JP2846399B2 - Desulfurization in boiler furnace and flue - Google Patents

Desulfurization in boiler furnace and flue

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JP2846399B2 JP2068458A JP6845890A JP2846399B2 JP 2846399 B2 JP2846399 B2 JP 2846399B2 JP 2068458 A JP2068458 A JP 2068458A JP 6845890 A JP6845890 A JP 6845890A JP 2846399 B2 JP2846399 B2 JP 2846399B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、発電ボイラなどの燃焼排ガスから硫黄酸化
物(以下SOxと称する)を除去する方法に関するもの
で、特に設備コストが簡易なボイラ火炉内に脱硫剤を噴
霧することによる火炉内脱硫と煙道内脱硫法を組合せた
方式の脱硫性能を高める方法に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for removing sulfur oxides (hereinafter referred to as SOx) from combustion exhaust gas of a power generation boiler or the like, and particularly relates to a boiler furnace with a simple facility cost. The present invention relates to a method for improving the desulfurization performance of a method combining desulfurization in a furnace and desulfurization in a flue by spraying a desulfurizing agent into the inside.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、発電用ボイラを対象にした脱硫装置は、石灰石
−石膏法と呼ばれている湿式脱硫方式が主流である。こ
の石灰石−石膏法は、水に微粉石灰石をスラリー状に
し、排ガスと接触させることにより、硫黄酸化物を吸収
し石膏を回収する高性能脱硫法である。これに対して乾
式法の代表例は、活性炭脱硫法である。いずれの場合も
脱硫性能は高いが、付帯設備が多く設備コストが高くな
る課題がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, a wet desulfurization method called a limestone-gypsum method is mainly used as a desulfurization apparatus for a power generation boiler. The limestone-gypsum method is a high-performance desulfurization method in which fine limestone is slurried in water and brought into contact with exhaust gas to absorb sulfur oxides and collect gypsum. On the other hand, a typical example of the dry method is an activated carbon desulfurization method. In each case, the desulfurization performance is high, but there is a problem that the number of incidental facilities is large and the facility costs are high.

また、前者の石灰石−石膏法では、排水処理、排ガス
の再加熱等が必要になる。これに対して、近年、ボイラ
火炉内に微粉脱硫剤を噴霧し、煙道内で脱硫を行わせる
コンバインド方式の脱硫法が注目されてきている。しか
し、この脱硫方式は脱硫性能が低く、また供給した脱硫
剤の利用率も低いので、高脱硫性能が要求される火力発
電用ボイラを対象にした燃焼排ガス用の脱硫方式として
は、採用されていないのが現状といえる。
The limestone-gypsum method requires wastewater treatment, reheating of exhaust gas, and the like. On the other hand, in recent years, a combined desulfurization method of spraying a fine powder desulfurizing agent into a boiler furnace and performing desulfurization in a flue has attracted attention. However, this desulfurization method has low desulfurization performance and the utilization rate of the supplied desulfurization agent is low, so it has been adopted as a desulfurization method for combustion exhaust gas for boilers for thermal power generation requiring high desulfurization performance. There is no current situation.

脱硫性能を高めるには、火炉に噴霧する脱硫剤の粒径
を超微粒化するか、脱硫剤供給量を増やす等の処置が必
要になる。しかし、脱硫剤を超微粒化するには限界があ
る。また、脱硫性能を高めるのに脱硫剤供給量を増やす
と、未反応の脱硫剤が石炭灰に混入し、石炭灰の投棄処
理時に新たな二次公害を発生することが問題である。
In order to increase the desulfurization performance, it is necessary to take measures such as making the particle size of the desulfurizing agent sprayed into the furnace ultra-fine or increasing the desulfurizing agent supply amount. However, there is a limit in making the desulfurizing agent ultrafine. Further, if the supply amount of the desulfurizing agent is increased in order to enhance the desulfurizing performance, there is a problem that unreacted desulfurizing agent is mixed into the coal ash, and new secondary pollution is generated at the time of the disposal of the coal ash.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

上記のボイラ火炉内及び煙道内脱硫法において、ボイ
ラ火炉内では、主にボイラは石灰石の脱炭酸を行わせる
反応器と考えることができ、一部脱硫が起るが、脱硫反
応は主に煙道内で行わせている。即ち、ボイラ火炉内で
活性の高い生石灰を生成させることが、より高脱硫性能
と脱硫剤の利用率を高めるのに重要である。
In the boiler furnace and flue gas desulfurization methods described above, in the boiler furnace, the boiler can be considered to be a reactor for decarboxylation of limestone, and some desulfurization occurs. It is done in Hokkaido. That is, it is important to generate highly active quicklime in the boiler furnace in order to increase the desulfurization performance and the utilization rate of the desulfurizing agent.

ところが、今までは、上記の脱硫法において、火炉内
での生石灰化反応が十分に行なわれず、そのため、火炉
内での脱硫と煙道内での脱硫が円滑に行なわれないとい
う欠点があった。
However, up to now, in the above desulfurization method, the quick calcification reaction in the furnace has not been sufficiently performed, and therefore, there has been a disadvantage that desulfurization in the furnace and desulfurization in the flue are not performed smoothly.

そこで、本発明では、上記の欠点を解決し、火炉内及
び煙道内で十分な脱硫反応が進行でき、高脱硫性能と脱
硫剤の利用率を高めることができる脱硫法を提供するこ
とを目的とする。
In view of the above, an object of the present invention is to provide a desulfurization method capable of solving the above-mentioned drawbacks, allowing a sufficient desulfurization reaction to proceed in a furnace and a flue, and improving the desulfurization performance and the utilization rate of a desulfurizing agent. I do.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記目的を達成するために、本発明では、ボイラ火炉
内に、カルシウム、ナトリウム及びマグネシウムから選
ばれた金属の塩、酸化物又は水酸化物のうちの一種類以
上からなる微粉脱硫剤を噴霧して炉内及び煙道内で脱硫
を行う炉内及び煙道内脱硫法において、前記脱硫剤を仮
焼成してCaO,MgO,Na2Oを生成させ、これらの酸化物を含
む脱硫剤を搬送流体に同伴させて前記火炉内に噴霧する
とともに、該脱硫剤の供給量と仮焼成による前記酸化物
の生成量をボイラ負荷に応じて変化させることとしたも
のであり、また、本発明では、上記の脱硫法において、
脱硫剤を仮焼成後に搬送流体により重力分級させ、軽い
脱硫剤粒子を火炉内に噴霧し、一方重い脱硫剤粒子は粉
砕工程に循環することとしたものである。
In order to achieve the above object, in the present invention, in a boiler furnace, a fine powder desulfurizing agent consisting of one or more of a salt, oxide or hydroxide of a metal selected from calcium, sodium and magnesium is sprayed. In a furnace and flue gas desulfurization method in which desulfurization is performed in a furnace and in a flue, the desulfurizing agent is calcined to generate CaO, MgO, and Na 2 O, and the desulfurizing agent containing these oxides is used as a carrier fluid. Along with spraying into the furnace together with the furnace, the supply amount of the desulfurizing agent and the amount of the oxide generated by the preliminary calcination are changed according to the boiler load. In the desulfurization method,
After the desulfurizing agent is calcined, it is classified by gravity with a carrier fluid, and light desulfurizing agent particles are sprayed into a furnace, while heavy desulfurizing agent particles are circulated to a pulverizing step.

そして、本発明の脱硫法では、脱硫剤として、カルシ
ウム、ナトリウム又はマグネシウムから選ばれた金属の
塩、酸化物又は水酸化物のうちの一種類以上を用いるこ
とができ、更に、脱硫剤には分散剤を添加することがで
き、分散剤としては、電気集塵器から回収される石炭灰
の一部を用い、上記の脱硫剤と仮焼成工程で混合するこ
とができる。また、搬送流体としては、加熱空気、燃料
排ガス、水蒸気のいずれか一つを用いることができる。
And, in the desulfurization method of the present invention, as the desulfurization agent, one or more kinds of salts, oxides or hydroxides of metals selected from calcium, sodium or magnesium can be used, and further, the desulfurization agent A dispersant can be added, and as the dispersant, a part of the coal ash recovered from the electrostatic precipitator can be used and mixed with the above desulfurizing agent in the calcining step. Further, any one of heated air, fuel exhaust gas, and steam can be used as the carrier fluid.

本発明における脱硫剤の仮焼成工程は、焼成温度950
℃以下に保持して所定時間滞留させるものであり、ま
た、脱硫剤を搬送流体によってボイラ火炉内に噴霧する
位置は、ボイラ火炉内の温度が1000℃以下の領域である
位置がよい。
The calcination step of the desulfurizing agent in the present invention is performed at a calcination temperature of 950.
The temperature is maintained at a temperature of less than or equal to ° C. and is retained for a predetermined time, and the position where the desulfurizing agent is sprayed into the boiler furnace by the carrier fluid is preferably a position where the temperature in the boiler furnace is 1000 ° C. or less.

そして、脱硫剤はボイラ火炉内に搬送流体によって噴
霧されるが、ボイラ火炉内に噴霧される脱硫剤は軽い脱
硫剤粒子である。ここで、軽い脱硫剤粒子とは、石灰石
を脱硫剤に用いた場合は主にCaOであり、それより重い
脱硫剤は主にCaCO3であって、これは粉砕工程に循環さ
れる。このボイラ火炉内に噴霧する脱硫剤粒径と仮焼成
工程出口のCaO/CaCO3比率の調整は、搬送流体の供給量
の調節により行う。
The desulfurizing agent is sprayed into the boiler furnace by the carrier fluid, and the desulfurizing agent sprayed into the boiler furnace is light desulfurizing agent particles. Here, the light desulfurizing agent particles are mainly CaO when limestone is used as the desulfurizing agent, and the heavier desulfurizing agent is mainly CaCO 3 , which is circulated to the grinding step. Adjustment of the particle size of the desulfurizing agent sprayed into the boiler furnace and the CaO / CaCO 3 ratio at the outlet of the calcining step is performed by adjusting the supply amount of the carrier fluid.

また、排ガス中の亜硫酸ガス濃度及びボイラ負荷変化
に応じて、脱硫剤供給量、仮焼成条件、搬送流体供給量
等を制御するのがよい。例えば、ボイラ火炉内に噴霧す
る脱硫剤供給量と仮焼成条件の制御を、電気集塵器出口
側排ガス中の亜硫酸ガス濃度に応じて行ったり、また、
脱硫剤の仮焼成条件及び搬送流体供給量の制御を、ボイ
ラ負荷変化又は電気集塵器出口側排ガス中の亜硫酸ガス
濃度に応じて行ったり、更に、搬送流体供給量による仮
焼成工程出口のCaO/CaCO3の比率の制御を、ボイラ負荷
変化に応じて行うことができる。
Further, it is preferable to control the desulfurizing agent supply amount, the calcination conditions, the carrier fluid supply amount, and the like according to the sulfurous acid gas concentration in the exhaust gas and the change in the boiler load. For example, control of the desulfurizing agent supply amount sprayed into the boiler furnace and the calcination conditions are performed according to the concentration of sulfurous acid gas in the exhaust gas at the outlet of the electrostatic precipitator, or
Control of the calcination conditions of the desulfurizing agent and the supply amount of the carrier fluid are performed according to the change in boiler load or the concentration of sulfurous acid gas in the exhaust gas on the outlet side of the electrostatic precipitator, and further, the CaO at the calcination process outlet based on the carrier fluid supply amount The control of the ratio of / CaCO 3 can be performed according to the change in boiler load.

〔作用〕[Action]

石炭の燃焼により発生する硫黄酸化物は、火炉内に噴
霧される脱硫剤すなわちカルシウム、ナトリウム、マグ
ネシウム等の金属の塩、酸化物、水酸化物などで、具体
的には石灰石、ドロマイト、消石灰等の微粒子で、脱硫
される。これらの脱硫剤がボイラの火炉内に噴霧された
とき、以下のような脱炭酸反応と脱硫反応が並行して起
る。
Sulfur oxides generated by the combustion of coal are desulfurizing agents sprayed into the furnace, that is, salts, oxides, and hydroxides of metals such as calcium, sodium, and magnesium, and specifically, limestone, dolomite, slaked lime, and the like. And desulfurized. When these desulfurizing agents are sprayed into the furnace of a boiler, the following decarboxylation reaction and desulfurization reaction occur in parallel.

石灰石では下式の熱分解反応が起る。 In limestone, the following thermal decomposition reaction occurs.

CaCO3→CaO+CO2 (1) ドロマイト(CaCO3.MgCO3)の場合は、(2)〜
(4)式のように熱分解反応が起こる。
CaCO 3 → CaO + CO 2 (1) For dolomite (CaCO 3 .MgCO 3 ), (2) ~
A thermal decomposition reaction occurs as shown in equation (4).

CaCO3.MgCO3→CaCO3.MgO+CO2 (2) CaCO3.MgO→CaO.MgO+CO2 (3) MgCO3→MgO+CO2 (4) 消石灰、水酸化マグネシウム、苛性ソーダも同様に熱
分解反応が起り、脱硫反応に活性なCaO,MgO,Na2Oを生成
する。
CaCO 3 . MgCO 3 → CaCO 3 .MgO + CO 2 (2) CaCO 3 .MgO → CaO.MgO + CO 2 (3) MgCO 3 → MgO + CO 2 (4) Similarly, slaked lime, magnesium hydroxide, and caustic soda undergo a thermal decomposition reaction, which causes a desulfurization reaction. Produces active CaO, MgO, Na 2 O.

次に、CaO,MgO,Na2Oはボイラ火炉内の燃焼排ガス中の
主にSO2,O2と以下のように反応する。
Next, CaO, MgO, Na 2 O is primarily reacts as follows SO 2, O 2 in the combustion exhaust gas in the boiler furnace.

CaO+SO21/2O2→CaSO4 (5) Na2O+SO21/2O2→Na2SO4 (6) MgO+SO21/2O2→MgSO4 (7) 未反応CaO等は石炭灰と燃焼排ガスに同伴し、煙道内
で脱硫反応が起る。このときの脱硫反応は(8)式で示
される。
CaO + SO 2 + 1/2 O 2 → CaSO 4 (5) Na 2 O + SO 2 + 1/2 O 2 → Na 2 SO 4 (6) MgO + SO 2 + 1/2 O 2 → MgSO 4 (7) unreacted CaO, etc. Is accompanied by coal ash and flue gas, and a desulfurization reaction occurs in the flue. The desulfurization reaction at this time is shown by equation (8).

CaO+H2O+SO2→CaSO3+H2O (8) 既に(8)式のCaSO3の生成反応には、燃焼排ガス中
の水分の大きく影響することが明らかになっている。ま
た、煙道内では燃焼排ガス中に含まれるO2により、CaSO
3が一部酸化しCaSO4に酸化されるがその割合は少ない。
CaO + to H 2 O + SO 2 → CaSO 3 + H 2 O (8) already (8) formation reaction of CaSO 3 of formula is found that a large effect of moisture in the combustion exhaust gas. Moreover, the O 2 in the flue contained in the combustion exhaust gas, CaSO
3 is partially oxidized to CaSO 4 , but the proportion is small.

(8)式の反応、即ち脱硫反応を高めるには、石灰石
の焼成温度が重要であることが明らかにされた。
It has been clarified that the firing temperature of limestone is important for enhancing the reaction of the formula (8), that is, the desulfurization reaction.

煙道内での生石灰の脱硫反応を高めるには、ボイラ火
炉に噴霧する石灰石の焼成温度が重要であるが、ボイラ
火炉を石灰石の生石灰化反応器として使用するとき、石
灰石が火炉内に噴霧され燃焼排ガスに同伴し滞留できる
時間は、ボイラ型式により若干異なるものの1〜3秒と
短時間である。この滞留時間で、石灰石の生石灰化反応
と一部脱硫を行わせることになる。
In order to increase the desulfurization reaction of quicklime in the flue, the firing temperature of the limestone sprayed into the boiler furnace is important, but when the boiler furnace is used as a quicklime reactor for limestone, the limestone is sprayed into the furnace and burned. The time that can accompany and stay with the exhaust gas varies slightly depending on the type of boiler, but is as short as 1 to 3 seconds. During this residence time, the quicklime reaction of limestone and partial desulfurization are performed.

石灰石の脱炭酸反応が活発に進行する焼成温度は、約
600℃から約900℃である。石灰石の焼成温度と煙道内で
の脱硫反応に関する活性を調べると、生石灰化反応が完
結する900℃近傍が最も高く効果的である。
The firing temperature at which the decarboxylation of limestone actively proceeds is about
600 ° C to about 900 ° C. Examining the limestone firing temperature and the activity related to the desulfurization reaction in the flue, the highest and most effective temperature is around 900 ° C where the quick calcification reaction is completed.

ボイラ火炉内で、このような石灰石の最適焼成条件で
生石灰を得るには、滞留時間が短く、高温雰囲気の温度
ゾーンに石灰石を噴霧させ、生石灰反応を行わせる必然
性が合った。
In order to obtain quicklime in the boiler furnace under the optimum firing conditions for limestone, the residence time was short, and the necessity of spraying limestone into a temperature zone of a high-temperature atmosphere to cause quicklime reaction was met.

本発明では、煙道内での脱硫反応を高めるために、石
灰石をボイラ火炉内に噴霧する以前に、仮焼成工程にお
いてかなりの割合で石灰石を最適焼成条件温度で仮焼成
しておき、そして、ボイラ火炉内に噴霧する温度領域
は、少なくても石灰石の生石灰化反応の最適温度を示す
900℃の温度雰囲気にするようにしたことを特徴とす
る。
In the present invention, in order to enhance the desulfurization reaction in the flue, before spraying the limestone into the boiler furnace, the limestone is preliminarily calcined at the optimal calcination condition temperature in a considerable ratio in the calcination step, and The temperature range sprayed into the furnace indicates at least the optimum temperature for the quick calcification of limestone
It is characterized by having a temperature atmosphere of 900 ° C.

第2図に石灰石の焼成温度と水分吸着速度を調べた結
果を示す。水分吸着速度は石灰石の焼成温度が900℃近
傍(石灰石の生石灰化反応の完結温度)が最も高く、そ
の温度以下では生石灰化反応が不充分であるために低
く、その温度以上では徐々に石灰の溶融が始まり、細孔
容積が減少するために低くなると言える。
FIG. 2 shows the results of examining the firing temperature of limestone and the water adsorption rate. The water adsorption rate is highest when the limestone firing temperature is around 900 ° C (the completion temperature of the limestone quick calcification reaction). Below that temperature, it is low because the quick lime reaction is insufficient, and above that temperature, the lime is gradually reduced. It can be said that melting begins and the pore volume decreases due to a decrease in pore volume.

さらに、石灰石の焼成温度の異なる石灰について、煙
道内の燃焼排ガス条件でSO2吸着量を求めた結果を第3
図に示す。石灰石の焼成温度の異なる石灰のSO2吸着量
は、第2図に示した水分吸着量と密接な関係を示し、同
様に石灰石焼成温度は900℃近傍が最も高くできること
が明らかである。
Furthermore, different for lime of calcination temperature of limestone, the result of obtaining SO 2 adsorption amount in the combustion exhaust gas conditions flue third
Shown in the figure. The SO 2 adsorption amount of lime having different limestone firing temperatures has a close relationship with the moisture adsorption amount shown in FIG. 2, and it is apparent that the limestone firing temperature can be highest near 900 ° C.

以上のことから、煙道内で脱硫性能を高めること即
ち、ボイラ火炉内と煙道内組合せ脱硫法では、石灰石の
焼成温度をあまり高温で焼成することは、全体の脱硫性
能を高める点から不利である。
From the above, to increase the desulfurization performance in the flue, that is, in the combined desulfurization method in the boiler furnace and in the flue, firing the limestone at a very high firing temperature is disadvantageous in terms of increasing the overall desulfurization performance. .

しかしながら、従来はボイラ火炉内の短い滞留時間内
で石灰石の生石灰化反応を完結させるため、高温雰囲気
に噴霧する必要があった。
However, conventionally, in order to complete the quick calcification reaction of limestone within a short residence time in a boiler furnace, it was necessary to spray the limestone into a high-temperature atmosphere.

本発明では、ボイラ火炉内脱硫と煙道脱硫を組合せた
脱硫法において、煙道での脱硫反応を高めるためには、
石灰石の仮焼成工程によりかなりの部分の生石灰反応を
進めた後に、少なくとも1000℃以下の温度雰囲気のボイ
ラ火炉内に噴霧することにより、脱硫性能を高めること
ができるものである。
In the present invention, in the desulfurization method combining desulfurization in a boiler furnace and flue gas desulfurization, in order to enhance the desulfurization reaction in the flue,
The desulfurization performance can be enhanced by spraying into a boiler furnace having a temperature atmosphere of at least 1000 ° C. after a considerable portion of the quick lime reaction has been promoted in the limestone pre-firing step.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明を実施例により具体的に説明するが、本発
明はこれらに限定されない。
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

実施例1 第1図は本発明の脱硫法の一例を示す工程図である。
第1図において、ボイラ1には微粉炭2、空気3が供給
される。本発明の火炉内脱硫法は、脱硫剤7が粉砕機8
に供給され、粉砕された脱硫剤9は仮焼成炉10により焼
成し、焼成し石灰11は搬送流体14により分級器12に導
き、所定粒径以下の脱硫剤13がボイラ1に噴霧され、石
灰石の生石灰への反応が完結され、前記した式(5)、
(6)、(7)式のような脱硫反応が起る。以上の工程
がボイラ火炉内脱硫工程である。
Example 1 FIG. 1 is a process chart showing an example of the desulfurization method of the present invention.
In FIG. 1, pulverized coal 2 and air 3 are supplied to a boiler 1. In the furnace desulfurization method of the present invention, the desulfurizing agent 7 is
The crushed desulfurizing agent 9 is supplied to the calcination furnace 10 and calcined. The lime 11 is guided to the classifier 12 by the carrier fluid 14, and the desulfurizing agent 13 having a predetermined particle size or less is sprayed to the boiler 1, and the limestone Is completed to the quicklime, and the above-mentioned formula (5),
A desulfurization reaction as shown in equations (6) and (7) occurs. The above process is the desulfurization process in the boiler furnace.

ボイラ火炉内からの未反応CaOは、石炭灰と燃焼排ガ
スに同伴し、流れ15から22の煙道に導かれ、この工程に
おいて煙道脱硫が行われる。
Unreacted CaO from the boiler furnace accompanies the coal ash and flue gas and is directed to the flue from streams 15 to 22, where flue desulfurization takes place.

ボイラ1からの燃焼排ガスに同伴するCaOは、燃焼排
ガス中の水分を吸着しつつ、(8)式の脱硫反応が行わ
れる。煙道内の水分濃度を調節する為に、水を煙道ライ
ンに供給することが効果的である。
CaO accompanying the flue gas from the boiler 1 undergoes the desulfurization reaction of the formula (8) while adsorbing moisture in the flue gas. It is effective to supply water to the flue line to regulate the moisture concentration in the flue.

燃焼排ガス15は、脱硫装置16において煙道に供給され
るアンモニヤガス17と窒素酸化物が、気相還元され脱硫
される。燃焼排ガス18は、次に空気予熱器19に導かれ、
ボイラ1に供給する空気が加熱される。脱硫剤供給系に
は、この加熱空気の一部14が脱硫剤搬送用として使用さ
れる。
The flue gas 15 is subjected to gas-phase reduction and desulfurization of ammonia gas 17 and nitrogen oxides supplied to a flue in a desulfurization device 16. The flue gas 18 is then led to an air preheater 19,
The air supplied to the boiler 1 is heated. In the desulfurizing agent supply system, a part 14 of the heated air is used for conveying the desulfurizing agent.

さらに、電気集塵器21で回収される石炭灰25を主成分
とする固形物の一部は、脱硫剤供給系の粉砕機8から分
級器12のラインに供給し、脱硫剤の分級を高め、且つ石
炭灰中の未反応CaO或いはCa(OH)2等を再利用することが
できる。また、粉砕機からの微粒脱硫剤に分散剤を添加
することが仮焼成を円滑に行う際有効である。分散剤と
して、ステアリン酸ソーダ、ステアリン酸カルシウム等
を添加することが、より一層分散には効果的である。焼
成された生石灰は重力分級等により、微粒子がボイラ火
炉内に噴霧される。生石灰化の進んだ粒子と、未反応石
灰石の粒子の重量比率は56:100であり、粒径の大きな未
反応石灰石27は、粉砕機8に戻し、再粉砕し、利用する
ことが有効である。
Further, a part of the solid matter mainly composed of coal ash 25 collected by the electrostatic precipitator 21 is supplied from the crusher 8 of the desulfurizing agent supply system to the line of the classifier 12 to increase the classification of the desulfurizing agent. In addition, unreacted CaO or Ca (OH) 2 in coal ash can be reused. Further, it is effective to add a dispersing agent to the fine-particle desulfurizing agent from the pulverizer when pre-baking is smoothly performed. Addition of sodium stearate, calcium stearate, or the like as a dispersant is more effective for dispersion. Fine particles of the calcined quicklime are sprayed into a boiler furnace by gravity classification or the like. The weight ratio between the particles of advanced quick calcification and the particles of unreacted limestone is 56: 100, and the unreacted limestone 27 having a large particle diameter is effectively returned to the crusher 8, re-crushed, and used. .

機械的分散器としては、空気に脱硫剤粒子を搬送さ
せ、高速で衝突させることや、搬送ラインに超音波を照
射させることなどによる方法も効果がある。
As the mechanical disperser, a method in which the desulfurizing agent particles are conveyed to air and made to collide at a high speed, or a method in which ultrasonic waves are irradiated on a conveying line is also effective.

実施例2 第4図は、50kg/hの堅型微粉炭燃焼炉に、本発明の脱
硫法を適用した概略断面図である。第4図において、燃
焼炉本体100は上部に微粉炭バーナ101を設置し、さら
に、燃焼炉100中央部に、石灰石の噴霧ノズル104を設置
した。実験は、石灰石を900℃で約30分焼成して得た生
石灰と石灰石との混合物を、燃焼炉中に噴霧した時の比
較実験である。
Example 2 FIG. 4 is a schematic sectional view showing the application of the desulfurization method of the present invention to a 50 kg / h hard pulverized coal combustion furnace. In FIG. 4, a combustion furnace main body 100 is provided with a pulverized coal burner 101 at an upper portion, and further, a limestone spray nozzle 104 is provided at a central portion of the combustion furnace 100. The experiment is a comparative experiment in which a mixture of quicklime and limestone obtained by calcining limestone at 900 ° C. for about 30 minutes was sprayed into a combustion furnace.

第4図の微粉炭燃焼では、200メッシュ以下の硫黄分
0.95%を含む石炭102を用い、空気103を空気過剰率1.11
で供給した。燃焼排ガス用サンプル座105から燃焼排ガ
スの一部を採取し、赤外吸収スペクトルにより亜硫酸ガ
ス濃度を連続測定した。燃焼排ガス中の亜硫酸ガス濃度
は、脱硫剤を投入する以前は810〜825ppmであり、脱硫
剤の供給前後の亜硫酸ガス濃度から脱硫率を求めた。
In the pulverized coal combustion shown in Fig. 4, the sulfur content of less than 200 mesh
Using coal 102 containing 0.95%, air 103
Supplied with A portion of the flue gas was sampled from the flue gas sample seat 105, and the sulfur dioxide concentration was continuously measured by infrared absorption spectrum. Before the addition of the desulfurizing agent, the sulfurous acid gas concentration in the combustion exhaust gas was 810 to 825 ppm, and the desulfurization rate was determined from the sulfurous acid gas concentrations before and after the supply of the desulfurizing agent.

第5図においては、横軸に供給される硫黄分のモル数
に対する石灰石の供給モル数をCa/Sで示した。Aは、石
灰石を予かじめ900℃で30分焼成して生石灰としてお
り、その工程のない石灰石Bと比べ、脱硫率でCa/S=2
では8〜10%高めることができ、本発明の効果が確認さ
れた。
In FIG. 5, the number of moles of limestone supplied to the number of moles of sulfur supplied on the horizontal axis is shown by Ca / S. A is limestone preliminarily calcined at 900 ° C for 30 minutes to produce quicklime. Compared to limestone B without the process, Ca / S = 2 in desulfurization rate.
Thus, the effect of the present invention was confirmed by 8 to 10%.

実施例3 第6図は、煙道内脱硫を模擬した実験装置の断面図を
示す。第6図において反応管201は内径60mmφ×長さ2.5
mを電気炉202により加熱し、温度150℃に制御した。反
応管201の上部203から模擬燃焼排ガス204として、SO2 1
000ppm、NO 200ppm、CO2 10%、H2O 10%、O2 6%、残
りN2に調整した150℃に予熱したガスを流した。脱硫剤
をノズル206から噴霧させ、燃焼排ガスと並流で接触さ
せた。反応管への入口模擬燃焼排ガス中のSO2濃度と、
反応管出口の脱硫後の燃焼排ガス中のSO2濃度を、それ
ぞれ205、207から連続して採取し、赤外吸収型モニター
により測定し、脱硫率を評価した。
Example 3 FIG. 6 is a cross-sectional view of an experimental device simulating the flue gas desulfurization. In FIG. 6, the reaction tube 201 has an inner diameter of 60 mmφ × length of 2.5 mm.
m was heated by an electric furnace 202 to control the temperature to 150 ° C. As the simulated flue gas 204 from the upper portion 203 of the reaction tube 201, SO 2 1
A gas preheated to 150 ° C. adjusted to 000 ppm, 200 ppm of NO, 10% of CO 2, 10% of H 2 O, 6% of O 2 and the remaining N 2 was passed. The desulfurizing agent was sprayed from the nozzle 206 and brought into contact with the combustion exhaust gas in parallel. And SO 2 concentrations in the inlet simulated combustion exhaust gas into the reaction tube,
The SO 2 concentration in the flue gas after desulfurization at the outlet of the reaction tube was continuously sampled from 205 and 207, respectively, and measured by an infrared absorption monitor to evaluate the desulfurization rate.

第7図は反応管上部から噴霧する脱硫剤量と脱硫率の
関係を示す。図中(A)は、石灰石を焼成温度1200℃で
30分焼成して生成したCaOを用い供給量を変化した場合
で、(B)は石灰石を900℃で30分焼成して得たCaOを用
いた試験結果を示す。また、(C)は(B)のCaOを用
い、模擬燃焼排ガス中の水分濃度を10%から15%に増や
したときの試験結果を示す。石灰石を900℃で焼成して
得たCaOが、1200℃で焼成して得たCaOより、脱硫率を高
めることができる。また、排ガス中の水分濃度が高いほ
ど脱硫率は高くできる。以上の結果から、本発明による
ボイラ火炉に噴霧する以前に、石灰石を仮焼成する効果
が明らかである。
FIG. 7 shows the relationship between the amount of desulfurizing agent sprayed from the upper part of the reaction tube and the desulfurization rate. (A) in the figure is a limestone fired at 1200 ° C.
(B) shows the test results using CaO obtained by calcining limestone at 900 ° C. for 30 minutes using CaO produced by calcining for 30 minutes and changing the supply amount. (C) shows the test results when the moisture concentration in the simulated combustion exhaust gas was increased from 10% to 15% using the CaO of (B). CaO obtained by calcining limestone at 900 ° C can increase the desulfurization rate more than CaO obtained by calcining limestone at 1200 ° C. In addition, the higher the water concentration in the exhaust gas, the higher the desulfurization rate can be. From the above results, the effect of calcining limestone before spraying into the boiler furnace according to the present invention is clear.

火力発電ボイラでは、25〜100%の日間負荷変化した
運転が行われる。このため負荷量に応じて、脱硫性能が
一定した最適運転を行うには、ボイラへの脱硫剤の噴霧
量、噴霧位置などを変える必要があるが、本発明では、
電気集塵器出口のSO2濃度を検出し、焼成条件、搬送流
体供給量を変えて制御することにより、ボイラ負荷量に
追従することができる。
In a thermal power boiler, operation is performed with a daily load change of 25 to 100%. For this reason, in order to perform optimal operation with a constant desulfurization performance according to the load amount, it is necessary to change the spray amount of the desulfurizing agent to the boiler, the spray position, and the like.
By detecting the SO 2 concentration at the outlet of the electrostatic precipitator and changing and controlling the firing conditions and the supply amount of the carrier fluid, it is possible to follow the boiler load.

さらに、焼成条件及び搬送流体量の調整により、焼成
器出口のCaO/CaCO3を制御でき、ボイラ負荷変化に追従
した運転ができる。搬送流体は加熱空気、燃焼排ガス、
水蒸気などを使用でき、搬送流体の温度調整により、生
石灰化割合を調整できる。また、噴流層、流動層等の気
固接触装置による、重力分級作用を利用し、重量の軽く
なったCaO粒子の濃厚流体をボイラ火炉内に噴霧するこ
とが、火炉内脱硫性能を高めるのに有効である。
Further, by adjusting the firing conditions and the amount of the transported fluid, CaO / CaCO 3 at the outlet of the firing device can be controlled, and the operation following the change in boiler load can be performed. The carrier fluid is heated air, combustion exhaust gas,
Steam or the like can be used, and the quick calcification ratio can be adjusted by adjusting the temperature of the carrier fluid. Spraying a concentrated CaO particle fluid into a boiler furnace using gravity classification by a gas-solid contact device such as a spouted bed or fluidized bed can improve desulfurization performance in the furnace. It is valid.

煙道内に燃焼排ガスと同伴するCaOは、約200℃以下で
燃焼排ガス中の水蒸気を吸着し、水蒸気を亜硫酸ガス吸
着サイトとして、脱硫反応が進行する。その為に、強制
的に煙道内に水蒸気或いは水をスプレイすることによ
り、脱硫性能を高めることができる。燃焼排ガス中の水
蒸気濃度を高めるには、焼成工程の搬送流体に水蒸気を
利用することが、煙道内脱硫反応を高める上からも効果
的である。
CaO that accompanies the flue gas in the flue adsorbs water vapor in the flue gas at about 200 ° C. or lower, and the desulfurization reaction proceeds using the water vapor as a sulfurous acid gas adsorption site. Therefore, desulfurization performance can be enhanced by forcibly spraying steam or water into the flue. In order to increase the water vapor concentration in the combustion exhaust gas, it is effective to use water vapor as the carrier fluid in the firing step in order to enhance the desulfurization reaction in the flue.

煙道内では、CaOは水を吸着し、消石灰反応と同時に
脱硫反応が起る。亜硫酸ガスは亜硫酸カルシウムとして
固定され脱硫が起る。また、燃焼排ガス中には、酸素ガ
スが約6%程度含まれるので、亜硫酸カルシウムの一部
は石膏になり、石炭灰とともに電気集塵器で捕集され
る。石炭灰の中には未反応消石灰、生石灰が含まれるの
で、石炭灰の一部を石灰石の焼成工程に戻すことによ
り、石灰石の有効率を高め、且つ焼成工程の粒子分散効
果を高める事ができる。焼成工程の粒子分散剤として
は、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カルシウム
等が効果的であり、分解温度が石灰石等に比べ低温であ
り、ボイラ火炉内、煙道内脱硫に支障を来すことがない
ので石灰石の円滑な焼成が可能である。
In the flue, CaO adsorbs water and a desulfurization reaction occurs simultaneously with the slaked lime reaction. Sulfurous gas is fixed as calcium sulfite and desulfurization occurs. Further, since about 6% of oxygen gas is contained in the combustion exhaust gas, part of the calcium sulfite becomes gypsum and is collected together with the coal ash by the electric dust collector. Since unreacted slaked lime and quick lime are contained in coal ash, by returning a part of the coal ash to the limestone firing step, the effective rate of limestone can be increased, and the particle dispersion effect of the firing step can be increased. . Sodium stearate, calcium stearate, etc. are effective as the particle dispersing agent in the firing step, and the decomposition temperature is lower than that of limestone, etc., and it does not hinder the desulfurization in the boiler furnace or the flue. Can be smoothly fired.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、発電ボイラの排煙脱硫法として、ボ
イラ火炉内脱硫と煙道内脱硫を組合せた脱硫法におい
て、石灰石をボイラ火炉内に噴霧する前に、仮焼成し、
生石灰化反応を進めるようにしたものであるから、石灰
石の活性の最も高い条件で、煙道脱硫ができるので脱硫
性能を高くすることができる。また、脱硫剤の反応性を
高められるので、従来法に比べCa/Sを小さくでき、ラン
ニングコスト低減がはかれ、脱硫コスト低減に有効であ
る。さらに、脱硫剤の仮焼成工程を設置する事により、
焼成条件、搬送流体の供給量を調整する事により、ボイ
ラ負荷変化等に追従した安定な脱硫性能を維持できる効
果がある。
According to the present invention, as a flue gas desulfurization method for a power generation boiler, in a desulfurization method combining desulfurization in a boiler furnace and desulfurization in a flue, before limestone is sprayed into the boiler furnace, calcination is performed,
Since the quick calcification reaction is advanced, flue gas desulfurization can be performed under the condition where the activity of limestone is the highest, so that the desulfurization performance can be enhanced. In addition, since the reactivity of the desulfurizing agent can be increased, Ca / S can be reduced as compared with the conventional method, the running cost can be reduced, and the desulfurization cost can be effectively reduced. Furthermore, by installing a calcination process for the desulfurizing agent,
By adjusting the baking conditions and the supply amount of the carrier fluid, there is an effect that stable desulfurization performance following a boiler load change or the like can be maintained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、本発明の火炉内脱硫法の一例を示す工程図、
第2図は、石灰石の焼成温度と水分吸着量の関係を示す
グラフ、第3図は、焼成温度の異なる生石灰の亜硫酸ガ
ス吸着量の変化を示すグラフ、第4図は本発明の火炉内
脱硫法の他の一例を示す装置の概略断面図、第5図は、
火炉内脱硫試験結果を示すグラフ、第6図は煙道内脱硫
試験装置の断面図、第7図は煙道内脱硫試験の脱硫剤量
と脱硫率の関係を示すグラフである。 1……ボイラ火炉、2,102……微粉石炭,3,103……空
気、7……微粉脱硫剤、8……粉砕機、10……仮焼成
炉、12……分級器、14……搬送気体、16……脱硫装置、
19……空気予熱器、21……電気集塵器、9,11,13……脱
硫剤と搬送流体のライン、100……燃焼炉本体、101……
微粉炭バーナ、104……石灰石噴霧ノズル、201……反応
管、202……電気炉、204……燃焼排ガス、206……脱硫
剤ノズル
FIG. 1 is a process diagram showing an example of a furnace desulfurization method of the present invention,
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the calcination temperature of limestone and the amount of adsorbed moisture, FIG. 3 is a graph showing the change in the amount of adsorbed sulfurous acid gas of quicklime having different calcination temperatures, and FIG. FIG. 5 is a schematic sectional view of an apparatus showing another example of the method.
FIG. 6 is a graph showing the results of a furnace desulfurization test, FIG. 6 is a cross-sectional view of a flue gas desulfurization test device, and FIG. 1 boiler furnace, 2,102 fine coal, 3,103 air, 7 fine desulfurizing agent, 8 crusher, 10 calciner, 12 classifier, 14 carrier gas, 16 …… desulfurization equipment,
19 …… Air preheater, 21… Electric precipitator, 9,11,13 …… Desulfurizer and carrier fluid line, 100… Combustion furnace body, 101…
Pulverized coal burner, 104: Limestone spray nozzle, 201: Reaction tube, 202: Electric furnace, 204: Combustion exhaust gas, 206: Desulfurizer nozzle

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小豆畑 茂 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (72)発明者 宮寺 博 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (72)発明者 斉藤 一一 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (72)発明者 楢戸 清 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (72)発明者 西村 士 広島県呉市宝町6番9号 バブコック日 立株式会社呉工場内 (56)参考文献 特開 平3−101811(JP,A) 特開 昭60−178288(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F23C 11/00 F23J 7/00 F23J 15/00 B01D 53/34──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Shigeru Azuhata 4026 Kuji-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Within Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Hiroshi Miyadera 4026 Kuji-machi, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Hitachi Research, Ltd. In-house (72) Inventor Ichiichi Saito 4026 Kuji-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside Hitachi, Ltd.Hitachi Research Laboratory, Ltd. (72) Inventor Kiyoshi Narato 4026 Kuji-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture, Hitachi, Ltd. Person: Nishimura, 6-9 Takaracho, Kure City, Hiroshima Prefecture Inside the Kure Factory of Babcock Hitachi Ltd. (56) References JP-A-3-101811 (JP, A) JP-A-60-178288 (JP, A) (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) F23C 11/00 F23J 7/00 F23J 15/00 B01D 53/34

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ボイラ火炉内に、カルシウム、ナトリウム
及びマグネシウムから選ばれた金属の塩、酸化物又は水
酸化物のうちの一種類以上からなる微粉脱硫剤を噴霧し
て炉内及び煙道内で脱硫を行う炉内及び煙道内脱硫法に
おいて、前記脱硫剤を仮焼成してCaO,MgO,Na2Oを生成さ
せ、これらの酸化物を含む脱硫剤を搬送流体に同伴させ
て前記火炉内に噴霧するとともに、該脱硫剤の供給量と
仮焼成による前記酸化物の生成量をボイラ負荷に応じて
変化させることを特徴とする炉内及び煙道内脱硫法。
1. A fine powder desulfurizing agent comprising at least one of a salt, an oxide and a hydroxide of a metal selected from calcium, sodium and magnesium is sprayed into a boiler furnace, and is sprayed in the furnace and in the flue. In an in-furnace and flue-gas desulfurization method for performing desulfurization, the desulfurizing agent is calcined to generate CaO, MgO, and Na 2 O, and the desulfurizing agent containing these oxides is accompanied by a carrier fluid into the furnace. A method for in-furnace and in-flue desulfurization, comprising spraying and changing the supply amount of the desulfurizing agent and the amount of the oxide generated by the preliminary firing according to the boiler load.
【請求項2】請求項1記載において、前記脱硫剤として
CaCO3を用い、これを仮焼成してCaOを生成させるととも
に、該脱硫剤の供給量とCaO/CaCO3の比率をボイラ負荷
に応じて変化させることを特徴とする炉内及び煙道内脱
硫法。
2. The desulfurizing agent according to claim 1, wherein
In-furnace and in-flue desulfurization method characterized by using CaCO 3 and calcining it to generate CaO and changing the supply amount of the desulfurizing agent and the ratio of CaO / CaCO 3 according to the boiler load .
【請求項3】請求項1記載において、前記搬送流体とし
て水蒸気を用いて燃焼排ガス中の水蒸気濃度を高めるこ
とを特徴とする炉内及び煙道内脱硫法。
3. The in-furnace and flue-gas desulfurization method according to claim 1, wherein the steam concentration is increased in the combustion exhaust gas by using steam as the carrier fluid.
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