JP3347786B2 - 排ガス処理方法および装置 - Google Patents

排ガス処理方法および装置

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JP3347786B2 JP00142993A JP142993A JP3347786B2 JP 3347786 B2 JP3347786 B2 JP 3347786B2 JP 00142993 A JP00142993 A JP 00142993A JP 142993 A JP142993 A JP 142993A JP 3347786 B2 JP3347786 B2 JP 3347786B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、環境装置に係り、特に
排ガス中の硫黄酸化物、塩素化合物などの酸性ガス成分
を低減するのに好適な排ガス処理方法と装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ボイラなどの燃焼により発生した排ガス
中の酸性ガス成分、例えば硫黄酸化物の除去方法の一つ
として、排ガス中に吸収剤(消石灰など)を注入した
後、脱硫塔にて水の噴霧を行い、排ガス中の硫黄酸化物
を吸収除去する乾式脱硫装置があり、その一例を図3に
示す。排ガス1は脱硫塔2の入口ダクト3で吸収剤注入
ノズル6から粉末の吸収剤5を注入された後、脱硫塔2
へ流入し、脱硫塔2内で必要量の冷却水7が冷却水スプ
レノズル8から排ガス1に噴霧されることにより、排ガ
ス中の硫黄酸化物が排ガス中に同伴されている粉末の吸
収剤5に吸収される。脱硫塔2内で規定量の硫黄酸化物
を除去された排ガスは、出口ガスダクト4を経て、図示
していない除塵器に入り同伴する使用済の吸収剤5を除
去される。脱硫塔2へ流入する排ガス1に同伴した粉末
の吸収剤5が噴霧冷却水7で濡れることにより排ガス1
中の硫黄酸化物の吸収が促進されるが、冷却水7の噴霧
量は脱硫塔2内で完全に蒸発を完了するように調整され
る。これを図4の排ガス1の温度湿度線図を用いて説明
する。
【0003】図4において、脱硫塔2へAの状態(温度
1、湿度h1)で流入した排ガス1は、スプレされた冷
却水7が脱硫塔2内で蒸発することにより、断熱冷却線
102に沿ってBの状態(温度t2、湿度h2)、すなわ
ちCの飽和湿度h3を示す状態(温度t3、湿度h3)の
手前まで冷却された後、脱硫塔2外へ排出される。これ
は、噴霧された冷却水7が脱硫塔2内で完全に蒸発され
るように、噴霧水量を断熱冷却線102が飽和湿度曲線
101と交わる手前となるように調節するためである。
脱硫塔2内に噴霧される冷却水7量は排ガス1の量をガ
ス流量検知器20で検出し、演算器21からの信号によ
り、冷却水制御弁9から排ガス量に湿度△hを乗じた量
で供給される。
【0004】また、冷却水7を脱硫塔2内で完全に蒸発
させるためには、排ガス1が脱硫塔2を通過する間に蒸
発する水滴径であることが必要であり、脱硫塔2の通過
時間が最も短い、最大ガス量処理時に蒸発が可能な水滴
径の水を噴霧している。図5に脱硫塔2の有効蒸発距離
をLで示し、図6に処理ガス量と排ガスの脱硫塔通過時
間の関係を、図7に噴霧液滴径と噴霧液滴の蒸発時間の
関係をそれぞれグラフで示す。噴霧水滴径は処理排ガス
量最大時(Qgmax)の有効蒸発距離Lの通過に要す
る時間(T1)を図6で求め、次に脱硫塔通過時間T1
対応する噴霧液滴径(d1)を図7で求めることにより
決定され、冷却水スプレノズル8には、該水滴径を発生
するノズルを持つものが用いられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、処理
する排ガス1の量が最大値よりも小さくなった場合、す
なわち、図6においてQg2なる処理ガス量の場合、図
5に示すL2の距離で噴霧された水の蒸発が完了し、脱
硫塔3の全域が硫黄酸化物の吸収に有効に活用できない
という問題があった。L2=L×Qg2/Qgmaxであ
り、Qg2<Qgmaxであることから、L2<Lとな
る。図5に示すL2の距離で噴霧された水の蒸発が完了
すると、脱硫塔2に供給した吸収剤5が十分利用できな
い、すなわち脱硫性能が十分発揮できないということで
ある。そこで、本発明の目的は、脱硫塔等の反応塔の全
領域を酸性ガス(硫黄酸化物等)の吸収反応に活用し、
装置の有する処理能力を十分に生かした排ガス処理方法
と装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、次
の構成によって達成される。すなわち、処理ガスに反応
剤を浮遊状態で供給し、さらに、水を噴霧して、処理ガ
ス中の酸性ガス等を反応塔内で吸収除去する排ガス処理
方法において、反応塔に流入する処理ガス量が減少する
場合には、噴霧水量を減少させるとともに噴霧水滴径を
増加させ、処理ガス量が増加する場合には、噴霧水量を
増加させるとともに噴霧水滴径を縮小させること排ガス
処理方法、または、処理ガスが導入される反応塔内に反
応剤と水を噴霧して処理ガス中の酸性ガス等を吸収除去
する排ガス処理装置において、反応塔入口ダクトまたは
その近傍に設けられた処理ガス流量検知手段および反応
剤を供給する手段と、反応塔内の塔入口近傍に設けられ
た水噴霧手段と、前記処理ガス流量検知手段の検知した
処理ガス流量に基づき前記水噴霧手段の噴霧水滴径を調
節する手段とを備えた排ガス処理装置である。
【0007】ここで、前記噴霧水滴径を調節する手段は
反応塔内の塔入口近傍に設けられた水噴霧手段に接続さ
れる水と噴霧用空気をそれぞれ供給する水供給手段と、
噴霧用空気供給手段と、前記水供給手段と噴霧用空気供
給手段の各々供給量を前記排ガス流量検知手段の検知し
た排ガス流量に基づき調整する水噴霧手段から噴霧され
る噴霧水滴径を調節する制御手段とから構成してもよ
い。本発明のおける処理ガスは、例えばボイラ排ガスま
たはゴミ焼却炉から発生する排ガスであり、本発明の排
ガス処理方法と装置は前記処理ガス中の硫黄酸化物また
は塩素化合物を反応剤(アルカリ金属またはアルカリ土
類金属系化合物等からなる脱硫剤、脱塩剤)で処理をす
る場合に用いる。また、本発明の反応剤としては脱硫
剤、脱塩剤として使用できるアルカリ金属またはアルカ
リ土類金属化合物(ナトリウム、カリウム、カルシウ
ム、マグネシウム等の金属系化合物)である。
【0008】
【作用】図6において、処理する排ガス量がQgmax
からQg2に減少した場合、反応塔通過時間T2となる。
続いて図7より、蒸発時間T2で蒸発する噴霧液滴径d2
が求められる。すなわち、処理する排ガス量がQg2
低下した場合には噴霧する水滴径がd2となるように、
例えば噴霧水量と噴霧用空気量を制御することで噴霧水
滴径を大きくすることにより、図5の冷却水スプレノズ
ル8から噴霧される冷却水7は、脱硫塔2の出口におい
て蒸発を完了することとなり、脱硫塔2の保有する有効
蒸発距離Lが有効に活用可能となる。それによって、脱
硫塔2の全領域を硫黄酸化物の吸収反応に活用すること
が可能である。
【0009】
【実施例】以下、本発明の一実施例を排煙脱硫装置の脱
硫塔に適用した例を図1、図2を用いて説明する。図1
は図3に示す脱硫塔2と同様な構成からなり、排ガス1
は脱硫塔2の入口ダクト3で吸収剤注入ノズル6から粉
末の吸収剤5を注入された後、脱硫塔2へ流入し、脱硫
塔2内で必要量の冷却水7が冷却水スプレノズル8から
排ガス1に噴霧されることにより、排ガス1中の硫黄酸
化物が排ガス1中に同伴されている粉末の吸収剤5に吸
収される。脱硫塔2内で規定量の硫黄酸化物を除去され
た排ガス1は、出口ガスダクト4を経て、図示していな
い除塵器に入り同伴する使用済の吸収剤5を除去され
る。また、冷却水スプレノズル8は冷却水7と噴霧用助
剤である噴霧用空気10との二流体ノズルである。
【0010】図2に二流体ノズルの噴霧特性を示す。二
流体ノズルは供給する冷却水7と、噴霧助剤となる噴霧
用空気10の量を変化させることにより、噴霧水滴径を
変化させることが可能である。図2において、噴霧液滴
特性の曲線(空気量一定)110を実線と破線で示し、
実線は図1の脱硫塔2における処理ガス量が最大の場合
に規定量の冷却水7を脱硫塔2内で蒸発可能な水滴径と
する空気量(Qa1)の特性曲線を示し、破線は処理ガ
ス量が最小の場合に規定量の冷却水7を脱硫塔2内で蒸
発可能な水滴径とする空気量(Qa2)の特性曲線を示
す。また、処理ガス量が最大の場合の噴霧冷却水7の量
(Qw1)で、Qa1の噴霧用空気10を供給することに
より、脱硫塔2内で蒸発が完了する液滴径d1の水滴を
発生させることが可能であり、処理ガス量が最小の場合
の噴霧冷却水7の量(Qw2)で、Qa2の噴霧用空気1
0を供給することにより、脱硫塔2内で蒸発が完了する
液滴径d2の水滴を発生させることが可能である。
【0011】図2の液滴径d1、d2を前述した図7にお
ける液滴径d1、d2に対応させ、しかも処理ガス量が図
6の処理ガス量Qgmax〜Qg2間で変化する場合、
図2の噴霧液滴特性曲線(空気量可変)120に沿って
噴霧する冷却水7の量と噴霧用空気10の量を変化させ
ることにより、噴霧する冷却水7の水滴径は、d1〜d2
の間で変化させることが可能となる。すなわち、図1で
示すように、ガス流量検知器20の信号を受ける演算器
21に図4、図6、図7および図2の関係を入力してお
くことにより、排ガスの流量検知器20から発信される
信号を受けた演算器21より、冷却水制御弁9と噴霧用
空気制御弁11にそれぞれ所定の冷却水供給信号と噴霧
用空気供給信号が発信され、冷却水スプレノズル8から
冷却水7が最適な水滴径となって噴霧される。
【0012】本発明は、実施例として紹介した脱硫塔2
の他に一定の容積を有し、流入する気体中に液体を容器
内で噴霧蒸発させ、気体中の浮遊物質の反応を促進する
反応器例えば、ボイラ排ガスのSO2処理器、ゴミ焼却
炉などから発生する塩素処理器等についても応用が可能
である。また、本発明の上記実施例においては、冷却水
スプレノズルとして二流体ノズルを用いた例を示した
が、本発明の冷却水スプレノズルは処理ガス流量に応じ
液滴径を変えることの可能なノズルならば、どのような
ノズルを用いてもよく、ノズルの構造を規定するもので
はない。
【0013】
【発明の効果】本発明によれば、処理ガス中の硫黄酸化
物または塩素化合物等の酸性ガス等を反応剤の噴霧によ
り処理する場合には必要量の冷却水を脱硫塔などの反応
塔の全域を用いて蒸発させることができるので、反応塔
の保有する性能を十分に発揮させる効果がある。また、
二流体ノズルを冷却水スプレノズルとして用いる場合に
は、噴霧用の空気量は必要最少量で済むという経済的な
効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例の乾式脱硫装置の脱硫塔の
構成図である。
【図2】 二流体ノズルの噴霧特性を示すグラフであ
る。
【図3】 従来の乾式脱硫装置の脱硫塔を示す構成図で
ある。
【図4】 乾式脱硫装置の脱硫塔内での冷却水の噴霧量
を決定する排ガスの温度湿度図表を示すグラフである。
【図5】 乾式脱硫装置の脱硫塔内の噴霧冷却水蒸発範
囲を示す図である。
【図6】 乾式脱硫装置の処理排ガス量と脱硫塔通過時
間の関係を示す図である。
【図7】 乾式脱硫装置の蒸発時間と噴霧液滴径を示す
図である。
【符号の説明】
1…排ガス、2…脱硫塔、5…吸収剤、7…冷却水、1
0…噴霧用空気、20…ガス流量検知器、21…演算器
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−212239(JP,A) 特開 平6−63351(JP,A) 特開 昭56−147613(JP,A) 特開 昭56−44023(JP,A) 実開 平5−95631(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 53/34 - 35/83 B01D 53/14

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 処理ガスに反応剤を浮遊状態で供給し、
    さらに、水を噴霧して、処理ガス中の酸性ガス等を反応
    塔内で吸収除去する排ガス処理方法において、 反応塔に流入する処理ガス量が減少する場合には、噴霧
    水量を減少させるとともに噴霧水滴径を増加させ、処理
    ガス量が増加する場合には、噴霧水量を増加させるとと
    もに噴霧水滴径を縮小させることを特徴とする排ガス処
    理方法。
  2. 【請求項2】 処理ガスはボイラ排ガスであり、反応剤
    はアルカリ金属またはアルカリ土類金属系化合物であ
    り、反応塔は脱硫塔であることを特徴とする請求項1記
    載の排ガス処理方法。
  3. 【請求項3】 処理ガスはゴミ焼却炉から発生する排ガ
    スであり、反応剤はアルカリ金属またはアルカリ土類金
    属系化合物であり、反応塔は塩素処理塔であることを特
    徴とする請求項1記載の排ガス処理方法。
  4. 【請求項4】 処理ガスが導入される反応塔内に反応剤
    と水を噴霧して処理ガス中の酸性ガス等を吸収除去する
    排ガス処理装置において、 反応塔入口ダクトまたはその近傍に設けられた処理ガス
    流量検知手段および反応剤を供給する手段と、反応塔内
    の塔入口近傍に設けられた水噴霧手段と、前記処理ガス
    流量検知手段の検知した処理ガス流量に基づき前記水噴
    霧手段の噴霧水滴径を調節する手段とを備えたことを特
    徴とする排ガス処理装置。
  5. 【請求項5】 噴霧水滴径を調節する手段は反応塔内の
    塔入口近傍に設けられた水噴霧手段に接続される水と噴
    霧用空気をそれぞれ供給する水供給手段と、噴霧用空気
    供給手段と、前記水供給手段と噴霧用空気供給手段の各
    々供給量を前記処理ガス流量検知手段の検知した処理ガ
    ス流量に基づき水噴霧手段から噴霧される噴霧水滴径を
    調節する制御手段とからなることを特徴とする請求項4
    記載の排ガス処理装置。
  6. 【請求項6】 処理ガスはボイラ排ガスであり、反応剤
    はアルカリ金属またはアルカリ土類金属系化合物であ
    り、反応塔は脱硫塔であることを特徴とする請求項4ま
    たは5記載の排ガス処理装置。
  7. 【請求項7】 処理ガスはゴミ焼却炉から発生する排ガ
    スであり、反応剤はアルカリ金属またはアルカリ土類金
    属系化合物であり、反応塔は塩素処理塔であることを特
    徴とする請求項4または5記載の排ガス処理装置。
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