JPS5992014A - 排煙脱硫法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は排煙脱硫方法に関するもので、詳しくは石灰石
や消石灰やドロマイトなどのカルシウム化合物を吸収剤
原料として、燃焼排ガス中の５ｏ２ｆ除去するいわゆる
湿式石灰・石膏法排轡脱値方法の１−１（良に関するも
のである。

湿式石灰・石膏性排煙脱硫装置での吸収工程では、５ｏ
２ｆ含む排ガスとＯａ　（ＯＨ）　２　、０ａＯＯ３゜
ｃａｓｏ３Ｈ’／２　Ｈ２０，ＣａＳＯ４・２　Ｈ２０
ＯＪ：　ウＺ溶解度（７）　ｔ’さなカルシウム化合物
を含むスラリーとを接触させ、排ガスからｓｏ２．’ｌ
吸収するものであるが、そのＳＯ，吸収反応を総括反応
式で表わすとｓｏ、　＋０ａ（ＯＨ）２→０ａ８０３．
％Ｈ，Ｏ＋％Ｈ２０、−、・（１１ｓｏ２＋ａａｃｏ３
＋ｙ２Ｈ２０−＋　ｃａｓｏ３−’７２Ｈ２０＋０Ｏ２
−（２１であり、排ガス中Ｏｃｔ’ｌｌ累によって次の
酸化反応も生じる。

０ａＳＯ３，′ＡＨ２０＋％０．　＋％Ｈ２０→０ａＳ
Ｏ４−２Ｈ２０（３１このように総括反応式は単純であ
るが、実際の反応メカニズムはかがる単純なものでなく
、種々の溶解イオン、例えばＯａ２＋、λ４ｆ２−’、
　ｓｏ：　、　Ｎａ”。

ｓｏ、　、　Ｈ８０ｉ、　Ｃｏ３．　ＨＣＯｉ、　Ｈ２
ＢＯ３，Ｈ２ＣＯ，、Ｏｔ−、Ｆ−。

Ａｔ”、　ＩＩＸ’、　８２０ニー、　Ｈ＋、　ＯＨ−
７１トカ％ａｂテ４”ｌ雑に関与したものであり、吸収
工程での脱硫性能に影＃を及はす化学的因子ｔｊ多種多
様である。このことは現在も尚、いろいろな研究に基づ
いて種々異なった解析が行なゎハ、多様な脱硫方法が開
発されつつあることがらも明らかであり、気−液一固の
３相系でのＳＯ２吸収反応の複雑さに加え、多種多岐に
亘る微量成分のもたらす脱硫性能への影響については解
明さｉｌていないことが多い。微１％成分のうち比較的
良く知られているものに燃焼排ガス中でｉｆ：　ｓｏ２
以外にＮＯ，、アンモニア化合物、ハロゲン化合物、ば
いじんなどがあり、またＳ０２の吸収剤として使用され
るＯａ　（ＯＨ）２やｃａｃｏ３は天然に産する石灰岩
やドロマイトから調整される為に、アルミニウム化合物
、ケイ素化合物、鉄化合物、マンガン化合物などを不純
物として含有している。更に湿式法では不可欠の補給水
も不純物を含んでいることは言う壕でもない。

本発明者らは、これらの種々成分の脱硫性能への影響な
どを詳細に調査研究していく過程で、マンガン化合物が
脱硫性能に特異的な影響を与えることを見い出し、本発
明を完成するに至った０ 本発明は％　　８０２　ｋ含む排ガス全カルシウム化合
物を含むスラリーと接触させて脱硫処理する方法に於い
て、該スラリーの一部を通気槽に導入し、この通気槽内
のスラリーに酸素を含む気体を吹き込んで、通気槽内で
の酸素の吸収量を検出する機能をもたせ、この酸素吸収
１．を検知することによって前記排ガスと接触させるス
ラリーにマンガン化合物を供給し、脱硫蓋を調整するこ
とを特徴とする排煙脱硫法である。

第１図は、５ｏ２ｊ　２００　ｐｐｍヲ含むガスをカル
シウム化合物を含むスラリーと接触させて脱硫処理した
場合の脱硫率がスラリー中のマンガン化合物濃度（Ｍｎ
　　としてｍｆ／ｌ　）　　によって変化する様子全本
発明者らが見い出ｔ７た結果に基づいて図示したもので
ある。

第１図から明らかなように、マンガン濃度が増加すると
脱硫率が一旦低下し、次いで向上するという特異的な変
化をする０従って、マンガン濃度を変えることによって
脱硫率をｓｌ’に整する場合、第１図の（１）点か又は
（１１）点かでマンガン０度を増やすか減らすという全
く逆の操作をする必要があることを見い出した。

マンガン濃度は１　ｍＷ／　１〜１０００　ｍＶ／ｌの
微量な濃度範囲であり、スラリー中のカルシウム化合物
濃度が１０〜２０　ｗｔ％程度であるのに比べるとける
かに少ないため、マンガン濃度を連続的に瞬一時測定で
きないから、湿式排煙脱硫装置を運用する為には友だち
にマンガン濃度を予測する手段が必要である０これは第
２図の０）の相関線に示したように、脱硫処理に供して
いるスラリーの一部を通気槽に導入し、この通気構内の
スラリーに酸素を含む気体を吹き込んで通気槽内での酸
素の吸収量を酸素ガスメーターとガス流量計を使用して
検出すれば、その酸素の吸収量はスラリー中のマンガン
濃度と単純な相関関係になることを見い出した０ 従って、一度第２図の相関線（Ｂ）の検量線を作成して
おけば、後は通気槽での酸素吸収量で、マンガン濃度を
予測することができる。

酸素吸収量は、市販の酸素ガスメーターとガス流量計を
使用し、通気槽入口ガスと出口ガスの酸素量の差分を計
算すると簡単にしかも連続的に検知し得る。

通気セルでの酸素吸収量の大小は、スラリー中の亜硫酸
塩濃度の大小に関連することは前記の（３）式の化学反
応式に基づいて説明さｉするが、スラリー中のマンガン
濃度が増えると吸収工程でＳＯ２がスラリーに吸収され
る際に排ガス中の酸素による（３）式の酸化反応も促進
され、スラリー中の亜硫酸塩濃度が少なくなってし１う
為に、通気槽での酸素吸収量が少なくなるものと考えら
れる。

マンガン化合物は従来から酸化反応を促進する触媒とし
て良く知られており、湿式ｖト煙脱饋法における吸収工
程にマンガン化合物全供給して酸化による石膏生成全促
進することも公知文献に記載されているが、第１図のよ
うな脱硫率に・特徴的な現象の認められることは全く知
られていない。

本発明は、第１図の現象から脱硫率を調整するのにマン
ガン濃度の調整を行なうことを利月１すること、及び第
２図に示したようにスラリ−中のマンガン濃度の予測を
通気槽での酸素吸収１ｊを検知することによって行なう
ことを特徴とするものである。

第２図の（Ｂ１に示した酸素吸収量とマンガン濃度の相
関線と第１図の脱硫率とマンガン濃度の相関線を合成す
ると第２図の（Ａ）に示したように通気槽での酸素吸収
−ｉｔと吸収工程出口排ガス中の８０２　（ＪＵ度の相
関線が得られる。乙の第２図の（Ａ）から明らかなよう
に通気槽での酸素吸収量がゼロに近づくと出ロＳＯ，濃
度も低くなり、最高の脱硫率が得られることが分かる０ 従って、通気槽内での酸素吸収足金検出するだけで、吸
収工程での脱硫性能を知ることができる訳である０そし
て、酸素吸収量の調整は第２図（Ｂ）の相関に基づきス
ラリー中のマンガン濃度を調整することによって行える
０ 通気槽内での酸素吸収量が定常状態に於いて吸収工程で
のＳＯ２吸収量の約５モル襲以下のモル数となるように
、マンガン濃度を調整すれば第２図（Ａ）のピークの左
側で操作できることがわかった。第２図に於いて１１通
気４１Ｑ１内での酸素ガス吸収量が約５　（ｍｏｌ／ｈ
　）になる所の値が吸収工程でのＳＯ，吸収量の約５モ
ル係に相当する０つまり吸収工程での脱硫率全調整する
のに、吸収工程から通気槽へのスラリー導入６ｊヲ定常
状態に於いてＡ（ｔ／ｂ）とし、通気槽での酸素ガス吸
収量’ｔ　Ｃ（ｍｏ’ｌ／ｈ　）とし、１だ吸収工程で
の８０２吸収ｆｊ３′、ｆ：定常状態に於いてＳ　（ｍ
ｏ］／ｈ　）とし、吸収工程から系外に抜きｔＪＪすス
ラリー流量ヲ定常状態に於いてＢ　（ｔ／ｈ　ｌとする
ととなるようにＯ−ｉ調整、即ちマンガンａ度合調整す
れば良いことを実験的に見い出した。こねによって第１
図の（ＩＩ）の側だけで操作が可能となり（１）の側に
入ることを阻止することができるようになる。

第５図に上記量論関係を含めた本発明の一実施態様を実
施例によって次に説明する。

実施例１ 第５図に於いて約１６００　ｐｐｍのＳＯ２を含んだ約
２０００　ｍ３Ｎ／ｋｌの排ガス１はガス流量及びＳＯ
２吸収量度を検出する検出端２を有するダクトを通って
吸収塔５に入り、カルシウム化合物を含むスラリーと接
触させて脱硫処理された後、ＳＯ□濃度検出端４を有す
るダクトを通って吸収塔から出て行く。検出端２及び４
の信号を演算する機能を備えたＳＯ２吸収量検出器５に
於いてＳＯ２吸収′ｈＬＢ　（ｍｏｌ／ｈ　）を求める
ことができる。吸収塔５でＨｓｏ２吸収箭にはｙ当量の
ａａｃｏ３やｃａ　（ＯＨ）　２などの８０２吸収剤と
なり得るカルシウム化合物を含むスラリーがライン６か
ら供給され、吸収塔循環ポンプ７を介して多量のスラリ
ーが循環している。この吸収塔循環スラリーの一部が流
量検出器８を介して通気槽９に導かれる。通気′ｍ９で
け酸素ガスを含んだ気体がガス流量及び０２　０度を検
出する検出端１０を有するライン１１全通して槽内のス
ラリーに吹き込１れ、残ガスがガス流量及び０２　　濃
度を検出する検出端１２全有するライン１５を介１〜て
排出される。検出端１０及び１２の信号を演算する酸素
ガス吸収量検出器１４に於いて酸素ガス吸収ｉ　０　（
ｍｏｌ／ｈ　）　ｆ求めることができる０またＳ０２吸
収量に見合ってライン６から吸収剤が供給されるので、
マスバランスに従って吸収塔循環スラリーの一部を流量
検出器１５で流−１Ｉｉ全検出しながら吸収塔から抜き
出す０流鼠検出器８及び１５によって求められる流栖全
各々Ａ（ｔ／ｈ）及びＢ　（１／ｈ）とすると、前述の
Ｂ（ｍｏｌ／ｈ　）　、　　Ｃ（ｍｏ］、／ｂ　）の演
ｐ値をハ１いて（２００ＸＢＸＣ）／（ＡＸＳＪ　　Ｏ
値が求めらｈる。

実施例ではライン１６から６ｉｒ酸マンガンを供給し、
吸収塔循環スラリー中のマンガン濃度全種々変えて運転
した時の定常状態圧於ける脱（ｊｆ率を第１図に示し、
通気槽内での酸素ガス吸収量０　（ｍｏｌ／ｈ　）との
相関図を第２図に示した。

第１図の最低脱硫率がイ（Ｉられた場合のマンガン濃度
は約４０　ｍＶ／ｌであり、第２図に於いて出口Ｓ０２
が最高になった場合と一致し、（２００ＸＢＸＯ）／（
ＡＸＳ）は約５（約５モル％）であツ７（。従って、（
２００ＸＢＸＯ）／　（ＡＸＳ　）の値が５以下になっ
ても或い１１１５以上になっても脱硫率は向上するが、
好ましくＦｉＳ以下の領−域、つまりＣが小さくなると
脱硫率が向上する領域で吸収操作を行わしめる方がマン
ガン化合物の供給量調整が容易であり、脱硫率をコント
ロールし易い利点がある。すなわち、Ｍｎ　濃度を調整
する場合、その鱗度が薄い第２図（Ａ）のピークの右側
の領域では、第２図（Ａ１．　（Ｂ）から明らかなよう
に、僅かのＭｎ　濃度変動が０２　　ガス吸収量及び吸
収工程出口排ガス中の５Ｏ２ａ度の大きな変化をもたら
すので、運転操作が難しくなる。一方、第２図（Ａ）の
ピークの左側の領域ではＭｎ　　６度調整が比較的大ま
かで連相できる。例えば、五Ｉｎ　ａ度１０　ｍＷ／　
ｌの濃度変化（即ち、添加調整の誤差がｔ　ｏ　ｔｎ？
／　ｌあった場合に当る。）に対して、ピーク右１ｔ！
ｌでは出口ＳＯ２が約１１００ｐｐ変動するが、ピーク
左側では出口ＳＯ２が約２０　ｐｐｍ　Ｌか変動しない
ことが分かる。従って、脱偕−８１ヲコントロールする
場合、”　　ｆｔ’に大１かに扱える方が操作がやさし
いのである。

実施例２ 第４図は酸素ガスを含む気体をライン１１を通して吸収
塔循環スラリーに吹き込む場合であり、０２０度の検出
端１２によって該スラリーに含まれる酸素ガス濃度を検
７１１すれば、吸収塔循環スラリー管を通気槽の代役と
することができた。第５図の如き通気槽を設けない本実
施例２に於いても、実施例１と全く同じように本発明の
作用効果を達成することができた。

また、第４図から類推できるように酸素ガス吸収量の検
出は吸収塔内スラリーや吸収塔下部タンクスラリーなと
の吸収塔循環スラリーのどの部分に於いても可能である
から、第５図、第４図に限定されるものでないことは論
を待たない０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を提案する根拠となる脱硫率とスラリー
中のマンガン濃度の特異的な相四図を示す図表、第２図
は本発明の手段に利用する通気セルでの酸素ガス吸収量
と吸収工程出口排ガス中の１３０２９度及びスラリー中
のマンガン濃度の相関図を示す図表、第５図及び第４図
は本発明の一実施態様を示す図であるＯ 復代理人　　内　１）　　明 蝮代理人　　萩　原　亮　− ８Ｃ 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ５ｏ２４含む排ガスを吸収塔にてカルシウム化合物を含
   む吸収塔循環スラリーと接触させて脱硫処理する方法に
   於いて、該スラリー中に酸素ガスを含む気体を吹き込み
   、該気体中の酸素ガスのスラリー中への吸収ｆｉｆ検知
   することによって前記排ガスと接触させるスラリー中へ
   のマンガン化合物の供給ｆｋ制御し、脱硫１°を調整す
   ることを特徴とする排煙脱硫法。