JP2003205222A - Stack gas desulfurization apparatus - Google Patents
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Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、石炭や重油等の燃
料を燃焼させるボイラ、ガスタービン、エンジンや焼却
炉等から排出される排ガス中の硫黄酸化物（SOx ) を除
去するための排煙処理装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an exhaust gas for removing sulfur oxides (SO x ) in exhaust gas discharged from a boiler, a gas turbine, an engine, an incinerator, etc. that burns fuel such as coal and heavy oil. Smoke treatment device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】石炭や重油等の燃料を使用するボイラを
備えた火力発電設備、化学品製造プラント、金属処理プ
ラント、焼結プラント、製紙プラント等やガスタービ
ン、エンジン、焼却炉等から排出される排ガス中には二
酸化硫黄等の硫黄酸化物（SOx )が含まれている。排ガ
ス中のSOx を除去する装置として排煙処理装置が用いら
れている。排煙処理装置では、活性炭素繊維等の多孔質
炭素材料に排ガス中のSOxを吸着させ、多孔質炭素材料
の触媒作用を利用して排ガス中に含まれる酸素により硫
黄成分を酸化させ、これを水分に吸収させて硫酸として
多孔質炭素材料から除去するようになっている。2. Description of the Related Art Emissions from thermal power plants equipped with boilers that use fuels such as coal and heavy oil, chemicals manufacturing plants, metal processing plants, sintering plants, paper plants, gas turbines, engines, incinerators, etc. The exhaust gas contains sulfur oxides (SO x ) such as sulfur dioxide. A flue gas treatment device is used as a device for removing SO x in exhaust gas. In a flue gas treatment device, SO x in exhaust gas is adsorbed on a porous carbon material such as activated carbon fiber, and the sulfur component is oxidized by oxygen contained in the exhaust gas by utilizing the catalytic action of the porous carbon material. Is absorbed into water to be removed as sulfuric acid from the porous carbon material.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来の排煙処理装置で
は、触媒層の活性炭素繊維に水を滴下すると共に排ガス
をシート間の通路を通過させて硫黄分を硫酸として除去
するようになっている。触媒層に送られる排ガスは上流
側のプラント等により温度が異なるため、排ガスには水
分が供給されて所定の反応温度に冷却されている（増湿
冷却）。増湿冷却を行なう場合、圧力損失が少ない手段
で排ガスと水分との接触面積が多くなり、また、排ガス
に対する水分が過剰にならずに触媒層に送られることが
好ましい。In the conventional flue gas treatment apparatus, water is dropped on the activated carbon fibers of the catalyst layer and the exhaust gas is passed through the passage between the sheets to remove the sulfur content as sulfuric acid. There is. Since the temperature of the exhaust gas sent to the catalyst layer varies depending on the upstream plant and the like, moisture is supplied to the exhaust gas to cool it to a predetermined reaction temperature (humidification cooling). In the case of performing the humidification cooling, it is preferable that the contact area between the exhaust gas and the water is increased by a means with a small pressure loss, and that the water content of the exhaust gas is sent to the catalyst layer without being excessive.
【０００４】本発明は上記状況に鑑みてなされたもの
で、圧力損失がない状態で排ガスと水分との接触面積が
多くすることができ、排ガスに対する水分が過剰になら
ずに増湿冷却を実施することができる排煙脱硫装置を提
供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above situation. The contact area between exhaust gas and moisture can be increased without pressure loss, and humidification cooling can be performed without excessive moisture in exhaust gas. An object of the present invention is to provide a flue gas desulfurization device that can do the above.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の排煙脱硫装置は、硫黄酸化物を含有する排ガ
スが流通する装置塔内に設けられ活性炭素繊維層で形成
される触媒層と、触媒層の上部に設けられ、触媒層に硫
酸生成用の水を供給する水供給手段とからなる排煙処理
装置において、装置塔内あるいは装置塔内に供給される
排ガスの煙道に設けられ、触媒層に至るまでに蒸発する
状態のミストを排ガスに混入することで排ガスを冷却す
る増湿冷却手段を備えたことを特徴とする。A flue gas desulfurization apparatus of the present invention for achieving the above object is a catalyst formed by an activated carbon fiber layer provided in an apparatus tower through which exhaust gas containing sulfur oxide flows. Layer, and a flue gas treatment device that is provided above the catalyst layer and that supplies water for sulfuric acid generation to the catalyst layer, in a flue gas channel of the exhaust gas supplied to the device tower or the device tower. It is characterized in that it is provided with a humidification cooling means which is provided and cools the exhaust gas by mixing mist in a state of evaporating to reach the catalyst layer with the exhaust gas.
【０００６】そして、増湿冷却手段は、水分と空気を圧
送させて噴出させる二流体ノズルであることを特徴とす
る。また、増湿冷却手段は、二流体ノズルが排ガスの流
れ方向に複数設けられていることを特徴とする。また、
増湿冷却手段は、二流体ノズルが排ガスの流れ方向に交
差する方向に複数設けられていることを特徴とする。ま
た、煙道の装置塔への接続部にドレン水回収部を設け、
ドレン水回収部で回収したドレン水を二流体ノズルに送
る循環路を設けたことを特徴とする。The humidifying / cooling means is a two-fluid nozzle for sending moisture and air under pressure to eject the moisture and air. Further, the humidifying and cooling means is characterized in that a plurality of two-fluid nozzles are provided in the flow direction of the exhaust gas. Also,
The humidifying / cooling means is characterized in that a plurality of two-fluid nozzles are provided in a direction intersecting the flow direction of the exhaust gas. In addition, a drain water recovery unit was installed at the connection of the flue to the equipment tower,
A drainage water collecting section is provided with a circulation path for sending the drain water to the two-fluid nozzle.
【０００７】また、増湿冷却手段で冷却された排ガスが
触媒層と接触する際の水分量（水分／増湿排ガス）が飽
和水蒸気量＋１．０容量％〜１．５容量％であることを
特徴とする。また、増湿冷却区間１ｍ〜５ｍで冷却する
ために、増湿冷却用のノズルから排ガス中に噴霧するミ
スト粒径が５０μｍ〜１５０μｍであることを特徴とす
る。Further, the amount of water (moisture / humidified exhaust gas) when the exhaust gas cooled by the humidifying / cooling means comes into contact with the catalyst layer is saturated steam amount + 1.0% by volume to 1.5% by volume. Characterize. In addition, in order to cool in the humidification cooling section 1 m to 5 m, the mist particle size sprayed from the humidification cooling nozzle into the exhaust gas is 50 μm to 150 μm.
【０００８】また、本発明の排煙脱硫装置を備えた排煙
脱硫システムは、請求項１乃至８のいずれか一の排煙脱
硫装置と、排煙脱硫装置からの希硫酸と石灰スラリーと
を反応させて石膏スラリーを得る石膏反応槽と、石膏反
応槽により得られた石膏から水分を分離して石膏を得る
脱水器とを備えたことを特徴とする。また、本発明の排
煙脱硫装置を備えた排煙脱硫システムは、請求項１乃至
８のいずれか一の排煙脱硫装置と、脱硫装置で得られた
希硫酸を濃縮する濃縮槽とを備えたことを特徴とする。A flue gas desulfurization system provided with the flue gas desulfurization apparatus of the present invention comprises the flue gas desulfurization apparatus according to any one of claims 1 to 8 and dilute sulfuric acid and lime slurry from the flue gas desulfurization apparatus. A gypsum reaction tank for reacting to obtain a gypsum slurry, and a dehydrator for separating gypsum obtained from the gypsum reaction tank to obtain gypsum are provided. A flue gas desulfurization system including the flue gas desulfurization apparatus of the present invention includes the flue gas desulfurization apparatus according to any one of claims 1 to 8 and a concentration tank for concentrating the dilute sulfuric acid obtained by the desulfurization apparatus. It is characterized by that.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】図１には本発明の一実施形態例に
係る排煙処理装置を備えた排ガス処理システム（排煙脱
硫システム）の全体構成、図２には他の実施形態例に係
る排ガス処理システムの全体構成を示してある。また、
図３乃至図６には増湿冷却手段の概略構成を示してあ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows the overall structure of an exhaust gas treatment system (flue gas desulfurization system) equipped with a flue gas treatment apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows another embodiment. The whole structure of such an exhaust gas treatment system is shown. Also,
3 to 6 show a schematic structure of the humidifying / cooling means.
【００１０】図１に基づいて排煙処理装置を備えた排ガ
ス処理システムを説明する。An exhaust gas treatment system equipped with a smoke treatment apparatus will be described with reference to FIG.
【００１１】図に示すように、例えば、火力発電設備の
図示しない蒸気タービンを駆動するための蒸気を発生さ
せるボイラ１では、石炭や重油等の燃料ｆが炉で燃焼さ
れるようになっている。ボイラ１の排ガスには硫黄酸化
物（SOx ) が含有され、排ガスは図示しない脱硝装置で
脱硝されてエアヒータで冷却された後に集塵機２で除塵
される。As shown in the figure, for example, in a boiler 1 for generating steam for driving a steam turbine (not shown) of a thermal power generation facility, a fuel f such as coal or heavy oil is burned in a furnace. . The exhaust gas of the boiler 1 contains sulfur oxides (SO x ), and the exhaust gas is denitrated by a denitration device (not shown), cooled by an air heater, and then removed by a dust collector 2.
【００１２】除塵された排ガスは押込ファン３により増
湿冷却手段としての増湿冷却装置１６に送られ、排ガス
は増湿冷却装置１６で水分が混合されて所定の温度に冷
却された所定の状態の排ガス（詳細は後述する）とされ
る。増湿冷却装置１６を設けることにより、プラント等
により排ガスの温度が異なっていても、排ガスを所定の
反応温度（例えば、５０℃）に冷却することができる。The dust-removed exhaust gas is sent to the humidification / cooling device 16 as the humidification / cooling means by the pushing fan 3, and the exhaust gas is cooled to a predetermined temperature by being mixed with water in the humidification / cooling device 16. Exhaust gas (details will be described later). By providing the humidification cooling device 16, the exhaust gas can be cooled to a predetermined reaction temperature (for example, 50 ° C.) even if the temperature of the exhaust gas varies depending on the plant or the like.
【００１３】所定の温度に冷却された排ガスは導入口５
から装置塔としての脱硫塔４に導入される。脱硫塔４の
内部には活性炭素繊維層で形成される触媒層６が備えら
れ、触媒層６には硫酸生成用の水が上部の散水ノズル７
から供給される。散水ノズル７には水タンク８からの水
がポンプ９を介して供給され、散水ノズル７、水タンク
８及びポンプ９により水供給手段が構成されている。Exhaust gas cooled to a predetermined temperature is introduced through the inlet port 5.
Is introduced into the desulfurization tower 4 as a device tower. A catalyst layer 6 formed of an activated carbon fiber layer is provided inside the desulfurization tower 4, and the catalyst layer 6 has water sprinkling nozzles 7 above which water for sulfuric acid production is formed.
Supplied from Water from the water tank 8 is supplied to the water spray nozzle 7 via a pump 9, and the water spray nozzle 7, the water tank 8 and the pump 9 constitute water supply means.
【００１４】水が上部から散布された触媒層６の内部に
排ガスを通過させることにより、排ガスからSOx を反応
除去する。触媒層６を通過した排ガスは排出口１２から
排出され、排ガスはミストエリミネータ１９でミストが
除去されて白煙が抑制された状態で煙突１３を通して大
気に放出される。尚、ミストエリミネータ１９は設けら
れない場合もある。By passing the exhaust gas into the inside of the catalyst layer 6 in which water is sprinkled from above, SO x is removed by reaction from the exhaust gas. The exhaust gas that has passed through the catalyst layer 6 is exhausted from the exhaust port 12, and the exhaust gas is released to the atmosphere through the chimney 13 while the mist is removed by the mist eliminator 19 and white smoke is suppressed. The mist eliminator 19 may not be provided.
【００１５】触媒層６の活性炭素繊維層の表面では、例
えば、以下の反応により脱硫反応が生じる。即ち、
(1) 触媒槽６の活性炭素繊維層への二酸化硫黄SO2 の吸
着。
(2) 吸着した二酸化硫黄SO2 と排ガス中の酸素O2（別途
供給することも可）との反応による三酸化硫黄SO3 への
酸化。
(3) 酸化した三酸化硫黄SO3 の水H2O への溶解による硫
酸H2SO4 の生成。
(4) 生成された硫酸H2SO4 の活性炭素繊維層からの離
脱。On the surface of the activated carbon fiber layer of the catalyst layer 6, a desulfurization reaction occurs by the following reaction, for example. (1) Adsorption of sulfur dioxide SO 2 on the activated carbon fiber layer of the catalyst tank 6. (2) Oxidation to sulfur trioxide SO 3 by the reaction of the adsorbed sulfur dioxide SO 2 and oxygen O 2 in the exhaust gas (it can be supplied separately). (3) Generation of sulfuric acid H 2 SO 4 by dissolution of oxidized sulfur trioxide SO 3 in water H 2 O. (4) Desorption of the generated sulfuric acid H 2 SO 4 from the activated carbon fiber layer.
【００１６】この時の反応式は以下の通りである。 SO2+1/2O2+H2O →H2SO4 The reaction formula at this time is as follows. SO 2 + 1 / 2O 2 + H 2 O → H 2 SO 4
【００１７】反応除去された硫酸H2SO4 は希硫酸となっ
て排出ポンプ１０を介して硫酸タンク１１に排出され
る。このようにして、触媒層６中で排ガス中の二酸化硫
黄SO2を吸着して酸化し、水H2O と反応させて硫酸H2SO
4 を生成して離脱除去することにより、排ガス流の脱硫
が行われる。The sulfuric acid H 2 SO 4 that has been removed by the reaction becomes dilute sulfuric acid and is discharged to the sulfuric acid tank 11 via the discharge pump 10. In this way, sulfur dioxide SO 2 in the exhaust gas is adsorbed and oxidized in the catalyst layer 6 and reacted with water H 2 O to form sulfuric acid H 2 SO.
Desulfurization of the exhaust gas stream is performed by generating 4 and removing and removing it.
【００１８】図２に基づいて排ガス処理システムの他の
実施形態例を図２に基づいて説明する。尚、図１に示し
た排ガス処理システムと同一構成部材には同一符号を付
して重複する説明は種緒略してある。Another embodiment of the exhaust gas treatment system will be described with reference to FIG. 2 with reference to FIG. In addition, the same components as those of the exhaust gas treatment system shown in FIG.
【００１９】図２に示した排ガス処理システムは、排ガ
ス中の硫黄酸化物を脱硫装置での脱硫により硫酸とし、
硫酸に石灰スラリーを供給して石膏を製造するものであ
る。In the exhaust gas treatment system shown in FIG. 2, the sulfur oxides in the exhaust gas are desulfurized by a desulfurizer to produce sulfuric acid,
A lime slurry is supplied to sulfuric acid to produce gypsum.
【００２０】図に示すように、脱硫塔４から排出ポンプ
１０を介して希硫酸を貯蔵すると共に石灰スラリー５１
が供給されて石膏を析出させる石膏反応槽５２が備えら
れ、石膏反応槽５２で析出された石膏を沈降させる沈降
槽（シックナー）５３が備えられている。沈降槽（シッ
クナー）５３からの石膏スラリー５４は脱水器５６に送
られ、脱水器５６で水分が除去されて石膏５５が得られ
るようになっている。As shown in the figure, dilute sulfuric acid is stored from the desulfurization tower 4 via the discharge pump 10 and the lime slurry 51 is stored.
A gypsum reaction tank 52 for supplying gypsum to deposit gypsum is provided, and a settling tank (thickener) 53 for sedimenting the gypsum deposited in the gypsum reaction tank 52 is provided. The gypsum slurry 54 from the settling tank (thickener) 53 is sent to a dehydrator 56, and water is removed by the dehydrator 56 to obtain gypsum 55.
【００２１】図１の排ガス処理システムでは、脱硫して
得られた硫酸を硫酸のままで使用するものであるが、図
２の排ガス処理システムでは、硫酸に石灰スラリー５１
を供給して石膏スラリー５４を得た後、脱水して石膏５
５として利用するものである。In the exhaust gas treatment system of FIG. 1, the sulfuric acid obtained by desulfurization is used as it is, but in the exhaust gas treatment system of FIG.
Is supplied to obtain the gypsum slurry 54, which is then dehydrated to obtain the gypsum 5
It is used as 5.
【００２２】活性炭素繊維表面においてSO2 が酸化され
たSO3 が水分により硫酸として排出される際、水分が不
足であると硫酸としての排出ができず、次のSO2 の酸化
が不十分となる。一方水分が過剰であると硫酸が薄まる
ことになる。さらに、水分が過剰となって、例えば、活
性炭素繊維の表面に水膜や水壁を形成すると活性炭素繊
維の活性点を覆うようになると、SO2 の酸化の触媒作用
ができず、脱硫できなくなり、脱硫効率が低下すること
になる。When SO 3 obtained by oxidizing SO 2 on the surface of activated carbon fiber is discharged as sulfuric acid due to moisture, if the moisture is insufficient, it cannot be discharged as sulfuric acid and the next oxidation of SO 2 is insufficient. Become. On the other hand, if the water content is excessive, the sulfuric acid will be diluted. Furthermore, if the water content becomes excessive and, for example, if a water film or water wall is formed on the surface of the activated carbon fiber, it will cover the active sites of the activated carbon fiber, and it will not be able to catalyze the oxidation of SO 2 and desulfurize. And the desulfurization efficiency will decrease.
【００２３】このため、排ガスが触媒層６における活性
炭素繊維層２０と接触する際の水分量は、上から粒径が
200 μm 程度の水が噴霧されて供給されると共に活性炭
素繊維層２０を流通した水は粒径が数mm程度となって脱
硫塔４の下部に落下する状態に設定されている。For this reason, when the exhaust gas comes into contact with the activated carbon fiber layer 20 in the catalyst layer 6, the water content varies from the top to the particle size.
Water of about 200 μm is sprayed and supplied, and the water flowing through the activated carbon fiber layer 20 has a particle size of about several mm and is set to fall to the lower part of the desulfurization tower 4.
【００２４】ここで、本実施形態例で排ガス脱硫装置の
脱硫塔４内での排ガスが触媒層６と接触する際の水分量
（水分／増湿排ガス）は飽和水蒸気量＋１．０容量％〜
１．５容量％とするのが好ましい。飽和水蒸気量として
は、例えば５０℃で１２．２容量％（５０℃）としてい
る。これは、飽和量以下では上述したような脱硫作用が
良好に行われないからである。Here, in this embodiment, when the exhaust gas in the desulfurization tower 4 of the exhaust gas desulfurization apparatus comes into contact with the catalyst layer 6, the amount of water (moisture / humidified exhaust gas) is saturated steam amount + 1.0% by volume.
It is preferably 1.5% by volume. The amount of saturated steam is, for example, 12.2% by volume (50 ° C.) at 50 ° C. This is because the desulfurization action as described above is not favorably performed at a saturated amount or less.
【００２５】また、増湿冷却の冷却温度は排ガスの温度
と水分量との関係により適宜決定すればよいが、例えば
４０〜６０℃とするのが好ましい。これは、６０℃を超
えるような状態では、脱硫活性が低くなるからである。
一方、４０℃未満は一般の排ガスに対する増湿冷却では
これ以下に温度を低くすることが実質的にできないから
である。The cooling temperature for the humidification cooling may be appropriately determined depending on the relationship between the temperature of the exhaust gas and the water content, but is preferably 40 to 60 ° C., for example. This is because the desulfurization activity becomes low when the temperature exceeds 60 ° C.
On the other hand, when the temperature is lower than 40 ° C., it is substantially impossible to lower the temperature below this by general humidification cooling of exhaust gas.
【００２６】すなわち、増湿冷却装置１６の増湿冷却に
より水分が飽和状態となった状態で排ガスが脱硫塔４内
に供給され、触媒層６と接触する際には、排ガス水分量
が飽和水蒸気量＋１．０容量％〜１．５容量％とするこ
とで、触媒表面でのSO2 の酸化により生成されたSO3 の
脱離が速やかに進行し、活性炭素繊維の表面に硫酸が残
存することがないので、活性点が有効に使われて脱硫効
率が向上することになる。That is, when the exhaust gas is supplied into the desulfurization tower 4 in a state where the moisture is saturated by the humidification cooling of the humidification cooling device 16, and when the exhaust gas comes into contact with the catalyst layer 6, the moisture content of the exhaust gas is saturated steam. By setting the amount + 1.0% by volume to 1.5% by volume, desorption of SO 3 generated by the oxidation of SO 2 on the catalyst surface progresses rapidly, and sulfuric acid remains on the surface of the activated carbon fiber. Therefore, active sites are effectively used and desulfurization efficiency is improved.
【００２７】飽和蒸気量＋１．０容量％〜１．５容量％
とすることで、きわめて効率のよい水分補給を触媒であ
る活性炭素繊維の表面に付与することができる。すなわ
ち、上記飽和水蒸気量だけでは、SO2 が酸化されたSO3
が水分により硫酸として脱離することが不十分であり、
また飽和蒸気量＋１．５容量％を超えると、水分量が過
剰となって、希硫酸がさらに薄まることになると共に、
水分使用量が増大し、好ましくなくなる。さらに、水分
量が多いと、活性炭素繊維の表面の活性点を覆う結果、
触媒としての作用が機能しえなくなり、結果として、脱
硫効率が低下することになる。Saturated vapor amount + 1.0% by volume to 1.5% by volume
With this, extremely efficient water supply can be provided to the surface of the activated carbon fiber which is the catalyst. That is, with only the saturated steam amount, SO 2 is oxidized to SO 3
Is insufficient to be released as sulfuric acid due to water,
Further, when the saturated vapor amount exceeds + 1.5% by volume, the water amount becomes excessive, and the diluted sulfuric acid is further diluted,
The amount of water used increases, which is not preferable. Furthermore, when the water content is high, the active sites on the surface of the activated carbon fiber are covered,
The action as a catalyst cannot function, and as a result, the desulfurization efficiency decreases.
【００２８】飽和蒸気と蒸気ミストとの関係は定かでは
ないが、活性炭素繊維表面においてSO2 が酸化されたSO
3 が水分により硫酸として排出される際、水分が不足で
あると硫酸としての排出ができず、次のSO2 の酸化が不
十分となる。一方水分が過剰であると硫酸が薄まること
になる。さらに、水分が過剰となって、例えば活性炭素
繊維の表面に水膜や水壁を形成すると活性炭素繊維の活
性点を覆うようになると、SO2 の酸化の触媒作用ができ
ず、脱硫できなくなり、脱硫効率が低下することにな
る。Although the relationship between saturated steam and steam mist is not clear, SO 2 is oxidized on the surface of activated carbon fiber.
When 3 is discharged as sulfuric acid due to water, if the water is insufficient, it cannot be discharged as sulfuric acid, and the subsequent oxidation of SO 2 will be insufficient. On the other hand, if the water content is excessive, the sulfuric acid will be diluted. Furthermore, if the water content becomes excessive, and if, for example, a water film or water wall is formed on the surface of the activated carbon fiber, it will cover the active sites of the activated carbon fiber, the catalytic action of SO 2 oxidation cannot be performed, and desulfurization cannot be performed. However, the desulfurization efficiency will be reduced.
【００２９】よって、本実施形態例のように排ガスが触
媒層６と接触する際の水分量（水分／増湿排ガス）が飽
和水蒸気量＋１．０容量％〜１．５容量％とすること
で、断続的に水滴が玉状となって転がり落ちることで、
活性炭素繊維表面に水分が過不足なく供給されると共に
硫酸の脱離が効率よく行われ、その結果、排ガスの脱硫
が効果的に行われることになる。Therefore, the moisture content (moisture / humidified exhaust gas) when the exhaust gas comes into contact with the catalyst layer 6 is set to the saturated steam content + 1.0% by volume to 1.5% by volume as in this embodiment. , By intermittently rolling drops of water,
Moisture is supplied to the surface of the activated carbon fibers in proper proportions, and sulfuric acid is desorbed efficiently, and as a result, exhaust gas is desulfurized effectively.
【００３０】図３乃至図６に基づいて、排ガスを所定の
状態に冷却する際に、排ガスが触媒層６と接触する際の
水分量を飽和水蒸気量＋１．０容量％〜１．５容量％と
するための増湿冷却装置１６を説明する。Based on FIGS. 3 to 6, when the exhaust gas is cooled to a predetermined state, the water content when the exhaust gas comes into contact with the catalyst layer 6 is saturated water vapor amount + 1.0% by volume to 1.5% by volume. The humidification cooling device 16 for achieving the above will be described.
【００３１】図に示すように、硫黄酸化物を含有する排
ガスが送られる煙道７１には、水（工業用水もしくは石
膏析出槽の上澄み水、または、脱硫塔４の下部に溜めら
れた希硫酸）と空気（雑用空気）を圧送させて噴出させ
る二流体ノズル７２が臨んで設けられている。二流体ノ
ズル７２には水通路７３がつなげられ、水通路７３には
空気通路７４が合流して設けられている。例えば、0.3M
pa〜0.5Mpaの圧力で水が水通路７３から導入され、0.3M
pa〜0.5Mpaの圧力で空気が空気通路７４から導入される
ことで、煙道７１内にミスト状の水が供給される。これ
により、例えば、90℃〜150 ℃の排ガス温度Tqが50℃に
冷却されて導入口５から脱硫塔４に送られる。As shown in the figure, in the flue 71 to which the exhaust gas containing sulfur oxides is fed, water (industrial water or the clear water of the gypsum precipitation tank, or the dilute sulfuric acid stored in the lower portion of the desulfurization tower 4) is used. ) And air (miscellaneous air) are sent under pressure and jetted out. A water passage 73 is connected to the two-fluid nozzle 72, and an air passage 74 is provided so as to join the water passage 73. For example, 0.3M
Water is introduced from the water passage 73 at a pressure of pa ~ 0.5Mpa, 0.3M
Mist-like water is supplied into the flue 71 by introducing air from the air passage 74 at a pressure of pa to 0.5 Mpa. Thereby, for example, the exhaust gas temperature Tq of 90 ° C. to 150 ° C. is cooled to 50 ° C. and sent to the desulfurization tower 4 from the inlet 5.
【００３２】煙道７１内に供給されるミスト状の水の粒
径は、３μｍ〜６０μｍ、好ましくは、５μｍ〜５０μ
ｍにされ、導入口５の部位で蒸発する粒径となってい
る。ミスト状の水の粒径を５μｍ〜５０μｍにすること
で、二流体ノズル７２から導入口５までの距離Ｍを３ｍ
程度にして導入口５の部位で蒸発するミスト粒径とする
ことができる。このため、増湿冷却装置１６を大型する
ことなく触媒層６と接触する際の水分量を飽和水蒸気量
＋１．０容量％〜１．５容量％とした排ガスとすること
が可能になる。The particle size of the mist-like water supplied into the flue 71 is 3 μm to 60 μm, preferably 5 μm to 50 μm.
m, and the particle size is such that it evaporates at the site of the inlet 5. By setting the particle size of the mist-like water to 5 μm to 50 μm, the distance M from the two-fluid nozzle 72 to the introduction port 5 is 3 m.
The particle size of the mist that evaporates at the site of the inlet 5 can be adjusted to some extent. Therefore, it is possible to form the exhaust gas in which the amount of water when coming into contact with the catalyst layer 6 is saturated water vapor amount + 1.0% by volume to 1.5% by volume without increasing the size of the humidification / cooling device 16.
【００３３】従って、二流体ノズル７２を設ける簡単な
構成で、圧力損失がない状態で排ガスと水分との接触面
積が多くすることができ、排ガスに対する水分を過剰に
することなく増湿冷却を実施することが可能になる。Therefore, the contact area between the exhaust gas and the moisture can be increased in a state where there is no pressure loss with a simple structure in which the two-fluid nozzle 72 is provided, and the humidification cooling is performed without making the moisture in the exhaust gas excessive. It becomes possible to do.
【００３４】尚、３μｍ〜６０μｍのミスト粒径を得る
手段としては、二流体ノズル７２からの水と空気の混入
以外でも、水の圧力を調整したりノズルの形状等によ
り、種々の形態を適用することが可能である。As means for obtaining a mist particle diameter of 3 μm to 60 μm, various forms other than mixing of water and air from the two-fluid nozzle 72 can be applied by adjusting the pressure of water or the shape of the nozzle. It is possible to
【００３５】尚、水通路７３から導入される水量と空気
通路７４から導入される空気量との割合は圧力に応じて
適宜設定されて二流体ノズル７２から煙道７１内に供給
されるミスト粒径が５μｍ〜５０μｍにされる。また、
二流体ノズル７２と導入口５の間に充填材（ラヒシリン
グ）を設け、排気ガスと水との接触面積を増大させるこ
とも可能である。この場合、二流体ノズル７２から導入
口５までの距離Ｍを更に短くすることができ、増湿冷却
装置１６を小型化することができる。The ratio of the amount of water introduced from the water passage 73 to the amount of air introduced from the air passage 74 is appropriately set according to the pressure, and the mist particles supplied from the two-fluid nozzle 72 into the flue 71. The diameter is set to 5 μm to 50 μm. Also,
It is also possible to increase the contact area between the exhaust gas and water by providing a filler (rahi ring) between the two-fluid nozzle 72 and the inlet 5. In this case, the distance M from the two-fluid nozzle 72 to the introduction port 5 can be further shortened, and the humidification cooling device 16 can be downsized.
【００３６】煙道７１の長さに余裕が有る場合、図４に
示すように、煙道７１の排ガスの流れ方向に二流体ノズ
ル７２を複数（図示例では３個）設け、上流側の二流体
ノズル７２からのミスト粒径を大きくし、順次下流側の
ミスト粒径を小さくするように制御することも可能であ
る。When the flue 71 has a sufficient length, as shown in FIG. 4, a plurality of two-fluid nozzles 72 (three in the illustrated example) are provided in the flue 71 in the flow direction of the exhaust gas, and two flue nozzles on the upstream side are provided. It is also possible to increase the mist particle size from the fluid nozzle 72 and control so as to successively decrease the mist particle size on the downstream side.
【００３７】煙道７１の断面積に余裕がある場合、図５
に示すように、煙道７１の排ガスの流れ方向に交差する
方向である上下方法に複数（図示例では３個）設け、排
ガスの流速が速い部分の水量を多くするように制御する
ことも可能である。If the cross-sectional area of the flue 71 has a margin, FIG.
As shown in, it is also possible to provide a plurality (three in the illustrated example) in the up and down method that is a direction intersecting the flow direction of the exhaust gas in the flue 71, and control so as to increase the amount of water in the portion where the exhaust gas flow velocity is high. Is.
【００３８】図４及び図５に示すように、二流体ノズル
７２を複数備えることにより、プラントの起動時や定常
運転時等の運転状態に応じて粒径の異なるミスト状の水
を導入することで、常に、触媒層６の状態に拘らず最適
な反応状態が得られる排ガスの性状として排ガスを触媒
層６に送ることが可能になる。As shown in FIGS. 4 and 5, by providing a plurality of two-fluid nozzles 72, it is possible to introduce mist-like water having different particle diameters according to operating conditions such as plant startup and steady operation. Therefore, it is possible to always send the exhaust gas to the catalyst layer 6 as a property of the exhaust gas that can obtain an optimum reaction state regardless of the state of the catalyst layer 6.
【００３９】増湿冷却装置１６における煙道７１と導入
部５との接続状況の一例を図６に基づいて説明する。An example of the connection between the flue 71 and the introduction section 5 in the humidifying / cooling device 16 will be described with reference to FIG.
【００４０】図に示すように、導入口５には斜め上方に
向けて開口する補助通路７５の一端が設けられ、補助通
路７５の他端は導入口５よりも下側に位置して塞がれ、
ドレン回収部７６となっている。補助通路７５の途中部
には煙道７１が開口し、ミスト状の水を含んだ排ガスは
補助通路７５から導入口５を通って脱硫塔４に送られ
る。排ガスが過飽和となった場合には、ドレン水がドレ
ン回収部７６に溜められる。ドレン回収部７６のドレン
水は循環路７７から水通路７３に回収される。As shown in the figure, the inlet port 5 is provided with one end of an auxiliary passage 75 that opens obliquely upward, and the other end of the auxiliary passage 75 is located below the inlet port 5 and is closed. And
It serves as a drain collection unit 76. A flue 71 is opened in the middle of the auxiliary passage 75, and the exhaust gas containing mist-like water is sent from the auxiliary passage 75 to the desulfurization tower 4 through the inlet 5. When the exhaust gas becomes supersaturated, drain water is stored in the drain recovery unit 76. The drain water of the drain recovery unit 76 is recovered from the circulation path 77 to the water path 73.
【００４１】このため、ドレン水を無駄なく回収するこ
とができ、ミスト状の水を含んだ排ガスが過飽和になっ
ても、ドレン水が脱硫塔４内に送られることがなくな
り、希硫酸の濃度を所定の状態に保つことが可能であ
る。Therefore, the drain water can be collected without waste, and even if the exhaust gas containing mist-like water becomes supersaturated, the drain water is not sent into the desulfurization tower 4 and the concentration of dilute sulfuric acid is reduced. Can be maintained in a predetermined state.
【００４２】[0042]
【発明の効果】本発明の排煙処理装置は、硫黄酸化物を
含有する排ガスが流通する装置塔内に設けられ活性炭素
繊維層で形成される触媒層と、触媒層の上部に設けら
れ、触媒層に硫酸生成用の水を供給する水供給手段とか
らなる排煙処理装置において、装置塔内あるいは装置塔
内に供給される排ガスの煙道に設けられ、触媒層に至る
までに蒸発する状態のミストを排ガスに混入することで
排ガスを冷却する増湿冷却手段を備えたので、圧力損失
がない状態で排ガスと水分との接触面積が多くすること
ができ、排ガスに対する水分が過剰にならずに増湿冷却
を実施することができる排煙脱硫装置とすることが可能
になる。The flue gas treatment apparatus of the present invention is provided in the upper part of the catalyst layer and the catalyst layer formed of the activated carbon fiber layer provided in the apparatus tower through which the exhaust gas containing sulfur oxide flows. In a flue gas treatment apparatus comprising a water supply means for supplying water for generating sulfuric acid to a catalyst layer, the flue gas is provided inside the apparatus tower or a flue of the exhaust gas supplied into the apparatus tower, and evaporates before reaching the catalyst layer. Since the humidifying and cooling means for cooling the exhaust gas by mixing the mist in the state into the exhaust gas is provided, the contact area between the exhaust gas and the moisture can be increased without pressure loss, and if the moisture in the exhaust gas is excessive. It is possible to provide a flue gas desulfurization device that can perform humidification cooling without using it.
【図１】本発明の一実施形態例に係る排煙処理装置を備
えた排ガス処理システム（排煙脱硫システム）の全体構
成図。FIG. 1 is an overall configuration diagram of an exhaust gas treatment system (flue gas desulfurization system) including a flue gas treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】他の実施形態例に係る排ガス処理システムの全
体構成図。FIG. 2 is an overall configuration diagram of an exhaust gas treatment system according to another embodiment example.
【図３】増湿冷却手段の概略構成図。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a humidification / cooling unit.
【図４】増湿冷却手段の概略構成図。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a humidification / cooling unit.
【図５】増湿冷却手段の概略構成図。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a humidification / cooling unit.
【図６】増湿冷却手段の概略構成図。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a humidification / cooling unit.
１ ボイラ ２ 集塵機 ３ 押込ファン ４ 脱硫塔 ５ 導入口 ６ 触媒層 ７ 散水ノズル ８ 水タンク ９ ポンプ １０ 排出ポンプ １１ 硫酸タンク １２ 排出口 １３ 煙突 １６ 増湿冷却装置 １９ ミストエリミネータ ５１ 石灰スラリー ５２ 石膏反応槽 ５３ 沈降槽 ５４ 石膏スラリー ５５ 石膏 ７１ 煙道 ７２ 二流体ノズル ７３ 水通路 ７４ 空気通路 ７５ 補助通路 ７６ ドレン回収部 ７７ 循環路 1 boiler 2 dust collector 3 push fan 4 Desulfurization tower 5 entrance 6 Catalyst layer 7 watering nozzle 8 water tanks 9 pumps 10 discharge pump 11 Sulfuric acid tank 12 outlet 13 chimney 16 Humidification cooling device 19 Mist Eliminator 51 lime slurry 52 Gypsum reaction tank 53 Settling tank 54 gypsum slurry 55 plaster 71 Flue 72 Two-fluid nozzle 73 Water passage 74 Air passage 75 Auxiliary passage 76 Drain collector 77 circuit
フロントページの続き (72)発明者 安武 昭典 長崎県長崎市深堀町５丁目717番１号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 Ｆターム(参考） 4D048 AA02 AB01 AC10 BA05X BB08 CC41 CC51 CC61 CD10 DA03 DA06 DA20 4G069 AA02 BA08A BA08B CA02 CA07 CA12 DA06 EA03X EA03Y 4G076 AA14 AB27 BA13 BC02 BE11Continued front page (72) Inventor Akinori Yasutake 3-51-1717 Fukahori-cho, Nagasaki-shi, Nagasaki Hishi Heavy Industries Ltd. Nagasaki Research Center F-term (reference) 4D048 AA02 AB01 AC10 BA05X BB08 CC41 CC51 CC61 CD10 DA03 DA06 DA20 4G069 AA02 BA08A BA08B CA02 CA07 CA12 DA06 EA03X EA03Y 4G076 AA14 AB27 BA13 BC02 BE11
Claims (10)
装置塔内に設けられ活性炭素繊維層で形成される触媒層
と、触媒層の上部に設けられ、触媒層に硫酸生成用の水
を供給する水供給手段とからなる排煙処理装置におい
て、装置塔内あるいは装置塔内に供給される排ガスの煙
道に設けられ、触媒層に至るまでに蒸発する状態のミス
トを排ガスに混入することで排ガスを冷却する増湿冷却
手段を備えたことを特徴とする排煙脱硫装置。1. A catalyst layer formed of an activated carbon fiber layer provided in an apparatus tower through which an exhaust gas containing sulfur oxide flows, and water for sulfuric acid production provided in the upper portion of the catalyst layer. In a flue gas treatment apparatus consisting of a water supply means for supplying, mixing mist in a state where it is provided in a device tower or a flue of the exhaust gas supplied into the device tower and evaporates before reaching the catalyst layer into the exhaust gas. A flue gas desulfurization apparatus comprising a humidification cooling means for cooling exhaust gas.
分と空気を圧送させて噴出させる二流体ノズルであるこ
とを特徴とする排煙脱硫装置。2. The flue gas desulfurization apparatus according to claim 1, wherein the humidification / cooling means is a two-fluid nozzle for sending water and air under pressure.
流体ノズルが排ガスの流れ方向に複数設けられているこ
とを特徴とする排煙脱硫装置。3. The flue gas desulfurization device according to claim 2, wherein the humidification / cooling means is provided with a plurality of two-fluid nozzles in a flow direction of the exhaust gas.
流体ノズルが排ガスの流れ方向に交差する方向に複数設
けられていることを特徴とする排煙脱硫装置。4. The flue gas desulfurization apparatus according to claim 2, wherein a plurality of the two-fluid nozzles are provided in the humidification cooling means in a direction intersecting with a flow direction of the exhaust gas.
おいて、煙道の装置塔への接続部にドレン水回収部を設
け、ドレン水回収部で回収したドレン水を二流体ノズル
に送る循環路を設けたことを特徴とする排煙脱硫装置。5. The drain water recovery part according to claim 2, wherein a drain water recovery part is provided at a connection part of the flue to the device tower, and the drain water recovered by the drain water recovery part is supplied to the two-fluid nozzle. A flue gas desulfurization device characterized by being provided with a circulation circuit.
おいて、増湿冷却手段で冷却された排ガスが触媒層と接
触する際の水分量（水分／増湿排ガス）が飽和水蒸気量
＋１．０容量％〜１．５容量％であることを特徴とする
排煙脱硫装置。6. The moisture content (moisture / humidified exhaust gas) at the time when the exhaust gas cooled by the humidification cooling means comes into contact with the catalyst layer according to any one of claims 1 to 5, wherein the saturated water vapor amount is +1. A flue gas desulfurization apparatus characterized in that the content is 0.0% by volume to 1.5% by volume.
おいて、増湿冷却手段で冷却された排ガスの温度が４０
℃〜６０℃であることを特徴とする排煙脱硫装置。7. The temperature of the exhaust gas cooled by the humidifying / cooling means according to claim 1, wherein the temperature of the exhaust gas is 40 or less.
A flue gas desulfurization device having a temperature of 60 ° C to 60 ° C.
おいて、増湿冷却区間１ｍ〜５ｍで冷却するために、増
湿冷却用のノズルから排ガス中に噴霧するミスト粒径が
５０μｍ〜１５０μｍであることを特徴とする排煙脱硫
装置。8. The mist particle size sprayed from the humidification cooling nozzle into the exhaust gas for cooling in the humidification cooling section of 1 m to 5 m according to claim 1, wherein the mist particle size is 50 μm or more. A flue gas desulfurization device having a size of 150 μm.
装置と、排煙脱硫装置からの希硫酸と石灰スラリーとを
反応させて石膏スラリーを得る石膏反応槽と、石膏反応
槽により得られた石膏から水分を分離して石膏を得る脱
水器とを備えたことを特徴とする排煙脱硫システム。9. The flue gas desulfurization apparatus according to claim 1, a gypsum reaction tank for reacting dilute sulfuric acid from the flue gas desulfurization apparatus with lime slurry to obtain gypsum slurry, and a gypsum reaction tank. A flue gas desulfurization system comprising: a dehydrator for separating water from the obtained gypsum to obtain gypsum.
硫装置と、脱硫装置で得られた希硫酸を濃縮する濃縮槽
とを備えたことを特徴とする排煙脱硫システム。10. A flue gas desulfurization system comprising: the flue gas desulfurization device according to claim 1; and a concentration tank for concentrating the dilute sulfuric acid obtained by the desulfurization device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002007012A JP2003205222A (en) | 2002-01-16 | 2002-01-16 | Stack gas desulfurization apparatus |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP (1) | JP2003205222A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106621679A (en) * | 2016-12-19 | 2017-05-10 | 山东国舜建设集团有限公司 | Device for cooling, condensing and prewashing coked gas before wet desulfuration and dust removal |
-
2002
- 2002-01-16 JP JP2002007012A patent/JP2003205222A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106621679A (en) * | 2016-12-19 | 2017-05-10 | 山东国舜建设集团有限公司 | Device for cooling, condensing and prewashing coked gas before wet desulfuration and dust removal |
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