JPH07138004A - 硫黄酸化物含有ガスの浄化方法 - Google Patents

硫黄酸化物含有ガスの浄化方法

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JPH07138004A JP5286845A JP28684593A JPH07138004A JP H07138004 A JPH07138004 A JP H07138004A JP 5286845 A JP5286845 A JP 5286845A JP 28684593 A JP28684593 A JP 28684593A JP H07138004 A JPH07138004 A JP H07138004A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 補給水を実質的に加えることなく高濃度SO
x含有ガスからハロゲン化物やアンモニアなどの不純物
を効率良く除去できる方法を提供する。 【構成】 高濃度硫黄酸化物含有ガスを第1の洗浄塔お
よび第2の洗浄塔に順次供給して、これら2基の洗浄塔
において水洗処理してハロゲン化物、アンモニアなどの
不純物を除去する硫黄酸化物含有ガスの浄化方法におい
て、高濃度硫黄酸化物含有ガスの第1の洗浄塔出口にお
ける温度を、同ガス中の水分濃度が最大となる温度また
はその近傍温度とし、第2の洗浄塔における温度を、第
1の洗浄塔出口における温度よりも20℃以上低くする
ことを特徴とする硫黄酸化物含有ガスの浄化方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は硫黄酸化物含有ガスの浄
化方法に関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】排ガ
スを炭素質吸着剤と接触させて脱硫または脱硫脱硝処理
した後、硫黄酸化物を吸着した炭素質吸着剤を加熱再生
すると、高濃度硫黄酸化物(SOx)含有ガスが得られ
る。この高濃度SOx含有ガスは、これを例えばクラウ
ス法により還元処理することにより、元素硫黄が回収さ
れている。しかし高濃度SOx含有ガス中には、燃料炭
の発塵防止のために散布された海水に由来するハロゲン
化物が含まれている。また脱硝のために排ガスに注入さ
れ、炭素質触媒に吸着されたアンモニアは再生器内で大
部分窒素ガスに分解されるが、未分解のアンモニアが高
濃度SOx含有ガス中に含まれている。
【0003】そしてこれらのハロゲン化物、アンモニア
などの不純物は、クラウス装置の腐食、閉鎖やクラウス
装置内の還元触媒の被毒などを引き起すので、クラウス
法に先立ち、これらの不純物を除去し、高濃度SOx含
有ガスを浄化する必要がある。高濃度SOx含有ガスの
浄化方法として、温度200℃以上の高濃度SOx含有
ガスを単一の洗浄塔に導き、この洗浄塔の上部にスプレ
ー供給される循環水により高濃度SOx含有ガスを冷
却、洗浄してハロゲン化物、アンモニアなどの不純物を
除去する方法が知られている(特公平5−21008号
公報)。
【0004】しかし、この方法は、循環水が徐々にハロ
ゲン化物、アンモニアなどの不純物を吸収、蓄積して洗
浄効率が経時とともに低下し、経時的な洗浄効率の低下
を抑えようとすると、補給水の供給が必要となり、そう
すると、別途処理を要する排水の量が増えるという欠点
があった。
【0005】高濃度SOx含有ガスの浄化方法として、
2基の洗浄塔を用いる方法も知られている。この方法
は、温度200℃以上の高濃度SOx含有ガスをクエン
チ塔で急冷した後、第1の洗浄塔に導き、同洗浄塔内の
上部にスプレー供給される水により約50℃程度にまで
冷却し、次いで第2の洗浄塔に送り、同洗浄塔内の上部
にスプレー供給される水により約40℃以下まで冷却し
た後、ハロゲン化物などの不純物を除去した高濃度SO
x含有ガスを第2の洗浄塔の頂部から取り出すものであ
る。この2基の洗浄塔を用いる従来の高濃度SOx含有
ガスの浄化方法では、第1の洗浄塔では主として高濃度
SOx含有ガスの冷却が、そして第2の洗浄塔では、主
として不純物の除去による高濃度SOx含有ガスの浄化
が行なわれる。従って冷却を行なう第1の洗浄塔に供給
される水は循環水を使用することができるが、ガス洗浄
を行なう第2の洗浄塔には補給水を使用する必要があ
る。
【0006】ところで、乾式脱硫または乾式脱硫脱硝処
理においては、無給水(これらの処理を水を供給せずに
行なうこと)が無排水(これらの処理を排水を出さずに
行なうこと)に次ぐテーマであることから、補給水を必
要とする上記従来技術の方法は、仮に高濃度SOx含有
ガスの浄化が十分に行なわれ得たとしても理想的な方法
と言うことはできない。
【0007】従って本発明の目的は、補給水を実質的に
加えることなく高濃度SOx含有ガスからハロゲン化物
やアンモニアなどの不純物を効率良く除去できる方法を
提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになされたものであり、高濃度硫黄酸化物含有
ガスを第1の洗浄塔および第2の洗浄塔に順次供給し
て、これら2基の洗浄塔において水洗処理してハロゲン
化物、アンモニアなどの不純物を除去する硫黄酸化物含
有ガスの浄化方法において、高濃度硫黄酸化物含有ガス
の第1の洗浄塔出口における温度を、同ガス中の水分濃
度が最大となる温度またはその近傍温度とし、第2の洗
浄塔における温度を、第1の洗浄塔出口における温度よ
りも20℃以上低くすることを特徴とする硫黄酸化物含
有ガスの浄化方法を要旨とする。
【0009】以下本発明を詳説する。
【0010】本発明の方法は、高濃度SOx含有ガスを
第1の洗浄塔および第2の洗浄塔に順次供給して、これ
ら2基の洗浄塔において水洗処理してハロゲン化物、ア
ンモニアなどの不純物を除去するものであり、この点に
関しては、従来の2基の洗浄塔を用いる上記従来方法を
踏襲するものである。
【0011】本発明の方法の新規な点は、高濃度SOx
含有ガスの温度コントロールにある。すなわち、本発明
の方法は、高濃度SOx含有ガスの第1の洗浄塔出口に
おける温度を、同ガス中の水分濃度が最大となる温度ま
たはその近傍温度とし、第2の洗浄塔における温度を、
第1の洗浄塔における温度よりも20℃以上低くするこ
とを特徴とするものであり、このような新規な構成を採
用した根拠を以下に説明する。
【0012】図1は、本発明者らによって測定された、
高濃度SOx含有ガス温度を横軸とし、モル湿度を縦軸
とする断熱冷却曲線図である。
【0013】図1において、高濃度SOx含有ガス温度
200℃におけるモル湿度は0.424モルH2 O/モ
ル乾燥空気であるが、高濃度SOx含有ガスを断熱冷却
して高濃度SOx含有ガス温度を低下させていくと、モ
ル湿度は上昇し、温度75℃において最大のモル湿度
(0.552モルH2 O/モル乾燥空気)となり、ガス
中の水分濃度が最大となる。
【0014】そして高濃度SOx含有ガスをさらに断熱
冷却して75℃から、それよりも低い温度にすると、逆
にモル湿度は急激に低下し、例えば40℃においてモル
湿度は0.018モルH2 O/モル乾燥空気となる。
【0015】すなわち、高濃度SOx含有ガス温度を7
5℃から40℃にすることによって、図1に示すごと
く、乾燥空気1モル当たり、75℃のモル湿度(0.5
52モルH2 O)と40℃のモル湿度(0.018モル
2 O)の差分ΔH1 =0.534モルの凝縮水が生成
する。従ってガス量がQN モルであると、0.534×
N モルの凝縮水が生成することになる。このように第
1の洗浄塔出口における温度および第2の洗浄塔におけ
る温度を上記のように設定すると、0.534×QN
ルもの多量の凝縮水が生成し、これが第2の洗浄塔にお
いて補給水の代りを担い、外部から補給水を実質的に供
給することなく洗浄処理が可能となる。
【0016】なお、従来の2塔型方式の如く、第1の洗
浄塔出口の温度を50℃とし、第2の洗浄塔の温度を4
0℃とした場合、図1に示す如く、乾燥空気1モル当た
り、50℃のモル湿度(0.14モルH2 O)と40℃
のモル湿度(0.018モルH2 O)の差分ΔH2
0.122モルの凝縮水しか生成しない。従ってガス量
がQN モルであると、0.122×QN モルという少量
の凝縮水しか生成しないので、この場合、第2の洗浄塔
において外部から補給水を供給する必要があることは明
らかである。
【0017】また本発明者らの検討によれば、第1の洗
浄塔出口の温度を従来方式の如く60℃程度とすると、
第1の洗浄塔では、実質的に高濃度SOx含有ガスの冷
却しか行なわれず、洗浄を行なうことができないのに対
し、本発明の如く75℃とすると、補給水を供給するこ
となしに、第2の洗浄塔における高濃度SOx含有ガス
の洗浄と相まってハロゲン化物、アンモニアなどの不純
物がより効率的に除去されることも明らかとなった。
【0018】以上、第1の洗浄塔出口の温度を75℃、
第2の洗浄塔の温度を40℃にした場合について説明し
てきたが、上述のように、第1の洗浄塔出口のガス温度
をガス中の水分濃度が最大となる温度またはその近傍温
度とし、第2の洗浄塔におけるガス温度を第1の洗浄塔
出口における温度よりも20℃以上低くすることによ
り、本発明の目的を達成することができる。
【0019】そして第1の洗浄塔出口の温度を65〜8
5℃、第2の洗浄塔の温度を50℃以下とするのが好ま
しく、前者を70〜80℃、後者を40℃以下とするの
がより好ましい。
【0020】
【実施例】以下実施例により本発明を更に説明する。
【0021】排ガスを炭素質吸着剤と接触させて脱硫脱
硝処理した後、SOxを吸着した炭素質吸着剤を加熱再
生して得られた高濃度SOx含有ガスは以下のような組
成を有していた。
【0022】 SO2 18.9% SO3 3.5ppm HCl 1.0g/Nm3 HF 0.170g/Nm3 NH3 6ppm O2 0.9% CO2 25.4% H2 O 42.4% 温度214℃の上記高濃度SOx含有ガスをクエンチ塔
1に送り、同クエンチ塔にスプレー供給した水により7
4℃に急冷した後、第1の洗浄塔2の下部に導入した。
【0023】第1の洗浄塔2内の上部には、第1循環タ
ンク3から第1循環ポンプ4によって運ばれた循環水が
スプレー供給されて、高濃度SOx含有ガスをさらに冷
却しつつ、HCl、HFなどのハロゲン化物およびアン
モニアを洗浄除去した。
【0024】しかし本発明によれば、第1の洗浄塔2で
の高濃度SOx含有ガスの冷却は、過冷却とならないよ
うにして、ガス中の水分濃度が最大となるようにする必
要がある。このため液ガス比(L/G)を5〜10リッ
トル/Nm3 とし、循環水温度を70〜75℃とするこ
とにより、高濃度SOx含有ガスの第1の洗浄塔2の出
口温度を70〜75℃とした。なお、第1の洗浄塔2の
出口温度のコントロールは、第1の洗浄塔2と第2の洗
浄塔7との間のラインに設けた温度センサ5により温度
を検知し、同センサに連動するコントローラ6、第1循
環ポンプ4により、第1の洗浄塔2への循環水量を調整
することにより行なわれる。
【0025】第1の洗浄塔2を出た温度70〜75℃の
高濃度SOx含有ガスを次いで第2の洗浄塔7の下部に
導いた。第2の循環タンク8からの循環水を、第2の循
環ポンプ9により水冷却器10に送り、冷却した後、第
2の洗浄塔7の上部にスプレー供給し、高濃度SOx含
有ガスを冷却しつつ、HCl、HFなどのハロゲン化物
およびアンモニアを洗浄除去した。第2の洗浄塔7にお
いてガス温度は40℃まで冷却されたので、75℃のモ
ル湿度と40℃のモル湿度の差に相当する凝縮水が第2
の洗浄塔7において生成し、その結果、補給水の添加は
不要であった。
【0026】第2の洗浄塔7を出た高濃度SOx含有ガ
ス(浄化ガス)の組成は下記のとおりであり、ハロゲン
化物、アンモニアはほぼ完全に除去されていた。
【0027】 SO2 18.9% SO3 1ppm未満 HCl 0.001g/Nm3 (除去率99.9%) HF 0.006g/Nm3 (除去率96.5%) NH3 1ppm未満(除去率83.3%以上) O2 0.7% CO2 25.5% H2 O 8.7%
【0028】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば第
1の洗浄塔出口の温度および第2の洗浄塔の温度を特定
の温度にコントロールすることにより、補給水を実質的
に加えることなく、高濃度SOx含有ガスからハロゲン
化物、アンモニアなどの不純物を効率良く除去すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ガス温度を横軸、モル湿度を縦軸とする断熱冷
却曲線図。
【図2】本発明の実施例で用いた2塔式装置図。
【符号の説明】
1 クエンチ塔 2 第1の洗浄塔 3 第1の循環タンク 4 第1の循環ポンプ 5 温度センサ 6 コントローラ 7 第2の洗浄塔 8 第2の循環タンク 9 第2の循環ポンプ 10 水冷却器
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01D 53/68 53/77 B01D 53/34 134 D

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高濃度硫黄酸化物含有ガスを第1の洗浄
    塔および第2の洗浄塔に順次供給して、これら2基の洗
    浄塔において水洗処理してハロゲン化物、アンモニアな
    どの不純物を除去する硫黄酸化物含有ガスの浄化方法に
    おいて、高濃度硫黄酸化物含有ガスの第1の洗浄塔出口
    における温度を、同ガス中の水分濃度が最大となる温度
    またはその近傍温度とし、第2の洗浄塔における温度
    を、第1の洗浄塔出口における温度よりも20℃以上低
    くすることを特徴とする硫黄酸化物含有ガスの浄化方
    法。
  2. 【請求項2】 硫黄酸化物含有ガスの第1の洗浄塔出口
    における温度を65〜85℃とし、第2の洗浄塔におけ
    る温度を50℃以下とする請求項1に記載の方法。
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