JP2003251142A - 乾式排煙浄化システム - Google Patents
乾式排煙浄化システムInfo
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- JP2003251142A JP2003251142A JP2002103109A JP2002103109A JP2003251142A JP 2003251142 A JP2003251142 A JP 2003251142A JP 2002103109 A JP2002103109 A JP 2002103109A JP 2002103109 A JP2002103109 A JP 2002103109A JP 2003251142 A JP2003251142 A JP 2003251142A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】排煙脱硫においては湿式法が普及しているが、
用水を多量に使用するという欠点があった。こういった
欠点がないのが乾式脱硫装置であるが、従来の乾式脱硫
装置は、粒状脱硫剤を用い、圧力損失を抑えるためガス
流速を低速度にしなければならず、固気反応装置の移動
層が大型化してしまう。また、粒状脱硫剤の製造コスト
も上昇する傾向にあった。 【解決手段】湿式脱硫装置に対して、コスト的に十分対
抗し得る乾式の脱硫・脱硝・集塵システムを提供する。
従来の乾式排煙脱硫装置で用いられていた粒状吸収剤
を、粉状脱硫剤とすることにより、粒状に加工する必要
がなく、歩留まりを考慮しなくてよい。吸収剤を粉体と
することにより、排煙ガスと吸収剤の固気反応に多段型
噴流層及び移動層を適用し、排煙ガスの流速をあげるこ
とができ、装置の小型化によるローコスト化と、脱硫・
脱硝・集塵の複合機能を有することにより経済的な排煙
浄化装置となる。
用水を多量に使用するという欠点があった。こういった
欠点がないのが乾式脱硫装置であるが、従来の乾式脱硫
装置は、粒状脱硫剤を用い、圧力損失を抑えるためガス
流速を低速度にしなければならず、固気反応装置の移動
層が大型化してしまう。また、粒状脱硫剤の製造コスト
も上昇する傾向にあった。 【解決手段】湿式脱硫装置に対して、コスト的に十分対
抗し得る乾式の脱硫・脱硝・集塵システムを提供する。
従来の乾式排煙脱硫装置で用いられていた粒状吸収剤
を、粉状脱硫剤とすることにより、粒状に加工する必要
がなく、歩留まりを考慮しなくてよい。吸収剤を粉体と
することにより、排煙ガスと吸収剤の固気反応に多段型
噴流層及び移動層を適用し、排煙ガスの流速をあげるこ
とができ、装置の小型化によるローコスト化と、脱硫・
脱硝・集塵の複合機能を有することにより経済的な排煙
浄化装置となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、排煙ガス中の硫黄酸化
物（ＳＯｘ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、及びばい塵を除
去するための、乾式排煙浄化装置であり、とくに湿式排
煙脱硫装置と集塵装置の組合せに比較してローコストな
ものである。
物（ＳＯｘ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、及びばい塵を除
去するための、乾式排煙浄化装置であり、とくに湿式排
煙脱硫装置と集塵装置の組合せに比較してローコストな
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、排煙脱硫においては、大容量の排
煙脱硫装置は、石灰石膏法が広く普及し、また中小容量
の排煙脱硫装置は水酸化マグネシウム法（水マグ法）が
採用されている。以上の２方式は、何れも湿式法であ
り、用水を多量に使用し、また、排煙温度も再加熱はし
ているが、１００℃〜９０℃であり、通常ボイラーの排
出温度１４０℃〜１３０℃より低下するため、排煙ガス
の有効上昇高さが低くなる欠点を有している。乾式排煙
脱硫は、装置外への排水は全く無く、また排煙ガス温度
の低下を生じないなどの長所を有するが、装置価格が湿
式法に比較してコスト高であるため、日本では現在（２
００２年）、その実用機としては火力発電所において、
石炭灰・石灰脱硫法で一例、活性炭法で一例の２例ある
のみである。
煙脱硫装置は、石灰石膏法が広く普及し、また中小容量
の排煙脱硫装置は水酸化マグネシウム法（水マグ法）が
採用されている。以上の２方式は、何れも湿式法であ
り、用水を多量に使用し、また、排煙温度も再加熱はし
ているが、１００℃〜９０℃であり、通常ボイラーの排
出温度１４０℃〜１３０℃より低下するため、排煙ガス
の有効上昇高さが低くなる欠点を有している。乾式排煙
脱硫は、装置外への排水は全く無く、また排煙ガス温度
の低下を生じないなどの長所を有するが、装置価格が湿
式法に比較してコスト高であるため、日本では現在（２
００２年）、その実用機としては火力発電所において、
石炭灰・石灰脱硫法で一例、活性炭法で一例の２例ある
のみである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の乾式排煙浄化
装置は、従来の技術における湿式脱硫装置と集塵装置の
組合せに対して、コスト的に十分対抗し得る乾式排煙浄
化システムを提供するものである。従来からの乾式排煙
浄化装置は、その吸収剤と排煙ガスとの固気反応におい
て、吸収剤は粒状化して直交流移動層として固気接触す
るものとしている。排煙ガスの移動層を通過するときの
圧力損失の上昇を抑制するため吸収剤の粒径分布は粒径
５〜９ｍ／ｍ程度として粉体の混在をさけるものとし、
またガス流速も０．４〜０．６ｍ／秒の低速度としてい
るため、固気反応装置の移動層が大型化する。そのた
め、吸収剤の製造コスト、及び固気反応装置（ＳＯｘ・
ＮＯｘ吸収塔）コストが上昇要因となっていた。
装置は、従来の技術における湿式脱硫装置と集塵装置の
組合せに対して、コスト的に十分対抗し得る乾式排煙浄
化システムを提供するものである。従来からの乾式排煙
浄化装置は、その吸収剤と排煙ガスとの固気反応におい
て、吸収剤は粒状化して直交流移動層として固気接触す
るものとしている。排煙ガスの移動層を通過するときの
圧力損失の上昇を抑制するため吸収剤の粒径分布は粒径
５〜９ｍ／ｍ程度として粉体の混在をさけるものとし、
またガス流速も０．４〜０．６ｍ／秒の低速度としてい
るため、固気反応装置の移動層が大型化する。そのた
め、吸収剤の製造コスト、及び固気反応装置（ＳＯｘ・
ＮＯｘ吸収塔）コストが上昇要因となっていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前項における課題を解決
する方策として、 吸収剤は、粒体を製造するための歩留まり低下に全く
関係することのない粉体とした。 粉体とすることにより、噴流層の適用を容易にし、排
煙ガスの流速は４ｍ／ｓｅｃ以上にすることができる。 粉体吸収剤の集塵捕集を考慮し、粒体移動層によるも
のとし、その移動層は２重円環構造であり、また、排ガ
スの流入速度０．８ｍ／ｓｅｃ以上とすることにより、
直交流移動層の小型化をはかることが可能となった。２
重円環構造の直交流移動層は、「移動層粒状集塵装置、
特許第３０２８４６６号・平成１２年２月４日」を援用
する。 従来、粉体吸収剤により、バグフィルターを用いてバ
グフィルター表面に粉体層を形成して、ＳＯｘ吸収部を
形成する方法もあるが、バグフィルターを用いるとき、
バグフィルターへの流入速度は通常１．６〜２ｃｍ／秒
であるため、粉体のバグフィルターへの付着の確実性が
得られないため、脱硫剤の利用率が低下する。 粉体吸収剤は脱硫用としてＣａ利用率（Ｃａ／Ｓ）を
７０〜６０％以下とするとき脱硫効率は９０％以上、脱
硝効率は６０％以上を有する。（図１参照） 本発明においては、粒体移動層を適用していることよ
り、排煙ガスの流入速度は８０ｃｍ／秒以上にすること
により、粉体脱硫剤は、確実に移動層粒子間に貫入し、
脱硫・脱硝反応に寄与し得る。
する方策として、 吸収剤は、粒体を製造するための歩留まり低下に全く
関係することのない粉体とした。 粉体とすることにより、噴流層の適用を容易にし、排
煙ガスの流速は４ｍ／ｓｅｃ以上にすることができる。 粉体吸収剤の集塵捕集を考慮し、粒体移動層によるも
のとし、その移動層は２重円環構造であり、また、排ガ
スの流入速度０．８ｍ／ｓｅｃ以上とすることにより、
直交流移動層の小型化をはかることが可能となった。２
重円環構造の直交流移動層は、「移動層粒状集塵装置、
特許第３０２８４６６号・平成１２年２月４日」を援用
する。 従来、粉体吸収剤により、バグフィルターを用いてバ
グフィルター表面に粉体層を形成して、ＳＯｘ吸収部を
形成する方法もあるが、バグフィルターを用いるとき、
バグフィルターへの流入速度は通常１．６〜２ｃｍ／秒
であるため、粉体のバグフィルターへの付着の確実性が
得られないため、脱硫剤の利用率が低下する。 粉体吸収剤は脱硫用としてＣａ利用率（Ｃａ／Ｓ）を
７０〜６０％以下とするとき脱硫効率は９０％以上、脱
硝効率は６０％以上を有する。（図１参照） 本発明においては、粒体移動層を適用していることよ
り、排煙ガスの流入速度は８０ｃｍ／秒以上にすること
により、粉体脱硫剤は、確実に移動層粒子間に貫入し、
脱硫・脱硝反応に寄与し得る。
【０００６】
【実施例】本発明の乾式排煙浄化システムを、図−２に
より説明する。図２、図３、図４の１〜８Ａの各部分
は、粉体吸収剤製造装置であり、９〜１８の各部分は排
煙ガス処理装置である。粉体吸収剤製造の原料は、生石
灰（ＣａＯ）サイロ１、石炭灰サイロ２より、生石灰計
量機１Ａ、石炭灰計量機２Ａにて粉体計量し、粉体混合
機４を経て、混練機５に供給され、また混練水は給水タ
ンク３より給水計量機３Ａより供給された水により混練
される。このときの給水量は生石灰（ＣａＯ）に水を加
えて水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）にするときの
理論水量（ＣａＯ＋Ｈ２Ｏ→Ｃａ（ＯＨ）２においてＣ
ａＯ，１．０に対してＨ２Ｏ，０．３２）の１．５倍以
上とする。
より説明する。図２、図３、図４の１〜８Ａの各部分
は、粉体吸収剤製造装置であり、９〜１８の各部分は排
煙ガス処理装置である。粉体吸収剤製造の原料は、生石
灰（ＣａＯ）サイロ１、石炭灰サイロ２より、生石灰計
量機１Ａ、石炭灰計量機２Ａにて粉体計量し、粉体混合
機４を経て、混練機５に供給され、また混練水は給水タ
ンク３より給水計量機３Ａより供給された水により混練
される。このときの給水量は生石灰（ＣａＯ）に水を加
えて水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）にするときの
理論水量（ＣａＯ＋Ｈ２Ｏ→Ｃａ（ＯＨ）２においてＣ
ａＯ，１．０に対してＨ２Ｏ，０．３２）の１．５倍以
上とする。
【０００７】混練物は水和養生装置６において、湿度１
００％、温度８０〜９８℃で水和養生により硬化する。
その水和硬化物を粉砕乾燥機７により粉体状の吸収剤を
製造し、吸収剤サイロ８に貯溜する。粉体吸収剤は、排
煙ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）濃度に応じ吸収剤供給
機８Ａより供給され、ガス流入部９より流入した排煙ガ
スと噴流層反応器１０で脱硫・脱硝反応をする。噴流層
反応塔１０を排出した排煙ガスは２重円環状の移動層反
応器１１に供給される。移動層反応器１１に充填してい
る移動層粒子１１Ｃは粒子供給部１１Ｄより供給され、
移動層反応器１１の下部にある粒子排出部１１Ｅより排
出されるため、移動層粒子は上部より下部へ移動層を形
成する。
００％、温度８０〜９８℃で水和養生により硬化する。
その水和硬化物を粉砕乾燥機７により粉体状の吸収剤を
製造し、吸収剤サイロ８に貯溜する。粉体吸収剤は、排
煙ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）濃度に応じ吸収剤供給
機８Ａより供給され、ガス流入部９より流入した排煙ガ
スと噴流層反応器１０で脱硫・脱硝反応をする。噴流層
反応塔１０を排出した排煙ガスは２重円環状の移動層反
応器１１に供給される。移動層反応器１１に充填してい
る移動層粒子１１Ｃは粒子供給部１１Ｄより供給され、
移動層反応器１１の下部にある粒子排出部１１Ｅより排
出されるため、移動層粒子は上部より下部へ移動層を形
成する。
【０００８】一方排煙ガスは、移動層反応器１１の内筒
部１１Ａより外筒部１１Ｂへ移動層内を直交流する。排
煙ガスに随伴している粉体吸収剤は、移動層粒子間に貫
入し、移動層内で捕集され、移動層内で排煙ガス中のＳ
Ｏｘ・ＮＯｘを吸収する。ＳＯｘ・ＮＯｘを吸収した、
使用済粉体吸収剤は、粒子排出部１１Ｅより移動層粒子
１１Ｃとともに排出し、分級機１２により使用済粉体吸
収剤と移動層粒子１１Ｃは分離され、移動層粒子１１Ｃ
は、粒子搬送部１４，及び粒子搬送用送風機１４Ａによ
り粒体移動層１１の上部にある粒子供給部１１Ｄに空気
搬送され、循環使用される。移動層反応器１１で浄化さ
れて流出した排煙ガスは、誘引通風機１５を経て煙突１
６より大気放出される。
部１１Ａより外筒部１１Ｂへ移動層内を直交流する。排
煙ガスに随伴している粉体吸収剤は、移動層粒子間に貫
入し、移動層内で捕集され、移動層内で排煙ガス中のＳ
Ｏｘ・ＮＯｘを吸収する。ＳＯｘ・ＮＯｘを吸収した、
使用済粉体吸収剤は、粒子排出部１１Ｅより移動層粒子
１１Ｃとともに排出し、分級機１２により使用済粉体吸
収剤と移動層粒子１１Ｃは分離され、移動層粒子１１Ｃ
は、粒子搬送部１４，及び粒子搬送用送風機１４Ａによ
り粒体移動層１１の上部にある粒子供給部１１Ｄに空気
搬送され、循環使用される。移動層反応器１１で浄化さ
れて流出した排煙ガスは、誘引通風機１５を経て煙突１
６より大気放出される。
【０００９】噴流層反応器１０を、図５に示す多段構成
として、第１段噴流層反応器１０Ａ，第２段噴流層反応
器１０Ｂ，第３段噴流層反応器１０Ｃとするとき、各段
毎のサイクロン１０Ｄにより粉体脱硫剤を捕集し、その
粉体脱硫剤を上流側の前段に搬送して、脱硫剤の利用率
向上をはかるものである。即ち、排煙ガスは、１０Ａ→
１０Ｂ→１０Ｃの各噴流層反応器を流れ、粉体脱硫剤は
１０Ｃ→１０Ｂ→１０Ａの各噴流層反応器を搬送され、
固気反応は全体として対向流反応となる。石炭灰、及び
カルシウムを原料とした吸収剤は、図１に示すように脱
硫におけるＣａ利用率（Ｃａ／Ｓ）６０〜７０％以下に
おいて、ＳＯｘ・ＮＯｘの同時吸収性能を有することよ
り、脱硫・脱硝剤として適用し得る。図１においては、
固気反応が２０時間以上になると脱硝性が低下し、脱硫
性能のみの特性となる。
として、第１段噴流層反応器１０Ａ，第２段噴流層反応
器１０Ｂ，第３段噴流層反応器１０Ｃとするとき、各段
毎のサイクロン１０Ｄにより粉体脱硫剤を捕集し、その
粉体脱硫剤を上流側の前段に搬送して、脱硫剤の利用率
向上をはかるものである。即ち、排煙ガスは、１０Ａ→
１０Ｂ→１０Ｃの各噴流層反応器を流れ、粉体脱硫剤は
１０Ｃ→１０Ｂ→１０Ａの各噴流層反応器を搬送され、
固気反応は全体として対向流反応となる。石炭灰、及び
カルシウムを原料とした吸収剤は、図１に示すように脱
硫におけるＣａ利用率（Ｃａ／Ｓ）６０〜７０％以下に
おいて、ＳＯｘ・ＮＯｘの同時吸収性能を有することよ
り、脱硫・脱硝剤として適用し得る。図１においては、
固気反応が２０時間以上になると脱硝性が低下し、脱硫
性能のみの特性となる。
【０００１０】
【発明の効果】従来、乾式脱硫は用水使用量が少なく、
排水を生じない。また、排煙温度を低下させない等の長
所を有しながら、湿式脱硫に比して、コスト高のため普
及しなかった。本発明による乾式排煙浄化装置は、脱硫
・脱硝・集塵の複合機能を有し、経済性で十分湿式脱硫
に対抗し得るものであり、地球環境保全に貢献し得るも
のである。
排水を生じない。また、排煙温度を低下させない等の長
所を有しながら、湿式脱硫に比して、コスト高のため普
及しなかった。本発明による乾式排煙浄化装置は、脱硫
・脱硝・集塵の複合機能を有し、経済性で十分湿式脱硫
に対抗し得るものであり、地球環境保全に貢献し得るも
のである。
【図１】 固定層における吸収剤のＳＯｘ・ＮＯｘ吸収
特性
特性
【図２】 乾式排煙浄化装置構成図
【図３】 移動層反応器 Ｘ１−Ｘ１’断面図
【図４】 移動層反応器 Ｘ２−Ｘ２’断面図
【図５】 多段型噴流層構成図
１ 生石灰（ＣａＯ）サイロ １１ 移動層反
応器 １Ａ 生石灰計量機 １１Ａ 移動層内
筒部 ２ 石炭灰サイロ １１Ｂ 移動層外
筒部 ２Ａ 石炭灰計量機 １１Ｃ 移動層粒
子 ３ 給水タンク １１Ｄ 移動層粒
子供給部 ３Ａ 給水計量機 １１Ｅ 移動層粒
子排出部 ４ 粉体混合機 １２ 分級機 ５ 混練機 １３ 使用済脱
硫剤サイロ ６ 水和養生装置 １４ 粒子搬送
部 ７ 粉砕乾燥機 １４Ａ 粒子搬送
用送風機 ８ 吸収剤サイロ １５ 誘引通風
機 ８Ａ 吸収剤供給器 １６ 煙突 ９ ガス流入部 １０ 噴流層反応器 １０Ａ 第１段噴流層反応器 １０Ｂ 第２段噴流層反応器 １０Ｃ 第３段噴流層反応器 １０Ｄ サイクロン
応器 １Ａ 生石灰計量機 １１Ａ 移動層内
筒部 ２ 石炭灰サイロ １１Ｂ 移動層外
筒部 ２Ａ 石炭灰計量機 １１Ｃ 移動層粒
子 ３ 給水タンク １１Ｄ 移動層粒
子供給部 ３Ａ 給水計量機 １１Ｅ 移動層粒
子排出部 ４ 粉体混合機 １２ 分級機 ５ 混練機 １３ 使用済脱
硫剤サイロ ６ 水和養生装置 １４ 粒子搬送
部 ７ 粉砕乾燥機 １４Ａ 粒子搬送
用送風機 ８ 吸収剤サイロ １５ 誘引通風
機 ８Ａ 吸収剤供給器 １６ 煙突 ９ ガス流入部 １０ 噴流層反応器 １０Ａ 第１段噴流層反応器 １０Ｂ 第２段噴流層反応器 １０Ｃ 第３段噴流層反応器 １０Ｄ サイクロン
Claims (3)
- 【請求項１】 石炭灰、及びカルシウムを供給し得る原
料の両者を水和反応させ、その反応物を乾燥させて得た
粉状脱硫・脱硝用の吸収剤により、排煙ガス中の硫黄酸
化物（ＳＯｘ）、及び窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去する
ための排煙ガスと吸収剤の固気反応において、その第１
段の反応装置として噴流層を設置し、噴流層反応装置の
下流側に第２段の反応装置として、移動層反応装置を設
置し、移動層粒子は移動層内を上部より下部へ移動さ
せ、排煙ガスは移動層に対して直角方向より流入させ
る。また排煙ガスは、移動層上部より流入させることに
より、吸収剤の粒径分布のうち、粒子径の大きいものは
移動層上部に捕集する構造として、吸収剤は移動層粒子
間に貫入し、移動層粒子と同時に移動して固気反応を進
行し、また、排煙中のばい塵も移動層内に捕集され、移
動層より排出される。以上の粉体状の吸収剤を使用し
て、噴流層と移動層の組合せにより脱硫・脱硝、及び集
塵機能を有する乾式排煙浄化装置。 - 【請求項２】請求項１の、固気反応の第一段反応装置と
して噴流層をＮ組の噴流層で構成し、図５は３組の噴流
層で構成したものを示すが、排煙ガスは１０Ａ→１０Ｂ
→１０Ｃと流れ、粉状脱硫剤は１０Ｃ→１０Ｂ→１０Ａ
と搬送されて排煙ガスと粉状脱硫剤は個々の噴流層内は
並行流反応となるが、噴流層全体では対向反応を構成す
ることを特徴とする、多段型噴流層固気反応装置。 - 【請求項３】吸収剤のカルシウム（Ｃａ）成分と吸収す
る硫黄（Ｓ）の比（Ｃａ／Ｓ）が７０％以下として、Ｓ
Ｏｘ及びＮＯｘを同時吸収する特性を活かしたＳＯｘ・
ＮＯｘ同時除去装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002103109A JP3999995B2 (ja) | 2002-02-28 | 2002-02-28 | 乾式排煙浄化システム |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002103109A JP3999995B2 (ja) | 2002-02-28 | 2002-02-28 | 乾式排煙浄化システム |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003251142A true JP2003251142A (ja) | 2003-09-09 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103537185A (zh) * | 2013-10-30 | 2014-01-29 | 河北工业大学 | 一种以钢铁厂酸洗废渣为主料的脱硫脱硝剂及脱除方法 |
| CN103537184A (zh) * | 2013-10-30 | 2014-01-29 | 河北工业大学 | 以钢铁酸洗废渣配制复合脱除剂进行脱硫脱硝的方法 |
| WO2014110883A1 (zh) * | 2013-01-18 | 2014-07-24 | 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 | 一种对颗粒燃料锅炉烟气进行干法脱硫的工艺系统 |
| WO2014110884A1 (zh) * | 2013-01-18 | 2014-07-24 | 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 | 粉状固体燃料锅炉及干法净化工艺系统 |
| CN104324604A (zh) * | 2014-11-12 | 2015-02-04 | 天津钢铁集团有限公司 | 防止除尘器滤袋板结的循环硫化床法烧结烟气脱硫系统 |
| WO2017179107A1 (ja) * | 2016-04-11 | 2017-10-19 | 日揮株式会社 | 排ガスの処理システム |
| CN115228279A (zh) * | 2022-07-27 | 2022-10-25 | 北京铝能清新环境技术有限公司 | 一种工业烟气低浓度二氧化硫固化装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103212281B (zh) * | 2013-03-29 | 2015-05-20 | 江苏中显集团有限公司 | 一种烟气脱硫脱硝一体化方法及其专用装置 |
| CN105617831A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-06-01 | 上海东化环境工程有限公司 | 一种烟气低温脱硝半干法脱硫工艺 |
-
2002
- 2002-02-28 JP JP2002103109A patent/JP3999995B2/ja not_active Expired - Fee Related
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