脱水濾液の噴霧乾燥装置及び排ガス処理システム
【課題】脱硫装置からの脱硫排水の無排水化を図ることができる脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥装置及び排ガス処理システムを提供する。
【解決手段】噴霧乾燥装置５０Ａの頂（蓋）部５１ａ近傍の側壁５１ｂに設けられ、脱水濾液３３の噴霧液３３ａを乾燥する排ガス１８を導入するガス導入口５２と、噴霧乾燥装置本体内に設けられ、導入された排ガス１８を減速すると共に、排ガス流れを層流Ｘに変更する整流板５３と、層流Ｘとなった排ガス１８中に、脱硫排水３０からの脱水濾液３３を噴霧する噴霧ノズル５４と、噴霧乾燥装置本体の底部近傍の側壁５１ｃに設けられ、脱水濾液３３の乾燥に寄与した排ガス１８を排出するガス排出口５５と、噴霧乾燥装置本体５１の底部側に設けられ、噴霧乾燥固形物である灰５６を排出する固形物排出手段である排出ホッパ５７とを具備する。
【解決手段】噴霧乾燥装置５０Ａの頂（蓋）部５１ａ近傍の側壁５１ｂに設けられ、脱水濾液３３の噴霧液３３ａを乾燥する排ガス１８を導入するガス導入口５２と、噴霧乾燥装置本体内に設けられ、導入された排ガス１８を減速すると共に、排ガス流れを層流Ｘに変更する整流板５３と、層流Ｘとなった排ガス１８中に、脱硫排水３０からの脱水濾液３３を噴霧する噴霧ノズル５４と、噴霧乾燥装置本体の底部近傍の側壁５１ｃに設けられ、脱水濾液３３の乾燥に寄与した排ガス１８を排出するガス排出口５５と、噴霧乾燥装置本体５１の底部側に設けられ、噴霧乾燥固形物である灰５６を排出する固形物排出手段である排出ホッパ５７とを具備する。
【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排ガス処理の際に発生する脱硫排液からの脱水濾液の噴霧乾燥装置及び排ガス処理システムに関する。
【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】
湿式の脱硫装置から排出される排水（以下、「脱硫排水」という。）には、塩素イオン、アンモニウムイオン等のイオンや水銀など様々な種類の有害物質が多量に含まれる。このため、脱硫排水をシステム外部に放流する前に脱硫排水からこれらの有害物質を除去する必要があるが、脱硫排水中に含まれるこれら多種類の有害物質の除去処理は複雑であり、処理コストが高いという問題がある。そこで、脱硫排水の処理コストを節減すべく、脱硫排水をシステム外部に放出することなくシステム内で再利用する方法が提案されている。例えば、特許文献１及び２には、脱硝装置、エアヒータ、集塵機、脱硫装置とが接続される主ラインの煙道から分岐して、脱硫排水を噴霧してガス化する設備を別途設置し、主ラインの煙道から排ガスの一部をこの設備内に導入し、設備内の排ガス中に脱硫排水を噴霧して蒸発させることにより有害物質を析出させた後、このガスを主ラインの煙道に戻すように構成された排ガス処理装置が開示されている（特許文献１及び２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−２００８１８号公報
【特許文献２】特開平９−３１３８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１及び２の排ガス処理装置では、煙道から排ガスを一部分岐して、脱硫装置からの脱硫排水（又は排液）を噴霧してガス化する設備を設けて、脱硫排水を蒸発させているが、脱硫装置からの脱硫排水は、固形分が含有されているために、噴霧乾燥を良好に行うことができない、という問題がある。
【０００６】
さらに、近年、内陸部等における水資源に対する環境配慮のために、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を図る排ガス処理設備の出現が切望されている。
【０００７】
この無排水化を実施する設備として、脱硫排水を乾燥する噴霧乾燥機を用いることができるが、ボイラ排ガスを用いて脱硫排水を噴霧乾燥する場合には、以下のような問題がある。
ボイラ排ガス中には、高濃度の灰が含まれており、さらに脱硫排水が蒸発されると排水中に含まれる多量の析出塩が存在するので、その対策が必要となる。
【０００８】
本発明は、前記問題に鑑み、脱硫装置からの脱硫排水の無排水化を図ることができる脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥装置及び排ガス処理システム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】
【０００９】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、噴霧乾燥装置本体の頂部近傍側壁に設けられ、噴霧液を乾燥する排ガスを導入するガス導入口と、前記噴霧乾燥装置本体内に設けられ、導入された排ガスを減速すると共に、排ガス流れを層流に変更する整流板と、層流となった排ガス中に、脱硫排水からの脱水濾液を噴霧する噴霧ノズルと、前記噴霧乾燥装置本体の底部近傍側壁に設けられ、脱水濾液の乾燥に寄与した排ガスを排出するガス排出口と、前記噴霧乾燥装置本体の底部に設けられ、噴霧乾燥固形物を排出する固形物排出手段と、を具備することを特徴とする脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥装置にある。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、前記噴霧乾燥装置本体内の排ガス導入領域近傍に設けられ、排ガス中の固形分による内壁面の磨耗を防ぐ保護板を有することを特徴とする脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥装置にある。
【００１１】
第３の発明は、第１又は２の発明において、前記噴霧乾燥装置の内壁周面を洗浄する洗浄手段を有することを特徴とする脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥装置にある。
【００１２】
第４の発明は、燃料を燃焼させるボイラと、前記ボイラからの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、除塵後の排ガス中に含まれる硫黄酸化物を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石膏を除去する脱水機と、前記脱水機からの脱水濾液を噴霧する噴霧手段を備えた第１乃至３のいずれか一つの噴霧乾燥装置と、前記噴霧乾燥装置に排ガスの一部を導入する排ガス導入ラインとを具備することを特徴とする排ガス処理システムにある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、噴霧乾燥装置内において、排ガスを層流とし、その層流となった排ガス中に、脱硫排水からの脱水濾液を噴霧ノズルから噴霧することで、脱水濾液の噴霧乾燥が良好となる。この際、導入する排ガスによる磨耗を保護板で保護することとしている。
【００１４】
さらに、噴霧乾燥装置内部を洗浄する洗浄手段を有することにより、排ガス中の高濃度の灰と噴霧乾燥後の多量の析出塩を洗浄し、壁面内部にスケールの発生を防止する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、実施例１に係る排ガス処理システムの概略構成図である。
【図２】図２は、実施例１に係る脱硫排液からの脱水濾液の噴霧乾燥装置の概略図である。
【図３−１】図３−１は、図２のＡ−Ａ断面図であり、噴霧乾燥装置の頂部側に設けた第１の保護板の設置状態を示す概略図である。
【図３−２】図３−２は、そのＣ部拡大図である。
【図４−１】図４−１は、図２のＢ−Ｂ断面図であり、噴霧乾燥装置の底部側に設けた第２の保護板の設置状態を示す概略図である。
【図４−２】図４−２は、そのＤ部拡大図である。
【図５】図５は、実施例２に係る脱硫排液からの脱水濾液の噴霧乾燥装置の概略図である。
【図６】図６は、実施例３に係る脱硫排液からの脱水濾液の噴霧乾燥装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。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。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００１７】
図１は、実施例１に係る排ガス処理システムの概略構成図である。図１に例示される排ガス処理システム１０は、例えば石炭を燃料として使用する石炭焚きボイラや重油を燃料として使用する重油焚きボイラ等のボイラ１１からの排ガス１８から、窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、水銀（Ｈｇ）等の有害物質を除去する装置である。
【００１８】
排ガス処理システム１０は、燃料Ｆを燃焼させるボイラ１１と、前記ボイラ１１からの排ガス１８中の窒素酸化物を除去する脱硝装置１２と、脱硝後の排ガス１８の熱を回収するエアヒータ１３と、熱回収後の排ガス１８中の煤塵を除去する集塵機１４と、除塵後の排ガス１８中に含まれる硫黄酸化物を吸収液である石灰スラリー２０で除去する脱硫装置１５と、前記脱硫装置１５から排出される脱硫排水３０から石膏３１を除去する脱水機３２と、前記脱水機３２からの脱水濾液３３を噴霧する噴霧手段を備えた噴霧乾燥装置５０（後述する噴霧乾燥装置５０Ａ〜５０Ｃ）と、前記噴霧乾燥装置５０に排ガス１８の一部を導入する排ガス導入ラインＬ11とを具備するものである。これにより、石膏を除去した脱水濾液３３を導入した排ガス１８を用いて噴霧乾燥装置５０において、噴霧乾燥するので、脱硫排水３０の無排水化を安定して実施することができる。
【００１９】
脱硝装置１２は、ボイラ１１からガス供給ラインＬ1を介して供給される排ガス１８中の窒素酸化物を除去する装置であり、その内部に脱硝触媒層（図示せず）を有している。脱硝触媒層の前流には還元剤注入器（図示せず）が配置され、この還元剤注入器から排ガス１８に還元剤が注入される。ここで還元剤としては、例えばアンモニア、尿素、塩化アンモニウムなどが用いられる。脱硝装置１２に導入された排ガス１８中の窒素酸化物は、脱硝触媒層と接触することにより、排ガス１８中の窒素酸化物が窒素ガス（Ｎ２）と水（Ｈ２Ｏ）に分解・除去される。また排ガス１８中の水銀は、塩素（Ｃｌ）分が多くなると、水に可溶な２価の塩化水銀の割合が多くなり、後述する脱硫装置１５で水銀が捕集しやすくなる。
【００２０】
なお、上記の脱硝装置１２は必須のものではなく、ボイラ１１からの排ガス１８中の窒素酸化物濃度や水銀濃度が微量、あるいは、排ガス１８中にこれらの物質が含まれない場合には、脱硝装置１２を省略することも可能である。
【００２１】
エアヒータ１３は、脱硝装置１２で窒素酸化物が除去された後、排ガス供給ラインＬ2を介して供給される排ガス１８中の熱を回収する熱交換器である。脱硝装置１２を通過した排ガス１８の温度は３００℃〜４００℃程度と高温であるため、エアヒータ１３により高温の排ガス１８と常温の燃焼用空気との間で熱交換を行う。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。一方、常温の燃焼用空気との熱交換を行った排ガス１８は１５０℃程度まで冷却される。
【００２２】
集塵機１４は、熱回収後、ガス供給ラインＬ3を介して供給される排ガス１８中の煤塵を除去するものである。集塵機１４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。
【００２３】
脱硫装置１５は、煤塵が除去された後、ガス供給ラインＬ4を介して供給される排ガス１８中の硫黄酸化物を湿式で除去する装置である。この脱硫装置１５では、アルカリ吸収液として石灰スラリー２０（水に石灰石粉末を溶解させた水溶液）が用いられ、装置内の温度は３０〜８０℃程度に調節されている。石灰スラリー２０は、石灰スラリー供給装置２１から脱硫装置１５の塔底部２２に供給される。脱硫装置１５の塔底部２２に供給された石灰スラリー２０は、図示しない吸収液送給ラインを介して脱硫装置１５内の複数のノズル２３に送られ、ノズル２３から塔頂部２４側に向かって噴出される。脱硫装置１５の塔底部２２側から上昇してくる排ガス１８がノズル２３から噴出する石灰スラリー２０と気液接触することにより、排ガス１８中の硫黄酸化物及び塩化水銀が石灰スラリー２０により吸収され、排ガス１８から分離、除去される。石灰スラリー２０により浄化された排ガス１８は、浄化ガス２６として脱硫装置１５の塔頂部２４側より排出され、煙突２７から系外に排出される。
【００２４】
脱硫装置１５の内部において、排ガス１８中の硫黄酸化物ＳＯｘは石灰スラリー２０と下記式（１）で表される反応を生じる。
ＣａＣＯ３＋ＳＯ２＋０．５Ｈ２Ｏ → ＣａＳＯ３・０．５Ｈ２Ｏ ＋ＣＯ２・・・（１）
【００２５】
さらに、排ガス１８中のＳＯｘを吸収した石灰スラリー２０は、脱硫装置１５の塔底部２２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・０．５Ｈ２Ｏ＋０．５Ｏ２＋１．５Ｈ２Ｏ → ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ・・・（２）
このようにして、排ガス１８中のＳＯｘは、脱硫装置１５において石膏ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏの形で捕獲される。
【００２６】
また、上記のように、石灰スラリー２０は、脱硫装置１５の塔底部２２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スラリー２０には、脱硫装置１５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、この揚水される石灰石膏スラリー（石膏が混合された石灰スラリー）を吸収液とよぶ。
【００２７】
脱硫に用いた吸収液（石灰石膏スラリー）は、脱硫排水３０として脱硫装置１５の塔底部２２から外部に排出され、後述する排水ラインＬ20を介して脱水機３２に送られ、ここで脱水処理される。この脱硫排水３０には、石膏の他、水銀等の重金属やＣｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、Ｆ-等のハロゲンイオンが含まれている。
【００２８】
脱水機３２は、脱硫排水３０中の石膏３１を含む固体分と液体分の脱水濾液３３とを分離するものである。脱水機３２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。脱硫装置１５から排出された脱硫排水３０は、脱水機３２により石膏３１が分離される。その際、脱硫排水３０中の塩化水銀は石膏３１に吸着された状態で石膏３１とともに液体と分離される。分離した石膏３１は、システム外部（以下、「系外」という）に排出される。
一方、分離液である脱水濾液３３は脱水ラインＬ21を介して噴霧乾燥装置５０に送られる。なお、脱水濾液３３は一時的に排水タンク（図示せず）に貯留するようにしてもよい。
【００２９】
噴霧乾燥装置５０は、ボイラ１１からの排ガス１８の主ラインである排ガス供給ラインＬ2から分岐した排ガス導入ラインＬ11を介して排ガス１８の一部が導入されるガス導入手段と、脱水濾液３３を散布又は噴霧する噴霧手段とを具備している。そして、導入される排ガス１８の熱により散布又は噴霧された脱水濾液３３を蒸発乾燥させている。なお、符号Ｌ12は噴霧乾燥装置５０で乾燥に寄与した排ガス１８をガス供給ラインＬ3に送給する排ガス送給ラインである。
【００３０】
本発明では、脱硫排水３０から石膏３１を除去した脱水濾液３３を噴霧乾燥しているので、噴霧手段での目詰まりを防止することができる。
すなわち、脱硫排水そのものを噴霧するのではないので、脱硫排水が蒸発するのに伴い発生する乾燥粒子の量を大幅に低減させることができる。その結果、乾燥粒子の付着に起因する目詰まりを低減させることができる。また、脱硫排水３０を脱水処理することにより、石膏３１とともに塩化水銀も分離・除去されるため、排水噴霧時に排ガス１８中の水銀濃度が増加するのを防止することができる。
【００３１】
また、本実施例では、エアヒータ１３へ流入する排ガス１８の一部を排ガス供給ラインＬ2から排ガス導入ラインＬ11を介して分岐しているので、排ガスの温度が高く（３５０〜４００℃）、脱水濾液３３の噴霧乾燥を効率よく行うことができる。
【００３２】
図２は、本実施例に係る脱硫排液からの脱水濾液の噴霧乾燥装置の概略図である。
図２に示すように、本実施例の噴霧乾燥装置５０Ａは、噴霧乾燥装置本体の頂（蓋）部５１ａ近傍の側壁５１ｂに設けられ、脱水濾液３３の噴霧液３３ａを乾燥する排ガス１８を導入するガス導入口５２と、噴霧乾燥装置本体内に設けられ、導入された排ガス１８を減速すると共に、排ガス流れを層流Ｘに変更する整流板５３と、層流Ｘとなった排ガス１８中に、脱硫排水３０からの脱水濾液３３を噴霧する噴霧ノズル５４と、噴霧乾燥装置本体の底部を排ガス１８の主煙道であるガス供給ラインＬ3と連結するガス排出口５５と、を具備するものである。
【００３３】
また、本実施例では、噴霧乾燥装置本体５１内の排ガス１８の導入領域及び乾燥に寄与した排ガス１８の排出領域の各々に、排ガス１８中の固形分による内壁面の磨耗を防ぐ第１の保護板６１及び第２の保護板６２を壁に沿って設けるようにしている。
これは、導入される排ガス１８は、その流速が例えば１０〜１８ｍ／ｓ程度であり、この排ガス１８が装置本体の接線方向から導入されるので、第１の保護板６１を設置することで、その内壁面５１ｄの磨耗を防止するようにしている。
【００３４】
図３−１は、図２のＡ−Ａ断面図であり、噴霧乾燥装置の頂部側に設けた第１の保護板６１の設置状態を示す概略図である。図３−２は、そのＣ部拡大図である。
図４−１は、図２のＢ−Ｂ断面図であり、噴霧乾燥装置の底部側に設けた第２の保護板６２の設置状態を示す概略図である。図４−２は、そのＤ部拡大図である。
図３−１及び図３−２に示すように、噴霧乾燥装置本体内の内壁面５１ｄに、例えばレール状の挿入治具６３が設けられている。そして、第１の保護板６１は、挿入治具６３に対して、鉛直軸方向に引き抜きが容易とされ、必要に応じて交換可能としている。
【００３５】
これは、ボイラ１１からの排ガス１８中には、硬度が高い灰等の煤塵が多く含まれている。そして、排ガス１８がガス導入口５２から流入する際に発生する旋回流により衝突の際に発生する内壁面５１ｄに対しての硬度が硬い灰等による磨耗から保護する必要があるからである。このために、挿入自在な第１の保護板６１を内壁面５１ｄの周囲に沿って設けるようにしている。
【００３６】
なお、排ガス１８の導入は、排ガスのガス供給ラインＬ2と排ガス導入ラインＬ11との圧力損失の相違により、排ガス１８を噴霧乾燥装置５０Ａ内へ導入するようにしたり、必要に応じて誘引ファン等を用いて排ガス１８を導入したりしている。
【００３７】
また、図３−２に示すように、第１の保護板６１の表面には、さらに凹凸面６１ａを形成し、この凹凸面６１ａにより排ガス１８の流れを減速させるようにしている。
本実施例では、第１の保護板６１に減速手段である凹凸面６１ａを形成しているが、本発明はこれに限定されず、別途独立してガス減速手段を設けるようにしてもよい。
【００３８】
この第１の保護板６１に衝突した排ガス１８は、さらにその渦流れを弱めるために、整流板５３が設けられている。
本実施例に係る整流板５３は、噴霧ノズル５４に供給する脱水濾液３３の供給管５４ａを中心とし、そこから放射状に図示しない支持手段により設けられている。そしてこの整流板５３により、排ガス１８を渦流（旋回流）から層流Ｘの下降流へ変更するようにしている。
なお、整流板５３は内壁面５１ｄ側にもその鉛直軸方向に設けるようにしてもよい。
【００３９】
この層流Ｘとなった排ガス１８中に、脱水濾液３３を噴霧液３３ａとして噴霧ノズル５４から噴出するようにしている。
ここで、噴霧ノズル５４は、脱水濾液３３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脱水濾液３３を噴霧するのに適しており、ロータリーアトマイザは、比較的多量の脱水濾液３３を噴霧するのに適している。
また、ノズルの数も１基ではなく、その処理量に応じて複数基設けるようにしてもよい。
【００４０】
本実施例では、噴霧乾燥装置５０Ａの内壁周面を洗浄する洗浄手段を有している。
この洗浄手段は、洗浄液７２を内壁面全域に亙って噴射し、濡れ壁７２ａを形成する洗浄ノズル７１と、濡れ壁７２ａの落下液を回収する回収樋７３とを有している。
この濡れ壁７２ａは、内壁面５１ｄの全域に亙って形成されており、排ガス１８及び脱水濾液３３中から析出する付着物の発生を防止するようにしている。
この洗浄手段は必要に応じて設置すればよく、付着物の発生が少ない場合には洗浄手段を省略するようにしてもよい。
【００４１】
なお、噴霧ノズル５４から噴霧される噴霧液３３ａの乾燥が良好に行われるように、噴霧乾燥装置５０Ａの塔内の噴霧乾燥領域は、一般の水に較べて沸点が高い脱硫濾液であるので、その濾液の蒸発速度に応じてその長さを変化させ、噴霧液３３ａの対流時間を長くするようにしている。
【００４２】
噴霧乾燥に寄与した排ガス１８は、噴霧乾燥装置５０Ａの底部近傍側壁５１ｃに設けられたガス排出口５５から排出される。
この際、鉛直軸方向の層流Ｘから渦流となる際の内壁面５１ｄの磨耗を防ぐために、図４−１に示すように、第２の保護板６２が壁に沿って複数設けられている。なお、図４−２に示すように、第２の保護板６２の表面は、第１の保護板６１の表面とは異なり、平滑面としている。
なお、第２の保護板６２については、排ガス中に含まれる煤塵量によっては省略することも可能である。
【００４３】
このようにして脱水濾液３３は噴霧ノズル５４から噴霧される際、導入された排ガス１８と接触して噴霧乾燥されることとなるが、脱水濾液３３には、様々な塩類が含まれているので、その噴霧乾燥固形物である灰５６を噴霧乾燥装置本体５１の底部に設けた排出ホッパ５７から排出するようにしている。
なお、排出ホッパ５７の内壁面においても、灰５６との磨耗による腐食を防止するために、第３の保護板６４を設けるようにしている。
なお、排出ホッパ５７内に設置する第３の保護板６４は容易には交換ができない場合もあるので、灰の磨耗や析出塩等の腐食環境において耐久性がある例えばセラミックタイル等を貼り付けるようにしてもよい。
【００４４】
本実施例によれば、噴霧乾燥装置５０Ａ内において、排ガス１８を整流板５３により層流Ｘとし、その層流Ｘとなった排ガス１８中に、脱硫排水３０からの脱水濾液３３を噴霧ノズル５４から噴霧することで、脱水濾液３３の噴霧乾燥が良好となる。この際、導入及び排出する際の内壁面５１ｄと衝突する排ガス１８による磨耗を第１及び第２の保護板６１、６２で保護することとしているので、噴霧乾燥装置の耐久性が向上する。
【００４５】
さらに、噴霧乾燥装置５０Ａの内部を洗浄する洗浄手段を有し、濡れ壁７２ａによる洗浄とすることにより、排ガス１８中の高濃度の灰と噴霧乾燥後の多量の析出塩を洗浄し、壁面内部にスケールの発生を防止することができるので、噴霧乾燥装置の耐久性が向上する。
【実施例２】
【００４６】
図５は、実施例２に係る脱硫排液からの脱水濾液の噴霧乾燥装置の概略図である。なお、実施例１の噴霧乾燥装置５０Ａ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５に示すように、本実施例の噴霧乾燥装置５０Ｂは、噴霧乾燥装置本体の底部に、灰５６を払い出す灰払出し手段８０を設けている。
灰払出し手段８０は、排出ホッパ５７に連結して設けられおり、内部に開口８１ａを有する固定盤８１と、モータ８３の駆動により回転する無端ベルト８４の回転により回転する回転盤８２とが設けられている。回転盤８２には開口８２ａが設けられている。
【００４７】
そして、灰５６が所定量となった際には、回転盤８２をモータ８３の駆動により無端ベルト８４により回転させ、開口８１ａ、８２ａを一致させて、下方の排出通路８６に灰５６を落下させている。排出通路８６の一端部には、コンプレッサー８５が設置されており、このコンプレッサー８５により灰５６を圧送し、排出通路８６の他端に設けられた灰収集設備８７に送られるようにしている。
灰払い出し手段８０が介装される連通通路８８の内面には、第３の保護板６４が設けられており、連通通路８８の内面を保護するようにしている。
【００４８】
また、排出ホッパ５７の周囲に振動装置８９を設けており、排出ホッパ５７を振動させることで、灰や析出塩を詰まらせないようにしている。
さらに、排出ホッパ５７、排出通路８６及び連通通路８８には、保温手段（例えば蒸気トレース等）を設け、灰や析出塩を詰まらせないようにしている。
【実施例３】
【００４９】
図６は、実施例３に係る脱硫排液からの脱水濾液の噴霧乾燥装置の概略図である。なお、実施例１の噴霧乾燥装置５０Ａ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に示すように、本実施例の噴霧乾燥装置５０Ｃは、洗浄手段の洗浄液７２の回収及び再利用を図る洗浄液貯留槽７４を設けている。
噴霧乾燥装置本体の内面に形成された濡れ壁７２ａは、析出する付着物を洗い流しており、この洗浄液７２は、回収樋７３で回収され、回収ラインＬ31により、洗浄液貯留槽７４に回収され、溜められ、循環ポンプ７５により、洗浄液供給ラインＬ32を介して再度洗浄ノズル７１に洗浄液７２を供給している。
【００５０】
また、長期間に亙って洗浄を続けていくと、洗浄液７２の濃度が上昇するので、適宜希釈水７６を供給して希釈するようにしている。また、濃度が所定以上に上昇した場合には、洗浄液７２の一部を洗浄液貯留槽７４から抜き出し、抜き出した分だけ希釈水７６で薄めて、再度洗浄を行うようにしている。
【符号の説明】
【００５１】
１０ 排ガス処理システム
１１ ボイラ
１２ 脱硝装置
１３ エアヒータ
１４ 集塵機
１５ 脱硫装置
１６ 集塵灰
１８ 排ガス
３０ 脱硫排水
３２ 脱水機
３３ 脱水濾液
５０Ａ〜５０Ｃ 噴霧乾燥装置
５２ ガス導入口
５３ 整流板
５４ 噴霧ノズル
５５ ガス排出口
５６ 灰
５７ 排出ホッパ
【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排ガス処理の際に発生する脱硫排液からの脱水濾液の噴霧乾燥装置及び排ガス処理システムに関する。
【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】
湿式の脱硫装置から排出される排水（以下、「脱硫排水」という。）には、塩素イオン、アンモニウムイオン等のイオンや水銀など様々な種類の有害物質が多量に含まれる。このため、脱硫排水をシステム外部に放流する前に脱硫排水からこれらの有害物質を除去する必要があるが、脱硫排水中に含まれるこれら多種類の有害物質の除去処理は複雑であり、処理コストが高いという問題がある。そこで、脱硫排水の処理コストを節減すべく、脱硫排水をシステム外部に放出することなくシステム内で再利用する方法が提案されている。例えば、特許文献１及び２には、脱硝装置、エアヒータ、集塵機、脱硫装置とが接続される主ラインの煙道から分岐して、脱硫排水を噴霧してガス化する設備を別途設置し、主ラインの煙道から排ガスの一部をこの設備内に導入し、設備内の排ガス中に脱硫排水を噴霧して蒸発させることにより有害物質を析出させた後、このガスを主ラインの煙道に戻すように構成された排ガス処理装置が開示されている（特許文献１及び２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−２００８１８号公報
【特許文献２】特開平９−３１３８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１及び２の排ガス処理装置では、煙道から排ガスを一部分岐して、脱硫装置からの脱硫排水（又は排液）を噴霧してガス化する設備を設けて、脱硫排水を蒸発させているが、脱硫装置からの脱硫排水は、固形分が含有されているために、噴霧乾燥を良好に行うことができない、という問題がある。
【０００６】
さらに、近年、内陸部等における水資源に対する環境配慮のために、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を図る排ガス処理設備の出現が切望されている。
【０００７】
この無排水化を実施する設備として、脱硫排水を乾燥する噴霧乾燥機を用いることができるが、ボイラ排ガスを用いて脱硫排水を噴霧乾燥する場合には、以下のような問題がある。
ボイラ排ガス中には、高濃度の灰が含まれており、さらに脱硫排水が蒸発されると排水中に含まれる多量の析出塩が存在するので、その対策が必要となる。
【０００８】
本発明は、前記問題に鑑み、脱硫装置からの脱硫排水の無排水化を図ることができる脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥装置及び排ガス処理システム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】
【０００９】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、噴霧乾燥装置本体の頂部近傍側壁に設けられ、噴霧液を乾燥する排ガスを導入するガス導入口と、前記噴霧乾燥装置本体内に設けられ、導入された排ガスを減速すると共に、排ガス流れを層流に変更する整流板と、層流となった排ガス中に、脱硫排水からの脱水濾液を噴霧する噴霧ノズルと、前記噴霧乾燥装置本体の底部近傍側壁に設けられ、脱水濾液の乾燥に寄与した排ガスを排出するガス排出口と、前記噴霧乾燥装置本体の底部に設けられ、噴霧乾燥固形物を排出する固形物排出手段と、を具備することを特徴とする脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥装置にある。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、前記噴霧乾燥装置本体内の排ガス導入領域近傍に設けられ、排ガス中の固形分による内壁面の磨耗を防ぐ保護板を有することを特徴とする脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥装置にある。
【００１１】
第３の発明は、第１又は２の発明において、前記噴霧乾燥装置の内壁周面を洗浄する洗浄手段を有することを特徴とする脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥装置にある。
【００１２】
第４の発明は、燃料を燃焼させるボイラと、前記ボイラからの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、除塵後の排ガス中に含まれる硫黄酸化物を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石膏を除去する脱水機と、前記脱水機からの脱水濾液を噴霧する噴霧手段を備えた第１乃至３のいずれか一つの噴霧乾燥装置と、前記噴霧乾燥装置に排ガスの一部を導入する排ガス導入ラインとを具備することを特徴とする排ガス処理システムにある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、噴霧乾燥装置内において、排ガスを層流とし、その層流となった排ガス中に、脱硫排水からの脱水濾液を噴霧ノズルから噴霧することで、脱水濾液の噴霧乾燥が良好となる。この際、導入する排ガスによる磨耗を保護板で保護することとしている。
【００１４】
さらに、噴霧乾燥装置内部を洗浄する洗浄手段を有することにより、排ガス中の高濃度の灰と噴霧乾燥後の多量の析出塩を洗浄し、壁面内部にスケールの発生を防止する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、実施例１に係る排ガス処理システムの概略構成図である。
【図２】図２は、実施例１に係る脱硫排液からの脱水濾液の噴霧乾燥装置の概略図である。
【図３−１】図３−１は、図２のＡ−Ａ断面図であり、噴霧乾燥装置の頂部側に設けた第１の保護板の設置状態を示す概略図である。
【図３−２】図３−２は、そのＣ部拡大図である。
【図４−１】図４−１は、図２のＢ−Ｂ断面図であり、噴霧乾燥装置の底部側に設けた第２の保護板の設置状態を示す概略図である。
【図４−２】図４−２は、そのＤ部拡大図である。
【図５】図５は、実施例２に係る脱硫排液からの脱水濾液の噴霧乾燥装置の概略図である。
【図６】図６は、実施例３に係る脱硫排液からの脱水濾液の噴霧乾燥装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。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。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００１７】
図１は、実施例１に係る排ガス処理システムの概略構成図である。図１に例示される排ガス処理システム１０は、例えば石炭を燃料として使用する石炭焚きボイラや重油を燃料として使用する重油焚きボイラ等のボイラ１１からの排ガス１８から、窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、水銀（Ｈｇ）等の有害物質を除去する装置である。
【００１８】
排ガス処理システム１０は、燃料Ｆを燃焼させるボイラ１１と、前記ボイラ１１からの排ガス１８中の窒素酸化物を除去する脱硝装置１２と、脱硝後の排ガス１８の熱を回収するエアヒータ１３と、熱回収後の排ガス１８中の煤塵を除去する集塵機１４と、除塵後の排ガス１８中に含まれる硫黄酸化物を吸収液である石灰スラリー２０で除去する脱硫装置１５と、前記脱硫装置１５から排出される脱硫排水３０から石膏３１を除去する脱水機３２と、前記脱水機３２からの脱水濾液３３を噴霧する噴霧手段を備えた噴霧乾燥装置５０（後述する噴霧乾燥装置５０Ａ〜５０Ｃ）と、前記噴霧乾燥装置５０に排ガス１８の一部を導入する排ガス導入ラインＬ11とを具備するものである。これにより、石膏を除去した脱水濾液３３を導入した排ガス１８を用いて噴霧乾燥装置５０において、噴霧乾燥するので、脱硫排水３０の無排水化を安定して実施することができる。
【００１９】
脱硝装置１２は、ボイラ１１からガス供給ラインＬ1を介して供給される排ガス１８中の窒素酸化物を除去する装置であり、その内部に脱硝触媒層（図示せず）を有している。脱硝触媒層の前流には還元剤注入器（図示せず）が配置され、この還元剤注入器から排ガス１８に還元剤が注入される。ここで還元剤としては、例えばアンモニア、尿素、塩化アンモニウムなどが用いられる。脱硝装置１２に導入された排ガス１８中の窒素酸化物は、脱硝触媒層と接触することにより、排ガス１８中の窒素酸化物が窒素ガス（Ｎ２）と水（Ｈ２Ｏ）に分解・除去される。また排ガス１８中の水銀は、塩素（Ｃｌ）分が多くなると、水に可溶な２価の塩化水銀の割合が多くなり、後述する脱硫装置１５で水銀が捕集しやすくなる。
【００２０】
なお、上記の脱硝装置１２は必須のものではなく、ボイラ１１からの排ガス１８中の窒素酸化物濃度や水銀濃度が微量、あるいは、排ガス１８中にこれらの物質が含まれない場合には、脱硝装置１２を省略することも可能である。
【００２１】
エアヒータ１３は、脱硝装置１２で窒素酸化物が除去された後、排ガス供給ラインＬ2を介して供給される排ガス１８中の熱を回収する熱交換器である。脱硝装置１２を通過した排ガス１８の温度は３００℃〜４００℃程度と高温であるため、エアヒータ１３により高温の排ガス１８と常温の燃焼用空気との間で熱交換を行う。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。一方、常温の燃焼用空気との熱交換を行った排ガス１８は１５０℃程度まで冷却される。
【００２２】
集塵機１４は、熱回収後、ガス供給ラインＬ3を介して供給される排ガス１８中の煤塵を除去するものである。集塵機１４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。
【００２３】
脱硫装置１５は、煤塵が除去された後、ガス供給ラインＬ4を介して供給される排ガス１８中の硫黄酸化物を湿式で除去する装置である。この脱硫装置１５では、アルカリ吸収液として石灰スラリー２０（水に石灰石粉末を溶解させた水溶液）が用いられ、装置内の温度は３０〜８０℃程度に調節されている。石灰スラリー２０は、石灰スラリー供給装置２１から脱硫装置１５の塔底部２２に供給される。脱硫装置１５の塔底部２２に供給された石灰スラリー２０は、図示しない吸収液送給ラインを介して脱硫装置１５内の複数のノズル２３に送られ、ノズル２３から塔頂部２４側に向かって噴出される。脱硫装置１５の塔底部２２側から上昇してくる排ガス１８がノズル２３から噴出する石灰スラリー２０と気液接触することにより、排ガス１８中の硫黄酸化物及び塩化水銀が石灰スラリー２０により吸収され、排ガス１８から分離、除去される。石灰スラリー２０により浄化された排ガス１８は、浄化ガス２６として脱硫装置１５の塔頂部２４側より排出され、煙突２７から系外に排出される。
【００２４】
脱硫装置１５の内部において、排ガス１８中の硫黄酸化物ＳＯｘは石灰スラリー２０と下記式（１）で表される反応を生じる。
ＣａＣＯ３＋ＳＯ２＋０．５Ｈ２Ｏ → ＣａＳＯ３・０．５Ｈ２Ｏ ＋ＣＯ２・・・（１）
【００２５】
さらに、排ガス１８中のＳＯｘを吸収した石灰スラリー２０は、脱硫装置１５の塔底部２２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・０．５Ｈ２Ｏ＋０．５Ｏ２＋１．５Ｈ２Ｏ → ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ・・・（２）
このようにして、排ガス１８中のＳＯｘは、脱硫装置１５において石膏ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏの形で捕獲される。
【００２６】
また、上記のように、石灰スラリー２０は、脱硫装置１５の塔底部２２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スラリー２０には、脱硫装置１５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、この揚水される石灰石膏スラリー（石膏が混合された石灰スラリー）を吸収液とよぶ。
【００２７】
脱硫に用いた吸収液（石灰石膏スラリー）は、脱硫排水３０として脱硫装置１５の塔底部２２から外部に排出され、後述する排水ラインＬ20を介して脱水機３２に送られ、ここで脱水処理される。この脱硫排水３０には、石膏の他、水銀等の重金属やＣｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、Ｆ-等のハロゲンイオンが含まれている。
【００２８】
脱水機３２は、脱硫排水３０中の石膏３１を含む固体分と液体分の脱水濾液３３とを分離するものである。脱水機３２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。脱硫装置１５から排出された脱硫排水３０は、脱水機３２により石膏３１が分離される。その際、脱硫排水３０中の塩化水銀は石膏３１に吸着された状態で石膏３１とともに液体と分離される。分離した石膏３１は、システム外部（以下、「系外」という）に排出される。
一方、分離液である脱水濾液３３は脱水ラインＬ21を介して噴霧乾燥装置５０に送られる。なお、脱水濾液３３は一時的に排水タンク（図示せず）に貯留するようにしてもよい。
【００２９】
噴霧乾燥装置５０は、ボイラ１１からの排ガス１８の主ラインである排ガス供給ラインＬ2から分岐した排ガス導入ラインＬ11を介して排ガス１８の一部が導入されるガス導入手段と、脱水濾液３３を散布又は噴霧する噴霧手段とを具備している。そして、導入される排ガス１８の熱により散布又は噴霧された脱水濾液３３を蒸発乾燥させている。なお、符号Ｌ12は噴霧乾燥装置５０で乾燥に寄与した排ガス１８をガス供給ラインＬ3に送給する排ガス送給ラインである。
【００３０】
本発明では、脱硫排水３０から石膏３１を除去した脱水濾液３３を噴霧乾燥しているので、噴霧手段での目詰まりを防止することができる。
すなわち、脱硫排水そのものを噴霧するのではないので、脱硫排水が蒸発するのに伴い発生する乾燥粒子の量を大幅に低減させることができる。その結果、乾燥粒子の付着に起因する目詰まりを低減させることができる。また、脱硫排水３０を脱水処理することにより、石膏３１とともに塩化水銀も分離・除去されるため、排水噴霧時に排ガス１８中の水銀濃度が増加するのを防止することができる。
【００３１】
また、本実施例では、エアヒータ１３へ流入する排ガス１８の一部を排ガス供給ラインＬ2から排ガス導入ラインＬ11を介して分岐しているので、排ガスの温度が高く（３５０〜４００℃）、脱水濾液３３の噴霧乾燥を効率よく行うことができる。
【００３２】
図２は、本実施例に係る脱硫排液からの脱水濾液の噴霧乾燥装置の概略図である。
図２に示すように、本実施例の噴霧乾燥装置５０Ａは、噴霧乾燥装置本体の頂（蓋）部５１ａ近傍の側壁５１ｂに設けられ、脱水濾液３３の噴霧液３３ａを乾燥する排ガス１８を導入するガス導入口５２と、噴霧乾燥装置本体内に設けられ、導入された排ガス１８を減速すると共に、排ガス流れを層流Ｘに変更する整流板５３と、層流Ｘとなった排ガス１８中に、脱硫排水３０からの脱水濾液３３を噴霧する噴霧ノズル５４と、噴霧乾燥装置本体の底部を排ガス１８の主煙道であるガス供給ラインＬ3と連結するガス排出口５５と、を具備するものである。
【００３３】
また、本実施例では、噴霧乾燥装置本体５１内の排ガス１８の導入領域及び乾燥に寄与した排ガス１８の排出領域の各々に、排ガス１８中の固形分による内壁面の磨耗を防ぐ第１の保護板６１及び第２の保護板６２を壁に沿って設けるようにしている。
これは、導入される排ガス１８は、その流速が例えば１０〜１８ｍ／ｓ程度であり、この排ガス１８が装置本体の接線方向から導入されるので、第１の保護板６１を設置することで、その内壁面５１ｄの磨耗を防止するようにしている。
【００３４】
図３−１は、図２のＡ−Ａ断面図であり、噴霧乾燥装置の頂部側に設けた第１の保護板６１の設置状態を示す概略図である。図３−２は、そのＣ部拡大図である。
図４−１は、図２のＢ−Ｂ断面図であり、噴霧乾燥装置の底部側に設けた第２の保護板６２の設置状態を示す概略図である。図４−２は、そのＤ部拡大図である。
図３−１及び図３−２に示すように、噴霧乾燥装置本体内の内壁面５１ｄに、例えばレール状の挿入治具６３が設けられている。そして、第１の保護板６１は、挿入治具６３に対して、鉛直軸方向に引き抜きが容易とされ、必要に応じて交換可能としている。
【００３５】
これは、ボイラ１１からの排ガス１８中には、硬度が高い灰等の煤塵が多く含まれている。そして、排ガス１８がガス導入口５２から流入する際に発生する旋回流により衝突の際に発生する内壁面５１ｄに対しての硬度が硬い灰等による磨耗から保護する必要があるからである。このために、挿入自在な第１の保護板６１を内壁面５１ｄの周囲に沿って設けるようにしている。
【００３６】
なお、排ガス１８の導入は、排ガスのガス供給ラインＬ2と排ガス導入ラインＬ11との圧力損失の相違により、排ガス１８を噴霧乾燥装置５０Ａ内へ導入するようにしたり、必要に応じて誘引ファン等を用いて排ガス１８を導入したりしている。
【００３７】
また、図３−２に示すように、第１の保護板６１の表面には、さらに凹凸面６１ａを形成し、この凹凸面６１ａにより排ガス１８の流れを減速させるようにしている。
本実施例では、第１の保護板６１に減速手段である凹凸面６１ａを形成しているが、本発明はこれに限定されず、別途独立してガス減速手段を設けるようにしてもよい。
【００３８】
この第１の保護板６１に衝突した排ガス１８は、さらにその渦流れを弱めるために、整流板５３が設けられている。
本実施例に係る整流板５３は、噴霧ノズル５４に供給する脱水濾液３３の供給管５４ａを中心とし、そこから放射状に図示しない支持手段により設けられている。そしてこの整流板５３により、排ガス１８を渦流（旋回流）から層流Ｘの下降流へ変更するようにしている。
なお、整流板５３は内壁面５１ｄ側にもその鉛直軸方向に設けるようにしてもよい。
【００３９】
この層流Ｘとなった排ガス１８中に、脱水濾液３３を噴霧液３３ａとして噴霧ノズル５４から噴出するようにしている。
ここで、噴霧ノズル５４は、脱水濾液３３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脱水濾液３３を噴霧するのに適しており、ロータリーアトマイザは、比較的多量の脱水濾液３３を噴霧するのに適している。
また、ノズルの数も１基ではなく、その処理量に応じて複数基設けるようにしてもよい。
【００４０】
本実施例では、噴霧乾燥装置５０Ａの内壁周面を洗浄する洗浄手段を有している。
この洗浄手段は、洗浄液７２を内壁面全域に亙って噴射し、濡れ壁７２ａを形成する洗浄ノズル７１と、濡れ壁７２ａの落下液を回収する回収樋７３とを有している。
この濡れ壁７２ａは、内壁面５１ｄの全域に亙って形成されており、排ガス１８及び脱水濾液３３中から析出する付着物の発生を防止するようにしている。
この洗浄手段は必要に応じて設置すればよく、付着物の発生が少ない場合には洗浄手段を省略するようにしてもよい。
【００４１】
なお、噴霧ノズル５４から噴霧される噴霧液３３ａの乾燥が良好に行われるように、噴霧乾燥装置５０Ａの塔内の噴霧乾燥領域は、一般の水に較べて沸点が高い脱硫濾液であるので、その濾液の蒸発速度に応じてその長さを変化させ、噴霧液３３ａの対流時間を長くするようにしている。
【００４２】
噴霧乾燥に寄与した排ガス１８は、噴霧乾燥装置５０Ａの底部近傍側壁５１ｃに設けられたガス排出口５５から排出される。
この際、鉛直軸方向の層流Ｘから渦流となる際の内壁面５１ｄの磨耗を防ぐために、図４−１に示すように、第２の保護板６２が壁に沿って複数設けられている。なお、図４−２に示すように、第２の保護板６２の表面は、第１の保護板６１の表面とは異なり、平滑面としている。
なお、第２の保護板６２については、排ガス中に含まれる煤塵量によっては省略することも可能である。
【００４３】
このようにして脱水濾液３３は噴霧ノズル５４から噴霧される際、導入された排ガス１８と接触して噴霧乾燥されることとなるが、脱水濾液３３には、様々な塩類が含まれているので、その噴霧乾燥固形物である灰５６を噴霧乾燥装置本体５１の底部に設けた排出ホッパ５７から排出するようにしている。
なお、排出ホッパ５７の内壁面においても、灰５６との磨耗による腐食を防止するために、第３の保護板６４を設けるようにしている。
なお、排出ホッパ５７内に設置する第３の保護板６４は容易には交換ができない場合もあるので、灰の磨耗や析出塩等の腐食環境において耐久性がある例えばセラミックタイル等を貼り付けるようにしてもよい。
【００４４】
本実施例によれば、噴霧乾燥装置５０Ａ内において、排ガス１８を整流板５３により層流Ｘとし、その層流Ｘとなった排ガス１８中に、脱硫排水３０からの脱水濾液３３を噴霧ノズル５４から噴霧することで、脱水濾液３３の噴霧乾燥が良好となる。この際、導入及び排出する際の内壁面５１ｄと衝突する排ガス１８による磨耗を第１及び第２の保護板６１、６２で保護することとしているので、噴霧乾燥装置の耐久性が向上する。
【００４５】
さらに、噴霧乾燥装置５０Ａの内部を洗浄する洗浄手段を有し、濡れ壁７２ａによる洗浄とすることにより、排ガス１８中の高濃度の灰と噴霧乾燥後の多量の析出塩を洗浄し、壁面内部にスケールの発生を防止することができるので、噴霧乾燥装置の耐久性が向上する。
【実施例２】
【００４６】
図５は、実施例２に係る脱硫排液からの脱水濾液の噴霧乾燥装置の概略図である。なお、実施例１の噴霧乾燥装置５０Ａ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５に示すように、本実施例の噴霧乾燥装置５０Ｂは、噴霧乾燥装置本体の底部に、灰５６を払い出す灰払出し手段８０を設けている。
灰払出し手段８０は、排出ホッパ５７に連結して設けられおり、内部に開口８１ａを有する固定盤８１と、モータ８３の駆動により回転する無端ベルト８４の回転により回転する回転盤８２とが設けられている。回転盤８２には開口８２ａが設けられている。
【００４７】
そして、灰５６が所定量となった際には、回転盤８２をモータ８３の駆動により無端ベルト８４により回転させ、開口８１ａ、８２ａを一致させて、下方の排出通路８６に灰５６を落下させている。排出通路８６の一端部には、コンプレッサー８５が設置されており、このコンプレッサー８５により灰５６を圧送し、排出通路８６の他端に設けられた灰収集設備８７に送られるようにしている。
灰払い出し手段８０が介装される連通通路８８の内面には、第３の保護板６４が設けられており、連通通路８８の内面を保護するようにしている。
【００４８】
また、排出ホッパ５７の周囲に振動装置８９を設けており、排出ホッパ５７を振動させることで、灰や析出塩を詰まらせないようにしている。
さらに、排出ホッパ５７、排出通路８６及び連通通路８８には、保温手段（例えば蒸気トレース等）を設け、灰や析出塩を詰まらせないようにしている。
【実施例３】
【００４９】
図６は、実施例３に係る脱硫排液からの脱水濾液の噴霧乾燥装置の概略図である。なお、実施例１の噴霧乾燥装置５０Ａ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に示すように、本実施例の噴霧乾燥装置５０Ｃは、洗浄手段の洗浄液７２の回収及び再利用を図る洗浄液貯留槽７４を設けている。
噴霧乾燥装置本体の内面に形成された濡れ壁７２ａは、析出する付着物を洗い流しており、この洗浄液７２は、回収樋７３で回収され、回収ラインＬ31により、洗浄液貯留槽７４に回収され、溜められ、循環ポンプ７５により、洗浄液供給ラインＬ32を介して再度洗浄ノズル７１に洗浄液７２を供給している。
【００５０】
また、長期間に亙って洗浄を続けていくと、洗浄液７２の濃度が上昇するので、適宜希釈水７６を供給して希釈するようにしている。また、濃度が所定以上に上昇した場合には、洗浄液７２の一部を洗浄液貯留槽７４から抜き出し、抜き出した分だけ希釈水７６で薄めて、再度洗浄を行うようにしている。
【符号の説明】
【００５１】
１０ 排ガス処理システム
１１ ボイラ
１２ 脱硝装置
１３ エアヒータ
１４ 集塵機
１５ 脱硫装置
１６ 集塵灰
１８ 排ガス
３０ 脱硫排水
３２ 脱水機
３３ 脱水濾液
５０Ａ〜５０Ｃ 噴霧乾燥装置
５２ ガス導入口
５３ 整流板
５４ 噴霧ノズル
５５ ガス排出口
５６ 灰
５７ 排出ホッパ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴霧乾燥装置本体の頂部近傍側壁に設けられ、噴霧液を乾燥する排ガスを導入するガス導入口と、
前記噴霧乾燥装置本体内に設けられ、導入された排ガスを減速すると共に、排ガス流れを層流に変更する整流板と、
層流となった排ガス中に、脱硫排水からの脱水濾液を噴霧する噴霧ノズルと、
前記噴霧乾燥装置本体の底部近傍側壁に設けられ、脱水濾液の乾燥に寄与した排ガスを排出するガス排出口と、
前記噴霧乾燥装置本体の底部に設けられ、噴霧乾燥固形物を排出する固形物排出手段と、を具備することを特徴とする脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記噴霧乾燥装置本体内の排ガス導入領域近傍に設けられ、排ガス中の固形分による内壁面の磨耗を防ぐ保護板を有することを特徴とする脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記噴霧乾燥装置の内壁周面を洗浄する洗浄手段を有することを特徴とする脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥装置。
【請求項４】
燃料を燃焼させるボイラと、
前記ボイラからの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、
除塵後の排ガス中に含まれる硫黄酸化物を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石膏を除去する脱水機と、
前記脱水機からの脱水濾液を噴霧する噴霧手段を備えた請求項１乃至３のいずれか一つの噴霧乾燥装置と、
前記噴霧乾燥装置に排ガスの一部を導入する排ガス導入ラインとを具備することを特徴とする排ガス処理システム。
【請求項１】
噴霧乾燥装置本体の頂部近傍側壁に設けられ、噴霧液を乾燥する排ガスを導入するガス導入口と、
前記噴霧乾燥装置本体内に設けられ、導入された排ガスを減速すると共に、排ガス流れを層流に変更する整流板と、
層流となった排ガス中に、脱硫排水からの脱水濾液を噴霧する噴霧ノズルと、
前記噴霧乾燥装置本体の底部近傍側壁に設けられ、脱水濾液の乾燥に寄与した排ガスを排出するガス排出口と、
前記噴霧乾燥装置本体の底部に設けられ、噴霧乾燥固形物を排出する固形物排出手段と、を具備することを特徴とする脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記噴霧乾燥装置本体内の排ガス導入領域近傍に設けられ、排ガス中の固形分による内壁面の磨耗を防ぐ保護板を有することを特徴とする脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記噴霧乾燥装置の内壁周面を洗浄する洗浄手段を有することを特徴とする脱硫排水からの脱水濾液の噴霧乾燥装置。
【請求項４】
燃料を燃焼させるボイラと、
前記ボイラからの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、
除塵後の排ガス中に含まれる硫黄酸化物を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石膏を除去する脱水機と、
前記脱水機からの脱水濾液を噴霧する噴霧手段を備えた請求項１乃至３のいずれか一つの噴霧乾燥装置と、
前記噴霧乾燥装置に排ガスの一部を導入する排ガス導入ラインとを具備することを特徴とする排ガス処理システム。
【図１】
【図２】
【図３−１】
【図３−２】
【図４−１】
【図４−２】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３−１】
【図３−２】
【図４−１】
【図４−２】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２５０１４０（Ｐ２０１２−２５０１４０Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２２５０１（Ｐ２０１１−１２２５０１）
【出願日】平成２３年５月３１日（２０１１．５．３１）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月３１日（２０１１．５．３１）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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