JP2000262848A - 排ガス処理方法 - Google Patents

排ガス処理方法

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JP2000262848A
JP2000262848A JP11073734A JP7373499A JP2000262848A JP 2000262848 A JP2000262848 A JP 2000262848A JP 11073734 A JP11073734 A JP 11073734A JP 7373499 A JP7373499 A JP 7373499A JP 2000262848 A JP2000262848 A JP 2000262848A
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exhaust gas
desulfurization
desalination
pellet
dust
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English (en)
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Katsutoshi Heta
勝敏 部田
Yoichi Karita
陽一 刈田
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NGK Insulators Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 脱硫脱塩に伴うダストの発生を抑制し、低温
脱硝を可能にする排ガス処理方法、または後段のバグフ
ィルタの負荷を軽減する排ガス処理方法高温集塵と脱硫
脱塩とを同時に可能とする排ガス処理方法を提供する。 【解決手段】 焼却炉の高温排ガスは、500〜800
℃の温度で高温セラミックフィルタに導入される。次い
で、集塵処理済ガスはボイラに送られ、その熱源とな
り、次いで冷却塔を経て、CaO-Al2O3-Si02-SO3-H2O系水
和組成物を主成分とするペレット状脱硫脱塩材を収容す
る脱硫脱塩塔に導かれる。ここで少なくとも排ガス中の
SOx 、HCl分を高効率で固定除去し、次いで、20
0〜250℃の低温脱硝装置へガスを導き、脱硝処理す
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、重油などを
用いた燃焼炉、あるいは各種廃棄物の焼却炉から発生す
る排ガスの処理方法に関するものであって特に、脱硫、
脱塩、脱硝などに優れた排ガスの処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】各種廃棄物の焼却炉の分野、例えば都市
ごみ焼却炉において、ダイオキシンが削減でき、ダスト
や有害ガス(SOx 、HCl、NOx など)を同時に除
去することができる乾式バグフィルタ方式が多く用いら
れている。図4にその1例を示すが、焼却炉の高温排ガ
スは、ボイラなどの熱源として利用された後、冷却塔で
適当な温度に冷却してからバグフィルタに送入され、排
ガス中のダストが除去される。この場合、送入排ガスに
消石灰粉末を噴霧して加えておけば、排ガス中のSOx
、HClを固定し次いでバグフィルタで除去すること
ができるうえ、アルカリ液吸収法などのような格別の廃
液処理が必要とならないメリットも得られる。なお、こ
の消石灰噴霧に活性炭噴霧を併用すれば、ダイオキシン
や水銀分などの有害物質を吸着して分離除去することも
可能となる。
【0003】しかしながら、この図4のような処理方法
では、ダストやHClおよびSOx濃度が高く特に腐食
性が強力なので、高温度の排ガスをボイラに供給でき
ず、約400℃以下とせざるを得ないところから熱効率
が劣るとともに、脱硫効率も不十分であったので、脱硝
操作を低温度で行うことができず、脱硝装置の前に加熱
器を設けて所要の温度に加熱する必要があった。また、
消石灰の吹き込み量は見込みで調節するため、過剰に吹
き込むことになり無駄が多かったという問題もあった。
【0004】また、図4の方式の変形例として図5に示
す、バグフィルタ後に活性炭塔を設ける方式も実用化さ
れている。この例は、脱硝が不要な場合とバグフィルタ
ではダイオキシンの除去が不十分な場合に適用されるも
のであるが、先の図4の場合と同様な問題がある他、活
性炭塔には火災対策が必要となるなどの問題もあった。
【0005】また、バグフィルタを2段に分ける図6に
示す方式も実用化されている。この方式では1次バグフ
ィルタでダスト(飛灰)を除去するが、消石灰の吹き込
み前なので捕集されるダスト量は少なくて済む。また、
2次バグフィルタでは、排ガス中のSOx 、HClの消
石灰固定分を捕集、除去するが、有害物がすくないとこ
ろから処分が容易になるという利点がある。しかし、バ
グフィルタを2段に設けることから設備費やメンテナン
スが増大するという問題があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決するためになされたものであり、ボイラの熱源
とする場合には熱効率を高めるとともに、脱硫脱塩に伴
うダストの発生を抑制し、低温脱硝を可能にする排ガス
処理方法、または脱硫脱塩に伴うダストの発生を抑制し
て後段のバグフィルタの負荷を軽減しを同時に、低温脱
硝を可能にする排ガス処理方法を提供する。さらに、高
温集塵と脱硫脱塩とを同時に可能とする排ガス処理方法
を提供する。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決した本
発明の排ガス処理方法は、排ガスを高温状態または低温
状態でCaO-Al2O3-Si02-SO3-H2O系水和組成物を主成分と
するペレット状脱硫脱塩材を配置したペレット式脱硫脱
塩塔にて少なくとも排ガス中のSOx 、HCl分を固定
除去する工程を含むことを特徴とするものであり、その
第1の発明は、高温の排ガスを500℃以上の高温度に
おいて、含有するダストを除去した後、前記ペレット状
脱硫脱塩材を配置したペレット式脱硫脱塩塔にて少なく
とも排ガス中のSOx 、HCl分を固定除去することを
特徴とするものである。
【0008】また、この第1の発明においては、高温度
のダスト除去の際して、セラミックフィルタ装置を使用
するとともに、予め前記した脱硫脱塩材の粉末を排ガス
中に噴霧して、排ガス中のSOx 、HCl分を捕集して
減少させるように具体化するこができる。さらに、前記
ペレット状脱硫脱塩材には、活性炭または活性炭類似材
を混合しておき、排ガス中のダイオキシンおよび水銀分
を吸着除去する形態に具体化することもできる。
【0009】また、本発明の第2の発明は、高温の排ガ
スを冷却塔で冷却してバグフィルタでダストを除去した
後、前記のペレット状脱硫脱塩材を配置したペレット式
脱硫脱塩塔にて少なくとも排ガス中のSOx 、HCl分
をを固定除去することを特徴とするものである。この場
合においても、前記ペレット状脱硫脱塩材には、活性炭
または活性炭類似材を混合しておき、排ガス中のダイオ
キシンおよび水銀分を吸着除去する形態に具体化するこ
ともできる。
【0010】さらに、本発明の3の発明は、排ガスを5
00℃以上の高温状態で前記のペレット状脱硫脱塩材を
配置したペレット式脱硫脱塩塔に導入して、排ガス中の
ダストを除去するとともに、少なくとも排ガス中のSO
x 、HCl分をを固定除去することを特徴とするもので
ある。
【0011】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
説明するが、本発明の排ガス処理方法の最も特徴とする
ところは、排ガスをCaO-Al2O3-Si02-SO3-H2O系水和組成
物を主成分とするペレット状脱硫脱塩材を配置したペレ
ット式脱硫脱塩塔にて処理するところにあるので、ここ
で先ず、このペレット状脱硫脱塩材について説明する。
【0012】前記ペレット状脱硫脱塩材は、CaO-Al2O3-
Si02-SO3-H2O系水和組成物を主成分とするもので、次の
方法で得ることができる。先ず、CaO 源として消石灰、
炭酸カルシウムなど、Al2O3 源として水酸化アルミニウ
ム、硫酸アルミニウムなど、Si02源として珪酸、粘土な
ど、SO3 源として各種金属の硫酸塩、あるいはこれら成
分の2種類以上の源になる石炭灰、火山灰などの諸原料
を混合、粉砕し、適量の水分を加えてから熱水中で、例
えば100℃以上、2時間以上の水和養生を行う。
【0013】得られるスラリを固液分離し、得た固形物
を1〜10数mm相当直径の粗粒子に解砕、整粒してペ
レットとするかか、または固形物を粉砕し改めてペレタ
イザあるいは打錠成形機で同様形状のペレットに形成す
る。これらは必要に応じて、さらに水和養生が追加して
行い、前記ペレット状脱硫脱塩材を得る。
【0014】この脱硫脱塩材の組成において、排ガス中
の酸性成分と反応する部分はCaO 分であるが、Si02分は
性能の持続性に寄与し、またAl2O3 分はSOx などとの
反応速度を向上させ、また、CaO-SO3 分は水和合成物の
合成反応を促進させ、さらにCaO-Al2O3-Si02-SO3の組合
せにより強度の強い固形物が得られるものと考えられ
る。従って、この脱硫脱塩材から成形されるペレットは
その保形性に優れ、移動床タイプの反応塔で使用しても
ペレットが粉化しにくいという特に好ましい品質が得ら
れる。
【0015】次いで、本発明の第1の発明の係る実施形
態1について、図1を参照しながら説明する。図1にお
いて、焼却炉の高温排ガスは、500〜800℃の温度
で高温フィルタに導入される。この高温フィルタとし
て、例えばセラミックフィルタエレメントを用いた集塵
装置を適用すれば、優れた高温耐熱性および排ガス中の
酸性ガスに対する耐腐食性によって、排ガスを高温のま
まダストを効果的に除去できる。
【0016】この場合、高温フィルタに導かれる排ガス
中に脱硫脱塩材の粉末を噴霧して、排ガス中のSOx 、
HCl分など酸性ガス分を固定し、高温フィルタによっ
て、ダストとして捕集、除去してその濃度を減少させれ
ば、後記ボイラに腐食などのおそれも少なくなるから、
ボイラ温度を高めて熱効率をさらに向上させることがで
き、好ましい。なお、この噴霧用の脱硫脱塩材粉末とし
ては、前記のペレット状脱硫脱塩材と同材質の水和組成
物の粉砕物を適用するのが好適である。
【0017】次いで、集塵処理済ガスはボイラに送ら
れ、その熱源となり、次いで冷却塔を経て、先に詳述し
たCaO-Al2O3-Si02-SO3-H2O系水和組成物を主成分とする
ペレット状脱硫脱塩材を配置したペレット式脱硫脱塩塔
に導かれる。この場合、ボイラには、高温フィルタを経
た相当の高温度の例えば500〜600℃程度の温度で
あって、少なくともダストを除去した排ガスを導入でき
るので、灰付着によるトラブルもなく、優れた熱効率で
ボイラを運転できる利点が得られる。
【0018】また、先に説明したように、高温排ガスに
脱硫脱塩材粉末を噴霧した場合には、排ガス中のSOx
、HCl分などが減少しているので、このボイラの直
後に脱硝装置2を配置し、加熱器により加温することな
く脱硝することも可能となる利点が得られる。
【0019】冷却された排ガスを処理するための脱硫脱
塩塔は、前記のペレット状脱硫脱塩材を反応材として配
置したものであればよく、ペレットを充填して静置状態
で反応させる固定床方式、あるいはペレットで移動層を
構成した移動床方式のいずれの方式でも適用でき、この
ペレット状脱硫脱塩材によって、少なくとも排ガス中の
SOx 、HCl分を高効率で固定除去するのである。
【0020】この実施形態では、消石灰の吹き込みやバ
グフィルタによる集塵が全く必要でなくなり、消石灰ダ
ストの発生もなく、その処分も不必要になる他、特に触
媒毒であるSOx 濃度が低くなるので、200〜250
℃の低温脱硝が可能となるから、図1のように、加熱器
を省略して直接に脱硝装置1へガスを導き、脱硝処理が
できるという利点が得られる。
【0021】さらに、前記ペレット状脱硫脱塩材には、
活性炭または活性炭類似材を、例えば10〜20%程度
混合しておくことにより、排ガス中のSOx 、HCl分
の除去と同時に、ダイオキシンなど有機塩素系有害物質
および水銀などの有害な重金属分を吸着除去することも
できるようになる。
【0022】次に、本発明の第2の発明の係る実施形態
2について、図2を参照しながら説明する。この実施形
態2では、図2に例示する配列の各装置により処理する
ものであり、先ず、焼却炉の高温排ガスは冷却塔で約2
50℃以下に冷却され、バグフィルタにて排ガス中のダ
ストが捕集、除去される。次いで、ペレット式脱硫脱塩
塔にて、排ガス中のSOx 、HCl分を少なくとも固定
除去し、集塵と脱硫脱塩された排ガスは脱硝処理され
る。なお、このペレット式脱硫脱塩塔に収容される脱硫
脱塩材には、先の実施形態1に説明したものがそのまま
適用される。
【0023】この実施形態2では、バグフィルタでは、
SOx 、HCl分の捕集を行うものではなく、排ガス中
の当初から含まれるダスト(飛灰)のみを集塵するにお
であるから、従来のようなダストの発生量が増えること
がないので、比較的負荷を軽減することができる。ま
た、先の実施形態1の場合と同様に、高効率の脱硫脱塩
が行われ、低温脱硝処理も可能となる。また、従来のよ
うに2段のバグフィルタを配置する必要もない。
【0024】また、この実施形態2においても、前記ペ
レット状脱硫脱塩材には、活性炭または活性炭類似材を
混合しておき、排ガス中の有機塩素系有害化合物(例え
ばダイオキシン)および水銀など重金属を吸着、除去を
脱硫脱塩と同時に合わせて行うことができるものであ
る。
【0025】次に、本発明の第3の発明の係る実施形態
3について、図3を参照しながら説明する。この実施形
態3では、図3に例示するように、先ず、焼却炉の高温
排ガスは500〜800℃の高温のままペレット式脱硫
脱塩塔に導入されるところに特徴とするがある。次い
で、ボイラ〜冷却塔〜バグフィルタ〜脱硝装置の順に処
理されるものである。
【0026】図示の通り、ペレット式脱硫脱塩塔に導か
れた排ガスはダストを含むものであるが、内部のペレッ
ト状脱硫脱塩材の充填層または移動層を透過するとき
に、そのダストが捕集され除去されることになる。すな
わち、ペレット状脱硫脱塩材はダスト捕集用の高温フィ
ルタ材として応用することもできる。そして、同時に、
排ガス中の少なくともSOx 、HCl分を効率よく固定
除去できるのは、先の実施形態1または2の場合と同様
である。このように、ダストと酸性ガスが相当除去され
た排ガスが、約500℃以上の高温度の状態でボイラに
導くことができるので、ボイラの腐食や通気抵抗の増加
のおそれも少ないことと合わせて、高温運転が可能とな
り,優れた熱効率が期待できるのである。
【0027】さらにボイラを経た排ガスについては、残
余のダストを除去するのは、図3に示すような、冷却塔
で約250℃以下に温度を下げ、バグフィルタを適用す
ればよく、また必要に応じて、SOx 、HCl分など酸
性ガスを完全に除去するには、バグフィルタに導入する
ガスに、前記ペレット状脱硫脱塩材を粉砕して得られる
粉末状の脱硫脱塩材を噴霧して固定し、次のバグフィル
タで捕集するようにすればよい。
【0028】この実施形態3では、前段のペレット式脱
硫脱塩塔によってダストや酸性ガスの大部分は除去して
いるから、このバグフィルタによる処理では、脱硫脱塩
材の噴霧量も少なくてよく、また捕集されるダスト(粉
末状の脱硫脱塩材を含む)も量的に少なくて済むから、
負荷が軽減される利点がある。さらに、実施形態1又は
2と同様に、低温脱硝装置が有効に適用できる利点もあ
る。
【0029】
【発明の効果】本発明の排ガス処理方法では、以上に説
明したように構成されているので、CaO-Al2O3-Si02-SO3
-H2O系水和組成物を主成分とするペレット状脱硫脱塩材
によって排ガス中のSOx 、HCl分など酸性ガスを効
率よく除去することができると同時に、この脱硫脱塩処
理を経た後、低温脱硝処理が可能になり加熱器が不要に
なるなど装置がコンパクト化できる。また、排ガスをボ
イラの熱源とするときは、熱効率を向上させることが可
能になる、バグフィルタを用いる場合でもダスト(飛
灰)量の増加を避けることができるなどの他、ペレット
状脱硫脱塩材を高温集塵フィルタ材として応用したり、
有機塩素系有害物質の除去も同時に行えるなどのという
優れた効果がある。よって本発明は従来の問題点を解消
した排ガス処理方法として、その工業的価値は極めて大
なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を説明するための装置
フロー図。
【図2】本発明の第2の実施形態を説明するための装置
フロー図。
【図3】本発明の第3の実施形態を説明するための装置
フロー図。
【図4】従来の脱硫脱塩装置のフロー図。
【図5】従来の他の形式の脱硫脱塩装置のフロー図。
【図6】従来のさらに他の形式の脱硫脱塩装置のフロー
図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4D002 AA02 AA19 AA21 AA29 AC01 AC04 BA03 BA14 CA01 CA07 DA05 DA11 DA14 DA41 DA46 GA01 GB03

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】排ガスを高温状態または低温状態でCaO-Al
    2O3-Si02-SO3-H2O系水和組成物を主成分とするペレット
    状脱硫脱塩材を配置したペレット式脱硫脱塩塔にて少な
    くとも排ガス中のSOx 、HCl分を固定除去する工程
    を含むことを特徴とする排ガス処理方法。
  2. 【請求項2】500℃以上の高温度で排ガス中のダスト
    を除去した後、前記ペレット状脱硫脱塩材を配置したペ
    レット式脱硫脱塩塔にて排ガスを処理する請求項1に記
    載の排ガス処理方法。
  3. 【請求項3】前記高温度のダスト除去の際してセラミッ
    クフィルタ装置を使用するとともに、予め前記した脱硫
    脱塩材の粉末を排ガス中に噴霧して、排ガス中のSOx
    、HCl分を捕集して減少させる請求項1または2に
    記載の排ガス処理方法。
  4. 【請求項4】前記ペレット状脱硫脱塩材には、活性炭ま
    たは活性炭類似材を混合しておき、排ガス中の有機塩素
    系有害物質および有害重金属を吸着除去する請求項1ま
    たは2または3に記載の排ガス処理方法。
  5. 【請求項5】高温の排ガスを冷却塔で冷却してバグフィ
    ルタでダストを除去した後、前記ペレット状脱硫脱塩材
    を配置したペレット式脱硫脱塩塔にて排ガスを処理する
    請求項1に記載の排ガス処理方法。
  6. 【請求項6】前記ペレット状脱硫脱塩材には、活性炭ま
    たは活性炭類似材を混合しておき、排ガス中の有機塩素
    系有害物質および有害重金属を吸着除去する請求項5に
    記載の排ガス処理方法。
  7. 【請求項7】排ガスを500℃以上の高温状態で前記の
    ペレット状脱硫脱塩材を配置したペレット式脱硫脱塩塔
    に導入して、排ガス中のダストを除去するとともに、少
    なくとも排ガス中のSOx 、HCl分をを固定除去する
    請求項1に記載の排ガス処理方法。
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