JP2001187313A

JP2001187313A - 湿式排煙脱硫装置

Info

Publication number: JP2001187313A
Application number: JP37451699A
Authority: JP
Inventors: Hisao Kojima; 久夫小嶋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-12-28
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2001-07-10

Abstract

(57)【要約】【課題】硫黄酸化物の吸収効率を向上させると共に灰
分等の微細紛の回収に優れ、また、スプレーノズル等の
保守管理を不要にすると共に設置面積が小さい排煙脱硫
装置を提供する。【解決手段】排煙１０が供給される吸収塔１の内部に
は、排煙１０と吸収液２とを気液接触させ、混合する静
止型混合器３がその長手方向を実質的に垂直にして配置
され、この静止型混合器３の上端側には吸収液２を静止
型混合器３に散布する吸収液散水管４が配置されてい
る。静止型混合器３の下方には、吸収液２を貯留する吸
収液タンク７が設けられ、吸収液タンク７と吸収液散水
管４とが吸収液循環ライン９により連結されて、吸収液
タンク７の吸収液２が吸収液散水管４に供給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排煙に含まれる硫
黄酸化物を処理する湿式排煙脱硫装置に関し、特に、排
煙と吸収液との気液接触の向上を図った湿式排煙脱硫装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】排煙中のＳＯ₂を除去する排煙脱硫法
は、種々のプロセスが提案されているが、湿式法が主流
を占めている。この湿式法としては、吸収剤にソーダ化
合物を使用するソーダ法、カルシウム化合物を使用する
カルシウム法及び、マグネシウム化合物を使用するマグ
ネシウム法等が提案されている。このうち、安価な炭酸
カルシウム等のカルシウム化合物を使用する石灰／石膏
方法が多く採用されている。

【０００３】このように、カルシウム化合物を吸収剤と
して使用する脱硫システムは、気液接触方法の違いによ
り、スプレー方式（例えば特開平６−３４３８２４５号
公報、特開平７−１５５５３６号公報及び特開平１０−
５５２４号公報等）、多孔板方式（例えば特開平６−１
８２１４６号公報等）、充填材方式（例えば特開平６−
３０４４４４号公報及び特開平１０−５５２４号公報
等）並びにバブリング方式（例えば特開昭６２−２５８
７２７号公報、特開平６−１１４２３２号公報及び特開
平８−２２９３４７号公報等）等が提案されている。

【０００４】近時、吸収液を噴霧して排ガス中のＳＯ₂
と反応させる吸収塔に、冷却及び酸化の機能を持たせた
１塔型脱硫塔（タンク内酸化法）の開発が進み、最近で
は１塔型脱硫システムの採用が多くなっている。この１
塔型脱硫システムでの気液接触方法はスプレー方式が多
く採用されている。

【０００５】また、吸収液中の亜硫酸カルシウム及び亜
硫酸イオンの酸化のために吸収液塔内に微細化した空気
を送って酸化反応を促進するため、吸収塔内に多孔板を
配置した排煙脱硫方法（特開平６−１８２１４６号公
報）等が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
排煙脱硫装置は、脱硫効率が８０乃至９０％と低い。ま
た、スプレーノズルの使用によるカルシウム化合物の付
着及び成長による目詰まりが発生する。従って、これに
伴い、スプレーノズルの保守及び交換が必要となる。更
に、吸収剤の微細化噴霧のために、高い吐出圧力が必要
になるため、これに伴いスプレーノズルの交換及び循環
ポンプの動力量が高くなるという問題点がある。

【０００７】また、スプレー方式に設けるガス空塔速度
は、通常０.５乃至２ｍ／秒であるため、吸収塔の塔径
が大きくなって、初期投資負担が大きくなり、また、設
置面積も大きくなるという問題点もある。

【０００８】更に、気体及び液体の偏流防止のための装
置が必要になるという問題点もある。（特開平６−１２
６１２８号公報、日経産業新聞記事１９９３年１１月１
８日付）。この偏流防止の装置を設けないと、偏流が発
生して脱硫効率が低下する（特開平１０−５５２４号公
報）。

【０００９】更にまた、吸収液の亜硫酸カルシウム及び
亜硫酸イオンの酸化反応のために吸収液タンク内に空気
吹き込み装置及び攪拌装置等が必要となり（特開平６−
２８５３２７号公報、特開平１１−２５３７４４号公
報）、そのために、空気吹き込み用コンプレッサ又は攪
拌機等を必要とし、更にそのための動力費が必要とな
る。また、空気配管系の保守管理が必要となる。更に、
保守工事を行う場合、操業を停止しなければならないと
いう問題点がある。

【００１０】また、排ガスの中の灰分等の除去効率が低
いという問題点もある。

【００１１】本発明はかかる問題点に鑑みてなれたもの
であって、硫黄酸化物の吸収効率を向上させると共に灰
分等の微細紛の回収に優れ、また、スプレーノズル等の
保守管理を不要にすると共に設置面積が小さい湿式排煙
脱硫装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る湿式排煙脱
硫装置は、排煙と吸収液とを気液接触させることによ
り、排煙を清浄化処理する湿式排煙脱硫装置において、
前記排煙が供給される吸収塔と、この吸収塔内に設けら
れ前記排煙と前記吸収液とを気液接触させて混合する静
止型混合器と、前記吸収塔内の前記静止型混合器の上方
に設けられ下方に向けて吸収液を散布する吸収液散水管
と、前記吸収塔内の前記静止型混合器の下方に設けられ
前記静止型混合器から落下する吸収液を貯留する吸収液
タンクと、前記吸収液タンクから吸収液を前記吸収液散
水管に返戻する第１の吸収液循環部材と、を有すること
を特徴とする。

【００１３】本発明においては、排煙と排煙中の硫黄酸
化物を吸収する吸収液との気液接触に、静止型混合器を
使用し、この静止型混合器に吸収液散水管を使用して吸
収液を供給するため、気液接触の効率が高いと共に、吸
収塔内の偏流を防止して脱硫効率を向上する。

【００１４】また、前記第１の吸収液循環部材は、前記
吸収液タンクと前記吸収液散水管とを連結する配管と、
この配管に設けられて吸収液を前記吸収液散水管に供給
するポンプとを有することができる。

【００１５】更に、前記配管の途中に設けられた第１の
酸化用静止型混合器と、この第１の酸化用静止型混合器
の入口側に酸化性ガスを供給する供給手段とを有し、こ
の第１の酸化用静止型混合器内で前記吸収液と前記酸化
性ガスとが混合されて前記吸収液が酸化されてもよい。
これにより、吸収液が循環部材にて循環する際に吸収液
が酸化処理されるため、排煙の脱硫効率が更に向上す
る。

【００１６】更にまた、前記吸収液タンク内の前記吸収
液を循環させる第２の吸収液循環部材と、この第２の吸
収液循環部材による前記吸収液の循環中に前記吸収液を
酸化させる酸化手段とを有してもよい。

【００１７】また、前記第２の吸収液循環部材は、配管
とポンプとを有し、前記酸化手段は、前記配管の途中に
設けられた第２の酸化用静止型混合器と、この第２の酸
化用静止型混合器の入口側に酸化性ガスを供給する供給
手段とを有し、この第２の酸化用静止型混合器内で前記
吸収液と前記酸化性ガスとが混合されて前記吸収液が酸
化されてもよい。

【００１８】更に、前記静止型混合器は、流体が通流す
る通路管と前記通路管内に配設された螺旋状の１又は複
数の羽根体とからなる１又は複数のミキシングエレメン
トをその長手方向に連続して組み立てられており、前記
ミキシングエレメントは、右捩り又は左捩りの螺旋状の
多孔板が内設されているものとすることができる。

【００１９】また、前記吸収液散水管は、管側面に、管
長手方向に延びるスリット又は点在するスリットを有す
ることができる。

【００２０】更にまた、前記静止型混合器における排ガ
ス及び吸収液の気液接触方法は並流又は向流とすること
ができ、並流におけるガスの空塔速度は２乃至２０ｍ／
秒とすることができ、より好ましくは５乃至１５ｍ／秒
であり、また、向流におけるガスの空塔速度は１乃至１
０ｍ／秒とすることができ、より好ましくは２乃至８ｍ
／秒である。静止型混合器を使用することにより、空塔
速度を従来と比較して大幅に向上することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例に係る湿式
排煙脱硫装置について添付の図面を参照して具体的に説
明する。図１は、本発明の第１の実施例に係る湿式排煙
脱硫装置を示す模式的断面図である。

【００２２】図１に示すように、本実施例の湿式排煙脱
硫装置においては、火力発電所のボイラー等から排出さ
れた硫黄酸化物を含有する排煙１０が供給される吸収塔
１の内部には、排煙１０と吸収液２とを気液接触させ、
混合する静止型混合器３がその長手方向を実質的に垂直
にして配置され、この静止型混合器３の上端側には吸収
液２を静止型混合器３内に散布する吸収液散水管４が配
置されている。

【００２３】静止型混合器３は、流体が通流する通路管
（図示せず）と前記通路管内に配設された螺旋状の１又
は複数の羽根（羽根体）とからなる１又は複数のミキシ
ングエレメント（図示せず）をその長手方向に連続して
組み立てられており、排煙１０及び吸収液２は静止型混
合器３内を下降しながら静止型混合器３の内部で気液接
触する。

【００２４】静止型混合器３の上方には、排煙１０を吸
収塔１へ導入する排ガス入口５が形成されており、静止
型混合器３の下端側の吸収塔１の側壁には静止型混合器
３を通過した排煙１０が排出される処理ガス出口６が形
成されている。更に、静止型混合器３の下方には、吸収
液２を貯留する吸収液タンク７が設けられている。そし
て、静止型混合器３の上端部に設けられた吸収液２を散
布する吸収液散水管４から、吸収液２が散布されて、静
止型混合器３を通過して、吸収液タンク７へ貯留され
る。吸収液タンク７は、吸収液２が再び吸収液散水管４
に返戻するための吸収液循環部材を有している。本実施
例の吸収液循環部材は、吸収液タンク７と吸収液散水管
４とを連結する吸収液循環ライン９と、吸収液２を吸収
液循環ライン９に循環させる循環ポンプ８とからなる。
また、吸収液タンク７には硫黄酸化物を吸収する吸収剤
スラリ（ＣａＣＯ₃、Ｃａ（ＯＨ）₂スラリ）１２が導入
され、吸収液２が硫黄酸化物と反応して生成した石膏ス
ラリ１３が分離されて取り除かれる。

【００２５】次に、本実施例の湿式排煙脱硫装置の動作
について説明する。排ガス入口５から導入された排煙１
０が、吸収液散水管４から散布される吸収液２と共に静
止型混合器３へ供給される。そして、排煙１０と吸収液
２とが静止型混合器３内で気液接触し、混合攪拌されて
排煙１０に含まれる硫黄酸化物が吸収液２に含まれる吸
収剤に吸収される。このとき、排煙１０と吸収液２とは
静止型混合器３内を流通する方向が同一方向である並流
となっている。この並流における排煙１０の空塔速度
は、静止型混合器３内で排煙１０と吸収液２との接触効
率を高くして排煙１０に含まれる硫黄酸化物を効率よく
吸収液２に吸収させるため、２乃至２０ｍ／秒とするこ
とが好ましく、より好ましくは５乃至１５ｍ／秒とす
る。この排煙１０及び吸収液２の気液接触において、排
煙１０に含まれる二酸化硫黄と吸収液２の石灰石とが反
応して石膏が生成する反応は、下記の化学式に従って進
行する。

【００２６】先ず、排煙１０中の硫黄酸化物が吸収液２
に溶解し（化学式１）、亜硫酸イオンが生成し（化学式
２、３）、また、吸収液２では、吸収剤の炭酸カルシウ
ムが溶解して（化学式４）、両者が反応して亜硫酸カル
シウムが析出する（化学式５、６）。

【００２７】

【化１】ＳＯ₂（ｇ）→ＳＯ₂（ａｑ）

【００２８】

【化２】ＳＯ₂（ａｑ）＋Ｈ₂Ｏ→Ｈ⁺＋ＨＳＯ₃ ^-

【００２９】

【化３】ＨＳＯ^3-→Ｈ⁺＋ＳＯ₃ ^2-

【００３０】

【化４】ＣａＣＯ₃（ｓ）→Ｃａ²⁺＋ＣＯ₃ ^2-

【００３１】

【化５】Ｃａ²⁺＋ＳＯ₃ ^2-→ＣａＳＯ₃（ａｑ）

【００３２】

【化６】ＣａＳＯ₃（ａｑ）＋１／２Ｈ₂Ｏ→ＣａＳＯ₃
・１／２Ｈ₂Ｏ（ｓ）

【００３３】また、亜硫酸イオンが酸素により酸化され
硫酸イオンが生成し（化学式７）硫酸イオンとカルシウ
ムイオンとが反応して石膏が析出する（化学式８、
９）。このとき生じる炭酸ガスは、二酸化炭素と水とに
分解する（化学式１０、１１）。

【００３４】

【化７】ＨＳＯ₃ ^-＋１／２Ｏ₂→ＳＯ₄ ^2-＋Ｈ⁺

【００３５】

【化８】Ｃａ²⁺＋ＳＯ₄ ^2-→ＣａＳＯ₄（ａｑ）

【００３６】

【化９】ＣａＳＯ₄（ａｑ）＋２Ｈ₂Ｏ→ＣａＳＯ₄・２
Ｈ₂Ｏ（ｓ）

【００３７】

【化１０】ＣＯ₃ ^2-＋２Ｈ⁺→Ｈ₂ＣＯ₃（ａｑ）

【００３８】

【化１１】Ｈ₂ＣＯ₃（ａｑ）→ＣＯ₂（ｇ）＋Ｈ₂Ｏ

【００３９】こうして、排煙１０に含まれる硫黄酸化物
を石膏として析出させて脱硫処理された排煙１０は静止
型混合器３を通過した後、処理ガス出口６から排出され
る。一方、吸収液２は、静止型混合器３を通過した後、
その下方に配置された吸収液タンク７に所蔵される。そ
して、吸収液タンク７の吸収液２は、循環ポンプ８によ
り吸収液循環ライン９を循環して吸収液散水管４まで返
戻され、再び静止型混合器３に供給される。吸収液タン
ク７では、吸収液２の石膏スラリ１３が固液分離されて
取り出される。

【００４０】次に、静止型混合器３について更に詳しく
説明する。図２は（ａ）は本実施例に使用される静止型
混合器のミキシングエレメントを示す横断面であり、図
２（ｂ）はその斜視図である。

【００４１】本実施例に使用される静止型混合器３のミ
キシングエレメント２６は、図２（ａ）及び（ｂ）に示
すように、外筒管２０（通路管）と、外筒管２０内に設
けられた羽根２１（羽根体）と、この羽根２１を外筒管
２０内に配設するために間欠的に設けられた内筒管２３
とを有しており、羽根２１は、例えば、多孔板からな
る。なお、内筒管２３は羽根２１の捩り応力に対して機
械的強度を強くするために設置されている。

【００４２】即ち、内筒管２３は羽根２１の接続部に必
要な長さ分だけ設けられ、それ以外のところには配置さ
れていない。羽根２１は内筒管２３の外周面に一端部が
接続され、外筒管２０の内周面に向かうにつれて、反時
計方向（左側）に捩られて他端部が外筒管２０の内周面
に接続されている。内筒管２３は中心部が開口されてい
るので、羽根２１は外筒管２０の軸心部に存在せず、こ
の部分が欠落している。これにより、図２（ａ）及び
（ｂ）に示すように、内筒管２３の軸心部に羽根２１が
存在しない開口部２４が形成されている。同様に、内筒
管２３の外周面上に複数の羽根２１が左捩りで接続さ
れ、流体通路が形成されている。そして複数段に亘っ
て、ミキシングエレメント２６をその長手方向に連続し
て配置することにより、静止型混合器３が組み立てられ
る。

【００４３】このような静止型混合器３の流体通路を流
れる２種の流体（排煙１０及び吸収液２）が通流する間
に、流体の一部が羽根２１に沿って螺旋状に回転し、左
向きの旋回流になり、一部は羽根２１の孔２２を通過
し、一部は羽根２１にせん断され、この孔２２を通過し
た流体と合流し、更に分割される。このように、回転、
通過、せん断、合流又は分割が繰り返され、２種類の流
体が混合される。また、羽根２１は多孔板により形成さ
れているので、孔２２を流体が通過し、外筒管２０内の
上下方向の流れが整流されると共に、旋回流によって移
動する流体と混合して、ミキシングエレメント２６の全
体に均一に流体が分散される。このため、気液接触効率
が増加し、デッドスペースがなくなり、保守点検が不要
になる。また、この静止型混合器３において、流体は均
一に分散されるので整流板が不要になる。なお、本発明
の静止型混合器３の羽根２１は左捩りに限定されるもの
ではなく、右捩りであってもよい。

【００４４】また、羽根２１に使用される多孔板の開口
率が５乃至８０％であると、製作加工上の容易性が図
れ、生産コストの低減化が図れると共に、羽根の機械的
強度及び気液接触効率の優位性が図れる。このため、多
孔板の開口率は５乃至８０％であることが好ましい。な
お、更に好ましい、多孔板の開口率は１０乃至４０％で
ある。

【００４５】更に、羽根２１に使用される多孔板の孔２
２径が５乃至３０ｍｍであると、製作加工上の容易性が
図れ、生産コストの低減が図れると共に、気液接触効率
の優位性が図れる。このため、多孔板の孔２２径は５乃
至３０ｍｍであることが好ましい。

【００４６】本発明のミキシングエレメント２６の構成
としては、特にこれに限定されるものではなく、以下に
示すミキシングエレメントの構造とすることもできる。
図３及び図４は９０°回転型のミキシングエレメントの
斜視図、図５はこのミキシングエレメントを使用した静
止型混合器の側断面図である。また、図６はこのミキシ
ングエレメントを示す斜視図である。

【００４７】ミキシングエレメント３０、４０は、図３
乃至図５に示すように、夫々、円筒状の通路管３１、４
１と、この通路管３１、４１内に夫々設けられた螺旋状
の羽根３２、３３及び４２、４３とを有する。この羽根
３２、３３及び４２、４３は夫々時計方向（右回転）及
び反時計方向（左回転）へ９０°だけ捩られており、こ
の羽根３２、３３及び４２、４３により夫々流体通路３
４、３５及び流体通路４４、４５が形成されている。羽
根３２、３３及び４２、４３は、通路管３１、４１の軸
心部に存在せず、この部分が欠落している。これによ
り、平面視で通路管３１、４１の軸心部に羽根３２、３
３及び４２、４３が存在しない開口部３６、４６が形成
されている。従って、流体通路３４、３５及び流体通路
４４、４５は、開口部３６、４６を介して、通路管３
１、４１の全長に亘って相互に連通している構成とする
ことができる。

【００４８】このようなミキシングエレメント３０、４
０を円筒状のケーシング５０内に交互に嵌入し、ミキシ
ングエレメント３０、４０の夫々羽根３２、３３及び４
２、４３の端縁同士を直交させて配置すると静止型混合
器３ａが組み立てられる。

【００４９】図５に示すように、静止型混合器３ａの流
体通路を排煙１０及び吸収液２が通流する間に、液体の
一部が螺旋状に９０°回転し、一部は開口部でせん断さ
れ、他方の流体通路を通流してきた液体と合流し更に分
割された後、反対方向に螺旋状に９０°回転する。この
ように回転、せん断、合流、分断が繰り返される。ま
た、気体においても同様に、回転、せん断、合流、分断
が繰り返される。これにより、排煙１０及び吸収液２が
混合され、気液接触が行われる。なお、静止型混合器３
ａとしては、９０°回転型の羽根体を使用する代わり
に、１８０°回転型の羽根体を使用していもよい。ま
た、いずれの羽根体も多孔板により形成することができ
る。更に、ミキシングエレメント３０、４０との間に、
このミキシングエレメント３０、４０と同一内径を有す
るスペーサ（図示せず）を配置して、静止型混合器３ａ
を組み立ててもよい。

【００５０】更に、羽根と通路管とが一体的に設けられ
たミキシングエレメントを使用することもできる。図６
は、ミキシングエレメントを示す斜視図である。図６に
示すミキシングエレメント１００においては、通路管１
０３の内側に螺旋状の羽根１０５が通路管と一体的に設
けられている。そして、この羽根１０５により、通路管
１０３の内部が仕切られて流体通路１０７、１０８が形
成されている。なお、通路管１０３の上端部には内周側
に環状突起１１１ａが形成されており、下端部には外周
側に環状突起１１１ｂが形成されている。これにより、
ミキシングエレメント１００同士を連結する際に、一方
のミキシングエレメントの環状突起１１ａを他方のミキ
シングエレメントの環状突起１１１ｂに嵌合することに
より、両者の配置を容易に整合させることができる。

【００５１】このように構成されたミキシングエレメン
ト１００においては、ミキシングエレメント１００同士
を羽根１０５の端縁が９０°に直交するように、相互に
連結し、流体を内部に通流させる。そうすると、従前の
ミキシングエレメントの一方の流体通路を通流してきた
流体は、羽根１０５の端縁で２分割され、他方の流体通
路を通流してきた流体も、羽根１０５の端縁で２分割さ
れる。そして、２分割の一方の流体同士が合流して次順
のミキシングエレメント１００の流体通路１０７、１０
８を螺旋状に通流し、混合される。このように、複数個
連結されたミキシングエレメントを流体が通流する間
に、流体は分割、合流を繰り返し、混合される。

【００５２】また、本発明では、吸収液２と排煙とを気
液接触させるために、スプレーノズルを使用せず、吸収
液散水管４を使用する。図７は本発明の吸収液散水管４
を示す側面図である。図７に示すように、吸収液散水管
４には、吸収液散水管４の長手方向と同一方向に長手方
向を有するスリット４ａが、吸収液散水管４の上部に設
けられている。このスリット４ａは、吸収液散水管４の
縦断面においてＬ字状に形成されている。この吸収液散
水管４に、吸収液タンク７の吸収液２が吸収液循環ライ
ン９を循環した吸収液２が供給されると、スリット４ａ
から吸収液２が静止型混合器３内へ散布される。このス
リット４ａの長手方向の長さは、静止型混合器３の径の
長さ以下となっている。

【００５３】更に、本発明の吸収液散水管４としては、
これに限定されるものではなく、次に示すような種々の
スリット形状を有するものを使用することができる。図
８乃至図１０は、吸収液散水管のスリット形状を示す図
であって、図８は吸収液散水管６０を示す側面図、図９
は吸収液散水管７０を示す側面図、図１０（ａ）は吸収
液散水管８０の上面図、図１０（ｂ）は吸収液散水管８
の側面図である。

【００５４】図８に示すように、吸収液散水管６０にお
いては、吸収液散水管４の管長手方向と同一方向に長手
方向を有するスリット６１が形成され、更に、このスリ
ット６１に切欠き６２が形成されている。

【００５５】また、図９に示す吸収液散水管７０におい
ては、吸収液散水管７０の両側方に多角径の複数のスリ
ット７１が点在して設けられている。従って、この吸収
液散水管７０に吸収液２が供給されると、吸収液２はス
リット７１から吸収液散水管７０の両側横方向へ一旦噴
出した後、静止型混合器３上に散布される。

【００５６】更に、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すよう
に、吸収液散水管８０においては、吸収液散水管８０の
両側方に複数の多角形のスリットが点在して設けられ、
更に、吸収液散水管８０の上面には、管の長手方向と同
一方向に長手方向を有する縦長のスリットが形成されて
いる。このように、構成された吸収液散水管８０におい
ては、これを並流の場合に使用すると、吸収液散水管８
０に供給された吸収液は、その両側方に設けられたスリ
ットから一旦横方向に噴出して静止型混合器３上に散布
されると同時に、スリット８１から空気が抜かれるた
め、排煙１０の流れをスムーズにして圧力損失を低減す
ることができる。

【００５７】第１の実施例によれば、排煙１０及び吸収
液２の気液接触部に静止型混合器３を使用するため、接
触効率が高く、硫黄酸化物の吸収率が高いので脱硫効率
が向上する。また、ガス空塔速度を従来と比べて５乃至
１５ｍ／秒として極めて大きくした装置の設計が可能と
なり、吸収塔の塔径が小さくして、初期投資を低減し、
装置の小型化を図ることが可能となると共に、装置の動
力費を低減することができる。更に、吸収液２と排煙１
０との気液接触にはスプレーノズルを必要しないため、
吸収液の偏流を防止し、スプレーノズル等の保守管理を
不要とするため、保守管理費を削除することができると
共に、年間８千時間以上の連続運転が可能となる。

【００５８】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。図１１は、本実施例の湿式排煙脱硫装置を示す模
式的断面図である。なお、図１１に示す第２の実施例に
おいて、図１に示す第１の実施例と同一の構成要素には
同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。本実施
例においては、排煙１０と吸収液２とを交流させて気液
接触する。本実施例においても、第１の実施例と同様の
静止型混合器を使用でき、例えば図２に示す静止型混合
器を使用することができる。また、吸収液散水管４にお
いても、第１の実施例と同様、多種のスリット形状を有
するものを使用することができる。

【００５９】図１１に示すように、気液接触を向流とす
るため、第１の実施例において排煙を導入する排ガス入
口５が形成されていた吸収塔１の上部は処理ガス出口６
となっている。そして、第１の実施例で処理ガス出口６
となっていた静止型混合器３下方の吸収塔１の側壁には
排煙１０を吸収塔１内に導入する排ガス入口５が形成さ
れている。

【００６０】次に、本実施例の動作について説明する。
排煙入口５から供給された排煙１０が吸収塔１内の静止
型混合器３の下方側から、静止型混合器３へ導入され
る。一方、静止型混合器３の上方には吸収液２を散布す
る吸収液散水管４が配置されている。そして、図２に示
す静止型混合器３内を排煙１０と吸収液２とが静止型混
合器３の流体通路を互いに逆向きに流れる。そして、こ
れら２種の流体（排煙１０及び吸収液２）が通流する間
に、流体の一部が羽根２１に沿って螺旋状に回転し、左
向きの旋回流になり、一部は羽根２１の孔２２を通過
し、一部は羽根２１にせん断され、この孔２２を通過し
た流体と合流し、更に分割される。このように、回転、
通過、せん断、合流、分割が繰り返され、互いに逆向き
の流れる２種類の流体が混合される。また、羽根２１は
多孔板により形成されているので、孔２２を流体が通過
し、外筒管２０内の上下方向の流れが整流されると共
に、旋回流によって移動する流体と混合して、ミキシン
グエレメント２６の全体に均一に流体が分散される。こ
のため、気液接触効率が増加し、デッドスペースがなく
なり、保守点検が不要になる。また、静止型混合器３に
おいて、流体は均一に分散されるので整流板が不要にな
る。このとき、静止型混合器３内で効率よく気液接触さ
せ、脱硫を行うために、向流の空塔速度は１乃至１０ｍ
／秒が好ましく、更に好ましくは、２乃至８ｍ／秒とす
る。

【００６１】このように構成された第２の実施例におい
ては、第１の実施例と同様の効果を奏し、気液接触の効
率が高く、硫黄酸化物の吸収率が高いため、脱硫効率が
向上する。また、スプレーノズル等の保守管理を不要と
すると共に、偏流を防止しする。更に、静止型混合器３
は極めて効率よく気液接触することができるため、装置
の初期投資を低減して小型化を図ることが可能となる。

【００６２】次に、本発明の第３の実施例について説明
する。図１２は本実施例の湿式排煙脱硫装置を示す模式
的断面図である。なお、図１２に示す第３の実施例にお
いて、図１に示す第１の実施例と同一の構成要素には同
一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

【００６３】図１２に示すように、本実施例において
は、排ガス入口５の上部に吸収液散水管４を配置する。
本実施例の湿式排煙脱硫装置は、吸収塔１内の静止型混
合器３に排煙を導入する排ガス入口５が、静止型混合器
３とこの静止型混合器３内に吸収液２を散布する吸収液
散水管４が配置されている間の吸収塔１の側面に設けら
れている。従って、静止型混合器３に供給される排煙１
０の上方から吸収液２が散布される。

【００６４】このように構成された第３の実施例によれ
ば、吸収液散水管４を排ガス入口５より上方に配置する
ことにより、吸収液散水管４におけるガス流の抵抗を低
減することとができ、これにより、圧力損失を低減する
ことができる。

【００６５】次に、本発明の第４の実施例について説明
する。図１３は、本実施例の湿式排煙脱硫装置を示す模
式的断面図である。なお、図１３に示す第４の実施例に
おいて、図１に示す第１の実施例と同一の構成要素には
同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。本実施
例においては、吸収液酸化用の静止型混合器を吸収液循
環ラインに設けて、吸収液循環ラインでの亜硫酸化合物
及び亜硫酸イオンの酸化処理をして、吸収液２の酸化反
応を更に促進させる。

【００６６】図１３に示すように、吸収液循環部材は、
吸収液タンク７と吸収液散水管４とを連結する循環ライ
ン９と、吸収液を吸収液散水管４に供給する循環ポンプ
８とを有し、この吸収液循環ライン９の途中の吸収塔１
外部に、吸収液酸化用静止型混合器１５と、この酸化用
静止型混合器１５の入口側に接続して、酸化性ガスを供
給する供給手段である酸化性ガス供給ライン１４とが設
けられている。酸化性ガスとしては空気又は酸素を使用
することができる。酸化用静止型混合器１５において
は、吸収液タンク７の吸収液２と、配管１４から供給さ
れる酸化用の酸素又は空気とが酸化用静止型混合器１５
により効率よく気液接触して混合攪拌され、吸収液２が
酸化される。この酸化用混合器１５としても、図２乃至
図６に示す静止型混合器を使用することができる。

【００６７】第４の実施例によれば、吸収液循環ライン
９の途中の吸収塔１の外部に酸化用静止型混合器１５を
配置することにより、吸収液２中の亜硫酸カルシウム及
び亜硫酸イオンの酸化反応を促進させ、排煙の脱硫効率
を更に向上させることができる。

【００６８】次に、本発明の第５の実施例について説明
する。図１４は、本実施例の湿式排煙脱硫装置を示す模
式的断面図である。なお、図１４に示す第５の実施例に
おいて、図１に示す第１の実施例と同一の構成要素には
同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。本実施
例においては、吸収液２の酸化反応を更に促進させる。

【００６９】図１４に示すように、本実施例の湿式排煙
脱硫装置においては、吸収液タンク７に吸収液２を酸化
するための吸収液循環部材を設ける。吸収液循環部材に
は、その途中に酸化用静止型混合器１９が設けられてお
り、吸収液タンク７から吸収液２をこの酸化用静止型混
合器１９に供給して酸化させ、吸収液タンク７に返戻す
る吸収液循環ライン１７と、この吸収液循環ライン１７
に吸収液２を循環させる循環ポンプ１６とが設けられて
いる。そして、酸化用静止型混合器１９の吸収液２の入
り口側には吸収液２を酸化するための酸化性ガスとし
て、酸素又は空気を供給する酸化性ガス供給ライン１８
が接続されている。この酸化用静止型混合器１９におい
ても、図２乃至図６に示す静止型混合器を使用すること
ができる。

【００７０】この湿式排煙脱硫装置では、排煙１０と吸
収液２とが静止型混合器３内で気液接触して、混合攪拌
され、これにより排煙１０は脱硫処理され処理ガス出口
１１から排出される。排煙１０の硫黄酸化物を吸収した
吸収液２は、吸収液タンク７に貯留され、一部は吸収液
循環ライン９により吸収液散水管４に返戻される。一方
で、吸収液タンク７の吸収液の一部は、吸収液循環ライ
ン１７へ排出されて酸化用静止型混合器１９に供給さ
れ、ここで、酸化性ガス供給ライン１８により供給され
る酸素又は空気と共に、混合攪拌され、吸収液２が酸化
処理される。そして、この酸化された吸収液２は再び吸
収液タンク７へ循環する。

【００７１】このように構成された第５の実施例におい
ては、吸収液タンク７の吸収液２は酸化用静止型混合器
１９により酸化処理されるため、吸収液２中の亜硫酸カ
ルシウム及び亜硫酸イオンの酸化反応を促進させ、排煙
の脱硫効率を更に向上させることができる。

【００７２】次に、本発明の第６の実施例について説明
する。図１５は、本実施例の湿式排煙脱硫装置を示す模
式的断面図である。なお、図１５に示す第６の実施例に
おいて、図１に示す第１の実施例と同一の構成要素には
同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。本実施
例においては、第１の実施例における吸収液循環部材と
は別にもう一つ別の吸収液循環部材を設け、吸収液２の
酸化処理を行い、脱硫効率を向上する。

【００７３】図１５に示すように、第１の実施例と同様
の湿式排煙処理装置において、静止型混合器３にの上端
部には、吸収液２を供給する吸収液散水管９４が設けら
れている。そして、吸収液タンク７と吸収液散水管９４
とを連結する吸収液循環ライン９１と、この吸収液循環
ライン９１に吸収液タンク７の吸収液２を循環させる循
環ポンプ９０とが設けられている。この吸収液循環ライ
ン９１には、吸収液２を酸化するための酸化用静止型混
合器９３が設けられ、酸化用静止型混合器９３の吸収液
２が供給される入口側には吸収液２を酸化する酸素又空
気を供給する酸化性ガス供給ライン９２が接続されてい
る。

【００７４】本実施例の湿式排煙脱硫装置は、排ガス入
口５から導入された排煙１０が、吸収液散水管４及び吸
収液散水管９４から散布される吸収液２と共に静止型混
合器３に供給され、気液接触する。これにより、排煙１
０と吸収液２とが混合攪拌され、排煙１０の硫黄酸化物
が石膏として析出する。静止型混合器３を通過した排煙
１０は、その下端側に設けられた処理ガス出口６から排
出され、吸収液２は吸収液タンク７に貯留される。吸収
液タンク７の吸収液２は、吸収液循環ライン９及び吸収
液循環ライン９１から夫々吸収液散水管４及び吸収液散
水管９４へ返戻される。吸収液循環ライン９１を循環す
る吸収液２は、その途中に設けられた酸化用静止型混合
器９３へ酸素又は空気の酸化性ガスと共に供給され、酸
化用静止型混合器９３内で攪拌混合されることにより、
酸化反応処理される。こうして、酸化反応処理された吸
収液２は排煙１０と吸収液２とを気液接触する静止型混
合器３の上部の吸収液散水管９４へ送られる。

【００７５】このように構成された第６の実施例によれ
ば、静止型混合器３に排煙１０と共に供給される吸収液
２は酸化用静止型混合器９３により酸化処理されるた
め、脱硫効果を更に向上させることができる。

【００７６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
排煙と吸収液との気液接触には静止型混合器を使用し、
また、吸収液をスプレーノズルではなく吸収液散水管を
使用して供給するため、ガス空塔速度を大幅に向上して
排煙の脱硫効率を向上させると共に、装置を小型化する
ことにより動力費を低減する。また、吸収液の偏流を防
止し、ノズル交換などのメンテナンスフリーとして装置
の連続運転を可能とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る湿式排煙脱硫装置
を示す模式的断面図である。

【図２】（ａ）は本実施例に使用される静止型混合器の
ミキシングエレメントを示す横断面であり、（ｂ）はそ
の斜視図である。

【図３】９０°回転型のミキシングエレメントの斜視図
である。

【図４】９０°回転型のミキシングエレメントの斜視図
である。

【図５】図４及び図５に示すミキシングエレメントを使
用した静止型混合器の側断面図である。

【図６】ミキシングエレメントを示す斜視図である。

【図７】本発明の第１の実施例に使用する吸収液散水管
を示す側面図である。

【図８】本発明の吸収液散水管の一例を示す側面図であ
る。

【図９】本発明の吸収液散水管の一例を示す側面図であ
る。

【図１０】（ａ）は本発明の吸収液散水管の一例を示す
上面図、（ｂ）はその側面図である。

【図１１】本発明の第２の実施例に係る湿式排煙脱硫装
置を示す模式的断面図である。

【図１２】本発明の第３の実施例に係る湿式排煙脱硫装
置を示す模式的断面図である。

【図１３】本発明の第４の実施例に係る湿式排煙脱硫装
置を示す模式的断面図である。

【図１４】本発明の第５の実施例に係る湿式排煙脱硫装
置を示す模式的断面図である。

【図１５】本発明の第６の実施例に係る湿式排煙脱硫装
置を示す模式的断面図である。

【符号の説明】

１；吸収塔２；吸収液３；静止型混合器４、９４；吸収液散水管５；排ガス入口６；処理ガス出口７；吸収液タンク８、１６、９０；循環ポンプ９、１７、９１；吸収液循環ライン１０；排煙１２；吸収剤スラリ１３；石膏スラリ１４、１８、９２；酸化性ガス供給ライン１５、１９、９３；酸化用静止型混合器２０；外筒管２１、３２、３３、４２、４３、１０５；羽根２２；孔２３；内筒管２４、３６、４６；開口部２６、３０、４０、１００；ミキシングエレメント３１、４１、１０３；通路管３４、３５、４４、４５、１０７、１０８；流体通路５０；ケーシング

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排煙と吸収液とを気液接触させることに
より、排煙を清浄化処理する湿式排煙脱硫装置におい
て、前記排煙が供給される吸収塔と、この吸収塔内に設
けられ前記排煙と前記吸収液とを気液接触させて混合す
る静止型混合器と、前記吸収塔内の前記静止型混合器の
上方に設けられ下方に向けて吸収液を散布する吸収液散
水管と、前記吸収塔内の前記静止型混合器の下方に設け
られ前記静止型混合器から落下する吸収液を貯留する吸
収液タンクと、前記吸収液タンクから吸収液を前記吸収
液散水管に返戻する第１の吸収液循環部材と、を有する
ことを特徴とする湿式排煙脱硫装置。
【請求項２】前記第１の吸収液循環部材は、前記吸収
液タンクと前記吸収液散水管とを連結する配管と、この
配管に設けられて吸収液を前記吸収液散水管に供給する
ポンプとを有することを特徴とする請求項１に記載の湿
式排煙脱硫装置。
【請求項３】前記配管の途中に設けられた第１の酸化
用静止型混合器と、この第１の酸化用静止型混合器の入
口側に酸化性ガスを供給する供給手段とを有し、この第
１の酸化用静止型混合器内で前記吸収液と前記酸化性ガ
スとが混合されて前記吸収液が酸化されることを特徴と
する請求項２に記載の湿式排煙脱硫装置。
【請求項４】前記吸収液タンク内の前記吸収液を循環
させる第２の吸収液循環部材と、この第２の吸収液循環
部材による前記吸収液の循環中に前記吸収液を酸化させ
る酸化手段とを有することを特徴とする請求項１乃至３
のいずれか１項に記載の湿式排煙脱硫装置。
【請求項５】前記第２の吸収液循環部材は、配管とポ
ンプとを有し、前記酸化手段は、前記配管の途中に設け
られた第２の酸化用静止型混合器と、この第２の酸化用
静止型混合器の入口側に酸化性ガスを供給する供給手段
とを有し、この第２の酸化用静止型混合器内で前記吸収
液と前記酸化性ガスとが混合されて前記吸収液が酸化さ
れることを特徴とする請求項４に記載の湿式排煙脱硫装
置。
【請求項６】前記静止型混合器は、流体が通流する通
路管と前記通路管内に配設された螺旋状の１又は複数の
羽根体とからなる１又は複数のミキシングエレメントを
その長手方向に連続して組み立てられており、前記ミキ
シングエレメントは、右捩り又は左捩りの螺旋状の多孔
板が内設されていることを特徴とする請求項１乃至５の
いずれか１項に記載の湿式排煙脱硫装置。
【請求項７】前記吸収液散水管は、管側面に、管長手
方向に延びるスリット又は点在するスリットを有するこ
とを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の
湿式排煙脱硫装置。
【請求項８】前記静止型混合器における排ガス及び吸
収液の気液接触方法は並流又は向流であることを特徴と
する請求項１乃至７のいずれか１項に記載の湿式排煙脱
硫装置。
【請求項９】前記並流におけるガスの空塔速度は２乃
至２０ｍ／秒であることを特徴とする請求項８に記載の
湿式排煙脱硫装置。
【請求項１０】前記向流におけるガスの空塔速度は１
乃至１０ｍ／秒であることを特徴とする請求項８に記載
の湿式排煙脱硫装置。