JPH10192647A - 湿式排煙脱硫装置 - Google Patents
湿式排煙脱硫装置Info
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- JPH10192647A JPH10192647A JP8350148A JP35014896A JPH10192647A JP H10192647 A JPH10192647 A JP H10192647A JP 8350148 A JP8350148 A JP 8350148A JP 35014896 A JP35014896 A JP 35014896A JP H10192647 A JPH10192647 A JP H10192647A
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- limestone
- flue gas
- desulfurization
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- Treating Waste Gases (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 経済的でかつボイラ負荷や排ガス中の硫黄酸
化物濃度などが変化した際でも高い脱硫性能を得ること
ができる脱硫装置を提案すること。 【解決手段】 燃焼排ガスと吸収液を吸収塔本体1で接
触させる排ガス中のSOxを処理し、SOxの吸収によ
りpHが低下した吸収液を中和する部位(循環タンク6
の下半分)に送り、ここに選択的にとどめられている石
灰石で中和し、SOxから生成した石膏や水などを該中
和する部位から選択的に排出する構造であり、循環タン
ク6の中和部位に吸収液を送る先端が開口(分散孔1
8)した吸収液分散管17が、その長手方向が水平でな
い方向(鉛直方向など)に配置し、該分散管17の上部
に該分散管17に吸収液を供給する液貯め部22を設け
る。分散管17の分散孔18にかかる圧力は中和槽の液
面と液貯め部22の液面の差で決まり、その圧力はいず
れの分散孔18でも等しくなり、分散孔18から流出す
る吸収液が中和部位の石灰石粒子を流動させる機能を有
する。
化物濃度などが変化した際でも高い脱硫性能を得ること
ができる脱硫装置を提案すること。 【解決手段】 燃焼排ガスと吸収液を吸収塔本体1で接
触させる排ガス中のSOxを処理し、SOxの吸収によ
りpHが低下した吸収液を中和する部位(循環タンク6
の下半分)に送り、ここに選択的にとどめられている石
灰石で中和し、SOxから生成した石膏や水などを該中
和する部位から選択的に排出する構造であり、循環タン
ク6の中和部位に吸収液を送る先端が開口(分散孔1
8)した吸収液分散管17が、その長手方向が水平でな
い方向(鉛直方向など)に配置し、該分散管17の上部
に該分散管17に吸収液を供給する液貯め部22を設け
る。分散管17の分散孔18にかかる圧力は中和槽の液
面と液貯め部22の液面の差で決まり、その圧力はいず
れの分散孔18でも等しくなり、分散孔18から流出す
る吸収液が中和部位の石灰石粒子を流動させる機能を有
する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、湿式排煙脱硫装置
に係わり、特に脱硫性能が高く、かつ、石灰石などの固
体脱硫剤の粉砕動力が低減でき、経済的にボイラ等の燃
焼装置から排出される排ガス中の硫黄酸化物を除去する
湿式排煙脱硫装置に関するものである。
に係わり、特に脱硫性能が高く、かつ、石灰石などの固
体脱硫剤の粉砕動力が低減でき、経済的にボイラ等の燃
焼装置から排出される排ガス中の硫黄酸化物を除去する
湿式排煙脱硫装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】火力発電所等において、化石燃料の燃焼
に伴って発生する排煙中の硫黄酸化物、中でも特に二酸
化硫黄(SO2)は、大気汚染 酸性雨等の地球的環境
問題の主原因の一つである。このため、排煙中からSO
2を除去する排煙脱硫法の研究及び脱硫装置の開発は極
めて重要な課題となっている。
に伴って発生する排煙中の硫黄酸化物、中でも特に二酸
化硫黄(SO2)は、大気汚染 酸性雨等の地球的環境
問題の主原因の一つである。このため、排煙中からSO
2を除去する排煙脱硫法の研究及び脱硫装置の開発は極
めて重要な課題となっている。
【0003】上記脱硫法としては、さまざまなプロセス
が提案されているが、湿式法が主流を占めている。この
湿式法には、吸収剤にソーダ化合物を用いるソーダ法、
カルシウム化合物を用いるカルシウム法及びマグネシウ
ム化合物を用いるマグネシウム法等がある。このうち、
ソーダ法は吸収剤とSO2との反応性に優れている反
面、使用するソーダ類が非常に高価である。このため、
発電用の大型ボイラ等の排煙脱硫装置には、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。
が提案されているが、湿式法が主流を占めている。この
湿式法には、吸収剤にソーダ化合物を用いるソーダ法、
カルシウム化合物を用いるカルシウム法及びマグネシウ
ム化合物を用いるマグネシウム法等がある。このうち、
ソーダ法は吸収剤とSO2との反応性に優れている反
面、使用するソーダ類が非常に高価である。このため、
発電用の大型ボイラ等の排煙脱硫装置には、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。
【0004】このカルシウム化合物を吸収液として用い
る脱硫システムは、気液接触方法の違いによりスプレー
方式、濡れ壁方式及びバブリング方式の3種類に大別さ
れる。各方式ともそれぞれ特徴を有しているが、実績が
多く信頼性の高いスプレー方式が世界的にも多く採用さ
れている。このスプレー方式の脱硫システムとしては、
従来から排ガスの冷却・除塵を行う冷却塔、吸収液を噴
霧して排ガス中のSO2と反応させる脱硫塔、脱硫塔で
生成した亜硫酸カルシウムを酸化する酸化塔の3塔で構
成されていた。しかし、近年になって脱硫塔に冷却・酸
化の機能を持たせた1塔型脱硫塔(タンク内酸化法)の
開発が進み、最近では1塔型脱硫システムがスプレー方
式の主流になりつつある。
る脱硫システムは、気液接触方法の違いによりスプレー
方式、濡れ壁方式及びバブリング方式の3種類に大別さ
れる。各方式ともそれぞれ特徴を有しているが、実績が
多く信頼性の高いスプレー方式が世界的にも多く採用さ
れている。このスプレー方式の脱硫システムとしては、
従来から排ガスの冷却・除塵を行う冷却塔、吸収液を噴
霧して排ガス中のSO2と反応させる脱硫塔、脱硫塔で
生成した亜硫酸カルシウムを酸化する酸化塔の3塔で構
成されていた。しかし、近年になって脱硫塔に冷却・酸
化の機能を持たせた1塔型脱硫塔(タンク内酸化法)の
開発が進み、最近では1塔型脱硫システムがスプレー方
式の主流になりつつある。
【0005】図8に従来技術のスプレー方式による1塔
型脱硫装置の一例を示す。1塔型の脱硫塔は、主に塔本
体1、入口ダクト2、出口ダクト3、スプレーノズル
4、吸収液ポンプ5、循環タンク6、撹拌機7、空気吹
き込み装置8、ミストエリミネータ9、吸収液抜き出し
管10、石膏抜き出し管11、石灰石供給管12、脱水
機13等から構成される。スプレーノズル4は水平方向
に複数個、更に高さ方向に複数段設置されている。ま
た、撹拌機7及び空気吹き込み装置8は脱硫塔下部の吸
収液が滞留する循環タンク6に設置され、ミストエリミ
ネータ9は脱硫塔内最上部あるいは出口ダクト3内に設
置される。図示していないボイラから排出される排ガス
Aは、入口ダクト2より脱硫塔本体1に導入され、出口
ダクト3より排出される。この間、脱硫塔には吸収液抜
き出し管10を通じて吸収液ポンプ5から送られる吸収
液が複数のスプレーノズル4から噴霧され、吸収液と排
ガスAの気液接触が行われる。このとき吸収液は排ガス
A中のSO2を選択的に吸収し、亜硫酸カルシウムを生
成する。亜硫酸カルシウムを生成した吸収液は循環タン
ク6に留まり、撹拌機7によって撹拌されながら、空気
吹き込み装置8から供給される空気Bにより吸収液中の
亜硫酸カルシウムが酸化されて石膏Cを生成する。ま
た、循環吸収液のpHはpH計21で測定される。
型脱硫装置の一例を示す。1塔型の脱硫塔は、主に塔本
体1、入口ダクト2、出口ダクト3、スプレーノズル
4、吸収液ポンプ5、循環タンク6、撹拌機7、空気吹
き込み装置8、ミストエリミネータ9、吸収液抜き出し
管10、石膏抜き出し管11、石灰石供給管12、脱水
機13等から構成される。スプレーノズル4は水平方向
に複数個、更に高さ方向に複数段設置されている。ま
た、撹拌機7及び空気吹き込み装置8は脱硫塔下部の吸
収液が滞留する循環タンク6に設置され、ミストエリミ
ネータ9は脱硫塔内最上部あるいは出口ダクト3内に設
置される。図示していないボイラから排出される排ガス
Aは、入口ダクト2より脱硫塔本体1に導入され、出口
ダクト3より排出される。この間、脱硫塔には吸収液抜
き出し管10を通じて吸収液ポンプ5から送られる吸収
液が複数のスプレーノズル4から噴霧され、吸収液と排
ガスAの気液接触が行われる。このとき吸収液は排ガス
A中のSO2を選択的に吸収し、亜硫酸カルシウムを生
成する。亜硫酸カルシウムを生成した吸収液は循環タン
ク6に留まり、撹拌機7によって撹拌されながら、空気
吹き込み装置8から供給される空気Bにより吸収液中の
亜硫酸カルシウムが酸化されて石膏Cを生成する。ま
た、循環吸収液のpHはpH計21で測定される。
【0006】石灰石Dなどの脱硫剤は石灰石供給管12
より循環タンク6内の吸収液に添加される。石灰石D及
び石膏Cが共存する循環タンク6内の吸収液の一部は、
吸収液ポンプ5によって吸収液抜き出し管10から再び
スプレーノズル4に送られ、一部は石膏抜き出し管11
より脱水機13に送られ、石膏Cが回収される。また、
スプレーノズル4から噴霧され、微粒化された吸収液の
内、液滴径の小さいものは排ガスAに同伴されるが、脱
硫塔上部に設けられたミストエリミネータ9によって回
収される。
より循環タンク6内の吸収液に添加される。石灰石D及
び石膏Cが共存する循環タンク6内の吸収液の一部は、
吸収液ポンプ5によって吸収液抜き出し管10から再び
スプレーノズル4に送られ、一部は石膏抜き出し管11
より脱水機13に送られ、石膏Cが回収される。また、
スプレーノズル4から噴霧され、微粒化された吸収液の
内、液滴径の小さいものは排ガスAに同伴されるが、脱
硫塔上部に設けられたミストエリミネータ9によって回
収される。
【0007】しかし、図8に示した従来技術では微粉砕
した石灰石が用いられており、下記の問題点がある。 (i)吸収液中にはSO2を吸収する炭酸カルシウム
(石灰石)のみでなく、吸収には寄与しない石膏が多く
含まれているが、脱硫性能を向上させるため吸収液中の
石灰石の割合を増加させると石膏の品質が低下し、石膏
を利用できなくなる。 (ii)石灰石を粉砕するための動力が多い。
した石灰石が用いられており、下記の問題点がある。 (i)吸収液中にはSO2を吸収する炭酸カルシウム
(石灰石)のみでなく、吸収には寄与しない石膏が多く
含まれているが、脱硫性能を向上させるため吸収液中の
石灰石の割合を増加させると石膏の品質が低下し、石膏
を利用できなくなる。 (ii)石灰石を粉砕するための動力が多い。
【0008】本発明者らはこれらの問題点を解決すべく
努力し、平均粒径0.5mm以上の石灰石を用い、石灰
石と石膏を分離することにより石膏の品質を低下させる
ことなく高い脱硫性能を得る脱硫プロセスを提案した
(特願平7−40316号など)。このプロセスの装置
フローの一例を図5に示す。図8に示した従来技術の脱
硫塔と同様に塔本体1、入口ダクト2、出口ダクト3、
スプレーノズル4、吸収液ポンプ5、循環タンク6、撹
拌機7、空気吹き込み装置8及びミストエリミネータ9
等から構成されるが、本発明による実施例では、さらに
落下した吸収液を集めて循環タンク6下部の石灰石粒子
の層の底部から上部へ流れる流れを形成させ、石灰石粒
子を吸収液中で流動させるために集液板14、導入管1
5、分岐管16(図6(b)参照)及び分散管17を有
する。
努力し、平均粒径0.5mm以上の石灰石を用い、石灰
石と石膏を分離することにより石膏の品質を低下させる
ことなく高い脱硫性能を得る脱硫プロセスを提案した
(特願平7−40316号など)。このプロセスの装置
フローの一例を図5に示す。図8に示した従来技術の脱
硫塔と同様に塔本体1、入口ダクト2、出口ダクト3、
スプレーノズル4、吸収液ポンプ5、循環タンク6、撹
拌機7、空気吹き込み装置8及びミストエリミネータ9
等から構成されるが、本発明による実施例では、さらに
落下した吸収液を集めて循環タンク6下部の石灰石粒子
の層の底部から上部へ流れる流れを形成させ、石灰石粒
子を吸収液中で流動させるために集液板14、導入管1
5、分岐管16(図6(b)参照)及び分散管17を有
する。
【0009】ボイラから排出される排ガスAは、入口ダ
クト2より脱硫塔本体1に導入され、出口ダクト3より
排出される。この間、脱硫塔にはポンプ5から送られる
吸収液が複数のスプレーノズル4から噴霧され、吸収液
と排ガスAの気液接触が行われる。このとき吸収液は排
ガスA中のSO2を選択的に吸収し、亜硫酸を生成す
る。亜硫酸を生成した吸収液滴は、循環タンク6上に設
置された集液板14上に落ちる。集液板14上の吸収液
は集められ導入管15を通って循環タンク6の底部に導
かれる。その途中に空気吹き込み装置8から吹き込まれ
た酸化用空気により亜硫酸は酸化されて硫酸となる。導
入管15底部には吸収液を均一に上昇させる分散管17
が取り付けられている。その構造の一例を図6に示す。
クト2より脱硫塔本体1に導入され、出口ダクト3より
排出される。この間、脱硫塔にはポンプ5から送られる
吸収液が複数のスプレーノズル4から噴霧され、吸収液
と排ガスAの気液接触が行われる。このとき吸収液は排
ガスA中のSO2を選択的に吸収し、亜硫酸を生成す
る。亜硫酸を生成した吸収液滴は、循環タンク6上に設
置された集液板14上に落ちる。集液板14上の吸収液
は集められ導入管15を通って循環タンク6の底部に導
かれる。その途中に空気吹き込み装置8から吹き込まれ
た酸化用空気により亜硫酸は酸化されて硫酸となる。導
入管15底部には吸収液を均一に上昇させる分散管17
が取り付けられている。その構造の一例を図6に示す。
【0010】図6はタンク側部断面図(図6(a))及
びタンク底部断面図(図6(b))であり、この分散管
17は循環タンク6の底部より上部に向けて吸収液が均
一に上昇するような構造を採用している。すなわち分散
管17は循環タンク6の底部に均一に配置されており、
導入管15より導かれた吸収液は分岐管16に入り、さ
らに分散管17に導かれる。分散管17には複数の分散
孔18が開けられており、この分散孔18より吸収液と
空気が均一にしかも激しく噴出し上昇流を形成する。流
動している石灰石層19内では硫酸と石灰石の反応によ
り石膏が生成する。
びタンク底部断面図(図6(b))であり、この分散管
17は循環タンク6の底部より上部に向けて吸収液が均
一に上昇するような構造を採用している。すなわち分散
管17は循環タンク6の底部に均一に配置されており、
導入管15より導かれた吸収液は分岐管16に入り、さ
らに分散管17に導かれる。分散管17には複数の分散
孔18が開けられており、この分散孔18より吸収液と
空気が均一にしかも激しく噴出し上昇流を形成する。流
動している石灰石層19内では硫酸と石灰石の反応によ
り石膏が生成する。
【0011】このようにして中和されてpHが回復した
吸収液は、循環タンク6の上部の出口20から吸収液抜
き出し管10を通って再びスプレーノズル4に送られ、
SO2を選択的に吸収する。吸収液の一部は脱水機13
に送られ、石膏Cが回収される。また、石灰石Dは石灰
石供給管12より循環タンク6内に供給される。
吸収液は、循環タンク6の上部の出口20から吸収液抜
き出し管10を通って再びスプレーノズル4に送られ、
SO2を選択的に吸収する。吸収液の一部は脱水機13
に送られ、石膏Cが回収される。また、石灰石Dは石灰
石供給管12より循環タンク6内に供給される。
【0012】本プロセスは、石灰石の微粉砕設備及び微
粉砕動力が不要であり、かつ生成した石膏の品質も高い
という特徴を有する。しかし、いずれの分散孔18から
も吸収液を均一に噴出するには、分岐管16や分散管1
7内部には抵抗体を設置する必要がある。抵抗体を設置
すると配管での圧力損失が高まり、余分なポンプ動力を
必要とするばかりでなく、ボイラ負荷や排ガス中の硫黄
酸化物濃度などの変化により湿式排煙脱硫装置の吸収液
循環量を変化させた際に、分岐管16や分散管17での
液流量が均一でなくなり、分散孔18より噴出する吸収
液量も不均一になることにより中和後の吸収液のpHが
所定の値より低くなるという問題があった。
粉砕動力が不要であり、かつ生成した石膏の品質も高い
という特徴を有する。しかし、いずれの分散孔18から
も吸収液を均一に噴出するには、分岐管16や分散管1
7内部には抵抗体を設置する必要がある。抵抗体を設置
すると配管での圧力損失が高まり、余分なポンプ動力を
必要とするばかりでなく、ボイラ負荷や排ガス中の硫黄
酸化物濃度などの変化により湿式排煙脱硫装置の吸収液
循環量を変化させた際に、分岐管16や分散管17での
液流量が均一でなくなり、分散孔18より噴出する吸収
液量も不均一になることにより中和後の吸収液のpHが
所定の値より低くなるという問題があった。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】上述の本発明者らの発
明では余分なポンプ動力を必要とし、またボイラ負荷や
排ガス中の硫黄酸化物濃度などが変化した際、中和後の
吸収液のpHが所定の値より低くなるという問題があっ
た。本発明の課題は、上記問題点を解決し、経済的でか
つボイラ負荷や排ガス中の硫黄酸化物濃度などが変化し
た際でも高い脱硫性能を得ることができる脱硫装置を提
案することにある。
明では余分なポンプ動力を必要とし、またボイラ負荷や
排ガス中の硫黄酸化物濃度などが変化した際、中和後の
吸収液のpHが所定の値より低くなるという問題があっ
た。本発明の課題は、上記問題点を解決し、経済的でか
つボイラ負荷や排ガス中の硫黄酸化物濃度などが変化し
た際でも高い脱硫性能を得ることができる脱硫装置を提
案することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記本発明の課題は、次
の構成によって達成される。すなわち、ボイラ等の燃焼
装置から排出される排ガスと吸収液を接触させることに
より排ガス中の硫黄酸化物を処理する湿式排煙脱硫装置
であって、硫黄酸化物の吸収によりpHが低下した吸収
液を中和する部位に固体脱硫剤を選択的にとどめ、硫黄
酸化物から生成した固体生成物や水などを該中和する部
位から選択的に排出する構造で、中和する部位が固体脱
硫剤粒子を吸収液中で流動させる機能を有する湿式排煙
脱硫装置において、吸収液を中和する部位に送る先端が
開口した吸収液分散管が、その長手方向が水平でない方
向に配置され、該分散管の上部に該分散管に吸収液を供
給する液貯め部を備えた湿式排煙脱硫装置である。
の構成によって達成される。すなわち、ボイラ等の燃焼
装置から排出される排ガスと吸収液を接触させることに
より排ガス中の硫黄酸化物を処理する湿式排煙脱硫装置
であって、硫黄酸化物の吸収によりpHが低下した吸収
液を中和する部位に固体脱硫剤を選択的にとどめ、硫黄
酸化物から生成した固体生成物や水などを該中和する部
位から選択的に排出する構造で、中和する部位が固体脱
硫剤粒子を吸収液中で流動させる機能を有する湿式排煙
脱硫装置において、吸収液を中和する部位に送る先端が
開口した吸収液分散管が、その長手方向が水平でない方
向に配置され、該分散管の上部に該分散管に吸収液を供
給する液貯め部を備えた湿式排煙脱硫装置である。
【0015】本発明で用いる固体脱硫剤(石灰石など)
は、その重量平均粒径(以下、平均粒径と呼ぶ)が0.
5mm以上であることが好ましく、平均粒径が0.5m
m未満であると脱硫剤の石膏などの固体生成物と分離が
容易でなくなり、また粉砕後の石灰石などの固体脱硫剤
を排煙脱硫装置に搬送する過程で微粉化することがあ
る。より好ましくは固体脱硫剤の平均粒径は1.0mm
以上であることである。また、固体脱硫剤の平均粒径が
10mmを超えると排ガス中のSO2を吸収した吸収液
を中和する反応活性が低下し、また、排煙脱硫装置の中
和部に接続する固体脱硫剤供給管を摩耗させるおそれが
ある。したがって、本発明の固体脱硫剤は、その平均粒
径が0.5mm〜10mmであることが望ましい。な
お、本発明において、固体脱硫剤の中には粒径が0.5
mm未満の粒径のものも含まれていて良く、前記平均粒
径は一応の目安に過ぎず、厳密な粒径を意味するもので
はない。
は、その重量平均粒径(以下、平均粒径と呼ぶ)が0.
5mm以上であることが好ましく、平均粒径が0.5m
m未満であると脱硫剤の石膏などの固体生成物と分離が
容易でなくなり、また粉砕後の石灰石などの固体脱硫剤
を排煙脱硫装置に搬送する過程で微粉化することがあ
る。より好ましくは固体脱硫剤の平均粒径は1.0mm
以上であることである。また、固体脱硫剤の平均粒径が
10mmを超えると排ガス中のSO2を吸収した吸収液
を中和する反応活性が低下し、また、排煙脱硫装置の中
和部に接続する固体脱硫剤供給管を摩耗させるおそれが
ある。したがって、本発明の固体脱硫剤は、その平均粒
径が0.5mm〜10mmであることが望ましい。な
お、本発明において、固体脱硫剤の中には粒径が0.5
mm未満の粒径のものも含まれていて良く、前記平均粒
径は一応の目安に過ぎず、厳密な粒径を意味するもので
はない。
【0016】本発明の固体脱硫剤としては石灰石が代表
的な例であるが、本発明でいう石灰石とは炭酸カルシウ
ムを主要成分とする堆積岩を指し、炭酸マグネシウムを
含有するものも本発明では石灰石というものとする。し
たがって、ドロマイト(主成分CaCO3・MgCO3)
も本発明の石灰石に含まれる。また、例えば石灰石には
不純物が含有されているので、その不純物が脱硫反応性
に影響を与えるので、このような不純物は粉砕すること
により、反応性の高いCaCO3を固体表面に露出させ
ることが望ましい。しかし、脱硫反応性が高くても微粒
状の固体脱硫剤は石膏などの固体生成物中に混入するの
で、微粒子は分離除去する必要がある。粒径が大き過ぎ
ても固体脱硫剤供給部を損傷するおそれがあるので、固
体脱硫剤供給部にはフィルターまたはサイクロンを設け
て固体脱硫剤の分級をすることが望ましい。
的な例であるが、本発明でいう石灰石とは炭酸カルシウ
ムを主要成分とする堆積岩を指し、炭酸マグネシウムを
含有するものも本発明では石灰石というものとする。し
たがって、ドロマイト(主成分CaCO3・MgCO3)
も本発明の石灰石に含まれる。また、例えば石灰石には
不純物が含有されているので、その不純物が脱硫反応性
に影響を与えるので、このような不純物は粉砕すること
により、反応性の高いCaCO3を固体表面に露出させ
ることが望ましい。しかし、脱硫反応性が高くても微粒
状の固体脱硫剤は石膏などの固体生成物中に混入するの
で、微粒子は分離除去する必要がある。粒径が大き過ぎ
ても固体脱硫剤供給部を損傷するおそれがあるので、固
体脱硫剤供給部にはフィルターまたはサイクロンを設け
て固体脱硫剤の分級をすることが望ましい。
【0017】
【作用】本発明法に基づく脱硫装置での主な反応を下記
に示す。ここでは、固体脱硫剤として石灰石(CaCO
3として)を用いる例で説明する。吸収液(主成分:
水)が排ガス中のSO2を吸収してH2SO2を生じ、こ
れが空気により酸化されてH2SO4(希硫酸)となる。
H2SO4は石灰石(CaCO3)により中和されて石膏
(CaSO4・2H2O)となる。 (吸収反応) H2O+SO2=H2SO3 (酸化反応) H2SO3+1/2O2=H2SO4 (中和反応) H2SO4+CaCO3+H2O=CaSO
4・2H2O+CO2
に示す。ここでは、固体脱硫剤として石灰石(CaCO
3として)を用いる例で説明する。吸収液(主成分:
水)が排ガス中のSO2を吸収してH2SO2を生じ、こ
れが空気により酸化されてH2SO4(希硫酸)となる。
H2SO4は石灰石(CaCO3)により中和されて石膏
(CaSO4・2H2O)となる。 (吸収反応) H2O+SO2=H2SO3 (酸化反応) H2SO3+1/2O2=H2SO4 (中和反応) H2SO4+CaCO3+H2O=CaSO
4・2H2O+CO2
【0018】図6に構造例を示したように、H2SO
4(希硫酸)を含んだ吸収液が分散管17中の分散孔1
8から噴出し、石灰石を流動化させながら上方向に流
れ、上記中和反応が起きて吸収液のpHが増加する。し
かし、1本の分散管17に複数の分散孔18を設置した
だけでは分散孔18から均一に液は噴出しない。均一に
吸収液を噴出させるには図7に示すように分散管17を
先端にいくほど細くしなければならない。これは、下記
に示すベルヌーイの式でp(圧力)及びz(基準水面か
らの高さ)が一定ならv(流速)も一定でなければなら
ないことからも明らかである。 p/γ+v2/2g+z=H(定数) ただし、γ:流体の比重 g:重力加速度
4(希硫酸)を含んだ吸収液が分散管17中の分散孔1
8から噴出し、石灰石を流動化させながら上方向に流
れ、上記中和反応が起きて吸収液のpHが増加する。し
かし、1本の分散管17に複数の分散孔18を設置した
だけでは分散孔18から均一に液は噴出しない。均一に
吸収液を噴出させるには図7に示すように分散管17を
先端にいくほど細くしなければならない。これは、下記
に示すベルヌーイの式でp(圧力)及びz(基準水面か
らの高さ)が一定ならv(流速)も一定でなければなら
ないことからも明らかである。 p/γ+v2/2g+z=H(定数) ただし、γ:流体の比重 g:重力加速度
【0019】このため、分散孔18から均一に液は噴出
させるためには余分なポンプ動力を必要とする。また、
ボイラ負荷や排ガス中の硫黄酸化物濃度などが変化して
吸収液循環量が変わると分散孔18から噴出する液流量
が不均一になりやすい。分散孔18から噴出する液流量
が不均一になると、ある部分の石灰石層は流動しないの
で、中和後の吸収液全体のpHは分散孔18から均一に
噴出する場合に比べて低くなる。
させるためには余分なポンプ動力を必要とする。また、
ボイラ負荷や排ガス中の硫黄酸化物濃度などが変化して
吸収液循環量が変わると分散孔18から噴出する液流量
が不均一になりやすい。分散孔18から噴出する液流量
が不均一になると、ある部分の石灰石層は流動しないの
で、中和後の吸収液全体のpHは分散孔18から均一に
噴出する場合に比べて低くなる。
【0020】これに対して、図1及び図2の実施例に示
す本発明の中和槽ではその長手方向がほぼ鉛直方向に設
置された分散管17の先端に分散孔18があり、分散管
17上部に該管17に連結された液貯め部22が設置さ
れているため、分散孔18にかかる圧力は中和槽の液面
と液貯め部22の液面の差で決まり、その圧力は、いず
れの分散孔18でも等しくなる。したがって、本発明の
分散管17は図7に示した分散管17のように絞りを設
置する必要もないので、余分なポンプ動力を必要とせ
ず、また、分散管17の内径を等しくすれば分散孔18
から排出される液流量は均等であるため中和後のpH
(脱硫性能)が高くなる。
す本発明の中和槽ではその長手方向がほぼ鉛直方向に設
置された分散管17の先端に分散孔18があり、分散管
17上部に該管17に連結された液貯め部22が設置さ
れているため、分散孔18にかかる圧力は中和槽の液面
と液貯め部22の液面の差で決まり、その圧力は、いず
れの分散孔18でも等しくなる。したがって、本発明の
分散管17は図7に示した分散管17のように絞りを設
置する必要もないので、余分なポンプ動力を必要とせ
ず、また、分散管17の内径を等しくすれば分散孔18
から排出される液流量は均等であるため中和後のpH
(脱硫性能)が高くなる。
【0021】
【発明の実施の形態】本発明は、下記の実施例によっ
て、さらに詳細に説明されるが、下記の例で制限される
ものではない。 実施例1 本発明による実施例を図1に示す。図6に示した本発明
者らによる先願の発明法に基づく脱硫塔と同様に図1に
示す本発明による脱硫塔は塔本体1、入口ダクト2、出
口ダクト3、スプレーノズル4、吸収液ポンプ5、循環
タンク6、撹拌機7、空気吹き込み装置8、ミストエリ
ミネータ9等から構成されるが、本実施例では、さら
に、循環タンク6内には石灰石層19が設けられ、該石
灰石層19を上下方向に貫通するように吸収液の分散管
17が配置されていて、その上部に液貯め部22を設け
られている。また、循環吸収液のpHはpH計21で測
定される。
て、さらに詳細に説明されるが、下記の例で制限される
ものではない。 実施例1 本発明による実施例を図1に示す。図6に示した本発明
者らによる先願の発明法に基づく脱硫塔と同様に図1に
示す本発明による脱硫塔は塔本体1、入口ダクト2、出
口ダクト3、スプレーノズル4、吸収液ポンプ5、循環
タンク6、撹拌機7、空気吹き込み装置8、ミストエリ
ミネータ9等から構成されるが、本実施例では、さら
に、循環タンク6内には石灰石層19が設けられ、該石
灰石層19を上下方向に貫通するように吸収液の分散管
17が配置されていて、その上部に液貯め部22を設け
られている。また、循環吸収液のpHはpH計21で測
定される。
【0022】ボイラから排出される排ガスAは、入口ダ
クト2より脱硫塔本体1に導入され、出口ダクト3より
排出される。この間、脱硫塔にはポンプ5から送られる
吸収液が複数のスプレーノズル4から噴霧され、吸収液
と排ガスAの気液接触が行われる。このとき吸収液は排
ガスA中のSO2を選択的に吸収し、亜硫酸を生成す
る。亜硫酸を生成した吸収液滴は、循環タンク6上に設
置された液貯め部22上に落ち、空気吹き込み装置8か
ら吹き込まれた酸化用空気により亜硫酸は酸化とれて硫
酸となる。液貯め部22内の硫酸を含む吸収液は分散管
17を通って石灰石層19の底部へ導かれる。
クト2より脱硫塔本体1に導入され、出口ダクト3より
排出される。この間、脱硫塔にはポンプ5から送られる
吸収液が複数のスプレーノズル4から噴霧され、吸収液
と排ガスAの気液接触が行われる。このとき吸収液は排
ガスA中のSO2を選択的に吸収し、亜硫酸を生成す
る。亜硫酸を生成した吸収液滴は、循環タンク6上に設
置された液貯め部22上に落ち、空気吹き込み装置8か
ら吹き込まれた酸化用空気により亜硫酸は酸化とれて硫
酸となる。液貯め部22内の硫酸を含む吸収液は分散管
17を通って石灰石層19の底部へ導かれる。
【0023】分散管17の先端には分散孔18が開けら
れており、この分散孔18より吸収液と空気が均一にし
かも激しく噴出し、上昇流を形成する。流動している石
灰石層19内では硫酸と石灰石の反応により石膏が生成
する。
れており、この分散孔18より吸収液と空気が均一にし
かも激しく噴出し、上昇流を形成する。流動している石
灰石層19内では硫酸と石灰石の反応により石膏が生成
する。
【0024】こうして中和されてpHが回復した吸収液
は、循環タンク6の上部の出口20から吸収液抜き出し
管10を通って再びスプレーノズル4に送られ、SO2
を選択的に吸収する。吸収液の一部は脱水機13に送ら
れ、石膏Cが回収される。また、石灰石Dは石灰石供給
管12より循環タンク6内に供給される。
は、循環タンク6の上部の出口20から吸収液抜き出し
管10を通って再びスプレーノズル4に送られ、SO2
を選択的に吸収する。吸収液の一部は脱水機13に送ら
れ、石膏Cが回収される。また、石灰石Dは石灰石供給
管12より循環タンク6内に供給される。
【0025】図2には中和部の拡大図を示す。図2
(a)は側面から見た拡大断面図であり、図2(b)は
図2(a)のX−X矢視図である。流動している石灰石
層19内では硫酸と石灰石の反応により石膏が生成する
が、石灰石粒子に比較して石膏粒子が少ないため、石膏
粒子や水のみ上昇流により循環タンク6の上部の出口2
0から循環タンク6外に排出し、石灰石が選択的に循環
タンク6内にとどまる。
(a)は側面から見た拡大断面図であり、図2(b)は
図2(a)のX−X矢視図である。流動している石灰石
層19内では硫酸と石灰石の反応により石膏が生成する
が、石灰石粒子に比較して石膏粒子が少ないため、石膏
粒子や水のみ上昇流により循環タンク6の上部の出口2
0から循環タンク6外に排出し、石灰石が選択的に循環
タンク6内にとどまる。
【0026】本実施例に基づく装置により平均径1mm
の石灰石を用いて脱硫試験を行った。但し、脱硫塔入口
での排ガスA中のSO2濃度は1000ppmである。
図3の曲線(a)に本実施例のL/G(吸収液と排ガス
との比率)と脱硫率の関係を示す。
の石灰石を用いて脱硫試験を行った。但し、脱硫塔入口
での排ガスA中のSO2濃度は1000ppmである。
図3の曲線(a)に本実施例のL/G(吸収液と排ガス
との比率)と脱硫率の関係を示す。
【0027】比較例1 実施例1と同じ条件で図5に示した装置を用いて脱硫性
能を調べた。その結果を図3の曲線(b)に示す。実施
例1と比較してL/Gが低下した時の脱硫率の低下が大
きい。これは、L/G(ガス量は一定なので液量)が低
下すると分散孔18から噴出する吸収液流量が不均一に
なるためと推定される。
能を調べた。その結果を図3の曲線(b)に示す。実施
例1と比較してL/Gが低下した時の脱硫率の低下が大
きい。これは、L/G(ガス量は一定なので液量)が低
下すると分散孔18から噴出する吸収液流量が不均一に
なるためと推定される。
【0028】上記実施例1では石灰石と石膏の粒径の差
による沈降速度の差を利用して中和装置内部に石灰石を
選択的にとどめているが、他の方法、例えばフルイや慣
性力の差を利用した方法で石灰石と石膏を分離すること
も可能である。
による沈降速度の差を利用して中和装置内部に石灰石を
選択的にとどめているが、他の方法、例えばフルイや慣
性力の差を利用した方法で石灰石と石膏を分離すること
も可能である。
【0029】また、上記実施例1は脱硫塔の下部から排
ガスを導入し、上部から排出する構造でかつスプレで吸
収液を排ガス中に噴霧する脱硫塔についての実施例であ
るが、本発明法は排ガスの流れ方向や排ガスと吸収液の
接触方式(濡れ壁式吸収装置等)に関係なく有効であ
る。
ガスを導入し、上部から排出する構造でかつスプレで吸
収液を排ガス中に噴霧する脱硫塔についての実施例であ
るが、本発明法は排ガスの流れ方向や排ガスと吸収液の
接触方式(濡れ壁式吸収装置等)に関係なく有効であ
る。
【0030】実施例2 上記実施例1では脱硫塔内部に中和部を設置した装置構
造であるが、図4に示すように、塔本体とは別に中和タ
ンク(循環タンク6−2)を設置し、循環タンク6−1
とは連結管24で接続することも可能である。
造であるが、図4に示すように、塔本体とは別に中和タ
ンク(循環タンク6−2)を設置し、循環タンク6−1
とは連結管24で接続することも可能である。
【0031】図4に示す本実施例の脱硫塔は塔本体1、
入口ダクト2、出口ダクト3、スプレーノズル4、吸収
液ポンプ5、循環タンク6−1、撹拌機7、空気吹き込
み装置8、ミストエリミネータ9等から構成されるが、
本実施例では、循環タンク6は塔本体1の下部に設けら
れた循環タンク6−1と該循環タンク6−1とは配管2
4で接続される石灰石層19を有する循環タンク6−2
からなる。
入口ダクト2、出口ダクト3、スプレーノズル4、吸収
液ポンプ5、循環タンク6−1、撹拌機7、空気吹き込
み装置8、ミストエリミネータ9等から構成されるが、
本実施例では、循環タンク6は塔本体1の下部に設けら
れた循環タンク6−1と該循環タンク6−1とは配管2
4で接続される石灰石層19を有する循環タンク6−2
からなる。
【0032】そして、循環タンク6−2内には石灰石層
19が設けられ、該石灰石層19を上下方向に貫通する
ように吸収液の分散管17が配置されていて、循環タン
ク6−2内で吸収液は中和される。さらに循環タンク6
−2の上部に液貯め部22を設けられている。分散管1
7により液貯め部22内の硫酸を含む吸収液は分散管1
7を通って石灰石層19の底部へ導かれる。
19が設けられ、該石灰石層19を上下方向に貫通する
ように吸収液の分散管17が配置されていて、循環タン
ク6−2内で吸収液は中和される。さらに循環タンク6
−2の上部に液貯め部22を設けられている。分散管1
7により液貯め部22内の硫酸を含む吸収液は分散管1
7を通って石灰石層19の底部へ導かれる。
【0033】分散管17の先端には分散孔18(図2参
照)が開けられており、この分散孔18より吸収液と空
気が均一にしかも激しく噴出し、上昇流を形成する。流
動している石灰石層19内では硫酸と石灰石の反応によ
り石膏が生成する。また吸収液ポンプ5は循環タンク6
−2に吸収液抜き出し管10を介して接続されている。
また石灰石Dは石灰石供給管12より循環タンク6−2
内に供給される。
照)が開けられており、この分散孔18より吸収液と空
気が均一にしかも激しく噴出し、上昇流を形成する。流
動している石灰石層19内では硫酸と石灰石の反応によ
り石膏が生成する。また吸収液ポンプ5は循環タンク6
−2に吸収液抜き出し管10を介して接続されている。
また石灰石Dは石灰石供給管12より循環タンク6−2
内に供給される。
【0034】循環タンク6−2内で中和されてpHが回
復した吸収液は、循環タンク6の上部の出口20から吸
収液抜き出し管10を通って再びスプレーノズル4に送
られ、SO2を選択的に吸収する。吸収液の一部は脱水
機13に送られ、石膏Cが回収される。
復した吸収液は、循環タンク6の上部の出口20から吸
収液抜き出し管10を通って再びスプレーノズル4に送
られ、SO2を選択的に吸収する。吸収液の一部は脱水
機13に送られ、石膏Cが回収される。
【0035】ボイラから排出される排ガスAの本実施例
の脱硫塔内での処理手順は実施例1と同様であるが、循
環タンク6−2が塔本体1とは別に設置されているの
で、その補修、メンテナンスなどが容易になる。
の脱硫塔内での処理手順は実施例1と同様であるが、循
環タンク6−2が塔本体1とは別に設置されているの
で、その補修、メンテナンスなどが容易になる。
【0036】
【発明の効果】本発明によれば、吸収液の循環量が変化
した際にも脱硫性能の低下が小さく、より少ないポンプ
動力で高い脱硫性能が得られる。
した際にも脱硫性能の低下が小さく、より少ないポンプ
動力で高い脱硫性能が得られる。
【図1】 本発明になる実施例の1塔型湿式排煙脱硫塔
である。
である。
【図2】 図1の1塔型湿式排煙脱硫塔の中和部の詳細
図である。
図である。
【図3】 本発明の実施例1と比較例1の脱硫法に関す
る実験データである。
る実験データである。
【図4】 本発明になる他の実施例の1塔型湿式排煙脱
硫塔である。
硫塔である。
【図5】 従来技術における1塔型湿式排煙脱硫塔であ
る。
る。
【図6】 従来技術における吸収液を中和する部位の構
造図及び吸収液分散管の構造図である。
造図及び吸収液分散管の構造図である。
【図7】 従来技術における吸収液を中和する部位の構
造図及び吸収液分散管の構造図である。
造図及び吸収液分散管の構造図である。
【図8】 従来技術における1塔型湿式排煙脱硫塔であ
る。
る。
1 塔本体 2 入口ダクト 3 出口ダクト 4 スプレーノ
ズル 5 吸収液ポンプ 6 循環タンク 7 撹拌機 8 空気吹き込
み装置 9 ミストエリミネータ 10 吸収液抜
き出し管 12 石灰石供給管 13 脱水機 17 分散管 18 分散孔 19 石灰石層 20 循環タン
ク上部出口 22 液貯め部
ズル 5 吸収液ポンプ 6 循環タンク 7 撹拌機 8 空気吹き込
み装置 9 ミストエリミネータ 10 吸収液抜
き出し管 12 石灰石供給管 13 脱水機 17 分散管 18 分散孔 19 石灰石層 20 循環タン
ク上部出口 22 液貯め部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (3)
- 【請求項1】 ボイラ等の燃焼装置から排出される排ガ
スと吸収液を接触させることにより排ガス中の硫黄酸化
物を処理する湿式排煙脱硫装置であって、硫黄酸化物の
吸収によりpHが低下した吸収液を中和する部位に固体
脱硫剤を選択的にとどめ、硫黄酸化物から生成した固体
生成物や水などを該中和する部位から選択的に排出する
構造で、中和する部位が固体脱硫剤粒子を吸収液中で流
動させる機能を有する湿式排煙脱硫装置において、 吸収液を中和する部位に送る先端が開口した吸収液分散
管が、その長手方向が水平でない方向に配置され、該分
散管の上方に該分散管に吸収液を供給する液貯め部を備
えたことを特徴とする湿式排煙脱硫装置。 - 【請求項2】 吸収液を中和する部位に送る分散管は、
その長手方向にわたり同じ径を有することを特徴とする
請求項1記載の湿式排煙脱硫装置。 - 【請求項3】 固体脱硫剤の平均径が0.5mm以上で
あることを特徴とする請求項1または2記載の湿式排煙
脱硫装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8350148A JPH10192647A (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 湿式排煙脱硫装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8350148A JPH10192647A (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 湿式排煙脱硫装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10192647A true JPH10192647A (ja) | 1998-07-28 |
Family
ID=18408557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8350148A Pending JPH10192647A (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 湿式排煙脱硫装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10192647A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102091520A (zh) * | 2010-12-28 | 2011-06-15 | 哈尔滨工业大学 | 基于湿法脱硫装置的循环浆液降尘处理方法及湿法脱硫装置 |
| JP2013534866A (ja) * | 2010-07-02 | 2013-09-09 | アルファ・ラバル・コーポレイト・エービー | ガススクラバー流体のための浄化設備 |
| US9266055B2 (en) | 2010-02-25 | 2016-02-23 | Alfa Laval Corporate Ab | Exhaust gas and gas scrubber fluid cleaning equipment and method |
| CN114588764A (zh) * | 2022-01-19 | 2022-06-07 | 上海隆麦机械设备工程有限公司 | 一种具有回收功能的石灰石-石膏法烟气脱硫装置 |
-
1996
- 1996-12-27 JP JP8350148A patent/JPH10192647A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9266055B2 (en) | 2010-02-25 | 2016-02-23 | Alfa Laval Corporate Ab | Exhaust gas and gas scrubber fluid cleaning equipment and method |
| JP2013534866A (ja) * | 2010-07-02 | 2013-09-09 | アルファ・ラバル・コーポレイト・エービー | ガススクラバー流体のための浄化設備 |
| CN102091520A (zh) * | 2010-12-28 | 2011-06-15 | 哈尔滨工业大学 | 基于湿法脱硫装置的循环浆液降尘处理方法及湿法脱硫装置 |
| CN114588764A (zh) * | 2022-01-19 | 2022-06-07 | 上海隆麦机械设备工程有限公司 | 一种具有回收功能的石灰石-石膏法烟气脱硫装置 |
| CN114588764B (zh) * | 2022-01-19 | 2024-02-06 | 上海隆麦机械设备工程有限公司 | 一种具有回收功能的石灰石-石膏法烟气脱硫装置 |
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