JP2010201412A - Method for removing so3 in exhaust gas - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特にボイラなどの燃焼により発生したSO3(三酸化硫黄)を含む排ガス中にアンモニア(NH3)を注入してSO3を除去する排ガス中のSO3除去方法に関する。 The present invention relates in particular SO 3 removal method in the exhaust gas to remove SO 3 by injecting ammonia (NH 3) in exhaust gas containing SO 3 generated by combustion, such as a boiler (sulfur trioxide).
ボイラ、燃焼炉等で発生する排ガスの処理方法として電気集塵機を用いた方法がある。このような排ガス中には、三酸化硫黄(SO3)が含まれている。特に硫黄成分を高濃度に含む重質油燃焼排ガスは、排ガス中のSO3の含有率も高くなる。SO3は、所定温度でミスト化して排ガス処理装置の各種機器および配管に付着すると腐食する問題がある。 As a method for treating exhaust gas generated in a boiler, a combustion furnace, etc., there is a method using an electric dust collector. Such exhaust gas contains sulfur trioxide (SO 3 ). In particular, heavy oil combustion exhaust gas containing a high concentration of sulfur components also has a high SO 3 content in the exhaust gas. SO 3 has a problem of being corroded when it is misted at a predetermined temperature and adheres to various devices and pipes of the exhaust gas treatment apparatus.
従来の排ガス中のSO3を除去する方法として、排ガス中にアンモニア(NH3)を注入し、SO3成分を硫酸アンモニウム((NH4)2SO4)として後段の電気集塵機で捕集する方法が知られている。 As a conventional method for removing SO 3 from exhaust gas, there is a method of injecting ammonia (NH 3 ) into the exhaust gas and collecting the SO 3 component as ammonium sulfate ((NH 4 ) 2 SO 4 ) with a subsequent electric dust collector. Are known.
アンモニアとSO3の反応による硫酸アンモニウムの生成反応を化学式1に示す。
化学式1に示すように硫酸アンモニウムが生成するためには、排ガス中のSO3が1モルに対し、アンモニアが2モル必要となる。
また硫酸アンモニウムの平衡反応を化学式2に示す。
The equilibrium reaction of ammonium sulfate is shown in
化学式2に示すように、アンモニアが過剰に存在しないと、硫酸水素アンモニウム(NH4HSO4)が生成してしまう。硫酸水素アンモニウムは、腐食性があり、電気集塵機の放電極等を腐食させる問題がある。
As shown in
硫酸水素アンモニウムは、排ガス温度が高くなると分解され易くなる。硫酸水素アンモニウムは液体で処理装置内の機械器具、配管に付着すると、ダストの払い落としが困難となり、メンテナンスに時間がかかるという問題がある。 Ammonium hydrogen sulfate tends to be decomposed when the exhaust gas temperature increases. When ammonium hydrogen sulfate is liquid and adheres to machinery and equipment in the processing apparatus, it is difficult to remove dust, and there is a problem that it takes time for maintenance.
このような硫酸水素アンモニウムの発生を抑制するには、過剰のアンモニアを注入する方法がある。しかし、過剰のアンモニアによって硫酸水素アンモニウムの発生を抑制することができるが、次のような問題が生じる。すなわち、未反応のアンモニアを処理する脱窒手段が必要となり設備コストが上がる。 In order to suppress such generation of ammonium hydrogen sulfate, there is a method of injecting excess ammonia. However, generation of ammonium hydrogen sulfate can be suppressed by excess ammonia, but the following problems arise. That is, denitrification means for treating unreacted ammonia is required, and the equipment cost increases.
上記のようなアンモニアの注入量を減らすため、従来、特許文献1,2に示す処理方法が開示されている。
特許文献1の排ガスの処理方法は、SO3を含有する排ガスの温度を約140℃以下に調温した後、アンモニアを注入してSO3を硫酸水素アンモニウムに転化した後、集塵機で捕集することが開示されている。
In order to reduce the amount of ammonia injected as described above, conventionally, treatment methods disclosed in
In the exhaust gas treatment method of
また特許文献2の排ガスのSO3捕集方法は、排ガス中に注入するアンモニアをSO3に対してモル比で2以上とし、かつ、排ガス温度を150℃以下となるようにして、排ガス中のSO3を捕集するようにしている。
Further, the SO 3 collection method for exhaust gas disclosed in
特許文献1,2の方法によれば、アンモニアの添加量を低減することができる。しかしながら、特許文献1,2に示すような排ガスの処理方法によれば、ボイラと電気集塵機の間に設けたガスヒータにより排ガス温度を硫酸水素アンモニウムが生じない温度となる150℃以下に制御しなければならない。この温度制御の際、前段のガスヒータにSO3が付着し腐食してしまうという問題があった。よって、ガスヒータによる温度制御は150℃よりも高い温度であることが望ましい。
According to the methods of
そこで本発明は、上記従来技術の問題点を解決するため、硫酸水素アンモニウムが生じる排ガス温度であっても、適切なアンモニア量を注入して電気集塵機の電極に付着したダストを落下させることができる排ガス中のSO3除去方法を提供することを目的としている。 Therefore, in order to solve the above-described problems of the prior art, the present invention can inject dust attached to the electrode of the electrostatic precipitator by injecting an appropriate amount of ammonia even at the exhaust gas temperature at which ammonium hydrogen sulfate is generated. and its object is to provide an SO 3 removal method in the exhaust gas.
本発明の排ガス中のSO3除去方法は、SO3を含む排ガス中にアンモニアを注入し、電気集塵機に導入して前記排ガス中のSO3を除去する排ガスのSO3除去方法において、硫酸水素アンモニウムの融点よりも高い排ガス温度に応じて、SO3に対するアンモニアの添加量を制御してSO3を除去することを特徴としている。 SO 3 removal method in the exhaust gas of the present invention, ammonia is injected into exhaust gas containing SO 3, in the SO 3 removal method of the exhaust gas to remove SO 3 in the exhaust gas is introduced into the electrostatic precipitator, ammonium hydrogen sulfate depending on the higher exhaust gas temperature than the melting point of, by controlling the amount of ammonia to SO 3 is characterized by the removal of SO 3.
本発明の排ガス中のSO3除去方法は、SO3を含む排ガス中にアンモニアを注入し、電気集塵手段に導入して前記排ガス中のSO3を除去する排ガスのSO3除去方法において、硫酸アンモニウム及び硫酸水素アンモニウムが発生する排ガス温度に応じて、SO3に対するアンモニアのモル比が、少なくとも、前記排ガス温度が150℃から180℃以下では、NH3/SO3モル比>2.2、前記排ガス温度が180℃から185℃では、NH3/SO3モル比>2.8、となるアンモニアを注入し、排ガス中のSO3を除去することを特徴としている。 SO 3 removal method in the exhaust gas of the present invention, ammonia is injected into exhaust gas containing SO 3, in the SO 3 removal method is introduced into an electrostatic precipitator unit exhaust gas for removing SO 3 in the exhaust gas, ammonium sulphate And the molar ratio of ammonia to SO 3 is at least NH 3 / SO 3 molar ratio> 2.2 when the exhaust gas temperature is 150 ° C. to 180 ° C. or less, depending on the exhaust gas temperature at which ammonium hydrogen sulfate is generated. When the temperature is from 180 ° C. to 185 ° C., ammonia having an NH 3 / SO 3 molar ratio> 2.8 is injected to remove SO 3 in the exhaust gas.
本発明の排ガス中のSO3除去方法は、SO3を含む排ガス中にアンモニアを注入し、電気集塵手段に導入して前記排ガス中のSO3を除去する排ガスのSO3除去方法において、硫酸アンモニウム及び硫酸水素アンモニウムが発生する排ガス温度に応じて、SO3に対するアンモニアのモル比が、少なくとも、前記排ガス温度が150℃から160℃では、NH3/SO3モル比>2.8、前記排ガス温度が160℃から180℃では、NH3/SO3モル比>5.0、前記排ガス温度が180℃以上では、NH3/SO3モル比>10.0、となるアンモニアを注入し、排ガス中のSO3を除去することを特徴としている。 SO 3 removal method in the exhaust gas of the present invention, ammonia is injected into exhaust gas containing SO 3, in the SO 3 removal method is introduced into an electrostatic precipitator unit exhaust gas for removing SO 3 in the exhaust gas, ammonium sulphate And the molar ratio of ammonia to SO 3 is at least NH 3 / SO 3 molar ratio> 2.8 when the exhaust gas temperature is 150 ° C. to 160 ° C., depending on the exhaust gas temperature at which ammonium hydrogen sulfate is generated. Is 160 ° C. to 180 ° C., NH 3 / SO 3 molar ratio> 5.0, and when the exhaust gas temperature is 180 ° C. or higher, NH 3 / SO 3 molar ratio> 10.0 is injected. It is characterized by removing SO 3 .
本発明の排ガス中のSO3除去方法は、SO3を含む排ガス中にアンモニアを注入し、電気集塵手段に導入して前記排ガス中のSO3を除去する排ガスのSO3除去方法において、硫酸アンモニウム及び硫酸水素アンモニウムが発生する排ガス温度に応じて、SO3に対するアンモニアのモル比が、前記排ガス温度が175℃では、NH3/SO3モル比2.5〜3.0となるアンモニアを注入し、前記SO3を含む排ガス中の水分量が20%以下で、排ガス中のSO3を除去することを特徴としている。 SO 3 removal method in the exhaust gas of the present invention, ammonia is injected into exhaust gas containing SO 3, in the SO 3 removal method is introduced into an electrostatic precipitator unit exhaust gas for removing SO 3 in the exhaust gas, ammonium sulphate and in response to the temperature of the exhaust gas ammonium bisulfate is produced, the molar ratio of ammonia to SO 3 is the the exhaust gas temperature is 175 ° C., poured ammonia as the NH 3 / SO 3 molar ratio from 2.5 to 3.0 In addition, the water content in the exhaust gas containing SO 3 is 20% or less, and SO 3 in the exhaust gas is removed.
上記構成による本発明の排ガス中のSO3除去方法によれば、硫酸水素アンモニウムが発生する排ガス温度であっても、ガス温度に対応してNH3/SO3モル比を制御することで放電線へダストを付着させて、ダストの固着による荷電不良を抑制して電気集塵手段の稼働時間を長期化させつつ、注入するアンモニア量の低減化を図ることができる。 According to the SO 3 removal method from the exhaust gas of the present invention having the above-described configuration, even if the exhaust gas temperature at which ammonium bisulfate is generated, the discharge wire can be controlled by controlling the NH 3 / SO 3 molar ratio corresponding to the gas temperature. It is possible to reduce the amount of ammonia to be injected while adhering dust to the surface and suppressing charging failure due to dust adhering to prolong the operating time of the electrostatic precipitator.
また、従来、2台の電気集塵機により稼動とメンテナンスを交互に実施していたが、メンテナンス頻度を抑制できるため、1台の電気集塵機で稼働時間を長期化することができ、設備コストの低減化を図ることができる。 Conventionally, operation and maintenance were performed alternately with two electrostatic precipitators. However, since the frequency of maintenance can be suppressed, the operation time can be extended with a single electrostatic precipitator, reducing equipment costs. Can be achieved.
本発明の排ガス中のSO3除去方法の実施形態を添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
図1は本発明の排ガス中のSO3除去方法を適用する排ガス処理装置の構成概略を示す図である。図示のように、排ガス中のSO3除去装置10は、ボイラ12と、ガスヒータ(GAH)14と、アンモニア注入手段16と、温度センサ18と、SO3濃度測定手段20と、制御手段22と、電気集塵機24と、煙突26と、を主な構成要件としている。
An embodiment of the method for removing SO 3 in exhaust gas of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an exhaust gas treatment apparatus to which the SO 3 removal method in exhaust gas of the present invention is applied. As shown in the figure, the SO 3 removal device 10 in the exhaust gas includes a
排ガス中のSO3除去装置10は、ボイラ12から末端の煙突26までの煙道に、ガスヒータ14と電気集塵機24の順で配置されている。
ガスヒータ14は、ボイラから排出された排ガスの温度制御を行なっている。温度制御された排ガスは電気集塵機24に導入されて、ガス中の塵埃が捕集され、末端の煙突26から大気へ排出されるようになっている。
The SO 3 removal device 10 in the exhaust gas is arranged in the order of the
The
またガスヒータ14と電気集塵機24との間の煙道には、アンモニア注入手段16と、温度センサ18とSO3濃度測定手段20が取り付けられている。
アンモニア注入手段16は、ガスヒータから排出された煙道中の排ガスにガス状のアンモニアを注入している。これにより排ガス中に含まれるSO3は、アンモニアによって中和されて硫酸アンモニウムとなる。アンモニア注入手段16は、後述する制御手段22から入力された制御信号に基づく所定のアンモニア注入量を注入している。
An ammonia injection means 16, a
The ammonia injection means 16 injects gaseous ammonia into the flue gas exhausted from the gas heater. As a result, SO 3 contained in the exhaust gas is neutralized by ammonia to become ammonium sulfate. The ammonia injection means 16 injects a predetermined ammonia injection amount based on a control signal input from the control means 22 described later.
温度センサ18は、ガスヒータ14から排出された排ガスが後段の電気集塵機24へと導入される入口の温度を測定し、後述する制御手段22へ測定値を出力している。
SO3濃度測定手段20は、ガスヒータ14から排出された煙道中の排ガスに含まれるSO3濃度を測定するものである。SO3濃度測定手段20は、具体的にはガスヒータ14からの排ガス中に含まれるSO3を一般的な方法により測定している。
The
The SO 3 concentration measuring means 20 measures the concentration of SO 3 contained in the flue gas exhausted from the
制御手段22は、前記アンモニア注入手段16と、前記温度センサ18と電気的に接続している。また制御手段22には、SO3濃度測定手段20によるSO3濃度の測定値が入力される。制御手段22は、温度センサ18とSO3濃度測定手段20の測定値に基づいて、アンモニア注入量を演算し、アンモニア注入手段16に所定のアンモニア注入量の制御信号を出力するようにしている。
The control means 22 is electrically connected to the ammonia injection means 16 and the
次に上記構成による本発明の排ガス中のSO3除去方法について説明する。
ボイラ12から排出されたSO3を含む排ガスは、ガスヒータ14に導入されて硫酸水素アンモニウムの融点よりも高い温度、好ましくは150℃よりも高い温度に温度制御される。そして温度制御された排ガスは、ガスヒータ14と電気集塵機24の間の煙道に導入される。このとき、SO3濃度測定手段20により排ガス中のSO3濃度が測定される。SO3濃度測定手段20による測定値が制御手段22へ出力される。また温度センサ18により電気集塵機24の入口の排ガス温度が測定されて、測定値が制御手段22へ出力される。
Next, the SO 3 removal method in the exhaust gas of the present invention having the above-described configuration will be described.
The exhaust gas containing SO 3 discharged from the
制御手段22では、入力されたSO3濃度と排ガス温度の測定値に基づいて、SO3の中和に必要なアンモニア注入量を演算して、所定のアンモニア注入量となる制御信号をアンモニア注入手段16へ出力している。 The control means 22 calculates the ammonia injection amount required for neutralization of SO 3 based on the input SO 3 concentration and the measured value of the exhaust gas temperature, and sends a control signal for a predetermined ammonia injection amount to the ammonia injection means. 16 is output.
ここで、本発明では、アンモニアの注入量を演算するにあたり、次のような放電線へのダスト固着による評価試験を行なった。
まず排ガス中のSO3除去装置の運転条件を、電界強度:6kV/cm、電流密度:8.3mA/m2〜12.9mA/m2、ガス流量:30m3/h、ガス温度:150℃〜185℃、SO3濃度:50ppm、NH3/SO3モル比:2.2〜10に設定した。
Here, in the present invention, in calculating the injection amount of ammonia, the following evaluation test by dust adhering to the discharge line was performed.
First, the operating conditions of the SO 3 removal device in the exhaust gas are as follows: electric field strength: 6 kV / cm, current density: 8.3 mA / m 2 to 12.9 mA / m 2 , gas flow rate: 30 m 3 / h, gas temperature: 150 ° C. ˜185 ° C., SO 3 concentration: 50 ppm, NH 3 / SO 3 molar ratio: 2.2-10.
図2は、排ガス温度:155℃,175℃,185℃とし、NH3/SO3モル比:2.2,2.8,3.5,5.0,10.0における放電線のダストの固着状態を示す表である。図中の丸印は放電線を槌打した後、ダストの固着がない状態(固着したダストのうち残存率が10%以下)、三角印は放電線を槌打した後、ダストの固着量は減少するが、固着したダストのうち残存率が10%〜50%の状態、バツ印は放電線を槌打した後、固着したダストのうち残存率が50%以上の状態、をそれぞれ示している。 FIG. 2 shows the dust of discharge lines at exhaust gas temperatures of 155 ° C., 175 ° C., and 185 ° C., and NH 3 / SO 3 molar ratios: 2.2, 2.8, 3.5, 5.0, and 10.0. It is a table | surface which shows an adhering state. The circles in the figure show the state where dust is not fixed after the discharge line is beaten (the remaining rate of the fixed dust is 10% or less), and the triangle mark shows the amount of dust stuck after the discharge line is beaten. Although it decreases, the remaining rate of the fixed dust is 10% to 50%, and the cross indicates the state of the fixed dust remaining 50% or more after hitting the discharge line. .
図示のように、排ガス温度:155℃,NH3/SO3モル比:2.2、排ガス温度:175℃,NH3/SO3モル比:2.2、排ガス温度:175℃,NH3/SO3モル比:2.8、排ガス温度:175℃,NH3/SO3モル比:3.5、排ガス温度:185℃,NH3/SO3モル比:3.5、排ガス温度:185℃,NH3/SO3モル比:5.0の場合、放電線を槌打した後ダストの固着(槌打後のダスト固着の残存率10%〜50%)が発生する。 As shown in the figure, exhaust gas temperature: 155 ° C., NH 3 / SO 3 molar ratio: 2.2, exhaust gas temperature: 175 ° C., NH 3 / SO 3 molar ratio: 2.2, exhaust gas temperature: 175 ° C., NH 3 / SO 3 molar ratio: 2.8, exhaust gas temperature: 175 ° C., NH 3 / SO 3 molar ratio: 3.5, exhaust gas temperature: 185 ° C., NH 3 / SO 3 molar ratio: 3.5, exhaust gas temperature: 185 ° C. , NH 3 / SO 3 molar ratio: 5.0, dust sticking occurs after hitting the discharge line (the residual rate of dust sticking after hitting is 10% to 50%).
また排ガス温度:185℃,NH3/SO3モル比:2.8以下では放電線を槌打した後、固着したダストのうち残存率が50%以上の状態となる。
一方、排ガス温度:155℃、NH3/SO3モル比:2.8以上、排ガス温度:175℃、NH3/SO3モル比:5.0以上、排ガス温度:185℃、NH3/SO3モル比:10.0では、放電線を槌打した後ダストの固着(槌打後のダスト固着の残存率10%以下)がほとんど発生していない。
Further, when the exhaust gas temperature is 185 ° C. and the NH 3 / SO 3 molar ratio is 2.8 or less, after the discharge wire is beaten, the residual rate of the fixed dust becomes 50% or more.
On the other hand, exhaust gas temperature: 155 ° C., NH 3 / SO 3 molar ratio: 2.8 or higher, exhaust gas temperature: 175 ° C., NH 3 / SO 3 molar ratio: 5.0 or higher, exhaust gas temperature: 185 ° C., NH 3 / SO At a 3 molar ratio of 10.0, almost no dust adheres after the discharge line is beaten (the residual rate of dust adherence after beating is 10% or less).
上記結果は、NH3/SO3モル比が低い場合、硫酸アンモニウムではなく、硫酸水素アンモニウムが生成される。硫酸水素アンモニウムの融点は約147℃であり、溶解することで固着が発生すると考えられる。
一方、NH3/SO3モル比が高い場合、硫酸アンモニウムのみの生成であるため、固着することなく、槌打により付着したダストを捕集することができると考えられる。
The above results show that when the NH 3 / SO 3 molar ratio is low, ammonium hydrogen sulfate is produced instead of ammonium sulfate. The melting point of ammonium hydrogen sulfate is about 147 ° C., and it is considered that fixing occurs when dissolved.
On the other hand, when the NH 3 / SO 3 molar ratio is high, it is considered that only the ammonium sulfate is generated, so that the dust adhered by the strike can be collected without sticking.
また排ガス温度が高温の場合、硫酸水素三アンモニウムが生成されることが確認できた。硫酸水素三アンモニウムは、硫酸アンモニウム1モルと硫酸水素アンモニウム1モルが反応して生成される。このため硫酸水素三アンモニウムは生成過程において硫酸水素アンモニウムを経由しているため、固着が発生すると考えられる。 Further, it was confirmed that triammonium hydrogen sulfate was produced when the exhaust gas temperature was high. Triammonium hydrogen sulfate is produced by reacting 1 mol of ammonium sulfate with 1 mol of ammonium hydrogen sulfate. For this reason, since triammonium hydrogen sulfate passes through ammonium hydrogen sulfate in the production process, it is considered that sticking occurs.
NH3/SO3モル比2.8のとき、温度の上昇に伴って、ダストの固着も増加している。これは、温度上昇によってNH3分子が硫酸アンモニウムから放出されやすくなり、硫酸水素アンモニウムや硫酸水素三アンモニウムになりやすくなるため、固着量が増加すると考えられる。また温度が高いとNH3ガス−SO3ガス反応により発生した浮遊粒子同士の衝突・縮合頻度が高くなり、放電線上で巨大化することで固着が激しくなると考えられる。 When the NH 3 / SO 3 molar ratio is 2.8, the sticking of dust increases as the temperature rises. This is presumably because NH 3 molecules are easily released from ammonium sulfate due to temperature rise, and are likely to be ammonium hydrogen sulfate or triammonium hydrogen sulfate, so that the amount of fixing is increased. Further, when the temperature is high, the collision / condensation frequency between the floating particles generated by the NH 3 gas-SO 3 gas reaction is increased, and it is considered that the fixation becomes intense by enlarging on the discharge line.
また排ガス温度185度でNH3/SO3モル比を増加させると固着率が低下している。これはNH3分子が放出されにくいために硫酸アンモニウムで安定する。このため、モル比が高い条件では固着が発生しにくくなると考えられる。 Further, when the NH 3 / SO 3 molar ratio is increased at an exhaust gas temperature of 185 ° C., the fixation rate is lowered. This is stabilized with ammonium sulfate because NH 3 molecules are less likely to be released. For this reason, it is considered that sticking hardly occurs under a high molar ratio.
図3は電流密度と経過時間の関係を示す図である。なお図中横軸は経過時間(h)、縦軸は電流密度(mA/m2)、丸印は排ガス温度175℃,NH3/SO3モル比2.2、四角印は排ガス温度155℃、NH3/SO3モル比2.8、三角印は排ガス温度185℃、NH3/SO3モル比10.0をそれぞれ示している。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between current density and elapsed time. In the figure, the horizontal axis represents the elapsed time (h), the vertical axis represents the current density (mA / m 2 ), the circle represents the
排ガス温度:175℃、NH3/SO3モル比:2.2の場合、図3中の丸印に示すように、放電線を槌打しても、時間の経過と共に電流密度が約半分(5mA/m2)まで低下してしまう。これはNH3/SO3モル比が低く、硫酸水素アンモニウムが生成され、溶解することで固着が発生すると考えられる。従って槌打によっても放電線に固着したダストが残存し、荷電不良が発生するためと考えられる。 In the case of exhaust gas temperature: 175 ° C. and NH 3 / SO 3 molar ratio: 2.2, as shown by the circle in FIG. 5 mA / m 2 ). This is because NH 3 / SO 3 molar ratio is low, and ammonium hydrogen sulfate is produced, and it is considered that fixation occurs when dissolved. Therefore, it is considered that the dust adhered to the discharge line remains even by the striking and a charging failure occurs.
一方、排ガス温度:155℃、NH3/SO3モル比:2.8、及び排ガス温度:185℃、NH3/SO3モル比:10.0の場合、図3の四角印、三角印に示すように時間の経過に伴い、電流密度の低下は見られなかった。この場合モル比の増加に伴っても電流密度の低下を抑制することができた。 On the other hand, when the exhaust gas temperature is 155 ° C., the NH 3 / SO 3 molar ratio is 2.8, and the exhaust gas temperature is 185 ° C. and the NH 3 / SO 3 molar ratio is 10.0, the square marks and triangle marks in FIG. As shown, no decrease in current density was observed over time. In this case, a decrease in current density could be suppressed even with an increase in molar ratio.
図4は放電線とダスト固着の影響を示す説明図である。なお図中横軸は温度(℃)、縦軸はNH3/SO3モル比をそれぞれ示している。また図中の破線は、放電線に付着したダストの全体固化を示し、実線は、放電線に付着したダストの固化なしを示している。 FIG. 4 is an explanatory diagram showing the influence of discharge lines and dust adhesion. In the figure, the horizontal axis represents temperature (° C.), and the vertical axis represents the NH 3 / SO 3 molar ratio. Moreover, the broken line in a figure shows the whole solidification of the dust adhering to a discharge line, and the continuous line has shown no solidification of the dust adhering to a discharge line.
図示のように、本発明では、少なくとも、前記排ガスのガス温度に対応してSO3に対するアンモニアのモル比を、排ガス温度150℃から180℃では、NH3/SO3モル比>2.2、排ガス温度180℃〜185℃では、NH3/SO3モル比>2.8と設定することができる。 As shown in the drawing, in the present invention, at least the molar ratio of ammonia to SO 3 corresponding to the gas temperature of the exhaust gas is NH 3 / SO 3 molar ratio> 2.2 at an exhaust gas temperature of 150 to 180 ° C. When the exhaust gas temperature is 180 ° C. to 185 ° C., the NH 3 / SO 3 molar ratio can be set to> 2.8.
これにより放電線に固着するダストは、放電線の槌打によって残存率が10%〜50%の状態となる。上記モル比の領域では、図3に示すように電流密度の低下が発生するが、アンモニア注入量の低減化を図りつつ、電流密度の低下を遅らせることができる。 As a result, the dust adhering to the discharge line is in a state where the residual rate is 10% to 50% by the strike of the discharge line. In the region of the molar ratio, a decrease in current density occurs as shown in FIG. 3, but the decrease in current density can be delayed while reducing the amount of ammonia injected.
また、より好ましくは、前記NH3/SO3モル比は、硫酸水素アンモニアの融点よりも高い温度、具体的には150℃よりも高い温度において、排ガス温度150℃から160℃以下では、NH3/SO3モル比>2.8、排ガス温度160℃から180℃では、NH3/SO3モル比>5.0、排ガス温度が180℃以上では、NH3/SO3モル比>10.0、と設定することができる。
More preferably, the NH 3 / SO 3 molar ratio is such that the NH 3 / SO 3 molar ratio is higher than the melting point of ammonia hydrogen sulfate, specifically at a temperature higher than 150 ° C., and at an exhaust gas temperature of 150 ° C. to 160 ° C., NH 3 / SO 3 molar ratio> 2.8,
これにより放電線に付着するダストは全体が固化し、放電線の槌打によって残存率が10%以下となる。上記モル比の領域では図3に示すように時間の経過とともに、電流密度の低下が発生しておらず、アンモニア注入量の低減化を図りつつ、電流密度の低下を抑制することができる。 As a result, the dust adhering to the discharge line is solidified as a whole, and the residual rate is reduced to 10% or less by striking the discharge line. In the region of the above molar ratio, as shown in FIG. 3, the current density does not decrease with time, and the current density can be suppressed while reducing the ammonia injection amount.
図5はNH3/SO3モル比が2.5〜3.0の範囲であって、排ガスの水分量と温度の関係における放電線のダストの固着状態を示す表である。図中の丸印、三角印、バツ印は前述図2における丸印、三角印、バツ印と同様に、丸印は放電線を槌打した後、ダストの固着がない状態(固着したダストのうち残存率が10%以下)、三角印は放電線を槌打した後、ダストの固着量は減少するが、固着したダストのうち残存率が10%〜50%の状態、バツ印は放電線を槌打した後、固着したダストのうち残存率が50%以上の状態のダストの固着状態を示している。 FIG. 5 is a table showing NH 3 / SO 3 molar ratio in the range of 2.5 to 3.0, and the state of dust adhering to the discharge line in the relationship between the moisture content of exhaust gas and the temperature. The circle mark, triangle mark, and cross mark in the figure are the same as the circle mark, triangle mark, and cross mark in FIG. 2 described above. (The remaining rate is 10% or less), and the triangular mark shows the state where the dust adhesion amount decreases after the discharge wire is beaten, but the residual rate is 10% to 50% of the fixed dust. After the beating, the fixed state of the dust with the remaining rate of 50% or more of the fixed dust is shown.
図示のように排ガス温度が155℃で、排ガス中の水分量が0の場合、放電線を槌打した後ダストの固着(槌打後のダスト固着の残存率10%以下)はほとんど発生していない。また排ガス中の水分量を20,40,60と増加させても同様の結果となった。 As shown in the figure, when the exhaust gas temperature is 155 ° C. and the moisture content in the exhaust gas is 0, dust sticking after the discharge wire is beaten (the residual rate of dust sticking after beating is 10% or less) is almost generated. Absent. The same result was obtained even when the amount of water in the exhaust gas was increased to 20, 40, 60.
また排ガス温度が165℃で、排ガス中の水分量が0の場合、放電線を槌打した後ダストの固着(槌打後のダスト固着の残存率10%〜50%)が発生する。そして排ガス中の水分量を20,40,60と増加させても同様の結果となった。 In addition, when the exhaust gas temperature is 165 ° C. and the moisture content in the exhaust gas is 0, dust sticking occurs after the discharge wire is beaten (the residual rate of dust sticking after beating is 10% to 50%). The same result was obtained even when the amount of water in the exhaust gas was increased to 20, 40, 60.
排ガス温度が175℃で、排ガス中の水分量が0,20の場合、放電線を槌打した後ダストの固着(槌打後のダスト固着の残存率10%〜50%)が発生する。一方、水分量が40,60の場合、放電線を槌打した後、固着したダストのうち残存率が50%以上の状態となる。
排ガス温度が185℃、195℃で、水分量が0の場合、放電線を槌打した後、固着したダストのうち残存率が50%以上の状態となる。また水分量を20,40,60と増加させても同様の結果となった。
When the exhaust gas temperature is 175 ° C. and the moisture content in the exhaust gas is 0.20, dust sticking occurs after the discharge wire is beaten (the residual rate of dust sticking after beating is 10% to 50%). On the other hand, when the moisture content is 40, 60, after the discharge line is beaten, the residual rate of the fixed dust becomes 50% or more.
When the exhaust gas temperature is 185 ° C. and 195 ° C. and the water content is 0, after the discharge wire is beaten, the remaining rate of the fixed dust becomes 50% or more. The same result was obtained even when the water content was increased to 20, 40, 60.
このように温度155度、165度、185度、195度では、それぞれ水分量の増加に係らずダストの固着状態は一定の状態を示している。一方、排ガス温度が175℃の場合、排ガス中の水分量が20%よりも多い場合には、槌打後のダスト固着の残存率が50%以上となり、荷電不良の原因となり易いが、排ガス中の水分量が0又は20%以下であれば、槌打後のダスト固着の残存率10%〜50%となり、ダストの固着を低減できることが判明した。これは反応によって生成される硫酸水素アンモニウムや硫酸水素三アンモニウムは吸湿性が高く、かつ水溶性の性質である。このため水分量が20%よりも多い条件の場合には粒子が排ガス中の水分を吸収して、粒子同士が結合してしまい固着が進行し易くなることが考えられる。 In this way, at temperatures of 155 degrees, 165 degrees, 185 degrees, and 195 degrees, the fixed state of dust shows a constant state regardless of the increase in the amount of water. On the other hand, when the exhaust gas temperature is 175 ° C., and the moisture content in the exhaust gas is more than 20%, the residual rate of dust fixation after striking is 50% or more, which is likely to cause charging failure. It was found that if the amount of water was 0 or 20% or less, the residual rate of dust fixation after striking was 10% to 50%, and dust fixation could be reduced. This is because ammonium bisulfate and triammonium hydrogen sulfate produced by the reaction are highly hygroscopic and water-soluble. For this reason, when the moisture content is more than 20%, the particles absorb moisture in the exhaust gas, and the particles are bound to each other, so that the fixation can easily proceed.
またNH3/SO3モル比が2.5〜3.0の条件下で、排ガス温度が185度以上の高温の場合には、排ガス温度を155度まで低下させることによって、放電線を槌打した後ダストの固着を低下させることができる。従って排ガス温度が高温の場合、ダストの固着を低減させるためには、排ガス温度を155度まで低下させると良い。なお排ガス温度の制御はガスヒータ14により調整することができる。
In addition, when the exhaust gas temperature is a high temperature of 185 ° C. or higher under the NH 3 / SO 3 molar ratio of 2.5 to 3.0, the discharge line is beaten by reducing the exhaust gas temperature to 155 ° C. After that, the adhesion of dust can be reduced. Therefore, when the exhaust gas temperature is high, the exhaust gas temperature is preferably lowered to 155 degrees in order to reduce dust adhesion. The exhaust gas temperature can be controlled by the
以上より、本実施例では、硫酸水素アンモニアが発生するガス温度によりモル比を制御することで、過剰なアンモニア注入を低減しつつ、荷電不良を起こさない処理運転が可能となる。また本発明の除去方法により、アンモニア注入量の低減、メンテナンス頻度の低減化が可能となり、より経済的に排ガス中のSO3の処理を行うことができる。 As described above, in this embodiment, by controlling the molar ratio according to the gas temperature at which ammonia hydrogensulfate is generated, it is possible to perform a treatment operation that does not cause defective charging while reducing excessive ammonia injection. Further, the removal method of the present invention makes it possible to reduce the ammonia injection amount and the maintenance frequency, and to more efficiently treat SO 3 in the exhaust gas.
10………排ガス中のSO3除去装置、12………ボイラ、14………ガスヒータ(GHA)、16………アンモニア注入手段、18………温度センサ、20………SO3濃度測定手段、22………制御手段、24………電気集塵機、26………煙突。
SO 3 removing
Claims (4)
硫酸水素アンモニウムの融点より高い排ガス温度に応じて、SO3に対するアンモニアの添加量を制御してSO3を除去することを特徴とする排ガス中のSO3除去方法。 In the exhaust gas SO 3 removal method of injecting ammonia into the exhaust gas containing SO 3 and introducing it into an electric dust collecting means to remove SO 3 in the exhaust gas,
A method for removing SO 3 in exhaust gas, wherein SO 3 is removed by controlling the amount of ammonia added to SO 3 in accordance with an exhaust gas temperature higher than the melting point of ammonium hydrogen sulfate.
硫酸アンモニウム及び硫酸水素アンモニウムが発生する排ガス温度に応じて、SO3に対するアンモニアのモル比が、少なくとも、
前記排ガス温度が150℃から180℃では、NH3/SO3モル比>2.2、
前記排ガス温度が180℃から185℃では、NH3/SO3モル比>2.8、
となるアンモニアを注入し、排ガス中のSO3を除去することを特徴とする排ガス中のSO3除去方法。 In the exhaust gas SO 3 removal method of injecting ammonia into the exhaust gas containing SO 3 and introducing it into an electric dust collecting means to remove SO 3 in the exhaust gas,
Depending on the exhaust gas temperature at which ammonium sulfate and ammonium hydrogen sulfate are generated, the molar ratio of ammonia to SO 3 is at least:
When the exhaust gas temperature is 150 ° C. to 180 ° C., NH 3 / SO 3 molar ratio> 2.2,
When the exhaust gas temperature is from 180 ° C. to 185 ° C., NH 3 / SO 3 molar ratio> 2.8,
Become ammonia was injected, SO 3 removal method in the exhaust gas, characterized in that the removal of SO 3 in the exhaust gas.
硫酸アンモニウム及び硫酸水素アンモニウムが発生する排ガス温度に応じて、SO3に対するアンモニアのモル比が、少なくとも、
前記排ガス温度が150℃から160℃では、NH3/SO3モル比>2.8、
前記排ガス温度が160℃から180℃では、NH3/SO3モル比>5.0、
前記排ガス温度が180℃以上では、NH3/SO3モル比>10.0、
となるアンモニアを注入し、排ガス中のSO3を除去することを特徴とする排ガス中のSO3除去方法。 In the exhaust gas SO 3 removal method of injecting ammonia into the exhaust gas containing SO 3 and introducing it into an electric dust collecting means to remove SO 3 in the exhaust gas,
Depending on the exhaust gas temperature at which ammonium sulfate and ammonium hydrogen sulfate are generated, the molar ratio of ammonia to SO 3 is at least:
When the exhaust gas temperature is 150 ° C. to 160 ° C., NH 3 / SO 3 molar ratio> 2.8,
When the exhaust gas temperature is 160 ° C. to 180 ° C., NH 3 / SO 3 molar ratio> 5.0,
When the exhaust gas temperature is 180 ° C. or higher, NH 3 / SO 3 molar ratio> 10.0,
Become ammonia was injected, SO 3 removal method in the exhaust gas, characterized in that the removal of SO 3 in the exhaust gas.
硫酸アンモニウム及び硫酸水素アンモニウムが発生する排ガス温度に応じて、SO3に対するアンモニアのモル比が、
前記排ガス温度が175℃では、NH3/SO3モル比2.5〜3.0となるアンモニアを注入し、
前記SO3を含む排ガス中の水分量が20%以下で、排ガス中のSO3を除去することを特徴とする排ガス中のSO3除去方法。 In the exhaust gas SO 3 removal method of injecting ammonia into the exhaust gas containing SO 3 and introducing it into an electric dust collecting means to remove SO 3 in the exhaust gas,
Depending on the exhaust gas temperature at which ammonium sulfate and ammonium hydrogen sulfate are generated, the molar ratio of ammonia to SO 3 is
When the exhaust gas temperature is 175 ° C., ammonia with an NH 3 / SO 3 molar ratio of 2.5 to 3.0 is injected,
The moisture content in exhaust gas containing SO 3 is less than 20%, SO 3 removal method in the exhaust gas, which comprises removing the SO 3 in the exhaust gas.
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