JPH08299755A - Flue gas desulfurization method and device therefor - Google Patents
Flue gas desulfurization method and device thereforInfo
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- JPH08299755A JPH08299755A JP7131024A JP13102495A JPH08299755A JP H08299755 A JPH08299755 A JP H08299755A JP 7131024 A JP7131024 A JP 7131024A JP 13102495 A JP13102495 A JP 13102495A JP H08299755 A JPH08299755 A JP H08299755A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えば石炭や重油等を
燃焼させた排ガス中のＳＯ2 やＳＯ3 等の硫黄酸化物を
除去する排煙脱硫方法および装置に係り、特に硫黄酸化
物から副次的に硫酸化アンモニウム（硫安）を生成する
硫安副生型の排煙脱硫方法および装置に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flue gas desulfurization method and apparatus for removing sulfur oxides such as SO 2 and SO 3 in exhaust gas from burning coal, heavy oil, etc. The present invention relates to an ammonium sulphate by-product type flue gas desulfurization method and apparatus that secondarily produces ammonium sulfate (ammonium sulphate).
【０００２】[0002]
【従来の技術】上記のような硫安副生型の排煙脱硫方法
としては、従来たとえば以下のような方法が知られてい
る。 （１）亜硫酸法 排ガス中のＳＯ2 を亜硫安水溶液（ＮＨ4)2 ＳＯ3 に吸
収させる。 （ＮＨ4)2 ＳＯ3 ＋ＳＯ2 ＋Ｈ2 Ｏ→２ＮＨ4 ＨＳＯ3 その生成した酸性亜硫安水溶液ＮＨ4 ＨＳＯ3 を移送し
て、コークス炉ガス中のＮＨ3 と反応させ亜硫安水溶液
にし、再度ＳＯ2 の吸収剤に用いる。 ２ＮＨ4 ＨＳＯ3 ＋ＮＨ3 →（ＮＨ4)2 ＳＯ3 次いで、上記のＳＯ2 吸収行程とＮＨ3 吸収行程で循環
使用される亜硫安の一部を抜き出し、空気を吹き込ん
で、硫安に転化する。 （ＮＨ4)2 ＳＯ3 ＋１／２Ｏ2 →（ＮＨ4)2 ＳＯ4 2. Description of the Related Art As a method of flue gas desulfurization of the ammonium sulfate by-product as described above, the following methods have been known. (1) Sulfurous acid method SO 2 in exhaust gas is absorbed by an aqueous solution of ammonium sulfite (NH 4 ) 2 SO 3 . (NH 4 ) 2 SO 3 + SO 2 + H 2 O → 2NH 4 HSO 3 The produced acidic ammonium sulfite aqueous solution NH 4 HSO 3 is transferred and reacted with NH 3 in the coke oven gas to form an ammonium sulfite aqueous solution, and SO Used for absorbent of 2 . 2NH 4 HSO 3 + NH 3 → (NH 4) 2 SO 3 then extracts the portion of the sub-ammonium sulfate are recycled in SO 2 absorption step and NH 3 absorption step described above, by blowing air, is converted to ammonium sulfate. (NH 4 ) 2 SO 3 + 1 / 2O 2 → (NH 4 ) 2 SO 4
【０００３】（２）活性酸化マンガン法 排ガス中に粉末状の活性酸化マンガンを吹き込んで、排
ガス中のＳＯ2 およびＳＯ3 と反応させて硫酸マンガン
を生成する。活性酸化マンガンの分子式をＭｎＯ2 Ｈ2
Ｏで代表させると、以下のようになる。 ＭｎＯ2 Ｈ2 Ｏ＋ＳＯ2 →ＭｎＳＯ4 ＋Ｈ2 Ｏ ４ＭｎＯ2 Ｈ2 Ｏ＋ＳＯ3 ＋３ＳＯ2 →４ＭｎＳＯ4 ＋１／２Ｏ2 その硫酸マンガンを水溶液にした後、ＮＨ3 、Ｈ2 Ｏと
反応させて、活性酸化マンガンを再生する。副生成物と
して硫安溶液を得る。 ＭｎＳＯ4 ＋２ＮＨ4 ＯＨ＋Ｏ2 →ＭｎＯ2 Ｈ2 Ｏ＋（ＮＨ4)2 ＳＯ4 (2) Active Manganese Oxide Method Powdered active manganese oxide is blown into the exhaust gas and reacted with SO 2 and SO 3 in the exhaust gas to produce manganese sulfate. The molecular formula of active manganese oxide is MnO 2 H 2
When represented by O, it is as follows. After the MnO 2 H 2 O + SO 2 → MnSO 4 + H 2 O 4MnO 2 H 2 O + SO 3 + 3SO 2 → 4MnSO 4 + 1 / 2O 2 thereof manganese sulfate in an aqueous solution, is reacted with NH 3, H 2 O, active manganese oxide To play. An ammonium sulfate solution is obtained as a by-product. MnSO 4 + 2NH 4 OH + O 2 → MnO 2 H 2 O + (NH 4 ) 2 SO 4
【０００４】（３）活性炭吸着法 排ガス中のＳＯ2 を煙道中に設置した活性炭に通して吸
着・除去する方式であり、その活性炭で吸着・除去した
ＳＯ2 を高温にするか水洗して硫酸として回収すると共
に、活性炭を再生する。回収した硫酸をアンモニアで中
和すれば、硫安溶液が得られる。[0004] (3) a method for adsorbing and removing through the SO 2 in the activated carbon adsorption method in the exhaust gas to the activated carbon was placed in flue and washed with water or an SO 2 adsorbed and removed by the activated carbon to the hot sulfuric acid And the activated carbon is regenerated. An ammonium sulfate solution can be obtained by neutralizing the recovered sulfuric acid with ammonia.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の活性
炭吸着法は、活性炭が高価で製造コストが嵩む等の問題
があり、また亜硫酸法や活性酸化マンガン法および活性
炭吸着法は、いずれも硫安を溶液として得るものである
から、個体硫安を生成させるのに硫安を分離、晶出させ
る行程が必要となりプロセスが複雑となる。また設備の
建設費や運転費が高くなる等の不具合がある。However, the above-mentioned activated carbon adsorption method has a problem that the activated carbon is expensive and the manufacturing cost increases, and the sulfurous acid method, the activated manganese oxide method and the activated carbon adsorption method all use ammonium sulfate. Since it is obtained as a solution, a process of separating and crystallizing ammonium sulfate is required to produce solid ammonium sulfate, which complicates the process. There are also problems such as high equipment construction and operating costs.
【０００６】そこで、例えばＳＯ2 をバナジウム（Ｖ2
Ｏ5 ）触媒によりＳＯ3 にし、その後ＮＨ3 およびＨ2
Ｏと気相反応させて硫安のエアロゾルを作り、このエア
ロゾルを、後段の電気集塵器により捕集する方法も考え
られている。この方法は乾式法であって、硫安が水溶液
ではなく、個体で得られる点が優れている。しかし、こ
の方法は触媒反応が４５０℃〜４９０℃の高温を必要と
するため、触媒反応器をボイラのエコノマイザより上流
部に組み込まなければならず、ボイラ自体の改造が必要
になる。また、水分、フライアッシュにより、Ｖ2 Ｏ5
の触媒活性が低下するなどの問題点がある。Therefore, for example, SO 2 is replaced by vanadium (V 2
O 5 ) catalyzed to SO 3 , then NH 3 and H 2
A method has also been considered in which ammonium sulfate is made to undergo a gas phase reaction with O to form an aerosol, and this aerosol is collected by an electric precipitator in the subsequent stage. This method is a dry method and is excellent in that ammonium sulfate can be obtained as an individual rather than as an aqueous solution. However, this method requires a high temperature of 450 ° C. to 490 ° C. for the catalytic reaction, and therefore the catalytic reactor must be installed upstream of the economizer of the boiler, and the boiler itself must be modified. Also, due to water and fly ash, V 2 O 5
However, there is a problem in that the catalytic activity of is decreased.
【０００７】本発明は上記の問題点に鑑みて提案された
もので、乾式法で、しかも活性炭や触媒を用いることな
く、排ガス中のＳＯ2 やＳＯ3 等の硫黄酸化物、特にＳ
Ｏ2を良好に除去すると共に、副次的に硫安を生成して
固体の状態で回収することのできる排煙脱硫方法および
装置を提供することを目的とする。The present invention has been proposed in view of the above problems, and it is a dry method and does not use activated carbon or a catalyst, and sulfur oxides such as SO 2 and SO 3 in exhaust gas, especially S.
An object of the present invention is to provide a flue gas desulfurization method and apparatus capable of satisfactorily removing O 2 and additionally producing ammonium sulfate to be recovered in a solid state.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明による排煙脱硫方法および装置は、以下の構
成としたものである。即ち、本発明による排煙脱硫方法
は、石炭や重油等を燃焼させた排ガスを、１１０℃〜１
５０℃に調節して、その排ガス中にフライアッシュおよ
び窒素酸化物の存在下でアンモニアを吹き込み、そのア
ンモニアと排ガス中のＳＯ2 やＳＯ3等の硫黄酸化物と
を接触させて硫安を生成することを特徴とする。To achieve the above object, the flue gas desulfurization method and apparatus according to the present invention has the following constitution. That is, in the flue gas desulfurization method according to the present invention, exhaust gas obtained by burning coal, heavy oil, etc. is treated at 110 ° C to 1 ° C.
Ammonia is blown into the exhaust gas in the presence of fly ash and nitrogen oxides at 50 ° C, and the ammonia is contacted with sulfur oxides such as SO 2 and SO 3 in the exhaust gas to produce ammonium sulfate. It is characterized by
【０００９】また本発明による排煙脱硫装置は、石炭や
重油等を燃焼させるボイラ等の排気口付近に、そのボイ
ラ等からの排ガスを１１０℃〜１５０℃の温度に低下さ
せる冷却手段と、その冷却手段で冷却された排ガス中に
アンモニアを吹き込むアンモニア吹き込み手段と、その
アンモニアと排ガス中のＳＯ2 やＳＯ3 等の硫黄酸化物
とで生成される硫安をフライアッシュとともに回収する
硫安回収手段とを備えたことを特徴とする。Further, the flue gas desulfurization apparatus according to the present invention has cooling means near the exhaust port of a boiler or the like for burning coal, heavy oil, etc., for reducing the exhaust gas from the boiler or the like to a temperature of 110 to 150 ° C. Ammonia blowing means for blowing ammonia into the exhaust gas cooled by the cooling means, and ammonium sulfate recovery means for recovering ammonium sulfate produced by the ammonia and sulfur oxides such as SO 2 and SO 3 in the exhaust gas together with fly ash. It is characterized by having.
【００１０】[0010]
【作用】上記のように本発明は、乾式法で、しかも触媒
を用いずにＮＯX とフライアッシュ（主成分はＳｉ
Ｏ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 と炭素）の存在下で、排ガス中のＳＯ
2 とＳＯ3 をＮＨ3 およびＨ2 Ｏ（ｇ）と直接反応させ
るようにしたもので、排ガス中のＳＯ3 とＮＨ3 および
Ｈ2 Ｏ（ｇ）との反応で下記（１）式により硫安が生成
され、また排ガス中のＳＯ2 とＮＨ3 およびＨ2 Ｏ
（ｇ）との反応で下記（２）式により亜硫安が生成され
た後、続いてＮＯX とフライアッシュによる酸化促進作
用により下記（３）式により硫安を生成するものであ
る。 ＳＯ3(ｇ) ＋２ＮＨ3(ｇ) ＋Ｈ2 Ｏ (ｇ) → (ＮＨ4)2 ＳＯ4(ｓ) （１） ＳＯ2(ｇ) ＋２ＮＨ3(ｇ) ＋Ｈ2 Ｏ (ｇ) → (ＮＨ4)2 ＳＯ3(ｓ) （２） （ＮＨ4 ）2 ＳＯ3(ｓ) ＋１／２Ｏ2(ｇ) → (ＮＨ4)2 ＳＯ4(ｓ) （３）As described above, the present invention is a dry method and uses NO x and fly ash (the main component is Si) without using a catalyst.
SO 2 in exhaust gas in the presence of O 2 , Al 2 O 3 and carbon)
2 and SO 3 which was so as to directly react with NH 3 and H 2 O (g), ammonium sulfate by the following formula (1) reaction with SO 3 and NH 3 and H 2 O in the exhaust gas (g) Is produced, and SO 2 and NH 3 and H 2 O in the exhaust gas are produced.
After ammonium sulfite is produced according to the following formula (2) by the reaction with (g), ammonium sulfate is produced according to the following formula (3) by the oxidation promoting action of NO x and fly ash. SO 3 (g) + 2NH 3 (g) + H 2 O (g) → (NH 4 ) 2 SO 4 (s) (1) SO 2 (g) + 2NH 3 (g) + H 2 O (g) → (NH 4 ) 2 SO 3 (s) (2) (NH 4 ) 2 SO 3 (s) + 1 / 2O 2 (g) → (NH 4 ) 2 SO 4 (s) (3)
【００１１】上記（２）式の反応は個体表面に水膜が生
成しない６５℃以上の温度では起こらないというのが従
来の定説であった。しかし、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｃ
ａＯ等の混合物であるフライアッシュは、ＮＯX 、ＳＯ
2 、Ｏ2 、ＣＯ2 、Ｈ2 Ｏ（燃焼ガス組成と同じ）の存
在下で温度１１０℃〜１５０℃において、特殊な柱状を
なす空間率の高い結晶構造（以下、柱状結晶構造と称す
る）を形成し、ＮＯXの酸化触媒作用により、フライア
ッシュ柱状結晶構造表面において上記（２）式および
（３）式の反応が１１０℃〜１５０℃で起こることを確
認した。It has been a conventional theory that the reaction of the above formula (2) does not occur at a temperature of 65 ° C. or higher at which a water film is not formed on the solid surface. However, SiO 2 , Al 2 O 3 , C
Fly ash, which is a mixture of aO, etc., contains NO x , SO
In the presence of 2 , O 2 , CO 2 , and H 2 O (same as the combustion gas composition) at a temperature of 110 ° C. to 150 ° C., a special columnar crystal structure with a high porosity (hereinafter referred to as a columnar crystal structure) It was confirmed that the reactions of the above formulas (2) and (3) occur at 110 ° C to 150 ° C on the surface of the fly ash columnar crystal structure due to the oxidation catalyst action of NO x .
【００１２】そのＮＯX による酸化触媒作用は、下記
（４）式のように燃焼ガス中のＮＯ2が、柱状結晶構造
の固体表面においてイオン化してＮＯとＯ2 とに遊離
し、そのＯ2 が前記（３）式の酸化触媒反応に供せられ
る。一方、上記のＮＯは柱状結晶表面において下記
（５）式のように燃焼ガス中のＯ2 と結合してＮＯ2 と
なって柱状結晶構造に吸着され、そのＮＯ2 から再び下
記（４）式によりＯ2 が生成されて酸化触媒反応に供せ
られ、これを繰り返すものである。 ＮＯ2(燃焼ガス中）→ＮＯ＋１／２Ｏ2(酸化する酸素） （４） ＮＯ＋１／２Ｏ2(燃焼ガス中）→ＮＯ2(再び（４）を繰り返す） （５）With respect to the oxidation catalytic action of NO x , NO 2 in the combustion gas is ionized on the solid surface of the columnar crystal structure and liberated into NO and O 2 as shown in the following formula (4), and O 2 Is subjected to the oxidation catalyst reaction of the above formula (3). On the other hand, the above NO is bonded to O 2 in the combustion gas as NO 2 on the surface of the columnar crystal to form NO 2 which is adsorbed to the columnar crystal structure, and the NO 2 is again expressed by the following formula (4). By this, O 2 is generated and supplied to the oxidation catalyst reaction, and this is repeated. NO 2 (in combustion gas) → NO + 1 / 2O 2 (oxidizing oxygen) (4) NO + 1 / 2O 2 (in combustion gas) → NO 2 (repeat (4) again) (5)
【００１３】以上のような反応を行わせるのに必要な排
ガスの組成としては、Ｈ2 Ｏが１０％程度存在し、ほか
にＮＯX 、Ｏ2 およびフライアッシュが存在すればよ
い。そのフライアッシュの主成分は、例えば石炭を燃焼
した排ガスにおいてはＳｉＯ2、Ａｌ2 Ｏ3 、ＣａＯ等
であり、これらの成分が１１０℃〜１５０℃の範囲、特
に１３０℃付近においてＮＨ3 〜ＳＯ2 〜Ｈ2 Ｏ〜Ｏ間
の反応を円滑に促進する吸着酸化促進に効果のある柱状
結晶構造を形成すると考えられる。As a composition of the exhaust gas necessary for carrying out the above reaction, H 2 O may be present at about 10%, and NO x , O 2 and fly ash may be present. The main components of the fly ash are, for example, SiO 2 , Al 2 O 3 and CaO in the exhaust gas from burning coal, and these components are NH 3 to SO in the range of 110 ° C. to 150 ° C., particularly around 130 ° C. It is considered that a columnar crystal structure is formed which is effective in promoting the adsorption and oxidation which smoothly promotes the reaction between 2 to H 2 O to O.
【００１４】また前記のＮＯX による酸化触媒作用は、
排ガス中にアンモニアを吹き込んだ直後から回収される
までの間に、排ガス中に遊離するフライアッシュの上記
柱状結晶表面において行われるものと思われる。すなわ
ち、単位重量当りの表面積の大きいフライアッシュの柱
状結晶構造（多孔質構造）の固体表面上に吸着された水
膜上でＮＨ3 とＳＯ2 は、先ずＮＨ4 ＨＳＯ3(酸性亜硫
安）または (ＮＨ4)2ＳＯ3(亜硫安）となり、排ガス中
に共存するＮＯX の酸化触媒作用によって大部分は (Ｎ
Ｈ4)2 ＳＯ4 に変化し、フライアッシュ表面に白色固体
として沈着するものである。The above-mentioned oxidation catalytic action by NO x is
It is considered that this is performed on the above-mentioned columnar crystal surface of the fly ash released in the exhaust gas from immediately after blowing the ammonia into the exhaust gas until it is recovered. That is, NH 3 and SO 2 on the water film adsorbed on the solid surface of the columnar crystal structure (porous structure) of fly ash having a large surface area per unit weight, first NH 4 HSO 3 (acidic ammonium sulfite) or It becomes (NH 4 ) 2 SO 3 (ammonium sulfite), and is mostly (N 4 ) due to the oxidation catalytic action of NO X coexisting in the exhaust gas.
It changes to H 4 ) 2 SO 4 and is deposited on the fly ash surface as a white solid.
【００１５】なお排ガスと柱状結晶構造のフライアッシ
ュとの接触時間は１秒程度になるようにする。反応接触
時間が０．５秒程度で脱硫率７０％以上が得られ、１秒
程度で脱硫率８０％以上が得られる。また排ガス中のフ
ライアッシュには、石炭・重油の未燃焼炭素粒子が含ま
れているが、この未燃焼炭素粒子は柱状結晶構造の形成
を妨げたりすることはなく、返って酸化反応を促進する
作用をする。The contact time between the exhaust gas and the fly ash having a columnar crystal structure is set to about 1 second. A desulfurization rate of 70% or more is obtained when the reaction contact time is about 0.5 seconds, and a desulfurization rate of 80% or more is obtained in about 1 second. In addition, the fly ash in the exhaust gas contains unburned carbon particles of coal and heavy oil, but these unburned carbon particles do not hinder the formation of a columnar crystal structure, but rather promote the oxidation reaction. To work.
【００１６】前記のようにアンモニア注入する際の排ガ
スの温度は、１１０℃〜１５０℃の範囲内にするもの
で、例えば石炭ボイラのエコノマイザ出口から排出され
る排ガスの温度は１８０℃以上であるから、何らかの手
段で冷却しなければならない。その冷却手段としては、
例えば排ガス中に冷却水を噴霧器等で直接噴射する、或
いは排ガス通路内に冷却管を配置して間接的に冷却する
等その他適宜である。As described above, the temperature of the exhaust gas at the time of injecting ammonia is set within the range of 110 ° C. to 150 ° C., for example, the temperature of the exhaust gas discharged from the economizer outlet of the coal boiler is 180 ° C. or higher. , Must be cooled by some means. As the cooling means,
For example, cooling water may be directly injected into the exhaust gas by a sprayer or the like, or a cooling pipe may be arranged in the exhaust gas passage to indirectly cool the cooling water.
【００１７】その冷却操作は、好ましくは段階的に行う
とよく、例えば最初の段階で１５０℃を目標にして冷却
し、次ぎの段階で１１０℃を目指すのが望ましい。そし
て、燃焼ガスの温度が１５０℃以下に成ったところでア
ンモニアを注入すればよく、そのアンモニアとしては、
例えばアンモニアガスでもアンモニア水を加熱して生じ
る水蒸気を噴射してもよい。The cooling operation is preferably carried out stepwise, and for example, it is desirable to cool at the first stage by aiming at 150 ° C. and aim at 110 ° C. at the next stage. Then, when the temperature of the combustion gas becomes 150 ° C. or lower, ammonia may be injected, and as the ammonia,
For example, even with ammonia gas, steam generated by heating ammonia water may be injected.
【００１８】アンモニアの注入量は、ＳＯ2 に対するモ
ル比（ＮＨ3 ／ＳＯ2 ）が１．７〜２程度が望ましい。
上記のモル比が１以下であると、一部にＮＨ4 ＳＯ3 Ｎ
Ｈ2（スルファミン酸アンモニウム）が生成され、この
物質は著しい除草効果を持っているので、生成された硫
安を肥料として使用する場合には非常に好ましくない物
質であるが、上記のようにアンモニアをＳＯ2 に対して
１．７モル以上注入すれば、上記スルファミン酸アンモ
ニウムが生成されるのを防ぐことができる。The injection amount of ammonia, the molar ratio SO 2 (NH 3 / SO 2 ) is desirably about 1.7 to 2.
When the above molar ratio is 1 or less, NH 4 SO 3 N is partially contained.
Since H 2 (ammonium sulfamate) is produced and this substance has a significant herbicidal effect, it is a very unfavorable substance when the produced ammonium sulfate is used as a fertilizer. By injecting 1.7 mol or more with respect to SO 2 , it is possible to prevent the above ammonium sulfamate from being produced.
【００１９】上記のようにして生成した硫安は、フライ
アッシュとともに電気集塵器やバッグフィルタ等の硫安
回収手段で回収すればよく、その際には、フライアッシ
ュ上の硫安の他にエアゾル状の硫安も回収することがで
きる。また脱硫する際の反応温度は、前記のように１１
０℃以上であり、Ｈ2 ＳＯ4の液化による脱硫装置の腐
食（硫酸露点腐食）は起こらないから、装置に対する反
応環境は極めて望ましい等の利点もある。Ammonium sulfate produced as described above may be recovered together with fly ash by an ammonium sulfate recovery means such as an electrostatic precipitator or a bag filter. At that time, in addition to ammonium sulfate on the fly ash, it is in the form of an aerosol. Ammonium sulfate can also be recovered. The reaction temperature for desulfurization is 11 as described above.
Since the temperature is 0 ° C. or higher and corrosion of the desulfurization device (sulfuric acid dew point corrosion) due to liquefaction of H 2 SO 4 does not occur, there is an advantage that a reaction environment for the device is extremely desirable.
【００２０】[0020]
【実施例】以下、本発明による排煙脱硫方法および装置
を、石炭の燃焼ボイラから排出される排ガスに適用した
場合を例にして具体的に説明する。EXAMPLE A flue gas desulfurization method and apparatus according to the present invention will be specifically described below with reference to an example in which it is applied to exhaust gas discharged from a coal combustion boiler.
【００２１】図１は本発明による排煙脱硫装置の一実施
例を示す概略構成の説明図である。図において、１は石
炭ボイラで、そのボイラ１のエコノマイザ出口１ａには
冷却管２を介して略Ｕ字状の反応管３が接続されてい
る。その反応管３の下流側にはサイクロン４が接続さ
れ、その下部にはフライアッシュホッパー５が設けられ
ている。またサイクロン４の上部には連通管６を介して
電気集塵器７が接続され、さらにブロア８を介して煙突
９に連通接続されている。図中５ａ・７ａは上記ホッパ
ー５および集塵器７の下部に設けたロタリーバルブであ
る。FIG. 1 is an explanatory view of a schematic structure showing an embodiment of a flue gas desulfurization apparatus according to the present invention. In the figure, 1 is a coal boiler, and a substantially U-shaped reaction tube 3 is connected to an economizer outlet 1 a of the boiler 1 via a cooling tube 2. A cyclone 4 is connected to the downstream side of the reaction tube 3, and a fly ash hopper 5 is provided below the cyclone 4. Further, an electric dust collector 7 is connected to the upper part of the cyclone 4 via a communication pipe 6, and further connected to a chimney 9 via a blower 8. Reference numerals 5a and 7a in the figure denote rotary valves provided below the hopper 5 and the dust collector 7.
【００２２】上記ボイラ１のエコノマイザ出口１ａから
排出された排ガスの組成は、以下の通りであった。 ＳＯ2 ＝１５００ｐｐｍ、ＮＯ＝２５０ｐｐｍ、Ｏ2 ＝
６％、ＣＯ2 ＝１３％、Ｈ2 Ｏ＝１０％、Ｎ2 （残）６
９．２％ なおフライアッシュの主成分は、ＳｉＯ2 、Ａｌ
2 Ｏ3 、ＣａＯ等であり、それらの含有量は２４ｇｒ／
ＮＭ3 程度であった。The composition of the exhaust gas discharged from the economizer outlet 1a of the boiler 1 was as follows. SO 2 = 1500 ppm, NO = 250 ppm, O 2 =
6%, CO 2 = 13%, H 2 O = 10%, N 2 (remaining) 6
9.2% The main components of fly ash are SiO 2 and Al.
2 O 3 , CaO, etc., the content of which is 24 gr /
It was about NM 3 .
【００２３】また上記エコノマイザ出口１ａから排出さ
れた排ガスの温度は１８０℃以上であり、その冷却手段
として本実施例においては図１中に矢印で示した第１の
冷却水注入口ａと第２の冷却水注入口ｂから、それぞれ
冷却管２および反応管３内に直接冷却水を噴霧器等で霧
状に噴射して２段階で冷却するようにしたもので、最初
の段階では１５０℃を目標にし、第２の段階では１１０
℃を目指すようにしている。The temperature of the exhaust gas discharged from the economizer outlet 1a is 180 ° C. or higher, and in the present embodiment, the first cooling water inlet a and the second cooling water inlet indicated by arrows in FIG. The cooling water is directly injected from the cooling water inlet b into the cooling pipe 2 and the reaction pipe 3 by a sprayer or the like so as to be cooled in two stages, and the target is 150 ° C. in the first stage. And 110 in the second stage
I am aiming for ℃.
【００２４】その第１の冷却水注入口ａから冷却管２内
に噴射した冷却水によって排ガスが１５０℃以下に冷却
されたところでアンモニアを注入するようにしたもの
で、本実施例においては図１中に矢印で示した反応管３
の上流部のアンモニア注入口ｃからアンモニアガスを注
入した。このときのアンモニアガスの注入量は、ＮＨ3
／ＳＯ2 のモル比が２になるようにした。又そのときの
反応接触時間は０．５秒であった。Ammonia is injected when the exhaust gas is cooled to 150 ° C. or lower by the cooling water injected from the first cooling water inlet a into the cooling pipe 2, and in this embodiment, as shown in FIG. Reaction tube 3 indicated by an arrow inside
Ammonia gas was injected from the ammonia inlet c in the upstream part of the. The injection amount of ammonia gas at this time is NH 3
The molar ratio of / SO 2 was set to 2. The reaction contact time at that time was 0.5 seconds.
【００２５】上記のようにしてアンモニアガスが注入さ
れた排ガスは、反応管３の下端部の上記第２の冷却水注
入口ｂから冷却水が噴射されて更に冷却された後、サイ
クロン４内に導かれて大きめのフライアッシュはここで
捕集される。その捕集されたフライアッシュは下方のフ
ライアッシュホッパー５に蓄えられ、一部はロータリー
バルブを介して外部に取り出されるが、一部は圧搾空気
挿入口ｄから送り込まれた圧搾空気によりフライアッシ
ュ循環吹き込み通路ｅを経て再び反応管３内に導かれて
循環するようにした。かくして、フライアッシュは１１
０〜１５０℃の温度で循環する間に柱状構造となり、前
記（２）および（３）式の反応が促進される。その反応
接触時間は０．５秒ないし１秒で達成される。The exhaust gas injected with the ammonia gas as described above is further cooled by injecting cooling water from the second cooling water inlet b at the lower end of the reaction tube 3 and then into the cyclone 4. Guided and large fly ash is collected here. The collected fly ash is stored in the lower fly ash hopper 5 and part of the fly ash is taken out through the rotary valve, but part of the fly ash is circulated by the compressed air sent from the compressed air insertion port d. It was introduced again into the reaction tube 3 through the blowing passage e and circulated. Thus, 11 fly ash
A columnar structure is formed during circulation at a temperature of 0 to 150 ° C., and the reactions of the above formulas (2) and (3) are promoted. The reaction contact time is achieved in 0.5 seconds to 1 second.
【００２６】そしてサイクロン４を通過した排ガスは、
硫安エアロゾルおよび硫安を含んだ微細なフライアッシ
ュと共に連通管６を経て電気集塵器７に導かれ、その集
塵器７でフライアッシュが捕集されてロータリーバルブ
７ａを介して外部に取り出されて回収される構成であ
る。なお電気集塵器７でフライアッシュが捕集・除去さ
れた排ガスはブロア８を介して煙突９から排出される。The exhaust gas passing through the cyclone 4 is
The fine ash containing ammonium sulphate aerosol and ammonium sulphate is guided to the electrostatic precipitator 7 via the communication pipe 6, the fly ash is collected by the precipitator 7 and taken out to the outside via the rotary valve 7a. It is a configuration to be collected. The exhaust gas from which fly ash has been collected and removed by the electric dust collector 7 is discharged from the chimney 9 via the blower 8.
【００２７】上記の装置構成およびプロセスによって、
排ガス中の硫黄酸化物、特にＳＯ2から硫安が良好に生
成されてフライアッシュとともに回収することができ
た。そのときの割合は硫安が約３２％、フライアッシュ
が６８％で、排ガス中からの硫黄酸化物の脱硫率は７０
〜８０％であった。またスルファミン酸アンモニウムは
検出されなかった。By the above apparatus configuration and process,
Ammonium sulfate was satisfactorily produced from the sulfur oxides in the exhaust gas, especially SO 2, and could be recovered together with the fly ash. At that time, ammonium sulfate was about 32%, fly ash was 68%, and the desulfurization rate of sulfur oxides from the exhaust gas was 70%.
It was -80%. In addition, ammonium sulfamate was not detected.
【００２８】図２は本発明による排煙脱硫装置の他の実
施例を示す説明図であり、上記実施例と同様の機能を有
する部材には同一の符号を付して説明する。本実施例は
前記図１の実施例における反応管３と電気集塵器７に代
わる装置として、バッグフィルタ１０を使用したもので
ある。この場合、バッグフィルタ１０の濾布表面に付着
したフライアッシュ層が、前記実施例における反応管３
および電気集塵器７の役割を果たす。FIG. 2 is an explanatory view showing another embodiment of the flue gas desulfurization apparatus according to the present invention, and members having the same functions as those in the above embodiment will be described with the same reference numerals. In this embodiment, a bag filter 10 is used as a device replacing the reaction tube 3 and the electrostatic precipitator 7 in the embodiment of FIG. In this case, the fly ash layer attached to the surface of the filter cloth of the bag filter 10 is the reaction tube 3 in the above-mentioned embodiment.
And plays the role of the electrostatic precipitator 7.
【００２９】ボイラ１のエコノマイザ出口１ａから出た
排ガスの組成および温度は、前記実施例の場合と同様で
あり、その冷却手段として本実施例においては前記実施
例と同様に冷却管２のエコノマイザ出口１ａ近傍に第１
の冷却水注入口ａを設けると共に、サイクロン４とバッ
グフィルタ１０との間の連通管６に第２の冷却水注入口
ｂを設け、それらの冷却水注入口ａ・ｂから各管２・６
内に冷却水を噴射するようにした。The composition and temperature of the exhaust gas discharged from the economizer outlet 1a of the boiler 1 are the same as those in the above-mentioned embodiment, and as the cooling means, in this embodiment, the economizer outlet of the cooling pipe 2 is the same as in the above-mentioned embodiment. 1st near 1a
And a second cooling water inlet b are provided in the communication pipe 6 between the cyclone 4 and the bag filter 10. The cooling water inlets a and b are connected to the respective pipes 2 and 6.
Cooling water was sprayed inside.
【００３０】またアンモニア注入口ｃは、前記実施例と
同様に上記第１の冷却水注入口ａの下流側に設けて、排
ガスが１５０℃以下に冷却されたところで、ＮＨ3 ／Ｓ
Ｏ2のモル比が２になるようにアンモニアガスを注入す
るようにした。さらにサイクロン４で捕集され、フライ
アッシュホッパー５に蓄えられたフライアッシュの一部
はロータリーバルブを介して外部に取り出せるようにす
ると共に、一部は前記実施例と同様にホッパー５の下部
に設けた圧搾空気挿入口（不図示）から送り込まれた圧
搾空気によりフライアッシュ循環吹き込み通路ｅを経て
再び冷却管２に導かれて循環し、また一部は通路ｆを経
て連通管６内に導かれるようにした。Further, the ammonia inlet c is provided on the downstream side of the first cooling water inlet a as in the above-mentioned embodiment, and when the exhaust gas is cooled to 150 ° C. or lower, NH 3 / S is added.
Ammonia gas was injected so that the molar ratio of O 2 was 2. Further, a part of the fly ash collected by the cyclone 4 and stored in the fly ash hopper 5 can be taken out to the outside through a rotary valve, and a part of the fly ash is provided in the lower part of the hopper 5 as in the above embodiment. The compressed air sent from the compressed air insertion port (not shown) is guided again to the cooling pipe 2 through the fly ash circulation blowing passage e and circulates, and a part is guided into the communication pipe 6 through the passage f. I did it.
【００３１】上記の構成において、排ガス中のフライア
ッシュは、冷却管２からサイクロン４やホッパー５を経
てバッグフィルタ１０に至る間、または上記循環吹き込
み通路ｅを循環する際、およびバッグフィルタ１０に捕
捉されてフィルタ濾布上に堆積している間に柱状結晶構
造を形成し、上記濾布上には厚さ約１〜１．５ｃｍのフ
ライアッシュ層が形成される。そして、そのフライアッ
シュ層をアンモニアガスを含んだ排ガスが通過する際、
もしくはフライアッシュがバッグフィルタ１０に到達す
る前に上記の柱状結晶構造を呈するフライアッシュとア
ンモニアガスとが接触して前記（２）および（３）式の
反応が促進されて硫安を良好に生成できるものである。In the above structure, the fly ash in the exhaust gas is trapped in the bag filter 10 while it reaches the bag filter 10 from the cooling pipe 2 through the cyclone 4 and the hopper 5, or when it circulates in the circulation blowing passage e. Then, a columnar crystal structure is formed while being deposited on the filter cloth, and a fly ash layer having a thickness of about 1 to 1.5 cm is formed on the filter cloth. Then, when the exhaust gas containing ammonia gas passes through the fly ash layer,
Alternatively, before the fly ash reaches the bag filter 10, the fly ash having the columnar crystal structure and the ammonia gas come into contact with each other to promote the reactions of the above formulas (2) and (3), and thus ammonium sulfate can be satisfactorily produced. It is a thing.
【００３２】特に、本実施例のバッグフィルタ１０は、
排ガスが０．１２ｍ／sec 程度の速度で通過するように
設計されており、バッグフィルタの表面には、フライア
ッシュが高密度で堆積するので、フライアッシュ層の厚
みが１ｃｍ程度で上記の反応接触時間０．５秒を達成で
きる。In particular, the bag filter 10 of this embodiment is
The exhaust gas is designed to pass through at a velocity of about 0.12 m / sec, and fly ash is deposited at a high density on the surface of the bag filter. Time of 0.5 seconds can be achieved.
【００３３】以上の結果、本実施例においても前記実施
例と同様に７０〜８０％の脱硫率で排気ガス中の硫黄酸
化物を除去すると共に、副次的に硫安を良好に生成する
ことができた。また本実施例においてもスルファミン酸
アンモニウムは検出されなかった。As a result of the above, also in this embodiment, the sulfur oxides in the exhaust gas can be removed at a desulfurization rate of 70 to 80%, and ammonium sulphate can be satisfactorily produced as a secondary product, as in the previous embodiment. did it. Also in this example, ammonium sulfamate was not detected.
【００３４】[0034]
【発明の効果】以上説明したように本発明による排煙脱
硫方法および装置は、石炭や重油等を燃焼させた排ガス
を、１１０℃〜１５０℃に調節して、その排ガス中にフ
ライアッシュおよび窒素酸化物の存在下でアンモニアを
吹き込み、そのアンモニアと排ガス中の硫黄酸化物とを
接触させて硫安を生成するようにしたから、乾式法で、
しかも活性炭や５酸化バナジウム（Ｖ2 Ｏ5)等の触媒を
用いることなく、排ガス中の硫黄酸化物を７０％以上の
脱硫率で除去することができると共に、その硫黄酸化物
から副次的に硫安を生成して回収することが可能とな
る。又その硫安は固体の状態で回収されるので、そのま
ま農業用肥料として利用することができる。しかも上記
の脱硫操作は既存のボイラ等に小規模な改造を加えるだ
けで実施できるから、設備投資が少なくて済み、この種
の排煙脱硫方法および装置として有効適切である。As described above, in the flue gas desulfurization method and apparatus according to the present invention, the exhaust gas obtained by burning coal or heavy oil is adjusted to 110 ° C to 150 ° C, and fly ash and nitrogen are contained in the exhaust gas. Ammonia was blown in the presence of an oxide, and the ammonium oxide was contacted with the sulfur oxides in the exhaust gas to produce ammonium sulfate.
Moreover, the sulfur oxides in the exhaust gas can be removed at a desulfurization rate of 70% or more without using a catalyst such as activated carbon or vanadium pentoxide (V 2 O 5 ). It is possible to generate and recover ammonium sulfate. Further, since ammonium sulfate is recovered in a solid state, it can be directly used as an agricultural fertilizer. Moreover, the desulfurization operation described above can be carried out only by adding a small-scale modification to an existing boiler or the like, so that the equipment investment is small and it is effective and suitable as this type of flue gas desulfurization method and device.
【図１】本発明による排煙脱硫装置の一実施例を示す概
略構成の説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram of a schematic configuration showing an embodiment of a flue gas desulfurization apparatus according to the present invention.
【図２】本発明による排煙脱硫装置の他の実施例を示す
概略構成の説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of a schematic configuration showing another embodiment of the flue gas desulfurization apparatus according to the present invention.
１ ボイラ ２ 冷却管 ３ 反応管 ４ サイクロン ５ フライアッシュホッパー ６ 連通管 ７ 電気集塵器 ８ ブロア ９ 煙突 １０ バッグフィルタ 1 Boiler 2 Cooling pipe 3 Reaction pipe 4 Cyclone 5 Fly ash hopper 6 Communication pipe 7 Electrostatic precipitator 8 Blower 9 Chimney 10 Bag filter
Claims (2)
１０℃〜１５０℃に調節して、その排ガス中にフライア
ッシュおよび窒素酸化物の存在下でアンモニアを吹き込
み、そのアンモニアと排ガス中のＳＯ2 やＳＯ3 等の硫
黄酸化物とを接触させて硫安を生成することを特徴とす
る排煙脱硫方法。1. An exhaust gas produced by burning coal, heavy oil, etc.
The temperature is adjusted to 10 ° C to 150 ° C, ammonia is blown into the exhaust gas in the presence of fly ash and nitrogen oxides, and the ammonia is brought into contact with sulfur oxides such as SO 2 and SO 3 in the exhaust gas to obtain ammonium sulfate. A flue gas desulfurization method, characterized in that
気口付近に、そのボイラ等からの排ガスを１１０℃〜１
５０℃の温度に低下させる冷却手段と、その冷却手段で
冷却された排ガス中にアンモニアを吹き込むアンモニア
吹き込み手段と、そのアンモニアと排ガス中のＳＯ2 や
ＳＯ3 等の硫黄酸化物とで生成される硫安をフライアッ
シュとともに回収する乾式の硫安回収手段とを備えたこ
とを特徴とする排煙脱硫装置。2. Exhaust gas from a boiler or the like near the exhaust port of the boiler or the like for burning coal, heavy oil or the like is 110 ° C. to 1 ° C.
Cooling means for reducing the temperature to 50 ° C., ammonia blowing means for blowing ammonia into the exhaust gas cooled by the cooling means, and ammonia and sulfur oxides such as SO 2 and SO 3 in the exhaust gas are generated. A flue gas desulfurization apparatus comprising: a dry ammonium sulfate recovery means for recovering ammonium sulfate together with fly ash.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7131024A JPH08299755A (en) | 1995-05-01 | 1995-05-01 | Flue gas desulfurization method and device therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7131024A JPH08299755A (en) | 1995-05-01 | 1995-05-01 | Flue gas desulfurization method and device therefor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08299755A true JPH08299755A (en) | 1996-11-19 |
Family
ID=15048232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7131024A Withdrawn JPH08299755A (en) | 1995-05-01 | 1995-05-01 | Flue gas desulfurization method and device therefor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08299755A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ302348B6 (en) * | 2001-06-27 | 2011-03-23 | Rockwool International A/S | Process and apparatus for producing mineral fibers |
| CN102068897A (en) * | 2011-01-11 | 2011-05-25 | 中环（中国）工程有限公司 | Ammonia supply device for ammonia method desulfuration process |
| WO2019047625A1 (en) * | 2017-09-07 | 2019-03-14 | Jiangnan Environmental Protection Group Inc. | Method for controlling aerosol production during absorption in ammonia desulfurization |
-
1995
- 1995-05-01 JP JP7131024A patent/JPH08299755A/en not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CZ302348B6 (en) * | 2001-06-27 | 2011-03-23 | Rockwool International A/S | Process and apparatus for producing mineral fibers |
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| US10357741B2 (en) | 2017-09-07 | 2019-07-23 | Jiangnan Environmental Protection Group Inc. | Method for controlling aerosol production during absorption in ammonia desulfurization |
| US10369517B2 (en) | 2017-09-07 | 2019-08-06 | Jiangnan Environmental Protection Group Inc. | Method for controlling aerosol production during absorption in ammonia desulfurization |
| US10449488B2 (en) | 2017-09-07 | 2019-10-22 | Jiangnan Environmental Protection Group Inc. | Method for controlling aerosol production during absorption in ammonia desulfurization |
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