JPH0866618A

JPH0866618A - 排ガスの脱硫方法

Info

Publication number: JPH0866618A
Application number: JP6227271A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Ogawa; 芳雄小川
Original assignee: Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd; Chiyoda Corp
Current assignee: Chiyoda Corp
Priority date: 1994-08-29
Filing date: 1994-08-29
Publication date: 1996-03-12

Abstract

(57)【要約】【目的】吸収液中に空気導入管を介して空気を導入さ
せながらその吸収液と亜硫酸ガス含有排ガスを接触させ
る排ガス脱硫方法において、空気導入管の内周壁面に対
する吸収液からのカルシウム化合物の析出を防止し、空
気導入管の閉塞トラブルの問題を解決すること。【構成】亜硫酸ガスに対して反応性を示すカルシウム
化合物の水スラリーからなる吸収液中に先端部を空気噴
出部に形成した導管を介して酸化用空気を導入させると
ともに、亜硫酸ガスを含む排ガスを該吸収液と接触させ
る脱硫工程を含む排ガス脱硫方法において、該吸収液中
に導入する酸化用空気として、あらかじめ過熱スチーム
を混入した空気中に冷却液をスプレーすることにより得
た冷却増湿空気であって、その吸収液との温度差〔Ｔ
（Ａ）−Ｔ（Ｌ）〕（Ｔ（Ａ）：吸収液中に導入する酸
化用空気温度、Ｔ（Ｌ）：吸収液温度）が−７〜７℃の
範囲内にあり、かつその相対湿度が１００％である空気
を用いることを特徴とする排ガスの脱硫方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、亜硫酸ガスを含む排ガ
スをカルシウム化合物の水スラリーと接触させる排ガス
の脱硫方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】カルシウム化合物の水スラリー（以下、
単に吸収液とも言う）に、酸素の存在下で亜硫酸ガスを
含む排ガスを接触させる排ガス脱硫方法は広く実施され
ている。この方法においては、排ガス中の亜硫酸ガスは
石コウ（ＣａＳＯ₄）として固定化される。このような
排ガス脱硫方法においては、吸収液中に存在させ、亜硫
酸基（ＳＯ₃）を硫酸基（ＳＯ₄）に酸化するための酸素
は、吸収液中に先端部を空気噴出部に形成した空気導入
管をその先端を吸収液中の所定の深さに位置するように
配設し、この空気導入管を介して酸化用空気をその空気
導入管の先端部から吸収液中に噴出させるようにして供
給されている。しかしながら、このようにして酸化用空
気を吸収液中に長期間にわたって導入するときには、空
気導入管の内周壁面に吸収液中のカルシウム化合物が析
出し、空気導入管の内部が閉塞するという問題が生じ
る。そして、このような空気導入管の閉塞トラブルが生
じたときには、空気導入管をクリーニングするために、
装置の運転を停止しなければならず、経済上大きな損失
が生じる。従来、このような酸化用空気導入管の閉塞ト
ラブル発生の防止のためには、通常、酸化用空気中に水
をスプレーし、増湿させた後、空気導入管に供給するこ
とが行われている。しかし、このような方法において
も、空気導入管の閉塞トラブルを完全には防止できな
い。即ち、空気導入管は吸収液によって加温されている
ため、その空気導入管内の空気温度は空気導入管に供給
される温度よりも高くなり、その空気の相対湿度は１０
０％よりも低くなる。その結果、空気導入管内周面に付
着した吸収液の乾燥が起り、吸収液中に含まれていたカ
ルシウム化合物の析出が起る。特開昭６２−２５８７２
９号公報によれば、空気導入管内に水を通水して、その
空気導入管の内周壁面を濡れ壁に形成し、空気導入管の
内周壁面に付着した吸収液やカルシウム化合物析出物を
内周壁面から洗い落す方法が提案されている。この方法
によれば、空気導入管の閉塞トラブルをほぼ完全に解決
することができるが、多量の水を使用する必要があるこ
とから、経済上有利な方法とは言うことができない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、吸収液中に
空気導入管を介して空気を導入させながらその吸収液と
亜硫酸ガス含有排ガスを接触させる排ガス脱硫方法にお
いて、空気導入管の内周壁面に対する吸収液からのカル
シウム化合物の析出を防止し、空気導入管の閉塞トラブ
ルの問題を解決することをその課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に至った。即ち、本発明によれば、亜硫酸ガスに対して
反応性を示すカルシウム化合物の水スラリーからなる吸
収液中に先端部を空気噴出部に形成した導管を介して酸
化用空気を導入させるとともに、亜硫酸ガスを含む排ガ
スを該吸収液と接触させる脱硫工程を含む排ガス脱硫方
法において、該吸収液中に導入する酸化用空気として、
あらかじめ過熱スチームを混入した空気中に冷却液をス
プレーすることにより得た冷却増湿空気であって、その
吸収液との温度差〔Ｔ（Ａ）−Ｔ（Ｌ）〕（Ｔ（Ａ）：
吸収液中に導入する酸化用空気温度、Ｔ（Ｌ）：吸収液
温度）が−７〜７℃の範囲内にあり、かつその相対湿度
が１００％である空気を用いることを特徴とする排ガス
の脱硫方法が提供される。

【０００５】次に、本発明を図面により説明する。図１
は、本発明により排ガスを脱硫処理する場合のフローシ
ートを示す。図１において、１は脱硫装置、２はスプレ
ー装置、３はミスト分離器、４は排ガス供給ライン、５
はドライ空気ライン、６は過熱スチームライン、１０は
スプレーノズル、１１は冷却増湿空気ライン、１２は酸
化用空気供給ライン、１３は石こう抜出しラインを示
す。

【０００６】脱硫装置１は、カルシウム化合物の水スラ
リー（吸収液）に亜硫酸ガスを含む排ガスを接触させる
とともに、酸化用空気を吸収液中に導入し得る構造のも
のであればよく、従来公知の各種のものが用いられる。
カルシウム化合物の水スラリーは、水中に吸収剤として
のカルシウム化合物と石こうを合計量で、３〜３０重量
％、好ましくは１０〜２０重量％の濃度で含有するもの
である。カルシウム化合物としては、炭酸カルシウム、
水酸化カルシウム、酸化カルシウム等があるが、炭酸カ
ルシウム（ＣａＣＯ₃）の使用が好ましい。

【０００７】本発明によれば、増湿処理されていないド
ライ空気は、これを、ライン５を介してスプレー装置２
に導入するが、そのスプレー装置２への導入に先立ち、
過熱スチームライン６からの過熱スチームを混入する。
即ち、本発明においては、ドライ空気はあらかじめ過熱
スチームとの混合物の形でスプレー装置２に供給する。
スプレー装置２においては、ライン１８より補給水が冷
却液として供給され、この冷却液Ｌがライン７、ポンプ
８、ライン９を通って、スプレー装置内の上部に配設さ
れたスプレーノズル１０に供給され、ここからスプレー
されている。スプレー装置２に供給されたスチームを含
むドライ空気は、そのスプレーノズルからスプレーされ
ている冷却液粒子と接触する。

【０００８】冷却液粒子と接触したスチーム含有空気
は、その冷却液粒子との接触により冷却されるととも
に、冷却液粒子との接触に際して気化する冷却液粒子の
気化熱によっても冷却される。また、同時にそのスチー
ム含有空気は、その冷却液粒子の気化により生成した蒸
気（水蒸気）を含有するため、増湿されたものとなる。
このようにして冷却増湿されたウェット空気は、ミスト
分離器３に導入され、ここでそのウェット空気中に含ま
れている冷却液粒子が分離される。冷却液粒子の分離さ
れたウェット空気は、酸化用空気供給ライン１２を介し
て脱硫装置１に供給される。脱硫装置１内に酸化用空気
を導入する導管は、その先端部がガス噴出部に形成され
たもので、先端開口した導管であることができる他、図
２及び図３に示した如き先端構造を有するものであるこ
とができる。

【０００９】スプレー装置２は簡略化することも可能で
ある。すなわち、ライン７、ポンプ８、ライン９を省略
し、補給水を直接ライン１８よりスプレーノズルに供給
してもよい。冷却液粒子が脱硫装置１に空気と供に供給
されても、その量が多くなければ問題がないので、ミス
ト分離器３を省略することも可能である。

【００１０】ドライ空気ライン５を通る空気の温度は、
通常、５０〜１００℃であり、過熱スチームライン６を
通るスチームの温度は、通常、１４０〜２６０℃であ
る。また、冷却液Ｌの温度は、脱硫装置１内の吸収液の
温度に近い温度にするのが好ましく、一般的には、吸収
液との温度差が±７℃以内、好ましくは±３℃以内の温
度であるのが好ましい。

【００１１】本発明においては、前記したように、脱硫
装置の吸収液中に導入する酸化用空気は、その相対湿度
が１００％であると同時に、その温度は、吸収液温度と
の関係で次式を満足することが必要である。 −７≦Ｔ（Ａ）−Ｔ（Ｌ）≦７（式中、Ｔ（Ａ）は吸収液中に導入する酸化用空気温度
を示し、Ｔ（Ｌ）は吸収液温度を示す）本発明者らの研究によれば、酸化用空気と吸収液との温
度差△Ｔ〔Ｔ（Ａ）−Ｔ（Ｌ）〕が−７℃〜７℃の範囲
であると、脱硫装置内に配設した酸化用空気導入管の閉
塞トラブルの発生を効果的に防止し得ることが見出され
た。前記温度差△Ｔが−７℃よりも小さくなると、脱硫
装置内に配設された空気導入管を通る酸化用空気が脱硫
装置内の吸収液による加熱を受けて温度上昇するため、
その空気の相対湿度が１００％を相当下廻るようにな
り、空気導入管の内周壁面上に付着した吸収液の乾燥を
防止することができなくなる。一方、△Ｔが７℃より大
きくなると、相対湿度１００％の酸化用空気を得るため
の加熱スチームの量が多くなり、経済性が損われるよう
になる。前記温度差△Ｔは、好ましくは±６℃以内、よ
り好ましく±３℃以内である。さらに好ましい温度差△
Ｔは０〜６℃、好ましくは０〜３℃の範囲である。

【００１２】脱硫装置１内に供給する酸化用空気を前記
の温度及び湿度条件の保持するには、前記したように、
ドライ空気は、これに過熱スチームを混合してあらかじ
めドライ空気／過熱スチーム混合物とした後、冷却液粒
子と接触させて冷却することが必要である。ドライ空気
中に冷却液をスプレーしただけでは、所望する相対湿度
１００％の冷却空気を得ることができない。即ち、ドラ
イ空気に冷却液をスプレーしてその空気温度を脱硫装置
内の吸収液温度にまで冷却しようとすると、そのドライ
空気の冷却は、前記したように、スプレーにより形成さ
れた冷却液粒子との接触とその接触に際しての冷却液粒
子の気化により行われることから、そのドライ空気の冷
却には、ドライ空気の相対湿度が１００％に達する程の
冷却液のスプレー量は必要とされず、得られる冷却空気
の相対湿度は１００％より大きく下廻るようになる。こ
れに対して、ドライ空気にあらかじめ過熱スチームを混
入した後、冷却液のスプレーにより冷却すると、ドライ
空気には過熱スチームの混入によりその相対湿度があら
かじめ増加されていることから、このスチーム含有空気
を冷却液のスプレーにより冷却することにより、相対湿
度１００％の冷却空気を得ることができる。以上の説明
から理解されるように、冷却液のスプレーにより相対湿
度１００％の冷却空気を得るためには、ドライ空気に対
してはあらかじめ過熱スチームを混入することが必要で
あり、そのスチーム混入量は、ドライ空気中の水蒸気
量、所望する空気冷却温度及び使用するスチーム温度に
応じて適当に選定される。

【００１３】脱硫装置１の前段には、通常、排ガス中に
含まれている煤塵等の固体微粒子を除去するための除塵
塔が配設されている。この除塵塔は、塔内の上方に液ス
プレー装置が配設され、塔内に導入される排ガス中に冷
却用液をスプレーさせて排ガスを冷却させるとともに、
その排ガス中に含まれている固体微粒子を除去するもの
である。この除塵塔においては、そのスプレーされた冷
却用液は、塔の下部に滞留する。この場合、冷却用液と
しては、通常、水が用いられている。本発明による酸化
用空気の冷却増湿には、この除塵塔内の冷却用水を用い
ることができる。この場合のフローシートを図４に示
す。図４において、１５は除塵塔を示し、１６は排ガス
供給ラインを示し、１７は冷却用補給水供給ラインを示
す。除塵塔１５においては、冷却用水が塔底部の液溜め
と、塔上部のスプレー装置との間を循環している。な
お、図４に示した符号において、図１に示したものと同
じ符号は同じ意味を有する。

【００１４】図４のフローシートに示した排ガス脱硫方
法においては、冷却用補給水はライン１７を通って除塵
塔１５内にスプレーされる。一方、排ガスはライン１６
を通って除塵塔１５内に導入され、この排ガスは、塔内
においてスプレーされた冷却用循環水の微粒子と接触さ
れる。固体微粒子が除去され、冷却された排ガスは、ラ
イン４を通って脱硫装置１に導入される。ライン４を通
る排ガスの温度は、４０〜７０℃である。

【００１５】除塵塔１５の下部からは冷却用水の一部が
ライン１８を介して抜出され、酸化用空気の冷却のため
にスプレー装置２に導入される。除塵塔１５からライン
１８を介して抜出される冷却用水の温度は、脱硫装置１
内の吸収液の温度と同じか又はそれより０〜７℃程度低
い温度である。また、ライン１２を通る冷却増湿空気の
温度と脱硫装置１内の吸収液の温度との温度差は、好ま
しくは０〜７℃、より好ましくは０〜３℃である。スプ
レー装置２からライン１４を通って冷却液の一部が抜出
されるが、このものは、除塵塔１５に返送するのが好ま
しいが、場合によっては、系外へ排出することもでき
る。前記のようにして、除塵塔１５内の冷却用液を用い
ることによっても、図１に示した場合と同様に、酸化用
空気の冷却増湿を効率よくかつ経済的に行うことがで
き、かつ脱硫装置１内に配設した酸化用空気導入管の閉
塞トラブルを防止することができる。

【００１６】

【発明の効果】本発明は、脱硫装置内に配設した酸化用
空気導入管内に、脱硫装置内吸収液の温度とほぼ同じ温
度に冷却増湿された空気を導入することから、その酸化
用空気導入管内周壁面へのカルシウム化合物の析出によ
る空気導入管の閉塞トラブルを防止することができる。
しかも、本発明の場合、その酸化用空気の冷却増湿に
は、脱硫システム内に既に存在する脱硫装置内吸収液
や、除塵塔内冷却用水を用いることができるから、特別
の冷却用液の使用は必要とされず、また、脱硫システム
からの排液量も増加することがないので、非常に経済的
かつ効率的に酸化用空気の冷却増湿を行うことができ
る。

【００１７】

【実施例】次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明
する。実施例１図１に示したフローシートに従って、火力発電設備にお
ける重質油の燃焼装置からの排煙の脱硫処理を行った。
この場合の脱硫の主操作条件を以下に示す。（１）ライン４亜硫酸ガス濃度：１３００ｖｏｌｐｐｍ（２）ライン１８補給水温度：２０℃ （３）ライン５空気供給量：１００００Ｎｍ³／ｈ空気温度：８２℃ （４）ライン６スチーム温度：２５３℃ スチーム供給量：ライン５を通る空気１Ｎｍ³／ｈに対
し０．０８ｋｇ／ｈ（５）ライン１２空気温度：５０℃ 空気相対湿度：１００％（６）ライン１４吸収液温度：５０℃

【００１８】前記条件で１年間連続運転を行っても、脱
硫装置内に配設されている空気導入管の閉塞トラブルは
全く生じなかった。一方、スプレー装置２における吸収
液スプレー量を変化させ、ライン１２を通る酸化用空気
温度を変えた以外は同様にして脱硫処理を行ったとこ
ろ、その酸化用空気温度と吸収液温度との温度差が−１
０℃の場合には、１ヵ月の運転後に空気導入管の点検を
行ったところ、空気導入管には析出物による閉塞が見ら
れたが、酸化用空気温度と吸収液温度との差が−７〜７
℃の場合には、１ヵ月の運転後では、空気導入管には析
出物による閉塞は見られなかった。以上のことから、酸
化用空気と吸収液との温度差を±７℃以下に保持するこ
とにより、酸化用空気導入管の閉塞トラブルを長期間に
わたって防止し得ることがわかる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の排ガス脱硫方法のフローシートの一例
を示す。

【図２】図１に示した脱硫装置内に配設する空気導入管
の一つの例についての先端部の斜視図を示す。

【図３】図１に示した脱硫装置に配設する空気導入管の
他の例についての先端部の斜視図を示す。

【図４】本発明の排ガス脱硫方法のフローシートの他の
例を示す。

【符号の説明】

１脱硫装置２スプレー装置３ミスト分離器１５除塵塔２２空気噴出孔２３空気噴出用切欠き孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】亜硫酸ガスに対して反応性を示すカルシ
ウム化合物の水スラリーからなる吸収液中に先端部を空
気噴出部に形成した導管を介して酸化用空気を導入させ
るとともに、亜硫酸ガスを含む排ガスを該吸収液と接触
させる脱硫工程を含む排ガス脱硫方法において、該吸収
液中に導入する酸化用空気として、あらかじめ過熱スチ
ームを混入した空気中に冷却液をスプレーすることによ
り得た冷却増湿空気であって、その吸収液との温度差
〔Ｔ（Ａ）−Ｔ（Ｌ）〕〔Ｔ（Ａ）：吸収液中に導入す
る酸化用空気温度、Ｔ（Ｌ）：吸収液温度〕が−７〜７
℃の範囲内にあり、かつその相対湿度が１００％である
空気を用いることを特徴とする排ガスの脱硫方法。