JP4514029B2 - 排煙脱硫方法と装置 - Google Patents

Description

本発明は排煙脱硫方法と装置に係り、特に燃焼装置からの排ガス中の硫黄酸化物（以下、ＳＯｘと記すことがある）、ばいじん及びボイラ燃料中に含まれる成分に起因する物質を低減する湿式排煙脱硫方法と装置において、吸収液である石灰石または石灰等を含むスラリの貯蔵装置内の水バランスを保ち、かつ貯蔵装置内の粉塵が貯蔵装置外に飛散することを防止するのに好適な排煙脱硫方法と装置に関する。

従来の排煙脱硫装置の系統を図２に示す。ボイラ等からの排ガス１は入口煙道３により吸収塔４に導入され、吸収塔４の内部に設置されたスプレ段８を介して、該スプレ段８に設置されたスプレノズル８ａより噴霧される吸収剤の液滴と接触することにより、排ガス１中のばいじんや塩化水素（ＨＣｌ）、フッ化水素（ＨＦ）等の酸性ガスとともに、排ガス１中のＳＯｘが液滴表面で吸収される。ガスに同伴されるミストはミストエリミネータ５により除去され、清浄な排ガス２は出口煙道６を経て、必要により再加熱されて煙突より排出される。

また、このときの吸収塔４入口排ガス１中のＳＯｘ濃度は入口ＳＯｘ計４１で、吸収塔４の出口排ガス２中のＳＯｘ濃度は出口ＳＯｘ計４２でそれぞれ測定され、脱硫率が算出される。さらに、ＳＯｘの吸収剤である石灰石１６は石灰石スラリとして石灰石スラリポンプ１７により吸収塔４内にＳＯｘ吸収量に応じ石灰石スラリ流量調節弁１８により供給される。吸収液タンク４ａ内の吸収液は吸収塔循環ポンプ７により昇圧されて吸収塔４に設置された各スプレ段８に供給され、スプレノズル８ａから排ガスに向けて噴霧される。噴霧された吸収液により、吸収塔４内で除去された排ガス中のＳＯｘは吸収液中のカルシウムと反応し、中間生成物として亜硫酸カルシウム（重亜硫酸カルシウムを含む）になり、酸化用空気ブロワ２１より吸収塔４に供給される空気により石膏に酸化され最終生成物（石膏）となる。その際、吸収塔４に供給される酸化空気は、酸化用撹拌機２６により微細化されて供給されることにより、酸化空気の利用率が高められている。

その後、吸収液スラリは抜出しポンプ９により生成石膏量に応じて抜き出されるが、その一部はｐＨ計タンク３０に送られ、ｐＨ計タンク３０に設置されたｐＨ計３１により吸収液のｐＨが測定される。その他の吸収液は石膏脱水設備１０に送られ、粉体の石膏１１として回収される。

一方、石膏ろ液１２は石灰石スラリ槽１５等の補給水として系内で再利用されるが、その一部は塩素等の濃縮を防ぐために脱硫排水１４として抜き出され、排水処理設備５０に送られる。排水処理設備５０では脱硫排水１４中に含まれる各成分に対して排出規準値以下となるように、薬品５１が添加されたり、イオン吸着樹脂等を通すことによる化学的処理や、菌類による生物的処理が行われ、脱硫排水１４中の有害物質の除去処理が行われる（例えば、特許文献１参照）。

上記従来技術における石灰石スラリ槽１５廻りの系統を図３に示す。石灰石サイロ６１に貯蔵された石灰石粉は吸収塔４に必要な量が計量フィーダ６６により取り出され、コンベア６２により石灰石スラリ槽１５に供給され、石灰石スラリ槽補給水１３と混合して石灰石スラリが形成される。

石灰石スラリ槽補給水１３の供給量は、石灰石スラリ槽１５に投入される石灰石紛の量に応じて供給され、石灰石スラリライン１９に設置したスラリ濃度計６７の信号により補正され、石灰石スラリ濃度を一定に保っている。石灰石スラリ槽１５で形成された石灰石スラリは吸収塔４に供給されるが、その一部は石灰石スラリライン１９の配管内でのスラリの詰まりを防止するため、常時ライン１９の配管内にスラリが流れるように循環ライン１９ａが構成されており、石灰石スラリ槽１５に一部戻される。

一方、石灰石スラリ槽１５への石灰石供給部に吸湿により石灰石粉が付着して閉塞するのを防止するために空気６３を供給している。石灰石スラリ槽１５に供給された空気６３は、石灰石スラリ槽１５に設けられた排気管６４を通して系外に排出されるが、その際に石灰石スラリ槽１５内を浮遊している石灰石粉の一部を同伴してしまうため、石灰石粉を系外に飛散させないように石膏スラリ槽補給水１３より分岐したシール水６５が噴霧装置２０’より排気管６４に噴霧される。
特開２００１−１６２２６４号公報（図５）

上記従来技術において、石灰石スラリ槽１５で形成される石灰石スラリは水バランスを一定に保つ必要があるため、石灰石スラリ濃度に応じて石灰石スラリ槽補給水１３の供給量を調整しているが、排気管６４から噴霧されるシール水６５は石灰石粉を系外に飛散させないように常時一定流量噴霧されている。

図４に石灰石スラリ槽補給水量と負荷の関係を示すが、計画条件では低負荷時においても石灰石スラリ槽補給水量がシール水量を上回るために石灰石スラリ槽補給水１３の供給量を調整することにより石灰石スラリの水バランスを一定に保つことができるが、運用条件により、例えば低負荷時において必要な石灰石スラリ槽補給水量が少なくなると、石灰石スラリ槽補給水量がシール水量を下回り、一定量で供給しているシール水６５が石灰石スラリを形成するのに必要な補給水量より過剰な供給量となり、石灰石スラリ槽１５の水バランスを保つことができなくなるといった問題があった。

本発明の課題は、吸収塔に供給する石灰石スラリの量に関係なく、石灰石スラリ貯蔵槽（石灰石スラリ槽）内の水バランスを保ち、かつ、石灰石スラリ貯蔵槽の系外に石灰石粉を飛散させないことにある。

上記本発明の課題は、次の解決手段により解決される。
請求項１記載の発明は、燃焼装置から排出する排ガス中に含まれるばいじん、硫黄酸化物及びボイラ燃料中に含まれる成分に起因する物質を吸収液の貯蔵装置から供給される石灰石または石灰を含むスラリよりなる吸収液と接触させて排ガスを浄化した後、前記排ガスと接触させた吸収液を酸化処理することにより吸収液中に生成した石膏を回収する湿式排煙脱硫方法において、吸収液の貯蔵装置に設けた排気管に前記排ガスに接触させる前の吸収液の一部を噴霧する湿式排煙脱硫方法である。

請求項２記載の発明は、燃焼装置の排ガス中に含まれるばいじん、硫黄酸化物及びボイラ燃料中に含まれる成分に起因する物質を石灰石または石灰を含むスラリよりなる吸収液と接触させる吸収塔と、該吸収塔で前記排ガスと接触させた吸収液を酸化処理する吸収液タンクと、該吸収液タンクへ前記吸収液を供給するための吸収液の貯蔵装置とを備えた湿式排煙脱硫装置において、吸収液の貯蔵装置には排気管を設け、該排気管内に吸収液の貯蔵装置から吸収液タンクへ供給する前記吸収液の一部を噴霧する噴霧装置を設けた湿式排煙脱硫装置である。

（作用）
本発明によれば、吸収液の貯蔵装置（石灰石スラリ槽１５）に供給された空気を排出する排気管から石灰石粉を系外に飛散させないため噴霧するシール水として、吸収液の貯蔵装置内の吸収液を使用することにより、低負荷時など、運用条件によっては吸収塔に供給する吸収液の量が少なくなることがあり、このような吸収液補給水量より排気管噴霧量が上回る低負荷条件においても、吸収液の貯蔵装置へ一定量供給している吸収液の一部を吸収液の貯蔵装置の排気管から吸収液の貯蔵装置へ戻すので、吸収液に必要な吸収液の貯蔵装置の補給水量以上に補給水を過剰供給することがない。それによって吸収液の貯蔵装置の水バランスを保つことができる。

本発明によれば、吸収液の貯蔵装置の系外に石灰石粉を飛散させないで、かつ、吸収液の貯蔵装置に流量調整できない過剰な補給水を供給しないために吸収液の貯蔵装置内の水バランスを保つことができるので、湿式排煙発硫装置を安定して運転できる。

本実施例による石灰石スラリ槽廻りの系統を図１に示す。図１に示す排煙脱硫装置の系統で、図２及び図３に示す排煙脱硫装置の系統と同一の装置及び流体ラインは同一番号を付し、その説明を省略する。

図１は石灰石サイロ６１から供給される石灰石粉のラインに供給される空気６３を石灰石スラリ槽１５から排気するために排気管６４を設けた構成は図３に示す構成と同一であるが、排気管６４から空気６３と一緒に石灰石粉が系外に飛散することを防止するために、石灰石スラリ槽１５から石灰石スラリポンプ１７により吸収塔４に供給する石灰石スラリの石灰石スラリ槽１５への戻りライン１９ａから分岐した石灰石スラリを噴霧装置２０により排気管６４内に噴霧する系統が図３に示す構成とは異なる。

なお、図１では石灰石スラリ槽１５への戻りライン１９ａからの石灰石スラリの一部を分岐させているが、戻りライン１９ａから全ての石灰石スラリを石灰石スラリ槽１５へ供給してもよいことは言うまでもない。

図１において、排気管６４内に石灰石スラリ槽１５から吸収塔４へ供給する石灰石スラリ１９の戻りライン１９ａから分岐した石灰石スラリを噴霧することにより、石灰石スラリ槽１５に供給された空気６３が排気管６４から系外に排出される際に、その一部が同伴されてしまう石灰石スラリ槽１５内を浮遊している石灰石粉を石灰石スラリ槽１５に戻すことができ、さらに石灰石スラリ槽１５内の石灰石スラリを循環利用することになるため、ボイラ等の運用条件により、吸収塔４へ供給する石灰石スラリの量が少なくなり、石灰石スラリ槽１５への補給水量より排気管６４への噴霧量が上回る条件になっても、排気管６４には石灰石スラリ槽１５内の石灰石スラリを常時一定流量で噴霧することが可能になる。

以上の構成によりボイラなどの燃焼装置の低負荷に石灰石スラリ槽１５への補給水量が少なくなる運用条件となっても、石灰石スラリは石灰石スラリ濃度により流量調整されている石灰石スラリ補給水１３のみで形成することができるため、流量調整ができない過剰な補給水が石灰石スラリ槽１５に供給されることがなくなり、石灰石スラリ槽１５の水バランスを保ちかつ、排気管からの石灰石紛の飛散も防止することが可能になる。

ボイラ排ガス性状の変化等により吸収塔に供給する石灰石スラリの必要量が少なくなると、石灰石スラリ槽に供給される石膏ろ液も少なくなるので相対的に排気管に噴霧している石膏ろ液の比率が高まり、場合によっては石灰石スラリ槽内の水バランスを保つことが出来なくなることがあるため、その対策として本発明の湿式排煙脱硫装置は利用可能性が高い。

本発明になる湿式脱硫装置の石灰石スラリ槽廻りの系統を示す図である。 従来の湿式排煙脱硫装置の系統を示す図である。 従来の湿式排煙脱硫装置の石灰石スラリ槽廻りの系統を示す図である。 石灰石スラリ槽補給水量と負荷の関係を示す概念図である。

符号の説明

１ 排ガス ２ 清浄な排ガス
３ 入口煙道 ４ 吸収塔
４ａ 吸収液タンク ５ ミストエリミネータ
６ 出口煙道 ７ 吸収塔循環ポンプ
８ スプレ段 ８ａ スプレノズル
９ 抜出しポンプ １０ 石膏脱水設備
１１ 石膏 １２ 石膏ろ液
１３ 石灰石スラリ槽補給水 １４ 脱硫排水
１５ 石灰石スラリ槽 １６ 石灰石
１７ 石灰石スラリポンプ １８ 石灰石スラリ流量調節弁
１９ 石灰石スラリライン １９ａ 石灰石スラリ戻りライン
２０、２０’ 噴霧装置 ２１ 酸化用空気ブロワ
２６ 酸化用撹拌機 ３０ ｐＨ計タンク
３１ ｐＨ計 ４１ 入口ＳＯｘ計
４２ 出口ＳＯｘ計 ５０ 排水処理設備
５１ 薬品 ６１ 石灰石サイロ
６２ コンベア ６３ 空気
６４ 排気管 ６５ シール水
６６ 計量フィーダ ６７ 濃度計

Claims (2)

1. 燃焼装置から排出する排ガス中に含まれるばいじん、硫黄酸化物及びボイラ燃料中に含まれる成分に起因する物質を吸収液の貯蔵装置から供給される石灰石または石灰を含むスラリよりなる吸収液と接触させて排ガスを浄化した後、前記排ガスと接触させた吸収液を酸化処理することにより吸収液中に生成した石膏を回収する湿式排煙脱硫方法において、
   吸収液の貯蔵装置に設けた排気管に前記排ガスに接触させる前の吸収液の一部を噴霧することを特徴とする湿式排煙脱硫方法。
2. 燃焼装置の排ガス中に含まれるばいじん、硫黄酸化物及びボイラ燃料中に含まれる成分に起因する物質を石灰石または石灰を含むスラリよりなる吸収液と接触させる吸収塔と、該吸収塔で前記排ガスと接触させた吸収液を酸化処理する吸収液タンクと、該吸収液タンクへ前記吸収液を供給するための吸収液の貯蔵装置とを備えた湿式排煙脱硫装置において、
   吸収液の貯蔵装置には排気管を設け、該排気管内に吸収液の貯蔵装置から吸収液タンクへ供給する前記吸収液の一部を噴霧する噴霧装置を設けたことを特徴とする湿式排煙脱硫装置。

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