JP2695988B2 - Waste gas purification method - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば、燃焼、ガス化又は何か化学的又は
冶金学的工程で生ずる廃ガスの精製の方法に関する。二
酸化イオウ、アンモニア、塩素及びフッ素化合物及び凝
縮炭化水素はこれらのガスに含まれる代表的な汚染物で
ある。本発明は特にこのガスに含まれる汚染物と反応す
る試剤及び/又は吸収剤がこれらのガスを湿潤反応器へ
導くことによって活性化される方法に関する。この試剤
及び/又は吸収剤はこの工程自体に又は工程から排出さ
れるガスに加えられる。ガスに含まれる試剤を活性化す
るためにガスを水又水蒸気で湿潤化することに対してガ
スを湿潤反応器に導入する。ガスは最初に湿潤反応器の
下方部分に供給されそして次に上方へその湿潤帯へ供給
され、そこでガスと試剤から形成された懸濁液は水又は
水蒸気で湿潤される。完全に又は部分的に反応した試剤
及び/又は吸収剤粒子はこのガスが反応器から排出され
る前に湿潤反応器の上方部分にあるフィルターによって
ガスから分離される。例えば、アルカリ金属又はアルカ
リ土類金属の何れかの炭酸塩、酸化物又は水酸化物が試
剤又は吸収剤として使用される。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for the purification of waste gases, for example, produced by combustion, gasification or any chemical or metallurgical process. Sulfur dioxide, ammonia, chlorine and fluorine compounds and condensed hydrocarbons are typical pollutants contained in these gases. The invention particularly relates to a method in which reagents and / or sorbents reacting with contaminants contained in these gases are activated by introducing these gases into a wet reactor. The reagents and / or sorbents are added to the process itself or to the gas leaving the process. The gas is introduced into a wet reactor for wetting the gas with water or steam to activate the reagents contained in the gas. The gas is first fed to the lower part of the wet reactor and then upwards to its wet zone, where the suspension formed from the gas and the reagent is wetted with water or steam. The completely and partially reacted reagent and / or absorbent particles are separated from the gas by a filter in the upper part of the wet reactor before this gas leaves the reactor. For example, carbonates, oxides or hydroxides of either alkali metals or alkaline earth metals are used as reagents or absorbents.
公知のように、化石燃料の燃焼は煙道ガスを生じ、こ
れは酸化イオウを含みそして環境酸性化を引起こす。煙
道ガスのイオウ含量は燃料のイオウ含量に応じて異な
る。イオウ排出の制限が益々厳しくなるとしても益々イ
オウを含む燃料を用いる装置を見出す努力がなされてい
る。廃棄物灰化プラント、その数は続いて増加している
が、またイオウ含有煙道ガスを生じ、これは規定制限内
であるように精製される必要がある。例えば、プラスチ
ック化合物が燃焼される時には、廃棄物灰化プラントで
生じた煙道ガスはSO2及びSO3排出の外に、塩酸及びフッ
化水素酸及び他の有害なガス状及び固体化合物を含む。As is known, the combustion of fossil fuels produces flue gas, which contains sulfur oxides and causes environmental acidification. The sulfur content of the flue gas depends on the sulfur content of the fuel. Efforts are being made to find devices that use increasingly sulfur-containing fuels, even though sulfur emissions are becoming more and more restrictive. Waste incineration plants, the number of which continues to increase, also produce sulfur-containing flue gases, which need to be purified to be within specified limits. For example, when the plastic compound is burned, flue gases produced in waste incineration plants outside the SO 2 and SO 3 emissions, including hydrochloric acid and hydrofluoric acid and other harmful gaseous and solid compounds .
種々のガス化工程で生じた工程ガスはまた有害量のイ
オウの又は他の化合物を含み、これは次の処理の前にガ
スから分離されねばならない。The process gases resulting from the various gasification steps also contain harmful amounts of sulfur or other compounds, which must be separated from the gases before further processing.
燃焼プラントのイオウ排出を切下げるために幾つかの
方法が開発されている。これまで使用された最も普通の
方法は湿性スクラッビングであり、この方法では、例え
ば、イオウ酸化物と反応する石灰のような試剤の水懸濁
液でガスがスクラッブされる。この水懸濁液は燃焼器の
後に配列されたスクラッバー中のガス流内に噴霧され、
これによってイオウが水懸濁液に吸収されそして二酸化
イオウが石灰と反応して硫酸カルシウム又は亜硫酸カル
シウムを形成する。Several methods have been developed to reduce sulfur emissions in combustion plants. The most common method used so far is wet scrubbing, in which the gas is scrubbed with an aqueous suspension of a reagent, for example lime, which reacts with sulfur oxides. This water suspension is sprayed into the gas stream in a scrubber arranged after the combustor,
This causes the sulfur to be absorbed into the aqueous suspension and the sulfur dioxide to react with the lime to form calcium sulfate or calcium sulfite.
CaO+SO2+1/2O2CaSO4 又は CaO+SO2CaSO3 このように形成されたイオウ化合物が乾燥しない程度
の時間を有するがスクラッバーの下方部分からスラリと
して排出されるような量で水懸濁液が噴霧される。この
湿性スクラッビング法は水懸濁液を調製するための装置
及びその後処理のための装置を必要とするので複雑であ
る。更に、この方法はスラリ後処理プラントで生じたス
ラリを乾燥するため通常には更に余分のエネルギーを必
要とする。それ故に、エネルギー必要度を最小にするた
めに水懸濁液はできるだけ乾燥した系に通常には供給さ
れる。使用されるかなりの量の水懸濁液により、ガスは
スクラッバー中で比較的低温に冷却され、そして結果的
にスクラッバーから排出されるガスはフィルターの腐食
と目詰りを引起こす。更に、系からこれらを導き出す前
にこの煙道ガスを再加熱するエネルギーが消費される。
この湿性スクラッビング系では、例えば、SO2の分離程
度は約95%である。CaO + SO 2 + 1 / 2O 2 CaSO 4 or CaO + SO 2 CaSO 3 The water suspension is sprayed in such an amount that the sulfur compound thus formed does not dry but is discharged as a slurry from the lower part of the scrubber Is done. This wet scrubbing process is complicated because it requires equipment for preparing the aqueous suspension and for subsequent processing. In addition, this method usually requires additional energy to dry the slurry produced in the slurry aftertreatment plant. Therefore, the water suspension is usually fed to a system that is as dry as possible to minimize energy requirements. Due to the considerable amount of water suspension used, the gas is cooled to a relatively low temperature in the scrubber, and the gas discharged from the scrubber results in filter corrosion and clogging. Furthermore, the energy of reheating this flue gas is expended before it can be derived from the system.
In this wet scrubbing system, for example, the degree of separation of SO 2 is about 95%.
最近数年間に、半乾燥スクラッビング法が開発され、
そこでは微細アルカル懸濁液、例えば、水酸化カルシウ
ム懸濁液が接触反応器中の熱い煙道ガスフローの中にノ
ズルを通して噴霧され、そこでイオウ酸化物は水に溶解
し、そして懸濁液が乾燥する時に、石灰化合物に結合さ
れる。水は固体廃棄物を形成するように接触反応器で蒸
発され、これによって、例えば、イオウ及び石灰の反応
生成物はフィルターによってガスから容易に分離可能で
ある。煙道ガスの熱含量が水をそこから蒸発させるのに
十分であるようなレベルで水酸化カルシウム懸濁液のコ
ンシステンシーを保つことが試みられる。しかしなが
ら、濃厚な石灰懸濁液は反応器壁上にかつ特に噴霧ノズ
ルの周囲にすぐ沈着しそして最後にはノズルを完全に詰
まらせる。反応器は沈着物によるこの欠陥を最小にする
ため比較的大きくされねばならない。更に、石灰懸濁液
の産生のため分離装置が必要であるので、かなりの量の
装置が同様に半乾燥スクラッビング法において必要であ
り、そしてガス精製はかなり費用を要する。別の欠陥は
ノズル上で石灰懸濁液の摩耗効果である。In recent years, semi-dry scrubbing methods have been developed,
There, a fine alkaline suspension, for example, a calcium hydroxide suspension, is sprayed through a nozzle into a hot flue gas flow in a contact reactor, where the sulfur oxides dissolve in the water and the suspension is dissolved. When dried, it binds to the lime compound. Water is evaporated in the contact reactor to form solid waste, whereby, for example, the reaction products of sulfur and lime can be easily separated from the gas by a filter. An attempt is made to maintain the consistency of the calcium hydroxide suspension at a level such that the heat content of the flue gas is sufficient to evaporate the water therefrom. However, the thick lime suspension quickly deposits on the reactor walls and especially around the spray nozzle and eventually completely clogs the nozzle. The reactor must be relatively large to minimize this defect due to deposits. Furthermore, since a separation device is required for the production of the lime suspension, a considerable amount of equipment is also required in the semi-dry scrubbing process, and gas purification is quite costly. Another defect is the wear effect of the lime suspension on the nozzle.
この半乾燥スクラッビング法はガス中の汚染物が乾燥
廃棄物として除去できるので有益な工程である。この工
程は管理することが難しくかつ湿性スクラッビングより
小さい90%以下のイオウ吸収を示すことの欠点を有す
る。なお別の欠点は石灰石がイオウと反応するのが非常
に遅いのでこの半乾燥法に低廉な石灰石を使用できない
ことである。ずっと高価である酸化カルシウム又は水酸
化カルシウムの何れかを代りに使用しなければならな
い。大きな燃焼プラントでは、吸収剤のコストは著しく
大きい。This semi-dry scrubbing method is a useful process because contaminants in the gas can be removed as dry waste. This process has the disadvantages of being difficult to control and exhibiting less than 90% sulfur absorption less than wet scrubbing. Yet another disadvantage is that inexpensive limestone cannot be used in this semi-dry process because limestone reacts very slowly with sulfur. Either calcium oxide or calcium hydroxide, which is much more expensive, must be used instead. In large combustion plants, the cost of the absorbent is significantly higher.
実際の燃焼又はガス化段階にすでに石灰石の添加も示
唆されている。この添加の結果として、下記の反応に従
って石灰石は酸化カルシウムにか焼される。The addition of limestone has already been suggested in the actual combustion or gasification stage. As a result of this addition, limestone is calcined to calcium oxide according to the following reaction.
CaCO3CaO+CO2 酸化カルシウムは燃焼器中でそこで形成された酸化イ
オウとすでに反応することができる。反応は下記の通り
起こる: CaO+SO2+1/2O2CaSO4 しかしながら、反応が進む時に、硫酸カルシウム又は
亜硫酸カルシウム層は酸化カルシウム粒子の表面を覆っ
てイオウが粒子に浸透することを阻止し、これによって
遅くなりそして最後にイオウと石灰間の反応を阻害す
る。かくして、石灰は完全に反応せず、それ故に最適に
利用されない。多くの他のパラメータ、例えばCa/Sモル
比、温度及び滞留時間もイオウ吸収に影響する。CaCO 3 CaO + CO 2 calcium oxide can already react with the sulfur oxide formed there in the combustor. The reaction takes place as follows: CaO + SO 2 + 1 / 2O 2 CaSO 4 However, as the reaction proceeds, a layer of calcium sulphate or calcium sulphite covers the surface of the calcium oxide particles and prevents sulfur from penetrating into the particles, whereby Slows down and finally inhibits the reaction between sulfur and lime. Thus, the lime does not react completely and is therefore not optimally utilized. Many other parameters, such as the Ca / S molar ratio, temperature and residence time also affect sulfur absorption.
反応が起こる露点により近づくと、アルカリ化合物の
反応性はより高くなる。良好な反応性は湿潤粒子におい
て反応が迅速なイオン性反応として水相で起こる事実に
よって引起こされる。露点に近いと、粒子は湿潤された
ままでありかつまた反応性は長時間所望のレベルに留ま
る。粒子の湿潤度は好ましくは水が粒子を取囲み、また
これらに浸透する高いレベルに保たれる。水が石灰粒子
に浸透するにつれて、粒子上に沈着した硫酸塩又は亜硫
酸塩層は破壊され、これによって新しい反応性石灰区域
を示す。ガス中に含まれる二酸化イオウは粒子を取囲む
水に溶解しそして液相中でカルシウム化合物と反応す
る。The closer the dew point at which the reaction occurs, the higher the reactivity of the alkali compound. Good reactivity is caused by the fact that in wet particles the reaction occurs in the aqueous phase as a rapid ionic reaction. Near the dew point, the particles remain wet and the reactivity remains at the desired level for an extended period of time. The wettability of the particles is preferably kept at a high level where water surrounds and penetrates the particles. As the water penetrates the lime particles, the sulphate or sulphite layer deposited on the particles is destroyed, thereby indicating new reactive lime areas. The sulfur dioxide contained in the gas dissolves in the water surrounding the particles and reacts with calcium compounds in the liquid phase.
フィンランド特許明細書第78401号は煙道ガスの二酸
化イオウが反応帯中で反応を引起こされそして煙道ガス
から分離可能な固体硫酸塩及び亜硫酸塩に変換される方
法を開示する。この煙道ガスは垂直の長い接触反応器の
下方部分の中に導かれる。更に、粉末石灰と水が別々に
数箇所から反応器の中に導かれてイオウが石灰に吸収さ
れる。煙道ガス懸濁液は流通反応器の上方部分から排出
されそして更にダスト分離段階へ導かれる。この反応器
へ粉末石灰と水を別々に供給することによって、水懸濁
液の調製、処理及び噴霧が避けられる。この明細書によ
り、この方法は酸化カルシウムでイオウ吸収に使用され
た時には、Ca/S=1.56のモル比で約80%のSO2減少そし
てCa/S=2.22のモル比で約90%のSO2減少を生ずる。98
%のSO2減少はモル比がCa/S=4になるまで得られな
い。またこの方法では、煙道ガス懸濁液中に含まれる固
体が管及び他の装置の壁上に層を沈着し、従ってダスト
分離に面倒を引起こすので煙道ガス流の温度は最適には
露点近くに下がるままにしてはならない。Finnish patent specification 78401 discloses a process in which the sulfur dioxide of the flue gas is reacted in a reaction zone and converted into solid sulphates and sulphite which can be separated from the flue gas. This flue gas is led into the lower part of a vertical long contact reactor. Further, powdered lime and water are separately introduced into the reactor from several points, and the sulfur is absorbed by the lime. The flue gas suspension is discharged from the upper part of the flow reactor and is further led to a dust separation stage. By separately supplying powdered lime and water to the reactor, the preparation, treatment and spraying of an aqueous suspension is avoided. This specification, when used in sulfur absorption with this method is calcium oxide, Ca / S = 1.56 molar ratio of about 80% of SO 2 reduction and a molar ratio of Ca / S = 2.22 about 90% of SO 2 causes a decrease. 98
% SO 2 reduction is not obtained until the molar ratio is Ca / S = 4. This method also optimizes the temperature of the flue gas stream as the solids contained in the flue gas suspension deposit layers on the walls of the tubes and other equipment, thus complicating dust separation. Do not leave it near the dew point.
ヨーロッパ特許明細書第0104335号は別の2相半乾燥
煙道ガス精製システムを開示する。この方法では、第一
段階で乾燥試剤が接触反応器中の煙道ガスに供給されそ
して第二段階で試剤を溶解した水又は水溶液が加えられ
た。第一段階では、不活性表面層が試剤粒子上に形成さ
れる。この層は試剤と例えば、酸化イオウ間の反応を遅
らせ又は阻止する。第二段階で水を加えることによっ
て、試剤は再活性化される。この方式で、試剤はより完
全に利用される。ガス温度はこれが常に露点、例えば、
105℃以上に留まるようなレベルに下がるにまかされ
る。またこの方法では、ガス温度は低温で試剤の活性が
ずっと良好であるとしても、多分形成される湿潤された
粒子が長いランで困難性を引起こすので、露点にあまり
にも近く下がるにまかせてはならない。この方法によれ
ば、後の段階でガスから分離され、次に粉砕又は何か他
の方法の何れかにより再生される試剤含有固体物質を再
循環させることにより試剤の必要量を減少できる。しか
しながら、この方法の欠点は再循環された固体の取扱い
と貯蔵に別の装置が必要である。European Patent Specification 0104335 discloses another two-phase semi-dry flue gas purification system. In this method, in a first step a dry reagent was fed to the flue gas in a contact reactor and in a second step water or an aqueous solution of the reagent was added. In the first step, an inert surface layer is formed on the reagent particles. This layer slows or prevents the reaction between the reagent and, for example, sulfur oxide. The reagent is reactivated by adding water in the second stage. In this manner, the reagent is more fully utilized. The gas temperature is always the dew point, for example,
Let it fall to a level that stays above 105 ° C. Also, with this method, even if the gas temperature is lower and the activity of the reagent is much better, let the drop be too close to the dew point, probably because the wetted particles formed will cause difficulties in long runs. No. According to this method, the amount of reagent required can be reduced by recycling the solid material containing the reagent, which is separated from the gas at a later stage and then regenerated either by grinding or some other method. However, a disadvantage of this method is that separate equipment is required for handling and storing the recycled solids.
米国特許明細書第4,509,049号は乾燥ガス精製システ
ムを開示し、そこでは石灰がボイラー中で煙道ガスに加
えられそして次に反応器中で石灰が煙道ガスと反応する
にまかされる。煙道ガス中の汚染物と一部反応した石灰
は反応器の上方部分中のフィルターでガスから分離され
る。ガスからこのように分離された乾燥石灰は回収され
かつ粉砕され、次に乾燥石灰の反応性を上げるために乾
燥蒸気で処理され、その後に石灰は反応器前の位置でガ
ス流の中に再循環される。石灰の乾燥蒸気処理は2から
24時間を要し、これはエネルギーの高い消費を含む長時
間である。U.S. Pat. No. 4,509,049 discloses a dry gas purification system in which lime is added to flue gas in a boiler and then left to react with the flue gas in a reactor. Lime partially reacted with contaminants in the flue gas is separated from the gas by a filter in the upper part of the reactor. The dried lime thus separated from the gas is recovered and comminuted and then treated with dry steam to increase the reactivity of the dried lime, after which the lime is re-introduced into the gas stream at a location before the reactor. Circulated. Dry steam treatment of lime from 2
It takes 24 hours, which is a long time including high consumption of energy.
本発明の目的は、例えば、イオウ、塩素及びフッ素化
合物又は他の凝縮し得る化合物を含む廃棄ガスの精製の
改良された方法を供することにある。It is an object of the present invention to provide an improved method of purifying waste gases containing, for example, sulfur, chlorine and fluorine compounds or other condensable compounds.
本発明の別の目的は精製されるべきガスが湿潤反応器
で露点、例えば、0〜20℃に非常に近く湿潤される方法
を供することで、この方法はなお湿潤反応器でガスから
分離された粒子を乾燥状態で取除かれるにまかされる。Another object of the invention is to provide a process in which the gas to be purified is wetted very close to the dew point, for example 0 to 20 ° C., in a wet reactor, which process is still separated from the gas in the wet reactor. The deposited particles are left to be removed dry.
前記の目的を達成するために、灰層がかなり厚く湿潤
反応器の下方部分でガス入口レベルの下に保たれるので
ガスから分離された粒子から形成された灰層は湿性灰粒
子を均質化できそして水滴が湿潤反応器の上方部分から
下方へ落下することが本発明による方法の特徴である。To this end, the ash layer formed from particles separated from the gas homogenizes the wet ash particles as the ash layer is fairly thick and kept below the gas inlet level in the lower part of the wet reactor It is a feature of the process according to the invention that water droplets can form and fall down from the upper part of the wet reactor.
この灰層には好ましくは灰層の温度及び湿性度を均質
化するように小さい粒子の可能な塊りを混合しかつ粉砕
するための機械的ミキサー、例えば、ブレードミキサー
が配置される。この目的は灰が湿潤反応器から空気圧で
運搬されるように好ましく乾燥された灰層を保つことに
ある。灰層の定量が、例えば、排出される灰の量を調節
することによって、湿潤反応器の下方部分に保たれる。
好ましくは、灰層の量は供給ガスの1m3/s当り少なくと
も50kgである。実際には、比較的まっすぐな底部を有す
る湿潤反応器では、これは反応器の底部で少なくとも25
cmの灰層を意味する。反応器底部がV形である場合に
は、この灰層はより厚くなければならない。水平ブレー
ドミキサーの効果的な作用のため予め必要なことは灰レ
ベルが好ましくはミキサーの軸より高いことであると判
明した。他方、この灰層は灰層の上方部分中のミキサー
の効果的作用及びその上のガス空間へ灰層から粒子を投
出す性能のために必要であるものより一般に更に厚くて
はいけない。またこの灰レベルはガスの実際の入口レベ
ルより高くてはいけない。The ash layer is preferably provided with a mechanical mixer, for example a blade mixer, for mixing and grinding possible lumps of small particles so as to homogenize the temperature and wetness of the ash layer. The purpose of this is to keep a preferably dry ash layer so that the ash is pneumatically transported from the wet reactor. The ash layer quantification is kept in the lower part of the wet reactor, for example by adjusting the amount of ash discharged.
Preferably, the amount of ash layer is at least 50 kg / m 3 / s of feed gas. In practice, for a wet reactor with a relatively straight bottom, this is at least 25% at the bottom of the reactor.
cm means ash layer. If the reactor bottom is V-shaped, this ash layer must be thicker. What has been found beforehand for the effective operation of a horizontal blade mixer has been that the ash level is preferably higher than the axis of the mixer. On the other hand, this ash layer should generally not be thicker than necessary for the effective operation of the mixer in the upper part of the ash layer and the ability to eject particles from the ash layer into the gas space above. Also this ash level must not be higher than the actual inlet level of the gas.
反応器の中に導入された熱いガスはまた乾燥ガスとし
て役立ち、そして湿潤帯から下方へ流れる湿潤された灰
粒子及び粒子の塊りと接触しかつ乾燥するように導かれ
る。反応器の下方部分からの灰粒子は上方へ流れる乾燥
ガスにより持ち去られそして灰に含まれるなお未反応の
試剤又は吸収剤を活性化するために湿潤帯の中に上方へ
戻して運搬される。この湿潤反応器では粒子はフィルタ
ーによってガスから分離されそして次に反応器の下方部
分へ戻される。この方法で、試剤又は吸収剤粒子の内部
循環が湿潤反応器中で生じそして粒子の比較的高い密度
がそこに保たれる。The hot gas introduced into the reactor also serves as the drying gas, and is brought into contact with the wet ash particles and particle mass flowing down from the wet zone and to dry. Ash particles from the lower portion of the reactor are carried away by the upwardly flowing dry gas and transported upwards back into the wet zone to activate any unreacted reagents or absorbents contained in the ash. In this wet reactor the particles are separated from the gas by a filter and then returned to the lower part of the reactor. In this way, internal circulation of the reagent or absorbent particles takes place in the wet reactor and the relatively high density of the particles is kept there.
粒子は例えば、織物フィルター、電気フィルター又は
何か他の等価型式の分離器でガスから分離される。粒子
は例えば、パルスフラッシング、バックウォッシュ又は
振とうにより間欠的又は連続的の何れかで、フィルター
から引離され、これによって粒子は別々に又は塊まりで
湿潤反応器中で下方に落下する。The particles are separated from the gas, for example, by a textile filter, an electric filter or some other equivalent type of separator. The particles are pulled off the filter either intermittently or continuously, for example by pulse flushing, backwashing or shaking, whereby the particles fall down separately or in clumps in a wet reactor.
粒子の少なくとも一部は湿潤帯中で又はフィルターで
互いに粘着しかつより大きなアグロメレートを形成しそ
してその後反応器の下方部分へずっと湿潤帯を通して送
られ、これに対して単一の小粒子は上方へ流れるガスに
よって容易に持ち去されて反応器の上方部分へ湿潤帯か
ら運搬される。粒子のより大きな塊まり及び湿潤した重
い粒子はこれが反応器の下方部分中の灰層に到達した時
に混合することによって乾燥されかつ微細粒子に粉砕さ
れる。At least some of the particles adhere to each other in the wet zone or on the filter and form larger agglomerates and are then sent through the wet zone all the way to the lower part of the reactor, whereas single small particles move upwards It is easily carried away by the flowing gas and transported from the wet zone to the upper part of the reactor. Larger agglomerates of particles and wet, heavy particles are dried and crushed to fine particles by mixing when they reach the ash layer in the lower portion of the reactor.
反応器の下方部分で構成成分を混合することによる粒
子の完全混合によって灰物質を均質化することに対して
正の効果、即ち灰層中で熱と湿度を均等化することが得
られる。粒子はより小さく粉砕されるので、その反応面
積が増大しそしてこれらの少なくとも一部は灰レベルの
上で上方へ旋回し、結果的に湿潤帯の中に上方にかつ戻
されて乾燥ガスで運ばれる。湿潤帯では、粒子は再活性
化されそして再び反応帯でイオウを吸収することができ
る。機械的又は等価の強いミキサーにより起こされた混
合は湿潤反応器の作動性能(runnability)に本質的に
重要であることが判明した。A positive effect on the homogenization of the ash material by thorough mixing of the particles by mixing the components in the lower part of the reactor, ie equalizing heat and humidity in the ash layer, is obtained. As the particles are crushed smaller, their reaction area increases and at least some of them swirl upward above the ash level and consequently carry upwards and back into the wet zone with dry gas. It is. In the wet zone, the particles are reactivated and can again absorb sulfur in the reaction zone. Mixing caused by a mechanical or equivalent strong mixer has been found to be essentially important to the runnability of the wet reactor.
混合の仕事は −灰に対して輸送手段として役立ち、これを反応器底部
の種々の部分から単数の出口/複数の出口の方へ運搬
し; −好ましくは空気圧運搬にとり好適な形にこれを混合す
ることにより灰を均質化し; −灰の湿性又は乾燥の塊まりを微細な形に粉砕すること
である。The mixing task is to serve as a vehicle for the ash, transporting it from various parts of the bottom of the reactor towards one or more outlets / outlets;-mixing it in a form suitable for pneumatic transport, preferably Homogenizing the ash by grinding the wet or dry lumps of the ash into fine forms.
フィルター洗浄中落下し又は他の反応器に入る時に煙
道ガスから分離する乾燥灰は湿潤帯から落下する湿性灰
及び水滴に対して有効な乾燥剤として役立つ。ミキサー
は湿性及び乾燥物質を混合し、これによって前記の均質
化が行なわれる。The dry ash that separates from the flue gas as it falls during filter washing or enters another reactor serves as an effective desiccant for wet ash and water drops falling from the wet zone. The mixer mixes the wet and dry substances, whereby the homogenization takes place.
このミキサーはまた灰層又は灰バッファーの上で灰を
旋回させ、これによって下方レベルに導かれた熱いガス
(煙道ガス)が灰を運搬し、これによって反応器中で内
部灰循環を引起こす。更にこれは湿性灰粒子へ灰により
放出される乾燥エネルギーの伝導を強める。The mixer also swirls the ash over an ash layer or ash buffer, whereby the hot gas (flue gas) directed to the lower level carries the ash, thereby causing internal ash circulation in the reactor. . In addition, this enhances the conduction of the drying energy released by the ash to the wet ash particles.
粒子の混合及び再循環は反応帯において滞留時間、ダ
スト密度、Ca/Sモル比及び石灰粒子の全表面積を増大
し、これによって新しい試剤の必要性を減ずる。本発明
によれば、平均粒子密度は湿潤反応器中の内部循環によ
り保たれ、この密度は明らかに反応器に導入されたガス
中の粒子密度より高い。灰層から上方へ旋回する粒子流
の量と速度を調節することによってこの内部循環を制御
できる。入口ガスの供給個所の配置がまたこの再循環に
影響がある。ガス噴霧が灰層に向かう距離が短かくなる
程、より粒子がガス噴霧でエントレインされそしてこれ
ら共に上方へ運ばれる。Mixing and recycling of the particles increases the residence time, dust density, Ca / S molar ratio and total surface area of the lime particles in the reaction zone, thereby reducing the need for new reagents. According to the invention, the average particle density is maintained by the internal circulation in the wet reactor, which is clearly higher than the particle density in the gas introduced into the reactor. This internal circulation can be controlled by adjusting the amount and velocity of the particle stream swirling upward from the ash layer. The location of the inlet gas supply also affects this recirculation. The shorter the distance the gas spray is to the ash layer, the more particles will be entrained in the gas spray and carried together.
粒子の一部は好ましくは乾燥帯下方の湿潤反応器の下
方部分に設けられた出口を通して反応器から除去され
る。排出された粒子の一部は所望に応じて湿潤反応器へ
戻される。かくして、粒子の外部循環も湿潤反応器と接
続して設けることができる。粒子を反応器の外で処理で
き、例えば、ある試剤を再生できる。Some of the particles are removed from the reactor, preferably through an outlet provided in the lower part of the wet reactor below the drying zone. Some of the discharged particles are returned to the wet reactor as desired. Thus, an external circulation of the particles can also be provided in connection with the wet reactor. The particles can be processed outside the reactor, for example, certain reagents can be regenerated.
反応器の下方部分から除去される粒子の量を調節する
こと、例えば、調節可能なオーバーフロー上の灰層から
粒子を排出開口へそして更に灰排出管へ導くことにより
反応器で粒子密度を制御できる。灰層の容積もレベル制
御装置により調節でき、これは排出開口又は排出管を通
してフローを制御する。The particle density can be controlled in the reactor by adjusting the amount of particles removed from the lower part of the reactor, for example by directing the particles from the ash layer on the adjustable overflow to the discharge opening and further to the ash discharge pipe . The volume of the ash layer can also be adjusted by a level controller, which controls the flow through a discharge opening or discharge pipe.
湿潤反応器で外部粒子循環はフィルター又は等価の粒
子分離器を接続することによって設けられ、これは湿潤
反応器の上方部分に、反応器の外で全体に又は一部に配
置される。このフィルター又は粒子分離器で、反応した
又はなお未反応の吸収剤粒子はガスから分離され、その
粒子の少なくとも一部は湿潤反応器の下方部分、好まし
くは乾燥帯へ直接に戻される。粒子はフィルターから連
続的又は間欠的の何れかで引離されそして湿潤反応器の
下方部分へ戻される。粒子分離器によって分離された物
質の部分は全体にシステムから除去できる。In a wet reactor, external particle circulation is provided by connecting a filter or equivalent particle separator, which is located in the upper part of the wet reactor, in whole or in part outside the reactor. In this filter or particle separator, the reacted or still unreacted absorbent particles are separated from the gas and at least a part of the particles is returned directly to the lower part of the wet reactor, preferably directly to the dry zone. The particles are withdrawn either continuously or intermittently from the filter and returned to the lower portion of the wet reactor. The portion of the material separated by the particle separator can be entirely removed from the system.
本発明の方法により、湿潤反応中のガスの平均温度を
露点から約0〜20℃、好ましくは0〜10℃である温度
へ、そして実際の露点へ減じ、そして反応器の上方又は
下方部分中であまりにも湿性の粒子により引起こされる
欠陥を避けることが可能である。湿潤帯で湿潤されかつ
下方に落下する粒子は乾燥帯中の熱いガス流で乾燥さ
れ、これによって反応器の下方部分で何ら面倒を引起こ
さない。再循環により温度と湿度における差はまた湿潤
帯上で、反応器の種々の断面個所で非常に小さい。この
ようにして、湿潤粒子により引起こされる局部的面倒が
避けられる。According to the method of the present invention, the average temperature of the gas during the wet reaction is reduced from the dew point to a temperature that is about 0-20 ° C, preferably 0-10 ° C, and to the actual dew point, and in the upper or lower part of the reactor. It is possible to avoid defects caused by particles that are too wet. The particles that are wetted in the wet zone and fall down are dried with the hot gas stream in the dry zone, thereby causing no trouble in the lower part of the reactor. Due to the recirculation, the differences in temperature and humidity are also very small at various cross sections of the reactor, above the wet zone. In this way, local complications caused by wet particles are avoided.
本発明の好適具体例に従って、湿潤帯に供給されたガ
スの少なくとも一部がジャケットフローとして湿潤反応
器の中に導かれ、このため間接に又は直接にこのガスが
反応器壁を加熱するような方式で、湿潤反応器の壁上の
湿潤粒子により形成される層が避けられる。ガスは、例
えば、壁に配置された管を通して反応器内に導かれ、こ
れによって管内で流れる熱いガスは壁が冷却することを
阻止し、これによって固体が壁上に層を沈着することを
阻止する。このガスは反応器の内部に直接に注入されか
つ壁に沿って下方へ流れることを引起こして壁を保護す
る。これにより、湿潤粒子は壁から離れて向かうか又は
接触する前にジャケットフローを通過する時に乾燥す
る。このジャケットフローは、例えば、壁中の管形開口
を介して円筒状反応器の中にガスを供給することによっ
て生ずる。In accordance with a preferred embodiment of the present invention, at least a portion of the gas supplied to the wet zone is directed into the wet reactor as a jacket flow so that the gas indirectly or directly heats the reactor walls. In this way, layers formed by wet particles on the walls of the wet reactor are avoided. The gas is conducted into the reactor, for example, through a tube arranged in the wall, whereby the hot gas flowing in the tube prevents the wall from cooling, thereby preventing solids from depositing layers on the wall. I do. This gas is injected directly into the interior of the reactor and causes it to flow down along the wall to protect the wall. This causes the wet particles to dry as they pass through the jacket flow before heading away or contacting the wall. This jacket flow is produced, for example, by feeding gas into a cylindrical reactor through a tubular opening in the wall.
壁からの沈着物の除去はまた振とうすること又は可撓
性物質の壁を組立てることによって高められ、これによ
ってシステムで通常に起こる圧力変動が壁を振とうさせ
て沈着物を落下させることを引起こす。Removal of deposits from the wall is also enhanced by shaking or assembling the wall of flexible material so that pressure fluctuations that normally occur in the system cause the wall to shake and deposits to fall. Wake up.
特に大きな反応器では、反応器にできるだけ均一にガ
ス分布を供給するために湿潤帯の内部の中にガスをまた
導入する。ガスは、例えば、反応器の中央部分のガス管
に設けられた多くのノズル又はスロットを通して供給で
きる。ガスはまた幾つかの異なるレベルから湿潤反応器
の中に供給できる。Particularly in large reactors, gas is also introduced into the interior of the wet zone in order to supply the reactor with a gas distribution as uniform as possible. The gas can be supplied, for example, through a number of nozzles or slots provided in the gas pipe in the central part of the reactor. Gas can also be fed into the wet reactor from several different levels.
反応器の下方部分に導入された熱いガスはその仕事が
下記の通りであるので重要な意義を有する:例えば、 −湿性灰又は水滴を乾燥するための乾燥エネルギーを放
出し; −湿潤帯へ戻してミキサーにより旋回された灰を運搬
し、これによって反応器中で内部灰循環を供し;そして −反応器壁の加温を保ち、これは更に壁上に層を沈着す
る傾向を減ずる。The hot gas introduced into the lower part of the reactor has important significance because its work is as follows:-releases drying energy for drying wet ash or water droplets;-returns to the wet zone Conveys the ash swirled by the mixer, thereby providing internal ash circulation in the reactor; and keeping the reactor walls warm, which further reduces the tendency to deposit layers on the walls.
水又は蒸気の噴霧により、湿潤帯が湿潤反応器の上方
又は中央部分に設けられる。水は好ましくは煙道ガスの
中に、主としてガス入口の上から下方へ噴霧される。水
又は蒸気の噴霧はガス流のできるだけ多くが均一にカバ
ーされるように配置される。A spray zone of water or steam establishes a wet zone in the upper or central portion of the wet reactor. The water is preferably sprayed into the flue gas, mainly from above the gas inlet and down. The spray of water or steam is arranged such that as much of the gas stream as possible is covered uniformly.
湿潤反応器の湿潤帯には好ましくは下方に向けられた
水又は水蒸気ノズルが設けられ、例えば、湿潤反応器を
通して水平に走向する支持部材に配置される。The wet zone of the wet reactor is preferably provided with a downwardly directed water or steam nozzle, for example, located on a support member running horizontally through the wet reactor.
湿潤反応器の上方部分に設けられたフィルターは好ま
しくはホース又はカセットフィルターのような織物フィ
ルター、又は多分電気又は何か他の等価型式のフィルタ
ーであり、そこから粒子が振とう又はフィルター逆ブロ
ーイングにより反応器の下方部分へ戻される。The filter provided in the upper part of the wet reactor is preferably a textile filter, such as a hose or cassette filter, or possibly a filter of the electric or some other equivalent type, from which particles are shaken or by filter backblowing. It is returned to the lower part of the reactor.
反応器の下方部分には好ましくは機械的ミキサーが設
けられて反応器の下方部分に蓄積された固体物質を混合
する。固体物質の混合は粒子の湿度と熱の均等化を高
め、これによってなお湿性である粒子が乾燥器及びより
熱い粒子と接触するようになる時に乾燥されよう。同時
に、このミキサーは粒子がガス流により反応器中で上方
へ容易に運搬されるように粒子の塊まりを破壊する。か
くして、ミキサーは反応器中で粒子の内部循環を生ずる
ため乾燥ガスの効果を高める。ミキサーの速度は調節可
能であり、そして混合区域に入るガス流と共に、これに
よって粒子循環の広範囲な調節が得られる。The lower part of the reactor is preferably provided with a mechanical mixer for mixing the solid material accumulated in the lower part of the reactor. The mixing of the solid material will enhance the moisture and heat equalization of the particles so that the particles that are still wet will be dried when they come into contact with the dryer and the hotter particles. At the same time, this mixer breaks up clumps of particles so that the particles are easily transported upwards in the reactor by the gas stream. Thus, the mixer enhances the effect of the drying gas to create an internal circulation of the particles in the reactor. The speed of the mixer is adjustable and, together with the gas flow entering the mixing zone, this gives a wide range of regulation of the particle circulation.
湿潤反応器の下方部分には反応器から粒子を排出する
ための装置が設けられる。粒子は好ましくは前記のミキ
サーにより排出される。ミキサーのブレードはこれが粒
子を反応器の下方部分の一端へ徐々に動かすように斜め
に向けられ、そこから粒子は適当なシーリング装置を通
して乾燥して除去できる。これらはまた別々の排出スク
リュー又は排出コンベアにより除去できる。粒子はそれ
が更に、例えば、空気圧で運搬されるような乾燥状態で
好ましくは湿潤反応器から排出される。The lower part of the wet reactor is provided with a device for discharging particles from the reactor. The particles are preferably discharged by the mixer described above. The blades of the mixer are angled so that they gradually move the particles to one end of the lower part of the reactor, from which the particles can be dried and removed through a suitable sealing device. These can also be removed by a separate discharge screw or discharge conveyor. The particles are further discharged from a preferably wet reactor in a dry state, for example, where they are conveyed pneumatically.
排出開口は灰貯蔵ミキサーに形成されるように配置さ
れるべきで、この灰貯蔵の容量(高さ)はミキサー寸法
に応じて異なる。例えば、軸が水平であるブレードミキ
サーが使用される場合には、灰レベルは好ましくは軸レ
ベルと少なくとも同じである。しかしながら、灰レベル
はミキサーがもはや灰の上方層で何ら混合効果を有しな
い個所を越えるべきではない。ブレードミキサーでは、
有効な高さはミキサー直径の約1から4倍である。ミキ
サー直径はブレード長さの約2倍である。The discharge opening should be arranged to be formed in the ash storage mixer, the capacity (height) of this ash storage depending on the mixer dimensions. For example, if a blade mixer with a horizontal axis is used, the ash level is preferably at least the same as the axis level. However, the ash level should not exceed the point where the mixer no longer has any mixing effect in the upper layer of ash. With a blade mixer,
The effective height is about 1 to 4 times the mixer diameter. The mixer diameter is about twice the blade length.
水平軸を有するブレードミキサーの外に、また他の型
式のミキサーも使用できる。円筒状反応器は、例えば、
垂直ミキサー又はジェットミルベースローカルミキサー
又はグラインダーを使用でき、そこでは蒸気又は空気が
混合効果を生ずる。In addition to blade mixers having a horizontal axis, other types of mixers can also be used. The cylindrical reactor is, for example,
A vertical mixer or a jet mill-based local mixer or grinder can be used, where steam or air produces the mixing effect.
必要に応じて、湿潤反応器の下方部分には試剤又は吸
収剤のために別々の供給ポイントが設けられる。一段階
でガスから有害な物質を除去するため幾つかの異なる試
剤を湿潤反応器に導入できる。If necessary, a separate feed point is provided in the lower part of the wet reactor for reagents or absorbents. Several different reagents can be introduced into the wet reactor to remove harmful substances from the gas in one step.
本発明による装置は従来公知の装置に優る、例えば、
下記の利点を示す: −幾つかの作用、例えば、イオウ吸収、試剤の湿潤、粒
子分離及び乾燥が一つの装置に集中できる。ガスの湿潤
が存続する灰分離と同じ空間に配列でき、これによって
余分の装置又は別の反応器が各部分工程のため必要とさ
れない。The device according to the invention is superior to previously known devices, for example
The following advantages are shown:-Several actions, such as sulfur absorption, reagent wetting, particle separation and drying, can be concentrated in one device. Gas wetting can be arranged in the same space as the remaining ash separation, so that no extra equipment or separate reactor is required for each sub-step.
−本発明により、フィルターが反応器中に直接に配置さ
れそしてガス管が必要ではないので、露点に非常に近
く、殆ど露点でさえ、操作することが可能であり、これ
によって露点に近い時に湿潤されるガスの運搬において
このガス管の壁上の沈着する層の問題が避けられる。露
点近くで操作できることはSO2、SO3、HCl及びHF放出の
極めて有効な脱離を生ずる。According to the invention, it is possible to operate very close to the dew point and almost even at the dew point, since the filter is placed directly in the reactor and no gas line is required, whereby the wetness is close to the dew point The problem of deposited layers on the walls of the gas pipe in the transport of the gas to be produced is avoided. It can be operated near the dew point SO 2, SO 3, resulting in desorption very effective for HCl and HF emissions.
−湿潤帯を通して粒子の内部循環は試剤又は吸収剤の消
費を切下げる。この方法により、反応器中で吸収剤の滞
留時間は本質的に長くない、好ましくは従来公知の一回
通過反応器と比較して約2から10倍長い。The internal circulation of the particles through the wetting zone reduces the consumption of the reagent or absorbent. With this method, the residence time of the absorbent in the reactor is not essentially long, preferably about 2 to 10 times longer compared to previously known single pass reactors.
−微細灰はまたこの装置でガスから分離される。灰及び
消耗された吸収剤は乾燥してかつ共通の工程で回収でき
る。ただ一つの灰除去システム及び灰処理が必要であ
る。乾燥灰及び吸収剤は空気圧で運搬できる。The fine ash is also separated from the gas in this device. The ash and spent absorbent can be dried and recovered in a common step. Only one ash removal system and ash treatment is required. Dry ash and absorbent can be transported pneumatically.
−従来公知の方法では、たんに入口ガスのSO2含量が<4
0ppmである場合には、殆ど完全なイオウ吸収がSO2含有
ガスで湿潤段階において得られる。本発明の方法によっ
て、入口ガスのSO2含量が>100ppmである場合でさえ完
全なイオウ除去が可能である。With the known method, the SO 2 content of the inlet gas is simply <4
If it is 0ppm is almost complete sulfur absorption is obtained in the wet stage SO 2 containing gas. With the method of the present invention, complete sulfur removal is possible even when the SO 2 content of the inlet gas is> 100 ppm.
−この方法は簡単である。-This method is simple.
本発明による装置において、吸収反応に関して正の効
果を有する三つの主要素が同時にかつ最適に使用でき
る: −迅速な反応を供するために露点に近い温度レベルにガ
スを冷却; −反応帯中で高いCa/Sモル;そして −吸収剤の最適な利用のため長い滞留時間。In the device according to the invention, three main elements having a positive effect on the absorption reaction can be used simultaneously and optimally:-cooling the gas to a temperature level close to the dew point to provide a rapid reaction;-high in the reaction zone. Ca / S moles; and-Long residence time for optimal utilization of the absorbent.
例として、添付の略示図に関連して、更に本発明を下
記に説明する。The invention is further described below by way of example with reference to the accompanying schematic drawings, in which:
第1図は本発明の方法を実施するための好適装置の略示
図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a preferred apparatus for performing the method of the present invention.
第2図及び第3図は本発明の方法を実施するための二つ
の他の装置の略示図であり、そして 第4図は本発明の具体例でCa/Sモル比に対するSO2減少
の比を示す。2 and 3 are schematic diagrams of two other devices for carrying out the method of the present invention, and FIG. 4 is an embodiment of the present invention in which the SO 2 reduction relative to the Ca / S molar ratio is shown. Shows the ratio.
第1図はガス入口12及び14、ガス出口ダクト16及びガ
スから分離された粒子のための排出ダクト18を備えた湿
潤反応器10を示す。この湿潤反応器にはまたガス入口の
上に湿潤反応器の中へ水又は蒸気を噴霧するためのノズ
ル20が設けられる。反応器の上方部分には上方へ流れる
ガスから粒子を分離するためのフィルター22が設けられ
る。FIG. 1 shows a wet reactor 10 with gas inlets 12 and 14, a gas outlet duct 16 and an outlet duct 18 for particles separated from the gas. The wet reactor is also provided with a nozzle 20 above the gas inlet for spraying water or steam into the wet reactor. The upper part of the reactor is provided with a filter 22 for separating particles from the gas flowing upward.
本発明による湿潤反応器は火格子炉、粉末燃料燃焼器
又は流動床燃焼器、例えば、循環流動床燃焼器の燃焼室
の後に煙道ガス管に配置でき、これによって湿潤反応器
は好ましくは熱回収ボイラーの後に配置される。湿潤反
応器に入る前に、煙道ガスは<300℃、好ましくは<150
℃に冷却される。煙道ガスからイオウ酸化物を除去する
ために、石灰石のような吸収剤を燃焼室又は流動床反応
器又はその後に供給した。この吸収剤は少なくとも一部
熱い煙道ガス中で酸化カルシウムにか焼され、これはイ
オウを硫酸カルシウム及び亜硫酸カルシウムとして吸収
する。1.5〜2.1の石灰/イオウのモル比が循環流動床反
応器で約80から95%のイオウ減少を生ずる。湿潤反応器
に入る時には煙道ガスはなおイオウ並びに未反応石灰を
含有する。本発明による湿潤反応器の重要な目的はイオ
ウの残りがまた煙道ガスから除去可能となるように煙道
ガス中で石灰又は他の吸収剤を活性化することにある。The wet reactor according to the invention can be arranged in the flue gas pipe after the combustion chamber of a grate furnace, a powder fuel combustor or a fluidized bed combustor, for example a circulating fluidized bed combustor, whereby the wet reactor is preferably heated Located after the recovery boiler. Before entering the wet reactor, the flue gas should be <300 ° C., preferably <150 ° C.
Cool to ° C. To remove sulfur oxides from the flue gas, an absorbent such as limestone was fed to the combustion chamber or fluidized bed reactor or thereafter. The absorbent is calcined to calcium oxide at least in part in hot flue gas, which absorbs sulfur as calcium sulfate and calcium sulfite. A lime / sulfur molar ratio of 1.5 to 2.1 results in about 80 to 95% sulfur reduction in a circulating fluidized bed reactor. When entering the wet reactor, the flue gas still contains sulfur as well as unreacted lime. An important purpose of the wet reactor according to the invention is to activate lime or other absorbents in the flue gas so that the remainder of the sulfur can also be removed from the flue gas.
第1図に示す装置では、イオウ及び石灰を含む煙道ガ
スが湿潤反応器の中に管24を通して運搬される。この反
応器へ煙道ガスを供給する前に、これを管26及び28に二
つの別々の煙道ガス流に分ける。管26の煙道ガス流は実
質上水噴霧20と同じレベルで反応器に導かれる。管28の
煙道ガス流は実質上より低いレベルに導かれる。In the apparatus shown in FIG. 1, flue gas containing sulfur and lime is conveyed through a tube 24 into a wet reactor. Prior to feeding the flue gas to the reactor, it is split into two separate flue gas streams in tubes 26 and 28. The flue gas stream in tube 26 is directed to the reactor at substantially the same level as water spray 20. The flue gas stream in tube 28 is directed to a substantially lower level.
一つの煙道ガス流は実質上水噴霧と同じレベルで、水
噴霧の上又は下又は正確に同じレベルで湿潤反応器に導
かれる。反応器に供給されたガスが水噴霧と十分に混合
されることは必須である。ガスと水の両方が好ましくは
下方に流れる噴霧として反応器に供給され、これは入口
から短い距離で上方に反転する。この方式でガスと水噴
霧の渦が湿潤帯中に供されそしてこれによって良好な混
合効果が得られる。One flue gas stream is directed to the wet reactor at substantially the same level as the water spray, above or below or at exactly the same level as the water spray. It is essential that the gas supplied to the reactor be well mixed with the water spray. Both gas and water are supplied to the reactor, preferably as a downward flowing spray, which reverses upward a short distance from the inlet. In this way a vortex of gas and water spray is provided in the wet zone and thus a good mixing effect is obtained.
この水噴霧は湿潤反応器中で湿潤帯30を構成する。こ
の湿潤帯で、煙道ガスが湿潤されそしてできるだけその
露点に近く、好ましくは露点から約0〜3℃に冷却され
る。湿潤帯では、石灰粒子で湿潤され、これによってイ
オウが粒子により吸収されそしてイオウとカルシウム間
の迅速なイオン反応が液相で起こる。This water spray constitutes a wet zone 30 in the wet reactor. In this humid zone, the flue gas is wetted and cooled as close as possible to its dew point, preferably to about 0-3 ° C from the dew point. In the wet zone, it is wetted with lime particles, whereby sulfur is absorbed by the particles and a rapid ionic reaction between sulfur and calcium takes place in the liquid phase.
水は好ましくはノズルから噴霧され、これは小滴、好
ましくは寸法で<100μmを生じ、そして反応器断面及
びガス流が十分にカバーされように大きく角度がつけら
れる。水は下方へ噴霧される。湿潤帯は反応器の垂直帯
をカバーし、これは好ましくは反応器の水力直径に等し
い。Water is preferably sprayed from a nozzle, which produces droplets, preferably <100 μm in size, and is angled so that the reactor cross-section and gas flow are well covered. Water is sprayed downward. The wet zone covers the vertical zone of the reactor, which is preferably equal to the hydraulic diameter of the reactor.
第1図に示す具体例では、煙道ガスはジャケットフロ
ーとして反応器に導入される。管26からガスは最初に反
応器を取囲む管形ダクト42へ運搬される。この管形ダク
トからガスは反応器壁34に形成される一つ又は複数の下
方へ向かうダクト36に更に運搬される。この反応器は壁
34と38の間の煙道ガスのため入口ダクト36を形成するよ
うに2重壁である。ダクト36から煙道ガスは反応器中の
湿潤帯30の中に入口12を通して移される。In the embodiment shown in FIG. 1, the flue gas is introduced into the reactor as a jacket flow. From tube 26 the gas is first conveyed to a tubular duct 42 surrounding the reactor. From this tubular duct, the gas is further conveyed to one or more downward ducts 36 formed in the reactor wall 34. This reactor is a wall
It is double walled to form an inlet duct 36 for the flue gas between 34 and 38. Flue gas from duct 36 is transferred through inlet 12 into wet zone 30 in the reactor.
対応的に、ガスは下方ガスダクト28から反応器を取囲
む管形ダクト42へ導かれそしてそこから更に反応器壁44
に形成される下方へ向かうダクト46へ導かれる。ダクト
46から、煙道ガスは下方部分、即ち、反応器の乾燥又は
混合帯40の中に流入する。Correspondingly, gas is led from the lower gas duct 28 to a tubular duct 42 surrounding the reactor and from there to further reactor walls 44
To a downwardly directed duct 46 formed at duct
From 46, the flue gas flows into the lower part, namely the drying or mixing zone 40 of the reactor.
湿潤反応器へのガスの導入は、例えば、ダクト26及び
28中のダンパー27及び29によって調節可能である。ガス
の導入はまたダクト46中の調節可能なスロット48によっ
て制御可能である。The introduction of gas into the wet reactor can be performed, for example, by duct 26 and
Adjustable by dampers 27 and 29 in 28. The introduction of gas is also controllable by an adjustable slot 48 in the duct 46.
ガスは乾燥帯から上方へ流れ、これによってフィルタ
ー及び湿潤帯から下方に流れる粒子を乾燥する。乾燥ガ
スの流れは反応器の下方部分中のガスの温度又は排出さ
れるべき粒子の温度に従って、部材47及び49により自動
的に調節可能である。The gas flows upward from the drying zone, thereby drying the particles flowing downward from the filter and wet zone. The flow of the drying gas is automatically adjustable by means of members 47 and 49 according to the temperature of the gas in the lower part of the reactor or the temperature of the particles to be discharged.
更に、反応器の下方部分には機械的ミキサー50が設け
られる。第1図に示す具体例は反応器の底部の上にあ
る、二つのミキサーを有しそしてブレード52が備えられ
る。このミキサーは反応器の下方部分に落下する粒子の
塊まりを破壊する。同時に、これらは粒子間の温度と湿
性度を均等化する。このミキサーは灰層から粒子の一部
を上方に乾燥帯のガス空間へ“スプラッシュ”するよう
に作動し、そこから上方に流れる熱いガス流が反応器の
上方部分でできるだけ遠く湿潤帯を通してこれらの粒子
を運ぶ。ミキサーブレードは回転する時にこれが粒子を
反応器の下方部分の一端に粒子を徐々に動かすように配
置されるとよく、前記の一端には粒子のための排出ダク
ト18が設けられる。粒子は好ましくは、図示しないオー
バーフロー板の上で排出ダクトの中に流れる。この方式
で、下方に流れる粒子の温度及び湿性度を均等化する粒
子の“バッファー”は反応器中に常に保持される。In addition, a mechanical mixer 50 is provided in the lower part of the reactor. The embodiment shown in FIG. 1 has two mixers above the bottom of the reactor and is equipped with blades 52. This mixer breaks up the clumps of particles falling into the lower part of the reactor. At the same time, they equalize the temperature and wetness between the particles. The mixer operates to "splash" some of the particles upward from the ash layer into the gas space of the drying zone, from which the hot gas stream flowing upwards passes through these wet zones as far as possible in the upper part of the reactor. Carry particles. The mixer blade may be arranged such that as it rotates, it gradually moves the particles to one end of the lower part of the reactor, said one end being provided with a discharge duct 18 for the particles. The particles preferably flow into an exhaust duct on an overflow plate, not shown. In this way, a "buffer" of particles that equalizes the temperature and wetness of the particles flowing down is always kept in the reactor.
第2図は第1図のものに類似する湿潤反応器10を示す
が、ただしガスは反応器の内部に配置されるガス入口ダ
クト54を介して反応器の下方部分に導入される。このガ
ス入口ダクトには下方へ向けられたノズル56が設けら
れ、これを通してガスは最初に反応器の下方部分に蓄積
された粒子の方へそしてその後で上方へ流れる。このよ
うにして、また反応器の下方部分に蓄積された粒子の中
でガスによる混合が得られる。FIG. 2 shows a wet reactor 10 similar to that of FIG. 1, except that gas is introduced into the lower part of the reactor via a gas inlet duct 54 located inside the reactor. The gas inlet duct is provided with a downwardly directed nozzle 56, through which the gas first flows towards the particles accumulated in the lower part of the reactor and thereafter upwards. In this way, a gaseous mixture is also obtained in the particles accumulated in the lower part of the reactor.
第2図による反応器では湿潤帯に供給された水の量は
反応器の上方部分中のガスの温度により部材21により調
節される。湿潤反応器には必要に応じてガスが均一に湿
潤されるために幾つかの異なるレベルで水ノズルを設け
ることができる。In the reactor according to FIG. 2, the quantity of water supplied to the wet zone is regulated by means of the element 21 by the temperature of the gas in the upper part of the reactor. Wet reactors can be equipped with water nozzles at several different levels to ensure uniform wetting of the gas if desired.
第1図及び第2図では、反応器はホースフィルター室
から構成され、その各々が標準フィルター及び室の下方
部分には湿潤帯及び乾燥帯を有する。1 and 2, the reactor consists of a hose filter chamber, each of which has a standard filter and a wet zone and a dry zone in the lower part of the chamber.
第3図はフィルター60が反応器室のすぐ外側に配置さ
れる反応器を示す。かくして、内部循環に加えて、また
粒子の外部循環が反応器で行なわれる。湿潤帯30で湿潤
された粒子はそれ自体ガスから分離しそしてその重さの
故に、乾燥部分に下方へ流れ、ここでこれらは乾燥ガス
の影響下に置かれる。乾燥後粒子はガスでエントレイン
されて再び上方へ流れ、これによって内部循環を構成す
る。湿潤された粒子の一部は反応器の上方部分及びフィ
ルター60へガスに従いそして乾燥部分40へダクト62を介
して戻されよう。必要に応じて、粒子は出口装置64によ
り循環から取出され、これは弁66で閉鎖できる。FIG. 3 shows a reactor where the filter 60 is located just outside the reactor chamber. Thus, in addition to the internal circulation, also an external circulation of the particles takes place in the reactor. The particles wetted in the wetting zone 30 separate themselves from the gas and, due to their weight, flow downwards to the drying section, where they are placed under the influence of the drying gas. After drying, the particles are entrained with gas and flow upward again, thereby forming an internal circulation. Some of the wetted particles will follow the gas to the upper portion of the reactor and filter 60 and return to the dry portion 40 via duct 62. If necessary, the particles are removed from the circulation by an outlet device 64, which can be closed by a valve 66.
第3図では、煙道ガス入口ダクト26及び28は燃焼工程
の異なる個所に接続でき、例えば、このためダクト26を
介して反応器へ導かれたガスはダクト28を介して導かれ
たガスより更に冷却され、このダクトは乾燥工程を確実
にするためにより熱いガスを導く。In FIG. 3, the flue gas inlet ducts 26 and 28 can be connected at different points in the combustion process, for example so that the gas conducted to the reactor via duct 26 is less than the gas conducted via duct 28. Further cooled, this duct directs hotter gas to ensure the drying process.
従来技術と比較すると、本発明は特定の石炭及び石灰
石グレードで行なった試験の添付結果に示すように、ず
っと低い石灰消費で煙道ガスのずっと良好なイオウ吸収
を供する。Compared with the prior art, the present invention provides much better sulfur absorption of flue gas with much lower lime consumption, as shown in the accompanying results of tests performed on certain coal and limestone grades.
例 第1図に従った装置を試験ランに使用した。湿潤反応
器に循環流動床反応器から870℃の煙道ガスを供給し、
それにモル比Ca/Sが1.41−2.33である石灰石を供給し
た。煙道ガスの理論的SO2含量は860から960ppmであっ
た。湿潤反応器に入る煙道ガスのSO2含量が約60から201
ppmであるような方式で、煙道ガスに含まれるイオウは
湿潤反応器の前の循環流動床反応器中で既に反応した。
このガスを約139から160℃の温度で湿潤反応器の中に導
いた。湿潤反応器中のガスの理論的露点は約54℃であっ
た。EXAMPLE The device according to FIG. 1 was used for a test run. Supplying the wet reactor with flue gas at 870 ° C. from the circulating fluidized bed reactor,
Limestone with a molar ratio Ca / S of 1.41 to 2.33 was supplied to it. Theoretical SO 2 content of the flue gas was 960ppm from 860. From SO 2 content of about 60 of the flue gas entering the wet reactor 201
In such a way as to be ppm, the sulfur contained in the flue gas has already reacted in the circulating fluidized bed reactor before the wet reactor.
This gas was led into the wet reactor at a temperature of about 139 to 160 ° C. The theoretical dew point of the gas in the wet reactor was about 54 ° C.
試験結果を下記の表に示す。 The test results are shown in the table below.
この試験結果から本発明による方法で、最終反応が露
点に近く、即ち、露点から1−5℃で起こる時には非常
に低いCa/Sモル比でさえイオウ吸収が殆ど完全であるこ
とが明白に示される。最も高い温度、即ち、露点から10
−30℃、そして従来公知の方法よりずっと低い石灰消費
でさえ、非常に良好な結果が得られる。 The test results clearly show that the method according to the invention has almost complete sulfur absorption even at very low Ca / S molar ratios when the final reaction is close to the dew point, ie at 1-5 ° C from the dew point. It is. Highest temperature, ie 10 from dew point
Very good results are obtained at -30 ° C., and even at a much lower lime consumption than previously known methods.
文献の情報によれば、従来技術の湿潤反応器はCa/S=
2.22のモル比で約90%SO2減少を生じた。約98%のSO2減
少はモル比がCa/S=4であるまで得られなかった。According to literature information, prior art wet reactors have Ca / S =
Resulted in approximately 90% SO 2 reduction in a molar ratio of 2.22. SO 2 reduction of about 98% molar ratio is not obtained until at Ca / S = 4.
第4図は本発明による方法を適用する時に試験ランの
前記のシリーズで受けたCa/Sモル比に対するSO2減少の
比を示す。比較として、この図はまた試験ランが湿潤反
応器なしで行なわれた時のCa/Sモル比に対するSO2減少
の比を示す。FIG. 4 shows the ratio of SO 2 reduction to Ca / S molar ratio received in the above series of test runs when applying the method according to the invention. As a comparison, this figure also shows the ratio of SO 2 reduction to Ca / S molar ratio when the test run was performed without a wet reactor.
結論として、本発明は幾つかの異なる工程の幾つかの
段階を全体に結合することができる: −フィルターカセット等の下の空間から作られる湿潤反
応器。この空間に配置されるノズルシステムは灰及び吸
収剤粒子を湿潤するためそして露点に近い温度、即ち、
そこから0−20℃で煙道ガスを落下させるための水を噴
霧する。In conclusion, the present invention can combine several stages of several different processes in total: a wet reactor made from the lower space, such as a filter cassette. A nozzle system located in this space wets the ash and absorbent particles and at a temperature close to the dew point,
From there, spray water at 0-20 ° C to drop the flue gas.
−織物フィルター等、これは圧力パルス、バックウォッ
シュ又は振とうと共に、通常の向流洗浄原理で作動す
る。-Such as a textile filter, which operates on the usual countercurrent washing principle, together with a pressure pulse, backwash or shaking.
−例えば、反応器の底部で受入れホッパーに配置される
灰及び吸収剤のための組合わせた混合及び輸送装置。こ
の混合装置は好ましくは湿潤された時に壁とフィルター
から落下しかつ熱いガス流により乾燥される沈着物を破
壊するような高い速度で回転する。-Combined mixing and transport equipment for ash and sorbent, for example, placed in a receiving hopper at the bottom of the reactor. The mixing device preferably rotates at such a high speed as to fall off the walls and filters when wetted and destroy deposits which are dried by the hot gas stream.
−灰と吸収剤の循環、これは反応器の下方部分を介して
反応器の中に入る煙道ガスの一部を吹込むことによって
起こる。ガスが流動化しかつ粒子塊が反応器の下方部分
に蓄積するような方式でガスはまたミキサーの下から反
応器の中に吹込まれる。側壁からくる主ガス流と共にそ
の下方部分から反応器の中に導入されたガスは湿潤反応
器の上方部分から落下する粒子の湿性塊まりを乾燥す
る。このガスは湿潤帯の中に戻る粒子の一部を捕え、こ
れによって湿潤反応器中で粒子の内部循環を生ずる。-Circulation of ash and absorbent, which occurs by blowing part of the flue gas entering the reactor via the lower part of the reactor. The gas is also blown into the reactor from beneath the mixer in such a way that the gas is fluidized and agglomerates accumulate in the lower part of the reactor. The gas introduced into the reactor from its lower part together with the main gas stream coming from the side walls dries the wet mass of particles falling from the upper part of the wet reactor. This gas traps a portion of the particles returning into the wet zone, thereby creating an internal circulation of the particles in the wet reactor.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01D 53/81 B01D 53/34 ZAB ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical display location B01D 53/81 B01D 53/34 ZAB
Claims (20)
いて生じた、イオウ酸化物、塩素又はフッ素化合物のよ
うな汚染物を含むガスの精製法であって、 −工程の中で又は後で、ガス中に含まれる汚染物と反応
する試剤及び/又は吸収剤をガスに加え、 −ガスに含まれる試剤及び/又は吸収剤を活性化するた
めに水又は蒸気によりガスを湿潤するための湿潤反応器
の中にガスを導入し、ここでガスは湿潤反応器の下方部
分の乾燥帯に導入し、それが更に上方の、湿潤反応器の
湿潤帯に導入され、ここでガス及び試剤及び/又は吸収
剤から調製された懸濁液が水及び/又は蒸気で湿潤さ
れ、そして −湿潤反応器からガスを排出する前に、完全に又は部分
的に反応した試剤及び/又は吸収剤粒子を湿潤反応器の
上方部分中に配置されたフィルターで分離することによ
る、 ガスの精製法において、 −ガスから分離された粒子から形成された灰層を湿潤反
応器の下方部分のガス入口のレベルより下に保ち、そし
て 湿潤反応器の上方部分から下方へ落下する湿った灰粒子
及び水滴を混合し、灰層の温度と湿性度を均質化するこ
と を特徴とする前記のガスの精製法。1. A process for purifying a gas containing contaminants such as sulfur oxides, chlorine or fluorine compounds produced in a combustion process, a gasification process or a chemical process, etc., wherein: Adding a reagent and / or absorbent that reacts with contaminants contained in the gas to the gas; wetting to wet the gas with water or steam to activate the reagent and / or absorbent contained in the gas; Gas is introduced into the reactor, where the gas is introduced into a drying zone in the lower part of the wet reactor, which is further introduced into the wet zone of the wet reactor, where the gas and reagents and / or Or a suspension prepared from the absorbent is wetted with water and / or steam, and-fully or partially reacted reagent and / or absorbent particles are wetted before venting the gas from the wet reactor. Filter located in the upper part of the reactor A gas purification process by separating the ash layer formed from the particles separated from the gas below the level of the gas inlet in the lower part of the wet reactor and from the upper part of the wet reactor The method for purifying a gas as described above, wherein the wet ash particles and water drops falling downward are mixed to homogenize the temperature and wetness of the ash layer.
が間欠的に脱離されそして次に湿潤帯へ及び/又は湿潤
反応器の下方部分へ落下されることを特徴とする請求項
1に記載の方法。2. The method as claimed in claim 1, wherein the solid particles separated from the gas by the filter are intermittently desorbed and then fall into the wetting zone and / or into the lower part of the wetting reactor. the method of.
させるため、入口ガスを該粒子と接触させることを特徴
とする請求項1に記載の方法。3. The method according to claim 1, wherein an inlet gas is contacted with the wet particles to dry the wet particles flowing downward from the wet zone.
潤反応器の下方部分に蓄積された粒子の一部をその上方
部分に移動させることを特徴とする請求項1に記載の方
法。4. The method according to claim 1, wherein the gas supplied to the space below the wetting zone moves a part of the particles accumulated in the lower part of the wetting reactor to the upper part. Method.
するためのミキサーが配置されることを特徴とする請求
項1に記載の方法。5. The method according to claim 1, wherein the ash layer is provided with a mixer for mixing the ash layer with wet particles and water droplets.
るグラインダーにもなることを特徴とする請求項5に記
載の方法。6. The method of claim 5, wherein the mixer is also a grinder for breaking up large clumps of particles.
なくとも一部が下方に向かう一つ又はそれ以上の噴霧と
して供給され、このためこのガス噴霧が反応器の下方部
分に蓄積された粒子の塊まりを破壊し、そして粒子を混
合することを特徴とする請求項1に記載の方法。7. The gas supplied to the space below the humid zone is supplied at least in part as one or more downward sprays, so that this gas spray is accumulated in the lower part of the reactor. The method of claim 1 wherein the clumps of particles are broken and the particles are mixed.
ることを特徴とする請求項1に記載の方法。8. The method according to claim 1, wherein the particles are discharged from a lower part of the wet reactor.
の一部が湿潤反応器に再循環されることを特徴とする請
求項8に記載の方法。9. The method according to claim 8, wherein a part of the particles discharged from the lower part of the wet reactor is recycled to the wet reactor.
潤されることを特徴とする請求項9に記載の方法。10. The method according to claim 9, wherein the particles are wetted outside the wet reactor before recirculation.
℃の温度に冷却されることを特徴とする請求項1に記載
の方法。11. The method according to claim 1, wherein the gas has a dew point of between about 0 and 20 in the wet reactor.
The method of claim 1 wherein the method is cooled to a temperature of ° C.
されることを特徴とする請求項11に記載の方法。12. The method according to claim 11, wherein the gas is cooled to a temperature of about 0-10 ° C. above the dew point.
も50kgであることを特徴とする請求項1に記載の方法。13. The method according to claim 1, wherein the amount of ash layer is at least 50 kg / m 3 / s of inlet gas.
を特徴とする請求項1に記載の方法。14. The method according to claim 1, wherein the thickness of the ash layer is at least 25 cm.
ルより下の灰層が均質化処理をされ、一方灰層が該処理
の作用のレベルまで少なくとも達することを特徴とする
請求項1に記載の方法。15. The method according to claim 1, wherein the ash layer below the level of the gas inlet in the lower part of the wet reactor is homogenized, while the ash layer at least reaches the level of operation of the process. The described method.
も一部がジャケットフローとして湿潤反応器に供給さ
れ、このためガスが下方に流れる噴霧として湿潤反応器
の壁に及び/又は湿潤反応器の壁に沿って配置されたダ
クトを通して湿潤帯に流入し、これによってジャケット
フローは壁が冷たくなるのを阻止しそして固体の層が壁
の上に沈着することを阻止することを特徴とする請求項
1に記載の方法。16. At least a portion of the gas to be introduced into the wetting zone is supplied to the wetting reactor as a jacket flow, so that the gas flows downward as a spray to the walls of the wetting reactor and / or to the wetting reactor. A wet flow zone through a duct located along the wall, whereby the jacket flow prevents the wall from cooling and prevents a solid layer from depositing on the wall. 2. The method according to 1.
も一部がジャケットフローとして湿潤反応器の中に導か
れ、このためガスが湿潤反応器の壁に配置されたダクト
を介して乾燥帯に流入し、これによって壁の冷却が阻止
されることを特徴とする請求項1に記載の方法。17. At least a part of the gas to be introduced into the drying zone is led into the wet reactor as a jacket flow, so that the gas is introduced into the drying zone via a duct arranged in the wall of the wet reactor. The method according to claim 1, wherein the cooling in of the wall is prevented.
噴霧として供給されることを特徴とする請求項1に記載
の方法。18. The method of claim 1, wherein the water or steam is provided as a downward spray into the wet zone.
帯の中に供給されることを特徴とする請求項1に記載の
方法。19. The method according to claim 1, wherein the water or steam is fed into a plurality of zones in the wet zone of the reactor.
環が、排出されるべき灰の流れを調節することによって
制御されることを特徴とする請求項1に記載の方法。20. The method according to claim 1, wherein recirculation or internal particle circulation in the wet reactor is controlled by adjusting the ash flow to be discharged.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP3513588A JP2695988B2 (en) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | Waste gas purification method |
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JP3513588A JP2695988B2 (en) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | Waste gas purification method |
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JPH07500525A JPH07500525A (en) | 1995-01-19 |
JP2695988B2 true JP2695988B2 (en) | 1998-01-14 |
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JP3513588A Expired - Lifetime JP2695988B2 (en) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | Waste gas purification method |
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- 1991-08-22 JP JP3513588A patent/JP2695988B2/en not_active Expired - Lifetime
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