JPH0655256B2 - 乾式排ガス処理方法 - Google Patents

乾式排ガス処理方法

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JPH0655256B2
JPH0655256B2 JP61154219A JP15421986A JPH0655256B2 JP H0655256 B2 JPH0655256 B2 JP H0655256B2 JP 61154219 A JP61154219 A JP 61154219A JP 15421986 A JP15421986 A JP 15421986A JP H0655256 B2 JPH0655256 B2 JP H0655256B2
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exhaust gas
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直晴 篠田
日野  正夫
淳 多谷
耕三 飯田
雅和 鬼塚
良昭 尾林
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    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 燃焼排ガスから硫黄酸化物と窒素酸化物を乾式で除去す
る乾式排煙脱硫脱硝同時処理方法に関する。
〔従来の技術〕
従来技術(特開昭58−76127号公報)を第2図に
より説明する。1は供給物調整系、2はアルカリ土類金
属化合物を主成分とする吸収剤の供給路、3は導水管で
あり、前記吸収剤の水性懸濁液の供給路13から懸濁液
が乾燥室に噴霧される。この乾燥室には硫黄酸化物(S
Ox)、と窒素酸化物(NOx)を含有する熱廃ガスが導管11
より導かれる。乾燥室4では吸収剤の噴霧小滴が乾燥し
て粉末となり、同時に廃ガス中の硫黄酸化物の大半が吸
収されて、亜硫酸塩および硫酸塩に変わる。前記粉末の
一部は被処理廃ガス中に存在するフライアツシユの一部
と共に乾燥室4の底部に設けた導管5を介して回収され
る。
一方前記粉末の残部およびフライアツシユの残部を随伴
する廃ガスは導管6を介して粒子分離装置7に導かれ
る。この粒子分離装置7は布フイルターバッグハウス
や電気集塵器が用いられる。
乾燥室4では廃ガス中の硫黄酸化物の大部分が吸収され
る。しかしながら噴霧室4に噴霧される吸収剤の量はこ
の段階で廃ガスの硫黄酸化物を完全に除去するものでは
なく、粒子分離装置7にて窒素酸化物の除去を行なうた
めに、窒素酸化物濃度の1/3未満に調整される。又乾燥
室4で蒸発する水量は粒子分離装置7での廃ガスと粒子
の温度が85〜145℃になるように調節される。
分離装置7から窒素酸化物および硫黄酸化物の含量が低
下した廃ガスが導管8を介して煙突(図示せず)に導か
れる。粒子分離装置7で廃ガスと分離された粒子は乾燥
室4での噴霧乾燥・吸収反応によつて生成した物質とフ
ライアツシユからなり導管9を介して取り出される。導
管5及び9を介して回収された粒子の一部又は全量が導
管10から系外へ排出される。粒子の残部は導管12を
介して供給物調整系1に循環され吸収剤に再利用され
る。
従来法は次のような欠点を有している。
(1)吸収反応生成物の粒子に亜硫酸塩を含む。
この亜硫酸塩は不安定であり、CODの原因となるので、
粒子の廃棄に支障をきたす。
(2)吸収剤(水酸化カルシウム)の懸濁液を噴霧してSOx
の吸収性能を高めようとしても、吸収剤の反応性に限界
があつて、乾燥室でSOxとNOxとが十分に除去出来ない。
又、SOxとNOxとの反応性を高める為に懸濁液の噴霧量を
多くする必要があり、その結果排ガス温度が下がつて、
乾燥室壁面及び粒子分離装置内のスケール付着が多くな
るばかりでなく、乾燥室及び粒子分離装置での腐食が発
生し問題となる。
一方乾式の同時脱硫・脱硝法としては活性炭吸着/NH3
接触還元法、酸化銅吸着還元法の研究が見られるが、こ
れらの方法は再生工程が複雑であり、吸収剤が高価で処
理費用が高い等問題がある。又、固定床及び移動床で用
いられるため、石炭焚きのごとく高ダストの排ガスを処
理するためには、反応器での圧損上昇防止対策等解決し
なければならない問題点が多い。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は上記問題点を解消し、SOxとNOxを同時処理する
高活性の新しい吸収剤スラリーを用いることにより、乾
式集じん工程における脱硫・脱硝を可能とし、吸収剤の
原料には廃棄物を再利用することができ、また吸収装置
における圧力損失の上昇を回避することができ、さらに
は、SOxを吸収した生成物中には亜硫酸塩を含まず、実
質的に硫酸塩に転換しているために、廃棄を容易にし
た、乾式排ガス処理方法を提供しようとするものであ
る。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、硫黄酸化物、窒素酸化物及び酸素を含有する
排ガス中に吸収剤スラリーを噴霧して硫黄酸化物及び窒
素酸化物を吸収する工程と、前記吸収工程で生成した粉
粒体を捕集する乾式集塵工程と、捕集された粉粒体の一
部を系外に排出し、残部にケイ素源とカルシウム源を加
えて水で混練する工程と、混練物を105〜120℃で
10〜30時間養生して多孔質のゲル状物質を生成する
工程と、前記ゲル状物質から吸収剤スラリーを調製する
工程と、前記吸収剤スラリーを前記排ガス中に噴霧する
ために循環する工程とを有することを特徴とする乾式排
ガス処理方法である。
〔作用〕
新吸収剤は金属精錬・製鉄鉱滓,酸洗廃液処理スラツ
ジ,フライアツシユ,カオリン,ベントナイト,珪砂,
ケイソウ土,ゼオライト,各種ケイ酸ガラスなどから選
ばれた少なくとも1つのSi源とCaSO3,Ca(OH)2,CaO,CaSO
4・2H2O,CaSO3・1/2H2O,CaCl2などから選ばれた少なくと
も1つのCa化合物のアルカリ性の水性スラリーから養生
することにより非晶質のケイ酸カルシウムの固形物を調
製したものである。
この吸収剤は、優れたSOxとNOxの吸収剤であるばかりで
なく、亜硫酸塩を吸収と同時に硫酸塩に転化させる作用
を有するため、排ガス処理生成物に亜硫酸塩が含まれな
い。又本発明による吸収剤は高活性を有するため噴霧す
るスラリー量も少なくてすみ、排ガス温度の低下も少な
く、装置の腐食の発生も少ない。一方排ガス中にスラリ
ーを噴霧乾燥固化しその乾燥固形物を後流の乾式集じん
装置でダストと共に捕集するため、固定床および移動床
の欠点である反応器でのダストによる圧損上昇がない。
第1図によつて本発明の実施態様を説明する。
101は鉱滓,フライアツシユ,粘土等のSi化合物を含
む粉粒固形物を供給路102から、またCaSO3,Ca(OH)2,
CaO,CaSO4・2H2O,CaSO3・1/2H2O,CaCl2等のCa化合物を供
給路103から供給し水で混練する吸収剤の混練工程で
ある。なお、104は導水管である。
混練された固形物を供給路105を介して吸収剤の養生
工程106へ送る。106では熱源供給路107からの
スチーム等の加熱媒体によつて固形物を・105〜12
0℃で10〜30時間養生し、Si化合物が一部変質しCa
を含むゲル状の物質を生成させる。この養生工程におい
てSOxを含まないNOxを含まない雰囲気に保持することが
重要である。即ち、比較的緩慢な反応である所のゲル状
物質形成中にアルカリ成分がSOxやNOxで消費されないよ
うにすることが重要である。このゲル状物質は比表面積
が50〜100m2/gにもなり養生前の粉粒固形物の5〜
20m2/gに比べ極めて多孔質の物質に変質する為、SOx
とNOxの吸収能は従来方では達成し得なかつた高活性を
示すこととなる。養生を終了した吸収剤は108の導管
を介して111のスラリー調製工程に送られる。このス
ラリー調製工程では、112の導水管からの水により5
%〜70%の吸収剤の懸濁液とする。スラリー化する事
により、輸送が簡単で取扱いが容易となる。なお、多孔
質となつたゲル状物質がスラリー化しても変質すること
はなく活性を失わない。このスラリーを113のスラリ
ーの導管を介して114のスラリーポンプへ送られ、1
15のスラリー導管で輸送される。116のガス供給路
からは、空気又はスチームあるいは排ガスが1〜10kg/c
m2Gの高圧で供給され、115からのスラリーと混合さ
れ117の導管を介して119の噴霧ノズルから118
の乾燥室に微細粒子として噴霧される。この乾燥室に
は、SOxとNOxを含有する熱排ガス、又はあらかじめNOx
の大部分が燃焼改善や別途設けた脱硝装置で取り除か
れ、若干のNOxとSOxを含有する排ガスが熱廃ガス導管1
20より導かれる。この乾燥室118では、120から
導入される排ガスにより噴霧スラリーが乾燥すると共に
SOxとNOxが同時に除去される。
ここで新吸収剤の活性が良いので、吸収後の吸収剤中に
は亜硫酸化合物は含まれず、全て硫酸化合物にまで酸化
されていることが挙げられる。従来法では副生物として
回収される吸収剤みの粉粒体に亜硫酸塩が含まれるた
め、これを廃棄するときに、副生物のCODが高く、しか
も不安定物質であるので投棄上の問題が避けられないも
のとなつていた。本発明の吸収剤は又、高活性のため、
スラリー噴霧量も少なくて済み、排ガス温度の低下も1
0〜30℃程度であり、乾燥室壁面へのスケール付着が
少なく腐食の発生も少ない。
反応生成固形物の一部は乾燥室118の底部に設けた導
管125を介して回収する。一方前記反応生成固形物の
残部と未反応の新吸収剤とフライアツシユを伴う排ガス
は導管121を介して乾式集じん装置122に導かれ
る。この装置122は布フイルターバツクハウスや電
気集じん器が用いられる。装置122内では、未反応の
新吸収剤が、乾燥室118において残留したSOxとNOx
反応する。装置122でNOxおよびSOxを除去した排ガス
は導管123を介して煙突(図示せず)から排気され
る。装置122で排ガスと分離された粉粒体は反応生成
固形物とフライアツシユと未反応の新吸収剤から成り導
管124を介して取り出される。導管125及び124
を介して回収された粉粒体の一部又は全量が導管126
から系外へ排出される。粉粒体の残部は導管127を介
して吸収剤の混練工程101に再循環して、吸収剤の有
効利用率を高め、新たに供給する量を節減する。
〔実施例1.〕 表−1に示す組成Si化合物と試薬の消石灰あるいは生石
灰と石膏とを用い養生条件を検討した。例えばSi化合物
80%,消石灰20%,(重量比)とを含水率が45%
になるように水を加え混練し、底部に水を張つたオート
クレープ内で105℃で20時間養生を行つた。
この吸収剤を4〜5mmφの寸法に破砕篩分けし、表−2
に示す。活性評価条件でSOxとNOxの吸収除去性能を測定
した。その結果を表−3に示す。
本発明による養生条件で調製した吸収剤は、顕微鏡観察
でSi化合物粒子及び消石灰粒子とは全く形状の異なる多
孔質なゲル状物質に変質しており、養生前の粉粒固形物
の比表面積5〜20m2/gに対し養生後は50〜100m2
/gであつた。
反応初期のSO2の除去率90%以上、NOの除去率70%
以上の高活性を有する。又、反応生成固形物を分析した
所、亜硫酸化合物は検出されず、硫酸化合物に全て酸化
されていることを確認した。消石灰及び生石灰の混合割
合が多いほど、SO2,NOの吸収量が多くなるが、40重量
%以上になるとCa利用率が悪くなり特策ではない。
消石灰のかわりに生石灰を使用してもその活性に大差が
なく、又石膏の0〜20重量%の混合においては活性に
余り差がなく、むしろ粘結作用としての役割がある。
又、養生も高温度で長時間養生すると吸収剤の比表面積
が小さくなり活性も低下する。従つて温度105℃〜1
20℃、時間10〜30時間の養生条件で吸収剤を調製
するのが好ましい。
〔実施例2.〕 実施例1のRunNo.3で調製した吸収剤を水を加え10%
のスラリーとして新吸収剤とした。
NOx100ppm,SO2600ppm,CO210%,O25%,H2O
10%,残りN2(容積比率)からなる150℃の石炭燃
焼排ガスが流入する乾燥室に噴霧し、その乾燥固形物の
固気接触時間が1秒で排ガスと接触させた結果、消石灰
と当量のSO2が吸収されるまで出口排ガス中のSO2とNOx
はそれぞれ50ppm以下に低下し続けた。反応生成固形
物を分析した所、亜硫酸化合物は検出されず、硫酸化合
物に全て酸化されていることを確認した。
本発明による方法においては4〜5mmφの吸収剤を使用
する固定床に比べ、小粒子の吸収剤を使用するため、カ
ルシウム利用率が高くなり有利である。
〔発明の効果〕
本発明は上記構成を採用することにより、廃棄物を原料
にした新規な吸収剤スラリーを採用して、乾式排煙脱硫
・脱硝の同時処理を可能とし、SOxの吸収形態を全て硫
酸塩に転換することができ、廃棄を容易にした。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の乾式排ガス処理方法のフロー図、第2
図は従来法のフロー図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯田 耕三 広島県広島市西区観音新町4丁目6番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 鬼塚 雅和 広島県広島市西区観音新町4丁目6番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 尾林 良昭 広島県広島市西区観音新町4丁目6番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (56)参考文献 特開 昭58−76127(JP,A) 特開 昭58−166932(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】硫黄酸化物、窒素酸化物及び酸素を含有す
    る排ガス中に吸収剤スラリーを噴霧して硫黄酸化物及び
    窒素酸化物を吸収する工程と、前記吸収工程で生成した
    粉粒体を捕集する乾式集塵工程と、捕集された粉粒体の
    一部を系外に排出し、残部にケイ素源とカルシウム源を
    加えて水で混練する工程と、混練物を105〜120℃
    で10〜30時間養生して多孔質のゲル状物質を生成す
    る工程と、前記ゲル状物質から吸収剤スラリーを調製す
    る工程と、前記吸収剤スラリーを前記排ガス中に噴霧す
    るために循環する工程とを有することを特徴とする乾式
    排ガス処理方法。
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