JPH03154615A - 半乾式脱硫方法 - 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］ この発明は、各種のボイラ、各種加熱炉さらには、ごみ
焼成炉などから排出される燃焼排煙中の硫黄酸化物（Ｓ
Ｏｘ）を効果的に除去し、以って大気環境汚染の改善に
資する半乾式脱硫方法に関する。

［従来技術および発明の課題］ 従来、この種の排煙中のＳＯｘ除去技術としては、湿式
法による脱硫（ＳＯｘ除去）プロセスが知られている。

その代表例は石灰石こう法で、これは石灰スラリーで排
煙を洗浄し、ＳＯＸを吸収する方法である。この方法は
技術的には完成の域に達し、多くの実用機が稼動してい
るが、湿式法であるため、用水の確保、排水処理、白煙
対策の必要性がある。そのため、このような措置の必要
のない乾式法が望まれている。

乾式法の代表例は、石灰を燃焼装置の火炉へ直接吹き込
み、脱硫を行なう石灰吹き込み法である。この方法は完
全な乾式法であり、需要者の要求にマツチしたものであ
るが、最も重要な脱硫率が低い。実験室的には高脱硫率
が得られた場合でも、同方法を実装置に適用すると脱硫
率はせいぜい５０％が限度である（石原義己；「石灰石
吹込み法による排煙脱硫の研究」、電力中央研究所報告
書、昭５０．１１）。その原因は、石灰吹き込み法は、
気相−固相反応であり、反応率が低いことにある。そこ
で、脱硫剤を大量に投入したり、脱硫剤を超微粒子化し
てその表面積を大きくすることによって、反応率および
脱硫率の増大に努めている。しかしながら、それでもな
お十分な脱硫率を得ることはできず、石灰吹き込み法で
の実用化例は現在未だない。

この発明の目的は、前述の湿式法および乾式法の諸問題
をすべて解決した極めて簡単で効果的な半乾式脱硫方法
を提供することにある。

［課題の解決手段］ この発明による半乾式脱硫方法は、カルシウム系脱硫剤
を燃焼装置内に直接投入して炉内脱硫反応を行なわせた
後、燃焼装置よりも後流側に、水を加熱することにより
得られた水蒸気を吹き込むことを特徴とするものである
。

上記において、脱硫剤としては、たとえばＣａ　ＣＯ３
、Ｃａ　（ＯＨ）　２　、Ｃａ　ＯなどのＣａ系脱硫剤
が用いられる。脱硫剤の投入は、１２００〜８００℃の
温度域で行われるのが良い。

また、上記において、水蒸気の吹き込みは、６００℃以
下の温度域で行うのが良い。

［作　　用］ この発明の方法によれば、カルシウム系脱硫剤を燃焼装
置火炉内に直接投入して炉内脱硫反応を行なわせた後、
燃焼装置よりも後流側に、水を加熱することにより得ら
れた水蒸気を吹き込むと、水蒸気の働きで未反応の脱硫
剤および部分的に反応した脱硫剤の表面が濡れて部分的
に溶けた状態となり、脱硫剤とＳＯＸとが反応する。

［実　施　例］ ａ）プロセスの説明 以下、この発明の実施例を、図面を参照して説明する。

第１図はこの発明の方法を、同時脱硫脱硝方法に適用し
た場合のプロセスフローを示す。第１図において、微粉
炭を燃焼装置の燃焼室（１）の燃焼バーナ（２）で燃焼
させる。燃焼室（１）の内径は３３０■、高さは４００
０ｆｆｌＩ１１である。燃焼室（１）における燃焼量は
１０ｋｇ／時で、助燃用プロパンの燃焼による燃焼温度
の制御、ＮＯｘ発生量の制御、さらにはＳ０２ガスの注
入による排ガス中のＳＯ□濃度の調整が可能なようにな
っている。燃焼室（１）で発生した排ガスは、燃焼室（
１）の後流側に設けられている脱硫および脱硝のための
反応室（３）に入る。

反応室（３）はその周面に設けられた電気ヒータ（４）
で所定温度に制御できるようになっている。

脱硫剤である炭酸カルシウム、ならびに脱硝剤である臭
化アンモニウムおよび尿素は反応室（３）のトップの部
分へ空気流にのせて注入される。

反応室（３）内で脱硫・脱硝反応が起こり、排ガス中の
ＳＯ２およびＮＯｘ濃度はそれぞれ脱硫剤および脱硝剤
の供給量に応じた分だけ下がる。

このとき、脱硫剤の有効利用率は低く、排ガス中に未反
応の脱硫剤および一部分だけが反応した脱硫剤が多数存
在している。反応室（３）を出た排ガスはエアヒータ（
５）を通過し、清浄な空気により排熱が回収されて冷却
された後、ガスクーラ（８）で冷却水によって冷却され
る。ついで、排ガスは、再度の脱硫のために反応管（７
）内に、その上部からサイクロン方式で接線方向に旋回
する形で流入する。ガスクーラ（８）において、排ガス
を冷却するのに用いられた冷却水は、ガスクーラ（６）
を通過する間に加熱されて水蒸気となり、この水蒸気が
反応管（７）の上部から噴射ノズル（８）で吹き込まれ
る。反応管（７）内におい、て、水蒸気の働きで未反応
の脱硫剤および部分的に反応した脱硫剤の表面が濡らさ
れて部分的に溶けた状態となり、脱硫剤とＳＯ８とが反
応する。なお、反応管（７）の外部には、その周壁内面
への付着物を払い落とすためのノッカ（ｌＯ）が設けら
れている。その後、排ガスはバグフィルタ（９）または
これに代わる電気集塵機で除塵され、大気へ放出される
。同図中（１１）は温度計、（１２）は流量計を示す。

また、（１３）（１４）は、それぞれ反応室（３）の出
口とバグフィルタ（９）の出口に設置した排ガス中の０
２、Ｓ。

２　、Ｎ　Ｏｘ濃度を測定する分析計（１３）（１４）
である。

ｂ）具体的試験 比較例 石炭専焼時の排ガス中に、脱硫剤として炭酸カルシウム
の微粉末を反応室（３）に投入し、燃焼室（１）内で発
生するＳＯ２量（モル量）と反応室（３）に投入したＣ
　ａ　ｍ　（モル量）の比、すなわちＣａ／Ｓ当量比（
以下Ｃａ　／　Ｓと呼ぶ）を変えつつ、反応室（３）出
口の分析計（１３）を用いて反応室（３）から出た排ガ
スのＣａ　／　Ｓと脱硫率との関係を調べた。このとき
、反応室（３）の温度は１３００℃、Ｓ　Ｏ２濃度は約
９０１）Ｉ）ＩＩ　−酸素濃度は約６％、反応時間は３
秒であった。

その結果を第２図に示す。

実施例１〜３ ガスクーラ（９）への冷却水の供給量をＩＩＮ／ｈ、１
４ｊＪ／ｈおよび１　ｉ　／ｈの順に所定時間（６０分
）間隔で投入し、反応管（７）に水蒸気を吹き込んだ。

そして、Ｃａ　／　Ｓを変えつつ、バグフィルタ（９）
の出口の分析計（１４）を用いてＣａ　／　Ｓと脱硫率
との関係を調べた。各供給量における結果をそれぞれ第
３図〜第５図に示す。

上記比較例および実施例１〜３における主な条件は下記
のとおりであった。

燃料供給速度：　１０．　０７ｋｇ／ｈ空気比：１．４
２ 排ガス量：１０４．７Ｎｍ’　／時 脱硫剤供給速度０．４８〜／　０　、８９　ｋｇ／　ｈ
反応時間：２．８６秒 反応温度：１３１６℃ ＮＯｘ濃度：２６０１）Ｉ）Ｉ ＳＯ２濃度：８９９ｐｐ■ Ｃａ／Ｓ　：　１．０６〜２．２５ ガスクーラ冷却水量：１１〜１７ｊ！　／ｈ反反応管入
部温度：４３８ ℃クフィルタ入口温度：１７５℃、 バクフィルタ出口温度二１３９℃ その結果、Ｃａ／Ｓ：２の場合にもガスクーラ冷却水量
を１４４Ｊ／ｈとした場合には９５％の脱硫率が得られ
た。また、バグフィルタ（８）では目詰りを起こすこと
もなく、バグフィルタ（８）の差圧が上昇するなどとい
う不都合も生じない。

［発明の効果］ この発明の方法によれば、上述のようにして、第１段階
目の脱硫のさいに未反応であった脱硫剤および一部反応
した脱硫剤を用いて２段階目の脱硫を行うので、従来の
乾式法に比べて脱硫率が大きくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示すフローシート、第２図
は比較例の結果を示すＣａ　／　Ｓと脱硫率との関係を
表すグラフ、第３図は実施例１の結果を示すＣａ　／　
Ｓと脱硫率との関係を表すグラフ、第４図は実施例２の
結果を示すＣａ／Ｓと脱硫率との関係を表すグラフ、第
５図は実施例３の結果を示すＣａ　／　Ｓと脱硫率との
関係を表すグラフである。 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. カルシウム系脱硫剤を燃焼装置内に直接投入して炉内脱
   硫反応を行なわせた後、燃焼装置よりも後流側に、水を
   加熱することにより得られた水蒸気を吹き込むことを特
   徴とする半乾式脱硫方法。