JP2000070672A - 排ガスの同時脱硫除塵方法 - Google Patents
排ガスの同時脱硫除塵方法Info
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Abstract
方法であって、排ガスが亜硫酸ガスとともに煤塵を含む
場合であっても除塵装置を別に設ける必要がない方法を
提供する。 【解決手段】 少なくとも亜硫酸ガス、酸素、水分およ
び煤塵を含む燃焼排ガスを固体触媒と接触させることに
より、排ガス中の亜硫酸ガスおよび煤塵を同時に除去す
る方法であって、排ガス中の亜硫酸ガス、酸素および水
分から該触媒上で生成する硫酸水溶液を少なくとも一部
として含む希硫酸で該触媒表面が濡れた状態を作出する
ことを特徴とする方法。
Description
とを含む排ガスからそれらを1つの装置で同時に除去す
る方法に関する。
状により各種の大気汚染物質が含まれる。重油(あるい
は原油)燃焼ボイラや石炭燃焼ボイラの場合には亜硫酸
ガスと煤塵とが主な大気汚染物質である。排ガスから亜
硫酸ガスを除去する排煙脱硫方法としては、排ガスと吸
収液とを気液接触させることにより吸収液中に亜硫酸ガ
スを吸収した後、吸収液中に空気を導入することにより
硫酸に酸化して硫安や石膏の形で液から分離する湿式法
と、排ガスを固体触媒に接触させることにより亜硫酸ガ
スを触媒上に吸着して酸化することにより排ガスから分
離する乾式法などがある。
を充填した層に排ガスを流通させるものであり、これに
より排ガス中の亜硫酸ガスが共存する酸素によって触媒
表面で酸化されて三酸化硫黄となり、排ガスから分離除
去されるというものである。吸着した三酸化硫黄は加熱
により濃縮亜硫酸ガスとして回収され、触媒は再生され
る。触媒として一般に活性炭が用いられるのは、活性炭
の比表面積が大きく、そのような広い表面積に触媒活性
点が多数分布しているからである。
中に亜硫酸ガスとともに煤塵が含まれる場合、湿式法に
おいては亜硫酸ガスと煤塵を一緒に吸収液に捕捉させる
ことによる同時除去が可能であるが、乾式法においては
固体触媒に煤塵を捕捉させようとすると触媒層の目詰ま
りをおこしたり、触媒表面のエロージョン等による脱硫
性能の低下を引き起こすという問題があるため、脱硫処
理の前に予め煤塵を除去するというのが一般的な考え方
であった。煤塵を除去する装置としては電気集塵機やガ
ス洗浄塔などがあるが、このような除塵装置を設ける必
要があるということは、コスト的ないしスペース的に不
利である。すなわち本発明は、排ガスを触媒と接触させ
て処理する脱硫方法であって、排ガスが亜硫酸ガスとと
もに煤塵を含む場合であっても除塵装置を別に設ける必
要がないか、あるいは大幅に小型化ないし省エネ化が図
れる方法を提供しようとするものである。
硫酸ガス、酸素、水分および煤塵を含む燃焼排ガスを固
体触媒と接触させることにより、排ガス中の亜硫酸ガス
および煤塵を同時に除去する方法であって、排ガス中の
亜硫酸ガス、酸素および水分から該触媒上で生成する硫
酸水溶液を少なくとも一部として含む希硫酸で該触媒表
面が濡れた状態を作出することを特徴とする方法を提供
し、かくして上記課題を解決する。
層に排ガスを下向流で流通させるとともに、その触媒を
連続的または間欠的に希硫酸で洗浄する。ここで用いる
希硫酸は、亜硫酸ガスが触媒上で酸化して生成した希硫
酸をそのまま、もしくは少なくとも一部として利用する
ことができる。このとき、用いる希硫酸の濃度は硫酸ま
たは水を添加することにより調整すればよい。一方、触
媒は疎水化処理した活性炭からなることが好ましく、排
ガスの流通方向と平行な表面を持つ形状に成形されたも
のであれば脱硫性能向上と圧損低減の点でさらに好まし
い。本発明者らは、疎水化処理された活性炭粉末と撥水
性物質たとえばポリテトラフルオロエチレン(PTF
E)とを混合した後、これを補強材を用いて成形した活
性炭触媒を充填した塔内に所定の速度範囲の下向流で排
ガスを流通させることにより、高い効率で脱硫が行われ
ることを見出している(特願平10−139505
号)。
触媒表面は乾いた状態にあり、生成した硫酸(三酸化硫
黄)が触媒表面に吸着したとしても、それが表面全体を
液体で濡らす状態になっていない。このことが、排ガス
中の煤塵による触媒のエロージョンを引き起こして脱硫
性能を低下させ、また煤塵や触媒破片により触媒層を目
詰まりさせる原因にもなっている。そこで本発明では、
触媒表面を常に液体で濡れた状態に保つことにより、触
媒のエロージョンを防止して脱硫性能の低下を防ぐとと
もに、触媒表面を濡らしている液の洗浄作用により、排
ガス中の煤塵を効率よく捕捉し、かつ捕捉された煤塵の
流出を促進して触媒層の目詰まりを防止することができ
る。したがって、この作用をより効果的に発現させるた
めには、触媒を充填した層に排ガスを下向流で流通させ
るとともに、触媒を連続的または間欠的に希硫酸で洗浄
することが好ましい。
で濡れた状態に保ち、この状態で触媒と排ガスとを接触
させる。この気液接触方法としては、当該触媒の充填層
に排ガスを下向流で流通させることが好ましいが、必ず
しもこの気液接触方式に限定されるものではなく、例え
ば排ガスを上向流で流通させて当該触媒の流動層を形成
してもよい。ただし、以下の説明においては、触媒の充
填層に排ガスを下向流で流す場合を想定する。
は、触媒表面の液の流下を促進することにより、液の洗
浄作用を高めて捕捉した煤塵を塔内から流出させるため
である。また、排ガスを充填層に高速で流通させると、
液の流下速度が上がるだけでなく、排ガスの流れが乱流
となって排ガス中に含まれる煤塵が触媒表面に衝突する
頻度が高くなるため、除塵性能が向上する。除塵性能、
脱硫性能および圧力損失を考慮すると、触媒間隙を流通
する排ガスの実流速は、3〜15m/sの範囲にあるの
が好ましい。
水分濃度も高い場合には、触媒表面で生成する希硫酸の
量が多いため触媒表面は十分濡れ、前述の効果を得るこ
とができる。それらの濃度が低い場合には、触媒の充填
層を洗浄液(希硫酸)で連続的または間欠的に洗浄する
ことが好ましい。洗浄液は触媒充填層上部に供給し、層
内を流下させて層底部から流出させる。流出する洗浄液
に含まれる煤塵を分離除去すれば、この洗浄液を再び層
上部に供給して循環使用することができる。希硫酸の代
わりに水を触媒層上部に噴霧してもよい。この場合でも
触媒表面では常時硫酸が生成するため層底部から流出し
てくる洗浄液は希硫酸になっている。層上部への洗浄液
の供給量は、触媒表面での希硫酸の生成量や供給が連続
的か間欠的かによっても変わるが、好ましくは層底部か
ら流出してくる洗浄液量が1〜100m/h(空塔基
準)程度、より好ましくは5〜20m/hとする。排ガ
ス中の水分濃度が亜硫酸ガス濃度に比べて低い場合に
は、触媒層前段で水を噴霧して増湿することが特に好ま
しい。なお、層底部から流出する希硫酸を層上部に循環
させると、層全体にわたって触媒表面が濡れるので好ま
しい。
系であるか椰子殻系であるかを問わず使用できる。疎水
化処理を施した活性炭が脱硫性能が高いため好ましい
が、なぜ疎水化処理を行うと脱硫性能が向上する理由は
不明である。疎水化処理を行うには、活性炭を窒素気流
中で高温焼成したり、活性炭にPTFE等の疎水性物質
を担持させればよい。活性炭は粒状のものをそのまま充
填してもよいが、一旦粉砕した後、排ガスの流通方向と
平行な表面を持つ成形体、たとえば前記特願平10−1
39505号に記載されるようなトライアングルもしく
は平行板状に成形したものを充填すると、圧損が少なく
て目詰まりがし難い充填層が得られるため好ましい。そ
の場合、触媒間隙を通過する排ガスの少なくとも一部を
乱流にするために、排ガス流を撹乱する角板(邪魔板)
を設けることもできる。
で濡れているため、厳密には「乾式法」とはいえないか
もしれないが、亜硫酸ガスが触媒表面で共存する酸素に
より酸化される機構は、基本的に乾式法と同じであると
考えられる。
成した。この焼成済み活性炭500gを市販されている
粉砕器で粉砕した後、ステンレス製の篩(150μm)
を用いて篩振とう機で2時間の分級操作を行い、150
μm以下の微粉焼成活性炭400gを得た。次に、直径
0.2〜0.4μmのPTFE粒子を含む市販のPTF
E分散液(60wt%)18.5gに水を加えて6倍希
釈し、これに上記微粉焼成活性炭100gを加えて直径
300mmの磁製乳鉢にて混練した後、圧縮成形機にて
500kgf/cm2 の圧力で成形した。この成形物を
45〜50℃で12時間乾燥した後、粗砕・分級してP
TFEを10wt%含有する粒径2.8〜4.0mmの
粒状活性炭触媒90gを得た。
装置を用いて活性試験を行った。具体的には、内径16
mmのジャケット付き硝子製反応器に上記活性炭触媒を
40mL(約20g)充填し、 SO2 650 ppm O2 4 % CO2 10 % N2 残部 相対湿度 100 % の組成(相対湿度以外はすべて体積基準)のガス(50
℃)を、400L/hで流すとともに、生成した希硫酸
に純水を加えた液を反応器上部から0.2L/hで流し
た。また、反応器入口の直前で石炭焚き発電所からのフ
ライアッシュ(平均粒径5μm)を100mg/m3で上
記混合ガス中に添加した。
試験開始100時間後における脱硫率は69%であっ
た。また、試験後に回収硫酸を濾過して固形分(活性炭
およびPTFEを除く)の重量測定を行った結果、10
0時間の試験時間で供給フライアッシュの93%が除去
されていた。さらに試験を継続して1000時間経過し
た時点でも脱硫率の低下はなかった。
を行うため、除塵塔が不要になり、初期投資額、運転
費、敷地利用等の点で有利である。捕集した煤塵は流出
した希硫酸から固液分離回収することができ、分離後の
希硫酸は再利用できる。流出した希硫酸に直接炭酸カル
シウムを投入して煤塵を石膏中に取り込むこともでき
る。また、触媒層は常にウェットな状態となるため、可
燃性の触媒(たとえは活性炭)を使用する場合でも火災
の危険がほとんどない。
Claims (5)
- 【請求項1】 少なくとも亜硫酸ガス、酸素、水分およ
び煤塵を含む燃焼排ガスを固体触媒と接触させることに
より、排ガス中の亜硫酸ガスおよび煤塵を同時に除去す
る方法であって、排ガス中の亜硫酸ガス、酸素および水
分から該触媒上で生成する硫酸水溶液を少なくとも一部
として含む希硫酸で該触媒表面が濡れた状態を作出する
ことを特徴とする方法。 - 【請求項2】 該希硫酸で該触媒を連続的または間欠的
に洗浄する請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 該触媒の充填層に排ガスを下向流で流通
させる請求項2記載の方法。 - 【請求項4】 該触媒の充填層が排ガスの流通方向と平
行な表面を持つ成形体からなる請求項3記載の方法。 - 【請求項5】 該触媒が疎水化処理を施された活性炭か
らなる請求項1〜4のいずれか記載の方法。
Priority Applications (9)
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JP24957198A Expired - Lifetime JP4156089B2 (ja) | 1998-04-07 | 1998-09-03 | 排ガスの同時脱硫除塵方法 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117046865A (zh) * | 2023-10-11 | 2023-11-14 | 杭州尚善若水环保科技有限公司 | 一种利用垃圾焚烧飞灰制备炉内脱硫脱硝药剂的方法 |
-
1998
- 1998-09-03 JP JP24957198A patent/JP4156089B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN117046865A (zh) * | 2023-10-11 | 2023-11-14 | 杭州尚善若水环保科技有限公司 | 一种利用垃圾焚烧飞灰制备炉内脱硫脱硝药剂的方法 |
CN117046865B (zh) * | 2023-10-11 | 2024-01-23 | 杭州尚善若水环保科技有限公司 | 一种利用垃圾焚烧飞灰制备炉内脱硫脱硝药剂的方法 |
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JP4156089B2 (ja) | 2008-09-24 |
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