JPS5870820A - 煙道ガスの脱硫法 - Google Patents

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】 本発明は、硫黄酸化物用の塩基性吸収剤がらなろ水性懸
濁液または水溶液を加熱煙道ガス内に噴霧して煙道ガス
中に存在する硫黄酸化物を吸収するのと同時に噴霧小滴
を乾燥させ、それによって煙道ガスの硫黄酸化物の実質
的部分が吸収されている粉末状副生物を調製する槓調の
煙道ガスの改良脱硫法に関する。不法は、従来法の副生
物よシも広い工業的応用性を有するがあるいはｆＲ境に
対して有害ではない副生物を生ずる。

前記の種類の方法は当該技術分野において周知明細書お
よび前記明細書に記載の文献に記載されている。

これらの脱硫法において最も広い応用を見い出している
吸収剤は消石灰、即ち多分若干の水酸化マグネシウムを
含有する水酸化カルシウムであるが、炭酸す）　ＩＪウ
ムおよび他の塩基性物質も前置に入れられている。

これらの方法は粉末状物質である副生物を生じ、その組
成および構造は数種の特色、例えば脱硫すべき煙道ガス
中のフライアククエの量および組成および選択された吸
収剤の組成、および操作上の特色、例えば吸収帯内の温
度に依存する。噴霧すべき吸収剤液体の調製に使用する
ための副生物の部分循環の使用は、プロセスからパージ
される副生物の構造に大きな影響を及ぼす。

煙道ガスから除去される就貢は、亜硫酸塩および硫酸塩
として粉末状副生物中に存在するであろう。通常、亜硫
酸塩の量は硫酸塩の量よシも若干多い・ しかし、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸マグネシウムまたは
亜硫酸カルシウムのいずれかとして存在するこの比較的
多い亜硫酸塩含量は、副生物の処分または工業的利用に
関して若干の制限を生ずる。

水に非常に良く溶ける亜ｔＪＡｃ酸ナトリウムは処分し
た際に水をサブソイル（５ｕｂｓｏｉｌ　）する潜在的
危険を示し、そして亜憾酸カルシウムは水に建浴性であ
るが、その処分は不本意にどこかで行われてイヤ、マた
、フライアッシェを含有しかつ石灰を赦収剤として使用
して得られた副生物をセメント工業において利用するた
めには、筒い亜シＣ酸カルシウム含量はある種の制限を
有する。

副生物中の亜９１Ｃ酸塩含量の実質的な減少は本発明の
脱硫法において得られることが今や見い出されている。

新規の不法によって、装置および操作に関して過度の費
用をかけずにセメント工業において使用できる市販可能
な製品であるか容易に処分できるかのいずれかの副生物
を得ることができる。

廃吸収剤を含有する亜硫酸塩を本発明の方法によシ加熱
することによって、発熱反応が生じ、それによって亜硫
酸塩は硫酸塩に実買上完全に転化される。

数種の手段（ｍｅａｓｕｒｅｓ　）が本発明の加熱を来
施するために考慮される。亜硫酸塩の硫酸塩への酸化の
ための十分な酸素の存在を保証するために、廃吸収剤を
酸素含有ガス中に懸濁させながら廃吸収剤を加熱するこ
とが適当である。それ故、好ましくは加熱を流動床装置
において′！Ａ施し、ここでは加熱酸素含有ガスは流動
化ガスとして役立ち、または廃吸収剤は加熱酸素含有ガ
スの流れ中に懸濁されかつその中に同伴され、コレクタ
ー装置、例えばサイクロン（ここで酸化された廃吸収剤
を回収する）に運ばれる。

注意を図面の第１図に最初に払う。第１図において、ｌ
はボイラー等（図示せず）から生じる脱硫すべき加熱煙
道ガスの流れを運ぶダクトを示す。

ダク）／中の煙道ガスの温度は典型的にはＪｊＯ〜ｔｏ
ｏ′Ｃまたはそれよりも高温であろう。

熱交換器コにおいて前記煙道ガスはボイラー用燃焼空気
を予熱するのに利用される。それによって、煙道ガスの
温度は例えば約／！θ℃に下げられる。

熱交換器から煙道ガスをダクト３を通して噴鋪乾燥−吸
収ユニット参に導く。

消化器（５ｉｎｋｅｒ　）　ｊに生石灰をダクト６を通
して供給し、そして水を導管７を通して供給する。

消化することによって、Ｃａ（ＯＨ）２Ｊｉ４濁液をｊ
において調製し、そして前記懸濁液を混合４４ｒに給送
丁（。

混合槽ｔは、導管りを通しての再循城腕吸収剤（後述）
および導管１０を通しての水を更に受答する。

混合槽ｔからＣｍ　（ＯＨ）２および再循環廃吸収剤の
水性懸濁液を９を鐸乾燥−吸収ユニット≠に供給し、ユ
ニット参において水性懸濁液を親御すべき煙道ガス中に
噴霧する。

それによって煙道ガス中の伏黄酸化物、主としてｓｏ２
の実質的部分を噴霧小滴によって吸収し、噴霧小滴を同
時に亜億酸カルシウム含有粉末（本明細誉において廃吸
収剤と称される）に就床させる。これによって調整され
た亜帆酸塩合有粉末の一部分を噴霧乾燥ユニット参の底
において捕集し、そして導管ｌ／全通してユニットクか
ら回収する。

前記亜硫ば塩含有粉末の残りの部分を燵迫ガスによって
同伴し、そして後者でダスト分離器／２、例えばバグフ
ィルタ−に移送する。ダスト分隘器回収し、そしてｌ／
を通して回収された廃吸収剤と一緒に導管りな通して混
合槽ｔに部分的に再循環させ、一方その残りの部分また
は一部分を本発明の特殊な酸化加熱に付す。

酸化すべき廃吸収剤の前記部分を導管／３を通して流動
床装置ｌｔ内に導入し、ここで前記部分は加熱ガス中に
流動化された層を形成する。加熱ガスは図示された具体
例にお込てはダク）／からの加熱煙道ガスの部分流から
なり、煙道ガスは導管１７を通して導入される酸化ガス
、例えば空気または更に純粋な状態の酸素と混合されて
偽る〇ダク）／中の煙道ガスの温度が３３０〜４００℃
の範囲内の所望温度工すも高い場合には、ダク）／から
の煙道ガスとダクト３からの更に冷たい煙道ガスとの混
合物を流動床における加熱工程用に使用することが好適
である。前記具体例は点線で示されたダクトによって図
示される。

流動床装置１６から、亜硫酸塩の実質的部分が硫酸塩に
転化されている廃吸収剤を導管／ｌを通して回収し、そ
して流動床装置を去る流動化ガスをダクト３に移送する
。前記ガスは煙突に離脱される前にダスト分離器ノコ中
に通過しているので、別の集じん装置は酸化された廃吸
収剤の同伴粒子をそれから除去するのに必要ではない。

プロセスを酸化効率に関して改善するために。

プロモーターを消化器！または混合槽ｒ内の懸濁液に添
加することができ、そして（または）多分／７を通して
導入される酸化ガスは高り酸化能のガス、例えばオゾン
および塩素からなることができる。

明らかに多数の変形が第１図に関して記載した具体例に
つ込て可能であろう。このように第２図に示されたもの
のような加熱系を第７図に示された流動床装置の代わり
に使用できる。

ＷＩＪ図において、πは亜硫酸塩廃吸収剤の供給ライン
であり、廃吸収剤をミキサー２１に導き、ミキサー１に
よって廃吸収剤をダク）　２２　において加熱ガスの流
れ（その調製は以下の説明から明らかとなる）中に懸濁
する。それによって廃吸収剤を例えばＪＯＯ℃に予熱す
る。

ダクト」は粒子コレクター装置お１例えば静電沈殿器、
バグハウスまたはサイクロンに連結するＯ前記コレクタ
ー装置から、捕集された吸収剤を約２００℃の温度にお
いて加熱塔Ｊの下端に移送し、ここで吸収剤を約参〇〇
℃の温度において加熱塔の底部内に導入された熱風の流
れ中に懸濁させる。

温度を上げるために、加熱塔薯には、加熱塔の内容物を
直接加熱する装置、例えば２Ｊによフて示されるような
燃料バーナーが設けられている。

加熱塔におりては廃吸収剤を酸化させ、それによって亜
硫酸塩の実質的部分を硫酸塩に転化する。

加熱塔内の温度は１部分的には発熱酸化によって離脱さ
れた熱により４００℃までの値に達する。

加熱塔の頂部から、粒状吸収剤を同伴するガスをサイク
ロンＵに移送し、ここで吸収剤の実質的部分を捕集し、
一方残りの部分をミキサー１に導かれたガス中に同伴さ
せ１次いでＪにおいて捕集する０ サイクロンツ内に捕集された吸収剤を第二サイクロンＵ
用の供給ダクトコアに移送する０前記供給タクトコアに
おいて加熱吸収剤をユタにょうて示される新鮮な空気の
流れ中に懸濁させ、それによって熱交換が生じ、空気を
例えば４Ａｏｏ℃の温度に加熱させる。

サイクロンｄから、このようにして加熱された空気を吸
収剤の微粒子と一緒に加熱塔２μの底部に導き、一方処
理された吸収剤の主要部分をサイクロンから導管３０を
通して例えばセメント工業または他の目的に使用するの
に好適な硫酸カルシウム硬せつこう（ａｎｂｙｄｒａｔ
・）含有フライアッシーとして回収する。

以下におして本発明を例によって更に説明する。

例１ ３種の異なる品質の石炭の燃焼から生じた煙道ガスを第
１図に関連して記載した噴霧乾燥−吸収法によって脱硫
したが、ｌＳを通して回収された廃吸収剤の酸化加熱を
省略した。脱硫法の種々のパラメーターは、米国特許第
一コ７り、！７３号明細書に記載の範囲内であった。プ
ロセスから回収された廃吸収剤は、以下の亜硫酸塩含量
およびフライアッシー含量を有していた。

西独゛−″　　７１重量％　　　３３重量％”　　地方 これらの３種の廃吸収剤の試料を熱重量分析（ＴＧＡ）
に付し、そしてその結果を第３図に示す。

この図（おいて３種の品質の廃吸収剤の各々の試料の重
量を温度に対してプロットする。温度を１分当たＦ）１
０℃上げながら試料の重量を連続的に記録した。過剰の
空気が加熱時に存在していた。縦軸の目盛りｏ　−ｔｏ
ｏは、試験ＡおよびＢの場合には試料重量のｓｌに相当
し、そして試験Ｃの場合には試料重量の１ｏｔ４に相当
する。

第３図の各グラフの場合、タンジェントの偏向が生ずる
点に相当する温度が示されている。前記温度は、迅速な
酸化が生ずる最低温度とみなされ得る。迅速な酸化のた
めのこれらの最小温度は廃吸収剤の性状に応じてかなり
変化するらしく、そして問題の３種の試料の場合の温度
は次の通りである。

Ａ　　弘／ｊｔ℃ Ｂ　　　３４０℃　、　そして ０　　３７０℃ 例コ この例においては、パイロット試験を廃吸収剤の２種の
試料、即ち例１の試験Ａで使用された材料に相当するｌ
試料、および例１の試験Ｃに使用された材料に相当する
ｌ試料について実施したが、試料は若干より低い亜硫酸
塩含量を有していた。

試料を以下の表に示される操作条件において第一図に示
されるようにサイクロン内で予熱することによってバイ
ロフトスケールで処理し、次いでフラッジ、焼成機内で
酸化した。表は得られた酸化度も示す。

吸収剤の処理量（Ｋ＃／時）　　　　ｌコ　　　　　１
０酸化温度（’Ｃ）ｓｙｏ″Ｃｓｒｏ℃ ガス保持時間（秒）　　　　　　　ｏ、ｔ　　　　　　
ｏ、ｒ粉末の予熱温度（’Ｃ）　　　　　　コｉｒｏ℃
　　　２２０℃最初の亜硫酸塩含量（チ）　　　　　ｌ
ｌｒ、Ｊ　　　　　２１，０酸化後の亜硫酸塩含量Ｃ％
）　　　　／、コ　　　　　ｊ、コ酸化度　　　　　ｏ
、ｙａ　　　ｏ、ｒｉ表は１両種の廃吸収剤の場合に硫
酸塩への亜硫酸塩の実質的転化が本発明の方法によって
生ずることを示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は流動床装置を酸化加熱用に使用する本発明の方
法のすべての工程を示す具体例の概略図であり、第２図
は廃吸収剤の酸化加熱を本発明の方法におりて実施する
別の具体例を示し、第３図は例ＩＫ説明された熱重量分
析の結果を示す０弘・・・噴霧乾燥−吸収ユニット、ｊ
・・・消化器、！・・・混合槽、／コ・・・ダスト分離
機、／６・・・流動床装置、コ３・・・コレクター装置
、Ｊ・・・加熱塔、ツ・・・サイクロン、３・・・第二
サイクロン。 出願人代理人　　　猪　股　　　　清 Ｆ／（３，２ ｏ　Ｑ　＆　３１　弓　３　　Ｒ宛Ｒ８第１頁の続き 優先権主張　＠１９８１年９月８日［相］デンマーク（
ＤＫ）■３９７８／８１ ０発　明　者　ブレストン・レオナード・ベルトマン アメリカ合衆国メリーランド州 セベルナ・パーク・オールド・ カントリー・ロード２１２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ４硫黄酸化物用の塩基性吸収剤からなる水性懸濁液また
   は水溶液を加熱煙道ガス内に噴霧して煙道ガス中に存在
   する硫黄酸化物を吸収するのと同時に噴霧小滴を乾燥さ
   せ、それによって亜硫酸塩および硫酸塩を含有する乾燥
   物を調製し、この乾燥物を煙道ガス中に最初から存在す
   るフライアックエも含有する粉末として回収することか
   らなる煙道ガスの脱硫法において、回収粉末の少なくと
   も一部分を酸素含有ガスの存在下において加熱して前記
   亜硫酸塩の実質的部分を硫酸塩に転化することを特徴と
   する煙道ガスの脱硫法。 一０前記回収粉末を酸素ｊ〜１００容ｉ％を含有しかつ
   ！１０．−６００℃の装置を有するガス中に患濁させる
   特許請求の範囲菖１項に記載の方法。 Ｊ、粉末の前記加熱を吸収剤の懸濁液または溶液を前記
   煙道ガス内に噴霧する場所の上流方向の非脱硫煙道ガス
   の流れ中において実施する特許請求の範囲第１項または
   第一項に記載の方法。 帆前記回収粉末の一部分だけを酸素含有ガス中で加熱し
   、次いで処分または工業的用途用にプロセスから取出し
   、一方残シの粉末を噴霧すべき水性懸濁液または水溶液
   の調製のために再循環する特許請求の範囲第１項に記載
   の方法。 ｊ、前記回収粉末がｌＯ／ｌと／／／との間の比率（重
   ｔ）で亜硫酸塩および硫酸塩を含有し、前記比率を加熱
   によって／／／と／／　／　００との間の値に減少させ
   る特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ぶ、前記加熱を流動床において実施する特許請求の範囲
   第１項に記載の方法。 ７、前記塩基性吸収剤がアルカリ土類金属水酸化物であ
   る特許請求の範囲第１項に記載の方法。 、ｔ、前記塩基性吸収剤が炭酸ナトリウムである特許請
   求の範囲第１項に記載の方法。 性悪濁液または水溶液を調製し。 （ｂ）　　前記懸濁液または溶液を加熱煙道ガスの流れ
   内に噴霧し、 （Ｃ）工程（ｂ）における乾燥および吸収によって得ら
   れた物質および煙道ガス中に存在するフライアクシェか
   らなる乾燥粉末を捕集し、（ｄ）　　懸濁液または溶液
   を噴霧する場所の上流方向の加熱煙道ガスの部分流を取
   出しく前記部分流は３３０〜１００℃の温度を有する）
   、（・）工程（Ｃ）で捕集された粉末の一部分を工程（
   ｄ）で取出された加熱煙道ガスの部分流中にＩＭ！濁さ
   せ、粉末の、平均接触時間を０．１〜り０分とさせ、（
   ｆ）　　部分ガス流から、硫酸塩含蓄が増大しかつ亜硫
   酸塩含蓄が　　　　　−−１′−°減少した副生物とし
   てその中に懸濁された粉末の少なくとも実質的部分を捕
   集し、 （ｇ）　　工程（ｆ）で捕集されなかった同伴粉末を貧
   有する前記部分ガス流を、騰濁液をｌ！Ｊｔ鱒する場所
   の上流方向の煙道ガスの残シの流れ内に尋人し、そして （ｈ）　　工程（ｃ）で捕集された粉末の残りの部分を
   工程（ａ）における溶液または懸濁液の調製のために再
   循環することからなること≠−呵な４トご壱−を特徴と
   する煙道ガスの脱硫によって硫酸塩含蓄が増大しかつ亜
   硫酸塩含量が減少した副生物を得る方法。 ｉｏ、固体プロモーターを前記の吸収剤の懸濁液または
   溶液に添加する特許請求の範囲第１項〜第２項のいずれ
   かに記載の方法。 ／／、プロモータが塩化カルシウムおよび鉄化合物から
   選択される特許請求の範囲′第７０項に記載の方法。 ／−２，酸化ガスを、粉末を加熱させる加熱ガスに添加
   する特許請求の範囲第１項〜ｔａ１１項のいずれかに記
   載の方法。 ／３．前記酸化ガスが、オゾンおよび塩素から選択され
   る特許請求の範囲第１．２項に記載の方法。