JPH0587288B2 - - Google Patents

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JPH0587288B2
JPH0587288B2 JP60501500A JP50150085A JPH0587288B2 JP H0587288 B2 JPH0587288 B2 JP H0587288B2 JP 60501500 A JP60501500 A JP 60501500A JP 50150085 A JP50150085 A JP 50150085A JP H0587288 B2 JPH0587288 B2 JP H0587288B2
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    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/02—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/48—Sulfur compounds
    • B01D53/50—Sulfur oxides
    • B01D53/501—Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L15/00—Heating of air supplied for combustion
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
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Description

請求の範囲 １ 汚染ガスを発生するプラントに連結した蓄熱
式熱交換器を備え、前記熱交換器は交互に使用す
る少なくとも２つのユニツト１４を備え、各ユニ
ツトは蓄熱体をもつた蓄積スペース１５をもち、
かつ燃焼ガスと空気を夫々通過させる連結部１
３，２５，２６，１２を備えている如き空気を予
熱し、ガス、特に燃焼ガスを浄化する装置におい
て、蓄積スペース１５が蓄熱体を保持するチヤン
バを形成する孔あき壁２２，２３を備え、前記壁
はガスの浄化と空気の予熱のためにガスと空気の
基本的な横断流を夫々生ぜしめ、蓄熱体が或る量
の塩基性粒子１６を含み、各ユニツトが下端にあ
る連結部２５，２６、上端にある他の連結部１
２，１３、及び蓄積スペースを通る流れを導く切
換弁２１，２４を備えて、汚染ガスを１方向に通
過させ、これと交替に空気を反対方向に通過させ
るようになし、各ユニツト１４とガス入口連結部
１３を、蓄積スペース内の温度が燃焼ガス中の水
分の露点より下に低下するように、配置したこと
を特徴とする空気予熱及びガス浄化装置。
２ 連結部１３，２５，２６，１２をガスが蓄積
スペースを上から下へ通過し、空気が下から上へ
通過するように、配置したことを特徴とする請求
の範囲第１項記載の装置。
３ 前記連結部を、ガスが蓄積スペースの内部か
ら外へ通過し、空気が外部から内へ通過するよう
に、配置したことを特徴とする請求の範囲第１項
記載の装置。
４ 前記壁は前記スペースを少なくとも２つのチ
ヤンバに分ける仕切壁とすることを特徴とする請
求の範囲第２項又は第３項記載の装置。
５ 塩基性粒子を浄化する装置２７と、粒子を蓄
積スペース１５から装置２７へ送りそして蓄積ス
ペースへ戻すためのそしてそこから使用済みの材
料を除去するための手段２８，２９，３０を備え
たことを特徴とする請求の範囲第１項乃至第４項
の何れか１項に記載の装置。
６ 浄化装置２７が加熱された回転ドラムを含む
ことを特徴とする請求の範囲第５項記載の装置。
７ 浄化装置２７が加熱された空気の１部を受入
れる連結部３２を備えたことを特徴とする請求の
範囲第６項又は第７項記載の装置。
８ 加熱された空気の１部を、汚染ガスを発生す
る炉のバーナー１１へ送る管手段１２を備えたこ
とを特徴とする請求の範囲第１項乃至第７項の何
れか１項に記載の装置。
９ 任意量の加熱された空気を燃焼ガス排出かへ
送る管３３を備えたことを特徴とする請求の範囲
第１項乃至第８項の何れか１項に記載の装置。
１０ 排出燃焼ガス中の二酸化硫黄の含量を測定
し、粒子を蓄積スペースに入れたり出したりさせ
る移送を制御して強塩基性接触面に予定の反応値
を維持させるための手段３１を備えたことを特徴
とする請求の範囲第５項乃至第９項の何れか１項
に記載の装置。
ガス特に燃焼ガスの浄化装置 炉から出た燃焼ガスは燃焼プラント又は普通の
熱交換器では再生できない或る量の熱エネルギー
を含んでいる。また硫黄化合物、ちり粒子、その
他の汚染物の如き腐食性物質を含んでいる。これ
らの物質は除去が困難であり、環境問題を提起す
る。
本発明の目的は、燃焼ガス中の残留熱を空気加
熱用に有効に利用すると共に前記ガスを浄化し
て、腐食性／酸性の化合物を中和し、ガス中に含
まれた灰、粒子と結合した重金属及び或る種のガ
ス状水銀化合物を収集する装置を提供することに
ある。残りの産物は簡単に廃棄できる化学的に安
定した化合物となる。
本発明は、汚染ガスを発生するプラントに連結
した蓄熱式熱交換器を備え、前記熱交換器は交互
に使用する少なくとも２つのユニツトを備え、各
ユニツトは蓄熱体をもつた蓄積スペースをもち、
かつ燃焼ガスと空気を夫々通過させる連結部を備
えている。そして本発明の特徴は蓄熱体が或る量
の塩基性粒子を含み、各ユニツトが下端にある連
結部、上端にある他の連結部、及び蓄積スペース
を通る流れを導く切換弁を備えて、汚染ガスを１
方向に通過させ、これと交替に空気を反対方向に
通過させるようになし、各ユニツトとガス入口連
結部を、蓄積スペース内の温度が燃焼ガス中の水
分の露点より下に低下するように、配置した点に
ある。
水分は浮遊している灰、粒子と結合している重
金属、或る種のガス状水銀化合物と結合し、二酸
化硫黄と塩基性粒子との反応を促進させる。
蓄積スペースとの結部は好適には、ガスが蓄積
スペースを上から下へ通過し、空気が下から上へ
通過するように配置する。別法としては、この連
結部はガスが蓄積スペースの内部から外へ、空気
が外部から内へ通過するように配置する。好適に
は蓄積スペースは内部に孔あきの部分壁を備え
て、前記スペースを少なくとも２つのチヤンバに
分割して、ガスと空気の基本的に横断する流れを
夫々生ぜしめるように構成する。
熱交換器は好適には、塩基性粒子を浄化するた
めの、及び粒子を蓄積スペースから装置へ移送し
そして蓄積スペースへ戻すための、そしてそこか
ら使用済みの材料を除去するための装置と組合わ
される。浄化装置は好適には回転する、加熱され
たドラムを含む。これは加熱された空気の１部を
受入れる結部を備えて、化学反応が続するように
する。この場合には、粒子に結合した亜硫酸カル
シウムを更に酸化して硫酸カルシウムに酸化させ
る。この硫酸カルシウムは安定した不活性の残り
の産物であり、殆ど不都合なしに廃棄することが
できる。粒子の化学的に消耗された表面層はドラ
ムの回転中に削り取られ、このため粒子を再使用
のために熱交換器に戻したとき新鮮な材料を使用
することができる。
加熱された空気の１部は、汚染ガスを発生する
炉のバーナへ送られる。
或る作業条件下では、熱交換器内で過剰量の加
熱空気が作られる。この空気は好適には、ガスの
上昇性を増すためにガス排出管に送られる。
熱交換器は好適には、排出燃焼ガス中の二酸化
硫黄の含量を測定し、粒子を蓄積スペースに入れ
たり出したりする移送を制御して強塩基性接触面
に予定の反応値を維持させるための手段を備え
る。
本発明を図につき説明する。
第１図は炉に連結した本発明の熱交換器と、蓄
熱装置の断面図； 第２図乃至第４図は蓄積スペースとその中の通
路の異なつた構成を夫々示す図である。
第１図は１０で示すボイラーの１部をなす炉は
ガス状、液状又は固状の燃料用バナー１１を備
え、このバーナには管１２を経て燃料ガス浄化
器／熱交換器から加熱空気を供給する。ボイラ
ー／炉に連結した燃料ガス管を１３で示す。
燃焼ガス中の残留熱を再生し、このガス中の望
ましくない生成物を無害とするために、熱交換
器／フイルタ１４を備える。別法としては前記熱
交換器／フイルタに燃焼ガスを通して、その残留
熱の１部を放出させ、そして空気を通して、この
空気を加熱させる。それ故図にはユニツトを１つ
だけ示しているが、プラントには少なくとも２つ
のほぼ同形のユニツトを備える。好適には第３の
ユニツトを予備として備え、各ユニツトを順番に
掃除と解体のために切離せるようにする。
熱交換器ユニツトの形状は変更してもよく、そ
の寸法は燃焼プラントの能力に依存する。好適実
施例は搭状の構造とし、その底部の寸法は高さよ
り小さくし、塩基性の粒子１６を入れる蓄積スペ
ース１５を設ける。この粒子は好適には破砕した
石灰石又は同様の材料を含むが、塩基性の表面被
覆をもつマカダム又はその他の担体で構成しても
よい。
図示の実施例では、蓄積スペースに設けた底部
１７は中心の縦のスロツト１８から下方かつ両側
に出口１９へ傾いている。これらの出口は蓋２０
で閉じ、スロツト１８の近くにフラツプ弁２１を
設ける。
蓄積スペース１５は内部と外部の仕切壁２２と
２３を備える。内部仕切壁２２はスロツト１８の
上方に設け、このスロツトの上方にくさび形の空
所を形成する。外部仕切壁２３は内部仕切壁に平
行として、該ユニツトの側壁と外壁との間にくさ
び形空所を形成する。
該ユニツトのリツジ形の屋根部はバーナに至る
空気管１２と燃焼ガス管１３のための結部を夫々
もち、屋根部内に第２のフラツプ弁２４を備え
る。最終ガス流出部は２５で示し、底部１７の下
のスペースから出ている。
燃焼ガスと空気を択一的に蓄積スペースに通
し、１プラントで２つのユニツトを作動させる場
合、一方のユニツトに粒子加熱用ガスを供給する
と共に、他方のユニツトには前に加熱された粒子
によつて加熱する空気を供給する。或る作業時間
の経過後、これらの流体の流れを逆転させる。
図示の作業状態では、熱交換器１４に空気を通
して、前の段階で粒子に吸収された熱を利用す
る。
底部１７の下方のスペースの１側に開口２６か
ら空気を入れる。この開口は燃焼ガス管２５の連
結部の反対側にある。フラツプ弁２１を図中で右
方へ回動すると、開口２６はスロツト１８を経て
２つの内部仕切壁２２間のスペースと連結する。
仕切壁のこの構成によつて空気が、後には燃焼
ガスが、ほぼ均等な厚さをもつ粒子層をほぼ水平
に通過する。
上方のフラツプ弁２４を回動させると燃焼ガス
管１３との連絡を絶つが、空気管との連絡を維持
する。フラツプ弁２４，２１をそれらの択一的な
位置に回動させると、燃焼ガスの連結部を開くと
共に空気通路を閉じまた前者を閉じて後者を開く
ことができる。
燃焼ガス中には通常若干の水分があり、普通の
プラントでは、ガス排出温度を高く保つて、ボイ
ラー加熱面に凝縮する危険性がないようにする。
このことは、排出ガス中にまだ多くの残留熱があ
ることを意味する。
蓄積スペース１５と、燃焼ガス出口への連結部
は、本発明により蓄積スペース内で流れの凝縮が
起こるように配置する。析出した水分は燃焼ガス
中の二酸化硫黄と塩基性粒子との反応を促進し、
亜硫酸カルシウムを作る。蓄積スペースの大部分
内に存在する粘着性の粒子と水分は浮遊している
灰と、粒子と結合した重金属及び或る種のガス状
水銀化合物を捕進する能力が大きい。
空気の予熱のほかに良好なガス浄化を行う。後
で空気が粒子を通過して加熱されるとき、最初に
作られた亜硫酸カルシウムは少なくとも部分的に
それ以上酸化してもつて安定した最終製品の硫酸
カルシウムになる。
何時間か使用した後には粒子表面層の反応活性
は小さくなる。粒子はゆつくり該ユニツト内を下
降し、この使用済みの材料を底から除去すると共
に、新しい反応性のある材料を上部から供給す
る。
図中の２７はケース（図示せず）内の回転ドラ
ムを示し、このドラムに粒子を運搬手段２８によ
つて供給する。ユニツトの反対側からの粒子の搬
出はほぼ同形の手段で行う。この搬出径路は破線
２９で示す。
粒子の再生と機械的浄化はドラム２７内で行
う。粒子の表面層は、例えば、ドラムが孔あきで
あることによつて、全体的に又は部分的にすり減
り、分離する。ここで粒子から生じた粉状物と小
片を除去し、浄化した粒子を適切な手段（図示せ
ず）によつてドラムから送出する。
この浄化装置は好適には２つの熱交換ユニツト
に共通に使用し、そして過剰量の粒子を収容し、
両蓄積スペースが満たされている間に前記過剰量
の粒子を処理している。
蓄積スペースへの戻しはバケツトやスクリユー
コンベヤの如き好適な装置３０で行う。燃焼ガス
出部に連結した装置３１はプラントを出る燃焼ガ
ス中の二酸化硫黄の含量を感知し、粒子の循環を
制御して二酸化硫黄含量が予定値を越えないよう
にする。
燃焼ガスの熱含量はバーナに送る空気を加熱す
るのに使う量より普通は高い。余剰の空気は管３
２からドラム２７へ送る。この高温の空気は粒子
上の亜硫酸カルシウムの酸化を促進して硫酸カル
シウムにする。この硫酸カルシウムは安定した余
分の生成物であり、機械的磨滅や洗浄によつて粒
子から容易に分離できる。ドラムを出た空気は或
る量のちりを含んでおり、好適には燃焼ガス管１
３に又は直接にユニツト１４に送り、この汚染さ
れた空気がちりを収集する粒子蓄積部を通るよう
にする。
過剰の空気を浄化装置２７が必要としない場合
には、燃焼ガスの上昇性を増すためにノズル３４
まで延在する管３３によつて燃焼ガス排出部２５
に送る。
第２〜４図は粒子蓄積部、燃焼ガス及びこれに
連結した空気管の他の実施例を示す。空気通路は
実線で、燃焼ガス通路は破線で示す。
第２図の実施例は第１図の実施例に大部分一致
するが、蓄積スペース１５ａの形が逆Ｖ形に似て
いる。仕切壁２２ａ，２３ａは粒子の固有の休止
角にほぼ一致するか又はそれより僅かに大きい角
度で傾斜する。
この場合冷えた側の比較的小さい表面がまだ腐
食性を有するガスに対してさらされる。
第３図は蓄積スペースを画成する壁２２ｂ，２
３ｂの形を正規のＶ形とした実施例を示す。この
場合冷えた側の表面は前の実施例の表面よりそれ
相応に大きいが、凝縮を防止するために絶縁する
必要のある小さな表面が暖かい側だけにある。
第４図に示す如く、仕切壁２２ｃ，２３ｃは垂
直に置くことができる。こうして２つの平行な部
分蓄積柱１５ｃを形成する。これらの柱は完全に
分離するか又は粒子の供給・送出手段によつて連
結する。燃焼ガスは中から外へ通過すると共に空
気は外から内へ通過する。
上述の実施例は単なる例示であり、各構成分に
は種々の変更が可能である。蓄積スペースは２つ
の仕切壁間に置いた１本の柱としてもよく、底部
１７は両側面を中心向かつて傾斜するように構成
してもよい。こうすれば粒子の送出が簡単にな
る。
回転ドラム２７の代わりに振動ふるい又はこれ
と同様な装置としてもよい。この場合粒子は機械
磨滅と空気の影響を受けると同様に小さな粒子が
除かれる。
本発明を炉に使用するものとして説明したが、
熱い、汚染ガスを発生する工業プロセスに関して
本発明を使用できることは明らかである。
JP60501500A 1984-03-16 1985-03-18 ガス特に燃焼ガスの浄化装置 Granted JPS61501618A (ja)

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US (1) US4784836A (ja)
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AU (1) AU581215B2 (ja)
DE (1) DE3570511D1 (ja)
DK (1) DK153907C (ja)
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