(57)【要約】      （修正有）【課題】脱着湿度が低く、吸着材の損失が小さい低温移動床一体型吸着脱硫・脱硝システムを提供する。【解決手段】ＳＯ２及びＮＯｘ含有排煙投入管路、排煙吸引機１、排煙余熱回収器２、排煙冷却システム３、低温移動床吸着塔４、冷熱回収器６及び脱着塔５を含み、ＳＯ２及びＮＯｘ含有排煙投入管路は、排煙吸引機を介して排煙余熱回収器の入口に連通し、排煙余熱回収器の出口は、排煙冷却システムの入口に連通し、排煙冷却システムの出口は、低温移動床吸着塔の排煙入口に連通し、低温移動床吸着塔の底部の多孔質吸着剤出口は、脱着塔の入口に連通し、脱着塔の多孔質吸着剤出口は、低温移動床吸着塔頂部の多孔質吸着剤入口に連通し、低温移動床吸着塔のガス出口は、冷熱回収器の入口に連通し、排煙冷却システムは、３段式のスプレー冷却構造を採用し、複数の多孔質吸着剤が低温移動床吸着塔と前記脱着塔の間を循環する。【選択図】図２
0003234217.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ＳＯ２及びＮＯｘ含有排煙投入管路、排煙吸引機（１）、排煙余熱回収器（２）、排煙冷却システム（３）、低温移動床吸着塔（４）、冷熱回収器（６）及び脱着塔（５）を含み、
ＳＯ２及びＮＯｘ含有排煙投入管路は、排煙吸引機（１）を介して排煙余熱回収器（２）の入口に連通し、排煙余熱回収器（２）の出口は、排煙冷却システム（３）の入口に連通し、排煙冷却システム（３）の出口は、低温移動床吸着塔（４）の排煙入口に連通し、低温移動床吸着塔（４）の底部の多孔質吸着剤出口は、脱着塔（５）の入口に連通し、脱着塔（５）の多孔質吸着剤出口は、低温移動床吸着塔（４）頂部の多孔質吸着剤入口に連通し、低温移動床吸着塔（４）のガス出口は、冷熱回収器（６）の入口に連通し、
排煙冷却システム（３）は、３段式のスプレー冷却構造を採用する、ことを特徴とする低温移動床一体型吸着脱硫・脱硝システム。
【請求項２】
脱着塔（５）の多孔質吸着剤出口は、チェーンバケットリフト装置を介して低温移動床吸着塔（４）頂部の多孔質吸着剤入口に連通する、ことを特徴とする請求項１に記載の低温移動床一体型吸着脱硫・脱硝システム。
【請求項３】
多孔質吸着剤は、活性コークス又は分子篩である、ことを特徴とする請求項１に記載の低温移動床一体型吸着脱硫・脱硝システム。
【請求項４】
動作中、除塵後の高温排煙は、排煙吸引機（１）を介して排煙余熱回収器（２）に送られ、排煙余熱回収器（２）により排煙温度が７０℃以下に下がり、回収された熱は、温水や蒸気の供給又は冷房に用いられ、余熱回収後の排煙は、排煙冷却システム（３）に入り、スプレー降温又は間接熱交換方式により室温以下の温度域まで降温し、室温以上の温度域の冷却では、冷却水によって熱が奪われ、室温以下の温度域の冷却は、冷房方式を採用し、冷却後の排煙は、低温移動床吸着塔（４）に入り、低温移動床吸着塔（４）に装填された多孔質吸着剤と接触することにより、物理吸着方式により排煙中のＳＯ２及びＮＯｘが除去され、低温移動床吸着塔（４）から排出された排煙は、冷熱回収器（６）に入って冷熱の回収が行われ、飽和吸着になった多孔質吸着剤は、低温移動床吸着塔（４）の底部から自重ブランキングの方式により排出され、脱着塔（５）に入り、脱着塔（５）で、加熱又は真空排気の方式により、飽和吸着になった多孔質吸着剤が再生され、ＳＯ２及びＮＯｘガスが脱着され、脱着完了後の多孔質吸着剤は低温移動床吸着塔（４）の塔頂に送られて再利用される、ことを特徴とする請求項１に記載の低温移動床一体型吸着脱硫・脱硝システム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、排煙の一体型脱硫・脱硝の技術分野に属し、低温移動床一体型吸着脱硫・脱硝システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在主流の脱硫・脱硝技術は、ＳＣＲ脱硝とＦＧＤ脱硫である。ＳＣＲ脱硝は、触媒と還元剤でＮＯｘをＮ２に還元して排出し、石灰石−石膏法で脱硫を行い、ＳＯ２を石灰石スラリーと反応させることにより、難溶性の硫酸カルシウム（石膏）を生成して除去する。従来のＳＣＲ脱硝とＦＧＤ脱硫技術は、広く応用されているが、多くの問題がある。例えば、ＦＧＤ脱硫は、大量の石灰石を脱硫剤として使用するが、石灰石の大量採掘は深刻な山体破壊をもたらし、ＦＧＤ脱硫による大量の脱硫廃水の発生も発電所での処理に難題をもたらす。ＳＣＲ脱硝の触媒は特定の温度区間でのみ高い活性を有するため、発電所の稼働負荷を調整するとき、排煙温度の変化によってＳＣＲ脱硝の効率が大きく影響を受ける。また、ＳＣＲ脱硝には、アンモニアの逃げ、触媒の固化による廃棄などの二次汚染の問題がある。
【０００３】
ＳＣＲ脱硝とＦＧＤ脱硫技術の他、活性コークス吸着法による一体型脱硫・脱硝技術も日本とドイツで工業的に応用されている。この技術の特徴は、活性コークスの多孔質吸着特性を利用してＳＯ２を吸着除去し、再生した後に高濃度のＳＯ２を得て、硫酸、硫黄又は硫酸塩などの副産物を製造することである。一方、ＮＯは難吸着ガスであるため、活性コークス法ではＮＯｘを吸着除去することはできない。ＮＯｘの除去には、依然として、アンモニア噴射によるＮ２への還元が必要であり、活性コークスを選択還元触媒として用いる。しかしながら、活性コークスの脱硝率は高くなく、一般には脱硝効率が７０％〜８０％に過ぎず、超低排出の要求を満たすことができない。また、活性コークス乾式脱硫原理は、Ｈ２ＳＯ４化学吸着に基づくため、再生温度が高く、また活性コークスが再生反応に関与し、損失が大きい。
【０００４】
例えば、従来の活性コークス（炭）乾式脱硫・脱硝プロセスを図１に示す。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
本考案の目的は、上記の従来技術の欠点を解消し、超低排出の要求を満たすことができ、脱着温度が低く、同時に吸着剤の損失が小さい、低温移動床一体型吸着脱硫・脱硝システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本考案に係る低温移動床一体型吸着脱硫・脱硝システムは、ＳＯ２及びＮＯｘ含有排煙投入管路、排煙吸引機、排煙余熱回収器、排煙冷却システム、冷熱回収器、低温移動床吸着塔及び脱着塔を含み、
ＳＯ２及びＮＯｘ含有排煙投入管路は、排煙吸引機を介して排煙余熱回収器の入口に連通し、排煙余熱回収器の出口は、排煙冷却システムの入口に連通し、排煙冷却システムの出口は、低温移動床吸着塔の排煙入口に連通し、低温移動床吸着塔の底部の多孔質吸着剤出口は、脱着塔の入口に連通し、脱着塔の多孔質吸着剤出口は、低温移動床吸着塔頂部の多孔質吸着剤入口に連通し、低温移動床吸着塔のガス出口は、冷熱回収器の入口に連通し、
排煙冷却システムは、３段式のスプレー冷却構造を採用する。
【０００７】
脱着塔は、その多孔質吸着剤出口がチェーンバケットリフト装置を介して低温移動床吸着塔頂部の多孔質吸着剤入口に連通する。
【０００８】
多孔質吸着剤は、活性コークス又は分子篩である。
【０００９】
動作中、除塵後の高温排煙は、排煙吸引機を介して排煙余熱回収器に送られ、排煙余熱回収器により排煙温度が７０℃以下に下がり、回収された熱は、温水や蒸気の供給又は冷房に用いられ、余熱回収後の排煙は、排煙冷却システムに入り、スプレー降温又は間接熱交換方式により室温以下の温度域まで降温し、室温以上の温度域の冷却では冷却水によって熱が奪われ、室温以下の温度域の冷却は、冷房方式を採用し、冷却後の排煙は、低温移動床吸着塔に入り、低温移動床吸着塔に装填された多孔質吸着剤と接触することにより、物理吸着方式により排煙中のＳＯ２及びＮＯｘが除去され、低温移動床吸着塔から排出された排煙は、冷熱回収器に入って冷熱の回収が行われ、飽和吸着になった多孔質吸着剤は、低温移動床吸着塔の底部から自重ブランキングの方式により排出され、脱着塔に入り、脱着塔で、加熱又は真空排気の方式により、飽和吸着になった多孔質吸着剤が再生され、ＳＯ２及びＮＯｘガスが脱着され、脱着完了後の多孔質吸着剤は低温移動床吸着塔の塔頂に送られて再利用される。
【考案の効果】
【００１０】
本考案は、以下の有益な効果を有する。
本考案に係る低温移動床一体型吸着脱硫・脱硝システムは、具体的に操作するときに、排煙余熱回収器及び排煙冷却システムにより排煙が降温され、低温移動床吸着塔を用いてＳＯ２及びＮＯｘ吸着が行われ、吸着温度が−１００℃〜室温であり、降温除湿後に吸着され、ＳＯ２は、物理吸着を主とし、脱着温度が低く、吸着剤の損失が低く、吸着剤の補充量が低く、同時に低温でＳＯ２及びＮＯｘの吸着量が大きく、吸着剤の装填量が少なく、吸着設備が小さく、また、ＮＯｘは低温酸化吸着の方式により除去され、ＮＨ３を噴射して触媒還元を行う必要がなく、最後に排煙の降温過程で大量の酸性凝縮水が析出し、中和処理された後に発電所の使用に備えることができ、発電所の水消費量が下げられ、発電所の排煙、製鉄所の焼結排煙、コークス炉の排煙などの排煙一体型脱硫・脱硝に広く適用されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】従来技術の構造概略図である。
【図２】本考案の構造概略図である。
【考案を実施するための形態】
【００１２】
以下に図面を参照して本考案についてさらに詳細に説明する。
【００１３】
図２を参照すると、本考案に係る低温移動床一体型吸着脱硫・脱硝システムは、ＳＯ２及びＮＯｘ含有排煙投入管路、排煙吸引機１、排煙余熱回収器２、排煙冷却システム３、低温移動床吸着塔４及び脱着塔５を含み、ＳＯ２及びＮＯｘ含有排煙投入管路は、排煙吸引機１を介して排煙余熱回収器２の入口に連通し、排煙余熱回収器２の出口は、排煙冷却システム３の入口に連通し、排煙冷却システム３の出口は、低温移動床吸着塔４の排煙入口に連通し、低温移動床吸着塔４の底部の多孔質吸着剤出口は、脱着塔５の入口に連通し、脱着塔５の多孔質吸着剤出口は、低温移動床吸着塔４の頂部の多孔質吸着剤入口に連通し、低温移動床吸着塔４のガス出口は、冷熱回収器６の入口に連通し、排煙冷却システム３は、３段式のスプレー冷却構造を採用する。
【００１４】
脱着塔５は、その多孔質吸着剤出口がチェーンバケットリフト装置を介して低温移動床吸着塔４の頂部の多孔質吸着剤入口に連通する。多孔質吸着剤は、活性コークス又は分子篩である。
【００１５】
動作中、除塵後の高温排煙は、排煙吸引機１を介して排煙余熱回収器２に送られ、排煙余熱回収器２により排煙温度が７０℃以下に下がり、回収された熱は、温水や蒸気の供給又は冷房に用いられ、余熱回収後の排煙は、排煙冷却システム３に入り、スプレー降温又は間接熱交換方式により室温以下の温度域まで降温し、室温以上の温度域の冷却では冷却水によって熱が奪われ、室温以下の温度域の冷却は、冷房方式を採用し、冷却後の排煙は、低温移動床吸着塔４に入り、低温移動床吸着塔４に装填された多孔質吸着剤と接触することにより、物理吸着方式により排煙中のＳＯ２及びＮＯｘが除去され、低温移動床吸着塔４から排出された排煙は、冷熱回収器に入って冷熱の回収が行われ、飽和吸着になった多孔質吸着剤は、低温移動床吸着塔４の底部から自重ブランキングの方式により排出され、脱着塔５に入り、脱着塔５で、加熱又は真空排気の方式により、飽和吸着になった多孔質吸着剤が再生され、ＳＯ２及びＮＯｘガスが脱着され、脱着完了後の多孔質吸着剤は低温移動床吸着塔４の塔頂に送られて再利用され、加熱脱着の方式を採用する場合には、脱着塔５に冷却部が設置され、脱着が完了した吸着剤は冷却部で冷却されてから低温移動床吸着塔４の塔頂に送られる。
【００１６】
６００ＭＷの石炭燃焼ユニットの排煙（排煙流量２００万標準立方メートル／時間、ＳＯ２含有量３０００ｍｇ／Ｎｍ３、ＮＯｘ含有量５００ｍｇ／Ｎｍ３）は、除塵された後、実施例及び比較例に記載の装置に入る。
【００１７】
（実施例）
図２に示すように、排煙は、排煙吸引機１によって加圧された後、排煙余熱回収器２に入り、排煙温度は１２０℃から７０℃に低下され、７０℃の排煙は排煙冷却システム３に入り、スプレー冷却の方式により−２０℃まで低下される。排煙冷却システム３は３段式のスプレー冷却方式を採用する。１段目はスプレーにより３５℃まで降温され、２段目は冷房水スプレーにより５℃まで降温され、３段目は低温塩化カルシウム溶液スプレーにより−２０℃まで冷却され、１段目のスプレー循環液は冷却水によって冷却され、２段目のスプレー循環液は冷水ユニットによって冷却され、３段目のスプレー循環液（塩化カルシウム溶液）は低温冷房ユニットによって冷却される。排煙冷却システム３を経て−２０℃まで冷却された低温排煙は低温移動床吸着塔４に入り、実施例の低温移動床吸着塔はクロスフロー方式を採用し、排煙は吸着床層を水平に通過し、活性コークス吸着剤は低温移動床吸着塔４を上方から下方に垂直に流れる。排煙は低温移動床吸着塔４を流れた後、そのＳＯ２又はＮＯｘの含有量が１ｍｇ／Ｎｍ３以下に低下し、冷熱回収器６によって冷熱が回収されて排出される。飽和吸着になった活性コークスは低温移動床吸着塔４の塔底から排出され、自重ブランキングの方式により脱着塔５に入る。脱着塔５は上下２段に分かれ、上段は加熱脱着段であり、飽和吸着になった活性コークスは２００℃の熱風パージで高濃度のＳＯ２及びＮＯｘが脱着され、下段は冷却段であり、冷気パージによって活性コークス温度は室温まで低下される。脱着塔５を経て脱着された再生活性コークスは脱着塔５の塔底から排出され、チェーンバケットリフト装置により低温移動床吸着塔４の塔頂に引き上げられて供給され、閉ループを形成し、連続的に稼働される。
【００１８】
（比較例）
図１に示すように、除塵後の排煙（１２０℃）は送風機を介して吸着塔に導入され、吸着塔は上下２段からなり、下段は脱硫段、上段は脱硝段である。排煙はまず下段に入り吸着脱硫が行われ、ＳＯ２は排煙中のＨ２Ｏ及びＯ２と反応し、Ｈ２ＳＯ４を生成して活性コークス（炭）に吸着される。吸着脱硫後の排煙はＮＨ３に吹き込まれ、吸着塔上段に入り、活性コークス（炭）の触媒作用により、ＮＯｘはＮＨ３によりＮ２に還元されて脱硝される。吸着塔は移動床の方式を採用し、ＳＯ２を吸着した活性コークス（炭）は再生塔に入り、加熱の方式により再生され、ＳＯ２が脱着され、再生後の活性コークス（炭）は冷却降温及び篩分けによる灰除去などの工程を経た後、チェーンバケットを介して吸着塔の塔頂まで引き上げられ、供給とリサイクルが行われる。再生中の反応に関与して大量の活性コークス（炭）が消費されるため、システムの継続的な稼働を維持するには、新しい活性コークス（炭）を補充する必要がある。
【００１９】
実施例及び比較例の主な技術パラメータを表１に示す。
【００２０】
【表１】
0003234217.tif 000003
【符号の説明】
【００２１】
１    排煙吸引機
２    排煙余熱回収器
３    排煙冷却システム
４    低温移動床吸着塔
５    脱着塔
６    冷熱回収器
【図１】
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【図２】
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【手続補正書】
【提出日】令和3年7月27日(2021.7.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ＳＯ２及びＮＯｘ含有排煙投入管路、排煙吸引機（１）、排煙余熱回収器（２）、排煙冷却システム（３）、低温移動床吸着塔（４）、冷熱回収器（６）及び脱着塔（５）を含み、
ＳＯ２及びＮＯｘ含有排煙投入管路は、排煙吸引機（１）を介して排煙余熱回収器（２）の入口に連通し、排煙余熱回収器（２）の出口は、排煙冷却システム（３）の入口に連通し、排煙冷却システム（３）の出口は、低温移動床吸着塔（４）の排煙入口に連通し、低温移動床吸着塔（４）の底部の多孔質吸着剤出口は、脱着塔（５）の入口に連通し、脱着塔（５）の多孔質吸着剤出口は、低温移動床吸着塔（４）頂部の多孔質吸着剤入口に連通し、低温移動床吸着塔（４）のガス出口は、冷熱回収器（６）の入口に連通し、
排煙冷却システム（３）は、３段式のスプレー冷却構造を採用し、
複数の多孔質吸着剤が前記低温移動床吸着塔（４）と前記脱着塔（５）の間を循環する、ことを特徴とする低温移動床一体型吸着脱硫・脱硝システム。
【請求項２】
脱着塔（５）の多孔質吸着剤出口は、チェーンバケットリフト装置を介して低温移動床吸着塔（４）頂部の多孔質吸着剤入口に連通する、ことを特徴とする請求項１に記載の低温移動床一体型吸着脱硫・脱硝システム。
【請求項３】
前記多孔質吸着剤は、活性コークスである、ことを特徴とする請求項１に記載の低温移動床一体型吸着脱硫・脱硝システム。
【請求項４】
動作中、除塵後の高温排煙は、排煙吸引機（１）を介して排煙余熱回収器（２）に送られ、排煙余熱回収器（２）により排煙温度が７０℃以下に下がり、回収された熱は、温水や蒸気の供給又は冷房に用いられ、余熱回収後の排煙は、排煙冷却システム（３）に入り、スプレー降温又は間接熱交換方式により室温以下の温度域まで降温し、室温以上の温度域の冷却では、冷却水によって熱が奪われ、室温以下の温度域の冷却は、冷房方式を採用し、冷却後の排煙は、低温移動床吸着塔（４）に入り、低温移動床吸着塔（４）に装填された多孔質吸着剤と接触することにより、物理吸着方式により排煙中のＳＯ２及びＮＯｘが除去され、低温移動床吸着塔（４）から排出された排煙は、冷熱回収器（６）に入って冷熱の回収が行われ、飽和吸着になった多孔質吸着剤は、低温移動床吸着塔（４）の底部から自重ブランキングの方式により排出され、脱着塔（５）に入り、脱着塔（５）で、加熱又は真空排気の方式により、飽和吸着になった多孔質吸着剤が再生され、ＳＯ２及びＮＯｘガスが脱着され、脱着完了後の多孔質吸着剤は低温移動床吸着塔（４）の塔頂に送られて再利用される、ことを特徴とする請求項１に記載の低温移動床一体型吸着脱硫・脱硝システム。