JP2002035548A

JP2002035548A - ガスの処理方法

Info

Publication number: JP2002035548A
Application number: JP2001137575A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Sakurai; 茂桜井; Yoichi Mori; 要一森; Hachiro Hirano; 八朗平野; Makoto Yoshida; 吉田　　誠; Hiroaki Noda; 寛章野田
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2000-05-17
Filing date: 2001-05-08
Publication date: 2002-02-05
Anticipated expiration: 2021-05-08
Also published as: JP4918741B2

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、紫煙等
の原因となるＳＯ₃及びＳＯ₃に由来する硫酸ミストを安
価に効率良くかつ簡便安全に中和処理して除去する。【解決手段】ＳＯ₃成分を含むガス中に、平均粒子直径
２０μｍ以下の炭酸ナトリウムを好ましくは０．１〜５
質量％の固結防止剤とともに添加し、ＳＯ₃成分を除去
するガスの処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【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、大規模な設備を使用せず、安価に効率良
く簡便、かつ安全に中和する、ガスの処理方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】重油、石炭及びコークス等に代表される
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。ＳＯ
₃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、紫煙、茶
煙又は黒煙（以下、消失しがたい白煙も含んだ総称とし
て紫煙とする）の原因となる。これらの紫煙となる硫酸
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問題がある。

【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）を除去するために、カルシウム、マグネシウ
ムの酸化物及び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、添加物を多量
に使用することが困難であった。

【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
ネシウム粉体を過剰に添加することが必要とされる。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等の問題があった。

【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成分を除去する場合、充分
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と環境保
全上問題である。

【０００７】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。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ＳＯ₃成分
を含むガス中から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。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、ＳＯ₃成分を
含むガス中に、平均粒子直径２０μｍ以下の炭酸ナトリ
ウム粉末を添加することにより、ガス中のＳＯ₃成分を
除去することを特徴とするガスの処理方法を提供する。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明において、炭酸ナトリウム
粉末は、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、主に拡散衝
突の機構によりガス状のＳＯ₃成分を捕捉し、中和して
除去する。

【００１１】本発明における炭酸ナトリウム粉末の平均
粒子直径は２０μｍ以下であり、１５μｍ以下が好まし
く、１０μｍ以下が特に好ましい。平均粒子直径が２０
μｍ以下の炭酸ナトリウムは、粒子自体の比表面積が大
きいためＳＯ₃成分との反応性が高い。炭酸ナトリウム
の平均粒子直径は小さいほどＳＯ₃成分との反応が速い
ので好ましく、その下限はＳＯ₃成分の除去効果の観点
からは制限されないが、粉末の粉砕に要する費用、微粉
末の取扱い難さ等から、１μｍ以上であることが好まし
い。また、炭酸ナトリウムには、炭酸水素ナトリムを混
合して使用してもよい。

【００１２】本発明では、ＳＯ₃成分との反応速度を高
めるために、炭酸ナトリウムの比表面積を大きくするこ
とが好ましい。炭酸ナトリウムの微粉砕により比表面積
を増加させる方法が採用できる。また、炭酸水素ナトリ
ウムを焼成すると、その形状をほぼ維持したまま、一般
に軽灰と称されている多孔質の炭酸ナトリウムとなる。
軽灰を使用すると、単に粉砕したものよりも同一の平均
粒子直径であっても比表面積が大きいので、ガスとの反
応に有効なので好ましい。また、この場合、炭酸水素ナ
トリウムを焼成する際に発生する炭酸ガスを回収してお
くと、地球温暖化防止のために好ましい。

【００１３】一方、一般に重灰と称される炭酸ナトリウ
ムは、炭酸ナトリウムの一水塩を焼成したものであり、
前述の軽灰のように多孔質ではなく、比表面積が小さ
い。比表面積で比較すると、旭硝子社製のものの場合、
例えば平均粒子直径７μｍの軽灰は２．７ｍ²／ｇであ
り、平均粒子直径６μｍの重灰は１．１ｍ²／ｇであ
る。軽灰は重灰と比較すると粉体として嵩高い。しか
し、平均粒子直径が２０μｍ以下となるように粉砕すれ
ば、軽灰に比べると多少の性能低下はあるが本発明の方
法に好適に使用できる。炭酸ナトリウムは一般的には重
灰として流通しているため、重灰は安価で入手しやすい
利点がある。

【００１４】本発明では、炭酸ナトリウムの代わりに炭
酸カリウムも使用できる。炭酸カリウムは、炭酸ナトリ
ウムと同様に、炭酸水素カリウムを焼成して得ることが
できるが、炭酸ナトリウムに比べ工業的に高コストとな
る。炭酸カリウムは、例えば、ガスを精製する場合等に
おいて、ナトリウムの混入を避けたい場合等に使用でき
る。

【００１５】処理すべきガス中に添加される炭酸ナトリ
ウム粉末は、粉体物性として安息角６５°以下が好まし
く、６０°以下が特に好ましい。安息角がこの範囲の炭
酸ナトリウム粉末は流動性が良好で、例えば煙道へ噴霧
する場合でも良好な噴霧状態を維持でき、さらに貯槽か
らの排出や空気輸送なども容易であるため、効率良くＳ
Ｏ₃と反応する。そのため炭酸ナトリウムの噴霧使用量
を少なくでき、かつ粉体としての取扱いも容易である。
なお、本明細書でいう炭酸ナトリウム粉末の安息角と
は、後述のように炭酸ナトリウムに固結防止剤や粗粒を
加えてガス中に添加する場合は添加される粉体全体（混
合物）の安息角をいう。

【００１６】炭酸ナトリウム粉末は、ガス中に含まれる
ＳＯ₃成分に対して０．５〜８倍モル添加することが好
ましく、２〜５倍モル添加することが特に好ましい。添
加量が０．５倍モル未満であると、充分にはＳＯ₃成分
を除去できず、紫煙の除去効果が不充分となるおそれが
あるので好ましくない。また、添加量が８倍モル超であ
ると、ＳＯ₃成分の除去効率の面から不必要であり、コ
スト的に無駄である。ここで、炭酸ナトリウムはＮａ₂
ＣＯ₃を１モルとして扱う。

【００１７】本発明では、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
中において、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。

【００１８】本発明では、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、エゼク
タなどの簡易な噴霧装置のみで実施できるため、実施に
あたって高価な設備投資が不要である。本発明の方法で
は、従来技術のアンモニアを注入する方法と同様に、中
和によりＳＯ₃成分を除去するので容易に代替できる。

【００１９】本発明では、ガス中のＳＯ₃成分をより効
率よく除去するために、炭酸ナトリウム中に固結防止剤
を混合してガス中に添加することが好ましい。炭酸ナト
リウムは、微量の水分の存在により粒子が凝集し、固結
して流動性が悪化しやすい。そのため２０μｍ以下まで
粉砕した状態で保管すると、保管時に固結したり、使用
時の分散性が低下したりしやすい。固結防止剤は、炭酸
ナトリウム粒子の表面に付着し、炭酸ナトリウム粒子間
に介在するため、炭酸ナトリウムの粒子どうしが凝集
し、固結するのを防止する効果がある。したがって、固
結防止剤を炭酸ナトリウムに添加することにより、炭酸
ナトリウムの凝集を抑制でき、炭酸ナトリウムの高い流
動性が維持でき、微粉末の炭酸ナトリウムをガス中に良
好に分散させられるので好ましい。その結果、高い反応
効率、すなわち、ＳＯ₃成分の高い除去効果を維持でき
る。

【００２０】本発明では、固結防止剤は、炭酸ナトリウ
ムに対し０．１〜５．０質量％添加することが好まし
く、０．３〜２．０質量％添加することが特に好まし
い。添加量が０．１質量％未満であると、炭酸ナトリウ
ムの流動性改善の効果が低いので好ましくなく、添加量
が５．０質量％超であると、より高い効果はなく、コス
トが高くなるのみであるため好ましくない。

【００２１】本発明において、固結防止剤の平均粒子直
径は０．００５〜５．０μｍが好ましく、０．００５〜
２．０μｍが特に好ましい。固結防止剤の平均粒子直径
が０．００５μｍ未満であると、固結防止効果は高まら
ず、かつ、安価な工業製品として入手できないため好ま
しくない。また、平均粒子直径が５．０μｍ超である
と、微粒子の場合と同じ質量割合を添加しても、固結防
止剤の個数が少ないため固結防止効果が減少する。

【００２２】固結防止剤としては、炭酸マグネシウム、
シリカ、アルミナ、アルミノシリケート、人工又は天然
のゼオライト、ステアリン酸塩、タルク等、粉体の固結
防止や流動性の向上を目的に添加される物質として一般
に公知のものが使用でき、複数の物質を混合して使用す
ることもできる。なかでもシリカが好ましく、平均粒子
径の細かさと、固結防止効果と、入手の容易性よりヒュ
ームドシリカが特に好ましい。また、ゼオライトも好ま
しく使用でき、ヒュームドシリカとゼオライトとを併用
することも好ましい。

【００２３】ヒュームドシリカを使用する場合、装置に
対する炭酸ナトリウムの注入位置によっては水への分散
性が良好な親水性のヒュームドシリカが好ましい。一般
に、ヒュームドシリカは、疎水化処理されていなければ
親水性を有している。疎水性のヒュームドシリカでも炭
酸ナトリウムの流動性改善の効果はあるが、例えば、ボ
イラでは、排煙脱硫装置の上流で疎水性ヒュームドシリ
カを混合した炭酸ナトリウムを添加した場合、排煙脱硫
装置の吸収塔で疎水性ヒュームドシリカが凝集して気液
界面に膜が形成され、その膜の影響により装置内が泡だ
らけになり、その結果、この泡が煙道に流失し、吸収塔
内でのガスの流通圧力が上昇したりして運転が継続でき
なくなる恐れがあるので好ましくない。しかし、炭酸ナ
トリウム及び固結防止剤を添加する箇所と排煙脱硫装置
との間に電気集塵器が設置されている場合には、前述の
発泡等の支障が発生しないので、固結防止剤は疎水性、
親水性を問わず好適に使用できる。

【００２４】この他に、平均粒子直径２０μｍ以下の炭
酸ナトリウム粉末に、粗粒を該粉末に対して１０〜５０
質量％混合することによっても流動性を向上することが
できる。添加量が１０質量％未満であると、流動性改善
効果が低いので好ましくなく、５０質量％超であると、
粗粒の割合が高くなるため炭酸ナトリウム粉末の量が減
り、処理能力が低下するため好ましくない。ここでいう
粗粒とは、具体的には平均粒子直径２０μｍ超で、好ま
しくは５０μｍ以上の炭酸ナトリウム粉末であり、一般
の市販品が使用できる。また、この粗粒は炭酸水素ナト
リウム粉末であってもよい。炭酸水素ナトリウム粗粒の
場合は煙道中に注入された後、熱で分解されて炭酸ナト
リウムになる。

【００２５】炭酸ナトリウム粒子の凝集、固結による流
動性悪化防止方法として、上述の固結防止剤を添加する
方法以外に、粉砕後の保管方法として乾燥状態を維持す
る方法が挙げられる。具体的には、保管時に乾燥剤の添
加、又は包装材料として市販の防湿加工を施した包装材
料を使用することが好ましい。乾燥剤としては、ゼオラ
イトのほか、シリカゲル等の一般に乾燥剤として公知で
あり、かつ、炭酸ナトリウムと反応不活性な物質であれ
ば好ましく使用できる。また、炭酸ナトリウムを保管す
るための包装材料として防湿袋を使用すると、固結防止
剤の添加効果を維持するうえでより好ましい。ここで防
湿袋とは、ＪＩＳ−Ｚ０２０８で規定される透湿度が４
０℃で５ｇ／ｍ²・日以下の包装材料からなる袋をい
う。

【００２６】本発明では、ガス中に炭酸ナトリウムの粉
末を好ましくは固結防止剤及び／又は粗粒とともに添加
しているので、粉末を分散させたスラリを使用する場合
と異なり固体が沈殿することがなく取扱いやすい。ま
た、固結防止剤又は粗粒を添加している場合はその作用
により流動性が優れているので装置に詰まりを生じるこ
とがなく、定量的に炭酸ナトリウムを注入でき、安定し
て正確な中和によりＳＯ ₃成分を除去できる。さらに、
水溶液ではなく乾式で供給しているため設備の腐食等の
問題が起こらず、装置と運転の管理が容易であり、安定
した運転が維持できる。

【００２７】本発明では、ガスを処理する際に、炭酸ナ
トリウムを乾式粉砕機で平均粒子径２０μｍ以下に粉砕
し、気流中に分散した状態のまま、ＳＯ₃成分を含むガ
ス中に直接、添加することができる。粉砕前の炭酸ナト
リウムは平均粒子径０．０５〜０．５ｍｍが好ましい。
平均粒子径が０．０５ｍｍ未満であると、粉砕機への安
定した供給が困難であることから好ましくなく、０．５
ｍｍ超であると、平均粒子径２０μｍ以下に粉砕するた
めの粉砕機の設備が過大となるため好ましくない。ま
た、この場合の粉砕前の炭酸ナトリウムは安息角５５°
以下が好ましく、５０°以下が特に好ましい。安息角５
５°超であると、粉砕機への安定した供給が困難となる
ので好ましくない。

【００２８】また、粉砕機については、炭酸ナトリウム
を効率よく粉砕するため分級機を備えた粉砕機を使用す
ることが好ましい。分級機としては、風力式分級機等が
挙げられる。粉砕機の具体例としては、ホソカワミクロ
ン社製の乾式粉砕機（商品名：ＡＣＭパルベライザー）
が乾式分級機を備えているため好適に使用できる。ま
た、粉砕は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５０μｍ以下であるこ
とが好ましい。

【００２９】この炭酸ナトリウムを乾式粉砕機で粉砕し
つつガス中に添加する方法では、粉砕された炭酸ナトリ
ウム粉末を保管する必要がないので固結防止剤の添加を
しなくてもよいが、固結防止剤を添加することにより、
炭酸ナトリウムの凝集防止や噴霧時の分散性向上にさら
に効果的である。

【００３０】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り、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
焼された排ガスを処理する方法を示す図である。

【００３１】ボイラ１で燃焼された高温の排ガスは、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を静電気により除去する。
ここで電気集塵機３のかわりにバグフィルタを使用して
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。

【００３２】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、排ガス中に炭
酸ナトリウム粉末を添加することで、ＳＯ₃成分及び硫
酸ミストを除去すれば、紫煙の発生は防止できる。

【００３３】上記工程において、本発明では炭酸ナトリ
ウム粉末が第１の煙道６から第４の煙道９の間の少なく
とも１つの煙道で添加されるが、添加される煙道は目的
に応じて適宜選択される。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、炭酸ナトリウム粉末
を脱硫装置４の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内はガス中
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、第４の煙道９よりＳＯ ₃成分の
除去効率が高くなる。

【００３４】

【実施例】本実施例では、炭酸ナトリウムの平均粒子径
及び累積粒度分布による９０％径、安息角、分散度及び
比表面積を以下の方法で測定した。

【００３５】炭酸ナトリウムの平均粒子径及び累積粒度
分布による９０％径は、レーザ回折散乱式粒度分布測定
装置（商品名：マイクロトラックＦＲＡ９２２０、日機
装社製）により測定し、体積基準での細かい方からの累
積で５０％に相当する粒径を平均粒子径、９０％に相当
する粒径を９０％径とした。

【００３６】安息角は、ホソカワミクロン社製のパウダ
テスタＰＴ−Ｄ型を使用して測定した。安息角とは、粉
体試料を直径８０ｍｍ、目開き７１０μｍの篩を振動さ
せながら通過させた後、水平面に１６０ｍｍ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とき
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する数値である。

【００３７】分散度は、粉体試料１０ｇを、凹面が上に
なるように設置した直径１０ｃｍの時計皿の上に、６１
ｃｍの高さから一気に落下させ、落下させた粉体試料の
全質量に対する時計皿の外に飛散した粉体試料の質量の
１００分率として規定した数値である。さらに排出状況
を確認するために、この粉体試料について、安息角を測
定する方法と同じ方法で、１０ｇの粉体試料が全てを排
出するのに要する時間（排出時間）を計測した。

【００３８】比表面積は、柴田科学器械工業社製のＢＥ
Ｔ簡便方式（商品名：迅速表面積測定装置ＳＡ−１００
０）により測定した。

【００３９】[例１]炭酸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使用して
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、炭酸ナトリウ
ムは第３の煙道８に注入した。

【００４０】具体的には下記の工程について、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、排ガ
ス処理した。排ガス処理は、平均粒子直径７μｍ、比表
面積２．７ｍ²／ｇ、安息角５１°の炭酸ナトリウム粉
末に平均粒子直径０．０１μｍの親水性ヒュームドシリ
カを炭酸ナトリウム粉末に対して１．０質量％添加して
混合物とし、表１に示す添加量について、それぞれ、空
気で撹拌しながら添加した。結果を表１に示す。

【００４１】ここで使用した炭酸ナトリウムは、旭硝子
社製の軽灰（アンモニアソーダ法により炭酸ナトリウム
を製造する工程の途中で生成する炭酸水素ナトリウムを
焼成して生成した多孔質炭酸ナトリウム）を微粉砕した
ものである。そして、煙突５から排出される硫酸ミスト
に起因する紫煙のたなびきの目視観察と、第４の煙道９
中のＳＯ₃成分の定量を行って評価した。表には比較の
ため炭酸ナトリウム粉末を添加しなかった場合も記載し
ている。

【００４２】なお、表中の炭酸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。

【００４３】工程：ボイラで燃焼された高温の排ガス
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３の煙道８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ＳＯ
₂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。

【００４４】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、蒸気温度：５２０℃、蒸気圧力：１３．７ＭＰａ。＜排ガス組成＞Ｏ₂：４．５体積％、ＳＯ₂：１４００体積ｐｐｍ、ＳＯ
₃成分のＳＯ₃換算濃度：１７体積ｐｐｍ。

【００４５】

【表１】

【００４６】また、第３の煙道８の炭酸ナトリウム注入
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。

【００４７】[例２]旭硝子社製の重灰を微粉砕した平均
粒子直径６μｍ、比表面積１．１ｍ²／ｇ、安息角５０
°の炭酸ナトリウムを使用した以外は例１と同様にし
て、同日に例１と同じ試験を実施した。結果を表２に示
す。第２の煙道７の炭酸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１４
００体積ｐｐｍ前後を示し、変化はみられなかった。例
１の結果より若干効果は低いが、ＳＯ₂濃度の高いなか
で選択的にＳＯ₃成分を除去でき工業的に使用できるこ
とが確認できた。

【００４８】

【表２】

【００４９】[例３（比較例）]平均粒子直径７μｍ、安
息角５０°の炭酸ナトリウムのかわりに、平均粒子直径
２５μｍ、安息角４９°、比表面積１．９ｍ²／ｇの炭
酸ナトリウム（軽灰）を使用した以外は例１と同様にし
て試験を実施した。結果を表３に示す。例１及び２と比
較して３倍モル以上を使用してもたなびきを消失できな
かった。

【００５０】

【表３】

【００５１】[例４（比較例）]炭酸ナトリウムの注入形
態の相異による効果の違いを比較するため、炭酸ナトリ
ウム１０質量％水溶液を作製し、炭酸ナトリウム粉末の
かわりに前記水溶液を第４の煙道９にて噴霧させて（粉
体の状態ではない添加をして）そのときの状況を目視で
観察した。結果を表４に示す。例１及び２と比較して５
倍モル以上を使用してもたなびきを消失できなかった。

【００５２】

【表４】

【００５３】[例５]炭酸ナトリウム粉末の、固結防止剤
及び粗粒の添加、及び保管時の乾燥状態の維持による流
動性及び分散性の向上効果を確認するために以下の試験
を行った。平均粒子直径７μｍに粉砕した炭酸ナトリウ
ム粉末に何も添加しなかったもの（試料１）、炭酸ナト
リウムに対し固結防止剤として親水性のヒュームドシリ
カを１質量％添加したもの（試料２）、平均粒子直径１
０５μｍの炭酸ナトリウム粗粒を２０質量％添加したも
の（試料３）、平均粒子直径９０μｍの炭酸水素ナトリ
ウム粗粒を２０質量％添加したもの（試料４）、及び乾
燥剤としてゼオライト１質量％を添加し１０日間保管し
たもの（試料５）それぞれについて物性を評価した。

【００５４】上記物性としては、流動性の指標としては
安息角、分散性の指標としては分散度を測定して評価し
た。安息角は６５°を超えると流動性が悪化して貯槽か
らの排出が困難となるなど取扱い性が低下し、分散度は
１０％を下回ると気流中に噴霧した時の飛散状態が悪化
すると判断した。結果を表５に示す。

【００５５】

【表５】

【００５６】また保管時の乾燥状態の維持方法（包装材
料の違い）による流動性及び分散性の向上効果を確認す
るため、親水性のヒュームドシリカ１質量％を固結防止
剤として添加した炭酸ナトリウムを、防湿加工されてい
ない一般のポリエチレン性包装袋（包装袋１）で保管し
た場合と該ポリエチレン性包装袋の外側をアルミニウム
でラミネートし防湿加工した包装袋（包装袋２）と塩化
ビニリデンでコーティングして防湿加工した包装袋（包
装袋３）で包装した場合とで比較した。

【００５７】表６に示すとおりの各粉体各１０ｋｇを包
装し、温度３０℃、相対湿度８０％の雰囲気に３０日間
保管した。その後粉体物性を測定した。結果を表６に示
す。防湿袋を使用し乾燥状態を維持することが流動性、
分散性の改善に有効であることがわかる。ここでの防湿
袋はＪＩＳ−Ｚ０２０８で規定する透湿度が４０℃で５
ｇ／ｍ²・日以下の包装材料である。

【００５８】

【表６】

【００５９】[例６（比較例）]表６にて分散度が３２％
に低下した、比表面積２．７ｍ²／ｇの炭酸ナトリウム
（親水性ヒュームドシリカ１質量％添加。防湿袋でない
包装袋１を使用。）を使用し、例１と同様にして試験し
た。結果を表７に示す。吸湿して分散度が低下した炭酸
ナトリウムでは、平均粒子直径が６μｍであっても紫煙
防止効果が低下することがわかる。これは、炭酸ナトリ
ウムの微粉が凝集したまま被処理ガス中に注入されたた
めガス中に均一に分散して噴霧されなかったためと考え
られる。

【００６０】

【表７】

【００６１】［例７］平均粒子直径７μｍの炭酸ナトリ
ウム粉末に平均粒子直径０．０１μｍの親水性のヒュー
ムドシリカを炭酸ナトリウム粉末に対して１．０質量％
添加した混合物を、空気で撹拌しながら添加する代わり
に、多孔質の炭酸ナトリウムを粉砕しつつ添加する以外
は例１と同様にした。

【００６２】炭酸ナトリウム添加にあたっては平均粒子
径１０８μｍ、安息角４５°、比表面積１．１ｍ²／ｇ
の炭酸ナトリウム（旭硝子社製軽灰）を分級機付き乾式
粉砕機（商品名：ＡＣＭパルベライザー６０Ａ、ホソカ
ワミクロン社製）で平均粒子径８．９μｍ、累積粒度分
布における９０％径２８μｍに粉砕して、貯留せずその
まま直接、ガス中に注入した。このとき、微粉砕された
炭酸ナトリウムは、炭酸ナトリウム１ｋｇが標準状態で
気流５０Ｎｍ³に分散された状態で排ガス中に注入さ
れ、注入時の気流の流速は４０ｍ／秒であった。これ以
外は例１と同様に操作した。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のたなびきの目視観察
と、第４の煙道９中のＳＯ₃成分の定量を行って評価し
た。

【００６３】

【表８】

【００６４】

【発明の効果】本発明によれば、ガス中のＳＯ₃成分及
びそれに由来する硫酸ミストを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
される排気ガスの紫煙等を抑制できる。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。

【図面の簡単な説明】

【図１】ボイラで燃焼された排ガスを処理する方法を示
す図。

【符号の説明】

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)発明者吉田誠東京都千代田区有楽町一丁目12番１号旭硝子株式会社内 (72)発明者野田寛章千葉県市原市五井海岸10番地旭硝子株式会社内Ｆターム(参考） 4D002 AA02 AC01 BA03 DA02 DA03 DA16 EA06 GA01 GB08 GB12 HA07 4G066 AA22D AA43B AA61D AA78A AE20D BA09 BA20 BA38 CA23 DA02 FA37 FA40

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＳＯ₃成分を含むガス中に、平均粒子直径
２０μｍ以下の炭酸ナトリウム粉末を添加することによ
り、ガス中のＳＯ₃成分を除去することを特徴とするガ
スの処理方法。
【請求項２】前記炭酸ナトリウム粉末は、ガス中のＳＯ
₃成分に対し、０．５〜８倍モル添加される請求項１に
記載のガスの処理方法。
【請求項３】前記炭酸ナトリウム粉末に、炭酸ナトリウ
ム粉末に対して０．１〜５質量％の固結防止剤を混合し
て添加する請求項１又は２に記載のガスの処理方法。
【請求項４】前記固結防止剤は、平均粒子直径が０．０
０５〜５μｍである請求項３に記載のガスの処理方法。
【請求項５】前記固結防止剤は、ヒュームドシリカ及び
／又はゼオライトである請求項３又は４に記載のガスの
処理方法。
【請求項６】前記平均粒子直径２０μｍ以下の炭酸ナト
リウム粉末とともに、該粉末に対して１０〜５０質量％
の平均粒子直径２０μｍ超の炭酸ナトリウム及び／又は
炭酸水素ナトリウムの粗粒を混合して添加する請求項１
又は２に記載のガスの処理方法。
【請求項７】ＳＯ₃成分を含むガスが、硫黄を含有する
燃料の燃焼により生成されるものでＳＯ₂を５００体積
ｐｐｍ以上含有するガスであり、ガス中のＳＯ₃成分濃
度をＳＯ₃換算で２体積ｐｐｍ以下に下げる、請求項１
〜６のいずれかに記載のガスの処理方法。