JP4109786B2

JP4109786B2 - 中和剤の性能評価装置

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Publication number: JP4109786B2
Application number: JP06283599A
Authority: JP
Inventors: 茂広小林; 貴憲山本; 裕明鈴木; 謙介金井; 眞悟蛇見; 幸一行武
Original assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date: 1999-03-10
Filing date: 1999-03-10
Publication date: 2008-07-02
Anticipated expiration: 2019-03-10
Also published as: JP2000254443A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスを中和除去するために使用する中和剤の性能評価装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ゴミ焼却場では、塩化ビニル等のプラスチック類、紙、家庭ゴミ等を焼却する際に、ＨＣｌガス、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）等の有毒酸性ガスが発生する。このようなガスは、大気汚染防止法や各自治体の排出基準により排出濃度が規制されており、その基準値が年々強化されてきているため、高度な処理技術が要求されている。このような酸性ガスの処理方法として、ゴミ焼却炉の排ガス減温装置と集塵装置との間に位置する煙道に、中和剤として消石灰（Ｃａ（ＯＨ₂））の吹き込み処理が広く採用されているが、上述のような排ガス処理の高度化の要求に伴って、より高性能な中和剤が使用されるようになってきている。
【０００３】
現在、このような中和剤の性能評価は、ガスバッグ法と呼ばれるテーブルテストにてＳＯ₂を対象に行われている。この方法は、まず、ポリエチレンテレフタレート製のサンプリングバッグに中和剤を入れ、次いでＳＯ₂ガスを封入して密封し、サンプリングバッグを１分間振とうした後静置して、所定時間毎に検知管を用いてガス濃度を測定するというものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような方法は、常温下で行われるため、実際の焼却炉での中和剤の吹き込み温度である約１００〜３００℃と大きく異なり、雰囲気温度により中和剤の反応温度や活性等が異なることを考えると、高温時での中和剤の酸性ガス吸収能を正確に評価できず、また、サンプリングバッグの材質は一般に耐熱性に乏しいので、高温下での反応に対応できないという問題がある。また、ＳＯ₂よりも反応性の高いＨＣｌガスを用いたり、より高反応性の中和剤を用いる場合には、数十秒単位という比較的短い時間での測定が必要なため、反応初期の測定が必要とされるが、ガスバッグ法では、サンプリングバッグに中和剤を入れてからガスを封入して１分間振とうする必要があるために、それに対応しきれないという問題もある。さらに、ガスと中和剤とを静置したまま保存するため、常にガスが流通している焼却炉とは、ガスと中和剤との接触状態が大きく異なっているため、中和剤の正確な性能評価が困難であるという問題もある。以上のような問題は、焼却炉における中和剤の性能評価だけでなく、様々な場面でガスを中和する中和剤の性能を評価する際に生じ得るものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上のような問題に鑑みて、高温条件下でも、適正にガスを中和除去する中和剤の性能を評価し得る装置を構成することとした。
【０００６】
【発明の実施の形態】
すなわち、本発明の中和剤の性能評価装置は、ガスとそれを中和する中和剤とを内部で中和反応させる反応容器と、該反応容器を一定の反応温度に加熱する加熱手段と、反応容器内から排出する中和反応後の排ガスを一定量採取するサンプリング手段と、該サンプリング手段により採取した排ガス中の中和剤の性能評価に必要な要素を検知する検知手段と、反応容器内にガスを導入する導入路及び反応容器内から排ガスを排出する排出路を有し前記反応容器内に一定流量のガスを流通させる流通手段と、反応容器内に中和剤を投入する投入手段とを具備してなり、前記中和剤が粉末であり、前記排出路の反応容器内に延出する位置に該粉末を除去するフィルタを配設していることを特徴とする。
また、本発明の中和剤の性能評価装置は、ガスとそれを中和する中和剤とを内部で中和反応させる反応容器と、該反応容器を一定の反応温度に加熱する加熱手段と、反応容器内から排出する中和反応後の排ガスを一定量採取するサンプリング手段と、該サンプリング手段により採取した排ガス中の中和剤の性能評価に必要な要素を検知する検知手段と、反応容器内にガスを導入する導入路及び反応容器内から排ガスを排出する排出路を有し前記反応容器内に一定流量のガスを流通させる流通手段と、反応容器内に中和剤を投入する投入手段と、前記反応容器内に導入したガス及び投入した中和剤を攪拌して均一に分散する撹拌手段とを具備していることを特徴とする。
【０００７】
このようなものであれば、サンプリング手段自体は熱に脆いものであっても、反応容器内において一定温度の下で中和剤をガスと接触させることが簡素な構成でできるので、従来の中和剤の性能評価方法ではなし得なかった高温条件下での中和反応にも容易に対応することが可能となる。
また、ガスが流通している条件で中和剤を投入して、その中和剤の性能評価を行うためには、上記の装置に、前記反応容器内に一定流量のガスを流通させる流通手段と、反応容器内に中和剤を投入する投入手段とを具備させることが望ましい。この場合、反応容器に流通するガスの流量を一定に保持するためには、前記流通手段が、反応容器内にガスを導入する導入路と、反応容器内から排ガスを排出する排出路とを具備するものとし、該導入路に一定流量のガスを供給するようにガス流量を調節し得る流量計を配設することが好ましい。
【０００８】
さらに、反応後の排ガスを一定時間毎に適切に採取して、中和剤の経時的な性能を評価し得るようにするためには、前記サンプリング手段が、排気路から分岐するように配設し分岐点に開閉可能な弁を設けた採取管と、該採取管を経て引き込んだ排ガスを貯留するサンプリングバッグとを具備するものとし、排気路に沿って採取管及びサンプリングバッグを複数並設して、一定時間毎に採取管の弁の開閉を切り替えて各サンプリングバッグに順次排ガスを採取し得るようにすることが望ましい。
【０００９】
また、特に高反応性のガス又は中和剤を使用する場合等に、中和剤とガスとの反応開始時間をより明確にして、反応初期の中和剤の性能評価をも適切に行えるようにするためには、前記投入手段に、反応容器内に中和剤を投入し得る投入路と、該投入路に一定量の中和剤を押圧力により押出す押出し具とを具備させることが有効である。
【００１０】
このような装置において、中和剤の性能評価を極めて容易なものとするためには、前記検知手段を、前記サンプリング手段により採取した排ガス中の残存ガス濃度を検出する検知管を具備するものとすることが好ましい。
前記中和剤が粉末である場合、前記排出路への中和剤の流れ込みを有効に防止するとともに、ガスと中和剤とを分離して反応を停止させるようにするためには、排出路の反応容器内に延出する位置に中和剤の粉末を除去するフィルタを配設することが有効である。
【００１１】
また、ガスと中和剤とを接触させる際に容器内全体で均一な反応が行われるようにするためには、前記反応容器内に導入したガス及び投入した中和剤を攪拌して均一に分散する撹拌手段を配設することが望ましい。このような攪拌手段として、中和剤やガスを適切に攪拌するためには、前記攪拌手段に、前記投入路を通じて反応容器内に投入した中和剤を該投入路の出口近傍で分散する分散部を形成したり、前記導入路を通じて反応容器内に導入したガスを該導入路の出口近傍で攪拌し、反応容器内にガスの気流を発生させる気流発生部を形成すると効果的である。
【００１２】
さらに、このような攪拌手段において、該攪拌手段を簡素な構成のものとし、高速で安定した攪拌を実現するためには、攪拌手段に、反応容器の上壁と底壁の略中央部に気密且つ回動可能に枢支した回動軸と、前記投入路を通じて反応容器内に投入した中和剤を該投入路の出口付近で分散するように該回動軸に配設した分散用羽と、前記導入路を通じて反応容器内に導入したガスを該導入路の出口付近で分散し容器内にガスの気流を発生させるように回動軸に配設した気流発生用羽とを具備させておくと、極めて有効である。
【００１３】
以上のような中和剤の性能評価装置は、前記ガスが酸性ガスであり、中和剤がアルカリ性物質である場合にも、有効に使用することができる。この場合、焼却炉の煙道における酸性ガスの条件に適応する酸性ガスとしては、窒素酸化物ガス、硫黄酸化物ガス又はＨＣｌガスが挙げられる。また、このような場合に、特に焼却炉でよく使用される中和剤の性能評価を行うためには、前記中和剤として、消石灰を用いることが望ましい。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を、図１を参照して説明する。
本実施例は、ゴミ焼却場における焼却炉の煙道の状況に則して、焼却炉で発生する酸性ガスＧを中和除去する中和剤Ｎの中和性能を評価する装置１である。本装置１は、主として、酸性ガスＧと中和剤Ｎとを反応させる反応容器２と、反応容器２を所定の反応温度に加熱する加熱手段たるマントルヒータ３と、反応容器２から排出する中和反応後の排ガスＸを採取するサンプリング手段Ｓと、排ガスＸ中の残存酸性ガスＧの濃度を検知する検知手段Ｄとから構成したものである。
【００１５】
反応容器２は、耐熱性及び耐酸性を有するガラス製セパラブルフラスコで、内部空間を気密にして酸性ガスＧと中和剤Ｎとを中和反応させられるようにしたものである。そして、周囲を本発明の加熱手段であるマントルヒータ３で囲繞して、反応容器２内の雰囲気温度を所定の反応温度に加熱保温し得るようにするとともに、反応容器２の上壁２１から温度計２４を挿入して、内部の温度を確認し得るようにしている。なお、反応温度を焼却炉の煙道に対応した温度とするためには、反応容器２内の温度を１００〜３００℃程度に加熱することが適当である。
【００１６】
また、本装置１は、反応容器２内に一定流量のガスを流通させる流通手段５と、一定量の中和剤Ｎを投入する投入手段６とを具備している。この流通手段５は、反応容器２内に酸性ガスＧを導入するように反応容器２の上壁２１から挿入した導入路５１と、反応容器２から排ガスＸを排出するように反応容器２の上壁２１から挿入した排出路５４とからなるもので、導入路５１の反応容器２よりも上流側に流量計５２を設けて酸性ガスＧの流量が一定になるように調節可能としている。また、酸性ガスＧの入口となる導入路５１の始端５１ａの近傍に、開閉可能な弁５３を配設している。さらに、排出路５４の上流側で、反応容器２から延出してすぐの位置に開閉可能な弁５６を配設している。一方、投入手段６は、粉末状の中和剤Ｎを反応容器２内に投入するように反応容器２の上壁２１から挿入した投入路６１と、投入路６１の上端６１ａに配設した本発明の押出し具たるスポイト６２と、投入路６１の反応容器２から延出する位置に配設した開閉可能な弁６３とからなり、スポイト６２の押圧力で一定量の中和剤Ｎを押出すようにしている。ここで、前記導入路５１の反応容器２内への挿入端５１ｂを底壁２２から反応容器２の高さの略１／３の高さ位置に設定するとともに、排出路５４の挿入端５４ａを反応容器２の上壁２１の近傍に設定し、投入路６１の挿入端６１ｂを導入路５１の挿入端５１ｂと排出路５４の挿入端５４ａとの中間高さ位置に設定している。また、排出路５４の挿入端５４ａにガラスフィルタ５５を装着して、排出路５４に粉末状の中和剤Ｎが流れ込まないように除去するようにしている。
【００１７】
さらに、本装置１は、反応容器２内に導入した酸性ガスＧ及び投入した中和剤Ｎを攪拌し均一に分散する攪拌手段７を配設している。この攪拌手段７は、一端を反応容器２の底壁２２の略中央部に設けた軸受７１に回動可能に枢支され他端を反応容器２の上壁２１を貫通させるとともにモータ７５に連結した回動軸７２を具備し、この回動軸７２に中和剤Ｎを分散する分散部７ａと、酸性ガスＧを攪拌し気流を発生させる気流発生部７ｂとを形成したものである。この分散部７ａは、中和剤Ｎの出口である前記投入路６１の挿入端６１ｂの近傍で投入された中和剤Ｎを反応容器２内に略均一に分散させる分散用羽７３を具備するものである。一方、気流発生部７ｂは、酸性ガスＧの出口である前記導入路５１の挿入端５１ｂの近傍で導入された酸性ガスＧを同図に矢印で示すように反応容器２の底壁２２に向けて叩き付け、側壁２３に沿って酸性ガスＧの気流を発生させるようにした気流発生用羽７４を具備するものである。これら分散用羽７３と気流発生用羽７４とは、前記モータ７５から入力される駆動力により回動軸７２と共に高速回転することにより、酸性ガスＧと中和剤Ｎとが反応容器２内全体で均一に接触するようにしている。この回転速度は、中和剤Ｎの粉末を適切に浮遊させるために、１５００ｒｐｍ以上に設定することが望ましい。なお、反応容器２の気密性を保つために、反応容器２の上壁２１には密栓７６を装着しており、この密栓７６に回動軸７２を貫通させている。
【００１８】
また、前記サンプリング手段Ｓは、前記反応容器２から排出路５４を通じて排出される排ガスＸを採取するものである。このサンプリング手段Ｓは、排出路５４から分岐するように配設した採取管４１と、この採取管４１を経て引き込んだ排ガスＸを貯留するサンプリングバッグＳＢ１とからなるもので、採取管４１と排出路５４との分岐点に弁Ｃ１を配設しいる。この弁Ｃ１は、排気路５４の上流を背反的に排気路５４の下流又は採取管４１に連通させ得る三方弁であり、この弁Ｃ１の選択的な開閉操作により、適宜排ガスＸをサンプリングバッグＳＢ１に引き込み、又は排気路５４の下流に送ることができるようにしている。また、サンプリングバッグＳＢ１は、従来のガスバッグ法による中和剤Ｎの性能評価に使用されるものと同様に、ガス一般に対して吸着の少ないポリエチレンテレフタレート製等のものである。本実施例では、サンプリング手段Ｓとして、排出路５４に沿って、前記採取管４１、サンプリングバッグＳＢ１及び弁Ｃ１の下流側にこれらと同様の構成からなる採取管４２、４３、４４、サンプリングバッグＳＢ２、ＳＢ３、ＳＢ４、及び弁Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４を並設したものを採用している。
【００１９】
さらに、前記検知手段Ｄは、前記従来のものと同様の構成であるので、簡単に説明すると、検知管Ｄａを用いてサンプリングバッグＳＢ１、ＳＢ２、ＳＢ３、ＳＢ４に貯留した排ガスＸ中の残存酸性ガスＧの濃度を測定することにより、中和剤Ｎの性能を評価するものである。
また、本実施例では、前記排出路５４を最も下流側の採取管４４よりも下流側で二方に分岐させ、その一方の末端５４ｂを減圧用ポンプ５８に接続し、他方の末端５４ｃを苛性ソーダ液５９ａを入れた残存ガス吸収部５９に挿入して排ガスＸ中の酸性ガスＧを略完全に吸収させてから外部に排気するようにするとともに、これらの分岐点に弁５７を配設している。この弁５７は、排気路５４の上流を背反的に減圧用ポンプ５８側又は残存ガス吸収部５９に連通させ得る三方弁である。なお、上述した本装置１の酸性ガスＧに接触する部材は、全てテフロン、テフロンコーティング、パイレックスガラス、石英ガラス、バイトン栓等の耐熱性、耐酸性材料を使用している。
【００２０】
以上のような構成の本実施例は、以下のようにして使用される。
先ず、導入路５１の弁５３及び投入路６１の弁６３を閉じて所定量に精秤した中和剤Ｎを投入路６１内に入れ、マントルヒータ３を使用して反応容器２内を所定の反応温度に設定した後、攪拌手段７を回動させて反応容器２内の温度を均一にする。次に、排出路５４の上流側の弁５６を開成するとともに下流側の弁５７を減圧用ポンプ５８側に開成し、減圧用ポンプ５８を作動させて、反応容器２、導入路５１、排出路５４、採取管４１、４２、４３、４４及びサンプリングバッグＳＢ１、ＳＢ２、ＳＢ３、ＳＢ４の全てを脱気する。脱気の完了後、減圧用ポンプ５８を停止するとともに排出路５４の下流側の弁５７を残存ガス吸収部５９側に開成し、排出路５４の上流側の弁５６を閉じるとともに、サンプリング手段Ｓの全ての弁Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４を採取管４１、４２、４３、４４側に開成する。次に、導入路５１の弁５３を開け、反応容器２に所定流量の酸性ガスＧを導入して反応容器２内を酸性ガスＧで置換する。さらに、反応容器２の温度を安定させてから、排気路５４の上流側の弁５６を開け、採取管４１を通じてサンプリングバッグＳＢ１に酸性ガスＧを採取し、検知管Ｄａを用いて酸性ガスＧが所定濃度に達していることを確認する。なお、酸性ガスＧは、以下の反応中を通じて常に上記所定流量で流通されている。次いで、投入路６１の弁６３を開けるとともにスポイト６２を押圧操作することにより、中和剤Ｎを反応容器２に投入し、この時間を測定開始時間とする。測定開始後、採取管４１の弁Ｃ１を排出路５４側に開け、所定測定時間の間、採取管４２の弁Ｃ２を採取管４２側に開けてサンプリングバッグＳＢ２に排ガスＸを採取した後、前記弁Ｃ２を排出路５４側に開ける。以下、同様に操作して、サンプリングバッグＳＢ３、ＳＢ４にそれぞれ所定時間の排ガスＸを採取する。このようにして採取した排ガスＸについて、それぞれ検知管Ｄａを用いて残存酸性ガスＧの濃度を測定する。その結果、中和剤Ｎの酸性ガスＧに対する経時的な中和性能が評価されることとなる。また、排ガスＸの採取終了後は、反応容器２に残った排ガスＸを残存ガス吸収部５９に送り、残存酸性ガスＧを苛性ソーダ液５９ａで中和処理して外部に排出する。
【００２１】
以上のような構成からなる本実施例の中和剤Ｎの性能評価装置１は、酸性ガスＧと中和剤Ｎとを反応させる反応容器２と、反応容器２を一定の反応温度に加熱する加熱手段たるマントルヒータ３と、排ガスＸを採取するサンプリング手段Ｓと、採取した排ガスＸから中和剤Ｎの評価に必要な要素たる残存酸性ガスＧの濃度を検知する検知手段Ｄとを具備しているので、サンプリング手段Ｓが熱に対して脆弱なものであっても、反応は反応容器２内で行われるために、実際の焼却炉に中和剤Ｎを吹き込む際の温度まで加熱して、中和剤Ｎと酸性ガスＧとを反応させて中和剤Ｎの中和性能を適切に評価することが可能である。
【００２２】
また、反応容器２に酸性ガスＧを流通させる流通手段５と、中和剤Ｎを投入する投入手段６とを備えるとともに、流通手段５に酸性ガスＧの導入路５１と排ガスＸの排出路５４とを配設し、導入路５１に酸性ガスＧの供給量を一定に調節する流量計５２を設けているので、常にガスが流通している煙道に中和剤Ｎを吹き込むようにしている焼却炉により近い環境で、中和剤Ｎと酸性ガスＧとを反応させることができる。
【００２３】
また、排出路５４から分岐する複数の採取管４１、４２、４３、４４と、複数のサンプリングバッグＳＢ１、ＳＢ２、ＳＢ３、ＳＢ４とを具備するサンプリング手段Ｓを、排出路５４に沿って並設しているので、一定時間毎の測定を容易にすることもできる。また、サンプリングバッグＳＢ１、ＳＢ２、ＳＢ３、ＳＢ４は熱に脆い素材のものであるが、反応自体は反応容器２内で行われ、また、高温の排ガスＸは、排出路５４及び採取管４１、４２、４３、４４を通過する際に、十分冷却されることとなり、高温での中和剤の性能評価に十分対応することができる。
【００２４】
さらに、前記投入手段６を、中和剤Ｎを反応容器２内に投入する投入路６１と、投入路６１に一定量の中和剤Ｎを押圧力により押出す押出し具たるスポイト６２とを具備させているので、反応開始時間をより明確にすることができ、反応性の高い酸性ガスＧや中和剤Ｎに対しても反応初期の測定を有効に行うことも容易である。
【００２５】
また、上述のように従来のガスバッグ法による中和剤Ｎの性能評価ではできなかった高温条件、酸性ガスＧ流通条件下での排ガスＸの採取を可能にしていることに加えて、検知手段Ｄを、従来のように排ガスＸ中の残存酸性ガスＧの濃度を検知し得る検知管Ｄａを用いたものとしているので、残存酸性ガスＧの濃度の検知を極めて容易に行うことができる。
【００２６】
また、中和剤Ｎとして粉末状のものを使用し、排出路５４の反応容器２内への挿入端５４ａに粉末を除去し得るガラスフィルタ５５を配設しているので、排出路５４に中和剤Ｎが流れ込むことがなく、また、中和剤Ｎと酸性ガスＧとを容易に分離して反応を停止させ、採取した排ガスＸ中で反応が進行しないようにすることもできる。
【００２７】
さらにまた、本実施例は、反応容器２に導入した酸性ガスＧ及び投入した中和剤Ｎを均一に分散させるべく攪拌する攪拌手段７を具備し、この攪拌手段７に、中和剤Ｎを分散する分散部７ａと、酸性ガスＧを攪拌してガスの気流を発生させる気流発生部７ｂとを配設している。より具体的には、この攪拌手段７を、回動軸７２と、この回動軸７２に配設され回動軸７２とともに回動する中和剤Ｎの分散用羽７３とガスの気流を発生させる気流発生用羽７４とから構成しているので、中和剤Ｎとガスとを反応容器２内でより均一に接触させることが可能である。また、前記回動軸７２は、反応容器２の上壁２１及び底壁２２の２箇所に気密に支持されているので、回動軸７２の回転を高速にしてさらに均一に攪拌するようにしても、安定した回転を保持することができる。
【００２８】
以上のような装置１は、酸性ガスＧに対するアルカリ性中和剤Ｎの性能を評価するようにしたものであるので、焼却炉で発生する酸性ガスＧであるＮＯｘガス、ＳＯｘガス、ＨＣｌガス等に対して、焼却炉の煙道に吹き込む中和剤Ｎである消石灰の性能評価をする場合に適切に使用できるものである。
ここで、本実施例を使用して中和剤Ｎの性能評価を行った一例を以下に述べる。この性能評価の手順は、上述した通りであり、その測定条件を表１に示す。
【００２９】
【表１】

【００３０】
表１に示したように、中和剤Ｎとして、高反応性消石灰Ａと、焼却炉で一般に使用されているＪＩＳ特号消石灰Ｂとを対象に、反応性の高い酸性ガスＧであるＨＣｌガスを常に流通させて雰囲気温度２５０℃における中和性能を経時的に調べた。この測定条件は、実際の焼却炉の煙道に消石灰を吹き込む際の条件に則したものである。内容量７００ｍｌの反応容器２内に導入したＨＣｌガス及び投入した消石灰Ａ又はＢは、攪拌手段７の気流発生用羽７ｂ及び７ａを回転数２０００ｒｐｍで攪拌、分散することにより反応容器２内で均一に接触させている。反応後の排ガス中のＨＣｌガスの残存濃度を経時的に測定した結果を図２に示す。同図は、反応開始から５〜２５秒間、２５〜４５秒間、４５〜６５秒間の排ガスＸをそれぞれサンプリングバッグＳ２、Ｓ３、Ｓ４に採取し、残存ＨＣｌガス濃度を検知管Ｄａで測定した値を各測定時間区分の中間時間に対してプロットしたものであり、実線は高反応性消石灰Ａを用いた場合の残存ＨＣｌガス濃度の経時的変化を示し、破線はＪＩＳ特号消石灰Ｂを用いた場合の残存ＨＣｌガス濃度の経時的変化を示している。このように、高反応性消石灰Ａに対しても、通常のＪＩＳ特号消石灰Ｂに対しても、反応開始後経時的に消石灰が消費される様子を略正確に測定でき、反応初期を含めて中和剤の中和性能を的確に評価し得る結果が得られた。
【００３１】
なお、本発明は、上記実施例のような焼却炉の煙道における酸性ガスに対する中和剤の性能評価のみならず、広く一般にガスに対する中和剤の性能評価をする際にも適用し得るものである。
その他、各部の具体的構成は、上記実施例に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
すなわち、本発明の中和剤の性能評価装置は、ガスと中和剤とを中和反応させる反応容器を加熱手段により一定の反応温度に加熱し、反応容器内から排出する排ガスをサンプリング手段により一定量採取するとともに、採取した排ガス中の中和剤の性能評価に必要な要素を検知手段により検知するように構成しているので、このように非常に簡素な構成で一定温度の下で中和剤をガスと接触させることができ、また、サンプリング手段自体は熱に弱いものであっても、高温条件下で中和剤の性能評価を行うことも可能である。
【００３３】
また、このような装置に、一定流量のガスを流通させる流通手段と、中和剤を投入する投入手段とを具備させておくと、反応中を通じてガスが流通している状態で中和剤を投入した場合における中和剤のの性能評価を行うことができる。
この場合、流通手段を、流量計により一定流量に調節したガスを導入路を通して反応容器内に導入し、排出路を通して反応容器内から排ガスを排出するように構成すると、反応中を通じて常に反応容器に流通するガスの流量を一定に容易に保持することができる。
【００３４】
さらに、前記サンプリング手段を、排気路から分岐させ分岐点に開閉可能な弁を設けた採取管と、該採取管を通して排ガスを貯留するサンプリングバッグとからなるものとして、これら採取管とサンプリングバッグとを排気路に沿って複数並設し、一定時間毎に前記弁の開閉を切り替えて各サンプリングバッグに順次排ガスを採取し得るようにする場合には、反応後の排ガスを一定時間毎に採取して、中和剤の経時的な性能をも評価することが可能となる。
【００３５】
また、前記投入手段を、反応容器内に中和剤を投入し得る投入路と、該投入路に一定量の中和剤を押出す押出し具とから構成すると、中和剤とガスとの反応開始時間が明確となり、反応初期の中和剤の性能評価を適切に行うことができる。また、高反応性のガス又は中和剤にも容易に対応することもできる。
さらに、このような構成に加えて、前記検知手段が、検知管により排ガス中の残存ガス濃度を検出するようなものであれば、従来のガスバッグ法では実現できなかった条件下でも、従来と同様の簡単な測定により容易に中和剤の性能を評価することができる。
【００３６】
また、中和剤が粉末である場合には、排出路の反応容器内に延出する位置に粉末を除去するフィルタを配設すると、排出路への中和剤の流れ込みを有効に防止できるとともに、ガスと中和剤とを用意に分離して反応を停止させることができる。
また、反応容器内に導入したガス及び投入した中和剤を攪拌する撹拌手段を配設している場合には、均一なガスと中和剤との接触が可能となる。
【００３７】
このような場合、攪拌手段に、反応容器内に投入した中和剤を該投入路の出口近傍で分散する分散部を形成すると、中和剤を均一に分散させることができ、また、反応容器内に導入したガスを該導入路の出口近傍で攪拌しガスの気流を発生させる気流発生部を形成すると、ガスを均一に攪拌することができるので、中和剤とガスとをムラなく接触させることが可能となる。
【００３８】
さらに、攪拌手段として、反応容器の上下に気密且つ回動可能に枢支した回動軸を配設し、この回動軸の投入路の出口付近に分散用羽を取付けるとともに、回動軸の導入路の出口付近に気流発生用羽を取付けている場合には、該攪拌手段を簡素な構成のものとし、分散用羽と気流発生用羽とを同軸で高速で安定して回動させることができ、より効率的な攪拌を実現することが可能である。
【００３９】
以上のような中和剤の性能評価装置は、酸性ガスに対するアルカリ性中和剤の性能を評価する場合に、特に有効である。この場合、焼却炉の煙道における酸性ガスに対応するものとしては、窒素酸化物ガス、硫黄酸化物ガス又はＨＣｌガスが挙げられる。また、このような酸性ガスに対して特に焼却炉でよく用いられる消石灰の性能評価をする場合にも、本発明は非常に有効なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を模式的に示す縦断面図。
【図２】同実施例を使用した中和剤の性能評価の結果を示す図。
【符号の説明】
Ｇ…ガス（酸性ガス）
Ｎ…中和剤
Ｘ…排ガス
Ｓ…サンプリング手段
Ｄ…検知手段
Ｄａ…検知管
ＳＢ１、ＳＢ２、ＳＢ３、ＳＢ４…サンプリングバッグ
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４…弁
１…中和剤の性能評価装置
２…反応容器
３…加熱手段（マントルヒータ）
５…流通手段
６…投入手段
７…攪拌手段
７ａ…分散部
７ｂ…気流発生部
４１、４２、４３、４４…採取管
５１…導入路
５２…流量計
５４…排出路
５５…フィルタ（ガラスフィルタ）
６１…投入路
６２…押出し具（スポイト）
７２…回動軸
７３…分散用羽
７４…気流発生用羽

Claims

ガスとそれを中和する中和剤とを内部で中和反応させる反応容器と、該反応容器を一定の反応温度に加熱する加熱手段と、反応容器内から排出する中和反応後の排ガスを一定量採取するサンプリング手段と、該サンプリング手段により採取した排ガス中の中和剤の性能評価に必要な要素を検知する検知手段と、反応容器内にガスを導入する導入路及び反応容器内から排ガスを排出する排出路を有し前記反応容器内に一定流量のガスを流通させる流通手段と、反応容器内に中和剤を投入する投入手段とを具備してなり、
前記中和剤が粉末であり、前記排出路の反応容器内に延出する位置に該粉末を除去するフィルタを配設していることを特徴とする中和剤の性能評価装置。
ガスとそれを中和する中和剤とを内部で中和反応させる反応容器と、該反応容器を一定の反応温度に加熱する加熱手段と、反応容器内から排出する中和反応後の排ガスを一定量採取するサンプリング手段と、該サンプリング手段により採取した排ガス中の中和剤の性能評価に必要な要素を検知する検知手段と、反応容器内にガスを導入する導入路及び反応容器内から排ガスを排出する排出路を有し前記反応容器内に一定流量のガスを流通させる流通手段と、反応容器内に中和剤を投入する投入手段と、前記反応容器内に導入したガス及び投入した中和剤を攪拌して均一に分散する撹拌手段とを具備していることを特徴とする中和剤の性能評価装置。
前記攪拌手段に、前記投入路を通じて反応容器内に投入した中和剤を該投入路の出口近傍で分散する分散部を形成していることを特徴とする請求項２記載の中和剤の性能評価装置。
前記攪拌手段に、前記導入路を通じて反応容器内に導入したガスを該導入路の出口近傍で攪拌し、反応容器内にガスの気流を発生させる気流発生部を形成していることを特徴とする請求項２又は３記載の中和剤の性能評価装置。
前記攪拌手段が、反応容器の上壁と底壁の略中央部に気密且つ回動可能に枢支した回動軸と、前記投入路を通じて反応容器内に投入した中和剤を該投入路の出口付近で分散するように該回動軸に配設した分散用羽と、前記導入路を通じて反応容器内に導入したガスを該導入路の出口付近で分散し容器内にガスの気流を発生させるように回動軸に配設した気流発生用羽とを具備していることを特徴とする請求項２記載の中和剤の性能評価装置。
前記流通手段が、反応容器内にガスを導入する導入路と、反応容器内から排ガスを排出する排出路とを具備するものであり、該導入路に一定流量のガスを供給するようにガス流量を調節し得る流量計を配設していることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の中和剤の性能評価装置。
前記サンプリング手段が、前記排気路から分岐するように配設し分岐点に開閉可能な弁を設けた採取管と、該採取管を経て引き込んだ排ガスを貯留するサンプリングバッグとを具備し、排気路に沿って採取管及びサンプリングバッグを複数並設して、一定時間毎に採取管の弁の開閉を切り替えて各サンプリングバッグに順次排ガスを採取し得るようにしていることを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６記載の中和剤の性能評価装置。
前記投入手段が、反応容器内に中和剤を投入し得る投入路と、該投入路に一定量の中和剤を押圧力により押出す押出し具とを具備していることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６又は７記載の中和剤の性能評価装置。
前記検知手段が、前記サンプリング手段により採取した排ガス中の残存ガス濃度を検出する検知管を具備していることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７又は８記載の中和剤の性能評価装置。
前記ガスが酸性ガスであり、中和剤がアルカリ性物質であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８又は９記載の中和剤の性能評価装置。
前記酸性ガスが、窒素酸化物ガス、硫黄酸化物ガス又はＨＣｌガスであることを特徴とする請求項１０記載の中和剤の性能評価装置。
前記中和剤が、消石灰であることを特徴とする請求項１０又は１１記載の中和剤の性能評価装置。