JP3207602B2 - 高性能排煙脱硫方法 - Google Patents
高性能排煙脱硫方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は石炭焚きボイラ排ガスの
如き硫黄酸化物を含む排ガスの脱硫方法に関するもの
で、特に処理排ガス中の硫黄酸化物濃度を従来技術で達
成し得なかった低濃度レベルにまで、経済的に脱硫でき
る高性能排煙脱硫方法を提供するものである。
如き硫黄酸化物を含む排ガスの脱硫方法に関するもの
で、特に処理排ガス中の硫黄酸化物濃度を従来技術で達
成し得なかった低濃度レベルにまで、経済的に脱硫でき
る高性能排煙脱硫方法を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】湿式石灰法や湿式ソーダ法、湿式水酸化
マグネシウム法などの排煙脱硫装置は既に多数が実用に
供されている。例えば事業用火力発電所の大型排煙脱硫
装置として主流を占める湿式石灰石膏法は硫黄酸化物を
含む排ガスをグリッドを充填した吸収部に導き、ＣａＣ
Ｏ3 と反応によって生成したＣａＳＯ4 ・２Ｈ2 Ｏを含
むスラリ状吸収液と気液接触しＣａＳＯ4 ・２Ｈ2 Ｏを
生成し脱硫している。この吸収部での脱硫性能はＬ／Ｇ
｛アルカリ吸収液量（リットル／ｈｒ）／処理ガス量
（ｍ3 Ｎ／ｈ）｝＝１０〜２０、ｐＨ＝５〜７の条件下
で脱硫率が９０〜９６％が得られる。硫黄酸化物を吸収
した吸収液は吸収部の下部に設けられたタンクに流下
し、アーム回転式スパージャなどにより空気を微細な気
泡として吹き込み吸収液中の亜硫酸イオン（ＨＳ
Ｏ3 - ）の酸化を促進し脱硫性能の向上を計ると共にＣ
ａＣＯ3 による中和反応によりＣａＳＯ4 ・２Ｈ2 Ｏを
生成する。このスラリを含む吸収液は硫黄酸化物の吸収
剤として循環使用されるが、その一部を抜き出し遠心分
離機にて固液分離されＣａＳＯ4 ・２Ｈ2 Ｏは副生石膏
として回収される。
マグネシウム法などの排煙脱硫装置は既に多数が実用に
供されている。例えば事業用火力発電所の大型排煙脱硫
装置として主流を占める湿式石灰石膏法は硫黄酸化物を
含む排ガスをグリッドを充填した吸収部に導き、ＣａＣ
Ｏ3 と反応によって生成したＣａＳＯ4 ・２Ｈ2 Ｏを含
むスラリ状吸収液と気液接触しＣａＳＯ4 ・２Ｈ2 Ｏを
生成し脱硫している。この吸収部での脱硫性能はＬ／Ｇ
｛アルカリ吸収液量（リットル／ｈｒ）／処理ガス量
（ｍ3 Ｎ／ｈ）｝＝１０〜２０、ｐＨ＝５〜７の条件下
で脱硫率が９０〜９６％が得られる。硫黄酸化物を吸収
した吸収液は吸収部の下部に設けられたタンクに流下
し、アーム回転式スパージャなどにより空気を微細な気
泡として吹き込み吸収液中の亜硫酸イオン（ＨＳ
Ｏ3 - ）の酸化を促進し脱硫性能の向上を計ると共にＣ
ａＣＯ3 による中和反応によりＣａＳＯ4 ・２Ｈ2 Ｏを
生成する。このスラリを含む吸収液は硫黄酸化物の吸収
剤として循環使用されるが、その一部を抜き出し遠心分
離機にて固液分離されＣａＳＯ4 ・２Ｈ2 Ｏは副生石膏
として回収される。
【０００３】また、本発明者らは先に従来の脱硫装置の
吸収塔出口後流部に付設した微細化噴霧装置によりアル
カリ吸収液を噴霧する２段脱硫方法を提供した（特願平
４−２９８３７８号）。すなわち、アルカリ吸収液を３
０〜５００μｍに微細化することにより、液滴の表面積
を増大し気液接触面積を大きくしてＳＯ2 の吸収効率を
高める方法である。その結果、Ｌ／Ｇ｛アルカリ吸収液
量（リットル／ｈｒ）／処理ガス量（ｍ3 Ｎ／ｈ）｝＝
０．０５〜２程度でも十分にＳＯ2 吸収性能を発揮する
こととなり従来方式の脱硫装置を２塔設置するのに比較
して費用の低減、装置の簡略化が可能となる方法を提供
した。
吸収塔出口後流部に付設した微細化噴霧装置によりアル
カリ吸収液を噴霧する２段脱硫方法を提供した（特願平
４−２９８３７８号）。すなわち、アルカリ吸収液を３
０〜５００μｍに微細化することにより、液滴の表面積
を増大し気液接触面積を大きくしてＳＯ2 の吸収効率を
高める方法である。その結果、Ｌ／Ｇ｛アルカリ吸収液
量（リットル／ｈｒ）／処理ガス量（ｍ3 Ｎ／ｈ）｝＝
０．０５〜２程度でも十分にＳＯ2 吸収性能を発揮する
こととなり従来方式の脱硫装置を２塔設置するのに比較
して費用の低減、装置の簡略化が可能となる方法を提供
した。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】地球環境保護がクロー
ズアップされている現在、とりわけ酸性雨問題は深刻で
あり世界的に排煙脱硫装置の普及が進められており、経
済的で高性能な排煙脱硫技術の改良開発がなされてきた
が、従来技術では脱硫性能に限界があった。
ズアップされている現在、とりわけ酸性雨問題は深刻で
あり世界的に排煙脱硫装置の普及が進められており、経
済的で高性能な排煙脱硫技術の改良開発がなされてきた
が、従来技術では脱硫性能に限界があった。
【０００５】例えば、石炭焚きボイラ排ガスのごとき数
千ｐｐｍの高濃度硫黄酸化物を含む排ガスに対し従来の
湿式石灰石膏法による脱硫装置でＬ／Ｇ｛アルカリ吸収
液量（リットル／ｈｒ）／処理ガス量（ｍ3 Ｎ／ｈ）＝
１０〜２０｝、ｐＨ＝５〜７の条件下で脱硫装置を運用
することにより脱硫率が９０〜９６％が得られる。この
ような高性能な脱硫装置においても、入口排ガス中の硫
黄酸化物濃度が高いと数十ｐｐｍの硫黄酸化物が大気中
に排出されることとなり、地球環境保護が叫ばれている
今日においては、さらに硫黄酸化物濃度を下げる努力が
必要であり、１ｐｐｍ以下のレベルまでに硫黄酸化物濃
度を下げ得ればより理想的である。その手段としては、
従来法の脱硫装置を２系列並べた２塔式脱硫装置にする
ことにより解決されるが、費用が多大で経済的でない。
従ってより経済的で高性能な脱硫方式が望まれている。
千ｐｐｍの高濃度硫黄酸化物を含む排ガスに対し従来の
湿式石灰石膏法による脱硫装置でＬ／Ｇ｛アルカリ吸収
液量（リットル／ｈｒ）／処理ガス量（ｍ3 Ｎ／ｈ）＝
１０〜２０｝、ｐＨ＝５〜７の条件下で脱硫装置を運用
することにより脱硫率が９０〜９６％が得られる。この
ような高性能な脱硫装置においても、入口排ガス中の硫
黄酸化物濃度が高いと数十ｐｐｍの硫黄酸化物が大気中
に排出されることとなり、地球環境保護が叫ばれている
今日においては、さらに硫黄酸化物濃度を下げる努力が
必要であり、１ｐｐｍ以下のレベルまでに硫黄酸化物濃
度を下げ得ればより理想的である。その手段としては、
従来法の脱硫装置を２系列並べた２塔式脱硫装置にする
ことにより解決されるが、費用が多大で経済的でない。
従ってより経済的で高性能な脱硫方式が望まれている。
【０００６】一方酸性雨で特に問題となるＳＯ3 ミスト
は超微細粒子であるため、従来の脱硫装置では除去性能
が悪い。硫黄酸化物濃度を１ｐｐｍ以下のレベルにまで
脱硫しようとする場合は、ＳＯ2 の吸収率を極めて向上
させるばかりでなく、ＳＯ3の除去をも考慮することが
必要となってくる。
は超微細粒子であるため、従来の脱硫装置では除去性能
が悪い。硫黄酸化物濃度を１ｐｐｍ以下のレベルにまで
脱硫しようとする場合は、ＳＯ2 の吸収率を極めて向上
させるばかりでなく、ＳＯ3の除去をも考慮することが
必要となってくる。
【０００７】本発明者らは上記問題を解決するために、
先の提案（特願平４−２９８３７８号）方法により脱硫
装置の吸収塔出口後流部に微細化噴霧装置を付設してア
ルカリ吸収液を噴霧する２段脱硫方法を提供した。この
方法はアルカリ吸収液を３０〜５００μｍに微細化し、
液滴の表面積を増大してＳＯ2 の吸収効率を高める方法
であって、ＳＯ2 の吸収効率が大幅に改善され、高性能
脱硫方法として非常に有益な方法である。
先の提案（特願平４−２９８３７８号）方法により脱硫
装置の吸収塔出口後流部に微細化噴霧装置を付設してア
ルカリ吸収液を噴霧する２段脱硫方法を提供した。この
方法はアルカリ吸収液を３０〜５００μｍに微細化し、
液滴の表面積を増大してＳＯ2 の吸収効率を高める方法
であって、ＳＯ2 の吸収効率が大幅に改善され、高性能
脱硫方法として非常に有益な方法である。
【０００８】しかしながら、該提案方法を広く普及さす
ためには、さらに安価で構造が簡単で、取り扱いが容易
で、しかも脱硫性能をさらに高めた噴霧装置を開発する
必要がある。
ためには、さらに安価で構造が簡単で、取り扱いが容易
で、しかも脱硫性能をさらに高めた噴霧装置を開発する
必要がある。
【０００９】すなわち、従来の噴霧装置は通常液を単一
ノズルから噴霧させただけでは３０〜３００μｍの微細
粒子を生成さすのは困難で、一般には空気と液を同時に
噴霧する二流体噴霧ノズルを使用するが、この二流体噴
霧ノズルは空気の噴霧圧力を１〜７ｋｇ／ｃｍ2 Ｇと圧
力の高い空気を大量に必要とし、しかも空気消費率｛噴
霧空気流量（ｋｇ／ｈ）／噴霧液供給量（ｋｇ／ｈ）×
１００｝が３０〜５０ｗｔ％と大量の空気を必要とし、
その動力費が高い欠点がある。また、超音波噴霧装置の
使用も考えられるが、このものは単一機器当りの噴霧流
量が少ないため、高価な超音波噴霧装置を多数要し、事
業用火力発電所のごとく大量の排ガスを処理するために
は経済面で難があった。また装置の取扱いが面倒などの
問題があった。
ノズルから噴霧させただけでは３０〜３００μｍの微細
粒子を生成さすのは困難で、一般には空気と液を同時に
噴霧する二流体噴霧ノズルを使用するが、この二流体噴
霧ノズルは空気の噴霧圧力を１〜７ｋｇ／ｃｍ2 Ｇと圧
力の高い空気を大量に必要とし、しかも空気消費率｛噴
霧空気流量（ｋｇ／ｈ）／噴霧液供給量（ｋｇ／ｈ）×
１００｝が３０〜５０ｗｔ％と大量の空気を必要とし、
その動力費が高い欠点がある。また、超音波噴霧装置の
使用も考えられるが、このものは単一機器当りの噴霧流
量が少ないため、高価な超音波噴霧装置を多数要し、事
業用火力発電所のごとく大量の排ガスを処理するために
は経済面で難があった。また装置の取扱いが面倒などの
問題があった。
【００１０】本発明は上記技術水準に鑑み、特に、先の
提案方法（特願平４−２９８３７８号）をさらに改良
し、効率よく９９％以上の脱硫が達成できる高性能排煙
脱硫方法を提供しようとするものである。
提案方法（特願平４−２９８３７８号）をさらに改良
し、効率よく９９％以上の脱硫が達成できる高性能排煙
脱硫方法を提供しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は硫黄酸化物を含
む燃焼排ガスを脱硫装置に導き、アルカリ物質を吸収剤
とする吸収液によって排ガス中の硫黄酸化物の大部分を
除去し、さらに内管内部をアルカリ吸収液の通路とし、
同内管と外管の間を前記脱硫装置を通過した燃焼排ガス
の通路とする二重管からなり、前記内管壁に燃焼排ガス
噴出口より小口径の吸収液流出口を、同流出口に向い合
う前記外管壁に同流出口より大径の燃焼排ガス噴出口を
それぞれ設け、吸収液と燃焼排ガスの噴出割合をコント
ロールすることによりアルカリ吸収液を霧状に微粒化し
て噴霧する噴霧装置を使用して脱硫する二段脱硫を行わ
せることを特徴とする高性能排煙脱硫方法である。
む燃焼排ガスを脱硫装置に導き、アルカリ物質を吸収剤
とする吸収液によって排ガス中の硫黄酸化物の大部分を
除去し、さらに内管内部をアルカリ吸収液の通路とし、
同内管と外管の間を前記脱硫装置を通過した燃焼排ガス
の通路とする二重管からなり、前記内管壁に燃焼排ガス
噴出口より小口径の吸収液流出口を、同流出口に向い合
う前記外管壁に同流出口より大径の燃焼排ガス噴出口を
それぞれ設け、吸収液と燃焼排ガスの噴出割合をコント
ロールすることによりアルカリ吸収液を霧状に微粒化し
て噴霧する噴霧装置を使用して脱硫する二段脱硫を行わ
せることを特徴とする高性能排煙脱硫方法である。
【００１２】すなわち、石炭焚きボイラ排ガスの如き高
濃度のＳＯ2 を含む排ガスは、従来の脱硫装置による第
一段目の脱硫工程で大部分のＳＯ2 を除去し、良質の副
生品を得ると共に、第一段目の脱硫工程で除去しえなか
った残留ＳＯ2 については、後流部に設置した噴霧装置
によって微細噴霧されたアルカリ吸収液によって吸収除
去される。ここで従来の二流体噴霧ノズルでは空気の噴
霧圧力を１〜７ｋｇ／ｃｍ2 Ｇと圧力の高い空気を大量
に必要とし、しかも空気消費率が３０〜５０ｗｔ％と大
量の空気を必要とし、その動力費が高いなどの欠点があ
り、また、超音波噴霧装置では噴霧流量が少なく、高価
等の問題点があったが、本発明に供した噴霧装置は内管
壁に設けられた径２ｍｍ程度の流出口からアルカリ吸収
液が約１ｍ／ｓの速度で流出し、また外管壁に設けられ
た径８ｍｍ程度の流出口から、硫黄酸化物を含む燃焼排
ガスの一部が５０ｍ／ｓ以上の流速で噴出される。この
時、内管の外面と外管の内面管に形成される隙間は約３
ｍｍ程度である。ここで内管から流出するアルカリ吸収
液の周りに硫黄酸化物を含む燃焼排ガスによるガス流が
形成され、アルカリ吸収液はこの高速のガス流で霧状に
微粒子化される。この液体とガス体の噴出割合をコント
ロールすることにより、１０μｍ〜数百μｍの微細粒子
が容易に得られる。
濃度のＳＯ2 を含む排ガスは、従来の脱硫装置による第
一段目の脱硫工程で大部分のＳＯ2 を除去し、良質の副
生品を得ると共に、第一段目の脱硫工程で除去しえなか
った残留ＳＯ2 については、後流部に設置した噴霧装置
によって微細噴霧されたアルカリ吸収液によって吸収除
去される。ここで従来の二流体噴霧ノズルでは空気の噴
霧圧力を１〜７ｋｇ／ｃｍ2 Ｇと圧力の高い空気を大量
に必要とし、しかも空気消費率が３０〜５０ｗｔ％と大
量の空気を必要とし、その動力費が高いなどの欠点があ
り、また、超音波噴霧装置では噴霧流量が少なく、高価
等の問題点があったが、本発明に供した噴霧装置は内管
壁に設けられた径２ｍｍ程度の流出口からアルカリ吸収
液が約１ｍ／ｓの速度で流出し、また外管壁に設けられ
た径８ｍｍ程度の流出口から、硫黄酸化物を含む燃焼排
ガスの一部が５０ｍ／ｓ以上の流速で噴出される。この
時、内管の外面と外管の内面管に形成される隙間は約３
ｍｍ程度である。ここで内管から流出するアルカリ吸収
液の周りに硫黄酸化物を含む燃焼排ガスによるガス流が
形成され、アルカリ吸収液はこの高速のガス流で霧状に
微粒子化される。この液体とガス体の噴出割合をコント
ロールすることにより、１０μｍ〜数百μｍの微細粒子
が容易に得られる。
【００１３】ここでアルカリ吸収液が微細化されること
により、液滴の表面積が増大し気液接触面積が大きくな
って、ＳＯ2 の吸収効率が高まるのは従来法と同じであ
るが、本発明の特徴は硫黄酸化物を含む高流速の燃焼排
ガスで、アルカリ吸収液を霧状に微粒子化するため、噴
出口付近での液とガスとの接触効率が増し燃焼排ガス中
の硫黄酸化物の吸収効率が著しく向上する。従って総合
の脱硫率は従来方法に比べ増大する利点を有する。また
本発明で用いる噴霧装置は大径の外管とそれより小径で
外管との間に隙間の形成される内管だけになり、構造が
著しく簡単になると共に、ガス体の圧力も１０００ｍｍ
Ｈ2 Ｏ以下の低圧でよく、動力費が大幅に低減される。
また、空気の如く余分なガス体を導入しないため、排ガ
ス量の増加がなく後流機器の負荷が低減される。噴霧穴
を多く設けることで噴霧液量を増大さすことが簡単にで
き、高価な装置を多数必要とする超音波噴霧装置に比べ
より経済的である。ＳＯ2 の吸収効率が増すため、従来
法に比べＬ／Ｇを低くしても十分にＳＯ2 吸収性能を発
揮することとなり、噴霧液量も少なくてすむ。
により、液滴の表面積が増大し気液接触面積が大きくな
って、ＳＯ2 の吸収効率が高まるのは従来法と同じであ
るが、本発明の特徴は硫黄酸化物を含む高流速の燃焼排
ガスで、アルカリ吸収液を霧状に微粒子化するため、噴
出口付近での液とガスとの接触効率が増し燃焼排ガス中
の硫黄酸化物の吸収効率が著しく向上する。従って総合
の脱硫率は従来方法に比べ増大する利点を有する。また
本発明で用いる噴霧装置は大径の外管とそれより小径で
外管との間に隙間の形成される内管だけになり、構造が
著しく簡単になると共に、ガス体の圧力も１０００ｍｍ
Ｈ2 Ｏ以下の低圧でよく、動力費が大幅に低減される。
また、空気の如く余分なガス体を導入しないため、排ガ
ス量の増加がなく後流機器の負荷が低減される。噴霧穴
を多く設けることで噴霧液量を増大さすことが簡単にで
き、高価な装置を多数必要とする超音波噴霧装置に比べ
より経済的である。ＳＯ2 の吸収効率が増すため、従来
法に比べＬ／Ｇを低くしても十分にＳＯ2 吸収性能を発
揮することとなり、噴霧液量も少なくてすむ。
【００１４】しかも、第２段目の脱硫工程ではＳＯ2 負
荷も低いため、アルカリ吸収液濃度も低い領域で十分Ｓ
Ｏ2 除去が可能で噴出口での詰りの発生もない。第２段
目の脱硫工程で使用する吸収液は第１段目の脱硫工程で
使用する吸収液（例えばＣａＣＯ3 ）をそのまま使用す
ることもできるが、新たに調整した他のアルカリ吸収
液、例えばＮａ2 ＣＯ3 吸収液を使用することにより、
ＳＯ2 を吸収してＮａ2ＳＯ4 となった吸収液が、第１
段目の脱硫工程に戻されることにより、第１段目の脱硫
工程でのイオン強度が増し、ＣａＣＯ3 の溶解速度が大
きくなって、ＳＯ 2 の吸収率が向上する相乗効果が生じ
る。なおＮａ2 ＳＯ4 を第１段目の脱硫工程に戻したと
しても、ＳＯ2 負荷が極めて低い領域で使用しているた
め、その濃度は薄く、第１段目の脱硫工程で生成する副
生品の純度は特に問題ない。
荷も低いため、アルカリ吸収液濃度も低い領域で十分Ｓ
Ｏ2 除去が可能で噴出口での詰りの発生もない。第２段
目の脱硫工程で使用する吸収液は第１段目の脱硫工程で
使用する吸収液（例えばＣａＣＯ3 ）をそのまま使用す
ることもできるが、新たに調整した他のアルカリ吸収
液、例えばＮａ2 ＣＯ3 吸収液を使用することにより、
ＳＯ2 を吸収してＮａ2ＳＯ4 となった吸収液が、第１
段目の脱硫工程に戻されることにより、第１段目の脱硫
工程でのイオン強度が増し、ＣａＣＯ3 の溶解速度が大
きくなって、ＳＯ 2 の吸収率が向上する相乗効果が生じ
る。なおＮａ2 ＳＯ4 を第１段目の脱硫工程に戻したと
しても、ＳＯ2 負荷が極めて低い領域で使用しているた
め、その濃度は薄く、第１段目の脱硫工程で生成する副
生品の純度は特に問題ない。
【００１５】一方、酸性雨で特に問題となるＳＯ3 ミス
トは超微細粒子であるため、従来の脱硫装置では除去性
能が悪かったが、本発明による微細化噴霧装置からの微
細な吸収液を噴霧させることで、ＳＯ3 ミストを一次的
に凝集肥大させることができ、後流部に設置する例えば
湿式電気集塵器、またはエリミネータで大部分が捕集さ
れ、排煙脱硫装置からの硫黄酸化物（ＳＯ2 とＳＯ3 ）
の排出濃度レベルを１ｐｐｍ以下にすることができ、極
めて高い脱硫性能が発揮される。
トは超微細粒子であるため、従来の脱硫装置では除去性
能が悪かったが、本発明による微細化噴霧装置からの微
細な吸収液を噴霧させることで、ＳＯ3 ミストを一次的
に凝集肥大させることができ、後流部に設置する例えば
湿式電気集塵器、またはエリミネータで大部分が捕集さ
れ、排煙脱硫装置からの硫黄酸化物（ＳＯ2 とＳＯ3 ）
の排出濃度レベルを１ｐｐｍ以下にすることができ、極
めて高い脱硫性能が発揮される。
【００１６】なお微細化噴霧装置で使用するアルカリ吸
収液はＣａＣＯ3 、Ｎａ2 ＣＯ3 以外にもＮａＯＨ、Ｋ
ＯＫ、Ｍｇ（ＯＨ）2 、Ｃａ（ＯＨ）2 、ＮＨ4 ＯＨ、
Ｋ2ＣＯ3 、ＭｇＣＯ3 、（ＮＨ4 ）2 ＣＯ3 、ＮａＨ
ＣＯ3 、ＫＨＣＯ3 、Ｍｇ（ＨＣＯ3 ）2 、ＮＨ4 ＨＣ
Ｏ3 などＳＯ2 を吸収して酸化された硫酸塩が水溶性の
化合物になるものが代替使用できる。
収液はＣａＣＯ3 、Ｎａ2 ＣＯ3 以外にもＮａＯＨ、Ｋ
ＯＫ、Ｍｇ（ＯＨ）2 、Ｃａ（ＯＨ）2 、ＮＨ4 ＯＨ、
Ｋ2ＣＯ3 、ＭｇＣＯ3 、（ＮＨ4 ）2 ＣＯ3 、ＮａＨ
ＣＯ3 、ＫＨＣＯ3 、Ｍｇ（ＨＣＯ3 ）2 、ＮＨ4 ＨＣ
Ｏ3 などＳＯ2 を吸収して酸化された硫酸塩が水溶性の
化合物になるものが代替使用できる。
【００１７】
【作用】硫黄酸化物を含む燃焼排ガスを既存の脱硫工程
に導き、吸収剤として例えばＣａＣＯ3 を使用し、この
吸収液と気液接触させＳＯ2 の大部分を吸収除去する。
脱硫率は排ガス負荷及びＬ／Ｇ（液／ガス比）によって
若干異なるものの９０〜９６％となる。次に既存の脱硫
装置で吸収除去しえなかった硫黄酸化物は本発明方法の
噴霧方式による２段目の脱硫方式によって、より経済的
に効率よく脱硫することが可能となる。
に導き、吸収剤として例えばＣａＣＯ3 を使用し、この
吸収液と気液接触させＳＯ2 の大部分を吸収除去する。
脱硫率は排ガス負荷及びＬ／Ｇ（液／ガス比）によって
若干異なるものの９０〜９６％となる。次に既存の脱硫
装置で吸収除去しえなかった硫黄酸化物は本発明方法の
噴霧方式による２段目の脱硫方式によって、より経済的
に効率よく脱硫することが可能となる。
【００１８】すなわち、噴霧装置の内管から流出するア
ルカリ吸収液の周りに硫黄酸化物を含む燃焼排ガスが高
速で噴出されるため、アルカリ吸収液を霧状に微粒子化
すると同時に、噴出口付近での液とガスとの接触効率が
著しく増大し、従来法に比べ脱硫率が向上する。また、
噴霧装置の構造が簡単で１０００ｍｍＨ2 Ｏ以下の低噴
霧圧でよく、動力費が大幅に低減される。また、２段脱
硫方式を採用することにより、第２段目の脱硫工程で生
成したＮａ2 ＳＯ4 が第１段目の脱硫工程に戻されるこ
とにより、イオン強度が増し、第１段目の脱硫工程の脱
硫率が向上する相乗効果も生じる。
ルカリ吸収液の周りに硫黄酸化物を含む燃焼排ガスが高
速で噴出されるため、アルカリ吸収液を霧状に微粒子化
すると同時に、噴出口付近での液とガスとの接触効率が
著しく増大し、従来法に比べ脱硫率が向上する。また、
噴霧装置の構造が簡単で１０００ｍｍＨ2 Ｏ以下の低噴
霧圧でよく、動力費が大幅に低減される。また、２段脱
硫方式を採用することにより、第２段目の脱硫工程で生
成したＮａ2 ＳＯ4 が第１段目の脱硫工程に戻されるこ
とにより、イオン強度が増し、第１段目の脱硫工程の脱
硫率が向上する相乗効果も生じる。
【００１９】
【実施例】本発明方法の１実施例の態様を図１に基づい
て説明する。石炭焚きボイラ排ガスの如き硫黄酸化物を
含む排ガス１は既存の脱硫装置２に導かれる。脱硫装置
２では経路１５から送られるＣａＣＯ3 と反応によって
生成したＣａＳＯ4 ・２Ｈ2 Ｏを含むスラリ状吸収液６
がポンプ９により経路１０を介して脱硫装置２内のノズ
ル３から噴出される。スラリ状吸収液はグリッドを充填
した吸収部４で高濃度の硫黄酸化物を含む排ガスと気液
接触し、ＣａＳＯ4 ・２Ｈ2 Ｏを生成し脱硫する。また
硫黄酸化物を吸収した吸収液６は経路８から供給された
空気がアーム回転式スパージャ７で微細な気泡としてタ
ンク５内に吹き込まれることにより、亜硫酸イオン（Ｈ
ＳＯ3 - ）の酸化が促進され、ＳＯ2 の吸収率の向上を
計ると共にＣａＣＯ3 による中和反応によりＣａＳＯ4
・２Ｈ2Ｏが生成される。生成したＣａＳＯ4 ・２Ｈ2
Ｏを含むスラリ状吸収液６の一部は経路１１から抜き出
され、遠心分離機１２で固液分離され副生石膏１３が回
収される。固液分離後の液は経路１４にてタンク５内に
戻される。
て説明する。石炭焚きボイラ排ガスの如き硫黄酸化物を
含む排ガス１は既存の脱硫装置２に導かれる。脱硫装置
２では経路１５から送られるＣａＣＯ3 と反応によって
生成したＣａＳＯ4 ・２Ｈ2 Ｏを含むスラリ状吸収液６
がポンプ９により経路１０を介して脱硫装置２内のノズ
ル３から噴出される。スラリ状吸収液はグリッドを充填
した吸収部４で高濃度の硫黄酸化物を含む排ガスと気液
接触し、ＣａＳＯ4 ・２Ｈ2 Ｏを生成し脱硫する。また
硫黄酸化物を吸収した吸収液６は経路８から供給された
空気がアーム回転式スパージャ７で微細な気泡としてタ
ンク５内に吹き込まれることにより、亜硫酸イオン（Ｈ
ＳＯ3 - ）の酸化が促進され、ＳＯ2 の吸収率の向上を
計ると共にＣａＣＯ3 による中和反応によりＣａＳＯ4
・２Ｈ2Ｏが生成される。生成したＣａＳＯ4 ・２Ｈ2
Ｏを含むスラリ状吸収液６の一部は経路１１から抜き出
され、遠心分離機１２で固液分離され副生石膏１３が回
収される。固液分離後の液は経路１４にてタンク５内に
戻される。
【００２０】一方、大部分の硫黄酸化物が除去された排
ガスは煙道１６を介して微細化噴霧装置１７に導かれ
る。この微細化噴霧装置１７には経路２６から供給され
る例えばＮａ2 ＣＯ3 がタンク２０を経て、ポンプ２１
及び経路２２を介してアルカリ吸収液として供給される
と共に、ブロワ２４から供給される硫黄酸化物を含む燃
焼排ガスが経路２５を介して供給され、アルカリ吸収液
が微細化噴霧される。
ガスは煙道１６を介して微細化噴霧装置１７に導かれ
る。この微細化噴霧装置１７には経路２６から供給され
る例えばＮａ2 ＣＯ3 がタンク２０を経て、ポンプ２１
及び経路２２を介してアルカリ吸収液として供給される
と共に、ブロワ２４から供給される硫黄酸化物を含む燃
焼排ガスが経路２５を介して供給され、アルカリ吸収液
が微細化噴霧される。
【００２１】噴霧装置１７から噴霧されたアルカリ吸収
液により残留硫黄酸化物が除去された排ガスは微細水滴
捕集器１８（例えば湿式電気集塵器またはミストエリミ
ネータ）に導かれミストを除去したのち排ガス２７とし
て排出される。微細水滴捕集器１８で捕集されたミスト
は経路１９にてタンク２０に抜き出される。タンク２０
に抜き出されたアルカリ吸収液の一部はポンプ２１及び
経路２３を介して、第１段目の脱硫工程であるタンク５
に戻され、第１段目の脱硫工程吸収液のイオン強度をア
ップさせ活性向上を計る。
液により残留硫黄酸化物が除去された排ガスは微細水滴
捕集器１８（例えば湿式電気集塵器またはミストエリミ
ネータ）に導かれミストを除去したのち排ガス２７とし
て排出される。微細水滴捕集器１８で捕集されたミスト
は経路１９にてタンク２０に抜き出される。タンク２０
に抜き出されたアルカリ吸収液の一部はポンプ２１及び
経路２３を介して、第１段目の脱硫工程であるタンク５
に戻され、第１段目の脱硫工程吸収液のイオン強度をア
ップさせ活性向上を計る。
【００２２】こゝで微細化噴霧装置１７を図２、図３に
よって説明する。図２は微細化噴霧装置の断面図、図３
は微細化噴霧装置の設置状態を示す概略斜視図である。
図２、図３に示すように、微細化噴霧装置１７は内管２
８内部をアルカリ吸収液通路２８ａとし、該内管２８と
外管２９の間を硫黄酸化物を含む燃焼排ガス通路２９ａ
とする二重管からなり、前記内管壁に比較的小径の吸収
液流出口３０を、同流出口に向い合う前記外管壁に同流
出口より大径の硫黄酸化物を含む燃焼排ガス噴出口３１
をそれぞれ設けた噴霧ノズルである。すなわち、経路２
２から供給されたアルカリ吸収液２８ａは内管２８の壁
に設けられた液体流出口３０から流出する一方、経路２
５から供給された硫黄酸化物を含む燃焼排ガスは外管２
９に設けられたガス噴出口３１から高速で噴出される。
この際アルカリ吸収液は数十μｍ〜数百μｍに微細化さ
れ噴霧される。
よって説明する。図２は微細化噴霧装置の断面図、図３
は微細化噴霧装置の設置状態を示す概略斜視図である。
図２、図３に示すように、微細化噴霧装置１７は内管２
８内部をアルカリ吸収液通路２８ａとし、該内管２８と
外管２９の間を硫黄酸化物を含む燃焼排ガス通路２９ａ
とする二重管からなり、前記内管壁に比較的小径の吸収
液流出口３０を、同流出口に向い合う前記外管壁に同流
出口より大径の硫黄酸化物を含む燃焼排ガス噴出口３１
をそれぞれ設けた噴霧ノズルである。すなわち、経路２
２から供給されたアルカリ吸収液２８ａは内管２８の壁
に設けられた液体流出口３０から流出する一方、経路２
５から供給された硫黄酸化物を含む燃焼排ガスは外管２
９に設けられたガス噴出口３１から高速で噴出される。
この際アルカリ吸収液は数十μｍ〜数百μｍに微細化さ
れ噴霧される。
【００２３】なお、一般的に、内管２８の外面と外管２
９の内面間に形成される隙間は３ｍｍ前後である。ま
た、液体流出口３０と空気噴出口３１の中心は一致して
いる。なお液体流出口３０は径２ｍｍ程度、ガス噴出口
３１は径８ｍｍ程度である。
９の内面間に形成される隙間は３ｍｍ前後である。ま
た、液体流出口３０と空気噴出口３１の中心は一致して
いる。なお液体流出口３０は径２ｍｍ程度、ガス噴出口
３１は径８ｍｍ程度である。
【００２４】噴霧装置１７から噴霧されたアルカリ吸収
液により残留硫黄酸化物が除去された排ガスは微細水滴
捕集器１８（例えば湿式電気集塵器またはミストエリミ
ネータ）に導かれ、ミストを除去したのち排ガス２７と
して排出される。微細水滴捕集器１８で捕集されたミス
トは経路１９にてタンク２０に抜き出される。タンク２
０に抜き出されたアルカリ吸収液の一部はポンプ２１及
び経路２３を介して、第１段目の脱硫工程であるタンク
５に戻され、第１段目の脱硫工程吸収液のイオン強度を
アップさせ活性向上を計る。
液により残留硫黄酸化物が除去された排ガスは微細水滴
捕集器１８（例えば湿式電気集塵器またはミストエリミ
ネータ）に導かれ、ミストを除去したのち排ガス２７と
して排出される。微細水滴捕集器１８で捕集されたミス
トは経路１９にてタンク２０に抜き出される。タンク２
０に抜き出されたアルカリ吸収液の一部はポンプ２１及
び経路２３を介して、第１段目の脱硫工程であるタンク
５に戻され、第１段目の脱硫工程吸収液のイオン強度を
アップさせ活性向上を計る。
【００２５】石炭燃焼排ガスについて、図１に示した本
発明方法に適用した試験を行い次の結果を得た。石炭燃
焼量２５ｋｇ／ｈｒの燃焼炉から発生する排ガス２００
ｍ3Ｎ／ｈｒをアンモニア接触還元法による乾式脱硫装
置に導き、次いで熱交換器を通して１５０℃まで冷却
し、乾式集塵器で処理した後、図１に示した本発明方法
により構成されている脱硫装置に排ガスを導いた。但
し、噴霧装置１７は使用しなかった。この時の脱硫装置
の運転条件は下記表１のとおりである。
発明方法に適用した試験を行い次の結果を得た。石炭燃
焼量２５ｋｇ／ｈｒの燃焼炉から発生する排ガス２００
ｍ3Ｎ／ｈｒをアンモニア接触還元法による乾式脱硫装
置に導き、次いで熱交換器を通して１５０℃まで冷却
し、乾式集塵器で処理した後、図１に示した本発明方法
により構成されている脱硫装置に排ガスを導いた。但
し、噴霧装置１７は使用しなかった。この時の脱硫装置
の運転条件は下記表１のとおりである。
【００２６】
【表１】
【００２７】上記条件において、吸収塔出口のＳＯ2 濃
度は５０ｐｐｍ、脱硫率は９５％となり、ＳＯ3 濃度は
１８ｐｐｍから１４ｐｐｍと吸収塔で約８％除去され
る。
度は５０ｐｐｍ、脱硫率は９５％となり、ＳＯ3 濃度は
１８ｐｐｍから１４ｐｐｍと吸収塔で約８％除去され
る。
【００２８】この残留硫黄酸化物（ＳＯ2 ＝５０ｐｐ
ｍ、ＳＯ3 ＝１４ｐｐｍ）排ガスを微細水滴捕集器１８
の上流で噴霧装置１７でアルカリ吸収液を噴霧させ二段
目の吸収を行わせた。その時の噴霧条件を結果と併せて
図４に示す。なお、図中、実線は本発明方法による結果
であり、点線は市販の２流体噴霧ノズルを用い、噴霧ガ
スとして空気を使用した従来法での結果である。但し空
気での希釈を補正し脱硫率を算出した。
ｍ、ＳＯ3 ＝１４ｐｐｍ）排ガスを微細水滴捕集器１８
の上流で噴霧装置１７でアルカリ吸収液を噴霧させ二段
目の吸収を行わせた。その時の噴霧条件を結果と併せて
図４に示す。なお、図中、実線は本発明方法による結果
であり、点線は市販の２流体噴霧ノズルを用い、噴霧ガ
スとして空気を使用した従来法での結果である。但し空
気での希釈を補正し脱硫率を算出した。
【００２９】以上の結果より、本発明方法を採用するこ
とにより、市販の２流体噴霧ノズルで、噴霧ガスとして
空気（２ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ）を用いたよりも脱硫率が向上
し、同じ脱硫率を得るにも低Ｌ／Ｇでよく、例えば粒子
径７０μｍでＬ／Ｇ比が０．３５以上であれば、ＳＯ2
濃度が１ｐｐｍ以下になることを確認した。なお、噴霧
粒子の滞留時間をさらに長くすることにより、さらに小
さいＬ／ＧでＳＯ2 濃度を１ｐｐｍ以下にすることが可
能である。また、噴霧にかかる動力費も市販２流体噴霧
ノズルが２ｋｇ／ｃｍ2 Ｇの噴霧圧に対し、本発明での
噴霧圧は５００ｍｍＨ2 Ｏであり、大幅な動力費の削減
となる。さらに、余分な空気が混入しないため、ガス流
量の増加がなく、後流機器への負荷が低減される。
とにより、市販の２流体噴霧ノズルで、噴霧ガスとして
空気（２ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ）を用いたよりも脱硫率が向上
し、同じ脱硫率を得るにも低Ｌ／Ｇでよく、例えば粒子
径７０μｍでＬ／Ｇ比が０．３５以上であれば、ＳＯ2
濃度が１ｐｐｍ以下になることを確認した。なお、噴霧
粒子の滞留時間をさらに長くすることにより、さらに小
さいＬ／ＧでＳＯ2 濃度を１ｐｐｍ以下にすることが可
能である。また、噴霧にかかる動力費も市販２流体噴霧
ノズルが２ｋｇ／ｃｍ2 Ｇの噴霧圧に対し、本発明での
噴霧圧は５００ｍｍＨ2 Ｏであり、大幅な動力費の削減
となる。さらに、余分な空気が混入しないため、ガス流
量の増加がなく、後流機器への負荷が低減される。
【００３０】一方、ＳＯ3 ミストについては、通常、脱
硫装置では５０〜５５℃、露点以下となっており、理論
的には捕集されるはずであるが、ＳＯ3 ミストの粒子径
がサブミクロン（１μｍ以下）であることから完全に除
去されず、前述したとおり脱硫装置では約８％程度しか
捕集されていなのが現状である。そこで上記の噴霧条件
にて噴霧液を微細化させＳＯ3 ミストを凝集肥大化させ
ることで微細水滴捕集器での捕集効率の向上を狙った結
果、Ｌ／Ｇ＝０．３５でいずれの噴霧粒子径において
も、微細水滴捕集器１８出口でのＳＯ3 はほぼ完全に除
去されていることを確認した。
硫装置では５０〜５５℃、露点以下となっており、理論
的には捕集されるはずであるが、ＳＯ3 ミストの粒子径
がサブミクロン（１μｍ以下）であることから完全に除
去されず、前述したとおり脱硫装置では約８％程度しか
捕集されていなのが現状である。そこで上記の噴霧条件
にて噴霧液を微細化させＳＯ3 ミストを凝集肥大化させ
ることで微細水滴捕集器での捕集効率の向上を狙った結
果、Ｌ／Ｇ＝０．３５でいずれの噴霧粒子径において
も、微細水滴捕集器１８出口でのＳＯ3 はほぼ完全に除
去されていることを確認した。
【００３１】なお、この実施例では硫黄酸化物を含む燃
焼排ガスの取り出し口を第１段目の脱硫工程出口の噴霧
装置１７前流部からであったが、この場所に限定するも
のではなく、噴霧装置１７後流部例えば微細水滴捕集器
１８の後流側からでもよく特に限定するものではない。
但し噴霧装置１７の後流部から取り出すと前流部での取
り出しに比べ、脱硫率は低下する。また、この実施例に
おいては、噴霧装置を既存脱硫装置の吸収塔出口煙道部
に設置したが、既存脱硫装置内に設置することも可能で
ある。
焼排ガスの取り出し口を第１段目の脱硫工程出口の噴霧
装置１７前流部からであったが、この場所に限定するも
のではなく、噴霧装置１７後流部例えば微細水滴捕集器
１８の後流側からでもよく特に限定するものではない。
但し噴霧装置１７の後流部から取り出すと前流部での取
り出しに比べ、脱硫率は低下する。また、この実施例に
おいては、噴霧装置を既存脱硫装置の吸収塔出口煙道部
に設置したが、既存脱硫装置内に設置することも可能で
ある。
【００３２】なお、図３では、噴霧装置を横置きとした
実施例を示したが、この装置を竪置きに配置しても支障
がなく、廻りの他の装置の配置及び配管などを考慮し最
適な配置を決定すればよい。
実施例を示したが、この装置を竪置きに配置しても支障
がなく、廻りの他の装置の配置及び配管などを考慮し最
適な配置を決定すればよい。
【００３３】
【発明の効果】従来湿式石灰石膏法によるＳＯ2 吸収率
は約９５％であり、ＳＯ3 の除去は全く考慮の対象外で
あったが、本発明によれば簡単な噴霧手段によってＳＯ
2 とＳＯ3 を含めた硫黄酸化物濃度は１ｐｐｍ以下のレ
ベルにまで脱硫することができ、脱硫率に換算すると９
９％以上が達成できる。
は約９５％であり、ＳＯ3 の除去は全く考慮の対象外で
あったが、本発明によれば簡単な噴霧手段によってＳＯ
2 とＳＯ3 を含めた硫黄酸化物濃度は１ｐｐｍ以下のレ
ベルにまで脱硫することができ、脱硫率に換算すると９
９％以上が達成できる。
【図１】本発明の一実施例の説明図。
【図２】本発明で使用する噴霧装置の断面図。
【図３】本発明で使用する噴霧装置の設置状態を示す斜
視図。
視図。
【図４】本発明の一実施例の効果を示す図表。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本田 充康 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22 号 三菱重工業株式会社 広島研究所内 (72)発明者 岩下 浩一郎 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三菱重工業株式会社本社内 (56)参考文献 実開 昭52−33640（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01D 53/50 B01D 53/34 ZAB B01D 53/77
Claims (1)
- 【請求項１】 硫黄酸化物を含む燃焼排ガスを脱硫装置
に導き、アルカリ物質を吸収剤とする吸収液によって排
ガス中の硫黄酸化物の大部分を除去し、さらに内管内部
をアルカリ吸収液の通路とし、同内管と外管の間を前記
脱硫装置を通過した燃焼排ガスの通路とする二重管から
なり、前記内管壁に燃焼排ガス噴出口より小口径の吸収
液流出口を、同流出口に向い合う前記外管壁に同流出口
より大径の燃焼排ガス噴出口をそれぞれ設け、吸収液と
燃焼排ガスの噴出割合をコントロールすることによりア
ルカリ吸収液を霧状に微粒化して噴霧する噴霧装置を使
用して脱硫する二段脱硫を行わせることを特徴とする高
性能排煙脱硫方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09430093A JP3207602B2 (ja) | 1993-04-21 | 1993-04-21 | 高性能排煙脱硫方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09430093A JP3207602B2 (ja) | 1993-04-21 | 1993-04-21 | 高性能排煙脱硫方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06304444A JPH06304444A (ja) | 1994-11-01 |
| JP3207602B2 true JP3207602B2 (ja) | 2001-09-10 |
Family
ID=14106427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09430093A Expired - Fee Related JP3207602B2 (ja) | 1993-04-21 | 1993-04-21 | 高性能排煙脱硫方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3207602B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW402520B (en) | 1997-11-05 | 2000-08-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Wet flue gas desulfurizer and oxygen-containing gas blowing device for use therein |
| JP5817971B2 (ja) * | 2011-06-22 | 2015-11-18 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 湿式排煙脱硫装置及び湿式排煙脱硫方法 |
| CN106669403A (zh) * | 2017-02-22 | 2017-05-17 | 中国石油大学(北京) | 一种联合脱硫脱硝装置 |
-
1993
- 1993-04-21 JP JP09430093A patent/JP3207602B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06304444A (ja) | 1994-11-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010605 |
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