JPS5851925A - 排ガスの集塵脱硝脱硫装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は集塵、脱硝、脱硫をすべて乾式により経済的に
行いうる、排ガスの集塵、脱硝、脱硫装置に関するもの
である。

大気汚染防止のため例えば石炭焚火力発電所においては
、その排ガス中に含まれる窒素酸化物所謂ＮｏＸ、硫黄
酸化物所謂ＢＯＸ、更には煤塵の外界への排出の抑制が
強く要求されており、その解決が石油資源の枯渇に伴い
見直されつつある石炭焚火力発電所の実現にとって重要
である。そこで周知のように従来から各種の対応がなさ
れ着々その成果を挙げつつあるが、現在の方法によるも
のでは処理装置が大形高価どなるばかりでなく、取扱操
作が面倒であるなどの難点を残している。また更に今後
抑制が強められると考えられる、サブミクロン煤塵の捕
集性能においても劣るなどの欠点を残している。例えば
脱硝法として従来主とじて使用されているアンモニアと
アンモニヤ接触還元触媒とによる方法にあっては、排ガ
ス中の煤塵の除去と、煤塵による触媒層の目詰りによる
脱硝作用の低減を少なくするため、高温排ガス中の煤塵
を集塵する電気集塵装置が前置される。また触媒によっ
て排ガス中の無水亜硫酸（ＳＯ２）が無水硫酸（ＳＯ３
）ＶＣ転換され、更にその触媒層からの排出後脱硝用の
未反応アンモニヤと反応して酸性硫酸アンモニウム塩と
なる。従ってその排出阻止と集塵漏れ塵埃の再捕捉のた
め、触媒層の後にも電気集塵装置を設置する必要があり
、２台の電気集塵装置を必要とする。このため脱硝装置
が大形高価となるばかりでなく、一般に電気集塵装置の
集塵効率は低く、特に小粒径のものに対する捕捉性能に
おいて大きく劣る。このため酸性硫酸アンモニウム塩や
、今後問題となる可能性の高いサブミクロン煤塵の排出
阻止を充分に行えない難点がある。

また脱硫法としては従来上として、石灰乳の水幕中に上
記の方法により脱硝されたガスを通して行う、所謂湿式
脱硫法が採用されているが、この方法では大量の脱硫水
を必要とするため水源の確保が必要である。また脱硫後
の大量の水処理が必要であり、しかもこれによる環境汚
染防止が要求されるため、脱硫装置が大形高価しかも操
作が面倒であるなどの難点がある。そこで近年この湿式
法の難点を除去するため、活性炭により吸着させて脱硫
しようとする提案がなされている。しかしこの方法は活
性炭の再生に当って、ここに吸着し′た硫酸や酸性硫酸
アンモニウム塩の熱分解のための大きな加熱エネルギを
必要とするばかりか、この加熱による活性炭の燃焼にも
とづく損耗から逃れるため、加熱温度制御に意を用いな
ければならない面倒があり、現在まで実用化されるに至
っていない。従って上記従来方法の如き集塵、脱硝、脱
硫方法の組合せによって作られる排ガスの処理装置は、
大形高価しかも取扱いが面倒であり、性能的にも経済的
にも充分なものとは云い難い。

本発明は集塵、脱硝、脱硫処理のすべてを乾式によって
行うことができ、これに加えてサブミクロン煤塵の排出
を少なくできる、性能的にも経済的にも従来方法よりす
ぐれた処理装置を提供し、排ガス中の有害成分の放出抑
制に大きく貢献しようとするものである。次に図面を用
いて本発明の詳細な説明する。

矛１図は本発明の一実施例の系統図であって、その要旨
とするところは次の点にある。即ち本発明においては処
理装置を煤塵荷電装置刃と、これを通過した煤塵の荷電
と触媒の分極を行う放電電極を備えた小粒径のアンモニ
ヤ接触還元触媒充填荷電層回とよりなる脱硝部■、およ
び２箇の脱硫部ＯＯ即ちそれぞれ活性炭充填層ロイｌと
、それぞれを通過した煤塵の荷電と触媒の分極を行う放
電電極を備えた、小粒径のアンモニヤ接触還元触媒の充
填荷電層口岡とよりなる脱硫部Ｏにより形成する。また
図中点線圓によって示すように、アンモニヤ接触還元触
媒充填荷電層（８）において使用された、触媒の付着煤
塵を分離し再生して、脱硫部■■のアンモニヤ接触還元
触媒の充填荷電層国国に加えたのち、使用後の触媒を再
び再生して、脱硝部■のアンモニヤ接触還元触媒　５− 充填荷電層口に循環する触媒循環系紐間を設けると同時
に、′図中一点鎖線図によって示すように脱硫部Ｏｏ内
のガスの循環により、アンモニヤ接触還元触媒充填荷電
層（８）において加熱された触媒の保有熱を利用して活
性炭の熱分解による再生を行う、ガス循環系統口を備え
たことを特徴とするものである。

そしてアンモニヤガス（ｃＬ）と被処理排ガス（ｂ）と
を、先づ脱硝部■の煤塵荷電装置刃を通して煤塵を荷電
して集塵を行ったのち、アンモニヤ接触還元触媒充項荷
電層日に通す。そして煤塵荷電装置刃からの集塵漏れ煤
塵を荷電し、これと分極されたアンモニヤ接触還元触媒
間の静電的吸引力により再集塵を行い、これと同時に触
媒の接触還元作用により脱硝を行う。次にその排ガスｔ
ａ＞を脱硫部Ｏの活性炭充填層間　に通して、排ガス（
Ｃ１中の亜硫酸ガスや酸性硫酸アンモニウム塩などを吸
着させたのち、アンモニヤ接触還元触媒充填荷電層匹に
通して集塵漏れ煤塵を再荷電し、これと同時に分極され
る触媒間の静電的吸引力により再集塵を　６− 行って、外界に排ガス（θ）として放出する。一方処理
を継続するうち、脱硫部Ｏの活性炭充填順回の活性炭が
吸着力を失った占き、脱硫部　［有］を処理系統からは
ずして脱硫部Ｑを脱硝部■に接続する。そして処理を継
続すると同時に、循環系統Ｅ）＝より脱硫部■の触媒充
填荷電層国内の触媒を抜き、これに代えて煤塵を分離し
て再生され、しかも加熱された脱硝部の触媒充填荷電順
回からの触媒を充填したのち、循環系統圓により脱硫部
［相］　内のガスを活性炭充填順回を通して循環させて
、触媒のもつ熱により吸着された硫酸その他を熱分解し
て再生するようにしたものである。また脱硫部Ｓ活性炭
九横層局が使用できなくなったときには、再生された脱
硫部■を脱硝部■に接続し、脱硫部υを切離して上記と
同一手順で再生を行うようにして処理の中断を招くこと
なく処理できるように構成して、次圧説明するように従
来方法に比べて性能的にも経済的にもすぐれた集塵脱硝
脱硫装置が得られるようにしたものである。即ち （１）脱硫を活性炭による乾式法によって行うことを実
現できるので、従来方法のように大食の脱硫水を必要と
せず、従ってまたその排水処理を必要としない。このた
め脱硫装置が小型簡単となり、取扱いも容易となる。

（２）脱硝部のアンモニヤ接触還元触媒充填荷電層にお
いては、煤塵荷電装置における集塵漏れの荷電煤塵が更
に荷電され、しかもこれが触媒相互の空隙を通過すると
き、分極された触媒に次々と衝突して集塵が行われる。

従って荷電煤塵が平行平板電極間を通過するとき集塵が
行われるようにした、従来の電気集塵装置に比して集塵
効率が遥かに高く、特にサブミクロン煤塵の捕集性能も
高い。

（３）アンモニヤ接触還元触媒は良好な集塵と同時に、
アンモニヤとの接触による脱硝を兼ねるため、（２）項
と相俟って従来のように触媒の充填荷電層の前後に電気
集塵装置を設ける場合に比べて脱硝部を小形に形成でき
る。

（４）活性炭の再生は脱硝部で温められたアンモニヤ接
触還元触媒の熱量によって行うので、従来のように油の
燃焼などによる特別の熱源を使用しない。従って省エネ
ルギ形に構成できて経済的となるのは勿論、従来の再生
方法のように再生装置に活性炭を移しかえる必要がない
。このため活性炭の粉化飛散がない。

（５）　　活性炭の再生に使用されるガスは不活性であ
り、しかもガスの温度はアンモニヤ接触還元触媒のもつ
温度より高くなることがない。従って従来のように活性
炭の燃焼による損耗を危惧するおそれが全くない。

（６）活性炭再生時において発生する無水亜硫酸ガス（
ＳＯ２）の濃度は、再生に用いられるガスの循環速度を
制御することＫより適当に調節できる。従って無水亜硫
酸の処理装置における処理が容易となる利点がある。

（７）アンモニヤ接触還元触媒として直径ｉＱ＋ｗ程度
の球形粒子状のものを用いれば、輸送管に少し傾斜を設
は振動をあたえることによって容易に流動させることが
でき、また篩い分けすることによって容易に煤塵を除去
できる。従って触媒層の目　９− 詰りを生ずることなく連続的に集塵脱硝を行うことがで
き、また触媒の循環に要するエネルギも少なくて済む。

（８）活性炭による脱硫後更に触媒の充填荷電層により
集塵を行うようにしており、しかもこの充填荷電層はサ
ブミクロン煤塵の集塵にすぐれている。

従って従来の脱硝脱硫に比べて排ガス中の煤塵を遥かに
少なくすることができる。

などの各種の利点を有する小形経済的、しかも今後問題
となると考えられるサブミクロ煤塵を効果的に抑制でき
る、全乾式の排煙処理装置を提供できる。次に、１−１
図に示した実施例を更に詳細に説明する。

２１図において■は脱硝部、（１）は被処理ガス＋１）
）の導入管、（２）は脱硝用アンモニヤ（ｔｌ）の注入
管、口は煤塵荷電装置、（５）は放電電極、（４）は平
行平板集塵電極で、［５）（４）間には直流高電圧Ｅ、
が印加され、放電電極（６）により荷電された煤塵は集
塵電極（４）に吸着されて捕集される。口はアンモニヤ
接触還元触媒の充填荷電層、（５）は小粒径の球状触媒
、（６）は−１〇　− 金網で作られた触媒槽、（７）は金網で作られた放電電
極で、これと金網製触媒槽（６）の間には直流高電圧Ｅ
２が印加される。そして放電電極（７）により煤塵荷電
装置区泗集塵漏れ煤塵を荷電し、また触媒（５）を分極
させて煤塵を捕集し、またこれと同時に脱硝作用を行わ
せる。（８）は触媒（５）の送給機、（９）は排出機、
（１０）は弁であって、上記放電電極（７）を境にして
上流側と下流側に分けられた　下流側触媒流の下部に設
けられる。そして煤塵による目詰りの少ない下流側触媒
流の移動速度を遅くして、捕集煤塵の再飛散を減少させ
る。（１１）は集塵後の触媒を再生するための篩い分は
器であり、振動を与えて下部の槽（１２）内に分離され
た煤塵を落す。（１５）は熱交換器であって、脱硝部■
からの排ガス（０１の温度例え′ば３００℃を、活性炭
に適当する温度１５０°Ｃ程度に冷却して脱硫部に送る
。また熱交換によって得られた熱は、例えばボイラの燃
焼用突気の加熱に利用されて省エネルギが図られる。

Ｑｌ）および［有］はそれぞれ脱硫部、日日は活性炭充
填層、（１５）（１５’）は金網で作られた充填槽、（
１６）の充填層、（５１（５）は触媒、（１７）（１７
）は金網で作られた充填槽で、その左側の部分は活性炭
の充填槽（１５）（１５）の一部と共用される。（１８
）（１Ｂ）は放電電極で、これと充填槽（１７）（１７
）との間にはそれぞれ直流電圧Ｆｉ、ｉ、Ｅ’、が印加
される。（１９）（２りおよび（１９）（２りは弁で、
脱硫部・■の前後に設けられ、弁（１９）（２０）を開
き弁（１９）（２０）を閉じることにより、脱硫部■を
脱硝部■に接続し、脱硫部■を処理系統から独立とする
。そして脱硫部■の活性炭充填順回による脱硫と、触媒
充填荷電層Ｄ１による煤塵の再荷電と触媒の分極による
集塵作用を行わせ、また排ガス（ｅ）を煙道（２１）に
放出する。また弁（１９）（２りを閉じ（１９’）（２
０’）を開くことにより、脱硫部［有］が処理系統に接
続されて、交互に使用できるように形成される。（２２
）（２５）および（２２）（２３）は弁、（２４）は送
風機であって、例えばそれまで動作していた活性炭充填
層Ｃ１が吸着力を失ったとき、弁（１９）（２０）を閉
、（１９）（２０）を開として脱硫部０を脱硝部■に接
続した状態で弁（２２）（：２５）を開、（２２）（２
５）を閉とすることにより、送風機（２りによる脱硫部
（５円のガス（、ｉ）の循環系紐間を形成するようにす
る。そして後記する触媒の再生系統口により脱硝部■に
おいて温められた触媒を、触媒充填荷電層図内の触媒と
交換して、この触媒（５）により温められたガスｆ、ｉ
）を活性炭充填層口内に循環して、活性炭（１６）に吸
着した硫酸や付着した酸性硫酸アンモニウム塩などを熱
分解して再生を行う。また脱硫部へ）の活性炭が吸着力
を失ったときには、弁（１９）（２ｔｌ）（１９’）（
２０’）（２２）（２５）（２２’）（２５’）の開閉
状態を逆として、脱硫部■　を動作させながら脱硫部［
有］内にガス（ｄ）を循環して再生を行う。（２りは硫
酸ガスなどの処理装置、（２６）はその弁で、再生用ガ
ス循環系統１内の硫酸濃度が所定以上の濃度となったと
き、弁（２りを開くと同時に再生中の脱硫部の弁例えば
弁（２５）を閉じてガスを処理装置（２５）に加えて処
理する。（２７Ｘ２７’）は送給機、（２Ｂ）（２８’
）は排出機、（２９）は供給機、（５０）は篩い分は器
であって、これらと上記した送給Ｗ（８）　、　排出ａ
（９）により、触媒充填荷電層口とｌＮ［Ｎへの触媒循
環系統日を形成する。

＝　１３− また循環系統回脱硫部■または（ＳｙＤ脱硫集塵中送給
機（２７）と排出ａ（２８）などを停止して、触媒（５
）が充填層（１７）（１７）内を動くことなく固定層と
して集塵を行うようにし、また活性炭の再生時には送給
ａ　（２７）と排出機（２８）が働くように形成する。

そして触媒（５）を充填槽（１７）または（１０内から
抜いて供ｍｌ＊　（２９）により篩い分は器（５０）に
送って煤塵を分離して再生しガから、脱硝部■の充填槽
（６）内を移動させて清浄な触媒によ′り集塵と脱硝と
を行わせる。またここから排出された加温された触媒（
５）を篩、い分は器（１りにかけて煤塵を分離して再生
したのち、活性炭の再生が要求される脱硫部の触媒充填
荷電層に送りこみ、触媒のもつ熱とガス循環系統ｎによ
り活性炭を再生する。

以上本発明を一実施例によって説明したが、処理ガス量
と硫酸濃度などに応じて、例えば、１−２図（矛」図と
同一符号は同等部分を示す。）のように脱硫部を［相］
■・・・０のように複数組設け、これを順次切換えるよ
うにして再生の頻度を高めて性能を向上するようにして
もよい。

−１４− 以上の説明から明らかなように、本発明によれば従来装
置に比べて性能的にも経済的にもすぐれた各種の利点を
有する集塵脱硝脱硫装置を提供できるもので、その実用
的効果には著しいものがある。

【図面の簡単な説明】

２１図は本発明の一実施例を示す系統図１，１−２図は
その変形例を示すブロック系統図である。 ■・・・脱硝部、　［］−・・煤塵荷電装置、　ａ・・
・アンモニヤ接触還元触媒充填荷電層、　（ｃＬ）・・
・アンモニヤ、（ｂ）・・・被処理排ガス、　■■・・
・０−・・脱硫部、回国・・・活性炭充填層、　回国・
・・アンモニヤ接触還元触媒充填荷電層、　図・・・ア
ンモニヤ接触還元触媒の煤塵の分離再生と活性炭再生用
熱源となるアンモニヤ接触還元触媒の循環系統、ｂ：・
・活性炭熱分解再生用ガスの、循環系統、（，１）・・
・再生用ガス、　ｔｅｌ・・・排ガス。 ＝　１５− 第２図 手続補正書（方式） ％式％ １　事件の表示 特願昭５６−１４８８６７号 ２　発明の名称 排ガスの集塵脱硝脱硫装置 ３　補正をする者 事件との関係　出願人 財団法人　電力中央研梵所 ４代理人 東京都新宿区西新宿１−２３−１ ５　補正指令の日付 昭和５７年１月２６日　（発送）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　排ガス中の煤塵に電荷を与えてその一部を集
   塵する煤塵荷電装置と、アンモニヤガスが送りこまれて
   接触還元法によシ脱硝し、かつ集塵を行う／ＪＸ粒径ア
   ンモニヤ接触還元触媒粒子の充填荷電層と、その排出ガ
   ス中の亜硫酸ガスその他を吸着する活性炭充填層と、そ
   の排ガス中の煤塵を集塵する小粒径アンモニヤ接触還元
   触媒粒子の充填荷電層を備えて、排ガスの集塵、脱硝脱
   硫を行うように形成し、また上記脱硝および脱硫部の小
   粒径アンモニヤ接触還元触媒粒子の付着煤塵を分離して
   再生すると共に、上記活性炭充填層の再生用熱源の供給
   を行う触媒循環系統と、上記脱硫部内のガスを活性炭層
   に循環して小粒径アンモニヤ接触還元触媒粒子の保有熱
   による吸着硫酸などを熱分解する活性炭再生用のガス循
   環再生系統を備えたことを特徴とする排ガスの集塵脱硝
   脱硫装置。