特許 5765724 ガスの処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5765724

(24)【登録日】2015年6月26日

(45)【発行日】2015年8月19日

(54)【発明の名称】ガスの処理方法

(51)【国際特許分類】

   B01D 53/46 20060101AFI20150730BHJP

【ＦＩ】

   B01D53/46

【請求項の数】8

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2010-134364(P2010-134364)

(22)【出願日】2010年6月11日

(65)【公開番号】特開2011-255361(P2011-255361A)

(43)【公開日】2011年12月22日

【審査請求日】2013年6月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000173809

【氏名又は名称】一般財団法人電力中央研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100101236

【弁理士】

【氏名又は名称】栗原 浩之

(72)【発明者】

【氏名】野田 直希

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 茂男

【審査官】 岡谷 祐哉

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−０１２５２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１９４９３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３４０８７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−００１９４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−０７９１３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−０３０６２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−２７８８１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１３１５９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ ５３／３４

Ｂ０１Ｊ ２０／００−２０／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被燃焼物を燃焼させることにより生成するホウ素化合物を含む燃焼ガスを、酸化マグネシウムを有効成分として含有するガス処理剤に接触させることを特徴とするガスの処理方法。

【請求項2】

前記ガス処理剤は、ガス状ホウ素化合物を除去するものであることを特徴とする請求項１に記載のガスの処理方法。

【請求項3】

前記燃焼ガスを、温度９０℃以上で前記ガス処理剤と接触させることを特徴とする請求項１又は２に記載のガスの処理方法。

【請求項4】

前記被燃焼物に前記ガス処理剤を添加して、該被燃焼物を燃焼させることにより、前記燃焼ガスを前記ガス処理剤と接触させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のガスの処理方法。

【請求項5】

前記被燃焼物に、燃焼後に前記酸化マグネシウムになり得る化合物を含むガス処理前駆体を添加し、前記被燃焼物の燃焼時の熱により前記ガス処理剤を形成して、前記ガスを前記ガス処理剤と接触させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のガスの処理方法。

【請求項6】

前記燃焼ガスの排出路に前記ガス処理剤を設けて、前記燃焼ガスと前記ガス処理剤とを接触させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のガスの処理方法。

【請求項7】

前記酸化マグネシウムになり得る化合物は、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、および硝酸マグネシウムから選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項５に記載のガスの処理方法。

【請求項8】

前記被燃焼物が石炭であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のガスの処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、石炭等の被燃焼物を燃焼させた際に発生するガスの処理方法に関し、特に、ガス中に含まれるホウ素を低減させるのに好適なガスの処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ボイラ等の燃料として用いられる石炭には、炭素等の主要な元素以外にホウ素が微量含まれており、石炭が燃焼する際にホウ素がガス化して石炭から放出されると考えられている。

【0003】

ホウ素は、メッキなどの表面処理、ガラス、殺菌剤、樹脂、化学薬品、肥料などの製造に幅広く使用される元素であるが、一定の濃度を超えると農作物の育成を阻害したり、人体へ悪影響を及ぼすことなどが報告されており、ホウ素の外部環境への流出を抑制する必要がある。実際に、ホウ素化合物は、土壌汚染防止法や、水質汚濁防止法において規制の対象とされている。

【0004】

わが国の石炭燃焼プロセスには、例えば、電気集塵装置、湿式脱硫装置等を備える排煙処理設備が導入されている。石炭から放出されたホウ素のうち、粒子状のホウ素化合物は電気集塵装置で捕集され、ガス状のホウ素化合物は湿式脱硫装置で捕集されていることがわかった。

【0005】

しかしながら、湿式脱硫装置で捕集されたガス状のホウ素化合物のホウ素は、排水へ移行してしまい、排水が汚染されてしまう虞があった。また、電気集塵装置で捕集されたホウ素を含む石炭燃焼灰は、主にセメント混和剤や埋戻し材として利用されると、雨などにより石炭燃焼灰に含まれるホウ素が溶出してしまう虞があった。

【0006】

このような問題に対して、ホウ素含有燃焼灰に、デンプンあるいはその化工品と水とを加えて混合処理してホウ素溶出量を低減させるホウ素含有燃焼灰の処理方法（例えば特許文献１参照）や、ばいじんにホウ素の溶出防止剤としてカルシウム化合物を添加して混合するばいじんの処理方法（例えば特許文献２参照）が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００６−２６５１１号公報

【特許文献2】特開２００３−１３６０３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、特許文献１及び特許文献２では、ホウ素を含有する石炭燃焼灰からのホウ素の溶出を低減させるものであり、石炭が燃焼した際に気化したガス状のホウ素化合物を除去するものではなかった。このため、湿式脱硫装置や煙突から排出されるホウ素を低減させることができないという問題があった。また、上述したホウ素含有燃焼灰の処理方法では、デンプンを用いなければならず、大量のホウ素含有燃焼灰を処理するためには価格面での問題があった。

【0009】

なお、石炭の燃焼の際だけではなく、他の被燃焼物を燃焼する際、例えば、ゴミを焼却する際等にも、排ガス中にホウ素化合物が含まれており、同様の問題が存在する。

【0010】

本発明はこのような事情に鑑み、ガス中のホウ素の量を低減させるガスの処理方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、ホウ素化合物を含む燃焼ガスを、マグネシウム又はマグネシウム化合物を有効成分として含有するガス処理剤に接触させることを特徴とするガスの処理方法にある。

【0012】

かかる第１の態様では、被燃焼物を燃焼させることにより生成したガス中のホウ素の量を低減させることができる。

【0013】

本発明の第２の態様は、前記ガス処理剤は、ガス状ホウ素化合物を除去するものであることを特徴とする第１の態様に記載のガスの処理方法にある。

【0014】

本発明の第３の態様は、温度９０℃以上で前記ガスを前記ガス処理剤と接触させることを特徴とする第１又は２の態様に記載のガスの処理方法にある。

【0015】

かかる第３の態様では、ガス中のホウ素の量をより確実に低減させることができる。

【0016】

本発明の第４の態様は、被燃焼物に前記ガス処理剤を添加して、該被燃焼物を燃焼させることにより、前記ガスを前記ガス処理剤と接触させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つの態様に記載のガスの処理方法にある。

【0017】

かかる第４の態様では、ガス中のホウ素の量を確実に低減させることができる。

【0018】

本発明の第５の態様は、被燃焼物に、燃焼後に前記マグネシウム又は前記マグネシウム化合物になり得る化合物を含むガス処理前駆体を添加し、前記被燃焼物の燃焼時の熱により前記ガス処理剤を形成して、前記ガスを前記ガス処理剤と接触させることを特徴とする第１〜３のいずれか一つの態様に記載のガスの処理方法にある。

【0019】

かかる第５の態様では、ガス中のホウ素の量を確実に低減させることができる。

【0020】

本発明の第６の態様は、前記ガスの排出路に前記ガス処理剤を設けて、前記ガスと前記ガス処理剤とを接触させることを特徴とする第１〜３のいずれか一つの態様に記載のガスの処理方法にある。

【0021】

かかる第６の態様では、ガス中のホウ素の量を確実に低減させることができる。

【0022】

本発明の第７の態様は、前記マグネシウム化合物は、酸化マグネシウムであることを特徴とする第１〜６のいずれか一つの態様に記載のガスの処理方法にある。

【0023】

かかる第７の態様では、ガス中のホウ素の量を確実に低減させることができると共に、ホウ素の水への溶出を確実に抑制することができる。

【0024】

本発明の第８の態様は、前記被燃焼物が石炭であることを特徴とする第１〜７のいずれか一つの態様に記載のガスの処理方法にある。

【0025】

本発明の第９の態様は、被燃焼物を燃焼させる燃焼装置と、前記燃焼装置で生成したホウ素化合物を含むガスを溶液で洗浄する湿式処理装置と、前記湿式処理装置よりも上流側に設けられ、マグネシウム又はマグネシウム化合物を有効成分として含有するガス処理剤と、を具備することを特徴とするガス処理設備にある。

【0026】

かかる第９の態様では、ガス中のホウ素の量を低減させることができる。このため、湿式処理装置から排出される排水中のホウ素の濃度を低下させることができる。さらに、ガス処理剤に含有されるマグネシウム又はマグネシウム化合物に吸着・吸収・結合等により固着されたホウ素は水へ溶出し難いため、ホウ素が水へ溶出するのを抑制することができる。これにより、環境へのホウ素の流出を低減させたガス処理設備を実現することができる。

【0027】

本発明の第１０の態様は、石炭を粉砕して微粉炭を生成する粉砕機と、前記微粉炭を燃焼する燃焼炉と、前記燃焼炉で生成されたガス中の固体状の不純物を除去する脱塵装置と、前記脱塵装置に連通し、前記燃焼炉で生成されたガスを溶液で洗浄する湿式処理装置と、前記湿式処理装置よりも上流側に設けられ、マグネシウム又はマグネシウム化合物を有効成分として含有するガス処理剤と、を具備することを特徴とする微粉炭火力発電設備にある。

【0028】

かかる第１０の態様では、ガス中のホウ素の量を低減させることができる。このため、湿式処理装置から排出される排水中のホウ素の濃度を低下させることができる。さらに、ガス処理剤に含有されるマグネシウム又はマグネシウム化合物に吸着・吸収・結合等により固着されたホウ素は水へ溶出し難いため、ホウ素が水へ溶出するのを抑制することができる。これにより、環境へのホウ素の流出を低減させた微粉炭火力発電設備を実現することができる。

【0029】

本発明の第１１の態様は、マグネシウム又はマグネシウム化合物を有効成分として含有することを特徴とするガス状ホウ素化合物除去剤にある。

【0030】

かかる第１１の態様では、ガス中のホウ素の量を低減させることができる。

【発明の効果】

【0031】

本発明によれば、被燃焼物を燃焼させることにより生成したガス中のホウ素をガス処理剤により除去することにより、ガス中のホウ素の量を低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】本発明の一実施形態に係る微粉炭火力発電設備の概略構成図である。

【図2】試験例１の試験方法を説明する説明図である。

【図3】試験例１に係る試料中のホウ素濃度と温度との関係を示すグラフである。

【図4】試験例１に係る水へ溶出したホウ素の割合を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0033】

本発明に係るガスの処理方法は、ホウ素化合物を含む燃焼ガスをマグネシウム又はマグネシウム化合物を有効成分として含有するガス処理剤に接触させるというものである。詳しくは後述する試験例で示すが、マグネシウム又はマグネシウム化合物は、他の物質（例えば、酸化カルシウム等）と比較して、ガス中のホウ素を吸着・吸収・結合等により固着する能力に優れているため、ガス中のホウ素、具体的には、ガス状のホウ素化合物を除去して、ガス中のホウ素の量を低減させることができる。さらに、ガス処理剤に含有されるマグネシウム又はマグネシウム化合物に固着されたホウ素は、他の物質（例えば、酸化カルシウム等）と比較して、水へ溶出し難い。したがって、本発明によれば、ホウ素の環境への流出を低減することができる。

【0034】

ここで、燃焼ガスとは、被燃焼物を燃焼させた際に生成するガスのことを指す。被燃焼物としては、石炭、廃棄物等が挙げられる。

【0035】

また、燃焼ガス中のガス状ホウ素化合物としては、ホウ酸ガスが挙げられる。

【0036】

ガス処理剤は、マグネシウム又はマグネシウム化合物を有効成分として含有するものである。このガス処理剤は、好適には、ガス状ホウ素化合物を除去するものであり、言い換えれば、マグネシウム又はマグネシウム化合物を有効成分として含有するガス状ホウ素化合物除去剤である。ここで、ガス処理剤における「有効成分」とは燃焼ガス中のホウ素化合物を除去する成分に相当するものである。

【0037】

上述したように、ガス処理剤は、マグネシウム又はマグネシウム化合物を有効成分として含有するものである。ガス処理剤は、マグネシウム又はマグネシウム化合物を主成分とするのが好ましい。例えば、マグネシウム又はマグネシウム化合物の割合が５０ｍｏｌ％以上であるのが好ましく、８０ｍｏｌ％以上含んでいるのがさらに好ましく、マグネシウム又はマグネシウム化合物からなるのが特に好ましい。ガス処理剤は、マグネシウム又はマグネシウム化合物の割合が多くなることにより、ガス状ホウ素の固着量が増加するためである。また、マグネシウム又はマグネシウム化合物の割合が多くなることにより、ガス処理剤から水へのホウ素への溶出がより抑制されるためである。

【0038】

マグネシウム化合物としては、例えば、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム等が挙げられ、好適には酸化マグネシウムである。

【0039】

また、ガス処理剤が他の成分を含む場合は、他の成分としては、例えば、活性炭、酸化カルシウム等のカルシウム化合物、ナトリウム、カリウムが挙げられる。燃焼ガスを温度２００℃以下でガス処理剤と接触させる場合は、ガス状ホウ素の固着量の面から、ガス処理剤の他の成分としては、活性炭が好ましい。

【0040】

また、かかるガス処理剤は、担体に担持されていてもよい。ガス処理剤を担持する担体の形状としては、例えば、ハニカム構造、ペレット状が挙げられ、担体の種類としては、例えば、セラミック、シリカ、アルミナが挙げられ、使用態様に応じてこれらを適宜選択すればよい。

【0041】

また、燃焼ガスとガス処理剤とを接触させる温度は特に限定されないが、例えば、温度９０〜４００℃で燃焼ガスとガス処理剤と接触させることができる。また、燃焼ガスとガス処理剤とを温度２００℃以上で接触させると、ガス処理剤に含有されるマグネシウム又はマグネシウム化合物がガス状ホウ素と反応する、すなわち、ガス状ホウ素を吸収するためか、ガス処理剤によるガス状のホウ素の除去量が多くなり、より効果的にガス中のホウ素の量を低減させることができる。

【0042】

ホウ素を含む燃焼ガスを、マグネシウム又はマグネシウム化合物を有効成分として含有するガス処理剤に接触させる方法は特に限定されないが、例えば、被燃焼物にガス処理剤を添加して、ガスの排出路にガス処理剤を設けて、燃焼ガスとガス処理剤とを接触させる方法が挙げられる。

【0043】

また、被燃焼物を燃焼させることにより、燃焼ガスをガス処理剤と接触させる方法や、被燃焼物に、燃焼後にマグネシウム又はマグネシウム化合物になり得る化合物を含むガス処理前駆体を添加して、被燃焼物の燃焼時の熱によりガス処理剤を形成し、ガスをガス処理剤と接触させる方法が挙げられる。ここでいう「燃焼後にマグネシウム又はマグネシウム化合物になり得る化合物」としては、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、硝酸マグネシウム等が挙げられる。水酸化マグネシウムを含むガス処理前駆体は、被燃焼物に添加し、これを被燃焼物と共に加熱することにより、酸化マグネシウムを有効成分として含有するガス処理剤となる。

【0044】

上述したガス処理剤前駆体又はガス処理剤は、燃焼炉に供給する前に予め被燃焼物に添加して、被燃焼物と共に燃焼炉に供給するようにしてもよく、燃焼炉に供給された被燃焼物に添加してもよい。例えば、被燃焼物が石炭の場合は、燃焼炉に供給する前に、石炭を粉砕する粉砕機において、ガス処理剤前駆体又はガス処理剤を添加することができる。この場合は、石炭と共にガス処理剤前駆体又はガス処理剤が所定の大きさに粉砕されて、石炭と、ガス処理剤前駆体又はガス処理剤とが略均一に混合される。これにより、生成したガス中のガス状ホウ素を効率よく吸収することができる。この場合は、固形状のガス処理剤前駆体又はガス処理剤を用いるのが好ましい。また、燃焼炉に供給された被燃焼物にガス処理剤を添加する場合は、被燃焼物に、ガス処理剤を溶解させた液体、ガス処理剤を含むスラリー等のガス処理剤を含む液体を噴射・噴霧することにより、ガス処理剤を添加してもよく、固形状のガス処理剤を添加してもよい。

【0045】

ここで、被燃焼物に対するガス処理剤の量は特に限定されないが、被燃焼物に対してより多くのガス処理剤を用いるのが好ましい。より多くのガス中のガス状ホウ素化合物を固着することができ、ガス中のホウ素の量をより低減させることができるので好ましい。

【0046】

以下、本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。

【0047】

（実施形態１）
図１は、本発明の一実施形態に係る微粉炭火力発電設備の概略構成を示す図である。

【0048】

図１に示すように、微粉炭火力発電設備１００は、石炭を粉砕して微粉炭を生成する粉砕機１０を具備している。粉砕機１０は、貯炭場（図示なし）から供給される所定量の石炭を粉砕して所定の大きさの微粉炭を製造する。ここで、微粉炭とは、積算質量５０％における短径と長径の平均値（Ｄｐ５０）が０．５ｍｍ以下の粒子からなる石炭をいう。このような微粉炭は、空気搬送を可能にすると共に燃焼性を向上させることができる。

【0049】

また、粉砕機１０には、ボイラ２０へと連通する微粉炭供給路１５が設けられている。かかる微粉炭供給路１５は、微粉炭を搬送する際に、後述する空気予熱器４２から燃焼用空気が供給されるようになっている。粉砕機１０で製造された微粉炭が、空気予熱器４２から燃焼用空気により、この微粉炭供給路１５を通って微粉炭バーナからボイラ２０に噴出するように構成されている。

【0050】

ボイラ２０は、微粉炭を、例えば、最大加熱温度１５００℃に加熱して燃焼させることができる。ボイラ２０において微粉炭の可燃分の９９％以上を燃焼させることにより、その熱を利用して水を沸騰させて水蒸気を発生させる。発生した水蒸気は蒸気タービン５０へと送られて、蒸気タービン５０を回転駆動させる。このときの蒸気タービン５０の回転駆動力により発電機６０が駆動されて発電する。一方、ボイラ２０に残った微粉炭の未燃分と不燃の灰分は、ガスと共に排出され、ガス処理剤及びガス処理設備４０により除去される。

【0051】

具体的には、まず、ボイラ２０で微粉炭の燃焼により生成したガスは、マグネシウム又はマグネシウム化合物を有効成分とするガス処理剤が設けられている第１排出路２０Ａを介して、脱硝装置４１に導入される。本実施形態では、ガス処理剤は、酸化マグネシウムからなるものとした。脱硝装置４１では、ガス中の窒素酸化物（ＮＯ_ｘ）が除去される。具体的には、脱硝装置４１に設けられた触媒により、ガス中の窒素酸化物（ＮＯ_ｘ）がアンモニアと反応して分解される。

【0052】

そして、脱硝装置４１に導入されたガスは、第２排出路４１Ａを介して空気予熱器４２に導入される。この空気予熱器４２では、ガスの熱が回収される。

【0053】

空気予熱器４２に導入されたガスは、第３排出路４２Ａを介して脱塵装置４３へ導入される。脱塵装置４３に導入されたガスは、石炭灰等の固体状の不純物が除去される。脱塵装置４３は、ガスに含まれる固体状の不純物をサイクロンやフィルター等で除去する装置であり、具体的には、電気集塵機、固定床フィルター、移動床フィルター等が挙げられる。

【0054】

そして、脱塵装置４３に導入されたガスは、第４排出路４３Ａを介して脱硫装置４４に導入されて脱硫される。本実施形態では、脱硫装置４４は、硫黄酸化物（ＳＯ_ｘ）を石灰石に吸収させて石膏として固定化する湿式脱硫装置とした。

【0055】

ここで、本実施形態に係るガス処理剤及びガス処理設備４０を備える微粉炭火力発電設備のガスの処理方法について説明する。

【0056】

ボイラ２０では、微粉炭を燃焼することにより、ガスが生成する。かかるガスは、ボイラ２０から排出されて、温度９０℃以上で、第１排出路２０Ａに設けられたガス処理剤と接触する。本実施形態では、ガスの温度は、ボイラ２０の出口で約１０００℃であり、第１排出路２０Ａに設けられたガス処理剤と接触する際には約３５０℃である。すなわち、温度約３５０℃でガスをガス処理剤と接触させた。このとき、ガス中のガス状ホウ素は、第１排出路２０Ａに設けられるガス処理剤に吸着・吸収・結合等により固着されて、ガス中から除去される。このように、ガス中の少なくとも一部のガス状ホウ素が除去されて、ガス中のホウ素の量（ガス状ホウ素の濃度）が低減する。

【0057】

そして、ガス処理剤と接触したガスは、脱硝装置４１に導入される。ガス状ホウ素の濃度が低減されたガスは、脱硝装置４１に設けられた触媒により、窒素酸化物（ＮＯ_ｘ）が除去される。

【0058】

次に、窒素酸化物が除去されたガスは、脱硝装置４１から第２排出路４１Ａを介して空気予熱器４２へ導入されて熱回収された後、第３排出路４２Ａを介して脱塵装置４３へと導入される。ガスは、脱塵装置４３により、石炭灰、粒子状のホウ素、その他の固体状の不純物（微粉炭の未燃分と不燃の灰分等）が集塵される。

【0059】

次に、脱塵装置４３により集塵されたガスは、第４排出路４３Ａを介して湿式脱硫装置４４に導入されることにより、硫黄酸化物（ＳＯ_ｘ）が除去される。本実施形態では、湿式脱硫装置４４を用いることにより、硫黄酸化物と共に水溶性不純物等も除去される。したがって、この段階で、ガス中にわずかにガス状ホウ素が残留していた場合は除去される。

【0060】

このように、ボイラ２０から排出されたガスは、ガス処理剤、及びガス処理設備４０（本実施形態では、脱硝装置４１、脱塵装置４３、及び脱硫装置４４）により不純物が除去されて、煙突から排出される。

【0061】

上述したように、本実施形態では、ボイラ２０から排出されるガスは、第１排出路２０Ａに設けられるガス処理剤と温度約３５０℃で接触することにより、ガス状ホウ素の量が低減される。具体的には、ガス処理剤がガス状ホウ素を吸着・吸収・結合等により固着することにより、ガス中のガス状ホウ素の濃度が低減する。これにより、ガス処理剤を設けた第１排出路２０Ａよりも下流側に設けられる湿式脱硫装置４４において捕集されるホウ素の量を低減させることができる。したがって、湿式脱硫装置４４の脱硫排水中のホウ素の濃度を低下させることができる。

【0062】

さらに、ガス処理剤の一部が風圧等により、ガス処理設備４０の脱塵装置４３等へ流出したとしても、ガス処理剤に含有される酸化マグネシウムに固着されたホウ素は、水へ溶出し難い。したがって、脱塵装置４３において得られる燃焼灰は、セメント混和剤や埋戻し材として利用されたとしても、雨などによりホウ素が外部環境へ溶出するのが抑制される。このため、土壌改良剤やセメント混和材として有用な石炭燃焼灰を提供することができる。

【0063】

本実施形態によれば、汚泥を増加させることなく、簡便に、湿式脱硫装置４４の脱硫排水中のホウ素の濃度を低下させることができ、また、煙突から排出されるホウ素の量を低減させることができる。また、脱塵装置４３の燃焼灰からのホウ素の溶出を低減させることができる。したがって、環境負荷を低減させた微粉炭火力発電設備を実現することができる。

【0064】

以下、本発明を試験例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0065】

（試験例１）
図２に示すように、ガス発生手段１１０により発生させた模擬ガスに、ホウ素発生手段１２０により発生させたホウ素ガスを混合した混合ガスを生成させた。生成させた混合ガスを、対象物質０．２ｇを担持させたフィルター１３１を設けた試料ホルダー１３０に１時間通過させて、対象物質のホウ素の吸着・吸収・結合等により固着量を測定した。なお、試料ホルダー１３０を通過した混合ガスは、混合ガスを吸収する吸収液を備える吸収部で処理されて、外部へと排出した。また、模擬ガスのガス組成は、窒素ベースとし、ＣＯ_２：１５ｖｏｌ％、Ｏ_２：４ｖｏｌ％、ＳＯ_２：５００ｐｐ、ＮＯ：２００ｐｐｍ、ＨＣｌ：１０ｐｐｍ、Ｈ_２Ｏ：８ｖｏｌ％に設定し、混合ガス中のホウ酸（Ｈ_３ＢＯ_３）ガスの濃度を５ｍｇ／ｍ^３Ｎに設定した。また、試料ホルダー１３０の設定温度は、９０〜３５０℃とした。結果を図３に示す。

【0066】

さらに、ガス状ホウ素を吸収した後に、対象物質を担持させたフィルターを蒸留水２５ｍｌにて洗浄し、各対象物質が吸収したホウ素の水溶性を調査した。試料ホルダー１３０の設定温度が１３０℃の際の各対象物質が吸収されたホウ素の水溶性の結果を図４に示す。

【0067】

図３に示すように、酸化マグネシウムは、酸化アルミニウムや炭酸ナトリウムと比較して、いずれの温度域においてもホウ素の吸収量が大きかった。

【0068】

また、活性炭は、９０℃においてホウ素吸収量は大きいが、温度の上昇に伴って、ホウ素吸収量が低下し、２５０℃以上では酸化アルミニウムや炭酸ナトリウムと同程度のホウ素吸収量となることがわかった。また、酸化カルシウムは、９０℃においてホウ素吸収量は比較的多いが、温度の上昇に伴い、ホウ素吸収量が低下した。これに対し、酸化マグネシウムは、温度の上昇に伴い、ホウ素吸収量が増加しており、特に、高温域で好適にホウ素を吸収することができるものであることがわかった。

【0069】

また、図４に示すように、活性炭、酸化アルミニウム、酸化カルシウムに吸収されたホウ素は、いずれも６０％以上が水へと溶出したのに対し、酸化マグネシウムに吸収されたホウ素は、水へ溶出した量は２０％未満であった。

【0070】

以上より、酸化マグネシウムを有効成分として含有するガス処理剤は、ガス状のホウ素を固着性能に優れ、且つ、ホウ素の水への溶出を抑制することができるものであることがわかった。酸化マグネシウムを有効成分として含有するガス処理剤は、酸化マグネシウムの割合が多くなるほど、よりガス状ホウ素を固着する性能に優れ、且つ、ホウ素の水への溶出をより効果的に抑制することができるものであることがわかった。

【0071】

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態１について説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。例えば、実施形態１では、第１排出路２０Ａにガス処理剤を設けたが、これに限定されるものではなく、ガス処理剤は湿式脱硫装置４４よりも上流側に設ければよい。例えば、ボイラ２０、第１排出路２０Ａ、第２排出路４１Ａ、第３排出路４２Ａ、第４排出路４３Ａのうちいずれかに設けることができ、勿論、複数箇所に設けてもよい。

【0072】

例えば、ボイラ２０にガス処理剤を設ける場合は、ガス処理剤を微粉炭に散布するようにしてもよいし、スプレーなどを用いてガス処理剤を含む液体を微粉炭に散布してもよく、さらにはガス処理剤を含む液体に石炭（又は微粉炭）を浸漬させてからボイラ２０に供給するようにしてもよい。また、ガス処理剤を石炭と共に粉砕機１０に投入して、微粉炭と共にボイラ２０に導入するようにしてもよい。

【0073】

また、第１排出路２０Ａにおいて、ガス処理剤を溶解させた液体、ガス処理剤を含むスラリー等のガス処理剤を含む液体を噴射・噴霧することにより、ガスとガス処理剤とを接触させるようにしてもよい。この場合は、ガス処理剤は、脱塵装置４３において回収される。

【0074】

また、湿式脱硫装置４４よりも上流側に、ガス処理剤を設けたガス状ホウ素の吸収塔を設けてもよく、例えば、脱塵装置４３と湿式脱硫装置４４との間に吸収塔を設けてもよい。かかる吸収塔は、内部にガス処理剤を設けたものであればよく、例えば、ハニカム構造やペレット状の担体にガス処理剤を担持させてもよい。かかる構成によっても、湿式脱硫装置４４で捕集されるホウ素の量を低減させることができ、微粉炭火力発電設備における排水中のホウ素の濃度を低減させることができる。

【0075】

また、本実施形態では、湿式脱硫装置４４がガス処理設備４０の湿式処理手段を備えるものであったが、湿式処理手段はこれに限定されるものではない。湿式処理手段は、ガスを湿式で洗浄するものであればよく、湿式スクラバーが挙げられる。湿式スクラバーは、水溶液などの液体を洗浄液とし、この洗浄液が散布された空間内にガスを導入し、或いは洗浄液中にガスを導入し、ガスに含まれる水溶性不純物、凝縮性不純物及び粒子状不純物を洗浄液に捕集して分離することができるものである。他の湿式処理手段を用いる場合も同様に、ガス処理剤は、湿式処理手段よりも上流側に設ければよい。

【0076】

なお、実施形態１の微粉炭の種類は特に限定されないが、例えば瀝青炭、亜瀝青炭、褐炭などを用いることができる。本実施形態では、中位径４０μｍ程度の瀝青炭からなる微粉炭を用いた。

【0077】

上述した実施形態では、ガス処理設備として、微粉炭火力発電設備を例示して説明したが、本発明に係るガス処理設備は、微粉炭火力発電設備のガス処理設備に限られるものではない。例えば、石炭、重質油、バイオマス、廃棄物、ゴミ固形燃料（Ｒｅｆｕｓｅ Ｄｅｒｉｖｅｄ Ｆｕｅｌ、ＲＤＦ）、古紙と廃プラスチックからなる固形燃料（Ｒｅｆｕｓｅ Ｐａｐｅｒ ａｎｄ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｆｕｅｌ、ＲＰＦ）等のガス処理設備に適用することができる。

【符号の説明】

【0078】

１０ 粉砕機、 ２０ ボイラ、 ２０Ａ 第１排出路、 ４１ 脱硝装置、 ４２ 空気予熱器、 ４３ 脱塵装置、 ４４ 脱硫装置、 ５０ 蒸気タービン、 ６０ 発電機、 １００ 微粉炭火力発電設備

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】