JPH08215532A - ガス吸収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 処理液中に導入するガス量に対する処理液量
比を増大させてもガス分散翼の動力負担を増加させずに
処理液量を増大させるガス吸収装置を提供する。 【構成】 循環タンク６のガス分散翼１３の入口酸化空
気量を増加すると、この量に見合って排ガス中の硫黄化
合物を吸収した吸収液の押し出し量が減少する。さらに
押し出し液量の減少に伴い、空気を同伴させる力が減少
する。そこで系外より吸収液を強制的にこのガス分散翼
１３に送ることにより、ガス分散翼１３を通過する吸収
液量を増加させ、空気量に対する吸収液量比を増大させ
ることができる。すなわち空気量の導入量を増加させる
ことができ、ガス分散翼１３を通過する空気と吸収液の
比が変わっても、空気微細化装置１２の動力はそれほど
変化がなく、過大な設備を必要としない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガス吸収装置に係り、特
に汚水処理装置、湿式排煙脱硫装置などの空気による吸
収液の酸化を促進させるのに好適なガス吸収装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】溶液中にガスを供給し、吸収させる装置
は汚水処理装置、湿式排煙脱硫装置等一般に広く用いら
れているが、ここでは湿式排煙脱硫装置を例にして述べ
る。ボイラなどの燃焼装置において、化石燃料の燃焼に
伴って発生する排ガス中の窒素酸化物（以下、ＮＯｘと
言うことがある。）、ダストおよび硫黄酸化物（以下、
ＳＯ₂と言うことがある。）は、大気汚染、酸性雨等の
地球的な環境問題の主原因の一つである。このため、火
力発電所には排煙中からＮＯｘを除去する脱硝装置、ダ
ストを除去する集塵装置およびＳＯ₂を除去する脱硫装
置が設置されている。特に発電用の大型ボイラ等の脱硫
装置には、比較的安価な炭酸カルシウム等のカルシウム
化合物を用いる方法が最も多く採用されている。

【０００３】図６に火力発電所における従来の湿式排煙
脱硫装置の一例としてスプレ吸収方式を用いた装置を示
す。発電所からの排ガスは脱硫塔１に入口ダクト２から
導入される。脱硫塔１の下部には循環タンク６があり、
吸収剤である石灰石が石灰石スラリ供給管７より供給さ
れている。この循環タンク６の吸収液は循環ポンプ５に
より抜き出されてスプレノズル４へ送られる。スプレノ
ズル４により吸収液が脱硫塔１内に噴霧され、入口ダク
ト２より導入された排ガスと接触する。排ガス中に含ま
れるＳＯ₂は噴霧された吸収液に吸収される。吸収液中
に吸収されたＳＯ₂は、亜硫酸塩となり循環タンク６へ
落下する。循環タンク６内では空気が空気吹き込み管８
より導入されており、亜硫酸塩は酸化され硫酸に変わ
る。この硫酸は石灰石スラリ供給管７より導入された石
灰石と中和して石膏となる。循環タンク６内の吸収液は
吸収液抜出し管１０より一部抜き出されて系外で吸収液
中の石膏が分離除去される。

【０００４】また、ＳＯ₂を除去された排ガスは、出口
ダクト３に取付けられたミストエリミネータ９を通り、
排ガスに同伴したミストが除去され、系外へ排出され
る。循環タンク６では晶析した石膏によるスケーリング
を防止するためと、空気による酸化を促進するために、
撹拌機１１の噴流翼１４で吸収液を撹拌している。循環
タンク６内の吸収液の流れはＳＯ₂を吸収した吸収液が
循環タンク６の液表面に落下し、循環タンク６内で混合
され循環タンク６の底部より循環ポンプ５により抜き出
される。すなわち循環タンク６内の吸収液は循環タンク
６上部から底部へ流れる下降流となっている。

【０００５】酸化用の空気は循環タンク６に取り付けら
れた空気吹き込み管８より供給しており、空気中の酸素
が吸収液に吸収されるために、十分な接触時間を確保し
ている。また酸素の吸収速度を高めるため、空気を供給
したときに循環タンク６内に発生する気泡径をできるだ
け小さくする必要がある。そのため空気微細化装置１２
に設けられたガス分散翼１３により空気を分散させる方
法（例えば実願昭６０−１３２８３０号）、複数の小孔
を持つ管群を循環タンク６の底部に均一に配置し、細か
い気泡を発生させる方法などが採用されている。ガス分
散翼１３を用いる方法は翼により空気が細分化され、さ
らにこの翼により押し出される液に同伴して循環タンク
６内に供給されるため気泡は細かく分散性はよいが空気
の供給量に限界がある。また管群にあけられた小孔から
空気を排出する方法は小さな気泡を発生させるために多
くの小孔を取り付ける必要があり、また循環タンク６の
底部に管群を張り巡らせて気泡の分散をよくする必要が
あり複雑な構造となる。

【０００６】また、循環タンク６内では硫酸と石灰石の
反応で生成した石膏粒子が底部に堆積すると石膏同士の
付着あるいは石膏が内壁に付着してスケーリングを起こ
す。そのため循環タンク６の壁面あるいは循環タンク６
の上部より撹拌機１１を挿入して激しく撹拌している。
撹拌することにより吸収液中に溶解した酸素と亜硫酸塩
の反応および酸化により生成した硫酸と石灰石の反応も
促進される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】湿式脱硫装置における
循環タンク６は、一般に脱硫塔１の吸収部の下部に設置
されており、ＳＯ₂を吸収してできる亜硫酸塩の空気に
よる酸化、該酸化により生成する硫酸と石灰石の反応、
および石膏の結晶成長をそれぞれ促進させる役割を持っ
ている。そのため循環タンク６内には酸化用空気が供給
されている。空気中の酸素を効率良く吸収液に吸収させ
るためには、吸収液中に生成する空気の気泡を細かく
し、広く分散させることが望ましい。

【０００８】循環タンク６の側壁に取り付けたガス分散
翼１３で空気を細分化させる方法を例にして述べる。ガ
ス分散翼１３は、一般に前方に押出流を形成させる翼が
用いられており、この後方に空気吹き込み管８が取り付
けられている。ガス分散翼１３により吸収液が前方に押
し出されるが、供給された空気も吸収液に同伴されてガ
ス分散翼１３を通る。このときガス分散翼１３により空
気が細分化されて小さな気泡となる。一台のガス分散翼
１３で多量の空気を微細化することが望ましいが、空気
量を増加していくとガス分散翼１３の周りでの、吸収液
に対する空気の割合が増加するため、ガス分散翼１３が
空転し、吸収液の流出量が減少すると同時に、空気は微
細化されなくなる。そのため空気微細化装置１２に供給
すべき空気量は限定される。

【０００９】空気量は脱硫塔１内で吸収する硫黄成分量
によって決まるが、実機の石炭焚ボイラの場合、排ガス
中の硫黄成分量は５００から５０００ｐｐｍと幅が広
く、硫黄成分量が５００ｐｐｍであるとき数台の空気微
細化装置１２が必要となる場合、硫黄成分量が５０００
ｐｐｍに増えると数十台の空気微細化装置１２を設けな
ければならず、設備、運転コストともに増加することに
なる。さらにガス分散翼１３に空気を供給すると吸収液
の押し出し量が急激に減少するため、ガス分散翼１３を
回転させる動力も図５に示すように減少する。そのため
空気を供給しない起動時や運転停止時における動力は通
常の運転時に比べ大きくなるため、空気微細化装置１２
の計画動力は起動時に必要な動力を合わせる必要があ
り、過大な設備容量が必要になる。また、循環タンク６
の撹拌機１１でガス分散翼１３を兼用する場合、空気の
供給量を増加すると吸収液が十分撹拌されなくなる。そ
のため空気微細化装置１２の設備台数を増やさなければ
ならなくなる。

【００１０】本発明の目的は処理液中に導入するガス量
に対する処理液量比を増大させることができるガス吸収
装置を提供することである。また、本発明の目的は、酸
化用の空気の導入量を増やしてもガス分散翼の動力負担
を増加させずに酸化用の処理液量を増大させるガス吸収
装置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は次の
構成によって達成される。すなわち、ガスを処理液中に
導き、ガス分散翼によりガスを微細化、分散させて処理
液中に吸収させるガス吸収装置において、ガス分散翼方
向に処理液の流れを強制的に形成させる噴流翼を設けた
ガス吸収装置である。

【００１２】本発明のガス吸収装置の噴流翼は処理液中
のガス分散翼の近傍にガスを導くように、強制的な処理
液の流れを形成させ、ガス分散翼と同軸または別に設置
されたものを用いることができる。そして、前記ガス分
散翼および噴流翼は、その回転軸をガス吸収装置内の水
平方向あるいは鉛直方向に設置したものを用いることが
できる。

【００１３】本発明のガス吸収装置の具体例としては
（１）アルカリ性化合物を含む吸収液を燃焼装置からの
排ガスと気液接触させて、排ガス中の硫黄化合物を処理
する湿式排煙脱硫装置に設けられる排ガス中の硫黄化合
物を吸収した吸収液を空気酸化するための循環タンク、
（２）汚水に空気を供給して活性汚泥により汚水を処理
する汚水処理装置のばっ気用タンクなどがある。

【００１４】

【作用】ガス分散翼で空気を微細化する場合は、ガス分
散翼で排ガス吸収液などの処理液を強制的に押し出し、
この流れに供給された空気を同伴させてガス分散翼で微
細化することになるが、処理液を十分に速い速度で排出
できないと、一旦微細化した気泡が再び会合して大きな
気泡になる。微細化された空気が再会合しないための条
件は処理液量に対する空気量を容積比で約１５％以下に
することが望ましい。ところが処理する空気量が多くな
るとガス分散翼の周りの空気量が多くなるため、押し出
される処理液量も減少する。さらに空気の存在によりキ
ャビテーションが起こり、さらに押し出される処理液量
は減少する。

【００１５】したがって、空気を微細化するためには処
理液に対する空気量の容積比を１５％以下にする必要が
あり、処理液流量の減少に伴って空気量も減少すること
になる。そこで系外より強制的に吸収液をガス分散翼に
供給するとガス分散翼を通過する処理液量が増加し、こ
れに伴って空気量を増加することができる。しかも任意
に処理液の排出量を設定できるため、ガス分散翼で微細
化された空気の気泡を、会合させることなく処理液収納
タンク内に供給することができる。

【００１６】従来知られていたガス分散翼は処理液を押
し出す構造となっていたが、系外より処理液を供給する
ことにより、気泡を微細化するためだけの構造をとるこ
とができる。このため、ガス分散翼を通過する空気と処
理液の比率が変わっても、空気を微細化する装置の動力
はそれほど変化がなく、過大な設備を必要としない利点
がある。

【００１７】

【実施例】本発明のガス吸収装置として排煙脱硫装置を
適用した一実施例を図面とともに説明する。図１に本実
施例の循環タンク６の断面概略図を示し、図２および図
３にその平面図を示す。本実施例の循環タンク６は図６
に示す排煙脱硫装置の脱硫塔１の下部にある循環タンク
６を改良したもので、空気微細化装置１２にガス分散翼
１３および噴流翼１４が取り付けられている。ガス分散
翼１３の近傍には空気吹き込み管８が取り付けられてい
る。

【００１８】図６に示す従来の循環タンク６内の酸化は
ガス分散翼１３のみで実施していたが、本実施例では、
さらにガス分散翼１３の他に噴流翼１４によっても、多
量の酸化用空気を微細化するものである。図２はガス分
散翼１３および噴流翼１４を同軸に取り付けたものであ
り、図３はガス分散翼１３および噴流翼１４に別々の軸
に取り付けたものである。図２、図３に示す本実施例で
は、ガス分散翼１３は空気を微細化するための回転翼で
あり、噴流翼１４はガス分散翼１３に吸収液を送ること
ができる位置に配置された回転翼である。

【００１９】空気吹き込み管８から供給された空気は噴
流翼１４から強制的に送られる吸収液に同伴され、ガス
分散翼１３に送られる。従来のガス分散翼１３では吸収
液を送り出すと同時に空気を微細化していたが、本実施
例では噴流翼１４が吸収液を送り出すために、ガス分散
翼１３は空気を微細化するために最適な構造とすること
ができる。また、噴流翼１４も吸収液を送り出すための
最適な構造にすることができる。

【００２０】噴流翼１４の近傍では送り出す液量を低減
する阻害因子、すなわち空気等が存在しないために常に
液量を最大流出量に保つことができる。そこで空気吹き
込み管８は前記液量の最大流出量に見合った量の空気を
供給することができる。従来法ではガス分散翼１３で吸
収液と空気を送り出すために、空気が供給されると、こ
の量に見合って流出液量が減少することになる。またガ
ス分散翼１３の近傍は回転により減圧状態になるため、
供給された空気は膨張し、さらに吸収液の排出量が減少
することになり、空気が存在しない場合の４０から５０
％まで減少する。しかし、噴流翼１４により吸収液のみ
を供給すると、２００から２５０％の空気を供給するこ
とができる。こうして空気微細化装置１２の台数を半減
することができる。

【００２１】図４には本発明の他の実施例を示す。図４
は循環タンク６内に鉛直方向に回転軸を有し、同軸にガ
ス分散翼１３と噴流翼１４を設けた縦型の空気微細化装
置１２で吸収液の撹拌操作と空気微細化操作を同時に行
うものである。そして、ガス分散翼１３と噴流翼１４の
間には空気吹き込み管８が取り付けられている。空気吹
き込み管８から供給された空気は噴流翼１４から強制的
に送られる吸収液に同伴され、ガス分散翼１３に送られ
る。噴流翼１４の近傍では吸収液の排出を妨げる空気等
が存在しないために常に最大流出量の吸収液を流出する
ことができる。そこで空気はこの吸収液の最大流出量に
見合った量を供給することができるため、安定に大容量
の空気を供給することができる。

【００２２】また、空気の供給は空気微細化装置１２の
回転軸を通してガス分散翼１３から供給する構成として
も良い。噴流翼１４がない場合には供給された空気が、
ガス分散翼１３に接触して微細化されるが、この場合も
ガス分散翼１３のまわりに空気が存在するために吸収液
の流出および撹拌が阻害される。そこでガス分散翼１３
で微細化された気泡を速やかに該分散翼１３近傍から排
出することが望ましい。そこで、噴流翼１４をさらに、
該分散翼１３の近傍に取り付けることにより吸収液の上
昇流を形成させ、微細化した気泡を分散翼１３の近傍か
ら速やかに流出させることで多量の空気を安定に微細化
することができる。

【００２３】本発明の上記実施例によると、ガス分散翼
１３と噴流翼１４を組み合わせることにより、ガス分散
翼１３のみを用いる場合に比べ、２００から２５０％の
空気を供給することができる。こうして空気微細化装置
１２の台数をガス分散翼１３のみを用いる場合に比べ、
半減することができる。

【００２４】またガス分散翼１３のみを用いる場合には
空気の気泡を分散させる必要から、吸収液も同時に押し
出す構造になっている。そのため起動時、停止時、負荷
変化時には空気量を低減することになるが、空気量を低
減すると押し出す吸収液の量が増加するためガス分散翼
１３を稼働している動力は増加することになる。そこで
ガス分散翼１３のみを用いる従来技術はガス分散翼１３
を取り付けた空気微細化装置１２は押し出し液量（空気
が存在しない）が最大となる動力で計画しなければなら
ないが、本発明の実施例ではこうした問題はない。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、ガス分散翼と噴流翼を
組み合わせて処理液収納タンク内の処理液を撹拌すると
同時に空気の微細化を行うことで、ガス分散翼のみを用
いる場合に比べ、２００から２５０％の空気を供給する
ことができ、空気微細化装置の台数を半減することがで
きる。

【００２６】またガス分散翼のみを用いる場合に比べ、
装置の起動時、停止時、負荷変化時にも空気量を低減さ
せる必要がなく、しかも任意に処理液の排出量を設定で
きるため、ガス分散翼で微細化された空気の気泡を、会
合させることなく処理液収納タンク内に供給することが
でき、排ガスの脱硫性能または汚水処理性能の向上が図
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例の排煙脱硫装置の循環タン
ク部分の断面概略図である。

【図２】 図１の循環タンクの平面図である。

【図３】 本発明の一実施例の排煙脱硫装置の循環タン
ク部分の循環タンクの平面図である。

【図４】 本発明の一実施例の排煙脱硫装置の循環タン
ク部分の断面概略図である。

【図５】 従来法の排煙脱硫装置の循環タンク部分の空
気微細化装置の動力比の経時変化を示す図である。

【図６】 従来技術の排煙脱硫装置の循環タンク部分の
断面概略図である。

【符号の説明】

６…循環タンク、８…空気吹き込み管、１２…空気微細
化装置、１３…ガス分散翼、１４…噴流翼

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉川 博文 広島県呉市宝町３番36号 バブコック日立 株式会社呉研究所内 (72)発明者 野沢 滋 広島県呉市宝町６番９号 バブコック日立 株式会社呉工場内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガスを処理液中に導き、ガス分散翼によ
   りガスを微細化、分散させて処理液中に吸収させるガス
   吸収装置において、ガス分散翼方向に処理液の流れを強
   制的に形成させる噴流翼を設けたことを特徴とするガス
   吸収装置。
2. 【請求項２】 噴流翼は処理液中のガス分散翼の近傍に
   ガスを導くように、強制的な処理液の流れを形成させ、
   ガス分散翼と同軸または別に設置されたことを特徴とす
   る請求項１記載のガス吸収装置。
3. 【請求項３】 ガス分散翼および噴流翼は、その回転軸
   をガス吸収装置内の水平方向あるいは鉛直方向に設置し
   たことを特徴とする請求項１または２記載のガス吸収装
   置。
4. 【請求項４】 ガス吸収装置がアルカリ性化合物を含む
   吸収液を燃焼装置からの排ガスと気液接触させて、排ガ
   ス中の硫黄化合物を処理する湿式排煙脱硫装置に設けら
   れる排ガス中の硫黄化合物を吸収した吸収液を空気酸化
   するための循環タンクであることを特徴とする請求項１
   ないし３のいずれかに記載のガス吸収装置。
5. 【請求項５】 ガス吸収装置が汚水に空気を供給して活
   性汚泥により汚水を処理する汚水処理装置のばっ気用タ
   ンクであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれ
   かに記載のガス吸収装置。