説明

燃焼・排ガス処理装置及び燃焼・排ガス処理方法

【課題】設備コストの低減及び信頼性の向上を図る。
【解決手段】脱硫火炉1で、被処理物を燃焼しながら脱硫材により脱硫し、この脱硫火炉1からの排ガスを脱硫装置5に導入し排ガス中のSOxを吸着材に吸着して脱硫し、この脱硫装置5の吸着材を取り出し脱離装置7で加熱して再生すると共に当該吸着材からSOxを脱離ガスとして分離し、この脱離ガスを脱離ガスラインL1により脱硫火炉1に戻すようにし、当該脱離ガスを脱硫火炉1で脱硫材により脱硫し、副生品回収装置を不要とする。また、脱離ガスラインL1を加熱手段8により加熱するようにして、硫酸の酸露点より高い温度とし、硫酸になってラインに穴をあける等の不具合の発生を防止する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、被処理物を燃焼すると共にこの燃焼により生じる排ガスを処理する燃焼・排ガス処理装置及び燃焼・排ガス処理方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ボイラや焼却炉等からの排ガスを脱硫・脱硝塔に通し当該塔内の多数の吸着材でSOxを吸着することで排ガスを浄化する一方で、この吸着材を脱離塔に搬送し加熱・再生することで吸着材を再生する排ガス処理方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。この方法にあっては、吸着材の加熱時に吸着材からSOxが脱離ガスとして分離するため、脱離ガスを処理すべく、上記公報では、脱離ガスに所定の処理を施し硫黄や硫酸の副生品として回収することが開示されている。
【特許文献1】特開平3−254817号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、上記公報に記載の方法では、副生品回収装置が必要であり、設備コストが高くなる。
【0004】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、副生品回収装置が不要とされ設備コストの低減が図られると共に、信頼性が向上される燃焼・排ガス処理装置及び燃焼・排ガス処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明による燃焼・排ガス処理装置は、被処理物を燃焼しながら脱硫材により脱硫する脱硫火炉と、この脱硫火炉からの排ガス中のSOxを吸着材に吸着し脱硫する脱硫装置と、この脱硫装置から取り出される吸着材を加熱することで吸着材を再生すると共に当該吸着材からSOxを脱離ガスとして分離する脱離装置と、この脱離ガスを脱硫火炉に戻す脱離ガスラインと、この脱離ガスラインを加熱する加熱手段と、を具備したことを特徴としている。
【0006】
また、本発明による燃焼・排ガス処理方法は、脱硫火炉で被処理物を燃焼しながら脱硫材により脱硫し、この脱硫火炉からの排ガスを脱硫装置に導入し排ガス中のSOxを吸着材に吸着して脱硫し、この脱硫装置から吸着材を取り出し脱離装置に導入して加熱し吸着材を再生すると共に当該吸着材からSOxを脱離ガスとして分離し、この脱離ガスを脱離ガスラインにより脱硫火炉に戻し、この脱離ガスラインを加熱手段により加熱することを特徴としている。
【0007】
このような燃焼・排ガス処理装置及び燃焼・排ガス処理方法によれば、脱硫火炉で、被処理物が燃焼しながら脱硫材により脱硫され、この脱硫火炉からの排ガスが脱硫装置に導入されて排ガス中のSOxが吸着材に吸着されて脱硫され、この脱硫装置の吸着材が取り出され脱離装置で加熱されて再生されると共に当該吸着材からSOxが脱離ガスとして分離され、この脱離ガスが脱離ガスラインにより脱硫火炉に戻される。このため、脱離ガスは脱硫火炉で脱硫材により脱硫され、副生品回収装置が不要とされて設備コストの低減が図られる。また、脱離ガスラインは加熱手段により加熱されるため、硫酸の酸露点(約200°C)より高い温度とされ、硫酸になってラインに穴をあける等の不具合の発生が防止され、信頼性が向上される。
【0008】
ここで、加熱手段は、脱離ガスラインに所定区間ごとに配置されていると、選択的な加熱が可能とされ、加熱コストの低減が図られる。
【0009】
また、脱離ガスラインの温度に関する情報を取得する温度情報取得手段と、この温度情報取得手段の情報に基づいて加熱手段を制御する制御手段と、を備えるようにしても良い。これによれば、温度情報取得手段により取得された脱離ガスラインの温度に関する情報に基づいて、制御手段により加熱手段が制御されるようになる。
【0010】
また、温度情報取得手段は、脱離ガスラインに所定区間ごとに配置され、加熱手段は、温度情報取得手段に対応して配置され、制御手段は、温度情報取得手段の情報に基づいて、対応する加熱手段を制御する構成であると、高精度な制御が可能とされると共にブロックごとの加熱が可能とされ加熱コストの低減が図られる。
【0011】
また、SOxの濃度に関する情報を取得するSOx濃度情報取得手段と、このSOx濃度情報取得手段の情報に基づいて加熱手段を制御する制御手段と、を備えるようにしても良い。これによれば、SOx濃度情報取得手段により取得されたSOxの濃度に関する情報に基づいて、制御手段により加熱手段が制御されるようになる。
【発明の効果】
【0012】
このように本発明によれば、副生品回収装置が不要とされ設備コストの低減を図ることが可能となると共に、信頼性を向上することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
以下、本発明による燃焼・排ガス処理装置及び燃焼・排ガス処理方法の好適な実施形態について図1及び図2を参照しながら説明する。図1は、本発明の実施形態に係る燃焼・排ガス処理装置を示す構成図、図2は、図1中の脱離ガスラインに対して用いられる加熱手段及び制御手段を示す図である。
【0014】
図1に示すように、本実施形態の燃焼・排ガス処理装置100は、導入される被処理物を燃焼しながら脱硫材により脱硫する脱硫火炉1と、この脱硫火炉1に上記脱硫材を供給する脱硫材供給装置2と、脱硫火炉1で生じる排ガスにNHを供給するNH供給装置3と、脱硫火炉1からの排ガスを導入し除塵するバグフィルタ4と、吸着材を収容しバグフィルタ4からの排ガスを導入することで脱硫・脱硝する脱硫・脱硝装置5と、この脱硫・脱硝装置5を通したガスを大気に放出する煙突6と、脱硫火炉1から煙突6に向かうガスの流れを形成するためのファンFと、脱硫・脱硝装置5から吸着材を取り出し加熱することで再生する再生装置(脱離装置)7と、を具備している。
【0015】
ここで、本実施形態にあっては、特に好ましいとして、脱硫火炉1は流動床ボイラとされ、脱硫材はCaCOとされ、吸着材は活性炭とされている。
【0016】
また、本実施形態の燃焼・排ガス処理装置100は、特に、再生装置7での加熱時に生じる吸着材からの脱離ガスを脱硫火炉1に戻す脱離ガスラインL1を備えると共に、この脱離ガスラインL1を加熱する加熱手段8を備えている。
【0017】
脱離ガスラインL1は、脱硫火炉1の底部に接続され、脱離ガスを脱硫火炉1内の底部に供給する配管9を備える。配管9は、ここでは、応力腐食割れを防止すべく、カーボンスチールで構成されている。
【0018】
加熱手段8は、図2に示すように、熱電対のコネクタ8aを有し、導出するヒーティングケーブル8bを配管9に螺旋状に巻回して成る。なお、再生装置7近傍での脱離ガスの温度は高温であるため、加熱手段8は、脱離ガスラインL1の途中から加熱するようにしても良い。また、加熱手段8を、脱離ガスラインL1の所定区間ごとに分割して設け、選択的に加熱するようにしても良い。これによれば、加熱コストが低減される。
【0019】
また、本実施形態においては、加熱手段8を所定に制御するための温度センサ(温度情報取得手段)10及び制御手段11を備え、温度センサ10により脱離ガスラインL1の温度を測定し、この温度センサ10で測定した温度に基づいて制御手段11により加熱手段8を制御する構成とされている。
【0020】
このように構成された燃焼・排ガス処理装置100によれば、先ず、脱硫材供給装置2から脱硫材が脱硫火炉1に供給され、当該脱硫火炉1で被処理物が燃焼しながら脱硫材により脱硫され、この脱硫火炉1で生じる排ガスに対してNH供給装置3からNHが供給され、バグフィルタ4で、導入される排ガスが除塵されると共に、排ガス中のSOxがNHとの反応生成物としてのアンモニウム塩の形で捕集されて除去され、このバグフィルタ4からの排ガスは、脱硫・脱硝装置5に導入される。
【0021】
脱硫・脱硝装置5は、収容する活性炭が底部の出口から取り出されると共に上部の入口から後述の再生済みの活性炭が導入されることで活性炭が上部から底部に向かって移動する活性炭移動層を備え、この活性炭移動層に排ガスが接触することで、排ガス中のSOxが硫酸やこの硫酸とNHとの反応生成物としてのアンモニウム塩の形で活性炭に吸着され脱硫されると共に、排ガス中のNOxが活性炭触媒作用によりNHと反応し還元分解されて脱硝され、加えて、排ガス中のダイオキシンが活性炭に吸着されて脱ダイオキシンとされる。因みに、脱硫・脱硝装置5の入口でのSOx濃度は、1000ppm以下であり、入口温度は160°C以下である。
【0022】
そして、この脱硫・脱硝装置5を通過したガスは、実質的に無害なガスとして煙突6から放出される。
【0023】
一方、再生塔7では、脱硫・脱硝装置5の底部の出口から取り出された活性炭が上部の入口から導入されると共に底部の出口から活性炭が取り出されることで活性炭が上部から底部に向かって移動する活性炭移動層を備え、この活性炭移動層の移動に伴い当該活性炭移動層が400°C程度に加熱されることで、活性炭からSOxが脱離ガスとして脱離して活性炭が再生し、底部の出口から再生済みの活性炭が取り出され脱硫・脱硝装置5の上部の入口に戻される。
【0024】
そして、特に本実施形態にあっては、再生塔7で活性炭から分離した脱離ガスが、脱離ガスラインL1を構成する配管9を通して脱硫火炉1の底部に戻される。このため、脱離ガスは、脱硫火炉1で脱硫材により脱硫されることになり、その結果、副生品回収装が不要とされ、設備コストの低減が図られている。
【0025】
なお、脱硫火炉1に戻され当該脱硫火炉1で処理しきれないSOxは、前述したように、NH供給装置3からのNHと反応しバグフィルタ4で除去される。また、脱離したHgは、排ガス中のダストと共にバグフィルタ4で循環除去される。
【0026】
また、特に本実施形態においては、再生塔7で生じる脱離ガスが、脱離ガスラインL1を構成する配管9を通して脱硫火炉1に戻される際に、当該配管9が、前述した加熱手段8により加熱され、常時、硫酸の酸露点(約200°C)より高い温度となるように、温度センサ10により温度が測定され制御手段11により制御される。このため、脱離ガスが硫酸になって配管9に穴をあける等の不具合の発生が防止され、信頼性の向上が図られている。
【0027】
図3は、本発明の他の実施形態に係る燃焼・排ガス処理装置の要部を示す図であり、図2に対応する図である。この実施形態が先の実施形態と違う点は、脱離ガスラインL1に対して複数の加熱手段8を設け各ブロックのヒーティングケーブル8bが配管9に沿って並設されるようにすると共に、各ブロックの温度センサ10を制御手段11に接続し、この制御手段11により、酸露点以下のブロックのみを加熱するようにした点である。
【0028】
このような構成により、先の実施形態より高精度な制御が可能とされると共にブロックごとの加熱となるため加熱コストが低減される。なお、このような構成は、脱離ガスラインL1が長い場合に適用するのが好ましい。また、各ブロックはほぼ等間隔とするのが好ましい。
【0029】
また、酸露点はSOx濃度により変化するため、さらに他の実施形態として、SOx濃度により加熱手段8を制御するようにしても良い。具体的には、SOx濃度を測定するSOx濃度センサと、このSOx濃度センサの濃度に基づいて加熱手段8を制御する制御手段と、を備えるようにしても良い。なお、特にSOは、その濃度の測定が容易であるから、SOを測定するのが好ましい。
【0030】
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、上記実施形態においては、加熱手段8を、ヒーティングケーブル8bを有するものとしているが、脱離ガスラインL1を構成する配管9の内側又は外側に気体を流すことにより当該配管9を加熱するものであっても良い。
【0031】
また、上記実施形態においては、特に好適であるとして、脱離ガスラインL1の温度を測定するようにしているが、脱離ガスラインL1の温度に関する情報を取得できれば良い。同様に、SOx濃度(SO濃度)を測定するとしているが、SOx濃度に関する情報を取得できれば良い。
【0032】
また、上記実施形態においては、好適に脱硫し得るとして脱硫火炉1を流動床ボイラとしているが、被処理物を燃焼しながら脱硫材により脱硫できれば、例えばストーカ炉やキルン炉等であっても良い。
【0033】
また、上記実施形態においては、脱硫材をCaCOとしているが、例えば酸化マグネシウム等であっても良い。
【0034】
また、上記実施形態においては、脱硫火炉1の排ガスに対してNHを供給するようにしているが、NHに代えて例えば尿素水等を供給するようにしても良い。
【0035】
また、上記実施形態においては、吸着材として吸着能に優れている活性炭を用いるようにしているが、例えば活性チャーやチャコール等の炭素質吸着材を用いても良い。
【0036】
また、上記実施形態においては、特に好ましいとして、脱硫・脱硝装置5で脱硫及び脱硝を行うようにしているが、脱硫のみ行えれば良い。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1】本発明の実施形態に係る燃焼・排ガス処理装置を示す構成図である。
【図2】図1中の脱離ガスラインに対して用いられる加熱手段及び制御手段を示す図である。
【図3】本発明の他の実施形態に係る燃焼・排ガス処理装置の要部を示す図であり、図2に対応する図である。
【符号の説明】
【0038】
1…脱硫火炉、2…脱硫材供給装置、5…脱硫・脱硝装置(脱硫装置)、7…再生装置(脱離装置)、8…加熱手段、8a…熱電対のコネクタ、8b…ヒーティングケーブル、9…配管、10…温度センサ(温度情報取得手段)、11…制御手段、L1…脱離ガスライン、100…燃焼・排ガス処理装置。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
被処理物を燃焼しながら脱硫材により脱硫する脱硫火炉と、
この脱硫火炉からの排ガス中のSOxを吸着材に吸着し脱硫する脱硫装置と、
この脱硫装置から取り出される前記吸着材を加熱することで前記吸着材を再生すると共に当該吸着材からSOxを脱離ガスとして分離する脱離装置と、
この脱離ガスを前記脱硫火炉に戻す脱離ガスラインと、
この脱離ガスラインを加熱する加熱手段と、を具備した燃焼・排ガス処理装置。
【請求項2】
前記加熱手段は、前記脱離ガスラインに所定区間ごとに配置されることを特徴とする請求項1記載の燃焼・排ガス処理装置。
【請求項3】
前記脱離ガスラインの温度に関する情報を取得する温度情報取得手段と、
この温度情報取得手段の情報に基づいて前記加熱手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする請求項1又は2記載の燃焼・排ガス処理装置。
【請求項4】
前記温度情報取得手段は、前記脱離ガスラインに所定区間ごとに配置され、
前記加熱手段は、前記温度情報取得手段に対応して配置され、
前記制御手段は、前記温度情報取得手段の情報に基づいて、対応する加熱手段を制御することを特徴とする請求項3記載の燃焼・排ガス処理装置。
【請求項5】
前記SOxの濃度に関する情報を取得するSOx濃度情報取得手段と、
このSOx濃度情報取得手段の情報に基づいて前記加熱手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする請求項1又は2記載の燃焼・排ガス処理装置。
【請求項6】
脱硫火炉で被処理物を燃焼しながら脱硫材により脱硫し、
この脱硫火炉からの排ガスを脱硫装置に導入し排ガス中のSOxを吸着材に吸着して脱硫し、
この脱硫装置から前記吸着材を取り出し脱離装置に導入して加熱し前記吸着材を再生すると共に当該吸着材からSOxを脱離ガスとして分離し、
この脱離ガスを脱離ガスラインにより前記脱硫火炉に戻し、
この脱離ガスラインを加熱手段により加熱することを特徴とする燃焼・排ガス処理方法。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate


【公開番号】特開2009−136839(P2009−136839A)
【公開日】平成21年6月25日(2009.6.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−318719(P2007−318719)
【出願日】平成19年12月10日(2007.12.10)
【出願人】(000002107)住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Fターム(参考)】