JP2755799B2 - 流動床燃焼炉排ガスの脱硫方法 - Google Patents
流動床燃焼炉排ガスの脱硫方法Info
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- JP2755799B2 JP2755799B2 JP2194814A JP19481490A JP2755799B2 JP 2755799 B2 JP2755799 B2 JP 2755799B2 JP 2194814 A JP2194814 A JP 2194814A JP 19481490 A JP19481490 A JP 19481490A JP 2755799 B2 JP2755799 B2 JP 2755799B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は石炭等含Ｓ固形燃料を使用する流動床燃焼炉
排ガスの脱硫方法に関する。
排ガスの脱硫方法に関する。
石炭等含Ｓ固形燃料を使用する流動床燃焼炉は、火炉
の滞留時間を長くとれるため粗悪燃料を使用するのに適
しており、脱硫剤、例えばCaOを投入する炉内脱硫方法
を採用することができる。
の滞留時間を長くとれるため粗悪燃料を使用するのに適
しており、脱硫剤、例えばCaOを投入する炉内脱硫方法
を採用することができる。
この炉内脱硫方法では、火炉に脱硫剤を投入懸濁せし
めると、例えばCaOの場合にはCaO＋SO2＋1/2 O2→CaSO4
の反応により排ガス中のSO2は除去されることとなる。
この方法は石炭−石膏法のように液吸収装置を付設する
必要がなく、また高温で脱硫されるために低温での酸露
点腐食が回避されることによって、低温熱回収の大幅な
改善が期待される。
めると、例えばCaOの場合にはCaO＋SO2＋1/2 O2→CaSO4
の反応により排ガス中のSO2は除去されることとなる。
この方法は石炭−石膏法のように液吸収装置を付設する
必要がなく、また高温で脱硫されるために低温での酸露
点腐食が回避されることによって、低温熱回収の大幅な
改善が期待される。
前記の従来の流動床燃焼炉の炉内脱硫方法は、流動床
燃焼器に適用される簡易な脱硫方法であるが、炉内温
度、空気過剰率、投入CaO粒度、CaOの滞留時間等の多く
の因子に脱硫反応（例えば（CaO＋SO2＋1/2 O2→CaS
O4）が支配され、燃焼の制御により脱硫率が変化すると
いう問題がある。
燃焼器に適用される簡易な脱硫方法であるが、炉内温
度、空気過剰率、投入CaO粒度、CaOの滞留時間等の多く
の因子に脱硫反応（例えば（CaO＋SO2＋1/2 O2→CaS
O4）が支配され、燃焼の制御により脱硫率が変化すると
いう問題がある。
また、流動床燃焼器にCaOを投入して炉内脱硫を行な
う場合、その除去率は60〜80％に止まるのが現状であっ
て、国内の環境規制から要求される排ガス中SO2濃度の1
00ppm以下への脱硫を実現するには困難が伴い、また脱
硫率向上のためのCaOの投入量の増加は経済性を低下せ
しめることになる。
う場合、その除去率は60〜80％に止まるのが現状であっ
て、国内の環境規制から要求される排ガス中SO2濃度の1
00ppm以下への脱硫を実現するには困難が伴い、また脱
硫率向上のためのCaOの投入量の増加は経済性を低下せ
しめることになる。
本発明は、従来の流動床燃焼炉の炉内脱硫方法の欠点
である脱硫率の低さを克服し、高度の脱硫を行なうこと
ができる流動床燃焼炉排ガスの脱硫方法を提供しようと
するものである。
である脱硫率の低さを克服し、高度の脱硫を行なうこと
ができる流動床燃焼炉排ガスの脱硫方法を提供しようと
するものである。
本発明の流動床燃焼炉排ガスの脱硫方法は次の手段を
講じた。
講じた。
（１） 流動床燃焼炉内で脱硫剤によって相当の量のSO
2が除去され残存SO2を含有する排ガスを、耐酸性のSO2
吸着剤に150℃ないし600℃の温度で接触させてSO2を除
去して清浄なガスとし、前記SO2を吸着したSO2吸着剤に
空気を流過させて吸着されたSO2を離脱させ、このSO2を
含む空気を流動床燃焼炉の燃焼空気として供給する。
2が除去され残存SO2を含有する排ガスを、耐酸性のSO2
吸着剤に150℃ないし600℃の温度で接触させてSO2を除
去して清浄なガスとし、前記SO2を吸着したSO2吸着剤に
空気を流過させて吸着されたSO2を離脱させ、このSO2を
含む空気を流動床燃焼炉の燃焼空気として供給する。
（２） 前記（１）の発明において、SO2吸着剤でSO2を
除去した前記清浄なガスの排熱を熱交換器において空気
に回収し、この熱交換器において予熱された空気を前記
SO2吸着剤を流過させて吸着されたSO2を前記吸着剤から
離脱させる。
除去した前記清浄なガスの排熱を熱交換器において空気
に回収し、この熱交換器において予熱された空気を前記
SO2吸着剤を流過させて吸着されたSO2を前記吸着剤から
離脱させる。
前記本発明（１）では、燃焼条件によって変化する流
動床燃焼炉内の脱硫率にとらわれることなく、炉内の脱
硫作用を受けた後に排ガス中に逸流したSO2は、排ガス
流路に設置した耐酸性のSO2吸着剤と接触すると、気相
中のSO2分圧が吸着剤表面のSO2分圧より高いところから
SO2は排ガスから吸着剤へと移動する。この現象がSO2吸
着剤表面の全面に進行すると、ついにはSO2がSO2吸着剤
を流過するが、それ迄は大量の排ガスを浄化することが
可能である。ここで、温度が150℃を下廻ると吸着剤の
ポアはH2SO4で閉塞してSO2の吸着が難しく、また温度が
600℃超えると高温のためSO2の吸着能が低下するため
に、本発明では吸着剤に接触する排ガスの温度を150℃
ないし600℃とした。また、吸着剤は、生成するH2SO4に
対する耐酸性が要求されるために、活性アルミナ、高シ
リカアルミナ比ゼオライト等の耐酸性のものとした。
動床燃焼炉内の脱硫率にとらわれることなく、炉内の脱
硫作用を受けた後に排ガス中に逸流したSO2は、排ガス
流路に設置した耐酸性のSO2吸着剤と接触すると、気相
中のSO2分圧が吸着剤表面のSO2分圧より高いところから
SO2は排ガスから吸着剤へと移動する。この現象がSO2吸
着剤表面の全面に進行すると、ついにはSO2がSO2吸着剤
を流過するが、それ迄は大量の排ガスを浄化することが
可能である。ここで、温度が150℃を下廻ると吸着剤の
ポアはH2SO4で閉塞してSO2の吸着が難しく、また温度が
600℃超えると高温のためSO2の吸着能が低下するため
に、本発明では吸着剤に接触する排ガスの温度を150℃
ないし600℃とした。また、吸着剤は、生成するH2SO4に
対する耐酸性が要求されるために、活性アルミナ、高シ
リカアルミナ比ゼオライト等の耐酸性のものとした。
SO2を吸着したSO2吸着剤は、浄化した排ガスと同量も
しくはそれ以上のSO2を含まない空気と接触することに
よって吸着剤表面のSO2分圧が気相よりも高いところか
ら吸着剤から気相へとSO2は移行し、吸着剤は再生され
る。このSO2を含む空気は、燃焼空気として流動床燃焼
炉へ供給され、空気中に含まれるSO2吸着剤から離脱し
たSO2は燃焼空気に随伴して火炉で脱硫される。
しくはそれ以上のSO2を含まない空気と接触することに
よって吸着剤表面のSO2分圧が気相よりも高いところか
ら吸着剤から気相へとSO2は移行し、吸着剤は再生され
る。このSO2を含む空気は、燃焼空気として流動床燃焼
炉へ供給され、空気中に含まれるSO2吸着剤から離脱し
たSO2は燃焼空気に随伴して火炉で脱硫される。
前記本発明（２）では、前記本発明（１）のSO2吸着
剤でSO2が除去されSO2を殆ど含まない清浄なガスをSO2
吸着剤を流過する空気と熱交換させることによって、酸
露点の問題に煩わされることなく、従って、ガスが低温
になるまで熱交換が行なわれ、排熱が効率よく回収され
る。
剤でSO2が除去されSO2を殆ど含まない清浄なガスをSO2
吸着剤を流過する空気と熱交換させることによって、酸
露点の問題に煩わされることなく、従って、ガスが低温
になるまで熱交換が行なわれ、排熱が効率よく回収され
る。
本発明の一実施例を、第１図によって説明する。
流動床燃焼炉１では頂部より石炭２とCaO3が投入さ
れ、また底部に接続された流路４より燃焼用空気が送風
され石炭が燃焼される。炉内温度が700℃以上になる
と、石炭から発生したSO2、残留O2とCaOが次のように反
応して脱硫が行なわれる。
れ、また底部に接続された流路４より燃焼用空気が送風
され石炭が燃焼される。炉内温度が700℃以上になる
と、石炭から発生したSO2、残留O2とCaOが次のように反
応して脱硫が行なわれる。
CaO＋SO2＋1/2 O2→CaSO4 流動床燃焼炉１の頂部からは流路５を通じて灰分、Ca
SO4が燃焼排ガスと伴にキャリオーバしてサイクロン６
で固気分離され、同サイクロン６の底部からは灰分、Ca
SO4が頂部からは排ガスが流路７へ抜き出される。排ガ
スは、流路７及びバルブ9A,9Bを経て並列に設置された
２塔式のSO2吸着器8A,8Bへ送られる。同SO2吸着塔8A,8B
のそれぞれには、活性アルミナ（例えばギプサイト系の
活性アルミナ）、高シリカアルミナ比ゼオライト等の耐
酸性SO2吸着剤10A,10Bが充填されており、吸着塔8A,8B
の底部はバルブ9A,9Bを経て上記流路７に接続されてい
る。また、吸着塔8A,8Bの頂部はバルブ11A,11Bを経て煙
突18に連絡された流路12に接続されると共に、バルブ15
A,15Bを経て押出しファン13に連絡された流路14に接続
されている。上記流路12,14間には熱交換器17が設けら
れている。また、吸着塔8A,8Bの底部は、バルブ16A,16B
を経てそれぞれ流路４に接続され、同流路４は流動床燃
焼炉１へ連絡されている。
SO4が燃焼排ガスと伴にキャリオーバしてサイクロン６
で固気分離され、同サイクロン６の底部からは灰分、Ca
SO4が頂部からは排ガスが流路７へ抜き出される。排ガ
スは、流路７及びバルブ9A,9Bを経て並列に設置された
２塔式のSO2吸着器8A,8Bへ送られる。同SO2吸着塔8A,8B
のそれぞれには、活性アルミナ（例えばギプサイト系の
活性アルミナ）、高シリカアルミナ比ゼオライト等の耐
酸性SO2吸着剤10A,10Bが充填されており、吸着塔8A,8B
の底部はバルブ9A,9Bを経て上記流路７に接続されてい
る。また、吸着塔8A,8Bの頂部はバルブ11A,11Bを経て煙
突18に連絡された流路12に接続されると共に、バルブ15
A,15Bを経て押出しファン13に連絡された流路14に接続
されている。上記流路12,14間には熱交換器17が設けら
れている。また、吸着塔8A,8Bの底部は、バルブ16A,16B
を経てそれぞれ流路４に接続され、同流路４は流動床燃
焼炉１へ連絡されている。
ここでSO2吸着塔8A,8Bの状態はSO2吸着塔8Aは、バル
ブ9A,11Aが開、バルブ15A,16Aが閉のSO2吸着工程にあ
り、SO2吸着塔8Bは、バルブ9B,11Bが閉、バルブ15B,16B
が開の再生工程にあるものとする。バルブ9Aを通ってSO
2吸着塔8Aに入ったSO2を含む排ガスはSO2吸着剤10Aで吸
着除去され頂部からはバルブ11A、流路12を経て清浄な
排ガスとして煙突18から排出される。この際、吸着塔18
Aの塔内温度は150〜600℃の範囲内に保たれる。この時S
O2吸着塔8Bでは、押出しファン13で1,000mmAq程度に加
圧された燃焼用空気が流路14、バルブ15Bを通じて向流
に流過し、吸着剤10Bに吸着されたSO2を気相中に移行し
つつ流過して吸着剤10Bを再生し、SO2を含む空気として
バルブ16B、流路４から流動床燃焼炉１へ導かれて炉内
でCaO3と反応して再度脱硫される。
ブ9A,11Aが開、バルブ15A,16Aが閉のSO2吸着工程にあ
り、SO2吸着塔8Bは、バルブ9B,11Bが閉、バルブ15B,16B
が開の再生工程にあるものとする。バルブ9Aを通ってSO
2吸着塔8Aに入ったSO2を含む排ガスはSO2吸着剤10Aで吸
着除去され頂部からはバルブ11A、流路12を経て清浄な
排ガスとして煙突18から排出される。この際、吸着塔18
Aの塔内温度は150〜600℃の範囲内に保たれる。この時S
O2吸着塔8Bでは、押出しファン13で1,000mmAq程度に加
圧された燃焼用空気が流路14、バルブ15Bを通じて向流
に流過し、吸着剤10Bに吸着されたSO2を気相中に移行し
つつ流過して吸着剤10Bを再生し、SO2を含む空気として
バルブ16B、流路４から流動床燃焼炉１へ導かれて炉内
でCaO3と反応して再度脱硫される。
また、浄化された排ガスと燃焼用空気は熱交換器17で
熱交換するが、この排ガスはSO2を殆ど含まないことか
ら酸露点の問題に煩らわされることはなく、排ガスが低
温になるまで熱交換が行なわれ、効率よく排熱の回収が
行なわれる。このように熱回収された清浄な排ガスは煙
突18から系外へ放出される。
熱交換するが、この排ガスはSO2を殆ど含まないことか
ら酸露点の問題に煩らわされることはなく、排ガスが低
温になるまで熱交換が行なわれ、効率よく排熱の回収が
行なわれる。このように熱回収された清浄な排ガスは煙
突18から系外へ放出される。
以上の吸着塔8Aの吸着剤10Aの吸着が飽和し、吸着塔8
Bの吸着剤10BからのSO2の離脱が終ってその再生が完了
すると、吸着塔8BをSO2吸着工程とし、吸着塔8Aを再生
工程として、連続して運転が行なわれる。
Bの吸着剤10BからのSO2の離脱が終ってその再生が完了
すると、吸着塔8BをSO2吸着工程とし、吸着塔8Aを再生
工程として、連続して運転が行なわれる。
本実施例では、上記したように、流動床燃焼炉１で脱
硫された残部のSO2が吸着塔8A,8BのSO2吸着剤10A,10Bに
よって吸着される。従って、流動床燃焼炉１内での脱硫
率が変動しても、SO2が十分に除去され排ガスを清浄に
することができる。また、SO2吸着工程にある吸着塔8A,
8Bの塔内では、150℃以上の温度で排ガスがSO2吸着剤10
A,10Bに接触するために、吸着剤10A,10Bの０ポアが排ガ
スより生成されるH2SO4で閉塞されてSO2の吸着が妨げら
れることなく、またSO2吸着剤10A、10Bに接触する排ガ
スの温度は600℃以下であるために、吸着剤10A,10Bの吸
着能が低下することもない。
硫された残部のSO2が吸着塔8A,8BのSO2吸着剤10A,10Bに
よって吸着される。従って、流動床燃焼炉１内での脱硫
率が変動しても、SO2が十分に除去され排ガスを清浄に
することができる。また、SO2吸着工程にある吸着塔8A,
8Bの塔内では、150℃以上の温度で排ガスがSO2吸着剤10
A,10Bに接触するために、吸着剤10A,10Bの０ポアが排ガ
スより生成されるH2SO4で閉塞されてSO2の吸着が妨げら
れることなく、またSO2吸着剤10A、10Bに接触する排ガ
スの温度は600℃以下であるために、吸着剤10A,10Bの吸
着能が低下することもない。
更に、本実施例では、吸着剤10A,10Bに吸着されたSO2
は空気によって離脱され、このSO2を含む空気が燃焼空
気として再び流動床燃焼炉に戻されて、炉内で脱硫さ
れ、吸着剤で吸着されたSO2の処理用としての特別な設
備を必要としない。
は空気によって離脱され、このSO2を含む空気が燃焼空
気として再び流動床燃焼炉に戻されて、炉内で脱硫さ
れ、吸着剤で吸着されたSO2の処理用としての特別な設
備を必要としない。
また更に、吸着塔8A又は8Bを出た清浄な排ガスは、熱
交換器17で吸着塔8B又は8Aへ入る空気と熱交換を行なう
が、排ガス中にはSO2を殆ど含まないために、酸露点の
問題に煩わされることなく排ガスが低温になるまで熱交
換を行なうことができ、効率よく排熱の回収を行なうこ
とができる。
交換器17で吸着塔8B又は8Aへ入る空気と熱交換を行なう
が、排ガス中にはSO2を殆ど含まないために、酸露点の
問題に煩わされることなく排ガスが低温になるまで熱交
換を行なうことができ、効率よく排熱の回収を行なうこ
とができる。
前記の実施例の効果を確認すべく、3,000Nm3/hの排ガ
スを生成する流動床燃焼炉に自己再生型脱硫装置を取り
つけて、第１図に示される同実施例に係る脱硫方法の効
果を検証した。なお、流動床燃焼炉内の燃焼ガス中のSO
2濃度は800ppmとし、炉内脱硫により、これを150ppm迄
低減させるようにした。第２図は、この装置の吸着塔の
塔内温度と吸着剤使用量1Ton時の出口SO2濃度の関係を
示す。実線は吸着剤として活性アルミナ、一点鎖線は吸
着剤として高シリカアルミナゼオライトを使用した場合
示す。第２図から判るように、150℃を下廻ると出口SO2
濃度は急速に上昇し、他方600℃を超えても出口SO2濃度
が同じく急速に上昇すす。第３図は吸着塔の塔内温度を
500℃として塔出口SO2濃度と吸着剤使用量の関係を示し
たものである。同図では1Tonの吸着剤を使用することで
出口SO2濃度を1ppmに低減し得ることが示されている。
スを生成する流動床燃焼炉に自己再生型脱硫装置を取り
つけて、第１図に示される同実施例に係る脱硫方法の効
果を検証した。なお、流動床燃焼炉内の燃焼ガス中のSO
2濃度は800ppmとし、炉内脱硫により、これを150ppm迄
低減させるようにした。第２図は、この装置の吸着塔の
塔内温度と吸着剤使用量1Ton時の出口SO2濃度の関係を
示す。実線は吸着剤として活性アルミナ、一点鎖線は吸
着剤として高シリカアルミナゼオライトを使用した場合
示す。第２図から判るように、150℃を下廻ると出口SO2
濃度は急速に上昇し、他方600℃を超えても出口SO2濃度
が同じく急速に上昇すす。第３図は吸着塔の塔内温度を
500℃として塔出口SO2濃度と吸着剤使用量の関係を示し
たものである。同図では1Tonの吸着剤を使用することで
出口SO2濃度を1ppmに低減し得ることが示されている。
請求項（１）の本発明は次の効果を奏することができ
る。
る。
（１） 流動床燃焼床内の脱硫率如何に拘らず耐酸性の
SO2吸着剤で排ガスを清浄化することができる。
SO2吸着剤で排ガスを清浄化することができる。
（２） 耐酸性のSO2吸着剤を用いているために、吸着
剤の寿命を長くすることができる。
剤の寿命を長くすることができる。
（３） SO2吸着剤に吸着されたSO2は空気によって離脱
され、このSO2を含む空気が燃焼空気として流動床燃焼
炉へ供給され、SO2を流動床燃焼炉、更にSO2吸着剤によ
って脱硫することができる。このために、SO2吸着剤か
ら離脱されたSO2の処理のための設備を必要としない。
され、このSO2を含む空気が燃焼空気として流動床燃焼
炉へ供給され、SO2を流動床燃焼炉、更にSO2吸着剤によ
って脱硫することができる。このために、SO2吸着剤か
ら離脱されたSO2の処理のための設備を必要としない。
請求項（２）の本発明では、前記請求項（１）の本発
明のSO2吸着剤でSO2が吸着されSO2を殆ど含まない清浄
な排ガスをSO2吸着剤を流過してSO2を離脱させる空気と
熱交換させているために、酸露点の問題に煩わされるこ
となく排ガスが低温になるまで熱交換を行なうことがで
き、排熱の回収を効率よく行なうことができる。
明のSO2吸着剤でSO2が吸着されSO2を殆ど含まない清浄
な排ガスをSO2吸着剤を流過してSO2を離脱させる空気と
熱交換させているために、酸露点の問題に煩わされるこ
となく排ガスが低温になるまで熱交換を行なうことがで
き、排熱の回収を効率よく行なうことができる。
第１図は本発明一実施例の系統図、第２図は同実施例に
よる実験例における吸着塔の塔内温度と出口SO2濃度を
示すグラフ、第３図は同実施例による実験例における吸
着剤使用量と濃度を示すグラフ吸着塔出口SO2である。 １……流動床燃焼炉,2……石炭， ３……CaO,4,5……流路， ６……サイクロン,7……流路， 8A,8B……SO2吸着塔,9A,9B……バルブ， 10A,10B……SO2吸着剤,1A,11B……バルブ， 12……流路,13……押出しファン， 14……流路， 15A,15B,16A,16Bてバルブ， 17……熱交換器,18……煙突。
よる実験例における吸着塔の塔内温度と出口SO2濃度を
示すグラフ、第３図は同実施例による実験例における吸
着剤使用量と濃度を示すグラフ吸着塔出口SO2である。 １……流動床燃焼炉,2……石炭， ３……CaO,4,5……流路， ６……サイクロン,7……流路， 8A,8B……SO2吸着塔,9A,9B……バルブ， 10A,10B……SO2吸着剤,1A,11B……バルブ， 12……流路,13……押出しファン， 14……流路， 15A,15B,16A,16Bてバルブ， 17……熱交換器,18……煙突。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B01D 53/04 B01D 53/34 123
Claims (2)
- 【請求項１】流動床燃焼炉内で脱硫剤によって相当の量
のSO2が除去され残存SO2を含有する排ガスを、耐酸性の
SO2吸着剤に150℃ないし600℃の温度で接触させてSO2を
除去して清浄なガスとし、前記SO2を吸着したSO2吸着剤
に空気を流過させて吸着されたSO2を離脱させ、このSO2
を含む空気を流動床燃焼炉の燃焼空気として供給するこ
とを特徴とする流動床燃焼炉排ガスの脱硫方法。 - 【請求項２】SO2吸着剤でSO2を除去した前記清浄なガス
の排熱を熱交換器において空気に回収し、この熱交換器
において予熱された空気を前記SO2吸着剤を流過させて
吸着されたSO2を前記吸着剤から離脱させることを特徴
とする請求項（１）に記載の流動床燃焼炉排ガスの脱硫
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2194814A JP2755799B2 (ja) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | 流動床燃焼炉排ガスの脱硫方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2194814A JP2755799B2 (ja) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | 流動床燃焼炉排ガスの脱硫方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0483510A JPH0483510A (ja) | 1992-03-17 |
| JP2755799B2 true JP2755799B2 (ja) | 1998-05-25 |
Family
ID=16330701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2194814A Expired - Lifetime JP2755799B2 (ja) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | 流動床燃焼炉排ガスの脱硫方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2755799B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4970230B2 (ja) * | 2007-12-10 | 2012-07-04 | 住友重機械工業株式会社 | 燃焼・排ガス処理装置及び燃焼・排ガス処理方法 |
-
1990
- 1990-07-25 JP JP2194814A patent/JP2755799B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0483510A (ja) | 1992-03-17 |
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