[发明专利]废气用干式同时脱硫脱硝装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种废气用干式同时脱硫脱硝装置，其用于处理自焚烧炉或燃烧炉排出的废气、来自船舶引擎的废气或柴油机发电的废气等，以脱硝自由基及脱硫自由基去除燃烧废气中的硫氧化物(SO₂)及氮氧化物(NO)。

背景技术

若燃烧煤或石油、一般废弃物、工业废弃物、木质生物物质等，则会生成来自燃料中所含有的硫及氮的硫氧化物及氮氧化物。由于这些对环境或健康会造成影响，因而限制其排出量。以往，为处理含有硫氧化物或氮氧化物的废气，使用氨及触媒的触媒脱硝法(SCR)、使用石灰石的湿式脱硫法(FGD)主要使用于电力工业用锅炉或一般工业自用发电锅炉。

然而，由于这些装置体积较大，因而设置面积与装置成本较大，由于需要触媒或石灰石，因而运转成本也较大，由于湿式脱硫装置需要水，因而其使用局限于可大量使用水的地域，由于需要脱硫排水处理装置，因而需要其装置成本及运转成本，因此，这些装置不适合中小规模的焚烧炉、建立于内地的炉，目前使用不安装废气处理装置或将氨吹入炉内的简易脱硝法或吹入熟石灰的简易脱硫法。上述简便法的脱硝率或脱硫率为30～50％左右。

然而，若考虑今后环保限制的强化，则可得知即使中小规模的焚烧炉也会受到与大型焚烧炉同样的限制，因此迫切期盼更小型、价格低廉且高效率的干式同时脱硫脱硝装置的开发。再有，由于目前对船舶引擎或柴油机发电的限制较宽松，因而不必采取脱硫脱硝对策。然而，有鉴于欧美的动向，不久后我国的限制也将变严格。

近年来，新的干式同时脱硫脱硝装置已知有利用电子束的方法(参考专利文献1)、利用电晕放电的方法(参考专利文献2)及利用脉冲放电的方法(参考专利文献3)。然而，由于这些方法均直接将电子束照射于大量废气，或使其通过放电管，因而其耗电量的降低，换句话说，能量效率(去除1g的NO或SO₂等所需电量(kWh))的降低成为较大的课题。

对此，本申请案的发明人以往曾提出了以低温等离子体生成氨自由基，将其吹入废气中的脱硝方法来作为价格低廉且高效率进行脱硝的废气处理方法(参考专利文献4)。

图9(a)是具备了该方法中所使用的脱硝装置的燃烧成套设备的概念性整体构成图，(b)是概念性地表示该脱硝装置的主要部分构成的图。

如图9(a)所示，该焚烧装置101具备：燃烧炉102、炉出口103、触媒型脱硝装置104、热交换器105、集尘器106、脱硫装置107及烟筒108，将具有上述特征的脱硝装置110设置于燃烧炉102、炉出口103的适当的多个部位。

如图9(b)所示，脱硝装置110具备：混合器115，分别接受来自NH₃供应部111、Ar供应部的NH₃气、Ar气的供应而生成混合气体；放电管112，由阴极外筒112a及阳极内筒112b的圆筒双重管构成；等离子体电源113，用以将交流高电压施加于该阳极内筒112b；导管122，用以将来自混合器115的混合气体供应到放电管112出口侧；以及吹入口125，用以将放电管112中所生成的脱硝自由基吹入燃烧炉102、炉出口103内。

在上述构成中，根据该脱硝装置110，来自混合器115的NH₃气、Ar气的混合气体导入放电管112入口侧，在由该电极对112a、112b构成的圆筒双重管内高效率地自由基化，从吹入口125吹入废气中，在混合部S中与NO混合、反应，生成N₂、H₂O，可高效率进行脱硝。

另外，相同混合气体从设置于放电管112出口侧的导管122吹入所生成的第一自由基，生成含有高浓度的NH₂自由基及NH自由基的第二自由基，由此，实现其高效率。

然而，该装置110，即，专利文献4中所记载的发明，在实用范围即废气中含氧浓度为5％的条件下，脱硝率低至60％左右，要求进一步改善。另外，完全没考虑到废气中与氮氧化物同时所含的硫氧化物的去除，即，脱硫。

专利文献1：日本特许第3361200号公报

专利文献2：日本特开平10-235137号公报

专利文献3：日本特开平10-118448号公报

专利文献4：日本特开2004-89752号公报

发明内容

本发明是用以解决上述问题而构成，其目的在于提供一种可同时且高效率去除废气中的硫氧化物及氮氧化物的小型、价格低廉的废气用干式同时脱硫脱硝装置。