【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
［産業上の利用分野］
本発明は、微粉炭焚きボイラやごみ焼却炉などの火炉内
へＣａＣＯ，やＣａ （ＯＲ）２などのＣａ系脱硫剤を
直接投入して、炉内で発生した８０２、ＨＣ／などの酸
性ガスを吸収・除去する乾式のいわゆる゛炉内脱硫に使
用される脱硫剤に関し、さらに詳しくはこの脱硫プロセ
スに一度使用された廃脱硫剤の再活性化方法に関する。
［従来技術および発明の課題］
従来の炉内脱硫法は、石灰石こう法のような湿式排煙脱
硫法に比較して脱硫性能に劣り、実用化に至っていない
。
しかし、炉内脱硫法は、装置の設置コストが安く、処理
用水が必要でなく、排水処理が不要であるといった利点
を有しており、その性能改善が切望されている。
炉内脱硫法の性能が低い原因はつぎのとおりである。
炉内の高温度域に上記Ｃａ系脱硫剤を投入すると、下記
の反応が起こり、Ｓ０２の吸収が行なわれる。
［１１ 高温度域における炭酸カルシウムまたは消石
灰の分解
Ｃ ａ Ｃ ０ ３ Ｃ ａ Ｏ ＋ Ｃ ０ ２
↑ ・（１）Ｃ ａ （ＯＨ） ａ Ｃ ａ
Ｏ＋Ｈ２ ０↑・（２）[Industrial Field of Application] The present invention is directed to directly injecting a Ca-based desulfurization agent such as CaCO or Ca(OR)2 into a furnace such as a pulverized coal-fired boiler or a garbage incinerator to eliminate the 802% generated in the furnace. The present invention relates to a desulfurizing agent used in dry type so-called in-furnace desulfurization that absorbs and removes acidic gases such as , HC, etc., and more specifically relates to a method for reactivating waste desulfurizing agent once used in this desulfurization process. [Prior Art and Problems of the Invention] Conventional in-furnace desulfurization methods have inferior desulfurization performance compared to wet flue gas desulfurization methods such as the lime-gypsum method, and have not been put into practical use. However, the in-furnace desulfurization method has advantages such as low equipment installation cost, no need for treatment water, and no need for wastewater treatment, and there is a strong desire to improve its performance. The reasons for the low performance of the in-furnace desulfurization method are as follows. When the Ca-based desulfurization agent is introduced into the high temperature region of the furnace, the following reaction occurs and S02 is absorbed. [11 Decomposition of calcium carbonate or slaked lime in high temperature range C a C 0 3 C a O + C 0 2
↑ ・(1) C a (OH) a C a
O+H2 0↑・(2)
【２】高温度域における脱硫剤
によるＳ０２の吸収
ＣａＯ＋ＳＯ２ ＋ｌ／２ ０２
→Ｃ ａ Ｓ Ｏ ４ − （｛）しかし、
（３〉式の反応では、下記の要因により、Ｓ Ｏ ２の
吸収反応速度が時間の経過とともに極端に低下する。す
なわち、Ｓ０２の吸収とともに、ＣａＯの粒子表面に吸
収反応生成物であるＣ ａ Ｓ Ｏａ層（この明細書全
体を通して、これを硫化生成物外殻層という）が形成さ
れ、この層のために反応速度が低下する。
この硫化生成物外殻層を有した廃脱硫剤をそのまま炉内
に再投入したのでは、脱硫率ははなはだ低い。
ここで炉内に投入するＣａの量（モル／時）と炉内で発
生したＳＯ２のガス量（モル／時）との比をＣ ａ ／
Ｓモル当量比（以下ｒＣａ／Ｓ当量比」と呼ぶ）とす
ると、たとえば現在公表されている米国ＥＰＡのデータ
では、Ｃａ／Ｓ一３にて炉内脱硫率は６０％程度である
。このような低い効率の原因は上記の点に由来すると考
えられ、これらの要因を排除しない限りは高効率の脱硫
は望めないことがわかる。
本発明では、前述の要因について対策および改善を行な
い、総合的に脱硫効率を向上させた。
この対策および改善の中で特にコア部の未反応脱硫剤と
これを覆う硫化生成物外殻層とよりなる廃脱硫剤の再活
性化が、脱硫効率向上に大きく貢献しているという知見
を得、本発明を完成するに至った。
〔課題の解決手段〕
本発明による廃脱硫剤の再活性化方法は、上記の如き観
点から、コア部の未反応脱硫剤とこれを覆う硫化生成物
外殻層とよりなる廃脱硫剤にプラズマを照射することを
特徴とする。
本発明の方法において廃脱硫剤は集塵装置で捕集された
ものであって、コア部に未反応脱硫剤を内蔵し、かつ脱
硫、脱塩性能を潜在的に持っている。
プラズマはプラズマトーチのような通常のプラズマ発生
装置によって得られる。プラズマの照射量はコア部の未
反応脱硫剤を覆う硫化生成物外殻層の層厚などによって
決定される。
［作 用］
本発明の廃脱硫剤の再活性化方法では、コア部の未反応
脱硫剤とこれを覆う硫化生成物外殻層とよりなる廃脱硫
剤にプラズマを照射するので、プラズマによって同外殻
層が破砕されてコア部の未反応脱硫剤が少なくとも一部
露出させられる。その結果、廃脱硫剤の脱硫性能が回復
させられる。したがって、このプラズマ照射処理廃脱硫
剤を炉内脱硫に再使用することにより、新規な脱硫剤を
使用した場合にほぼ等しいくらいに高い脱硫率が得られ
る。
［実 施 例］
以下、この発明の実施例を、図面を参照して説明する。
第１図には本発明によるプロセスフローを示し、第２図
には本発明のプロセスにおける脱硫剤の状態変化を模式
的に示す。第１図のフローシートにおいて、微粉炭を火
炉（１）の低ＮＯｘ燃焼装置（２）で燃焼させる。タン
ク（３）内に蓄えられた脱硫剤は、供給ライン（４）に
設けられたエジェクタ（５）を通過する圧縮空気により
吸引されて供給ライン（４）に吸い出され、圧縮空気と
ともにノズル（６）より火炉（１）内に噴射される。
火炉（１）内に噴射される前の脱硫剤粉末〈３０）の状
態は、第２図（ａ）に示すように、表面に細孔《３ｌ）
を有する粉末状である。火炉（１）内では脱硫反応が起
こり、排ガス中の５０２濃度はＣａ供給量に見あった分
だけ下がる。このとき、第２図（ｂ）に示すように、コ
ア部の未反応脱硫剤（３２〉とこれを覆う硫化生成物外
殻層（３３）とよりなる廃脱硫剤（３４）が形成される
。そのため、火炉（１）内においてはＣａのＨ効利用率
は３５％程度にも達していない。
火炉（１）内の脱硫反応により生じた廃脱硫剤（３４）
と、微粉炭のフライアッシュとは混合しながら、２つの
ヒー５タ（７） （８）を通り、煙道（９〉を経て集塵
装置〈ｌＯ〉に至る。ここで廃脱硫剤（３４）を含むプ
ライアッシュが捕集され、一方排ガスは誘引ファン（１
１）を通って煙突（ｌ２）より糸外へ排出される。
集塵装置（１Ｇ）から出た廃脱硫剤（３４）を含むフラ
イアッシュは、貯槽（１３）へ空気輸送されてここに蓄
えられ、輪送後の空気はバグフィルタ（ｌ４）を経て系
外へ排出される。
廃脱硫剤（３４）を含むフライアッシュは貯槽（ｌ３〉
から一部排出され、プラズマ発生装置（ｌ５）からのプ
ラズマ照射を受け破砕される。プラズマ発生装置（ｌ５
）で廃脱硫剤《３４）を含むフライアッシュを粉砕する
ことによって、第２図（ｅ）に示すように、未反応脱硫
剤と硫化生成物との硬度差を利用して未反応脱硫剤〈３
２）および硫化生成物外殻層〈３３〉が、後者が前者よ
りも細かくなるように破壊されて硫化生戊物外殻層〈３
３〉が未反応脱硫剤（３２）表面から剥落させられる。
未反応脱硫剤（３２〉の表面には若干の硫化生成物外殻
が残っている。こうして未反応脱硫剤（３２）が一部露
出させられ、再活性化脱硫剤（３５）が得られる。
再活性化脱硫剤（３５〉および硫化生成物外殻層（３３
）の破砕物（３６）ならびにフライアッシュは渦流式空
気分級機（ｔａ）により分級され、再活性化脱硫剤（３
５〉だけが貯槽（ｌ７）へ空気輸送されてここへ蓄えら
れ、輸送後の空気はバグフィルタ（ｌ８）を経て系外へ
排出される。一方、硫化生成物外殻層（３３）の砕物（
３Ｂ）およびフライアッジュの微粉は、系外へ排出され
る。
貯檜（１７）内に蓄えられた再活性化脱硫剤〈３５〉は
、循環ライン（２３）に設けられたエジェクタ（２４）
を通過する圧縮空気により吸引されて循環ライン（２３
）に吸い出され、火炉（１）および煙道〈９〉まで空気
輸送されて、火炉（１〉または煙道（９）内の９００℃
以下６００℃以上の温度領域に再投入される。
つぎに、新規な脱硫剤を炉内脱硫に使用した場合、未処
理の廃脱硫剤をそのまま炉内脱硫に再使用した場合、お
よびプラズマ照射処理した廃脱硫剤を炉内脱硫に再使用
した場合についてそれぞれ脱硫率を測定した。その結果
を第３図に示す。同図から明らかなように、未処理の廃
脱硫剤をそのまま炉内脱硫に再使用した場合にははなは
だ低い脱硫率しか得られないのに対し、プラズマ照射処
理した廃脱硫剤を炉内脱硫に再使用した場合には、新規
な脱硫剤を使用した場合にほぼ等しいくらいに高い脱硫
率が得られる。
［発明の効果〕
本発明の廃脱硫剤の再活性化方法によれば、コア部の未
反応脱硫剤とこれを覆う硫化生成物外殻層とよりなる廃
脱硫剤にプラズマを照射するので、プラズマによって同
外殻層を破砕してコア部の未反応脱硫剤を少なくとも一
部露出させ、以て廃脱硫剤の脱硫性能を回復させること
ができる。したがって、このプラズマ照射処理廃脱硫剤
を炉内脱硫に再使用することにより、新規な脱硫剤を再
使用した場合にほぼ等しいくらいに高い脱硫率を得るこ
とができる。[2] Absorption of S02 by desulfurization agent in high temperature range CaO+SO2 +l/2 02 →C a S O 4 − ({) However,
(In the reaction of formula 3, the absorption reaction rate of SO 2 decreases extremely over time due to the following factors. In other words, along with the absorption of SO 2 , the absorption reaction product Ca A SOa layer (referred to as the sulfided product shell layer throughout this specification) is formed, and this layer reduces the reaction rate. If the waste desulfurization agent with this sulfurized product shell layer is used as is, If it is reinjected into the furnace, the desulfurization rate is extremely low.Here, the ratio of the amount of Ca introduced into the furnace (mol/hour) to the amount of SO2 gas generated in the furnace (mol/hour) is calculated as C. a /
Assuming the S molar equivalent ratio (hereinafter referred to as rCa/S equivalent ratio), for example, according to currently published data from the US EPA, the in-furnace desulfurization rate is about 60% at Ca/S-3. The cause of such low efficiency is thought to be due to the above points, and it can be seen that unless these factors are eliminated, highly efficient desulfurization cannot be expected. In the present invention, countermeasures and improvements have been made to the above-mentioned factors, and the desulfurization efficiency has been comprehensively improved. Among these measures and improvements, we have found that reactivation of waste desulfurization agent, which consists of unreacted desulfurization agent in the core and the sulfurized product shell layer covering it, greatly contributes to improving desulfurization efficiency. , we have completed the present invention. [Means for Solving the Problems] From the above-mentioned viewpoint, the method for reactivating a waste desulfurization agent according to the present invention applies plasma to the waste desulfurization agent consisting of the unreacted desulfurization agent in the core portion and the sulfurized product shell layer covering the unreacted desulfurization agent. It is characterized by irradiating. In the method of the present invention, the waste desulfurization agent is collected by a dust collector, contains unreacted desulfurization agent in the core, and has potential desulfurization and desalination performance. The plasma is obtained by a conventional plasma generating device such as a plasma torch. The amount of plasma irradiation is determined by the thickness of the sulfurized product shell layer that covers the unreacted desulfurizing agent in the core. [Function] In the method for reactivating a waste desulfurization agent of the present invention, the waste desulfurization agent consisting of the unreacted desulfurization agent in the core portion and the sulfurized product shell layer covering it is irradiated with plasma, so that the waste desulfurization agent is irradiated with plasma. The outer shell layer is crushed to expose at least a portion of the unreacted desulfurization agent in the core. As a result, the desulfurization performance of the waste desulfurization agent is restored. Therefore, by reusing this plasma irradiation-treated waste desulfurization agent for in-furnace desulfurization, it is possible to obtain a desulfurization rate almost as high as when a new desulfurization agent is used. [Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a process flow according to the present invention, and FIG. 2 schematically shows changes in the state of the desulfurizing agent in the process of the present invention. In the flow sheet of FIG. 1, pulverized coal is combusted in a low NOx combustion device (2) of a furnace (1). The desulfurizing agent stored in the tank (3) is suctioned by the compressed air passing through the ejector (5) provided in the supply line (4) and sucked out to the supply line (4), and is sent together with the compressed air to the nozzle ( 6) is injected into the furnace (1). The state of the desulfurizing agent powder (30) before being injected into the furnace (1) is as shown in Figure 2 (a), with pores (3L) on the surface.
It is in powder form with . A desulfurization reaction occurs in the furnace (1), and the 502 concentration in the exhaust gas decreases by an amount corresponding to the amount of Ca supplied. At this time, as shown in FIG. 2(b), a waste desulfurizing agent (34) is formed consisting of an unreacted desulfurizing agent (32) in the core part and a sulfurized product shell layer (33) covering it. Therefore, the H efficiency of Ca in the furnace (1) does not even reach about 35%.The waste desulfurization agent (34) generated by the desulfurization reaction in the furnace (1)
While mixing, the pulverized coal fly ash passes through two heaters (7) and (8), passes through the flue (9), and reaches the dust collector <lO>.Here, the waste desulfurization agent (34 ) is collected, while the exhaust gas is collected by an induction fan (1
1) and is discharged from the chimney (l2) to the outside of the thread. The fly ash containing the waste desulfurizing agent (34) discharged from the dust collector (1G) is pneumatically transported to the storage tank (13) and stored there, and the air after being transported is sent out of the system via the bag filter (14). is discharged to. The fly ash containing the waste desulfurization agent (34) is stored in the storage tank (13).
A portion of the material is discharged from the plasma generator (l5) and crushed by plasma irradiation from the plasma generator (l5). Plasma generator (l5
) by pulverizing the fly ash containing the waste desulfurization agent << 3
2) and the sulfided product outer shell layer <33> is destroyed so that the latter is finer than the former, forming the sulfurized product outer shell layer <3
3> is peeled off from the surface of the unreacted desulfurization agent (32). Some shells of sulfurized products remain on the surface of the unreacted desulfurizing agent (32). In this way, a portion of the unreacted desulfurizing agent (32) is exposed, and a reactivated desulfurizing agent (35) is obtained. Reactivated desulfurization agent (35) and sulfurized product shell layer (33)
) crushed material (36) and fly ash are classified by a vortex air classifier (TA), and the reactivated desulfurization agent (3
5> is air-transported to the storage tank (l7) and stored there, and the air after transport is discharged to the outside of the system through the bag filter (l8). On the other hand, crushed material of the sulfurized product outer shell layer (33) (
3B) and the fine powder of flyage are discharged out of the system. The reactivated desulfurization agent <35> stored in the storage cypress (17) is transferred to the ejector (24) provided in the circulation line (23).
The compressed air passing through the circulation line (23
), air transported to the furnace (1) and flue <9>, and the temperature inside the furnace (1> or flue (9)) reaches 900℃.
Thereafter, it is reinjected into a temperature range of 600°C or higher. Next, when a new desulfurization agent is used for in-furnace desulfurization, when untreated waste desulfurization agent is reused as is for in-furnace desulfurization, and when waste desulfurization agent treated with plasma is reused for in-furnace desulfurization. The desulfurization rate was measured for each. The results are shown in FIG. As is clear from the figure, if untreated waste desulfurization agent is reused for in-furnace desulfurization, a very low desulfurization rate can be obtained, whereas waste desulfurization agent treated with plasma irradiation can be used for in-furnace desulfurization. When reused, the desulfurization rate is almost as high as when using a new desulfurization agent. [Effects of the Invention] According to the method for reactivating waste desulfurization agent of the present invention, the waste desulfurization agent consisting of the unreacted desulfurization agent in the core portion and the sulfurized product shell layer covering it is irradiated with plasma. By crushing the outer shell layer with plasma to expose at least a portion of the unreacted desulfurizing agent in the core, the desulfurizing performance of the waste desulfurizing agent can be restored. Therefore, by reusing this plasma irradiation-treated waste desulfurization agent for in-furnace desulfurization, it is possible to obtain a desulfurization rate almost as high as when a new desulfurization agent is reused.
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例を示すフローシート、第２図は
本発明の実施例における脱硫剤の状態変化を模式的に示
す断面図、第３図はＣ ａ ／ Ｓ当量比と脱硫率との
関係を示すグラフである。
（１）・・・火炉、（９〉・・・煙道、（１５）・・・
プラズマ発生装置：． （ａＯ）・・・脱硫剤粉末（Ｃ
ａ系脱硫剤）、（３２〉・・・未反応脱硫剤、（３３〉
・・・硫化生成物外殻層、〈３４）・・・廃脱硫剤、（
３５）・・・再活性化脱硫剤。
以 上[Brief Description of the Drawings] Figure 1 is a flow sheet showing an example of the present invention, Figure 2 is a sectional view schematically showing changes in the state of a desulfurizing agent in an example of the present invention, and Figure 3 is a flow sheet showing an example of the present invention. It is a graph showing the relationship between the /S equivalent ratio and the desulfurization rate. (1)... Furnace, (9>... Flue, (15)...
Plasma generator:. (aO)...Desulfurizing agent powder (C
a-based desulfurization agent), (32>... unreacted desulfurization agent, (33>
... Sulfurized product outer shell layer, <34) ... Waste desulfurization agent, (
35)...Reactivation desulfurization agent. that's all