廢氣處理系統及廢氣處理方法
2023-09-22 00:27:10 2
專利名稱：廢氣處理系統及廢氣處理方法
技術領域：
本發明涉及對從鍋爐排出的廢氣進行處理的廢氣處理系統及方法。
背景技術：
以往，已知有對從設置於火力發電設備等的鍋爐排出的廢氣進行處理用的廢氣處理系統。廢氣處理系統具備從來自鍋爐的廢氣除去氮氧化物的脫硝裝置；對通過了脫硝裝置後的廢氣的熱量進行回收的空氣加熱器；將熱量回收後的廢氣中的煙塵除去的集塵器；及用於將除塵後的廢氣中的硫氧化物除去的脫硫裝置。作為脫硫裝置，通常使用使石灰吸收液等與廢氣進行氣液接觸而將廢氣中的硫氧化物除去的溼式的脫硫裝置。在從溼式的脫硫裝置排出的排水(以下，稱為「脫硫排水」)中含有大量的氯離子、 銨離子等離子、或汞等各種有害物質。因此，在將脫硫排水向系統外部放出之前，需要從脫硫排水將這些有害物質除去，但存在有脫硫排水中含有的這多種有害物質的除去處理複雜而處理成本高這樣的問題。因此，為了節省脫硫排水的處理成本，提出了不將脫硫排水向系統外部放出而在系統內進行再利用的方法。例如，在專利文獻1中，公開了一種廢氣處理系統另行設置從脫硝裝置、空氣加熱器、集塵器、與脫硫裝置連接的主管線的煙道分支而霧化噴射脫硫排水並使其氣化的設備，從主管線的煙道將廢氣的一部分向該設備內導入，將脫硫排水霧化噴射到設備內的廢氣中而使其蒸發，由此使有害物質析出，之後，使該氣體返回主管線的煙道。在先技術文獻專利文獻專利文獻1日本特開平9-313881號公報
發明內容
然而，在專利文獻1的廢氣處理系統中，由於是另行設置從主管線的煙道分支而將脫硫排水霧化噴射並使其氣化的設備，並構成為從主管線的煙道將廢氣的一部分向該設備內導入，將脫硫排水霧化噴射到設備內的廢氣中而使所述脫硫排水蒸發，之後，使該氣體返回主管線的煙道內，因此，需要另行設置用於使脫硫排水蒸發的設備，存在廢氣處理系統整體大型化的問題。另外，通常在廢氣的處理量增加時，與之成比例地，脫硫排水的量也增加，但是在專利文獻1的廢氣處理系統中，通過上述的噴霧設備的處理能力能夠使脫硫排水返回煙道內的氣體的量受限制，因此存在如下問題在單位時間內無法處理大量的脫硫排水，其結果是，廢氣的處理量也受抑制。因此，迫切希望不使廢氣處理系統整體大型化，而每單位時間返回煙道內的脫硫排水的量比以往增加。本發明鑑於上述情況而作出，其目的在於提供一種能夠不使廢氣處理系統整體大型化，而每單位時間返回煙道內的脫硫排水的量比以往增加的廢氣處理系統及廢氣處理方法。為了解決上述課題並實現目的，本發明第一方面的廢氣處理系統具備使燃料燃燒的鍋爐；對來自所述鍋爐的廢氣的熱量進行回收的空氣加熱器；及利用吸收液將熱量回收後的廢氣中包含的硫氧化物除去的脫硫裝置，所述廢氣處理系統的特徵在於，具備排水供給單元，該排水供給單元將從所述脫硫裝置排出的脫硫排水供給到向所述鍋爐供給燃料的路徑、所述鍋爐的爐內部、所述鍋爐與所述空氣加熱器之間的煙道內部中的至少一個部位。另外，本發明的第二方面的廢氣處理系統以上述第一方面為基礎，其特徵在於，在所述空氣加熱器的上遊側具備將來自所述鍋爐的廢氣中的氮氧化物除去的脫硝裝置，在所述鍋爐與所述脫硝裝置之間、或所述脫硝裝置與所述空氣加熱器之間的至少一方設有所述排水供給單元。另外，本發明的第三方面的廢氣處理系統以上述第二方面為基礎，其特徵在於，在與所述脫硝裝置並列的位置、或與所述空氣加熱器並列的位置的至少一方設置旁通管，在所述旁通管設有所述排水供給單元。另外，本發明的第四方面的廢氣處理系統具備使燃料燃燒的鍋爐；對來自所述鍋爐的廢氣的熱量進行回收的空氣加熱器；及利用吸收液將熱量回收後的廢氣中包含的硫氧化物除去的脫硫裝置，所述廢氣處理系統的特徵在於，具備排水處理單元，其從由所述脫硫裝置排出的脫硫排水中對有害物質進行除去處理；及排水供給單元，其設置在向所述鍋爐供給燃料的路徑、所述鍋爐的爐內部、所述鍋爐與所述空氣加熱器之間的煙道內部中的至少一個部位，並霧化噴射由所述排水處理單元處理後的處理排水。另外，本發明的第五方面的廢氣處理系統以上述第四方面為基礎，其特徵在於，在所述空氣加熱器的上遊側具備將來自所述鍋爐的廢氣中的氮氧化物除去的脫硝裝置，在所述鍋爐與所述脫硝裝置之間、或所述脫硝裝置與所述空氣加熱器之間的至少一方設有所述排水供給單元。另外，本發明的第六方面的廢氣處理系統以上述第五方面為基礎，其特徵在於，在與所述脫硝裝置並列的位置、或與所述空氣加熱器並列的位置的至少一方設置旁通管，在所述旁通管設有所述排水供給單元。另外，本發明的第七方面的廢氣處理系統以上述第四方面為基礎，其特徵在於，所述排水處理單元具備固液分離裝置，該固液分離裝置使從所述脫硫裝置排出的脫硫排水中的固體成分與液體成分分離。另外，本發明的第八方面的廢氣處理系統以上述第四方面為基礎，其特徵在於，所述排水處理單元具備汞除去裝置，該汞除去裝置將從所述脫硫裝置排出的脫硫排水中包含的萊除去。另外，本發明的第九方面的廢氣處理系統以上述第四方面為基礎，其特徵在於，所述排水處理單元具備滷素離子除去裝置，該滷素離子除去裝置將從所述脫硫裝置排出的脫硫排水中含有的滷素離子除去。另外，本發明的第十方面的廢氣處理方法利用空氣加熱器對來自使燃料燃燒的鍋爐的廢氣的熱量進行了回收後，在脫硫裝置中，利用吸收液將熱量回收後的廢氣中含有的硫氧化物除去，所述廢氣處理方法的特徵在於，將從所述脫硫裝置排出的脫硫排水供給到向所述鍋爐供給燃料的路徑、所述鍋爐的爐內部、所述鍋爐與所述空氣加熱器之間的煙道內部中的至少一個部位。另外，本發明的第十一方面的廢氣處理方法以上述第十方面為基礎，其特徵在於， 在所述空氣加熱器的上遊側配置將來自所述鍋爐的廢氣中的氮氧化物除去的脫硝裝置，並向所述鍋爐與所述脫硝裝置之間、或所述脫硝裝置與所述空氣加熱器之間的至少一方供給所述脫硫排水。另外，本發明的第十二方面的廢氣處理方法以上述第十一方面為基礎，其特徵在於，在與所述脫硝裝置並列的位置、或與所述空氣加熱器並列的位置的至少一方設置旁通管，向所述旁通管的內部供給所述脫硫排水。另外，本發明的第十三方面的廢氣處理方法利用空氣加熱器對來自使燃料燃燒的鍋爐的廢氣的熱量進行了回收後，在脫硫裝置中，利用吸收液將熱量回收後的廢氣中含有的硫氧化物除去，所述廢氣處理方法的特徵在於，在進行了從由所述脫硫裝置排出的脫硫排水中除去有害物質的排水處理之後，將由所述排水處理處理後的處理排水供給到向所述鍋爐供給燃料的路徑、所述鍋爐的爐內部、所述鍋爐與所述空氣加熱器之間的煙道內部中的至少一個部位。另外，本發明的第十四方面的廢氣處理方法以上述第十三方面為基礎，其特徵在於，在所述空氣加熱器的上遊側配置將來自所述鍋爐的廢氣中的氮氧化物除去的脫硝裝置，向所述鍋爐與所述脫硝裝置之間、或所述脫硝裝置與所述空氣加熱器之間的至少一方供給所述處理排水。另外，本發明的第十五方面的廢氣處理方法以上述第十四方面為基礎，其特徵在於，在與所述脫硝裝置並列的位置、或與所述空氣加熱器並列的位置的至少一方設置旁通管，向所述旁通管的內部供給所述處理排水。另外，本發明的第十六方面的廢氣處理方法以上述第十三方面為基礎，其特徵在於，所述排水處理包括固液分離處理，該固液分離處理使從所述脫硫裝置排出的脫硫排水中的固體成分與液體成分分尚。另外，本發明的第十七方面的廢氣處理方法以上述第十三方面為基礎，其特徵在於，所述排水處理包括汞除去處理，該汞除去處理將從所述脫硫裝置排出的脫硫排水中所包含的汞除去。另外，本發明的第十八方面的廢氣處理方法以上述第十三方面為基礎，其特徵在於，所述排水處理包括滷素離子除去處理，該滷素離子除去處理將從所述脫硫裝置排出的脫硫排水中所包含的滷素離子除去。發明效果根據本發明的廢氣處理系統及廢氣處理方法，由於將脫硫排水直接霧化噴射到向鍋爐供給燃料的路徑、鍋爐的爐內部、鍋爐與空氣加熱器之間的煙道內部中的至少一個部位，因此無需像以往那樣另行設置使脫硫排水蒸發氣化的裝置。其結果是，廢氣處理系統不會大型化，且能夠減少來自脫硫裝置的脫硫排水中向系統外部放出的量。另外，由於鍋爐內部、鍋爐與空氣加熱器之間的煙道內的廢氣是通過空氣加熱器進行熱量回收前的高溫氣體，因此能夠使大量的脫硫排水在鍋爐內部、煙道內蒸發。因此， 與以往相比，能夠增加在每單位時間內返回煙道內的排水的量。其結果是，與以往相比，能夠增加可處理的脫硫排水的量，其結果是，能夠增加每單位時間的廢氣的處理量。另外，根據本發明的廢氣處理系統及廢氣處理方法，進行將從脫硫裝置排出的脫硫排水的有害物質除去的排水處理，並將通過排水處理進行了處理後的處理排水直接霧化噴射到向鍋爐供給燃料的路徑、鍋爐的爐內部、鍋爐與空氣加熱器之間的煙道內部中的至少一個部位，因此，能夠防止煙道內部的廢氣中的有害物質濃度的增加。
圖I是實施例
圖2是實施例
圖3是實施例
圖4是實施例
圖5是實施例
I的廢氣處理系統的簡要結構圖。 2的廢氣處理系統的簡要結構圖。 3的廢氣處理系統的簡要結構圖。 4的廢氣處理系統的簡要結構圖。 5的廢氣處理系統的簡要結構圖。
具體實施例方式以下，參照附圖，詳細地說明本發明。需要說明的是，並不是通過本實施例來限定本發明。另外，下述實施例的結構要素包括本領域技術人員容易想到的要素或實質上相同的要素。實施例I圖I是實施例I的廢氣處理系統的簡要結構圖。圖I所例示的廢氣處理系統IOA 是從來自使用煤作為燃料的燒煤鍋爐或使用重油作為燃料的燒重油鍋爐等鍋爐11的廢氣 17，將氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)、汞(Hg)等有害物質除去的裝置。廢氣處理系統IOA構成為具備將來自鍋爐11的廢氣17中的氮氧化物除去的脫硝裝置12 ;對通過了脫硝裝置12後的廢氣17的熱量進行回收的空氣加熱器13 ;將熱量回收後的廢氣17中的煙塵除去的集塵器14 ;將除去了煙塵後的廢氣17中的硫氧化物以溼式的方式除去的脫硫裝置15 ;以及將從脫硫裝置15排出的脫硫排水28供給到向鍋爐11供給燃料F的路徑、鍋爐11的爐內部、從鍋爐11到達空氣加熱器13的煙道內部中的至少一個部位的排水噴霧裝置16。由此，與以往相比，能夠增加在每單位時間內向鍋爐11、煙道D 內返回的脫硫排水的量。脫硝裝置12是將來自鍋爐11的廢氣17中的氮氧化物除去的裝置，其內部具有脫硝催化劑層(未圖示)。在脫硝催化劑層的上遊配置有還原劑注入器(未圖示)，從該還原劑注入器向廢氣17注入還原劑。這裡，作為還原劑，例如使用氨、尿素、氯化銨等。向脫硝裝置12導入的廢氣17因與脫硝催化劑層接觸，而廢氣17中的氮氧化物被分解成氮氣(N2) 和水(H2O)而除去。另外，當廢氣中的氯(Cl)成分增多時，水中可溶的2價的氯化汞的比例增多，通過後述的脫硫裝置15容易捕集汞。需要說明的是，上述的脫硝裝置12不是必須的，在來自鍋爐11的廢氣17中的氮氧化物濃度、汞濃度為微量、或廢氣17中不含有這些物質時，也可以省略脫硝裝置12。空氣加熱器13是對通過脫硝裝置12除去了氮氧化物後的廢氣17中的熱量進行回收的熱交換器。通過了脫硝裝置12的廢氣17的溫度為350°C 400°C左右，為高溫，因此由空氣加熱器13在高溫的廢氣17與常溫的燃燒用空氣之間進行熱交換。通過熱交換而成為高溫的燃燒用空氣向鍋爐11供給。另一方面，與常溫的燃燒用空氣進行了熱交換後的廢氣17被冷卻至150°C左右。集塵器14是將熱量回收後的廢氣17中的煙塵除去的部件。作為集塵器14，可列舉有離心力集塵器、過濾式集塵器、電氣集塵器等，但並未特別限定。脫硫裝置15是將除去了煙塵後的廢氣17中的硫氧化物以溼式的方式除去的裝置。在該脫硫裝置15中，使用石灰漿液20 (石灰石粉末溶解於水後的水溶液)作為鹼吸收液，將裝置內的溫度調節成30 50°C左右。石灰漿液20從石灰漿液供給裝置21向脫硫裝置15的塔底部22供給。供給到脫硫裝置15的塔底部22的石灰漿液20經由未圖示的吸收液輸送管線向脫硫裝置15內的多個噴嘴23傳送，從噴嘴23朝向塔頂部24側噴出。從脫硫裝置15的塔底部22側上升的廢氣17與從噴嘴23噴出的石灰漿液20進行氣液接觸， 由此，廢氣17中的硫氧化物及氯化汞由石灰漿液20吸收，而從廢氣17分離、除去。通過石灰漿液20淨化後的廢氣17作為淨化氣體26從脫硫裝置15的塔頂部24側排出，從煙囪27 排出到系統外。在脫硫裝置15的內部，廢氣17中的硫氧化物SOx與石灰漿液19發生下述式(I) 表示的反應。CaC03+S02+0. 5H20 — CaSO3 · O. 5H20+C(V.. (I)此外，吸收了廢氣17中的SOx的石灰漿液20通過向脫硫裝置15的塔底部22供給的空氣(未圖示)進行氧化處理，與空氣發生下述式(2)表示的反應。CaSO3 · O. 5H20+0 . 502+l. 5H20 — CaSO4 · 2H20... (2)如此，廢氣17中的SOx在脫硫裝置15中以石膏CaSO4 · 2H20的形式被捕獲。另外，如上述那樣，石灰漿液20使用對積存在脫硫裝置15的塔底部22的液體進行了抽水的液體，但伴隨著脫硫裝置15的運轉，按照反應式(I)、(2)而在該抽水了的石灰漿液中混合有石膏CaSO4 ·2Η20。以下，將該抽水了的石灰石膏漿液(混合了石膏的石灰漿液)稱為吸收液。在脫硫中使用的吸收液(石灰石膏漿液)作為脫硫排水28而從脫硫裝置15的塔底部22向外部排出，經由後述的排水管線29而積存在排水罐31中。在該脫硫排水28中， 除了石膏之外，還含有汞等重金屬、Cl' Br' Γ、F_等滷素離子。上述的鍋爐11、脫硝裝置12、空氣加熱器13、集塵器14、脫硫裝置15通過一條煙道D連接。另外，在與脫硝裝置12並列的位置上設有旁通管32，該旁通管32將脫硝裝置 12的上遊側和下遊側的煙道D連接。同樣地，在與空氣加熱器13並列的位置上設有旁通管 33，該旁通管33將空氣加熱器13的上遊側和下遊側的煙道D連接。通過形成為上述結構， 可將脫硫排水28也噴射到在各旁通管32、33的內部流通的廢氣17中。各旁通管32、33使在其內部流通的廢氣量成為在煙道D中流通的廢氣量的數％程度。排水噴霧裝置16具備將從脫硫裝置15排出的脫硫排水(石膏漿液)28向排水罐31輸送的排水管線29 ;積存脫硫排水28的排水罐31 ;與排水罐31連接並將積存於排水罐31的脫硫排水28供給到向鍋爐11供給燃料F的路徑、鍋爐11的爐內部、煙道D的內部及旁通管32、33的內部的多個排水供給管(排水供給單元)PO P5。在排水供給管Pl P5的前端安裝有噴射脫硫排水28的噴嘴NI N5。排水供給管Pl P5設置在由空氣加熱器13回收熱量之前的高溫的廢氣17所流通的位置，即，設置在比空氣加熱器13靠上遊側的位置。在圖I所示的例子中，排水供給管 Pl與鍋爐11連接，噴嘴NI設置在鍋爐11的爐內部。具體而言，噴嘴NI設置在爐的側面或爐的上部的爐壁，從該噴嘴NI朝向爐的中央部的火焰部分或火焰的上方噴射脫硫排水28。 另外，排水供給管P2與鍋爐11的出口和脫硝裝置12之間的煙道D連接，噴嘴N2設置在煙道D的內部。另外，排水供給管P3與將脫硝裝置12的上遊側的煙道D和下遊側的煙道D 連接的旁通管32連接，噴嘴N3設置在旁通管32的內部。另外，排水供給管P4與脫硝裝置 12和空氣加熱器13之間的煙道D連接，噴嘴N4設置在煙道D的內部。另外，排水供給管 P5與將空氣加熱器13的上遊側的煙道D和下遊側的煙道D連接的旁通管33連接，噴嘴N5 設置在旁通管33的內部。作為噴嘴NI N5，例如使用雙流體噴嘴、旋轉霧化噴射器等。另外，噴嘴NI N5 的霧徑優選最大粒徑為200 μ m以下，且平均粒徑為30 70 μ m。由此，與廢氣17的接觸效率提聞，從而能夠實現蒸發效率的提聞。設有噴嘴NI的鍋爐11的爐內的氣體溫度為1400°C 1600°C左右，為最高溫，因此能夠使最多的脫硫排水28蒸發。另外，設有噴嘴N2的鍋爐11的出口與脫硝裝置12之間的煙道D內部的廢氣溫度為500°C左右，設有噴嘴N4的脫硝裝置12與空氣加熱器13之間的煙道D內部、及設有噴嘴N3、N5的旁通管32、33的廢氣溫度均為350°C 400°C左右， 溫度比鍋爐11的爐內部的溫度下降，但能夠可靠地使脫硫排水28蒸發。另一方面，通過了空氣加熱器13的廢氣17的溫度下降至150°C左右，不能充分地使脫硫排水28蒸發。另外，排水供給管PO設置在向鍋爐11供給燃料F的路徑上。這裡，向鍋爐11供給燃料F的路徑具體而言是指燃料供給裝置(未圖示)的內部、將燃料供給裝置和鍋爐11 連接的配管等。從排水供給管PO向燃料F供給的脫硫排水28與燃料F混合，與燃料F — 起投入到鍋爐11後，在鍋爐內蒸發。在上述的排水供給管PO P5分別設有開閉閥VO V5，通過控制這些開閉閥VO V5的開閉量，來調整向排水供給管PO P5供給的脫硫排水28的流量。並且，積存於排水罐31的脫硫排水28通過排水供給管P I P5而從各噴嘴NI N5分別向鍋爐11的爐內部、煙道D內部、旁通管32、33內部的高溫的廢氣17中霧化噴射，並且通過排水供給管PO 而供給到向鍋爐11供給燃料F的路徑中。從噴嘴NI N5霧化噴射到高溫的廢氣17中的脫硫排水28蒸發而成為水蒸氣， 之後，與廢氣17 —起傳送到脫硫裝置15內。脫硫裝置15內的溫度為30°C 50°C左右，因此導入到脫硫裝置15內的水蒸氣的大部分發生液化，並與塔底部22的石灰漿液20混合。 另一方面，未液化的水蒸氣與淨化氣體26 —起從煙 27排出。如此，將脫硫排水28直接霧化噴射到通過空氣加熱器13回收熱量之前的高溫的廢氣17中，由此即使脫硫排水28的霧化噴射量多，也能夠可靠地使脫硫排水28蒸發，因此與以往相比，能夠容易地增加在每單位時間內返回到煙道D內的脫硫排水28的量。其結果是，使從脫硫裝置15排出的脫硫排水28的全部量返回到煙道D內，能夠實現不向系統外排出的完全無排水化。另外，與廢氣17的處理量成比例地從脫硫裝置15排出的脫硫排水28的量也增加，因此增大在每單位時間內返回到煙道D內的脫硫排水28的量，其結果是，在單位時間內能夠處理的排水的量增加，其結果是與以往相比，能夠增加每單位時間的廢氣的處理量。
另外，在本實施例中，設有將脫硝裝置12的上遊側和下遊側的煙道D連接的旁通管32，並且設有將空氣加熱器13的上遊側和下遊側的煙道D連接的旁通管33，將脫硫排水 28霧化噴射到這些旁通管32、33的內部的廢氣17中，而使脫硫排水28蒸發。因此，伴隨著脫硫排水28的蒸發而產生的灰等乾燥粒子通過脫硝裝置12、空氣加熱器13中，由此，在可能會使這些裝置的作用下降時，能夠經由各旁通管32、33高效率地將乾燥粒子向脫硝裝置 12及空氣加熱器13的下遊側傳送。另外，如上述那樣，因煙道D的部位而廢氣17的溫度不同，脫硫排水28的蒸發效率也不同。因此，在考慮了乾燥粒子的傳送效率、廢氣17的蒸發效率等的基礎上，對閥VO V5的開閉量進行最適化。需要說明的是，圖I所示的排水噴霧裝置16的結構是一例，排水供給管PO P5 的設置根數及設置位置並未限定於此，可以根據脫硫排水28的量、廢氣17的種類等進行適當變更。即，只要設置在向鍋爐11供給燃料F的路徑、鍋爐11的爐內部、從鍋爐11的出口到空氣加熱器13的入口的煙道D、旁通管32、33中的至少一個部位上即可。另外，脫硫排水28中含有的有害物質/固態部分為微量，即使將脫硫排水28霧化噴射到脫硝裝置12、空氣加熱器13的上遊側的煙道D內，也沒有使脫硝裝置12、空氣加熱器13的作用下降的可能性，未必需要設置旁通管32、33。另外，未必需要設置旁通管32、33 這雙方，也可以設置任一方。此外，在圖I所示的排水噴霧裝置16中，構成為將脫硫排水28暫時積存於排水罐 31，從排水罐31將脫硫排水28向排水供給管PO P5供給，但也可以構成為將從脫硫裝置 15排出的脫硫排水28直接向排水供給管PO P5供給。如以上說明那樣，在實施例I的廢氣處理系統IOA中，在向鍋爐11供給燃料F的路徑、鍋爐11的爐內部、從鍋爐11到空氣加熱器13的煙道內部的至少一個部位設置供給從脫硫裝置15排出的脫硫排水28的排水供給管PO P5，通過該排水供給管PO P5直接供給脫硫排水28。通過形成為上述結構，無需像以往那樣另外設置用於使脫硫排水氣化的設備，因此廢氣處理系統整體不會大型化，且能夠減少向系統外排出的脫硫排水28的量。此外，由於構成為將脫硫排水28直接霧化噴射到通過空氣加熱器13回收熱量之前的高溫的廢氣17中，因此即使脫硫排水28的霧化噴射量多也能夠可靠地使脫硫排水28 蒸發，與以往相比，能夠增加在每單位時間內返回到煙道D內的脫硫排水28的量。其結果是，能夠使從脫硫裝置15排出的脫硫排水28的全部量返回到煙道D內，能夠實現未向系統外排出的完全無排水化。另外，與以往相比，增大在每單位時間內向煙道D內返回的脫硫排水28的量的結果是，能夠處理的脫硫排水28的量也增加，其結果是，與以往相比，能夠增加每單位時間的廢氣的處理量。另外，由於設有將脫硝裝置12的上遊側和下遊側的煙道D連接的旁通管32，並將脫硫排水28霧化噴射到該旁通管32內部的廢氣17中，並使脫硫排水28蒸發，因此能夠將伴隨著脫硫排水28的蒸發而產生的灰等的乾燥粒子經由旁通管32有效地向脫硝裝置12 的下遊側傳送。同樣地，設有將空氣加熱器13的上遊側和下遊側的煙道D連接的旁通管33， 將脫硫排水28霧化噴射到該旁通管33內部的廢氣17中並使脫硫排水28蒸發，因此，能夠將伴隨著脫硫排水28的蒸發產生的乾燥粒子經由旁通管33有效地向空氣加熱器13的下遊側傳送。
需要說明的是，在圖I所示的例子中，說明了使從脫硫裝置15排出的脫硫排水28 的全部量返回到向鍋爐11供給燃料F的路徑、鍋爐11的爐內部、煙道D內部、旁通管32、33 內部中的至少一個部位的情況，但由於廢氣17的處理量多而脫硫排水28的量增加，未使全部量返回時，也可以從脫硫排水28除去有害物質，並調整了 pH，之後，將其一部分向系統外排出。實施例2接下來，說明實施例2的廢氣處理系統。需要說明的是，對與上述的實施例I相同的結構標註同一標號，省略其說明。圖2是實施例2的廢氣處理系統IOB的簡要結構圖。 在上述的實施例I中，未進行從脫硫裝置15排出的脫硫排水28的排水處理，而將脫硫排水 28直接霧化噴射到鍋爐11、煙道D內部的廢氣17中，但是在實施例2的排水處理系統IOB 中，在排水管線29的中途設置固液分離裝置35，利用固液分離裝置35使來自脫硫裝置15 的脫硫排水28發生固液分離，將該分離液(處理排水)供給到向鍋爐11供給燃料F的路徑、鍋爐11的爐內部、煙道D內部、旁通管32、33內部，在這一點上與實施例I不同。除此之外的結構與實施例I相同。固液分尚裝置35使脫硫排水28中的含有石骨的固體成分與液體成分分尚。作為固液分離裝置35，例如使用帶式過濾器、離心分離器、潷析器型離心沉降機等。從脫硫裝置 15排出的脫硫排水28通過固液分離裝置35將石膏37分離。此時，脫硫排水28中的氯化萊在由石骨37吸附的狀態下與石骨37 —起與液體分尚。分尚後的石骨37向系統外部(以下，稱為「系統外」)排出。另一方面，分離液(處理排水)36經由排水管線29向排水罐31 傳送。積存在排水罐31中的分離液(處理排水)36經由排水供給管PO P5供給到向鍋爐11供給燃料F的路徑、鍋爐11的爐內部、煙道D內部、旁通管32、33內部，並進行蒸發。如此，在實施例2的廢氣處理系統IOB中，自從脫硫裝置15排出的硫排水28將石膏37分離，將該分離液36供給到向鍋爐11供給燃料F的路徑、鍋爐11的爐內部、煙道D 內部、旁通管32、33內部。通過如上述那樣構成，除了實施例I的效果之外，與實施例I相比，能夠減少在煙道D內伴隨著排水蒸發而產生的乾燥粒子的量。其結果是，能夠減少乾燥粒子的附著引起的脫硝裝置12的反應妨礙、脫硝裝置12及空氣加熱器13的堵塞，因此噴嘴NI N5的設置位置的自由度提高。另外，通過對脫硫排水28進行固液分離，氯化汞也與石膏37 —起被分離/除去，因此能夠防止在排水霧化噴射時煙道D內部的廢氣17中的汞濃度增加的情況。實施例3接下來，說明實施例3的廢氣處理系統。需要說明的是，對與上述的實施例1、2相同的結構標註同一標號，省略其說明。圖3是實施例3的廢氣處理系統IOC的簡要結構圖。 在上述的實施例2中，在排水管線29的中途設置固液分離裝置35，通過固液分離裝置35使來自脫硫裝置15的脫硫排水28發生固液分離，並將該分離液36供給到向鍋爐11供給燃料F的路徑、鍋爐11的爐內部、煙道D內部、旁通管32、33內部，但是在實施例3的廢氣處理系統IOC中，在固液分離裝置35的下遊側還設有排水處理裝置38，通過該排水處理裝置 38將分離液36中的有害物質、懸濁物等除去之後，將該處理排水39霧化噴射到廢氣17中， 在這一點上與實施例2不同。除此之外的結構與實施例2相同。排水處理裝置38具備將殘存在分離液36中的汞(未被石膏37吸附淨的物質)、硼、硒等的物質除去的單元(以下，稱為「汞除去機構」)、以及將氯離子(Cr)、溴離子(Br—)、 碘離子(Γ)、氟離子(F_)等滷素離子除去的單元(以下，稱為「滷素離子除去單元」)。汞、硼、硒等物質容易溶於水，霧化噴射到廢氣17中時會揮發，因此難以利用集塵器14除去。作為將這些物質除去的單元，可列舉出通過硫化物系的助凝劑添加引起的凝集而進行沉澱除去的單元、通過活性炭進行吸附(浮床)除去的單元、通過螯合劑添加進行沉澱除去的單元、結晶單元等。通過上述例示的汞除去單元實現上述有害物質的固態化，而將固態物向系統外排出。另外，上述的滷素離子具有抑制在脫硫裝置15的脫硫工序時汞向石膏37的吸附的性質，因此優選將其從脫硫排水28中除去。作為將上述的滷素離子除去的單元，可列舉出使用了逆浸透膜的濃縮單元、使用了離子交換膜的濃縮單元、使用了電透析法的濃縮單元、蒸餾、結晶等的單元。通過上述例示的滷素離子除去單元使滷素離子濃縮，並將濃縮物向系統外排出。從脫硫裝置15排出的脫硫排水28首先通過固液分離裝置35而將吸附有氯化汞的石骨37分尚，並將石骨37向系統外排出。接著，除去了石骨37的分尚液36經由排水管線29向排水處理裝置38傳送，通過汞除去單元將殘存在分離液36中的汞、硼、硒等有害物質除去。除去了汞之後的處理排水向滷素離子除去單元傳送，將滷素離子除去。除去了滷素離子後的處理排水39向排水罐31傳送。積存在排水罐31中的處理排水39經由排水供給管PO P5供給到向鍋爐11供給燃料F的路徑、鍋爐11的爐內部、煙道D內部、旁通管 32,33內部，並進行蒸發。需要說明的是，排水處理裝置38未必一定需要具備上述的汞除去單元和滷素離子除去單元這兩者，根據脫硫排水28的性狀而選擇設置。例如，在利用脫硝裝置12進行使汞氧化而轉換成氯化汞的處理時，Cl—有用，因此可以省略滷素離子除去單元的處理，而將含有滷素離子的狀態的處理排水39霧化噴射到廢氣17中。另外，在排水處理裝置38的前段的固液分離裝置35中充分地除去了汞，而分離液36中的汞含有量極低或不含汞時，也可以省略基於汞除去單元的處理。另外，在排水處理裝置38中的汞除去處理和滷素離子除去處理的順序並未特別限定。即，既可以在汞除去處理之後進行滷素離子除去處理，也可以在滷素離子除去處理之後進行汞除去處理。如以上所述，在實施例3的廢氣處理系統IOC中，自從脫硫裝置15排出的脫硫排水28首先將粗大物即石膏37分離，然後，進行汞、硼、硒、滷素離子等的微細物質的除去處理，將該處理排水39供給到向鍋爐11供給燃料F的路徑、鍋爐11的爐內部、煙道D內部、 旁通管32、33內部。通過如上述那樣構成，與實施例2同樣地，能夠減少在煙道D內伴隨著排水蒸發而產生的乾燥粒子的量，此外能夠防止在排水霧化噴射時煙道D內部的廢氣17中的汞濃度增加的情況。實施例4接下來，說明實施例4的廢氣處理系統。需要說明的是，對與上述的實施例I 3 相同的結構標註同一標號，省略其說明。圖4是實施例4的廢氣處理系統IOD的簡要結構圖。在上述的實施例3中，構成為在固液分離裝置35的下遊側設置了排水處理裝置38，但是在實施例4中，將排水處理裝置38設置在比固液分離裝置35靠上遊側，這一點與實施例3不同。除此之外的結構與實施例3相同。從脫硫裝置15排出的脫硫排水28首先向排水處理裝置38傳送，如上述那樣通過凝集、活性炭吸附、螯合、結晶等的單元使脫硫排水28中包含的汞、硼、硒等微細物質固態化。另外，脫硫排水28中的Cl_、Br_、r、F_等滷素離子如上述那樣通過逆浸透膜、離子交換膜、電透析、蒸餾等的濃縮單元來濃縮，並將濃縮物分離。然後，含有汞等固態物的狀態的處理排水41經由排水管線29向固液分離裝置35傳送，將上述固態物與含有氯化汞的石膏37 一起分離除去。通過固液分離裝置35與固態部分分離後的分離液42向排水罐31傳送。積存在排水罐31中的分離液(處理排水)42經由排水供給管PO P5供給到向鍋爐11供給燃料F的路徑、鍋爐11的爐內部、煙道D內部、旁通管32、33內部，並進行蒸發。如此，在實施例4的廢氣處理系統IOD中，自從脫硫裝置15排出的脫硫排水28首先通過排水處理裝置38使汞、硼、硒、滷素離子等的微細物質固態化，然後，通過固液分離裝置35將上述的固態物與石膏37 —起分離，並將該分離液42供給到向鍋爐11供給燃料F 的路徑、鍋爐11的爐內部、煙道D內部、旁通管32、33內部。通過如上述那樣構成，與實施例 2同樣地，能夠減少伴隨著排水的蒸發而產生的乾燥粒子的量，此外能夠防止在排水霧化噴射時煙道D內部的廢氣17中的汞濃度增加的情況。另外，在排水處理裝置38中生成的固態物及濃縮物通過後段的固液分離裝置35而與石膏37 —起分離/除去，因此可以省略排水處理裝置38中的過濾工序。實施例5接下來，說明實施例5的廢氣處理系統。需要說明的是，對與上述的實施例I 4 相同的結構標註同一標號，省略其說明。圖5是實施例5的廢氣處理系統IOE的簡要結構圖。在該實施例5中，除了上述的實施例4的結構之外，在固液分離裝置35的下遊側還設有第二排水處理裝置38B。第二排水處理裝置38B的結構與在固液分離裝置35的上遊側設置的第一排水處理裝置38A的結構相同。從脫硫裝置15排出的脫硫排水28首先向第一排水處理裝置38A傳送，使用上述的凝集、活性炭吸附、螯合、結晶等的單元而使脫硫排水28中包含的汞、硼、硒等的微細物質固態化。另外，脫硫排水28中的Cl_、Br_、r、F_等滷素離子通過上述的逆浸透膜、離子交換膜、電透析、蒸餾等的單元而濃縮。包含有汞等固態物及滷素離子的濃縮物的狀態的處理排水41經由排水管線29向固液分離裝置35傳送，將上述固態物及濃縮物與含有氯化汞的石膏37 —起分離/除去。通過固液分離裝置35分離後的分離液42向第二排水處理裝置 38B傳送，將殘存在分離液42中的微量的汞、滷素離子除去。通過第二排水處理裝置38B處理後的處理排水43向排水罐31傳送。積存在排水罐31中的處理排水43經由排水供給管 PO P5而供給到向鍋爐11供給燃料F的路徑、鍋爐11的爐內部、煙道D內部、旁通管32、 33內部，並進行蒸發。如此，在實施例5的廢氣處理系統IOE中，自從脫硫裝置15排出的脫硫排水28首先在第一排水處理裝置38A中使汞、硼、硒、滷素離子等微細物質固態化，然後，通過固液分離裝置35將上述的固態物與石膏37 —起分離，進而，將通過第二排水處理裝置38B除去了殘存在分離液42中的微量的汞、滷素離子後的處理排水43供給到向鍋爐11供給燃料F的路徑、鍋爐11的爐內部、煙道D內部、旁通管32、33內部。如此通過更高精度地進行排水處理，從而在將處理排水43霧化噴射到廢氣17中並使處理排水43蒸發時幾乎不產生乾燥粒子，另外，能夠可靠地防止在排水霧化噴射時煙道D內部的廢氣17中的汞濃度增加的情況。工業實用性如以上那樣，本發明的廢氣處理系統及廢氣處理方法在從脫硫裝置排出的脫硫排水的減少或無排水化中有用。標號說明10A、10B、10C、10DU0E 廢氣處理系統11 鍋爐12脫硝裝置13空氣加熱器14集塵器15脫硫裝置16排水噴射裝置17 廢氣20石灰漿液21石灰漿液供給裝置22塔底部23 噴嘴24塔頂部26淨化氣體27 煙囪28脫硫排水29排水管線31排水罐32旁通管33旁通管35固液分離裝置36、42 分離液37 石膏38排水處理裝置39、41、43 處理排水P0、P1、P2、P3、P4、P5排水供給管(排水供給單元)N1、N2、N3、N4、N5 噴嘴F 燃料
權利要求
1.一種廢氣處理系統，其具備 使燃料燃燒的鍋爐；對來自所述鍋爐的廢氣的熱量進行回收的空氣加熱器；及利用吸收液將熱量回收後的廢氣中包含的硫氧化物除去的脫硫裝置， 所述廢氣處理系統的特徵在於，具備排水供給單元，該排水供給單元將從所述脫硫裝置排出的脫硫排水供給到向所述鍋爐供給燃料的路徑、所述鍋爐的爐內部、所述鍋爐與所述空氣加熱器之間的煙道內部中的至少一個部位。
2.根據權利要求1所述的廢氣處理系統，其特徵在於，在所述空氣加熱器的上遊側具備將來自所述鍋爐的廢氣中的氮氧化物除去的脫硝裝置，在所述鍋爐與所述脫硝裝置之間、或所述脫硝裝置與所述空氣加熱器之間的至少一方設有所述排水供給單元。
3.根據權利要求2所述的廢氣處理系統，其特徵在於，在與所述脫硝裝置並列的位置、或與所述空氣加熱器並列的位置的至少一方設置旁通管，在所述旁通管設有所述排水供給單元。
4.一種廢氣處理系統，其具備 使燃料燃燒的鍋爐；對來自所述鍋爐的廢氣的熱量進行回收的空氣加熱器；及利用吸收液將熱量回收後的廢氣中包含的硫氧化物除去的脫硫裝置， 所述廢氣處理系統的特徵在於，具備排水處理單元，其從由所述脫硫裝置排出的脫硫排水中對有害物質進行除去處理；及排水供給單元，其設置在向所述鍋爐供給燃料的路徑、所述鍋爐的爐內部、所述鍋爐與所述空氣加熱器之間的煙道內部中的至少一個部位，並霧化噴射由所述排水處理單元處理後的處理排水。
5.根據權利要求4所述的廢氣處理系統，其特徵在於，在所述空氣加熱器的上遊側具備將來自所述鍋爐的廢氣中的氮氧化物除去的脫硝裝置，在所述鍋爐與所述脫硝裝置之間、或所述脫硝裝置與所述空氣加熱器之間的至少一方設有所述排水供給單元。
6.根據權利要求5所述的廢氣處理系統，其特徵在於，在與所述脫硝裝置並列的位置、或與所述空氣加熱器並列的位置的至少一方設置旁通管，在所述旁通管設有所述排水供給單元。
7.根據權利要求4所述的廢氣處理系統，其特徵在於，所述排水處理單元具備固液分離裝置，該固液分離裝置使從所述脫硫裝置排出的脫硫排水中的固體成分與液體成分分離。
8.根據權利要求4所述的廢氣處理系統，其特徵在於，所述排水處理單元具備汞除去裝置，該汞除去裝置將從所述脫硫裝置排出的脫硫排水中包含的汞除去。
9.根據權利要求4所述的廢氣處理系統，其特徵在於，所述排水處理單元具備滷素離子除去裝置，該滷素離子除去裝置將從所述脫硫裝置排出的脫硫排水中含有的滷素離子除去。
10.一種廢氣處理方法，利用空氣加熱器對來自使燃料燃燒的鍋爐的廢氣的熱量進行了回收後，在脫硫裝置中，利用吸收液將熱量回收後的廢氣中含有的硫氧化物除去，所述廢氣處理方法的特徵在於，將從所述脫硫裝置排出的脫硫排水供給到向所述鍋爐供給燃料的路徑、所述鍋爐的爐內部、所述鍋爐與所述空氣加熱器之間的煙道內部中的至少一個部位。
11.根據權利要求10所述的廢氣處理方法，其特徵在於，在所述空氣加熱器的上遊側配置將來自所述鍋爐的廢氣中的氮氧化物除去的脫硝裝置，並向所述鍋爐與所述脫硝裝置之間、或所述脫硝裝置與所述空氣加熱器之間的至少一方供給所述脫硫排水。
12.根據權利要求11所述的廢氣處理方法，其特徵在於，在與所述脫硝裝置並列的位置、或與所述空氣加熱器並列的位置的至少一方設置旁通管，向所述旁通管的內部供給所述脫硫排水。
13.一種廢氣處理方法，利用空氣加熱器對來自使燃料燃燒的鍋爐的廢氣的熱量進行了回收後，在脫硫裝置中，利用吸收液將熱量回收後的廢氣中含有的硫氧化物除去，所述廢氣處理方法的特徵在於，在進行了從由所述脫硫裝置排出的脫硫排水中除去有害物質的排水處理之後，將由所述排水處理處理後的處理排水供給到向所述鍋爐供給燃料的路徑、所述鍋爐的爐內部、所述鍋爐與所述空氣加熱器之間的煙道內部中的至少一個部位。
14.根據權利要求13所述的廢氣處理方法，其特徵在於，在所述空氣加熱器的上遊側配置將來自所述鍋爐的廢氣中的氮氧化物除去的脫硝裝置，向所述鍋爐與所述脫硝裝置之間、或所述脫硝裝置與所述空氣加熱器之間的至少一方供給所述處理排水。
15.根據權利要求14所述的廢氣處理方法，其特徵在於，在與所述脫硝裝置並列的位置、或與所述空氣加熱器並列的位置的至少一方設置旁通管，向所述旁通管的內部供給所述處理排水。
16.根據權利要求13所述的廢氣處理方法，其特徵在於，所述排水處理包括固液分離處理，該固液分離處理使從所述脫硫裝置排出的脫硫排水中的固體成分與液體成分分離。
17.根據權利要求13所述的廢氣處理方法，其特徵在於，所述排水處理包括汞除去處理，該汞除去處理將從所述脫硫裝置排出的脫硫排水中所包含的汞除去。
18.根據權利要求13所述的廢氣處理方法，其特徵在於，所述排水處理包括滷素離子除去處理，該滷素離子除去處理將從所述脫硫裝置排出的脫硫排水中所包含的滷素離子除去。
全文摘要
本發明的廢氣處理系統(10A)具備使燃料燃燒的鍋爐(11)、回收來自鍋爐(11)的廢氣(17)的熱量的空氣加熱器(13)、利用吸收液將熱量回收後的廢氣(17)中含有的硫氧化物除去的脫硫裝置(15)，設有將從脫硫裝置(15)排出的脫硫排水(28)供給到向鍋爐(11)供給燃料的路徑、鍋爐(11)的爐內部、鍋爐(11)與空氣加熱器(13)之間的煙道內部中的至少一個部位的排水供給單元(P0～P5)。通過形成為上述結構，不使廢氣處理系統整體大型化，且與以往相比，能夠增加每單位時間向煙道內返回的脫硫排水的量。
文檔編號C02F1/44GK102596370SQ20108004926
公開日2012年7月18日 申請日期2010年2月25日 優先權日2010年2月25日
發明者衝野進, 村上盛紀, 長安立人, 香川晴治, 鵜飼展行 申請人:三菱重工業株式會社