JP4023015B2

JP4023015B2 - 重質油燃焼灰中の未燃炭素分除去方法

Info

Publication number: JP4023015B2
Application number: JP33969998A
Authority: JP
Inventors: 由美早川; 健次鈴木; 敬一三輪
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1998-11-30
Filing date: 1998-11-30
Publication date: 2007-12-19
Anticipated expiration: 2018-11-30
Also published as: JP2000161644A

Description

【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酸化カルシウム或いは水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酸化カルシウム或いは水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酸化カルシウム或いは水酸化カルシウムは、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ＳＯ_３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た後、硫酸を加えてｐＨ値を４以下に調整し、未反応の吸収剤を石膏化させて灰スラリとした後、その灰スラリを液体サイクロンに供給して、未燃炭素分と石膏とを分離するものである。
【０００９】
請求項２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ＳＯ _３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た後、硫酸を加えてｐＨ値を４以下に調整し、未反応の吸収剤を石膏化させて灰スラリとした後、その灰スラリを加圧浮選機に供給し、加圧浮選機の下部に設けた散気管から加圧空気を吹き込んで未燃炭素分と石膏とを分離するものである。
【００１１】
以上の方法によれば、硫酸を添加することで重質油燃焼灰中の未反応の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を石膏化して未燃炭素分と石膏の二成分からなる灰スラリとし、その灰スラリから未燃炭素分を分離除去するため、未燃炭素分の分離除去が簡易、かつ、容易となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
この時、吸収剤である粉末状の炭酸カルシウム（ＣａＣＯ₃）又は酸化カルシウム（ＣａＯ）或いは水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）₂）が、脱硝装置２とＧＡＨ３を接続する主ダクト２１ｂ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。
【００１６】
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などを含んでいる。
【００１７】
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。
【００１８】
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で溶解した後、硫酸１９を加えてｐＨ値を４以下に調整し、重質油燃焼灰Ｈ中の未反応の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を石膏化し、未燃炭素分１５と石膏（硫酸カルシウム）１８の二成分からなる灰スラリＳとする。その後、灰スラリＳを液体サイクロン１２に導く。
【００１９】
この時、吸収剤として、例えば、炭酸カルシウムを用いた場合、溶解槽１１において、未反応の炭酸カルシウムは以下の反応を起こす。
【００２０】
ＣａＣＯ₃＋Ｈ₂ＳＯ₄→ＣａＳＯ₄＋Ｈ₂Ｏ＋ＣＯ₂↑
未反応の炭酸カルシウムを石膏化する際に発生した二酸化炭素２０は、回収してタンクなどに貯蔵するようにしてもよい。
【００２１】
灰スラリＳ中の未燃炭素の粒子は、硫酸カルシウムの粒子よりも粒径が小さいと共に比重が小さい。このことを利用して、液体サイクロン１２に導入された灰スラリＳを、未燃炭素分１５からなるカーボンスラリ１３と硫酸カルシウムからなる沈殿スラリ１６に分離する。
【００２２】
分離回収したカーボンスラリ１３は脱水機１４に導入し、脱水処理を施して未燃炭素分１５として回収する。分離回収した未燃炭素分１５は、ボイラ１に再供給してボイラ燃料として用いる。脱水機１４で分離した水Ｗは、溶解槽１１などに再循環される。
【００２３】
また、分離回収した沈殿スラリ１６は脱水機１７に導入し、脱水処理を施して石膏１８として回収する。分離回収した石膏１８は、図３に示した脱硫装置５の酸化塔（図示せず）に供給される。脱水機１７で分離した水Ｗは、溶解槽１１などに再循環される。
【００２４】
すなわち、本発明の重質油燃焼灰Ｈ中の未燃炭素分１５の除去方法によれば、重質油燃焼灰Ｈ中の未反応の炭酸カルシウムを硫酸１９で石膏化して未燃炭素分１５と石膏１８の二成分からなる灰スラリＳとし、その灰スラリＳから未燃炭素分１５を分離除去するため、未燃炭素分１５の除去工程が簡易、かつ、容易となり、分離回収される石膏１８の着色がなく、石膏１８の品質の向上を図ることができる。
【００２５】
また、未燃炭素分１５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１５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、分離回収した石膏１８をそのままの状態で脱硫装置５において生成した脱硫石膏に混合することができる。
【００２６】
さらに、分離回収した未燃炭素分１５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。
【００２７】
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。
【００２８】
次に、本発明の他の実施の形態を説明する。
【００２９】
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。
【００３０】
先ず、図２に示すように、本発明と同様にして灰スラリＳを形成し、その灰スラリＳを加圧浮選機２１に導く。加圧浮選機２１の底部からは加圧空気Ａ_Pが吹込まれており、その加圧空気Ａ_Pを加圧浮選機２１の下部に設けられた散気板２２を通すことによって気泡Ｂが発生する。ここで、灰スラリＳ中の未燃炭素が疎水性、硫酸カルシウムが親水性であることを利用し、灰スラリＳ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、灰スラリＳ中の未燃炭素分１５をカーボンスラリ１３として分離回収すると共に、硫酸カルシウムを沈殿スラリ１６として分離回収する。
【００３１】
分離回収したカーボンスラリ１３は脱水機２３に導入し、脱水処理を施して未燃炭素分１５として回収する。分離回収した未燃炭素分１５は、ボイラ１に再供給してボイラ燃料として用いる。脱水機２３で分離した水Ｗは、溶解槽１１などに再循環される。
【００３２】
また、分離回収した沈殿スラリ１６は脱水機２４に導入し、脱水処理を施して石膏（ＣａＳＯ₄）１８として回収する。分離回収した石膏１８は、図３に示した脱硫装置５で生成された脱硫石膏に混入される。脱水機２４で分離した水Ｗは、溶解槽１１などに再循環される。
【００３３】
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い。
【００３４】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、重質油燃焼灰中の未反応の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を硫酸で石膏化して未燃炭素と石膏の二成分からなる灰スラリとし、その灰スラリから未燃炭素分を分離除去することで、未燃炭素分の除去工程が簡易、かつ、容易となり、分離回収される石膏の着色がなく、石膏の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液体サイクロン
１５未燃炭素分
１８石膏
１９硫酸
２１加圧浮選機
２２散気板（加圧浮選機）
Ｈ重質油燃焼灰
Ｓ灰スラリ
Ｗ水

Claims

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ＳＯ_３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た後、硫酸を加えてｐＨ値を４以下に調整し、未反応の吸収剤を石膏化させて灰スラリとした後、その灰スラリを液体サイクロンに供給して、未燃炭素分と石膏と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。
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ＳＯ _３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た後、硫酸を加えてｐＨ値を４以下に調整し、未反応の吸収剤を石膏化させて灰スラリとした後、その灰スラリを加圧浮選機に供給し、加圧浮選機の下部に設けた散気管から加圧空気を吹き込んで未燃炭素分と石膏と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。