JPS631089B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ボイラあるいは工業用炉などからの
排ガス中に含まれる硫黄酸化物を回収除去するた
めに使用される新規な構造を有する乾式排ガス脱
硫装置に関する。

排煙脱硫装置の日本における普及は過去10年間
目ざましいものがある。排煙脱硫設備の開発の段
階では乾式法も含めて種々の技術が提案された
が、現在商業的に稼動しているプラント設備、特
に大容量のものは吸収液と排煙を吸収塔内で接触
させる所謂湿式法が主流である。

しかしながら湿式法には蒸発分を含めて大量の
プロセス水を必要とし、処理後の排ガスの温度が
50〜70℃と低く、かつ湿分が多いためそのまま煙
突より放出すると水蒸気が白煙となり目だつたの
で排ガスを再加熱する必要がある場合もあり、こ
の場合には可成りの余分の再加熱用燃料を必要と
する。また低温度のまま放出した場合には煙突か
ら大気への排ガスの拡散効果が悪い。

さらに、脱硫に先だち排ガスの冷却と除塵のた
めに使用した排水の処理をする設備を必要とする
等の欠点がある。特に湿式処理後の排ガスの再加
熱のために使用される燃料は、大容量発電所用ボ
イラーの場合主燃料の２〜３％に達し、省エネル
ギーの点から大きな問題となつてきた。

一方乾式法は種々提案され、中でも活性炭によ
る吸着は脱硫効果が高いにも拘らず実用化の事例
が少ないのは、硫黄酸化物を吸着した活性炭は
250〜700℃迄加熱して、不活性ガスにより硫黄酸
化物を放出させた後、処理ガス温度迄冷却して再
使用するという吸着、加熱、脱着、冷却のサイク
ルを繰り返すが、このサイクルを自動的に繰り返
す適当な装置が開発されなかつたこと、また活性
炭の吸着性能は繰返し使用により低下するため一
定期間ごとに更新の必要があり、この補充交換に
あたつて多くの人手を要すること、さらにサイク
ル後の活性炭の粉化による粉塵爆発または燃焼等
の事故の可能性があること等の欠点があつた。更
に、排ガス中のダストが、活性炭の吸着層に付着
し、吸着層の閉塞を起し、吸着性能の低下および
吸着層でのガスの圧損失の増大をまねくなどの欠
点があつた。

本発明者らは先に、 「吸着層により排ガス中の硫黄酸化物を吸着除
去する排ガス脱硫装置において、回転自在な直立
した円筒形ケージを有し、同ケージの外周に吸着
材の充填層を形成し、同ケージの外側と内側をケ
ーシングとシール装置により、吸着、加熱、脱
着、冷却および吸着材交換の５つのゾーンに区分
し、前記吸着材交換ゾーンに対応して吸着材の供
給および排出装置を具えてなることを特徴とする
排ガス脱硫装置。」 を提案（特願昭54〜150133号）したが、本発明
はこの装置に対しても、更に排ガス中のダスト対
策に関する改良を加えたものである。

排ガス中のダストは石炭焚きボイラの排ガスで
は10〜20ｇ／m³Ｎ程度で極めて多量である。この
排ガスを直接排ガス脱硫装置に通すと、ダストの
付着、閉塞などのトラブルが起り、安定な運転が
できない。更に、煙突からの排煙に多量のダスト
を同伴することは二次公害防止の面から許されな
い。これらの理由により、排ガス脱硫装置に排ガ
スを通す前に電気集塵器などを設置してダストを
予め除去した後、排ガス脱硫装置に通している。
しかし電気集塵器などで処理された排ガス中のダ
スト濃度は、なお100〜500Kg／m³Ｎ程度である。

先に提案した排ガス脱硫装置は、いろいろな特
徴を有する装置であるが、排ガス中のダスト濃度
が多い場合には、吸着層にダストの付着、閉塞が
起り安定な運転が不可能になる危険性があつた。

本発明は、先に提案した装置の上記欠点を解消
すべくなされたもので、吸着材の充填層の前段
に、該吸着材よりも粒度の小さい充填材よりなる
充填層（以下、この層をダミー層という）を設
け、排ガス中のダスト濃度の大小に対応して、ダ
ミー層からの充填材の交換量を加減することによ
つて、吸着材の充填層のダスト付着・閉塞のトラ
ブルを防止しようとするものである。

すなわち、本発明は軸線がほゞ鉛直で同軸線の
まわりに回転自在な円筒形ケージを有し、該ケー
ジに吸着材の充填層を形成し、該ケージの外側と
内側をケーシングとシール装置により円周に沿つ
て少くとも吸着、脱着、冷却及び吸着材交換の四
つのゾーンに区分され、該吸着材により排ガス中
の硫黄酸化物を吸着除去すると共に、該ケージの
回転により吸着材の充填層を上記各ゾーンに順次
移動循環させて、該吸着材の脱着、冷却及び交換
を行なうようにした装置において、上記吸着材の
充填層の外周のケージ内に該吸着材より粒度の小
さな充填材の充填層を設けて、上記排ガスが該充
填材の充填層より吸着材の充填層へ順次通過され
るようにし、かつ各充填層の吸着材及び充填材が
互に独立に交換可能なように構成したことを特徴
とする排ガス脱硫装置を要旨とするものである。

本発明の改良点であるダミー層の充填材は、吸
着材より粒度の小さいものであれば不活性物質で
も、吸着材そのものでもよい。

以下、本発明を添付図面に従つて更に詳述す
る。

第１図において、１は回転ケージで縦型円筒状
をなし、円板上の強固な回転テーブル２の上に固
定され、回転テーブル２は下部を複数個の回転自
在なローラ３により支持されている。４は中央支
柱、５はアームで回転テーブル２の中心に向つて
放射状に複数個あり、回転テーブル２に固定さ
れ、各アーム５に固定されたサイドローラ６によ
り中心が決められ、駆動ローラ７ならびに駆動装
置８により回転テーブル２および回転ケージ１は
中央支柱４を中心として緩速度（例えば５時間〜
10時間で１回転）で回転する。回転速度はガス処
理条件に合わせるように調節が可能である。回転
ケージ１の構造は大規模の商業プラント用として
使用する場合は直径10〜20ｍ、高さ10〜25ｍとい
う大きさとなるので、なるべく軽量とすることが
望ましく、例えば骨組をパイプ構造とし、内外面
及び中間部に金あみ２７及び２７′を張り、回転
ケージ１内の内側に吸着材２６、その外側に充填
材２６′を充填して円筒形の充填層を形成する。
９は外部ケーシング、１０は処理ガス入口、１
０′は整流板、１１は処理ガス出口、１２は脱着
ガス入口、１３は脱着ガス出口、１４及び１４′
は吸着材及び充填材供給層、１５及び１５′は電
動又は圧気作動ゲートバルプ、１６及び１６′は
処理ガスの上部への洩れを防ぐマテリアルシー
ル、１７及び１７′は回転ケージ１に設けられた
吸着材及び充填材のブリツチ防止板、１８及び１
８′は吸着材及び充填材排出ゲート、１９及び１
９′は排出ホツパ、２０及び２０′は排出コンベ
ア、２１はガスシールである。

第２図は第１図の―断面を示す。第２図に
おいて、ｂは必要に応じて設けられる予熱ゾーン
で、２２は加熱ガス入口、２３は加熱ガス出口で
ある。２４は冷却ガス入口、２５は冷却ガス出口
である。

なお第１図に示した吸着材及び充填材供給装置
を、第２図においては平面的に鎖線で示した１
４，１４′。

第３図は第２図のＡ部を拡大して示したもの
で、回転ケージ１の構造と、ガスシールの構造を
示したものである。回転ケージ１は前記の通り骨
組はパイプの組立構造となつており、金あみ２７
及び２７′を張り、吸着材２６及び充填材２６′を
充填する。

吸着材の粒度は圧力損失を考えて５〜20mm、層
厚は500〜1200mmが好適であり、充填材の粒度は
吸着材に比較して粒度の小さいものを層厚さ100
〜1000mmが好適である。

また回転ケージ１は隔壁板２８によつて仕切ら
れており、隔壁板２８の間には断熱材２９が充填
され各区画間の伝熱を防止している。３０は回転
ケージ１に設けられたアスベスト板製のシール板
で、内外ケーシング９との間のガスシールの役目
をし、さらにガスシールを良くするために、パイ
プ３１よりシールガスを吹き出す。また内外ケー
シング９にも断熱材３４やライニングされてお
り、高温の加熱、脱着ガスによるケーシングの熱
応力を緩和する。

第４図は吸着材及び充填材の排出装置を示す。
３２及び３２′は排出ゲート１８及び１８′の作動
用エヤシリンダで、排出ホツパ１９及び１９′の
位置でゲート１８及び１８′を開いて、吸着材及
び充填材を排出する。

なお３３は回転テーブル２の補強材である。

次に第２図について作用を説明すると、処理ガ
スは入口１０より入り、整流板１０′によつて整
流されて回転ケージ１の充填層中の充填材２６′
及び吸着材２６を貫通して出口１１より出る。回
転ケージ１は回転矢印の方向に緩速度で回転する
が、充填層の充填材及び吸着材は一回転の間に吸
着ゾーンａにおいて充填層を貫通する処理ガスよ
りダストの除去及び硫黄酸化物を吸着し、ついで
加熱ゾーンｂにおいて２２よりの不活性高温ガス
により脱着の適温迄加熱され、ついで、脱着ゾー
ンｃにおいて、１２よりの不活性ガスおよび水蒸
気の混合物よりなる脱着ガスにより吸着した硫黄
酸化物を放出し、脱着ガスは硫黄酸化物を濃厚に
含んだガスとなり、出口１３より図示されていな
い硫黄分回収装置へ送られる。又、排出される加
熱ガスも硫黄分回収装置に送られることは云うま
でもない。次に脱着後の吸着材は冷却ゾーンｄに
入り２４よりの低温の不活性ガスにより処理ガス
と同程度の温度迄冷却され、再びゲージの回転に
より吸着ゾーンａに入る。前記第１図及び第２図
に関しての説明では、加熱ゾーンｂについての説
明がなされているが、脱着ゾーンｃでの脱着ガス
を加熱しておけば加熱ゾーンｂは必ずしも必要で
はないことは当業者には自明であろう。

以上説明したように吸着材はケージ１の回転に
ともない吸着、（必要に応じて加熱）、脱着、冷却
のサイクルを繰返すが、吸着材の性能は繰返し使
用回数とともに低下してくる。従つて例えば５〜
15回の繰返し使用後、古い吸着材を排出ゲート１
８より抜き出し、新しい吸着剤を供給槽１４より
供給して性能低下を防ぐ。そのため吸着材交換ゾ
ーンｅが設けられており、吸着材の性能低下を考
慮しながら更新する。

同様に、排ガス中のダストが付着した充填材
も、該交換ゾーンｅで排ガス通過時の圧力損失の
増大を防止するに適した量が交換される。回転ケ
ージ１の回転は連続でもよく、また、隔壁板２８
によつて仕切られた１区画だけ回転しては停止す
る間けつ回転でもよい。吸着材としては、本発明
による装置の場合、広い通過面積にともない比較
的長い通過時間が得られるので、高級な活性炭を
使用する必要がなく、安価な半成コークス等が使
用できるので、コスト的に有利であり、さらに吸
着材の廃材を燃料として使用すれば、さらに脱硫
コストの低減を図ることができる。また吸着材は
サイクル中補充交換以外は静止しているので相互
の摩擦による粉化ロスが少ない。

以上詳細説明した本発明に係る装置の特長を整
理して次に示す。

(1) 縦型であり敷地面積が少くてすむ。

(2) 本質的に連続式であり処理ガスの圧力変動が
ないので燃焼装置への影響がない。

(3) 酸化硫黄ガスの濃度及びダスト濃度の変動に
対しては回転数の制御により最適の脱硫条件を
確保できる。

(4) 吸着材はサイクル中、大気に触れることがな
いので粉塵爆発や燃焼等の事故の発生を防止で
きる。

(5) 充填材は一定期間後定期的に交換されるため
ダストによる目塞りを未然に防ぐことができ、
処理ガス中にダストを含有している場合でも支
障がなく、またダストによる圧力変動が少な
い。

(6) 吸着材及び充填材の変換は機械化することが
容易で、無人運転も可能である。

(7) ガスの通過面積を大きくとることができるの
で、高級な吸着材を使用する必要がなく、安価
な半成コークスなどが吸着材として使用でき、
また使用済の吸着材を燃料として使用すること
ができるため、脱硫コストを低減することがで
きる。

(8) 湿式法のような多量の水や再加熱用燃料を必
要としない。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例の側面図
及び平面図、第３図は第２図のＡ部の拡大説明
図、第４図は本発明の吸着材及び充填材の排出装
置の部分図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 軸線がほゞ鉛直で同軸線のまわりに回転自在
   な円筒形ケージを有し、該ケージに吸着材の充填
   層を形成し、該ケージの外側と内側をケーシング
   とシール装置により円周に沿つて少くとも吸着、
   脱着、冷却及び吸着材交換の四つのゾーンに区分
   され、該吸着材により排ガス中の硫黄酸化物を吸
   着除去すると共に、該ケージの回転により吸着材
   の充填層を上記各ゾーンに順次移動循環させて、
   該吸着材の脱着、冷却及び交換を行なうようにし
   た装置において、上記吸着材の充填層の外周のケ
   ージ内に該吸着材より粒度の小さな充填材の充填
   層を設けて、上記排ガスが該充填材の充填層より
   吸着材の充填層へ順次通過されるようにし、かつ
   各充填層の吸着材及び充填材が互に独立に交換可
   能なように構成したことを特徴とする排ガス脱硫
   装置。