JPH0549853A - 排煙脱硫方法および装置 - Google Patents

排煙脱硫方法および装置

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JPH0549853A
JPH0549853A JP3200837A JP20083791A JPH0549853A JP H0549853 A JPH0549853 A JP H0549853A JP 3200837 A JP3200837 A JP 3200837A JP 20083791 A JP20083791 A JP 20083791A JP H0549853 A JPH0549853 A JP H0549853A
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JP
Japan
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desulfurizing agent
desulfurization
exhaust gas
supplied
humidity
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JP3200837A
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English (en)
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Hirobumi Yoshikawa
博文 吉川
Yasuyuki Nishimura
泰行 西村
Koichi Yokoyama
公一 横山
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Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/32Direct CO2 mitigation

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  • Drying Of Gases (AREA)
  • Chimneys And Flues (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 脱硫剤貯蔵装置や集塵装置内部での脱硫剤と
CO2との反応性を下げ、簡易なシステムで高い脱硫率
を得ること。 【構成】 アルカリ金属またはアルカリ土類金属化合物
のうち一種類以上の化合物からなる脱硫剤Aを脱硫塔3
または排ガス煙道6に供給するための脱硫剤貯蔵装置4
および/または未反応の脱硫剤を含む粒子を捕集する集
塵装置7(集塵装置7内で回収された粒子の一部は脱硫
剤として再度脱硫塔3または排ガス煙道6に供給され
る。)の雰囲気中の湿度および/またはCO2濃度を予
め除去しておく。特に乾燥空気を供給するだけで湿度と
CO2共に低減でき、脱硫性能が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はアルカリ金属またはアル
カリ土類金属の酸化物または水酸化物のうち1種類以上
を脱硫剤として用いる排煙脱硫方法および装置に係り、
特に脱硫性能を向上させた排煙脱硫方法および装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】火力発電所における重油焚、石炭焚ボイ
ラから排出される排ガス中には、硫黄化合物(SOx)
やHClなどの酸性有害物質が通常、100〜3000
ppmの割合で含まれており、酸性雨や光化学スモッグ
の原因物質とされるため、その効果的な処理手段が望ま
れている。従来から湿式法(例えば石灰石−石膏法)ま
たは乾式法(活性炭法)が実施されているが、湿式法は
有害物質の除去率が高い反面、廃水処理が困難で、排ガ
スを再加熱する必要があり、設備費や運転費が高く、乾
式法では高い除去率が得られないという問題があった。
このため、無排水の低コストプロセスで高い除去率が得
られる脱硫方法の開発が望まれている。
【0003】ボイラなどの排ガスの脱硫法としては、上
記方法のほかに、消石灰やそのスラリを排ガス中に噴霧
する半乾式法や火炉内や煙道内の高温ガス中に石灰石を
直接分散させて酸性有害物質を除去する乾式法が提案さ
れている。これらの脱硫方法は設備費や運転費が安いと
いう特徴を有しているが、いずれの方法も硫黄酸化物の
除去率が低いという問題がある。
【0004】消石灰や生石灰を排ガス中に噴霧して排ガ
ス中のSO2と反応させ、これを集塵装置で除去する方
法の代表的なフローシートを図5に示す。ボイラ1から
の排ガスはエアヒータ2で温度を下げられ、脱硫塔3に
導かれる。脱硫剤タンク4内の消石灰等の脱硫剤Aは脱
硫剤供給ライン5より煙道6または脱硫塔3内に噴霧し
て供給され、排ガス中SO2等の酸性有害物質と反応す
る。この時水Bも水供給ライン8より煙道6または脱硫
塔3内に供給されることにより排ガスの温度を下げ、湿
度を上げる。この際水Bは脱硫剤Aと別に供給しても、
脱硫剤Aをスラリとして同時に供給してもよい。未反応
および反応済みの脱硫剤並びに灰を含んだ粒子C(以
下、捕集粒子Cと呼ぶ。)は排ガス中の灰と共に集塵装
置7で捕集され、その一部は脱硫剤リサイクルライン9
より再び脱硫塔3に供給されて排ガス中のSO2等の酸
性有害物質と反応する。残りの捕集粒子Cは廃棄され
る。このような方法において、酸性有害物質の除去率
(以下、脱硫率と呼ぶ)は当然のことながら脱硫塔3に
供給される脱硫剤Aと排ガス中のSO2の比率によって
影響され、その比率が高いほど脱硫率も高くなる。新た
に煙道6または脱硫塔3内に供給される消石灰等の脱硫
剤Aが一定の場合、集塵装置7で捕集された未反応の脱
硫剤を含む粒子のリサイクル比率(集塵装置で捕集され
た粒子の内脱硫塔等に供給される割合、以下同様)を高
めることも有効であるが、そうすると集塵装置7で処理
しなければならない粒子量が増加し、さらに集塵装置7
で捕集された反応済み脱硫剤CはSO2との反応性が低
いという問題があった。
【0005】集塵装置7で捕集された反応済み脱硫剤C
のSO2との反応性が低い場合は、未反応の脱硫剤を含
む粒子に水や蒸気を添加し、表面に形成された反応生成
物の殻を破壊した後、この一部を再びボイラ1やその排
ガス中に噴霧することによって除去率が向上する方法も
提案されている(例えば、米国特許第3,481,28
9号、特開昭60−19019号、特開昭61−358
27号など)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は集塵装置で捕集された未反応の脱硫剤を含む粒子に水
や蒸気を添加しても脱硫率の回復は充分ではなく、また
集塵装置で捕集された粒子をスラリ化した後ボイラに再
度噴霧供給しても高い脱硫率は得られない。すなわち、
上記従来技術では脱硫剤貯蔵装置や集塵装置内部での脱
硫剤と二酸化炭素(CO2)が反応して、脱硫剤性能を
低下させるという問題があった。そこで本発明の目的
は、脱硫剤貯蔵装置や集塵装置内部での脱硫剤と二酸化
炭素(CO2)の反応性等について配慮して、簡易なシ
ステムで高い脱硫率を得る排煙脱硫方法および装置を提
供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は次の
構成により達成される。すなわち、アルカリ金属または
アルカリ土類金属化合物のうち一種類以上の化合物を脱
硫剤として用いて燃焼排ガスを処理する排煙脱硫方法に
おいて、脱硫剤貯蔵装置および排ガス処理部に供給され
た脱硫剤のうち、未反応の脱硫剤を含む粒子を捕集し、
その一部を脱硫剤供給部に循環供給するための集塵装置
の少なくともいずれかの装置内の雰囲気中の湿度および
CO2濃度のうち、少なくともいずれかを調整して、調
整後の脱硫剤を燃焼排ガス中に供給する排煙脱硫方法、
または、アルカリ金属またはアルカリ土類金属化合物の
うち一種類以上の化合物からなる脱硫剤の供給部を燃焼
排ガス路または脱硫塔に設けた排煙脱硫装置において、
脱硫剤供給部に脱硫剤を供給するための脱硫剤貯蔵装置
および排ガス処理部に供給された脱硫剤のうち、未反応
の脱硫剤を含む粒子を捕集し、その一部を脱硫剤供給部
に循環供給するための集塵装置の少なくともいずれかの
装置内の雰囲気中の湿度およびCO2濃度のうち、少な
くともいずれかを調整する手段を設けた排煙脱硫装置で
ある。
【0008】ここで、前記脱硫剤貯蔵装置または集塵装
置内の雰囲気中の湿度およびCO2濃度のうち、少なく
ともいずれかを調整する手段として、該装置内に供給す
る空気中の水分およびCO2を予め除去する手段を設け
ることができる。また、前記湿度および/またはCO2
濃度調整手段として、該装置内に乾燥空気を供給する手
段だけを設けてもよい。
【0009】
【作用】従来技術では、脱硫剤貯蔵装置や集塵装置内部
で脱硫剤とCO2が反応するため、CO2との反応後の脱
硫剤を排ガス煙道または脱硫塔に供給した時に排ガス中
のSO2と反応しにくくなる。これに対し、脱硫剤貯蔵
装置や集塵装置内部の湿度およびCO2濃度を低くする
ことで脱硫剤とCO2の反応を抑制できるので、このC
2との反応が抑制された脱硫剤を排ガス煙道または脱
硫塔に供給した時の排ガス中のSO2との反応性の低下
を小さくすることができる。
【0010】空気中の水分やCO2を予め除去すること
により脱硫性能が向上する理由は完全には明らかでない
が、次のようなことが考えられる。すなわち、脱硫剤貯
蔵装置や集塵装置内部の湿度やCO2濃度が高いと脱硫
剤として用いている消石灰(Ca(OH)2)や生石灰
(CaO)がCO2と次式のように反応して炭酸カルシ
ウム(CaCO3)となる。このためSO2などの酸性ガ
スとの反応性が低下する。
【0011】 Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O CaO+CO2→CaCO3 さらに、集塵装置に乾燥空気を供給することにより脱硫
装置や煙道中で水分を吸収した捕集粒子が乾燥され、こ
の時に脱硫剤粒子表面の反応生成物(亜硫酸カルシウム
や硫酸カルシウム)の殻が破壊されるためリサイクルし
た時の反応性が向上することも理由の一つに考えられ
る。
【0012】
【実施例】本発明は下記の実施例によってさらに詳細に
説明されるが、下記の実施例に制限されるものではな
い。 実施例1 脱硫剤として消石灰を用い、石炭焚ボイラの排ガスを脱
硫処理する場合について、本発明法による装置を適用し
た例を用いて説明する。本発明の脱硫プロセスは図1に
示す。このプロセスは図5に示したものと同一である。
ただし、脱硫剤貯蔵装置4と集塵機7の構造は図5に示
した従来例のものとは異なっている。
【0013】図2の(a)および(b)にそれぞれ本発
明に基づく脱硫剤貯蔵装置4および集塵装置(バグフィ
ルター)7の実施例の構造を示す。脱硫剤貯蔵装置4に
おいては、脱硫剤Aをホッパー10に入れる際および排
出する際、前処理装置11により水分およびCO2を予
め除去された空気がポンプ12を用いてライン13より
ホッパー10に供給される。同様に、集塵装置7の内部
の湿度およびCO2濃度を調整するため、水分およびC
2を予め除去された空気がライン14を通じて集塵装
置7の下部のノズル15より供給され、バグフィルター
の濾布16から落下した捕集粒子Cを流動させつつ集塵
装置7の下部に送る。これらの装置において、供給する
空気中の水分を予め除去する方法としてはゼオライト、
塩化カルシウム等の潮解性の塩および分離膜を用いた方
法等が考えられるが、空気中の水分を低減できる方法で
あればどのような方法でも可能である。一方、空気中の
CO2を除去する方法も各種のアルカリや他の吸収剤を
用いる方法など、どのような方法でも良い。
【0014】図1、図2の装置を用いて、A炭(石炭中
の硫黄分0.8%)を燃焼したときの脱硫性能を測定し
た。ただし、脱硫剤Aは消石灰を用い、脱硫塔3に水B
とともに噴霧した。消石灰Aを排ガス中に含まれるSO
2に対しモル比で2.0倍(以下、脱硫剤供給量Ca/
S=2.0と呼ぶ。)、水Bは重量比で排ガスの3%添
加した。集塵装置7で捕集された粒子Cの内、重量比で
50%が廃棄され、残りの50%がライン9を通じて脱
硫塔3に再度噴霧供給された。また、大気中の湿度は相
対湿度70%(温度30℃)であり、大気中のCO2
度は310ppmであったのが、脱硫剤貯蔵装置4およ
び集塵装置7に供給される際にはそれぞれ15%(温度
30℃)および10ppmまで低減された。
【0015】ボイラ1の出口および集塵装置7の出口に
おいて、ガス中の水分を除去した後、SO2濃度を測定
したところそれぞれ640ppmおよび85ppmであ
った。すなわち、排ガス中のSO2の内87%が除去
(以下、脱硫率87%と呼ぶ。)されたことになる。
【0016】実施例2 実施例1と同一の装置を用いて、同一条件で脱硫率を測
定した。ただし、大気中のCO2は除去せずに、水分の
み除去した。図3中の(a)にその時の相対湿度と脱硫
率の関係を示す。大気中のCO2を除去しなくても水分
のみを除去することにより脱硫率を向上させる効果があ
る。また、図3中の(b)にその時の捕集粒子C中の消
石灰(Ca(OH)2)と炭酸カルシウム(CaCO3
の合計重量に対する炭酸カルシウムの割合(重量%)を
示すが、水分が少ないほどCaCO3の割合が低くなっ
ている。
【0017】実施例3 実施例1と同一の装置を用いて、同一条件で脱硫率を測
定した。ただし、脱硫剤供給量Ca/Sを1.0〜3.
0まで変化させ、その時の脱硫率を測定した。その結果
を図4中の(a)に示すが、脱硫剤供給量Ca/Sが
1.0でも70%程度の脱硫率が得られた。
【0018】実施例4 実施例1と同一の装置を用いて、同一条件で脱硫率を測
定した。ただし、硫黄含有量の異なる5炭種を使用し
た。それぞれの石炭に関して、硫黄含有量並びにボイラ
1の出口および集塵装置7の出口でのSO2濃度を表1
に示す。
【0019】
【表1】
【0020】実施例5 実施例1と同一の装置を用いて、同一条件で脱硫率を測
定した。ただし、脱硫剤Aとして生石灰(CaO)およ
びドロマイトの水酸化物(Ca・Mg(OH)2)を用
い、それぞれの脱硫性能を調べた。その結果を表2に示
す。
【0021】
【表2】
【0022】比較例1 図5に示した従来技術に基づく装置を用いて、A炭から
F炭の6種類の石炭について実施例1および4と同じ条
件で脱硫率を測定した。ただし、水Bは排ガスの3重量
%を煙道中に噴霧して添加し、集塵装置7で捕集された
粒子Cの内重量比で50%が廃棄され、残りの50%が
ライン9を通じて脱硫塔3に再度噴霧供給された。その
結果を表3に示す。本発明による排煙脱硫装置に比較し
て脱硫率が低くなっている。
【0023】
【表3】
【0024】比較例2 図5に示した従来技術に基づく装置を用いて、A炭につ
いて実施例3と同じ条件で脱硫剤供給量Ca/Sを1.
0〜3.0まで変化させ、脱硫率を測定した。その結果
を図4中の(b)に示す。本発明による排煙脱硫装置に
比較して全体的に脱硫率が低くなっている。
【0025】比較例3 図5に示した従来技術に基づく装置を用いて、実施例5
と同様にして脱硫剤Aとして生石灰(CaO)およびド
ロマイトの水酸化物(Ca・Mg(OH)2)を用い、
それぞれの脱硫性能を調べた。その結果を表4に示す。
本発明による排煙脱硫装置に比較して脱硫率が低く(集
塵装置7の出口SO2濃度が高く)なっている。
【0026】
【表4】
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、脱硫剤貯蔵装置や集塵
装置内部の湿度およびCO2濃度を低くすることで脱硫
剤とCO2の反応を抑制できるので、脱硫塔での脱硫性
能が向上する。また、集塵装置では水分を吸収した捕集
粒子が乾燥され、この時に脱硫剤粒子表面の反応生成物
(亜硫酸カルシウムや硫酸カルシウム)の殻が破壊され
るため脱硫塔にリサイクルした時の反応性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における排煙脱硫装置のフロー
シートである。
【図2】図1における脱硫剤貯蔵装置および集塵装置の
概略図である。
【図3】本発明の実施例の相対湿度と脱硫率およびCa
CO3の割合の関係図である。
【図4】本発明の実施例と比較例の脱硫剤供給量Ca/
Sと脱硫率の関係を示した実験データである。
【図5】従来技術の排煙脱硫装置のフローシートであ
る。
【符号の説明】
1 ボイラ 3 脱硫塔 4 脱硫剤貯蔵装置 7 集塵装置 13、14 乾燥空気供給ライン A 脱硫剤 B 水 C 捕集粒子(未反応および反応済み脱硫剤と灰を含ん
だ粒子)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルカリ金属またはアルカリ土類金属化
    合物のうち一種類以上の化合物を脱硫剤として用いて燃
    焼排ガスを処理する排煙脱硫方法において、 脱硫剤貯蔵装置および排ガス処理部に供給された脱硫剤
    のうち、未反応の脱硫剤を含む粒子を捕集し、その一部
    を脱硫剤供給部に循環供給するための集塵装置の少なく
    ともいずれかの装置内の雰囲気中の湿度およびCO2
    度のうち、少なくともいずれかを調整して、調整後の脱
    硫剤を燃焼排ガス中に供給することを特徴とする排煙脱
    硫方法。
  2. 【請求項2】 アルカリ金属またはアルカリ土類金属化
    合物のうち一種類以上の化合物からなる脱硫剤の供給部
    を燃焼排ガス路または脱硫塔に設けた排煙脱硫装置にお
    いて、 脱硫剤供給部に脱硫剤を供給するための脱硫剤貯蔵装置
    および排ガス処理部に供給された脱硫剤のうち、未反応
    の脱硫剤を含む粒子を捕集し、その一部を脱硫剤供給部
    に循環供給するための集塵装置の少なくともいずれかの
    装置内の雰囲気中の湿度およびCO2濃度のうち、少な
    くともいずれかを調整する手段を設けたことを特徴とす
    る排煙脱硫装置。
  3. 【請求項3】 前記脱硫剤貯蔵装置または集塵装置内の
    雰囲気中の湿度およびCO2濃度のうち、少なくともい
    ずれかを調整する手段として、該装置内に供給する空気
    中の水分およびCO2を予め除去する手段を設けたこと
    を特徴とする請求項2記載の排煙脱硫装置。
  4. 【請求項4】 前記脱硫剤貯蔵装置または集塵装置内の
    雰囲気中の湿度およびCO2濃度のうち、少なくともい
    ずれかを調整する手段として、該装置内に乾燥空気を供
    給する手段を設けたことを特徴とする請求項2記載の排
    煙脱硫装置。
JP3200837A 1991-08-09 1991-08-09 排煙脱硫方法および装置 Pending JPH0549853A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014110884A1 (zh) * 2013-01-18 2014-07-24 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 粉状固体燃料锅炉及干法净化工艺系统
WO2014110883A1 (zh) * 2013-01-18 2014-07-24 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 一种对颗粒燃料锅炉烟气进行干法脱硫的工艺系统
JP2020058997A (ja) * 2018-10-11 2020-04-16 Jfeエンジニアリング株式会社 排ガス処理装置及び排ガス処理方法
CN113230872A (zh) * 2021-05-20 2021-08-10 北京铝能清新环境技术有限公司 一种电解烟气半干法脱硫循环灰返塔工艺

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