JP2008068161A

JP2008068161A - 湿式排煙脱硫装置

Info

Publication number: JP2008068161A
Application number: JP2006246744A
Authority: JP
Inventors: Yukinori Iwasaki; 之紀岩崎; Hiroshi Ishizaka; 浩石坂; Shigeto Omine; 成人大峰; Yoshiaki Mitsui; 良晃三井; Takuo Ueda; 拓郎上田
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2006-09-12
Filing date: 2006-09-12
Publication date: 2008-03-27

Abstract

【課題】酸化用空気の気泡径を小さくし、吸収液中の亜硫酸の酸化速度を上げることにより、攪拌機一台あたりの酸化性能を向上させた湿式排煙脱硫装置を提供すること。
【解決手段】循環タンク９の攪拌機７の軸１２に吸収液攪拌用のインぺラ１４と酸化用空気を微細化するためのせん断器１５を設け、該インぺラ１４とせん断器１５の間に酸化空気供給配管８の供給口８ａを配置している。該供給口８ａからの吸収液中への空気の供給方向が、攪拌機７の攪拌軸１２方向あるいはインペラ１４で押し出される液流れと同じ方向でせん断器１５に向かう方向であるので押し出される酸化用空気を、せん断し気泡径を小さくするように作用する。それによって、酸化用空気の気泡径が小さくなり、気液の接触面積が大きくなり、酸化用空気による吸収液中の亜硫酸の酸化速度が大きくなる。
【選択図】図２

Description

本発明はボイラなどの、燃焼装置から排出される排ガス中の硫黄酸化物を除去する湿式排煙脱硫装置に係わり、特に吸収液中の亜硫酸種の酸化の高効率化に好適な湿式排煙脱硫装置に関する。

従来の装置は、インペラの前に空気供給配管を設置し、インペラにより押し出される流体により酸化用空気を攪拌していた（特開平５−３３０８７号公報）。しかし、この構成は、気泡径が大きいために気液の接触面積が小さく、空気中の酸素と吸収液中の亜硫酸の気液接触面積が小さく、攪拌機一台あたりの酸化性能に改良の余地があった。
特開平５−３３０８７号公報

上記特許文献１記載の従来技術は、気液の接触面積が小さく、空気中の酸素と吸収液中の亜硫酸の気液接触面積が小さく、該亜硫酸の酸化速度が遅い問題があり、攪拌機一台あたりの酸化性能に改良すべき問題点があった。

本発明の課題は、酸化空気の気泡径を小さくし、吸収液中の亜硫酸の酸化速度を上げることにより、攪拌機一台あたりの酸化性能を向上させた湿式排煙脱硫装置を提供することである。

本発明の上記課題は次の解決手段で解決される。
請求項１記載の発明は、燃焼排ガス用の入口ダクトと該排ガスを脱硫処理した後の排ガスを排出する出口ダクトと吸収液を噴霧するためのスプレノズルを設けた吸収塔と、該スプレノズルから噴霧された吸収液を貯留するために、吸収塔の下部に設けた循環タンクと、該循環タンク内の吸収液をスプレノズルに吸い上げるための循環ポンプを設けた吸収液を送る循環配管とを備えた湿式脱硫排煙装置において、循環タンクに設置された攪拌機と、該撹拌機作動用の攪拌モータと、該攪拌機の攪拌軸に設けた吸収液攪拌用のインぺラと、前記攪拌軸に設けた酸化用空気を微細化するためのせん断器を設け、該吸収液攪拌用のインぺラとせん断器の間に酸化用空気供給配管の供給口を配置した湿式排煙脱硫装置である。

請求項２記載の発明は、せん断器は、プロペラ、平板状あるいは棒状のせん断翼を１つ以上設けた請求項１に記載の湿式排煙脱硫装置である。

請求項３記載の発明は、酸化用空気供給配管の供給口からの吸収液中への空気の供給方向が、攪拌機の攪拌軸方向あるいは吸収液攪拌用のインペラで押し出される液流れと同じ方向でせん断器に向かう方向である請求項１又は２に記載の湿式排煙脱硫装置である。

請求項４記載の発明は、攪拌軸を二軸構造とし、外部軸に吸収液攪拌用のインペラを設け、内部軸にせん断器を設け、外部軸と内部軸の各回転数および回転方向を独立して設定できる攪拌モータを設けた請求項１〜３のいずれかに記載の湿式排煙脱硫装置である。

（作用）
請求項１〜４記載の発明によれば循環タンクの攪拌軸にせん断器を設置し、攪拌機の酸化空気攪拌用インペラにより押し出される流体とともに、押し出される酸化用空気を、せん断し気泡径を小さくするように作用する。それによって、酸化用空気の気泡径が小さくなり、気液の接触面積が大きくなり、酸化空気による吸収液中の亜硫酸の酸化速度が大きくなる。

請求項１記載の発明によれば、攪拌機に供給する酸化空気の気泡径を小さくできるので、吸収液中の亜硫酸の酸化速度を上げる効果がある。

請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、せん断器のせん断翼は、プロペラ、平板状あるいは棒状のいずれか１つ以上を選択することで、攪拌用インペラによる吐出流を低下することなく、気泡を小さくし酸化速度を上げる効果がある。

請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２記載の発明の効果に加えて、酸化空気供給配管の供給口からの吸収液中への空気の供給方向が、攪拌機の攪拌軸方向あるいは吸収液攪拌用のインペラで押し出される液流れと同じ方向でせん断器に向かう方向であるので、より酸化空気の気泡径を小さくでき、吸収液中の亜硫酸の酸化速度を上げる効果がある。

請求項４記載の発明によれば、請求項１〜３のいずれかに記載の発明の効果に加えて、吸収液攪拌用のインペラ１４とせん断器１５の各回転数および回転方向を独立して設定できるので、拡販用インペラ１４とせん断器１５の攪拌動力の大きさを勘案してそれぞれの回転数及び回転方向を調整することができ、より空気の気泡を小さくできる効果がある。

本発明の実施形態に係る湿式排煙脱硫装置の概略を図１に示す。図１に示す湿式排煙脱硫装置は、吸収塔２と吸収塔２の下部にある吸収液循環タンク９とを備え、吸収塔２はその側壁に設けた排ガス入口ダクト１と吸収塔２内で脱硫処理された排ガスを排出する吸収塔排ガス出口ダクト３を備えている。また、吸収液循環タンク９内の吸収液１０を吸収塔２内の空塔部へ吸収塔２の外部から循環供給するための循環ポンプ４を備えた吸収液循環配管５が設けられ、吸収塔２内の空塔部にある吸収液循環配管５の先端部には複数のスプレノズル６を多段に備えている。また、循環タンク９内の吸収液は攪拌機７で攪拌されるが、このとき該攪拌機７の羽根の回りに空気を供給して気泡を形成させる空気供給配管８を備えている。

図２に攪拌機７が設置される吸収塔部分の概略図を示す。攪拌機７は攪拌モータ１１と一軸構造の攪拌軸１２とインペラ１４とせん断用インペラ１５から構成される。

ボイラの排ガスが入口ダクト１から吸収塔２に導入されるが、吸収塔内では循環タンク９に貯留した炭酸カルシウムを含む吸収液１０が、循環ポンプ４により循環配管５を通じてスプレノズル６に供給され、スプレノズル６から噴霧されている。

そのためスプレノズル６から噴霧された吸収液１０と排ガスとの気液接触が吸収塔２内で起こり、排ガス中の硫黄酸化物（ＳＯ₂で代表する）が吸収される。吸収液１０に吸収されたＳＯ₂は、炭酸カルシウムと反応し、亜硫酸カルシウムＣａ（ＨＳＯ₃）₂となり、亜硫酸カルシウムＣａ（ＨＳＯ₃）₂を含む吸収液１０は循環タンク９に貯留される。

循環タンク９内の吸収液中には空気供給配管８から空気が供給され、攪拌機７により攪拌されて気泡となり、気泡中の酸素は循環タンク９に滞留中の吸収液１０に含まれる亜硫酸カルシウムと反応して硫酸カルシウムが生成される。

撹拌機７の軸１２に設けられたインペラ１４は、空気供給配管８の先端の供給口８ａより供給される空気を流体押し出し側に押し出す。また空気供給配管８の流体押し出し方向に流れる吸収液流れの後流側に軸１２に設けられたせん断器１５があるので、該せん断器１５で酸化用空気をせん断し、気泡径を小さくする。

空気供給配管８は、図２に示すように液流れと同じ方向に酸化空気を供給できるように供給口８ａの向きを設定し、該供給口８ａとせん断器１５との距離は２０ｃｍ以下に設定する。また、空気供給配管８の供給口８ａの向きを、図３に示すようにせん断器１５の翼の裏側（液流れ前流側）に向けて、酸化用空気を噴出してせん断用翼により気泡を切るようにして気泡径を小さくしても良い。

さらに図４（ａ）、（ｂ）に示すようにせん断器１５の翼の形状を図２に示す形状とは異なるようにしても良い。
図４（ａ）にはせん断器１５の翼は平板を用いた例を示し、図４（ｂ）にはせん断器１５の翼として、細棒と該細棒に接続し、空気供給配管８の供給口の近傍に位置する領域に該細棒に直交した突起からなる例を示す。

図４（ａ）に示すせん断器１５は液流れの邪魔をしないでインペラ１４と同じ流速で気泡を押し出すことができる。図４（ｂ）のせん断器１５は、その近傍に空気供給口８ａを配置することで、供給口８ａから噴出する気泡を切断して気泡径を小さくすることができる。

攪拌用のインペラ１４と、せん断器１５を独立して設けることにより、インペラ１４では流体の攪拌のみを行い、酸化用空気の吸込みの影響で流体の押し出し流が低下することがなく、安定して攪拌することが可能となる。また、せん断器１５により酸化用空気が微細化される。せん断器１５を設置することにより、攪拌モータ１１に必要な動力が大きくなるが、せん断器１５の翼の周りには酸化用空気が存在することから、インペラ１４を回転させるために必要な動力に比べ、小さな動力で回転させることができる。

このため、せん断器１５を設けることにより、攪拌機７の一台あたりの攪拌動力は増加するが、亜硫酸の酸化能力が向上することで、循環タンク９に設置する攪拌機７の員数を低減することが可能となる。これにより、装置全体での攪拌動力及びコストの低減が可能となる。

本発明の他の実施例を図５に示す。本実施例の攪拌機７は、攪拌モータ１１と外部軸１２と内部軸１３からなる二軸構造の攪拌軸の外部軸１２に設けられたインペラ１４と内部軸１３に設けられたせん断用インペラ１５から構成される。

この場合は、攪拌モータ１１により回転する外部軸１２と内部軸１３の回転方向と回転数をそれぞれ、異なる設定とすることもできる。
外部軸１２のインペラ１４の回転数は一定とし、内部軸１３のせん断器１５の回転数は、外部軸１２の回転数に対して回転比が１〜５の範囲で変化し得るように設定し、回転方向は互いに逆方向とする場合は、内部軸１３の外部軸１２の回転数に対する回転比は２が望ましい。これは、内部軸１３の回転比を大きくするほど気泡径が小さくなるが、前記回転比が２以上では、気泡径の低下が小さくなるのに対し、攪拌モータ１１の消費動力が増加するためでる。

上記設定により、せん断器１５による噴出空気の気泡の微細効果が向上し、撹拌機１台あたりの酸化性能を向上させることができる。

攪拌機一台あたりで処理する空気量を増加し、一台での酸化性能を向上させることで、攪拌機台数を低減しコスト低減を図ることができ、産業上の利用可能性が高い。

本発明の実施例になる湿式排煙脱硫装置の概略側面図である。図１における循環タンク内の吸収液攪拌用の撹拌機部の拡大図である。図１の循環タンク内の空気供給配管の供給口を流体の流れと同じ方向に空気が供給できる構造とした図である。図２のせん断器の翼の形状を示す図である。撹拌軸を２軸とした撹拌機の図である。

符号の説明

１入口ダクト２吸収塔
３出口ダクト４循環ポンプ
５循環配管６スプレノズル
７撹拌機８空気供給配管
８ａ空気供給口９循環タンク
１０吸収液１１撹拌モータ
１２外部軸１３内部軸
１４インペラ１５せん断器

Claims

燃焼排ガス用の入口ダクトと該排ガスを脱硫処理した後の排ガスを排出する出口ダクトと吸収液を噴霧するためのスプレノズルを設けた吸収塔と、
該スプレノズルから噴霧された吸収液を貯留するために、吸収塔の下部に設けた循環タンクと、
該循環タンク内の吸収液をスプレノズルに吸い上げるための循環ポンプを設けた吸収液を送る循環配管と、
を備えた湿式脱硫排煙装置において
循環タンクに設置された攪拌機と、該撹拌機作動用の攪拌モータと、該攪拌機の攪拌軸に設けた吸収液攪拌用のインぺラと、前記攪拌軸に設けた酸化用空気を微細化するためのせん断器を設け、該吸収液攪拌用のインぺラとせん断器の間に酸化用空気供給配管の供給口を配置したことを特徴とする湿式排煙脱硫装置。
せん断器は、プロペラ、平板状あるいは棒状のせん断翼を１つ以上設けたことを特徴とする請求項１に記載の湿式排煙脱硫装置。
酸化用空気供給配管の供給口からの吸収液中への空気の供給方向が、攪拌機の攪拌軸方向あるいは吸収液攪拌用のインペラで押し出される液流れと同じ方向でせん断器に向かう方向であることを特徴とする請求項１又は２に記載の湿式排煙脱硫装置。
攪拌軸を二軸構造とし、外部軸に吸収液攪拌用のインペラを設け、内部軸にせん断器を設け、外部軸と内部軸の各回転数および回転方向を独立して設定できる攪拌モータを設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の湿式排煙脱硫装置。