JPH0714464B2 - Desulfurization denitration method - Google Patents
Desulfurization denitration methodInfo
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- JPH0714464B2 JPH0714464B2 JP2199114A JP19911490A JPH0714464B2 JP H0714464 B2 JPH0714464 B2 JP H0714464B2 JP 2199114 A JP2199114 A JP 2199114A JP 19911490 A JP19911490 A JP 19911490A JP H0714464 B2 JPH0714464 B2 JP H0714464B2
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は排ガスの脱硫脱硝方法に関する。より具体的に
は、本発明は安価でかつ脱硝性能の高い触媒を用いるこ
とが可能なため、装置全体としての省スペース化及びコ
スト低減が図れる脱硫脱硝方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for desulfurizing and denitrifying exhaust gas. More specifically, the present invention relates to a desulfurization denitration method capable of using a catalyst that is inexpensive and has a high denitration performance, and thus can save space and reduce the cost of the entire apparatus.
[従来の技術] 火力発電所のボイラーの燃焼に伴う排ガスなどの中に
は、多くの場合、大気汚染物質である硫黄酸化物及び窒
素酸化物が含まれており、近年では大気汚染防止が急務
となっていることから、この両者を除去するための脱硫
法や脱硝法が開発されてきた。脱硫及び脱硝の個々の原
理及び技術は実用レベルでほぼ確率されており、現在で
はいかにしてシステム全体の効率化を図るかといった点
に開発の重点が移りつつある。[Prior Art] Exhaust gas from combustion of a boiler in a thermal power plant often contains sulfur oxides and nitrogen oxides, which are air pollutants. In recent years, it is urgently necessary to prevent air pollution. Therefore, desulfurization method and denitration method have been developed to remove both of them. The individual principles and technologies of desulfurization and denitration have been almost established at the practical level, and now the development focus is shifting to how to improve the efficiency of the entire system.
脱硫方法としては、湿式法、特に石炭−石膏法が主流で
ある。この石炭−石膏法は、カルシウムイオンを含む吸
着液中にSO2などの硫黄酸化物を吸収し、次いでこれを
酸化して石膏として固定し回収するものである。カルシ
ウムイオンの供給及び液の中和のためには安価な石灰石
が用いられる。この石灰−石膏法には多くの変法が開発
されているが、その中でも特公昭60−4726号公報に記載
されている方法はジェットバブリングリアクターとよば
れる特定の反応装置を使用して省資源、省エネルギー及
び省スペースを達成するものである。As a desulfurization method, a wet method, particularly a coal-gypsum method is mainly used. In this coal-gypsum method, a sulfur oxide such as SO 2 is absorbed in an adsorbent containing calcium ions, and then this is oxidized and fixed as gypsum to be recovered. Inexpensive limestone is used for supplying calcium ions and neutralizing the liquid. Many variations of this lime-gypsum method have been developed, and among them, the method described in Japanese Patent Publication No. 60-4726 uses a specific reaction device called a jet bubbling reactor to save resources. To achieve energy saving and space saving.
脱硝方法としては、乾式法、特に選択接触還元法が主流
である。この選択接触還元法は、排ガス中にアンモニア
ガスを注入し、触媒の存在下に窒素酸化物を窒素と水と
に分解するものである。用いる触媒は担体上に活性金属
を担持させたものであり、通常350℃以上で最も活性が
高くなる。この活性成分及び担体の選択が反応を効率よ
く行なわせるための鍵となる。As the denitration method, a dry method, particularly a selective catalytic reduction method is mainly used. This selective catalytic reduction method is a method of injecting ammonia gas into exhaust gas and decomposing nitrogen oxides into nitrogen and water in the presence of a catalyst. The catalyst used is one in which an active metal is supported on a carrier, and the activity is usually highest at 350 ° C or higher. The selection of the active ingredient and the carrier is the key to the efficient reaction.
脱硫法として石炭−石膏法を用い、脱硝法といて選択接
触還元法を用いる場合、後者は前者に較べて高い温度で
反応が行なわれることから、ボイラーの節炭器を出た排
ガスをまず脱硝装置に通し、次いで空気予熱器を経て温
度の下がった排ガスを脱硫装置に通すという順序で脱硫
及び脱硝が行なわれる。When the coal-gypsum method is used as the desulfurization method and the denitrification method is used as the selective catalytic reduction method, the latter reaction is carried out at a higher temperature than the former, so the exhaust gas from the boiler economizer is first denitrified. Desulfurization and denitration are carried out in the order of passing through the device, and then passing through the air preheater the exhaust gas whose temperature has dropped to the desulfurization device.
[解決すべき問題点] しかしながら、上記の様な順序で脱硫及び脱硝を行なう
従来の方法においては、次の様な問題点がある。[Problems to be Solved] However, the conventional method of performing desulfurization and denitration in the order as described above has the following problems.
第一に、硫黄酸化物を父君だ排ガスが直接脱硝触媒に接
触するため、使用できる脱硝触媒、特に使用できる担体
が制限されるのである。すなわち、たとえばアルミナ系
の担体を用いれば脱硝性能自体は極めて高い触媒が得ら
れるのであるが、アルミナ担体は硫黄酸化物に侵され、
これを用いた触媒は使用とともに脱硝性能が急速に低下
して使い物にならないのである。この原因は、アルミナ
が硫黄酸化物と反応して硫酸塩を形成し、担体の表面積
が著しく低下することにあるといわれている。このため
脱硝性能はアルミナ担体ほど高くなくしかもコスト高と
はなるが、チタニア系の担体を用いざるを得ないのが実
情である。First, since the exhaust gas of sulfur oxides directly contacts the denitration catalyst, usable denitration catalysts, especially usable carriers, are limited. That is, for example, if an alumina-based carrier is used, a catalyst with extremely high denitration performance itself can be obtained, but the alumina carrier is attacked by sulfur oxides,
With this catalyst, the NOx removal performance drops rapidly with use, making it useless. It is said that the cause is that alumina reacts with sulfur oxide to form a sulfate, and the surface area of the carrier is significantly reduced. Therefore, the denitration performance is not as high as that of the alumina carrier and the cost is high, but the fact is that a titania-based carrier must be used.
第二に、石炭燃焼ボイラーからの排ガスなどの様に排ガ
ス中に多量の粉塵(フライアッシュ)を含む場合、これ
をそのまま粒状触媒充填塔型の脱硝装置に通すと触媒充
填層が目詰りを起こすため、脱硝装置の前段に電気集塵
機を設けるか、又は触媒をハニカム状等のダストフリー
タイプに成形する必要がある。これはいずれにしてもコ
スト高となり、またハニカム状に成形した場合には単位
体積当たりの触媒充填量が大きくとれないので排ガスと
触媒との接触効率が悪く、そのため反応率を上げるため
には高い反応温度を用いるか又は装置の内容積を大きく
して滞留時間を稼がなければならないという問題があ
る。Secondly, when a large amount of dust (fly ash) is contained in the exhaust gas such as the exhaust gas from a coal combustion boiler, if this is passed through the granular catalyst packed tower type denitration equipment as it is, the catalyst packed bed will be clogged. Therefore, it is necessary to provide an electrostatic precipitator in the preceding stage of the denitration device, or to mold the catalyst into a dust-free type such as a honeycomb shape. In any case, the cost is high, and when the honeycomb is molded, the catalyst filling amount per unit volume cannot be large, so the contact efficiency between the exhaust gas and the catalyst is poor, and therefore it is high to increase the reaction rate. There is a problem that the residence time must be obtained by using the reaction temperature or by increasing the inner volume of the apparatus.
[問題点を解決する手段] 本発明は、脱硫法として石炭−石膏法を用い、脱硝法と
して選択接触還元法を用いる場合において、脱硝を行な
った後に脱硝を行なうという従来の常識を覆し、先に脱
硫を行なった後に脱硝を行なうという構成を採ることに
より、上記問題点を解決するものである。[Means for Solving Problems] The present invention reverses the conventional wisdom that denitration is performed after denitration when the coal-gypsum method is used as the desulfurization method and the selective catalytic reduction method is used as the denitration method. The above-mentioned problems are solved by adopting a configuration in which desulfurization is performed first and then denitration is performed.
石炭−石膏法による脱硫を先に行ない、選択接触還元法
による脱硝をその後に行なう場合には、脱硫装置を出た
排ガスを脱硝に必要な温度にまで上げる必要があり、従
来の方法においては、この点が最大の問題であるとし
て、先に脱硫を行なうという構成を採らなかったのであ
る。When performing desulfurization by the coal-gypsum method first, and then performing denitration by the selective catalytic reduction method, it is necessary to raise the exhaust gas exiting the desulfurization apparatus to a temperature required for denitration, and in the conventional method, Since this point is the biggest problem, they did not adopt the structure of desulfurization first.
本発明において脱硫を行なった後に脱硝を行なうという
構成を採ったのは、脱硫を先に行なうことにより脱硝性
能の高いアルミナ系等の触媒担体が使用でき、また石灰
−石膏法の中でも特に除塵効果の大きい液相連続型の装
置を用いた方法を採用すれば触媒充填効率の高い粒状触
媒充填型の脱硝装置が使用できることから、それらの効
果として、従来の方法と同程度の脱硝率を得るのに必ず
しも高い反応温度を必要とはしないことがわかったから
である。すなわち本発明においては脱硫装置を出た排ガ
スの温度をせいぜい200〜330℃程度にまで上げてやれば
充分であり、この程度の昇温であれば間接熱交換等を適
宜利用することにより実用上ほとんど不利にはならず、
むしろチタニア系の触媒を用いなくてもよく、またハニ
カム状に成形した触媒を用いなくてもよいことによるコ
スト引下げ効果の方がはるかに大きいのである。In the present invention, the structure of performing denitration after desulfurization is adopted because a catalyst support such as alumina-based catalyst having a high denitration performance can be used by performing desulfurization first, and especially the dust removing effect in the lime-gypsum method. If a method using a liquid phase continuous type device with a large size can be used, a granular catalyst filling type denitration device with high catalyst filling efficiency can be used, and as a result, the same degree of denitration ratio as the conventional method can be obtained. It was found that it does not necessarily require a high reaction temperature. That is, in the present invention, it is sufficient to raise the temperature of the exhaust gas that has exited the desulfurization device to about 200 to 330 ° C. at most, and if the temperature rises to this extent, it is practically used by appropriately using indirect heat exchange and the like. Almost no disadvantage,
Rather, the cost reduction effect is much greater because the titania-based catalyst does not have to be used and the honeycomb-shaped catalyst does not have to be used.
[作用] 本発明の方法は脱硫工程及び脱硝工程からなる。脱硫は
石灰−石膏法によって行なわれる。石灰−石膏法を用い
ることとしたのは、脱硫性能が安定していること、経済
性に優れていること、現在もっとも広く採用されている
こと等の他、これが湿式法であって粉塵の除去に優れて
いることが本発明にとって本質的な要請を満足するから
である。一方、脱硝は選択接触還元法によって行なわれ
る。選択接触還元法を用いることとしたのは、操作が単
純で負荷変動に強く、廃水や廃棄物の発生がなく、しか
も窒素酸化物だけを選択的に分解除去するといった優れ
た特徴を有するからである。[Operation] The method of the present invention comprises a desulfurization step and a denitration step. Desulfurization is performed by the lime-gypsum method. The reason why the lime-gypsum method is used is that the desulfurization performance is stable, that it is economical, that it is the most widely adopted at present, and that this is a wet method that removes dust. This is because the excellent requirement satisfies the essential requirements of the present invention. On the other hand, denitration is performed by the selective catalytic reduction method. The reason why we chose to use the selective catalytic reduction method is that the operation is simple, it is resistant to load fluctuations, it does not generate wastewater or waste, and it has the excellent features of selectively decomposing and removing only nitrogen oxides. is there.
石灰−石膏法 石灰−石膏法はSO2吸収、酸化、中和及び石膏晶析の各
段階からなっている。すなわち、排ガスが吸収液と接触
することにより、排ガス中の硫黄酸化物(主としてSO2
の形態をとる)は吸収液中に溶解して亜硫酸などの酸を
生成する。こうして生成した酸を酸化することによりそ
れらを硫酸に変換する。硫酸の生成により液のpHは低下
するので、これに石灰石を加えて中和する。すると、石
灰石のカルシウムイオンCa2 +と硫酸のSO4 2 -とが反応し
て石膏CaSO4を生成するので、これを析出させて液から
分離する。結局、全体の反応は次の式で表される。Lime - gypsum method lime - gypsum method is SO 2 absorption, oxidation, consists stages of neutralization and gypsum crystallization. That is, when the exhaust gas comes into contact with the absorbing liquid, the sulfur oxides (mainly SO 2
Of the form) dissolves in the absorption liquid to produce an acid such as sulfurous acid. They are converted to sulfuric acid by oxidizing the acids thus produced. Since the pH of the liquid drops due to the production of sulfuric acid, limestone is added to this to neutralize it. Then, calcium ion Ca 2 + of limestone reacts with SO 4 2 − of sulfuric acid to produce gypsum CaSO 4 , which is separated and separated from the liquid. After all, the whole reaction is expressed by the following equation.
SO2+(O)+CaCO3+2H2O −−>CaSO4・2H2O+CO2 SO2吸収はSO2の気相から液相への以降、及び亜硫酸H2SO
3の生成の段階であるから、本質的に気液二相系で進行
する。酸化はH2SO3のH2SO4への変換の段階であるから、
本質的には液相で進行する過程であるが、酸化に空気中
の酸素を用いるために、酸素の溶解という過程を含み、
結局気液二相系で進行することになる。中和も本質的に
は液相で進行する過程であるが、中和に石灰石を用いる
ために、石灰石の溶解という過程を含み、結局固液二相
系で進行することになる。石膏析出はCaSO4の生成、お
よびその液相から固相への移行の段階であるから、本質
的に固液二相系で進行する。 SO 2 + (O) + CaCO 3 + 2H 2 O -> CaSO 4 · 2H 2 O + CO 2 SO 2 absorption and subsequent to the liquid phase from the gas phase of SO 2, and sulfurous acid H 2 SO
Since it is the stage of formation of 3 , it essentially proceeds in a gas-liquid two-phase system. Oxidation is the step of conversion of H 2 SO 3 to H 2 SO 4 ,
Although it is a process that proceeds essentially in the liquid phase, it involves the process of dissolving oxygen in order to use oxygen in the air for oxidation.
Eventually, it will proceed in a gas-liquid two-phase system. Neutralization is also a process that essentially progresses in a liquid phase, but since limestone is used for neutralization, it involves a process of dissolving limestone, and eventually proceeds in a solid-liquid two-phase system. Since gypsum precipitation is the stage of CaSO 4 formation and its transition from liquid phase to solid phase, it essentially proceeds in a solid-liquid two-phase system.
以上のことから、石灰−石膏法を実施するには、2つの
気液系操作(ガス吸収)と2つの固液系操作(溶解及び
析出)が必要となる。しかしながら、これらの操作をそ
れぞれ別の装置を用いて行なうと装置全体が大きくなっ
てしまうことから、これらを一つの装置の中で行なうた
めに各種の方法が考案されてきた。中でも、特公昭60−
4726号公報に記載の方法は石灰−石膏法の全段階を極め
て効率よく行なうことができ、かつ装置もコンパクトに
まとめることができるものであって、最も好ましいもの
といえる。特公昭60−4726号公報の方法を実施するため
の装置は一般にジェットバブリングリアクター(JBR)
とよばれている。From the above, two gas-liquid system operations (gas absorption) and two solid-liquid system operations (dissolution and precipitation) are required to carry out the lime-gypsum method. However, if these operations are performed using different devices, the size of the entire device becomes large. Therefore, various methods have been devised to perform these operations in one device. Among them, the special public Sho 60-
The method described in Japanese Patent No. 4726 can be said to be the most preferable because it can perform all the steps of the lime-gypsum method extremely efficiently and the apparatus can be compactly integrated. A device for carrying out the method of Japanese Patent Publication No. 60-4726 is generally a jet bubbling reactor (JBR).
Is called.
ここでJBRにおける硫黄酸化物の除去について図面を用
いて概説する。第2図は典型的なJBRの模式図である。
排ガスは入口プレナム13及びそれから液面下に伸びる多
数のスパージャーパイプ14を通って液面下100〜400mmに
吹込まれ、ジェットバブリング層11を形成する。この層
で高効率な気液接触が行なわれてSO2が吸収される。脱
硫されたガスはガスライザー15を通って外部へ排出され
る。ジエットバブリング層11の下には連続して酸素溶解
領域12がある。ジェットバブリング層で吸収されたSO2
はその場ですぐに硫酸イオン(SO4 2 -)に酸化される。
吸収液は、気泡が分離された後に装置下部に移動し、こ
れに中和及びカルシウムイオンの供給のために石灰石ス
ラリーが注入される。吸収液は次いで酸素溶解領域に移
動する。この領域で酸素を溶解した吸収液はジェットバ
ブリング層に移動してSO2の吸収及び酸化の媒体として
再び働くことになる。生成した石膏の結晶は吸収液中に
懸濁した状態で存在するが、吸収液の一部が槽下部から
引抜かれるのに伴って槽外へ排出され、固液分解にかけ
られる。このようにJBRでは一槽で吸収、酸化、中和及
び晶析の各操作が行なわれるため装置が極めてコンパク
トであり、しかも効率のよい脱硫を行なうことができる
のである。Here, the removal of sulfur oxides in JBR will be outlined using drawings. Figure 2 is a schematic diagram of a typical JBR.
Exhaust gas is blown through the inlet plenum 13 and a large number of sparger pipes 14 extending below the liquid surface to 100 to 400 mm below the liquid surface to form a jet bubbling layer 11. In this layer, highly efficient gas-liquid contact is performed and SO 2 is absorbed. The desulfurized gas is discharged to the outside through the gas riser 15. Under the jet bubbling layer 11, there is a continuous oxygen dissolution region 12. SO 2 absorbed in the jet bubbling layer
The sulfate ions immediately on the spot - is oxidized to (SO 4 2).
The absorbing liquid moves to the lower part of the apparatus after the bubbles are separated, and the limestone slurry is injected into the absorbing liquid for neutralization and supply of calcium ions. The absorption liquid then moves to the oxygen dissolution region. In this region, the oxygen-dissolved absorbing solution moves to the jet bubbling layer and functions again as a medium for SO 2 absorption and oxidation. The generated gypsum crystals exist in a state of being suspended in the absorption liquid, but as part of the absorption liquid is withdrawn from the lower part of the tank, it is discharged out of the tank and subjected to solid-liquid decomposition. Thus, in JBR, since the operations of absorption, oxidation, neutralization and crystallization are performed in one tank, the device is extremely compact and efficient desulfurization can be performed.
なお、上記のようにSO2の吸収及び液相での酸化がほぼ
同時に相次いで進行するというのがJBRの大きな特徴で
あって、これは吸収液のpHが約3〜5と低いことに密接
に関連している。JBRでは液中に亜硫酸イオンがほとん
ど存在しないため低いpHでも効率よくSO2が吸収され、
また化学的酸素要求量(COD)の原因となるジチオン酸
イオン(S2O6 2 -)の生成もほとんど無い。A major feature of JBR is that SO 2 absorption and oxidation in the liquid phase proceed at the same time one after another as described above. This is closely related to the low pH of the absorption liquid, which is about 3-5. Related to. In JBR, SO 2 is almost absent in the liquid, so SO 2 is absorbed efficiently even at low pH,
The causative dithionate ion chemical oxygen demand (COD) (S 2 O 6 2 -) almost no generation of.
JBRを用いて石灰−石膏法を実施することは本発明の極
めて好ましい態様である。それは、JBRがコンパクトで
脱硫性能が高く廃水処理が容易であるというだけではな
く、JBRは排ガス中の粉塵の除去率が極めて大きいから
である。Carrying out the lime-gypsum process with JBR is a highly preferred embodiment of the invention. This is not only because JBR is compact and has high desulfurization performance and is easy to treat wastewater, but also because JBR has an extremely high dust removal rate in exhaust gas.
一般に湿式法による脱硫には排ガス中の粉塵を除去する
効果がある。これは、排ガスが吸収液と接触する際に排
ガス中の粉塵が気液界面に付着し、次いで液中に取込ま
れるためである。したがって排ガス中の粉塵がこの気液
接触操作において気液界面に到達する機会が大きければ
粉塵の除去率は大きいといえる。気液接触操作には気相
中に液を分散させる気相連続型と液相中にガスを分散さ
せる液相連続型とがあるが、上記の理由により液相連続
型の方が概して粉塵の除去率は大きい。液相連続型の気
液接触装置においてはガスは液中に気泡として分散され
る。この場合の粉塵の除去機構の詳細は必ずしも明らか
ではなかったが、本発明者らは単一気泡モデルにしたが
ったシミュレーションを行ない、ほぼ次の様な機構で粉
塵が除去されることを確認した。Generally, desulfurization by the wet method has an effect of removing dust in exhaust gas. This is because dust in the exhaust gas adheres to the gas-liquid interface when the exhaust gas comes into contact with the absorbing liquid, and is then taken into the liquid. Therefore, it can be said that the dust removal rate is high if the dust in the exhaust gas has a large opportunity to reach the gas-liquid interface in this gas-liquid contact operation. Gas-liquid contact operations include a gas phase continuous type in which a liquid is dispersed in a gas phase and a liquid phase continuous type in which a gas is dispersed in a liquid phase. The removal rate is high. In a liquid-phase continuous gas-liquid contactor, gas is dispersed as bubbles in the liquid. Although details of the dust removal mechanism in this case were not always clear, the present inventors performed a simulation based on the single bubble model and confirmed that the dust removal was performed by the following mechanism.
ガスが液中に吹込まれると、ガスは気泡となって液中を
上昇し、やがて液面に到達する。この間の過程は二つの
過程に分けて考えることができる。すなわち、吹込まれ
たガスが吹込まれた際の速度を急速に減じながら気泡を
生成する過程と、生成した気泡が液中を上昇する過程と
に分けられる。気泡生成時には、ガスがその速度を急速
に減じるのに対し、ガス中の粉塵粒子のうち粒径の大き
なものは慣性によりガスが吹込まれた際の速度を維持し
ようとするため、その様な粒子は気液界面(気泡表面)
に衝突して除去される。気泡上昇時には、気泡が液中を
運動することによる気泡と液との摩擦のために気泡内に
旋回運動を生じ、やはり粒径の大きなものは遠心力によ
って気泡の外周部に運ばれ、やがて気液界面に衝突して
除去される。一方、粒径の小さなものは気泡内のガス分
子の熱運動のためにガス分子と衝突を繰返しながら気泡
内を拡散し、やがて気液界面に達し、そこで補捉されて
除去される。すなわち気液界面における小粒径粒子の気
相濃度はゼロと考えられるため、気泡の中心から気液界
面に向う小粒径粒子の濃度勾配が形成され、これがドラ
イビングフォースとなって、小粒径粒子が気泡外周部に
向って運ばれると考えられる。以上の様に、ガス中の粉
塵粒子のうち粒径の大きなものは主として慣性によって
気液界面に運ばれ、一方、粒径の小さなものは主として
拡散によって気液界面に運ばれ、いずれも気液界面で補
捉されて液中に取込まれる。When the gas is blown into the liquid, the gas becomes bubbles and rises in the liquid, and eventually reaches the liquid surface. The process during this can be divided into two processes. That is, it is divided into a process of generating bubbles while rapidly reducing the velocity of the injected gas and a process of rising the generated bubbles in the liquid. At the time of bubble generation, the gas rapidly reduces its velocity, whereas the dust particles with a large particle size in the gas try to maintain the velocity at the time when the gas is blown due to inertia, so such particles Is the gas-liquid interface (bubble surface)
Is collided with and removed. When the bubbles rise, a swirling motion occurs in the bubbles due to the friction between the bubbles and the liquid due to the movement of the bubbles in the liquid. It collides with the liquid interface and is removed. On the other hand, those having a small particle diameter diffuse in the bubble while repeatedly colliding with the gas molecule due to the thermal motion of the gas molecule in the bubble, and eventually reach the gas-liquid interface, where they are captured and removed. In other words, the gas phase concentration of small-sized particles at the gas-liquid interface is considered to be zero, so a concentration gradient of small-sized particles from the center of the bubble toward the gas-liquid interface is formed, which becomes the driving force and the small particle size. It is considered that the particles are carried toward the outer circumference of the bubble. As described above, among the dust particles in the gas, those with a large particle size are mainly transported to the gas-liquid interface by inertia, while those with a small particle size are mainly transported to the gas-liquid interface by diffusion, both of which are gas-liquid interfaces. It is captured at the interface and taken into the liquid.
液相連続型の気液接触装置におけるガス中の粉塵粒子の
除去機構は上記の様に説明されるところから、粉塵粒子
の除去率には次の様な要素が関係すると考えられる。ま
ず気泡内を粉塵粒子(特に小粒子)が移動する距離が小
さい方が除去されやすいであろうから、気泡の径は小さ
い方が好ましい。また気泡が液中を不規則に激しく運動
すれば気泡内の大粒子には大きな慣性力が働いて除去さ
れやすくなる。さらに気泡が液中に滞留する時間が長い
方が除去率は当然高い。The mechanism for removing dust particles from gas in the liquid-phase continuous gas-liquid contactor is explained as described above. Therefore, it is considered that the following factors are involved in the removal rate of dust particles. First, the smaller the distance that the dust particles (particularly small particles) move in the bubbles, the easier the removal. Therefore, the diameter of the bubbles is preferably small. If the bubbles move irregularly and violently in the liquid, a large inertial force acts on the large particles in the bubbles to facilitate removal. Furthermore, the removal rate is naturally higher as the time the bubbles stay in the liquid is longer.
JBRが高い粉塵粒子除去率を達成するのは、それが液相
連続型の気液接触装置であり、しかも生成する気泡が微
細であって液中での滞留時間も長いためであると考えら
れる。すなわち、JBRでは、排ガスが液面下100〜400mm
に位置するガススパージャー開口部よりジェット状に水
平方向に噴出され、吸収液と激しく混合し、数mmの気泡
となってジェットバブリング層を形成する。この層で上
記のようにSO2の吸収及び酸化が進行するわけである
が、同時に排ガス中の粉塵粒子も効率よく除去されるの
である。It is thought that the reason why JBR achieves a high dust particle removal rate is that it is a liquid-phase continuous gas-liquid contactor, and that the bubbles produced are minute and the residence time in the liquid is long. . That is, in JBR, the exhaust gas is 100 to 400 mm below the liquid level.
It is jetted horizontally in a jet shape from the opening of the gas sparger located at, and vigorously mixes with the absorbing liquid, forming bubbles of several mm and forming a jet bubbling layer. Although SO 2 absorption and oxidation proceed in this layer as described above, at the same time, dust particles in the exhaust gas are also efficiently removed.
なお、排ガス中には微量のSO3が含まれることがある
が、これは石灰−石膏法では除去され難い。SO3の一部
はSO2とともにJBRで除去されるが、充分な除去は困難で
ある。ところがこれは排ガスに予めアンモニアを添加す
ることによって完全に除去できる。すなわちアンモニア
を添加してSO3を硫安あるいは酸性硫安とすれば、集塵
機で除去され、あるいは湿式脱硫工程で水溶化分離され
るようになる。たとえば本発明の脱硫工程の上流におい
て排ガス中に別途アンモニアを注入するようにすれば、
SO3は簡単に除去される。この方法によって排ガス中のS
O3量は10mg/Nm3以下となり、脱硫触媒層の閉塞が紡止さ
れ、長期間にわたって高活性を維持することができる。Note that the exhaust gas may contain a small amount of SO 3, but this is difficult to remove by the lime-gypsum method. A part of SO 3 is removed by JBR together with SO 2 , but it is difficult to remove it sufficiently. However, this can be completely removed by adding ammonia to the exhaust gas in advance. That is, if ammonia is added to make SO 3 ammonium sulfate or acidic ammonium sulfate, it is removed by a dust collector or is solubilized and separated in a wet desulfurization step. For example, by separately injecting ammonia into the exhaust gas upstream of the desulfurization step of the present invention,
SO 3 is easily removed. By this method, S in exhaust gas
The amount of O 3 is 10 mg / Nm 3 or less, the clogging of the desulfurization catalyst layer is prevented, and high activity can be maintained for a long period of time.
選択接触還元法 選択接触還元法は、排ガス中にアンモニアガスを注入
し、モリブデン、バナジウム等の活性金属を所定の担体
上に担持させた触媒と接触させることにより排ガス中の
窒素酸化物を窒素と水とに分解するものである。反応は
主として次のような反応式にしたがうといわれている。Selective catalytic reduction method The selective catalytic reduction method injects ammonia gas into the exhaust gas and brings the active metal such as molybdenum and vanadium into contact with a catalyst supported on a predetermined carrier to convert nitrogen oxides in the exhaust gas into nitrogen. It decomposes into water. It is said that the reaction mainly follows the following reaction formula.
4NO+4NH3+O2 −−>4N2+6H2O 従来、この反応は300〜450℃で行なわれており、湿式法
である石灰−石膏法より反応温度が高いため、熱効率の
観点から石灰−石膏法の前段におかれてきた。しかしな
がら、そのような方法はチタニア系担体の触媒の使用を
余儀なくし、また触媒をハニカム状に成形する必要等を
もたらしていることは前記した通りである。 4NO + 4NH 3 + O 2 - > 4N 2 + 6H 2 O Conventionally, the reaction is carried out at 300 to 450 ° C., lime which is a wet process - for than the reaction temperature is higher gypsum method, lime from the viewpoint of thermal efficiency - gypsum method Has been placed in front of. However, as described above, such a method necessitates the use of a titania-based carrier catalyst and also necessitates molding the catalyst into a honeycomb shape.
チタニア系担体は確かに硫黄酸化物によって劣化するこ
とはほとんど無く、長期にわたって安定した性能を発揮
するが、たとえばアルミナ系の担体と比較した場合、コ
スト高となることは避けられない。また、本来の脱硝性
能は必ずしも優れているわけではなく、一般にはアルミ
ナ系担体の方が本来の当初の脱硝性能に勝っている場合
が多い。いずれにしても、触媒担体がチタニア系のみに
限定されるというのは、プロセス設計の自由度を奪うこ
とになり、好ましいことではない。The titania-based carrier certainly does not deteriorate due to sulfur oxides and exhibits stable performance over a long period of time, but when compared with, for example, an alumina-based carrier, it is unavoidable that the cost becomes high. Further, the original denitration performance is not necessarily excellent, and in general, the alumina-based carrier is often superior to the original initial denitration performance in many cases. In any case, it is not preferable that the catalyst carrier is limited to only the titania-based catalyst because it deprives the process designer of freedom.
本発明の方法では、石灰−石膏法によって脱硫処理され
た排ガスを選択接触還元法によって脱硝処理するのであ
るから、脱硝触媒の担体としてはタチニア系以外の各種
材料を用いることができる。以下にそれらの触媒担体材
料のうち代表的なものについて説明するが、本発明の方
法がそれらの担体材料の使用に限定されないことはいう
までもない。In the method of the present invention, the exhaust gas desulfurized by the lime-gypsum method is denitrified by the selective catalytic reduction method. Therefore, various materials other than the tatinia-based material can be used as the carrier for the denitration catalyst. Although typical ones of those catalyst support materials are described below, it goes without saying that the method of the present invention is not limited to the use of those support materials.
本発明で用いることのできる脱硝触媒の担体としては、
まずアルミナ系のものが上げられる。アルミナは機械的
強度及び比表面積が比較的大きいこから、従来から広く
触媒担体として用いられてきた材料である。特にr−ア
ルミナは熱安定性及び機械的強度に優れるため好ましい
とされている。触媒担体として要求される比表面積が大
きいこと、細孔径分布及び細孔容積が適切であること及
び機械的強度が大きいことといった条件を満たすr−ア
ルミナを製造するために、従来から多くの研究が行なわ
れてきた。As the carrier for the denitration catalyst that can be used in the present invention,
First of all, the alumina type is used. Alumina is a material that has been widely used as a catalyst carrier since it has a large mechanical strength and a relatively large specific surface area. In particular, r-alumina is said to be preferable because it is excellent in thermal stability and mechanical strength. In order to produce r-alumina satisfying the requirements that the specific surface area required as a catalyst carrier is large, the pore size distribution and the pore volume are appropriate, and the mechanical strength is large, many studies have been conducted conventionally. Has been done.
r−アルミナはベーマイトゲル(繊維状のベーマイト微
結晶の水和ゲルで擬ベーマイトともよばれる。)を焼成
して作られることが知られており、細孔径分布及び細孔
容積の制御されたr−アルミナを得るには、このベーマ
イトゲルの結晶の大きさ及び分布を適切な値に調節しな
ければならない。ただし、単に個々の結晶粒子の大きさ
を調節する方法では、細孔径を大きくしようとすれば比
表面積が小さくなるという関係になるので、好適な触媒
担体を得るのは困難である。It is known that r-alumina is produced by firing boehmite gel (a hydrated gel of fibrous boehmite microcrystals, which is also called pseudo-boehmite), and r-alumina having controlled pore diameter distribution and pore volume is used. In order to obtain alumina, the crystal size and distribution of this boehmite gel must be adjusted to appropriate values. However, in the method of simply adjusting the size of each individual crystal particle, it is difficult to obtain a suitable catalyst carrier because the specific surface area becomes smaller if the pore size is increased.
r−アルミナの比表面積を小さくせずに平均細孔径を調
節するために、たとえばベーマイトゲルの乾燥焼結過程
におけるゲル構造の収縮を調節することが考えられ、こ
うした方法として、ベーマイトゲルの乾燥速度を変化さ
せる方法(J.Polymer Science第34巻、第129頁)、濃厚
ベーマイトゲルに剪断力を加える方法(特開昭49−3159
7号公報)、ベーマイトゲルにポリエチレングリコール
等の水溶性高分子化合物を加える方法(特開昭52−1044
98号公報、特開昭52−77891号公報)、ベーマイトゲル
の一部いるいは大部分をアルコールで置換する方法(特
開昭50−123588号公報)、あらかじめベーマイトゲルの
一部をキセロゲル化しておきこれをベーマイトゲルのス
ラリーに混入する方法(特公昭49−37517号公報)等が
知られている。ただし、これらの方法によって製造され
たr−アルミナには機械的強度などに難点があるといわ
れている。In order to adjust the average pore size without reducing the specific surface area of r-alumina, for example, it is conceivable to adjust the shrinkage of the gel structure in the drying and sintering process of boehmite gel. (J. Polymer Science, Vol. 34, p. 129), and a method of applying shearing force to concentrated boehmite gel (JP-A-49-3159).
No. 7), a method of adding a water-soluble polymer compound such as polyethylene glycol to boehmite gel (JP-A-52-1044).
98, JP-A-52-77891), a method in which a part or most of the boehmite gel is replaced with alcohol (JP-A-50-123588), and a part of the boehmite gel is previously made into xerogel. Furthermore, a method of mixing this with a slurry of boehmite gel (Japanese Patent Publication No. Sho 49-37517) is known. However, it is said that r-alumina produced by these methods has problems in mechanical strength and the like.
上記の諸方法の難点を克服し、改良されたr−アルミナ
を製造する方法も知られている。たとえば特公昭57−44
605号公報に記載された方法では、ベーマイトの結晶成
長を迅速に行なわせることにより、著しく大きい表面積
と調節された細孔容積を有するr−アルミナが製造され
る。この方法は、結晶種子となる水酸化アルミニウムの
スラリーを50℃以上に保ち、撹拌しながらこれにアルミ
ニウム塩と中和剤を交互に添加することにより、活性な
水酸化アルミニウムを生成させ、これを種子水酸化アル
ミニウムに吸蔵させることによりその結晶成長を促進
し、成長したベーマイト粒子の結合によるベーマイト疎
凝集体を生成させるとともに、その凝集状態を変化させ
ることによりベーマイトゲルの乾燥時の収縮度を制御
し、調節された細孔容積及び細孔径と大きな比表面積を
もつr−アルミナ担体を与える。あるいは特公平1−16
772号公報に記載された方法はこれをさらに改良したも
ので、アルミニウム塩と中和剤を交互に添加する代り
に、ベーマイトの結晶成長領域であるpH8〜11の範囲に
系内を保ちながら、アルミニウム塩と中和剤を連続的に
添加し、その際に系内に実質的に硫酸根を存在させて結
晶種子が生成しにくい条件を保つことにより、操作の繁
雑化を避けたものである。さらに特開昭60−25545号公
報に記載の方法は、アルミナにジルコニアを含有させる
ことにより機械的強度の増大を図り、特に細孔径及び細
孔容積の大きいアルミナ担体における機械的強度の低下
を防ぐものである。It is also known to overcome the difficulties of the above methods and to produce improved r-alumina. For example, Japanese Patent Publication Sho-57-44
In the method described in Japanese Patent No. 605, r-alumina having a remarkably large surface area and a controlled pore volume is produced by causing the crystal growth of boehmite to be carried out rapidly. This method keeps the aluminum hydroxide slurry as the crystal seeds at 50 ° C. or higher and alternately adds an aluminum salt and a neutralizing agent to this while stirring to generate active aluminum hydroxide, which is By occluding the seed aluminum hydroxide, its crystal growth is promoted, boehmite loose aggregates are formed by the binding of grown boehmite particles, and the degree of shrinkage of boehmite gel during drying is controlled by changing the aggregation state. To give an r-alumina carrier having a controlled pore volume and pore size and a large specific surface area. Or Japanese Examination 1-16
The method described in Japanese Patent No. 772 is a further improvement of this method, instead of alternately adding an aluminum salt and a neutralizing agent, while maintaining the system in the range of pH 8 to 11, which is the crystal growth region of boehmite, The aluminum salt and the neutralizing agent are continuously added, and at the time, the sulfate radical is substantially present in the system to keep the condition that the crystal seeds are hard to be generated, thereby avoiding the complicated operation. . Furthermore, the method described in JP-A-60-25545 aims to increase the mechanical strength by incorporating zirconia into alumina, and particularly to prevent the mechanical strength from decreasing in an alumina carrier having a large pore diameter and a large pore volume. It is a thing.
セピオライト系の担体を用いた脱硝触媒も、本発明の方
法に好適に用いることができる。セピオライトは、海泡
石とも呼ばれる多孔質マグネシウムシリケートであり、
天然に産出するもののほか、マグネシウム化合物及びシ
リコン化合物を原料として合成されたものも知られてい
る。セピオライトは一般に細孔容積が極めて大きいた
め、触媒として用いた場合に細孔が閉塞しにくいという
特徴を有するが、比表面積あるいは触媒活性種の担持能
力が必ずしも大きくはなく、また機械的強度も必ずしも
大きくはないという問題がある。したがって、これらの
問題を解決した触媒担体用の変性セピオライトが各種開
発されている。A denitration catalyst using a sepiolite-based carrier can also be suitably used in the method of the present invention. Sepiolite is a porous magnesium silicate also called sepiolite,
In addition to those naturally produced, those synthesized from magnesium compounds and silicon compounds are also known. Since sepiolite generally has an extremely large pore volume, it has a feature that when used as a catalyst, the pores are unlikely to be clogged, but the specific surface area or the ability to carry catalytically active species is not necessarily large, and the mechanical strength is not always required. There is a problem that it is not big. Therefore, various modified sepiolites for catalyst carriers have been developed that solve these problems.
たとえば特公昭55−31085号公報に記載の方法は、原料
セピオライトを粉砕した後、調質して混練し、次いで成
形及び焼成することにより、比表面積を増大し、機械的
強度を高めたものを製造するものである。この方法は上
記混練工程によってセピオライト繊維の束をほぐし、原
料セピオライトとは全く異なる構造にかえるものであ
る。また特公昭59−6697号公報に記載された方法は、天
然セピオライトから骨格マグネシウムイオンを脱離させ
て、シリカ/マグネシアモル比を4以上に増大させるこ
とを特徴としている。この方法は、セピオライトのイオ
ン交換能力に着目したものであり、機械的手段ではなく
化学的手段によって比表面積及び細孔容積を増大するも
のである。なお、特公昭59−6697号公報は水素化触媒用
としてこの変性セピオライトを記載しているが、本発明
者らの検討によれば、排煙脱硝用の触媒にも用いること
ができることが判明している。For example, the method described in Japanese Examined Patent Publication No. 55-31085 discloses a method in which a raw material sepiolite is crushed, then tempered and kneaded, and then molded and fired, thereby increasing the specific surface area and increasing mechanical strength. It is manufactured. In this method, the bundle of sepiolite fibers is loosened by the above kneading step, and the structure is changed completely from that of the raw material sepiolite. The method described in Japanese Patent Publication No. 59-6697 is characterized by desorbing skeletal magnesium ions from natural sepiolite to increase the silica / magnesia molar ratio to 4 or more. This method focuses on the ion exchange ability of sepiolite, and increases the specific surface area and pore volume by chemical means rather than mechanical means. Incidentally, Japanese Patent Publication No. 59-6697 describes this modified sepiolite as a hydrogenation catalyst, but according to the study by the present inventors, it was found that it can be used as a catalyst for flue gas denitration. ing.
また、セピオライトと同じマグネシウムシリケートとし
ては、アタパルジャイト、パリゴスカイト等が同程度の
細孔径を示し、一方、角閃石系アスベスト鉱物はより大
きな細孔径を有することが分かっており、やはり脱硝触
媒の担体として使用することができる。Also, as the same magnesium silicate as sepiolite, attapulgite, palygoskite, etc. show similar pore sizes, while amphibole-based asbestos minerals have been found to have larger pore sizes, and are also used as carriers for denitration catalysts. can do.
一般にアルミナ系が小さな針状結晶の集りから構成され
ているのに対し、セピオライト等のマグネシウムシリケ
ート系は長い繊維状の結晶から構成されているため、同
じ細孔容積を持つ場合にはマグネシウムシリケート系の
方が強度が大きく粉化しにくいという特徴がある。In general, alumina is composed of a collection of small needle-shaped crystals, whereas magnesium silicates such as sepiolite are composed of long fibrous crystals, so magnesium silicates with the same pore volume are used. Is characterized by higher strength and less pulverization.
以上、r−アルミナを中心とするアルミナ系と、セピオ
ライトを中心とするマグネシウムシリケート系について
説明したが、前記の様に本発明は触媒担体の材料を特に
選ばないところに特徴があるのであり、従来から用いら
れているチタニア系や、ゼオライト系のアルミノシリケ
ート系などを用いることもできることはいうまでもな
い。Although the alumina system centered on r-alumina and the magnesium silicate system centered on sepiolite have been described above, the present invention is characterized in that the material of the catalyst carrier is not particularly selected as described above. It goes without saying that it is also possible to use a titania-based material, a zeolite-based aluminosilicate-based material, etc.
上記担体上に担持する活性金属としては、従来より脱硝
触媒用に用いられているものが同様に用いられるが、特
に好適なものはバナジウム、タングステン、モリブデ
ン、クロム、マンガン、鉄、コバルト及びニッケルであ
る。As the active metal supported on the carrier, those conventionally used for the denitration catalyst can be used in the same manner, but particularly preferable ones are vanadium, tungsten, molybdenum, chromium, manganese, iron, cobalt and nickel. is there.
排ガス中にアンモニアを注入する方法としては、液体ア
ンモニアをスチーム加熱、電気加熱などによる気化器で
気化させ、生成したアンモニアガスを排ガス中に注入す
る方法が一般的であるが、液体アンモニアはアンモニア
水溶液あるいは尿素水溶液に比べて取扱いに相当な注意
を必要とする上に高価であるため、アンモニア水溶液あ
るいは尿素水溶液を用いる方法が好ましい。そのような
方法としては、排煙脱硫後の排ガスの昇温のためにLP
G、LNG等を燃焼させて発生した熱ガス中にアンモニア水
溶液あるいは尿素水溶液を注入し、こうして生成したア
ンモニア含有ガスを排ガス中に注入する方法がある。尿
素水溶液の場合は高温燃焼排ガス中に注入された尿素は
分解してアンモニアを生成する。この方法を用いれば、
液体アンモニアを気化するときのようなスチーム加熱は
不要となる。なお、LPG燃焼による熱ガス中にアンモニ
ア水溶液でなく液体アンモニアを注入してもよい。この
場合は液体アンモニアを使用するという難点は残るが、
やはりスチーム等による加熱は不要となる。また、これ
らのいずれの場合においても、従来法におけるようなア
ンモニア希釈用の空気は不要である。As a method of injecting ammonia into the exhaust gas, it is common to vaporize liquid ammonia with a vaporizer by steam heating, electric heating, etc. and inject the produced ammonia gas into the exhaust gas, but liquid ammonia is an aqueous ammonia solution. Alternatively, a method using an aqueous ammonia solution or an aqueous urea solution is preferable because it requires considerable care and is more expensive than an aqueous urea solution. One of such methods is LP for raising the temperature of exhaust gas after flue gas desulfurization.
There is a method of injecting an aqueous ammonia solution or an aqueous urea solution into the hot gas generated by burning G, LNG, etc., and injecting the ammonia-containing gas thus generated into the exhaust gas. In the case of the aqueous urea solution, urea injected into the high temperature combustion exhaust gas is decomposed to produce ammonia. With this method,
Steam heating as when vaporizing liquid ammonia is not required. Liquid ammonia may be injected into the hot gas produced by LPG combustion instead of the aqueous ammonia solution. In this case, the drawback of using liquid ammonia remains,
After all, heating by steam etc. is unnecessary. Further, in any of these cases, the air for diluting ammonia as in the conventional method is unnecessary.
脱硝温度が120℃以下では硫酸アンモニウムの結晶が分
解せずに析出するため反応の進行が妨害されることがあ
るが、120℃以上であれば原理的には可能であるといえ
る。しかしながら、従来、実用的な反応速度をうるため
には300℃以上、好ましくは350〜400℃の温度が必要で
あるとされてきた。これは、従来の脱硝触媒がチタニア
系の触媒担体を用いており、反応速度の点では必ずしも
有利ではないため、充分な反応速度をうるためにはかな
り高い温度を必要とするからである。これに対し、本発
明の方法でたとえば比表面積の極めて大きいr−アルミ
ナを担体とした触媒を用いれば、200〜330℃、場合によ
っては200℃以下で充分実用的な反応速度をうることが
できる。When the denitration temperature is 120 ° C. or lower, the ammonium sulfate crystals are precipitated without being decomposed so that the reaction progress may be hindered, but if it is 120 ° C. or higher, it can be said in principle that it is possible. However, it has hitherto been considered that a temperature of 300 ° C. or higher, preferably 350 to 400 ° C. is required to obtain a practical reaction rate. This is because the conventional denitration catalyst uses a titania-based catalyst carrier and is not necessarily advantageous in terms of reaction rate, and therefore a considerably high temperature is required to obtain a sufficient reaction rate. On the other hand, if a catalyst having r-alumina having a very large specific surface area as a carrier is used in the method of the present invention, a sufficiently practical reaction rate can be obtained at 200 to 330 ° C, and in some cases 200 ° C or less. .
したがって、本発明においては、石灰−石膏法による脱
硫装置を出た排ガスを選択接触還元法による脱硝装置に
入れる前に、単にスチームを吹込んで加熱してもそれほ
どランニングコストの増大にはならないが、必要に応じ
てスチームを熱媒体とする間接熱交換装置などにより、
脱硫装置に導入する際の降温過程と脱硝装置に導入する
際の昇温過程の間で熱交換を行なってもよい。Therefore, in the present invention, before the exhaust gas from the desulfurization apparatus by the lime-gypsum method is put into the denitration apparatus by the selective catalytic reduction method, the running cost is not increased so much by simply blowing steam and heating, By using an indirect heat exchange device that uses steam as the heat medium, if necessary,
Heat exchange may be performed between the temperature decreasing process when introducing into the desulfurization device and the temperature increasing process when introducing into the denitration device.
本発明においては、脱硝装置に流入する排ガス中の粉塵
粒子の量が少ないので、粒状の触媒を用いても粉塵の堆
積による装置の閉塞はほとんどない。特にJBRを用いた
場合には、脱硫処理された排ガス中の粉塵量は一般に10
mg/Nm3以下となり、この場合には粒状触媒の使用による
閉塞の問題は実質的に生じない。In the present invention, since the amount of dust particles in the exhaust gas flowing into the denitration device is small, even if a granular catalyst is used, there is almost no blockage of the device due to dust accumulation. Especially when JBR is used, the amount of dust in the desulfurized exhaust gas is generally 10
It is less than mg / Nm 3 , and in this case, the problem of clogging due to the use of the granular catalyst does not substantially occur.
[実施例] (例1) 本発明の方法を実施する装置の一例を第1図にブロック
ダイヤグラムで模式的に示す。ボイラーからの排ガスは
熱交換器1で130℃まで温度を下げられてからJBR2に流
入する。JBRに流入する排ガスの組成は次の通りであ
る。[Example] (Example 1) An example of an apparatus for carrying out the method of the present invention is schematically shown in a block diagram in FIG. Exhaust gas from the boiler flows into JBR2 after it has been cooled to 130 ° C by heat exchanger 1. The composition of the exhaust gas flowing into the JBR is as follows.
SO2 1600ppm(ドライ) NOX 300ppm H2O 10容量% 粉塵 200mg/Nm3 一方、JBRから流出する排ガスの性状は次の通りであ
る。SO 2 1600ppm (dry) NO X 300ppm H 2 O 10% by volume Dust 200mg / Nm 3 On the other hand, the characteristics of the exhaust gas flowing out from JBR are as follows.
SO2 32ppm 粉塵 5mg/Nm3 JBRで脱硫処理された排ガスは熱交換器(GGH)3で50℃
から190℃に昇温され、さらにスチームヒータ4で250℃
に昇温された後、脱硝触媒層を充填した反応器5を通過
する。脱硝触媒は、特公平1−16772号の方法にしたが
って製造されたr−アルミナにバナジウムを担持させて
ペレット状に成形したものを用いる。なお、脱硝触媒層
に入る手前で排ガス中にアンモニアガスが注入される。
脱硝処理された排ガスの組成は次の通りである。SO 2 32ppm Dust 5mg / Nm 3 Exhaust gas desulfurized with JBR is 50 ℃ in heat exchanger (GGH) 3.
To 190 ° C, and then steam heater 4 to 250 ° C
After the temperature is raised to 1, it passes through the reactor 5 filled with the denitration catalyst layer. As the denitration catalyst, a r-alumina produced according to the method of Japanese Examined Patent Publication No. 1-16772, on which vanadium is supported, and formed into a pellet, is used. Ammonia gas is injected into the exhaust gas before it enters the denitration catalyst layer.
The composition of the exhaust gas subjected to the denitration treatment is as follows.
SO2 32ppm NOX 80ppm 粉塵 5mg/Nm3 NH3 3ppm 処理された排ガスは熱交換器(GGH)6で温度を下げら
れ110℃で煙突から排出される。SO 2 32ppm NO X 80ppm Dust 5mg / Nm 3 NH 3 3ppm The temperature of the treated exhaust gas is lowered by the heat exchanger (GGH) 6 and discharged from the stack at 110 ° C.
なお、GGH6で回収された熱は水を熱媒体とする間接熱交
換によりGGH3で排ガスの昇温に利用される。これにより
排ガス昇温用のスチームの消費量が低減される。The heat recovered in GGH6 is used to raise the temperature of exhaust gas in GGH3 by indirect heat exchange using water as a heat medium. This reduces the consumption of steam for raising the temperature of exhaust gas.
(例2) 脱硝触媒担体として上記r−アルミナの代りに特公昭59
−6697号公報の方法によって製造された変成セピオライ
トを用いた場合、脱硝処理された排ガスの性状は次の通
りである。(Example 2) Instead of the above-mentioned r-alumina as a denitration catalyst carrier, Japanese Patent Publication No.
In the case of using the modified sepiolite manufactured by the method of Japanese Patent No. 6697, the properties of the exhaust gas subjected to the denitration treatment are as follows.
SO2 32ppm NOX 120ppm 粉塵 5mg/Nm3 NH3 3ppm (例3) スチームによる昇温を省略し190℃で脱硝を行なう以
外、例1と同様にした場合には、脱硝処理された排ガス
の性状は次の通りである。SO 2 32ppm NO X 120ppm Dust 5mg / Nm 3 NH 3 3ppm (Example 3) Except for denitration at 190 ° C and omitting the temperature rise by steam, the properties of the denitration treated exhaust gas were the same as in Example 1. Is as follows.
SO2 32ppm NOX 150ppm 粉塵 5mg/Nm3 NH3 5ppmSO 2 32ppm NO X 150ppm Dust 5mg / Nm 3 NH 3 5ppm
第1図は、本発明の実施例を示すフローシートである。 第2図は、本発明の方法に好適に用いられるJBRの一例
を示す模式図である。 1……熱交換器(GGH) 2……脱硫装置(JBR) 3……熱交換器(GGH) 4……スチームヒータ 5……脱硝装置(選択接触還元法) 11……ジェットバブリング層 12……酸素溶解領域FIG. 1 is a flow sheet showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of JBR that is preferably used in the method of the present invention. 1 ... Heat exchanger (GGH) 2 ... Desulfurization device (JBR) 3 ... Heat exchanger (GGH) 4 ... Steam heater 5 ... Denitration device (selective catalytic reduction method) 11 ... Jet bubbling layer 12 ... … Oxygen dissolution region
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01D 53/77 53/86 ZAB B01J 21/16 ZAB A 8017−4G 23/22 ZAB A 8017−4G 23/24 ZAB A 8017−4G 23/34 ZAB A 8017−4G 23/74 ZAB A 8017−4G 29/16 ZAB A 9343−4G B01D 53/36 ZAB 53/34 125 E ZAB (72)発明者 伊藤 丈太郎 神奈川県横浜市磯子区洋光台6―35―36 (56)参考文献 特開 昭62−129128(JP,A) 特開 昭56−105732(JP,A) 特開 昭51−37077(JP,A) 特開 昭51−54073(JP,A) 特開 昭59−4422(JP,A)─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location B01D 53/77 53/86 ZAB B01J 21/16 ZAB A 8017-4G 23/22 ZAB A 8017-4G 23/24 ZAB A 8017-4G 23/34 ZAB A 8017-4G 23/74 ZAB A 8017-4G 29/16 ZAB A 9343-4G B01D 53/36 ZAB 53/34 125 E ZAB (72) Inventor Taketa Ito 6-35-36 Yokodai, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa (56) References JP-A-62-129128 (JP, A) JP-A-56-105732 (JP, A) JP-A-51-37077 (JP, A) JP-A-51-54073 (JP, A) JP-A-59-4422 (JP, A)
Claims (10)
ら該硫黄酸化物及び窒素酸化物を除去するための脱硫脱
硝方法において、該排ガスを液相連続型のガス吸収装置
を用いる石灰−石膏法で脱硫処理した後、マグネシウム
シリケート系の触媒担体に活性金属を担持させた脱硝触
媒を用いる選択接触還元法で脱硝処理することを特徴と
する方法。1. A desulfurization and denitration method for removing sulfur oxides and nitrogen oxides from exhaust gas containing sulfur oxides and nitrogen oxides, wherein the exhaust gas is lime-gypsum using a liquid phase continuous gas absorption device. After desulfurization treatment by the method, a denitration treatment is performed by a selective catalytic reduction method using a denitration catalyst in which an active metal is supported on a magnesium silicate-based catalyst carrier.
から熱を回収して、石灰−石膏法で脱硫処理した後の排
ガスの昇温に利用する請求項1記載の方法。2. The method according to claim 1, wherein heat is recovered from the exhaust gas after the denitration treatment by the selective catalytic reduction method and is used for raising the temperature of the exhaust gas after the desulfurization treatment by the lime-gypsum method.
の粉塵量が10mg/Nm3以下である請求項1記載の方法。3. The method according to claim 1, wherein the amount of dust in the exhaust gas after desulfurization by the lime-gypsum method is 10 mg / Nm 3 or less.
を行う請求項1記載の方法。4. The method according to claim 1, wherein the desulfurization treatment is carried out in a jet bubbling reactor.
載の方法。5. The method according to claim 1, wherein the catalyst carrier is sepiolite.
リブデン、クロム、マンガン、鉄、コバルト又はニッケ
ルである請求項1記載の方法。6. The method according to claim 1, wherein the active metal is vanadium, tungsten, molybdenum, chromium, manganese, iron, cobalt or nickel.
の方法。7. The method according to claim 1, wherein the denitration temperature is 200 to 330 ° C.
ア水溶液及び尿素水溶液から選ばれる一以上を注入する
ことによって生成したアンモニア含有ガスを、脱硫処理
後の前記排ガス中に注入して脱硝処理する請求項1乃至
7のいずれかに記載の方法。8. A denitrification treatment by injecting an ammonia-containing gas produced by injecting one or more selected from liquid ammonia, an aqueous ammonia solution and an aqueous urea solution into the combustion exhaust gas into the exhaust gas after desulfurization treatment. The method according to any one of 1 to 7.
入する請求項1乃至8のいずれかに記載の方法。9. The method according to claim 1, wherein ammonia is separately injected into the exhaust gas before desulfurization treatment.
0mg/Nm3以下とする請求項9記載の方法。10. The amount of SO 3 in the exhaust gas after desulfurization treatment is 1
The method according to claim 9, wherein the amount is 0 mg / Nm 3 or less.
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