(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラ燃料として重質油を用いて燃焼して発生した重質油燃焼排ガスを、脱硝装置、ガスエアヒータ、電気集塵器、脱硫装置、煙突に順次導いて排気する際に、上記脱硝装置とガスエアヒータを接続する主ダクトに、炭酸カルシウム又は酸化カルシウム或いは水酸化カルシウムからなる吸収剤を散布して、重質油燃焼排ガス中に含まれるＳＯ３を硫酸カルシウムとして脱硫し、上記電気集塵器で、重質油燃焼排ガスから硫酸カルシウム、未反応吸収剤及び未燃炭素分からなる重質油燃焼灰として回収し、その回収した重質油燃焼灰から未燃炭素分を除去する方法において、上記重質油燃焼灰を水で溶解して灰スラリとした後、その灰スラリ中に空気を吹込むと共に、空気吹込みにより発生した気泡に上記未燃炭素分を付着させ、その後、灰スラリを沈殿槽に導入し、灰スラリ中の未燃炭素分を上澄み液として回収すると共に、Ｃａ分を沈殿スラリとして回収し、その後、その上澄み液に脱水処理を施して未燃炭素分を分離することを特徴とする重質油燃焼灰中の未燃炭素分除去方法。
【請求項２】
灰スラリをエアレーションタンクに導入して上記未燃炭素分を付着させる請求項１記載の重質油燃焼灰中の未燃炭素分除去方法。
【請求項３】
ボイラ燃料として重質油を用いて燃焼して発生した重質油燃焼排ガスを、脱硝装置、ガスエアヒータ、電気集塵器、脱硫装置、煙突に順次導いて排気する際に、上記脱硝装置とガスエアヒータを接続する主ダクトに、炭酸カルシウム又は酸化カルシウム或いは水酸化カルシウムからなる吸収剤を散布して、重質油燃焼排ガス中に含まれるＳＯ３を硫酸カルシウムとして脱硫し、上記電気集塵器で、重質油燃焼排ガスから硫酸カルシウム、未反応吸収剤及び未燃炭素分からなる重質油燃焼灰として回収し、その回収した重質油燃焼灰から未燃炭素分を除去する方法において、上記重質油燃焼灰を水で溶解して灰スラリとした後、その灰スラリを液体サイクロンを用いて未燃炭素分および未反応吸収剤の混合スラリと石膏スラリに分離し、その後、その混合スラリに加圧浮上分離処理を施し、混合スラリ中の未燃炭素分を上澄み液として回収すると共に、未反応吸収剤を沈殿スラリとして回収し、その後、その上澄み液に脱水処理を施して未燃炭素分を分離することを特徴とする重質油燃焼灰中の未燃炭素分除去方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重質油燃焼灰中の未燃炭素分除去方法に係り、特に、未燃炭素分とＣａ分を含んだ重質油燃焼灰中から未燃炭素分を除去する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ボイラの燃焼によって生じた排ガスを、脱硝装置、ガスエアヒータ（以下、ＧＡＨと呼ぶ）、電気集塵器（以下、ＥＰと呼ぶ）、脱硫装置、煙突に順次導いて排煙処理を行うシステムにおいて、ボイラ燃料としてオリマルジョンなどの重質油を用いた場合、排ガス中に含まれるＳＯ3 の濃度は２００〜３００ｐｐｍにもなるため、腐食環境の悪化が問題となってくる。
【０００３】
このため、ボイラ燃料として重質油を用いた場合、腐食を防止すべく、排ガス中にアルカリ性物質（吸収剤）を添加するのが一般的であり、例えば、炭酸カルシウムなどが添加されている。この吸収剤は、主ダクト内に臨んで設けられた吸収剤散布配管を介して、主ダクト内に粉末状態（乾式）で散布される。
【０００４】
ＳＯ3 を炭酸カルシウム（又は水酸化カルシウム、或いは酸化カルシウム）を用いて吸収することにより回収された重質油燃焼灰（ＥＰ灰）中には、未燃炭素分、硫酸カルシウム、および硫黄分吸収に寄与しなかった未反応の炭酸カルシウム（又は水酸化カルシウム、或いは酸化カルシウム）などが含まれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
重質油燃焼灰中に含まれる硫酸カルシウムは、分離回収することにより石膏として利用可能であると共に、未反応の炭酸カルシウム（又は水酸化カルシウム、或いは酸化カルシウム）は、分離回収することにより吸収剤として再利用可能であるため、各成分の分離を行っている。
【０００６】
しかしながら、分離回収した石膏中に未燃炭素分が含まれていると、石膏が黒っぽく着色し、石膏の品質低下を招く。このため、石膏を高純度で分離回収、すなわち、石膏中に含まれる未燃炭素分を高純度に、かつ、効率よく分離回収する必要がある。
【０００７】
そこで本発明は、上記課題を解決し、重質油燃焼灰中に含まれる未燃炭素分を高純度に、かつ、効率よく除去する方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１の発明は、ボイラ燃料として重質油を用いて燃焼して発生した重質油燃焼排ガスを、脱硝装置、ガスエアヒータ、電気集塵器、脱硫装置、煙突に順次導いて排気する際に、上記脱硝装置とガスエアヒータを接続する主ダクトに、炭酸カルシウム又は酸化カルシウム或いは水酸化カルシウムからなる吸収剤を散布して、重質油燃焼排ガス中に含まれるＳＯ３を硫酸カルシウムとして脱硫し、上記電気集塵器で、重質油燃焼排ガスから硫酸カルシウム、未反応吸収剤及び未燃炭素分からなる重質油燃焼灰として回収し、その回収した重質油燃焼灰から未燃炭素分を除去する方法において、上記重質油燃焼灰を水で溶解して灰スラリとした後、その灰スラリ中に空気を吹込むと共に、空気吹込みにより発生した気泡に上記未燃炭素分を付着させ、その後、灰スラリを沈殿槽に導入し、灰スラリ中の未燃炭素分を上澄み液として回収すると共に、Ｃａ分を沈殿スラリとして回収し、その後、その上澄み液に脱水処理を施して未燃炭素分を分離するものである。
【００１０】
請求項２の発明は、灰スラリをエアレーションタンクに導入して上記未燃炭素分を付着させる請求項１記載の重質油燃焼灰中の未燃炭素分除去方法である。
【００１１】
以上の方法によれば、添加物（薬品）を添加することなく、重質油燃焼灰中から未燃炭素分を除去することが可能となり、また、分離回収したＣａ分は、そのままの状態で脱硫装置の脱硫塔において使用することができる。
【００１２】
請求項３の発明は、ボイラ燃料として重質油を用いて燃焼して発生した重質油燃焼排ガスを、脱硝装置、ガスエアヒータ、電気集塵器、脱硫装置、煙突に順次導いて排気する際に、上記脱硝装置とガスエアヒータを接続する主ダクトに、炭酸カルシウム又は酸化カルシウム或いは水酸化カルシウムからなる吸収剤を散布して、重質油燃焼排ガス中に含まれるＳＯ３を硫酸カルシウムとして脱硫し、上記電気集塵器で、重質油燃焼排ガスから硫酸カルシウム、未反応吸収剤及び未燃炭素分からなる重質油燃焼灰として回収し、その回収した重質油燃焼灰から未燃炭素分を除去する方法において、上記重質油燃焼灰を水で溶解して灰スラリとした後、その灰スラリを液体サイクロンを用いて未燃炭素分および未反応吸収剤の混合スラリと石膏スラリに分離し、その後、その混合スラリに加圧浮上分離処理を施し、混合スラリ中の未燃炭素分を上澄み液として回収すると共に、未反応吸収剤を沈殿スラリとして回収し、その後、その上澄み液に脱水処理を施して未燃炭素分を分離するものである。
【００１３】
以上の方法によれば、添加物（薬品）を添加することなく、重質油燃焼灰中から未燃炭素分を除去することが可能となり、また、重質油燃焼灰中の硫酸カルシウムおよび炭酸カルシウム又は水酸化カルシウム或いは酸化カルシウムを別々に分離回収することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
重質油燃焼排ガスの排煙処理システムの概略図を図３に示す。
【００１６】
図３に示すように、ボイラ１の燃焼によって生じたボイラ排ガスは、脱硝装置２、ＧＡＨ３、ＥＰ４、脱硫装置５の順に導かれ、煙突６から排出される。
【００１７】
この時、吸収剤である粉末状の炭酸カルシウム（又は水酸化カルシウム、或いは酸化カルシウム）が、脱硝装置２とＧＡＨ３を接続する主ダクト２１内に散布され、ボイラ排ガス中のＳＯ3 が吸収される。その後、ボイラ排ガス中の重質油燃焼灰（ＥＰ灰）Ｈは、ＥＰ４において回収される。
【００１８】
ここで、重質油燃焼灰Ｈは、未燃炭素分、硫酸カルシウム、および硫黄分吸収に寄与しなかった未反応の吸収剤（炭酸カルシウム又は水酸化カルシウム、或いは酸化カルシウム）などを含んでいる。
【００１９】
本発明の重質油燃焼灰中の未燃炭素分除去方法の概略図を図１に示す。
【００２０】
重質油燃焼灰Ｈ中の未燃炭素は疎水性であり、水よりも比重が小さく、Ｃａ分（硫酸カルシウムおよび未反応の炭酸カルシウム（又は水酸化カルシウム、或いは酸化カルシウム））は水よりも比重が大きい。
【００２１】
このことを利用して、先ず、図１に示すように、溶解槽１１において重質油燃焼灰Ｈを水Ｗで溶解して灰スラリＳとする。その後、灰スラリＳをエアレーションタンク１２に導く。エアレーションタンク１２の底部からは空気Ａが吹込まれており、その空気Ａをタンク下部に設けられた散気板１５を通すことによって気泡Ｂが発生する。また、タンク１２内に導入された灰スラリＳは、撹拌翼１６によって撹拌される。
【００２２】
エアレーションタンク１２に導入された灰スラリＳを、撹拌すると共に気泡Ｂと接触させることによって、未燃炭素が気泡Ｂに付着し、未燃炭素分１９とＣａ分が離れた状態となる。
【００２３】
次に、この灰スラリＳを沈殿槽１３に導入し、灰スラリＳ中の未燃炭素分１９を上澄み液１７として分離回収すると共に、Ｃａ分を沈殿スラリ１８として分離回収する。沈殿スラリ１８として分離回収したＣａ分は、図３に示した脱硫装置５の脱硫塔（図示せず）に供給され、Ｃａ分中の炭酸カルシウム（又は水酸化カルシウム、或いは酸化カルシウム）はボイラ排ガス中のＳＯ2 の吸収剤として利用され、Ｃａ分中の硫酸カルシウムは石膏として回収される。
【００２４】
最後に、分離回収した上澄み液１７を脱水機１４に導いて脱水処理を施し、未燃炭素分１９を分離回収する。分離回収した未燃炭素分１９は、ボイラ１に再供給してボイラ燃料として用いる。また、脱水した水Ｗは、溶解槽１１などに再循環される。
【００２５】
エアレーションタンク１２内で発生させる気泡Ｂの大きさは特に限定するものではないが、直径１００μｍ程度が好ましい。
【００２６】
沈殿槽１３としては特に限定するものではなく、例えば、クラリファイヤなどが挙げられる。
【００２７】
すなわち、本発明の重質油燃焼灰Ｈ中の未燃炭素分１９の除去方法によれば、重質油燃焼灰Ｈ中から未燃炭素分１９を略完全に除去することが可能となるため、分離回収されるＣａ分の着色がなくなり、重質油燃焼灰Ｈ中から分離回収される石膏の品質の向上を図ることができる。
【００２８】
また、未燃炭素分１９の除去方法が、添加物（薬品）の添加による化学的手法ではなく、物理的手法であるため、未燃炭素分１９の除去のための薬品コストを削減することができると共に、分離回収したＣａ分をそのままの状態で脱硫装置の脱硫塔において使用することができる。
【００２９】
さらに、分離回収した未燃炭素分１９はボイラ１に再供給すると共に、分離した水Ｗは溶解槽１１などに再循環させているため、廃棄物および排水が殆ど排出されない。
【００３０】
また更に、重質油燃焼灰Ｈ中の各成分を分離回収し、各成分を重質油燃焼排ガスの排煙処理システムの一部に再循環させているため、排煙処理システムの処理コストの低減を図ることができる。
【００３１】
次に、本発明の他の実施の形態を説明する。
【００３２】
他の実施の形態の重質油燃焼灰中の未燃炭素分除去方法の概略図を図２に示す。尚、図１と同様の部材には同じ符号を付している。
【００３３】
重質油燃焼灰Ｈ中の未燃炭素および未反応の炭酸カルシウム（又は水酸化カルシウム、或いは酸化カルシウム）の粒子径は約１μｍ前後であり、硫酸カルシウムの粒子径（約１０μｍ）と比べて小さく、すなわち、未燃炭素粒子および炭酸カルシウム（又は水酸化カルシウム、或いは酸化カルシウム）は硫酸カルシウム粒子よりも重量が軽い。
【００３４】
このことを利用して、先ず、図２に示すように、溶解槽１１において重質油燃焼灰Ｈを水Ｗで溶解して灰スラリＳとする。その後、灰スラリＳを液体サイクロン２２に導く。
【００３５】
液体サイクロン２２に導入された灰スラリＳは、未燃炭素分１９および炭酸カルシウム（又は水酸化カルシウム、或いは酸化カルシウム）の混合スラリ２６と、石膏スラリ２７に分離される。分離回収した石膏スラリ２７は、脱硫装置５の酸化塔（図示せず）に供給され、石膏として回収される。ここで、石膏スラリ２７は少量の炭酸カルシウム（又は水酸化カルシウム、或いは酸化カルシウム）を含んでいるが、純度的には問題がない程度の量である。
【００３６】
次に、分離回収した混合スラリ２６を加圧浮選機２３に導く。加圧浮選機２３の底部からは加圧空気ＡP が吹込まれており、その加圧空気ＡP を加圧浮選機２３の下部に設けられた散気板２５を通すことによって気泡Ｂが発生する。
【００３７】
ここで、混合スラリ２６中の炭酸カルシウム（又は水酸化カルシウム、或いは酸化カルシウム）が親水性、未燃炭素が疎水性であることを利用し、混合スラリ２６を加圧状態で気泡Ｂと接触させることによって、未燃炭素が気泡Ｂに付着し、混合スラリ２６中の未燃炭素分１９を上澄み液２８として分離回収すると共に、炭酸カルシウム（又は水酸化カルシウム、或いは酸化カルシウム）を沈殿スラリ２９として分離回収する。沈殿スラリ２９として分離回収した炭酸カルシウム（又は水酸化カルシウム、或いは酸化カルシウム）は、図３に示した脱硫装置５の脱硫塔（図示せず）又は主ダクト２１に供給され、ボイラ排ガス中のＳＯ2 又はＳＯ3 の吸収剤として利用される。
【００３８】
最後に、分離回収した上澄み液２８を脱水機１４に導いて脱水処理を施し、未燃炭素分１９を分離回収する。分離回収した未燃炭素分１９は、ボイラ１に再供給してボイラ燃料として用いる。また、脱水した水Ｗは、溶解槽１１などに再循環される。
【００３９】
本実施の形態の重質油燃焼灰中の未燃炭素分除去方法も、本発明と同様の効果を有することは言うまでもなく、さらに、重質油燃焼灰中の硫酸カルシウムおよび炭酸カルシウム（又は水酸化カルシウム、或いは酸化カルシウム）までも別々に分離回収することができるという新たな効果を発揮する。
【００４０】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、物理的手法を用いて重質油燃焼灰中から未燃炭素分を略完全に除去することが可能となり、重質油燃焼灰中から分離回収される石膏の着色がなく、石膏品質の向上を図ることができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の重質油燃焼灰中の未燃炭素分除去方法の概略図である。
【図２】他の実施の形態の重質油燃焼灰中の未燃炭素分除去方法の概略図である。
【図３】重質油燃焼排ガスの排煙処理システムの概略図である。
【符号の説明】
１２  エアレーションタンク
１３  沈殿槽
１５  散気板（エアレーションタンク）
１６  撹拌翼（エアレーションタンク）
１７，２８  上澄み液
１８，２９  沈殿スラリ
１９  未燃炭素分
２２  液体サイクロン
２６  混合スラリ
２７  石膏スラリ
Ａ  空気
Ｂ  気泡
Ｈ  重質油燃焼灰
Ｓ  灰スラリ
Ｗ  水
【図１】
0004023011.tif 000002
【図２】
0004023011.tif 000003
【図３】
0004023011.tif 000004