JPS62106852A - 石炭燃焼ガス中のダストの捕集方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、石炭燃焼ガス中のダストを捕集する方法に関
する。

〔従来の技術〕

重油、石油コークス、アスファルト及び石炭などのいわ
ゆる化石燃料を使用する燃焼炉、ボイラなどの燃焼ガス
中には、環境汚染物質としてガス状のＳｏｚ　、　００
　、’ｋＪＯｘ　、固体粉末状の未燃分及び灰分（以下
ダスト）が含まれているため前者は燃焼ガスを対象とし
た脱硫、脱硝装置、後者は主として電気集じん装置によ
って除去しているのが現状である。

石炭については、通常１５〜２０％に達する灰分を含み
、その組成も！１１１１０１、Ｆｅ、０３、ＯａＯｌＭ
ｇＯＸＮａｎｏ、ＫａＯ１Ａ４ｔ０３などの酸化物ある
いはその硫酸塩の形で含まれている。これらの灰分け、
ボイラを例にとれば燃焼室の蒸発管、炉底、過熱器、再
熱器などに付着すると共に、燃焼ガス中に含まれたまま
でボイラ系外に排出される。

この排出されるダスト類は、一般にフライアッシュと呼
ばれ、その主成分は未燃炭素及びＡ／、０３、Ｓ１０．
などの酸化物である。これらの酸化物は電気抵抗が非常
に高（（１０１１〜１０”Ω帰）このままでは、電気集
じん装置による捕集効率が悪く、公害規制値を満足し得
ない。

現在、この対策としてフライアッシュの電気抵抗を下げ
る手段として０石炭中にＮａ０Ｅ、　ＮａＣ／。

Ｎａ１Ｏ０３などのアルカリ金属を添加する方法、■ボ
イラ出口（電気集じん装置入口）に硫酸を直接噴霧する
方法が行なわれている。しかしこれらの方法は、次のよ
うな欠点があり十分な対策とはいえない。すなわち ■の方法では、注入するＮａ系化合物がボイラ炉内でＢ
ＯＸ　、　Ｆｅ１０３　、ＡｌｔＯＢなどと反応してＮ
ａ５Ｆｅ（Ｓｏ、）３、Ｎａ、Ａｚ（ｓｏ、）、などの
硫酸塩酸化合物をつくりボイラ管を腐食するのみならず
、これが石炭灰とボイラ管の接着剤的な作用を行ない多
量のクリンカーを管表面に堆積させ、熱伝達効率を低下
させる。又注入経費の増大を招く他、炉内清掃に多大の
労力を必要とするなど多くの二次的障害を促す原因とな
っている。

■の方法では、安全、衛生上危険な硫酸を取扱わねばな
らず、硫酸噴霧設備の腐食損傷の発生、ガス中への均一
分散の不十分及びそれに伴う過剰硫酸の存在による電気
集じん装置、煙道、煙突の腐食促進などの欠点がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、石炭燃焼ガス中のダストｔｉｔ気集じん手段
で捕集する、従来方法の欠点を解消し、ガス中のＳ−を
Ｓｏ、に酸化してダストに吸着させ、また、酸化鉄粒子
を存在させることによりダストの電気抵抗を低下させて
電気集じん手段の捕集効果の向上を意図した、石炭燃焼
ガス中のダストの捕集方法を提供しようとするものであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は無機又は有機鉄化合物を、石炭中に添加するか
、あるいは燃・徒ガス温度６００〜８００℃で管の表面
温度３００〜５５０℃の位置にスートブロワを利用して
炉内に噴霧するか、さらに石炭中及び炉内噴霧を併行し
て行なうことにより、燃焼ガス中に酸化鉄と硫酸ガスを
増加させて該ガス中のダストの電気抵抗を低下させて電
気集じん効率を向上させることを特徴とする石炭燃焼ガ
ス中のダストの捕集方法である。

なお、石炭中に添加する鉄化合物は種類を問わないが、
炉内に添加するものはＦｅ、０３か、分解して容易にＦ
ｅ１Ｏ１を発生するものがよく、同時に硫酸ガスを発生
するものであれば一層好ましい。

具体的には、ナフテン酸鉄、錯酸鉄、カルボン酸鉄、オ
キシ酸化鉄（Ｆ８００Ｈ）等の有機鉄化合物や硫酸鉄等
の無機鉄化合物を使用することができる。特に、硫酸鉄
は水溶性のために炉内注入が容易となる。

〔作用〕

石炭中に添加される鉄化合物はＦｅ１ｏｎ微粉になり最
終的にダストの電気抵抗を低下させて電気集じん器の効
率を向上させると同時に、石炭の着火温度を低下させて
燃焼を促進させ、がっＦｅ１０３微粉末が燃焼炎中で赤
くなり、波長の長い熱線を放出して燃焼を促進するとと
もに蒸発管への輻射伝熱効果を向上させる。

炉内に鉄化合物の添加は、例えば水溶液の形で燃焼ガス
温度が６００〜８ｏｏ℃で管の表面温度が３００〜５５
０℃に相当する節炭器の上流のスートブロワ（煤吹管）
を利用して節炭器管に吹付けることにより行なう。節炭
器管に吹き付ける理由は、この器管の温度（燃焼ガス温
度、管壁温度とも）が燃焼ガス中のＳＱ、　？ｓｏｓに
酸化するのに適していること、伝熱面積が犬きく、燃焼
ガスとの接触が容易であること、注入した鉄化合物が分
解してＦｅ、Ｏ，となり、これがＳＯ，→ＥＩＯ，酸化
の触媒となるのに都合がよいためであるうえ鉄化合物と
してＦｅＳＯ４を注入すると、これが酸化分解して最終
的にはＦｅ２Ｏ，とＢＯ３をつくる。燃焼ガス中ＫＦｅ
ｚ　０３微粒子として浮遊することによりガス状の硫酸
を吸着し、Ａ／、０３、Ｓｉｎ、などとの付着を促しま
たは、フライアッシュに硫酸が付着することにより最終
的にはそれらの電気抵抗を低下させ、電気集じん器で捕
集されやすい状態にさせる作用がある。さらにスートブ
ロワから鉄化合物を注入する際、水分が炉内へ注入され
ることとなるが、この水分もダストの電気抵抗の低下に
有効である。

これらの鉄化合物は、上記のように石炭中に添加するか
、炉内に注入するか、あるいは両者を同時に行なうこと
によυ実施することができる。これらの選択は石炭の性
質によって行なう。

例えば、排ガス中のダストが捕集しやすいものであって
も、燃焼性が悪いときには、石炭中への添加で済むこと
となります。よく燃焼するが捕集しにくいダストの場合
は炉内注入を選択する。又燃焼が悪く、捕集しにくいダ
ストが発生するときには、両者を併用することとなる。

なお、いずれの場合においても、Ｆｅ、）微粉末の生成
により電気集じん効率の向上に寄与する点で違いがない
。いずれにしても、ダストの電気抵抗が１０１１Ωα以
下好ましくは１−〜１０１＠αΩとなるようにｖ４整す
る。

〔実施例〕

本発明の方法を実施するボイラの断面図を第１図（Ｃ示
す。鉄化合物を添加した燃料用の石炭は燃焼室１で燃や
し高温の燃焼ガス２は過熱器３．３′、再熱器４、低温
過熱器５、低温再熱器６、節炭器７を通シ空気予熱器８
を出て電気集じん装置９を経て脱硫装置、煙突を通り外
部へ排出される。（脱硫装置、煙突は図外）この装置で
は節炭器の上流側にスートブロワ１０を利用してガス流
れに沿って鉄化合物を炉内に注入できるようになってい
る。第１図のボイラ構造ではこの位置が鉄化合物を注入
するのに適した温度範囲に入っている。注入量は、電気
集じん装置９の直前に測定点を有する、ダスト電気抵抗
測定装置の電気抵抗値により制御される。又、１１は空
気予熱器８を介して燃焼室１に導入される燃焼用空気の
流れを、１２は石炭灰取出口を示す。

この実施例で用いた石炭の化学成分を第１表に示す。こ
の石炭を上記ボイラで燃焼させたときに発生したフライ
アッシュの状況を第２表に第１表　　　　　　　第２表 石炭微粉末中にＦｅとして重量で５００　ｐｐｍになる
ようにＦｅ、０３　　又はナフテン酸鉄を添加し、節炭
器上流側のスートブロワ−よりナフテン酸鉄又は硫酸鉄
を水に溶解して注入した。なお、ナフテン酸鉄は水に溶
解しないため市販の非イオン界面活性剤ｃｃ、、アルキ
ルベンゼンスルフォン酸ソーダ、又はＣ□２４セカンダ
リアルコール）を水に対し［１５％の割合に入れてエマ
ルジョン状態にして使用した。

上記の条件を相互に組合せてボイラを運転し電気集じん
器入口の位置でガス中のダストｉと電気抵抗を測定する
と共に電気集じん器出ロガス中のダスト量を求め電気集
じん器の捕集効率を調査した。なお電気集じん器の架電
条件は電圧５５ｋＶ、電（Ｒｌ１ｌＬ２５〜ＣＬ　５　
ｍＡ／Ｊである。

それぞれ単独で添加する場合の結果を第３表にみると、
電気抵抗を１０１″′４Ω口程度低下させ、集じん効率
を約１５〜１９％向上させた。特にＦｅＳＯ４をスート
ブロワ−から注入する場合に最も良好な結果が得られた
。

また、石炭中への鉄化合物の添加をスートブロワ−から
の鉄化合物注入と組合せて実施したときの結果を第４表
に示す。この場合においても、スートブロワ−からＦｅ
ＳＯ４を注入するものとの組合わせが最も良好な結果が
得られておシ、硫酸ガスの効果を裏付けている。

第　　３　　表

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するだめの装置の概念図である。 復代理人　　内　１）　　明 復代理人　　萩　原　亮　− 復代理人　　安　西　篤　夫 （Ｌ−一一一一

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 無機又は有機鉄化合物を、石炭中に添加するか、あるい
   は燃焼ガス温度６００〜８００℃で管の表面温度３００
   〜５５０℃の位置にスートブロワを利用して炉内に噴霧
   するか、さらに石炭中及び炉内噴霧を併行して行なうこ
   とにより、燃焼ガス中に酸化鉄と硫酸ガスを増加させて
   該ガス中のダストの電気抵抗を低下させて電気集じん効
   率を向上させることを特徴とする石炭燃焼ガス中のダス
   トの捕集方法。