の有害物質が含まれている。
【０００３】
水銀は、排ガス中で金属水銀（Ｈｇ0）もしくは２価の酸化水銀（Ｈｇ２＋）として存在していると考えられ、酸化水銀として存在している場合は、水に容易に吸収されるために除去することは比較的容易であるが、金属水銀として存在する場合は水にほとんど吸収されないため除去が困難である。
【０００４】
そのため、これまでの排ガス中の有害物質を処理する排ガス処理システムとして、燃焼装置から排出される排ガスの熱を回収し、熱回収した排ガスを脱硝処理し、脱硝処理した排ガスを湿式の脱硫装置で処理し、脱硫処理した排ガス中の水銀を水銀除去装置で除去して大気に放出することが提案されている（例えば、特許文献１）。上記の水銀除去装置では、排ガスに酸化剤を含む水銀吸収液を噴霧して排ガス中の水銀を水銀吸収液に吸収させることで、排ガス中の水銀を除去するようにしている。
【０００５】
一方、触媒を利用して排ガス中の水銀を除去する技術として、ガス化複合発電システムにおいて、ガスタービンから排出される排ガスを脱硫装置で処理し、脱硫処理した排ガス中の水銀を水銀酸化触媒により金属水銀から酸化水銀に酸化し、後流側に設けた除塵装置で除去することが提案されている（例えば、特許文献２）。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３２５７４６
【特許文献２】特開２００５−１８０３８８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１及び２に記載の排ガス処理システムは、排ガス中の水銀の除去効率を高めることについては記載されているが、フッ素を除去することついては記載されていない。
【０００８】
本発明は、大気に放出される排ガス中のフッ素を除去することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明の排ガス処理システムは、燃焼装置から排出される排ガスを熱回収し、熱回収した排ガスを脱硝処理し、脱硝処理した排ガスを湿式の脱硫装置で処理して大気に放出する排ガス処理システムにおいて、脱硫装置の後流側にベンチュリスクラバーを配置することを特徴とする。
【００１０】
このように構成すれば、脱硫装置で除去されなかった排ガス中のＨＦを、ベンチュリスクラバーで除去することができるので、排ガス中のフッ素の除去効率を高めることができる。
【００１１】
この場合において、ベンチュリスクラバーで用いる吸収液をアルカリ液とすることで、排ガス中のＨＦ及びＦ２ガスを除去することができるので、排ガス中のフッ素の除去効率をより高めることができる。
【００１２】
また、湿式の脱硫装置とベンチュリスクラバーの間に排ガス中の有害物質を酸化する酸化装置を配置すれば、排ガス中の有害物質の除去効率を高めることができる。
【００１３】
この場合において、酸化装置は水銀酸化触媒が充填されたものを用いることが好ましい。脱硫装置で除去されなかったＨｇ0を水銀酸化触媒でＨｇ２＋に酸化し、後流側のベンチュリスクラバーでＨｇ２＋を除去することができるので、排ガス中の水銀の除去効率を高めることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、大気に放出される排ガス中のフッ素を除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施の形態に基づいて説明する。
【００１６】
（実施形態１）
図１は本発明の排ガス処理システムの一実施形態の系統構成を示す図である。図示のように、排ガス処理システムは、ボイラ１、脱硝装置２、エアヒータ（Ａ／Ｈ）３、ガスガスヒータ（ＧＧＨ）熱回収部４、電気集塵装置（ＥＰ）５、脱硫装置６、ベンチュリスクラバー７、湿式電気集塵装置８、ガスガスヒータ（ＧＧＨ）再加熱部９、煙突１０を備えて構成され、各装置は排ガスダクトなどで接続されている。
【００１７】
ボイラ１から排出された石炭の燃焼排ガスは、脱硝装置２に導入されＮＯＸが除去される。ＮＯＸが除去された排ガスは、エアヒータ３を経て、ＧＧＨ熱回収部４で排ガスの熱エネルギーを回収し、ＥＰ５にて煤塵が除去された後、湿式の脱硫装置６に導入され、排ガス中のＳＯ２が除去される。脱硫装置６を出た排ガスはベンチュリスクラバー７に導入され、ベンチュリスクラバー７で排ガス中のフッ素がアルカリ液で除去される。フッ素が除去された排ガスは湿式電気集塵装置８に導入され湿式電気集塵装置８で煤塵が除去され、煤塵が除去された排ガスはＧＧＨ再加熱部９によりＧＧＨ熱回収部４で回収した熱エネルギーを利用して再加熱され、煙突１０より大気に放出される。
【００１８】
ここで、ボイラ１から排出される排ガス中には、数十ｐｐｍのフッ素が含まれている。フッ素は、飛灰に吸着され、アルカリ液に吸収されるので、排ガスから除去しやすいという特徴を持つ。排ガス中のフッ素の多くは、脱硝装置２、Ａ／Ｈ３、ＧＧＨ熱回収部４を通過する間において、飛灰に吸着され、ＥＰ５において飛灰とともに除去される。
【００１９】
さらに、残りのフッ素は脱硫装置６において除去されるが、脱硫装置６におけるフッ素の除去性能は９５％程度であり、除去効率を高めることが望まれる。そこで、本実施の形態では、脱硫装置６で除去しきれなかったフッ素をベンチュリスクラバー７で除去するようにしている。
【００２０】
図２は、本発明の排ガス処理システムの脱硫装置とベンチュリスクラバーの構成図である。図示のように、脱硫装置６は、脱硫塔１１、導入口１２、攪拌機１３、空気供給管１４、循環ポンプ１５、スプレノズル１６、吸収剤スラリ供給管１７を備えて構成されている。
【００２１】
ＥＰ５にて煤塵が除去された排ガスは、脱硫装置６の導入口１２より導入され、スプレノズル１６から噴霧された吸収剤スラリ（例えば、石灰石又は消石灰スラリなど）と向流接触して排ガス中のＳＯ２、フッ素及び水銀が吸収されながら脱硫塔１１内を落下する。その後、ＳＯ２、フッ素及び水銀を吸収した吸収剤は脱硫塔１１の下部に貯められる。
【００２２】
脱硫塔１１の下部に設けられている攪拌機１３は、モータ１８と攪拌翼１９から構成され、空気供給管１４から供給された空気は、攪拌翼１９の近傍から排出されるようにしている。モータ１８を回転して攪拌翼１９を駆動し、空気供給管１４へ空気を供給して吸収剤スラリを攪拌することで、スラリの沈降を防止するとともに、攪拌翼１９のせん断力により微細気泡とし、吸収剤スラリ中のＣａＳＯ３（亜硫酸石灰）を酸化し石膏とする。
【００２３】
また、脱硫塔１１の下部に設置した吸収剤スラリ供給管１７よりフレッシュな吸収剤スラリを供給することで脱硫効率を高めている。さらに、脱硫塔１１の下部に貯められた吸収剤スラリは、循環ポンプ１５を駆動することにより管２０を介してスプレノズル１６に導かれ、循環使用される。
【００２４】
脱硫装置６から排出される排ガスは、導管２１を介してベンチュリスクラバー７へ導かれる。ベンチュリスクラバー７は、ベンチュリ塔２２、スロート部２３、アルカリ液供給口２４、排気口２５、循環ポンプ２６を備えて構成されている。
【００２５】
ベンチュリスクラバー７へ導入された排ガスは、ベンチュリ塔２２に形成された管の細くなったスロート部２３において高速気流となり、スロート部２３に設けられたアルカリ液供給口２４から注入したアルカリ液が微粒化し、排ガス中のフッ素は広がった管の部分で液滴と接触して取り込まれる。
【００２６】
フッ素を吸収したアルカリ液はベンチュリ塔２２内を落下し、ベンチュリ塔２２の下部に貯められる。ベンチュリ塔２２の下部に貯められたアルカリ液は、循環ポンプ２６を駆動することにより管２７を介してアルカリ液供給口２４に導かれ、循環使用される。また、アルカリ液供給口２８からフレッシュなアルカリ液を供給することにより、フッ素の除去率を高めている。
【００２７】
本実施の形態では高液密度条件が可能なベンチュリスクラバー７を用いている。ここで、ベンチュリスクラバー７に用いる吸収液は水溶液であればよいが、アルカリ性にすることで、脱硫装置６で除去されなかったＨＦ及びＦ２ガスが吸収液に吸収される。これにより、フッ素の除去効率を高めることができる。また、目標性能によっては、ベンチュリスクラバー７の液ガス比（Ｌ／Ｇ）を落とすことで動力を低減することができる。
【００２８】
（実施形態２）
図３本発明の他の一実施形態である脱硫装置とベンチュリスクラバーの間に酸化装置を配置した関係を示す図である。図示のように、本実施の形態が実施形態１と異なる点は、脱硫装置６とベンチュリスクラバー７の間に酸化装置２９を配置したことにある。その他の構成は実施形態１と同一であることから、同一部品に同一の符号を付して説明を省略する。
【００２９】
排ガス中にはμｇ／ｍ３ＮオーダのＨｇ蒸気が含まれる。排ガス中のＨｇの形態は、金属水銀（Ｈｇ0）と２価の酸化水銀（Ｈｇ２＋）が大半である。Ｈｇ２＋は、Ｈｇ0よりもＨｇ２＋の方が蒸気圧は低く、フッ素と同様に飛灰に吸着され、吸収液に吸収されるので、排ガスから除去しやすいという特徴を持つ。
【００３０】
したがって、排ガス中のＨｇは、脱硝装置２、Ａ／Ｈ３、ＧＧＨ熱回収部４を通過する間に飛灰に吸着され、捕集された飛灰をＥＰ５で連続的に系外に排出している。このとき、飛灰とともにＨｇも系外に排出される。
【００３１】
さらに、残りのＨｇは脱硫装置６において、一旦吸収液スラリのろ液に溶解し、さらに吸収液スラリ中の石膏粒子に吸着され、石膏粒子とともに系外に排出される。このとき、吸収される排ガス中のＨｇのほとんどはＨｇ２＋の形態であり、Ｈｇ0は吸収されにくい。排ガス中のＨｇ２＋は吸収液に吸収されると、ろ液中では同じくＨｇ２＋イオンとして溶解している。
【００３２】
ろ液中のＨｇ２＋イオン濃度は、ろ液中のＨｇ量と、石膏に吸着して系外に排出されるＨｇ量とが平衡になるまで増加し続ける。このとき、脱硫装置６の運転状況によっては、スラリ中の還元性物質が増加し、ろ液中に溶解したＨｇ２＋が還元されて０価の水銀（Ｈｇ0）となる。溶解性の極めて低いＨｇ0は、ろ液中からガス中に再び放出してしまい、煙突１０から大気中に放出される排ガス中のＨｇ濃度が高くなる。
【００３３】
このとき、脱硫装置６の後流側に、水銀酸化触媒を有する酸化装置２９（例えば、特開２００５−１２５２１１を参照）を配置したことで、脱硫装置６で除去しきれなかった排ガス中のＨｇ0をＨｇ２＋に酸化し、ベンチュリスクラバー７で排ガス中のＨｇ２＋を吸収するようにしたことから、排ガス中の水銀の除去効率をより高めることができる。
【００３４】
また、本実施の形態では酸化装置２９として水銀酸化触媒を充填したものを用いたが、オゾン発生装置及びプラズマ発生装置などの酸化装置を用いることができ、排ガス中の有害物質の除去効率を高めることができる。
【００３５】
本実施の形態に代えて、脱硫装置６から再放出されるＨｇ除去を目的とする場合には、酸化装置を配置する代わりにベンチュリスクラバー７の吸収液として酸化剤を添加することで、Ｈｇ0の酸化と吸収を同時に行い、吸収除去することで水銀の除去効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の排ガス処理システムの一実施形態の系統構成を示す図である。
【図２】本発明の排ガス処理システムの脱硫装置とベンチュリスクラバーの構成図である。
【図３】本発明の他の一実施形態である脱硫装置とベンチュリスクラバーの間に酸化装置を配置した関係を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１    ボイラ
２    脱硝装置
３    エアヒータ（Ａ／Ｈ）
４    ガスガスヒータ（ＧＧＨ）熱回収部
５    電気集塵装置
６    脱硫装置
７    ベンチュリスクラバー
８    湿式電気集塵装置
９    ガスガスヒータ（ＧＧＨ）再加熱部
１０  煙突
【図１】
2008302345.tif 000003
【図２】
2008302345.tif 000004
【図３】
2008302345.tif 000005