JPH04110017A - 排煙脱硫方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明はアルカリまたはアルカリ土類金属化合物のうち
少なくとも一種類以上を脱硫剤として用いる脱硫装置に
係り、特に脱硫剤の再生法に関するものである。

「従来の技術］ 火力発電所における重油焚、石炭焚ボイラから排出され
る排ガス中には、硫黄化合物（ＳＯｘ＞やＨＣｎなどの
酸性有害物質が通常、１００〜３０００ｐｐｍの割合で
含まれており、酸性雨や光化学スモッグの原因物質とさ
れるため、その効果的な処理手段が望まれている。従来
から湿式法（例えば石灰石−石膏法）または乾式法（活
性炭法）が実施されているが、湿式法は有害物質の除去
率が高い反面、廃水処理が困難で、排ガスを再加熱する
必要があり、設備費や運転費が高く、乾式法では高い除
去率か得られないという問題かあった。

このため、兼排水の低コストプロセスで高い除去率か得
られる脱硫方法の開発か望まれている。

ボイラなとの排ガスの脱硫法としては、上記方法のほか
に、消石灰やそのスラリを排ガス中に噴霧する半乾式法
や火炉内あるいは煙道内の高温ガス中に石灰石を直接分
散させて酸性有害物質を除去する乾式法が提案されてお
り、設備費や運転費が安いという特徴を有しているが、
いずれの方法も除去率が低いという問題がある。

消石灰や生石灰を排ガス中に噴霧して排カス中のＳＯ□
と反応させ、これを集塵装置で除去する方法の代表的な
フローシートを第５図に示す６ボイラｌからの排ガスは
エアヒータ２で温度を下げられ、脱硫塔３に導かれる。

消石灰などの脱硫剤Ａは煙道４または脱硫塔３内に噴霧
して供給され、この時水Ｂも供給されることにより排ガ
スの温度を下げ、湿度を上げる。この除水Ｂは脱ｆｌｌ
Ａと別に供給しても、脱硫剤Ａをスラリとして同時に供
給してもよい。反応した脱硫剤Ａは排ガス中の灰ととも
に集塵装置５で捕集され、廃棄される。

二のような方法において、酸性有害物質の除去率は排ガ
ス中の水分（相対湿度）が支配的であるとされている。

すなわち除去率を上げるためには、排ガスの温度を下げ
、水分を上げることが必要である。水分濃度を上げるた
めに、水や消石灰スラリ分噴霧する方法が提案されてい
るか、このようなガス中の水分濃度を上げる方法では除
去率の向上は十分ではない。除去率が低い場合は、集塵
装置によって捕集された未反応の脱硫剤を含む粒子に水
や水蒸気を添加し、表面に形成された反応生成物の殻を
破壊した後この一部を再び排ガス中に噴霧することによ
って除去率を向上する方法も提案されている（例えば、
米国特許第３４３１２８９号明細書、特開昭６１−３５
８２７号）。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、集塵装置で捕集された未反応の脱硫剤を含む粒
子に水蒸気を添加しても反応生成物の殻が完全には破壊
されないため除去率の回復は充分でなく、水を添加した
場合は粒子が凝集するため再度噴霧する時の噴霧性が悪
くなり、結果として除去率が低くなるという問題があっ
た。こめため。

Ｊサイクルする粒子の割合、すなわち、集塵装置で処理
しなければならない粒子量が増加し、集塵装置の処理容
量を増やさなければならなくなるという問題があった。

そこで、本発明の目的は、未反応脱硫剤を有効利用して
、簡易なシステムで高い脱硫率を達成する排煙脱硫方法
を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の上記目的は、未反応の脱硫剤を含んだ粒子に水
を細かな液滴（好ましくは５０μｍ以下）として添加し
つつ、粒子を流動　混合させ、脱硫剤を凝集させること
なく粒子表面の反応生成物の殻を破壊除去し、さらに脱
硫剤粒子表面に水膜を形成し、これを排ガス中に再度噴
霧することにより達成される。

［作用］ 未反応の脱硫剤を含んだ粒子を流動　混合させながら水
を細かな液滴として添加しつつ、粒子表面に形成された
反応生成物の殻を破壊し、同時または後から加熱し、粒
子間の水を除去することにより粒子同士の凝集がなくな
り、脱硫剤を噴霧する場合の噴霧特性がよくなる（噴霧
時に粒子が排ガス中で良く分散している）。さらに、こ
の加熱により反応生成物の殻の破壊が促進される。この
ため、酸性有害物質の除去率が高くなる。さらに、未反
応脱硫割分含む粒子内部に水を添加し、かつ加熱するこ
とにより該粒子に含まれている反応済脱硫剤が酸化され
、使用済脱硫剤の廃棄が容易になる。

［実施例］ 本発明は、下記の実施例によって、さらに詳細に説明さ
れるが、下記の例で制限されるものではない。

実施例１ 脱硫剤として消石灰を用い、石炭焚ボイラの排ガスを脱
硫処理する場合について、本発明法による装置を適用し
た例を用いて説明する。

第１図において、ボイラ１からの排ガスはエアヒータ２
で温度を下げられ、脱硫塔３に導かれる。

脱硫剤Ａは、煙道４または脱硫塔３内に噴霧して供給さ
れ、排ガス中の８０２等の酸性有毒ガスと反応し、反応
した脱硫ＪＦＩＡは排ガス中の灰および未反応の脱硫剤
Ａとともに集塵装置５で捕集され、その一部は廃棄され
る。脱硫剤Ａを煙道４または脱硫塔３内に噴霧する際、
脱硫率をより向上させるため、煙道４または脱硫塔３内
に水Ｂ２供給することにより排ガスの温度を下げ、湿度
を上げることも可能である。この除水Ｂは脱硫剤Ａと同
一箇所で供給しても別な場所で供給してもよい。集塵装
置５から排出される未反応および反応済みの脱硫剤Ａ並
びに灰を含んだ粒子の残りは、再生装置６内で空気Ｃま
たは排ガスＤにより流動　混合されながらノズル７より
噴霧された水Ｂにより加湿される。さらに、加熱部８で
該粒子を加熱することにより、脱硫剤Ａ粒子間に存在す
る水Ｂを除去し、脱硫剤Ａの凝集をなくす。このような
処理かなされた脱硫剤Ａは、煙道４または脱硫塔３内に
再度噴霧して供給され、排ガス中のＳ　０２なとの酸性
有毒ガスと反応する。

この装置を用いて　Ａ炭（石炭中の硫黄分１４°６）を
燃焼したときの脱硫性能を測定した。ただし、脱硫剤Ａ
は消石灰を用い、脱硫塔３に水Ｂと共に０！霧した。消
石灰を排ガス中に含まれるＳＯ２に対しモル比て２倍、
水Ｂは重量比で排ガスの３％添加した。集塵装置５で捕
集された粒子力面、重量比で５０°０が廃棄され、残り
の５０？δか再生装置６で処理された。また、再生装置
６内では消石灰に対し重量比で１５９６の水Ｂを添加し
た後、１３０℃の空気で乾燥し脱硫塔３に供給した。

ボイラ１の出口および集塵装置５の出口において、排ガ
ス中の水分を除去した後、Ｓ○２濃度を測定したところ
それぞれ１ｌ１００１）Ｐおよび１１００ｐｐであった
。すなわち、排ガス中のＳＯ７の内９１％が除去された
ことになる。

実施例２ 実施例１と同一の装置を用いて、同一条件で脱硫率を測
定した。ただし、煙道４内において排ガスに対して重量
比で５％の水Ｂを噴霧供給し、再生装置６において脱硫
剤Ａに対して重量比で１３０ｏ力′＋ＣＢを添加した。

この時は、集塵装置５の出口における３０．１１１度は
７０ｐｐｍであり、脱硫率９４％が得られた。

実施例３ 実施例１と同一の装置を用いて、同一条件で脱硫率を測
定した。ただし、再生装置６内の水噴霧用ノズルの構造
およびｑｉ霧用空気流量と変化させることにより、水Ｂ
の９ｉｆ径を変え、脱硫率との関係を調べた。その結果
を第２図に示す。

噴霧径は面体積平均径で示しである。水Ｂの噴霧径が大
きいほど脱硫率が低下する傾向があり、５０μｍ以下に
することが好ましい。これは、噴霧径が大きい場合、脱
硫剤Ａに水Ｂが均一に添加されず、一部の粒子が凝集さ
れるため、脱硫剤Ａの噴霧性が低下するためと考えられ
る。

実施例４ 実施例１と同一の装置を用いて、同一条件で脱硫率を測
定した。ただし、再生装置６内で未反応の脱硫剤と含む
粒子を加湿した後、３０〜４００°Ｃの空気で乾燥し、
乾燥温度と脱硫率の関係を調べた。その結果を第３図に
示す。乾ｉ温度は、低すぎても高すきても脱硫率は低下
し、５０〜２００°Ｃが好ましいという結果が得られた
。乾燥温度か低い場合、粒子の乾燥が十分でないため粒
子同士が凝集し、その噴霧特性が低下することが原因と
推定される。乾燥温度が高すぎる場合は、未反応脱硫剤
粒子表面に吸着していた水が完全に蒸発するため、脱硫
率が低下すると考えられる。

実施例５ 実施例１と同一の装置を用いて、同一条件で脱硫率と測
定した。ただし、脱硫剤を加湿する際、噴霧する水に塩
化カルシウムを水に対して重量比で３％添加した。この
時は、集塵装置５の出口におけるＳ○２濃度は５０ｐｐ
ｍであり、脱硫率９５％が得られた。塩化カルシウムに
は潮解性があり、これが粒子表面の親水性を向上させる
ため脱硫率が向上したと考えられる。

実施例６ 実施例１と同一の装置を用いて、同一条件で脱硫率を測
定した。たたし、硫黄言有量の異なる五炭種を使用した
。それぞれの石炭に関して、硫黄含有量並びにボイラ１
の出口および集塵装置５の出口におけるガス中のｓｏ、
１度並びに集塵装置より排気された反応済脱硫剤（亜硫
酸カルシウムおよび硫酸カルシウム）のうち、硫酸カル
シウムの割合（以下、Ｗｉｆヒ率ヒいう）を第１表に示
す。

高い脱硫率および酸１ヒ率か得られた。

よび６と同じ条件で脱硫率および酸１ヒ率を測定した。

たたし、水は排ガスの３重量？。と消石灰１５重量０６
の合計量を煙道中に＃ｉ霧して添加した。その結果を第
２表に示す。供給した水分量は同一であるか本発明法に
よる脱硫装置に比較して脱硫率および酸化率が低くなっ
ている。

比較例１ 第５図に示した従来技術に基づく装置を用いて、Ａ炭か
らＦ炭の６種類の石炭について実施例１お比較例２ 第５図に示した従来技術に基づく装置を用いて、Ａ炭に
ついて実施例２と同じ条件で脱硫率を測定した。ただし
、水は排ガスの１５重量％と消石灰の５重量％の合計量
を煙道中に噴霧して添加した。

この時の集塵装置５出口における３０４度は４６０ｐｐ
ｍであり、脱硫率５８１沼であった。本発明による脱硫
装置に比較して脱硫率が低くなっている。

以上の実施例では脱硫剤として消石灰の例を示したが、
そのほかに生石灰や水酸ｆヒナトリウム、炭酸ナトリウ
ムなどのアルカリ金属およびアルカリ土類金属の酸化物
、水酸化物および炭酸塩などが用いられる。

他の実施例 第１図に示した装置では集塵装置５によって捕集された
粒子を分級せずにその一部をリサイクルしているが、こ
れを分級することも有効である。

集塵装置５によって捕集された粒子のうち、未反応の脱
硫剤は比較的粒径が小さいので、分級器で小さな粒子の
み回収し、これを再生装置６に送ることが好ましい。こ
の際、分級器を用いる代わりに第４図に示したように、
電気集塵装置（ＥＰ）の下流側で捕集された粒子（粒径
が小さい）のみ再生装置６に送ることも可能である。

［発明の効果］ 本発明によれば、集塵袋！で捕集された未反応の脱硫剤
粒子を凝集させることなく粒子表面に形成された反応生
成物の殻を破壊除去できるため。

高い脱硫率が得られる。また１反応済みの脱硫剤の酸化
を促進させるため、その廃棄が容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における脱硫装置のフローシー
ト、第２図は噴霧径と脱硫率の関係を示す図、第３図は
乾燥温度と脱硫率の関係を示す実験データの図、第４図
は他の実施例の集塵装置の部分図、第５図は従来技術の
フローシートを示す。 １・・・ボイラ、３・・・脱硫塔、４・・煙道、５・・
・集塵装置、６・再生装置、８・・加熱部、Ａ・・・脱
硫剤、Ｂ・・水 出願人　バブコック日立株式会社 代理人　弁理士　松永孝義　はか１名 第 図 Ｃ，Ｄ ８：加熱部 第 図 噴 霧 径（μｍ） 第 図 加 熱 温 度（”Ｃ）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルカリまたはアルカリ土類金属の化合物のうち
   少なくとも一種類以上を脱硫剤として用いる排煙脱硫方
   法において、 脱硫塔内での脱硫反応後に回収された未反応の脱硫剤を
   含む粒体を流動・混合させながら、水を噴霧した後、脱
   硫塔内またはこれより上流側の燃焼排ガス流路に再び供
   給することを特徴とする排煙脱硫方法。
2. （２）水の噴霧平均径が５０μｍ以下であることを特徴
   とする請求項１記載の排煙脱硫方法。
3. （３）水を添加しながら、または水を添加した後に未反
   応脱硫剤を含む粒体を加熱することを特徴とする請求項
   １記載の排煙脱硫方法。
4. （４）水と同時に潮解性塩を加えることを特徴とする請
   求項１記載の排煙脱硫方法。
5. （５）未反応脱硫剤を含む粒体を分級し、粒径の小さい
   粒体を脱硫塔内またはこれより上流側の燃焼排ガス流路
   に再び供給することを特徴とする請求項１記載の排煙脱
   硫方法。