JP3889259B2 - Wet flue gas desulfurization equipment - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明はボイラなどの燃焼装置から排出される排ガス中の硫黄酸化物(SO2)を除去する湿式排煙脱硫装置に係わり、特に吸収液中の亜硫酸種の酸化が効率的に行われる湿式排煙脱硫装置および酸化空気供給装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
火力発電所等において、化石燃料の燃焼に伴って発生する排煙中の硫黄酸化物を除去する湿式排煙脱硫装置の一例としてスプレ方式吸収塔の概略を図13に示す。この湿式排煙脱硫装置は、主に吸収塔本体1、入口ダクト2、出口ダクト3、吸収液循環ポンプ4、循環タンク6、攪拌機7、空気供給管8、ミストエリミネータ9、吸収液抜出し管10、循環配管11、スプレヘッダー12、スプレノズル13、吸込み配管14等から構成される。
【0003】
ボイラから排出される排ガスは、入口ダクト2から吸収塔本体1に導入され、塔頂部に設けられた出口ダクト3から排出される。この間、吸収液循環ポンプ4から送られる炭酸カルシウムを含んだ吸収液5がスプレノズル13から噴射され、吸収液5と排ガスの気液接触が行われる。このとき吸収液5は排ガス中のSO2を吸収し、SO3 2-が生じ、炭酸カルシウムと反応して亜硫酸カルシウムCa(HSO32を生成する。噴射された吸収液5は一旦循環タンク6に降下し、滞留中に酸化用攪拌機7によって攪拌されながら、空気供給管8から供給される酸化空気中の酸素によりCa(HSO32が酸化され、硫酸カルシウム(石膏)を生成する。
【0004】
従来の循環タンク6の壁面に設けられた酸化空気供給装置の例を図14および図15に示す。
【0005】
図14に示す例では、攪拌機7の回転軸まわりに空気噴出管18を設け、該空気噴出管18を通じて攪拌機プロペラ16の背面(攪拌機7側)から攪拌機プロペラ16の回転位置がどこにあっても定常的に酸化空気15を吸収液5中に供給していた。また、図15に示す例では、攪拌機プロペラ16の背面(攪拌機7側)下方から、空気噴出管18を通じて攪拌機プロペラ16の回転位置がどこにあっても定常的に酸化空気を供給していた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
排ガス処理量や燃料中の硫黄分の増大に伴って脱硫装置の負荷が大きくなるに従い、吸収液中のCa(HSO32の酸化に必要な酸化空気の量も増加する。
【0007】
上述した酸化空気供給装置は、いずれも酸化空気供給量が増加すると前記供給量に比較して攪拌機7からの吸収液吐出量が不足し、酸化空気は循環タンク6の中央部まで到達しにくくなる傾向があった。したがって、循環タンク6の中央部ではCa(HSO32 の酸化が不十分となるため、これを補うために空気噴出管18などの酸化空気供給装置から酸化空気を過剰に投入したり、吸収液5の循環タンク6内での滞留時間を長くする必要があり、酸化空気供給用動力や循環タンク容量が増大する傾向にあった。
【0008】
本発明の課題は、少ない量の酸化空気で亜硫酸カルシウムCa(HSO32 を効率的に酸化することにより、酸化空気供給用動力を低減し、小さな吸収液循環タンク容量で運転が可能な湿式排煙脱硫装置及び酸化空気供給装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記課題は、以下の構成により達成される。請求項1記載の発明、排ガスを導入して炭酸カルシウムを含む吸収液と接触させる吸収塔と、該吸収塔で排ガス中の硫黄酸化物を吸収した吸収液を溜めて該吸収液中に酸化空気を吹き込む循環タンクとを備えた湿式排煙脱硫装置において、循環タンクの壁面に前記吸収液を吐出する回転軸を有する攪拌機プロペラとスピンドルを設け、該攪拌機プロペラの負圧側面に対向する位置に攪拌機プロペラの回転軸を支持する酸化空気供給用の空気チャンバーを設け、該空気チャンバーの攪拌機プロペラの負圧側の面に空気噴出口又は空気噴出スリットと該空気噴出口又は空気噴出スリットの開閉を行う回転バルブ又はシャッタ状物を設けた湿式排煙脱硫装置である。
【0010】
また、本発明の上記課題は、以下の構成により達成される。請求項4記載の発明、排ガスを導入して炭酸カルシウムを含む吸収液と接触させる吸収塔と、該吸収塔で排ガス中の硫黄酸化物を吸収した吸収液を溜めて該吸収液中に酸化空気を吹き込む循環タンクとを備えた湿式排煙脱硫装置において、循環タンクの壁面に前記吸収液を吐出する回転軸を有する攪拌機プロペラと、該攪拌機プロペラの負圧側面に対向する位置に攪拌機プロペラの回転軸を支持する酸化空気供給用の空気チャンバーを設け、該空気チャンバーには回転部を設け、攪拌機プロペラの回転軸に沿って前記回転部から循環タンク内に臨む空気噴出管が設けられ、該空気噴出管の先端の空気噴出口が攪拌機プロペラの吐出側周縁部に設置された酸化空気供給装置を備えた湿式排煙脱硫装置である。
【0011】
【作用】
図4は本発明の循環タンクの壁面に設けた酸化空気供給口と攪拌機プロぺラ16の挙動を説明するための図であり、攪拌機の特定のプロペラ16とそれを所定距離回転させた場合のプロぺラ16の断面図(図3に示す平面S上の断面)を模式的に示しており、本実施の形態の機構を従来技術と比較して説明した図である。
【0012】
Ca(HSO3 の酸化を効率良く行うため、空気供給管から供給された空気は攪拌機により微細化され、攪拌機による吐出流とともに循環タンク内に分散される。従来技術では空気供給量の増大により吸収液スラリーの吐出増加量が空気供給量の増加割合に比べて減少すると、気泡は攪拌機プロペラ16から吐出した直後に吸収液の液面へと上昇し、吸収液吐出流に伴って循環タンクの中央部まで到達する気泡が少なくなり、効果的な気液接触が行われているとはいえなかった。このような吸収液吐出流の減少は図4によって説明できる。
【0013】
図4(a)は酸化空気を供給していないときの攪拌機のプロペラ16付近のスラリーの吐出の状況を表している。攪拌機が回転し始めると、プロペラ16の背面(モータ側)の吸収液の流体塊(スラリー)Bは相対的に吐出側に移動する。そのため吐出側にいたスラリーCはプロペラ16から吐出される。同時に、プロペラ16のモータ側には負圧が発生し、スラリーAがプロペラ16側に吸込まれる。空気供給をしていないときは、このようにして、プロペラ16から連続的にスラリーCが吐出される。
【0014】
このとき、空気噴出管18からの空気をプロペラ16の背後から供給すると、図4(b)に示す従来技術では図4(a)に示すスラリーAの代わりに空気噴出管18から空気A’がプロペラ16側に吸込まれる。そのためプロペラ16の吐出側に存在するスラリーC及び背面側に存在するスラリーBがプロペラ16から吐出された後で、プロペラ16から吐出されるのはスラリーでなく空気A’であり、スラリーの吐出流量が極端に減少する。
【0015】
一方、図4(c)に示す本発明では、空気噴出管18から噴出する酸化空気Dをプロペラ16の吐出側の面に選択的に供給することにより、プロペラ16の吐出側に供給される酸化空気Dと共にプロペラ16の吐出側のスラリーCが循環タンク内の吸収液中に押し出され、その後に生じるプロペラ16の負圧側(モータ側)に吸込まれるのはスラリーAとなる。
【0016】
このように酸化空気Dをプロペラ16の吐出側の面に選択的に供給することにより、スラリーはプロペラ16の負圧側に連続的に吸込まれ、プロペラ16から吐出されるスラリーの吐出流量は減少しない。
【0017】
したがって、プロペラ16からは十分なスラリーの吐出流量が得られ、微細化された空気気泡もスラリー吐出流に同伴して循環タンク中央部まで到達する。ただし、このように酸化空気を常にプロペラ16の吐出側に供給するためには、プロペラ16の回転と共に酸化空気噴出管18も回転しなければならない。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
【0019】
本発明の一実施の形態の湿式排煙脱硫装置を図1、図3、図4に示すが、図13、図14に示す湿式排煙脱硫装置と比較して攪拌機プロペラ付近の構成が異なるだけで、その他の構成は図13に示す湿式排煙脱硫装置と実質的に同一である。
【0020】
1は攪拌機プロペラ16の吐出側の面に空気供給口を設けた吸収塔を備えた脱硫装置の概略断面図を示したものである。図2は本発明の参考例であり、また図3には攪拌機7のプロペラ16の斜視図を示す。
【0021】
ボイラから排出される排ガスは、入口ダクト2から吸収塔本体1に導入され、塔頂部に設けられた出口ダクト3から排出される。この間、吸収液循環ポンプ4から送られる炭酸カルシウムを含んだ吸収液5がスプレノズル13から噴射され、吸収液5と排ガスの気液接触が行われる。このとき吸収液5は排ガス中のSO2を吸収し、SO3 2-が生じ、炭酸カルシウムと反応して亜硫酸カルシウムCa(HSO32を生成する。スプレノズル13から噴射された吸収液5は一旦循環タンク6に降下し、滞留中に酸化用攪拌機7によって攪拌されながら、空気供給管8から供給される酸化空気中の酸素によりCa(HSO32が酸化され、硫酸カルシウム(石膏)を生成する。
【0022】
本実施の形態では、吸収液循環タンク6内の貯留されている吸収液中に吸収液を吐出する攪拌機プロペラ16上に酸化空気供給口を設けたことを特徴とする。
【0023】
このような構成による本実施の形態特有の作用効果は図4(c)を用いて説明した通りである。
【0024】
すなわち図4(c)に示すように、空気噴出管18から噴出する酸化空気Dをプロペラ16の吐出側の面に選択的に供給することにより、吸収液スラリーはプロペラ16の負圧側に連続的に吸込まれ、プロペラ16から吐出されるスラリーの吐出流量は減少せず、プロペラ16からは十分なスラリーの吐出流量が得られ、微細化された空気気泡もスラリー吐出流に同伴して循環タンク6の中央部まで到達する。 このとき、酸化空気を常にプロペラ16の吐出側に供給するためには、プロペラ16の回転と共に空気噴出管18も回転させる必要がある。
【0025】
図2に示すように攪拌機7部分の図2中の攪拌機プロペラ16は吐出側の面を白色、モータ側の面をハッチングで示してある
循環タンク6の側壁の攪拌機7の取付部には空気供給管8から供給された空気の溜まり部である空気チャンバー17が設けられる。該空気チャンバー17を貫通してプロペラ16の回転軸7aが循環タンク6内部に向けて伸びている。また空気チャンバー17のタンク側の前面17aに設けられた回転部17bに支持された空気噴出管18が回転軸7aに沿って設けられており、該空気噴出管18の先端部にはプロペラ16の吐出側に酸化空気15を噴出する空気噴出口18aを備えている。
【0026】
さらに空気チャンバー17の回転部17bは攪拌機7の回転軸7aに固着され、該回転軸7aと共に回転する構成であり、空気チャンバー17と回転部17bの接合部にはシール19を設置し、空気チャンバー17内の酸化空気が循環タンク6内に漏れないようにしている。
【0027】
上記攪拌機7部分の構成により、空気供給管8から空気チャンバー17に酸化用空気が送られ、プロペラ16の回転軸7aと同じように回転している空気噴出管18の先端に空気チャンバー17より酸化空気が送られる。空気噴出管18の先端の空気噴出口18aは、常にプロペラ16の吐出側にあるので、酸化空気はプロペラ16の吐出側の面から循環タンク6内の吸収液中に酸化空気が噴出される。
【0028】
以上のように酸化空気をプロペラ16の吐出側に供給することで、図4(c)に示した機構によりスラリー吐出流量が確実に得られ、微細化された気泡は図1に示すように循環タンク6の中央部付近まで到達し、循環タンク6全体に均一に気泡が分散する。図1に示す循環タンク6の中央部付近まで到達する微細化された気泡により図13に示す従来技術と比較して酸化空気が吸収液中に充分行き渡り、亜硫酸カルシウムの酸化が効果的に行われる。
【0029】
図5はSO3濃度3,000ppmであり、単位時間当たりの排ガス流量750,000m3N/hrである排ガスを処理する排煙脱硫装置において、SO3 2-の酸化に必要な空気量を従来技術を「1」として本発明と比較した図である。
【0030】
本発明の実施の形態による酸化空気供給方法を適用することにより、循環タンク6内の吸収液中に均一に酸化空気が分散して気液接触が効率的に行われ、従来の2/3程度の供給空気量で十分なSO3 2-の酸化が可能であることが分かる。
【0031】
このため、酸化空気を循環タンク6内に供給するブロワ−も従来より小型化することができる。さらに、循環タンク6内に供給する酸化空気量が従来技術に比して少ないため、吸収液5とともに循環ポンプ4に吸込まれる気泡の量が少なくなり、循環ポンプ4に吸込まれる気泡の量が多いときに発生する循環液量の減少および排ガス脱硫率の低下が防止できる。
【0032】
図6に示す参考例は、攪拌機7の回転軸7aを中空として空気噴出管18を兼ねている点で図2に示した参考例と異なる。空気供給管8から供給され、空気チャンバー17に蓄えられた酸化空気は、攪拌機7の回転軸7a内に設けられた中空部にある空気噴出管18を通過し、プロペラ16の吐出側に設けた噴出口18aから循環タンク6内の吸収液に供給される。攪拌機7の回転軸7aを中空とすることで、図2に示した空気噴出管18を別途設ける必要がなくなり、より簡潔な装置となる。なお、攪拌機7の回転軸7aの外周と空気チャンバー17の壁面との間にシール19が設置されている。
【0033】
図7に示す実施の形態は、空気噴出管18の空気噴出口18aをプロペラ16の縁に設置し、複数の空気噴出口18aを設けたものであり、複数の空気噴出口18aを設けた点で図2、図6に示した参考例異なる。図7に示す構成では、空気チャンバー17の回転部17bに設けられた空気噴出管18が、プロペラ16の回転軸7aと共に回転するので、空気チャンバー17に送られた酸化空気が空気噴出管18の先端の空気噴出口18aから噴出される。空気噴出口18aはプロペラ16の縁に設置されているので、酸化空気はプロペラ16の吐出側の近傍から循環タンク6内の吸収液中に酸化空気が噴出される。また、空気噴出口18aから循環タンク6内の吸収液に供給された酸化空気はプロペラ16の全体に分散するため、図2、図6に示す参考例に比較してより微細な気泡が発生する。なお、空気チャンバー17の回転部17bと空気チャンバー前面17aとはシール19でシールされている。
【0034】
以上の実施形態や参考例では空気噴出管18の空気噴出口18aがプロペラ16のいずれかの位置に設けられる例を示したが、攪拌機プロペラ16のスピンドル21上に空気噴出管18の空気噴出口18aを設けても良い。この場合、プロペラ回転方向側面の付け根近傍に開口させることが望ましい。
【0035】
図8(断面概略図)および図9(斜視図)に示す本発明の他の実施形態は、吸収液を吐出する攪拌機プロペラ16の回転に同期して、連続的または断続的に酸化空気を供給する手段を設けたことを特徴とする。酸化空気の供給を連続的または断続的に行わせるための手段としては、空気チャンバー前面17aに空気噴出口17c又は空気噴出スリット(図示せず)と、前記空気噴出口17c又は空気噴出スリットの開閉を行う回転バルブ20、シャッター状物(図示せず)などとを設けた構成とする。
【0036】
図8および図9に示す本実施形態は、攪拌機プロペラ16の回転軸7a周りに空気チャンバー17と、そのプロペラ16設置側の前面17aに空気噴出口17cを設け、空気チャンバー17の前面17aの裏面に接するように、かつ空気噴出口17cを閉じることができる回転バルブ20を回転軸7a上の設けたものである。空気チャンバー17は循環タンク6の壁面に固定されている。
【0037】
回転バルブ20は、前面17aに接しながら攪拌機プロペラ16と同期して回転し、図10(攪拌機プロペラ16を正面から見た図)に示すように空気噴出口17cに、その開角度域(プロファイル)θAが一致したときに酸化空気が供給され、閉角度域(プロファイル)θBが一致したときには酸化空気が遮断されるようになっている。
【0038】
回転バルブ20の開閉プロファイルは、開角度域(プロファイル)θAが攪拌機プロペラ16の回転方向前縁寄りの領域A(図10では3枚のプロペラ16a〜16cのうち、16aについて示す)側、閉角度域B(プロファイル)が攪拌機プロペラ16a〜16cのそれぞれに設定される。
【0039】
これにより、空気噴出口17cから噴出する酸化空気はプロペラ16a〜16aの正圧側(回転方向前縁寄りの領域A)に供給されるようにすることができる
【0040】
なお、空気噴出口17cの数量、形状は図に示したものに限定されない。
【0041】
図8、図9及び図10に示す本実施の形態特有の効果は、図7の実施の形態で示したような細い空気噴出管18を攪拌機プロペラ16と同一速度で回転させる必要がないため、強度を保ちやすく、安全性が高い装置となることである。
【0042】
また、図11に示すようにガイドベーン22をプロペラ16a〜16cの正圧側のスピンドル21の基部に設置することにより、より確実に攪拌機プロペラ16の吐出側に酸化空気を供給することが可能となる。
【0043】
図12に示す参考例は、図15に示したような従来技術の攪拌機プロペラ16の下方にのみ循環タンク6の壁面から酸化空気を供給する既設の空気噴出管18を利用し、空気チャンバー17内に酸化用空気を供給する構成からなるものである。図15に示した既設の酸化空気噴出管18と攪拌機7をそのまま利用してこれを改造することで、図12に示す構成にすることができ、この場合には既設の空気供給ラインを変更する必要がなくなる。
【0044】
【発明の効果】
本発明によれば、酸化空気気泡を循環タンク内の吸収液中に均一に分散でき、効率的な気液接触が可能となる。少ない供給空気量で十分な吸収液中のSO3 2-の酸化が可能となるため、酸化空気供給用動力を低減することができる。
【0045】
また、本発明の効率的な気液接触により、吸収液の循環タンク滞留時間が短くてすむので、循環タンク容量を小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態の攪拌機プロペラの吐出側の面に空気供給口を設けた吸収塔の側面を示したものである。
【図2】 本発明の参考例であり、攪拌機プロペラの吐出側の面に空気供給口を設けた吸収塔を備えた脱硫装置の概略断面図を示した図である。
【図3】 図1の排煙脱硫装置の攪拌機プロペラの図4で説明する断面位置を示した図である。
【図4】 図1の排煙脱硫装置の攪拌機プロペラの酸化空気とスラリーの吐出メカニズムを従来技術と比較して説明した図である。
【図5】 排ガス流量750,000m3N/hr、SO2濃度3,000ppmの排ガスを処理する排煙脱硫装置において、SO3 2-の酸化に必要な空気量を従来技術を1として本発明と比較した図である。
【図6】 本発明の参考例であり、攪拌機回転軸を中空として空気噴出管を兼ねた場合の攪拌機部分を拡大した図である。
【図7】 本発明による実施の形態の空気噴出管の空気噴出口をプロペラ翼の縁に設置し、複数の空気噴出口を設けた場合の酸化用攪拌機部分を拡大した図である。
【図8】 本発明による実施の形態の空気チャンバーにプロペラと同様に回転する回転バルブによりプロペラの吐出側に選択的に空気が供給されるよう空気噴出口の開閉をする場合の攪拌機部分を拡大した図である。
【図9】 図8の攪拌機部分の斜視図である。
【図10】 図8の攪拌機部分の正面図である。
【図11】 図9の攪拌機部分のガイドベーンを設置した実施の形態を示す斜視図である。
【図12】 本発明の参考例であり、図15に示したような従来技術の攪拌機プロペラの下方にのみ酸化空気を供給する既設の空気噴出管を利用し、空気チャンバーに酸化用空気を供給する場合の攪拌機部分を拡大した図である。
【図13】 従来技術の湿式排煙脱硫装置における吸収塔の側面を示したものである。
【図14】 図13の攪拌機部分を拡大した図である。
【図15】 図13の攪拌機部分の変形例を示す図である。
【符号の説明】
1 吸収塔本体 2 入口ダクト
3 出口ダクト 4 吸収液循環ポンプ
5 吸収液 6 循環タンク
7 攪拌機 7a 回転軸
8 空気供給管 13 スプレノズル
15 酸化空気 16 プロペラ
16a、16b、16c プロペラ
17 空気チャンバー 17a 空気チャンバー前面
17b 回転部 17c 空気噴出口
18 空気噴出管 8a 空気噴出口
19 シール 20 回転バルブ
22 ガイドベーン
[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a wet flue gas desulfurization apparatus that removes sulfur oxide (SO 2 ) in exhaust gas discharged from a combustion apparatus such as a boiler, and in particular, wet exhaust gas in which oxidation of sulfurous acid species in an absorbent is efficiently performed. The present invention relates to a smoke desulfurization apparatus and an oxidized air supply apparatus.
[0002]
[Prior art]
An outline of a spray type absorption tower is shown in FIG. 13 as an example of a wet flue gas desulfurization device that removes sulfur oxides in flue gas generated by combustion of fossil fuel in a thermal power plant or the like. This wet flue gas desulfurization apparatus mainly includes an absorption tower body 1, an inlet duct 2, an outlet duct 3, an absorbent circulation pump 4, a circulation tank 6, a stirrer 7, an air supply pipe 8, a mist eliminator 9, and an absorbent extraction pipe 10. , A circulation pipe 11, a spray header 12, a spray nozzle 13, a suction pipe 14, and the like.
[0003]
The exhaust gas discharged from the boiler is introduced into the absorption tower body 1 from the inlet duct 2 and discharged from the outlet duct 3 provided at the top of the tower. During this time, the absorption liquid 5 containing calcium carbonate sent from the absorption liquid circulation pump 4 is jetted from the spray nozzle 13, and the gas-liquid contact between the absorption liquid 5 and the exhaust gas is performed. At this time, the absorbing solution 5 absorbs SO 2 in the exhaust gas, SO 3 2− is generated, and reacts with calcium carbonate to generate calcium sulfite Ca (HSO 3 ) 2 . The injected absorbent 5 once drops to the circulation tank 6 and is stirred by the oxidizing stirrer 7 during the stay, and Ca (HSO 3 ) 2 is oxidized by oxygen in the oxidized air supplied from the air supply pipe 8. , Produces calcium sulfate (gypsum).
[0004]
An example of an oxidized air supply device provided on the wall surface of the conventional circulation tank 6 is shown in FIGS.
[0005]
In the example shown in FIG. 14, an air jet pipe 18 is provided around the rotation axis of the stirrer 7, and the stirrer propeller 16 is rotated from the back side (stirrer 7 side) of the stirrer propeller 16 through the air jet pipe 18. In particular, the oxidized air 15 was supplied into the absorbent 5. Further, in the example shown in FIG. 15, the oxidized air is constantly supplied from below the back of the stirrer propeller 16 (the stirrer 7 side) through the air jet pipe 18 regardless of the rotational position of the stirrer propeller 16.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As the load of the desulfurizer increases with the amount of exhaust gas treated and the sulfur content in the fuel, the amount of oxidized air necessary for the oxidation of Ca (HSO 3 ) 2 in the absorbent also increases.
[0007]
In any of the above-described oxidized air supply devices, when the amount of oxidized air supplied increases, the amount of discharged absorbent from the stirrer 7 becomes insufficient compared to the amount supplied, and the oxidized air hardly reaches the center of the circulation tank 6. There was a trend. Accordingly, since the oxidation of Ca (HSO 3 ) 2 is insufficient at the central portion of the circulation tank 6, excessively oxidized air is supplied or absorbed from the oxidized air supply device such as the air ejection pipe 18 to compensate for this. It was necessary to lengthen the residence time of the liquid 5 in the circulation tank 6, and there was a tendency that the power for supplying the oxidizing air and the capacity of the circulation tank increased.
[0008]
The object of the present invention is to reduce the power for supplying oxidized air by efficiently oxidizing calcium sulfite Ca (HSO 3 ) 2 with a small amount of oxidized air, and to perform wet operation with a small capacity of the absorbent circulation tank. An object is to provide a flue gas desulfurization apparatus and an oxidized air supply apparatus.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The above object of the present invention is achieved by the following configurations. The invention according to claim 1 is an absorption tower in which exhaust gas is introduced and brought into contact with an absorption liquid containing calcium carbonate, and an absorption liquid in which sulfur oxides in the exhaust gas are absorbed by the absorption tower is stored and oxidized in the absorption liquid. In a wet flue gas desulfurization apparatus equipped with a circulation tank for blowing air, a stirrer propeller and a spindle having a rotating shaft for discharging the absorbing liquid are provided on the wall surface of the circulation tank, and at a position facing the negative pressure side surface of the stirrer propeller. An air chamber for supplying oxidized air that supports the rotating shaft of the agitator propeller is provided, and the air outlet or air ejection slit and the air ejection opening or air ejection slit are opened and closed on the negative pressure side surface of the agitator propeller of the air chamber. It is a wet type flue gas desulfurization device provided with a rotary valve or a shutter-like object.
[0010]
The above-mentioned subject of the present invention is achieved by the following composition. The invention according to claim 4 is an absorption tower for introducing exhaust gas into contact with an absorption liquid containing calcium carbonate, and storing an absorption liquid in which the sulfur oxide in the exhaust gas is absorbed in the absorption tower to oxidize the absorption liquid. In a wet flue gas desulfurization apparatus provided with a circulation tank for blowing air, a stirrer propeller having a rotating shaft for discharging the absorption liquid to the wall surface of the circulation tank, and a stirrer propeller at a position facing the negative pressure side surface of the stirrer propeller An air chamber for supplying oxidized air that supports a rotating shaft is provided, and a rotating portion is provided in the air chamber, and an air jet pipe that faces the circulating tank from the rotating portion along the rotating shaft of the stirrer propeller is provided, It is a wet type flue gas desulfurization apparatus provided with the oxidation air supply apparatus in which the air jet outlet of the front-end | tip of an air jet pipe was installed in the discharge side peripheral part of the agitator propeller.
[0011]
[Action]
FIG. 4 is a view for explaining the behavior of the oxidized air supply port provided on the wall surface of the circulation tank and the agitator propeller 16 of the present invention, in the case where the specific propeller 16 of the agitator is rotated by a predetermined distance. A sectional view of the propeller 16 (cross section on the plane S shown in FIG. 3) is schematically shown, and the mechanism of the present embodiment is described in comparison with the prior art.
[0012]
Ca (HSO 3 ) 2 In order to efficiently oxidize the air, the air supplied from the air supply pipe is refined by the stirrer and dispersed in the circulation tank together with the discharge flow by the stirrer. In the prior art, when the increase in the discharge amount of the absorbent slurry is reduced as compared with the increase rate of the air supply amount due to the increase in the air supply amount, the bubbles rise to the liquid level of the absorption liquid immediately after being discharged from the stirrer propeller 16 and absorbed. With the liquid discharge flow, the number of bubbles reaching the center of the circulation tank is reduced, and it cannot be said that effective gas-liquid contact is performed. Such a decrease in the absorption liquid discharge flow can be explained with reference to FIG.
[0013]
FIG. 4A shows the state of discharge of the slurry in the vicinity of the propeller 16 of the stirrer when oxidizing air is not supplied. When the agitator starts to rotate, the fluid mass (slurry) B of the absorbing liquid on the back surface (motor side) of the propeller 16 moves relatively to the discharge side. Therefore, the slurry C that has been on the discharge side is discharged from the propeller 16. At the same time, a negative pressure is generated on the motor side of the propeller 16 and the slurry A is sucked into the propeller 16 side. When air is not supplied, the slurry C is continuously discharged from the propeller 16 in this manner.
[0014]
At this time, when the air from the air jet pipe 18 is supplied from behind the propeller 16, in the prior art shown in FIG. 4B, the air A ′ is sent from the air jet pipe 18 instead of the slurry A shown in FIG. Sucked into the propeller 16 side. Therefore, after the slurry C existing on the discharge side of the propeller 16 and the slurry B existing on the back side are discharged from the propeller 16, it is not the slurry but the air A ′ that is discharged from the propeller 16. Is extremely reduced.
[0015]
On the other hand, in the present invention shown in FIG. 4C, the oxidation air D ejected from the air ejection pipe 18 is selectively supplied to the discharge side surface of the propeller 16, whereby the oxidation supplied to the discharge side of the propeller 16. The slurry C on the discharge side of the propeller 16 together with the air D is pushed out into the absorbing liquid in the circulation tank, and the slurry A is sucked into the negative pressure side (motor side) of the propeller 16 generated thereafter.
[0016]
Thus, by selectively supplying the oxidized air D to the discharge side surface of the propeller 16, the slurry is continuously sucked into the negative pressure side of the propeller 16, and the discharge flow rate of the slurry discharged from the propeller 16 does not decrease. .
[0017]
Accordingly, a sufficient slurry discharge flow rate is obtained from the propeller 16, and the fine air bubbles also reach the center of the circulation tank along with the slurry discharge flow. However, in order to always supply the oxidized air to the discharge side of the propeller 16 in this way, the oxidized air ejection pipe 18 must also rotate together with the rotation of the propeller 16.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0019]
A wet flue gas desulfurization apparatus according to an embodiment of the present invention is shown in FIGS . 1 , 3, and 4, but only the configuration near the agitator propeller is different from the wet flue gas desulfurization apparatus shown in FIGS. 13 and 14. The other configuration is substantially the same as the wet flue gas desulfurization apparatus shown in FIG.
[0020]
Figure 1 is Ru der shows a schematic cross-sectional view of a desulfurization apparatus having an absorption column provided with an air supply port on the surface of the discharge side of the agitator propeller 16. FIG. 2 is a reference example of the present invention, and FIG. 3 is a perspective view of the propeller 16 of the agitator 7.
[0021]
The exhaust gas discharged from the boiler is introduced into the absorption tower body 1 from the inlet duct 2 and discharged from the outlet duct 3 provided at the top of the tower. During this time, the absorption liquid 5 containing calcium carbonate sent from the absorption liquid circulation pump 4 is jetted from the spray nozzle 13, and the gas-liquid contact between the absorption liquid 5 and the exhaust gas is performed. At this time, the absorbing solution 5 absorbs SO 2 in the exhaust gas, SO 3 2− is generated, and reacts with calcium carbonate to generate calcium sulfite Ca (HSO 3 ) 2 . The absorbing liquid 5 sprayed from the spray nozzle 13 once descends to the circulation tank 6 and is stirred by the oxidizing stirrer 7 during the staying, while being oxidized by the oxygen in the oxidized air supplied from the air supply pipe 8 to Ca (HSO 3 ) 2. Is oxidized to produce calcium sulfate (gypsum).
[0022]
The present embodiment is characterized in that an oxidized air supply port is provided on the agitator propeller 16 that discharges the absorbent into the absorbent stored in the absorbent circulation tank 6.
[0023]
The operation and effect peculiar to the present embodiment with such a configuration is as described with reference to FIG.
[0024]
That is, as shown in FIG. 4C, the absorbent slurry is continuously supplied to the negative pressure side of the propeller 16 by selectively supplying the oxidized air D ejected from the air ejection pipe 18 to the discharge side surface of the propeller 16. Thus, the flow rate of the slurry discharged from the propeller 16 is not reduced, and a sufficient flow rate of the slurry is obtained from the propeller 16, and the fine air bubbles are also accompanied by the slurry discharge flow to the circulation tank 6 To the center of At this time, in order to always supply the oxidized air to the discharge side of the propeller 16, it is necessary to rotate the air ejection pipe 18 along with the rotation of the propeller 16.
[0025]
As shown in FIG. 2, the stirrer propeller 16 in FIG. 2 of the stirrer 7 is shown with the discharge side surface being white and the motor side surface being hatched .
An air chamber 17, which is a reservoir for air supplied from the air supply pipe 8, is provided at the attachment portion of the stirrer 7 on the side wall of the circulation tank 6. A rotating shaft 7 a of the propeller 16 extends toward the inside of the circulation tank 6 through the air chamber 17. An air jet pipe 18 supported by a rotary portion 17b provided on the front surface 17a of the air chamber 17 on the tank side is provided along the rotary shaft 7a, and a propeller 16 is provided at the tip of the air jet pipe 18. An air outlet 18a for ejecting oxidized air 15 is provided on the discharge side.
[0026]
Further, the rotating portion 17b of the air chamber 17 is fixed to the rotating shaft 7a of the stirrer 7 and rotates together with the rotating shaft 7a. A seal 19 is installed at the joint between the air chamber 17 and the rotating portion 17b. The oxidized air in 17 is prevented from leaking into the circulation tank 6.
[0027]
Oxidizing air is sent from the air supply pipe 8 to the air chamber 17 by the configuration of the agitator 7, and is oxidized from the air chamber 17 to the tip of the air jet pipe 18 rotating in the same manner as the rotating shaft 7 a of the propeller 16. Air is sent. Since the air outlet 18 a at the tip of the air ejection pipe 18 is always on the discharge side of the propeller 16, the oxidized air is ejected from the surface on the discharge side of the propeller 16 into the absorbing liquid in the circulation tank 6.
[0028]
By supplying oxidized air to the discharge side of the propeller 16 as described above, the slurry discharge flow rate is reliably obtained by the mechanism shown in FIG. 4 (c), and the refined bubbles circulate as shown in FIG. The air reaches the vicinity of the center of the tank 6 and the bubbles are uniformly dispersed throughout the circulation tank 6. Prior art and compared to oxidation air 13 spreads enough in the absorbing liquid by the bubbles which is reduced to reach the vicinity of the central portion of the circulation tank 6 shown in FIG. 1, effectively rows oxidation of calcium sulfite Is called.
[0029]
FIG. 5 shows the amount of air required for the oxidation of SO 3 2− in a conventional flue gas desulfurization apparatus that treats exhaust gas having an SO 3 concentration of 3,000 ppm and an exhaust gas flow rate of 750,000 m 3 N / hr per unit time. It is the figure compared with the present invention by setting technology as "1".
[0030]
By applying the implementation method of the embodiment by oxidation air supply of the present invention, the gas-liquid contact is performed efficiently uniformly oxidized air in the absorbing solution in the circulating tank 6 is dispersed, the conventional 2/3 It can be seen that sufficient SO 3 2− oxidation is possible with a supply air amount of the order.
[0031]
For this reason, the blower for supplying oxidized air into the circulation tank 6 can also be made smaller than before. Furthermore, since the amount of oxidized air supplied into the circulation tank 6 is smaller than that in the prior art, the amount of bubbles sucked into the circulation pump 4 together with the absorbing liquid 5 is reduced, and the amount of bubbles sucked into the circulation pump 4 is reduced. It is possible to prevent a reduction in the amount of circulating fluid and a reduction in the exhaust gas desulfurization rate that occur when there is a large amount of gas.
[0032]
The reference example shown in FIG. 6 differs from the reference example shown in FIG. 2 in that the rotating shaft 7a of the stirrer 7 is hollow and serves also as the air ejection pipe 18. Oxidized air supplied from the air supply pipe 8 and stored in the air chamber 17 passes through an air ejection pipe 18 in a hollow portion provided in the rotating shaft 7a of the stirrer 7 and is provided on the discharge side of the propeller 16. It is supplied to the absorption liquid in the circulation tank 6 from the jet outlet 18a. By making the rotating shaft 7a of the stirrer 7 hollow, it is not necessary to separately provide the air ejection pipe 18 shown in FIG. 2, and the apparatus becomes simpler. A seal 19 is installed between the outer periphery of the rotating shaft 7 a of the stirrer 7 and the wall surface of the air chamber 17.
[0033]
In the embodiment shown in FIG. 7, the air outlet 18a of the air outlet pipe 18 is installed on the edge of the propeller 16, and a plurality of air outlets 18a are provided, and a plurality of air outlets 18a are provided. This is different from the reference example shown in FIGS. In the configuration shown in FIG. 7, the air ejection pipe 18 provided in the rotating portion 17 b of the air chamber 17 rotates together with the rotation shaft 7 a of the propeller 16, so that the oxidized air sent to the air chamber 17 is in the air ejection pipe 18. It is ejected from the air jet outlet 18a at the tip. Since the air spout 18 a is installed at the edge of the propeller 16, the oxidized air is ejected from the vicinity of the discharge side of the propeller 16 into the absorbing liquid in the circulation tank 6. Further, since the oxidized air supplied from the air outlet 18a to the absorbing liquid in the circulation tank 6 is dispersed throughout the propeller 16, finer bubbles are generated as compared with the reference examples shown in FIGS. . The rotating portion 17b of the air chamber 17 and the air chamber front surface 17a are sealed with a seal 19.
[0034]
In the above embodiments and reference examples , the air jet outlet 18a of the air jet pipe 18 is provided at any position of the propeller 16, but the air jet outlet of the air jet pipe 18 on the spindle 21 of the agitator propeller 16 is shown. 18a may be provided. In this case, it is desirable to open near the base of the side surface in the propeller rotation direction.
[0035]
In another embodiment of the present invention shown in FIG. 8 (schematic cross-sectional view) and FIG. 9 (perspective view), the oxidized air is supplied continuously or intermittently in synchronization with the rotation of the agitator propeller 16 that discharges the absorbing liquid. It is characterized in that means for performing the above is provided. As means for continuously or intermittently supplying the oxidized air, an air jet 17c or an air jet slit (not shown) is provided on the air chamber front surface 17a, and the air jet 17c or the air jet slit is opened and closed. The rotary valve 20 for performing the above, a shutter-like object (not shown), and the like are provided.
[0036]
8 and 9, the air chamber 17 is provided around the rotating shaft 7a of the stirrer propeller 16, and the air outlet 17c is provided on the front surface 17a on the propeller 16 installation side. The back surface of the front surface 17a of the air chamber 17 is provided. The rotary valve 20 is provided on the rotary shaft 7a so as to be in contact with the air jet port 17c and close the air jet port 17c. The air chamber 17 is fixed to the wall surface of the circulation tank 6.
[0037]
The rotary valve 20 rotates in synchronization with the stirrer propeller 16 while being in contact with the front surface 17a, and as shown in FIG. 10 (view of the stirrer propeller 16 as viewed from the front), an opening angle region (profile) is provided at the air outlet 17c. Oxidized air is supplied when θA matches, and is shut off when the closed angle region (profile) θB matches.
[0038]
The opening / closing profile of the rotary valve 20 is such that the open angle region (profile) θA is close to the region A (shown as 16a among the three propellers 16a to 16c) near the leading edge in the rotational direction of the agitator propeller 16; Area B (profile) is set for each of the agitator propellers 16a to 16c.
[0039]
Thus, as possible out to ensure that the oxidation air ejected from the air ejection port 17c is supplied to the pressure side of the propeller 16A~16a (region A in the rotation direction front edge closer).
[0040]
The number and shape of the air jets 17c are not limited to those shown in the figure.
[0041]
The effect peculiar to the present embodiment shown in FIGS. 8, 9 and 10 is that it is not necessary to rotate the thin air ejection pipe 18 as shown in the embodiment of FIG. 7 at the same speed as the agitator propeller 16. It is easy to maintain the strength, and it becomes a highly safe device.
[0042]
Further, as shown in FIG. 11, by installing the guide vane 22 at the base of the spindle 21 on the positive pressure side of the propellers 16a to 16c, it becomes possible to supply the oxidized air to the discharge side of the agitator propeller 16 more reliably. .
[0043]
The reference example shown in FIG. 12 uses an existing air jet pipe 18 that supplies oxidized air from the wall surface of the circulation tank 6 only below the stirrer propeller 16 of the prior art as shown in FIG. In this configuration, the air for oxidization is supplied. By modifying the existing oxidized air jet pipe 18 and the stirrer 7 shown in FIG. 15 as they are, the configuration shown in FIG. 12 can be obtained. In this case, the existing air supply line is changed. There is no need.
[0044]
【The invention's effect】
According to the present invention, the oxidized air bubbles can be uniformly dispersed in the absorbing liquid in the circulation tank, and efficient gas-liquid contact is possible. Since it is possible to oxidize SO 3 2- in the absorbent sufficiently with a small amount of supply air, the power for supplying oxidized air can be reduced.
[0045]
Further, the efficient gas-liquid contact according to the present invention can shorten the residence time of the absorption liquid in the circulation tank, thereby reducing the capacity of the circulation tank.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of an absorption tower in which an air supply port is provided on a discharge side surface of a stirrer propeller according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a desulfurization apparatus provided with an absorption tower provided with an air supply port on a discharge side surface of a stirrer propeller, which is a reference example of the present invention .
3 is a view showing a cross-sectional position described in FIG. 4 of the stirrer propeller of the flue gas desulfurization apparatus of FIG. 1;
4 is a diagram illustrating a discharge mechanism of oxidized air and slurry of a stirrer propeller of the flue gas desulfurization apparatus of FIG. 1 in comparison with the prior art.
FIG. 5 shows the present invention assuming that the prior art is 1 for the amount of air required for the oxidation of SO 3 2- in a flue gas desulfurization apparatus for treating exhaust gas with an exhaust gas flow rate of 750,000 m 3 N / hr and an SO 2 concentration of 3,000 ppm. It is the figure compared with.
FIG. 6 is a reference example of the present invention, and is an enlarged view of a stirrer portion when the agitator rotating shaft is hollow and also serves as an air ejection pipe.
FIG. 7 is an enlarged view of an oxidation stirrer part in the case where an air outlet of an air outlet pipe according to an embodiment of the present invention is installed at an edge of a propeller blade and a plurality of air outlets are provided.
FIG. 8 is an enlarged view of the agitator portion when the air outlet is opened and closed so that air is selectively supplied to the discharge side of the propeller by a rotary valve that rotates in the same manner as the propeller in the air chamber of the embodiment of the present invention. FIG.
9 is a perspective view of the agitator portion of FIG. 8. FIG.
10 is a front view of the agitator portion of FIG. 8. FIG.
11 is a perspective view showing an embodiment in which guide vanes in the stirrer portion of FIG. 9 are installed. FIG.
12 is a reference example of the present invention, and an existing air jet pipe that supplies oxidizing air only below the stirrer propeller of the prior art as shown in FIG. 15 is used to supply oxidizing air to the air chamber. It is the figure which expanded the stirrer part in the case of doing.
FIG. 13 is a side view of an absorption tower in a conventional wet flue gas desulfurization apparatus.
14 is an enlarged view of the stirrer portion of FIG.
FIG. 15 is a view showing a modification of the stirrer portion of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Absorption tower body 2 Inlet duct 3 Outlet duct 4 Absorbing liquid circulation pump 5 Absorbing liquid 6 Circulating tank 7 Stirrer 7a Rotating shaft 8 Air supply pipe 13 Spray nozzle 15 Oxidized air 16 Propellers 16a, 16b, 16c Propeller 17 Air chamber 17a Front of air chamber 17b Rotating part 17c Air outlet 18 Air outlet pipe 8a Air outlet 19 Seal 20 Rotating valve 22 Guide vane

Claims (4)

排ガスを導入して炭酸カルシウムを含む吸収液と接触させる吸収塔と、該吸収塔で排ガス中の硫黄酸化物を吸収した吸収液を溜めて該吸収液中に酸化空気を吹き込む循環タンクとを備えた湿式排煙脱硫装置において、
循環タンクの壁面に前記吸収液を吐出する回転軸を有する攪拌機プロペラとスピンドルを設け、該攪拌機プロペラの負圧側面に対向する位置に攪拌機プロペラの回転軸を支持する酸化空気供給用の空気チャンバーを設け、該空気チャンバーの攪拌機プロペラの負圧側の面に空気噴出口又は空気噴出スリットと該空気噴出口又は空気噴出スリットの開閉を行う回転バルブ又はシャッタ状物を設けた酸化空気供給装置を備えたことを特徴とする湿式排煙脱硫装置。
An absorption tower for introducing exhaust gas into contact with an absorption liquid containing calcium carbonate; and a circulation tank for storing an absorption liquid that has absorbed sulfur oxides in the exhaust gas in the absorption tower and blowing oxidized air into the absorption liquid. In wet flue gas desulfurization equipment,
An agitator propeller having a rotating shaft for discharging the absorbing liquid and a spindle are provided on the wall surface of the circulation tank, and an oxidizing air supply air chamber for supporting the rotating shaft of the agitator propeller is provided at a position facing the negative pressure side surface of the agitator propeller. And provided with an oxidized air supply device provided with a rotary valve or shutter-like object for opening and closing the air outlet or air ejection slit and the air ejection outlet or air ejection slit on the negative pressure side surface of the agitator propeller of the air chamber Wet flue gas desulfurization device characterized by that.
吸収液を吐出する攪拌機プロペラまたはスピンドルの回転に同期して、連続的または断続的に酸化空気を供給する手段を設けたことを特徴とする請求項1記載の湿式排煙脱硫装置。  2. The wet flue gas desulfurization apparatus according to claim 1, further comprising means for supplying oxidized air continuously or intermittently in synchronism with rotation of a stirrer propeller or spindle for discharging the absorption liquid. 吸収液を吐出する攪拌機プロペラの正圧側のスピンドル基部にプロペラの吸収液吐出側に酸化空気を供給するためのガイドベーンを設けたことを特徴とする請求項1記載の湿式排煙脱硫装置。  2. The wet flue gas desulfurization apparatus according to claim 1, wherein a guide vane for supplying oxidized air to the absorption liquid discharge side of the propeller is provided at a spindle base portion on the positive pressure side of the agitator propeller for discharging the absorption liquid. 排ガスを導入して炭酸カルシウムを含む吸収液と接触させる吸収塔と、該吸収塔で排ガス中の硫黄酸化物を吸収した吸収液を溜めて該吸収液中に酸化空気を吹き込む循環タンクとを備えた湿式排煙脱硫装置において、
循環タンクの壁面に前記吸収液を吐出する回転軸を有する攪拌機プロペラと、該攪拌機プロペラの負圧側面に対向する位置に攪拌機プロペラの回転軸を支持する酸化空気供給用の空気チャンバーを設け、該空気チャンバーには回転部を設け、攪拌機プロペラの回転軸に沿って前記回転部から循環タンク内に臨む空気噴出管が設けられ、該空気噴出管の先端の空気噴出口が攪拌機プロペラの吐出側周縁部に設置された酸化空気供給装置を備えたことを特徴とする湿式排煙脱硫装置。
An absorption tower for introducing exhaust gas into contact with an absorption liquid containing calcium carbonate; and a circulation tank for storing an absorption liquid that has absorbed sulfur oxides in the exhaust gas in the absorption tower and blowing oxidized air into the absorption liquid. In wet flue gas desulfurization equipment,
A stirrer propeller having a rotating shaft that discharges the absorbing liquid on the wall surface of the circulation tank, and an air chamber for supplying oxidized air that supports the rotating shaft of the stirrer propeller at a position facing the negative pressure side surface of the stirrer propeller, The air chamber is provided with a rotating portion, and an air ejection pipe is provided along the rotation axis of the agitator propeller from the rotating portion into the circulation tank, and an air outlet at the tip of the air ejection pipe is a peripheral edge on the discharge side of the agitator propeller. A wet flue gas desulfurization apparatus comprising an oxidizing air supply apparatus installed in a section.
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