JPH0478419A - 排ガスの脱硫方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、重油、石炭などの燃焼排ガスの如き硫黄酸
化物を含む排ガスの脱硫方法、特に脱硫剤として軽焼酸
化マグネシウムまたはその消化物を用いた脱硫方法に関
する。

Ｃ従来の技術〕 一般に、排ガスの脱硫は、竪形の脱硫塔内において、上
部より脱硫剤の水溶液ないし水スラリーからなる処理液
をシャワー状に流下させ、この処理液と下方より導入さ
れる排ガスとを連続的に接触させることにより、排ガス
中の硫黄酸化物を硫酸塩や亜硫酸塩として固定するもの
であり、通常では流下後の処理液つまり脱硫液を連続供
給される新たな処理液とともにポンプアップして循環さ
せる一方、上記供給による増量分を排出するようになさ
れている。

上記の脱硫剤としては、従来より、水酸化ナトリウム、
水酸化アンモニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カル
シウムの如き水酸化物、酸化カルシウムの如き塩基酸化
物などが知られているが、これらの中でも水酸化マグネ
シウムが近年において多用されている。これは、水酸化
マグネシウムの場合、脱硫生成物が水に易溶性でカルシ
ウム系脱硫剤のようなスケーリングの問題を生じず、ま
た処理液のｐＨを６程度に調整することによって水酸化
マグネシウムが溶解した水溶液形態で使用できるためで
ある。

しかし、水酸化マグネシウムは海水中のマグネシウムイ
オンに水酸化カルシウムを反応させて得られるため、大
量の海水を要したり、生成後の水洗量も多く、またスラ
リーとしての輸送費も高くつくなど、比較的高価となる
。

そこで、水和反応つまり消化反応によって水酸化マグネ
シウムを生成する軽焼酸化マグネシウム、すなわちマグ
ネサイ）・などの炭酸マグネシウム（Ｍ　ｇ　ＣＯｓ　
）鉱石を比較的低温（８００〜１，０００℃程度）でか
焼し粉砕して得られるものが、水酸化マグネシウムに比
べ安価に入手できるものとして注目されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、この軽焼酸化マグ７シウムは、２粗砕した大
小様々な鉱石塊をそのままか焼したのちに粉砕したもの
であるため、か焼時に軽焼と言えども高温ガスと接触す
る鉱石塊の表面部では焼成過度による硬いクリンカー状
で反応性の低い部分が生しる一方、大きな鉱石塊の中心
部では未焼成の炭酸マグネシウムが残り、また鉱石中に
はＣａＣＯ３やＳ　ｉ０２　、Ａ　ｊ’！　２０ｓなど
の不純物が存在し、その結果として反応性に大きなばら
つきがある酸化マグネシウムとそれ以外の成分が混在し
た不均一な粉末となっている。

このため、このような軽焼酸化マグネシウムまたはその
消化物つまり水和反応物を、脱硫剤原料として脱硫塔内
に供給した場合、反応性の高い成分だけが優先的に消費
され、これに伴いｐ［Ｊ筒器の指示でどんどんと新しい
原料が投入されることから、反応性の低い酸化マグネシ
ウム１．未焼成の炭酸マグネシウム、ＣａＣＯｘなどの
成分は脱硫反応にほとんど関与できないままＳｉＯ□、
Ａｌ２Ｏ、などの本来的に非反応性の不純物とともに処
理液中に含まれる固形分として塔外に排出されることに
なる。

ここで、上記の反応性の低い酸化マグネシウム成分など
は、軽焼酸化マグネシウムまたはその消化物からなる脱
硫剤原料の約１０〜２０重量％を占めるため、脱硫剤と
しての利用効率がどうしても低下することになる。

この発明は、上述の事情に鑑み、脱硫剤原料として軽焼
酸化マグネシウムまたはその消化物を用いる場合に、そ
の利用率を高め、もって低い処理コストで安定した効率
のよい排ガス脱硫を行える方法を提供することを目的と
している。

〔課題を解決するための手段〕

この発明者は、上記の目的を達成するための鋭意検討し
た結果、脱硫剤原料中の反応性の低い酸化マグネシウム
などの成分を有効に反応に関与させるためには、これら
成分をできるだけ脱硫塔内に滞留させておく必要があり
、そのためには塔外に排出するべき処理液中から固形分
を分離してこれを塔内にフィードバックさせればよく、
これによると上記固形分中の反応性の低い成分が徐々に
脱硫反応に関与してくる結果、従来のように未反応状態
で放出される割合が少なくなり、脱硫剤の利用率が大き
く向上してくることがわかり、この発明をなすに至った
。

すなわち、この発明は、脱硫塔内で硫黄酸化物を含む排
ガスと脱硫剤を含む処理液とを連続的に気液接触させて
上Ｓ己硫黄酸化物を処理液中に吸収させる排ガスの脱硫
方法において、 ａ）上記の脱硫剤として軽焼酸化マグネシウムまたはそ
の消化物を用いると共に、 ｂ）硫黄酸化物を吸収した処理液を塔外に排出する排出
経路中に湿式分離機を設けて、ここで分離した処理液中
の固形分を塔内にフィードバックすることを特徴とする
排ガスの脱硫方法に係るものである。

〔作　用〕 この発明において、湿式分離機で分離した処理液中の固
形分を脱硫塔内にフィードバックさせると、固形分中の
未反応の脱硫剤成分が塔内により長く滞留してそのぶん
脱硫反応に関与しやすくなる結果、脱硫剤の利用率が高
くなる。

〔実施例〕

以下に、この発明による排ガスの脱硫方法の一実施例を
図面に基づいて説明する。

第１図において、Ａは脱硫塔であり、原料供給管Ｉより
供給される軽焼酸化マグネシウムまたはその消化物から
なる脱硫剤を含む処理液を上方からシャワー状に流下さ
せ、この処理液と下方より導入される硫黄酸化物を含有
する排ガスＧ、とを気液接触させることにより、硫黄酸
化物が亜硫酸マグネシウムなどとして処理液中に吸収・
固定されると共に、硫黄酸化物が除去された排ガスＧ２
が上方より塔外へ排出される。

脱硫塔Ａの下部槽ａに流下した処理液、つまり硫黄酸化
物を吸収した脱硫液は、通常Ｍｇ５Ｏ，、Ｍ　ｇ　Ｓ　
０４　、Ｍ　ｇ　（ＨＳ　０ｉ）ｚなどが混在した組成
となっており、新たに供給される上記の脱硫剤と共にポ
ンプＰ１と配管Ｌｌを介して上部へ送られ、この繰り返
しによって脱硫塔Ａ内を連続的に循環するようになって
いると共に、その一部が排出経路Ｂより塔外に排出され
る。

ここで、原料供給管１から供給される脱硫剤は、下部槽
ａの処理液のｐＨが約６程度となるように、その供給量
がバルブｖ１とｐＨ調節筒器ＨＣとにより自動制御され
る。また、塔内には排出経路Ｂへの排出処理量と塔内で
の蒸発水を考慮して、給水管２より水分が補給されるが
、この量は下部槽ａの水位が一定となるようにバルブＶ
２と水位調節器ＬＣとにより自動制御される。

処理液の排出経路Ｂには１、酸化塔３に通じる二つの配
管Ｌ２．Ｌ３が配設されており、両配管にはそれぞれポ
ンプＰ２と流量計Ｆ１およびポンプＰ３と流量計Ｆ２と
が設けられていると共に、方の配管し２には液体サイク
ロンからなる湿式分離機４が設けられている。

この湿式分離機４は、前記組成の処理液中に混在する固
形分、つまり脱硫副原料中の未反応の酸化マグネシウム
、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウムなどの反応性の低
い成分および本質的に反応に関与しないＳ　ｉ　Ｏｘ　
、Ａｌｔ　Ｏｓなどの成分を分離するためのもので、こ
こで分離された上記固形分は配管し４より脱硫塔Ａ内に
スラリー状でフィードバックされる。

このようにフィードバックされた固形分は、その繰り返
しによって塔内に長く滞留し、その中の前記反応性の低
い成分が脱硫反応に徐々に寄与し、これに伴いｐＨ１１
節器による新しい原料供給の指示がそれだけ抑えられる
ため、脱硫剤原料の利用率が著しく向上する。

一方、脱硫塔Ａ内に上記の如く固形分をフィトバックさ
せると、塔内に蓄積される固形分の量が多くなりすぎる
心配がある。しかし、この点は、下部槽ａ内にエア撹拌
などの流体式や機械式からなる高速撹拌機５を設置して
、塔内での固形分の沈降を防止しうる強力な撹拌混合を
行うことで解決でき、前記反応性の低い成分はこの強力
な撹拌混合によって脱硫反応により関与しやすくなる結
果、理想的にはＳ　Ｎｏ、　、Ａ１．Ｏ，などの非反応
性の不純物が主に蓄積してくるだけであり、このため脱
硫塔Ａの循環系はポンプＰ１や配管Ｌｌの残渣によるス
ケーリングや閉塞を生じることなく安定した運転状態を
維持できる。

このようにして排ガス中の硫黄酸化物を充分に吸収した
処理液は、前記した配管し２に設置される湿式分離機４
により固形分を取り除いたあとの処理液と共に、配管し
３を介して上記の非反応性不純物を主とした固形分を含
んだスラリー状態で、酸化塔３に導かれる。

ここで、配管Ｌ２の流量は流量計Ｆ１とバルブｖ３によ
り自動制御でき、また配管し３の流量は流量計Ｆ２とバ
ルブ■４により自動制御できるが、これらの流量を適正
に選択することで、前記フィードバックされる固形分の
塔内の滞留時間を所望程度に設定できる。

たとえば、湿式分離機４による液と固形分との分離効率
を約１００％と仮定すると、配管し２の流量と配管し３
の流量比を１：１としたとき・同じ量の処理液を配管し
３からのみ排出していた従来方法に比べて、塔Ａ内での
液の滞留時間は同じでも、固形分の滞留時間は約２倍と
なる。同様に、上記流量比を２：１にすると約３倍に、
３：１にすると約４倍に、４二１にすると約５倍に、１
０：１にすると約１１倍となり、この滞留時間に応じて
脱硫剤の利用率が高められる。

酸化塔３に導かれた処理液は、塔下部から導入される空
気により液中のＭｇ５Ｏ，やＭｇ　（Ｈ３Ｏ８）２成分
が酸化されてＭ　ｇ　Ｓ　０４を王とした水溶液に変換
され、その後フィルターを介して液中に含まれる前記非
反応性の不純物などを分離したうえで河川などに放流さ
れるか、あるいは硫酸根として再利用される７ なお、上記の実施例では、湿式分離機４に液体サイクロ
ンを用いているが、シックナーなどの他の分離機を用い
てもよい。また、処理液の排出経路Ｂを配管し２の経路
のみとして、つまり配管し３の経路を省き、配管Ｆ−１
２の経路において湿式分離機４で分離された固形分の一
部を脱硫塔Ａ内にフィードバックし、残りは分離された
液成分とともに酸化塔３に導いて系外に排出するといっ
た変更態様をとることもできる。

この発明において使用する軽焼酸化マグネシウムとして
は、前記の炭酸マグネシウム鉱石の低温か焼によって得
られるものが好ましく用いられるが、他の原料より得ら
れるもの、たとえば酸化マグネシウムクリンカー製造時
のロータリーキルンより発生するダストを回収したもの
なども使用可能である。

〔発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、脱ｇ剤原料として安
価な軽焼酸化マグネシウムまたはその消化物を使用して
、その利用率を大きく高めうるため、処理コストを従来
汎用の水酸化マグネシウムによる脱硫方法よりも大幅に
低減可能であり、しかも脱硫塔においては循環系のスケ
ール付着や閉鎖を未然に防止でき５、もって低コストで
安定した効率のよい排ガス脱硫を行える。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の排ガスの脱硫方法に用いる装置の構
成例を示す模式図である。 Ａ・・・脱硫塔、Ｂ・・・処理液の排出経路、Ｇｌ、Ｇ
。 ・・・排ガス、４・・・湿式分離板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）脱硫塔内で硫黄酸化物を含む排ガスと脱硫剤を含
   む処理液とを連続的に気液接触させて上記硫黄酸化物を
   処理液中に吸収させる排ガスの脱硫方法において、 ａ）上記の脱硫剤として軽焼酸化マグネシウムまたはそ
   の消化物を用いると共に、 ｂ）硫黄酸化物を吸収した処理液を塔外に排出する排出
   経路中に湿式分離機を設けて、ここで分離した処理液中
   の固形分を塔内にフィードバックすることを特徴とする
   排ガスの脱硫方法。