JP4846930B2 - 排ガス処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、硫黄酸化物及び窒素酸化物を含有する排ガスの脱硫、脱硝処理を行う排ガス処理装置に関し、特に、排ガス中にアンモニアを添加し、炭素質吸着材を充填した移動層式反応塔を用いて脱硫、脱硝を行う排ガス処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種のボイラ排ガス、或は製鉄所の焼結炉排ガス等、硫黄酸化物及び窒素酸化物を含有する排ガスの処理方法として、活性炭等の炭素質吸着材を用いて脱硫及び脱硝処理を行う方法がある。
【０００３】
例えば、この炭素質吸着材を用いた脱硫及び脱硝処理においては、上記排ガスにアンモニアを添加して、炭素質吸着材を充填した移動層式反応搭に導入し、移動層を流下する吸着材に対して排ガスを直交流で通過させ、排ガスを吸着材に接触させる方法がある。
【０００４】
この方法により、炭素質吸着材の吸着機能によって硫黄酸化物を吸着材に吸着させて除去すると共に、炭素質吸着材の触媒機能によって窒素酸化物をアンモニアと反応させ、窒素と水に分解させて除去することができる。
【０００５】
硫黄酸化物の吸着が進むにつれて、炭素質吸着材は次第に吸着機能、触媒機能が低下するので、反応搭の下部からこの吸着機能、触媒機能が低下した吸着材を排出し、再生搭へ送って高温で加熱再生処理を行い、吸着材から硫黄酸化物を含む放出ガスを放出させる。
【０００６】
再生搭から放出させた放出ガス中の硫黄酸化物は高濃度であるので、これを硫酸等の副産物の原料とすることができる。
【０００７】
再生した炭素質吸着材は、冷却した後再生搭から排出し、移動層式反応搭、再生搭等における機械的摩耗、化学的損耗等により粉化した微粉を除去した後、再び反応搭の上部に供給して循環使用する。
【０００８】
炭素質吸着材は、機械的摩耗及び化学的損耗等により減量するので、新たな吸着材を補給する必要がある。
【０００９】
排ガス中に添加するアンモニアの量は、理論的には除去すべき窒素酸化物に等しいモル数である。
【００１０】
しかし、添加されたアンモニアは、窒素酸化物との反応よりも優先して硫黄酸化物と反応し、硫安や酸性硫安を生成するので、実際には硫黄酸化物との反応で消費される量に見合う量のアンモニアも添加しなければならない。
【００１１】
従って、排ガス中の硫黄酸化物濃度によって、排ガスの処理方法は異なったものとなる。
【００１２】
排ガス中の硫黄酸化物濃度が低い場合（例えば１００ｐｐｍ以下）には、硫黄酸化物によるアンモニアの消費量が少ないので、１搭の移動層式反応搭を用いて同時に脱硫処理と脱硝処理とを行う１搭方式とすることが好ましい。
【００１３】
１搭方式は建設費用が安く、経済的である。
【００１４】
排ガス中の硫黄酸化物濃度が高い場合（例えば３００ｐｐｍ以上）には、１搭方式では多量のアンモニアを消費すると共に、炭素質吸着材の触媒機能の低下も著しくなるので、移動層式反応搭を２搭設置する２搭方式が必要となる。
【００１５】
２搭方式では、第１の反応搭で主に脱硫処理を行って排ガス中の硫黄酸化物濃度を低下させ（例えば１００ｐｐｍ以下）、この硫黄酸化物濃度が低下した排ガスにアンモニアを添加して第２の反応搭で主に脱硝処理を行う。
【００１６】
２搭方式は建設費用が高くなる。
【００１７】
この費用の高騰を少しでも解消するために、第１の反応搭と第２の反応搭とを一体化してコンパクトな装置とすることが、特公昭６１−３４８５２号公報、特公昭６３−５８６０６号公報に提案されている。
【００１８】
また、第１の反応搭から排出される排ガスを上下二つのガス流に分岐し、窒素酸化物濃度が高い下部ガス流のみを第２の反応搭で処理する方法が、特開昭５５−１０６５２６号公報に提案されている。
【００１９】
しかし、２搭方式とする限り、建設費を大幅に削減することはできない。
【００２０】
排ガス中の硫黄酸化物濃度が上記の中間的な範囲にある場合（例えば１００〜３００ｐｐｍ以下）には、改善された１搭方式による排ガス処理方法が提案されている。
【００２１】
この改善された１搭方式による排ガス処理方法の代表的な例として、排ガス流を複数の排ガス流に分割し、反応搭の上部にはアンモニアを添加する排ガス流を供給し、反応搭の下部にはアンモニアを添加しない排ガス流を供給する方法等がある（特公平１−５４０８９号公報、ＷＯ９８／１５３４０号公報）。
【００２２】
しかし、これらの１搭方式による排ガス処理方法は、多少の改良効果が認められるものの、大幅にアンモニアの使用量を低減できるものではなく、大規模な装置においては、なおアンモニアの使用量が多いことが問題となる。
【００２３】
更に、１搭方式である限り高い脱硝性能を得ることは難しく、高い脱硝性能が要求される場合には、建設費の高い２搭方式を採用せざるを得ない。
【００２４】
これらの問題は、炭素質吸着材を用いる排ガス処理方法の根本的な問題であり、解決すべき課題であった。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、１搭方式の排ガス処理におけるアンモニア添加量の低減と処理性能の向上を目的として研究を重ねる中で、移動層内へのアンモニア添加を試みた。
【００２６】
アンモニアの添加は、排ガスを反応搭へ供給するダクト中で行うのが一般的であり、反応搭内の移動層中を通過している排ガスに直接アンモニアを添加することは、従来は一般的ではなかった。
【００２７】
移動層内でのアンモニア添加について研究を重ねた結果、以下の▲１▼〜▲４▼の事実が判明し、本発明を完成するに至った。
【００２８】
▲１▼ 移動層内でアンモニアを添加した場合の脱硝性能は、ダクト内でアンモニアを添加した場合と比較して大きな差がないことが判明した。即ち、添加したアンモニアは排ガス中への拡散が速く、実用上の問題はない。これは、移動層を形成する吸着材自身に、ガスを混合してアンモニアの拡散を促進する働きがあるものと考えられる。
【００２９】
▲２▼ また、実際の装置において、移動層内にアンモニアを注入する手段を設けることも特に問題のないことを確認した。即ち、移動層内における排ガスの通過断面積は、ダクト内における排ガスの通過断面積に比べて非常に大きくなるので、注入装置としては非常に大きくなるが、簡単な構造で十分な機能が得られることを確認した。
【００３０】
▲３▼ 更に、移動層内に設置したアンモニアの注入部を境として、移動層を前段部と後段部とに区画し、前段部と後段部との吸着材移動速度を別個に設定することが好ましいことを確認した。即ち、前段では、移動速度を速くして脱硫率を高くすることが好ましく、後段では、移動速度を遅くして吸着材の循環量を少なくすることが好ましい。
【００３１】
▲４▼ 更にまた、長時間の連続運転を続けた場合には、アンモニア注入部の近傍において吸着材がブロッキングを起こすトラブルが発生することがあった。即ち、吸着材が大きな塊に成長すると共に注入装置の近傍から動かなくなり、脱硝性能が低下し、排ガスの圧力損失が高くなり、ついには運転不能となる。
【００３２】
本発明者は、更に研究を進めた結果、ブロッキングの発生を防止するためには、排ガス中の硫黄酸化物濃度が低い位置を選択してアンモニアを添加することが、最も現実的であることを確認した。
【００３３】
よって、本発明の目的とするところは、上記課題を解決し、１搭方式の排ガス処理におけるアンモニア添加量の低減と処理性能を向上させる排ガス処理方法、及び装置を提供することにある。
【００３４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は、以下に記載するものである。
【００３５】
〔１〕 搭頂から搭底に向って移動層を形成して流下する炭素質吸着材が充填された移動層式反応搭に、直交流で硫黄酸化物及び窒素酸化物を含む排ガスを流すと共に、アンモニアを用いて脱硫及び脱硝処理を行う排ガス処理装置において、反応搭内に長さ方向を水平にした複数の山型部材を反応搭内に鉛直方向に配列して反応搭内を排ガス流の前段部と後段部に分割すると共に、前記山型部材にアンモニア供給手段を設けてなる排ガス処理装置。
【００３６】
〔２〕 前段部の吸着材移動速度と後段部の吸着材移動速度とを異なる速度にする手段を備えてなる〔１〕に記載の排ガス処理装置。
【００３７】
〔３〕 山型部材のアンモニア添加手段に加えて、更に反応搭へ排ガスを導入するダクト内にアンモニア添加手段を備えてなる〔１〕に記載の排ガス処理装置。
【００３８】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００３９】
【発明の実施の形態】
本発明の排ガス処理装置、及びその周辺装置の一例を図１に示す。
【００４０】
１０は移動層式反応搭であり、入口ルーバー１１と出口ルーバー１２を備えている。
【００４１】
通常各ルーバーは、平板状の部材を斜めにした状態で一定間隔に配列して構成され、この配列構成によって各ルーバーの一方の側（反応搭１０の内側）に炭素質吸着材を保持することができる。従って、両ルーバー１１、１２の間に炭素質吸着材を充填することができる。
【００４２】
各ルーバー１１、１２において、上下に隣り合う部材間は排ガスの流路となり、入口ルーバー１１により排ガス導入部が形成され、出口ルーバー１２により排ガス排出部が形成される。
【００４３】
従って、硫黄酸化物及び窒素酸化物を含む排ガスは、ライン３０から入口ルーバー１１を介して移動層内に導入され、移動層内で処理された排ガスは、出口ルーバー１２を介してライン４０に排出される。
【００４４】
反応搭１０に充填された炭素質吸着材は、反応搭１０の下部から連続的に、又は断続的に抜出され、ライン６０を介して再生搭４０へ送られて加熱再生される。
【００４５】
再生された吸着材は、ライン７０により移動層式反応搭１０の上部に戻される。
【００４６】
このようにして吸着材を循環させることにより、反応搭１０内に充填された吸着材は上から下に向って流下する移動層を形成する。
【００４７】
排ガス導入部において、吸着材がブロッキングを起こしやすい場合等には、必要により入口ルーバー１１の内側に近接してサブルーバーを設けることもある。
【００４８】
このサブルーバーは、反応搭内に長さ方向を水平にした複数の山型部材を反応搭内に鉛直方向に配列したものが好ましい。また、このサブルーバーの山型部材は、排ガス上流側を斜面板、排ガス下流側を鉛直板で構成したものが好ましい。
【００４９】
なお、図１においてライン８０は、吸着材の再生によって発生する高濃度硫黄酸化物の排出ラインを示す。
【００５０】
本発明は、入口ルーバー１１と出口ルーバー１２との間に、長さ方向を水平にした複数の山型部材１３を反応搭１０内に鉛直方向に配列して反応搭１０内を排ガス流の前段部１５と後段部１６に分割すると共に、山型部材１４にアンモニア供給手段を設けている。
【００５１】
山型部材１４の長さは、排ガス流の流れ方向に対して直角方向の反応搭１０内両側壁間の長さの８０〜１００％が好ましい。
【００５２】
前記山型部材１４は、反応搭１０内に鉛直方向に配列され、これら山型部材１４にはアンモニア配管等のアンモニア供給手段が連結されている。前記山型部材１４の集合体は全体としてアンモニア分配器１３を構成する。
【００５３】
アンモニア分配器１３としては、例えば断面が逆Ｖ字形の山型部材１４（図２−ａ）を一定間隔に配列して構成したものを用いることができる。
【００５４】
各山型部材１４の２つの斜面は、それぞれ上記のルーバー１１、１２と同様に機能するので、アンモニア分配器の両方の側に炭素質吸着材を保持することができる。
【００５５】
また、上下に隣り合う山型部材１４間は排ガスの流路となり、移動層内を通過する排ガスの通過を妨げない。
【００５６】
しかも、吸着材が充填された状態において、山型部材１４の内側上部には空間が確保される。
【００５７】
従って、この空間にアンモニアを添加すると、上記流路を通過する排ガスと混合され、アンモニア含有ガスとなる。このアンモニア含有ガスがアンモニア分配器１３から流れ出ることにより、アンモニアは移動層内に供給される。このようにして、排ガス中へのアンモニアの添加は行われる。
【００５８】
アンモニア分配器１３を構成する山型部材１４は、２つの斜面が夫々ルーバーの働きをするので、移動層を区画することができる。即ち、移動層は、入口ルーバー１１からアンモニア分配器１３までの前段部１５と、アンモニア分配器１３から出口ルーバー１２までの後段部１６に区画され、一方の側に充填された吸着材は実質的に他方の側に移動しない。
【００５９】
従って、吸着材の移動速度を、前段部１５と後段部１６とで異なる移動速度とすることが可能であり、性能的にも経済的にも最適な運転条件を設定することができる。
【００６０】
本発明のアンモニア分配器１３を構成する山型部材１４は、上記の形状に限定されるものではない。
【００６１】
例えば、移動層が幅広く形成され各山型部材１４の２つの斜面の幅が長くなる場合には、２つの斜面を底部付近において水平板で連結し、この水平板に多孔板を用いてアンモニア含有ガスの流路を確保することが好ましい（図２−ｂ）。
【００６２】
また、１つの斜面を鉛直方向にして斜面板と鉛直板とで構成し、この鉛直板を多孔板としたもの（図２−ｃ）、或は、斜面板と鉛直板とを水平板で連結し、鉛直板と水平板とを多孔板とし、鉛直・多孔板で隣り合う上下の山型部材を一体化したもの（図２−ｄ）でも良い。
【００６３】
長時間の連続運転を続けた場合には、アンモニア分配器１３の近傍において吸着材がブロッキングを起こすトラブルが発生することがある。即ち、吸着材が大きな塊に成長すると共にアンモニア分配器１３の近傍から動かなくなり、脱硝性能が低下し、排ガスの圧力損失が高くなり、ついには運転不能となる。
【００６４】
ブロッキングの原因は、硫黄酸化物とアンモニアとの反応により生成する硫安等が原因であり、排ガスの温度や排ガスの水分も関係するが、アンモニア分配器１３の近傍を通過する排ガスの硫黄酸化物濃度を低くすることが最も重要である。
【００６５】
図１に示すようにアンモニア分配器１３を配置したとき、この断面を通過する排ガス中の硫黄酸化物濃度は、移動層の上部で低く下部で高い分布となる。
【００６６】
これは、吸着材が移動層の上部から下部に向って移動するにつれて、吸着した硫黄酸化物の保持量が多くなり、吸着性能が低下するためである。
【００６７】
移動層における硫黄酸化物濃度分布の一例を図３に示す。
【００６８】
図３において、縦軸は移動層の高さを示し、横軸は硫黄酸化物濃度を示す。
【００６９】
但し、硫黄酸化物濃度は移動層の最上点からその高さまでの平均値である。
【００７０】
例えば、最下点における３５ｐｐｍは、アンモニア分配器の断面全体を通過する排ガスの平均値であり、中間点における１０ｐｐｍは、アンモニア分配器の断面の最上点から中間点までを通過する排ガスの平均値である。
【００７１】
このグラフは、固定層を用いた小規模のテスト装置で簡単に得られ、本発明の排ガス処理装置において操作条件を設定するのに有効である。
【００７２】
図３の濃度分布を示す排ガスについて、硫黄酸化物濃度（平均値）が３５ｐｐｍ以下でブロッキングを起こさない場合は、最上点から最下点に至るアンモニア分配器の全断面に、アンモニア含有ガスを均一に添加することができる。
【００７３】
図３の濃度分布を示す排ガスについて、硫黄酸化物濃度（平均値）が３５ｐｐｍ以下でブロッキングを起こす場合は、アンモニア分配器の全断面ではなく、最上点から適当な範囲に限定して、アンモニア含有ガスを添加することができる。例えば、ブロッキングを起こさない硫黄酸化物濃度（平均値）の限界が２０ｐｐｍである場合は、最上点から約７０％までの移動層高さの範囲に限定してアンモニアを添加する。
【００７４】
アンモニアの添加を移動層高さの範囲で限定して行う場合は、この限定された移動層高さの範囲内に、アンモニア分配器１３の山型部材１４を配置すれば良い。
【００７５】
この場合においても、限定された移動層高さの範囲内に配置した山型部材１４に続けて、限定された移動層高さの範囲外の移動層下部には、山型部材１４の代わりに多孔板等を配置することにより、移動層の前段部１５と後段部１６とを区画することが好ましい（但し、限定された移動層高さの範囲外の移動層下部における多孔板等の部分には、アンモニアは添加しない。）。
【００７６】
なお、ブロッキングを起こさない条件は主として排ガスの硫黄酸化物濃度によって決まるが、排ガスの温度や水分等、他の条件によってもブロッキングを起こさない条件は異なるので、予めテストを行って確認する必要がある。
【００７７】
本発明は、移動層を前段部１５と後段部１６に区画することにより、より一層大きな効果を得ることができる。
【００７８】
先ず、前段部１５の炭素質吸着材の移動速度を変えることにより、前段部１５における脱硫率を変えることができる。即ち、図３において、硫黄酸化物濃度２０ｐｐｍに対応する最上点からの移動層高さ７０％という値は、前段部１５における吸着材の滞留時間を７０％に短縮すると、アンモニア分配器の全断面を通過する排ガスの硫黄酸化物濃度（平均値）が３５ｐｐｍから２０ｐｐｍに変化することを意味する。
【００７９】
即ち、前述のアンモニア含有ガスの添加における移動層高さの範囲を限定する方法とは別に、移動層前段部１５を流下する吸着材の移動速度を速くすることによっても、ブロッキングの発生を防止することができる。
【００８０】
また、実装置の運転において、機能的な要素と経済的な要素を勘案して、最適な移動速度を設定することができる。
【００８１】
一方、後段部１６では排ガスの硫黄酸化物濃度が低いので、吸着材の移動速度を遅くしても吸着材の脱硫性能低下は非常に緩やかである。そのため、吸着材の移動速度が脱硝性能に与える影響も少ない。
【００８２】
従って、後段部１６の吸着材の移動速度は、前段部１５に比べて遅い速度とすることができる。
【００８３】
吸着材の移動速度は経済的に大きく影響するので、前段部１５と後段部１６の移動速度を別個に設定することにより、効率的な運転を行うことができる。
【００８４】
前段部１５と後段部１６の吸着材の移動速度の好ましい設定値は、排ガスの硫黄酸化物濃度、温度、及び水分等によって大きく影響されるが、排ガスの、硫黄酸化物濃度３０〜１０００ｐｐｍ、温度５０〜２００℃、及び水分１〜９０容量％の条件では、前段部１６の吸着材の移動速度を１としたとき後段部１６の吸着材の移動速度を０．１〜０．９とすることが好ましく、０．３〜０．８とすることが更に好ましい。
【００８５】
前段部の吸着材移動速度と後段部の吸着材移動速度とを異なる速度にする手段としては、特に限定されるものではないが、例えば、搭底における前段部、後段部それぞれの吸着材排出部にダンパーを設け、これらのダンパーを開度を調節すことによる吸着材移動速度調節手段などを用いることができる。
【００８６】
なお、ブロッキングを起こさない条件は主として排ガスの硫黄酸化物濃度によって決まるが、排ガスの温度や水分等、他の条件によってもブロッキングを起こさない条件は異なるので、予めテストを行って確認する必要がある。
【００８７】
移動層内に添加するアンモニアは、希釈して添加することが好ましい。ダクト内に添加する場合と異なり、排ガスの通過断面積が非常に大きくなるために、希釈しないと排ガス全体に均一に分配するのが困難である。
【００８８】
希釈ガスは、排ガスと共に大気へ放出されるので、空気を使用することが好ましい。
【００８９】
また、アンモニアの爆発限界を考慮して３０倍以上に希釈することが好ましい。
【００９０】
添加するアンモニア含有ガスの温度は、排ガス温度以上とすることが好ましく、排ガス温度が１５０℃以下の場合は、１５０℃以上とすることが好ましい。ブロッキングの発生に対して、安全サイドとするためである。
【００９１】
アンモニアの添加量は、移動層後段部１６で除去する窒素酸化物の量及び硫黄酸化物の量を勘案して選定する。
【００９２】
窒素酸化物に対しては等モル量が必要であり、硫黄酸化物に対しては１．０〜２．０倍のモル量が必要である。
【００９３】
本発明は、移動層内においてアンモニアを添加することを特徴とするが、同時に移動層式反応搭１０へ導入するライン３０に設けた排ガスダクト内にアンモニアを添加することも有効である。
【００９４】
ダクト内に添加されたアンモニアは、移動層前段部１５において、窒素酸化物との反応よりも優先して硫黄酸化物と反応するので、直ちに脱硫性能及び脱硝性能に影響は与えない。
【００９５】
しかし、再生搭２０において硫安等のアンモニウム塩を含む吸着材が加熱再生されると、吸着材に脱硝性能を有する窒素官能基が結合する。
【００９６】
従って、再生された吸着材を移動層式反応搭１０で循環使用することにより、移動層前段部１５では窒素官能基の作用による脱硝性能が発現し、移動層後段部１６における脱硝負荷を低減することができる。
【００９７】
また、再生搭２０において二酸化硫黄を放出させる再生反応は、硫酸又は硫酸塩の還元反応であるため、吸着材の炭素又はアンモニアが還元剤として作用する。
【００９８】
吸着材が還元剤として作用した場合は、消費された炭素によって吸着材内部に細孔が形成され、触媒機能を向上させる作用がある。
【００９９】
しかし、炭素が消費されることにより、吸着材の強度は低下する傾向がある。従って、アンモニウム塩による還元反応を併用して、炭素の消費を抑制することが好ましい。
【０１００】
上記の効果を得るために、ダクト内へのアンモニアの添加量は、排ガス中の硫黄酸化物のモル量に対して０．１倍以上が好ましく、０．３倍以上がより好ましい。
【０１０１】
また、再生搭２０で放出する二酸化硫黄に混入するアンモニアを防ぐために、アンモニアの添加量は、排ガス中の硫黄酸化物のモル量に対して０．７倍以下とすることが好ましい。
【０１０２】
【実施例】
以下、本発明を実施例により、具体的に説明するが、本発明は実施例により限定されるものではない。
【０１０３】
実施例１
以下の組成の排ガスを、以下の処理条件で、図１に示す排ガス処理装置をテストした結果、脱硫率９９％以上、脱硝率５５％以上の性能が得られた。
（１）排ガス量 ： １０００Ｎｍ3／ｈ
（２）排ガス温度 ： １１０℃
（３）ＳＯX濃度 ： ２００ｐｐｍ（ｄｒｙ ｂａｓｅ）
（４）ＮＯX濃度 ： ２００ｐｐｍ（ｄｒｙ ｂａｓｅ）
（５）酸素濃度 ： １５容量％（ｄｒｙ ｂａｓｅ）
（６）水分 ： １０容量％（ｗｅｔ ｂａｓｅ）
（７）吸着材、粒径 ： 活性コークス、９ｍｍφ
（８）反応搭型式 ： 移動層式、アンモニア分配器付
（９）ＮＨ3添加量 ： １４０ｐｐｍ相当
ＮＨ3添加範囲 ： ７０％
（10）前段部ＳＶ値 ： ８００ｈ-1
前段部滞留時間 ： １５０ｈ
（11）後段部ＳＶ値 ： ６００ｈ-1
後段部滞留時間 ： ２５０ｈ
（12）再生搭加熱温度 ： ５００℃
（13）再生搭加熱時間 ： ３ｈ
実施例２
実施例１の条件で、更に反応搭入口ダクト（ライン３０）にアンモニアを添加した。ライン３０に添加したアンモニア量は６０ｐｐｍ相当量であった。
【０１０４】
この結果、脱硫率９９％以上、脱硝率６０％以上の性能が得られた。
【０１０５】
【発明の効果】
本発明の排ガス処理装置は、搭頂から搭底に向って移動層を形成して流下する炭素質吸着材が充填された移動層式反応搭に、直交流で硫黄酸化物及び窒素酸化物を含む排ガスを流すと共に、アンモニアを用いて脱硫及び脱硝処理を行う排ガス処理装置において、反応搭内に長さ方向を水平にした複数の山型部材を反応搭内に鉛直方向に配列して反応搭内を排ガス流の前段部と後段部に分割すると共に、前記山型部材にアンモニア供給手段を設けてなる排ガス処理装置としたので、１搭方式の排ガス処理におけるアンモニア添加量の低減と、処理性能の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排ガス処理装置、及びその周辺装置の一例を示す概略図である。
【図２】本発明のアンモニア分配器を構成する山型部材の例を示す概略断面図であり、(ａ)は、山型部材の断面形状が逆Ｖ字形のもの、(ｂ)は、山型部材の２つの斜面を底部付近において水平板で連結し、この水平板に多孔板を用いたもの、(ｃ)は、山型部材の１つの斜面を鉛直方向にして斜面板と鉛直板とで構成し、この鉛直板を多孔板としたもの、(ｄ)は、山型部材の斜面板と鉛直板とを水平板で連結し、鉛直板と水平板とを多孔板とし、鉛直・多孔板で隣り合う上下の山型部材を一体化したものの例を示す。
【図３】移動層における硫黄酸化物濃度分布の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ 移動層式反応搭
１１ 入口ルーバー
１２ 出口ルーバー
１３ アンモニア分配器
１４ 山型部材
１５ 移動層前段部
１６ 移動層後段部
２０ 再生塔
３０、４０、６０、７０、８０ ライン
【発明の属する技術分野】
本発明は、硫黄酸化物及び窒素酸化物を含有する排ガスの脱硫、脱硝処理を行う排ガス処理装置に関し、特に、排ガス中にアンモニアを添加し、炭素質吸着材を充填した移動層式反応塔を用いて脱硫、脱硝を行う排ガス処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種のボイラ排ガス、或は製鉄所の焼結炉排ガス等、硫黄酸化物及び窒素酸化物を含有する排ガスの処理方法として、活性炭等の炭素質吸着材を用いて脱硫及び脱硝処理を行う方法がある。
【０００３】
例えば、この炭素質吸着材を用いた脱硫及び脱硝処理においては、上記排ガスにアンモニアを添加して、炭素質吸着材を充填した移動層式反応搭に導入し、移動層を流下する吸着材に対して排ガスを直交流で通過させ、排ガスを吸着材に接触させる方法がある。
【０００４】
この方法により、炭素質吸着材の吸着機能によって硫黄酸化物を吸着材に吸着させて除去すると共に、炭素質吸着材の触媒機能によって窒素酸化物をアンモニアと反応させ、窒素と水に分解させて除去することができる。
【０００５】
硫黄酸化物の吸着が進むにつれて、炭素質吸着材は次第に吸着機能、触媒機能が低下するので、反応搭の下部からこの吸着機能、触媒機能が低下した吸着材を排出し、再生搭へ送って高温で加熱再生処理を行い、吸着材から硫黄酸化物を含む放出ガスを放出させる。
【０００６】
再生搭から放出させた放出ガス中の硫黄酸化物は高濃度であるので、これを硫酸等の副産物の原料とすることができる。
【０００７】
再生した炭素質吸着材は、冷却した後再生搭から排出し、移動層式反応搭、再生搭等における機械的摩耗、化学的損耗等により粉化した微粉を除去した後、再び反応搭の上部に供給して循環使用する。
【０００８】
炭素質吸着材は、機械的摩耗及び化学的損耗等により減量するので、新たな吸着材を補給する必要がある。
【０００９】
排ガス中に添加するアンモニアの量は、理論的には除去すべき窒素酸化物に等しいモル数である。
【００１０】
しかし、添加されたアンモニアは、窒素酸化物との反応よりも優先して硫黄酸化物と反応し、硫安や酸性硫安を生成するので、実際には硫黄酸化物との反応で消費される量に見合う量のアンモニアも添加しなければならない。
【００１１】
従って、排ガス中の硫黄酸化物濃度によって、排ガスの処理方法は異なったものとなる。
【００１２】
排ガス中の硫黄酸化物濃度が低い場合（例えば１００ｐｐｍ以下）には、硫黄酸化物によるアンモニアの消費量が少ないので、１搭の移動層式反応搭を用いて同時に脱硫処理と脱硝処理とを行う１搭方式とすることが好ましい。
【００１３】
１搭方式は建設費用が安く、経済的である。
【００１４】
排ガス中の硫黄酸化物濃度が高い場合（例えば３００ｐｐｍ以上）には、１搭方式では多量のアンモニアを消費すると共に、炭素質吸着材の触媒機能の低下も著しくなるので、移動層式反応搭を２搭設置する２搭方式が必要となる。
【００１５】
２搭方式では、第１の反応搭で主に脱硫処理を行って排ガス中の硫黄酸化物濃度を低下させ（例えば１００ｐｐｍ以下）、この硫黄酸化物濃度が低下した排ガスにアンモニアを添加して第２の反応搭で主に脱硝処理を行う。
【００１６】
２搭方式は建設費用が高くなる。
【００１７】
この費用の高騰を少しでも解消するために、第１の反応搭と第２の反応搭とを一体化してコンパクトな装置とすることが、特公昭６１−３４８５２号公報、特公昭６３−５８６０６号公報に提案されている。
【００１８】
また、第１の反応搭から排出される排ガスを上下二つのガス流に分岐し、窒素酸化物濃度が高い下部ガス流のみを第２の反応搭で処理する方法が、特開昭５５−１０６５２６号公報に提案されている。
【００１９】
しかし、２搭方式とする限り、建設費を大幅に削減することはできない。
【００２０】
排ガス中の硫黄酸化物濃度が上記の中間的な範囲にある場合（例えば１００〜３００ｐｐｍ以下）には、改善された１搭方式による排ガス処理方法が提案されている。
【００２１】
この改善された１搭方式による排ガス処理方法の代表的な例として、排ガス流を複数の排ガス流に分割し、反応搭の上部にはアンモニアを添加する排ガス流を供給し、反応搭の下部にはアンモニアを添加しない排ガス流を供給する方法等がある（特公平１−５４０８９号公報、ＷＯ９８／１５３４０号公報）。
【００２２】
しかし、これらの１搭方式による排ガス処理方法は、多少の改良効果が認められるものの、大幅にアンモニアの使用量を低減できるものではなく、大規模な装置においては、なおアンモニアの使用量が多いことが問題となる。
【００２３】
更に、１搭方式である限り高い脱硝性能を得ることは難しく、高い脱硝性能が要求される場合には、建設費の高い２搭方式を採用せざるを得ない。
【００２４】
これらの問題は、炭素質吸着材を用いる排ガス処理方法の根本的な問題であり、解決すべき課題であった。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、１搭方式の排ガス処理におけるアンモニア添加量の低減と処理性能の向上を目的として研究を重ねる中で、移動層内へのアンモニア添加を試みた。
【００２６】
アンモニアの添加は、排ガスを反応搭へ供給するダクト中で行うのが一般的であり、反応搭内の移動層中を通過している排ガスに直接アンモニアを添加することは、従来は一般的ではなかった。
【００２７】
移動層内でのアンモニア添加について研究を重ねた結果、以下の▲１▼〜▲４▼の事実が判明し、本発明を完成するに至った。
【００２８】
▲１▼ 移動層内でアンモニアを添加した場合の脱硝性能は、ダクト内でアンモニアを添加した場合と比較して大きな差がないことが判明した。即ち、添加したアンモニアは排ガス中への拡散が速く、実用上の問題はない。これは、移動層を形成する吸着材自身に、ガスを混合してアンモニアの拡散を促進する働きがあるものと考えられる。
【００２９】
▲２▼ また、実際の装置において、移動層内にアンモニアを注入する手段を設けることも特に問題のないことを確認した。即ち、移動層内における排ガスの通過断面積は、ダクト内における排ガスの通過断面積に比べて非常に大きくなるので、注入装置としては非常に大きくなるが、簡単な構造で十分な機能が得られることを確認した。
【００３０】
▲３▼ 更に、移動層内に設置したアンモニアの注入部を境として、移動層を前段部と後段部とに区画し、前段部と後段部との吸着材移動速度を別個に設定することが好ましいことを確認した。即ち、前段では、移動速度を速くして脱硫率を高くすることが好ましく、後段では、移動速度を遅くして吸着材の循環量を少なくすることが好ましい。
【００３１】
▲４▼ 更にまた、長時間の連続運転を続けた場合には、アンモニア注入部の近傍において吸着材がブロッキングを起こすトラブルが発生することがあった。即ち、吸着材が大きな塊に成長すると共に注入装置の近傍から動かなくなり、脱硝性能が低下し、排ガスの圧力損失が高くなり、ついには運転不能となる。
【００３２】
本発明者は、更に研究を進めた結果、ブロッキングの発生を防止するためには、排ガス中の硫黄酸化物濃度が低い位置を選択してアンモニアを添加することが、最も現実的であることを確認した。
【００３３】
よって、本発明の目的とするところは、上記課題を解決し、１搭方式の排ガス処理におけるアンモニア添加量の低減と処理性能を向上させる排ガス処理方法、及び装置を提供することにある。
【００３４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は、以下に記載するものである。
【００３５】
〔１〕 搭頂から搭底に向って移動層を形成して流下する炭素質吸着材が充填された移動層式反応搭に、直交流で硫黄酸化物及び窒素酸化物を含む排ガスを流すと共に、アンモニアを用いて脱硫及び脱硝処理を行う排ガス処理装置において、反応搭内に長さ方向を水平にした複数の山型部材を反応搭内に鉛直方向に配列して反応搭内を排ガス流の前段部と後段部に分割すると共に、前記山型部材にアンモニア供給手段を設けてなる排ガス処理装置。
【００３６】
〔２〕 前段部の吸着材移動速度と後段部の吸着材移動速度とを異なる速度にする手段を備えてなる〔１〕に記載の排ガス処理装置。
【００３７】
〔３〕 山型部材のアンモニア添加手段に加えて、更に反応搭へ排ガスを導入するダクト内にアンモニア添加手段を備えてなる〔１〕に記載の排ガス処理装置。
【００３８】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００３９】
【発明の実施の形態】
本発明の排ガス処理装置、及びその周辺装置の一例を図１に示す。
【００４０】
１０は移動層式反応搭であり、入口ルーバー１１と出口ルーバー１２を備えている。
【００４１】
通常各ルーバーは、平板状の部材を斜めにした状態で一定間隔に配列して構成され、この配列構成によって各ルーバーの一方の側（反応搭１０の内側）に炭素質吸着材を保持することができる。従って、両ルーバー１１、１２の間に炭素質吸着材を充填することができる。
【００４２】
各ルーバー１１、１２において、上下に隣り合う部材間は排ガスの流路となり、入口ルーバー１１により排ガス導入部が形成され、出口ルーバー１２により排ガス排出部が形成される。
【００４３】
従って、硫黄酸化物及び窒素酸化物を含む排ガスは、ライン３０から入口ルーバー１１を介して移動層内に導入され、移動層内で処理された排ガスは、出口ルーバー１２を介してライン４０に排出される。
【００４４】
反応搭１０に充填された炭素質吸着材は、反応搭１０の下部から連続的に、又は断続的に抜出され、ライン６０を介して再生搭４０へ送られて加熱再生される。
【００４５】
再生された吸着材は、ライン７０により移動層式反応搭１０の上部に戻される。
【００４６】
このようにして吸着材を循環させることにより、反応搭１０内に充填された吸着材は上から下に向って流下する移動層を形成する。
【００４７】
排ガス導入部において、吸着材がブロッキングを起こしやすい場合等には、必要により入口ルーバー１１の内側に近接してサブルーバーを設けることもある。
【００４８】
このサブルーバーは、反応搭内に長さ方向を水平にした複数の山型部材を反応搭内に鉛直方向に配列したものが好ましい。また、このサブルーバーの山型部材は、排ガス上流側を斜面板、排ガス下流側を鉛直板で構成したものが好ましい。
【００４９】
なお、図１においてライン８０は、吸着材の再生によって発生する高濃度硫黄酸化物の排出ラインを示す。
【００５０】
本発明は、入口ルーバー１１と出口ルーバー１２との間に、長さ方向を水平にした複数の山型部材１３を反応搭１０内に鉛直方向に配列して反応搭１０内を排ガス流の前段部１５と後段部１６に分割すると共に、山型部材１４にアンモニア供給手段を設けている。
【００５１】
山型部材１４の長さは、排ガス流の流れ方向に対して直角方向の反応搭１０内両側壁間の長さの８０〜１００％が好ましい。
【００５２】
前記山型部材１４は、反応搭１０内に鉛直方向に配列され、これら山型部材１４にはアンモニア配管等のアンモニア供給手段が連結されている。前記山型部材１４の集合体は全体としてアンモニア分配器１３を構成する。
【００５３】
アンモニア分配器１３としては、例えば断面が逆Ｖ字形の山型部材１４（図２−ａ）を一定間隔に配列して構成したものを用いることができる。
【００５４】
各山型部材１４の２つの斜面は、それぞれ上記のルーバー１１、１２と同様に機能するので、アンモニア分配器の両方の側に炭素質吸着材を保持することができる。
【００５５】
また、上下に隣り合う山型部材１４間は排ガスの流路となり、移動層内を通過する排ガスの通過を妨げない。
【００５６】
しかも、吸着材が充填された状態において、山型部材１４の内側上部には空間が確保される。
【００５７】
従って、この空間にアンモニアを添加すると、上記流路を通過する排ガスと混合され、アンモニア含有ガスとなる。このアンモニア含有ガスがアンモニア分配器１３から流れ出ることにより、アンモニアは移動層内に供給される。このようにして、排ガス中へのアンモニアの添加は行われる。
【００５８】
アンモニア分配器１３を構成する山型部材１４は、２つの斜面が夫々ルーバーの働きをするので、移動層を区画することができる。即ち、移動層は、入口ルーバー１１からアンモニア分配器１３までの前段部１５と、アンモニア分配器１３から出口ルーバー１２までの後段部１６に区画され、一方の側に充填された吸着材は実質的に他方の側に移動しない。
【００５９】
従って、吸着材の移動速度を、前段部１５と後段部１６とで異なる移動速度とすることが可能であり、性能的にも経済的にも最適な運転条件を設定することができる。
【００６０】
本発明のアンモニア分配器１３を構成する山型部材１４は、上記の形状に限定されるものではない。
【００６１】
例えば、移動層が幅広く形成され各山型部材１４の２つの斜面の幅が長くなる場合には、２つの斜面を底部付近において水平板で連結し、この水平板に多孔板を用いてアンモニア含有ガスの流路を確保することが好ましい（図２−ｂ）。
【００６２】
また、１つの斜面を鉛直方向にして斜面板と鉛直板とで構成し、この鉛直板を多孔板としたもの（図２−ｃ）、或は、斜面板と鉛直板とを水平板で連結し、鉛直板と水平板とを多孔板とし、鉛直・多孔板で隣り合う上下の山型部材を一体化したもの（図２−ｄ）でも良い。
【００６３】
長時間の連続運転を続けた場合には、アンモニア分配器１３の近傍において吸着材がブロッキングを起こすトラブルが発生することがある。即ち、吸着材が大きな塊に成長すると共にアンモニア分配器１３の近傍から動かなくなり、脱硝性能が低下し、排ガスの圧力損失が高くなり、ついには運転不能となる。
【００６４】
ブロッキングの原因は、硫黄酸化物とアンモニアとの反応により生成する硫安等が原因であり、排ガスの温度や排ガスの水分も関係するが、アンモニア分配器１３の近傍を通過する排ガスの硫黄酸化物濃度を低くすることが最も重要である。
【００６５】
図１に示すようにアンモニア分配器１３を配置したとき、この断面を通過する排ガス中の硫黄酸化物濃度は、移動層の上部で低く下部で高い分布となる。
【００６６】
これは、吸着材が移動層の上部から下部に向って移動するにつれて、吸着した硫黄酸化物の保持量が多くなり、吸着性能が低下するためである。
【００６７】
移動層における硫黄酸化物濃度分布の一例を図３に示す。
【００６８】
図３において、縦軸は移動層の高さを示し、横軸は硫黄酸化物濃度を示す。
【００６９】
但し、硫黄酸化物濃度は移動層の最上点からその高さまでの平均値である。
【００７０】
例えば、最下点における３５ｐｐｍは、アンモニア分配器の断面全体を通過する排ガスの平均値であり、中間点における１０ｐｐｍは、アンモニア分配器の断面の最上点から中間点までを通過する排ガスの平均値である。
【００７１】
このグラフは、固定層を用いた小規模のテスト装置で簡単に得られ、本発明の排ガス処理装置において操作条件を設定するのに有効である。
【００７２】
図３の濃度分布を示す排ガスについて、硫黄酸化物濃度（平均値）が３５ｐｐｍ以下でブロッキングを起こさない場合は、最上点から最下点に至るアンモニア分配器の全断面に、アンモニア含有ガスを均一に添加することができる。
【００７３】
図３の濃度分布を示す排ガスについて、硫黄酸化物濃度（平均値）が３５ｐｐｍ以下でブロッキングを起こす場合は、アンモニア分配器の全断面ではなく、最上点から適当な範囲に限定して、アンモニア含有ガスを添加することができる。例えば、ブロッキングを起こさない硫黄酸化物濃度（平均値）の限界が２０ｐｐｍである場合は、最上点から約７０％までの移動層高さの範囲に限定してアンモニアを添加する。
【００７４】
アンモニアの添加を移動層高さの範囲で限定して行う場合は、この限定された移動層高さの範囲内に、アンモニア分配器１３の山型部材１４を配置すれば良い。
【００７５】
この場合においても、限定された移動層高さの範囲内に配置した山型部材１４に続けて、限定された移動層高さの範囲外の移動層下部には、山型部材１４の代わりに多孔板等を配置することにより、移動層の前段部１５と後段部１６とを区画することが好ましい（但し、限定された移動層高さの範囲外の移動層下部における多孔板等の部分には、アンモニアは添加しない。）。
【００７６】
なお、ブロッキングを起こさない条件は主として排ガスの硫黄酸化物濃度によって決まるが、排ガスの温度や水分等、他の条件によってもブロッキングを起こさない条件は異なるので、予めテストを行って確認する必要がある。
【００７７】
本発明は、移動層を前段部１５と後段部１６に区画することにより、より一層大きな効果を得ることができる。
【００７８】
先ず、前段部１５の炭素質吸着材の移動速度を変えることにより、前段部１５における脱硫率を変えることができる。即ち、図３において、硫黄酸化物濃度２０ｐｐｍに対応する最上点からの移動層高さ７０％という値は、前段部１５における吸着材の滞留時間を７０％に短縮すると、アンモニア分配器の全断面を通過する排ガスの硫黄酸化物濃度（平均値）が３５ｐｐｍから２０ｐｐｍに変化することを意味する。
【００７９】
即ち、前述のアンモニア含有ガスの添加における移動層高さの範囲を限定する方法とは別に、移動層前段部１５を流下する吸着材の移動速度を速くすることによっても、ブロッキングの発生を防止することができる。
【００８０】
また、実装置の運転において、機能的な要素と経済的な要素を勘案して、最適な移動速度を設定することができる。
【００８１】
一方、後段部１６では排ガスの硫黄酸化物濃度が低いので、吸着材の移動速度を遅くしても吸着材の脱硫性能低下は非常に緩やかである。そのため、吸着材の移動速度が脱硝性能に与える影響も少ない。
【００８２】
従って、後段部１６の吸着材の移動速度は、前段部１５に比べて遅い速度とすることができる。
【００８３】
吸着材の移動速度は経済的に大きく影響するので、前段部１５と後段部１６の移動速度を別個に設定することにより、効率的な運転を行うことができる。
【００８４】
前段部１５と後段部１６の吸着材の移動速度の好ましい設定値は、排ガスの硫黄酸化物濃度、温度、及び水分等によって大きく影響されるが、排ガスの、硫黄酸化物濃度３０〜１０００ｐｐｍ、温度５０〜２００℃、及び水分１〜９０容量％の条件では、前段部１６の吸着材の移動速度を１としたとき後段部１６の吸着材の移動速度を０．１〜０．９とすることが好ましく、０．３〜０．８とすることが更に好ましい。
【００８５】
前段部の吸着材移動速度と後段部の吸着材移動速度とを異なる速度にする手段としては、特に限定されるものではないが、例えば、搭底における前段部、後段部それぞれの吸着材排出部にダンパーを設け、これらのダンパーを開度を調節すことによる吸着材移動速度調節手段などを用いることができる。
【００８６】
なお、ブロッキングを起こさない条件は主として排ガスの硫黄酸化物濃度によって決まるが、排ガスの温度や水分等、他の条件によってもブロッキングを起こさない条件は異なるので、予めテストを行って確認する必要がある。
【００８７】
移動層内に添加するアンモニアは、希釈して添加することが好ましい。ダクト内に添加する場合と異なり、排ガスの通過断面積が非常に大きくなるために、希釈しないと排ガス全体に均一に分配するのが困難である。
【００８８】
希釈ガスは、排ガスと共に大気へ放出されるので、空気を使用することが好ましい。
【００８９】
また、アンモニアの爆発限界を考慮して３０倍以上に希釈することが好ましい。
【００９０】
添加するアンモニア含有ガスの温度は、排ガス温度以上とすることが好ましく、排ガス温度が１５０℃以下の場合は、１５０℃以上とすることが好ましい。ブロッキングの発生に対して、安全サイドとするためである。
【００９１】
アンモニアの添加量は、移動層後段部１６で除去する窒素酸化物の量及び硫黄酸化物の量を勘案して選定する。
【００９２】
窒素酸化物に対しては等モル量が必要であり、硫黄酸化物に対しては１．０〜２．０倍のモル量が必要である。
【００９３】
本発明は、移動層内においてアンモニアを添加することを特徴とするが、同時に移動層式反応搭１０へ導入するライン３０に設けた排ガスダクト内にアンモニアを添加することも有効である。
【００９４】
ダクト内に添加されたアンモニアは、移動層前段部１５において、窒素酸化物との反応よりも優先して硫黄酸化物と反応するので、直ちに脱硫性能及び脱硝性能に影響は与えない。
【００９５】
しかし、再生搭２０において硫安等のアンモニウム塩を含む吸着材が加熱再生されると、吸着材に脱硝性能を有する窒素官能基が結合する。
【００９６】
従って、再生された吸着材を移動層式反応搭１０で循環使用することにより、移動層前段部１５では窒素官能基の作用による脱硝性能が発現し、移動層後段部１６における脱硝負荷を低減することができる。
【００９７】
また、再生搭２０において二酸化硫黄を放出させる再生反応は、硫酸又は硫酸塩の還元反応であるため、吸着材の炭素又はアンモニアが還元剤として作用する。
【００９８】
吸着材が還元剤として作用した場合は、消費された炭素によって吸着材内部に細孔が形成され、触媒機能を向上させる作用がある。
【００９９】
しかし、炭素が消費されることにより、吸着材の強度は低下する傾向がある。従って、アンモニウム塩による還元反応を併用して、炭素の消費を抑制することが好ましい。
【０１００】
上記の効果を得るために、ダクト内へのアンモニアの添加量は、排ガス中の硫黄酸化物のモル量に対して０．１倍以上が好ましく、０．３倍以上がより好ましい。
【０１０１】
また、再生搭２０で放出する二酸化硫黄に混入するアンモニアを防ぐために、アンモニアの添加量は、排ガス中の硫黄酸化物のモル量に対して０．７倍以下とすることが好ましい。
【０１０２】
【実施例】
以下、本発明を実施例により、具体的に説明するが、本発明は実施例により限定されるものではない。
【０１０３】
実施例１
以下の組成の排ガスを、以下の処理条件で、図１に示す排ガス処理装置をテストした結果、脱硫率９９％以上、脱硝率５５％以上の性能が得られた。
（１）排ガス量 ： １０００Ｎｍ3／ｈ
（２）排ガス温度 ： １１０℃
（３）ＳＯX濃度 ： ２００ｐｐｍ（ｄｒｙ ｂａｓｅ）
（４）ＮＯX濃度 ： ２００ｐｐｍ（ｄｒｙ ｂａｓｅ）
（５）酸素濃度 ： １５容量％（ｄｒｙ ｂａｓｅ）
（６）水分 ： １０容量％（ｗｅｔ ｂａｓｅ）
（７）吸着材、粒径 ： 活性コークス、９ｍｍφ
（８）反応搭型式 ： 移動層式、アンモニア分配器付
（９）ＮＨ3添加量 ： １４０ｐｐｍ相当
ＮＨ3添加範囲 ： ７０％
（10）前段部ＳＶ値 ： ８００ｈ-1
前段部滞留時間 ： １５０ｈ
（11）後段部ＳＶ値 ： ６００ｈ-1
後段部滞留時間 ： ２５０ｈ
（12）再生搭加熱温度 ： ５００℃
（13）再生搭加熱時間 ： ３ｈ
実施例２
実施例１の条件で、更に反応搭入口ダクト（ライン３０）にアンモニアを添加した。ライン３０に添加したアンモニア量は６０ｐｐｍ相当量であった。
【０１０４】
この結果、脱硫率９９％以上、脱硝率６０％以上の性能が得られた。
【０１０５】
【発明の効果】
本発明の排ガス処理装置は、搭頂から搭底に向って移動層を形成して流下する炭素質吸着材が充填された移動層式反応搭に、直交流で硫黄酸化物及び窒素酸化物を含む排ガスを流すと共に、アンモニアを用いて脱硫及び脱硝処理を行う排ガス処理装置において、反応搭内に長さ方向を水平にした複数の山型部材を反応搭内に鉛直方向に配列して反応搭内を排ガス流の前段部と後段部に分割すると共に、前記山型部材にアンモニア供給手段を設けてなる排ガス処理装置としたので、１搭方式の排ガス処理におけるアンモニア添加量の低減と、処理性能の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排ガス処理装置、及びその周辺装置の一例を示す概略図である。
【図２】本発明のアンモニア分配器を構成する山型部材の例を示す概略断面図であり、(ａ)は、山型部材の断面形状が逆Ｖ字形のもの、(ｂ)は、山型部材の２つの斜面を底部付近において水平板で連結し、この水平板に多孔板を用いたもの、(ｃ)は、山型部材の１つの斜面を鉛直方向にして斜面板と鉛直板とで構成し、この鉛直板を多孔板としたもの、(ｄ)は、山型部材の斜面板と鉛直板とを水平板で連結し、鉛直板と水平板とを多孔板とし、鉛直・多孔板で隣り合う上下の山型部材を一体化したものの例を示す。
【図３】移動層における硫黄酸化物濃度分布の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ 移動層式反応搭
１１ 入口ルーバー
１２ 出口ルーバー
１３ アンモニア分配器
１４ 山型部材
１５ 移動層前段部
１６ 移動層後段部
２０ 再生塔
３０、４０、６０、７０、８０ ライン
Claims (3)
- 搭頂から搭底に向って移動層を形成して流下する炭素質吸着材が充填された移動層式反応搭に、直交流で硫黄酸化物及び窒素酸化物を含む排ガスを流すと共に、アンモニアを用いて脱硫及び脱硝処理を行う排ガス処理装置において、反応搭内に長さ方向を水平にした複数の山型部材を反応搭内に鉛直方向に配列して反応搭内を排ガス流の前段部と後段部に分割すると共に、前記山型部材にアンモニア供給手段を設けてなる排ガス処理装置。
- 前段部の吸着材移動速度と後段部の吸着材移動速度とを異なる速度にする手段を備えてなる請求項１に記載の排ガス処理装置。
- 山型部材のアンモニア添加手段に加えて、更に反応搭へ排ガスを導入するダクト内にアンモニア添加手段を備えてなる請求項１に記載の排ガス処理装置。
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