JP2001340727A - ガスの処理方法 - Google Patents
ガスの処理方法Info
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
- Disintegrating Or Milling (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ＳＯ3成分を含むガス、例えばボイラ等で硫黄
を含有する燃料の燃焼により発生するガス中の、白煙又
は紫煙等の原因となるＳＯ3成分を効率良くかつ簡便安
全に除去する方法の提供。 【解決手段】平均粒子径０．０５〜０．５ｍｍの炭酸水
素ナトリウム等の中和剤を、乾式粉砕機で平均粒子径２
０μｍ以下に粉砕し、粉砕によって気流中に分散した状
態のままガス中に注入してＳＯ3成分を中和除去する。
を含有する燃料の燃焼により発生するガス中の、白煙又
は紫煙等の原因となるＳＯ3成分を効率良くかつ簡便安
全に除去する方法の提供。 【解決手段】平均粒子径０．０５〜０．５ｍｍの炭酸水
素ナトリウム等の中和剤を、乾式粉砕機で平均粒子径２
０μｍ以下に粉砕し、粉砕によって気流中に分散した状
態のままガス中に注入してＳＯ3成分を中和除去する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボイラ等で硫黄分
を含有する燃料の燃焼により発生するガス等に含まれる
ＳＯ3成分を、安価に効率良くかつ簡便、安全に中和す
る、ガスの処理方法に関する。
を含有する燃料の燃焼により発生するガス等に含まれる
ＳＯ3成分を、安価に効率良くかつ簡便、安全に中和す
る、ガスの処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】重油や石炭やコークスに代表される硫黄
分を含む燃料を燃焼したり、鉄鉱石等の硫黄を含む原料
を燃焼したりすると、ＳＯ3やＨ2ＳＯ4が排ガス中に含
有され、装置の腐食や大気汚染の原因となる。ＳＯ3や
Ｈ2ＳＯ4は、排ガスに含まれる水蒸気と反応して硫酸ミ
ストとなり、大気中に排出されると白煙又は紫煙の原因
となる。
分を含む燃料を燃焼したり、鉄鉱石等の硫黄を含む原料
を燃焼したりすると、ＳＯ3やＨ2ＳＯ4が排ガス中に含
有され、装置の腐食や大気汚染の原因となる。ＳＯ3や
Ｈ2ＳＯ4は、排ガスに含まれる水蒸気と反応して硫酸ミ
ストとなり、大気中に排出されると白煙又は紫煙の原因
となる。
【０００３】そのため、従来よりＳＯ3、Ｈ2ＳＯ4及び
硫酸ミスト（本明細書ではこれらをまとめてＳＯ3成分
というものとする。）を除去するために、カルシウムや
マグネシウムの酸化物、水酸化物等を有機溶媒に分散し
たスラリを、あらかじめ燃料中に添加してＳＯ3成分の
生成を防止したり、燃焼後のガスに添加してＳＯ3成分
を中和する方法等が使用されてきた。しかし、これらの
方法ではボイラの熱交換部に添加物が堆積しやすく、多
量に堆積するとボイラの運転に支障が起こるため、添加
物の多量の使用が困難であった。
硫酸ミスト（本明細書ではこれらをまとめてＳＯ3成分
というものとする。）を除去するために、カルシウムや
マグネシウムの酸化物、水酸化物等を有機溶媒に分散し
たスラリを、あらかじめ燃料中に添加してＳＯ3成分の
生成を防止したり、燃焼後のガスに添加してＳＯ3成分
を中和する方法等が使用されてきた。しかし、これらの
方法ではボイラの熱交換部に添加物が堆積しやすく、多
量に堆積するとボイラの運転に支障が起こるため、添加
物の多量の使用が困難であった。
【０００４】また、煙道の途中でＳＯ3成分を積極的に
中和するため、水酸化カルシウム、酸化マグネシウム、
水酸化マグネシウム等の粉体や該粉体を水に分散させた
スラリを、排ガスが空気予熱器を通過した後の煙道に注
入する方法も使用されている。しかし、この方法におい
て粉体自体を注入する場合は、流動性に乏しい微粉末を
スクリューフィーダ等によって注入するため定量性が悪
く、安定的な効果が得にくい。さらにこれらの粉体は凝
集しやすいために、ガス中に均一に分散しにくく中和剤
としての効果が低い。また、スラリの状態で注入する場
合は、スラリを注入するための移送ラインにスラリに含
まれる粉体が堆積して詰まりやすく、安定的に一定流量
で使用することが困難である。
中和するため、水酸化カルシウム、酸化マグネシウム、
水酸化マグネシウム等の粉体や該粉体を水に分散させた
スラリを、排ガスが空気予熱器を通過した後の煙道に注
入する方法も使用されている。しかし、この方法におい
て粉体自体を注入する場合は、流動性に乏しい微粉末を
スクリューフィーダ等によって注入するため定量性が悪
く、安定的な効果が得にくい。さらにこれらの粉体は凝
集しやすいために、ガス中に均一に分散しにくく中和剤
としての効果が低い。また、スラリの状態で注入する場
合は、スラリを注入するための移送ラインにスラリに含
まれる粉体が堆積して詰まりやすく、安定的に一定流量
で使用することが困難である。
【０００５】また、例えば酸化マグネシウムを使用する
場合、酸化マグネシウムは反応効率が低いため酸化マグ
ネシウム粉体の過剰の添加が必要とされる。この場合、
煙道には未反応の酸化マグネシウムが残存するが、酸化
マグネシウムは水への溶解性が低いため酸化マグネシウ
ムの後処理に問題が生じることがある。さらに、微粉で
流動性が不良であるために注入量を定量化することが困
難であるなどの問題があった。
場合、酸化マグネシウムは反応効率が低いため酸化マグ
ネシウム粉体の過剰の添加が必要とされる。この場合、
煙道には未反応の酸化マグネシウムが残存するが、酸化
マグネシウムは水への溶解性が低いため酸化マグネシウ
ムの後処理に問題が生じることがある。さらに、微粉で
流動性が不良であるために注入量を定量化することが困
難であるなどの問題があった。
【０００６】一方、アンモニアを煙道に注入する方法も
あるが、高圧ガス等の取扱い上の規制や使用温度に問題
があり、さらに別途の大規模な設備が必要である。ま
た、アンモニアによるＳＯ3の除去の場合、十分な注入
量を維持しないと酸性硫酸アンモニウムが生成する。酸
性硫酸アンモニウムが装置に付着するとトラブルの原因
となるので、アンモニアを過剰に注入せねばならず、過
剰分のアンモニアは大気中に放出されるため環境保全上
問題である。
あるが、高圧ガス等の取扱い上の規制や使用温度に問題
があり、さらに別途の大規模な設備が必要である。ま
た、アンモニアによるＳＯ3の除去の場合、十分な注入
量を維持しないと酸性硫酸アンモニウムが生成する。酸
性硫酸アンモニウムが装置に付着するとトラブルの原因
となるので、アンモニアを過剰に注入せねばならず、過
剰分のアンモニアは大気中に放出されるため環境保全上
問題である。
【０００７】上記問題に対し、本発明者らは炭酸水素ナ
トリウムや炭酸ナトリウムやセスキ炭酸ナトリウムの微
粉を煙道に注入する方法が非常に効果的であることを見
出したが、この場合２０μｍ以下の微粉である必要があ
る。このような微粉の場合、凝集しやすいため粉体とし
ての流動性を維持する必要がある。また、微粉であるた
めに嵩高いので貯槽の容積が大きくなる問題がある。
トリウムや炭酸ナトリウムやセスキ炭酸ナトリウムの微
粉を煙道に注入する方法が非常に効果的であることを見
出したが、この場合２０μｍ以下の微粉である必要があ
る。このような微粉の場合、凝集しやすいため粉体とし
ての流動性を維持する必要がある。また、微粉であるた
めに嵩高いので貯槽の容積が大きくなる問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ボイラ等の操作におい
て、稼働率の低下を防止し、安定な運転を行うには、硫
黄酸化物、特にはＳＯ3成分を中和除去することによ
り、排ガスの冷却による硫酸ミストの生成を防止し、排
ガスを排出するまでの各工程や煙道側壁等における酸に
よる腐食や煙道の閉塞等を防止することが必要である。
て、稼働率の低下を防止し、安定な運転を行うには、硫
黄酸化物、特にはＳＯ3成分を中和除去することによ
り、排ガスの冷却による硫酸ミストの生成を防止し、排
ガスを排出するまでの各工程や煙道側壁等における酸に
よる腐食や煙道の閉塞等を防止することが必要である。
【０００９】また、ＳＯ3成分が冷却され水蒸気と反応
すると硫酸ミストが生成し、煙突から排出されると白煙
となってたなびく。この白煙は天候によって紫煙、茶煙
又は黒煙として観察されるが、そのたなびきは容易には
消失しない。白煙等となる硫酸ミストは、降下地点の人
体や動植物に障害を与える。さらに、煙道等で堆積した
煤塵は負荷変動等により、硫酸を多く含有したアシッド
スマットとして排出され、酸性降下煤塵になり環境を悪
化させるが、ＳＯ3成分を中和除去することによりこれ
らを抑制することは、環境対策上非常に有効である。
すると硫酸ミストが生成し、煙突から排出されると白煙
となってたなびく。この白煙は天候によって紫煙、茶煙
又は黒煙として観察されるが、そのたなびきは容易には
消失しない。白煙等となる硫酸ミストは、降下地点の人
体や動植物に障害を与える。さらに、煙道等で堆積した
煤塵は負荷変動等により、硫酸を多く含有したアシッド
スマットとして排出され、酸性降下煤塵になり環境を悪
化させるが、ＳＯ3成分を中和除去することによりこれ
らを抑制することは、環境対策上非常に有効である。
【００１０】したがって、ＳＯ3成分を含むガス、例え
ば化石燃料の燃焼排気ガス等の、ボイラ等で硫黄分を含
有する燃料を使用することにより発生するガスや、ＳＯ
3成分を不純物として含みその除去が必要であるガスに
おいて、ＳＯ3成分をより効率良く安全に中和処理し、
除去する方法が求められている。また、製鋼、製鉄、非
鉄金属精錬、ガラス溶融、硫酸製造、界面活性剤製造等
における廃液や廃油や廃ガスや固形廃棄物の燃焼等の排
気ガスの処理においてもＳＯ3成分を除去することが必
要であり、ＳＯ3成分の効率良い安全な中和処理方法が
求められている。そこで本発明は、上記のようなガス中
からＳＯ3成分を効率良く簡便かつ安全に除去する方法
を提供することを目的とする。
ば化石燃料の燃焼排気ガス等の、ボイラ等で硫黄分を含
有する燃料を使用することにより発生するガスや、ＳＯ
3成分を不純物として含みその除去が必要であるガスに
おいて、ＳＯ3成分をより効率良く安全に中和処理し、
除去する方法が求められている。また、製鋼、製鉄、非
鉄金属精錬、ガラス溶融、硫酸製造、界面活性剤製造等
における廃液や廃油や廃ガスや固形廃棄物の燃焼等の排
気ガスの処理においてもＳＯ3成分を除去することが必
要であり、ＳＯ3成分の効率良い安全な中和処理方法が
求められている。そこで本発明は、上記のようなガス中
からＳＯ3成分を効率良く簡便かつ安全に除去する方法
を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、ＳＯ3成分を
含む６０℃以上のガスからＳＯ3成分を除去する方法で
あって、平均粒子径０．０５〜０．５ｍｍの炭酸水素ナ
トリウム、炭酸ナトリウム及びセスキ炭酸ナトリウムか
らなる群から選ばれる一種以上を乾式粉砕機で平均粒子
径２０μｍ以下に粉砕し、乾式粉砕機において気流中に
分散された粉末を気流中に分散した状態のまま中和剤と
して前記ガス中に注入することを特徴とするガスの処理
方法を提供する。
含む６０℃以上のガスからＳＯ3成分を除去する方法で
あって、平均粒子径０．０５〜０．５ｍｍの炭酸水素ナ
トリウム、炭酸ナトリウム及びセスキ炭酸ナトリウムか
らなる群から選ばれる一種以上を乾式粉砕機で平均粒子
径２０μｍ以下に粉砕し、乾式粉砕機において気流中に
分散された粉末を気流中に分散した状態のまま中和剤と
して前記ガス中に注入することを特徴とするガスの処理
方法を提供する。
【００１２】本発明における中和剤のうち、炭酸水素ナ
トリウム及びセスキ炭酸ナトリウムは、６０℃以上の、
例えば酸（ＳＯ3成分）の露点以上のガス中に噴霧され
て分散するように添加されると、分解して炭酸ナトリウ
ム、二酸化炭素及び水となる。このとき、二酸化炭素と
水が抜けた部分が空孔となって、空隙率が高く比表面積
の大きい多孔質構造を有する炭酸ナトリウムの粒子とな
る。粒子が多孔質構造であるとＳＯ3等の吸着力が高く
なり、ＳＯ3成分を迅速な中和により除去できる。また
炭酸ナトリウムを使用する場合は、一般に軽灰と称され
る多孔質の炭酸ナトリウムが比表面積が大きく好適に使
用できる。
トリウム及びセスキ炭酸ナトリウムは、６０℃以上の、
例えば酸（ＳＯ3成分）の露点以上のガス中に噴霧され
て分散するように添加されると、分解して炭酸ナトリウ
ム、二酸化炭素及び水となる。このとき、二酸化炭素と
水が抜けた部分が空孔となって、空隙率が高く比表面積
の大きい多孔質構造を有する炭酸ナトリウムの粒子とな
る。粒子が多孔質構造であるとＳＯ3等の吸着力が高く
なり、ＳＯ3成分を迅速な中和により除去できる。また
炭酸ナトリウムを使用する場合は、一般に軽灰と称され
る多孔質の炭酸ナトリウムが比表面積が大きく好適に使
用できる。
【００１３】本発明では、炭酸水素ナトリウムを使用す
る場合の熱分解温度の関係から中和剤を添加するガスの
温度を６０℃以上としている。また、ガスの温度は８５
０℃以下であることが好ましい。８５０℃を超える温度
では炭酸ナトリウム（炭酸水素ナトリウムが熱分解して
生成された炭酸ナトリウムも含む）が分解するので、Ｓ
Ｏ3成分を中和除去できなくなるおそれがある。
る場合の熱分解温度の関係から中和剤を添加するガスの
温度を６０℃以上としている。また、ガスの温度は８５
０℃以下であることが好ましい。８５０℃を超える温度
では炭酸ナトリウム（炭酸水素ナトリウムが熱分解して
生成された炭酸ナトリウムも含む）が分解するので、Ｓ
Ｏ3成分を中和除去できなくなるおそれがある。
【００１４】本発明におけるＳＯ3成分の中和剤は、平
均粒子径０．０５〜０．５ｍｍの炭酸水素ナトリウム及
び／又は炭酸ナトリウム及び／又はセスキ炭酸ナトリウ
ムを中和剤として、乾式粉砕機で平均粒子径２０μｍ以
下、好ましくは１５μｍ以下、さらに好ましくは１０μ
ｍ以下に粉砕して使用される。平均粒子径２０μｍ以下
であると粒子自体の比表面積が大きく反応性が高い。特
に炭酸水素ナトリウムを含む場合は、熱分解時に形成さ
れる細孔の直径が大きくなるので、ガス中に注入される
際の平均粒子直径は小さいほどＳＯ3成分のみかけ上の
拡散速度が速く好ましい。
均粒子径０．０５〜０．５ｍｍの炭酸水素ナトリウム及
び／又は炭酸ナトリウム及び／又はセスキ炭酸ナトリウ
ムを中和剤として、乾式粉砕機で平均粒子径２０μｍ以
下、好ましくは１５μｍ以下、さらに好ましくは１０μ
ｍ以下に粉砕して使用される。平均粒子径２０μｍ以下
であると粒子自体の比表面積が大きく反応性が高い。特
に炭酸水素ナトリウムを含む場合は、熱分解時に形成さ
れる細孔の直径が大きくなるので、ガス中に注入される
際の平均粒子直径は小さいほどＳＯ3成分のみかけ上の
拡散速度が速く好ましい。
【００１５】本発明では、安定して中和剤を煙道に注入
するために、中和剤の粉砕前の原料は平均粒子径０．０
５〜０．５ｍｍのものを使用する。０．０５ｍｍ未満で
は粉砕機への安定した供給が困難であり、０．５ｍｍ超
では２０μｍ以下に粉砕するための粉砕機の設備が過大
となる。特に、中和剤の粉砕前の原料は安息角が５５°
以下、さらには５０°以下であることが好ましい。安息
角が５５°を超えると粉砕機への安定した供給が困難と
なる。
するために、中和剤の粉砕前の原料は平均粒子径０．０
５〜０．５ｍｍのものを使用する。０．０５ｍｍ未満で
は粉砕機への安定した供給が困難であり、０．５ｍｍ超
では２０μｍ以下に粉砕するための粉砕機の設備が過大
となる。特に、中和剤の粉砕前の原料は安息角が５５°
以下、さらには５０°以下であることが好ましい。安息
角が５５°を超えると粉砕機への安定した供給が困難と
なる。
【００１６】ここで安息角は、ホソカワミクロン社製の
パウダテスタＰＴ−Ｄ型を使用して測定できる。すなわ
ち、安息角は、粉体試料を直径８０ｍｍ、目開き７１０
μｍの篩を振動させながら通過させた後、水平面に１６
０ｍｍの高さの漏斗から直径８０ｍｍのテーブルに静か
に落下させた時に、粉体によって形成された円錐体の母
線と水平面のなす角を測定することで規定される数値で
ある。
パウダテスタＰＴ−Ｄ型を使用して測定できる。すなわ
ち、安息角は、粉体試料を直径８０ｍｍ、目開き７１０
μｍの篩を振動させながら通過させた後、水平面に１６
０ｍｍの高さの漏斗から直径８０ｍｍのテーブルに静か
に落下させた時に、粉体によって形成された円錐体の母
線と水平面のなす角を測定することで規定される数値で
ある。
【００１７】本発明では、中和剤を粉砕してすぐにガス
中に注入するため、使用する粉砕機は、乾式で気流を使
用する粉砕機である。粉砕して貯留した後にガス中に注
入すると、貯留することにより粉砕して気流中に分散し
ていた中和剤が凝集し、ガス中のＳＯ3成分の中和効果
が激減する。
中に注入するため、使用する粉砕機は、乾式で気流を使
用する粉砕機である。粉砕して貯留した後にガス中に注
入すると、貯留することにより粉砕して気流中に分散し
ていた中和剤が凝集し、ガス中のＳＯ3成分の中和効果
が激減する。
【００１８】粉砕された中和剤をガス中に注入する条件
としては、粉砕された中和剤１ｋｇあたり２〜９０
ｍ3、特に３〜６０ｍ3の気流に分散された状態でガス中
に注入することが好ましい。ここで、気流の体積は標準
状態における体積を示す。また、中和剤が分散している
気流は、５〜２００ｍ／秒、特に２０〜１５０ｍ／秒の
流速でガス中に注入することが好ましい。中和剤１ｋｇ
あたりの気流が２ｍ3未満であると、中和剤のガス中で
の分散が不充分となり中和効果が低くなる。また、９０
ｍ3を超える量としても中和効果は高まらず、設備が大
型化するので好ましくない。
としては、粉砕された中和剤１ｋｇあたり２〜９０
ｍ3、特に３〜６０ｍ3の気流に分散された状態でガス中
に注入することが好ましい。ここで、気流の体積は標準
状態における体積を示す。また、中和剤が分散している
気流は、５〜２００ｍ／秒、特に２０〜１５０ｍ／秒の
流速でガス中に注入することが好ましい。中和剤１ｋｇ
あたりの気流が２ｍ3未満であると、中和剤のガス中で
の分散が不充分となり中和効果が低くなる。また、９０
ｍ3を超える量としても中和効果は高まらず、設備が大
型化するので好ましくない。
【００１９】上記流速が２０ｍ／秒であると、中和剤の
ガス中での分散が不充分となり中和効果が低くなる。ま
た、上記流速が２００ｍ／秒を超える量としても中和効
果は高まらず、圧力損失の上昇、配管の磨耗等の点から
好ましくない。
ガス中での分散が不充分となり中和効果が低くなる。ま
た、上記流速が２００ｍ／秒を超える量としても中和効
果は高まらず、圧力損失の上昇、配管の磨耗等の点から
好ましくない。
【００２０】また、平均粒子径２０μｍ以下への粉砕を
効率よく行うためには、分級機構を備えた粉砕機を使用
することが好ましい。また、ＳＯ3成分との反応性を高
めるため、中和剤の累積粒度分布における９０％径が５
０μｍ以下となるように粉砕、分級してからガス中に注
入することが好ましい。この場合、分級機構は粉砕機の
一部であり、本発明では分級機構から出ていく粒子の平
均粒子径が２０μｍ以下となっていればよい。分級機と
しては風力式分級機等が使用できる。ここで、粉砕機と
してホソカワミクロン社製の乾式粉砕機であるＡＣＭパ
ルベライザーが、乾式風力分級機構が内蔵されているの
で好適に使用できる。
効率よく行うためには、分級機構を備えた粉砕機を使用
することが好ましい。また、ＳＯ3成分との反応性を高
めるため、中和剤の累積粒度分布における９０％径が５
０μｍ以下となるように粉砕、分級してからガス中に注
入することが好ましい。この場合、分級機構は粉砕機の
一部であり、本発明では分級機構から出ていく粒子の平
均粒子径が２０μｍ以下となっていればよい。分級機と
しては風力式分級機等が使用できる。ここで、粉砕機と
してホソカワミクロン社製の乾式粉砕機であるＡＣＭパ
ルベライザーが、乾式風力分級機構が内蔵されているの
で好適に使用できる。
【００２１】なお、中和剤の平均粒子径及び累積粒度分
布による９０％径は、レーザー回折散乱式粒度分布測定
装置により測定し、体積基準での細かい方からの累積
（累積篩下）で５０％に相当する粒径を平均粒子径、９
０％に相当する粒径を９０％径とした。具体的には日機
装社製のマイクロトラックＦＲＡ９２２０を使用して測
定した。
布による９０％径は、レーザー回折散乱式粒度分布測定
装置により測定し、体積基準での細かい方からの累積
（累積篩下）で５０％に相当する粒径を平均粒子径、９
０％に相当する粒径を９０％径とした。具体的には日機
装社製のマイクロトラックＦＲＡ９２２０を使用して測
定した。
【００２２】中和剤のガス中に注入する量は、炭酸水素
ナトリウムでは、ガス中に含まれるＳＯ3成分に対して
０．０４〜１６倍モル、特に２〜１０倍モルとすること
が好ましい。０．０４倍モル未満であると充分にはＳＯ
3成分を除去できず、白煙又は紫煙の除去効果が不充分
となるおそれがある。しかし本発明における炭酸水素ナ
トリウムは水酸化マグネシウム等に比べ反応効率が高い
ので、ＳＯ3成分に対して１６倍モル存在すれば確実に
ＳＯ3成分を除去できるのでそれ以上の添加は不必要で
ある。また添加の下限量は、ガスの脱硫等の工程を勘案
すると目的によって異なるが、一般的に０．０４倍モル
が添加効果を確認できる。
ナトリウムでは、ガス中に含まれるＳＯ3成分に対して
０．０４〜１６倍モル、特に２〜１０倍モルとすること
が好ましい。０．０４倍モル未満であると充分にはＳＯ
3成分を除去できず、白煙又は紫煙の除去効果が不充分
となるおそれがある。しかし本発明における炭酸水素ナ
トリウムは水酸化マグネシウム等に比べ反応効率が高い
ので、ＳＯ3成分に対して１６倍モル存在すれば確実に
ＳＯ3成分を除去できるのでそれ以上の添加は不必要で
ある。また添加の下限量は、ガスの脱硫等の工程を勘案
すると目的によって異なるが、一般的に０．０４倍モル
が添加効果を確認できる。
【００２３】上記と同様の理由から、炭酸ナトリウムの
場合はガス中に含まれるＳＯ3成分に対して０．０２〜
８倍モルであることが好ましく、セスキ炭酸ナトリウム
の場合はＳＯ3成分に対して０．０３〜１１倍モルであ
ることが好ましい。また、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナ
トリウム及びセスキ炭酸ナトリウムのうちの２種以上を
混合して用いる場合は、全てが炭酸ナトリウムに分解し
た場合のモル数に換算してＳＯ3成分に対して０．０２
〜８倍モルとなるようにすることが好ましい。
場合はガス中に含まれるＳＯ3成分に対して０．０２〜
８倍モルであることが好ましく、セスキ炭酸ナトリウム
の場合はＳＯ3成分に対して０．０３〜１１倍モルであ
ることが好ましい。また、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナ
トリウム及びセスキ炭酸ナトリウムのうちの２種以上を
混合して用いる場合は、全てが炭酸ナトリウムに分解し
た場合のモル数に換算してＳＯ3成分に対して０．０２
〜８倍モルとなるようにすることが好ましい。
【００２４】中和後のＳＯ3の濃度に関しては、発明者
らの実際の発電所ボイラによる試験での煙突からの排気
の肉眼での観察では、ＳＯ3を２体積ｐｐｍ以下とすれ
ば、白煙又は紫煙の防止効果が有意に確認できた。よっ
てこの水準が維持できる量の中和剤を注入すれば良好な
結果が得られる。また、一般にはガス中のＳＯ3成分の
濃度を未処理時の０．１倍モルまで低減させると白煙又
は紫煙が薄くなり、中和剤の添加効果が充分に確認でき
るので、最低限ガス中のＳＯ3成分の濃度が未処理時の
０．１倍モル以下となるように中和剤を注入することが
好ましい。
らの実際の発電所ボイラによる試験での煙突からの排気
の肉眼での観察では、ＳＯ3を２体積ｐｐｍ以下とすれ
ば、白煙又は紫煙の防止効果が有意に確認できた。よっ
てこの水準が維持できる量の中和剤を注入すれば良好な
結果が得られる。また、一般にはガス中のＳＯ3成分の
濃度を未処理時の０．１倍モルまで低減させると白煙又
は紫煙が薄くなり、中和剤の添加効果が充分に確認でき
るので、最低限ガス中のＳＯ3成分の濃度が未処理時の
０．１倍モル以下となるように中和剤を注入することが
好ましい。
【００２５】本発明の方法では、５００体積ｐｐｍさら
には１０００体積ｐｐｍを超える高濃度のＳＯ2を含む
ガス中の２０体積ｐｐｍ程度の少量のＳＯ3が含有され
ているガスから、ＳＯ3成分を選択的に除去できる。
には１０００体積ｐｐｍを超える高濃度のＳＯ2を含む
ガス中の２０体積ｐｐｍ程度の少量のＳＯ3が含有され
ているガスから、ＳＯ3成分を選択的に除去できる。
【００２６】本発明ではＳＯ3成分を除去するための中
和剤として炭酸水素ナトリウムや炭酸ナトリウムやセス
キ炭酸ナトリウムを使用しているため、高圧ガスとして
の取扱い及び劇毒物の規制があるアンモニアや、劇物で
ある水酸化ナトリウムに比較して、作業者が安全に取扱
うことができる。また、流動性の良好な粒子を使用でき
るために固結防止剤の添加を必要とせず安定して注入で
き、保存時の原料の嵩も低いために貯槽の容積も削減で
きる。本発明の方法では中和によりＳＯ3成分を除去す
るので、同じく中和により除去を行う、従来技術のアン
モニアを注入する方法と容易に代替でき、従来の方法と
の併用もできる。
和剤として炭酸水素ナトリウムや炭酸ナトリウムやセス
キ炭酸ナトリウムを使用しているため、高圧ガスとして
の取扱い及び劇毒物の規制があるアンモニアや、劇物で
ある水酸化ナトリウムに比較して、作業者が安全に取扱
うことができる。また、流動性の良好な粒子を使用でき
るために固結防止剤の添加を必要とせず安定して注入で
き、保存時の原料の嵩も低いために貯槽の容積も削減で
きる。本発明の方法では中和によりＳＯ3成分を除去す
るので、同じく中和により除去を行う、従来技術のアン
モニアを注入する方法と容易に代替でき、従来の方法と
の併用もできる。
【００２７】次に、ボイラで燃料が燃焼されて生成した
排ガスを処理する方法を例にとって、図１を参照しなが
ら本発明の方法を具体的に説明する。図１は、ボイラで
燃料が燃焼されて生成した排ガスを処理する方法を示す
図である。
排ガスを処理する方法を例にとって、図１を参照しなが
ら本発明の方法を具体的に説明する。図１は、ボイラで
燃料が燃焼されて生成した排ガスを処理する方法を示す
図である。
【００２８】ボイラ１で燃料が燃焼されて生成した高温
の排ガスは、第１の煙道６を通って空気予熱器２に送ら
れる。ここでは燃料原単位を向上させるためボイラ１に
送られる燃焼用空気と熱交換され、燃焼用空気の温度を
上昇させる。次いで排ガスは第２の煙道７を通って電気
集塵機３に送られ、排ガス中に含まれる粉塵が静電気に
より除去される。ここで電気集塵機３のかわりにバグフ
ィルタを用いてもよく、また電気集塵機３は排ガスに含
まれる成分によっては省略してもよい。電気集塵機３を
通った排ガスは、第３の煙道８を通って脱硫装置４に送
られ、ＳＯ2等が水酸化マグネシウムスラリ等により除
去される。次いで排ガスは第４の煙道９を通って煙突５
に送られ、煙突５から排出される。
の排ガスは、第１の煙道６を通って空気予熱器２に送ら
れる。ここでは燃料原単位を向上させるためボイラ１に
送られる燃焼用空気と熱交換され、燃焼用空気の温度を
上昇させる。次いで排ガスは第２の煙道７を通って電気
集塵機３に送られ、排ガス中に含まれる粉塵が静電気に
より除去される。ここで電気集塵機３のかわりにバグフ
ィルタを用いてもよく、また電気集塵機３は排ガスに含
まれる成分によっては省略してもよい。電気集塵機３を
通った排ガスは、第３の煙道８を通って脱硫装置４に送
られ、ＳＯ2等が水酸化マグネシウムスラリ等により除
去される。次いで排ガスは第４の煙道９を通って煙突５
に送られ、煙突５から排出される。
【００２９】ＳＯ3成分を含有する排ガスが例えばＳＯ3
換算で２０体積ｐｐｍ程度であっても、煙突５から白煙
又は紫煙が長くたなびく現象が現れる。この主な原因
は、排ガス中に含まれるＳＯ3成分が煙道及び脱硫装置
４内で、雰囲気中に含まれる水蒸気と反応して硫酸ミス
トを形成するためと考えられる。したがって、排ガス中
に中和剤を添加することで、ＳＯ3成分及び硫酸ミスト
を除去すれば、白煙又は紫煙等の着色煙の発生は防止で
きる。
換算で２０体積ｐｐｍ程度であっても、煙突５から白煙
又は紫煙が長くたなびく現象が現れる。この主な原因
は、排ガス中に含まれるＳＯ3成分が煙道及び脱硫装置
４内で、雰囲気中に含まれる水蒸気と反応して硫酸ミス
トを形成するためと考えられる。したがって、排ガス中
に中和剤を添加することで、ＳＯ3成分及び硫酸ミスト
を除去すれば、白煙又は紫煙等の着色煙の発生は防止で
きる。
【００３０】上記工程において、本発明では炭酸水素ナ
トリウムや炭酸ナトリウムやセスキ炭酸ナトリウムを微
粉砕した後に、第１の煙道６から第４の煙道９の間の少
なくとも１つの煙道で注入されるが、添加される煙道は
目的に応じて適宜選択される。
トリウムや炭酸ナトリウムやセスキ炭酸ナトリウムを微
粉砕した後に、第１の煙道６から第４の煙道９の間の少
なくとも１つの煙道で注入されるが、添加される煙道は
目的に応じて適宜選択される。
【００３１】本発明では、ＳＯ3成分を除去することを
目的としているため、炭酸水素ナトリウムや炭酸ナトリ
ウムやセスキ炭酸ナトリウムを微粉砕した後に、脱硫装
置４よりも上流の煙道に添加することが好ましく、特に
第３の煙道８が好ましい。第３の煙道８内ではガス温度
がガス中に含まれるＳＯ3又はＨ2ＳＯ4による露点以上
の温度に確実に維持されており、かつ炭酸水素ナトリウ
ムやセスキ炭酸ナトリウムであっても、分解するのに十
分なガス温度が維持されているため、第４の煙道９より
ＳＯ3成分の除去効率が高くなる。
目的としているため、炭酸水素ナトリウムや炭酸ナトリ
ウムやセスキ炭酸ナトリウムを微粉砕した後に、脱硫装
置４よりも上流の煙道に添加することが好ましく、特に
第３の煙道８が好ましい。第３の煙道８内ではガス温度
がガス中に含まれるＳＯ3又はＨ2ＳＯ4による露点以上
の温度に確実に維持されており、かつ炭酸水素ナトリウ
ムやセスキ炭酸ナトリウムであっても、分解するのに十
分なガス温度が維持されているため、第４の煙道９より
ＳＯ3成分の除去効率が高くなる。
【００３２】本発明において中和剤として炭酸水素ナト
リウムや炭酸ナトリウムやセスキ炭酸ナトリウムが使用
できるが、どれを選択するか、又は混合して使用するか
は、実施場所での原料の入手の容易さや価格で決定され
る。またこれらは合成品のみでなく天然品も使用でき
る。一方、これらの中和剤以外に、炭酸水素カリウムや
炭酸カリウムが使用できるが、これらは一般に価格が高
く、吸湿しやすいために本発明では採用していない。以
下の実施例では炭酸水素ナトリウムを例にとって説明す
る。
リウムや炭酸ナトリウムやセスキ炭酸ナトリウムが使用
できるが、どれを選択するか、又は混合して使用するか
は、実施場所での原料の入手の容易さや価格で決定され
る。またこれらは合成品のみでなく天然品も使用でき
る。一方、これらの中和剤以外に、炭酸水素カリウムや
炭酸カリウムが使用できるが、これらは一般に価格が高
く、吸湿しやすいために本発明では採用していない。以
下の実施例では炭酸水素ナトリウムを例にとって説明す
る。
【００３３】
【実施例】［例１］炭酸水素ナトリウムの添加によるガ
ス中のＳＯ3成分の除去効果を確認するため、実際の発
電所のボイラで燃料が燃焼されて生成した排ガスを用い
て試験を行った。ここで設備の構成は、図１から電気集
塵器３と第２の煙道７を除いたものであり、炭酸水素ナ
トリウムは第３の煙道８に注入した。炭酸水素ナトリウ
ムの注入にあたっては平均粒子径９３μｍ、安息角４１
°の炭酸水素ナトリウム（旭硝子社製）を分級機付き乾
式粉砕機（形式ＡＣＭ６０Ａ、ホソカワミクロン社製）
で平均粒子径９μｍ、累積粒度分布における９０％径１
８μｍまで粉砕、分級してガス中に注入した。このと
き、中和剤は、中和剤１ｋｇあたり気流５０Ｎｍ 3に分
散された状態でガス中に注入され、気流の流速は４０ｍ
／秒であった。
ス中のＳＯ3成分の除去効果を確認するため、実際の発
電所のボイラで燃料が燃焼されて生成した排ガスを用い
て試験を行った。ここで設備の構成は、図１から電気集
塵器３と第２の煙道７を除いたものであり、炭酸水素ナ
トリウムは第３の煙道８に注入した。炭酸水素ナトリウ
ムの注入にあたっては平均粒子径９３μｍ、安息角４１
°の炭酸水素ナトリウム（旭硝子社製）を分級機付き乾
式粉砕機（形式ＡＣＭ６０Ａ、ホソカワミクロン社製）
で平均粒子径９μｍ、累積粒度分布における９０％径１
８μｍまで粉砕、分級してガス中に注入した。このと
き、中和剤は、中和剤１ｋｇあたり気流５０Ｎｍ 3に分
散された状態でガス中に注入され、気流の流速は４０ｍ
／秒であった。
【００３４】具体的には下記の工程で排ガスを処理し、
空気予熱器２と脱硫装置４との間の第３の煙道８におい
て、表１に示す各量の粉砕した炭酸水素ナトリウムを粉
砕機の出口から直接注入した。
空気予熱器２と脱硫装置４との間の第３の煙道８におい
て、表１に示す各量の粉砕した炭酸水素ナトリウムを粉
砕機の出口から直接注入した。
【００３５】そして、煙突５から排出される硫酸ミスト
に起因する紫煙（以下、実施例においては消失しにくい
白煙も含んだ総称として紫煙と記載する。）のたなびき
の目視観察（たなびきの長さ及び中和剤無添加時の紫煙
の濃度を基準とする紫煙（たなびき）の濃度の評価）
と、第４の煙道９中のＳＯ3成分の定量を行って評価し
た。表には比較として炭酸水素ナトリウム粉末を添加し
なかった場合も記載している。また、炭酸水素ナトリウ
ムの注入点から脱硫装置４までの煙道における中和剤の
滞留時間は１１秒とした。
に起因する紫煙（以下、実施例においては消失しにくい
白煙も含んだ総称として紫煙と記載する。）のたなびき
の目視観察（たなびきの長さ及び中和剤無添加時の紫煙
の濃度を基準とする紫煙（たなびき）の濃度の評価）
と、第４の煙道９中のＳＯ3成分の定量を行って評価し
た。表には比較として炭酸水素ナトリウム粉末を添加し
なかった場合も記載している。また、炭酸水素ナトリウ
ムの注入点から脱硫装置４までの煙道における中和剤の
滞留時間は１１秒とした。
【００３６】なお、表中の炭酸水素ナトリウムの添加量
は、脱硫装置４に送られる前（水蒸気に接触して硫酸ミ
ストが生成する前）の排ガス中に含まれるＳＯ3成分に
対するモル比で示した。また、空気予熱器２と脱硫装置
４との間の第３の煙道８中のガス温度は１５８℃であっ
た。
は、脱硫装置４に送られる前（水蒸気に接触して硫酸ミ
ストが生成する前）の排ガス中に含まれるＳＯ3成分に
対するモル比で示した。また、空気予熱器２と脱硫装置
４との間の第３の煙道８中のガス温度は１５８℃であっ
た。
【００３７】工程：ボイラで燃焼されて生成した高温の
排ガスを、第１の煙道６を通して空気予熱器２に送って
燃焼用空気と熱交換した後、排ガスを第２の煙道７を通
して脱硫装置４に送り、水酸化マグネシウムスラリによ
りＳＯ2等を除去し、次いで第４の煙道９を通して煙突
５に送り、煙突５から排出する。
排ガスを、第１の煙道６を通して空気予熱器２に送って
燃焼用空気と熱交換した後、排ガスを第２の煙道７を通
して脱硫装置４に送り、水酸化マグネシウムスラリによ
りＳＯ2等を除去し、次いで第４の煙道９を通して煙突
５に送り、煙突５から排出する。
【００３８】なお、実施時のボイラの設備仕様と排ガス
組成は以下のとおりであった。 ＜ボイラ仕様＞ 型式：強制貫流式ベンソンボイラ、蒸発量：８３ｔ／ｈ
ｒ、蒸気温度：５２０℃、蒸気圧力：１３７×１０5Ｐ
ａ。 ＜排ガス組成＞ Ｏ2：４．５体積％、ＳＯ2：１４００体積ｐｐｍ、ＳＯ
3成分の換算濃度：１８体積ｐｐｍ。
組成は以下のとおりであった。 ＜ボイラ仕様＞ 型式：強制貫流式ベンソンボイラ、蒸発量：８３ｔ／ｈ
ｒ、蒸気温度：５２０℃、蒸気圧力：１３７×１０5Ｐ
ａ。 ＜排ガス組成＞ Ｏ2：４．５体積％、ＳＯ2：１４００体積ｐｐｍ、ＳＯ
3成分の換算濃度：１８体積ｐｐｍ。
【００３９】
【表１】
【００４０】また、第３の煙道８の炭酸水素ナトリウム
注入点以降で連続自動分析計にてＳＯ2の挙動を記録し
ていたが、常時１４００体積ｐｐｍ前後を示し、変化は
みられなかった。このことは高濃度ＳＯ2ガス中にＳＯ3
ガスが少量含有されているガスからＳＯ3成分を選択的
に除去する方法として本発明が有効であることを示して
いる。さらにここで使用した９３μｍの炭酸水素ナトリ
ウムを５ｔ、２０ｍ3の貯槽に投入して嵩を測定したと
ころ、６ｍ3であった。
注入点以降で連続自動分析計にてＳＯ2の挙動を記録し
ていたが、常時１４００体積ｐｐｍ前後を示し、変化は
みられなかった。このことは高濃度ＳＯ2ガス中にＳＯ3
ガスが少量含有されているガスからＳＯ3成分を選択的
に除去する方法として本発明が有効であることを示して
いる。さらにここで使用した９３μｍの炭酸水素ナトリ
ウムを５ｔ、２０ｍ3の貯槽に投入して嵩を測定したと
ころ、６ｍ3であった。
【００４１】［例２（比較例）］炭酸水素ナトリウムを
平均粒子径９μｍ、累積粒度分布における９０％径１８
μｍに粉砕して、直ちにガス中に注入せず、一度貯槽に
回収した後にガス中に投入した以外は例１と同様にして
試験を実施した。結果を表２に示す。
平均粒子径９μｍ、累積粒度分布における９０％径１８
μｍに粉砕して、直ちにガス中に注入せず、一度貯槽に
回収した後にガス中に投入した以外は例１と同様にして
試験を実施した。結果を表２に示す。
【００４２】
【表２】
【００４３】例２で使用した平均粒子径９μｍの炭酸水
素ナトリウムを５ｔ、２０ｍ3の貯槽に投入して嵩を測
定したところ、１０ｍ3であり、例１より嵩高く、例１
と同量使用する場合でも大きな貯槽が必要である。
素ナトリウムを５ｔ、２０ｍ3の貯槽に投入して嵩を測
定したところ、１０ｍ3であり、例１より嵩高く、例１
と同量使用する場合でも大きな貯槽が必要である。
【００４４】
【発明の効果】本発明によれば、ガス中のＳＯ3及びそ
れに由来する硫酸ミストをコンパクトな設備で通常容易
に入手できる粒子サイズの炭酸水素ナトリウム等の中和
剤を使用して安価に効率良くかつ簡便、安全に除去でき
る。したがって、ボイラ等から排出される排気ガスの白
煙及び紫煙などの着色煙を抑制できる。また、排気ガス
以外の、ＳＯ3成分を不純物として含むガスにおいて
も、ＳＯ3成分の除去を安価に効率良くかつ簡便、安全
に行うことは工業生産上有意義である。
れに由来する硫酸ミストをコンパクトな設備で通常容易
に入手できる粒子サイズの炭酸水素ナトリウム等の中和
剤を使用して安価に効率良くかつ簡便、安全に除去でき
る。したがって、ボイラ等から排出される排気ガスの白
煙及び紫煙などの着色煙を抑制できる。また、排気ガス
以外の、ＳＯ3成分を不純物として含むガスにおいて
も、ＳＯ3成分の除去を安価に効率良くかつ簡便、安全
に行うことは工業生産上有意義である。
【図１】ボイラで燃料が燃焼されて生成した排ガスを処
理する方法を示す図。
理する方法を示す図。
１：ボイラ ２：空気予熱器 ３：電気集塵機 ４：脱硫装置 ５：煙突 ６：第１の煙道 ７：第２の煙道 ８：第３の煙道 ９：第４の煙道
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊地 真太郎 福岡県北九州市戸畑区牧山５丁目１番１号 旭硝子株式会社内 Ｆターム(参考） 4D002 AA02 AC01 BA03 CA11 DA02 DA16 EA06 GA01 GB05 GB08 GB12 GB20 4D067 EE07 GA20
Claims (6)
- 【請求項１】ＳＯ3成分を含む６０℃以上のガスからＳ
Ｏ3成分を除去する方法であって、平均粒子径０．０５
〜０．５ｍｍの炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム及
びセスキ炭酸ナトリウムからなる群から選ばれる一種以
上を乾式粉砕機で平均粒子径２０μｍ以下に粉砕し、乾
式粉砕機において気流中に分散された粉末を気流中に分
散した状態のまま中和剤として前記ガス中に注入するこ
とを特徴とするガスの処理方法。 - 【請求項２】前記中和剤として、前記ガス中のＳＯ3成
分に対して０．０４〜１６倍モルの炭酸水素ナトリウ
ム、０．０２〜８倍モルの炭酸ナトリウム、又は０．０
３〜１１倍モルのセスキ炭酸ナトリウムを前記ガス中に
注入し、前記ガス中のＳＯ3成分濃度を処理前の０．１
倍モル以下又は２体積ｐｐｍ以下とする請求項１に記載
のガスの処理方法。 - 【請求項３】前記乾式粉砕機は分級機構を備えており、
前記中和剤を累積粒度分布における９０％径が５０μｍ
以下となるように粉砕、分級してから前記ガス中に注入
する請求項１又は２に記載のガスの処理方法。 - 【請求項４】前記中和剤が１ｋｇあたり２〜９０ｍ3の
前記気流に分散された状態で、前記気流を５〜２００ｍ
／秒の流速で前記ガス中に注入する請求項１、２又は３
に記載のガスの処理方法。 - 【請求項５】前記中和剤は、粉砕前の安息角が５５°以
下である請求項１、２、３又は４に記載のガスの処理方
法。 - 【請求項６】前記ガスは硫黄を含有する物質の燃焼によ
り生成されるものであり、ＳＯ2を５００ｐｐｍ以上含
有するガスである請求項１、２、３、４又は５に記載の
ガスの処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000162418A JP4826001B2 (ja) | 2000-05-31 | 2000-05-31 | ガスの処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000162418A JP4826001B2 (ja) | 2000-05-31 | 2000-05-31 | ガスの処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001340727A true JP2001340727A (ja) | 2001-12-11 |
| JP4826001B2 JP4826001B2 (ja) | 2011-11-30 |
Family
ID=18666318
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000162418A Expired - Lifetime JP4826001B2 (ja) | 2000-05-31 | 2000-05-31 | ガスの処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP4826001B2 (ja) |
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| JP2009520587A (ja) * | 2005-12-23 | 2009-05-28 | ソルヴェイ（ソシエテ アノニム） | 粉砕方法 |
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| JPH04141214A (ja) * | 1990-10-02 | 1992-05-14 | Babcock Hitachi Kk | 排煙脱硫装置 |
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| JP2001025637A (ja) * | 1999-07-14 | 2001-01-30 | Kurita Water Ind Ltd | 排ガス浄化方法 |
-
2000
- 2000-05-31 JP JP2000162418A patent/JP4826001B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009520587A (ja) * | 2005-12-23 | 2009-05-28 | ソルヴェイ（ソシエテ アノニム） | 粉砕方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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