JP2010115602A - Two-step wet desulfurization method and apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排ガス中の有害成分を除去する排ガス処理装置に係わり、特に、水銀やフッ素化合物などの微量成分を効率よく除去し、脱硫装置の動力を大幅に低減できるアドバンスドベンチュリスクラバを備えた湿式二段排煙脱硫方法と装置に関するものである。 The present invention relates to an exhaust gas treatment device that removes harmful components in exhaust gas, and in particular, a wet type equipped with an advanced venturi scrubber that can efficiently remove trace components such as mercury and fluorine compounds and greatly reduce the power of the desulfurization device. The present invention relates to a two-stage flue gas desulfurization method and apparatus.
従来技術の湿式排煙脱硫装置における吸収塔を図5に示す。
この湿式排煙脱硫装置は、主に吸収塔本体1、入口ダクト1a、出口ダクト1b、循環タンク16、吸収液循環ポンプ17、スプレノズル21、ミストエリミネータ22等から構成される。
FIG. 5 shows an absorption tower in a conventional wet flue gas desulfurization apparatus.
This wet flue gas desulfurization apparatus is mainly composed of an
図示していないボイラから排出される排ガスは、図示していない脱硫ファンにより吸収塔本体1の入口ダクト1aから本体内部にほぼ水平方向に導入され、塔頂部に設けられた出口ダクト1bから排出される。この間、吸収塔本体1の下方にある循環タンク16内の炭酸カルシウムを含んだ吸収液は循環配管18に設けられた循環ポンプ17により循環配管18を経由してスプレヘッダ20に送られ、該スプレヘッダ20に多数設けられたスプレノズル21から噴射される。
Exhaust gas discharged from a boiler (not shown) is introduced from the inlet duct 1a of the absorption tower
吸収塔本体1内ではスプレノズル21から噴射される吸収液と排ガスとの気液接触により吸収液は排ガス中のSO2を選択的に吸収する。SO2を吸収した吸収液は、一旦循環タンク16に溜まり、循環タンク16内に供給される空気中の酸素により酸化され、硫酸カルシウム(石膏)を生成する。炭酸カルシウム及び石膏が共存する循環タンク16内の吸収液の一部は、吸収液循環ポンプ17によって再びスプレノズル21に送られ、一部は図示していない廃液処理・石膏回収系へと送られる。また、スプレノズル21からの吸収液から噴射によって微粒化された吸収液の中で、液滴径の小さいものは排ガスに同伴されるが、出口ダクト1bに設けられたミストエリミネータ22によって捕集される。
In the absorption tower
この湿式排煙脱硫装置は排ガス中のSO2だけでなく、水銀(特に塩化水銀などの分子状水銀)やフッ素化合物(特にフッ化水素)などの微量成分も吸収除去できる。特に塩化水銀やフッ化水素などは水への吸収性が高いため、SO2と同等以上の除去率を得ることができる。しかし、米国での厳しい排出規制に対応するためには、95〜99.9%程度の高い除去性能が求められ、それにはSO2除去に要する吸収液循環量以上の多大な循環液量が必要となり、脱硫装置の動力を大幅に増加せしめることになる。
また、燃焼装置から排出される排ガスの流路に設けた吸収液を噴霧するスプレノズルを有するアドバンスドベンチュリスクラバを設けた構成が知られている。
Further, there is known a configuration in which an advanced venturi scrubber having a spray nozzle for spraying an absorbing liquid provided in a flow path of exhaust gas discharged from a combustion apparatus is provided.
上記従来技術では、ボイラ排ガス中に含まれる微量成分除去のための吸収塔本体における循環液量増加に関して十分考慮されておらず、吸収液循環ポンプの動力が増大する問題があった。
また、アドバンスドベンチュリスクラバを設けて排ガス中のダストを除去する構成ではボイラ排ガス中に含まれる微量成分を除去することが考慮されていなかった。
In the above prior art, sufficient consideration has not been given to the increase in the amount of circulating fluid in the absorber main body for removing trace components contained in the boiler exhaust gas, and there has been a problem that the power of the absorbing fluid circulation pump increases.
Further, in the configuration in which the advanced venturi scrubber is provided to remove dust in the exhaust gas, removal of trace components contained in the boiler exhaust gas has not been considered.
本発明の課題は、吸収液循環ポンプの動力を大幅に増大させることなく、排ガス中の水銀やフッ素化合物などの微量成分を効率よく除去することで、運転コストが低い湿式二段脱硫方法と装置を得ることにある。 An object of the present invention is to provide a wet two-stage desulfurization method and apparatus with low operating costs by efficiently removing trace components such as mercury and fluorine compounds in exhaust gas without significantly increasing the power of the absorbent circulation pump. There is in getting.
請求項1記載の発明は、ボイラを含む燃焼装置から排出される排ガスの流路に設けた吸収液を噴霧するスプレノズルを有するアドバンスドベンチュリスクラバと、アドバンスドベンチュリスクラバの下流側の排ガス流路に設けた吸収液を噴霧するスプレノズルを有する吸収塔とを備えた排ガス中の硫黄酸化物を処理する湿式二段脱硫装置において、アドバンスドベンチュリスクラバは排ガスの流れ方向に沿って下向きに排ガスを流通させる壁面を有し、該壁面に排ガス流れ方向に沿って吸収液を噴霧するスプレノズルを複数段設け、該複数段のスプレノズルの中の最上流段スプレノズルを排ガスと初めて接触する補給水を噴霧するスプレノズルとする湿式二段脱硫装置である。
The invention according to
請求項2記載の発明は、アドバンスドベンチュリスクラバの対向する壁面には吸収液の噴射方向を水平方向と水平面に対して斜め下向き45度の角度の間に設定したスプレノズルを配置した請求項1に記載の湿式二段脱硫装置である。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the spray nozzle in which the spraying direction of the absorbing liquid is set at an angle of 45 degrees obliquely downward with respect to the horizontal direction and the horizontal plane on the opposing wall surfaces of the advanced venturi scrubber. This is a wet two-stage desulfurization apparatus.
請求項3記載の発明は、アドバンスドベンチュリスクラバの対向する壁面の同一水平面上に互いに千鳥状にずらしてスプレノズルを配置した請求項2に記載の湿式二段脱硫装置である。
The invention described in
請求項4記載の発明は、アドバンスドベンチュリスクラバの壁面の上下方向にスプレノズルを各段毎に千鳥状に多段配置した請求項2に記載の湿式二段脱硫装置である。 A fourth aspect of the present invention is the wet two-stage desulfurization apparatus according to the second aspect, in which spray nozzles are arranged in a staggered manner in each stage in the vertical direction of the wall surface of the advanced venturi scrubber.
請求項5記載の発明は、スプレノズルから噴射される吸収液とボイラなどの燃焼装置から排出される排ガスを上流側からアドバンスドベンチュリスクラバ内と吸収塔内で順次、気液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二段脱硫方法において、アドバンスドベンチュリスクラバ内で下向きに排ガスを流通させ、排ガス流れ方向に複数段設けたスプレノズルから排ガスに向けて吸収液を噴霧し、その中で最上流側のスプレノズルからは排ガスと初めて接触する補給水を噴霧する湿式二段脱硫方法である。
In the invention according to
請求項6記載の発明は、前記補給水の供給量をアドバンスドベンチュリスクラバでの水の蒸発量相当分に設定する請求項5に記載の湿式二段脱硫方法である。
The invention according to
請求項7記載の発明は、アドバンスドベンチュリスクラバで使用する吸収液のpHを2〜4の範囲に設定する請求項5記載の湿式二段脱硫方法である。
The invention according to claim 7 is the wet two-stage desulfurization method according to
(作用)
従来技術における問題点は、排ガス中の水銀やフッ素化合物などの微量成分を除去するために、排ガス中のSO2除去に要する吸収液循環量以上に循環液量を増加させることが必要であった。
この点に関して、本発明では、吸収塔の上流側に設置されるアドバンスドベンチュリスクラバに設置するスプレノズルを排ガス流れに対して多段に配置しており、下流側へ向けての吸収液の噴霧によって、スプレノズル同士の間に生じやすいガスの吹抜けをカバーすることができる。
(Function)
The problem with the prior art is that in order to remove trace components such as mercury and fluorine compounds in the exhaust gas, it is necessary to increase the amount of circulating fluid more than the amount of absorbent circulating to remove SO 2 in the exhaust gas. .
In this regard, in the present invention, spray nozzles installed in an advanced venturi scrubber installed upstream of the absorption tower are arranged in multiple stages with respect to the exhaust gas flow, and spray nozzles are sprayed by absorbing liquid toward the downstream side. It is possible to cover the gas blow-through that tends to occur between the two.
また、アドバンスドベンチュリスクラバの最上流側のスプレノズルに供給する吸収液として、排ガスと初めて接触する補給水を用いており、補給水の供給量をアドバンスドベンチュリスクラバでの水の蒸発量相当分に設定することで、水の蒸発に伴う液中の水銀やフッ素化合物などの飛散を防止することができる。
また、アドバンスドベンチュリスクラバで循環使用する吸収液のpHを2〜4の範囲に設定することで、吸収液中に溶解しているフッ素化合物の濃度を低下させることができ、フッ素化合物の除去率の低下を防止することが可能となる。
In addition, as the absorption liquid supplied to the spray nozzle on the most upstream side of the advanced venturi scrubber, make-up water that makes contact with the exhaust gas is used for the first time, and the supply amount of the make-up water is set to be equivalent to the amount of water evaporation in the advanced venturi scrubber. Thus, scattering of mercury, fluorine compounds, etc. in the liquid accompanying water evaporation can be prevented.
In addition, by setting the pH of the absorbent that is circulated and used in the advanced venturi scrubber to a range of 2 to 4, the concentration of the fluorine compound dissolved in the absorbent can be reduced, and the removal rate of the fluorine compound can be reduced. It is possible to prevent the decrease.
さらに、アドバンスドベンチュリスクラバにおいて、吸収液の噴射方向を水平方向と水平面に対して斜め下向き45度の角度の間に設定しており、それにより、従来のベンチュリスクラバよりも圧力損失を低減することができ、さらに、吸収液同士を衝突させることでスプレ液滴の微粒化が促進され、ガス吸収速度を高めることができる。したがって、従来のベンチュリスクラバが持つ慣性衝突による除塵だけでなく、高い吸収性能を得ることができる高ガス流速条件下で排ガス中の微量成分を効率よく吸収除去することが可能となる。 Further, in the advanced venturi scrubber, the injection direction of the absorbing liquid is set at an angle of 45 degrees obliquely downward with respect to the horizontal direction and the horizontal plane, thereby reducing pressure loss compared to the conventional venturi scrubber. Furthermore, atomization of spray droplets can be promoted by causing the absorbing liquids to collide with each other, and the gas absorption rate can be increased. Therefore, it is possible to efficiently absorb and remove the trace components in the exhaust gas not only under the dust removal by the inertial collision of the conventional venturi scrubber but also under the high gas flow rate condition that can obtain high absorption performance.
また、吸収液を噴霧するスプレノズルをアドバンスドベンチュリスクラバの対向する壁面の同一水平面上に互いに千鳥状にずらして配置しており、ノズルとノズルの間に生まれる三角状の隙間に対して、対向面からのスプレによってカバーすることができる。
また、アドバンスドベンチュリスクラバの上下方向壁面に設けた多段状に配置したスプレノズルを各段毎に千鳥状にずらして配置しており、下流側に向けて噴霧する吸収液でノズル同士の間に生じやすいガスの吹抜けを更に確実にカバーすることができる。
In addition, spray nozzles that spray the absorbing liquid are staggered with respect to each other on the same horizontal surface of the opposed wall surface of the advanced venturi scrubber. Can be covered with spray.
In addition, the spray nozzles arranged in multiple stages on the vertical wall surface of the advanced venturi scrubber are arranged in a staggered manner for each stage, and are easily generated between the nozzles by the absorbing liquid sprayed toward the downstream side. Gas blow-by can be covered more reliably.
本発明によれば、脱硫吸収塔の上流側に設けたアドバンスドベンチュリスクラバによって排ガス中の微量成分を効率よく除去することができ、脱硫吸収塔の吸収液循環量の大幅増加を防止できる。これにより、循環ポンプ動力の増大を最小限に抑えることが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the trace amount component in waste gas can be efficiently removed with the advanced venturi scrubber provided in the upstream of the desulfurization absorption tower, and the drastic increase in the amount of absorption liquid circulation of a desulfurization absorption tower can be prevented. As a result, it is possible to minimize an increase in circulation pump power.
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
図1は本実施例による湿式二段脱硫装置の概略構成図であり、脱硫吸収塔本体1の上流側にアドバンスドベンチュリスクラバ2を設置している。図2は図1におけるアドバンスドベンチュリスクラバ2の詳細を示したものである。図3は図2のアドバンスドベンチュリスクラバ2におけるA−A’断面を示したものである。図4は図2におけるアドバンスドベンチュリスクラバ2におけるB−B’断面を示したものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a wet two-stage desulfurization apparatus according to this embodiment, and an
図1〜図4に示す本実施例の湿式二段脱硫装置は、ガス吸収除去と慣性衝突除去の機能を併せ持つアドバンスドベンチュリスクラバ2を脱硫吸収塔本体1の上流側に設置している点で従来技術と異なる。
脱硫吸収塔の構成は図5に示す従来技術の湿式排煙脱硫装置のそれと同一であり、吸収塔本体1、入口ダクト1a、出口ダクト1b、循環タンク16、吸収液循環ポンプ17、スプレノズル21、ミストエリミネータ22等から構成される。
The wet two-stage desulfurization apparatus of this embodiment shown in FIGS. 1 to 4 is conventional in that an
The structure of the desulfurization absorption tower is the same as that of the wet flue gas desulfurization apparatus of the prior art shown in FIG. 5, and the absorption tower
次にアドバンスドベンチュリスクラバ(以下、AVSと略す)2側の構成について説明する。
AVS2に上方から下方に向けて導入された排ガスは、AVS2の流路横断面の面積が他の部位の流路横断面の面積より小さい壁面に取付けられたスプレノズル3から斜め下側に噴霧される吸収液6と接触し、排ガス中の水銀やフッ素化合物などの微量成分が吸収除去される。AVS2の壁面に設けられた吸収液6を噴霧する下向きスプレノズル3と補給水を噴霧する水スプレノズル10によって、従来のベンチュリスクラバよりも圧力損失を低減することができ、さらに、下向きスプレ液滴9として吸収液同士を衝突させることでスプレ液滴9の微粒化が促進され、ガス吸収速度を高めることができる。
Next, the configuration of the advanced venturi scrubber (hereinafter abbreviated as AVS) 2 side will be described.
The exhaust gas introduced from the upper side to the lower side of the
また、スプレノズル3と水スプレノズル10から噴霧された液は降水管4を通ってタンク5に溜められる。タンク5内の吸収液6はポンプ7により循環配管8を通りスプレノズル3に送られる。吸収液6を噴霧するスプレノズル3はAVS2の流路壁面の互いに対向する内壁面に設置し、AVS2の一方の流路内壁面と他方の流路内壁面においてスプレノズル3をそれぞれ千鳥状にずらして配置しており、隣接するノズル3、3の間に生まれる三角状の隙間に対して、流路内壁の対向面からのスプレによってカバーすることができる。さらに、AVS2で循環使用する吸収液のpHを2〜4の範囲に設定することで、吸収液中に溶解しているフッ素化合物の濃度を低下させることができ、フッ素化合物の除去率の低下を防止することが可能となる。
Further, the liquid sprayed from the
また、スプレノズル3をAVS2の上下方向壁面に多段状に配置することで、隣接する2つのノズル3,3の間で生じやすいガスの吹抜けを下流側のスプレによってカバーすることができ、さらに、多段状に配置したスプレノズル3を各段毎に千鳥配置となるようにずらして配置することで、隣接する2つのノズル3,3の間に生じやすいガスの吹抜けを下流側に向けて噴霧する吸収液で更に確実にカバーすることができる。
Further, by arranging the
さらに、AVS2の最上流側のスプレノズル10に供給する吸収液として、排ガスと初めて接触する補給水11を用いているため、水の蒸発に伴う液中の水銀やフッ素化合物などの飛散を防止することができ、再飛散に伴う微量成分除去率の低下を防止することが可能となる。
Furthermore, since the replenishing
本発明による二段脱硫システムは、脱硫装置での水銀再放出防止にも寄与できるので産業上の利用可能性が高い。 Since the two-stage desulfurization system according to the present invention can contribute to prevention of mercury re-release in the desulfurization apparatus, the industrial applicability is high.
1 吸収塔本体 1a 入口ダクト
1b 出口ダクト
2 アドバンスベンチュリスクラバ
3 スプレノズル 4 降水管
5 タンク 6 吸収液
7 ポンプ 8 循環配管
9 スプレ液滴 10 水スプレノズル
11 補給水 16 循環タンク
17 吸収液循環ポンプ
18 循環配管 20 スプレヘッダ
21 スプレノズル 22 ミストエリミネータ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
アドバンスドベンチュリスクラバは排ガスの流れ方向に沿って下向きに排ガスを流通させる壁面を有し、該壁面に排ガス流れ方向に沿って吸収液を噴霧するスプレノズルを複数段設け、該複数段のスプレノズルの中の最上流段スプレノズルを排ガスと初めて接触する補給水を噴霧するスプレノズルとすることを特徴とする湿式二段脱硫装置。 An advanced venturi scrubber having a spray nozzle for spraying an absorbing liquid provided in a flow path of exhaust gas discharged from a combustion apparatus including a boiler, and a spray nozzle for spraying an absorbing liquid provided in an exhaust gas flow path downstream of the advanced venturi scrubber In a wet two-stage desulfurization apparatus for treating sulfur oxide in exhaust gas equipped with an absorption tower,
The advanced venturi scrubber has a wall surface for flowing the exhaust gas downward along the flow direction of the exhaust gas, and a plurality of spray nozzles for spraying the absorbent along the exhaust gas flow direction are provided on the wall surface. A wet two-stage desulfurization apparatus characterized in that the most upstream spray nozzle is a spray nozzle that sprays makeup water that comes into contact with exhaust gas for the first time.
アドバンスドベンチュリスクラバ内で下向きに排ガスを流通させ、排ガス流れ方向に複数段設けたスプレノズルから排ガスに向けて吸収液を噴霧し、その中で最上流側のスプレノズルからは排ガスと初めて接触する補給水を噴霧することを特徴とする湿式二段脱硫方法。 Wet liquid that treats sulfur oxides in exhaust gas by sequentially contacting the gas injected from the spray nozzle and exhaust gas discharged from combustion equipment such as boilers in the advanced venturi scrubber and the absorption tower from the upstream side. In the two-stage desulfurization method,
The exhaust gas is circulated downward in the advanced venturi scrubber, and the absorbing liquid is sprayed from the spray nozzle provided in multiple stages in the exhaust gas flow direction toward the exhaust gas. A wet two-stage desulfurization method characterized by spraying.
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