JPH10109013A - 酸化マグネシウム再生硫酸回収型排煙脱硫装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 酸化マグネシウムを吸収剤として添加してい
る湿式排煙脱硫装置において、吸収液スラリーと排ガス
中の亜硫酸ガスおよび酸素ガスの吸収・反応で生成する
亜硫酸マグネシウム、亜硫酸水素マグネシウム、硫酸マ
グネシウムの混合スラリーを脱水機等で固液分離し、こ
れらの成分を含む固体を加熱・分解し得られる固体状の
酸化マグネシウムは排煙脱硫装置の吸収剤として再利用
し、同時に発生する二酸化イオウおよび三酸化イオウを
含むガスは酸化・吸収させ硫酸等の副製品として生産
し、効率的排煙脱硫を行う。 【構成】 亜硫酸ガスを吸収する吸収塔２、吸収液スラ
リーを濃縮するシックナー３、濃縮されたスラリーを固
液分離する遠心分離機５、固液分離された固体を熱分解
する加熱分解装置６、発生ガスを吸収する硫酸発生装置
７から構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、酸化マグネシウムあるいは水酸
化マグネシウムを亜硫酸ガスの吸収剤として添加してい
る湿式排煙脱硫装置において、吸収液スラリーと排ガス
中の亜硫酸ガスおよび酸素ガスの吸収・反応で過飽和と
なって生成する固体状の亜硫酸マグネシウム、亜硫酸水
素マグネシウム、硫酸マグネシウム混合スラリーを分離
器等で固液分離し、ろ液は排煙脱硫装置の循環母液とし
て利用し、固体は分離し別の加熱炉で加熱分解して吸収
剤である酸化マグネシウムに再生し排煙脱硫装置の原料
の吸収剤として再利用する。この加熱分解時に発生する
二酸化イオウと三酸化イオウを主成分とするガスは触媒
等を介して酸化し、水に吸収させ硫酸等の副製品として
回収する。

【０００２】従来、排ガス中の二酸化イオウおよび酸素
ガスを吸収した亜硫酸マグネシウム、亜硫酸水素マグネ
シウムおよび酸化マグネシウムは酸化塔を通して酸化さ
れＣＯＤ成分を除去し酸化マグネシウムとして排水処理
されていた。つまり吸収した排ガス中の二酸化イオウ
は、硫酸マグネシウムの形で排水として海に放流されて
いた。

【０００３】本発明は、排ガス中の二酸化イオウおよび
酸素ガスを吸収した亜硫酸マグネシウム、亜硫酸水素マ
グネシウムおよび硫酸マグネシウムは、吸収液スラリー
中で過飽和にし、分離機を介して固体として系外に排出
する。またこの固体を熱分解して酸化マグネシウムとガ
スに分解し、固体の酸化マグネシウムは系内に吸収剤と
して再利用し、ガスは硫酸等の副製品として回収する。

【０００４】このようにすれば、排ガス中の二酸化イオ
ウをこの排煙脱硫装置を通して硫酸等の副製品として回
収することができるので、排煙脱硫装置から排水を発生
することがなく環境対策上有利である。また原材料であ
る酸化マグネシウムを再生利用することができるので、
酸化マグネシウムの鉱物資源を節約することができる。
また副製品として工業薬品の硫酸等が生成され、売却す
ることができるので排煙脱硫装置の経費の節減を計るこ
とができる。

【０００５】

【産業上の利用分野】本発明は、イオウ分を含有する石
炭あるいは重油等を燃焼させるボイラーを有する火力発
電所等の排ガス中の二酸化イオウを除去する排煙脱硫装
置に関するものである。

【０００６】

【従来の技術】従来、火力発電ボイラーに採用されてい
る排煙脱硫装置の処理法として、石灰石−石膏法、Ｍｇ
−石膏法、水マグ吸収法等が知られている。石灰石−石
膏法では、脱硫原材料として炭酸カルシウムを使用し、
副製品として石膏を発生し、二酸化イオウの負荷に対応
して炭酸カルシウムを補給する必要がある。この方式で
の吸収塔での液ガス比（吸収塔循環液量／排ガス量）は
１７程度で吸収能力が比較的小さいため、吸収循環液量
を比較的大きくする必要がある。この処理法の特徴は、
原材料の炭酸カルシウムの単価が比較的安いが動力費が
高いという特徴がある。

【０００７】また、Ｍｇ−石膏法は、吸収剤として水酸
化カルシウムを使用し脱硫吸収能力を高めるためにマグ
ネシウムイオンとして水酸化マグネシウムを添加し液ガ
ス比を６程度にし、吸収塔循環液量を小さくして動力費
の節減を行っていることが特徴である。副製品として石
膏を発生し、原料は単価が炭酸カルシウムの約２倍の水
酸化マグネシウムを使用する必要がある。

【０００８】また、水マグ吸収法では、吸収剤として水
酸化マグネシウムあるいは酸化マグネシウムを使用し、
二酸化イオウ吸収能力が高いために液ガス比は６程度で
運転され吸収塔スラリー循環量を小さくして吸収塔循環
ポンプの動力費の節減を行っている。副製品は二酸化イ
オウを吸収して生成した亜硫酸マグネシウムおよび亜硫
酸水素マグネシウムを酸化塔で酸化し硫酸マグネシウム
として排水されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、原材料とし
て酸化マグネシウムの吸収剤を使用するので、吸収塔で
の二酸化イオウの吸収能力は高く水マグ吸収法と同様に
液ガス比を６程度にして吸収塔循環ポンプの動力費を節
減しているが、吸収液が二酸化イオウを吸収して生成す
る亜硫酸マグネシウム、亜硫酸水素マグネシウムおよび
硫酸マグネシウムを過飽和にして発生した固体をシック
ナーおよび分離機で分離し系外に固体として排出するの
で排水が発生せず公害上問題がない。また、排出した固
体は別置きの加熱塔で熱分解され、酸化マグネシウムに
再生し再び二酸化イオウを吸収する排煙脱硫装置の原材
料として再使用することができるので、二酸化イオウ吸
収の当量だけ使用していた従来のような追加的原材料使
用の必要がなく、鉱物の省資源化が計れている。また、
排出された固体の熱分解で得られた二酸化イオウおよび
三酸化イオウは価値の高い工業薬品である硫酸として回
収利用することができ、売却できるので排煙脱硫コスト
を低くすることができる。また、別置きの加熱塔の排熱
はボイラー等に回収することもできる。つまり本発明
は、熱エネルギーは多少従来より余分に消費するが、脱
硫効率が高く、排水および石膏等の産業副産物が発生せ
ず、価値のある硫酸等の工業薬品を生成し、追加的鉱物
原材料も消費しない鉱物資源の有効利用が計れる湿式排
煙脱硫装置である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、液ガス比を下
げ吸収塔循環液量を減少して省エネルギー化を計るため
に原材料として脱硫効率が高く反応力の高い酸化マグネ
シウムを使用している。また、湿式排煙脱硫装置から排
水および廃棄物を出さないようにするために、吸収液が
二酸化イオウを吸収した後に生成する亜硫酸マグネシウ
ム、亜硫酸水素マグネシウム、硫酸マグネシウムを吸収
液中で過飽和にして固体として析出させ、分離器で分離
して固体として系外に排出する。また、酸化マグネシウ
ム等の原材料の使用をできるだけ少なくするために、固
体として系外に排出された亜硫酸マグネシウム、亜硫酸
水素マグネシウム、硫酸マグネシウムを加熱器で熱分解
し、酸化マグネシウムにして再利用する。また、石灰石
一石膏法のように石膏等の産業廃棄物を生成しないよう
にするために、加熱器で発生した二酸化イオウおよび三
酸化イオウのガスは触媒酸化し、水に溶解させ硫酸等の
工業製品にする。

【００１１】

【作用】本発明は、固体として亜硫酸マグネシウム、亜
硫酸水素マグネシウム、硫酸マグネシウムを吸収液中に
析出させ固液分離するが、酸化マグネシウムを添加し吸
収塔循環液が亜硫酸ガスを吸収し、吸収液ｐＨ値を６程
度に一定に維持しながら脱硫を継続すると、循環液中の
亜硫酸マグネシウム、亜硫酸水素マグネシウム、硫酸マ
グネシウムが過飽和溶液になり、固体が析出するように
なる。固体の析出スラリー濃度が１０〜１５ｗｔ％にな
れば、吸収塔から連続的引き抜き、分離器等で固液分離
し、固体は系外へ排出し、ろ液は酸化マグネシウムの吸
収剤を溶解する母液として利用し、再び吸収塔循環液ス
ラリーのｐＨ値維持用のアルカリ吸収剤とする。また、
固液分離された固体は、加熱器で熱分解され、固体は酸
化マグネシウムの吸収剤として再利用する。加熱器から
発生する亜硫酸ガスおよび三酸化イオウのガスは触媒酸
化し水に溶解して硫酸等の工業薬品として利用する。

【００１２】

【実施例】スプレー塔の吸収塔を有する湿式排煙脱硫装
置において、吸収塔部の液ガス比（１／ｍ^３Ｎ）は６に
して気液接触により脱硫運転し、原材料は酸化マグネシ
ウムで水に溶解して水酸化マグネシウムの３０％スラリ
ーで吸収塔に供給し、吸収塔循環スラリーｐＨ値は５．
９程度になるように、脱硫負荷に応じて原材料の供給量
を増減することによって行う。吸収塔循環液スラリー濃
度が約１０〜１５％の一定になるように吸収塔循環スラ
リーを引き抜く。 引き抜かれた
スラリーは、重力沈降濃縮するシックナーにより３０％
以上に濃縮されたスラリーは遠心分離機等の分離器で固
液分離する。ろ液は原材料の吸収剤である酸化マグネシ
ウムを溶解させる母液として利用し、その他のものは吸
収塔に回収し、補給水とともに吸収塔のレベルを制御す
るのに使用する。遠心分離機で固液分離した固体は、加
熱分解装置に送られ、熱分解される。熱分解され生成し
た酸化マグネシウムは、母液で溶解・反応させ水酸化マ
グネシウムの３０％スラリーで吸収塔に供給し、脱硫装
置の原材料として再利用する。また、固体の加熱分解装
置で発生するガスは硫酸等の工業薬品に変換する。

【００１３】以下、図面を参照して、この発明の実施例
を説明する。

【００１４】図１は、酸化マグネシウム再生硫酸回収型
排煙脱硫装置のフロー図を示す。亜硫酸ガスを約３００
〜１０００ｐｐｍ含むボイラー排ガス１５は、スプレー
塔である吸収塔２に導入され、吸収塔循環ポンプ１２に
よりスプレーノズルを通して分散した循環吸収液スラリ
ーと気液接触して、亜硫酸ガスが吸収液スラリーに吸収
され脱硫される。亜硫酸ガスを吸収した吸収塔循環スラ
リーは、シックナー３に送られ、スラリーが濃縮され、
濃縮スラリーは遠心分離機５に送られ脱水される。シッ
クナー３の上水はろ液タンク４に送液される。遠心分離
機５のろ液もろ液タンク４に送られ母液として原料調整
タンク１０へ、ろ液ポンプ１４で送られ、酸化マグネシ
ウムホッパー１からの酸化マグネシウムを溶解するリパ
ルプ液として利用する。ろ液ポンプ１４からの余分な母
液は吸収塔に供給される。遠心分離機５から発生した亜
硫酸マグネシウム、亜硫酸水素マグネシウム、硫酸マグ
ネシウムを含む固体は、加熱分離装置６に送られ、加熱
分解される。加熱分解して得られた酸化マグネシウム
は、酸化マグネシウムホッパー１に送られ原材料として
再利用される。加熱分解装置６で発生するガスは、硫酸
発生装置７に送られ触媒等で酸化し水に吸収して硫酸タ
ンク８に回収し、工業薬品として利用する。

【００１５】

【発明の効果】本発明は、排水が出ないので公害発生の
おそれがなく、原材料の酸化マグネシウムは再生される
ので原材料の補給がほとんどいらない。排ガス中の脱硫
されたイオウ分は、硫酸の形で回収され、工業薬品とし
て利用できるので有利である。また石膏等の副産物が発
生せず、セメント等に混合して処理する必要がないの
で、セメントに混合して処理している石炭灰等の処理す
る余地が増大し、産業廃棄物の有効利用上有利である。

【００１６】

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、酸化マグネシウム再生硫酸回収型排煙
脱硫装置のフロー図である。

【符号の説明】 １ 酸化マグネシウムホッパー ２ 吸収塔 ３ シックナー ４ ろ液タンク ５ 遠心分離機 ６ 加熱分解装置 ７ 硫酸発生装置 ８ 硫酸貯蔵タンク ９ 煙突 １０ 原料調整槽 １１ 原料供給ポンプ １２ 吸収塔循環ポンプ １３ シックナー抜き出しポンプ １４ ろ液ポンプ １５ ボイラー排ガス １６ 供給水

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 酸化マグネシウムあるいは水酸化マグネ
   シウムを吸収剤として添加している湿式排煙脱硫装置に
   おいて、吸収液スラリーと排ガス中の亜硫酸ガスおよび
   酸素ガスの吸収・反応で生成する亜硫酸マグネシウム、
   亜硫酸水素マグネシウム、硫酸マグネシウムの混合スラ
   リーを脱水機等で固液分離し、これらの成分を含む固体
   を加熱・分解し得られる固体状の酸化マグネシウムは排
   煙脱硫装置の吸収剤として再利用し、同時に発生する二
   酸化イオウおよび三酸化イオウを含むガスは酸化・吸収
   させ硫酸等の副製品として生産することを特徴とする排
   煙脱硫装置。