JPH06210128A - Dry type stack gas desulfurization - Google Patents

Dry type stack gas desulfurization

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JPH06210128A
JPH06210128A JP5021608A JP2160893A JPH06210128A JP H06210128 A JPH06210128 A JP H06210128A JP 5021608 A JP5021608 A JP 5021608A JP 2160893 A JP2160893 A JP 2160893A JP H06210128 A JPH06210128 A JP H06210128A
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JP
Japan
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flue gas
desulfurizing agent
coal
bottom ash
fired furnace
Prior art date
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Application number
JP5021608A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazumi Aoki
一三 青木
Hiroshi Yanagioka
洋 柳岡
Takashi Kimura
隆 木村
Ataru Wakabayashi
中 若林
Kazushige Kawamura
和茂 川村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chiyoda Corp
Original Assignee
Chiyoda Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To easily and economically desulfurize in a proper desulfurization ratio maintained by bringing flue gas from a coal fired furnace and a desulfurizing agent consisting mainly of bottom ash from the coal fired furnace into contact and reaction with each other at an elevated temperature. CONSTITUTION:Hot fused bottom ash discharged from a coal fired furnace 12 to be used as a desulfurizing agent is brought into contact with waste gas in a reactor 16. At that time, limestone is added to the bottom ash so that feed mole ratio of active components in the desulfurizing agent to the waste gas may be 1:10 expressed in terms of the ratio of the active components in the desulfurizing agent to sulfur content in the waste gas. In this way the sulfur content in the waste gas is fixed on the desulfurizing agent and discharged from the reactor 16 together with the fused bottom ash.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、石炭焚き火炉に容易に
適用できる乾式排煙脱硫方法に関し、更に詳細には、建
設コスト及び運転コストが共に低く、かつ運転が容易な
装置によって石炭焚き火炉からの排煙を簡易に脱硫でき
る、例えば産業基盤の未だ整備不十分な新興工業国等で
も比較的簡単に適用できる乾式排煙脱硫方法に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dry flue gas desulfurization method which can be easily applied to a coal-fired furnace. More specifically, the present invention relates to a coal-fired furnace which has a low construction cost and a low operating cost and is easy to operate. The present invention relates to a dry flue gas desulfurization method that can be easily desulfurized from flue gas, for example, that can be applied relatively easily even in emerging industrial countries where the industrial base is still poorly developed.

【0002】[0002]

【従来の技術】石炭焚き火炉は、燃料として石炭、一般
には石炭を粉砕して得た微粉炭を燃焼させる火炉であっ
て、例えば火力発電所等の蒸気発生ボイラー用の燃焼炉
に使用されている。石炭焚き火炉は不純物の多い石炭を
燃料としているため、そこから発生する排煙は、炭酸ガ
スと共にSO2 ガスを始めとする多量の有害物質を含有
している。そのため、通常、排煙を大気中に放散する前
に、SO2 ガスを除去して公害の発生を防止している。
石炭焚き火炉の排煙中からSO2 ガスを除去する排煙脱
硫法として、従来から湿式排煙脱硫方法と乾式排煙脱硫
方法が既知である。
2. Description of the Related Art A coal-fired furnace is a furnace that burns coal as a fuel, generally pulverized coal obtained by crushing coal, and is used, for example, in a combustion furnace for a steam generating boiler in a thermal power plant or the like. There is. Since the coal-fired furnace uses coal containing many impurities as fuel, the flue gas generated therefrom contains a large amount of harmful substances such as SO 2 gas as well as carbon dioxide. Therefore, normally, SO 2 gas is removed before emission of flue gas into the atmosphere to prevent pollution.
As a flue gas desulfurization method for removing SO 2 gas from the flue gas of a coal-fired furnace, a wet flue gas desulfurization method and a dry flue gas desulfurization method have been conventionally known.

【0003】湿式排煙脱硫方法では、脱硫剤として価格
の安い石灰石を主に使用している所謂湿式石灰石−石膏
排煙脱硫法が広く実施されている。この湿式排煙脱硫方
法は、典型的には次の化1の式に示す反応により、排煙
中のSO2 ガスを石膏に固定して除去する方法である。
In the wet flue gas desulfurization method, a so-called wet limestone-gypsum flue gas desulfurization method, which mainly uses inexpensive limestone as a desulfurizing agent, is widely practiced. This wet flue gas desulfurization method is a method in which SO 2 gas in flue gas is fixed to gypsum and removed by the reaction represented by the following chemical formula 1.

【化1】 [Chemical 1]

【0004】石炭焚き火炉から排出された排煙は、除塵
された後、反応塔に送入され、そこでスラリ−状の石灰
石水溶液と接触しつつ排煙中のSO2 ガスが石灰石と反
応して石膏として固定除去される。脱硫された排煙は、
その比重を空気より軽くするため加熱された後、煙突か
ら放散されている。上述の湿式排煙脱硫法は、90%か
ら98%に達する除去率で亜硫酸ガスを除去できるの
で、我が国の大型の石炭焚き火力発電所では現在最も多
数採用されている。
The flue gas discharged from the coal-fired furnace is dedusted and then fed into a reaction tower, where SO 2 gas in the flue gas reacts with limestone while contacting with a slurry-like limestone aqueous solution. It is fixed and removed as plaster. The desulfurized flue gas is
After being heated to make its specific gravity lighter than air, it is released from the chimney. Since the above-mentioned wet flue gas desulfurization method can remove sulfurous acid gas at a removal rate of 90% to 98%, it is currently most often used in large coal-fired power plants in Japan.

【0005】一方、乾式排煙脱硫方法は、火炉内に脱硫
剤を直接投入することによって、脱硫設備自体の設備費
の軽減を図った方法であり、また脱硫率を上げるために
半湿式のスプレ−ドライヤ形式の装置を付加する等の簡
易型の排煙脱硫法も提唱されている。乾式排煙脱硫方法
は、一般には、湿式排煙脱硫方法と同様に価格の安い石
灰石を脱硫剤として使用し、原理的には次の化2の式に
示す反応により排煙中のSO2 ガスを除去している。
On the other hand, the dry flue gas desulfurization method is a method in which the desulfurization agent is directly charged into the furnace to reduce the equipment cost of the desulfurization equipment itself, and the semi-wet spray is used to increase the desulfurization rate. -Simple flue gas desulfurization methods such as adding dryer type equipment have also been proposed. The dry flue gas desulfurization method generally uses inexpensive limestone as a desulfurizing agent like the wet flue gas desulfurization method, and in principle, the SO 2 gas in the flue gas is generated by the reaction shown in the following chemical formula 2. Have been removed.

【化2】 石灰石は、微粉化した石灰石を直接火炉内に噴霧するこ
とによって、又は予め燃料用微粉炭に添加することによ
って、火炉内に導入されている。生成した石膏は、石炭
灰と共に火炉の底部から抜き出される。
[Chemical 2] Limestone can be obtained by spraying finely divided limestone directly into the furnace.
Or by adding it to the pulverized coal for fuel beforehand.
It has been introduced into the furnace. The generated gypsum is coal
It is extracted from the bottom of the furnace with the ash.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、乾式排煙脱
硫方法は、湿式排煙脱硫方法に較べて、実施装置の価格
が安いと言う利点を有するが、脱硫率が20〜60%と
低い上に、火炉の炉内温度を比較的低い温度、例えば8
00°C程度に抑えることが必要なことから燃焼効率が
悪く、更には投入した石灰石による炉壁及び蒸気管のエ
ロージョン、或いは比較的低温での反応のために石灰石
を多量に(硫黄の2〜3倍当量)投入しなければならな
い等の解決すべき問題点を有している。更に、石灰石か
ら転化した石膏と石炭灰とが一緒になって火炉から排出
されるため、灰捨量が増大し、そのためその廃棄に費用
と場所を要する等の副生物の処理の点からも問題が大き
い。
By the way, the dry flue gas desulfurization method has an advantage that the cost of the apparatus is lower than that of the wet flue gas desulfurization method, but the desulfurization rate is as low as 20 to 60%. In addition, the temperature inside the furnace is relatively low, for example 8
Since it is necessary to suppress the temperature to about 00 ° C, the combustion efficiency is poor, and a large amount of limestone (sulfur content of 2 to 2% of sulfur is required) due to erosion of the furnace wall and steam pipe due to charged limestone or reaction at a relatively low temperature. There is a problem to be solved, such as having to input 3 times the equivalent). Furthermore, as gypsum converted from limestone and coal ash are discharged together from the furnace, the amount of ash is increased, and therefore disposal of the by-product is costly and space-consuming. Is big.

【0007】仮に、装置のコストが湿式排煙脱硫法の8
0%であっても、脱硫率が60%であるならば、却って
単位硫黄除去量当たりのコストが高い装置となるのは明
らかであって、例え、設備が安価であっても費用対効果
の面で意味をなさないことになる。しかも、提案されて
いる乾式排煙脱硫方法の中には、脱硫設備自体は安価で
も、後段にバグフイルタ−などの高価な脱塵装置を必要
とするものもあり、全体の排煙処理設備としてはかえっ
て高価になるものもある。以上のような技術的或いは経
済的に解決すべき問題があって、乾式排煙脱硫方法は、
未だ商業的実用化に至っていないのが実情である。
Assuming that the cost of the equipment is 8 that of the wet flue gas desulfurization method.
Even if it is 0%, if the desulfurization rate is 60%, it is obvious that a device with a high cost per unit amount of sulfur removed will be used, and even if the equipment is inexpensive, it will be cost-effective. It doesn't make sense in terms of terms. Moreover, among the proposed dry flue gas desulfurization methods, even though the desulfurization equipment itself is inexpensive, there are some that require an expensive dust removing device such as a bag filter in the subsequent stage, and as a whole flue gas treatment equipment. On the contrary, some are expensive. There are problems to be solved technically or economically as described above, and the dry flue gas desulfurization method is
The reality is that it has not yet been commercialized.

【0008】一方、前述の湿式排煙脱硫方法を実施する
に当たっての条件は、第1には、石灰石のスラリー化装
置、石灰石スラリーと排煙とを接触させてSO2 ガスを
石膏に固定する反応塔、反応塔を出た後の排煙を加熱す
る加熱器、反応塔内で晶出した石膏を分離する分離器、
石膏を分離した後の石灰石スラリー廃液を処理する排水
処理装置等の設置とその運転を必要とするため、設備費
と運転費が嵩むことであって、それに見合う総合的な経
済性が要求される。第2には、装置が上述のように複雑
な設備から構成されているので、装置を運転するには、
知識と経験を有する熟練した多数のオペレータが必要な
ことである。第3には、副産物である石膏を有効に利用
できる用途が存在することである。石膏が利用できない
場合には、石膏を廃棄するために、費用と場所が必要に
なり、それだけ運転コストが高くなる。
On the other hand, the conditions for carrying out the above-mentioned wet flue gas desulfurization method are, firstly, a limestone slurry forming apparatus, a reaction in which limestone slurry is brought into contact with flue gas to fix SO 2 gas to gypsum. Tower, heater for heating the flue gas after leaving the reaction tower, separator for separating the gypsum crystallized in the reaction tower,
Since it is necessary to install and operate a wastewater treatment device that treats limestone slurry waste liquid after separating gypsum, equipment costs and operating costs increase, and overall economic efficiency commensurate with that is required. . Second, since the device is composed of complicated equipment as described above, in order to operate the device,
It requires a large number of skilled operators with knowledge and experience. Thirdly, there are applications in which gypsum, which is a by-product, can be effectively used. If gypsum is not available, it will be costly and space consuming to dispose of it, which will increase operating costs.

【0009】従って、周囲の状況から判断して、高い設
備費と運転費とを負担してまで、高い脱硫率を維持する
必要性が低い場合には、湿式排煙脱硫方法の適用は、そ
の高コストと運転困難性から適当とは言えない。即ち、
経済上の問題があり、産業基盤が未整備で、以上のよう
な条件を満足できないようなところ、例えばいわゆる新
興工業国等で湿式排煙脱硫方法を実施することは、現実
には非常に困難なことである。現に、アジア等に存在す
る新興工業国等では、このような装置を導入しようとす
ると、経費が増大して企業の経営を圧迫する言った経済
的制約から、導入が進まず、そのため、深刻な公害問題
が放置されたままになる事例も多い。以上の状況に鑑
み、実施可能な範囲で排煙公害を抑制しようとする意図
から、従来の排煙脱硫方法に較べて、脱硫率は多少低い
が、低コストかつ運転が容易な排煙脱硫方法を確立すべ
きであるとの要請が、最近、特に高まっている。よっ
て、本発明の目的は、かかる要請に応えて、妥当な脱硫
率を維持しつつ容易な運転で経済的に石炭焚き火炉から
の排煙を脱硫するために、新規な乾式排煙脱硫方法を提
供することである。
Therefore, when it is not necessary to maintain a high desulfurization rate even if the high equipment cost and the operating cost are incurred, judging from the surrounding conditions, the application of the wet flue gas desulfurization method is Not suitable due to high cost and driving difficulty. That is,
Actually, it is very difficult to carry out the wet flue gas desulfurization method in places where there are economic problems, the industrial base is undeveloped, and the above conditions cannot be satisfied, for example, in so-called emerging industrial countries. That's right. In fact, in emerging industrial countries such as Asia, when trying to introduce such a device, the introduction will not proceed due to the economic constraints that increase the cost and put pressure on the management of the enterprise. In many cases, pollution problems are left unattended. In view of the above situation, the desulfurization rate is somewhat lower than that of the conventional flue gas desulfurization method, but the flue gas desulfurization method is low cost and easy to operate compared to the conventional flue gas desulfurization method, in order to suppress the flue gas pollution as much as possible. Recently, there has been a particularly strong demand that the Therefore, an object of the present invention is to provide a new dry flue gas desulfurization method in order to economically desulfurize flue gas from a coal-fired furnace with easy operation while maintaining an appropriate desulfurization rate in response to such a request. Is to provide.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る乾式排煙脱硫方法は、石炭焚き火炉か
ら排出された排煙と、石炭焚き火炉から排出されたボト
ムアッシュを主成分とする脱硫剤とを高温下で接触させ
て、排煙中の硫黄化合物と脱硫剤中の活性成分とを反応
させる工程を含むことを特徴としている。
In order to achieve the above object, the dry flue gas desulfurization method according to the present invention mainly comprises flue gas discharged from a coal-fired furnace and bottom ash discharged from a coal-fired furnace. The method is characterized by including a step of contacting a desulfurizing agent as a component at a high temperature to react the sulfur compound in the flue gas with the active component in the desulfurizing agent.

【0011】本発明方法は、石炭焚き火炉の形式並びに
燃料の石炭の種類及び質について特に制約無く適用でき
る。ここで、石炭とは、亜炭、褐炭など低品質石炭を含
む固体化石燃料全般を意味し、低品質であればあるほぼ
有害物質を多く含む例が多い。本発明において使用する
脱硫剤は、高温、例えば1200°C以上の温度で石炭
焚き火炉の底部から排出されるボトムアッシュを主成分
とするものである。ボトムアッシュの形態は、燃料とす
る石炭の種類、質によって異なるが、一般には、溶融状
態が多い。ボトムアッシュは、従来は、排出後水で急冷
固化され、クリンカーとして回収し、埋め立てに使用さ
れている言わば廃棄物であって、本発明は、廃棄物の有
効利用を行っている。
The method of the present invention can be applied to the type of coal-fired furnace and the type and quality of coal used as fuel without any particular limitation. Here, coal means all solid fossil fuels including low-quality coal such as lignite and lignite, and in many cases, if it is low-quality, it contains many harmful substances. The desulfurizing agent used in the present invention is mainly composed of bottom ash discharged from the bottom of a coal-fired furnace at a high temperature, for example, a temperature of 1200 ° C or higher. The form of the bottom ash varies depending on the type and quality of coal used as fuel, but generally the molten state is large. Conventionally, bottom ash is a so-called waste that is conventionally rapidly solidified with water after being discharged, recovered as clinker, and used for landfill, and the present invention makes effective use of the waste.

【0012】ボトムアッシュの化学組成は、石炭の種類
によって異なるが、その主成分はシリカ(SiO2) 、アル
ミナ(A12O3)であり、他に少量の酸化鉄を含み、更にカ
ルシウム、マグネシウム、ナトリウム、カリウムなどの
アルカリ金属及びアルカリ土類金属化合物を含有してい
る。ボトムアッシュは、このようにアルカリ金属及びア
ルカリ土類金属化合物を含有している化学組成によっ
て、硫黄化合物に対して反応性が極めて高い。更にボト
ムアッシュ中のアルミナや酸化鉄も硫黄化合物と反応し
て脱硫剤として作用する。本発明者は、このようなボト
ムアッシュの反応性に着眼し、研究と実験を重ねて、ボ
トムアッシュを高温で排煙と接触させてその反応性を高
めることにより、妥当な脱硫率を得ることができること
を見い出し、本発明を発明するに到った。
The chemical composition of the bottom ash differs depending on the type of coal, but the main components are silica (SiO 2 ), alumina (A1 2 O 3 ), and a small amount of iron oxide as well as calcium and magnesium. , Alkaline earth metal compounds such as sodium and potassium, and alkaline earth metal compounds. The bottom ash has extremely high reactivity with sulfur compounds due to the chemical composition containing the alkali metal and alkaline earth metal compounds. Further, alumina and iron oxide in the bottom ash also react with sulfur compounds and act as a desulfurizing agent. The present inventor pays attention to the reactivity of such bottom ash, repeats research and experiments, and brings the bottom ash into contact with flue gas at high temperature to enhance its reactivity, thereby obtaining a proper desulfurization rate. As a result, they have found that they can do so and have invented the present invention.

【0013】本発明では、かかるボトムアッシュの反応
性の高い成分を活性成分と称している。カルシウム、マ
グネシウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属
及びアルカリ土類金属化合物、アルミナ、酸化鉄等から
なるボトムアッシュ中の活性成分は、高温状態において
例えば次の化3の式に示すような反応を排煙中の硫黄化
合物と行い、排煙中の硫黄化合物を除去する。
In the present invention, such a highly reactive component of bottom ash is referred to as an active component. The active ingredient in the bottom ash consisting of alkali metal and alkaline earth metal compounds such as calcium, magnesium, sodium, potassium, alumina, iron oxide, etc., eliminates the reaction shown in the following chemical formula 3 in a high temperature state. Perform with sulfur compounds in smoke to remove sulfur compounds in fumes.

【化3】 尚、ボトムアッシュと排ガスとは、双方石炭焚き炉内で
石炭燃焼により同時に生成しているが、石炭焚き火炉内
では石炭層によって相互に隔離されており、かつ一方は
石炭の燃焼カスとして石炭層から下方に流下し、他方は
石炭層から上方に上昇するので、ボトムアッシュの活性
成分が、石炭焚き炉内で排ガス中の SO2等の硫黄化合物
に接触することは殆どなく、従って、上記化3の式の反
応は、石炭焚き火炉内では生じない。
[Chemical 3] The bottom ash and the exhaust gas are both produced at the same time by the combustion of coal in the coal-fired furnace, but they are mutually separated by the coal layer in the coal-fired furnace, and one of them is the coal layer as coal burning residue. From the bottom to the bottom, while the other rises upward from the coal bed, the active components of the bottom ash rarely come into contact with sulfur compounds such as SO 2 in the exhaust gas in the coal-fired furnace. The reaction of equation 3 does not occur in a coal-fired furnace.

【0014】本発明は、石炭焚き火炉の外でボトムアッ
シュを主成分とする脱硫剤と排ガスとを強制的に高温で
接触させて、上記の反応を進行させることにある。ここ
で、高温とは、約1,000°C以上の温度を意味す
る。かかる高温のボトムアッシュは、石炭焚き火炉に直
接に吹き込まれる通常の乾式排煙脱硫における薬剤に比
べて、極めて大きな反応速度を有し、高脱硫率を達成す
るからである。尚、約1,000°C以下では、上述の
反応の反応速度が低下し、本発明の効果を奏し難い。ボ
トムアッシュの活性成分の種類及び量は、燃料とする石
炭の種類、質に依存して変化するので、排煙中の硫黄化
合物とボトムアッシュとの量的関係、即ち排煙の所定脱
硫率に対するボトムアッシュの必要量は、一概には規定
できないが、簡単な実験によってそれを決定することが
できる。
The present invention resides in that the desulfurizing agent containing bottom ash as a main component and the exhaust gas are forcibly brought into contact with each other at a high temperature outside the coal-fired furnace to allow the above reaction to proceed. Here, the high temperature means a temperature of about 1,000 ° C. or higher. This is because such a high temperature bottom ash has an extremely large reaction rate and achieves a high desulfurization rate as compared with a chemical agent in a normal dry flue gas desulfurization that is directly blown into a coal-fired furnace. If the temperature is about 1,000 ° C. or lower, the reaction rate of the above-mentioned reaction decreases, and the effect of the present invention is difficult to be obtained. Since the type and amount of the active ingredient of the bottom ash change depending on the type and quality of the coal used as fuel, the quantitative relationship between the sulfur compounds in the flue gas and the bottom ash, that is, the predetermined desulfurization rate of the flue gas, The required amount of bottom ash cannot be specified unconditionally, but it can be determined by simple experimentation.

【0015】本発明では、望ましくは、排煙中の硫黄化
合物との反応性を増大するために、ボトムアッシュに石
灰、又は石灰石等のアルカリ化合物を添加した脱硫剤を
使用する。更に、好ましくは、ボトムアッシュに石灰、
又は石灰石及びマグネシウム化合物を添加した脱硫剤を
使用して、排煙中の硫黄化合物との反応性を増大させ
る。マグネシウム化合物は、例えばMgO 、Mg(OH)2 であ
る。又、カーバイト(CaC2)の添加も硫黄化合物との反
応性を増大させる上で望ましい。脱硫剤の硫黄化合物と
の反応性は、温度が低いと低下するので、温度が低い場
合は、石灰、又は石灰石を含む脱硫剤に水又は水蒸気を
注入して、CaO +H2O =Ca(OH)2 の水和物を作る水熱反
応により多量の熱を発生させて温度を上昇させ、反応性
を向上させることもできる。また、水蒸気とSO2 とが反
応してH2SO3 になり、Mg(OH)2 やCa(OH)2 と反応し易く
なる効果もある。
In the present invention, it is desirable to use a desulfurization agent in which an alkaline compound such as lime or limestone is added to the bottom ash in order to increase the reactivity with the sulfur compound in the flue gas. Furthermore, preferably, lime is added to the bottom ash,
Alternatively, desulfurization agents with the addition of limestone and magnesium compounds are used to increase reactivity with sulfur compounds in the flue gas. The magnesium compound is, for example, MgO 2 or Mg (OH) 2 . Also, the addition of carbide (CaC 2 ) is desirable in order to increase the reactivity with sulfur compounds. Since the reactivity of the desulfurizing agent with the sulfur compound decreases when the temperature is low, when the temperature is low, water or steam is injected into the desulfurizing agent containing lime or limestone, and CaO + H 2 O = Ca (OH It is also possible to improve the reactivity by generating a large amount of heat by the hydrothermal reaction for producing the hydrate of ( 2 ) and increasing the temperature. Further, there is also an effect that water vapor and SO 2 react with each other to form H 2 SO 3 , which easily reacts with Mg (OH) 2 and Ca (OH) 2 .

【0016】反応性を増大させる目的の他に、ボトムア
ッシュの化学組成によっては、ボトムアッシュの活性成
分の量と硫黄の量との当量関係を確保するために、石灰
又は石灰石を添加してボトムアッシュの活性成分の量的
不足を補う必要がある場合がある。尚、添加する石灰石
は、単味である必要はなく、ドロマイト(CaMg(CO3)2)
のようなマグネシウムとの化合物、あるいはフライアッ
シュのようなアルカリを含む他のアッシュとの混合物で
も差し支えない。
In addition to the purpose of increasing the reactivity, depending on the chemical composition of the bottom ash, lime or limestone may be added to the bottom ash in order to ensure an equivalence relationship between the amount of the active ingredient of the bottom ash and the amount of sulfur. It may be necessary to make up for any deficiency in the active ingredients of ash. The limestone added need not be plain, but dolomite (CaMg (CO 3 ) 2 )
A compound with magnesium such as or a mixture with other ash containing alkali such as fly ash may be used.

【0017】本発明方法は、所定量のカーバイトを所定
の条件で2〜30分処理し、約80%の脱硫率を達成で
きる。
The method of the present invention can achieve a desulfurization rate of about 80% by treating a predetermined amount of carbide under predetermined conditions for 2 to 30 minutes.

【0018】以下に、本発明方法を実施する装置につい
て説明する。ボトムアッシュは、石炭焚き火炉の底部に
ある高温のボトムアッシュ溜まりから常用の手段を介し
て連続的に重力によって下方に流下する。流下する時の
ボトムアッシュの形態は、粉状、溶融した流体状、又は
その中間の半溶融状等、燃料の石炭の種類、質に応じて
種々多様である。
An apparatus for carrying out the method of the present invention will be described below. The bottom ash flows downward by gravity continuously from the hot bottom ash pool at the bottom of the coal-fired furnace through conventional means. The form of the bottom ash when flowing down is various, depending on the type and quality of fuel coal, such as powder, molten fluid, or a semi-molten state in between.

【0019】流下した高温のボトムアッシュは、その形
態に応じて、それ自身流動して、又は駆動ガス等によっ
て搬送されて、高温のまま脱硫剤として反応器に導入さ
れ、そこで排煙と接触する。尚、反応器に導入される前
に、石灰石等、好ましくは微細粉化された石灰石等が必
要に応じてボトムアッシュに添加されて所要の脱硫剤と
して調製される。ボトムアッシュ又は脱硫剤を駆動ガス
によって搬送する方法は、既知であって、例えばエダク
ターを使用して流下したボトムアッシュを搬送させる方
法等がある。この場合、その駆動用流体には石炭焚き火
炉から排出された排煙を昇圧して使用する。一方、石炭
焚き火炉から排出された排煙は、高温の状態を維持した
まま反応器に導入される。
The high temperature bottom ash that has flowed down, depending on its form, flows by itself or is carried by a driving gas or the like, and is introduced into the reactor as a desulfurizing agent as it is at a high temperature, where it contacts exhaust gas. . Before being introduced into the reactor, limestone or the like, preferably finely pulverized limestone or the like, is added to the bottom ash as necessary to prepare a required desulfurizing agent. A method of transporting the bottom ash or the desulfurizing agent by a driving gas is known, and for example, there is a method of transporting the bottom ash that has flowed down using an eductor. In this case, the flue gas discharged from the coal-fired furnace is pressurized and used as the driving fluid. On the other hand, the flue gas discharged from the coal-fired furnace is introduced into the reactor while maintaining a high temperature state.

【0020】脱硫剤と排煙とを接触させて、排煙中の硫
黄化合物と脱硫剤中の活性成分とを化合させる反応工程
を行う反応器は、脱硫剤の流体的特性に従ってその形式
を選択できる。脱硫剤が半溶融状又は粉状の場合には、
反応器として回転式筒型ドラムを使用し、ドラムを回転
させながら、ドラム内に脱硫剤を投入し、転動させて攪
乱流動状態にする共に、ドラム内に石炭焚き火炉から排
出された排煙を送入して、攪乱流動状態の脱硫剤と高温
下で接触させる。
The reactor for carrying out the reaction step in which the desulfurizing agent and the flue gas are brought into contact with each other to combine the sulfur compound in the flue gas and the active component in the desulfurizing agent is selected according to the fluid characteristics of the desulfurizing agent. it can. When the desulfurizing agent is in a semi-molten state or a powder state,
A rotary tubular drum is used as a reactor.While rotating the drum, the desulfurizing agent is put into the drum and tumbled to create a disturbed flow state, and the smoke discharged from the coal-fired furnace into the drum. Is introduced into contact with a desulfurizing agent in a disturbed flow state at high temperature.

【0021】脱硫剤がほぼ完全に溶融している場合に
は、高温の溶融脱硫剤を反応器内に滞留させ、ノズル等
を介して石炭焚き火炉から排出された排煙を細かい気泡
状でその滞留脱硫剤中に噴出して、脱硫剤と排煙とを接
触させる。別法として、サイクロン等の粒子分離器を反
応器として使用し、例えばサイクロン内を回遊する排煙
中にノズル等を介して溶融状の高温脱硫剤を噴霧して脱
硫剤と排煙とを接触させ、反応した粒子を分離する。脱
硫剤が、多量のフライアッシュと混合したものであっ
て、粉粒状の場合には、反応器内で脱硫剤を排煙により
流動層化させると共にこの流動層化した脱硫剤と排煙と
を接触させる。
When the desulfurizing agent is almost completely melted, the high temperature molten desulfurizing agent is allowed to stay in the reactor and the fumes discharged from the coal-fired furnace through the nozzles are converted into fine bubbles. It is jetted into the retained desulfurization agent to bring the desulfurization agent and flue gas into contact with each other. Alternatively, a particle separator such as a cyclone is used as a reactor, and, for example, a molten high-temperature desulfurizing agent is sprayed through a nozzle or the like into the flue gas that migrates in the cyclone to bring the desulfurizing agent and flue gas into contact with each other. And the reacted particles are separated. When the desulfurizing agent is a mixture of a large amount of fly ash and is in the form of powder, the desulfurizing agent is fluidized in the reactor by flue gas, and the fluidized bed desulfurizing agent and flue gas are mixed together. Contact.

【0022】図1は、本発明方法を実施するための装置
の一例を示す系統図である。石炭焚き火炉12の底部の
ボトムアッシュ溜まりから、溶融状態のボトムアッシュ
が、温度約1200°Cで重力流下方式で抜き出され、
脱硫剤供給管14を介してその温度を維持しつつ反応器
16に導入される。反応器16は、竪型の容器であっ
て、容器内には溶融した脱硫剤が一定のレベルで保有さ
れている。ボトムアッシュの抜き出しに際し、石炭焚き
火炉12のボトムアッシュ溜まりの界面を一定に維持す
るために、脱硫剤供給管14にはボトムアッシュの流量
調製弁18が設けてある。石炭焚き火炉12から排出さ
れた温度約600°C程度の排煙は、その温度を維持し
つつ、送風機19により排煙送入ダクト20を介して反
応器16に入り、反応器16の底部に設けられたリング
状ノズル22から噴出して細かい気泡となって脱硫剤中
を上昇する。
FIG. 1 is a system diagram showing an example of an apparatus for carrying out the method of the present invention. Molten bottom ash is extracted from the bottom ash pool at the bottom of the coal-fired furnace 12 at a temperature of about 1200 ° C. by a gravity flow method,
It is introduced into the reactor 16 through the desulfurizing agent supply pipe 14 while maintaining its temperature. The reactor 16 is a vertical container in which the molten desulfurizing agent is held at a constant level. A flow control valve 18 for the bottom ash is provided in the desulfurizing agent supply pipe 14 in order to keep the interface of the bottom ash pool of the coal-fired furnace 12 constant when the bottom ash is extracted. The flue gas at a temperature of about 600 ° C. discharged from the coal-fired furnace 12 enters the reactor 16 through the flue gas inlet duct 20 by the blower 19 while maintaining the temperature thereof, and reaches the bottom of the reactor 16. It is ejected from the provided ring-shaped nozzle 22 to form fine bubbles and rise in the desulfurizing agent.

【0023】排煙が気泡状となって反応器16内の脱硫
剤中を上昇しながら脱硫剤と接触する間に、排煙中の硫
黄化合物は、脱硫剤中の活性成分と反応して脱硫剤中に
固定され、脱硫剤と共に反応器16のオーバーフロー管
24を経て系外に排出される。脱硫剤との反応工程を経
て脱硫された排煙は、反応器16の頂部から出て、必要
に応じてサイクロン26、電気集塵機28等の除塵器を
経由して除塵された後、高い温度に維持されているた
め、加熱の必要なく煙突30を介して大気に放散され
る。
While the flue gas becomes bubbles and contacts the desulfurizing agent while rising in the desulfurizing agent in the reactor 16, the sulfur compound in the flue gas reacts with the active component in the desulfurizing agent to desulfurize. It is fixed in the agent and discharged together with the desulfurizing agent to the outside of the system through the overflow pipe 24 of the reactor 16. The flue gas desulfurized through the reaction process with the desulfurizing agent is discharged from the top of the reactor 16 and, if necessary, is removed via a dust remover such as a cyclone 26 and an electrostatic precipitator 28, and then heated to a high temperature. Being maintained, it is released to the atmosphere through the chimney 30 without the need for heating.

【0024】発電量が100MW程度の石炭焚き発電所を
対象として経済比較を行うと、本発明に係る乾式排煙脱
硫方法による装置は、従来の湿式排煙脱硫方法による装
置に比べて、設備費が約20〜50%、運転費が約10
%削減できる。設備費の削減は、湿式排煙脱硫方法では
必要とされる機器、例えば反応塔を出た後に排煙を加熱
する加熱器、石膏を分離する分離器、石灰石スラリー廃
液を処理する廃液処理装置等を本発明方法の実施装置で
は必要としないことによるものであり、また運転費の軽
減は、使用原料モル比、即ちCa/Sが零乃至極めて小さい
こと及び電力消費量が少ないことによる。
When an economic comparison is made for a coal-fired power plant with a power generation amount of about 100 MW, the equipment by the dry flue gas desulfurization method according to the present invention is less expensive than the equipment by the conventional wet flue gas desulfurization method. About 20-50%, operating cost about 10
% Reduction. Equipment cost reduction is required for wet flue gas desulfurization method, for example, heater for heating flue gas after leaving the reaction tower, separator for separating gypsum, waste liquid treatment device for treating limestone slurry waste liquid, etc. Is not required in the apparatus for carrying out the method of the present invention, and the operating cost is reduced because the molar ratio of raw materials used, that is, Ca / S is zero to extremely small and the power consumption is small.

【0025】[0025]

【実施例】以下、添付図面を参照し、実施例に基づいて
本発明をより詳細に説明する。 実施例1 図1に示す装置により、石炭焚き炉から温度600°C
で排出されるSO2 含有率1,000ppm の排ガスを脱硫
処理した。石炭焚き炉から排出された約1,100°C
の溶融ボトムアッシュを脱硫剤として使用し、反応器1
6において排ガスと溶融ボトムアッシュとを接触させ
た。脱硫剤の活性成分と排ガスとの原料モル比が脱硫剤
の活性成分:硫黄分=1:10になるようにボトムアッ
シュに石灰石を添加して調製した脱硫剤を反応器16に
送入した。排ガス中の硫黄分は、脱硫剤に固定化され、
溶融ボトムアッシュと共に反応器16から排出され、反
応器16から排出された排ガスは、SO2 含有率が200
ppm に脱硫処理されていた。本実施例は、石炭焚き火炉
自体から生じた本来廃棄物たるボトムアッシュを脱硫剤
の主成分として使用することにより、簡単な構成の装置
で脱硫率80%を達成できると言う格別の効果を奏す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in more detail based on embodiments with reference to the accompanying drawings. Example 1 The apparatus shown in FIG. 1 was used to measure a temperature of 600 ° C. from a coal burning furnace.
Exhaust gas with a SO 2 content of 1,000 ppm discharged in 1 was desulfurized. Approximately 1,100 ° C discharged from the coal-fired furnace
Using the molten bottom ash of
In step 6, the exhaust gas was brought into contact with the molten bottom ash. The desulfurizing agent prepared by adding limestone to the bottom ash was fed into the reactor 16 so that the raw material molar ratio of the active component of the desulfurizing agent to the exhaust gas was 1:10 active component of the desulfurizing agent: sulfur content. The sulfur content in the exhaust gas is fixed to the desulfurizing agent,
The exhaust gas discharged from the reactor 16 together with the molten bottom ash had an SO 2 content of 200.
It had been desulfurized to ppm. This example has a special effect that the desulfurization rate of 80% can be achieved with a device having a simple structure by using the bottom ash which is originally a waste generated from the coal-fired furnace itself as a main component of the desulfurizing agent. .

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明によれば、石炭焚き火炉から排出
された排煙と、石炭焚き火炉から排出されたボトムアッ
シュを主成分とする脱硫剤とを高温下で接触させて、排
煙中の硫黄化合物と脱硫剤中の活性成分とを反応させる
工程を有する乾式排煙脱硫方法により、妥当な脱硫率を
維持しつつ、容易な運転で石炭焚き火炉からの排煙を脱
硫することができる。しかも、本発明方法は、湿式排煙
脱硫方法に比較して、処理排ガスの再加熱及び排水処理
の必要が無いという利点を有しており、本発明方法を実
施する装置は、従来の湿式排煙脱硫方法の装置に比べて
建設コスト及び運転コストが低く、経済的である。ま
た、本発明方法は、薬剤を直接ボイラーに吹き込む既知
の乾式排煙脱硫方法とは異なり、ボイラ−の外で排ガス
を脱硫剤に接触させるので、ボイラ−本体にエロ−ジョ
ンが発生する恐れがない。また、実施するに際しボイラ
−本体を改造する必要がないので、既存の石炭焚き火炉
にも容易に適用できる。
According to the present invention, the flue gas discharged from the coal-fired furnace and the desulfurizing agent whose main component is bottom ash discharged from the coal-fired furnace are brought into contact with each other at a high temperature to discharge the smoke. By the dry flue gas desulfurization method having a step of reacting the sulfur compound of the above with the active ingredient in the desulfurizing agent, it is possible to desulfurize the flue gas from the coal-fired furnace with an easy operation while maintaining an appropriate desulfurization rate. . Moreover, the method of the present invention has an advantage over the wet flue gas desulfurization method in that it is not necessary to reheat the treated exhaust gas and to treat the waste water, and the apparatus for carrying out the method of the present invention has a conventional wet flue gas desulfurization method. Construction cost and operating cost are lower than those of the device of the smoke desulfurization method, which is economical. Further, in the method of the present invention, unlike the known dry flue gas desulfurization method in which the chemical is directly blown into the boiler, since the exhaust gas is brought into contact with the desulfurization agent outside the boiler, erosion may occur in the boiler body. Absent. In addition, since it is not necessary to modify the boiler main body when carrying out, it can be easily applied to the existing coal-fired furnace.

【0027】本発明方法では、排ガスから脱硫された硫
黄化合物は、シリカ成分と化合してガラス状の被膜を形
成しつつボトムアッシュに一体的に固定されるので、仮
に水分が浸透しても硫黄化合物が溶出する恐れの無い安
全な廃棄物であって、例えば地盤改良材として使用でき
る。従って、本発明方法は、副生物の処理問題を引き起
こさない。本発明方法では、脱硫反応において高温のボ
トムアッシュを比較的低温の排煙と接触させて冷却して
いるのて、それだけボトムアッシュの冷却のための水量
を節減できる効果があり、結果的にはボトムアッシュの
熱を回収してボイラ−の総括熱効率を向上させる効果を
奏する。
In the method of the present invention, the sulfur compound desulfurized from the exhaust gas is integrally fixed to the bottom ash while combining with the silica component to form a glassy film. It is a safe waste without the risk of compound elution and can be used, for example, as a soil improvement material. Therefore, the method of the present invention does not cause by-product processing problems. In the method of the present invention, in the desulfurization reaction, the high temperature bottom ash is cooled by contacting it with the flue gas of a relatively low temperature, so that there is an effect that the amount of water for cooling the bottom ash can be reduced, and as a result, The heat of the bottom ash is recovered and the overall heat efficiency of the boiler is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明方法を実施するための装置の一例の系統
図である。
FIG. 1 is a system diagram of an example of an apparatus for carrying out the method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 石炭焚き火炉 14 脱硫剤供給管 16 反応器 18 流量調製弁 19 送風機 20 排煙送入ダクト 22 リング状ノズル 24 オーバーフロー管 26 サイクロン 28 電気集塵機 30 煙突 12 Coal-fired furnace 14 Desulfurizing agent supply pipe 16 Reactor 18 Flow rate adjusting valve 19 Blower 20 Smoke exhaust inlet duct 22 Ring nozzle 24 Overflow pipe 26 Cyclone 28 Electrostatic precipitator 30 Chimney

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 隆 横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番1号 千 代田化工建設株式会社内 (72)発明者 若林 中 横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番1号 千 代田化工建設株式会社内 (72)発明者 川村 和茂 横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番1号 千 代田化工建設株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Takashi Kimura Inventor Takashi Kimura 2-12-1, Tsurumi Chuo, Tsurumi-ku, Yokohama Within Chiyoda Kakoh Construction Co., Ltd. (72) Naka Wakabayashi 2--12, Tsurumi Chuo, Tsurumi-ku, Yokohama-shi No. 1 in Chiyoda Kakoh Construction Co., Ltd. (72) Inventor Kamo Kawamura 2-12-1, Tsurumi Chuo, Tsurumi-ku, Yokohama City Chiyoda Kakoh Construction Co., Ltd.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 石炭焚き火炉から排出された排煙と、前
記石炭焚き火炉から排出されたボトムアッシュを主成分
とする脱硫剤とを高温下で接触させて、前記排煙中の硫
黄化合物と前記脱硫剤中の活性成分とを反応させる工程
を含むことを特徴とする乾式排煙脱硫方法。
1. A flue gas discharged from a coal-fired furnace and a desulfurizing agent containing bottom ash as a main component discharged from the coal-fired furnace are brought into contact with each other at a high temperature, and a sulfur compound in the flue gas is discharged. A dry flue gas desulfurization method comprising a step of reacting with an active component in the desulfurization agent.
【請求項2】 前記脱硫剤は、前記石炭焚き火炉から排
出されたボトムアッシュに石灰、又は石灰石を添加して
なることを特徴とする請求項1に記載の乾式排煙脱硫方
法。
2. The dry flue gas desulfurization method according to claim 1, wherein the desulfurizing agent is obtained by adding lime or limestone to the bottom ash discharged from the coal-fired furnace.
【請求項3】 前記脱硫剤は、前記石炭焚き火炉から排
出されたボトムアッシュに石灰、又は石灰石及びマグネ
シウム化合物を添加してなることを特徴とする請求項1
に記載の乾式排煙脱硫方法。
3. The desulfurizing agent is obtained by adding lime, or limestone and a magnesium compound to the bottom ash discharged from the coal-fired furnace.
The dry flue gas desulfurization method described in.
【請求項4】 石灰、又は石灰石を含む前記脱硫剤に水
又は水蒸気を注入して水熱反応を起こさせる工程を経た
脱硫剤と前記排煙とを高温下で接触させることを特徴と
する請求項2又は3に記載の乾式排煙脱硫方法。
4. The desulfurizing agent, which has undergone a step of injecting water or steam into the desulfurizing agent containing lime or limestone to cause a hydrothermal reaction, and the flue gas are contacted at high temperature. Item 4. The dry flue gas desulfurization method according to Item 2 or 3.
【請求項5】 排煙中の硫黄化合物と脱硫剤中の活性成
分とを反応させる前記工程において、回転している筒型
ドラム内に前記脱硫剤を投入し、転動させて攪乱状態に
すると共に、前記筒型ドラム内に前記石炭焚き火炉から
排出された排煙を送入して、前記攪乱状態の脱硫剤と前
記排煙とを高温下で接触させることを特徴とする請求項
1から4のうちのいずれか1項に記載の乾式排煙脱硫方
法。
5. In the step of reacting a sulfur compound in flue gas with an active component in a desulfurizing agent, the desulfurizing agent is charged into a rotating cylindrical drum and tumbled to a disturbed state. At the same time, the flue gas discharged from the coal-fired furnace is fed into the cylindrical drum to bring the desulfurizing agent in the disturbed state and the flue gas into contact with each other at a high temperature. 4. The dry flue gas desulfurization method according to any one of 4 above.
【請求項6】 排煙中の硫黄化合物と脱硫剤中の活性成
分とを反応させる前記工程において、反応器内に滞留し
ている溶融状態の前記脱硫剤中に前記石炭焚き火炉から
排出された排煙を細かい気泡状で噴出して、前記脱硫剤
と前記排煙とを高温下で接触させることを特徴とする請
求項1から4のうちのいずれか1項に記載の乾式排煙脱
硫方法。
6. In the step of reacting the sulfur compound in the flue gas with the active component in the desulfurization agent, the coal is burned in the molten desulfurization agent retained in the reactor from the coal-fired furnace. 5. The dry flue gas desulfurization method according to claim 1, wherein the flue gas is ejected in the form of fine bubbles to bring the desulfurizing agent and the flue gas into contact with each other at a high temperature. .
【請求項7】 排煙中の硫黄化合物と脱硫剤中の活性成
分とを反応させる前記工程において、前記脱硫剤を前記
排煙中に噴霧して前記脱硫剤と前記排煙とを高温下で接
触させることを特徴とする請求項1から4のうちのいず
れか1項に記載の乾式排煙脱硫方法。
7. In the step of reacting a sulfur compound in flue gas with an active component in a desulfurizing agent, the desulfurizing agent is sprayed into the flue gas to heat the desulfurizing agent and the flue gas under high temperature. The dry flue gas desulfurization method according to any one of claims 1 to 4, wherein the dry flue gas desulfurization method is performed.
【請求項8】 排煙中の硫黄化合物と脱硫剤中の活性成
分とを反応させる前記工程において、反応器内で粉粒状
の前記脱硫剤を前記排煙により流動層化させると共に前
記流動層化した脱硫剤と前記排煙とを接触させることを
特徴とする請求項1から4のうちのいずれか1項に記載
の乾式排煙脱硫方法。
8. In the step of reacting the sulfur compound in the flue gas with the active component in the desulfurizing agent, the powdery and granular desulfurizing agent is fluidized in the reactor by the flue gas and the fluidized bed is formed. The dry flue gas desulfurization method according to any one of claims 1 to 4, wherein the desulfurizing agent is brought into contact with the flue gas.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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