JP4000637B2 - 排煙脱硫装置および排煙脱硫方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に重質油焚きのボイラ等の排ガス処理に用いて好適な排煙脱硫装置および排煙脱硫方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ボイラー、各種加熱炉あるいは焼却炉等の排ガス中から亜硫酸ガス等の有害成分を除去するための排煙脱硫装置として、上記排ガス中に含まれる亜硫酸ガス（ＳＯ2）を主体とする硫黄酸化物を、石灰石（ＣａＣＯ3）を溶解または懸濁した水溶液からなる吸収液と接触させて中和するとともに、これを酸化させることにより石膏として除去する、湿式の吸収塔や反応槽を備えた排煙脱硫装置が広く用いられている。
ところで、近年におけるオリマルジョン等の重質油焚きボイラーにおいては、排ガス中の亜硫酸ガス濃度が極めて高いために、主として熱交換器や配管系に対する三酸化硫黄（ＳＯ3 ）による腐食防止の観点から、これを処理する排煙脱硫装置にあっては、上記反応槽等の上流側に配置された煤塵等を除去するための集塵機等の前段において、排ガスにアルカリ成分、例えばアンモニア（ＮＨ3)を接触させることによりＳＯ3 を中和して硫安（(ＮＨ4)2ＳＯ4）とし、これを上記集塵機において捕集するタイプのものが採用されつつある。
【０００３】
図３および図４は、従来のこの種の排煙脱硫装置を示すものである。
図３において、この排煙脱硫装置は、図示されないボイラから熱交換器を経た排ガスのダクト１に沿って、順次電気式集塵機２、冷却部３、ジェットバブリング式の反応槽４および熱交換器５が配設されたものであり、上記ダクト１の先端排気側は、煙突６に導かれている。そして、上記ダクト１の電気式集塵機２の上流側には、当該ダクト１内にアンモニアを供給して排ガス中のＳＯ3 と接触させるための、アンモニア導入管７が接続されている。
また、図４は、上記反応槽４の要部を示すものであり、この反応槽４内は、円板状の下部隔壁１０および上部隔壁１１により、石灰石（ＣａＣＯ3）を溶解または懸濁した水溶液からなる吸収液を一定の液面高さに貯留する貯留部１２と、上下部隔壁１０、１１間にあって排ガスの入口ダクト１３が接続された導入部空間１４と、上部隔壁１１上方にあって排ガスの出口ダクト１５と連通する排出部空間１６とに画成されている。上記下部隔壁１０には、多数の開口部が穿設されており、各開口部には、スパージャーパイプ（排ガス導入管）１７…が垂設され、かつ各スパージャーパイプ１７の上記吸収液中にある下部外周壁には、排ガスの噴出孔が穿設されている。他方、上記下部隔壁１０と上部隔壁１１との間には、上記貯留部の吸収液面上の空間（第１の領域）１２ａを排出部空間（第２の領域）１６側に連通させるガスライザー（排ガス送出管）１８…が配設され、さらに上記出口ダクト１５内には、ミストエリミネータ１９が配設されている。なお、図中符号２０は、上記反応槽４の吸収液内に酸化用空気を導入する、酸化用空気供給管であり、符号２１は、上記吸収液を撹拌する撹拌機である。
【０００４】
また、上記反応槽４の底部には、吸収液中に生成された石膏スラリーを抜出す石膏スラリーの排出管２２が設けられ、この排出管２２で抜出された石膏スラリーは、ポンプ２３によって石膏分離機２４に送られ、石膏として回収されるとともに、分離された母液が補給管２５を介して再び反応槽４内に戻されるようになっている。
他方、上記反応槽４の入口ダクト１３の前段には、送られてくる排ガスを増湿冷却するとともに、上記排ガスに含まれる煤塵等を捕集するための上記冷却部３が設けられており、この冷却部３には、上記反応槽４内の吸収液の一部がポンプ２６によって供給されるようになっている。
【０００５】
上記構成からなる排煙脱硫装置によって、例えば重質油焚きボイラーの排ガス中に含まれる亜硫酸ガス等を除去するには、上記ボイラーから排出された排ガスを図示されない熱交換器によって冷却した後に、電気式集塵機２の上流側においてアンモニアを供給し、含有されているＳＯ3 と反応させて硫安として固定し、生成された硫安および上記排ガス中の煤塵を上記電気式集塵機２において捕集して除去することにより、排ガス中の煤塵濃度を低下させるとともに、排ガス中に多く含まれるＳＯ3 に起因する上記電気式集塵機２およびその配管系の腐食を防止する。
次いで、上記排ガスを、反応槽４の前段に設けられた上記冷却部３に送って、ポンプ２６により吸収液の一部を循環水として用いた冷却水により増湿冷却するとともに、上記排ガス中に残留する煤塵や塩素成分等を捕集したうえで、入口ダクト１３から反応槽４の導入部空間１４に送気し、各スパージャーパイプ１７の下端噴出孔から水平方向に噴出させる。
【０００６】
すると、上記排ガスは、吸収液と激しく混合して液相連続のジェットバブリング層を形成し、このジェットバブリング層において高効率な気液接触が行われてＳＯ2が吸収され、このようにして脱硫された排ガスは、ガスライザー１８を介して排出部空間１６に集められ、出口ダクト１５からミストエリミネータ１９に送られてミスト分が除去された後に、熱交換機５で再加熱されて煙突６から外部に排気される。
また、これと並行して、ＳＯ2を酸化・中和することによって吸収液中に石膏が生成し、結晶成長して粗大粒子化することにより石膏スラリーとなり、これが所定の濃度になると反応槽４底部の上記排出管２２から抜出されてポンプ２３により石膏分離機２４に送られ、石膏として回収される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような従来の排煙脱硫装置においては、排ガス中のＳＯ3 に起因する電気式集塵機２およびその配管系の腐食を確実に防止するために、当該電気式集塵機２の上流側において若干余分なアンモニアを供給するようにしているため、この余分なアンモニアがそのまま反応槽４においても捕集されずに排ガス中に残留してしまい、この結果、煙突６から外部に排出される排ガスに上記アンモニアに起因する異臭が伴うという問題点があった。
また、反応槽４内にあっては、比較的濃度の高いＳＯ2 を除去するに際しては、吸収液中における亜硫酸塩の酸化反応を促進させ、同時に石灰石の溶解・中和の速度を増加させて脱硫効率を高くするために、上記吸収液のｐＨを弱酸性のうちでは幾分高めの５〜６ｐＨに保持することが有効である。
【０００８】
しかしながら、上記吸収液のｐＨをこのように幾分高めに設定すると、吸収液中に溶解している石膏が微細結晶粒子化して析出するとともに、排ガス中の炭酸ガスが吸収液中に含まれるカルシウムイオンと反応して炭酸カルシウムの微細結晶として析出し、これらによってガスライザー１８や上部隔壁１１等にスケーリングを発生し易くなるという問題点があり、特にミストエリミネータ１９等の後段側に配設されたクリアランスの小さな機器においては、上記スケーリングに起因してその閉塞を招き易いといった問題点があった。
本発明は、このような重質油焚きによって発生する排ガスを処理する際に従来の排煙脱硫装置が有する課題を有効に解決すべくなされたもので、ＳＯ3を除去するために排ガスに供給したアンモニアを排ガス中から確実に除去することができ、かつスケーリングも防止し得て高い脱硫効率を達成することが可能となる排煙脱硫装置、および排煙脱硫方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明に係る排煙脱硫装置は、下部隔壁および上部隔壁により、下部隔壁の下方にあって排ガス中の亜硫酸ガスの吸収液を貯留する貯留部と、上下部隔壁間にあって排ガスの入口ダクトが接続された導入部空間と、上部隔壁の上方にあって排ガスの出口ダクトと連通する排出部空間とに画成され、下部隔壁に、上記導入部空間に導かれた排ガスを吸収液中に噴出させる排ガス導入管が垂設されるとともに、下部隔壁と上部隔壁との間に、上記吸収液面上の空間を排出部空間に連通させる排ガス送出管が配設された反応槽を有する排煙脱硫装置において、上記入口ダクトの上流側に、排ガス中のＳＯ３を除去するためのアンモニアの導入管を接続するとともに、上記排出部空間内に、酸性流体を噴射して排ガスと接触させる酸性流体の供給手段を設けてなり、かつ上記酸性流体の供給手段は、上記排ガス送出管の上方に配設されて当該排ガス送出管を上昇する排ガスが衝突する衝突板と、この衝突板の下面に向けて酸性液を飛散させるノズルと、このノズルにポンプを介して上記酸性液を供給する貯槽とを備えてなり、かつ上記排ガス送出管は、その先端部を上記上部隔壁から突出させて取付けられているとともに、上記上部隔壁には、当該上部隔壁上の液体を上記貯槽に戻す流下管が配設されていることを特徴とするものである。
【００１１】
さらに、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の酸性流体の供給手段は、さらに流量調節弁を介して上記貯槽に酸性液を補給する補給槽と、上記貯槽のｐＨを測定するｐＨ測定器と、このｐＨ測定器による測定値に基づいて上記流量調節弁を開閉するｐＨ制御装置とを有してなることを特徴とするものである。
また、請求項３に記載の発明は、上記請求項１または２に記載の酸性流体の供給手段には、開閉弁を介して先端部のノズルから上記排ガス送出管の内壁に向けて上記酸性流体を噴射する排ガス送出管の湿潤管が配管されていることを特徴とするものである。
【００１２】
次いで、請求項４に記載の本発明に係る排煙脱硫方法は、請求項１ないし３のいずれかに記載の排煙脱硫装置を用い、上記排ガス中のＳＯ３にアンモニアを接触させて当該ＳＯ３を除去した後に、上記排ガスを反応槽に送り、この反応槽内の貯留部においてＣａ成分を含む吸収液と接触させることにより、上記排ガス中からＳＯ２を石膏スラリーとして除去して、ＳＯ２が除去された排ガスを排出部空間を介して反応槽から排気する排煙脱硫方法において、上記排出部空間において、ＳＯ２が除去された後の排ガスに酸性液を接触させて、当該排ガス中に残留するアンモニアを中和して除去することを特徴とするものである。
【００１３】
この際に、請求項５に記載の発明は、上記酸性液を排出部空間内へ循環供給するとともに、上記酸性液のｐＨを２〜４の範囲に保持することを特徴とするものである。
【００１４】
請求項１に記載の排煙脱硫装置によれば、反応槽の上流側において、排ガス中のＳＯ3を除去すべく導入されて当該排ガス中に残留したアンモニアが、上記反応槽の排出部空間内において、酸性流体の供給手段から供給された酸性流体と接触して中和されることにより、上記排ガス中から除去される。
また特に、吸収液と接触してＳＯ2が除去された後の飽和状態の排ガスは、排ガス送出管を上昇して、その上方に位置する衝突板の下面に衝突してその流路が変更されるとともに、上記ノズルから衝突板の下面に向けて酸性液を噴射しているので、この酸性液によって当該排ガス中に残留したアンモニアが中和されて上記衝突板の下面に付着する。これと並行して、排ガスが上記衝突板に衝突する際に、当該排ガス中の液滴粒子が分離され、上記衝突板の下面には、噴射された酸性液と分離された液滴粒子とが混合した液膜が形成される。
【００１５】
これにより、上記排ガス送出管を上昇する排ガスは、先ず噴射された上記酸性液と直接接触して残留アンモニアが中和されるとともに、さらに衝突板の液膜に衝突してこの液膜中に含まれる酸性液によっても、上記アンモニアが中和されて衝突板の下面に捕捉される。また、上記排ガスが衝突板下面の液膜と衝突することにより、残存する微量のＳＯ2および固体微粒子等の汚染物質も効率的に分離され、上記液膜中に捕捉される。そして、上記中和物質および微量のＳＯ2や固体微粒子等を含む液膜は、排ガスの衝突に伴って順次衝突板の下面に沿ってその外周側に送られ、周縁部から上部隔壁上に流下する。
このようにして上部隔壁上に流下した液体は、排ガス送出管の先端部を上部隔壁から突出させているので、上部隔壁上を流れて流下管から再び上記貯槽に戻される。
【００１６】
したがって、排ガス中に含まれるアンモニアを中和してこれを除去することができるとともに、さらに当該排ガス中に残存する微量のＳＯ2および固体微粒子等の汚染物質も効率的に分離して除去することができ、よって排ガスの処理効果を一層向上させることができる。
加えて、上記貯留部と排出部空間とが、少なくとも上部隔壁によって区画されており、かつ排出部空間において噴射した酸性液を流下管から上記酸性液の貯槽に戻しているので、反応槽内の貯留部におけるｐＨを弱酸性のうちでは幾分高めの５〜６ｐＨに保持したうえで、他方排出部空間においては、酸性液の噴射によってその雰囲気をより低いｐＨに保持することができ、よって上記貯留部においては高い脱硫効率を得ることができるとともに、排出部空間においてはそのｐＨを低くすることにより上述したスケーリングの発生を有効に防止することが可能となる。
【００１７】
さらに、請求項２に記載の発明によれば、ｐＨ制御装置によって流量調節弁を制御して、逐次酸性液を貯槽内に補給することにより、上記排出部空間におけるｐＨを最適値の範囲に保持することができる。
また、請求項３に記載の発明にあっては、上記排出部空間における酸性液の噴射と並行して、開閉弁を間欠的にあるいは連続して開いて、上記酸性液を湿潤管の先端部のノズルから上記排ガス送出管の内壁に向けて噴射する。これにより、排ガス送出管の内壁が上記酸性液によって湿潤されるとともに、噴射された酸性液と接触した排ガス中のアンモニアが中和される。ここで、上記排ガス送出管内において噴射された酸性液も、排ガスの流速が大きいために、当該排ガスの流れに伴って、あるいは排ガスと同伴して上記排出部空間に送られる。
したがって、請求項３に記載の発明によれば、上記排ガス送出管の内壁についても、そのドライアップを抑制してスケーリングの発生を防止することが可能となる。
【００１８】
次いで、請求項４に記載の排煙脱硫方法によれば、ＳＯ２が除去された排ガスを排出部空間に送り、この排出部空間において上記排ガスに酸性流体を接触させることにより、排ガス中に残留するアンモニアを中和して除去することができる。
加えて、請求項５に記載の発明にあっては、上記貯留部と排出部空間とを隔壁によって異領域に区画しているので、この排ガスを吸収液と接触させる貯留部におけるｐＨを弱酸性のうちでは幾分高めの５〜６ｐＨに保持したうえで、他方上記排出部空間においては、酸性液の噴射によってその雰囲気をより低いｐＨに保持することができ、よって上記貯留部においては高い脱硫効率を得ることができるとともに、排出部空間においてはそのｐＨを低くすることにより上述したスケーリングの発生およびこれに起因するミストエリミネータ等の閉塞等を有効に防止することができる。
【００１９】
ここで、上記排出部空間内へ循環供給する酸性液のｐＨを２〜４の範囲に限定した理由は、上記酸性液のｐＨが２に満たないと、酸性度が強過ぎて反応槽およびその内部を構成する部材に対する酸性腐食の問題が生じて不適当であり、他方上記ｐＨが４を超えると、所望とする充分なスケーリングの防止効果が得られずに不都合だからである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１および図２は、本発明の排煙脱硫装置の一実施形態を示すもので、全体構成については、図３に示したものと同一であるために、説明中に同一符号を用いてその説明を省略する。また、図４に示したものと同一構成部分についても、図１中において同一符号を付すことにより、その説明を簡略化する。
図１において、この排煙脱硫装置においては、反応槽４内のガスライザー（排ガス送出管）１８がその上端部を上部隔壁１１から上方に突出させて設けられており、さらに排出部空間１６内に、酸性流体を噴射して上記排ガスと接触させるための、酸性流体の供給手段が設けられている。
この酸性流体の供給手段は、ガスライザー１８の上方に配設されてこのガスライザー１８を上昇する排ガスが衝突する衝突板３０と、この衝突板３０の下面に向けて酸性液を噴射するノズル３１と、このノズル３１にポンプ３２によって供給管３３から酸性液を供給するための貯槽３４とを備えたもので、上記貯槽３４内には、塩酸（ＨＣｌ）や、硝酸（ＨＮＯ3 ）等の酸性液が貯留されている。
【００２１】
ここで、上記衝突板３０は、図２に示すように、上記ガスライザー１８の外径寸法よりも大きな円板状の衝突部３０ａと、この衝突部３０ａの周縁から外方に向けて漸次下方に傾斜する流下壁部３０ｂとが一体に形成されたもので、上記衝突部３０ａの中央部に、供給管３３の先端部が下方に向けて挿通されている。そして、この供給管３３の下端噴出口の下方に、当該供給管３３から噴射された酸性液を上記衝突板３０の下面側に向けて飛散させる分散板３５が取付けられており、この分散板３５と上記供給管３３の噴出口とによって、上記ノズル３１が構成されている。
他方、上記酸性流体の供給手段の貯槽３４には、さらに流量調節弁３６を介してこの貯槽３４に上記酸性液を補給する補給槽３７と、上記貯槽３４のｐＨを測定するｐＨ測定器３８と、このｐＨ測定器３８による測定値に基づいて上記流量調節弁３６を開閉するｐＨ制御装置３９とが設けられており、上記流量調節弁３６は、ｐＨ制御装置３９によって貯槽３４内のｐＨが２〜４の範囲に保持されるように開閉制御されて所定量の酸性液を補給槽３７から貯槽３４に補充するようになっている。ちなみに、上記補給槽３７から供給される酸性液としては、当該供給手段用として別途調達されたものや、あるいは本排煙脱硫装置における排水処理設備等の系内で発生した低ｐＨの酸性液が使用されている。
【００２２】
また、上部隔壁１１の外周側には、上記ノズル３１からの酸性液の噴射によってこの上部隔壁１１上に流下した液体を上記貯槽３４に戻すための流下管４０が配設されている。さらに、上記供給管３３には、ガスライザー１８の湿潤管４１が枝配管されており、この湿潤管４１の中間部には、開閉弁４２が介装されている。そして、上記湿潤管４１の下端部は、ガスライザー１８内の下方に導かれ、その先端部に、上記ガスライザー１８の内壁に向けて上記酸性液を噴射するノズル４３が取付けられている。
【００２３】
次に、以上の構成からなる排煙脱硫装置を用いた本発明に係る排煙脱硫方法の一実施形態について説明する。
この排煙脱硫方法においても、例えば重質油焚きボイラーの排ガス中に含まれる亜硫酸ガス等を除去するに際して、上記ボイラーから排出された排ガスを一旦冷却した後に、電気式集塵機２の上流側においてアンモニアを供給し、含有されているＳＯ３と反応させて硫安として固定し、生成された硫安および上記排ガス中の煤塵を上記電気式集塵機２において捕集して除去したうえで、冷却部３から反応槽４に送り、各スパージャーパイプ１７の下端噴出孔から水平方向に噴出させて吸収液と気液接触させ、上記吸収液中にＳＯ２を吸収した後に、脱硫された排ガスを貯留部１２の吸収液面上の空間１２ａからガスライザー１８を上昇させるまでの工程については、図３および図４に示したものと同様である。
【００２４】
そして、本排煙脱硫方法においては、上記ガスライザー１８を上昇した飽和状態の排ガスは、排出部空間１６において、その上方に位置する衝突板３０の衝突部３０ａ下面に衝突してその流路が上部隔壁１１側へと変更される。この際に、上記ノズル３１から衝突板３０の下面に向けて酸性液を噴射しているので、この酸性液によって排ガス中に残留したアンモニアが中和されて上記衝突板３０の下面に付着する。また、排ガスが上記衝突板３０に衝突する際に、排ガス中の液滴粒子が分離され、上記衝突板３０の下面には、噴射された酸性液と分離された液滴粒子とが混合した液膜が形成される。
【００２５】
これにより、上記ガスライザー１８を上昇する排ガスは、先ず噴射された上記酸性液と直接接触して残留アンモニアが中和されるとともに、さらに衝突板３０の液膜に衝突してこの液膜中に含まれる酸性液によっても、上記アンモニアが中和されて衝突板３０の下面に捕捉される。また、上記排ガスが衝突板３０下面の液膜と衝突することにより、残存する微量のＳＯ2 および固体微粒子等の汚染物質も効率的に分離され、上記液膜中に捕捉される。そして、上記中和物質および微量のＳＯ2 や固体微粒子等を含む液膜は、排ガスの衝突に伴って順次衝突板３０の衝突部３０ａから流下壁部３０ｂ下面に沿って送られ、上記流下壁部３０ｂの周縁部から上部隔壁１１上に流下する。
次いで、上部隔壁１１上に流下した液体は、ガスライザー１８の先端部を上部隔壁１１から突出させているので、上部隔壁１１上を流れて流下管４０から再び上記貯槽３４内に戻される。
【００２６】
また、これと並行して、開閉弁４２を間欠的に開いて、供給管３３からの酸性液を湿潤管４１を介して先端部のノズル４３から上記ガスライザー１８の内壁に向けて噴射する。これにより、ガスライザー１８の内壁が上記酸性液によって湿潤されるとともに、噴射された酸性液と接触した排ガス中のアンモニアが中和される。そして、上記ガスライザー１８内において噴射された酸性液も、排ガスの流速が秒速１０ｍ程度と大きいために、この排ガスの流れに伴って、あるいは排ガスと同伴して上記排出部空間１６に送られて行く。
他方、上記酸性液の循環により、貯槽３４内のｐＨは徐々に上昇する。そこで、これを検出した上記ｐＨ測定器３７からの検出信号に基づいて、ｐＨ制御装置３９によって上記流量調節弁３６が開閉制御されることにより、所定量の酸性液が補給槽３７から貯槽３４に補充されて上記貯槽３４内のｐＨが２〜４の範囲に保持される。
【００２７】
このように、上記排煙脱硫装置およびこれを用いた排煙脱硫方法によれば、ガスライザー１８の出口において排ガス中に含まれるアンモニアを中和してこれを除去することができるために、煙突から排気される排ガスに上記アンモニアを起因とする異臭を伴うことが無い。加えて、上記衝突板３０によって当該排ガス中に残存する微量のＳＯ２および固体微粒子等の汚染物質も効率的に分離して除去することができるために、排ガスの処理効果を一層向上させることができる。
しかも、吸収液上の空間１２ａと排出部空間１６とが上下部隔壁１０、１１によって区画されており、かつ排出部空間１６において噴射した酸性液を流下管４０から貯槽３４に戻しているので、反応槽４内の貯留部１２におけるｐＨを幾分高めの５〜６ｐＨに保持したうえで、他方排出部空間１６においては、酸性液の噴射によってその雰囲気をより低い２〜４ｐＨに保持することができ、よって上記貯留部１２においては高い脱硫効率を得ることができるとともに、排出部空間１６においてはそのｐＨを低くすることによりスケーリングの発生や、これに起因するミストエリミネータ１９のクリアランスの小さな機器における閉塞等を有効に防止することができる。
【００２８】
さらに、排出部空間１６内における酸性流体の供給と並行して、上記排ガスを貯留部１２側から排出部空間１６へと導くガスライザー１８内にも、間欠的に上記酸性流体を噴霧しているので、このガスライザー１８内においてもアンモニアの中和作用を行なうことができるとともに、当該ガスライザー１８の内壁についても、そのドライアップを抑制してスケーリングの発生を防止することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１に記載の排煙脱硫装置によれば、反応槽の排出部空間内において、酸性流体の供給手段から供給された酸性流体により排ガス中に残存したアンモニアを中和して除去することができ、特に衝突板によって上記アンモニアの除去に加えて、当該排ガス中に残存する微量のＳＯ2および固体微粒子等の汚染物質も効率的に分離して除去することができ、よって排ガスの処理効果を一層向上させることができるとともに、反応槽内の貯留部におけるｐＨを幾分高めに保持したうえで、他方排出部空間におけるｐＨをより低く保持することができるため、上記貯留部においては高い脱硫効率を得ることができ、かつ排出部空間においてはスケーリングの発生を有効に防止することができるといった効果が得られる。
この際に、請求項２に記載の発明によれば、ｐＨ制御装置によって上記排出部空間におけるｐＨを最適値の範囲に保持することができ、さらに請求項３に記載の発明によれば、上記排出部空間における酸性液の噴射と並行して、上記排ガス送出管の内壁についても、そのドライアップを抑制してスケーリングの発生を防止することができる。
【００３０】
また、請求項４に記載の排煙脱硫方法によれば、排出部空間において排ガス中に残留するアンモニアを酸性流体で中和して除去することができ、特に請求項５に記載の発明によれば、排ガスを吸収液と接触させる貯留部におけるｐＨを幾分高めのｐＨに保持したうえで、他方上記排出部空間におけるｐＨをより低く保持することができ、よって上記貯留部における高い脱硫効率と、排出部空間におけるスケーリングの防止効果とを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排煙脱硫装置の一実施形態における反応槽の要部を示す縦断面視した構成図である。
【図２】図１の衝突板部分の拡大縦断面図である。
【図３】従来の排煙脱硫装置を示す概略構成図である。
【図４】図３の反応槽を示す縦断面視した構成図である。
【符号の説明】
１ ダクト
２ 電気式集塵機
４ 反応槽
７ アンモニア導入管
１０ 下部隔壁
１１ 上部隔壁
１２ 貯留部
１２ａ 吸収液面上の空間（第１の領域）
１３ 入口ダクト
１４ 導入部空間
１５ 出口ダクト
１６ 排出部空間（第２の領域）
１７ スパージャーパイプ（排ガス導入管）
１８ ガスライザー（排ガス送出管）
３０ 衝突板
３１ ノズル
３２ ポンプ
３３ 供給管
３４ 貯槽
３６ 流量調節弁
３７ 補給槽
３８ ｐＨ測定器
４０ 流下管
４１ 湿潤管
４２ 開閉弁
４３ ノズル
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に重質油焚きのボイラ等の排ガス処理に用いて好適な排煙脱硫装置および排煙脱硫方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ボイラー、各種加熱炉あるいは焼却炉等の排ガス中から亜硫酸ガス等の有害成分を除去するための排煙脱硫装置として、上記排ガス中に含まれる亜硫酸ガス（ＳＯ2）を主体とする硫黄酸化物を、石灰石（ＣａＣＯ3）を溶解または懸濁した水溶液からなる吸収液と接触させて中和するとともに、これを酸化させることにより石膏として除去する、湿式の吸収塔や反応槽を備えた排煙脱硫装置が広く用いられている。
ところで、近年におけるオリマルジョン等の重質油焚きボイラーにおいては、排ガス中の亜硫酸ガス濃度が極めて高いために、主として熱交換器や配管系に対する三酸化硫黄（ＳＯ3 ）による腐食防止の観点から、これを処理する排煙脱硫装置にあっては、上記反応槽等の上流側に配置された煤塵等を除去するための集塵機等の前段において、排ガスにアルカリ成分、例えばアンモニア（ＮＨ3)を接触させることによりＳＯ3 を中和して硫安（(ＮＨ4)2ＳＯ4）とし、これを上記集塵機において捕集するタイプのものが採用されつつある。
【０００３】
図３および図４は、従来のこの種の排煙脱硫装置を示すものである。
図３において、この排煙脱硫装置は、図示されないボイラから熱交換器を経た排ガスのダクト１に沿って、順次電気式集塵機２、冷却部３、ジェットバブリング式の反応槽４および熱交換器５が配設されたものであり、上記ダクト１の先端排気側は、煙突６に導かれている。そして、上記ダクト１の電気式集塵機２の上流側には、当該ダクト１内にアンモニアを供給して排ガス中のＳＯ3 と接触させるための、アンモニア導入管７が接続されている。
また、図４は、上記反応槽４の要部を示すものであり、この反応槽４内は、円板状の下部隔壁１０および上部隔壁１１により、石灰石（ＣａＣＯ3）を溶解または懸濁した水溶液からなる吸収液を一定の液面高さに貯留する貯留部１２と、上下部隔壁１０、１１間にあって排ガスの入口ダクト１３が接続された導入部空間１４と、上部隔壁１１上方にあって排ガスの出口ダクト１５と連通する排出部空間１６とに画成されている。上記下部隔壁１０には、多数の開口部が穿設されており、各開口部には、スパージャーパイプ（排ガス導入管）１７…が垂設され、かつ各スパージャーパイプ１７の上記吸収液中にある下部外周壁には、排ガスの噴出孔が穿設されている。他方、上記下部隔壁１０と上部隔壁１１との間には、上記貯留部の吸収液面上の空間（第１の領域）１２ａを排出部空間（第２の領域）１６側に連通させるガスライザー（排ガス送出管）１８…が配設され、さらに上記出口ダクト１５内には、ミストエリミネータ１９が配設されている。なお、図中符号２０は、上記反応槽４の吸収液内に酸化用空気を導入する、酸化用空気供給管であり、符号２１は、上記吸収液を撹拌する撹拌機である。
【０００４】
また、上記反応槽４の底部には、吸収液中に生成された石膏スラリーを抜出す石膏スラリーの排出管２２が設けられ、この排出管２２で抜出された石膏スラリーは、ポンプ２３によって石膏分離機２４に送られ、石膏として回収されるとともに、分離された母液が補給管２５を介して再び反応槽４内に戻されるようになっている。
他方、上記反応槽４の入口ダクト１３の前段には、送られてくる排ガスを増湿冷却するとともに、上記排ガスに含まれる煤塵等を捕集するための上記冷却部３が設けられており、この冷却部３には、上記反応槽４内の吸収液の一部がポンプ２６によって供給されるようになっている。
【０００５】
上記構成からなる排煙脱硫装置によって、例えば重質油焚きボイラーの排ガス中に含まれる亜硫酸ガス等を除去するには、上記ボイラーから排出された排ガスを図示されない熱交換器によって冷却した後に、電気式集塵機２の上流側においてアンモニアを供給し、含有されているＳＯ3 と反応させて硫安として固定し、生成された硫安および上記排ガス中の煤塵を上記電気式集塵機２において捕集して除去することにより、排ガス中の煤塵濃度を低下させるとともに、排ガス中に多く含まれるＳＯ3 に起因する上記電気式集塵機２およびその配管系の腐食を防止する。
次いで、上記排ガスを、反応槽４の前段に設けられた上記冷却部３に送って、ポンプ２６により吸収液の一部を循環水として用いた冷却水により増湿冷却するとともに、上記排ガス中に残留する煤塵や塩素成分等を捕集したうえで、入口ダクト１３から反応槽４の導入部空間１４に送気し、各スパージャーパイプ１７の下端噴出孔から水平方向に噴出させる。
【０００６】
すると、上記排ガスは、吸収液と激しく混合して液相連続のジェットバブリング層を形成し、このジェットバブリング層において高効率な気液接触が行われてＳＯ2が吸収され、このようにして脱硫された排ガスは、ガスライザー１８を介して排出部空間１６に集められ、出口ダクト１５からミストエリミネータ１９に送られてミスト分が除去された後に、熱交換機５で再加熱されて煙突６から外部に排気される。
また、これと並行して、ＳＯ2を酸化・中和することによって吸収液中に石膏が生成し、結晶成長して粗大粒子化することにより石膏スラリーとなり、これが所定の濃度になると反応槽４底部の上記排出管２２から抜出されてポンプ２３により石膏分離機２４に送られ、石膏として回収される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような従来の排煙脱硫装置においては、排ガス中のＳＯ3 に起因する電気式集塵機２およびその配管系の腐食を確実に防止するために、当該電気式集塵機２の上流側において若干余分なアンモニアを供給するようにしているため、この余分なアンモニアがそのまま反応槽４においても捕集されずに排ガス中に残留してしまい、この結果、煙突６から外部に排出される排ガスに上記アンモニアに起因する異臭が伴うという問題点があった。
また、反応槽４内にあっては、比較的濃度の高いＳＯ2 を除去するに際しては、吸収液中における亜硫酸塩の酸化反応を促進させ、同時に石灰石の溶解・中和の速度を増加させて脱硫効率を高くするために、上記吸収液のｐＨを弱酸性のうちでは幾分高めの５〜６ｐＨに保持することが有効である。
【０００８】
しかしながら、上記吸収液のｐＨをこのように幾分高めに設定すると、吸収液中に溶解している石膏が微細結晶粒子化して析出するとともに、排ガス中の炭酸ガスが吸収液中に含まれるカルシウムイオンと反応して炭酸カルシウムの微細結晶として析出し、これらによってガスライザー１８や上部隔壁１１等にスケーリングを発生し易くなるという問題点があり、特にミストエリミネータ１９等の後段側に配設されたクリアランスの小さな機器においては、上記スケーリングに起因してその閉塞を招き易いといった問題点があった。
本発明は、このような重質油焚きによって発生する排ガスを処理する際に従来の排煙脱硫装置が有する課題を有効に解決すべくなされたもので、ＳＯ3を除去するために排ガスに供給したアンモニアを排ガス中から確実に除去することができ、かつスケーリングも防止し得て高い脱硫効率を達成することが可能となる排煙脱硫装置、および排煙脱硫方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明に係る排煙脱硫装置は、下部隔壁および上部隔壁により、下部隔壁の下方にあって排ガス中の亜硫酸ガスの吸収液を貯留する貯留部と、上下部隔壁間にあって排ガスの入口ダクトが接続された導入部空間と、上部隔壁の上方にあって排ガスの出口ダクトと連通する排出部空間とに画成され、下部隔壁に、上記導入部空間に導かれた排ガスを吸収液中に噴出させる排ガス導入管が垂設されるとともに、下部隔壁と上部隔壁との間に、上記吸収液面上の空間を排出部空間に連通させる排ガス送出管が配設された反応槽を有する排煙脱硫装置において、上記入口ダクトの上流側に、排ガス中のＳＯ３を除去するためのアンモニアの導入管を接続するとともに、上記排出部空間内に、酸性流体を噴射して排ガスと接触させる酸性流体の供給手段を設けてなり、かつ上記酸性流体の供給手段は、上記排ガス送出管の上方に配設されて当該排ガス送出管を上昇する排ガスが衝突する衝突板と、この衝突板の下面に向けて酸性液を飛散させるノズルと、このノズルにポンプを介して上記酸性液を供給する貯槽とを備えてなり、かつ上記排ガス送出管は、その先端部を上記上部隔壁から突出させて取付けられているとともに、上記上部隔壁には、当該上部隔壁上の液体を上記貯槽に戻す流下管が配設されていることを特徴とするものである。
【００１１】
さらに、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の酸性流体の供給手段は、さらに流量調節弁を介して上記貯槽に酸性液を補給する補給槽と、上記貯槽のｐＨを測定するｐＨ測定器と、このｐＨ測定器による測定値に基づいて上記流量調節弁を開閉するｐＨ制御装置とを有してなることを特徴とするものである。
また、請求項３に記載の発明は、上記請求項１または２に記載の酸性流体の供給手段には、開閉弁を介して先端部のノズルから上記排ガス送出管の内壁に向けて上記酸性流体を噴射する排ガス送出管の湿潤管が配管されていることを特徴とするものである。
【００１２】
次いで、請求項４に記載の本発明に係る排煙脱硫方法は、請求項１ないし３のいずれかに記載の排煙脱硫装置を用い、上記排ガス中のＳＯ３にアンモニアを接触させて当該ＳＯ３を除去した後に、上記排ガスを反応槽に送り、この反応槽内の貯留部においてＣａ成分を含む吸収液と接触させることにより、上記排ガス中からＳＯ２を石膏スラリーとして除去して、ＳＯ２が除去された排ガスを排出部空間を介して反応槽から排気する排煙脱硫方法において、上記排出部空間において、ＳＯ２が除去された後の排ガスに酸性液を接触させて、当該排ガス中に残留するアンモニアを中和して除去することを特徴とするものである。
【００１３】
この際に、請求項５に記載の発明は、上記酸性液を排出部空間内へ循環供給するとともに、上記酸性液のｐＨを２〜４の範囲に保持することを特徴とするものである。
【００１４】
請求項１に記載の排煙脱硫装置によれば、反応槽の上流側において、排ガス中のＳＯ3を除去すべく導入されて当該排ガス中に残留したアンモニアが、上記反応槽の排出部空間内において、酸性流体の供給手段から供給された酸性流体と接触して中和されることにより、上記排ガス中から除去される。
また特に、吸収液と接触してＳＯ2が除去された後の飽和状態の排ガスは、排ガス送出管を上昇して、その上方に位置する衝突板の下面に衝突してその流路が変更されるとともに、上記ノズルから衝突板の下面に向けて酸性液を噴射しているので、この酸性液によって当該排ガス中に残留したアンモニアが中和されて上記衝突板の下面に付着する。これと並行して、排ガスが上記衝突板に衝突する際に、当該排ガス中の液滴粒子が分離され、上記衝突板の下面には、噴射された酸性液と分離された液滴粒子とが混合した液膜が形成される。
【００１５】
これにより、上記排ガス送出管を上昇する排ガスは、先ず噴射された上記酸性液と直接接触して残留アンモニアが中和されるとともに、さらに衝突板の液膜に衝突してこの液膜中に含まれる酸性液によっても、上記アンモニアが中和されて衝突板の下面に捕捉される。また、上記排ガスが衝突板下面の液膜と衝突することにより、残存する微量のＳＯ2および固体微粒子等の汚染物質も効率的に分離され、上記液膜中に捕捉される。そして、上記中和物質および微量のＳＯ2や固体微粒子等を含む液膜は、排ガスの衝突に伴って順次衝突板の下面に沿ってその外周側に送られ、周縁部から上部隔壁上に流下する。
このようにして上部隔壁上に流下した液体は、排ガス送出管の先端部を上部隔壁から突出させているので、上部隔壁上を流れて流下管から再び上記貯槽に戻される。
【００１６】
したがって、排ガス中に含まれるアンモニアを中和してこれを除去することができるとともに、さらに当該排ガス中に残存する微量のＳＯ2および固体微粒子等の汚染物質も効率的に分離して除去することができ、よって排ガスの処理効果を一層向上させることができる。
加えて、上記貯留部と排出部空間とが、少なくとも上部隔壁によって区画されており、かつ排出部空間において噴射した酸性液を流下管から上記酸性液の貯槽に戻しているので、反応槽内の貯留部におけるｐＨを弱酸性のうちでは幾分高めの５〜６ｐＨに保持したうえで、他方排出部空間においては、酸性液の噴射によってその雰囲気をより低いｐＨに保持することができ、よって上記貯留部においては高い脱硫効率を得ることができるとともに、排出部空間においてはそのｐＨを低くすることにより上述したスケーリングの発生を有効に防止することが可能となる。
【００１７】
さらに、請求項２に記載の発明によれば、ｐＨ制御装置によって流量調節弁を制御して、逐次酸性液を貯槽内に補給することにより、上記排出部空間におけるｐＨを最適値の範囲に保持することができる。
また、請求項３に記載の発明にあっては、上記排出部空間における酸性液の噴射と並行して、開閉弁を間欠的にあるいは連続して開いて、上記酸性液を湿潤管の先端部のノズルから上記排ガス送出管の内壁に向けて噴射する。これにより、排ガス送出管の内壁が上記酸性液によって湿潤されるとともに、噴射された酸性液と接触した排ガス中のアンモニアが中和される。ここで、上記排ガス送出管内において噴射された酸性液も、排ガスの流速が大きいために、当該排ガスの流れに伴って、あるいは排ガスと同伴して上記排出部空間に送られる。
したがって、請求項３に記載の発明によれば、上記排ガス送出管の内壁についても、そのドライアップを抑制してスケーリングの発生を防止することが可能となる。
【００１８】
次いで、請求項４に記載の排煙脱硫方法によれば、ＳＯ２が除去された排ガスを排出部空間に送り、この排出部空間において上記排ガスに酸性流体を接触させることにより、排ガス中に残留するアンモニアを中和して除去することができる。
加えて、請求項５に記載の発明にあっては、上記貯留部と排出部空間とを隔壁によって異領域に区画しているので、この排ガスを吸収液と接触させる貯留部におけるｐＨを弱酸性のうちでは幾分高めの５〜６ｐＨに保持したうえで、他方上記排出部空間においては、酸性液の噴射によってその雰囲気をより低いｐＨに保持することができ、よって上記貯留部においては高い脱硫効率を得ることができるとともに、排出部空間においてはそのｐＨを低くすることにより上述したスケーリングの発生およびこれに起因するミストエリミネータ等の閉塞等を有効に防止することができる。
【００１９】
ここで、上記排出部空間内へ循環供給する酸性液のｐＨを２〜４の範囲に限定した理由は、上記酸性液のｐＨが２に満たないと、酸性度が強過ぎて反応槽およびその内部を構成する部材に対する酸性腐食の問題が生じて不適当であり、他方上記ｐＨが４を超えると、所望とする充分なスケーリングの防止効果が得られずに不都合だからである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１および図２は、本発明の排煙脱硫装置の一実施形態を示すもので、全体構成については、図３に示したものと同一であるために、説明中に同一符号を用いてその説明を省略する。また、図４に示したものと同一構成部分についても、図１中において同一符号を付すことにより、その説明を簡略化する。
図１において、この排煙脱硫装置においては、反応槽４内のガスライザー（排ガス送出管）１８がその上端部を上部隔壁１１から上方に突出させて設けられており、さらに排出部空間１６内に、酸性流体を噴射して上記排ガスと接触させるための、酸性流体の供給手段が設けられている。
この酸性流体の供給手段は、ガスライザー１８の上方に配設されてこのガスライザー１８を上昇する排ガスが衝突する衝突板３０と、この衝突板３０の下面に向けて酸性液を噴射するノズル３１と、このノズル３１にポンプ３２によって供給管３３から酸性液を供給するための貯槽３４とを備えたもので、上記貯槽３４内には、塩酸（ＨＣｌ）や、硝酸（ＨＮＯ3 ）等の酸性液が貯留されている。
【００２１】
ここで、上記衝突板３０は、図２に示すように、上記ガスライザー１８の外径寸法よりも大きな円板状の衝突部３０ａと、この衝突部３０ａの周縁から外方に向けて漸次下方に傾斜する流下壁部３０ｂとが一体に形成されたもので、上記衝突部３０ａの中央部に、供給管３３の先端部が下方に向けて挿通されている。そして、この供給管３３の下端噴出口の下方に、当該供給管３３から噴射された酸性液を上記衝突板３０の下面側に向けて飛散させる分散板３５が取付けられており、この分散板３５と上記供給管３３の噴出口とによって、上記ノズル３１が構成されている。
他方、上記酸性流体の供給手段の貯槽３４には、さらに流量調節弁３６を介してこの貯槽３４に上記酸性液を補給する補給槽３７と、上記貯槽３４のｐＨを測定するｐＨ測定器３８と、このｐＨ測定器３８による測定値に基づいて上記流量調節弁３６を開閉するｐＨ制御装置３９とが設けられており、上記流量調節弁３６は、ｐＨ制御装置３９によって貯槽３４内のｐＨが２〜４の範囲に保持されるように開閉制御されて所定量の酸性液を補給槽３７から貯槽３４に補充するようになっている。ちなみに、上記補給槽３７から供給される酸性液としては、当該供給手段用として別途調達されたものや、あるいは本排煙脱硫装置における排水処理設備等の系内で発生した低ｐＨの酸性液が使用されている。
【００２２】
また、上部隔壁１１の外周側には、上記ノズル３１からの酸性液の噴射によってこの上部隔壁１１上に流下した液体を上記貯槽３４に戻すための流下管４０が配設されている。さらに、上記供給管３３には、ガスライザー１８の湿潤管４１が枝配管されており、この湿潤管４１の中間部には、開閉弁４２が介装されている。そして、上記湿潤管４１の下端部は、ガスライザー１８内の下方に導かれ、その先端部に、上記ガスライザー１８の内壁に向けて上記酸性液を噴射するノズル４３が取付けられている。
【００２３】
次に、以上の構成からなる排煙脱硫装置を用いた本発明に係る排煙脱硫方法の一実施形態について説明する。
この排煙脱硫方法においても、例えば重質油焚きボイラーの排ガス中に含まれる亜硫酸ガス等を除去するに際して、上記ボイラーから排出された排ガスを一旦冷却した後に、電気式集塵機２の上流側においてアンモニアを供給し、含有されているＳＯ３と反応させて硫安として固定し、生成された硫安および上記排ガス中の煤塵を上記電気式集塵機２において捕集して除去したうえで、冷却部３から反応槽４に送り、各スパージャーパイプ１７の下端噴出孔から水平方向に噴出させて吸収液と気液接触させ、上記吸収液中にＳＯ２を吸収した後に、脱硫された排ガスを貯留部１２の吸収液面上の空間１２ａからガスライザー１８を上昇させるまでの工程については、図３および図４に示したものと同様である。
【００２４】
そして、本排煙脱硫方法においては、上記ガスライザー１８を上昇した飽和状態の排ガスは、排出部空間１６において、その上方に位置する衝突板３０の衝突部３０ａ下面に衝突してその流路が上部隔壁１１側へと変更される。この際に、上記ノズル３１から衝突板３０の下面に向けて酸性液を噴射しているので、この酸性液によって排ガス中に残留したアンモニアが中和されて上記衝突板３０の下面に付着する。また、排ガスが上記衝突板３０に衝突する際に、排ガス中の液滴粒子が分離され、上記衝突板３０の下面には、噴射された酸性液と分離された液滴粒子とが混合した液膜が形成される。
【００２５】
これにより、上記ガスライザー１８を上昇する排ガスは、先ず噴射された上記酸性液と直接接触して残留アンモニアが中和されるとともに、さらに衝突板３０の液膜に衝突してこの液膜中に含まれる酸性液によっても、上記アンモニアが中和されて衝突板３０の下面に捕捉される。また、上記排ガスが衝突板３０下面の液膜と衝突することにより、残存する微量のＳＯ2 および固体微粒子等の汚染物質も効率的に分離され、上記液膜中に捕捉される。そして、上記中和物質および微量のＳＯ2 や固体微粒子等を含む液膜は、排ガスの衝突に伴って順次衝突板３０の衝突部３０ａから流下壁部３０ｂ下面に沿って送られ、上記流下壁部３０ｂの周縁部から上部隔壁１１上に流下する。
次いで、上部隔壁１１上に流下した液体は、ガスライザー１８の先端部を上部隔壁１１から突出させているので、上部隔壁１１上を流れて流下管４０から再び上記貯槽３４内に戻される。
【００２６】
また、これと並行して、開閉弁４２を間欠的に開いて、供給管３３からの酸性液を湿潤管４１を介して先端部のノズル４３から上記ガスライザー１８の内壁に向けて噴射する。これにより、ガスライザー１８の内壁が上記酸性液によって湿潤されるとともに、噴射された酸性液と接触した排ガス中のアンモニアが中和される。そして、上記ガスライザー１８内において噴射された酸性液も、排ガスの流速が秒速１０ｍ程度と大きいために、この排ガスの流れに伴って、あるいは排ガスと同伴して上記排出部空間１６に送られて行く。
他方、上記酸性液の循環により、貯槽３４内のｐＨは徐々に上昇する。そこで、これを検出した上記ｐＨ測定器３７からの検出信号に基づいて、ｐＨ制御装置３９によって上記流量調節弁３６が開閉制御されることにより、所定量の酸性液が補給槽３７から貯槽３４に補充されて上記貯槽３４内のｐＨが２〜４の範囲に保持される。
【００２７】
このように、上記排煙脱硫装置およびこれを用いた排煙脱硫方法によれば、ガスライザー１８の出口において排ガス中に含まれるアンモニアを中和してこれを除去することができるために、煙突から排気される排ガスに上記アンモニアを起因とする異臭を伴うことが無い。加えて、上記衝突板３０によって当該排ガス中に残存する微量のＳＯ２および固体微粒子等の汚染物質も効率的に分離して除去することができるために、排ガスの処理効果を一層向上させることができる。
しかも、吸収液上の空間１２ａと排出部空間１６とが上下部隔壁１０、１１によって区画されており、かつ排出部空間１６において噴射した酸性液を流下管４０から貯槽３４に戻しているので、反応槽４内の貯留部１２におけるｐＨを幾分高めの５〜６ｐＨに保持したうえで、他方排出部空間１６においては、酸性液の噴射によってその雰囲気をより低い２〜４ｐＨに保持することができ、よって上記貯留部１２においては高い脱硫効率を得ることができるとともに、排出部空間１６においてはそのｐＨを低くすることによりスケーリングの発生や、これに起因するミストエリミネータ１９のクリアランスの小さな機器における閉塞等を有効に防止することができる。
【００２８】
さらに、排出部空間１６内における酸性流体の供給と並行して、上記排ガスを貯留部１２側から排出部空間１６へと導くガスライザー１８内にも、間欠的に上記酸性流体を噴霧しているので、このガスライザー１８内においてもアンモニアの中和作用を行なうことができるとともに、当該ガスライザー１８の内壁についても、そのドライアップを抑制してスケーリングの発生を防止することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１に記載の排煙脱硫装置によれば、反応槽の排出部空間内において、酸性流体の供給手段から供給された酸性流体により排ガス中に残存したアンモニアを中和して除去することができ、特に衝突板によって上記アンモニアの除去に加えて、当該排ガス中に残存する微量のＳＯ2および固体微粒子等の汚染物質も効率的に分離して除去することができ、よって排ガスの処理効果を一層向上させることができるとともに、反応槽内の貯留部におけるｐＨを幾分高めに保持したうえで、他方排出部空間におけるｐＨをより低く保持することができるため、上記貯留部においては高い脱硫効率を得ることができ、かつ排出部空間においてはスケーリングの発生を有効に防止することができるといった効果が得られる。
この際に、請求項２に記載の発明によれば、ｐＨ制御装置によって上記排出部空間におけるｐＨを最適値の範囲に保持することができ、さらに請求項３に記載の発明によれば、上記排出部空間における酸性液の噴射と並行して、上記排ガス送出管の内壁についても、そのドライアップを抑制してスケーリングの発生を防止することができる。
【００３０】
また、請求項４に記載の排煙脱硫方法によれば、排出部空間において排ガス中に残留するアンモニアを酸性流体で中和して除去することができ、特に請求項５に記載の発明によれば、排ガスを吸収液と接触させる貯留部におけるｐＨを幾分高めのｐＨに保持したうえで、他方上記排出部空間におけるｐＨをより低く保持することができ、よって上記貯留部における高い脱硫効率と、排出部空間におけるスケーリングの防止効果とを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排煙脱硫装置の一実施形態における反応槽の要部を示す縦断面視した構成図である。
【図２】図１の衝突板部分の拡大縦断面図である。
【図３】従来の排煙脱硫装置を示す概略構成図である。
【図４】図３の反応槽を示す縦断面視した構成図である。
【符号の説明】
１ ダクト
２ 電気式集塵機
４ 反応槽
７ アンモニア導入管
１０ 下部隔壁
１１ 上部隔壁
１２ 貯留部
１２ａ 吸収液面上の空間（第１の領域）
１３ 入口ダクト
１４ 導入部空間
１５ 出口ダクト
１６ 排出部空間（第２の領域）
１７ スパージャーパイプ（排ガス導入管）
１８ ガスライザー（排ガス送出管）
３０ 衝突板
３１ ノズル
３２ ポンプ
３３ 供給管
３４ 貯槽
３６ 流量調節弁
３７ 補給槽
３８ ｐＨ測定器
４０ 流下管
４１ 湿潤管
４２ 開閉弁
４３ ノズル
Claims (5)
- 下部隔壁および上部隔壁により、上記下部隔壁の下方にあって排ガス中の亜硫酸ガスの吸収液を貯留する貯留部と、上記上下部隔壁間にあって排ガスの入口ダクトが接続された導入部空間と、上部隔壁の上方にあって排ガスの出口ダクトと連通する排出部空間とに画成され、上記下部隔壁に、上記導入部空間に導かれた上記排ガスを上記吸収液中に噴出させる排ガス導入管が垂設されるとともに、上記下部隔壁と上部隔壁との間に、上記吸収液面上の空間を上記排出部空間に連通させる排ガス送出管が配設された反応槽を有する排煙脱硫装置において、
上記入口ダクトの上流側に、当該排ガス中の三酸化硫黄を除去するためのアンモニアの導入管を接続するとともに、上記排出部空間内に、酸性流体を噴射して上記排ガスと接触させる酸性流体の供給手段を設けてなり、かつ上記酸性流体の供給手段は、上記排ガス送出管の上方に配設されて当該排ガス送出管を上昇する排ガスが衝突する衝突板と、この衝突板の下面に向けて酸性液を飛散させるノズルと、このノズルにポンプを介して上記酸性液を供給する貯槽とを備えてなり、かつ上記排ガス送出管は、その先端部を上記上部隔壁から突出させて取付けられているとともに、上記上部隔壁には、当該上部隔壁上の液体を上記貯槽に戻す流下管が配設されていることを特徴とする排煙脱硫装置。 - 上記酸性流体の供給手段は、さらに流量調節弁を介して上記貯槽に酸性液を補給する補給槽と、上記貯槽のｐＨを測定するｐＨ測定器と、このｐＨ測定器による測定値に基づいて上記流量調節弁を開閉するｐＨ制御装置とを有してなることを特徴とする請求項１に記載の排煙脱硫装置。
- 上記酸性流体の供給手段には、開閉弁を介して先端部のノズルから上記排ガス送出管の内壁に向けて上記酸性流体を噴射する排ガス送出管の湿潤管が配管されていることを特徴とする請求項１または２に記載の排煙脱硫装置。
- 請求項１ないし３のいずれかに記載の排煙脱硫装置を用い、上記排ガス中の三酸化硫黄ガスにアンモニアを接触させて当該三酸化硫黄を除去した後に、上記排ガスを上記反応槽に送り、この反応槽内の上記貯留部においてＣａ成分を含む上記吸収液と接触させることにより、上記排ガス中から亜硫酸ガスを石膏スラリーとして除去して、上記亜硫酸ガスが除去された排ガスを上記排出部空間を介して上記反応槽から排気する排煙脱硫方法において、上記排出部空間において、亜硫酸ガスが除去された後の上記排ガスに上記酸性液を接触させて、当該排ガス中に残留するアンモニアを中和して除去することを特徴とする排煙脱硫方法。
- 上記酸性液を上記排出部空間へ循環供給するとともに、上記酸性液のｐＨを２〜４の範囲に保持することを特徴とする請求項４に記載の排煙脱硫方法。
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