(57)【要約】      （修正有）【課題】ガス中の硫黄酸化物及び粉塵をアンモニア法によって効果的に除去する方法及び装置の提供。【解決手段】ガス浄化及び汚染物質除去システムＩと、酸化システムＩＩと、硫酸アンモニウム後処理システムＩＶと、アンモニア供給システムＩＩＩと、補助システムとからなる装置により、分割制御及び多点アンモニア供給プロセスを用いて、アンモニアスリップ及びエアロゾル形成を根本的に制御することで、粗煙道ガス７におけるＳＯ２濃度≦３００００ｍｇ／Ｎｍ３及び総粉塵濃度≦５０ｍｇ／Ｎｍ３という条件下で、クリーンガスにおいてＳＯ２≦３５ｍｇ／Ｎｍ３、総粉塵（エアロゾルを含む）≦５ｍｇ／Ｎｍ３及びアンモニアスリップ≦２ｍｇ／Ｎｍ３を実現することができる硫黄酸化物及び粉塵の除去方法及び装置。【選択図】図１
2018023966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス中の硫黄酸化物及び粉塵をアンモニア法によって効果的に除去する方法及び装置であって、
該装置は、脱硫及び脱塵の効果的な作用を達成するために、分割制御及び多点アンモニア供給プロセスを用いてアンモニアスリップ及びエアロゾル形成を根本的に制御し、
粗煙道ガスにおけるＳＯ２濃度≦３００００ｍｇ／Ｎｍ３及び総粉塵濃度≦５０ｍｇ／Ｎｍ３という条件下で、クリーンガスにおいてＳＯ２≦３５ｍｇ／Ｎｍ３、総粉塵（エアロゾルを含む）≦５ｍｇ／Ｎｍ３及びアンモニアスリップ≦２ｍｇ／Ｎｍ３を実現することができ、
該装置は、ガス浄化及び汚染物質除去システムと、酸化システムと、硫酸アンモニウム後処理システムと、アンモニア供給システムと、補助システムとからなり、
前記ガス浄化及び汚染物質除去システムは分割制御を用い、原則として予備洗浄セクションと、吸収セクションと、微粒子制御セクションとに分けられ、
該予備洗浄セクションと、該吸収セクションと、該微粒子制御セクションとの各々に複数のスプレー層が設けられ、
前記予備洗浄セクションは、煙道ガスの温度を低下させながら該予備洗浄セクションの循環洗浄液を濃縮し、前記吸収セクションは、煙道ガス中の二酸化硫黄を吸収及び除去し、それぞれのセクションにおけるアンモニアスリップ及びエアロゾル形成が制御され、
前記ガス浄化及び汚染物質除去システムは多点アンモニア供給を用い、アンモニアスリップ及びエアロゾル形成を防止するのに十分な反応を可能にし、
アンモニア含有脱硫剤が、前記酸化システム内の酸化タンク又は吸収再循環タンクの上層、中間層及び下層と、前記予備洗浄セクションと、吸収スプレー層と、それぞれの再循環ポンプの入口及び出口とを含む複数の箇所から添加され、
前記酸化システム内の前記酸化タンクは、分割制御の要件に応じて階層化され、
前記予備洗浄セクションの補充液及び吸収循環液が、前記酸化タンクのそれぞれ異なる位置から引き出され、
吸収効率を確保し、かつアンモニアスリップ及びエアロゾル形成を制御するように、２層〜８層の気液分散促進器が前記酸化タンク内に設けられ、
該装置に用いられるプロセスフローが以下のとおりである：
煙道ガスが予備洗浄セクションから入り、該予備洗浄セクションの循環洗浄液によって冷却及び洗浄される一方で該循環洗浄液が濃縮され、前記煙道ガスが、更に、吸収循環液で洗浄することによる脱硫のための吸収セクションと、微粒子循環洗浄液による微粒子の除去のための微粒子制御セクションとをそれぞれ通過した後、排出され、
前記予備洗浄セクションの前記循環洗浄液が吸収循環液から補充され、該吸収循環液が前記微粒子制御セクションの循環洗浄液から補充され、プロセス用水が主に該微粒子制御セクションから補充され、
前記吸収循環液が前記酸化システムにおいて酸化され、それぞれ異なる酸化率を有する溶液が循環吸収のために該酸化タンクのそれぞれ異なる位置から引き出され、
前記予備洗浄セクションの前記循環洗浄液が前記予備洗浄セクションにおいて濃縮（結晶化）されるか、又は前記吸収装置の外で蒸発結晶化に供され、硫酸アンモニウム後処理システムによって商用硫酸アンモニウムに加工され、溶液中の有害なイオン（塩化物イオン、フッ化物イオン、等）を制御する必要がある場合に一体型乾燥塔を用いて吸収液の一部から硫酸アンモニウムを直接生じさせる
ことを特徴とする、方法及び装置。
【請求項２】
前記微粒子制御セクションに除霜器が設けられ、前記予備洗浄セクション及び前記吸収セクションの各層に必要に応じて除霜器が設けられ、該除霜器がバッフルプレート、リッジ、充填物若しくは金網の形態、又はその複合形態をとる。
【請求項３】
混合構造又は装置を各アンモニア供給点で設けてもよく、
無水アンモニアを溶液に直接添加する場合、無水アンモニアのみに使用される混合機が、多点アンモニア供給と、十分な反応と、アンモニアスリップ及びエアロゾル形成の防止とを達成するために設けられ、
前記吸収セクションの前記吸収循環液は、４．６超のｐＨ値を有し、
前記予備洗浄セクションの前記循環洗浄液は、前記吸収装置内での結晶化プロセスについては５．５未満のｐＨ値を有し、該吸収装置外での結晶化プロセスについては６未満のｐＨ値を有する。
【請求項４】
２層〜８層の気液分散促進器が酸化タンク内に設けられ、
該気液分散促進器は、構造充填物、ランダム充填物、多孔板、バブルキャップ、曝気ヘッド、等のいずれか１つの形態又はその複合形態をとってもよく、
前記酸化タンクの液面が５ｍを超え、酸化用空気が２０％以上過剰であり、前記溶液の正味滞留時間が２０分間を超え、前記吸収循環液の酸化率が９０％を超え、前記予備洗浄セクションの前記循環洗浄液の酸化率が９２％を超える。
【請求項５】
前記吸収セクションの各層の液ガス比が０．２Ｌ／ｍ３以上であり、スプレーカバレージが１１０％以上であり、
前記微粒子制御セクションの各層の液ガス比が０．１Ｌ／ｍ３以上、スプレーカバレージが１００％以上である
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法及び装置。
【請求項６】
前記吸収装置のガス空塔速度が１ｍ／ｓ〜５ｍ／ｓであり、
及び／又は、前記予備洗浄セクションの運転温度が３５℃〜８０℃であり、
及び／又は、前記吸収セクションの運転温度が３０℃〜７０℃であり、
及び／又は、前記微粒子制御セクションの運転温度が３０℃〜６５℃である
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法及び装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は環境保護の技術分野に属し、特にガス中の硫黄酸化物及び粉塵をアンモニア法によって効果的に除去する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、石灰石・石膏法がガス中の二酸化硫黄を除去する世界的に主流のプロセスである。この方法は脱硫の過程で大量の廃水及び石膏残渣を生じる。１トンの二酸化硫黄を除去するために０．７トンの二酸化炭素が生じる。これらの廃水及び残渣の処理は高い資本コスト及び運転コストを必要とする。一方でアンモニア脱硫は廃水や残渣を生じず、添加される脱硫剤としてのアンモニアは硫酸アンモニウム肥料へと変換される。これにより廃棄物が有益となり、硫酸アンモニウム肥料の売上収益は通例アンモニアの仕入原価よりも大きい。しかしながら、この先進技法の一般化及び応用はアンモニア脱硫において生じるアンモニアスリップ、エアロゾル等の問題のために長い間制限されてきた。本発明ではプロセスの革新的設計によってアンモニアスリップ及びエアロゾル形成を根本的に排除し、アンモニア脱硫の開発及び一般化を妨げる重大な技術的課題をすっかり解決した。クリーン煙道ガスにおいてＳＯ２≦３５ｍｇ／Ｎｍ３、総粉塵（エアロゾルを含む）≦５ｍｇ／Ｎｍ３及びアンモニアスリップ≦２ｍｇ／Ｎｍ３を達成することができる一方で、吸収装置の構造設計が単純になり、資本経費が少なくなる。
【０００３】
Jiangsu New Century Jiangnan Environmental Protection Inc. (JNEP)は１９９８年からアンモニア脱硫の開発を開始し、以来３００セットを超えるアンモニア脱硫装置を構築しており、中国におけるアンモニア脱硫市場シェアの８０％を占め、アンモニア脱硫における主唱者かつ先導者となっている。同社は進歩し続けている技法であるアンモニア脱硫技術の開発に専念している。アンモニアスリップ、エアロゾル形成等の技術的課題は根本的に解決され、この技法は第四世代まで発展している。この技法を用いることにより、粗煙道ガスにおけるＳＯ２濃度≦３００００ｍｇ／Ｎｍ３及び総粉塵濃度≦５０ｍｇ／Ｎｍ３という条件下で、クリーン煙道ガスにおいてＳＯ２≦３５ｍｇ／Ｎｍ３、総粉塵（エアロゾルを含む）≦５ｍｇ／Ｎｍ３及びアンモニアスリップ≦２ｍｇ／Ｎｍ３に達することができる。同社は２００３年に石炭火力煙道ガス中のＳＯ２を除去する方法の２件の特許（特許文献１及び特許文献２）を開示し、冷却脱塵及び吸収脱硫のパラメーター並びに１００ｍｇ／Ｎｍ３未満とすべきテールガス中のＳＯ２濃度についての要件を提唱している。しかしながら、テールガス中のアンモニアスリップは１２ｍｇ／Ｎｍ３に達し、エアロゾルの排出については注意が払われておらず、アンモニアの回収率は低かった。これに対し、同社は「Process and apparatus of ammonia desulfurization with crystallization in tower」（特許文献３）を２００５年に開示し、吸収装置を、順に酸化セクション、結晶化セクション、冷却吸収セクション、主吸収セクション、脱水除霜セクションとされる多セクション構造に設計している。これらの革新により、結晶化は、装置の運転エネルギー消費を低減するために煙道ガスの蒸発能を用いて行われた。排出されるテールガス中のＳＯ２濃度は２００ｍｇ／Ｎｍ３未満であり、テールガス中のアンモニア含量は最大３ｍｇ／Ｎｍ３となり、副生成物としての硫酸アンモニウム肥料はＧＢ５３５基準の第１グレードの要件を満たす。アンモニア回収率は大幅に増大したが、エアロゾルの排出量は依然として大きかった。同社は後に、吸収後の煙道ガス除霜及び水洗除霜のための方法及び装置を開示する「Apparatus and method for controlling fine particulates in de-sulfurized flue gas」（特許文献４）を２０１３年に開示している。微粒子は効果的に除去され得る。吸収除霜器が１０μｍを超える液滴の大部分を除去し、除去された大きな液滴を伴うガスが水洗浄脱塵に移動し、水洗後に微粒子が大きな粒子へと成長し、除去された。微粒子及び粉塵の除去効率は６０％以上であり得る。この技法は微粒子を効率的に除去し得るが、中国の超低排出指針では総粉塵（エアロゾルを含む）を１０ｍｇ／Ｎｍ３未満とする必要があり、脱塵効率は更に改善する必要がある。
【０００４】
上記の４件のコア特許及び６４件の他の付随特許に基づいて、同社は技術的焦点を生成されたアンモニアスリップ及びエアロゾルを排除する方法から、アンモニアスリップ及びエアロゾル形成を根絶する吸収プロセスの革新的研究へとすっかり転換することによって、本発明においてアンモニアスリップ及びエアロゾルの重大な技術的課題に対する主要問題に取り組み続けている。分割制御、多点アンモニア供給等の技術的手段により、処理後に排出されるガスはＳＯ２≦３５ｍｇ／Ｎｍ３、総粉塵（エアロゾルを含む）≦５ｍｇ／Ｎｍ３及びアンモニアスリップ≦２ｍｇ／Ｎｍ３という要件を満たす。本発明の技法は工業試験によって検証された。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】中国特許第１２８３３４６号
【特許文献２】中国特許第１３２１７２３号
【特許文献３】中国特許第１００４２８９７９号
【特許文献４】中国特許第１０３３０１７０５号
【０００６】
［本発明のサマリー］
本発明は、従来技術がアンモニアベースの脱硫法の要点をつかんでおらず、形成源からのアンモニアスリップ及びエアロゾルの重大な技術的課題を解決せず、スリップしたアンモニア及び形成されたエアロゾルを排除する方法のみに着目しているという事実に向けられる。これは吸収装置内のセクション数の増加及びシステムの複雑化をもたらす。これは処理効果の低下のみならず、資本コスト及び運転コストの実質的増加にもつながる。アンモニア脱硫法の体系的研究に基づいて、本発明はこれらの問題を根本的に解決するために、アンモニアスリップ及びエアロゾル形成の理由に着目し、分割制御及び多点アンモニア供給の技法を用いる。これにより本発明の技法が形作られる。本発明の方法を用いて脱硫脱塵に供されたクリーン煙道ガスにおいてはＳＯ２≦３５ｍｇ／Ｎｍ３及び総粉塵（エアロゾルを含む）≦５ｍｇ／Ｎｍ３、アンモニアスリップ≦２ｍｇ／Ｎｍ３、並びにアンモニア回収率≧９９％が達成される。さらに、プロセスフローが単純であり、投資が少なく、自動化度が高く、副生成物が適格であり、廃水が排出されず、いかなる二次汚染もなく、様々な汚染物質の相乗的制御を達成することができる。
【０００７】
最終的に、本発明は上記の技術的問題を以下の技術的解決法によって解決する。
【０００８】
ガス中の硫黄酸化物及び粉塵をアンモニア法によって効果的に除去する方法及び装置は以下のように特徴付けられる。装置は脱硫及び脱塵の効果的な作用を達成するために、分割制御及び多点アンモニア供給プロセスを用いてアンモニアスリップ及びエアロゾル形成を根本的に制御する。粗煙道ガスにおけるＳＯ２濃度≦３００００ｍｇ／Ｎｍ３及び総粉塵濃度≦５０ｍｇ／Ｎｍ３という条件下で、クリーン煙道ガスにおいてＳＯ２≦３５ｍｇ／Ｎｍ３、総粉塵（エアロゾルを含む）≦５ｍｇ／Ｎｍ３及びアンモニアスリップ≦２ｍｇ／Ｎｍ３を達成することができる。装置はガス浄化及び汚染物質除去システムと、酸化システムと、硫酸アンモニウム後処理システムと、アンモニア供給システムと、補助システムとからなる。
【０００９】
ガス浄化及び汚染物質除去システムが分割制御を用い、主に予備洗浄セクション、吸収セクション及び微粒子制御セクションに分けられ、該予備洗浄セクション、該吸収セクション及び該微粒子制御セクションの各々に複数のスプレー層が設けられ、予備洗浄セクションが煙道ガスの温度を低下させながら循環洗浄液を濃縮し、吸収セクションが煙道ガス中の二酸化硫黄を吸収及び除去する。それぞれのセクションにおけるアンモニアスリップ及びエアロゾル形成を制御するために、それぞれ異なる組成を有する吸収溶液をそれぞれのセクションに使用する。
【００１０】
ガス浄化及び汚染物質除去システムが多点アンモニア供給を用い、アンモニアスリップ及びエアロゾル形成を防止するのに十分な反応を有する。アンモニア含有脱硫剤が、酸化システムの酸化タンクの上層、中間層及び下層と、予備洗浄セクションと、吸収スプレー層と、それぞれの再循環ポンプの入口及び出口とを含む複数の箇所から添加される。混合構造又は装置を各アンモニア供給点で設けることができ、液体アンモニアのみに使用される混合機が、無水アンモニアを溶液に直接添加する場合に多点アンモニア供給及び十分な反応を達成し、アンモニアスリップ及びエアロゾル形成を防止するために設けられる。吸収セクションの吸収循環液は４．６超のｐＨ値を有する。予備洗浄セクションの循環洗浄液は吸収装置内での結晶化プロセスについては５．５未満のｐＨ値を有し、予備洗浄セクションの循環洗浄液は吸収装置外での結晶化プロセスについては６未満のｐＨ値を有する。
【００１１】
酸化システムは分割制御の要件に応じて階層化され、予備洗浄セクションの補充液及び吸収循環液が酸化システムの酸化タンクの異なる複数の位置から引き出される。吸収効率を確保し、かつアンモニアスリップ及びエアロゾル形成を制御するように、２層〜８層の気液分散促進器が酸化タンク内に設けられる。気液分散促進器は構造充填物、ランダム充填物、多孔板、バブルキャップ、曝気ヘッド等のいずれか１つの形態又はその複合形態をとることができる。酸化タンク及び予備洗浄再循環タンクがそれぞれ必要に応じて塔の下部又は塔の外部に設置される。酸化タンクの液面は５メートルを超え、酸化用空気は２０％以上過剰であり、溶液の正味滞留時間は２０分間を超え、吸収循環液の酸化率は９０％を超え、予備洗浄セクションの循環洗浄液の酸化率は９２％を超える。
【００１２】
微粒子制御セクションに除霜器が設けられ、予備洗浄セクション及び吸収セクションの各層に必要に応じて除霜器が設けられ、除霜器はバッフルプレート、リッジ、充填物若しくは金網の形態、又はその複合形態をとる。
【００１３】
装置によって用いられるプロセスフローは以下のとおりである：
煙道ガスがガス浄化及び汚染物質除去システムの予備洗浄セクションから入り、該予備洗浄セクションの循環洗浄液によって冷却及び洗浄される一方で、予備洗浄液の循環洗浄液が濃縮され、煙道ガスが、更に、吸収循環液で洗浄することによる脱硫のための吸収セクションと、微粒子循環洗浄液による微粒子の除去のための微粒子制御セクションとをそれぞれ通過した後、排出され、
予備洗浄セクションの循環洗浄液が吸収循環液から補充され、該吸収循環液が微粒子制御セクションの循環洗浄液から補充され、プロセス用水が主に該微粒子制御セクションから補充され、
吸収循環液が酸化システムにおいて酸化され、それぞれ異なる酸化率を有する溶液が、循環吸収のために酸化システムの酸化タンクのそれぞれ異なる位置から引き出される。
【００１４】
吸収セクションの各層の液ガス比が０．２Ｌ／ｍ３以上、スプレーカバレージが１１０％以上である。微粒子制御セクションの各層の液ガス比が０．１Ｌ／ｍ３以上、スプレーカバレージが１００％以上である。
【００１５】
吸収装置のガス空塔速度が１ｍ／ｓ〜５ｍ／ｓであり、
及び／又は、予備洗浄セクションの運転温度が３５℃〜８０℃であり、
及び／又は、吸収セクションの運転温度が３０℃〜７０℃であり、
及び／又は、微粒子制御セクションの運転温度が３０℃〜６５℃である。
【００１６】
予備洗浄セクションの循環洗浄液は、予備洗浄セクションにおいて濃縮（結晶化）されるか、又は吸収装置の外で蒸発結晶化に供され、硫酸アンモニウム後処理システムによって商用硫酸アンモニウムに加工される。溶液中の有害なイオン（塩化物イオン、フッ化物イオン、等）を制御する必要がある場合に一体型乾燥塔を用いて予備洗浄液の循環洗浄液の一部から硫酸アンモニウムを直接生じさせる。
【００１７】
本システムでは、粗煙道ガスにおけるＳＯ２濃度≦３００００ｍｇ／Ｎｍ３及び総粉塵濃度≦５０ｍｇ／Ｎｍ３という条件下で、クリーン煙道ガスにおいてＳＯ２≦３５ｍｇ／Ｎｍ３及び総粉塵（エアロゾルを含む）≦５ｍｇ／Ｎｍ３、アンモニアスリップ≦２ｍｇ／Ｎｍ３、並びにアンモニア回収率≧９９％を達成することができる。
【００１８】
本発明は以下のようなプラスの進歩的効果を有する。
１．本発明の方法を用いて処理された煙道ガスにおける総粉塵（エアロゾルを含有する）及びＳＯ２は、クリーン煙道ガスにおけるＳＯ２≦３５ｍｇ／Ｎｍ３及び総粉塵（エアロゾルを含む）≦５ｍｇ／Ｎｍ３という超低排出要件を満たす。クリーン煙道ガスは吸収装置の最上部の煙突から排出するか、又は排出用の既存のスタックに戻すことができる。
２．本発明の方法を用いて処理された煙道ガスにおける遊離アンモニアは２ｍｇ／Ｎｍ３以下であり、アンモニアの回収率及び利用率は９９％以上である。
３．副生成物としての硫酸アンモニウムの品質がＧＢ５３５基準を満たす。
４．本発明の方法は単純なプロセスフロー、低エネルギー消費を有し、廃水の排出、二次汚染がなく、ＳＯ２、粉塵、ＳＯ３、遊離アンモニア等の様々な汚染物質の相乗的制御を達成することができ、資本コスト及び運転コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】装置及び方法の概要図である。
【図２】実施例１の装置及び方法の概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明を下記で実施例によって更に説明するが、本発明はそれにより実施例の範囲に限定されるものではない。以下の実施例において実証される具体的な条件を有しない実験方法は、従来の方法及び条件又は商品の取扱説明書に従って選択される。
【００２１】
［好的な実施形態］
脱硫及び脱塵の効果的な作用を達成するために、分割制御及び多点アンモニア供給プロセスを用いてアンモニアスリップ及びエアロゾル形成を根本的に制御する。粗煙道ガスにおけるＳＯ２濃度≦３００００ｍｇ／Ｎｍ３及び総粉塵濃度≦５０ｍｇ／Ｎｍ３という条件下で、クリーン煙道ガスにおいてＳＯ２≦３５ｍｇ／Ｎｍ３、総粉塵（エアロゾルを含む）≦５ｍｇ／Ｎｍ３及びアンモニアスリップ≦２ｍｇ／Ｎｍ３を達成することができる。
【００２２】
装置はガス浄化及び汚染物質除去システムＩと、酸化システムＩＩと、硫酸アンモニウム後処理システムＩＩＩと、アンモニア供給システムＩＶと、補助システムとを備える。
【００２３】
ガス浄化及び汚染物質除去システムＩは吸収装置１と、蒸発結晶化システム３１（任意）と、微粒子制御セクションの再循環タンク２２と、微粒子制御セクションの再循環ポンプ２３と、予備洗浄再循環タンク１１とを備える。酸化システムＩＩは酸化タンク８と、上層吸収再循環ポンプ６と、下層吸収再循環ポンプ１４とを備える。硫酸アンモニウム後処理システムＩＩＩは一次固液分離１８１と、二次固液分離１８２と、一体型乾燥塔１８３と、充填機１８４とを備える。酸化タンク８及び予備洗浄再循環タンク１１はそれぞれ必要に応じて塔の下部又は吸収装置の外部に設置される。
【００２４】
ガス浄化及び汚染物質除去システムＩの吸収装置１は分割制御を用い、予備洗浄セクション４、吸収セクション３及び微粒子制御セクション５に分けられる。予備洗浄セクション４、吸収セクション３及び微粒子制御セクション５の各々に複数のスプレー層２１が設けられ、予備洗浄セクション４が粗煙道ガス７の温度を低下させながら循環洗浄液３３を濃縮し、吸収セクション３の吸収循環液３２が煙道ガス中の二酸化硫黄を吸収及び除去し、微粒子制御セクション５が微粒子を除去する。アンモニアスリップ及びエアロゾル形成を制御するために、それぞれ異なる組成を有する吸収液をそれぞれのセクションに使用する。
【００２５】
多点アンモニア供給が用いられ、反応はアンモニアスリップ及びエアロゾル形成を防止するのに十分である。アンモニア含有脱硫剤は、酸化タンク８（吸収再循環タンク）の上層、中間層又は下層と、予備洗浄セクション４と、吸収セクション３のスプレー層と、各再循環ポンプの入口及び出口とを含む複数の箇所から添加される。
【００２６】
装置に用いられるプロセスフローは以下のとおりである。
【００２７】
粗煙道ガス７がガス浄化及び汚染物質除去システムＩの吸収装置１の予備洗浄セクション４から入り、予備洗浄セクションの循環洗浄液３３によって冷却及び洗浄される一方で、予備洗浄セクションの循環洗浄液３３が濃縮され、煙道ガスが、更に、吸収循環液３２で洗浄することによる脱硫のための吸収セクション３と、微粒子制御セクションの循環洗浄液３４で洗浄し、除霜することによる微粒子の除去のための微粒子制御セクション５とをそれぞれ通過した後、排出される。
【００２８】
予備洗浄セクションの循環洗浄液３３が吸収循環液３２から補充され、吸収循環液３２が微粒子制御セクションの循環洗浄液３４から補充され、プロセス用水２４が微粒子制御セクション５の再循環タンク２２から補充される。
【００２９】
吸収循環液３２が酸化タンク８において酸化される。溶液の大部分が酸化タンク８の上部から引き出されて、循環吸収のために吸収装置１の吸収セクション４の上部へと送り戻され、少量が予備洗浄セクションの補充液３５として使用され、下部から引き出された溶液は循環吸収のために吸収装置１の吸収セクション４の下部へと送り出される。
【００３０】
予備洗浄セクションの循環洗浄液３３が予備洗浄セクション４において濃縮及び結晶化されるか、又は濃縮溶液が蒸発結晶化システム３１において吸収装置の外で結晶化された後、スラリーは、硫酸アンモニウム後処理システムＩＶによって、一次固液分離器１８１、二次固液分離器１８２、一体型乾燥機乾燥塔１８３及び充填機１８４を介して商用硫酸アンモニウム１９に加工される。一方で、予備洗浄セクションの循環洗浄液３３の０．５％が乾燥のために一体型乾燥塔へと直接送達され、装置内の循環液中の塩素及びフッ素の総含量が３００００ｍｇ／Ｌ以下となるように制御される。固液分離からの母液は蒸発結晶化システムに戻される。
【００３１】
複数層の除霜器１２が微粒子制御セクション５及び吸収セクション３内に設けられる。除霜器１２はバッフルプレート、リッジ若しくは金網の形態、又はその複合形態をとる。
【００３２】
多点アンモニア供給及び十分な反応を達成し、アンモニアスリップ及びエアロゾル形成を防止するために混合構造が各アンモニア供給点で設けられる。吸収セクション３の吸収循環液３２のｐＨ値は上部では４．６〜５．８、下部では５．２〜６．４である。予備洗浄セクション４の循環洗浄液３３のｐＨ値は５〜５．４である。
【００３３】
２層〜８層の気液分散促進器２６が酸化タンク８内に設けられ、気液分散促進器には構造充填物及び多孔板が用いられる。酸化タンク８の液面は５メートルを超え、酸化用空気は２０％超過剰であり、溶液の正味滞留時間は２０分以上であり、吸収循環液３２の酸化率は９０％以上であり、予備洗浄セクションの循環洗浄液３３の酸化率は９２％以上である。
【００３４】
吸収セクション３の各層の吸収液の液ガス比が０．２Ｌ／ｍ３以上、スプレーカバレージが１１０％以上である。微粒子制御セクション５の各層の分配液の液ガス比が０．１Ｌ／ｍ３以上、スプレーカバレージが１００％以上である。
【００３５】
吸収装置のガス空塔速度が１ｍ／ｓ〜５ｍ／ｓであり、
及び／又は、予備洗浄セクション４の運転温度が３５℃〜８０℃であり、
及び／又は、吸収セクション３の運転温度が３０℃〜７０℃であり、
及び／又は、微粒子制御セクション５の運転温度が３０℃〜６５℃である。
【００３６】
［実施例１］
１．ガス中の硫黄酸化物及び粉塵をアンモニアベース法によって効果的に除去する装置
装置はガス浄化及び汚染物質除去システムＩと、酸化システムＩＩと、硫酸アンモニウム後処理システムＩＩＩと、アンモニア供給システムＩＶと、補助システムとを備える。
【００３７】
ガス浄化及び汚染物質除去システムＩは吸収装置１と、微粒子制御セクションの再循環タンク２２と、微粒子制御セクションの再循環ポンプ２３と、予備洗浄再循環タンク１１とを備える。酸化システムＩＩは酸化タンク８と、上層吸収再循環ポンプ６と、下層吸収再循環ポンプ１４とを備える。硫酸アンモニウム後処理システムＩＩＩは一次固液分離１８１と、二次固液分離１８２と、一体型乾燥塔１８３と、充填機１８４とを備える。
【００３８】
ガス浄化及び汚染物質除去システムＩの吸収装置１は分割制御を用い、予備洗浄セクション４と、吸収セクション３と、微粒子制御セクション５とに分けられる。予備洗浄セクション４、吸収セクション３及び微粒子制御セクション５にはそれぞれ２／５／２のスプレー層２１が設けられ、予備洗浄セクション４が粗煙道ガス７の温度を低下させながら循環洗浄液３３を濃縮し、吸収セクション３が煙道ガス中の二酸化硫黄を吸収及び除去し、アンモニアスリップ及びエアロゾル形成が制御される。微粒子制御セクション５が微粒子を制御する。
【００３９】
多点アンモニア供給が用いられ、反応はアンモニアスリップ及びエアロゾル形成を防止するのに十分である。アンモニア含有脱硫剤は、酸化タンク８の上層及び下層と、予備洗浄セクション４と、予備洗浄再循環タンク１１と、上層／下層吸収再循環ポンプ６／１４の入口及び出口と、予備洗浄再循環ポンプ２の出口とから添加される。
【００４０】
ＣＥＭＳ２５が煙道ガス入口２０及び煙道ガス出口１６に取り付けられる。煙道ガス入口のＣＥＭＳは温度、圧力、流量、窒素酸化物濃度、二酸化硫黄濃度、含水量、酸素含量及び粉塵含量に関して煙道ガスを検出する。煙道ガス出口のＣＥＭＳは温度、圧力、流量、窒素酸化物濃度、二酸化硫黄濃度、含水量、酸素含量、遊離アンモニア含量及び粉塵含量に関して煙道ガスを検出する。
【００４１】
吸収セクション３内の液体分配器の各層における液ガス比は１．２Ｌ／ｍ３であり、スプレーカバレージは１２５％であり、吸収セクションの全スプレーカバレージは５００％以上である。
【００４２】
微粒子制御セクション５の各層における液ガス比は１．１Ｌ／ｍ３であり、スプレーカバレージは１４０％である。
【００４３】
２層の除霜器１２が吸収セクション３の上部に設けられ、除霜器には１層のリッジ及び１層のバッフルプレートを用いる。３層の除霜器が微粒子制御セクション５の除霜セクションの上部に設けられ、除霜器には２層のリッジ及び１層の金網を用いる。
【００４４】
【表１】
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【００４５】
２．ガス中の硫黄酸化物及び粉塵をアンモニア法によって効果的に除去する方法
そのプロセスフローは以下のとおりである。
【００４６】
粗煙道ガス７が煙道ガス入口２０からガス浄化及び汚染物質除去システム１の予備洗浄セクション４に入り、予備洗浄セクションの循環洗浄液３３と向流接触して煙道ガス中の粉塵、ＳＯ３及び一部のＳＯ２が除去された後、吸収セクション３に入り、吸収循環液３２と向流接触して煙道ガス中のＳＯ２が吸収され、更に微粒子制御セクション５に入ることで煙道ガス中の少量の遊離アンモニア及びエアロゾルが除去され（及び噴霧液滴）、最後にクリーン煙道ガス１３が塔の最上部の煙道ガス出口１６から直接排出される。
【００４７】
吸収循環液が圧縮空気１０の酸化を受け、混合液体中の亜硫酸塩が硫酸塩へと酸化される。上部の溶液は９３％の酸化率、１．１５ｇ／Ｌの密度及び４．７５のｐＨを有する。下部の溶液は９２％の酸化率、１．１２ｇ／Ｌの密度及び５．７のｐＨを有する。
【００４８】
酸化用空気１０が管路を通して酸化システムの下部へと送達され、酸化システムの出口ガスが吸収装置１の予備洗浄セクション４へと送達され、撹拌に使用される。
【００４９】
プロセス用水２４が微粒子制御セクションの再循環タンク２２内に補充される。
【００５０】
粗煙道ガス７及びクリーン煙道ガス１３の実用運転パラメーター、並びに生成物硫酸アンモニウムの品質パラメーターは表４〜表６に見ることができる。
【００５１】
吸収装置１のガス空塔速度が３．１ｍ／ｓであり、
予備洗浄セクション４の運転温度が５３℃であり、
吸収セクション３の運転温度が４９℃であり、
微粒子制御セクション５の運転温度が４７℃である。
【００５２】
［効果例１］
様々な動作条件の煙道ガスを、実施例１の装置及び方法を用いてアンモニア脱硫及び脱塵に供する。表２は動作条件１での運転パラメーター及び試験結果であり、表３は動作条件２での運転パラメーター及び試験結果である。
【００５３】
【表２】
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【００５４】
【表３】
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【符号の説明】
【００５５】
Ｉ  ガス浄化及び汚染物質除去システム
ＩＩ  酸化システム
ＩＩＩ  アンモニア供給システム
ＩＶ  硫酸アンモニウム後処理システム
１  吸収装置
２  予備洗浄再循環ポンプ
３  吸収セクション
４  予備洗浄セクション
５  微粒子制御セクション
６  上層吸収再循環ポンプ
７  粗煙道ガス
８  酸化タンク
９  バブルキャップトレー
１０  酸化用空気
１１  予備洗浄再循環タンク
１２  除霜器
１３  クリーン煙道ガス
１４  下層吸収再循環ポンプ
１５  硫酸アンモニウムスラリー
１６  煙道ガス出口
１７  結晶化ポンプ
１８１  一次固液分離
１８２  二次固液分離
１８３  一体型乾燥塔
１８４  充填機
１９  商用硫酸アンモニウム
２０  煙道ガス入口
２１  スプレー層
２２  微粒子制御セクションの再循環タンク
２３  微粒子制御セクションの再循環ポンプ
２４  プロセス用水
２５  連続排出監視システム（ＣＥＭＳ）
２６  気液分散促進器
３１  蒸発結晶化システム
３２  吸収循環液
３３  予備洗浄セクションの循環洗浄液
３４  微粒子制御セクションの循環洗浄液
３５  予備洗浄セクションの補充液
【図１】
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【図２】
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【外国語明細書】
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