JPH069646B2 - 排ガス処理方法 - Google Patents

排ガス処理方法

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JPH069646B2
JPH069646B2 JP61037326A JP3732686A JPH069646B2 JP H069646 B2 JPH069646 B2 JP H069646B2 JP 61037326 A JP61037326 A JP 61037326A JP 3732686 A JP3732686 A JP 3732686A JP H069646 B2 JPH069646 B2 JP H069646B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、硫黄化合物やダストなどの有害成分を含む石
炭焚き排ガスの処理方法に関し、特に乾式電気集じん装
置の性能を向上させると共に、湿式排煙脱硫装置からの
排水を無くする若くは低減する方法を提供せんとするも
のである。
(従来の技術) 近年、燃料事情の悪化から安価な燃料源である石炭が見
直されつつある。この石炭焚き排ガスは、ダクトが数グ
ラム〜数十グラム/m3N,硫黄酸化物として数百ppm〜
数千ppm,窒素酸化物として数百ppm等の多くの有害成分
を含み、これをいかに効率よく除去できるかが、重油等
の価格の高い燃料から安価な石炭燃料に移行するための
不可欠な問題である。
大気汚染防止の観点から、石炭焚き排ガスに含有する窒
素酸化物を触媒を充填した乾式脱硝装置で除去し、次い
で後流に設置した乾式電気集じん装置でダストを除去し
た後、硫黄酸化物及びダストの除去装置として湿式石灰
−石こう法を使用する方法が実用化されつつある。
ここで、乾式電気集じん装置では、流入する排ガス中の
ダスト濃度が多いにもかかわらず、大気汚染の観点から
高効率が要求されている。
乾式電気集じん装置の性能は、ダストの電気抵抗値によ
つて大きく影響し、電気抵抗値が高いと性能が低下す
る。
このダストの電気抵抗値は、ダスト中に含有する成分に
よつて影響を受けるが、アルカリ成分、特ナトリウムの
含有によつても左右され、含有量が少ないと電気抵抗値
が上昇し、電気集じん装置の性能が低下することが知ら
れている。このナトリウムの含有量は炭種によつても異
なり、外国からの石炭輸入に頼つている我国においては
多種多様な石炭を燃料に使用せねばならず、当然ナトリ
ウム含有量の低い石炭を使用しなければならない場合も
あり、電気集じん装置の性能が低下し問題になつてい
る。その対策として、従来は燃料に使用する石炭に炭酸
ナトリウム等を混入し、ダスト中のナトリウム含有量を
増加させる方法が試みられている。
以下、第2図によつて従来法を説明する。
石炭焚きボイラ1に石炭供給ライン2から石炭を供給し
て燃焼させる。その時、乾式電気集じん装置の性能向上
のため、石炭に調質剤供給ライン3から炭酸ナトリウム
等の調質剤を混入する。石炭焚きボイラ排ガスは、ダク
ト4を通じて触媒を充填した乾式脱硝装置6に導き、還
元ガスとして供給するアンモニアガス5によつて窒素酸
化物を除去し、ダクト7を通じて高温ガスガスヒータ8
に導かれ空気流入ライン10からの空気と熱交換する。
熱交換され温められた空気は、ボイラへの空気供給ライ
ン11を通して石炭の燃焼空気として使用する。一方、
高温ガスガスヒータ8を出た排ガスは、ダクト9を通し
て乾式電気集じん装置12に導き、排ガス中に含まれる
ダストを除去してライン13より系外に排出する。次い
でダストの大部分が除去された排ガスをダクト14を通
じて低温ガスガスヒータ15に供給し、ダクト18を流
れる湿式脱硫装置出口ガスと熱交換を行い、冷却した後
ダクト16より湿式脱硫装置17に導く。湿式脱硫装置
17内ではスプレーされた吸収液と排ガスが接触し、亜
硫酸ガスを吸収除去する。湿式脱硫装置出口ガスは低温
ガスガスヒータ15で昇温してダクトより系外に排出す
る。湿式脱硫装置17には石灰スラリー及び必要に応じ
て酸化促進剤をライン20より供給し、塔内で亜硫酸ガ
スを吸収して亜硫酸カルシウムを生成し、さらに亜硫酸
カルシウムは排ガス中の酸素により酸化して石こうとす
る。湿式脱硫装置17内では水分が蒸発するため、これ
の見合う補給水をライン28より供給する。湿式脱硫装
置17で生成した石こうスラリーはライン21により脱
水機22に供給され、脱水機22で脱水され、副生石こ
う23として取り出され系外で利用される。一方、脱水
機22の液はライン24を通して吸収液調製用に原料
タンク25に送られ、ここでライン26により供給され
る吸収剤の石灰石または消石灰等と混合される。また、
液の一部は系内不純物濃度調整のためライン27より
排水され、排水処理装置29へ送られる。排水処理装置
29では消石灰などの排水中和剤をライン30より加
え、排水に含まれる硫酸イオンや溶解金属類を石こうや
水酸化物として析出させ、固形物をスラツジ31として
排出する。固体析出後の排液は排液抜出しライン32よ
り排出する。
以上の従来法の欠点は次の通りである。
(1)乾式電気集じん装置12の性能向上の目的で石炭に
混入する炭酸ナトリウム等によりダスト中のナトリウム
濃度が上昇し、脱硝装置6に充填している触媒への灰の
付着が多くなり、該脱硝装置6の圧損上昇をまねくと共
に、触媒の劣化が促進される。
石灰焚き脱硝装置の触媒として、担体はチタニア,シリ
カ,マグネシア,ジルコニア等の多孔質の物質及び活性
体として、バナジウム,タングステン,モリブデン,マ
ンガン,クロム等の金属酸化物または硫酸塩が使用され
ているのが主であり、また形状も格子状,ハニカム状,
パイプ状,板状等がある。この脱硝触媒はダスト中のナ
トリウム,カリウム等のアルカリ金属塩の混入により活
性が低下し、その混入割合の増大と共に劣化が大きくな
る。従つて、乾式脱硝装置6に流入するダスト中のナト
リウム濃度が増大することは、触媒の劣化を促進し、つ
いには触媒の取替え等の事態が発生し、経済的でない。
又、脱硝装置6の圧損も短期間に上昇するため、ボイラ
を停缶し堆積灰の取り出し等清掃を実施しなくてはなら
ず問題である。
(2)湿式脱硫装置17の系内に不純物が蓄積するのを防
止する為に、排水の処理を行つている。放流ラインから
の放流水は、硫酸イオンや溶解金属類、それに懸濁固形
物の大部分が除去された中性液となるが、塩化物は溶解
度が大きく塩素イオンとして残留する。この為、この放
流水を湿式脱硫装置17への補給水の代用とすると、塩
素イオンが排せつされず、系内に高濃度に蓄積して装置
材料の腐食や脱硫性能の低下、それにスケーリングを誘
発する不具合をもたらすので、この放流水を湿式脱硫装
置17の補給水として利用することはできない。
(3)スラツジの処理が必要である。
副生石こうがセメント用やボード用原料として利用価値
があるのに対し、多種多岐にわたる金属酸化物と石こ
う、それにフライアツシユを多く含んだスラツジの利用
価値はなく、廃棄する為に無害化処理が必要である。
(発名が解決せんとする課題) 本発明はこれらの従来法の欠点を解消し、乾式脱硝装置
に適用する触媒の劣化及び圧損上昇をともなうことな
く、乾式電気集じん装置の性能を向上させると共に、湿
式脱硝装置からの排水を無くする、もしくは、低減させ
る方法を提供せんとするものである。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、石炭焚き排ガスを乾式脱硝装置に導いて窒素
酸化物を除し、次いで後流側に乾式電気集じん装置と湿
式排煙脱硫装置を設けて、除じん行う排ガス処理方法に
於いて該乾式脱硝装置と該乾式電気集じん装置との間の
排ガス中に調質剤含有液を噴霧し、乾燥固形物をダスト
と共に該乾式電気集じん装置にて捕集することを特徴と
する排ガス処理方法に関するものである。
以下、本発明方法の一実施態様例を第1図によつて説明
する。
第1図において、1,2,4〜28は第2図と全く同様
である。第1図で第2図の29〜32が削除され、調質剤含
有液の噴霧装置33を付加し、調質剤供給ライン3を排
水ライン27の途中に設けてある。
湿式脱硫装置17から出る石こうスラリーは、ライン2
1により脱水機22に供給され、副生石こう23として
取り出される。一方、脱水機22の液の一部はライン
27にて抜き出され、調質剤供給ライン3から炭酸ナト
リウム、水酸化ナトリウム、硫酸ナトリウム等の調質剤
を添加して、乾式脱硝装置6と乾式電気集じん装置12
の間のダストを含む高温排ガス中に噴霧装置33を通し
て噴霧される。噴霧された調質剤を含む排水は排ガス9
の熱エネルギーを利用し、水分を蒸発させ乾燥固化し、
ダストと共に乾式電気集じん装置12にて捕集ライン1
3にて系外に排出される。
この時、調質剤の添加量は乾式電気集じん装置12に流
入するダスト中ナトリウムが酸化ナトリウムとして0.
5〜3wt%になるよう添加する。このことにより、ダス
トの電気抵抗値が下がり、乾式電気集じん装置12での
集じん効率を高めることができる。
なお、噴霧装置33としては、超音波ノズル等のような
噴霧液が100μ以下の微粒子になるノズルを使用する
のがより有効的である。これは微粒子であれば排ガス中
での噴霧液の乾燥固化を早める作用もあるが、調質剤と
して添加するナトリウムがダストとより均一に混合され
ダストの電気抵抗値を下げる作用があるからである。
電気集じん装置12の効率を向上させるためには、上記
のように噴霧液を微粒子にするのみならず、さらに噴霧
液量を多くすることが好ましい。但し、噴霧液量をいた
ずらに多くすると、液が蒸発しきれず電気集じん装置1
2に悪影響を及ぼすと共に、排ガスの温度が下がり過
ぎ、後流機器への影響が大きくなる。従つて、通常噴霧
液量は、排ガスが蒸発させ得る最大蒸発量の1/3程度に
するのが好ましく、この程度であれば排ガス温度の低下
も15℃以内となる。尚、電気集じん装置12の性能向
上のみを期待するのであれば、排煙脱硫装置17からの
排水は通常の排水処理を実施し、調質剤を添加した液を
別途噴霧装置33から噴霧してもよい。
(発明の効果) 本発明方法によれば、乾式脱硝触媒の活性低下及び脱硝
装置の圧損上昇をともなうことなく、乾式電気集じん装
置の性能を向上させることができる。また、従来湿式脱
硫装置の排水処理必要としていた主因の1つである塩素
イオンの系内水蓄積も、本発明方法では固体の塩化物と
してダスト13と共に排出されるので、上記排水処理の
必要はない。しかも、本発明方法では排液の蒸発熱源と
して石炭焚きボイラ排ガスを利用しているため、外部か
ら蒸発に要する多大のエネルギーを供給する必要がな
く、経済的にもすぐれている。
(実施例) 実施例1 石炭焚き排ガス4000m3N/Hを処理する第1図態様
のパイロツトプラントにより、本発明方法を実施した。
排水を噴霧していない状態での乾式電気集じん装置12
入口の排ガス性状を第1表に示した。
乾式電気集じん装置の運用条件として、単位ガス量当り
の集じN面積27m2/m3・S-1,電流密度0.3mA/m2
とした時の出口排ガス中のダスト濃度を測定したとこ
ろ、2.1g/m3Nであつた。また、捕集されたダスト
中のナトリウム濃度は酸化ナトリウムとして0.1wt%
であつた。
次いで、湿式脱硫装置17からの排水40/H中に調
質剤供給ライン3から炭酸ナトリウムを1.3kg/H供
給し、内経400mmφの円形ダクト9内のほぼ中心に設
けた空気を利用した超音波二流体ノズル(噴霧装置3
3)から空気を吹き込みながら、排ガス中に噴霧した。
噴霧された排水は直ちに蒸発乾燥し、固形物として乾式
電気集じん装置12にてダストと共に捕集された。その
時の乾式電気集じん装置出口のダスト濃度は950mg/
m3Nであり、また捕集されたダスト中のナトリウム濃度
は酸化ナトリウムとして1.1wt%であつた。排ガス中
の塩化水素ガス濃度は3ppmと噴霧前と変らず、塩素イ
オンは固体の塩化物として除かれることを確認した。
この実施例により、本発明によれば、乾式電気集じん装
置の性能向上と湿式脱硫装置の無排水化を同時に達成で
きることが確認された。
実施例2 実施例1において炭酸ナトリウムの供給量を変化させ、
乾式電気集じん装置12の性能試験を実施したところ、
第2表に示す結果が得られ、本発明の有効性を確認し
た。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施態様例を示すフローシートであ
り、第2図は従来法を示すフローシートである。 第1図において、 1…石炭焚きボイラ,2…石炭供給ライン,3…調質剤
供給ライン,4…排ガスダクト,5…アンモニアガス供
給ライン,6…乾式脱硝装置,7…排ガスダクト,8…
高温ガスガスヒータ,9…ダクト,10…空気流入ライ
ン,11…空気供給ライン,12…乾式電気集じん装
置,13…ダクト排出ライン,14…ダクト,15…低
温ガスガスヒータ,16…ダクト,17…湿式脱硫装
置,18…ダクト,19…ダクト,20…石灰スラリー
供給ライン,21…抜出しライン,22…脱水機,23
…副生石こう,24…ろ液ライン,25…原料タンク,
26…吸引剤供給ライン,27…排水ライン,28…補
給ライン,33…噴霧装置 第2図において、 29…排水処理装置,30…排水中和剤 31…スラツジ,32…排液抜出ライン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜田 滋 兵庫県姫路市飾磨区中島字宝来(無番地) 関西電力株式会社姫路第一発電所内 (72)発明者 荒堀 強 兵庫県姫路市飾磨区中島字宝来(無番地) 関西電力株式会社姫路第一発電所内 (72)発明者 日野 正夫 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 米田 健一 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 三宅 正人 東京都千代田区丸の内2丁目5番1号 三 菱重工業株式会社内 (72)発明者 尾谷 英彦 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町1丁目1番1 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (56)参考文献 特開 昭59−132922(JP,A)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】石炭焚き排ガスを乾式脱硝装置に導いて窒
    素酸化物を除去し、次いで後流側に乾式電気集じん装置
    と湿式排煙脱硫装置を設けて、除じんを行う排ガス処理
    方法に於いて、該乾式脱硝装置と該乾式電気集じん装置
    との間の排ガス中に調質剤含有液を噴霧し、その乾燥固
    形物をダストと共に該乾式電気集じん装置にて捕集する
    ことを特徴とする排ガス処理方法。
  2. 【請求項2】調質剤含有液がナトリウム化合物を含む液
    とすることを特徴とする特許請求の範囲(1)記載の方
    法。
  3. 【請求項3】調質剤含有液として調質剤を湿式排煙脱硫
    装置からの排液の全量またはその一部に添加して得られ
    る液を用いることを特徴とする特許請求の範囲(1)又は
    (2)記載の方法。
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