JPH01310721A - 排煙脱硫方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、排煙脱硫方法に係り、特に硫酸ガスを効果的
に除去することができる上、ガス接触部の腐蝕を防止す
る排煙脱硫方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より排煙脱硫方法は種々考案され、実際に使用され
ており公知例も多い。

第３〜５図に従来の代表的な排煙脱硫方法の装置系統図
を示す。

第３図は、スクラバ方式による排煙脱硫方法の装置系統
図である。この装置は、硫黄酸化物（以下、ＳＯｘとい
う）含有排ガス３０の入口および処理ガス３９の出口を
有する湿式スクラバ３６と、該湿式スクラバ３６に洗浄
水３１を循環する洗浄水ポンプ３２と、苛性ソーダ槽３
３および該苛性ソーダ槽３３から前記湿式スクラバ３６
内へ洗浄水中和用の苛性ソーダを供給する苛性ソーダ注
入ポンプ３４とから主として構成されている。なお、３
５は排水槽、３７はｐＨメータ、３８は排出ファンであ
る。湿式スクラバ３６に導入されたＳＯＸ含有排ガス３
０は、洗浄水ポンプ３２で循環される洗浄水３１と接触
し、ＳＯｘが吸収、除去された後、処理ガス３９として
排出ファン３８を経て大気へ放出される。一方、ＳＯｘ
を吸収した洗浄水３１は、ｐＨメータ３７でそのｐ　Ｈ
が検出され、苛性ソーダ槽３゛３から苛性ソーダ注入ポ
ンプ３４により注入される苛性ソーダで中和された後そ
の一部がオーバーフローして排水槽３５に排出され、図
示省略されている水処理装置に移送される。このスクラ
バ方式の排煙脱硫装置においては、亜硫酸ガス（以下、
Ｓ０２という）はほとんど完全に捕捉されるが、硫酸ガ
ス（以下、Ｓ０３という）は捕捉されず、硫酸ミスト（
粒径１ミクロン以下が７０％以上）として大気へ排出さ
れるという問題がある。硫酸ミストは処理ガス中に５ｍ
ｇ／ＮｒＩ？以上存在すると、白煙として目視で確認す
ることができる。

第４図は、湿式電気集塵方式による排煙脱硫方法の装置
系統図である。この装置は、湿式電気集塵機４６と、該
湿式電気集塵機４６に洗浄水４１を循環する洗浄水ポン
プ４２と、前記洗浄水４１を中和する苛性ソーダの貯槽
４３および苛性ソーダ注入ポンプ４４とから主として構
成されている。

この装置の原料排ガスとしては、湿式法である程度ＳＯ
ｘが除去された排ガス、例えば前記第３図の湿式スクラ
バ方式による排煙脱硫装置の処理ガス等があげられ、−
次的に処理された処理ガス３９は、ＳＯｘ含有排ガス４
０として湿式電気集塵機４６に導入され、排ガス中の硫
酸ミスｌ−が電気的に集塵される。洗浄水４１は、前記
スクラバ方式と同様に処理される。この湿式電気集塵方
式によれば、処理ガス４９内のＳＯｘは数ｐｐｍまで低
下するが、衆知のごとく設備費が高価であるという問題
がある。

第５図は、エリミネータ方式による排煙脱硫方法の装置
系統図である。この装置は、排ガスの冷却塔６０とエリ
ミネータ５６と、その中間の中間槽６１と、該中間槽６
１で分離された液分と前記エリミネータ５６で分離され
た硫酸ミストを含む排水を受ける排水槽５５と、該排水
槽５５に注入される苛性ソーダの貯槽５３とから主とし
て構成されている。ＳＯｘ含有排ガス５０は、冷却塔６
０で水と接触して冷却された後、中間槽６１に入り、こ
こで気液分離される。液分と分離された気体はエリミネ
ータ５６に入り、ここで硫酸ミスＩ・が除去された後、
大気に放散される。排水は前記スクラバ方式と同様の方
法で中和処理される。この方式によれば、処理ガス５９
のＳＯｘは数ｐｐｍまで低下するが、設備費が高価であ
るという欠点がある。

スクラバ方式、湿式電気集塵方式、エリミネータ方式と
もに排ガスの洗浄に多量の洗浄水を必要とするため水処
理が不可欠であり、設備が大型化するとともに価格も高
くつく。また、中和前の洗浄水が接触する部分に普通の
綱材を使用することができない上に、ステンレス鋼を用
いても腐蝕され、６価のクロムが排水中に含まれるとい
う問題もあり、排水処理が大がかりなものとなる。さら
に、硫酸を苛性ソーダで中和した生成物である芒硝まで
処理するとなると蒸発乾燥以外に方法がなく、例えば第
６図に示したようにスプレドライヤを組込んだ装置、す
なわちスプレドライヤ６３、集塵機６４、排出ファン６
５、熱風炉６６からなる装置によって、被処理排水６２
中の水分を蒸発させ集塵機６４で固形物を回収する方法
があげられるが、排水量が多くなると水分を蒸発させる
ための熱源の確保にコストがかかり、高価なのものとな
ってしまう。

一方、このような排水処理装置を必要としない従来技術
としては、フライアッシュを含むＳＯｘ含有排ガスに、
ＳＯ３、硫酸ミストおよび硫安系反応生成物等の総量を
ＳＯ３に換算した量の１モル倍以上のアンモニア（以下
、ＮＨ３ということがある）を注入し、反応生成物をダ
ストとして除塵するものが知られている。このような従
来技術として特開昭５４−１６７３７号公報等があげら
れる。しかしながら、ガス中にフライアッシュが含まれ
ていても、３００〜４００　”ｃのＳＯ３含有ガスにア
ンモニアを注入すると、酸性硫酸アンモニウム（以下、
酸性硫安という）が発生し、ダクト、熱交換器等のガス
接触部に付着してその部分を腐蝕させるという問題があ
る。また、排ガスが酸露点まで低下すると未反応のＳＯ
３が硫酸（Ｈ２ｓＯ＜）となり、やはりダクト等を腐食
させることにる。

従来、排ガスの脱硫方法として考案されたものは、ＳＯ
２除去を目的にしたものが大部分で、Ｓ０３を対象にす
るものは少ない。Ｓ０３は、その測定方法も困難である
が、処理方法も難しく、効率よ（処理することができる
排煙脱硫方法の開発が望まれている。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、ＳＯ
ｘを含有する排ガス、特にＳＯ３を含有する排ガスを効
果的に処理することができる乾式の排煙脱硫方法を提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため本発明は、硫黄酸化物を含有す
る排ガスを酸露点よりわずかに高い温度まで冷却した後
、アンモニアと冷却空気の混合物を注入し、酸露点まで
冷却するとともに排ガス中の硫酸ガスを硫酸アンモニウ
ムとして固定し、該硫酸アンモニウムを集塵装置で分離
することを特徴とする。

本発明の原理を第７図を参照して説明する。第７図は、
排ガス中に含まれるＳ０３の量とその露点との関係を示
す図である。この図から、例えばＳＯ３を２００ｐｐｍ
含む排ガスの酸露点は、１６０℃前後である。ＳＯｘ含
有ガスを、例えば熱交換器により酸露点よりもわずかに
高い温度、例えば１８０°Ｃまで冷却した後、これに冷
却空気とアンモニアとの混合物を注入し、酸露点、例え
ば１５０　’ｃまで冷却しながら排ガス中のＳＯ３とア
ンモニアとを反応させると、排ガス中のＳＯ３は硫酸ミ
ストとして凝結することなく硫安（（Ｎｌ−１４）２Ｓ
Ｏ４）として固定されるので、酸性硫安（（ＮＨ＜　）
Ｈ２Ｏ２）の生成も抑制され、熱交換器およびその他の
機器の硫酸または酸性硫安による腐蝕を防止することが
できる。このとき酸露点以下の温度となる箇所では中和
反応が進行し、やはり硫酸腐食が防止される。

気体中でＳＯ３とアンモニアを反応させて得られる硫安
の粒子径は、その７０％以上が１μｍ以下と非常に小さ
く、例えばバグフィルタ、マルチサイクロン等の乾式集
塵機ではほとんど捕捉できない範囲であるが、熱交換器
出口ダクト中を１秒間以上流れる間に硫安の粒子径が成
長し、バグフィルタ等で捕捉できるようになる。

なお、アンモニアを例えば熱交換器の前流側で高温の排
ガスに直接注入すると、熱交換器内で酸性硫安が生成し
、熱交換器の閉塞および熱交換器の伝熱管、ケーシング
、出口ダクト等に腐蝕が生ずる。また、ＳＯｘ含有排ガ
スにアンモニアを導入することなく直接酸露点以下に冷
却すると、ＳＯ３が硫酸（Ｈ２ＳＯ４）として凝結し、
構成部材の腐食原因となる。

本発明において、生成した硫酸アンモニウムを分離する
ための集塵装置として濾過集塵装置、特にバグフィルタ
を用いることが好ましく、またバグフィルタの前流でプ
レーコート材として、例えばフライアッシュを添加する
ことが好ましい。フライアッシュを投入することにより
、硫安とフライアッシュかダクト内の気流中で混合され
て結合し、例えばバグフィルタ付近では湿気の少ない硫
安となるために、バグフィルタの目詰まりが防止でき、
固形物の払い落としが容易となり、圧損増加を防止する
ことができる。硫安とフライアッシュの混合比は重量比
で約１：１にするのが好ましい。また、フライアッシュ
は、粒径を４４μｍ以下に調製した細粉（平均２０μｍ
）よりも、粒径をそろえていない原理（５〜２５０μｍ
、平均４０μｍ）の方が好ましく、原理を用いることに
よりバグフィルタの濾布の目詰まりが防止でき、硫安の
回収効率がよくなる。

（実施例〕 次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示す排煙脱硫方法の装置
系統図である。

この装置は、焼成炉２０に取付けられた焼成炉排気ファ
ン１と、その後流の熱交換器３と、該熱交換器３に熱交
換器出口ダクト４を介して連結されたバグフィルタ５と
、その後流の排出ファン７と、前記熱交換器３に冷却用
空気１３を供給する冷却ファン８と、前記熱交換器出口
ダクト４に連結された冷却用空気１３とアンモニア１４
の混合物を供給する注入配管９およびフライアッシュ投
入器１１とから主として構成されている。なお、２は熱
交換器入口ダクト、６はバグフィルタ出口ダクト、１０
は注入配管９に設けられた冷却用空気の流量調整ダンパ
である。

このような構成において、焼成炉２０から排出される、
例えば石炭焚高ダスト用脱硝触媒の最終焼成工程におい
て、含浸液に含まれる硫酸根が分解したときに発生する
ＳＯｘ含有排ガス１２は、焼成炉排気ファン１により熱
交換器入口ダクト２を介して熱交換器３に導入され、冷
却ファン８により供給される冷却用空気１３と伝熱管を
介して接触し、酸露点よりわずかに高い温度（例えば１
７０℃）まで冷却される。この酸露点よりもわずかに高
い温度まで冷却されたＳＯｘ含有排ガス１２は、熱交換
器出口ダクト４において、注入配管９から供給されるア
ンモニア１４と冷却用空気１３との混合物と合流し、さ
らに冷却されて酸露点、例えば１５０℃になるとともに
、排ガス中のＳＯ３はアンモニア１４と反応して硫酸ア
ンモニウムとなる。このとき、冷却用空気１３の流量は
ＳＯｘ含有排ガス１２の温度が例えば、１５０℃になる
ように流量調整ダンパ１０によって制御される。

３０３とアンモニア１４が反応して生成した硫安は、フ
ライアッシュ投入器１１から投入されるフライアッシュ
と混合されてその粒子径が増大するとともに吸湿されて
乾燥状態の粒子となる。乾燥状態の硫安とフライアッシ
ュを含む排ガス１２は、後流のバグフィルタ５に流入し
、ここで硫安とフライアッシュの混合物が除去された後
、排出ファン７を経て処理ガス１６として大気に放散さ
れる。

本実施例によれば、高温、例えば３００〜４００℃で５
０３とアンモニアを反応させたときに生じる酸性硫安の
生成がなく、またアンモニアを注入することなく酸露点
まで冷却したときに生じる硫酸の生成もなく、排ガス中
のＳＯ３は熱交換器３の後流で硫安として固定されバグ
フィルタ５で捕捉されるので、排ガス中のＳ０３を１０
０％に近い高効率で分離することができるともに、熱交
換器３の閉塞および構成部材の腐食を防止することがで
きる。

また、本実施例によれば、バグフィルタ５の使用温度が
１５０°Ｃ近辺以下なので、濾布の材質として安価な耐
熱ナイロンが使用できる。さらに、洗浄水を使用しない
ので排水処理が不要となる。

また、Ｓ０３は、芒硝とか石膏でなく投棄規制のない硫
安として回収されるので、肥料として再利用することが
できる上、硫酸ミストの発生がなく、煙突から白煙が排
出されることもない。その上、廃物であるフライアッシ
ュを有効利用することができる。

第２図は、本発明の他の実施例を示す装置系統図である
。この装置は、第１図の熱交換器３の前流にＳＯ２酸化
触媒［１７を配置したものである。

排ガス１２中に８０２が含有される場合は、ＳＯ２酸化
触媒層１７によりＳＯ２がＳＯ３に酸化された後、前記
実施例と同様に処理される。

本実施例によれば、ＳＯ２およびＳＯ３の両者を同時に
効率よく処理することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、排ガス中の硫黄酸化物（Ｓ。

ｘ）、特に硫酸ガス（３０３）を効率よくしかも安価な
装置で処理することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す排煙脱硫方法の装置
系統図、第２図は、本発明の他の実施例を示す装置系統
図、第３〜５図は、それぞれ従来の排煙脱硫方法の系統
を示す図、第６図は、スプレドライヤ方式による排水処
理装置の説明図、第７図は、燃焼排ガスに含まれるＳＯ
３と露点の関係を示す特性曲線図である。 ３・・・熱交換器、５・・・バグフィルタ、９・・・注
入配管、１１・・・フライアッシュ投入器、１２・・・
ＳＯｘ含有排ガス、１３・・・冷却用空気、１４・・・
アンモニア、１６・・・処理ガス。 代理人　弁理士　川　北　武　長

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）硫黄酸化物を含有する排ガスを酸露点よりわずか
   に高い温度まで冷却した後、アンモニアと冷却空気の混
   合物を注入し、酸露点まで冷却するとともに排ガス中の
   硫酸ガスを硫酸アンモニウムとして固定し、該硫酸アン
   モニウムを集塵装置で分離することを特徴とする排煙脱
   硫方法。