JP2517838B2 - 粉粒流動層脱硫方法 - Google Patents
粉粒流動層脱硫方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、各種産業排ガス等に含
まれる亜硫酸ガス（ＳＯ2 ) 又は無水硫酸ガス（Ｓ
Ｏ3 ) などのＳＯｘを効率的に除去する粉粒流動層によ
る脱硫方法に関する。
まれる亜硫酸ガス（ＳＯ2 ) 又は無水硫酸ガス（Ｓ
Ｏ3 ) などのＳＯｘを効率的に除去する粉粒流動層によ
る脱硫方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃焼排ガスや化学工場の排ガスなど各種
産業排ガスの大気中への放出については、公害防止、環
境保全の観点から種々の規制措置がとられている。その
ためＳＯ2 やＳＯ3 などのＳＯｘ及び酸化窒素類の除去
は重要な問題であり、効率的かつ経済的な除去方法の開
発が望まれている。なかでもＳＯ2 やＳＯ3 などのＳＯ
ｘの除去方法として、乾式の脱硫方法は装置コストが安
価であるため、広く産業界で用いられている。
産業排ガスの大気中への放出については、公害防止、環
境保全の観点から種々の規制措置がとられている。その
ためＳＯ2 やＳＯ3 などのＳＯｘ及び酸化窒素類の除去
は重要な問題であり、効率的かつ経済的な除去方法の開
発が望まれている。なかでもＳＯ2 やＳＯ3 などのＳＯ
ｘの除去方法として、乾式の脱硫方法は装置コストが安
価であるため、広く産業界で用いられている。
【０００３】上記の乾式脱硫方法の一つとして、燃焼ボ
イラ装置内あるいはボイラに隣接した煙道内に石灰石や
ドロマイトなどなどの脱硫剤粒子を投入し、流動層を形
成させて脱硫を行う方法がある。ところが従来の方法に
おいては使用する脱硫剤の粒子が比較的大きいため、Ｓ
Ｏｘと脱硫剤である石灰石やドロマイトなどが反応して
脱硫剤表面に形成される石膏などの化合物が、脱硫反応
速度を著しく低下させるため脱硫効率が低いという欠点
を有している。脱硫剤の粒子径を小さくすれば、脱硫反
応の反応速度は著しく大きくなるが、多量のガスの処理
が必要な排煙脱硫では、粒子の装置内での滞留時間が小
さくなり、脱硫効率が低下してしまう。本発明者らは、
脱硫剤粒子を用いた流動層形式の脱硫方法について種々
検討の結果、脱硫性能を持たないシリカサンド、川砂、
アルミナなどの媒体粒子により流動層を形成させ、そこ
に微粒子状の脱硫剤を添加すると、脱硫剤微粒子は媒体
粒子の表面に付着し、気流により運び去られることなく
脱硫剤の流動層を形成でき、脱硫性能の高い粉粒流動層
脱硫装置を形成できることを見出し先に特許出願した
（特願平４−１３０７１５号）。
イラ装置内あるいはボイラに隣接した煙道内に石灰石や
ドロマイトなどなどの脱硫剤粒子を投入し、流動層を形
成させて脱硫を行う方法がある。ところが従来の方法に
おいては使用する脱硫剤の粒子が比較的大きいため、Ｓ
Ｏｘと脱硫剤である石灰石やドロマイトなどが反応して
脱硫剤表面に形成される石膏などの化合物が、脱硫反応
速度を著しく低下させるため脱硫効率が低いという欠点
を有している。脱硫剤の粒子径を小さくすれば、脱硫反
応の反応速度は著しく大きくなるが、多量のガスの処理
が必要な排煙脱硫では、粒子の装置内での滞留時間が小
さくなり、脱硫効率が低下してしまう。本発明者らは、
脱硫剤粒子を用いた流動層形式の脱硫方法について種々
検討の結果、脱硫性能を持たないシリカサンド、川砂、
アルミナなどの媒体粒子により流動層を形成させ、そこ
に微粒子状の脱硫剤を添加すると、脱硫剤微粒子は媒体
粒子の表面に付着し、気流により運び去られることなく
脱硫剤の流動層を形成でき、脱硫性能の高い粉粒流動層
脱硫装置を形成できることを見出し先に特許出願した
（特願平４−１３０７１５号）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記粉粒流動層脱硫装
置は、優れた脱硫効率を示すものであるが、脱硫には７
００℃以上の温度を必要とし、ボイラ装置内あるいはそ
の近傍にしか設置できないという問題があった。本発明
は、このような従来の乾式脱硫方法の欠点を解消し、比
較的低温において効率的な脱硫を行うことのできる方法
を提供することを目的とする。
置は、優れた脱硫効率を示すものであるが、脱硫には７
００℃以上の温度を必要とし、ボイラ装置内あるいはそ
の近傍にしか設置できないという問題があった。本発明
は、このような従来の乾式脱硫方法の欠点を解消し、比
較的低温において効率的な脱硫を行うことのできる方法
を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記粉粒流動
層脱硫装置においても、特定の脱硫剤を選ぶことによ
り、低温における脱硫が可能であることを見出した結果
に基づくものである。すなわち、本発明は、ＳＯｘを含
むガスに対しては脱硫性能を持たない粒径２００〜２０
００μｍ程度の不活性な粒子（媒体粒子）を１００℃以
上７００℃未満の温度で流動化している装置内に、粒径
１〜８０μｍ程度の脱硫剤微粒子を連続投入し、脱硫剤
微粒子を媒体粒子と一緒に流動化させて流動層を形成す
ると同時に脱硫反応を行わせてＳＯｘを含むガスの連続
脱硫を行わせ、脱硫剤微粒子を脱硫後のガスと一緒に流
出させるとともに脱硫剤微粒子のみをバグフィルタで捕
集することを特徴とする粉粒流動層脱硫方法である。
層脱硫装置においても、特定の脱硫剤を選ぶことによ
り、低温における脱硫が可能であることを見出した結果
に基づくものである。すなわち、本発明は、ＳＯｘを含
むガスに対しては脱硫性能を持たない粒径２００〜２０
００μｍ程度の不活性な粒子（媒体粒子）を１００℃以
上７００℃未満の温度で流動化している装置内に、粒径
１〜８０μｍ程度の脱硫剤微粒子を連続投入し、脱硫剤
微粒子を媒体粒子と一緒に流動化させて流動層を形成す
ると同時に脱硫反応を行わせてＳＯｘを含むガスの連続
脱硫を行わせ、脱硫剤微粒子を脱硫後のガスと一緒に流
出させるとともに脱硫剤微粒子のみをバグフィルタで捕
集することを特徴とする粉粒流動層脱硫方法である。
【０００６】本発明の好ましい態様として流動化の温度
が１００〜２５０℃である前記方法及び装置並びに脱硫
剤微粒子が消石灰微粒子である前記方法がある。さらに
本発明の特に好ましい態様として流動化の温度が１００
〜２５０℃であり、かつ脱硫剤微粒子が消石灰微粒子で
ある前記方法がある。
が１００〜２５０℃である前記方法及び装置並びに脱硫
剤微粒子が消石灰微粒子である前記方法がある。さらに
本発明の特に好ましい態様として流動化の温度が１００
〜２５０℃であり、かつ脱硫剤微粒子が消石灰微粒子で
ある前記方法がある。
【０００７】本発明においては、脱硫剤として供給され
る消石灰などの微粒子は不活性な媒体粒子表面に付着
し、ＳＯｘ含有ガスの導入により媒体粒子とともに装置
内で流動層を形成する。これにより装置内での微粒子の
平均滞留時間をガスのそれの１００〜１０００倍程度と
することが可能となり、供給した脱硫剤とＳＯｘとを効
率よく反応させることができる。このように粒子径のよ
り大きい媒体粒子と共存させることにより流動層内での
微粒子の滞留時間を長くできることは従来知られていな
かったことである。本明細書では、微粒子又は超微粒子
を粗い媒体粒子とともに流動化する装置を「粉粒流動
層」と定義する。このように本発明では、脱硫剤とＳＯ
ｘとを非常に効率よく反応させることができ、特に脱硫
剤として消石灰，Ｍｇ（ＯＨ）2 ，ＮａＯＨ又はＫＯＨ
を使用した場合には７００℃未満、好ましくは１００〜
５８０℃、特に１００〜２５０℃という低温での脱硫が
可能である。これらの脱硫剤は微粒子粉末あるいは水ス
ラリーの形で供給することができる。前記の脱硫剤を使
用した場合、２５０℃を超えても脱硫性能に問題はない
が、高温の燃焼排ガスから熱回収をした後の１００〜２
５０℃程度の排ガスで脱硫を実施できるのが本発明の最
大の特徴である。
る消石灰などの微粒子は不活性な媒体粒子表面に付着
し、ＳＯｘ含有ガスの導入により媒体粒子とともに装置
内で流動層を形成する。これにより装置内での微粒子の
平均滞留時間をガスのそれの１００〜１０００倍程度と
することが可能となり、供給した脱硫剤とＳＯｘとを効
率よく反応させることができる。このように粒子径のよ
り大きい媒体粒子と共存させることにより流動層内での
微粒子の滞留時間を長くできることは従来知られていな
かったことである。本明細書では、微粒子又は超微粒子
を粗い媒体粒子とともに流動化する装置を「粉粒流動
層」と定義する。このように本発明では、脱硫剤とＳＯ
ｘとを非常に効率よく反応させることができ、特に脱硫
剤として消石灰，Ｍｇ（ＯＨ）2 ，ＮａＯＨ又はＫＯＨ
を使用した場合には７００℃未満、好ましくは１００〜
５８０℃、特に１００〜２５０℃という低温での脱硫が
可能である。これらの脱硫剤は微粒子粉末あるいは水ス
ラリーの形で供給することができる。前記の脱硫剤を使
用した場合、２５０℃を超えても脱硫性能に問題はない
が、高温の燃焼排ガスから熱回収をした後の１００〜２
５０℃程度の排ガスで脱硫を実施できるのが本発明の最
大の特徴である。
【０００８】上記媒体粒子としては、シリカサンド、川
砂、アルミナ等無機質の流動化によって粉砕されにくい
粒子が好ましい。その粒子径は、２００〜２０００μｍ
とするが、その理由は、媒体粒子の粒子径が小さくて、
脱硫剤の粒子径との差が小さくなると脱硫剤と媒体粒子
を効率よく分離することが困難となる。一方、媒体粒子
の粒子径を大きくとりすぎると、流動化に必要なガス速
度が大きくなりすぎたり、媒体粒子の磨耗が激しくなる
ためである。脱硫剤粒子としては、前記の消石灰，Ｍｇ
（ＯＨ）2 ，ＮａＯＨ又はＫＯＨが好ましく、取扱性あ
るいはコストなどから消石灰が特に好ましい。その粒子
径は１〜８０μｍとする。
砂、アルミナ等無機質の流動化によって粉砕されにくい
粒子が好ましい。その粒子径は、２００〜２０００μｍ
とするが、その理由は、媒体粒子の粒子径が小さくて、
脱硫剤の粒子径との差が小さくなると脱硫剤と媒体粒子
を効率よく分離することが困難となる。一方、媒体粒子
の粒子径を大きくとりすぎると、流動化に必要なガス速
度が大きくなりすぎたり、媒体粒子の磨耗が激しくなる
ためである。脱硫剤粒子としては、前記の消石灰，Ｍｇ
（ＯＨ）2 ，ＮａＯＨ又はＫＯＨが好ましく、取扱性あ
るいはコストなどから消石灰が特に好ましい。その粒子
径は１〜８０μｍとする。
【０００９】一般にこれら媒体粒子を空筒基準ガス速度
で２０〜２００ｃｍ／ｓｅｃで高温の一定温度で流動化
しているところへ、脱硫剤粒子を粉末状あるいはスラリ
ーの形で連続的に投入し、脱硫後のガスと共に流出する
脱硫剤をサイクロン及びバックフィルターで回収する。
で２０〜２００ｃｍ／ｓｅｃで高温の一定温度で流動化
しているところへ、脱硫剤粒子を粉末状あるいはスラリ
ーの形で連続的に投入し、脱硫後のガスと共に流出する
脱硫剤をサイクロン及びバックフィルターで回収する。
【００１０】図１は本発明の方法を実施するのに適する
装置の１例の概略図を示す。なお、この図は試験装置で
あり、供給ガスとしては空気に所定量のＳＯ2 を添加し
た試料ガスを用いている。図１において空気供給器（コ
ンプレッサー）１によって供給される空気を、オイルフ
ィルター３で油分を除去した後、流量計（オリフィス）
５でガス流量を測定し、ボンベ６からのＳＯ2 と合わせ
て加熱炉１０で１００〜２５０℃に加熱された粉粒流動
層脱硫反応器９に供給する。８は粉粒流動層脱硫反応器
に供給する脱硫剤の微粒子又はそのスラリーの供給機で
あり、１１は脱硫反応によって生じる石膏又は微粒子消
石灰を捕集するバッグフィルター、１２は脱硫率を測定
するためのＳＯ2 メーターである。なお、２はバルブ、
４は圧力調整弁である。操作方法としては、空気供給器
（コンプレッサー）１からの空気及びＳＯ2 ボンベ６よ
りのＳＯ2 を流量計５及び７で流量を調整して混合しＳ
Ｏ2 濃度５００〜２０００ｐｐｍの試料ガスとする。粉
粒流動層脱硫反応器９に媒体粒子を適当な高さになるま
で投入し、試料ガスを通して流動化させる。加熱炉１０
で加熱し、反応器内の温度が所定の温度になった時点
で、微粒子供給機８から脱硫剤微粒子の粉末またはスラ
リーを連続的に投入する。脱硫剤を投入したとき及び投
入しないときの流出ガス中のＳＯ2 濃度をＳＯ2 メータ
ー１２で測定し、脱硫率を求める。脱硫反応により生成
した微粒子の石膏及び未反応の消石灰はバッグフィルタ
ー１１で捕捉される。
装置の１例の概略図を示す。なお、この図は試験装置で
あり、供給ガスとしては空気に所定量のＳＯ2 を添加し
た試料ガスを用いている。図１において空気供給器（コ
ンプレッサー）１によって供給される空気を、オイルフ
ィルター３で油分を除去した後、流量計（オリフィス）
５でガス流量を測定し、ボンベ６からのＳＯ2 と合わせ
て加熱炉１０で１００〜２５０℃に加熱された粉粒流動
層脱硫反応器９に供給する。８は粉粒流動層脱硫反応器
に供給する脱硫剤の微粒子又はそのスラリーの供給機で
あり、１１は脱硫反応によって生じる石膏又は微粒子消
石灰を捕集するバッグフィルター、１２は脱硫率を測定
するためのＳＯ2 メーターである。なお、２はバルブ、
４は圧力調整弁である。操作方法としては、空気供給器
（コンプレッサー）１からの空気及びＳＯ2 ボンベ６よ
りのＳＯ2 を流量計５及び７で流量を調整して混合しＳ
Ｏ2 濃度５００〜２０００ｐｐｍの試料ガスとする。粉
粒流動層脱硫反応器９に媒体粒子を適当な高さになるま
で投入し、試料ガスを通して流動化させる。加熱炉１０
で加熱し、反応器内の温度が所定の温度になった時点
で、微粒子供給機８から脱硫剤微粒子の粉末またはスラ
リーを連続的に投入する。脱硫剤を投入したとき及び投
入しないときの流出ガス中のＳＯ2 濃度をＳＯ2 メータ
ー１２で測定し、脱硫率を求める。脱硫反応により生成
した微粒子の石膏及び未反応の消石灰はバッグフィルタ
ー１１で捕捉される。
【００１１】
【実施例】以下実施例により本発明の方法をさらに具体
的に説明する。 （実施例１）図１に示す形式の装置であって、粉粒流動
層脱硫反応器９の内径５ｃｍ、高さ１５０ｃｍの装置
に、平均粒径５００μｍの川砂を静止層高さで５０ｃｍ
となるように充填し、１０００ｐｐｍのＳＯ2 ガスを含
む空気を１５０℃、１気圧で毎秒２０００ｃｃ供給し、
空筒基準ガス速度１００ｃｍ／ｓｅｃで流動化させた。
供給したＳＯ2 ガスに対して化学量論的に２倍量の平均
粒子径１０μｍの消石灰の水スラリー（重量比で消石灰
と水を１：２の割合で混合したもの）を連続供給して脱
硫を行ったところ、脱硫率は９５％に達した。脱硫剤は
脱硫後のガスとともに装置外に流出し、バッグフィルタ
ー内に捕集された。
的に説明する。 （実施例１）図１に示す形式の装置であって、粉粒流動
層脱硫反応器９の内径５ｃｍ、高さ１５０ｃｍの装置
に、平均粒径５００μｍの川砂を静止層高さで５０ｃｍ
となるように充填し、１０００ｐｐｍのＳＯ2 ガスを含
む空気を１５０℃、１気圧で毎秒２０００ｃｃ供給し、
空筒基準ガス速度１００ｃｍ／ｓｅｃで流動化させた。
供給したＳＯ2 ガスに対して化学量論的に２倍量の平均
粒子径１０μｍの消石灰の水スラリー（重量比で消石灰
と水を１：２の割合で混合したもの）を連続供給して脱
硫を行ったところ、脱硫率は９５％に達した。脱硫剤は
脱硫後のガスとともに装置外に流出し、バッグフィルタ
ー内に捕集された。
【００１２】（実施例２）実施例１で使用したものと同
じ装置に、平均粒径６００μｍの川砂を静止層高さで３
０ｃｍとなるように充填し、１０００ｐｐｍのＳＯ2 ガ
スを含む空気を２００℃、１気圧で毎秒２２００ｃｃ供
給し、空筒基準ガス速度１２０ｃｍ／ｓｅｃで流動化さ
せた。供給したＳＯ2 ガスに対して化学量論的に２．５
倍量の平均粒子径５μｍの消石灰微粒子を連続供給して
脱硫を行ったところ、脱硫率は８５％に達した。脱硫剤
は脱硫後のガスとともに装置外に流出し、バッグフィル
ター内に捕集された。
じ装置に、平均粒径６００μｍの川砂を静止層高さで３
０ｃｍとなるように充填し、１０００ｐｐｍのＳＯ2 ガ
スを含む空気を２００℃、１気圧で毎秒２２００ｃｃ供
給し、空筒基準ガス速度１２０ｃｍ／ｓｅｃで流動化さ
せた。供給したＳＯ2 ガスに対して化学量論的に２．５
倍量の平均粒子径５μｍの消石灰微粒子を連続供給して
脱硫を行ったところ、脱硫率は８５％に達した。脱硫剤
は脱硫後のガスとともに装置外に流出し、バッグフィル
ター内に捕集された。
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば、特定の粉粒流動層を用
いることにより、従来、流動化することが困難であった
極めて微細な脱硫剤微粒子を安定なガス−固定系の流動
層として流動化することができ、それにより、経済的な
乾式脱硫法をより効率的に実施することを可能とした。
しかも特定の脱硫剤を使用することにより、脱硫を１０
０〜２５０℃という熱回収後の燃焼排ガス温度範囲であ
る低温度で実施できるようになり、メンテナンスが容易
であるとともに、脱硫後のガスと一緒に流出した脱硫剤
微粒子をバグフィルタで捕集するために、脱硫装置設置
場所の自由度が増し、その工業的な面での意義は大き
い。
いることにより、従来、流動化することが困難であった
極めて微細な脱硫剤微粒子を安定なガス−固定系の流動
層として流動化することができ、それにより、経済的な
乾式脱硫法をより効率的に実施することを可能とした。
しかも特定の脱硫剤を使用することにより、脱硫を１０
０〜２５０℃という熱回収後の燃焼排ガス温度範囲であ
る低温度で実施できるようになり、メンテナンスが容易
であるとともに、脱硫後のガスと一緒に流出した脱硫剤
微粒子をバグフィルタで捕集するために、脱硫装置設置
場所の自由度が増し、その工業的な面での意義は大き
い。
【図１】図１は本発明の方法を実施するための粉粒流動
層脱硫装置の試験装置の一例を示す概念図である。
層脱硫装置の試験装置の一例を示す概念図である。
１ 空気供給器（コンプレッサー） ２ バルブ ３ オイルフィルター ４ 圧力調節弁 ５ 流量計（オリフィス） ６ ＳＯ2 ボンベ ７ 流量計 ８ 微粒子又は微粒子スラリー供給器 ９ 粉粒流動層脱硫反応器 １０ 加熱炉 １１ バッグフィルター １２ ＳＯ2 メーター
Claims (3)
- 【請求項１】 ＳＯｘを含むガスに対しては脱硫性能を
持たない粒径２００〜２０００μｍ程度の不活性な粒子
（媒体粒子）を１００℃以上７００℃未満の温度で流動
化している装置内に、粒径１〜８０μｍ程度の脱硫剤微
粒子を連続投入し、脱硫剤微粒子を媒体粒子と一緒に流
動化させて流動層を形成すると同時に脱硫反応を行わせ
てＳＯｘを含むガスの連続脱硫を行わせ、脱硫剤微粒子
を脱硫後のガスと一緒に流出させるとともに脱硫剤微粒
子のみをバグフィルタで捕集することを特徴とする粉粒
流動層脱硫方法。 - 【請求項２】 流動化温度が１００〜２５０℃である請
求項１記載の粉粒流動層脱硫方法。 - 【請求項３】 脱硫剤微粒子が消石灰微粒子である請求
項１又は２記載の粉粒流動層脱硫方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5298054A JP2517838B2 (ja) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | 粉粒流動層脱硫方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5298054A JP2517838B2 (ja) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | 粉粒流動層脱硫方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07148417A JPH07148417A (ja) | 1995-06-13 |
| JP2517838B2 true JP2517838B2 (ja) | 1996-07-24 |
Family
ID=17854538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5298054A Expired - Fee Related JP2517838B2 (ja) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | 粉粒流動層脱硫方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2517838B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6313785Y2 (ja) * | 1985-05-28 | 1988-04-19 | ||
| CH666827A5 (de) * | 1985-06-18 | 1988-08-31 | Friedrich Curtius Dipl Ing | Verfahren zur trockenen reinigung von rauchgasen. |
-
1993
- 1993-11-29 JP JP5298054A patent/JP2517838B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07148417A (ja) | 1995-06-13 |
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