新しく建設された石炭火力発電所向けには、複数の排ガス脱硫(FGD)および 脱窒化 (DeNOx)技術が利用可能です。各選択肢は反応原理、効率、投資規模、運転安定性、副産物の利用方法において異なります。適切な組み合わせを選定することは、合理的な運転コストを維持しつつ超低排出を達成するために不可欠です。
以下に、最も広く使用されている技術とその実際の産業用途の概要を示します。
脱硫技術
1. 石灰石–石膏湿式脱硫法(WFGD)
石灰石–石膏法は、現在世界中で最も広く採用されている湿式FGD技術です。微粉砕した石灰石を水と混合してスラリーを作り、これを吸収塔内に噴霧します。排ガス中のSO₂がこのスラリーと反応して亜硫酸カルシウムを生成し、その後酸化されて石膏結晶となります。
主な特徴:
脱硫効率は以上 95%
成熟しており、信頼性が高く、大容量発電ユニットに適しています
石膏副産物は建設材料として再利用できる
システムの複雑さが高く、ドライ方式と比較してCAPEXおよびOPEXも高くなる
代表的な事例として、「 シャイ 環境 」が陝西炭素グループ長安-益陽発電所のために完成した脱硫・脱硝プロジェクトがある。総設置容量3.86GWで、湖南省最大の石炭火力発電所である。
2. アンモニア法による脱硫
アンモニア法は水酸化アンモニアを吸収剤として使用する。SO₂はアンモニアと反応し、亜硫酸アンモニウムおよび重亜硫酸アンモニウムを生成する。これらはさらに酸化・処理され、 硫酸アンモニウム肥料 .
利点:
硫化脱却 効率に達する 95–99%
反応速度が速い
副産物である硫酸アンモニウムは高い経済価値を持つ
二次廃水および固体廃棄物がゼロ
課題
設備の腐食に対する感受性が高くなる
運用コストの増加
安定したアンモニア供給および下流の肥料消費チャネルを必要とする
MirShine Environmentalは、 高度な段階的分離アンモニアベースのFGDプロセス を開発し、エアロゾルの生成やアンモニアスリップなど、長年 industry で課題となっていた問題を解決しました。この技術は脱硫と粉塵除去を統合するとともに、エネルギー消費を大幅に削減します。複数の分野で適用されており、顕著な環境的・経済的効果をもたらしています。
脱硝技術
1. 選択触媒還元法(SCR)
SCRは発電用ボイラーに対して最も成熟し、効果的なNOₓ除去技術です。触媒の存在下、排ガスにアンモニアを 280–420°C の温度範囲で注入することで、NOₓを窒素と水に変換します。
特長:
NOₓ除去効率は 80–90%
大規模発電所での実証済みの性能
安定した長期運転
考慮事項
触媒コストが高い
触媒の中毒および不活性化を管理する必要がある
より高いメンテナンス要件
SCRは、超低NOₓ排出を目指すプラントにおいて通常標準的な選択肢です。
2. 選択的非触媒還元法(SNCR)
SNCRはアンモニアまたは尿素をボイラーの850–1100°Cの温度帯に直接注入します。反応剤はNH₃に分解され、NOₓと反応します。
利点:
構成がシンプルで投資コストが低い
触媒を必要としない
制限:
除去効率が低い( 30–60%)
温度範囲が厳しく制限される
アンモニアのスリップ量が多い
小規模な装置や中程度の排出規制がある地域に適している
3. ハイブリッドSNCR+SCRプロセス
この複合手法では、SNCRによって炉内でNOₓの一部を除去し、残りのNOₓは下流のSCR反応器で処理される。また、SNCRから発生するアンモニアスリップはSCR装置によって利用可能である。
利点:
全体的な脱硝効率が高い
触媒体積が削減され、SCR設備の投資コストが低くなる
NOₓ規制基準への適合を最適なコストで達成しようとするプラントに適している
業界の革新:MirShine Environmentalの高度アンモニアベースFGD
MirShine Environmentalは、アンモニアベースの脱硫技術を7世代にわたるアップグレードを経て進化させてきました。主な成果には以下のものが含まれます:
アンモニアスリップのほぼゼロ化
エアロゾル生成の完全抑制
アンモニアベースの脱硫と粉塵除去の統合
共同生産 硫酸アンモニウム有機化合物肥料
このソリューションは超低排出を実現するだけでなく、プラント運営者に追加の収益源も提供します。この技術を導入した多くの企業が、環境規制への適合だけでなく、予期せぬ経済的利益も達成しています。
まとめ
現在、発電所は単位出力規模、石炭品質、排出基準、コスト制約に応じて異なる強みを持つさまざまなFGDおよびDeNOx技術から選択できる。湿式石灰石-石膏法FGDは依然として脱硫の主流技術である一方で、高効率かつ付加価値のある副産物が得られる点から、アンモニア系技術の採用が広がっている。脱硝技術に関しては、SCRが高性能用途における標準的な方法であり続けている。
山東明生環境が開発した画期的なアンモニア系FGDのような継続的な革新により、発電所は超低排出を達成しつつ長期的な経済性も向上させることができる。