JPS6026573B2 - 連続ナトリウム−石灰石煙道ガス脱硫法操作調整法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は石灰石で再生された亜硫酸ナトリウムと重亜硫
酸ナトリウム含有アルカリ性吸収液を用いる煙道ガス脱
硫方式の調整法に関する。

蛭道ガスからＳ０２の様ないおう酸化物除去に亜硫酸ナ
トリウムと重亜硫酸ナトリウムを両方を含むアルカリ性
吸収液を使う鰹道ガス脱硫法はよく知られており普通使
った吸収液を石灰又は石灰石で再生しながら連続運転さ
れる。

この石灰又は石灰石とナトリウム塩法は煙道ガスを石灰
又は石灰石で直接処理する単一アルカリ法と区別して“
ダブノゾ又は“２重”アルカリ法ともいわれる。石灰を
再生剤として用いるダブルアルカリ法は米国内で工業的
に使われている。ウオールらの米国特許第３９１１０８
４号はこの石灰−ナトリウムダブルアルカリ法の１方法
を発表している。しかし石灰右を用いるダブルアルカリ
法は石灰石が石灰よりも安い利点のあるに拘らず米国内
では工業的に使用されていない。

この方法を石灰一ナトリウムダブルアルカリ法と競争し
て運転するには有効な方法、即ち助変数範囲および操作
調整法が工夫されていないから、上記のことは当然であ
る。特許文献記載の石灰−ナトリウムダブルアルカリ法
にはいまいま再生剤として石灰を石灰石に置換できると
いう記述がある。

しかし再生剤反応速度および使用効率の様な再生特性や
溶液ｐＨ値が２化学再生剤の間ではつきりちがうので、
この代替は特に操作調整に関してはすんなりといかない
。石灰主体の再生方式では、吸収されたいおう酸化物を
完全に中和するに要する化学量論量の石灰を与える様石
灰添加は再生ＰＨからのフィードバック調整信号によっ
て十分に調整される。石灰の吸収Ｓ０２から生じた重亜
硫酸塩との高反応性、普通使われる短かし、反応機滞留
時間および完全再生に必要な高アルカリ性ｐＨ（普通８
．５以上）のため再生ｐＨは石灰添加速度に非常に感応
して敏感である。石灰とちがつて石灰石は重亜硫酸塩と
の反応性が小さい特徴があり、再生反応機滞留時間がか
なり長いことを要する。

この要素は石灰石再生に使われる比較的低い再生ｐＨ値
と石灰石−ナトリウム吸収液の高緩衝性と共に再生時の
石灰石添加速度を十分調節する主変助数として再生ｐＨ
を使うことを困難にする。オノヅカらの米国特許第３８
４８０７０号、フィールドらの米国特許第３９４４６４
ず号およびモリ夕らの米国特許第３９８９７９６号の様
な従来文献に記載されているナトリウム一石灰石ダブル
アルカリ方式は吸収および再生方法の有効で効率的な調
節法について殆んど記載していない。

本発明は吸収と再生の両操作に効率のすぐれたナトリウ
ム一石灰石ダブルアルカリ煙道ガス脱硫方式の連続運転
調節法を提供する。

この方法は特に１９８２年５月１０日出願の米国特許出
願通し番号３７６８７ツ号１こ記載のナトリウム一石灰
石ダブルアルカリ煙道ガス脱硫方の調節に適しており、
上記特許の明細書は参考としてここに加えておく。本発
明は煙道ガスの連続脱硫用ナトリウム一石灰石ダブルア
ルカリ方式に応用でき、その方法は吸収機中でＳ０２含
有ガスからの２酸化いおうを亜硫酸ナトリウムと重亜硫
酸ナトリウム水溶液中に吸収させ、吸収機排出液の少な
くも１部を石灰石による再生にとり出し、出した吸収機
排出液中に石灰石を入れ重盛硫酸塩を亜硫酸塩に変え、
石灰石で処理した液から副成固体を分離しかつ再生液を
吸収機に戻す工程より成るのである。本発明によるナト
リウム一石灰右ダブルアルカリ方式の吸収再生操作の連
続一貫運転は次の簡単な方法によって調節されらる。そ
の方法は‘ａ）５．５−６．７のｐＨ範囲の吸収機排出
液を石灰石再生に取出し、【ｂー その吸収機再生液中
にその液の重亜硫酸塩含量を亜硫酸塩に完全中和するに
要する炭酸カルシウム理論量を基準として化学量論的量
以下の粉砕石灰石を加えて再生液のｐＨを６．２−７．
０の高範囲に保ちかつ液重亜硫酸塩含量の２０乃至７０
％を亜硫酸塩に変え、【ｃ｝ 主として（ｉｌ取出した
吸収機排出液流を比較的一定速度に保ちながらその液の
フィードフオワードｐＨ測定又は（ｉｉ）取出した吸収
機排出液流を比較的一定液ｐＨに保つ様自動的に調節し
ながらその排出液のフィードフオワード流量測定のいつ
れかによって石灰石添加を調節し、石灰石で処理した液
のフィードバックｐＨ測定は石灰石添加の調整に使用し
、かつ‘ｄ｝ 操作のナトリウム損失は吸収機排出液の
重亜硫酸塩モル濃度と亜硫酸塩モル濃度の２倍との合計
として測定して０．２乃至２Ｍの値にこの溶液活性ナト
リウム含量を保つに十分な割合でソ−ダ灰又は水酸化ナ
トリウムを加えて補充することより成る。

高いおう含量煙道ガス流の処理に特に応用できる好まし
い１実施態様の吸収と石灰石再生操作の連続一貫運転法
は｛ａー 吸収機排出液流の比較的一定量を石灰石再生
のため取出し、この量は仕様ガス流とＳ０２濃度条件に
おいて吸収機排出液ｐＨ５．５−６．７となる様選び、
｛ｂ｝ とり出した吸収機排出液中にこの液の重亜硫酸
塩含量を亜硫酸塩に完全に中和するに要する炭酸カルシ
ウム理論量を基準として化学量論量より少ない粉砕石灰
石を加えて再生液ｐＨを６．２−７．０の高ＰＨ値に保
ちかつ液重亜硫酸塩含量の２０−７０％を亜硫酸塩に変
え、上記石灰石添加は吸収機排出液のフィードフオワー
ド母測定によって調節されまた石灰石で処理された液の
フィードバックｐＨ測定によって調整され、かつ‘ｃ｝
ナトリウムの操作損失は吸収機排出液の重亜硫酸塩モ
ル濃度と亜硫酸塩モル濃度の２倍との合計として測定し
て０．２乃至２Ｍの範囲内にこの液の活性ナトリウム含
量を保つに十分な割合でソ−ダ灰又は水酸化ナトリウム
を加えて補充する。

ことより成る方法によって調節されらる。

高橋集効率が望まれる低いおう含量煙道ガス流に使用に
適する他の実施態様における吸収と石灰石再生操作の連
続一貫運転法は【ａ｝ 吸収機排出液をその液のｐＨ５
．５−６．７の範囲の比較的一定値に保つ様な量で石灰
石再生用に取り出し、取出す液流速はこの液のＰＨ測定
によって自動的に調整し、【ｂー 取出した吸収機排出
液中にこの液の重亜硫酸塩含量を亜硫酸塩に完全に中和
するに要する炭酸カルシウム理論量を基準として化学量
論量より少ない粉砕石灰石を加えて再生液ＰＨを６．２
乃至７．０の高ｐＨ値に保すかつ液の重亜硫酸塩の２０
及至７０％を亜硫酸塩に変え、上記石灰石添加は取出し
た吸収機排出液のフィードフオワード流量測定によって
調整されまた石灰石で処理された液のフィードバックｐ
Ｈ測定によって調節され、かつ‘ｃー ナトリウムの操
作損失は吸収機排出液の活性ナトリウム含量をこの液の
重亜硫酸塩モル濃度と亜硫酸塩モル濃度の２倍との合計
として測定して０．２乃至２Ｍの値に保つに十分な割合
でソーダ灰又は水酸化ナトリウムを加えて補充する。

ことより成る方法によって調整される。付図はダブルア
ルカリ煙道ガス脱硫方式の概略工程順序図であって、吸
収機排出液の比較的一定量を再生用に取出し石灰石添加
速度を主して取出した液のフィードフオワードｐＨ測定
によって調整する本発明の好ましい実施態様を示してい
る。

本発明の調整方法は連続方式で運転されるナトリウム一
石灰石ダブルアルカリ煙道ガス脱硫（ＦＧＤ）法に使用
できる。この方式は一般に蓮続閉回路又は循還法で運転
される吸収部と再生部をもつ２操作を特徴としている。
吸収部ではいおう酸化物、特に２酸化いおう（Ｓ０２）
を含む鰹道ガス流は普通スクラバー又は吸収機とよばれ
る吸収塔中で亜硫酸ナトリウムと重亜硫酸ナトリウムを
含む水溶液と接触させられる。２酸化いおうは吸収液に
吸収され、おこる主反応は亜硫酸ナトリウムの重亜硫酸
ナトリウムへの変化である。

液中の亜硫酸ナトリウムの煙道ガスからの酸素による酸
化でたまたま硫酸ナトリウムも生成される。再生部にお
いては吸収機からの排出液が重亜硫酸ナトリウムから亜
硫酸ナトリウムを再生するための石灰石（炭酸カルシウ
ム）処理用に取出されらる。再生反応は固体副成物、主
として亜硫酸カルシウムを生ずる硫酸カルシウムも沈澱
する。石灰石処理液から副成固体を分離した後本質的に
固体を含まない再生液は吸収部に戻され吸収−再生サイ
クルが継続されらる。蓮続閉回路ナトリウム一石灰石煙
道ガス脱硫方式のうまい効果的運転は吸収中集めた２酸
化いおうと密接に相関する石灰石量を再生時に与えかつ
工業規模の運転に通常あるＳ０２濃度と樫道ガス流速（
Ｓ０２瓶集に影響する）の変動に迅速に対応する調整方
式を必要とする。

石灰を主とする再生法における石灰添加量（Ｓ０２構築
量および速度に関係なく）を調節するに通常使われる簡
単な再生ｐＨフィードバック方式は先に記載した理由か
ら石灰石主体の再生には通しない。

したがってナトリウム一石灰石ＦＧＤ方式の吸収工程中
に捕集したＳ０２の量と割合は再生工程中適当量の石灰
石を添加できる様正確に測定する必要がある。煙道ガス
流のＳ○２含量と容量流速の直接測定は主として鰹道ガ
スの大流量のため、また正確に連続測定するし、方法の
ないため工業的規模の場合実用的でない。

しかし組合せ一貫した、即ち閉回路吸収再生法における
物質収支を考えて選んだ僅かいくつかの溶液助変数測定
を用いてナトリウム−石灰石煙道ガス脱硫方式における
効果的調整方策が実施できることを発見したのである。

この調整方策はＳ０２吸収速度に直接比例して石灰石供
給速度が調節される望む条件を満足するばかりでなく、
また再生法において石灰石の効率的利用ができる様にし
石灰石を供給する。特に吸収機排出液ｐＨ、石灰石再生
へ取出した吸収機排出液流容量および吸収機排出液中の
活性ナトリウム濃度の測定は望む再生液設定ｐＨ（およ
び化学）と結びついた場合２酸化いおう燕集割合と量を
決定するための十分な情報を与える。

これらの肋変数の連続測定および（又は）その値の知識
は吸収時の２酸化いおう捕集量と割合推定に必要な物質
収支を与える。吸収機内のＳ０２橘集は再生に取出され
た吸収機排出流およびこの液の再生時にこの液中でおこ
った重亜硫酸塩濃度変化と直接相関し、かくて再生時の
石灰石必要供給量決定の十分な情報を与える。

吸収機排出液と再生液のｐＨ‘まこれらの液中の亜硫酸
ナトリウムと重亜硫酸ナトリウムの大体の相対量に比例
する。活性ナトリウム濃度は更にこの溶液中にある亜硫
酸ナトリウムと重亜硫酸ナトリウム量を計算するための
ｐＨデータと絹合せることができる。本発明の操作調整
法は活性ナトリウム濃度が比較的一定と思われるので（
下記理由により）吸収機排出液ｐＨ又は再生のため取出
した吸収機排出液のいずれかを一定値に固定すれば残り
の変数を主調整助変数として使用できるという発見に基
づくものである。

この単一調整助変数は吸収時補集され吸収機排出液中に
ある２酸化いおう量の濃度（および変動）の表示であり
またそれと直接相関する。単一助変数調整方策はナトリ
ウム一石灰石ダブルアルカリＦＧＤ方式の全調整を単純
化するばかりでなく、またこの方式の信頼度、安定性お
よび効率を保証する。運転の１操作調整法における吸収
機排出液ｐＨは吸収機における２酸化いおう楠集の必要
効率がＦＧＤ方式の運転条件の通常予想範囲内である様
な適当範囲内の比較的一定値に保たれる。

この調整法の再生法に取り出す吸収機排出液流と対応す
る吸収機に戻す再生液流は変ってもよいが、吸収部中に
ある液量はやはり比較的一定水準に保たれる。この調整
法、即ち変動流速−吸収機排出液固定ｐ則まガス流中の
Ｓ０２合量が比較的低い煙道ガス脱硫方式に最も適して
いる。

この場合吸収機排出液中の出口蒸気圧（Ｓ０２の）は精
密に調節が必要であり、吸収機排出液中の一定ｐＨ‘ま
この目的を可能にする。本発明の第２調整法では再生に
取出される吸収機排出液流は比較一定値、普通仕様最大
流に保持されまた吸収機排出液のｐＨは変動を許される
。

吸収機排出液ｐＨは処理される鰹道ガス流の量（負荷）
とＳ０２合量におけるすべての予想される変動のもとで
有効な２酸化いおう吸収をする既定最小ｐＨ値以上のｐ
Ｈ値範囲内の変動が許される。取出された吸収機排出液
のｐＨ又は流速のいずれかの変動（調整）助変数測定か
らえられた情報は残りの助変数の測定された（比較的一
定）値と共に望む重亜硫酸塩から亜硫酸塩への再生度を
えるに必要な石灰石調節の調整信号として使われる。フ
ィードフオワード調整信号は再生法における石灰石添加
速度又は量を調整する流量調節装置に簡単に連結できる
。石灰石添加調節用のこの調整方式は調節見地から石灰
石の重亜硫酸塩との低反応性とそれによる石灰石再生に
一般に必要な長時間反応滞留時間という困難を防ぐ。

これは前記した様な再生液ＰＨに基づく簡単なフィード
バック調節の使用ができる高石灰−重亜硫酸塩反応性と
短滞留時間を特徴とする石灰主体の再生方式とは箸しく
ちがう。再生時の石灰石添加を望む比較的固定値に再生
液ｐＨを保つこの調節方法で行なう場合吸収機に戻され
る再生された吸収液組成は全く一定のままであるので一
貫して高能率で運転されるであろう。上記のとおり操作
調整観点から吸収液の活性ナトリウム値は有用な調節変
数として省略できることが発見されている。工業的規模
のナトリウム一石灰石ＦＧＤ方式における液容量が大き
くまた一般に使う液濃度が比較的高いので、この方式の
活性ナトリウム濃度はかなり長時間（８−２岬寺間）比
較的一定のままでいる。吸収機排出液の“活性ナトリウ
ム”濃度はその吸収能力の比較尺度であり、また吸収機
排出液中の重亜硫酸塩モル濃度と亜硫酸塩モル濃度の２
倍との合計と便利に説明されまた測定される。

アルカリメーキャップからどの炭酸ナトリウム、水酸化
ナトリウムおよび（又は）重炭酸ナトリウムも吸収時に
２酸化いおうと反応して吸収機排出液中の亜硫酸塩およ
び重亜硫酸塩を生成するであろうから、どのアルカリも
小濃度、一般に０．１Ｍ以下であると想像される。他の
２助変数、即ち吸収機排出液ｐＨと取出した液の流速と
比べた場合、活性ナトリウム濃度はしたがつて本質的に
一定と思われる。

カルシウム固体上の引出しの様な普通のＦＧＤ操作運転
における活性ナトリウム濃度を望む運転値内に調節する
ナトリウムの損失の調節はしたがつて定期的に、例えば
毎日１−２回のみ必要である。活性ナトリウム濃度の人
力又は半自動調節に代って、循還液の活性ナトリウム濃
度を連続監視してメーキャップアルカリの添加によって
活性ナトリウム濃度の自動調節ができるであろうが普通
は不要である。（ナトリウム）重亜硫酸塩モル濃度と（
ナトリウム）亜硫酸塩モル濃度の２倍との合計として測
定された吸収機排出液中の活性ナトリウム濃度は０．２
乃至２Ｍ、好ましくは０．５乃至１．９Ｍの範囲内の設
定値又は望む濃度に保つ必要がある。活性ナトリウム濃
度のこの範囲内の保持は本発明のＦＧＤ方式の蓮続循還
運転におけるナトリウム消費を最小とするに便利である
。活性ナトリウム高濃度は通常亜硫酸カルシウム副成物
が生じこれを捨てる液損失によりまずいことに高ナトリ
ウム消費となる。本発明の高２酸化いおう橋集効率と高
石灰石利用率をえるため調整助変数をある特定範囲内に
保つ操作調整法はナトリウム一石灰石ＦＧＤ方式と共に
使われる。

吸収排出液、即ちＳ０２含有煙道ガスと接触した後吸収
機から取出された液のｐＨ‘ま吸収機仕様と合致した適
当範囲、一般に５．５乃至６．７、好ましくは６．０乃
至６．３から選ばれた値に保たれる必要がある。

６．７より高いｐＨはこの条件のもとで再生中限定され
た重亜硫酸塩の亜硫酸塩への転化のみがおこるので望ま
しくない。

甚しく高い吸収機排出液ｐＨ値における再生は必要な重
亜硫酸塩転化度をえるに大量の液を非能率的に再生処理
にまわすことを必要とする。特定下限下の吸収機排出液
ｐＨ値はこの様な酸性液が吸収機における脱硫（Ｓ０２
）効率を減少し又は限定するであろうから避けるのが最
もよい。

個々の吸収機排出流が各々独特のｐＨ値と流速をもつ多
重吸収機又は吸収機列がある複雑なＦＧＤ方式に使用で
きるのである。一般にこの吸収機排出流はそれらの再生
前に併合される。この場合併せた排出流ｐＨは多重吸収
機による全Ｓ０２捕集をよく反映しているので、この値
は上述した特定ＰＨ範囲でいう“吸収機排出液ｐＨ”の
正当な測定点である。同様に重要なことは多重吸収機方
式の流速測定はｐＨと同じ点でとる必要があることであ
る。

更に吸収機排出流速の測定又は調整は直接又は間接にで
きる。吸収機排出流速の間接測定又は調整は再生済返戻
液流速測定又は調整によってできる。再生は連続運転で
ありまた吸収機排出液流量と吸収機における蒸発損失量
の合計（普通全吸収機供給量の１０％以内で比較的一定
）は再生済液流量と等しいので上記のことは可能である
。再生中の石灰石添加は再生設定ｐＨ値が６．２乃至７
．０である様に調整するとよい。

再生中吸収機排出液−が再生済吸収液の好ましいｐＨ範
囲内で吸収機排出液のｐＨ値より高いｐＨ値に上げられ
ることは明らかである。再生済吸収液ｐｌｌは６．２
乃至７．城序ましくは６．４乃至６．８の値に保たる必
要がある。この範囲内のより高いｐＨ値はそれが吸収機
内で２酸化いおうの効率的な吸を促進するから好ましい
。７．０を超える再生ｐＨ値は石灰石使用効率に有害な
ので避けるべきである。

約６．２乃至６．４〆下の再生−値もまた吸収機におけ
るＳ０２橘集効率に悪影響を及ぼす可能性があるので好
ましくない。再生済溶液ｐＨが６．２乃至７．０の望む
範囲内に保たれた時は重亜硫酸塩から亜硫酸塩の再生時
高石灰石利用度がえられるばかりでなく、また７を超え
ない比較的適度のｐＨをもつこの再生済吸収液は直接吸
収機の頂部に入れてＳ０２含有煙道ガス流と直ちに接触
させることができる。

本発明の調整法における再生済液ｐＨ‘ま石灰石供給速
度調節用フィードバック調整を与える第２調節変数とし
て使われる。

このフィードバック調整は石灰石反応性又は純度やスラ
リ−密度変化などの変動によって必要な様な石灰石供給
速度のより正確な調整を与える。石灰石供給速度調節用
フィードバック調整としての再生済液ＰＨの使用は本発
明の調整法に次の１主要理由で適している：即ち再生用
に取出された吸収排出液中に入れる石灰石粉の量はこの
吸収液の重亜硫酸塩含量を亜硫酸塩に完全に中和するに
要する炭酸カルシウム理論量を基準として化学量論量よ
りかなり小さい量である。

再生中に使われる石灰石粉の量は化学量論量の約８５％
を超えない量、好ましくは２０乃至８０％の量がよい。

石灰石の化学量論量パーセントは石灰石利用率が実質的
に完全であると仮定して亜硫酸塩に中和される重亜硫酸
塩パーセントに相当する。更に再生工程の要件はしたが
つて添加石灰石量が吸収機車亜硫酸塩含量の２０一７０
％を亜硫酸塩に変化又は中和するに十分な量を超えない
ことである。吸収機排出液の重亜硫酸ナトリウム含量は
再生時部分的にのみ亜硫酸塩に中和され重亜硫酸塩の亜
硫酸塩への変化率は２０−７０％、好ましくは２０−６
０％である。

これらの率はまた少数としてそれぞれ０．２一０．７と
０．２−０．６と表わすことができる。好ましい重亜硫
酸塩転化範囲内で石灰石利用率、即ち反応する石灰石中
の炭酸カルシウムパーセントは一般に高く８５−９０％
又はそれ以上である。約６０−７０％より高い重亜硫酸
塩転化率は石灰石利用率が普通わろくなるので好ましく
ない。

２０％以下の転化率ではまた再生に取り出さねばならぬ
吸収排出液量が大量となり不経済でありまた（又は）活
性ナトリウム濃度を好ましくない高濃度に調節する必要
があるので好ましくない。

石灰石添加を石灰石の化学量論量以下に調節する再生法
の運転は操作調整見地から予想しない利益がある。

石灰石利用率もＳ０２総集効率も調整感応時間内の短時
間にわたる石灰供給速度の望む値からの僅かのずれによ
って影響されない。これは再生中使用した石灰石の化学
量論量以下によるばかりでなくまた調整助変数が好まし
い運転範囲内に保たれた場合の吸収液の緩衝性によるも
のである。 ・化学量論量以下の石灰石が用いられまた
重亜硫酸塩のある部分が亜硫酸に中和されるから再生済
液の望む設定ｐＨ値からの僅かの変化は石灰石添加速度
のフィードバック調節によって容易に補正できる。

もし再生時石灰石の化学量論量又はそれ以上が使われた
ならば反対に生成するであろう炭酸塩と重炭酸塩イオン
は重亜硫酸塩と亜硫酸塩の相対濃度とのｐＨ測定相互関
係によって妨げられまた本発明の方法における調整助変
数としての再生ｐＨの有効使用を困難にするだろう。ダ
ブルアルカリＦＧＤ方式の石灰石再生用の上記調整法は
特に石灰主体のダブルアルカリ方式の運転と操作調整法
と比較した場合はっきりした利点がある。

ｐＨ７以下に調節される石灰石ダブルアルカリ再生はタ
ーンダウン期間中でさえ全線作調整がよく保持される利
点をもつ。

操作ターンダウン期間はＳ０２含有煙道ガスの通常量が
減少した時（例えば能力半分のボイラー運転の場合）又
はガス流のＳ０２量が変った時（熱料中のいおう変動に
より）におこる。ターンダウン期間中ガス流からのＳ０
２吸収は最小でありしたがって吸収液ｐＨは（調節しな
ければ）増す傾向にあり吸収機に戻される再生液ｐｌｌ
に近づく。特に一定流量調整法を用いる石灰石ダブルア
ルカリ方式においては吸収機ｐＨがその吸収性に悪影響
なく７程度に高くてもよいのでそれ以上調節を強いられ
ない。

この状態は高再生液ｐＨ（８一１０）によって全吸収液
ｐＨの甚しくアルカリ性になるのを防ぐため調整仕様が
ターンダウン期間中再生済液流を押し戻す装置をもつこ
とが必要となる様な普通の石灰ダブルアルカリ方式と反
対である。ナトリウム一石灰石ＦＧＤ方式用の本発明調
整方法の他の利点は吸収機排出液ｐＨの主要調整助変数
としての使用が液体−固体混合物でなく、溶液の計測定
を含むことである。これはスラリｐ日測定と比較して元
釆より正確なＰＨ測定となりまた固体膜によって電極性
能が悪影響をうけるのを防ぐ。実施例本実施例は高いお
う含有炭を用いる大ボイラーからのＳ０２含有混合ガス
を処理するナトリウム一石灰石煙道ガス脱硫方式におけ
る本発明の好ましい実施態様の応用を示すものである。

本実施例の目的のためダブルアルカリ煙道ガス脱硫方式
は連続運転されまた通常定常状態条件と仮定する。この
好ましい実施態様においては吸収機排出液の比較的一定
流が再生のため取出され、石灰石添加は主してこの取出
された液からのフィードフオワードｐＨ測定によって調
節されるのである。付図はこの実施態様で調節される様
なダブルアルカリ煙道ガス脱硫方式の工程順序概略図で
ある。図中の番号は操作明細書中に使用している。吸収
部においてボイラーから来るＳ０２約２８００肌を含む
鰹道ガス１は温度３７００Ｆ（１磯℃）において約１７
２００瓜ｃｆｍ（８１力／秒）の割合で向流スプレィ塔
吸収機２に入る。

吸収機２内で２酸化いおうは亜硫酸ナトリウムと重亜硫
酸ナトリウム双方を含む水溶液に吸収され、吸収機から
出る処理された鰹道ガス３は実質的に全２酸化いおう（
９０％以上）が除去されている。処理された煙道ガス３
は約１３９００蛇ｃｆｍ（６６の／秒）の速度、１３８
０Ｆ（５９℃）の温度で出る。処理されたガス流３は排
出される前ミスト除去機（図示されていない）をとおっ
てガス流から伴なわれた吸収液が回収される。再生済吸
収液４はポンプにより吸収塔の上段から約８３雌ｐｍ（
５２〆／秒）の平均流速で連続して入れられる。この液
のｐＨは約６．７である。吸収塔液だめに集まる水溶液
はポンプで回収され、２分されて第１流５は約２７０堪
坪ｍ（１７０そ／秒）の速度で吸収塔２に再循簿される
。吸収液だめから出された吸収液の残りの部分は液流６
として分けられ再生部において石灰石で再生される。

排出液６は吸収液だめ中の液を本質的一定量に保つ様な
量で取出される。これは吸収液だめ中の水準検出調節機
７を取り出した液流６中のバルブと接続しそれによって
再生用に取出す液を比較的一定流とすることによってう
まくできる。吸収機中の鰹道ガスと共に出る水蒸気であ
る蒸発損失は再生中メーキアツプ水添加（下記）によっ
て自動的に補充される。吸収機から出される吸収液（再
循還と再生用）ｐＨは一杯の負荷において約６．２であ
る。

重要なことは塵道ガスの容量減少又はＳ２０含量低いも
のの処理の際の動的ターンダウン時の様な負荷条件の減
少の際このｐＨは約６．２乃至６．７内で増加する。排
出液６は比較的一定流速で再生用に敬出されまた高ｐＨ
の戻り再生済吸収液はＳ０２吸収の全館力で使われない
のでこのｐＨ増加がおこる。吸収機排出液流６のｐＨ‘
ま監視調節機８によって連続監視され、下記するとおり
この測定は石灰石添加速度用のフィードフオワード調整
信号として使われる。

本実施例に記載の調整法においては吸収機排出液のｐＨ
は変動を許され一定値又は設定値に保たれない。重亜硫
酸ナトリウム豊富な取出された吸収液６は多段反応機中
で石灰石９で再生される。

再生反応機は直列４段１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ
でありカスケード型で第１段１０Ａから溢れたスラリが
重力によって第２段１０８に入り、同様にして残り１０
Ｃと１０Ｄに進む。個々の反応機段階には特に何の水準
調節も必要ない。４段の各個は十分混合される様樽梓機
をもっている。

この再生に使用する石灰石は石灰石塊を緑式ボールミル
で粉砕して実質的にすべて３２５（４５一ｍ）ふるい目
以下の粒径でありＣａＣ０３９の重量％と分析された石
灰石粉に製造回収されら。

この石灰石９が約３０一４の重量％固体を含む水性スラ
リとして入れられ、始めの２段反応機１０Ａと１０Ｂの
間のバルブ１１の人力調節によって配分され亜硫酸カル
シウムの核形成を少なくして品質のよい炉遇し易いケー
キとする。石灰石スラリ９の全添加速度は吸収機排出液
６の連続ＰＨ測定を利用する監視調整機８からのフイー
ドフオヮード調整信号によって自動的に調節されらる。

煙道ガス中の２酸化いおう濃度が上昇しより多くのＳ０
２が吸収された時の様に吸収機排出液車亜硫酸塩濃度が
上昇しｐＨが低下する（液がより酸性になる）と監視調
整機８は最終反応機段階１０Ｄからの再生溢流液のｐＨ
をほぼ一定値に保つ様石灰石添加を増加させる。石灰石
スラリ供給速度は最終反応機段階１００からの溢流スラ
リ１２のｐＨ測定に基づいて更に調節又は調整される。

この連続ｐＨ測定は石灰石スラリ密度、石灰石反応性お
よび純度などの変動補正のため監視調節器８の調整に使
われる。この様に再生ｐＨの精密調整がなされて望むｐ
Ｈ‘ま比較的一定値６．７に保たれる。固体３５重量％
を含む粉砕石灰石スラリ９は約１４１００ポンド／時（
６４００ｋ９／時）の割合で入れられる。

石灰石の他に亜硫酸カルシウム１３少量が種結晶として
第１段反応機１０Ａにポンプで再循還される。

この好ましい種つけ法はよい沈降性をもつ亜硫酸カルシ
ウム大結晶生成を促進する。種用に第１段反応機１０Ａ
に再循還させる亜硫酸カルシウム固体の割合は最終段階
１００の固体濃度が約１−２重量％以下に保たれる様に
調節される。これは普通人力調節ででき自動的調節法を
必要としない。取出した吸収機排出液６の４段反応機１
０Ａ−１０Ｄ中の滞留時間は約２時間である。

上記の主石灰石添加調整用フィードフオワードｐＨ調整
方式はこの長時間滞留時間や石灰石と重亜硫酸塩の比較
的低反応性にも拘わらず再生度のよい調節を可能にする
。最終段階反応機１００からの溢流スラリ１２は重力に
よって液固体分離用シックナ−１４に流入する。

シックナー１４は約１５一３５重量％、普通２０重量％
の固体を含む濃厚スラリが下に出る様運転される。シッ
クナー槽には自動調節器は必要ない。シックナーから出
るスラリ１５の大部分は回転真空炉過機１６に送られ、
下に出した濃厚スラリの一部１３は前記のとおり石灰石
反応機の第１段１０Ａにポンプで送られる。

シツクナ−から出したスラリ１５は炉週によって脱水ケ
−キ１７と母液１８に分けられる。主として亜硫酸カル
シウムである固体約４５一５５重量％を含む炉過ケーキ
１７は捨てられる。炉過ケーキ洗浄に使われた洗水（図
示されていない）を含む母液１８は更に清澄させるため
シックナー１４に戻される。シックナー１４からの溢流
１９は貯槽２川こ送られポンプで吸収機に戻される。

前記したとおり工業規模ダブルアルカリ方式の大容量の
液では液ナトリウム濃度、即ち活性ナトリウム濃度の変
化は比較的ゆっくりである。したがって例えば炉過ケー
キ中のナトリウム損失を補充するナトリウム量の調節は
循還液試料分折に基づいて毎日１−２回すればよい。こ
の分析に基づいて貯槽２０中のシックナー溢流液は消耗
ナトリウムおよび吸収機排出ガス流中への水の蒸発損失
を補充するためソーダ灰（Ｎａ２Ｃ０３）２ １又は苛
性ソーダ（ＮａＯＨ）および追加水２２と混合される。
再生済吸収液中の活性ナトリウムはこの定期的（１日１
−２回）調節によって約０．８則４１こ保たれらる。活
性ナトリウム調節は系溶液の新しい分析に基づいて人手
で行なわれ、バッチ方式でもなされ又は連続的に入れら
れ、この連続流は液分析に基づいて１日１又は２回調節
される。追加水は貯槽２０中の水準監視調節器２３によ
って自動的に調節添加される。貯槽からの水客液４は亜
硫酸ナトリウム豊富な液であり、そのｐＨは上言己段階
反応機１０Ａと１０Ｂへの全石灰石供給添加量９の自動
調節によって約６．７に保たれらる。この液４はポンプ
により比較的一定した平均流速８３０雛ｍ（５２そ／秒
）で吸収機２に戻される。吸収機排出液６が石灰石で処
理された後再生済液４として吸収機に戻される重亜硫酸
塩濃度減少は約０．２２Ｍである。

石灰石処理によって亜硫酸塩に転化される吸収機排出液
中の重亜硫酸ナトリウムは約５０％である。上記の方法
における石灰石利用率は９０％以上であり、この様に吸
収部と再生部の満足な運転に僅か最少の操作調整をする
ことによって効率高い運転ができるのである。

【図面の簡単な説明】

付図は本発明のダブルアルカリ煙道ガス脱硫方式におけ
る操作調整方法を示す工程順序概略図である。 図中番号１…・・・煙道ガス、２…・・・吸収機、４・
・・・・・再生された吸収液、５・・・・・・循遠吸収
液、６・・・・・・取出した排出液、７，８・・・・・
・調節器、９・・・・・・石灰石、１０Ａ−１０Ｄ・・
・・・・再生反応機、１４・・・・・・シックナー、１
６・・・・・・炉過機、２０・・・・・・貯槽。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 吸収機内でＳＯ＿２含有ガス流から２酸化いおうを
   亜硫酸ナトリウムと重亜硫酸ナトリウムの水溶液に吸収
   させ、吸収機排出液の少なくも１部を石灰石で再生する
   ため取出し、取出した吸収機排出液中に石灰石を加えて
   重亜硫酸塩を亜硫酸塩に変え、石灰石処理液から副成固
   体を分離しかつ再生済液を吸収機に戻す工程より成る煙
   道ガス連続脱硫用ナトリウム−石灰石ダブルアルリ法に
   おいて、（ａ） 石灰石再生用に５．６−６．７の範囲
   のｐＨをもつ吸収機排出液を取出し、（ｂ） 取出した
   吸収機排出液中にこの吸収液の重亜硫酸塩含量を亜硫酸
   塩に完全中和するに要する理論炭酸カルシウム量を基準
   として化学量論量より少ない石灰石粉を加えて再生液ｐ
   Ｈをより高いｐＨ値６．２乃至７．０に保ちかつ液重亜
   硫酸塩含量の２０乃至７０％を亜硫酸塩に変え、（ｃ）
   主とし（i）取出す吸収機排出液を比較的一定流速に
   保ちながらその液のフイードフオワードｐＨ測定又は（
   ii）取出す吸収機排出液流を比較的一定吸収機排出液ｐ
   Ｈとする様自動的に調節しながら取出す吸収機排出液の
   フイードフオワード流速測定により石灰石添加を調節し
   また石灰石処理した液のフイードバツクｐＨ測定を石灰
   石添加の調整に使い、かつ（ｄ） この系の溶液活性ナ
   トリウム含量を吸収機排出液の重亜硫酸塩モル濃度と亜
   硫酸塩モル濃度の２倍との合計として測定して０．２乃
   至２Ｍの範囲内の値に保つた十分な割合でソーダ灰又は
   水酸化ナトリウムを加えてナトリウムの操作損失を補充
   することを特徴とする吸収と再生操作の連続一貫運転の
   簡便調整法。 ２ 石灰石再生用に吸収機排出液を仕様ガス流およびＳ
   Ｏ＿２濃度条件において５．５乃至６．７の吸収機排出
   液ｐＨとなる様選んだ比較的一定流量で取出し、そして
   再生中の石灰石添加を吸収機排出液のフイードフオワー
   ドｐＨ測定によつて調節する特許請求の範囲第１項記載
   の方法。 ３ 石灰石再生用に吸収機排出液を吸収機排出液ｐＨが
   ５．５乃至６．７の比較的一定値に保される様な量で取
   出し、取出し吸収機排出液の流速をその排出液のｐＨ測
   定によつて自動的に調節し、そして再生中の石灰石添加
   を取出した吸収機排出液のフイードフオワード流量測定
   により調節する特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４ 吸収機排出液ｐＨが６．０乃至６．３の範囲内であ
   る特許請求の範囲第１項記載の方法。 ５ 再生された液ｐＨが６．４乃至６．８の範囲内であ
   る特許請求の範囲第１項記載の方法。 ６ 再生中溶液重亜硫酸塩含量の２０乃至６０％が亜硫
   酸塩に変えられる特許請求の範囲第１項記載の方法。 ７ 活性ナトリウム含量を０．５乃至１．５Ｍの範囲内
   の値に保つ特許請求の範囲第１項記載の方法。 ８ 吸収操作中の水蒸発損失量を再生操作中の追加水添
   加によつて補充する特許請求の範囲第１項記載の方法。