JP2002263440A - 硫黄分を多く含む油を燃料とするボイラの排煙処理装置 - Google Patents
硫黄分を多く含む油を燃料とするボイラの排煙処理装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 大気中への亜硫酸アンモニウムや硫酸アンモ
ニウム等の飛散を防止すると共に産業廃棄物の生成を抑
制することができる、硫黄分を多く含む油を燃料とする
ボイラの排煙処理装置を提供する。 【解決手段】 ボイラ１から排出された排ガス中にアン
モニア注入装置５によりＳＯ３のモル数の１〜1.5倍の
ＮＨ３を注入すると、排ガス中に含まれるＳＯ３はＮＨ
３と反応して硫酸水素アンモニウムに転換し、この硫酸
水素アンモニウムを硫酸水素アンモニウム回収装置１１
で回収した後、煤塵分離装置１２で煤塵を取り除き、蓄
熱装置１３に導いて排熱回収装置１５で回収した熱量を
蓄熱させ、予熱器１６に伝熱させるようにした。
ニウム等の飛散を防止すると共に産業廃棄物の生成を抑
制することができる、硫黄分を多く含む油を燃料とする
ボイラの排煙処理装置を提供する。 【解決手段】 ボイラ１から排出された排ガス中にアン
モニア注入装置５によりＳＯ３のモル数の１〜1.5倍の
ＮＨ３を注入すると、排ガス中に含まれるＳＯ３はＮＨ
３と反応して硫酸水素アンモニウムに転換し、この硫酸
水素アンモニウムを硫酸水素アンモニウム回収装置１１
で回収した後、煤塵分離装置１２で煤塵を取り除き、蓄
熱装置１３に導いて排熱回収装置１５で回収した熱量を
蓄熱させ、予熱器１６に伝熱させるようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は硫黄分を多く含む油
を燃焼させるボイラの排ガス中にアンモニアを注入して
反応生成物を回収することにより、排ガス中に含まれる
三酸化硫黄を除去するようにした、硫黄分を多く含む油
を燃料とするボイラの排煙処理装置に関する。
を燃焼させるボイラの排ガス中にアンモニアを注入して
反応生成物を回収することにより、排ガス中に含まれる
三酸化硫黄を除去するようにした、硫黄分を多く含む油
を燃料とするボイラの排煙処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近の燃焼技術の進歩に伴って、残渣油
やオイルコークス等の低質油も火力発電用ボイラの燃料
として用いられるようになったが、かかる低質油燃料は
従来、一般的に使用されてきたＣ重油に較べて硫黄
（Ｓ）やバナジウム（Ｖ）分をより多く含むため、排ガ
ス中の硫黄酸化物（ＳＯ２，ＳＯ３、以下、ＳＯＸと記
す）や煤煙中の五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）の濃度が
高くなる。このような低質油を燃焼させる火力発電用ボ
イラであっても、重油焚きボイラと同様に、窒素酸化物
（ＮＯ，ＮＯ２、以下、ＮＯＸと記す）、ＳＯＸおよび
煤塵を大気中に放出しないように、脱硝装置、脱硫装
置、電気集塵機（ＥＰ）等の公害防止機器を設置するこ
とが義務付けられている。
やオイルコークス等の低質油も火力発電用ボイラの燃料
として用いられるようになったが、かかる低質油燃料は
従来、一般的に使用されてきたＣ重油に較べて硫黄
（Ｓ）やバナジウム（Ｖ）分をより多く含むため、排ガ
ス中の硫黄酸化物（ＳＯ２，ＳＯ３、以下、ＳＯＸと記
す）や煤煙中の五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）の濃度が
高くなる。このような低質油を燃焼させる火力発電用ボ
イラであっても、重油焚きボイラと同様に、窒素酸化物
（ＮＯ，ＮＯ２、以下、ＮＯＸと記す）、ＳＯＸおよび
煤塵を大気中に放出しないように、脱硝装置、脱硫装
置、電気集塵機（ＥＰ）等の公害防止機器を設置するこ
とが義務付けられている。
【０００３】図６は従来技術に係る火力発電用ボイラの
排煙処理系統の概略構成を示す模式図である。同図で、
ボイラ１から排出された排ガスは脱硝装置３でＮＯ
Ｘを、電気集塵機（ＥＰ）６で煤塵を、そして、脱硫装
置８でＳＯＸをそれぞれ除去している。なお、排煙処理
における脱硫性能を向上させるためと、脱硫後の排ガス
を乾燥状態で大気中に放出するようにするために、通常
の排煙処理系統では途中にガスガスヒーター（ＧＧＨ）
７が設置されていて、高温の排ガスから回収した熱量
で、脱硫装置８出口からの排ガスを加熱するようにして
いる。さらに、脱硫装置８に至るまでに除去しきれない
煤塵を除去するために、煙突１０入口に湿式の電気集塵
機９を設けて、集塵効率を高めている。
排煙処理系統の概略構成を示す模式図である。同図で、
ボイラ１から排出された排ガスは脱硝装置３でＮＯ
Ｘを、電気集塵機（ＥＰ）６で煤塵を、そして、脱硫装
置８でＳＯＸをそれぞれ除去している。なお、排煙処理
における脱硫性能を向上させるためと、脱硫後の排ガス
を乾燥状態で大気中に放出するようにするために、通常
の排煙処理系統では途中にガスガスヒーター（ＧＧＨ）
７が設置されていて、高温の排ガスから回収した熱量
で、脱硫装置８出口からの排ガスを加熱するようにして
いる。さらに、脱硫装置８に至るまでに除去しきれない
煤塵を除去するために、煙突１０入口に湿式の電気集塵
機９を設けて、集塵効率を高めている。
【０００４】ところで、Ｓ（硫黄）分濃度が２〜６％の
高硫黄濃度低質油を燃焼させると、排ガス中のＳＯ２濃
度は1000〜3000ppmとなる。さらに、低質油焚きボイラ
から排出された煤塵中には酸化触媒として作用するＶ２
Ｏ５が多く含まれるため、排ガス中のＳＯ２の中、１〜
５％は酸化されてＳＯ３となり、その濃度は１０〜150p
pm となる。脱硫装置としては、石灰（ＣａＣＯ３）と
石膏（ＣａＳＯ４） の懸濁液に排ガスを気液接触させ
る湿式の石灰ー石膏法排煙脱硫方式のものが安価な石灰
を使用することと脱硫性能が優れていることから、国内
の事業用ボイラに多用されている。
高硫黄濃度低質油を燃焼させると、排ガス中のＳＯ２濃
度は1000〜3000ppmとなる。さらに、低質油焚きボイラ
から排出された煤塵中には酸化触媒として作用するＶ２
Ｏ５が多く含まれるため、排ガス中のＳＯ２の中、１〜
５％は酸化されてＳＯ３となり、その濃度は１０〜150p
pm となる。脱硫装置としては、石灰（ＣａＣＯ３）と
石膏（ＣａＳＯ４） の懸濁液に排ガスを気液接触させ
る湿式の石灰ー石膏法排煙脱硫方式のものが安価な石灰
を使用することと脱硫性能が優れていることから、国内
の事業用ボイラに多用されている。
【０００５】排ガス中に含まれるＳＯ３は、図７のＳＯ
３濃度と硫酸露点との特性グラフに示すようにＳＯ３の
濃度が10〜150ppmの場合には、低質油焚きボイラから排
出された排ガスの温度が約140〜約160°Ｃ以下（水分15
％の場合）になると、硫酸露点に達して液体、即ち、硫
酸霧になる。石灰ー石膏法の脱硫装置８や湿式電気集塵
機９では硫酸霧の微粒子液滴を除去できないので、硫酸
霧が煙突１０から排ガスと共に大気中に放出される場合
がある。そこで、排ガス中のＳＯ３濃度を低減する最も
一般的な方法であるアンモニア（ＮＨ３）注入法が併用
された。このＮＨ３注入法は、ＳＯ３の濃度や分布に応
じて、その濃度の２倍強のＮＨ３を注入して、ＳＯ３と
化合させて硫酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ＳＯ４）を
生成させ、これを電気集塵機６で回収除去する方法であ
る。
３濃度と硫酸露点との特性グラフに示すようにＳＯ３の
濃度が10〜150ppmの場合には、低質油焚きボイラから排
出された排ガスの温度が約140〜約160°Ｃ以下（水分15
％の場合）になると、硫酸露点に達して液体、即ち、硫
酸霧になる。石灰ー石膏法の脱硫装置８や湿式電気集塵
機９では硫酸霧の微粒子液滴を除去できないので、硫酸
霧が煙突１０から排ガスと共に大気中に放出される場合
がある。そこで、排ガス中のＳＯ３濃度を低減する最も
一般的な方法であるアンモニア（ＮＨ３）注入法が併用
された。このＮＨ３注入法は、ＳＯ３の濃度や分布に応
じて、その濃度の２倍強のＮＨ３を注入して、ＳＯ３と
化合させて硫酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ＳＯ４）を
生成させ、これを電気集塵機６で回収除去する方法であ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記ＮＨ３注入法にお
いては、ＮＨ３の注入量が少なく、従って、ＮＨ３濃度
が低い場合には、腐食性が強く融点の低い硫酸水素アン
モニウム（ＮＨ４ＨＳＯ ４）が生成し易いので、従来は
この生成を防ぐために、ＳＯ３濃度に対して過剰のＮＨ
３を注入して、できるだけ硫酸アンモニウム（（Ｎ
Ｈ４）２ＳＯ４）を生成させるようにしていた。このよ
うに、過剰のＮＨ３を注入することにより、排ガス中の
ＳＯ３は殆ど無くなり、煙突からの排煙が有色煙となる
原因物質である硫酸霧の放出が無くなるものの、これに
伴って幾つかの技術的な問題が発生した。
いては、ＮＨ３の注入量が少なく、従って、ＮＨ３濃度
が低い場合には、腐食性が強く融点の低い硫酸水素アン
モニウム（ＮＨ４ＨＳＯ ４）が生成し易いので、従来は
この生成を防ぐために、ＳＯ３濃度に対して過剰のＮＨ
３を注入して、できるだけ硫酸アンモニウム（（Ｎ
Ｈ４）２ＳＯ４）を生成させるようにしていた。このよ
うに、過剰のＮＨ３を注入することにより、排ガス中の
ＳＯ３は殆ど無くなり、煙突からの排煙が有色煙となる
原因物質である硫酸霧の放出が無くなるものの、これに
伴って幾つかの技術的な問題が発生した。
【０００７】まず、第一に、脱硫装置の吸収液中にＮＨ
３が溶解すると、泡立ち現象が起きるため、これを回避
するのに消泡剤を注入しなければならない。第二に、Ｓ
Ｏ２が水に溶解した時に生じるＳＯ３ −−イオンや、こ
れが酸化して生成したＳＯ４ −−イオンと余剰のＮＨ３
とが化学反応して亜硫酸アンモニウムや硫酸アンモニウ
ムが生成されると、これらの化学物質が大気中に放出さ
れたり、産業廃棄物となる可能性がある。
３が溶解すると、泡立ち現象が起きるため、これを回避
するのに消泡剤を注入しなければならない。第二に、Ｓ
Ｏ２が水に溶解した時に生じるＳＯ３ −−イオンや、こ
れが酸化して生成したＳＯ４ −−イオンと余剰のＮＨ３
とが化学反応して亜硫酸アンモニウムや硫酸アンモニウ
ムが生成されると、これらの化学物質が大気中に放出さ
れたり、産業廃棄物となる可能性がある。
【０００８】本発明は従来技術におけるかかる現状に鑑
みて為されたものであり、大気中への亜硫酸アンモニウ
ムや硫酸アンモニウム等の飛散を防止すると共に産業廃
棄物の生成を抑制することができる、硫黄分を多く含む
油を燃料とするボイラの排煙処理装置を提供することを
目的とする。
みて為されたものであり、大気中への亜硫酸アンモニウ
ムや硫酸アンモニウム等の飛散を防止すると共に産業廃
棄物の生成を抑制することができる、硫黄分を多く含む
油を燃料とするボイラの排煙処理装置を提供することを
目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、温度が約２６０°Ｃ以下であり、アンモニ
アの注入量は三酸化硫黄のモル数の１〜１．５倍となる
ように制御したものであり、例えば、排ガス中に含まれ
る三酸化硫黄と注入したアンモニアとが化学反応して生
成した硫酸水素アンモニウムを蓄熱媒体または伝熱媒体
として利用したり、排ガス中に還流させて再利用したり
する手段を設けたものである。
に本発明は、温度が約２６０°Ｃ以下であり、アンモニ
アの注入量は三酸化硫黄のモル数の１〜１．５倍となる
ように制御したものであり、例えば、排ガス中に含まれ
る三酸化硫黄と注入したアンモニアとが化学反応して生
成した硫酸水素アンモニウムを蓄熱媒体または伝熱媒体
として利用したり、排ガス中に還流させて再利用したり
する手段を設けたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明を実施するための形態を具
体的に述べると、まず、(i)排ガス中に注入するＮＨ３
の注入量をＳＯ３モル数の１〜 1.5 倍とし、生成物質
を硫酸アンモニウムではなく、硫酸水素アンモニウム
（ＮＨ４ＨＳＯ４）とし、これを回収することにする。
そして、(ii)回収した硫酸水素アンモニウムは蓄熱媒体
や熱交換器における熱媒体として利用する。つまり、夜
間等に発生した余剰熱量をこの硫酸水素アンモニウムに
蓄熱し、昼間に熱放出させることにより、ボイラ熱効率
の向上を図る。あるいは、(iii)回収した硫酸水素アン
モニウム中の不純物を分離、除去した後、大気圧下また
は減圧雰囲気下で加熱してＮＨ３と硫酸に分解させ、Ｎ
Ｈ３は前工程の排ガスの脱硫用のＮＨ３として再利用す
ると共に生成した硫酸は薬品として利用することにより
産業廃棄物の生成防止を図るようにした。
体的に述べると、まず、(i)排ガス中に注入するＮＨ３
の注入量をＳＯ３モル数の１〜 1.5 倍とし、生成物質
を硫酸アンモニウムではなく、硫酸水素アンモニウム
（ＮＨ４ＨＳＯ４）とし、これを回収することにする。
そして、(ii)回収した硫酸水素アンモニウムは蓄熱媒体
や熱交換器における熱媒体として利用する。つまり、夜
間等に発生した余剰熱量をこの硫酸水素アンモニウムに
蓄熱し、昼間に熱放出させることにより、ボイラ熱効率
の向上を図る。あるいは、(iii)回収した硫酸水素アン
モニウム中の不純物を分離、除去した後、大気圧下また
は減圧雰囲気下で加熱してＮＨ３と硫酸に分解させ、Ｎ
Ｈ３は前工程の排ガスの脱硫用のＮＨ３として再利用す
ると共に生成した硫酸は薬品として利用することにより
産業廃棄物の生成防止を図るようにした。
【００１１】次に、硫酸水素アンモニウムの生成方法に
ついて具体的に説明する。水分を含む燃焼排ガス中にＳ
Ｏ３モル数の１〜1.5倍の量のＮＨ３を注入してＳＯ３
と反応させると硫酸水素アンモニウムが生成する。
ついて具体的に説明する。水分を含む燃焼排ガス中にＳ
Ｏ３モル数の１〜1.5倍の量のＮＨ３を注入してＳＯ３
と反応させると硫酸水素アンモニウムが生成する。
【００１２】 ＳＯ３＋ＮＨ３＋Ｈ２Ｏ→ＮＨ４ＨＳＯ４ ……(1) 図５はＮＨ３濃度をパラメーターとするＳＯ３濃度と酸
性硫安析出温度との関係を示すグラフである。同図から
判るように、硫酸水素アンモニウム（酸性硫安とも言
う）の析出温度はＳＯ３濃度およびＮＨ３濃度が共に高
い程、高温になる。例えば、ＳＯ３濃度およびＮＨ３濃
度が共に100ppmの時は約250°Ｃで硫酸水素アンモニウ
ムが析出する。この温度は実際のボイラの排ガスの測定
値の範囲200〜260°Ｃの範囲にある。硫酸水素アンモニ
ウムの融点は147°Ｃなので、実際のボイラの運転によ
り発生した排ガスから生成した硫酸水素アンモニウムは
ほぼ溶融状態になっている。
性硫安析出温度との関係を示すグラフである。同図から
判るように、硫酸水素アンモニウム（酸性硫安とも言
う）の析出温度はＳＯ３濃度およびＮＨ３濃度が共に高
い程、高温になる。例えば、ＳＯ３濃度およびＮＨ３濃
度が共に100ppmの時は約250°Ｃで硫酸水素アンモニウ
ムが析出する。この温度は実際のボイラの排ガスの測定
値の範囲200〜260°Ｃの範囲にある。硫酸水素アンモニ
ウムの融点は147°Ｃなので、実際のボイラの運転によ
り発生した排ガスから生成した硫酸水素アンモニウムは
ほぼ溶融状態になっている。
【００１３】また、ＮＨ３の注入量が多く、ＳＯ３のモ
ル数の２倍以上の量が注入された場合は、硫酸水素アン
モニウムはＮＨ３と化学反応を起こして速やかに硫酸ア
ンモニウムに変化する。
ル数の２倍以上の量が注入された場合は、硫酸水素アン
モニウムはＮＨ３と化学反応を起こして速やかに硫酸ア
ンモニウムに変化する。
【００１４】 ＮＨ４ＨＳＯ４＋ＮＨ３→（ＮＨ４）２ＳＯ４ ……(2) 硫酸水素アンモニウムの生成を抑制しようとする場合
は、このように、ＮＨ３の注入量を増やせば良いが、前
述のような問題点が生じる。
は、このように、ＮＨ３の注入量を増やせば良いが、前
述のような問題点が生じる。
【００１５】ＮＨ３の注入量がＳＯ３のモル数の１〜1.
5倍の場合は、排ガス中に含まれるＳＯ３の全量をＮＨ
３との化学反応により、硫酸水素アンモニウムに転換す
ることができる。この場合は余剰のＮＨ３が生じないの
で、脱硫装置の吸収液が発泡性を起こしたり、煙突から
亜硫酸アンモニウムや硫酸アンモニウムが大気中に放出
されたりするといったことがない。
5倍の場合は、排ガス中に含まれるＳＯ３の全量をＮＨ
３との化学反応により、硫酸水素アンモニウムに転換す
ることができる。この場合は余剰のＮＨ３が生じないの
で、脱硫装置の吸収液が発泡性を起こしたり、煙突から
亜硫酸アンモニウムや硫酸アンモニウムが大気中に放出
されたりするといったことがない。
【００１６】ところで、硫酸水素アンモニウムは大気圧
下では融点が147°Ｃ、沸点が490°Ｃであるが、僅かに
加圧すれば融点が上昇し、150〜550°Ｃの温度範囲で液
体状態とすることができる。また、その熱容量は3100MJ
／m3であり、他の溶融塩媒体の熱容量(1500〜2500MJ／m
3)に較べてかなり大きいという特徴がある。そこで、こ
の大きな熱容量を利用して硫酸水素アンモニウムを蓄熱
媒体として用いることにより、他の溶融塩蓄熱媒体のも
のに較べて、同じ容量でより多くの熱量を保有させるこ
とができる。因みに、発電容量が400MW級のボイラから
は、約600kg／hの硫酸水素アンモニウムを回収できるか
ら、蓄熱材料の分野で大きな産業的実用性を見込むこと
ができる。
下では融点が147°Ｃ、沸点が490°Ｃであるが、僅かに
加圧すれば融点が上昇し、150〜550°Ｃの温度範囲で液
体状態とすることができる。また、その熱容量は3100MJ
／m3であり、他の溶融塩媒体の熱容量(1500〜2500MJ／m
3)に較べてかなり大きいという特徴がある。そこで、こ
の大きな熱容量を利用して硫酸水素アンモニウムを蓄熱
媒体として用いることにより、他の溶融塩蓄熱媒体のも
のに較べて、同じ容量でより多くの熱量を保有させるこ
とができる。因みに、発電容量が400MW級のボイラから
は、約600kg／hの硫酸水素アンモニウムを回収できるか
ら、蓄熱材料の分野で大きな産業的実用性を見込むこと
ができる。
【００１７】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は本発明の第一実施例に係る低質油焚
きボイラの排煙処理系統の概略を示す構成図である。同
図において、２はアンモニア（ＮＨ３）をボイラ１の下
流に接続された煙道にＮＨ ３を注入するアンモニア注入
装置、４はボイラ１に供給される燃焼用空気を予熱する
空気予熱器、５は空気予熱器４の下流の排ガス用ダクト
内にＮＨ３を注入するアンモニア注入装置、１１はアン
モニア注入装置５により注入されたＮＨ３と排ガス中に
含まれるＳＯ３との反応生成物である硫酸水素アンモニ
ウムを回収する硫酸水素アンモニウム回収装置、１２は
回収した硫酸水素アンモニウムとこれに混入する煤塵と
を分離する煤塵分離装置、１３は硫酸水素アンモニウム
を蓄熱媒体として用いた蓄熱装置、１４は煤塵分離装置
１２で分離された煤塵を回収する煤塵回収装置、１５は
図示していない供給源から供給された排熱を回収して蓄
熱装置１３に蓄熱する排熱回収装置、１６はボイラ１に
供給される給水、空気、燃料等を予め予熱する予熱器で
ある。なお、従来例と同一または同一とみなせる箇所に
は同一の符号を附して重複する説明を省略する。
に説明する。図１は本発明の第一実施例に係る低質油焚
きボイラの排煙処理系統の概略を示す構成図である。同
図において、２はアンモニア（ＮＨ３）をボイラ１の下
流に接続された煙道にＮＨ ３を注入するアンモニア注入
装置、４はボイラ１に供給される燃焼用空気を予熱する
空気予熱器、５は空気予熱器４の下流の排ガス用ダクト
内にＮＨ３を注入するアンモニア注入装置、１１はアン
モニア注入装置５により注入されたＮＨ３と排ガス中に
含まれるＳＯ３との反応生成物である硫酸水素アンモニ
ウムを回収する硫酸水素アンモニウム回収装置、１２は
回収した硫酸水素アンモニウムとこれに混入する煤塵と
を分離する煤塵分離装置、１３は硫酸水素アンモニウム
を蓄熱媒体として用いた蓄熱装置、１４は煤塵分離装置
１２で分離された煤塵を回収する煤塵回収装置、１５は
図示していない供給源から供給された排熱を回収して蓄
熱装置１３に蓄熱する排熱回収装置、１６はボイラ１に
供給される給水、空気、燃料等を予め予熱する予熱器で
ある。なお、従来例と同一または同一とみなせる箇所に
は同一の符号を附して重複する説明を省略する。
【００１８】空気予熱器４で熱回収された排ガスの温度
は約160〜200°Ｃとなっており、この排ガス中にアンモ
ニア注入装置５によりＮＨ３を注入すると、前述の(1)
式により、排ガス中に含まれるＳＯ３はＮＨ３と反応し
て硫酸水素アンモニウムに転換する。硫酸水素アンモニ
ウム回収装置１１の下流の排ガス中のＳＯ３濃度をでき
るだけ低く、硫酸アンモニウムを生成することなく硫酸
水素アンモニウムだけを生成するようにするために、ア
ンモニア注入装置５によるＮＨ３の注入量をＳＯ３モル
数の１〜 1.5 倍となるように制御する。
は約160〜200°Ｃとなっており、この排ガス中にアンモ
ニア注入装置５によりＮＨ３を注入すると、前述の(1)
式により、排ガス中に含まれるＳＯ３はＮＨ３と反応し
て硫酸水素アンモニウムに転換する。硫酸水素アンモニ
ウム回収装置１１の下流の排ガス中のＳＯ３濃度をでき
るだけ低く、硫酸アンモニウムを生成することなく硫酸
水素アンモニウムだけを生成するようにするために、ア
ンモニア注入装置５によるＮＨ３の注入量をＳＯ３モル
数の１〜 1.5 倍となるように制御する。
【００１９】図２は硫酸水素アンモニウム回収装置の内
部構成の概略を示す断平面図（ａ）および断正面図
（ｂ）である。同図において、１７は排ガス中に生成し
た液滴状の硫酸水素アンモニウム(粒径が0.01〜1mm)を
効率的に捕集できるように、波形に形成した捕集板であ
る。この捕集板１７の波形の高さは捕集する硫酸水素ア
ンモニウムの量や硫酸水素アンモニウム回収装置１１の
前後差圧等を考慮して決定されるが、通常は５〜100mm
程度の高さが好適である。硫酸水素アンモニウム回収装
置１１本体や捕集板１７の素材は硫酸水素アンモニウム
に対する高い耐腐食性を有したクロムおよびモリブデン
を含むニッケル合金（インコネル625合金、ハステロイ
炭素合金等）、チタン、ジルコニウム等の金属材料や耐
熱性有機樹脂あるいは無機材料を用いる。経済的には、
フェノール系やノボラック系ビスフェノール、フッ素樹
脂、琺瑯等の被覆や焼き付けを施した材料が好適であ
る。
部構成の概略を示す断平面図（ａ）および断正面図
（ｂ）である。同図において、１７は排ガス中に生成し
た液滴状の硫酸水素アンモニウム(粒径が0.01〜1mm)を
効率的に捕集できるように、波形に形成した捕集板であ
る。この捕集板１７の波形の高さは捕集する硫酸水素ア
ンモニウムの量や硫酸水素アンモニウム回収装置１１の
前後差圧等を考慮して決定されるが、通常は５〜100mm
程度の高さが好適である。硫酸水素アンモニウム回収装
置１１本体や捕集板１７の素材は硫酸水素アンモニウム
に対する高い耐腐食性を有したクロムおよびモリブデン
を含むニッケル合金（インコネル625合金、ハステロイ
炭素合金等）、チタン、ジルコニウム等の金属材料や耐
熱性有機樹脂あるいは無機材料を用いる。経済的には、
フェノール系やノボラック系ビスフェノール、フッ素樹
脂、琺瑯等の被覆や焼き付けを施した材料が好適であ
る。
【００２０】硫酸水素アンモニウムを蓄熱媒体として用
いた蓄熱装置１３は夜間等の電力需要が低下した時間帯
に、加熱排ガス、加熱水、加熱蒸気等の熱源から排熱回
収装置１５を介して供給された余剰熱を蓄熱すると共
に、昼間等の電力需要が増大した時間帯に、予熱器１６
に導入された給水、燃焼用空気、燃料等の加熱用に用い
ることにより、ボイラの熱効率が改善されると共に燃料
消費の平準化を実現できる。
いた蓄熱装置１３は夜間等の電力需要が低下した時間帯
に、加熱排ガス、加熱水、加熱蒸気等の熱源から排熱回
収装置１５を介して供給された余剰熱を蓄熱すると共
に、昼間等の電力需要が増大した時間帯に、予熱器１６
に導入された給水、燃焼用空気、燃料等の加熱用に用い
ることにより、ボイラの熱効率が改善されると共に燃料
消費の平準化を実現できる。
【００２１】図３は本発明の第二実施例に係る低質油焚
きボイラの排煙処理系統の概略を示す構成図である。同
図において、１８は煤塵分離装置１２で煤塵が分離され
て浄化された硫酸水素アンモニウムを伝熱媒体として用
いたガスガスヒーターである。他の構成は第一実施例の
ものと変わらない。硫酸水素アンモニウムが150〜450°
Ｃの温度範囲では流動性の液体であり、比熱も大きいこ
とから、本実施例では脱硫装置８の上下流の煙道にガス
ガスヒーター７と並列にガスガスヒーター１８を設け
て、高温の排ガスから熱回収して脱硫後の排ガスを再加
熱するガスガスヒーター７の補完機能を担わせている。
同様の機能を水を伝熱媒体とした伝熱装置で果たさせよ
うとすると、高耐圧装置として構成しなければならない
が、本実施例のように、硫酸水素アンモニウムを伝熱媒
体として用いたものは常圧で使用できるから、装置を軽
量かつ安価に作成できるという利点がある。
きボイラの排煙処理系統の概略を示す構成図である。同
図において、１８は煤塵分離装置１２で煤塵が分離され
て浄化された硫酸水素アンモニウムを伝熱媒体として用
いたガスガスヒーターである。他の構成は第一実施例の
ものと変わらない。硫酸水素アンモニウムが150〜450°
Ｃの温度範囲では流動性の液体であり、比熱も大きいこ
とから、本実施例では脱硫装置８の上下流の煙道にガス
ガスヒーター７と並列にガスガスヒーター１８を設け
て、高温の排ガスから熱回収して脱硫後の排ガスを再加
熱するガスガスヒーター７の補完機能を担わせている。
同様の機能を水を伝熱媒体とした伝熱装置で果たさせよ
うとすると、高耐圧装置として構成しなければならない
が、本実施例のように、硫酸水素アンモニウムを伝熱媒
体として用いたものは常圧で使用できるから、装置を軽
量かつ安価に作成できるという利点がある。
【００２２】図４は本発明の第三実施例に係る低質油焚
きボイラの排煙処理系統の概略を示す構成図である。同
図において、１９は煤塵分離装置１２で煤塵が分離され
て浄化された硫酸水素アンモニウムを減圧下（または大
気圧下）で加熱して硫酸とＮＨ３とに分解させる加熱分
解装置、２０はその加熱源、２２は加熱分解装置１９で
分解生成された硫酸を回収する硫酸回収装置である。加
熱分解装置１９で分解生成されたＮＨ３はアンモニア注
入装置５に還流され、再利用される。このように、本実
施例では排ガス中に含まれるＳＯ３を硫酸水素アンモニ
ウム（ＮＨ４ＨＳＯ４）として回収した後、加熱分解さ
せて生成されたＮＨ３は脱硫用に還流利用し、硫酸は工
業用薬品として利用するようにしたので、排煙処理に伴
って排出される産業廃棄物の生成量を著しく低減でき
る。
きボイラの排煙処理系統の概略を示す構成図である。同
図において、１９は煤塵分離装置１２で煤塵が分離され
て浄化された硫酸水素アンモニウムを減圧下（または大
気圧下）で加熱して硫酸とＮＨ３とに分解させる加熱分
解装置、２０はその加熱源、２２は加熱分解装置１９で
分解生成された硫酸を回収する硫酸回収装置である。加
熱分解装置１９で分解生成されたＮＨ３はアンモニア注
入装置５に還流され、再利用される。このように、本実
施例では排ガス中に含まれるＳＯ３を硫酸水素アンモニ
ウム（ＮＨ４ＨＳＯ４）として回収した後、加熱分解さ
せて生成されたＮＨ３は脱硫用に還流利用し、硫酸は工
業用薬品として利用するようにしたので、排煙処理に伴
って排出される産業廃棄物の生成量を著しく低減でき
る。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、排ガスの温度が約２６０°Ｃ以下であり、ア
ンモニアの注入量が三酸化硫黄のモル数の１〜１．５倍
となるように制御したので、三酸化硫黄をアンモニアと
化学反応させて、有効利用や加熱分解可能な硫酸水素ア
ンモニウムを生成させることができるから、大気中への
有害な亜硫酸アンモニウム等の飛散を防止すると共に産
業廃棄物の発生を防止することができる。
によれば、排ガスの温度が約２６０°Ｃ以下であり、ア
ンモニアの注入量が三酸化硫黄のモル数の１〜１．５倍
となるように制御したので、三酸化硫黄をアンモニアと
化学反応させて、有効利用や加熱分解可能な硫酸水素ア
ンモニウムを生成させることができるから、大気中への
有害な亜硫酸アンモニウム等の飛散を防止すると共に産
業廃棄物の発生を防止することができる。
【００２４】請求項２記載の発明によれば、排ガス中に
含まれる三酸化硫黄と注入したアンモニアとが化学反応
して生成した硫酸水素アンモニウムを蓄熱媒体または伝
熱媒体として利用したので、排ガス等の排熱を効率良く
回収して、ボイラの熱効率を向上させる等の有効活用を
図ることができる。
含まれる三酸化硫黄と注入したアンモニアとが化学反応
して生成した硫酸水素アンモニウムを蓄熱媒体または伝
熱媒体として利用したので、排ガス等の排熱を効率良く
回収して、ボイラの熱効率を向上させる等の有効活用を
図ることができる。
【００２５】請求項３記載の発明によれば、排ガス中に
含まれる三酸化硫黄と注入したアンモニアとが化学反応
して生成した硫酸水素アンモニウムを大気圧下または減
圧下で加熱分解させて生成したアンモニアを排ガス中に
還流させて再利用したので、低質油焚きボイラの脱硫に
必要なアンモニアの容量と生成される産業廃棄物の発生
量を著しく低減させることができる。
含まれる三酸化硫黄と注入したアンモニアとが化学反応
して生成した硫酸水素アンモニウムを大気圧下または減
圧下で加熱分解させて生成したアンモニアを排ガス中に
還流させて再利用したので、低質油焚きボイラの脱硫に
必要なアンモニアの容量と生成される産業廃棄物の発生
量を著しく低減させることができる。
【図１】本発明の第一実施例に係る低質油焚きボイラの
排煙処理系統の概略を示す構成図
排煙処理系統の概略を示す構成図
【図２】硫酸水素アンモニウム回収装置の内部構成の概
略を示す断平面図（ａ）および断正面図（ｂ）
略を示す断平面図（ａ）および断正面図（ｂ）
【図３】本発明の第二実施例に係る低質油焚きボイラの
排煙処理系統の概略を示す構成図
排煙処理系統の概略を示す構成図
【図４】本発明の第三実施例に係る低質油焚きボイラの
排煙処理系統の概略を示す構成図
排煙処理系統の概略を示す構成図
【図５】ＳＯ３濃度と酸性硫安析出温度との関係を示す
グラフ
グラフ
【図６】従来技術に係る火力発電用ボイラの排煙処理系
統の概略構成を示す模式図
統の概略構成を示す模式図
【図７】ＳＯ３濃度と硫酸露点との関係を表す特性グラ
フ
フ
１ ボイラ ２，５ アンモニア注入装置 ３ 脱硝装置 ４ 空気予熱器 ６ 電気集塵機（ＥＰ） ７，１８ ガスガスヒーター（ＧＧＨ） ８ 脱硫装置 １１ 硫酸水素アンモニウム回収装置 １２ 煤塵分離装置 １３ 蓄熱装置 １４ 煤塵回収装置 １７ 捕集板 １９ 加熱分解装置 ２２ 硫酸回収装置
Claims (3)
- 【請求項１】 硫黄分を多く含む油を燃料とするボイラ
から排出された排ガス中にアンモニアを注入して排ガス
中に含まれる三酸化硫黄と化学反応させ、反応生成物を
回収することにより排ガス中に含まれる三酸化硫黄を除
去するようにした硫黄分を多く含む油を燃料とするボイ
ラの排煙処理装置において、排ガスの温度が約２６０°
Ｃ以下であり、アンモニアの注入量が三酸化硫黄のモル
数の１〜１．５倍となるように制御したことを特徴とす
る硫黄分を多く含む油を燃料とするボイラの排煙処理装
置。 - 【請求項２】 排ガス中に含まれる三酸化硫黄と注入し
たアンモニアとが化学反応して生成した硫酸水素アンモ
ニウムを蓄熱媒体または伝熱媒体として利用する手段を
設けたことを特徴とする請求項１記載の硫黄分を多く含
む油を燃料とするボイラの排煙処理装置。 - 【請求項３】 排ガス中に含まれる三酸化硫黄と注入し
たアンモニアとが化学反応して生成した硫酸水素アンモ
ニウムを大気圧下または減圧下で加熱分解させて生成し
たアンモニアを排ガス中に還流させて再利用する手段を
設けたことを特徴とする請求項１記載の硫黄分を多く含
む油を燃料とするボイラの排煙処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001062184A JP2002263440A (ja) | 2001-03-06 | 2001-03-06 | 硫黄分を多く含む油を燃料とするボイラの排煙処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001062184A JP2002263440A (ja) | 2001-03-06 | 2001-03-06 | 硫黄分を多く含む油を燃料とするボイラの排煙処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002263440A true JP2002263440A (ja) | 2002-09-17 |
Family
ID=18921361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001062184A Pending JP2002263440A (ja) | 2001-03-06 | 2001-03-06 | 硫黄分を多く含む油を燃料とするボイラの排煙処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002263440A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010201412A (ja) * | 2009-02-05 | 2010-09-16 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 排ガス中のｓｏ３除去方法 |
| JP2013525740A (ja) * | 2010-05-04 | 2013-06-20 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 熱貯蔵のための装置及び方法 |
| US10168105B2 (en) | 2010-05-04 | 2019-01-01 | Basf Se | Device and method for storing heat |
| CN110756049A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-02-07 | 南京凯盛国际工程有限公司 | 一种自解析scr脱硝系统 |
-
2001
- 2001-03-06 JP JP2001062184A patent/JP2002263440A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010201412A (ja) * | 2009-02-05 | 2010-09-16 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 排ガス中のｓｏ３除去方法 |
| JP2013525740A (ja) * | 2010-05-04 | 2013-06-20 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 熱貯蔵のための装置及び方法 |
| US10168105B2 (en) | 2010-05-04 | 2019-01-01 | Basf Se | Device and method for storing heat |
| CN110756049A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-02-07 | 南京凯盛国际工程有限公司 | 一种自解析scr脱硝系统 |
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