JPS62106823A - 炉内脱硫方法 - Google Patents

炉内脱硫方法

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Publication number
JPS62106823A
JPS62106823A JP60247469A JP24746985A JPS62106823A JP S62106823 A JPS62106823 A JP S62106823A JP 60247469 A JP60247469 A JP 60247469A JP 24746985 A JP24746985 A JP 24746985A JP S62106823 A JPS62106823 A JP S62106823A
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JP
Japan
Prior art keywords
furnace
injection
desulfurization
nozzle
desulfurizing
Prior art date
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Pending
Application number
JP60247469A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshimasa Miura
三浦 祥正
Noboru Okigami
沖上 昇
Yoshio Kobayashi
義雄 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Zosen Corp
Original Assignee
Hitachi Zosen Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS62106823A publication Critical patent/JPS62106823A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J7/00Arrangement of devices for supplying chemicals to fire

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、燃焼炉内に直接カルシウム系化合物を噴霧し
て、燃焼排ガス中のSO2を減少させる炉内脱硫方法に
関するものである。
従来の技術 燃焼炉から排出される排ガス中のSO□を除去する手段
の一つとして、炉内に直接脱硫剤を供給して、S02の
生成を減少させる方法(以下炉内脱硫法という。)があ
り、その脱硫性能を向上させるため、排ガス中の802
総(1(ma!!iL )に対する添加脱硫剤m (m
at m )の比率を増大することが試みられている。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のごとく排ガス中のso、、9量に
対する添加脱硫剤量の比率を増大することは、所要薬剤
量の増加及び灰分の増量によるランニングコストの増大
に結び付き、しかも脱硫効率も、SO2濃度3QQp、
p、m、で、脱硫剤に消石灰を用い、Ca/S当量比を
3としても、最大脱硫率60%程度と低く、さらに脱硫
剤を増しても顕著な効果は認められない。これらのこと
が、従来炉内脱硫法が湿式脱硫法のとと<、一般に広く
実用化されていない要因の一つと考えらオする。
脱硫効率を向上させるためには、上記の排ガス中SO,
総量に対する脱硫剤量比率の増大のほかに、(1)最適
温度域内で脱硫を行なわせ、この間の滞留時間を増大さ
せる、(11)排ガスと脱硫剤粉体の拡散混合性を積極
的に増大させ反応率を上げる、(■)脱硫剤粉体を超微
粒子化し、反応表面積を増大させて、反応活性化を向上
し、脱硫効率を上げる、などの手段が考えられる。
しかしながら、上記(II)、 (1)項に関連して超
微粒子の分散性の問題がある3、即ち、粉体粒子間には
、一般にファンデアワールス等の粒子間引力が働き、粒
子同士が凝集しやすく、超微粒子になると殆どの場合、
粒子は単一では存在し得す、単−粒子即ち1次粒子は2
次粒子と言われる粒子集合体(弱い結合のフロック、及
び強い結合のアグロメレート等)を形成している。この
凝集の度合は、粉体粒子が微細になればなる程大となり
、例えばタルクの?Ii、粉末においては、その粉体粒
子径と凝集度合との関係は第7図に示すごとく、粒子径
が5μm以下になる付近からその凝集度合は幾何級数的
に増大する。一般には1μm以下の粉体粒子を単一粒子
分散させることは極めて難しいと言われており、いわゆ
る超微粒子粉を単一粒子分散させるためには、かなりの
分散エネルギーが必要であることは言うまでもない。
本発明は、炉内脱硫法において、従来あまり考慮が払わ
れていない上記(It)、 (1)項に着目し、かつ特
に超微粒子状脱硫剤の単一粒子分散を実現して、脱硫効
率を向上させ、上記のごとき従来技術の11月題点を解
決しようとするものである。
問題点を解決するための手段 本発明の炉内脱硫方法は、燃焼炉内に、平均粒子径が5
μm以下の超微粒子状カルシウム系化合物を複数個の噴
射ノズルから、ノズル孔径、噴射速度、噴射用空気量が
下記(1)〜(III)式を満足し、かつ雰囲気温度が
900〜1200’Oの条件下で噴射することを特徴と
するものである。
32.8ε ≦1       ・・・・・・・(I)
ε= 2.7 X 10’ Ql+3/dn’    
  ・・・・・・ (II)U ”” Qn Xl 0
J/”1.5πdnz     ・・・・−(In)但
しε:超微粒子の単一粒子への分散に要するエネルギー
(J/’m’・5) dnニノズル孔径(mm) U:噴射速度(m/5ec) Qn:噴射空気m (l!/min )作用 本発明では、粒子径が5μm以下の超微粒子粉体とした
脱硫剤のカルシウム系化合物を、(I)〜(III)式
を満足する条件で噴射し、それによって分散エネルギー
を与え単一粒子状に分散して、極めて大きな反応表面積
を確保するとともに、複数個の噴射ノズルで噴射して炉
内に均一に拡散し、かつ反応最適官囲気温度で反応する
ことにより、反応を活性化して非常に高い脱硫率が得ら
れる。又同時に排ガス中のHCIも高効率で減少させる
ことができる。
実施例 まず本発明の実施に用いる装置について説明する。第1
〜5図は、NOx抑制のための三段燃焼システムを採用
したボイラに、本発明を適用するための装置の一例を示
す。第1図において、炉本体(1)に、下部から順に主
バーナ(3ン〔燃料ノズル(3a)。
空気ノズル(8b) ) 2次燃料ノズル(4)、2次
空気ノズル(5)が配設されている。(6)は管群、(
7)は隔壁、(8)は燃焼排ガス出口である。該燃焼排
ガス出口(8)とほぼ同じ高さ位置に脱硫剤噴射ノズル
(9)が取付けられている。火炉内(III)で発生し
た燃焼排ガスは、三段燃焼法によりNOxの発生が抑制
され、通常燃焼法に比較して、極めて低レベルのNOx
 8度となっているが、燃料中の燃焼性硫黄分は、燃焼
排ガス中でかなりのSO2ガス濃度となって存在する。
このSO2ガスとカルシウム系化合物との反応には、9
00〜1200’Oの範囲に好適温度があり、例えばC
aCO5では1100〜1200’Q、 Ca (OH
)2では1100 ’c付近で噴射するのが最も効率が
良く、この点から脱硫剤噴射ノズル(9)の取付位置は
、火炉内(III)温度がほぼ上記範囲を満足する第1
図に示す位置に選定する。脱硫剤噴射ノズル(9)は、
第1図の1−i線断面図である第2図に例示するごとく
、4個のノズルの先端(9a)が、火94内(III)
の横断面を仮りに4等分した、各区分のほぼ中央に相当
する部所に位iするごとく、それぞれ挿入され、かつ各
ノズル先端(9a)には噴流を水平方向へ円形に噴射し
得るよう多数のノズル孔が設けられている。
これにより脱硫剤が火炉内構断面方向に均等に噴射され
、かつ燃焼ガスと十字流となって、均一に両者が混合さ
れる。上記のごとく配設した脱硫剤の噴射ノズル(9)
において、ノズル孔径d。(朋)、噴射速度U()n/
5ec)及び噴射用空気量Qn (l!7’mi n 
)を上記式(1)〜(U)を満足する値に設定して噴射
することにより、脱硫剤であるカルシウム系化合物の粒
子径571m以下の超微粒子が単一粒子状に分散し、反
応表面積が増大し、脱硫効率が極めて向上する。又、脱
硫剤の種類によっては、噴射ノズル孔が極めて閉塞し易
い場合があり、そのような場合、若干均一分散性が低下
するが、クリーニング及び補修が容易に行ない得るよう
、第8図に示すごとく、4個の噴射ノズル(9)をその
先端部(9a)が火炉内(III)炉壁付近に位置する
よう配置すればよい。なおi3N4図に例示された噴射
ノズル(9)は、火炉(III)内の高温部に挿入され
ることから、ノズル管の焼損からの保護及びノズル先端
部(9a)に設けたノズル孔への脱硫剤の焼結等による
閉塞防止のため、ノズル全体を水冷構造とすることが好
ましく、特にノズル先端部(9a)付近は脱硫剤の分解
温度以下に保持しうる構造とすることが望ましく、さら
に、ノズル管表面の脱硫剤粉体及び斌焼灰の付着堆積物
を落す槌打装置を設けることも望ましい。
第4図及び第5図(≧、噴射ノズル(男の炉体(1)へ
の取付けにおける、他の配置例を示すものであり、炉体
(1)の燃焼排ガス出口(8)側に対向する側壁に、複
数個の単一孔ノズル(9)を水平方向に並列し火炉(I
II)内に噴射するようにし、ノズル孔径d。(mm)
、噴射速度U (m/5ecL 噴射用空気量(〕/m
1n)を上記式(I)〜(III)を満足する値に設定
して噴射するものである。この配置例では、第2図に示
す場合に比べて、均一分散程度が若干劣るが、噴射ノズ
ルの構造が簡単となり、保守が極めて容易である。
次に、上記第1図及び第2図に示されたボイラ狼 における、郷ト理の実施例を示す。脱硫剤として炭酸カ
ルシウム超微粉末(平均粒子径1.7μm)を用い、噴
射ノズル孔径□myt、噴射流速t s am/sec
 r雰囲気温度11 C1O’c付近の条件で、Ca 
75モル当量比を1.2.3及び4と変えて脱硫処理を
行なつ tこ。
比較例として、脱硫剤に平均粒子径10μmの炭酸カル
シウム粉末を用い、単一噴射ノズルを用い従来法により
脱硫処理を行なった。
上記実施例及び比較例において得られたCa/Sモル当
量比と脱硫率との関係は第6図のとおりであった。
第6図から明らかなとおり、比較例ではCa 75モル
当量比が8で脱流率50%程度であるのに対し、本実施
例では、90%にも達し、極で脱硫効率がすぐれていた
発明の効果 本発明により、いわゆる炉内脱硫法において、極めて高
い脱硫率が達成できる。又脱塩についても同様の効果が
得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に用いる装置の一例を示す概略縦断面図
、第2図は第1図のI−1線断面図、第8図は第2図の
他の例を示す断面図、第4図は本発明に用いる装置の他
の一例を示す概略縦断面図、第5図は第4図の■−■線
断面図、第6図は実施例におけるC a /Sと脱硫率
との関係を示すグラフ、第7図は微粒子の粒径と凝集度
との関係を示すグラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、燃焼炉内に、平均粒子径が5μm以下の超微粒子状
    カルシウム系化合物を、複数個の噴射ノズルから、ノズ
    ル孔径、噴射速度噴射用空気量が下記( I )〜(III)
    式を満足し、雰囲気温度が900〜1200℃の条件下
    で噴射することを特徴とする炉内脱硫方法。 32.3ε^−^0^.^2≦1・・・・・・( I )
    ε=2.7×10^6Q^3_n/d^7_n・・・・
    ・・(II)U=Q_n×10^3/15πd^2_n・
    ・・・・・(III)但し、ε:超微粒子の単一粒子への
    分散に要するエネルギー(J/m^2・S) d_n:ノズル孔径(mm) U:噴射速度(m/sec) Q_n:噴射空気量(l/min)
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0747225A (ja) * 1990-03-26 1995-02-21 Intevep Sa 流出物吸着酸化物エアゾールの現場製造方法
WO2011055759A1 (ja) * 2009-11-06 2011-05-12 宇部興産株式会社 排ガスの処理方法および装置

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