JP3801664B2 - Jet bubbling reactor - Google Patents

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JP3801664B2
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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、ジェットバブリング反応槽に関し、更に詳細にはフロス層及びその近傍領域の吸収液のPHを設定値に速やかに安定させるように改良されたジェットバブリング反応槽に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
排ガスから亜硫酸ガス、ダスト等の環境汚染物質を除去するために、湿式排煙脱硫法が多用されている。湿式排煙脱硫法とは、排ガスと吸収剤スラリとを気液接触反応させ、亜硫酸ガスを硫酸塩として固定化、除去する方法である。使用される吸収剤スラリは、亜硫酸ガスを硫酸塩として固定する吸収剤、例えば石灰石を水に溶解及び/又は懸濁させたスラリ状水溶液(以下、吸収液と言う)である。
なかでも、排ガスと、槽内に収容した吸収液とを気液接触させて、排ガス中の環境汚染物質を除去する排ガス処理槽として、ジェットバブリング反応槽を使用した湿式排煙脱硫装置は、環境汚染物質の除去率が高くかつ経済的にも優れた装置として広く採用されている。
【0003】
排ガス中の亜硫酸ガスを除去する場合を例にして、湿式排煙脱硫装置に使用されている従来のジェットバブリング反応槽の構成を以下に説明する。
ジェットバブリング反応槽は、典型的には例えば特公昭55−37295号公報の第1図及び特公平3−70532号公報の第1図に示すように、亜硫酸ガス等の環境汚染物質を固定する吸収液を槽内下部に収容し、亜硫酸ガスを含む排ガスを吸収液中に分散導入してジェットバブリング層を形成しつつ吸収剤と反応させて亜硫酸ガスを硫酸塩として固定する気液接触式の反応槽である。
【0004】
更に、吸収剤として石灰石を使用し、排ガス中の亜硫酸ガスを除去するジェットバブリング反応槽(以下、簡単に反応槽と略称する)10を図3を参照しつつ説明する。図3に示すように、反応槽10は、上から順に排ガス出口室12と、槽体を横断するように設けられた排ガス入口室14と、吸収液を収容する下部空間とに区画されている。排ガス出口室12と排ガス入口室14とは、槽体を横断して水平に伸びる第1隔板16によって仕切られ、排ガス入口室14と下部空間とは、第1隔板16に平行に伸びる第2隔板18によって仕切られている。第2隔板18は、吸収液20の液面より上方に位置し、その間に排ガス流出用の空間部22を形成している。
排ガス出口室12は出口ダクト24に接続し、その下の排ガス入口室14は入口ダクト26に接続している。また、処理排ガスを空間部22から排ガス出口室12に流入させるガスライザとして、複数本のパイプ状の連通管28(図3では、簡単に1本のみ図示)が排ガス入口室14を貫通して、空間部22と排ガス出口室12とを連通させている。
【0005】
排ガス分散管30は、上端部で排ガス入口室14に連通し、下端部で吸収液20に浸漬するように排ガス入口室14の第2隔板18から下方に下降している。その下端部には多数の小さな開口が設けてあり、排ガスはそれら開口から吸収液20中に分散して、フロス層(ジェットバブリング層)Aを形成する。フロス層層Aは、排ガスの気泡と吸収液とからなる気液相連続の気液接触層である。
反応槽10の下部は、吸収液20を収容するようになっており、槽下部には吸収液、石灰石スラリを攪拌するための攪拌機32と、亜硫酸ガスの石膏固定化に必要な酸素を供給するための酸素含有ガス、例えば空気を噴出する噴出ノズルを備えた空気供給管34とが設けられている。
攪拌機32は、その回転軸36が槽上の駆動装置38から連通管28の一本を経由して下方に延びている。
図3中、40は吸収剤供給管、42は反応により生じた石膏スラリの排出管である。
【0006】
以下に、反応槽10の運転を説明する。図3において、反応槽10の下部には、亜硫酸ガスと反応して、石膏に固定化する石灰石粉末を水に溶解及び/又は懸濁させたスラリが吸収液として収容されている。
排ガスは、入口ダクト26から排ガス入口室14を経由して排ガス分散管30の開口より吸収液の液面下に導入され、ジェット状に噴出してバブリングしながら上昇する。これにより、所謂フロス層Aが吸収液上に生成される。亜硫酸ガスは、水、酸素、石灰石と反応して、次のように石膏となる。生じた石膏は、結晶として吸収液中に析出し、吸収液は多量の石膏粒子を浮遊させるスラリとなる。
SO2 (ガス)+H2 O → H2 SO3 (吸収)
2 SO3 +1/2O2 → H2 SO4 (酸化)
2 SO4 +CaCO3 → CaSO4 +H2 O+CO2 ↑ (中和)
CaSO4 +2H2 O → CaSO4 ・2H2 O ↓ (晶析)
【0007】
亜硫酸ガスを除去された排ガスは、連通管28及び排ガス出口室12を経て出口ダクト24により系外に排出される。
一方、晶析した石膏を濃厚に含有するスラリは、排出管42より排出される。また、排出管42より抜き出されたスラリに見合う量の石灰石スラリが吸収剤供給管40より連続的に反応槽10に補給される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、導入される排ガス中の亜硫酸ガス濃度は、必ずしも一定ではなく、排ガスを発生する火力発電所或いはボイラの運転条件の変動に応じてしばしば変動する。排ガス中の亜硫酸ガス濃度が高くなった場合に、脱硫率高くしないと、処理排ガス中の亜硫酸ガス濃度が所定値より高い値になり、環境問題を引き起こすことになる。
そこで、排ガス中の亜硫酸ガス濃度の上昇に合わせて、脱硫率を上げる必要があり、脱硫率を上げるためには、石灰石スラリの供給を多くして、吸収液のPHを大きくする必要がある。
【0009】
従って、導入排ガス中の亜硫酸ガス濃度の変動にもかかわらず処理排ガス中の亜硫酸ガス濃度を所定値に維持するためには、排ガス中の亜硫酸ガス濃度の変動に合わせて吸収液のPHを所定の設定値に素早く調整することが必要であり、かつ吸収液のPHの測定値の正確さが重要にる。
また、導入排ガスの流量、亜硫酸ガス濃度の変化により、導入亜硫酸ガスの量が変動する場合にも、石灰石供給量の過不足が生じ、吸収液PHが設定値から変動する。これを元の設定値に素早く収斂させなければ、処理排ガスの亜硫酸ガス濃度を所定値に維持することができない。
吸収液のPHは、従来、吸収液層の下部、具体的には生成物スラリの排出管内で測定されている。供給される吸収液の吸収剤濃度、例えば石灰石スラリであればCa濃度は、ほぼ一定であるから、吸収液のPHは、吸収液の供給流量を変化させることにより調整される。そこで、PHの設定値と吸収液の供給流量との関係を示すプログラムが作成されおり、PHを調整する場合、そのプログラムに従ってPHが設定値になるように吸収液の供給流量が調節される。
【0010】
しかし、従来の反応槽では、PHの設定値を変更した場合、実際のPH測定値が設定したPH値に収斂するのに長時間を要し、その間脱硫率が変動すると言う問題があった。例えば、図2の点線グラフは、従来の反応槽でPHの設定値を4から4.5に変えた場合のPH測定値と経過時間とを示すグラフであり、PHの測定値が変動して設定値に収斂させるのに60分以上必要とすることを示している。
その間、PHが変動しているため、ジェットバブリング反応槽で処理された排ガスの脱硫率が必要以上に高くなったり、或いは低くなったりして変動すると言う問題があった。
【0011】
よって、本発明の目的は、吸収液のPHが設定値に収斂し易いような構造を備えたジェットバブリング反応槽を提供することである。
【0012】
本発明者は、運転中の商業規模のジェットバブリング反応槽からデータを収集、分析した結果、吸収液のPHは、図4に示すように、反応槽内の吸収液層の上部と下部ではPHが大きく異なることを見い出した。更に言えば、フロス層では、亜硫酸ガスを吸収するためにPHが小さく、一方、フロス層下の吸収液層では、亜硫酸ガスを吸収しないために、フロス層から下方に離れるに従い、PHが大きくなる。図4で、グラフ1はPHが比較的小さい場合を示し、グラフ2はPHが比較的大きい場合を示している。
そこで、上述したジェットバブリング反応槽の反応機構上、フロス層のPHが最も重要であるから、フロス層のPH測定を試みた。しかし、大量の排ガスがジェットバブリングしているために、市販の工業用PHメータ、更にはジェットバブリング作用による影響を緩和するプロテクタを取り付けたPHメータを使用しても測定値が安定せず、良好な精度の測定値を得ることができなかった。その結果、PHメータを使用してフロス層のPHを直接連続的に測定するやり方を商業運転を目的とする反応槽に適用するのは技術的に困難であることが判った。
【0013】
一方、フロス層のPHを速やかに安定させるために、吸収液の供給位置についても研究した。そこで、先ず、フロス層に吸収剤(石灰石スラリ)を注入することにより、PHを均一化することを試みた。しかし、フロス層では、大量の排ガスによるジェットバブリング作用により上下方向に激しい攪拌が行われているので、吸収剤の移動速度は上下方向には速いが、水平方向には比較的遅い。そのために、局部的にPHが上昇し、排ガス分散管にスケールが付着すると言う問題があった。
更に、研究を進めたところ、吸収液層下部に石灰石スラリを供給し、攪拌機と空気ノズルの攪拌作用により石灰石スラリをフロス層に供給するやり方の方が吸収剤をフロス層に均一に補給できることが判った。
【0014】
【課題を解決するための手段】
以上の知見に基づき、本発明に係るジェットバブリング反応槽は、竪型槽下部に収容される吸収液層の上方に槽を横断するように配置されて、排ガスを受け入れる排ガス入口室と、上端が排ガス入口室に連通し、下端が吸収液に浸漬するように縦方向に延在し、かつ吸収液中に排ガスを流出させる排ガス流出孔を下端に備えた排ガス分散管と、吸収剤を供給する供給口と、吸収液を攪拌する攪拌機と、排ガス中の有害酸性成分を酸化するための酸素を供給する空気ノズルと、吸収液のPHを測定するPHメータとを槽内に備え、排ガス入口室及び排ガス分散管を介して排ガスを吸収液内に導入して気液接触させ、排ガス中の有害酸性成分を吸収液によって接触、除去するようにしたジェットバブリング反応槽において、
PHメータの検出端が、排ガス分散管の排ガス流出孔の高さレベルより3〜100cm下方に設置され、
攪拌機の攪拌翼と空気ノズルと吸収剤を供給する供給口とが吸収液層の下部に設置され、
吸収剤を供給する供給口が、攪拌機と空気ノズルの双方のうちの高い方から10〜300cm高い位置に配置され
吸収剤を供給する供給口が、攪拌機の攪拌翼の上方に位置していることを特徴としている。
【0015】
本発明で使用するPHメータは、市販のもので良いが、ジェットバブリング作用の影響を小さくするために排ガス流出孔より下方に離れた位置に配置される。その距離は、ジェットバブリング作用の強度、即ち排ガス分散管の開口形状、排ガス流出速度等により異なるが、好ましくは3〜100cmである。吸収剤を供給する供給口は、攪拌機と空気ノズルの攪拌作用を利用するために攪拌機の攪拌翼と空気ノズルの双方より高い位置に配置される。攪拌翼又は空気ノズルのうちの高い方から供給口までの距離は、好ましくは、10〜300cmである。攪拌機の攪拌翼の形式は、特に限定はなく羽根(パドル)式でもプロペラ式でも良い。
【0016】
【作用】
本発明では、吸収液を吸収液下部に供給し、攪拌機及び空気ノズルの攪拌作用を利用することにより、吸収液を上方に移動させ、均一な分布でフロス層に供給することができる。一方、フロス層に極く近接した吸収液層上部でPHを測定することにより、排ガス中の有害酸性成分の除去反応に最も重要なフロス層への供給吸収液のPHを測定できる。また、PHメータの検出端は、排ガス分散管の排ガス流出孔より僅か下方に設置されているので、フロス層のジェットバブリング作用を直接受けることなく、フロス層近傍の吸収液のPHを正確に測定することができる。
以上の構成により、後述の図2に示すように、従来のジェットバブリング反応槽に比べて、PHの設定値を変更した後、PHが定常状態になるまでの経過時間を大幅に短縮することができる。
【0017】
【実施例】
以下、添付図面を参照し、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明する。
図1は、本発明に係るジェットバブリング反応槽(以下、簡単に反応槽と言う)の実施例の要部構成を示す模式的断面図である。尚、特にここで説明しない部品、部位は、図3に示した従来の反応槽10に設けられたものと同じである。
【0018】
本実施例の反応槽50では、図1に示すように、羽根式攪拌機52と、攪拌機52による攪拌効果を向上させるための邪魔板54と、空気供給管34の空気ノズル56が槽下部に設置されている。
石膏の析出による閉塞を考慮して、空気供給管34は、槽の側壁上部から挿入されて下降するように設けられ、ノズル径が例えば内径5cmの空気ノズル56が、スポーク状に複数個(図1では簡単に2個のみ図示)下向きに空気を噴出させるように空気供給管34の下端に配置されている。尚、図1では1本の空気供給管34のみ図示されているが、複数本の空気供給管34を槽側壁から全周にわたり等間隔で挿入しても良い。
石灰石スラリを供給する吸収剤供給管40は、反応槽0内に下方に斜行して内部に挿入され、先端に設けられた供給口58は、攪拌機52の羽根60及び空気ノズル56より上方に、例えば50cm上方に位置している。尚、図1では1本の吸収剤供給管40のみ図示されているが、複数本の吸収剤供給管40を槽側壁から全周にわたり等間隔で挿入しても良い。
またPHメータの検出端62は、排ガス分散管30の排ガス流出孔5より僅かに、例えば30cm(図1ではLで表示)下方に設置されている。PHメータは、市販のメータであって、その検出端は筒状のプロテクタで保護されている。
【0019】
図2は、図1に示す反応槽50のフロス層下近傍における吸収液のPHの設定値を4から4.5に変えた場合に、設定値に収斂して行く経過を示すグラフで横軸に時間を縦軸にPHメータによるPH測定値を示している。実線のグラフは、反応槽50におけるPHの時間的経過であり、点線のグラフは従来の反応槽10におけるPHの時間的経過を示す。
本実施例では、図2に示すように、従来吸収液層下部で測定した場合には問題となった吸収液のPH制御の遅れが大幅に改善され、PHの設定値を4から4.5に変化させた場合、従来の反応槽10では60分以上要した時間が本実施例の反応槽50では20分に短縮することができた。
【0020】
【発明の効果】
本発明の構成によれば、ジェットバブリング反応槽において、排ガス分散管の排ガス流出孔の高さレベルより3〜100cm下方にPHメータの検出端を設置し、攪拌機の攪拌翼と酸化用空気ノズルと吸収剤を供給する供給口とを吸収液層の下部に設置し、攪拌機と酸化用空気ノズルの双方のうちの高い方から10〜300cm高い位置に吸収剤を供給する供給口を配置し、吸収剤を供給する供給口を攪拌機の攪拌翼の上方に位置させることにより、従来のジェットバブリング反応槽に比べて、PHの設定値を変更した後、PHが定常状態になるまでの経過時間を大幅に短縮することができる。
よって、本発明に係るジェットバブリング反応槽を採用すれば、導入排ガスの亜硫酸ガス濃度の変動に合わせてPHを容易に調整できる、即ち脱硫率を容易に調整できるので、処理排ガスの亜硫酸ガス濃度を所定の値に維持することが容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るジェットバブリング反応槽の実施例の要部構成の模式的断面図である。
【図2】従来のジェットバブリング反応槽と本発明に係るジェットバブリング反応槽に関し、吸収液のPHを4から4.5に設定値を変更し、定常状態になるまでの時間を比較したもので、実線は本発明に係るジェットバブリング反応槽による場合のグラフ、破線は従来のジェットバブリング反応槽による場合のグラフである。
【図3】従来のジェットバブリング反応槽の模式的断面図である。
【図4】ジェットバブリング反応槽の吸収液層内のPHの変化を示すグラフである。
【符号の説明】
10 従来のジェットバブリング反応槽
12 排ガス出口室
14 排ガス入口室
16 第1隔板
18 第2隔板
20 吸収液
22 空間部
24 出口ダクト
26 入口ダクト
28 連通管
30 排ガス分散管
32 攪拌機
34 空気供給管
36 回転軸
38 駆動装置
40 吸収剤供給管
42 排出管
50 本発明に係るジェットバブリング反応槽の実施例
52 羽根式攪拌機
54 邪魔板
56 空気ノズル
58 供給口
60 羽根
62 PHメータの検出端
[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a jet bubbling reaction tank, and more particularly to a jet bubbling reaction tank improved so as to quickly stabilize the pH of an absorbent in a froth layer and the vicinity thereof at a set value.
[0002]
[Prior art]
In order to remove environmental pollutants such as sulfurous acid gas and dust from exhaust gas, a wet flue gas desulfurization method is frequently used. The wet flue gas desulfurization method is a method in which exhaust gas and an absorbent slurry are subjected to gas-liquid contact reaction to fix and remove sulfurous acid gas as sulfate. The absorbent slurry to be used is an absorbent that fixes sulfite gas as a sulfate, for example, a slurry aqueous solution (hereinafter referred to as an absorbent) in which limestone is dissolved and / or suspended in water.
Among them, wet flue gas desulfurization equipment using a jet bubbling reaction tank as an exhaust gas treatment tank that removes environmental pollutants in the exhaust gas by bringing gas exhaust into contact with the absorbing liquid contained in the tank, It is widely adopted as an apparatus that has a high contaminant removal rate and is economically superior.
[0003]
The configuration of a conventional jet bubbling reaction tank used in a wet flue gas desulfurization apparatus will be described below by taking as an example the case of removing sulfurous acid gas from exhaust gas.
A jet bubbling reactor typically absorbs environmental pollutants such as sulfurous acid gas as shown in FIG. 1 of Japanese Patent Publication No. 55-37295 and FIG. 1 of Japanese Patent Publication No. 3-70532. Gas-liquid contact reaction in which the liquid is stored in the lower part of the tank, and exhaust gas containing sulfurous acid gas is dispersed and introduced into the absorbing liquid to form a jet bubbling layer and react with the absorbent to fix the sulfurous acid gas as sulfate. It is a tank.
[0004]
Further, a jet bubbling reaction tank (hereinafter simply referred to as a reaction tank) 10 that uses limestone as an absorbent and removes sulfurous acid gas in exhaust gas will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, the reaction tank 10 is partitioned into an exhaust gas outlet chamber 12, an exhaust gas inlet chamber 14 provided so as to cross the tank body, and a lower space for storing the absorbing liquid in order from the top. . The exhaust gas outlet chamber 12 and the exhaust gas inlet chamber 14 are partitioned by a first partition 16 that extends horizontally across the tank body, and the exhaust gas inlet chamber 14 and the lower space extend in parallel to the first partition 16. It is partitioned by two partition plates 18. The second partition plate 18 is positioned above the liquid surface of the absorbing liquid 20 and forms an exhaust gas outflow space 22 therebetween.
The exhaust gas outlet chamber 12 is connected to an outlet duct 24, and the lower exhaust gas inlet chamber 14 is connected to an inlet duct 26. Further, as a gas riser for allowing the treated exhaust gas to flow into the exhaust gas outlet chamber 12 from the space 22, a plurality of pipe-like communication pipes 28 (only one is shown in FIG. 3) penetrates the exhaust gas inlet chamber 14. The space 22 and the exhaust gas outlet chamber 12 are communicated with each other.
[0005]
The exhaust gas dispersion pipe 30 communicates with the exhaust gas inlet chamber 14 at the upper end and descends downward from the second partition plate 18 of the exhaust gas inlet chamber 14 so as to be immersed in the absorbent 20 at the lower end. A number of small openings are provided at the lower end, and the exhaust gas is dispersed in the absorbent 20 from these openings to form a floss layer (jet bubbling layer) A. The floss layer A is a gas / liquid phase continuous gas / liquid contact layer made of exhaust gas bubbles and an absorbing liquid.
The lower part of the reaction tank 10 accommodates the absorbing liquid 20, and the lower part of the tank is supplied with a stirrer 32 for stirring the absorbing liquid and limestone slurry, and oxygen necessary for fixing gypsum of sulfurous acid gas. And an air supply pipe 34 provided with an ejection nozzle for ejecting oxygen-containing gas, for example, air.
The rotating shaft 36 of the stirrer 32 extends downward from a driving device 38 on the tank via one communication pipe 28.
In FIG. 3, 40 is an absorbent supply pipe, and 42 is a discharge pipe for gypsum slurry generated by the reaction.
[0006]
Below, operation | movement of the reaction tank 10 is demonstrated. In FIG. 3, a slurry in which limestone powder that reacts with sulfurous acid gas and is immobilized on gypsum is dissolved and / or suspended in water is stored as an absorbing liquid in a lower portion of the reaction tank 10.
Exhaust gas is introduced from the inlet duct 26 through the exhaust gas inlet chamber 14 through the opening of the exhaust gas dispersion pipe 30 below the surface of the absorbing liquid, and is jetted out and rises while bubbling. Thereby, what is called a floss layer A is produced | generated on an absorption liquid. Sulfurous acid gas reacts with water, oxygen, and limestone to form gypsum as follows. The generated gypsum precipitates in the absorption liquid as crystals, and the absorption liquid becomes a slurry that floats a large amount of gypsum particles.
SO 2 (gas) + H 2 O → H 2 SO 3 (absorption)
H 2 SO 3 + 1 / 2O 2 → H 2 SO 4 (oxidation)
H 2 SO 4 + CaCO 3 → CaSO 4 + H 2 O + CO 2 ↑ (neutralization)
CaSO 4 + 2H 2 O → CaSO 4 · 2H 2 O ↓ (crystallization)
[0007]
The exhaust gas from which the sulfurous acid gas has been removed passes through the communication pipe 28 and the exhaust gas outlet chamber 12 and is discharged out of the system by the outlet duct 24.
On the other hand, the slurry containing the crystallized gypsum thickly is discharged from the discharge pipe 42. Further, an amount of limestone slurry commensurate with the slurry extracted from the discharge pipe 42 is continuously supplied to the reaction tank 10 from the absorbent supply pipe 40.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the concentration of sulfurous acid gas in the exhaust gas to be introduced is not necessarily constant, and often varies according to the variation of the operating conditions of the thermal power plant or boiler that generates the exhaust gas. If the concentration of sulfurous acid gas in the exhaust gas becomes high and the desulfurization rate is not increased, the concentration of sulfurous acid gas in the treated exhaust gas becomes higher than a predetermined value, causing environmental problems.
Therefore, it is necessary to increase the desulfurization rate in accordance with the increase in the concentration of sulfurous acid gas in the exhaust gas. In order to increase the desulfurization rate, it is necessary to increase the supply of limestone slurry and increase the pH of the absorbent.
[0009]
Therefore, in order to maintain the sulfurous acid gas concentration in the treated exhaust gas at a predetermined value in spite of the fluctuation of the sulfurous acid gas concentration in the introduced exhaust gas, the pH of the absorbing liquid is set to a predetermined value in accordance with the fluctuation of the sulfurous acid gas concentration in the exhaust gas. it is necessary to quickly adjust to the set value, and the accuracy of the measurements of the PH of the absorbing liquid importantly ing.
Further, even when the amount of introduced sulfurous acid gas varies due to changes in the flow rate of the introduced exhaust gas and the concentration of sulfurous acid gas, excess or deficiency of the supply amount of limestone occurs, and the pH of the absorbent varies from the set value. Unless this is quickly converged to the original set value, the sulfurous acid gas concentration of the treated exhaust gas cannot be maintained at a predetermined value.
The pH of the absorption liquid is conventionally measured in the lower part of the absorption liquid layer, specifically in the discharge pipe of the product slurry. Since the absorbent concentration of the supplied absorbent, for example, limestone slurry, the Ca concentration is substantially constant, the pH of the absorbent is adjusted by changing the supply flow rate of the absorbent. Therefore, a program indicating the relationship between the set value of PH and the supply flow rate of the absorbing liquid is created. When adjusting the PH, the supply flow rate of the absorbing liquid is adjusted according to the program so that the PH becomes the set value.
[0010]
However, the conventional reaction tank has a problem that when the set value of PH is changed, it takes a long time for the actual PH measurement value to converge to the set PH value, and the desulfurization rate fluctuates during that time. For example, the dotted line graph of FIG. 2 is a graph showing the measured PH value and elapsed time when the set value of PH is changed from 4 to 4.5 in a conventional reaction tank, and the measured PH value varies. It shows that it takes 60 minutes or more to converge on the set value.
In the meantime, since the pH has fluctuated, there has been a problem that the desulfurization rate of the exhaust gas treated in the jet bubbling reaction tank fluctuates more or less than necessary.
[0011]
Therefore, an object of the present invention is to provide a jet bubbling reaction tank having a structure in which the pH of an absorbing solution is easily converged to a set value.
[0012]
As a result of collecting and analyzing data from a commercial-scale jet bubbling reaction tank in operation, the present inventor showed that the pH of the absorption liquid is PH at the upper and lower parts of the absorption liquid layer in the reaction tank as shown in FIG. Found that they were very different. Furthermore, in the floss layer, the PH is small to absorb the sulfurous acid gas, while in the absorbing liquid layer below the floss layer, the PH increases as it moves away from the floss layer because it does not absorb the sulfurous acid gas. . In FIG. 4, graph 1 shows a case where PH is relatively small, and graph 2 shows a case where PH is relatively large.
Therefore, PH of the floss layer is the most important in the reaction mechanism of the jet bubbling reactor described above, and therefore PH measurement of the floss layer was attempted. However, due to jet bubbling of a large amount of exhaust gas, the measured values are not stable even when using a commercial industrial PH meter or a PH meter equipped with a protector that mitigates the effects of jet bubbling. Accurate measurement values could not be obtained. As a result, it has been found that it is technically difficult to apply the method of directly and continuously measuring the PH of the froth layer using a PH meter to a reaction vessel intended for commercial operation.
[0013]
On the other hand, in order to quickly stabilize the PH of the floss layer, the supply position of the absorbent was also studied. Therefore, first, an attempt was made to homogenize PH by injecting an absorbent (limestone slurry) into the froth layer. However, in the floss layer, vigorous stirring is performed in the vertical direction due to the jet bubbling action of a large amount of exhaust gas, so the moving speed of the absorbent is fast in the vertical direction but relatively slow in the horizontal direction. For this reason, there is a problem that PH increases locally and scale adheres to the exhaust gas dispersion pipe.
Furthermore, as a result of further research, the method of supplying limestone slurry to the lower part of the absorbing liquid layer and supplying the limestone slurry to the floss layer by the stirring action of the stirrer and the air nozzle can uniformly supply the absorbent to the floss layer. understood.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
Based on the above knowledge, the jet bubbling reaction tank according to the present invention is arranged so as to cross the tank above the absorbing liquid layer accommodated in the lower part of the vertical tank, and has an exhaust gas inlet chamber for receiving exhaust gas, and an upper end thereof. An exhaust gas distribution pipe that communicates with the exhaust gas inlet chamber, extends in the vertical direction so that the lower end is immersed in the absorption liquid, and has an exhaust gas outflow hole at the lower end for discharging the exhaust gas into the absorption liquid, and supplies the absorbent The exhaust gas inlet chamber is provided with a supply port, a stirrer for stirring the absorption liquid, an air nozzle for supplying oxygen for oxidizing harmful acidic components in the exhaust gas, and a PH meter for measuring the pH of the absorption liquid. In a jet bubbling reaction tank in which exhaust gas is introduced into the absorbing liquid through the exhaust gas dispersion pipe and brought into gas-liquid contact, and harmful acidic components in the exhaust gas are contacted and removed by the absorbing liquid,
The detection end of the PH meter is installed 3 to 100 cm below the height level of the exhaust gas outlet hole of the exhaust gas dispersion pipe,
The stirring blade of the stirrer, the air nozzle, and the supply port for supplying the absorbent are installed at the bottom of the absorbent layer,
The supply port for supplying the absorbent is arranged at a position 10 to 300 cm higher from the higher of both the stirrer and the air nozzle ,
The supply port for supplying the absorbent is characterized by being located above the stirring blades of the stirrer .
[0015]
The PH meter used in the present invention may be a commercially available one, but it is disposed at a position below the exhaust gas outflow hole in order to reduce the influence of the jet bubbling action. The distance varies depending on the strength of the jet bubbling action, that is, the opening shape of the exhaust gas dispersion pipe, the exhaust gas outflow speed, etc., but is preferably 3 to 100 cm. The supply port for supplying the absorbent is disposed at a position higher than both the stirring blades and the air nozzle of the stirrer in order to use the stirring action of the stirrer and the air nozzle. The distance from the higher one of the stirring blade or the air nozzle to the supply port is preferably 10 to 300 cm. The type of the stirring blade of the stirrer is not particularly limited, and may be a blade (paddle) type or a propeller type.
[0016]
[Action]
In the present invention, the absorbing liquid is supplied to the lower part of the absorbing liquid, and the absorbing liquid can be moved upward by using the stirring action of the stirrer and the air nozzle, and supplied to the floss layer with a uniform distribution. On the other hand, by measuring PH at the upper part of the absorption liquid layer that is very close to the froth layer, it is possible to measure the pH of the supply absorption liquid to the floss layer, which is most important for the removal reaction of harmful acidic components in the exhaust gas. The detection end of PH meter, because it is placed slightly lower than the exhaust gas outlet hole of the gas dispersion pipe, without receiving the jet bubbling action of froth layer directly, accurately measure the PH of the absorbing liquid in the froth layer near can do.
With the above configuration, as shown in FIG. 2 described later, it is possible to significantly reduce the elapsed time until the PH reaches a steady state after changing the set value of the PH, as compared with the conventional jet bubbling reaction tank. it can.
[0017]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a main configuration of an embodiment of a jet bubbling reaction tank (hereinafter simply referred to as a reaction tank) according to the present invention. The parts and parts not specifically described here are the same as those provided in the conventional reaction tank 10 shown in FIG.
[0018]
In the reaction tank 50 of the present embodiment, as shown in FIG. 1, a blade-type stirrer 52, a baffle plate 54 for improving the stirring effect by the stirrer 52, and an air nozzle 56 of the air supply pipe 34 are installed in the lower part of the tank. Has been.
In consideration of clogging due to precipitation of gypsum, the air supply pipe 34 is provided so as to be inserted and lowered from the upper portion of the side wall of the tank, and a plurality of air nozzles 56 having an inner diameter of, for example, an inner diameter of 5 cm are spoke-shaped (see FIG. In FIG. 1, only two of them are shown). The air supply pipe 34 is arranged at the lower end so as to eject air downward. Although only one air supply pipe 34 is shown in FIG. 1, a plurality of air supply pipes 34 may be inserted at equal intervals from the tank side wall over the entire circumference.
Absorbent supply pipe 40 for supplying limestone slurry is inserted into skewed downwardly into the reaction vessel 5 in 0, the supply port 58 provided on the tip is above the blades 60 and the air nozzle 56 of the agitator 52 For example, it is located 50 cm above. Although only one absorbent supply pipe 40 is shown in FIG. 1, a plurality of absorbent supply pipes 40 may be inserted at equal intervals from the tank side wall over the entire circumference.
The detection end 62 of the PH meter, slightly above the exhaust gas outlet hole 5 1 of gas dispersion pipes 30, for example 30 cm (indicated by in FIG. 1 L) is installed downward. The PH meter is a commercially available meter, and its detection end is protected by a cylindrical protector.
[0019]
FIG. 2 is a graph showing the course of convergence to the set value when the set value of the absorption liquid PH in the vicinity of the froth layer in the reaction tank 50 shown in FIG. 1 is changed from 4 to 4.5. The time is plotted on the vertical axis and the PH measured value by the PH meter is shown. The solid line graph shows the time course of PH in the reaction tank 50, and the dotted line graph shows the time course of PH in the conventional reaction tank 10.
In this embodiment, as shown in FIG. 2, the delay of the PH control of the absorbing solution, which has been a problem when measured at the lower portion of the conventional absorbing solution layer, is greatly improved, and the PH set value is changed from 4 to 4.5. In this case, the time required for 60 minutes or more in the conventional reaction tank 10 could be shortened to 20 minutes in the reaction tank 50 of this example.
[0020]
【The invention's effect】
According to the configuration of the present invention, in the jet bubbling reaction tank, the detection end of the PH meter is installed 3 to 100 cm below the height level of the exhaust gas outlet hole of the exhaust gas dispersion pipe, the stirring blade of the stirrer, the oxidation air nozzle, The supply port for supplying the absorbent is installed at the lower part of the absorption liquid layer, and the supply port for supplying the absorbent is arranged at a position 10 to 300 cm higher from the higher of both the stirrer and the air nozzle for oxidation , and absorbs it. the Rukoto is located above the stirring blade of the stirring machine supply port for supplying the agent, as compared with the conventional jet bubbling reactor, after changing the set value of PH, the elapsed time until the PH is in a steady state It can be greatly shortened.
Therefore, if the jet bubbling reaction tank according to the present invention is employed, the pH can be easily adjusted according to the variation of the sulfurous acid gas concentration of the introduced exhaust gas, that is, the desulfurization rate can be easily adjusted. It is easy to maintain at a predetermined value.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a main configuration of an embodiment of a jet bubbling reaction tank according to the present invention.
FIG. 2 shows a comparison between the time taken for a conventional jet bubbling reaction tank and the jet bubbling reaction tank according to the present invention to change to a steady state by changing the set value of the absorption liquid pH from 4 to 4.5. The solid line is a graph when the jet bubbling reaction tank according to the present invention is used, and the broken line is a graph when the conventional jet bubbling reaction tank is used.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a conventional jet bubbling reaction tank.
FIG. 4 is a graph showing a change in pH in an absorbing liquid layer of a jet bubbling reaction tank.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Conventional jet bubbling reaction tank 12 Exhaust gas outlet chamber 14 Exhaust gas inlet chamber 16 1st partition plate 18 2nd partition plate 20 Absorbent liquid 22 Space part 24 Outlet duct 26 Inlet duct 28 Communication pipe 30 Exhaust gas dispersion pipe 32 Stirrer 34 Air supply pipe 36 Rotating shaft 38 Drive device 40 Absorbent supply pipe 42 Discharge pipe 50 Example of jet bubbling reaction tank according to the present invention 52 Blade type stirrer 54 Baffle plate 56 Air nozzle 58 Supply port 60 Blade 62 Detection end of PH meter

Claims (1)

竪型槽下部に収容される吸収液層の上方に槽を横断するように配置されて、排ガスを受け入れる排ガス入口室と、上端が排ガス入口室に連通し、下端が吸収液に浸漬するように縦方向に延在し、かつ吸収液中に排ガスを流出させる排ガス流出孔を下端に備えた排ガス分散管と、吸収剤を供給する供給口と、吸収液を攪拌する攪拌機と、排ガス中の有害酸性成分を酸化するための酸素を供給する空気ノズルと、吸収液のPHを測定するPHメータとを槽内に備え、排ガス入口室及び排ガス分散管を介して排ガスを吸収液内に導入して気液接触させ、排ガス中の有害酸性成分を吸収液によって接触、除去するようにしたジェットバブリング反応槽において、
PHメータの検出端が、排ガス分散管の排ガス流出孔の高さレベルより3〜100cm下方に設置され、
攪拌機の攪拌翼と空気ノズルと吸収剤を供給する供給口とが吸収液層の下部に設置され、
吸収剤を供給する供給口が、攪拌機と空気ノズルの双方のうちの高い方から10〜300cm高い位置に配置され
吸収剤を供給する供給口が、攪拌機の攪拌翼の上方に位置していることを特徴とするジェットバブリング反応槽。
Arranged so as to cross the tank above the absorbing liquid layer accommodated in the lower part of the vertical tank so that the exhaust gas inlet chamber for receiving the exhaust gas, the upper end communicates with the exhaust gas inlet chamber, and the lower end is immersed in the absorbing liquid Exhaust gas dispersion pipe that extends in the vertical direction and has an exhaust gas outflow hole at the lower end that allows exhaust gas to flow into the absorption liquid, a supply port that supplies the absorbent, a stirrer that stirs the absorption liquid, and harmful substances in the exhaust gas The tank is equipped with an air nozzle that supplies oxygen to oxidize acidic components and a PH meter that measures the pH of the absorption liquid, and the exhaust gas is introduced into the absorption liquid through the exhaust gas inlet chamber and the exhaust gas dispersion pipe. In a jet bubbling reaction tank that is brought into contact with gas and liquid, and harmful acid components in the exhaust gas are contacted and removed by the absorbing liquid,
The detection end of the PH meter is installed 3 to 100 cm below the height level of the exhaust gas outlet hole of the exhaust gas dispersion pipe,
The stirring blade of the stirrer, the air nozzle, and the supply port for supplying the absorbent are installed at the bottom of the absorbent layer,
The supply port for supplying the absorbent is arranged at a position 10 to 300 cm higher from the higher of both the stirrer and the air nozzle ,
A jet bubbling reaction tank characterized in that a supply port for supplying an absorbent is located above a stirring blade of a stirrer .
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