JPH0523811B2 - - Google Patents
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- JPH0523811B2 JPH0523811B2 JP60144086A JP14408685A JPH0523811B2 JP H0523811 B2 JPH0523811 B2 JP H0523811B2 JP 60144086 A JP60144086 A JP 60144086A JP 14408685 A JP14408685 A JP 14408685A JP H0523811 B2 JPH0523811 B2 JP H0523811B2
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- sulfuric acid
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- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
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- C01B17/88—Concentration of sulfuric acid
-
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
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- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、煙道ガスの脱硫法及びその装置に係
わる。本発明によれば、煙道ガスが通過する反応
器において、煙道ガスを臭素水溶液と接触させ、
煙道ガス中に含まれる二酸化イオウを臭素水溶液
と反応させて硫酸及び臭化水素酸に変化させ、こ
の臭化水素酸の一部を電気分解して水素及び臭素
を生成し、臭素を前記反応器に再注入する。一
方、臭化水素酸の残部を、熱い煙道ガスが流動す
る濃縮器において蒸発させ、硫酸から分離させ
る。
わる。本発明によれば、煙道ガスが通過する反応
器において、煙道ガスを臭素水溶液と接触させ、
煙道ガス中に含まれる二酸化イオウを臭素水溶液
と反応させて硫酸及び臭化水素酸に変化させ、こ
の臭化水素酸の一部を電気分解して水素及び臭素
を生成し、臭素を前記反応器に再注入する。一
方、臭化水素酸の残部を、熱い煙道ガスが流動す
る濃縮器において蒸発させ、硫酸から分離させ
る。
かかる方法及び装置については、EP−B1
0016290から公知である。この場合、煙道ガスの
温度が少なくとも180℃であれば、濃縮器におい
て濃度80重量％以上の硫酸が生成される。しかし
ながら、現代の発電プラントにおいては、一方で
は汚染物の制御のため、煙突出口の排出温度がで
きるだけ低いものでなければならないこと、及び
他方では排出温度が発電プラントの充填フアクタ
ーに大きく左右されることにより、かかる条件を
常時満足することはできない。このように、充填
フアクターが１の場合150℃である排出温度は、
充填フアクターが0.3である場合には、100℃に低
下する。このような低い温度では、煙道ガスによ
り加熱される濃縮器はその効率の大部分を失な
い、生成する硫酸は、市販用製品として要求され
る濃度である少なくとも75重量％には達し得ない
ことは明らかである。
0016290から公知である。この場合、煙道ガスの
温度が少なくとも180℃であれば、濃縮器におい
て濃度80重量％以上の硫酸が生成される。しかし
ながら、現代の発電プラントにおいては、一方で
は汚染物の制御のため、煙突出口の排出温度がで
きるだけ低いものでなければならないこと、及び
他方では排出温度が発電プラントの充填フアクタ
ーに大きく左右されることにより、かかる条件を
常時満足することはできない。このように、充填
フアクターが１の場合150℃である排出温度は、
充填フアクターが0.3である場合には、100℃に低
下する。このような低い温度では、煙道ガスによ
り加熱される濃縮器はその効率の大部分を失な
い、生成する硫酸は、市販用製品として要求され
る濃度である少なくとも75重量％には達し得ない
ことは明らかである。
本発明の目的は、たとえ充填率が低い場合に
も、硫酸の濃縮率を高い値に維持できる上述の種
類の方法及び装置を提供することにある。
も、硫酸の濃縮率を高い値に維持できる上述の種
類の方法及び装置を提供することにある。
この目的は、本発明により、濃縮器で得られた
硫酸を、煙道ガスの温度よりも高い温度のガスが
通過する後濃縮器において、さらに蒸発を行なう
ことによつて達成される。
硫酸を、煙道ガスの温度よりも高い温度のガスが
通過する後濃縮器において、さらに蒸発を行なう
ことによつて達成される。
従つて、本発明による煙道ガス脱硫装置は、濃
縮器につづいて、後濃縮器が設けてあり、この後
濃縮器に煙道ガスよりも高い温度レベルのガスが
供給されることを特徴としている。
縮器につづいて、後濃縮器が設けてあり、この後
濃縮器に煙道ガスよりも高い温度レベルのガスが
供給されることを特徴としている。
本発明による装置の好適な１具体例を概略的に
示す図面を参照して、本発明をさらに詳述する。
示す図面を参照して、本発明をさらに詳述する。
装置は６つの主要な部材、すなわち予濃縮器
１、後濃縮器２、反応器３、電解槽４、洗浄塔５
及び熱交換器６で構成される。浄化されるべき煙
道ガスの少量部分は予濃縮器１、反応器３、洗浄
塔５及び熱交換器６をシリーズで通過する。一
方、大部分は、浄化されたガスを煙突からの排出
に最適な温度に加熱するため、まず熱交換器に供
給され、ついで反応器の入口で前記少量部分と併
合される。後濃縮器２には、熱発電プラントのエ
コノマイザ（図示せず）の直後で取出された高温
の煙道ガスが供給される。この後濃縮器を通過し
た後、これらの高温ガスは、予濃縮器１に入る煙
道ガスと併わされる。別法では、この目的のため
に、発電プラントの空気プレヒータからの熱空気
を使用することもできる。
１、後濃縮器２、反応器３、電解槽４、洗浄塔５
及び熱交換器６で構成される。浄化されるべき煙
道ガスの少量部分は予濃縮器１、反応器３、洗浄
塔５及び熱交換器６をシリーズで通過する。一
方、大部分は、浄化されたガスを煙突からの排出
に最適な温度に加熱するため、まず熱交換器に供
給され、ついで反応器の入口で前記少量部分と併
合される。後濃縮器２には、熱発電プラントのエ
コノマイザ（図示せず）の直後で取出された高温
の煙道ガスが供給される。この後濃縮器を通過し
た後、これらの高温ガスは、予濃縮器１に入る煙
道ガスと併わされる。別法では、この目的のため
に、発電プラントの空気プレヒータからの熱空気
を使用することもできる。
濃縮器１及び２では、臭化水素酸は加熱された
酸混合物から留去され、煙道ガスによつて運ば
れ、一方、より高い沸点をもつ硫酸は濃縮される
ことになる。反応器では、煙道ガスは、水に溶解
している臭素と接触し、以下の反応が生ずる。
酸混合物から留去され、煙道ガスによつて運ば
れ、一方、より高い沸点をもつ硫酸は濃縮される
ことになる。反応器では、煙道ガスは、水に溶解
している臭素と接触し、以下の反応が生ずる。
SO2＋Br2＋2H2O→H2SO4＋2HBr
これにより、上記の酸混合物が生成する。かか
る接触を強化するため、混合物を連続的に循環さ
せ、反応器の周囲に繰返し噴霧するようにしても
よい。この混合物の一部を連続して電解槽４に供
給する。この電解槽には、グラフアイト電極を介
して一定電流が供給され、臭化水素酸を分子状臭
素及び水素に分解する。臭素は混合物の残部と共
に反応器に戻され、一方、水素は市販可能な生成
物として回収される。
る接触を強化するため、混合物を連続的に循環さ
せ、反応器の周囲に繰返し噴霧するようにしても
よい。この混合物の一部を連続して電解槽４に供
給する。この電解槽には、グラフアイト電極を介
して一定電流が供給され、臭化水素酸を分子状臭
素及び水素に分解する。臭素は混合物の残部と共
に反応器に戻され、一方、水素は市販可能な生成
物として回収される。
洗浄塔５では、水が閉鎖導管において上方から
注入され、一方、被浄化煙道ガスは向流状で塔内
を流動する。反応器３内での蒸発による水のロス
（これにより、洗浄塔内での水レベルが高くなる）
が、水の一部を洗浄塔から反応器にポンプ送給す
ることにより、補償される。常法の如く、濃縮
器、反応器及び洗浄塔に供給される液体は、ポン
プ７及び１１により、適切な注入圧力に圧縮され
る。
注入され、一方、被浄化煙道ガスは向流状で塔内
を流動する。反応器３内での蒸発による水のロス
（これにより、洗浄塔内での水レベルが高くなる）
が、水の一部を洗浄塔から反応器にポンプ送給す
ることにより、補償される。常法の如く、濃縮
器、反応器及び洗浄塔に供給される液体は、ポン
プ７及び１１により、適切な注入圧力に圧縮され
る。
以下にパイロツトプラントの操作パラメータを
示す。かかるパイロツトプラントは、20000m3／
時間の率で排出ガスを浄化しうる。流率はいずれ
も、常圧及び室温におけるものである。フル充填
率及び部分充填率（充填フアクター0.3）に係わ
る数を併記する。被浄化煙導ガスは以下の組成を
有する。
示す。かかるパイロツトプラントは、20000m3／
時間の率で排出ガスを浄化しうる。流率はいずれ
も、常圧及び室温におけるものである。フル充填
率及び部分充填率（充填フアクター0.3）に係わ
る数を併記する。被浄化煙導ガスは以下の組成を
有する。
窒 素 72.9／75 （容量％）
二酸化炭素 14／11 （容量％）
水 ９／５ （容量％）
酸 素 ４／９ （容量％）
二酸化イオウ 790／470 （ppm）
総煙道ガス流量 20000／60000 （m3／時間）
熱交換器に入る煙道ガスの総流率は66.3／64.4
容量％であり、主濃縮器への総流率は32.0／33.1
容量％であり、電力プラントのエコノマイザから
の煙道ガス1.7／2.5容量％が後濃縮器に入る。
容量％であり、主濃縮器への総流率は32.0／33.1
容量％であり、電力プラントのエコノマイザから
の煙道ガス1.7／2.5容量％が後濃縮器に入る。
熱交換器の上流における元の煙道ガスの温度は
150℃／100℃であり、下流では90℃／75℃であ
る。熱交換器の上流における浄化された煙道ガス
の温度は41.7℃／30.9℃であり、下流では82℃／
47℃である。いずれの場合にも、主濃縮器におけ
る硫酸の濃度は約50％であり、後濃縮器では95％
である。少量の分子状臭素以外にも、反応器は、
いずれの場合も、臭化水素酸約15％及び硫酸15％
を収容している。なお、残部は水である。
150℃／100℃であり、下流では90℃／75℃であ
る。熱交換器の上流における浄化された煙道ガス
の温度は41.7℃／30.9℃であり、下流では82℃／
47℃である。いずれの場合にも、主濃縮器におけ
る硫酸の濃度は約50％であり、後濃縮器では95％
である。少量の分子状臭素以外にも、反応器は、
いずれの場合も、臭化水素酸約15％及び硫酸15％
を収容している。なお、残部は水である。
より高い臭素割合、たとえば臭化水素酸20％及
び硫酸10％が選択される場合には、濃縮器への供
給に関して、より大きい総煙道ガス流率（たとえ
ば51％）、浄化された煙道ガスの加熱に関して、
より小さい流率（たとえば47.3％）が選択され
る。この場合には、後者は温度41.7℃で熱交換器
に入り、熱交換器を70℃に加熱する。
び硫酸10％が選択される場合には、濃縮器への供
給に関して、より大きい総煙道ガス流率（たとえ
ば51％）、浄化された煙道ガスの加熱に関して、
より小さい流率（たとえば47.3％）が選択され
る。この場合には、後者は温度41.7℃で熱交換器
に入り、熱交換器を70℃に加熱する。
上述の具体例はパイロツトプラントとして代表
的かつ有利なものであるが、本発明はこれら具体
例に限定されない。特に大規模な装置において
は、総煙道ガス流率の分配を、煙突入口における
浄化された煙道ガスの所望最低温度に応じて変化
させることもできる。たとえば、熱交換器の出口
における浄化された煙道ガスの温度が100℃であ
ることが望まれる場合には、被浄化煙道ガスの71
％を、熱交換器における浄化された煙道ガスの加
熱に使用し、23％を主濃縮器に、かつ６％を後濃
縮器に供給することもできる。
的かつ有利なものであるが、本発明はこれら具体
例に限定されない。特に大規模な装置において
は、総煙道ガス流率の分配を、煙突入口における
浄化された煙道ガスの所望最低温度に応じて変化
させることもできる。たとえば、熱交換器の出口
における浄化された煙道ガスの温度が100℃であ
ることが望まれる場合には、被浄化煙道ガスの71
％を、熱交換器における浄化された煙道ガスの加
熱に使用し、23％を主濃縮器に、かつ６％を後濃
縮器に供給することもできる。
図面は、本発明による煙道ガス脱硫装置の好適
な１具体例を示すフローチヤートである。 １……予濃縮器（主濃縮器）、２……後濃縮器、
３……反応器、４……電解槽、５……洗浄塔、６
……熱交換器。
な１具体例を示すフローチヤートである。 １……予濃縮器（主濃縮器）、２……後濃縮器、
３……反応器、４……電解槽、５……洗浄塔、６
……熱交換器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 反応器３において煙道ガスを臭素水溶液と接
触させ、これにより該煙道ガス中の二酸化イオウ
を臭素水溶液と反応させて硫酸及び臭化水素酸に
変化させることにより煙道ガスを脱硫すると共
に、該反応器で得られた硫酸−臭化水素酸混合物
の一部を電解槽４に供給し、臭化水素酸を電気分
解して水素及び臭素を生成し、生成した臭素を前
記反応器に再注入し、一方、前記硫酸−臭化水素
酸混合物の残部を濃縮器１に供給して煙道ガスと
接触させ、該硫酸−臭化水素酸混合物から臭化水
素酸を蒸発させて硫酸濃縮溶液を得る煙道ガスの
脱硫法において、前記濃縮器１の下流側に設けた
後濃縮器２で前記濃縮器で得られた硫酸濃縮溶液
を前記煙道ガスよりも高い温度のガスと接触させ
て、該硫酸濃縮溶液から臭化水素酸をさらに蒸
発、分離することを特徴とする、煙道ガスの脱硫
法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、
前記後濃縮器で前記濃縮器からの硫酸濃縮溶液と
接触される高温のガスの温度が250ないし400℃で
ある、煙道ガスの脱硫法。 ３ 特許請求の範囲第１項又は第２項記載の方法
において、前記後濃縮器で硫酸濃縮溶液と接触し
た前記高温のガスを、前記反応器に供給される前
記煙道ガスの流れに併合させる、煙道ガスの脱硫
法。 ４ 煙道ガスと臭素水溶液とを接触させ、これに
より該煙道ガス中の二酸化イオウを臭素水溶液と
反応させて硫酸及び臭化水素酸の混合物に変化さ
せることにより煙道ガスを脱硫する反応器３と、
該反応器で生成された臭化水素酸を臭素及び水素
に電気分解する電解槽４と、該電解槽で得られた
臭素を前記反応器に再注入する手段と、前記反応
器で生成された硫酸及び臭化水素酸の混合物を煙
道ガスと接触させて、臭化水素酸を蒸発、分離さ
せることにより硫酸濃縮溶液を得る濃縮器１とを
包含してなる煙道ガスの脱硫装置において、前記
濃縮器１の下流側に、前記濃縮器から供給される
前記硫酸濃縮溶液を前記煙道ガスよりも高温のガ
スと接触させ、前記硫酸濃縮溶液から臭化水素酸
をさらに蒸発、分離させる後濃縮器２を設けたこ
とを特徴とする、煙道ガスの脱硫装置。 ５ 特許請求の範囲第４項記載のものにおいて、
該煙道ガスの脱硫装置が熱発電プラントの煙道ガ
スを浄化するためのものであり、前記後濃縮器２
に、該発電プラントのエコノマイザの直後で取出
した煙道ガスを前記高温ガスとして供給するよう
にした、煙道ガスの脱硫装置。 ６ 特許請求の範囲第４項又は第５項記載のもの
において、前記反応器へ供給される煙道ガスと、
煙突から排出される前の浄化された煙道ガスとの
間で熱交換させ、浄化された煙道ガスを煙突から
の排出に最適な温度に加熱する変換器６を設けて
なる、煙道ガスの脱硫装置。 ７ 特許請求の範囲第４項ないし第６項のいずれ
か１項に記載のものにおいて、前記反応器３から
の脱硫された煙道ガスを洗浄するための洗浄塔５
を設けてなる、煙道ガスの脱硫装置。 ８ 特許請求の範囲第４項記載のものにおいて、
前記煙道ガスの脱硫装置が熱発電プラントの煙道
ガス浄化用のものであり、前記後濃縮器２に、該
発電プラントの空気予熱器からの熱空気を前記高
温ガスとして供給するようにした、煙道ガスの脱
硫装置。
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