JP3572744B2 - Exhaust gas treatment equipment containing high concentration sulfurous acid gas - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高濃度亜硫酸ガス含有排ガス処理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、吸収剤として石灰石、即ち炭酸カルシウム(CaCO3)を用いた湿式排煙脱硫装置は、一般に図17に示されるように、下部に形成された液溜り部1の吸収液2を、循環ポンプ3の作動により、上部に配設されたスプレーノズル4から噴霧して循環させると共に、図示していないボイラ等から供給される排ガスを前記スプレーノズル4から噴霧された吸収液2と接触せしめた後に精製ガスとして排出させる吸収塔5と、該吸収塔5で循環される吸収液2の一部が導入され且つ該吸収液2の一部から石膏19を回収する石膏回収ユニット18とを備えてなる構成を有している。
【0003】
前記吸収塔5の液溜り部1には、酸化用の空気を供給する圧縮機6を接続すると共に、液溜り部1内の吸収液2を撹拌する撹拌機7を設けてあり、吸収剤スラリーピット11において、後述する母液タンク25から供給される吸収液23とサイロ8から供給される炭酸カルシウム9を混練して吸収剤スラリー10を生成し、該吸収剤スラリー10を前記吸収塔5の液溜り部1に供給するようにしてある。
【0004】
又、前記石膏回収ユニット18は、苛性ソーダ(NaOH)等の中和剤12が貯留される中和剤貯留タンク26と、前記循環ポンプ3で循環される吸収液2の一部が供給され且つ前記中和剤貯留タンク26から中和剤12が供給され前記吸収液2と中和剤12を混合撹拌する中和タンク13と、該中和タンク13から抽出された吸収液14を濃縮せしめるシックナ15と、該シックナ15で濃縮された吸収液16が供給され該吸収液16を撹拌する脱水機供給タンク17と、該脱水機供給タンク17から抽出される吸収液16を脱水し石膏19を生成するための脱水機20と、該脱水機20で脱水された水21が供給され該水21の一部を前記シックナ15へ供給するための濾液ピット22と、前記シックナ15から上澄みの吸収液23が供給され該吸収液23の一部を前記吸収塔5の液溜り部1と吸収剤スラリーピット11へ供給し且つ残りを排水処理装置24へ送るための母液タンク25とを備えてなる構成を有している。
【0005】
前述の如き湿式排煙脱硫装置の場合、吸収液2が循環ポンプ3の作動により循環しており、図示していないボイラ等から吸収塔5に送り込まれた排ガスは、スプレーノズル4から噴霧される吸収液2と接触することにより、硫黄酸化物が吸収除去された後、精製ガスとして外部へ排出される。
【0006】
一方、前記排ガスから硫黄酸化物を吸収した吸収液2の一部は、循環ポンプ3による循環ライン途中から、石膏回収ユニット18を構成する中和タンク13へ供給され、該中和タンク13において中和剤貯留タンク26から供給される中和剤12と混合撹拌され、該混合撹拌された吸収液14がシックナ15へ送られ、該シックナ15において濃縮され、該濃縮された吸収液16が脱水機供給タンク17を経て脱水機20へ送られ、該脱水機20において水分が除去され固形の石膏19が生成される。
【0007】
前記脱水機20で脱水された水21は、濾液ピット22を経て前記シックナ15へ戻され、又、該シックナ15における前記吸収液14の濃縮時に出る上澄みの吸収液23は、母液タンク25を経て前記吸収塔5の液溜り部1と吸収剤スラリーピット11へ供給されると共に、排水処理装置24へ送られる。
【0008】
前記吸収剤スラリーピット11へ供給された吸収液23は、該吸収剤スラリーピット11においてサイロ8から供給される炭酸カルシウム9と混練され、吸収剤スラリー10として前記吸収塔5の液溜り部1に供給される。
【0009】
前記排水処理装置24へ送られた吸収液23は、排水処理装置24の硝化菌等の作用により、有害な窒素化合物が分解された後、外部へ排出される。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
前述の如き従来の湿式排煙脱硫装置では、6000[ppm]程度までの低濃度SO2排ガスの処理には適しているものの、石炭ガス化複合発電に使用される脱硫装置の再生塔から排出されるオフガスをはじめ、石油精製における硫黄回収装置等から排出される1〜10%程度の高濃度の亜硫酸ガスを含む排ガスを処理しようとした場合、図9中、仮想線で示される如く、満足する脱硫性能を得ることは困難であると共に、吸収塔5内部に大量のスケールが生成付着してしまう虞れがあった。
【0011】
本発明は、斯かる実情に鑑み、高濃度の亜硫酸ガスを含む排ガスからの脱硫を確実に行うことができ、且つスケールの発生を最小限に抑え得る高濃度亜硫酸ガス含有排ガス処理装置を提供しようとするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は、吸収剤として炭酸カルシウム9を含む吸収液2が下部の液溜り部1から上部へ循環され、且つ送り込まれる排ガスを前記吸収液2と接触させることにより、硫黄酸化物を吸収除去した後、精製ガスとして外部へ排出する吸収塔5と、
該吸収塔5で循環される吸収液2の一部が導入され且つ該吸収液2の一部から石膏19を回収する石膏回収ユニット18とを備えた高濃度亜硫酸ガス含有排ガス処理装置であって、
吸収塔5内の液溜り部1上方に上下方向複数段に配設され且つ各々多数のガス通過孔34が穿設された気液接触トレイ27と、
各段の気液接触トレイ27上へ吸収剤スラリー10を供給する吸収剤スラリー供給ライン28と、
各段の吸収剤スラリー供給ライン28から各段の気液接触トレイ27上へ供給される吸収剤スラリー10の流量を調整する流量調整弁29と、
各段の気液接触トレイ27上における液のpHを検出するpH計30と、
各段のpH計30からの検出信号30aに基づき、各段の気液接触トレイ27上における液のpHが夫々設定値となるよう、各段の流量調整弁29に開度指令信号29aを出力する制御器31と
を備えたことを特徴とする高濃度亜硫酸ガス含有排ガス処理装置にかかるものである。
【0013】
又、本発明は、吸収剤として炭酸カルシウム9を含む吸収液2が下部の液溜り部1から上部へ循環され、且つ送り込まれる排ガスを前記吸収液2と接触させることにより、硫黄酸化物を吸収除去した後、精製ガスとして外部へ排出する吸収塔5と、
該吸収塔5で循環される吸収液2の一部が導入され且つ該吸収液2の一部から石膏19を回収する石膏回収ユニット18とを備えた高濃度亜硫酸ガス含有排ガス処理装置であって、
吸収塔5内の液溜り部1上方に上下方向複数段に配設され且つ各々多数のガス通過孔34が穿設された気液接触トレイ27と、
各段の気液接触トレイ27上へ吸収剤スラリー10を供給する吸収剤スラリー供給ライン28と、
各段の吸収剤スラリー供給ライン28から各段の気液接触トレイ27上へ供給される吸収剤スラリー10の流量を調整する流量調整弁29と、
各段の吸収剤スラリー供給ライン28へ導入される吸収剤スラリー10の全体流量を調整する全体流量調整弁40と、
吸収塔5の液溜り部1における液のpHを検出するpH計41と、
該pH計41からの検出信号41aに基づき、吸収塔5の液溜り部1における液のpHが設定値となるよう、全体流量調整弁40に開度指令信号40aを出力すると共に、各段の気液接触トレイ27上へ供給される吸収剤スラリー10の流量が夫々設定された比率で比例配分されるよう、各段の流量調整弁29に開度指令信号29a’を出力する制御器31’と
を備えたことを特徴とする高濃度亜硫酸ガス含有排ガス処理装置にかかるものである。
【0014】
前記高濃度亜硫酸ガス含有排ガス処理装置においては、吸収塔5で循環される吸収液2の一部が導入され且つ該吸収液2の一部を酸化して石膏回収ユニット18へ導く酸化塔38を具備することができる。
【0015】
又、前記高濃度亜硫酸ガス含有排ガス処理装置においては、吸収塔5へ送り込まれる排ガスと、吸収塔5から排出される精製ガスとを熱交換させ、前記排ガスを冷却し且つ前記精製ガスを加熱する精製ガスヒータ36を具備することもできる。
【0016】
又、前記高濃度亜硫酸ガス含有排ガス処理装置においては、吸収塔5内の頂部に、吸収液2を噴霧するスプレーノズル4を配設することもできる。
【0017】
更に又、前記高濃度亜硫酸ガス含有排ガス処理装置においては、吸収塔5の出側に、吸収液2を噴霧するスプレーノズル4’が頂部に配設された補助吸収塔5’を設けることもできる。
【0018】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【0019】
各段の気液接触トレイ27上における液のpHを検出するpH計30を有する高濃度亜硫酸ガス含有排ガス処理装置の場合、運転時には、石油精製における硫黄回収装置等から排出される1〜10%程度の高濃度の亜硫酸ガスを含む排ガスが吸収塔5へ送り込まれると共に、吸収液2が循環され、且つ吸収塔5内に配設された各段の気液接触トレイ27上に各段の吸収剤スラリー供給ライン28から吸収剤スラリー10が供給されるが、このとき、吸収剤である炭酸カルシウムスラリーの供給量は、排ガス中のSO2量に応じて制御されると同時に、各段のpH計30によって各段の気液接触トレイ27上における液のpHが検出され、各段のpH計30からの検出信号30aに基づき、制御器31から各段の流量調整弁29に開度指令信号29aが出力され、各段の気液接触トレイ27上における液のpHが夫々設定値となるように調整される。
【0020】
前記吸収塔5に送り込まれた排ガスは、前記各段の気液接触トレイ27のガス通過孔34を通過して上昇して行く過程において、前記各段の気液接触トレイ27上における吸収液2と順次接触することにより、該吸収液2と前記排ガスとの接触時間が延長される形となり、硫黄酸化物が確実に吸収除去された後、精製ガスとして外部へ排出され、又、前記各段の気液接触トレイ27上における液のpHを夫々設定値に保持することにより、吸収塔5内部に大量のスケールが生成付着してしまうことが防止される。
【0021】
又、吸収塔5の液溜り部1における液のpHを検出するpH計41を有する高濃度亜硫酸ガス含有排ガス処理装置の場合、運転時には、石油精製における硫黄回収装置等から排出される1〜10%程度の高濃度の亜硫酸ガスを含む排ガスが吸収塔5へ送り込まれると共に、吸収液2が循環され、且つ吸収塔5内に配設された各段の気液接触トレイ27上に各段の吸収剤スラリー供給ライン28から吸収剤スラリー10が供給されるが、このとき、pH計41によって吸収塔5の液溜り部1における液のpHが検出され、pH計41からの検出信号41aに基づき、制御器31’から全体流量調整弁40に開度指令信号40aが出力され、吸収塔5の液溜り部1における液のpHが設定値となるよう、吸収塔5へ供給される吸収剤スラリー10の全体流量が調整されると共に、制御器31’から各段の流量調整弁29に開度指令信号29a’が出力され、各段の気液接触トレイ27上へ供給される吸収剤スラリー10の流量が夫々設定された比率で比例配分される。
【0022】
前記吸収塔5に送り込まれた排ガスは、前記各段の気液接触トレイ27のガス通過孔34を通過して上昇して行く過程において、前記各段の気液接触トレイ27上における吸収液2と順次接触することにより、該吸収液2と前記排ガスとの接触時間が延長される形となり、硫黄酸化物が確実に吸収除去された後、精製ガスとして外部へ排出され、又、吸収塔5の液溜り部1における液のpHが設定値となるよう、吸収塔5へ供給される吸収剤スラリー10の全体流量を調整すると共に、各段の気液接触トレイ27上へ供給される吸収剤スラリー10の流量を夫々設定された比率で比例配分することにより、前記各段の気液接触トレイ27上における液のpHが夫々調整され、吸収塔5内部に大量のスケールが生成付着してしまうことが防止される。
【0023】
又、前記高濃度亜硫酸ガス含有排ガス処理装置において、吸収塔5で循環される吸収液2の一部が導入され且つ該吸収液2の一部を酸化して石膏回収ユニット18へ導く酸化塔38を具備するようにすれば、吸収塔5の液溜り部1での吸収液2の酸化が充分に行われないような場合でも、酸化塔38で吸収液2の一部を酸化して石膏回収ユニット18へ導くことができる。
【0024】
更に又、前記高濃度亜硫酸ガス含有排ガス処理装置において、吸収塔5へ送り込まれる排ガスと、吸収塔5から排出される精製ガスとを熱交換させ、前記排ガスを冷却し且つ前記精製ガスを加熱する精製ガスヒータ36を具備するようにすれば、吸収塔5に送り込まれる排ガスは、精製ガスヒータ36により吸収塔5から排出される精製ガスと熱交換し、ある程度冷却されてから吸収塔5内に導入されるため、ドライアップ現象が発生しにくくなり、吸収塔5内部にスケールが付着しにくくなる。
【0025】
又、前記高濃度亜硫酸ガス含有排ガス処理装置において、吸収塔5内の頂部に、吸収液2を噴霧するスプレーノズル4を配設すると、吸収塔5に送り込まれた排ガスは、各段の気液接触トレイ27のガス通過孔34を通過して上昇して行く過程において、前記各段の気液接触トレイ27上における吸収液2と順次接触した後、更にスプレーノズル4から噴霧される吸収液2と接触することにより、該吸収液2と前記排ガスとの接触時間が更に延長される形となり、硫黄酸化物が確実に吸収除去される。
【0026】
又、前記高濃度亜硫酸ガス含有排ガス処理装置において、吸収塔5の出側に、吸収液2’を噴霧するスプレーノズル4’が頂部に配設された補助吸収塔5’を設けると、吸収塔5に送り込まれた排ガスは、各段の気液接触トレイ27のガス通過孔34を通過して上昇して行く過程において、前記各段の気液接触トレイ27上における吸収液2と順次接触することにより、該吸収液2と前記排ガスとの接触時間が延長される形となり、硫黄酸化物が確実に吸収除去された後、補助吸収塔5’に導入され、該補助吸収塔5’においてスプレーノズル4’から噴霧される吸収液2’と更に接触して硫黄酸化物が吸収除去される。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【0028】
図1は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図17と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図17に示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図1に示す如く、吸収塔5内の液溜り部1上方に気液接触トレイ27を上下方向複数段(図の例では三段)に配設し、各段の気液接触トレイ27上へ吸収剤スラリー10を供給する吸収剤スラリー供給ライン28を分岐形成すると共に、各段の吸収剤スラリー供給ライン28から各段の気液接触トレイ27上へ供給される吸収剤スラリー10の流量を調整する流量調整弁29を設け、各段の気液接触トレイ27上における液のpHを検出するpH計30を設け、更に、各段のpH計30からの検出信号30aに基づき、各段の気液接触トレイ27上における液のpHが夫々設定値となるよう、各段の流量調整弁29に開度指令信号29aを出力する制御器31を設けた点にある。
【0029】
前記気液接触トレイ27としては、図2及び図3に示す如く、縁部に切欠部32を形成した円板33に、排ガス流通用の多数のガス通過孔34を穿設すると共に、前記切欠部32に、円板33上に液を滞留させつつオーバフローさせて下段へ導くダウンカマー35を取り付けてなるシーブトレイを用いることができる。尚、前記気液接触トレイ27としては、図2及び図3に示すようなシーブトレイに代えて、図4及び図5に示す如く、単なる円板33に、排ガス流通用と液流下用を兼ねる多数のガス通過孔34を穿設したシーブトレイを用いることもできる。又、前記気液接触トレイ27としては、図6及び図7に示すような弁ガイド42に沿って可動な弁43を有するバルブトレイ、或いは図8に示すような多数のアングル材44を並設してなるアングルトレイを用いることもできる。
【0030】
又、本図示例においては、吸収塔5へ送り込まれる排ガスと、吸収塔5から排出される精製ガスとを熱交換させ、前記排ガスを冷却し且つ前記精製ガスを加熱する精製ガスヒータ36を設けてある。
【0031】
次に、上記図示例の作動を説明する。
【0032】
運転時には、石油精製における硫黄回収装置等から排出される1〜10%程度の高濃度の亜硫酸ガスを含む排ガスが吸収塔5へ送り込まれると共に、吸収液2が循環ポンプ3の作動により循環され、且つ吸収塔5内に配設された各段の気液接触トレイ27上に各段の吸収剤スラリー供給ライン28から吸収剤スラリー10が供給されるが、このとき、各段のpH計30によって各段の気液接触トレイ27上における液のpHが検出され、各段のpH計30からの検出信号30aに基づき、制御器31から各段の流量調整弁29に開度指令信号29aが出力され、各段の気液接触トレイ27上における液のpHが夫々設定値となるように調整される。
【0033】
前記吸収塔5に送り込まれた排ガスは、前記各段の気液接触トレイ27のガス通過孔34を通過して上昇して行く過程において、前記各段の気液接触トレイ27上における吸収液2と順次接触することにより、該吸収液2と前記排ガスとの接触時間が延長される形となり、硫黄酸化物が確実に吸収除去された後、精製ガスとして外部へ排出される。尚、排ガス中に含まれるSO2濃度と脱硫率との関係は、図9中実線で示されるようになることが、実験結果として得られた。
【0034】
又、前記各段の気液接触トレイ27上における液のpHを夫々設定値に保持することにより、吸収塔5内部に大量のスケールが生成付着してしまうことが防止される。
【0035】
ここで、前記各段の気液接触トレイ27上における液のpHの設定値は、上段から下段へ向け順次低くするようにし、例えば、上段の気液接触トレイ27上における液のpHの設定値を5.8程度に、中段の気液接触トレイ27上における液のpHの設定値を4.8程度に、下段の気液接触トレイ27上における液のpHの設定値を4.0程度に夫々することが望ましいことが実験結果として得られた。
【0036】
更に又、前記吸収塔5に送り込まれる排ガスの温度が高い場合、吸収塔5内部が乾く、いわゆるドライアップ現象が発生し、吸収塔5内部にスケールが付着しやすくなるが、本図示例においては、前記吸収塔5に送り込まれる排ガスは、精製ガスヒータ36により吸収塔5から排出される精製ガスと熱交換し、ある程度冷却されてから吸収塔5内に導入されるため、ドライアップ現象が発生しにくくなり、吸収塔5内部にスケールが付着しにくくなる。
【0037】
こうして、高濃度の亜硫酸ガスを含む排ガスからの脱硫を確実に行うことができ、且つスケールの発生を最小限に抑え得る。尚、本装置は、特に高濃度の亜硫酸ガスを含む排ガスからの脱硫に適したものであるが、亜硫酸ガス濃度がおよそ5000[ppm]以上の排ガスであれば、その処理用として適用可能である。
【0038】
前述の図1に示した本発明を実施する形態の一例において、吸収塔5の液溜り部1での吸収液2の酸化が充分に行われないような場合には、図10に示す如く、吸収塔5で循環される吸収液2の一部が導入され且つ該吸収液2の一部を酸化空気37により酸化して石膏回収ユニット18の中和タンク13へ導く酸化塔38を設けるようにする。尚、図10において、酸化塔38から出る排気を吸収塔5の入側へ戻しているのは、該排気中に硫黄分が含有している可能性があるため、前記排気を吸収塔5の入側へ戻すことにより、脱硫を行うようにするためであり、又、図10中、39は酸化塔38に必要に応じて適宜投入される硫酸である。
【0039】
又、前述の図1に示した本発明を実施する形態の一例においては、図11に示す如く、吸収塔5内の頂部に、吸収液2を噴霧するスプレーノズル4を配設するようにしてもよい。
【0040】
このように、吸収塔5内の頂部に、吸収液2を噴霧するスプレーノズル4を配設すると、吸収塔5に送り込まれた排ガスは、各段の気液接触トレイ27のガス通過孔34を通過して上昇して行く過程において、前記各段の気液接触トレイ27上における吸収液2と順次接触した後、更にスプレーノズル4から噴霧される吸収液2と接触することにより、該吸収液2と前記排ガスとの接触時間が更に延長される形となり、硫黄酸化物が確実に吸収除去される。
【0041】
更に又、前述の図1に示した本発明を実施する形態の一例においては、図12に示す如く、吸収塔5の出側に、吸収液2’を噴霧するスプレーノズル4’が頂部に配設された補助吸収塔5’を設けるようにしてもよい。
【0042】
このように、吸収塔5の出側に、吸収液2’を噴霧するスプレーノズル4’が頂部に配設された補助吸収塔5’を設けると、吸収塔5に送り込まれた排ガスは、各段の気液接触トレイ27のガス通過孔34を通過して上昇して行く過程において、前記各段の気液接触トレイ27上における吸収液2と順次接触することにより、該吸収液2と前記排ガスとの接触時間が延長される形となり、硫黄酸化物が確実に吸収除去された後、補助吸収塔5’に導入され、該補助吸収塔5’においてスプレーノズル4’から噴霧される吸収液2’と更に接触して硫黄酸化物が吸収除去される。
【0043】
図13は本発明を実施する形態の他の例であって、図中、図1と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、吸収塔5内の液溜り部1上方に気液接触トレイ27を上下方向複数段(図の例では四段)に配設し、各段の気液接触トレイ27上へ吸収剤スラリー10を供給する吸収剤スラリー供給ライン28を分岐形成すると共に、各段の吸収剤スラリー供給ライン28から各段の気液接触トレイ27上へ供給される吸収剤スラリー10の流量を調整する流量調整弁29を設け、各段の吸収剤スラリー供給ライン28へ導入される吸収剤スラリー10の全体流量を調整する全体流量調整弁40を設け、吸収塔5の液溜り部1における液のpHを検出するpH計41を設け、更に、該pH計41からの検出信号41aに基づき、吸収塔5の液溜り部1における液のpHが設定値となるよう、全体流量調整弁40に開度指令信号40aを出力すると共に、各段の気液接触トレイ27上へ供給される吸収剤スラリー10の流量が夫々設定された比率で比例配分されるよう、各段の流量調整弁29に開度指令信号29a’を出力する制御器31’を設けたものである。
【0044】
図13に示す例においては、運転時には、石油精製における硫黄回収装置等から排出される1〜10%程度の高濃度の亜硫酸ガスを含む排ガスが吸収塔5へ送り込まれると共に、吸収液2が循環ポンプ3の作動により循環され、且つ吸収塔5内に配設された各段の気液接触トレイ27上に各段の吸収剤スラリー供給ライン28から吸収剤スラリー10が供給されるが、このとき、pH計41によって吸収塔5の液溜り部1における液のpHが検出され、pH計41からの検出信号41aに基づき、制御器31’から全体流量調整弁40に開度指令信号40aが出力され、吸収塔5の液溜り部1における液のpHが設定値となるよう、吸収塔5へ供給される吸収剤スラリー10の全体流量が調整されると共に、制御器31’から各段の流量調整弁29に開度指令信号29a’が出力され、各段の気液接触トレイ27上へ供給される吸収剤スラリー10の流量が夫々設定された比率で比例配分される。
【0045】
前記吸収塔5に送り込まれた排ガスは、図1に示す例の場合と同様、前記各段の気液接触トレイ27のガス通過孔34を通過して上昇して行く過程において、前記各段の気液接触トレイ27上における吸収液2と順次接触することにより、該吸収液2と前記排ガスとの接触時間が延長される形となり、硫黄酸化物が確実に吸収除去された後、精製ガスとして外部へ排出される。
【0046】
又、吸収塔5の液溜り部1における液のpHが設定値となるよう、吸収塔5へ供給される吸収剤スラリー10の全体流量を調整すると共に、各段の気液接触トレイ27上へ供給される吸収剤スラリー10の流量を夫々設定された比率で比例配分することにより、前記各段の気液接触トレイ27上における液のpHが夫々調整され、吸収塔5内部に大量のスケールが生成付着してしまうことが防止される。
【0047】
ここで、前記吸収塔5の液溜り部1における液のpHの設定値は、およそ4〜5程度とし、そのときの吸収塔5へ供給される吸収剤スラリー10の全体流量をQ0とすると共に、各段の気液接触トレイ27上へ供給される吸収剤スラリー10の流量を上段から順に夫々Q1,Q2,Q3,Q4とした場合、例えば、
【数1】
Q1=0.5Q0
Q2=0.3Q0
Q3=0.1Q0
Q4=0.1Q0
といったように各段の比率を設定すればよい。
【0048】
更に又、図13に示す例においても、前記吸収塔5に送り込まれる排ガスは、精製ガスヒータ36により吸収塔5から排出される精製ガスと熱交換し、ある程度冷却されてから吸収塔5内に導入されるため、ドライアップ現象が発生しにくくなり、吸収塔5内部にスケールが付着しにくくなる。
【0049】
こうして、図1に示す例の場合と同様、図13に示す例においても、高濃度の亜硫酸ガスを含む排ガスからの脱硫を確実に行うことができ、且つスケールの発生を最小限に抑え得る。尚、本装置は、特に高濃度の亜硫酸ガスを含む排ガスからの脱硫に適したものであるが、亜硫酸ガス濃度がおよそ5000[ppm]以上の排ガスであれば、その処理用として適用可能である。
【0050】
前述の図13に示した本発明を実施する形態の他の例において、吸収塔5の液溜り部1での吸収液2の酸化が充分に行われないような場合には、図14に示す如く、吸収塔5で循環される吸収液2の一部が導入され且つ該吸収液2の一部を酸化空気37により酸化して石膏回収ユニット18の中和タンク13へ導く酸化塔38を設けるようにする。尚、図14中、図10と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【0051】
又、前述の図13に示した本発明を実施する形態の他の例においては、図15に示す如く、吸収塔5内の頂部に、吸収液2を噴霧するスプレーノズル4を配設するようにしてもよい。
【0052】
このように、吸収塔5内の頂部に、吸収液2を噴霧するスプレーノズル4を配設すると、吸収塔5に送り込まれた排ガスは、各段の気液接触トレイ27のガス通過孔34を通過して上昇して行く過程において、前記各段の気液接触トレイ27上における吸収液2と順次接触した後、更にスプレーノズル4から噴霧される吸収液2と接触することにより、該吸収液2と前記排ガスとの接触時間が更に延長される形となり、硫黄酸化物が確実に吸収除去される。
【0053】
更に又、前述の図13に示した本発明を実施する形態の他の例においては、図16に示す如く、吸収塔5の出側に、吸収液2’を噴霧するスプレーノズル4’が頂部に配設された補助吸収塔5’を設けるようにしてもよい。
【0054】
このように、吸収塔5の出側に、吸収液2’を噴霧するスプレーノズル4’が頂部に配設された補助吸収塔5’を設けると、吸収塔5に送り込まれた排ガスは、各段の気液接触トレイ27のガス通過孔34を通過して上昇して行く過程において、前記各段の気液接触トレイ27上における吸収液2と順次接触することにより、該吸収液2と前記排ガスとの接触時間が延長される形となり、硫黄酸化物が確実に吸収除去された後、補助吸収塔5’に導入され、該補助吸収塔5’においてスプレーノズル4’から噴霧される吸収液2’と更に接触して硫黄酸化物が吸収除去される。
【0055】
尚、本発明の高濃度亜硫酸ガス含有排ガス処理装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【0056】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の請求項1〜6記載の高濃度亜硫酸ガス含有排ガス処理装置によれば、高濃度の亜硫酸ガスを含む排ガスからの脱硫を確実に行うことができ、且つスケールの発生を最小限に抑え得るという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施する形態の一例の全体概要構成図である。
【図2】本発明を実施する形態の一例における気液接触トレイとしてダウンカマー付きのシーブトレイを用いた例を表わす側断面図である。
【図3】図2のIII−III断面図である。
【図4】本発明を実施する形態の一例における気液接触トレイとしてダウンカマーのないシーブトレイを用いた例を表わす側断面図である。
【図5】図4のV−V断面図である。
【図6】本発明を実施する形態の一例における気液接触トレイとしてバルブトレイを用いた例を表わす側断面図である。
【図7】図6のVII−VII矢視図である。
【図8】本発明を実施する形態の一例における気液接触トレイとしてアングルトレイを用いた例を表わす側断面図である。
【図9】排ガス中SO2濃度と脱硫率との関係を表わす線図である。
【図10】本発明を実施する形態の一例において酸化塔を別置きとした場合の全体概要構成図である。
【図11】本発明を実施する形態の一例において吸収塔内の頂部にスプレーノズルを配設した場合の全体概要構成図である。
【図12】本発明を実施する形態の一例において補助吸収塔を設けた場合の全体概要構成図である。
【図13】本発明を実施する形態の他の例の全体概要構成図である。
【図14】本発明を実施する形態の他の例において酸化塔を別置きとした場合の全体概要構成図である。
【図15】本発明を実施する形態の他の例において吸収塔内の頂部にスプレーノズルを配設した場合の全体概要構成図である。
【図16】本発明を実施する形態の他の例において補助吸収塔を設けた場合の全体概要構成図である。
【図17】従来例の全体概要構成図である。
【符号の説明】
1 液溜り部
2 吸収液
2’ 吸収液
4 スプレーノズル
4’ スプレーノズル
5 吸収塔
5’ 補助吸収塔
9 炭酸カルシウム
10 吸収剤スラリー
18 石膏回収ユニット
19 石膏
27 気液接触トレイ
28 吸収剤スラリー供給ライン
29 流量調整弁
29a 開度指令信号
29a’ 開度指令信号
30 pH計
30a 検出信号
31 制御器
31’ 制御器
34 ガス通過孔
36 精製ガスヒータ
38 酸化塔
40 全体流量調整弁
40a 開度指令信号
41 pH計
41a 検出信号[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an exhaust gas treatment device containing high-concentration sulfurous acid gas.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, limestone, ie, calcium carbonate (CaCO3In general, as shown in FIG. 17, a wet-type flue gas desulfurization apparatus uses a
[0003]
The
[0004]
The
[0005]
In the case of the above-mentioned wet flue gas desulfurization apparatus, the absorbing
[0006]
On the other hand, a part of the absorbent 2 having absorbed the sulfur oxides from the exhaust gas is supplied to the
[0007]
The
[0008]
The absorbent 23 supplied to the
[0009]
The absorbing
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional wet type flue gas desulfurization apparatus as described above, the low concentration SO up to about 6000 [ppm] is used.2Although it is suitable for treating exhaust gas, it has a high level of about 1 to 10%, which is discharged from a sulfur recovery unit in petroleum refining, including off-gas discharged from a regeneration tower of a desulfurization unit used for integrated coal gasification combined cycle. When it is intended to treat exhaust gas containing sulfur dioxide at a high concentration, it is difficult to obtain satisfactory desulfurization performance, as indicated by the phantom line in FIG. 9, and a large amount of scale is generated and adhered inside the
[0011]
In view of such circumstances, the present invention is to provide a high-concentration sulfurous acid gas-containing exhaust gas treatment apparatus capable of reliably performing desulfurization from exhaust gas containing high-concentration sulfurous acid gas and minimizing scale generation. It is assumed that.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, the sulfur oxides are absorbed and removed by circulating the absorbent 2 containing
A high-concentration sulfurous acid gas-containing exhaust gas treatment apparatus comprising: a
A gas-
An absorbent
A flow
A
Based on the
The present invention relates to an exhaust gas treatment device containing high-concentration sulfurous acid gas, comprising:
[0013]
Further, the present invention absorbs sulfur oxides by circulating an absorbent 2 containing
A high-concentration sulfurous acid gas-containing exhaust gas treatment apparatus comprising: a
A gas-
An absorbent
A flow
An overall
A
Based on the detection signal 41a from the
The present invention relates to an exhaust gas treatment device containing high-concentration sulfurous acid gas, comprising:
[0014]
In the high-concentration sulfurous acid gas-containing exhaust gas treatment apparatus, an
[0015]
Further, in the exhaust gas treatment apparatus containing high-concentration sulfurous acid gas, the exhaust gas sent into the
[0016]
Further, in the exhaust gas treatment device containing high-concentration sulfurous acid gas, a
[0017]
Furthermore, in the exhaust gas treatment device containing high-concentration sulfurous acid gas, an
[0018]
According to the above means, the following effects can be obtained.
[0019]
In the case of an exhaust gas treatment device containing a high-concentration sulfurous acid gas having a
[0020]
The exhaust gas sent to the
[0021]
In the case of an exhaust gas treatment device containing a high-concentration sulfurous acid gas having a
[0022]
The exhaust gas sent to the
[0023]
In the exhaust gas treatment apparatus containing high-concentration sulfurous acid gas, a part of the absorbent 2 circulated in the
[0024]
Further, in the high-concentration sulfurous acid gas-containing exhaust gas treatment device, heat exchange is performed between the exhaust gas sent into the
[0025]
In the exhaust gas treatment device containing high-concentration sulfurous acid gas, a
[0026]
Further, in the exhaust gas treatment apparatus containing high-concentration sulfurous acid gas, an
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0028]
FIG. 1 is an example of an embodiment of the present invention, in which parts denoted by the same reference numerals as those in FIG. 17 represent the same parts, and the basic configuration is the same as that of the conventional one shown in FIG. However, as shown in FIG. 1, the gas-
[0029]
As the gas-
[0030]
Further, in the illustrated example, a purified
[0031]
Next, the operation of the illustrated example will be described.
[0032]
During operation, exhaust gas containing a high concentration of about 1 to 10% of sulfurous acid gas discharged from a sulfur recovery device or the like in petroleum refining is sent to the
[0033]
The exhaust gas sent to the
[0034]
Further, by maintaining the pH of the liquid on the gas-
[0035]
Here, the set value of the pH of the liquid on the gas-
[0036]
Furthermore, when the temperature of the exhaust gas sent into the
[0037]
In this way, desulfurization from exhaust gas containing high-concentration sulfurous acid gas can be reliably performed, and generation of scale can be minimized. The present apparatus is particularly suitable for desulfurization from exhaust gas containing high-concentration sulfur dioxide gas, but can be applied to the treatment of exhaust gas having a sulfur dioxide gas concentration of about 5000 [ppm] or more. .
[0038]
In the example of the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 described above, when the oxidation of the absorbing
[0039]
Further, in one example of the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 described above, as shown in FIG. 11, a
[0040]
As described above, when the
[0041]
Further, in an example of the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 described above, a
[0042]
As described above, when the auxiliary absorption tower 5 'in which the spray nozzle 4' for spraying the absorbing liquid 2 'is provided at the top on the outlet side of the
[0043]
FIG. 13 shows another example of the embodiment of the present invention. In the figure, the parts denoted by the same reference numerals as those in FIG. The
[0044]
In the example shown in FIG. 13, at the time of operation, exhaust gas containing high-concentration sulfurous acid gas of about 1 to 10% discharged from a sulfur recovery device or the like in petroleum refining is sent to the
[0045]
The exhaust gas sent to the
[0046]
In addition, the total flow rate of the
[0047]
Here, the set value of the pH of the liquid in the
(Equation 1)
Q1= 0.5Q0
Q2= 0.3Q0
Q3= 0.1Q0
Q4= 0.1Q0
What is necessary is just to set the ratio of each stage as follows.
[0048]
Further, also in the example shown in FIG. 13, the exhaust gas sent into the
[0049]
Thus, as in the example shown in FIG. 1, in the example shown in FIG. 13, desulfurization from the exhaust gas containing the high-concentration sulfurous acid gas can be reliably performed, and the generation of scale can be minimized. The present apparatus is particularly suitable for desulfurization from exhaust gas containing high-concentration sulfur dioxide gas, but can be applied to the treatment of exhaust gas having a sulfur dioxide gas concentration of about 5000 [ppm] or more. .
[0050]
In another example of the embodiment of the present invention shown in FIG. 13 described above, when oxidation of the absorbing
[0051]
In another example of the embodiment of the present invention shown in FIG. 13 described above, as shown in FIG. 15, a
[0052]
As described above, when the
[0053]
Further, in another example of the embodiment of the present invention shown in FIG. 13 described above, as shown in FIG. 16, a
[0054]
As described above, when the auxiliary absorption tower 5 'in which the spray nozzle 4' for spraying the absorbing liquid 2 'is provided at the top on the outlet side of the
[0055]
The high-concentration sulfurous acid gas-containing exhaust gas treatment apparatus of the present invention is not limited to the above-described illustrated example, and various changes can be made without departing from the scope of the present invention.
[0056]
【The invention's effect】
As described above, according to the high-concentration sulfurous acid gas-containing exhaust gas treatment apparatus according to
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram of an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side sectional view showing an example in which a sheave tray with a downcomer is used as a gas-liquid contact tray in an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III of FIG. 2;
FIG. 4 is a side sectional view illustrating an example in which a sheave tray without a downcomer is used as a gas-liquid contact tray in an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a sectional view taken along line VV of FIG. 4;
FIG. 6 is a side sectional view showing an example in which a valve tray is used as a gas-liquid contact tray in an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a view taken along the line VII-VII in FIG. 6;
FIG. 8 is a side sectional view showing an example in which an angle tray is used as a gas-liquid contact tray in an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 9 SO in exhaust gas2It is a diagram showing the relationship between the concentration and the desulfurization rate.
FIG. 10 is an overall schematic configuration diagram when an oxidation tower is separately provided in an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 11 is an overall schematic configuration diagram in a case where a spray nozzle is provided at the top in an absorption tower in an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 12 is an overall schematic configuration diagram when an auxiliary absorption tower is provided in an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 13 is an overall schematic configuration diagram of another example of an embodiment of the present invention.
FIG. 14 is an overall schematic configuration diagram in another example of an embodiment of the present invention in which an oxidation tower is separately provided.
FIG. 15 is an overall schematic configuration diagram in a case where a spray nozzle is provided at the top in an absorption tower in another example of an embodiment of the present invention.
FIG. 16 is an overall schematic configuration diagram in a case where an auxiliary absorption tower is provided in another example of the embodiment of the present invention.
FIG. 17 is an overall schematic configuration diagram of a conventional example.
[Explanation of symbols]
1 Liquid pool
2 Absorbent
2 'absorbing liquid
4 spray nozzle
4 'spray nozzle
5 Absorption tower
5 'auxiliary absorption tower
9 calcium carbonate
10 Absorbent slurry
18 Gypsum collection unit
19 plaster
27 Gas-liquid contact tray
28 Absorbent slurry supply line
29 Flow control valve
29a Opening command signal
29a 'Opening degree command signal
30 pH meter
30a Detection signal
31 Controller
31 'controller
34 Gas passage hole
36 Purified gas heater
38 Oxidation tower
40 Total flow control valve
40a Opening command signal
41 pH meter
41a Detection signal
Claims (6)
該吸収塔(5)で循環される吸収液(2)の一部が導入され且つ該吸収液(2)の一部から石膏(19)を回収する石膏回収ユニット(18)とを備えた高濃度亜硫酸ガス含有排ガス処理装置であって、
吸収塔(5)内の液溜り部(1)上方に上下方向複数段に配設され且つ各々多数の孔(34)が穿設された気液接触トレイ(27)と、
各段の気液接触トレイ(27)上へ吸収剤スラリー(10)を供給する吸収剤スラリー供給ライン(28)と、
各段の吸収剤スラリー供給ライン(28)から各段の気液接触トレイ(27)上へ供給される吸収剤スラリー(10)の流量を調整する流量調整弁(29)と、
各段の気液接触トレイ(27)上における液のpHを検出するpH計(30)と、
各段のpH計(30)からの検出信号(30a)に基づき、各段の気液接触トレイ(27)上における液のpHが夫々設定値となるよう、各段の流量調整弁(29)に開度指令信号(29a)を出力する制御器(31)と
を備えたことを特徴とする高濃度亜硫酸ガス含有排ガス処理装置。An absorbing solution (2) containing calcium carbonate (9) as an absorbing agent is circulated from a lower reservoir (1) to an upper portion, and the exhaust gas to be sent is brought into contact with the absorbing solution (2), whereby sulfur oxides are formed. An absorption tower (5) for discharging as a purified gas after absorbing and removing
A gypsum recovery unit (18) for introducing a part of the absorbent (2) circulated in the absorption tower (5) and for recovering gypsum (19) from a part of the absorbent (2). An exhaust gas treatment device containing a concentration of sulfurous acid gas,
A gas-liquid contact tray (27), which is disposed in a plurality of stages in the vertical direction above the liquid reservoir (1) in the absorption tower (5) and has a plurality of holes (34) each;
An absorbent slurry supply line (28) for supplying the absorbent slurry (10) onto the gas-liquid contact tray (27) of each stage;
A flow control valve (29) for adjusting a flow rate of the absorbent slurry (10) supplied from the absorbent slurry supply line (28) of each stage onto the gas-liquid contact tray (27) of each stage;
A pH meter (30) for detecting the pH of the liquid on the gas-liquid contact tray (27) at each stage;
Based on the detection signal (30a) from the pH meter (30) at each stage, the flow rate adjusting valve (29) at each stage such that the pH of the liquid on the gas-liquid contact tray (27) at each stage becomes a set value. And a controller (31) for outputting an opening command signal (29a).
該吸収塔(5)で循環される吸収液(2)の一部が導入され且つ該吸収液(2)の一部から石膏(19)を回収する石膏回収ユニット(18)とを備えた高濃度亜硫酸ガス含有排ガス処理装置であって、
吸収塔(5)内の液溜り部(1)上方に上下方向複数段に配設され且つ各々多数のガス通過孔(34)が穿設された気液接触トレイ(27)と、
各段の気液接触トレイ(27)上へ吸収剤スラリー(10)を供給する吸収剤スラリー供給ライン(28)と、
各段の吸収剤スラリー供給ライン(28)から各段の気液接触トレイ(27)上へ供給される吸収剤スラリー(10)の流量を調整する流量調整弁(29)と、
各段の吸収剤スラリー供給ライン(28)へ導入される吸収剤スラリー(10)の全体流量を調整する全体流量調整弁(40)と、
吸収塔(5)の液溜り部(1)における液のpHを検出するpH計(41)と、
該pH計(41)からの検出信号(41a)に基づき、吸収塔(5)の液溜り部(1)における液のpHが設定値となるよう、全体流量調整弁(40)に開度指令信号(40a)を出力すると共に、各段の気液接触トレイ(27)上へ供給される吸収剤スラリー(10)の流量が夫々設定された比率で比例配分されるよう、各段の流量調整弁(29)に開度指令信号(29a’)を出力する制御器(31’)と
を備えたことを特徴とする高濃度亜硫酸ガス含有排ガス処理装置。An absorbing solution (2) containing calcium carbonate (9) as an absorbing agent is circulated from a lower reservoir (1) to an upper portion, and the exhaust gas to be sent is brought into contact with the absorbing solution (2), whereby sulfur oxides are formed. An absorption tower (5) for discharging as a purified gas after absorbing and removing
A gypsum recovery unit (18) for introducing a part of the absorbent (2) circulated in the absorption tower (5) and for recovering gypsum (19) from a part of the absorbent (2). An exhaust gas treatment device containing a concentration of sulfurous acid gas,
A gas-liquid contact tray (27) which is disposed in a plurality of stages in the vertical direction above the liquid reservoir (1) in the absorption tower (5) and has a plurality of gas passage holes (34) each;
An absorbent slurry supply line (28) for supplying the absorbent slurry (10) onto the gas-liquid contact tray (27) of each stage;
A flow control valve (29) for adjusting a flow rate of the absorbent slurry (10) supplied from the absorbent slurry supply line (28) of each stage onto the gas-liquid contact tray (27) of each stage;
An overall flow control valve (40) for adjusting the overall flow rate of the absorbent slurry (10) introduced into the absorbent slurry supply line (28) of each stage;
A pH meter (41) for detecting the pH of the liquid in the liquid reservoir (1) of the absorption tower (5);
Based on the detection signal (41a) from the pH meter (41), an opening command is issued to the overall flow rate regulating valve (40) so that the pH of the liquid in the liquid reservoir (1) of the absorption tower (5) becomes a set value. A signal (40a) is output, and the flow rate of each stage is adjusted so that the flow rate of the absorbent slurry (10) supplied onto the gas-liquid contact tray (27) of each stage is proportionally distributed at a set ratio. An exhaust gas treatment device containing high-concentration sulfurous acid gas, comprising: a controller (31 ') for outputting an opening command signal (29a') to a valve (29).
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