JP2009095698A - 排ガス脱硫装置における石膏スラリー・石灰石スラリーの張込み方法 - Google Patents

Abstract

【課題】脱硫装置の各処理工程におけるスラリーをタンク内に張り込むことで、早期に脱硫効率を安定させることができ、その石膏純度の均一化を図る。
【解決手段】火力発電所等のボイラ１から排出される排ガスを冷却塔２で冷却し、吸収塔１０において、冷却塔２で冷却した排ガス中に含有する硫黄酸化物から石灰石スラリーで亜硫酸カルシウムを生成し、この亜硫酸カルシウムから種晶となる石膏スラリーで硫酸カルシウムを生成することにより排ガス中の硫黄酸化物を除去するために、吸収塔循環タンク１５内に、石灰石スラリーは石灰石スラリー槽１７から供給して張り込み、石膏スラリーは遠心分離機排水槽１９から供給して張り込む。
【選択図】図２

Description

本発明は、火力発電所等から排出される排出ガス中に含まれる硫黄酸化物を除去する技術に係り、特に脱硫処理工程中における冷却塔循環タンクと吸収塔循環タンクヘ石膏スラリーと石灰石スラリーを張り込む排ガス脱硫装置における石膏スラリー・石灰石スラリーの張込み方法に関する。

火力発電所、特に石炭火力発電所の燃焼排ガス中には硫黄酸化物（ＳＯ_ｘ）が含まれている。通常、その設備中に脱硫装置を設け、ＳＯ_ｘ濃度を下げるように処理して煙突から排出している。

排ガスに含まれる硫黄酸化物を除去する技術が種々提案されている。例えば、特許文献１の特開平５−５７１４１号公報「排煙脱硫装置」に示すように、ボイラより排出される排ガスをカルシウム系化合物を用いた吸収剤によって脱硫する吸収塔と、該吸収塔に流入する排ガスと吸収塔から流出した排ガスとの間で熱交換をさせるガス再加熱器と、前記吸収塔に接続され、吸収塔内において生成された亜硫酸カルシウムを酸化させて硫酸カルシウムを生成する酸化塔とを有する排煙脱硫装置において、排ガス流通方向上流側端部がボイラより排出される排ガスをガス再加熱器へ流入させる排ガス流路に、排ガス流通方向下流側端部が前記ガス再加熱器から吸収塔へ排ガスを流入させる排ガス流路に接続され、且つ排ガス流通方向上流側から順にスプレードライヤ及び集塵器を有する排ガスバイパス流路と、前記酸化塔から排出される硫酸カルシウムを含んだ石膏水をスプレードライヤへ供給し得る石膏水供給流路とを設けた排煙脱硫装置が提案されている。
特開平５−５７１４１号公報

脱硫効率の安定化及び一定純度の石膏を製品化するためには、各装置へ適正にスラリーを張り込む必要がある。しかし、従来はオペレータによる経験と勘だけに頼っていた。即ち、冷却塔循環タンク・吸収塔循環タンクヘ石膏スラリー、石灰石スラリーを張り込む際の明確な基準が無かった。

しかし、従来のようにオペレータの経験と勘に基づく石膏スラリー、石灰石スラリーの張り込みではその作業が長時間になりやすく、また安定運転するまでの時間にもバラツキがあった。そのために、その作業基準に統一したものが無く、却って無駄なコスト増になりやすいという問題を有していた。

また、吸収塔循環タンク内では、生成した硫酸カルシウム（石膏、ＣａＳＯ_４・２Ｈ_２Ｏ）がこのタンクの内壁面に固く付着し、塊りを形成しやいという問題を有していた。

本発明は、かかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の
目的は、脱硫装置の各処理工程におけるスラリーをタンク内に張り込むことで、早期に脱硫効率を安定させることができ、その石膏純度の均一化を図ることができる排ガス脱硫装置における石膏スラリー・石灰石スラリーの張込み方法を提供することにある。

本発明によれば、火力発電所等のボイラ（１）から排出される排ガスを冷却塔（２）で冷却し、吸収塔（１０）において、前記冷却塔（２）で冷却した排ガス中に含有する硫黄酸化物から石灰石スラリーで亜硫酸カルシウムを生成し、この亜硫酸カルシウムから種晶となる石膏スラリーで硫酸カルシウムを生成することにより排ガス中の硫黄酸化物を除去するために、吸収塔循環タンク（１５）内に、前記石灰石スラリーは石灰石スラリー槽（１７）から供給して張り込み、前記石膏スラリーは遠心分離機排水槽（１９）から供給して張り込む、ことを特徴とする排ガス脱硫装置における石膏スラリー・石灰石スラリーの張込み方法が提供される。
例えば、前記冷却塔（２）と前記吸収塔循環タンク（１５）に、先ず水を張り込み、その後攪拌し、次に、該冷却塔（２）と該吸収塔循環タンク（１５）に、石灰石スラリーを張り込み、最後に、該吸収塔循環タンク（１５）に石膏スラリーを張り込む。
また、前記吸収塔循環タンク（１５）では、吸収塔循環ポンプ（２１）を起動し、石膏スラリーと石灰石スラリーをバックアップライン（２０）で循環させて混合運転することが好ましい。

前記冷却塔（２）、前記吸収塔循環タンク（１５）に張り込む石灰石スラリーは、比重１．１４０〜１．１４９に、スラリー濃度１５〜２５ｗｔ％にすることが好ましい。
前記吸収塔循環タンク（１５）に張り込む石膏スラリーは、比重１．０８０〜１．０８９に、スラリー濃度１０〜２０ｗｔ％にすることが好ましい。
前記吸収塔循環ポンプ（２１）を起動し、石膏スラリーと石灰石スラリーをバックアップライン（２０）で循環させ、混合運転するときのスラリー濃度は５ｗｔ％にすることが好ましい。

上記構成の発明では、ボイラ（１）から排出された排ガスについて、石灰石スラリーで亜硫酸カルシウムを生成し、この亜硫酸カルシウムと酸素で硫酸カルシウムを生成することにより排ガス中の硫黄酸化物を除去する際に、吸収塔循環タンク（１５）内に、石灰石スラリーは石灰石スラリー槽（１７）から供給して張り込み、種晶となる石膏スラリーは遠心分離機排水槽（１９）から供給して張り込むことにより、早期に脱硫効率を安定化させることができ、その石膏純度の均一化を図ることができる。そこで、早期に環境負荷を低減することができ、石膏を有効に利用することができる。

また、石膏スラリーを吸収塔循環タンク（１５）に張り込むことにより、この石膏スラリーが種晶として機能し、固い石膏の塊りの発生を防止することができる。

本発明の排ガス脱硫装置における石膏スラリー・石灰石スラリーの張込み方法は、排ガス中の硫黄酸化物を除去するために、吸収塔循環タンク内に、石灰石スラリーは石灰石スラリー槽から供給して張り込み、石膏スラリーは遠心分離機排水槽から供給して張り込む方法である。

以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の石膏スラリー・石灰石スラリーの張込み方法を実施する排ガス脱硫装置を示す回路図である。
本発明の石膏スラリー・石灰石スラリーの張込み方法を実施する排ガス脱硫装置は、火力発電所等におけるボイラ１から排出された排ガスを冷却する冷却塔２と、冷却した排ガス中に含有する硫黄酸化物を除去するために石灰石スラリーを貯留した吸収塔１０と、この吸収塔１０で生成した亜硫酸カルシウムを酸化して石膏を生成する酸化塔４と、生成した石膏を処理する石膏濃縮槽５を備えた設備である。

排ガス脱硫装置では、ボイラ１から排出される排ガスを、排ガス流路６を介して冷却塔２に送る。この排ガス流路６には、ボイラ１の下流に誘引通風機７、脱硫通風機８を備えている。この脱硫通風機８と冷却塔２との間に、排ガスを熱交換するガス再加熱器（ＧＧＨ）９を備えている。

また、吸収塔１０に接続された排ガス流路６とガス再加熱器（ＧＧＨ）９との間に蒸気を除去するミストエリミネータ１１を配置し、熱回収を行った後の排ガスは煙突１２から大気へ排出している。

次に、吸収塔１０に流入した排ガスは、この吸収塔１０において排ガス中の硫黄成分が除去される。吸収塔１０には炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）を水に混入した石灰石スラリーを供給するための石灰石供給設備１３を備えている。このとき、吸収塔１０内では、この石灰石供給設備１３により供給され炭酸カルシウムと、排ガス中の二酸化硫黄（ＳＯ_２） との間で化１の化学式のような化学反応が生じ、亜硫酸カルシウム（ＣａＳＯ_３・１／２Ｈ_２Ｏ）が生成される。

吸収塔１０内で生成された亜硫酸カルシウムは、吸収塔循環タンク１５と冷却塔循環タンク１４とを経て反応槽３に流入される。反応槽３では、吸収塔１０から抜出された未反応石灰石に見合った硫酸を添加し、亜硫酸カルシウムが生成される。

更に亜硫酸カルシウムは、酸化塔４に流入し、この酸化塔４内にアトマイザーにより供給されている空気中の酸素と、酸化塔４内に流入した亜硫酸カルシウムとの間で化２の化学式のような化学反応が生じ、硫酸カルシウム、即ち石膏（ＣａＳＯ_４・２Ｈ_２Ｏ）が生成される。

酸化塔４の下流に石膏濃縮槽５と、石膏スラリー槽１７に接続された遠心分離機１８、遠心分離機排水槽１９を備えている。この遠心分離機１８では、石膏と分離排水に分離する。この分離排水は遠心分離機排水槽１９に貯留した後、吸収塔循環タンク１５へ送られる。

図２は排ガス脱硫装置における石膏スラリー・石灰石スラリーの張込み方法のフロー図である。図３は石膏スラリー・石灰石スラリーを張込む際の説明図である。
［脱硫装置停止中］
本発明の石膏スラリー・石灰石スラリーの張込み方法において、脱硫装置停止中に冷却塔２、吸収塔循環タンク１５が全ブロー中に、石灰石スラリー槽１７からの石灰石スラリーを移送可能な状態にし、更に他の脱硫装置から遠心分離機排水槽１９へ種晶補充可能な状態にする。

［工業用水張込み］
石膏スラリー・石灰石スラリーの張込み工程では、先ず工業用水を冷却塔循環タンク１４と吸収塔循環タンク１５に張込む。この工業用水の張込みが終了したら撹拌機を運転してタンク１４，１５内を均質化する。

［石灰石スラリー移送］
次に、冷却塔循環タンク１４、吸収塔循環タンク１５へ石灰石スラリーを供給して張込む。このときの石灰石スラリーの比重は１．１４０〜１．１４９が適している。特に比重１．１４４が最適であった。またスラリー濃度も１５〜２５ｗｔ％が適している。特に２０ｗｔ％が最適であった。

[種晶移送]
吸収塔循環タンク１５に種晶となる石膏スラリーを張込む。これは石膏スラリーを吸収塔循環タンク１５に張り込むことにより、この石膏スラリーが種晶として機能し、固い石膏の塊りの発生を防止するためである。このときの石膏スラリーの比重は１．０８０〜１．０８９が適している。特に比重１．０８６が最適であった。またスラリー濃度も１０ｗｔ％〜２０ｗｔ％が適している。特に１４ｗｔ％が最適であった。

[スラリー混合運転]
吸収塔循環ポンプを起動し、石灰石スラリーと石膏スラリーをバックアップライン２０で循環させ混合運転を行う。このときスラリー濃度は約５ｗｔ％均一にすることが好ましい。これでスラリー移送、すなわち張込みが完了する。

なお、本発明は、脱硫装置の各処理工程におけるスラリーをタンク１４，１５内に張り込むことで、早期に脱硫効率を安定させることができ、その石膏純度の均一化を図ることができれば、上述した発明の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。

本発明の排ガス脱硫装置における石膏スラリー・石灰石スラリーの張込み方法は、火力発電所以外の設備から排出される排ガスに利用することができ、また石炭以外に重油の燃焼排ガスにも利用することができる。

本発明の石膏スラリー・石灰石スラリーの張込み方法を実施する排ガス脱硫装置を示す回路図である。 排ガス脱硫装置における石膏スラリー・石灰石スラリーの張込み方法のフロー図である。 石膏スラリー・石灰石スラリーを張込む際の説明図である。

符号の説明

１ ボイラ
２ 冷却塔
１０ 吸収塔
１５ 吸収塔循環タンク
１７ 石灰石スラリー槽
１９ 遠心分離機排水槽
２０ バックアップライン
２１ 吸収塔循環ポンプ

Claims (6)

1. 火力発電所等のボイラ（１）から排出される排ガスを冷却塔（２）で冷却し、
   吸収塔（１０）において、前記冷却塔（２）で冷却した排ガス中に含有する硫黄酸化物から石灰石スラリーで亜硫酸カルシウムを生成し、この亜硫酸カルシウムから種晶となる石膏スラリーで硫酸カルシウムを生成することにより排ガス中の硫黄酸化物を除去するために、
   吸収塔循環タンク（１５）内に、前記石灰石スラリーは石灰石スラリー槽（１７）から供給して張り込み、前記石膏スラリーは遠心分離機排水槽（１９）から供給して張り込む、ことを特徴とする排ガス脱硫装置における石膏スラリー・石灰石スラリーの張込み方法。
2. 前記冷却塔（２）と前記吸収塔循環タンク（１５）に、先ず水を張り込み、その後攪拌し、
   次に、該冷却塔（２）と該吸収塔循環タンク（１５）に、石灰石スラリーを張り込み、
   最後に、該吸収塔循環タンク（１５）に石膏スラリーを張り込む、ことを特徴とする請求項１の排ガス脱硫装置における石膏スラリー・石灰石スラリーの張込み方法。
3. 前記吸収塔循環タンク（１５）では、吸収塔循環ポンプ（２１）を起動し、石膏スラリーと石灰石スラリーをバックアップライン（２０）で循環させて混合運転する、ことを特徴とする請求項２の排ガス脱硫装置における石膏スラリー・石灰石スラリーの張込み方法。
4. 前記冷却塔（２）、前記吸収塔循環タンク（１５）に張り込む石灰石スラリーは、比重１．１４０〜１．１４９に、スラリー濃度１５〜２５ｗｔ％にする、ことを特徴とする請求項２の排ガス脱硫装置における石膏スラリー・石灰石スラリーの張込み方法。
5. 前記吸収塔循環タンク（１５）に張り込む石膏スラリーは、比重１．０８０〜１．０８９に、スラリー濃度１０〜２０ｗｔ％にする、ことを特徴とする請求項２の排ガス脱硫装置における石膏スラリー・石灰石スラリーの張込み方法。
6. 前記吸収塔循環ポンプ（２１）を起動し、石膏スラリーと石灰石スラリーをバックアップライン（２０）で循環させ、混合運転するときのスラリー濃度は５ｗｔ％にする、ことを特徴とする請求項３の排ガス脱硫装置における石膏スラリー・石灰石スラリーの張込み方法。

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