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JP7214594B2 - Exhaust gas treatment device and exhaust gas treatment method - Google Patents

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JP7214594B2 JP2019151746A JP2019151746A JP7214594B2 JP 7214594 B2 JP7214594 B2 JP 7214594B2 JP 2019151746 A JP2019151746 A JP 2019151746A JP 2019151746 A JP2019151746 A JP 2019151746A JP 7214594 B2 JP7214594 B2 JP 7214594B2
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Description

本発明は、排ガス処理装置および排ガス処理方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an exhaust gas treatment apparatus and an exhaust gas treatment method.

都市ごみ等の一般廃棄物を焼却した場合に、水銀を含む排ガスが発生することがある。例えば、特許文献1の装置では、排ガス中の水銀濃度が所定濃度を超えたときのみ、水銀吸着剤が集塵器の上流側の煙道に投入され、排ガス中の水銀が除去される。 Exhaust gas containing mercury may be generated when general waste such as municipal waste is incinerated. For example, in the apparatus of Patent Document 1, only when the mercury concentration in the exhaust gas exceeds a predetermined concentration, the mercury adsorbent is introduced into the flue on the upstream side of the dust collector to remove the mercury in the exhaust gas.

なお、特許文献2では、塩酸による元素水銀の塩化第二水銀への酸化、および、フィルタの濾材に堆積した粒状物質による塩化第二水銀の捕獲が、温度に依存して変化することが開示されている。また、吸着剤(例えば、活性炭)を投入しない例において、燃焼排気を約138℃に冷却した場合に、約98%の水銀捕獲割合が達成されることが記載されている。特許文献3では、焼却炉において、熱交換装置に堆積した水銀含有飛灰を払い落とす際に、水銀除去用薬剤を燃焼排ガス中に投入することにより、煙突から排出される燃焼排ガスの水銀濃度を規制値以下に保つ手法が開示されている。 Patent Document 2 discloses that the oxidation of elemental mercury to mercuric chloride by hydrochloric acid and the capture of mercuric chloride by particulate matter deposited on the filter material of the filter change depending on the temperature. ing. It also states that in an example in which no adsorbent (for example, activated carbon) is introduced, a mercury capture rate of about 98% is achieved when the flue gas is cooled to about 138°C. In Patent Document 3, in an incinerator, when the mercury-containing fly ash deposited on the heat exchange device is brushed off, the mercury concentration in the flue gas discharged from the chimney is reduced by introducing a mercury-removing agent into the flue gas. A method for keeping the amount below the regulation value is disclosed.

特開2014-213308号公報Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2014-213308 特開2012-223758号公報JP 2012-223758 A 特開2019-27672号公報JP 2019-27672 A

ところで、焼却炉で発生した排ガスの水銀濃度の上昇時には、排ガス処理装置において、水銀吸着剤の供給量を増大することにより、排ガスの水銀濃度を低下させることが可能であるが、水銀吸着剤の供給量の過度な増大は、排ガス処理に係るコストを増加させてしまう。したがって、水銀吸着剤の供給量を過度に増大することなく、排ガス処理装置において排ガスの水銀濃度を適切に低下させることが可能な手法が求められている。 By the way, when the mercury concentration in the flue gas generated in the incinerator rises, it is possible to reduce the mercury concentration in the flue gas by increasing the supply amount of the mercury adsorbent in the flue gas treatment device. An excessive increase in the amount of supply increases the cost of exhaust gas treatment. Therefore, there is a demand for a method that can appropriately reduce the mercury concentration of the exhaust gas in the exhaust gas treatment apparatus without excessively increasing the supply amount of the mercury adsorbent.

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、排ガス処理装置において排ガスの水銀濃度を適切に低下させることを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to appropriately reduce the mercury concentration of exhaust gas in an exhaust gas treatment apparatus.

請求項1に記載の発明は、排ガス処理装置であって、燃焼室で発生した排ガスが流れる排ガス経路において前記排ガスに水銀吸着剤を供給する吸着剤供給部と、前記排ガス経路において前記水銀吸着剤を捕集する吸着剤捕集部と、前記排ガス経路において前記燃焼室と前記吸着剤捕集部との間に配置され、前記排ガスと所定の流体との熱交換を行う熱交換部と、前記排ガス経路における前記燃焼室と前記吸着剤捕集部との間において、前記排ガスの水銀濃度を上流側水銀濃度として測定する上流側水銀濃度計と、圧力波クリーニング、水噴射クリーニング、ショットクリーニング、または、前記熱交換部で発生する蒸気を利用するクリーニングによるクリーニング動作により、前記熱交換部に堆積した飛灰を除去可能であり、前記上流側水銀濃度に基づいて前記クリーニング動作を実行する飛灰除去部とを備え、前記飛灰除去部が、前記上流側水銀濃度が所定の閾値以上となる異常時に、前記クリーニング動作を実行する。 The invention according to claim 1 is an exhaust gas treatment apparatus, comprising: an adsorbent supply unit that supplies a mercury adsorbent to the exhaust gas in an exhaust gas passage through which exhaust gas generated in a combustion chamber flows; and the mercury adsorbent in the exhaust gas passage. an adsorbent collection unit that collects the an upstream mercury concentration meter that measures the mercury concentration of the exhaust gas as an upstream mercury concentration, and pressure wave cleaning, water injection cleaning, shot cleaning, or fly ash deposited on the heat exchange part can be removed by a cleaning operation using steam generated in the heat exchange part, and the fly ash removal is performed based on the upstream mercury concentration. and the fly ash removal unit executes the cleaning operation when the upstream mercury concentration is above a predetermined threshold .

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の排ガス処理装置であって、前記上流側水銀濃度計が、前記排ガスの0価水銀濃度を前記上流側水銀濃度として測定する。 The invention according to claim 2 is the exhaust gas treatment apparatus according to claim 1, wherein the upstream mercury concentration meter measures the zero-valent mercury concentration of the exhaust gas as the upstream mercury concentration.

請求項に記載の発明は、排ガス処理装置であって、排ガスが流れる排ガス経路において前記排ガスに水銀吸着剤を供給する吸着剤供給部と、前記排ガス経路において前記水銀吸着剤を捕集する吸着剤捕集部と、前記排ガスの水銀濃度を測定する水銀濃度計と、前記吸着剤捕集部に流入する前記排ガスの温度を一時的に低下させる減温処理が実行可能な排ガス温度調整部と、前記水銀濃度が所定の閾値以上となる異常時において、前記排ガス温度調整部に対して前記減温処理を実行させる制御部とを備え、燃焼室で発生した前記排ガスと所定の流体との熱交換を行う熱交換部が、前記排ガス経路において前記燃焼室と前記吸着剤捕集部との間に配置されており、前記排ガス温度調整部が、前記熱交換部に堆積した飛灰を除去する飛灰除去部を有する。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas treatment apparatus, comprising: an adsorbent supply unit that supplies a mercury adsorbent to the exhaust gas in an exhaust gas passage through which the exhaust gas flows; a mercury concentration meter for measuring the mercury concentration of the exhaust gas; and an exhaust gas temperature adjustment unit capable of performing a temperature reduction process to temporarily lower the temperature of the exhaust gas flowing into the adsorbent trapping unit. and a control unit that causes the exhaust gas temperature control unit to perform the temperature reduction process when the mercury concentration is above a predetermined threshold , the heat generated between the exhaust gas generated in the combustion chamber and a predetermined fluid. A heat exchange section for exchanging is disposed between the combustion chamber and the adsorbent collection section in the exhaust gas path, and the exhaust gas temperature adjustment section removes fly ash deposited in the heat exchange section. It has a fly ash removal section .

請求項に記載の発明は、請求項に記載の排ガス処理装置であって、前記飛灰除去部が、圧力波クリーニング、水噴射クリーニング、ショットクリーニング、または、前記熱交換部で発生する蒸気を利用するクリーニングによるクリーニング動作により、前記熱交換部に堆積した飛灰を除去する。 The invention according to claim 4 is the exhaust gas treatment apparatus according to claim 3 , wherein the fly ash removal unit is pressure wave cleaning, water injection cleaning, shot cleaning, or steam generated in the heat exchange unit. The fly ash deposited on the heat exchange portion is removed by a cleaning operation by cleaning using a.

請求項に記載の発明は、請求項3または4に記載の排ガス処理装置であって、前記水銀濃度計が、前記吸着剤捕集部に対して前記排ガスの流れ方向上流側における前記排ガスの水銀濃度を測定する。 The invention according to claim 5 is the exhaust gas treatment apparatus according to claim 3 or 4 , wherein the mercury concentration meter is positioned on the upstream side in the flow direction of the exhaust gas with respect to the adsorbent collection unit. Measure mercury concentration.

請求項に記載の発明は、請求項に記載の排ガス処理装置であって、前記水銀濃度計が、前記排ガスの0価水銀濃度を測定する。 The invention according to claim 6 is the exhaust gas treatment apparatus according to claim 5 , wherein the mercury concentration meter measures the concentration of zero-valent mercury in the exhaust gas.

請求項に記載の発明は、請求項ないしのいずれか1つに記載の排ガス処理装置であって、前記吸着剤捕集部が、複数のろ布群により前記水銀吸着剤を捕集するとともに、前記複数のろ布群のそれぞれに対する逆洗動作により、ろ布群から前記水銀吸着剤を払い落とし、前記制御部が、通常時において前記複数のろ布群に対して前記逆洗動作を設定周期にて順に実行するとともに、前記異常時において、前記吸着剤捕集部に対して前記排ガスの流れ方向上流側における前記排ガスの水銀濃度が第2閾値以上の値から前記第2閾値未満となる際に、前記設定周期よりも短周期での前記逆洗動作を開始する。 The invention according to claim 7 is the exhaust gas treatment apparatus according to any one of claims 3 to 6 , wherein the adsorbent collecting unit collects the mercury adsorbent with a plurality of filter cloth groups. In addition, the backwashing operation for each of the plurality of filter cloth groups wipes off the mercury adsorbent from the filter cloth groups, and the control unit normally performs the backwashing operation for the plurality of filter cloth groups. are sequentially executed at a set cycle, and when the abnormality occurs, the mercury concentration of the exhaust gas on the upstream side in the flow direction of the exhaust gas with respect to the adsorbent collection unit is changed from a value equal to or greater than a second threshold value to less than the second threshold value. , the backwashing operation is started at a cycle shorter than the set cycle.

請求項に記載の発明は、排ガス処理装置における排ガス処理方法であって、前記排ガス処理装置が、排ガスが流れる排ガス経路において前記排ガスに水銀吸着剤を供給する吸着剤供給部と、前記排ガス経路において前記水銀吸着剤を捕集する吸着剤捕集部と、前記吸着剤捕集部に流入する前記排ガスの温度を一時的に低下させる減温処理が実行可能な排ガス温度調整部とを備え、前記排ガス処理方法が、a)前記排ガスの水銀濃度を測定する工程と、b)前記水銀濃度が所定の閾値以上となる異常時において、前記排ガス温度調整部に対して前記減温処理を実行させる工程とを備え、燃焼室で発生した前記排ガスと所定の流体との熱交換を行う熱交換部が、前記排ガス経路において前記燃焼室と前記吸着剤捕集部との間に配置されており、前記b)工程において、前記排ガス温度調整部により、前記熱交換部に堆積した飛灰が除去される。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas treatment method in an exhaust gas treatment apparatus, wherein the exhaust gas treatment apparatus includes an adsorbent supply unit that supplies a mercury adsorbent to the exhaust gas in an exhaust gas passage through which the exhaust gas flows; an adsorbent collecting unit for collecting the mercury adsorbent, and an exhaust gas temperature adjusting unit capable of performing a temperature reduction process for temporarily lowering the temperature of the exhaust gas flowing into the adsorbent collecting unit, The exhaust gas treatment method comprises: a) measuring the mercury concentration of the exhaust gas; and b) causing the exhaust gas temperature control unit to perform the temperature reduction process when the mercury concentration is above a predetermined threshold. and a heat exchange section that exchanges heat between the exhaust gas generated in the combustion chamber and a predetermined fluid is disposed between the combustion chamber and the adsorbent collection section in the exhaust gas path, In the step b), fly ash deposited on the heat exchange section is removed by the exhaust gas temperature control section .

本発明によれば、燃焼室で発生した排ガスの水銀濃度の上昇時に、水銀吸着剤の吸着性能を向上することにより、排ガス処理装置において排ガスの水銀濃度を適切に低下させることができる。 According to the present invention, by improving the adsorption performance of the mercury adsorbent when the mercury concentration in the exhaust gas generated in the combustion chamber increases, the mercury concentration in the exhaust gas can be appropriately reduced in the exhaust gas treatment apparatus.

焼却設備の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an incineration facility. 排ガス処理装置の動作の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of operation|movement of an exhaust gas processing apparatus. 複数の排ガス温度における水銀吸着剤の平衡吸着量を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing equilibrium adsorption amounts of mercury adsorbents at a plurality of exhaust gas temperatures; バグフィルタの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a bag filter. 排ガス処理装置の動作の他の例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing another example of the operation of the exhaust gas treatment device; 上流側水銀濃度の変化の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the change of an upstream mercury concentration. 吸着時および脱離時における水銀吸着剤の平衡吸着量を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the equilibrium adsorption amount of the mercury adsorbent during adsorption and desorption. 排ガス処理装置の動作の他の例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing another example of the operation of the exhaust gas treatment device; 排ガス処理装置の動作の他の例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing another example of the operation of the exhaust gas treatment device;

図1は、本発明の一の実施の形態に係る焼却設備1の構成を示す図である。焼却設備1は、都市ごみ等の廃棄物を焼却処理する設備である。焼却設備1は、焼却炉2と、煙道3と、排ガス処理装置4と、煙突51とを備える。煙道3は、焼却炉2と煙突51とを接続する。図1では、煙道3を太い実線にて示している。煙道3には、排ガス処理装置4の後述する減温塔44およびバグフィルタ42が設けられる。煙道3には、図示省略の誘引通風機も設けられる。当該誘引通風機により、焼却炉2にて発生する排ガス(燃焼ガス)が煙道3へと排出され、減温塔44およびバグフィルタ42を介して煙突51へと導かれる。実際には、煙道3には、脱硝装置等も設けられる。以下の説明では、煙突51の内部も煙道3の一部と捉えられるものとする。 FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an incineration facility 1 according to one embodiment of the present invention. The incineration facility 1 is a facility for incinerating waste such as municipal waste. The incineration facility 1 includes an incinerator 2 , a flue 3 , an exhaust gas treatment device 4 and a chimney 51 . The flue 3 connects the incinerator 2 and the chimney 51 . In FIG. 1, the flue 3 is indicated by a thick solid line. The flue 3 is provided with a temperature reducing tower 44 and a bag filter 42 of the exhaust gas treatment device 4, which will be described later. An induced draft fan (not shown) is also provided in the flue 3 . Exhaust gas (combustion gas) generated in the incinerator 2 is discharged to the flue 3 by the induced draft fan and guided to the chimney 51 via the temperature reducing tower 44 and the bag filter 42 . In practice, the flue 3 is also provided with a denitration device and the like. In the following description, the inside of the chimney 51 is also regarded as part of the flue 3 .

焼却炉2は、燃焼室21と、排出路23とを備える。燃焼室21では、廃棄物の燃焼と、廃棄物から発生した可燃性ガスの燃焼とが行われる。排出路23は、燃焼室21と煙道3とを接続し、燃焼室21で発生した排ガスが排出路23を介して煙道3に導かれる。排出路23および煙道3は、燃焼室21で発生した排ガスが流れる排ガス経路である。 The incinerator 2 has a combustion chamber 21 and an exhaust path 23 . In the combustion chamber 21, combustion of waste and combustion of combustible gas generated from the waste are performed. The exhaust path 23 connects the combustion chamber 21 and the flue 3 , and the exhaust gas generated in the combustion chamber 21 is guided to the flue 3 through the exhaust path 23 . The exhaust path 23 and the flue 3 are exhaust gas paths through which the exhaust gas generated in the combustion chamber 21 flows.

排ガス処理装置4は、熱交換部49と、飛灰除去部48とを備える。熱交換部49および飛灰除去部48は、焼却炉2の排出路23に設けられる。熱交換部49は、ボイラであり、複数のボイラ管(伝熱管)を有する。熱交換部49では、排ガスと、ボイラ管を流れる所定の流体との熱交換が行われる。当該流体は、典型例では水であり、ボイラで発生する蒸気は、例えば発電等に利用される。もちろん、当該流体が水以外であってもよい。 The exhaust gas treatment device 4 includes a heat exchange section 49 and a fly ash removal section 48 . A heat exchange section 49 and a fly ash removal section 48 are provided in the discharge path 23 of the incinerator 2 . The heat exchange section 49 is a boiler and has a plurality of boiler tubes (heat transfer tubes). In the heat exchange section 49, heat exchange is performed between the exhaust gas and a predetermined fluid flowing through the boiler tubes. The fluid is typically water, and the steam generated by the boiler is used for power generation, for example. Of course, the fluid may be other than water.

飛灰除去部48は、複数の圧力波発生部481を有する。複数の圧力波発生部481は、排出路23において複数のボイラ管に対向する位置に設けられる。本実施の形態における圧力波発生部481は、例えば、メタンと酸素の混合気体を急速燃焼させることにより、排出路23の内部に向けて圧力波を発生させる。圧力波発生部481では、メタンおよび酸素の充填タンクが設けられており、後述の制御部40による指令を受けて直ぐに圧力波を発生させることが可能である。 The fly ash removing section 48 has a plurality of pressure wave generating sections 481 . The plurality of pressure wave generators 481 are provided at positions facing the plurality of boiler tubes in the discharge passage 23 . The pressure wave generator 481 in the present embodiment generates a pressure wave toward the inside of the discharge passage 23 by, for example, rapidly combusting a mixed gas of methane and oxygen. The pressure wave generator 481 is provided with tanks filled with methane and oxygen, and can immediately generate pressure waves upon receiving a command from the controller 40, which will be described later.

ここで、燃焼室21で発生した排ガスには、飛灰が含まれており、熱交換部49の複数のボイラ管には、飛灰が堆積する。飛灰が堆積したボイラ管では、熱回収効率が低下する。また、堆積飛灰中に含まれる塩素成分によってボイラ管が腐食される可能性がある。排出路23では、圧力波発生部481が発生させた圧力波がボイラ管に伝播し、ボイラ管から飛灰が除去される(払い落とされる)。このように、飛灰除去部48では、圧力波クリーニングにより熱交換部49に堆積した飛灰を除去するクリーニング動作が実行可能である。圧力波発生部481は、ショックパルススートブロワとも呼ばれる。後述するように、飛灰除去部48では、圧力波クリーニング以外の方式によるクリーニング動作が実行可能であってもよい。 Here, the exhaust gas generated in the combustion chamber 21 contains fly ash, and the fly ash is deposited on the plurality of boiler tubes of the heat exchange section 49 . Boiler tubes with accumulated fly ash have reduced heat recovery efficiency. In addition, the boiler tubes may be corroded by the chlorine component contained in the accumulated fly ash. In the discharge path 23, the pressure wave generated by the pressure wave generator 481 propagates to the boiler tube, and fly ash is removed (swept off) from the boiler tube. In this manner, the fly ash removing section 48 can perform a cleaning operation for removing the fly ash deposited on the heat exchanging section 49 by pressure wave cleaning. The pressure wave generator 481 is also called a shock pulse soot blower. As will be described later, the fly ash removing unit 48 may be capable of performing a cleaning operation by a method other than pressure wave cleaning.

排ガス処理装置4は、制御部40と、減温塔44と、吸着剤供給部41と、バグフィルタ42と、上流側水銀濃度計45と、下流側水銀濃度計46とをさらに備える。なお、図1中に破線のブロックにて示す空気供給部47は、後述の他の例で利用される構成である。 The exhaust gas treatment device 4 further includes a control unit 40 , a temperature reducing tower 44 , an adsorbent supply unit 41 , a bag filter 42 , an upstream mercury densitometer 45 and a downstream mercury densitometer 46 . It should be noted that the air supply unit 47 indicated by a dashed block in FIG. 1 is a structure used in another example described later.

制御部40は、例えば、CPU等を備えるコンピュータであり、排ガス処理装置4の全体制御を担う。制御部40は、焼却設備1の制御部を兼ねてもよい。バグフィルタ42は、煙道3に設けられる。バグフィルタ42に対して排ガスの流れ方向上流側に位置する煙道3の部分31(以下、「上流側煙道31」という。)には、上流側水銀濃度計45の取込口、減温塔44、および、吸着剤供給部41の供給口が設けられる。バグフィルタ42に対して流れ方向下流側に位置する煙道3の部分32(以下、「下流側煙道32」という。)には、下流側水銀濃度計46の取込口が設けられる。図1では、下流側水銀濃度計46の取込口は、煙突51に設けられる。 The control unit 40 is, for example, a computer including a CPU, etc., and is responsible for overall control of the exhaust gas treatment device 4 . The control unit 40 may also serve as the control unit of the incineration facility 1 . A bag filter 42 is provided in the flue 3 . A portion 31 of the flue 3 located on the upstream side of the bag filter 42 in the flow direction of the exhaust gas (hereinafter referred to as the "upstream flue 31") includes an inlet for the upstream mercury concentration meter 45, a temperature reduction A column 44 and an inlet for the adsorbent supply 41 are provided. An inlet for a downstream mercury concentration meter 46 is provided in a portion 32 of the flue 3 located downstream in the flow direction with respect to the bag filter 42 (hereinafter referred to as "downstream flue 32"). In FIG. 1 , the inlet of the downstream mercury concentration meter 46 is provided in the chimney 51 .

減温塔44は、内部に流入する排ガスに水を噴霧して排ガスの温度を低下させる。通常時において、減温塔44から排出される排ガスの温度は、例えば約170℃である。吸着剤供給部41は、例えばテーブルフィーダ等を有し、上流側煙道31を流れる排ガスに粉状の水銀吸着剤を供給する(吹き込む)。水銀吸着剤は、例えば活性炭である。水銀吸着剤として、活性炭の表面に例えばヨウ素や硫黄を添着した添着活性炭等が用いられてもよい。排ガス処理装置4では、上流側煙道31を流れる排ガスにアルカリ薬剤を供給するアルカリ薬剤供給部が設けられてもよい。アルカリ薬剤は、脱塩および脱硫用の薬剤であり、例えば粉状の消石灰等である。 The temperature reducing tower 44 reduces the temperature of the exhaust gas by spraying water on the exhaust gas flowing therein. Under normal conditions, the temperature of the exhaust gas discharged from the temperature reducing tower 44 is, for example, approximately 170°C. The adsorbent supply unit 41 has, for example, a table feeder or the like, and supplies (injects) powdered mercury adsorbent into the exhaust gas flowing through the upstream flue 31 . A mercury sorbent is, for example, activated carbon. Impregnated activated carbon obtained by impregnating the surface of activated carbon with iodine or sulfur, for example, may be used as the mercury adsorbent. The exhaust gas treatment device 4 may be provided with an alkaline chemical supply unit that supplies an alkaline chemical to the exhaust gas flowing through the upstream flue 31 . The alkaline chemical is a chemical for desalting and desulfurization, such as powdery slaked lime.

バグフィルタ42は、ろ過式であり、排ガスに含まれる飛灰をろ布により捕集する。また、吸着剤供給部41により供給される水銀吸着剤も、ろ布に捕集される。飛灰および水銀吸着剤は、ろ布上に堆積する。バグフィルタ42は、水銀吸着剤を捕集する吸着剤捕集部である。バグフィルタ42の内部では、排ガスがろ布を通過する際に、当該ろ布に堆積する水銀吸着剤が排ガスに含まれる水銀を吸着する。水銀吸着剤における水銀の吸着は、上流側煙道31においても生じる。水銀吸着剤が、排ガスに含まれるダイオキシン類等をさらに吸着してもよい。なお、既述のアルカリ薬剤が供給される場合には、当該アルカリ薬剤もろ布に捕集される。排ガスに含まれる酸性ガス(塩化水素、硫黄酸化物等)とろ布上のアルカリ薬剤との反応が生じることにより、排ガスから当該酸性ガスが除去される。後述するように、バグフィルタ42では、ろ布に堆積した飛灰および水銀吸着剤等が、圧縮空気を利用した逆洗動作により、払い落とされ、バグフィルタ42から排出される。 The bag filter 42 is of a filtration type, and collects fly ash contained in the exhaust gas with a filter cloth. Mercury adsorbent supplied by the adsorbent supply unit 41 is also collected by the filter cloth. Fly ash and mercury sorbents deposit on the filter cloth. The bag filter 42 is an adsorbent collecting portion that collects the mercury adsorbent. Inside the bag filter 42, when the exhaust gas passes through the filter cloth, the mercury adsorbent deposited on the filter cloth adsorbs mercury contained in the exhaust gas. Adsorption of mercury in the mercury adsorbent also occurs in the upstream flue 31 . The mercury adsorbent may further adsorb dioxins and the like contained in the exhaust gas. In addition, when the already-described alkaline chemical is supplied, the alkaline chemical is also collected by the filter cloth. A reaction between the acid gas (hydrogen chloride, sulfur oxides, etc.) contained in the exhaust gas and the alkaline agent on the filter cloth causes the acid gas to be removed from the exhaust gas. As will be described later, in the bag filter 42 , fly ash and mercury adsorbent deposited on the filter cloth are brushed off and discharged from the bag filter 42 by backwashing operation using compressed air.

上流側水銀濃度計45および下流側水銀濃度計46は、煙道3を流れる排ガスの一部を取り込んで分析を行うことにより、排ガス中の水銀濃度の測定値を取得する。既述のように、排ガスの流れ方向においてバグフィルタ42の上流側(上流側煙道31)に上流側水銀濃度計45の取込口が配置され、バグフィルタ42の下流側(下流側煙道32)に下流側水銀濃度計46の取込口が配置される。換言すると、上流側水銀濃度計45は、バグフィルタ42に対して排ガスの流れ方向上流側における排ガスの水銀濃度を測定し、下流側水銀濃度計46は、バグフィルタ42に対して流れ方向下流側における排ガスの水銀濃度を測定する。 The upstream mercury densitometer 45 and the downstream mercury densitometer 46 take in a part of the flue gas flowing through the flue 3 and analyze it to obtain the measured value of the mercury concentration in the flue gas. As described above, the inlet of the upstream mercury concentration meter 45 is arranged on the upstream side (upstream flue 31) of the bag filter 42 in the flow direction of the exhaust gas, and the inlet of the upstream mercury concentration meter 45 is arranged on the downstream side of the bag filter 42 (downstream flue 32), the inlet of the downstream mercury concentration meter 46 is arranged. In other words, the upstream mercury concentration meter 45 measures the mercury concentration of the exhaust gas on the upstream side of the bag filter 42 in the flow direction of the exhaust gas, and the downstream mercury concentration meter 46 measures the downstream side of the bag filter 42 in the flow direction. Measure the mercury concentration of exhaust gas at

ここで、排ガスに含まれる水銀は、主に、0価である原子状水銀(以下、「0価水銀」という。)、および、塩化水銀等の水銀化合物を構成する2価の水銀(以下、「2価水銀」という。)として存在している。また、上流側水銀濃度計45および下流側水銀濃度計46は、紫外線吸収法等により、0価水銀に基づいて水銀濃度の測定値を取得する濃度取得部を備える。 Here, the mercury contained in the exhaust gas mainly includes zero-valent atomic mercury (hereinafter referred to as "zero-valent mercury"), and bivalent mercury (hereinafter referred to as mercury compounds such as mercury chloride). It exists as "divalent mercury"). In addition, the upstream mercury concentration meter 45 and the downstream mercury concentration meter 46 are provided with a concentration acquisition unit that acquires a measured value of mercury concentration based on zero-valent mercury by an ultraviolet absorption method or the like.

下流側水銀濃度計46は、排ガスに含まれる2価水銀を0価水銀に還元する還元触媒をさらに含み、還元後のガスに含まれる0価水銀の濃度(すなわち、排ガスに元から含まれる0価水銀、および、2価水銀を還元して得られる0価水銀の総濃度であり、以下、「全水銀濃度」という。)を下流側水銀濃度として測定する。排ガス処理装置4では、下流側水銀濃度計46により下流側水銀濃度が継続的に測定される。 The downstream mercury concentration meter 46 further includes a reduction catalyst that reduces the divalent mercury contained in the exhaust gas to zero-valent mercury, and the concentration of zero-valent mercury contained in the gas after reduction (that is, the zero-valent mercury originally contained in the exhaust gas) It is the total concentration of valent mercury and zero-valent mercury obtained by reducing divalent mercury, hereinafter referred to as "total mercury concentration") is measured as the downstream mercury concentration. In the exhaust gas treatment device 4 , the downstream mercury concentration is continuously measured by the downstream mercury concentration meter 46 .

一方、上流側水銀濃度計45は、還元触媒を含まず、排ガスに含まれる2価水銀を0価水銀に還元しない状態で、排ガスに元から含まれる0価水銀の濃度を上流側水銀濃度として測定する。上流側水銀濃度計45では、2価水銀を0価水銀に還元するために要する時間を省略して、上流側水銀濃度を迅速に測定することが可能となる。排ガス処理装置4では、上流側水銀濃度計45により上流側水銀濃度が継続的に測定される。 On the other hand, the upstream mercury concentration meter 45 does not include a reducing catalyst, and the concentration of zerovalent mercury originally contained in the exhaust gas is taken as the upstream mercury concentration in a state where the divalent mercury contained in the exhaust gas is not reduced to zerovalent mercury. Measure. The upstream mercury concentration meter 45 can quickly measure the upstream mercury concentration by omitting the time required to reduce divalent mercury to zero-valent mercury. In the exhaust gas treatment device 4 , the upstream mercury concentration is continuously measured by the upstream mercury concentration meter 45 .

排ガス処理装置4の設計によっては、上流側水銀濃度計45において、還元触媒が設けられ、全水銀濃度が上流側水銀濃度として測定されてもよい。全水銀濃度の測定では、0価水銀および2価水銀の双方を検出するため、上流側水銀濃度を正確に測定することが可能となる。同様に、下流側水銀濃度計46において、0価水銀濃度が下流側水銀濃度として測定されてもよい。また、上流側水銀濃度計45および下流側水銀濃度計46では、0価水銀濃度と全水銀濃度とが選択的に測定可能であってもよい。 Depending on the design of the exhaust gas treatment device 4, a reduction catalyst may be provided in the upstream mercury concentration meter 45, and the total mercury concentration may be measured as the upstream mercury concentration. In the measurement of the total mercury concentration, since both zero-valent mercury and divalent mercury are detected, it is possible to accurately measure the upstream mercury concentration. Similarly, the downstream mercury concentration meter 46 may measure the zero-valent mercury concentration as the downstream mercury concentration. Further, the upstream mercury concentration meter 45 and the downstream mercury concentration meter 46 may be capable of selectively measuring the zero-valent mercury concentration and the total mercury concentration.

次に、排ガス処理装置4の通常時の動作について説明する。既述のように、排ガス処理装置4の動作は、制御部40により制御される。まず、吸着剤供給部41では、上流側水銀濃度計45における上流側水銀濃度(の測定値)に基づいて水銀吸着剤の供給量が制御される。例えば、上流側水銀濃度が比較的高い場合に、水銀吸着剤の供給量が増大され、上流側水銀濃度が比較的低い場合に、水銀吸着剤の供給量が低減される。なお、水銀吸着剤が活性炭である場合、活性炭はダイオキシン類も吸着するため、排ガスが煙道3を流れる間、所定量以上の水銀吸着剤が煙道3に常時供給されることが好ましい。排ガス処理装置4では、吸着剤供給部41による水銀吸着剤の供給量を制御することにより、下流側煙道32を流れる排ガス中の水銀濃度を低下することが可能となる。排ガス処理装置4では、下流側水銀濃度計46における下流側水銀濃度に基づいて、水銀吸着剤の供給量が制御されてもよい。 Next, normal operation of the exhaust gas treatment device 4 will be described. As described above, the operation of the exhaust gas treatment device 4 is controlled by the controller 40 . First, in the adsorbent supply unit 41 , the amount of mercury adsorbent supplied is controlled based on (the measured value of) the upstream mercury concentration in the upstream mercury concentration meter 45 . For example, when the upstream mercury concentration is relatively high, the supply amount of the mercury sorbent is increased, and when the upstream mercury concentration is relatively low, the supply amount of the mercury sorbent is decreased. When the mercury adsorbent is activated carbon, the activated carbon also adsorbs dioxins. Therefore, it is preferable that a predetermined amount or more of the mercury adsorbent is always supplied to the flue 3 while the exhaust gas flows through the flue 3 . In the exhaust gas treatment device 4 , the mercury concentration in the exhaust gas flowing through the downstream flue 32 can be reduced by controlling the amount of mercury adsorbent supplied by the adsorbent supply unit 41 . In the exhaust gas treatment device 4 , the supply amount of the mercury adsorbent may be controlled based on the downstream mercury concentration in the downstream mercury concentration meter 46 .

また、通常時における飛灰除去部48では、熱交換部49に堆積した飛灰を圧力波クリーニングにより除去するクリーニング動作が、一定の周期にて実行される(タイマー制御)。また、熱交換部49において熱交換される排ガス入熱量と蒸気受熱量との関係から灰の堆積量を推定し、当該堆積量が所定値以上となる場合に、クリーニング動作が行われてもよい(熱量制御)。クリーニング動作の実行により、ボイラ管における熱回収効率が向上するとともに、ボイラ管の腐食を抑制することが可能となる。 In addition, in the fly ash removing section 48 during normal operation, a cleaning operation for removing the fly ash deposited on the heat exchanging section 49 by pressure wave cleaning is performed at regular intervals (timer control). Further, the amount of ash deposition may be estimated from the relationship between the amount of heat input to the exhaust gas heat-exchanged in the heat exchange unit 49 and the amount of heat received by the steam, and when the amount of ash deposition is equal to or greater than a predetermined value, the cleaning operation may be performed. (calorie control). By executing the cleaning operation, it is possible to improve the efficiency of heat recovery in the boiler tubes and suppress corrosion of the boiler tubes.

次に、上流側水銀濃度が高くなった異常時における排ガス処理装置4の動作について説明する。図2は、異常時に係る排ガス処理装置4の動作の流れを示す図である。上流側水銀濃度計45では、既述のように、上流側煙道31における上流側水銀濃度が継続的に測定される(ステップS11)。上流側水銀濃度が所定の第1閾値以上となると(ステップS12)、飛灰除去部48では、クリーニング動作が実行される(ステップS13)。一定の周期にて実行される通常時のクリーニング動作と区別するため、以下の説明では、ステップS13におけるクリーニング動作を、「強制クリーニング動作」という。 Next, the operation of the exhaust gas treatment device 4 at the time of abnormality when the upstream mercury concentration is high will be described. FIG. 2 is a diagram showing the operation flow of the exhaust gas treatment device 4 in the event of an abnormality. As described above, the upstream mercury concentration meter 45 continuously measures the upstream mercury concentration in the upstream flue 31 (step S11). When the upstream mercury concentration reaches or exceeds a predetermined first threshold value (step S12), the fly ash removal section 48 performs a cleaning operation (step S13). In the following description, the cleaning operation in step S13 will be referred to as a "forced cleaning operation" in order to distinguish it from the normal cleaning operation that is performed at regular intervals.

強制クリーニング動作が実行されることにより、複数のボイラ管に堆積した飛灰が除去されることで熱交換部49における熱回収効率が向上する。これにより、熱交換部49を通過して煙道3に流入する排ガスの温度が低下し、バグフィルタ42に流入する排ガスの温度も低下する。このように、強制クリーニング動作は、バグフィルタ42に流入する排ガスの温度を一時的に低下させる減温処理である。また、飛灰除去部48は、減温処理が実行可能な排ガス温度調整部である。減温処理が実行された際にバグフィルタ42に流入する排ガスの温度は、通常時における排ガスの温度の平均値よりも低い。減温処理による排ガスの温度の下限値は、特に限定されないが、バグフィルタ42の入口近傍に設けられる温度センサにおいて、例えば130℃であり、好ましくは140℃である。 By executing the forced cleaning operation, the fly ash deposited on the plurality of boiler tubes is removed, thereby improving the heat recovery efficiency in the heat exchange section 49 . As a result, the temperature of the exhaust gas passing through the heat exchange section 49 and flowing into the flue 3 is lowered, and the temperature of the exhaust gas flowing into the bag filter 42 is also lowered. In this way, the forced cleaning operation is temperature reduction processing that temporarily lowers the temperature of the exhaust gas flowing into the bag filter 42 . Further, the fly ash removal section 48 is an exhaust gas temperature adjustment section capable of performing temperature reduction processing. The temperature of the exhaust gas flowing into the bag filter 42 when the temperature reduction process is performed is lower than the average temperature of the exhaust gas during normal operation. The lower limit of the temperature of the exhaust gas in the temperature reduction process is not particularly limited, but is, for example, 130°C, preferably 140°C at the temperature sensor provided near the inlet of the bag filter 42 .

ここで、排ガスの温度と水銀吸着剤の平衡吸着量との関係について説明する。図3は、複数の排ガス温度における水銀吸着剤の平衡吸着量を示す図である。図3中の3本の線は、水銀を含む模擬排ガスを水銀吸着剤に所定時間通気する吸着実験により得られる気相水銀濃度と平衡吸着量との関係を示し、当該3本の線は、模擬排ガスの温度をそれぞれ150℃、170℃および190℃とした場合のものである。図3に示すように、3本の線のいずれも、気相水銀濃度が高くなるに従って、平衡吸着量が大きくなる。また、同じ気相水銀濃度で比較した場合、模擬排ガスの温度が低いほど、平衡吸着量が大きくなる。 Here, the relationship between the exhaust gas temperature and the equilibrium adsorption amount of the mercury adsorbent will be described. FIG. 3 is a diagram showing the equilibrium adsorption amount of the mercury adsorbent at a plurality of exhaust gas temperatures. The three lines in FIG. 3 show the relationship between the gas-phase mercury concentration and the equilibrium adsorption amount obtained from an adsorption experiment in which a simulated exhaust gas containing mercury is passed through a mercury adsorbent for a predetermined period of time. The temperature of the simulated exhaust gas is assumed to be 150°C, 170°C and 190°C, respectively. As shown in FIG. 3, all three lines indicate that the equilibrium adsorption amount increases as the vapor phase mercury concentration increases. Also, when comparing at the same vapor phase mercury concentration, the lower the temperature of the simulated exhaust gas, the larger the equilibrium adsorption amount.

排ガス処理装置4では、既述のように、上流側水銀濃度が第1閾値以上となる異常時において、通常時のクリーニング動作(例えば、タイマー制御または熱量制御)とは別に、飛灰除去部48により強制クリーニング動作が実行される。これにより、上流側煙道31を流れる排ガスの温度が一時的に低下し、バグフィルタ42のろ布上に堆積する水銀吸着剤の吸着性能(水銀の平衡吸着量)が向上する。その結果、強制クリーニング動作を実行しない場合に比べて、下流側煙道32に流入する排ガスの水銀濃度が低下する。 In the exhaust gas treatment device 4, as described above, when there is an abnormality in which the upstream mercury concentration is equal to or higher than the first threshold value, the fly ash removal unit 48 A forced cleaning operation is executed by . As a result, the temperature of the exhaust gas flowing through the upstream flue 31 is temporarily lowered, and the adsorption performance (equilibrium adsorption amount of mercury) of the mercury adsorbent deposited on the filter cloth of the bag filter 42 is improved. As a result, the mercury concentration in the exhaust gas flowing into the downstream flue 32 is lower than when the forced cleaning operation is not performed.

なお、異常時の強制クリーニング動作が、通常時のクリーニング動作の直後となった場合、複数のボイラ管に堆積した飛灰が既に除去されているため、熱交換部49を通過して上流側煙道31に流入する排ガスの温度が低下しない可能性がある。そのため、異常時の強制クリーニング動作は、通常時のクリーニング動作から、例えば5分以上経過した後に行われることが好ましい。また、後述するように、減温塔44において水の噴霧量を増大する、または、空気供給部47から空気を上流側煙道31に供給することにより、減温処理を行うことも可能である。したがって、異常時の強制クリーニング動作が、通常時のクリーニング動作の直後となった場合に、減温塔44または空気供給部47による減温処理が実行されてもよい。 If the forced cleaning operation at the time of abnormality is performed immediately after the cleaning operation at the normal time, the fly ash accumulated in the plurality of boiler tubes has already been removed. The temperature of the exhaust gas entering the road 31 may not drop. Therefore, it is preferable that the forced cleaning operation at the time of abnormality is performed after, for example, five minutes or more have passed since the cleaning operation at the normal time. Further, as will be described later, it is possible to reduce the temperature by increasing the spray amount of water in the temperature reducing tower 44 or by supplying air from the air supply unit 47 to the upstream flue 31. . Therefore, the temperature reduction process by the temperature reduction tower 44 or the air supply unit 47 may be performed when the forced cleaning operation in the abnormal state is performed immediately after the normal cleaning operation.

吸着剤供給部41では、異常時においても、上流側水銀濃度に基づいて水銀吸着剤の供給量が制御される。したがって、バグフィルタ42に流入する排ガスの温度の低下と相俟って、排ガス処理装置4において排ガスの水銀濃度をより確実に低下させることが可能となる。換言すると、異常時において、水銀吸着剤の供給量を過度に増大することなく、排ガスの水銀濃度を適切に低下させることが可能となる。吸着剤供給部41では、強制クリーニング動作によりバグフィルタ42に流入する排ガスの温度が低下している期間において、水銀吸着剤の供給量が、上流側水銀濃度に基づいて決定される供給量よりも低減されてもよく、所定の供給量で一定とされてもよい。また、上流側煙道31においてバグフィルタ42の入口近傍に温度センサを設け、当該温度センサにより得られる温度および上流側水銀濃度に基づいて、水銀吸着剤の供給量が決定されてもよい。 The adsorbent supply unit 41 controls the supply amount of the mercury adsorbent based on the upstream mercury concentration even in the event of an abnormality. Therefore, together with the reduction in the temperature of the exhaust gas flowing into the bag filter 42, the mercury concentration in the exhaust gas in the exhaust gas treatment device 4 can be more reliably reduced. In other words, it is possible to appropriately reduce the mercury concentration in the exhaust gas without excessively increasing the supply amount of the mercury adsorbent in the event of an abnormality. In the adsorbent supply unit 41, the supply amount of the mercury adsorbent is lower than the supply amount determined based on the upstream mercury concentration during the period in which the temperature of the exhaust gas flowing into the bag filter 42 is lowered by the forced cleaning operation. It may be reduced, or it may be constant at a predetermined supply amount. Further, a temperature sensor may be provided near the inlet of the bag filter 42 in the upstream flue 31, and the supply amount of the mercury adsorbent may be determined based on the temperature and the upstream mercury concentration obtained by the temperature sensor.

強制クリーニング動作の実行からある程度の時間が経過し、飛灰がボイラ管に堆積すると、上流側煙道31を流れる排ガスの温度が上昇する。直前の強制クリーニング動作から所定時間経過後において、上流側水銀濃度が第1閾値以上を維持している、または、上流側水銀濃度が第1閾値未満の値から再度第1閾値以上となる場合には、強制クリーニング動作が実行される(ステップS12,S13)。 When a certain amount of time has passed since the forced cleaning operation was performed and fly ash accumulates in the boiler tubes, the temperature of the exhaust gas flowing through the upstream flue 31 rises. After a predetermined time has passed since the previous forced cleaning operation, the upstream mercury concentration is maintained at or above the first threshold, or when the upstream mercury concentration rises from a value below the first threshold to at or above the first threshold again. , a forced cleaning operation is executed (steps S12 and S13).

以上に説明したように、排ガス処理装置4では、燃焼室21で発生した排ガスが流れる排ガス経路において、燃焼室21とバグフィルタ42との間に熱交換部49が設けられる。そして、上流側水銀濃度が第1閾値以上となる異常時において、熱交換部49に対して飛灰除去部48により強制クリーニング動作が実行される。これにより、バグフィルタ42に流入する排ガスの温度を一時的に低下させ、ろ布上に堆積する水銀吸着剤の吸着性能を向上することができる。その結果、排ガス処理装置4において、水銀吸着剤の供給量を過度に増大することなく、排ガスの水銀濃度を適切に低下させることができる。また、上流側水銀濃度計45が、排ガスの0価水銀濃度を上流側水銀濃度として測定することにより、上流側煙道31における排ガスの水銀濃度の上昇を迅速に検出することができ、強制クリーニング動作を適切なタイミングで実行することができる。 As described above, in the exhaust gas treatment device 4, the heat exchange section 49 is provided between the combustion chamber 21 and the bag filter 42 in the exhaust gas path through which the exhaust gas generated in the combustion chamber 21 flows. Then, in an abnormal state where the upstream mercury concentration is equal to or higher than the first threshold value, the fly ash removal unit 48 performs a forced cleaning operation on the heat exchange unit 49 . As a result, the temperature of the exhaust gas flowing into the bag filter 42 can be temporarily lowered, and the adsorption performance of the mercury adsorbent deposited on the filter cloth can be improved. As a result, in the exhaust gas treatment device 4, the mercury concentration in the exhaust gas can be appropriately reduced without excessively increasing the supply amount of the mercury adsorbent. In addition, the upstream mercury concentration meter 45 measures the zero-valent mercury concentration of the exhaust gas as the upstream mercury concentration, so that an increase in the mercury concentration of the exhaust gas in the upstream flue 31 can be quickly detected, and forced cleaning can be performed. Actions can be performed at appropriate times.

飛灰除去部48では、圧力波発生部481に代えて、蒸気式スートブロワを利用することも可能である。蒸気式スートブロワでは、ノズルから熱交換部49のボイラ管に向けて水蒸気を噴射することにより、熱交換部49に堆積した飛灰が除去される。一方、蒸気式スートブロワでは、蒸気の生成(暖機と捉えることも可能である。)に時間を要するため、上流側水銀濃度が第1閾値以上となった直後、すなわち、異常時となった直後に、強制クリーニング動作を実行することが困難である。したがって、上流側水銀濃度に基づいて強制クリーニング動作を遅延なく開始するという観点では、制御部40からの指令を受けた直後に、クリーニング動作が実行可能な飛灰除去部48(以下、このような飛灰除去部48を「高応答性の飛灰除去部48」という。)を用いることが好ましい。 In the fly ash removing section 48, instead of the pressure wave generating section 481, a steam type soot blower can be used. In the steam type soot blower, fly ash accumulated in the heat exchange section 49 is removed by injecting steam from a nozzle toward the boiler tubes of the heat exchange section 49 . On the other hand, in a steam type sootblower, it takes time to generate steam (which can be regarded as warming up), so immediately after the upstream mercury concentration becomes equal to or higher than the first threshold, that is, immediately after an abnormality occurs. Moreover, it is difficult to perform a forced cleaning operation. Therefore, from the viewpoint of starting the forced cleaning operation without delay based on the upstream mercury concentration, immediately after receiving a command from the control unit 40, the fly ash removing unit 48 capable of executing the cleaning operation (hereinafter referred to as such a The fly ash removing unit 48 is preferably referred to as a “highly responsive fly ash removing unit 48”).

高応答性の飛灰除去部48の一例は、上記のように圧力波クリーニングによるクリーニング動作が実行可能な飛灰除去部48である。高応答性の飛灰除去部48の他の例として、水噴射クリーニングまたはショットクリーニングによるクリーニング動作が実行可能な飛灰除去部48を挙げることができる。水噴射クリーニングでは、スプレーノズルから熱交換部49のボイラ管に向けて水を噴射することにより、熱交換部49に堆積した飛灰が除去される。ショットクリーニングでは、熱交換部49の上方から多数の鋼球を分散して落下させることにより、鋼球の衝撃で熱交換部49に堆積した飛灰が除去される。なお、鋼球は熱交換部49の下方において回収され、熱交換部49の上方へと搬送されて再利用される。また、蒸気式スートブロワにおいて、熱交換部49で発生する蒸気を利用する場合には、高応答性の飛灰除去部48が実現可能である。この場合に、スチームアキュムレータを用いることにより、熱交換部49における現在の蒸気の発生量に依存することなく、クリーニング動作が即時に実行可能とされてもよい。 An example of the highly responsive fly ash removing unit 48 is the fly ash removing unit 48 capable of performing the cleaning operation by pressure wave cleaning as described above. Another example of the highly responsive fly ash removing unit 48 is a fly ash removing unit 48 that can perform a cleaning operation by water jet cleaning or shot cleaning. In the water jet cleaning, fly ash deposited on the heat exchange section 49 is removed by jetting water from a spray nozzle toward the boiler tubes of the heat exchange section 49 . In the shot cleaning, a large number of steel balls are scattered and dropped from above the heat exchange section 49, and fly ash deposited on the heat exchange section 49 is removed by the impact of the steel balls. The steel balls are recovered below the heat exchanging section 49 and transported above the heat exchanging section 49 for reuse. Also, in a steam type soot blower, when steam generated in the heat exchange section 49 is used, a highly responsive fly ash removal section 48 can be realized. In this case, by using a steam accumulator, the cleaning operation may be immediately performed without depending on the current amount of steam generated in the heat exchange section 49 .

以上のように、好ましい排ガス処理装置4では、圧力波クリーニング、水噴射クリーニング、ショットクリーニング、または、熱交換部49で発生する蒸気を利用するクリーニングによるクリーニング動作により、熱交換部49に堆積した飛灰を除去可能な飛灰除去部48が利用される。これにより、上流側水銀濃度に基づいて強制クリーニング動作を即時に実行することができ、排ガスの水銀濃度の上昇時に水銀吸着剤の吸着性能を向上することができる。その結果、排ガス処理装置4において、排ガスの水銀濃度を迅速に低下させることができる。 As described above, in the preferred exhaust gas treatment apparatus 4, the pressure wave cleaning, the water jet cleaning, the shot cleaning, or the cleaning operation using the steam generated in the heat exchange section 49 removes the fly deposited on the heat exchange section 49. A fly ash removal unit 48 capable of removing ash is utilized. As a result, the forced cleaning operation can be immediately executed based on the upstream mercury concentration, and the adsorption performance of the mercury adsorbent can be improved when the mercury concentration in the exhaust gas increases. As a result, in the exhaust gas treatment device 4, the mercury concentration in the exhaust gas can be rapidly lowered.

図1の排ガス処理装置4では、飛灰除去部48以外により、バグフィルタ42に流入する排ガスの温度を一時的に低下させる減温処理が実行されてもよい。例えば、減温塔44において、異常時における水の噴霧量を通常時よりも一時的に増大することにより、減温処理が実行可能である。また、焼却設備1に半乾式反応塔を設ける場合には、半乾式反応塔において、異常時における水の量を通常時よりも一時的に増大してもよい。さらに、図1中に破線のブロックで示す空気供給部47から、空気を上流側煙道31に供給する(すなわち、排ガスに空気を混合する)ことにより、バグフィルタ42に流入する排ガスの温度を低下させることも可能である。以上のように、排ガス処理装置4において、減温処理が実行可能な排ガス温度調整部は、飛灰除去部48以外の構成により実現されてよい。 In the exhaust gas treatment device 4 of FIG. 1 , the temperature reduction process for temporarily lowering the temperature of the exhaust gas flowing into the bag filter 42 may be performed by means other than the fly ash removal unit 48 . For example, in the temperature reduction tower 44, the temperature reduction process can be executed by temporarily increasing the spray amount of water in an abnormal state than in normal times. Further, when a semi-dry reaction tower is provided in the incineration facility 1, the amount of water in the semi-dry reaction tower may be temporarily increased in the event of an abnormality. Furthermore, by supplying air to the upstream side flue 31 (that is, mixing the exhaust gas with air) from the air supply unit 47 indicated by the dashed block in FIG. It is also possible to lower it. As described above, in the exhaust gas treatment device 4 , the exhaust gas temperature adjustment section capable of performing temperature reduction processing may be realized by a configuration other than the fly ash removal section 48 .

次に、バグフィルタ42の構成の詳細、および、バグフィルタ42の好ましい動作について説明する。図4は、バグフィルタ42の構成を示す図であり、図4では、制御部40もブロックにて示している。バグフィルタ42は、ケーシング421と、複数のろ布列422と、逆洗部43とを備える。ケーシング421は、上流側煙道31に接続される。複数のろ布列422は、ケーシング421の内部に設けられる。各ろ布列422は、複数のろ布を含むろ布群である。各ろ布は、例えば袋状(典型的には、有底円筒状)である。ろ布列422では、複数のろ布が一列に並ぶ。複数のろ布列422における複数のろ布の内部空間は、下流側煙道32に接続される。上流側煙道31を流れる排ガスは、複数のろ布列422に含まれるいずれかのろ布を通過して下流側煙道32に流入する。排ガスに含まれる飛灰および水銀吸着剤等は、複数のろ布列422により捕集される。飛灰および水銀吸着剤等は、ろ布上に堆積する。既述のように、バグフィルタ42は、水銀吸着剤を捕集する吸着剤捕集部である。 The details of the construction of bag filter 42 and the preferred operation of bag filter 42 will now be described. FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the bag filter 42. In FIG. 4, the control section 40 is also shown in blocks. The bag filter 42 includes a casing 421 , a plurality of filter cloth rows 422 and a backwash section 43 . The casing 421 is connected to the upstream flue 31 . A plurality of filter cloth rows 422 are provided inside the casing 421 . Each filter cloth row 422 is a filter cloth group including a plurality of filter cloths. Each filter cloth is, for example, bag-shaped (typically, bottomed cylindrical). In the filter cloth row 422, a plurality of filter cloths are arranged in a line. The internal spaces of the plurality of filter cloths in the plurality of filter cloth rows 422 are connected to the downstream flue 32 . Exhaust gas flowing through the upstream flue 31 passes through one of the filter cloths included in the plurality of filter cloth rows 422 and flows into the downstream flue 32 . Fly ash, mercury adsorbent, and the like contained in the exhaust gas are collected by a plurality of filter cloth rows 422 . Fly ash, mercury adsorbent, etc. are deposited on the filter cloth. As described above, the bag filter 42 is an adsorbent collecting portion that collects mercury adsorbent.

逆洗部43は、エアコンプレッサ431と、圧縮空気管432と、複数のバルブ434とを備える。エアコンプレッサ431は、圧縮空気(パルスジェット)を発生させる。エアコンプレッサ431は、圧縮空気管432の一端に接続される。圧縮空気管432の他端は、複数の分岐管433に分岐する。複数の分岐管433には、複数のバルブ434がそれぞれ設けられる。各分岐管433は、複数のノズルを有し、当該複数のノズルは、1つのろ布列422に含まれる複数のろ布の内部空間にそれぞれ対向する。後述するように、当該ろ布列422に含まれる複数のろ布の内部空間には、エアコンプレッサ431にて発生させた圧縮空気が当該分岐管433を介して吹き込まれる。複数の分岐管433は、複数のろ布列422にそれぞれ対応する。 The backwash section 43 includes an air compressor 431 , a compressed air pipe 432 and a plurality of valves 434 . The air compressor 431 generates compressed air (pulse jet). The air compressor 431 is connected to one end of the compressed air pipe 432 . The other end of the compressed air pipe 432 branches into a plurality of branch pipes 433 . A plurality of valves 434 are provided in the plurality of branch pipes 433 respectively. Each branch pipe 433 has a plurality of nozzles, and the plurality of nozzles face the internal spaces of the plurality of filter cloths included in one filter cloth row 422, respectively. As will be described later, compressed air generated by the air compressor 431 is blown through the branch pipe 433 into the internal spaces of the plurality of filter cloths included in the filter cloth row 422 . The plurality of branch pipes 433 respectively correspond to the plurality of filter cloth rows 422 .

バグフィルタ42では、各ろ布列422のろ布に堆積した飛灰および水銀吸着剤等が、圧縮空気を利用した逆洗動作により、払い落とされる。具体的に、各ろ布列422に対する逆洗動作では、当該ろ布列422に対応する分岐管433のバルブ434を開き、残りのバルブ434を閉じた状態で、エアコンプレッサ431が圧縮空気を圧縮空気管432に供給する。これにより、当該ろ布列422に含まれる複数のろ布の内部空間に向かって、圧縮空気が吹き込まれる。換言すると、当該ろ布列422の各ろ布に対し、排ガスの流れ方向における下流側から上流側に向かって圧縮空気が供給される。その結果、当該ろ布列422に堆積した飛灰および水銀吸着剤等、すなわち、当該ろ布列422による捕集物が払い落とされる。逆洗部43では、空気以外の圧縮ガスが利用されてもよい。また、他の手法により、ろ布列422から飛灰および水銀吸着剤等が払い落とされてもよい。 In the bag filter 42, fly ash, mercury adsorbent, and the like deposited on the filter cloths of each filter cloth row 422 are brushed off by backwashing operation using compressed air. Specifically, in the backwash operation for each filter cloth row 422, the valve 434 of the branch pipe 433 corresponding to the filter cloth row 422 is opened, and the remaining valves 434 are closed, and the air compressor 431 compresses the compressed air. It feeds into the air tube 432 . Thereby, compressed air is blown toward the internal spaces of the plurality of filter cloths included in the filter cloth row 422 . In other words, compressed air is supplied to each filter cloth of the filter cloth row 422 from the downstream side to the upstream side in the flow direction of the exhaust gas. As a result, the fly ash and the mercury adsorbent deposited on the filter cloth row 422, that is, the substances collected by the filter cloth row 422 are shaken off. Compressed gas other than air may be used in the backwash section 43 . Alternatively, fly ash, mercury adsorbent, and the like may be removed from the filter cloth rows 422 by other methods.

次に、バグフィルタ42の通常時の動作について説明する。バグフィルタ42では、複数のろ布列422に対して逆洗動作が一定の周期(例えば、数十分の間隔であり、以下、「設定周期」という。)にて順に実行される。典型的には、一のろ布列422に対して逆洗動作が実行されると、設定周期の経過後に、ろ布列422の配列順序の次のろ布列422に対して逆洗動作が実行される。複数のろ布列422に対して逆洗動作を行う順序は、配列順序以外であってもよい。また、バグフィルタ42の近傍では、上流側煙道31と下流側煙道32との差圧が測定されている。当該差圧(の測定値)が所定値以上となる場合には、一のろ布列422に対する逆洗動作から設定周期の経過前であっても、次のろ布列422に対して逆洗動作が実行される。以上のように、バグフィルタ42では、通常時の動作として、設定周期に基づく逆洗動作、および、差圧に基づく逆洗動作が行われる。 Next, normal operation of the bag filter 42 will be described. In the bag filter 42 , the backwashing operation is sequentially performed on the plurality of filter cloth rows 422 at regular intervals (for example, intervals of several tens of minutes, hereinafter referred to as “set intervals”). Typically, when the backwashing operation is performed on one filter cloth row 422, the backwashing operation is performed on the next filter cloth row 422 in the arrangement order of the filter cloth rows 422 after the set cycle has elapsed. executed. The order in which the backwashing operation is performed on the plurality of filter cloth rows 422 may be other than the arrangement order. Also, in the vicinity of the bag filter 42, the differential pressure between the upstream flue 31 and the downstream flue 32 is measured. When the (measured value of) the differential pressure is equal to or greater than a predetermined value, backwashing is performed on the next filter cloth row 422 even before the set cycle has elapsed since the backwashing operation on one filter cloth row 422. Action is performed. As described above, in the bag filter 42, the backwashing operation based on the set period and the backwashing operation based on the differential pressure are performed as normal operations.

次に、上流側水銀濃度が高くなった異常時におけるバグフィルタ42の動作について説明する。図5は、排ガス処理装置4の動作の他の例を示す図である。図5中のステップS11~S13は、図2中のステップS11~S13と同じである。上流側水銀濃度が所定の第1閾値以上となると(ステップS11,S12)、飛灰除去部48による強制クリーニング動作が実行される(ステップS13)。また、制御部40では、上流側水銀濃度が第1閾値以上となることにより、強制逆洗の実行を確定させる条件(以下、「強制逆洗の実行確定条件」という。)が成立したと判定される。強制逆洗は、設定周期よりも短周期で逆洗動作を実行する処理である。上流側水銀濃度が第1閾値以上となった直後では、後述する強制逆洗の実行開始条件が成立していないため、強制逆洗は行われない。既述のように、排ガス処理装置4では、強制クリーニング動作による排ガスの温度低下により、下流側水銀濃度(の測定値)が上昇することが抑制される。 Next, the operation of the bag filter 42 when the upstream mercury concentration is high will be described. FIG. 5 is a diagram showing another example of the operation of the exhaust gas treatment device 4. As shown in FIG. Steps S11 to S13 in FIG. 5 are the same as steps S11 to S13 in FIG. When the upstream mercury concentration reaches or exceeds a predetermined first threshold value (steps S11, S12), a forced cleaning operation is performed by the fly ash removal section 48 (step S13). Further, the control unit 40 determines that the condition for confirming the execution of forced backwashing (hereinafter referred to as "condition for confirming the execution of forced backwashing") is established when the upstream mercury concentration becomes equal to or higher than the first threshold value. be done. Forced backwashing is a process of executing a backwashing operation in a cycle shorter than the set cycle. Immediately after the upstream mercury concentration becomes equal to or higher than the first threshold value, forced backwashing is not performed because conditions for starting execution of forced backwashing, which will be described later, are not satisfied. As described above, in the exhaust gas treatment apparatus 4, the temperature drop of the exhaust gas due to the forced cleaning operation suppresses the rise of (the measured value of) the mercury concentration on the downstream side.

図6は、上流側水銀濃度の変化の一例を示す図である。図6の例では、時刻T1において上流側水銀濃度が第1閾値V1以上となる。強制逆洗の実行確定条件が成立した後、制御部40では、上流側水銀濃度が第2閾値V2以上の値から第2閾値V2未満となったか否か、すなわち、強制逆洗の実行を開始する実行開始条件が成立したか否かが確認される。ここでは、第2閾値V2が第1閾値V1よりも大きいが、第2閾値V2が第1閾値V1以下であってもよい。上流側水銀濃度が0価水銀濃度である場合、第2閾値V2は、例えば3~100μg/mNである。上流側水銀濃度が全水銀濃度である場合、第2閾値V2は、例えば30~500μg/mNである。 FIG. 6 is a diagram showing an example of changes in upstream mercury concentration. In the example of FIG. 6, the upstream mercury concentration becomes equal to or higher than the first threshold value V1 at time T1. After the condition for confirming execution of forced backwashing is satisfied, the control unit 40 determines whether the upstream mercury concentration has changed from a value equal to or greater than the second threshold value V2 to less than the second threshold value V2, that is, starts execution of forced backwashing. It is confirmed whether or not the execution start condition to be executed is satisfied. Although the second threshold V2 is greater than the first threshold V1 here, the second threshold V2 may be less than or equal to the first threshold V1. When the upstream mercury concentration is zero-valent mercury concentration, the second threshold value V2 is, for example, 3 to 100 μg/m 3 N. If the upstream mercury concentration is the total mercury concentration, the second threshold V2 is, for example, 30-500 μg/m 3 N.

図6の例では、上流側水銀濃度は、第1閾値V1以上となった時刻T1の直後も上昇傾向にあり、第2閾値V2以上となる。この時点では、強制逆洗の実行開始条件が成立しないため、強制逆洗は開始されない。換言すると、上流側水銀濃度が高い状態で強制逆洗が行われることはない。その後、上流側水銀濃度が第2閾値V2以上である期間がある程度続き、時刻T2において上流側水銀濃度が第2閾値V2未満となる(ステップS14)。これにより、強制逆洗の実行開始条件が成立し、強制逆洗が開始される(ステップS15)。 In the example of FIG. 6, the upstream mercury concentration continues to increase even immediately after time T1 when it becomes equal to or higher than the first threshold value V1, and becomes equal to or higher than the second threshold value V2. At this point, the conditions for starting the execution of forced backwashing are not met, so forced backwashing is not started. In other words, forced backwashing is not performed when the upstream mercury concentration is high. After that, a period in which the upstream mercury concentration is equal to or higher than the second threshold value V2 continues for some time, and at time T2, the upstream mercury concentration becomes less than the second threshold value V2 (step S14). As a result, the condition for starting the execution of forced backwashing is established, and forced backwashing is started (step S15).

強制逆洗では、設定周期よりも短周期(短い間隔)での逆洗動作が、複数のろ布列422の全部または一部に対して順に行われる。これにより、上流側水銀濃度が高い状態(異常時)においてろ布列422に堆積していた、水銀の吸着量が多い水銀吸着剤が迅速に払い落とされる。水銀の吸着量が多い水銀吸着剤では、上流側水銀濃度の低下に伴って水銀が脱離しやすくなるが、排ガス処理装置4では、上流側水銀濃度が第2閾値V2未満となる際に、強制逆洗が行われる。これにより、ろ布列422上の水銀吸着剤から水銀が脱離して、下流側水銀濃度が高くなることが防止または抑制される。 In forced backwashing, the backwashing operation is sequentially performed on all or part of the plurality of filter cloth rows 422 at a shorter cycle (shorter interval) than the set cycle. As a result, the mercury adsorbent that adsorbs a large amount of mercury deposited on the filter cloth rows 422 when the upstream mercury concentration is high (abnormal state) is quickly wiped off. With a mercury adsorbent that adsorbs a large amount of mercury, mercury is likely to be desorbed as the upstream mercury concentration decreases. A backwash is performed. As a result, desorption of mercury from the mercury adsorbent on the filter cloth row 422 and an increase in downstream mercury concentration are prevented or suppressed.

強制逆洗では、例えば、バグフィルタ42における複数のろ布列422の1/10以上に対して逆洗動作が行われる。好ましくは、複数のろ布列422の半分以上に対して逆洗動作が行われ、より好ましくは、複数のろ布列422の全てに対して逆洗動作が行われる。以下の説明では、強制逆洗において、複数のろ布列422の全てに対して逆洗動作が行われるものとする。強制逆洗における逆洗動作は、複数のろ布列422に対して1巡以上行われてもよい。強制逆洗における逆洗動作の周期は、例えばエアコンプレッサ431において所定量の圧縮空気を繰り返し発生させることが可能な範囲で決定される。逆洗動作の周期は、例えば設定周期の1/2以下であり、好ましくは1/5以下であり、より好ましくは1/10以下である。 In forced backwashing, for example, the backwashing operation is performed on 1/10 or more of the plurality of filter cloth rows 422 in the bag filter 42 . Preferably, half or more of the plurality of filter cloth rows 422 are subjected to the backwashing operation, and more preferably, the backwashing operation is performed to all of the plurality of filter cloth rows 422 . In the following description, it is assumed that the backwashing operation is performed on all of the plurality of filter cloth rows 422 in forced backwashing. The backwashing operation in forced backwashing may be performed one or more rounds for the plurality of filter cloth rows 422 . The cycle of the backwashing operation in forced backwashing is determined, for example, within a range in which the air compressor 431 can repeatedly generate a predetermined amount of compressed air. The cycle of the backwashing operation is, for example, 1/2 or less of the set cycle, preferably 1/5 or less, and more preferably 1/10 or less.

強制逆洗においてろ布列422から払い落とされて回収された回収灰(飛灰および水銀吸着剤等)は、図示省略の排出用貯留部において貯留される。例えば、排出用貯留部では、強制逆洗において供給される回収灰を加熱することにより、回収灰に含まれる水銀(水銀吸着剤に吸着された水銀)を揮発させる水銀除去処理が行われる。続いて、キレート剤を回収灰に混合するキレート処理が施され、その後、回収灰が廃棄される。回収灰が多くの水銀を含む場合に、キレート処理において回収灰から水銀が溶出することがあるが、強制逆洗において排出される回収灰に対して水銀除去処理を施すことにより、水銀除去処理後のキレート処理において、水銀が溶出することが防止される。 The recovered ash (fly ash, mercury adsorbent, etc.) that is removed from the filter cloth rows 422 in the forced backwash is stored in a discharge reservoir (not shown). For example, in the discharge reservoir, mercury removal treatment is performed to volatilize the mercury contained in the recovered ash (mercury adsorbed by the mercury adsorbent) by heating the recovered ash supplied in the forced backwash. Subsequently, a chelating treatment is performed by mixing a chelating agent with the recovered ash, and then the recovered ash is discarded. If the collected ash contains a large amount of mercury, mercury may be eluted from the collected ash during the chelating process. Mercury is prevented from being eluted in the chelate treatment of .

強制逆洗が完了すると、バグフィルタ42が通常時の動作に戻される。バグフィルタ42では、強制逆洗における最後の逆洗動作が行われたろ布列422の次のろ布列422に対して、当該最後の逆洗動作から設定周期の経過後に、逆洗動作が実行される。なお、バグフィルタ42では、異常時において設定周期に基づく逆洗動作、および、差圧に基づく逆洗動作が、通常時と同様にして実行されてよい。 After the forced backwash is completed, the bag filter 42 is returned to normal operation. In the bag filter 42, the backwashing operation is performed on the filter cloth row 422 next to the filter cloth row 422 on which the last backwashing operation in the forced backwashing has been performed, after the set cycle has elapsed from the last backwashing operation. be done. In addition, in the bag filter 42, the backwashing operation based on the set cycle and the backwashing operation based on the differential pressure may be performed in the same manner as in the normal time.

次に、比較例の排ガス処理装置について述べる。比較例の排ガス処理装置では、上流側水銀濃度が第1閾値V1以上となった直後に、強制逆洗が行われる。強制逆洗では、複数のろ布列422に対する逆洗動作が短周期で順に行われる。したがって、複数のろ布列422上に堆積する水銀吸着剤の量が一時的に少なくなる。一方、上流側水銀濃度が第1閾値以上となった直後では、上流側水銀濃度が上昇傾向にあり、上流側水銀濃度が高い状態である。よって、水銀吸着剤がほとんど堆積していないろ布列422を、水銀濃度が高い排ガスが通過し、下流側水銀濃度が大幅に上昇してしまう。 Next, an exhaust gas treatment apparatus of a comparative example will be described. In the exhaust gas treatment apparatus of the comparative example, forced backwashing is performed immediately after the upstream mercury concentration reaches or exceeds the first threshold value V1. In forced backwashing, the backwashing operation for the plurality of filter cloth rows 422 is sequentially performed in a short cycle. Therefore, the amount of mercury adsorbent deposited on the plurality of filter cloth rows 422 is temporarily reduced. On the other hand, immediately after the upstream mercury concentration becomes equal to or higher than the first threshold value, the upstream mercury concentration tends to increase, and the upstream mercury concentration is high. Therefore, exhaust gas having a high mercury concentration passes through the filter cloth rows 422 on which almost no mercury adsorbent is deposited, resulting in a significant increase in downstream mercury concentration.

これに対し、排ガス処理装置4では、上流側水銀濃度が第1閾値以上となった異常時において(すなわち、強制逆洗の実行確定条件の成立後に)、上流側水銀濃度が第2閾値以上の値から第2閾値未満となる際に、通常時において複数のろ布列422に対して逆洗動作を順に実行する設定周期よりも短周期での逆洗動作(強制逆洗)が開始される。これにより、水銀吸着剤が堆積していないろ布列422を、水銀濃度が高い排ガスが通過することによる下流側水銀濃度の上昇を抑制することができる。 On the other hand, in the exhaust gas treatment device 4, when the upstream mercury concentration becomes equal to or higher than the first threshold (that is, after the conditions for confirming the execution of forced backwash are satisfied), the upstream mercury concentration becomes equal to or higher than the second threshold. When the value becomes less than the second threshold value, the backwashing operation (forced backwashing) is started at a cycle shorter than the set cycle in which the backwashing operation is sequentially performed on the plurality of filter cloth rows 422 in normal times. . As a result, it is possible to suppress an increase in the downstream mercury concentration due to passage of the exhaust gas having a high mercury concentration through the filter cloth row 422 on which the mercury adsorbent is not deposited.

図7は、気相水銀濃度と平衡吸着量の関係を示す図である。図7中の実線は、図3と同様に、水銀を含む模擬排ガスを水銀吸着剤に所定時間通気する吸着実験により得られる気相水銀濃度と平衡吸着量の関係を示し、以下、「吸着側の曲線」という。図7中の破線は、水銀を吸着した水銀吸着剤に、水銀を含まない模擬排ガスを所定時間通気する脱離実験により得られる気相水銀濃度と平衡吸着量の関係を示し、以下、「脱離側の曲線」という。図7に示すように、吸着側の曲線および脱離側の曲線のいずれも、気相水銀濃度が高くなるに従って、平衡吸着量が大きくなる。また、同じ平衡吸着量で比較した場合、脱離側の曲線が示す気相水銀濃度が、吸着側の曲線が示す気相水銀濃度よりも低くなる。したがって、ある水銀濃度において平衡吸着量の水銀を吸着した水銀吸着剤は、当該水銀濃度よりも低い水銀濃度において、水銀の脱離を開始する。 FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the gas-phase mercury concentration and the equilibrium adsorption amount. As in FIG. 3, the solid line in FIG. 7 indicates the relationship between the gas-phase mercury concentration and the equilibrium adsorption amount obtained from an adsorption experiment in which a simulated exhaust gas containing mercury is passed through a mercury adsorbent for a predetermined period of time. The curve of The dashed line in FIG. 7 indicates the relationship between the gas-phase mercury concentration and the equilibrium adsorption amount obtained from a desorption experiment in which a simulated exhaust gas containing no mercury is passed through a mercury adsorbent for a predetermined period of time. curve on the far side”. As shown in FIG. 7, both the curve on the adsorption side and the curve on the desorption side increase the equilibrium adsorption amount as the vapor phase mercury concentration increases. Also, when comparing at the same equilibrium adsorption amount, the vapor phase mercury concentration indicated by the curve on the desorption side is lower than the vapor phase mercury concentration indicated by the curve on the adsorption side. Therefore, a mercury adsorbent that has adsorbed an equilibrium adsorption amount of mercury at a certain mercury concentration starts desorbing mercury at a mercury concentration lower than the mercury concentration.

既述のように、水銀吸着剤では、上流側水銀濃度の低下に伴って水銀が脱離しやすくなる。しかしながら、実際には、水銀吸着剤が平衡吸着量の水銀を吸着するには、ある程度の時間を要するとともに、図7のように、ある水銀濃度において平衡吸着量の水銀を吸着した水銀吸着剤は、当該水銀濃度よりも低い水銀濃度において、水銀の脱離を開始する。したがって、図6のように、時刻T3で上流側水銀濃度が最大となった後、上流側水銀濃度が低下する場合でも、時刻T3の直後に水銀が脱離することはない。排ガス処理装置4では、水銀吸着剤からの水銀の脱離量が大きくなる前に強制逆洗を開始するための適切な第2閾値V2が、実験等に基づいて予め設定されており、上流側水銀濃度が第2閾値V2未満となる際に、強制逆洗が開始される。これにより、上流側水銀濃度が高い状態においてろ布列422上の水銀吸着剤に吸着された水銀が、上流側水銀濃度の低下に伴って水銀吸着剤から脱離することによる下流側水銀濃度の上昇を抑制することが可能となる。また、強制逆洗が行われるまでの間に、強制クリーニング動作による排ガスの温度低下が維持されている場合には、水銀吸着剤からの水銀の脱離をより確実に抑制することが可能となる。 As described above, in the mercury adsorbent, mercury is more likely to desorb as the upstream mercury concentration decreases. However, in reality, it takes a certain amount of time for the mercury adsorbent to adsorb the equilibrium adsorption amount of mercury, and as shown in FIG. , desorption of mercury starts at a mercury concentration lower than the mercury concentration. Therefore, as shown in FIG. 6, even if the upstream mercury concentration decreases after the upstream mercury concentration reaches a maximum at time T3, mercury is not desorbed immediately after time T3. In the exhaust gas treatment device 4, an appropriate second threshold value V2 for starting forced backwashing before the desorption amount of mercury from the mercury adsorbent becomes large is set in advance based on experiments or the like. Forced backwash is started when the mercury concentration becomes less than the second threshold value V2. As a result, when the mercury concentration on the upstream side is high, the mercury adsorbed by the mercury adsorbent on the filter cloth row 422 desorbs from the mercury adsorbent as the mercury concentration on the upstream side decreases. It becomes possible to suppress the increase. Further, when the temperature of the exhaust gas is maintained to be lowered by the forced cleaning operation until the forced backwash is performed, it is possible to more reliably suppress the detachment of mercury from the mercury adsorbent. .

好ましい強制逆洗では、短周期での逆洗動作が複数のろ布列422の半分以上に対して順に行われる。これにより、ろ布列422上の水銀吸着剤から水銀が脱離することによる下流側水銀濃度の上昇をより確実に抑制することができる。より好ましくは、短周期での逆洗動作が複数のろ布列422の全てに対して行われる。これにより、下流側水銀濃度の上昇をさらに抑制することができる。 In preferred forced backwashing, short-cycle backwashing operations are sequentially performed on half or more of the plurality of filter cloth rows 422 . This makes it possible to more reliably suppress an increase in the downstream mercury concentration due to desorption of mercury from the mercury adsorbent on the filter cloth rows 422 . More preferably, the short cycle backwashing operation is performed for all of the plurality of filter cloth rows 422 . As a result, it is possible to further suppress an increase in the downstream mercury concentration.

なお、バグフィルタ42において、逆洗動作が同時に行われるろ布群は、必ずしも一列に並ぶ複数のろ布(ろ布列)である必要はなく、例えば、行方向および列方向に互いに隣接して配置される複数のろ布の集合であってもよい。また、バグフィルタ42の設計によっては、1つのろ布が、逆洗動作の実行単位である、ろ布群として捉えられてもよい。 In the bag filter 42, the group of filter cloths to be backwashed at the same time does not necessarily have to be a plurality of filter cloths arranged in a row (filter cloth row). It may be an assembly of a plurality of arranged filter cloths. Also, depending on the design of the bag filter 42, one filter cloth may be regarded as a group of filter cloths, which is the execution unit of the backwashing operation.

図5の例では、上流側水銀濃度が第1閾値以上となり、強制クリーニング動作が実行される場合に(ステップS12,S13)、強制逆洗の実行確定条件が成立したと判定されるが、強制逆洗の実行確定条件の成立は、強制クリーニング動作の実行に係る第1閾値とは異なる第3閾値を用いて判定されてもよい。 In the example of FIG. 5, when the upstream mercury concentration becomes equal to or higher than the first threshold value and the forced cleaning operation is executed (steps S12 and S13), it is determined that the conditions for confirming the execution of forced backwash are met. Satisfaction of the conditions for confirming execution of backwashing may be determined using a third threshold value different from the first threshold value related to the execution of the forced cleaning operation.

図8の例では、第1閾値よりも小さい第3閾値が設定され、上流側水銀濃度が第3閾値以上となると、強制逆洗の実行確定条件が成立したと判定される(ステップS12a)。続いて、上流側水銀濃度が第1閾値および第2閾値と比較され、上流側水銀濃度が第1閾値以上となると(ステップS12)、飛灰除去部48による強制クリーニング動作が実行される(ステップS13)。その後、上流側水銀濃度が第2閾値未満となると(ステップS14)、強制逆洗の実行開始条件が成立し、強制逆洗が開始される(ステップS15)。また、上流側水銀濃度と第1閾値および第2閾値との比較において、上流側水銀濃度が第1閾値まで上がることなく(ステップS12)、第2閾値未満となることがある(ステップS12b)。この場合、強制クリーニング動作を行うことなく、強制逆洗が行われる(ステップS15)。 In the example of FIG. 8, a third threshold that is smaller than the first threshold is set, and when the upstream mercury concentration becomes equal to or higher than the third threshold, it is determined that the execution confirmation condition for forced backwashing has been established (step S12a). Subsequently, the upstream mercury concentration is compared with the first threshold value and the second threshold value, and when the upstream mercury concentration becomes equal to or higher than the first threshold value (step S12), a forced cleaning operation is performed by the fly ash removing unit 48 (step S13). After that, when the upstream mercury concentration becomes less than the second threshold value (step S14), the condition for starting the execution of forced backwashing is satisfied, and forced backwashing is started (step S15). Further, when comparing the upstream mercury concentration with the first threshold and the second threshold, the upstream mercury concentration may fall below the second threshold without increasing to the first threshold (step S12) (step S12b). In this case, forced backwashing is performed without performing forced cleaning operation (step S15).

図9の例では、第1閾値よりも大きい第3閾値が設定され、上流側水銀濃度が第1閾値以上となると(ステップS12)、飛灰除去部48による強制クリーニング動作が実行される(ステップS13)。続いて、上流側水銀濃度が第3閾値および第2閾値と比較され、上流側水銀濃度が第3閾値以上となると、強制逆洗の実行確定条件が成立したと判定される(ステップS14a)。その後、上流側水銀濃度が第2閾値未満となると(ステップS14)、強制逆洗の実行開始条件が成立し、強制逆洗が開始される(ステップS15)。また、上流側水銀濃度と第3閾値および第2閾値との比較において、上流側水銀濃度が第3閾値まで上がることなく(ステップS14a)、第2閾値未満となることがある(ステップS14b)。この場合、ステップS12に戻って、上流側水銀濃度が第1閾値と比較される。 In the example of FIG. 9, a third threshold that is larger than the first threshold is set, and when the upstream mercury concentration reaches or exceeds the first threshold (step S12), a forced cleaning operation is performed by the fly ash removal unit 48 (step S13). Subsequently, the upstream mercury concentration is compared with the third threshold value and the second threshold value, and when the upstream mercury concentration becomes equal to or higher than the third threshold value, it is determined that the execution confirmation condition for forced backwashing has been established (step S14a). After that, when the upstream mercury concentration becomes less than the second threshold value (step S14), the condition for starting the execution of forced backwashing is satisfied, and forced backwashing is started (step S15). Further, when comparing the upstream mercury concentration with the third and second thresholds, the upstream mercury concentration may fall below the second threshold (step S14b) without increasing to the third threshold (step S14a). In this case, returning to step S12, the upstream mercury concentration is compared with the first threshold.

上記排ガス処理装置4では様々な変形が可能である。 Various modifications are possible in the exhaust gas treatment device 4 .

排ガス処理装置4の設計によっては、下流側水銀濃度計46により測定される下流側水銀濃度が所定の閾値以上となる異常時において、排ガス温度調整部(例えば、飛灰除去部48)による減温処理が実行されてもよい。この場合も、排ガス処理装置4において、排ガスの水銀濃度を適切に低下させることができる。また、下流側水銀濃度に基づいて検出される異常時において、上流側水銀濃度が第2閾値未満となる際に(異常時が検出された際に、上流側水銀濃度が第2閾値以上であり、その後、第2閾値未満となる場合、および、異常時が検出された際に、上流側水銀濃度が既に第2閾値未満となっている場合の双方を含む。)、バグフィルタ42の強制逆洗が開始されてもよい。これにより、水銀吸着剤が堆積していないろ布列422を、水銀濃度が高い排ガスが通過することによる下流側水銀濃度の上昇を抑制することができる。 Depending on the design of the exhaust gas treatment device 4, when the downstream mercury concentration measured by the downstream mercury concentration meter 46 is at or above a predetermined threshold value, the temperature is reduced by the exhaust gas temperature adjustment unit (for example, the fly ash removal unit 48). Processing may be performed. Also in this case, the mercury concentration of the exhaust gas can be appropriately reduced in the exhaust gas treatment device 4 . In addition, when the upstream mercury concentration becomes less than the second threshold in the abnormal state detected based on the downstream mercury concentration (when the abnormal state is detected, the upstream mercury concentration is equal to or higher than the second threshold) , and after that, when the mercury concentration on the upstream side is already less than the second threshold value when an abnormal time is detected.), the forced reverse of the bag filter 42 Washing may be initiated. As a result, it is possible to suppress an increase in the downstream mercury concentration due to passage of the exhaust gas having a high mercury concentration through the filter cloth row 422 on which the mercury adsorbent is not deposited.

一方、燃焼室21で発生した排ガスの水銀濃度の上昇を迅速に検出するという観点では、排ガス経路における燃焼室21とバグフィルタ42との間において、排ガスの水銀濃度を測定する上流側水銀濃度計45が、異常時の検出に利用されることが好ましい。 On the other hand, from the viewpoint of quickly detecting an increase in the mercury concentration of the exhaust gas generated in the combustion chamber 21, an upstream mercury concentration meter that measures the mercury concentration of the exhaust gas between the combustion chamber 21 and the bag filter 42 in the exhaust gas path 45 is preferably used for detection of anomalies.

図1の排ガス処理装置4では、焼却炉2と吸着剤供給部41との間に、他のバグフィルタが配置されてもよい。この場合、当該他のバグフィルタにより、排ガスに含まれる飛灰が捕集され、バグフィルタ42では、吸着剤供給部41により煙道3に供給された水銀吸着剤が主として捕集される。 Another bag filter may be arranged between the incinerator 2 and the adsorbent supply unit 41 in the exhaust gas treatment apparatus 4 of FIG. 1 . In this case, the other bag filter collects fly ash contained in the exhaust gas, and the bag filter 42 mainly collects the mercury adsorbent supplied to the flue 3 by the adsorbent supply unit 41 .

上流側水銀濃度計45では、バグフィルタ42に対して排ガスの流れ方向上流側における排ガスの水銀濃度が測定可能であるならば、上流側水銀濃度計45の取込口は、任意の位置に設けられてよい。下流側水銀濃度計46も同様に、バグフィルタ42に対して排ガスの流れ方向下流側における排ガスの水銀濃度が測定可能であるならば、下流側水銀濃度計46の取込口は、任意の位置(例えば、煙突51以外の下流側煙道32)に設けられてよい。 If the upstream mercury concentration meter 45 can measure the mercury concentration of the exhaust gas on the upstream side in the flow direction of the exhaust gas with respect to the bag filter 42, the intake port of the upstream mercury concentration meter 45 is provided at an arbitrary position. can be Similarly, if the downstream mercury concentration meter 46 can measure the mercury concentration of the exhaust gas downstream in the flow direction of the exhaust gas with respect to the bag filter 42, the inlet of the downstream mercury concentration meter 46 can be placed at any position. (For example, it may be provided in the downstream flue 32 other than the chimney 51).

排ガス処理装置4は、焼却設備1以外の設備において用いられてもよい。 The exhaust gas treatment device 4 may be used in equipment other than the incineration equipment 1 .

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。 The configurations in the above embodiment and each modified example may be combined as appropriate as long as they do not contradict each other.

3 煙道
4 排ガス処理装置
21 燃焼室
23 排出路
40 制御部
41 吸着剤供給部
42 バグフィルタ
44 減温塔
45 上流側水銀濃度計
46 下流側水銀濃度計
47 空気供給部
48 飛灰除去部
49 熱交換部
422 ろ布列
S11~S15,S12a,S12b,S14a,S14b ステップ
3 Flue 4 Exhaust gas treatment device 21 Combustion chamber 23 Discharge channel 40 Control unit 41 Adsorbent supply unit 42 Bag filter 44 Temperature reduction tower 45 Upstream mercury concentration meter 46 Downstream mercury concentration meter 47 Air supply unit 48 Fly ash removal unit 49 Heat exchange unit 422 Filter cloth rows S11 to S15, S12a, S12b, S14a, S14b Step

Claims (8)

排ガス処理装置であって、
燃焼室で発生した排ガスが流れる排ガス経路において前記排ガスに水銀吸着剤を供給する吸着剤供給部と、
前記排ガス経路において前記水銀吸着剤を捕集する吸着剤捕集部と、
前記排ガス経路において前記燃焼室と前記吸着剤捕集部との間に配置され、前記排ガスと所定の流体との熱交換を行う熱交換部と、
前記排ガス経路における前記燃焼室と前記吸着剤捕集部との間において、前記排ガスの水銀濃度を上流側水銀濃度として測定する上流側水銀濃度計と、
圧力波クリーニング、水噴射クリーニング、ショットクリーニング、または、前記熱交換部で発生する蒸気を利用するクリーニングによるクリーニング動作により、前記熱交換部に堆積した飛灰を除去可能であり、前記上流側水銀濃度に基づいて前記クリーニング動作を実行する飛灰除去部と、
を備え
前記飛灰除去部が、前記上流側水銀濃度が所定の閾値以上となる異常時に、前記クリーニング動作を実行することを特徴とする排ガス処理装置。
An exhaust gas treatment device,
an adsorbent supply unit that supplies a mercury adsorbent to the exhaust gas in an exhaust gas path through which the exhaust gas generated in the combustion chamber flows;
an adsorbent collection unit that collects the mercury adsorbent in the exhaust gas path;
a heat exchanging portion disposed between the combustion chamber and the adsorbent collecting portion in the exhaust gas path and performing heat exchange between the exhaust gas and a predetermined fluid;
an upstream mercury concentration meter that measures the mercury concentration of the exhaust gas as an upstream mercury concentration between the combustion chamber and the adsorbent collecting portion in the exhaust gas path;
Pressure wave cleaning, water injection cleaning, shot cleaning, or cleaning operation using steam generated in the heat exchange section can remove fly ash accumulated in the heat exchange section, and the upstream mercury concentration A fly ash removal unit that performs the cleaning operation based on
with
The exhaust gas treatment apparatus , wherein the fly ash removal unit performs the cleaning operation when the upstream mercury concentration is above a predetermined threshold .
請求項1に記載の排ガス処理装置であって、
前記上流側水銀濃度計が、前記排ガスの0価水銀濃度を前記上流側水銀濃度として測定することを特徴とする排ガス処理装置。
The exhaust gas treatment apparatus according to claim 1,
The exhaust gas treatment apparatus, wherein the upstream mercury concentration meter measures the zero-valent mercury concentration of the exhaust gas as the upstream mercury concentration.
排ガス処理装置であって、
排ガスが流れる排ガス経路において前記排ガスに水銀吸着剤を供給する吸着剤供給部と、
前記排ガス経路において前記水銀吸着剤を捕集する吸着剤捕集部と、
前記排ガスの水銀濃度を測定する水銀濃度計と、
前記吸着剤捕集部に流入する前記排ガスの温度を一時的に低下させる減温処理が実行可能な排ガス温度調整部と、
前記水銀濃度が所定の閾値以上となる異常時において、前記排ガス温度調整部に対して前記減温処理を実行させる制御部と、
を備え
燃焼室で発生した前記排ガスと所定の流体との熱交換を行う熱交換部が、前記排ガス経路において前記燃焼室と前記吸着剤捕集部との間に配置されており、
前記排ガス温度調整部が、前記熱交換部に堆積した飛灰を除去する飛灰除去部を有することを特徴とする排ガス処理装置。
An exhaust gas treatment device,
an adsorbent supply unit that supplies a mercury adsorbent to the exhaust gas in an exhaust gas path through which the exhaust gas flows;
an adsorbent collection unit that collects the mercury adsorbent in the exhaust gas path;
a mercury concentration meter for measuring the mercury concentration of the exhaust gas;
an exhaust gas temperature adjustment unit capable of executing a temperature reduction process for temporarily lowering the temperature of the exhaust gas flowing into the adsorbent collection unit;
a control unit that causes the exhaust gas temperature adjustment unit to perform the temperature reduction process when the mercury concentration is above a predetermined threshold value;
with
A heat exchange section that exchanges heat between the exhaust gas generated in the combustion chamber and a predetermined fluid is disposed between the combustion chamber and the adsorbent collection section in the exhaust gas path,
The exhaust gas treatment apparatus, wherein the exhaust gas temperature control unit has a fly ash removal unit that removes fly ash deposited on the heat exchange unit .
請求項に記載の排ガス処理装置であって、
前記飛灰除去部が、圧力波クリーニング、水噴射クリーニング、ショットクリーニング、または、前記熱交換部で発生する蒸気を利用するクリーニングによるクリーニング動作により、前記熱交換部に堆積した飛灰を除去することを特徴とする排ガス処理装置。
The exhaust gas treatment apparatus according to claim 3 ,
The fly ash removal unit removes the fly ash accumulated in the heat exchange unit by pressure wave cleaning, water injection cleaning, shot cleaning, or cleaning operation using steam generated in the heat exchange unit. An exhaust gas treatment device characterized by:
請求項3または4に記載の排ガス処理装置であって、
前記水銀濃度計が、前記吸着剤捕集部に対して前記排ガスの流れ方向上流側における前記排ガスの水銀濃度を測定することを特徴とする排ガス処理装置。
The exhaust gas treatment device according to claim 3 or 4 ,
The exhaust gas treatment apparatus, wherein the mercury concentration meter measures the mercury concentration of the exhaust gas on the upstream side in the flow direction of the exhaust gas with respect to the adsorbent collecting section.
請求項に記載の排ガス処理装置であって、
前記水銀濃度計が、前記排ガスの0価水銀濃度を測定することを特徴とする排ガス処理装置。
The exhaust gas treatment apparatus according to claim 5 ,
The exhaust gas treatment apparatus, wherein the mercury concentration meter measures the concentration of zero-valent mercury in the exhaust gas.
請求項ないしのいずれか1つに記載の排ガス処理装置であって、
前記吸着剤捕集部が、複数のろ布群により前記水銀吸着剤を捕集するとともに、前記複数のろ布群のそれぞれに対する逆洗動作により、ろ布群から前記水銀吸着剤を払い落とし、
前記制御部が、通常時において前記複数のろ布群に対して前記逆洗動作を設定周期にて順に実行するとともに、前記異常時において、前記吸着剤捕集部に対して前記排ガスの流れ方向上流側における前記排ガスの水銀濃度が第2閾値以上の値から前記第2閾値未満となる際に、前記設定周期よりも短周期での前記逆洗動作を開始することを特徴とする排ガス処理装置。
The exhaust gas treatment apparatus according to any one of claims 3 to 6 ,
The adsorbent collecting unit collects the mercury adsorbent with a plurality of filter cloth groups, and shakes off the mercury adsorbent from the filter cloth groups by backwashing each of the plurality of filter cloth groups,
The control unit sequentially performs the backwashing operation on the plurality of filter cloth groups at a set cycle under normal conditions, and in the abnormal condition, the flow direction of the exhaust gas with respect to the adsorbent collection unit. When the mercury concentration of the exhaust gas on the upstream side changes from a value equal to or greater than a second threshold value to less than the second threshold value, the exhaust gas treatment apparatus starts the backwash operation at a cycle shorter than the set cycle. .
排ガス処理装置における排ガス処理方法であって、
前記排ガス処理装置が、
排ガスが流れる排ガス経路において前記排ガスに水銀吸着剤を供給する吸着剤供給部と、
前記排ガス経路において前記水銀吸着剤を捕集する吸着剤捕集部と、
前記吸着剤捕集部に流入する前記排ガスの温度を一時的に低下させる減温処理が実行可能な排ガス温度調整部と、
を備え、
前記排ガス処理方法が、
a)前記排ガスの水銀濃度を測定する工程と、
b)前記水銀濃度が所定の閾値以上となる異常時において、前記排ガス温度調整部に対して前記減温処理を実行させる工程と、
を備え
燃焼室で発生した前記排ガスと所定の流体との熱交換を行う熱交換部が、前記排ガス経路において前記燃焼室と前記吸着剤捕集部との間に配置されており、
前記b)工程において、前記排ガス温度調整部により、前記熱交換部に堆積した飛灰が除去されることを特徴とする排ガス処理方法。
An exhaust gas treatment method in an exhaust gas treatment apparatus,
The exhaust gas treatment device is
an adsorbent supply unit that supplies a mercury adsorbent to the exhaust gas in an exhaust gas path through which the exhaust gas flows;
an adsorbent collection unit that collects the mercury adsorbent in the exhaust gas path;
an exhaust gas temperature adjustment unit capable of executing a temperature reduction process for temporarily lowering the temperature of the exhaust gas flowing into the adsorbent collection unit;
with
The exhaust gas treatment method is
a) measuring the mercury concentration of the exhaust gas;
b) a step of causing the exhaust gas temperature adjustment unit to perform the temperature reduction process when the mercury concentration is abnormally equal to or higher than a predetermined threshold;
with
A heat exchange section that exchanges heat between the exhaust gas generated in the combustion chamber and a predetermined fluid is disposed between the combustion chamber and the adsorbent collection section in the exhaust gas path,
The exhaust gas treatment method , wherein in the step b), the fly ash deposited on the heat exchange unit is removed by the exhaust gas temperature control unit .
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