JP3725013B2 - Medium regeneration tower, medium regeneration method, exhaust gas treatment device, and exhaust gas treatment method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、媒体再生塔、媒体再生方法、排ガス処理装置及び排ガス処理方法に関し、詳しくは、排ガス中に含まれる被除去成分等を吸着又は担持した媒体を再生する媒体再生塔及び媒体再生方法、並びに、その媒体再生塔を備える排ガス処理装置及びその媒体再生方法を用いた排ガス処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、排ガスに含まれるSOxガス(SO2等)、HClガス、或いは、ポリ塩化ジベンゾパラジオキシン(PCDDs)、ポリ塩化ジベンゾフラン(PCDFs)、コプラナーポリ塩化ビフェニル(コプラナーPCBs)といった有機塩素化合物(以下、「ダイオキシン類」という)等の被除去成分を除去する装置として、活性炭、活性チャー、活性コークス等の炭素質吸着剤(材)、触媒等の媒体を使用した乾式の排ガス処理装置が知られている。
【0003】
例えば、本出願人による特公平2−60368号公報、特開平5−301022号公報、特開平11−76756号公報、本出願人等による特許第3012173号公報、等には、このような排ガス処理装置と、それを構成する種々の再生塔が記載されている。これらの再生塔は、反応塔において排ガスとの接触により被除去成分を吸着保持した炭素質吸着剤を加熱し、吸着保持された被除去成分を炭素質吸着剤から脱離させ、或いは、被除去成分を分解して炭素質吸着剤を再生するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の再生塔は、(1)キャリアガスを用いるものと、(2)キャリアガスを用いないもの、に大別される。また、いずれの再生塔においても、再生塔内部で生じた脱離ガスが反応塔側に流入しないように、再生塔における炭素質吸着剤の供給部及び排出部にいわゆるシールガスが供給される。
【0005】
図6は、従来のキャリアガスを用いた再生塔の一例を示す摸式断面図である。再生塔220は、加熱部及び冷却部を有する再生塔本体200の上部及び下部に、炭素質吸着剤Aの供給部80及び排出部90が設けられたものである。供給部80及び排出部90にはシールガスGsが供給され、ロータリーバルブがガスシールされるようになっている。
【0006】
また、このガスとは別に、本体部胴体の上部及び下部にキャリアガスGkが供給されるようになっている。このキャリアガスGkは、加熱された炭素質吸着剤Aが存在する空間を通る際に脱離された被除去成分(脱離ガス)と合流し再生塔220から排出される。これにより、脱離ガスが十分に且つ高効率で回収される。よって、キャリアガスを用いたこのような再生塔220は、炭素質吸着剤Aの再生性能つまり脱離ガスの排出性能の点で十分に満足のいくものである。これに対し、キャリアガスを用いない再生塔は、塔内に生じる圧力勾配により脱離ガスの排出効率は実用上十分に高められているものの、脱離ガスの回収性はキャリアガスを用いたものの方が有利な場合が多い。
【0007】
しかし、排ガス処理プロセスの総合的な効率及びコストをより改善する、具体的には、脱離ガスを含む再生塔からの排出ガスの発生量を減じてその処理量を最小化するには、キャリアガスを使用せず、ひいてはキャリアガス供給系を要しない装置及び方法が望まれている。
【0008】
そこで、本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、従来のキャリアガスを用いることなく、十分な媒体の再生性能(つまり脱離ガスの排出性能)を有しつつ、しかも再生塔からの排出ガス量を低減でき、且つ、排ガス処理における効率及び経済性を向上できる媒体再生塔、媒体再生方法、排ガス処理装置及び排ガス処理方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による媒体再生塔は、排ガス中に含まれる被除去成分に対する吸着能又は分解能を有し且つこの被除去成分又はその被除去成分由来の成分を吸着又は保持した媒体が再生されるものであって、(1)ロータリーバルブを有しており、媒体が導入され、且つ、第1のガス(好ましくは不活性ガス)が供給される媒体供給部と、(2)媒体供給部の後段に配置され、媒体が流動し且つ再生される本体部と、(3)本体部の後段に設けられ、ロータリーバルブを有しており、再生された媒体が排出され、且つ、第2のガス(好ましくは不活性ガス)が供給される媒体排出部とを備えており、第1叉は第2のガスが、下記式(1);
F1≧{0.14×D+9.8+(P−7.9)×0.53}/2 …(1)
で表される関係を満たすように、それぞれ媒体供給部及び媒体排出部へ供給されることを特徴とする。ここで、式中、F1は第1のガス叉は第2のガスの流量(m3/hr)を示し、Dはロータリーバルブの内径(mm)を示し、Pは本体部の平均内圧(kPa)を示す。
【0010】
このように構成された媒体再生塔では、ロータリーバルブの連続回転によって、被除去成分又はその被除去成分由来の成分を吸着又は保持した媒体が連続的に本体部内に供給及び本体部内から排出される。このとき、式(1)で表される関係を満たすような流量で第1及び第2のガスが供給されると、媒体供給部及び媒体排出部が十分にシールされ、媒体から脱離された脱離ガスが媒体供給部及び媒体排出部から媒体再生塔の外部に漏出することが防止される。それに加えて、第1及び第2のガスの一部が本体部内に流入し、キャリアガスとして機能し、本体部の内部で発生する脱離ガスと共に媒体再生塔の外部へ排出され得る。
【0011】
或いは、本発明による媒体再生塔は、排ガス中に含まれる被除去成分に対する吸着能又は分解能を有し且つこの被除去成分又はその被除去成分由来の成分を吸着又は保持した媒体が再生されるものであって、(1)シールホッパを有しており、媒体が導入され、且つ、第3のガス(好ましくは不活性ガス)が供給される媒体供給部と、(2)媒体供給部の後段に配置され、媒体が流動し且つ再生される本体部と、(3)本体部の後段に設けられ、シールホッパを有しており、再生された媒体が排出され、且つ、第4のガス(好ましくは不活性ガス)が供給される媒体排出部とを備えており、第3叉は第4のガスが、下記式(2);
F2≧{118×V+13+(P−10)×2.2}/2 …(2)
で表される関係を満たすように、それぞれ媒体供給部及び媒体排出部へ供給されるものであってもよい。ここで、式中、F2は第3叉は第4のガスの流量(m3/hr)を示し、Vはシールホッパ単体の容積(m3)を示し、Pは本体部の平均内圧(kPa)を示す。
【0012】
このように構成された媒体再生塔では、シールホッパの間欠運転により、被除去成分又はその被除去成分由来の成分を吸着又は保持した媒体が間欠的に本体部内に供給及び本体部内から排出される。このとき、式(2)で表される関係を満たすような流量で第3及び第4のガスが供給されると、媒体供給部及び媒体排出部が十分にシールされ、媒体から脱離された脱離ガスが媒体供給部及び媒体排出部から媒体再生塔の外部に漏出することが防止される。それに加えて、第3及び第4のガスの一部が本体部内に流入し、キャリアガスとして機能し、本体部の内部で発生する脱離ガスと共に媒体再生塔の外部へ排出され得る。
【0013】
また、本発明による排ガス処理方法は、本発明の媒体再生塔を有効に使用する方法であり、排ガス中に含まれる被除去成分に対する吸着能又は分解能を有し且つこの被除去成分又はその被除去成分由来の成分を吸着又は保持した媒体を再生する方法であって、ロータリーバルブを有しており、媒体が導入され、且つ、第1のガスが供給される媒体供給部と、媒体供給部の後段に配置され、媒体が流動し且つ再生される本体部と、本体部の後段に設けられ、ロータリーバルブを有しており、再生された媒体が排出され、且つ、第2のガスが供給される媒体排出部とを備える媒体再生塔を用い、上記式(1)で表される関係を満たすように、第1及び第2のガスをそれぞれ媒体供給部及び媒体排出部へ供給することを特徴とする。
【0014】
或いは、排ガス中に排ガス中に含まれる被除去成分に対する吸着能又は分解能を有し且つこの被除去成分又はその被除去成分由来の成分を吸着又は保持した媒体を再生する方法であって、シールホッパを有しており、媒体が導入され、且つ、第3のガス(好ましくは不活性ガス)が供給される媒体供給部と、媒体供給部の後段に配置され、媒体が流動し且つ再生される本体部と、本体部の後段に設けられ、シールホッパを有しており、再生された媒体が排出され、且つ、第4のガスが供給される媒体排出部とを備える媒体再生塔を用い、上記式(2)で表される関係を満たすように、第3及び第4のガスをそれぞれ媒体供給部及び媒体排出部へ供給しても好適である。
【0015】
さらに、本発明による排ガス処理装置は、本発明の媒体再生塔を備えて好適なものであり、排ガス中に含まれる被除去成分を除去するものであって、排ガスが流通され且つ被除去成分に対する吸着能又は分解能を有する媒体が供給される反応塔と、反応塔において被除去成分又はその被除去成分由来の成分を吸着又は保持した媒体が供給される本発明の媒体再生塔とを備える。
【0016】
また、本発明による排ガス処理方法は、本発明の排ガス処理装置を用いて有効に実施できる方法であり、排ガス中に含まれる被除去成分を除去する方法であって、排ガスと、被除去成分に対する吸着能又は分解能を有する媒体とを接触させ、被除去成分又はその被除去成分由来の成分を吸着又は保持した媒体を本発明の媒体再生方法により再生することを特徴とする。
【0017】
なお、本発明で使用される「媒体」とは、排ガスに含まれる被除去成分に対して吸着能叉は分解能を有するものを示し、形態は特に限定されないが、例えば粉状叉は粒状を成す複数の固体粒子(具体的には、活性炭等の炭素質吸着剤(材)粒子、触媒粒子等)を例示でき、それら固体粒子の集合体叉は凝集体であってもよく、また、幾何学的叉は立体的な形状も特に限定されず、例えば、球形、円柱形、円筒形、等の形状を有するものが挙げられる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。
【0019】
図1は、本発明による排ガス処理装置の好適な一実施形態を模式的に示す構成図である。排ガス処理装置100は、反応塔110と再生塔120(媒体再生塔)とを備えたものであり、これらの間には、コンベア等の移送機131,132が設置されている。移送機131,132は、各々の一端部がそれぞれ反応塔110の下方及び上方に位置するように、且つ、各々の他端部がそれぞれ再生塔120の上方及び下方に位置するように配置されている。これらの移送機131,132は、後述する炭素質吸着剤(材)を反応塔110及び再生塔120間で循環移送するためのものである。また、反応塔110及び再生塔120は、炭素質吸着剤がその上端部から供給され、それぞれの内部を流下して下端部から外部へ排出されるようになっている。
【0020】
また、反応塔110は、その側壁に排ガス供給部18及び処理済ガス排出部20を有している。この排ガス供給部18には、排ガスWが導入される。排ガスWは、反応塔110の内部を横断するように流通する間に、炭素質吸着剤による脱硫(SO2ガス等のSOxガスの吸着)、除塵等が行われ、処理済ガスWsとして処理済ガス排出部20からスタック(煙突)140へ送られ排気される。なお、排ガスWと共にアンモニア等の還元態窒素を反応塔110に供給すると、排ガスWの脱硝(NOx成分の分解)を行うことも可能である。また、再生塔120にアンモニア、尿素等の還元態窒素を供給するとダイオキシン類をより低温で分解し易くなる。
【0021】
再生塔120内で排ガスW中の被除去成分を吸着した炭素質吸着剤は、移送機131により再生塔120へ送出され、再生塔120内で加熱によりSO2ガス等の被除去成分が脱着され、或いは、ダイオキシン類が分解される。これにより、炭素質吸着剤の再生が行われる。炭素質吸着剤から脱着されたガス成分は、脱離ガスを含む排出ガスGrとして再生塔120から排出され、回収部150においてアルカリ剤等の吸収剤に回収される。脱離ガス成分を吸収した吸収剤は、中和・酸化処理された後、例えば石膏、硫酸マグネシウム等を用いた回収系(図示せず)に送られる。
【0022】
図2は、図1における再生塔120の構造を模式的に示す断面図である。再生塔120は、排ガスW中の被除去成分を吸着した炭素質吸着剤A(媒体)が上端部から供給され下端部から排出される移動層方式の熱交換器である。この再生塔120は、それぞれ略筒状を成す分配部1、加熱部2、滞留部3、冷却部4及び集積部5がこの順に略鉛直方向に沿って連設されたものである。なお、これらは円筒状叉は角筒状のいずれの形状であってもよい。このように、分配部1、加熱部2、滞留部3、冷却部4及び集積部5から本体部が構成されている。
【0023】
また、分配部1の上部には、ロータリーバルブ81,82を有する配管83のロータリーバルブ81,82間に不活性ガスG1(第1のガス)を供給するための配管84が結合された供給部8(媒体供給部)が設けられている。さらに、集積部5の下部には、ロータリーバルブ91,92を有する配管93のロータリーバルブ91,92間に不活性ガスG2(第2のガス)を供給するための配管94が結合された排出部9(媒体排出部)が設けられている。
【0024】
分配部1は、錐状部材の下方に筒状部材が結合されたものであり、内部にディストリビュータ11が配置されている。この分配部1の後段に連結された加熱部2は、内部に複数の加熱用チューブ21が上下方向に延びて配置されている。これらの加熱用チューブ21の内部空間は分配部1の内部空間と連通している。また、加熱部2の側壁下部及び上部には、それぞれ熱風(加熱空気)等の加熱媒体Ghの供給口2a及び排出口2bが設けられている。これらにより、加熱媒体Ghが加熱用チューブ21の外部を流通するようにされている。
【0025】
また、加熱部2の後段に連結された滞留部3は、加熱された炭素質吸着剤Aが滞留し、炭素質吸着剤Aに吸着された被除去成分の脱着及び分解が行われる。この滞留部3の側壁上部には、脱着されたガス等が排出される排出口3bが設けられている。
【0026】
さらに、滞留部3の後段に連結された冷却部4の内部には、複数の冷却用チューブ41が上下に延在するように配置されている。これらの冷却用チューブ41の内部空間は滞留部3の内部空間と連通している。また、冷却部4の側壁下部及び上部には、それぞれ冷風(冷却空気)、冷水等の冷却媒体Gcの供給口4a及び排出口4bが設けられている。これらにより、冷却媒体Gcが冷却用チューブ41の外部を流通するようになっている。
【0027】
またさらに、冷却部4の後段に連結された集積部5は、下端にロールフィーダ10が回動自在に設置された漏斗状(逆錐状)のホッパが円筒部材の下方に結合され、そのホッパの下方に更に他のホッパ17が設けられたものである。
【0028】
このように構成された再生塔120及び排ガス処理装置100では、反応塔110から移送された炭素質吸着剤Aが、供給部8に供給される。炭素質吸着剤Aは、ロータリーバルブ82,81の連続回転により配管83を通って分配部1へ連続的に導入される。炭素質吸着剤Aは更に分配部1から加熱部2に流入し、加熱用チューブ21内を流下する間に加熱媒体Ghの熱により例えば350〜450℃の範囲内の温度に加熱される。
【0029】
このように加熱された炭素質吸着剤Aは滞留部3に移行し、流下しながら所定の時間滞留する。この間に、炭素質吸着剤Aに吸着保持されていた被除去成分が脱着され、叉は、ダイオキシン類等が低級炭化水素等に分解される。これにより、炭素質吸着剤Aの再生が行われる。炭素質吸着剤Aから脱着叉は分解された成分は、脱離ガスとして炭素質吸着剤Aから遊離し、圧力勾配によって排出口3b側等へ流動する。再生された炭素質吸着剤Aは、冷却部4に移行し、例えば120〜180℃の範囲内の温度に冷却されて集積部5に集められる。この炭素質吸着剤Aは、ロールフィーダ10の回転によりホッパ17内へ落下し、ロータリーバルブ91,92の連続回転により配管93を通って排出部9から排出され、反応塔110へ返送される。
【0030】
また、供給部8及び排出部9には、それぞれ配管84,94を通して不活性ガスG1,G2が供給される。これにより、ロータリーバルブ81,82,91,92が有効にシール(ガスシール)されて再生塔120の本体部内で生じた脱離ガスが供給部8及び排出部9から再生塔120の外部へ漏出することが防止される。
【0031】
ここで、本発明による媒体再生方法及び排ガス処理方法では、不活性ガスG1,G2の供給量を、下記式(1)で表される関係が満たされるように調節する。F1≧{0.14×D+9.8+(P−7.9)×0.53}/2 …(1)
(式中、F1は不活性ガスG1,G2のそれぞれの流量(m3/hr)を示し、Dはロータリーバルブ81,82,91,92の内径(mm)を示し、Pは再生塔120の本体部の平均内圧(kPa)を示す。)
【0032】
図3は、図2に示す再生塔120の本体部の平均内圧Pを種々変化させたときの、ロータリーバルブ81,82,91,92の内径Dに対して必要な不活性ガスG1,G2の合計流量(F1×2)を示すグラフであり、図示各直線は、式(1)の下限値に相当する。
【0033】
不活性ガスG1,G2の供給部8及び排出部9への供給量が、式(1)に示す下限値未満であると、ロータリーバルブ81,82,91,92のシールが十分ではなくなるおそれがあり、こうなると、脱離ガスが再生塔120の外部へ漏出する傾向にある。また、不活性ガスG1,G2の供給量を式(1)を満たすようにすると、ロータリーバルブ81,82,91,92のシール性が担保されたまま、不活性ガスG1,G2の一部が再生塔120の本体部内に流入する。
【0034】
その不活性ガスG1は、分配部1及び加熱部2を流通して滞留部3に達し、不活性ガスG2は、集積部5及び冷却部4を流通して滞留部3に達する。このような不活性ガスG1,G2の流れにより、滞留部3で発生した脱離ガスは排出口3bに向かって流動し易くなり、不活性ガスG1,G2と共に排出口3bから再生塔120の外部へ排出される。すなわち、供給部8及び排出部9から再生塔120内に流入した不活性ガスG1,G2は、従来のキャリアガスの役目を果たし、脱離ガスの排出性を高めるように作用する。
【0035】
よって、ロータリーバルブ81,82,91,92が十分にシールされつつ、不活性ガスG1,G2の一部がキャリアガスとして機能するので、炭素質吸着剤Aからの脱離ガスに対して優れた漏出防止性が達成されると共に、その脱離ガスの排出性能が向上されて炭素質吸着剤Aを十分に再生できる。また、式(1)を満足するように不活性ガスG1,G2の供給量を最適化することにより、シールガスとキャリアガスとを個別に再生塔に供給する従来に比して、再生塔120から排出される排出ガス量を低減できる。よって、排出ガスの処理量が軽減されることに伴い、排ガスWの処理全体の効率を向上できる。しかも、脱離ガスの処理系の規模を縮減できる上に、キャリアガス供給系が必要ないので、装置叉は設備コストの低減が可能となる。
【0036】
図4は、本発明による媒体再生塔の他の実施形態の構造を示す摸式断面図である。再生塔121(媒体再生塔)は、供給部8及び排出部9の代りに、それぞれ供給部6及び排出部7を備えること以外は、図2に示す再生塔120と同様に構成されたものである。
【0037】
供給部6は、いわゆるシールホッパ61,62を有しており、これらは開閉弁63〜65によって各々隔離されるように配置されている。また、シールホッパ61,62には、切替弁66を有し不活性ガスG3が供給される配管67が結合されている。さらに、排出部7もシールホッパ71,72を有しており、これらは開閉弁73〜75によって各々隔離されるように配置されている。また、シールホッパ71,72には、切替弁76を有し不活性ガスG4が供給される配管77が結合されている。
【0038】
このように構成された再生塔121では、シールホッパ61,62,71,72の間欠運転により、炭素質吸着剤Aが間欠的に本体部内に供給及び本体部内から排出される。シールホッパ61,62,71,72のうち、内部の炭素質吸着剤Aが下方に流下する状態にあるものには、切替弁66,67の切替えにより不活性ガスG3,G4が供給される。これにより、シールホッパ61,62,71,72が有効にシール(ガスシール)されて再生塔121の本体部内で生じた脱離ガスが供給部6及び排出部7から再生塔121の外部へ漏出することが有効に防止される。
【0039】
ここで、本発明による媒体再生方法及び排ガス処理方法では、不活性ガスG3,G4の供給量を、下記式(2)で表される関係が満たされるように調節する。F2≧{118×V+13+(P−10)×2.2}/2 …(2)
(式中、F2は不活性ガスG3,G4のそれぞれの流量(m3/hr)を示し、Vは各シールホッパ61,62,71,72単体の容積(m3)を示し、Pは再生塔121の本体部の平均内圧(kPa)を示す。)
【0040】
図5は、図4に示す再生塔121の本体部の平均内圧Pを種々変化させたときの、シールホッパ61,62,71,72単体の容積Vに対して必要な不活性ガスG3,G4の合計流量(F2×2)を示すグラフであり、図示各直線は、式(2)の下限値に相当する。
【0041】
不活性ガスG3,G4の供給部6及び排出部7への供給量が、式(2)に示す下限値未満であると、シールホッパ61,62,71,72のシールが十分ではなくなるおそれがあり、こうなると、脱離ガスが再生塔121の外部へ漏出する傾向にある。また、不活性ガスG3,G4の供給量を式(2)を満たすようにすると、シールホッパ61,62,71,72のシール性が担保されたまま、不活性ガスG3,G4の一部が再生塔121の本体部内に流入する。
【0042】
このように再生塔121内に流入した不活性ガスG3,G4は、上述した不活性ガスG1,G2と同様にキャリアガスとして機能する。なお、これらによる作用効果は、図2に示す再生塔120におけるのと同様なので、ここでの詳細な説明は省略する。
【0043】
そして、シールホッパ61,62,71,72が十分にシールされつつ、不活性ガスG1,G2の一部がキャリアガスとして機能するので、炭素質吸着剤Aからの脱離ガスに対して優れた漏出防止性が達成されると共に、その脱離ガスの排出性能が向上されて炭素質吸着剤Aを十分に再生できる。また、不活性ガスG3,G4の供給量の最適化により、再生塔120から排出される排出ガス量を低減して排ガスWの処理全体の効率を向上できる。さらに、脱離ガスの処理系の規模を縮減できる上に、キャリアガス供給系が必要ないので、装置叉は設備コストの低減が可能となる。
【0044】
なお、上述した各実施形態において、供給部6及び排出部7のいずれか一方、並びに、供給部8及び排出部9のいずれか一方に供給する不活性ガスの供給量を式(1)叉は(2)を満足する流量としてもよい。
【0045】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の媒体再生塔、媒体再生方法、排ガス処理装置及び排ガス処理方法によれば、媒体供給部叉は媒体排出部に供給する第1のガス、第2のガス、第3のガス叉は第4のガスが、上述の式(1)叉は(2)で表される関係を満たす流量とされるので、ロータリーバルブ叉はシールホッパの優れたシール性が担保されつつ、それらのガスの一部がキャリアガスとして機能する。よって、従来のキャリアガスを用いることなく、十分な媒体の再生性能が発現され、しかも再生塔からの排出ガス量を低減でき、且つ、排ガス処理における効率及び経済性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による排ガス処理装置の好適な一実施形態を模式的に示す構成図である。
【図2】図1における再生塔の構造を模式的に示す断面図である。
【図3】図2に示す再生塔の本体部の平均内圧Pを種々変化させたときの、ロータリーバルブの内径Dに対して必要な不活性ガスの合計流量(F1×2)を示すグラフである。
【図4】本発明による媒体再生塔の他の実施形態の構造を示す摸式断面図である。
【図5】図4に示す再生塔の本体部の平均内圧Pを種々変化させたときの、シールホッパ単体の容積Vに対して必要な不活性ガスの合計流量(F2×2)を示すグラフである。
【図6】従来のキャリアガスを用いた再生塔の一例を示す摸式断面図である。
【符号の説明】
6,8…供給部(媒体供給部)、7,9…排出部(媒体排出部)、100…排ガス処理装置、110…反応塔、120,121…再生塔(媒体再生塔)、61,62,71,72…シールホッパ、81,82,91,92…ロータリーバルブ、A…炭素質吸着剤(媒体)、G1,G2,G3,G4…不活性ガス、W…排ガス。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a medium regeneration tower, a medium regeneration method, an exhaust gas treatment apparatus, and an exhaust gas treatment method, and more specifically, a medium regeneration tower and a medium regeneration method for regenerating a medium that adsorbs or carries a component to be removed contained in the exhaust gas, In addition, the present invention relates to an exhaust gas treatment apparatus including the medium regeneration tower and an exhaust gas treatment method using the medium regeneration method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, SOx gas (SO 2 etc.) contained in exhaust gas, HCl gas, or organic chlorine compounds such as polychlorinated dibenzoparadoxine (PCDDs), polychlorinated dibenzofuran (PCDFs), coplanar polychlorinated biphenyl (coplanar PCBs) As a device that removes components to be removed such as "dioxins", dry-type exhaust gas treatment devices that use carbonaceous adsorbents (materials) such as activated carbon, activated char, activated coke, etc., and catalysts are known. ing.
[0003]
For example, Japanese Patent Publication No. 2-60368, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-301022, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-76756, Japanese Patent Application No. 3012173 by the present applicant, etc. The apparatus and the various regeneration towers comprising it are described. These regeneration towers heat the carbonaceous adsorbent that adsorbs and holds the components to be removed by contact with the exhaust gas in the reaction tower, desorb the adsorbed and removed components from the carbonaceous adsorbent, or remove them. The carbonaceous adsorbent is regenerated by decomposing the components.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the conventional regeneration tower is roughly classified into (1) one using a carrier gas and (2) one using no carrier gas. In any regeneration tower, so-called sealing gas is supplied to the carbonaceous adsorbent supply section and discharge section in the regeneration tower so that the desorbed gas generated in the regeneration tower does not flow into the reaction tower.
[0005]
FIG. 6 is a schematic sectional view showing an example of a regeneration tower using a conventional carrier gas. The
[0006]
Separately from this gas, the carrier gas Gk is supplied to the upper and lower portions of the main body trunk. This carrier gas Gk merges with the component to be removed (desorbed gas) desorbed when passing through the space where the heated carbonaceous adsorbent A exists, and is discharged from the
[0007]
However, in order to further improve the overall efficiency and cost of the exhaust gas treatment process, specifically, to reduce the amount of exhaust gas generated from the regeneration tower including desorbed gas and minimize the amount of treatment, the carrier There is a need for an apparatus and method that does not use gas and therefore does not require a carrier gas supply system.
[0008]
Therefore, the present invention has been made in view of such circumstances, and without using a conventional carrier gas, it has sufficient medium regeneration performance (that is, desorbed gas discharge performance), and the regeneration tower. It is an object of the present invention to provide a medium regeneration tower, a medium regeneration method, an exhaust gas treatment apparatus, and an exhaust gas treatment method that can reduce the amount of exhaust gas from the exhaust gas and improve the efficiency and economy in exhaust gas treatment.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the medium regeneration tower according to the present invention has an adsorption capacity or resolution for a component to be removed contained in exhaust gas, and adsorbs or holds the component to be removed or a component derived from the component to be removed. (1) a medium supply unit having a rotary valve, into which the medium is introduced, and to which a first gas (preferably an inert gas) is supplied; (2) ) A main body unit arranged downstream of the medium supply unit, where the medium flows and regenerated; and (3) provided at a rear stage of the main body unit, having a rotary valve, and the regenerated medium is discharged, and And a medium discharge unit to which a second gas (preferably an inert gas) is supplied, wherein the first or second gas is represented by the following formula (1);
F1 ≧ {0.14 × D + 9.8 + (P−7.9) × 0.53} / 2 (1)
In order to satisfy the relationship expressed by the above, it is supplied to the medium supply unit and the medium discharge unit, respectively. Here, in the formula, F1 represents the flow rate (m 3 / hr) of the first gas or the second gas, D represents the inner diameter (mm) of the rotary valve, and P represents the average internal pressure (kPa) of the main body. ).
[0010]
In the medium regeneration tower configured as described above, a medium that adsorbs or holds a component to be removed or a component derived from the component to be removed is continuously supplied into the main body and discharged from the main body by continuous rotation of the rotary valve. . At this time, when the first and second gases are supplied at a flow rate satisfying the relationship represented by the expression (1), the medium supply unit and the medium discharge unit are sufficiently sealed and detached from the medium. Leakage gas is prevented from leaking out of the medium regeneration tower from the medium supply unit and the medium discharge unit. In addition, part of the first and second gases can flow into the main body, function as a carrier gas, and be discharged to the outside of the medium regeneration tower along with the desorbed gas generated inside the main body.
[0011]
Alternatively, the medium regeneration tower according to the present invention has an adsorption capacity or resolution for the components to be removed contained in the exhaust gas, and a medium in which the components to be removed or components derived from the components to be removed are adsorbed or retained is regenerated. And (1) a medium hopper having a seal hopper, into which a medium is introduced, and to which a third gas (preferably an inert gas) is supplied, and (2) at a subsequent stage of the medium supply section. A main body portion that is disposed and on which the medium flows and is regenerated; and (3) a seal hopper that is provided at the rear stage of the main body portion, the regenerated medium is discharged, and a fourth gas (preferably A medium discharge portion to which an inert gas) is supplied, and the third or fourth gas is represented by the following formula (2);
F2 ≧ {118 × V + 13 + (P−10) × 2.2} / 2 (2)
May be supplied to the medium supply unit and the medium discharge unit, respectively, so as to satisfy the relationship expressed by: Here, in the formula, F2 represents the flow rate (m 3 / hr) of the third or fourth gas, V represents the volume (m 3 ) of the seal hopper alone, and P represents the average internal pressure (kPa) of the main body. Indicates.
[0012]
In the medium regeneration tower configured as described above, the medium which adsorbs or holds the component to be removed or the component derived from the component to be removed is intermittently supplied into the main body and discharged from the main body by the intermittent operation of the seal hopper. At this time, when the third and fourth gases are supplied at a flow rate satisfying the relationship represented by Expression (2), the medium supply unit and the medium discharge unit are sufficiently sealed and detached from the medium. Leakage gas is prevented from leaking out of the medium regeneration tower from the medium supply unit and the medium discharge unit. In addition, part of the third and fourth gases can flow into the main body, function as a carrier gas, and be discharged to the outside of the medium regeneration tower along with the desorbed gas generated inside the main body.
[0013]
Further, the exhaust gas treatment method according to the present invention is a method for effectively using the medium regeneration tower of the present invention, and has an adsorption capacity or resolution for the components to be removed contained in the exhaust gas, and the components to be removed or the components to be removed. A method of regenerating a medium that adsorbs or holds a component derived from a component, having a rotary valve, into which a medium is introduced and to which a first gas is supplied, and a medium supply unit A main body portion arranged at the rear stage where the medium flows and is regenerated, and provided at a rear stage of the main body section, has a rotary valve, the regenerated medium is discharged, and the second gas is supplied. And a medium regeneration tower having a medium discharge section, wherein the first and second gases are supplied to the medium supply section and the medium discharge section, respectively, so as to satisfy the relationship represented by the above formula (1). And
[0014]
Alternatively, it is a method of regenerating a medium that has an adsorption ability or resolution for a component to be removed contained in the exhaust gas and that adsorbs or holds the component to be removed or a component derived from the component to be removed. A medium supply unit into which the medium is introduced and a third gas (preferably an inert gas) is supplied; and a body that is disposed downstream of the medium supply unit and in which the medium flows and is regenerated And a medium regeneration tower provided at a rear stage of the main body and having a seal hopper, the medium being regenerated is discharged, and the fourth gas is supplied. It is also preferable to supply the third and fourth gases to the medium supply unit and the medium discharge unit, respectively, so as to satisfy the relationship represented by (2).
[0015]
Furthermore, the exhaust gas treatment apparatus according to the present invention is suitable for use with the medium regeneration tower of the present invention, and removes the components to be removed contained in the exhaust gas. A reaction tower to which a medium having adsorption ability or resolution is supplied; and a medium regeneration tower of the present invention to which a medium in which a component to be removed or a component derived from the component to be removed is adsorbed or held in the reaction tower is supplied.
[0016]
Further, the exhaust gas treatment method according to the present invention is a method that can be effectively implemented using the exhaust gas treatment apparatus of the present invention, and is a method for removing the components to be removed contained in the exhaust gas, and for the exhaust gas and the components to be removed. A medium having an adsorbing ability or resolution is brought into contact with each other, and a medium in which a component to be removed or a component derived from the component to be removed is adsorbed or retained is reproduced by the medium reproducing method of the present invention.
[0017]
The “medium” used in the present invention refers to a material having adsorption ability or resolution with respect to the components to be removed contained in the exhaust gas, and the form is not particularly limited. For example, it is powdery or granular. A plurality of solid particles (specifically, carbonaceous adsorbent (material) particles such as activated carbon, catalyst particles, etc.) can be exemplified, and these solid particles may be aggregates or aggregates. The target or three-dimensional shape is not particularly limited, and examples thereof include a spherical shape, a cylindrical shape, and a cylindrical shape.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same element and the overlapping description is abbreviate | omitted. Further, the positional relationship such as up, down, left and right is based on the positional relationship shown in the drawings unless otherwise specified.
[0019]
FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a preferred embodiment of an exhaust gas treatment apparatus according to the present invention. The exhaust
[0020]
The
[0021]
The carbonaceous adsorbent that has adsorbed the components to be removed in the exhaust gas W in the
[0022]
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the
[0023]
In addition, a supply unit in which a
[0024]
The
[0025]
Further, in the staying
[0026]
Furthermore, a plurality of
[0027]
Furthermore, the stacking
[0028]
In the
[0029]
The carbonaceous adsorbent A heated in this way moves to the
[0030]
In addition, the inert gas G1 and G2 are supplied to the supply unit 8 and the
[0031]
Here, in the medium regeneration method and the exhaust gas treatment method according to the present invention, the supply amounts of the inert gases G1, G2 are adjusted so that the relationship represented by the following formula (1) is satisfied. F1 ≧ {0.14 × D + 9.8 + (P−7.9) × 0.53} / 2 (1)
(Where F1 represents the flow rate (m 3 / hr) of each of the inert gases G1 and G2, D represents the inner diameter (mm) of the
[0032]
3 shows the inert gas G1, G2 required for the inner diameter D of the
[0033]
If the supply amount of the inert gas G1, G2 to the supply unit 8 and the
[0034]
The inert gas G1 flows through the
[0035]
Therefore, while the
[0036]
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the structure of another embodiment of the medium regeneration tower according to the present invention. The regeneration tower 121 (medium regeneration tower) is configured in the same manner as the
[0037]
The
[0038]
In the
[0039]
Here, in the medium regeneration method and the exhaust gas treatment method according to the present invention, the supply amounts of the inert gases G3 and G4 are adjusted so that the relationship represented by the following formula (2) is satisfied. F2 ≧ {118 × V + 13 + (P−10) × 2.2} / 2 (2)
(Wherein F2 represents the flow rate (m 3 / hr) of each of the inert gases G3 and G4, V represents the volume (m 3 ) of each of the
[0040]
FIG. 5 shows the inert gas G3 and G4 required for the volume V of the
[0041]
If the supply amount of the inert gas G3, G4 to the
[0042]
As described above, the inert gases G3 and G4 flowing into the
[0043]
And since the
[0044]
In each of the above-described embodiments, the supply amount of the inert gas supplied to either one of the
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the medium regeneration tower, the medium regeneration method, the exhaust gas treatment apparatus, and the exhaust gas treatment method of the present invention, the first gas, the second gas, the second gas supplied to the medium supply unit or the medium discharge unit are provided. Since the gas for 3 or the fourth gas has a flow rate satisfying the relationship represented by the above formula (1) or (2), the excellent sealing performance of the rotary valve or the seal hopper is ensured. A part of these gases functions as a carrier gas. Therefore, sufficient medium regeneration performance can be achieved without using a conventional carrier gas, the amount of exhaust gas from the regeneration tower can be reduced, and the efficiency and economy in exhaust gas treatment can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a preferred embodiment of an exhaust gas treatment apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the regeneration tower in FIG.
FIG. 3 is a graph showing the total flow rate of inert gas (F1 × 2) required for the inner diameter D of the rotary valve when the average internal pressure P of the main body of the regeneration tower shown in FIG. 2 is changed variously. is there.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the structure of another embodiment of the medium regeneration tower according to the present invention.
5 is a graph showing the total flow rate of inert gas (F2 × 2) required for the volume V of the seal hopper alone when the average internal pressure P of the main body of the regeneration tower shown in FIG. 4 is changed variously. is there.
FIG. 6 is a schematic sectional view showing an example of a regeneration tower using a conventional carrier gas.
[Explanation of symbols]
6, 8 ... supply section (medium supply section), 7, 9 ... discharge section (medium discharge section), 100 ... exhaust gas treatment device, 110 ... reaction tower, 120, 121 ... regeneration tower (medium regeneration tower), 61, 62 , 71, 72 ... seal hopper, 81, 82, 91, 92 ... rotary valve, A ... carbonaceous adsorbent (medium), G1, G2, G3, G4 ... inert gas, W ... exhaust gas.
Claims (6)
ロータリーバルブを有しており、前記媒体が導入され、且つ、第1のガスが供給される媒体供給部と、
前記媒体供給部の後段に配置され、前記媒体が流動し且つ再生される本体部と、
前記本体部の後段に設けられ、ロータリーバルブを有しており、再生された媒体が排出され、且つ、第2のガスが供給される媒体排出部と、を備えており、
前記第1叉は第2のガスが、下記式(1);
F1≧{0.14×D+9.8+(P−7.9)×0.53}/2 …(1)
F1:前記第1のガス叉は前記第2のガスの流量(m3/hr)、
D:前記ロータリーバルブの内径(mm)、
P:前記本体部の平均内圧(kPa)、
で表される関係を満たすように、それぞれ前記媒体供給部及び前記媒体排出部へ供給される、
ことを特徴とする媒体再生塔。A medium regeneration tower that regenerates a medium having adsorption capacity or resolution for a component to be removed contained in exhaust gas and adsorbing or holding the component to be removed or a component derived from the component to be removed,
A medium supply unit having a rotary valve, into which the medium is introduced, and to which the first gas is supplied;
A main body unit disposed downstream of the medium supply unit and in which the medium flows and is regenerated;
A medium discharge unit provided at a subsequent stage of the main body unit, having a rotary valve, for discharging the regenerated medium, and supplying a second gas;
The first or second gas is represented by the following formula (1);
F1 ≧ {0.14 × D + 9.8 + (P−7.9) × 0.53} / 2 (1)
F1: the flow rate of the first gas fork or the second gas (m 3 / hr),
D: Inner diameter (mm) of the rotary valve,
P: average internal pressure (kPa) of the main body,
Are supplied to the medium supply unit and the medium discharge unit, respectively, so as to satisfy the relationship represented by
The medium reproduction tower characterized by the above-mentioned.
シールホッパを有しており、前記媒体が導入され、且つ、第3のガスが供給される媒体供給部と、
前記媒体供給部の後段に配置され、前記媒体が流動し且つ再生される本体部と、
前記本体部の後段に設けられ、シールホッパを有しており、再生された媒体が排出され、且つ、第4のガスが供給される媒体排出部と、を備えており、
前記第3叉は第4のガスが、下記式(2);
F2≧{118×V+13+(P−10)×2.2}/2 …(2)
F2:前記第3叉は第4のガスの流量(m3/hr)、
V:前記シールホッパ単体の容積(m3)、
P:前記本体部の平均内圧(kPa)、
で表される関係を満たすように、それぞれ前記媒体供給部及び前記媒体排出部へ供給される、
ことを特徴とする媒体再生塔。A regeneration tower having a capacity of adsorbing or resolving a component to be removed contained in exhaust gas and regenerating a medium that adsorbs or holds the component to be removed or a component derived from the component to be removed,
A medium supply unit having a seal hopper, into which the medium is introduced, and to which a third gas is supplied;
A main body unit disposed downstream of the medium supply unit and in which the medium flows and is regenerated;
A medium discharge unit provided at a rear stage of the main body unit, having a seal hopper, in which the regenerated medium is discharged, and a fourth gas is supplied;
The third or fourth gas is the following formula (2);
F2 ≧ {118 × V + 13 + (P−10) × 2.2} / 2 (2)
F2: the flow rate of the third or fourth gas (m 3 / hr),
V: Volume (m 3 ) of the seal hopper alone,
P: average internal pressure (kPa) of the main body,
Are supplied to the medium supply unit and the medium discharge unit, respectively, so as to satisfy the relationship represented by
The medium reproduction tower characterized by the above-mentioned.
ロータリーバルブを有しており、媒体が導入され、且つ、第1のガスが供給される媒体供給部と、媒体供給部の後段に配置され、媒体が流動し且つ再生される本体部と、本体部の後段に設けられ、ロータリーバルブを有しており、再生された媒体が排出され、且つ、第2のガスが供給される媒体排出部と、を備える媒体再生塔を用い、
下記式(1);
F1≧{ 0.14 ×D+ 9.8 +(P− 7.9 )× 0.53 }/ 2 …(1)
F1:前記第1のガス叉は前記第2のガスの流量(m 3 /hr)、
D:前記ロータリーバルブの内径(mm)、
P:前記本体部の平均内圧(kPa)、
で表される関係を満たすように、前記第1及び第2のガスをそれぞれ前記媒体供給部及び前記媒体排出部へ供給する、
ことを特徴とする媒体再生方法。A medium regeneration method for regenerating a medium having adsorption ability or resolution for a component to be removed contained in exhaust gas and adsorbing or holding the component to be removed or a component derived from the component to be removed,
A medium supply unit having a rotary valve, into which the medium is introduced, and to which the first gas is supplied; a main body unit which is disposed downstream of the medium supply unit and in which the medium flows and is regenerated; A medium regeneration tower having a rotary valve that is provided in a subsequent stage, has a rotary valve, and a medium discharge section to which the regenerated medium is discharged and the second gas is supplied,
Following formula (1);
F1 ≧ { 0.14 × D + 9.8 + (P− 7.9 ) × 0.53 } / 2 (1)
F1: the flow rate of the first gas fork or the second gas (m 3 / hr),
D: Inner diameter (mm) of the rotary valve,
P: average internal pressure (kPa) of the main body,
The first and second gases are supplied to the medium supply unit and the medium discharge unit, respectively, so as to satisfy the relationship represented by:
A medium reproducing method characterized by the above.
シールホッパを有しており、前記媒体が導入され、且つ、第3のガスが供給される媒体供給部と、前記媒体供給部の後段に配置され、前記媒体が流動し且つ再生される本体部と、前記本体部の後段に設けられ、シールホッパを有しており、再生された媒体が排出され、且つ、第4のガスが供給される媒体排出部と、を備える媒体再生塔を用い、
下記式(2);
F2≧{ 118 ×V+ 13 +(P− 10 )× 2.2 }/ 2 …(2)
F2:前記第3叉は第4のガスの流量(m 3 /hr)、
V:前記シールホッパ単体の容積(m 3 )、
P:前記本体部の平均内圧(kPa)、
で表される関係を満たすように、前記第3及び第4のガスをそれぞれ前記媒体供給部及び前記媒体排出部へ供給する、
ことを特徴とする媒体再生方法。A medium regeneration method for regenerating a medium having adsorption ability or resolution for a component to be removed contained in exhaust gas and adsorbing or holding the component to be removed or a component derived from the component to be removed,
A medium hopper having a seal hopper, into which the medium is introduced and to which a third gas is supplied, and a main body which is arranged downstream of the medium supply section and in which the medium flows and is regenerated. A medium regeneration tower provided at the rear stage of the main body part, having a seal hopper, the medium being regenerated is discharged, and a medium discharge part to which a fourth gas is supplied is used,
Following formula (2);
F2 ≧ { 118 × V + 13 + (P− 10 ) × 2.2 } / 2 (2)
F2: the flow rate of the third or fourth gas (m 3 / hr),
V: Volume (m 3 ) of the seal hopper alone ,
P: average internal pressure (kPa) of the main body,
The third and fourth gases are supplied to the medium supply unit and the medium discharge unit, respectively, so as to satisfy the relationship represented by:
A medium reproducing method characterized by the above.
前記排ガスが流通され且つ前記被除去成分に対する吸着能又は分解能を有する媒体が供給される反応塔と、
前記反応塔において前記被除去成分又は該被除去成分由来の成分を吸着又は保持した前記媒体が供給される請求項1又は2に記載の媒体再生塔と、
を備えることを特徴とする排ガス処理装置。An exhaust gas treatment apparatus for removing a component to be removed contained in exhaust gas,
A reaction tower through which the exhaust gas is circulated and supplied with a medium having adsorption capacity or resolution for the component to be removed;
The medium regeneration tower according to claim 1 or 2, wherein the medium that adsorbs or holds the component to be removed or the component derived from the component to be removed is supplied in the reaction tower;
An exhaust gas treatment apparatus comprising:
前記排ガスと、前記被除去成分に対する吸着能又は分解能を有する媒体とを接触させ、
前記被除去成分又は該被除去成分由来の成分を吸着又は保持した前記媒体を、請求項3叉は4に記載の媒体再生方法により再生する、
ことを特徴とする排ガス処理方法。An exhaust gas treatment method for removing components to be removed contained in exhaust gas,
Contacting the exhaust gas with a medium having an adsorptive capacity or resolution for the component to be removed;
The medium that adsorbs or holds the component to be removed or the component derived from the component to be removed is reproduced by the medium reproduction method according to claim 3 or 4.
An exhaust gas treatment method characterized by that.
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