JPH06254343A

JPH06254343A - 排煙脱硫方法及び排煙脱硫装置

Info

Publication number: JPH06254343A
Application number: JP5061406A
Authority: JP
Inventors: Junichi Furukawa; 順一古川; Hiromi Koshizuka; 博美腰塚; Takashi Kimura; 隆志木村; Kazushige Kawamura; 和茂川村; Eiji Awai; 英司粟井
Original assignee: Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd; Chiyoda Corp
Current assignee: Chiyoda Corp
Priority date: 1993-02-26
Filing date: 1993-02-26
Publication date: 1994-09-13

Abstract

(57)【要約】【目的】簡易かつ経済的に排煙の除塵処理、脱硫処理
を行うことができ、かつ所要面積が小さく、既設ボイラ
ーでも容易に採用できるような排煙脱硫方法と装置を提
供する。【構成】排ガスが水平に流れる排ガス流通室３０に前
段吸収液スプレー手段４４、前段多孔充填物層４６、後
段吸収液スプレー手段４８、後段多孔充填物層５０を前
方から後方にかけて順次設置する。スプレー手段４４、
４８は、水可溶性硫酸塩を生成する吸収剤を含む吸収液
を排ガスの流れ方向と同じ向きにスプレーする。前段工
程では、吸収液を排ガスにスプレーし、これら排ガス及
び吸収液を前段多孔充填物層に導入して排ガスの冷却及
び除塵を行う。後段工程では、前段工程を経た排ガスに
吸収液をスプレーし、これら排ガス及び吸収液を後段多
孔充填物層に導入して排ガスの脱硫を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ボイラ−などの燃焼排
ガスから煤塵、亜硫酸ガスなどを除去する排煙脱硫方法
及び装置に関し、更に詳細には、排ガス水平流方式を採
用した省スペ−ス型で低コストの排煙脱硫方法及び装置
に関する。

【従来の技術】

【０００２】石油、石炭等の化石燃料を燃料としている
火力発電所などでは、従来、スプレ−式、充填式等の脱
硫方法により、排ガス処理を行っている。この方法は、
装置として高さの高い吸収塔を使用し、その吸収塔で使
用する吸収液には、石灰、石灰石、水酸化マグネシウ
ム、苛性ソ−ダなどの吸収剤と水とからなるスラリ−液
もしくは水溶液を使って、ボイラーから出る排ガス中の
煤塵、亜硫酸ガスなどを除去している。除去した煤塵
は、その一部が利用されることもあるが、主に廃棄物と
して処理され、亜硫酸ガスは、石膏、硫酸マグネシウ
ム、硫酸ナトリウムなどの硫酸塩にして利用されるか、
又は放流される。

【０００３】このような方法による排煙処理は、高さの
高い吸収塔装置を使用していることから、建設費及び運
転費が嵩むので、また広大な装置敷地面積が必要である
ので、より経済的な排煙処理装置の提供が従来から強く
求められていた。そこで、一つの方法として炉内石灰石
吹き込み＋塔もしくはダクト水スプレ−方法が提案され
ている。この方法は、粉状の石灰石等をボイラーの炉内
に吹き込み、ボイラーから出た石灰石、消石灰を含む排
煙に水をスプレ−してボイラー内および水スプレー部に
て脱硫させ、煤塵、脱硫生成物を乾燥状態とし、バグフ
イルタ−等の集塵装置でこれら煤塵、脱硫生成物を除去
するものである。また、石炭灰又は消石灰を水に混ぜ、
熱水養生して吸収剤を調製し、排煙中にスプレ−して脱
硫させ、凝集した煤塵、脱硫生成物を乾燥状態とした
後、バグフイルタ−等で煤塵、脱硫生成物を除去する熱
水養生吸収剤＋スプレ−ドライ方法も提案されている。

【０００４】しかしながら、前者の石灰石吹き込み＋水
スプレ−方法は、ボイラ−燃焼効率に対する影響が大き
いため、本来のボイラ−性能を低下させる上に、脱硫率
が比較的低い。また、この方法を既存のボイラーに適用
するには、改造を必要とする。更に、生成する亜硫酸カ
ルシウムなどの亜硫酸塩は、二次公害を発生させる可能
性があり、充分な対策が必要となる。そのためのコスト
は、脱硫、脱塵のためのコストより大きくなる可能性が
大きい。また、後者の熱水養生吸収剤＋スプレ−ドライ
方法は、脱硫剤の調製に要する熱水養生操作、造粒操作
などのコストが大きく、脱硫操作に要する全体のコスト
が嵩む。更に、後者の方法も、前者の方法と同様に低脱
硫率、生成する亜硫酸塩による二次公害の問題を抱えて
いる。

【０００５】一方、排ガスを吸収液にバブリングする方
法、即ち液相連続、気相分散の気液接触方法が提案され
ている。（特公昭６０−４７２６号参照）。この方法
は、脱硫率が高く、二次公害のない石膏を生成し、かつ
吸収装置の高さが低くコンパクトであり、前述の方法に
比べて経済的であるが、それでも実施するには、かなり
の経済的負担が必要となる。以上のように、これまでに
提案された方法は、実施するには経済的負担が大きく、
特に開発途上国等で採用するには経済的負担が大き過ぎ
て適当ではなく、大幅な改良によるより一層経済的な方
法及び装置の実現が望まれている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、簡易
かつ経済的に排煙の除塵処理、脱硫処理を行うことがで
きるとともに、所要面積が小さく、既設ボイラーにも容
易に採用できるような排煙脱硫方法と排煙脱硫装置を提
供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段及びその作用】上記目的を
達成するために、本発明に係る排煙脱硫方法は、吸収液
を排ガスにスプレーして排ガスの冷却及び除塵を行う前
段工程と、前段工程を経た排ガスを水平方向に流し、水
可溶性硫酸塩を生成する吸収剤を含む吸収液を該排ガス
にその流れ方向と同じ向きにスプレーするとともに、こ
れら排ガス及び吸収液を多孔充填物層に導入して排ガス
の脱硫を行う後段工程とを備えたことを特徴としてい
る。

【０００８】また、本発明に係る排煙脱硫方法は、より
好ましくは、排ガスを水平方向に流し、水可溶性硫酸塩
を生成する吸収剤を含む吸収液を該排ガスにその流れ方
向と同じ向きにスプレーするとともに、これら排ガス及
び吸収液を多孔充填物層に導入して排ガスの冷却及び除
塵を行う前段工程と、前段工程を経た排ガスを水平方向
に流し、水可溶性硫酸塩を生成する吸収剤を含む吸収液
を該排ガスにその流れ方向と同じ向きにスプレーすると
ともに、これら排ガス及び吸収液を多孔充填物層に導入
して排ガスの脱硫を行う後段工程とを備え、前段工程で
スプレーした吸収液を前段吸収液槽に回収し、後段工程
でスプレーした吸収液を後段吸収液槽に回収し、かつ前
段吸収液槽及び後段吸収液槽にそれぞれ酸素含有ガスを
導入するようにしたことを特徴としている。

【０００９】本発明に係る排煙脱硫装置は、上述した本
発明方法を実施するため、内部を排ガスが水平方向に流
れる排ガス流通室と、排ガス流通室の前段部に設置さ
れ、排ガス流通室を流れる排ガスに吸収液をスプレーす
る前段吸収液スプレー手段と、排ガス流通室の後段部に
設置され、排ガス流通室を流れる排ガスに水可溶性硫酸
塩を生成する吸収剤を含む吸収液を該排ガスの流れ方向
と同じ向きにスプレーする後段吸収液スプレー手段と、
排ガス流通室の後段吸収液スプレー手段設置位置より後
方に設置され、排ガス及び後段吸収液スプレー手段によ
りスプレーされた吸収液が内部に導入される多孔充填物
層とを備えたことを特徴としている。

【００１０】また、本発明に係る排ガス脱硫装置は、よ
り好ましくは、内部を排ガスが水平方向に流れる排ガス
流通室と、排ガス流通室の前段部に設置され、排ガス流
通室を流れる排ガスに水可溶性硫酸塩を生成する吸収剤
を含む吸収液を該排ガスの流れ方向と同じ向きにスプレ
ーする前段吸収液スプレー手段と、排ガス流通室の前段
吸収液スプレー手段設置位置より後方に設置され、排ガ
ス及び前段吸収液スプレー手段によりスプレーされた吸
収液が導入される前段多孔充填物層と、排ガス流通室の
前段多孔充填物層設置位置より後方に設置され、排ガス
流通室を流れる排ガスに水可溶性硫酸塩を生成する吸収
剤を含む吸収液を該排ガスの流れ方向と同じ向きにスプ
レーする後段吸収液スプレー手段と、排ガス流通室の後
段吸収液スプレー手段設置位置より後方に設置され、排
ガス及び後段吸収液スプレー手段によりスプレーされた
吸収液が導入される後段多孔充填物層と、前段吸収液ス
プレー手段によりスプレーされた吸収液を回収する前段
吸収液槽と、後段吸収液スプレー手段によりスプレーさ
れた吸収液を回収する後段吸収液槽と、前段吸収液槽及
び後段吸収液槽の吸収液にそれぞれ酸素含有ガスを供給
する酸素含有ガス供給機構とを備えたことを特徴として
いる。

【００１１】以下、本発明をさらに詳しく説明する。吸収液本発明において、前段工程及び後段工程で排ガスにスプ
レーする吸収液としては、排ガス中の亜硫酸ガスと反応
して水可溶性の硫酸塩を生成する吸収剤の水溶液又は水
スラリーを用いる。硫酸塩が水可溶性となる吸収剤を用
いることにより、排ガス及び吸収液が導入される多孔充
填物層の表面に吸収剤の硫酸塩がスケーリングすること
を防止できる。生成する硫酸塩が水可溶性となる吸収剤
としては、例えば、Ｍｇ（ＯＨ）₂ 、ＭｇＣＯ₃ 等のＭ
ｇ系吸収剤、ＮａＯＨ、ＮａＣＯ₃ 等のＮａ系吸収剤な
どが挙げられる。

【００１２】前段工程本発明においては、まず、前段工程において吸収液を排
ガスにスプレーして気液接触させ、排ガスの冷却及び除
塵を行うとともに、排ガス中の亜硫酸ガスの一部を吸収
剤と反応させて吸収液に吸収し、脱硫を行う。なお、請
求項１記載の発明では、前段工程における吸収液のスプ
レー方向は必ずしも限定されず、排ガスの流れ方向と同
じ向き、交差する向き、対向する向きのいずれでもよ
い。本発明においては、装置全体として所定の除塵性能
を確保できるように前段工程の運転条件を設定する。こ
の運転条件は、装置の脱硫性能と無関係に設定すること
ができる。また、石炭焚排ガスを処理対象にした場合、
高濃度煤塵（フライアッシュ）を含む排ガスの処理を行
うことになるが、本発明では前段工程で排ガスから煤塵
を除去するので、後段工程では吸収液スプレーの液滴径
等を自由に設定することができる。本発明は、このよう
に電気集塵機を用いずに排ガスの除塵を行うため、電気
集塵機コストを低減することができるものである。

【００１３】前段工程において、好ましくは、排ガスを
水平方向に流し、吸収液を排ガスにその流れ方向と同じ
向きにスプレーするとともに、これら排ガス及び吸収液
を多孔充填物層に導入する。これにより、まず排ガスと
吸収液とが吸収液をスプレーした時点で気液接触し、次
いで多孔充填物層内に導入された吸収液が多孔充填物の
表面に付着してこの吸収液と排ガスとが気液接触し、さ
らに排ガスの風力によって多孔充填物の表面から気液接
触の液表面が更新された吸収液が飛散してこの吸収液と
排ガスとが気液接触する。このため、排ガスと吸収液と
の気液接触が効率的に行われ、排ガスの冷却、除塵、脱
硫が効果的に行われる。前段工程においては、前段吸収
液槽の上部空間において、飛散した吸収液の一部（特に
固形物を含む液滴や大粒径液滴）が重力落下し、排ガス
と分離されるので、前段で用いた吸収液の後段工程への
流入が最小限となり、多孔充填物層内のスケーリング、
脱硫性能への影響を最少限にできる。

【００１４】後段工程後段工程においては、前段工程を経た排ガスを水平方向
に流し、吸収液を排ガスにその流れ方向と同じ向きにス
プレーするとともに、これら排ガス及び吸収液を多孔充
填物層の内部に導入して排ガスの脱硫を行う。これによ
り、前述したように排ガスと吸収液との気液接触が効率
的に行われ、排ガスの脱硫が効果的に行われる。これに
対し、従来排ガスと吸収液との気液接触方法として知ら
れるガス十字流方式（水平に流れる排ガスに上方から下
方に向けてスプレーすることにより気液接触させる方
式）では、かかる効果は得られない。すなわち、ガス十
字流方式では、多孔充填物層の上部では液の亜硫酸ガス
吸収能力が大きい（主として高ｐＨのため）ので、脱硫
反応が良好に行われるが、下部では液の吸収能力が低下
する（ｐＨ低下のため）ので、脱硫率が悪くなる。本発
明のガス水平流方式による気液接触方法は、ガス十字流
方式の欠点を解消し、多孔充填物層内における上下方向
の脱硫率の変化を最小限に抑えて、脱硫効率を最大限に
向上させたものである。また、後段工程において、後段
吸収液槽の上部空間は、前述した前段吸収液槽の上部空
間と同様に気液分離ゾーンとして有効である。

【００１５】多孔充填物層多孔充填物層は、多孔充填物によって構成する。ここ
で、多孔充填物とは、単位面積あたりの表面積の大きい
充填物で、気体通過性の良好なものをいう。このような
多孔充填物としては、例えばエキスパンドメタルが挙げ
られる。多孔充填物層は、１つの多孔充填物で形成して
もよく、複数の多孔充填物で形成してもよい。なお、多
孔充填物層の長さ（多孔充填物層と排ガスとの接触長
さ）は、所定脱硫率等によって適宜に設定する。また、
多孔充填物層を構成する多孔充填物の一部又は全部は、
その前面（排ガスが当たる面）を排ガスの流れ方向に対
して傾斜させることが好ましい。これにより吸収液が多
孔充填物層の内部に容易に流入するため、前述したよう
に、吸収液をいったん多孔充填物の表面に捕集し、多孔
充填物上で気液接触させた後、さらにその吸収液を気液
接触の液表面を更新させて多孔充填物から飛散させ、再
度液滴として気液接触させることが容易になる。この場
合、多孔充填物層の前面の傾斜角度は排ガスの流れ方向
に対して５度以上９０度未満、特に２０〜６０度程度と
することが好ましい。傾斜角度が５度未満であると吸収
液の捕集、飛散効果が低下することがあり、９０度にな
ると気体通過性が悪くなる。また、多孔充填物層の前面
は上向きに傾斜させること（すなわち、ガスを上向き方
向に変えること）が多孔充填物層内での吸収液の滞留時
間を長くする（吸収液が落下するまでの時間が長くな
る）点で望ましい。これによって、気液接触時間が長く
なり、脱硫性能が向上し、さらに多孔充填物上がより湿
潤となり、スケーリング防止効果がある。

【００１６】吸収液槽本発明では、前段工程でスプレーした吸収液を前段吸収
液槽に回収し、後段工程でスプレーした吸収液を後段吸
収液槽に回収し、かつ前段吸収液槽及び後段吸収液槽に
それぞれ例えば空気等の酸素含有ガスを導入することが
好ましい。これにより、排ガスと気液接触した吸収液に
含まれる亜硫酸や吸収剤の亜硫酸塩を酸化することがで
きる。後段吸収液槽への酸素含有ガスの導入量は、後段
吸収液槽の吸収液中の亜硫酸濃度が０．０１〜０．３５
モル／リットル、特に０．０２５〜０．２モル／リット
ルとなるように設定することが望ましい。前段吸収液槽
の吸収液の亜硫酸濃度は成り行きであり、当然後段吸収
液槽の吸収液より低濃度である。

【００１７】また、本発明では、前段吸収液槽の吸収液
を前段工程でスプレーし、後段吸収液槽の吸収液と吸収
剤との混合液を後段工程でスプレーし、かつ後段吸収液
槽の吸収液を前段吸収液槽に移送することが好適であ
る。すなわち、後段吸収液槽の吸収液中の亜硫酸の一部
を空気によって酸化し、硫酸マグネシウム等にしたの
ち、前段吸収液槽に移送して排ガスの冷却と除塵に供す
る。このように吸収液を循環使用することにより、吸収
液の使用量を減らし、運転コストを低くすることができ
る。吸収液を循環使用する場合、前段吸収液槽の吸収液
のｐＨを４．０〜６．５、後段吸収液槽の吸収液のｐＨ
を４．５〜７．０とし、かつ前段吸収液槽の吸収液のｐ
Ｈを後段吸収液槽の吸収液のｐＨよりも小さくすること
が好ましい。それは、ｐＨがこの範囲であれば高い脱硫
性能が得られ、十分な酸化も達成できるからであり、こ
れによって吸収剤の使用効率が向上する。特に吸収剤と
してＭｇＣＯ₃ を用いた場合、ＭｇＣＯ₃ は溶解速度が
比較的小さいので、吸収液槽を前段及び後段に分けてそ
のｐＨを変える効果は大きい。また、ＭｇＣＯ₃ を用い
た場合、前段吸収液槽及び後段吸収液槽の吸収液のｐＨ
をそれぞれ前記の範囲内で低い値にした方が好ましい。

【００１８】最終酸化槽本発明においては、後段吸収液槽から吸収液が移送され
る最終酸化槽を設け、この最終酸化槽で亜硫酸の完全な
酸化を行うことが好ましい。このように後段吸収液槽、
前段吸収液槽及び最終酸化槽の三段で亜硫酸の酸化を完
了させることにより、二次公害の発生を確実に防止する
ことができる。前段吸収液槽及び後段吸収液槽の吸収液
は脱硫、酸化に供するため前述したｐＨ範囲としたが、
最終酸化槽では酸化を優先させるために吸収液のｐＨを
３．０〜４．５に制御する。なお、最終酸化槽の吸収液
には、ｐＨ制御のため必要に応じ硫酸等の酸を添加して
もよい。

【００１９】中和槽本発明では、さらに最終酸化槽から吸収液が移送される
中和槽を設け、この中和槽で吸収液のｐＨを中性とする
ことが望ましい。このときに用いる中和剤としては、例
えば水酸化マグネシウム等の亜硫酸ガスの吸収剤として
用いているものを使用することが好ましい。また、反応
が完結しないと中和剤のロスが生じるため、反応速度の
速い中和剤を用いることが望ましい。

【００２０】沈澱池中和槽で中和を行った吸収液は、煤塵埋立処分池等の沈
澱池に移送し、この沈澱池で煤塵等の固形物を沈降分離
した後、上澄み液を放流することができる。固形物の沈
降速度が遅い場合や沈澱池が小さい場合には、清澄な上
澄み液が得られるように吸収液に凝集剤を添加してもよ
い。沈澱池を設けることにより、運転、保守が煩雑な上
トラブルが多く装置コストが高いフィルタープレスなど
の固液分離機器が不要となる。なお、沈澱池で沈降した
煤塵等はその地で処分することもでき、既設のボイラー
ボトム灰処分場などに輸送して処分することもできる。

【００２１】ミストエリミネ−タ− 本発明では、後段工程を経た排ガスをミストエリミネ−
タ−に導入し、ミストエリミネ−タ−で排ガス中のミス
トを除去した後、煙突から大気中に放出することが好ま
しい。

【００２２】吸収液槽、最終酸化槽、中和槽の設置態様吸収液槽等の設置態様に限定はないが、四角形容器を堰
板により分割してその内部に前段吸収液槽及び後段吸収
液槽を順次形成し、これらを直列に隣接させ、前段吸収
液槽から後段吸収液槽に堰板の高低差を利用して吸収液
をオーバーフローさせる設置態様が好適に採用される。
これにより、送液に用いるポンプの台数を減少させるこ
とができる。また、吸収液槽等の他の好適な設置態様と
しては、四角形容器を堰板により分割してその内部に前
段吸収液槽、後段吸収液槽、最終酸化槽、中和槽を順次
形成し、それぞれを直列に隣接させ、前段吸収液槽から
後段吸収液槽、最終酸化槽、中和槽に堰板の高低差を利
用して吸収液を順次オーバーフローさせる態様が挙げら
れる。これにより、別置きの槽が不要となるとともに、
最終酸化槽、中和槽に酸素含有ガスを導入する別の配管
や最終酸化槽から出たガスを排出するガス排出管が不要
となり、コスト削減となる。

【００２３】吸収液中にカルシウムが混入する場合吸収液中にカルシウムが含まれていると、石膏、亜硫酸
石膏を生成して多孔充填物層等の石膏スケーリングの原
因となる。このような場合、前段吸収液槽及び後段吸収
液槽中の石膏溶解濃度を１〜２０％、好ましくは１〜１
０％に制御することにより、石膏スケーリングを効果的
に防止することができる。石膏スケーリングを防止する
ためには、通常は吸収液中の石膏溶解濃度を５％以上に
する必要があるが、本発明では石膏の生成量が少ないた
め、通常より少ない１％で効果がある。なお、２０％以
上ではポンプやスプレーノズルのエロージョンが発生す
る。そのため、本発明では、前段及び後段の吸収液槽に
石膏濃縮機構（例えば後述する実施例に示したような仕
切板や傾斜板を用いた石膏濃縮機構）を設け、吸収液中
の石膏溶解濃度を前記範囲とすることにより、低質のＭ
ｇ系吸収剤、Ｎａ系吸収剤でも使用可能となる。また、
工業用水（海水も可能）が多量に使用でき、かつ放流で
きる場合には、石膏、亜硫酸石膏が析出しないように、
吸収液槽等に工業用水をその投入量、投入箇所を適宜設
定して投入することもできる。なお、石炭焚排ガスを処
理対象とする場合には、煤塵からカルシウムが溶出する
ので、上述した石膏、亜硫酸石膏の析出に対する対策は
必ず採ることが望ましい。

【００２４】

【実施例】以下、添付図面を参照し、実施例に基づいて
本発明をより詳細に説明する。実施例１図１は本発明排煙脱硫装置の一実施例を示す模式的構造
図である。図１に示す装置１０は、内部に排ガス流通
室、吸収液槽等を有する装置本体１２と、内部に最終酸
化槽、中和槽を有する四角形容器１４と、吸収剤（本例
では水酸化マグネシウム）の水溶液又は水スラリーを調
製、供給する吸収剤供給機構１６と、空気等の酸素含有
ガスを供給する酸素含有ガス供給機構１８と、工業用水
供給機構２０と、煤塵埋立処分池（沈澱池）２２とを備
えている。なお、図中２４はボイラー、２６は送風機、
２８は煙突を示す。

【００２５】装置本体１２内には、排ガスが水平に流れ
る排ガス流通室３０が上部に形成され、排ガス入口３２
から装置本体１２内に流入した排ガス３４が排ガス流通
室３０を水平に流れて排ガス出口３６から流出するよう
になっている。また、装置本体１２の下部には、四角容
器状の前段吸収液槽３８及び後段吸収液槽４０が堰板４
１で区切られた状態で互いに隣接して設けられ、後段吸
収液槽４０内の吸収液が前段吸収液槽３８にオーバーフ
ローするようになっている。

【００２６】排ガス流通室３０内には、工業用水スプレ
ー手段４２、前段吸収液スプレー手段４４、前段多孔充
填物層４６、後段吸収液スプレー手段４８、後段多孔充
填物層５０、工業用水スプレー手段５２、ミストエリミ
ネーター５４が前方から後方にかけて順次設置されてい
る。これらスプレー手段４２、４４、４８、５２の噴射
口はいずれも後方を向いており、工業用水や吸収液を排
ガスの流れ方向と同じ向きにスプレーするようになって
いる。

【００２７】工業用水スプレー手段４２は、工業用水供
給機構２０に配管を介して連絡しており、前段吸収液ス
プレー手段４４を濡らしてその閉塞を防止するため、広
角度に工業用水をスプレーする。前段吸収液スプレー手
段４４は、前段吸収液槽３８に配管を介して連絡してお
り、前段吸収液槽３８の吸収液を前段多孔充填物層４６
に向けてスプレーする。後段吸収液スプレー手段４８
は、吸収剤供給機構１６及び後段吸収液槽４０と配管を
介して連絡しており、吸収剤の水溶液又は水スラリーと
後段吸収液槽４０の吸収液との混合液を後段多孔充填物
層５０に向けてスプレーする。工業用水スプレー手段５
２は、工業用水供給機構２０に配管を介して連絡してお
り、ミストエリミネーター５４に向けて工業用水をスプ
レーする。

【００２８】四角形容器１４内には、四角容器状の最終
酸化槽５６及び中和槽５８が堰板６０で区切られた状態
で互いに隣接して設けられており、最終酸化槽５６の吸
収液が中和槽５８にオーバーフローするようになってい
る。また、前段吸収液槽３８、後段吸収液槽４０、最終
酸化槽５６及び中和槽５８の底部には、それぞれ酸素含
有ガス供給機構１８と配管を介して連絡する酸素含有ガ
スバブリング手段６２が設けられ、各槽内の吸収液に酸
素含有ガスがバブリングされるようになっている。な
お、図中６３は最終酸化槽５６で発生したガスを排出す
るためのガス排出管である。

【００２９】後段吸収液槽４０と最終酸化槽５６とは配
管を介して連絡され、後段吸収液槽４０の吸収液が最終
酸化槽５６に移送されようになっているとともに、最終
酸化槽５６と吸収剤供給機構１６とは配管を介して連絡
され、吸収剤供給機構１６から最終酸化槽５６に吸収剤
の水溶液又は水スラリーが供給されるようになってい
る。また、中和槽５８と煤塵埋立処分池２２とは配管を
介して連絡され、中和槽５８の吸収液が煤塵埋立処分池
２２に移送されるようになっている。

【００３０】本装置１０において、前段多孔充填物層４
６及び後段多孔充填物層５０は、いずれも、多孔充填物
として図２に示すような多数の孔６４を有するエキスパ
ンドメタル６６を複数個並べることによって構成されて
いる。このエキスパンドメタル６６は、その前面６８
（排ガスが当たる面）と排ガス３４の流れ方向との角度
Ｘが５度以上９０度未満に形成され、前面６８が排ガス
３４の流れ方向に対して傾斜している。そして、これに
より前段吸収液スプレー手段４４、後段吸収液スプレー
手段４８からスプレーされた吸収液が多孔充填物層４
６、５０の内部に容易に流入するようになっている。

【００３１】本実施例の装置１０を用いた排ガスの脱硫
処理は、以下のように行われる。送風機２６の作動によって排ガスが排ガス入口３２か
ら排ガス流通室３０内に導入される。排ガスは排ガス流
通室３０内を水平に流れる。なお、排ガスの空塔速度
は、１．５〜５．０ｍ／秒程度とすることが好ましい。排ガスに前段吸収液スプレー手段４４によって前段吸
収液槽３８の吸収液がスプレーされた後、排ガス及びス
プレーされた吸収液は前段多孔充填物層４６に流入す
る。この間に排ガスの冷却及び除塵が行われる（前段工
程）。前段多孔充填物層４６を出た排ガスに後段吸収液スプ
レー手段４８によって吸収剤供給機構１６から供給され
た吸収剤水溶液又は水スラリーと後段吸収液槽４０の吸
収液との混合液がスプレーされた後、排ガス及び吸収液
は後段多孔充填物層５０に流入する。この間に排ガスの
脱硫が行われる（後段工程）。後段多孔充填物層５０を出た排ガスは後段吸収槽４０
の上部空間において飛散した吸収液の一部が重力落下
し、排ガスと分離されたのち、さらにミストエリミネ−
タ−５４に導入され、ここで排ガス中のミストが完全に
除去される。ミストが除去された排ガスは排ガス出口３
６を経て煙突２８に送られ、大気に放出される。

【００３２】また、本実施例の装置において、排ガスの
脱硫等に用いた吸収液の処理は、以下のように行われ
る。後段吸収液スプレー手段４８によってスプレーされた
吸収液は、後段吸収液槽４０に回収される。後段吸収液
槽４０内の吸収液には酸素含有ガスがバブリングされ、
吸収液に含まれる亜硫酸の一部が酸化される。なお、工
業用水スプレー手段５２によってスプレーされた工業用
水も後段吸収液槽４０に回収される。後段吸収液槽４０内の吸収液は前段吸収液槽３８にオ
ーバーフローされ、かつ前段吸収液スプレー手段４４に
よってスプレーされた吸収液が前段吸収液槽３８に回収
される。前段吸収液槽３８内の吸収液には酸素含有ガス
がバブリングされ、吸収液に含まれる亜硫酸の一部が酸
化される。前段吸収液槽３８内の吸収液は、最終酸化槽５６に送
られる。最終酸化槽５６内の吸収液には酸素含有ガスが
バブリングされ、吸収液に含まれる亜硫酸の残りが酸化
される。最終酸化槽５６内の吸収液は、中和槽５８にオーバー
フローされる。中和槽５８内の吸収液には酸素含有ガス
がバブリングされるとともに、吸収剤供給機構１６から
吸収剤（水酸化マグネシウム）の水溶液又は水スラリー
が中和剤として添加され、吸収液が中和される。中和槽５８内の吸収液は煤塵埋立処分池２２に送ら
れ、ここで固形物が沈降分離される。

【００３３】実施例２図３は本発明排煙脱硫装置の他の実施例を示す模式的構
造図である。図３において、図１に示した装置と同一構
成の部分には同一参照符号を付してその説明を省略す
る。図３に示す装置１００においては、装置本体１２の
下部に、四角容器状の後段吸収液槽４０、前段吸収液槽
３８、最終酸化槽５６及び中和槽５８が堰板４１、７
０、６０で区切られた状態で互いに隣接して設けられて
おり、後段吸収液槽４０から前段吸収液槽３８、最終酸
化槽５６、中和槽５８に吸収液が順次オーバーフローす
るようになっている。排ガス流通室３０内には、前段多
孔充填物層４６内の上部後方に上部吸収液スプレー手段
７２、後段吸収液スプレー手段４８の前方に工業用水ス
プレー手段７４、後段多孔充填物層５０内の上部後方に
上部吸収液スプレー手段７６、ミストエリミネーター５
４の後方に工業用水スプレー手段７８がそれぞれ設けら
れている。上部吸収液スプレー手段７２、７６の噴射口
は下方を向き、工業用水スプレー手段７４の噴射口は後
方を向き、工業用水スプレー手段７８の噴射口は前方を
向いている。

【００３４】工業用水スプレー手段７４は、工業用水供
給機構２０に配管を介して連絡しており、後段吸収液ス
プレー手段４８を濡らしてその閉塞を防止するため、広
角度に工業用水をスプレーする。上部吸収液スプレー手
段７２は、前段吸収液槽３８に配管を介して連絡してお
り、前段吸収液槽３８の吸収液を前段多孔充填物層４６
内にその上部後方から下方に向けてスプレーする。ま
た、上部吸収液スプレー手段７２は工業用水供給機構２
０に配管を介して連絡しており、工業用水をスプレーす
ることもできる。これにより、前段多孔充填物層４６に
スケーリングの原因となる乾燥部が生じることを防止す
る。上部吸収液スプレー手段７６は、後段吸収液槽４０
に配管を介して連絡しており、後段吸収液槽４０の吸収
液を後段多孔充填物層５０内にその上部後方から下方に
向けてスプレーする。これにより、後段多孔充填物層５
０にスケーリングの原因となる乾燥部が生じることを防
止するとともに、脱硫率を向上させる。工業用水スプレ
ー手段７８は、工業用水供給機構２０に配管を介して連
絡しており、ミストエリミネーター５４に向けて工業用
水をスプレーする。

【００３５】また、本装置１００においては、酸供給機
構８０が設置されているとともに、この酸供給機構８０
と最終酸化槽５６とが配管を介して連絡されている。そ
して、酸供給機構８０から最終酸化槽５６内の吸収液に
必要に応じてｐＨ調整のために硫酸等の酸が供給される
ようになっている。なお、本実施例の装置１００を用い
た排ガスの脱硫処理及び脱硫等に用いた吸収液の処理
は、実施例１の装置１０とほぼ同様であるため、その説
明を省略する。

【００３６】実施例３図４は本発明排煙脱硫装置のさらに他の実施例を示す模
式的構造図である。本装置は、実施例３の装置の吸収液
槽に石膏濃縮機構を設けたもので、吸収液中にカルシウ
ムが混入する場合に好適に使用できるものである。な
お、図４において、図３に示した装置と同一構成の部分
には同一参照符号を付してその説明を省略する。また、
図４には図３に示した装置と異なる部分（吸収液槽）の
みを表示する。

【００３７】図４に示す装置２００においては、前段吸
収液槽３８内及び後段吸収液槽４０内に、堰板７０及び
４１に近接して仕切板８２及び８４が堰板７０及び４１
に対向して設置されている。仕切板８２、８４の上端は
吸収液の液面より上方に突出し、下端は吸収液槽３８、
４０の底面と離間している。そして、これにより、堰板
７０と仕切板８２との間、堰板４１と仕切板８４との間
にそれぞれ吸収液上昇部８６、８８が形成されている。
また、酸素含有ガスバブリング手段６２の噴射口は、吸
収液上昇部の下部とそれ以外の部分の下部にそれぞれ配
置されている。

【００３８】本例の装置２００において、後段吸収液槽
液４０内の吸収液は吸収液上昇部８８を上昇して前段吸
収液槽３８にオーバーフローし、前段吸収液槽３８の吸
収液は吸収液上昇部８６を上昇して最終酸化槽５６にオ
ーバーフローする。したがって、後段吸収液槽４０内の
吸収液中に石膏粒子が生じても、大きい粒子はその重力
によって吸収液上昇部８８を上昇せず、前段吸収液槽３
８に入らないので、後段吸収液槽４０内に石膏が濃縮さ
れる。同様に、前段吸収液槽３８内の吸収液中に石膏粒
子が生じても、大きい粒子はその重力によって吸収液上
昇部８６を上昇せず、最終酸化槽５６に入らないので、
前段吸収液槽３８内に石膏が濃縮される。この場合、各
吸収液上昇部８６、８８の下部からバブリングする酸素
含有ガスの量を調節することにより、吸収液上昇部８
６、８８における石膏粒子の上昇速度（石膏粒子の大き
さ）を調節して各吸収液槽３８、４０における石膏濃度
を制御することができる。

【００３９】なお、本例では石膏濃縮機構として仕切板
８２、８４を用いたが、仕切板に代えて図５に示すよう
な傾斜板９０、９２を設置し、この傾斜板９０、９２で
吸収液上昇部８６、８８を形成することによっても、同
様の石膏濃縮効果を得ることができる。また、図示しな
いが、石膏濃縮機構としては、吸収液の輸送配管、例え
ば前段吸収液槽の吸収液を前段吸収液スプレー手段に送
る配管や後段吸収液槽の吸収液を後段吸収液スプレー手
段に送る配管に液体サイクロン等の粒子回収装置を設置
し、吸収液の輸送配管中を流れる石膏粒子を任意の吸収
液槽に回収するようにしてもよい。さらに、吸収液の輸
送配管への粒子回収装置の設置に代えて、吸収液槽内の
ポンプへの吸収液流出口近傍に堰板や傾斜板を配置して
もよい。

【００４０】実験例５００〜３０００ｍ³Ｎ／Ｈｒの排ガス処理能力を有す
る前記実施例１の装置１０を用いてボイラー燃焼排ガス
の脱硫処理を行ったところ、脱硫率は４０〜８０％であ
った。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る排煙
脱硫方法及び装置は、排ガス水平流方式を採用し多孔充
填物層を用いて吸収液と排ガスとの気液接触を行わせる
ようにしたので、脱硫効率の向上、装置構成のコンパク
ト化、ダクトワークのシンプル化、装置運転の容易化、
排ガス導入用送風機の動力軽減を達成することががで
き、装置の製造コスト、運転コストを低減させることが
できる。また、本発明によれば、特殊な機材を用いるこ
となく、既設の排ガスダクトの改造によって装置を構成
することができ、さらに装置費の低減を図ることができ
る。したがって、本発明は、簡易かつ経済的に排煙の効
率的な処理を行うことができるとともに、所要面積が小
さく、既設ボイラーでも容易に採用できるような排煙脱
硫方法と装置を実現している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明排煙脱硫装置の一実施例を示す概略構成
図である。

【図２】図１の装置の多孔充填物層を構成するエキスパ
ンドメタルを示すもので、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は部
分拡大斜視図、（Ｃ）は（Ｂ）図ＣーＣ線に沿った断面
図である。

【図３】本発明排煙脱硫装置の他の実施例を示す概略構
成図である。

【図４】吸収液槽に設けた石膏濃縮機構を示す部分概略
構成図である。

【図５】吸収液槽に設けた石膏濃縮機構の他の例を示す
部分概略構成図である。

【符号の説明】

１０排煙脱硫装置１６吸収剤供給機構１８酸素含有ガス供給機構２２煤塵埋立処分池（沈澱池）３０排ガス流通室３８前段吸収液槽４０後段吸収液槽４４前段吸収液スプレー手段４６前段多孔充填物層４８後段吸収液スプレー手段５０後段多孔充填物層５４ミストエリミネーター５６最終酸化槽５８中和槽６２酸素含有ガスバブリング手段６６エキスパンドメタル（多孔充填物）１００排煙脱硫装置２００排煙脱硫装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者木村隆志横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番１号千代田化工建設株式会社内 (72)発明者川村和茂横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番１号千代田化工建設株式会社内 (72)発明者粟井英司横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番１号千代田化工建設株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸収液を排ガスにスプレーして排ガスの
冷却及び除塵を行う前段工程と、前段工程を経た排ガス
を水平方向に流し、水可溶性硫酸塩を生成する吸収剤を
含む吸収液を該排ガスにその流れ方向と同じ向きにスプ
レーするとともに、これら排ガス及び吸収液を多孔充填
物層に導入して排ガスの脱硫を行う後段工程とを備えた
ことを特徴とする排煙脱硫方法。
【請求項２】排ガスを水平方向に流し、水可溶性硫酸
塩を生成する吸収剤を含む吸収液を該排ガスにその流れ
方向と同じ向きにスプレーするとともに、これら排ガス
及び吸収液を多孔充填物層に導入して排ガスの冷却及び
除塵を行う前段工程と、前段工程を経た排ガスを水平方向に流し、水可溶性硫酸
塩を生成する吸収剤を含む吸収液を該排ガスにその流れ
方向と同じ向きにスプレーするとともに、これら排ガス
及び吸収液を多孔充填物層に導入して排ガスの脱硫を行
う後段工程とを備え、前段工程でスプレーした吸収液を前段吸収液槽に回収
し、後段工程でスプレーした吸収液を後段吸収液槽に回
収し、かつ前段吸収液槽及び後段吸収液槽にそれぞれ酸
素含有ガスを導入するようにしたことを特徴とする排煙
脱硫方法。
【請求項３】前段吸収液槽の吸収液を前段工程でスプ
レーし、後段吸収液槽の吸収液と吸収剤との混合液を後
段工程でスプレーし、かつ後段吸収液槽の吸収液を前段
吸収液槽に移送するようにしたことを特徴とする請求項
２記載の排煙脱硫方法。
【請求項４】後段吸収槽内で石膏を濃縮しつつ後段吸
収液槽から前段吸収液槽への吸収液の移送を行うように
したことを特徴とする請求項３記載の排煙脱硫方法。
【請求項５】前段吸収液槽の吸収液のｐＨを４．０〜
６．５、後段吸収液槽の吸収液のｐＨを４．５〜７．０
とし、かつ前段吸収液槽の吸収液のｐＨを後段吸収液槽
の吸収液のｐＨよりも小さくしたことを特徴とする請求
項３又は４記載の排煙脱硫方法。
【請求項６】内部を排ガスが水平方向に流れる排ガス
流通室と、排ガス流通室の前段部に設置され、排ガス流通室を流れ
る排ガスに吸収液をスプレーする前段吸収液スプレー手
段と、排ガス流通室の後段部に設置され、排ガス流通室を流れ
る排ガスに水可溶性硫酸塩を生成する吸収剤を含む吸収
液を該排ガスの流れ方向と同じ向きにスプレーする後段
吸収液スプレー手段と、排ガス流通室の後段吸収液スプレー手段設置位置より後
方に設置され、排ガス及び後段吸収液スプレー手段によ
りスプレーされた吸収液が内部に導入される多孔充填物
層とを備えたことを特徴とする排煙脱硫装置。
【請求項７】内部を排ガスが水平方向に流れる排ガス
流通室と、排ガス流通室の前段部に設置され、排ガス流通室を流れ
る排ガスに水可溶性硫酸塩を生成する吸収剤を含む吸収
液を該排ガスの流れ方向と同じ向きにスプレーする前段
吸収液スプレー手段と、排ガス流通室の前段吸収液スプレー手段設置位置より後
方に設置され、排ガス及び前段吸収液スプレー手段によ
りスプレーされた吸収液が導入される前段多孔充填物層
と、排ガス流通室の前段多孔充填物層設置位置より後方に設
置され、排ガス流通室を流れる排ガスに水可溶性硫酸塩
を生成する吸収剤を含む吸収液を該排ガスの流れ方向と
同じ向きにスプレーする後段吸収液スプレー手段と、排ガス流通室の後段吸収液スプレー手段設置位置より後
方に設置され、排ガス及び後段吸収液スプレー手段によ
りスプレーされた吸収液が導入される後段多孔充填物層
と、前段吸収液スプレー手段によりスプレーされた吸収液を
回収する前段吸収液槽と、後段吸収液スプレー手段によりスプレーされた吸収液を
回収する後段吸収液槽と、前段吸収液槽及び後段吸収液槽の吸収液にそれぞれ酸素
含有ガスを供給する酸素含有ガス供給機構とを備えたこ
とを特徴とする排煙脱硫装置。
【請求項８】前段吸収液槽の吸収液を前段吸収液スプ
レー手段に送る前段吸収液循環機構と、後段吸収液槽の
吸収液を後段吸収液スプレー手段に送る後段吸収液循環
機構と、後段吸収液スプレー手段によりスプレーされる
吸収液に吸収剤を供給する吸収剤供給機構と、後段吸収
液槽の吸収液を前段吸収液槽に移送する送液機構とを備
えたことを特徴とする請求項７記載の排煙脱硫装置。
【請求項９】前段吸収液槽の吸収液中及び後段吸収液
槽の吸収液中に石膏を濃縮する石膏濃縮機構をさらに設
けたことを特徴とする請求項８記載の排煙脱硫装置。
【請求項１０】前段吸収液槽の吸収液のｐＨを４．０
〜６．５、後段吸収液槽の吸収液のｐＨを４．５〜７．
０とし、かつ前段吸収液槽の吸収液のｐＨを後段吸収液
槽の吸収液のｐＨよりも小さくするように調整可能とし
たことを特徴とする請求項８又は９記載の排煙脱硫装
置。
【請求項１１】後段吸収液槽から吸収液が移送される
最終酸化槽と、最終酸化槽から吸収液が移送される中和
槽と、最終酸化槽の吸収液に酸素含有ガスを供給する酸
素含有ガス供給機構と、中和槽に吸収液の中和剤を供給
する中和剤供給機構とを備えたことを特徴とする請求項
７から１０のうちのいずれか１項に記載の排煙脱硫装
置。
【請求項１２】中和槽から吸収液が移送される沈殿池
を設け、該沈澱池で固形物を沈降分離するようにしたこ
とを特徴とする請求項１１記載の排煙脱硫装置。
【請求項１３】排ガス流通室の後段多孔充填物層設置
位置より後方にミストエリミネ−タ−を設置し、該ミス
トエリミネ−タ−で排ガス中のミストを除去するように
したことを特徴とする請求項６から１２のうちのいずれ
か１項に記載の排煙脱硫装置。