JPH07275655A - 回収ボイラ排ガス中の窒素酸化物低減方法 - Google Patents
回収ボイラ排ガス中の窒素酸化物低減方法Info
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- JPH07275655A JPH07275655A JP6067042A JP6704294A JPH07275655A JP H07275655 A JPH07275655 A JP H07275655A JP 6067042 A JP6067042 A JP 6067042A JP 6704294 A JP6704294 A JP 6704294A JP H07275655 A JPH07275655 A JP H07275655A
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- black liquor
- exhaust gas
- urea
- combustion
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
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- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 パルプ廃液回収ボイラにおいて、燃焼部では
SOx や還元性硫黄の発生を抑制する燃焼を行わせ、生
成したNOx を後流で低減させるようにする。 【構成】 パルプ回収ボイラのボイラ本体101 の火炉の
黒液バーナ105 の後流の950 〜1050℃の温度域の燃焼排
ガス中に尿素を添加した黒液を黒液タンク102 から黒液
供給ノズル104a,104bを経て投入するようにした。
SOx や還元性硫黄の発生を抑制する燃焼を行わせ、生
成したNOx を後流で低減させるようにする。 【構成】 パルプ回収ボイラのボイラ本体101 の火炉の
黒液バーナ105 の後流の950 〜1050℃の温度域の燃焼排
ガス中に尿素を添加した黒液を黒液タンク102 から黒液
供給ノズル104a,104bを経て投入するようにした。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、パルプ工場の薬品およ
び熱量を回収する回収ボイラの排ガス中の窒素酸化物
(以下NOx という)低減方法に関するものである。
び熱量を回収する回収ボイラの排ガス中の窒素酸化物
(以下NOx という)低減方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の回収ボイラにおいては、排ガス中
のNOx について、いわゆる燃焼用空気の投入方法等の
燃焼改善による対応のみがなされており、燃焼部で生じ
たNO x を後続で低減する方策は全く考慮されていなか
った。ガス・液体燃料又は石炭を燃料とする場合に通常
採用される触媒方式の排煙脱硝法は、回収ボイラでは含
有ダストが極めて多量のため採用し難い。
のNOx について、いわゆる燃焼用空気の投入方法等の
燃焼改善による対応のみがなされており、燃焼部で生じ
たNO x を後続で低減する方策は全く考慮されていなか
った。ガス・液体燃料又は石炭を燃料とする場合に通常
採用される触媒方式の排煙脱硝法は、回収ボイラでは含
有ダストが極めて多量のため採用し難い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来、回収ボイラで生
成するNOx は、70〜110ppmと低く、さほど問題とな
ることはなかった。ところが近時、燃料である黒液濃度
の上昇、低SOx 燃焼の定着(回収ボイラではSOx と
NOx の排出濃度は相反関係にある)等のため、生成N
Ox 濃度は上昇する傾向にある。回収ボイラにおいて
は、燃焼用空気の調整等により、燃焼部での低NOx 化
は可能であるが、それではSOx や還元性硫黄の排出を
抑制することができない。
成するNOx は、70〜110ppmと低く、さほど問題とな
ることはなかった。ところが近時、燃料である黒液濃度
の上昇、低SOx 燃焼の定着(回収ボイラではSOx と
NOx の排出濃度は相反関係にある)等のため、生成N
Ox 濃度は上昇する傾向にある。回収ボイラにおいて
は、燃焼用空気の調整等により、燃焼部での低NOx 化
は可能であるが、それではSOx や還元性硫黄の排出を
抑制することができない。
【0004】本発明は、燃焼部ではSOx や還元性硫黄
の発生の抑制を優先させて、ある程度のNOx 生成は容
認するような高空気比、高温度の燃焼とし、生成したN
Oxは後流で低減する回収ボイラ排ガス中のNOx 低減
方法を提供しようとするものである。
の発生の抑制を優先させて、ある程度のNOx 生成は容
認するような高空気比、高温度の燃焼とし、生成したN
Oxは後流で低減する回収ボイラ排ガス中のNOx 低減
方法を提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の回収ボイラ排ガ
ス中のNOx の低減方法は、パルプ廃液回収ボイラ火炉
の黒液バーナ後流の 950〜1050℃の温度域の燃焼排ガス
中に尿素を添加した黒液を投入することを特徴とする。
ス中のNOx の低減方法は、パルプ廃液回収ボイラ火炉
の黒液バーナ後流の 950〜1050℃の温度域の燃焼排ガス
中に尿素を添加した黒液を投入することを特徴とする。
【0006】
【作用】尿素(NH2 )2 COを添加した黒液を燃焼排
ガス中に投入すると次の反応によりNH3 ,HCNが生
成する。まず、尿素の水和反応により、次の化1によっ
てNH3 が生成する。
ガス中に投入すると次の反応によりNH3 ,HCNが生
成する。まず、尿素の水和反応により、次の化1によっ
てNH3 が生成する。
【0007】
【化1】
【0008】また、黒液の熱分解によって、次の化2に
よってNH3 ,HCNが生成する。
よってNH3 ,HCNが生成する。
【0009】
【化2】
【0010】前記の化1,化2によって生成したN
H3 ,HCNは、燃焼排ガス中のNOと次の化3,化4
のように反応して無害なN2 に還元される。
H3 ,HCNは、燃焼排ガス中のNOと次の化3,化4
のように反応して無害なN2 に還元される。
【0011】
【化3】
【0012】
【化4】
【0013】前記の化3,化4の反応には最適な温度域
(850〜1100℃)が存在する。この両反応とも反応自体は
公知であるが、黒液の熱分解の途中でHCN,NH3 が
生成することは不明であった。
(850〜1100℃)が存在する。この両反応とも反応自体は
公知であるが、黒液の熱分解の途中でHCN,NH3 が
生成することは不明であった。
【0014】本発明者らは、黒液の燃焼試験を実施する
中で黒液を 950℃から1050℃の温度域で燃焼すると発生
NOx が少いこと、また、この温度域での黒液の熱分解
ガスには、HCN,NH3 が含まれていることを見出
し、本発明に到ったのである。
中で黒液を 950℃から1050℃の温度域で燃焼すると発生
NOx が少いこと、また、この温度域での黒液の熱分解
ガスには、HCN,NH3 が含まれていることを見出
し、本発明に到ったのである。
【0015】回収ボイラでは、2次空気投入直後は1100
〜1200℃、加熱器管群入口は 900〜1000℃の排ガス温度
であり、この間の 950〜1050℃の温度域に尿素を添加し
た黒液を投入することによって、前記の通り黒液の燃焼
に伴う発生NOx が低減され、かつ、燃焼排ガスと尿素
を添加した黒液の熱分解ガスとの間に2秒程度の長い反
応時間が得られ、前述の化3,化4による脱硝反応によ
って排ガス中のNOxの低減化が可能となる。
〜1200℃、加熱器管群入口は 900〜1000℃の排ガス温度
であり、この間の 950〜1050℃の温度域に尿素を添加し
た黒液を投入することによって、前記の通り黒液の燃焼
に伴う発生NOx が低減され、かつ、燃焼排ガスと尿素
を添加した黒液の熱分解ガスとの間に2秒程度の長い反
応時間が得られ、前述の化3,化4による脱硝反応によ
って排ガス中のNOxの低減化が可能となる。
【0016】また、主燃料黒液の後流において黒液を投
入する場合にも、前記化2による黒液の分解によってN
H3 ,HCNが生成され、これが化3,化4に示すよう
に排ガス中のNOと反応して脱硝作用を奏することがで
きる。しかし、前記の主燃料黒液の投入量に対してその
後流で投入する黒液の割合は、回収ボイラの燃焼特性上
から限度があり、その投入率をむやみに高めることはで
きない。そこで、本発明では、後流で投入する黒液の投
入率を高めずに排ガスの脱硝率を向上させるために、化
1に示す水和反応によってNH3 を発生する尿素を黒液
に添加して主燃料黒液の後流に投入することによって、
回収ボイラの燃焼特性を害することなく排ガス中のNO
x を効果的に低減するようにしたものである。
入する場合にも、前記化2による黒液の分解によってN
H3 ,HCNが生成され、これが化3,化4に示すよう
に排ガス中のNOと反応して脱硝作用を奏することがで
きる。しかし、前記の主燃料黒液の投入量に対してその
後流で投入する黒液の割合は、回収ボイラの燃焼特性上
から限度があり、その投入率をむやみに高めることはで
きない。そこで、本発明では、後流で投入する黒液の投
入率を高めずに排ガスの脱硝率を向上させるために、化
1に示す水和反応によってNH3 を発生する尿素を黒液
に添加して主燃料黒液の後流に投入することによって、
回収ボイラの燃焼特性を害することなく排ガス中のNO
x を効果的に低減するようにしたものである。
【0017】なお、本発明において、後流で投入する黒
液の投入量は、不完全燃焼等のトラブルの防止のため
に、固形分量として主燃料黒液の10%以下とし、かつ
この黒液の濃度は主燃料黒液における黒液濃度の(70
〜75)wt%以下とすることが望ましい。また、黒液へ
の尿素の添加量は、尿素を添加した黒液中のN分
(NB)及び添加尿素中のN分(NU )の合計が排ガス
中のNOx に対して、 (NB +NU )/NOx モル比≧2 となるようにするのが望ましい。
液の投入量は、不完全燃焼等のトラブルの防止のため
に、固形分量として主燃料黒液の10%以下とし、かつ
この黒液の濃度は主燃料黒液における黒液濃度の(70
〜75)wt%以下とすることが望ましい。また、黒液へ
の尿素の添加量は、尿素を添加した黒液中のN分
(NB)及び添加尿素中のN分(NU )の合計が排ガス
中のNOx に対して、 (NB +NU )/NOx モル比≧2 となるようにするのが望ましい。
【0018】図1にフローシートを示す実験装置によ
り、本発明の効果を調査した。図1において、1は電気
炉,1aは電気炉温調器,2は電気炉1で加熱される炉
体,3は模擬排ガス(O2 :7.4 %,NO:100ppm,残
N2 )供給ラインである。4は黒液タンクであり、黒液
はポンプ5を経て供給ノズル6から炉体2の炉内へ供給
され、燃焼後,炉体下部にスメルト7として堆積する。
り、本発明の効果を調査した。図1において、1は電気
炉,1aは電気炉温調器,2は電気炉1で加熱される炉
体,3は模擬排ガス(O2 :7.4 %,NO:100ppm,残
N2 )供給ラインである。4は黒液タンクであり、黒液
はポンプ5を経て供給ノズル6から炉体2の炉内へ供給
され、燃焼後,炉体下部にスメルト7として堆積する。
【0019】脱硝効果は、炉体2に接続された後部煙道
2aからサンプリングライン9を経て採取した排ガス中
のNOx 及びO2 濃度を連続分析計8で計測するように
した。
2aからサンプリングライン9を経て採取した排ガス中
のNOx 及びO2 濃度を連続分析計8で計測するように
した。
【0020】本試験において、炉体2は内径80φmm,
厚さ5mmの磁性管を用い、電気炉1の加熱部分の長さは
1000mmとした。また、模擬排ガス供給ライン3からの模
擬排ガスの供給量は20Nl/分とし、供給模擬排ガス
のO2 濃度:7.4 %が後部煙道においてO2 濃度:4%
になるように黒液供給ノズル6から黒液を供給した。そ
して電気炉1の温度を 900℃から1100℃の間で変化さ
せ、その時の後部煙道2aにおけるNOx を測定し評価
した。
厚さ5mmの磁性管を用い、電気炉1の加熱部分の長さは
1000mmとした。また、模擬排ガス供給ライン3からの模
擬排ガスの供給量は20Nl/分とし、供給模擬排ガス
のO2 濃度:7.4 %が後部煙道においてO2 濃度:4%
になるように黒液供給ノズル6から黒液を供給した。そ
して電気炉1の温度を 900℃から1100℃の間で変化さ
せ、その時の後部煙道2aにおけるNOx を測定し評価
した。
【0021】試験結果を表1に示す。
【0022】
【表1】
【0023】黒液供給前にはNOx 濃度は約100ppmであ
ったが、黒液を供給した場合には試験温度が 950℃のと
き最大68%の脱硝率が得られた。なお試験に使用した
黒液の組成を表2に示した。
ったが、黒液を供給した場合には試験温度が 950℃のと
き最大68%の脱硝率が得られた。なお試験に使用した
黒液の組成を表2に示した。
【0024】
【表2】
【0025】次に前述と同様試験装置及び試験方法によ
り、本発明による黒液に尿素を添加した場合の試験結果
を表3に示した。
り、本発明による黒液に尿素を添加した場合の試験結果
を表3に示した。
【0026】
【表3】
【0027】この結果に示すように、供給黒液に尿素を
添加すると脱硝効果が向上することが判明した。
添加すると脱硝効果が向上することが判明した。
【0028】なお、前述試験結果では尿素の添加率が高
い程脱硝率も高い傾向が見られるが、添加率が高くなる
程その脱硝率の向上の程度は下がる傾向にあり、実用に
あたっては脱硝効果と尿素の添加費用との経済的な面を
考慮する必要がある。
い程脱硝率も高い傾向が見られるが、添加率が高くなる
程その脱硝率の向上の程度は下がる傾向にあり、実用に
あたっては脱硝効果と尿素の添加費用との経済的な面を
考慮する必要がある。
【0029】
【実施例】本発明の一実施例を、図2によって説明す
る。 101はボイラ本体であり、その上部には過熱器管群
107 が設けられており、また、その下部には主燃料黒液
供給ラインから主燃料として黒液をボイラ本体101 の火
炉内へ投入する黒液バーナ105 が設けられ、過熱器管10
7 を通過したボイラの燃焼排ガスは煙道108 へ導かれる
ようになっている。黒液バーナ105 の直上において二次
空気供給ライン106 がボイラ本体101 に接続されてい
る。
る。 101はボイラ本体であり、その上部には過熱器管群
107 が設けられており、また、その下部には主燃料黒液
供給ラインから主燃料として黒液をボイラ本体101 の火
炉内へ投入する黒液バーナ105 が設けられ、過熱器管10
7 を通過したボイラの燃焼排ガスは煙道108 へ導かれる
ようになっている。黒液バーナ105 の直上において二次
空気供給ライン106 がボイラ本体101 に接続されてい
る。
【0030】102は、攪拌機110 を備え尿素供給ライン1
09 から尿素が添加された黒液を収容する黒液タンクで
ある。104a, 104bは、ボイラ本体101 の黒液バーナ105
、二次空気供給ライン106 と過熱器管群107 との間に
おいて対向する位置に配置された黒液供給ノズルであ
る。黒液タンク102 内の尿素が添加された黒液は、ポン
プ103 によって黒液供給ノズル104a, 104bからボイラ本
体101 の火炉内に投入するようになっている。
09 から尿素が添加された黒液を収容する黒液タンクで
ある。104a, 104bは、ボイラ本体101 の黒液バーナ105
、二次空気供給ライン106 と過熱器管群107 との間に
おいて対向する位置に配置された黒液供給ノズルであ
る。黒液タンク102 内の尿素が添加された黒液は、ポン
プ103 によって黒液供給ノズル104a, 104bからボイラ本
体101 の火炉内に投入するようになっている。
【0031】本実施例では、黒液バーナ105 から主燃料
として黒液がボイラ本体101 の火炉内へ投入され、二次
空気供給ライン106 からの二次空気によって前記黒液が
1100°〜1200℃で燃焼し、燃焼排ガスは過熱器管群107
へ向って流れる。過熱器管群107 の入口部の燃焼排ガス
の温度は 900〜1000℃である。
として黒液がボイラ本体101 の火炉内へ投入され、二次
空気供給ライン106 からの二次空気によって前記黒液が
1100°〜1200℃で燃焼し、燃焼排ガスは過熱器管群107
へ向って流れる。過熱器管群107 の入口部の燃焼排ガス
の温度は 900〜1000℃である。
【0032】尿素が添加された黒液は、黒液バーナ105
の後流(上方)に配置された黒液供給ノズル104a,104b
から 950〜1050℃の温度域の燃焼排ガス中に投入され
る。
の後流(上方)に配置された黒液供給ノズル104a,104b
から 950〜1050℃の温度域の燃焼排ガス中に投入され
る。
【0033】前記「作用」欄で詳記したように、燃焼排
ガス中では尿素の水和反応によりNH3 が発生し、黒液
の熱分解によってNH3 ,HCNが発生し、このNH3
とHCNによって燃焼排ガス中のNOが無害なN2 に還
元される。
ガス中では尿素の水和反応によりNH3 が発生し、黒液
の熱分解によってNH3 ,HCNが発生し、このNH3
とHCNによって燃焼排ガス中のNOが無害なN2 に還
元される。
【0034】また、過熱器管群107 の上流の黒液の燃焼
排ガスの 950〜1050℃の温度域に前記のように尿素を添
加した黒液を投入することによって、尿素を添加した黒
液の熱分解ガスと燃焼排ガスとの反応時間を充分にとっ
て前記反応を充分に行わせて脱硝効果を高めることがで
きる。
排ガスの 950〜1050℃の温度域に前記のように尿素を添
加した黒液を投入することによって、尿素を添加した黒
液の熱分解ガスと燃焼排ガスとの反応時間を充分にとっ
て前記反応を充分に行わせて脱硝効果を高めることがで
きる。
【0035】なお、本実施例における黒液供給ノズル10
4a, 104bから投入される黒液の濃度と尿素の添加量は、
「作用」欄で説明した範囲に設定される。
4a, 104bから投入される黒液の濃度と尿素の添加量は、
「作用」欄で説明した範囲に設定される。
【0036】
【発明の効果】本発明においては、黒液バーナ後流の 9
50〜1050℃の温度域の燃焼排ガス中に尿素を添加した黒
液を投入することによって、パルプ廃液回収ボイラの排
ガス中のNOx 濃度を効果的に低減することができる。
50〜1050℃の温度域の燃焼排ガス中に尿素を添加した黒
液を投入することによって、パルプ廃液回収ボイラの排
ガス中のNOx 濃度を効果的に低減することができる。
【0037】また、本発明の方法に用いられる装置は簡
便であり、工業的に極めて有用である。
便であり、工業的に極めて有用である。
【図1】本発明の効果を調査するための実験装置のフロ
ーシート図である。
ーシート図である。
【図2】本発明の一実施例の系統図である。
1 電気炉 1a 電気炉温調器 2 炉体 2a 後部煙道 3 模擬排ガス供給ライン 4 黒液タンク 5 ポンプ 6 黒液供給ノズル 7 スメルト 8 連続分析計 9 サンプリングライン 101 ボイラ本体 102 黒液タンク 103 ポンプ 104a, 104b 黒液供給ノズル 105 黒液バーナ 106 二次空気供給ライン 107 過熱器管群 108 煙道 109 尿素供給ライン 110 攪拌機
Claims (1)
- 【請求項1】 パルプ廃液回収ボイラ火炉の黒液バーナ
後流の 950〜1050℃の温度域の燃焼排ガス中に尿素を添
加した黒液を投入することを特徴とする回収ボイラ排ガ
ス中の窒素酸化物の低減方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6067042A JPH07275655A (ja) | 1994-04-05 | 1994-04-05 | 回収ボイラ排ガス中の窒素酸化物低減方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6067042A JPH07275655A (ja) | 1994-04-05 | 1994-04-05 | 回収ボイラ排ガス中の窒素酸化物低減方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07275655A true JPH07275655A (ja) | 1995-10-24 |
Family
ID=13333404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6067042A Withdrawn JPH07275655A (ja) | 1994-04-05 | 1994-04-05 | 回収ボイラ排ガス中の窒素酸化物低減方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07275655A (ja) |
-
1994
- 1994-04-05 JP JP6067042A patent/JPH07275655A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010605 |