JP2022541800A - 二酸化塩素を用いる脱硫・脱硝方法 - Google Patents
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Abstract
Description
CN106621712Aには、オゾン発生装置を使用してオゾンを調製し、強酸化系を加えて、煙道ガスにおけるNOを酸化して高原子価窒素酸化物を生成し、そして吸収液で二酸化硫黄と高原子価窒素酸化物を一体的に除去して排煙浄化の目的を達成する排煙脱硫・脱硝方法が開示されている。オゾンによるNOの酸化は効率が高く、除去効果も明らかであるが、オゾン発生装置は高価で広い面積が必要であり、初期費用も比較的高いという問題がある。
本発明は、二酸化塩素を用いて脱硫・脱硝するための方法であり、
塩素酸塩水溶液、過酸化物溶液および硫酸水溶液を二酸化塩素発生装置に加え、反応させて二酸化塩素ガスを得、二酸化塩素ガスを空気と混合して混合ガスを得る工程であって、二酸化塩素ガスが混合ガスの4~10vol%を占める工程(1)、
混合ガスを、脱硫・脱硝塔に導入される前の煙道ガス管内の煙道ガスと接触させて酸化された煙道ガスを得る工程であって、単位時間あたりに煙道ガス管に導入された混合ガスにおける二酸化塩素と、煙道ガスに含まれる一酸化窒素とのモル比は1~1.8である工程(2)、および、
酸化された煙道ガスを脱硫・脱硝塔に導入し、噴霧されたアルカリ性吸収剤の乾燥粉末と混合し、かつ、脱硫・脱硝塔に水をスプレーして脱硫・脱硝された煙道ガスを得る工程(3)、
を含む脱硫・脱硝するための方法を提供する。
本発明は、塩素酸ナトリウムから酸化剤としての二酸化塩素を調製し、次にカルシウムベース吸収剤と組み合わせるCFB法で煙道ガスを脱硫・脱硝する一体的なプロセスを提供する。反応原理は以下の通りである。
(1)二酸化塩素ガスの調製
2NaClO3+H2O2+H2SO4→2ClO2+Na2SO4+H2O+O2(主反応)
(2)一酸化窒素の酸化
2ClO2+5NO+H2O→2HCl+5NO2(主反応)
2ClO2+4NO→Cl2+4NO2(副反応)
2NO2+H2O→HNO2+HNO3(副反応)
5HNO2+2ClO2+H2O→5HNO3+2HCl(副反応)
(3)煙道ガスの脱硝
NO+NO2+Ca(OH)2→Ca(NO2)2+H2O(主反応)
Ca(NO2)2+O2→Ca(NO3)2(主反応)
HNO2+HNO3+1/2O2+Ca(OH)2→Ca(NO3)2+2H2O(副反応)
4ClO2+2Ca(OH)2→Ca(ClO2)2+Ca(ClO3)2+2H2O(副反応)
2Cl2+2Ca(OH)2→CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O(副反応)
(4) 煙道ガスの脱硫
SO2+H2O→H2SO3(主反応)
3H2SO3+2Ca(OH)2→Ca(HSO3)2+CaSO3+4H2O(主反応)
Ca(HSO3)2+2CaSO3+2O2+Ca(OH)2→4CaSO4+2H2O(主反応)
塩素酸塩水溶液、過酸化物溶液および硫酸水溶液を二酸化塩素発生装置に反応させて二酸化塩素ガスを得る。二酸化塩素ガスと空気を混合して混合ガスを得る。本発明において、混合ガスにおける二酸化塩素ガスが占める百分率は4~10vol%であってもよく、好ましくは、5~8vol%であり、より好ましくは7~8vol%である。二酸化塩素ガスと空気を前記の割合で混合することにより、安全的に生産すると共に、一酸化窒素の転化率も改善することができる。
混合ガスを、脱硫・脱硝塔に導入する前の煙道ガス管内の煙道ガスと接触させて酸化された煙道ガスを得る。本発明において、単位時間あたりに煙道ガス管に導入された混合ガスにおける二酸化塩素と、煙道ガスに含まれる一酸化窒素とのモル比は1~1.8であってもよく、好ましくは1.1~1.6であり、より好ましくは1.2~1.5である。前述したモル比を用いることにより、二酸化塩素の使用量を節約するとともに一酸化窒素の酸化率を向上させることもできる。
脱硫・脱硝工程において、酸化された煙道ガスを脱硫・脱硝塔に導入し、噴霧されたアリカル性吸収剤の乾燥粉末と混合し、かつ脱硫・脱硝塔内に水をスプレーして脱硫・脱硝された煙道ガスを得る。
計量ポンプで塩酸ナトリウム水溶液、過酸化水素水溶液および硫酸水溶液を二酸化塩素発生装置に輸送し、反応させて二酸化塩素ガスを得、二酸化塩素発生装置に導入された空気と混合して混合ガスを得、かつ誘引通風機によって煙道ガス管に供給した。
本比較例において、表3に記載の操作パラメータを除き、他の操作パラメータは、いずれも実施例1と同じであった。本比較例に得られた精製された煙道ガスのパラメータは、下記の表4に示した。
本比較例において、表5に記載の操作パラメータを除き、他の操作パラメータは、いずれも実施例1と同じであった。本比較例に得られた精製された煙道ガスのパラメータは、下記の表6に示した。
Claims (10)
- 塩素酸塩水溶液、過酸化物溶液および硫酸水溶液を二酸化塩素発生装置に加え、反応させて二酸化塩素ガスを得、二酸化塩素ガスを空気と混合して混合ガスを得る工程であって、二酸化塩素ガスが混合ガスの4~10vol%である工程(1)、
混合ガスを、脱硫・脱硝塔に導入される前の煙道ガス管内の煙道ガスと接触させて酸化された煙道ガスを得る工程であって、単位時間あたりに煙道ガス管に導入された混合ガスにおける二酸化塩素と、煙道ガスに含まれる一酸化窒素とのモル比が1~1.8である工程(2)、および、
酸化された煙道ガスを脱硫・脱硝塔に導入し、スプレーされたアルカリ性吸収剤の乾燥粉末と混合し、かつ、脱硫・脱硝塔に水をスプレーして脱硫・脱硝された煙道ガスを得る工程(3)、
を含む二酸化塩素を用いる脱硫・脱硝方法。 - 工程(1)において、塩素酸塩が塩素酸ナトリウムであり、塩素酸ナトリウム水溶液の濃度が15~40wt%であり、硫酸水溶液の濃度が30~60wt%であることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 工程(1)において、過酸化物溶液が25~28wt%の過酸化水素水溶液または34~38wt%の過酸化水素水溶液であることを特徴とする、請求項2に記載の方法。
- 工程(1)において、二酸化塩素発生装置に加えられた塩素酸塩水溶液における塩素酸ナトリウムと、過酸化水素水溶液における過酸化水素と、硫酸水溶液における硫酸とのモル比が1:0.55~1:0.5~1であり、二酸化塩素発生装置の反応温度が40~90℃であることを特徴とする、請求項3に記載の方法。
- 工程(2)において、煙道ガス管に導入された煙道ガスは、硫黄含有量が600~4000mg/Nm3であり、窒素含有量が200~600mg/Nm3であり、酸素含有量が5~23wt%であり、水分含有量が5~12wt%であることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 工程(2)において、煙道ガスの煙道ガス管内の流速が6~15m/sであり、混合ガスを、脱硫・脱硝塔に導入される前の煙道ガス管内の煙道ガスと接触させる時間が1~3sであることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 工程(3)において、アリカル性吸収剤乾燥粉末が酸化カルシウム及び/または水酸化カルシウムであり、かつ、アリカル性吸収剤乾燥粉末の粒子径が150~350メッシュであることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 工程(3)において、酸化された煙道ガスの脱硫・脱硝塔内の流速が1~7m/sであり、酸化された煙道ガスを脱硫・脱硝塔内でアリカル性吸収剤乾燥粉末との接触時間が2~15sであることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 工程(3)において、単位時間あたりに導入されたアリカル性吸収剤の乾燥粉末に含まれるカルシウム元素と、単位時間当たりに導入された煙道ガスに含まれる硫黄元素とのモル比Ca/Sが1.1~1.5であることを特徴とする、請求項7に記載の方法。
- 工程(3)において、単位時間あたりに導入されたアリカル性吸収剤乾燥粉末に含まれるカルシウム元素と、単位時間あたりに導入された煙道ガスに含まれる窒素元素とのモル比Ca/Nが0.5~1.5であることを特徴とする、請求項9に記載の方法。
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