JPH04145925A - 排ガス処理装置 - 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］ 本発明は石炭燃焼装置の脱硫装置から発生する亜硫酸化
合物を含んだ灰を、高温で水蒸気と窒素酸化物によって
酸化する方法および装置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ＨＣｊｌ）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か望まれている。

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）か実施されているが、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
い除去率が得られないという問題があった。

このため、無排水の低コストプロセスで高い除去率が得
られる脱硫方法の開発が望まれている。

ボイラなど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か、
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ガス中のＳＯＸ
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１〜を第４図に示す。ボイラ１からの枡ガス
はエアヒータ２て温度を下けられ、脱硫塔３に導かれる
。消石灰などの脱硫剤Ａは煙道１１または脱硫塔３内に
噴霧して供給され、この時水６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６は脱硫
剤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４て捕集され、廃棄される。このような方
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。ずなわ
ち除去率を上げるためには、排ガスの温度を下げ、水分
を上けることが必要である。水分濃度を上げるために、
水や消石灰スラリを噴霧する方法が提案されているが、
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（以下、水と水蒸気を総称して水分ということがある
。）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、特開昭６１−３５８２７号）
。

また、集塵装置によって捕集された未反応の脱硫剤を含
む粒子を再びスラリ化して、この再生スラリを排ガス発
生炉内に噴霧し、生じた粉体を脱硫塔の前流側に設けら
れた集塵装置により分離する方法（特公昭６２−５１６
４４号）がある。

［発明が解決しようとする課題］ このような半乾式方法では、脱硫反応が終了した際、廃
棄物として亜硫酸カルシウムが含まれた灰が発生する。

従来は、リサイクルにより酸化雰囲気中で熱処理するこ
とにより酸化していたが問題点として ■処理時間が長く、処理効率が低い。

■燃焼装置とは別系統の装置を設ける必要があり、装置
が複雑化、大型化し高価である。

■脱水反応によって未反応消石灰から生じるＣａＯは廃
棄物として処理する際に発熱して危険がある。

■高温リサイクルにより亜硫酸カルシウムが分解する。

という点かあつ゛た。

そこて、本発明の目的は、脱硫反応により生成した亜硫
酸カルシウム含有灰（以下、回収灰または単に灰という
ことがある。）を十分な反応速度かつ簡易な装置て安全
に廃棄可能な状態に処理することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、本発明は、次の構成を採
用する。

すなわち、燃焼装置から排出される硫黄化合物含有排ガ
スを脱硫塔においてカルシウム系脱硫剤で脱硫処理した
後の亜硫酸カルシウム化合物含有灰を回収する集塵装置
と、該集塵装置の後流側に配置され、該亜硫酸カルシウ
ム含有灰と水分と一酸化窒素含有ガスを導入して該亜硫
酸カルシウム含有灰を硫酸塩にする酸化器と、を設けた
排ガス処理装置、または、 燃焼装置から排出される硫黄化合物含有排ガスを脱硫塔
においてカルシウム系脱硫剤て脱硫処理した後の亜硫酸
カルシウム化合物含有灰を回収する集塵装置と、該集塵
装置の後流側に配置され、該亜硫酸カルシウム含有灰と
一酸化窒素含有高温ガスを混合する混合器と該混合器の
後流側に配置され、前記亜硫酸カルシウム含有灰と一酸
化窒素含有ガスとの混合物と水分とを混合して該亜硫酸
カルシウム含有灰を硫酸塩にする酸化器と、を設（うた
排ガス処理装置、または、 前記排ガス処理装置に用いる亜硫酸カルシウム含有灰を
酸１ヒし、硫酸化合物とする際、前述の灰に対し水分お
よび一酸化窒素を含む高温ガスを導大する亜硫酸化合物
酸化装置、である。

［作用］ 上記灰を水および／または水蒸気を一酸化窒素（以下、
Ｎｏという。）念力高温ガスに供給すると、 にＬＳ○３＋１／２ｌ−ｈＯ十ＮＯ −＋Ｃａ５０．　１／’２Ｈ，０＋　Ｉ／２Ｎ　２とい
う反応が生しているものと考えられる。この際、脱硝反
応も起きている。温度は、亜硫酸カルシウムか酸化する
に十分かつ亜硫酸カルシウムか分解しない温度である１
００〜６５０℃の範囲であることか必要である。

高温ガスとして煙道ガスを用いても、未反応脱硫剤か含
まれているため、ＳＣ２の除去も十分てきる。

なお、水分として水蒸気を用いれば温度の低下か少なく
、水分添加量を増やしても高い酸化率を維持てきる。酸
化器または混合器に導入されるガスとして燃焼排ガスを
用いる場合はＳ０２、Ｎ。

Ｘの排出規準を定めた法律等に基つき該排ガス中の窒素
酸化物濃度と硫黄酸化物濃度か大気中へ排出しうる排出
ガス規準を満足することが必要である。

［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、下記の例に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、石炭焚きボイラの排ガスを
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
て温度を下げられ、脱硫剤が添加される脱硫塔３に導か
れる。反応した脱硫剤は排ガス中の灰とともに集塵装置
４て捕集され、廃棄される。

以上の反応か終了したのち集塵装置４から回収された灰
には、ＣａＳ○３／　（Ｃａ　Ｓ　Ｏ：ｔ±ＣａＳ○、
）（以下、亜硫酸濃度と称す）−０５のＣａ　Ｓ　Ｏ３
が含まれていた。これをタンク９からの水６（ガスに対
し５　ｗ　ｔ％）および４００°ＣのＮＯ齢有ガス８と
共に酸化器５に噴霧した。この結果、回収灰中の亜硫酸
濃度は００８てあった。

なお、ＮＯＯ有ガス８として排ガスを用いる場合は図示
していないが、排ガス中の窒素酸化物濃度と硫黄酸化物
濃度の検出器と、該検出器での窒素酸化物濃度と硫黄酸
化物濃度の検出値か大気中への排ガス規準濃度を満足し
ている場合に該排ガスを一酸化窒素含有高温ガスとして
酸化器に導入する排ガス導入開閉弁とを設ける。

実施例２ 実施例１と同一の装置を用いて、１００℃の水蒸気を水
の代わりに導入しなところ、ガスに対して水添加ｉｔ　
５　ｗ　ｔ％においても回収灰中の亜硫酸濃度は０．０
６であった。

実施例３ 実施例１と同一の装置を用いて、ＮＯ大大力ガス代わり
に３００°Ｃの煙道ガスを導入したところ、煙道ガスに
対して水添加量５　Ｗ　」０ｏにおいて亜硫酸濃度は０
０７てあった。

実施例４ 第２図に示すように、集塵装置４から回収所７とボイラ
１からの排ガス８とを酸化器５の前流側に配置された灰
分散機槽１０を設けた装置において実施例１と同じ条件
で試験を行ったところ、ガスに対して水添加量５　ｗ　
ｔ％において回収灰中の亜硫酸濃度は０．０３であった
。

実施例５ 実施例１と同一の装置を用い、ガス温度を６００℃とし
、その他の条件は全く同一で試験を行ったところ、回収
灰中の亜硫酸濃度は０，０５であったが、酸化器５出ロ
ガス中のＳｏ２濃度が上昇した。これは亜硫酸カルシウ
ムの一部がＣａＯと８０２に分解したためと考えられる
。

また、ガス温度を９０℃にした場合、回収灰中の亜硫酸
濃度は０２８であった。これは、温度が低いなめ反応速
度が低下したものと考えられる。

比較例１ 第３図に示されるリサイクル型の脱硫装置で実施した。

第３図に示す例は排ガスを脱硫剤Ａと水６が供給される
脱硫塔３で脱硫処理後、集塵装置４で灰を回収し、回収
所をエアヒータ２と脱硫塔３の間の煙道］１にリサイク
ルさせ、同時に該煙道１１に脱硫剤Ａと水６を供給する
ものである。

実施例１とまったく同一の条件で、煙道１１中の４００
℃の煙道ガスに対して５　Ｗ　ｔ％の水６を添加し試験
を行ったところ、亜硫酸濃度０．１５てあった。しかし
、水６の供給量は約１０００倍になりかつ、集塵装置４
内に硫酸ミスＩ・が堆積し、集塵装置４内が腐食した。

［発明の効果］ 本発明によると、集塵装置から回収される亜硫酸塩を含
む灰が水分とＮＯガスにより硫酸塩となり、容易かつ安
全な廃棄か可能な状態て使用済脱硫剤の処理か可能とな
る。

このとき、ＮＯ含有ガスとして高温ガスである燃焼排ガ
スを用いると前記亜硫酸塩の硫酸塩化か促進され、また
、前記灰中に含まれる未反応の脱硫剤により前記排ガス
の脱硫もできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例の装置フローシート、第２図
は灰分散装置付きの本発明の実施例の装置のフローシー
ト、第３図はリサイクル機構付きの公知例、第４図は従
来の脱硫装置のフローシートの一例である。 ■・・・ボイラ、２・・・エアヒータ、３・・・脱硫塔
、４・・・集塵装置、５・・・酸化器、６・・・水また
は水蒸気（水分）、７・・・回収所、８・・・Ｎｏ含有
ガス出願人　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

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃焼装置から排出される硫黄化合物含有排ガスを
   脱硫塔においてカルシウム系脱硫剤で脱硫処理した後の
   亜硫酸カルシウム化合物含有灰を回収する集塵装置と、 該集塵装置の後流側に配置され、該亜硫酸カルシウム含
   有灰と水分と一酸化窒素含有ガスを導入して、該亜硫酸
   カルシウム含有灰を硫酸塩とする酸化器と、 を設けたことを特徴とする排ガス処理装置。
2. （２）燃焼装置から排出される硫黄化合物含有排ガスを
   脱硫塔においてカルシウム系脱硫剤で脱硫処理した後の
   亜硫酸カルシウム化合物含有灰を回収する集塵装置と、 該集塵装置の後流側に配置され、該亜硫酸カルシウム含
   有灰と一酸化窒素含有高温ガスを混合する混合器と、 該混合器の後流側に配置され、前記亜硫酸カルシウム含
   有灰と一酸化窒素含有ガスとの混合物と水分とを混合し
   て該亜硫酸カルシウム含有灰を硫酸塩にする酸化器と、 を設けたことを特徴とする排ガス処理装置。
3. （３）請求項１または請求項２記載の排ガス処理装置に
   排ガス中の窒素酸化物濃度と硫黄酸化物濃度の検出手段
   と、 該検出手段での窒素酸化物濃度と硫黄酸化物濃度の検出
   値が大気中への排ガス基準濃度を満足している場合に該
   排ガスを一酸化窒素含有高温ガスとして酸化器に導入す
   る排ガス導入手段と、を設けたことを特徴とする排ガス
   処理装置。
4. （４）亜硫酸カルシウム含有灰を酸化し、硫酸化合物と
   する際、該亜硫酸カルシウム含有灰に対し水分および一
   酸化窒素を含む高温ガスを導入することを特徴とする請
   求項１または請求項２記載の排ガス処理装置に用いる亜
   硫酸化合物酸化装置。