JPS61501618A - ガス特に燃焼ガスの浄化装置 - 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】 ガス特に燃焼ガスの浄化装置 炉から出た燃焼ガスは燃焼プラント又は普通の熱々換器では再生できない成る量 の熱エネルギーを含んでいる。また硫黄化合物、ちり粒子、その他の汚染物の如 き腐食性物質を含んでいる。これらの物質は除去が困難であり、環境問題を提起 する。

本発明の目的は、燃焼ガス中の残留熱を空気加熱用に有効に利用すると共に前記 ガスを浄化して、腐食性／酸性の化合物を中和し、ガス中に含まれた灰、粒子と 結合した重金属及び成る種のガス状水銀化合物を収集する装置を提供することに ある。残りの産物は簡単に廃棄できる化学的に安定した化合物となる。

本発明は、′汚染ガスを発生するプラントに連結した蓄熱式熱交換器を備え、前 記熱交換器は交互に使用する少なくともＺつのユニットを備え、各ユニットは蓄 熱体をもった蓄積スペースをもち、かつ燃焼ガスと空気を夫々通過させる連結部 を備えている。そして本発明の特徴は蓄熱体が成る量の塩基性粒子を含み、各ユ ニットが下端にある連結部、上端にある他の連結部、及び蓄積スペースを通る流 れを導く切換弁を備えて、汚染ガスを１方向に通過させ、これと交替に空気を反 対方向に通過させるようになし、各ユニットとガス入口連結部を、蓄積スペース 内の温度が燃焼ガス中の水分の露点より下に低下するように、配置した点にあ水 分は浮遊している灰、粒子と結合している重金属、成る種のガス状水銀化合物と 結合し、二酸化硫黄と塩基性粒子との反応を促進させる。

蓄積スペースとの連結部は好適には、ガスが蓄積スペースを上から下へ通過し、 空気が下から上へ通過するように配置する。別法としては、この連結部はガスが 蓄積スペースの内部から外へ、空気が外部から内へ通過するように配置する。好 適には蓄積スペースは内部に孔あきの部分壁を備えて、前記スペースを少なくと も２つのチャンバに分割して、ガスと空気の基本的に横断する流れを夫々生ぜし めるように構成する。

熱交換器は好適には、塩基性粒子を浄化するための、及び粒子を蓄積スペースか ら装置へ移送しそして蓄積スペースへ戻すための、そしてそこから使用済みの材 料を除去するための装置と組合わされる。浄化装置は好適には回転する、加熱さ れたドラムを含む。これは加熱された空気の１部を受入れる連結部を備えて、化 学反応が連続するようにする。この場合には、粒子に結合した亜硫酸カルシウム を更に酸化して硫酸カルシウムに酸化させる。この硫酸カルシウムは安定した不 活性の残りの産物であり、殆ど不都合なしに廃棄することができる。粒子の化学 的に消耗された表面層はドラムの回転中に削り取られ、このため粒子を再使用の ために熱交換器に戻したとき新鮮な材料を使用することができる。

加熱された空気の１部は、汚染ガスを発生する炉のバーナへ送られる。

成る作業条件下では、熱交換器内で過剰量の加熱空気が作られる。この空気は好 適には、ガスの上昇性を増、すためにガス排出管に送られる。

熱交換器は好適には、排出燃焼ガス中の二酸化硫黄の含量を測定し、粒子を蓄積 スペースに入れたり出したりする移送を制御して強塩基性接触面に予定の反応値 を維持させるための手段を備える。

本発明を図につき説明する。

第１図は炉に連結した本発明の熱交換器と、蓄熱装置の断面図； 第２図乃至第４図は蓄積スペースとその中の通路の異なった構成を夫々示す図で ある。

第１図に１０で示すボイラーの１部をなす炉はガス状、液状又は固状の燃料用の バーナ１１を備え、このバーナには管１２を経て燃焼ガス浄化器／熱交換器から 加熱空気を供給する。ボイラー／炉に連結した燃焼ガス管を１３で示す。

燃焼ガス中の残留熱を再生し、このガス中の望ましくない生成物を無害とするた めに、熱交換器／フィルタ１４を備える。別法としては前記熱交換器／フィルタ に燃焼ガスを通して、その残留熱の１部を放出させ、そして空気を通して、この 空気を加熱させる。それ放間にはユニットを１つだけ示しているが、プラントに は少なくとも２つのほぼ同形のユニットを備える。好適には第３のユニットを予 備として備え、各ユニットを順番に掃除と解体のために切離せるようにする。

熱交換器ユニットの形状は変更してもよく、その寸法は燃焼プラントの能力に依 存する。好適実施例は塔状の構造とし、その底部の寸法は高さより小さくし、塩 基性の粒子１６を入れる蓄積スペース１５を設ける。この粒子は好適には破砕し た石灰石又は同様の材料を含むが、塩基性の表面被覆をもつマカダム又はその他 の担体で構成してもよい。

図示の実施例では、蓄積スペースに設けた底部１７は中心の縦のスロット１８か ら下方かつ両側に出口１９へ傾いている。

これらの出口は蓋２０で閉じ、スロット１８の近くにフラップ弁２１を設ける。

蓄積スペース１５は内部と外部の仕切壁２２と２３を備える。

内部仕切壁２２はスロット１８の上方に設け、このスロットの上方にくさび形の 空所を形成する。外部仕切壁２３は内部仕切壁に平行として、該ユニットの側壁 と外壁との間にくさび形空所を形成する。

該ユニットのりフジ形の屋根部はバーナに至る空気管１２と燃焼ガス管１３のた めの連結部を夫々もち、屋根部内に第２のフラップ弁２４を備える。最終ガス流 出部は２５で示し、底部１７の下のスペースから出ている。

燃焼ガスと空気を択一的に蓄積スペースに通し、１プラントで２つのユニットを 作動させる場合、一方のユニットに粒子加熱用ガスを供給すると共に、他方のユ ニットには前に加熱された粒子によって加熱する空気を供給する。成る作業時間 の経過後、これらの流体の流れを逆転させる。

図示の作業状態では、熱交換器１４に空気を通して、前の段階で粒子に吸収され た熱を利用する。

底部１７の下方のスペースの１側に開口２６から空気を入れる。この開口は燃焼 ガス管２５の連結部の反対側にある。フラップ弁２１を図中で右方へ回動すると 、開口２６はスロット１８を経て２つの内部仕切壁２２間のスペースと連結する 。

仕切壁のこの構成によって空気が、後には燃焼ガスが、はぼ均等な厚さをもつ粒 子層をほぼ水平に通過する。

上方のフラップ弁２４を回動させると燃焼ガス管１３との連絡を絶つが、空気管 との連絡を維持する。フラップ弁２４゜２１をそれらの択一的な位置に回動させ ると、燃焼ガスの連結部を開くと共に空気通路を閉じまた前者を閉じて後者を開 くことができる。

燃焼ガス中には通常若干の水分があり、普通のプラントでは、ガス排出温度を高 く保って、ボイラー加熱面に凝縮する危険性がないようにする。このことは、排 出ガス中にまだ多くの残留熱があることを意味する。

蓄積スペース１５と、燃焼ガス出口への連結部は、本発明により蓄積スペース内 で流れの凝縮が起こるように配置する。析出した水分は燃焼ガス中の二酸化硫黄 と塩基性粒子との反応を促進し、亜硫酸カルシウムを作る。蓄積スペースの大部 分内に存在する粘着性の粒子と水分は浮遊している灰と、粒子と結合した重金属 及び成る種のガス状水銀化合物を捕捉する能力が大きい。

空気の予熱のほかに良好なガス浄化を行う。後で空気が粒子を通過して加熱され るとき、最初に作られた亜硫酸カルシウムは少なくとも部分的にそれ以上酸化し てもっと安定した最終製品の硫酸カルシウムになる。

何時間か使用した後には粒子表面層の反応活性は小さくなる。粒子はゆっくり該 ユニット内を下降し、この使用済みの材料を底から除去すると共に、新しい反応 性のある材料を上部から供給する。

図中の２７はケース（図示せず）内の回転ドラムを示し、このドラムに粒子を運 搬手段２８によって供給する。ユニットの反対側からの粒子の搬出はほぼ同形の 手段で行う。この搬出径路は破線２９で示す。

粒子の再生と機械的浄化はドラム２７内で行う。粒子の表面層は、例えば、ドラ ムが孔あきであることによって、全体的に又は部分的にすり減り、分離する。こ こで粒子から生じた粉状物と小片を除去し、浄化した粒子を適切な手段（図示せ ず）によってドラムから送出する。

この浄化装置は好適には２つの熱交換ユニットに共通に使用し、そして過剰量の 粒子を収容し、両蓄積スペースが満たされている間に前記過剰量の粒子を処理し ている。

蓄積スペースへの戻しはパケットやスクリューコンベヤの如き好適な装置３０で 行う。燃焼ガス排出部に連結した装置３１はプラントを出る燃焼ガス中の二酸化 硫黄の含量を感知し、粒子の循環を制御して二酸化硫黄含量が予定値を越えない ようにする。

燃焼ガスの熱含量はバーナに送る空気を加熱するのに使う量より普通は高い。余 剰の空気は管３２からドラム２７へ送る。この高温の空気は粒子上の亜硫酸カル シウムの酸化を促進して硫酸カルシウムにする。この硫酸カルシウムは安定した 余分の生成物であり、機械的磨滅や洗浄によって粒子から容易に分離できる。ド ラムを出た空気は成る量のちりを含んでおり、好適には燃焼ガス管１３に又は直 接にユニット１４に送り、この汚染された空気がちりを収集する粒子蓄積部を通 るようにする。

過剰の空気を浄化装置２７が必要としない場合には、燃焼ガスの上昇性を増すた めにノズル３４まで延在する管３３によって燃焼ガス排出部２５に送る。

第２〜４図は粒子蓄積部、燃焼ガス及びこれに連結した空気管の他の実施例を示 す。空気通路は実線で、燃焼ガス通路は破線で示す。

第２図の実施例は第１図の実施例に大部分一致するが、蓄積スペース１５ａの形 が逆ｖ形に似ている。仕切壁２２ａ、　２３ａは粒子の固有の休止角にほぼ一致 するか又はそれより僅かに大きい角度で傾斜する。

この場合冷えた側の比較的小さい表面がまだ腐食性を有するガスに対してさらさ れる。

第３図は蓄積スペースを画成する壁２２ｂ、　２３ｂの形を正規のＶ形とした実 施例を示す。この場合冷えた側の表面は前の実施例の表面よりそれ相応に大きい が、凝縮を防止するために絶縁する必要のある小さな表面が暖かい側だけにある 。

第４図に示す如く、仕切壁２２ｃ、　２３ｃは垂直に置くことができる。こうし て２つの平行な部分蓄積柱１５ｃを形成する。

これらの柱は完全に分離するか又は粒子の供給・送出手段によって連結する。燃 焼ガスは中から外へ通過すると共に空気は外から内へ通過する。

上述の実施例は単なる例示であり、各構成分には種々の変更が可能である。蓄積 スペースは２つの仕切壁間に置いた１本の柱としてもよく、底部１７は両側面を 中心向かって傾斜するように構成してもよい。こうすれば粒子の送出が簡単にな る。

回転ドラム２７の代わりに振動ふるい又はこれと同様な装置としてもよい。この 場合粒子は機械磨滅と空気の影響を受けると同様に小さな粒子が除かれる。

本発明を炉に使用するものとして説明したが、熱い、汚染ガスを発生する工業プ ロセスに関して本発明を使用できることは明らかである。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．汚染ガスを発生するプラントに連結した蓄熱式熱交換器を備え、前記熱交換 器は交互に使用する少なくとも２つのユニット（１４）を備え、各ユニットは蓄 熱体をもった蓄積スペース（１５）をもち、かつ燃焼ガスと空気を夫々通過させ る連結部（１３，２５；２６，１２）を備えている如き空気を予熱し，ガス、特 に燃焼ガスを浄化する装置において、蓄熱体が成る量の基塩性粒子（１６）を含 み、各ユニットが下端にある連結部（２５，２６）、上端にある他の連結部（１ ２，１３）、及び蓄積スペースを通る流れを導く切換弁（２１，２４）を備えて 、汚染ガスを１方向に通過させ、これと交替に空気を反対方向に通過させるよう になし、各ユニット（１４）とガス入口連結部（１３）を、蓄積スペース内の温 度が燃焼ガス中の水分の露点より下に低下するように、配置したことを特徴とす る空気予熱及びガス浄化装置。
2. ２．連結部（１３，２５；２６，１２）を、ガスが蓄積スペースを上から下へ通 過し、空気が下から上へ通過するように、配置したことを特徴とする請求の範囲 第１項記載の装置。
3. ３．前記連結部を、ガスが蓄積スペースの内部から外へ通過し、空気が外部から 内へ通過するように，配置したことを特徴とする請求の範囲第１項記載の装置。
4. ４．蓄積スペース（１５）が内部の孔あき仕切壁（２２，２３）を備えて、前記 スペースを少なくとも２つのチャンバに分け、ガスと空気の基本的な横断流を夫 々生ぜしめるよう構成した請求の範囲第２項又は第３項記載の装置。
5. ５．塩基性粒子を浄化する装置（２７）と、粒子を蓄積スペース（１５）から装 置（２７）へ送りそして蓄積スペースへ戻すためのそしてそこから使用済みの材 料を除去するための手段（２８，２９；３０）を備えたことを特徴とする請求の 範囲第１項乃至第４項の何れか１項に記載の装置。
6. ６．浄化装置（２７）が加熱された回転ドラムを含むことを特徴とする請求の範 囲第５項記載の装置。
7. ７．浄化装置（２７）が加熱された空気の１部を受入れる連結部（３２）を備え たことを特徴とする請求の範囲第６項又は第７項記載の装置。
8. ８．加熱された空気の１部を、汚染ガスを発生する炉のバーナ（１１）へ送る管 手段（１２）を備えたことを特徴とする請求の範囲第１項乃至第７項の何れか１ 項に記載の装置。
9. ９．任意量の加熱された空気を燃焼ガス排出管へ送る管（３３）を備えたことを 特徴とする請求の範囲第１項乃至第８項の何れか１項に記載の装置。
10. １０．排出燃焼ガス中の二酸化硫黄の含量を測定し、粒子を蓄積スペースに入れ たり出したりさせる移送を制御して強塩基性接触面に予定の反応値を維持させる ための手段（３１）を備えたことを特徴とする請求の範囲第５項乃至第９項の何 れか１項に記載の装置。