JP2663960C - - Google Patents
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- adsorbent
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は乾式脱硫装置の運転方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】炭素質吸着剤を用いる乾式脱硫装置は一般に処理すべき排ガス温
度が低い程脱硫性能が向上することが知られている。従って、装置を小型化する
為には排ガス温度をできるだけ下げる必要がある。一方、排ガス中のＯ2濃度が
高い(１０％以上)と、ＳＯ2濃度が高くなった場合に、これがガス吸着剤に吸着
される際に発生する吸着反応熱によって吸着剤の温度が上昇するが、その度合は Ｏ2濃度が低い場合(１０％未満)に比べ、急速に高くなることが知られている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】炭素質吸着剤を使用する乾式脱硫装置を安全か
つ経済的に運転する方法を提供する。 【０００４】 【課題を解決するための手段】１００ｐｐｍ以上のＳＯ2ガス及び１０％以上の
Ｏ2を含み、かつＳＯ2，ＳＯ3，ＨＳＯ3，Ｈ2ＳＯ4等と反応して１３０℃以下で
固体の化合物を生成するＮＨ3，ＨＣl，Ｎa2Ｏ，ＫＣl，Ｋ2Ｏ等の１又は複数の
物質を含む排ガスに対し、炭素質吸着剤を使用する移動層式乾式脱硫装置を前記
数１及びＹ＝−２０Ｔ＋２８００で示す範囲内で使用するようにした。 【０００５】 【実施例】本発明の適用される排ガスの条件は以下の如くである。 イ）排ガス中に１００ｐｐｍ以上のＳＯ2ガスを含む。 ロ）排ガス中に１０％以上のＯ2を含む。 ハ）排ガス中にＳＯ2，ＳＯ3，ＨＳＯ3，Ｈ2ＳＯ4と反応し、１３０℃以下で固
体の化合物を生成する物質(例えばＮＨ3，ＨＣl，ＮaＣl，Ｎa2Ｏ，ＫＣl，Ｋ2
Ｏの１又は複数）を含んでいる。なおＮＨ3は故意に添加したＮＨ3又は排ガス中
に自然に含まれるＮＨ3を含むものとする。 【０００６】さて、既にしられているように、排ガス温度が低くなると、吸着剤
へのＳＯ2及びその他の成分の吸着速度が増す。すなわち、ＳＯ2等は吸着剤層に
おけるガス上流側の極く薄い範囲内で吸着され、その薄い範囲内での吸収剤１ｇ
当りのＳＯ2等の吸着量が極度に高くなる（図１の実線参照）。このＳＯ2等の吸
着量が極度に高くなる現象は、ガス中のＳＯ2濃度と排ガス温度により、図２の
如く変化することがテストの結果判明した。即ち図２の例で示すと、ＳＯ2の濃
度が３００ppm，２００ppm，１００ppmの場合、何れの場合も排ガス温度が低く
なると吸収されるＳＯ2量が急上昇している。 【０００７】ところがＳＯ2等の吸着量が極度に増加すると、炭素質吸着剤がも
つ細孔は、その細孔内部で生成した固体化合物(ＮＨ4，ＨＳＯ4，(ＮＨ4)2ＳＯ4
，Ｎa2ＳＯ4，Ｋ2ＳＯ4，ＮＨ4Ｃl等)の体積膨張（体積増加）によって破壊され
、 吸着剤表面から粉化し、吸着剤の減量が極度に増加する（図３参照）。そこで、
この吸着剤の粉化、減量の問題を解決すべく実験を重ねた結果、排ガス中のＳＯ
2濃度と温度の関係が前記数１で表わされる範囲であれば、この極度の吸着剤の
減量を防ぎ得ることが判明した。 【０００８】一方、排ガス中にＯ2が１０％以上ある状態でＳＯ2濃度が高くなる
と、吸着反応熱によりＯ2が１０％以下の場合より約１０℃も吸着剤温度が上昇
することがテストの結果判明した（図４参照）。Ｏ2濃度が高い状態で吸着剤温
度が上昇すると、吸着剤の炭素分の自然酸化速度が上昇し、ついには吸着剤中に
ホットスポット（Hot spot）が発生する恐れがあり、着火の危険性が生じる。テ
ストの結果、吸着剤の急速自然酸化発生点とＳＯ2濃度の関係がＹ＝−２０Ｔ＋
２８００の範囲内であれば、ホットスポットを防ぐことができることが判明した
。 【０００９】以上の結果から排ガス中のＳＯ2ガス濃度が１００ｐｐｍ以上でか
つＯ2濃度が１０％以上ある場合には、前記数１及びＹ＝−２０Ｔ＋２８００の
共通範囲内、即ち図５の斜線で示した範囲内に於て、炭素質吸着剤を使用した乾
式脱硫装置を運転すれば、吸着剤の極度の消耗を防ぎ、かつホットスポット(Hot
spot)の発生を防止することができる。本発明は上記範囲内で乾式脱硫装置を適
用することに加え、上記範囲内に排ガス温度を制御することも含むものである。
例えば、排ガスの冷却装置を前段に設けるか又は排ガス源の運転状態を調整する
ことで可能である。以上は排ガスとして焼結排ガス、ゴミ焼排ガス又は電気炉排
ガスの処理等に適用することができる。 【００１０】 【効果】１００ｐｐｍ以上のＳＯ2ガス及び１０％以上のＯ2を含み、かつＳＯ2
，ＳＯ3，ＨＳＯ3，Ｈ2ＳＯ4等と反応して１３０℃以下で固体の化合物を生成す
るＮＨ3，ＨＣl，Ｎa2Ｏ，ＫＣl，Ｋ2Ｏ等の物質を含む排ガスに対し、炭素質吸
着剤を使用する移動層式乾式脱硫装置を前記数１及びＹ＝−２０Ｔ＋２８００で
示す範囲内で使用するようにしたことにより、吸着剤の消耗が少なく、しかも吸
着剤温度の上昇によるホットスポットの発生を防止することができ、安全かつ経
済的に乾式脱硫装置を運転することができる。
度が低い程脱硫性能が向上することが知られている。従って、装置を小型化する
為には排ガス温度をできるだけ下げる必要がある。一方、排ガス中のＯ2濃度が
高い(１０％以上)と、ＳＯ2濃度が高くなった場合に、これがガス吸着剤に吸着
される際に発生する吸着反応熱によって吸着剤の温度が上昇するが、その度合は Ｏ2濃度が低い場合(１０％未満)に比べ、急速に高くなることが知られている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】炭素質吸着剤を使用する乾式脱硫装置を安全か
つ経済的に運転する方法を提供する。 【０００４】 【課題を解決するための手段】１００ｐｐｍ以上のＳＯ2ガス及び１０％以上の
Ｏ2を含み、かつＳＯ2，ＳＯ3，ＨＳＯ3，Ｈ2ＳＯ4等と反応して１３０℃以下で
固体の化合物を生成するＮＨ3，ＨＣl，Ｎa2Ｏ，ＫＣl，Ｋ2Ｏ等の１又は複数の
物質を含む排ガスに対し、炭素質吸着剤を使用する移動層式乾式脱硫装置を前記
数１及びＹ＝−２０Ｔ＋２８００で示す範囲内で使用するようにした。 【０００５】 【実施例】本発明の適用される排ガスの条件は以下の如くである。 イ）排ガス中に１００ｐｐｍ以上のＳＯ2ガスを含む。 ロ）排ガス中に１０％以上のＯ2を含む。 ハ）排ガス中にＳＯ2，ＳＯ3，ＨＳＯ3，Ｈ2ＳＯ4と反応し、１３０℃以下で固
体の化合物を生成する物質(例えばＮＨ3，ＨＣl，ＮaＣl，Ｎa2Ｏ，ＫＣl，Ｋ2
Ｏの１又は複数）を含んでいる。なおＮＨ3は故意に添加したＮＨ3又は排ガス中
に自然に含まれるＮＨ3を含むものとする。 【０００６】さて、既にしられているように、排ガス温度が低くなると、吸着剤
へのＳＯ2及びその他の成分の吸着速度が増す。すなわち、ＳＯ2等は吸着剤層に
おけるガス上流側の極く薄い範囲内で吸着され、その薄い範囲内での吸収剤１ｇ
当りのＳＯ2等の吸着量が極度に高くなる（図１の実線参照）。このＳＯ2等の吸
着量が極度に高くなる現象は、ガス中のＳＯ2濃度と排ガス温度により、図２の
如く変化することがテストの結果判明した。即ち図２の例で示すと、ＳＯ2の濃
度が３００ppm，２００ppm，１００ppmの場合、何れの場合も排ガス温度が低く
なると吸収されるＳＯ2量が急上昇している。 【０００７】ところがＳＯ2等の吸着量が極度に増加すると、炭素質吸着剤がも
つ細孔は、その細孔内部で生成した固体化合物(ＮＨ4，ＨＳＯ4，(ＮＨ4)2ＳＯ4
，Ｎa2ＳＯ4，Ｋ2ＳＯ4，ＮＨ4Ｃl等)の体積膨張（体積増加）によって破壊され
、 吸着剤表面から粉化し、吸着剤の減量が極度に増加する（図３参照）。そこで、
この吸着剤の粉化、減量の問題を解決すべく実験を重ねた結果、排ガス中のＳＯ
2濃度と温度の関係が前記数１で表わされる範囲であれば、この極度の吸着剤の
減量を防ぎ得ることが判明した。 【０００８】一方、排ガス中にＯ2が１０％以上ある状態でＳＯ2濃度が高くなる
と、吸着反応熱によりＯ2が１０％以下の場合より約１０℃も吸着剤温度が上昇
することがテストの結果判明した（図４参照）。Ｏ2濃度が高い状態で吸着剤温
度が上昇すると、吸着剤の炭素分の自然酸化速度が上昇し、ついには吸着剤中に
ホットスポット（Hot spot）が発生する恐れがあり、着火の危険性が生じる。テ
ストの結果、吸着剤の急速自然酸化発生点とＳＯ2濃度の関係がＹ＝−２０Ｔ＋
２８００の範囲内であれば、ホットスポットを防ぐことができることが判明した
。 【０００９】以上の結果から排ガス中のＳＯ2ガス濃度が１００ｐｐｍ以上でか
つＯ2濃度が１０％以上ある場合には、前記数１及びＹ＝−２０Ｔ＋２８００の
共通範囲内、即ち図５の斜線で示した範囲内に於て、炭素質吸着剤を使用した乾
式脱硫装置を運転すれば、吸着剤の極度の消耗を防ぎ、かつホットスポット(Hot
spot)の発生を防止することができる。本発明は上記範囲内で乾式脱硫装置を適
用することに加え、上記範囲内に排ガス温度を制御することも含むものである。
例えば、排ガスの冷却装置を前段に設けるか又は排ガス源の運転状態を調整する
ことで可能である。以上は排ガスとして焼結排ガス、ゴミ焼排ガス又は電気炉排
ガスの処理等に適用することができる。 【００１０】 【効果】１００ｐｐｍ以上のＳＯ2ガス及び１０％以上のＯ2を含み、かつＳＯ2
，ＳＯ3，ＨＳＯ3，Ｈ2ＳＯ4等と反応して１３０℃以下で固体の化合物を生成す
るＮＨ3，ＨＣl，Ｎa2Ｏ，ＫＣl，Ｋ2Ｏ等の物質を含む排ガスに対し、炭素質吸
着剤を使用する移動層式乾式脱硫装置を前記数１及びＹ＝−２０Ｔ＋２８００で
示す範囲内で使用するようにしたことにより、吸着剤の消耗が少なく、しかも吸
着剤温度の上昇によるホットスポットの発生を防止することができ、安全かつ経
済的に乾式脱硫装置を運転することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】排ガス上流側吸着剤の単位重量当りの吸着されるＳＯ2量と温度の関係
を示すグラフ。 【図２】排ガス上流側吸着剤の単位重量当りの吸着されるＳＯ2量と温度の関係
を示すグラフ。 【図３】排ガス温度と吸着剤酸化率の関係を示すグラフ。 【図４】排ガス温度と吸着剤層内温度上昇の関係を示すグラフ。 【図５】排ガス温度と排ガス中のＳＯ2濃度の関係を示すグラフにおいて本発明
方法を実施する範囲を示す図。
を示すグラフ。 【図２】排ガス上流側吸着剤の単位重量当りの吸着されるＳＯ2量と温度の関係
を示すグラフ。 【図３】排ガス温度と吸着剤酸化率の関係を示すグラフ。 【図４】排ガス温度と吸着剤層内温度上昇の関係を示すグラフ。 【図５】排ガス温度と排ガス中のＳＯ2濃度の関係を示すグラフにおいて本発明
方法を実施する範囲を示す図。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 １００ｐｐｍ以上のＳＯ2ガス及び１０％以上のＯ2を含み、かつ
ＳＯ2，ＳＯ3，ＨＳＯ3，Ｈ2ＳＯ4等と反応して１３０℃以下で固体の化合物を
生成する物質を含む排ガスに対し、炭素質吸着剤を使用する移動層式乾式脱硫装
置を次の数１及びＹ＝−２０Ｔ＋２８００で示す範囲内で使用することを特徴と
する乾式脱硫装置の運転方法。 【数１】ここでＹ：ＳＯ2濃度（ppm dry bases） Ｔ：排ガス温度（℃） 【請求項２】 １３０℃以下で固体の化合物を生成する物質がＮＨ3，ＨＣl，Ｎ
aＣl，Ｎa2Ｏ，ＫＣl，Ｋ2Ｏ等の１つ又は複数を含んでいる請求項１の乾式脱硫
装置の運転方法。 【請求項３】 前記数１とＹ＝−２０Ｔ＋２８００で示す範囲内に排ガス温度を
制御する請求項１又は請求項２の乾式脱硫装置の運転方法。
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