JPH09271638A - 排ガス処理方法 - Google Patents

排ガス処理方法

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JPH09271638A
JPH09271638A JP8080191A JP8019196A JPH09271638A JP H09271638 A JPH09271638 A JP H09271638A JP 8080191 A JP8080191 A JP 8080191A JP 8019196 A JP8019196 A JP 8019196A JP H09271638 A JPH09271638 A JP H09271638A
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JP
Japan
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adsorbent
exhaust gas
load
denitration
gas treatment
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP8080191A
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English (en)
Inventor
Shigeru Nojima
野島  繁
Kozo Iida
耕三 飯田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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  • Treating Waste Gases (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】負荷変化時の煙道排ガスからの媒塵のピーク状
放出を低減できない。 【解決手段】燃焼排ガスにアンモニアを添加し、脱硝触
媒により窒素酸化物を還元除去する排ガス処理方法にお
いて、負荷変動時に副生成物として排出されるSO3
ピーク排出量を低減するために、脱硝装置(2) の後流に
SO3 吸着剤を設置したことを特徴とする排ガス処理方
法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はボイラ排ガス等の排
ガス処理方法に関し、特に副生するSO3 又は媒塵のピ
ーク排出量を低減する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】大気汚染防止の観点からボイラや各種燃
焼炉から発生するNOxを防止するための方法として脱
硝触媒を用いてNH3 を排ガス中に添加することによっ
て接触的に窒素と水に分解する選択的接触・還元法がガ
ス,油,石炭のいずれの燃焼排ガスにも広く適用されて
いる。
【0003】本脱硝方法において、重質油やオリマルジ
ョンのような粗悪な燃料油と燃料として燃焼させる排ガ
ス中には多量のSOxが含有する。SOxの中でもSO
3 は腐食性のガスであり、後流の空気予熱器や電気集塵
器へ硫酸や硫安あるいは酸性硫安等の形態で凝縮し、腐
食や目詰まりの原因となる。更に、ボイラ等の負荷が増
大する場合、多量の硫安等のミストが瞬時において大量
に煙突から排出され、白く着色した排ガスが排出される
問題点が生じている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】粗悪な燃料油の燃焼に
よる排ガス中のSOxはほとんどSO2 であるが、脱硝
触媒上で下記副反応によりSO3 濃度が増える不具合が
生じる。 SO2 +(1/2)O2 →SO3 副生したSO3 は脱硝触媒等の多孔質物質に容易に吸着
する特性を示すため、定常時では後流側へはあまり排出
されない。しかし、負荷が増大し排ガス料の増大、ガス
温度の上昇に伴い、脱硝触媒に吸着していた大量のSO
3 が排出される。大量のSO3 が排出され、注入したN
3 と反応して微細な硫安のミストを形成するため、電
気集塵器の負荷が大きくなる問題が生じる。更に、電気
集塵器で回収できない微細な硫安ミストは電気集塵器の
後流の湿式脱硫装置でも回収が不十分のため、高濃度の
硫安ミストがそのまま煙突から媒塵となって大気に放出
される問題が生じている。
【0005】本発明はこうした事情を考慮してなされた
もので、SO3 吸着剤を脱硝装置の後流に設置すること
により、負荷変化時の煙道排ガスからの媒塵のピーク状
放出を低減しえる排ガス処理方法を提供することを目的
とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、SO3
吸脱着挙動を鋭意観察したところ、排ガスの昇温により
SO3 が瞬時に脱離し、脱離したSO3 は硫安ミストを
形成し、素早く煙突まで到達し高濃度の媒塵が排出され
ることがわかった。
【0007】そこで、脱硝触媒から脱離したSO3 を脱
硝触媒の後流で更に吸着させる方法を考え、高濃度のS
3 による媒塵がそのまま排出されることを防ぐことに
成功した。
【0008】即ち、本発明は、燃焼排ガスにアンモニア
を添加し、脱硝触媒により窒素酸化物を還元除去する排
ガス処理方法において、負荷変動時に副生成物として排
出されるSO3 のピーク排出量を低減するために、脱硝
装置の後流にSO3 吸着剤を設置したことを特徴とする
排ガス処理方法である。
【0009】本発明において、前記SO3 吸着剤は、例
えばチタニア、シリカ、ジルコニア、メタロシリケー
ト、シリカライトのうちの1種類以上のものより構成さ
れている。
【0010】前記シリカライトとは、ペンタシル型のS
iとOとのみよりなるシリケートであり、メタロシリケ
ートとは下記表1に示されるX線回折パターンを有し、
脱水された状態において酸化物のモル比で表わして、下
記式なる化学式を有する結晶性シリケートである。
【0011】(1±0.8)R2 O・[aM23 ・b
M´O・cAl23 ]・ySiO2 但し、上記式中、Rはアルカリ金属イオン及び/又は水
素イオン、MはVlll族元素、希土類元素、チタン、バナ
ジウム、クロム、ニオブ、アンチモン及びガリウムから
なる群より選ばれた少なくとも1種以上の元素イオン、
M´はマグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バ
リウムのアルカリ土類金属イオン、a>0、20>b≧
0、a+c=1、3000>y/11。
【0012】
【表1】 一般に、脱硝触媒上に吸着したSO3 が脱離するマカニ
ズムとして下記反応式1が挙げられる。
【0013】
【化1】
【0014】即ち、脱硝触媒に燃焼排ガスからV(バナ
ジウム)が多く堆積するに伴ない、VOSO4 を多く形
成し、上記平衡式から昇温によりVOSO4 が分解しS
3が多く排出されることになる。
【0015】本発明において、前記脱硝装置の後流には
空気予熱器、電気集塵器が順次設けられ、かつSO3
着剤は前記空気予熱器、空気予熱器と電気集塵器の間、
電気集塵器のいずれかの場所に設置されている場合が挙
げられる。
【0016】本発明の作用は次の通りである。脱硝触媒
の後流側にSO3 吸着剤を設置することにより、負荷変
化時に排出される高濃度のSO3 は一度吸着剤に吸着さ
れるため、ピーク状のSO3 濃度の排出は緩和され、な
だらかな排出パターンを有することになる。SO3 吸着
剤としては、硫酸の露点以上となるガス温度域に設置す
ることが好ましく、気相状態で吸脱着を行う方が好まし
い。
【0017】また、SO3 吸着剤として空気予熱器内部
の伝熱面にコートして設置する方法が挙げられる。更
に、空気予熱器の伝熱面全体をハニカム状又はプレート
状の吸着剤に置き換えても良い。更に、電気集塵器にS
3 吸着剤を設置する場合は電極板表面に吸着剤をコー
ト方で担持する方法が挙げられる。SO3 吸着剤として
は高比表面積を有する無機多孔体が挙げられ、SO3
吸脱着を繰り返しても安定な物性を有するものが好まし
い。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照して説明する。 (実施例1)図1は、本発明の実施例に係る重油焚ボイ
ラ用排ガス処理フロー及びサンプリング場所の説明図で
ある。図中の符番1はボイラである。このボイラ1に
は、脱硝装置2、空気予熱器3、電気集塵器4、脱龍装
置5、煙突6が順次接続されている。前記空気予熱器3
の表面には、SO3 吸着剤としてTiO2 (アナターゼ
型)粉末(商品名:HC−90、石原産業製)を表面積あ
たり200g/m2 コートされている。
【0019】(負荷変化試験)実機の排ガス処理プロセ
スにおいて、負荷変化時の各排ガス濃度モニターを行っ
た。ボイラ1の負荷を変化させて、脱硝入口,出口、電
気集塵器入口,出口、煙突入口の各濃度(SOx 濃度,
SO3 濃度,媒塵濃度)と温度、流速の計測を行った。
【0020】本負荷変化は50%負荷が100%負荷へ
約30分で変化する場合の経時変化であり、ガス温度の
上昇、流速の増加により、脱硝出口のSO3 濃度、媒塵
濃度の急増が認められる。下記表2、表3は、SO3
着剤を設置した排ガス処理フローでの各計測結果を示す
(なお、表2,3において、図示しないが、50%負荷
が15時間一定、負荷上昇開始が9:30、100%負
荷到達が10:00である)
【0021】
【表2】
【0022】
【表3】
【0023】図2(A)はSO3 吸着剤が設置された場
合の、脱硝入口温度と測定時間との関係を示す特性図、
図2(B)はSO3 吸着剤が設置された場合の、脱硝出
口SO3 濃度,脱硝出口媒塵濃度と測定時間との関係を
示す特性図である。図3(A),(B)は、夫々SO3
吸着剤が設置された場合の、EP入口媒塵濃度,EP出
口媒塵濃度と測定時間との関係を示す特性図である。図
4は、SO3 吸着剤が設置された場合の、煙突入口媒塵
濃度と測定時間との関係を示す特性図である。
【0024】(比較例1)図1に示す排ガス処理フロー
において、SO3 吸着剤の無い従来の空気予熱器を用い
て実施例1と同様の負荷変化試験を実施した。各排ガス
処理場所の測定結果は、下記表4、表5(なお、表4,
53において、図示しないが、50%負荷が15時間一
定、負荷上昇開始が9:30、100%負荷到達が1
0:00である)に示す通りである。
【0025】
【表4】
【0026】
【表5】
【0027】更に、比較例1における媒塵濃度の経時変
化を図5〜7に示す。具体的には、図5(A)はSO3
吸着剤がない場合の、脱硝入口温度と測定時間との関係
を示す特性図、図5(B)はSO3 吸着剤がない場合
の、脱硝出口SO3 濃度,脱硝出口媒塵濃度と測定時間
との関係を示す特性図である。図6(A),(B)は、
夫々SO3 吸着剤がない場合の、EP入口媒塵濃度,E
P出口媒塵濃度と測定時間との関係を示す特性図であ
る。図7は、SO3 吸着剤が設置された場合の、煙突入
口媒塵濃度と測定時間との関係を示す特性図である。
【0028】図2〜図4(実施例)と図5〜図7(比較
例)を比較することにより、比較例の場合は負荷変化時
において煙突入口から約20ppmもの媒塵が放出され
る問題点を有していた。一方、実施例の場合は、SO3
吸着剤の設置により、負荷変化時のピークSO3 濃度は
半減し、媒塵放出がスムージングされることが判明し
た。
【0029】(実施例2〜6)実施例1と同様に、SO
3 吸着剤としてTiO2 粉末を電気集塵器にコートした
場合を実施例2とする。また、TiO2 粉末の代わりに
シリカ粉末(富士デビィソン製)、ジルコニア粉末(日
揮化学製)、メタロシリケート(組成式:H2O( 0.2
Fe23 ・0.8 Al23 ・0.25Fe23 )・25S
iO2 )、シリカライト(モービル社製)のSO3 吸着
剤を実施例1と同様に空気予熱器にコートした場合を、
各々実施例3〜6とする。
【0030】上記各SO3 吸着剤を用いて実施例1と同
様に負荷変化試験を行い、各排ガス処理場所で測定を行
った。とりわけ、負荷変化時の煙突入口から放出される
媒塵のピーク濃度を比較し、本結果を下記表6に示す。
【0031】
【表6】
【0032】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、S
3 吸着剤を設置することにより、負荷変化時の煙道排
ガスからの媒塵のピーク状放出を低減しえる排ガス処理
方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る排ガス処理フローの説明
図。
【図2】本発明の実施例1に係る各排ガス処理場所にお
ける媒塵濃度の経時変化を示す説明図で、図2(A)は
脱硝入口温度と測定時間との関係を示す特性図、図2
(B)は脱硝出口SO3 濃度,脱硝出口媒塵濃度と測定
時間との関係を示す特性図。
【図3】本発明の実施例1に係る各排ガス処理場所にお
ける媒塵濃度の経時変化を示す説明図で、図3(A)E
P入口媒塵濃度と測定時間との関係を示す特性図、図3
(B)はEP出口媒塵濃度と測定時間との関係を示す特
性図。
【図4】本発明の実施例1に係る各排ガス処理場所にお
ける媒塵濃度の経時変化を示す説明図で、煙突入口媒塵
濃度と測定時間との関係を示す特性図。
【図5】比較例1に係る各排ガス処理場所における媒塵
濃度の経時変化を示す説明図で、図5(A)は脱硝入口
温度と測定時間との関係を示す特性図、図5(B)は脱
硝出口SO3 濃度,脱硝出口媒塵濃度と測定時間との関
係を示す特性図。
【図6】比較例1に係る各排ガス処理場所における媒塵
濃度の経時変化を示す説明図で、図6(A)EP入口媒
塵濃度と測定時間との関係を示す特性図、図6(B)は
EP出口媒塵濃度と測定時間との関係を示す特性図。
【図7】比較例1に係る各排ガス処理場所における媒塵
濃度の経時変化を示す説明図で、煙突入口媒塵濃度と測
定時間との関係を示す特性図。
【符号の説明】
1…ボイラ、 2…脱硝装置、 3…空気予熱器、 4…電気集塵器、 5…脱硫装置。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃焼排ガスにアンモニアを添加し、脱硝
    触媒により窒素酸化物を還元除去する排ガス処理方法に
    おいて、負荷変動時に副生成物として排出されるSO3
    のピーク排出量を低減するために、脱硝装置の後流にS
    3 吸着剤を設置したことを特徴とする排ガス処理方
    法。
  2. 【請求項2】 前記SO3 吸着剤は、チタニア、シリ
    カ、ジルコニア、メタロシリケート、シリカライトのう
    ちの1種類以上のものより構成されている請求項1記載
    の排ガス処理方法。
  3. 【請求項3】前記脱硝装置の後流に空気予熱器、電気集
    塵器が順次設けられ、かつSO3 吸着剤は前記空気予熱
    器、空気予熱器と電気集塵器の間、電気集塵器のいずれ
    かの場所に設置されていることを特徴とする請求項1記
    載の排ガス処理方法。
JP8080191A 1996-04-02 1996-04-02 排ガス処理方法 Withdrawn JPH09271638A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003053132A (ja) * 2001-08-13 2003-02-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排ガス処理剤及びこれを利用する排ガス処理設備
US6905534B2 (en) * 2001-04-16 2005-06-14 Electric Power Research Institute, Inc. Method and apparatus for removing vapor phase contaminants from a flue gas stream
JP2012207608A (ja) * 2011-03-30 2012-10-25 Hitachi Zosen Corp 排ガス浄化方法および装置

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Effective date: 20030603