JPH0389916A - 炉内脱硫方法 - 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、微粉炭焚きボイラやごみ焼却炉などの火炉内
へＣａＣＯ３やＣａ（ＯＨ）２なとのＣａ系脱硫剤を直
接投入して、炉内で発生したＳＯ２を吸収・除去する乾
式のいわゆる炉内脱硫方法に関する。

［従来技術と発明の課題］ 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、ＳＯ２の吸収が行なわれる。

［１コ　　高温度域における炭酸カルシウムまたは消石
灰の分解 Ｃａ　Ｃ０３→Ｃａ　Ｏ＋Ｃ０２↑　　−（１）Ｃａ　
（ＯＨ）　２−ｓ−Ｃａ○＋Ｈ２０↑−（２）［２］高
温度域における脱硫剤にょるＳＯ２の吸収 Ｃａ　ｏ十８０２　＋１／２０２ −　　Ｃａ　　Ｓ　Ｏ４−（３） しかし、（３）式の反応では、下記（イ）の要因により
、ＳＯ２の吸収反応速度が時間の経過とともに極端に低
下する。

（イ）ＳＯ２の吸収とともに、ＣａＯの粒子表面に吸収
反応生成物であるＣａＳＯ４層（この明細書全体を通し
て、これを硫化生成物層という）が形成され、この層の
ために反応速度が低下する。

上記の要因により、従来の炉内脱硫法では効率が低いの
はやむを得ないことと考えられていた。

ここで炉内に投入するＣａの量（モル／時）と炉内で発
生したＳ０２のガス量（モル／時）との比をＣａ　／　
Ｓモル当量比（以下ｒ　Ｃａ　／　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＝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未反応脱硫剤およびその
表面を覆う硫化生成物層よりなる廃脱硫剤の活性化処理
および処理品の再循環が、この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。

［課題を解決するための手段］ 本発明による炉内脱硫法は、 Ｃａ系脱硫剤を火炉内に直接投入して、１段目の炉内脱
硫反応を行わせること、 排ガスから未反応脱硫剤およびその表面を覆う硫化生成
物層よりなる廃脱硫剤を捕集すること、 捕集した廃脱硫剤を破砕または粉砕することにより、未
反応脱硫剤と硫化生成物との硬度差を利用し、未反応脱
硫剤および硫化生成物層を後者が前者よりも細かくなる
ように破壊して硫化生成物層を未反応脱硫剤表面から剥
落させ、再活性化脱硫剤を得ること、ならびに この再活性化脱硫剤を火炉または煙道内の９００℃以下
６００℃以上の温度領域に再投入して、２段目の脱硫反
応を行わせることを特徴とする。

本発明の方法において捕集された廃脱硫剤の未反応脱硫
剤表面から剥落させた硫化生成物層の砕物は、たとえば
これを風力分級装置などで処理して分離除去され、再活
性化脱硫剤が得られる。

［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図のフロシートにおいて、微粉炭を火炉
（１）の低Ｎ、ＯＸ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（３１）
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ＳＯ２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、未
反応脱硫剤（３２）およびその表面を覆う硫化生成物層
（３３）よりなる廃脱硫剤（３４）が形成される。しか
しながら、火炉（１）内においてはＣａの有効利用率が
３５％に達していない。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ンユと
は混合しながら、２つのヒータ（７）　（８）を通り、
煙道（９）を経て集塵装置（１０）に至る。ここで廃脱
硫剤（３４）を含むフライアッシュが捕集され、一方排
ガスは誘引ファン（１１〉を通って煙突（１２）より糸
外へ排出される。集塵装置（１０〉から出た廃脱硫剤（
３４〉を含むフライアッシュは、貯［（１３）へ空気輸
送されてここに蓄えられ、輸送後の空気はバグフィルタ
（１４）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４　（１３）から一部排出され
、粉砕機（１５〉により粉砕された後、空気輸送されて
分級機（１６）に送られる。粉砕機（１５）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（３２）と
硫化生成物との硬度差を利用して未反応脱硫剤（３２）
および硫化生成物層（３３）が、後者が荊者よりも細か
くなるように破壊されて硫化生成物層（３３）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が残っている。こ
うして再活性化脱硫剤（３５）が得られる。再活性化脱
硫剤（３５）、硫化生成物層（３３）の珍物（３６）お
よびフライアッシュは渦流式空気分級機（１６）により
分級され、再活性化脱硫剤（３５）だけが貯檜（１７）
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（１８）を経て系外へ排出される。一方、硫化
生成物層（３３）の珍物（３６）およびフライアッシュ
の微粉は、系外へ排出される。

分級機（］６）は、第３図に示すように、ケーシング（
１９）内にガイドベーン（２０）を備えたものである。

空気人口（２１）からケーシング内に取り入れられた分
級空気は、第３図に破線矢印（Ａ）で示すように渦流と
なる。この分級空気は、ガイドベーン（２０）の内側で
原料入口（２２）から供給されてきた再活性化脱硫剤（
３５）、硫化生成物層（３３）の珍物（３６）およびフ
ライアッシュを分級する。

そして、設定された分級点に釣り合った硫化生成物層（
３３）の珍物（３６）およびフライアッシュの微粉は渦
流にのって分級室の中心に運ばれ（第３図実線矢印（Ｂ
）参照）、図示しない微粉出口から送り出される。一方
、再活性化脱硫剤（３５）の粗粉はガイドベーン（２０
）に沿って遠心力により外周方向に飛ばされ（第３図実
線矢印（Ｃ）参照）、図示しない粗粉出口から排出され
る。上記分級機〈１６〉において、ガイドベーン（２０
）のペン角度（隣り合う各ベーンのなす角度）（Ｘ）は
変更可能となっている。第４図は、Ｃａａ度］、５ｗｔ
％、５０％粒径が５．０８ｕｍの廃脱硫剤（３４）を含
むフライアッシュを粉砕機（１５）で粉砕し、これによ
り得られた再活性化脱硫剤（３５）、硫化生成物層（３
３）の珍物（３６）およびフライアッシュの混合物を原
料として分級した場合のペン角度（Ｘ）と微粉回収率お
よび回収された粗粉中のＣａ濃度との関係を示すグラフ
である。本願では、ベーン角度（Ｘ）を４度とし、硫化
生成物層（３３）の珍物（３６）およびフライアッシュ
の混合物微粉を分級し、再活性化脱硫剤（３５）の粗粉
を回収して用いる。

貯［（＋７）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（］）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。

［具体的試験］ ２段目の再活性化脱硫剤の世人温度と脱硫率との関係を
調べた。再活性化脱硫剤の有効Ｃａ量を基準とするＣ　
ａ　／　Ｓ　＝　１〜３の範囲内で段階的に変化するよ
うに、再活性化脱硫剤の投入量を変えた。その結果を第
５図に示す。第５図曲線Ａは、再活性化脱硫剤を火炉ま
たは煙道１ノ１の９００℃以下６００℃以上の温度領域
に再投入した場合の脱硫率を示し、曲線Ｂは、］２００
℃以下１０００℃以上の温度領域に再投入した場合の脱
硫率を示す。曲線Ｂで示すように、高温度域へ再投入し
た場合の脱硫率か低くなっているのは、高温度域再投入
した場合に、再活性化脱硫剤の表面が溶融して表面積か
減少したり、表面に残留した硫化生成物から硫黄分が分
離することに起因する。

［発明の効果コ 本発明の炉内脱硫方法によれば、１段目の通常の脱硫の
後、排ガスから未反応脱硫剤およびその表面を覆う硫化
生成物層よりなる廃脱硫剤を捕集した後、捕集した廃脱
硫剤を破砕または粉砕することにより、未反応脱硫剤と
硫化生成物との硬度差を利用し、未反応脱硫剤および硫
化生成物層を後者が細かくなるように破壊し硫化生成物
層を未反応脱硫剤表面から剥落させて再活性化脱硫剤を
得、ついでこの再活性化脱硫剤を火炉または煙道内の９
００℃以下６００℃以上の温度領域に再投入して、２段
目の脱硫反応を行わせるので、硫化生成物層で覆われた
未反応脱硫剤を再利用することができ、その結果新規脱
硫剤の供給量を大巾に節減することができる。

【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図は分級機の１ 構成を示す断面図、第４図は分級機のガイドベーンのベ
ーン角度と微粉回収率および回収された粗粉中のＣａ濃
度との関係を示すグラフ、第５図はＣａ　／　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、（３０）・・・
脱硫剤粉末（Ｃａ系脱硫剤）　、（３２）−・・未反応
脱硫剤、（３３）・・・硫化生成物層、（３４）・・・
廃脱硫剤、（３５）・・・再活性化脱硫剤。 以　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　Ｃａ系脱硫剤を火炉内に直接投入して、１段目の炉内
   脱硫反応を行わせること、排ガスから未反応脱硫剤およ
   びその表面を覆う硫化生成物層よりなる廃脱硫剤を捕集
   すること、捕集した廃脱硫剤を破砕または粉砕すること
   により、未反応脱硫剤と硫化生成物との硬度差を利用し
   、未反応脱硫剤および硫化生成物層を後者が前者よりも
   細かくなるように破壊して硫化生成物層を未反応脱硫剤
   表面から剥落させ、再活性化脱硫剤を得ること、ならび
   にこの再活性化脱硫剤を火炉または煙道内の９００℃以
   下６００℃以上の温度領域に再投入して、２段目の脱硫
   反応を行わせることを特徴とする炉内脱硫方法。