JP2004130256A

JP2004130256A - 湿式排煙脱硫装置

Info

Publication number: JP2004130256A
Application number: JP2002299079A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Hirata; 衡田　正吉
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2002-10-11
Filing date: 2002-10-11
Publication date: 2004-04-30

Abstract

【課題】高い脱硫効率を維持しつつ、回収される石膏の純度低下を防止し得ると共に、吸収剤の無駄をなくすことができる湿式排煙脱硫装置を提供する。
【解決手段】吸収塔３で排ガスの脱硫を行った吸収液１中に含まれる石膏と吸収剤とを一次ハイドロサイクロン２１と二次ハイドロサイクロン２７とにより遠心分離し、該一次ハイドロサイクロン２１で石膏濃度を高めた一次アンダーフロー液１１’を脱水装置１６へ供給して石膏を回収すると共に、前記二次ハイドロサイクロン２７で吸収剤濃度を高めた二次アンダーフロー液２５を吸収塔３へ戻すよう構成する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、湿式排煙脱硫装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、発電所等においては、石炭焚ボイラ等から排出される排ガスからＳＯ_２（硫黄酸化物）を吸収除去するために、吸収剤として炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）を用いた湿式排煙脱硫装置が設けられるが、該湿式排煙脱硫装置は、通常、図２に示されるように、下部に吸収液１の液溜部１ａが形成され且つ上部に多数のスプレーノズル２が配設された吸収塔３を備えてなる構成を有している。
【０００３】
前記吸収塔３には、液溜部１ａの吸収液１を汲み上げ前記スプレーノズル２から噴霧させて循環させる循環ポンプ４と、液溜部１ａに酸化空気を供給する酸化空気ブロワ５とが設けられると共に、吸収剤スラリーピット６で調合された吸収剤スラリー７が吸収剤スラリーライン８を介して供給されるようになっている。
【０００４】
又、前記吸収塔３には、液溜部１ａから抜き出される吸収液１に苛性ソーダ（ＮａＯＨ）等の中和剤を添加する中和剤添加槽９が吸収液ライン１０を介して接続され、該中和剤添加槽９には、中和された中和吸収液１１中の固形分を含むスラリーを真空ポンプ１４による真空タンク１５を介しての吸引作動により脱水して石膏を分離するベルトフィルタ型の脱水装置１６が中和吸収液ライン１７を介して接続され、前記真空タンク１５には、石膏が分離された濾液の排水処理を行うための排水処理装置１８が排水ライン１９を介して接続されている。
【０００５】
前述の如き湿式排煙脱硫装置の場合、吸収液１が循環ポンプ４の作動によりスプレーノズル２から噴霧されつつ循環しており、図示していない石炭焚ボイラ等から吸収塔３に送り込まれた排ガスは、前記スプレーノズル２から噴霧される吸収液１と接触することにより、ＳＯ_２（硫黄酸化物）が吸収除去された後、外部へ排出される。
【０００６】
一方、前記排ガスからＳＯ_２を吸収した吸収液１は、液溜部１ａに滴下し、酸化空気ブロワ５の作動によって液溜部１ａ内へ供給される酸化空気により強制的に酸化され、石膏（硫酸カルシウム（ＣａＳＯ_４））が生成され、該石膏を含む液溜部１ａ内の吸収液１の一部は、吸収液ライン１０を介して中和剤添加槽９へ導かれ、該中和剤添加槽９において苛性ソーダ（ＮａＯＨ）等の中和剤により中和され、該中和剤添加槽９で中和された中和吸収液１１は、中和吸収液ライン１７を介して脱水装置１６へ導入され、該脱水装置１６において、真空ポンプ１４による真空タンク１５を介しての吸引作動により脱水され、石膏と濾液に分離され、石膏が回収される。
【０００７】
前記石膏が分離された濾液は、排水ライン１９を介して排水処理装置１８へ排出され、該排水処理装置１８においては硝化菌の作用により有害な窒素化合物が分解されたり、且つＣＯＤ（化学的酸素要求量）で表わされる還元性物質が高分子材料からなる吸着樹脂により吸着除去される等の種々の処理が行われ、所定の水質にされた後、外部へ放流される。
【０００８】
又、前記吸収塔３には、吸収剤と水を調合した吸収剤スラリー７が吸収剤スラリーピット６から吸収剤スラリーライン８を介して供給される。
【０００９】
尚、図２に示されるような従来の湿式排煙脱硫装置の他には、排ガス中にＳＯ_３を中和すべくアンモニアを噴霧して中和し、その排ガスを水酸化マグネシウムを吸収剤とするスラリと接触させて排ガス中のＳＯ_２を吸収除去し、そのＳＯ_２を吸収した脱硫排水に石灰を添加して、アンモニアと石膏と水酸化マグネシウムを含む排水とし、これらを分離して、石膏を回収すると共に水酸化マグネシウムをＳＯ_２の脱硫に用い、アンモニアをＳＯ_３の中和に用いるようにしたものもある。（例えば、特許文献１参照。）
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−２０５０４４号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図２に示されるような従来の湿式排煙脱硫装置の場合、脱硫効率を上げるためには、吸収剤スラリー７のｐＨ（ペーハー）をより高くして運転すれば良いのであるが、吸収剤スラリー７のｐＨをより高くして運転を行うと、吸収剤である炭酸カルシウムの過剰率が上がって、吸収塔３の液溜部１ａから抜き出される吸収液１中の炭酸カルシウム濃度が高くなり、その結果、脱水装置１６によって回収される石膏中に不純物としての炭酸カルシウムが多く含まれてしまうこととなり、石膏の純度が低下すると共に、吸収剤としての炭酸カルシウムの無駄が多くなるという不具合を有していた。
【００１２】
本発明は、斯かる実情に鑑み、高い脱硫効率を維持しつつ、回収される石膏の純度低下を防止し得ると共に、吸収剤の無駄をなくすことができる湿式排煙脱硫装置を提供しようとするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、吸収塔で排ガスの脱硫を行った吸収液中に含まれる石膏と吸収剤とを遠心分離しそれぞれの濃度を高めた液を得るための複数段のハイドロサイクロンを設け、該ハイドロサイクロンで石膏濃度を高めた液を脱水装置へ供給して石膏を回収すると共に、前記ハイドロサイクロンで吸収剤濃度を高めた液を吸収塔へ戻すよう構成したことを特徴とする湿式排煙脱硫装置にかかるものである。
【００１４】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【００１５】
脱硫効率を上げるために、吸収剤スラリーのｐＨをより高くして運転を行うようにした場合、吸収剤の過剰率が上がって、吸収塔の液溜部から抜き出される吸収液中の炭酸カルシウム濃度が高くなるが、本発明においては、吸収塔で排ガスの脱硫を行った吸収液中に含まれる石膏と吸収剤とが複数段のハイドロサイクロンにより遠心分離され、該ハイドロサイクロンで石膏濃度が高められた液が脱水装置へ供給されて石膏が回収されると共に、前記ハイドロサイクロンで吸収剤濃度が高められた液が吸収塔へ戻されるため、脱水装置によって回収される石膏中に不純物としての吸収剤が多く含まれてしまうことがなくなり、石膏の純度を高めることが可能になると共に、吸収剤の無駄をなくすことが可能となる。
【００１６】
前記湿式排煙脱硫装置においては、ハイドロサイクロンで石膏と吸収剤とが分離された液の一部を、石膏濃度を高めた液に混合して脱水装置へ供給するようにすることができ、このようにすると、石膏の純度については最低限規定値を満たす純度に保持しつつ、前記ハイドロサイクロンで石膏と吸収剤とが分離された液の中に含まれるフライアッシュ等の不純物を系外へ排出することが可能となり、該フライアッシュ等の不純物が系内を循環してその濃度が高まってしまうことが避けられる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００１８】
図１は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図２と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図２に示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図１に示す如く、吸収塔３に対し、液溜部１ａから抜き出される吸収液１中の石膏を一次アンダーフロー液１１’に含める一方、前記吸収液１中の吸収剤としての炭酸カルシウムとフライアッシュ等の不純物とを一次オーバーフロー液２０に含めるよう遠心分離するための一次ハイドロサイクロン２１を、吸収液ライン１０を介して接続し、該一次ハイドロサイクロン２１の一次アンダーフロー液１１’を一次アンダーフロー液ライン２２を介して中和剤添加槽９に供給するようにし、
又、前記一次ハイドロサイクロン２１に、途中に一次オーバーフロー液貯留槽２３が設けられた一次オーバーフロー液ライン２４を介して、一次オーバーフロー液２０中の吸収剤としての炭酸カルシウムを二次アンダーフロー液２５に含める一方、一次オーバーフロー液２０中のフライアッシュ等の不純物を二次オーバーフロー液２６に含めるよう遠心分離するための二次ハイドロサイクロン２７を接続し、該二次ハイドロサイクロン２７の二次アンダーフロー液２５を二次アンダーフロー液ライン２８を介して吸収塔３に戻すようにし、
更に、前記二次ハイドロサイクロン２７の二次オーバーフロー液ライン２９に、戻し液貯留槽３０を接続し、該戻し液貯留槽３０に、二次ハイドロサイクロン２７の二次オーバーフロー液２６の一部を排水処理装置１８へ導く排水ライン３３と、二次ハイドロサイクロン２７の二次オーバーフロー液２６の一部を中和剤添加槽９へ供給するための混合ライン３４とを接続し、
前記戻し液貯留槽３０に、戻し液ライン３５を介して戻し液タンク３６を接続し、該戻し液タンク３６に、排水ライン１９から分岐させた戻し液ライン３７を接続して、二次ハイドロサイクロン２７の二次オーバーフロー液２６の一部と石膏が分離された濾液の一部とを戻し液タンク３６に一旦集めるようにし、該戻し液タンク３６に一旦集められた液３８の一部を吸収塔３へ戻すための戻しライン３１と、戻し液タンク３６に一旦集められた液３８の一部を吸収剤スラリー７調合用の水の一部として吸収剤スラリーピット６へ供給するための補給水ライン３２とを前記戻し液タンク３６に接続した点にある。
【００１９】
次に、上記図示例の作用を説明する。
【００２０】
液溜部１ａ内の吸収液１の一部は、吸収液ライン１０を介して一次ハイドロサイクロン２１へ導かれ、該一次ハイドロサイクロン２１における遠心分離により、前記吸収液１中の石膏が一次アンダーフロー液１１’に含まれて排出される一方、前記吸収液１中の吸収剤としての炭酸カルシウムとフライアッシュ等の不純物とが一次オーバーフロー液２０に含まれて排出される。
【００２１】
前記石膏濃度が高められた一次アンダーフロー液１１’は、一次アンダーフロー液ライン２２を介して中和剤添加槽９へ送り込まれ、該中和剤添加槽９において苛性ソーダ（ＮａＯＨ）等の中和剤により中和され、中和吸収液ライン１７を介して脱水装置１６へ導入され、該脱水装置１６において、真空ポンプ１４による真空タンク１５を介しての吸引作動により脱水され、石膏と濾液に分離され、石膏が回収される。
【００２２】
又、前記一次ハイドロサイクロン２１で石膏を分離させた一次オーバーフロー液２０は、一次オーバーフロー液ライン２４を介して一次オーバーフロー液貯留槽２３に貯留された後、二次ハイドロサイクロン２７へ導かれ、該二次ハイドロサイクロン２７における遠心分離により、前記一次オーバーフロー液２０中の吸収剤としての炭酸カルシウムが二次アンダーフロー液２５に含まれて排出される一方、前記一次オーバーフロー液２０中のフライアッシュ等の不純物が二次オーバーフロー液２６に含まれて排出される。
【００２３】
前記吸収剤濃度が高められた二次アンダーフロー液２５は、二次アンダーフロー液ライン２８を介して吸収塔３へ戻され、吸収剤としての炭酸カルシウムが有効に再利用される。
【００２４】
前記二次ハイドロサイクロン２７で吸収剤としての炭酸カルシウムを分離させた二次オーバーフロー液２６は、二次オーバーフロー液ライン２９を介して戻し液貯留槽３０へ送給されて貯留され、該戻し液貯留槽３０に貯留された二次オーバーフロー液２６の一部は、排水ライン３３を介して排水処理装置１８へ導かれ、前記戻し液貯留槽３０に貯留された二次オーバーフロー液２６の一部は、混合ライン３４を介して中和剤添加槽９へ供給され、該中和剤添加槽９において、前記石膏濃度を高めた一次アンダーフロー液１１’に混合されて脱水装置１６へ供給される。又、前記戻し液貯留槽３０に貯留された二次オーバーフロー液２６の一部は、戻し液ライン３５を介して戻し液タンク３６へ一旦集められると共に、石膏が分離された濾液の一部は戻し液ライン３７を介して戻し液タンク３６へ一旦集められ、該戻し液タンク３６に一旦集められた液３８の一部は、戻しライン３１を介して吸収塔３へ戻され、前記戻し液タンク３６に一旦集められた液３８の一部は、補給水ライン３２を介して吸収剤スラリー７調合用の水の一部として吸収剤スラリーピット６へ供給される。
【００２５】
ここで、脱硫効率を上げるために、吸収剤スラリー７のｐＨをより高くして運転を行うようにした場合、吸収剤である炭酸カルシウムの過剰率が上がって、吸収塔３の液溜部１ａから抜き出される吸収液１中の炭酸カルシウム濃度が高くなるが、本図示例においては、吸収塔３で排ガスの脱硫を行った吸収液１中に含まれる石膏と吸収剤とがそれぞれ一次ハイドロサイクロン２１と二次ハイドロサイクロン２７とにより遠心分離され、該一次ハイドロサイクロン２１で石膏濃度が高められた一次アンダーフロー液１１’が脱水装置１６へ供給されて石膏が回収されると共に、前記二次ハイドロサイクロン２７で吸収剤濃度が高められた二次アンダーフロー液２５が吸収塔３へ戻されるため、脱水装置１６によって回収される石膏中に不純物としての吸収剤が多く含まれてしまうことがなくなり、石膏の純度を高めることが可能になると共に、吸収剤としての炭酸カルシウムの無駄をなくすことが可能となる。
【００２６】
又、本図示例においては、二次ハイドロサイクロン２７で石膏と吸収剤とが分離された二次オーバーフロー液２６の一部を、石膏濃度を高めた一次アンダーフロー液１１’に中和剤添加槽９で混合して脱水装置１６へ供給するようにしているため、石膏の純度については最低限規定値を満たす純度に保持しつつ、前記石膏と吸収剤とが分離された二次オーバーフロー液２６の中に含まれるフライアッシュ等の不純物を系外へ排出することが可能となり、該フライアッシュ等の不純物が系内を循環してその濃度が高まってしまうことが避けられる。
【００２７】
こうして、高い脱硫効率を維持しつつ、回収される石膏の純度低下を防止し得ると共に、吸収剤としての炭酸カルシウムの無駄をなくすことができ、更に、フライアッシュ等の不純物が系内を循環してその濃度が高まってしまうことも回避し得る。
【００２８】
尚、本発明の湿式排煙脱硫装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、二次ハイドロサイクロン２７の下流側に、該二次ハイドロサイクロン２７の二次オーバーフロー液２６を更に遠心分離する三次サイクロンを設け、該三次サイクロンの三次アンダーフロー液を混合ライン３４を介して中和剤添加槽９へ導き、該中和剤添加槽９で一次ハイドロサイクロン２１の一次アンダーフロー液１１’に混合して脱水装置１６へ供給すると共に、前記三次サイクロンの三次オーバーフロー液を戻し液貯留槽３０に導入するようにしても良いこと等、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２９】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の請求項１記載の湿式排煙脱硫装置によれば、高い脱硫効率を維持しつつ、回収される石膏の純度低下を防止し得ると共に、吸収剤の無駄をなくすことができるという優れた効果を奏し得、又、本発明の請求項２記載の湿式排煙脱硫装置によれば、上記効果に加え更に、フライアッシュ等の不純物が系内を循環してその濃度が高まってしまうことも回避し得るという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例の概要構成図である。
【図２】従来例の概要構成図である。
【符号の説明】
１　　　　吸収液
１ａ　　液溜部
３　　　　吸収塔
１１’　　一次アンダーフロー液（石膏濃度を高めた液）
１６　　　　脱水装置
１８　　　　排水処理装置
２０　　　　一次オーバーフロー液
２１　　　　一次ハイドロサイクロン（ハイドロサイクロン）
２２　　　　一次アンダーフロー液ライン
２４　　　　一次オーバーフロー液ライン
２５　　　　二次アンダーフロー液（吸収剤濃度を高めた液）
２６　　　　二次オーバーフロー液（石膏と吸収剤とが分離された液）
２７　　　　二次ハイドロサイクロン（ハイドロサイクロン）
２８　　　　二次アンダーフロー液ライン
２９　　　　二次オーバーフロー液ライン
３４　　　　混合ライン

Claims

吸収塔で排ガスの脱硫を行った吸収液中に含まれる石膏と吸収剤とを遠心分離しそれぞれの濃度を高めた液を得るための複数段のハイドロサイクロンを設け、該ハイドロサイクロンで石膏濃度を高めた液を脱水装置へ供給して石膏を回収すると共に、前記ハイドロサイクロンで吸収剤濃度を高めた液を吸収塔へ戻すよう構成したことを特徴とする湿式排煙脱硫装置。
ハイドロサイクロンで石膏と吸収剤とが分離された液の一部を、石膏濃度を高めた液に混合して脱水装置へ供給するようにした請求項１記載の湿式排煙脱硫装置。