JP2003290624A - 排ガス処理方法、排ガス処理装置、ガス処理方法及びガス処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アンモニアリーク量を低減することが可能な
排ガス処理装置及び排ガス処理方法を提供する。 【解決手段】 移動層３３で排ガスが供給される領域３
４のうち、第一範囲（領域３４ａと領域３４ｂの中上
側）に供給される排ガスのアンモニア濃度を移動層３３
の上流側に向かって低くさせるため、還元性物質の寄与
によって脱硝のためのアンモニアをあまり必要としない
上流側における排ガスのアンモニア濃度が下流側に比し
て低下され、この第一範囲に供給される排ガスのアンモ
ニア濃度をほぼ一定、或いは、上流に向かって高くする
場合に比して、脱硝に寄与することなく排出されるアン
モニアが低減される。また、上流側ほど、還元性物質に
よる脱硝が行われるので、このように上流側のアンモニ
ア濃度を低くしても、上流側での脱硝率が低下しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、窒素酸化物及び硫
黄酸化物を含有する排ガスにアンモニアを添加し、炭素
質吸着材の移動層に直交流で接触させて脱硫及び脱硝を
行う排ガス処理方法、排ガス処理装置、及び、主ガスに
対して副ガスを添加し、粒状材料の移動層に直交流で接
触させて主ガスと副ガスとを反応させるガス処理方法及
びガス処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、活性炭等の炭素質吸着材が下
向きに移動する移動層に対してアンモニアを添加した排
ガスを水平方向に供給し、排ガス中のＳＯ₂等の硫黄酸
化物（ＳＯ_X）を炭素質吸着材で吸着除去すると共に、
排ガス中のＮＯ等の窒素酸化物（ＮＯ_X）を炭素質吸着
材に吸着されたアンモニアにより還元して除去する排ガ
ス処理方法が知られている。

【０００３】このような、排ガス処理方法においては、
ランニングコストを低減すべく、少ないアンモニアの添
加量で効率よく排ガスを脱硝することが必要とされ、例
えば、特開平１１−１３７９６６号公報には、吸着塔の
上部に供給される排ガスにのみアンモニアを添加する一
方、吸着塔の下部に供給される排ガスにはアンモニアを
添加させない排ガス処理方法が開示されている。吸着塔
の下部では、硫黄酸化物の除去に伴って多量の硫酸等が
炭素質吸着材に吸着されており、ここにアンモニアを供
給してもアンモニアが硫酸等との反応に消費されて脱硝
にあまり寄与しないからである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような排ガス処理方法においては、脱硫・脱硝がなされ
て排ガス処理装置から排出される処理済み排ガスにアン
モニアがリークする場合があった。

【０００５】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、アンモニアリーク量を低減することが可能な排
ガス処理装置、排ガス処理方法、ガス処理方法及びガス
処理装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
を進めたところ、移動層で排ガスが供給される領域のう
ち、移動層の移動方向の上流部からアンモニアが多くリ
ークすることを見出すと共に、この上流部からのアンモ
ニアのリークは、炭素質吸着材の再生過程で生成し炭素
質吸着材と共に移動槽内に流入する還元性物質が上流部
で脱硝に寄与するために起こることを見出し本発明に想
到するに至った。

【０００７】本発明に係る排ガス処理方法は、所定の方
向に移動される炭素質吸着材の移動層に対して移動層の
移動方向と略直交するように窒素酸化物及び硫黄酸化物
を含有する排ガスを供給し、供給する排ガスに対して移
動層の移動方向に所定の濃度分布が形成されるようにア
ンモニアを添加し、炭素質吸着材を利用して排ガスの脱
硫及び脱硝を行うと共に、脱硫及び脱硝を行った後の炭
素質吸着材を加熱により再生し移動層の上流側に戻す排
ガス処理方法において、供給する排ガスで移動方向の所
定の第一範囲におけるアンモニア濃度を、移動方向の上
流側ほど低くすることを特徴とする。

【０００８】本発明に係る排ガス処理装置は、所定の方
向に移動される炭素質吸着材の移動層に対して移動層の
移動方向と略直交するように窒素酸化物及び硫黄酸化物
を含有する排ガスを供給し、供給する排ガスに対して移
動層の移動方向に所定の濃度分布が形成されるようにア
ンモニアを添加し、炭素質吸着材を利用して排ガスの脱
硫及び脱硝を行うと共に、脱硫及び脱硝を行った後の炭
素質吸着材を加熱により再生し移動層の上流側に戻す排
ガス処理装置において、供給する排ガスで移動方向の所
定の第一範囲におけるアンモニア濃度を、移動方向の上
流側ほど低くさせる濃度差付加アンモニア供給手段を備
えることを特徴とする。

【０００９】本発明に係る排ガス処理方法及び排ガス処
理装置によれば、炭素質吸着材の移動層において、排ガ
ス中の窒素酸化物と、炭素質吸着材に吸着されたアンモ
ニアと、が反応し排ガスの脱硝が行われると共に、排ガ
ス中の硫黄酸化物が炭素質吸着材に硫酸や硫酸アンモニ
ウム塩として吸着され排ガスの脱硫が行われる。

【００１０】一方、排ガスと接触した後の炭素質吸着材
を加熱することによって炭素質吸着材からＳＯ₂等が脱
離され炭素質吸着材の再生が行われるが、このとき炭素
質吸着材に吸着された硫酸及び硫酸アンモニウム塩と、
炭素質吸着材とが反応して炭素質吸着材の表面に表面酸
化物が生成され、さらに、この表面酸化物がアンモニア
と反応して分解されて炭素質吸着材の表面に還元性物質
が生成される。

【００１１】このような還元性物質が炭素質吸着材と共
に移動層の上流側に循環されると、この還元性物質は排
ガス中の窒素酸化物と反応して脱硝を行う。そして、こ
の還元性物質による脱硝速度は、アンモニアによる脱硝
速度よりも十分に速い。このため、還元性物質が多く存
在する移動層の上流側では還元性物質による脱硝反応が
アンモニアによる脱硝反応よりも支配的となり、上流側
ほど脱硝に必要なアンモニアの量が少なくてすむ。

【００１２】そして、本発明においては、移動層に供給
する排ガスに対して、移動層の移動方向の上流側ほどア
ンモニア濃度が低くなる第一範囲を形成するため、この
第一範囲においてアンモニアを必要としない上流側のア
ンモニア濃度が下流側に比して低下され、この第一範囲
のアンモニア濃度をほぼ一定、或いは、上流に向かって
高くする場合に比して、脱硝に寄与することなく排出さ
れるアンモニアが低減される。また、上流側ほど、還元
性物質による脱硝が行われるので、このように上流側の
アンモニア濃度を低くしても、上流側での脱硝率は低下
しない。

【００１３】ここで、移動層に供給する排ガスで、第一
範囲よりも移動層移動方向下流側の所定の第二範囲のア
ンモニア濃度を、移動方向の下流側ほど低くすることが
好ましい。

【００１４】移動層反応塔において、下流側の炭素質吸
着材ほど排ガスと長く接触しているため、下流側ほど炭
素質吸着材に吸着された硫酸や硫酸アンモニウム塩の量
が多くなる。そして、このように硫酸等が多く吸着され
た炭素質吸着材にアンモニアを供給しても、このアンモ
ニアが硫酸等との反応に消費され、脱硝にはほとんど寄
与しない。このため、第一範囲よりも下流側において、
排ガス中のアンモニア濃度が下流側に向かって低くなる
ような第二範囲を形成することにより、アンモニアの無
駄な添加が抑制される。また、第二範囲において、上流
側ほど吸着された硫酸等の量が少なくアンモニアが無駄
となりにくいので、このように上流側のアンモニア濃度
が高くなるようにすることにより、第二範囲の上流側で
の脱硝率は低下しない。

【００１５】また、移動層に供給する排ガスで、第二範
囲よりも移動層移動方向下流側の所定の第三範囲のアン
モニア濃度をほぼゼロとすることが好ましい。

【００１６】第二範囲よりも下流側において、炭素質吸
着材に吸着された硫酸等の量はかなり多くなり、アンモ
ニアの添加はほとんど無意味となる。そこで、第二範囲
よりも下流側において、アンモニアの濃度をほとんどゼ
ロとすることにより、無駄なアンモニアの添加を効率的
に低減できる。特に排ガス中の硫黄酸化物の濃度が高い
場合等に有効である。

【００１７】また、排ガスをあらかじめ複数に分割し、
分割された排ガスにアンモニアを各々添加することによ
って、移動層に供給する排ガスのアンモニア濃度分布を
形成することが好ましい。

【００１８】このようにガスを分割してアンモニアを添
加することにより、移動層に供給されるアンモニアの濃
度分布の形成や制御が容易に行なえる。

【００１９】また、移動層と接触して排出された排ガス
のアンモニア濃度に関する情報を取得し、排出される排
ガス中のアンモニアが少なくなるように、移動層に供給
する排ガスのアンモニア濃度分布を調節することが好ま
しい。

【００２０】これにより、移動層に供給される排ガスの
アンモニア濃度分布が、処理済み排ガスにリークしたア
ンモニア量に基づいてフィードバック制御されるため、
排ガス中の窒素酸化物や硫黄酸化物の濃度が変動する場
合等でも、アンモニアの濃度分布が常に最適化され、ア
ンモニアリーク量をより確実に低減することができる。

【００２１】本発明に係るガス処理方法は、所定の方向
に移動される粒状材料の移動層に対して移動層の移動方
向と略直交するように主ガスを供給し、供給する主ガス
に対して移動層の移動方向に所定の濃度分布が形成され
るように副ガスを添加し、粒状材料を利用して主ガスと
副ガスとの反応を行うガス処理方法において、移動層と
接触して排出されたガス中の副ガス濃度に関する情報を
取得し、排出される排ガス中の副ガスが少なくなるよう
に、供給する主ガス中の副ガスの濃度分布を調節するこ
とを特徴とする。

【００２２】また、本発明に係るガス処理装置は、所定
の方向に移動される粒状材料の移動層に対して移動層の
移動方向と略直交するように主ガスを供給し、供給する
主ガスに対して移動層の移動方向に所定の濃度分布が形
成されるように副ガスを添加し、粒状材料を利用して主
ガスと副ガスとの反応を行うガス処理装置において、移
動層と接触して排出されたガス中の副ガス濃度に関する
情報を取得する副ガス濃度取得手段と、排出される排ガ
ス中の副ガスが少なくなるように、供給する主ガス中の
副ガスの濃度分布を調節する副ガス濃度調節手段と、を
備えることを特徴とする。

【００２３】本発明に係るガス処理方法及びガス処理装
置によれば、移動層に供給される主ガス中の副ガスの濃
度分布が、処理済みガスにリークした副ガス量に基づい
てフィードバック制御されるため、主ガスの状態、成
分、流量等が変動する場合や、移動層の粒状材料の状
態、成分、流量等が変動する場合でも、副ガスの濃度分
布が常に最適化され、処理済みガスにリークする副ガス
量の低減が可能とされる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明に係る排ガス処理装置及び排ガス処理方法の好適
な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明
において、同一または相当要素には同一の符号を付し、
重複する説明は省略する。

【００２５】図１は、第一実施形態の排ガス処理装置を
示す概略構成図である。

【００２６】本実施形態に係る排ガス処理装置１００
は、主として、排ガスを炭素質吸着材の移動層と接触さ
せる移動層反応塔３０と、移動層反応塔３０で排ガスと
接触した後の炭素質吸着材を高温で加熱して吸着物の脱
離や分解等を行い炭素質吸着材を再生する再生塔２２
と、再生された炭素質吸着材から粉化した炭素質吸着材
を除去する分離器２８と、炭素質吸着材を移動層反応塔
３０から再生塔２２へ、再生塔２２から分離器２８へ、
分離器２８から移動層反応塔３０へと各々供給するバケ
ットコンベア等の循環装置１４と、再生塔２２で生成し
たガスを洗浄しＳＯ ₂ガスを選択的に回収する洗浄塔２
５と、を備えて構成され、鉱石焼結炉の排ガスを脱硫脱
硝処理するものである。

【００２７】移動層反応塔３０は、縦型筒状をなし、循
環装置１４によって供給される再生された炭素質吸着材
を、上端に設置されたロータリーバルブ６によって内部
に導入する一方、導入された炭素質吸着材を移動層反応
塔３０の下端に設置されたロータリーバルブ７を介して
再生塔２２に向けて排出する。これによって、移動層反
応塔３０内には、炭素質吸着材が所定の速度で下方に移
動する移動層３３が形成される。

【００２８】ここで、炭素質吸着材としては、石炭に酸
化処理、熱処理又は水蒸気等による賦活を施すことによ
って得られた活性炭、活性コークス、活性チャー等が使
用できる。また、活性炭、活性コークス、活性チャー等
にバナジウム、鉄、銅、マンガン等の金属化合物を担持
させたものを使用することもできる。

【００２９】移動層反応塔３０の側面には、ルーバー羽
根形状とされガスの流通が可能とされた入口ルーバー開
口部３７と、出口ルーバー開口部３８とが対向設置され
ている。

【００３０】入口ルーバー開口部３７及び出口ルーバー
開口部３８には、これらの開口部を各々外側から覆うよ
うに形成された入口ダクト３９と、出口ダクト４０とが
各々接続されている。

【００３１】この入口ダクト３９には鉱石焼結炉からの
排ガス導入ライン４１が接続されると共に、出口ダクト
４０には、処理済み排ガスを後段に導く処理済み排ガス
排出ライン４２が接続されている。

【００３２】そして、移動層反応塔３０は、排ガスを入
口ルーバー開口部３７から移動層反応塔３０内に導入
し、下方に移動する移動層３３と略直交するように接触
させた後、出口ルーバー開口部３８から排出する。

【００３３】ここでは、移動層３３と排ガスとが接触す
る接触領域３４を上下方向に略六等分し、上から順にＡ
領域３４ａ、Ｂ領域３４ｂ、Ｃ領域３４ｃ、Ｄ領域３４
ｄ、Ｅ領域３４ｅ及びＦ領域３４ｆ、と呼ぶこととす
る。

【００３４】そして、本実施形態の排ガス処理装置１０
０においては、接触領域３４に供給される排ガスに対し
て、上下方向に濃度分布が設定されるようにアンモニア
を添加する濃度差付加アンモニア添加手段５０を備えて
いる。

【００３５】濃度差付加アンモニア添加手段５０は、入
口ダクト３９内を第一流路５２ａ、第二流路５２ｂ、第
三流路５２ｃ、第四流路５２ｄに各々仕切るベーン５１
ａ，５１ｂ，５１ｃと、第一流路５２ａ〜第三流路５２
ｃを流れる排ガスに対して所定の量のアンモニアを各々
供給するアンモニア供給装置５５と、によって構成され
ている。

【００３６】ベーン５１ａ〜５１ｃは、入口ダクト３９
内を、主として移動層３３のＡ領域３４ａに供給される
ガスが通る第一流路５２ａ、主としてＢ領域３４ｂに供
給されるガスが通る第二流路５２ｂ、主としてＣ領域３
４ｃに供給されるガスが通る第三流路５２ｃ、及び、主
としてＤ領域３４ｄ〜Ｆ領域３４ｆに供給されるガスが
通る第四流路５２ｄの４つに仕切り、これら第一流路５
２ａ〜第四流路５２ｄを流れるガスの互いの混合を抑制
する。

【００３７】アンモニア供給装置５５は、第一流路５２
ａ，第二流路５２ｂ，第三流路５２ｃに対して各々アン
モニアを供給可能なアンモニアノズル５６ａ，アンモニ
アノズル５６ｂ，アンモニアノズル５６ｃを備えてい
る。

【００３８】また、アンモニア供給装置５５は、外部か
らアンモニアが供給されると共に、アンモニアノズル５
６ａ〜５６ｃに対して各々所定量のアンモニアを供給
し、各第一流路５２ａ〜第三流路５２ｃ内を流れる排ガ
スのアンモニア濃度を調節する調節装置５７を有してい
る。

【００３９】この調節装置５７は、第一流路５２ａの排
ガスのアンモニア濃度が第二流路５２ｂの排ガスのアン
モニア濃度よりも低くなり、さらに、第三流路５２ｃの
排ガスのアンモニア濃度が第二流路５２ｂの排ガスのア
ンモニア濃度よりも低くなるように、各アンモニアノズ
ル５６ａ〜５６ｃに対してアンモニアを供給する。な
お、第四流路５２ｄの排ガスにはアンモニアが添加され
ずアンモニア濃度がほぼゼロとなるようになっている。

【００４０】次に、本実施形態に係る排ガス処理装置１
００の動作及び排ガス処理方法について説明する。

【００４１】まず、ロータリーバルブ６，７、再生塔２
２、分離器２８及び循環装置１４を駆動して炭素質吸着
材の循環を開始し、移動層反応塔３０内に移動層３３を
形成させると共に再生塔２２での炭素質吸着材の再生、
分離器２８による炭素質吸着材からの微粉の除去を開始
する。また、排ガス導入ライン４１を介して鉱石焼結炉
から硫黄酸化物及び窒素酸化物を含む排ガスを移動層反
応塔３０に導入すると共に、調節装置５７によって入口
ダクト３９内の第一流路５２ａ〜第三流路５２ｃに対し
て各々所定の量のアンモニアを添加する。

【００４２】これにより、排ガスは、第一流路５２ａ〜
第四流路５２ｄの何れかの流路に分割され、特に、第一
流路５２ａ〜第三流路５２ｃにおいては所定の濃度でア
ンモニアが添加されて、第一流路５２ａ〜第四流路５２
ｄに対応する移動層３３のＡ領域３４ａ〜Ｆ領域３４ｆ
に供給され、Ａ領域３４ａ〜Ｆ領域３４ｆの炭素質吸着
材と接触した後、出口ダクト４０を介して排出される。

【００４３】このとき、移動層３３のＡ領域３４ａ〜Ｆ
領域３４ｆにおいて、排ガス中の硫黄酸化物、例えば、
ＳＯは、炭素質吸着材と接触し硫酸の形で吸着され、吸
着された硫酸の一部はアンモニアと反応して酸性硫酸ア
ンモニウムや硫酸アンモニウム等となる。

【００４４】また、排ガス中の窒素酸化物、例えば、Ｎ
Ｏは、Ａ領域３４ａ〜Ｆ領域３４ｆにおいて、炭素質吸
着材の触媒作用、すなわち、炭素質吸着材に吸着された
アンモニアとの反応により還元されて窒素と水になって
除去される。

【００４５】このようにして、排ガスと接触した後の炭
素質吸着材は移動層反応塔３０から排出されて再生塔２
２で加熱され、これによって炭素質吸着材に吸着されて
いたＳＯ₂等の硫黄酸化物ガス等が脱離し、炭素質吸着
材の再賦活がなされる。このとき、吸着していた硫酸及
び硫酸アンモニウム塩と、炭素質吸着材とが反応して炭
素質吸着材の表面に表面酸化物が生成されると共に、こ
の表面酸化物がアンモニアと反応して分解され炭素質吸
着材の表面に還元性物質が生成される。そして、このよ
うな還元性物質を含む炭素質吸着材が移動層反応塔３０
の上部に再び供給されて移動層３３が形成される。

【００４６】上述のようにして形成された還元性物質
は、接触領域３４において排ガスと接触すると、排ガス
中の窒素酸化物と反応して窒素酸化物を還元させ脱硝を
行う。そして、この還元性物質による窒素酸化物の脱硝
速度は、炭素質吸着材に吸着されたアンモニアによる脱
硝速度に比して十分に速いので、特に、接触領域３４の
上流側では、還元性物質による脱硝が支配的となり、炭
素質吸着材に吸着されたアンモニアが脱硝によって消費
されず、供給されるアンモニアがリークしやすい。

【００４７】ところが、本実施形態においては、濃度差
付加アンモニア添加手段５０によって、移動層３３のＡ
領域３４ａに供給される排ガスのアンモニア濃度が、Ｂ
領域３４ｂに供給される排ガスアンモニアの濃度よりも
低くされ、略Ａ領域３４ａ〜Ｂ領域３４ｂの中上側まで
（中程まで）の領域（第一範囲）に供給される排ガスの
アンモニアの濃度が上流側に向かって低くなるようにさ
れているので、脱硝のためのアンモニアをあまり必要と
しない上流側へのアンモニア供給量が低減され、移動層
３３から排出される処理済み排ガス中のアンモニアのリ
ーク量が低減されている。

【００４８】また、濃度差付加アンモニア添加手段５０
によって、Ｃ領域３４ｃに供給される排ガスのアンモニ
ア濃度が、Ｂ領域３４ｂに供給される排ガスのアンモニ
アの濃度よりも低くされ、さらに、Ｄ領域３４ｄに供給
される排ガスのアンモニア濃度はＣ領域３４ｃに供給さ
れる排ガスのアンモニア濃度よりも低くされるため、略
Ｂ領域３４ｂの中下側から（中程から）Ｄ領域３４ｄの
中上側まで（中程まで）の領域（第二範囲）に供給され
る排ガスのアンモニアの濃度が下流側に向かって低くな
るようにされる。このため、下流側に向かって硫酸等の
吸着量が増えアンモニアの無駄が増えるのに対応して下
流側ほどアンモニアの供給量が低減され、上流側での脱
硝効率を悪化させることなくアンモニアの無駄が低減さ
れている。

【００４９】さらに、このように炭素質吸着材は下向き
に移動するため、炭素質吸着材における硫酸や酸性硫酸
アンモニウム等の吸着濃度は移動層３３の下流側になる
ほど高くなり、特に、移動層３３の下側のＤ領域３４ｄ
〜Ｆ領域３４ｆに供給される排ガスにアンモニアを添加
しても、このアンモニアは吸着された硫酸等をアンモニ
ア塩とすることにほとんど消費されて排ガスの脱硝率を
高める効果がほとんどない。

【００５０】従って、本実施形態においては、濃度差付
加アンモニア添加手段５０によって、略Ｄ領域３４ｄの
中下側から（中程から）Ｆ領域３４ｆまでの領域（第三
範囲）に供給される排ガスのアンモニア濃度がほとんど
ゼロとされるので、アンモニアの無駄が防止されランニ
ングコストが低減されている。

【００５１】次に、第二実施形態に係る排ガス処理装置
について、図２を参照して説明する。本実施形態の排ガ
ス処理装置２００が第一実施形態の排ガス処理装置１０
０と異なる点は、出口ダクト４０内で上下方向に離間配
設され移動層３３から排出される処理済み排出ガスのア
ンモニア濃度をモニタするアンモニアセンサ６２を複数
備える点である。

【００５２】これに対応して、濃度差付加アンモニア添
加手段５０のアンモニア供給装置５５は、アンモニアセ
ンサ６２によって取得される処理済みガスのアンモニア
濃度の上下方向の分布に基づいて、第一流路５２ａの排
ガスのアンモニア濃度と第二流路５２ｂの排ガスのアン
モニア濃度との差や、第二流路５２ｂの排ガスのアンモ
ニア濃度と第三流路５２ｃの排ガス中のアンモニア濃度
との差を最適化し、処理済み排出ガスにリークするアン
モニアが最も少なくなるようにする。

【００５３】本実施形態によれば、移動層３３に供給さ
れる排ガスのアンモニア濃度分布が、処理済み排ガスの
アンモニアのリークの分布に基づいてフィードバック制
御されるため、排ガス中の窒素酸化物や硫黄酸化物の濃
度が変動する場合等でも、アンモニアの添加量が常に最
適化され、アンモニアリーク量をより確実に低減するこ
とができる。

【００５４】次に、第三実施形態に係る排ガス処理装置
について、図３及び図４を参照して説明する。本実施形
態の排ガス処理装置が第一実施形態の排ガス処理装置１
００と異なる点は、移動層３３が複数並設される移動層
反応塔９５を備えている点である。

【００５５】移動層反応塔９５は、第一実施形態の移動
層反応塔３０を、入口ルーバー開口部３７が互いに対面
し、入口ダクト３９を互いに共用するように２つ組み合
わせて構成されている。

【００５６】この入口ダクト３９には、図４に示すよう
に、入口ダクト３９内に側方から排ガスを導入する導入
ダクト３９ｂが併設され、この導入ダクト３９ｂの下部
に排ガス導入ライン４１が接続されている。そして、こ
の導入ダクト３９ｂには、第一実施形態と同様に、移動
層３３のＡ領域３４ａ〜Ｆ領域３４ｆに各々対応する第
一流路５２ａ〜第四流路５２ｄが、ベーン５１ａ〜５１
ｃによって形成されると共に、第一流路５２ａ〜第三流
路５２ｃに対してアンモニア供給装置５５によって各々
アンモニアが供給される。

【００５７】このような、排ガス処理装置においても、
移動層３３に供給される排ガスのアンモニア濃度が調節
され、第一実施形態と同様の作用効果が得られる。

【００５８】続いて、第一実施形態の排ガス処理装置１
００及び排ガス処理方法を用いた場合の実施例について
説明する。

【００５９】炭素質吸着材として活性チャーを用い、４
つの異なる濃度分布で排ガスに対してアンモニアを添加
して移動層３３に供給し、各々１２６時間経過後に移動
層３３から排出された排ガスの上下方向のアンモニア濃
度分布、平均リークアンモニア量、平均脱硝率、平均脱
硫率を測定した。

【００６０】ここで、空間速度は４８０（１／ｈ）であ
り、排ガスのＳＯ₂濃度は２２０ｐｐｍ、ＮＯ濃度は２
５０ｐｐｍ、水分濃度は２０％、酸素濃度は５％であ
り、さらに、排ガスの温度は１２０℃であった。なお、
排ガスに供給するアンモニアの総量は、いずれの濃度分
布の場合も常に同一となるようにし、排ガスの平均アン
モニア濃度を２３０ｐｐｍとした。

【００６１】まず、比較例１として、表１に示すよう
に、Ａ領域３４ａ、Ｂ領域３４ｂ、Ｃ領域３４ｃに供給
する排ガスのアンモニア濃度をいずれも同じ４６０ｐｐ
ｍとして測定値を得た。

【表１】 次に、比較例２として、上流側ほど排ガスのアンモニア
濃度が高くなるようにすべく、Ａ領域３４ａ、Ｂ領域３
４ｂ、Ｃ領域３４ｃに供給する排ガスのアンモニア濃度
を、それぞれ、５４０ｐｐｍ，４６０ｐｐｍ，３８０ｐ
ｐｍとして測定値を得た。

【００６２】また、実施例１として、Ａ領域３４ａに供
給する排ガスのアンモニア濃度をＢ領域３４ｂよりも低
くすると共に、Ｃ領域３４ｃに供給する排ガスのアンモ
ニア濃度をＢ領域３４ｂよりも低くなるようにすべく、
Ａ領域３４ａ、Ｂ領域３４ｂ、Ｃ領域３４ｃに供給する
排ガスのアンモニア濃度をそれぞれ、４２０ｐｐｍ，５
４０ｐｐｍ，４２０ｐｐｍとして測定値を得た。

【００６３】さらに、実施例２として、Ａ領域３４ａに
供給する排ガスのアンモニア濃度、Ｂ領域３４ｂに供給
する排ガスのアンモニア濃度、Ｃ領域３４ｃに供給する
排ガスのアンモニア濃度が、順に高くなるようにすべ
く、Ａ領域３４ａ、Ｂ領域３４ｂ、Ｃ領域３４ｃに供給
する排ガスのアンモニア濃度をそれぞれ、３８０ｐｐ
ｍ，４６０ｐｐｍ，５４０ｐｐｍとして測定値を得た。

【００６４】このようにして得られた処理済み排ガスの
アンモニアリーク量の上下方向の濃度分布を図５に、平
均アンモニアリーク量、平均脱硝率及び平均脱硫率の結
果を表１に示す。

【００６５】図５より明らかなように、Ａ領域３４ａ〜
Ｃ領域３４ｃに供給する排ガスのアンモニア濃度を一定
とした場合（比較例１）には、特に、Ａ領域３４ａ付近
から多くのアンモニアがリークすることがわかる。そし
て、Ａ領域３４ａのアンモニア濃度をＢ領域３４ｂより
も高くした場合（比較例２）でも、リーク量が増えるの
みであり傾向は変わらない。

【００６６】これに対して、実施例１や実施例２のよう
に、Ａ領域３４ａに供給する排ガスのアンモニア濃度を
Ｂ領域３４ｂに供給する排ガスのアンモニア濃度よりも
低くし、移動層３３の上流側（第一範囲）において上流
側ほどアンモニア濃度が低くなるようにすることによ
り、Ａ領域３４ａからのアンモニアのリークが減少し、
平均アンモニアリーク濃度も減少した。しかも、平均脱
硝率は、比較例１や比較例２と同等又はそれ以上とな
り、本発明の排ガス処理装置及び排ガス処理方法によっ
て、脱硝率を低下することなくアンモニアリーク量を低
減できることが明らかとなった。また、脱硫率にもほと
んど変化を与えることがない。

【００６７】また、実施例１のように、Ｃ領域３４ｃに
供給する排ガスのアンモニア濃度をＢ領域３４ｂに供給
する排ガスのアンモニア濃度よりも低くし、第一範囲よ
りも下流側の第二範囲においてアンモニア濃度を下流側
ほど低くすることにより、実施例２に比してＣ領域３４
ｃからのアンモニアのリークも少なくなり、より平均リ
ークアンモニア量も低減された。

【００６８】なお、本発明に係る排ガス処理装置及び排
ガス処理方法は、上記実施形態に限定されるものではな
く、種々の変形態様をとることが可能である。

【００６９】上記実施形態では、濃度差付加アンモニア
添加手段５０において、ベーン５１ａ〜５１ｃによって
第一流路５２ａ〜第四流路５２ｄを形成しているがこれ
に限られない。例えば、ベーンに代えて、移動層３３に
供給される排ガスをＡ領域３４ａ〜Ｆ領域３４ｆまでに
対応する複数のダクトで完全に分離させてもよい。

【００７０】また、ベーン等で排ガスを分割させず、入
口ルーバー開口部３７の近傍で、Ａ領域３４ａ〜Ｃ領域
３４ｃに対応する部分に、アンモニアノズル５６ａ〜５
６ｃによってアンモニアを各々供給して濃度分布を形成
してもよい。

【００７１】また、上記実施形態では、移動層３３の下
半分のＤ領域３４ｄ〜Ｆ領域３４ｆに供給される排ガス
にアンモニアを供給しない、いわゆる、半工程式のアン
モニア添加を行っているが、排ガスの窒素酸化物や硫黄
酸化物の濃度によって、例えば、移動層３３の全てのＡ
領域３４ａ〜Ｆ領域３４ｆにアンモニアを供給するいわ
ゆる、全工程式のアンモニア添加としてもよく、また、
移動層３３の上流側２／３の領域、すなわち、移動層の
Ａ領域３４ａ〜Ｄ領域３４ｄにアンモニアを供給する、
いわゆる、２／３工程式のアンモニア添加としてもよ
い。

【００７２】また、上記実施形態では、炭素質吸着材が
下方に移動する移動層反応塔３０を採用しているが、炭
素質吸着材が水平等に移動する反応装置でもよい。

【００７３】また、上記実施形態では、排ガスとして、
鉱石焼結炉からの排ガスを使用しているが、発電用等の
燃焼ボイラからの排ガス等、脱硫及び脱硝が必要とされ
る排ガスに適用できる。

【００７４】また、上記第二実施形態では、処理済み排
ガス中のアンモニアリーク量の移動層移動方向の濃度分
布に基づいて、移動層３３に供給する排ガスのアンモニ
ア濃度分布をフィードバック制御しており、排ガスの状
態、成分、流量等が大きく変動する場合や、炭素質吸着
材の状態、成分、流量等が大きく変動する場合でもアン
モニアの濃度分布が常に最適化され、処理済みガスにリ
ークするアンモニア量の低減が可能となっている。

【００７５】このため、例えば、還元性物質を有さない
炭素質吸着材が移動層反応塔３０に導入される場合でも
アンモニアの濃度分布の最適化ができ、このとき、移動
層３３に供給される排ガスにおいて、必ずしも移動層上
流側ほどアンモニアの濃度分布が低くなるような領域を
形成しなくてもよい。さらに、この場合、添加するガス
もアンモニアに限られず、添加対象となるガスも脱硝・
脱硝を要する排ガスに限られず、移動層を構成する粒状
材料も炭素質吸着材に限られず他の触媒材料等が使用で
き、要は、排ガス等の主ガスに対して移動層の移動方向
に濃度分布が形成されるようにアンモニア等の副ガスを
添加して炭素質吸着材等の粒状材料の移動層に導入し、
粒状材料を利用して主ガスと副ガスとを反応させるガス
処理装置及びガス処理方法に適用できる。そして、移動
層と接触して排出されたガス中の副ガス濃度に関する情
報をセンサ等の副ガス濃度取得手段により取得し、排出
される排ガス中の副ガスが少なくなるように、供給する
主ガス中の副ガスの濃度分布を副ガス濃度調節手段によ
り調節することにより、副ガスのリーク量が低減でき
る。

【００７６】

【発明の効果】上記のように、本発明に係る排ガス処理
方法及び排ガス処理装置によれば、移動層に供給する排
ガスで移動層の移動方向の所定の第一範囲におけるアン
モニア濃度を、移動層の移動方向の上流側ほど低くする
ので、アンモニアを必要としない上流側のアンモニア濃
度が下流側に比して低下され、この第一範囲のアンモニ
ア濃度をほぼ一定、或いは、上流に向かって高くする場
合に比して、脱硝に寄与することなく排出されるアンモ
ニアが低減される。また、上流側ほど、還元性物質によ
る脱硝が行われるので、このように上流側のアンモニア
濃度を低くしても、上流側での脱硝率が低下しない。

【００７７】また、本発明に係るガス処理方法及びガス
処理装置は、移動層と接触して排出されたガス中の副ガ
ス濃度に関する情報を取得し、排出される排ガス中の副
ガスが少なくなるように、供給する主ガス中の副ガスの
濃度分布を調節して副ガスの濃度分布がフィードバック
制御されるので、主ガスの状態、成分、流量等が変動す
る場合や、移動層の粒状材料の状態、成分、流量等が変
動する場合でも、副ガスの濃度分布が常に最適化され、
処理済みガスに排出される副ガス量の低減が可能とされ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一実施形態の排ガス処理装置を示す概略構成
図である。

【図２】第二実施形態の排ガス処理装置を示す概略構成
図である。

【図３】第三実施形態の排ガス処理装置に係る移動層反
応塔を示す概略構成図である。

【図４】図３のＩ−Ｉ矢視図である。

【図５】第一実施形態の排ガス処理装置の移動層から排
出される処理済み排ガスのアンモニア濃度の上下方向の
分布図である。

【符号の説明】

３３…移動層、５０…濃度差付加アンモニア添加手段、
１００，２００…排ガス処理装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 建夫 東京都西東京市谷戸町二丁目１番１号 住 友重機械工業株式会社田無製造所内 (72)発明者 加藤 洋一 東京都西東京市谷戸町二丁目１番１号 住 友重機械工業株式会社田無製造所内 (72)発明者 渡部 輝雄 東京都西東京市谷戸町二丁目１番１号 住 友重機械工業株式会社田無製造所内 Ｆターム(参考） 4D002 AA02 AA12 AC01 AC02 BA02 BA04 BA06 CA08 DA07 EA02 EA08 GA01 GA03 GB02 HA01 4D048 AA06 AC04 BA05X BD01 CC41 CC61 CD01 DA01 DA10 EA04

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の方向に移動される炭素質吸着材の
   移動層に対して前記移動層の移動方向と略直交するよう
   に窒素酸化物及び硫黄酸化物を含有する排ガスを供給
   し、前記供給する排ガスに対して前記移動層の移動方向
   に所定の濃度分布が形成されるようにアンモニアを添加
   し、前記炭素質吸着材を利用して前記排ガスの脱硫及び
   脱硝を行うと共に、前記脱硫及び脱硝を行った後の炭素
   質吸着材を加熱により再生し前記移動層の上流側に戻す
   排ガス処理方法において、 前記供給する排ガスで前記移動方向の所定の第一範囲に
   おけるアンモニア濃度を、前記移動方向の上流側ほど低
   くすることを特徴とする、排ガス処理方法。
2. 【請求項２】 前記供給する排ガスで、前記第一範囲よ
   りも前記移動方向下流側の所定の第二範囲のアンモニア
   濃度を、前記移動方向の下流側ほど低くすることを特徴
   とする請求項１に記載の排ガス処理方法。
3. 【請求項３】 前記供給する排ガスで、前記第二範囲よ
   りも前記移動方向下流側の所定の第三範囲のアンモニア
   濃度をほぼゼロとすることを特徴とする、請求項２に記
   載の排ガス処理方法。
4. 【請求項４】 前記排ガスをあらかじめ複数に分割し、
   分割された排ガスにアンモニアを各々添加することによ
   って、前記供給する排ガスのアンモニア濃度分布を形成
   することを特徴とする、請求項１〜３の何れか一項に記
   載の排ガス処理方法。
5. 【請求項５】 前記移動層と接触して排出された排ガス
   のアンモニア濃度に関する情報を取得し、前記排出され
   る排ガス中のアンモニアが少なくなるように、前記供給
   する排ガスのアンモニア濃度分布を調節することを特徴
   とする、請求項１〜４の何れか一項に記載の排ガス処理
   方法。
6. 【請求項６】 所定の方向に移動される炭素質吸着材の
   移動層に対して前記移動層の移動方向と略直交するよう
   に窒素酸化物及び硫黄酸化物を含有する排ガスを供給
   し、前記供給する排ガスに対して前記移動層の移動方向
   に所定の濃度分布が形成されるようにアンモニアを添加
   し、前記炭素質吸着材を利用して前記排ガスの脱硫及び
   脱硝を行うと共に、前記脱硫及び脱硝を行った後の炭素
   質吸着材を加熱により再生し前記移動層の上流側に戻す
   排ガス処理装置において、 前記供給する排ガスで前記移動方向の所定の第一範囲に
   おけるアンモニア濃度を、前記移動方向の上流側ほど低
   くさせる濃度差付加アンモニア供給手段を備えることを
   特徴とする、排ガス処理装置。
7. 【請求項７】 所定の方向に移動される粒状材料の移動
   層に対して前記移動層の移動方向と略直交するように主
   ガスを供給し、前記供給する主ガスに対して前記移動層
   の移動方向に所定の濃度分布が形成されるように副ガス
   を添加し、前記粒状材料を利用して前記主ガスと前記副
   ガスとの反応を行うガス処理方法において、 前記移動層と接触して排出されたガス中の副ガス濃度に
   関する情報を取得し、前記排出される排ガス中の副ガス
   が少なくなるように、前記供給する主ガス中の副ガスの
   濃度分布を調節することを特徴とするガス処理方法。
8. 【請求項８】 所定の方向に移動される粒状材料の移動
   層に対して前記移動層の移動方向と略直交するように主
   ガスを供給し、前記供給する主ガスに対して前記移動層
   の移動方向に所定の濃度分布が形成されるように副ガス
   を添加し、前記粒状材料を利用して前記主ガスと前記副
   ガスとの反応を行うガス処理装置において、 前記移動層と接触して排出されたガス中の副ガス濃度に
   関する情報を取得する副ガス濃度取得手段と、 前記排出される排ガス中の副ガスが少なくなるように、
   前記供給する主ガス中の副ガスの濃度分布を調節する副
   ガス濃度調節手段と、 を備えることを特徴とするガス処理装置。