廢氣處理系統(tǒng)及廢氣處理方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及除去廢氣中所含的氮氧化物及汞的廢氣處理系統(tǒng)及廢氣處理方法。
【背景技術】
[0002]在將煤或重油燃燒時產(chǎn)生的廢氣中，包含煤塵、硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)、金屬汞(Hg°)等。近年來，研宄了與將NOx還原的脫硝裝置及利用堿吸收液除去SOx的濕式脫硫裝置組合地處理金屬汞的裝置及方法。
[0003]作為處理高溫的廢氣中的金屬汞的方法，提出了一種系統(tǒng)，其在脫硝裝置的選擇還原型催化劑上使NOx還原的同時使汞氧化(鹵化)為水溶性的氯化汞后，用后游側的濕式脫硫裝置除去。作為NOx還原劑及汞氧化劑，使用在氣化時生成NHJPHCI的氯化銨(NH4Cl)。
[0004]然而，當NH4Cl解離時，就會生成等量的NH3氣體和HCl氣體，因此無法控制NH 3氣體與HCl氣體的生成量比。根據(jù)廢氣中的性狀，在NOx除去中所必需的NH3量與汞除去中所必需的HCl量的比率不一定是1: 1，因而某一方過?；虿蛔憔蜁蔀閱栴}。
[0005]因而，專利文獻I至專利文獻3的汞除去系統(tǒng)中，在脫硝裝置的前游側設置噴射NH4Cl的噴霧機構，并且還分別另外設置噴射NH3的噴霧機構及噴射鹵化氫(HCl等)的噴霧機構。通過設為此種構成，就可以根據(jù)廢氣的性狀將NOx還原劑及汞氧化劑以任意的比例同時地向廢氣中供給。
[0006]現(xiàn)有技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻I國際公開第2010/146670號
[0009]專利文獻2國際公開第2010/146671號
[0010]專利文獻3國際公開第2010/146672號

【發(fā)明內容】

[0011]發(fā)明的概要
[0012]發(fā)明所要解決的問題
[0013]專利文獻I至專利文獻3等以往的汞除去系統(tǒng)中，需要從系統(tǒng)體系外供給NH4Cl等NOx還原劑及未氧化劑，運轉成本高。
[0014]另外，以往的汞除去系統(tǒng)中，鹵化氫(HCl等)由脫硫裝置捕集，因此脫硫裝置內的堿吸收液中的Cl濃度變高，對脫硫裝置的性能造成影響，并且引起構件的腐蝕。由此，需要增大從脫硫裝置中的排水量，在排水處理方面需要很大的成本。另外，在作為脫硫方法采用了石灰石膏法的情況下，在來自脫硫裝置的排水中含有鹵化鈣化8(:12等)。在采用使來自脫硫裝置的排水蒸發(fā)干固而生成廢渣的處理方法的情況下，由于CaCl2等鹵化鈣易溶于水，因此有可能從廢渣中溶出鹵化鈣。
[0015]本發(fā)明的目的在于，提供運轉成本得到降低、并且從系統(tǒng)中排出的排水量得到大幅度降低的廢氣處理系統(tǒng)及廢氣處理方法。另外，本發(fā)明的目的還在于，提供可以根據(jù)廢氣的性狀來控制NOx還原劑及汞氧化劑的供給量的廢氣處理系統(tǒng)及廢氣處理方法。
[0016]用于解決問題的方法
[0017]本發(fā)明的第一方式提供一種廢氣處理系統(tǒng)，是除去來自鍋爐的廢氣中所含的氮氧化物及汞的廢氣處理系統(tǒng)，具備:噴霧部，其向從所述鍋爐中排出的所述廢氣流通的煙道內噴射含有鹵化銨的水溶液；脫硝部，其設于所述煙道的氣體下游側，具有利用由所述鹵化銨生成的氨使所述氮氧化物還原并且利用由所述鹵化銨生成的鹵化氫使所述汞氧化的脫硝催化劑；脫硫部，其設于所述脫硝部的氣體下游側，使用含有石灰的吸收液，將所述廢氣中所含的硫氧化物除去，并且將所述被氧化了的汞從所述廢氣中除去；分離部，其從所述脫硫部接收含有硫酸鈣及鹵化鈣的排水，從所述排水中分離所述硫酸鈣；氨成分添加部，其向從所述分離部中排出的含有所述鹵化鈣的所述排水中，添加作為硫酸銨和碳酸銨中的至少一個的銨鹽，生成所述鹵化銨；以及供給部，其將從所述氨成分添加部排出的含有所述鹵化銨的所述排水作為所述水溶液送到所述噴霧部。
[0018]本發(fā)明的第二方式提供一種廢氣處理方法，是除去來自鍋爐的廢氣中所含的氮氧化物及汞的廢氣處理方法，包括:噴霧工序，向從所述鍋爐排出的所述廢氣流通的煙道內，噴射含有鹵化銨的水溶液；氧化還原工序，利用由所述鹵化銨生成的氨將所述氮氧化物還原，并且利用由所述鹵化銨生成的鹵化氫將所述汞氧化；脫硫工序，使含有石灰的吸收液、所述廢氣中所含的硫氧化物和所述鹵化氫反應而生成硫酸鈣及鹵化鈣，并且利用所述吸收液將所述被氧化了的汞從所述廢氣中除去；分離工序，從所述脫硫工序中生成的含有所述硫酸鈣及所述鹵化鈣的排水中分離所述硫酸鈣；鹵化銨生成工序，向在所述分離工序中分離所述硫酸鈣后的所述排水中添加作為硫酸銨和碳酸銨中的至少一個的銨鹽，生成所述鹵化銨；以及供給工序，將含有所述齒化銨的所述排水作為所述水溶液送給。
[0019]本發(fā)明中，在廢氣中所含的氮氧化物的還原以及汞的氧化中使用鹵化銨(NH4X)。從含有由脫硫部的脫硫工序中生成的成分的排水中，分離除去作為固體成分的硫酸鈣(CaSO4)。通過向分離CaSCV^的排水中添加硫酸銨((NH4)2SO4)及碳酸銨((NH4)2CO3)中的至少一種，而從排水中再生NH4X,用于氮氧化物的還原及汞的氧化。像這樣，本發(fā)明的廢氣處理系統(tǒng)中，不需要像以往技術那樣總是從體系外供給NH4X,運轉成本降低。
[0020]本發(fā)明的廢氣處理系統(tǒng)中，由于不會向體系外放出大量的排水，因此可以降低排水處理成本。另外，相對于水為易溶性的鹵化鈣因與硫酸銨及碳酸銨的反應而變?yōu)槿芙舛鹊偷?&504或CaCO 3，被作為固體回收，因此處理變得容易。
[0021]第一方式及第二方式中，優(yōu)選所述水溶液含有所述銨鹽。
[0022]由于一般的廢氣性狀及近年來的利用脫硝催化劑的汞氧化性能提高，廢氣處理中所必需的鹵化氫濃度大部分情況下低于氨濃度。
[0023]因而本發(fā)明的廢氣處理系統(tǒng)及廢氣處理方法中，將由來自脫硫部的排水中生成的NH4X向煙道噴射，并且添加與NH4X生成所必需的量相比過量的硫酸銨和/或碳酸銨。
[0024]第一方式中，優(yōu)選具備:第一濃度測量部，其在所述噴霧部的氣體上游側測量所述廢氣中的所述氮氧化物的濃度；第二濃度測量部，其在所述脫硫部的氣體下游側測量所述廢氣中的所述汞的濃度；第三濃度測量部，其測量作為從所述供給部送到所述噴霧部的所述排水中的鹵素的濃度的第一鹵素濃度及銨的濃度；排水貯留部，其設于所述分離部與所述氨成分添加部之間，同時與所述脫硫部連接，貯留從所述分離部排出的所述排水；第四濃度測量部，其測量作為貯留在所述排水貯留部中的所述排水中的鹵素的濃度的第二鹵素濃度；以及控制部，其與所述第一濃度測量部、所述第二濃度測量部、所述第三濃度測量部及所述第四濃度測量部連接，并基于所測量出的所述氮氧化物的濃度、所述汞的濃度、所述銨的濃度、第一鹵素濃度及所述第二鹵素濃度，調整所述銨的生成量及所述鹵化氫的生成量。
[0025]第二方式中，優(yōu)選還具備:第一濃度測量工序，測量所述水溶液被噴射前的所述廢氣中的所述氮氧化物的濃度；第二濃度測量工序，測量所述脫硫工序后的所述廢氣中的所述汞的濃度；第三濃度測量工序，測量作為所述供給工序中送給的所述排水中的鹵素的濃度的第一鹵素濃度及銨的濃度；以及第四濃度測量工序，測量作為所述分離工序中分離所述硫酸鈣后的所述排水中的鹵素的濃度的第二鹵素濃度，基于所測量出的所述氮氧化物的濃度、所述汞的濃度、所述銨的濃度、所述第一齒素濃度及所述第二齒素濃度，調整所述銨的生成量及所述鹵化氫的生成量。
[0026]上述第二方式中，優(yōu)選根據(jù)所述氮氧化物的濃度及所述汞的濃度的變化，基于所述第一鹵素濃度及所述銨的濃度，增加或減少所述供給工序中的所述水溶液的供給量。
[0027]上述第二方式中，優(yōu)選根據(jù)所述氮氧化物的濃度及所述汞的濃度的變化，增加或減少所述銨鹽的添加量。
[0028]上述第二方式中，優(yōu)選根據(jù)所述氮氧化物的濃度及所述汞的濃度的變化，基于所述第二鹵素的濃度，改變從所述分離工序向所述鹵化銨生成工序的所述排水的供給量。
[0029]如上所述，本發(fā)明的廢氣處理系統(tǒng)及廢氣處理方法中，可以基于利用第一濃度測量部測量的氮氧化物的濃度、利用第二濃度測量部測量的汞濃度、利用第三濃度測量部測量的NH4+濃度及鹵素離子(X-)濃度、及利用第四濃度測量部測量的鹵素濃度，控制向煙道供給的銨鹽(硫酸銨、碳酸銨)及鹵化銨(NH4X)的供給量。所供給的硫酸銨分解為NH3氣體和SO3氣體，碳酸銨分解為NH 3氣體和CO 3氣體，鹵化銨分解為NH 3氣體