JPS6374942A - 石炭燃焼ボイラにおけるスラグの処理方法 - 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、石炭燃焼ボイラにおけるスラグの処理方法に
関し、詳しくは、石炭燃焼ボイラにおいて発生するスラ
グ中のヒ素化合物を難気化性の化合物としてスラグ中に
固定化して、スラグから蒸気状ヒ素化合物として排ガス
中に逸散するのを防止する方法に関する。

従来曳夜責 石炭燃焼ボイラにおいては、燃料として用いる石炭中に
多量に含有される窒素分のために、その燃焼排ガスには
窒素酸化物が高濃度に生成され、この窒素酸化物を除去
するために、従来、乾式又は湿式による燃焼排ガスの脱
硝処理が広く行なわれている。この窒素酸化物を除去す
る方法としては、従来、アンモニアを還元剤とし、■、
Ｍｏ。

Ｔｉ、Ｗ等の酸化物の１種又は２種以上を含む固体成形
脱硝触媒の存在下に窒素酸化物を窒素と水とに接触還元
する方法が最も有効な方法として大規模に実用化されて
いる。

他方、石炭燃焼ボイラの高温の排ガス中には、石炭中に
通常１〜１１００ｐｐ程度含まれるヒ素に由来する蒸気
状ヒ素化合物も含まれ、このように、莫気状ヒ素化合物
を含むボイラ排ガスを上記した脱硝触媒にて接触還元す
るとき、蒸気状ヒ素化合物は触媒に吸着され、脱硝触媒
の活性を急激に低下させる。

特に、微粉炭を燃料とし、燃焼時に生成するスラグを溶
融状態で取り出すウェットボトム・アッシュタイプのボ
イラにおいて、莫気状ヒ素化合物が多量に生成し、排ガ
ス中にＡｓ２Ｏ３、ＡｓｚＯｓ等の蒸気状化合物として
含まれて逸散される。これらの蒸気状ヒ素化合物は、前
記脱硝触媒に接触するときは、固体成形触媒の内部深く
まで侵入し、触媒の活性を被毒すると共に、触媒の細孔
を閉塞して、排ガスの触媒中への拡散を阻害し、このよ
うにして、触媒の脱硝性能を大幅に低下させる。

従って、石炭燃焼排ガスの窒素酸化物の接触還元脱硝処
理において、触媒活性を長期間にわたって高く維持する
には、石炭灰からヒ素化合物が逸散しないように処理す
るのが望ましい。

■が”しようとする間　点 本発明は、石炭燃焼ボイラ、特に、微粉炭を燃料とし、
燃焼時に生成するスラグを溶融状態でボイラから取り出
すウェットボトム・アッシュタイプのボイラにおいて、
燃焼排ガス中にヒ素化合物が蒸気として逸散するのを防
止する方法を得るべく鋭意研究した結果、溶融スラグに
アルカリ土類金属化合物を添加し、スラグ中のヒ素化合
物を難気化性の化合物としてスラグ中に固定化すること
によって、ヒ素化合物が蒸気として排ガス中に逸散する
のを防止し得ることができることを見出して、本発明に
至ったものである。

従って、本発明は、石炭燃焼ボイラにおいて、溶融スラ
グ中のヒ素化合物を固定化して、ヒ素化合物が蒸気とし
て排ガス中に逸散するのを防止する方法を提供すること
を目的とする。

−占をンするための 本発明による石炭燃焼ボイラにおけるスラグの処理方法
は、アルカリ土類金属の酸化物又は加熱によって金属酸
化物となり得るアルカリ土類金属の化合物を石炭燃焼ボ
イラの溶融スラグに添加し、共融させて、スラグに含ま
れるヒ素化合物を固定化することを特徴とする。

本発明の方法において、スラグ中に含まれるヒ素化合物
を固定化するためのアルカリ土類金属の化合物（以下、
固定化剤と称する。）は、溶融スラグと共に共融し得る
ように、酸化物又は酸化性雰囲気下での加熱によって酸
化物に変換され得るアルカリ土類金属の化合物である。

後者としては、例えば、炭酸塩や水酸化物等を挙げるこ
とができる。従って、本発明においては、固定化剤とし
て、例えば、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化スト
ロンチウム、酸化マグネシウム等の酸化物、水酸化カル
シウム、水酸化ストロンチウム等の水酸化物、炭酸バリ
ウム、炭酸カルシウム等の炭酸塩等が用いられる。これ
らは単独で、又は２種以上の混合物として用いられる。

従って、例えば、石灰石のような炭酸カルシウムを主成
分とする天然物や、ドロマイトのような炭酸カルシウム
と炭酸マグネシウムとを主成分とする天然物も好ましく
用いられる。

固定化剤の使用量は、目的に応じて適宜に決定されるも
のであって、何ら限定されるものではないが、通常は、
燃料石炭又はスラグに含まれるヒ素量に応じて化学量論
量以上の適宜量が用いられる。しかし、過剰に用いても
差支えない。例えば、微粉炭燃焼ボイラにおいては、通
常、微粉炭１トン当たり１０〜３００　ｋｇが用いられ
る。

本発明の方法において、スラグに上記固定化剤を添加す
る方法は、特に制限されるものではない。

ウェットボトム・アッシュタイプの石炭燃焼ボイラにお
いては、ボイラ内で生成したスラグをボイラの底部から
直接取り出す方式のほか、集塵機にて捕集したダストを
ボイラに戻して溶融させ、これを取り出す方式等が採用
されている。従って、本発明の方法においても、例えば
、塊状石炭を粉砕する際に、所定量の固定化剤を塊状石
炭に混合し、これを粉砕した後、ボイラに供給する方法
、微粉炭に対して所定量を添加し、これをボイラに供給
する方法、集塵機からボイラに戻すダストに固定化剤を
添加し、これをボイラに供給する方法、或いはボイラに
特別の投入口を設け、この投入口から固定化剤をボイラ
内に供給する方法等によることができる。

ボイラ火炉内の温度は、通常、１０００〜１６００℃程
度であり、かかる温度において、上記固定化剤は融解し
たスラグ中において溶融し、ヒ素化合物と化学反応し、
これを難気化性の化合物に変換することによって、ヒ素
化合物をスラグ中に固定化し、かくして、ヒ素化合物が
蒸気状化合物として排ガス中に逸散するのを防止する。

必ずしも明らかではないが、溶融スラグ中において、ヒ
素化合物は、難気化性の固体又は液状化合物としてスラ
グ中に固定化されるものとみられる。

主豆ｑ法来 以上のように、本発明によれば、石炭燃焼ボイラにおい
て発生するスラグにアルカリ土類金属酸化物のような固
定化剤を添加し、スラグ中に含まれるヒ素化合物を固定
化するので、ヒ素化合物は蒸気として排ガス中に逸散し
ない、従って、例えば、燃焼排ガスの脱硝処理において
、脱硝触媒の活性を長期間にわたって高く維持すること
ができる。

大旌五 以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこ
れら実施例により何ら限定されるものではない。

実施例１ １６０ｐｐＨのヒ素を含有する石炭燃焼ボイラからの試
料フライアッシュに第１表に示す予め粒度調整（１５０
メツシユオーバー、１００メツシユアンダー）した固定
化剤の所定量を添加し、これを酸化マグネシウム製るつ
ぼに入れた。

次いで、これを内径３０ｍのアルミナ管内に置き、アル
ミナ管内に二酸化イオウ１１０００ｐｐを含む窒素ガス
を毎分５Ｎｍ’送入しつつ、ヒーターにて毎時約２００
℃にて１３００℃まで昇温しで、スラグと固定化剤を共
融させ、３時間保持した。

この後、放冷し、固化させ、かくして得られた固体アッ
シュ中に残存するヒ素量を分析し、これに基づいて固定
化剤によるヒ素の固定化率を求めた。

結果を第１表に示す。

尚、ヒ素の固定化率（％）は次式により求めた。

比較のために、試料フライアッシュに固定化剤を添加し
ない以外は、上記と同様にして、融解固化後のアッシュ
中の残存ヒ素量を分析した。結果を第１表に示す。

第　　１　　表 （ｖｔき） （注）固定化剤添加量は、フライアッシュ１重量部に対
する部数（酸化物換算） 本発明に従って、フライアッシュに固定化剤を添加した
とき、ヒ素化合物は難気化性の化合物に変換されて、ア
ッシュ中にとどまるので、アッシュ中のヒ素の残存量が
多く、ヒ素化合物が固定化されていることが理解される
。しかし、比較例によれば、溶融フライアッシュ中のヒ
素化合物はスラグ中に固定化されることなく、窒素ガス
中に蒸気として逸散するので、アッシュ中のヒ素の残存
量が多い。

実施例２ 固定化剤として酸化ストロンチウムを用いた以外は、実
施例１と同様にして、フライアッシュ中のヒ素の残存量
及び固定化剤によるヒ素の固定化率を求めた。結果を第
１表に示す。

実施例３ 固定化剤としてドロマイトを用いた以外は、実施例１と
同様にして、フライアッシュ中のヒ素の残存量及び固定
化剤によるヒ素の固定化率を求めた。結果を第１表に示
す。

実施例４ 固定化剤として炭酸カルシウムを用いた以外は、実施例
１と同様にして、フライアッシュ中のヒ素の残存量及び
固定化剤によるヒ素の固定化率を求めた。結果を第１表
に示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルカリ土類金属の酸化物又は加熱によつて酸化
   物となり得るアルカリ土類金属の化合物を石炭燃焼ボイ
   ラの溶融スラグに添加し、共融させて、スラグに含まれ
   るヒ素化合物を固定化することを特徴とする石炭燃焼ボ
   イラにおけるスラグの処理方法。