JPH0696089B2 - 流動層ボイラにおける高効率脱硫脱硝方法 - Google Patents
流動層ボイラにおける高効率脱硫脱硝方法Info
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- JPH0696089B2 JPH0696089B2 JP1333170A JP33317089A JPH0696089B2 JP H0696089 B2 JPH0696089 B2 JP H0696089B2 JP 1333170 A JP1333170 A JP 1333170A JP 33317089 A JP33317089 A JP 33317089A JP H0696089 B2 JPH0696089 B2 JP H0696089B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air 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］ この発明は、流動層ボイラの火炉において、添加された
カルシウム系脱硫剤の脱硝性能を向上させ、かつ流動層
燃焼によるNOxの発生抑制作用を助長することができる
流動層ボイラにおける高効率脱硫脱硝方法に関する。
カルシウム系脱硫剤の脱硝性能を向上させ、かつ流動層
燃焼によるNOxの発生抑制作用を助長することができる
流動層ボイラにおける高効率脱硫脱硝方法に関する。
［従来技術および発明の課題］ 従来、流動層ボイラ燃焼における脱硫では、Ca/Sモル当
量比（発生するSO2のモル量に対する石灰石の供給モル
量の割合）を増大することによって、SO2濃度を100ppm
以下まで下げることは可能であるが、Ca/Sモル当量比を
甚だしく大きくすることは経済性の面から難しく、脱硫
にも限界があった。
量比（発生するSO2のモル量に対する石灰石の供給モル
量の割合）を増大することによって、SO2濃度を100ppm
以下まで下げることは可能であるが、Ca/Sモル当量比を
甚だしく大きくすることは経済性の面から難しく、脱硫
にも限界があった。
また、流動層ボイラ燃焼によるNOxの発生量は、層内温
度および燃焼空気量（これは排ガス中のO2濃度に相関す
る）によって決まり、NOx発生量を抑制するためには、
石炭の２段燃焼方式の操作を行なうことによりかなりの
効果が期待できるが、脱硫性能との関連から100ppm以下
にすることは難しかった。
度および燃焼空気量（これは排ガス中のO2濃度に相関す
る）によって決まり、NOx発生量を抑制するためには、
石炭の２段燃焼方式の操作を行なうことによりかなりの
効果が期待できるが、脱硫性能との関連から100ppm以下
にすることは難しかった。
この点を補うため、最近、NOx濃度およびSO2濃度を同時
に100ppm以下に抑えることができる循環流動層ボイラが
開発され、すでに商業ボイラとして実用化されつつあ
る。しかし、これは運転操作にかなりの難点があるとの
報告がある。その原因は、ボイラ効率、燃焼効率、NOx
制御およびSO2制御が相互に関連しているため、これら
全てを満足させる運転手法が限定されていることに由来
している。
に100ppm以下に抑えることができる循環流動層ボイラが
開発され、すでに商業ボイラとして実用化されつつあ
る。しかし、これは運転操作にかなりの難点があるとの
報告がある。その原因は、ボイラ効率、燃焼効率、NOx
制御およびSO2制御が相互に関連しているため、これら
全てを満足させる運転手法が限定されていることに由来
している。
この発明は、上記の如き実情に鑑み、上記の相互関連を
断ち切り、NOx濃度およびSO2濃度を同時に100ppm以下に
抑えることができる流動層ボイラにおける高効率脱硫脱
硝方法を提供することを目的とする。
断ち切り、NOx濃度およびSO2濃度を同時に100ppm以下に
抑えることができる流動層ボイラにおける高効率脱硫脱
硝方法を提供することを目的とする。
［課題の解決手段］ この発明による高効率脱硫脱硝方法は、上記目的の達成
のために、流動層ボイラの火炉内に粉状もしくは溶液状
の尿素ないしはその誘導体を添加して、カルシウム系脱
硫剤の脱硫性能を向上させると共に、流動層燃焼による
NOxの発生抑制作用を助長することを特徴とする。
のために、流動層ボイラの火炉内に粉状もしくは溶液状
の尿素ないしはその誘導体を添加して、カルシウム系脱
硫剤の脱硫性能を向上させると共に、流動層燃焼による
NOxの発生抑制作用を助長することを特徴とする。
尿素の添加は、粉状形態で行なってもまたは溶液状形態
で行なってもよいが、好ましくは尿素の水溶液をボイラ
内に加圧噴霧する。こうして噴霧された尿素水溶液は、
粉状の尿素に比べて燃焼排ガスとの混合性に優れている
ためボイラ内に均一に分散され、高い効率の脱硫脱硝が
達成せられる。
で行なってもよいが、好ましくは尿素の水溶液をボイラ
内に加圧噴霧する。こうして噴霧された尿素水溶液は、
粉状の尿素に比べて燃焼排ガスとの混合性に優れている
ためボイラ内に均一に分散され、高い効率の脱硫脱硝が
達成せられる。
尿素を添加すべき好ましいゾーンは、火炉内の温度500
〜900℃のゾーンである。
〜900℃のゾーンである。
［実 施 例］ つぎに、図示の実施例によりこの発明を具体的に説明す
る。
る。
ａ）プロセスの説明 始めに、この発明の方法を適用する石灰焚き流動層ボイ
ラの実験装置、その燃焼方法、およびこれから出る排ガ
スの流れについて、第１図を参照して説明する。
ラの実験装置、その燃焼方法、およびこれから出る排ガ
スの流れについて、第１図を参照して説明する。
まず、石炭置場（１）に貯えられた燃焼すべき微粉状の
石灰は、ここからスキップリフト（２）を介して大小２
つのホッパー（３）（４）へ揚げられる。ついで、石炭
はこれらホッパー（３）（４）から流動層ボイラ（５）
の２段の噴射ノズル（６）に送られ、ここからボイラの
火炉（18）内へ供給される。この燃料２段供給によって
２段燃焼が行われ、NOx発生の抑制が図られている。
石灰は、ここからスキップリフト（２）を介して大小２
つのホッパー（３）（４）へ揚げられる。ついで、石炭
はこれらホッパー（３）（４）から流動層ボイラ（５）
の２段の噴射ノズル（６）に送られ、ここからボイラの
火炉（18）内へ供給される。この燃料２段供給によって
２段燃焼が行われ、NOx発生の抑制が図られている。
ボイラ内で流動層を形成するため燃焼用空気は、押込送
風機（７）によって圧送され、後述する空気予熱器
（８）を経て熱風としてボイラ底部から火炉（18）内へ
供給される。
風機（７）によって圧送され、後述する空気予熱器
（８）を経て熱風としてボイラ底部から火炉（18）内へ
供給される。
かくして、石炭は火炉（18））内でその起動バーナ（1
6）によって点火され、流動層で２段燃焼に付される。
6）によって点火され、流動層で２段燃焼に付される。
燃焼に伴って生じた灰分は、灰排出管（９）によって適
時抜き出され、流動層の高さが調整せられる。
時抜き出され、流動層の高さが調整せられる。
また、燃焼排ガスはボイラ（５）の水室（10）の水に熱
を放出して温度降下し、ついで後流の煙管式ガス冷却器
（11）および空気予熱器（８）を通過し、その間に排ガ
スの熱が回収せられる。排ガスはさらにサイクロン（1
2）およびバグフィルター（13）を経て誘引通風機（1
4）によって誘引され、煙突（15）を経て大気中排出さ
れる。そして、排ガス中の煤塵のうち粗粒煤塵はサイク
ロン（12）によって捕集され、微粒煤塵はバグフィルタ
ー（13）によって捕集される。
を放出して温度降下し、ついで後流の煙管式ガス冷却器
（11）および空気予熱器（８）を通過し、その間に排ガ
スの熱が回収せられる。排ガスはさらにサイクロン（1
2）およびバグフィルター（13）を経て誘引通風機（1
4）によって誘引され、煙突（15）を経て大気中排出さ
れる。そして、排ガス中の煤塵のうち粗粒煤塵はサイク
ロン（12）によって捕集され、微粒煤塵はバグフィルタ
ー（13）によって捕集される。
脱硫剤の添加は、石灰置場（１）内で所要量の石灰石を
微粉状の石炭に加えておき、石灰石を石炭と共にボイラ
（５）の火炉（18）内へ供給することによって行われ
る。
微粉状の石炭に加えておき、石灰石を石炭と共にボイラ
（５）の火炉（18）内へ供給することによって行われ
る。
また、尿素の添加は、粉状もしくは溶液状の尿素ないし
はその誘導体を尿素供給器（17）からボイラ（５）の火
炉（18）内の温度500〜900℃のゾーンへ供給したするこ
とによって行われる。
はその誘導体を尿素供給器（17）からボイラ（５）の火
炉（18）内の温度500〜900℃のゾーンへ供給したするこ
とによって行われる。
上記実験装置の仕様はつぎのとおりである。
蒸発容量:2ton/h 燃焼炉:1250mm×1325mm断面炉 石炭燃焼量:400kg/h（最大） 初期投入層材:JIS4号ケイ砂（平均粒径0.7〜0.8mm） 静止層高:400〜500mm 流動速度:1.5〜2.0m/s 分散板上流圧力:700〜900mmAq 流動層内温度:850〜950℃ ｂ）脱硫脱硝試験 比較例 第１図に示す実験装置において、北海道産の石炭を流動
層で石炭燃焼量400kg/hで燃焼させた。この燃焼に伴っ
て発生するNOxの濃度と排ガス中の酸素濃度との関係を
第２図中の曲線（Ａ）で示す。曲線（Ａ）から明らかな
ように、排ガス中の酸素濃度の増加と共に、発生するNO
xの濃度は高くなり、200〜300ppm程度にも達した。
層で石炭燃焼量400kg/hで燃焼させた。この燃焼に伴っ
て発生するNOxの濃度と排ガス中の酸素濃度との関係を
第２図中の曲線（Ａ）で示す。曲線（Ａ）から明らかな
ように、排ガス中の酸素濃度の増加と共に、発生するNO
xの濃度は高くなり、200〜300ppm程度にも達した。
つぎに、上記と同じ条件で燃焼を２段燃焼で行った。こ
の場合のNOxの濃度と排ガス中の酸素濃度との関係を第
２図中の曲線（Ｂ）で示す。曲線（Ｂ）から明らかなよ
ように、NOxの濃度は曲線（Ａ）に比べればかなり低減
されているが、それでも120〜160ppm程度である。
の場合のNOxの濃度と排ガス中の酸素濃度との関係を第
２図中の曲線（Ｂ）で示す。曲線（Ｂ）から明らかなよ
ように、NOxの濃度は曲線（Ａ）に比べればかなり低減
されているが、それでも120〜160ppm程度である。
脱硫については、まず脱硫剤を石炭に全く添加しない燃
焼を行った。この燃焼に伴って発生するSO2の濃度と排
ガス中の酸素濃度との関係を第３図中の曲線（Ｄ）で示
す。曲線（Ｄ）から明らかなように、石炭中のＳ分に由
来したSO2は約400ppmもの高い濃度で発生した。
焼を行った。この燃焼に伴って発生するSO2の濃度と排
ガス中の酸素濃度との関係を第３図中の曲線（Ｄ）で示
す。曲線（Ｄ）から明らかなように、石炭中のＳ分に由
来したSO2は約400ppmもの高い濃度で発生した。
つぎに、脱硫剤として粒子径6mm以下の石灰石を所要量
取って、予め石炭置場（１）内で微粉状の石炭に加えて
おき、石炭と共にボイラ（５）の火炉（18）内へ供給し
た。石炭への石灰石の供給量は、石炭の燃焼によって発
生するSO2のモル量に対し３〜４倍のモル量の石灰石が
供給されるように、調整した（Ca/Sモル当量比＝３〜
４）。この場合のSO2の濃度と排ガス中の酸素濃度との
関係を第３図中の曲線（Ｅ）で示す。曲線（Ｅ）から明
らかなように、石炭中のＳ分に由来したSO2は約120〜15
0ppmまで低減された。
取って、予め石炭置場（１）内で微粉状の石炭に加えて
おき、石炭と共にボイラ（５）の火炉（18）内へ供給し
た。石炭への石灰石の供給量は、石炭の燃焼によって発
生するSO2のモル量に対し３〜４倍のモル量の石灰石が
供給されるように、調整した（Ca/Sモル当量比＝３〜
４）。この場合のSO2の濃度と排ガス中の酸素濃度との
関係を第３図中の曲線（Ｅ）で示す。曲線（Ｅ）から明
らかなように、石炭中のＳ分に由来したSO2は約120〜15
0ppmまで低減された。
以上のデータは通常の流動層ボイラのNOxおよびSO2の一
般的な発生抑制プロセスに類似したものであり、NOxお
よびSO2の発生を上記濃度以下に抑制することは、ボイ
ラ火炉の運転操作の限界、たとえば燃焼効率側からの操
作限界、および脱硫のための薬剤コストの限界から難し
いということが周知となっている。
般的な発生抑制プロセスに類似したものであり、NOxお
よびSO2の発生を上記濃度以下に抑制することは、ボイ
ラ火炉の運転操作の限界、たとえば燃焼効率側からの操
作限界、および脱硫のための薬剤コストの限界から難し
いということが周知となっている。
たとえば、最近の流動層実ボイラの運転事例（第11回石
炭利用技術発表会講演集381頁、石炭技術研究所編、198
9年８月）から見ると、50MWボイラ100％負荷運転時のNO
x発生状況は150ppm程度であり、石炭の種類によっては2
50ppmまで達する場合もあり、この対策としてこのプラ
ントにおいては後流側に還元剤NH3添加による選択接触
還元方式による脱硝装置が設置されている。また、SO2
の発生の度合は石炭中のＳ分量によって異なるが、Ca/S
モル当量比＝４の時で50ppm、Ca/Sモル当量比＝８〜12
の時で50〜10ppmであった。この事例においては脱硫を
重視し、脱硝は後流で行う方式を採用している。このこ
とは、流動層ボイラ火炉内で脱硫と脱硝を同時に行なう
ことが困難であることを物語っている。
炭利用技術発表会講演集381頁、石炭技術研究所編、198
9年８月）から見ると、50MWボイラ100％負荷運転時のNO
x発生状況は150ppm程度であり、石炭の種類によっては2
50ppmまで達する場合もあり、この対策としてこのプラ
ントにおいては後流側に還元剤NH3添加による選択接触
還元方式による脱硝装置が設置されている。また、SO2
の発生の度合は石炭中のＳ分量によって異なるが、Ca/S
モル当量比＝４の時で50ppm、Ca/Sモル当量比＝８〜12
の時で50〜10ppmであった。この事例においては脱硫を
重視し、脱硝は後流で行う方式を採用している。このこ
とは、流動層ボイラ火炉内で脱硫と脱硝を同時に行なう
ことが困難であることを物語っている。
実施例 第１図に示す構成の実験装置において、２段燃焼方式に
より燃焼を行ない、脱硫剤として粒子径6mm以下の石灰
石を所要量取って、予め石炭置場（１）で微粉状の石炭
に加えておき、石炭と共にボイラ（５）の火炉（18）内
へ供給した（Ca/Sモル当量比＝2.5〜３）。
より燃焼を行ない、脱硫剤として粒子径6mm以下の石灰
石を所要量取って、予め石炭置場（１）で微粉状の石炭
に加えておき、石炭と共にボイラ（５）の火炉（18）内
へ供給した（Ca/Sモル当量比＝2.5〜３）。
そして、尿素供給器（17）から尿素の30％水溶液約12
/hを、ボイラ（５）の火炉（18）内の温度500〜900℃の
ゾーン供給した（尿素添加量＝3.6kg/h）。
/hを、ボイラ（５）の火炉（18）内の温度500〜900℃の
ゾーン供給した（尿素添加量＝3.6kg/h）。
この実験の結果をNOx濃度については第２図中の曲線
（Ｃ）に示し、またSO2濃度については第３図中の曲線
（Ｆ）に示した。これら曲線（Ｃ）（Ｆ）から明らなよ
うに、尿素の添加によってNOxの濃度およびSO2の濃度は
共に40〜60ppm以下に抑制された。
（Ｃ）に示し、またSO2濃度については第３図中の曲線
（Ｆ）に示した。これら曲線（Ｃ）（Ｆ）から明らなよ
うに、尿素の添加によってNOxの濃度およびSO2の濃度は
共に40〜60ppm以下に抑制された。
この実験結果および本発明者らによる捕足実験の結果か
ら、つぎの事項が明らかになった。
ら、つぎの事項が明らかになった。
（１）火炉内に尿素を添加することによって、既存の流
動層ボイラにおいてNOxの濃度およびSO2の濃度を同時に
100ppm以下に低減することができる。
動層ボイラにおいてNOxの濃度およびSO2の濃度を同時に
100ppm以下に低減することができる。
（２）脱硫のためのCa/Sモル当量比は従来の値よりかな
り小さい値でもSO2の濃度を100ppm以下に抑制すること
ができる。
り小さい値でもSO2の濃度を100ppm以下に抑制すること
ができる。
（３）尿素添加による効果は、脱硝のみでなく、脱硫に
おいても発揮せられる。ただし、尿素添加による脱硫効
果は、カルシウム系脱硫剤例えば炭酸カルシウムが使用
されることが必要である。
おいても発揮せられる。ただし、尿素添加による脱硫効
果は、カルシウム系脱硫剤例えば炭酸カルシウムが使用
されることが必要である。
［発明の効果］ この発明によれば、流動層ボイラの火炉内に尿素ないし
ははその誘導体を添加するので、カルシウム系脱硫剤の
脱硝性能を向上させ、かつ流動層燃焼によるNOxの発生
抑制作用を助長をすることがき、その結果NOxの濃度お
よびSO2の濃度を同時に100ppm以下低減するという高い
脱硫脱硝効率を得ることができる。
ははその誘導体を添加するので、カルシウム系脱硫剤の
脱硝性能を向上させ、かつ流動層燃焼によるNOxの発生
抑制作用を助長をすることがき、その結果NOxの濃度お
よびSO2の濃度を同時に100ppm以下低減するという高い
脱硫脱硝効率を得ることができる。
第１図は流動層ボイラの燃焼プロセスを示すフローシー
トであり、第２図は排ガス中の酸素濃度とNOx濃度の関
係を示すグラフであり、第３図は排ガス中の酸素濃度と
SO2濃度の関係を示すグラフである。 （１）……石炭置場、（２）……スキップリフト、
（３）（４）……ホッパー、（５）……流動層ボイラ、
（６）……噴射ノズル、（７）……押込送風機、（８）
……空気予熱器、（９）……灰排出管、（10）……水
室、（11）……煙管式ガス冷却器、（12）……サイクロ
ン、（13）……バグフィルター、（14）……誘引通風
機、（15）……煙突、（16）……起動バーナ、（17）…
…尿素供給器、（18）……火炉。
トであり、第２図は排ガス中の酸素濃度とNOx濃度の関
係を示すグラフであり、第３図は排ガス中の酸素濃度と
SO2濃度の関係を示すグラフである。 （１）……石炭置場、（２）……スキップリフト、
（３）（４）……ホッパー、（５）……流動層ボイラ、
（６）……噴射ノズル、（７）……押込送風機、（８）
……空気予熱器、（９）……灰排出管、（10）……水
室、（11）……煙管式ガス冷却器、（12）……サイクロ
ン、（13）……バグフィルター、（14）……誘引通風
機、（15）……煙突、（16）……起動バーナ、（17）…
…尿素供給器、（18）……火炉。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土井 照之 大阪府大阪市西区江戸堀１丁目６番14号 日立造船株式会社内 (56)参考文献 特開 昭53−115658（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】流動層ボイラの火炉内に粉状もしくは溶液
状の尿素ないしはその誘導体を添加して、カルシウム系
脱硫剤の脱硫性能を向上させると共に、流動層燃焼によ
るNOxの発生抑制作用を助長することを特徴とする、流
動層ボイラにおける高効率脱硫脱硝方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1333170A JPH0696089B2 (ja) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | 流動層ボイラにおける高効率脱硫脱硝方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1333170A JPH0696089B2 (ja) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | 流動層ボイラにおける高効率脱硫脱硝方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03193115A JPH03193115A (ja) | 1991-08-22 |
| JPH0696089B2 true JPH0696089B2 (ja) | 1994-11-30 |
Family
ID=18263079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1333170A Expired - Lifetime JPH0696089B2 (ja) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | 流動層ボイラにおける高効率脱硫脱硝方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0696089B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5728357A (en) * | 1996-04-10 | 1998-03-17 | Nalco Fuel Tech | Reduction of NOx emissions from rotary cement kilns by selective noncatalytic reduction |
| JP4804640B2 (ja) * | 2001-04-11 | 2011-11-02 | 新日本製鐵株式会社 | 排ガス処理方法 |
| CN112044267B (zh) * | 2019-06-05 | 2022-08-16 | 中冶长天国际工程有限责任公司 | 一种烟气处理中净烟气热能利用方法及系统 |
-
1989
- 1989-12-22 JP JP1333170A patent/JPH0696089B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03193115A (ja) | 1991-08-22 |
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