JPH10118668A - セレン還元装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の課題は、湿式脱硫装置の吸収塔から
排出される脱硫排水に含まれる六価セレン（Ｓｅ⁶⁺）を
四価セレン（Ｓｅ⁴⁺）に還元することにより、後の排水
処理におけるセレン除去を容易にするセレン還元装置を
提供することである。 【解決手段】 石炭を燃焼後に発生する排ガスを吸収塔
１で吸収液を用いて脱硫する際、その脱硫排水に混じっ
て排出される六価セレンを四価セレンに還元するセレン
還元装置６において、脱硫排水に還元剤を注入する還元
剤注入装置２と、この還元剤注入装置２により注入され
る還元剤の量を脱硫排水中の六価セレンの量に応じて調
節するコントローラ４とから成るセレン還元装置６を、
上記吸収塔１の後段に接続して設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、石炭を燃焼後に発
生する排ガスを吸収塔で吸収液を用いて脱硫する際、そ
の脱硫排水に混じって排出される六価セレンを四価セレ
ンに還元するセレン還元装置に係り、特に、塩酸等の還
元剤を脱硫排水に制御しながら注入することにより六価
セレンを四価セレンに還元するセレン還元装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】石炭をボイラで燃焼後に発生する排ガス
から硫黄酸化物を除去する装置の一つとして、排ガスを
吸収塔に導入し、この吸収塔で吸収剤（石灰等）を含ん
だ吸収液に硫黄酸化物を吸収させる湿式脱硫装置があ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】さて、石炭には有害物
質であるセレン（Ｓｅ）が含まれているが、従来の湿式
脱硫装置の場合、このセレン（正確にはセレン酸化物）
が排ガスによって吸収塔まで運ばれ、吸収塔で吸収液に
混入する。吸収塔に入った時点で、六価セレン（ＳｅＯ
₃ として存在）と四価セレン（ＳｅＯ₂ として存在）の
比率は約半々である。

【０００４】ところが、吸収塔では、生成した亜硫酸塩
（ＣａＳＯ₃ 等）を強制的に酸化させるために酸化空気
が送り込まれるので、この酸化空気により、四価セレン
の多くが六価セレンに酸化される。

【０００５】 従って、最終的には、セレンの多くが六価セレン（Ｓｅ
⁶⁺）の形で脱硫排水に入り、排出されてしまう。しか
し、Ｓｅ⁶⁺は沈殿等による排水処理ができず（Ｓｅ⁴⁺の
場合は沈殿等による処理が可能）、平成６年２月１日に
改正されたセレン及びその化合物の排出規制値（０．１
ｍｇ／リットル）を達成しづらいという問題があった。

【０００６】そこで、本発明の目的は、湿式脱硫装置の
吸収塔から排出される脱硫排水に含まれる六価セレン
（Ｓｅ⁶⁺）を四価セレン（Ｓｅ⁴⁺）に還元することによ
り、後の排水処理におけるセレン除去を容易にするセレ
ン還元装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明は、石炭を燃焼後に発生する排ガスを
吸収塔で吸収液を用いて脱硫する際、その脱硫排水に混
じって排出される六価セレンを四価セレンに還元するセ
レン還元装置において、脱硫排水に還元剤を注入する還
元剤注入装置と、この還元剤注入装置により注入される
還元剤の量を脱硫排水中の六価セレンの量に応じて調節
するコントローラとから成るセレン還元装置を、上記吸
収塔の後段に接続して設けて構成されている。

【０００８】請求項２の発明は、上記還元剤が塩酸であ
り、上記コントローラは吸収液の抜出量から脱硫排水中
の六価セレン量を検知して塩酸注入量を制御し、さら
に、セレンの還元後、過剰の塩酸をアルカリ溶液で中和
する中和タンクを上記セレン還元装置の後段に接続して
設けて構成されている。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適実施の形態を
添付図面により説明する。

【００１０】硫黄酸化物を含んだ排ガスを脱硫する装置
の一つとして、排ガスを吸収塔に導入し、吸収塔で石灰
等の吸収剤を含んだ吸収液を排ガスにスプレすることに
より吸収液に硫黄酸化物を吸収させて脱硫する湿式タイ
プの脱硫装置がある。

【００１１】図１に、このような湿式タイプの脱硫装置
の吸収塔１が示されている。吸収塔１の上流側には、石
炭を燃焼させるボイラ等の燃焼手段（図示されず）が接
続され、一方、吸収塔１の下流側には、他の排ガス処理
装置（図示されず）が接続される。

【００１２】吸収塔１の上部には、吸収液を排ガスにス
プレするスプレ手段１０が設けられ、スプレ手段１０の
直上部には、スプレされた吸収液の流失を防止するエリ
ミネータ１１が設けられる。また、吸収塔１の下部に
は、液溜部１ａが形成される。スプレ手段１０と液溜部
１ａは、吸収液循環手段１２で接続され、液溜部１ａ内
の吸収液がスプレ手段１０に戻されて再びスプレされる
ように構成されている。

【００１３】液溜部１ａには、強制酸化が必要な生成物
（ＣａＳＯ₃ 等）を強制的に酸化するための酸化空気を
供給する酸化空気供給手段（ブロワ等）１３が設けられ
る。液溜部１ａには、又、吸収液を供給する吸収液供給
手段１４が接続される。

【００１４】吸収塔１の下部の液溜部１ａには、さら
に、吸収液を吸収塔１から抜き出す吸収液抜出ポンプ７
が接続される。吸収液抜出ポンプ７の下流側には、吸収
液抜出ポンプ７により吸収塔１から抜き出された脱硫排
水に還元剤（Ｓｅ⁶⁺をＳｅ⁴⁺に還元するためのもの）を
注入する還元剤注入装置２が接続される。なお、本実施
の形態においては、還元剤として塩酸が使用される。

【００１５】還元剤注入装置２の下流側には、還元剤と
しての塩酸が過剰に注入されて脱硫排水が酸性になった
場合に、これをアルカリ溶液（ＮａＯＨ等）で中和する
中和タンク８が設けられる。中和タンク８の下流側に
は、中和された脱硫排水を脱水して石膏等を分離する脱
水機９が接続され、脱水機９の下流側には、図示されな
い他の排水処理設備が設けられる。

【００１６】還元剤注入装置２には、脱硫排水への還元
剤（塩酸）の注入量を調節する弁３が、これに付随して
設けられる。そして、適当な量の還元剤が脱硫排水に注
入されるように弁３を制御するコントローラ４が、弁３
に接続して設けられる。注入すべき還元剤の量をコント
ローラ４が決定する上で必要な情報を検知する検知手段
５が、コントローラ４及び吸収液抜出ポンプ７に接続し
て設けられる。なお、本実施の形態において、検知手段
５は吸収塔１から抜き出されている脱硫排水の流量を検
知する流量検出調節器（ＦＩＣ）として構成されてい
る。

【００１７】上記の還元剤注入手段２と、弁３と、コン
トローラ４と、検知手段５とが、本発明のセレン還元装
置６を構成する。

【００１８】石炭が図示されない燃焼手段（ボイラ等）
で燃焼されて硫黄酸化物を含む排ガスが発生し、この排
ガスが吸収塔１の下部に導入される。排ガスは吸収塔１
内を上昇し、このときスプレ手段１０によって吸収液が
スプレされ、排ガス中に含まれる硫黄酸化物（ＳＯ₂ 及
びＳＯ₃ 等）が吸収液に吸収されて（すなわち硫黄酸化
物が石灰等の吸収剤と化合して）、下式のように脱硫が
行われる。

【００１９】 ＳＯ₂ ＋ ＣａＣＯ₃ → ＣａＳＯ₃ ＋ ＣＯ₂ …（２） ＳＯ₃ ＋ ＣａＣＯ₃ → ＣａＳＯ₄ ＋ ＣＯ₂ …（３） この脱硫反応の結果、石膏及び亜硫酸塩等が生成する。
脱硫された排ガスは、エリミネータ１１を経て吸収塔１
の頂部から排出され、他の排ガス処理装置（図示され
ず）で処理された後、大気放出される。

【００２０】スプレされた吸収液は、液溜部１ａに落下
した後、吸収液循環手段１２によって再びスプレ手段１
０に戻されてスプレされ、以下この過程が繰り返され
る。なお、吸収液供給手段１４によって、吸収液が液溜
部１ａに適宜供給される。一方、液溜部１ａ内には酸化
空気手段１３により酸化空気が吹き込まれ、上記の反応
式（２）により生成した亜硫酸塩（ＣａＳＯ₃ 等）を強
制的に酸化する。その後、液溜部１ａ内の吸収液の一部
は、吸収液抜出ポンプ７により適宜抜き出され、脱硫排
水として排出され、本発明のセレン還元装置６へ導かれ
る。

【００２１】さて、石炭には有害物質であるセレン（Ｓ
ｅ）が含まれているが、このセレンは、石炭の燃焼後、
セレン酸化物となって排ガスと共に吸収塔１まで運ばれ
（この時点では上述のようにＳｅＯ₃ とＳｅＯ₂ の比率
は約半々）、吸収塔１で吸収液に混入する。すると、液
溜部１ａに酸化空気供給手段１３によって吹き込まれる
上記の酸化空気のため、四価セレン（ＳｅＯ₂ として存
在）の多くが六価セレン（ＳｅＯ₃ として存在）に酸化
されるので（反応式（１）参照）、吸収液抜出ポンプ７
によって液溜部１ａから抜き出された脱硫排水に含まれ
るセレンの大部分）が、六価セレン（Ｓｅ⁶⁺）となる
（約７５％以上）。

【００２２】このように四価セレンより六価セレンを多
く含む脱硫排水が吸収液抜出ポンプ７により抜き出され
る。すると、その流量が検知手段としての流量検出調節
器５によって検知され、その情報がコントローラ４に送
られる。コントローラ４は、この情報に基づき脱硫排水
中に含まれるＳｅ⁶⁺の量を検知し（脱硫排水中のＳｅ⁶⁺
の量は吸収塔１からの吸収液抜出量にほぼ比例する）、
弁３を適宜調節して、Ｓｅ⁶⁺をＳｅ⁴⁺に還元する上で充
分な量の塩酸が還元剤注入手段２によって脱硫排水に注
入されるようにする。

【００２３】注入された還元剤としての塩酸により、Ｓ
ｅ⁶⁺がＳｅ⁴⁺に下式のように還元される。

【００２４】 （ＳｅＯ₃ ＋ ２ＨＣｌ → ＳｅＯ₂ ＋ Ｃｌ₂
＋ Ｈ₂ Ｏ） こうしてＳｅ⁶⁺をＳｅ⁴⁺に還元された脱硫排水は、次に
中和タンク８に導入される。中和タンク８では、Ｓｅ⁶⁺
と反応せずに残留している過剰な塩酸を中和するため、
適当な量のアルカリ溶液（ＮａＯＨ等）が注入される。

【００２５】過剰な塩酸が中和された脱硫排水は、次に
脱水機９に送られて石膏等が除去され、石膏等を除去さ
れた排水は、他の排水処理設備に送られて処理される。
その処理には、Ｓｅ⁴⁺を塩化第二鉄等により沈殿除去す
る処理が含まれる。こうして、脱硫排水に含まれるセレ
ンが、排出規制値（０．１ｍｇ／リットル）以下のレベルま
で除去される。

【００２６】以上、要するに、本発明のセレン還元装置
によれば、湿式タイプの脱硫装置の吸収塔から排出され
る脱硫排水に含まれるＳｅ⁶⁺がＳｅ⁴⁺に還元されるの
で、脱硫排水中のセレンが沈殿処理等により除去可能と
なり、よって、セレンの排出規制値をクリアし易くな
る。

【００２７】

【発明の効果】以上、要するに、本発明に係るセレン還
元装置によれば、湿式タイプの脱硫装置の吸収塔から排
出される脱硫排水に含まれるＳｅ⁶⁺がＳｅ⁴⁺に還元され
るので、脱硫排水中のセレンが沈殿処理等により除去可
能となり、よって、セレンの排出規制値をクリアし易く
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のセレン還元装置の概略図である。

【符号の説明】

１ 吸収塔 ２ 還元剤注入装置 ４ コントローラ ６ セレン還元装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 石炭を燃焼後に発生する排ガスを吸収塔
   で吸収液を用いて脱硫する際、その脱硫排水に混じって
   排出される六価セレンを四価セレンに還元するセレン還
   元装置において、脱硫排水に還元剤を注入する還元剤注
   入装置と、この還元剤注入装置により注入される還元剤
   の量を脱硫排水中の六価セレンの量に応じて調節するコ
   ントローラとから成るセレン還元装置を、上記吸収塔の
   後段に接続して設けたことを特徴とするセレン還元装
   置。
2. 【請求項２】 上記還元剤が塩酸であり、上記コントロ
   ーラは吸収液の抜出量から脱硫排水中の六価セレン量を
   検知して塩酸注入量を制御し、さらに、セレンの還元
   後、過剰の塩酸をアルカリ溶液で中和する中和タンクを
   上記セレン還元装置の後段に接続して設けた請求項１記
   載のセレン還元装置。