(57)【要約】【課題】ＳＯ3成分を含むガス、例えばボイラ等で硫黄を含有する燃料の燃焼により発生するガス中の、紫煙等の原因となるＳＯ3及びＳＯ3に由来する硫酸ミストを安価に効率良くかつ簡便安全に中和処理して除去する。【解決手段】ボイラで燃料が燃焼されて生成し、煙道を通って空気予熱器、脱硫装置、次いで煙突に送られるガスを処理する方法であって、少なくとも１つの煙道にて、ＳＯ3成分を含むガス中に、平均粒子直径２０μｍ以下、安息角６５°以下、かつ分散度１０％以上４８％以下の炭酸ナトリウムまたはこれを含む混合物を添加し、ＳＯ3成分を除去するガスの処理方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラで燃料が燃焼されて生成し、煙道を通って空気予熱器、脱硫装置、次いで煙突に送られるガスを処理する方法であって、少なくとも１つの煙道にて、ＳＯ3成分を含むガス中に、平均粒子直径２０μｍ以下、安息角６５°以下、かつ分散度１０％以上４８％以下の炭酸ナトリウム粉末を添加することにより、ガス中のＳＯ3成分を除去することを特徴とするガスの処理方法。
【請求項２】
前記炭酸ナトリウム粉末は、ガス中のＳＯ3成分に対し、０．５〜８倍モル添加される請求項１に記載のガスの処理方法。
【請求項３】
ボイラで燃料が燃焼されて生成し、煙道を通って空気予熱器、脱硫装置、次いで煙突に送られるガスを処理する方法であって、少なくとも１つの煙道にて、ＳＯ3成分を含むガス中に、平均粒子直径２０μｍ以下の炭酸ナトリウム粉末に、炭酸ナトリウム粉末に対して０．１〜５質量％の固結防止剤を混合した、安息角６５°以下、かつ分散度１０％以上４８％以下の混合物を添加することにより、ガス中のＳＯ3成分を除去することを特徴とするガスの処理方法。
【請求項４】
前記固結防止剤は、平均粒子直径が０．００５〜５μｍである請求項３に記載のガスの処理方法。
【請求項５】
前記固結防止剤は、ヒュームドシリカ及び／又はゼオライトである請求項３又は４に記載のガスの処理方法。
【請求項６】
ボイラで燃料が燃焼されて生成し、煙道を通って空気予熱器、脱硫装置、次いで煙突に送られるガスを処理する方法であって、少なくとも１つの煙道にて、ＳＯ3成分を含むガス中に、平均粒子直径２０μｍ以下の炭酸ナトリウム粉末に、該粉末に対して１０〜５０質量％の平均粒子直径２０μｍ超の炭酸ナトリウム及び／又は炭酸水素ナトリウムの粗粒を混合した、安息角６５°以下、かつ分散度１０％以上４８％以下の混合物を添加することにより、ガス中のＳＯ3成分を除去することを特徴とするガスの処理方法。
【請求項７】
炭酸ナトリウムを乾式粉砕機で平均粒子径２０μｍ以下に粉砕し、ＳＯ3成分を含むガス中に直接添加する請求項１〜６のいずれかに記載のガスの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラ等で硫黄分を含有する燃料の燃焼により発生するガス等に含まれるＳＯ3成分を、大規模な設備を使用せず、安価に効率良く簡便、かつ安全に中和する、ガスの処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
重油、石炭及びコークス等に代表される硫黄分を含む燃料を燃焼したり、鉄鉱石等の硫黄を含む原料を燃焼したりすると、ＳＯ3やＨ2ＳＯ4が排ガス中に含有され、装置の腐食や大気汚染の原因となる。ＳＯ3やＨ2ＳＯ4は、排ガスに含まれる水蒸気と反応して硫酸ミストとなり、大気中に排出されると白煙、紫煙、茶煙又は黒煙（以下、消失しがたい白煙も含んだ総称として紫煙とする）の原因となる。これらの紫煙となる硫酸ミストは、降下地点の人体や動植物に障害を与える。さらに、煙道等で堆積した煤塵は負荷変動等により、硫酸を多く含有したアシッドスマットとして排出され、酸性降下煤塵になり環境を悪化させる問題がある。
【０００３】
そのため、従来よりＳＯ3、Ｈ2ＳＯ4及び硫酸ミスト（本明細書では、これらをまとめてＳＯ3成分という）を除去するために、カルシウム、マグネシウムの酸化物及び水酸化物等を有機溶媒に分散したスラリを、あらかじめ燃料中に添加してＳＯ3成分の生成を防止したり、燃焼後のガスに添加してＳＯ3成分を中和する方法等が使用されてきた。しかし、これらの方法ではボイラの熱交換部に添加物が堆積しやすく、多量に堆積するとボイラの運転に支障が起こるため、添加物を多量に使用することが困難であった。
【０００４】
また、煙道の途中でＳＯ3成分を積極的に中和するため、水酸化カルシウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム等の粉体や該粉体を水に分散させたスラリを、排ガスが空気予熱器を通過した後の煙道に注入する方法も使用されている。しかし、この方法において粉体自体を注入する場合は、流動性に乏しい微粉末をスクリューフィーダ等によって注入するため定量性が悪く、安定的な効果が得にくい。さらに、これらの粉体は凝集しやすいために、ガス中に均一に分散しにくく中和剤としての効果が低い。また、スラリの状態で注入する場合は、スラリを注入するための移送ラインにスラリに含まれる粉体が堆積して詰まりやすく、安定的に一定量で使用することが困難である。
【０００５】
また、例えば酸化マグネシウムを使用する場合、酸化マグネシウムは反応効率が低いため酸化マグネシウム粉体を過剰に添加することが必要とされる。この場合、煙道には未反応の酸化マグネシウムが残存するが、酸化マグネシウムは水への溶解性が低いため酸化マグネシウムの後処理に問題が生じることがある。さらに、微粉で流動性が不良であるために注入量を定量化することが困難である等の問題があった。
【０００６】
一方、アンモニアを煙道に注入する方法もあるが、高圧ガス等の取扱い上の規制や使用温度に問題があり、さらに別途の大規模な設備が必要である。また、アンモニアによるＳＯ3成分を除去する場合、充分な注入量を維持しないと酸性硫酸アンモニウムが生成する。酸性硫酸アンモニウムが装置に付着するとトラブルの原因となるので、アンモニアを過剰に注入せねばならず、過剰分のアンモニアは大気中に放出されると環境保全上問題である。
【０００７】
また、製鋼、製鉄、非鉄金属精錬、ガラス溶融、硫酸製造、界面活性剤製造等における廃液や廃油や廃ガスや固形廃棄物の燃焼等の排気ガスの処理においてもＳＯ3成分を除去することが必要であり、ＳＯ3成分の効率良い安全な中和処理方法が求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、ＳＯ3成分を含むガス中からＳＯ3成分を効率良く簡便かつ安全に除去する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ボイラで燃料が燃焼されて生成し、煙道を通って空気予熱器、脱硫装置、次いで煙突に送られるガスを処理する方法であって、少なくとも１つの煙道にて、ＳＯ3成分を含むガス中に、平均粒子直径２０μｍ以下、安息角６５°以下、かつ分散度１０％以上４８％以下の炭酸ナトリウム粉末を添加することにより、ガス中のＳＯ3成分を除去することを特徴とするガスの処理方法を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ガス中のＳＯ3成分及びそれに由来する硫酸ミストを安価に効率良くかつ簡便、安全に除去できる。したがって、ボイラ等から排出される排気ガスの紫煙等を抑制できる。また、排気ガス以外の、ＳＯ3成分を不純物として含むガスにおいても、ＳＯ3成分の除去を安価に効率良くかつ簡便、安全に行うことは工業生産上有意義である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ボイラで燃焼された排ガスを処理する方法を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明において、炭酸ナトリウム粉末は、例えば、酸（ＳＯ3成分）の露点以上のガス中に噴霧されて分散するように添加されると、主に拡散衝突の機構によりガス状のＳＯ3成分を捕捉し、中和して除去する。
【００１３】
本発明における炭酸ナトリウム粉末の平均粒子直径は２０μｍ以下であり、１５μｍ以下が好ましく、１０μｍ以下が特に好ましい。平均粒子直径が２０μｍ以下の炭酸ナトリウムは、粒子自体の比表面積が大きいためＳＯ3成分との反応性が高い。炭酸ナトリウムの平均粒子直径は小さいほどＳＯ3成分との反応が速いので好ましく、その下限はＳＯ3成分の除去効果の観点からは制限されないが、粉末の粉砕に要する費用、微粉末の取扱い難さ等から、１μｍ以上であることが好ましい。また、炭酸ナトリウムには、炭酸水素ナトリムを混合して使用してもよい。
【００１４】
本発明では、ＳＯ3成分との反応速度を高めるために、炭酸ナトリウムの比表面積を大きくすることが好ましい。炭酸ナトリウムの微粉砕により比表面積を増加させる方法が採用できる。また、炭酸水素ナトリウムを焼成すると、その形状をほぼ維持したまま、一般に軽灰と称されている多孔質の炭酸ナトリウムとなる。軽灰を使用すると、単に粉砕したものよりも同一の平均粒子直径であっても比表面積が大きいので、ガスとの反応に有効なので好ましい。また、この場合、炭酸水素ナトリウムを焼成する際に発生する炭酸ガスを回収しておくと、地球温暖化防止のために好ましい。
【００１５】
一方、一般に重灰と称される炭酸ナトリウムは、炭酸ナトリウムの一水塩を焼成したものであり、前述の軽灰のように多孔質ではなく、比表面積が小さい。比表面積で比較すると、旭硝子社製のものの場合、例えば平均粒子直径７μｍの軽灰は２．７ｍ2／ｇであり、平均粒子直径６μｍの重灰は１．１ｍ2／ｇである。軽灰は重灰と比較すると粉体として嵩高い。しかし、平均粒子直径が２０μｍ以下となるように粉砕すれば、軽灰に比べると多少の性能低下はあるが本発明の方法に好適に使用できる。炭酸ナトリウムは一般的には重灰として流通しているため、重灰は安価で入手しやすい利点がある。
【００１６】
本発明では、炭酸ナトリウムの代わりに炭酸カリウムも使用できる。炭酸カリウムは、炭酸ナトリウムと同様に、炭酸水素カリウムを焼成して得ることができるが、炭酸ナトリウムに比べ工業的に高コストとなる。炭酸カリウムは、例えば、ガスを精製する場合等において、ナトリウムの混入を避けたい場合等に使用できる。
【００１７】
処理すべきガス中に添加される炭酸ナトリウム粉末は、粉体物性として安息角６５°以下が好ましく、６０°以下が特に好ましい。安息角がこの範囲の炭酸ナトリウム粉末は流動性が良好で、例えば煙道へ噴霧する場合でも良好な噴霧状態を維持でき、さらに貯槽からの排出や空気輸送なども容易であるため、効率良くＳＯ3と反応する。そのため炭酸ナトリウムの噴霧使用量を少なくでき、かつ粉体としての取扱いも容易である。なお、本明細書でいう炭酸ナトリウム粉末の安息角とは、後述のように炭酸ナトリウムに固結防止剤や粗粒を加えてガス中に添加する場合は添加される粉体全体（混合物）の安息角をいう。
【００１８】
炭酸ナトリウム粉末は、ガス中に含まれるＳＯ3成分に対して０．５〜８倍モル添加することが好ましく、２〜５倍モル添加することが特に好ましい。添加量が０．５倍モル未満であると、充分にはＳＯ3成分を除去できず、紫煙の除去効果が不充分となるおそれがあるので好ましくない。また、添加量が８倍モル超であると、ＳＯ3成分の除去効率の面から不必要であり、コスト的に無駄である。ここで、炭酸ナトリウムはＮａ2ＣＯ3を１モルとして扱う。
【００１９】
本発明では、５００体積ｐｐｍ、さらには１０００体積ｐｐｍを超える高濃度のＳＯ2を含むガス中において、２０体積ｐｐｍ程度の少量のＳＯ3が含有されているガスから、ＳＯ3成分を選択的に除去できる。
【００２０】
本発明では、炭酸ナトリウムを使用しているため、高圧ガスとしての取扱い及び劇毒物の規制があるアンモニアや、劇物である水酸化ナトリウムに比較して、作業者が安全に取扱うことができる。また、エゼクタなどの簡易な噴霧装置のみで実施できるため、実施にあたって高価な設備投資が不要である。本発明の方法では、従来技術のアンモニアを注入する方法と同様に、中和によりＳＯ3成分を除去するので容易に代替できる。
【００２１】
本発明では、ガス中のＳＯ3成分をより効率よく除去するために、炭酸ナトリウム中に固結防止剤を混合してガス中に添加することが好ましい。炭酸ナトリウムは、微量の水分の存在により粒子が凝集し、固結して流動性が悪化しやすい。そのため２０μｍ以下まで粉砕した状態で保管すると、保管時に固結したり、使用時の分散性が低下したりしやすい。固結防止剤は、炭酸ナトリウム粒子の表面に付着し、炭酸ナトリウム粒子間に介在するため、炭酸ナトリウムの粒子どうしが凝集し、固結するのを防止する効果がある。したがって、固結防止剤を炭酸ナトリウムに添加することにより、炭酸ナトリウムの凝集を抑制でき、炭酸ナトリウムの高い流動性が維持でき、微粉末の炭酸ナトリウムをガス中に良好に分散させられるので好ましい。その結果、高い反応効率、すなわち、ＳＯ3成分の高い除去効果を維持できる。
【００２２】
本発明では、固結防止剤は、炭酸ナトリウムに対し０．１〜５．０質量％添加することが好ましく、０．３〜２．０質量％添加することが特に好ましい。添加量が０．１質量％未満であると、炭酸ナトリウムの流動性改善の効果が低いので好ましくなく、添加量が５．０質量％超であると、より高い効果はなく、コストが高くなるのみであるため好ましくない。
【００２３】
本発明において、固結防止剤の平均粒子直径は０．００５〜５．０μｍが好ましく、０．００５〜２．０μｍが特に好ましい。固結防止剤の平均粒子直径が０．００５μｍ未満であると、固結防止効果は高まらず、かつ、安価な工業製品として入手できないため好ましくない。また、平均粒子直径が５．０μｍ超であると、微粒子の場合と同じ質量割合を添加しても、固結防止剤の個数が少ないため固結防止効果が減少する。
【００２４】
固結防止剤としては、炭酸マグネシウム、シリカ、アルミナ、アルミノシリケート、人工又は天然のゼオライト、ステアリン酸塩、タルク等、粉体の固結防止や流動性の向上を目的に添加される物質として一般に公知のものが使用でき、複数の物質を混合して使用することもできる。なかでもシリカが好ましく、平均粒子径の細かさと、固結防止効果と、入手の容易性よりヒュームドシリカが特に好ましい。また、ゼオライトも好ましく使用でき、ヒュームドシリカとゼオライトとを併用することも好ましい。
【００２５】
ヒュームドシリカを使用する場合、装置に対する炭酸ナトリウムの注入位置によっては水への分散性が良好な親水性のヒュームドシリカが好ましい。一般に、ヒュームドシリカは、疎水化処理されていなければ親水性を有している。疎水性のヒュームドシリカでも炭酸ナトリウムの流動性改善の効果はあるが、例えば、ボイラでは、排煙脱硫装置の上流で疎水性ヒュームドシリカを混合した炭酸ナトリウムを添加した場合、排煙脱硫装置の吸収塔で疎水性ヒュームドシリカが凝集して気液界面に膜が形成され、その膜の影響により装置内が泡だらけになり、その結果、この泡が煙道に流失し、吸収塔内でのガスの流通圧力が上昇したりして運転が継続できなくなる恐れがあるので好ましくない。しかし、炭酸ナトリウム及び固結防止剤を添加する箇所と排煙脱硫装置との間に電気集塵器が設置されている場合には、前述の発泡等の支障が発生しないので、固結防止剤は疎水性、親水性を問わず好適に使用できる。
【００２６】
この他に、平均粒子直径２０μｍ以下の炭酸ナトリウム粉末に、粗粒を該粉末に対して１０〜５０質量％混合することによっても流動性を向上することができる。添加量が１０質量％未満であると、流動性改善効果が低いので好ましくなく、５０質量％超であると、粗粒の割合が高くなるため炭酸ナトリウム粉末の量が減り、処理能力が低下するため好ましくない。ここでいう粗粒とは、具体的には平均粒子直径２０μｍ超で、好ましくは５０μｍ以上の炭酸ナトリウム粉末であり、一般の市販品が使用できる。また、この粗粒は炭酸水素ナトリウム粉末であってもよい。炭酸水素ナトリウム粗粒の場合は煙道中に注入された後、熱で分解されて炭酸ナトリウムになる。
【００２７】
炭酸ナトリウム粒子の凝集、固結による流動性悪化防止方法として、上述の固結防止剤を添加する方法以外に、粉砕後の保管方法として乾燥状態を維持する方法が挙げられる。具体的には、保管時に乾燥剤の添加、又は包装材料として市販の防湿加工を施した包装材料を使用することが好ましい。乾燥剤としては、ゼオライトのほか、シリカゲル等の一般に乾燥剤として公知であり、かつ、炭酸ナトリウムと反応不活性な物質であれば好ましく使用できる。また、炭酸ナトリウムを保管するための包装材料として防湿袋を使用すると、固結防止剤の添加効果を維持するうえでより好ましい。ここで防湿袋とは、ＪＩＳ−Ｚ０２０８で規定される透湿度が４０℃で５ｇ／ｍ2・日以下の包装材料からなる袋をいう。
【００２８】
本発明では、ガス中に炭酸ナトリウムの粉末を好ましくは固結防止剤及び／又は粗粒とともに添加しているので、粉末を分散させたスラリを使用する場合と異なり固体が沈殿することがなく取扱いやすい。また、固結防止剤又は粗粒を添加している場合はその作用により流動性が優れているので装置に詰まりを生じることがなく、定量的に炭酸ナトリウムを注入でき、安定して正確な中和によりＳＯ3成分を除去できる。さらに、水溶液ではなく乾式で供給しているため設備の腐食等の問題が起こらず、装置と運転の管理が容易であり、安定した運転が維持できる。
【００２９】
本発明では、ガスを処理する際に、炭酸ナトリウムを乾式粉砕機で平均粒子径２０μｍ以下に粉砕し、気流中に分散した状態のまま、ＳＯ3成分を含むガス中に直接、添加することができる。粉砕前の炭酸ナトリウムは平均粒子径０．０５〜０．５ｍｍが好ましい。平均粒子径が０．０５ｍｍ未満であると、粉砕機への安定した供給が困難であることから好ましくなく、０．５ｍｍ超であると、平均粒子径２０μｍ以下に粉砕するための粉砕機の設備が過大となるため好ましくない。また、この場合の粉砕前の炭酸ナトリウムは安息角５５°以下が好ましく、５０°以下が特に好ましい。安息角５５°超であると、粉砕機への安定した供給が困難となるので好ましくない。
【００３０】
また、粉砕機については、炭酸ナトリウムを効率よく粉砕するため分級機を備えた粉砕機を使用することが好ましい。分級機としては、風力式分級機等が挙げられる。粉砕機の具体例としては、ホソカワミクロン社製の乾式粉砕機（商品名：ＡＣＭパルベライザー）が乾式分級機を備えているため好適に使用できる。また、粉砕はＳＯ3成分との反応性を高めるため中和剤の累積粒度分布における９０％径が５０μｍ以下であることが好ましい。
【００３１】
この炭酸ナトリウムを乾式粉砕機で粉砕しつつガス中に添加する方法では、粉砕された炭酸ナトリウム粉末を保管する必要がないので固結防止剤の添加をしなくてもよいが、固結防止剤を添加することにより、炭酸ナトリウムの凝集防止や噴霧時の分散性向上にさらに効果的である。
【００３２】
次に、ボイラで燃料が燃焼されて生成した排ガスを処理する方法を例にとり、図１を参照しながら本発明の方法を具体的に説明する。図１は、ボイラで燃焼された排ガスを処理する方法を示す図である。
【００３３】
ボイラ１で燃焼された高温の排ガスは、第１の煙道６を通って空気予熱器２に送られる。ここでは燃料原単位を向上させるためボイラ１に送られる燃焼用空気と熱交換され、燃焼用空気の温度を上昇させる。次いで排ガスは第２の煙道７を通って電気集塵機３に送られ、排ガス中に含まれる粉塵を静電気により除去する。ここで電気集塵機３のかわりにバグフィルタを使用してもよく、また電気集塵機３は排ガスに含まれる成分によっては省略してもよい。電気集塵機３を通った排ガスは、第３の煙道８を通って脱硫装置４に送られ、ＳＯ2等が水酸化マグネシウムスラリ等により除去される。次いで排ガスは第４の煙道９を通って煙突５に送られ、煙突５から排出される。
【００３４】
ＳＯ3成分を含有する排ガスが、例えば、ＳＯ3換算で２０体積ｐｐｍ程度であっても、煙突５から紫煙が長くたなびく現象が現れる。この主な原因は、排ガス中に含まれるＳＯ3成分が煙道及び脱硫装置４内で、雰囲気中に含まれる水蒸気と反応して硫酸ミストを形成するためと考えられる。したがって、排ガス中に炭酸ナトリウム粉末を添加することで、ＳＯ3成分及び硫酸ミストを除去すれば、紫煙の発生は防止できる。
【００３５】
上記工程において、本発明では炭酸ナトリウム粉末が第１の煙道６から第４の煙道９の間の少なくとも１つの煙道で添加されるが、添加される煙道は目的に応じて適宜選択される。本発明では、ＳＯ3成分を除去することを目的としているため、炭酸ナトリウム粉末を脱硫装置４の上流の煙道に添加することが好ましく、特に第３の煙道８が好ましい。第３の煙道８内はガス中に含まれるＳＯ3又はＨ2ＳＯ4による露点以上の温度に確実に維持されており、第４の煙道９よりＳＯ3成分の除去効率が高くなる。
【実施例】
【００３６】
本実施例では、炭酸ナトリウムの平均粒子径及び累積粒度分布による９０％径、安息角、分散度及び比表面積を以下の方法で測定した。
【００３７】
炭酸ナトリウムの平均粒子径及び累積粒度分布による９０％径は、レーザ回折散乱式粒度分布測定装置（商品名：マイクロトラックＦＲＡ９２２０、日機装社製）により測定し、体積基準での細かい方からの累積で５０％に相当する粒径を平均粒子径、９０％に相当する粒径を９０％径とした。
【００３８】
安息角は、ホソカワミクロン社製のパウダテスタＰＴ−Ｄ型を使用して測定した。安息角とは、粉体試料を直径８０ｍｍ、目開き７１０μｍの篩を振動させながら通過させた後、水平面に１６０ｍｍの高さの漏斗から直径８０ｍｍのテーブルに静かに落下させたときに、粉体によって形成された円錐体の母線と水平面のなす角を測定することで規定する数値である。
【００３９】
分散度は、粉体試料１０ｇを、凹面が上になるように設置した直径１０ｃｍの時計皿の上に、６１ｃｍの高さから一気に落下させ、落下させた粉体試料の全質量に対する時計皿の外に飛散した粉体試料の質量の１００分率として規定した数値である。さらに排出状況を確認するために、この粉体試料について、安息角を測定する方法と同じ方法で、１０ｇの粉体試料が全てを排出するのに要する時間（排出時間）を計測した。
【００４０】
比表面積は、柴田科学器械工業社製のＢＥＴ簡便方式（商品名：迅速表面積測定装置ＳＡ−１０００）により測定した。
【００４１】
[例１]
炭酸ナトリウムの添加によるガス中のＳＯ3成分の除去効果を確認するため、実際の発電所のボイラで燃料が燃焼されて生成した排ガスを使用して試験を行った。ここで設備の構成は、図１から電気集塵器３と第２の煙道７を除いたものであり、炭酸ナトリウムは第３の煙道８に注入した。
【００４２】
具体的には下記の工程について、空気予熱器２と脱硫装置４との間の第３の煙道８において、排ガス処理した。排ガス処理は、平均粒子直径７μｍ、比表面積２．７ｍ2／ｇ、安息角５１°の炭酸ナトリウム粉末に平均粒子直径０．０１μｍの親水性ヒュームドシリカを炭酸ナトリウム粉末に対して１．０質量％添加して混合物とし、表１に示す添加量について、それぞれ、空気で撹拌しながら添加した。結果を表１に示す。
【００４３】
ここで使用した炭酸ナトリウムは、旭硝子社製の軽灰（アンモニアソーダ法により炭酸ナトリウムを製造する工程の途中で生成する炭酸水素ナトリウムを焼成して生成した多孔質炭酸ナトリウム）を微粉砕したものである。そして、煙突５から排出される硫酸ミストに起因する紫煙のたなびきの目視観察と、第４の煙道９中のＳＯ3成分の定量を行って評価した。表には比較のため炭酸ナトリウム粉末を添加しなかった場合も記載している。
【００４４】
なお、表中の炭酸ナトリウムの添加量は、脱硫装置４に送られる前（水蒸気に接触して硫酸ミストが生成する前）の排ガス中に含まれるＳＯ3成分に対するモル比で示した。また、空気予熱器２と脱硫装置４との間の第３の煙道８中のガス温度は１５８℃であった。
【００４５】
工程：ボイラで燃焼された高温の排ガスを、第１の煙道６を通して空気予熱器２に送って燃焼用空気と熱交換した後、排ガスを第３の煙道８を通して脱硫装置４に送り、水酸化マグネシウムスラリによりＳＯ2等を除去し、次いで第４の煙道９を通して煙突５に送り、煙突５から排出する。
【００４６】
なお、実施時のボイラの設備仕様と排ガス組成は以下のとおりであった。
＜ボイラ仕様＞
型式：強制貫流式ベンソンボイラ、蒸発量：８３ｔ／ｈ、蒸気温度：５２０℃、蒸気圧力：１３．７ＭＰａ。
＜排ガス組成＞
Ｏ2：４．５体積％、ＳＯ2：１４００体積ｐｐｍ、ＳＯ3成分のＳＯ3換算濃度：１７体積ｐｐｍ。
【００４７】
【表１】
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【００４８】
また、第３の煙道８の炭酸ナトリウム注入点以降で連続自動分析計にてＳＯ2の挙動を記録していたが、常時１４００体積ｐｐｍ前後を示し、変化はみられなかった。このことは高濃度ＳＯ2ガス中にＳＯ3ガスが少量含有されているガスからＳＯ3成分を選択的に除去する方法として本発明が有効であることを示している。
【００４９】
[例２]
旭硝子社製の重灰を微粉砕した平均粒子直径６μｍ、比表面積１．１ｍ2／ｇ、安息角５０°の炭酸ナトリウムを使用した以外は例１と同様にして、同日に例１と同じ試験を実施した。結果を表２に示す。第２の煙道７の炭酸ナトリウム注入点以降で連続自動分析計にてＳＯ2の挙動を記録していたが、常時１４００体積ｐｐｍ前後を示し、変化はみられなかった。例１の結果より若干効果は低いが、ＳＯ2濃度の高いなかで選択的にＳＯ3成分を除去でき工業的に使用できることが確認できた。
【００５０】
【表２】
2011177711.tif 000004
【００５１】
[例３（比較例）]
平均粒子直径７μｍ、安息角５０°の炭酸ナトリウムのかわりに、平均粒子直径２５μｍ、安息角４９°、比表面積１．９ｍ2／ｇの炭酸ナトリウム（軽灰）を使用した以外は例１と同様にして試験を実施した。結果を表３に示す。例１及び２と比較して３倍モル以上を使用してもたなびきを消失できなかった。
【００５２】
【表３】
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【００５３】
[例４（比較例）]
炭酸ナトリウムの注入形態の相異による効果の違いを比較するため、炭酸ナトリウム１０質量％水溶液を作製し、炭酸ナトリウム粉末のかわりに前記水溶液を第４の煙道９にて噴霧させて（粉体の状態ではない添加をして）そのときの状況を目視で観察した。結果を表４に示す。例１及び２と比較して５倍モル以上を使用してもたなびきを消失できなかった。
【００５４】
【表４】
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【００５５】
[例５]
炭酸ナトリウム粉末の、固結防止剤及び粗粒の添加、及び保管時の乾燥状態の維持による流動性及び分散性の向上効果を確認するために以下の試験を行った。平均粒子直径７μｍに粉砕した炭酸ナトリウム粉末に何も添加しなかったもの（試料１）、炭酸ナトリウムに対し固結防止剤として親水性のヒュームドシリカを１質量％添加したもの（試料２）、平均粒子直径１０５μｍの炭酸ナトリウム粗粒を２０質量％添加したもの（試料３）、平均粒子直径９０μｍの炭酸水素ナトリウム粗粒を２０質量％添加したもの（試料４）、及び乾燥剤としてゼオライト１質量％を添加し１０日間保管したもの（試料５）それぞれについて物性を評価した。
【００５６】
上記物性としては、流動性の指標としては安息角、分散性の指標としては分散度を測定して評価した。安息角は６５°を超えると流動性が悪化して貯槽からの排出が困難となるなど取扱い性が低下し、分散度は１０％を下回ると気流中に噴霧した時の飛散状態が悪化すると判断した。結果を表５に示す。
【００５７】
【表５】
2011177711.tif 000007
【００５８】
また保管時の乾燥状態の維持方法（包装材料の違い）による流動性及び分散性の向上効果を確認するため、親水性のヒュームドシリカ１質量％を固結防止剤として添加した炭酸ナトリウムを、防湿加工されていない一般のポリエチレン性包装袋（包装袋１）で保管した場合と該ポリエチレン性包装袋の外側をアルミニウムでラミネートし防湿加工した包装袋（包装袋２）と塩化ビニリデンでコーティングして防湿加工した包装袋（包装袋３）で包装した場合とで比較した。
【００５９】
表６に示すとおりの各粉体各１０ｋｇを包装し、温度３０℃、相対湿度８０％の雰囲気に３０日間保管した。その後粉体物性を測定した。結果を表６に示す。防湿袋を使用し乾燥状態を維持することが流動性、分散性の改善に有効であることがわかる。ここでの防湿袋はＪＩＳ−Ｚ０２０８で規定する透湿度が４０℃で５ｇ／ｍ2・日以下の包装材料である。
【００６０】
【表６】
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【００６１】
[例６（比較例）]
表６にて分散度が３２％に低下した、比表面積２．７ｍ2／ｇの炭酸ナトリウム（親水性ヒュームドシリカ１質量％添加。防湿袋でない包装袋１を使用。）を使用し、例１と同様にして試験した。結果を表７に示す。吸湿して分散度が低下した炭酸ナトリウムでは、平均粒子直径が６μｍであっても紫煙防止効果が低下することがわかる。これは、炭酸ナトリウムの微粉が凝集したまま被処理ガス中に注入されたためガス中に均一に分散して噴霧されなかったためと考えられる。
【００６２】
【表７】
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【００６３】
［例７］
平均粒子直径７μｍの炭酸ナトリウム粉末に平均粒子直径０．０１μｍの親水性のヒュームドシリカを炭酸ナトリウム粉末に対して１．０質量％添加した混合物を、空気で撹拌しながら添加する代わりに、多孔質の炭酸ナトリウムを粉砕しつつ添加する以外は例１と同様にした。
【００６４】
炭酸ナトリウム添加にあたっては平均粒子径１０８μｍ、安息角４５°、比表面積１．１ｍ2／ｇの炭酸ナトリウム（旭硝子社製軽灰）を分級機付き乾式粉砕機（商品名：ＡＣＭパルベライザー６０Ａ、ホソカワミクロン社製）で平均粒子径８．９μｍ、累積粒度分布における９０％径２８μｍに粉砕して、貯留せずそのまま直接、ガス中に注入した。このとき、微粉砕された炭酸ナトリウムは、炭酸ナトリウム１ｋｇが標準状態で気流５０Ｎｍ3に分散された状態で排ガス中に注入され、注入時の気流の流速は４０ｍ／秒であった。これ以外は例１と同様に操作した。そして、煙突５から排出される硫酸ミストに起因する紫煙のたなびきの目視観察と、第４の煙道９中のＳＯ3成分の定量を行って評価した。
【００６５】
【表８】
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【符号の説明】
【００６６】
１：ボイラ
２：空気予熱器
３：電気集塵機
４：脱硫装置
５：煙突
６：第１の煙道
７：第２の煙道
８：第３の煙道
９：第４の煙道
【図１】
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