JP4288212B2

JP4288212B2 - 排ガス処理方法

Info

Publication number: JP4288212B2
Application number: JP2004197220A
Authority: JP
Inventors: 大介柴田; 進高沖; 雄一山村
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2004-07-02
Filing date: 2004-07-02
Publication date: 2009-07-01
Anticipated expiration: 2024-07-02
Also published as: JP2006015281A

Description

本発明は、焼結機、燃焼炉等から排出するＳＯx 、ＮＯx を含有する排ガスの処理方法に関するものである。

従来、例えば、製鉄所において鉄鉱石を焼結するための焼結設備より発生する排ガスは、ダストを乾式集塵機で集塵した後、排風機を介して煙突から放散している。

しかし、煙突から放散される排ガスは９０〜１５０℃で、しかも、ＳＯx 、ＮＯx を含有し、環境上好ましくない状態にあった。そこで、近年、この解決策として、例えば、特許文献１に記載の様に、活性炭（木材、石炭を乾留賦活したもので、活性チャー、活性コークスと呼ばれるものが一般的に用いられる）を収納した排ガス処理設備に前記排ガスを導入し、前記ＳＯx 、ＮＯx を除去（脱硫、脱硝）した後、煙突から放散を行う処理方法が採用されている。
そして、この排ガス処理設備に設けた吸着塔は、前記活性炭が上方から下方に向かって移動し、前記排気ガスが該活性炭移動方向に対して直角方向から流入して接触し、更に、排気ガスの流れ方向に複数室に区分され、各室別に前記活性炭の移動速度が調整可能な構造となっている。
また、排ガス中のＮＯx を処理するためには、特許文献２に記載の様に、吸着塔の上流側よりアンモニアを添加し、該アンモニアが活性炭と接触することにより、該活性炭を触媒としてＮＯx を窒素と水に分解する作用を起こさせることにより脱硝を行っている。

特開２０００−１４０５８０号公報特開２００３−１５９５１０号公報

この吸着塔で排ガスの処理を継続すると、徐々に該吸着塔の圧損が上昇して排ガスが通過し難くなると共にＳＯx 、ＮＯx の除去率（脱硫率、脱硝率）が低下し、安定した排ガス処理が継続出来ない問題が発生する場合があった。
本発明は、上記問題を有する事なく、長期に渡って安定した排ガスの処理が継続可能とすることを課題とするものである。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その手段は、焼結設備から発生したＳＯx、ＮＯxを含有した排ガス中に、該排ガス中のＮＯx量に応じて調整した量のアンモニアを添加し、その排ガスを活性炭が上方から下方に移動する流動層式の排ガス処理装置の側方の排ガス導入口に設けた入側ルーバーから導入して、前記活性炭により前記排ガス中のＳＯx、ＮＯxを処理した後、該排ガス処理装置の他側方の排ガス排出口に設けた出側ルーバーを通して外部に排出する方法において、前記排ガス処理装置内の前記入側ルーバーと前記出側ルーバーとの間で、前記活性炭が通過可能な開口を多数有する仕切壁を上下方向に配置して仕切ることにより、該排ガス処理装置内に複数の室を形成し、前記入側ルーバーと前記仕切壁で形成した室に於ける前記入側ルーバーの開口の最上段位置での前記活性炭の下降速度を０．０１〜０．０５ｍ／ｈｒとして、前記入側ルーバーの開口が硫安によって閉塞されるのを防止することを特徴とする排ガス処理方法である。

本発明は、排ガスの処理中に活性炭の表面に硫安が析出し、この析出硫安同士が結合して入側ルーバーの開口を閉塞するのを抑制することが出来るので、排ガス処理装置内の圧損上昇及び脱硫率、脱硝率の低下を防止することが可能となり、長期に渡って安定した排ガス処理装置の稼働を可能とする等の効果を奏するものである。

本発明者らは前記課題を解決するため、図１、図２に示す流動層式の排ガス処理装置である吸着塔５を用いて、該吸着塔５の圧損上昇及び脱硫率、脱硝率の低下の原因調査検討を種々行った。先ず、この吸着塔５を図１、図２を参照して説明する。
図２に示す様に、焼結機１から排出された排ガスはメインブロワー（排風機）３によって吸引され、乾式集塵機２においてダストが除去される。ダスト除去後の排ガスは昇圧ブロワー４を介して吸着塔５に送られる。そして、吸着塔５の上流側に設けたアンモニア供給機７から排出ガス中にアンモニアを添加し、このアンモニア含有排ガスは吸着塔５で活性炭と接触して、この排ガス中のＮＯｘが該活性炭を触媒として窒素と水に分解する作用を起こさせ脱硝を行う。一方、排ガス中のＳＯｘは分解はせず活性炭に吸着する。このＳＯx 、ＮＯx が除去された排ガスは煙突６より大気中に放散されている。また、８ａ、８ｂは切替ダンパーである。

また、この吸着塔５の構造を図１を参照して説明する。
吸着塔５は、側方に排ガスを導入する排ガス導入口５１（図面左側）を有し、反対側に処理した排ガスを排出する排ガス排出口５２（図面右側）を有している。また、その内側には入側ルーバー５３及び出側ルーバー５４が高さ方向に設けられ、更に、この両ルーバー５３、５４間には２５〜１５ｍｍ程度の開口を多数有する仕切壁５５、５６が間隙を設けて高さ方向に設けられている。そして、入側ルーバー５３と仕切壁５５で前室５７、仕切壁５５と仕切壁５６で中室５８、仕切壁５６と出側ルーバー５４で後室５９を各々形成している。各前室５７、中室５８、後室５９の下部には切出バルブ５７１、５８１、５９１が設けている。そして、活性炭９は吸着塔５の上方に設けた供給ロータリーバルブ１０から前室５７、中室５８、後室５９の各々に供給され、各室５７、５８、５９を上方から下方に向かって移動し切出バルブ５７１、５８１、５９１から切出される。そして、この切出された活性炭９は吸着塔５の下方に設けた排出ロータリーバルブ１１で排出される構造となっている。

この吸着塔５に焼結機１から排出された排ガスを導入して該排ガスを処理する操業を９０日程度継続すると吸着塔５の圧損上昇及びＳＯｘ、ＮＯx 除去効率の低下が発生した。このため、本発明者等は、排ガス処理設備の操業を中止して吸着塔５の内部を調査した結果、該吸着塔５の前室５７の上部Ｘ（入側ルーバー５３の設けられている範囲で、上から１／３迄の範囲）において、活性炭表面上に生成した硫安により入側ルーバー５３の開口部が閉塞されている事を知見した。

この前室５７の上部Ｘにおける入側ルーバー５３への硫安付着について検討を重ねた結果、硫安は活性炭９が吸着したＳＯｘと添加したアンモニアが反応して析出したものと推定されることから、上部Ｘにおいては活性炭９が前室５７内を下降せずに殆ど同一位置に長時間（５時間以上）に亘って滞留し、この滞留している活性炭９の表面に硫安が析出し、それが、順次析出成長して入側ルーバー５３の開口部を閉塞したものであり、反対に前室５７の下部（上部Ｘを除く部分）は活性炭９が下降移動して活性炭９の表面に硫安が析出しても成長することが出来ずに入側ルーバー５３の開口部の閉塞に至らないのではないかと推定した。

そして、本発明者等は前室５７上部Ｘの活性炭９の下降速度について実験検討を重ねた結果、活性炭９の一部が吸着塔５の中室５８内を下降する間に仕切壁５５の開口を通して徐々に前室５７に流入し、この前室５７における高さ方向の活性炭９の下降速度は図３に示す様に、吸着塔５上部になる程、下降速度は低下し、殆ど下降しない場合も発生する事が判明した。

このため、前室５７の切出バルブ５７１の切出量を他の中室５８、後室５９に設けた切出バルブ５８１、５９１の切出量より多くして、前室５７上部の活性炭９の下降速度を調整して、活性炭９表面に析出する硫安量を調査した。
その結果、図４に示す様に、排ガス導入部に設けた入側ルーバー５３の開口の最上段位置に於ける活性炭９の下降速度が０．０１ｍ／ｈｒ以上であれば、該前室５７上部Ｘにおける入側ルーバー５３の開口部が硫安で閉塞される事がなく、操業上問題にならない程度の圧損上昇及びＳＯｘ、ＮＯx 除去効率低下を抑制出来ることを見出した。

本発明は上記知見を基にしてなしたもので、前記吸着塔５の排ガス入側部に設けた入側ルーバー５３の開口の最上段位置に於ける活性炭９の移動（下降）速度を０．０１〜０．０５ｍ／ｈｒにするものである。また、活性炭９の移動（下降）速度が０．０５ｍ／ｈｒを超えても、入側ルーバー５３への硫安付着状況に変化は当然ないが、前室５７の切出バルブ５７１の活性炭９の切出速度を大幅に大きくする必要があることから切出設備が大きくなり、設備費用及び運転コスト的に不利になるためである。

以下、本発明の実施例に基づいて説明する。
表１、表２に示す、本発明の実施例１〜３及び比較例１、２はパレット有効面積が４００ｍ² のドワイトロイド式焼結機１から排出する排ガス中のＳＯ₂ 、ＮＯx を処理した例である。
更に、排ガス量は焼結機１の生産量を変えることにより調整した。また、これにより排ガス中のＳＯ₂ 、ＮＯx も変化した。
吸着塔５は図１に示す構造であり、塔高２０．０ｍ、塔幅３．０ｍの大きさで、これに装入する活性炭９は石炭を乾留賦活したのものを使用した。
そして、供給ロータリーバルブ１０での活性炭９供給量及び排出ロータリーバルブ１１での活性炭９排出量は３ｔ／ｈｒとし、後室５９の切出バルブ５９１の活性炭切出速度は一定にし、前室５７の切出バルブ５７１の活性炭切出速度の変化に追従して中室５８の切出バルブ５８１の活性炭切出速度を調整して、排出ロータリーバルブ１１での切出量を上記値に維持した。そして、この際に於ける各室５７、５８、５９の活性炭レベルは管理値である１９ｍとした。
また、アンモニア供給機７からのアンモニア量は、排ガス中のＮＯx 量に応じて調整した。

表１、表２から判る様に実施例１〜３は、吸着塔５の排ガス導入部に設けた入側ルーバー５３の開口の最上段位置に於ける活性炭下降速度を本発明の範囲内にしたので、該吸着塔５内の圧損及び出側排ガス中のＳＯ₂ 、ＮＯx が、稼働開始して９０日経過しても稼働開始直後と殆ど変わらずに良好に該吸着塔５の運転が出来ていることが判る。

しかし、比較例１、２は、吸着塔５の排ガス導入部に設けた入側ルーバー５３の開口の最上段位置に於ける活性炭下降速度は本発明の下限を外れたので、該吸着塔５内の圧損及び出側排ガス中の、ＳＯ₂ 、ＮＯx が大幅に上昇してＳＯ₂ 、ＮＯx の除去効率が大幅に低下した。

吸着塔の概略を示した説明図である。ドワイトロイド式焼結機の排ガス処理設備の概要を示す説明図である。吸着塔前室の高さ方向に於ける活性炭の降下速度を示すグラフである。活性炭の降下と硫安生成量を示すグラフである。

符号の説明

１：焼結機、２：乾式集塵機、３：メインブロワー（排風機）、４：昇圧ブロワー、５：吸着塔、６：煙突、７：アンモンニア供給機、８ａ、８ｂ：切替ダンパー、９：活性炭、１０：供給ロータリーバルブ、１１：排出ロータリーバルブ、５１：排ガス導入口、５２：排ガス排出口、５３：入側ルーバー、５４：出側ルーバー、５５、５６：仕切壁、５７：前室、５８：中室、５９：後室、５７１、５８１、５９１：切出バルブ

Claims

焼結設備から発生したＳＯx、ＮＯxを含有した排ガス中に、該排ガス中のＮＯx量に応じて調整した量のアンモニアを添加し、その排ガスを活性炭が上方から下方に移動する流動層式の排ガス処理装置の側方の排ガス導入口に設けた入側ルーバーから導入して、前記活性炭により前記排ガス中のＳＯx、ＮＯxを処理した後、該排ガス処理装置の他側方の排ガス排出口に設けた出側ルーバーを通して外部に排出する方法において、
前記排ガス処理装置内の前記入側ルーバーと前記出側ルーバーとの間で、前記活性炭が通過可能な開口を多数有する仕切壁を上下方向に配置して仕切ることにより、該排ガス処理装置内に複数の室を形成し、前記入側ルーバーと前記仕切壁で形成した室に於ける前記入側ルーバーの開口の最上段位置での前記活性炭の下降速度を０．０１〜０．０５ｍ／ｈｒとして、前記入側ルーバーの開口が硫安によって閉塞されるのを防止することを特徴とする排ガス処理方法。