JP2002045643A - 排ガス処理方法 - Google Patents
排ガス処理方法Info
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Abstract
気集塵装置におけるミスト捕集効率が向上する排ガス処
理方法を提供する。 【解決手段】本発明に係る排ガス処理方法を適用した排
ガス処理設備10は、湿式脱硫装置20の前段に、ミス
ト径粗大化装置18を備えている。ミスト径粗大化装置
18は、ノズル28から液体を噴霧することによって、
排ガスを120〜150℃に冷却するとともに、その冷
却温度に0.5秒以上維持する。
Description
り、特に湿式脱硫装置と湿式電気集塵装置を備えた排ガ
ス処理方法に関する。
油、重質油、石油コークス等のいわゆる石油系燃料を燃
料とするボイラから排出された排ガスは、まず、排ガス
が乾式電気集塵装置に導入され、除塵される。次いで、
除塵された排ガスは、湿式脱硫装置に導入され、消石灰
や水酸化マグネシウム等のスラリを噴霧することによっ
て、主に排ガス中の二酸化硫黄が吸収除去される。そし
て、脱硫された排ガスは、湿式電気集塵装置に導入さ
れ、ミスト及び固形分が除去された後、外部に放出され
る。
は、燃料に含有された硫黄分から生成された硫黄酸化物
が含まれている。この硫黄酸化物は、二酸化硫黄が主で
あるが、ボイラ内での燃焼や触媒酸化によって一部は三
酸化硫黄(SO3 )となり、さらに三酸化硫黄が水と反
応して硫酸になる。この三酸化硫黄は、濃度が数十pp
mの場合、温度が百数十度以上ではガス状であるが、ガ
ス温度が硫酸露点以下になると凝縮してミストになる。
ミスト化すると腐食性があるので、湿式脱硫装置よりも
前段では、排ガスを硫酸露点よりも高い温度、例えば、
約170℃以上に維持している。
点近傍で最も脱硫性能が高いため、脱硫装置内では多量
の循環水をスプレーしている。したがって、湿式脱硫装
置では、排ガス温度が約170℃から水分の露点である
約数十℃まで急激に低下され、排ガス中の硫酸は湿式脱
硫装置内の温度降下時にミスト化することになる。
め、噴霧スラリとの衝突確率が低く、湿式脱硫装置で除
去することは難しい。そこで、後段の湿式電気集塵装置
で前記ミストを除去することになる。
気集塵装置は、捕集対象であるミスト径によって捕集性
能が大きく影響され、ミスト径が小さいと、捕集効率は
大きく低下する。即ち、径の小さいミストは移動速度が
小さいので捕集効率も低くなり、高効率で捕集するに
は、荷電時間を増加させる必要がある。このため、従来
の排ガス処理設備は、湿式電気集塵装置の装置容量を大
きくしなければならず、湿式電気集塵装置が大型化する
欠点があった。
もので、凝縮ミスト径を大きくすることによって湿式電
気集塵装置におけるミスト捕集効率が向上する排ガス処
理方法を提供することを目的とする。
するために、湿式脱硫装置に排ガスを導入して脱硫し、
該脱硫した排ガスを湿式電気集塵装置に導入して排ガス
中のミストを除去する排ガス処理方法において、前記湿
式脱硫装置に導入する排ガスに液体を噴霧して該排ガス
を120℃〜150℃の冷却温度に冷却するとともに、
該冷却した排ガスを前記冷却温度に0.5秒以上維持す
ることを特徴としている。
℃の冷却温度に冷却し、その冷却温度を0.5秒以上維
持して湿式脱硫装置に導入したので、湿式脱硫装置から
排出されるSO3 ミストのミスト径が大きくなる。した
がって、湿式電気集塵装置に導入されるSO3 ミストの
ミスト径が大きくなるので、湿式電気集塵装置における
ミスト捕集効率が向上する。
解すれば、スプレードライによって粒子を供給でき、ミ
スト径をさらに大きくできるので、ミスト捕集効率をさ
らに向上させることができる。
係る排ガス処理方法の好ましい実施の形態について詳説
する。
いた排ガス処理設備を示すフロー図である。
は、ボイラ12の後段に、エアヒータ14、乾式電気集
塵装置16、ミスト径粗大化装置18、湿式脱硫装置2
0、湿式電気集塵装置22、煙突24が順に配設され、
これらがダクト26、26、…によって連通されてい
る。
油コークス等の石油系燃料を燃焼させ、硫黄酸化物を多
く含む約400℃の燃焼排ガスを後段に排出する。エア
ヒータ14は、ボイラ12に供給する燃焼用空気によっ
て前記排ガスを170℃に冷却し、これによって昇温し
た燃焼用空気をボイラ12に供給する。
28を有し、該ノズル28が、供給ライン30を介して
水供給装置32に連通されている。この水供給装置32
は、供給ライン30を介してノズル28にスプレー水を
供給する。これによって、ノズル28からスプレー水が
噴霧され、ミスト径粗大化装置18を通過する排ガスが
冷却される。ミスト径粗大化装置18は、この排ガスの
冷却温度が120〜150℃になるように、そして、そ
の冷却温度を排ガスが0.5秒以上維持するように設定
される。なお、排ガスの冷却温度や維持時間は、例え
ば、スプレー水を噴霧する時間や水量によって調節され
る。
10の作用について説明する。
ず、エアヒータ14に導入され、該エアヒータ14によ
って約170℃に冷却される。冷却された排ガスは、乾
式電気集塵装置16に導入され、静電気によって排ガス
中のダストが除去される。このとき、SO3 はガス状で
あり、エアヒータ14や乾式電気集塵装置16の内部を
腐食しない。
スト径粗大化装置18に導入され、ノズル28からスプ
レーされた水によって120〜150℃に冷却されると
ともに、少なくとも約0.5秒間その温度に維持され
る。これにより、排ガスの温度が硫酸露点以下になるの
で、ガス状であったSO3 が凝縮し、SO3 ミストが発
生する。
硫装置20に導入され、該湿式脱硫装置20の内部で消
石灰や水酸化マグネシウム等のスラリが噴霧されて、S
O2が除去される。その際、噴霧したスプレー水によっ
て排ガスの温度が水の露点まで低下する。これにより、
SO3 ミストを凝縮核として水が凝縮し、SO3 ミスト
が肥大化する。
湿式電気集塵装置22に導入され、該湿式電気集塵装置
22でSO3 ミストが除去される。湿式脱硫装置20と
湿式電気集塵装置22の間は、排ガスの温度低下が殆ど
ないため、湿式脱硫装置20から排出されたSO3 ミス
トは、粒径を保ったまま湿式電気集塵装置22に導入さ
れる。したがって、湿式脱硫装置20から排出されたS
O3 ミストの径が大きければ、湿式電気集塵装置22に
導入されるSO3 ミストの径も大きくなり、湿式電気集
塵装置22におけるSO3 ミストの捕集効率を向上させ
ることができる。
スト径粗大化装置18での冷却温度を120〜150℃
に設定し、冷却温度の維持時間を0.5秒以上に設定し
たので、湿式脱硫装置20から排出されるSO3 ミスト
の径を大きくすることができる。以下に、冷却温度を1
20〜150℃と設定し、冷却温度の維持時間を0.5
秒以上に設定した根拠について説明する。
条件を変更しながら、湿式脱硫装置20の出口でミスト
径を測定した実験結果を示している。この実験では、ミ
スト径粗大化装置18に導入する排ガスを温度170
℃、SO3 濃度50ppmに設定するとともに、湿式脱
硫装置20の出口から排出される排ガスの温度を55℃
に設定している。なお、同表における実施例は、冷却温
度を120〜150℃、維持時間を0.5秒以上に設定
した際の実験結果であり、比較例は、冷却温度、或いは
維持時間をそれ以外に設定した実験結果である。また、
比較例1は、ノズル28から水スプレーを行わずに測定
した結果である。
すると、ミスト径粗大化装置18における排ガスの冷却
温度によって湿式脱硫装置20の出口から排出されるS
O3ミストの平均ミスト径が変化することが分かる。例
えば、冷却温度が160℃以上の場合や、冷却温度が1
10℃以下の場合には、平均ミスト径が1.3μm以下
と小さいのに対して、冷却温度が120〜150℃の範
囲では、平均ミスト径は、1.7〜2.0μmと大きく
なっている。この要因は、以下のように考えられる。
凝縮核である粒子表面へ凝縮物質が移動することで生
じ、排ガスの蒸気圧が粒子表面の蒸気圧よりも大きくな
ると発生する。粒子表面の蒸気圧は、粒子が微小になる
ほど高くなるので、微小粒子ほどSO3 や水が凝縮しに
くく、凝縮核となりにくい。一方、排ガス中の凝縮物質
の蒸気圧は、排ガスの温度が急激に低下する場合やその
低下量が大きい場合に高くなるので、このような場合に
はより微小な粒子にもSO3 や水が凝縮されやすい。
径粗大化装置18内で急激に冷却するため、排ガス中の
凝縮物質の蒸気圧が高くなる。したがって、微小粒子も
凝縮核となるため、平均ミスト径が小さくなる。なお、
排ガスを100℃以下に冷却した場合も同様に平均ミス
ト径が小さくなると考えられる。
置18内では排ガスを大きく冷却せずに、湿式脱硫装置
20の内部で急激に冷却している。したがって、湿式脱
硫装置20の内部では、SO3 や水が凝縮されやすく、
微小粒子も凝縮核となり、平均ミスト径が小さくなる。
縮する温度範囲でのガス温度降下が小さいので、微小粒
子には凝縮せずに、比較的大きい粒子を凝縮核としてS
O3や水が凝縮する。したがって、湿式脱硫装置20の
出口で得られるSO3 ミストの平均ミスト径は大きくな
る。
比較例5とを比較すると、冷却温度の維持時間によっ
て、SO3 ミストの平均ミスト径が変化することが分か
る。例えば、維持時間を0秒にした場合には平均ミスト
径が1.1μmと小さいのに対し、維持時間を0.5秒
にすると平均ミスト径は1.8μmと大きくなり、さら
に、維持時間を1秒以上に設定すると平均ミスト径は
2.0μmとなっている。なお、維持時間が3秒以上の
場合も同様に、平均ミスト径は、2.0μm以上になる
と考察される。
大化装置18の内部で排ガスを120〜150℃に冷却
し、さらに冷却温度に0.5秒以上維持することによっ
て、湿式脱硫装置出口20の平均ミスト径を大きくする
ことができる。したがって、本実施の形態の排ガス処理
設備10によれば、湿式電気集塵装置22に導入される
SO3 ミストの平均ミスト径が大きくなり、湿式電気集
塵装置22におけるSO3 ミストの捕集効率が向上す
る。これにより、湿式電気集塵装置22を小型化するこ
とができる。
大化装置18のノズル28から水を噴霧したが、これに
限定するものではなく、例えば、硫酸アンモニウムを溶
解したスプレー水を噴霧してもよい。このように、水溶
性固体物質を溶解したスプレー水を噴霧すると、スプレ
ー水が蒸発した後に粒子が析出し、この粒子にSO3が
凝縮するので、湿式脱硫装置20出口の平均ミスト径を
大きくすることができる。また、水溶性固体物質を溶解
させた場合には、その濃度を調節することによって平均
ミスト径を変化させることができる。
せながら測定した平均ミスト径の実験結果を示してい
る。この実験において、ミスト径粗大化装置18に導入
する排ガスの温度及びSO3 濃度、湿式脱硫装置出口2
0の排ガス温度等の各条件は、表1での実験時と同じ設
定である。また、冷却温度は130℃、維持時間は1s
に設定している。
から分かるように、スプレー水中の硫酸アンモニウム濃
度が高くなる程、平均ミスト径が大きくなっている。こ
のように、スプレー水に水溶性固体物質を溶解しておく
ことで、ミスト径をさらに大きくすることができる。な
お、上述した例では、硫酸アンモニウムを溶解したが、
これに限定するものではなく、水溶性固体物質であれば
平均ミスト径を大きくすることができる。
化装置18と湿式脱硫装置20を別置しダクト26で連
通した方法としたが、これに限定するものではなく、例
えば湿式脱硫装置のケーシング内を仕切り、この前段で
液体を噴射して排ガス温度を120〜150℃にし、そ
の冷却温度を0.5秒以上維持した後、後段に導入する
形態としてもよい。
ペースを小さくできる。
処理方法によれば、湿式脱硫装置に導入されるミスト径
が大きくなるので、湿式電気集塵装置のミスト捕集効率
を高めることができる。
理設備を示すフロー図
タ、16…乾式電気集塵装置、18…ミスト径粗大化装
置、20…湿式脱硫装置、22…湿式電気集塵装置、2
4…煙突、26…ダクト、28…ノズル、30…供給ラ
イン、32…水供給装置
Claims (2)
- 【請求項1】湿式脱硫装置に排ガスを導入して脱硫し、
該脱硫した排ガスを湿式電気集塵装置に導入して排ガス
中のミストを除去する排ガス処理方法において、 前記湿式脱硫装置に導入する排ガスに液体を噴霧して該
排ガスを120℃〜150℃の冷却温度に冷却するとと
もに、該冷却した排ガスを前記冷却温度に0.5秒以上
維持することを特徴とする排ガス処理方法。 - 【請求項2】前記噴霧する液体に可溶性物質を溶解する
ことを特徴とする請求項1記載の排ガス処理方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000235788A JP2002045643A (ja) | 2000-08-03 | 2000-08-03 | 排ガス処理方法 |
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-
2000
- 2000-08-03 JP JP2000235788A patent/JP2002045643A/ja active Pending
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