JPH04290516A - 排ガス処理方法及び装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ダスト含有排ガス又は
ディーゼルエンジン排ガス・ボイラ排ガスのようにダス
ト、窒素酸化物及び硫黄酸化物を含有する排ガスを回転
している粒子充填移動層に通して、集じんと、粒子充填
移動層内に捕集されたダストの焼却・除去とを同時、か
つ連続的に行なう排ガス処理方法及び装置、さらには、
ダストとともに硫黄酸化物もしくは窒素酸化物、または
硫黄酸化物及び窒素酸化物をも同時に連続的に除去する
排ガス処理方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ディーゼルエンジン排ガス中のダ
スト除去方法としては、発泡セラミックなどの多孔質フ
ィルターによるろ過集じんが主流である。この方法では
、フィルター内に捕集されたダストによって、フィルタ
ーの目詰まりが進行し、通気抵抗が一定値以上に高くな
ると、排ガスを切り換え捕集されたダストを焼却・除去
することによって、フィルターを再生する。

【０００３】また、特開平１−１５９０３４号公報には
、ディーゼルエンジン排ガスの煙道中にアンモニアガス
を注入し、その後、消石灰とバナジウム酸化物を担持し
たγ‐アルミナ又はアナターゼ型チタニアの粉末を噴射
し、つぎに、排ガス後流にセラミックスフィルターを設
けて、排ガス中の粉末及び燃焼ばいじんを捕集するとと
もに、この捕集灰の層を排ガスが通過するようにして脱
硝する方法が記載されている。また、特開昭６１−１１
１１２８号公報、１１１１２９号公報には、灰分、塩化
水素、窒素酸化物、硫黄酸化物を含む焼却炉排ガス処理
装置として、多孔質セラミック材の排ガス流入面側に目
詰まり防止用の特殊反応助剤プリコート層を介して、消
石灰又は炭酸カルシウム及び塩化カルシウムを含む固形
物層を形成し、排ガス流出面側に窒素酸化物除去用触媒
層を設けた装置が記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の多孔質フィ
ルターを用いる方法は、つぎのような問題点を有してい
る。 （１）　　フィルターの圧力損失が、ダスト堆積に伴っ
て連続的に上昇する。間欠的に再生することによって、
フィルターの圧力損失は回復するが、エンジン背圧が一
定値とならないため、エンジンの運転に悪影響を及ぼす
。 （２）　　多孔質フィルターを再生するために、排ガス
を切り換える必要があり、また、複数のフィルターを並
列に設置する必要がある。 （３）　　多孔質フィルターを再生するために、ダスト
を焼却する際、フィルター温度が過度に上昇するとフィ
ルターが破損したり、焼結の進行によってフィルター気
孔が潰れる。このため、低温で燃焼させるための触媒担
持や、微妙な燃焼コントロールを行なう必要がある。 （４）　　ダストの燃焼部分が気孔内に残存するため、
フィルターの圧力損失は完全には回復しない。 （５）　　硫黄酸化物、窒素酸化物は、別途処理するこ
とが必要である。また、特開平１−１５９０３４号公報
記載の方法においても、上記と同様の問題点を有してい
る。 また、特開昭６１−１１１１２８号公報、１１１１２９
号公報には、焼却炉排ガスから、ダストとともに窒素酸
化物を除去することが記載されているが、この場合も、
多孔質セラミックフィルターを使用するものであり、上
記と同様の問題点を有している。

【０００５】本発明は、上記の諸点に鑑みなされたもの
で、回転している粒子充填移動層内に、上流側から、排
ガス処理ゾーン及び再生ゾーンを形成することにより、
又は、上流側から、排ガス処理ゾーン、再生ゾーン及び
予熱ゾーンを形成することにより、排ガス中のダスト、
又は排ガス中のダスト及び硫黄酸化物もしくは窒素酸化
物、又は排ガス中のダスト、硫黄酸化物及び窒素酸化物
を効率よく連続的に除去することができる排ガス処理方
法及び装置を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【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、請求項１の排ガス処理方法は、図１及び図２に示
すように、つぎの（ａ）〜（ｄ）の工程、すなわち、（
ａ）　　連続的又は間欠的に回転する中空円筒状の粒子
移動層の一部に排ガスを通過させて、排ガス中のダスト
を捕集する工程、（ｂ）　　前記移動層の他の一部に再
生ガスを流して、粒子間に捕集されたダストを連続的に
焼却する工程、（ｃ）　　灰分含有粒子を連続的に抜き
出して、粒子と灰分とに分離する工程、（ｄ）　　分離
された粒子を前記移動層に循環する工程、とを包含する
ことを特徴としている。

【０００７】請求項２の排ガス処理方法は、図３に示す
ように、つぎの（ａ）〜（ｅ）の工程、すなわち、（ａ
）　　連続的又は間欠的に回転する中空円筒状の粒子移
動層の一部に排ガスを通過させて、排ガス中のダストを
捕集する工程、（ｂ）　　前記移動層の他の一部に再生
ガスを流して、上流側においてダストの燃焼により加熱
された粒子により再生ガスを予熱する工程、（ｃ）　　
予熱された再生ガスを移動層の上流側の一部に流して、
粒子中に捕集されたダストを連続的に焼却する工程、（
ｄ）　　灰分含有粒子を連続的に抜き出して、粒子と灰
分とに分離する工程、（ｅ）　　分離された粒子を前記
移動層に循環する工程、とを包含することを特徴として
いる。

【０００８】また、上記の排ガス処理方法において、粒
子の少なくとも一部を脱硫活性を有する粒子として、ダ
ストの除去とともに硫黄酸化物を除去するようにしたり
、粒子の少なくとも一部を脱硝活性を有する粒子とし、
排ガス中に還元剤を添加して、ダストの除去とともに窒
素酸化物を除去するようにしたり、粒子の少なくとも一
部を脱硫活性を有する粒子及び脱硝活性を有する粒子と
し、排ガス中に還元剤を添加して、ダストの除去ととも
に硫黄酸化物及び窒素酸化物を除去するようにしたり、
粒子の少なくとも一部を同時脱硫・脱硝活性を有する粒
子とし、排ガス中に還元剤を添加して、ダストの除去と
ともに硫黄酸化物及び窒素酸化物を除去するようにする
ことができる。なお、還元剤としては、アンモニア、炭
化水素などが用いられる。

【０００９】本発明の排ガス処理装置は、図１及び図２
に示すように、多孔支持体１２からなる回転内筒１０と
、多孔支持体１２からなる固定外筒１４と、回転内筒１
０及び固定外筒１４を、固定外筒１４と本体内面との間
に間隙１８が生じるように収納する装置本体１６と、回
転内筒１０の外面に軸方向に取り付けられた、先端が固
定外筒１４の内面に摺接する多数の回転仕切板２０と、
回転内筒１０と固定外筒１４との間に粒子を供給して形
成される移動層２４と、　　回転内筒１０内に軸方向に
設けられた、先端が回転内筒内面に摺接する、処理ガス
と再生ガスとを仕切るための内側仕切板２６と、固定外
筒１４の外面と装置本体１６の内面との間に軸方向に設
けられた、排ガスと再生オフガスとを仕切るための外側
仕切板３０と、移動層２４の一部に接続された粒子排出
用シュート３２と、粒子排出用シュート３２の下端に設
けられた粒子切出し装置３４と、粒子切出し装置３４に
接続された灰分離装置３６と、灰分離装置３６に再生粒
子循環手段３８を介して接続され、かつ移動層２４の上
部に接続された粒子ホッパー２２と、装置本体１６に接
続された排ガスダクト４０、処理ガスダクト４２、再生
ガスダクト４８及び再生オフガスダクト４６と、を包含
することを特徴としている。

【００１０】また、上記の排ガス処理装置において、図
３に示すように、固定外筒１４の外面と装置本体１６の
内面との間に設けられた外側仕切板３０と粒子排出用シ
ュート３２との間の間隙１８に、再生ガスと再生オフガ
スとを仕切るための第２の外側仕切板５２を軸方向に設
けて、この第２の外側仕切板５２の下流側の移動層２４
を再生ガスの予熱ゾーン５４とするように構成すること
もできる。

【００１１】

【作用】図１において、回転内筒１０と回転仕切板２０
とは一体となって矢印Ｂ方向に回転し、充填粒子を回転
させる。回転している粒子移動層２４に排ガスが導入さ
れ、排ガス中のダストが捕集される。内側仕切板２６ａ
と内側仕切板２６ｂとの間が排ガス処理ゾーンとなる。 ダストを捕集した粒子の移動層は、さらに回転して空気
、酸素、処理済み排ガスなどの酸素含有気体である再生
ガスが導入されて、捕集されていたダストが連続的に燃
焼する。内側仕切板２６ｂと内側仕切板２６ｃとの間が
再生ゾーンとなる。灰分含有粒子は粒子排出用シュート
３２内に落下し、灰分離装置３６へ導入されて、粒子と
灰分とに分離され、分離された再生粒子は移動層の上部
の粒子ホッパー２２に循環され、再使用に供される。 ここで、粒子の一部又は全部を脱硫活性を有する粒子と
することにより、ダストと同時にＳＯｘも除去される。 また、粒子の一部又は全部を脱硝活性を有する粒子とす
ることにより、ダストと同時にＮＯｘも除去される。ま
た、粒子の一部又は全部を脱硫活性を有する粒子及び脱
硝活性を有する粒子とするか、又は同時脱硫・脱硝活性
を有する粒子とすることにより、ダストと同時にＳＯｘ
、ＮＯｘも除去される。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の好適な実施例
を詳細に説明する。ただし、この実施例に記載されてい
る構成機器の形状、その相対配置などは、とくに特定的
な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定
する趣旨のものではなく、単なる説明例にすぎない。 実施例１ 図１及び図２において、１０は回転内筒で、金網、パン
チングメタル、多孔板などの多孔支持体１２から構成さ
れる。１４は固定外筒で、同様に多孔支持体１２から構
成される。１６は円筒状の装置本体で、固定外筒１４と
本体内面との間に、ガス通路となる間隙１８が生じるよ
うに、回転内筒１０及び固定外筒１４が収納される。回
転内筒１０の外面には、先端が固定外筒１４の内面に摺
接する多数の回転仕切板２０が円筒の軸方向に設けられ
る。固定外筒１４の上部には粒子ホッパー２２が接続さ
れ、この粒子ホッパーから回転内筒１０と固定外筒１４
との間に粒子が供給されて移動層２４が形成される。

【００１３】回転内筒１０内には、処理ガスと再生ガス
とを仕切るための内側仕切板２６が円筒の軸方向に設け
られる。内側仕切板２６は、一例として、回転内筒１０
の内側に２６ａ、２６ｂ、２６ｃの３枚が設けられる。 内側仕切板２６の先端は、回転内筒の内面に摺接してい
る。また、２８は内側仕切板２６を取り付けるための固
定円筒又は固定円柱である。固定外筒１４の外面と装置
本体１６の内面との間の間隙１８には、排ガスと再生オ
フガスとを仕切るための外側仕切板３０が円筒の軸方向
に設けられる。移動層２４の側部には粒子排出用シュー
ト３２が接続され、このシュート３２内に落下した灰分
含有粒子は、粒子切出し装置３４により灰分離装置３６
へ送られて、灰分と粒子とに分離され、分離された粒子
は再生粒子循環手段３８を介して、粒子ホッパー２２へ
循環されて再使用に供される。再生粒子循環手段３８と
しては、ベルトコンベア、バケットエレベーター、気流
搬送などの粒子輸送手段などが用いられる。粒子ホッパ
ー２２と外側仕切板３０との間における移動層の上流側
に相当する装置本体１６に、排ガスダクト４０が接続さ
れ、この部分における装置本体１６の側部に処理ガスダ
クト４２が接続され、排ガス処理ゾーン４４が形成され
る。一方、外側仕切板３０と粒子排出用シュート３２と
の間における装置本体１６に、再生オフガスダクト４６
が接続され、この部分における装置本体１６の側部に再
生ガスダクト４８が接続されて、再生ゾーン５０が形成
される。なお、回転内筒１０を連続的又は間欠的に回転
させる手段としては、図示していないが、回転内筒の両
端に歯車、ベルト溝又はスプロケット部を設け、モータ
ーにより駆動する歯車、ベルト又はチェーンを係合させ
る構造などとする。また、排ガスダクト４０と処理ガス
ダクト４２との位置を入れ替えたり、再生ガスダクト４
８と再生オフガスダクト４６との位置を入れ替えたりす
ることも可能である。間欠的に回転させる場合には、一
回当たり回転仕切板の１〜数枚分を回転させ、すべての
内側仕切板、外側仕切板の位置が、回転仕切板の位置と
一致するように取り付けるのが望ましい。

【００１４】集じんのみを目的とする場合、一般に粒子
としては、熱的に安定なアルミナ、ムライト、シリカな
どのセラミック造粒物が適している。粒子直径は１〜５
ｍｍ程度が望ましい。また、集じんと脱硫とを同時に行
なう場合は、Ｃｕ‐Ａｌ又はＣｕ‐Ａｌ‐Ｔｉ系の粒子
を用いることが望ましい。その場合、以下の反応が進行
する。 （脱硫反応）　　ＣｕＯ＋ＳＯ２＋１／２Ｏ２→ＣｕＳ
Ｏ４（再生反応）　　ＣｕＳＯ４→ＣｕＯ＋ＳＯ２＋１
／２Ｏ２下段の脱硫剤再生反応は熱分解反応であり、脱
硫剤粒子の再生と粒子移動層に捕集されたダストの燃焼
とを同時に行なうことにより、ダスト燃焼熱を熱分解に
利用するとともに、カーボンによる還元効果で再生反応
を促進することができる。　　また、集じんと脱硝とを
同時に行なう場合には、Ｖ２Ｏ５‐ＴｉＯ２、Ｖ２Ｏ５
‐ＷＯ３‐ＴｉＯ２、ＣｕＯ‐Ａｌ２Ｏ３などの粒子を
用いることが望ましい。さらに、集じんを行なう上に、
脱硫と脱硝とを同時に行なう場合は、上記の脱硫剤に加
え、Ｖ２Ｏ５、ＷＯ３、ＣｕＯなどを表面に担持した粒
子や、あるいはＶ２Ｏ５‐ＴｉＯ２、Ｖ２Ｏ５‐ＷＯ３
‐ＴｉＯ２、ＣｕＯ‐Ａｌ２Ｏ３などの脱硝触媒粒子を
混合し、被処理ガスに還元剤を必要反応当量分添加して
、移動層に供給する。また、Ｖ２Ｏ５系、Ｃｒ２Ｏ３系
など同時脱硫・脱硝活性を有する粒子を用い、被処理ガ
スに還元剤を必要反応当量分添加して、移動層に供給す
ることにより、上記と同じく、集じんの上に脱硫と同時
に脱硝を行なうことができる。上記の粒子は、いずれも
緻密焼結体とするのが望ましく、この場合は、従来の多
孔質フィルターのように、ダスト燃焼熱による破損・焼
結が発生し難いという利点がある。

【００１５】実施例２ 本実施例は、図３に示すように、固定外筒１４の外面と
装置本体１６の内面との間に設けられた外側仕切板３０
と粒子排出用シュート３２との間の間隙１８に、再生ガ
スと再生オフガスとを仕切るための第２の外側仕切板５
２を軸方向に設けて、この第２の外側仕切板５２の下流
側の移動層２４を再生ガスの予熱ゾーン５４とするよう
に構成したものである。この場合、再生ガスダクト５６
は、第２の外側仕切板５２と粒子排出用シュート３２と
の間の装置本体１６に接続される。再生ガスダクト５６
から供給された再生ガスは、上流側の再生ゾーン５０に
おけるダストの燃焼により加熱された粒子により予熱さ
れ、回転内筒１０の内側を通って再生ゾーン５０に流入
し、粒子中に捕集されたダストを連続的に焼却する。他
の構成、作用は図１及び図２の場合と同様である。

【００１６】

【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。 （１）　　１つの回転する移動層により、排ガス処理と
粒子再生との両方を連続的に行なうことができる。 （２）　　粒子を移動させることにより、ろ過面を常に
更新でき、通気抵抗を安定させ、粒子に付着した可燃性
ダストを連続的に焼却・除去して粒子の再生を行なうこ
とができる。 （３）　　連続的に粒子を抜き出し、灰分を機械的に分
離することにより、粒子の完全再生ができ、再生粒子を
繰り返して使用することができる。 （４）　　粒子の一部又は全部として脱硫剤粒子を用い
る場合は、排ガス中のダストとＳＯｘとを同時に除去す
ることができる。 （５）　　粒子の一部又は全部として脱硝剤粒子を用い
る場合は、排ガス中に少量の還元剤を添加することによ
り、排ガス中のダストとＮＯｘとを同時に除去すること
ができる。 （６）　　粒子の一部又は全部として脱硫剤粒子及び脱
硝活性を有する粒子を用いる場合は、排ガス中に少量の
還元剤を添加することにより、排ガス中のダスト、ＳＯ
ｘ及びＮＯｘを同時に除去することができる。 （７）　　粒子の一部又は全部として同時脱硫・脱硝活
性を有する粒子を用いる場合は、排ガス中に少量の還元
剤を添加することにより、排ガス中のダスト、ＳＯｘ及
びＮＯｘを同時に除去することができる。 （８）　　再生ガスの予熱ゾーンを設ける場合は、ダス
ト燃焼をより効果的に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の排ガス処理装置の一実施例を示す断面
説明図である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面説明図である。

【図３】本発明の排ガス処理装置の他の実施例を示す断
面説明図である。

【符号の説明】

１０　　回転内筒 １２　　多孔支持体 １４　　固定外筒 １６　　装置本体 １８　　間隙 ２０　　回転仕切板 ２２　　粒子ホッパー ２４　　移動層 ２６　　内側仕切板 ２８　　固定円筒 ３０　　外側仕切板 ３２　　粒子排出用シュート ３４　　粒子切出し装置 ３６　　灰分離装置 ３８　　再生粒子循環手段 ４０　　排ガスダクト ４２　　処理ガスダクト ４４　　排ガス処理ゾーン ４６　　再生オフガスダクト ４８　　再生ガスダクト ５０　　再生ゾーン ５２　　外側仕切板 ５４　　予熱ゾーン ５６　　再生ガスダクト

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　つぎの（ａ）〜（ｄ）の工程、すなわ
   ち、（ａ）　　連続的又は間欠的に回転する中空円筒状
   の粒子移動層の一部に排ガスを通過させて、排ガス中の
   ダストを捕集する工程、（ｂ）　　前記移動層の他の一
   部に再生ガスを流して、粒子間に捕集されたダストを連
   続的に焼却する工程、（ｃ）　　灰分含有粒子を連続的
   に抜き出して、粒子と灰分とに分離する工程、（ｄ）　
   　分離された粒子を前記移動層に循環する工程、とを包
   含することを特徴とする排ガス処理方法。
2. 【請求項２】　　つぎの（ａ）〜（ｅ）の工程、すなわ
   ち、（ａ）　　連続的又は間欠的に回転する中空円筒状
   の粒子移動層の一部に排ガスを通過させて、排ガス中の
   ダストを捕集する工程、（ｂ）　　前記移動層の他の一
   部に再生ガスを流して、上流側においてダストの燃焼に
   より加熱された粒子により再生ガスを予熱する工程、（
   ｃ）　　予熱された再生ガスを移動層の上流側の一部に
   流して、粒子中に捕集されたダストを連続的に焼却する
   工程、（ｄ）　　灰分含有粒子を連続的に抜き出して、
   粒子と灰分とに分離する工程、（ｅ）　　分離された粒
   子を前記移動層に循環する工程、とを包含することを特
   徴とする排ガス処理方法。
3. 【請求項３】　　粒子の少なくとも一部を脱硫活性を有
   する粒子として、ダストの除去とともに硫黄酸化物を除
   去することを特徴とする請求項１又は２記載の排ガス処
   理方法。
4. 【請求項４】　　粒子の少なくとも一部を脱硝活性を有
   する粒子とし、排ガス中に還元剤を添加して、ダストの
   除去とともに窒素酸化物を除去することを特徴とする請
   求項１又は２記載の排ガス処理方法。
5. 【請求項５】　　粒子の少なくとも一部を脱硫活性を有
   する粒子及び脱硝活性を有する粒子とし、排ガス中に還
   元剤を添加して、ダストの除去とともに硫黄酸化物及び
   窒素酸化物を除去することを特徴とする請求項１又は２
   記載の排ガス処理方法。
6. 【請求項６】　　粒子の少なくとも一部を同時脱硫・脱
   硝活性を有する粒子とし、排ガス中に還元剤を添加して
   、ダストの除去とともに硫黄酸化物及び窒素酸化物を除
   去することを特徴とする請求項１又は２記載の排ガス処
   理方法。
7. 【請求項７】　　多孔支持体（１２）からなる回転内筒
   （１０）と、多孔支持体（１２）からなる固定外筒（１
   ４）と、回転内筒（１０）及び固定外筒（１４）を、固
   定外筒（１４）と本体内面との間に間隙（１８）が生じ
   るように収納する装置本体（１６）と、回転内筒（１０
   ）の外面に軸方向に取り付けられた、先端が固定外筒（
   １４）の内面に摺接する多数の回転仕切板（２０）と、
   回転内筒（１０）と固定外筒（１４）との間に粒子を供
   給して形成される移動層（２４）と、回転内筒（１０）
   内に軸方向に設けられた、先端が回転内筒内面に摺接す
   る、処理ガスと再生ガスとを仕切るための内側仕切板（
   ２６）と、固定外筒（１４）の外面と装置本体（１６）
   の内面との間に軸方向に設けられた、排ガスと再生オフ
   ガスとを仕切るための外側仕切板（３０）と、移動層（
   ２４）の一部に接続された粒子排出用シュート（３２）
   と、粒子排出用シュート（３２）の下端に設けられた粒
   子切出し装置（３４）と、粒子切出し装置（３４）に接
   続された灰分離装置（３６）と、灰分離装置（３６）に
   再生粒子循環手段（３８）を介して接続され、かつ移動
   層（２４）の上部に接続された粒子ホッパー（２２）と
   、装置本体（１６）に接続された排ガスダクト（４０）
   、処理ガスダクト（４２）、再生ガスダクト（４８）及
   び再生オフガスダクト（４６）と、を包含することを特
   徴とする排ガス処理装置。
8. 【請求項８】　　固定外筒（１４）の外面と装置本体（
   １６）の内面との間に設けられた外側仕切板（３０）と
   粒子排出用シュート（３２）との間の間隙（１８）に、
   再生ガスと再生オフガスとを仕切るための第２の外側仕
   切板（５２）を軸方向に設けて、この第２の外側仕切板
   （５２）の下流側の移動層（２４）を再生ガスの予熱ゾ
   ーン（５４）としたことを特徴とする請求項７記載の排
   ガス処理装置。