JP2002113326A - 新規脱硫剤による副生物分離可能な脱硫方法および脱硫装置 - Google Patents
新規脱硫剤による副生物分離可能な脱硫方法および脱硫装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 水の使用量が少なく、Ｃａの利用率が向上
し、かつ効率良くＣａＳＯ4を形成して脱硫方法および
装置の提供 【解決手段】 流動層を形成する反応塔１、該反応塔内
に大粒径のキャリヤー粒子表面に微粒子のＣａ（ＯＨ）
2が被覆されたＳＯ2脱硫剤を供給する脱硫剤供給装置、
ＳＯ2を含む被処理ガスを吹き込む被処理気体吹き込み
装置、該脱硫剤をＳＯ2を含む被処理ガスと流動層を形
成する状態で反応塔中で接触され、該脱硫剤のＣａ（Ｏ
Ｈ）2とＳＯ2とを反応させながら上昇する該脱硫剤と被
処理ガスが吹き込まれ、該キャリヤー粒子表面のＣａ
（ＯＨ）2とＳＯ2との反応により形成され剥離したＣａ
ＳＯ4を含む気体を該キャリヤー粒子を沈降させて分離
する第１の気体−固体分離器および該第１の気体−固体
分離器から該ＣａＳＯ4を含む気体が吹き込まれ、被処
理ガスから該ＣａＳＯ4を分離する第２の気体−固体分
離器を持つことを特徴とする副生物分離可能な脱硫方法
および装置
し、かつ効率良くＣａＳＯ4を形成して脱硫方法および
装置の提供 【解決手段】 流動層を形成する反応塔１、該反応塔内
に大粒径のキャリヤー粒子表面に微粒子のＣａ（ＯＨ）
2が被覆されたＳＯ2脱硫剤を供給する脱硫剤供給装置、
ＳＯ2を含む被処理ガスを吹き込む被処理気体吹き込み
装置、該脱硫剤をＳＯ2を含む被処理ガスと流動層を形
成する状態で反応塔中で接触され、該脱硫剤のＣａ（Ｏ
Ｈ）2とＳＯ2とを反応させながら上昇する該脱硫剤と被
処理ガスが吹き込まれ、該キャリヤー粒子表面のＣａ
（ＯＨ）2とＳＯ2との反応により形成され剥離したＣａ
ＳＯ4を含む気体を該キャリヤー粒子を沈降させて分離
する第１の気体−固体分離器および該第１の気体−固体
分離器から該ＣａＳＯ4を含む気体が吹き込まれ、被処
理ガスから該ＣａＳＯ4を分離する第２の気体−固体分
離器を持つことを特徴とする副生物分離可能な脱硫方法
および装置
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、大粒径のキャリヤ
ー粒子表面に微粒子のＣａ（ＯＨ）2が被覆された新規
なＳＯ2脱硫剤を用い、該脱硫剤をＳＯ2を含む被処理ガ
スと流動層を形成する状態で反応塔中で接触させること
を特徴とする、該接触中にキャリヤー粒子表面に形成さ
れＣａＳＯ4をサイクロン型気体−固体分離器内におい
て剥離し、被処理ガスおよびキャリヤー粒子から分離回
収することを可能とした脱硫方法および該方法を実施す
るための脱硫装置、比較的大粒径のキャリヤー粒子、Ｃ
ａＯ及びＨ2ＯとをＨ2Ｏ／（キャリヤー粒子+Ｃａ（Ｏ
Ｈ）2）の重量比が０．２以上で１以下となるように室
温下に混合後、乾燥することによって、前記キャリヤー
粒子表面を微粒子のＣａ（ＯＨ）2で被覆してＳＯ2の吸
着脱硫剤を製造する装置が該脱硫装置に直接接続されて
いることを特徴とする脱硫装置に関する。
ー粒子表面に微粒子のＣａ（ＯＨ）2が被覆された新規
なＳＯ2脱硫剤を用い、該脱硫剤をＳＯ2を含む被処理ガ
スと流動層を形成する状態で反応塔中で接触させること
を特徴とする、該接触中にキャリヤー粒子表面に形成さ
れＣａＳＯ4をサイクロン型気体−固体分離器内におい
て剥離し、被処理ガスおよびキャリヤー粒子から分離回
収することを可能とした脱硫方法および該方法を実施す
るための脱硫装置、比較的大粒径のキャリヤー粒子、Ｃ
ａＯ及びＨ2ＯとをＨ2Ｏ／（キャリヤー粒子+Ｃａ（Ｏ
Ｈ）2）の重量比が０．２以上で１以下となるように室
温下に混合後、乾燥することによって、前記キャリヤー
粒子表面を微粒子のＣａ（ＯＨ）2で被覆してＳＯ2の吸
着脱硫剤を製造する装置が該脱硫装置に直接接続されて
いることを特徴とする脱硫装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＳＯ2は環境及び人の健康に重大な影響
がある物質であり、石炭の燃焼プロセスなどから発生す
るＳＯ2は大きな社会問題である。そのために、従来か
ら、ＳＯ2を吸収除去するシステムが研究されている。
その一つにＣａＯを用いた吸収除去方法がある。該Ｃａ
Ｏを用いたＳＯ2の吸収除去は、ＳＯ2の拡散と、固体反
応によるＣａＳＯ4／ＣａＳＯ3の形成の過程を経て行わ
れる。従って、ＣａＯの粒子の特性、すなわち、表面
積、孔径、孔容積等が前記吸着反応に大きな影響があ
る。市販のＣａＯはＳＯ2を吸収除去の特性に関して
は、カルシウム利用率が良いとは言えない。
がある物質であり、石炭の燃焼プロセスなどから発生す
るＳＯ2は大きな社会問題である。そのために、従来か
ら、ＳＯ2を吸収除去するシステムが研究されている。
その一つにＣａＯを用いた吸収除去方法がある。該Ｃａ
Ｏを用いたＳＯ2の吸収除去は、ＳＯ2の拡散と、固体反
応によるＣａＳＯ4／ＣａＳＯ3の形成の過程を経て行わ
れる。従って、ＣａＯの粒子の特性、すなわち、表面
積、孔径、孔容積等が前記吸着反応に大きな影響があ
る。市販のＣａＯはＳＯ2を吸収除去の特性に関して
は、カルシウム利用率が良いとは言えない。
【０００３】このような中で、サンダー等（Sanders et
al.）は、フライアッシュと消石灰との混合スラリーを
用いるとＳＯ2の吸収除去特性が改善されることを報告
している（Sanders et al.,Ind.Eng.Chem.Res.1995,34
(4),302-307）。その報告の中で、ＳＯ2の吸収除去特性
の改善は、カルシウムと珪酸アルミナとの水和反応によ
り生成する珪酸カルシウム水和物の存在にあり、反応性
の違いは珪酸カルシウム水和物の構造にあると説明して
いる。他に、γ−アルミナ−ＣａＯ吸着剤（Svoboda et
al.）、ＣａＯ、硫酸カルシウム、及びフライアッシュ
からのスラリーを約100℃で熟成した後、乾燥して得た
吸着剤（Hiroaki et al.）（エトリンゲイトが形成され
ていると考えられている。特公平３−５９７３７号公報
にも類似の技術が開示されている。）等が提案されてい
るが、それらの吸着剤の調製方法は水の使用量が比較的
多く、水利の良くない地域においての利用性が悪いこ
と、および水を取り除くのに長時間および／または多く
のエネルギーが必要であること、およびＳＯ2吸着剤の
調製時における吸着特性を改善する組成の形成は工程の
管理が難しいなどのことから、ＳＯ2吸着剤の製造装置
を脱硫装置に直結するような脱硫装置の装置を設計が難
しいという不都合があった。
al.）は、フライアッシュと消石灰との混合スラリーを
用いるとＳＯ2の吸収除去特性が改善されることを報告
している（Sanders et al.,Ind.Eng.Chem.Res.1995,34
(4),302-307）。その報告の中で、ＳＯ2の吸収除去特性
の改善は、カルシウムと珪酸アルミナとの水和反応によ
り生成する珪酸カルシウム水和物の存在にあり、反応性
の違いは珪酸カルシウム水和物の構造にあると説明して
いる。他に、γ−アルミナ−ＣａＯ吸着剤（Svoboda et
al.）、ＣａＯ、硫酸カルシウム、及びフライアッシュ
からのスラリーを約100℃で熟成した後、乾燥して得た
吸着剤（Hiroaki et al.）（エトリンゲイトが形成され
ていると考えられている。特公平３−５９７３７号公報
にも類似の技術が開示されている。）等が提案されてい
るが、それらの吸着剤の調製方法は水の使用量が比較的
多く、水利の良くない地域においての利用性が悪いこ
と、および水を取り除くのに長時間および／または多く
のエネルギーが必要であること、およびＳＯ2吸着剤の
調製時における吸着特性を改善する組成の形成は工程の
管理が難しいなどのことから、ＳＯ2吸着剤の製造装置
を脱硫装置に直結するような脱硫装置の装置を設計が難
しいという不都合があった。
【０００４】これに対して、本発明者等は、ＣａＯとフ
ライアッシュとを水中混合して吸着剤を調製するプロセ
スにおける水和のプロセスのメカニズムを知ることによ
り、前記原料からより実用プロセスとなり得るような活
性なＳＯ2吸着特性を示す脱硫剤を製造する研究を鋭意
進めて来た（Energy & Fuels,Vol.13,No5,1015-1020,19
99.文献Ａ）。このことをより詳細に説明する。実験の
ために用いたフライアッシュは、平均粒径が１３７μ
ｍ、ＢＥＴが１２６ｍ2／ｇでありその組成は以下の表
１のとおりである。
ライアッシュとを水中混合して吸着剤を調製するプロセ
スにおける水和のプロセスのメカニズムを知ることによ
り、前記原料からより実用プロセスとなり得るような活
性なＳＯ2吸着特性を示す脱硫剤を製造する研究を鋭意
進めて来た（Energy & Fuels,Vol.13,No5,1015-1020,19
99.文献Ａ）。このことをより詳細に説明する。実験の
ために用いたフライアッシュは、平均粒径が１３７μ
ｍ、ＢＥＴが１２６ｍ2／ｇでありその組成は以下の表
１のとおりである。
【０００５】
【表１】
【０００６】そして、脱硫剤の調製は、ＣａＯとフライ
アッシュ（キャリヤー粒子に相当する）とを水中で、Ｈ
2Ｏ/（キャリヤー粒子+Ｃａ（ＯＨ）2）の重量比が１．
５となるような条件で、室温で混合し、次いで混合物を
一定温度８５℃で３０分間乾燥する、とう方法ＣａＯ／
フライアッシュ／Ｈ2Ｏの混合物から、１６時間の混合
を１回行って調製したもの、および再処理の工程を２回
行った脱硫剤（再々処理したものの脱硫特性を調べるた
めのもの。）から調製し脱硫剤のリサイクル特性を見た
ものの例が記載されている。
アッシュ（キャリヤー粒子に相当する）とを水中で、Ｈ
2Ｏ/（キャリヤー粒子+Ｃａ（ＯＨ）2）の重量比が１．
５となるような条件で、室温で混合し、次いで混合物を
一定温度８５℃で３０分間乾燥する、とう方法ＣａＯ／
フライアッシュ／Ｈ2Ｏの混合物から、１６時間の混合
を１回行って調製したもの、および再処理の工程を２回
行った脱硫剤（再々処理したものの脱硫特性を調べるた
めのもの。）から調製し脱硫剤のリサイクル特性を見た
ものの例が記載されている。
【０００７】前記実験により、ＣａＯ／フライアッシュ
／Ｈ2Ｏの混合物を単に撹拌、特に室温において撹拌
し、得られた混合物を定温において乾燥するとうい管理
の容易な方法により高カルシウム利用率のＳＯ2吸着脱
硫剤を提供できることを提案している。しかし、ここで
は該脱硫剤を調製するのに使用する水の量は、Ｈ2Ｏ/
（キャリヤー粒子＋Ｃａ（ＯＨ）2）の重量比が１．５
と比較的多いものであり、このような水の使用の条件で
は、水資源の少ない地域においては脱硫方法としての利
用するにはまだ改善が必要である。更に、その際、廃棄
物をできるだけ少なくするために、副生物の利用性の向
上と、添加する脱硫剤の利用効率の改善が重要なことで
ある。したがって、ＣａＯを利用する脱硫法において
は、副生石膏の高効率生成のために、高カルシウム利用
率と副生石膏の分離回収の容易性が改善された脱硫剤、
脱硫方法および脱硫装置を開発することが重要である。
本発明者等は、前記したように乾式脱硫プロセスを、ほ
ぼ実用レベルで設計できる脱硫剤の研究を、フライアッ
シュとＣａＯとを用いて行ってきたが、更に、水の使用
量が低減した脱硫剤を開発し、また、脱硫剤を高効率に
利用できる脱硫方法および脱硫装置を開発することが必
要である。
／Ｈ2Ｏの混合物を単に撹拌、特に室温において撹拌
し、得られた混合物を定温において乾燥するとうい管理
の容易な方法により高カルシウム利用率のＳＯ2吸着脱
硫剤を提供できることを提案している。しかし、ここで
は該脱硫剤を調製するのに使用する水の量は、Ｈ2Ｏ/
（キャリヤー粒子＋Ｃａ（ＯＨ）2）の重量比が１．５
と比較的多いものであり、このような水の使用の条件で
は、水資源の少ない地域においては脱硫方法としての利
用するにはまだ改善が必要である。更に、その際、廃棄
物をできるだけ少なくするために、副生物の利用性の向
上と、添加する脱硫剤の利用効率の改善が重要なことで
ある。したがって、ＣａＯを利用する脱硫法において
は、副生石膏の高効率生成のために、高カルシウム利用
率と副生石膏の分離回収の容易性が改善された脱硫剤、
脱硫方法および脱硫装置を開発することが重要である。
本発明者等は、前記したように乾式脱硫プロセスを、ほ
ぼ実用レベルで設計できる脱硫剤の研究を、フライアッ
シュとＣａＯとを用いて行ってきたが、更に、水の使用
量が低減した脱硫剤を開発し、また、脱硫剤を高効率に
利用できる脱硫方法および脱硫装置を開発することが必
要である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本願発明
の課題は、水利の良くない場所においても利用できる脱
硫方法および脱硫装置を提供することであり、そのため
に、より水の使用量の少ない脱硫剤の製法を検討しつ
つ、該脱硫剤を高効率に利用できる脱硫方法および脱硫
装置を鋭意検討し、比較的大きな粒径を持ちＳＯ2の吸
収脱硫成分であるＣａ（ＯＨ）2を表面に被覆できるキ
ャリヤー粒子を用いることにより、ＳＯ2の吸収脱硫成
分であるＣａ（ＯＨ）2のＣａの利用率を向上させ、か
つ効率良くＣａＳＯ4を形成して脱硫できることを発見
し、前記本発明の課題を解決した。また、該脱硫剤を、
流動層を形成する脱硫反応塔とこれに接続する気体−固
体分離器とを組み合わせることにより、ＳＯ2を含む被
処理ガスとの反応によりキャリヤー粒子表面に生成する
ＣａＳＯ4を効率よく回収できる脱硫方法および脱硫装
置が設計できることを発見し、前記本発明の課題を解決
した。
の課題は、水利の良くない場所においても利用できる脱
硫方法および脱硫装置を提供することであり、そのため
に、より水の使用量の少ない脱硫剤の製法を検討しつ
つ、該脱硫剤を高効率に利用できる脱硫方法および脱硫
装置を鋭意検討し、比較的大きな粒径を持ちＳＯ2の吸
収脱硫成分であるＣａ（ＯＨ）2を表面に被覆できるキ
ャリヤー粒子を用いることにより、ＳＯ2の吸収脱硫成
分であるＣａ（ＯＨ）2のＣａの利用率を向上させ、か
つ効率良くＣａＳＯ4を形成して脱硫できることを発見
し、前記本発明の課題を解決した。また、該脱硫剤を、
流動層を形成する脱硫反応塔とこれに接続する気体−固
体分離器とを組み合わせることにより、ＳＯ2を含む被
処理ガスとの反応によりキャリヤー粒子表面に生成する
ＣａＳＯ4を効率よく回収できる脱硫方法および脱硫装
置が設計できることを発見し、前記本発明の課題を解決
した。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の第１は、大粒径
のキャリヤー粒子表面に微粒子のＣａ（ＯＨ）2が被覆
されたＳＯ2脱硫剤をＳＯ2を含む被処理ガスと流動層を
形成する状態で反応塔中で接触させ、該脱硫剤をＳＯ2
と反応させながら（酸化条件下で）該被処理ガスと共に
該反応塔中を上昇させ、該反応塔の上部から該脱硫剤を
該被処理ガスと共に第１の気体−固体分離器に流動さ
せ、該キャリヤー粒子表面のＣａ（ＯＨ） 2とＳＯ2との
反応により形成され剥離したＣａＳＯ4を含む気体を該
キャリヤー粒子（このキャリヤー粒子には、キャリヤー
粒子のみからなるものから、表面に未反応のＣａ（Ｏ
Ｈ）2などで被覆されているキャリヤー粒子までの、キ
ャリヤー粒子を含んでいる粒子を含む広い概念である）
を沈降させて分離し、該ＣａＳＯ4を含む気体を第１の
気体−固体分離器上部から第２の気体−固体分離器に流
動させ、第２の気体−固体分離器において被処理ガスか
ら該ＣａＳＯ4を分離することを特徴とする副生物分離
可能な脱硫方法である。好ましくは、大粒径のキャリヤ
ー粒子は平均粒径が少なくとも５０μｍ以上であり、ま
た微粒子のＣａ（ＯＨ）2の平均粒径が前記キャリヤー
粒子の平均粒径の１／５以下であることを特徴とする前
記副生物分離可能な脱硫方法であり、より好ましくは、
大粒径のキャリヤー粒子を主成分がアルミナおよび／ま
たはＳｉＯ2からなる材料、特にフライアッシュで形成
したことを特徴とする前記各副生物分離可能な脱硫方法
であり、更に好ましくは、流動層中の温度を４００℃以
下、好ましくは、３００℃とすること、および一層好ま
しくは、比較的大粒径のキャリヤー粒子、ＣａＯおよび
Ｈ2Ｏを、Ｈ2Ｏ／（キャリヤー粒子+Ｃａ（ＯＨ）2）の
重量比が０．２以上で１以下になるように室温下で混合
後、乾燥することによって、前記キャリヤー粒子表面を
微粒子のＣａ（ＯＨ）2で被覆してＳＯ2吸着脱硫剤を製
造する工程を流動層を形成する反応塔の被処理ガス導入
部の上部に臨むように設けたことを特徴とする前記各副
生物分離可能な脱硫方法である。
のキャリヤー粒子表面に微粒子のＣａ（ＯＨ）2が被覆
されたＳＯ2脱硫剤をＳＯ2を含む被処理ガスと流動層を
形成する状態で反応塔中で接触させ、該脱硫剤をＳＯ2
と反応させながら（酸化条件下で）該被処理ガスと共に
該反応塔中を上昇させ、該反応塔の上部から該脱硫剤を
該被処理ガスと共に第１の気体−固体分離器に流動さ
せ、該キャリヤー粒子表面のＣａ（ＯＨ） 2とＳＯ2との
反応により形成され剥離したＣａＳＯ4を含む気体を該
キャリヤー粒子（このキャリヤー粒子には、キャリヤー
粒子のみからなるものから、表面に未反応のＣａ（Ｏ
Ｈ）2などで被覆されているキャリヤー粒子までの、キ
ャリヤー粒子を含んでいる粒子を含む広い概念である）
を沈降させて分離し、該ＣａＳＯ4を含む気体を第１の
気体−固体分離器上部から第２の気体−固体分離器に流
動させ、第２の気体−固体分離器において被処理ガスか
ら該ＣａＳＯ4を分離することを特徴とする副生物分離
可能な脱硫方法である。好ましくは、大粒径のキャリヤ
ー粒子は平均粒径が少なくとも５０μｍ以上であり、ま
た微粒子のＣａ（ＯＨ）2の平均粒径が前記キャリヤー
粒子の平均粒径の１／５以下であることを特徴とする前
記副生物分離可能な脱硫方法であり、より好ましくは、
大粒径のキャリヤー粒子を主成分がアルミナおよび／ま
たはＳｉＯ2からなる材料、特にフライアッシュで形成
したことを特徴とする前記各副生物分離可能な脱硫方法
であり、更に好ましくは、流動層中の温度を４００℃以
下、好ましくは、３００℃とすること、および一層好ま
しくは、比較的大粒径のキャリヤー粒子、ＣａＯおよび
Ｈ2Ｏを、Ｈ2Ｏ／（キャリヤー粒子+Ｃａ（ＯＨ）2）の
重量比が０．２以上で１以下になるように室温下で混合
後、乾燥することによって、前記キャリヤー粒子表面を
微粒子のＣａ（ＯＨ）2で被覆してＳＯ2吸着脱硫剤を製
造する工程を流動層を形成する反応塔の被処理ガス導入
部の上部に臨むように設けたことを特徴とする前記各副
生物分離可能な脱硫方法である。
【００１０】本発明の第２は、流動層を形成する反応
塔、該反応塔内に大粒径のキャリヤー粒子表面に微粒子
のＣａ（ＯＨ）2が被覆されたＳＯ2脱硫剤を供給する脱
硫剤供給装置、ＳＯ2を含む被処理ガスを吹き込む被処
理気体吹き込み装置、該脱硫剤をＳＯ2を含む被処理ガ
スと流動層を形成する状態で反応塔中で接触され、該脱
硫剤のＣａ（ＯＨ）2とＳＯ2とを反応させながら反応塔
中を上昇する該脱硫剤と被処理ガスが吹き込まれ、該キ
ャリヤー粒子表面のＣａ（ＯＨ）2とＳＯ2との反応によ
り形成され剥離したＣａＳＯ4を含む気体を該キャリヤ
ー粒子を沈降させて分離する第１の気体−固体分離器お
よび該第１の気体−固体分離器から該ＣａＳＯ4を含む
気体が吹き込まれ、被処理ガスから該ＣａＳＯ4を分離
する第２の気体−固体分離器を持つことを特徴とする副
生物分離可能な脱硫装置であり、好ましくは、脱硫剤供
給装置が比較的大粒径のキャリヤー粒子、ＣａＯおよび
Ｈ２Ｏを、Ｈ2Ｏ／（キャリヤー粒子+Ｃａ（ＯＨ）2）
の重量比が０．２以上で１以下になるように室温下で混
合後、乾燥することによって、前記キャリヤー粒子表面
を微粒子のＣａ（ＯＨ）2で被覆してＳＯ2吸着脱硫剤を
製造する装置が接続されていることを特徴とする前記の
副生物分離可能な脱硫装置である。
塔、該反応塔内に大粒径のキャリヤー粒子表面に微粒子
のＣａ（ＯＨ）2が被覆されたＳＯ2脱硫剤を供給する脱
硫剤供給装置、ＳＯ2を含む被処理ガスを吹き込む被処
理気体吹き込み装置、該脱硫剤をＳＯ2を含む被処理ガ
スと流動層を形成する状態で反応塔中で接触され、該脱
硫剤のＣａ（ＯＨ）2とＳＯ2とを反応させながら反応塔
中を上昇する該脱硫剤と被処理ガスが吹き込まれ、該キ
ャリヤー粒子表面のＣａ（ＯＨ）2とＳＯ2との反応によ
り形成され剥離したＣａＳＯ4を含む気体を該キャリヤ
ー粒子を沈降させて分離する第１の気体−固体分離器お
よび該第１の気体−固体分離器から該ＣａＳＯ4を含む
気体が吹き込まれ、被処理ガスから該ＣａＳＯ4を分離
する第２の気体−固体分離器を持つことを特徴とする副
生物分離可能な脱硫装置であり、好ましくは、脱硫剤供
給装置が比較的大粒径のキャリヤー粒子、ＣａＯおよび
Ｈ２Ｏを、Ｈ2Ｏ／（キャリヤー粒子+Ｃａ（ＯＨ）2）
の重量比が０．２以上で１以下になるように室温下で混
合後、乾燥することによって、前記キャリヤー粒子表面
を微粒子のＣａ（ＯＨ）2で被覆してＳＯ2吸着脱硫剤を
製造する装置が接続されていることを特徴とする前記の
副生物分離可能な脱硫装置である。
【００１１】
【本発明の実施の態様】本発明をより詳細に説明する。
ここでの説明は本発明を容易に理解させるだけのもので
あり、本発明を限定するものではない。 Ａ．第１図は、本発明の脱硫装置の概念図である。１
は、多孔板（ＰＰ）を備えた流動層形成反応塔であり、
反応塔の前記多孔板ＰＰの下方には被処理ガス（被処理
気体）吹き込み部４、例えば送風ポンプを備えたガス供
給装置、が接続され、多孔板ＰＰの上方にはＳＯ2脱硫
剤供給装置９、ここでは、脱硫剤の製造装置が反応塔１
に直結している。
ここでの説明は本発明を容易に理解させるだけのもので
あり、本発明を限定するものではない。 Ａ．第１図は、本発明の脱硫装置の概念図である。１
は、多孔板（ＰＰ）を備えた流動層形成反応塔であり、
反応塔の前記多孔板ＰＰの下方には被処理ガス（被処理
気体）吹き込み部４、例えば送風ポンプを備えたガス供
給装置、が接続され、多孔板ＰＰの上方にはＳＯ2脱硫
剤供給装置９、ここでは、脱硫剤の製造装置が反応塔１
に直結している。
【００１２】ＳＯ2を含む被処理ガスは、供給される大
粒径のキャリヤー粒子表面に微粒子のＣａ（ＯＨ）2が
被覆されたＳＯ2脱硫剤と流動層を形成する状態で反応
塔中で接触され、該脱硫剤のＣａ（ＯＨ）2とＳＯ2とを
反応させながら反応塔中を上昇する。上昇する該脱硫剤
と被処理ガスは、該反応塔の上部と接続する第１の気体
−固体分離器２、例えばサイクロン型気体−固体分離器
に流動し、該キャリヤー粒子表面のＣａ（ＯＨ）2とＳ
Ｏ2との反応により形成され剥離したＣａＳＯ４を含む
気体を該キャリヤー粒子を沈降させて分離する。分離し
たキャリヤー粒子は、一部を除去しながら、反応塔５に
戻す。ＣａＳＯ４を含む気体は、移送管６により第２の
気体−固体分離器３、例えばバグフィルターに流動さ
れ、第２の気体−固体分離器３において被処理ガス７か
ら該ＣａＳＯ4８を分離する。
粒径のキャリヤー粒子表面に微粒子のＣａ（ＯＨ）2が
被覆されたＳＯ2脱硫剤と流動層を形成する状態で反応
塔中で接触され、該脱硫剤のＣａ（ＯＨ）2とＳＯ2とを
反応させながら反応塔中を上昇する。上昇する該脱硫剤
と被処理ガスは、該反応塔の上部と接続する第１の気体
−固体分離器２、例えばサイクロン型気体−固体分離器
に流動し、該キャリヤー粒子表面のＣａ（ＯＨ）2とＳ
Ｏ2との反応により形成され剥離したＣａＳＯ４を含む
気体を該キャリヤー粒子を沈降させて分離する。分離し
たキャリヤー粒子は、一部を除去しながら、反応塔５に
戻す。ＣａＳＯ４を含む気体は、移送管６により第２の
気体−固体分離器３、例えばバグフィルターに流動さ
れ、第２の気体−固体分離器３において被処理ガス７か
ら該ＣａＳＯ4８を分離する。
【００１３】Ｂ．本発明において使用される、大粒径の
キャリヤー粒子を製造するための原料としては、脱硫系
における大粒径の粒子の存在そのものが、微粒子のＣａ
（ＯＨ）2の効率的で高カルシウム利用率の作用効果を
もたらすことの推測からすると、脱硫工程において、機
械的、物理的強度および化学的安定性が維持できるもの
であれば良い。しかしながら、好ましいものとしては、
アルミナおよび／またはＳｉＯ2を主成分とするものを
挙げることができ、より好ましいものとしては、資源の
有効利用の観点からフライアッシュを挙げることができ
る。形状としては、水の存在中での混合中に表面に微粒
子のＣａ（ＯＨ）2が還流流動層（Circulating Fluidiz
ed Bed：ＣＦＢ）中での脱硫工程に安定に供給できるよ
うに付着し、好ましくは、吸着したＳＯ2と、熱酸化に
より該表面に形成されたＣａＳＯ4（石膏）が表面から
脱離する特性を持つものが好ましい。利用性からは、球
形のものが好ましい。粒径は、比較的大きく、サイクロ
ン型分離装置において、気流中で反応生成物の石膏と分
離できる程度の重量と大きさを有していることが好まし
い。例えば平均粒径が５０μｍ以上のものが使用され
る。また、流動層反応器の流動粒子としての性能を有す
るために３ｍｍ以下が望ましい。より好ましくは平均粒
径５０μｍ以上３００μｍ以下のものを挙げることがで
きる。
キャリヤー粒子を製造するための原料としては、脱硫系
における大粒径の粒子の存在そのものが、微粒子のＣａ
（ＯＨ）2の効率的で高カルシウム利用率の作用効果を
もたらすことの推測からすると、脱硫工程において、機
械的、物理的強度および化学的安定性が維持できるもの
であれば良い。しかしながら、好ましいものとしては、
アルミナおよび／またはＳｉＯ2を主成分とするものを
挙げることができ、より好ましいものとしては、資源の
有効利用の観点からフライアッシュを挙げることができ
る。形状としては、水の存在中での混合中に表面に微粒
子のＣａ（ＯＨ）2が還流流動層（Circulating Fluidiz
ed Bed：ＣＦＢ）中での脱硫工程に安定に供給できるよ
うに付着し、好ましくは、吸着したＳＯ2と、熱酸化に
より該表面に形成されたＣａＳＯ4（石膏）が表面から
脱離する特性を持つものが好ましい。利用性からは、球
形のものが好ましい。粒径は、比較的大きく、サイクロ
ン型分離装置において、気流中で反応生成物の石膏と分
離できる程度の重量と大きさを有していることが好まし
い。例えば平均粒径が５０μｍ以上のものが使用され
る。また、流動層反応器の流動粒子としての性能を有す
るために３ｍｍ以下が望ましい。より好ましくは平均粒
径５０μｍ以上３００μｍ以下のものを挙げることがで
きる。
【００１４】Ｂ．脱硫工程は、ＳＯ2の吸着・脱硫効率
（ＣａＯ利用効率）及びＣａＳＯ4（石膏）への変換効
率を考えて２００℃〜６００℃のできる限り低い温度
の、好ましくは４００℃以下で行う。脱硫後の脱硫剤状
態を、脱硫剤のＣａ利用率の測定のための熱天秤（真空
理工社製 9600）を用いて行った。
（ＣａＯ利用効率）及びＣａＳＯ4（石膏）への変換効
率を考えて２００℃〜６００℃のできる限り低い温度
の、好ましくは４００℃以下で行う。脱硫後の脱硫剤状
態を、脱硫剤のＣａ利用率の測定のための熱天秤（真空
理工社製 9600）を用いて行った。
【００１５】Ｃ．流動層によって、キャリア粒子上に付
着した微粒子のＣａ（ＯＨ）2が、ＳＯ2を含む被処理ガ
スとの反応により形成されたＣａＳＯ4が、キャリヤー
粒子表面から剥離され分離回収が可能かを、キャリア粒
子にフライアッシュ、反応粒子にＣａ（ＯＨ）2微粒
子、反応ガスにＳＯ2を用いた脱硫実験によって求め
た。表２に実験条件を示す。
着した微粒子のＣａ（ＯＨ）2が、ＳＯ2を含む被処理ガ
スとの反応により形成されたＣａＳＯ4が、キャリヤー
粒子表面から剥離され分離回収が可能かを、キャリア粒
子にフライアッシュ、反応粒子にＣａ（ＯＨ）2微粒
子、反応ガスにＳＯ2を用いた脱硫実験によって求め
た。表２に実験条件を示す。
【００１６】
【表２】
【００１７】この流動層から飛び出す粒子を、０から３
０分、３０から９０分、９０から１５０分にわけて回収
しそれぞれの粒度分布を求めた。それを図２に示す。飛
び出した粒子は１．３〜１０ミクロンと２０ミクロン以
上の２種類の粒子が得られ、それぞれ反応粒子とキャリ
ア粒子の群であると分類された。反応粒子の群は実験初
期には少ないが、時間の経過に従い、割合が増えてく
る。また前記それぞれの群をＦＴＩＲ（フーリエ変換赤
外分光器、ＦＴＩＲ８９００）により組成分析を行っ
た。その結果を図３に示す。反応粒子の群にはＣａＳＯ
4が多く含まれているという結果が得られた。以上の結
果から、時間の経過とともに、フライアッシュに被覆さ
れたＣａ（ＯＨ）2粒子がＳＯ2と反応しＣａＳＯ4とな
りフライアッシュから剥離し流動層から飛び出してきた
とことができる分かる。
０分、３０から９０分、９０から１５０分にわけて回収
しそれぞれの粒度分布を求めた。それを図２に示す。飛
び出した粒子は１．３〜１０ミクロンと２０ミクロン以
上の２種類の粒子が得られ、それぞれ反応粒子とキャリ
ア粒子の群であると分類された。反応粒子の群は実験初
期には少ないが、時間の経過に従い、割合が増えてく
る。また前記それぞれの群をＦＴＩＲ（フーリエ変換赤
外分光器、ＦＴＩＲ８９００）により組成分析を行っ
た。その結果を図３に示す。反応粒子の群にはＣａＳＯ
4が多く含まれているという結果が得られた。以上の結
果から、時間の経過とともに、フライアッシュに被覆さ
れたＣａ（ＯＨ）2粒子がＳＯ2と反応しＣａＳＯ4とな
りフライアッシュから剥離し流動層から飛び出してきた
とことができる分かる。
【００１８】このことから、大粒径のキャリヤー粒子表
面を微粒子のＣａ（ＯＨ）2と組み合わせて用いること
により、特に大粒径のキャリヤー粒子表面に微粒子のＣ
ａ（ＯＨ）2を被覆する組合せたＳＯ2脱硫剤とすること
により、ＣａＳＯ4を脱硫系から容易に、かつ収率良く
回収できることが分かった。
面を微粒子のＣａ（ＯＨ）2と組み合わせて用いること
により、特に大粒径のキャリヤー粒子表面に微粒子のＣ
ａ（ＯＨ）2を被覆する組合せたＳＯ2脱硫剤とすること
により、ＣａＳＯ4を脱硫系から容易に、かつ収率良く
回収できることが分かった。
【００１９】実施例１ 図１の装置を用いて、以下の組成から調製した脱硫剤を
用いた場合の結果を以下に示す。 １．脱硫剤の調製 キャリヤー粒子の形成には、平均粒径１３７μｍ、表面
積（ＢＥＴ）１．２６ｍ2／ｇのフライアッシュを用い
た。 該フライアッシュの組成は、前記表１に示した。 ２．測定に用いる、前記フライアッシュ粒子、ＣａＯお
よびＨ2Ｏから調製した組成物（スラリー重量、Ｎｏ．
１は、フライアッシュ粒子を用いない比較例である。）
の重量、フライアッシュ、Ｃａ（ＯＨ）2、Ｈ2Ｏ、（キ
ャリヤー粒子+Ｃａ（ＯＨ）2）およびＨ2Ｏ/（キャリヤ
ー粒子+Ｃａ（ＯＨ）2）の重量比、すなわち水分比を変
えたものを、室温にて３分撹拌し、得られた混合物を８
０℃に一定に保持された加熱炉中で乾燥して８種の脱硫
剤を得た。それらを表３に示す。ＣａＯとしては、和光
社製のものを用いた。
用いた場合の結果を以下に示す。 １．脱硫剤の調製 キャリヤー粒子の形成には、平均粒径１３７μｍ、表面
積（ＢＥＴ）１．２６ｍ2／ｇのフライアッシュを用い
た。 該フライアッシュの組成は、前記表１に示した。 ２．測定に用いる、前記フライアッシュ粒子、ＣａＯお
よびＨ2Ｏから調製した組成物（スラリー重量、Ｎｏ．
１は、フライアッシュ粒子を用いない比較例である。）
の重量、フライアッシュ、Ｃａ（ＯＨ）2、Ｈ2Ｏ、（キ
ャリヤー粒子+Ｃａ（ＯＨ）2）およびＨ2Ｏ/（キャリヤ
ー粒子+Ｃａ（ＯＨ）2）の重量比、すなわち水分比を変
えたものを、室温にて３分撹拌し、得られた混合物を８
０℃に一定に保持された加熱炉中で乾燥して８種の脱硫
剤を得た。それらを表３に示す。ＣａＯとしては、和光
社製のものを用いた。
【００２０】
【表３】
【００２１】前記各スラリーを用いて脱硫した場合の、
スラリー１ｇあたりのＣａ利用率を表４に示す。
スラリー１ｇあたりのＣａ利用率を表４に示す。
【００２２】
【表４】
【００２３】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の大粒径のキ
ャリヤー粒子を微粒子のＣａ（ＯＨ） 2と組み合わせて
用いた脱硫方法および脱硫装置により、水の使用量が少
なく、Ｃａ利用率が高く、ＣａＳＯ4を脱硫系から容易
に、かつ収率良く回収できるという優れた効果がもたら
される。
ャリヤー粒子を微粒子のＣａ（ＯＨ） 2と組み合わせて
用いた脱硫方法および脱硫装置により、水の使用量が少
なく、Ｃａ利用率が高く、ＣａＳＯ4を脱硫系から容易
に、かつ収率良く回収できるという優れた効果がもたら
される。
【図１】 本発明の脱硫装置の概念図
【図２】 流動層から飛び出す粒子を、０から３０分、
３０から９０分、９０から１５０分にわけて回収したも
のの粒度分布
３０から９０分、９０から１５０分にわけて回収したも
のの粒度分布
【図３】 ０から３０分、３０から９０分、９０から１
５０分にわけて回収したもののＦＴＩＲ（フーリエ変換
赤外分光器、ＦＴＩＲ８９００）により組成分析結果
５０分にわけて回収したもののＦＴＩＲ（フーリエ変換
赤外分光器、ＦＴＩＲ８９００）により組成分析結果
１ 流動層形成反応塔 ２ 第１の気体−固体分離器 ３ 第２の気体−固体
分離器 ４被処理ガス吹き込み部 ５ 分離キャリヤー粒子の
還流管 ６ ＣａＳＯ4を含む気体の移送管 ７ 処理済み被処
理ガス ８ 回収ＣａＳＯ4を含む固体反応物取り出し配管 ９ ＳＯ2脱硫剤供給部（ＳＯ2脱硫剤製造・供給装置）
分離器 ４被処理ガス吹き込み部 ５ 分離キャリヤー粒子の
還流管 ６ ＣａＳＯ4を含む気体の移送管 ７ 処理済み被処
理ガス ８ 回収ＣａＳＯ4を含む固体反応物取り出し配管 ９ ＳＯ2脱硫剤供給部（ＳＯ2脱硫剤製造・供給装置）
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D002 AA02 AC01 BA03 BA14 CA09 CA13 DA05 DA12 DA46 DA66 EA02 EA07 EA13 FA03 GA01 GA03 GB03 GB08 GB12 4G066 AA17A AA17B AA20C AA22C AA78C AE02B BA11 BA20 CA23 DA02 FA02 FA03 FA37
Claims (8)
- 【請求項１】 大粒径のキャリヤー粒子表面に微粒子の
Ｃａ（ＯＨ）2が被覆されたＳＯ2脱硫剤をＳＯ2を含む
被処理ガスと流動層を形成する状態で反応塔中で接触さ
せ、該脱硫剤をＳＯ2と反応させながら該被処理ガスと
共に該反応塔中を上昇させ、該反応塔の上部から該脱硫
剤を該被処理ガスと共に第１の気体−固体分離器に流動
させ、該キャリヤー粒子表面のＣａ（ＯＨ）2とＳＯ2と
の反応により形成され剥離したＣａＳＯ4を含む気体を
該キャリヤー粒子を沈降させて分離し、該ＣａＳＯ4を
含む気体を第１の気体−固体分離器上部から第２の気体
−固体分離器に流動させ、第２の気体−固体分離器にお
いて被処理ガスから該ＣａＳＯ4を分離することを特徴
とする副生物分離可能な脱硫方法。 - 【請求項２】 大粒径のキャリヤー粒子は平均粒径が少
なくとも５０μｍ以上であり、また微粒子のＣａ（Ｏ
Ｈ）2の平均粒径が前記キャリヤー粒子の平均粒径の１
／５以下であることを特徴とする請求項１に記載の副生
物分離可能な脱硫方法。 - 【請求項３】 大粒径の球状のキャリヤー粒子を主成分
がアルミナおよび／またはＳｉＯ2からなる材料で形成
したことを特徴とする請求項１または２に記載の副生物
分離可能な脱硫方法。 - 【請求項４】 主成分がアルミナおよび／またはＳｉＯ
2からなる材料がフライアッシュであることを特徴とす
る請求項３に記載の副生物分離可能な脱硫方法。 - 【請求項５】 流動層中の温度を４００℃以下とするこ
とを特徴とする請求項１、２、３または４に記載の副生
物分離可能な脱硫方法。 - 【請求項６】 比較的大粒径の球状のキャリヤー粒子、
ＣａＯおよびＨ2Ｏを、Ｈ2Ｏ／（キャリヤー粒子+Ｃａ
（ＯＨ）2）の重量比が０．２以上で１以下になるよう
に室温下で混合後、乾燥することによって、前記キャリ
ヤー粒子表面を微粒子のＣａ（ＯＨ）2で被覆してＳＯ2
の吸着脱硫剤を製造する工程が流動層を形成する反応塔
の被処理ガス導入部の上部に臨むように設けられている
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の副生
物分離可能な脱硫方法。 - 【請求項７】 流動層を形成する反応塔１、該反応塔内
に大粒径のキャリヤー粒子表面に微粒子のＣａ（ＯＨ）
2が被覆されたＳＯ2脱硫剤を供給する脱硫剤供給装置、
ＳＯ2を含む被処理ガスを吹き込む被処理気体吹き込み
装置、該脱硫剤をＳＯ2を含む被処理ガスと流動層を形
成する状態で反応塔中で接触され、該脱硫剤のＣａ（Ｏ
Ｈ）2とＳＯ2とを反応させながら上昇する該脱硫剤と被
処理ガスが吹き込まれ、該キャリヤー粒子表面のＣａ
（ＯＨ）2とＳＯ2との反応により形成され剥離したＣａ
ＳＯ4を含む気体を該キャリヤー粒子を沈降させて分離
する第１の気体−固体分離器および該第１の気体−固体
分離器から該ＣａＳＯ4を含む気体が吹き込まれ、被処
理ガスから該ＣａＳＯ4を分離する第２の気体−固体分
離器を持つことを特徴とする副生物分離可能な脱硫装
置。 - 【請求項８】 脱硫剤供給装置が比較的大粒のキャリヤ
ー粒子、ＣａＯおよびＨ２Ｏを、Ｈ2Ｏ／（キャリヤー
粒子+Ｃａ（ＯＨ）2）の重量比が０．２以上で１以下に
なるように室温下で混合後、乾燥することによって、前
記キャリヤー粒子表面を微粒子のＣａ（ＯＨ）2で被覆
してＳＯ2吸着脱硫剤を製造する装置が接続されている
ことを特徴とする請求項７に記載の副生物分離可能な脱
硫装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000309632A JP3711488B2 (ja) | 2000-10-10 | 2000-10-10 | 新規脱硫剤による副生物分離可能な脱硫方法および脱硫装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000309632A JP3711488B2 (ja) | 2000-10-10 | 2000-10-10 | 新規脱硫剤による副生物分離可能な脱硫方法および脱硫装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002113326A true JP2002113326A (ja) | 2002-04-16 |
| JP3711488B2 JP3711488B2 (ja) | 2005-11-02 |
Family
ID=18789761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000309632A Expired - Fee Related JP3711488B2 (ja) | 2000-10-10 | 2000-10-10 | 新規脱硫剤による副生物分離可能な脱硫方法および脱硫装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3711488B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004020077A1 (ja) * | 2002-08-27 | 2004-03-11 | Japan Science And Technology Agency | 被処理ガス中にＮＯおよび／またはＮＯ2を共存させてＳＯ2をＣａＳＯ4として回収する脱硫方法及び脱硫装置 |
| CN101934189A (zh) * | 2010-08-23 | 2011-01-05 | 中冶建筑研究总院有限公司 | 一种干法或半干法烟气脱硫副产物的氧化方法 |
| JP2017511869A (ja) * | 2014-01-21 | 2017-04-27 | サウジ アラビアン オイル カンパニー | インサイチュ酸素生成および化学ループ燃焼を使用した炭酸ガス燃焼方法 |
-
2000
- 2000-10-10 JP JP2000309632A patent/JP3711488B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004020077A1 (ja) * | 2002-08-27 | 2004-03-11 | Japan Science And Technology Agency | 被処理ガス中にＮＯおよび／またはＮＯ2を共存させてＳＯ2をＣａＳＯ4として回収する脱硫方法及び脱硫装置 |
| CN1331568C (zh) * | 2002-08-27 | 2007-08-15 | 独立行政法人科学技术振兴机构 | 使被处理气体中共存NO和/或NO2并以CaSO4形式回收SO2的脱硫方法及脱硫装置 |
| CN101934189A (zh) * | 2010-08-23 | 2011-01-05 | 中冶建筑研究总院有限公司 | 一种干法或半干法烟气脱硫副产物的氧化方法 |
| CN101934189B (zh) * | 2010-08-23 | 2013-01-23 | 中冶建筑研究总院有限公司 | 一种干法或半干法烟气脱硫副产物的氧化方法 |
| JP2017511869A (ja) * | 2014-01-21 | 2017-04-27 | サウジ アラビアン オイル カンパニー | インサイチュ酸素生成および化学ループ燃焼を使用した炭酸ガス燃焼方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3711488B2 (ja) | 2005-11-02 |
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