JPH0326094B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は固形物を懸濁するスラリーを用いて排
煙中のSO₂を吸収し、副生物として固体のイオウ
化合物を回収する湿式排煙脱硫装置に関するもの
である。

現在、排煙脱硫の主流をなしているものに
CaCO₃やCa（OH）₂を吸収剤として排煙脱硫を行
ない、亜硫酸カルシウムや硫酸カルシウム（石
膏）として回収するいわゆる湿式石灰法の排煙脱
硫装置があり、例えば、特開昭57−63117号公報
などの他、多くの刊行物に詳述されている通りで
ある。

ここで、第１図によつて現在、工業的に広く採
用されている湿式石灰法による排煙脱硫装置を説
明する。

SO₂を含んだ排煙１は吸収塔本体２に導かる。
吸収塔本体２の下部にはCa化合物を懸濁したス
ラリーを受けるタンク３が設けてあり、撹拌機４
にてスラリーを撹拌して固形物の沈殿を防止す
る。Ca化合物を懸濁したスラリーは吸収塔循環
ポンプ５によつて塔頂に送られ、塔内に散布さ
れ、排煙と接触しながら流下し、再びタンク３に
戻る。スラリーと接触してSO₂を除去された排煙
はミストエリミネーター６を通つて、浄化ガス７
として排出される。一方、タンク３へはSO₂吸収
量に見合つてCaCO₃やCa（OH）₂のスラリーをラ
イン８により供給すると共に、吸収剤がSO₂を吸
収して生成した亜硫酸カルシウムを含むスラリー
をライン９から酸化塔１０へ導く。酸化塔１０で
は底部に備えた気泡発生器１１から空気１２を吹
き込み、ライン１３から硫酸を供給して、亜硫酸
カルシウムを酸化して石膏にすると共に、未反応
のCaCO₃やCa（OH）₂を石膏に転化する。酸化塔
１０から出た石膏スラリーはライン１４を通つて
シツクナー１５に導かれ、濃縮石膏スラリーはラ
イン１６、タンク１７、ポンプ１８、遠心分離器
１９へ送られ、石膏２０を得ると共に過液はタ
ンク２１へ導かれ、ポンプ２２及びライン２３を
経由してシツクナー１５へ導かれる。一方、シツ
クナー１５の上澄液はライン２４からタンク２５
へ導かれ、ポンプ２６から、排煙脱硫装置内の例
えば吸収剤の調整用に使用されたり、排水された
りする。

本発明者らは、現在の排煙脱硫装置に含まれる
構成を簡単化して経済的にすぐれたものとするべ
く、鋭意研究を重ねて来た結果、CaCO₃やCa
（OH）₂の結晶とSO₂との反応速度、SO₂を吸収し
て生成する亜硫酸カルシウムの酸化反応速度、石
膏の沈降速度の各データに基づき、各々、別々の
工程をなす装置を別個に設けていた従来の装置構
成の基本的考え方を脱却し、吸収塔及び、吸収塔
タンクにSO₂吸収、酸化、石膏沈殿濃縮、上澄液
回収の各操作を集約した、簡単化した本発明の装
置構成を完成するに到つたものである。

本発明の要旨は、SO₂を含む排煙をSO₂固定剤
を懸濁するスラリーと接触させてSO₂を吸収する
湿式排煙脱硫装置に於いて、上記スラリー散布
手段を設けた吸収塔、該吸収塔に連通し、かつ
撹拌手段、SO₂固定剤供給手段、前記スラリー散
布手段に連通するスラリー循環手段、下部のみが
スラリーと連通する仕切手段によつて区切られた
液室、及び排煙の組成に応じ要すれば酸化用ガス
分散手段を有するスラリー受けタンク、該液室
上部に設けられた上澄液排出手段、前記スラリ
ー循環手段より立ち上つて分岐したスラリー分岐
管、該スラリー分岐管に接続する石膏分離手
段、石膏分離手段より分離する分離液を前記液
室の下部に返送する配管、該返送管の下部でか
つ前記液室内に設けられた邪魔板よりなることを
特徴とする湿式排煙脱硫装置を提供するところに
ある。

本発明による湿式排煙脱硫装置の１実施例を第
２図によつて説明する。SO₂を含んだ排煙１０１
は吸収塔本体１０２に導かれる。第２図では排煙
と吸収スラリーがいわゆる並流で接触する場合を
図示したが、第１図に示したような向流の気液接
触方式でもよい。

吸収塔本体１０２の下部にはCa化合物を懸濁
したスラリーを受けるタンク１０３が設けてあ
り、撹拌機１０４にてスラリーを撹拌して固形物
の沈殿を防止する。Ca化合物を懸濁したスラリ
ーは吸収塔循環ポンプ１０５によつて塔頂に送ら
れ、スラリー散布装置１０６から塔内に散布され
排煙と接触しながら流下し再びタンク１０３に戻
る。スラリーと接触してSO₂を除去された排煙は
ミストエリミネーター１０７を通つて、浄化ガス
１０８として排出される。一方、タンク１０３へ
はSO₂吸収量に見合つてCaCO₃やCa（OH）₂のSO₂
吸収剤を粉体貯蔵タンク１０９より供給する。吸
収剤であるCaCO₃やCa（OH）₂は水と懸濁したス
ラリーとしてタンク１０３へ供給することもでき
る。吸収剤がSO₂を吸収して生成する亜硫酸カル
シウムは気液接触ゾーンでスラリーが酸性状態に
保たれる為、排煙中に含まれる酸素によつて酸化
され、石膏結晶に転化してしまう。しかし、排煙
中の酸素が少ない場合は酸化触媒のMn²⁺をタン
ク１０３へ添加するか、又は空気ノズル１１０か
ら酸素ガスを含む気体を供給すると、吸収された
SO₂を石膏として固定化することができる。この
ようにタンク１０３ではCa化合物としての石膏
結晶が懸濁したスラリーが溜まるので、スラリー
排出口１１１と吸収塔循環ポンプ１０５を介して
スラリー散布装置１０６へ至る配管から石膏結晶
を含むスラリーを分岐管１１２で分取し、自動開
閉弁１２１でその分取量を調整しながら分離器１
１３へ導き石膏ケーキ１１４を得ると共に過液
はライン１１５からタンク１０３へ戻す。

タンク１０３の内部にはスラリー液面上から液
面下に亘つて、撹拌されているスラリーと隔離さ
れた液室１１６が形成されるように仕切壁１１７
を設け、仕切壁１１７の下端は開放させて、撹拌
機１０４によつて撹拌されたスラリーが仕切壁１
１７によつて仕切られた液室１１６の下部を互い
に流通し得るようにしてある。更に第２図には撹
拌されたスラリーの流動によつて、液室１１６内
の上澄液が乱されないように邪魔板１１８を設け
てある。液室１１６の上澄液は上澄液排出口１１
９とポンプ１２０を介して排出される。又、ライ
ン１１５より戻される過液は液室１１６の下部
に上方から下方に向つて流入するようにし石膏結
晶が上昇して来るのを防止する。更に石膏スラリ
ーを分取する分岐管１１２はスラリー散布装置１
０６に近い高位置に傾斜を持たせて取り付け、自
動開閉弁１２１によつて必要に応じてスラリーを
分取する。こうすることによつて自動開閉弁が閉
の時でも分岐管１１２内に石膏結晶の沈殿堆積に
よる詰まりが防止でき、また分離器１１３へは重
力で石膏スラリーが流下する為、液体運搬のエネ
ルギーが節減できる。

一般に湿式排煙脱硫装置ではミストエリミネー
ター１０７で捕集されたミスト中のCa化合物結
晶が付着堆積して、ガス流路を狭隘化しないよう
洗浄ノズル１２２から洗浄水が流入したり、更に
はポンプのシール水が流入する等、水が沢山使用
される。そしてこれらの水は、タンク１０３に溜
まつているスラリー濃度の外乱となる。スラリー
濃度の変化は湿式排煙脱硫装置の運転管理が不安
定になり種晶濃度変動に伴なうスケールトラブル
を誘発する。従来これらの問題は、解決されない
ままであり、特にCa化合物を懸濁したスラリー
を用いた湿式排煙脱硫装置のスケールの防止は重
要な課題であるが、本発明者らの研究によれば、
スケールトラブルの主因は水の流入によるスラリ
ー濃度変動にあることが分つた。

本発明装置においては上記の問題を湿式排煙脱
硫装置のタンクからCa化合物結晶を懸濁するス
ラリーを排出することと、同タンクからCa化合
物結晶濃度の低い上澄液を排出することの２つの
操作を同時に任意にしかも応答遅れがなく随意に
行なうことにより、湿式排煙脱硫装置のCa化合
物スラリー濃度を安定にコントロールすることが
可能となる。しかも、従来の湿式排煙脱硫装置に
比較して構成が簡単化された上に上述の効果が得
られる極めてすぐれた特徴がある。

実施例 使用した装置は第２図に示す構成を有すもので
ある。

石膏結晶を含むスラリーを溜めるタンク１０３
は1000mm×2000mmの断面を有し、液深さは2000mm
とした。吸収塔循環ポンプ１０５で50m³／ｈのス
ラリーを吸収塔１０２の塔頂のスラリー散布装置
１０６からスプレーし、塔内には合成樹脂製のグ
リツドを充填して気液並流方式で排煙3000Nm³／
ｈを処理し、入口SO₂1200ppmから出口
SO₂60ppmとなるまで脱硫した。タンク１０３へ
はCaCO₃粉末を吸収剤として粉体貯蔵タンク１
０９からSO₂吸収量に見合つて供給した。タンク
１０３の内部には内径が400mmで長さが2500mmの
下端が開放された円筒状の仕切壁１１７を取り付
けた。仕切壁１１７で囲まれた液室１１６から上
澄液を取り出すライン１１９からの上澄液流量
は、液室１１６内での平均上昇速度５ｍ／ｈ程度
とした時でも、上澄液は若干の固形物を浮遊して
いる程度のものが得られた。

タンク１０３に溜まるCa化合物のスラリー濃
度を比重計にて検知しながらスラリー濃度を高め
る場合はライン１１９から上澄液を抜き出し、同
時に自動開閉弁１２１を閉として分岐管１１２か
らのスラリー分取を停止する。またスラリー濃度
を低くする場合はライン１１９からは同じく上澄
液をタンク１０３の液面レベルを保つべく抜き出
し乍ら、自動開閉弁１２１を開として分岐管１１
２から分離器１１３にスラリーを送り、石膏を分
離して後過液をライン１１５からタンク１０３
に戻した。かかる操作に依つて、タンク１０３の
スラリー濃度を１〜35重量％の領域に於ける所望
の濃度に管理運転できた。もちろんこの間SO₂の
吸収剤であるCaCO₃は粉体の状態で連続的にタ
ンク１０３に供給した。

ライン１１９より抜き出す上澄液量はミストエ
リミネーター１０７の洗浄ノズル１２２から流入
する水と排煙への蒸発水とのバランスからタンク
１０３の液面が一定になるよう制御した。

また自動開閉弁１２１を介して分離器１１３へ
送るスラリー流量は平均的に0.1〜１m³／ｈの範
囲で操作したので、スラリー散布装置１０６から
の噴射流量に殆んど影響を与えないものであつ
た。

本実験で分離器１１３から排出された固形物の
組成はCaSO₄・2H₂O97wt％、CaCO₃0.5wt％、
その他2.5wt％であり亜硫酸カルシウムは検出さ
れなかつた。排煙中の酸素濃度が５〜８容量％含
まれていることから、吸収されたSO₂が排煙中の
酸素によつて、グリツド充填気液接触域に於いて
全部酸化されてしまつた為、タンク１０３に設置
した空気ノズル１１０からはもはや空気を送風す
る必要はなかつた。

以上の実験により本発明装置によれば従来の湿
式排煙脱硫装置では困難であつた吸収塔でのスラ
リー濃度の管理が、所望濃度に迅速に調整できる
ようになり、種晶濃度不足に依るスケールトラブ
ルや濃度過多に依る配管、弁類の摩損や閉塞のト
ラブルが解消できることを実証した。更に従来の
湿式排煙脱硫装置に設けられていた酸化塔、シツ
クナー及び過液タンクや上澄液タンクとそれら
設備に付帯するポンプ、弁、配管、計装器具など
が不要となり大幅な工程の簡略化を成し得ること
を実証した。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来から工業的に採用されている湿式
石灰法による排煙脱硫装置を示し、第２図は本発
明の湿式排煙脱硫装置の一実施例の構成図を示
す。 第２図において、１０１……排煙、１０２……
吸収塔本体、１０３……タンク、１０４……撹拌
機、１０５……吸収塔循環ポンプ、１０６……ス
ラリー散布装置、１０７……ミストエリミネータ
ー、１０８……浄化ガス、１０９……粉体貯蔵タ
ンク、１１０……空気ノズル、１１１……スラリ
ー排出口、１１２……分岐管、１１３……分離
器、１１４……石膏ケーキ、１１５……過液ラ
イン、１１６……液室、１１７……仕切壁、１１
８……邪魔板、１１９……上澄液排出口、１２０
……ポンプ、１２１……自動開閉弁、１２２……
洗浄ノズルである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ SO₂を含む排煙をSO₂固定剤を懸濁するスラ
   リーと接触させてSO₂を吸収する湿式排煙脱硫装
   置に於いて、上記スラリー散布手段を設けた吸
   収塔、該吸収塔に連通し、かつ撹拌手段、SO₂
   固定剤供給手段、前記スラリー散布手段に連通す
   るスラリー循環手段、下部のみがスラリーと連通
   する仕切手段によつて区切られた液室、及び排煙
   の組成に応じ要すれば酸化用ガス分散手段を有す
   るスラリー受けタンク、該液室上部に設けられ
   た上澄液排出手段、前記スラリー循環手段より
   立ち上つて分岐したスラリー分岐管、該スラリ
   ー分岐管に接続する石膏分離手段、石膏分離手
   段より分離する分離液を前記液室の下部に返送す
   る配管、該返送管の下部でかつ前記液室内に設
   けられた邪魔板よりなることを特徴とする湿式排
   煙脱硫装置。