JP3518229B2 - 排ガス中のｓｏ３ の除去方法 - Google Patents
排ガス中のｓｏ３ の除去方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼排ガス中のＳ
Ｏ3 の除去方法に関する。
Ｏ3 の除去方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】重油等の硫黄含有燃料、都市ゴミ、汚
泥、タイヤ等の硫黄含有廃棄物などをボイラや焼却炉等
の燃焼炉で燃焼することによって発生するＳＯ3 を含有
する排ガスの処理施設では、従来、ボイラ等の燃焼炉の
後段に、順次、脱硝装置、エアヒータ、電気集塵器及び
脱硫装置が設けられており、脱硝装置では排ガス中の窒
素酸化物（ＮＯX ）を除去し、電気集塵器ではダストを
除去し、脱硫装置では硫黄酸化物（ＳＯX ）を除去する
ようになっている。硫黄酸化物のうち、ＳＯ3 はエアヒ
ータと電気集塵器の間にアンモニアガスを注入し、固体
の硫酸アンモニウムにし、燃焼ダストと共に電気集塵器
で捕集する方法が採用されている。
泥、タイヤ等の硫黄含有廃棄物などをボイラや焼却炉等
の燃焼炉で燃焼することによって発生するＳＯ3 を含有
する排ガスの処理施設では、従来、ボイラ等の燃焼炉の
後段に、順次、脱硝装置、エアヒータ、電気集塵器及び
脱硫装置が設けられており、脱硝装置では排ガス中の窒
素酸化物（ＮＯX ）を除去し、電気集塵器ではダストを
除去し、脱硫装置では硫黄酸化物（ＳＯX ）を除去する
ようになっている。硫黄酸化物のうち、ＳＯ3 はエアヒ
ータと電気集塵器の間にアンモニアガスを注入し、固体
の硫酸アンモニウムにし、燃焼ダストと共に電気集塵器
で捕集する方法が採用されている。
【０００３】ところが、燃焼排ガス中のＳＯ3 は、露点
を著しく上昇させ、約８０ppm で１５０℃程度である。
このようにＳＯ3 濃度が高い場合、エアヒータの温度が
低くなると、エアヒータのエレメントの腐食やエレメン
ト内のダスト詰まりが生じやすくなるため、エアヒータ
の出口温度を１５０℃以上にしている。しかし、硫酸ア
ンモニウムは、温度が１５０℃以上になると、硫酸水素
アンモニウムとアンモニアに分解しやすくなる。硫酸水
素アンモニウムは、融点が約１４７℃であるため、これ
が生成すると電気集塵器で捕集したダストの剥離性が悪
くなり、放電線付着ダストが徐々に肥大し、集塵性能を
低下させる。硫酸アンモニウムの分解を防止するには、
アンモニア注入量の増加によってアンモニアの分圧を大
きくすればよいため、従来アンモニア注入量は、ＳＯ3
に対しモル比を２．２程度と大きくしているのが現状で
あり、アンモニアの無駄になっていた。また、アンモニ
ア注入量の増大は、煙突からのリークアンモニアの増大
要因であるため、アンモニア注入量の低減が望まれてい
る。
を著しく上昇させ、約８０ppm で１５０℃程度である。
このようにＳＯ3 濃度が高い場合、エアヒータの温度が
低くなると、エアヒータのエレメントの腐食やエレメン
ト内のダスト詰まりが生じやすくなるため、エアヒータ
の出口温度を１５０℃以上にしている。しかし、硫酸ア
ンモニウムは、温度が１５０℃以上になると、硫酸水素
アンモニウムとアンモニアに分解しやすくなる。硫酸水
素アンモニウムは、融点が約１４７℃であるため、これ
が生成すると電気集塵器で捕集したダストの剥離性が悪
くなり、放電線付着ダストが徐々に肥大し、集塵性能を
低下させる。硫酸アンモニウムの分解を防止するには、
アンモニア注入量の増加によってアンモニアの分圧を大
きくすればよいため、従来アンモニア注入量は、ＳＯ3
に対しモル比を２．２程度と大きくしているのが現状で
あり、アンモニアの無駄になっていた。また、アンモニ
ア注入量の増大は、煙突からのリークアンモニアの増大
要因であるため、アンモニア注入量の低減が望まれてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の欠点を解消し、アンモニア注入量を低減するととも
に、放電線付着ダストの肥大を防止しうる燃焼排ガス中
のＳＯ3 の除去方法を提供することを目的とする。
術の欠点を解消し、アンモニア注入量を低減するととも
に、放電線付着ダストの肥大を防止しうる燃焼排ガス中
のＳＯ3 の除去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】本発明の排ガス中のＳＯ
3 の除去方法は、ＳＯ3 を含有する排ガスをエアヒータ
で約１５０℃以上にした後、エアヒータと電気集塵器の
間にアンモニアを注入してＳＯ3 を除去する方法におい
て、アンモニアを前段と後段の２段で注入することを特
徴とする。
3 の除去方法は、ＳＯ3 を含有する排ガスをエアヒータ
で約１５０℃以上にした後、エアヒータと電気集塵器の
間にアンモニアを注入してＳＯ3 を除去する方法におい
て、アンモニアを前段と後段の２段で注入することを特
徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】次に、図面を参照して本発明方法
をさらに詳細に説明する。図１は、本発明に係る排ガス
中のＳＯ3 の除去方法を実施する排ガス処理施設の一例
を示す系統図である。図１に示す排ガス処理施設は、ボ
イラ１０の出口から順に脱硝装置１２、エアヒータ１
４、電気集塵器１８、脱硫装置２０及び煙突２２から構
成されている。 そして、ボイラ１０で発生する燃焼排
ガスは、脱硝装置１２、エアヒータ１４、電気集塵器１
８、脱硫装置２０に順次送気され、窒素酸化物（Ｎ
ＯX ）、ダスト、硫黄酸化物（ＳＯX ）が除去されて煙
突２２から排気される。アンモニア注入装置３０は、エ
アヒータ１４と電気集塵器１８を連結する煙道４０に流
量制御弁３２及び３３を備えたパイプ３４及び３５を介
して連通され、煙道４０中にアンモニアと空気の混合ガ
スをアンモニア注入口３６及び３７から２段に供給す
る。
をさらに詳細に説明する。図１は、本発明に係る排ガス
中のＳＯ3 の除去方法を実施する排ガス処理施設の一例
を示す系統図である。図１に示す排ガス処理施設は、ボ
イラ１０の出口から順に脱硝装置１２、エアヒータ１
４、電気集塵器１８、脱硫装置２０及び煙突２２から構
成されている。 そして、ボイラ１０で発生する燃焼排
ガスは、脱硝装置１２、エアヒータ１４、電気集塵器１
８、脱硫装置２０に順次送気され、窒素酸化物（Ｎ
ＯX ）、ダスト、硫黄酸化物（ＳＯX ）が除去されて煙
突２２から排気される。アンモニア注入装置３０は、エ
アヒータ１４と電気集塵器１８を連結する煙道４０に流
量制御弁３２及び３３を備えたパイプ３４及び３５を介
して連通され、煙道４０中にアンモニアと空気の混合ガ
スをアンモニア注入口３６及び３７から２段に供給す
る。
【０００７】前記のように構成された排ガス処理施設を
用いて本発明の方法を実施するが、硫黄分の多い油燃料
を用いるボイラ１０を運転する場合、起動時は硫黄分の
少ない燃料を用いて昇温し、徐々に硫黄分の多い計画燃
料に切り替えていって定常運転にする。定常運転時のエ
アヒータの出口温度は１５０℃以上とする。燃焼排ガス
中のＳＯ3 は、燃料中の硫黄から一部生成され、ＳＯ3
濃度は燃料中の硫黄分と比例関係を示す。燃料中の硫黄
分の分析値は容易に求められ、これからＳＯ3 濃度を算
出することができる。アンモニアは、ＳＯ3 濃度やボイ
ラ１０の燃料消費量を基に供給される。
用いて本発明の方法を実施するが、硫黄分の多い油燃料
を用いるボイラ１０を運転する場合、起動時は硫黄分の
少ない燃料を用いて昇温し、徐々に硫黄分の多い計画燃
料に切り替えていって定常運転にする。定常運転時のエ
アヒータの出口温度は１５０℃以上とする。燃焼排ガス
中のＳＯ3 は、燃料中の硫黄から一部生成され、ＳＯ3
濃度は燃料中の硫黄分と比例関係を示す。燃料中の硫黄
分の分析値は容易に求められ、これからＳＯ3 濃度を算
出することができる。アンモニアは、ＳＯ3 濃度やボイ
ラ１０の燃料消費量を基に供給される。
【０００８】本発明においては、前段のアンモニア注入
口３６からのアンモニア注入量は、ＳＯ3 に対するモル
比が０．５〜１．５となるように設定し、後段のアンモ
ニア注入口３７からのアンモニア注入量は、前段のアン
モニア注入口３６からのアンモニア注入量との合計が、
ＳＯ3 に対するモル比で１．８〜２．０となるようにす
るのが好ましい。上記のようにアンモニア注入量を調整
すると、前段のアンモニア注入口３６からアンモニアを
注入した直後に生成する化合物は、モル比が小さいた
め、主として硫酸水素アンモニウムであり、ガス温度が
１５０℃以上であるため、硫酸水素アンモニウムは溶融
している。そして、後段のアンモニウム注入口３７から
アンモニアを注入することにより、前段のアンモニア注
入口３６直後に生成した硫酸水素アンモニウムの表面に
硫酸アンモニウムが生成し、後段のアンモニア注入口３
７以降のダストは、固体となる。
口３６からのアンモニア注入量は、ＳＯ3 に対するモル
比が０．５〜１．５となるように設定し、後段のアンモ
ニア注入口３７からのアンモニア注入量は、前段のアン
モニア注入口３６からのアンモニア注入量との合計が、
ＳＯ3 に対するモル比で１．８〜２．０となるようにす
るのが好ましい。上記のようにアンモニア注入量を調整
すると、前段のアンモニア注入口３６からアンモニアを
注入した直後に生成する化合物は、モル比が小さいた
め、主として硫酸水素アンモニウムであり、ガス温度が
１５０℃以上であるため、硫酸水素アンモニウムは溶融
している。そして、後段のアンモニウム注入口３７から
アンモニアを注入することにより、前段のアンモニア注
入口３６直後に生成した硫酸水素アンモニウムの表面に
硫酸アンモニウムが生成し、後段のアンモニア注入口３
７以降のダストは、固体となる。
【０００９】本発明の方法でアンモニア注入を２段で行
っているため、ＳＯ3 とアンモニアの反応によって生成
するダストは、図２に示すように、硫酸水素アンモニウ
ム部１の表面を固体の硫酸アンモニウム層２で被覆した
構造を有する。このため、電気集塵器において、硫酸水
素アンモニウムによる放電線付着ダストの肥大を防止す
ることができる。また、アンモニア注入量は、ダスト表
面を硫酸アンモニウムにする量で良く、アンモニアの注
入量を低減することができる。
っているため、ＳＯ3 とアンモニアの反応によって生成
するダストは、図２に示すように、硫酸水素アンモニウ
ム部１の表面を固体の硫酸アンモニウム層２で被覆した
構造を有する。このため、電気集塵器において、硫酸水
素アンモニウムによる放電線付着ダストの肥大を防止す
ることができる。また、アンモニア注入量は、ダスト表
面を硫酸アンモニウムにする量で良く、アンモニアの注
入量を低減することができる。
【００１０】
【実施例】次に、実施例に基づいて本発明をさらに具体
的に説明する。
的に説明する。
【００１１】実施例１
ボイラ、脱硝装置、エアヒータ、アンモニア注入装置、
電気集塵器などから成る図１に示したものと同様なシス
テムのパイロット装置を用いて、ＳＯ3 濃度を１４０pp
m にし、前段及び後段から注入するアンモニアの合計と
ＳＯ3 との総モル比が１．５、１．８、２．０及び２．
２となるように、前段と後段のアンモニア注入量を変化
させたときの、電気集塵器の放電線付着ダストの肥大厚
さを調べ、結果を図３に示す。なお、この実験では、前
段のアンモニア注入口３６と後段のアンニモア注入口３
７の間隔は、両者間の煙道の排ガスの滞留時間が０．５
秒となる間隔とした。
電気集塵器などから成る図１に示したものと同様なシス
テムのパイロット装置を用いて、ＳＯ3 濃度を１４０pp
m にし、前段及び後段から注入するアンモニアの合計と
ＳＯ3 との総モル比が１．５、１．８、２．０及び２．
２となるように、前段と後段のアンモニア注入量を変化
させたときの、電気集塵器の放電線付着ダストの肥大厚
さを調べ、結果を図３に示す。なお、この実験では、前
段のアンモニア注入口３６と後段のアンニモア注入口３
７の間隔は、両者間の煙道の排ガスの滞留時間が０．５
秒となる間隔とした。
【００１２】図３から前段あるいは後段のそれぞれ単独
の注入より、２段に分割して注入した方が放電線付着ダ
ストの肥大厚さを小さくできることが分かる。また、総
モル比（前段及び後段から注入するアンモニアの合計と
ＳＯ3 との比）が１．８〜２．０で、前段のアンモニア
注入量と前段と後段のアンニモア注入量の合計の比が約
０．２５〜０．８３の場合、総モル比が２．２で前段あ
るいは後段で単独にアンモニアを注入した場合より放電
線付着ダストの肥大厚さが小さい。すなわち、総モル比
を１．８〜２．０にし、前段のアンモニア注入量をＳＯ
3 に対しモル比で０．５〜１．５倍にすれば、放電線付
着ダストの肥大厚さを小さく抑制することができる。
の注入より、２段に分割して注入した方が放電線付着ダ
ストの肥大厚さを小さくできることが分かる。また、総
モル比（前段及び後段から注入するアンモニアの合計と
ＳＯ3 との比）が１．８〜２．０で、前段のアンモニア
注入量と前段と後段のアンニモア注入量の合計の比が約
０．２５〜０．８３の場合、総モル比が２．２で前段あ
るいは後段で単独にアンモニアを注入した場合より放電
線付着ダストの肥大厚さが小さい。すなわち、総モル比
を１．８〜２．０にし、前段のアンモニア注入量をＳＯ
3 に対しモル比で０．５〜１．５倍にすれば、放電線付
着ダストの肥大厚さを小さく抑制することができる。
【００１３】図４は、前段のアンモニア注入口３６と後
段のアンニモア注入口３７の間の煙道における排ガスの
滞留時間を０．１〜１秒の間で変化させたときの電気集
塵器の放電線付着ダストの肥大厚さを示すグラフであ
る。これは、ＳＯ3 に対するアンモニアの総モル比が
１．８で、ＳＯ3 に対する前段のアンモニア注入量がモ
ル比で０．９の場合である。図４から明らかなとおり、
両アンモニア注入口間の排ガスの滞留時間を０．２秒以
上、好ましくは０．３秒以上にすることにより、放電線
付着ダストの肥大厚さを小さくすることができる。
段のアンニモア注入口３７の間の煙道における排ガスの
滞留時間を０．１〜１秒の間で変化させたときの電気集
塵器の放電線付着ダストの肥大厚さを示すグラフであ
る。これは、ＳＯ3 に対するアンモニアの総モル比が
１．８で、ＳＯ3 に対する前段のアンモニア注入量がモ
ル比で０．９の場合である。図４から明らかなとおり、
両アンモニア注入口間の排ガスの滞留時間を０．２秒以
上、好ましくは０．３秒以上にすることにより、放電線
付着ダストの肥大厚さを小さくすることができる。
【００１４】
【発明の効果】本発明による排ガス中のＳＯ3 の除去方
法によれば、前段のアンモニア注入により生成する硫酸
水素アンモニウムの表面を後段のアンモニア注入により
固体の硫酸アンモニウムで被覆し、固体の硫酸アンモニ
ウムダストとして電気集塵器で除去できるため、硫酸水
素アンモニウムに起因する放電線付着ダストの肥大を防
止することができる。また、アンモニア注入量は、ダス
ト表面を硫酸アンモニウムにする量で良いため、ＳＯ3
に対して最大でも２モル倍で済み、アンモニア注入量を
低減することができる。
法によれば、前段のアンモニア注入により生成する硫酸
水素アンモニウムの表面を後段のアンモニア注入により
固体の硫酸アンモニウムで被覆し、固体の硫酸アンモニ
ウムダストとして電気集塵器で除去できるため、硫酸水
素アンモニウムに起因する放電線付着ダストの肥大を防
止することができる。また、アンモニア注入量は、ダス
ト表面を硫酸アンモニウムにする量で良いため、ＳＯ3
に対して最大でも２モル倍で済み、アンモニア注入量を
低減することができる。
【図１】本発明に係る排ガス中のＳＯ3 の除去方法を実
施する排ガス処理施設の系統図である。
施する排ガス処理施設の系統図である。
【図２】本発明の方法により生成する硫酸アンモニウム
ダストの断面図である。
ダストの断面図である。
【図３】排ガス中のＳＯ3 に対する注入アンモニアの総
モル比を変化させたとき、前段のアンモニア注入量と前
段及び後段のアンモニア注入量の合計との比が電気集塵
器の放電線付着ダストの肥大厚さに及ぼす影響を示すグ
ラフである。
モル比を変化させたとき、前段のアンモニア注入量と前
段及び後段のアンモニア注入量の合計との比が電気集塵
器の放電線付着ダストの肥大厚さに及ぼす影響を示すグ
ラフである。
【図４】前段のアンモニア注入口と後段のアンモニア注
入口との間の煙道における排ガスの滞留時間と放電線付
着ダストの肥大厚さとの関係を示すグラフである。
入口との間の煙道における排ガスの滞留時間と放電線付
着ダストの肥大厚さとの関係を示すグラフである。
１ 硫酸水素アンモニウム部
２ 硫酸アンモニウム層
１０ ボイラ
１２ 脱硝装置
１４ エアヒータ
１８ 電気集塵器
２０ 脱硫装置
３０ アンモニア注入装置
３２ 流量制御弁
３３ 流量制御弁
３６ 前段のアンモニア注入口
３７ 後段のアンモニア注入口
４０ 煙道
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B01D 53/34
Claims (3)
- 【請求項１】 ＳＯ3 を含有する排ガスをエアヒータで
約１５０℃以上にした後、エアヒータと電気集塵器の間
にアンモニアを注入してＳＯ3 を除去する方法におい
て、アンモニアを前段と後段の２段で注入することを特
徴とする排ガス中のＳＯ3 の除去方法。 - 【請求項２】 前段のアンモニア注入量を、ＳＯ3 に対
するモル比で０．５〜１．５倍とし、後段のアンモニア
注入量を、前段と後段のアンニモア注入量の合計がＳＯ
3 に対して１．８〜２．０倍モルとなるように調整する
請求項１記載の排ガス中のＳＯ3 の除去方法。 - 【請求項３】 前段及び後段のアンモニア注入口の間を
流れる排ガスの滞留時間を０．２秒以上にする請求項１
記載の排ガス中のＳＯ3 の除去方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05400697A JP3518229B2 (ja) | 1997-02-20 | 1997-02-20 | 排ガス中のｓｏ３ の除去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05400697A JP3518229B2 (ja) | 1997-02-20 | 1997-02-20 | 排ガス中のｓｏ３ の除去方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10230130A JPH10230130A (ja) | 1998-09-02 |
| JP3518229B2 true JP3518229B2 (ja) | 2004-04-12 |
Family
ID=12958510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05400697A Expired - Fee Related JP3518229B2 (ja) | 1997-02-20 | 1997-02-20 | 排ガス中のｓｏ３ の除去方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3518229B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4578706B2 (ja) * | 2000-04-07 | 2010-11-10 | 旭硝子株式会社 | 酸性付着物の除去方法 |
| IN2012DN03830A (ja) * | 2009-11-06 | 2015-08-28 | Ube Industries | |
| CN103119366B (zh) * | 2010-06-25 | 2015-09-09 | 宇部兴产株式会社 | 燃料处理系统、排气利用方法和排气利用装置 |
-
1997
- 1997-02-20 JP JP05400697A patent/JP3518229B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10230130A (ja) | 1998-09-02 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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| S533 | Written request for registration of change of name |
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