JP2003225533A - 排ガス処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ランニングコストの低い排ガス処理システム
を提供することを目的とする。 【解決手段】 液体アンモニア供給装置９３からの液体
アンモニアを気化するアンモニア気化器９８の熱源とし
て、脱離塔６０の炭素質吸着材冷却用の熱交換器６７か
ら排出され、炭素質吸着材の冷却に伴う熱交換で加熱さ
れた冷却媒体を用いるので、気化のためのユーティリテ
ィー蒸気等が不要とされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排ガスの脱硫をす
るための排ガス処理システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、吸着塔において、活性炭等の
炭素質吸着材による下向きの移動層を形成させると共に
この移動層に対してアンモニアガスを添加した排ガスを
接触させ、排ガス中のＳＯ_xを硫酸や硫酸アンモニウム
塩等の形で炭素質吸着材に吸着させて除去し、脱離塔に
おいて、硫黄分を吸着した炭素質吸着材を加熱して硫黄
分を脱離させ再賦活させると共に加熱された炭素質吸着
材を冷却媒体で冷却し、吸着塔に戻す排ガス処理システ
ムが知られている。このような排ガス処理システムにお
いては、通常、排ガスに添加するためのアンモニアガス
を得るべく、液体アンモニアを加熱して気化させるアン
モニア気化器を備えている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の排ガス
処理システムのアンモニア気化器は、熱源としてユーテ
ィリティー蒸気等を消費するものであり、ランニングコ
ストが高かった。

【０００４】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、アンモニア気化用のユーティリティー蒸気等を
必要としないランニングコストの低い排ガス処理システ
ムを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る排ガス処理
システムは、供給される排ガスを炭素質吸着材に通すこ
とで排ガス中の硫黄分を炭素質吸着材に吸着させる吸着
塔と、硫黄分を吸着した炭素質吸着材を加熱して硫黄分
を脱離させると共に加熱された炭素質吸着材を冷却媒体
で冷却する脱離塔と、炭素質吸着材に供給される排ガス
にアンモニアガスを添加するアンモニアガス添加装置
と、脱離塔における炭素質吸着材の冷却に伴い加熱され
た冷却媒体によって液体アンモニアを気化させてアンモ
ニアガスを得るアンモニア気化器と、を備えることを特
徴とする。

【０００６】本発明の排ガス処理システムによれば、液
体アンモニアの気化が、脱離塔において加熱された冷却
媒体の熱を利用してなされるので、液体のためのユーテ
ィリティー蒸気等が不要とされる。

【０００７】ここで、アンモニア気化器は加熱された冷
却媒体を所定量貯留する槽を備え、槽内に貯留された冷
却媒体によって液体アンモニアを気化することが好まし
い。

【０００８】これにより、脱離塔からの加熱された冷却
媒体の温度が変動した場合でも、槽内には所定量の冷却
媒体が蓄えられていて当該冷却媒体の温度が変動しにく
いので、アンモニアガスの気化量の制御が容易とされ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明に係る排ガス処理システムの好適な実施形態につ
いて詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る排ガス
処理システム１００を示す概略構成図である。

【００１０】本実施形態の排ガス処理システム１００
は、吸着塔１１において、活性炭等の炭素質吸着材を上
部からロータリーバルブ１２を介して導入すると共に下
部からロータリーバルブ１３を介して排出して炭素質吸
着材による下向きの移動層を形成させ、この移動層に対
してＳＯ_x等の硫黄分を含む排ガスを水平方向に昇圧送
風機２０及びラインＬ８を介して供給すると共にアンモ
ニアガスをこの排ガスに対してアンモニアガス添加装置
９０（詳しくは後述）によって添加し、排ガス中の硫黄
分を硫酸や硫酸アンモニウム塩の形で炭素質吸着材に吸
着させて除去させ、脱硫された排ガスを煙突４０から排
出する構成とされている。

【００１１】また、この排ガス処理システム１００は、
硫黄分を吸着した炭素質吸着材をバケットコンベア２
２、ロータリーバルブ６２を介して脱離塔６０の上部か
ら導入すると共にロータリーバルブ６３を介して底部か
ら排出して下向きの移動層を形成させ、熱風炉６５で生
成した加熱ガスをブロワー６６により脱離塔６０の中央
部の多管式熱交換器６１に供給して炭素質吸着材を加熱
し、吸着した硫黄分の脱離と炭素質吸着材の再賦活とを
行い、脱離塔６０の下部の多管式熱交換器６７に冷却水
（冷却媒体）を供給し脱離・再賦活された炭素質吸着材
を冷却し、この炭素質吸着材を、ダストを除去する篩分
機６４及びバケットコンベア２３を介して再び吸着塔１
１の上部に戻す一方、脱離された硫黄分から硫酸や硫黄
等を副生品回収装置７０で回収する構成とされている。

【００１２】多管式熱交換器６７の冷却水の下流側に
は、ラインＬ７を介して炭素質吸着材を冷却した後の加
熱された冷却水を導入し貯留する水槽３０が設置され、
この水槽３０の下流側には、ポンプ３２を具備するライ
ンＬ５を介して水槽３０の冷却水を導入し冷却する冷水
塔３１が設置されている。そして、冷水塔３１の下流側
には、ラインＬ６を介して多管式熱交換器６７が接続さ
れ、冷水塔３１で冷却された冷却水を多管式熱交換器６
７に導入可能な構成とされている。

【００１３】ここで、本実施形態の排ガス処理システム
１００は、液体アンモニア供給装置９３から供給される
液体アンモニアを気化してアンモニアガスとするアンモ
ニア気化器９８と、このアンモニアガスをラインＬ８を
流れる排ガスに添加するアンモニアガス添加装置９０
と、を備えている。

【００１４】アンモニア気化器９８は、所定の容量の湯
浴槽（槽）９１を備えている。この湯浴槽９１には、ラ
インＬ７から分岐されたラインＬ２が接続され、湯浴槽
９１は、多管式熱交換器６７からラインＬ７を介して水
槽３０に戻される加熱された冷却水の一部をこのライン
Ｌ２を介して導入し所定の容量貯留する。また、湯浴槽
９１には、ラインＬ７でラインＬ２の分岐点よりも下流
側に合流するラインＬ３が接続され、湯浴槽９１から溢
流する冷却水を水槽３０に戻す。

【００１５】また、アンモニア気化器９８は、湯浴槽９
１内の冷却水に浸漬するコイル状の気化管９２を備えて
いる。この気化管９２は、液体アンモニア供給装置９３
とラインＬ４によって接続され、ラインＬ４を介して導
入する液体アンモニアを、湯浴槽９１内に貯留される加
熱された冷却水の熱で気化してアンモニアガスとする。

【００１６】ラインＬ２には、湯浴槽９１に供給される
冷却水の流量を調節するバルブ９４が設置され、湯浴槽
９１には、湯浴槽９１内の加熱された冷却水の温度を測
定する熱電対９５が設置されている。これらのバルブ９
４及び熱電対９５は温度制御装置９６に接続され、この
温度制御装置９６は、熱電対９５によって測定される湯
浴槽９１内の冷却水の温度に基づいて、この湯浴槽９１
内の温度が所望の値になるようにバルブ９４の開度を調
節する。なお、この所望の温度は、例えば、吸着塔１１
に供給される排ガスに対して必要なアンモニアガスの気
化量に対応した温度とされる。

【００１７】アンモニアガス添加装置９０は、気化管９
２とラインＬ８とを接続するラインＬ１を備え、気化管
９２からのアンモニアガスをラインＬ８の排ガスに対し
て添加する。

【００１８】次に、本実施形態に係る排ガス処理システ
ム１００の作用について説明する。

【００１９】このシステムでは、吸着塔１１において、
上部から下部に移動する炭素質吸着材の移動層に対して
排ガスが供給されると共にアンモニアガス添加装置９０
（作用は後述）によって排ガスにアンモニアガスが添加
される。

【００２０】これにより、排ガスは炭素質吸着材の移動
層と接触し、排ガス中のＳＯ_x等の硫黄分が、排ガス中
の水分と反応して生成する硫酸の形や、この硫酸とアン
モニアとが反応して生成する硫酸アンモニウム塩等の形
で炭素質吸着材に吸着される。なお、この炭素質吸着材
の移動層において、排ガス中にＮＯ_xが含まれている場
合には、ＮＯ_xが炭素質吸着材の触媒作用によりアンモ
ニアと反応してＮ₂に還元され、排ガス中にダイオキシ
ンが含まれている場合はダイオキシンが吸着され、さら
に、排ガス中のダストが除塵される。

【００２１】一方、硫黄分を吸着した炭素質吸着材は、
脱離塔６０に上部から導入されると共に底部から所定量
ずつ排出され、脱離塔６０内に移動層が形成される。こ
のとき、脱離塔６０の中央部の多管式熱交換器６１に加
熱ガスが導入されることにより炭素質吸着材が４００°
Ｃ程度に加熱され、炭素吸着材に吸着していた硫黄分が
ＳＯ_x等として脱離されると共に炭素質吸着材が再賦活
され、この炭素質吸着材は脱離塔６０の下部に移動され
る一方、脱離した硫黄分は副生品回収装置７０で硫酸又
は単体硫黄等として回収される。

【００２２】ここで、水槽３０の冷却水は、ポンプ３２
によって冷水塔３１に送られて冷却され、冷却された冷
却水は脱離塔６０の下部の多管式熱交換器６７に導入さ
れる。これにより、脱離塔６０の下部に達した脱離・再
賦活済みの炭素質吸着材は９０°Ｃ程度まで冷却され、
この冷却された炭素質吸着材は、再使用可能とされて篩
分機６４を介し再び吸着塔１１の上部に戻される一方
で、多管式熱交換器６７における炭素質吸着材の冷却に
伴う熱交換で７５°Ｃ程度まで加熱された冷却水はライ
ンＬ７を介して水槽３０に戻され、再び循環使用され
る。

【００２３】このとき、多管式熱交換器６７での炭素質
吸着材の冷却に伴う熱交換により加熱された冷却水の一
部が、ラインＬ７，Ｌ２を介してアンモニア気化器９８
の湯浴槽９１に移送され、湯浴槽９１内で所定量貯留さ
れる。ここで、ラインＬ２を介して湯浴槽９１に流入す
る加熱された冷却水の量は、温度制御装置９６によるバ
ルブ９４の開度調節によって制御され、湯浴槽９１内に
貯留される加熱された冷却水の温度が所望のアンモニア
の気化量に対応する温度となるようにされている。そし
て、液体アンモニア供給装置９３によって供給される液
体アンモニアが、この湯浴槽９１内に浸漬された気化管
９２内で気化され、気化されたアンモニアガスがアンモ
ニアガス添加装置９０のラインＬ１を介して、ラインＬ
８を流れる排ガスに添加され、前述した吸着塔１１での
脱硫がなされる。

【００２４】すなわち、本実施形態では、液体アンモニ
アの気化の熱源として、従来、冷水塔３１等によって放
熱され捨てられていた排熱の一部が利用され、気化用の
ユーティリティー蒸気等が不要とされるので、排ガス処
理システム１００のランニングコストが低減されてい
る。

【００２５】また、アンモニア気化器９８は、気化管９
２が浸漬されると共に所定の量の冷却水を貯留可能な湯
浴槽９１を備えていて、多管式熱交換器６７から導入す
る加熱された冷却水の温度が変動した場合でも湯浴槽９
１内の冷却水の温度の急激な変動が抑制されている。こ
のため、温度制御装置９６によるアンモニアガスの気化
量の所定の値への維持が容易とされている。

【００２６】そして、湯浴槽９１で液体アンモニアの気
化に伴って冷却された冷却水は、溢流してラインＬ３を
介して水槽３０へ戻される。これにより、脱離塔６０か
らの冷却水の一部が、アンモニア気化器９８においてさ
らに冷却されるため、冷水塔３１の冷却負荷も低減され
ている。

【００２７】なお、本発明に係る排ガス処理システム
は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変
形態様をとることが可能である。例えば、上記実施形態
では、吸着塔１１等において、炭素質吸着材による移動
層を形成しているが、これに限られず、固定層とした
り、間欠的に炭素質吸着材を移動させて移動層を形成さ
せても良い。

【００２８】また、上記実施形態では、脱離塔６０で冷
却した炭素質吸着材を再び吸着塔１１に戻して再利用し
ているが、他の工程へ移送しても構わない。

【００２９】また、本システムは、焼結排ガス、ボイラ
ー排ガス、ゴミ焼却炉排ガス、ＲＤＦ排ガス等、各種の
排ガスの処理が可能である。

【００３０】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の排ガス
処理システムは、脱離塔での炭素質吸着材の冷却に伴う
熱交換で加熱された冷却媒体を用い液体アンモニアを気
化するので、気化のためのユーティリティー蒸気等が不
要とされる。これにより、ランニングコストの低い排ガ
ス処理システムが提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係る排ガス処理システムを示す概
略構成図である。

【符号の説明】

１１…吸着塔、６０…脱離塔、９０…アンモニアガス添
加装置、９１…湯浴槽（槽）、９８…アンモニア気化
器、１００…排ガス処理システム。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 供給される排ガスを炭素質吸着材に通す
   ことで前記排ガス中の硫黄分を前記炭素質吸着材に吸着
   させる吸着塔と、 前記硫黄分を吸着した炭素質吸着材を加熱して硫黄分を
   脱離させると共に前記加熱された炭素質吸着材を冷却媒
   体で冷却する脱離塔と、 前記炭素質吸着材に供給される排ガスにアンモニアガス
   を添加するアンモニアガス添加装置と、 前記脱離塔における前記炭素質吸着材の冷却に伴い加熱
   された冷却媒体によって液体アンモニアを気化させて前
   記アンモニアガスを得るアンモニア気化器と、 を備えることを特徴とする排ガス処理システム。
2. 【請求項２】 前記アンモニア気化器は前記加熱された
   冷却媒体を所定量貯留する槽を備え、前記槽内に貯留さ
   れた冷却媒体によって前記液体アンモニアを気化するこ
   とを特徴とする、請求項１に記載の排ガス処理システ
   ム。