JPH03500984A

JPH03500984A - 排ガスからアンモニアを回収する方法及び装置

Info

Publication number: JPH03500984A
Application number: JP1508936A
Authority: JP
Inventors: リエック　ハンス; ヴォク　レネ
Original assignee: フォン　ロール　アーゲー
Priority date: 1988-09-08
Filing date: 1989-09-05
Publication date: 1991-03-07
Also published as: NO175521B; EP0391990A1; CH677885A5; NO175521C; NO902018L; DE58905913D1; US5387407A; WO1990002600A1; EP0391990B1; NO902018D0

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】排ガスからアンモニアを回収する方法および装置本発明は、特に化石燃料などの物質の燃焼中に燃焼装置内に発生する排ガスから窒素酸化物を分離しつつ、アンモニアを回収する方法に関する。還元ガス、特にアンモニアを反応ゾーンにおいて排ガス流中に導入し、その結果、窒素酸化物ガスを元素の窒素に還元する。次いで反応段階の後、排ガスを洗浄する。水洗の結果、未反応のアンモニアまたはアンモニウム塩（以下“スリップ（ｓ　ｌ　ｔ　ｐ）”と称する）が除去され、次いで、排ガスの洗浄によりアンモニアおよびアンモニウムに富んだ洗浄水のｐＨ値をアルカリ液により上昇させる。

上記タイプの方法は、本出願人によるＥＰ−Ａ〜２６４０４１に記載されている。この方法においては、洗浄水中に溶解したアンモニアを後の段階で脱着させて、気体として洗浄水から追い出す。この目的のために、ストリッピングカラム中に空気を導入することのより、空気と洗浄水とを緊密に接触させて、アンモニアを洗浄水から空気に移行させる。次いで、この空気−アンモニア混合物を燃焼空気として燃焼装置中に、例えば、廃物燃焼装置における２次空気の形態で、特に排ガス中に送ることができる。

この方法は、分離度を高めて未反応のアンモニアの割合を減少させることができるならば、公知の５ＮＣＲ方法（ＥＰ−Ａ−７９１７１）または公知（７）Ｓ　ＣＲ方法（ＵＳ−Ａ−３９７０７３９）において起こるように、アンモニアガスを排゛ガス中に導入することにより、排ガス中の窒素酸化物の還元を改善することができるという考えに基づくものである。この方法は公知のプロセスにおいて達成される。即ち、排ガスを洗浄し、アンモニウムイオンに富んだ洗浄水のｐＨ値を、例えば石灰を加えることによって、１０以上に上昇させて、この中和によって、湿式洗浄器（ｗｅｔ　ｗａｓｈｅｒ）またはスクラバーの洗浄水中に吸収され溶解されたＮＨ４”イオンを遊離の物理的に結合したアンモニアＮＨ，に変換する。空気と混合してストリッピングカラムを通過する遊離アンモニアを送風機で吸引し、大気と混合し、これを２次空気としてボイラーに送り込む。

この方法は、低いアンモニア消費量で高い窒素酸化物分離度を達成できるが、回収されたアンモニアの一部のみが窒素酸化物の還元に利用されるにすぎないことを意味する。

このことは、燃焼装置を空気で操作し、２次空気の注入時の温度が１０００℃以下である場合に、生ずる。２次空気を注入した後に大量の酸素が利用できるようになるため、かなり多量のアンモニアが燃焼することは、避けることができない。温度がもっと高い場合には、全てのアンモニアが燃焼して、排ガス中の窒素酸化物濃度を高める追加の窒素酸化物が生成する。

本発明は、上記のタイプの方法を更に改善して、高い窒素酸化物分離度を達成する一方で、アンモニア消費量を更に低下させることを目的とする。

本発明の目的は、洗浄水中で中和することにより遊離した物理的に溶解したアンモニアを洗浄水から脱着することにより、達成される。その結果、ＮＨ３は、２次空気とは無関係に、約１０００℃以下で燃焼炉に導入できる形態になる。脱着は種々の方法で実施できる。好ましくは、スチームでストリッピングすることにより、洗浄水からアンモニアを脱着する。

洗浄水から脱着されたスチーム／アンモニア混合物を適当に濃縮して、アンモニア水として得られた濃縮物を燃焼装置の還元ゾーンに導入する。

また本発明は、燃焼炉、ボイラーおよび排ガス用湿式洗浄器またはスクラバーを備えており、化石燃料およびその他の物質の燃焼中に生じる排ガスから窒素酸化物を分離しつつアンモニアを回収するための燃焼装置に関する。上記の装置により、排ガスから窒素酸化物を分離する際に最高のアンモニア回収を達成できる一方で、還元剤の必要量を低下させることができる。

本発明の目的は、燃焼炉、ボイラーまたはボイラー排出ラインが、アンモニア水を排ガス中に送り込むための供給ラインを有し、上記供給ラインの下流で、排ガス用湿式洗上記ストリッピングカラムに、スチーム供給ラインが繋がり且つスチーム／アンモニア混合物の排出ラインが連結し、この排出ラインがアンモニア水を導入するための供給ラインに繋がっている燃焼装置により達成される。

混合物排出ラインにおい°Ｃ１ストリッピングカラムと新たなアンモニア水を燃焼炉に導入するための供給ラインとの間に、コンデンサーを備えることが好ましい。

本発明の装置の実施態様を図面に概略的に示し、下記に説明する。図面は、上記の装置に必要な構成要素および連結をブロックダイヤとして示す。

図面に示される装置は、ボイラー２が連結された燃焼炉１を備えている。燃焼炉１には供給ライン３が繋がり、これによりアンモニア水（アンモニアＮＨ３の水溶液）が排ガス流中に導入される。しかしながら、供給ライン３は、ボイラー２に連結することもできる。供給ラインは、排ガス温度が余り高くなく、少くとも一部のアンモニアが燃焼して、追加の窒素酸化物を供給するように、位置していることが重要である。最適温度は１０００℃以下である。ボイラー２から延びる排出ライン５は排ガスの湿式洗浄器６に繋がる。高いアンモニア分離度は、化学量を超えるアンモニアの添加によってのみ達成されるので、過剰のアンモニアは比較的高濃度のスリップを形成する。このアンモニアは、湿式洗浄器中で洗浄され、ここですぐに酸性洗浄水中でイオン化形態ＮＨ４＋になる。過剰の残留アンモニアは、排ガスと一緒に、湿式洗浄器６からライン７を通って煙突８に移行する。場合によっては、この部分の排ガスを処理するために特別の分離段階を設置しなければならないこともある。

洗浄水に含有されるアンモニアイオンは、連結ライン１０を通ってストリッピングカラム１１に供給される。連結ライン１０に供給ライン１２が繋がり、供給ライン１２を通って、アルカリ液、例えば石灰乳Ｃａ　（ＯＨ）　２が洗浄水に添加される。

より高いｐＨになった洗浄水を、ストリッピングカラム１１中でスチームにより沸騰するまで加熱する。このスチームはスチーム供給ライン１５を通ってカラム１１中に導入される。更にスチームを供給する場合には、スチームはアンモニアのためのキャリア媒体を形成する。スチーム／アンモニア混合物は、ストリッピングカラム１１中を上昇し、混合物ライン１６を通ってストリッピングカラムの上部から排出されて、空気コンデンサなどのコンデンサ１７に供給される。該コンデンサ中で混合物は再び濃縮液体状態になる。アンモニア水の形態の濃縮物は、排ガス中の窒素酸化物の蝋元の関数として、排ガスから窒素を除去するために必要な量である約１０〜５０重量％のアンモニアを含有し、燃焼炉１の燃焼チャンバーまたはボイラー２に新たなアンモニア水を供給するのと同一地点で、供給ライン３に送り込まれる。

上記の装置によれば、回収されたアンモニアは、前記の公知の装置におけるように大部分燃焼することなく、アンモニア水消費量を低下させるために実質的に完全に利用されることができる。

図面に概略的に示される装置は、５ＮＣＲ方法で採用される必要条件に基づく。

ＳＣＲ方法による装置においても、上述の方法でアンモニア回収を行うことができることは明らかである。

国際調査報告国際調査報告ＣＦ、８９００１６３ＳＡ　３０７０９

Claims

【特許請求の範囲】１　特に化石燃料などの物質の燃焼中に燃焼装置内に発生する排ガスから窒素酸化物（ＮＯｘ）を分離しつつ、アンモニアを回収するための方法であって、還元剤、好ましくはアンモニア（ＮＨ３）を反応ゾーン中の排ガス流山に導入し、その結果、窒素酸化物ガスを元素の窒素（Ｎ２）に還元し、次いで反応段階の後、排ガスを洗浄し、水洗の結果、未反応のアンモニアまたはアンモニウム塩を排ガスから除去し、次いで、排ガス洗浄中にアンモニアおよびアンモニウム量が増大した洗浄水のｐＨ値をアルカリ液により９．５以上に上昇させて、中和することにより洗浄水中で遊離した物理的に溶解したアンモニア（ＮＨ３）を洗浄水から脱着することを特徴とする方法。２　スチームでストリッピングすることにより洗浄水からアンモニアを脱着させることを特徴とする請求項１に記載の方法。３　洗浄水から脱着されたスチーム／アンモニア混合物を濃縮し、アンモニア水の形態で得られた濃縮物を燃焼装置の還元ゾーンに導入することを特徴とする請求項２に記載の方法。４　アルカリ液として石灰乳（Ｃａ（ＯＨ）２）を洗浄水に導入して、洗浄水からアンモニア（ＮＨ３）を除去することを特徴とする請求項１に記載の方法。５　新たにアンモニア水を供給する地点で、洗浄水から得られたアンモニア水を燃焼装置に導入して、洗浄水から得られたアンモニア水の量に従ってアンモニア水の消費量を低下させることを特徴とする請求項３に記載の方法。６　１０００℃以下の温度である地点で燃焼装置中にアンモニア水を導入することを特徴とする請求項３に記載の方法。７　燃焼炉（１）、ボイラー（２）および湿式洗浄器（６）を備え、化石燃料およびその他の物質の燃焼中に生じる排ガスから窒素酸化物（ＮＯｘ）を分離しつつアンモニア（ＮＨ３）を回収するための燃焼装置であって、燃焼炉（１）、ボイラー（２）またはボイラー排出ライン（５）が、アンモニア水（ＮＨ３水溶液）を排ガス流中に送り込むための供給ライン（３）を有し、湿式洗浄器が、連結ライン（１０）によりストリッピングカラム（９）に接続されている供給ライン（３）の下流に連結され、ストリッピングカラムにスチーム供給ライン（１５）が接続され且つスチーム／アンモニア混合物のための排出ライン（１６）が連結され、該排出ライン（１６）が、新たなアンモニア水を燃焼炉中に導入するための供給ライン（３）に接続されていることを特徴とする燃焼装置。８　コンデンサー（１７）が、ストリッピングカラム（１１）とアンモニア水を燃焼炉に導入するための供給ライン（３）との間で排出ライン（１６）に接続されていることを特徴とする請求項７に記載の装置。