JPS6233530A - 排ガス中の硫黄酸化物の除去方法およびその装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウムまた
は炭酸マグネシウムを吸収剤として用いて、排ガス中の
硫黄酸化物を効率よくかつ経済的に除去する湿式排煙脱
硫方法およびその装置に関するものである。

〔従来の技術〕

水酸化マグネシウム、酸化マグネシウムまたは炭酸マグ
ネシウムを吸収剤とする湿式排煙脱硫装置において、溶
解度の低い亜硫酸マグネシウムを溶解度の高い硫酸マグ
ネシウムに酸化し、吸収液中に亜硫酸マグネシウムの結
晶が生成しないようにする方法は、従来からよく知られ
ており、運転、保守が容易で、スケールトラブルが生じ
流いなどの利点を有する優れた方法でちる。

上記の従来技術として、たとえば（１）特開昭５２−８
１０６８号公報、特公昭６０−１８４４９号公報に示さ
れるように、ＳＣ２の吸収および亜硫酸塩の酸化を１つ
の塔内で行う方式、（２）特公昭５１−１６１９２号公
報、特開昭５２−８１０６８号公報、特開昭５７−４２
１３号公報、実公昭５５−２３６２２号公報に示される
ように、ＳＯ２の吸収、亜硫酸塩の酸化を独立した塔を
設けて行う方式が知られている。

（１）の方式は第３図に示すように、排ガス中のＳＣ２
の吸収および亜硫酸塩の酸化を吸収塔１内で行うもので
、亜硫酸イオンを完全に酸化する方式および亜硫酸イオ
ンの一部を残存させる方式がある。

２は循環ポンプ、３はスプレー装置である。

まだ（２）の方式は第５図に示すように、吸収塔１のほ
かに酸化塔４を設置し、吸収塔ｌと酸化塔４とを連絡配
管９ａ、９ｂにて吸収液を循環可能なように接続し、吸
収塔１内の吸収液中に亜硫酸マグネシウムの結晶を析出
させなくするもので、吸収液中の亜硫酸イオン濃度は、
吸収塔１と酸化塔４との循環液量にて調節可能にした方
式である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記（１）のうち、亜硫酸イオンを完全に酸化する方式
は、ＳＣ２の平衡分圧を下げるため触媒を添加し完全に
酸化するもので、排水中のＣＯＤは低くなるものの、排
ガス中のＳＯ２除去のだめの洗滌液量（Ｌ／Ｇ　）は大
きくなる欠点がある。また亜硫酸イオンの一部を残存さ
せる方式は、亜硫酸イオンが存在するのでＳＯ２除去の
ための洗滌液量（Ｌ／Ｇ）は小さくてすむものの、排水
中のＣＯＤが約５ｏｏｐｐｍ以上となり、排水規制が厳
しい場合には、別途酸化装置の設置が必要となる。

一方、（２）の方式は、吸収ＳＯ７量の変動に対して安
定した脱硫性能が発揮できるとともに、排水中のＣＯＤ
も低くすることが容易であるが、他方では吸収塔と酸化
塔との液循環のために動力を必要とし、これは高＄０２
吸収になる程大きくなる欠点がある。

本発明は上記の諸点に鑑みなされたもので、吸収塔底部
液槽内の一部に仕切板を設けて酸化部とし、この酸化部
で亜硫酸イオンを完全に酸化した後の吸収液を、酸化部
と底部液槽との液面差を利用して、必要液量を酸化部か
ら吸収塔底液槽に送り込むことにより、ＣＯＤの排水規
制が厳しい場合にも対応可能なように排水中のＣＯＤを
低くし、動力消費量を低減することができ、かつ吸収剤
の低減を図ることができる方法およびその装置の提供を
目的とするものである。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明の排ガス中の硫黄酸化物の除去方法は、第１図お
よび第２図に基づいて説明すれば、水酸化マグネシウム
、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウムの単独または混
合物を吸収剤として吸収塔１に供給し、吸収塔１に導入
される排ガス中の硫黄酸化物を吸収することによって生
成した亜硫酸マグネシウムを、吸収液中に亜硫酸マグネ
シウムの結晶が析出しないよう硫酸マグネシウムに酸化
し、その一部を排出する方法において、吸収塔ｌ底部全
吸収液槽６と酸化槽７とに仕切り、吸収液槽６内の吸収
液を吸収塔１上部に循環し噴霧して排ガスと接触させ、
酸化槽７に噴霧された吸収液の一部を流入させるととも
に、吸収液の残部を吸収液槽６に流入させ、一方、酸化
槽７に空気などの酸素含有気体を供給して吸収液中の亜
硫酸マグネシウムを硫酸マグネシウムに酸化し、酸化槽
７内の液の一部を排出するとともに、酸化４１！！ｉ７
内の液の一部を吸収液槽６と酸化槽７との液面の高低差
を利用して吸収液槽６に流量を調節しつつ循環すること
を特徴としている。

また本発明の装置は、第１図および第２図に基づいて説
明すれば、吸収塔１底部に縦方向の堰兼仕切板５を設け
て吸収′Ｗｌ槽６と酸化槽７とに仕切り、吸収液槽６底
部と吸収塔ｌ向上部に設けられたスプレー装置３とを循
環ポンプ２を有する吸収液循環ライン８で接続し、一方
、酸化槽７底部に酸素含有気体供給管１０を接続し、酸
化槽７に排出管１１を接続するとともに、酸化槽７と吸
収液槽６とを流量調節弁１２を有する酸化液循環ライン
１３で接続し、この酸化液循環ライン１３は循環ポンプ
を有さず、吸収液槽６と酸化槽７との液面高低差を利用
して酸化槽７から吸収液槽６へ酸化液を循環するように
したことを特徴としている。

１４は排ガス入口、１５は清浄排ガス出口、１６は攪拌
機、１７は流量調節器、１８は吸収剤スラリー供給管で
ある。

堰兼仕切板５を設ける位置は、酸化液循環ライン１３に
より酸化槽７から吸収液槽６へ移送する酸化液量以上の
量を酸化槽７に捕集できるように選定し、酸化槽７内の
液面が常に堰兼仕切板５の上端に保たれるようにする。

〔作用〕

吸収液槽６内に水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム
または炭酸マグネシウムのスラリーからなる吸収剤を供
給し、吸収液を吸収液循環ライン８でスプレー装置３に
循環して噴霧し、導入された排ガスと気液接触させてＳ
Ｏ２を吸収させる。この吸収液は仕切られた断面積比に
応じて吸収液槽６と酸化槽７とに落下、流入する。酸化
槽７に空気などの酸素含有気体を供給して、吸収液中の
亜硫酸マグネシウムを硫酸マグネシウムに完全に酸化し
、一部を排出管１１により糸外に排出し、一部を吸収液
槽６と酸化槽７との液面の高低差を利用して吸収液槽６
に流量調節弁１２で流量を調節しつつ循環する。この流
量調節弁１２には酸化液循環ライン１３に設けられた流
量調節器１７が接続されており、燃料使用量および排ガ
ス中のＳ○２濃度などの負荷信号を流量調節器１７に入
力し、流量調節弁１２を作動させて、酸化液の循環量を
調節できるように構成されている。なお酸化液循環ライ
ンの流量調節の目的は、大きな負荷変化に対して安定し
た脱硫性能を発揮させるだめのものであり、負荷変化が
殆どない場合には、酸化液循環ラインの流量調節器はと
くに設けなくてもよいことは言うまでもない。

〔実施例〕

以下、実施例および比較例について説明する。

実施例 第１図および第２図に示す構造の装置で、塔内径が、７
ｍ、吸収液槽と酸化槽との断面積比を１：０，３とした
装置に、重油燃焼ボイラ排ガス（ＳＯ２：　８５０ｐｐ
ｍ　）を導入し処理した。ガス量は１０．０００〜２０
．０００　Ｎイハ、吸収液循環液量は６０ｄ／Ｈ１吸収
液のｐＨは５．５〜６．５、吸収液中のＭｇ　　濃度は
、８重量％であった。その結果を第１表および第２表に
示す。なお第１表はガス量を２０，０００　Ｎｉ／Ｈに
固楚した場合、第２表はｐＨを６．０に固定した場合で
ある。

（以下余白） 第　　　１　　　表 第　　　２　　　表 なお上記実施例のいずれにおいても、吸収液のＣＯＤは
１，０００〜２，０００　ｐｐｍ　ニナル！　ウＫ、酸
化ｉｎ環量を調節したが、吸収液中に亜硫酸マグネシウ
ムの結晶は認められなかった。

比較例 第３図に示す従来の装置を用いて、実施例と同様の運転
条件（ガス量：　２０，０ＯＯＮ感正、ｐＨ：　６．０
　）で実験した。この結果、第４図に示すように、脱硫
性能を実施例と同じ出ロ排ガＺ中のＳ○２濃度を１５ｐ
ｐｍを得るためには、吸収液（排水も同様）のＣＯＤは
、０００１）］；）　ｍ以上必要であった。このことは
排水のＣＯＤも１，０００ｐＩｌｒｆ１以上になること
を意味している。

実施例に示されたように、本発明によれば、小さな液−
ガス比（Ｌ／Ｇ　）で高い脱硫性能が得られ、排水中の
ＣＯＤも低くなシ、かつ酸化液ｖ６環に動力が不要であ
るという利点を有する。従来技術の吸収、酸化を一体型
の塔で行う場合（第３図の場合）、本発明における場合
と同様の高い脱硫性能を得るだめの吸収液（排水）のＣ
ＯＤは５００ｐｐｍ以上と高くなる。その理由は、一般
的な脱硫方法は下記（１）式の化学反応式によるもので
あり、ＣＯＤ源となるＳＯ３が液中に溶存するＳＯ２と
反応して脱硫するものであるため、ＳＯ３濃度が低下す
ると脱硫性能が低下することになる。

Ｓ○３＋ＳＯ２＋Ｈ２０→２ＨＳ○ｓ　　　　　　　（
１）　　　’このため低ＳＯ３濃度マ高い脱硫性能を得
るためには、Ｌ／Ｇを大きくしなければならず、また触
媒を使用しＳＯ３を完全に酸化する方式では、（１）式
の化学反応による吸収ではなく、物理吸収とみなせる、
さらにＬ／Ｇを大きくしなければならない。

すなわち、通常の物理吸収は（２）式に示す如く、Ｓ○
２ガスの水への溶解による吸収で、生成するｄ性亜硫酸
イオンによりｐＨが低下するため、Ｓ○２平画分画分圧
昇し、きわめて低い脱硫性能しか得られな゛い。したが
って触媒ｆ、添加して（３）式に示す酸性亜硫酸イオン
を硫酸イオンへ酸化し、Ｓ○２平衡分圧を低下させ脱硫
性能の向上を図るわけであるが、（３）式の酸化反応は
前記（１）式の化学反応よりもその速度が遅いことに起
因している。

Ｓｏ２＋　Ｅ（２０−）　Ｈ２ＳＯ４：Ｈ＋ＨＳＯ３（
２）ＨＳ○３＋　＋　１／２０２→Ｈ＋Ｓ○ａ−，（３
）Ｍｇ（ＯＨ）＋＋２Ｈ＋＋５０４−ＭｇＳＯ４＋２Ｈ
ｚＯ（４）なお（４）式は水酸化マグネシウムによる中
和反応を示す。

一方、第５図に示す吸収、酸化を独立の塔で行う方式の
従来技術では、吸収塔と酸化塔を循環させるための動力
を必要とするが、本発明においては液面差を利用するの
で、動力は不要である。

〔発明の効果〕

本発明は上記のように構成されているので、つぎのよう
な種々の効果を奏する。

（１）従来の一体型の場合（第３図）と比較して、吸収
塔洗滌液中に亜誕酸イオンが存在し、かつその亜硫酸イ
オンは吸収ＳＯ２最に応じ容易に調整が可能である。し
たがって吸収ＳＯ２量の変動（負荷、燃料中の硫黄分な
ど）に対して安定した脱硫性能を得ることができる。

（２）従来の一体型の場合（第３図）と比較して、亜硫
酸イオンによるＳＯ２の化学的吸収であり、吸収塔の洗
滌液量（Ｌ／Ｇ　”）が小さくてよい。

（３）従来の一体型の場合（第３図）と比較して、酸化
槽から抜き出す排水にはＣＯＤが殆どなく、厳しい排水
規制に対し酸化装置を別途設ける必要もなく、容易に対
応することができる。

（４）従来の独立型の場合（第５図）と比較して、吸収
塔と酸化塔との液循環が不要で、高低差による液移送の
みでよいので、動力の低減を図ることができる。

（５）従来の独立型の場合（第５図）と比較して、吸収
液槽と酸化槽とを一つの塔内に一体型に設けているので
、コンパクトとなり設置面積を低減することができる。

（６）酸化槽は吸収液槽と完全に分離されているため、
吸収液槽に供給された吸収剤の排水中へのショートバス
がなく、かつＳＯ２吸収後の吸収液が酸化槽に貯溜され
酸化されるため、アルカリロスがなく吸収剤の低減を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の排ガス中の硫黄酸化物の除去装置の一
例を示す説明図、第２図は第１図におけるＡ−Ａ線断面
図、第３図および第５図は従来の装置の一例を示す説明
図、第４図は第３図に示す装置を用いて実験を行った場
合（比較例）の吸収塔出ロ排ガス中のＳＣ２濃度と吸収
液ＣＯＤとの関係を示すグラフである。 ｌ・・・吸収塔、２・・・循環ポンプ、３・・・スプレ
ー装置、４・・・酸化塔、５・・・堰兼仕切板、６・・
・吸収液槽、７・・・酸化槽、８・・・吸収液循環ライ
ン、９ａ、９ｂ・・・連絡配管、ＩＯ・・・酸素含有気
体供給管、１１・・・排出管、１２・・・流量調節弁、
１３・・・酸化液循環ライン、１４・・・排ガス入口、
１５・・・清浄排ガス出口、１６・・・攪拌機、１７・
・・流量調節器、１８・・・吸収剤スラリー供給管

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、炭酸マグ
   ネシウムの単独または混合物を吸収剤として吸収塔に供
   給し、吸収塔に導入される排ガス中の硫黄酸化物を吸収
   することによつて生成した亜硫酸マグネシウムを、吸収
   液中に亜硫酸マグネシウムの結晶が析出しないよう硫酸
   マグネシウムに酸化し、その一部を排出する方法におい
   て、吸収塔底部を吸収液槽と酸化槽とに仕切り、吸収液
   槽内の吸収液を吸収塔上部に循環し噴霧して排ガスと接
   触させ、酸化槽に噴霧された吸収液の一部を流入させる
   とともに、吸収液の残部を吸収液槽に流入させ、一方、
   酸化槽に酸素含有気体を供給して吸収液中の亜硫酸マグ
   ネシウムを硫酸マグネシウムに酸化し、酸化槽内の液の
   一部を排出するとともに、酸化槽内の液の一部を吸収液
   槽と酸化槽との液面の高低差を利用して吸収液槽に流量
   を調節しつつ循環することを特徴とする排ガス中の硫黄
   酸化物の除去方法。 ２　吸収塔底部に縦方向の堰兼仕切板を設けて吸収液槽
   と酸化槽とに仕切り、吸収液槽底部と吸収塔内上部に設
   けられたスプレー装置とを循環ポンプを有する吸収液循
   環ラインで接続し、一方、酸化槽底部に酸素含有気体供
   給管を接続し、酸化槽に排出管を接続するとともに、酸
   化槽と吸収液槽とを流量調節弁を有する酸化液循環ライ
   ンで接続し、この酸化液循環ラインは循環ポンプを有さ
   ず、吸収液槽と酸化槽との液面高低差を利用して酸化槽
   から吸収液槽へ酸化液を循環するようにしたことを特徴
   とする排ガス中の硫黄酸化物の除去装置。