JPH1043551A - 天然鉱物により流動層燃焼炉での燃焼及び有害ガスの排出を改善する方法及び装置 - Google Patents
天然鉱物により流動層燃焼炉での燃焼及び有害ガスの排出を改善する方法及び装置Info
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- JPH1043551A JPH1043551A JP9104545A JP10454597A JPH1043551A JP H1043551 A JPH1043551 A JP H1043551A JP 9104545 A JP9104545 A JP 9104545A JP 10454597 A JP10454597 A JP 10454597A JP H1043551 A JPH1043551 A JP H1043551A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明の課題は、効果的かつ安価な触媒を流
動層のベッド材、及び燃焼炉に接続した脱硫装置のアル
カリ吸着剤に豊富に混合することによってＮ2 Ｏ及び高
級炭化水素を効果的に除去する方法及び装置を提供する
ことである。 【解決手段】 流動層燃焼炉１で燃料を流動層ベッド材
４，８と共に流動化させながら行う燃焼を改善する方法
において、流動層ベッド材４，８に酸性白土もしくは活
性白土もしくはボーキサイトもしくは活性ボーキサイト
を混合して、流動層燃焼炉１内に発生するＮ2 Ｏ及び炭
化水素を分解する。
動層のベッド材、及び燃焼炉に接続した脱硫装置のアル
カリ吸着剤に豊富に混合することによってＮ2 Ｏ及び高
級炭化水素を効果的に除去する方法及び装置を提供する
ことである。 【解決手段】 流動層燃焼炉１で燃料を流動層ベッド材
４，８と共に流動化させながら行う燃焼を改善する方法
において、流動層ベッド材４，８に酸性白土もしくは活
性白土もしくはボーキサイトもしくは活性ボーキサイト
を混合して、流動層燃焼炉１内に発生するＮ2 Ｏ及び炭
化水素を分解する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、天然鉱物により流
動層燃焼炉での燃料の燃焼及び有害ガスの排出を改善す
る方法及び装置に係り、特に流動層燃焼炉ベッド材，燃
焼炉に接続した脱硫装置のアルカリ吸着剤あるいは燃料
に酸性白土もしくは活性白土もしくはボーキサイトもし
くは活性ボーキサイトを混合することにより、燃焼炉内
で発生したＮ2 Ｏ及び高級炭化水素を分解して流動層燃
焼炉での燃焼及び有害ガスの排出を改善する方法及び装
置に関する。
動層燃焼炉での燃料の燃焼及び有害ガスの排出を改善す
る方法及び装置に係り、特に流動層燃焼炉ベッド材，燃
焼炉に接続した脱硫装置のアルカリ吸着剤あるいは燃料
に酸性白土もしくは活性白土もしくはボーキサイトもし
くは活性ボーキサイトを混合することにより、燃焼炉内
で発生したＮ2 Ｏ及び高級炭化水素を分解して流動層燃
焼炉での燃焼及び有害ガスの排出を改善する方法及び装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】発電・ゴミ燃焼等の目的で石炭等の燃料
を流動層燃焼炉で燃焼させるとき発生する酸化二窒素
（Ｎ2 Ｏ）は、放出後成層圏へ拡散してオゾン層を破壊
すると共に温室効果への寄与も大きいことが明らかにな
り、地球環境問題の一つとしてその排出抑制が強く望ま
れている。
を流動層燃焼炉で燃焼させるとき発生する酸化二窒素
（Ｎ2 Ｏ）は、放出後成層圏へ拡散してオゾン層を破壊
すると共に温室効果への寄与も大きいことが明らかにな
り、地球環境問題の一つとしてその排出抑制が強く望ま
れている。
【０００３】又、燃焼炉の石炭供給口付近で生成される
ガス・タール等の高級炭化水素は、燃料中に含まれる塩
素分とフリーボード後段で反応して有機塩素化合物（ダ
イオキシン等）を生成する可能性があり、この有機塩素
化合物も環境に悪影響を及ぼすことから、その生成の原
因となる高級炭化水素の排出抑制が望まれている。
ガス・タール等の高級炭化水素は、燃料中に含まれる塩
素分とフリーボード後段で反応して有機塩素化合物（ダ
イオキシン等）を生成する可能性があり、この有機塩素
化合物も環境に悪影響を及ぼすことから、その生成の原
因となる高級炭化水素の排出抑制が望まれている。
【０００４】そして、流動層燃焼炉からの排ガスに含ま
れるＮ2 Ｏの除去技術としては、燃焼方式の改良による
Ｎ2 Ｏの低減、プラズマ照射によるＮ2 Ｏの分解、触媒
によるＮ2 Ｏの分解除去等があるが、最初の２つは高温
材料，熱効率，コストなどの面で実用化に問題があるの
で、ある種の金属化合物を触媒として用いてＮ2 Ｏを除
去することが検討されている。
れるＮ2 Ｏの除去技術としては、燃焼方式の改良による
Ｎ2 Ｏの低減、プラズマ照射によるＮ2 Ｏの分解、触媒
によるＮ2 Ｏの分解除去等があるが、最初の２つは高温
材料，熱効率，コストなどの面で実用化に問題があるの
で、ある種の金属化合物を触媒として用いてＮ2 Ｏを除
去することが検討されている。
【０００５】この触媒によるＮ2 Ｏ除去の場合、触媒層
などを備えたＮ2 Ｏ除去装置を別途流動層燃焼炉の排ガ
スラインに設置する方法と、触媒を流動層の流動媒体
（ベッド材）として充填する方法とがある。前者の方法
においては、ゼオライトやＴｉＯ2 のハニカムにＮ2 Ｏ
分解活性を有する金属を担持した触媒を使用し、空気予
熱器後方の低温（約４００℃）域にこのＮ2 Ｏ除去装置
を設置する。後者の方法においては、γ−アルミナ又は
γ−アルミナと金属（Ｎａ，Ｋ等）化合物との混合物が
流動層の流動媒体として使用される（特開平６−１２３
４０６号公報）。
などを備えたＮ2 Ｏ除去装置を別途流動層燃焼炉の排ガ
スラインに設置する方法と、触媒を流動層の流動媒体
（ベッド材）として充填する方法とがある。前者の方法
においては、ゼオライトやＴｉＯ2 のハニカムにＮ2 Ｏ
分解活性を有する金属を担持した触媒を使用し、空気予
熱器後方の低温（約４００℃）域にこのＮ2 Ｏ除去装置
を設置する。後者の方法においては、γ−アルミナ又は
γ−アルミナと金属（Ｎａ，Ｋ等）化合物との混合物が
流動層の流動媒体として使用される（特開平６−１２３
４０６号公報）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ゼオライトや
ＴｉＯ2 のハニカムにＮ2 Ｏ分解活性を有する金属を担
持した触媒を用いる前者の方法においては、触媒のＮ2
Ｏ分解率が低いことに加えて触媒の寿命が短いという大
きな欠点があり、余り実用的でない。
ＴｉＯ2 のハニカムにＮ2 Ｏ分解活性を有する金属を担
持した触媒を用いる前者の方法においては、触媒のＮ2
Ｏ分解率が低いことに加えて触媒の寿命が短いという大
きな欠点があり、余り実用的でない。
【０００７】一方、γ−アルミナ又はγ−アルミナと金
属化合物との混合物を流動層の流動媒体（ベッド材）と
して充填する後者の方法においては、γ−アルミナによ
り有効なＮ2 Ｏ分解率がもたらされるものの、γ−アル
ミナ及び他の金属化合物が比較的高価なため、ベッド材
として多量の触媒を充填する必要上コスト面で問題があ
った。
属化合物との混合物を流動層の流動媒体（ベッド材）と
して充填する後者の方法においては、γ−アルミナによ
り有効なＮ2 Ｏ分解率がもたらされるものの、γ−アル
ミナ及び他の金属化合物が比較的高価なため、ベッド材
として多量の触媒を充填する必要上コスト面で問題があ
った。
【０００８】この触媒をベッド材として充填する方法に
関する上記特開平６−１２３４０６号の公報には、「流
動層はγ−アルミナ又はγ−アルミナと金属化合物との
混合物のみによって形成するのが好ましい…必要に応じ
てγ−アルミナと通常の流動媒体（砂，石灰石，石炭灰
など）との混合物によって形成することもできる」とあ
り、最適の触媒機能を達成するには比較的高価なγ−ア
ルミナ及び金属化合物を多量に使用してベッド材に充て
る必要があること、すなわちコストが高くなるという問
題があることが明らかである。
関する上記特開平６−１２３４０６号の公報には、「流
動層はγ−アルミナ又はγ−アルミナと金属化合物との
混合物のみによって形成するのが好ましい…必要に応じ
てγ−アルミナと通常の流動媒体（砂，石灰石，石炭灰
など）との混合物によって形成することもできる」とあ
り、最適の触媒機能を達成するには比較的高価なγ−ア
ルミナ及び金属化合物を多量に使用してベッド材に充て
る必要があること、すなわちコストが高くなるという問
題があることが明らかである。
【０００９】又、このγ−アルミナ又はγ−アルミナと
金属化合物との混合物を流動層のベッド材として充填す
る方法の場合、燃焼炉内で発生する高級炭化水素（上述
のように有機塩素化合物生成の原因となる）の除去につ
いては、一切考慮していないという問題があった。
金属化合物との混合物を流動層のベッド材として充填す
る方法の場合、燃焼炉内で発生する高級炭化水素（上述
のように有機塩素化合物生成の原因となる）の除去につ
いては、一切考慮していないという問題があった。
【００１０】そこで、本発明の目的は、天然鉱物により
流動層燃焼炉内で燃料を燃焼及び有害ガスの排出する際
に、発生するＮ2 Ｏ及び高級炭化水素を効果的かつ安価
に除去できる方法を提供することである。
流動層燃焼炉内で燃料を燃焼及び有害ガスの排出する際
に、発生するＮ2 Ｏ及び高級炭化水素を効果的かつ安価
に除去できる方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明は、流動層燃焼炉で燃料を流動層ベッ
ド材と共に流動化させながら行う燃焼を改善する方法に
おいて、流動層ベッド材に酸性白土もしくは活性白土も
しくはボーキサイトもしくは活性ボーキサイトを混合し
て、流動層燃焼炉内に発生するＮ2 Ｏ及び炭化水素を分
解するように構成される。
に請求項１の発明は、流動層燃焼炉で燃料を流動層ベッ
ド材と共に流動化させながら行う燃焼を改善する方法に
おいて、流動層ベッド材に酸性白土もしくは活性白土も
しくはボーキサイトもしくは活性ボーキサイトを混合し
て、流動層燃焼炉内に発生するＮ2 Ｏ及び炭化水素を分
解するように構成される。
【００１２】請求項２の発明は、流動層燃焼炉で燃料を
流動層ベッド材と共に流動化させながら行う燃焼を改善
する方法において、流動層燃焼炉に接続されてその排ガ
ス中の硫黄酸化物を除去する脱硫装置のアルカリ吸着剤
に酸性白土もしくは活性白土もしくはボーキサイトもし
くは活性ボーキサイトを混合することにより、上記流動
層燃焼炉から発生したＮ2 Ｏ及び炭化水素を分解するよ
うに構成される。
流動層ベッド材と共に流動化させながら行う燃焼を改善
する方法において、流動層燃焼炉に接続されてその排ガ
ス中の硫黄酸化物を除去する脱硫装置のアルカリ吸着剤
に酸性白土もしくは活性白土もしくはボーキサイトもし
くは活性ボーキサイトを混合することにより、上記流動
層燃焼炉から発生したＮ2 Ｏ及び炭化水素を分解するよ
うに構成される。
【００１３】請求項３の発明は、上記炭化水素が、ガス
・タール等の高級炭化水素であるように構成される。
・タール等の高級炭化水素であるように構成される。
【００１４】請求項４の発明は、流動層燃焼炉で燃料を
流動層ベッド材と共に流動化させながら行う燃焼を改善
する装置において、流動層燃焼炉内に発生するＮ2 Ｏ及
び炭化水素を分解すべく、流動層ベッド材に酸性白土も
しくは活性白土もしくはボーキサイトもしくは活性ボー
キサイトを混合する装置を設けて構成される。
流動層ベッド材と共に流動化させながら行う燃焼を改善
する装置において、流動層燃焼炉内に発生するＮ2 Ｏ及
び炭化水素を分解すべく、流動層ベッド材に酸性白土も
しくは活性白土もしくはボーキサイトもしくは活性ボー
キサイトを混合する装置を設けて構成される。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適実施の形態を
添付図面により説明する。
添付図面により説明する。
【００１６】図１には、発電・ゴミ燃焼等の目的で石炭
等の燃料を燃焼・利用すると共にその排ガスを処理する
流動層燃焼プラント３０の一部が示されている。燃料を
流動化させながら燃焼する流動層燃焼炉１は、その下部
に燃料２１を供給する燃料供給ライン１５が接続される
と共にその上部に排ガス排出ライン１６が接続される。
排ガス排出ライン１６は、図に示されるように順に接続
されたサイクロン１０，セラミックフィルタ１１，脱硫
装置１２，及び流動層燃焼炉１へ供給する燃焼用空気２
０を排ガスで予熱する空気予熱器１４から主に構成され
る。脱硫装置１２は、その内部にアルカリ吸着剤（Ｃａ
ＣＯ3 等）１３を有する。
等の燃料を燃焼・利用すると共にその排ガスを処理する
流動層燃焼プラント３０の一部が示されている。燃料を
流動化させながら燃焼する流動層燃焼炉１は、その下部
に燃料２１を供給する燃料供給ライン１５が接続される
と共にその上部に排ガス排出ライン１６が接続される。
排ガス排出ライン１６は、図に示されるように順に接続
されたサイクロン１０，セラミックフィルタ１１，脱硫
装置１２，及び流動層燃焼炉１へ供給する燃焼用空気２
０を排ガスで予熱する空気予熱器１４から主に構成され
る。脱硫装置１２は、その内部にアルカリ吸着剤（Ｃａ
ＣＯ3 等）１３を有する。
【００１７】図示の流動層燃焼炉１は、通気性を有する
下部空気分散板２及び上部空気分散板６により燃焼炉下
段部１８及び上段部１９の上下２段に分割されている。
上段部１９は、フリーボード９を有する。下段部１８と
上段部１９との間には、燃焼炉１内に発生した顕熱を利
用するための熱交換器５が設けられる。また、燃焼炉下
段部１８及び上段部１９には、サイクロン１０から延び
て各段部１８，１９にベッド材（硅砂，シリカ，アルミ
ナ，灰などの混合物）４，８を供給するベッド材供給ラ
イン１７が接続される。
下部空気分散板２及び上部空気分散板６により燃焼炉下
段部１８及び上段部１９の上下２段に分割されている。
上段部１９は、フリーボード９を有する。下段部１８と
上段部１９との間には、燃焼炉１内に発生した顕熱を利
用するための熱交換器５が設けられる。また、燃焼炉下
段部１８及び上段部１９には、サイクロン１０から延び
て各段部１８，１９にベッド材（硅砂，シリカ，アルミ
ナ，灰などの混合物）４，８を供給するベッド材供給ラ
イン１７が接続される。
【００１８】本実施の形態においては、又、ベッド材供
給ライン１７を介して活性白土または酸性白土またはボ
ーキサイト又は活性ボーキサイト等の天然鉱物（図示さ
れず）が脱Ｎ2 Ｏ分解触媒（及び脱高級炭化水素分解触
媒）としてベッド材４，８に混合され、よって、このベ
ッド材供給ライン１７が、本発明の流動層燃焼炉での燃
焼を改善する装置を構成する。
給ライン１７を介して活性白土または酸性白土またはボ
ーキサイト又は活性ボーキサイト等の天然鉱物（図示さ
れず）が脱Ｎ2 Ｏ分解触媒（及び脱高級炭化水素分解触
媒）としてベッド材４，８に混合され、よって、このベ
ッド材供給ライン１７が、本発明の流動層燃焼炉での燃
焼を改善する装置を構成する。
【００１９】下部空気分散板２上には、ベッド材供給ラ
イン１７を介して供給されるベッド材４，燃料供給ライ
ン１５を介して供給される燃料２１及び空気予熱器１４
から供給される燃焼用空気２０により形成される下部流
動層３が位置し、一方、上部空気分散板６上には、ベッ
ド材供給ライン１７を介して供給されるベッド材８，燃
料２１及び燃焼用空気２０により形成される上部流動層
７が位置する。
イン１７を介して供給されるベッド材４，燃料供給ライ
ン１５を介して供給される燃料２１及び空気予熱器１４
から供給される燃焼用空気２０により形成される下部流
動層３が位置し、一方、上部空気分散板６上には、ベッ
ド材供給ライン１７を介して供給されるベッド材８，燃
料２１及び燃焼用空気２０により形成される上部流動層
７が位置する。
【００２０】本実施の形態において、下部流動層３，上
部流動層７は、上述のようにベッド材供給ライン１７を
介して供給される脱Ｎ2 Ｏ分解触媒（及び脱高級炭化水
素分解触媒）としての活性白土または酸性白土またはボ
ーキサイト又は活性ボーキサイト等の天然鉱物（図示せ
ず）を含む。従って、上下部流動層３，７は、触媒層で
もある。また、脱硫装置１２内のアルカリ吸着剤１３に
も、脱Ｎ2 Ｏ分解触媒及び脱高級炭化水素分解触媒とし
ての活性白土または酸性白土またはボーキサイトまたは
活性ボーキサイト（図示せず）が混入される。
部流動層７は、上述のようにベッド材供給ライン１７を
介して供給される脱Ｎ2 Ｏ分解触媒（及び脱高級炭化水
素分解触媒）としての活性白土または酸性白土またはボ
ーキサイト又は活性ボーキサイト等の天然鉱物（図示せ
ず）を含む。従って、上下部流動層３，７は、触媒層で
もある。また、脱硫装置１２内のアルカリ吸着剤１３に
も、脱Ｎ2 Ｏ分解触媒及び脱高級炭化水素分解触媒とし
ての活性白土または酸性白土またはボーキサイトまたは
活性ボーキサイト（図示せず）が混入される。
【００２１】これらの触媒（すなわち活性白土，活性ボ
ーキサイト等）は、空気分散板２，６の上及びアルカリ
吸着剤１３内に粒状のまま供給されても、あるいは固形
状触媒として空気分散板２，６及び脱硫装置１２内の定
位置に固定されてもよい。また、上記の触媒は燃料に混
入されてもよい。
ーキサイト等）は、空気分散板２，６の上及びアルカリ
吸着剤１３内に粒状のまま供給されても、あるいは固形
状触媒として空気分散板２，６及び脱硫装置１２内の定
位置に固定されてもよい。また、上記の触媒は燃料に混
入されてもよい。
【００２２】尚、上記の触媒としての酸性白土はモンモ
リロナイト系粘土であり、その化学式は、一般にＡｌ2
Ｏ3 ・４ＳｉＯ2 ・ｎＨ2 Ｏで示され、シリカ層・アル
ミナ層・シリカ層の三層から成る結晶構造を有する。一
方、活性白土は、良質の酸性白土を原料として作られ、
上記の結晶構造を有する酸性白土（モンモリロナイト）
を鉱酸（主として硫酸）で処理し、アルミナ・鉄・マグ
ネシウムの一部を溶出させたものであり、大きな比表面
積及び大きな吸着能力を備えた多孔質構造を有する。
リロナイト系粘土であり、その化学式は、一般にＡｌ2
Ｏ3 ・４ＳｉＯ2 ・ｎＨ2 Ｏで示され、シリカ層・アル
ミナ層・シリカ層の三層から成る結晶構造を有する。一
方、活性白土は、良質の酸性白土を原料として作られ、
上記の結晶構造を有する酸性白土（モンモリロナイト）
を鉱酸（主として硫酸）で処理し、アルミナ・鉄・マグ
ネシウムの一部を溶出させたものであり、大きな比表面
積及び大きな吸着能力を備えた多孔質構造を有する。
【００２３】つまり、本発明の脱Ｎ2 Ｏ剤及び脱高級炭
化水素剤としての活性白土または酸性白土またはボーキ
サイトまたは活性ボーキサイトは、いづれも大きな吸着
能力を備えた多孔質構造を有する。
化水素剤としての活性白土または酸性白土またはボーキ
サイトまたは活性ボーキサイトは、いづれも大きな吸着
能力を備えた多孔質構造を有する。
【００２４】燃焼炉１の空気分散板２，６上に、ベッド
材供給ライン１７を介してベッド材４，８及び活性白土
等の触媒粒が供給されると共に燃料２１が燃料供給ライ
ン１５を介して供給され、ここに空気予熱器１４から供
給される燃焼用空気２０が空気分散板２，６を介して流
入すると、燃料２１とベッド材４，８及び触媒粒とが流
動化され、燃焼炉下段部１８の下部流動層３と燃焼炉上
段部１９の上部流動層７とが各々形成される。又、この
とき、ベッド材４，８に混入された触媒（活性白土，活
性ボーキサイト等）粒により、各流動層３，７において
顕著な粒子下降流がもたらされる。
材供給ライン１７を介してベッド材４，８及び活性白土
等の触媒粒が供給されると共に燃料２１が燃料供給ライ
ン１５を介して供給され、ここに空気予熱器１４から供
給される燃焼用空気２０が空気分散板２，６を介して流
入すると、燃料２１とベッド材４，８及び触媒粒とが流
動化され、燃焼炉下段部１８の下部流動層３と燃焼炉上
段部１９の上部流動層７とが各々形成される。又、この
とき、ベッド材４，８に混入された触媒（活性白土，活
性ボーキサイト等）粒により、各流動層３，７において
顕著な粒子下降流がもたらされる。
【００２５】流動層３，７では燃料が高温（約８００〜
１０００℃）で燃焼される。この燃焼により生成するＮ
Ｈ3 ，ＨＣＮが下式のように反応してＮ2 Ｏを生成す
る。
１０００℃）で燃焼される。この燃焼により生成するＮ
Ｈ3 ，ＨＣＮが下式のように反応してＮ2 Ｏを生成す
る。
【００２６】 ２ＮＨ3 ＋２Ｏ2 → Ｎ2 Ｏ＋３Ｈ2 Ｏ …（１） ２ＨＣＮ＋３Ｏ2 → Ｎ2 Ｏ＋２ＣＯ2 ＋Ｈ2 Ｏ …（２） 又、燃焼炉下段部１８内の燃料供給ライン１５付近で
は、上記の燃焼により、高級炭化水素（ガス・タール
等）が生成される。
は、上記の燃焼により、高級炭化水素（ガス・タール
等）が生成される。
【００２７】さて、上述のように生成されたＮ2 Ｏは、
ベッド４，８に混入されている触媒（活性白土または酸
性白土またはボーキサイトまたは活性ボーキサイト）に
接触すると共にこれらの触媒に吸着され、分解される
（下記参照）。
ベッド４，８に混入されている触媒（活性白土または酸
性白土またはボーキサイトまたは活性ボーキサイト）に
接触すると共にこれらの触媒に吸着され、分解される
（下記参照）。
【００２８】つまり、活性白土または酸性白土またはボ
ーキサイトまたは活性ボーキサイトは、上述のように多
孔質構造を有し大きな比表面積及び大きな吸着能力を備
えているので、Ｎ2 Ｏはこれらの触媒と効率よく接触
し、しかもＮ2 Ｏは燃焼炉１内部のような高温条件下で
（これらの触媒により）分解されやすいので（図２参
照）、Ｎ2 Ｏは下記の反応に基づき速やかに分解される
と共に無害化される。
ーキサイトまたは活性ボーキサイトは、上述のように多
孔質構造を有し大きな比表面積及び大きな吸着能力を備
えているので、Ｎ2 Ｏはこれらの触媒と効率よく接触
し、しかもＮ2 Ｏは燃焼炉１内部のような高温条件下で
（これらの触媒により）分解されやすいので（図２参
照）、Ｎ2 Ｏは下記の反応に基づき速やかに分解される
と共に無害化される。
【００２９】 ２Ｎ2 Ｏ → ２Ｎ2 ＋ Ｏ2 …（３） なお、本発明の触媒（活性白土または酸性白土またはボ
ーキサイトまたは活性ボーキサイト）は、やはり排ガス
に含まれていてＮ2 Ｏの発生源となるアンモニア及びＨ
ＣＮを効率的に分解することが分かっている。
ーキサイトまたは活性ボーキサイト）は、やはり排ガス
に含まれていてＮ2 Ｏの発生源となるアンモニア及びＨ
ＣＮを効率的に分解することが分かっている。
【００３０】一方、上述のように燃焼炉下段部１８内の
燃料供給ライン１５付近で生成された高級炭化水素も、
各流動層３，７内でベッド材４，８に混入されている触
媒（活性白土または酸性白土またはボーキサイトまたは
活性ボーキサイト）に接触すると共にこの触媒に吸着さ
れ、触媒により低級炭化水素あるいはＣＯ2 になるまで
分解される。この本発明の触媒による炭化水素の分解作
用に関する試験結果が、表１に示されている。
燃料供給ライン１５付近で生成された高級炭化水素も、
各流動層３，７内でベッド材４，８に混入されている触
媒（活性白土または酸性白土またはボーキサイトまたは
活性ボーキサイト）に接触すると共にこの触媒に吸着さ
れ、触媒により低級炭化水素あるいはＣＯ2 になるまで
分解される。この本発明の触媒による炭化水素の分解作
用に関する試験結果が、表１に示されている。
【００３１】
【表１】
【００３２】表１は、上記の触媒の一つ（活性ボーキサ
イト）をベッド材に加えて石炭（Ａ及びＢの２種類）を
流動層燃焼炉で燃焼した場合の燃焼試験結果、特に炭素
マスバランス値を示す。ちなみに、炭素マスバランス値
とは石炭中の炭素分がＣＯ2，ＣＯ，ＣＨ4 といった低
級炭化水素（ガス）に分解された割合を示す値であり、
その値が１前後であれば、石炭中の炭素分がほぼ完全に
ＣＯ2 等に分解されたことを意味する。図示されるよう
に、石炭Ａ，石炭Ｂの両方において、活性ボーキサイト
を加えた場合の炭素マスバランス値がほぼ１であり、従
って、活性ボーキサイト（又、活性白土等も活性ボーキ
サイトとほぼ同様の効果を発揮すると思われる）等の触
媒作用により、石炭中の炭素分（ガス・タール等の高級
炭化水素を含む）が低級炭化水素に効率よく分解される
ことが分かる。
イト）をベッド材に加えて石炭（Ａ及びＢの２種類）を
流動層燃焼炉で燃焼した場合の燃焼試験結果、特に炭素
マスバランス値を示す。ちなみに、炭素マスバランス値
とは石炭中の炭素分がＣＯ2，ＣＯ，ＣＨ4 といった低
級炭化水素（ガス）に分解された割合を示す値であり、
その値が１前後であれば、石炭中の炭素分がほぼ完全に
ＣＯ2 等に分解されたことを意味する。図示されるよう
に、石炭Ａ，石炭Ｂの両方において、活性ボーキサイト
を加えた場合の炭素マスバランス値がほぼ１であり、従
って、活性ボーキサイト（又、活性白土等も活性ボーキ
サイトとほぼ同様の効果を発揮すると思われる）等の触
媒作用により、石炭中の炭素分（ガス・タール等の高級
炭化水素を含む）が低級炭化水素に効率よく分解される
ことが分かる。
【００３３】つまり、本実施の形態においては、燃焼炉
１内で発生した高級炭化水素が各流動層３，７において
上記の触媒の作用により速やかに分解され、この結果、
燃焼炉１のフリーボード９における有機塩素化合物の生
成（燃料中に含まれる塩素分と高級炭化水素とが反応し
て起こる）が、顕著に抑制される。
１内で発生した高級炭化水素が各流動層３，７において
上記の触媒の作用により速やかに分解され、この結果、
燃焼炉１のフリーボード９における有機塩素化合物の生
成（燃料中に含まれる塩素分と高級炭化水素とが反応し
て起こる）が、顕著に抑制される。
【００３４】又、上述のように触媒（粒）により各流動
層３，７内に顕著な粒子下降流がもたらされるので、高
級炭化水素が燃焼炉１の酸素リッチな底部に効果的に引
き下ろされ、これによってもフリーボード９後段におけ
る有機塩素化合物の生成が抑制される。
層３，７内に顕著な粒子下降流がもたらされるので、高
級炭化水素が燃焼炉１の酸素リッチな底部に効果的に引
き下ろされ、これによってもフリーボード９後段におけ
る有機塩素化合物の生成が抑制される。
【００３５】こうしてＮ2 Ｏ及び高級炭化水素を除去さ
れた排ガスは、排ガス排出ライン１６によりサイクロン
１０，セラミックフィルタ１１，脱硫装置１２へと順に
導入される。脱硫装置１２では、その内部のアルカリ吸
着剤１３に混合された触媒（活性白土または酸性白土ま
たはボーキサイトまたは活性ボーキサイト）により、排
ガス中に残存しているＮ2 Ｏ及び高級炭化水素がさらに
分解除去される。このとき、脱硫装置１２の内部温度は
まだ高温（約８５０℃）に維持されているので、Ｎ2 Ｏ
分解率も高い値に保たれる（図２参照）。こうしてＮ2
Ｏを除去された排ガスは、他の排ガス処理設備（図示せ
ず）を経て大気放出される。
れた排ガスは、排ガス排出ライン１６によりサイクロン
１０，セラミックフィルタ１１，脱硫装置１２へと順に
導入される。脱硫装置１２では、その内部のアルカリ吸
着剤１３に混合された触媒（活性白土または酸性白土ま
たはボーキサイトまたは活性ボーキサイト）により、排
ガス中に残存しているＮ2 Ｏ及び高級炭化水素がさらに
分解除去される。このとき、脱硫装置１２の内部温度は
まだ高温（約８５０℃）に維持されているので、Ｎ2 Ｏ
分解率も高い値に保たれる（図２参照）。こうしてＮ2
Ｏを除去された排ガスは、他の排ガス処理設備（図示せ
ず）を経て大気放出される。
【００３６】なお、触媒（活性白土または酸性白土また
はボーキサイトまたは活性ボーキサイト）の供給に関し
ては、各流動層３，７及びアルカリ吸着剤１３に供給す
ることに加えて、燃料供給ライン１５を介して供給され
る燃料（図示せず）に混合して供給してもよい。
はボーキサイトまたは活性ボーキサイト）の供給に関し
ては、各流動層３，７及びアルカリ吸着剤１３に供給す
ることに加えて、燃料供給ライン１５を介して供給され
る燃料（図示せず）に混合して供給してもよい。
【００３７】本発明に係る優れたＮ2 Ｏ分解活性を有す
る触媒の分解能力を高めるためには、反応が高温条件下
で行われること、及び充分な量の触媒が使用されること
等の条件が満たされねばならないが、本実施の形態にお
いては、反応は高温条件下で行われ、また触媒の活性白
土または酸性白土またはボーキサイトまたは活性ボーキ
サイトはいづれも安価であり容易に充分な量を供給でき
るから、１００％近いＮ2 Ｏ分解率を低コストで達成で
きる。
る触媒の分解能力を高めるためには、反応が高温条件下
で行われること、及び充分な量の触媒が使用されること
等の条件が満たされねばならないが、本実施の形態にお
いては、反応は高温条件下で行われ、また触媒の活性白
土または酸性白土またはボーキサイトまたは活性ボーキ
サイトはいづれも安価であり容易に充分な量を供給でき
るから、１００％近いＮ2 Ｏ分解率を低コストで達成で
きる。
【００３８】以上要するに本発明によれば、高温条件下
において優れたＮ2 Ｏ分解能力を有する天然鉱物（活性
白土または酸性白土またはボーキサイトまたは活性ボー
キサイト）を、触媒として高温の流動層燃焼炉の流動層
のベッド材、脱硫装置のアルカリ吸着剤及び燃料に混合
することにより、燃料の燃焼により発生するＮ2 Ｏ（及
びアンモニア，ＨＣＮ）を高い分解率で分解除去可能で
ある。これらの天然鉱物は比較的安価であるから、必要
に応じて充分な量を供給可能であり、ゆえに１００％近
いＮ2 Ｏ（及びアンモニア）除去率を低コストで達成可
能である。
において優れたＮ2 Ｏ分解能力を有する天然鉱物（活性
白土または酸性白土またはボーキサイトまたは活性ボー
キサイト）を、触媒として高温の流動層燃焼炉の流動層
のベッド材、脱硫装置のアルカリ吸着剤及び燃料に混合
することにより、燃料の燃焼により発生するＮ2 Ｏ（及
びアンモニア，ＨＣＮ）を高い分解率で分解除去可能で
ある。これらの天然鉱物は比較的安価であるから、必要
に応じて充分な量を供給可能であり、ゆえに１００％近
いＮ2 Ｏ（及びアンモニア）除去率を低コストで達成可
能である。
【００３９】又、上記の天然鉱物から成る触媒は、優れ
た炭化水素分解能力も有するので、燃焼炉下段部１８で
生成されたガス・タール等の高級炭化水素がこの触媒に
より速やかに吸着・分解され、よって、フリーボード後
段における有害な有機塩素化合物の生成を抑制可能であ
る。
た炭化水素分解能力も有するので、燃焼炉下段部１８で
生成されたガス・タール等の高級炭化水素がこの触媒に
より速やかに吸着・分解され、よって、フリーボード後
段における有害な有機塩素化合物の生成を抑制可能であ
る。
【００４０】又、上記の触媒（粒）により各流動層内に
顕著な粒子下降流がもたらされるので、発生した高級炭
化水素が燃焼炉底部に効果的に引き下ろされ、これによ
ってもフリーボード後段における有機塩素化合物の生成
が抑制される。
顕著な粒子下降流がもたらされるので、発生した高級炭
化水素が燃焼炉底部に効果的に引き下ろされ、これによ
ってもフリーボード後段における有機塩素化合物の生成
が抑制される。
【００４１】
【発明の効果】以上要するに本発明に係る天然鉱物によ
る燃焼及びＮ2 Ｏ排出を改善する方法及び装置によれ
ば、以下の優れた効果がもたらされる。
る燃焼及びＮ2 Ｏ排出を改善する方法及び装置によれ
ば、以下の優れた効果がもたらされる。
【００４２】(1) 本発明で触媒として用いられる活性白
土または酸性白土またはボーキサイト（天然鉱物）は、
多孔質構造を有し大きな比表面積及び大きな吸着能力を
備えているので、Ｎ2 Ｏはこれら触媒と効率よく接触可
能であり、高い分解率がもたらされる。また上記の触媒
は、高温（８００℃以上）条件下において高いＮ2 Ｏ分
解率を示すので、流動層燃焼炉及びその付属設備で使用
されると、極めて高い分解率を達成できる。
土または酸性白土またはボーキサイト（天然鉱物）は、
多孔質構造を有し大きな比表面積及び大きな吸着能力を
備えているので、Ｎ2 Ｏはこれら触媒と効率よく接触可
能であり、高い分解率がもたらされる。また上記の触媒
は、高温（８００℃以上）条件下において高いＮ2 Ｏ分
解率を示すので、流動層燃焼炉及びその付属設備で使用
されると、極めて高い分解率を達成できる。
【００４３】(2) 本発明で触媒として用いられる活性白
土または酸性白土またはボーキサイトは比較的安価な天
然鉱物であり、これを触媒として多量に供給することに
より、１００％近いＮ2 Ｏ除去率を低コストで達成可能
である。
土または酸性白土またはボーキサイトは比較的安価な天
然鉱物であり、これを触媒として多量に供給することに
より、１００％近いＮ2 Ｏ除去率を低コストで達成可能
である。
【００４４】(3) 上記の天然鉱物から成る触媒は、優れ
た炭化水素分解能力も有するので、燃焼炉下段部で生成
されたガス・タール等の高級炭化水素がこの触媒により
速やかに吸着・分解され、よって、フリーボード後段に
おける有害な有機塩素化合物の生成を抑制可能である。
た炭化水素分解能力も有するので、燃焼炉下段部で生成
されたガス・タール等の高級炭化水素がこの触媒により
速やかに吸着・分解され、よって、フリーボード後段に
おける有害な有機塩素化合物の生成を抑制可能である。
【００４５】(4) 流動層内に上記の触媒粒により顕著な
粒子下降流がもたらされるので、発生した高級炭化水素
が燃焼炉底部に効果的に引き下ろされ、これによっても
フリーボード後段における有機塩素化合物の生成が抑制
される。
粒子下降流がもたらされるので、発生した高級炭化水素
が燃焼炉底部に効果的に引き下ろされ、これによっても
フリーボード後段における有機塩素化合物の生成が抑制
される。
【図１】本発明の天然鉱物触媒によるＮ2 Ｏ排出抑制方
法の好適実施の形態を示す図である。
法の好適実施の形態を示す図である。
【図２】本発明の好適実施の形態において用いられる触
媒の反応温度とＮ2 Ｏ分解率（％）の関係を示す図であ
る。
媒の反応温度とＮ2 Ｏ分解率（％）の関係を示す図であ
る。
１ 流動層燃焼炉 ２ 下部空気分散板 ３ 下部流動層 ４，８ ベッド材 ５ 熱交換器 ６ 上部空気分散板 ７ 上部流動層 ９ フリーボード １０ サイクロン １１ セラミックフィルタ １２ 脱硫装置 １３ アルカリ吸着剤 １４ 空気予熱器 １５ 燃料供給ライン １６ 排ガス排出ライン １７ ベッド材供給ライン １８ 燃焼炉下段部 １９ 燃焼炉上段部 ２０ 燃焼用空気 ２１ 燃料 ３０ 流動層燃焼プラント
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 誠治 東京都江東区豊洲三丁目２番16号 石川島 播磨重工業株式会社豊洲総合事務所内
Claims (4)
- 【請求項１】 流動層燃焼炉で燃料を流動層ベッド材と
共に流動化させながら行う燃焼を改善する方法におい
て、流動層ベッド材に酸性白土もしくは活性白土もしく
はボーキサイトもしくは活性ボーキサイトを混合して、
流動層燃焼炉内に発生するＮ2 Ｏ及び炭化水素を分解す
ることを特徴とする天然鉱物により流動層燃焼炉での燃
焼及び有害ガスの排出を改善する方法。 - 【請求項２】 流動層燃焼炉で燃料を流動層ベッド材と
共に流動化させながら行う燃焼を改善する方法におい
て、流動層燃焼炉に接続されてその排ガス中の硫黄酸化
物を除去する脱硫装置のアルカリ吸着剤に酸性白土もし
くは活性白土もしくはボーキサイトもしくは活性ボーキ
サイトを混合することにより、上記流動層燃焼炉から発
生したＮ2 Ｏ及び炭化水素を分解することを特徴とする
天然鉱物により流動層燃焼炉での燃焼及び有害ガスの排
出を改善する方法。 - 【請求項３】上記炭化水素が、ガス・タール等の高級炭
化水素である請求項１又は２記載の天然鉱物により流動
層燃焼炉での燃焼及び有害ガスの排出を改善する方法。 - 【請求項４】流動層燃焼炉で燃料を流動層ベッド材と共
に流動化させながら行う燃焼を改善する装置において、
流動層燃焼炉内に発生するＮ2 Ｏ及び炭化水素を分解す
べく、流動層ベッド材に酸性白土もしくは活性白土もし
くはボーキサイトもしくは活性ボーキサイトを混合する
装置を設けたことを特徴とする天然鉱物により流動層燃
焼炉での燃焼及び有害ガスの排出を改善する装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10454597A JP4158208B2 (ja) | 1996-04-22 | 1997-04-22 | 天然鉱物により流動層燃焼炉での燃焼及び有害ガスの排出を改善する方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10015996 | 1996-04-22 | ||
| JP8-100159 | 1996-04-22 | ||
| JP10454597A JP4158208B2 (ja) | 1996-04-22 | 1997-04-22 | 天然鉱物により流動層燃焼炉での燃焼及び有害ガスの排出を改善する方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1043551A true JPH1043551A (ja) | 1998-02-17 |
| JP4158208B2 JP4158208B2 (ja) | 2008-10-01 |
Family
ID=26441244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10454597A Expired - Fee Related JP4158208B2 (ja) | 1996-04-22 | 1997-04-22 | 天然鉱物により流動層燃焼炉での燃焼及び有害ガスの排出を改善する方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4158208B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013050292A (ja) * | 2011-08-04 | 2013-03-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 流動層処理システム及び流動層燃焼排ガスのｎ２ｏ除去方法 |
| JP2018200150A (ja) * | 2017-05-29 | 2018-12-20 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 有機性廃棄物の燃焼炉及び該燃焼炉を用いた有機性廃棄物の処理システム |
| JP2020131191A (ja) * | 2019-02-19 | 2020-08-31 | 大阪瓦斯株式会社 | 触媒容器及び当該触媒容器に用いられる風向制御部材 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011051187B4 (de) | 2011-06-20 | 2024-03-07 | Phoenix Conveyor Belt Systems Gmbh | Förderanlage mit einer Einrichtung zur Stromerzeugung |
-
1997
- 1997-04-22 JP JP10454597A patent/JP4158208B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013050292A (ja) * | 2011-08-04 | 2013-03-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 流動層処理システム及び流動層燃焼排ガスのｎ２ｏ除去方法 |
| JP2018200150A (ja) * | 2017-05-29 | 2018-12-20 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 有機性廃棄物の燃焼炉及び該燃焼炉を用いた有機性廃棄物の処理システム |
| JP2020131191A (ja) * | 2019-02-19 | 2020-08-31 | 大阪瓦斯株式会社 | 触媒容器及び当該触媒容器に用いられる風向制御部材 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4158208B2 (ja) | 2008-10-01 |
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