JPS61212316A

JPS61212316A - 二酸化硫黄含有煙道ガスから二酸化硫黄を除去する方法

Info

Publication number: JPS61212316A
Application number: JP61060471A
Authority: JP
Inventors: ジヤツク・ゼツト・アブラムス; ロバート・エム・シヤーウイン; ジーン・エツチ・ダイアー
Original assignee: BETSUCHIERU INTERNATL CORP
Current assignee: BETSUCHIERU INTERNATL CORP
Priority date: 1985-03-18
Filing date: 1986-03-18
Publication date: 1986-09-20
Also published as: CA1242308A; GB8606046D0; GB2173418B; GB2173418A; JPS6251647B2; US4623523A; DE3609025A1

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】産業上の利用分野本発明は二酸化硫黄を含む煙道ガスから二酸化硫黄を除
去する方法に関する。

煙道ガスから硫黄分を取除く現在の事業用ボイラーの改
造は事業者及びその顧客にとって大変高価であるっ全体
としてＳ０２を減少するため他に採るべき道を探してみ
ると、トン当り最小のコストでＳＯ□を減少する技術が
ある。これは過去の′あらゆる解決手段よりも成功の可
能性が大きい。例えば、石炭の洗浄は２０〜３０％の減
少に限定されるが、装置のコストはトン当り３（１０〜
５（１０ドルである。

多くの調査者がキロワット時当り２．５〜５゜Ｏｍ、１
　ｓ　　の範囲に等しい燃料の費用、天然石炭の洗浄コ
ストを分析してきたつ石炭の洗浄は、ＳＯ□を２０％〜
５０％程度発生される場合のコスト減少には理想的な解
答かもしれない。しかしながら、石炭の洗浄という方策
が等しく経済的でなく十分に効果的でないなら、石炭の
洗浄では不十分である。これらの方法は全て添加剤を使
用して煙道ガスから硫黄分を取除く形式を採用している
。

コストの問題以外に採り上げるべき大きな基準はスペー
スの要求及び特定の除去装置との密着性ある。改造装置
はほとんど常にスペース確保のためせまい所に閉じ込め
られている。構成ハードウェアは小さくして遠隔位置に
も設置可能でなければならない。

部分的なＳ０２の除去のためには、考慮に入れるべきい
くつかの認識された煙道ガス中の硫黄分除去（ｆｌｕｅ
　ｇａｓ　ｄｅｓｕｌｂｕｒｉｚａｔｉｏｎ　：以下適
宜ＦＧＤという）処理がある。これらのうちの２つは空
気加熱器の後段で使用され、その一つは＋１）部分的湿
式ガス洗浄（ｐａｒｔｉａｌ　ｗｅｔ　ｓｃｒｕｂｂｉ
ｎｇ）であり、他は（２）部分的噴霧乾燥（ｐａｒｔｉ
ａｌ　５ｐｒａｙ−ｄｒｙ）である。

第６の方法、即ち６５０下及びそれ以下の温度の乾燥添
加剤を注入することによる硫黄分除去が他の容易かつ利
用可能な低コストの試薬でなく、ナーコ石（ｎａｈｃｈ
ｏｌｉｔｅ　：ナトリウムの炭酸水素塩鉱物）を使用し
て行なわれた。

更に他の技術として、強化試薬をボイラー内に大量に注
入するものがある。上述した発明の方法と対照すると、
ガスの混合を制限しようとする試みはなされていない。

固形物は急速かつ均一に散布することが必要である。反
応速度は、周囲温度では低いが一層高い温度により何倍
も増大する。

固形物をボイラー管内へ注入したときボイラー管の汚損
及びスラグ発生を生じてはならないし、又沈殿器の動作
を狂わせてはならない。これらの方策を別にすると、ボ
イラーへの注入は、試薬及び注入位置によるけれども事
実上有効である。希釈物、酸性ガス及び乾燥散布したア
ルカリ性固形物間の反応速度は多くの要因により制限さ
れる。これらの中では、温度を除くと、散布、拡散及び
特定表面が問題である。上昇温度での乾燥工程における
特別の利点を得るには、不安定な水又はＣＯ２をｔＶす
るために自然に寸法が減少して特別に表面積が増大（即
ち、各粒子の寸法が小さくなると、全体的に表面積が増
大する意）する試薬を用いることである。ナーコ石はそ
のような試薬の一つであり、２７０℃（５１８下）で純
粋な形態に分解する。ナーコ石は純度が低いため、輸送
が高価である。他の同様の性状を有するンーダ基材の材
料は、高価である。更に、それらの硫黄と反応した生成
物は三容解性であり、従って、環境的に不安定である。

アルカリ土類化合物はコスト及び広汎な有用性の条件に
おいて最高の期待をもたせるものであるが、しかしそれ
らは反応速度が広く変化してしまうという問題点がある
。

特別の硫黄分除去を企画しなければならない。

多くの改造装置は古めかしい沈殿器を使用しており、こ
の沈殿器の動作は現在の規格に整合することができない
。即ち、それらは品質を向上しなければならない。

ここで、「Ｓ型」又は加圧ドロマイト（白雲石）質石灰
水和物（これらは焼いて生石灰化したドロマイトから得
られた）が、Ｆｌｉｎｔｋｏｔｅ　　の石灰生成物から
構成材料として利用可能である。「Ｓ型」の石灰水和物
を得る技術が、Ｂｏｙｎｔｏｎ　　著、インターサイエ
ンスにより１９６５年ニューヨークで発行された「石灰
及び石灰石の化学と技術」（Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ａｎ
ｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｌｉｍｅ　ａｎｄｎ
ａｍｅｓ　ｔｏｎｅ　）の１６７．２８８〜９，３０２
〜３０７．３１７〜３１８及び６６６〜３６８頁に述べ
られている。Ｂｏｙｎｔｏｎ　によれば、「Ｓ型」の石
灰水和物は石こう型応用に使用するべく構造上の目的の
ためにのみ記述されている。しかしながら、Ｂｏｙｎｔ
ｏｎは、そのような「Ｓ型」の石灰水和物が、発生した
ＳＯ２の減少の利用に適切であるとは何ら示唆していな
い。米国特許４　、０４６　、８５６号は、水酸化マグ
ネシウムとして再使用するようなマグネシウムを使用す
る二酸化硫黄の除去工程を開示している。他の特許で塩
基性材料を使用した排ガス処理の興味ある記述をしてい
るものは、米国特許２，０６８，８８２号、３，８８３
，６３９号、６：ｑ　４１．３７８号、　３，９１９，
３９３号。

３．９９１，１７２号、　４，０１），２９９号。

４．０１８，８６８号がある。他の参照文献としては、
Ｃ，Ａ、８１　　：　６８０３ｕ　、８２　：＜Ｓろ９
９２ｒ、８２：１７４８２１ｂ、８４：１５５０９３ｒ
、８４：１５５０９５ｔ、及びＧｅｒｍａｎ　　０ｆｆ
ｅｎ、　２４１２３７２号がある。

上記の事実より、煙道ガスから放出されたＳ０２を除去
するだめの改良が必要である。この改良により上記硫黄
分の除去が最小コストで効率的に、かつ硫黄分除去技術
が適用されている現在の設備に最小の変更を加えるのみ
で達成可能である。

問題点の解決手段本発明は、限定領域への散布（ｃｏｎｆｉｎｅｄ　ｚｏ
ｎｅｏｌｉｓｐｅｒｓｉｏｎ：　　以下適宜ＣＺＤとい
う）技術を使用して煙道ガスからＳ０２を除去する方法
を目的とするものである。この技術は、Ｓ０２を例えば
２０〜５０％除去して部分的減少させるための経済的選
択として、加圧石灰水和物又は加圧ドロマイト質石灰水
和物を使用するものである。この後の工程である酸化処
理では、スラ！Ｊ　−（ｓｌｕｒｒｙ　ニ一般に固体粒
子が液体中に懸濁している状態で流動性があるもの）状
態中の加圧石灰水和物又は加圧ドロマイト質石灰水和物
が、限定領域内へ単に噴霧されて、ボイラー又は空気加
熱器のダクト工程下流及び沈殿器の頭部へ導かれ、そこ
で二酸化硫黄を除去するものとして作用する。限定領域
への散布（ＣＺＤ）技術（従来の噴霧乾燥システムとは
似ていない）では、スラリーは煙道ガスダクト又は装置
のガス通路の中央部へ注入される。従って、スラリーの
小滴の流れる速度は、容器の壁によってでなく、未処理
の煙道ガスの処理煙道ガスとの境界における滑り流れ層
によって制限される。一層暖たかな境界層は、断熱的に
冷却されかつ硫黄分を除去された煙道ガスの中心領域を
迂回する。

これら２つ、（暖だかな境界層及び煙道ガスの中心領域
）の容積的混合は、噴霧の幾何学的形状及びダクト形状
の選択により抑制される。冷却された中心領域は断熱状
態に近い＠度で高反応雰囲気をもたらす。噴霧スラリー
の滞留時間（ｒｅｓ　ｔｄｅｎｃｅｔｉｍｅ）は短く、
１秒かそれ以下程度である。

１２１℃〜１７６℃（２５ｏｙ〜３５０下）動面の煙道
ガス人口＠度では、多くの乾燥化合物は相対的に不活性
であるが、急速に硫黄分を除去するべく、アルカリ性試
薬及びＳＯ□の両者を溶解してその質量移動を可能とさ
せる水が実質的に存在することが必要である。石灰石及
びドロマイト（白雲石）はダクト内に注入されても全く
非反応的である。従来の沸化した石灰のスラリーはいく
分かはもつと反応的であるが、その噴霧及び供給制御装
置が信頼できない。その混乱はダクト内に固形物を形成
し、ガス流が限定され構造上の破壊を生ずる。ソーダ灰
溶液は反応的であるが高価であり、廃物により溶解され
易い。

加圧ドロマイト質石灰水和物は多孔質で非常に大きな特
有表面を有し、そのスラリーは規格上の沸化した石灰石
のスラリーよりもつと反応的である。そのようなスラリ
ーは優れた霧吹き及び供給の制卸特性を有し、限定領域
への散布のための有望な手段を提供するものであるっこの非常に反応的な加圧石灰水和物又は加圧ドロマイト
質石灰水和物は更に噴霧乾燥用限定領域散布システム（
５ｐｒａｙ−ｄｒｙ　ＦＧＤ　ｓｙｓｔｍｓ　）の動作
を改良するっなぜなら、一層反応的な化学に加えて、−
ｍ小さな固形粒子を経済的に製造することによっても、
増大した表面積を有する一層小さな噴霧小滴の使用を可
能とし、噴霧スラリーの保持時間（ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ
　ｔｉｍｅｓ）を減少させうる。同様に粒子は小さくな
ればなるほど、小さな粘性を示し、噴霧中に一層多量の
スラリーを詰め込みかつ一層少量の水を使用すればよい
ことを可能とする。このことは、−ｅ多量の硫黄の除去
又は露点到達防止について一層大きな安全性を可能とす
る。

散布は、典型的には外部混合型式の空気霧吹きノズルに
より行なわれる。同様にスチーム（ｓｉｅａｍ）の使用
も可能であり、この場合には、霧吹きのため必要な全エ
ネルギーの一部は、一層高程度の機械的エネルギーより
もむしろ低程度の熱エネルギーにより供給される。これ
は、スラリ一温度が増大すると共にスラリーの粘度が実
質的に減少することによυ証明される。霧吹きのための
機械式回転式ノズル又は他の進歩的低エネルギー超音波
装置も散布の目的には適切である。

加圧石灰水和物又は加圧ドロマイト質石灰水和物の高反
応はこの試薬を少量消費すればよいことを意味し、従っ
て、現在の沈殿器が何ら影響を受けないであろうと期待
される。

本発明は、第１に加圧石灰水和物又は加圧ドロマイト質
石灰水和物の優れた反応性によシ達成される。というの
は、それらは通常の石灰よりも一層効果的にＳＯ□を除
去するからである。更に、この結果は、一層短ない噴霧
スラリーの滞留時間、従って一層小さな装置の使用によ
り達成できる。

限定領域散布（ＣＺＤ）の思想は、噴霧乾燥の要点を更
に進展させた思想であり、これによりユーザは投下資本
及び運転コストを減少できる代りに動作が限定されるこ
とを容認しなければならない。

このことにより、硫黄除去のトン当りコストを可能な限
シ最小に減少することができる。

本発明の思想は、限定領域散布と名付けられる。

というのは、故意に反応領域をダクトの中央部に限定す
るからである。かくして、Ｓ０２の除去は、煙道ガス通
路の中央部の狭い領域でのみ行なわれる。即ち、限定領
域を囲むＳＯ□で汚染した滑り領域（ｓｕｐ　ｚｏｎｅ
）を故意に迂回して行なわれるのである。この現象は、
噴霧が中央の煙道ガスを冷却するに伴い生ずることであ
り、これにより中央部煙道ガスが絞られかつ限定領域周
囲のガス滑りが促進されるう加圧石灰水和物又は加圧ドロマイト質石灰水和物は、ボ
イラーシステムの多くの種々の配置設定の一つとしてス
ラリー状態で使用される。これらは、噴霧式乾燥器又は
乾燥式ガス洗浄器内で湿式ガス洗浄器と共に使用され、
或いはボイラーのための空気予熱器の上流又は下流でボ
イラーのガス通路か、ボイラー出口のダクト内又は静電
式沈殿器の入口内かに直接導かれる。

実施例次に、本発明を詳細に述べる。第１図には、ボイラーと
関連した出口側ダクトシステムが示されている。ダクト
システムは符号１０で示される。

システム１０は、第１のダクト　１２を有する。煙道ガ
スはボイラーの空気予熱器から該ダクト１２により運ば
れ、第２のダクト１４内へ上昇し、更に実質的同一構成
の両側ダクト１６．１８へ進入する（第１図中、ダクト
１６は一部のみ示す）。

そして、煙道ガスは下方へ延びたダクト２０゜２２．２
４．２６内へ流入するが、これらのダクトは第１図に示
す如く、ダクト１８に連結されている。ノズル２８は、
各ダクト２０，２２，２４゜２６内に配置され（第１図
、第２図参照）、このノズル２８により、第２図に示す
形状の限定領域６０内で煙道ガス中に加圧石灰水和物又
は加圧ドロマイト質石灰水和物のスラリーが注入される
。

限定領域３０は、細長くかつノズル２８から対応するダ
クト内へダクト下端に至るまで延びている。

即ち、ダクト２０，２２，２４，２６は静電式沈殿器６
２の上端に位置している。湾曲翼（ｔｕｒｎｉｎｇ　ｖ
ａｎｅ）　　３４　、３６が各ダクト２０の上端及び下
端に配置されており、煙道ガスを所望の方向へ向けさせ
る。

第３図は、加圧石灰水和物又は加圧ドロマイト質石灰水
和物のスラリーを製造する方法を示す。

例えば、スラリーを予め詰めたタンク３８が、積荷台４
２に隣接した床４０上に設置されており、積荷台４２上
には加圧石灰水和物又は加圧ドロマイト質石灰水和物の
袋４４が載せられている。袋４４の中味は、ライン４６
からの低圧スチーム及びライン４８からの処理済水と共
にタンク６８内に注がれる。即ち、両ライン４６．４８
の中味も攪拌器５０を有するタンク３８に注がれる。

スラリーは、タンク３８から出ると、ライン５２を介し
てスラリー噴霧供給ポンプ５４に至り、そして、ライン
５６を介してノズル２８に連結したパイプ５８に至り、
更にノズル２８によシダクト内に注入される０時には、
ライン６０を介した加圧状態の処理済プラント空気と共
に注入されることもある。

限定領域３０は第２図の如く、Ｓ０２の除去が煙道ガス
ダクト２０の中央部に限定されるような位置に選定され
ており、限定領域６０を囲むＳＯ２により汚染された滑
り領域（ｓｌｉｐ　ｚｏｎｅ）を故意に迂回している。

限定領域３０の形状はスラリーの噴霧が中央部の煙道ガ
スを冷却するよう定められており、これにより中央部煙
道ガスを収縮させ限定領域３０の周囲の煙道ガスの滑り
（ｇａｓ　ｓｌｉｐｐａｇｅ）を促進させる。かくして
、ダクタ２０の内壁面には湿性沈殿物が何ら形成されな
いで済む。第２図、第３図では、ダクト１８の一つのダ
クト２０のみが一つのノズル２８と共に示されているが
、他のダク）２２，２４．２６も図示しないが夫々ノズ
ル２８を設けられている。更に集中的噴霧領域（限定領
域３０）を囲む煙道ガスの滑り流れが保たれる限シ、付
加的な他のノズルが各ダクタに並列又は直列的に設置さ
れてもよい。

第２図はダクト２０内の限定領域６０の関係位置を示し
ている。本実施例のダクトは邪魔物を介在しない完全な
真直構造であり、典型的な長さは５１フイ一トフインチ
である。この長さは理想的である。というのは、ガスの
速度が１秒轟シ５０フィートとすると、スラリーの小滴
がダクト２０内で乾燥するのに約１秒を要すればよいか
らである。第６図は、Ｓ０２の除去を制御するに輿望的
に必要な手段を示しており、このＳ０２除去はダクト２
０．２２．２４．２６内の各一つのノズル２８を使用し
て、限定領域へ散布することによりなされる。

第４図及び第５図は第２図及び第３図と同様の図である
が、各ダクト２０，２２，２４，２６が一つのノズルで
なく少なくとも２つのノズル２８ａを有する点で異なっ
ている。２つ以上のノズルの２８ａは対応する煙道ガス
ダクト内で並設されかつ同一の高さ及び設定位置に配置
されており、第４図、第５図中その他の全ての点は第２
図、第３図と同一である。

「実験結果」限定領域（６０）散発の思想が、小さな（４［［１ａｃ
ｆｍ）ｇＸ霧乾燥テスト用リグ（ｔｅｓｔ　ｒｉｇ）　
３１）？の擬似煙道ガス（灰を除いたもの）更には通常
の石灰水和物及び加圧ドロマイト質石灰水和物の双方を
使用して、テストにより論証された。滞留時間（ｒｅｓ
ｉｄｅｎｃｅ　ｔｉｍｅ）は、多くの従来の噴霧ダクト
乾燥の設計が１０秒又はそれ以上であったのに比して、
僅に３．６秒とされた。システムは回転式ノズル及び二
重流体（空気とスラリー）の注入体の双方を用いて運転
された。

加圧ドロマイト質石灰水和物は、ドロマイト（白雲石）
を焼いて生石灰化し、高温高圧条件下で水和したもので
ある。上記従来例のＦｌｉｎｔｋｏｔｅによって述べら
れた如く、加圧ドロマイト質石灰水和物は約５５％の水
酸化カルシウム、約４０％の水酸化マグネシウム、約２
％の酸化マグネシウム、約０．２−の水よりなる。又数
分間で容積が半分になるまでの沈殿速度（ＡＳＴＭ　Ｃ
−１）０）は、比重が２．２４であるのに比して、約２
２５である。

ふるいにかけた分析では、１（１０％の粒子が２０メツ
シユを通過し、一方、７９％の粒子が３２５メツシユを
通過する。上述した「石灰及び石灰石の化学と技術」の
６６６ページで述べられている如く、々ロ圧ドロマイト
質石灰水和物は２５〜１５０ｐｓｉの圧力及び約２５０
°〜４（１０下の温度の条件の高圧ガマ内で水和される
。

テストの結果によれば、第６図（ト）、（Ｂ）の如く、
加圧石灰水和物又は加圧ドロマイト質石灰水和物がＳ０
２を除去するのに優れていることを明らかに示している
。尚第６図（４）、（Ｂ）は夫々石灰石又は石灰水和物
の二酸化硫黄に対する比である化学量比（ｓｔｏｉｃｈ
ｉｏｍｅｔｒｉｃ　ｒａｔｉｅ）の変化に伴う、ＳＯ２
除去率（％）の変化を、煙道ガスを一回塩基中を通過さ
せた場合（同図囚）、及び限定領域散布による生成物を
再使用した場合（同図（Ｂ））とで示すものである。又
同図囚、０）中、実線は「Ｓ型」石灰石を使用した場合
、点線は石灰水和物を使用した場合を示す。

しかしながら、テストの結果は、更に無視できる址のＳ
Ｏ□の除去が下流のバッグ型フィルタでなされ、又実質
的に完全なＳＯ□の除去は、短期滞留時間の反応器内で
なされることを示している。第６図中化学量比（ｓｔｏ
ｉｃｈｉｏｍｅｔｒｙ）の増加に伴い曲線が平坦化して
いるのは、除去されないＳ０２が噴霧限定領域６０を迂
回したことを示す。そのことは更に効果的な反応速度は
６．６秒の滞留時間以内で完全であったことを示す。こ
のことから、Ｓ０２の３０％〜５０％のを除去するに必
要な滞留時間は１秒のオーダーとなることがわかる。

反応時間については、例えば飽和への近づき方を変えた
り霧吹き状のスラリーの小滴寸法を減少したり、ダクト
２０内の高温煙道ガス内の湿った芯を制限したりするこ
とにより、約５０％のＳＯ□除去をするに僅か１秒に減
縮できる。出口ダクト内で、ガスが１秒当り５０〜６０
フイートの速度であると、ＳＯ２を吸収する完全な反応
及び反応生成物の乾燥が、ダクトの約５０〜６０フイー
トの長さにおいて、約１秒で行なわれることが予測され
る。通常、真直ダクトのこの長さは、現在の動力プラン
トで利用されている。

本発明の方法によれば、二酸化硫黄（Ｓ０２）を含有す
る煙道ガスは、加圧石灰水和物又は加圧ドロマイト質石
灰水和物に接触してガス中のＳ０２のレベルを減少され
、実質的に最初のレベルの約７〜１０％以下、即ち望ま
しくは約７０　ｐｐｍ以下か通常は５５　ｐｐｍ以下の
値とされる。本発明のスラリー内の通常の固形物の含有
量は、５重量パーセントか又は１０〜４０重量パーセン
トの範囲内であり、一般的に約８０重量パーセントを越
えることはない。

噴霧な作り出す機構としては、機械的回転式駆動霧吹き
器又はピエゾ電気駆動霧吹き器のようないくつかの原理
が使用され、しかもこの霧吹き器には単一流体（スラリ
ー）霧吹き器又は二重流体（空気とスラリー又はスチー
ムとスラリー）霧吹き器がある。しかしながら、これら
を使用するときは、非常に小さな「Ｓ型」の固形粒子寸
法、典型的には４０ミクロン以下の粒子を使用するのが
望ましいつこれにより、煙道ガス内にＳ０２を急速に溶
解させるため全体として大きな表面積を有する非常に小
さな小滴を作ることができる。本作業を液底のエネルギ
ー消費で行なう特別の方法は、噴霧流体の予熱及び（又
は）スチーム霧吹きを利用することである。その理由は
、これが噴霧流体の粘反を低下させかつ同程度の霧吹き
を行なうため一層少ないポンピングエネルギーで済むか
らである。この減少する粘度と増大する温度との関係は
次表で示される。

固形物（％）　　温度（Ｃ）　　　粘度（ｃ、ｐ、）ス
ラリーは、一般に約１．１〜１．５モル比、一層通常に
は約１．２〜１．４モル比の化学量比よυ大なる値で限
定領域６０内へ導かれる。低硫黄石灰からの発生物（Ｓ
Ｏ□）があるときは、化学量比は一般に約１．４になる
が、一方高硫黄石炭では、モル比は一般に約１．１〜１
．２になる。

噴霧吸収を行なう煙道ガス中の硫黄分除去（ＦＧＤ）反
応は水に依存するため、本発明のスラリーを使用する反
応段階は、次に述べる固形物乾燥の模範的な段階と緊密
に連結される。

１、　ウオームアツプ（拭動）期間２６　一定速度期間３．２つの降下速度期間第１の反応段階はウオームアツプ及び一定速度乾燥期間
中に煙道ガスダクト内で生じ、そこでは乾燥期間は小滴
への熱伝達により制御され、かつ水蒸気が飽和した小滴
表面から拡散する。液体（小滴）は水酸化カルシウム及
び水酸化マグネシウムによシ飽和されｐＨ（ペーハー）
は高い。従って、その反応速度は小滴中への二酸化硫黄
（Ｓ０２）及び二酸化炭素（Ｃｏ２）の拡散によって制
御されるが、その拡散は水蒸気の反対方向拡散により妨
害される傾向にある。

一定速度期間においては、二酸化硫黄の除去に影響する
要因は、小滴中への二酸化硫黄の拡散に影響を与える。

ガス流れ中の小滴の効果的な混合、蒸気時間を長くする
ための高温度、及び質量移動な促進するに最終的に十分
な程度に霧吹きされた吸収剤の高い速度の全てが、運転
性の上昇に寄与するであろう。

第２の反応段階も、２つの下降速度期間中に煙道ガスダ
クト内で生じ、第１段階よりはるかに複雑である。小滴
から水分が消失することにより、吸収剤粒子は互いに近
接しかつ二酸化硫黄の顕著な溶解を生じる。又そればか
シでなく、溶解性の亜硫酸−硫酸マグネシウム及び溶液
からのカルシウム塩の沈殿によりｐＨが低下し、新鮮な
水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムの溶解をもた
らす。溶解性の亜硫酸マグネシウムは二酸化硫黄及びそ
の溶液の迅速な吸収剤であり、二硫化マグネシウムを生
ずる。そしてこの二硫化マグネシウムは上記新鮮な水酸
化マグネシウムと反応して一層溶解性の大きい亜硫酸マ
グネシウムを生ずる。

水酸化カルシウムの亜ミクロン（ｓｕｂ−ｍｉｃｒｏｎ
　）の粒子、即ち加圧石灰水和物又は加圧ドロマイト質
石灰水和物の一部は、小滴蔓液内で二酸化硫黄と反応し
て、低溶解性の反応生成物を生ずる。この生成物は水酸
化カルシウム粒子が結晶性沈殿物を伴うことを漸進的に
妨害する。

第２の下降速度期間の始めにおいては、質量移動は隣接
する吸収剤粒子間の隙間に限定される。

最終的には、蒸発は事実上止んで、吸収剤粒子の「乾燥
した」固まりが、均衡した水分含有状態で煙道ガスダク
トから出て来る。

一定速度期間で二酸化硫黄の除去を促進する要因は、下
降速度期間中でも有益である。なぜなら正常な水酸化カ
ルシウムの溶解は、下降速度期間ではその速度を制限す
る要因であると共に、加圧石灰水和物又は加圧ドロマイ
ト質石灰水和物を得るに有用であシ、これにより、非常
に微細な（亜ミクロン）多孔質の吸収剤粒子（水酸化カ
ルシウム及び水酸化マグネシウム）が吸収剤スラリー内
に存在するからである。

「経済性」本発明における一部湿式のガス洗浄一部噴霧乾燥処理及
び限定領域３０への散布（ＣＺＤ）のための概念上の資
本及び運転コストが見積もられた。

これらは、主に「煙道ガス中からの硫黄分除去（ＦＣ）
Ｄ）技術のための経済・設計上の要因」と題された電力
調査学会の１９８０年からの刊行物に書かれている。限
定領域への散布（ＣＺＤ）は明らかに資本の投下を低く
できるという利点を示しており、又キロワット時当り１
〜２ｍ１ｌｓ　　でよいということは、記録された２つ
の他の方法、即ち湿式ガス洗浄器による２０チのＳ０２
の除去のためのキロワット時当Ｄ　５．１４　ｍ１ｌｓ
　　及び噴霧乾燥による２０％のＳ０２の除去のための
キロワット時当り４．１７　ｍ１ｌｓ　よりはるかに魅
力的である。

部分的にＳ０２を減少する他の工程に対する限定領域散
布（ＣＺＤ）技術の本来的利点の中には次に述べるもの
がある。

１、最小の資本及び運転コストでよい。

２、ボイラ面積が最小必要スペースでよいり３、ＣＺＤ
はボイラーのスラグ発生及び汚染を生じない。

４、ＣＺＤは低又は高硫黄石炭からのＳ０２の発生を制
御できる。

「結論」本発明方法の結果によれば、加圧石灰水和物又は加圧ド
ロマイト質石灰水和物の利用によシ、高及び低硫黄を含
む燃料の燃焼により生ずる酸化硫黄の除去のため、非常
に効率的かつ経済的な工程を提供できる。その効率は、
消費した粒子の再使用を必要とせずに通常の化学量比で
達成される。

化学量比１．２〜１．５では、入口煙道ガス内に二酸化
硫黄が集中しているか否かにかかわらず、加圧石灰水和
物又は加圧ドロマイト質石灰水和物が、煙道ガスからＳ
Ｏ□を除去するための他の如何なる型の石灰よりもはる
かに優れている。低化学量比での二酸化硫黄除去の高い
運転性は、断熱飽和状態へ一層近似させることにより達
成可能である。

これにより、煙道ガスを再加熱のため迂回させる必要を
避け、かつ噴霧乾燥器における粒子の形成及び妨害の危
険性を制限することができる。供給されたスラリー内の
加圧石灰水和物又は加圧ドロマイト質石灰水和物の非常
に微細な多孔質粒子は非常に大きな表面積をさらすので
、二酸化硫黄が小滴中へ効率的に拡散する反応及びスラ
リー中に現存する中和値を効率的に利用する反応を夫々
促進する。一層微細な霧吹きが加圧水和物又は加圧ドロ
マイト質水和物により達成されるので、一層迅速な反応
及び一層短い滞留時間が提供される。

従って、酸化硫黄を減少させるだめの他の型の石灰を使
用する場合に比して、装置寸法を低減可能である。更に
、スラリーが煙道ガス中を通過する一つの通路における
中和値の利用を高い効率で行なえるため、煙道ガス中の
硫黄分除去（ＦＧＤ）による生成物の再使用は何ら必要
なくなる。これにより、再使用生成物内に存する飛散灰
の結果として生ずる摩耗損の問題を避け、かつ煙道ガス
中の硫黄分除去（ＦＧＤ）による生成物の再使用に関連
した付加的装置の問題を避けることができる。

上述の事より、加圧石灰水和物又は加圧ドロマイト質石
灰水和物は煙道ガスから二酸化硫黄を除去するのに多く
の能率化及び利点を提供することが明らかである。

以上説明した如く、本発明によれば、煙道ガスを限定領
域内で加圧石灰水和物又は加圧ドロマイト質石灰水和物
を含んだスラリーに接触させて煙道ガス中の二酸化硫黄
を除去するようにしているため、加圧石灰水和物等の粒
子は小さくかつ多孔質で大なる表面積を有しそのスラリ
ーは高反応的ゆえ、煙道ガス中の二酸化硫黄を高効率に
吸収して経済性を向上し、父上配粒子は小さく粘性が小
なるゆえ、スラリーの噴霧供給特性等を向上しえ、父上
記スラリーを限定領域内へ散布するようにしているゆえ
、硫黄除去反応を高速に行なえかつ装置の大きさを小さ
くでき運転コスト及び投下資本を低減できると共に、ボ
イラーの壁部のスラグの発生を防止できる等の利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る二酸化硫黄含有煙道ガスから二酸
化硫黄を除去する方法の一実施例を適用した脱硫装置に
おける限定領域散布を使用したボイラ出口の静電式入口
ダクトの一部切載斜視図、第２図は、第１図の装置の限
定領域散布において、スラリーが煙道ガス中のＳ０２除
去のため散布される配置を示す概略構成部分図、第６図
は第１図及び第２図の装置に関連して流体の循環を示す
概略構成図、第４図及び第５図は夫々、静電式沈殿器の
煙道ガスダクト上流に複数のスラリー噴霧用ノズルを設
けた他の装置を、第２図及び第６図に対応して示す図、
第６図囚、０３）は夫々化学量比（ｓｔｏｉｃｈｉｏｍ
ｅｔｒｉｅ　ｒａｔｉｏ）と８０２除去率（％）（％　
Ｓｏ２ｒｅｍｏｕａｌ）　　との関係を、本発明の如く
煙道ガスを一回塩基中を通過させた場合及び限定領域散
布による生成物を再使用した場合とで比較して示す図弐
である。１０・・・・・・ダクトシステム、１２．１４，１６，１８，２０，２２，２４，２６・・
・・・・ダクト、２８・・・・・・ノズル、　　３０・
・・・・・限定領域、３２・・・・・・静電式沈殿器、３４　、３（Ｓ・・・・・・湾曲翼、６８・・・・・・
タンク、４４・・・・・・加圧石灰水和物等の袋、５４
・・・・・・スラリー噴霧供給ポンプ。ＦＩＧ　　２゜ＦＩＧ＝４゜ＦＩＧ、、Ｊ。（Ａ’）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）二酸化硫黄を含有する煙道ガスを、所定材料の小
粒子を含む水の散布中の該小粒子と接触させて該二酸化
硫黄を除去する方法において、前記接触は所定の限定領
域内で行なわれ、更に前記所定材料は少なくとも加圧石
灰水和物又は加圧ドロマイト質石灰水和物を含むと共に
、該各石灰水和物の量は少なくとも煙道ガス中の二酸化
硫黄の総量を最初の二酸化硫黄量の１０％から９０％に
等しいレベルまで減少させる量であり、かつ該各石灰水
和物の二酸化硫黄に対する化学量比は１．５以下である
ことを特徴とする二酸化硫黄含有煙道ガスから二酸化硫
黄を除去する方法。
（２）前記ガスは、噴霧乾燥器内で前記加圧石灰水和物
又は加圧ドロマイト質石灰水和物に接触することを特徴
とする請求の範囲第１項記載の方法。
（３）前記ガスは、ボイラーのガス通路内の空気予熱器
の上流で前記所定材料の散布と接触することを特徴とす
る請求の範囲第１項記載の方法。
（４）前記ガスは、ボイラーのガス通路の空気予熱器の
下流で前記所定材料の散布と接触することを特徴とする
請求の範囲第１項記載の方法。
（５）前記ガスは、ボイラーのボイラー出口ダクト内で
前記所定材料の散布と接触することを特徴とする請求の
範囲第１項記載の方法。
（６）前記ガスは、静電式沈殿器の入口内で前記所定材
料の散布と接触することを特徴とする請求の範囲第１項
記載の方法。
（７）前記限定領域は、煙道ダクト内の煙道ガス中に配
置されていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の
方法。
（８）前記水の散布は、少なくとも約５重量％の固形物
を有していることを特徴とする請求の範囲第１項記載の
方法。
（９）前記水の散布は、煙道ガスの流れ内の連続個所に
霧吹きして行なわれることを特徴とする請求の範囲第１
項記載の方法。
（１０）前記水の散布は、加圧されたガスと共に霧吹き
して行なわれることを特徴とする請求の範囲第１項記載
の方法。