专利名称：废气处理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及净化处理从使用含有高硫成分燃料的锅炉设备等排出的高温废气的废气处理系统。
背景技术：
图3表示以往的废气处理系统的示意构成。如图3所示，以往的废气处理系统是，对于从锅炉001排出的废气，连续配置脱硝装置002、空气加热器003、干式电集尘器004、抽风机005、脱硫装置006、湿式电集尘器007、烟囱008而构成。
所以，从锅炉001排出的废气，首先在脱硝装置002中，通过对废气中的氮氧化物添加氨进行脱硝。接着，在空气加热器中冷却到规定的温度以下之后，送往干式电集尘器004中，在该干式电集尘器004中，吸附除去废气中的煤尘和对废气中的硫氧化物(SO3)添加氨而变成硫铵(硫酸铵)的微粒子。然后，用抽风机005吸入废气，增湿冷却之后，通入到脱硫装置006中，在此，废气中的硫氧化物(SO2)吸附到石灰石上，被除去。接着利用湿式电集尘器007，将废气中残留的硫氧化物(SO3)的微粒子吸附除去，之后，通过烟囱排放到大气中。
并且，在专利第3272366号公报中提出了以上所述的以往的废气处理系统。
象上述的锅炉设备中，使用价格便宜的燃料来降低燃料费。而另一方面，近年来，环境问题越来越被重视，即使使用价格便宜的燃料，也必须对废气中的氮氧化物和硫氧化物进行进一步严格的处理。
可是，在上述的以往的废气处理系统中，因废气中的三氧化硫(SO3)含量多，所以在干式电集尘器004中，通过添加氨把三氧化硫变成硫铵吸附除去，因此需要大量的氨，就有处理费用增加的问题。还有，干式电集尘器004本来是吸附废气中煤尘的，可是，因为吸附大量的硫铵，所以有不能充分吸附除去煤尘的缺点。
还有，在干式电集尘器004中，不能完全除去废气中的三氧化硫，并且另一方面，脱硫装置006是吸附除去废气中的二氧化硫(SO2)的，在其下游侧设置了湿式电集尘器007，以吸附除去在废气中残留的三氧化硫。因此，需要2个集尘器004、007，因而就有系统大型化，同时设备费用增大的问题。
发明内容
本发明是为解决象上述那样的问题而提出的，以提供使处理费用以及设备费用降低，同时使系统小型化的废气处理系统作为目的。
为达到上述目的的本发明之1的废气处理系统，其特征在于具有捕集高温废气中的微粒子的电集尘器；设置在该电集尘器下游侧的换热器；以及使利用上述电集尘器捕集微粒子后利用上述换热器换热到规定温度以下的废气流过、并利用活性碳纤维层除去硫氧化物的活性碳处理装置。
本发明之2的废气处理系统，其特征在于在上述电集尘器和上述活性碳处理装置之间设有处理废气中的氮氧化物的脱硝装置。
本发明之3的废气处理系统，其特征在于上述脱硝装置，从上游一侧开始依序配置第1脱硝催化剂层、氨分解催化剂层、第2脱硝催化剂层，并且是在上述第1脱硝催化剂层的入口侧添加废气中的氮氧化物反应所需当量以上的氨的氨分解型脱硝催化装置。
本发明之4的废气处理系统，其特征在于上述电集尘器是捕集200℃以上高温废气中的微粒子的高温干式电集尘器。
本发明之5的废气处理系统，其特征在于上述的高温废气是从使用含有高硫成分燃料的锅炉设备中排出的废气。
图1是本发明的一实施例的废气处理系统的示意构成图。
图2是ACF脱硫装置的示意图。
图3是以往的废气处理系统的示意构成图。
图中11-锅炉，12-高温干式电集尘器，13-脱硝装置，14-空气加热器，15-抽风机，16-ACF脱硫装置(活性碳处理装置)，17-烟囱，21-第1脱硝催化剂层，22-第2脱硝催化剂层，23-氨分解催化剂层，31-催化剂层，32-脱硫塔，35-洒水喷嘴，38-贮槽。
具体实施例方式
下面，基于附图，详细说明本发明的实施例。
在图1中表示了关于本发明的一实施例的废气处理系统的示意构成，在图2中表示了ACF脱硫装置的示意构成。
本实施例的废气处理系统被用于使用石油焦碳、Ori-mulsion等的含有高硫成分燃料的锅炉设备(烧成炉，焚烧炉)。
如图1所示，本实施例的废气处理系统是，对于从锅炉11排出的废气，连续配置高温干式电集尘器12、脱硝装置13、空气加热器14、抽风机15、ACF脱硫装置16、烟囱17而构成。
从锅炉11向电集尘器12供给约200～400℃的废气。高温干式电集尘器12在放电极和集尘极之间施加高电压，通过电晕放电产生离子，带电的废气中的微粒子由于其电场力的作用被集尘极吸附而堆积在集尘极，对于在集尘极堆积的煤尘，定期利用落锤震打的冲击力进行剥离处理。
脱硝装置13，从上游侧开始设置了第1脱硝催化剂层21和第2脱硝催化剂层22，同时，在此第1脱硝催化剂层21和第2脱硝催化剂层22之间设置了氨分解催化剂层23，该脱硝装置13使用了在第1脱硝催化剂层21的入口添加废气中的氮氧化物(NOx)反应所需当量以上的氨(NH3)的氨分解型脱硝催化剂。
因此，向第1脱硝催化剂层21添加氮氧化物反应所需当量以上的氨，在此第1脱硝催化剂层21中进行90％以上的脱硝，使从第1脱硝催化剂层21流出的未反应的氨在氨分解催化剂层23中分解，调整其下游的第2脱硝催化剂层22的入口的氮氧化物浓度以及氨浓度，在此第2脱硝催化剂层22的出口能使氮氧化物以及氨达到1ppm以下的水平。
这种情况下，如果使氨相对于含在废气中的氮氧化物的比率(摩尔比)高于1，则可以判断能使出口侧的氮氧化物的浓度降低、使出口侧的氨的浓度接近于0。因此，通过在第1脱硝催化剂层21中添加氮氧化物反应所需当量以上的氨，能把氮氧化物以及氨处理到很低浓度(1ppm以下)。
空气加热器14是换热器，高温废气和例如从后述的ACF脱硫装置16排出的低温废气进行换热，可把从脱硝装置13排出的高温废气冷却后作为低温废气供给ACF脱硫装置16。还有，抽风机15是把在锅炉11燃烧产生的废气引入废气处理系统侧的设备，可以使这条管线保持负压，防止向外部泄露。
ACF脱硫装置16是具有活性碳纤维层的催化剂的活性碳处理装置，是除去煤尘、硫氧化物(SO2、SO3)、微量金属元素，并作为硫酸(H2SO4)回收的装置，能够抑制烟和有害金属物质的排出。
即如图2所示，ACF脱硫装置16具有在内部收纳了以活性碳纤维层形成的催化剂层31的脱硫塔32，在此脱硫塔32的下部设有废气导入口33，另一方面，在上部设有废气排出口34。并且，在催化剂层31的上部设有喷洒硫酸生成用水的洒水喷嘴35，水槽37通过给水泵36，与该洒水喷嘴35连接。还有，在催化剂层31的下部设有贮存生成的稀硫酸(硫酸)的贮槽38，同时，设有把该稀硫酸喷射到脱硫塔32的入口侧，增湿冷却废气的喷射喷嘴39，其通过给水泵40与贮槽38连接。
因此，废气被供给的稀硫酸增湿冷却而成为饱和状态(例如50℃)，从导入口33进入脱硫塔32，对于从洒水喷嘴35被喷洒工业用水的催化剂层31，该废气通过其上方，从而能反应除去废气中的硫氧化物(SOx)，通过了该催化剂层31的废气从排出口34排出。
这时，在催化剂层31的活性碳纤维层的表面上，例如，根据以下反应进行脱硫反应即(1)催化剂槽31的活性碳纤维层吸附二氧化硫SO2；(2)吸附的二氧化硫SO2和排烟气中的氧O2(也可从其它途径供给)反应，氧化成三氧化硫SO3；(3)氧化生成的三氧化硫SO3溶解于水H2O生成硫酸H2SO4；(4)生成的硫酸H2SO4从活性碳纤维层脱离。
即下面表示的反应式成立。
并且，通过这样的脱硫处理生成的硫酸H2SO4既可以直接使用，也可以进行加入石灰浆，析出石膏等的处理。
下面，对于象这样构成的本实施例的废气处理系统的废气处理方法进行详细说明。
如图1所示，抽风机15一运转，在锅炉11燃烧所产生的废气的排出管线就变成负压，因而能在不向外部泄漏的前体下进行废气处理。即，从锅炉11排出的废气不经过冷却，直接以高温状态，例如以200～300℃的状态被送到高温干式电集尘器12中，废气中的煤尘微粒子被吸附除去。并且，被除去了煤尘微粒子的废气送往脱硝装置13中，通过添加氮氧化物反应所需当量以上的氨进行脱硝处理，使氮氧化物以及氨成为低浓度。
在高温干式电集尘器12中除去了煤尘、在脱硝装置13中除去了氮氧化物的废气，通过空气加热器14被冷却到规定温度(例如150℃)以下，之后被送入ACF脱硫装置16。在该ACF脱硫装置16中，废气由稀硫酸增湿冷却后以饱和状态从导入口33进入脱硫塔32中并通过从洒水喷嘴35被喷洒了工业用水的催化剂层31，从而废气中的煤尘、二氧化硫SO2、三氧化硫SO3、微量金属元素被反应除去。
并且，除去了煤尘、硫氧化物、微量金属元素的废气从排出口34排出到外部，并通过烟囱17排放到大气中。
还有，在ACF脱硫装置16中，反应除去的稀硫酸，既可以直接用于增湿冷却，也可以加入石灰浆、析出石膏后作为石膏板材等再利用。这时，在脱硝装置13中，通过使用氨分解型脱硝催化剂，能大幅度降低由废气中的硫氧化物和残留氨所生成的酸性硫铵，在稀硫酸中加入石灰浆、使石膏析出的场合，可提高石膏的品质。
象这样，在本实施例的废气处理系统中，利用高温干式电集尘器12捕集高温废气中的煤尘，再利用脱硝装置13除去废气中的氮氧化物NOx后，通过空气加热器14把废气冷却，再使废气流过ACF脱硫装置16的活性碳纤维层，除去含有的硫氧化物SO2、SO3。
因此，由于ACF脱硫装置16除去了废气中的二氧化硫SO2和三氧化硫SO3，因而没有必要在废气中添加氨、把含有的三氧化硫作为硫铵在电集尘器12中除去，并且不需要用于脱硫处理的氨，所以能降低处理费用，同时，能够利用电集尘器12可靠地吸附除去废气中的煤尘，还有，能够减少流入脱硝装置13中的煤尘和微量金属元素、防止附着，并且，能够把脱硝装置13紧凑化。还有，由于能够利用活性碳处理装置除去废气中的二氧化硫SO2和三氧化硫SO3，所以不需要湿式电集尘器，因而能使系统小型化。
还有，对从锅炉11排出的高温废气，首先除去含有的煤尘微粒子后，再进行脱硝处理以及脱硫处理，在废气中几乎不存在煤尘的状态下，进行除去废气中的氮氧化物以及硫氧化物的处理，因而能够提高处理效率。
还有，利用电集尘器12除去高温废气中的煤尘，利用脱硝装置13除去高温废气中的氮氧化物，然后，利用空气加热器14使废气温度降低，之后，再利用ACF脱硫装置16除去硫氧化物，通过对高温状态的废气进行脱硝处理，能提高处理效率。
还有，在上述的实施例中，在锅炉11的出口侧连续配置了高温干式电集尘器12、脱硝装置13、空气加热器14，可是，也可以按锅炉11、高温干式电集尘器12、空气加热器14、脱硝装置13的顺序配置，根据需要也可以省略脱硝装置13。
发明的效果以上，象举实施例详细说明的那样，根据本发明的废气处理系统，由于设有捕集高温废气中的微粒子的电集尘器，设在该电集尘器下游侧的换热器，以及使利用电集尘器捕集微粒子后利用换热器换热到规定温度以下的废气流过、并利用活性碳纤维层除去硫氧化物的活性碳处理装置，因而，活性碳处理装置可靠地除去废气中的硫氧化物，没有必要在废气中添加氨，把三氧化硫作为硫铵在电集尘器中除去，不需要用于脱硫处理的氨，能够降低处理费用，同时，可以利用电集尘器可靠地吸附除去废气中的煤尘，此外可以利用活性碳处理装置除去废气中的二氧化硫和三氧化硫，所以不再需要湿式电集尘器，因而能够使系统小型化、紧凑化。
根据发明之2的废气处理系统，由于在电集尘器和活性碳处理装置之间设置了处理废气中的氮氧化物的脱硝装置，因而能够减少流入脱硝装置中的煤尘和微量金属元素，防止附着，并且能够把电集尘器以及脱硝装置紧凑化。
根据发明之3的废气处理系统，由于从上游侧开始按第1脱硝催化剂层、氨分解催化剂层、第2脱硝催化剂层的顺序配置脱硝装置，且脱硝装置中使用了在第1脱硝催化剂层的入口侧添加废气中的氮氧化物反应所需当量以上的氨的氨分解型脱硝催化剂，因而能够大幅度降低由废气中的硫氧化物和残留氨生成的酸性硫铵。
根据本发明之4的废气处理系统，由于把电集尘器设为捕集200℃以上高温废气中的微粒子的高温干式电集尘器，因而除去在高温废气中含有的煤尘微粒子之后，再进行脱硝处理以及脱硫处理，以废气中几乎不存在煤尘的状态，进行除去废气中的氮氧化物以及硫氧化物的处理，从而能够提高处理效率。
根据本发明之5的废气处理系统，由于把高温废气设为从使用含有高硫成分燃料的锅炉设备中排出的废气，因而能够可靠地除去废气中含有的大量高硫成分。
权利要求
1.一种废气处理系统，其特征在于具有捕集高温废气中的微粒子的电集尘器；设在该电集尘器下游侧的换热器；以及使利用上述电集尘器捕集微粒子后利用上述换热器换热到规定温度以下的废气流过、并通过活性碳纤维层除去硫氧化物的活性碳处理装置。
2.根据权利要求1所述的废气处理系统，其特征在于在上述电集尘器和上述活性碳处理装置之间设有处理废气中的氮氧化物的脱硝装置。
3.根据权利要求2所述的废气处理系统，其特征在于上述脱硝装置，从上游一侧开始依序配置第1脱硝催化剂层、氨分解催化剂层、第2脱硝催化剂层，是在上述第1脱硝催化剂层的入口侧添加废气中的氮氧化物反应所需当量以上的氨的氨分解型脱硝催化装置。
4.根据权利要求1所述的废气处理系统，其特征在于上述电集尘器是捕集200℃以上高温废气中的微粒子的高温干式电集尘器。
5.根据权利要求1所述的废气处理系统，其特征在于上述的高温废气是从使用含有高硫成分燃料的锅炉设备中排出的废气。
全文摘要
一种废气处理系统，利用高温干式电集尘器(12)捕集高温废气中的煤尘，再利用脱硝装置除去废气中的氮氧化物NO
文档编号B01D53/56GK1576696SQ20041000784
公开日2005年2月9日 申请日期2004年3月3日 优先权日2003年7月7日
发明者小林敬古, 荒川善久, 横式龙夫, 小田直芳, 大西利幸 申请人:三菱重工业株式会社