JP2003159510A - 排ガス処理方法 - Google Patents

排ガス処理方法

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JP2003159510A
JP2003159510A JP2001362317A JP2001362317A JP2003159510A JP 2003159510 A JP2003159510 A JP 2003159510A JP 2001362317 A JP2001362317 A JP 2001362317A JP 2001362317 A JP2001362317 A JP 2001362317A JP 2003159510 A JP2003159510 A JP 2003159510A
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exhaust gas
gas
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Shunji Kasama
俊次 笠間
Kazutomi Watanabe
一臣 渡邉
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 焼結機、燃焼炉等から排出するSOx 、NO
X を含有する排ガスを処理した排水には、アンモニアが
含有されているため悪臭の原因ともなり、またCODを
高くする要因ともなっていたので、この排水からアンモ
ニアを回収し排水を無害化すると共にコストの低減を図
る。 【解決手段】 SOx 、NOX を含有した排ガス中にア
ンモニアを供給するアンモニア供給機、該排ガス中のS
x 、NOX 、未反応アンモニアを除去する活性炭移動
層式の排ガス処理機を順次介して煙突より放散し、更
に、前記排ガス処理機から排出した該活性炭に着した
SO2 、アンモニアを脱離する脱離機と、該脱離機から
のSO2 、アンモニアを含有したガスをガス洗浄塔で水
洗浄してアンモニアを除去する排ガス処理方法におい
て、前記ガス洗浄塔から排出されるアンモニアを含有し
た排水をpH調整処理した後、このpH調整した排水と
気体を回収塔で接触させて排水中のアンモニアを気体中
に吸収し、このアンモニア含有気体を前記排ガス処理機
の上流側の排ガス中へ供給する排ガス処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、焼結機、燃焼炉等
から排出するSOx 、NOX を含有する排ガス処理方法
に係わり、特に洗浄塔から排出される排水と気体を回収
塔で接触させて排水中のアンモニアを気体中に吸収し、
このアンモニア含有気体をアンモニア供給機に供給する
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】現在、例えば焼結機において粉鉱石等を
焼結するために要する燃料及び助燃剤より発生する90
〜150℃の排気ガスは、乾式集塵機でダストで集塵し
た後は排風機を介して煙突から放散していた。
【0003】しかして、煙突から放散される排ガスは9
0〜150℃で、しかもSO2 及びNOX を含有し、環
境上好ましくない状態にあった。そこでこの解決策とし
て活性炭を収納した排ガス処理機として吸着塔(吸着
機)へ前記排ガスを導入し、該吸着塔内でこれらガス成
分中の有害成分を吸着させ脱硫、脱硝を行った後、煙突
から排ガスの放散を行う処理方法が採用されていた。ま
た、この活性炭としては、木材,石炭を乾留賦活したも
ので、活性チャー,活性炭,活性コークスと呼ばれるも
のが一般的に用いられている。
【0004】この先行技術としては種々の排ガス処理に
おいて、ガス成分中の有害成分を除去するための特許が
多く提示されており、例えば特開平4−166212,
特開2000−262861号等がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記吸着塔に導入する
排ガスへはアンモニアを混入させた後、活性炭と接触さ
せ該活性炭を触媒として排ガス中のNOX を窒素と水に
分解する作用を起こさせ脱硝を行っている。また、排ガ
ス中に混入したアンモニアは全部がNOX との反応に使
用されるのではなく、その一部は未反応のままアンモニ
アとして吸着塔内の活性炭に吸着したままの状態になっ
ている。
【0006】さらに、排ガス中のSOX も活性炭に吸着
させている。そうして、該活性炭を脱離塔へ送り、活性
炭に吸着したSOX 、アンモニアを該脱離塔で加熱し
て、再ガス化させSOX (SO2 )とアンモニアを活性
炭より分離する。分離したSO2 、アンモニア含有ガス
は洗浄塔に送られ、水洗によりガス中のアンモニアを洗
浄水によって除去するので、洗浄後の排水中に含有され
る。該排水は中和タンクで中和し、一部は洗浄水として
再利用され、他の排水は水処理設備へ送られ、凝集沈殿
等の処理を行った後、河川に排出される。しかして、河
川に排出された排水にはアンモニアが含有されているた
め悪臭の原因ともなり、またCODを高くする要因とも
なっていた。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は前記した従来方
法における問題点を解決するためになされたものであっ
て、その要旨するところは、下記手段にある。 (1) SOx 、NOX を含有した排ガス中にアンモニ
アを供給するアンモニア供給機、該排ガス中のSOx
NOX 、未反応アンモニアを除去する活性炭移動層式の
排ガス処理機を順次介して煙突より放散し、更に、前記
排ガス処理機から排出した該活性炭に付着したSO2
アンモニアを脱離する脱離機と、該脱離機からのSO
2 、アンモニアを含有したガスをガス洗浄塔で水洗浄し
てアンモニアを除去する排ガス処理方法において、前記
ガス洗浄塔から排出されるアンモニアを含有した排水を
pH調整処理した後、このpH調整した排水と気体を回
収塔で接触させて排水中のアンモニアを気体中に吸収
し、このアンモニア含有気体を前記排ガス処理機の上流
側の排ガス中へ供給する排ガス処理方法。
【0008】(2) 前記回収塔に供給する排水のpH
を10以上にする(1)記載の排ガス処理方法。 (3) 前記回収塔において排水を上方よりフラッシン
グし、下方より空気を供給して向流接触させる(1)ま
たは(2)記載の排ガス処理方法。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明者らは前記したガス洗浄塔
からの排水において、環境に悪影響を及ぼすことのない
排水処理を図るために、種々なる調査検討を行った。本
発明者らが排ガスの処理工程を考察し、前述したような
排水中のアンモニアを何等かの方法で除去(回収)し、
その回収アンモニアをリサイクルして使用するならば一
挙両得の方策であろうとの見解を得るに至った。
【0010】そこで本発明者は、多くの検討を重ねた結
果、ガス洗浄塔から排水される排水からアンモニアを脱
却する回収塔(脱却塔)を別途追加設置することによっ
て、上記問題点の解決を図ることが容易であるとの結論
に到達した。すなわち、前記ガス洗浄塔から排出される
排水をpH調整した後に、この排水と気体、例えば空気
を回収塔で接触させ、該排水中のアンモニアを空気で捕
捉し、このアンモニア含有空気を排ガス処理機の上流側
の排ガス中へ供給することにより、系外の河川に排出す
る排水のアンモニアを低減せしめると共に、アンモニア
供給機に供給するアンモニアの量を少なくすることに寄
与できることになる。
【0011】ここで、排ガス処理設備の概要につき図1
に基づき説明する。焼結機1から排出された排出ガスは
メインブロワー(排風機)3によって吸引され、乾式集
塵機2においてダストが除去される。ダスト除去後の排
出ガスは昇圧ブロワー4によって昇圧され、吸着塔(吸
着機)5によって活性炭と接触させることにより、この
排ガス中のNOX は該活性炭を触媒として窒素と水に分
解する作用を起こさせ脱硝を行う。また、前記脱硝を行
うために吸着塔5導入前の排出ガス中へ、アンモニアを
混入させるためのアンモニア供給機7が装備されてい
る。
【0012】また、排ガス中のSOX は分解はせず活性
炭に吸着する。また、前記排ガス中に混入したアンモニ
アの一部が未反応のまま活性炭に吸着する。そして、こ
の活性炭を脱離塔(吸着機)6へ送り活性炭に吸着した
SOX 、アンモニアを脱離塔6で熱風炉8からの熱風で
加熱し、再ガス化してSOX (SO2 )アンモニア含有
ガスとして分離する。分離したSO2 、アンモニア含有
ガスはブロワー18を介してガス洗浄塔9に送られ、水
洗によりガス中アンモニアが洗浄水によって除去され洗
浄後の排水中に含有される。該排水はpH調整タンク1
0でpH調整し、一部はガス洗浄塔9の洗浄水として再
利用され、他の排水は水処理設備11へ送られる。
【0013】一方、脱離塔6の活性炭は、スクリーン1
9を介して前記吸着塔5内に新しい活性炭(図示せず)
と共に再び充填され、かつ移動,循環して活用される
(活性炭移動層式)。このような設備配列において、p
H調整タンク10からの排水中に含まれるアンモニアを
回収するための回収塔(アンモニア脱却塔)12を装備
し、排水中のアンモニアを分離し空気中に吸収せしめ
る。
【0014】以下、本発明において特長的な前記アンモ
ニア回収塔(アンモニア脱却塔)について詳細に説明す
る。図2に示すようにアンモニア回収塔12は上部より
ガス洗浄塔9からのアンモニア含有排水が該回収塔12
へ送られるが、排水供給管13の先端部には分散した数
個のノズル14が設けられ、該ノズル14からの排水が
塔中の下部に向けてフラッシングし、均一に散布され
る。
【0015】一方、空気は回収塔12の下部に設けられ
た空気供給口15から供給され、回収塔12中において
両者が向流接触する。しかしてこの接触を効率的に行わ
せるため塔中には接触状態を良好に保持するため、表面
積が大きく適度の大きさを持った充填材Hが充填さてお
り、気液接触を良好ならしめている。
【0016】回収塔12の下部から導入された空気は排
水と向流接触により、pHを調整された排水中のアンモ
ニアは常温においても気化が容易な状態となっているた
め、アンモニアを気体として吸収した後、回収塔12の
塔上部に設けられた導出口16より回収塔12外へ排出
されて吸着塔5の上流側の排出ガス中へ直接またはアン
モニア供給機7へ送られる。また、アンモニアが分離除
去された排水は回収塔12の下部に設けられた排出口1
7より排出される。なお、回収塔12の下部から供給さ
れる気体として空気を用いたが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、窒素、または他の排ガスとすること
も可能である。
【0017】ガス洗浄塔から排出される排水は通常pH
が4.0〜5.5であり、この排水からアンモニア回収
塔12においてアンモニアを回収するに当たっては、回
収効率の面からpHを10以上にするのが好ましく、そ
のために化成ソーダー等を注入してpHの調整を行う。
これは、図3に排水中のpH濃度と脱却アンモニア濃度
との関係を示したが、排水中のアンモニアはpH10未
満の条件では、塩化アンモニウムの形態で水中に安定的
に存在するため、気体(空気)と接触させてもアンモニ
アガスを回収することはできない。しかし、pH10以
上の条件ではアンモニアは水酸化アンモニウムの形態に
変化し、気体(空気)と接触させることによって、容易
にガス状で気体(空気)中に吸収させることができる。
【0018】
【実施例】以下、本発明の効果を実施例に基づいて説明
する。実施例に用いたアンモニア回収塔の仕様および該
アンモニア回収塔の運転条件は下記の如きものである。 [アンモニア回収塔仕様] 1.塔高 :8.0m 2.塔径 :0.6m 3.充填物:ポリエチレン製テラレット [運転条件] 1.フラッシング水量 :3m3 /h 2.空気量 :1150Nm3 /h 3.排水pH(調整前): 4.7 4.排水pH(調整後):10.3 5.アンモニア回収量:50Nm3 /h
【0019】(実施例1)生産量14,800t/dの
ドワイトロイド式焼結機から排出する117万Nm3
hの排ガスについて、排ガス処理を実施した。吸着塔入
側での排ガス成分は、SO2 :170ppm,NOX
170ppm,O2 :15.2%,ダスト35mg/N
3 であった。この排ガスにアンモニアをアンモニア供
給機7から排ガス中へ585Nm3 /h注入して排ガス
処理を行ったが、本発明実施前(アンモニア回収塔使用
せず)では水処理設備11へ流入する排水中のアンモニ
ア濃度は、約14,000ppm,pHは7.2である
ことが予想された。
【0020】このため同等の排ガスを用いて本発明(ア
ンモニア回収塔使用)を実施したところ、水処理設備1
1へ流入する排水中のアンモニア濃度を約1,080p
pmまで低下させることができ、さらに、回収したアン
モニアを排ガス中へリサイクルすることにより、アンモ
ニア供給機7からのアンモニア供給量を535Nm3
hまで低減することができた。なお、アンモニア回収塔
への供給排水のpHはpH調整タンクにおいて化成ソー
ダにて10.3まで上昇させる調整を行ったものであ
る。
【0021】(実施例2)生産量15,600t/dの
ドワイトロイド式焼結機から排出する130万Nm3
hの排ガスについて、排ガス処理を実施した。吸着塔入
側での排ガス成分は、SO2 :210ppm,NOX
195ppm,O2 :14.6%,ダスト245mg/
Nm3 であった。この排ガスにアンモニアをアンモニア
供給機から排ガス中へ845Nm3 /h注入して排ガス
処理を行ったが、本発明実施前(アンモニア回収塔使用
せず)では水処理設備11へ流入する排水中のアンモニ
ア濃度は、約35,000ppm,pHは6.5である
ことが予想された。
【0022】このため同等の排ガスを用いて本発明(ア
ンモニア回収塔使用)を実施したところ、水処理設備1
1へ流入する排水中のアンモニア濃度を約1,520p
pmまで低下させることができ、さらに、回収したアン
モニアを排ガスへリサイクルすることにより、アンモニ
ア供給機7からのアンモニア供給量を685Nm3 /h
まで低減することができた。なお、アンモニア回収塔へ
の供給排水のpHはpH調整タンクにおいて化成ソーダ
にて11.1まで上昇させる調整を行ったものである。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、排水中のアンモニア濃
度の低減により高度の排水処理を行わずに系外へ排出す
ることが可能となり、アンモニア臭の防止,CODの低
下,窒素量の低減等が図られ、さらには、5〜30体積
%程度のアンモニアのリサイクルができるようになりコ
スト削減に大きく寄与する等、産業上多くの有用性が期
待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】排ガス処理設備の概要を説明するための図。
【図2】アンモニア回収塔の概略を示した図。
【図3】排水中のpH濃度と脱却アンモニア濃度との関
係を示す図。
【符号の説明】
1 焼結機 2 乾式集塵機 3 排風機 4 昇圧ブロワー 5 吸着塔(吸着機) 6 脱離塔(吸着機) 7 アンモンニア供給機 8 熱風炉 9 ガス洗浄塔 10 pH調整タンク 11 水処理設備 12 アンモンニア回収塔 13 排水供給管 14 ノズル 15 空気供給口 16 導出口 17 排出口 18 ブロワー 19 スクリーン H 充填材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B01D 53/58 B01D 53/34 129Z 53/81 131 C02F 1/20 Fターム(参考) 4D002 AA02 AA12 AA13 AC02 AC10 BA02 BA04 BA06 BA14 CA01 CA08 CA11 CA13 DA35 DA41 EA02 EA07 EA08 GA01 GB09 HA01 4D011 AA15 AB01 AD03 4D037 AA15 AB12 BA24 BB05

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 SOx 、NOX を含有した排ガス中にア
    ンモニアを供給するアンモニア供給機、該排ガス中のS
    x 、NOX 、未反応アンモニアを除去する活性炭移動
    層式の排ガス処理機を順次介して煙突より放散し、更
    に、前記排ガス処理機から排出した該活性炭に付着した
    SO2 、アンモニアを脱離する脱離機と、該脱離機から
    のSO2 、アンモニアを含有したガスをガス洗浄塔で水
    洗浄してアンモニアを除去する排ガス処理方法におい
    て、前記ガス洗浄塔から排出されるアンモニアを含有し
    た排水をpH調整処理した後、このpH調整した排水と
    気体を回収塔で接触させて排水中のアンモニアを気体中
    に吸収し、このアンモニア含有気体を前記排ガス処理機
    の上流側の排ガス中へ供給することを特徴とする排ガス
    処理方法。
  2. 【請求項2】 前記回収塔に供給する排水のpHを10
    以上にすることを特徴とする請求項1記載の排ガス処理
    方法。
  3. 【請求項3】 前記回収塔において排水を上方よりフラ
    ッシングし、下方より空気を供給して向流接触させるこ
    とを特徴とする請求項1または2記載の排ガス処理方
    法。
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