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JPH04300626A - 排煙脱硫装置およびその運転方法 - Google Patents

排煙脱硫装置およびその運転方法

Info

Publication number
JPH04300626A
JPH04300626A JP3064562A JP6456291A JPH04300626A JP H04300626 A JPH04300626 A JP H04300626A JP 3064562 A JP3064562 A JP 3064562A JP 6456291 A JP6456291 A JP 6456291A JP H04300626 A JPH04300626 A JP H04300626A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
specific surface
surface area
desulfurization
exhaust gas
desulfurizing agent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3064562A
Other languages
English (en)
Inventor
Hirobumi Yoshikawa
博文 吉川
Koichi Yokoyama
公一 横山
Yasuyuki Nishimura
泰行 西村
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.)
Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Babcock Hitachi KK filed Critical Babcock Hitachi KK
Priority to JP3064562A priority Critical patent/JPH04300626A/ja
Publication of JPH04300626A publication Critical patent/JPH04300626A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Treating Waste Gases (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はアルカリまたはアルカリ
土類金属の酸化物、水酸化物または炭酸塩のうち一種類
以上の化合物を脱硫剤として用いる脱硫装置に係り、特
に脱硫性能の向上する脱硫剤の添加を行う脱硫装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】火力発電所における重油焚、石炭焚ボイ
ラから排出される排ガス中には、硫黄化合物(SOx)
やHClなどの酸性有害物質が通常、100〜3000
ppmの割合で含まれており、酸性雨や光化学スモッグ
の原因物質とされるため、その効果的な処理手段が望ま
れている。従来から湿式法(例えば石灰石−石膏法)ま
たは乾式法(活性炭法)が実施されているが、湿式法は
有害物質の除去率が高い反面、廃水処理が困難で、排ガ
スを再加熱する必要があり、設備費や運転費が高く、乾
式法では高い除去率が得られないという問題があった。 このため、無排水の低コストプロセスで高い除去率が得
られる脱硫方法の開発が望まれている。
【0003】ボイラなどの排ガスの脱硫法としては、上
記方法のほかに、消石灰やそのスラリを排ガス中に噴霧
する半乾式法や火炉内や煙道内の高温ガス中に石灰石を
直接分散させて酸性有害物質を除去する乾式法が提案さ
れており、設備費や運転費が安いという特徴を有してい
るが、いずれの方法も除去率が低いという問題がある。
【0004】消石灰や生石灰を排ガス中に噴霧して排ガ
ス中のSO2と反応させ、これを集塵装置で除去する方
法の代表的なフローシートを図6に示す。ボイラ1から
の排ガスはエアヒータ2で温度を下げられ、脱硫塔3に
導かれる。消石灰A、生石灰B等の脱硫剤は煙道7また
は脱硫塔3内に噴霧して供給され、排ガス中のSO2等
の酸性有害物質と反応する。この時水Cも供給されるこ
とにより排ガスの温度を下げ、湿度を上げる。
【0005】この際、水Cは脱硫剤と別に供給しても、
脱硫剤をスラリとして同時に供給しても良い。反応した
脱硫剤は排ガス中の灰とともに集塵装置8で捕集され、
その一部は再び脱硫塔3に供給されて排ガス中のSO2
等の酸性有害物質と反応する。残りの脱硫剤および灰D
は廃棄される。
【0006】このような方法において、酸性有害物質の
除去率は排ガス中の水分(相対湿度)が支配的であると
されている。すなわち、酸性有害物質の除去率を上げる
ためには、排ガスの温度を下げ、水分濃度を上げること
が必要である。水分濃度を上げるために、水や消石灰ス
ラリを噴霧する方法が提案されているが、このようなガ
ス中の水分濃度を上げる方法では酸性有害物質の除去率
の向上は十分ではない。酸性有害物質の除去率が低い場
合は、集塵装置8によって捕集された未反応の脱硫剤を
含む粒子に水Cや水蒸気を添加し、表面に形成された反
応生成物の殻を破壊した後、この一部を再び排ガス中や
火炉の中に噴霧することによって除去率を向上する方法
も提案されている(例えば、米国特許第3431289
号明細書、特開昭60−19019号、特開昭61−3
5827号)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記米国特許
明細書等に記載されている集塵装置によって捕集された
未反応の脱硫剤を含む粒子に水や水蒸気を添加し、表面
に形成された反応生成物の殻を破壊した後、この一部を
再び排ガス中や火炉の中に噴霧する方法は集塵装置で捕
集された未反応の脱硫剤を含む粒子に水や水蒸気を添加
しても反応生成物の殻が完全には破壊されないため除去
率の回復は充分でなく、特にボイラ出口におけるSO2
濃度が高い場合は高い脱硫率は得られない。
【0008】また、ボイラの負荷や燃料である石炭中の
硫黄含有量が変化することによって排ガス中のSO2濃
度も変化するが、従来技術ではSO2が変化した場合は
脱硫剤の供給量を調整して煙突出口でのSO2濃度を制
御していた。しかし、このような方法では脱硫剤の供給
量が一定でなく、集塵装置で捕集された粒子中の未反応
脱硫剤の含有量が変動し、これをリサイクルした時に脱
硫性能を制御することが困難になるという問題点あった
【0009】このように、上記従来技術はSO2吸収に
伴う脱硫剤の細孔の閉塞について配慮がされておらず、
酸性有害物質の除去率(脱硫率)が低くなり、装置コス
トが高価になるという問題があった。また、負荷変動に
伴うS02濃度の変化に対する制御が困難であった。
【0010】そこで、本発明の目的は簡易なシステムで
負荷変動に伴うS02濃度の変化に対する制御が容易な
、高い脱硫率を得る排煙脱硫装置を提供することにある
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は次の
主要な構成により達成される。すなわち、アルカリまた
はアルカリ土類金属の酸化物、水酸化物または炭酸塩の
うち、少なくとも一種類以上の化合物を脱硫剤として燃
焼排ガス中に添加する排煙脱硫装置において、排ガス路
の2カ所以上に脱硫剤の供給部を設け、かつ、排ガス路
の上流側に比表面積のより大きな脱硫剤の供給部を、排
ガス路の下流側に比表面積のより小さな脱硫剤の供給部
を設けた排煙脱硫装置、または、排ガス中の硫黄酸化物
の濃度が高くなった時には比表面積の大きな脱硫剤の供
給量を増加し、排ガス中の硫黄酸化物の濃度が低くなっ
た時には比表面積の小さな脱硫剤の供給量を増加する前
記排煙脱硫装置の運転方法、である。
【0012】ここで、N2BET法で測定した脱硫剤の
比表面積の比が、(比表面積のより大きな脱硫剤)/(
比表面積のより小さな脱硫剤)=1.5以上にすること
により、脱硫性能が向上する。また、比表面積の異なる
脱硫剤として、例えば比表面積の異なる複数の消石灰を
用いることもできるが、比表面積のより大きな脱硫剤と
して生石灰(CaO)を用い、比表面積のより小さな脱
硫剤として消石灰(Ca(OH)2)を用いることもで
きる。
【0013】
【作用】従来の技術では、排ガス中のSO2と反応した
脱硫剤の細孔は反応生成物(ここでは亜硫酸カルシウム
および/または硫酸カルシウム)により閉塞され、その
結果SO2と脱硫剤の接触が悪くなり、それ以上脱硫し
なくなっていた。しかし、比表面積や細孔容積の大きな
脱硫剤はSO2濃度の高い雰囲気でも細孔の閉塞が少な
い。そこで、ボイラ出口近くのSO2濃度の高い雰囲気
では比表面積の大きな脱硫剤を用いて排ガス中のSO2
濃度を低し、SO2濃度を低くした後で比表面積の小さ
な脱硫剤を使用して、さらに排ガス中のSO2を吸収さ
せることにより細孔の閉塞が少なくなるので脱硫率も高
くなる。また、ボイラ出口でのSO2濃度の変動による
脱硫性能の変化が少ない。
【0014】
【実施例】本発明は、下記の実施例によってさらに詳細
に説明されるが、下記の例で制限されるのもではない。
【0015】実施例1 脱硫剤として消石灰およびそれを加熱して調製した生石
灰を用い、石炭焚きボイラの排ガスを脱硫処理する場合
について、本発明法による装置を適用した例を用いて説
明する。図1において、ボイラ1からの排ガスはエアヒ
ータ2で温度を下げられ、脱硫塔3に導かれる。消石灰
Aの一部は加熱装置4に供給され600℃に加熱されて
生石灰Bになる。消石灰Aはライン5より、生石灰Bは
ライン6より、それぞれ煙道7または脱硫塔3内に噴霧
して供給される。煙道7または脱硫塔3内で消石灰Aお
よび生石灰Bは排ガス中のSO2などの酸性有毒ガスと
反応し、反応した脱硫剤は排ガス中の灰および未反応の
脱硫剤とともに集塵装置8で捕集される。ただし、消石
灰Aは生石灰Bよりは下流側のSO2濃度の低い領域に
供給する必要がある。脱硫剤を噴霧する際、脱硫率をよ
り向上するため、煙道7または脱硫塔3内にライン9よ
り水Cを供給することにより排ガスの温度を下げ、湿度
を上げることも可能である。この際水Cは脱硫剤と同一
箇所で供給しても、別な場所で供給してもよい。集塵装
置8で捕集され未反応および反応済みの脱硫剤並びに灰
を含んだ粒子D(以下、捕集粒子と呼ぶ)の一部は廃棄
され、その残りはライン10を通じて再び煙道7または
脱硫塔3内に噴霧して供給され、排ガス中のSO2など
の酸性有毒ガスと再度反応させることも可能である。た
だし、この際は消石灰Aと共に供給することが、脱硫性
能の点から好ましい。
【0016】この装置を用いて、A炭(石炭中の硫黄分
1.9%)を燃焼したときの脱硫性能を測定した。ただ
し、消石灰A(N2BET法による比表面積10.3m
2/g:以下、単に比表面積と呼ぶ)および生石灰B(
比表面積29.7m2/g)をボイラ出口における排ガ
ス中に含まれるSO2に対しモル比でそれぞれ1.0倍
、合計2.0倍添加し、水Cは重量比で排ガスの3%添
加した。消石灰Aおよび生石灰Bはそれぞれライン5お
よびライン6より煙道7および脱硫塔3内に噴霧して供
給してた。集塵装置8で捕集された粒子は再循環せず、
すべて廃棄した。
【0017】ボイラ出口および集塵装置出口において、
ガス中の水分を除去した後、SO2濃度を測定したとこ
ろ、それぞれ1540ppmであった。すなわち、排ガ
ス中のSO2濃度を測定したところそれぞれ1540p
pmと155ppmであった。すなわち、排ガス中のS
O2の内の90%が除去(以下、脱硫率90%と呼ぶ)
されたことになる。
【0018】実施例2 実施例1と同一の装置を用いて、同一条件で脱硫率を測
定した。ただし、加熱装置4に供給する消石灰量を調整
することにより、消石灰Aと生石灰Bの合計の供給量(
モル基準)は一定の条件で、消石灰Aと生石灰Bの供給
比率を変化させた。
【0019】その結果を図2中の(a)に示す。生石灰
Bの割合が高いほど脱硫率が高くなるが、A炭の場合生
石灰Bの割合が60%以上でほとんど影響が無いことが
分かった。
【0020】A炭以外の他の硫黄含有率の石炭について
も同様の検討を行ったが、一般的に硫黄含有量の高い石
炭ほど生石灰Bの混合比を高くする必要があることが分
かった。SO2濃度の高い上流側に細孔容積の大きな生
石灰Bを添加することにより脱硫性能が向上するのは、
生石灰Bの方が細孔容積が大きいため高SO2濃度でも
細孔の閉塞が生じにくいためと推定される。
【0021】実施例3 実施例1と同一の装置を用いて、同一条件で脱硫率を測
定した。但し、脱硫剤としては比表面積の異なる2種類
の消石灰Aを用いた。消石灰Iは比表面積26.8m2
/gを持ち、消石灰IIは比表面積10.3m2/gを
持つものを用いた。消石灰Iと消石灰IIの合計の供給
量は一定の条件で、消石灰Iと消石灰IIの供給比率を
変化させた。その時の供給比率と脱硫性能の関係を図3
に示す。 実施例2と同様に消石灰Iの割合が高いほど脱硫率も高
くなるが、A炭の場合消石灰Iの割合が60%以上では
ほとんど影響が無いことが分かった。
【0022】実施例4 実施例1と同一の装置を用いて、同一条件で脱硫率を測
定した。但し、比表面積の小さな消石灰II(比表面積
10.3m2/g)とそれより比表面積の大きな数種類
の比表面積を持つ消石灰との2種類の消石灰Aを用いた
。 そして、それぞれの消石灰を排ガス中に含まれるSO2
に対しモル比でそれぞれ1.0倍、合計2.0倍添加し
た。消石灰IIより比表面積の大きな消石灰の比表面積
と脱硫性能の関係を図4中の(a)に示す。比表面積の
大きな消石灰の比表面積が15m2/g以下では脱硫率
が低下することが分かった。
【0023】A炭以外の他の硫黄含有率の異なる石炭に
ついても同様の検討を行ったが、脱硫性能の点から比表
面積が異なる二種類の消石灰の比表面積比は1.5倍以
上であることが分かった。
【0024】実施例5 実施例1と同一の装置を用いて、同一条件で硫黄含有率
の異なる石炭について脱硫率を測定した。ボイラ出口の
SO2濃度と脱硫性能の関係を図5中の(a)に示す。 ボイラ出口でのSO2濃度の変動による脱硫率の変化が
小さく、制御が容易であることが分かる。
【0025】比較例1 図6に示した従来技術に基づく排煙脱硫装置を用いて、
実施例1および5と同じ条件で硫黄含有率の異なる石炭
について脱硫率を測定した。ただし、脱硫剤は実施例1
および5と同様の消石灰Aおよび生石灰Bを混合して、
その半分の量をそれぞれライン5およびライン6より煙
道7および脱硫塔3内に噴霧して供給した。その結果を
図5中の(b)に示す。
【0026】本発明による脱硫装置に比較して脱硫率が
低く、特にボイラ出口でのSO2濃度が高い場合はその
差が大きくなっている。また、ボイラ出口でのSO2濃
度の変動による脱硫率の変化が大きく、制御が困難であ
る。
【0027】比較例2 図6に示した従来技術に基づく装置を用いて、A炭につ
いて実施例2と同じ条件で、消石灰Aおよび生石灰Bの
供給量を変化させ、脱硫率を測定した。ただし、脱硫剤
は比較例1と同様の消石灰Aおよび生石灰Bを混合して
、その半分の量をそれぞれライン5およびライン6より
煙道7および脱硫塔3内に噴霧して供給した。その結果
を図2中の(b)に示す。本発明法による脱硫装置に比
較して全体的に脱硫率が低くなっている。
【0028】比較例3 図6に示した従来技術に基づく装置を用いて、A炭につ
いて実施例4と同じ条件で、2種類の消石灰Bを用いた
時の脱硫率を測定した。ただし、脱硫剤は比較例1と同
様の消石灰Aおよび生石灰Bを混合して、その半分の量
をそれぞれライン5およびライン6より煙道7および脱
硫塔3内に噴霧して供給した。その結果を図4中の(b
)に示す。本発明による脱硫装置に比較して全体的に脱
硫率が低くなっている。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、比表面積や細孔容積の
大きな脱硫剤はSO2濃度の高い雰囲気でも細孔の閉塞
が少ない。そこで、ボイラ出口近くのSO2濃度の高い
雰囲気では比表面積の大きな脱硫剤を用いて排ガス中の
SO2濃度を低し、SO2濃度を低くした後で比表面積
の小さな脱硫剤を使用して、さらに排ガス中のSO2を
吸収させることにより細孔の閉塞が少なくなるので脱硫
率も高くなる。また、ボイラの負荷変動によるSO2濃
度の変化に応じて、ボイラ出口近くのSO2濃度の高い
雰囲気での比表面積の大きな脱硫剤の添加量を制御する
ことで、SO2濃度の変動による脱硫性能の変化を小さ
くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における脱硫装置のフローシー
トである。
【図2】生石灰の供給比率と脱硫率の関係図である。
【図3】本発明の実施例の比表面積の大きな消石灰の供
給比率の関係図である。
【図4】比表面積の大きな消石灰の比表面積と脱硫率の
関係図である。
【図5】ボイラ出口でのSO2濃度と脱硫率の関係を示
した実験データである。
【図6】従来技術のフローを示す図である。
【符号の説明】
1  ボイラ 3  脱硫塔 4  加熱装置 7  煙道 8  集塵装置 A  消石灰 B  生石灰 C  水 D  捕集粒子

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  アルカリまたはアルカリ土類金属の酸
    化物、水酸化物または炭酸塩のうち、少なくとも一種類
    以上の化合物を脱硫剤として燃焼排ガス中に添加する排
    煙脱硫装置において、排ガス路の2カ所以上に脱硫剤の
    供給部を設け、かつ、排ガス路の上流側に比表面積のよ
    り大きな脱硫剤の供給部を、排ガス路の下流側に比表面
    積のより小さな脱硫剤の供給部を設けたことを特徴とす
    る排煙脱硫装置。
  2. 【請求項2】  N2BET法で測定した脱硫剤の比表
    面積の比が、(比表面積のより大きな脱硫剤)/(比表
    面積のより小さな脱硫剤)=1.5以上であることを特
    徴とする請求項1記載の排煙脱硫装置。
  3. 【請求項3】  比表面積のより大きな脱硫剤が生石灰
    (CaO)であり、比表面積のより小さな脱硫剤が消石
    灰(Ca(OH)2)であることを特徴とする請求項1
    記載の排煙脱硫装置。
  4. 【請求項4】  排ガス中の硫黄酸化物の濃度が高くな
    った時には比表面積の大きな脱硫剤の供給量を増加し、
    排ガス中の硫黄酸化物の濃度が低くなった時には比表面
    積の小さな脱硫剤の供給量を増加することを特徴とする
    請求項1記載の排煙脱硫装置の運転方法。
JP3064562A 1991-03-28 1991-03-28 排煙脱硫装置およびその運転方法 Pending JPH04300626A (ja)

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JP3064562A JPH04300626A (ja) 1991-03-28 1991-03-28 排煙脱硫装置およびその運転方法

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JP3064562A JPH04300626A (ja) 1991-03-28 1991-03-28 排煙脱硫装置およびその運転方法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997012662A1 (fr) * 1995-10-06 1997-04-10 Kaneka Corporation Procede de traitement des gaz brules et des poussieres

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997012662A1 (fr) * 1995-10-06 1997-04-10 Kaneka Corporation Procede de traitement des gaz brules et des poussieres

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