JPH0494722A - 排ガス脱硫方法および装置 - 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］ 本発明はアルカリまたはアルカリ土類金属の酸化物また
は水酸化物のうち一種類以」二を脱硫剤として用いる脱
硫装置に係り、特に脱硫性能向上法に関するものである
。

［従来の技術］ 火力発電所における重油焚、石炭焚ボイラから４１１出
される排ガス中には、硫黄化合物（ＳＯｘ）やＨＣｆｆ
などの酸性有害物質が通常、１００〜３０００ｐｐｍの
割合で含まれており、酸性雨や光化学スモッグの原因物
質とされるため、その効果的な処理手段が望まれている
。従来から湿式法（例えば石灰石−石膏法）または乾式
法（活性炭法）が実施されている。湿式法は有害物質の
除去率が高い反面、廃水処理が困難で、排ガスを再加熱
する必要があり、設備費や運転費か高く、乾式法では高
い除去率が得られないという問題があった。

このため、無排水の低コス１〜プロセスで高い除去率か
得られる脱硫方法の開発が望まれている。

ボイラなとの排ガスの脱硫法としては、上記方法のほか
に、消石灰やそのスラリを排ガス中に噴霧する半乾式法
や火炉内あるいは煙道内の高温ガス中に石灰石を直接分
散させて酸性有害物質を除去する乾式法が提案されてお
り、設備費や運転費が安いという特徴を有しているが、
いずれの方法も除去率が低いという問題がある。

消石灰や生石灰を排ガス中に噴霧して排ガス中のＳＯヶ
と反応させ、これを集塵装置で除去する方法の代表的な
フローシートを第４図に示す。ボイラ１からの排ガス２
はエアヒータ３で温度を下げられ、脱硫反応塔４に導か
れる。消石灰などの脱硫剤５は煙道６または脱硫反応塔
４内に噴霧して供給され、この時水も供給されることに
より排ガスの温度を下げ、湿度を上げる。この除水は脱
硫剤５と別に供給しても、脱硫剤５をスラリとして同時
に供給してもよい。反応した脱硫剤５は排ガス中の灰と
ともに集塵装置８で捕集され、廃棄される。このような
方法において、酸性有害物質の除去率は排ガス中の水分
（相対湿度）が支配的であるとされている。すなわち酸
性有害物質の除去率を上けるためには、排ガスの温度を
下（ツ゛、水分濃度を上けることか必要である。水分濃
度を上げるなめに、水や消石灰スラリを噴霧する方法が
提案されているが、このような排ガス中の水分濃度を上
げる方法は水の凝縮等の運転操作上、限界があるため、
ＳＯＸ除去率の向上は十分てはない。

ＳＯｙ除去率が低い場合は、集塵装Ｗ８によって捕集さ
れた未反応の脱硫剤５を含む粒子に水や蒸気を添加し、
表面に形成された反応生成物の殻を破壊した後、この一
部を再び排ガス中に噴霧することによって除去率を向上
する方法も提案されている（例えば、米国特許明細書第
３４３１２８９号、特開昭６１３５８２７号）。しかし
、集塵装置８て捕集された未反応の脱硫剤５を含む粒子
をリサイクルする場合、集塵装置８て処理しなければな
らない粒子量が増加し、集塵装置８の処理容量を増やさ
なければならなくなる。また、リサイクルのための設備
も必要になるため、設備費や運転費も高くなるという問
題があった。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来の技術技術の項に記載した消石灰や生石灰を排
ガス中に噴霧して排ガスの脱硫処理方法において、酸性
有害物質の除去率を上げるためには、排ガス中の水分濃
度を上げる方法は水の凝縮等の運転操作上、限界がある
と述べた。それは、脱硫反応塔壁の水の凝縮および脱硫
反応塔下流壁の水の凝縮によりスケール等のトラブルが
生じるからである。そのため脱硫率が低くなり、装置コ
ストが高価になる問題があった。

そこで本発明の目的は、排ガス中に脱硫剤を噴霧する排
ガス脱硫処理方法において、排ガス中の水分濃度を上げ
るなからも脱硫反応塔壁および脱硫反応塔下流壁の水の
凝縮を防止し、同時に高い脱硫率を得る簡易排ガス脱硫
方法を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 本発明の上記目的は、次の構成により達成される。

すなわち、アルカリ金属系またはアルカリ土類金属系化
合物を含む脱硫剤を燃焼装置内または燃焼装置から排出
される排ガス煙道に供給した後に脱硫反応塔に導き、排
ガス中の硫黄酸化物を除去する排ガス脱硫方法において
、 脱硫反応塔への水の噴霧量により、該脱硫反応塔内のガ
ス流方向の垂直断面に対して、該脱硫反応塔壁面側のガ
ス流のガス温度よりも該脱硫反応塔内のガス流の中心部
側のガス温度を低くする排ガス脱硫方法、または、 アルカリ金属系またはアルカリ土類金属系化合物を含む
脱硫剤を燃焼装置内または燃焼装置から排出される排ガ
ス煙道に供給した後に脱硫反応塔に導き、排ガス中の硫
黄酸化物を除去し、反応後の脱硫剤を排ガス中の灰とと
もに集塵装置で集塵する排ガス脱硫装置において、 該脱硫反応塔内のガス流の上流側と下流側には開口部を
設け脱硫反応塔の壁面側と中心部側とにガス流を分流す
るガス流分流用部材と、該ガス流分流用部材のガス流上
流側てあって、壁面側と中心部側の開口部近傍には前記
分流された排ガスに噴霧状の水をそれぞれ供給する水噴
霧用ノズルと、を設けた排ガス脱硫装置、 である。

［作用］ ガス中の相対湿度を高めると脱硫性能は向上するか、脱
硫反応塔壁の水の凝縮および脱硫反応塔下流壁の水の凝
縮等が生じる。この防止のため、ガス流方向の垂直断面
方向に対して、壁面側のガス温度よりもガス中心部側の
方向く壁面より遠い位置）のガス温度を低くする。この
ガス中心部の温度は飽和温度Ｔｓよりも高く、飽和温度
Ｔｓ＋１５℃よりも低くする。

［実施例］ 本発明は、下記の実施例によって、さらに詳細に説明さ
れるが、下記の例で制限されるものではない。

実施例１ 脱硫剤として消石灰を用い、石炭焚ボイラの排ガスを脱
硫処理する場合について、本発明法による装置を適用し
た実施例を説明する。

第１図において、ボイラ１からの排ガス２はエアヒータ
３て温度を下げられ、脱硫反応塔４に導かれる。脱硫剤
５はノズル１］よりエアヒータ３と脱硫反応塔４間の煙
道６に噴霧される。脱硫剤５は煙道６を経て脱硫反応塔
４内に導かれる。

脱硫反応塔４内では第２図に示ずように、脱硫反応塔４
内のガス流の上流側と下流側には開口部を設け、脱硫反
応塔の壁面側と中心部側とのガス流を分流するガス流分
流用部材１００か設けられ、ガス流分流用部材１００の
上流側開口部近傍には前記分流された排ガスに噴霧状の
水を供給する水噴霧用ノズル１０１．１０’２をそれぞ
れ設りる。

水を脱硫反応塔中央部のノズル１０１および脱硫反応塔
壁面部のノズル１０２から噴霧することにより、排ガス
中の温度を下げる。このとき脱硫反応塔４壁面領域ての
温度Ｔ２と脱硫反応塔４内部側の領域での温度Ｔ１は次
の関係となるようにノズル１０１および１０２の調節ハ
ルツ１１１および１１２により水の流層を調整する。

Ｔｓ＜Ｔｌ＜Ｔｓ＋１５℃ Ｔｌ＜Ｔ２ （ＴＳ　：排ガス中の断熱飽和温度） 脱硫反応塔４内で脱硫剤５はＳＯ２等の酸性有毒ガスと
反応し、反応した脱硫剤５は排ガス２中の灰とともに集
塵装置８で捕集され、廃棄される。

水を噴霧する際、脱硫率をより向上させるため、煙道６
、脱硫反応塔４内または集塵装置８内に温度センサ、露
点計、湿度計、水分計等を取り付け、その信号により水
の供給を制御する。こうして、装置内での凝縮を防止し
ながら、排ガスの温度をさらに下げ、湿度を上げること
も可能である。

この装置を用いて、Ａ炭（排ガス中のＳＯ２濃度１０１
０００ｐｐを燃焼したときの脱硫性能を測定した。ただ
し、脱硫剤は消石灰を用い、消石灰を排ガス中に含まれ
るＳＯ２に対しモル比で２倍（以下、Ｃａ／Ｓ＝２と略
す。）添加した。また、脱硫反応塔４内のＴ１＝６０℃
、Ｔ２＝７５℃になるように水をノズル１０１，１０２
から噴霧した。ボイラ１出口および集塵装置８出口にお
いて、ガス中の水分を除去した後、ＳＯ２濃度を測定し
たところそれぞれ１１０００ｐｐおよび１５０ｐｐｍで
あった。すなわち、排力゛ス中のＳＣ２の内８５％が除
去されたことになる。

実施例２ 実施例］と同一の装置を用いて、同一条件で脱硫率を測
定しな。ただし、脱硫反応塔４内のＴ１上５８℃、Ｔ２
上７５℃になるように水をノズル１０１．１０２から噴
霧しな。

この時は、集塵装置８出口におけるＳＯ２濃度は］、　
２０　ｐ　ｐ　ｍであり、脱硫率８８％が得られた。

実施例３ 実施例１と同一の装置を用いて、同一条件で脱硫率を測
定した。たたし、脱硫反応塔４内のＴ２上７５℃一定に
なるようにし、Ｔ１の温度を５５〜７０℃になるように
水の噴霧量を変化させることにより、Ｔ１温度と脱硫率
との関係を調べた。

その結果を第３図に示す。。

Ｔ１温度か小さいほど脱硫率が高くなる傾向がある。

比較例 第４図に示した従来技術に基つく装置を用いて、Ａ炭に
ついて実施例１と同じ条件で脱硫率を測定した。ただし
、脱硫反応塔４内のガス温度は７０℃とした。

ボイラ１出口および集塵装置８出口において、ガス中の
水分を除去した後、ＳＯ２濃度を測定したところそれぞ
れ１１０００ｐｐおよび４００ｐｐｍであった。すなわ
ち、排ガス中のＳＣ２の内６０％が除去されたことにな
る。

このように脱硫反応塔４内の排ガス温度を制御しない脱
硫装置は本発明法による脱硫装置に比較して脱硫率が低
くなっている。

以上の実施例では脱硫剤として消石灰の例を示したが、
そのほか生石灰や水酸化す）・リウム、炭酸すＩ〜リウ
ム等のアルカリおよびアルカリ土類金属の酸化物、水酸
化物および炭酸塩等が用いられる。

［発明の効果コ 本発明によれば、脱硫反応壁温は高温ガスを流通させて
、水の凝縮を防止し、脱硫反応塔内に相対湿度を７０〜
１００％を保持する部を維持することができるため、高
い脱硫率が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例におりる脱硫装置のフローシ
ートである。第２図は本発明の他の実施例における脱硫
反応塔の概略図である。第３図はガス温度Ｔ１と脱硫率
の関係、第４図は従来の脱硫装置のフローシートである
。 １・・・ボイラ、２・・・排ガス、３・・・エアヒータ
、４・・・脱硫反応塔、５・・・脱硫剤、１１・・・脱
硫剤噴霧ノズル、１００・ガス流分流用部材 出願人　バブコック日立株式会社 代理人　弁理士　松永孝義　はか１名 （％）＊碧禰

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルカリ金属系またはアルカリ土類金属系化合物
   を含む脱硫剤を燃焼装置内または燃焼装置から排出され
   る排ガス煙道に供給した後に脱硫反応塔に導き、排ガス
   中の硫黄酸化物を除去する排ガス脱硫方法において、 脱硫反応塔への水の噴霧量により、該脱硫反応塔内のガ
   ス流方向の垂直断面に対して、該脱硫反応塔壁面側のガ
   ス流のガス温度よりも該脱硫反応塔内のガス流の中心部
   側のガス温度を低くすることを特徴とする排ガス脱硫方
   法。
2. （２）脱硫反応塔内のガス流の中心部側のガス温度は飽
   和温度Ｔｓよりも高く、飽和温度Ｔｓ＋１５℃よりも低
   くすることを特徴とする請求項１記載の排ガス脱硫方法
   。
3. （３）アルカリ金属系またはアルカリ土類金属系化合物
   を含む脱硫剤を燃焼装置内または燃焼装置から排出され
   る排ガス煙道に供給した後に脱硫反応塔に導き、排ガス
   中の硫黄酸化物を除去し、反応後の脱硫剤を排ガス中の
   灰とともに集塵装置で集塵する排ガス脱硫装置において
   、 該脱硫反応塔内のガス流の上流側と下流側には開口部を
   設け脱硫反応塔の壁面側と中心部側とにガス流を分流す
   るガス流分流用部材と、該ガス流分流用部材のガス流上
   流側であって、壁面側と中心部側の開口部近傍には前記
   分流された排ガスに噴霧状の水をそれぞれ供給する水噴
   霧用ノズルと、を設けたことを特徴とする排ガス脱硫装
   置。
4. （４）脱硫反応塔の中心部側の水噴霧ノズル数および噴
   霧量を多くし、脱硫反応塔の壁面側の水噴霧ノズル数お
   よび水噴霧量を少なくすることを特徴とする請求項３記
   載の排ガス脱硫装置。
5. （５）煙道、脱硫反応塔内または集塵装置内に温度セン
   サ、露点計、湿度計、水分計を取り付け、その信号によ
   り水噴霧ノズルからの水噴霧量を制御する制御装置を設
   けたことを特徴とする請求項３記載の排ガス脱硫装置。