(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
製紙プラントの苛性プロセスにおけるロータリキルンの窯内で発生するＮＯｘを低減させる脱硝装置であって、
前記ロータリキルンの窯尻側から窯前側を循環する石灰石を前記ロータリキルンの窯内へ投入する投入手段と、
前記投入手段によって投入される石灰石に対して前記ＮＯｘの発生量を抑制する尿素水溶液を添加する添加手段と、
前記投入手段に供給される石灰石の一部を加熱乾燥して前記投入手段に供給する加熱乾燥手段とを備えた
ことを特徴とする脱硝装置。
【請求項２】
前記加熱乾燥手段は、前記石灰石の一部を前記ロータリキルンからの燃焼ガスを用いて加熱乾燥するものである
ことを特徴とする請求項１記載の脱硝装置。
【請求項３】
製紙プラントの苛性プロセスにおけるロータリキルンの窯内で発生するＮＯｘを低減させる脱硝方法であって、
前記ロータリキルンの窯尻側から窯前側を循環する石灰石を前記ロータリキルンの窯内へ投入する投入工程と、
前記投入工程による石灰石の投入に先立って、前記石灰石に対して前記ＮＯｘの発生量を抑制する尿素水溶液を添加する添加工程と、
前記投入工程に供給される石灰石の一部を加熱乾燥して前記投入工程に供給する加熱乾燥工程とを備えた
ことを特徴とする脱硝方法。
【請求項４】
前記加熱乾燥工程は、前記石灰石の一部を前記ロータリキルンからの燃焼ガスを用いて加熱乾燥する工程である
ことを特徴とする請求項３記載の脱硝方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種プラントや製造ラインなどに用いられる回転型加熱処理炉（ロータリキルン）における脱硝装置および脱硝方法に関し、特にロータリキルンで発生する排ガス中のＮＯｘを低減することができる脱硝装置および脱硝方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製紙会社などのパルプ製造ラインにおいては、パルプの原料である木材チップ等を水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）などの薬品を使用して蒸解することによってパルプを製造することが行われている。これとともに、蒸解で発生した廃液（いわゆる「黒液」と称されることもある）を処理して蒸解に使用した薬品を再生することも行われる。
【０００３】
このような廃液処理の工程については、周知であるため説明は割愛するが、例えばその工程の一例として、廃液を変化させた緑液中に加熱処理炉（キルン）で焼成した生石灰（ＣａＯ）を添加する、すなわち、緑液中の炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）を水酸化ナトリウムと炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）に反応させる石灰焼成工程を含むものが知られている。なお、この炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３３）はキルンで脱炭されて、再度生石灰（ＣａＯ）となる。
【０００４】
前述のキルンとしては、いわゆる回転型加熱処理炉（ロータリキルン）が多く使用されているが、運転時の窒素化合物（ＮＯｘ）の発生量がそれほど多くはないという理由から、ロータリキルンにＮＯｘの低減を図るための専用の脱硝装置が設置されている例は少なかった。
【０００５】
しかし、近年のＮＯｘに対する規制強化に対応すべく、ロータリキルンにおいても脱硝装置を設置する必要性が高まってきている。そして、ロータリキルンに設置される脱硝装置としては、下記特許文献１に開示されているような脱硝装置が知られている。
【０００６】
この脱硝装置は、ロータリキルン内に挿入された液体噴霧ノズルと、この液体噴霧ノズルから脱硝用添加剤を噴霧する噴霧装置と、液体噴霧ノズルの先端に設けられた温度センサと、液体噴霧ノズルをロータリキルンの長さ方向に移動させる駆動装置とを備えている。
【０００７】
そして、ロータリキルンにおける脱硝用添加剤の最適な化学反応温度の場所を温度センサで検知し、液体噴霧ノズルをロータリキルンの長さ方向に移動させてノズル口をその場所へ移動させ、尿素水溶液等の脱硝用添加剤を噴霧するようにしている。
【特許文献１】特許第３６８１１３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、近年の燃料の多様化に伴い、上述したロータリキルンなどにおいては、従来の重油燃焼（専焼）からプラスチック、再生油、オイルコークス等の種々の燃料が利用可能となっており、ＮＯｘの制限値は年々厳しい数値となってきている。そして、このような事態に対する対策としては、プラントに上述したような脱硝装置を設けたり、ロータリキルンの排ガスラインに脱硝装置を設置したりすることが考えられるが、以下のような問題がある。
【０００９】
すなわち、（１）脱硝用添加剤である尿素の化学反応温度として適正な温度域は、約８００℃〜９００℃であるが、ロータリキルンにおいては窯尻温度は約６００℃〜７００℃になるため、化学反応が適正に行われない場合がある。また、（２）脱硝する（化学反応を起こさせる）場合、ロータリキルンの排ガスが石灰石や生石灰などの微粉を多量に含んでおり、これらが触媒に付着する特性を利用した触媒法が最も知られている。しかし、この場合であると短時間で触媒を交換しなくてはならないため、経費が嵩んでしまうことがある。
【００１０】
さらに、（３）脱硝装置自体が非常に高価なものであるため、設備投資費が嵩んでしまったり、（４）上述した適正な温度域がロータリキルンの長さ方向の中央付近となる場合が多く、この場合には回転するキルン胴体に対して脱硝用添加剤の散布ができないこともある。また、（５）上述した脱硝装置のように液体噴霧ノズルをキルン窯尻フッドからキルン内に挿入して散布する場合、ロータリキルンの長さ如何によっては挿入した液体噴霧ノズルを支持することが困難となる場合もある。
【００１１】
本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたもので、ロータリキルンで発生する排ガス中のＮＯｘを安価に低減することができる脱硝装置および脱硝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】
【００１２】
本発明に係る脱硝装置は、プラントの所定プロセスにおけるロータリキルンの窯内で発生するＮＯｘを低減させる脱硝装置であって、前記ロータリキルンの窯尻側から窯前側を循環する原料を前記ロータリキルンの窯内へ投入する投入手段と、前記投入手段によって投入される原料に対して前記ＮＯｘの発生量を抑制する脱硝用添加剤を添加する添加手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る脱硝装置は、上記のように構成することにより、ロータリキルンの窯内へ投入される原料に対して脱硝用添加剤を添加するという簡単な構成で、ロータリキルンで発生する排ガス中のＮＯｘを安価に低減することができる。
【００１４】
前記原料は例えば石灰石であり、前記脱硝用添加剤は例えば尿素からなる。
【００１５】
本発明に係る脱硝方法は、プラントの所定プロセスにおけるロータリキルンの窯内で発生するＮＯｘを低減させる脱硝方法であって、前記ロータリキルンの窯尻側から窯前側を循環する原料を前記ロータリキルンの窯内へ投入する投入工程と、前記投入工程による原料の投入に先立って、前記原料に対して前記ＮＯｘの発生量を抑制する脱硝用添加剤を添加する添加工程とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る脱硝方法は、上記のように構成されることにより、ロータリキルンの窯内への原料の投入に先立って、この原料に対して脱硝用添加剤を添加することで、ロータリキルンで発生する排ガス中のＮＯｘを安価に低減することができる。
【００１７】
前記投入工程にて投入される原料は例えば石灰石であり、前記添加工程にて添加される脱硝用添加剤は例えば尿素からなる。
【００１８】
なお、本発明に係る脱硝装置および脱硝方法における前記プラントは、例えば製紙プラントであり、この場合、前記所定プロセスは、例えば苛性プロセスである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ロータリキルンで発生する排ガス中のＮＯｘを安価に低減することができる脱硝装置および脱硝方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付の図面を参照して、本発明に係る脱硝装置および脱硝方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の一実施の形態に係る脱硝方法を実現する脱硝装置が設けられた製紙プラントの一部を説明するための説明図、図２は尿素濃度とＮＯｘ値との関係を示す説明図である。
【００２２】
図１に示すように、製紙プラントの一部のパルプ製造ライン１００における苛性プロセスでは、例えばロータリキルン１０が利用される。この苛性プロセスとは、製紙工程のパルプ製造ラインにおいて、パルプを不純物から分離するための蒸解窯にて使用される水酸化ナトリウムを回収して再使用するためのプロセスであり、蒸解窯の廃液（黒液）を炭酸ソーダを主成分とする緑液化し、この緑液に生石灰や水を混合することで、水酸化ナトリウムと石灰石を再生させるプロセスのことをいう。
【００２３】
ロータリキルン１０は、キルン回転軸Ｐを中心に図中白抜き矢印Ｒで示すように躯体が回転するものであり、その長さ方向の両端部が窯前１１および窯尻１２となっている。このロータリキルン１０の窯内には、窯尻１２側に設置された原料供給装置２０から上述した石灰石が投入され、この石灰石は図中矢印Ｓで示すように窯尻１２側から窯前１１側へ加熱されながら流れる。
【００２４】
石灰石は、例えば図示しないスラッジフィルタからのブロワ３０を介した循環ラインＳ１と、図示しない湿式の集塵機からの循環ラインＳ２と、サイクロン４０からの循環ラインＳ３とを介してフィーダ５０に集められる。フィーダ５０に集められた石灰石は、原料供給装置２０側と後述するフラッシュドライヤ（気流乾燥機）６０側とに分配供給される。
【００２５】
なお、ロータリキルン１０の窯内にて石灰石を加熱する加熱ガス（排ガス）は、石灰石の流れとは反対に図中矢印Ｇで示すように窯前１１側から窯尻１２側へと流れる。フィーダ５０から原料供給装置２０側へ供給された石灰石には、添加ポイント１６にて脱硝用添加剤添加装置１５から供給された脱硝用添加剤が散布され、原料供給装置２０にて石灰石と脱硝用添加剤とが拡散混合される。
【００２６】
フラッシュドライヤ６０には、フィーダ５０からの石灰石と、循環ラインＧ１を介したロータリキルン１０からの燃焼ガスとが供給され、これらの加熱乾燥が行われる。そして、乾燥された石灰石を含む燃焼ガスは、循環ラインＧ２を介してサイクロン４０に供給される。サイクロン４０では、燃焼ガスから石灰石が分離され、石灰石はフィーダ５０へ、燃焼ガスは集塵機へそれぞれ送られる。
【００２７】
このような苛性プロセスにおいては、ロータリキルン１０の窯尻１２側の温度は約６００℃〜約７００℃となり、ＮＯｘ低減効果の高い（すなわち、脱硝用添加剤の反応がよい）適性温度域である約８００℃〜約９００℃を下回る温度となっている。さらに、フラッシュドライヤ６０の出口付近では、燃焼ガスの温度は２００℃前後まで低下することとなってしまう。
【００２８】
したがって、例えば脱硝用添加剤を添加ポイント１６ではなく循環ラインＧ１において添加したとしても、温度が低いため思うような脱硝効果を得ることは困難となる。これに対し、上述したように添加ポイント１６にて脱硝用添加剤を供給し、原料供給装置２０にて石灰石と拡散混合することで、ロータリキルン１０の窯内に石灰石とともに脱硝用添加剤を直接投入することが可能となる。
【００２９】
ロータリキルン１０における上記適正温度域の分布は、その長さ方向の中間近傍箇所（すなわち、中間点を含むその近傍箇所）となるが、このように石灰石とともに脱硝用添加剤を直接投入することで、窯内で発生するＮＯｘの発生量をより効果的に抑制することが可能となる。
【００３０】
また、原料供給装置２０にて脱硝用添加剤を拡散混合するという簡単な構成でＮＯｘの発生量を抑えることができるので、安価に排ガス（燃焼ガス）中のＮＯｘを低減することが可能となる。なお、この脱硝用添加剤としては、尿素水溶液などが挙げられる。そして、尿素は、約１３０℃の温度で融解してアンモニアを発生するが、上記原料供給装置２０にて拡散混合された上でロータリキルン１０の窯内にて融解されるため、本実施の形態に係る脱硝装置および脱硝方法によれば、より適正な反応温度に近づけることができる。
【００３１】
図２に示すように、本出願人による実験結果によれば、その脱硝効果は顕著なものとなった。図２は、尿素濃度とＮＯｘ値との関係を示すものであるが、上述した脱硝用添加剤を（１）燃焼ガス中に散布した場合（点線で図示）と、（２）原料に散布（拡散混合）した場合（実線で図示）とでは、以下のような違いが見られた。
【００３２】
すなわち、上記（１）および（２）のいずれの場合でも、尿素濃度が０％のときはＮＯｘ値は８０ｐｐｍ程度あったが、尿素濃度を上げるにしたがってＮＯｘ値に開きが生じ、尿素濃度４０％においては、（１）の場合はＮＯｘ値約７０ｐｐｍであったが、（２）の場合はＮＯｘ値約６０ｐｐｍと１０ｐｐｍの差が生じる結果となった。つまり、（１）の場合は尿素濃度を０％から４０％へ変化させてもＮＯｘ値として１０ｐｐｍ程度の脱硝作用しか得られなかったが、（２）の場合は同様の条件でＮＯｘ値として２０ｐｐｍ程度の脱硝作用を得ることができた。
【００３３】
以上述べたように、本実施の形態に係る脱硝装置および脱硝方法によれば、ロータリキルン１０の窯内へ供給する原料（石灰石）に脱硝用添加剤（尿素水溶液等）を原料供給装置２０にて拡散混合し、これらをロータリキルン１０の窯内へ直接投入することで、窯内で発生する燃焼ガス中のＮＯｘを安価に低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る脱硝方法を実現する脱硝装置が設けられた製紙プラントの一部を説明するための説明図である。
【図２】尿素濃度とＮＯｘ値との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０…ロータリキルン、１１…窯前、１２…窯尻、１５…脱硝用添加剤添加装置、１６…添加ポイント、２０…原料供給装置、３０…ブロワ、４０…サイクロン、５０…フィーダ、６０…フラッシュドライヤ、１００…パルプ製造ライン。
【図１】
0005098635.tif 000002
【図２】
0005098635.tif 000003