JPS59121104A - 石炭焚ボイラのイオウ回収方法 - 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】 り、特にボイラ内で得られたイオウ化合物を還元器内で
還元するに際して、ボイラ内で得られる高温ガスをキャ
リアガスとして使用するようにし、もって還元器内での
温度コントロールの容易化及び運転費用の低減化を達成
することができる石炭焚ボイラのイオウ回収方法に関す
る。

一般に、石炭や重油などを燃料として燃焼するボイラに
あってはこれら燃料中に含まれるイオウ分が燃焼ガスと
ともに排出されるために、公害防止の見地より排ガスの
脱硫装置を設ける必要性があるが、最近燃料としての石
炭を脱硫剤（石灰石）の存在下で燃焼させて同時に脱硫
処理も行うようになした石炭焚ボイラが開発され、実用
化されるに至っている。

そして、この装置で得られるイオウ化合物は資源有効利
用の見地より還元されて、元素イオウの回収がなされて
いる。

これを具体的に説明すると、まず流動床ボイラ内にて石
炭を脱硫剤である石灰石の存在下で流動化させつつ燃焼
し、得られる硫酸塩（ＣａＳＯ４）を還元器へ導入する
。導入されたこの硫酸塩は適当な反応温度下にて還元炭
により還元されて硫化水素を生成し、この硫化水素は更
にキャリアガスにより例えばクラウス反応装置などに移
送されて、元素イオウを回収するようになっている。

ところで、上記イオウ回収方法にあっては以下に示すご
とき不都合があった。

（１）還元器内での反応温度を維持するためにこの中へ
空気を吹込んで還元炭の一部を燃焼させていたが、この
ように空気のみを供給すると酸素濃度が高くなって局部
燃焼が生じ、この結果還元器内での温度コントロールが
難しくなって反応が不均一になっていた。

（２）硫化水素を移送するだめのキャリアガスを生成す
るだめに、別途燃料を燃焼させなければならず燃料が多
量に消費されていた。

（３）　　ボイラの燃焼排ガス中から捕集されるフライ
アッシュ中にもイオウ化合物が含有されているが、従来
このフライアッシュは何ら処理することなく廃棄されて
おり、２次公害を引起こすおそれがあった。

（４）　　クラウス反応装置からの排ガス中には小量の
未回収イオウ分が含まれているが、これを直接大気中へ
放出することとしているので上記同様に２次公害を引起
こすおそれがあった。

（５）還元器内へ導入される還元炭の温度は常温なので
、これを所定の反応温度まで上昇させるだめに多くの熱
量を必要とし、上記（２）の理由と相俟って更に多くの
燃料が必要とくれた。

本発明は以上のような問題点に着目し、これを有効に解
決すべく創案されたものであり、その目的とするところ
はボイラ内で得られだイオウ化合物を還元器内で還元す
るに際して、ボイラ内で加熱された石炭の一部を還元炭
として使用すると共にこの中で得られる高温ガスをキャ
リアガスとして使用するようにし、もって還元器内での
温度コントロールの容易化及び運転費用の低減化を達成
することができる石炭焚ボイラのイオウ回収方法を提供
するにある。

以下に、本発明に係る方法を添付図面に基づいて詳述す
る。

図は本発明に係る方法を実施する石炭焚ボイラのイオウ
回収工程を示す系統図である。このイオウ回収工程は石
炭を流動化させつつ脱硝脱硫燃焼する石炭焚ボイラ１と
、とのボイラ１から排出されるアッシュ中に含有するイ
オウ化合物を還元分解する還元器２と、この還元器２で
得られる硫化水素から元素イオウを回収する例えばクラ
ウス装置のごときイオウ回収装置３とにより主に構成さ
れている。具体的には上記ボイラ１は筒体状に成型され
、その内部下方に散気板４を有しており、この散気板４
の上方に導入される石炭５を還元剤としての石灰石６の
存在下で流動化空気７により流動化させつつ燃焼するよ
うになっている。この燃焼に際して、脱硝処理及び脱硫
処理がなされて硫化塩としてのイオウ化合物（ＣａＳＯ
４など）を多量に含んだアッシュ８がボイラ１の底部に
流下貯留することになる。また、とのボイラ１の上部に
は排ガス通路９が連結されると共にこの排ガス通路９に
は集塵機１０が介設されており、排ガス中に含まれるフ
ライアッシュを除去した後、この通路９内セ流れる排ガ
スを煙突１１から大気中へ放出し得るようになっている
。

上記、ボイラ１の底部からは前記還元器２に連結される
アッシュライン１２が延出されており、ボイラ底部に貯
留するアッシュ８を還元器２へ導入し得るようになって
おり、また、ボイラ１の流動床形成部１３からは上記還
元器２の」二部に連結される石炭通路１４が延出されて
おり、ボイラ内の不完全燃焼石炭の一部を還元器２内へ
導入して還元炭として使用し得るようになっている。更
に、とのボイラ１の流動床形成部１３からは還元器２の
下部に連結される高温ガス通路１５が延出されており、
ボイラ内で発生する高温ガスの一部を還元器２内へ導入
してキャリアガスとして利用し得るようになっている。

なお、この高温ガス通路１５のガス導入口をボイラ１の
上部或いは前記排ガス通路９に連結して排ガスをキャリ
アガスとして導入するようにしてもよい。

丑だ、前記集塵機１０からはこの還元器２の上部に連結
されるダスト通路１６が延出されており、集塵機１０で
捕集されるイオウ化合物含有ダスト（フライアッシュ）
を還元器２内へ導入し得るようになっている。

そして、この還元器２内へ導入された上記アッシュ及び
ダスト中に含有するイオウ化合物はボイラ側より供給さ
れる還元炭により還元分解され、硫化水素が生成される
ことになる。この際、還元反応を促進するために高温ガ
ス通路１５側から空気１７及び水蒸気１８を還元器２内
へ供給し得るようになっている。なお、ボイラ１内には
蒸気発生器１９が設けられていて、ここで発生する水蒸
気の一部が上記水蒸気１８として使用されること。

になる。

まだ、還元器２の下部からは前記ボイラ１に連結される
使用済石炭通路２０が延出され、還元器２から排出され
る使用済石炭をボイラ１へ補給し得るようになっている
。

一方、還元器２の上側部からは前記イオウ回収装置３へ
連結される硫化水素通路２１が延出されており、還元生
成された硫化水素ガスをイオウ回収装置３へ移送し得る
ようになっている。この装置は例えばクラウス反応装置
よりなり燃焼セクション、反応セクションまたはイオウ
凝縮セクションなどが含まれており、元素イオウ２２を
回収し得るようになっている。

また、このイオウ回収装置３からは上記ボイラ１の下部
に連結される排ガス循環通路２３が延出されており、排
出される未回収イオウ含有排ガスを大気中へ放出するこ
となくボイラ１内へ再び循環移送し得るようになってい
る。

次に、以上のように構成されたイオウ回収工程にもとづ
いて本発明に係る方法を説明する。

まず、ボイラ１内に石炭５と脱硫剤としての石灰石６と
が投入され、下部から供給される流動化空気７により流
動化されつつ石炭が脱硝脱硫燃焼されることになる。こ
の燃焼にともなって生成されるイオウ化合物としての硫
化塩（ＣａＳＯ４）の一部はフライアッシュ店ともに排
ガス通路９内を搬送されて途中に介設される集塵機１０
にて捕集されることになり、除塵された排ガスはそのま
まクリーンガスとして煙突１１より大気中へ放出される
ことになる。また、集塵機１０で捕集されたフライアッ
シュはこれに硫化塩が含まれていることからこれを還元
すべくダスト通路１６を介して還元器２へ移送される。

一方、上記燃焼にともなって生成される硫化塩（ＣａＳ
Ｏ４など）の大部分はアッシュ８とともに流下し、ボイ
ラの底部２４にたまることになる。このイオウ化合物含
有アッシュ８はここに連結されるアラシュライノ１２を
介して順次還元器２内へ導入される一方、ボイラ１の流
動床形成部１３からはこれに連結される石炭通路１４を
介して高温状態の不完全燃焼の石炭の一部が順次還元器
２内へ導入されて還元剤として使用されることになる。

更に、流動床形成部１３からは燃焼により発生した高温
状態のガスが高温ガス通路１５を介して順次還元器２内
へ導入されてキャリアガスとして使用されることになる
。

そして、還元器２内へ導入されたボトムアッシュと集塵
機１０からのフライアッシュとに含有される塩化物は上
記還元剤の存在下で下式に示すごとく還元反応して硫化
水素（Ｈ，、Ｓ　）が生成される。

ＣａＳＯ４−ｌ−Ｈ２Ｏ４２Ｃ→ＣａＯ−１−Ｈ２Ｓ　
−１−２ＣＯ，。

この反応を促進させるために上記高温ガス通路１５側を
流れる高温ガス中には空気１７と、ボイラ１内の蒸気発
生器１９から移送されてくる水蒸気１８とが混合供給さ
れている。

ここで、還元剤としヤ永イラ１内で高温に加熱した石炭
を使用していることから最適の反応温度を維持するため
に従来例のごとく酸素濃度の高い空気を多量に導入して
激しい燃焼反応を生せしめる必要がない。このだめ、ボ
イラ側からキャリアガスとして供給する高温ガス（未燃
ガスを含む）乃至排ガスの流量を制御することにより或
いは供給する空気１７の流量を制御することにより還元
反応温度を容易にコントロールすることができる。

址だ、上記したごとく導入する空気量が少ないので局部
燃焼が発生せず、従って還元反応も不均一になることが
なくこれを円滑に行うことができる。そして、この還元
器２から排出される使用済石炭はその一部がライン２５
を介して他のプロセスへ移送されると共に、残りの大部
分が使用済石炭通路２０を介して再びボイラ１内へ補給
されて燃焼されることになる。

一方、前記還元反応により生成された硫化水素は還元器
２の上部に連結された硫化水素通路２１内をキャリアガ
スにより移送されて、イオウ回収装置３へと供給される
。

このイオウ回収装置３は例えばクラウス反応装置よりな
り、図示省略した燃焼セク／ヨン、反応セクンヨン、硫
黄凝縮セクションが含まれている。

この装置３内へ導入された硫化水素は上記セクノヨン間
を流れつつ通常のクラウス反応により処理されて元素イ
オウ２２が回収される一方、この装置３から排出される
排ガス中には回収できなかった未回収イオウ分が小量残
留していることからこの排ガスは排ガス循環通路２３を
介して再びボイラ１内へ導入されて残留イオウ分が燃焼
されることになる。

このように、クローズトノステムになっているのでイオ
ウ分を含む排ガスを大気中へ放出することがなく、２次
公害を引起こすことがない。

以上のように、アッシュ中に含有するイオウ化合物を還
元分解するに際して、還元炭としてボイラ内で加熱され
た石炭の一部を使用することにより還元反応温度を維持
するだめの供給空気量を減少でき、従って、酸素濃度の
高いときに生ずる局部燃焼の発生が抑制されて還元反応
を均一化できる。

また、局部燃焼の発生を防止できることがら還元反応温
度のコントロールが容易に行うことができる。

更には、ボイラ１にて発生する高温ガスや排ガス＋７１
）一部をキャリアガスとして使用するので、キャリアガ
スを生成するために別途燃料を消費することが々い。し
かもこの高温ガス乃至排ガスの流　　′量を制御するこ
とにより捷たはこれらガスに供給混合される空気１７の
流量を制御することにより還元反応温度のコントロール
が一層容易に行うことができる。

また、集塵機１０にて捕集したフライアッシュに含有す
るイオウ化合物からも有効にイオウを回収できるのでイ
オウ収率を向上させることができる。

以上要するに、本発明に係る方法によれば次のような優
れた効果を発揮することができる。

（１）　　ボイラ内で加熱された石炭の一部を還元炭と
して使用するので反応温度を維持するだめの空気を多量
に必要とせず、従って局部燃焼の発生を阻止することが
でき、均一な還元反応を行わせることができる。

（２）局部燃焼の発生を阻止することにより、反応温度
のコントロールを容易に行うことができる。

（３）　　キャリアガスとしてボイラ側で得られる高温
ガスなどを使用するのでキャリアガスを生成スるだめに
別途燃料を消費する必要がなく、燃料コストを低減化で
きる。

（４）　　フライアッシュ中のイオウ化合物を廃棄する
ことなくこれからも有効にイオウの回収を行うことがで
きるので、イオウ収率を向上させることができる。

（５）未回収イオウ分が残留するイオウ回収装置からの
排ガス（テイルガス）を再びボイラへ導入するクローズ
ドシステムとしたので上記（４）の理由と相俟って２羨
公害の発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に係る方法を実施するだめの石炭焚ボイラの
イオウ回収工程を示す系統図である。 なお、図中１は石炭焚ボイラ、２は還元器、３はイオウ
回収装置、５は石炭、６は石灰石、８はアッシュ、１０
は集塵機、２２は元素イオウである。 特許　出願人　石川島播磨重工業株式会社代理人弁理士
　絹　谷　信　雄

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 石炭をヘボイラ内にて脱硫剤の存在下で燃焼し、とのボ
   イラの底部より排出されるイオウ化合物含有アッシュを
   還元器へ導入し、この還元器内で上記アッシュ中に含ま
   れるイオウ化合物を還元剤により還元して硫化水素を生
   成し、該生成した硫化水素をキャリアガスによりイオウ
   回収装置へ導入して元素イオウを回収するようになしだ
   石炭焚ボイラのイオウ回収方法において、上記ボイラ内
   の石炭の一部を上記還元器内へ導入して上記還元剤とし
   て使用すると共に上記ボイラ内で得られる高温ガスの一
   部を上記還元器へ導入して上記キャリアガスとして使用
   し、上記ボイラより排出される排ガス中のフライアッシ
   ュを捕集してこれに含有するイオウ化合物を還元すべく
   上記還元器へ導入するようにしたことを特徴とする石炭
   焚ボイラのイオウ回収方法。