JPH0394815A - 焼結機排ガスの脱硫脱硝方法 - 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〕 本発明は焼結機排ガスの脱硫脱硝方法、特に湿式脱硫と
乾式脱硝を組合せた脱硫脱硝方法の改良に関する。

〔従来の技術〕

粉状の鉱石原料等を高炉装入原料として使用するため焼
結塊状化させる焼結機から出る排ガスは、粉塵および硫
黄酸化物（　ＳＯＸ）、窒素酸化物（　ＮＯＸ）等の有
害物質を含んでおり、環境保全上何らかの浄化工程を経
た上で大気中に放出される。

これらのＳＯＸ　ＳＮＯｘ等の除去方法としては、湿式
脱硫法とアンモニアを用いる接触還元による脱硝方法が
知られている。ここで用いられている接触還元方法は、
通常３００℃以上の高温で操作されるため、湿式脱硫工
程において５０〜６０℃に低下した排ガス温度を３００
℃以上に昇温する工程を必要とする。従来、昇温方法と
しては放出前の排ガスとの熱交換や再加熱炉による加熱
などの手段が用いられている。また、排ガス中に含まれ
る一酸化炭素を、酸化触媒を用いて酸化し、その反応熱
によって昇温する方法も提案されている（特開昭５　９
−４　４　２　２＞。

また、省エネルギー等の観点から炭素質吸着材を使用し
、乾式法で脱硫、脱硝を行なう試みがなされている。こ
の方法によれば湿式法の場合のような温度低下の問題は
ないが、アンモニアの存在または不存在下に脱硫を行う
際にＳＯＸは硫酸アンモニウムあるいは硫酸の形で炭素
質吸着材に吸着除去される。これらの物質を吸着した炭
素材はＳＯＸの吸着能力が低下し、ＮＯｘの分解触媒と
しての活性も低下するので加熱方式により再生し、循環
使用される。炭素質吸着材は、再生時のＳＯ，　神Ｓ０
２の還元反応あるいは移送時の摩耗等により消費される
。従って経済的な操業のためには高価ｔよ炭素質吸着材
の消費量をできるだけ少なくすることが必要である。炭
素質吸着材上のＳＯκ吸Ｍ量が増加してくると、ＳＯｘ
吸着能力よりも脱硝性能の低下の方が著しいので、未だ
ＳＯＸ吸着能力を有しているにも拘わらず再生工程へ送
ることが必要となり、再生頻度が増し、吸着材の消費量
も多くなる。この問題を解決するため、焼結機排ガスを
ＳＯｘ濃度の低い焼結通程前半部の排ガスとＳＯＸ　ａ
度の高い焼結過程後半部の排ガスとに２分し、別経路で
処理を行う方法も提案されている（特開昭５８−１’７
０５２３．５８〜１９６８２８など）。

しかしながらこれらの方法によってもＳＯｘの吸着、再
生に伴う吸着材の損耗量は多く、経済的な方法とは言い
難い。

〔発明が解決すべき課題〕

本発明の方法は、前記湿式脱硫と接触還元方式による脱
硝の組合せにおける排ガスの昇温の問題、あるいは炭素
質吸着材を用いた脱硫、脱硝における炭素材の消耗の問
題を解決し、エネルギー効率がよく、しかも炭素材の消
耗の少ない、焼結機排ガスの脱硫脱硝方法を提供するこ
とを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達戊する方法であって、鉄鉱石の焼
結を行う焼結機排ガスを湿式脱硫処理し、．次いでアン
モニアの作用により脱硝することによる焼結機排ガスの
脱硫脱硝方法において、湿式脱硫処理後の温度の低下し
た排ガスを焼結機を出た高温の焼結鉱と接触させること
によって焼結鉱を冷却すると共に排ガスを昇温し、この
昇湿した，排ガスをアンモニアの存在下に１００〜２２
０℃の温度範囲で活性炭素材と接触させる焼結機排ガス
の脱硫脱硝方法である。

すなわち本発明の方法は湿式脱硫と比較的低温で脱硝が
可能な活性炭素材による脱硝を組合せ、湿式脱硫後の温
度の低下した排ガスを焼結鉱の冷却用ガスとして使用す
ることによって焼結鉱の温度を下げると共に排ガスの温
度を炭素材による脱硝に必栗な温度まで昇温させること
を特徴とする。

次に本発明の方法を第１図のプロセスフローシ一トに従
って説明する。

焼結機１を出た排ガスは通常８０〜１４０℃の温度を有
し、５０〜３００ｐｐｍのＳＤｘと１００Ｎ４００ｐｐ
ｍのＮＯｘを含有している。この排ガスを電気集塵機等
の集塵機２を通じて除塵したのち湿式脱硫袋置３で、脱
硫処理する。ここで使用する脱硫装置は特に限定される
ものではなく、通常湿式脱硫方．法として用いられてい
る、石灰石膏法や水酸化マグネシウム／硫酸マグネシウ
ム法等の各種方法を用いることができる。

湿式脱硫装置３において５　０　Ｐｐｍ以下までＳＯＸ
を除去された排ガスは、湿式脱硫装置内で水と接触する
ことにより温度が低下し５０〜６０℃となる。

一方焼結機１で焼結された焼結鉱は８００〜１　１．　
Ｏ　Ｏ℃で排出され、焼結鉱冷却装置４内を移送される
間に送風される冷却用ガスと接触して１００〜３００℃
に冷却され系外に取出される。

通常この冷却用ガスとしては空気が使用されているが、
本発明の方法においてはこの冷却用ガスの１部として前
記の湿式脱硫装置を山た脱硫後の排ガスを使用する。５
０〜６０℃の温度で焼結鉱冷却装置に導入された排ガス
は、該装置丙で焼結鉱を冷却する間に加温され、１５０
〜２２０℃で冷却装置を由る。通常の焼結プロセスにお
いては脱硫後の排ガスのみでは冷却能力が不足するので
１部冷却用空気を併用する。

従来の焼結プロセスにおける脱硫後排ガスと冷却用空気
量のｌ例を表１に示す。

表１　焼結プロセスにおける脱硫後排ガスと冷却用空気
量の１例 すなわち表１の例においては第ｌおよび第２セクション
の冷却用空気の替りに脱硫後排ガスを使用すればよい。

また、冷却装置４を出る脱硫後排ガスの温度が高くなり
すぎるときは、ノ＜ルブ９を開いて低温の脱硫後排ガス
をバイパスさせて調整する。運転中の温度の変動に対し
ては排ガスの温度および焼結鉱の温度を測定し、それに
応じて脱硫後排ガスの、バイパス量および空気量を調整
すればよい。

湿式脱硫により大部分のＳＯｘを除去した排ガスから、
さらにＮＯｘを除去する方法としては、通常脱硝装置と
して最も一般的に使用されている接触還元方法が考えら
れる。しかしながらこの場合にはガスを２８０℃以上の
高温に昇温する必要がある。そのため、本発明の方法に
おいては、比較的低温で脱硝が可能な、活性炭素素材を
使用した乾式脱硝装置を使用する。しかもこの乾式脱硝
装置は、触媒として活性炭素素材を使用するため、共存
するＳＯｘも除去できるのでガス中のＳＯＸ量の変動に
も対処できるので脱硫工程を厳密に管理する必要がない
という利点がある。

焼結鉱冷却装置４で昇湿され、必要によりバイパスを経
由した低温の排ガスを加えて１２０〜２２０℃に調整さ
れた５０１１１３１１１以下のＳＯｘおよび１　０　０
　〜４　Ｇ　ＯｐｐｍのＮＧＸを含有する脱硫後排ガス
は、含有するＳＯｘおよびＮＯＸに対し０．５〜２．５
モル比のアンモニア７を添加された後活性炭素材を充填
した乾式脱硝装置５に導かれ脱硝処理される。ここで使
用する乾式脱硝装置５は脱硝触媒として活性炭素素材を
充填したものであって、固定床あるいは移動床形式のい
ずれでもよく、処理ガス量、処理ガス条件、立地条件等
により任意の形式、形状のものを使用することができる
。移動床形式の乾式脱硝装置１例を第３図に示す。第３
図の装置は、上部に活性炭素材人口２１、下部に活性炭
素材出口２２、外周下方に処理ガス人口２３および入口
とは反対側の外周上方に処理ガス出口２４を有する容器
内にルーパー２７によって支持された活性炭素材層２５
を形或することによって構或されている。本装置におい
て、活性炭素材は充填層を形或しつつ上方から下方へ移
動し、Ｎ［ｌＸを含有する処理ガスは入口２３の前でア
ンモニア２６を添加されたのち装置内に入り、活性炭素
材層を横切って通過する間にＮＯＸが分解除去され、出
口２４から排出される。活性炭素材としては、石炭類を
乾留して得られるコークスを賦活した活性コークスある
いは活性炭を、最大粒子径が１．０〜２５ｌｌｌｆｆｉ
程度の粒子状、好ましくは３．０〜１０ａｕｅφ×３．
０〜１５關のペレット状としたものを使用する。脱硝処
理は１００〜２２０℃好ましくは１４０〜２００℃の範
囲で実施する。１００℃未満では脱硝性能が低下するの
で好ましくなく、また、２２０℃を超えると活性炭素材
の損耗量が多くなるので好ましくない。脱硝率はガスの
脱硝装置内での滞留時間あるいは温度等を調整すること
により最高８５％の範囲で任意に設定することができる
。

この脱硝工程においては脱硝の他に、排ガス中に残存す
るＳＯｘあるいは重金属ダストなどの有害物質も同時に
除去することができる。

〔実施例〕

以下本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。

（１）排ガス昇温試験 第２図に示す湿式脱硝装置を組込んだ焼結機排ガス処理
プロセスにおいて、湿式脱硝装置を田た低温の排ガスを
焼結鉱の冷却ガスとして使用することによる排ガス昇温
試験を行った。

第２図に示すフローシートにおいて、通常はバルブ１０
と１４が閉、９．１１．１２及び１３が開の状態で運転
きれている。この装置において、バルブ９、１２及びｌ
３を閉よし、ｌＯ、１１及び１４を開として運転し、第
２図の入〜Ｄにおけるガスの流量と温度を測定した結果
を表２に示す。

表　　２ 注１）バルブ　　　　　９　　Ｎｏ　　１１　　１２　
　１３　　１４通常運転　　　　　　　開　　閉　　開
　　開　　開　　閉本発明の方法　　閉　開　開　閉　
閉　開すなわち、通常運転においてこのブＴ′１＋スに
、接触還元方法による脱硝工程あるいは活性炭を用いた
乾式脱硝装置を相込む場合には、湿式脱硫装置を出たガ
スをそれぞれ２８０℃以上、あるいは１２０〜２２０℃
に昇温１るため、昇温設備を設置する必要がある。これ
に対し、本発明の方法によれば、新たに昇温設備を設置
１゛ることなく１２０〜２２０℃に昇温することができ
るので前記界温に嬰するエネルギーを節約することがで
き、きらに冷却用の空気量も大幅に減少させ得ることが
判る。

（２）脱硝試験 次に前記排ガス昇温試験において、焼結鉱の冷却に使用
して昇温した排ガスを第３図に示した袋置を用いて処理
し、脱硝試験を行った。試験条件及び試験結果は次の通
りである。この結果から、昇温設備を設置することなく
優れた脱硝効果が得られるこよが判る。

活性コークス； 粒　　　径：　　５印φ×７關 比表面積：　　２０２ｍ”／ｇ 充填量　：　　５０１！ 移動量　：　　６４！／ｈｒ 処理温度；　ｌ８０〜１８５℃ 処理ガス量：　　２　０　１　　Ｎｍ３／ｈｒＮＯＸ濃
度；入口　１　８　？　ｐｐｍ　Ｓ田口　３　７　ｐｐ
ｍ脱硝率　；　　　８０．２％ 〔発明の効果〕 本発明の方法によれば湿式脱硫に処し、温度の低下した
焼結槻排ガスを焼結鉱の冷却ガスとして使用することに
より、焼結鉱の有する顕熱を、排ガスを脱硝処理に必要
な温度に昇温するための熱源として有効利用することが
できると共に、従来焼結鉱の冷却に使用したあと特に有
効な利用方法がなかった高温の排空気の滑を大福に減少
させることができ、全体として簡略なプロセスとするこ
とができゐ。

また、排ガスは大部分のＳＯＸが隙去された状態で活性
炭素材の脱硝装置へ送られるので活性炭素材の再生頻度
が少なくなり、長期間にわたって良好な運転状態を保つ
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による焼結機排ガス処理プロセスの１
例を示すプロセスフローシ一トである。 第２図は、湿式脱硫装置のみに設置した既存の焼結機排
ガス処理プロセスにおいて、脱硫装置を出た排ガスを焼
結鉱の冷却装置に導くようにした例を示すプロセスフロ
ーシ一トである。 第３図は、本発明の方法において使用する乾式脱硝装置
の１例を示す概略図である。 １　・・焼結機、２・　・集塵装置、３・・湿式脱硫装
置、４・　・焼結鉱冷却装置、５・・・乾式脱硝装置、
６・　・煙突、７・・アインモニア、８・　・空気、９
、１０、ｌ１、ｌ２、１３、■４　　・バルブ、２１・
活性炭素材入口、２２・　・活性炭素材出口′、２３・
　・処理排ガス入口、２４　　・処理徘ガス出口、２５
・　・活性炭素材層、２６・アンモニア、２７・　・ル
ーバー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）鉄鉱石の焼結を行う焼結機の排ガスを湿式脱硫処
   理し、次いでアンモニアの作用により脱硝することによ
   る焼結機排ガスを脱硫脱硝方法において、湿式脱硫処理
   後の温度の低下した排ガスを焼結機を出た高温の焼結鉱
   と接触させることによって焼結鉱を冷却すると共に排ガ
   スを昇温し、この昇温した排ガスをアンモニアの存在下
   に１００〜２２０℃の温度範囲で活性炭素材と接触させ
   ることを特徴とする焼結機排ガスの脱硫脱硝方法。