JPS6283025A

JPS6283025A - 硫黄酸化物を含む排ガスの処理方法

Info

Publication number: JPS6283025A
Application number: JP60225433A
Authority: JP
Inventors: Masakatsu Nishimura; 西村　正勝; Shigeru Nozawa; 野沢　滋
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1985-10-09
Filing date: 1985-10-09
Publication date: 1987-04-16

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）本発明は硫黄酸化物を含む排ガスの処理方法に係り、特
に装置へのスケールの付着を低減、するに好適な排ガス
の処理方法に関するものである。

（従来の技術）エネルギー資源の多様化にともない、ボイラ等の燃料と
して石油の代わりに石炭の使用が増加している。この石
炭焚ボイラ等の排ガスの処理のため、工業的に各種の排
煙脱硫方法がＦｒわれている。

石炭焚ボイラ排ガス中にはばいじんおよび酸性ガス（Ｉ
（］！など）が重油焚に比べて多量に含まれており、冷
却除じん塔でばいじんおよび酸性ガスを前もって除去し
た後、吸収塔で石灰石、消石灰等のカルシウム化合物を
吸収剤とし、排ガス中の亜硫酸ガスなどの硫黄酸化物を
吸収除去して無害化し、副生品として化学的で安定で再
利用可能な石膏を回収する方法が広く採用されている。

この排ガスの処理方法を石灰石−石膏法を例とし、第４
図を用いて説明する。硫黄酸化物、ばいじん等を含むボ
イラ排ガス１は、通常１２０〜１４０℃と温度が高く、
冷却除じん塔２で循環液３により冷却増湿され、通常４
０〜５５℃となると同時に、排ガス１中のばいじん等が
除去される。

冷却除じん塔２で除去したばいじん、酸性ガスの循環液
３中での過度の濃縮を防止するため循環液３の一部をラ
イン１０により排水処理装置１１に排出し処理する。こ
のように、冷却除じん塔２には蒸発した水および系外へ
排出した水を補うために、補給水２６が供給される。

一方、吸収塔６では、石灰石の吸収液からなる吸収塔循
環液７が吸収塔循環タンク１２を経由して循環され、亜
硫酸ガスを主にＣａＳＯ３・％Ｈ２０として吸収除去す
る。この吸収塔循環液７の一部である吸収塔抜出し液１
３は酸化装置１４に送られ、ＣａＳＯ３・Ｖ２Ｈ２０を
酸化し、ＣａＳＯ４・２Ｈ２０からなる石膏スラリ１５
とする。この石膏スラリ１５は、石膏回収装置１６に送
られ、脱水された石膏１７と、石膏脱水後の濾液１８と
して分離回収される。濾液１８は、濾液タンク１９に貯
えられる。この濾液１８は、吸収剤である石灰石粉２０
をスラリ化するために吸収剤スラリタンク２１に吸収剤
調合液２２として供給される。

また、前述のごとく、冷却除じん塔２では、水の蒸発、
排水処理装置１１への循環液３の一部が排出液１０とし
てブローされるため、補給水２６が必要であるが、吸収
剤スラリタンク２１へ供給した残りの濾液を再刊用水２
３として、冷却脱じん塔２へ供給し、新たに系外から補
給する水を低減することが考えられる。

しかしながら、再利用水２３には、ＣａＳＯ４・２Ｈ２
０が飽和状態で溶解しているため、処理をせずに冷却除
じん塔２に供給した場合には、そこで水が蒸発するため
溶解しているＣａＳＯ４・の濃縮が起こって過飽和溶液
となり、冷却除じん塔２の内壁、循環タンク９、洗浄循
環液３の配管などにＣａＳＯ４・２Ｈ２０からなるスケ
ールが付着する恐れがある。

また、冷却除じん塔２で大部分除去される排ガス中のＨ
Ｃｌは、循環液３中でＣｊ２イオンとして存在し、Ｃａ
の溶解度を高める性質がある。一方、Ｃｌイオンが高く
なると、材料の腐食、割れなどを起こすため、冷却除じ
ん塔２を計画する際は、一番厳しい条件、すなわち、排
ガス１中のＣｊ２ｉ度の上限値、系外から補給する水の
Ｃａ濃度の上限値などを用いて、循環液３中の０１濃度
が計画値以下（通常は５０００ｐｐｍから２０，０００
ｐｐｍ）となるように冷却除じん塔２からのブロー量を
決定するのが普通である。このため排ガス１中のＨＣβ
濃度も計画値より低く、かつ循環液３中のＣＸ濃度より
低い値で運用されるのが普通である。一方、濾液１８中
のＣａＳＯ４・２Ｈ２０は飽和溶解度も低いため、Ｃａ
は飽和で溶解しており、どんな条件でも不飽和であるこ
とはありえない。したがって、計画のＣβ濃度では、熔
解すると考えられるＣａイオンも、通常の運用条件では
、ＣａＳＯ４・２Ｈ２０として析出せざるをえなくなり
、冷却除じん系でスケーリングが発生することになる。

このため、再刊用水２３に含まれているＣａ５ｏ４　・
２Ｈ２０を除去するため、炭酸ソーダ２４などを添加し
、ＣａイオンをＣａＣＯ３として系外に排出し、Ｃａイ
オン濃度の低い液に軟化処理し、冷却除じん塔２へ供給
する必要がある。しかし、この軟化処理装置２７では、
ＣａＣＯ３が溶液中から固体として析出してくるため、
ＣａＳＯ３のスケーリングが防止できず、その対策が問
題となり、２系列にして、切換運転をするなどの対策が
必要である。

上記のように、石膏回収系の濾液１８を冷却除じん塔２
に供給して、補給水２５の低減を図ろうとした場合は、
軟化処理設備２７の設置、軟化処理設備２７のスケーリ
ング対策などが必要となる欠点があった。また、濾液１
８を処理せずに冷却除じん塔２へ供給する場合は、その
濃縮を防ぐために冷却除じん塔２のブロー量を増加する
必要があり、新水の補給水２６が増加するなどの欠点が
ある。

〈発明が解決しようとする問題点）本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、冷
却除じん塔からの排水量を増加させることなく、石膏飽
和濾液を冷却除じん塔の補給水として用い、新しい水の
補給水量を低減できる排ガスの処理方法を提供すること
にある。

（問題点を解決するための手段）要するに本発明は、冷却除じん塔の循環液中のＣＩ！イ
オン濃度を調整、制御するために、塩酸等の塩素イオン
溶液を添加するものである。

すなわち、本発明は、排ガス中の硫黄酸化物をカルシウ
ム系吸収剤を用いて吸収除去し、副生品として石膏を回
収する処理方法において、排ガスの冷却および除じんを
行なう冷却除じん塔の循環液中の塩素イオン濃度がスケ
ーリングを防止するための臨界濃赤濃度以上になるよう
に、塩素イオン含有液を添加して制御することを特徴と
する。

（実施例）第１図は、本発明の一実施例を示す排煙説破装置の全体
構成図、第２図は、Ｈｃｌを添加するための構成図を示
す。この装置は、基本的には回収水（再利用水２３）を
処理する軟化処理装置２７をなくし、冷却除じん塔循環
タンク９へＨｃｌを添加するライン２８を設置した以外
は、第４図に示す構成と同一である。本発明の内容を冷
却除じん塔廻りの系統を使用して説明する。

従来技術で述べたように、冷却除じん塔２では循環液３
が蒸発し、さらに排水処理装置１１へ一部が排出液１０
として排出されるため、補給水２６が必要であり、この
補給水２６の一部として濾液タンク１９からの再刊用水
２３が使用される。

しかし、この再刊用水２３の中には、ＣａＳＯ４・２Ｈ
２０等のＣａ分が多量（５〜２０　ｍ　−ｍ　。

１７１）に含まれており、循環水の濃縮で液中のＣａ分
が過飽和となり、Ｃａ５Ｏ＋　　・２Ｈ２０等のスケー
ルとして析出する。本実施例では、これを防止するため
、循環タンク９にＨＣＩ水溶液２８を添加する。すなわ
ち、ＨＣ／水溶液２８の添加により、冷却除じん系液中
のＣａ分の溶解度を高めることができ、スケールを析出
させることな（、また、軟化処理することなく、再利用
水を冷却除じん系の補給水として使用することが可能と
なる。

第３図は、Ｃβイオン濃度と飽和Ｃａイオン濃度の関係
を、濾液と石膏（固形物）の混合物を用いて試験した結
果を示す。図中のＡ点は、再利用水（濾液１８）と石膏
固形物を添加した液の飽和Ｃａイオン濃度（濾液は既に
石膏が飽和に溶解しているため、石膏添加前後で同じ）
であるが、Ｈｃｇ水溶液２８を添加し、Ｃ１イオン濃度
を高くするに従い、飽和Ｃａイオン濃度が高くなること
が確認された。この結果より、再刊用水２３をどこまで
濃縮するかにより、スケーリングを防止するに必要なＣ
！濃度を決定することができる。

第２図は、本発明の他の実施例を示す装置系統図であり
、排ガスから回収されたＨＣｊ！を含む再利用水を用い
、スケーリング防止に必要なＨＣ１添加量を減少させる
ようにしたものである。

第２図の装置においては、排ガス１の流量を測定するガ
ス流量計５１と排ガス中のＨＣｇ濃度を測定するＨＣ１
分析計５２とが設置され、それぞれの測定器の値が積算
器５３により積算される。

積算器５３には基準設定器５４が付設され、上記積算値
と予め設定された基準値とが、比較器５５により常時あ
るいは定時的に比較され、その結果が制御部５６に入力
される。制御部５６では、この比較データに基づいてＨ
ＣＡポンプ５８からの必要流量が演算され、それによっ
て、冷却除じん塔循環タンク９に供給されるＨｃｌ量が
制御される。流量の制御方法はポンプ５８の回転数の制
御、ポンプ５８の出口弁の開度調整などによって行われ
る。このように排ガス１のガス条件（ガス流量、Ｈｃｅ
Ｈ度）によってＨＣＩ！ｉ２８を調節することにより、
再利用水２３の濃縮によるスケーリングを防止するとと
もに、計画Ｃ１濃度を維持し、過剰なＨＣｌの添加を行
わずに、確実に材料を保護することができる。

また、再利用水２３の量と、冷却除じん塔２から排水処
理装置１１へ排出する排出液１０の量との比が再利用水
２３の冷却除じん系での濃縮比となり、この値から冷却
除じん系での必要なＣβ濃度が決定されるので、この値
を基に添加するＨＣｌ水溶液の量を決定することも可能
である。またこの方法と先に述べた排ガス中のＨＣ１絶
対量の両方により制御すれば、さらに精度のよい制御が
可能となる。

なお、プラントの立上げ時には、冷却除じん部２の液中
のＣＡ’濃度は非常に低く　（補給水と同程度の約１０
〜３０ｐｐｍ）、排ガス中のＨＣｌによりＣＸを急速に
濃縮することは不可能なため、予めＨＣ／を添加してス
ケーリングを防止することが好ましい。

上記実施例では、鉱酸としてＨＣｌ水溶液を用いたが、
ＨＣ７！水溶液の代わりに海水を用いても同様な効果を
得ることができる。

（具体的実施例）第１図、第２図に示した本発明の第１実施例に係る脱硫
装置のパイロットプラントと、第４図に示した従来のも
ののパイロットプラントとの性能比較を行なった。

試験条件は下記の通りである。

（１）排ガスのガス量：　３００　ＯＮｎ？／ｈ（２）
排ガス中のｓｏ２濃度：１０００１０００ｐｐ排ガス中
のＨＣ１濃度：４０〜５ｐｐｍ（４）脱硫率：９５％（５）ブロー量：３５ｋｇ／ｈ上記の試験条件において、約６５００ｈ時間連続試験を
行った結果、従来のものは、軟化処理装置２７にスケー
ルが発生した。またその除去のために軟化処理装置２７
をバイパスして、再刊用水２３を冷却除じん塔２へ供給
した場合は、冷却除じん塔２内およびその循環タンク９
ヘスケーリングが発生した。しかし、本発明の場合は、
冷却除じん塔２内はもちろんのこと、その他どの部分も
スケールの発生が認められなかった。

（発明の効果）本発明によれば、塩素イオン含有液の添加により、冷却
除じん系液中のＣａ分の溶解度を高めることができ、ス
ケールを析出させることなく、また軟化処理することな
く、再利用水を冷却除じん系の補給水として使用するこ
とが可能となる。また排ガスのガス条件によって添加を
調節することにより、再利用水の濃縮による過剰なＨＣ
Ｉの添加が行われず、確実に材料を保護することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す排煙脱硫装置の全体
構成図、第２図は、排ガス条件によりＨＣＺ量の添加量
を制御するための構成図、第３図は、Ｃβイオン濃度と
飽和Ｃａイオン濃度の関係を示す試験結果の一例を示す
図、第４図は、従来技術の排煙脱硫装置の全体構成図で
ある。１・・・排ガス、２・・・冷却除じん塔、３・・・洗浄
循環液、４・・・冷却除じん浴出ロガス、５・・ベスト
エリミネータ、６・・・吸収塔、７・・・吸収塔循環液
、８・・・清浄ガス、９・・・冷却除じん塔循環タンク
、１０・・・排出液、１１・・・排水処理装置、１２・
・・吸収塔循環タンク、１３・・・吸収塔抜出し液、１
４・・・酸化装置、１５・・・石膏スラリ、Ｉ６・・・
石膏回収装置、１７・・・石膏、１８・・・濾液、１９
・・・濾液タンク、２０・・・石灰石粉、２１・・・吸
収剤スラリタンク、２２・・・吸収剤調合液、２３・・
・再利用水、２６・・・補給水、２８・・・ＨＣｌ水溶
液。代理人　弁理士　　川　北　武　長第１図５．ミストエリミネータ　　　　　１６・石膏回収！！
冒６吸収塔　　　　　　　　　　１７：石膏７吸収塔彊
環液　　　　　　　　１８°濾液８清浄ガス　　　　　
　　　　　１９．濃液タンク９゛冷部　除竿府循環タン
ク　　　２０゛石灰石粉１０排出液　　　　　　　　　
　　２１．吸収剤スラリタンク１１゛琲水処理装冨　　
　　　　　　２２：吸収剤巽合液１２°吸収塔Ｗ環タン
ク　　　　　　２３：再利用水１５、石膏スラリ第２図５１：排ガス流量計５２：Ｈｃ七分析計５３：積算器５４：基準設定器５５：比軟器５６：制御部５７：Ｈｃ２水溶液タンク５８：　）−Ｉ　Ｃ老ポンプ１０：排出液液中Ｃｊイオン濃度（ＰＰｍ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）排ガス中の硫黄酸化物をカルシウム系吸収剤を用
いて吸収除去し、副生品として石膏を回収する処理方法
において、排ガスの冷却および除じんを行なう冷却除じ
ん塔の循環液中の塩素イオン濃度がスケーリングを防止
するための臨界濃度以上になるように、塩素イオン含有
液を添加して制御することを特徴とする硫黄酸化物を含
む排ガスの処理方法。
（２）特許請求の範囲（１）において、塩素イオン濃度
の制御を塩酸水溶液または海水を添加することにより行
なうことを特徴とする硫黄酸化物を含む排ガスの処理方
法。
（３）特許請求の範囲（１）または（２）において、排
ガス中のＨＣｌ濃度と排ガス流量計からの信号をもとに
系内に入るＨＣｌ量を求め、これと基準値とを比較して
必要な塩素イオン含有液の添加量を決定することを特徴
とする硫黄酸化物を含む排ガスの処理方法。
（４）特許請求の範囲（１）、（２）および（３）のい
ずれかにおいて、塩素イオン含有液の添加量を石膏回収
系から冷却除じん塔に供給される濾過水量と、冷却除じ
ん塔から系外へ排出される排水量の比を基準として決定
することを特徴とする硫黄酸化物を含む排ガスの処理方
法。