JP2004321868A - Wet flue gas desulfurization method and apparatus therefor - Google Patents

Wet flue gas desulfurization method and apparatus therefor Download PDF

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JP2004321868A JP2003116825A JP2003116825A JP2004321868A JP 2004321868 A JP2004321868 A JP 2004321868A JP 2003116825 A JP2003116825 A JP 2003116825A JP 2003116825 A JP2003116825 A JP 2003116825A JP 2004321868 A JP2004321868 A JP 2004321868A
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exhaust gas
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flue gas
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JP2003116825A
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Japanese (ja)
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Yasuo Miwa
靖雄 三輪
Masaharu Sasakura
正晴 笹倉
Kazuto Marui
和人 丸井
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly flexible wet flue gas desulfurization method which can well achieve a required degree of desulfurization without increase in cost even in the case of a flue gas varying in properties, and to provide an apparatus therefor. <P>SOLUTION: The flue gas fed into a first absorption zone 4 in an absorption tower is brought into contact with an absorbent and is turned and fed into a second absorption zone 5. The resulting flue gas is brought into contact with an absorbent in the zone 5 and is turned and fed into a third absorption zone 6. The resulting flue gas is brought into contact with an absorbent in the zone 6 and is discharged out of the absorption tower. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、火力発電所などから排出される燃焼排ガス中の硫黄酸化物を除去する湿式排煙脱硫方法及びその方法の実施に用いられる湿式排煙脱硫装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術および背景】
火力発電所等から排出されるガス中には硫黄分が多量に含まれているため、排煙脱硫装置と呼ばれる排ガス処理設備が一般的に必要である。要求される脱硫率は脱硫設備が設置される地域ごとに異なっており、一瞬でもその要求脱硫率を下回ることがないように脱硫設備を設計する必要がある。そのため、運転条件の幅が狭くてフレキシビリティが小さい設備の場合には、通常必要とされる以上の過大な処理能力を備えている必要がある。ところが、脱硫設備の場合、特に高さ方向に大きくなると、ガス配管等の付帯設備の総延長も本体脱硫設備に付随して長くなるので、設備コストが大幅に上昇する。
【0003】
また、要求脱硫率は地域ごとに異なるだけでなく、設備稼働後も各種事情により変化し、火力発電の原料である石炭の種類も当初予定していなかった炭種を使用しなければならないこともあり、炭種が異なれば硫黄含有量も異なるのが普通である。ところが、石炭中の硫黄含有量の急激な増大のため、設備の運転条件を変更するだけでは要求脱硫率を満たすことができない場合がある。このようなときは、要求脱硫率を満たすための新たな付帯設備の追加をする必要があるなど、大幅に設備コストを上昇させる。そのため、できる限り運転条件の変更により要求脱硫率を満足できるように、運転条件の幅が広くてフレキシビリティの大きな脱硫設備が好ましいが、上記したように、石炭原料中に含まれる硫黄分は炭種により千差万別であり、運転条件の幅が狭くてフレキシビリティが小さい脱硫設備の場合は、使用できない石炭原料が出てくることもある。
【0004】
そこで、効率よく気液を接触し、硫黄酸化物を含有する排ガスの脱硫率を向上することを目的とする湿式排煙脱硫装置として、各種のものが提案されている(例えば、特許文献1および特許文献2参照)。
【0005】
特許文献1に開示された湿式排煙脱硫装置によれば、図7に示すように、硫黄酸化物含有排ガス31は、円筒槽32の上部より円筒面に対して接線方向に流入させるダクト33より円筒槽32内に流入して旋回流を形成し、吸液ダクト34から二重管排出ダクト35内に供給された石灰石スラリー等の吸収液は二重管外壁に半径方向に多数取り付けられたスプレーノズル36から噴出されてミスト状吸収液となって旋回ガス流中の硫黄酸化物を吸収し、硫黄酸化物を吸収されたガスはダクト35を経て排出される。
【0006】
特許文献2に開示された湿式排煙脱硫装置によれば、図8に示すように、硫黄酸化物含有排ガス41は石灰石スラリー等の吸収液が供給されるタンク42の上方に設けられた液柱式の導入側吸収塔43においてタンク42内の吸収液と気液接触し、導入側吸収塔43から排出されたガスはタンク42の上方に設けられた液柱式の導出側吸収塔44においてタンク42内の吸収液と再度気液接触した後、出口45を経て排出される。
【0007】
また、図9に示す湿式排煙脱硫装置によれば、硫黄酸化物含有排ガス51をスプレー型吸収塔52内に導入し、このガスに吸収塔内下部のボトムタンク53から循環液ライン54、55、56を通して汲み上げた石灰石スラリー等の吸収液をスプレー噴霧段57、58、59より噴霧して排ガス中の硫黄酸化物を吸収し、硫黄酸化物を吸収されたガスは出口60を経て排出される。
【0008】
【特許文献1】
特開平8−281055号公報
【特許文献2】
特開平10−5524号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、脱硫設備に要求される運転条件の幅は広く、地域事情や原料事情などの変化に柔軟に対応しうる設備が求められているが、従来の脱硫設備には下記のような欠点がある。
【0010】
図7に記載された湿式排煙脱硫装置は硫黄酸化物吸収ゾーンを1つしか有していないため、変化する排ガス性状に対する運転条件の幅が狭く、排ガス中の硫黄酸化物量の変動に対する具体的な運転方法としては、スプレーノズル36から噴出されるミスト状吸収液の量を増減するしかない。
【0011】
図8に記載された湿式排煙脱硫装置は、吸収ゾーンが2つあり、変化する排ガス性状に対する運転条件の幅は図7の装置よりは広くなるが、排ガス中の硫黄酸化物量の変動に対する具体的な運転方法としては、導入側吸収塔43と導出側吸収塔44のスプレーパイプ46と47から噴射される吸収液の量を増減するしかなく、噴水ように吹き上げる液柱式でガスと接触させる方式であるため、気液の接触面積を大幅に変化させるのは困難である。
【0012】
また、図9に記載された湿式排煙脱硫装置は、仕切板61によって吸収塔52内が2分割されているが、図7や図8に記載された装置と同様に、変化する排ガス性状に対して要求脱硫率を確保するためには、仕切板61によって仕切られた左右の部分にあるスプレー噴霧段57、58、59から噴霧される吸収液の量を増減するしかなく、変化する排ガス性状に対する運転条件の幅が広いとは言えない。
【0013】
本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、設備コストを上昇させることなく、変化する排ガス性状に対しても充分に要求脱硫率を満足することができるフレキシビリティに優れた湿式排煙脱硫方法及びその装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、吸収塔内の第一吸収ゾーンに導入した排ガスを吸収液と接触させた後に反転させて第二吸収ゾーンに導入し、その排ガスを第二吸収ゾーンにおいて吸収液と接触させた後に反転させて第三吸収ゾーンに導入し、さらにその排ガスを第三吸収ゾーンにおいて吸収液と接触させるというように、3つの硫黄酸化物吸収ゾーンを有するので、処理対象とする排ガス性状の変化に対して柔軟に対応して第一〜第三の各吸収ゾーンの機能を巧みに使い分けることにより、要求脱硫率を満足することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
すなわち、本発明の湿式排煙脱硫方法は、スプレー型吸収塔内に導入した硫黄酸化物含有排ガスに、スプレー噴霧段より吸収液である石灰石スラリーを噴霧して、排ガス中の硫黄酸化物を吸収液に吸収させて吸収塔内底部に貯留し、塔内底部に貯留した吸収液を循環液ラインを介してスプレー噴霧段に汲み上げて循環させる湿式排煙脱硫方法において、吸収塔内の第一吸収ゾーンに導入した排ガスを吸収液と接触させた後に反転させて第二吸収ゾーンに導入し、その排ガスを第二吸収ゾーンにおいて吸収液と接触させた後に反転させて第三吸収ゾーンに導入し、さらに、その排ガスを第三吸収ゾーンにおいて吸収液と接触させた後に吸収塔外に排出することを特徴としている。
【0016】
例えば、第一吸収ゾーンでは、要求脱硫率の50〜60%を達成し、第二吸収ゾーンでは、要求脱硫率の60〜95%を達成し、第三吸収ゾーンでは、要求脱硫率の95%以上を達成するように、各吸収ゾーンの機能を使い分けることができる。これらの脱硫率の数値は一例であって、3つの吸収ゾーンがあるので、排ガス性状や要求脱硫率の変化にフレキシブルに対応するように設備を運転することができる。
【0017】
最初に硫黄酸化物が吸収される第一吸収ゾーンの排ガス中の硫黄酸化物の含有量は3ゾーンの中で最も多いので、排ガスの流れ方向と吸収液の流れ方向が反対である、いわゆる向流気液接触であると、スプレー噴霧段の各スプレーノズルが排ガス中の析出固形分(亜硫酸カルシウムや硫酸カルシウム)により閉塞することがある。しかし、排ガスの流れ方向と吸収液の流れ方向が同じである、いわゆる並流気液接触であると、スプレー噴霧段の各スプレーノズルは固形分により閉塞しにくい。しかも、第一吸収ゾーンは、もともと排ガス中の硫黄酸化物濃度が非常に高いため、並流気液接触による硫黄酸化物の吸収であっても、向流気液接触と遜色ない程度の吸収効果が期待できる。
【0018】
そこで、第一吸収ゾーンにおいて排ガスと吸収液を並流方式で接触させ、排ガスを反転させて第二吸収ゾーンにおいて排ガスと吸収液を向流方式で接触させ、さらに排ガスを反転させて第三吸収ゾーンにおいて排ガスと吸収液を並流方式で接触させる方法であれば、並流気液接触である第一吸収ゾーンのスプレー噴霧段の各スプレーノズルが固形分により閉塞することはなく、排ガス中の相当量の硫黄酸化物は吸収液に吸収されてガス中の硫黄酸化物濃度は大幅に低下する。
【0019】
続く第二吸収ゾーンでは並流接触に比べてより効率的な気液接触が期待できる向流接触により排ガス中の硫黄酸化物が吸収液に吸収されるので、要求脱硫率への幅広い対応が可能になる。
【0020】
そして、並流接触である第三吸収ゾーンが設けられているので、排ガス中の硫黄酸化物濃度が急激に増加した場合においても、要求脱硫率を達成することが可能である。
【0021】
このように、並流→向流→並流と続く各吸収ゾーンの特徴を活かして適正な運転条件を選択することにより、合理的に要求脱硫率を満足することができる。さらに、向流気液接触方式は並流気液接触方式に比べて排ガスの圧損が大きいが、並流→向流→並流というように並流気液接触方式が多いことにより排ガスの圧損が少なくなるので、排ガスを送給するブロアの動力コストを低減することが可能である。また、向流気液接触では反対方向に流れるガス流が吸収液の流れに対する大きな抵抗になるので、良好な気液接触を確保するためには吸収液の送給圧力を高める必要がある。そこで、並流→向流→並流というように並流気液接触方式が多いことにより、吸収液の送給動力を低減することもできる。
【0022】
しかしながら、スプレー噴霧段の各スプレーノズルが固形分により閉塞した場合、脱硫装置の運転を停止して、閉塞ノズルの洗浄をして閉塞を解消するなどのメンテナンス作業が必要である。そこで、スプレー噴霧段を洗浄する洗浄液を、塔内底部に貯留した吸収液をスプレー噴霧段に汲み上げる循環液ラインに供給し、スプレー噴霧段から吸収液または洗浄液のいずれかの液を噴霧可能であるような方式にすることにより、脱硫装置を運転しつつ吸収液供給機器を洗浄することができる。例えば、第一吸収ゾーンのスプレー噴霧段のスプレーノズルが閉塞した場合、第一吸収ゾーンのスプレー噴霧段には洗浄液(例えば、水や塩酸など)を供給し、第二吸収ゾーンと第三吸収ゾーンのスプレー噴霧段には吸収液を供給することにより、第二および第三吸収ゾーンで要求脱硫率を確保するように排ガス中の硫黄酸化物を除去しつつ、第一吸収ゾーンのスプレー噴霧段のスプレーノズルの洗浄をして閉塞を解消することが可能である。このように、脱硫装置を連続運転しつつ吸収液供給機器の洗浄と脱硫操作を同時に実行することができる。
【0023】
以上のようにして本発明によれば、機能の異なる3つの硫黄酸化物吸収ゾーンを一つの塔に組み込むことにより、運転操作条件の幅が広くて非常にフレキシビリティに富んだコンパクトな設備を実現できる。また、変化する排ガス性状に適応するように3つの各硫黄酸化物吸収ゾーンの運転制御方法を選択することで要求脱硫率を達成することができるので、必要以上に余剰のスプレーノズルを備えておく必要がない。
【0024】
スプレー型吸収塔内にスプレー噴霧段を備えた第一、第二および第三吸収ゾーンを有する脱硫装置としては、吸収塔内上部空間の頂部付近を残して吸収塔内を上下方向に仕切るように仕切板を配して第一および第二吸収ゾーンからなる排ガス導入部と第三吸収ゾーンからなる排ガス排出部に2分割し、第一吸収ゾーンを形成するように、吸収塔頂部を貫通して吸収塔内上部に至るように排ガスダクトを導入して、この排ガスダクト内にスプレー噴霧段を設置し、上記排ガスダクトを囲むようにスプレー噴霧段を設置して第二吸収ゾーンを形成し、第三吸収ゾーンを形成するように排ガス排出部にスプレー噴霧段を設置するとともに吸収塔側面に排ガス出口を形成した構成のものを採用することができる。
【0025】
スプレー型吸収塔内に3つの吸収ゾーンを設けることにより、上記したように多くの利点が得られるが、一方、吸収ゾーンを仕切るための固定の仕切板は塔内を流れるガスの大きな抵抗にもなるという不都合な点がある。そこで、上下方向に伸縮可能な仕切板を採用すれば、3つの吸収ゾーンが必要とされない性状の排ガス(例えば、排ガス中のSO濃度が500ppm 以下である硫黄酸化物濃度の低いガス)を処理する場合は、仕切板を収縮させて2つの吸収ゾーンにすることで、必要な脱硫率を確保しつつ、しかも、排ガスの圧損が少なくなるので、動力コストを低減できる。
【0026】
【実施例】
以下に本発明の実施例を説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものでなく、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲において適宜変更と修正が可能である。
【0027】
図1は、本発明の一実施例である湿式排煙脱硫装置の概略構成を示す透視斜視図である。スプレー型吸収塔1の塔内上部空間の頂部付近を残して吸収塔内を上下方向に仕切るように仕切板2を配して、塔内は排ガス導入部と排ガス排出部に2分割されている。排ガス導入部は後記する第一および第二吸収ゾーンからなり、仕切板2の左側部分に形成される。排ガス排出部は後記する第三吸収ゾーンからなり、仕切板2の右側部分に形成される。
【0028】
すなわち、スプレー型吸収塔1の頂部を貫通して吸収塔内上部に至るように排ガスダクト3を導入し、この排ガスダクト3内にスプレー噴霧段4a、4bおよび4cを設置し、これら排ガスダクト3内に設置されたスプレー噴霧段4a、4bおよび4cにより第一吸収ゾーン4が形成される。また、排ガスダクト3を囲むようにスプレー噴霧段5a、5bおよび5cが設置されており、これら排ガスダクト3の周囲に設置されたスプレー噴霧段5a、5bおよび5cにより第二吸収ゾーン5が形成される。
【0029】
仕切板2の右側部分である排ガス排出部には、スプレー噴霧段6a、6bおよび6cが設置されており、これらスプレー噴霧段6a、6bおよび6cにより第三吸収ゾーン6が形成される。また、最下段のスプレー噴霧段6cの下方の吸収塔側面に排ガス出口7が形成されている。
【0030】
以上のスプレー噴霧段はすべて下方に向けて吸収液を噴霧しており、第一吸収ゾーン4においては排ガスダクト3内を下降する排ガスと吸収液を並流接触させ、第二吸収ゾーン5において上昇する排ガスと吸収液を向流接触させ、第三吸収ゾーン6においては下降する排ガスと吸収液を並流接触させている。
【0031】
吸収塔1の底部に貯留した吸収液(石灰石粉粒体と水の混合物である石灰石スラリー)は循環液ライン8、9、10を経由して、それぞれ第一、第二および第三吸収ゾーン4、5、6の各スプレー噴霧段に接続されている。11は吸収液送給ポンプである。
【0032】
以上のように構成される湿式排煙脱硫装置によれば、排ガス出口7の右方にある図示しない吸引ブロワーにより排ガスダクト3内に導入された硫黄酸化物含有排ガスに、スプレー噴霧段4a、4bおよび4cより吸収液である石灰石スラリーを噴霧して、排ガス中の硫黄酸化物を吸収液に吸収させて吸収塔1内底部に貯留する。スプレー噴霧段4a、4bおよび4cから噴霧される吸収液は下方を向いており、排ガスダクト3より導入されるガスの流れ方向と一致する並流による気液接触であり、固形分によりスプレー噴霧段4a、4bおよび4cの各スプレーノズルが閉塞される可能性は少ない。しかも、第一吸収ゾーン4は3つの吸収ゾーンの中で排ガス中の硫黄酸化物量が最も多いので、効率よく硫黄酸化物が吸収液に吸収される。また、並流による気液接触であるから、排ガスの圧力損失が少なく、ブロワーの吸引動力を低減し、ポンプ11の吸収液送給動力を低減することもできる。
【0033】
次に、排ガスは導入方向とは逆方向に反転され、第二吸収ゾーン5に導入される。スプレー噴霧段5a、5bおよび5cから噴霧される吸収液は下方を向いており、上方へ向かって流れるガスの流れ方向とは反対である向流による気液接触であり、効率よく排ガス中の硫黄酸化物を吸収することができ、幅広い要求脱硫率への対応が可能となる。
【0034】
さらに、排ガスは反転され、第三吸収ゾーン6に導入される。スプレー噴霧段6a、6bおよび6cから噴霧される吸収液は下方を向いており、下方へ向かって流れるガスの流れ方向と一致する並流による気液接触であり、固形分によりスプレー噴霧段6a、6bおよび6cの各スプレーノズルが閉塞される可能性は少ない。並流による気液接触であるから、排ガスの圧力損失が少なく、吸収液送給に対する抵抗力も小さい。このような第三吸収ゾーンを設けることで、突発的な排ガス中の硫黄酸化物濃度の増加があっても、要求脱硫率を満たすことが可能である。
【0035】
また、仕切板2で吸収塔1の底部に貯留した吸収液は2分割されているので、必要に応じて左側と右側の吸収液の種類や濃度を変えることもできる。例えば、左側には濃い石灰石スラリーを、右側には薄い石灰石スラリーを貯留することもできる。
【0036】
以上のようにして、ガス中の硫黄酸化物を吸収液に吸収されて所定の清浄度に達したガスは出口7から排出されて、さらに、必要な場合には他のガス処理設備で付加的な処理が施される。
【0037】
図2は、本発明の別の実施例である湿式排煙脱硫装置の概略構成を示す透視斜視図である。
【0038】
本実施例では、スプレー噴霧段の各スプレーノズルが固形分により閉塞した場合、脱硫装置の運転を停止することなく、閉塞ノズルの洗浄をして閉塞を解消することができる。すなわち、スプレー噴霧段の各スプレーノズルを洗浄する洗浄液(水や塩酸など)を貯留したタンク12と各循環液ライン8、9、10が接続されている。バルブ13と14、15と16および17と18を開閉することにより、第一、第二または第三吸収ゾーン4、5、6の各スプレー噴霧段から吸収液または洗浄液のいずれかを噴霧することができる。例えば、第一吸収ゾーン4のスプレー噴霧段4a、4bおよび4cのスプレーノズルが閉塞した場合、バルブ13を閉じてバルブ14を開くことによりスプレー噴霧段4a、4b、4cには洗浄液を供給してスプレーノズルの洗浄をしつつ、バルブ15と17を開いてバルブ16と18を閉じることにより第二吸収ゾーン5と第三吸収ゾーン6のスプレー噴霧段には吸収液を供給し、第二および第三吸収ゾーン5、6で要求脱硫率を確保するように排ガス中の硫黄酸化物を吸収することが可能であって、脱硫装置を連続運転しつつ吸収液供給機器の洗浄と脱硫操作を同時に実行することができる。
【0039】
図3は、第一吸収ゾーン内のスプレー噴霧段のスプレーヘッダーの配置の一例を示す図であり、図4は、第二吸収ゾーンと第三吸収ゾーン内のスプレー噴霧段のスプレーヘッダーの配置の一例を示す図である。
【0040】
図3において、19はスプレーヘッダー、20は分岐スプレー管である。図4において、21、22はスプレーヘッダー、23、24は分岐スプレー管である。スプレーヘッダー19、21、22はそれぞれ循環液ライン8、9、10と接続されている。
【0041】
図5は上下方向に伸縮可能な仕切板を示し、この仕切板は上部25aと下部5bの2部分よりなる。上部仕切板25a内には受信器が埋めこまれており、脱硫装置外部からの信号を受信すると、上部仕切板25aはガイド部材26、26に挟持されて上下方向に伸縮可能である。例えば、排ガス中の硫黄酸化物濃度が低くて(≦500ppm) 、2つの吸収ゾーンでも充分に必要な脱硫率を確保することが可能な場合には、上部仕切板25aを収縮し、スプレー型吸収塔1内の硫黄酸化物吸収ゾーンを2つ(排ガスダクト3内の第一吸収ゾーンと排ガスダクト3を除く吸収ゾーン)にすることができる。上部仕切板25aを収縮すれば、ガス流れの抵抗となる仕切板がなくなるので、動力コストを低減することが可能になる。図6は、図5の伸縮仕切板をスプレー型吸収塔1に配置した一例を示す平面図である。
【0042】
以下の表1は、図1に示す本発明の湿式排煙脱硫装置と図9に示す従来の湿式排煙脱硫装置において、排ガス中の硫黄酸化物濃度が通常の場合(入口濃度が1000ppm 以下)における運転データの一例を示す。表1および以下の表2において、SO濃度は乾燥ベースの数値である。
【0043】
【表1】

Figure 2004321868
【0044】
表1に示すように、図9に示す従来方式の湿式排煙脱硫装置では、仕切板61で仕切られた入口側および出口側のゾーンがともに向流気液接触方式であり、ガスの圧力損失が大きいが、本発明方式の湿式排煙脱硫装置は、並流→向流→並流による気液接触方式であり、並流による気液接触部が多いのでガスの圧力損失が小さい。しかも、脱硫率は、従来方式と同等以上のレベルである。
【0045】
以下の表2は、図1に示す本発明の湿式排煙脱硫装置と図9に示す従来の湿式排煙脱硫装置において、排ガス中の硫黄酸化物濃度が高い場合(入口濃度が1000ppm 超)における運転データの一例を示す。
【0046】
【表2】
Figure 2004321868
【0047】
表2に示すように、図9に示す従来方式の湿式排煙脱硫装置は向流による気液接触方式であるから、ガスの圧力損失が大きいが、本発明方式の湿式排煙脱硫装置は、並流→向流→並流による気液接触方式であり、並流による気液接触部が多いのでガスの圧力損失が小さい。本例は、排ガス中の硫黄酸化物濃度が高濃度の場合であるから、本発明方式および従来方式ともに吸収液循環量は表1の場合より多いが、本発明方式は硫黄酸化物を吸収するための3つの吸収ゾーンを有しており、各吸収ゾーンのL/G比率を適正に設定することにより、脱硫率は従来方式と比べて遜色ないレベルを維持しつつ、吸収液循環量を従来方式より少なくすることができる。従って、吸収液を送給するポンプのモータ動力を低減することができる。
【0048】
【発明の効果】
本発明は、上記のとおり構成されているので、次の効果を奏する。
(1)請求項1記載の発明によれば、変化する排ガス性状に対しても充分に要求脱硫率を満足することができるフレキシビリティに優れた湿式排煙脱硫方法を提供することができる。特に、ガス中の硫黄酸化物濃度が高い場合には、本発明の特徴である3吸収ゾーン方式による効果(動力コスト低減メリット)は大きくなる。
(2)請求項2記載の発明によれば、ガスの圧力損失と吸収液の流れに対する抵抗を少なくすることができるので、排ガスを送給するブロワーや吸収液を送給するポンプの動力コストを低減することができる。
(3)請求項3記載の発明によれば、脱硫装置を連続運転しつつ吸収液供給機器の洗浄と脱硫操作を同時に実行することができる。
(4)請求項4記載の発明によれば、請求項1記載の方法を実施するに好適である、運転操作条件の幅が広くて非常にフレキシビリティに富んだコンパクトな湿式排煙脱硫装置を提供することができる。
(5)請求項5記載の発明によれば、請求項2記載の方法を実施するに好適である、設備コストの低い湿式排煙脱硫装置を提供することができる。
(6)請求項6記載の発明によれば、請求項3記載の方法を実施するに好適である、設備コストの低い湿式排煙脱硫装置を提供することができる。
(7)請求項7記載の発明によれば、さらにフレキシビリティに優れた動力コストの低い湿式排煙脱硫装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の湿式排煙脱硫装置の一実施例の概略構成を示す透視斜視図である。
【図2】本発明の湿式排煙脱硫装置の別の実施例の概略構成を示す透視斜視図である。
【図3】本発明の湿式排煙脱硫装置に使用するスプレー噴霧段のスプレーヘッダーの配置の一例を示す平面図である。
【図4】本発明の湿式排煙脱硫装置に使用するスプレー噴霧段のスプレーヘッダーの配置の別の例を示す平面図である。
【図5】上下方向に伸縮可能である仕切板の斜視図である。
【図6】図5の仕切板を本発明のスプレー型吸収塔に配置した一例を示す平面図である。
【図7】従来の湿式排煙脱硫装置の概略構成図である。
【図8】従来の別の湿式排煙脱硫装置の概略構成図である。
【図9】従来のさらに別の湿式排煙脱硫装置の概略構成図である。
【符号の説明】
1…スプレー型吸収塔
2…仕切板
3…排ガスダクト
4…第一吸収ゾーン
4a、4b、4c…スプレー噴霧段
5…第二吸収ゾーン
5a、5b、5c…スプレー噴霧段
6…第三吸収ゾーン
6a、6b、6c…スプレー噴霧段
7…排ガス出口
8、9、10…循環液ライン
11…ポンプ
12…洗浄液貯留タンク
13、14、15、16、17、18…バルブ
19、21、22…スプレーヘッダー
20、23、24…分岐スプレー管
25a、25b…仕切板[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a wet flue gas desulfurization method for removing sulfur oxides in flue gas discharged from a thermal power plant and the like, and a wet flue gas desulfurization apparatus used for carrying out the method.
[0002]
[Prior art and background]
Since a large amount of sulfur is contained in the gas discharged from a thermal power plant or the like, an exhaust gas treatment facility called a flue gas desulfurization device is generally required. The required desulfurization rate differs for each area where the desulfurization equipment is installed, and it is necessary to design the desulfurization equipment so that the required desulfurization rate does not fall below the required desulfurization rate even for a moment. Therefore, in the case of equipment having a narrow range of operating conditions and low flexibility, it is necessary to provide an excessively large processing capacity more than is normally required. However, in the case of a desulfurization facility, especially when the size of the desulfurization facility is increased in the height direction, the total extension of the auxiliary facilities such as gas pipes becomes longer accompanying the main body desulfurization facility.
[0003]
In addition, the required desulfurization rate not only varies from region to region, but also varies depending on various circumstances after the operation of the equipment, and the type of coal used for thermal power generation must use coal types that were not initially planned. Yes, different coal types usually have different sulfur contents. However, due to a rapid increase in the sulfur content in coal, there is a case where the required desulfurization rate cannot be satisfied only by changing the operating conditions of the equipment. In such a case, it is necessary to add new auxiliary equipment to satisfy the required desulfurization rate, and the equipment cost is greatly increased. Therefore, desulfurization equipment with a wide range of operating conditions and great flexibility is preferable so that the required desulfurization rate can be satisfied by changing the operating conditions as much as possible.However, as described above, the sulfur content in the coal Undesirable coal raw materials may come out in the case of a desulfurization facility with a narrow range of operating conditions and low flexibility depending on the species.
[0004]
Therefore, various types of wet flue gas desulfurization apparatuses have been proposed for the purpose of efficiently contacting gas and liquid and improving the desulfurization rate of exhaust gas containing sulfur oxides (for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
[0005]
According to the wet flue gas desulfurization device disclosed in Patent Document 1, as shown in FIG. 7, the sulfur oxide-containing exhaust gas 31 flows from the upper part of the cylindrical tank 32 through the duct 33 that flows tangentially to the cylindrical surface. The absorption liquid, such as limestone slurry, supplied into the double pipe discharge duct 35 from the liquid suction duct 34 by flowing into the cylindrical tank 32 to form a swirling flow is sprayed on the outer wall of the double pipe in a large number in the radial direction. The gas ejected from the nozzle 36 becomes a mist-like absorbing liquid, absorbs the sulfur oxides in the swirling gas stream, and the gas that has absorbed the sulfur oxides is discharged through the duct 35.
[0006]
According to the wet flue gas desulfurization apparatus disclosed in Patent Document 2, as shown in FIG. 8, a sulfur oxide-containing exhaust gas 41 is a liquid column provided above a tank 42 to which an absorbent such as limestone slurry is supplied. The gas that has come into gas-liquid contact with the absorption liquid in the tank 42 in the introduction-side absorption tower 43 of the type, and the gas discharged from the introduction-side absorption tower 43 is discharged from the tank in the liquid-column-type extraction-side absorption tower 44 provided above the tank 42. After coming into gas-liquid contact again with the absorbing liquid in 42, it is discharged through outlet 45.
[0007]
Further, according to the wet flue gas desulfurization apparatus shown in FIG. 9, the sulfur oxide-containing exhaust gas 51 is introduced into the spray type absorption tower 52, and the gas is supplied to the circulating liquid lines 54, 55 from the bottom tank 53 in the lower part of the absorption tower. , 56, the absorbing liquid such as limestone slurry is sprayed from spray spraying stages 57, 58, 59 to absorb the sulfur oxides in the exhaust gas, and the gas having the sulfur oxides absorbed is discharged through outlet 60. .
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-28055 [Patent Document 2]
JP-A-10-5524
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the range of operating conditions required for desulfurization equipment is wide, and equipment that can flexibly respond to changes in local circumstances and raw material circumstances is required, but conventional desulfurization equipment is as follows. There are drawbacks.
[0010]
Since the wet flue gas desulfurization apparatus shown in FIG. 7 has only one sulfur oxide absorption zone, the range of operating conditions for changing exhaust gas properties is narrow, and the specific method for changing the amount of sulfur oxide in the exhaust gas is specific. The only operation method is to increase or decrease the amount of the mist-like absorbent ejected from the spray nozzle 36.
[0011]
The wet flue gas desulfurization apparatus shown in FIG. 8 has two absorption zones, and the range of operating conditions for changing exhaust gas properties is wider than that of the apparatus shown in FIG. 7, but specific for the variation in the amount of sulfur oxides in the exhaust gas. The only practical operation method is to increase or decrease the amount of the absorbing liquid injected from the spray pipes 46 and 47 of the inlet-side absorption tower 43 and the outlet-side absorption tower 44. Because of this method, it is difficult to greatly change the gas-liquid contact area.
[0012]
Further, in the wet flue gas desulfurization apparatus shown in FIG. 9, the inside of the absorption tower 52 is divided into two by a partition plate 61, but similarly to the apparatus shown in FIG. 7 and FIG. On the other hand, in order to secure the required desulfurization rate, the amount of the absorbing liquid sprayed from the spraying stages 57, 58, 59 in the left and right parts separated by the partition plate 61 must be increased or decreased, and the exhaust gas properties which change Operating conditions are not wide.
[0013]
The present invention has been made in view of such problems of the conventional technology, and has as its object to sufficiently increase the required desulfurization rate even for changing exhaust gas properties without increasing equipment costs. An object of the present invention is to provide a wet flue gas desulfurization method and an apparatus therefor which are satisfactory and have excellent flexibility.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is to introduce the exhaust gas introduced into the second absorption zone by inverting the exhaust gas introduced into the first absorption zone in the absorption tower after being brought into contact with the absorbent, and the exhaust gas in the second absorption zone It has three sulfur oxide absorption zones such that it is inverted after being brought into contact with the absorption liquid and introduced into the third absorption zone, and the exhaust gas is brought into contact with the absorption liquid in the third absorption zone. The required desulfurization rate can be satisfied by skillfully using the functions of the first to third absorption zones flexibly in response to the change in exhaust gas properties.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
That is, in the wet flue gas desulfurization method of the present invention, the sulfur oxides contained in the exhaust gas are absorbed by spraying limestone slurry, which is an absorbing liquid, from the spray spray stage onto the sulfur oxide-containing exhaust gas introduced into the spray type absorption tower. In a wet-type flue gas desulfurization method in which liquid is absorbed and stored in the bottom of the absorption tower, and the absorption liquid stored in the bottom of the tower is pumped to a spray spray stage via a circulating liquid line and circulated, the first absorption in the absorption tower is performed. The exhaust gas introduced into the zone is reversed after being brought into contact with the absorbing liquid and introduced into the second absorption zone, and the exhaust gas is reversed after being brought into contact with the absorbing liquid in the second absorption zone and introduced into the third absorption zone, Further, the exhaust gas is discharged outside the absorption tower after being brought into contact with the absorption liquid in the third absorption zone.
[0016]
For example, in the first absorption zone, 50 to 60% of the required desulfurization rate is achieved, in the second absorption zone, 60 to 95% of the required desulfurization rate, and in the third absorption zone, 95% of the required desulfurization rate. In order to achieve the above, the function of each absorption zone can be properly used. These values of the desulfurization rate are merely examples, and since there are three absorption zones, the equipment can be operated flexibly in response to changes in the exhaust gas properties and the required desulfurization rate.
[0017]
Since the content of sulfur oxides in the exhaust gas of the first absorption zone in which the sulfur oxides are first absorbed is the largest among the three zones, the flow direction of the exhaust gas and the flow direction of the absorbing liquid are opposite to each other. In the case of flow gas-liquid contact, each spray nozzle in the spray spray stage may be blocked by precipitated solids (calcium sulfite or calcium sulfate) in the exhaust gas. However, if the flow direction of the exhaust gas and the flow direction of the absorbing liquid are the same, that is, so-called co-current gas-liquid contact, each spray nozzle of the spray spray stage is less likely to be clogged by solids. Moreover, since the first absorption zone originally has a very high concentration of sulfur oxides in the exhaust gas, the absorption effect of sulfur oxides by parallel gas-liquid contact is comparable to that of countercurrent gas-liquid contact. Can be expected.
[0018]
Therefore, in the first absorption zone, the exhaust gas and the absorbent are brought into contact in a co-current manner, the exhaust gas is reversed, and the exhaust gas and the absorbent are brought into contact in a counter-current manner in the second absorption zone. If the exhaust gas and the absorbing liquid are brought into contact in the zone in a co-current manner, each spray nozzle of the spray spray stage of the first absorption zone, which is a co-current gas-liquid contact, is not blocked by solids, and A considerable amount of sulfur oxide is absorbed by the absorbing solution, and the concentration of sulfur oxide in the gas is greatly reduced.
[0019]
In the subsequent second absorption zone, sulfur oxides in the exhaust gas are absorbed by the absorption liquid by countercurrent contact, which can be expected to be more efficient gas-liquid contact than co-current contact, enabling a wide range of requirements for the required desulfurization rate become.
[0020]
Since the third absorption zone, which is a cocurrent contact, is provided, the required desulfurization rate can be achieved even when the sulfur oxide concentration in the exhaust gas increases rapidly.
[0021]
As described above, the required desulfurization rate can be rationally satisfied by selecting appropriate operating conditions by utilizing the characteristics of each absorption zone in the order of parallel flow → counter flow → parallel flow. Furthermore, the countercurrent gas-liquid contact method has a larger exhaust gas pressure loss than the parallel current gas-liquid contact method, but the exhaust gas pressure loss is large due to the large number of cocurrent gas-liquid contact systems, such as cocurrent → countercurrent → cocurrent. Since the number is reduced, it is possible to reduce the power cost of the blower for supplying the exhaust gas. Further, in the countercurrent gas-liquid contact, the gas flow flowing in the opposite direction has a large resistance to the flow of the absorbing liquid, so that it is necessary to increase the supply pressure of the absorbing liquid in order to ensure good gas-liquid contact. Therefore, since there are many co-current gas-liquid contact systems such as co-current → counter-current → co-current, it is possible to reduce the supply power of the absorbing liquid.
[0022]
However, when each spray nozzle in the spray spray stage is clogged by solids, maintenance work such as stopping the operation of the desulfurization device and cleaning the clogged nozzle to eliminate the clogging is required. Therefore, the washing liquid for washing the spray spray stage is supplied to the circulating liquid line that pumps the absorbing solution stored in the bottom of the tower to the spray spray stage, and it is possible to spray either the absorbing solution or the washing solution from the spray spray stage. By adopting such a system, it is possible to clean the absorbing liquid supply device while operating the desulfurization device. For example, when the spray nozzle of the spraying stage of the first absorption zone is closed, a cleaning liquid (for example, water or hydrochloric acid) is supplied to the spraying stage of the first absorption zone, and the second absorption zone and the third absorption zone are supplied. By supplying the absorbing liquid to the spray spray stage of the first absorption zone, removing the sulfur oxides in the exhaust gas so as to secure the required desulfurization rate in the second and third absorption zones, It is possible to remove the blockage by washing the spray nozzle. In this way, the washing and desulfurization operation of the absorbent supply device can be simultaneously performed while the desulfurization device is continuously operated.
[0023]
As described above, according to the present invention, by incorporating three sulfur oxide absorption zones having different functions into one tower, a compact facility with a wide range of operating conditions and a very high flexibility is realized. it can. In addition, since the required desulfurization rate can be achieved by selecting the operation control method of each of the three sulfur oxide absorption zones so as to adapt to the changing exhaust gas properties, a surplus spray nozzle is provided more than necessary. No need.
[0024]
As a desulfurization device having first, second and third absorption zones with a spray spray stage in a spray type absorption tower, the interior of the absorption tower is vertically partitioned except for near the top of the upper space in the absorption tower. A partition plate is arranged and divided into two into an exhaust gas introduction part consisting of the first and second absorption zones and an exhaust gas discharge part consisting of the third absorption zone, and penetrating through the top of the absorption tower so as to form the first absorption zone. An exhaust gas duct is introduced so as to reach the upper part in the absorption tower, a spray spray stage is installed in the exhaust gas duct, and a spray spray stage is installed so as to surround the exhaust gas duct to form a second absorption zone, It is possible to adopt a configuration in which a spray spray stage is installed in the exhaust gas discharge section so as to form three absorption zones and an exhaust gas outlet is formed on the side of the absorption tower.
[0025]
By providing three absorption zones in a spray-type absorption tower, many advantages can be obtained as described above. On the other hand, a fixed partition plate for partitioning the absorption zone also has a large resistance to gas flowing in the tower. There is an inconvenience of becoming. Therefore, by employing a retractable partition plates in the vertical direction, processing of properties that are not requires three absorption zones exhaust gas (e.g., sulfur oxide concentrations of low gas SO 2 concentration in the exhaust gas is 500ppm or less) In this case, the partition plate is contracted into two absorption zones, so that the required desulfurization rate is secured and the pressure loss of the exhaust gas is reduced, so that the power cost can be reduced.
[0026]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and can be appropriately changed and modified without departing from the technical scope of the present invention.
[0027]
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a wet flue gas desulfurization apparatus according to one embodiment of the present invention. A partition plate 2 is arranged so as to vertically partition the inside of the absorption tower while leaving the vicinity of the top of the upper space inside the spray type absorption tower 1, and the inside of the tower is divided into an exhaust gas introduction section and an exhaust gas discharge section. . The exhaust gas introduction section includes first and second absorption zones described later, and is formed on the left side of the partition plate 2. The exhaust gas discharge section includes a third absorption zone described later, and is formed on the right side of the partition plate 2.
[0028]
That is, the exhaust gas duct 3 is introduced so as to pass through the top of the spray type absorption tower 1 and reach the upper part in the absorption tower, and spray spray stages 4a, 4b and 4c are installed in the exhaust gas duct 3, and these exhaust gas ducts 3 The first absorption zone 4 is formed by the spraying stages 4a, 4b and 4c installed therein. Further, spray spray stages 5a, 5b and 5c are provided so as to surround the exhaust gas duct 3, and the second absorption zone 5 is formed by the spray spray stages 5a, 5b and 5c installed around the exhaust gas duct 3. You.
[0029]
Spray spray stages 6a, 6b and 6c are provided in the exhaust gas discharge section on the right side of the partition plate 2, and these spray spray stages 6a, 6b and 6c form a third absorption zone 6. An exhaust gas outlet 7 is formed on the side of the absorption tower below the lowermost spraying stage 6c.
[0030]
All of the above spraying stages spray the absorbing liquid downward. In the first absorbing zone 4, the exhaust gas descending in the exhaust gas duct 3 and the absorbing liquid are brought into parallel contact, and the second absorbing zone 5 rises. The exhaust gas and the absorbing liquid are brought into countercurrent contact with each other, and the descending exhaust gas and the absorbing liquid are brought into parallel contact in the third absorption zone 6.
[0031]
Absorbent liquid (limestone slurry which is a mixture of limestone granules and water) stored at the bottom of the absorption tower 1 is passed through circulating liquid lines 8, 9, and 10 to the first, second and third absorption zones 4, respectively. , 5 and 6, respectively. Reference numeral 11 denotes an absorption liquid supply pump.
[0032]
According to the wet flue gas desulfurization apparatus configured as described above, the sulfur oxide-containing exhaust gas introduced into the exhaust gas duct 3 by the suction blower (not shown) located to the right of the exhaust gas outlet 7 is sprayed into the spray spray stages 4a and 4b. From 4c and 4c, limestone slurry as an absorbing solution is sprayed to absorb the sulfur oxides in the exhaust gas into the absorbing solution and stored in the bottom of the absorption tower 1. The absorbing liquid sprayed from the spray spray stages 4a, 4b and 4c is directed downward and is in a gas-liquid contact by co-current which coincides with the flow direction of the gas introduced from the exhaust gas duct 3. It is unlikely that the spray nozzles 4a, 4b and 4c will be blocked. Moreover, since the first absorption zone 4 has the largest amount of sulfur oxide in the exhaust gas among the three absorption zones, the sulfur oxide is efficiently absorbed by the absorbing solution. In addition, since the gas-liquid contact is caused by the co-current flow, the pressure loss of the exhaust gas is small, the suction power of the blower is reduced, and the absorption liquid supply power of the pump 11 can be reduced.
[0033]
Next, the exhaust gas is reversed in a direction opposite to the introduction direction, and is introduced into the second absorption zone 5. The absorbing liquid sprayed from the spraying stages 5a, 5b and 5c is directed downward and is in gas-liquid contact by countercurrent which is opposite to the flow direction of the gas flowing upward, so that the sulfur in the exhaust gas is efficiently removed. Oxides can be absorbed, and it is possible to respond to a wide range of required desulfurization rates.
[0034]
Further, the exhaust gas is reversed and introduced into the third absorption zone 6. The absorbing liquid sprayed from the spray spray stages 6a, 6b and 6c is directed downward, and is in a gas-liquid contact by co-current which coincides with the flow direction of the gas flowing downward, and the spray spray stages 6a, It is unlikely that the spray nozzles 6b and 6c will be blocked. Since the gas-liquid contact is caused by the cocurrent, the pressure loss of the exhaust gas is small and the resistance to the supply of the absorbing liquid is small. By providing such a third absorption zone, the required desulfurization rate can be satisfied even if the concentration of sulfur oxides in the exhaust gas suddenly increases.
[0035]
Further, since the absorbent stored at the bottom of the absorption tower 1 is divided into two by the partition plate 2, the types and concentrations of the left and right absorbents can be changed as necessary. For example, a thick limestone slurry can be stored on the left side and a thin limestone slurry can be stored on the right side.
[0036]
As described above, the gas that has reached the predetermined cleanliness level by absorbing the sulfur oxides in the gas into the absorbing liquid is discharged from the outlet 7 and, if necessary, is additionally processed by another gas processing facility. Processing is performed.
[0037]
FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of a wet flue gas desulfurization apparatus according to another embodiment of the present invention.
[0038]
In this embodiment, when each of the spray nozzles in the spray spray stage is clogged by the solid content, the clogging nozzle can be cleaned and the clogging can be eliminated without stopping the operation of the desulfurization device. That is, the tank 12 storing the cleaning liquid (water, hydrochloric acid, or the like) for cleaning each spray nozzle in the spray spray stage is connected to each of the circulating liquid lines 8, 9, and 10. Spraying either the absorbing liquid or the cleaning liquid from each spraying stage of the first, second or third absorption zone 4, 5, 6 by opening and closing valves 13 and 14, 15 and 16 and 17 and 18; Can be. For example, when the spray nozzles of the spray spray stages 4a, 4b and 4c of the first absorption zone 4 are closed, the cleaning liquid is supplied to the spray spray stages 4a, 4b and 4c by closing the valve 13 and opening the valve 14. While cleaning the spray nozzles, the valves 15 and 17 are opened and the valves 16 and 18 are closed to supply the spray liquid to the spraying stages of the second absorption zone 5 and the third absorption zone 6, so that the second and first spray nozzles can be cleaned. It is possible to absorb the sulfur oxides in the exhaust gas so that the required desulfurization rate is secured in the three absorption zones 5 and 6, and the washing and desulfurization operations of the absorption liquid supply equipment are simultaneously performed while the desulfurization unit is continuously operated. can do.
[0039]
FIG. 3 is a diagram showing an example of the arrangement of the spray headers of the spray spray stages in the first absorption zone, and FIG. 4 is a diagram showing the arrangement of the spray headers of the spray spray stages in the second absorption zone and the third absorption zone. It is a figure showing an example.
[0040]
In FIG. 3, 19 is a spray header, and 20 is a branch spray tube. In FIG. 4, reference numerals 21 and 22 denote spray headers, and reference numerals 23 and 24 denote branch spray tubes. The spray headers 19, 21, 22 are connected to circulating fluid lines 8, 9, 10, respectively.
[0041]
FIG. 5 shows a partition plate which can expand and contract in the vertical direction. This partition plate is composed of two parts, an upper part 25a and a lower part 5b. A receiver is embedded in the upper partition plate 25a, and when receiving a signal from the outside of the desulfurization device, the upper partition plate 25a is sandwiched between the guide members 26, 26 and can expand and contract in the vertical direction. For example, if the sulfur oxide concentration in the exhaust gas is low (≦ 500 ppm) and a sufficient desulfurization rate can be ensured even in the two absorption zones, the upper partition plate 25a is contracted and the spray type absorption is performed. Two sulfur oxide absorption zones in the tower 1 (the first absorption zone in the exhaust gas duct 3 and the absorption zone excluding the exhaust gas duct 3) can be provided. If the upper partition plate 25a is contracted, there is no partition plate that becomes a gas flow resistance, so that the power cost can be reduced. FIG. 6 is a plan view showing an example in which the extendable partition plate of FIG.
[0042]
Table 1 below shows that, in the wet flue gas desulfurization apparatus of the present invention shown in FIG. 1 and the conventional wet flue gas desulfurization apparatus shown in FIG. 9, the sulfur oxide concentration in the exhaust gas is normal (the inlet concentration is 1000 ppm or less). 4 shows an example of the operation data in FIG. In Table 1 and Table 2 below, the SO 2 concentration is a numerical value on a dry basis.
[0043]
[Table 1]
Figure 2004321868
[0044]
As shown in Table 1, in the conventional wet flue gas desulfurization apparatus shown in FIG. 9, both the inlet and outlet zones separated by the partition plate 61 are of the countercurrent gas-liquid contact type, and the gas pressure loss However, the wet flue gas desulfurization system of the present invention is of the gas-liquid contact type using co-current → counter-current → co-current, and the gas-liquid contact part due to co-current has a small pressure loss of gas. Moreover, the desulfurization rate is at a level equal to or higher than that of the conventional method.
[0045]
Table 2 below shows that, in the case of the wet flue gas desulfurization apparatus of the present invention shown in FIG. 1 and the conventional wet flue gas desulfurization apparatus shown in FIG. 9, when the sulfur oxide concentration in the exhaust gas is high (the inlet concentration exceeds 1000 ppm). 4 shows an example of operation data.
[0046]
[Table 2]
Figure 2004321868
[0047]
As shown in Table 2, since the conventional wet flue gas desulfurization apparatus shown in FIG. 9 is a gas-liquid contact system by countercurrent, the pressure loss of the gas is large. It is a gas-liquid contact method by co-current → counter-current → co-current. Since there are many gas-liquid contact parts by co-current, gas pressure loss is small. In this example, the sulfur oxide concentration in the exhaust gas is high, and therefore, the circulation amount of the absorbent is larger than that in Table 1 in both the method of the present invention and the conventional method, but the method of the present invention absorbs the sulfur oxide. By setting the L / G ratio of each absorption zone properly, the desulfurization rate can be maintained at a level comparable to that of the conventional method and the absorption liquid circulation amount can be reduced. It can be less than the system. Therefore, it is possible to reduce the motor power of the pump for supplying the absorbing liquid.
[0048]
【The invention's effect】
The present invention is configured as described above, and has the following effects.
(1) According to the first aspect of the present invention, it is possible to provide a wet flue gas desulfurization method having excellent flexibility and capable of sufficiently satisfying a required desulfurization rate even with changing exhaust gas properties. In particular, when the sulfur oxide concentration in the gas is high, the effect (power cost reduction merit) of the three-absorption zone method, which is a feature of the present invention, becomes large.
(2) According to the second aspect of the invention, the pressure loss of the gas and the resistance to the flow of the absorbing liquid can be reduced, so that the power cost of the blower for supplying the exhaust gas and the pump for supplying the absorbing liquid is reduced. Can be reduced.
(3) According to the third aspect of the invention, the washing and desulfurization operation of the absorbent supply device can be simultaneously performed while the desulfurization device is continuously operated.
(4) According to the fourth aspect of the present invention, there is provided a compact wet flue gas desulfurization apparatus which is suitable for carrying out the method of the first aspect, has a wide range of operating conditions and is very flexible. Can be provided.
(5) According to the fifth aspect of the invention, it is possible to provide a wet flue gas desulfurization apparatus which is suitable for carrying out the method of the second aspect and has a low equipment cost.
(6) According to the invention of claim 6, it is possible to provide a wet flue gas desulfurization apparatus which is suitable for carrying out the method of claim 3 and has a low equipment cost.
(7) According to the invention as set forth in claim 7, it is possible to provide a wet flue gas desulfurization apparatus having excellent flexibility and low power cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an embodiment of a wet flue gas desulfurization apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of another embodiment of the wet flue gas desulfurization apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a plan view showing an example of an arrangement of a spray header of a spray spray stage used in the wet flue gas desulfurization apparatus of the present invention.
FIG. 4 is a plan view showing another example of the arrangement of the spray header of the spray spray stage used in the wet flue gas desulfurization apparatus of the present invention.
FIG. 5 is a perspective view of a partition plate that can expand and contract in the vertical direction.
FIG. 6 is a plan view showing an example in which the partition plate of FIG. 5 is arranged in the spray type absorption tower of the present invention.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a conventional wet flue gas desulfurization device.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of another conventional wet flue gas desulfurization device.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of still another conventional wet flue gas desulfurization device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Spray absorption tower 2 ... Partition plate 3 ... Exhaust gas duct 4 ... First absorption zone 4a, 4b, 4c ... Spray spray stage 5 ... Second absorption zone 5a, 5b, 5c ... Spray spray stage 6 ... Third absorption zone 6a, 6b, 6c spray spray stage 7 exhaust gas outlets 8, 9, 10 circulating fluid line 11 pump 12 cleaning fluid storage tanks 13, 14, 15, 16, 17, 18 valves 19, 21, 22 spray Headers 20, 23, 24: Branch spray tubes 25a, 25b: Partition plate

Claims (7)

スプレー型吸収塔内に導入した硫黄酸化物含有排ガスに、スプレー噴霧段より吸収液である石灰石スラリーを噴霧して、排ガス中の硫黄酸化物を吸収液に吸収させて吸収塔内底部に貯留し、塔内底部に貯留した吸収液を循環液ラインを介してスプレー噴霧段に汲み上げて循環させる湿式排煙脱硫方法において、吸収塔内の第一吸収ゾーンに導入した排ガスを吸収液と接触させた後に反転させて第二吸収ゾーンに導入し、その排ガスを第二吸収ゾーンにおいて吸収液と接触させた後に反転させて第三吸収ゾーンに導入し、さらに、その排ガスを第三吸収ゾーンにおいて吸収液と接触させた後に吸収塔外に排出することを特徴とする湿式排煙脱硫方法。The limestone slurry, which is the absorbing liquid, is sprayed from the spray spray stage onto the sulfur oxide-containing exhaust gas introduced into the spray type absorption tower, and the sulfur oxide in the exhaust gas is absorbed by the absorbing liquid and stored at the bottom of the absorption tower. In a wet flue gas desulfurization method in which the absorbent stored at the bottom of the tower is pumped up to a spray spray stage through a circulating liquid line and circulated, the exhaust gas introduced into the first absorption zone in the absorber is brought into contact with the absorbent. It is inverted and introduced into the second absorption zone later, the exhaust gas is brought into contact with the absorbent in the second absorption zone, then inverted and introduced into the third absorption zone, and the exhaust gas is further absorbed into the third absorption zone. A wet flue gas desulfurization method, wherein the flue gas is discharged outside of the absorption tower after contact with the flue gas. 第一吸収ゾーンにおいて排ガスと吸収液を並流方式で接触させ、第二吸収ゾーンにおいて排ガスと吸収液を向流方式で接触させ、第三吸収ゾーンにおいて排ガスと吸収液を並流方式で接触させることを特徴とする請求項1記載の湿式排煙脱硫方法。In the first absorption zone, the exhaust gas and the absorbent are brought into contact in a co-current manner, in the second absorption zone, the exhaust gas and the absorbent are brought into contact in a counter-current manner, and in the third absorption zone, the exhaust gas and the absorbent are brought into contact in a co-current manner. The wet flue gas desulfurization method according to claim 1, wherein: スプレー噴霧段を洗浄する洗浄液を、塔内底部に貯留した吸収液をスプレー噴霧段に汲み上げる循環液ラインに供給し、スプレー噴霧段から吸収液または洗浄液のいずれかの液を噴霧可能であることを特徴とする請求項1または2記載の湿式排煙脱硫方法。The washing liquid for washing the spray spray stage is supplied to the circulating fluid line that pumps up the absorbing solution stored in the bottom of the tower to the spray spray stage, and that either the absorbing solution or the washing solution can be sprayed from the spray spray stage. The wet flue gas desulfurization method according to claim 1 or 2, wherein: スプレー型吸収塔内上部空間に導入した硫黄酸化物含有排ガスに、吸収塔内に設置されたスプレー噴霧段より吸収液である石灰石スラリーを噴霧して、排ガス中の硫黄酸化物を吸収液に吸収させて吸収塔内底部に貯留し、塔内底部に貯留した吸収液を循環液ラインを介してスプレー噴霧段に汲み上げて循環させる湿式排煙脱硫装置において、吸収塔内上部空間の頂部付近を残して吸収塔内を上下方向に仕切るように仕切板を配して第一および第二吸収ゾーンからなる排ガス導入部と第三吸収ゾーンからなる排ガス排出部に2分割し、第一吸収ゾーンを形成するように、吸収塔頂部を貫通して吸収塔内上部に至るように排ガスダクトを導入して、この排ガスダクト内にスプレー噴霧段を設置し、上記排ガスダクトを囲むようにスプレー噴霧段を設置して第二吸収ゾーンを形成し、第三吸収ゾーンを形成するように排ガス排出部にスプレー噴霧段を設置するとともに吸収塔側面に排ガス出口を形成したことを特徴とする湿式排煙脱硫装置。Spray limestone slurry, which is an absorbing liquid, is sprayed onto the sulfur oxide-containing exhaust gas introduced into the upper space inside the spray type absorption tower from the spray spray stage installed in the absorption tower, and the sulfur oxides in the exhaust gas are absorbed by the absorption liquid In the wet flue gas desulfurization unit, where the liquid stored at the bottom of the absorption tower is pumped to the spray spray stage through the circulating liquid line and circulated, the absorbent stored at the bottom of the tower remains near the top of the upper space inside the absorption tower. A partition plate is arranged so as to partition the inside of the absorption tower in the vertical direction, and is divided into an exhaust gas introduction section composed of the first and second absorption zones and an exhaust gas discharge section composed of the third absorption zone to form a first absorption zone. As such, an exhaust gas duct is introduced so as to penetrate the top of the absorption tower and reach the upper part of the absorption tower, a spray spray stage is installed in the exhaust gas duct, and the spray spray stage is surrounded by the exhaust gas duct. A flue gas desulfurization unit, wherein a spray spray stage is installed in the exhaust gas discharge section so as to form a second absorption zone and a third absorption zone is formed, and an exhaust gas outlet is formed on the side of the absorption tower. . 第一、第二、第三の各吸収ゾーンに設けたスプレー噴霧段より下方に向けて吸収液を噴霧し、第一吸収ゾーンにおいては排ガスダクト内を下降する排ガスと吸収液を並流接触させ、第二吸収ゾーンにおいて上昇する排ガスと吸収液を向流接触させ、第三吸収ゾーンにおいては下降する排ガスと吸収液を並流接触させることを特徴とする請求項4記載の湿式排煙脱硫装置。The first, second and third absorption zones are sprayed with the absorption liquid downward from the spraying stage provided in each of the absorption zones.In the first absorption zone, the exhaust gas descending in the exhaust gas duct and the absorption liquid are brought into parallel contact. 5. The wet flue gas desulfurization apparatus according to claim 4, wherein the rising exhaust gas and the absorbing liquid are brought into countercurrent contact with each other in the second absorption zone, and the falling exhaust gas and the absorbing liquid are brought into parallel contact with each other in the third absorption zone. . スプレー噴霧段を洗浄する洗浄液を貯留した容器と、塔内底部に貯留した吸収液をスプレー噴霧段に汲み上げる循環液ラインとを接続し、スプレー噴霧段から吸収液または洗浄液のいずれかの液を噴霧可能であることを特徴とする請求項4または5記載の湿式排煙脱硫装置。Connect the container that stores the washing liquid to wash the spray spray stage and the circulating fluid line that pumps up the absorbent stored at the bottom of the tower to the spray spray stage, and spray either the absorbing solution or the washing liquid from the spray spray stage The wet flue gas desulfurization apparatus according to claim 4 or 5, wherein the apparatus is capable of being used. 仕切板が上下方向に伸縮可能であることを特徴とする請求項4、5または6記載の湿式排煙脱硫装置。The wet flue gas desulfurization device according to claim 4, 5 or 6, wherein the partition plate is vertically expandable and contractable.
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