JPH026963B2 - - Google Patents

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JPH026963B2
JPH026963B2 JP57033551A JP3355182A JPH026963B2 JP H026963 B2 JPH026963 B2 JP H026963B2 JP 57033551 A JP57033551 A JP 57033551A JP 3355182 A JP3355182 A JP 3355182A JP H026963 B2 JPH026963 B2 JP H026963B2
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JP
Japan
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desulfurization
coal
boiler
combustion
exhaust gas
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JP57033551A
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English (en)
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JPS58150705A (ja
Inventor
Hiromi Tanaka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Electric Power Development Co Ltd
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Electric Power Development Co Ltd
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/006Layout of treatment plant

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
  • Chimneys And Flues (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 石油の資源枯渇及び高騰に伴つて、代替エネル
ギー源として石炭が見直されている。従来、石炭
焚ボイラでは微粉炭バーナーが広く使用されてい
るが、微粉炭バーナーを用いる燃焼方式は適用で
きる炭種に制約があるため、現在では流動(床)
燃焼方式が注目を集めている。この燃焼方式は、
(イ)石炭の燃焼性や灰の溶融性に起因する制約が少
ないので、広範囲に亘る炭種が使用できる。(ロ)石
炭粒と共に或る種の脱硫剤を流動させることによ
り、炉内脱硫を行なうことができる、といつた利
点があるほか、低温燃焼を行なわせれば、NOx
の発生を抑制できる点でも好都合である。尚、石
炭火力の問題点の一つは、石油火力に比べて煤
塵、SOx、NOxの排出量が多いことであるが、
現在の排ガス規制での許容濃度は、それぞれ10
mg/Nm3以下、50ppm以下及び60ppm以下とされ
ている。
ところで上述した炉内脱硫は、CaO、BaO、
MgOなどのアルカリ土類金属酸化物を脱硫剤に
使用してこれを石炭粒と共に流動させ、例えば次
式に示すような反応によつて、石炭の燃焼で生ず
るSOxを脱硫剤に固定させるものである。
CaO+SO2+1/2O2→CaSO4 BaO+SO2+1/2O2→BaSO4 MgO+SO2+1/2O2→MgSO4 しかしながら、この反応は脱硫剤内部へのSO2
及びO2の拡散が律速になるため、炉内脱硫によ
つて高い脱硫率を得るには、化学量論量の数倍以
上もの多量の脱硫剤を流動させなければならな
い。しかも多量の脱硫剤を流動させることは必然
的に大量の未使用脱硫剤や廃脱硫剤が石炭アツシ
ユと共に流動床から排出される結果を招くので、
2次公害を防止する意味でこれらの処理も問題と
なる。
尤も、流動床から未使用のまま排出される脱硫
剤を適当な手段で回収し、これを流動床に改めて
循環したり、あるいはまた廃脱硫剤を再生して循
環使用する態様を採用すれば、上記した不利益を
ある程度は軽減させることができる。しかし、こ
うした態様を採用したところで、炉内脱硫によつ
て高い脱硫率を得るためには多量の脱硫剤を流動
させなければならないという事態は、少しも改善
されないのである。
さらに付け加えれば、流動燃焼方式の利点の一
つは、900℃前後の低温度での燃焼が可能であり、
この低温燃焼を行なえば所謂サーマルNOxの発
生を抑止できることであるが、フユーエルNOx
の発生までは防止できない。従つて、このNOx
の除去を目的として、2段燃焼法を採用し、フユ
ーエルNOxを還元性雰囲気で分解する方法が提
案されている。ところが、この方法は還元性雰囲
気を維持するために、全体の空気過剰率を低く抑
える必要があり、このことは炉内の酸素濃度に依
存する炉内脱硫と相反する条件となるので、これ
を相殺するためには炉内で流動させる脱硫剤をさ
らに増量させなければならない。
つまり、流動燃焼ボイラに於て、炉内脱硫とい
う手段だけで高い脱硫率を得るためには、大過剰
の脱硫剤を流動させねばならない不利を免れない
のである。
一方、乾式排煙脱硫法の一つとして、活性炭を
吸着剤に使用する活性炭吸着法式脱硫法が知られ
ている。この方法は実用的には活性炭を移動床の
形に保持して、これに排ガスを接触させる態様で
実施されるが、排ガスにアンモニアを共存させる
と、脱硫と同時に脱硝も行ない得る利点がある
(特願昭54−127693号参照)。しかし、脱硫すべき
排ガスのSOx濃度が高い場合、あるいは濃度が低
くても高い脱硫率を所望する場合には、活性炭の
損耗が著しく、運転コストが高くつく問題があ
る。また150℃以下の低温で同時脱硝を行なわし
める場合は、排ガスのSOx濃度が400ppm以上で
あると高い脱硝率が得られない欠点がある。ちな
みに第1図は活性炭吸着法式脱硫装置に、ガス温
度145℃、SV=800hr-1の条件でNOx濃度一定
(300ppm)の排ガスを供給して同時脱硝を行なつ
た場合の脱硝率と入口SOx濃度との関係を示すグ
ラフであつて、図示の通り、入口SOx濃度が
400ppmを越えると脱硝率が目立つて低下する。
本発明者は上記した流動燃焼ボイラの炉内脱硫
と活性炭吸着法式脱硫法の利害得失を勘案し、両
者を組合わせれば互いに欠点が補い合えると共に
両者の特長を活用し得るとの知見を得た。すなわ
ち、流動燃焼ボイラの排ガス処理に活性炭吸着法
式脱硫装置を利用すれば、流動燃焼ボイラに於け
る炉内脱硫の負担を緩和させることができるの
で、ボイラ内で石炭粒と共に流動化される脱硫剤
の量を減少させることができる。また、この脱硫
燃焼ボイラからの排ガスは、炉内脱硫によつてあ
る程度SOx量が減少せしめられており、典型的に
は400ppm以下であるので、活性炭吸着法式脱硫
装置で同時脱硝を行なう場合に脱硝率の低下を防
ぐことができるのである。
而して本発明の方法は、流動燃焼ボイラ内で少
量の脱硫剤を石炭粒と共に流動させることによ
り、石炭の燃焼によつて生ずるSO2の一部を脱硫
剤で固定し、ボイラから出る排ガスをアンモニア
と共に活性炭吸着法式脱硫装置に供給して脱硫、
脱硝することからなる。
本発明の方法に於て、流動燃焼ボイラとしては
脱硫剤が石炭粒と共に流動可能なボイラが使用さ
れ、そのタイプを問わない。脱硫剤としては、炉
内脱硫で従来使用されて来た脱硫剤がすべて使用
可能であり、典型的にはCaO、MgO、BaOなど
のアルカリ土類金属酸化物が使用される。石炭粒
と共に流動化させる脱硫剤の量は、石炭の燃焼に
よつて発生するSO2を固定するのに必要な化学量
論量の1.0倍以下とする。この量は炉内脱硫のみ
で高い脱硫率を得るために従来必要とされて来た
量に比較してかなり少ないが、この程度の脱硫剤
使用量でも炉内脱硫によつてボイラ排ガスのSOx
濃度を400ppm以下、好ましくは350ppm以下とす
ることができる。
活性炭吸着法式脱硫装置には、活性炭を移動床
の形に保持し、これに排ガスを向流的又は直交流
的に接触させるタイプの脱硫装置が使用できる。
この装置には流動燃焼ボイラから炉内脱硫を経て
排出されるガスが200〜300ppm程度のアンモニア
と共に供給されて脱硫と同時に脱硝せしめられる
のである。
進んで第2図にそつて本発明の方法を説明する
と、1は流動燃焼ボイラであつて、ここには石炭
粒と脱硫剤が供給される。ボイラ内では石炭粒が
流動燃焼すると共にその燃焼によつて生ずるSO2
の一部はボイラ内で流動する脱硫剤に固定され
る。ボイラ内で流動する脱硫剤の量は、前述した
通り、石炭の燃焼によつて生ずるSO2を固定する
のに必要な化学量論量の1.0倍以下である。また
燃焼空気比にNOxの発生を抑制し、未燃石炭を
少なくするために、2段燃焼方式とし、1次空気
比を1.0前後、全空気比を1.2前後とすることが望
ましい。こうすることによつてボイラ排ガスの
NOx濃度を150ppm程度に抑えることができると
共に、SOx濃度も後続の脱硫装置にて同時脱硝を
行なわせるうえで有利な400ppm以下に抑えるこ
とができる。
このボイラ排ガスはまずサイクロン2に送ら
れ、ここで補集される脱硫剤は未燃石炭などはボ
イラ1に戻される。一方、排ガスはサイクロンか
らエアヒータ3に送られ、ここで140℃前後の温
度に冷却された後、集塵器4で除塵される。次い
で排ガスは200〜300ppmのアンモニアガスと共に
活性炭吸着法式脱硫装置5に導入され、脱硫・脱
硝処理を受けた後、煙突6から大気中に放出され
る。
尚、脱硫装置5からは活性炭の再生時に濃厚
SO2ガスを回収することができるが、このガスを
イオウ回収装置7に送つて単体イオウを製造し、
イオウ回収装置のオフガスをボイラ1にリサイク
ルしてオフガス中の可燃成分を焼却処理に付すこ
とができる。
以上の通り、本発明の方法は流動燃焼ボイラに
活性炭吸着法式脱硫装置を組合わせ、ボイラでも
炉内脱硫を行わせると共にその排ガスを脱硫装置
に供給してアンモニアの共存下に脱硫・脱硝する
ものであるから、炉内脱硫に要する脱硫剤の使用
量を化学量論量の1.0倍程度以下に減少させても、
全体としては高い脱硫率を確保できるばかりでな
く、脱硫装置に供給される排ガスのSOx濃度も炉
内脱硫によつて減少せしめられているので、脱硫
装置での脱硝率も高水準に維持することができ
る。
これに加えて、本発明の脱硫装置は炉内脱硫さ
れた排ガスを処理すれば足りるので、本発明の方
法によれば、活性炭吸着剤の補給量を節約できる
利点もある。
実施例 燃焼量100Kg/時の流動燃焼ボイラと、活性炭
を吸着剤とする排煙脱硫装置を組合わせて次のよ
うな結果を得た。
流動燃焼ボイラでは燃焼性イオウ分1%、窒素
分1.4%の歴青炭を850℃で2段燃焼(1次空気比
1.0、全空気比1.2)させ、炉内脱硫剤としては、
平均粒径0.2mmの石灰石を使用し、前記歴青炭の
燃焼によつて生ずるSO2を固定するのに必要な化
学量論量の1.0倍に相当する量を歴青炭と共に流
動させた。ボイラから出る排ガスをサイクロンで
気固分離し、固形分は全量をボイラに循環させ
た。
ボイラ排ガスのSO2濃度は350ppm、NOx濃度
は135ppmであつて、燃焼効率は90%であつた。
この排ガスに260ppmのアンモニアを注入した
後、140℃の温度で上記の脱硫装置に供給して処
理したところ、装置出口ガスのSO2濃度は
40ppm、NOx濃度は59ppmとなり、総合脱硫率
(理論発生SO2量に対する)は95%となつた。
尚、脱硫装置での排ガスのSVは800hr-1とし、
活性炭の滞留時間は60hrとした。
比較例 1 流動燃焼ボイラに於ける1次空気比を0.9とし、
石灰石の使用量を化学量論量の1.0倍から5倍に
増量した以外は先の実施例と同一条件で流動燃焼
ボイラを運転したところ、ボイラ排ガスのSOx濃
度は41ppm、NOx濃度は100ppmとなり、理論発
生SO2量に対する脱硫率は95%となつた。また燃
焼効率は80%であつた。
比較例 2 先の実施例に於ける石灰石をけい砂に代えて実
施例と同一の条件で流動燃焼ボイラを運転したと
ころ、ボイラ排ガスのSOx濃度は820ppm、NOx
濃度は130ppmであつた。この排ガスを140℃に冷
却後420ppmのアンモニアと共に実施例と同一の
脱硫装置(但し、ガスのSVを600hr-1とし、活性
炭の滞留時間を45hrとした)に供給したところ、
装置出口ガスのSO2濃度は40ppm、NOx濃度は
78ppmとなり、脱硫率は95%となつた。
【図面の簡単な説明】
第1図は活性炭吸着法式脱硫装置での入口SOx
濃度と脱硝率の関係を示すグラフであり、第2図
は本発明方法のフローシートを示す図面である。 1……流動燃焼ボイラ、2……サイクロン、3
……エアヒータ、4……集塵器、5……脱硫装
置、6……煙突、7……イオウ回収装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 石炭の流動燃焼ボイラ内で少量の脱硫剤を石
    炭粒と共に流動させることにより石炭の燃焼によ
    つて生ずるSO2の一部を脱硫剤で固定し、ボイラ
    から出る排ガスをアンモニアと共に活性炭吸着法
    式脱硫装置に供給して処理することからなる前記
    ボイラ排ガスの脱硫脱硝法。 2 石炭と共に流動する脱硫剤の量が、石炭の燃
    焼によつて生ずるSOxを固定するのに必要な化学
    量論量の1.0倍以下である特許請求の範囲第1項
    記載の方法。
JP57033551A 1982-03-03 1982-03-03 流動燃焼ボイラ排ガスの脱硫脱硝法 Granted JPS58150705A (ja)

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JP57033551A JPS58150705A (ja) 1982-03-03 1982-03-03 流動燃焼ボイラ排ガスの脱硫脱硝法

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JPS58150705A JPS58150705A (ja) 1983-09-07
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