JPH07500525A - 廃ガスの精製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 廃ガスの精製法 本発明は、例えば、燃焼、ガス化又は何か化学的又は冶金学的工程で生ずる廃ガ スの精製の方法に関する。二酸化イオウ、アンモニア、塩素及びフッ素化合物及 び凝縮炭化水素はこれらのガスに含まれる代表的な汚染物である。本発明は特に このガスに含まれる汚染物と反応する試剤及び／又は吸収剤がこれらのガスを湿 潤反応器へ導くことによって活性化される方法に関する。この試剤及び／又は吸 収剤はこの工程自体に又は工程から排出されるガスに加えられる。ガスに含まれ る試剤を活性化するためにガスを水又水蒸気で湿潤化することに対してガスを湿 潤反応器に導入する。ガスは最初に湿潤反応器の下方部分に供給されそして次に 上方へその湿潤帯へ供給され、そこでガスと試剤から形成された懸濁液は水又は 水蒸気で湿潤される。完全に又は部分的に反応した試剤及び／又は吸収剤粒子は このガスが反応器から排出される前に湿潤反応器の上方部分にあるフィルターに よってガスから分離される。例えば、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の何れ かの炭酸塩、酸化物又は水酸化物が試剤又は吸収剤として使用される。

公知のように、化石燃料の燃焼は煙道ガスを生じ、これは酸化イオウを含みそし て環境酸性化を引起こす。煙道ガスのイオウ含量は燃料のイオウ含量に応じて異 なる。イオウ排出の制限が益々厳しくなるとしても益々イオウを含む燃料を用い る装置を見出す努力がなされている。廃棄物灰化プラント、その数は続いて増加 しているが、またイオウ含有煙道ガスを生じ、これは規定制限内であるように精 製される必要がある。例えば、プラスチック化合物が燃焼される時には、廃棄物 灰化プラントで生じた煙道ガスはＳＯ８及びＳＯｓ排出の外に、塩酸及びフッ化 水素酸及び他の存置なガス状及び固体化合物を含む。

種々のガス化工程で生じた工程ガスはまた有害量のイオウの又は他の化合物を含 み、これは次の処理の前にガスから分離されねばならない。

燃焼プラントのイオウ排出を切下げるために幾つかの方法が開発されている。

これまで使用された最も普通の方法は湿性スクラッピングであり、この方法では 、例えば、イオウ酸化物と反応する石灰のような試剤の水懸濁液でガスがスクラ ップされる。この水懸濁液は燃焼器の後に配列されたスフラッパー中のガス流内 に噴霧され、これによってイオウが水懸濁液に吸収されそして二酸化イオウが石 灰と反応して硫酸カルシウム又は亜硫酸カルシウムを形成する。

ＣａＯ＋ＳＯ，十宜／ｘ　Ｏｔ　−−−＞　ＣａＳＯ４又は　ＣａＯ＋ＳＯｚ　 −一−）　Ｃａ５Ｏ＊このように形成されたイオウ化合物か乾燥しない程度の時 間を存するがスフラッパーの下方部分からスラリとして排出されるような量で水 懸濁液か噴霧される。

この湿性スクラッピング法は水懸濁液を調製するための装置及びその後処理のた めの装置を必要とするので複雑である。更に、この方法はスラリ後処理プラント で生じたスラリを乾燥するため通常には更に余分のエネルギーを必要とする。そ れ故に、エネルギー必要度を最小にするために水懸濁液はできるだけ乾燥した系 に通常には供給される。使用されるかなりの皿の水懸濁液により、ガスはスフラ ッパー中で比較的低温に冷却され、そして結果的にスフラッパーから排出される ガスはフィルターの腐食と目詰りを引起こす。更に、系からこれらを導き出す前 にこの煙道ガスを再加熱するエネルギーが消費される。この湿性スクラッピング 系では、例えば、ＳＯ□の分離程度は約９５％である。

最近数年間に、半乾燥スクラッピング法が開発され、そこでは微細アルカリ懸濁 液、例えば、水酸化カルシウム懸濁液が接触反応器中の熱い煙道ガスフローの中 にノズルを通して噴霧され、そこでイオウ酸化物は水に溶解し、そして懸濁液が 乾燥する時に、石灰化合物に結合される。水は固体廃棄物を形成するように接触 反応器で蒸発され、これによって、例えば、イオウ及び石灰の反応生成物はフィ ルターによってガスから容易に分離可能である。煙道ガスの熱含量が水をそこか ら蒸発させるのに十分であるようなレベルで水酸化カルシウム懸濁液のコンシス チンシーを保つことか試みられる。しかしながら、濃厚な石灰懸濁液は反応器壁 土にかつ特に噴霧ノズルの周囲にすぐ沈着しそして最後にはノズルを完全に詰ま らせる。反応器は沈着物によるこの欠陥を最小にするため比較的大きくされねば ならない。更に、石灰懸濁液の産生のため分離装置か必要であるので、かなりの 量の装置か同様に半乾燥スクラッピング法において必要であり、そしてガス精製 はかなり費用を要する。別の欠陥はノズル上で石灰懸濁液の摩耗効果である。

この半乾燥スクラッピング法はガス中の汚染物が乾燥廃棄物として除去できるの で有益な工程である。この工程は管理することが難しくかつ湿性スクラッピング より小さい９０％以下のイオウ吸収を示すことの欠点を存する。なお別の欠点は 石灰石がイオウと反応するのが非常に遅いのでこの半乾燥法に紙庫な石灰石を使 用できないことである。ずっと高価である酸化カルシウム又は水酸化カルシウム の何れかを代りに使用しなければならない。大きな燃焼プラントでは、吸収剤の コストは著しく大きい。

実際の燃焼又はガス化段階にすでに石灰石の添加も示唆されている。この添加の 結果として、下記の反応に従って石灰石（よ酸化カルシウムにか焼される。

ＣａＣＯ５−−−＞ＣａＯ＋ＣＯ！ 酸化カルシウムは燃焼器中でそこで形成された酸化イオウとすでに反応すること ができる。反応は下記の通り起こる：ＣａＯ＋Ｓ口、＋１Δ　Ｏｘ　−−−＞　 Ｃａ５Ｏａしかしながら、反応が進む時に、硫酸カルシウム又は亜硫酸カルシウ ム層は酸化カルシウム粒子の表面を覆ってイオウが粒子に浸透することを阻止し 、これによって遅（なりそして最後にイオウと石灰間の反応を阻害する。かくし て、石灰は完全に反応せず、それ故に最適に利用されない。多くの他のパラメー タ、例えばＣａ／Ｓモル比、温度及び滞留時間もイオウ吸収に影響する。

反応が起こる露点により近づくと、アルカリ化合物の反応性はより高くなる。

良好な反応性は湿潤粒子において反応が迅速なイオン性反応として水相で起こる 事実によって引起こされる。露点に近いと、粒子は湿潤されたままでありかっま た反応性は長時間所望のレベルに留まる。粒子の湿潤度は好ましくは水が粒子を 取囲み、またこれらに浸透する高いレベルに保たれる。水が石灰粒子に浸透する につれて、粒子上に沈着した硫酸塩又は亜硫酸塩層は破壊され、これによって新 しい反応性石灰区域を示す。ガス中に含まれる二酸化イオウは粒子を取囲む水に 溶解しそして液相中でカルシウム化合物と反応する。

フィンランド特許明細書第７８４０１号は煙道ガスの二酸化イオウが反応帯中で 反応を引起こされそして煙道ガスから分離可能な固体硫酸塩及び亜硫酸塩に変換 される方法を開示する。この煙道ガスは垂直の長い接触反応器の下方部分の中に 導かれる。更に、粉末石灰と水か別々に数個所から反応器の中に導かれてイオウ が石灰に吸収される。煙道ガス懸濁液は流通反応器の上方部分から排出されそし て更にダスト分離段階へ導かれる。この反応器へ粉末石灰と水を別々に供給する ことによって、水懸濁液の調製、処理及び噴霧か避けられる。この明細書により 、この方法は酸化カルシウムてイオウ吸収に使用された時には、Ｃａ／Ｓ＝１． 　５６のモル比て約８０９６のＳ０２減少モしてＣａ／Ｓ＝２．　２２のモル比 で約９０％の８０２減少を生ずる。９８％のＳＯｘ減少はモル比がＣａ／Ｓ＝４ になるまで得られない。

またこの方法では、煙道ガス懸濁液中に含まれる固体が管及び他の装置の壁土に 層を沈着し、従ってダスト分離に面倒を引起こすので煙道ガス流の温度は最適に は露点近くに下がるままにしてはならない。

、ヨーロッパ特許明細書第０１０４３３５号は別の２相半乾燥煙道ガス精製シス テムを開示する。この方法では、第一段階で乾燥試剤か接触反応器中の煙道ガス に供給されそして第二段階で試剤を溶解した水又は水溶液が加えられた。第一段 階では、不活性表面層か試剤粒子上に形成される。この層は試剤と例えば、酸化 イオウ間の反応を遅らせ又は阻止する。第二段階で水を加えることによって、試 剤は再活性化される。この方式で、試剤はより完全に利用される。ガス温度はこ れか常に露点、例えば、１０５℃以上に留まるようなレベルに下がるにまかされ る・またこの方法では、ガス温度は低温で試剤の活性がずっと良好であるとして も、多分形成される湿潤された粒子が長いランて困難性を引起こすので、露点に あまりにも近く下がるにまかせてはならない。この方法によれば、後の段階でガ スから分離され、次に粉砕又は何か他の方法の何れかにより再生される試剤含有 　゛固体物質を再循環させることにより試剤の必要量を減少できる。しかしなが ら、この方法の欠点は再循環された固体の取扱いと貯蔵に別の装置が必要である 。

米国特許明細書第４．５０９．０４９号は乾燥ガス精製システムを開示し、そこ では石灰かボイラー中で煙道ガスに加えられそして次に反応器中で石灰が煙道ガ スと反応するにまかされる。煙道ガス中の汚染物と一部反応した石灰は反応器の 上方部分中のフィルターでガスから分離される。ガスからこのように分離された 乾燥石灰は回収されかつ粉砕され、次に乾燥石灰の反応性を上げるために乾燥蒸 気て処理され、その後に石灰は反応器前の位置でガス流の中に再循環される。

石灰の乾燥蒸気処理は２から２４時間を要し、これはエネルギーの高い消費を含 む長時間である。

本発明の目的は、例えば、イオウ、塩素及びフッ素化合物又は他の凝縮し得る化 合物を含む廃棄ガスの精製の改良された方法を供することにある。

本発明の別の目的は精製されるべきガスが湿潤反応器で露点、例えば、０〜２０ ℃に非常に近く湿潤される方法を供することで、この方法はなお湿潤反応器でガ スから分離された粒子を乾燥状態で取除かれるにまかされる。

前記の目的を達成するために、灰層かかなり厚く湿潤反応器の下方部分でガス入 口レベルの下に保たれるのでガスから分離された粒子から形成された灰層は湿性 状粒子を均質化てきそして水滴が湿潤反応器の上方部分から下方へ落下すること が本発明による方法の特徴である。

この灰層には好ましくは灰層の温度及び湿性度を均質化するように小さい粒子の 可能な塊りを混合しかつ粉砕するための機械的ミキサー、例えば、ブレードミキ サーが配置される。この目的は灰が湿潤反応器から空気圧で運搬されるように好 ましく乾燥された灰層を保つことにある。灰層の定量が、例えば、排出される灰 の量を調節することによって、湿潤反応器の下方部分に保たれる。好ましくは、 灰層の量は供給ガスの１ｍ”／ｓ当り少なくとも５０ｋｇである。実際には、比 較的まっすぐな底部を存する湿潤反応器では、これは反応器の底部で少なくとも ２５ＣＩ１１の灰層を意味する。反応器底部がＶ形である場合には、この灰層は より厚くなければならない。水平ブレードミキサーの効果的な作用のため予め必 要なことは灰レベルが好ましくはミキサーの軸より高いことであると判明した。

他方、この灰層は灰層の上方部分中のミキサーの効果的作用及びその上のガス空 間へ灰層から粒子を投出す性能のために必要であるものより一般に更に厚くては いけない。

またこの灰レベルはガスの実際の入口レベルより高くてはいけない。

反応器の中に導入された熱いガスはまた乾燥ガスとして役立ち、そして湿潤帯か ら下方へ流れる湿潤された灰粒子及び粒子の塊りと接触しかつ乾燥するように導 かれる。反応器の下方部分からの灰粒子は上方へ流れる乾燥ガスにより持ち去ら れそして灰に含まれるなお未反応の試剤又は吸収剤を活性化するために湿潤帯の 中に上方へ戻して運搬される。この湿潤反応器では粒子はフィルターによってガ スから分離されそして次に反応器の下方部分へ戻される。この方法で、試剤又は 吸収剤粒子の内部循環が湿潤反応器中で生じそして粒子の比較的高い密度がそこ に保たれる。

粒子は例えば、織物フィルター、電気フィルター又は何か他の等価型式の分離器 でガスから分離される。粒子は例えば、パルスフラッシング、パックウォッシュ 又は振とうにより間欠的又は連続的の何れかで、フィルターから引離され、これ によって粒子は別々に又は塊まりで湿潤反応器中で下方に落下する。

粒子の少なくとも一部は湿潤帯中で又はフィルターで互いに粘着しかつより大き なアグロメレートを形成しそしてその後反応器の下方部分へずっと湿潤帯を通し て送られ、これに対して単一の小粒子は上方へ流れるガスによって容易に持ち去 されて反応器の上方部分へ湿潤帯から運搬される。粒子のより大きな塊まり及び 湿潤した重い粒子はこれか反応器の下方部分中の灰層に到達した時に混合するこ とによって乾燥されかつ微細粒子に粉砕される。

反応器の下方部分で構成成分を混合することによる粒子の完全混合によって灰物 質を均質化することに対して正の効果、即ち灰層中で熱と湿度を均等化すること か得られる。粒子はより小さく粉砕されるので、その反応面積は増大しそしてこ れらの少なくとも一部は灰レベルの上で上方へ旋回し、結果的に湿潤帯の中に上 方にかつ戻されて乾燥ガスで運ばれる。湿潤帯では、粒子は再活性化されそして 再び反応帯でイオウを吸収することができる。機械的又は等価の強いミキサーに より起こされた混合は湿潤反応器の作動性能（ｒｕｎｎａｂｉ　ｌｉ　ｔｙ）に 本質的に重要であることが判明した。

混合の仕事は 一部に対して輸送手段として役立ち、これを反応器底部の種々の部分から単数の 出口／ｒＩｌ数の出口の方へ運搬しニ ー好ましくは空気圧運搬にとり好適な形にこれを混合することにより灰を均質化 し； 一部の湿性又は乾燥の塊まりを微細な形に粉砕することである。

フィルター洗浄中落下し又は他に反応器に入る時に煙道ガスから分離する乾燥器 は湿潤帯から落下する湿性法及び水滴に対して有効な乾燥剤として役立つ。ミキ サーは湿性及び乾燥物質を混合し、これによって前記の均質化が行なわれる。

このミキサーはまた灰層又は灰バッファーの上で灰を旋回させ、これによって下 方レベルに導かれた熱いガス（煙道ガス）が灰を運搬し、これによって反応器中 で内部灰循環を引起こす。更にこれは湿性法粒子へ灰により放出される乾燥エネ ルギーの伝導を強める。

粒子の混合及び再循環は反応帯において滞留時間、ダスト密度、Ｃａ／Ｓモル比 及び石灰粒子の全表面積を増大し、これによって新しい試剤の必要性を減する。

本発明によれば、平均粒子密度は湿潤反応器中の内部循環により保たれ、この密 度は明らかに反応器に導入されたガス中の粒子密度より高い。灰層から上方へ旋 回する粒子流の量と速度を調節することによってこの内部循環を制御できる。入 口ガスの供給個所の配置がまたこの再循環に彩管がある。ガス噴霧が灰層に向か う距離が短かくなる程、より粒子がガス噴霧でエントレインされそしてこれら共 に上方へ運ばれる。

粒子の一部は好ましくは乾燥帯下方の湿潤反応器の下方部分に設けられた出口を 通して反応器から除去される。排出された粒子の一部は所望に応じて湿潤反応器 へ戻される。かくして、粒子の外部循環も湿潤反応器と接続して設けることがで きる。粒子を反応器の外で処理でき、例えば、ある試剤を再生できる。

反応器の下方部分から除去される粒子の量を調節すること、例えば、調節可能な オーバーフロー上の灰層から粒子を排出開口へそして更に灰排出管へ導くことに より反応器で粒子密度を制御できる。灰層の容積もレベル制御装置により調節で き、これは排出開口又は排出管を通してフローを制御する。

湿潤反応器で外部粒子循環はフィルター又は等価の粒子分離器を接続することに よって設けられ、これは湿潤反応器の上方部分に、反応器の外で全体に又は一部 に配置される。このフィルター又は粒子分離器で、反応した又はなお未反応の吸 収剤粒子はガスから分離され、その粒子の少なくとも一部は湿潤反応器の下方部 分、好ましくは乾燥帯へ直接に戻される。粒子はフィルターから連続的又は間欠 的の何れかで引離されそして湿潤反応器の下方部分へ戻される。粒子分離器によ って分離された物質の部分は全体にシステムから除去できる。

本発明の方法により、湿潤反応器中のガスの平均温度を露点から約０〜２０℃、 好ましくは０〜１０°Ｃである温度へ、そして実際の露点へ減じ、そして反応器 の上方又は下方部分中であまりにも湿性の粒子により引起こされる欠陥を避ける ことが可能である。湿潤帯で湿潤されかつ下方に落下する粒子は乾燥帯中の熱い ガス流で乾燥され、これによって反応器の下方部分で何ら面倒を引起こさない。

再循環により温度と湿度における差はまた湿潤帯上で、反応器の種々の断面個所 で非常に小さい。このようにして、湿潤粒子により引起こされる局部的面倒が避 けられる。

本発明の好適具体例に従って、湿潤帯に供給されたガスの少なくとも一部がジャ ケットフローとして湿潤反応器の中に導かれ、このため間接に又は直接にこのガ スか反応器壁を加熱するような方式で、湿潤反応器の壁土の湿潤粒子により形成 される層が避けられる。ガスは、例えば、壁に配置された管を通して反応器内に 導かれ、これによって管内で流れる熱いガスは壁が冷却することを阻止し、これ によって固体か壁土に層を沈着することを阻止する。このガスは反応器の内部に 直接に注入されかつ壁に沿って下方へ流れることを引起こして壁を保護する。

これにより、湿潤粒子は壁から離れて向かうか又は壁に接触する前にジャケット フローを通過する時に乾燥する。このジャケットフローは、例えば、壁中の管形 開口を介して円筒状反応器の中にガスを供給することによって生ずる。

壁からの沈着物の除去はまた振とうすること又は可撓性物質の壁を組立てること によって高められ、これによってシステムで通常に起こる圧力変動が壁を振とう させて沈着物を落下させることを引起こす。

特に大きな反応器では、反応器にできるだけ均一にガス分布を供するために湿潤 帯の内部の中にガスをまた導入する。ガスは、例えば、反応器の中央部分のガス 管に設けられた多くのノズル又はスロットを通して供給できる。ガスはまた幾つ かの異なるレベルから湿潤反応器の中に供給できる。

反応器の下方部分に導入された熱いガスはその仕事が下記の通りであるので重要 な意義を有する：例えば、 一湿性灰又は水滴を乾燥するための乾燥エネルギーを放出しニー湿潤帯へ戻して ミキサーにより旋回された灰を運搬し、これによって反応器中で内部灰循環を供 し：そして 一反応器壁の加温を保ち、これは更に壁上に層を沈着する傾向を減する。

水又は蒸気の噴霧により、湿潤帯が湿潤反応器の上方又は中央部分に設けられる 。水は好ましくは煙道ガスの中に、主としてガス入口の上から下方へ噴霧される 。水又は蒸気の噴霧はガス流のできるだけ多くが均一にカバーされるように配置 される。

湿潤反応器の湿潤帯には好ましくは下方に向けられた水又は水蒸気ノズルが設け られ、例えば、湿潤反応器を通して水平に走向する支持部材に配置される。

湿潤反応器の上方部分に設けられたフィルターは好ましくはホース又はカセット フィルターのような織物フィルター、又は多分電気又は何か他の等価型式のフィ ルターであり、そこから粒子か振とう又はフィルター逆ブローイングにより反応 器の下方部分へ戻される。

反応器の下方部分には好ましくは機械的ミキサーが設けられて反応器の下方部分 に蓄積された固体物質を混合する。固体物質の混合は粒子の湿度と熱の均等化を 高め、これによってなお湿性である粒子が乾燥器及びより熱い粒子と接触するよ うになる時に乾燥されよう。同時に、このミキサーは粒子がガス流により反応器 中で上方へ容易に運搬されるように粒子の塊まりを破壊する。かくして、ミキサ ーは反応器中て粒子の内部循環を生ずるため乾燥ガスの効果を高める。ミキサー の速度は調節可能であり、そして混合区域に入るガス流と共に、これによって粒 子循環の広範囲な調節が得られる。

湿潤反応器の下方部分には反応器から粒子を排出するための装置が設けられる。

粒子は好ましくは前記のミキサーにより排出される。ミキサーのブレードはこれ か粒子を反応器の下方部分の一端へ徐々に動かすように斜めに向けられ、そこか ら粒子は適当なシーリング装置を通して乾燥して除去できる。これらはまた別々 の排出スクリュー又は排出コンベアにより除去できる。粒子はそれが更に、例え ば、空気圧で運搬されるような乾燥状態で好ましくは湿潤反応器から排出される 。

ＩＪＦ出開口は灰貯蔵ミキサーに形成されるように配置されるべきで、この灰貯 蔵の容量（高さ）はミキサー寸法に応じて異なる。例えば、軸が水平であるブレ ードミキサーが使用される場合には、灰レベルは好ましくは軸レベルと少なくと も同じである。しかしながら、灰レベルはミキサーがもはや灰の上方層で何ら混 合効果を有しない個所を越えるべきではない。ブレードミキサーでは、有効な高 さはミキサー直径の約１から４倍である。ミキサー直径はブレード長さの約２倍 である。

水平軸を有するブレードミキサーの外に、また他の型式のミキサーも使用できる 。円筒状反応器は、例えば、垂直ミキサー又はジェットミルベースローカルミキ サー又はグラインダーを使用でき、そこでは蒸気又は空気が混合効果を生ずる。

必要に応じて、湿潤反応器の下方部分には試剤又は吸収剤のために別々の供給ポ イントが設けられる。一段階でガスから有害な物質を除去するため幾つかの異な る試剤を湿潤反応器に導入できる。

本発明による装置は従来公知の装置に優る、例えば、下記の利点を示すニー幾つ かの作用、例えば、イオウ吸収、試剤の湿潤、粒子分離及び乾燥が一つの装置に 集中できる。ガスの湿潤か存続する灰分能と同じ空間に配列でき、これによって 余分の装置又は別の反応器が各部分工程のため必要とされない。

一本発明により、フィルターが反応器中に直接に配置されそしてガス管が必要で はないので、露点に非常に近く、殆ど露点でさえ、操作することが可能であり、 これによって露点に近い時に湿潤されるガスの運搬においてこのガス管の壁土の 沈着する層の問題か避けられる。露点近くで操作できることはＳＯ，、ＳＯ，、 ｌｌＣｌ及びＨＰ放出の極めて有効な脱離を生ずる。

−湿潤帯を通して粒子の内部循環は試剤又は吸収剤の消費を切下げる。この方法 により、反応器中で吸収剤の滞留時間は本質的に長くない、好ましくは従来公知 の一回通過反応器と比較して約２から１０倍長い。

−微細圧はまたこの装置でガスから分離される。灰及び消耗された吸収剤は乾燥 してかつ共通の工程で回収できる。ただ一つの灰除去システム及び灰処理が必要 である。乾燥圧及び吸収剤は空気圧で運搬できる。

−従来公知の方法では、たんに人口ガスのＳＯｘ含量が＜４０ＰＰｍである場合 には、殆ど完全なイオウ吸収かＳＯ，含有ガスで湿潤段階において得られる。本 発明の方法によって、入口ガスのＳＯ１含量が＞＋ｏｏｐｐｍである場合でさえ 完全なイオウ除去が可能である。

−この方法は簡単である。

本発明による装置において、吸収反応に関して正の効果を有する三つの主要素が 同時にかつ最適に使用できるニ ー迅速な反応を供するために露点に近い温度レベルにガスを冷却ニー反応帯中で 高いＣａ／Ｓモル：そして−吸収剤の最適な利用のため長い滞留時間。

例として、添付の略示図に関連して、更に本発明を下記に説明する。

第１図は本発明の方法を実施するための好適装置の略示図である。

第２図及び第３図は本発明の方法を実施するだめの二つの他の装置の略示図であ り、そして 第４図は本発明の具体例てＣａ／Ｓモル比に対するＳＯ２減少の比を示す。

第１図はガス人口１２及び１４、ガス出口ダクト１６及びガスから分離された粒 子のための排出ダクト１８を備えた湿潤反応器ＩＯを示す。この湿潤反応器には またガス入口の上に湿潤反応器の中へ水又は蒸気を噴霧するためのノズル２０か 設けられる。反応器の上方部分には上方へ流れるガスから粒子を分離するための フィルター２２が設けられる。

本発明による湿潤反応器は火格子炉、粉末燃料燃焼器又は流動床燃焼器、例えば 、循環流動床燃焼器の燃焼室の後に煙道ガス管に配置でき、これによって湿潤反 応器は好ましくは熱回収ボイラーの後に配置される。湿潤反応器に入る前に、煙 道ガスはく３００℃、好ましくはく１５０°Ｃに冷却される。煙道ガスからイオ ウ酸化物を除去するために、石灰石のような吸収剤を燃焼室又は流動床反応器又 はその後に供給した。この吸収剤は少なくとも一部熱い煙道ガス中で酸化カルシ ウムにか焼され、これはイ才つを硫酸カルシウム及び亜硫酸カルシウムとして吸 収する。１．　５〜２．１の石灰／イオウのモル比が循環流動床反応器で約８０ から９５％のイオウ減少を生ずる。湿潤反応器に入る時には煙道ガスはなおイオ ウ並びに未反応石灰を含有する。本発明による湿潤反応器の重要な目的はイオウ の残りかまた煙道ガスから除去可能となるように煙道ガス中で石灰又は他の吸収 剤を活性化することにある。

第１図に示す装置では、イオウ及び石灰を含む煙道ガスが湿潤反応器の中に管２ ４を通して運搬される。この反応器へ煙道ガスを供給する前に、これを管２６及 び２８に二つの別々の煙道ガス流に分ける。管２６の煙道ガス流は実質上水噴霧 ２０と同じレベルで反応器に導かれる。管２８の煙道ガス流は実質上より低いレ ベルに導かれる。

一つの煙道ガス流は実質上水噴霧と同じレベルで、水噴霧の上又は下又は正確に 同じレベルで湿潤反応器に導かれる。反応器に供給されたガスが水噴霧と十分に 混合されることは必須である。ガスと水の両方が好ましくは下方に流れる噴霧と して反応器に供給され、これは入口から短い距離で上方に反転する。この方式で ガスと水噴霧の渦か湿潤帯中に供されそしてこれによって良好な混合効果が得ら れる。

この水噴霧は湿潤反応器中で湿潤帯３０を構成する。この湿潤帯で、煙道ガスが 湿潤されそしてできるだけその露点に近く、好ましくは露点から約０〜３℃に冷 却される。湿潤帯では、石灰粒子が湿潤され、こればよってイオウが粒子により 吸収されそしてイオウとカルシウム間の迅速なイオン反応が液相で起こる。

水は好ましくはノズルから噴霧され、これは小滴、好ましくは寸法でく１００μ ｍを生じ、そして反応器断面及びガス流が十分にカバーされように大きく角度が つけられる。水は下方へ噴霧される。湿潤帯は反応器の垂直帯をカバーし、これ は好ましくは反応器の水力直径に等しい。

第１図に示す具体例では、煙道ガスはジャケットフローとして反応器に導入され る。管２６からガスは最初に反応器を取囲む管形ダクト４２へ運搬される。この 管形ダクトからガスは反応器壁３４に形成される一つ又は複数の下方へ向かうダ クト３６に更に運搬される。この反応器は壁３４と３８の間の煙道ガスのため入 口ダクト３６を形成するように２重壁である。ダクト３６から煙道ガスは反応器 中の湿潤帯３０の中に入口１２を通して移される。

対応的に、ガスは下方ガスダクト２８から反応器を取囲む管形ダクト４２へ導か れそしてそこから更に反応器壁４４に形成される下方へ向かうダクト４６へ導か れる。ダクト４６から、煙道ガスは下方部分、即ち、反応器の乾燥又は混合帯４ ０の中に流入する。

湿潤反応器へのガスの導入は、例えば、ダクト２６及び２８中のダンパー２７及 び２９によって調節可能である。ガスの導入はまたダクト４６中の調節可能なス ロット４Ｂによって制御可能である。

ガスは乾燥帯から上方へ流れ、これによってフィルター及び湿潤帯から下方に流 れる粒子を乾燥する。乾燥ガスの流れは反応器の下方部分中のガスの温度又は排 出されるべき粒子の温度に従って、部材４７及び４９により自動的に調節可能で ある。

更に、反応器の下方部分には機械的ミキサー５０が設けられる。第１図に示す具 体例は反応器の底部の上にある、二つのミキサーを有しそしてブレード５２が備 えられる。このミキサーは反応器の下方部分に落下する粒子の塊まりを破壊する 。同時に、これらは粒子間の温度と湿性度を均等化する。このミキサーは灰層か ら粒子の一部を上方に乾燥帯のガス空間へ“スプラッシュ”するように作動し、 そこから上方に流れる熱いガス流が反応器の上方部分でできるだけ遠く湿潤帯を 通してこれらの粒子を運ぶ。ミキサーブレードは回転する時にこれが粒子を反応 器の下方部分の一端に粒子を徐々に動かすように配置されるとよく、前記の一端 には粒子のための排出ダクト１８が設けられる。粒子は好ましくは、図示しない オーバーフロー板の上で排出ダクトの中に流れる。この方式で、下方に流れる粒 子の温度及び湿性度を均等化する粒子の“バッファー１は反応器中に常に保持さ れる。

第２図は第１図のものに類似する湿潤反応器ｌＯを示すが、ただしガスは反応器 の内部に配置されるガス入口ダクト５４を介して反応器の下方部分に導入される 。このガス入口ダクトには下方へ向けられたノズル５６が設けられ、これを通し てガスは最初に反応器の下方部分に蓄積された粒子の方へそしてその後で上方へ 流れる。このようにして、また反応器の下方部分に蓄積された粒子の中でガスに よる混合が得られる。

第２図による反応器では湿潤帯に供給された水の量は反応器の上方部分中のガス の温度により部材２１により調節される。湿潤反応器には必要に応じてガスが均 一に湿潤されるために幾つかの異なるレベルで水ノズルを設けることができる。

第１図及び第２図では、反応器はホースフィルター室から構成され、その各々か ｔ＝Ｓフィルター及び室の下方部分には湿潤帯及び乾燥帯を有する。

第３図はフィルター６０か反応器室のすぐ外側に配置される反応器を示す。かく して、内部循環に加えて、また粒子の外部循環が反応器で行なわれる。湿潤帯３ ０で湿潤された粒子はそれ自体ガスから分離しそしてその重さの故に、乾燥部分 に下方へ流れ、ここでこれらは乾燥ガスの影響下に置かれる。乾燥後粒子はガス でエントレインされて再び上方へ流れ、これによって内部循環を構成する。湿潤 された粒子の一部は反応器の上方部分及びフィルター６０へガスに従いそして乾 燥部分４０ヘダクト６２を介して戻されよう。必要に応じて、粒子は出口装置６ ４により循環から取出され、これは弁６６で閉鎖できる。

第３図では、煙道ガス入口ダクト２６及び２８は燃焼工程の異なる個所に接続で き、例えば、このためダクト２６を介して反応器へ導かれたガスはダクト２８を 介して導かれたガスより更に冷却され、このダクトは乾燥工程を確実にするため により熱いガスを導く。

従来技術と比較すると、本発明は特定の石炭及び石灰石グレードで行なった試験 の添付結果に示すように、ずっと低い石灰消費で煙道ガスのずっと良好なイオウ 吸収を供する。

輿 第１図に従った装置を試験ランに使用した。湿潤反応器に循環流動床反応器から ８７０℃の煙道ガスを供給し、それにモル比Ｃａ／Ｓが１．４１−２．３３であ る石灰石を供給した。煙道ガスの理論的ＳＯ３含量は８６０から９６０ｐｐｍで あった。

湿潤反応器に入る煙道ガスのＳＯ１含量が約６０から２０１ｐｐｍであるような 方式で、煙道ガスに含まれるイオウは湿潤反応器の前の循環流動床反応器中で既 に反応した。このガスを約１３９から１６０°Ｃの温度で湿潤反応器の中に導い た。湿潤反応器中のガスの理論的露点は約５４℃であった。

試験結果を下記の表に示す。

１．８８　５５　２０１　２７　９７ １．９１　５５　１１１　２　１００ １．９５　５５　１０７　０　１００ １．９４　５７　１０５　０　１００ ２．３３　５７　１２９　２　１００ １．９３　５９　６０　０　１００ １．４１　６１　１８３　８３　９１ １．８７　６３　１２１　２５　９７ ２．００　６６　１３６　６１　９３ ２．０８　８１　７７　５３　９５ この試験結果から本発明による方法で、最終反応が露点に近く、即ち、露点から １−５℃で起こる時には非常に低いＣａ／Ｓモル比でさえイオウ吸収が殆ど完全 であることが明白に示される。最も高い温度、即ち、露点から１０−３０℃、そ して従来公知の方法よりずっと低い石灰消費でさえ、非常に良好な結果が得られ る。

文献の情報によれば、従来技術の湿潤反応器はＣａ／Ｓ＝２．　２２のモル比で 約９０％ＳＯ□減少を生じた。約９８％のＳＯ□減少はモル比がＣａ／Ｓ＝４で あるまで得られなかった。

第４図は本発明による方法を適用する時に試験ランの前記のシリーズで受けたＣ ａ／Ｓモル比に対するＳＯ！減少の比を示す。比較として、この図はまた試験ラ ンがとができるニ ーフィルターカセット等の下の空間から作られる湿潤反応器。この空間に配置さ れるノズルシステムは灰及び吸収剤粒子を湿潤するためそして露点に近い温度、 即ち、そこから０−２０℃で煙道ガスを落下させるための水を噴霧する。

−織物フィルター等、これは圧力パルス、バックウォッシュ又は振とつと共に、 通常の向流洗浄原理で作動する。

−例えば、反応器の底部で受入れホッパーに配置される灰及び吸収剤のための組 合わせた混合及び輸送装置。この混合装置は好ましくは湿潤された時に壁とフィ ルターから落下しかつ熱いガス流により乾燥される沈着物を破壊するような高い 速度で回転する。

一部と吸収剤の循環、これは反応器の下方部分を介して反応器の中に入る煙道ガ スの一部を吹込むことによって起こる。ガスが流動化しかつ粒子塊が反応器の下 方部分に蓄積するような方式でガスはまたミキサーの下から反応器の中に吹込ま れる。側壁からくる主ガス流と共にその下方部分から反応器の中に導入されたガ スは湿潤反応器の上方部分から落下する粒子の湿性塊まりを乾燥する。このガス は湿潤帯の中に戻る粒子の一部を捕え、これによって湿潤反応器中で粒子の内部 循環を生ずる。

第２図 第３図 補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法側８４条の８）平成６年２月２２日 ―

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. １．例えば、燃焼、ガス化又は化学工程において生じた、イオウ酸化物、塩素又 はフッ素化合物のような汚染物を含むガスの精製法において、一工程の中で又は 後で、ガス中に含まれる汚染物と反応する試剤及び／又は吸収剤を加えることに よる、 一ガスに含まれる試剤及び／又は吸収剤を活性化するために水又は蒸気によりガ スを湿潤するための湿潤反応器の中にガスを導入することによる、ここでその下 方部分にそして更に湿潤反応器の湿潤帯の中へ上方へ湿潤反応器の中へガスの導 入を含み、ここでガス及び試剤及び／又は吸収剤から調製された懸濁液が水及び ／又は蒸気で湿潤され、そして 一湿潤反応器からガスを排出する前に湿潤反応器の上方部分中に配置されたフィ ルターで完全に又は一部で反応した試剤及び／又は吸収剤粒子を分離することに よる、 前記の精製法において、 一灰層が湿潤反応器の下方部分でガス入口レベルの下に厚く保たれるので、ガス から分離された位子から形成される灰層が湿潤反応器の上方部分から下方に落下 する湿った灰粒子及び水滴を均質化することができることを特徴とする前記の精 製法。
2. ２．固体粒子が湿潤反応器の上方部分に配置されたフィルターで湿潤反応器から 排出されたガスから分離され、そこからフィルター粒子が間欠的に脱離されそし て次に湿潤帯及び／又は湿潤反応器の下方部分へ落下するにまかせることを特徴 とする請求項１に記載した方法。
3. ３．入口ガスが湿潤帯から下方へ流れる湿った粒子と接触してかっ乾燥するよう になることを特徴とする請求項１に記載した方法。
4. ４．湿潤帯下の空間に供給されたガスが湿潤反応器の下方部分に蓄積された粒子 の一部をその上方部分へ再循環させることを引起こすことを特徴とする請求項１ に記載した方法。
5. ５．灰層中に灰層と共に湿った粒子と水滴を混合するためのミキサーが配置され ることを特徴とする請求項１に記載した方法。
6. ６．ミキサーがまた粒子の大きな塊まりを破壊するグラインダーとして役立つこ とを特徴とする請求項５に記載した方法。
7. ７．湿潤帯下の空間に供給されたガスが少くとも一部下方に向けられる一つ又は それ以上の噴霧として供給され、このためこのガス噴霧が反応器の下方部分中に 蓄積された粒子の塊まりを破壊しそして粒子を混合することを特徴とする請求項 １に記載した方法。
8. ８．粒子が湿潤反応器の下方部分から排出されることを特徴とする請求項１に記 載した方法。
9. ９．湿潤反応器の下方部分から排出された粒子の一部が湿潤反応器の中に再循環 されることを特徴とする請求項８に記載した方法。
10. １０．粒子がこれらを再循環する前に湿潤反応器の外で湿潤されることを特徴と する請求項９に記載した方法。
11. １１．ガスが露点から約０−２０℃の温度に湿潤反応器で冷却されることを特徴 とする請求項１に記載した方法。
12. １２．ガスが露点から約０−１０℃の温度に冷却されることを特徴とする請求項 １１に記載した方法。
13. １３．灰層の容量が入口ガスのｍ３／ｓ当り少なくとも５０ｋｇであることを特 徴とする請求項１に記載した方法。
14. １４．灰層の厚さが少なくとも２５ｃｍであることを特徴とする請求項１に記載 した方法。
15. １５．灰層が少なくともミキサー軸のレベルまで達することを特徴とする請求項 １に記載した方法。
16. １６．湿潤帯に導入されるべきガスの少なくとも一部がジャケットフローとして 湿潤反応器の中に供給され、このためガスが下方に流れる噴霧として湿潤反応器 の壁に及び／又は湿潤反応器の壁に沿って配置されたダクトを通して湿潤帯に流 入し、これによってこのジャケットフローは壁が冷たくなるのを阻止しそして固 体の層が壁上に沈着することを阻止することを特徴とする請求項１に記載した方 法。
17. １７．乾燥帯に導入されるべきガスの少なくとも一部がジャケットフローとして 湿潤反応器の中に導かれ、このためガスは湿潤反応器の壁に配置されたダクトを 介して乾燥帯に流入し、これによって壁の冷却が阻止されることを特徴とする請 求項１に記載した方法。
18. １８．水又は蒸気が湿潤帯の中に下方へ向かう噴霧として供給されることを特徴 とする請求項１に記載した方法。
19. １９．水又は蒸気が湿潤反応器中の榎数の帯の中に供給されることを特徴とする 請求項１に記載した方法。
20. ２０．湿潤反応器中で再循環又は内部粒子循環が排出されるべき灰の流れを調節 することによって制御されることを特徴とする請求項１に記載した方法。