発電所の脱硝処理
埋立地ガス発電とは、埋立地の有機物を嫌気性発酵させて生成する大量のバイオガス(LFG埋立地ガス)による発電であり、廃棄物の焼却による大気汚染を低減するだけでなく、資源を有効活用します。
技術紹介
発電所は、ある種の生エネルギー(水、蒸気、ディーゼル、ガスなど)を固定設備や輸送用の電気エネルギーに変換する発電所(原子力発電所、風力発電所、太陽光発電所など)です。
方法
煙道ガスの脱硝とは、発生したNOxをN2に還元して、煙道ガス中のNOxを除去することです。処理工程により、湿式脱硝と乾式脱硝に分けられます。国内外の研究者の中には、NOx廃ガスを微生物で処理する方法を開発した人もいます。
燃焼系から排出される煙道ガス中のNOxの90%以上がノーであり、水に溶解しにくいため、単純な洗浄方法ではNOxの湿式処理を行うことができません。煙道ガス脱硝の原理は、酸化剤でNOをNO2に酸化し、発生したNO2を水やアルカリ性溶液に吸収させて脱硝を実現することです。O3酸化吸収法は、NOをO3でNO2に酸化し、水で吸収します。この方法で製造されたHNO3液は濃縮する必要があり、O3は高電圧で調製する必要があり、初期投資と運用コストが高くなります。ClO2酸化還元法ClO2はnoをNO2に酸化し、Na2SO3水溶液でNO2をN2に還元します。この方法は、脱硫剤としてNaOHを使用する湿式脱硫技術と組み合わせることができ、脱硫反応生成物Na2SO3をNO2の還元剤として使用することができます。ClO2法の脱硝率は95%に達し、脱硫も同時に行うことができますが、ClO2とNaOHの価格が高く、運用コストが高くなります。
湿式煙道ガス脱硝技術
湿式煙道ガス脱硝は、NOxを液体吸収剤で溶解する原理を使用して、石炭燃焼煙道ガスを精製します。最大の障害は、noが水に溶けにくいことであり、多くの場合、最初にnoをNO2に酸化する必要があります。そのため、一般的には酸化剤O3、ClO2、KMnO4と反応して酸化されてNO2になり、水やアルカリ性溶液に吸収されて煙道ガスの脱硝を実現します。
(1)希硝酸吸収法
硝酸へのnoとNO2の溶解度は水への溶解度よりもはるかに大きいため(たとえば、濃度が12%の硝酸へのnoの溶解度は水への溶解度の12倍です)、希硝酸を使用する技術NOxの除去率を向上させる酸吸収法が広く使用されています。硝酸濃度の増加に伴い、吸収効率は大幅に向上しますが、工業用途やコストを考慮すると、実際の使用に使用される硝酸濃度は、一般的に15%〜20%の範囲に制御されます。希硝酸によるNOx吸収の効率は、その濃度だけでなく、吸収温度と圧力にも関係します。低温と高圧はNOxの吸収を助長します。
(2)アルカリ性溶液吸収法
この方法では、NaOH、Koh、Na2CO3、NH3・H2Oなどのアルカリ性溶液を吸収剤として使用してNOxを化学的に吸収し、アンモニア(NH3・H2O)の吸収率が最も高くなります。NOxの吸収効率をさらに向上させるために、アンモニアアルカリ溶液の2段階吸収が開発されています。最初に、アンモニアはNOxおよび水蒸気と完全に反応して、硝酸アンモニウム白煙を生成します。次に、未反応のNOxはアルカリ性溶液でさらに吸収されます。硝酸塩と亜硝酸塩が生成され、NH4NO3とnh4no2もアルカリ性溶液に溶解します。吸収液を数回繰り返した後、アルカリ液を使い切った後、硝酸塩と亜硝酸塩を含む溶液を濃縮して結晶化し、肥料として使用することができます。