JPS61133122A - 煙道ガスや排ガス中の有害物質の中性化と分離のための方法と装置 - 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】 炉設備での煙道ガスや排ガス中の酸をおびたり、酸を含
んだ有害物質、特に硫黄を含んだ有害物質の中性化や分
離のための方法であって、精製石灰（使用されていない
新しい石灰）及び／又は古石灰を煙道ガス−反応炉（６
；１８）や煙道ガス−管路内のガスに供給する方法及び
この方法を実施するための装置に関する。

炉設備での煙道ガスや排ガス中の酸をおびたり、酸を含
んだ有害物質、特に二酸化硫黄を中性化するために、湿
式並びに乾式のガス洗浄法が知られている。イギリス特
許１３８０８６９号からは湿式法におけるガラス溶融炉
の燃焼排ガスから二酸化硫黄と硫化物の結合が知られて
いる。

中性化媒質として苛性ソーダ溶液や炭酸ナトリウムが排
ガス流との接触域に噴霧される。接触域に付加的に置か
れた平行体が吸収現象の間粒子の破砕を引起し、その際
残りの有害物質と反応する新しい表面を形成する。この
中性化過程の際に作られた硫酸ナトリウムはガラス製造
において再利用される。煙道ガスは比較的高温なので、
冷却のため中性化剤が添加されるウニ・７クリーニング
が用いられる。

二酸化硫黄の分離のための公知の湿式法の場合、最終生
成物として大量に生じる石こうが製造されることは、商
業的層こうの販売市場の受は入れ量がきわめて制限され
たものであるので、不利益をもたらす。公知の乾式洗浄
法を用いると排ガス処理においてこの種の大量の石こう
生成は避けられる。公知の乾式洗浄法の場合、中性化剤
、例えば、水性の石灰懸濁液をポンプ駆動式流体噴霧器
を使って連続的に煙道ガス中に噴霧する。これによって
有害物質は懸濁液と共に持ち込まれた担体流体が同時に
乾燥するもとて中性塩に変化し、この中性塩が粉塵分離
装置内で飛翔粉塵と共に煙道ガスから除去される。

さらに、冷却され、調整された、すなわち、反応のため
に有害物質を十分に前処理した排ガスがベンチュリー反
応炉に送られ、そこで加速されるという乾式法も知られ
ている。ディフューザーとして形成された部分でベンチ
ュリー反応炉内の排ガスに精製石灰と後続の布フィルタ
によって分離された粉塵−古石灰混合物を新たに供給す
る。この場合比較的短い操業時間で反応炉の操業を中断
することは避けられない。その理由は、脱硫設備の操業
コスト軽減のために布フィルタで分離された古石灰を完
全飽和するまで有効な再循環すなわち再使用にある。

本発明の課題は、煙道ガス中の有害物質、特に二酸化硫
黄の中性化の際吸着剤として石灰を使用して問題を生じ
ることなしに構成することであり、特に再生産され新た
にプロセスに供給される古石灰粒の再投入にも問題を生
じず、さらに設備費用を可能な限り低く抑えることであ
る。

本発明によれば、この課題は、集塊された石灰粒が煙道
ガス反応炉内噴射ノズルの前で微粉砕されることによっ
て解決される。ここで、一つには、精製石灰（新しい使
用されていない石灰）が貯蔵サイロ内で塊になりがちで
、その結果有害物質との良好な結合を得るためには石灰
粒が大きすぎるという知識が出発点となっている。他方
、古石灰や精製石灰を使用する場合、これまでろ過され
た後新たに洗浄工程に戻されていた球状の古石灰粒は薄
い硫黄層で包まれ、この硫黄層は要求される十分な有害
物質の結合を妨げるだけでなく、同時に石灰量と共に粒
子の大きさを増大させ、これを非常に速い速度で望まし
くない大きさの堆積物としてしまい、この堆積物は目指
す有害物質の中性化すなわち設備の操業を不可能にする
。

このマイナスの作用は、本発明によって、すなわち薄い
ＳＯ□−外包層や古石灰自体の石灰量やその時点では有
害物質と結合していない塊状の精製石灰粒を粉砕すると
いうきわめて簡単なやり方で排除された。

８：１から１２：１の比でもって用いられる古石灰を使
って、すなわち、わずかの量の精製石灰を使って、二酸
化硫黄がすばやく完全に除去される。古石灰と精製石灰
の理想的な混合割合は１：１０である。

また、好ましくは、第１段階での煙道ガスとの結集の際
混合し集塊している古石灰粒と精製石灰粒を第２反応炉
内噴射ノズルの前で微粉砕することによって良好な効果
が得られる。このためには第２反応炉が煙道ガス−反応
炉の下流側に接続され、ここでもまた最初に第１反応過
程において有害物質をもった古石灰や精製石灰の石灰−
吸着剤から生成される集塊物が微粉砕され、それから第
２反応炉に与えられる。

好適なこととして、微粉砕の際石灰粒を水と混合すると
中性化プロセスの簡略化を助成する；石灰の良好な湿度
は、与えられた水の量が循環している石灰、すなわち古
石灰及び／又は精製石灰の総量の約１０〜１５％の時達
成される。古石灰と精製石灰の比がｌ０＝１である好適
な混合比の場合、古石灰が２００ｋｇで精製石灰が２０
ｋｇの循環石灰量のとき約２２〜３３Ｉ２の水が必要で
ある。

すなわち、約１６０℃以下の温度の煙道ガスは、粉砕機
自体に直接この必要水量を供給するだけでフィルタに入
るための温度である約１００℃に冷却されることが明ら
かである。この水は粉砕機内で再生された、すなわち、
微粉砕された精製石灰と古石灰に十分な湿り気を付与し
、精製／古石灰混合体を煙道ガス−反応炉に噴霧する際
反応炉を流れている煙道ガスの温度を下げるだけではな
（、温度低下の際石灰を完全に乾燥させず十分な湿度を
維持するので、有害物質に対する石灰の必要な結合能力
を保持させる。このことで、高い温度領域まで設備費の
増大をもたらすガス冷却器なしですませることができる
。

球状の古石灰や互いに混合された古石灰粒や精製石灰粒
の粉砕つまり打ち砕きは古石灰の供給手段中に配設され
た破砕機や粉砕機並びに二つの反応炉を互いにつないで
いる管路に接続された第２破砕／粉砕機を使って行われ
る。第１反応炉に配設された粉砕機は、スクリエーコン
ベヤとして構成された古石灰のための供給手段の前に好
ましくは接続される。粉砕機は複数のハンマー刃を備え
付けており、この刃は粉砕機のハウジングの内部の軸に
配設されている。軸の回転中は、その他に下方に固定せ
ずに吊り下げられた刃がまっすぐに立てられ、供給され
た石灰を微細化し、微細化された石灰を次に接続されて
いる反応炉に押しやる。古石灰粒や精製石灰粒の微粉砕
は第１反応炉への投入の前に行われ、精製石灰管路は古
石灰のための供給手段に接続された粉砕機の吸引パイプ
に開口している。

粉砕機は、好ましくは反応炉に直接配設されその出口側
を反応炉内部に開口させることができる。粉砕機は微粉
化された構成成分を直接反応炉内部に投げ飛ばし、そこ
で粉砕機は吸着剤を反応炉横断面に対し約９０″の角度
をもって投げ入れられるように反応炉に配設される。こ
れで粉砕機は吸着剤の微粉砕化の課題を果たすと共に、
その反応炉での一様分布、すなわち煙道ガスとの良好な
混合にも貢献する。効果的な吸着のためには、ガスと吸
着剤との均質な混合は、十分な微細化、すなわち反応表
面の十分な確保と同様、少なくない意味をもっている。

水路を精製（新しい）石灰及び／又は古石灰のための供
給路近くの入口側で粉砕機の中央に入り込ませることが
できる。さらには水路のすぐ下側に円板を配設すること
もできる。それで水は粉砕機の中央に、すなわち粉砕機
又は破砕機として形成された微細手段の刃を備えた回転
軸に、供給され、特に効果的な石灰との混合が達成され
る。このために、例えば銅で作られた水路の出口端の下
側約３国のところに配設された円板を取付けることがで
き、この円板は出てきた水流を飛散させ分配する。

水路に接続された調節器は、水を周期的に例えばコンピ
ュータ制御で供給するものである。

必要とされる水の量は約１５分間で供給されるべきであ
ると強調される。有害物質の結合は、循環石灰の湿度が
最終湿度の６０〜６５％であるうちは育効に達成される
。その際湿度は約１０分で低下し始め、さらに次の５分
で、すなわちトータルで１５分間でコンピュータで示す
ことが可能な限界値に達するという前提から出発してい
る。

反応炉として組み込まれた、ディフューザ一部すなわち
上方に拡がっている煙道ガス流路を有するベンチュリー
室は、古石灰と精製石灰の供給領域に負圧を引き起こし
、この領域はこの負圧により生じるインジェクト作用に
より石灰成分の分配を確実にする。ガスは反応炉内を下
から上に流れ、ディフューザ一部でマイナス加速度を有
する渦流床が生じ、そこでは高温の搬送ガスでの有害物
質を付けた吸着剤の集塊化が行われる。この過程とその
結果としての加速された反応は、下から上へ貫流させて
いる反応炉の場合、付加的にブラウン運動を通じて助成
される。煙道ガスと吸着剤の滞留時間は粉塵粒に作用し
ている重力めため同じではない。ここでは、粒子速度は
ガス速度から減じられることができるので、反応炉内で
十分に長い滞留時間が生じている。これに対し例えば落
下流−反応炉ではガス速度と粒子速度が加算され、反応
炉での滞留時間はきわめて短くなる。

煙道ガスあるいは排ガスの温度は反応炉の上流側に接続
されているガス冷却器の中で下げられる。そのため水は
圧縮空気を用いてガス冷却器内に噴霧される。ガス冷却
器内でガスの流れ方向に向か、って配置されている水／
空気ノズルの場合、ガス冷却器内における飛散させられ
た水の滞留時間は長くなる。これは、冷却器の床面への
路程でさらに引き続いて水が乾燥することを可能にし湿
度を一定にすることに貢献する。

それにもかかわらず冷却器の床面にまで達する水分は冷
却器の斜めに延設された床面でとらえられ、最も低い点
に集まり、排出される。

吸着剤として石灰を使用することにより洗浄工程の後生
じる最終生成物はなお多くの石こう成分を含んでいるの
で、この廃物は石灰砂岩の製造のための可塑材料として
や、漆喰のための材料として使用される。このためにこ
の廃物に利用目的に応じ所定の量のセメントや砂が添加
されねばならない。

次に本発明は流れ図として示された実施例を参照しなが
ら詳しく説明される。

図示されていない炉設備から来る高温の煙道ガスや排ガ
スが第１図によれば管路１を介して気化冷却器２の上部
領域に接線方向に入り、この中で後続のフィルタ３の許
容進入温度に冷却される。ガスが接線方向に供給される
ことからガスは冷却器２の中で旋回し、これが冷却媒質
との混合を助成し、場合によっては、生じる凝結滴を除
去する。冷却のため水は水／空気ノズル４を使って冷却
器２の上方に微細滴スペクトルでもって噴霧される。こ
のノズル４のうち例えば４つが上方に、すなわちガスの
流れに対向して、水路と空気路と接続された環路内でし
かも冷却器２の中央に配置されている。このノズルによ
る噴霧により、冷却水の完全な蒸発はすぐそばの上方か
ら延ばされた路程でそして最後に上から下へ、すなわち
ガスの流れと同方向で達成される。

冷却器内において、必要な調整、すなわち反応のための
有害物質の準備が促進され、排ガス流内になお存在して
いる余燗が消される。微細な滴スペクトルと温度に依存
したノズル４の作動はさらに続く乾燥した冷却器床面を
保証し、こげつきやスラッジ集積を回避する。

冷却器２の斜めにされた床面５の場合、床面にまで達し
た流体をとらえて最も深い箇所に集める。この箇所は冷
却器２から後続する煙道ガス−反応路６に延びている管
路７の下側に位置する。フィルタ３に後続する炉の通風
機８が総システムを通じて行う煙道ガスや排ガスの吸い
込みの際、集められた流体を引きつれていく吸引作用が
生じる。

冷却され調整された排ガスが冷却器２の下端部の管路７
によって第１煙道ガス−反応炉６に導かれる二通風炉８
によってもたらされるガスの速度は反応炉６内で約３５
ｍ／ｓである。この大きな速度のために石灰を付与する
際助成されるインゼクタ作用が反応炉６の下部に供給さ
れる精製石灰や古石灰に及ぼされる。精製石灰は石灰サ
イロ９から取出され、適当な適量配分装置、例えば計量
器１０や計量ホッパ１１を介してモータ駆動スクリュー
コンベヤ１３に供給され、このコンベヤから管路１３を
通って、古石灰のためのスクリューコンベヤ１４に接続
されているとともに、できる限りガス流に近いところで
反応炉６に配設されている破砕機又は粉砕機１６の吸引
パイプ１５へ送られる。粉砕機１６の出口側すなわち圧
力側から水平な供給管路１７が反応路に開口しており、
これを介して前もって粉砕機１６で微細化された古石灰
及び／又は精製石灰が供給、される。

反応炉６内に集塊された粒子、いわゆる、特に古石灰成
分は、完全飽和するまで再利用される。そのために球状
の古石灰粒は下流側に位置するフィルタ３での粉塵−吸
着剤混合物の分離の後新たにこのプロセスに送り込まれ
る。モータ駆動されるスクリューコンベヤ１４は、この
ため、例えばホースバッグフィルタとして大量のガスの
ためのフィルタユニットに自由に並べられる個別のフィ
ルタモジュールから構成されるフィルタ３の下側で反応
炉６の前にまで延設されている。古石灰粒と場合によっ
て共に焼き処理される精製石灰成分は、新たにこのプロ
セスに投入される前に、スクリューコンベヤ１４の下側
に配設されている破砕機や粉砕機１６内で砕かれ、それ
から回転している破砕機１６から管路１７を介して反応
炉へ押し込められ、そこで流れをもったガスによって流
し去られる。

分離能力を最適にするため第１反応炉６の下手に第２反
応炉１８が見られる。管路１９は第１反応炉６の出口側
と第２反応炉１８の入口側を接続している。第１反応炉
６内に集塊している粒子が望ましくない粒子径をもって
後続の反応炉１８に入らないように、接続管路１９にも
う一つの破砕機または粉砕機２０が接続されており、粒
子を反応炉１８のノズルの上手で微細化する。後続の反
応炉１８から出た後、粉塵と二酸化硫黄を付着した粒子
は管路２１を経て分離フィルタ３に達する。

飽和した、すなわち再利用不能な置方灰粒はフィルタ３
の下側に配設されているスクリューコンベヤ２２によっ
て置方灰混合物のための収集サイロ２３に運ばれ、これ
より混合物はバッチ処理で取出され、石灰砂岩の製造用
あるいは漆喰材料として使用される。洗浄された（脱硫
等）ガスはフィルタ３を通過した後、管路２４を経て煙
突２５に達する。

第２図で示された設備は、先に述べた設備に較ベニつの
方法過程での違いがある。まず粉砕機や破砕機１６が調
節器２７付のもう一つの水路２６を設けている。この水
路２６は、置方灰供給用の吸引パイプ１５とこのパイプ
１５に接続している精製石灰供給用の管路１３に並んで
粉砕機１６の入口側中央に入り込んでいる粉砕機１６内
では水路２６の出口端から少し間隔をあけて円板２８が
配設され、この円板は管路２６を経て調節器２７によっ
て周期的に供給される水を衝突で飛散させ、粉砕機内に
分布させる。この水は、内部で、例えば図示されていな
い破砕機の回転軸により植刃を使って、あるいは破砕機
のグラインダーによって微粉砕された石灰と混合される
。破砕機１６は微粉砕され、湿らされた石灰混合物を反
応炉６に押し入れ、そこで石灰混合物は流れている高温
の煙道ガスと出会う。煙道ガスは、その際、下から上へ
の通り道において、一方では湿った石灰混合物によって
冷却され、他方では同時に有害物質が中性化される。後
続の反応炉１８の粉砕機２０には水路を設けられていな
い。これは循環すなわち戻される石灰の必要とする湿り
気が粉砕機１６で周期的に供給される水によって保持さ
れているからである。しかしながら第２破砕機や第２粉
砕機２０に水路を備えることも本発明のわく内に入るも
のである。

無制限な量の水を混合することはできない。

煙道ガスの温度が約１４０℃〜１６０℃を越゛えない場
合、ガスを前もって冷却せずに、すなわちガス冷却なし
でこの設備を稼動させることができるため、水の混合は
足りていることが示される。

他の重要な方策は、少なくとも煙道ガスが最初に流れ込
む反応炉６の破砕機又は粉砕機が反応炉に直接配設され
ており、つまり粉砕機１６がその出口側すなわち圧力側
２９を反応炉６の壁３０に貫通させ、反応炉内部に開口
させていることである。この粉砕機１６は微粉砕された
吸着体を押しやり、すなわち加速させ、反応炉内に一様
に分布させ、これをガス流と均質に混合させるのである
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は硫黄を含む有害
物質の分離と中性化のための設備の第１実施例を示す流
れ図、第２図は硫黄を含む有害物質の分離と中性化のた
めの設備の第２実、施例を示す流れ図である。 ２・・・・・・冷却器、３・・・・・・フィルタ、６・
・・・・・第１反応炉、９・・・・・・石灰サイロ、１
６・・・・・・粉砕機、１８・・・・・・第２反応炉、
２５・・・・・・煙突。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕炉設備での煙道ガスや排ガス中の酸をおびたり、
   酸を含んだ有害物質、特に硫黄を含んだ有害物質の中性
   化や分離のための方法であって、精製石灰及び／又は古
   石灰を煙道ガス−反応炉（６；１８）や煙道ガス−管路
   内のガスに供給する方法において、集塊された石灰粒が
   煙道ガス反応炉内噴射ノズルの前で微粉砕されることを
   特徴とする煙道ガスや排ガス中の有害物質の中性化と分
   離のための方法。 〔２〕第１段階での煙道ガスとの結集の際混合し集塊し
   ている古石灰粒と精製石灰粒が第２反応炉（１８）内噴
   射ノズルの前で微粉砕されることを特徴とする特許請求
   の範囲第〔１〕項に記載の方法。 〔３〕精製石灰と古石灰が１：８から１：１２、特に１
   ：１０の比で混合されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第〔１〕項又は第〔２〕項に記載の方法。 〔４〕石灰粒が微粉砕される際水と混合されることを特
   徴とする特許請求の範囲第〔１〕項〜第〔３〕項のうち
   いずれかに記載の方法。 〔５〕供給される水の量が循環している石灰の総量の約
   １０〜１５％であることを特徴とする特許請求の範囲第
   〔１〕項〜第〔４〕項のうちいずれかに記載の方法。 〔６〕精製石灰及び／又は古石灰を煙道ガス−反応炉（
   ６；１８）や煙道ガス−管路内のガスに供給し、集塊さ
   れた石灰粒を煙道ガス反応炉内噴射ノズルの前で微粉砕
   し、古石灰の供給において煙道ガス−反応炉（６）に破
   砕機や粉砕機（１６）を並立させているところの、有害
   物質、特に硫黄を含んだ有害物質の中性化や分離のため
   の装置。 〔７〕スクリューコンベヤ（１４）が粉砕機（１６）に
   直列接続されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   〔６〕項に記載の装置。 〔８〕新石灰用管路（１３）が古石灰用供給路（１４）
   に接続された、粉砕機（１６）の吸引パイプに開口して
   いることを特徴とする特許請求の範囲第〔６〕項又は第
   〔７〕項に記載の装置。 〔９〕粉砕機（１６）が直接反応炉（６）に配設される
   とともに反応炉の出口側（２９）のところで反応炉内部
   に開口していることを特徴とする特許請求の範囲第〔６
   〕項〜第〔８〕項のうちいずれかに記載の装置。 〔１０〕水路（２６）が粉砕機（１６）に通じているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第〔８〕項〜第〔９〕項
   のうちいずれかに記載の装置。 〔１１〕水路（２６）が精製石灰及び／又は古石灰のた
   めの供給路（１３、１５）近くの入口側で粉砕機（１６
   ）の中央に入り込んでいることを特徴とする特許請求の
   範囲第〔１０〕項に記載の装置。 〔１２〕粉砕機（１６）内で水路（２６）のすぐ下側に
   円板（２８）が配設されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第〔１０〕項又は第〔１１〕項に記載の装置。 〔１３〕水路（２６）に調節器（２７）が接続されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第〔１１〕項〜第〔
   １２〕項のうちいずれかに記載の装置。 〔１４〕煙道ガス−反応炉（６）に第２煙道ガス−反応
   炉（１８）が後続していることを特徴とする特許請求の
   範囲第〔６〕項に記載の 装置。 〔１５〕２つの反応炉（６；１８）を互いに接続する管
   路（１９）に第２破砕機又は粉砕機（２０）が接続され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第〔６〕項〜第
   〔１４〕項のうちいずれかに記載の装置。 〔１６〕管路（１９）が第１反応炉（６）の出口側と第
   ２反応炉（１８）の入口側を接続していることを特徴と
   する特許請求の範囲第〔１５〕項に記載の装置。 〔１７〕反応炉（６；１８）の上流側に傾斜した床（５
   ）を有するガス冷却器（２）が接続されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第〔６〕項〜第〔１６〕項のう
   ちいずれかに記載の装置。 〔１８〕ガス冷却器（２）の水／空気ノズル（４）がガ
   スの流れ方向に対向して配設されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第〔６〕項〜第〔１７〕項のうちいず
   れかに記載の装置。 〔１９〕反応炉（６；１８）がベンチュリー構造である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第〔６〕項〜第〔１８
   〕項のうちいずれかに記載の装置。