JP2592118B2 - 排ガスの処理方法 - Google Patents

排ガスの処理方法

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    • B01D53/50Sulfur oxides
    • B01D53/501Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、排ガスの処理方法に関し、特に石炭燃焼排
ガスのようなSO2とHFを含む排ガスの湿式の処理方法に
関する。
〔従来の技術〕
一般に知られている湿式石灰法による排煙脱硫法を実
施する場合、排ガス中には有害成分としてSOxの他にHF
が含まれる場合がある。石炭燃焼排ガス中に存在する各
成分の1例を示すと、SOxが約1000ppm、HFが約40ppmで
ある。
このような排ガスをCaCO3をSO2吸収剤として湿式排ガ
ス処理塔で処理すると次のような反応が生ずる。
CaCO3+SO2→CaSO3+CO2 (1) CaCO3+2HF→CaF2+CO2+H2O (2) 〔発明が解決しようとする課題〕 ところが、排ガス中にダストが多く含まれている場
合、このダスト中に含まれるAl成分が溶解し、ガス中か
らのHFと反応してAlのフッ素化合物(以下AlFxで示す)
を生成し、このAlFXは石灰石(CaCO3)の溶解作用を妨
害することが知られている。(特開昭55−167023) またこのために、塩基性ナトリウム塩を添加して不具
合を防止する方法が前記の公報に示されている。
従って、SO2とHFを含む排ガスを処理するに当たり、H
F量に見合って塩基性ナトリウム塩を添加してやれば、A
lFXに起因する不具合の無い排ガス処理方法として有効
であることが伺い知れる。しかし、この場合、供給され
たナトリウムが、吸収液中に溶存して存在するため、排
水量を減少させようとすると、吸収液中のナトリウムの
濃度が増加し、石膏として回収しようとする場合、回収
石膏の純度が低下するおそれがある。
また、アルカリ化合物をパルス的に添加し、吸収液の
pHを一時的に上昇させることにより、AlFXに起因する不
具合を防止する方法も知られている(特開昭60−12202
9)。
たゞし、この場合には、脱硫性能が低下してから回復
するまで、短時間ではあるが脱硫性能が低下するおそれ
がある。
〔課題を解決するための手段〕
ところが、本発明者らは、上記不具合の無い排ガス処
理方法の提供を目的として検討を進めたところ、吸収剤
としてCaCO3とCa(OH)を併用した吸収液を用い、か
つ、排ガス吸収塔に供給する吸収液を保有するスラリー
タンクを2基設け、吸収液を第二のスラリータンクから
排ガス吸収塔に供給し、該吸収塔から第一のスラリータ
ンクに送り、該第一のスラリータンクから前記第二のス
ラリータンクに送る順路で吸収液を循環し、かつ前記第
一のスラリータンクの吸収液中に酸化用空気を供給し、
前記第二のスラリータンクではCa(OH)を供給すると
共に該第二のスラリータンク内の吸収液のpHを5.5〜7.0
に維持することにより、AlFXによるCaCO3の溶解阻害の
不具合を無くし、高純度の石膏を回収できる本発明の排
ガス処理方法を得るに至った。
〔作 用〕
本発明では、上記の通り、吸収剤としてCaCO3とCa(O
H)を併用した吸収液を用い、該吸収液を排ガス吸収
塔へ供給する第二のスラリータンク内の吸収液にCa(O
H)を供給することによりpHを5.5から7.0にコントロ
ールし、排ガス吸収塔から吸収液が送られる第一のスラ
リータンクの吸収液中に酸化用空気を吹き込み、吸収液
を第二のスラリータンクから排ガス吸収塔及び第一のス
ラリータンクを経て第二のスラリータンクに循環させる
ようにしている。
従来から、AlFXを分解するためには、前記の塩基性ナ
トリウムの他に各種のアルカリ化合物が提案されてい
る。これは、AlFXの構成要素であるAlが、アルカリによ
り固相に移行するためである。本発明者等は、このアル
カリ添加剤の効果につき更に検討した結果、AlFXを分解
する効果は同一であるが、アルカリ源としてNa,Mgを用
いた場合には、吸収液中にFが相当量残存し、その結
果、一度アルカリでAlFXを分解してもpHが低下するとAl
FXとして再溶解し易いことを見い出した。
これは、AlFXが分解された後、Na,Mg塩ではNaF,MgF2
として比較的溶解度が高いためと推定される。一方、Ca
(OH)を用いた場合には、Alと共に、Fも難溶性のCa
F2として固相に析出するため、吸収液中のF濃度が低下
し、その結果、再溶解の程度は著しく軽減されることが
でき、吸収剤としてCaCO3のCa(OH)を併用した吸収
液を用いることにした。
更に、発明者らは、CaCO3とCa(OH)の供給方法に
ついて、更に検討をした結果、排ガス吸収塔へ供給する
吸収液を保有するスラリータンクを2基設け吸収液は第
二のスラリータンクから該吸収塔へ供給し、該吸収塔か
ら第一のスラリータンクに送り、該第一のスラリータン
クから前記第二のスラリータンクに送る順路で循環し、
前記第一のスラリータンクの吸収液中に酸化用空気を送
り、前記第二のスラリータンクの吸収液をCa(OH)
供給することによりpHを5.5から7.0に制御すると、前記
のCa(OH)の効果が著しいことを見い出した。
即ち、第二のスラリータンクにCa(OH)を供給して
も、吸収液pHが5.5を下回ると、Ca(OH)によるAlFX
の分解が不十分になり、CaCO3の反応性を十分に回復で
きなかった。一方、排ガス中に同伴されるAlFXの発生源
(即ち、フライアッシュ及びHF)量が変動しても、第二
のスラリータンクの吸収液pHを5.5から7.0に制御するこ
とにより、安定したCaCO3の反応性を維持できることが
分かった。
次に、第二のスラリータンクの吸収液pHを7を越えた
値にすると、亜硫酸塩の酸化速度が低下する現象が生
じ、亜硫酸カルシウムが生成し、高純度の石膏を回収で
きなかった。
次に、第一のスラリータンクにCa(OH)を供給する
と、第二のスラリータンクに供給した場合に比べてCa
(OH)供給量が増大する現象が生じた。これはCaCO3
に比べて、Ca(OH)の反応速度が高いため、中和反応
にCa(OH)が消費されていることが分かった。
即ち、第二のスラリータンクにCa(OH)を供給する
ことは、AlFXを分解してCaCO3の反応性を回復するに必
要な、最少のCa(OH)量であることがわかった。
以上の事実より、本発明では、第二のスラリータンク
にCa(OH)を供給し、かつ該第二のスラリータンク内
の吸収液のpHを5.5〜7.0に維持するようにした。
また、前記第一のスラリータンクにおいては、吸収液
中に空気を吹込むことによって、亜硫酸カルシウムは石
膏に酸化される。
なお、CaCO3の供給は、第一及び第2のスラリータン
クのいずれに供給しても、Ca(OH)の効果に差は見ら
れなかった。
以上説明したように、本発明では、排ガス中のHFとダ
ストによる悪影響が除去され、CaCO3の活性が維持さ
れ、高価なCa(OH)の使用量が減少されると共に、高
純度の石膏が回収される。
〔実施例〕
本発明の一実施例を第1図によって説明する。
小型微粉炭焚き(図示なし)からの排ガスを、200m3N
/h分取し、第1図に示す本発明になる排ガス処理法によ
って処理した。被処理排ガスの温度は、熱交換器(図示
なし)によって入口温度を110℃、ダスト濃度はバグフ
ィルター(図示なし)により約200mg/m3Nに調整されて
いる。
入口SO2濃度は1200ppm、HF濃度は53ppmであった。
被処理排ガスは、ライン3により吸収塔5に導入さ
れ、SO2及びHFがガス中より除去された後ライン4より
排出される。吸収塔5下には吸収液を保有するスラリー
タンク1とスラリータンク2の2基のスラリータンクが
設けられ、吸収液はスラリータンク2から吸収液ポンプ
6により吸収塔5に送られ、吸収塔5からスラリータン
ク1に送り、スラリータンク1からスラリータンク2に
送る順路で循環される。
CaCO3スラリーはライン7よりスラリータンク1に供
給されており、この際のCaCO3スラリー供給流量は、吸
収塔より排出されるライン4のガス中のSO2濃度が50ppm
となるように調節計9を介して調節弁8によって自動調
整される。
一方、Ca(OH)スラリーはライン10よりスラリータ
ンク2に供給され、Ca(OH)スラリー供給流量は、ス
ラリータンク2から吸収塔5に送られる吸収液のpHが5.
7となるようにpH調節計12を介して調節弁11によって自
動調整される。
また、スラリータンク1には一定量の酸化用空気がラ
イン13により導入される。
吸収液ポンプ6により吸収塔5に供給される吸収液の
一部は、ライン14より抜き出される。
以上の条件にて、定常運転を実施したところ出口ガス
中のSO2は50ppmで安定に運転でき、スラリータンク1の
吸収液pHは5.2であった。
また、吸収液中のCaCO3濃度は0.04mol/となり、CaC
O3の反応性は良好であり、亜硫酸カルシウムの存在しな
いことも確認した。
この吸収液ロ液中のAl,F濃度を測定したところ、それ
ぞれ1.3mg/,17mg/の微量であった。
本実施例のCaCO3及びCa(OH)の供給量比はモル比
でCa(OH)2/{CaCO3+Ca(OH)}=0.025となった。
(比較例1) 前記実施例と同一の装置、ガス条件にて、吸収剤とし
てはCaCO3のみを使用して運転を行った。即ち、第1図
において、ライン10から供給していたCa(OH)スラリ
ーを停止した。
本比較例では、運転開始以降次第にスラリータンク1
及び2の吸収液pHが低下し、最終的にスラリータンク1
及び2の吸収液pHはそれぞれ4.5,4.8となった。
吸収液中のCaCO3濃度は0.11mol/となり、前記実施
例に比べCaCO3の反応性が著しく低下した。この吸収液
ロ液中のAl,F濃度はそれぞれ75mg/,120mg/であっ
た。
(比較例2) 本比較例は、第2図に示す装置を使用し、前記実施例
と同一のガス条件にて運転を行った。なお、吸収塔5に
供給する吸収液を保有するスラリータンクは1つである
ことを除いて第1図に示すものと違いが無いので、同一
の部分は同一の符号で示されている。また、本比較例で
は、スラリータンク1に、CaCO3スラリーと同時にCa(O
H)スラリーを供給した。
上記条件にて運転を実施したところ、スラリータンク
1の吸収液pHは5.7にすることにより出口SO2濃度50ppm
を安定して維持することができた。
また、吸収液中のCaCO3濃度は、0.04mol/となり、C
aCO3の反応性は良好であったが、本実較例のCa(OH)
とCaCO3の供給比はモル比でCa(OH)2/{CaCO3+Ca(O
H)}=0.12となり、前記実施例よりもCa(OH)
所要量が著しく多いことが判明した。なお、この吸収液
ロ液中のAl,F濃度はそれぞれ1.5mg/,20mg/であっ
た。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明は、排ガス中のHFとダス
トに起因する悪影響を除外し、CaCO3の活性を維持し、
かつ、高価なCa(OH)の使用量を少なくすることがで
きると共に、高純度の石膏を回収することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すフロー図、第2図は比
較例2のフロー図である。 1……第一スラリータンク, 2……第二スラリータンク, 5……吸収塔,6……吸収液ポンプ, 8……調節弁,9……出口SO2濃度調節計, 11……調節弁,12……pH調節計,
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩下 浩一郎 東京都千代田区丸の内2丁目5番1号 三菱重工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−167432(JP,A) 特開 昭55−124530(JP,A) 特開 昭56−65615(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】SO2とHFとを含む排ガスを処理するに当た
    り、排ガス吸収塔に供給される吸収剤としてCaCO3及びC
    a(OH)を含む吸収液を用い、該吸収液を、第二のス
    ラリータンクから排ガス吸収塔に供給し、該排ガス吸収
    塔から第一のスラリータンクに送り、該第一のスラリー
    タンクから前記第二のスラリータンクに送る順路で循環
    させ、かつ、Ca(OH)を前記第二のスラリータンクに
    供給して該第二のスラリータンク内の吸収液pHを5.5〜
    7.0に維持すると共に、前記第一のスラリータンク内の
    吸収液中に空気を吹き込むことを特徴とするSO2とHFを
    含む排ガスの処理方法。
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