JPH0156818B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、石炭だきボイラ排ガスを高ばいじん
系脱硝、空気予熱、低温集じんの順序で処理する
方法において、集じん装置捕集石炭灰を灰処理管
内に導入するとともに、この灰処理管内に石炭だ
きボイラの高温燃焼排ガスを吹き込んで、灰処理
管内で石炭灰中のアンモニウム化合物を輸送しな
がら熱分解せしめることにより、石炭灰中に含ま
れるアンモニウム化合物を効率よくかつ経済的に
除去することができ、かつ装置をコンパクト化す
ることができる方法に関するものである。

〔従来の技術〕

石炭だボイラの排ガスを高ばじんの状態でアン
モニア接触還元方式の脱硝装置に導入して脱硝
し、ついで排ガスを空気予熱器に導入して燃焼用
空気を予熱した後、排ガスを低温電気集じん機な
どの集じん装置に導入して除じんし、さらに排ガ
スを脱硫装置に導入して脱硫処理を施す場合、脱
硝装置よりのリークアンモニアと排ガス中に含ま
れる硫黄酸化物（以下、SOxと記す）との反応に
起因するアンモニウム化合物が集じん装置捕集石
炭灰中含まれる。このアンモニウム化合物は灰処
理設備のみならず石炭灰の投棄、利用などにも悪
影響を及ぼすことが予想される。もちろん脱硝装
置よりのリークアンモニアの低減が検討されてい
るが、不十分な結果しか得られてない現状で、こ
のためアンモニウム化合物対策が必要となる。

集じん装置捕集石炭灰中に含まれるアンモニウ
ム化合物は、主として（NH₄）₂SO₄、NH₄HSO₄
の形で存在する。アンモニウム化合物の石炭灰よ
りの除去方法として水洗法、熱分解法が考えられ
る。水洗法は硫安などのアンモニウム化合物の水
に対する溶解度が高く、高除去率が期待される
が、処理後の石炭灰に多量の水分が含まれるので
石炭灰の有効利用が難しく、またアンモニア（以
下、NH₃と記す）を含む排水の処理が必要であ
るなどの不都合点を有している。一方、アンモニ
ウム化合物の熱分解は次式にしたがつて進行す
る。

（NH₄）₂SO₄→NH₃＋NH₄HSO₄ NH₄HSO₄→NH₃＋SO₃＋H₂O 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながらアンモニウム化合物の熱分解には
かなりの高温を非要とし、このため多量の熱源を
供給しなければならなかつた。

石炭灰の脱アンモニアを実施し得る技術は、実
用的には熱分解以外にないのが現状であり、また
この熱分解反応は、350〜700℃の分解温度では、
高々数秒〜数10秒の滞留時間で完了することを本
発明者らは知見した。

一方、灰のハンドリングは空気輸送方式で実施
されており、現状では、輸送用の空気は常温であ
るが、圧輸送の所要時間が脱アンモニア反応の時
間より若干長くなつているのが一般的である。ま
た石炭灰は大量に発生し、大量処理を要するの
で、熱分解炉もコンパクトなものであることが望
ましい。

本発明はこれらの諸点に鑑み、上記の知見に基
づいてなされたもので、灰処理管内に高温燃焼排
ガスを吹き込んで脱アンモニアを実施することに
より、アンモニウム化合物の熱分解源を他に求め
ることなく、かつ大きなアンモニウム化合物熱分
解炉を設けることなく、すなわち、灰処理管が熱
分解炉の役割を果たすようにして、クローズドシ
ステムで省エネルギ化をはかることができる効率
的で経済的な石炭灰よりのアンモニウム化合物の
除去方法を提供することを目的とするものであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本発明の石炭灰
よりのアンモニウム化合物の除去方法は、図面に
示すように、石炭だきボイラ排ガスを高ばいじん
の状態でアンモニア接触還元方式の脱硝装置２に
導入して脱硝し、ついで排ガスを空気予熱器３に
導入して燃焼用空気を予熱した後、排ガスを低温
集じん装置４に導入して除じんする方法におい
て、前記脱硝装置２よりのリークアンモニアと排
ガス中の硫黄酸化物との反応に起因するアンモニ
ウム化合物を含む集じん装置捕集石炭灰を、空気
輸送方式の灰処理管１２内に導入するとともに、
この灰処理管１２内に石炭だきボイラ１の高温燃
焼排ガスを吹き込み石炭灰を輸送しつつ固気接触
させて石炭灰中のアンモニウム化合物を熱分解せ
しめた後、この灰処理管１２よりの石炭灰を含む
分解ガスをこの灰処理管１２の末端に接続された
固気分離器１３に導入して分解ガスと石炭灰とを
分離し、石炭灰を冷却器１７にて冷却した後灰処
理設備２０に輸送し、分解ガスを脱硝装置前に戻
しアンモニア源として再利用するように構成した
ものである。

〔作用〕

集じん装置４より排出されるアンモニウム化合
物を含む集じん装置捕集石炭灰を石炭灰輸送管１
１を経て灰処理管１２に投入するとともに、この
灰処理管１２内に石炭だきボイラ１の高温燃焼排
ガスを導き、石炭灰を輪送しつつ固気接触させて
石炭灰中のアンモニウム化合物を熱分解せしめ
る。熱分解後の石炭灰と分解ガスは固気分離器１
３で分離され、分解ガスは脱硝装置２の前に戻し
NH₃源として再利用する。石炭灰は冷却器１７
にて冷却した後灰処理設備２０に輸送する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図面は本発明の方法を実施する装置の一例を
示すもので、石炭だきボイラ１の排ガスダクトに
アンモニア接触還元方式の脱硝触媒を移動床式ま
たは固定床式に充填した脱硝装置２、空気予熱器
３、電気電気集じん機などの集じん装置４、熱交
換器５、脱硫装置６および煙突７が直列に接続さ
れている。集じん装置としては電気集じん機の代
りに他の装置、たとえば砂、砂利、セラミツクス
などの粒塊状ろ過材をルーバ、金網、パンチング
メタルなどの支持体間に移動可能に充填してなる
グラベル式ろ過集じん装置、マルチサイクロン、
バツグフイルタなどを用いることも可能である。
８はボイラに設けられた節炭器、１０は脱硝装置
の上流側に接続されたアンモニア供給管である。

集じん装置４の下部に接続された石炭灰輸送管
１１は灰処理管１２の一端部に接続され、この灰
処理管１２の他端（末端）部はマルチサイクロ
ン、バツグフイルタまたはこれらを組み合わせた
ものなどからなる固気分離器１３に接続される。
固気分離器１３の分解ガス出口は分解ガス管１４
を介して脱硝装置２の上流側に接続され、固気分
離器１３の下部は中間タンク１５に連結される。
さらに中間タンク１５の下部は石炭灰輸送管１６
を介して冷却器１７に接続され、この冷却器１７
の石炭灰出口は石炭灰輸送管１８を介して灰処理
設備２０に接続される。また石炭だきボイラ１の
節炭器８の上流側または下流側に高温燃焼排ガス
管２１を接続し、この排ガス管２１を灰処理管１
２の一端部を接続する。なお排ガス管２１に排ガ
ス加熱用補助炉２２を接続して、排ガス温度が低
い場合に望ましい温度に昇温するように構成する
こともある。

上記のように構成された装置において、石炭だ
きボイラ排ガスを高ばいしん系脱硝、空気予熱、
低温集じん、脱硫からなるシステムにより処理す
る場合、集じん装置４より排出されるアンモニウ
ム化合物を含む集じん装置捕集石炭灰を石炭灰輸
送管１１を経て灰処理管１２に投入するととも
に、この灰処理管１２内に石炭だきボイラ１の高
温燃焼排ガスを導き、石炭灰を輸送しつつ固気接
触させて石炭灰中のアンモニウム化合物を熱分解
せしめる。灰処理管１２内の温度は250〜700℃、
好ましくは350〜700℃、さらに好ましくは350〜
500℃となるように調節される。灰処理管１２内
での固気接触を十分に行わしめるため、灰処理管
１２はある程度以上長くしなければならない。熱
分解後の石炭灰と分解ガスは固気分離器１３で分
離され、分解ガスは脱硝装置２の前に戻しNH₃
源として再利用する。石炭灰は冷却器１７にて冷
却した後灰処理設備２０に輸送する。なお石炭灰
輸送管１１，１６，１８における輸送源としては
空気が用いられる。この場合圧送式、吸引式の何
れをも採用することが可能であるが、圧送式を採
用する方が好適である。

本発明の方法を実施するに当たり、ストリツピ
ングしたNH₃の再吸着は、非常に起こり易く、
少なくとも固気分離を250℃以上で実施すること
が必要である。したがつて固気分離工程、ついで
冷却工程の順序とすることが、本発明の方法にお
いて不可欠である。

また熱分解後の排ガス中には水蒸気が含まれる
ため、この水蒸気が灰に吸着されやすく、灰処理
設備２０内の貯灰中に固着などのトラブルが発生
しやすい。とくに脱アンモニア灰にその傾向が顕
著であるので、固気分離の後に灰の冷却を実施す
ることにより、圧輸送時のハンドリングトラブル
を回避するとともに、灰を有効利用可能なグレー
ドのものにすることが可能となる。

また圧輸送時間を脱アンモニア反応の時間より
若干長くなるように構成すれば、熱分解温度を従
来の350℃以上に対し250℃以上に低温化すること
ができる。

〔発明の効果〕

本発明は上記のように、灰処理管内で石炭灰を
輸送しつつ石炭灰中のアンモニウム化合物を熱分
解するものであるから、灰処理管がアンモニウム
化合物熱分解炉の役割を果たし、大型のアンモニ
ウム化合物熱分解炉が不要となり、この分だけ設
置面積が小さく、かつ装置全体がコンパクト化さ
れ安価になる。また固気分離工程の後に冷却工程
を設けているので、NH₃の灰への再吸着、およ
び灰の固着を防止することができ、得られた灰を
そのまま有効利用可能なものとすることができ
る。

以上説明したように、本発明の方法によれば集
じん装置捕集石炭灰中に含まれるアンモニウム化
合物をきわめて効率よくかつ安価に熱分解できる
上に、分解ガスを脱硝装置のNH₃源として再利
用することができ、かつ分解熱源を系外に求める
ことなく、系内の高温燃焼排ガスを使用すること
ができ、このためクローズドシステムで省エネル
ギ化をはかることができ、また処理ガス量の増大
など他の排ガス処理構成技術に及ぼす影響が殆ど
ないので、安定した石炭だきボイラ排ガス処理を
行うことができるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の方法を実施する装置の一例を示
す系統的説明図である。 １……石炭だきボイラ、２……脱硝装置、３…
…空気予熱器、４……集じん装置、５……熱交換
器、６……脱硫装置、７……煙突、８……節炭
器、１０……アンモニア供給管、１１，１６，１
８……石炭灰輸送管、１２……灰処理管、１３…
…固気分離器、１４……分解ガス管、１５……中
間タンク、１７……冷却器、２０……灰処理設
備、２１……高温燃焼排ガス管、２２……排ガス
加熱用補助炉。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 石炭だきボイラ排ガスを高ばいじんの状態で
   アンモニア接触還元方式の脱硝装置２に導入して
   脱硝し、ついで排ガスを空気予熱器３に導入して
   燃焼用空気を予熱した後、排ガスを低温集じん装
   置４に導入して除じんする方法において、前記脱
   硝装置２よりのリークアンモニアと排ガス中の硫
   黄酸化物との反応に起因するアンモニウム化合物
   を含む集じん装置捕集石炭灰を、空気輸送方式の
   灰処理管１２内に導入するとともに、この灰処理
   管内に石炭だきボイラ１の高温燃焼排ガスを吹き
   込み石炭灰を輸送しつつ固気接触させて石炭灰中
   のアンモニウム化合物を熱分解せしめた後、この
   灰処理管１２よりの石炭灰を含む分解ガスをこの
   灰処理管の末端に接続された固気分離器１３に導
   入して分解ガスと石炭灰とを分離し、石炭灰を冷
   却器１７にて冷却した後灰処理設備２０に輸送
   し、分解ガスを脱硝装置２前に戻しアンモニア源
   として再利用することを特徴とする石炭灰よりの
   アンモニウム化合物の除去方法。