JP6417963B2 - 回収ボイラ捕集灰の処理方法及び処理装置 - Google Patents
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Description
具体的に、本発明は、以下の構成を有する。
[2]水分を分離する工程では、水分を蒸発法又は逆浸透膜法により分離する[1]に記載の回収ボイラ捕集灰の処理方法。
[3]水溶液から水分を分離する工程の前に、さらに固形分を析出させる工程を含む[1]又は[2]に記載の回収ボイラ捕集灰の処理方法。
[4]溶解スラリを得る工程では、回収ボイラ捕集灰と水分の混合質量比率が1:0.2〜50となるように混合する[1]〜[3]のいずれかに記載の回収ボイラ捕集灰の処理方法。
[5]回収ボイラの捕集灰の少なくとも一部を水分と混合し溶解スラリを作成するスラリ化槽と、溶解スラリから塩素及びカリウムを含む水溶液を分離する第1の分離装置と、水溶液から水分を分離する第2の分離装置と、第2の分離装置で分離された水分をスラリ化槽に送る流路とを備える回収ボイラ捕集灰の処理装置。
[6]第2の分離装置は、蒸発晶析装置又は逆浸透膜含有装置である[5]に記載の回収ボイラ捕集灰の処理装置。
[7]第1の分離装置は、溶解スラリから塩素及びカリウムを含む水溶液と固形分を分離する装置である[5]又は[6]に記載の回収ボイラ捕集灰の処理装置。
本発明は、回収ボイラ捕集灰(以下、EP灰ともいう)の処理方法に関する。本発明の回収ボイラ捕集灰の処理方法は、回収ボイラの捕集灰の少なくとも一部を水分と混合し溶解スラリを得る工程と、溶解スラリから塩素及びカリウムを含む水溶液を得る工程と、水溶液から水分を分離する工程と、水分を分離する工程で得られた水分を回収ボイラの捕集灰と混合するためにスラリ化槽に送る工程を含む。本発明では、上記の工程によって回収ボイラ捕集灰を処理することにより、塩素及びカリウムを除去する際に、系外に排出される塩素及びカリウムを含有する水溶液量を大幅に低減することができる。さらに、本発明の処理方法は、ゼロ排水システムを構築することを可能にする。なお、ここでゼロ排水システムとは、回収ボイラ捕集灰を処理する際に、除去された塩素とカリウムを含有する水溶液を実質的に系外に排出しないことを意味する。
第1の分離装置20は、スラリ化槽10に直結するように設けられてもよいが、スラリ化槽10と第1の分離装置20の間には、析出槽15が設けられてもよい。例えば、図1に示すように析出槽15において、固形分を析出させる工程を含んでいてもよい。ここで、固形分を析出させる工程は、水溶液から水分を分離する工程の前に設けられる。析出槽15には、冷却システム(例えば、製氷機17から氷を送るシステム)が備えつけられており、析出槽15及び析出槽中の溶解スラリを冷却することにより、固形分を析出させる。
析出槽15で析出された固形分は、第1の分離装置20において沈殿物として分離され、パルプ製造工程に回収される。なお、第1の分離装置20において回収された固形分は回収ボイラにおいて再利用することもできる。
第2の分離装置30で分離された水分は、図1の点線で示すように、溶解スラリを得る工程で用いられたスラリ化槽に送液されてもよく、他のスラリ化槽に送液されてもよい。
図2のように、析出槽を設けない処理工程では、スラリ化槽で溶解スラリを得る工程において、固形分の溶解度を以下のように調節することが重要となる。
回収ボイラの捕集灰の少なくとも一部を水分と混合し溶解スラリを得る工程では、捕集灰に含まれるナトリウムの溶解率を90質量%以下とすればよく、60質量%以下とすることが好ましく、50質量%以下とすることがより好ましく、35質量%以下とすることが特に好ましい。溶解スラリを得る工程において、捕集灰に含まれるナトリウムの溶解率を上記範囲内とすることにより、カリウムや塩素を捕集灰から分離するために行われる溶解スラリの冷却負荷を低減することができる。すなわち、溶解スラリの冷却にかかるエネルギーを低減することができる。このため、エネルギー効率よく、捕集灰からカリウム及び塩素を除去することが可能となる。また、捕集灰に含まれるナトリウムの溶解率を上記範囲内とすることにより、溶解スラリを別途冷却する工程を省略することが可能となり、処理工程を簡略化することが可能となる。
溶解率(質量%)=100−(黒液に戻される質量数/捕集灰に含まれる質量)×100
(混合時間)=(滞留時間)=(スラリ化槽容積[m3])/(スラリ処理量[m3/h])
溶解スラリから塩素及びカリウムを含む水溶液を得る工程は、溶解スラリに含まれる固形分を一定以上析出させた後に、第1の分離装置において塩素及びカリウムを含む水溶液を得る工程である。固形分を一定以上析出させるためには、図1に示した工程で冷却等により固形分を析出させてもよく、図2に示した工程で固形分の溶解度をあらかじめ調節してもよい。固形分を析出槽で析出させずに、塩素及びカリウムを含む水溶液を得る場合は、上述したように、スラリ化槽で各成分の溶解度を調節することが好ましい。
水溶液から水分を分離する工程は、塩素及びカリウムを含む水溶液から水分を分離する工程である。このような水分の分離は、第2の分離装置において行われる。水分を分離する工程では、水溶液を蒸発法又は逆浸透膜法により水分を分離することが好ましく、第2の分離装置は、蒸発晶析装置又は逆浸透膜含有装置であることが好ましい。
逆浸透膜法は水を通し、イオンや塩類など水以外の不純物が透過しない性質を持つ逆浸透膜を利用する方法である。
スラリ化槽に送る工程は、水溶液から水分を分離する工程で得られた水分をスラリ化槽に送液する工程である。ここで、スラリ化槽に送液された水分は、他のバッチの回収ボイラ捕集灰と混合される水分として再利用される。なお、スラリ化槽が連続方式の場合は、他の時間単位において回収ボイラ捕集灰と混合される水分として再利用される。本明細書では、バッチ方式の場合は、水分と他のバッチの回収ボイラ捕集灰を混合して得られる溶解スラリのことを第2の溶解スラリと表現してもよい。また、連続方式の場合は、水分と他の時間単位において得られる回収ボイラ捕集灰を混合して得られる溶解スラリを第2の溶解スラリと表現してもよい。なお、第2の溶解スラリは、溶解スラリを得る工程で用いたスラリ化槽と同じスラリ化槽で作成されてもよく、異なるスラリ化槽で作成されてもよい。
本発明は、回収ボイラ捕集灰の処理装置に関するものでもある。本発明の回収ボイラ捕集灰の処理装置は、回収ボイラの捕集灰の少なくとも一部を水分と混合し溶解スラリを作成するスラリ化槽と、溶解スラリから塩素及びカリウムを含む水溶液を分離する第1の分離装置と、水溶液から水分を分離する第2の分離装置と、第2の分離装置で分離された水分をスラリ化槽に送る流路とを備える。
蒸発晶析装置は、塩素及びカリウムを含む水溶液に含まれる水分を蒸発させ、蒸発させた蒸気を冷却することによって水分を分離する装置である。一般市販の蒸発晶析装置や蒸発装置と晶析装置を組み合せた装置のいずれでもよく、適宜選択使用できる。
逆浸透膜含有装置に備えつけられた逆浸透膜は、適宜交換されることが好ましく、所定時間毎に逆浸透膜を交換するシステムを有していてもよく、逆浸透膜を通過する液量が所定値以下となった際に逆浸透膜を交換するシステムを有していてもよい。
また、配管はステンレス製であることが好ましい。
10 スラリ化槽
15 析出槽
17 製氷機
20 第1の分離装置
30 第2の分離装置
Claims (7)
- 回収ボイラの捕集灰の少なくとも一部を水分と混合し溶解スラリを得る工程と、
前記溶解スラリから塩素及びカリウムを含む水溶液を得る工程と、
前記水溶液から水分を分離する工程と、
前記水分を分離する工程で得られた水分を回収ボイラの捕集灰と混合するためにスラリ化槽に送る工程とを含むことを特徴とする回収ボイラ捕集灰の処理方法。 - 前記水分を分離する工程では、水分を蒸発法又は逆浸透膜法により分離する請求項1に記載の回収ボイラ捕集灰の処理方法。
- 前記水溶液から水分を分離する工程の前に、さらに固形分を析出させる工程を含む請求項1又は2に記載の回収ボイラ捕集灰の処理方法。
- 前記溶解スラリを得る工程では、前記回収ボイラ捕集灰と水分の混合質量比率が1:0.2〜50となるように混合する請求項1〜3のいずれか1項に記載の回収ボイラ捕集灰の処理方法。
- 回収ボイラの捕集灰の少なくとも一部を水分と混合し溶解スラリを作成するスラリ化槽と、
前記溶解スラリから塩素及びカリウムを含む水溶液を分離する第1の分離装置と、
前記水溶液から水分を分離する第2の分離装置と、
前記第2の分離装置で分離された水分を前記スラリ化槽に送る流路とを備える回収ボイラ捕集灰の処理装置。 - 前記第2の分離装置は、蒸発晶析装置又は逆浸透膜含有装置である請求項5に記載の回収ボイラ捕集灰の処理装置。
- 前記第1の分離装置は、溶解スラリから塩素及びカリウムを含む水溶液と固形分を分離する装置である請求項5又は6に記載の回収ボイラ捕集灰の処理装置。
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