JPH0693973B2

JPH0693973B2 - 排ガス処理方法及び装置

Info

Publication number: JPH0693973B2
Application number: JP3092947A
Authority: JP
Inventors: 幸雄久保; 勝也石川
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1991-03-29
Filing date: 1991-03-29
Publication date: 1994-11-24
Anticipated expiration: 2009-11-24
Also published as: JPH04300632A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ダスト含有排ガス又は
ディーゼルエンジン排ガス・ボイラ排ガスのようにダス
ト、窒素酸化物及び硫黄酸化物を含有する排ガスを、連
続的又は間欠的に回転する同心多重の中空円筒状の粒子
充填層に通して、集じんと、粒子充填層内に捕集された
ダストの焼却・除去とを同時、かつ連続的に行なう排ガ
ス処理方法及び装置、さらには、ダストとともに硫黄酸
化物もしくは窒素酸化物、または硫黄酸化物及び窒素酸
化物をも同時に連続的に除去する排ガス処理方法及び装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ディーゼルエンジン排ガス中のダ
スト除去方法としては、発泡セラミックなどの多孔質フ
ィルターによるろ過集じんが主流である。この方法で
は、フィルター内に捕集されたダストによって、フィル
ターの目詰まりが進行し、通気抵抗が一定値以上に高く
なると、排ガスを切り換え捕集されたダストを焼却・除
去することによって、フィルターを再生する。

【０００３】特開昭５５−６４８２９号公報には、平板
状の粒子移動床で排ガスの集じん、脱硝を同時に行なう
方法が記載されている。また、特開昭６３−４４９２３
号公報に記載されるように、排ガスにアンモニアを少量
添加し、単独触媒で排ガスの脱硫、脱硝を同時に行なう
技術も知られている。また、特開平１−１５９０３４号
公報には、ディーゼルエンジン排ガスの煙道中にアンモ
ニアガスを注入し、その後、消石灰とバナジウム酸化物
を担持したγ‐アルミナ又はアナターゼ型チタニアの粉
末を噴射し、つぎに、排ガス後流にセラミックスフィル
ターを設けて、排ガス中の粉末及び燃焼ばいじんを捕集
するとともに、この捕集灰の層を排ガスが通過するよう
にして脱硝する方法が記載されている。また、特開昭６
１−１１１１２８号公報、１１１１２９号公報には、灰
分、塩化水素、窒素酸化物、硫黄酸化物を含む焼却炉排
ガス処理装置として、多孔質セラミック材の排ガス流入
面側に目詰まり防止用の特殊反応助剤プリコート層を介
して、消石灰又は炭酸カルシウム及び塩化カルシウムを
含む固形物層を形成し、排ガス流出面側に窒素酸化物除
去用触媒層を設けた装置が記載されている。さらに、特
開昭６０−１８５８２号公報には、石炭ガス化ダーティ
ガス入口及び石炭ガス化クリーンガス出口を有する反応
塔内に、２枚の通気性支持体間に充填された脱硫・集じ
ん層を形成し、この反応塔の下側に、再生剤入口及び反
応ガス出口を有する再生塔を設置し、この再生塔内に２
枚の通気性支持体を対設し、これらと脱硫・集じん層と
を切替バルブを介して接続し、再生塔の下部にシールバ
ルブを介してダスト分離機を接続した石炭ガス化ガス脱
硫・集じん装置が記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の多孔質フィ
ルターを用いる方法は、つぎのような問題点を有してい
る。（１）フィルターの圧力損失が、ダスト堆積に伴って
連続的に上昇する。間欠的に再生することによって、フ
ィルターの圧力損失は回復するが、エンジン背圧が一定
値とならないため、エンジンの運転に悪影響を及ぼす。（２）多孔質フィルターを再生するために、排ガスを
切り換える必要があり、また、複数のフィルターを並列
に設置する必要がある。（３）多孔質フィルターを再生するために、ダストを
焼却する際、フィルター温度が過度に上昇するとフィル
ターが破損したり、焼結の進行によってフィルター気孔
が潰れる。このため、低温で燃焼させるための触媒担持
や、微妙な燃焼コントロールを行なう必要がある。（４）ダストの燃焼残分が気孔内に残存するため、フ
ィルターの圧力損失は完全には回復しない。（５）硫黄酸化物、窒素酸化物は、別途処理すること
が必要である。また、特開昭５５−６４８２９号公報に
示されるような十字流接触型などの移動床装置は、粒子
抜出し、ダスト分離、粒子搬送などの工程を要し、装置
が大型化、複雑化する。また、特開平１−１５９０３４号公報記載の方法におい
ても、上記（１）〜（５）と同様の問題点を有してい
る。また、特開昭６１−１１１１２８号公報、１１１１
２９号公報には、焼却炉排ガスから、ダストとともに窒
素酸化物を除去することが記載されているが、この場合
も、多孔質セラミックフィルターを使用するものであ
り、上記（１）〜（５）と同様の問題点を有している。
さらに、特開昭６０−１８５８２号公報記載の石炭ガス
化ガス脱硫・集じん装置においては、装置本体内に１個
の脱硫・集じん層を設けるものであるので、固定層とし
て使用する場合は、複数基の装置を設置しなければなら
ない。また、石炭ガス化ガス中のダスト及びＨ₂Ｓを除
去するものであり、ダスト、ＳＯx、ＮＯxを含む排ガス
の除去に関しては、何も記載されていない。

【０００５】本発明は、上記の諸点に鑑みなされたもの
で、連続的又は間欠的に回転する同心多重の中空円筒状
の粒子充填層の一部に排ガスを通過させて、排ガス中の
ダストを捕集しつつ、他の一部に再生ガスを流して、粒
子間に捕集されたダストを焼却するように構成すること
により、排ガス中のダスト、又は排ガス中のダスト及び
硫黄酸化物もしくは窒素酸化物、又は排ガス中のダス
ト、硫黄酸化物及び窒素酸化物を効率よく連続的に除去
することができる排ガス処理方法及び装置を提供するこ
とを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の排ガス処理方法は、図１〜図４に示す
ように、多孔支持体からなる同心多重の中空円筒状容器
に充填した粒子充填層を連続的又は間欠的に回転させ、
この粒子充填層の一部に排ガスを通過させて、排ガス中
のダストを捕集するとともに、粒子充填層の他の一部に
再生ガスを流して、粒子充填層内に捕集されたダストを
連続的に焼却することを特徴としている。

【０００７】また、上記の排ガス処理方法において、粒
子の少なくとも一部を脱硫活性を有する粒子として、ダ
ストの除去とともに硫黄酸化物を除去するようにした
り、粒子の少なくとも一部を脱硝活性を有する粒子と
し、排ガス中に還元剤を添加して、ダストの除去ととも
に窒素酸化物を除去するようにしたり、粒子の少なくと
も一部を脱硫活性を有する粒子及び脱硝活性を有する粒
子とし、排ガス中に還元剤を添加して、ダストの除去と
ともに硫黄酸化物及び窒素酸化物を除去するようにした
り、粒子の少なくとも一部を同時脱硫・脱硝活性を有す
る粒子とし、排ガス中に還元剤を添加して、ダストの除
去とともに硫黄酸化物及び窒素酸化物を除去するように
することができる。なお、還元剤としては、アンモニ
ア、炭化水素などが用いられる。

【０００８】請求項６の排ガス処理装置は、図１及び図
２に示すように、多孔支持体１０で形成され内部に粒子
充填層１６、１８を有する同心多重の中空円筒状容器１
２、１４と、これらの容器１２、１４を、外側の粒子充
填層１６外面と本体内面との間に間隙２２が生じるよう
に収納する本体２０と、この本体２０に中空円筒状容器
１２、１４が回転できるように支持された回転軸２４
と、本体２０内を２室に仕切るための軸方向の仕切板２
６、２８、３０と、一方の室に接続された排ガス入口３
２及び処理済ガス出口３４と、他方の室に接続された再
生ガス入口３６及び再生オフガス出口３８と、を包含す
ることを特徴としている。

【０００９】また、請求項７の排ガス処理装置は、図３
及び図４に示すように、粒子充填層１６、１８内部に１
枚以上の多孔支持体からなる円筒状仕切板４４、４６を
設け、粒子充填層１６、１８が、脱じん層、脱硫層、脱
硝層のうちの２つ以上からなるように構成されたことを
特徴としている。

【００１０】

【作用】回転している粒子充填層１６、１８の一部に排
ガスが導入され、排ガス中のダストが捕集される。粒子
充填層１６、１８はさらに回転し、空気、酸素、処理済
み排ガスなどの酸素含有気体である再生ガスが導入され
て、粒子間に捕集されたダストが燃焼する。このように
して、再生された粒子充填層は、さらに回転を続けて、
ダストの捕集に使用される。ここで、粒子の一部又は全
部を脱硫活性を有する粒子とすることにより、ダストと
同時にＳＯxも除去される。また、粒子の一部又は全部
を脱硝活性を有する粒子とすることにより、ダストと同
時にＮＯxも除去される。また、粒子の一部又は全部を
脱硫活性を有する粒子及び脱硝活性を有する粒子とする
か、又は同時脱硫・脱硝活性を有する粒子とすることに
より、ダストと同時にＳＯx、ＮＯxも除去される。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の好適な実施例
を詳細に説明する。ただし、この実施例に記載されてい
る構成機器の形状、その相対配置などは、とくに特定的
な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定
する趣旨のものではなく、単なる説明例にすぎない。実施例１図１及び図２において、１０は金網、パンチングメタ
ル、多孔板などの円筒状の多孔支持体である。この多孔
支持体１０で同心多重の中空円筒状容器１２、１４を形
成し、これらの中空円筒状容器内に粒子を充填して、粒
子充填層１６、１８を形成する。２０は本体で、上記の
容器１２、１４を、外側の粒子充填層１６外面と本体２
０内面との間に間隙２２が生じるように収納する。本体
２０には、容器１２、１４が回転できるように回転軸２
４が支持される。また、本体２０は、軸方向の仕切板２
６、２８、３０により２室に仕切られ、一方の室には排
ガス入口３２及び処理済ガス出口３４が接続され、他方
の室には再生ガス入口３６及び再生オフガス出口３８が
接続される。４０、４２は粒子充填層の端面に設けられ
た仕切板である。なお、回転軸２４を連続的又は間欠的
に回転させる手段としては、図示していないが、モータ
又はエンジンにより駆動する歯車、ベルト又はチェーン
などを利用した機構とする。また、定期的に粒子充填層
を崩し、あるいは粒子充填層から粒子を抜き出して、粒
子と堆積ダストを機械的に分離することにより、ダスト
燃焼残分を完全に除去する。また、粒子充填層内に粒子
を充満させずに空間を残しておき、粒子充填層の回転に
伴って一定の場所で内部粒子の崩れを起こさせ、分離用
の気流により、粒子中のダストを除去するように構成し
てもよい。

【００１２】集じんのみを目的とする場合、一般に粒子
としては、熱的に安定なアルミナ、ムライト、シリカな
どのセラミック造粒物が適している。粒子直径は１〜５
mm程度が望ましい。粒径１〜２mmのアルミナ粒子を３０
０mmの厚みに充填した層に、ディーゼルエンジン排ガス
を空塔速度１０cm/secの条件で流したところ、供給被処
理ガス中のダスト濃度２００mg/Nm³に対し、出口ガス中
ダスト濃度は１〜５mg/Nm³まで低下した。また、集じん
と脱硫とを同時に行なう場合は、Ｃｕ‐Ａｌ又はＣｕ‐
Ａｌ‐Ｔｉ系の粒子を用いることが望ましい。その場
合、以下の反応が進行する。（脱硫反応）ＣｕＯ＋ＳＯ₂＋１／２Ｏ₂→ＣｕＳＯ₄ （再生反応）ＣｕＳＯ₄→ＣｕＯ＋ＳＯ₂＋１／２Ｏ₂ 下段の脱硫剤再生反応は熱分解反応であり、脱硫剤粒子
の再生と粒子移動層に捕集されたダストの燃焼とを同時
に行なうことにより、ダスト燃焼熱を熱分解に利用する
とともに、カーボンによる還元効果で再生反応を促進す
ることができる。また、集じんと脱硝とを同時に行な
う場合には、Ｖ₂Ｏ₅‐ＴｉＯ₂、Ｖ₂Ｏ₅‐ＷＯ₃‐ＴｉＯ
₂、ＣｕＯ‐Ａｌ₂Ｏ₃などの粒子を用いることが望まし
い。さらに、集じんを行なう上に、脱硫と脱硝とを同時
に行なう場合は、上記の脱硫剤に加え、Ｖ₂Ｏ₅、Ｗ
Ｏ₃、ＣｕＯなどを表面に担持した粒子や、あるいはＶ₂
Ｏ₅‐ＴｉＯ₂、Ｖ₂Ｏ₅‐ＷＯ₃‐ＴｉＯ₂、ＣｕＯ‐Ａｌ
₂Ｏ₃などの脱硝触媒粒子を混合し、被処理ガスに還元剤
を必要反応当量分添加して、移動層に供給する。また、
Ｖ₂Ｏ₅系、Ｃｒ₂Ｏ₃系など同時脱硫・脱硝活性を有する
粒子を用い、被処理ガスに還元剤を必要反応当量分添加
して、移動層に供給することにより、上記と同じく、集
じんの上に脱硫と同時に脱硝を行なうことができる。上
記の粒子は、いずれも緻密焼結体とするのが望ましく、
この場合は、従来の多孔質フィルターのように、ダスト
燃焼熱による破損・焼結が発生し難いという利点があ
る。

【００１３】実施例２本実施例は、図３及び図４に示すように、粒子充填層１
６、１８の内部に、それぞれ１枚以上（図３及び図４の
場合は、一例として１枚）の多孔支持体からなる円筒状
仕切板４４、４６を設け、外側の粒子充填層１６を２層
に、内側の粒子充填層１８を２層に、合計４層になるよ
うに仕切ったものである。各粒子充填層に、粒径の異な
る集じん用粒子、脱硫活性を有する粒子、脱硝活性を有
する粒子、同時脱硫・脱硝活性を有する粒子を適宜組み
合わせて充填することにより、集じん層、脱硫層、脱硝
層のうちの２つ以上の層を形成するようにする。他の構
成、作用は実施例１の場合と同様である。

【００１４】

【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。（１）回転する粒子充填層により、排ガス処理と粒子
再生との両方を連続的に効率よく行なうことができる。（２）粒子充填層を回転させることにより、ろ過面を
常に更新でき、通気抵抗を安定させ、粒子に付着した可
燃性ダストを連続的に焼却・除去して粒子の再生を行な
うことができる。（３）再生を連続的に行なうことにより、装置を複数
基並列に設置する必要はない。（４）充填粒子の一部又は全部として脱硫剤粒子を用
いる場合は、排ガス中のダストとＳＯxとを同時に除去
することができる。（５）充填粒子の一部又は全部として脱硝剤粒子を用
いる場合は、排ガス中に少量の還元剤を添加することに
より、排ガス中のダストとＮＯxとを同時に除去するこ
とができる。（６）充填粒子の一部又は全部として脱硫剤粒子及び
脱硝活性を有する粒子を用いる場合は、排ガス中に少量
の還元剤を添加することにより、排ガス中のダスト、Ｓ
Ｏx及びＮＯxを同時に除去することができる。（７）充填粒子の一部又は全部として同時脱硫・脱硝
活性を有する粒子を用いる場合は、排ガス中に少量の還
元剤を添加することにより、排ガス中のダスト、ＳＯx
及びＮＯxを同時に除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の排ガス処理装置の一実施例を示す縦断
面説明図である。

【図２】図１における２−２線断面説明図である。

【図３】本発明の排ガス処理装置の他の実施例を示す縦
断面説明図である。

【図４】図３における４−４線断面説明図である。

【符号の説明】

１０多孔支持体１２中空円筒状容器１４中空円筒状容器１６粒子充填層１８粒子充填層２０本体２２間隙２４中心軸２６仕切板２８仕切板３０仕切板３２排ガス入口３４処理済ガス出口３６再生ガス入口３８再生オフガス出口４０仕切板４２仕切板４４円筒状仕切板４６円筒状仕切板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多孔支持体からなる同心多重の中空円筒
状容器に充填した粒子充填層を連続的又は間欠的に回転
させ、この粒子充填層の一部に排ガスを通過させて、排
ガス中のダストを捕集するとともに、粒子充填層の他の
一部に再生ガスを流して、粒子充填層内に捕集されたダ
ストを連続的に焼却することを特徴とする排ガス処理方
法。
【請求項２】粒子の少なくとも一部を脱硫活性を有す
る粒子として、ダストの除去とともに硫黄酸化物を除去
することを特徴とする請求項１記載の排ガス処理方法。
【請求項３】粒子の少なくとも一部を脱硝活性を有す
る粒子とし、排ガス中に還元剤を添加して、ダストの除
去とともに窒素酸化物を除去することを特徴とする請求
項１記載の排ガス処理方法。
【請求項４】粒子の少なくとも一部を脱硫活性を有す
る粒子及び脱硝活性を有する粒子とし、排ガス中に還元
剤を添加して、ダストの除去とともに硫黄酸化物及び窒
素酸化物を除去することを特徴とする請求項１記載の排
ガス処理方法。
【請求項５】粒子の少なくとも一部を同時脱硫・脱硝
活性を有する粒子とし、排ガス中に還元剤を添加して、
ダストの除去とともに硫黄酸化物及び窒素酸化物を除去
することを特徴とする請求項１記載の排ガス処理方法。
【請求項６】多孔支持体（１０）で形成され内部に粒
子充填層（１６）、（１８）を有する同心多重の中空円
筒状容器（１２）、（１４）と、これらの容器（１
２）、（１４）を、外側の粒子充填層（１６）外面と本
体内面との間に間隙（２２）が生じるように収納する本
体（２０）と、この本体（２０）に中空円筒状容器（１
２）、（１４）が回転できるように支持された回転軸
（２４）と、本体（２０）内を２室に仕切るための軸方
向の仕切板（２６）、（２８）、（３０）と、一方の室
に接続された排ガス入口（３２）及び処理済ガス出口
（３４）と、他方の室に接続された再生ガス入口（３
６）及び再生オフガス出口（３８）と、を包含すること
を特徴とする排ガス処理装置。
【請求項７】粒子充填層（１６）、（１８）内部に１
枚以上の多孔支持体からなる円筒状仕切板（４４）、
（４６）を設け、粒子充填層（１６）、（１８）が、脱
じん層、脱硫層、脱硝層のうちの２つ以上からなるよう
に構成されたことを特徴とする請求項６記載の排ガス処
理装置。