JPH0615013B2 - 電子照射による煙道ガスの脱硫及び脱硝方法及びその装置 - Google Patents
電子照射による煙道ガスの脱硫及び脱硝方法及びその装置Info
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- JPH0615013B2 JPH0615013B2 JP60016714A JP1671485A JPH0615013B2 JP H0615013 B2 JPH0615013 B2 JP H0615013B2 JP 60016714 A JP60016714 A JP 60016714A JP 1671485 A JP1671485 A JP 1671485A JP H0615013 B2 JPH0615013 B2 JP H0615013B2
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
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- B01D53/46—Removing components of defined structure
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、照射に先立ってアンモニアを加えた煙道ガス
の電子照射による、煙道ガスの脱硫及び脱硝の方法及び
その装置に関する。
の電子照射による、煙道ガスの脱硫及び脱硝の方法及び
その装置に関する。
大きな燃焼装置から出る煙道ガスの脱硫及び脱硝は、今
日我々の環境悪化についての不安から注目を集めてい
る。
日我々の環境悪化についての不安から注目を集めてい
る。
幾分かは同時又幾分かは選択的に作用する触媒的乾式法
及び唯一の湿式法に加えて、近年日本においては、アン
モニアの存在下で加速電子の照射によりＳＯ2及びＮＯX
の転換を行なう物理的方法が開発されている。その場合
硫酸アンモニウムと硝酸アンモニウムが生じ、それらは
空気過装置により分離される。この方法は例えば放射
物理化学（Radiat.Phys.Chem.）第18巻，No.１-２，第3
89-398頁（１９８１）に記載されており、この方法によ
れば、煙道ガスは同時に完全に混和されながら球状連続
反応器中で２つの互いに向い合った比較的高い加速電圧
（７５０keV）を有する電子線源により照射される。
及び唯一の湿式法に加えて、近年日本においては、アン
モニアの存在下で加速電子の照射によりＳＯ2及びＮＯX
の転換を行なう物理的方法が開発されている。その場合
硫酸アンモニウムと硝酸アンモニウムが生じ、それらは
空気過装置により分離される。この方法は例えば放射
物理化学（Radiat.Phys.Chem.）第18巻，No.１-２，第3
89-398頁（１９８１）に記載されており、この方法によ
れば、煙道ガスは同時に完全に混和されながら球状連続
反応器中で２つの互いに向い合った比較的高い加速電圧
（７５０keV）を有する電子線源により照射される。
真空中で加速された電子は雰囲気（通常は空気）に向っ
て１つの金属箔No.１を通って出てゆき、この空気ギャ
ップを通過し、そして一つの金属箔No.２を通って反応
器中に入る。金属箔No.１とNo.２は電子線エネルギーの
かなりの部分を吸収する。この理由でこれらは金属箔間
を通り抜けて吹いている圧縮空気流により冷やされなけ
ればならない。この金属箔は例えばチタンでできてい
る。
て１つの金属箔No.１を通って出てゆき、この空気ギャ
ップを通過し、そして一つの金属箔No.２を通って反応
器中に入る。金属箔No.１とNo.２は電子線エネルギーの
かなりの部分を吸収する。この理由でこれらは金属箔間
を通り抜けて吹いている圧縮空気流により冷やされなけ
ればならない。この金属箔は例えばチタンでできてい
る。
反応器の横断面は円形であり、それは電子の入口の位置
で軽く平らにしてあるだけであるこの反応容器は、電子
線全部が煙道ガスによって吸収され、反応器壁において
照射損失ができる限り少なくなるように拡げられてい
る。
で軽く平らにしてあるだけであるこの反応容器は、電子
線全部が煙道ガスによって吸収され、反応器壁において
照射損失ができる限り少なくなるように拡げられてい
る。
反応器中の照射の吸収を均一化するために、電子照射の
間ガスは羽根車（Impeller）によってかき乱される。
間ガスは羽根車（Impeller）によってかき乱される。
両方の電子線源はこの方法の重要な部分を成している。
それ故に工業上の効果と工業的使用性は両方の電子線源
を最適条件にするかどうかに依存している。
それ故に工業上の効果と工業的使用性は両方の電子線源
を最適条件にするかどうかに依存している。
比較的高い加速電圧（７５０keV）を有する電子線照射
源の使用は下記の欠点を生み出す。
源の使用は下記の欠点を生み出す。
(1)加速電圧が７５０keVと高いため照射は工業的に行な
った場合コクリートによってしか遮蔽されない。この理
由で装置は動かせなくなる。又操作中に放射体のすぐ近
くで作業することは不可能である。
った場合コクリートによってしか遮蔽されない。この理
由で装置は動かせなくなる。又操作中に放射体のすぐ近
くで作業することは不可能である。
(2)電子出口用の金属箔は加速器の外に、又２番目の金
属箔である電子入口用の金属箔は反応容器中に設けられ
ているため、多量のエネルギーがこの両方の金属箔によ
って吸収される。窓冷却に必要な圧縮空気流は電子照射
により幾分かはオゾンに酸化される。このオゾンは装置
を侵し又周囲に悪影響を及ぼす因子である。不活性気
体、例えばN2を２つの金属箔を冷却するのに用いる場
合、必要な冷却ガスの量が多いのでこれは非常に高価で
ある。
属箔である電子入口用の金属箔は反応容器中に設けられ
ているため、多量のエネルギーがこの両方の金属箔によ
って吸収される。窓冷却に必要な圧縮空気流は電子照射
により幾分かはオゾンに酸化される。このオゾンは装置
を侵し又周囲に悪影響を及ぼす因子である。不活性気
体、例えばN2を２つの金属箔を冷却するのに用いる場
合、必要な冷却ガスの量が多いのでこれは非常に高価で
ある。
(3)球状反応器においては電子の吸収及び散乱の関係に
より最適な状態は得られない。
より最適な状態は得られない。
電子の吸収が拡張鐘状曲線の形で起こる〔片側照射の際
のイオン化曲線（第３図）を参照〕。
のイオン化曲線（第３図）を参照〕。
一つの電子線源による照射の際の反応容器中の電子散乱
は、見たところ反応器の電子入口からナシ形の分布を生
じる。
は、見たところ反応器の電子入口からナシ形の分布を生
じる。
(4)煙道ガスの照射に必要な電子線量は２Mrdである。電
子線源の線量率は約４０Mrd／secであり、これは、でき
る限り経済的照射で行なうためには電子線領域のガス交
換を毎秒少なくとも２０倍にしなければならないことを
意味する。
子線源の線量率は約４０Mrd／secであり、これは、でき
る限り経済的照射で行なうためには電子線領域のガス交
換を毎秒少なくとも２０倍にしなければならないことを
意味する。
同じ電子線性能の場合、照射領域が少さければ小さい
程、照射率は不利になる。
程、照射率は不利になる。
従って本発明の目的は、前述の欠点のない方法を提供す
るものである。
るものである。
本発明の目的は、電子線源の各々がただ一つの電子出口
窓を有し、その電子出口窓は、その支持格子が窓枠に取
りはずし可能に取り付けられている二重くし状の多数の
棒状体からできており、該多数の棒状体にはそれぞれ一
つの主棒状体があり、その主棒状体には冷却伝導手段と
して穿孔が設けられているような、電子の加速電圧２５
０keVの低エネルギー電子線源を用いることにより達成
される。
窓を有し、その電子出口窓は、その支持格子が窓枠に取
りはずし可能に取り付けられている二重くし状の多数の
棒状体からできており、該多数の棒状体にはそれぞれ一
つの主棒状体があり、その主棒状体には冷却伝導手段と
して穿孔が設けられているような、電子の加速電圧２５
０keVの低エネルギー電子線源を用いることにより達成
される。
本発明の一態様によれば、照射に先立って煙道ガスにア
ンモニアを加え、煙道ガスの電子照射によって煙道ガス
の脱硫及び脱硝を行なう方法において、電子の加速電圧
が約２５０keVである複数の低エネルギー電子線源を用
い、該線源の各々はただ一つの電子出口窓を有し、該窓
の支持格子は窓枠に取りはずし可能に取り付けられた多
数の２重くし状の棒状体からできており、該多数の棒状
体はそれぞれ一つの主棒状体を有しており、該主棒状体
には冷却伝導手段として穿孔が備わっていることを特徴
とする電子照射による煙道ガスの脱硫及び脱硝方法が提
供される。
ンモニアを加え、煙道ガスの電子照射によって煙道ガス
の脱硫及び脱硝を行なう方法において、電子の加速電圧
が約２５０keVである複数の低エネルギー電子線源を用
い、該線源の各々はただ一つの電子出口窓を有し、該窓
の支持格子は窓枠に取りはずし可能に取り付けられた多
数の２重くし状の棒状体からできており、該多数の棒状
体はそれぞれ一つの主棒状体を有しており、該主棒状体
には冷却伝導手段として穿孔が備わっていることを特徴
とする電子照射による煙道ガスの脱硫及び脱硝方法が提
供される。
本発明の別の態様によれば、照射に先立って煙道ガスに
アンモニアが加えられ、本質的には１個の反応管と２個
の電子線源から成っている、煙道ガスの電子照射による
煙道ガスの脱硫最寄び脱硝装置において、電子の加速電
圧約２５０keVの低エネルギー電子線源を装備し、該電
子線業の各々がただ１つの電子出口窓を有し、該窓の支
持格子は窓枠に取りはずし可能に取り付けられた多数の
２重くし状の棒状体からできており、該多数の棒状体は
それぞれ一つの主棒状体を有しており、該主棒状体には
冷却伝導手段として穿孔が備わっており、以上の構成に
より電子線源から電子窓を通って出てくる電子は直接反
応管に到達することを特徴とする電子照射による煙道ガ
スの脱硫及び脱硝装置が提供される。
アンモニアが加えられ、本質的には１個の反応管と２個
の電子線源から成っている、煙道ガスの電子照射による
煙道ガスの脱硫最寄び脱硝装置において、電子の加速電
圧約２５０keVの低エネルギー電子線源を装備し、該電
子線業の各々がただ１つの電子出口窓を有し、該窓の支
持格子は窓枠に取りはずし可能に取り付けられた多数の
２重くし状の棒状体からできており、該多数の棒状体は
それぞれ一つの主棒状体を有しており、該主棒状体には
冷却伝導手段として穿孔が備わっており、以上の構成に
より電子線源から電子窓を通って出てくる電子は直接反
応管に到達することを特徴とする電子照射による煙道ガ
スの脱硫及び脱硝装置が提供される。
電子の加速電圧約２５０keV（いわゆる低エネルギー電
子線源）の使用によって、加速器、電子出口及び反応室
を鉛板により、照射装置外においてＸ線が検出限界以下
となるくらいまで遮蔽することができる。
子線源）の使用によって、加速器、電子出口及び反応室
を鉛板により、照射装置外においてＸ線が検出限界以下
となるくらいまで遮蔽することができる。
照射体の周囲において全開運転の際にも関与してる人間
に何ら制限なく運転を実施することができる。
に何ら制限なく運転を実施することができる。
鉛板で遮蔽された電子線源は移動させることができる。
すなわち完全な遮蔽を保ったまま照射区域から保守業務
のため遠くへ動かすことができる。この電子線源はより
コンパクトで製造コストがより安い。
すなわち完全な遮蔽を保ったまま照射区域から保守業務
のため遠くへ動かすことができる。この電子線源はより
コンパクトで製造コストがより安い。
電子の加速域が一段階で真空隔離されているに過ぎず、
そのため運転が容易であることにより手荒い工業的な使
用に特に適している。
そのため運転が容易であることにより手荒い工業的な使
用に特に適している。
西独特許第26 06 169号に記載されているような真空中
で冷却される支持構造を有する電子出口窓の使用におい
ては、圧縮空気の吹きつけによる冷却ではない。従って
ただ一つの金属箔で運転され得る。即ち照射体は反応容
器に直結しており、このことはレナード窓(Lenardfenst
er)による通過口の場合電子の損失がより少なくて済む
という重要な利点を生み出しまた更に低エネルギー電子
線源の使用が正しいことを証明している。
で冷却される支持構造を有する電子出口窓の使用におい
ては、圧縮空気の吹きつけによる冷却ではない。従って
ただ一つの金属箔で運転され得る。即ち照射体は反応容
器に直結しており、このことはレナード窓(Lenardfenst
er)による通過口の場合電子の損失がより少なくて済む
という重要な利点を生み出しまた更に低エネルギー電子
線源の使用が正しいことを証明している。
プログラム化されたデジタル式電子線偏向器によって反
応容器において電子分布は連続的な長方形になる。２つ
の側の照射の組合せによって、長方形の反応容器の横断
面全体にわたって、見たところ長方形の対称的な線量分
布が生じる〔第４図（両側照射の際のイオン化密度を照
射された質量濃度（ｇ／m2）の関数として示している）
を参照のこと〕。照射の対称性は、反応器、よりよくは
照射管の内側のかく乱流を引き起こすことにより（連続
工程であることが重要）一層よくなる。
応容器において電子分布は連続的な長方形になる。２つ
の側の照射の組合せによって、長方形の反応容器の横断
面全体にわたって、見たところ長方形の対称的な線量分
布が生じる〔第４図（両側照射の際のイオン化密度を照
射された質量濃度（ｇ／m2）の関数として示している）
を参照のこと〕。照射の対称性は、反応器、よりよくは
照射管の内側のかく乱流を引き起こすことにより（連続
工程であることが重要）一層よくなる。
反応生成物による電子出口窓の汚れについてはその可能
性を考える必要はない。というのは窓にあるそのような
生成物の分離の際に自己浄化作用が現われるからであ
る。窓の箔は、質量濃度が高い位置では暖かくなり、生
成物はその際に分解する。それゆえ特に電子出口窓は垂
直に配置されており、それによってそのような固体物質
は自然に分離されそしてその重力に基づいてそれは電子
出口の位置に堆積することはできない。
性を考える必要はない。というのは窓にあるそのような
生成物の分離の際に自己浄化作用が現われるからであ
る。窓の箔は、質量濃度が高い位置では暖かくなり、生
成物はその際に分解する。それゆえ特に電子出口窓は垂
直に配置されており、それによってそのような固体物質
は自然に分離されそしてその重力に基づいてそれは電子
出口の位置に堆積することはできない。
電子線源の高い線量率に基づき、電流密度を空気流の速
度に合わせることができるために電子出口の面積は一定
の電流の場合できるだけ大きくするべきである。
度に合わせることができるために電子出口の面積は一定
の電流の場合できるだけ大きくするべきである。
これに加えて、走査システムが特に好ましい。それによ
って広い面積の照射ができ従って面積の広い反応管が得
られる。反応管の奥行きは加速電圧により又同時に両方
の電子線源の侵入度合によって決定される。
って広い面積の照射ができ従って面積の広い反応管が得
られる。反応管の奥行きは加速電圧により又同時に両方
の電子線源の侵入度合によって決定される。
気体流、すなわち照射ガス量は化学変化に必要な線量に
応じて決められる。これに対してベイリーとライト（Ba
ily und Wright）、塗料工学、35／1971，９〜12号（Pa
int Technology，35／1971，Heft９-12）により下記の
経験的に正しい有用な式が報告された。
応じて決められる。これに対してベイリーとライト（Ba
ily und Wright）、塗料工学、35／1971，９〜12号（Pa
int Technology，35／1971，Heft９-12）により下記の
経験的に正しい有用な式が報告された。
ここで ＝線量率 Ｉobj＝電子出口窓に向かって対象物中を流れる電流(ｍ
Ａ) Iｏｂｊ＝電子出口窓に向って対象物中を流れる電流(m
A) Ｕobj＝通過口に向って電子出口窓を通りなお存在して
いる電子線エネルギー(keV) ro＝対象物における電子の最大有効限界(mg/cm2) xo＝電子出口窓の縦の長さ(cm) yo＝電子出口窓の横幅(cm) 本発明を更に下記の図面及び実施例を用いて説明する。
Ａ) Iｏｂｊ＝電子出口窓に向って対象物中を流れる電流(m
A) Ｕobj＝通過口に向って電子出口窓を通りなお存在して
いる電子線エネルギー(keV) ro＝対象物における電子の最大有効限界(mg/cm2) xo＝電子出口窓の縦の長さ(cm) yo＝電子出口窓の横幅(cm) 本発明を更に下記の図面及び実施例を用いて説明する。
実施例 ２つの互いに向い合った電子線源を有する低エネルギー
型の電子照射装置による実際的な実施例を第１図及び第
２図に示す。
型の電子照射装置による実際的な実施例を第１図及び第
２図に示す。
この装置の運転データは下記の通りである。
加速電圧 ２５０keV 対象物中の加速電圧 ２３０keV 電 流 １５０mA 対象物中の電流 ７５mA 片側照射の場合の有効な度合 ５８mg／cm2 電子出口窓の寸法 140×10cm これにより１個の電子線源に対し次の線量率を与える。
これは流量が２１２．４ｍ／minの場合１Mrdの照射線量
を対応する。
を対応する。
両側からの照射の場合第４図に従い、２個の電子線源の
電子出口窓の間隔は０．５ｍとする、 ３Mrdの照射線量の場合これは７０．８ｍ／minの気体流
となり、反応器の横断面が1.4×0.5m2の場合流量は297
3.6m3／ｈとなる。
電子出口窓の間隔は０．５ｍとする、 ３Mrdの照射線量の場合これは７０．８ｍ／minの気体流
となり、反応器の横断面が1.4×0.5m2の場合流量は297
3.6m3／ｈとなる。
電子線源は水平に配置されており、その垂直に配置され
た電子出口窓と共に直接反応管の上にガスが漏れないよ
うに組み立てられている。
た電子出口窓と共に直接反応管の上にガスが漏れないよ
うに組み立てられている。
保守業務のため反応管の電子線源は完全にＸ線が遮蔽さ
れたまま運び去ることができる。
れたまま運び去ることができる。
第１図は照射装置の側面図である。 第２図は照射装置の平面図である。 第３図は片側照射の場合の鐘形で変化しているイオン化
曲線を示している。 第４図は両側照射の場合の２５０keVでの最大イオン化
のイオン化曲線を示している。 第１図及び第２図において１は遮蔽鉛板、２は電子加速
器、３はデジタル式電子線偏向器、４は走査システム、
５は電子出口窓、６は反応管、７はガス導管、８は電子
照射装置を開けるためのすべりレールを示す。
曲線を示している。 第４図は両側照射の場合の２５０keVでの最大イオン化
のイオン化曲線を示している。 第１図及び第２図において１は遮蔽鉛板、２は電子加速
器、３はデジタル式電子線偏向器、４は走査システム、
５は電子出口窓、６は反応管、７はガス導管、８は電子
照射装置を開けるためのすべりレールを示す。
Claims (11)
- 【請求項１】照射に先立って煙道ガスにアンモニアを加
え、煙道ガスの電子照射によって煙道ガスの脱硫及び脱
硝を行なう方法において、電子の加速電圧が約２５０ke
Vである複数の低エネルギー電子線源を用い、該線源の
各々はただ一つの電子出口窓を有し、該窓の支持格子は
窓枠に取りはずし可能に取り付けられた多数の２重くし
状の棒状体からできており、該多数の棒状体はそれぞれ
一つの主棒状体を有しており、該主棒状体には冷却伝導
手段として穿孔が備わっていることを特徴とする電子照
射による煙道ガスの脱硫及び脱硝方法。 - 【請求項２】用いられる電子線源において該電子出口窓
が垂直に配置されていることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の方法。 - 【請求項３】使用される電子線が、プログラム化された
デジタル式電子線偏向器を通り横断面において長方形の
電子分布を有することを特徴とする特許請求の範囲第１
項及び第２項のいずれかに記載の方法。 - 【請求項４】用いられる電子線源はただ遮蔽鉛板しか有
していないことを特徴とする特許請求の範囲第１項から
第３項のいずれかに記載の方法。 - 【請求項５】用いられている電子線源は該遮蔽鉛板と共
に煙道ガス照射領域から移動させることができるように
配備されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
から第４項のいずれかに記載の方法。 - 【請求項６】照射に先立って煙道ガスにアンモニアが加
えられ、本質的には１個の反応管と２個の電子線源から
成っている、煙道ガスの電子照射による煙道ガスの脱硫
及び脱硝装置において、電子の加速電圧約２５０keVの
低エネルギー電子線源を装備し、該電子線源の各々がた
だ１つの電子出口窓を有し、該窓の支持格子は窓枠に取
りはずし可能に取り付けられた多数の２重くし状の棒状
体からできており、該多数の棒状体はそれぞれ一つの主
棒状体を有しており、該主棒状体には冷却伝導手段とし
て穿孔が備わっており、以上の構成により電子線源から
電子窓を通って出てくる電子は直接反応管に到達するこ
とを特徴とする電子照射による煙道ガスの脱硫及び脱硝
装置。 - 【請求項７】装備された電子線源には電子出口窓が垂直
に装備されていることを特徴とする特許請求の範囲第６
項記載の装置。 - 【請求項８】使用される電子線が、プログラム化された
デジタル式電子線偏光器を通り横断面において長方形の
電子分布を有することを特徴とする特許請求の範囲第６
項及び第７項のいずれかに記載の装置。 - 【請求項９】装備された電子線源はただ遮蔽鉛板しか有
していないことを特徴とする特許請求の範囲第６項から
第８項のいずれかに記載の装置。 - 【請求項１０】装備されている電子線源は該遮蔽鉛板と
共に煙道ガス照射領域から移動させることができるよう
に配備されていることを特徴とする特許請求の範囲第６
項から第９項のいずれかに記載の装置。 - 【請求項１１】反応管が角のあるように形成されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第６項から第１０項の
いずれかに記載の装置。
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