JPH0773659B2 - 排ガスの脱硫方法及び装置 - Google Patents
排ガスの脱硫方法及び装置Info
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- JPH0773659B2 JPH0773659B2 JP2004835A JP483590A JPH0773659B2 JP H0773659 B2 JPH0773659 B2 JP H0773659B2 JP 2004835 A JP2004835 A JP 2004835A JP 483590 A JP483590 A JP 483590A JP H0773659 B2 JPH0773659 B2 JP H0773659B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、微粉炭焚ボイラ等の微粉炭燃焼炉の排ガス中
に含まれる硫黄酸化物（SOx）を除去する排煙脱硫方法
及び装置、詳しくは、系外からアルカリ剤を添加しない
か、又は少量のアルカリ剤を石炭灰に加えることによ
り、主として石炭灰中のアルカリ分によって、排ガス中
の硫黄酸化物を除去し、粉末状で吸収済の灰を取り出す
ことができる排ガスの脱硫方法及び装置に関するもので
ある。
に含まれる硫黄酸化物（SOx）を除去する排煙脱硫方法
及び装置、詳しくは、系外からアルカリ剤を添加しない
か、又は少量のアルカリ剤を石炭灰に加えることによ
り、主として石炭灰中のアルカリ分によって、排ガス中
の硫黄酸化物を除去し、粉末状で吸収済の灰を取り出す
ことができる排ガスの脱硫方法及び装置に関するもので
ある。
従来の排煙脱硫装置は、通常、アルカリ吸収剤を、排ガ
スから除去する硫黄酸化物のモル当量以外水に混入させ
て、溶液又はスラリーの状態で使用されている。このた
め、脱硫後に生成する硫黄化合物は水溶液又はスラリー
状態となり、その硫黄化合物を分離するには、石膏等と
して固液分離するか、亜硫酸ソーダ、硫酸ソーダとして
蒸発濃縮して結晶させて分離することが必要である。こ
のような吸収剤を別の場所から排煙脱硫装置まで運搬す
ることも、脱硫費を増大させる。
スから除去する硫黄酸化物のモル当量以外水に混入させ
て、溶液又はスラリーの状態で使用されている。このた
め、脱硫後に生成する硫黄化合物は水溶液又はスラリー
状態となり、その硫黄化合物を分離するには、石膏等と
して固液分離するか、亜硫酸ソーダ、硫酸ソーダとして
蒸発濃縮して結晶させて分離することが必要である。こ
のような吸収剤を別の場所から排煙脱硫装置まで運搬す
ることも、脱硫費を増大させる。
従来、特開昭60−22920号公報には、Ca系脱硫剤を含む
スラリーを煙道内の排ガス中に噴霧して、脱硫剤を排ガ
スの顕熱で乾燥粉状化させるとともに、SO2と反応させ
る乾式脱硫法が開示されている。
スラリーを煙道内の排ガス中に噴霧して、脱硫剤を排ガ
スの顕熱で乾燥粉状化させるとともに、SO2と反応させ
る乾式脱硫法が開示されている。
また、従来、石灰石をボイラ等の燃焼室に投入して脱硫
する方法があるが、この場合は石灰石の投入量を硫黄の
モル当量以上に加えても、脱硫率が高々60％と低く、し
かも投入する石灰石のため灰の量が増大し、その生成物
は、石灰石と石膏、亜硫酸カルシウム、未反応の石灰石
等の混合物で、利用価値は低い。
する方法があるが、この場合は石灰石の投入量を硫黄の
モル当量以上に加えても、脱硫率が高々60％と低く、し
かも投入する石灰石のため灰の量が増大し、その生成物
は、石灰石と石膏、亜硫酸カルシウム、未反応の石灰石
等の混合物で、利用価値は低い。
また、特開昭62−200107号公報には、脱硫剤を火炉に直
接投入し、排煙を水噴霧によって急冷した後捕集した未
反応脱硫剤を含むフライアッシュの塊状物を破砕、分別
し、未反応脱硫剤を火炉へ循環する炉内脱硫法が開示さ
れている。
接投入し、排煙を水噴霧によって急冷した後捕集した未
反応脱硫剤を含むフライアッシュの塊状物を破砕、分別
し、未反応脱硫剤を火炉へ循環する炉内脱硫法が開示さ
れている。
さらに、特開昭63−141629号公報には、アルカリ剤を炉
内に吹き込む燃焼炉から発生する排ガス中に、新たにア
ルカリ剤を添加することなく、水のみを噴霧し、水の不
飽和範囲内で増湿させ、排ガス中のSOxを飛散してくる
アルカリ剤と反応させるようにした脱硫方法が開示され
ている。しかし、この特開昭63−141629号公報記載の方
法では、加えるアルカリ分によって除去される硫黄酸化
物の量より、石炭灰によって除去される硫黄酸化物の量
が多い程である。この特開昭63−141629号公報記載の方
法では、80〜90％の脱硫率が達成されているが、投入さ
れるアルカリ剤の利用率は低い。
内に吹き込む燃焼炉から発生する排ガス中に、新たにア
ルカリ剤を添加することなく、水のみを噴霧し、水の不
飽和範囲内で増湿させ、排ガス中のSOxを飛散してくる
アルカリ剤と反応させるようにした脱硫方法が開示され
ている。しかし、この特開昭63−141629号公報記載の方
法では、加えるアルカリ分によって除去される硫黄酸化
物の量より、石炭灰によって除去される硫黄酸化物の量
が多い程である。この特開昭63−141629号公報記載の方
法では、80〜90％の脱硫率が達成されているが、投入さ
れるアルカリ剤の利用率は低い。
上記のように、従来の方法はアルカリ剤を炉内に投入す
るか、又はアルカリ剤のスラリーを炉内もしくは排ガス
中に噴霧するものであるから、種々の問題点を有してい
る。すなわち、廃棄物が増大し、原料費、運搬費が高く
なる。また、スラリーを用いる場合は、装置の摩耗、閉
塞等の問題もある。
るか、又はアルカリ剤のスラリーを炉内もしくは排ガス
中に噴霧するものであるから、種々の問題点を有してい
る。すなわち、廃棄物が増大し、原料費、運搬費が高く
なる。また、スラリーを用いる場合は、装置の摩耗、閉
塞等の問題もある。
一方、石炭灰はセメントに混合されたり、建材等の用途
に一部使用されているものの、大部分は埋立投棄されて
いる。したがって、脱硫剤として使用された石炭灰を従
来の石炭灰と同様な粉末の形態で取り出すことができる
方法は、従来の設備を変更することなく、取扱いも簡単
であり、廃水処理の問題もなく、利点が多い。
に一部使用されているものの、大部分は埋立投棄されて
いる。したがって、脱硫剤として使用された石炭灰を従
来の石炭灰と同様な粉末の形態で取り出すことができる
方法は、従来の設備を変更することなく、取扱いも簡単
であり、廃水処理の問題もなく、利点が多い。
本発明は上記の諸点に鑑み、上記の問題点を解決するた
めになされたもので、排ガス中の硫黄酸化物を所定脱硫
率以上に除去するため、石炭灰が保有している脱硫能力
を十分活用して、効率よくかつ安価に脱硫する排ガスの
脱硫方法及び装置を提供することを目的とするものであ
る。
めになされたもので、排ガス中の硫黄酸化物を所定脱硫
率以上に除去するため、石炭灰が保有している脱硫能力
を十分活用して、効率よくかつ安価に脱硫する排ガスの
脱硫方法及び装置を提供することを目的とするものであ
る。
上記の目的を達成するために、請求項１の方法は、第１
図に示すように、微粉炭燃焼炉１から排出される排ガス
中に含まれる硫黄酸化物を除去する方法において、燃焼
炉１に脱硫剤を供給することなく、燃焼炉１から飛来す
る石炭灰に水を噴霧して、ガス中の水の不飽和範囲内で
加湿することにより、石炭灰のみで脱硫することを特徴
としている。
図に示すように、微粉炭燃焼炉１から排出される排ガス
中に含まれる硫黄酸化物を除去する方法において、燃焼
炉１に脱硫剤を供給することなく、燃焼炉１から飛来す
る石炭灰に水を噴霧して、ガス中の水の不飽和範囲内で
加湿することにより、石炭灰のみで脱硫することを特徴
としている。
また、請求項２の方法は、第２図に示すように、微粉炭
燃焼炉１から排出される排ガス中に含まれる硫黄酸化物
を除去する方法において、集塵機３により捕集された石
炭灰をさらに微粉に粉砕処理することにより活性化した
後、排ガス中に再投入して、排ガス中に粉末状に分散さ
せた状態で、燃焼炉１に脱硫剤を供給することなく、燃
焼炉１から飛来する石炭灰とともに脱硫剤として使用
し、これらの粉体に水を噴霧して、ガス中の水の不飽和
範囲内で加湿することにより脱硫することを特徴として
いる。
燃焼炉１から排出される排ガス中に含まれる硫黄酸化物
を除去する方法において、集塵機３により捕集された石
炭灰をさらに微粉に粉砕処理することにより活性化した
後、排ガス中に再投入して、排ガス中に粉末状に分散さ
せた状態で、燃焼炉１に脱硫剤を供給することなく、燃
焼炉１から飛来する石炭灰とともに脱硫剤として使用
し、これらの粉体に水を噴霧して、ガス中の水の不飽和
範囲内で加湿することにより脱硫することを特徴として
いる。
また、請求項３の方法は、第３図に示すように、第２図
における集塵機３により捕集された石炭灰をさらに微粉
に粉砕処理することにより活性化する代りに、集塵機３
により捕集された石炭灰に、排ガス中の硫黄酸化物のモ
ル等量以下の量のアルカリを加えて、石炭灰をコーティ
ングするか、又はコーティングしたものを微粉に粉砕処
理することにより活性化することを特徴としている。６
は排ガス過熱器で、集塵機や煙道における閉塞、腐食防
止対策として、脱硫塔を出たガスを再過熱するためのも
のである。
における集塵機３により捕集された石炭灰をさらに微粉
に粉砕処理することにより活性化する代りに、集塵機３
により捕集された石炭灰に、排ガス中の硫黄酸化物のモ
ル等量以下の量のアルカリを加えて、石炭灰をコーティ
ングするか、又はコーティングしたものを微粉に粉砕処
理することにより活性化することを特徴としている。６
は排ガス過熱器で、集塵機や煙道における閉塞、腐食防
止対策として、脱硫塔を出たガスを再過熱するためのも
のである。
また、請求項４の方法は、第４図に示すように、第２図
における集塵機３により捕集された石炭灰をさらに微粉
に粉砕処理することにより活性化する代りに、集塵機３
により捕集された石炭灰に、排ガス中の硫黄酸化物のモ
ル等量以下の量のアルカリ、及び石膏・石灰を加えて反
応させ、石炭灰を多孔質又は針状の微細構造に変質させ
て脱硫活性を高めるような処理を行うか、又はこのもの
を微粉に粉砕処理することにより活性化することを特徴
としている。
における集塵機３により捕集された石炭灰をさらに微粉
に粉砕処理することにより活性化する代りに、集塵機３
により捕集された石炭灰に、排ガス中の硫黄酸化物のモ
ル等量以下の量のアルカリ、及び石膏・石灰を加えて反
応させ、石炭灰を多孔質又は針状の微細構造に変質させ
て脱硫活性を高めるような処理を行うか、又はこのもの
を微粉に粉砕処理することにより活性化することを特徴
としている。
さらに、請求項５の方法は、請求項１、２、３又は４の
方法において、第５図〜第７図に示すように、脱硫塔２
内に水噴霧ノズル12により水を噴霧する工程を少なくと
も２段とし、上流側の噴霧水が完全に蒸発した後、次の
段の水噴霧を行うようにしたものである。
方法において、第５図〜第７図に示すように、脱硫塔２
内に水噴霧ノズル12により水を噴霧する工程を少なくと
も２段とし、上流側の噴霧水が完全に蒸発した後、次の
段の水噴霧を行うようにしたものである。
そして、請求項６の装置は、第１図に示すように、微粉
炭燃焼炉１の排ガスダクト11に、水噴霧ノズル12を備え
た脱硫塔２を設置し、この脱硫塔２の上流側の排ガスダ
クト11又は脱硫塔２に、集塵機捕集灰の一部を再投入す
るための石炭灰循環ライン13を接続したことを特徴とし
ている。
炭燃焼炉１の排ガスダクト11に、水噴霧ノズル12を備え
た脱硫塔２を設置し、この脱硫塔２の上流側の排ガスダ
クト11又は脱硫塔２に、集塵機捕集灰の一部を再投入す
るための石炭灰循環ライン13を接続したことを特徴とし
ている。
また、請求項７の装置は、第２図に示すように、請求項
６における石炭灰循環ライン13に、粉砕機７を設置した
ことを特徴としている。
６における石炭灰循環ライン13に、粉砕機７を設置した
ことを特徴としている。
また、請求項８の装置は、第３図又は第４図に示すよう
に、請求項６における石炭灰循環ライン13に、アルカリ
を加えて石炭灰と混合するための活性化処理装置5a、又
はアルカリと石膏・石灰とを加えて石炭灰と反応させる
ための活性化処理装置5bを設置したことを特徴としてい
る。
に、請求項６における石炭灰循環ライン13に、アルカリ
を加えて石炭灰と混合するための活性化処理装置5a、又
はアルカリと石膏・石灰とを加えて石炭灰と反応させる
ための活性化処理装置5bを設置したことを特徴としてい
る。
本発明の方法及び装置においては、アルカリとして、Ca
(OH)2、CaO、NaOH、Mg(OH)2等が用いられる。
(OH)2、CaO、NaOH、Mg(OH)2等が用いられる。
また、本発明における「活性化」とは、次のことを指称
している。
している。
(1) 捕集石炭灰の粉砕。
(2) 捕集石炭灰の粒子表面に少量のアルカリをコーテ
ィングすること。又はこのものを粉砕すること。
ィングすること。又はこのものを粉砕すること。
(3) 捕集石炭灰に少量のアルカリと、石膏・石灰の少
量とを加えて反応させ、エトリンガイト又はゼオライト
等の構造として、灰の表面積を拡大したり、反応性を高
める処理を行うこと。
量とを加えて反応させ、エトリンガイト又はゼオライト
等の構造として、灰の表面積を拡大したり、反応性を高
める処理を行うこと。
又はこのものを粉砕すること。
本発明の方法において、比較的脱硫率が低くても十分な
場合には、投入アルカリ量を０として燃焼排ガス中の石
炭灰のみで脱硫するか、又は捕集した石炭灰を粉砕して
再活性化した後、燃焼排ガスから飛来する石炭灰に混入
して脱硫を行う。
場合には、投入アルカリ量を０として燃焼排ガス中の石
炭灰のみで脱硫するか、又は捕集した石炭灰を粉砕して
再活性化した後、燃焼排ガスから飛来する石炭灰に混入
して脱硫を行う。
より高い脱硫率を確保するためには、捕集した石炭灰を
更に活性化するために、捕集した石炭灰を粉砕する前、
又は粉砕後に水溶性アルカリ剤を除去硫黄の化学反応量
論量以下のモル量投入して、石炭灰にまぶして乾燥状態
の粉状で再投入し、燃焼排ガスから飛来する石炭灰と混
合して脱硫することにより、全脱硫率を向上させる。さ
らには、捕集した石炭灰にアルカリおよび石膏・石灰を
加えて反応させ、反応活性を改善した状態として、同様
に再投入して脱硫率の向上を計る。
更に活性化するために、捕集した石炭灰を粉砕する前、
又は粉砕後に水溶性アルカリ剤を除去硫黄の化学反応量
論量以下のモル量投入して、石炭灰にまぶして乾燥状態
の粉状で再投入し、燃焼排ガスから飛来する石炭灰と混
合して脱硫することにより、全脱硫率を向上させる。さ
らには、捕集した石炭灰にアルカリおよび石膏・石灰を
加えて反応させ、反応活性を改善した状態として、同様
に再投入して脱硫率の向上を計る。
更に、粉体と噴霧水とを効率よく接触させることによ
り、脱硫率の向上が可能となるので、水噴霧を繰り返す
方が全体としての効率の向上につながる。
り、脱硫率の向上が可能となるので、水噴霧を繰り返す
方が全体としての効率の向上につながる。
本発明の脱硫方法は、石炭灰の粒子中に含まれるアルカ
リ分の分布、及び石炭灰の成分として含まれるすべての
金属元素が、多かれ少なかれ脱硫効果を有しているこ
と、及び石炭灰の成因から生じる構造上のマイクロポア
等による脱硫作用によるものと考えられる。
リ分の分布、及び石炭灰の成分として含まれるすべての
金属元素が、多かれ少なかれ脱硫効果を有しているこ
と、及び石炭灰の成因から生じる構造上のマイクロポア
等による脱硫作用によるものと考えられる。
通常、石炭灰は水噴霧しない乾固状態では、温度が低下
しても脱硫能力は低く、脱硫装置に使用できる程ではな
い。しかし水噴霧して粒子表面を濡らすことにより、脱
硫能力は大きく増大し、30〜60％の脱硫が可能となる。
これは石炭の品種とか灰の組成とか燃焼状態等により変
るものであるが、幾種か試みた石炭灰について、いずれ
も50％近傍の吸収能力を発揮していた（後述の第１表参
照）。
しても脱硫能力は低く、脱硫装置に使用できる程ではな
い。しかし水噴霧して粒子表面を濡らすことにより、脱
硫能力は大きく増大し、30〜60％の脱硫が可能となる。
これは石炭の品種とか灰の組成とか燃焼状態等により変
るものであるが、幾種か試みた石炭灰について、いずれ
も50％近傍の吸収能力を発揮していた（後述の第１表参
照）。
特定の石炭品種の燃焼灰のミクロ様相の写真や、灰の中
の元素の分布状態の分析等により、これまで種々の石炭
について、つぎのことが明らかになっている。すなわ
ち、石炭灰中の元素は粒子中にほぼ均一に分布してお
り、偏在するものは少ない。一方、硫黄酸化物の固定化
反応は石炭灰粒子の比較的表面のみで起っている。した
がって、吸収剤の石炭灰を粉砕して表面を増大させ再投
入することにより、固定化反応の可能な表面が増加し、
単位重量当りの吸収能力が増大する。灰分中の成分とし
て、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2Oの他にAl、Si、Ti等の
酸化物も、灰の生成条件によって、一部は硫黄酸化物と
の反応性を有し、硫黄分の固定化に役立つ。煙道中では
排ガスの中に灰分が分散した状態で排ガスが流れてい
る。この排ガス中に水噴霧するに当り、水が蒸発して排
ガス全体の温度が次第に降下するが、飽和温度以上、好
ましくは飽和温度より５゜〜15℃高くなる量を噴霧する
ようにする。また、噴霧に当っては、可能な限り石炭灰
粒子が均一に濡れるようにすることが好ましい。このた
めに、全流路断面に均等に配置された複数個の噴霧ノズ
ルを配置し、また、第５図〜第７図に示すように、流れ
方向に少なくとて２段以上の複数段配置することによ
り、粒子の濡れる機会を多くすることが吸収性能向上に
は有利である。更に、前段の噴霧水が完全に蒸発した状
態で次段の噴霧を行うようにする。吸収反応は水が存在
することによって増大するからである。
の元素の分布状態の分析等により、これまで種々の石炭
について、つぎのことが明らかになっている。すなわ
ち、石炭灰中の元素は粒子中にほぼ均一に分布してお
り、偏在するものは少ない。一方、硫黄酸化物の固定化
反応は石炭灰粒子の比較的表面のみで起っている。した
がって、吸収剤の石炭灰を粉砕して表面を増大させ再投
入することにより、固定化反応の可能な表面が増加し、
単位重量当りの吸収能力が増大する。灰分中の成分とし
て、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2Oの他にAl、Si、Ti等の
酸化物も、灰の生成条件によって、一部は硫黄酸化物と
の反応性を有し、硫黄分の固定化に役立つ。煙道中では
排ガスの中に灰分が分散した状態で排ガスが流れてい
る。この排ガス中に水噴霧するに当り、水が蒸発して排
ガス全体の温度が次第に降下するが、飽和温度以上、好
ましくは飽和温度より５゜〜15℃高くなる量を噴霧する
ようにする。また、噴霧に当っては、可能な限り石炭灰
粒子が均一に濡れるようにすることが好ましい。このた
めに、全流路断面に均等に配置された複数個の噴霧ノズ
ルを配置し、また、第５図〜第７図に示すように、流れ
方向に少なくとて２段以上の複数段配置することによ
り、粒子の濡れる機会を多くすることが吸収性能向上に
は有利である。更に、前段の噴霧水が完全に蒸発した状
態で次段の噴霧を行うようにする。吸収反応は水が存在
することによって増大するからである。
前述の特開昭60−22920号公報に示されるように、アル
カリをスラリー状にして噴霧し、吸収部の出口でガスが
水で未飽和の状態となり、粉末が乾燥状態となるような
水量のスラリーを投入する方法があるが、この従来方法
に比し、排ガス中に分散した粒子の量及び表面積を大幅
に増加できるので、吸収率を高めるのに効果的である。
理由は、水量に対し粉体の量が多い場合には、粒子を分
散させることが困難になるため、粉体の量に制限が生ず
るからである。
カリをスラリー状にして噴霧し、吸収部の出口でガスが
水で未飽和の状態となり、粉末が乾燥状態となるような
水量のスラリーを投入する方法があるが、この従来方法
に比し、排ガス中に分散した粒子の量及び表面積を大幅
に増加できるので、吸収率を高めるのに効果的である。
理由は、水量に対し粉体の量が多い場合には、粒子を分
散させることが困難になるため、粉体の量に制限が生ず
るからである。
脱硫部は、流速と滞留時間との関係から、水分が完全に
蒸発するまでの空間を必要とするので、断面積を大きく
すれば流路は短くなる。
蒸発するまでの空間を必要とするので、断面積を大きく
すれば流路は短くなる。
次に、石炭灰の反応アルカリ量が不足する場合には、Na
OH等の溶解性アルカリを再粉砕する前に水溶液状で加え
て、不足アルカリ量を補う。この量としては、石炭灰が
吸収する硫黄酸化物の残りの量を補給すればよい。通常
のアルカリ使用量の硫黄酸化物に対するモル当量は１以
上であるが、この場合には１以下でよい。
OH等の溶解性アルカリを再粉砕する前に水溶液状で加え
て、不足アルカリ量を補う。この量としては、石炭灰が
吸収する硫黄酸化物の残りの量を補給すればよい。通常
のアルカリ使用量の硫黄酸化物に対するモル当量は１以
上であるが、この場合には１以下でよい。
また、石炭灰の活性を向上させる方法の一つとして、石
炭灰にアルカリ剤並びに少量のCa(OH)2及び石膏を加え
て水を加え、80〜100℃、５〜15時間養生することによ
りエトリンガイト（3CaO・Al2O3・3CaSO4・32H2O）又は
カルシウムモノサルフォアルミネート水和物（3CaO・Al
2O3・CaSO4・12H2O）となり、これを乾燥粉砕して使用
すると、石炭灰中のアルカリ成分を極めて有効に使用で
きるようになる。理由は針状構造が発達して表面積が極
めて拡大する（10倍以上）からである。
炭灰にアルカリ剤並びに少量のCa(OH)2及び石膏を加え
て水を加え、80〜100℃、５〜15時間養生することによ
りエトリンガイト（3CaO・Al2O3・3CaSO4・32H2O）又は
カルシウムモノサルフォアルミネート水和物（3CaO・Al
2O3・CaSO4・12H2O）となり、これを乾燥粉砕して使用
すると、石炭灰中のアルカリ成分を極めて有効に使用で
きるようになる。理由は針状構造が発達して表面積が極
めて拡大する（10倍以上）からである。
このため、灰中のアルカリ成分とSO2が反応した状態で
は、結晶がこわれて表面が更新することになり、更に新
しい反応面が生ずる。このために、脱硫性能が向上す
る。この場合、添加するCa(OH)2は燃焼炉側から飛来す
る石炭灰に対して10〜30wt％とし、添加する２水石膏は
燃焼炉から飛来する石炭灰に対して10〜30wt％とするの
が望ましい。なお、Ca(OH)2の代りにCaOを使用しても差
し支えない。
は、結晶がこわれて表面が更新することになり、更に新
しい反応面が生ずる。このために、脱硫性能が向上す
る。この場合、添加するCa(OH)2は燃焼炉側から飛来す
る石炭灰に対して10〜30wt％とし、添加する２水石膏は
燃焼炉から飛来する石炭灰に対して10〜30wt％とするの
が望ましい。なお、Ca(OH)2の代りにCaOを使用しても差
し支えない。
上記のような反応は、カルシウム以外のNa、Ｋ、Mg、Fe
等のような元素についてもそれぞれあり（物質としては
異なる）、例えば、ゼオライト等の物質が生成し吸着面
を増加させる。本発明は、このようなものを含めて反応
物を再使用することも、含んでいる。
等のような元素についてもそれぞれあり（物質としては
異なる）、例えば、ゼオライト等の物質が生成し吸着面
を増加させる。本発明は、このようなものを含めて反応
物を再使用することも、含んでいる。
排ガス中に浮遊する粉体は、水噴霧によって凝集する効
果があり、比較的微細な粉末は凝集して大きくなり、沈
降しやすくなる。したがって、脱硫部で沈降する石炭灰
の量が増加することとなる。この現象は、後続する集塵
機の負荷を下げることでは利点となるが、吸収部での脱
硫に対しては、空間保持時間が短くなるので欠点とな
る。この欠点を少なくするために、流速を少し速目とし
沈降を少なくするか、上向流として保持時間を延ばすよ
うにする。したがって、吸収部は上下方向に排ガスを流
すようにすることが望ましい。
果があり、比較的微細な粉末は凝集して大きくなり、沈
降しやすくなる。したがって、脱硫部で沈降する石炭灰
の量が増加することとなる。この現象は、後続する集塵
機の負荷を下げることでは利点となるが、吸収部での脱
硫に対しては、空間保持時間が短くなるので欠点とな
る。この欠点を少なくするために、流速を少し速目とし
沈降を少なくするか、上向流として保持時間を延ばすよ
うにする。したがって、吸収部は上下方向に排ガスを流
すようにすることが望ましい。
本発明の方法においては、排ガスの状態は飽和湿度以下
であり、湿式の脱硫装置に比して構造材料はややグレー
ドを落とすことができ、安価な材料を使用できるが、望
ましくは、吸収部に入る排ガスと吸収部出口の排ガスと
を熱交換するか、又は出口排ガスを加熱することによ
り、材料の保護を計ることが望まれる。加熱することに
より、後続の機器の材料は安価なものが使用できる。
であり、湿式の脱硫装置に比して構造材料はややグレー
ドを落とすことができ、安価な材料を使用できるが、望
ましくは、吸収部に入る排ガスと吸収部出口の排ガスと
を熱交換するか、又は出口排ガスを加熱することによ
り、材料の保護を計ることが望まれる。加熱することに
より、後続の機器の材料は安価なものが使用できる。
以下、本発明の実施例について説明する。
実施例１ 第１表に示すように、灰分15.5wt％、Ｓ分0.34wt％の石
炭（炭種Ａという）を、第８図に示す微粉炭燃焼ボイラ
15で燃焼させた。排ガスを脱硫塔２に導入し、水を噴霧
して、ガス中の水の不飽和範囲内で加湿し、脱硫性能を
測定した。
炭（炭種Ａという）を、第８図に示す微粉炭燃焼ボイラ
15で燃焼させた。排ガスを脱硫塔２に導入し、水を噴霧
して、ガス中の水の不飽和範囲内で加湿し、脱硫性能を
測定した。
脱硫塔２に入る前の排ガス中の発生SOx濃度は249ppmで
あった。この排ガスに水を噴霧して脱硫後の排ガス温度
を60℃及び70℃として場合の脱硫率は、第１表に示す如
くであった。
あった。この排ガスに水を噴霧して脱硫後の排ガス温度
を60℃及び70℃として場合の脱硫率は、第１表に示す如
くであった。
実施例２ 灰分4.8wt％、Ｓ分0.47wt％の石炭（炭種Ｂという）を
用いて、実施例１と同じ条件で測定した。結果は第１表
に示す如くであった。
用いて、実施例１と同じ条件で測定した。結果は第１表
に示す如くであった。
実施例３ 実施例１における炭種の石炭灰をボールミルで20hr粉砕
してブレーン比表面積を3000cm2/gから6000cm2/gに増加
させた粉砕石炭灰を、第２図に示すフローに従って、燃
焼炉からの排ガスに混入し、脱硫塔に導入し、水を噴霧
して、ガス中の水の不飽和範囲内で加湿することによ
り、脱硫処理した。なお、燃焼炉からの排ガス中の石炭
灰と、粉砕石炭灰との比率（重量）は1:2であった。第
２表に示すように粉砕しない石炭灰のみの場合の脱硫率
を45〜55％とすると、本例の場合の脱硫能は60〜70％で
あった。
してブレーン比表面積を3000cm2/gから6000cm2/gに増加
させた粉砕石炭灰を、第２図に示すフローに従って、燃
焼炉からの排ガスに混入し、脱硫塔に導入し、水を噴霧
して、ガス中の水の不飽和範囲内で加湿することによ
り、脱硫処理した。なお、燃焼炉からの排ガス中の石炭
灰と、粉砕石炭灰との比率（重量）は1:2であった。第
２表に示すように粉砕しない石炭灰のみの場合の脱硫率
を45〜55％とすると、本例の場合の脱硫能は60〜70％で
あった。
実施例４ 実施例１における炭種の石炭灰に、排ガス中の硫黄酸化
物の0.5〜0.8モル当量のNaOHを溶解した水溶液を加え
て、石炭灰をコーティングし、この石炭灰を第３図に示
すフローに従って、燃焼炉からの排ガスに混入し、脱硫
塔に導入し、水を噴霧して、ガス中の水の不飽和範囲内
で加湿することにより、脱硫処理した。なお、燃焼炉か
らの排ガス中の石炭灰と、アルカリをコーティングした
石炭灰（アルカリを除く）との比率（重量）は1:2であ
った。第２表に示すように、本例の場合の脱硫能は60〜
95％であった。
物の0.5〜0.8モル当量のNaOHを溶解した水溶液を加え
て、石炭灰をコーティングし、この石炭灰を第３図に示
すフローに従って、燃焼炉からの排ガスに混入し、脱硫
塔に導入し、水を噴霧して、ガス中の水の不飽和範囲内
で加湿することにより、脱硫処理した。なお、燃焼炉か
らの排ガス中の石炭灰と、アルカリをコーティングした
石炭灰（アルカリを除く）との比率（重量）は1:2であ
った。第２表に示すように、本例の場合の脱硫能は60〜
95％であった。
実施例５ 実施例１における炭種の石炭灰に、排ガス中の硫黄酸化
物の0.8モル当量のNaOH、燃焼炉から飛来する石炭灰に
対して10wt％の石膏、燃焼炉から飛来する石炭灰に対し
て20wt％のCa(OH)2及び水を加えてエトリンガイト反応
させた石炭灰を、第４図に示すフローに従って、燃焼炉
からの排ガスに混入し、脱硫塔に導入し、水を噴霧し
て、ガス中の水の不飽和範囲内で加湿することにより、
脱硫処理した。なお、燃焼炉からの排ガス中の石炭灰
と、エトリンガイト反応させた石炭灰（アルカリ、石
膏、Ca(OH)2を除く）との比率（重量）は1:2であった。
第２表に示すように、本例の場合の脱硫能は80〜90％で
あった。
物の0.8モル当量のNaOH、燃焼炉から飛来する石炭灰に
対して10wt％の石膏、燃焼炉から飛来する石炭灰に対し
て20wt％のCa(OH)2及び水を加えてエトリンガイト反応
させた石炭灰を、第４図に示すフローに従って、燃焼炉
からの排ガスに混入し、脱硫塔に導入し、水を噴霧し
て、ガス中の水の不飽和範囲内で加湿することにより、
脱硫処理した。なお、燃焼炉からの排ガス中の石炭灰
と、エトリンガイト反応させた石炭灰（アルカリ、石
膏、Ca(OH)2を除く）との比率（重量）は1:2であった。
第２表に示すように、本例の場合の脱硫能は80〜90％で
あった。
〔発明の効果〕 本発明は上記のように構成されているので、次のような
優れた効果を奏する。
優れた効果を奏する。
(1) 石炭灰のみによる脱硫、又は石炭灰を主とする脱
硫であるので、原料費が節約でき運転費が安価である。
硫であるので、原料費が節約でき運転費が安価である。
(2) 排ガス中にスプレーするのは水のみであり、排ガ
スは未飽和であるため、再加熱の熱量も少なくてよい。
スは未飽和であるため、再加熱の熱量も少なくてよい。
(3) 排出される石炭灰は、幾分湿った状態ではある
が、乾燥粉末状であり、従来使用されている灰処理装置
がそのまま使用可能である。
が、乾燥粉末状であり、従来使用されている灰処理装置
がそのまま使用可能である。
(4) 石炭灰の粉砕による発熱によって、湿気分は蒸発
するため、石炭灰の再投入は容易である。
するため、石炭灰の再投入は容易である。
(5) 再投入の粉砕灰は煙道に投入できるため、ボイラ
に対する影響はほとんど無い。
に対する影響はほとんど無い。
(6) 設備を安価な材料で製作できるため、設備費が安
価となる。
価となる。
(7) 排水がなく、排水処理設備は不要である。
第１図は本発明の排ガスの脱硫装置の一実施例を示すフ
ローシート、第２図〜第４図は本発明の排ガスの脱硫装
置の他の実施例を示すフローシート、第５図〜第７図は
脱硫塔の例を示す説明図、第８図は本発明の実施例１、
２で使用した装置のフローシートである。 １……燃焼炉、２……脱硫塔、３……集塵機、４……煙
突、5a、5b……活性化処理装置、６……排ガス加熱器、
７……粉砕機、11……排ガスダクト、12……水噴霧ノズ
ル、13……石炭灰循環ライン、15……微粉炭燃焼ボイラ
ローシート、第２図〜第４図は本発明の排ガスの脱硫装
置の他の実施例を示すフローシート、第５図〜第７図は
脱硫塔の例を示す説明図、第８図は本発明の実施例１、
２で使用した装置のフローシートである。 １……燃焼炉、２……脱硫塔、３……集塵機、４……煙
突、5a、5b……活性化処理装置、６……排ガス加熱器、
７……粉砕機、11……排ガスダクト、12……水噴霧ノズ
ル、13……石炭灰循環ライン、15……微粉炭燃焼ボイラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２３Ｊ 15/00 6908−3Ｋ Ｆ２３Ｊ 15/00 Ｂ (72)発明者 柴田 泰典 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社技術研究所内 (72)発明者 上村 文雄 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)発明者 伊藤 繁治 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川崎重工業株式会社神戸工場内
Claims (8)
- 【請求項１】微粉炭燃焼炉から排出される排ガス中に含
まれる硫黄酸化物を除去する方法において、燃焼炉に脱
硫剤を供給することなく、燃焼炉から飛来する石炭灰に
水を噴霧して、ガス中の水の不飽和範囲内で加湿するこ
とにより、石炭灰のみで脱硫することを特徴とする排ガ
スの脱硫方法。 - 【請求項２】微粉炭燃焼炉から排出される排ガス中に含
まれる硫黄酸化物を除去する方法において、集塵機によ
り捕集された石炭灰をさらに微粉に粉砕処理することに
より活性化した後、排ガス中に再投入して、排ガス中に
粉末状に分散させた状態で、燃焼炉に脱硫剤を供給する
ことなく、燃焼炉から飛来する石炭灰とともに脱硫剤と
して使用し、これらの粉体に水を噴霧して、ガス中の水
の不飽和範囲内で加湿することにより脱硫することを特
徴とする排ガスの脱硫方法。 - 【請求項３】集塵機により捕集された石炭灰をさらに微
粉に粉砕処理することにより活性化する代りに、集塵機
により捕集された石炭灰に、排ガス中の硫黄酸化物のモ
ル等量以下の量のアルカリを加えて、石炭灰をコーティ
ングするか、又はコーティングしたものを微粉に粉砕処
理することにより活性化することを特徴とする請求項２
記載の排ガスの脱硫方法。 - 【請求項４】集塵機により捕集された石炭灰をさらに微
粉に粉砕処理することにより活性化する代りに、集塵機
により捕集された石炭灰に、排ガス中の硫黄酸化物のモ
ル等量以下の量のアルカリ、及び石膏・石灰を加えて反
応させ、石炭灰を多孔質又は針状の微細構造に変質させ
て脱硫活性を高めるような処理を行うか、又はこのもの
を微粉に粉砕処理することにより活性化することを特徴
とする請求項２記載の排ガスの脱硫方法。 - 【請求項５】水を噴霧する工程を少なくとも２段とし、
上流側の噴霧水が完全に蒸発した後、次の段の水噴霧を
行うことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の排
ガスの脱硫方法。 - 【請求項６】微粉炭燃焼炉（１）の排ガスダクト（11）
に、水噴霧ノズル（12）を備えた脱硫塔（２）を設置
し、この脱硫塔（２）の上流側の排ガスダクト（11）又
は脱硫塔（２）に、集塵機捕集灰の一部を再投入するた
めの石炭灰循環ライン（13）を接続したことを特徴とす
る排ガスの脱硫装置。 - 【請求項７】石炭灰循環ライン（13）に、粉砕機（７）
を設置したことを特徴とする請求項６記載の排ガスの脱
硫装置。 - 【請求項８】石炭灰循環ライン（13）に、アルカリを加
えて石炭灰と混合するための、又はアルカリと石膏・石
灰とを加えて石炭灰と反応させるための活性化処理装置
（5a又は5b）を設置したことを特徴とする請求項６記載
の排ガスの脱硫装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004835A JPH0773659B2 (ja) | 1990-01-12 | 1990-01-12 | 排ガスの脱硫方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004835A JPH0773659B2 (ja) | 1990-01-12 | 1990-01-12 | 排ガスの脱硫方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03213122A JPH03213122A (ja) | 1991-09-18 |
| JPH0773659B2 true JPH0773659B2 (ja) | 1995-08-09 |
Family
ID=11594751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004835A Expired - Lifetime JPH0773659B2 (ja) | 1990-01-12 | 1990-01-12 | 排ガスの脱硫方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0773659B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GR1008872B (el) * | 2015-04-03 | 2016-10-14 | Αποστολος Βασιλειου Χασιωτης | Χρηση της ιπταμενης τεφρας των εγκαταστασεων καυσης στερεων ορυκτων καυσιμων, για τη δεσμευση των οξειδιων του θειου των καυσαεριων τους |
| CN119319122B (zh) * | 2024-10-18 | 2026-01-06 | 上海康恒环境科技有限公司 | 一种垃圾焚烧飞灰再激活循环脱酸的系统及方法 |
-
1990
- 1990-01-12 JP JP2004835A patent/JPH0773659B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03213122A (ja) | 1991-09-18 |
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