JPH05507234A - 燃焼ガスの脱硫方法 - 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】 燃焼ガスの脱硫方法 欠豆旦１１ 本発明の目的は、燃焼ガスの脱硫方法にある。

熱発生装置の排気ガスからの硫黄酸化物排出を制限する厳しい規制が、各国で設 けられており、そのため経済性の高い高硫黄含有量の燃料を使用できない状況に ある。

褐炭に似たある種の石炭や、石油精製の過程で生じる石油残液がその例として挙 げられる。

仏国特許第２．６０９　、１５０号は、硫黄酸化物、とくに二酸化硫黄含有量の 高い燃料を使う熱発生装置から出る硫黄酸化物の排出を、減少させるための方法 を開示している。

この方法によれば、燃焼ガス中に粉体脱硫剤を注入したのち、この混合物を脱硫 ゾーンで循環させ、少なくとも部分的に脱硫のすんだガスの一部を粉体脱硫剤か ら分離するとともに、粉体脱硫剤を再利用または廃棄処分する。

仏国特許出願ＥＮ、８８／１２，３８３号にも同様の方法が記載されている。該 特許出願では、脱硫剤の粒子と燃焼ガスの混合を、脱硫ゾーンの上流に設けた乱 流ゾーンで行う。

この種の脱硫では、カルシウムやマグネシウムの酸化物や炭化物など、カルシウ ムやマグネシウム系吸着剤が充分利用されないまま残る。この現象の原因はまだ 完全には解明されていないが、吸着剤が粒子内部に入るのを妨げる皮膜が、粒子 表面に形成されるのではないかと考えられる。

上記欠点を解決し、とりわけ、脱硫率が高く吸着剤の使用率を高める方法が発見 された。

髪匪至ｌｊ より具体的には、粒状脱硫剤を燃焼ガス流に注入することを特徴とする本発明の 燃焼ガスの脱硫方法は、以下のステップからなる： （ａ）燃焼ガスを少なくとも２つの流れに分流させ、（ｂ）分流のそれぞれに粒 状脱硫剤を添加し、（Ｃ）粒子を担持させた２つの分流が合流して交じり合うよ うに、流れの向きをそれぞれ変え、（ｄ）その結果得られたガスと固体粒子の混 合流を送流し、 （ｅ）（ｄ）からの混合流を少なくとも２つの流れに分流し、 （ｆ）２つの分流が再び合流して混じり合うように、流れの向きをそれぞれ変え 、 （ｇ）固体粒子から脱硫ガスを分離する。

分離の後、粒子にまだ充分な脱硫能力がある場合は再使用してもよいが、本発明 では１サイクルごとの脱硫剤の使用効率が高いため、必ずしも再使用する必要は ない。

粒子の粒径は通常　１から１００マイクロメートル、好ましくは２から２５ミク ロメートルであり、密度は５００から４，０００　ｋｇ／ｒｒｒ３の範囲とする 。

脱硫温度、すなわちガスと吸着剤の混合後の温度は、７００から　１．１００℃ の範囲で選択できる。

重要なのはガスと粒子の懸濁流の速度で、ＩＯから８０ｍ７秒の範囲とするのが 好都合であるが、好ましくは２０から３０ｍ／秒である。この流速にすると、排 気ガス中に吸着剤を均一に混合させるのに充分な乱流を生じさせることになり、 その結果吸着剤の利用率が高くなる。

ガス中の粒子濃度は、たとえば０．０２から１　ｋｇ／Ｎｍ３、好ましくは０． ０５から０．２　ｋｇ／Ｎｍ３とする。

好ましい実施例の方法によれば、（ｆ）の段階でガス流中に脱硫剤の粒子を追加 し、その結果得られるガスと粒子の混合を、他のガス流の１つにほぼ垂直の方向 に流す。その後、　（ｇ）段階に進む。

ガスの排出を目的として行われる本プロセスの各段階では、ガスは燃焼ガスの通 常の流出方向、すなわち燃焼ゾーンから処理ガスの排出ゾーンに向けて送られる 。

（ｆ）段階の後（ｇ）段階の分離処理を行う前に、上記本発明の特長によるもの ではないが、必要に応じて、ガス中に懸濁させた粒子を下流ゾーン、例えば断面 が円形または正方形で、懸濁流の方向を変更させるための部材からなるゾーンに 送るのが好都合である。この下流ゾーンでの滞留時間はたとえば０．１から２秒 、好ましくは０．５から１秒とする。

ガスと粒子の混合（ｂ段階）は、あらかじめ燃焼ガスまたはリサイクルガスなど を利用した別のガス流に固体粒子を懸濁させたものを、燃焼ガスの流れに注入し て行うのが好ましい。

この場合、あらかじめ用意した懸濁流の注入速度はたとえば２０から１５（１１ ７秒、好ましくは５０から　１００　ｒｘ／秒である。

粒子を再使用する場合は、そのまま再使用することもできるが、硫化カルシウム やマグネシウムなどの望ましくない元素を除去するための公知の処理を行ったり 、あるいは吸着剤を再生させるための処理、すなわち部分的に硫化された吸着剤 の比表面積を大きくする処理を行ってもよい。

脱硫室、好ましくは上流に、アンモニアまたは尿素を導入して、必要があれば燃 焼ガス排気流の脱窒素を完了させる。燃焼段階で過剰の空気が存在しない場合は 、空気を導入して酸素雰囲気下で脱硫を行ってもよい。

吸着剤として最もよく使われるのは、アルカリ土類金属の酸化物、水酸化物、炭 化物で、たとえば石灰石（Ｃａ−ｃ　Ｏ３）、水和石灰（Ｃａ　（ＯＨ）２）ま たはドロマイトＣＣａＭｇ　（ＣＯ３）２）などがある。セメント産業で生じる 粒子の細かい製品で、焼成する前のものも利用できる。

吸着剤は空気や蒸気などのガス流中に注入してもよく、あるいは水などの液体中 に懸濁させてもよい。

仏国特許出願ＥＮ　８８／１２，３６３に記載のように、乱流をさらに生じさせ るためにベンチュリ管その他の装置を、注入手段７．８の軸に用いることもでき る。

区皿二皿！皇１Ｊ 本発明とその利点は、非制限的な例として挙げる以下の記述と添付の図面から明 らかになろう。図中、第１図は、本発明による装置の縦断面図である。

第２．３図は、本発明装置の２つの実施例を横断面図で示す。

ましい　のま　、 図面に、断面が正方形または矩形で、好ましくは水平の細長い燃焼室（１）から なる装置を示すが、この装置は燃料室（１）に、硫黄、ひいては窒素を含む固体 、液体燃料を粉砕状態で注入し、これをバーナー（２）で燃焼させることができ る。バーナーには空気などの酸化用ガスも送り込む。バーナーは燃焼室の軸に沿 って、かつその底部に配設する。バーナーは１個に限らず、複数個用いることが できる。

燃料としては、真空残油、溶融アスファルト、固体燃料、石油／石炭コンポジッ ト燃料、石炭／水の懸濁液などがある。

窒素酸化物の生成をできるだけ抑えるために、燃料は過剰空気が存在しないか、 もしくは非常に少ない状態で燃焼させるのが好ましい。

燃焼中、放出されるエネルギーの一部を（３）などの交換パイプから引いて、燃 焼による排気ガスを温度が７００から　１．２００℃の範囲になるようにする。

排気ガスはプレート（６）で限定される二つの通路（４，５）を通って燃焼室（ １）から排出され、注入手段（７，８）からくる固体粒子を担持した後、ｘｘ’ のレベルで再び合流する。注入手段と固体粒子の供給源との接続は図示しない。

対向する２つの流れはゾーン（９）で合流したところで、排気ガス全体に粒子が 均一に分布するよう激しく攪拌させる。

粒子懸濁流はゾーン（９）を出ると、プレートまたはパネル（１６）に設けた通 路を通ってＸＸ９のレベルにある懸濁流の１つに垂直の方向に流れる。懸濁流は 再び２つの反対方向に分かれ（１０，１１）、ゾーン（１２）で再び合流する。

これを第１図のように１回以上繰り返す。懸濁流の通路を形成するプレートまた はパネル（１７）は装置内を各段階に区別し、たとえば（１８）のプレートは流 れを分ける。ガス中に懸濁させた粒子はゾーン（１３）に流れ込み、ついで脱硫 プロセスが進行する。ついで、熱回収ボイラー（１４）のパイプまたはプレート に接触する。懸濁流はライン（１５）を通って排出される。私印特許出願ＥＮ　 ８８／１２，３８３の図面に示すように、固体粒子はその後ガスから分離すれば よい。

回収した粒子は一部注入手段（７）（８）に戻すことができる。

注入手段（７，８）と偏向プレート（６）は、第１図のＸＸ′にそった横断面図 である第２図に示す。

ボイラーの断面も円形とすることができる。その場合（第３図）、７ａ、７ｂ、 、、などの一連の注入手段を、注入手段８　ａ％　８　ｂ　、、、に対向させて 配置すればよく、この場合はプレートも円形とすることができる。

日Ｇ、？ ＦＩＧ、２　ＦＩＧ、３ 要　約　書 燃焼ガスを脱硫させる方法であって、ガスを少なくとも２つの流れに分流させ、 それぞれ別個の通路（４，５）を通過させ、個別の注入手段（７，８）によって 注入される固体の脱硫剤の粒子を担持させる。粒子を担持させた２つの流れは合 流しく９）、再び分かれ（１０，１１）、さらにもう一度合流する（１２）。こ のプロセスを数回繰り返す。混合流は最終的に取り出し、脱硫ガスと固体粒子と に分ける。

図１を選択図面とする。

国際調査報告

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．粒状脱硫剤を燃焼ガスの流れに注入することを特徴とする燃焼ガスの脱硫方 法において、 ａ）燃焼ガスを少なくとも２つの流れに分流させ、ｂ）粒状脱硫剤を分流のそれ ぞれに添加し、ｃ）ｂ）から出る分流を互いの方向に向けて流すことにより、合 流、混合させ、 ｄ）得られたガスと固体粒子の混合流を送り出し、ｅ）送り出された混合流を少 なくとも２つの、それぞれガスと固体粒子からなる流れに分流させ、ｆ）ｅ）か ら出る分流を互いの方向に向けて流すことにより、合流、混合させ、 ９）ｆ）から出る混合流を少なくとも部分的に脱硫されたガスと、硫黄含有量の 高い固体粒子とに分けることからなる脱硫方法。
2. ２．脱硫剤の粒子の粒径が１から１００マイクロメートルの範囲にあることを特 徴とするクレーム１に記載の方法。
3. ３．脱硫剤の粒子の粒径が２から２５マイクロメートルの範囲にあることを特徴 とするクレーム１に記載の方法。
4. ４．（ｃ）段階で合流する際の流速が１０から８０ｍ／秒の範囲にあることを特 徴とするクレーム１から３のいずれかに記載の方法。
5. ５．（ｅ）から（ｆ）の段階を数回繰り返すことを特徴とするクレーム１から４ のいずれかに記載の方法。
6. ６．脱硫剤を（ｆ）段階の流れにも添加することを特徴とするクレーム１から５ のいずれかに記載の方法。
7. ７．（ｂ）段階での脱硫剤と分流のそれぞれとの混合が、あらかじめ該脱硫剤の 粒子を別のガス流に懸濁させて用意したものを、５０から１００ｍ／秒の速度で 燃焼ガス流のそれぞれに注入することによって行われることを特徴とするクレー ム１から６のいずれかに記載の方法。