JPH10118448A - 排ガスの脱硫・脱硝・除塵方法及び装置 - Google Patents
排ガスの脱硫・脱硝・除塵方法及び装置Info
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- JPH10118448A JPH10118448A JP8276443A JP27644396A JPH10118448A JP H10118448 A JPH10118448 A JP H10118448A JP 8276443 A JP8276443 A JP 8276443A JP 27644396 A JP27644396 A JP 27644396A JP H10118448 A JPH10118448 A JP H10118448A
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- exhaust gas
- denitration
- combustion furnace
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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
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡便で安全性の高いより経済性に優れた排ガ
スの脱硫・脱硝・除塵装置を提供すること。 【解決手段】 燃焼炉１１には石灰が投入され、該石灰
は燃焼炉内で熱分解してＣａＯを生成すると共に、ＳＯ
2 成分と反応することにより一次脱硫が行われる。予熱
器１２は、熱交換により燃焼炉からの排ガスを酸露点近
傍あるいはそれ以下に減温する。パルス放電反応器１４
−１は、パルス放電によるプラズマ電気化学反応により
排ガス中のＳＯ2 、ＮＯX をＳＯ3 、ＮＯ3 に転化する
と共に、その一部をＨ2 ＳＯ4 、ＨＮＯ3 に転化する。
電気集塵装置１４−２は、排ガス中のフライアッシュ及
び未反応のＣａＯを捕集する集塵極を有して捕集された
フライアッシュ、ＣａＯの表面にＳＯ3 、ＮＯ3 を付着
させた後、Ｈ2 ＳＯ4 、ＨＮＯ3 に変化させ、更にフラ
イアッシュ中のアルカリ成分、ＣａＯと反応させてアル
カリ塩として排出する。
スの脱硫・脱硝・除塵装置を提供すること。 【解決手段】 燃焼炉１１には石灰が投入され、該石灰
は燃焼炉内で熱分解してＣａＯを生成すると共に、ＳＯ
2 成分と反応することにより一次脱硫が行われる。予熱
器１２は、熱交換により燃焼炉からの排ガスを酸露点近
傍あるいはそれ以下に減温する。パルス放電反応器１４
−１は、パルス放電によるプラズマ電気化学反応により
排ガス中のＳＯ2 、ＮＯX をＳＯ3 、ＮＯ3 に転化する
と共に、その一部をＨ2 ＳＯ4 、ＨＮＯ3 に転化する。
電気集塵装置１４−２は、排ガス中のフライアッシュ及
び未反応のＣａＯを捕集する集塵極を有して捕集された
フライアッシュ、ＣａＯの表面にＳＯ3 、ＮＯ3 を付着
させた後、Ｈ2 ＳＯ4 、ＨＮＯ3 に変化させ、更にフラ
イアッシュ中のアルカリ成分、ＣａＯと反応させてアル
カリ塩として排出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼炉の排ガス中
に含まれるＳＯ2 成分、ＮＯX 成分、及びフライアッシ
ュ成分を除去する脱硫・脱硝・除塵方法及びその装置に
関し、特に、石炭を燃料とする火力発電所の燃焼炉に適
した脱硫・脱硝・除塵方法及びその装置に関する。
に含まれるＳＯ2 成分、ＮＯX 成分、及びフライアッシ
ュ成分を除去する脱硫・脱硝・除塵方法及びその装置に
関し、特に、石炭を燃料とする火力発電所の燃焼炉に適
した脱硫・脱硝・除塵方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】石炭火力の排ガス処理として普及してい
るこの種装置のいくつかの例について説明する。図６の
装置は、低温ＥＰプロセス方式による装置であり、ま
ず、燃焼炉６１からの排ガスを選択触媒還元法による脱
硝装置６２に導いて脱硝を行う。脱硝されたガスは、予
熱器６３に導入されて燃焼炉６１に供給される燃焼用空
気と熱交換を行って減温される。減温されたガスは低温
ＥＰ（電気集塵器）６４に導入され、フライアッシュ
（煤じん）が除去、すなわち除塵される。低温ＥＰ６４
を出たガスは、ガス−ガスヒータ６５に導入され、更に
減温されて湿式脱硫装置６６に供給され、ここで脱硫が
行われる。脱硫されたガスはガス−ガスヒータ６５で昇
温後煙突６８から大気中に放出される。このようにし
て、脱硝、除塵、脱硫が順次行われる。なお、脱硝装置
６２、低温ＥＰ６４、湿式脱硫装置６６の動作原理につ
いては、公知であるので説明は省略する。
るこの種装置のいくつかの例について説明する。図６の
装置は、低温ＥＰプロセス方式による装置であり、ま
ず、燃焼炉６１からの排ガスを選択触媒還元法による脱
硝装置６２に導いて脱硝を行う。脱硝されたガスは、予
熱器６３に導入されて燃焼炉６１に供給される燃焼用空
気と熱交換を行って減温される。減温されたガスは低温
ＥＰ（電気集塵器）６４に導入され、フライアッシュ
（煤じん）が除去、すなわち除塵される。低温ＥＰ６４
を出たガスは、ガス−ガスヒータ６５に導入され、更に
減温されて湿式脱硫装置６６に供給され、ここで脱硫が
行われる。脱硫されたガスはガス−ガスヒータ６５で昇
温後煙突６８から大気中に放出される。このようにし
て、脱硝、除塵、脱硫が順次行われる。なお、脱硝装置
６２、低温ＥＰ６４、湿式脱硫装置６６の動作原理につ
いては、公知であるので説明は省略する。
【０００３】次に、図７の装置は、低々温ＥＰプロセス
方式による装置であり、図６における低温ＥＰ６４に代
えて低々温ＥＰ７０を、ガス−ガスヒータ６５と湿式脱
硫装置６６との間に配置し、ガス−ガスヒータ６７を配
置したものである。
方式による装置であり、図６における低温ＥＰ６４に代
えて低々温ＥＰ７０を、ガス−ガスヒータ６５と湿式脱
硫装置６６との間に配置し、ガス−ガスヒータ６７を配
置したものである。
【０００４】更に、図８の装置は、電子ビーム照射プロ
セス方式による装置である。この装置では、まず、燃焼
炉６１からの排ガスを予熱器６３に導入して燃焼用空気
と熱交換を行って減温する。減温したガスをＥＰ８１に
導入して除塵を行い、冷却塔８２を通して冷却した後、
ＮＨ3 を加える。ＮＨ3 が付加されたガスは電子ビーム
照射反応器８３に導入される。電子ビーム照射反応器８
３では、１（ＭｅＶ）レベルの電子ビームを排ガスに照
射することにより、排ガス中のＳＯ2 ，ＮＯXがＳ
Ｏ3 ，ＮＯ3 に転化する。ＳＯ3 ，ＮＯ3 は前段におい
て注入されたＮＨ3及び排ガス中の水分Ｈ2 Ｏと反応
し、硫安（ＮＨ4 ）2 ＳＯ4 、硝安ＮＨ4 ＮＯ3 を生成
する。これらの生成成分は後段のＥＰ８４で回収され、
肥料として利用される。
セス方式による装置である。この装置では、まず、燃焼
炉６１からの排ガスを予熱器６３に導入して燃焼用空気
と熱交換を行って減温する。減温したガスをＥＰ８１に
導入して除塵を行い、冷却塔８２を通して冷却した後、
ＮＨ3 を加える。ＮＨ3 が付加されたガスは電子ビーム
照射反応器８３に導入される。電子ビーム照射反応器８
３では、１（ＭｅＶ）レベルの電子ビームを排ガスに照
射することにより、排ガス中のＳＯ2 ，ＮＯXがＳ
Ｏ3 ，ＮＯ3 に転化する。ＳＯ3 ，ＮＯ3 は前段におい
て注入されたＮＨ3及び排ガス中の水分Ｈ2 Ｏと反応
し、硫安（ＮＨ4 ）2 ＳＯ4 、硝安ＮＨ4 ＮＯ3 を生成
する。これらの生成成分は後段のＥＰ８４で回収され、
肥料として利用される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
各装置は、以下のような問題点を有している。図６、図
７の装置においては、湿式脱硫装置６６が大量の水と水
処理装置とを必要とする。また、低温ＥＰ６４は低温
（ガス温度１３０〜１４５℃）処理では炭種によりフラ
イアッシュの電気抵抗率が１０10〜１０11Ω−ｃｍ以上
になり、その時にはバックコロナが発生し、除じん性能
が低下する。低々温（ガス温度９０〜１００℃）による
低々温ＥＰ７０では、フライアッシュの再飛散により除
じん性能が低下する。すなわち、バックコロナはなくな
るが、フライアッシュの再飛散対策が必要となる。加え
て、脱硝装置６２では触媒が劣化するので定期的リプレ
ースが必要であり、コストアップとなる。更に、これら
の装置及び運転費は発電コストの８％近くを占めており
経済的に優れているとはいえない。
各装置は、以下のような問題点を有している。図６、図
７の装置においては、湿式脱硫装置６６が大量の水と水
処理装置とを必要とする。また、低温ＥＰ６４は低温
（ガス温度１３０〜１４５℃）処理では炭種によりフラ
イアッシュの電気抵抗率が１０10〜１０11Ω−ｃｍ以上
になり、その時にはバックコロナが発生し、除じん性能
が低下する。低々温（ガス温度９０〜１００℃）による
低々温ＥＰ７０では、フライアッシュの再飛散により除
じん性能が低下する。すなわち、バックコロナはなくな
るが、フライアッシュの再飛散対策が必要となる。加え
て、脱硝装置６２では触媒が劣化するので定期的リプレ
ースが必要であり、コストアップとなる。更に、これら
の装置及び運転費は発電コストの８％近くを占めており
経済的に優れているとはいえない。
【０００６】一方、図８による電子ビーム照射による装
置では、放射線対策、添加ＮＨ3 が危険物に該当するこ
と、またそのコストが高い問題を抱えている。具体的に
言えば、 電子ビーム照射は放射線を発生するので放射線防御
が必要となる。
置では、放射線対策、添加ＮＨ3 が危険物に該当するこ
と、またそのコストが高い問題を抱えている。具体的に
言えば、 電子ビーム照射は放射線を発生するので放射線防御
が必要となる。
【０００７】 取扱いに厳重な注意が要求される。
【０００８】 添加剤のＮＨ3 が必要であり、ＮＨ3
は毒性の強い危険物に該当するので取扱いに注意を要す
る。
は毒性の強い危険物に該当するので取扱いに注意を要す
る。
【０００９】 投入照射エネルギーは２０〜５０Ｊ
（ジュール）／ｇ（処理ガス質量）と大きく、ＮＨ3 の
コストも高いことによりランニングコストが高くなる。
（ジュール）／ｇ（処理ガス質量）と大きく、ＮＨ3 の
コストも高いことによりランニングコストが高くなる。
【００１０】それゆえ、本発明の課題は、簡便で安全性
の高いより経済性に優れた排ガスの脱硫・脱硝・除塵方
法を提供することにある。
の高いより経済性に優れた排ガスの脱硫・脱硝・除塵方
法を提供することにある。
【００１１】本発明はまた、上記方法に適した排ガスの
脱硫・脱硝・除塵を提供することにある。
脱硫・脱硝・除塵を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
めに、本発明による排ガスの脱硫・脱硝・除塵方法は、
燃焼炉の排ガス中に含まれるＳＯ2 成分、ＮＯX 成分、
及びフライアッシュ成分を除去する脱硫・脱硝・除塵方
法であって、前記燃焼炉内にＣａ成分を含む添加剤を投
入して、熱分解により該添加剤からＣａＯを生成すると
共に、ＳＯ2 成分と反応させて一次脱硫を行い、次い
で、該燃焼炉からの排ガスを酸露点近傍あるいはそれ以
下に減温し、当該減温された排ガスをパルス放電による
プラズマ電気化学反応によりＳＯ2 、ＮＯX をＳＯ3 、
ＮＯ3 に転化すると共に、その一部をＨ2 ＳＯ4 、ＨＮ
Ｏ3 に転化し、更に、電気集塵装置によりフライアッシ
ュ及び未反応のＣａＯの表面にＳＯ3 、ＮＯ3 を付着さ
せた後、Ｈ2 ＳＯ4 、ＨＮＯ3 に変化させ、更にフライ
アッシュ中のアルカリ成分、ＣａＯと反応させてアルカ
リ塩として除去することを特徴とする。
めに、本発明による排ガスの脱硫・脱硝・除塵方法は、
燃焼炉の排ガス中に含まれるＳＯ2 成分、ＮＯX 成分、
及びフライアッシュ成分を除去する脱硫・脱硝・除塵方
法であって、前記燃焼炉内にＣａ成分を含む添加剤を投
入して、熱分解により該添加剤からＣａＯを生成すると
共に、ＳＯ2 成分と反応させて一次脱硫を行い、次い
で、該燃焼炉からの排ガスを酸露点近傍あるいはそれ以
下に減温し、当該減温された排ガスをパルス放電による
プラズマ電気化学反応によりＳＯ2 、ＮＯX をＳＯ3 、
ＮＯ3 に転化すると共に、その一部をＨ2 ＳＯ4 、ＨＮ
Ｏ3 に転化し、更に、電気集塵装置によりフライアッシ
ュ及び未反応のＣａＯの表面にＳＯ3 、ＮＯ3 を付着さ
せた後、Ｈ2 ＳＯ4 、ＨＮＯ3 に変化させ、更にフライ
アッシュ中のアルカリ成分、ＣａＯと反応させてアルカ
リ塩として除去することを特徴とする。
【００１３】本発明による排ガスの脱硫・脱硝・除塵装
置は、燃焼炉の排ガス中に含まれるＳＯ2 成分、ＮＯX
成分、及びフライアッシュ成分を除去する脱硫・脱硝・
除塵装置であって、前記燃焼炉には一次脱硫を目的とし
てＣａ成分を含む添加剤が投入され、該添加剤は燃焼炉
内で熱分解してＣａＯを生成すると共に、ＳＯ2 成分と
反応することにより一次脱硫が行われ、熱交換により燃
焼炉からの排ガスを酸露点近傍あるいはそれ以下に減温
する減温器と、該減温器の出口側に置かれて、パルス放
電によるプラズマ電気化学反応によりＳＯ2 、ＮＯX を
ＳＯ3 、ＮＯ3に転化すると共に、その一部をＨ2 ＳＯ
4 、ＨＮＯ3 に転化するパルス放電反応器と、該パルス
放電反応器の出口側に置かれ、フライアッシュ及び未反
応のＣａＯを捕集する集塵極を有して捕集されたフライ
アッシュ、ＣａＯの表面にＳＯ3、ＮＯ3 を付着させた
後、Ｈ2 ＳＯ4 、ＨＮＯ3 に変化させ、更にフライアッ
シュ中のアルカリ成分、ＣａＯと反応させてアルカリ塩
として排出する電気集塵装置とを備えたことを特徴とす
る。
置は、燃焼炉の排ガス中に含まれるＳＯ2 成分、ＮＯX
成分、及びフライアッシュ成分を除去する脱硫・脱硝・
除塵装置であって、前記燃焼炉には一次脱硫を目的とし
てＣａ成分を含む添加剤が投入され、該添加剤は燃焼炉
内で熱分解してＣａＯを生成すると共に、ＳＯ2 成分と
反応することにより一次脱硫が行われ、熱交換により燃
焼炉からの排ガスを酸露点近傍あるいはそれ以下に減温
する減温器と、該減温器の出口側に置かれて、パルス放
電によるプラズマ電気化学反応によりＳＯ2 、ＮＯX を
ＳＯ3 、ＮＯ3に転化すると共に、その一部をＨ2 ＳＯ
4 、ＨＮＯ3 に転化するパルス放電反応器と、該パルス
放電反応器の出口側に置かれ、フライアッシュ及び未反
応のＣａＯを捕集する集塵極を有して捕集されたフライ
アッシュ、ＣａＯの表面にＳＯ3、ＮＯ3 を付着させた
後、Ｈ2 ＳＯ4 、ＨＮＯ3 に変化させ、更にフライアッ
シュ中のアルカリ成分、ＣａＯと反応させてアルカリ塩
として排出する電気集塵装置とを備えたことを特徴とす
る。
【００１４】なお、前記添加剤としては、石灰あるいは
消石灰を用いる。
消石灰を用いる。
【００１５】また、前記パルス放電反応器と前記電気集
塵装置とが一体型であることが好ましい。
塵装置とが一体型であることが好ましい。
【００１６】、前記電気集塵装置内での排ガスの下限温
度は（水露点＋数度）であることが好ましい。
度は（水露点＋数度）であることが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１〜図４を参照して、本発明の
好ましい実施の形態について説明する。ここでは、燃焼
炉１１として、石炭を燃料とする火力発電所の微粉炭炉
あるいは流動床炉に適用する場合について説明する。特
に、この燃焼炉１１には、一次脱硫を炉内にて行うため
に、Ｃａ成分を含む添加剤、例えば石灰が投入される。
予熱器１２は、燃焼炉１１より排出された排ガスの熱回
収を行なうために設けられる。すなわち、予熱器１２で
は燃焼用空気と排ガスとの熱交換を行い、排ガスの温度
を下げる。予熱器１２を出た排ガスは、ガス−ガスヒー
タ１３により酸露点近傍かそれ以下に減温され、その後
段に設置されたパルス放電反応器１４−１と電気集塵装
置（ＥＰ）１４−２とのハイブリッド一体化装置１４
（以下、ＰＲＥＰと記す）に導入される。
好ましい実施の形態について説明する。ここでは、燃焼
炉１１として、石炭を燃料とする火力発電所の微粉炭炉
あるいは流動床炉に適用する場合について説明する。特
に、この燃焼炉１１には、一次脱硫を炉内にて行うため
に、Ｃａ成分を含む添加剤、例えば石灰が投入される。
予熱器１２は、燃焼炉１１より排出された排ガスの熱回
収を行なうために設けられる。すなわち、予熱器１２で
は燃焼用空気と排ガスとの熱交換を行い、排ガスの温度
を下げる。予熱器１２を出た排ガスは、ガス−ガスヒー
タ１３により酸露点近傍かそれ以下に減温され、その後
段に設置されたパルス放電反応器１４−１と電気集塵装
置（ＥＰ）１４−２とのハイブリッド一体化装置１４
（以下、ＰＲＥＰと記す）に導入される。
【００１８】ＰＲＥＰ１４では、後述するように、急峻
な立上りを持つナノセカンドあるいは数マイクロセカン
ドのパルスをパルス放電反応器１４−１に、実用的に経
済性の成り立つ排ガス（ｇ）当たり１０Ｊ（ジュール）
／ｇ以下のエネルギーレベルで投入し、後置のＥＰ１４
−２を通過する間に排ガスの脱硫、脱硝、除塵を同時に
行なう。
な立上りを持つナノセカンドあるいは数マイクロセカン
ドのパルスをパルス放電反応器１４−１に、実用的に経
済性の成り立つ排ガス（ｇ）当たり１０Ｊ（ジュール）
／ｇ以下のエネルギーレベルで投入し、後置のＥＰ１４
−２を通過する間に排ガスの脱硫、脱硝、除塵を同時に
行なう。
【００１９】本発明では、炉内脱硫に際して燃焼炉１１
内で石灰ＣａＣＯ3 から生成されるＣａＯの残留成分を
効果的に後段のＰＲＥＰ１４で利用し、一つの装置で脱
硫、脱硝、除塵を可能にした点に特徴を有する。このよ
うな安全で、簡便かつ経済性に優れた乾式の同時脱硫、
脱硝、除塵処理方法はこれまで提案されていない。
内で石灰ＣａＣＯ3 から生成されるＣａＯの残留成分を
効果的に後段のＰＲＥＰ１４で利用し、一つの装置で脱
硫、脱硝、除塵を可能にした点に特徴を有する。このよ
うな安全で、簡便かつ経済性に優れた乾式の同時脱硫、
脱硝、除塵処理方法はこれまで提案されていない。
【００２０】既設の排ガス処理設備において、石灰注入
炉内脱硫を行なっている場合には、ＥＰの第１室をパル
ス放電反応器１４−１に改造することのみで脱硫、脱硝
が可能となるので、既設の設備にも容易に適用できる。
炉内脱硫を行なっている場合には、ＥＰの第１室をパル
ス放電反応器１４−１に改造することのみで脱硫、脱硝
が可能となるので、既設の設備にも容易に適用できる。
【００２１】以下に、本装置の作用について説明する。
燃焼炉１１内に石灰（ＣａＣＯ3 ）がＣａ／Ｓ当量比で
１．５〜２の割合で注入される。ＣａＣＯ3 は８５０℃
〜９００℃以上でＣａＣＯ3 →ＣａＯ＋ＣＯ2 に熱分解
され、生成ＣａＯと石炭の燃焼により発生したＳＯ2 の
一部とが反応して、ＣａＯ＋ＳＯ2 ＋（１／２）Ｏ2→
ＣａＳＯ4 により炉内で脱硫（一次脱硫）が行われる。
しかし、ここでの脱硫率は５０〜６０％程度かそれ以下
であり、未反応のＣａＯは排ガス中に残留して、Ｓ
Ｏ2 ，ＮＯX ，フライアッシュと共に後段側へ流れてい
く。排ガスは予熱器１２、ガス−ガスヒータ１３を通過
し酸露点近傍かそれ以下に減温される。酸露点は石炭種
により異なるが、一般的には１００〜１３０℃以下とな
る。
燃焼炉１１内に石灰（ＣａＣＯ3 ）がＣａ／Ｓ当量比で
１．５〜２の割合で注入される。ＣａＣＯ3 は８５０℃
〜９００℃以上でＣａＣＯ3 →ＣａＯ＋ＣＯ2 に熱分解
され、生成ＣａＯと石炭の燃焼により発生したＳＯ2 の
一部とが反応して、ＣａＯ＋ＳＯ2 ＋（１／２）Ｏ2→
ＣａＳＯ4 により炉内で脱硫（一次脱硫）が行われる。
しかし、ここでの脱硫率は５０〜６０％程度かそれ以下
であり、未反応のＣａＯは排ガス中に残留して、Ｓ
Ｏ2 ，ＮＯX ，フライアッシュと共に後段側へ流れてい
く。排ガスは予熱器１２、ガス−ガスヒータ１３を通過
し酸露点近傍かそれ以下に減温される。酸露点は石炭種
により異なるが、一般的には１００〜１３０℃以下とな
る。
【００２２】このように減温された排ガスがＰＲＥＰ１
４に導入され、乾式で脱硫、脱硝、除塵の同時処理が行
なわれる。
４に導入され、乾式で脱硫、脱硝、除塵の同時処理が行
なわれる。
【００２３】図２にパルス放電反応器１４−１内の反応
メカニズムを示す。パルス放電反応器１４−１は、アー
ス電極とパルス放電極との間にパルス電源ＰＨＶが接続
された構成の室を多数有する。ＰＲＥＰ１４に導入され
た排ガスは、図３に示すような急峻な立上りを持つナノ
セカンドパルスあるいは数μセカンドパルスのパルス放
電が供給されるパルス放電反応器１４−１内で、プラズ
マ電気化学反応が起り、排ガス中のＳＯ2 ，ＮＯX は活
性基Ｏ，ＯＨ，ＨＯ2 と反応し、それぞれＳＯ3 ，ＮＯ
3 に転化する。更に、ＳＯ3 ，ＮＯ3 の一部はガス中の
水分と反応し、Ｈ2 ＳＯ4 ，ＨＮＯ3 に転化する。転化
率は投入する電気エネルギーにより変化する。排ガス
（ｇ）当り２０〜５０Ｊ（ジュール）／ｇを投入する
と、ＳＯ2 は６０〜７０％、ＮＯX は７０〜８０％転化
するが、消費エネルギーが多く実用的ではない。そこ
で、本発明では約１０（Ｊ／ｇ）以下のエネルギーを投
入し、ＳＯ2 は３０〜４０％を、ＮＯX は４０〜５０％
をそれぞれ転化する。
メカニズムを示す。パルス放電反応器１４−１は、アー
ス電極とパルス放電極との間にパルス電源ＰＨＶが接続
された構成の室を多数有する。ＰＲＥＰ１４に導入され
た排ガスは、図３に示すような急峻な立上りを持つナノ
セカンドパルスあるいは数μセカンドパルスのパルス放
電が供給されるパルス放電反応器１４−１内で、プラズ
マ電気化学反応が起り、排ガス中のＳＯ2 ，ＮＯX は活
性基Ｏ，ＯＨ，ＨＯ2 と反応し、それぞれＳＯ3 ，ＮＯ
3 に転化する。更に、ＳＯ3 ，ＮＯ3 の一部はガス中の
水分と反応し、Ｈ2 ＳＯ4 ，ＨＮＯ3 に転化する。転化
率は投入する電気エネルギーにより変化する。排ガス
（ｇ）当り２０〜５０Ｊ（ジュール）／ｇを投入する
と、ＳＯ2 は６０〜７０％、ＮＯX は７０〜８０％転化
するが、消費エネルギーが多く実用的ではない。そこ
で、本発明では約１０（Ｊ／ｇ）以下のエネルギーを投
入し、ＳＯ2 は３０〜４０％を、ＮＯX は４０〜５０％
をそれぞれ転化する。
【００２４】転化生成したＨ2 ＳＯ4 ，ＨＮＯ3 は酸露
点以下では液状ミストとなる。
点以下では液状ミストとなる。
【００２５】これら液状ミストは、残留微細粒子のＣａ
Ｏ成分，フライアッシュと共にＥＰ１４−２へ流れてい
く。パルス放電反応器１４−１内でも一部は次に述べる
ＥＰ１４−２内の現象は起っている。
Ｏ成分，フライアッシュと共にＥＰ１４−２へ流れてい
く。パルス放電反応器１４−１内でも一部は次に述べる
ＥＰ１４−２内の現象は起っている。
【００２６】なお、このようなパルス放電反応器に類似
する反応器は、例えば特願平７−２１７０１４号に示さ
れている。
する反応器は、例えば特願平７−２１７０１４号に示さ
れている。
【００２７】図４を参照してＥＰ１４−２内の反応メカ
ニズムを説明する。ＥＰ１４−２は、集塵極と放電極と
の間に高圧電源を接続した構成の室を多数有する。Ｃａ
Ｏ，フライアッシュの粒子は集塵極上に捕集され堆積す
る。（−）イオンに帯電したＳＯ3 ，Ｈ2 ＳＯ4 ，ＮＯ
3 ，ＨＮＯ3 は集塵極側へ移動し、集塵極上のＣａＯ，
フライアッシュの表面に吸着し、薄い液膜を形成する。
堆積粒子間の微細空隙においては毛管凝縮現象により、
水分の凝縮が起る。これらによって、堆積粒子表面の液
膜が希硫酸となり、この希硫酸に（−）イオンに帯電し
たガス状ＳＯ2分子が吸収される。液膜と粒子の界面に
おいてＣａＯとＨ2 ＳＯ4 ，ＨＮＯ3 が反応し、ＣａＳ
Ｏ4 ，ＣａＮＯ3 になる。この化学吸収反応効果によっ
て脱硫、脱硝が大幅に促進される。また、フライアッシ
ュ中の含有アルカリ成分とも同様の反応によりアルカリ
塩になり、Ｈ2 ＳＯ4 ，ＨＮＯ3 との反応が促進され、
脱硫、脱硝及び除塵の同時処理が可能となる。特に、酸
露点以下で処理されるため、ＥＰ１４−２で問題になる
バックコロナ現象は起らない。従って、バックコロナに
よる除塵性能の低下はない。但し、処理温度は、（水露
点＋数度）以上が好ましい。
ニズムを説明する。ＥＰ１４−２は、集塵極と放電極と
の間に高圧電源を接続した構成の室を多数有する。Ｃａ
Ｏ，フライアッシュの粒子は集塵極上に捕集され堆積す
る。（−）イオンに帯電したＳＯ3 ，Ｈ2 ＳＯ4 ，ＮＯ
3 ，ＨＮＯ3 は集塵極側へ移動し、集塵極上のＣａＯ，
フライアッシュの表面に吸着し、薄い液膜を形成する。
堆積粒子間の微細空隙においては毛管凝縮現象により、
水分の凝縮が起る。これらによって、堆積粒子表面の液
膜が希硫酸となり、この希硫酸に（−）イオンに帯電し
たガス状ＳＯ2分子が吸収される。液膜と粒子の界面に
おいてＣａＯとＨ2 ＳＯ4 ，ＨＮＯ3 が反応し、ＣａＳ
Ｏ4 ，ＣａＮＯ3 になる。この化学吸収反応効果によっ
て脱硫、脱硝が大幅に促進される。また、フライアッシ
ュ中の含有アルカリ成分とも同様の反応によりアルカリ
塩になり、Ｈ2 ＳＯ4 ，ＨＮＯ3 との反応が促進され、
脱硫、脱硝及び除塵の同時処理が可能となる。特に、酸
露点以下で処理されるため、ＥＰ１４−２で問題になる
バックコロナ現象は起らない。従って、バックコロナに
よる除塵性能の低下はない。但し、処理温度は、（水露
点＋数度）以上が好ましい。
【００２８】ここで、フライアッシュのみの場合、酸露
点以下でのフライアッシュの電気抵抗値（以下ρd と記
す）が低くなり、再飛散により性能が低下する。しか
し、本発明では、炉内脱硫の残留ＣａＯ粒子を利用する
ことにより、再飛散を防止できる。すなわち、ＣａＯ粒
子はバインダー効果を有しており、そのため集塵極上に
捕集された粒子同士が粗大化する。その結果、捕集粒子
のρd が低いにも拘わらず再飛散によるＥＰ１４−２の
性能は低下しない。
点以下でのフライアッシュの電気抵抗値（以下ρd と記
す）が低くなり、再飛散により性能が低下する。しか
し、本発明では、炉内脱硫の残留ＣａＯ粒子を利用する
ことにより、再飛散を防止できる。すなわち、ＣａＯ粒
子はバインダー効果を有しており、そのため集塵極上に
捕集された粒子同士が粗大化する。その結果、捕集粒子
のρd が低いにも拘わらず再飛散によるＥＰ１４−２の
性能は低下しない。
【００２９】ＰＲＥＰ１４で生成したＣａＳＯ4 ，Ｃａ
ＮＯ3 、その他のアルカリ塩は、その底部から回収され
る。脱硫、脱硝及び除塵された排ガスは、ガス−ガスヒ
ータ１５を経て更に減温されて煙突１６から排出され
る。
ＮＯ3 、その他のアルカリ塩は、その底部から回収され
る。脱硫、脱硝及び除塵された排ガスは、ガス−ガスヒ
ータ１５を経て更に減温されて煙突１６から排出され
る。
【００３０】図５は本発明の他の実施の形態を示し、図
１に示した装置からガス−ガスヒータ１３、１５を除い
た例である。この例でも、ＰＲＥＰ１４に供給される排
ガスの温度が酸露点近傍あるいはそれ以下に減温されて
いれば良い。
１に示した装置からガス−ガスヒータ１３、１５を除い
た例である。この例でも、ＰＲＥＰ１４に供給される排
ガスの温度が酸露点近傍あるいはそれ以下に減温されて
いれば良い。
【００３１】以上、本発明の好ましい実施の形態を石炭
を燃料とする火力発電所の燃焼炉に適用して説明した
が、本発明は他の燃焼炉、例えば、産業廃棄物や汚泥焼
却用の流動床炉や、ごみ焼却炉の排ガス処理にも適用で
きる。勿論、この場合には、燃焼炉には一次脱硫のため
に、石灰や消石灰等のＣａ成分を含む添加剤が投入され
る。また、ＰＲＥＰ１４は、パルス放電反応器１４−１
と電気集塵装置（ＥＰ）１４−２とのハイブリッド一体
化装置であるが、これらは分離状態であっても同程度の
効果が得られる。
を燃料とする火力発電所の燃焼炉に適用して説明した
が、本発明は他の燃焼炉、例えば、産業廃棄物や汚泥焼
却用の流動床炉や、ごみ焼却炉の排ガス処理にも適用で
きる。勿論、この場合には、燃焼炉には一次脱硫のため
に、石灰や消石灰等のＣａ成分を含む添加剤が投入され
る。また、ＰＲＥＰ１４は、パルス放電反応器１４−１
と電気集塵装置（ＥＰ）１４−２とのハイブリッド一体
化装置であるが、これらは分離状態であっても同程度の
効果が得られる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば簡便で安全性の高いより経済性に優れた排ガスの脱硫
・脱硝・除塵装置を提供することができる。
ば簡便で安全性の高いより経済性に優れた排ガスの脱硫
・脱硝・除塵装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施の形態である排ガスの脱
硫・脱硝・除塵装置の構成を示した図である。
硫・脱硝・除塵装置の構成を示した図である。
【図２】図１に示されたパルス放電反応器の反応メカニ
ズムを説明するための図である。
ズムを説明するための図である。
【図３】図２に示されたパルス放電反応器に供給される
パルス放電波形の一例を示した図である。
パルス放電波形の一例を示した図である。
【図４】図１に示された電気集塵器の反応メカニズムを
説明するための図である。
説明するための図である。
【図５】本発明の他の実施の形態である排ガスの脱硫・
脱硝・除塵装置の構成を示した図である。
脱硝・除塵装置の構成を示した図である。
【図６】従来の排ガス処理装置の第１の例の構成を示し
た図である。
た図である。
【図７】従来の排ガス処理装置の第２の例の構成を示し
た図である。
た図である。
【図８】従来の排ガス処理装置の第３の例の構成を示し
た図である。
た図である。
１１、６１ 燃焼炉 １２、６３ 予熱器 １３、１５、６５、６７ ガス−ガスヒータ １４ パルス放電反応器と電気集塵装置とのハイブリ
ッド一体化装置 １６、６８ 煙突 ６２ 脱硝装置 ６４ 低温ＥＰ ６６ 湿式脱硫装置 ７０ 低々温ＥＰ ８３ 電子ビーム照射反応器
ッド一体化装置 １６、６８ 煙突 ６２ 脱硝装置 ６４ 低温ＥＰ ６６ 湿式脱硫装置 ７０ 低々温ＥＰ ８３ 電子ビーム照射反応器
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成８年１０月３１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正内容】
【図８】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ２３Ｃ 11/00 ３０７ Ｆ２３Ｊ 15/00 Ａ ３１７ Ｂ Ｆ２３Ｊ 15/00
Claims (5)
- 【請求項１】 燃焼炉の排ガス中に含まれるＳＯ2 成
分、ＮＯX 成分、及びフライアッシュ成分を除去する脱
硫・脱硝・除塵方法であって、 前記燃焼炉内にＣａ成分を含む添加剤を投入して、熱分
解により該添加剤からＣａＯを生成すると共に、ＳＯ2
成分と反応させて一次脱硫を行い、 次いで、該燃焼炉からの排ガスを酸露点近傍あるいはそ
れ以下に減温し、 当該減温された排ガスをパルス放電によるプラズマ電気
化学反応によりＳＯ2、ＮＯX をＳＯ3 、ＮＯ3 に転化
すると共に、その一部をＨ2 ＳＯ4 、ＨＮＯ3に転化
し、 更に、電気集塵装置によりフライアッシュ及び未反応の
ＣａＯの表面にＳＯ3、ＮＯ3 を付着させた後、Ｈ2 Ｓ
Ｏ4 、ＨＮＯ3 に変化させ、更にフライアッシュ中のア
ルカリ成分、ＣａＯと反応させてアルカリ塩として除去
することを特徴とする排ガスの脱硫・脱硝・除塵方法。 - 【請求項２】 燃焼炉の排ガス中に含まれるＳＯ2 成
分、ＮＯX 成分、及びフライアッシュ成分を除去する脱
硫・脱硝・除塵装置において、 前記燃焼炉には一次脱硫を目的としてＣａ成分を含む添
加剤が投入され、該添加剤は燃焼炉内で熱分解してＣａ
Ｏを生成すると共に、ＳＯ2 成分と反応することにより
一次脱硫が行われ、 熱交換により燃焼炉からの排ガスを酸露点近傍あるいは
それ以下に減温する減温器と、 該減温器の出口側に置かれて、パルス放電によるプラズ
マ電気化学反応によりＳＯ2 、ＮＯX をＳＯ3 、ＮＯ3
に転化すると共に、その一部をＨ2 ＳＯ4 、ＨＮＯ3 に
転化するパルス放電反応器と、 該パルス放電反応器の出口側に置かれ、フライアッシュ
及び未反応のＣａＯを捕集する集塵極を有して捕集され
たフライアッシュ、ＣａＯの表面にＳＯ3 、ＮＯ3 を付
着させた後、Ｈ2 ＳＯ4 、ＨＮＯ3 に変化させ、更にフ
ライアッシュ中のアルカリ成分、ＣａＯと反応させてア
ルカリ塩として排出する電気集塵装置とを備えたことを
特徴とする排ガスの脱硫・脱硝・除塵装置。 - 【請求項３】 請求項２記載の排ガスの脱硫・脱硝・除
塵装置において、前記添加剤として石灰あるいは消石灰
を用いることを特徴とする排ガスの脱硫・脱硝・除塵装
置。 - 【請求項４】 請求項２あるいは３記載の排ガスの脱硫
・脱硝・除塵装置において、前記パルス放電反応器と前
記電気集塵装置とが一体型であることを特徴とする排ガ
スの脱硫・脱硝・除塵装置。 - 【請求項５】 請求項２〜４のいずれかに記載の排ガス
の脱硫・脱硝・除塵装置において、前記電気集塵装置内
での排ガスの下限温度は（水露点＋数度）であることを
特徴とする排ガスの脱硫・脱硝・除塵装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8276443A JPH10118448A (ja) | 1996-10-18 | 1996-10-18 | 排ガスの脱硫・脱硝・除塵方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8276443A JPH10118448A (ja) | 1996-10-18 | 1996-10-18 | 排ガスの脱硫・脱硝・除塵方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10118448A true JPH10118448A (ja) | 1998-05-12 |
Family
ID=17569505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8276443A Withdrawn JPH10118448A (ja) | 1996-10-18 | 1996-10-18 | 排ガスの脱硫・脱硝・除塵方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10118448A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6146599A (en) * | 1999-02-24 | 2000-11-14 | Seagate Technology Llc | Dielectric barrier discharge system and method for decomposing hazardous compounds in fluids |
| US6451252B1 (en) | 2000-01-20 | 2002-09-17 | Regents Of The University Of Minnesota | Odor removal system and method having ozone and non-thermal plasma treatment |
| US6562386B2 (en) | 2001-05-07 | 2003-05-13 | Regents Of The University Of Minnesota | Method and apparatus for non-thermal pasteurization |
| US6911225B2 (en) | 2001-05-07 | 2005-06-28 | Regents Of The University Of Minnesota | Method and apparatus for non-thermal pasteurization of living-mammal-instillable liquids |
| US7011790B2 (en) | 2001-05-07 | 2006-03-14 | Regents Of The University Of Minnesota | Non-thermal disinfection of biological fluids using non-thermal plasma |
| CN101829485A (zh) * | 2010-04-30 | 2010-09-15 | 武汉工程大学 | 利用大气压微波射流等离子体技术脱除工业烟气中二氧化硫的方法 |
| US7931811B2 (en) | 2006-10-27 | 2011-04-26 | Regents Of The University Of Minnesota | Dielectric barrier reactor having concentrated electric field |
| WO2011055759A1 (ja) * | 2009-11-06 | 2011-05-12 | 宇部興産株式会社 | 排ガスの処理方法および装置 |
| CN103990341A (zh) * | 2014-04-25 | 2014-08-20 | 湖南凌峰环保科技有限公司 | 一种锅炉烟气的脱硝除尘系统 |
| CN111229004A (zh) * | 2020-02-14 | 2020-06-05 | 河海大学 | 一种混合废气处理方法和装置 |
| CN113294994A (zh) * | 2021-05-27 | 2021-08-24 | 辽阳天瑞水泥有限公司 | 预热器脱硫减排装置 |
-
1996
- 1996-10-18 JP JP8276443A patent/JPH10118448A/ja not_active Withdrawn
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN102597626A (zh) * | 2009-11-06 | 2012-07-18 | 宇部兴产株式会社 | 处理废气的方法和设备 |
| AU2010316285B2 (en) * | 2009-11-06 | 2014-05-15 | Mitsubishi Ube Cement Corporation | Method and apparatus for treatment of exhaust gas |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040106 |