JPH07506759A - Gas purification method - Google Patents
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- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/60—Simultaneously removing sulfur oxides and nitrogen oxides
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 ガス純化方法 本発明は、燃焼ガス等のガスの純化方法に関する。該方法において、窒素酸化物 及び硫黄酸化物は、アルカリを添加することで、電子源から飛んでくる電子ビー ムにより固体粒子に転換される。[Detailed description of the invention] Gas purification method The present invention relates to a method for purifying gas such as combustion gas. In the method, nitrogen oxides By adding alkali to sulfur oxides, electron beams flying from an electron source can be It is converted into solid particles by the process.
今日、燃焼ガスを純化する方法として、最も多用されている方法は、電気フィル ターを用いて固体粒子及び消石灰を除去する方法である。該消石灰は、燃焼工程 の間に形成される硫黄酸化物の一部と結合し、ボイラーの炉に送り込まれる。Today, the most commonly used method for purifying combustion gases is through electric filters. This method uses a filter to remove solid particles and slaked lime. The slaked lime is used in the combustion process It combines with some of the sulfur oxides formed during this process and is pumped into the boiler's furnace.
次いで、この消石灰ダストは、他のすべての固体粒子が捕らえられている電気フ ィルターでろ過される。通常、窒素酸化物を除去しようと画策しないが、燃焼工 程は、常時低温に維持され、生成される窒素酸化物の量を減少させるように、設 計されている。理論的に、低温では、生成されるヒースの量が減少することはな いが、発電プラントは通常、論理的なカルノー機構に従って電気を作り出すので 、該機構に使用される温度差が減少するにつれ、電気の生成効率が減少する。カ ルノー機構の効率は、(Tz−T+)/T2 (T、>T、)である。すなわち 、ボイラーの温度を非常に低温にまで下げるためには、効率を大幅に減少させな ければならない。さらに、発電プラントは、燃焼ガスを高温状態に維持するよう 設計されている。該高温では、燃焼ガスは非常に強くイオン化されてしまい、磁 場をかけることで、反対の電荷の捕集表面に電荷キャリアを分離させることによ り、これらの電荷キャリアから電気を直接形成することができる。次いで、もし 窒素が存在するならば、確実に燃焼して窒素酸化物になる。湿式洗浄が最も一般 的であるが、燃焼ガスの洗浄方法を上述の最初の純化方法に加えることにより、 通常、硫黄の80%を除去することができる。これらの洗浄方法でさえも、高価 な特別の化学薬品なしに窒素酸化物を除去することはできない。さらに、湿式洗 浄方法の大きな欠点は、多量の汚水が通常は浄化され再循環されることにある。This slaked lime dust is then passed through an electric filter where all other solid particles are trapped. filtered. Usually, no attempt is made to remove nitrogen oxides, but combustion The temperature is maintained at low temperatures at all times and is designed to reduce the amount of nitrogen oxides produced. It is measured. Theoretically, at lower temperatures, the amount of heath produced should not decrease. However, since power plants usually produce electricity according to a logical Carnot mechanism, , as the temperature difference used in the mechanism decreases, the efficiency of electricity generation decreases. mosquito The efficiency of the Renault mechanism is (Tz-T+)/T2 (T, >T,). i.e. In order to reduce the boiler temperature to very low temperatures, efficiency must be reduced significantly. Must be. Additionally, power plants are designed to maintain combustion gases at high temperatures. Designed. At these high temperatures, the combustion gases become very strongly ionized and magnetically By applying a field, charge carriers are separated to a collection surface of opposite charge. electricity can be generated directly from these charge carriers. Then, if If nitrogen is present, it will definitely burn to form nitrogen oxides. Wet cleaning is the most common However, by adding a combustion gas cleaning method to the first purification method described above, Typically 80% of the sulfur can be removed. Even these cleaning methods are expensive Nitrogen oxides cannot be removed without special chemicals. In addition, wet washing A major drawback of the purification method is that a large amount of wastewater is usually purified and recycled.
今日、電気フィルターは、固体材料を十分に除去するに良好である。おそらく、 これらの大きな欠点は、コロナ放電電圧を分解レベルに維持するコロナ放電に用 いられるワイヤの持続時間にある。Today, electric filters are very good at removing solid materials. probably, These major drawbacks are the It depends on the duration of the wire.
本発明の目的は、固体材料の除去に加えて、Sow及びNoの大部分を効果的に 除去するガス純化方法を樹立することである。In addition to removing solid materials, the purpose of the present invention is to effectively remove most of the Sow and No. The goal is to establish a gas purification method to remove the gas.
本発明の目的は、請求の範囲において特徴付けられている方法により、達成され る。The object of the invention is achieved by the method characterized in the claims. Ru.
本発明の方法において、電子ビームにより帯電されているガス内の粒子は、外部 の電磁場をかけることにより、6捕集表面上に案内され集められる。この捕集表 面は、所望の時間間隔で浄化される。この方法において、ダスト状の消石灰もし くは同様の材料がボイラーの炉の中に加えられる。該消石灰及び同様の材料は、 直接または燃焼ガスの水分もしくは添加された水と一緒に、硫黄酸化物の一部を 除去し、且つNO及びSO2の電子ビーム内で形成された硝酸及び硫酸を中和す る(No+電子ビーム→NO!+H20→HNO3; Son+電子ビーム→S 03+H,O→Hz S Oa)。消石灰に加えて、燃焼ガスに添加されたアン モニウムもまた、中和剤として作用することができる。換言すれば、電子ビーム は、反応性の弱いNoおよびSChを有効に反応する硝酸及び硫酸に転換する。In the method of the invention, particles in the gas that are charged by the electron beam are By applying an electromagnetic field of 6, it is guided and collected onto a collection surface. This collection table The surface is cleaned at desired time intervals. In this method, dusty slaked lime or similar materials are added into the boiler furnace. The slaked lime and similar materials are Part of the sulfur oxides, either directly or together with moisture in the combustion gases or added water. Removes and neutralizes nitric and sulfuric acids formed in the electron beam of NO and SO2 (No + electron beam → NO! + H20 → HNO3; Son + electron beam → S 03+H, O→Hz S Oa). In addition to slaked lime, ammonium added to the combustion gas Monium can also act as a neutralizing agent. In other words, electron beam converts weakly reactive No and SCh into effectively reactive nitric acid and sulfuric acid.
該硝酸及び硫酸は、塩基により、固体粒子を形成する塩に中和される。これは公 知の技術であるが、単に、良好な効率を有し、且つ高価でなく、効果的な電子ビ ーム装置が入手できなかったという理由により、これまで用いられていなかった 。初期の方法によれば、燃焼された窒素及び硫黄は、固体材料に転換された後、 電気フィルターにより除去される。本発明においては、電子ビームがかけられた 後直ちに、すべての固体粒子が電子ビームにより強い負の電荷に帯電してしまう ので、粒子の帯電が促進される。帯電させ、また外部の電磁場をかけることによ り、粒子を必要な位置にまで案内することができる。電子ビームの電流は、非常 に高く、例えば、330keVの電気エネルギーを備える100MW発電プラン トにおいて、電子ビーム電流は300Aである。同じ大きさの石炭発電プラント において、電気フィルターにより必要とされる電流(1秒当り燃焼ガス量:20 0m3)は、100m2/m’ 0.1mA−2Aである。すなわち、イオン化 効果なしに計算すれば、電子ビームの電流は、100゛倍以上である。換言すれ ば、電子ビームの電圧がガス放電の電圧よりも約5倍高いことを考慮すれば、ガ ス放電におけるイオン化よりも、電子ビームにおけるイオン化の方が、はるかに 効果的であることが見いだせる。そこで、電子ビーム装置内でのイオン化に与え られた力は、ガス放電に基づく電気フィルターでの力と比較した場合、約100 0倍太き(為。これは、捕集シート間の距離をより長くすることができ、捕集領 域をより小さくすることができる、ということを意味する。The nitric and sulfuric acids are neutralized by a base to salts that form solid particles. This is public Although it is a well-known technology, there is no need to simply create an effective electronic video camera that has good efficiency and is not expensive. has not been used until now because system equipment was not available. . According to early methods, the combusted nitrogen and sulfur are converted into solid materials and then Removed by electric filter. In the present invention, an electron beam is applied to the Immediately after, all solid particles become strongly negatively charged by the electron beam. Therefore, charging of particles is promoted. By charging it and applying an external electromagnetic field. The particles can be guided to the required position. The electron beam current is extremely For example, a 100 MW power generation plan with 330 keV electrical energy. At this point, the electron beam current is 300A. Same size coal power plant , the current required by the electric filter (amount of combustion gas per second: 20 0m3) is 100m2/m'0.1mA-2A. i.e. ionization If calculated without any effect, the current of the electron beam is more than 100 times as large. Let me rephrase it For example, considering that the electron beam voltage is about five times higher than the gas discharge voltage, Ionization in an electron beam is much more effective than ionization in a gas discharge. found to be effective. Therefore, the effect on ionization in the electron beam device is The applied force is approximately 100 0 times thicker (for this reason, the distance between the collection sheets can be made longer and the collection area This means that the area can be made smaller.
以下に、添付図面を参照しながら、本発明の詳細な説明する。図1は、本発明の 方法の一実施態様であり、図2は、他の実施態様である。Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Figure 1 shows the present invention. FIG. 2 is an alternative embodiment of the method.
図1において、電子ビーム源1が燃焼チャンネル9の近くに組み込まれており、 電子ビーム源1により、電子ビーム3が燃焼チャンネル9内のガス流2内に注入 される。電子ビームを貫通した後、ガスはイオン化され、前述の反応が起こる。In FIG. 1, an electron beam source 1 is installed near the combustion channel 9; An electron beam 3 is injected by an electron beam source 1 into a gas stream 2 in a combustion channel 9. be done. After passing through the electron beam, the gas is ionized and the aforementioned reactions occur.
すなわち、領域4内で、窒素酸化物及び硫黄酸化物の大部分が固体粒子に転換さ れ、該粒子は電子ビームにより負の電荷に帯電する。ガスがさらに少しだけ進行 する際に、負に帯電している粒子は、電磁場8により捕集シート5の間に案内さ れる。この実施態様において、該電磁場8は、リング状に形成された機構(オル ガン) (organ)により、経済的に作り出される。捕集シート5の間には 、ガス流に垂直で且つ一方のシートから他方のシートを分離する電場6がある。That is, within region 4, most of the nitrogen oxides and sulfur oxides are converted into solid particles. The particles are then negatively charged by the electron beam. Gas progresses a little further During this process, the negatively charged particles are guided between the collection sheets 5 by the electromagnetic field 8. It will be done. In this embodiment, the electromagnetic field 8 is arranged in a ring-shaped mechanism (or Produced economically by organ. Between the collection sheets 5 , there is an electric field 6 perpendicular to the gas flow and separating one sheet from the other.
捕集器6として作用する電磁場は、他の捕集シート7の表面に固体材料を強制的 に集める。The electromagnetic field acting as a collector 6 forces the solid material onto the surface of another collection sheet 7. to collect.
該他の捕集シート7の表面から、例えば機械的な衝撃によりあるいは早い電気的 に逆のインパクトにより、固体材料が除去される。From the surface of the other collection sheet 7, for example, due to mechanical impact or rapid electrical The opposite impact removes the solid material.
図2において、帯電した粒子は、捕集誘導電場10.11により、連続的に捕集 シート5に捕集される。捕集シートは、物体に起因する正電位に帯電している。In Figure 2, charged particles are continuously collected by a collection induction electric field 10.11. It is collected on sheet 5. The collection sheet is charged with a positive potential caused by the object.
さらに、捕集シートの間に、該シートを分離する捕集器6がある。2以上の連続 する捕集シートのセットがあってもよ(、捕集誘導電場11は、別々の捕集器1 2で制御されていてもよい。該捕集器12は、異なる電位にあり、例えばリング 等の形状である。さらに、捕集シートは、幾つかの層であってもよい。この場合 には、各層は先行する層よりも高い電位に帯電しており、すなわちその他全ての シートごとに高い電位に帯電している。もちろん実際にはもつと複雑であるが、 図面には、例えば異なる電位での固体材料の除去を概略的に示しである。Furthermore, between the collection sheets there is a collector 6 for separating the sheets. 2 or more in a row There may be a set of collection sheets (the collection induction electric field 11 is separated from the collector 1). 2 may be controlled. The collectors 12 are at different potentials, e.g. The shape is as follows. Furthermore, the collection sheet may be in several layers. in this case In , each layer is charged to a higher potential than the preceding layer, i.e., all other Each sheet is charged to a high potential. Of course, it is actually quite complicated, but The drawing schematically depicts the removal of solid material at different potentials, for example.
本発明は、示された実施態様に限定されず、請求の範囲にしたがって変更されて もよく、燃焼ガス以外のガスを純化するために適用することもできる。The invention is not limited to the embodiments shown, but may be modified according to the claims. It can also be applied to purify gases other than combustion gas.
FIG、I FIG、2 フロントページの続き (51) Int、 C1,6識別記号 庁内整理番号BOID 53150 B 03 C3/38 9153−4D6953−4D 6953−4D (81)指定国 EP(AT、BE、CH,DE。FIG.I FIG.2 Continuation of front page (51) Int, C1, 6 identification code Office reference number BOID 53150 B 03 C3/38 9153-4D6953-4D 6953-4D (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE.
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