JPS6012521B2 - 電力発生装置における燃焼廃ガス中の有害ガス除去方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電力発生装置において燃料燃焼の経済性を改
善し、且つ有害ガスの排出を最小限に抑えるための方法
に関する。

ここ数年来、エコロジー（生態学）に関する関心が高ま
るにつれて、低硫黄化石燃料が、エネルギーを発生させ
る際に用いられており、低硫黄石炭及びその他の低硫黄
炭素買物質が燃焼に付されている。

しかしながら、燃料貯蔵量の枯渇により、高硫黄含量の
化石燃料を燃焼させる必要性にせまられている。

これとともに、高硫黄燃料を燃焼させても硫黄酸化物濃
度が実質的に低い廃ガスを大気に放出できるかについて
極めて興味が持たれてきておおり、このようなことが達
成されれば、エコロジーの見地から問題は、起らないの
である。

電力発生系のボイラー部から放出される煙突ガスから硫
黄酸化物を除去するため、数多くのプロセスが提案され
ているが、その多くは、プロセスが複雑であり、新しく
設備を設置するため初期投下資本が大きく、それに加え
て運転コスト及び維持コストが高くかかる。

又、これらのプロセスを既存の設備に採用する場合には
、厄介な問題が生じ且つ費用もかかる。いくつかのプロ
セスは、噴射洗浄操作 （ｉｎｊｅｃｔｉｏｎｓｃｒ叫ｂｉ聡ｏｐｅねｔｉｏｎ
ｓ）を含み、この操作は、付加的な原料コスト及び原料
処理コストを必要とし、燃料効率の上昇に寄与しないど
ころか、これを減少させ、更には、スラリーの処理の問
題を惹き起す。

他のプロセスとして、二酸化硫黄をガスから洗浄除去し
、二酸化硫黄として再生するというものがあるが、運転
コストが高く、窒素酸化物が二酸化硫黄除去を阻害する
。更に、二酸化硫黄は、利用価値のある副生成物でない
から、硫酸又は硫黄に転化しなければならないが、この
際にも、可成りの付加的費用が必要となる。本発明は「
発電所ボイラー等の電力発生装置における燃料燃焼の経
済性を改善しＬ同時に硫黄酸化物、窒素酸化物の大気へ
の好ましくない放出を最少限に抑える方法を提供するも
のである。本発明の一実施例においては、硫黄含有燃料
を燃焼させるためのボイラーの一次燃焼帯城で硫黄含有
燃料中に含まれる炭素の実質的全量を燃焼させた後、こ
の一次燃焼帯城の上部に還元性ガスを形成する炭化水素
（例えばメタン）を導入することができるように電力発
生装置のボイラーが改良されている。導入される炭化水
素は、燃料の燃焼時に通常存在する過剰量の酸素を捕捉
し、なお微酸化性であるガス混合物を生じさせる量の還
元性ガスが形成するに十分な量が少くとも必要とされ、
又硫黄酸化物を硫化水素に、窒素酸化物を不活性窒素又
はアンモニアに転化させるに十分な水素含有の還元性雰
囲気を作るに必要な量を導入する必要がある。

燃料が天然ガスであるとか又は実質的に硫黄を含まない
ものであるときは、還元性ガスは、窒素酸化物を窒素及
び／又はアンモニアに転化するために用いられる。天然
ガスの如き気化炭化水素燃料の場合には、その一部を一
次燃料として用い、残りを還元性ガスの形成のため用い
ることができる。ガス流は、その後ボイラーの残余の部
分を経由して、接触帯域に送られ、約３００〜８０００
Ｆ（１４９〜４２７０）の温度で硫黄酸化物が還元性ガ
ス中に存在する水素と反応して硫化水素に転化し、窒素
酸化物も存在する反応剤との反応により不活性窒素及び
／又はアンモニアに転化する。ボイラー自身に供聯合さ
れる軽質炭化水素が不十分でうる場合には、静電沈降器
と触媒帯城との間に外部で発生させた補助還元性ガスを
導入するための手段を設けた方が好ましく、このことに
より、腐蝕状態を薫き起す恐れがなくなり、ボイラーに
通常用いられている建設材料を使用することができる。

なお、触媒帯城に利用する還元性ガスをすべて外部から
導入してもよいことは勿論である。補助還元性ガスは、
ボイラー廃ガスの一部を補助ボイラーに一部機給して、
補助ボイラー中で形成させても良い。又、廃ガスから硫
化水素を除去する手段も設けられ、その手段としては、
吸収法が好ましい。本発明の方法において、第一の工程
で硫黄含有イり石燃料を実質上完全に燃焼させるために
必要とされる量の１〜２５％、好ましくは１０〜２０％
過剰の空気を用いることにより、有毒ガスが除去される
。

低レベルの過剰空気は、気体状又は通常液体の炭素質燃
料の燃焼に用いられ、他方、高レベルの過剰空気は、石
炭のような通常固体の燃料の燃孫のために用いられる。
水素含有還元性ガスを形成する炭化水素は、燃料の完全
燃焼に引き続いて燃焼室の上部に供Ｖ給される。

炭化水素の供Ｖ給量に関しては、存在する過剰量の酸素
を捕捉し、なお本質的に微酸化性であるガス流を生じさ
せる量が少なくとも必要とされ又硫黄酸化物を硫化水素
に最終的に転化させるに十分であるが、多量の一酸化炭
素又は遊離炭素の形成を惹き起すに不十分な量である必
要がある。還元性ガスをボイラー廃ガスと混合後、ボイ
ラー中でガス流を冷却して有用水蒸気又は他の熱源を得
、次いで、接触転化帯城に送り、そこで残っている硫黄
酸化物及び窒素酸化物を効果的に硫化水素及び不活性窒
素又はアンモニアに転化させる。接触転化は、約３００
〜８０００Ｆ（１４９〜４２７０）の温度でこの反応用
の触媒の存在下に行なわれる。好ましい触媒は、ＣＯＳ
を＆Ｓに加水分解することができるものである。触媒は
、更に窒素酸化物を不活性窒素及び／又はアンモニアに
還元する。残存廃ガス流を大気に排出する前に、硫化水
素はストレツトフオード（Ｓｕｅｔ的ｒｄ）法の如き慣
用手段により廃ガス流から抽出される。

アンモニアは必要があれば、これも慣用手段により廃ガ
ス流から抽出される。ボイラーに導入される還元性ガス
の量が、過剰量の酸素を除去するに必要な量にすぎず、
その結果ボイラーを出るガス流がなお微酸化法である場
合には、補助水素含有還元性ガスを供聯合するための補
助手段を設け、硫黄酸化物を硫化水素に、又窒素酸化物
を不活性窒素及びアンモニアに転化させるための接触転
化工程に送る前に廃ガスを還元状態にする。

還元性ガスをボイラー工程を出た地点で導入する場合に
は、還元性ガスは一部または全部を外部還元性ガス発生
装置から導入しても良く、又廃ガス流の一部を分割し、
硫黄酸化物と窒素酸化物を除去するために必要とされる
還元性ガスを発生させるための補助ボイラー中で上記廃
ガス流の一部を空気及び炭化水素（例えばメタン）と合
体させて導入してもよい。

これら後者の２つの方法は、必要とされる還元性ガスの
全量をボイラーの高温部で形成させた場合に起る腐蝕の
心配がなく、ボイラーの製作に通常の材質のものを用い
ることができるのでし特に好ましい。

本発明によれば、燃料／空気の比は、ボイラーの燃焼帯
城の生成物が、硫黄酸化物及び窒素酸化物を含有するに
も拘らず、なお十分な水素及び一酸化炭素を含有し、硫
黄酸化物を硫化水素及び硫化カルボニルに、又窒素酸化
物を不活性窒素及び／又はアンモニアに還元することが
できるようにコントロールされ‐る。

又還元の一部をボイラー中で熱伝導が行なわれている間
に行ない、残りを上で述べた接触還元により行なうこと
もできる。硫黄酸化物を硫化水素に、又窒素酸化物を不
活性窒素及びアンモニアに還元後、廃ガス流を抽出帯城
に送り、廃ガスを大気に排出する前に硫化水素を抽出す
る。本発明の方法を実施する場合には、炭素質燃料が燃
焼している間に形成された水素及び一酸化炭素の量は、
二酸化硫黄として存在する硫黄分を硫化水素及び硫化カ
ルボニルに還元するために化学論量的に必要とされる量
よりも約３０〜６０％過剰であるのが好ましく。

これにより、燃焼帯域に供孫舎された空気中に存在する
酸素の完全消費が達成され更に硫黄酸化物及び窒素酸化
物の硫化水素、不活性窒素及びアンモニアへの非接触的
及び接触的還元が推進される。本発明の方法を施した結
果、最後に大気に排出される廃ガス流は、ＩＱ風未満の
極めて低い窒素酸化物及び硫黄酸化物を含有するにすぎ
ず、硫黄酸化物に関する最も駁して大気排出基準にも合
致し、基準値以下であった。

電力を発生させるに際して、通常の高硫黄燃料を使用す
ることが可能になったこと以外に、本発明の方法は、種
々の顕著な効果を有し、例えば石炭のガスス化により得
られた低カロリーのガス状炭化水素燃料からもエネルギ
ーを発生せしめることができた。

以下図面に基づき本発明を説明する。

第１図において、電力発生装置１０のボイラー１２に一
次燃料である、通常硫黄を含有する炭素質燃料（硫黄含
有粉末化石炭又は硫黄含有炭化水素液体））がライン１
４を経由して供給されるが、この炭素質燃料は、ダクト
１６からライン１８を経由する子熱淫気とともに燃焼帯
域２川こ入る。

帯素質燃料中の炭素分は、過剰量の空気を供給すること
により、完全に消費されても良く、その過剰量は炭素質
燃料を二酸化炭素及び熱分に転化するに必要な量よりも
１〜２５％、好ましくは１０〜２０％過剰な量である。
又、導入する過剰空気の量は、炭素質燃料の性質にも依
存する。過剰量が１％のように少ない過剰空気は、気体
又は液体燃料の燃焼用に用いられ、少くとも１０％過剰
の空気が通常固体の燃料の燃焼用に用いられる。逆に、
燃焼を酸素不足下で行なうこともでき、この場合には、
Ｓ０２の還元に化学量論的に必要とされる量よりも過剰
の一酸化炭素及び水素の混合物が生じる。一酸化炭素及
び水素の化学量論的過剰量は、３０〜６０％であるのが
好ましい。ボイラー１２は、燃焼帯城２０とともに、通
常、鏡射ボイラー帯城、対流ボイラー帯域及び高温節約
装置を含有し、更にフライアッシュ除去のための静電沈
降器２２を後に設置しても良い。

アッシュ除去のための他の手段を用いても良く。この系
からの流出物が触媒帯城を通過する程に微細であり、本
発明で用いられるＨ２Ｓ用液体吸収系で除去できる場合
にも、例えばサイクロントバッグフイルター等を設置し
ても良い。燃焼のために必要とされる空気は、空気予熱
器２６に吹き込まれ、ダクト１６を経て、高温節約装置
２４に入り、通常５００〜６０００Ｆ（２６０〜３１が
ｏ）の温度でライン１８を経由して燃焼帯城に入る。

対流及び頚射によりボイラー供Ｖ給水に熱を移動させる
場合には、燃焼生成物は、ボイラー１２の燃焼帯城の上
部で、その断熱燃焼温度から約２０００〜３００００Ｆ
（１０９３〜１６４９ｏＣ）に冷却される。燃焼が化学
量論的に過剰の空気の存在下で起る場合には、ライン２
８からメタンの如き気体の炭化水素（日．Ｃ．）を、多
数の高速ジェットを用いて、この地点に供給し、ボイラ
ー燃焼ガスとの急速且つ均一な混合を行なう。天然ガス
の如き燃料の場合「燃料の一部を高温帯城に流用しても
良く、そこで還元性ガスが以下に述べるように生成する
。

硫黄が存在しない場合には、窒素酸化物が窒素及び／又
はアンモニアに転化される。高温帯城でメタンは過剰量
の酸素と反応し「以下の式で示される如く一酸化炭素及
び水素を形成する。

ＣＭ十１′２０２→ＣＯ＋２日２ （１
）更にメタンは、そこに存在する水蒸気と反応し、以下
の式で示される如く水素及び一酸化炭素を形成する。

Ｃ比十日２０→ＣＯ十３日２ （２）
更に又一酸化炭素は、水素気と反応し水性ガス転化反応
により二酸化炭素及び水素を形成し「 この反応は第４
図に示された如く、廃ガスがボイラー１２を通過するに
つれて温度が下がることにより促進される。

ＣＯ＋日２０→Ｃ０２十日２ （
３）上述の如く、ボイラー１２に頃霧される炭化水素と
して他のものを用いても良い。

この補助燃料と過剰量の酸素との燃焼は、極めて迅速に
起る。

還元性ガスが形成されるにつれて、温度上昇が起るが、
これは反応による発熱によるものであり、この熱は有用
な熱分として回収される。用いられる還元性ガスの量は
、過剰量の空気の形で最初に炉内に導入された過剰量の
酸素の実質的全量を消費し、且つＳ０２及びＳ０３の一
部を母Ｓに、窒素酸化物の一部を窒素に転化させるため
に、注意深くコントロールされる。反応混合物は、炉内
燃焼生成物と緊密な混合を行なうに十分な量の水素分子
ｔ水素原子、ヒドロキシルィオン、一酸化炭素及び水蒸
気を含有するのが好ましく、これにより反応速度が上昇
して、炉内燃競ガス中の過剰量の酸素を効果的に捕捉す
すことができる。

過剰量の空気、Ｓ０２及びＳ０３を除去することにより
、炉効率が上昇し、これにより廃ガスの温度を低温に下
げることができ「腐蝕を惹き起すことなくボイラーを出
る前に熱を回収することができる。

燃料が酸素不足下に燃焼された場合、既に本質的に還元
状態にあるので炭化水素の導入は排除される。第４図か
ら明らかなように、ガスがボイラーを上昇している間に
冷却された場合、平衡が化学的に還元性の雰囲気下でＳ
０２〜Ｓ０３「ＣＳ２、Ｃ○、ＣＯＳ、ＮＯ及びＨＣＮ
を還元するような方向に懐くが、反応速度が減少するの
で、ボイラー部を出る廃ガスは、なお残存の硫黄酸化物
及び窒素酸化物を含有する。

これら硫黄酸化物、窒素酸化物を効果的に除去するため
、約３００〜８０００Ｆ（１４９〜４２７０）、好まし
くは５００〜８０００Ｆ（２６０〜４２７ｑｏ）の温度
でガス流を触媒帯城３０に送る。

触媒帯城３川ま、通常、アルミナ、シリカ又はアルミナ
ーシリカ上に担持された一種又はそれ以上の金属又はこ
の硫化物を含有し、該触媒は還元条件下で、水素、水と
反応させることにより、硫黄酸化物を硫化水素に転化さ
せ又窒素酸化物をそれぞれ不活性窒素、アンモニアに転
化させる。用いられる金属の代表的なものは、周期律風
族の金属（コバルト、ニッケル、ロジウム、パラジウム
、イリジウム、白金）であり、更に酸化アルミニウム等
の助触媒を加えた、モリプテン又はクロムの低級硫化物
又は酸化物も用いられる。硫黄酸化物を硫化水素に、又
窒素酸化物を不活性窒素及び／又はアンモニアに転化さ
せた後、魔ガス流を低温空気子熱器２６経由で硫化水素
抽出ユニット３２に送る。

Ｓ０３、Ｓ０２及びＮ○ｘは、廃ガスから実質上除去さ
れているので、ガス温度を空気予熱器２６で約１２０〜
１５０Ｔ（４９〜６がＣ）に低下させることができ「こ
のようにしても、ダクト中で凝縮したり〜硫化水素抽出
ユニット３２中に用いられた化学抽出剤を汚染したりす
る、硫酸、ポリチオン酸「亜硫酸、硝酸の如き腐蝕性酸
の希薄溶液は生じない。硫化水素除去のため、多くの方
法が可能であるが吸収法が好ましい。

例えば、バナジン酸ナトリウム、アンスラキノンジスル
フオン酸ナトリウム、ひ酸ナトリウム、ナトリウムフェ
ロシアナィド、酸化鉄、沃素等の触媒を用いて元素状硫
黄を製造する場合に酸化により連続的に再生されている
アルカリ吸収液に冷却されたティルガスを通しても良い
ｏ又、その他の便利な方法として、アミン、スルフオン
酸塩、炭酸カリウム等を硫化水素吸収剤として含有する
吸収液を用いる方法があり、これらは硫化水素を製造す
るための蒸気ストリッピングにより連続的に再生される
。

好ましい硫化水素抽出システムは、硫化水素のアルカリ
吸収工程及び硫黄製造のための酸化工程を包含するもの
であり、この好ましいシステムは、ストレットフオード
法として知られており、吸収液中に用いられる吸収剤と
して炭酸ナトリウム「バナジン酸ナトリウム、アンスラ
キノンジスルフオン酸ナトリウムが用いられる。吸収さ
れた硫化水素は、バナジン酸ナトリウムにより酸化され
「吸収装置及び貯蔵タンク（図示されていない。）中で
硫黄を形成し、吸収液は、酸化装置（図示されていない
。）中で空気酸化することにより再生される。硫黄は、
浮上法、炉過法、遠心分離法も溶融法、加圧デカンテー
ション法等の慣用手段により「溶液から分離される。テ
ィルガスから硫化水素をストリツピングするためには、
ストレットフオード法が特に優れており、その理由は二
酸化炭素が抽出されていないので、これが廃ガス中に含
まれるからである。従って化学抽出剤及びー又は用役に
使用される費用が実質的に減少する６硫化水素を抽出後
、廃ガは煙突３４を経て大気に放出される。

還元性条件を作るために必要とされる、補助燃料ガスの
全量をボイラ−１２に供給すると、硫黄が形成する恐れ
がある。

そしてボイラー内が高温となると、腐蝕防止のためボイ
ラー構造部に合金又は特殊処理鋼を用いる必要がある。
従って、既存の電力発生装置には、第２図及び第３図に
示された構成のものが好ましい。

第２図及び第３図において、ボイラーに導入される燃料
ガスの量は存在する過剰量の酸素の実質的全量を捕捉す
るために必要な量にすぎず、その結果ボイラーを出る廃
ガスは、わずかに酸化性であって、実質上中性であるか
らボイラー構造部に用いられる材質は普通のもので良い
ことになる。

特に第２図においては、補助還元性ガス発生装置３６が
設置されており、この装置３６に空気と炭化水素（例え
ばメタン）がそれぞれライン３８、ライン４０を経由し
て供給される。補助還元性ガス発生装置３６における空
気／炭化水素の比は、水素及び一酸化炭素濃度が高く、
二酸化炭素濃度が比較的低い還元性ガスが生じるように
適切に調整される。

還元性ガスは、上記反応‘１｝〜｛３｝により効果的に
形成され、ライン４２を経て静電沈降器２２と接触転化
帯城３０の間のダクト４４に送られる。

還元性ガスとボイラー１２からの廃ガスとを密に混合し
、硫黄酸化物の硫化水素への完全転化及び窒素酸化物の
不活性窒素及び／又はアンモニアへの完全転化が触媒室
３０で起るようにする。触媒室３０を出た流出廃ガス流
は、冷却され、硫化水素抽出帯城３２に送られ、そこで
硫化水素は、廃ガスが再加熱して又は再加熱することな
く大気に排出される前に抽出される。第３図は、第２図
に示された構成の改良例である。

第３図においては、補助ボイラー４６が用いられ、そこ
に廃ガスの一部がライン４８より廃ガス温度すなわち約
３００〜８０００Ｆ（１４９〜４２７０）で供給され、
又予熱空気の一部がライン５０より供給される。廃ガス
は、これと再結合するために必要な還元性ガスを形成す
るに十分な試剤を、含まないので、ライン４０より補助
ボイラー４６にメタンの如き炭化水素が付加的に供給さ
れる。補助ボイラー４６では、上記反応｛１１〜‘３｝
が起り還元性ガスが生じる。発生した熱の一部は、有用
エネルギーとして取り出され、これにより生じた冷却還
元性ガスは、約３００〜８０ぴＦ（１４９〜４２７０）
の温度で、ライン４２を経てダクト４４に送られ、触媒
室３０で触媒と接触する前に廃ガスと密に混合される。

上記第２図におけると同様に、硫黄酸化物を硫化水素に
、窒素酸化物を不活性窒素及び／又はアンモニアに転化
させた後、硫化水素は抽出帯城３２でガス流から回収さ
れ、硫化水素を除去した廃ガスは煙突３４から大気に排
出される。

通常の運転においては「予熱鰹気がライン５０を経て約
５５００Ｆ（２８８午０）の温度でボイラー４６に入り
、他方廃ガスの一部は「約８００で（４２７０）の温度
でバイパスライン４８を経てボイラー４６に入り「生じ
た還元性ガスは、約６０００Ｆ（３１６こ０）の温度で
補助ボイラー４６を出、触媒帯城３０‘こ向う残りの廃
ガスと密に混合される。

当業者に明らかなように、基本ボイラー１２において炭
化水素燃料のみが用いられる場合に基本ボイラー１２に
供給される炭化水素燃料の童又は、補助還元性ガス発生
器３６又は補助ボイラー４６に供給される残りの炭化水
素の量は所望の運転条件により、各操作工程におけるガ
ス流を分析することにより容易に決定される。

本発明により、大気に排出される廃ガは、約１０脚以下
の比Ｓを含むにすぎず、又硫黄、硫黄酸化物「窒素酸化
物、微粒子を実質上含まないようにすることができた。

以下実施例を挙げて本発明を詳説するが、本発明はこれ
に限定されるものではない。実施例 １ 慣用の５００ＭＷボイラープラント中で、表１に示され
た基本分析値の石炭２８４９２１ポンド／ｍ〈１２９３
５４ｋ９′ｈｒ）を石炭を完全燃焼させるため１５％過
剰の空気を用いて燃焼する。

表Ｉ 上記燃焼により、ほぼ表２に示された組成の廃ガスが１
４４４８１モル／ｈｒの速度で生ずる。

表２廃ガスは、体積で７００〜１５００血の窒素酸化物
をも含有する。

Ｓ０２及びＳ０３並びに窒素酸化物は高濃度であり、州
及び他方の規制規則により通常認められる限界を越えて
いる。Ｓ○×をより容易に除去可能なＨぶに転化させ、
又Ｎ０×を無害な窒素及びアンモニアに転化させ、Ｓ瓜
及びＭ０ｘを除去する困難性を克服するため、燃焼生成
物の対流熱及び頚射熱をボイラー供給水に移動させた後
、燃焼生成物を燃焼帯城の上部でその断熱紫漆燐温度か
ら約２５０００Ｆ（１３７１００）に冷却する。

この帯域に１９３９モル／ｈｒのメタンを加える。メタ
ンは「ボイラー燃焼ガスと迅速かつ均一に混合させるた
め、多数の高速ジェットを経由して添加される。ボイラ
ーの高温帯域でメタンは、過剰の酸素と式‘１１の如く
反応し、ＣＯ及び水素を形成する。Ｃは十１／２０２→
ＣＯ十２日２ （１｝又メタンの一部は
、■式の如く高温水蒸気と反応する。

Ｃは十日２０→ＣＯ＋３日２ （２｝
生じたＣＯは、更にガス流が冷却するにつれて減少され
た廃ガス温度で｛３｝式の如く水蒸気と反応する。

ＣＯ＋日２０→Ｃ０２十日２ （３
）静電沈降器に続くダクト中に挿入された触媒帯城中の
担持コバルトモリブテン酸触媒の存在下に形成される水
素は、Ｓ０２及びＳ０３と反応しＱＳ及び水を形成し、
又窒素酸化物と反応し窒素、水及び少量のアンモニアを
形成し、ほぼ表３に示された組成の廃ガスとなる。

表３ 廃ガス温度は、約３０ぴＦ（１４９℃）である。

硫黄酸化物及び窒素酸化物は、廃ガスから分離されてい
るので、希薄な腐蝕性亜硫酸、硫酸又は硝酸の凝縮を起
すことなく廃ガス温度を低温空気子熱器中で１３００Ｆ
（５４℃）に低下させることができ、これによりボイラ
ー効率が約５％増加し、５０のＭＷボイラーで燃料費が
０．３０ドル／ＭＭＢｔｕである場合、年間約５０００
００ドルの燃料節約となる。ボイラーを出る廃ガスの体
積は、１３０Ｔ（弘℃）で１１７８２９モル／ｈｒであ
り、硫化水素は、硫化水素をアルカリ溶液に吸収させ、
吸収された硫化水素を硫黄に酸化し回収するためのスト
レットフオードュニットで接触により容易に除去される
。実施例 ２燃焼ガス中に存在する過剰の酸素を捕捉し
、Ｓ０２の量の感知できる程度の減少を起すことなく、
実質上全量のＳ０３と大部分の量のＮ○×を除去すため
、総還元性ガスの一部のみをボイラー炉に加えたことを
除き、実施例１の方法を繰り返す。

廃ガスは、微酸化性のままであるから、ボイラー用の材
質に特殊なものを必要としない。窒素酸化物を許容可能
な濃度に減少させ、極めて腐蝕性のＳＱを廃ガスから除
去する。この状態を達成するため、炉の燃焼帯域中の２
５００７（１３７１℃）の燃焼ガスに６００Ｆ（１６℃
）のメタンを１４筋モル／ｈｒ添加し、高い炉内温度で
メタンと酸素との反応を起させるが、これにより温度は
約２８５００Ｆ（１５６６℃）に上昇する。

表４は、メタンを注入した場合及び注入しない場合の廃
ガス組成を示す。触媒室は、用いられていない。表４ 還元条件を達成するために必要されるメタンの後量すな
わち実施例１で燃焼帯城に供給されるメタンと本実施例
で燃焼帯域に供給されるメタンの差し引き量を補助還元
性ガス発生器で空気と一緒にする。

メタンに対する空気の比率は、約１０〜１５％の遊離水
素を含有する還元性ガスが形成されるように定められる
。還元性ガスは、ボイラーを出て、フライアッシュ除去
のため静電沈降器を通過した流出廃ガスと一緒になる。

次いで、廃ガスを還元性ガスと混合後、接触転化帯域を
通過させ、そこで硫黄酸化物をＩＱ血より低い濃度に低
下させ、三酸化硫黄及び窒素酸化物を実質的に除去する
。

硫化水素を除去するため、ストレツトフオードュニット
を通過させた後、ガス流を大気に放出する。

実施例 ３ 電力プラントで、３１２５００ポンド／ｈｒ（１４１８
７５ｋ９′ｈｒの石炭を５５００Ｆ（２矧ぎ０）に予熱
した空気地６５５００ポンド／ｈｒ（１５７３ＸＸｋ９
／ｈｒ）と燃焼させた。

燃焼室の上部で、ガスがその燃焼熱の一部を炉管（ｆｕ
ｍａｃｅｔｕ戊ｓ）に供給することにより、約２５００
Ｔ（１３１７℃）に冷却された後、２５７５０ポンド／
ｈｒ（１１６９１ｋ９／ｈｒ）のメタンを加えた。メタ
ンは、酸素およびＮ○×と反応し〔この反応により２８
０００Ｆ（１５斑℃）という高温になる。〕Ｃ○、ＣＱ
、母０４を生じ、存在するＮ０×及びＳＱを実質的に減
少させる。ガスを７０びＦ（３７１℃）に冷却し、同時
に熱をボイラー過熱器、スチーム発生、調整器に伝導さ
せる。廃ガスをその後高効率静電沈降器を通過させ、実
質的に全量のフライアッシュを除去する。冷却された廃
ガスに、補助ボィラ−から、表５の組成の還元性ガスを
１２３８５０ポンド／ｈｒ（５６２２８ｋ９／ｈｒ）添
加した。

表５ 混合ガス流を水素化触媒上を通過させ、そこで、ガス中
に存在する硫黄化合物をＨ交に還元し、残存Ｎ０×を窒
素及びアンモニアに還元する。

還元性ガス流は、補助ボイラーで１０８５０ボンドノｈ
皮（４９８８ｋｇｒｈて）のメタンを１１３０００ポン
ド／ｈｒ（５１３０２ｋｇ′ｈｒ）の空気で燃焼させる
ことにより形成される。

１３００Ｆ（５４ｑｏ）で低温空気子熱調整器を出た生
成ガス流は、表６に示された組成物を有する。

表６ ガスを吸収器に送り、そこでＨぶをＩＱ地より低い水準
に迄除去し、廃ガスを再加熱して、実質上硫黄、Ｎ○×
及び微粒子を含まない状態で大気に放出する。

実施例 ４ ３．６％の硫黄を含む粉末化石炭を１５０トンノトｒの
速度で熱燃させた。

燃焼のために用いた空気の量は、完全燃焼のために必要
とされる理論空気量の９６．５％に相当し、酸素が３．
５％不足していることを示している。燃焼熱は、ボイラ
ーに移され、蒸気として再生される。ガス流は、６００
〜７０００Ｆ（３１６〜３７１℃）の温度で、ボイラー
に入る空気に熱を一部与えながら、ボイラーを出る。ガ
ス流をその後、高効率静電沈降器を通過させ、固体粒子
含量を０．０２グレーン／標準立方フィート（０．０４
６グラム／標準立方米）に減少せ、次いで、コバルトー
モリブデソ触媒の固定床を通過させ、そこで、残存二酸
化硫黄を硫化水素に、窒素酸化物を不活性窒素とアンモ
ニアの混合物に転化させる。

触媒帯域を出る廃ガス中の水素及び−酸化炭素の量は、
０．５体積％であり、触媒床を通過することにより温度
は、１０〜２００Ｆ（５．６〜１１．１℃）上昇する。
予熱器中に入る空気に熱を供給するために用いられた後
廃ガスは、ストレットフオードュニットに送られ、そこ
で、含有硫化水素は、大気にガス流を排気する前に除去
される。ガス流中の二酸化硫黄濃度は、１０Ｑ風‘こ満
たない僅少量である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、空気汚染物を除去することが可能な本発明に
係る改良電力発生装置の概略図を示す。 第２図は、還元性ガスを補助還元性ガス発生器で形成さ
せ、これを静電沈降器と接触転化帯域の間に供給する、
本発明の改良電力発生装置の概略図を示す。第３図は、
第２図に示されたものの改良例である。第４図は、ボイ
ラー中の廃ガス成分の平衡濃度を温度の関数として示し
たものである。１０・・・・・・電力発生装置、１２・
・…・ボイラー、１６・・・…ダクト、２０・・・・・
・燃焼帯城、２２・・・・・・静電沈降器、２４・…・
・高温節約装置、２６・・・・・・空気予熱器、３０・
・・…触媒帯域、３２・・・・・・硫化水素抽出帯城、
３４・・・・・・煙突。２多′ ２玖２ ヌ多．夕 夕ぞ〆

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 硫黄含有炭素質燃料を使用する電力発生装置の燃焼
   帯域で形成された廃ガスから少くとも硫黄酸化物及び窒
   素酸化物を除去する方法であつて、（ａ）硫黄含有炭素
   質燃料を燃焼帯域において空気の存在下で熱焼させて、
   炭素酸化物、硫黄酸化物、窒素酸化物及び水を含有する
   高温廃ガスを生成させる工程（ｂ）上記高温廃ガスを冷
   却して熱量を取り出す工程（ｃ）上記冷却ガスと水素含
   有還元性ガスとを３００〜８００°Ｆ（１４９〜４２７
   ℃）の温度で、硫黄酸化物を硫化水素に、窒素酸化物を
   窒素及びアンモニアに転化させる触媒を有する接触転化
   帯域を通過させ少くとも含有されている硫黄酸化物を硫
   化水素に、窒素酸化物を窒素、アンモニア及びこれらの
   混合物からなる群から選択される窒素化合物に接触転化
   させる工程（ｄ）廃ガス流から生成された硫化水素を抽
   出し、廃ガス流を大気に排出する工程を含むことを特徴
   とする電力発生装置における燃焼廃ガス中の有害ガス除
   去方法。 ２ 前記硫黄含有炭素質燃料を過剰空気存在下で燃焼さ
   せ、さらに高温廃ガス中に含まれているほぼすべての未
   転化遊離酸素を消費してガスを還元性ガスにするために
   噴霧炭化水素を該燃焼生成物に導入する特許請求の範囲
   第１項に記載の方法。 ３ 前記硫黄含有炭素質燃料を２０００〜３０００°Ｆ
   （１０９３〜１６４９℃）の温度を維持する燃焼帯域で
   空気の不足状態で燃焼させて、廃ガス中の水素と一酸化
   炭素の含有量を、生成させた二酸化硫黄を硫化水素に還
   元するために必要な量より３０〜６０％過剰にする特許
   請求の範囲第１項に記載の方法。