(57)【要約】【課題】石炭などの燃焼により生ずる硫黄分を含む排ガスの脱硫処理について、石灰石−石膏法ではスラリーの循環に要する動力と多量の水が必要となり、脱硫設備の大型化や複雑化が避けられない。一方、活性炭による吸着法では、活性炭に吸着した硫黄分を加熱して分解、回収するため、大量の熱が必要となり、また設備の大型化や複雑化が必要となる。【解決手段】湿式法のアンモニア吸収法と乾式法の活性炭、アルカリ性吸収法の組み合わせで、排ガスの脱硫処理を行うことにより、脱硫システム全体の高効率化、脱硫設備の耐久性、経済性及び維持管理とメンテナンス容易性を図ることができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭などの燃焼により生ずる硫黄分を含む排ガスを脱硫塔の下部脱硫室に導入し、排ガス温度が１３０℃以上の雰囲気の下、蒸発床の熱により気体となったアンモニアとの混合反応により１次脱硫処理し、1次処理された排ガスを上部脱硫室に導入し、排ガス中の残留硫黄分をアルカリ性脱硫ブロックの積層の吸収により２次脱硫処理することを特徴とする高効率排煙脱硫方法及び装置。
【請求項２】
下部脱硫室において、水とアンモニアの混合液をノズルにより噴霧し、排ガス温度が１３０℃以上の雰囲気の下、蒸発床の熱により気体化し、硫黄分を含む排ガスと混合反応し、１次脱硫処理を行うことを特徴とする、請求項１記載の高効率排煙脱硫方法及び装置。
【請求項３】
上部脱硫室において、活性炭、コンクリート、鉄粉と生石灰、消石灰などで組成されたアルカリ性脱硫ブロックの積層により、下部脱硫室から入ってくる排ガス中の残留硫黄分を吸収することにより２次脱硫処理することを特徴とする、請求項１記載の高効率排煙脱硫方法及び装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭などの燃焼により生ずる排ガス中の硫黄酸化物（SOｘ）を除去するための排煙脱硫装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、排ガスの脱硫方法として、石灰石−石膏法が採用されている。他の方法では、乾式法として活性炭による吸着法が知られている。
【０００３】
上記の石灰石−石膏法では、石灰石や消石灰の微粉をスラリー液として排ガス中にスプレーし、排ガスの冷却とＳＯx の吸収を同時に行うため、スラリーの循環に要する動力と多量の水が必要となる。また、副生したスラリー状態の石膏は、水を分離し、石膏を回収する装置が必要になる。したがって、石灰石−石膏法は、脱硫設備の大型化や複雑化が求められる。
【０００４】
一方、乾式法として活性炭による吸着法の場合、活性炭に吸着した硫黄分を加熱して分解、回収するため、大量の熱が必要となり、設備の大型化や複雑化が求められる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、以上の技術によれば、石灰石−石膏法ではスラリーの循環に要する動力と多量の水が必要となり、脱硫設備の大型化や複雑化が避けられない。一方、活性炭による吸着法では、活性炭に吸着した硫黄分を加熱して分解、回収するため、大量の熱が必要となり、また設備の大型化や複雑化が必要となる。
そこで、この発明は、多量の動力、多量の水、大量の熱を必要としない、コンパクト化と簡素化した脱硫設備を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するために、請求項１の発明は、石炭などの燃焼により生ずる硫黄分を含む排ガスを脱硫塔の下部脱硫室に導入し、排ガス温度が１３０℃以上の雰囲気の下、蒸発床の熱により気体となったアンモニアとの混合反応により１次脱硫処理し、1次処理された排ガスを上部脱硫室に導入し、排ガス中の残留硫黄分をアルカリ性脱硫ブロックの積層の吸収により２次脱硫処理することを特徴とする。
請求項２の発明は、下部脱硫室において、水とアンモニアの混合液をノズルにより噴霧し、排ガス温度が１３０℃以上の雰囲気の下、蒸発床の熱により気体化し、硫黄分を含む排ガスと混合反応し、１次脱硫処理を行うことを特徴とする。
請求項３の発明は、上部脱硫室において、活性炭、コンクリート、鉄粉と生石灰、消石灰などで組成されたアルカリ性脱硫ブロックの積層により、下部脱硫室から入ってくる排ガス中の残留硫黄分を吸収することにより２次脱硫処理することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
第一発明、第二発明、または第三発明によれば、多量の動力、多量の水、大量の熱を必要とせず、しかも高効率でコンパクト化と簡素化した脱硫設備が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下本発明の実施形態について説明する。
図１に示すように、本発明は、脱硫塔３、蒸発床４、ノズル５、下部脱硫室６、脱硫ブロック７、脱硫ブロック積層１７、上部脱硫室８、水タンク９、ポンプ１０、ポンプ１１、アンモニアタンク１２、混合器１３、通気穴１６などにより構成される。
【０００９】
石炭などの燃焼により生ずる硫黄分を含む排ガスは脱硫塔３の下部脱硫室６に入り、通気穴を通じて上昇する。混合器１３などにより供給されるアンモニアはノズル５を通じて噴霧し、排ガス温度が１３０℃以上の雰囲気の下、蒸発床の熱により気体となり、上昇してきた硫黄分を含む排ガスと混合反応する。これは、１次脱硫処理、すなわちアンモニア吸収による脱硫となる。この反応は次のとおりであると考えられる。
２NH３＋SO２＋H２O→（NH４）２SO３
【００１０】
この1次脱硫処理を受けた混合ガスを含む排ガスは共に上昇し、上部脱硫室の活性炭、コンクリート、鉄粉と生石灰、消石灰などのアルカリ性脱硫ブロックの積層に進入し、アンモニア吸収により産生した（NH４）２SO３は脱硫ブロックの活性炭部分に吸着される。また、一部未反応のSO２はH２Oと反応し、脱硫ブロックの活性炭に吸着されてH２SO４になり、NH３はH２SO４と反応して、活性炭表面にNH４HSO４と（NH３）２SO３を生成する。一方、残りの硫黄酸化物は脱硫ブロックのアルカリ性材と中和反応し、アルカリ性材に吸収される。他方、脱硫ブロックに含まれる鉄粉は、SO２、H２Oと酸化反応し、FeSO４とFe２（SO４）３となり、酸化膨張して、すでに活性炭に吸着されている（NH４）２SO３などとアルカリ性材に吸収された中和物と共に、脱硫ブロック通気孔壁面から剥がれ落ちる。よって、新しい活性炭、アルカリ性材壁面が再び露出される。これらの吸着、吸収反応、酸化反応によって２次脱硫処理が行われる。アルカリ吸収反応は次のとおりであると考えられる。
SO２＋H２O＝H２SO３＝H＋＋HSO３−
SO２＋2OH-＝SO３２−＋H２O
２SO３２−＋O２＝２SO４２−
【００１１】
また、脱硫ブロックアルカリ性材の強力な除湿能力により、排ガス中の水蒸気は吸収され、排ガスの含湿率は１．２％となり、排ガスの温度は１３０℃以上となるため、排ガスを再加熱する必要もなく、吸引ファンなどの設備の結露の恐れもなくなる。
【００１２】
脱硫ブロックは、特殊加工により微細孔質構造を持つため、通気孔を通る排ガス中の（NH４）２SO３、残留硫黄分や水蒸気を効率よく吸収、吸着できる。ただし、脱硫ブロックは、一定期間が経つと、吸収、吸着が飽和状態になりつつあるためその性能が劣る。従って、脱硫効率を保つため一定期間ごとに新しい脱硫ブロックを交換しなければならない。交換周期は、６ヶ月１回である。
【００１３】
脱硫により産生した硫安などの副製品は、脱硫ブロックを交換する際、系外に搬出し、分離、回収、処分する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】脱硫装置の系統図である。
【図２】蒸発床の部分拡大図である。
【図３】脱硫ブロック図である。
【符号の説明】
【００１５】
１    ボイラ
２    集塵機
３    脱硫塔
４    蒸発床
５    ノズル
６    下部脱硫室
７    脱硫ブロック
８    上部脱硫室
９    水タンク
１０  ポンプ
１１  ポンプ
１２  アンモニアタンク
１３  混合器
１４  吸引ファン
１５  煙突
１６  通気穴
１７  脱硫ブロック積層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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