JPS5990617A - 排ガス処理方法 - 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】 本発明は燃焼排ガス中のダスト及び三酸化イオウ（＋３
０３　）　’ｒ：浄化処理するとともに湿式排ガス処理
装置からの排液を無くする方法に関するものである。

高温排ガス例えば石炭燃焼ボイラ排ガスのようなダスト
、窒素酸化物（ＮＯＸ）、硫黄酸化物（ＳＯＸ　）の如
く、大気汚染物質を含む排ガスは一般に次のとおり総合
的に処理される。

ボイ２よシ排出された排ガスに１ずアンモニア（ＮＨ３
）　　が注入され、触媒を充填した脱硝反応器で、窒素
酸化物は水と窒素に還元無害化される。

次にエアーヒークでその熱を経済的に回収可能外温度、
一般的には、１３０〜１８０℃葦で熱回収したのち電気
集塵器又は、サイクロン集塵器でダストを除去した後、
湿式脱硫処理される０ 瀞式石灰・石膏法等の湿式脱硫方法では、処理後のガス
が４５〜７０℃の水分飽和ガスとなり、その甘ま煙突か
ら排出すると大気と混合して白煙となシ、且つ低温のた
めに、拡散しにぐい問題が生じるため、低温排ガスを再
加熱する方法が実用化されている。

再加熱方法としては、温水、油、スチーム等の熱媒によ
る間接加熱方法とユ／ゲストローム型の熱交換器の如く
蓄熱体により直接加熱する方法とがあるが、省エネルギ
ーの観点から後者が最近実用化されるようになり、中で
もガス・ガス・ヒーティング方式と呼称されている方法
が最も望ましいといわれている〔瀬尾他、［火力原子力
発電Ｊ　Ｖｏｌ、５０．　　Ｎｏ、　２．　　Ｐ　２９
〜５５Ｍ９７９）、及び「三菱重工波層Ｊ　Ｖｏｔ。

＋７．Ｎｏ、２．Ｐ２＋７〜２ｚ２（１９ａｏ’）〕。

このガス・ガス・ヒーティング方式は、湿式脱硫装置入
口の高温ガス（１５０〜１８０℃、Ｊと出口の低温ガス
（４５〜ｂ 全循環（回転）することによって熱交換し洋式で処理す
る直前の排ガス温度を下げ、増湿冷却回り用水供給ｔｆ
減少させて湿式排ガス処理に伴なう温度降下量を小さく
、あわせて湿式脱硫装置を出たガスを昇温させるいわゆ
る省エネルギー、省資源型の方法である。

しかしながらこの方法は、脱硫装置入口の高温ガスを熱
源としているため、熱交換量が高温ガスの温度に左右さ
れる。すなわち、入口ガス温度が低い場合には、湿式排
脱処理後の排ガスの昇温か不充分となり、煙突から排出
された排ガスが所定の温度に達せず、従って白煙が消失
しないこととなる。これを防止するため湿式脱硫装置入
口の排ガス温度すなわち前段のエアー・ヒ〜りの出口温
度を上げることが考えられるが、これは次の点で問題を
生じる。

一般に火炉から排出されるガスは、燃料中に含せれるイ
オウ分の一部が燃焼の際酸化されて生成した三酸化イオ
ウガス（５ｏ３）を含む。さらに最近のように、脱硝装
置が設置される場合には、脱硝反応に付随して、二酸化
イオウ（ＳＯｚ）の０．５〜４％が酸化されてＥＩＯ３
１ｆ生成し火炉で生成したＳＯ３に上乗せされる。従っ
て、エアー・ヒータ入口に到達するＳＯ３は燃料中のイ
ヌウ分により５〜５０　ｐｐｍに達することとなる。到
達したＳＯｓ　ｉｊ、エアー・ヒータを通過時排ガス温
度が下がり露点以下となるため一部は下記凝縮反応によ
シ硫酸ミス）　（Ｈ，８０４）に転化Ｓｏｓ　−１−Ｈ
２Ｏご　ｍ２ｓｏ４ しさらに同伴されるダストに付着し、後段の集塵器で捕
集される。平衡条件より、エアー・ヒータ出口の温度の
高い場合には、上記凝縮反応によるＨ２ＳＯ４凝縮量が
少ないためエアー・ヒータ出口ガス中に残存するＢＯｓ
ガス量が多くなる。

エアー・ヒータ出口Ｓ０３ガスは、排ガス中の温度の降
下がないため、ｔｌとんとか前記脱硫装置入口に到達す
る。ＳＯ３ガスはガス・ガス・ヒータでの温度降下によ
り　Ｈ２ＥＩＯ４ミストとなるが、生成したＨ２ＳＯ４
ミスｌＪｄ微粒子であるため一部が脱硫装置を通過し煙
突よシ排出されることとなり、アシントスマットや白煙
等の原因となることが懸念される。又、ガス・ガス・ヒ
ータ及び脱硫装置の材料がＨ２ＳＯ４によシ腐食される
恐れが高い。

従来こうした問題を防止する方法として、石油焚きエア
ーヒータ出口排ガス中［ＮＨ，を注入して、酸性硫酸ア
ンモニウム（ＮＨ４Ｈ３Ｏ４）・又は硫酸アンモニウム
（（ＮＨ４）鵞Ｓ０４〕などの８０３とＮＨ３の反応物
（以下ＮＨｓ−８０３反応物とするンとしこれを後段の
集塵器で捕集する方法が実用化゛サレテイル〔「三菱重
工波層Ｊ　■０１．１０　、　　Ｎｏ。

５、Ｐ２１１〜Ｆ２１８（＋９７５）〕。

しかしこの方法を石炭焚きボ・ｆラーのようにダスト処
理量に含む排ガス中の８０３除去対策として適用すると
次の点で不都合である０すなわち、集塵器で、ＮＨ３−
ＳＯｓ反応物とダストの両者が捕集されることにより、
大量のＮＨ３−８０３反応物混入ダストの処理が問題に
なる０従来石炭焚きボイラーのダストは、フライアッシ
ュセメント用として有効利用あるいは埋立て投棄されて
いるが、前者の場合は混水時のＮＨ３臭の発生、強度の
低下、後者は、ＮＨ３臭及び地下水等への漏えい等が問
題とさＪｌている０従来実用化されている重油焚きの場
合には、ダスト量が石炭焚きの場合に比較して極端に少
なく、Ｎｌ（、−Ｓｏ３反応物が混入したダスト処理量
が少ないため、処理は比較的容易であるが、前記の通り
ダスト量が多い場合にはその処理が困難である０ 上記問題に加えて湿式排ガス処理装置を備えた排ガス処
理装置には従来より下記の問題点がある。

すなわち石炭焚きボイラー排ガスのようなダーティ排ガ
スにはｓｏｘ　、　ＮＯＸ　ｖダスト以外に通常、塩酸
（Ｈｅ／Ｊ、フッ酸（Ｈ’Ｆ）等のハロゲンガスが含ま
れるが、こｈ７は湿式排ガス処理の吸収液中にほとＸ７
ど全量が吸収される。寸たダスト等も吸収液中にとり込
凍れ一部金属が溶解する。これらの成分は吸収液中に蓄
積し、放置すればＳｏｘ吸収性能低下のみならず装置材
料の腐食。

スケーリング等を誘発する不具合をもたらすため一部を
系外へ排水することが必要となる。しかしながら排水中
には上述のような不純物さらにＳＯＺ吸収時に副生する
ポリチオン酸等が存在するため、ＣＯＤ処理２重金属処
理等の排水処理が不可欠である。また処理に伴って生成
するスラッジの処分も付随して行う必要が生じる。また
当然ながら排水に見合うだけの補給水が必要であり、水
資源の無駄使いが多く不経済である。

以−ヒのような従来法の問題点を解消すべく鋭意検討し
た結果本発明に至ったもので、その骨子は次のとおりで
ある。

すなわち、ダスト及び三酸化イオウを含む燃焼排ガスを
空気予熱器に導いて該排ガスの温度全低下させた後、乾
式集塵装置に導入して該排ガス中に含まれるダストヲ除
去した後、湿式排ガス処理装置全通過させて浄化する排
ガス処理方法において、湿式排ガス処理装置の排液を前
記空気予熱器の上流側排ガスに噴霧することにより、該
排ガスより三酸化イオウを液状硫酸として凝縮させダス
トとともに前記乾式集塵装置で捕集することを特徴とす
る排ガスの処理方法全提案するものである。

本発明方法の態様を、図に基づいて以下説明−ｒる。

第１図において石炭焚きボイラ１から排出される排ガス
は、脱硝装置２でＮＯＸが除去された後、エアーヒータ
５に供給される。脱硝装置２ではＳＯ，の一部が酸化さ
れてＳＯ，に転化するためエアーヒータ５人口に到達す
る８０３は比較的太となる。例えば、ＳＯ２濃度１１０
００ｐｐ、ボイラ１及び脱硝装置２での酸化率全それぞ
れ１゛チ及び２％と仮定すれば、エアーヒータ５人口の
ｓｏ３濃度は５０　ｐｐｍとなる。

エア−ヒータ５出口の排ガス温度は一般に１３０〜１８
０℃であり、硫酸露点と温度の関係を示す第２図から明
らかなようにガス温度が高い場合には露点温度に達せず
従ってエア−ヒータ５出口には大部分ＳＯＳガスが残存
することになる。本発明方法ではこれを防止するためエ
ア−ヒータ５入口のＳＯ３濃度の高い場合、即ちボイラ
１あるいは脱硝装置２でのＳＯ３への転化率が高い場合
、燃料中の硫黄分が多い場合等には随時エアーヒータ５
人口のダクト中に脱硫装置６よシ排水をラインｂによｐ
抜きだし噴霧する。エアーヒータ５人口の排ガス温度は
一般に５８０〜５２０℃の比較的高温であ、！７霧状で
排ガスに接触した排液は極めて迅速に蒸発する。

この時蒸発潜熱により排ガス温度が低下し、これに伴い
エア−ヒータ５出ロ排ガス温度は排ガス中に同伴される
ＳＯ３が硫酸と（７て凝縮するに足る温度迄低下し、残
存する５０３−ｉ低減する効果音生むこととなる。エア
ーヒータ５内での８０３の凝縮は主として最も低温とな
る出口側の伝熱表面で生じ、エアーヒータ３後流の排ガ
ス中に排水全噴霧しても、硫酸凝縮のためにはほとんど
効果がない。凝縮した硫酸は同伴されるダストに付着し
た形態でエアーヒータ５の後流に設置された電気集塵器
４でダストとともに捕集される。又排水中には前述のと
おり種々の不純物が含有されているが、これらも水分の
蒸発に伴い、例えばｃａｃ４　、　Ｍｙｏｔ２などの形
で固体粒子となり電気集塵器４で捕集される。電気集塵
器４で捕集されラインａより糸外へとり出されるダスト
中には上記不純物あるい￥′ｉ凝縮した硫酸を含むがそ
の含有率は極く僅がであり、従って従来通シセメント原
料等の有効利用又は埋立て投棄が可能である。このよう
に本発明方法の適用により、脱硫装置６の無排水化が達
成できることとなる。

ダスト、５ｏ３６除去された排ガスはさらにガス・ガス
ヒータ５（未処理側）に供給され、排ガス温度を７０〜
９０℃まで降下させたのち脱硫装置６へ供給される。ガ
ス・ガスヒータ５（未処理側）に供給されるガス中には
８０３が含まれていないため、ガス・ガスヒータ５内で
の排ガス温度降下による硫酸ミストの生成はなく、煙突
７から白煙が排出されることもなく、又ガス・ガスヒー
タ５及び脱硫装置６の材料腐食も回避できることとなる
。さら１（排ガス中に排水を噴霧することにより水分含
有率が増加するため脱硫装置６−・ラインＣより送る冷
却用補給水量が節減でき、省エネルギーの観点から好ま
しい効果を生む。

又ガス・ガスヒータ５は脱硫装置６人口の高温ガスを熱
源としているため、このガス温度すなわちエア−ヒータ
５出口の排ガス温度をできるだけ高温に維持することが
望ましく、排ガス中の８０３が少ない低負荷時又は燃料
中の８分が少ない場合等には適宜排水噴霧ｔを減少させ
、エア−ヒータ５出口の排ガス温度を高温とし、ガ＼・
ガスヒータでの排ガス昇温全充分行う等、本発明の方法
全適用することにより、ボイラーの運転条件、燃料の条
件に応じて柔軟に適当な運転温度を設定することが可能
となる０以上の省徴をもつ本発明方法は第１図の排水移
送ラインｂ及び噴霧ノズル、ポンプ（図示せずンのみ既
設の装置に追加すれば良く、その実施が極めて容易であ
ることも利点の一つである。

実施例 第１図に示したフロー・シートで構成される排煙処理試
験装置に石炭焚きボイラ排ガス４０００ｍ２Ｎ／Ｈ−ｉ
−供給し、各装置前後のガス性状全測定し次の結果を得
た。集塵装置として電気集塵なお湿式脱硫装置へは補給
水を平均１５０ｔ、’ｈ　　で供給し排水は全量エアー
ヒータ前の煙道へ供給した。またガス・ガスヒータ（未
処理側）出口煙道に設置したＢ５−４１テストピースの
重量減量から推算した腐食ｔはｏ、　ｏ　＋　ａｍ／ｍ
／下であり目視結果からも腐食の傾向はほとんど認めら
れなかった。

比較例 エアーヒータ前の煙道へ湿式脱硫装置からの排べを注入
するの全停止し、他は実施例と同一条件とした場合につ
いて各装置前後のガス性状を測定し次の結果を得た。

２／−ｂ　　で供給し排水は全全系外へ抜き出した。

実施例と比較例の排水量はいずれも８４　／、／ｈと１
．同一とした。

士だガス・ガスヒータ（未処理側）出口煙道に設置した
ＥＩＳ−４１テストピースの重量減から推算した腐食＃
はｔ　７．７年　となり目視による観察からも腐食が認
められた。

板上の実施例及び比較例からエアーヒータ前への煙道へ
の脱硫排水注入により、ＳＯ３ガスの除去効果及び補給
水供給量低減、脱硫装置の無排水化の効果が認めらり、
る○

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施態様例を示す図であり、第２図は
Ｈ２ＳＯ４の露点と温度を示す平衡図であ復代理人　　
内　１）　　明 復代理人　　萩　原　亮　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ダスト及び三酸化イオウを含む燃焼排ガスを空気予熱器
   に導いて該排ガスの温度を低下させた後、乾式集塵装置
   に導入して該排ガス中に含まれるダストを除去した後、
   湿式排ガス処理装置を通過させて浄化する排ガス処理方
   法において、湿式排ガス処理装置の排液を前記空気予熱
   器の上流側排ガス中に噴霧することによシ、該排ガスよ
   り三酸化イオウを液状硫酸として凝縮させ、ダストとと
   もに前記乾式集塵装置で捕集することを特徴とする排ガ
   ス処理方法。