(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高Ｖ分を含有した燃料を燃焼させるに際して、燃料にＭｇ化合物からなる燃料添加剤を添加して燃焼させ、その排ガス中の灰分を溶解処理して石膏と水酸化マグネシウムを生成させた後、その石膏と水酸化マグネシウムを分離し、分離されたスラリー状の水酸化マグネシウムを燃料添加剤として燃料に添加することを特徴とする灰処理を利用した燃料添加剤リサイクルシステム。
【請求項２】
高Ｖ分を含有した燃料を燃焼させるに際して、燃料にＭｇ化合物からなる燃料添加剤を添加して燃焼させ、その排ガス中の灰分を硫酸で溶解させた後、その溶解液を固形分と硫酸マグネシウムを含んだ溶液分に分離し、その後、その溶液分にＣａ化合物を添加して石膏と水酸化マグネシウムを生成させた後、粒子径の違いを利用して上記石膏と上記水酸化マグネシウムに分離し、分離されたスラリー状の水酸化マグネシウムを燃料添加剤として燃料に添加することを特徴とする灰処理を利用した燃料添加剤リサイクルシステム。
【請求項３】
高Ｖ分を含有した燃料を燃焼させるに際して、燃料にＭｇ化合物からなる燃料添加剤を添加して燃焼させ、その排ガス中の灰分を硫酸で溶解させるための溶解槽と、その溶解液を固液分離するための第１分離器と、分離された溶液分にＣａ化合物を添加すると共に、石膏と水酸化マグネシウムを生成させるための生成槽と、石膏と水酸化マグネシウムを含んだ混合溶液の分離を行うための第２分離器と、分離されたスラリー状の水酸化マグネシウムを燃料に燃料添加剤として添加するための燃料添加剤供給手段とを備えたことを特徴とする灰処理を利用した燃料添加剤リサイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、灰処理を利用した燃料添加剤リサイクルシステム及び装置に係り、特に、電気集塵器で回収された灰中からバナジウムアタックを防ぐための燃料添加剤を回収する灰処理を利用した燃料添加剤リサイクルシステム及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
南米のベネズエラのオリノコ川流域に多量埋蔵されているオリノコタールは、新規燃料として、その利用が種々検討されている。特に、水エマルジョン（オリマルジョンと称されている）として直接燃料に用いる方法が注目されている。
【０００３】
しかし、オリマルジョンはＶ分を多量に含んでいるため、オリマルジョンをボイラの燃料として燃焼させた時に、融点が低く、かつ、Ｎａ−Ｖ系化合物（ＮａとＶの共晶物）が生成し、配管に溶融付着して溶融塩腐食（いわゆるバナジウムアタック）を引き起こしていた。
【０００４】
このため、ボイラ燃料としてオリマルジョンを用いた場合、バナジウムアタックを低減する方法の一つとして、Ｍｇ化合物を燃料添加剤として燃料に添加する方法が挙げられる。Ｍｇ化合物を燃料に添加することにより、燃焼時に、融点が高く、かつ、Ｍｇ−Ｖ系化合物およびＭｇＳＯ4 が生成するため、配管に溶融付着することはなく（Ｍｇ−Ｖ系化合物はサラサラとしていて容易に剥がれる）、バナジウムアタックが低減する。尚、燃料添加剤は、水スラリーの状態又は粉末状のＭｇ化合物と灯油や石油などの溶媒とを混合した混合スラリーの状態で、燃料に添加されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、燃料添加剤であるＭｇ化合物を、灰処理にて回収・リサイクルする手段が確立されておらず、Ｍｇ分は脱硫排水として処理されていた。このため、燃料添加剤として多量のＭｇ化合物が必要となり、長期的に見た場合、燃料添加剤の材料コストも相当なものとなり、ボイラのランニングコストに大きな影響を与えていた。
【０００６】
そこで本発明は、上記課題を解決し、燃料添加剤であるＭｇ化合物を灰処理にて回収・再利用する灰処理を利用した燃料添加剤リサイクルシステム及び装置を提供することにある。
【０００７】
【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、高Ｖ分を含有した燃料を燃焼させるに際して、燃料にＭｇ化合物からなる燃料添加剤を添加して燃焼させ、その排ガス中の灰分を溶解処理して石膏と水酸化マグネシウムを生成させた後、その石膏と水酸化マグネシウムを分離し、分離されたスラリー状の水酸化マグネシウムを燃料添加剤として燃料に添加するものである。
【０００８】
請求項２の発明は、高Ｖ分を含有した燃料を燃焼させるに際して、燃料にＭｇ化合物からなる燃料添加剤を添加して燃焼させ、その排ガス中の灰分を硫酸で溶解させた後、その溶解液を固形分と硫酸マグネシウムを含んだ溶液分に分離し、その後、その溶液分にＣａ化合物を添加して石膏と水酸化マグネシウムを生成させた後、粒子径の違いを利用して上記石膏と上記水酸化マグネシウムに分離し、分離されたスラリー状の水酸化マグネシウムを燃料添加剤として燃料に添加するものである。
【０００９】
請求項３の発明は、高Ｖ分を含有した燃料を燃焼させるに際して、燃料にＭｇ化合物からなる燃料添加剤を添加して燃焼させ、その排ガス中の灰分を硫酸で溶解させるための溶解槽と、その溶解液を固液分離するための第１分離器と、分離された溶液分にＣａ化合物を添加すると共に、石膏と水酸化マグネシウムを生成させるための生成槽と、石膏と水酸化マグネシウムを含んだ混合溶液の分離を行うための第２分離器と、分離されたスラリー状の水酸化マグネシウムを燃料に燃料添加剤として添加するための燃料添加剤供給手段とを備えたものである。
【００１０】
以上の方法・構成によれば、排ガス中の灰分から、スラリー状の水酸化マグネシウムを分離・回収し、分離されたスラリー状の水酸化マグネシウムを燃料添加剤として燃料に添加することで、燃料添加剤の使用量を抑制することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
本発明の灰処理を利用した燃料添加剤リサイクルの全体システム概略図を図１に示す。
【００１３】
本発明者が、以前に提案した「燃焼灰からの有用金属の化学的分離方法」（特願平１０−２４５７６号）においては、燃焼灰中からＭｇ分（Ｍｇ（ＯＨ）2 ）を単独で回収することが可能であり、本発明は、これを利用することで、燃料添加剤として燃料に添加したＭｇ化合物を、灰処理にて回収・リサイクルすることが可能となった。
【００１４】
すなわち、本発明の灰処理を利用した燃料添加剤リサイクルシステムは、図１に示すように、ボイラ本体１ａに、燃料Ｆ、空気Ａ、およびＭｇ化合物からなる燃料添加剤Ｔを供給して燃焼させた後のボイラ排ガスを、順に、脱硝装置２、ＧＡＨ３、およびＥＰ４に導き、ＥＰ４で回収されたＥＰ灰に灰処理（工程３５）を施して燃料添加剤（Ｍｇ化合物）Ｔを回収し、その回収したＭｇ化合物を燃料添加剤供給手段３６を用いて、燃料Ｆにリサイクル添加するものである。
【００１５】
本発明の灰処理工程を利用した燃料添加剤リサイクルのフローを図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。
【００１６】
図２に示すように、燃料添加剤供給手段３６から供給されるＭｇ化合物からなる燃料添加剤Ｔを燃料Ｆに添加し、空気Ａと共にボイラ１に供給する。ボイラ１の燃焼によって生じたボイラ排ガス（図示せず）は、主ダクト２１ａ、２１ｂ，２１ｃを介して脱硝装置２、ＧＡＨ３、ＥＰ４の順に導かれ、ＥＰ４において、ボイラ排ガス中の灰分７が回収される。
【００１７】
本発明の灰処理を利用した燃料添加剤リサイクル装置は、ＥＰ４で集塵され、燃料添加剤ＴのＭｇ分を含むボイラ排ガスの灰分７を硫酸８で溶解させるための溶解槽９と、その溶解液１９を固形分１０と溶液分１１に分離するための第１分離器１２と、分離された溶液分１１にＣａ化合物１３を添加すると共に、石膏１５と水酸化マグネシウム１６を生成させるための生成槽１４と、石膏１５と水酸化マグネシウム１６の分離を行うための第２分離器１７と、石膏１５と分離されたスラリー状の水酸化マグネシウム１６を燃料Ｆに添加するための燃料添加剤供給手段３６とを備えたものである。
【００１８】
ここで、燃料添加剤供給手段３６は、燃料添加剤供給器３７と、燃料添加剤供給器３７とボイラ１とを接続するライン１８とで構成される。燃料添加剤供給器３７としては、特に限定するものではないが、例えば、ブロワなどが挙げられ、ボイラ１に供給する燃料Ｆの量に応じて燃料添加剤Ｔの供給量を調整できるような構成であってもよい。
【００１９】
第２分離器１７は、石膏１５と水酸化マグネシウム１６の粒子径の違いを利用して分離を行うものであり、例えば、ウォーターサイクロン又はシックナなどが挙げられる。
【００２０】
第１分離器１２で分離される固形分１０としては、未燃カーボン、シリカ、アルミナなどが挙げられる。
【００２１】
Ｃａ化合物１３としては、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）2 ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3 ）などが挙げられる。
【００２２】
次に、本発明の灰処理を利用した燃料添加剤リサイクルシステムを説明する。
【００２３】
図１に示したように、ボイラ排ガス中にＮａ−Ｖ系化合物が生成するのを防ぐべく、燃料添加剤供給手段３６から供給されるＭｇ化合物からなる（例えば、Ｍｇ（ＯＨ）2 、ＭｇＯなど）燃料添加剤Ｔを燃料Ｆに添加し、空気Ａと共にボイラ１に供給してボイラ燃焼を行う。ボイラ１の燃焼によって生じたボイラ排ガスは、先ず、主ダクト２１ａを介して脱硝触媒（図示せず）が充填された脱硝装置２に導入され、ＮＯX が除去される。脱硝後のボイラ排ガスは、次に、主ダクト２１ｂを介してＧＡＨ３に導入され、顕熱が回収される。顕熱回収後のボイラ排ガスは、次に、主ダクト２１ｃを介してＥＰ４に導入され、灰分７が回収される。灰分７回収後のボイラ排ガスは、脱硫装置５に導かれ、ＳＯX が除去された後、煙突６を介して大気中に放出される。
【００２４】
ＥＰ４で集塵され、燃料添加剤ＴのＭｇ分を含んだ灰分７の一部又は全部は、硫酸８が満たされた溶解槽９に導入される。溶解槽９において、導入された灰分７の一部は溶解し、燃料添加剤ＴのＭｇ分が可溶性の硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ4 ）として生成する。この時、灰分７中の未燃カーボン、シリカ、アルミナなどは、硫酸８に溶解せず、固形分１０として残留する。
【００２５】
次に、硫酸８で溶解させた溶解液１９を、第１分離器１２に導入して固形分１０と硫酸マグネシウムを含んだ溶液分１１に分離する。その後、その溶液分１１にＣａ化合物（例えば、Ｃａ（ＯＨ）2 など）１３を添加し、固形分として石膏（ＣａＳＯ4 ）１５および水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）2 ）１６を沈殿生成させる。
【００２６】
その後、石膏１５および水酸化マグネシウム１６を含んだ混合溶液２０を、第２分離器１７に導入する。石膏１５および水酸化マグネシウム１６は同じ固形分であるものの、粒子径が大きく異なる（石膏：４０〜６０μｍ、Ｍｇ（ＯＨ）2 ：１μｍ以下）ため、粒子径の違いを利用して石膏１５と水酸化マグネシウム１６を分離する。この時、分離回収された水酸化マグネシウム１６と燃料添加剤Ｔとは、同金属の化合物であれば、同じ物質でなくてもよい。
【００２７】
分離されたスラリー状の水酸化マグネシウム１６は、燃料添加剤供給手段３６を介して、燃料添加剤Ｔとして燃料Ｆにリサイクル添加する。
【００２８】
本発明の灰処理を利用した燃料添加剤リサイクルシステムによれば、燃料に添加したＭｇ化合物からなる燃料添加剤を、各種分離工程を経てＥＰ灰中からスラリー状の水酸化マグネシウムとして回収し、そのスラリー状の水酸化マグネシウムを燃料添加剤供給手段を介して燃料にリサイクル添加しているため、燃料添加剤の使用量を低減することができ（燃料添加剤の材料コストを抑えることができ）、延いては、ボイラのランニングコストの低減が可能となる。
【００２９】
尚、本発明においては、集塵されたＥＰ灰を硫酸を用いて溶解しているが、アルカリ性溶液を用いて溶解するようにしても良いことは言うまでもなく、その場合、本発明における硫酸溶解工程の前に、アルカリ性溶液によるＥＰ灰溶解工程と、その溶解液を沈殿物と溶液分とに分離するための分離工程とが加わり、灰分をアルカリで溶解させるためのアルカリ溶解槽と、その溶解液を固液分離するための第３分離器とが必要となる。
【００３０】
また、本発明においては、スラリー状の水酸化マグネシウムを燃料にリサイクル添加しているが、スラリー状の水酸化マグネシウムを乾燥手段（例えば、シックナ、加圧フィルタ、および乾燥装置又はシックナ、スプレードライヤ、およびバグフィルタ）を用いて一旦乾燥させた後、アルコール類を溶媒とした混合スラリ−として、燃料に添加してもよいことは言うまでもない。
【００３１】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、燃料に添加したＭｇ化合物からなる燃料添加剤を、各種分離工程を経てＥＰ灰中からスラリー状の水酸化マグネシウムとして回収し、そのスラリー状の水酸化マグネシウムを燃料にリサイクル添加することで、燃料添加剤の使用量を低減することができ、延いては、バナジウムアタック対策コストの低減が可能となるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の灰処理を利用した燃料添加剤リサイクルの全体システム概略図である。
【図２】本発明の灰処理工程を利用した燃料添加剤リサイクルのフローを示す図である。
【符号の説明】
４  ＥＰ（電気集塵器）
７  灰分
８  硫酸
９  溶解槽
１０  固形分
１１  溶液分
１２  第１分離器
１３  Ｃａ化合物
１４  生成槽
１５  石膏
１６  水酸化マグネシウム
１７  第２分離器
１９  溶解液
２０  混合液
３５  灰処理工程
３６  燃料添加剤供給手段
Ｆ  燃料
Ｔ  燃料添加剤
【図１】
0004096414.tif 000002
【図２】
0004096414.tif 000003