(57)【要約】本発明は、微粒子状物質含有ガス流が通過して配向される低温側電気集塵装置において、スパーク率を低下させるための、および／または電圧を上昇させるための方法であって、前記電気集塵装置がスパーク率および電圧を有する、方法を提供する。これらの方法は、炭素質基質から形成されたある量のハロゲン化炭素質基質と、元素ハロゲンおよび／またはハロゲン化水素酸とを、電気集塵装置の上流で微粒子含有ガス流に注入して、前記ハロゲン化炭素質基質が注入されないときに比べて約４０％以上スパーク率が低下するようにする、および／または電圧が約２０％以上上昇され得るようにすることを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微粒子状物質含有ガス流が通過して配向される低温側電気集塵装置内のスパーク率を低下させるための、および／または電圧を上昇させるための方法であって、前記電気集塵装置は、スパーク率および電圧を有し、炭素質基質から形成されるある量のハロゲン化炭素質基質と、元素ハロゲンおよび／またはハロゲン化水素酸とを、前記電気集塵装置の上流で前記微粒子状物質含有ガス流に注入して、約４０％以上前記スパーク率が低下するようにする、および／または電圧が約２０％以上または前記ハロゲン化炭素質基質が注入されない時以上に上昇され得るようにすることを含む、方法。
【請求項２】
前記スパーク率が約６０％以上低下する、および／または前記電圧が約３０％以上上昇され得るようにする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ハロゲン化炭素質基質が臭素化炭素質基質である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記炭素質基質が活性炭である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記臭素化炭素質基質が臭素化活性炭である、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
注入されるＳＯ３が存在しない状態で、または、調整剤が存在しない状態で実行される、請求項１または５に記載の方法。
【請求項７】
他の作用剤が存在しない状態で実行される、請求項１または５に記載の方法。
【請求項８】
前記ガス流が燃焼ガス流であり、かつ、前記ガス流が熱交換器を通過する前に前記ハロゲン化炭素質基質が前記ガス流に注入される、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記ガス流が燃焼ガス流であり、かつ、前記ガス流が熱交換器を通過した後に前記ハロゲン化炭素質基質が前記ガス流に注入される、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
ハロゲン化炭素質基質の前記量が、約０．５〜約１５ポンド／ＭＭａｃｆである、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
微粒子状物質含有ガス流が、廃棄物の焼却、冶金プロセス、金属回収プロセス、またはセメント生産から生じる、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記微粒子状物質含有ガス流が燃焼以外のプロセスから生じる、請求項１〜７項のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【連邦政府支援の研究に関する陳述】
【０００１】
本特許出願に記載の発明につながる研究は、国立エネルギー技術研究所のエネルギー省により授与された第ＤＥ−ＦＣ２６−０５ＮＴ４２３０８号契約の下で政府の支援により行われたものである。政府は本発明に対してある権利を有し得る。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、微粒子状物質含有ガス流が通過して配向される電気集塵装置におけるスパーク率の低下に関する。
【背景技術】
【０００３】
微粒子状物質の排出に関する環境上の懸念がある。一般に電気集塵装置を使用して、微粒子状物質の少なくともいくらかをガス流から捕集することにより、微粒子状物質含有ガス流からの微粒子状物質の排出が低減される。特に懸念されるのは、発電所などの燃焼源から生じる微粒子状物質の放出である。米国では、発電所からの排出量は、連邦、州、および、いくつかの例では地方自治体により規制を受けている。燃焼、特に石炭の燃焼による微粒子状物質の排出に関する環境上の懸念がよく知られている。
【０００４】
今述べたように、微粒子状物質の排出を低減する１つの方法として、電気集塵装置の使用がある。電気集塵装置（ＥＳＰ）は、少なくとも一対の反対に帯電した電極またはプレートを備え、これらの電極またはプレートは微粒子状物質含有ガス流が通過する電界をつくり出し、通常一連の電極およびプレートが採用される。ガス流内の帯電した粒子は、逆に帯電した電極またはプレート上に集まる。集まった粒子は、電極またはプレートを振動させることによって、（例えば、トントン叩いたり、強く叩いたりすることによって）物理的に、または（超音波ホーンの爆風などの）音波手段によって、電極またはプレートから定期的に除去される。
【０００５】
電気集塵装置は高電圧で動作されて、強い電界を形成する。電界が強ければ、強いほど、ＥＳＰの補集プレート上でイオン化され、次いで捕集される粒子の量は多くなる。したがって、電気集塵装置は、実用的（最大電圧の）最大電界で作動される方が好ましい。ＥＳＰは、捕集プレート上でスパークが発生するまで入力電力がランプされるか、あるいは、予め設定した最大電力入力に達するように典型的に動作される。このような動作は、最大量の電力入力を提供し、微粒子状物質の捕集の最高効率という結果を典型的にもたらし、この結果を受けて、ガス流から生じる微粒子状物質の排出が低減される。
【０００６】
ＥＳＰを使用して、燃焼ガス流から微粒子状物質を除去する場合、ＥＳＰは空気加熱器の上流または空気加熱器の下流のいずれに存在してもよい。空気加熱器の上流にあるＥＳＰはしばしば高温側電気集塵装置と呼ばれ、温度が約４００°Ｆ（２０４℃）以上の環境で典型的に動作する。空気加熱器の下流にあるＥＳＰはしばしば低温側電気集塵装置と呼ばれ、動作温度が約４００°Ｆ（２０４℃）以下の環境で典型的に動作する。
【０００７】
ＥＳＰ補集効率に対する臭素化炭素質基質の効果は、３２０°Ｆ（１６０℃）で動作する低温側ＥＳＰを備えたユニットで石炭火力発電所において行われた試験において最初に観察された。微粒子状物質の排出量ではなく、不透明度のみがモニターされた。流出ガスの不透明度の低下が観察され、特に、不透明度は、臭素化炭素質基質を注入することによって、試験中ＳＯ３を発生することなく平均２１％に保持された。典型的には、比較期間中、このシステムではＳＯ３を添加して２０％〜３０％の不透明度が測定された。これに関連して、Ｒ．Ｌａｎｄｒｅｔｈ他の「Ｂｒｏｍｉｎａｔｅｄ  Ｓｏｒｂｅｎｔｓ  ｆｏ
ｒ  Ｓｍａｌｌ  Ｃｏｌｄ−Ｓｉｄｅ  ＥＳＰｓ，  Ｈｏｔ−Ｓｉｄｅ  ＥＳＰｓ，  ａｎｄ  Ｆｌｙ  Ａｓｈ  Ｕｓｅ  ｉｎ  Ｃｏｎｃｒｅｔｅ；  ＤＯＥ／ＮＥＴＬ  Ｍｅｒｃｕｒｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，  Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，  ＰＡ，  Ｄｅｃｅｍｂｅｒ  ２００７」を参照されたい。
【０００８】
電気集塵装置の捕集効率に影響を与える要因の１つとして、捕集される微粒子状物質の抵抗がある。ＥＳＰの捕集プレート上に高い抵抗を有する微粒子状物質の蓄積が性能上の問題を提示する。「バックコロナ」放電と呼ばれることもあるこのような１つの問題は、捕集プレート上の微粒子状物質層にわたる電圧勾配の増加の結果生じる、電界にわたって生じるスパークまたはアークである。微粒子状物質層の高い抵抗のために電圧が大きくなりすぎた場合、この微粒子状物質層に閉じ込められたガスがイオン化してスパークが発生する可能性がある。これが発生するたびに、微粒子状物質の「パフ（ｐｕｆｆ）」が捕集プレートから放出され、さらに、このパフは流出ガス流内の微粒子状物質の排出を増加させ、この増加はガスの不透明度の増加として観察される。上昇したスパーク率は印加電圧の低下を必要とし、この低下を受けてＥＳＰの捕集効率は低下する。
【０００９】
ＥＳＰによる微粒子状物質の捕集を高めるために、ＥＳＰの微粒子状物質含有ガス流上流に１つまたは複数の調整剤を添加して、ＥＳＰによる捕集に対する微粒子状物質の感受性を高めることができる。一般に、調整剤はガス流内の微粒子状物質の抵抗を変化させると考えられる。調整剤の使用は、ＥＳＰ動作中の電圧の上昇を可能にし、したがってＥＳＰの捕集効率の上昇を可能にする。
【００１０】
このような調整剤の１つがＳＯ３である。ＳＯ３は、ＥＳＰによる微粒子状物質の捕集にとって有益ではあるが、水銀吸着の有効性に対して重大な悪影響を及ぼすことが観察されている。ＳＯ３のこの悪影響に対抗するために、マグネシウムまたはカルシウム吸着剤を適切なポイントで煙道ガス流に注入して、ＳＯ３を除去してもよい。しかし、これらのマグネシウムおよびカルシウム吸着剤は煙道ガス内の飛散灰の抵抗を高め、これを受けて、電気集塵装置による微粒子状物質の補集が悪影響を受けることになる。さらに、ＳＯ３の使用は硫黄の排出を増加させる可能性がある。
【００１１】
硫酸またはリン酸も、微粒子状物質の捕集を高めるための調整剤として使用することができる。（ケイ酸カルシウム、珪藻土、バーミキュライト、ケイ酸マグネシウムナトリウムモンモリロナイトまたはカーボンブラックなどの）これらの酸の危険な性質のために、これらの酸が不活性粒状支持体に吸着されない限り特別な装置および処理が必要となる。微粒子状物質、ＮＯｘおよびＳＯｘの排出量を制御するための他の煙道ガス調整剤として、例えば、硫酸アンモニウムおよびリン酸アンモニウム、硫酸水素ナトリウムおよびリン酸ナトリウムなどのアンモニアおよびアンモニウム化合物が挙げられる。これらの調整剤は、一般に、慎重に制御して添加する必要があり、下流の装置を汚染し得るものであり、および／またはガス流内の望ましくない排出成分である。
【００１２】
特に、望ましくない排出を増やしたり、狭い動作条件を必要とする調整剤を必要としたりせずにＥＳＰの微粒子状物質の捕集効率を高めることが好ましいであろう。
【発明の概要】
【００１３】
本発明は、燃焼ガス流を含むガス流内の粒子の排出を低減するための方法を提供する。これらの方法は、捕集プレート上で微粒子状物質層の抵抗を認め得るほどに増加させることなく、および／または電気集塵装置（ＥＳＰ）内のスパーク率を上昇させることなく、より大きな電圧を可能にすることによって、電気集塵装置（ＥＳＰ）、特に低温側ＥＳＰの補集効率を上昇させるものである。驚くべきことに、この補集効率の上昇は、調整剤、特に、狭い調整を必要とする調整剤、あるいは、調整剤自体の排出上の欠点を有する調整
剤を添加するのではなく、むしろ、ガス流が熱い微粒子状物質含有燃焼ガスである場合であっても、微粒子状物質含有ガス流に注入できる材料を用いて達成される。特に、微粒子状物質含有ガス流内へのＳＯ３の注入を行うことなく、本明細書に記載の方法を首尾よく利用することが可能であり、したがって、本発明の方法の別の利点としてシステム構成要素の腐食の減少が挙げられる。
【００１４】
本発明の一実施形態は、微粒子状物質含有ガス流が通過して配向される低温側電気集塵装置内のスパーク率を低下させるための、および／または電圧を上昇させるための方法であり、前記電気集塵装置はスパーク率および電圧を有する。これらの方法は、炭素質基質から形成されるある量のハロゲン化炭素質基質と、元素ハロゲンおよび／またはハロゲン化水素酸とを、電気集塵装置の上流で微粒子状物質含有ガス流に注入して、約４０％以上スパーク率が低下するようにする、および／または電圧が約２０％以上又は前記ハロゲン化炭素質基質の注入がないとき以上に上昇され得るようにすることを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】臭素化炭素質基質を使用する実施例１の注入テスト直前および注入テスト中の期間の低温側ＥＳＰにおけるスパーク率のグラフである。
【図２】実施例２の注入テストのうちの一方のテスト中の経過時間にわたる、ＥＳＰの出口で測定した微粒子状物質のグラフである。
【図３ａ】実施例２の注入テストのうちの一方のテスト中の経過時間にわたる、ＥＳＰの出口で測定した微粒子状物質のグラフである。
【図３ｂ】図３ａに示す期間と同じ期間にわたる微粒子状物質の除去率を示すグラフである。
【００１６】
本発明のこれらの形態および他の形態および特徴は以下の説明および添付の特許請求の範囲からさらに明らかになるであろう。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本文書を通して「微粒子状物質」という用語は、（ガス流内に浮遊する一般に直径約２０μｍ以下）の小さな粒子を意味する。本文書を通して使用される、「ガス流」という用語は、ある方向に動いているある量のガスを意味する。この文書中で使用される、「燃焼ガス」という語句は燃焼の結果発生するガス（混合物）を意味する。煙道ガスは燃焼ガスの一種である。これに関連して、「燃焼ガス流」という用語の中で使用されている「流」という用語は、ある方向に動いているある量のガスを意味する。
【００１８】
本発明の方法の利点の１つとして、微粒子状物質含有ガス流に注入されるハロゲン化炭素質基質が微粒子状物質であり、かつ、ガス流内に存在する他の微粒子状物質と一緒に電気集塵装置によってこの微粒子状物質がガス流から除去されるという点も挙げられる。
【００１９】
本発明は、低温側電気集塵装置を対象とするものである。この時電気集塵装置を通過するガス流内にハロゲン化炭素質基質を注入することによって、通常、電気集塵装置内のスパーク率が低下する（スパークの形成が減少または防止される）。理論に束縛されるものではないが、捕集された微粒子状物質の表面抵抗が低下すると考えられ、この低下によって、電気集塵装置内でのより高い捕集効率が可能になる。
【００２０】
ハロゲン化炭素質基質は、塩素化、臭素化、またはヨード化炭素質基質であってもよい。ハロゲン化炭素質基質は臭素化されたハロゲン化炭素質基質である方が好ましい。含浸ヨウ素とヨウ素化合物はわずかに温度が上昇しただけで炭素質基質から放出されることが多いため、ヨード化炭素質基質は好まれない。微粒子状物質含有ガス流が、燃焼ガス流の典型的な高温の燃焼ガス流であるとき、任意の吸着ヨウ素またはヨウ化物の多くがこれら
の材料から放出される。炭素質基質上へのハロゲンの負荷は、ハロゲンが、通常約０．２５〜約１５重量％の量で、好ましくは約１〜約１０重量％で、より好ましくは約２．５〜約７．５重量％の総量のハロゲン化炭素質基質が存在するようにする。
【００２１】
ハロゲン化炭素質基質は、一般にハロゲン源および炭素質基質から形成される。炭素質基質は、活性炭または好ましくは微細粉末活性炭（ＰＡＣ）のような炭素系吸着剤である。適切なハロゲン源には、元素（二原子）ハロゲンおよびハロゲン化水素酸（ハロゲン化水素）が含まれる。元素ハロゲンおよび／またはハロゲン化水素酸を使用するハロゲン化炭素質基質の合成については米国特許第６，９５３，４９４号に記載がある。好ましいハロゲン化炭素質基質は、粉末活性炭および臭素ガスから形成されるものであり、かつ市販されているものである（Ｂ−ＰＡＣ、Ｃ−ＰＡＣ、Ｈ−ＰＡＣおよびＱ−ＰＡＣ、Ａｌｂｅｍａｒｌｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）。ハロゲン化炭素質基質が金属ハロゲン化物塩から形成されていたとき、（スパークの減少などの）有益な効果は観察されなかった。
【００２２】
オプションで、必要に応じてまたは所望に応じて、調整剤のような他の作用剤を注入することができる。ハロゲン化炭素質基質以外の作用剤を添加しない方が好ましい。調整剤が無い状態で本発明を実施する方が好ましい。また好ましい処理として、ＳＯ３は臭素化炭素質基質の有効性を低下させることが観察されているので、ＳＯ３を注入しない状態での処理もある。
【００２３】
ハロゲン化炭素質基質は、約０．５〜約１５ｌｂ／ＭＭａｃｆ（８×１０−６〜２４０×１０−６ｋｇ／ｍ３）のレートで典型的に注入される。好ましい注入率は、約１〜約１０ｌｂ／ＭＭａｃｆ（１６×１０−６〜１６０×１０−６ｋｇ／ｍ３）であり、好ましい注入率は特定のシステム構成によって変動することが理解されてはいるが、約２〜約５ｌｂ／ＭＭａｃｆの注入率（３２×１０−６〜８０×１０−６ｋｇ／ｍ３）の方がより好ましい。
【００２４】
本発明は、複数の燃焼ガス流および広範囲の排気システム機器構成に適用できる柔軟な方法を提供する。一般に、ハロゲン化炭素質基質は、任意のポイントの上流の電気集塵装置において注入することができる。ハロゲン化炭素質基質をある時点で微粒子状物質含有ガスに注入して、ハロゲン化炭素質基質が約１１００°Ｆ（５９３℃）以上の温度に曝露されないようにすることが推奨される。この温度以上では、ハロゲン化炭素質基質は分解する傾向がある。ハロゲン化炭素質基質を注入するための好ましい時点はシステムの構成に応じて変動する可能性がある。注入されると、ハロゲン化炭素質基質は、流れる微粒子状物質含有ガス流に接触し、ガス流と密に混合され、そして、ガス流から出る微粒子状物質と共に、電気集塵装置内のガス流から分離される。
【００２５】
燃焼ガス流の場合、ハロゲン化炭素ガス基質は、熱交換器または予熱器（すなわち、燃焼ガス排気系のいわゆる「高温側」）を通過する前の時点、あるいは、熱交換器または予熱器（すなわち、燃焼ガス排気系の「低温側」）の中をガスが通過した後の時点のいずれの時点で注入されてもよい。低温側にあるハロゲン化炭素質基質が注入される方が好ましい。低温側の動作温度は通常約４００°Ｆ（２０４℃）以下である。
【００２６】
前述したように、ハロゲン化炭素質基質の注入は、スパーク率を約４０％以上低下させる、および／または電圧が約２０％以又は前記ハロゲン化炭素質基質が微粒子状物質含有ガス流に注入されない時以上に上昇することを可能にする。ハロゲン化炭素質基質の注入量は、スパーク率が約６０％以上低下するように、および／または電圧が３０％以上または前記ハロゲン化炭素質基質が微粒子状物質含有ガス流に注入されない時以上に上昇され得るようにすることが好ましい。一般に、このような比較が最も良く行われるのは、ハロゲン化炭素質基質を用いる比較実行時のできるだけ多くの変数が実行中の条件と同じ変数
である場合である。
【００２７】
電気集塵装置の捕集プレートから放出される微粒子状物質のパフ数が少なくなるため、電気集塵装置におけるスパーク率の低下は好ましいものであり、この低下を受けて、流出ガス流内の微粒子状物質の排出を減少させることになる。本発明により提供される別の利点として電圧の上昇が可能であるという利点があり、この電圧の上昇は、電気集塵装置内により強い電界を発生させることを可能にし、より大量の微粒子状物質がイオン化され、次いで電気集塵装置の集電板上に捕集されるようになる。
【００２８】
臭素化炭素質基質が燃焼ガス流に注入されたとき、燃焼ガス流が電気集塵装置を通過した後の燃焼ガス流の不透明度の方が、臭素化炭素質基質が存在しない実行時に比べて、約３％以上、時々６％以上低下したことが観察された。この効果は低負荷および高負荷時の両方の負荷時に観察され、不透明度の増加は両方の負荷の場合にも同様に観察された。電気集塵装置の微粒子状物質含有ガス流の下流の不透明度の低下を決定する際に、このような比較が最も良く行われるのは、比較実行時のできるだけ多くの変数がハロゲン化炭素質基質を用いた実行中の条件と同じ場合である。
【００２９】
上述したように、電気集塵装置を使用して、ガス流から生じる微粒子状物質の少なくとも一部を捕集することにより、微粒子状物質含有ガス流から生じる微粒子状物質の排出が低減される。種々の工業プロセスが微粒子状物質含有ガスを生み出している。このようなプロセスの例として廃棄物の焼却、冶金プロセス、金属回収プロセス、燃焼、およびセメント生産がある。ある推奨実施形態では微粒子状物質含有ガス流は燃焼以外のプロセスから生じている。
【００３０】
以下の実施例は、例示の目的のために提示するものであり、本発明の範囲に制限を課すことを意図するものではない。
【実施例１】
【００３１】
本例では、亜瀝青炭を使って燃やされる２３４型ＭＷボイラーを備えた発電ユニットから生じる燃焼（煙道）ガスが処理された。発電ユニットは１つのボイラーとして動作される２つの独立したボイラー（過熱および再加熱用）から構成されたが、各ボイラーは３１０°Ｆ（１５４℃）で動作する独立した配管と低温側ＥＳＰを備えていた。各ＥＳＰは、１１８ｆｔ２／１０００ａｃｆｍ（実立方フィート／分、４７２Ｌ／秒当たり３．３４ｍ３）の特定の捕集エリア（ＳＣＡ）を備えていた。各ＥＳＰのストリームサイズは１１７ＭＷｅであり、処理されたガス流は４６０，０００ａｃｆｍ（２１７，１２０Ｌ／秒）であった。煙道ガスは、ＥＳＰから共通の排気筒および共通の不透明度モニターまで進んだ。注入は再加熱ボイラーにおいて行われた。
【００３２】
ハロゲン化炭素質基質は、臭素化活性炭臭素で約７重量％の臭素（Ｃ−ＰＡＣ、Ａｌｂｅｍａｒｌｅ  Ｓｏｒｂｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を含んでいた。ハロゲン化炭素質基質は、空気予熱器の後で、吸着剤注入システムを使用して導入された。注入はテスト期間中連続して行われた、注入率は４．６ｌｂ／ＭＭａｃｆ（７８．３×１０−６ｋｇ／ｍ３）であった。
【００３３】
高負荷運転中の不透明度はテスト中に合計４％低下したが、この低下は注入時に始まり、テスト終了時まで続いた。排気筒において測定された煙道ガスは２つのボイラーからの混合ガスであったため、この不透明度の低下は処理されたボイラーの場合８％に相当すると考えることができる。この不透明度の効果は報告されている（Ｓ．Ｎｅｌｓｏｎ，Ｊｒ他の「Ｅｆｆｅｃｔｓ  ｏｆ  Ａｃｔｉｖａｔｅｄ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ
ｏｎ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｃｏｌｌｅｃｔｏｒｓ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｅ
ｍｉｓｓｉｏｎｓ；  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｕｔｉｌｉｔｙ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ
Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，  ２００７を参照されたい）。
【００３４】
スパーク率に対する注入されたＣ−ＰＡＣの効果についてはこれまで報告されたことはない。注入が始まると、スパーク率はすぐに低下し、テスト中ずっと低下し続けた。テストが中止されたとき、スパーク率はテスト期間中ずっと低下し、ベースラインの（比較）レベルまで回復した。
【００３５】
テスト中のＥＳＰの第１領域に対するパーク率データが図１に提示されている。図１は、再加熱ボイラーの前面領域において一カ月の期間の５日ごとに測定した毎分のスパーク率のグラフである。図１は、ＥＳＰの前面領域におけるスパーク率がＢ−ＰＡＣの連続注入（５日目）の開始前に高くなっていることを示している。いったん注入が始まると、スパーク率はすぐに低下し、試験中ずっと低下し続けた。低下したスパーク率は、ＥＳＰへの電力（電圧）増加、およびＥＳＰの捕集効率の改善を可能にした。
【実施例２】
【００３６】
２回の連続試験が実行されて、微粒子状物質の排出量に対する異なる注入率の効果が評価された。本例の一連のテストで使用された発電ユニットは、２台のユニットの一方のユニットから出る煙道（燃焼）ガスを利用する５０００ａｃｆｍ（２３６０Ｌ／秒）後流テスト施設であった。両ユニットは亜炭石炭を燃焼させるものであった。これらのテストのために、この施設には、３４５°Ｆ（１７４℃）までの温度で動作する２つの領域の低温側ＥＳＰが装備された。ハロゲン化炭素質基質は、信頼性があり、かつ測定可能な流量を確保するために重量フィーダーを用いて導入された。発電所には、オンラインの微粒子状物質（ＰＭ）モニター（ＲＭ３２０、ＳＩＣＫ  ＡＧ）が装備されて、ｍｇ／ｍ３に関してＰＭデータが提供されるようにした。ハロゲン化炭素質基質は、約７重量％の臭素（Ｂ−ＰＡＣ、Ａｌｂｅｍａｒｌｅ  Ｓｏｒｂｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を含む臭素化活性炭であった。
【００３７】
１回目の連続テストでは、０．５〜５．３ｌｂ／ＭＭａｃｆ（８×１０−６〜８４．９×１０−６ｋｇ／ｍ３）の注入率範囲が使用された。注入は連続して行われ、１回目の注入は０．５ＭＭａｃｆ（８×１０−６ｋｇ／ｍ３）であり、２回目の注入は、添加Ｂ−ＰＡＣの総量が１．２ＭＭａｃｆ（１９．２×１０−６ｋｇ／ｍ３）などであった。
【００３８】
出口で測定した微粒子状物質の排出量はテスト開始時の値から５０％以上減少した。図２に結果がまとめられている。図２は、ＥＳＰの出口で測定した微粒子状物質を経時的に示している。図２の段階的オーバーレイは注入されたＢ−ＰＡＣの量であり、グラフのほぼ直線の部分は微粒子状物質の除去率である。
【００３９】
２回目の実行では、低い注入率０．１〜０．５ｌｂ／ＭＭａｃｆ（１．６０×１０−６〜８×１０−６ｋｇ／ｍ３）が使用された。本例の１回目の連続テストについて説明したのと同じ方法で連続注入が使用された。データは、微粒子状物質の排出率がこれらの低い注入レベルでも改善されたことを示している。図３ａ〜３ｂに結果が要約されている。図３ａは、ＥＳＰの出口で測定した微粒子状物質を経時的に示している。図３ａの段階的オーバーレイは、Ｂ−ＰＡＣの注入量である。図３ｂは、図３ａに示されている期間と同じ期間にわたる微粒子状物質の除去率を示し、図３ｂの段階的オーバーレイはＢ−ＰＡＣの注入量である。
【実施例３】
【００４０】
腐食テストが、３２０，０００ａｃｆｍ（１５１，０４０Ｌ／秒）、および中位硫黄東部瀝青炭を燃焼させた総容量８０ＭＷのボイラーを有する発電所において３ヶ月の期間実
施された。施設には、最高３００°Ｆ（１４９℃）までの入口温度で動作する低温側ＥＳＰが装備された。ＥＳＰは、３２０°Ｆ（１６０℃）で３３０ｆｔ２／１０００ａｃｆｍのＳＣＡ（４７２Ｌ／秒当たり９．３４ｍ３、３領域（ｆｉｅｌｄ））を備えていた。
【００４１】
低炭素鋼で作られた４個のテストクーポンが、ＥＳＰプレナムにつながる配管系の煙道（燃焼）ガス流内に置かれた。テスト期間中ずっと１５ｐｐｍの注入率で、（上流の）空気予熱器のすぐ前でＳＯ３が注入された。ＳＯ３テストが完了した後、クーポンは除去され、低炭素鋼で作られた別の４個のテストクーポンが、ＳＯ３ガス流テストの場所と同じ場所にある煙道ガス流の中に置かれた。臭素粉末活性炭（Ｂ−ＰＡＣ、Ａｌｂｅｍａｒｌｅ  Ｓｏｒｂｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）が、テスト期間中ずっと８ＭＭａｃｆ（１２８×１０−６ｋｇ／ｍ３）の注入率で、空気予熱器のすぐ上流において注入された。Ｂ−ＰＡＣのテスト中ＳＯ３は注入されなかった。
【００４２】
ＳＯ３で調整された煙道ガスによるテストクーポンの腐食が、２３日間の曝露後にクーポンを計量することにより定量化され、減量がｍｇ／日で報告される。臭素化ＰＡＣ調整煙道ガスによるクーポンの腐食量は、１２日間の曝露後にクーポンを計量することにより定量化され、減量はｍｇ／日で報告された。各物質に曝露されたクーポンのすべての腐食による平均減量も表１に示されている。Ｂ−ＰＡＣを含む煙道ガスに曝露されるクーポンの減量がＳＯ３含有煙道ガスに曝露されたクーポンに比べて減少したことが表１に示されている。
【表１】
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【００４３】
表１の結果によって、ハロゲン化炭素質基質の方が低炭素鋼に対してＳＯ３よりも大幅に腐食性が少ないことが明確に示されている。
【００４４】
微粒子状物質の排出を微粒子状物質含有ガス流から減少させるための、本発明を実施する際のこれらの方法は、図に記載の特定の構成に限定されるものではない。図面は、単に一般的な例を説明するために提供されたものであり、変形が可能であり、かつ本発明の特許請求の範囲に属するものである。
【００４５】
本発明は、本明細書中に記載の材料および／または手順を含んでよく、あるいは、本明細書中に記載の材料および／または手順から構成される、または本質的に構成されるものであってもよい。
【００４６】
本明細書で使用されているように、本発明の方法において使用される「約」という用語は、本発明の組成物中の成分の量を修正するか、または通常の計測や、例えば、濃縮物をつくるために使用される液体の処理手順を通じて生じたり、あるいは、これらの手順における不注意によるミスを通じて、組成物を作ったり、あるいは方法を実施したりするなどのために使用される原料の製造、源、または純度の違いなどを通じて、現実の世界で溶液を使用したりする可能性がある場合の数量の変動を意味する用語である。この「約」という用語はまた、特定の初期の混合物から結果として得られる組成の異なる平衡条件に起因する異なる量を網羅している。「約」という用語により修正されるか、されないかに関わ
らず、特許請求の範囲にはこれらの数量に相当するものが含まれる。
【００４７】
本明細書において使用される場合、また本明細書において使用されているように、冠詞「ａ」または「ａｎ」は、別途明示的に指示されている場合を除き、本記載または特許請求の範囲を冠詞が指す単一の要素に限定することを意図するものではなく、かつそのようなものとして解釈されるべきではない。むしろ、冠詞「ａ」または「ａｎ」は、本明細書において使用される場合、および、本明細書において使用されているように、本文が明示的に別途示している場合を除き、１つまたは複数のそのような要素を網羅することを意図するものである。
【００４８】
本発明は、その実施時にかなりばらつきの影響を受ける可能性がある。したがって、前述の説明は、本明細書に提示された特定の例示に本発明を限定することを意図するものではなく、かつ、本発明をそのような例示に限定するものと解釈すべきではない。
【図１】
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【図２】
2013532577.tif 000005
【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年5月3日(2012.5.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微粒子状物質含有ガス流が通過して配向される低温側電気集塵装置内のスパーク率を低下させるための、および／または電圧を上昇させるための方法であって、前記電気集塵装置は、スパーク率および電圧を有し、炭素質基質から形成されるある量のハロゲン化炭素質基質と、元素ハロゲンおよび／またはハロゲン化水素酸とを、前記電気集塵装置の上流で前記微粒子状物質含有ガス流に注入して、ハロゲン化炭素質基質が前記微粒子状物質含有ガス流に注入されない場合の前記電気集塵装置と比較したとき、約４０％以上前記スパーク率が低下するようにする、および／または電圧が約２０％以上又は前記ハロゲン化炭素質基質が注入されない時以上に上昇され得るようにすることを含む、方法。
【請求項２】
前記スパーク率が約６０％以上低下するようにする、および／または前記電圧が約３０％以上上昇され得るようにする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ハロゲン化炭素質基質が臭素化炭素質基質である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記炭素質基質が活性炭である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記臭素化炭素質基質が臭素化活性炭である、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
注入されるＳＯ３が存在しない状態で、または、調整剤が存在しない状態で実行される、請求項１または５に記載の方法。
【請求項７】
他の作用剤が存在しない状態で実行される、請求項１または５に記載の方法。
【請求項８】
前記ガス流が燃焼ガス流であり、かつ、前記ガス流が熱交換器を通過する前に前記ハロゲン化炭素質基質が前記ガス流に注入される、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記ガス流が燃焼ガス流であり、かつ、前記ガス流が熱交換器を通過した後に前記ハロゲン化炭素質基質が注入される、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
ハロゲン化炭素質基質の前記量が、約０．５〜約１５ポンド／ＭＭａｃｆである、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
微粒子含有ガス流が、廃棄物の焼却、冶金プロセス、金属回収プロセス、またはセメント生産から生じる、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記微粒子含有ガス流が燃焼以外のプロセスから生じる、請求項１〜７項のいずれかに記載の方法。
【国際調査報告】
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