JPS6339614A - 煙道ガスの浄化方法 - Google Patents

煙道ガスの浄化方法

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JPS6339614A
JPS6339614A JP62179875A JP17987587A JPS6339614A JP S6339614 A JPS6339614 A JP S6339614A JP 62179875 A JP62179875 A JP 62179875A JP 17987587 A JP17987587 A JP 17987587A JP S6339614 A JPS6339614 A JP S6339614A
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、煙道ガスもしくはその他の汚染されかつ50
3を含有する湿り排ガスの浄化方法に関する。
〔発明の概要〕 本発明は煙道ガスの浄化方法において、煙道ガスを所定
温度まで冷却し、所定濃度の希硫酸を凝縮させ、SO,
凝縮器からの流出ガスを洗浄器内で所定温度まで冷却し
、洗浄器からの流出ガスを加熱器内で希硫酸によって所
定温度まで冷却し、SO3凝縮後のガスをフィルタに通
し、希硫酸をSO1凝縮器内に噴霧し、洗浄器からの流
出ガスの温度を調整して洗浄器内で取入れた水が流出ガ
ス内に残るようにし、冷却された煙道ガスを所定の温度
に調整し、加熱器内に噴霧される希硫酸を所定量に調整
することにより、煙道ガスからSOl及びその他の有害
物質を申し分なく除去すると共に、比較的高濃度の硫酸
を簡単な方法でかつ経済的に得ることができるようにし
たものである。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕燃焼
プラントから生ずる煙道ガスには、とくにso、、NO
x 、  HCI、 HFなどの有害物質が含まれてい
る。従って、大規模な燃焼プラントで1重量%の硫黄を
含有する石炭を燃焼させた場合、煙道ガス中の酸素含有
率を6容量%として、例えばSO□含量は1,900〜
2.000mg/Nm3、Hcl含量は15抛g/Nm
3未満、I(F含量は50n+g/N+w’未満となる
。なおNOxの含有量に関しては、その都度の燃焼形式
と使用される石炭の質とに応じて、NOtが600mg
/Nn+3未満から2.000mg/Nm3以上までと
なる。
このような有害物質の放出量を低下させるため、煙道ガ
スに触媒を用いた後処理を施すことは公知である。この
場合、SOxは酸化されてSOlとなり、NOXはアン
モニアNH,で還元されてN2となる。次いでこの湿り
ガスは硫酸の露点より低い温度まで冷却され、SO3が
硫酸として凝縮される。
このような形式による方法は、ドイツ連邦共和国特許出
願公開第3331545号明細書から公知である。この
場合、SO3を含む湿りガスは、先ず空気予熱器の第1
段階で硫酸の露点より高い温度まで冷却され、次いで第
2段階で硫酸の露点より低い温度まで冷却される。空気
予熱器の第2段階は、例えばガラス管のような耐酸性材
料から構成されている。この第2段階における冷却を行
うことができるのは、大規模燃焼プラント条例に規定さ
れた煙道開口部における最低温度と、煙突内の排ガスに
必要な浮揚力とを辛うじて保証するに足るだけの温度ま
でに限られており、従って比較的低い温度でガスを高純
度のガスとして浄化することは出来ない。
本発明の課題は、ガス中に含まれている803分を出来
るだけ高濃度の硫酸として凝縮することによって除去す
ると共に、場合によって矢張りこのガス中に含まれる他
のガス状有害物質、例えばIIcL 。
HP及びSotなどをも付加的に除去し、かつ煙突にお
いて必要とされるガス温度を技術的に簡単で経済的な方
法により得ることである。
〔問題点を解決するための手段〕
上記の課題の解決は本発明の方法によれば、下記の工程
(a)〜(i)によって達成される: (a)煙道ガス
を熱交換器内で間接的な熱交換により硫酸の露点より低
い温度まで冷却すること、(b)冷却されたガスをS(
h凝縮器内で向流噴霧される希硫酸によって更に所定の
温度まで冷却し、所定の濃度の希硫酸を凝縮させること
、(c)  So、凝縮器からの流出ガスを精密洗浄器
内で水溶液の噴霧により洗浄して40℃〜55℃の温度
まで冷却すること、 (d)精密洗浄器からの流出ガスを加熱器内でSO3凝
縮器からの希硫酸を噴霧することによって所定の温度ま
で加熱すること、 (e)  503が凝縮された後のガスをフィルタに通
すこと、 (f)希硫酸を加熱器からS(h凝縮器内に噴霧するこ
と、 (g)工程(d)におけるガスの温度を、工程(c)で
取入れた水が凝縮されることなく流出ガス内に残留する
ように選択すること、(h)工程(a)からのガスの流
出温度を、工程(b)で生ずる希硫酸の温度が工程(d
)におけるガスの温度とほぼ等しくなるように調整する
こと、 (i)工程(d)で噴霧される希硫酸の量を、工程(d
)で生じる希硫酸の温度が工程(b)で必要とされるガ
ス流出温度とほぼ等しくなるように言周整すること。
本発明の方法で用いられる熱交換器は、例えばガラス管
、プラスチック管、プラスチックコーティングされたバ
イブ、琺瑯引きのバイブ、グラファイト管などの管を有
する耐食性のバイブ型熱交換器として構成されており、
冷却媒体としてはすぐれて空気が用いられる。予熱され
た空気は、通常形成による後続の熱交換器内で更に加熱
してから燃焼空気として用いることが出来る。熱交換器
内で生ずる硫酸凝縮物は、後続のSO3凝縮器内に流入
させることが可能であり、あるいは製品として取出すこ
とも可能であって、その場合は濃度が幾分高められる。
このS(h凝縮器は、空の塔として又は充填物質が収容
された塔として、或いは希硫酸の噴霧される単数または
複数のノズルプレートを存する塔として構成することが
出来る。硫酸はノズル噴射または噴霧供給が可能である
。出口の手前にはミスト分離器を配置しておくことが出
来る。希硫酸は底部に設けられた溜めに集められる。熱
交換器とSO3凝縮器との間にはベンチュリ管を水平方
向または鉛直方向で接続することが可能であり、このベ
ンチュリ管内では、希硫酸のノズル噴射による付加的な
ガス処理が行われる。精密洗浄器は凝縮器のように構成
することも、或いはベンチュリ管のように構成すること
も可能であり、ベンチュリ管として構成された場合には
、精度の高い洗浄が洗浄媒体の並流によって行われる。
この精密洗浄器はSO1凝縮器の上に載設可能であり、
場合によっては凝縮器とは別個に配置することも出来る
が、そのいずれの場合にも、各液体回路間が接続される
ことはない。
洗浄液として使用されうるのは、水または約20%まで
の極めて薄い硫酸、もしくはIIcI及びIIFを洗浄
することの出来る他の任意な液体である。
この水溶液を循環回路で案内すると効果的であり、その
場合、ガスによって取込まれる水に相当する量の水が補
充される。ガスの洗浄工程で分離された有害物質は、分
岐された部分流として連続的に排出除去されるか、又は
例えば中和によって非連続的に除去される。加熱器も矢
張りS(h凝縮器と同じように構成可能であって、有利
には並流ではなく向流方式により作動される。
フィルタが加熱器内又は精密洗浄器内又はSO。
凝縮器内に配置可能である。なおこのフィルタは、キャ
ンドルフィルタ、金網式フィルタ、薄膜フィルタ又は積
層フィルタとして構成することが可能である。
SO1凝縮器と加熱器における各溜めは、酸の量を補償
、調整するように互いに接続することが出来る。503
凝縮器内でガスが冷却される温度は、水と硫酸とな混合
成分(11,0/)12SO,)の分圧に応じて変動す
る。凝縮される希硫酸の濃度は、主として60〜75%
の範囲の値に設定される。この設定値と高精度浄化に必
要な温度と浄化に際して必要とされる水蒸気取入量とを
基礎にして、その他の全ての所要温度及び必要酸量を規
定することが出来る。
本発明の方法において、希硫酸の濃度を60〜80重量
%、有利には65〜75重量%に設定しておくと効果的
である。希硫酸の濃度がこの範囲内で設定されていると
、加熱器から流出する際の所望のガス温度を特に有利な
形で経済的に得ることが出来る。
本発明の有利な1実施態様によれば、精密洗浄器内に噴
霧される水溶液は+1.0.又はozszosを含有し
ている。このことにより、残留SO□も酸化されてS(
hとなり、吸収される。その上SO□のSOlへの接触
反応の不安定性又は触媒の破壊が緩和される。また、N
Ox含量も低下する。
本発明の有利な実施態様によれば、精密洗浄器内に噴霧
される水溶液は循環回路を案内され、間接的な熱交換に
より冷却される。このような措置がとられているならば
、有害物質を洗浄液内で著しく濃縮させることが可能に
なり、その後の処理が容易となる。更にこの場合、添加
された1■20□又は11□520aが効果的に利用さ
れる。
本発明の別の有利な実施態様によれば、加熱器から流出
されるガスの温度が、高温ガスを添加混合することによ
って上昇される。この場合、例えば高温の空気を複数の
小さな部分流として添加混合すると温度変動を極めて効
果的に緩和することが出来る。この種の高温ガス添加が
必要とされるケースとして、材料面での理由に基づいて
、所望の徘ガス温度が完全には得られないほど硫酸濃度
を低く抑えておかねばならない場合が挙げられる。
更に本発明の有利な実施態様によれば、5O8i縮器か
ら加熱器内に導かれる希硫酸の温度が、間接的な熱交換
によって上昇される。このような措置をとることによっ
ても、矢張り本発明の課題を効果的に解決することが可
能であり、この場合の加熱は例えば蒸気のような別個の
熱源によって行われる。
〔実施例〕
以下、添付図面に示した実施例につき本発明の詳細な説
明する。
1庭五上(第1図) lNm’ 当り約2,000mgの302、約800m
gのN OX %約50mgのSO2、約150mgの
HCI 、約3011Igの旺及び約50gの820を
含む石炭燃焼プラントからの除塵処理された煙道ガスを
約450℃の温度で1時間当り120.0008m3の
割合で導管1からデノックスーデソックス(DENOX
−DBSOX−)触媒塔3.4に供給する。この煙道ガ
スには混合装置2a内で導管2からNH,が添加される
。デノックス触媒塔3内ではNOxがN113により還
元されてN2となり、デソックス触媒塔4内では、SO
□が酸化されてSO3となる。約450℃の温度で触媒
と充分な接触反応を行った煙道ガスは4管5を経て供給
予熱器6に達し、そこで約400℃まで冷却され、次い
で空気予熱器7内で更に約230℃〜250℃まで冷却
される。
更にこの煙道ガスは導管8、ファン9及び導管10を経
て空気予熱凝縮器11に入り、そこで約157°Cまで
冷却される際に、煙道ガス中に含まれるSOlの約30
%が凝縮される。煙道ガスは更に導管12を経て凝縮器
14に達する。この凝縮器14は、ノズル装置38eを
有する並流式ベンチュリ管13及び、ノズルプレート1
5とノズル装置38fとスプレー分離器16とを有する
向流装置14から構成されており、また煙道ガス中に残
留しているSOlの約70%がこの凝縮器14内におい
て約92℃で凝縮される。SO8を除去された煙道ガス
は約92℃の温度で導管17から精密洗浄器18に達す
る。この精密洗浄器18は分配プレート19、ノズル装
置39d及びキャンドルフィルタ20を有し、洗浄器1
8内では、ガス中に含まれるHCI 、 HF及び痕跡
のSO□とSO3が、酸液又は約5〜20重量%の硫酸
により約40℃の温度で充分に洗浄される。硫酸ミスト
の分離はキャンドルフィルタ20内で行われ、洗浄器1
8における約92℃から約40℃へのガス冷却は水蒸気
によって行われる。この洗浄器18内には1時間当り約
2.4m”の水が導管46から供給され、気化される。
このように処理されたガスは、導管21を経て約40゛
Cの温度で加熱塔22内に達し、分配プレート23とノ
ズル装置37cとを存する加熱塔22内で、ガスは約1
05°Cに予熱される。この浄化されたガスは4管25
、ファン26、導管27及び煙突28を経て大気中に放
出される。なお、この排ガスl  Nm’に含まれる物
質は次の通りである: SOz        130〜150mgSO3’ 
       30〜40mg)ICI       
  50〜60mgNOx (NOとして計算)50〜
b HF          痕跡 8.0          約78g 約120.00ONm3/hの燃焼空気が導管29、ベ
ンチレータ30及び導管31を経て、約40℃の温度で
空気予熱凝縮器11に供給され、そこで約120’C−
130°Cに予熱された後、導管32を経て空気予熱器
7に送られ、そこで更に280℃〜290°Cまで予熱
され、最後に導管33から燃焼空気として石炭燃焼装置
に供給される。
凝縮器13/14の溜めからは約70重量パーセントH
zs04の濃度及び約105°Cの温度の硫酸約255
+n’/hが導管37、成用ポンプ37a及び導管37
bを経て加熱塔22内のノズル装置37Cに供給される
。この硫酸は加熱塔22内で約92°Cまで冷却された
後、更に導管38、成用ポンプ38a1導管38 b、
 38 c、 38 dを経てノズル装置38e及び3
8fに供給され、そこで再び約105℃まで予熱される
精密洗浄器18の溜めからは約40℃の酸液又は希酸1
50m”/11が導管39、ポンプ39a及び導管39
cを経てノズル装置39dに供給されるqキャンドルフ
ィルタ20内に生じた凝縮物は凝縮器14の溜めに導か
れる。空気予熱凝縮器11内で生ずる1日当り約2.2
m”の酸生成物は、約75重世%H,SO,の濃度及び
約150℃の温度で導管40から酸冷却器40aに送ら
れ、そこで約40℃に冷却された後、貯蔵タンク43に
達する。凝縮器13/14内で生ずる1日当り約5.1
m3の酸生成物は約70重量%H2SO,の濃度で導管
41から酸冷却器41aに送られ、そこで約40℃に冷
却された後、貯蔵タンク44に達する。精密洗浄器18
内で生ずるIIcI/HFで汚染された酸性水溶液は、
導管42を経て貯蔵タンク45に達する。
711例」−(第2図) 1この実施例で使用された煙道ガスの組成は、実施例1
における組成と同じである。
煙道ガスは実施例1 (第1図)の場合と同じように1
20.00ONm3/hの割合で前置された空気予熱器
7内で230 ’C〜250℃まで冷却される。
この煙道ガスは導管8、ファン9及び導管10を経て空
気予熱凝縮器11内に入り、そこで約120°Cに冷却
される際に、ガス中に含まれるSO3の約40%が凝縮
される。次いでこの煙道ガスは導管12を経て凝縮器1
4に達する。凝縮器14はノズル装置38eを有する並
流式ベンチュリ管13及びノズル装置38fとスプレー
分離器16とを有する向流装置14から構成され、この
凝縮器14内で煙道ガス中に含まれるS、03の約60
%が約75℃で凝縮される。
503が充分に除去された煙道ガスは内部導管17から
約75℃の温度で分配プレート19とノズル装置39d
とを有する精密洗浄器18に供給され、この洗浄器18
内では、ガス中に含まれるHCIと肝と残留SO2の1
部とが、11□0□を添加された約20%濃度の硫酸に
より約40゛Cで洗浄される。
11□0□又はHzSzOaの精密洗浄器18内への添
加は導管46を経て行われる。ガスの温度を約75°C
から約40℃に降下させるための酸冷却操作は酸冷却器
39eによって行われる。更にこのガスは内部ガス導管
21を経て約40℃で加熱塔22に達し、分配プレート
23とノズル装置37cとを有するこの加熱塔22内で
ガスは約80℃まで予熱される。硫酸ミストの分離はキ
ャンドルフィルタ20によって行われる。
このように処理された煙道ガスは導管25を経て装置か
ら出る。混合室34a内では約150°Cの温度に熱せ
られた空気約5.00ONm″/hが導管34から煙道
ガスに添加混合され、これによってガス温度は約80℃
から約83°Cまで高められる。浄化された煙道ガスは
導管25a、ファン26、導管27及び煙突28を経て
大気中に放出される。
この排ガスのI N+nl中に含まれる物質は次の通り
である: So 、          30〜bso、    
      20〜30+++g11cI      
    50〜60o+gNOx (NOとして計算)
   50〜60mgHF          痕跡 11□0         約55g 約30℃の温度を有する空気約125.00ONm3/
hが導管29、ベンチレータ30及び導管31を経て空
気予熱凝縮器11に供給され、そこで約140℃〜15
0℃に予熱される。燃焼空気約120,00ONm3/
hが導管35から石炭燃焼装置に送られ、予熱された空
気5.00ONm3/hは導管34から混合室34aに
送られる。約62重量%HtSOa濃度と約80℃の温
度とを有する硫酸約40ONo+3/hが凝縮器13/
14の溜めから導管37、酸相ポンプ37a及び導°管
37bを経て加熱塔22内のノズル装置37Cに供給さ
れる。この硫酸は加熱塔22内で約75℃まで冷却され
た後、導管38.38d、38Cを経てノズル装置38
e、38fに送られ、そこで再び約80℃まで予熱され
る。
精密洗浄器18の溜めから約45℃の温度を有する希硫
酸約4001113/hが導管39、ポンプ39a、導
管39c、冷却器39e及び導管39fを経てノズル装
置39dに達する。キャンドルフィルタ20内に生ずる
凝縮物は導管20aを経て凝縮器14の溜めに達する。
空気予熱凝縮器ll内で1日当り約3.3 mffの割
合で生ずる酸生成物は約70重量%H2SOa ’IN
度と約120℃の温度とで導管40から酸冷却器40a
内に送られ、そこで約40℃に冷却された後、貯蔵タン
ク43内に達する。
凝縮器13.14内で1日当り約5 m 3の割合で生
ずる酸生成物は、約62重量%nzso4濃度で導管4
1から酸冷却器41a内に送られ、そこで約40℃に冷
却された後、貯蔵タンク44に達する。
精密洗浄器18内で生ずるHCI/HPを含む約20%
濃度の硫酸は、導管42を経て貯蔵タンク45に送られ
る。
本発明は次の通り要約することができる。
煙道ガスもしくはその他の汚染されかつ503を含む湿
り排ガスを熱交換器内で間接的な熱交換により硫酸の露
点より低い温度まで冷却し、冷却されたガスをS(h凝
縮器内で向流噴霧される希硫酸によって更に所定の温度
まで冷却し、所定の濃度の希硫酸を凝縮させる。SO3
凝縮器からの流出ガスを、精密洗浄器内で水溶液の噴霧
により洗浄して40℃〜55℃の温度まで冷却し、精密
洗浄器からの流出ガスを加熱器内でSO,凝縮器からの
希硫酸を噴霧することによって所定の温度まで加熱し、
SOlが凝縮された後のガスをフィルタに通す。希硫酸
を加熱器から303凝縮器内に噴霧させ、ガスの温度を
、取入れた水が凝縮されることなく流出ガス内に残留す
るように選択する。熱交換器からのガスの流出温度を、
生ずる希硫酸の温度が加熱器におけるガスの温度とほぼ
等しくなるように調整する。噴霧される希硫酸の量を、
精密洗浄装置から出る希硫酸の温度が50s凝縮器で必
要とされるガス流出温度とほぼ等しくなるように調整す
る。
〔発明の効果〕
以下述べた通り、本発明によれば、煙道ガス又はSO1
含有率の低い他のガスから、SOlのみならず他の有害
物質、例えばMCI及びHFをも申し分なく取除くこと
が可能となる。しかもこの場合、比較的高濃度の硫酸を
得ることが出来、充分に浄化された排ガスの温度を煙突
内で必要とされる温度に保つ′ことが、簡単な技術で経
済的に達成される。
【図面の簡単な説明】
第1図は個々の装置がそれぞれ別個に配置されている形
式の本発明による方法を実施する設備を示した図、第2
図は個々の装置が互いに積み重ねられて配置されている
形式の設備を示す図である。 なお図面に用いた符号において、 7−−−−−・−−−−−・−・−・・−・・−空気予
熱器11・−・・−・・−・−・−・・・・空気予熱凝
縮器14−−−−−−・−・−一−−−−・−・凝縮器
18・・・・・−・・・−・−・・精密洗浄器20−・
−・−・・・・・・−・−キャンドルフィルタ22・−
・・−−−−一・・・−・−加熱塔である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、煙道ガスもしくはその他の汚染されかつSO_3を
    含む湿り排ガスの浄化方法において、 (a)煙道ガスを熱交換器内で間接的な熱交換により硫
    酸の露点より低い温度まで冷却すること、 (b)冷却されたガスをSO_3凝縮器内で向流噴霧さ
    れる希硫酸によって更に所定の温度まで冷却し、所定の
    濃度の希硫酸を凝縮させること、(c)SO_3凝縮器
    からの流出ガスを精密洗浄器内で水溶液の噴霧により洗
    浄して40℃〜55℃の温度まで冷却すること、 (d)精密洗浄器からの流出ガスを加熱器内でSO_3
    凝縮器からの希硫酸を噴霧することによって所定の温度
    まで加熱すること、 (e)SO_3が凝縮された後のガスをフィルタに通す
    こと、 (f)希硫酸を加熱器からSO_3凝縮器内に噴霧する
    こと、 (g)工程(d)におけるガスの温度を、工程(c)で
    取入れた水が凝縮されることなく流出ガス内に残留する
    ように選択すること、 (h)工程(a)からのガスの流出温度を、工程(b)
    で生ずる希硫酸の温度が工程(d)におけるガスの温度
    とほぼ等しくなるように調整すること、 (i)工程(d)で噴霧される希硫酸の量を、工程(d
    )で生じる希硫酸の温度が工程(b)で必要とされるガ
    ス流出温度とほぼ等しくなるように調整すること、 の工程を具備することを特徴とする煙道ガスの浄化方法
    。 2、希硫酸の濃度が60〜80重量%、好ましくは60
    〜75重量%であることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の方法。 3、精密洗浄器内に噴霧される水溶液がH_2O_2又
    はH_2S_2O_8を含有することを特徴とする特許
    請求の範囲第1項又は第2項記載の方法。 4、精密洗浄器内に噴霧される水溶液が、循環回路に案
    内され、間接的な熱交換により冷却されることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項〜第3項のいずれか一項に記
    載の方法。 5、加熱器からの流出ガスの温度を高温ガスの添加混合
    によって上昇させることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項〜第4項のいずれか一項に記載の方法。 6、SO_3凝縮器から加熱器内に導かれる希硫酸の温
    度を間接的な熱交換によって上昇させることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項〜第5項のいずれか一項に記載
    の方法。
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