JPH07114920B2 - 排ガスの脱硫方法及び装置 - Google Patents

排ガスの脱硫方法及び装置

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JPH07114920B2
JPH07114920B2 JP2004837A JP483790A JPH07114920B2 JP H07114920 B2 JPH07114920 B2 JP H07114920B2 JP 2004837 A JP2004837 A JP 2004837A JP 483790 A JP483790 A JP 483790A JP H07114920 B2 JPH07114920 B2 JP H07114920B2
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desulfurizing agent
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文雄 上村
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、微粉炭焚ボイラ等の燃焼炉に石灰石等のアル
カリ脱硫剤を吹き込んで脱硫を行う、所謂、炉内脱硫を
行い、炉内から発生する排ガス中に水を噴霧して脱硫す
る方法において、炉内に吹き込まれた脱硫剤の再利用を
図り、少ない脱硫剤で高い脱硫率を得ることができると
ともに、装置材料の腐食を起こさない排ガスの脱硫方法
及び装置の改良に関するものである。
〔従来の技術〕
排ガス中の硫黄酸化物の除去方法として、現在、湿式法
が主流を占めているが、設備費が高い、排水処理設備が
必要である等の問題がある。
一方、乾式法も種々実用化が図られており、その一方法
として、特開昭63-141629号公報に示されるような、炉
内脱硫と水スプレーとを組み合わせた排ガスの脱硫方法
が提案されている。
また、特開昭60-22920号公報には、Ca系脱硫剤を含むス
ラリーを煙道内の排ガス中に噴霧して、脱硫剤を排ガス
の顕熱で乾燥粉状化させるとともに、亜硫酸ガス(S
O2)と反応させる乾式脱硫法が開示されている。
さらに、特開昭62-200107号公報には、脱硫剤を火炉に
直接投入し、排煙を水噴霧によって急冷した後捕集した
未反応脱硫剤を含むフライアッシュの塊状物を破砕、分
別し、未反応脱硫剤を火炉へ循環する炉内脱硫法が開示
されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記の特開昭63-141629号公報記載の方法は、脱硫剤を
炉内に吹き込んで炉内脱硫を行うとともに、発生ガス中
に水を噴霧し排ガス中に飛散している脱硫剤と反応させ
る脱硫方法であり、炉内に吹き込んだ脱硫剤のうち、炉
内脱硫に寄与しなかった未反応脱硫剤を再利用しようと
するもので、簡単な装置を付加することで、脱硫性能の
向上が図れるという特徴を有している。
とくに、排ガス中に水のみを噴霧することは、上記の特
開昭60-22920号公報記載の消石灰等のスラリーを噴霧す
る、所謂スプレードライヤー法半乾式脱硫方式に比べ、
配管やスプレーノズルの摩耗、スケールの生成等がな
く、運転・保守が容易である。
しかしながら、この特開昭63-141629号公報記載の方法
においては、噴霧された水滴と排ガス中の脱硫剤とが会
合するまでは、SO2の吸収は極めて少なく(脱硫剤が無
いので反応を伴わなく、水へのSO2の溶解は少ないた
め)、また会合するまでの間に、排ガス中への水の蒸発
が起り、水滴表面積の減少となる。このことは、噴霧直
後の水滴表面積が大きく、気液接触が最も起り易い、す
なわちSO2の吸収が最も起り易い状態でのSO2の吸収が殆
ど行われていないという不都合点を有している。
また、上記の特開昭62-200107号公報記載の方法は、分
別した未反応脱硫剤を火炉へ循環するものであり、未反
応脱硫剤を水に溶解させたアルカリ水溶液を排ガス中に
噴霧するという技術思想は何ら開示も示唆もされていな
い。
本発明は上記の諸点に鑑みなされたもので、石炭灰を含
む使用済脱硫剤を水と混合して、未反応脱硫剤を水に溶
解させてアルカリ水溶液とした後、アルカリ水溶液と固
形物とを分離し、アルカリ水溶液を水の代わりに排ガス
中に噴霧するという工程を付加することにより、炉内に
吹き込まれた石灰石等の脱硫剤の再利用を効率よく図
り、少ない脱硫剤で高い脱硫率を得ることができ、しか
もスプレーノズル等の摩耗・閉塞を防止することができ
るとともに装置材料の腐食を起こさない排ガスの脱硫方
法及び装置を提供することを目的とするものである。
〔課題を解決するための手段および作用〕
上記の目的を達成するために、本発明の排ガスの脱硫方
法は、第1図〜第4図に示すように、石炭等を燃料とす
る炉内に脱硫剤を吹き込みガス中の硫黄酸化物と反応さ
せて炉内脱硫し、炉内から発生する排ガス中に水を噴霧
し、飛散してくる脱硫剤と排ガス中の硫黄酸化物とを反
応させる排ガスの脱硫方法において、排ガスから捕捉し
た石炭灰を含む使用済脱硫剤を水に懸濁させて、未反応
脱硫剤を水に溶解させてアルカリ水溶液とした後、アル
カリ水溶液と固形物とを分離し、分離後のアルカリ水溶
液を水の代わりに排ガス中に噴霧することを特徴として
いる。
また、本発明の排ガスの脱硫装置は、第1図〜第4図に
示すように、石炭等を燃料とする燃焼炉1内に脱硫剤を
吹き込みガス中の硫黄酸化物と反応させて炉内脱硫し、
燃焼炉1から発生する排ガスをスプレークーラ3に導入
して排ガス中に水を噴霧し、飛散してくる脱硫剤と排ガ
ス中の硫黄酸化物とを反応させるようにした排ガスの脱
硫装置において、スプレークーラ3の石炭灰・脱硫剤抜
出管7に、石炭灰を含む使用済脱硫剤を水に懸濁させ
て、未反応脱硫剤を水に溶解させてアルカリ水溶液と
し、アルカリ水溶液と固形物とを分離するための混合・
分離機を一体又は分離して接続し、分離後のアルカリ水
溶液を水の代わりに排ガス中に噴霧できるように、混合
・分離機とスプレークーラ3とをアルカリ水溶液噴霧管
8を介して接続したことを特徴としている。
第1図に示すように、燃焼炉1で石炭等の燃料中の硫黄
分が酸素と反応して生成するSO2を、当該燃焼炉1に吹
き込まれている石灰石等の脱硫剤にて石膏として固定・
脱硫する脱硫方法であって、当該燃焼炉1より発生した
排ガスをガス・エアヒータ2で燃焼用空気と熱交換した
後に、スプレークーラ3で水を噴霧して脱硫する脱硫方
法において、排ガス中に飛散してくる石炭灰を含む脱硫
剤をスプレークーラ3で捕捉し系外へ排出する際に、脱
硫剤とスプレークーラ3にて噴霧する水とを、混合・分
離機4で混合し、未反応脱硫剤を水に溶解させてアルカ
リ水溶液とした後、未溶解の固形物を分離し、そのアル
カリ水溶液をスプレークーラ3で噴霧することにより、
排ガス中のSO2との反応を促進させ、更に集塵機5で捕
集されたダスト層(脱硫剤及び石炭灰)に、SO2を吸収
・吸着させ排ガス中より除去した後、煙突6より大気の
放出する。
本発明の方法は、排ガス中より捕捉した石炭灰を含む使
用済の脱硫剤を、水に混合し、未反応脱硫剤を水に溶解
しアルカリ水溶液とした後、アルカリ水溶液と未溶解固
形物とを分離する混合・分離機4を設け、分離したアル
カリ水溶液をスプレークーラ3内に噴霧し、スプレーク
ーラ3内で脱硫剤と会合するまでの間にも、溶解してい
るアルカリ性分により、及びの反応式によりSO2
の吸収を行わせるものである。
SO2+H2O→H2SO3 H2SO3+R・(OH)2→R・SO3+2H2O SO2+H2O+R・SO3→R・(HSO3)2 R・(HSO3)2+R・(OH)2→2R・SO3+2H2O R:カチオン ここで及び式は、水に溶解したアルカリ性分との反
応で、式により水に溶解したSO2は、アルカリ性分が
無いと直ちに飽和溶解度になり、SO2の溶解・吸収は進
行しないが、及び式により亜硫酸塩に固定されるこ
とにより、更に溶解・吸収が進行し脱硫が行われる。
なお式は、スプレークーラ3内で噴霧したアルカリ水
溶液と脱硫剤とが会合し、アルカリ性分が水に溶解して
起る反応で、乾燥後固形物として残存する亜硫酸塩とな
る反応を示している。
使用済脱硫剤と水との混合・分離は、例えばスプレーク
ーラ3下部の灰排出・輸送をドラッグチェーン方式とし
て行うのも一例で、本方法であれば、スラリーの混合・
分離が同時に行うことが可能で、かつ、万一スプレーク
ーラ内での脱硫剤の乾燥が不十分な場合でも、下部排出
部が水封であり、排出が容易に行える利点がある。
また、混合・分離機4を設ける代りに、第2図に示すよ
うに、混合機10と分離機11とを分離して設けても差し支
えない。
さらに、第4図に示すように、スプレークーラ3下部排
出脱硫剤が少なく、水にアルカリ性分を充分溶解するに
は脱硫剤が不足する場合等には、集塵機5より排出する
脱硫剤も利用し、混合機10で水と混合・溶解させ、その
スラリーを分離機11で固液分離し、分離後のアルカリ性
分を含む水溶液をスプレークーラ3での噴霧水として使
用するように構成する。12は石炭灰・脱硫剤供給管であ
る。
なお、第3図に示すように、集塵機5より排出する石炭
灰を含む脱硫剤を混合・分離機4に供給する場合もあ
る。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例及び比較例について説明する。
比較例1 第2図に示すフローに従って、次のような実験を行っ
た。硫黄分0.5wt%の石炭を燃焼炉で燃焼し、燃焼炉に
は脱硫剤として石灰石をCa/Sモル比で3になるように吹
き込んだ。その結果、燃焼炉では、420ppmのSO2濃度が2
40ppmまで減少した。この排ガスを後流に設置している
スプレークーラに導入して、pH7.5の水のみを噴霧し
た。このときの脱硫効果は第5図に示す如くであった。
実施例1 第2図に示すフローに従って、次のような実験を行っ
た。硫黄分0.5wt%の石炭を燃焼炉で燃焼し、燃焼炉に
は脱硫剤として石灰石をCa/Sモル比で3になるように吹
き込んだ。その結果、燃焼炉では、420ppmのSO2濃度が2
40ppmまで減少した。後流に設置しているスプレークー
ラ下部から排出される石炭灰を含む使用済脱硫剤を混合
機に受け入れ、水にてスラリー化し、このスラリーを分
離機でろ過した後のアルカリ水溶液(pH12.5)を、スプ
レークーラ内の排ガス中に噴霧した。このときの脱硫効
果は第5図に示す如くであった。
なお、第5図の横軸のΔTは、排ガス冷却後温度から水
分飽和温度を差し引いた値である。
比較例1及び実施例1から明らかなように、スプレーク
ーラでの脱硫効果は、使用済脱硫剤を混合・分離したア
ルカリ水溶液を使用した方が、水のみの場合に比べ、約
15%の脱硫率の向上が図られていることがわかる。
〔発明の効果〕
本発明は上記のように構成されているので、次のような
効果を奏する。
(1) 排ガス中に噴霧する水に未反応脱硫剤であるア
ルカリを溶解させているので、水のみを噴霧する場合に
比べて、脱硫性能の向上を図ることができる。
(2) 使用済の脱硫剤を有効利用するので、脱硫剤の
利用率の向上を図ることができる。
(3) 噴霧するのは、未反応脱硫剤であるアルカリを
溶解した水溶液であり、脱硫剤スラリーを吹き込む従来
方法に比べて、スプレーノズル等へのスケーリングや摩
耗の懸念がない。
(4) 未反応脱硫剤を溶解したアルカリ水溶液(例え
ばCa(OH)2水溶液)を噴霧するので、装置材料を腐食さ
せることがない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の排ガスの脱硫装置の一実施例を示すフ
ローシート、第2図〜第4図は本発明の装置の他の実施
例を示すフローシート、第5図は従来の水噴霧の場合、
及び本発明における脱硫剤混合分離水(アルカリ水溶
液)噴霧の場合の、ΔT(排ガス冷却後温度−水分飽和
温度)と脱硫率との関係を示すグラフである。 1……燃焼炉、2……ガス・エアヒータ、3……スプレ
ークーラ、4……混合・分離機、5……集塵機、6……
煙突、7……石炭灰・脱硫剤抜出管、8……アルカリ水
溶液噴霧管、10……混合機、11……分離機、12……石炭
灰・脱硫剤供給管

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】石炭等を燃料とする炉内に脱硫剤を吹き込
    みガス中の硫黄酸化物と反応させて炉内脱硫し、炉内か
    ら発生する排ガス中に水を噴霧し、飛散してくる脱硫剤
    と排ガス中の硫黄酸化物とを反応させる排ガスの脱硫方
    法において、排ガスから捕捉した石炭灰を含む使用済脱
    硫剤を水に懸濁させて、未反応脱硫剤を水に溶解させて
    アルカリ水溶液とした後、アルカリ水溶液と固形物とを
    分離し、分離後のアルカリ水溶液を水の代わりに排ガス
    中に噴霧することを特徴とする排ガスの脱硫方法。
  2. 【請求項2】石炭等を燃料とする燃焼炉(1)内に脱硫
    剤を吹き込みガス中の硫黄酸化物と反応させて炉内脱硫
    し、燃焼炉(1)から発生する排ガスをスプレークーラ
    (3)に導入して排ガス中に水を噴霧し、飛散してくる
    脱硫剤と排ガス中の硫黄酸化物とを反応させるようにし
    た排ガスの脱硫装置において、スプレークーラ(3)の
    石炭灰・脱硫剤抜出管(7)に、石炭灰を含む使用済脱
    硫剤を水に懸濁させて、未反応脱硫剤を水に溶解させて
    アルカリ水溶液とし、アルカリ水溶液と固形物とを分離
    するための混合・分離機を一体又は分離して接続し、分
    離後のアルカリ水溶液を水の代わりに排ガス中に噴霧で
    きるように、混合・分離機とスプレークーラ(3)とを
    アルカリ水溶液噴霧管(8)を介して接続したことを特
    徴とする排ガスの脱硫装置。
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