図1に示す本実施例の排ガス処理システムの 構成図を示す。なお、本発明の実施例で使用 されるボイラから排出される排ガス成分は煤 塵濃度20g/m ³ N、NOx200ppm、SOx4000ppm、Hg濃度10μg/m ³ Nである。

 図1に示す本実施例の排ガス処理システムで は、ボイラ1から排出される排ガスは脱硝装� �2に導入され、脱硝装置2内の脱硝触媒などに より排ガス中の窒素酸化物が20ppm以下まで除� ��された後、空気予熱器3に導かれる。空気予 熱器3に導かれた排ガスは、ボイラ1へ供給さ� ��る燃焼用空気と熱交換され、例えば、120~170 ℃に冷却されて熱回収器11に導入される。熱� ��収器11に導入された排ガスの熱は、熱交換� �より伝熱管内を流れる熱媒に回収され、好� �しくは無水硫酸(SO ₃ )の露点以下、例えば75~110℃に冷却される。� �こで排ガス中の無水硫酸(SO ₃ )は硫酸ミストとして灰に吸着して乾式電気� �塵機4に導かれ、煤塵と共に捕集される。

 電気集塵機4の前段では平均粒径15μmの粉末� ��性炭からなる水銀吸着剤が水銀吸着剤供給� ��置16から、およそ50mg/m ³ N添加され、水銀を吸着して電気集塵機4で除� ��される。電気集塵機4を通った排ガスは、誘 引ファン5により昇圧されて脱硫装置の一例� �あるスプレ式石灰石-石膏法の湿式脱硫装置6 に導入され、気液接触により排ガス中のSOxが 40ppm以下まで除去される。湿式脱硫装置6にお いて飽和ガス温度にまで冷却された排ガスは 、再加熱器13により昇温され、脱硫ファン7を 介して煙突8から排出される。前記再加熱器13 は、熱回収器11と同様に熱媒が通流される伝� ��管を備えた熱交換器であり、排ガスは伝熱� ��内を流れる熱媒との熱交換により、例えば9 0~110℃に昇温される。また、熱回収器11と再� �熱器13の伝熱管は、熱媒循環管路15-1、15-2に� ��って連通され、ポンプ10により熱回収器11と 再加熱器13との間に熱媒が循環されるように� ��っている。

 また、熱回収器11の出口排ガス温度を測� �する排ガス温度計20を設けている。また排ガ ス温度計20の測定結果に基づき熱回収器11の� �口排ガス温度を制御する熱媒ポンプ10による 熱媒循環量などを決める制御装置24を設置し� ��いる。

 なお、熱媒流量による排ガス温度の制御� ��、図示しないが前記熱媒を冷却する手段、� ��記熱媒を加熱する手段及び前記熱回収器11� �通流する熱媒管路の入口と出口を短絡する� �イパス管を設置し、該バイパス管内の熱媒� �量を調整する手段のいずれか一つ以上を用� �ることによっても可能である。なお、前記� �媒流量による排ガス温度の制御は他の実施� �にも共通する。

 また、再加熱器13を使用しないで図1に示� ��排ガス系統以外からの熱の授受により熱回� ��器11の出口排ガス温度を調整しても良い。

 図1に示す排ガス処理システムでは、熱回収 器11の出口での排ガス温度を無水硫酸(SO ₃ )が凝縮する温度以下に制御することにより� �排ガス中の硫酸ミストの除去効率を高くし� �さらに無水硫酸(SO ₃ )がほとんど無くなった排ガス中に水銀吸着� �供給装置16から水銀吸着剤を添加することで 、排ガス中の水銀の除去効率を上げることが できる。

 前記した熱回収器11の出口での排ガス温度� �無水硫酸(SO ₃ )の凝縮温度以下になると制御装置24は水銀吸 着剤供給装置16から水銀吸着剤を排ガス中に� ��給する制御を行う。

 石炭焚きボイラで使用される石炭中の硫黄� ��が2%以下の場合は、排ガス中の無水硫酸(SO ₃ )濃度は50ppm以下となるが、4%以上の高硫黄分� ��石炭を燃焼させると100ppmを超える。このよ� ��な無水硫酸(SO ₃ )を比較的多く含む排ガス中に水銀吸着剤(活� ��炭など)を使用すると、排ガス中の水銀が吸 着剤に吸着されないまま、後流側に流れるこ とが判明した。 
 これは前述のように、吸着剤の活性点に無� ��硫酸(SO ₃ )が吸着して、吸着無水硫酸(SO ₃ )が排ガス中の水銀の吸着を阻害したものと� �定される。

 本実施例の排ガス処理システムでは、熱回� ��器11の出口側の排ガス中の無水硫酸(SO ₃ )を灰へ吸着させるために、水銀吸着剤の活� �点に水銀が効果的に吸着し、回収灰中の水� �濃度が大幅に増加し、排ガス中の50%以上の� �銀を除去できることが分かった。また、後� �の湿式排煙脱硫装置6での水銀の除去も含め� ��と、排ガス中の99%以上の水銀を除去でき、H g濃度0.1μg/m ³ N以下となった。

 排ガス中の水銀濃度の確認は煙突8の前に 配置した測定装置9に内蔵されている連続水� �モニタで監視し、さらに排ガス中のNOx、SOx� �測定装置9に内蔵されている各モニタで監視� ��て、それぞれ規制値をクリアすることを確� ��できる。測定装置9に内蔵されている連続水 銀モニタで監視し、さらに排ガス中のNOx、SOx も測定装置9に内蔵されている各モニタで監� �して、それぞれ規制値をクリアすることを� �認できた。なお、前記規制値を外れていた� �プラントの運転を継続させないが、本実施� �では前記規制値を外れることはない。

 また水銀の他の重金属、例えばセレン(Se)、 鉛(Pb)、亜鉛(Zn)、カドミウム(Cd)、クロム(Cr)� �ヒ素(As)などは、水銀より蒸気圧が低く、乾� ��集塵機4での活性炭による捕集性能は高いが 、表1に示すように本発明の適用により捕集� �能に改善が見られる。

 また、排ガス中に含まれるアルカリ性が� ��い石炭灰で硫酸ミストを中和して無害化す� ��ため、機器の腐食を防止することもでき、� ��用開始1年後も装置の腐食を防止できた。

 図2に示す実施例は図1に示す排ガス処理シ� �テムにアルカリを添加する構成も加えた排� �ス処理システムであり、さらに乾式電気集� �機4の出口排ガス中のSO ₃ 濃度を測定するSO ₃ 濃度計21、塩化水素濃度を測定する塩化水素� ��度計22及び重金属濃度を測定する重金属濃� �計23の少なくともいずれかを設けている。

 図2に示す構成は、ボイラ1、脱硝装置2、空� ��予熱器3、熱回収器11、誘引ファン5、湿式脱 硫装置6、再加熱器13、脱硫ファン7、測定装� �9、煙突8、ポンプ10、熱媒循環管路15-1、15-2� �水銀吸着剤供給装置16、熱回収器出口の温度 計20及び制御装置24は実施例1と同一のもので� ��り、その説明は省略する。 
 また、再加熱器13を使用しないで図1に示す� ��ガス系統以外からの熱の授受により熱回収� ��11の出口排ガス温度を調整しても良い。

 本実施例では熱回収器11の前段でアルカリ� �給装置17からアルカリ(例えば、石炭灰)を排� ��ス中に噴霧することで、電気集塵機4に導入 される無水硫酸(SO ₃ )の濃度を低減化し、硫酸ミストを中和して� �害化するため、機器の腐食を防止すること� �できる。

 アルカリ供給装置17からのアルカリ供給� �は、SO3濃度計21、塩化水素濃度計22及び重金� ��濃度計23の少なくともいずれかの測定値に� �づき制御装置24の指令に基づき制御される。

 また電気集塵機4の前段では排ガス中に水 銀吸着剤供給装置16から水銀吸着剤を添加し� ��水銀吸着剤に排ガス中の水銀を吸着させて� ��水銀を吸着した水銀吸着剤を電気集塵機4で 回収する。電気集塵機4で集塵された排ガス� �、誘引ファン5により昇圧されて湿式排煙脱� ��装置の一例であるスプレ式石灰石-石膏法の 湿式脱硫装置6に導入され、気液接触により� �ガス中のSOxが除去される。湿式脱硫装置6に� ��いて飽和ガス温度にまで冷却された排ガス� ��、再加熱器13により昇温され、脱硫ファン7� ��介して煙突8から排出される。再加熱器13は� ��熱回収器11と同様に熱媒が通流される伝熱� �を備えた熱交換器であり、排ガスは伝熱管� �を流れる熱媒との熱交換により、例えば90~11 0℃に昇温される。

 図2に示す排ガス処理システムでは、熱回収 器11の前段または後段で排ガス中にアルカリ� ��噴霧し、さらに排ガス温度計20の排ガス温� �測定値に基づきポンプ10の熱媒循環量により 熱回収器11の出口で排ガス温度を制御するこ� ��により、排ガス中の無水硫酸(SO ₃ )を硫酸ミストとして凝集させるので、無水� �酸(SO ₃ )に由来する成分が中和されて、その除去効� �が実施例1の排ガス処理システムより高くな� ��。このように無水硫酸(SO ₃ )がほとんどない状態になった排ガス中に制� �装置24の指令に基づき水銀吸着剤供給装置16� ��ら水銀吸着剤を添加することで、排ガス中� ��水銀の除去効率を上げることができる。

 なお、熱媒循環管路15-1、15-2内の熱媒流� �による排ガス温度の制御は、ポンプ10による 熱媒流量の制御でなく、図示しないが前記熱 媒を冷却する手段、前記熱媒を加熱する手段 及び前記熱回収器11に通流する熱媒管路の入� ��と出口を短絡するバイパス管を設置し、該� ��イパス管内の熱媒流量を調整する手段のい� ��れか一つ以上を用いることによっても可能� ��ある。

 また、アルカリ供給装置17からのアルカリ� �添加量は図8に示すように、過剰に添加する� ��無水硫酸(SO ₃ )以外に、水銀の除去性能を向上させる塩素� �分(Cl2 、HCl)の濃度も減少させてしまうため� ��電気集塵機4の出口での排ガス中の無水硫酸 濃度、塩化水素濃度、水銀の濃度のいずれか 、またはその中の2以上の成分の濃度を測定� �、その濃度に応じてアルカリを噴霧するこ� �が望ましい。

 HCl計22で塩素成分濃度を連続検知し、塩� �濃度の減少量δが増大する前にアルカリ供給 装置17からのアルカリの供給量を抑えること� ��、水銀の酸化に必要な塩素量がアルカリの� ��加で、脱塩反応でさらに減少しないように� ��る。

 アルカリの噴霧位置は、好ましくは熱回� ��器11の前段が良いが、アルカリ供給装置17の 追加に伴うコスト増を防止するために、熱回 収器11の後段で添加する水銀吸着剤とアルカ� ��をあらかじめ混合して水銀吸着剤供給装置1 6からアルカリを添加しても良い。

 実施例1と同様に硫黄分が4%以上の石炭でも� ��排ガス中の無水硫酸(SO ₃ )濃度を十分低下させた排ガス中に水銀吸着� �を添加すると、水銀吸着剤(活性炭)の活性点 で水銀の吸着が阻害されるおそれはない。

 本実施例でも電気集塵機4での回収灰中の 水銀濃度が大幅に増加し、排ガス中の60%以上 の水銀を除去でき、後段の湿式排煙脱硫装置 6での水銀の除去も含めると排ガス中の99%以� �の水銀を除去できた。

 また、測定装置9では連続水銀分析計、NOx計 、SOx計で排ガス中の有害成分を連続監視し規 制値をクリアすることを確認した。 
 また、排ガス中に含まれるアルカリ性が高� ��石炭灰以外に、アルカリを適宜排ガス中に� ��加して硫酸ミストを中和して無害化するた� ��、機器の腐食を防止することもでき、運用� ��始1年後も装置の腐食を防止できた。

 また、再加熱器13を使用しないで図1に示� ��排ガス系統以外からの熱の授受により熱回� ��器11の出口排ガス温度を調整しても良い。

 図3に示す実施例は図1に示す排ガス処理シ� �テムの水銀吸着剤供給装置16を電気集塵機4� �前段部ではなく、電気集塵機4の中間部位に� ��けた排ガス処理システムの構成図を示す。� �
 図3に示す構成は、前記吸着剤供給装置16と� ��気集塵機4を除き、ボイラ1、脱硝装置2、空� ��予熱器3、熱回収器11、誘引ファン5、湿式脱 硫装置6、再加熱器13、脱硫ファン7、測定装� �9、煙突8、ポンプ10及び熱媒循環管路15-1、15- 2、水銀吸着剤供給装置16、熱回収器出口の温 度計20、制御装置24は実施例1と同一のもので� ��り、その説明は省略する。

 なお、熱媒循環管路15-1、15-2内の熱媒流量� �よる排ガス温度の制御は、ポンプ10による熱 媒流量の制御でなく、図示しないが前記熱媒 を冷却する手段、前記熱媒を加熱する手段及 び前記熱回収器11に通流する熱媒管路の入口� ��出口を短絡するバイパス管を設置し、該バ� ��パス管内の熱媒流量を調整する手段のいず� ��か一つ以上を用いることによっても可能で� ��る。 
 また、再加熱器13を使用しないで図1に示す� ��ガス系統以外からの熱の授受により熱回収� ��11の出口排ガス温度を調整しても良い。

 本システムでは集塵機4は直列に二段構造に なっており、前段区では無水硫酸(SO ₃ )が付着し、水銀のほとんど付着していない� �が回収された。一方、水銀吸着剤供給装置16 の配置部より後ろの後段2区では水銀が付着� �た灰が回収された。水銀をほとんど付着し� �いない灰については、無水硫酸(SO ₃ )を水洗等で除去した後、水銀フリーの灰と� �て有効利用が可能になる。

 本実施例では1台の集塵装置4の中間部位� �水銀吸着剤を添加しているが、2台の集塵機4 、4を排ガス流路に続けて直列配置して、そ� �らの間に水銀吸着剤供給装置16を設けて排ガ ス中に水銀吸着剤を添加する構成としても良 い。

 本システムでは、熱回収器11の出口で、排� �ス中の無水硫酸(SO ₃ )を灰中に吸着させるため、無水硫酸(SO ₃ )がほとんど存在しない排ガス中に水銀吸着� �を添加するので水銀が効果的に吸着剤に吸� �され、回収灰中の水銀濃度が大幅に増加し� �ガス中の50%以上の水銀を除去でき、後段の� �式排煙脱硫装置6での水銀除去も含めて排ガ� ��中の99%以上の水銀を除去できた。

 図4に示す実施例は図3に示す排ガス処理シ� �テムにアルカリを添加する構成も加えた排� �ス処理システムであり、さらに電気集塵機4� ��出口排ガス中のSO ₃ 濃度を測定するSO ₃ 濃度計21、塩化水素(HCl)濃度を測定する塩化� �素濃度計22及び重金属濃度を測定する重金属 濃度計23の少なくともいずれかを電気集塵機4 の出口に設けている。

 図4に示す構成は、ボイラ1、脱硝装置2、� ��気予熱器3、電気集塵機4、熱回収器11、誘引 ファン5、湿式脱硫装置6、再加熱器13、脱硫� �ァン7、測定装置9、煙突8、ポンプ10、熱媒循 環管路15-1、15-2、水銀吸着剤供給装置16、熱� �収器出口の温度計20及び制御装置24は実施例3 と同一のものであり、アルカリ供給装置17は� ��施例2と同一のものであり、それらの説明は 省略する。

 なお、熱媒循環管路15-1、15-2内の熱媒流量� �よる排ガス温度の制御は、ポンプ10による熱 媒流量の制御でなく、図示しないが前記熱媒 を冷却する手段、前記熱媒を加熱する手段及 び前記熱回収器11に通流する熱媒管路の入口� ��出口を短絡するバイパス管を設置し、該バ� ��パス管内の熱媒流量を調整する手段のいず� ��か一つ以上を用いることによっても可能で� ��る。 
 また、再加熱器13を使用しないで図1に示す� ��ガス系統以外からの熱の授受により熱回収� ��11の出口排ガス温度を調整しても良い。

 また、熱回収器11の出口排ガス温度を測定� �る排ガス温度計20の測定結果に基づき制御装 置24は熱回収器11の出口排ガス温度を制御す� �熱媒ポンプ10による熱媒循環量などを決め、 熱回収器11の出口での排ガス温度が無水硫酸( SO ₃ )の凝縮温度以下になると制御装置24は水銀吸 着剤供給装置16から水銀吸着剤を排ガス中に� ��給する制御を行う。

 本実施例では、熱回収器11の前段でアルカ� �供給装置17からアルカリ(例えば、石炭灰)を� ��ガス中に噴霧することで、電気集塵機4に導 入される無水硫酸(SO ₃ )の濃度を低減化し、硫酸ミストを中和して� �害化するため、機器の腐食を防止すること� �できる。

 アルカリ供給装置17からのアルカリ供給量� �、SO ₃ 濃度計21または塩化水素濃度計22及び重金属� �度を測定する重金属濃度計23の少なくともい ずれかの測定値に基づき制御装置24に指令で� ��御される。 
 アルカリの噴霧位置は、好ましくは熱回収� ��11の前段が良いが、アルカリ供給装置17の追 加に伴うコスト増を防止するために、熱回収 器11の後段で添加する水銀吸着剤とアルカリ� ��あらかじめ混合して水銀吸着剤供給装置16� �らアルカリを添加しても良い。

 図10に示す実施例5は図1に示す排ガス処理シ ステムの再加熱器13を使用しないで排ガス系� ��以外からの熱の授受により熱回収器11の出� �排ガス温度を調整する排ガス処理システム� �構成図を示す。 
 図10に示す構成は、ボイラ1、脱硝装置2、空 気予熱器3、電気集塵器4,熱回収器11、誘引フ� ��ン5、湿式脱硫装置6、脱硫ファン7、測定装� ��9、煙突8、水銀吸着剤供給装置16、熱回収器 出口の温度計20、制御装置24は実施例1と同一� ��ものであり、その説明は省略する。

 本システムでは熱回収器11で排ガスより� �回収した熱媒は熱媒循環管路15-1より給水加� ��器25に導入され,ボイラの給水加熱を行った� ��,熱媒循環管路15-2により再び熱回収器11に導 入される。

 熱媒はポンプ10により熱回収器11と給水加 熱器25との間に熱媒が循環されるようになっ� ��いる。また、熱回収器11の出口排ガス温度� �測定する排ガス温度計20を設けている。また 排ガス温度計20の測定結果に基づき熱回収器1 1の出口排ガス温度を制御する熱媒ポンプ10に よる熱媒循環量などを決める制御装置24を設� ��している。

 なお、熱媒流量による排ガス温度の制御� ��、前記熱媒を冷却する手段、前記熱媒を加� ��する手段及び前記熱回収器11に通流する熱� �循環管路15-1、15-2の入口と出口を短絡するバ イパス管26を設置し、該バイパス管26内の熱� �流量を調整する熱媒流量調整弁27を用いるこ とによっても可能である。

 本システムには図2に示すアルカリ供給装置 17と乾式電気集塵機4の出口排ガス中のSO ₃ 濃度を測定するSO ₃ 濃度計21、塩化水素濃度を測定する塩化水素� ��度計22及び重金属濃度を測定する重金属濃� �計23の少なくともいずれかを電気集塵機4の� �口に設けた構成、又は図3に示す乾式電気集� ��機4の中間部に水銀吸着剤供給装置16を設け� ��構成、又は図4に示す図2と図3に示す構成を� ��み合わせた構成を採用しても良い。

 本システムでは、熱回収器11の出口で排ガ� �中の無水硫酸(SO ₃ )を灰中に吸着させるため、無水硫酸(SO ₃ )がほとんど存在しない排ガス中に水銀吸着� �を添加するので水銀が効果的に吸着剤に吸� �され、回収灰中の水銀濃度が大幅に増加し� �ガス中の50%以上の水銀を除去でき、後段の� �式排煙脱硫装置6での水銀除去も含めて排ガ� ��中の99%以上の水銀を除去できた。また、本� ��ステムによれば,ボイラ給水が加熱されるこ とにより,ボイラの効率向上にも寄与できる� �