JPH05345114A

JPH05345114A - 排ガス処理方法

Info

Publication number: JPH05345114A
Application number: JP4175923A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Ito; 義郎伊藤
Original assignee: Mitsui Mining Co Ltd
Current assignee: Mitsui Mining Co Ltd
Priority date: 1992-06-11
Filing date: 1992-06-11
Publication date: 1993-12-27

Abstract

(57)【要約】【目的】排ガス中の有害物質を効率よく除去する排ガス
処理方法を提供する。【構成】移動層形式の反応器を用いて、粒子状物質が
上方から下方へ移動する移動層に対し排ガスを直交流で
通過させて排ガス中の有害成分を除去する排ガス処理方
法において、排ガス入口側の通気性構造体の開口部の口
径を粒子状物質の径よりも大きくすることにより、粒子
状物質の一部が排ガス入口側の通気性構造体を通って反
応器の排ガス導入部へ流出するようにした排ガス処理方
法。【効果】通気性構造体近傍でのダストや粒子状物質の
滞留がなく、装置の安定した連続運転が可能となる。ま
た、装置の簡略化により設備費を著しく軽減することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種排ガスから、ダス
ト、硫黄酸化物、窒素酸化物などの有害物質を除去する
ための排ガス処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種燃焼排ガスや製鉄所の排ガス等の排
ガスに含まれる硫黄酸化物や窒素酸化物などの有害物質
を除去する方法として、必要によりアンモニアなどの還
元剤の存在下に活性炭、活性コ−クスなどの脱硫脱硝用
炭素材のような粒子状物質と接触させ、吸着又は分解に
より除去する方法がある。この方法においては、排ガス
の入口側と出口側を通気性構造体で支持した、粒子状物
質が上方から下方へ移動する移動層形式の反応器を使用
し、排ガスを粒子状物質の移動層に対し直交流で通過さ
せて処理するのが一般的である。この場合、通気性構造
体としては、粒子状物質がこぼれ落ちないような口径の
開口部を有する多孔板や網状物あるいはすのこ状のフラ
ットバー形式の構造体等を使用するのが最も簡単な方法
である。ところが、このような通気性構造体では通気部
分の口径を十分大きくできないため、ガスの流通量を多
くすることができず、また、排ガス中のダストや硫黄酸
化物とアンモニアとの反応生成物などが排ガス入口側の
通気性構造体の開口部やその近傍の粒子状物質に付着、
堆積して圧損の上昇を招き、処理ガス量を低下させた
り、ガスの偏流を起したりして、装置の運転効率や粒子
状物質の利用効率を低下させる原因となる。

【０００３】このため、特に排ガス入口側の通気性構造
体としては、粒子状物質を完全に保持でき、大きなガス
流路を確保できる、図３に示すようなルーバー形式の構
造体が多用されている。しかしながら、このようなルー
バー構造体においても、ダストや反応生成物の多い排ガ
スを処理する場合には、前記のようなダストや生成物の
付着、堆積による問題は残されており、更に反応器内を
流下する粒子状物質の粉体圧により図４に示すようにル
ーバー１７上に粒子状物質の滞留部分１８を生じ、ダス
トや生成物の付着、堆積が助長される傾向がある。

【０００４】このような問題点を解決するため、ルーバ
ー構造体の内側に図５に示すような特定の形状のサブル
ーバー１９を配置して移動層の内側からの粉体圧を抑
え、ルーバー近傍の粒子状物質の流れを円滑にしてルー
バー上への滞留を防いだり、更に図６に示すように、最
下段のサブルーバーの下端から排出部５にかけて、先端
に流量調製板１１を取付けた仕切板９を設置し、メイン
ルーバーとサブルーバーとの間の粒子状物質の流れをサ
ブルーバーの後流側の主反応層を形成する粒子状物質の
流れと独立に制御できるようにして、ダストや生成物の
付着量の多いメインルーバー近傍の粒子状物質の移動速
度を速くすることによって、圧損の上昇やガスの偏流が
生ずるのを防ぐような工夫がなされている（特開昭６１
−２２０７２１号公報など）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】これらの方法は、排ガ
ス入口側のルーバー近傍部におけるダストや反応生成物
の付着、堆積を防ぐことができ、効果的な方法である
が、粒子状物質が外側に漏れ出さないようにし、ダスト
や反応生成物の付着や蓄積を防ぎしかもできるだけ大き
なガス流量を確保するために、メインル−バ−及びサブ
ル−バ−の形状、大きさ、角度、間隔等を最適化する設
計が難しく、また装置も複雑で多量の構造材料を必要と
するという問題点があった。更にルーバーを使用した装
置では、粒子状物質の安息角により制約を受けるため、
開口率をあまり大きくすることができないという問題も
あった。本発明は、このような従来技術の問題点を解決
し、簡単な構造の通気性構造体で支持された粒子状物質
の移動層よりなる排ガス処理装置を使用し、排ガスから
効率よく有害物質を除去できる排ガスの処理方法を提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、排ガス入口側
と出口側の壁を通気性構造体で構成した移動層形式の反
応器を用いて、粒子状物質が上方から下方へ移動する移
動層に対し排ガスを直交流で通過させて排ガス中の有害
成分を除去する排ガス処理方法において、排ガス入口側
の通気性構造体の開口部の口径を粒子状物質の径よりも
大きくすることにより、移動層内を流下する粒子状物質
の一部が排ガス入口側の通気性構造体を通って反応器の
排ガス導入部へ流出するようにした排ガス処理方法であ
って、好ましい形態として、流出した粒子状物質は移動
層内を流下した粒子状物質と合流させて処理するように
した排ガス処理方法である。

【０００７】以下図面を参照しつつ、本発明の方法を詳
細に説明する。図１は、本発明の方法の１実施態様を示
す脱硫脱硝装置の概略断面図である。この脱硫脱硝装置
は、排ガス入口側及び出口側の壁をそれぞれ通気性構造
体２及び３で構成し、上部は粒子状物質を供給するため
のホッパー４に接続し、下部は排出部５を介して排出装
置６に接続した反応器１を主体として構成されており、
排ガス入口側の通気性構造体の前面には排ガス導入部７
が、排ガス出口側の通気性構造体の後面には排ガス導出
部８が設けられている。また、排ガス導入部の下部に
は、排ガス入口側の通気性構造体の最下端に接続し、排
出部の外壁に沿って下方へ延びる仕切板９によって移動
層内を流下する粒子状物質と分離された、粒子状物質の
返送路１０が設けられている。この仕切板の先端には、
移動層内を流下する粒子状物質と排ガス導入部から回収
される粒子状物質の流量を調整する流量調整板１１が取
付けられている。

【０００８】活性炭、活性コ−クスなどの脱硫脱硝用炭
素材よりなる粒子状物質１２が、上部に設けられたホッ
パー４から供給され、反応器内を上方から下方へ移動し
て移動層１３を形成し、反応器下部の排出部５を経て、
定量フィーダー等の排出装置６から排出される。排出さ
れた粒子状物質は、適宜粉状物の分離、再生処理等を施
されたのち、循環再使用される。移動層１３を流下する
粒子状物質の量及び流下速度は、粒子状物質の脱塵及び
脱硫脱硝能力並びに排ガスの流量、排ガス中に含まれる
ダストや硫黄酸化物、窒素酸化物などの有害物質の量等
によって適宜設定される。また、排ガス入口側の通気性
構造体２付近を流下する粒子状物質の一部は、通気性構
造体２の、口径が粒子状物質の径よりも大きく設定され
ている開口部を通り、排ガス導入部７内を落下し、排ガ
ス導入部の下部に堆積し、粒子状物質の返送路１０を通
って排出部内で移動層内を流下してきた粒子状物質に合
流する。

【０００９】ダストや硫黄酸化物、窒素酸化物などの有
害物質を含む排ガス１４は、必要によりダクト内あるい
は排ガス導入部においてアンモニア等を添加したのち、
排ガス導入部から排ガス入口側の通気性構造体の開口部
を通って移動層内へ供給され、粒子状物質の流れに対し
直交流で移動層内を通過し、有害物質が吸着あるいは分
解除去され、排ガス出口側の通気性構造体を通って系外
へ排出される。

【００１０】本発明の方法は、排ガス入口側の通気性構
造体の近傍を流下し、多量のダストや反応生成物の付着
した粒子状物質の一部を、通気性構造体の開口部から排
ガス導入部内へ流出させることを特徴としている。この
ようにすることにより、通気性構造体上やその近傍の粒
子状物質へのダストや反応生成物の堆積を防ぐことがで
き、その結果、圧損の上昇やガスの偏流を起すことな
く、装置の円滑な運転が可能になるのである。

【００１１】本発明の方法で使用する装置において、排
ガス入口側の通気性構造体は、できるだけ開口面積が大
きく、大きなガス流量が確保できるようなものが好まし
く、必要により補強材で補強したパンチングプレ−トな
どの各種多孔板、網状体、フラットバ−などの格子状あ
るいはすのこ状の構造体などの通気性の簡易構造体で構
成される。また。適量の粒子状物質が流出するように開
口面積や各構成ユニットの角度を調整したルーバー形式
の構造体も使用できる。この排ガス入口側の通気性構造
体の開口部の口径は、移動層内を流下する粒子状物質の
径よりも大きくして、粒子状物質の一部が排ガス導入部
内へ流出するようにする。また、粒子状物質は下方へ流
下するに従って少しずつ排ガス導入部へ流出し、下方へ
行くに従い平均粒径が大きくなり、また、移動層の下方
へ行くに従って粉体圧が大きくなり、粒子状物質が流出
しにくくなるので、下方へ行くに従い開口部の口径が大
きくなるようにするのが好ましい。

【００１２】排ガス入口側の通気性構造体から流出させ
る粒子状物質の量は、排ガスの性状、粒子状物質の形
状、大きさ、表面性状、流下速度などの運転条件を勘案
し、開口部の形状、口径、開口面積等を定めることによ
って設定される。また、排ガス導入部へ流出させる粒子
状物質の比率は、粒子状物質の脱塵及び脱硫脱硝能力及
び排ガスの流量、排ガス中に含まれるダストや硫黄酸化
物などの反応性物質の量などによって適宜設定される
が、装置に供給される粒子状物質の総量に対して０．１
〜２０％程度が好ましい。この割合が０．１％未満で
は、ダストや反応生成物の除去効果が不十分で、圧損の
上昇や偏流を起す虞があり、また、２０％を超えると粒
子状物質の利用効率が低下するので好ましくない。な
お、排ガス出口側の通気性構造体は、必要により排ガス
入口側のそれと同様の構造のものとしてもよいが、通常
は、排ガス出口側はダストや反応生成物の付着、堆積は
少ないので、通常用いられている粒子状物質の流出のな
い通気性構造体とすればよい。

【００１３】図１には、排ガス入口側の通気性構造体か
ら流出した粒子状物質が排ガス導入部の下部に設けられ
た返送路を通って、粒子状物質の排出部内で、移動層を
流下してくる粒子状物質と合流させるようにした例を示
したが、他の実施態様の一例を図２に示す。図２の装置
では、排ガス入口側の通気性構造体の下部に、粒子状物
質の流出口１５を設け、移動層内を流下する粒子状物質
の一部を排ガス導入部の下部に流出させ、排ガス入口側
通気性構造体の開口部から流出して排ガス導入部の下部
に溜った粒子状物質と合流させ、排ガス入口側の通気性
構造体の下部に設けられた粒子状物質の返送路を通して
粒子状物質の排出部内に導入し、移動層内を流下した粒
子状物質と合流させるようにしている。このようにする
ことにより、排ガス導入部の下部に溜った粒子状物質の
返送が円滑に制御できるようになる。この場合、流出口
内側の反応器下部に粒子状物質の流れを調整する調整装
置１６を設置すると、粒子状物質の排ガス導入部への流
出を円滑に調整することができる。調整装置は、移動層
内側からの粉体圧を抑え、流出口からの粒子状物質の流
出を容易にするためのものであって、板を、断面が三角
形となるように組合せたような簡単な構造のもので充分
である。

【００１４】また、排ガス導入部の下部に、粒子状物質
の排出口（図示せず）を設け、堆積した粒子状物質を系
外に抜出すようにすることもできる。なお、排ガス中に
含まれるダストや反応性物質の量や性状、粒子状物質の
性状あるいは運転条件によっては、排ガス入口側通気性
構造体の内側にダストや反応生成物が多量に付着した粒
子状物質の滞留を生じる場合がある。そのような場合に
は図３に示すように、排ガス入口側の通気性構造体の内
側に開口面積が大きく、通気性を損なわないパンチング
プレートやフラットバーなどの簡易構造体よりなる隔壁
２０を設け、その下端に仕切板９、流量調整板１１を接
続し、該隔壁と排ガス入口側通気性構造体との間の粒子
状物質の流れ２１を、該隔壁の内側を流下する主移動層
内の粒子状物質の流れ２２と独立に制御出来るようにし
て、排ガス入口側通気性構造体近傍での粒子の速度を速
くすることによって、粒子の滞留を防ぐようにすること
ができる。

【００１５】

【実施例】以下、実施例により本発明の方法を更に具体
的に説明する。（実施例）図１に示した構造の装置を使用して排ガスの
脱硫脱硝試験を行った。この装置において、排ガス入口
側の通気性構造体を口径３．５〜５．０ｍｍ（上部の開
口部の口径を３．５ｍｍ、下部の開口部の口径を５．０
ｍｍとし、上方から下方へ行くに従い、開口部の口径が
大きくなるようにした）の円形開口部を有する開口率５
０％のパンチングプレ−トで構成し、排ガス出口側の通
気性構造体は内径２ｍｍの円形開口部を有する開口率５
０％のパンチングプレ−トとした。粒子状物質として粒
径２〜１０ｍｍの脱硫脱硝用成形活性コ−クスを使用
し、反応器上方の粒子状物質ホッパ−６から反応器内供
給し移動層５を形成させた。この成形活性コークスの供
給量は５０Ｌ／Ｈｒとした。この反応器内に、ダスト量
２００ｍｇ／Ｎｍ³、ＳＯ₂濃度２３０ｐｐｍ、ＮＯ_x
濃度１８０ｐｐｍの排ガスに３００ｐｐｍのアンモニア
を添加した１６０℃の排ガスを１０００Ｎｍ³／Ｈｒの
流量で供給し、脱塵及び脱硫脱硝試験を行った。この運
転条件において、供給した脱硫脱硝用成形活性コークス
の約４％が、ほぼ定量的に排ガス入口側のパンチングプ
レートの開口部から排ガス導入部内へ流出した。流出し
た成形活性ークスは、排ガス導入部の下部に設けられた
返送路を経て、移動層内を流下してきた成形活性コーク
スと合流させた。このような条件で排ガス処理試験を行
った結果、反応器における圧力損失は、運転初期で５２
ｍｍＡｑであったものが、運転開始後５０時間程度で６
４ｍｍＡｑとわずかに上昇したが、それ以後は上昇する
ことなく安定した連続運転が可能であった。また、４９
０時間経過後反応器出口の排ガス中のダスト濃度は９ｍ
ｇ／Ｎｍ³、ＳＯ₂濃度４ｐｐｍ、ＮＯ_x濃度３３ｐｐ
ｍであり、良好なダスト除去及び脱硫脱硝率を維持して
いた。

【００１６】（比較例）排ガス入口側の通気性構造体
を、成形活性コークスが通過しない内径２．０ｍｍの円
形開口部を有する開口率５０％のパンチングプレ−トと
したほかは実施例と同一の装置を使用し、実施例と同様
に操作し排ガスの処理試験を行った。その結果、運転開
始後から圧力損失が徐々に増大し、４９０時間経過後に
は運転不能に陥った。この時の排ガス入口側パンチング
プレートの開口部付近には、ダストや反応生成物等の付
着物が多量に付着した成形活性コークスが滞留している
のが観察された。

【００１７】

【作用及び効果】本発明の方法においては、排ガス入口
側の粒子状物質の充填保持手段として、粒子状物質の径
よりも大きい口径の開口部を有する通気性構造体を使用
し、反応器内を流下する粒子状物質の一部が、該通気性
構造体の開口部から、排ガス導入部内へ流出するように
しているので、処理される排ガス中に含まれるダストや
反応生成物が最も付着し易い排ガス入口側通気性構造体
の近傍の粒子状物質の一部が継続的に外側に流出する。
そのため、該通気性構造体近傍でのダストや粒子状物質
の滞留がなく、装置の安定した連続運転が可能である。
また、メインルーバーとサブルーバーの組合せなどの複
雑な装置を必要とせず、簡単な構造の通気性構造体とす
ることができるので、設備費を著しく軽減することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の排ガス処理装置の１実施態様を示す断
面図

【図２】本発明の排ガス処理装置の他の実施態様を示す
断面図

【図３】本発明の排ガス処理装置の他の実施態様を示す
断面図

【図４】従来技術の、ルーバーを使用した移動層反応器
の一例を示す概略断面図

【図５】ルーバー近傍部での、粒子状物質の滞留状態を
示す概略図

【図６】従来のルーバーとサブルーバーとの組合せの例
を示す概略図

【図７】従来のルーバーとサブルーバーとの間の粒子状
物質の流れを、移動層内を流れる粒子状物質の流れと独
立に制御できるようにした装置の例を示す概略図

【符号の説明】

１．反応器２．排ガス入口側通気性構造体３．排ガス入口側通気性構造体４．ホッパー５．排出部６．排出装置７．排ガス導入部８．排ガス導出部９．仕切板１０．粒子状物質返送路１１．流量調整板１２．粒子状物質１３．移動層１４．排ガス１５．粒子状物質流出口１６．調整装置１７．ルーバー１８．粒子状物質の滞留部分１９．サブルーバー２０．隔壁２１．排ガス入口側通気性構造体と隔壁との間の粒子状
物質の流れ２２．主移動層内の粒子状物質の流れ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排ガス入口側と出口側の壁を通気性構造
体で構成した移動層形式の反応器を用いて、粒子状物質
が上方から下方へ移動する移動層に対し排ガスを直交流
で通過させて排ガス中の有害成分を除去する排ガス処理
方法において、排ガス入口側の通気性構造体の開口部の
口径を粒子状物質の径よりも大きくすることにより、移
動層内を流下する粒子状物質の一部が排ガス入口側の通
気性構造体を通って反応器の排ガス導入部へ流出するよ
うにしたことを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項２】排ガス入口側と出口側の壁を通気性構造
体で構成した移動層形式の反応器を用いて、粒子状物質
が上方から下方へ移動する移動層に対し排ガスを直交流
で通過させて排ガス中の有害成分を除去する排ガス処理
方法において、排ガス入口側の通気性構造体の開口部の
口径を粒子状物質の径よりも大きくすることにより、移
動層内を流下する粒子状物質の一部が排ガス入口側の通
気性構造体を通って反応器の排ガス導入部へ流出するよ
うにし、流出した粒子状物質は移動層内を流下した粒子
状物質と合流させて処理するようにしたことを特徴とす
る排ガス処理方法。
【請求項３】排ガス入口側と出口側の壁を通気性構造
体で構成した移動層形式の反応器を用いて、粒子状物質
が上方から下方へ移動する移動層に対し排ガスを直交流
で通過させて排ガス中の有害成分を除去する排ガス処理
方法において、排ガス入口側の通気性構造体の開口部の
口径を粒子状物質の径よりも大きくすることにより、移
動層内を流下する粒子状物質の一部が排ガス入口側の通
気性構造体を通って反応器の排ガス導入部へ流出するよ
うにし、流出した粒子状物質は移動層内を流下した粒子
状物質と合流させて処理するようにし、かつ排ガス入口
側の通気性構造体の内側に、通気性構造体よりなり、下
端に仕切板及び流量調整板を接続した隔壁を設け、該隔
壁と排ガス入口側通気性構造体との間の粒子状物質の流
れを、該隔壁の内側を流下する主移動層の粒子状物質の
流れと独立に制御できるようにしたことを特徴とする排
ガス処理方法。
【請求項４】反応器の排ガス導入部の下部に溜った粒
子状物質を、排ガス入口側の通気性構造体の下部に設け
られた粒子状物質の返送路を通して粒子状物質の排出部
内に導入し、移動層内を流下した粒子状物質と合流させ
るようにした請求項２又は３に記載の排ガス処理方法。
【請求項５】排ガス入口側の通気性構造体の下部に、
粒子状物質の流出口を設け、移動層内を流下する粒子状
物質の一部を排ガス導入部の下部に流出させ、排ガス入
口側通気性構造体の開口部から流出して反応器の排ガス
導入部の下部に溜った粒子状物質と合流させ、排ガス入
口側の通気性構造体の下部に設けられた粒子状物質の返
送路を通して、移動層内を流下した粒子状物質と合流さ
せるようにした請求項４に記載の排ガス処理方法。