JP2005162579A - 石膏の回収方法 - Google Patents

Abstract

【課題】定期点検時に発生する石膏ガラと石膏スラリーとを簡単に分離可能とする。
【解決手段】脱硫設備の定期点検時において、系内に残留している石膏ガラ及び石膏スラリーを適宜の除去手段で除去し、除去された混合物Ａを設置された分離槽２０に投入し、石膏ガラと石膏スラリーとに分離する方法であって、分離槽２０の内底面を所定の勾配に形成し、槽内の適宜位置に槽内を浅底側と深底側に区画する所定メッシュの仕切り２１を設け、仕切り２１により仕切られる浅底側区画に前記混合物Ａを一時貯留し、高圧洗浄水の吹きつけにより、石膏スラリーを深底側区画に移動させて分離回収する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、火力発電所において副生する石膏を効率よく回収する方法に関する。

火力発電所においては、環境設備として脱硫設備を備えている。脱硫設備は、燃焼排ガス中の硫黄分（ＳＯｘ）を除去するための装置であり、カルシウム（石灰）をスラリー状としたものを排ガスに吹き付け、硫黄分を石膏に化学変化させて回収している。回収された石膏は、例えば有価販売されている。

ところで、定期点検などで脱硫設備の稼働を停止する場合、脱硫の系内に溜まっている大量の石膏（石膏スラリー）は、同じく系内に堆積している石膏ガラと混在している。石膏ガラは、石膏の生成途中にあったり、もしくは有価販売できない程度の低品質な石膏であり、また大きな固まりとして存在しているため、これを石膏精製プラント内に供給した場合にはポンプの故障、配管の詰まり、計測機器などの不具合が生ずる惧れがある。

したがって、定期点検時に系内から排出される石膏ガラは、石膏スラリーと混在している形で産業廃棄物として処理せざるを得なかった。

石膏ガラは、基本的に年一度の定期点検時に発生するものであるが、一基当たりの脱硫設備の保有水量は数千トンオーダであり、この内部に混在しているため、これら全てを産廃処理するには非常に大きなコストがかかっていた。

石膏ガラには石膏スラリーも多量に混在しており、単に廃棄した場合にはきわめて不経済であるが、点検作業との兼ね合いで、分離回収のための時間を十分にとることができないという課題もある。

本発明は、以上の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、定期点検時に発生する石膏ガラと石膏スラリーとを簡単に分離可能とすることで、石膏スラリーの回収効率を向上することができる石膏の回収方法を提供するものである。

本発明方法は、脱硫設備の定期点検時において、系内に残留している石膏ガラ及び石膏スラリーを適宜の除去手段で除去し、除去された石膏ガラ及び石膏スラリーの混合物を分離槽に投入するとともに、前記分離槽の内部で石膏ガラと石膏スラリーとに分離する方法であって、前記分離槽の内底面を所定の勾配に形成し、該槽内の適宜位置に該槽内を浅底側と深底側とに区画する所定メッシュの仕切りを設け、該仕切りにより仕切られる前記浅底側区画に前記混合物を一時貯留するとともに、高圧洗浄水を吹きつけることにより、石膏スラリーのみが前記勾配に沿って前記深底側区画に移動することで、石膏スラリーを深底側区画に分離回収することを特徴とする。

また、本発明方法では、請求項１において、前記深底側に分離した石膏スラリーを脱硫設備に附属する石膏精製プラントに合流させ、前記脱硫設備から副生する石膏スラリーとともに石膏を製造するものであることを特徴とする。

さらに、本発明方法では、請求項１または２において、前記深底側に分離した石膏スラリーをストレーナ付きポンプを介して汲み上げ、一時貯留槽に貯留するものであることを特徴とする。

請求項１の方法では、除去された石膏ガラ及び石膏スラリーの混合物を分離槽に投入すればよいため、点検作業時における通常の廃棄処分と同様の熟練を要しない簡単な作業となり、脱硫設備の点検作業後、適宜の空き時間を利用して分離作業を行うことができる。また、これによって石膏の生産量の増加と、廃棄物量の低減を図ることができる。

請求項２の方法では、既存の石膏精製プラントを利用して石膏を製造できる。なお、発電所においては、同類のプラントを複数備えているため、同脱硫設備における石膏精製設備を利用して石膏の製造を行ってもよいし、他の稼働中の脱硫設備における石膏精製設備を利用することもできる。

請求項３の方法では、石膏スラリーに混在した石膏ガラの細粒分をさらに細密に分離して一時貯留できる。

図１は火力発電所における脱硫設備の概要を示す。脱硫設備はガス処理系統、石灰石供給系統、石膏精製プラント系統の組合せからなり、稼働中は以下のような流れとなる。

まず、ガス処理系統の流れを説明する。ボイラー１からの排ガスは、図示しないが、脱塵処理された後、脱硫ファン２及びガスヒータ３を通じて冷却塔４及び吸収塔５に送られ、これら冷却・吸収塔４，５内で石灰石スラリーに触れ、冷却される一方、排ガス中の硫黄酸化物が石灰石に反応して重亜硫酸カルシウムとなり、ガス中の硫黄酸化物はほとんど除去され、ガスヒータ６を通じて排気煙突８側に導かれる。

これの反応によって生成した重亜硫酸カルシウムは吸収塔循環タンク９内で空気と反応させ、石膏として回収される。

なお、脱硫設備は湿式であるため、出口ガスの再加熱が必要であり、このため取り入れ口側ガスと出口側ガスとの熱交換をおこなうガスヒータ３，６の対を設けることにより排ガスを昇温させている。

次に、石灰石供給系統の流れを説明する。まず、貨物船舶、運搬用トラックなどにより粉末状の石灰石を受け入れ、石灰石サイロ１０に一時貯留し、石灰石スラリー槽１１で石灰石と水とを混合し、この石灰スラリーは吸収塔循環タンク９を通じて吸収塔５に送られ、気液接触により一部が重亜硫酸カルシウムに化学変化する。

吸収塔５の底部から、石灰石スラリー及び重亜硫酸カルシウムが循環タンク９内に戻され、空気圧縮機による酸素吹き込みにより、石膏に変化する。ここで、オーバフローした石灰石スラリー、石膏スラリーの混合物は、冷却塔循環タンク１２を通じて冷却塔４に供給され、ガス冷却と反応とに使用され、再び、循環タンク９内に戻される動作が繰り返される。

次に、石膏精製プラント系統の構成及び処理の流れを説明する。冷却塔循環タンク１２の二次側から分岐され、石膏分を多く含むスラリーは、濃縮槽１４で濃縮され、その上澄みが濾過水槽１５を通じて前記石灰石スラリー槽１１に対する給水として循環使用される。

また、濃縮槽１４からでた石膏スラリーは石膏スラリー槽１６を通じて脱水機１７により水分が除去され、石膏粉末の単体に分離される。分離された石膏粉末はベルトコンベアなどを通じて石膏倉庫１８に一時保管され、同じくベルトコンベアなどを通じて貨物船舶に払い出され、外部に商品として出荷される。

以上は脱硫設備の稼働状態における処理の流れを示すものである。脱硫設備の稼働期間中には、系内には未処理の石膏スラリーとともに石膏ガラが順次堆積する。

したがって、定期点検により脱硫設備の稼働を停止している間に、この混合物の除去作業がなされる。具体的には、系内の水分を除去した後、壁面や管内に付着残留している石膏スラリー及び石膏ガラの混合物をジャイアントパック（バキューム装置）で吸引し、また、吸引が不可能な場所では、作業員によって掻き取り、集められた混合物を構内運搬手段としてのダンプトラック１９により、脱硫設備に隣接して設置された分離槽２０に投入する。

分離槽２０は、図２に示すように、所定の幅及び長さに形成された縦長状のプール状をなし、その内底面を所定の勾配に形成し、槽２０内の適宜位置に槽２０内を比較的面積の広い浅底側と面積の狭い深底側とに区画する、例えば所定メッシュのエキスパンドメタルからなる仕切り２１を設けたものであり、図２（ａ）に示すように、浅底側端部より前記ジャイアントパック及び前記ダンプトラック１９より混合物Ａを投入し、これの内部に混合物Ａを一時貯留するものである。

なお、分離槽２０の容積は、一回の定期点検時に排出される石膏ガラ及び石膏の容積を予測してこれの収納に必要十分な容積に設定される。また、深底側区画にはストレーナ付き水中ポンプ２３が設置され、その吐出端が脱硫設備の一時貯留槽２２に接続されている。

ある程度、混合物が堆積された段階で、（ｂ）に示すように、作業員の手にした高圧ホースノズル２４より混合物Ａに高圧水を噴射する。高圧水の噴射により、混合物Ａの大塊である石膏ガラに付着していた石膏は洗堀され、底面勾配に沿って水とともに深底側区画に移動する。また、噴射圧力により石膏ガラも深底側区画に移動しようとするが、仕切り２１により深底側への移動が阻止され、この結果、深底側区画内には水に懸濁した石膏スラリーのみが分離堆積する。高圧水としては消火栓水などを利用できる。

ある程度、水位が上昇した時点で、この石膏スラリーを水中ポンプ２３を駆動して脱硫設備の一時貯留槽２２に移送する。この際水中ポンプ２３に附属されたストレーナの濾過作用により仕切り２１を通過した石膏ガラの細粒分も除去され、純粋な石膏スラリーのみが一時貯留槽２２に貯留されるものとなる。

この一時貯留槽２２に貯留された石膏スラリーは図１のごとく、前記濃縮槽１４に供給することによって、それ以後の石膏の精製が稼働時と同様に行われる。但し、該当する脱硫設備が休止中の場合には、他の稼働中の発電プラントにおける石膏精製プラントの濃縮槽に供給することもできる。

また、分離槽２０内に残った残滓分である石膏ガラは集められ、産廃処理される。

実績では、一回／年の定期点検時における混合物排出量は６５０Ｔｏｎ、産廃処理量３２５Ｔｏｎであるから、石膏の回収率は、（全体量−産廃量）／全体量×１００％＝５０％、実質回収量３２５Ｔｏｎとなる。

また、設備稼動時における石膏の年間産出量は８０，０００Ｔｏｎであるから、これと比較しても定期点検時における回収石膏量は相当大きな割合となることは明らかである。

火力発電所の脱硫設備における定期点検、清掃時の石膏回収に適用できる。

本発明に係る脱硫設備における処理系統の概要を示す説明図である。 （ａ），（ｂ）は本発明方法の要部を示す説明図である。

符号の説明

１４ 濃縮槽
２０ 分離槽
２１ 仕切り
２２ 一時貯留槽
２３ 水中ポンプ
２４ 高圧ホースノズル

Claims (3)

1. 脱硫設備の定期点検時において、系内に残留している石膏ガラ及び石膏スラリーを適宜の除去手段で除去し、除去された石膏ガラ及び石膏スラリーの混合物を分離槽に投入するとともに、前記分離槽の内部で石膏ガラと石膏スラリーとに分離する方法であって、
   前記分離槽の内底面を所定の勾配に形成し、該槽内の適宜位置に該槽内を浅底側と深底側とに区画する所定メッシュの仕切りを設け、
   該仕切りにより仕切られる前記浅底側の区画に前記混合物を一時貯留するとともに、
   高圧洗浄水を吹きつけることにより、石膏スラリーのみが前記勾配に沿って深底側区画に移動することで、石膏スラリーを前記深底側区画に分離回収することを特徴とする石膏の回収方法。
2. 請求項１において、前記深底側に分離した石膏スラリーを脱硫設備に附属する石膏精製プラントに合流させ、前記脱硫設備から副生する石膏スラリーとともに石膏を製造するものであることを特徴とする石膏の回収方法。
3. 請求項１または２において、前記深底側に分離した石膏スラリーをストレーナ付きポンプを介して汲み上げ、一時貯留槽に貯留するものであることを特徴とする石膏の回収方法。
   

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