JP2011230047A - 排煙脱硫装置及びこれを備えた酸素燃焼装置と方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】空気から窒素分を分離して得られた酸素を用い、石炭等の燃料をボイラで燃焼させる酸素燃焼し、脱硫装置3内で排ガスが上向きに流れる上昇流領域29と下向きに流れる下降流領域30を設け、上昇流領域29の上部に設けた空間部に第1の吸収部を経た排ガスの一部が外部に排出するための再循環出口ダクト2’を設け、該再循環出口ダクト2’から排ガス再循環ライン18を経由してボイラに排ガスを供給し、他の排ガスは出口ダクト2からCO2を回収するCO2回収装置17に排出させる。
【選択図】図1
Description
脱硫装置3は主に、脱硫吸収液6を噴霧するスプレノズル4、吸収液循環ポンプ5、ミストエリミネータ8、脱硫吸収液6中に生成した亜硫酸の酸化用ガス供給部9、攪拌機10、吸収液を溜めて亜硫酸を酸化する吸収液溜め部11等から構成される。
前記酸素燃焼システムは、ボイラ13で酸素を用いて燃料を燃焼させた排ガスが流れる排ガス流路に上流側から順に、ボイラ13、脱硝装置14、熱交換器15、集塵装置16、脱硫装置3、CO2回収装置17、再循環ライン18が配置され、さらに酸素製造装置19及び酸素供給ライン20等も配置された構成である。
集塵装置16で除塵された排ガスの一部は脱硫装置3に供給されて、SO2が除去され、CO2回収装置17へ導かれる。また、脱硫装置3に供給しない一部の排ガスは、再循環ガスとして再循環ライン18を通り、熱交換器15で200℃まで昇温された後、ボイラ13に燃焼用ガスとして供給する構成となっている。
上記図6に示す酸素燃焼システムでは、再循環ガスとして再循環ライン18に戻す排ガスは脱硫されないため、燃焼システム全体としてSO2が濃縮し、再循環ライン18でダクト材料の腐食等を引き起こす可能性がある。
請求項1記載の発明は、ボイラ等の燃焼装置(13)から排出される燃焼排ガスを導入してスプレノズル(4)から噴霧した石灰分を含む脱硫吸収液(6)と気液接触させて排ガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫吸収部(26)と、前記気液接触後の脱硫吸収液(6)を貯留する脱硫吸収液溜め部(11)とを備えた湿式排煙脱硫装置(3)であって、
脱硫吸収部(26)には、前記燃焼排ガスを導入する入口ダクト(1)と、該入口ダクト(1)から導入した排ガスが上向きに流れる上昇流領域(29)を形成して該上降流領域(29)に前記スプレノズル(4)の一部が配置される第1の吸収部と、該第1の吸収部のガス流れの後流側に排ガスが下向きに流れる下降流領域(30)を形成して該下降流領域(30)に前記スプレノズル(4)の他部が配置される第2の吸収部と、該第2の吸収部から浄化したガスを外部に排出する出口ダクト(2)とを備え、前記第1の吸収部の上部に空間部を形成し、該空間部には第1の吸収部を経た排ガスの一部を燃焼装置(13)へ供給するために再循環ガスとして利用するための再循環出口ダクト(2’)を接続したことを特徴とする排煙脱硫装置である。
なお、脱硫装置3における前記第1の吸収部と第2の吸収部からなる部位を脱硫吸収部26とし、該脱硫吸収部26より下方の吸収液6が溜まる部位を吸収液溜め部11とする。
従来型の脱硫装置を備えた酸素燃焼システムにおいて、脱硫装置3の前流側からボイラ13へ排ガスを再循環させると、再循環させるガス中のSO2は除去されないため、系内でSO2が濃縮し、脱硫装置3の入口のSO2濃度が750〜20、000ppmと空気燃焼システムの約5倍に増加する。
なお、上昇流領域領域29と下降流領域30の断面積比が(3:1〜4:1)であり、下降流領域30のガス流域を3〜4m/sとしている。
また、上昇流領域29に設けられた第1の吸収部を経て、その上部の空間部に達した排ガスのうち、全ガス量の75〜80%のガスは天井部9の再循環出口ダクト2’から再循環ライン18に排出される一方、残り20〜25%程度のガスは下降流領域30に設けられた第2の吸収部へ流れるが、ガス流れの向きが上向きから下向きに転じるので、大部分のミストは慣性力によって、75〜80%のガスとともに再循環ライン18側に排出される。特に図1に示す構成例では再循環ライン18に通じる天井部9の再循環出口ダクト2’が脱硫装置(吸収塔)3の上部に設けられているので、その働きが顕著である。
仮に脱硫吸収部26にある水封管7の下端部開口部7bを通じて酸化用ガスが排ガス中に放出されることがあっても、その量は軽減され、排ガスが希釈されにくい。
具体的には、脱硫吸収液溜め部26の上昇流領域29と下降流領域30の断面積比が4:1〜29:1になるように設置し、下降流領域30のガス流速を4〜27m/sにする。
2’ 天井部排ガス出口ダクト
3 脱硫装置 4 スプレノズル
5 吸収液循環ポンプ 6 脱硫吸収液
6b 吸収液溜め部の気相 7 水封管
7a 水封管開口部 7b 水封管隔壁
8 ミストエリミネータ 9 酸化用ガス供給部
10 攪拌機 11 吸収液溜め部
13 燃焼装置(ボイラ) 15 熱交換器
17 CO2回収装置 18 再循環ライン
21 スプレ配管 22 仕切板
26 脱硫吸収部 27 酸化用ガス
29 上昇流領域 30 下降流領域
Claims (5)
- ボイラ等の燃焼装置(13)から排出される燃焼排ガスを導入してスプレノズル(4)から噴霧した石灰分を含む脱硫吸収液(6)と気液接触させて排ガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫吸収部(26)と、前記気液接触後の脱硫吸収液(6)を貯留する脱硫吸収液溜め部(11)とを備えた湿式排煙脱硫装置(3)であって、
脱硫吸収部(26)には、前記燃焼排ガスを導入する入口ダクト(1)と、該入口ダクト(1)から導入した排ガスが上向きに流れる上昇流領域(29)を形成して該上降流領域(29)に前記スプレノズル(4)の一部が配置される第1の吸収部と、該第1の吸収部のガス流れの後流側に排ガスが下向きに流れる下降流領域(30)を形成して該下降流領域(30)に前記スプレノズル(4)の他部が配置される第2の吸収部と、該第2の吸収部から浄化したガスを外部に排出する出口ダクト(2)とを備え、前記第1の吸収部の上部に空間部を形成し、該空間部には第1の吸収部を経た排ガスの一部を燃焼装置(13)へ供給するために再循環ガスとして利用するための再循環出口ダクト(2’)を接続したことを特徴とする排煙脱硫装置。 - 前記脱硫吸収部(26)は、前記脱硫吸収液溜め部(11)の脱硫吸収液(6)の液面よりも低い位置であって、前記酸化用ガス供給部(9)が設けられた壁面から離れた前記脱硫吸収液溜め部(11)の中央寄りに、該吸収液溜め部(11)の水平断面積以下の水平断面積を持つ下端開口部(7b)を設けた水封管(7)を有することを特徴とする請求項1記載の湿式排煙脱硫装置。
- 上昇流領域(29)と下降流領域(30)の断面積比が4:1〜29:1になるように設置し、下降流領域(30)のガス流速を4〜27m/sにしたことを特徴とする請求項1記載の湿式排煙脱硫装置。
- 酸素製造装置(19)と、
該酸素製造装置(19)で製造した酸素と請求項1に記載の排煙脱硫装置(3)の再循環出口ダクト(2’)から排出される排ガスを燃焼装置(13)の燃焼用ガスの一部として供給する排ガス再循環ライン(18)と、
請求項1に記載の排煙脱硫装置(3)と、
該排煙脱硫装置(3)の出口ダクト(2)から浄化処理した排ガスを導入して排ガス中のCO2を回収するCO2回収装置(17)と
を設けたことを特徴とする酸素燃焼装置。 - 請求項1に記載の排煙脱硫装置(3)の再循環出口ダクト(2’)から排出される排ガスと酸素製造装置(19)で製造した酸素を燃焼装置(13)の燃焼用ガスの一部として供給し、請求項1に記載の排煙脱硫装置(3)の出口ダクト(2)から浄化処理した排ガスを導入して排ガス中のCO2をCO2回収装置(17)で回収することを特徴とする酸素燃焼方法。
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