JPH0312926B2 - - Google Patents
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- JPH0312926B2 JPH0312926B2 JP57200351A JP20035182A JPH0312926B2 JP H0312926 B2 JPH0312926 B2 JP H0312926B2 JP 57200351 A JP57200351 A JP 57200351A JP 20035182 A JP20035182 A JP 20035182A JP H0312926 B2 JPH0312926 B2 JP H0312926B2
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Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は燃焼ガスの脱硫方法に係り、特に燃焼
ガス中に、CaやMgを含む脱硫剤を添加し、燃焼
ガス中の硫黄酸化物と反応させてCaSO4や
MgSO4を生成することにより、硫黄酸化物を除
去するようにした燃焼ガスの脱硫方法に関する。
ガス中に、CaやMgを含む脱硫剤を添加し、燃焼
ガス中の硫黄酸化物と反応させてCaSO4や
MgSO4を生成することにより、硫黄酸化物を除
去するようにした燃焼ガスの脱硫方法に関する。
従来、ボイラ等の燃焼設備内に石灰石粉末等の
カルシウム系脱硫剤を投入し、燃焼ガス中に発生
する硫黄酸化物と反応させて固体のCaSO4を生成
し、これを燃焼ガスから分離する方法として次の
ようなものが知られている。
カルシウム系脱硫剤を投入し、燃焼ガス中に発生
する硫黄酸化物と反応させて固体のCaSO4を生成
し、これを燃焼ガスから分離する方法として次の
ようなものが知られている。
第一の方法は石灰の流動式燃焼方法において、
石灰石粒を流動層中に添加して、CaCO3＋SO2＋
１／２O2→CaSO4＋CO2なる反応を起こさせ、粉末
状態で生成されるCaSO4を分離除去するものであ
り、第二の方法は比較的低温の排ガス中に消石灰
スラリーを吹きこみ、Ca（OH）2＋SO2→CaSO3
＋H2Oなる反応によりCaSO3を生成除去するよ
うにしたものである。しかしながら、前者の場合
のように微粉炭焚ボイラや重油焚ボイラ内に粉末
状のカルシウム系脱硫剤を吹き込んで脱硫した場
合、脱硫剤が粉末状態のために燃焼室内での脱硫
剤の分散効果が不十分であつたり、また反応最適
温度における脱硫剤の滞留時間が１秒程度と短い
ために反応が十分になされず、燃焼ガス中の脱硫
を効果的に行うことができなかつた。この点、後
者の場合は消石灰スラリーを噴霧状にして燃焼ガ
ス中に分散させているために、硫黄酸化物との接
触が良好となる他、水を媒体としている関係上中
和反応に有利となり、前者に比べて脱硫効果が上
がるという利点がある。しかし、後者の場合に
は、燃焼ガス温度が50〜70℃低下し、またスラリ
ーの取扱いが面倒になるという欠点があつた。
石灰石粒を流動層中に添加して、CaCO3＋SO2＋
１／２O2→CaSO4＋CO2なる反応を起こさせ、粉末
状態で生成されるCaSO4を分離除去するものであ
り、第二の方法は比較的低温の排ガス中に消石灰
スラリーを吹きこみ、Ca（OH）2＋SO2→CaSO3
＋H2Oなる反応によりCaSO3を生成除去するよ
うにしたものである。しかしながら、前者の場合
のように微粉炭焚ボイラや重油焚ボイラ内に粉末
状のカルシウム系脱硫剤を吹き込んで脱硫した場
合、脱硫剤が粉末状態のために燃焼室内での脱硫
剤の分散効果が不十分であつたり、また反応最適
温度における脱硫剤の滞留時間が１秒程度と短い
ために反応が十分になされず、燃焼ガス中の脱硫
を効果的に行うことができなかつた。この点、後
者の場合は消石灰スラリーを噴霧状にして燃焼ガ
ス中に分散させているために、硫黄酸化物との接
触が良好となる他、水を媒体としている関係上中
和反応に有利となり、前者に比べて脱硫効果が上
がるという利点がある。しかし、後者の場合に
は、燃焼ガス温度が50〜70℃低下し、またスラリ
ーの取扱いが面倒になるという欠点があつた。
本発明者等は、ポルトランドセメント製造プラ
ントにおけるセメント原料焼成用の微粉炭焚ボイ
ラで乾式法による燃焼ガス中の脱硫効果を調べて
いる際、脱硫剤として石灰石粉末の代わりにセメ
ント原料粉末（キルン焼成前のもの）を使用した
場合には石灰石粉末だけの場合に比べて硫黄酸化
物の除去効果が上がることを見い出した。
ントにおけるセメント原料焼成用の微粉炭焚ボイ
ラで乾式法による燃焼ガス中の脱硫効果を調べて
いる際、脱硫剤として石灰石粉末の代わりにセメ
ント原料粉末（キルン焼成前のもの）を使用した
場合には石灰石粉末だけの場合に比べて硫黄酸化
物の除去効果が上がることを見い出した。
この理由として、セメント原料粉末中には、石
灰石の他にFe2O3やAl2O3が含まれているため、
これらのFe2O3及びAl2O3が脱硫反応における触
媒作用として反応に寄与しているものと思われ
る。
灰石の他にFe2O3やAl2O3が含まれているため、
これらのFe2O3及びAl2O3が脱硫反応における触
媒作用として反応に寄与しているものと思われ
る。
また、脱硫剤としてFe2O3粉末を石灰石と共に
使用する場合、及びAl2O3粉末を石灰石と共に使
用する場合のいずれの場合にも、石灰石粉末だけ
の場合に比べて脱硫効果は上がるが、Al2O3粉末
を石灰石と共に使用する場合に、一層著しい脱硫
効果が得られることも見い出した。更に、Al2O3
粉末に限らず、Al2O3を含む粉末を使用する場合
にも同様に優れた脱硫効果が得られることが分つ
た。
使用する場合、及びAl2O3粉末を石灰石と共に使
用する場合のいずれの場合にも、石灰石粉末だけ
の場合に比べて脱硫効果は上がるが、Al2O3粉末
を石灰石と共に使用する場合に、一層著しい脱硫
効果が得られることも見い出した。更に、Al2O3
粉末に限らず、Al2O3を含む粉末を使用する場合
にも同様に優れた脱硫効果が得られることが分つ
た。
脱硫反応におけるAl2O3の触媒としての作用は
次のように考えられる。元来、硫酸製造における
V5O5等の触媒はSO2の酸化媒体であるため、脱
硫反応におけるAl2O3の触媒作用も、以下に示す
(1)、(2)の二段反応のうち特に(1)の反応を促進して
いるだけとの見方もできる。
次のように考えられる。元来、硫酸製造における
V5O5等の触媒はSO2の酸化媒体であるため、脱
硫反応におけるAl2O3の触媒作用も、以下に示す
(1)、(2)の二段反応のうち特に(1)の反応を促進して
いるだけとの見方もできる。
SO2＋1/2O2→SO3 ……(1)
CaCO3＋SO3→CaSO4＋CO2 ……(2)
しかし、(1)の反応において、
SO2＋1/2O2→←SO3 ……(3)
の化学平衡を検討すると、800℃では
ＫPSO3／PSO2PO2＝0.86となり
SO2からSO3への転換率をＸ、O2濃度を６％と
した場合には、 Ｘ／（１−Ｘ）PO2＝0.86、PO2＝６×10-2 であるから、結局Ｘ＝0.17となる。従つて、SO2
のうちSO3に転化するのは、(1)の反応だけでは最
大17％である。また(2)の反応によつてSO3が(1)の
反応系から除かれれば(1)の反応はSO3の生成方向
に進むが、極めて短時間の反応で高い除去率を得
るには、(2)の反応がより急速に進まなければなら
ないこととなり、このような二段反応で脱硫が起
つている可能性は少ない。このことはAl2O3触媒
が存在せず、石灰石粉末だけの場合には、(1)の反
応は殆ど進行していないにもかかわらず、従来か
ら脱硫がかなり行われていることからも察するこ
とができる。以上のことから、本発明に係る
Al2O3の添加効果は、(1)の反応式における酸化触
媒としての効果ではなく、 CaCO3＋SO2＋1/2 ――→ Al2O3CaSO4 ＋CO2 ……(4) なる一段脱硫反応の触媒として働くことによると
考えられる。また、脱硫剤としても上述の
CaCO3の他にCaOやCa（OH）2等のカルシウム系
脱硫剤やMgCO3のようなマグネシウム系脱硫剤
も同様の効果が得られた。
した場合には、 Ｘ／（１−Ｘ）PO2＝0.86、PO2＝６×10-2 であるから、結局Ｘ＝0.17となる。従つて、SO2
のうちSO3に転化するのは、(1)の反応だけでは最
大17％である。また(2)の反応によつてSO3が(1)の
反応系から除かれれば(1)の反応はSO3の生成方向
に進むが、極めて短時間の反応で高い除去率を得
るには、(2)の反応がより急速に進まなければなら
ないこととなり、このような二段反応で脱硫が起
つている可能性は少ない。このことはAl2O3触媒
が存在せず、石灰石粉末だけの場合には、(1)の反
応は殆ど進行していないにもかかわらず、従来か
ら脱硫がかなり行われていることからも察するこ
とができる。以上のことから、本発明に係る
Al2O3の添加効果は、(1)の反応式における酸化触
媒としての効果ではなく、 CaCO3＋SO2＋1/2 ――→ Al2O3CaSO4 ＋CO2 ……(4) なる一段脱硫反応の触媒として働くことによると
考えられる。また、脱硫剤としても上述の
CaCO3の他にCaOやCa（OH）2等のカルシウム系
脱硫剤やMgCO3のようなマグネシウム系脱硫剤
も同様の効果が得られた。
また、本発明では燃焼ガスと脱硫剤との反応温
度を600℃〜1100℃の間で行わせている。これは、
後述する実施例からも明らかなように、反応温度
が低い場合には、硫黄酸化物との反応速度が小さ
くなり、反応が十分に起らないからであり、また
反応温度があまりに高すぎると反応平衡上不利と
なるからである。
度を600℃〜1100℃の間で行わせている。これは、
後述する実施例からも明らかなように、反応温度
が低い場合には、硫黄酸化物との反応速度が小さ
くなり、反応が十分に起らないからであり、また
反応温度があまりに高すぎると反応平衡上不利と
なるからである。
本発明者等は、以上述べたことの裏付けとして
次のような実施例を行い、その結果を通して本発
明の作用効果を確認した。
次のような実施例を行い、その結果を通して本発
明の作用効果を確認した。
実施例 １
この実施例では、脱硫剤として石灰石を使用
し、この石灰石にAl2O3などの補助脱硫剤を添加
したものに関し、温度とSO2除去率との関係を調
べたものである。
し、この石灰石にAl2O3などの補助脱硫剤を添加
したものに関し、温度とSO2除去率との関係を調
べたものである。
この実施例に使用したボイラは、第１図に示す
ような竪型の微粉炭焚ボイラ１であり、このボイ
ラ１の下端にはガス入口２が、また上端にはガス
出口３が夫々形成されていると共に、ガス入口２
の近傍には微粉炭バーナ４が備えられており、更
にボイラ１本体の途中に脱硫剤の吹込口５が設け
られているものである。
ような竪型の微粉炭焚ボイラ１であり、このボイ
ラ１の下端にはガス入口２が、また上端にはガス
出口３が夫々形成されていると共に、ガス入口２
の近傍には微粉炭バーナ４が備えられており、更
にボイラ１本体の途中に脱硫剤の吹込口５が設け
られているものである。
この実施例に使用した燃焼ガスは、ボイラ内を
流れるガス量が40000Nm3／Ｈ、ガス入口２の
SO2濃度が500ppm、O2を６％含有、H2Oを７％
含有するものである。更に、SO2に対するCaの比
率をCa／SO2＝５モルとし、このCa量は主に石
灰石中のCa成分で計算した。
流れるガス量が40000Nm3／Ｈ、ガス入口２の
SO2濃度が500ppm、O2を６％含有、H2Oを７％
含有するものである。更に、SO2に対するCaの比
率をCa／SO2＝５モルとし、このCa量は主に石
灰石中のCa成分で計算した。
補助脱硫剤の種類としては、Fe2O3、Al2O3及
び転炉滓であり、脱硫剤と補助脱硫剤との混合比
率を重量比で９：１とした。
び転炉滓であり、脱硫剤と補助脱硫剤との混合比
率を重量比で９：１とした。
実施例における試料は次の６種類であり、約
300メツシユ以下に粉砕した。
300メツシユ以下に粉砕した。
(1) 石灰石（比較）
(2) 石灰石＋Fe2O3（比較）
(3) 石灰石＋Al2O3
(4) 石灰石＋Fe2O3＋Al2O3
(5) 石灰石＋転炉滓
(6) セメント原料粉末
尚、試料(4)においてFe2O3とAl2O3の添加量は
同比率である。
同比率である。
上記(1)〜(6)に示した夫々の試料をボイラ１の吹
込口５から吹き込み、滞留時間約１秒間で反応さ
せた結果は、第２図に示すようになつた。
込口５から吹き込み、滞留時間約１秒間で反応さ
せた結果は、第２図に示すようになつた。
この結果によれば、SO2との反応は約600℃付
近から急激に進み、750℃〜850℃付近で反応のピ
ークが訪れたのち次第に反応率が悪くなり、1100
℃では反応がほとんど起こらない。
近から急激に進み、750℃〜850℃付近で反応のピ
ークが訪れたのち次第に反応率が悪くなり、1100
℃では反応がほとんど起こらない。
また、試料(1)と試料(3)〜(6)とを比較してみる
と、石灰石のみを吹き込んだ場合（比較）には
800℃で約40％の除去率しか得られないのに対し、
石灰石にAl2O3を含む補助脱硫剤を添加した場合
（本発明）には800℃前後で約53〜60％の除去率が
得られる。
と、石灰石のみを吹き込んだ場合（比較）には
800℃で約40％の除去率しか得られないのに対し、
石灰石にAl2O3を含む補助脱硫剤を添加した場合
（本発明）には800℃前後で約53〜60％の除去率が
得られる。
更に、試料(2)と試料(3)〜(6)とを比較してみる
と、石灰石にFe2O3を添加した場合（比較）に比
べて、石灰石にAl2O3を含む補助脱硫剤を添加し
た場合（本発明）にはより優れた除去率が得られ
る。
と、石灰石にFe2O3を添加した場合（比較）に比
べて、石灰石にAl2O3を含む補助脱硫剤を添加し
た場合（本発明）にはより優れた除去率が得られ
る。
このように反応は600℃〜1100℃間において起
こり、また石灰石にAl2O3を添加して脱硫させた
場合には、Al2O3を含む補助脱硫剤の触媒効果に
より石灰石のみを使用した場合、及び石灰石に
Fe2O3を添加使用した場合に比べて脱硫効果が良
好となる。尚、セメント原料粉末中には、石灰石
の他にFe2O3やAl2O3等が含まれているため、他
の補助脱硫剤添加試料と共に脱硫効果が上がつた
ものと思われる。
こり、また石灰石にAl2O3を添加して脱硫させた
場合には、Al2O3を含む補助脱硫剤の触媒効果に
より石灰石のみを使用した場合、及び石灰石に
Fe2O3を添加使用した場合に比べて脱硫効果が良
好となる。尚、セメント原料粉末中には、石灰石
の他にFe2O3やAl2O3等が含まれているため、他
の補助脱硫剤添加試料と共に脱硫効果が上がつた
ものと思われる。
実施例 ２
この実施例では補助脱硫剤の添加量に対する
SO2除去率の関係を調べたものである。実験に使
用した微粉炭焚ボイラ１は前記実施例と同様のも
のであり、吹込口５から試料を吹き込んでガス出
口３におけるSO2濃度を調べた。反応条件は、燃
焼ガスの上記吹込口５付近の温度を800℃とし、
ガス量を40000Nm3／Ｈ、ガス入口２のSO2濃度
を500ppm、O2を６％含有、H2Oを７％含有して
おり、またCa／SO2のモル比を５としている。試
料の種類は前記実施例と同様であり、その結果は
第３図に示すとおりとなつた。尚、補助脱硫剤の
添加量は石灰石に対する補助脱硫剤の重量比で表
わしている。
SO2除去率の関係を調べたものである。実験に使
用した微粉炭焚ボイラ１は前記実施例と同様のも
のであり、吹込口５から試料を吹き込んでガス出
口３におけるSO2濃度を調べた。反応条件は、燃
焼ガスの上記吹込口５付近の温度を800℃とし、
ガス量を40000Nm3／Ｈ、ガス入口２のSO2濃度
を500ppm、O2を６％含有、H2Oを７％含有して
おり、またCa／SO2のモル比を５としている。試
料の種類は前記実施例と同様であり、その結果は
第３図に示すとおりとなつた。尚、補助脱硫剤の
添加量は石灰石に対する補助脱硫剤の重量比で表
わしている。
この実験結果から分るように試料(2)〜(5)の場
合、補助脱硫剤を少量添加すると脱硫効果が次第
に現われ、添加量40％程度までは添加量に略比例
して脱硫率が上昇し、試料(3)及び(4)の場合には
SO2除去率が80％以上に達する。そして添加量が
40％〜50％程度では、なお鈍化しながら脱硫率が
上昇し、50％以上では脱硫率が変わらなくなる。
従つてSO2除去に効果的な補助脱硫剤の添加量は
略１〜50％の範囲である。
合、補助脱硫剤を少量添加すると脱硫効果が次第
に現われ、添加量40％程度までは添加量に略比例
して脱硫率が上昇し、試料(3)及び(4)の場合には
SO2除去率が80％以上に達する。そして添加量が
40％〜50％程度では、なお鈍化しながら脱硫率が
上昇し、50％以上では脱硫率が変わらなくなる。
従つてSO2除去に効果的な補助脱硫剤の添加量は
略１〜50％の範囲である。
以上説明したように、本発明に係る燃焼ガスの
乾式脱硫方法によれば、燃焼ガスの脱硫効果が従
来のように石灰石のみを使用していた場合に比べ
て飛躍的に向上するので、工業的な利用価値が大
きいものとなり、各種工業に応用できる。
乾式脱硫方法によれば、燃焼ガスの脱硫効果が従
来のように石灰石のみを使用していた場合に比べ
て飛躍的に向上するので、工業的な利用価値が大
きいものとなり、各種工業に応用できる。
また本発明によれば、脱硫剤としてCaCO3を
使用した場合に石炭バーナから石炭と同時に吹き
込むことにより石炭の燃焼熱の一部がCaCO3の
分解に消費されるため、火炎温度が低下し窒素酸
化物の発生が抑制されるという効果もある。更
に、本発明に係る脱硫剤は高融点であるため、燃
焼炉に吹き込むことにより石炭灰の溶融によるト
ラブルを防止することもできる。
使用した場合に石炭バーナから石炭と同時に吹き
込むことにより石炭の燃焼熱の一部がCaCO3の
分解に消費されるため、火炎温度が低下し窒素酸
化物の発生が抑制されるという効果もある。更
に、本発明に係る脱硫剤は高融点であるため、燃
焼炉に吹き込むことにより石炭灰の溶融によるト
ラブルを防止することもできる。
第１図は石炭焚ボイラの一例を示す説明図、第
２図は反応温度に対するSO2除去率を示すグラ
フ、第３図は補助脱硫剤の添加量に対するSO2除
去率を示グラフである。
２図は反応温度に対するSO2除去率を示すグラ
フ、第３図は補助脱硫剤の添加量に対するSO2除
去率を示グラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 温度600℃〜1100℃の燃焼ガス中にCa及び／
又はMgを含む脱硫剤を添加し、燃焼ガス中の硫
黄酸化物と反応させて除去するようにした燃焼ガ
スの脱硫方法において、上記脱硫剤にAl2O3を含
む補助脱硫剤を添加することを特徴とする燃焼ガ
スの乾式脱硫方法。 ２ 上記補助脱硫剤を、脱硫剤に対して１〜50重
量％添加することを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の燃焼ガスの乾式脱硫方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57200351A JPS5990619A (ja) | 1982-11-17 | 1982-11-17 | 燃焼ガスの乾式脱硫方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57200351A JPS5990619A (ja) | 1982-11-17 | 1982-11-17 | 燃焼ガスの乾式脱硫方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5990619A JPS5990619A (ja) | 1984-05-25 |
| JPH0312926B2 true JPH0312926B2 (ja) | 1991-02-21 |
Family
ID=16422848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57200351A Granted JPS5990619A (ja) | 1982-11-17 | 1982-11-17 | 燃焼ガスの乾式脱硫方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5990619A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2542321B2 (ja) * | 1993-02-19 | 1996-10-09 | 裕治 金子 | 地中パイルの造成方法 |
| EP2907612A2 (en) | 2014-02-18 | 2015-08-19 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Laser processing method |
Families Citing this family (3)
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|---|---|---|---|---|
| US5499587A (en) * | 1986-06-17 | 1996-03-19 | Intevep, S.A. | Sulfur-sorbent promoter for use in a process for the in-situ production of a sorbent-oxide aerosol used for removing effluents from a gaseous combustion stream |
| ATE144722T1 (de) * | 1990-11-28 | 1996-11-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Verfahren zum entschwefeln von abgas |
| CN103706227B (zh) * | 2013-12-23 | 2017-07-21 | 北京三聚环保新材料股份有限公司 | 一种常温复合脱硫剂的制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS499307A (ja) * | 1972-04-13 | 1974-01-26 |
-
1982
- 1982-11-17 JP JP57200351A patent/JPS5990619A/ja active Granted
Patent Citations (1)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5990619A (ja) | 1984-05-25 |
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