JP5731291B2 - Exhaust gas treatment apparatus and exhaust gas treatment method - Google Patents

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本発明は、吸収剤を含有する吸収液に排ガスを気液接触させ、排ガスに含まれる特定成分を、吸収剤と反応させることによって排ガスから除去する排ガス処理装置及び排ガス処理方法に関する。   The present invention relates to an exhaust gas treatment apparatus and an exhaust gas treatment method for removing exhaust gas from an exhaust gas by bringing the exhaust gas into gas-liquid contact with an absorbent containing an absorbent and reacting a specific component contained in the exhaust gas with the absorbent.

排ガスから有害物質を除去する方法は種々知られているが、それらの中でも、吸収剤を含有する吸収液に排ガスを気液接触させ、有害物質と吸収剤とを反応させることによって固定化し、排ガスから除去する湿式法が多用されている。例えば、火力発電設備等から排出される燃焼排ガスから亜硫酸ガス(すなわち二酸化硫黄(SO2 ))等の環境汚染物質を除去する場合は、亜硫酸ガスと吸収剤とを反応させることによって亜硫酸ガスを硫酸塩として固定化し、排ガスから除去する。吸収液としては、亜硫酸ガスと反応して硫酸塩を生成する吸収剤、例えば石灰石(炭酸カルシウム(CaCO3 )を主成分とする)を、水に溶解させた水溶液又は水に懸濁させたスラリーが使用される。   Various methods for removing harmful substances from exhaust gas are known. Among them, the exhaust gas is brought into gas-liquid contact with an absorbent containing an absorbent and immobilized by reacting the harmful substance with the absorbent. The wet method of removing from is often used. For example, when removing environmental pollutants such as sulfurous acid gas (ie, sulfur dioxide (SO2)) from combustion exhaust gas discharged from thermal power generation facilities, sulfurous acid gas is converted to sulfate by reacting sulfurous acid gas with an absorbent. And then removed from the exhaust gas. Examples of the absorbent include an absorbent that reacts with sulfurous acid gas to generate a sulfate, such as an aqueous solution in which limestone (mainly composed of calcium carbonate (CaCO3)) is dissolved in water or a slurry in which water is suspended. used.

このような湿式法の中でも、吸収液中に排ガスを噴射し、排ガスの気泡と吸収液とを気液接触させるジェットバブリング法は、有害物質の除去率が高く且つ経済的にも優れた方法であるため広く採用されており、湿式排煙脱硫装置等に使用されている。例えば、特許文献1には、湿式排煙脱硫装置に使用されているジェットバブリング反応槽が開示されている。   Among such wet methods, the jet bubbling method in which exhaust gas is injected into the absorbing liquid and the bubbles of the exhaust gas and the absorbing liquid are in gas-liquid contact is a method that has a high removal rate of harmful substances and is economically superior. Therefore, it is widely used and used in wet flue gas desulfurization equipment. For example, Patent Document 1 discloses a jet bubbling reaction tank used in a wet flue gas desulfurization apparatus.

特許文献1に開示のジェットバブリング反応槽は、亜硫酸ガス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噴射して、排ガスの気泡と吸収液とが気液接触する気液接触層(以下「フロス層」と記すこともある)を形成しつつ吸収剤(石灰石)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。吸収剤(石灰石)は、水に懸濁されたスラリーとして、ジェットバブリング反応槽の槽内下部へ供給される。   In the jet bubbling reaction tank disclosed in Patent Document 1, an absorbing liquid for fixing sulfurous acid gas is accommodated in the lower part of the tank, exhaust gas containing sulfurous acid gas is injected into the absorbing liquid, and bubbles of the exhaust gas and the absorbing liquid are removed. It is a gas-liquid contact type reaction tank that reacts with an absorbent (limestone) while forming a gas-liquid contact layer (hereinafter also referred to as “floss layer”) in liquid contact and fixes sulfite gas as sulfate. The absorbent (limestone) is supplied to the lower part of the jet bubbling reaction tank as a slurry suspended in water.

特許文献1に開示のジェットバブリング反応槽について、図7を参照しながらさらに説明する。ジェットバブリング反応槽100の下部空間には、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懸濁させたスラリーが吸収液120として収容されている。排ガスは、入口ダクト126から排ガス入口室114を経由して排ガス分散管130の開口より吸収液120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、いわゆるフロス層125が吸収液120の上部に形成される。   The jet bubbling reaction vessel disclosed in Patent Document 1 will be further described with reference to FIG. In the lower space of the jet bubbling reaction tank 100, a slurry in which limestone powder that reacts with sulfurous acid gas and is fixed to gypsum is suspended in water is accommodated as an absorbing liquid 120. Exhaust gas is introduced from the inlet duct 126 through the exhaust gas inlet chamber 114 through the opening of the exhaust gas dispersion pipe 130 and below the liquid level of the absorbing liquid 120, and is jetted out and rises while bubbling. As a result, a so-called floss layer 125 is formed on the upper part of the absorbing liquid 120.

亜硫酸ガスは、吸収液120に溶け込んだ後、酸素、石灰石と反応して石膏となり固定化される。生じた石膏は、結晶として吸収液120中に析出し、吸収液120は多量の石膏粒子を浮遊させるスラリー(以下、「石膏スラリー」と記すこともある)となる。亜硫酸ガスを除去された排ガスは、連通管128及び排ガス出口室112を経て出口ダクト124により系外に排出される。   Sulfurous acid gas dissolves in the absorbent 120 and then reacts with oxygen and limestone to become gypsum and be fixed. The generated gypsum precipitates in the absorption liquid 120 as crystals, and the absorption liquid 120 becomes a slurry in which a large amount of gypsum particles are suspended (hereinafter also referred to as “gypsum slurry”). The exhaust gas from which the sulfurous acid gas has been removed passes through the communication pipe 128 and the exhaust gas outlet chamber 112 and is discharged out of the system by the outlet duct 124.

特公平3−70532号公報Japanese Patent Publication No. 3-70532 特開平8−24568号公報JP-A-8-24568

このようなジェットバブリング反応槽100の脱硫率は、最大で99%程度まで可能であるが、近年においては、地球環境保全の観点等から、さらに高い脱硫率で排ガスを処理することが要望されている。例をあげると、硫黄含有率の高い劣悪燃料を燃焼させた場合に発生する、濃度3000ppmを超える高SO2 の排ガスを、例えば脱硫率99.5%以上で処理することが要求される場合があるし、また、今後注目される二酸化炭素回収貯蔵(CCS:Carbon Capture and Storage)等では、処理後の排ガスの亜硫酸ガス濃度を例えば10ppm以下とすることが要求される。   Such a desulfurization rate of the jet bubbling reaction tank 100 can be up to about 99%. However, in recent years, it has been demanded to treat exhaust gas at a higher desulfurization rate from the viewpoint of global environmental conservation. Yes. For example, it may be required to treat high SO2 exhaust gas having a concentration of 3000 ppm, which is generated when inferior fuel with a high sulfur content, is burned, for example, at a desulfurization rate of 99.5% or more. In addition, in carbon dioxide capture and storage (CCS) that will attract attention in the future, the concentration of sulfurous acid gas in the exhaust gas after treatment is required to be, for example, 10 ppm or less.

しかしながら、前記のような従来のジェットバブリング反応槽100で、このような高い脱硫率を達成するには、吸収液120の液面を上げてフロス層125の高さ(厚さ)を大きくすること、又は、吸収液120のpHをかなり高く制御して運転することが必要となるので、排ガス処理のための動力の増加や吸収剤(石灰石)の利用率の面で問題があった。   However, in order to achieve such a high desulfurization rate in the conventional jet bubbling reaction tank 100 as described above, the liquid surface of the absorbing liquid 120 is raised and the height (thickness) of the froth layer 125 is increased. Alternatively, since it is necessary to control the pH of the absorbent 120 to be controlled to be extremely high, there are problems in terms of an increase in power for exhaust gas treatment and the utilization rate of the absorbent (limestone).

また、フロス層125で脱硫された排ガスに対して二次脱硫を行うなどの追加工程が必要であった。二次脱硫法としては、フロス層で脱硫された排ガスに対して吸収液をスプレーして気液接触させる方法等が知られているが、二次脱硫のための大がかりな追加設備が必要となるため、ジェットバブリング反応槽全体の設備が複雑化するという問題点や、排ガス処理のための動力が増加するという問題点があった。
そこで、本発明は、上記のような従来技術が有する問題点を解決し、設備や工程の複雑化及び大幅な動力の増加を伴うことなく、排ガスに含まれる環境汚染物質等の特定成分を従来よりも高い除去率で除去する排ガス処理装置及び排ガス処理方法を提供することを課題とする。
Further, an additional process such as performing secondary desulfurization on the exhaust gas desulfurized in the froth layer 125 is necessary. As the secondary desulfurization method, there is known a method of spraying an absorption liquid on the exhaust gas desulfurized in the froth layer and bringing it into gas-liquid contact, but a large additional facility for secondary desulfurization is required. Therefore, there are problems that the facilities of the entire jet bubbling reaction tank are complicated, and that power for exhaust gas treatment is increased.
Therefore, the present invention solves the problems of the prior art as described above, and the specific components such as environmental pollutants contained in the exhaust gas are conventionally added without complicating facilities and processes and greatly increasing power. It is an object of the present invention to provide an exhaust gas treatment apparatus and an exhaust gas treatment method for removing at a higher removal rate.

前記課題を解決するため、本発明の態様は、一例として、次のような構成からなる。すなわち、本発明の一態様に係る排ガス処理装置は、吸収剤を含有する吸収液に排ガスを気液接触させ、前記排ガスに含まれる特定成分を前記吸収剤と反応させることによって前記排ガスから除去する排ガス処理装置であって、第一吸収液を収容する処理槽と、前記第一吸収液中に前記排ガスを噴出させ、前記排ガスが噴出する深さ位置から上方の部分に、前記排ガスの気泡と前記第一吸収液とが気液接触する気液接触層を形成する排ガス導入部と、前記処理槽内の前記気液接触層よりも下方の部分に前記処理槽の外部から第一吸収液を補給する第一吸収液補給部と、前記気液接触層よりも下方に位置する第一吸収液を撹拌して、前記気液接触層へ向かう第一吸収液の流れを発生させる攪拌機と、前記気液接触層内の上部に第二吸収液を直接供給する第二吸収液供給部と、を備える。   In order to solve the above-described problems, an aspect of the present invention has the following configuration as an example. That is, the exhaust gas treatment apparatus according to one aspect of the present invention removes gas from the exhaust gas by bringing the exhaust gas into gas-liquid contact with the absorbent containing the absorbent and reacting the specific component contained in the exhaust gas with the absorbent. An exhaust gas treatment apparatus comprising: a treatment tank containing a first absorption liquid; and the exhaust gas is ejected into the first absorption liquid, and the exhaust gas bubbles are disposed in an upper portion from a depth position where the exhaust gas is ejected. An exhaust gas introduction part that forms a gas-liquid contact layer in gas-liquid contact with the first absorption liquid, and a first absorption liquid from the outside of the processing tank in a portion below the gas-liquid contact layer in the processing tank A first absorption liquid replenishing section to replenish, a stirrer that stirs the first absorption liquid located below the gas-liquid contact layer and generates a flow of the first absorption liquid toward the gas-liquid contact layer; The second absorbent is directly applied to the top of the gas-liquid contact layer Kyusuru comprising a second absorbent liquid supply unit.

このような排ガス処理装置においては、前記第二吸収液供給部を、前記気液接触層よりも下方に位置する第一吸収液の一部を前記第二吸収液として前記気液接触層内の上部に供給する構成とすることができる。
また、前記第二吸収液供給部を、前記気液接触層の上面よりも上方から前記第二吸収液を前記気液接触層に向かって散布する構成とすることができる。
さらに、前記第二吸収液供給部は、前記気液接触層内に配された配管と、該配管から上方に延びるノズルと、を備え、前記気液接触層の上面よりも上方に位置する前記ノズルの吐出口から前記第二吸収液を吐出する構成とすることが好ましい。
In such an exhaust gas treatment apparatus, the second absorption liquid supply unit is configured so that a part of the first absorption liquid positioned below the gas-liquid contact layer is used as the second absorption liquid in the gas-liquid contact layer. It can be set as the structure supplied to upper part.
Further, the second absorption liquid supply unit may be configured to spray the second absorption liquid toward the gas-liquid contact layer from above the upper surface of the gas-liquid contact layer.
Furthermore, the second absorbing liquid supply unit includes a pipe disposed in the gas-liquid contact layer and a nozzle extending upward from the pipe, and is located above the upper surface of the gas-liquid contact layer. It is preferable that the second absorbing liquid is discharged from the discharge port of the nozzle.

さらに、前記気液接触層内の上部に供給される前記第二吸収液に含有されている吸収剤と、前記第一吸収液の流れによって前記気液接触層内の下部に供給される前記第一吸収液に含有されている吸収剤との合計に対する、前記気液接触層内の上部に供給される前記第二吸収液に含有されている吸収剤のモル比(%)を、5%以上70%以下の範囲内とすることが好ましい。
さらに、前記特定成分を二酸化硫黄とし、前記第一吸収液及び前記第二吸収液に含有される吸収剤を炭酸カルシウムとすることができる。
Further, the absorbent contained in the second absorbent supplied to the upper part in the gas-liquid contact layer, and the first supplied to the lower part in the gas-liquid contact layer by the flow of the first absorbent. The molar ratio (%) of the absorbent contained in the second absorbent supplied to the upper part of the gas-liquid contact layer with respect to the total contained in the absorbent is 5% or more. It is preferable to be within the range of 70% or less.
Furthermore, the specific component may be sulfur dioxide, and the absorbent contained in the first absorbent and the second absorbent may be calcium carbonate.

さらに、本発明の他の態様に係る排ガス処理方法は、吸収剤を含有する吸収液に排ガスを気液接触させ、前記排ガスに含まれる特定成分を前記吸収剤と反応させることによって前記排ガスから除去する方法であって、処理槽に収容された第一吸収液中に前記排ガスを噴出して、前記排ガスが噴出する深さ位置から上方の部分に、前記排ガスの気泡と前記第一吸収液とが気液接触する気液接触層を形成し、前記処理槽内の前記気液接触層よりも下方の部分に前記処理槽の外部から第一吸収液を補給し、前記気液接触層よりも下方に位置する第一吸収液を撹拌して、前記気液接触層へ向かう第一吸収液の流れを発生させ、この流れによって前記気液接触層内の下部に前記第一吸収液を供給し、前記気液接触層内の上部に第二吸収液を直接供給することを特徴とする。   Furthermore, the exhaust gas treatment method according to another aspect of the present invention removes gas from the exhaust gas by bringing the exhaust gas into gas-liquid contact with an absorbent containing the absorbent and reacting the specific component contained in the exhaust gas with the absorbent. The exhaust gas is ejected into the first absorption liquid accommodated in the treatment tank, and the exhaust gas bubbles, the first absorption liquid, and the upper portion from a depth position where the exhaust gas is ejected are Forming a gas-liquid contact layer in contact with the gas-liquid, replenishing the first absorption liquid from the outside of the processing tank to a portion below the gas-liquid contact layer in the processing tank, than the gas-liquid contact layer The first absorption liquid located below is agitated to generate a flow of the first absorption liquid toward the gas-liquid contact layer, and this flow supplies the first absorption liquid to the lower part in the gas-liquid contact layer. The second absorbent is directly supplied to the upper part of the gas-liquid contact layer. And wherein the door.

本発明に係る排ガス処理装置及び排ガス処理方法は、気液接触層内の上部及び下部に吸収液を供給しながら排ガスの処理を行うので、設備や工程の複雑化及び大幅な動力の増加を伴うことなく、排ガスに含まれる環境汚染物質等の特定成分を高い除去率で除去することができる。   Since the exhaust gas treatment apparatus and the exhaust gas treatment method according to the present invention perform exhaust gas treatment while supplying an absorbing liquid to the upper and lower parts in the gas-liquid contact layer, the facilities and processes are complicated and the power is greatly increased. It is possible to remove specific components such as environmental pollutants contained in the exhaust gas with a high removal rate.

本発明に係る排ガス処理装置の一実施形態の構造を説明する模式的断面図である。It is typical sectional drawing explaining the structure of one Embodiment of the waste gas processing apparatus which concerns on this invention. 図1の排ガス処理装置の吸収液供給部を説明する拡大図である。It is an enlarged view explaining the absorption liquid supply part of the exhaust gas processing apparatus of FIG. 吸収液供給部の変形例を説明する拡大図である。It is an enlarged view explaining the modification of an absorption liquid supply part. 吸収液供給部が固定されるグリッド用ビーム及びグリッドを示す平面図である。It is a top view which shows the beam for grids and a grid to which an absorption liquid supply part is fixed. 図4の破線で囲まれた部分を拡大して示した図である。It is the figure which expanded and showed the part enclosed with the broken line of FIG. 吸収液のpH分布を示すグラフである。It is a graph which shows pH distribution of an absorption liquid. 従来のジェットバブリング反応槽の構造を説明する模式的断面図である。It is typical sectional drawing explaining the structure of the conventional jet bubbling reaction tank. 従来のジェットバブリング反応槽における吸収液のpH分布を示すグラフである。It is a graph which shows pH distribution of the absorption liquid in the conventional jet bubbling reaction tank.

本発明に係る排ガス処理装置及び排ガス処理方法の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本実施形態の排ガス処理装置の構造を説明する模式的断面図であり、図2は、図1の排ガス処理装置の吸収液供給部を説明する拡大図である。
図1の排ガス処理装置は、火力発電設備等から排出される燃焼排ガスから環境汚染物質等の特定成分を除去する処理装置であるが、特定成分が亜硫酸ガスである場合を例にして以下に説明する。このような排ガス処理装置は、湿式排煙脱硫装置に好適に使用可能である。
Embodiments of an exhaust gas treatment apparatus and an exhaust gas treatment method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining the structure of the exhaust gas treatment apparatus of the present embodiment, and FIG. 2 is an enlarged view for explaining an absorbent supply unit of the exhaust gas treatment apparatus of FIG.
The exhaust gas treatment apparatus of FIG. 1 is a treatment apparatus that removes specific components such as environmental pollutants from combustion exhaust gas discharged from thermal power generation facilities, etc., and will be described below by taking a case where the specific component is sulfurous acid gas as an example. To do. Such an exhaust gas treatment apparatus can be suitably used for a wet flue gas desulfurization apparatus.

図1に示すように、排ガス処理装置は、ほぼ密閉された処理槽10を備えており、この処理槽10は3つの空間に区画されている。すなわち、上から順に、排ガス出口室12と、槽体内を横断するように設けられた排ガス入口室14と、亜硫酸ガスの吸収液20(本発明の構成要件である第一吸収液に相当する)を収容する吸収液収容室15と、に区画されている。   As shown in FIG. 1, the exhaust gas treatment apparatus includes a substantially sealed treatment tank 10, and the treatment tank 10 is partitioned into three spaces. That is, in order from the top, the exhaust gas outlet chamber 12, the exhaust gas inlet chamber 14 provided so as to cross the inside of the tank, and the absorbent 20 of sulfurous acid gas (corresponding to the first absorbent that is a constituent of the present invention) And an absorption liquid storage chamber 15 for storing the liquid.

さらに、詳述すると、排ガス出口室12と排ガス入口室14とは、槽体内を横断して水平に延びる第一隔板16によって仕切られ、排ガス入口室14と吸収液収容室15とは、第一隔板16に平行に延びる第二隔板18によって仕切られている。第二隔板18は、吸収液20の液面よりも上方に位置し、第二隔板18と液面との間には排ガス流出用の空間部22が形成される。なお、吸収液20は、吸収剤である石灰石の粉末を水に懸濁させたスラリーを含む。石灰石濃度(石灰石の粉末と水との合計量に対する石灰石の粉末の比率)は特に限定されるものではないが、通常は20〜25質量%であってよい。   More specifically, the exhaust gas outlet chamber 12 and the exhaust gas inlet chamber 14 are partitioned by a first partition plate 16 extending horizontally across the tank body, and the exhaust gas inlet chamber 14 and the absorbing liquid storage chamber 15 are It is partitioned by a second partition plate 18 extending in parallel to the partition plate 16. The second partition plate 18 is positioned above the liquid level of the absorbing liquid 20, and an exhaust gas outflow space 22 is formed between the second partition plate 18 and the liquid level. In addition, the absorption liquid 20 contains the slurry which suspended the powder of the limestone which is an absorber in water. The limestone concentration (ratio of limestone powder to the total amount of limestone powder and water) is not particularly limited, but may be usually 20 to 25% by mass.

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、処理された排ガスを空間部22から排ガス出口室12に流入させるガスライザーとして、複数本(図1の例では2本だが、これに限定されない。)のパイプ状の連通管28が排ガス入口室14を上下に貫通して、空間部22と排ガス出口室12とを連通している。   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 gas risers for allowing the treated exhaust gas to flow into the exhaust gas outlet chamber 12 from the space 22, a plurality of pipe communication pipes 28 (two in the example of FIG. 1, but not limited thereto) are exhaust gas inlets. The space portion 22 and the exhaust gas outlet chamber 12 communicate with each other through the chamber 14 in the vertical direction.

排ガス分散管30(本発明の構成要件である排ガス導入部に相当する)は、上端部が排ガス入口室14に連通し、下端部が吸収液20に浸漬するように、排ガス入口室14の第二隔板18から下方に延びている。排ガス分散管30の下端部には複数の小さな開口30aが設けられていて、排ガスはそれら開口30aから吸収液20中に噴射される。噴射された排ガスは吸収液20中で細かい気泡となり、排ガスの気泡と吸収液20とで構成され両者が気液接触するフロス層25が形成される。   The exhaust gas dispersion pipe 30 (corresponding to the exhaust gas introduction part which is a constituent element of the present invention) is connected to the exhaust gas inlet chamber 14 at the upper end and immersed in the absorbent 20 at the lower end of the exhaust gas inlet chamber 14. It extends downward from the two-way plate 18. A plurality of small openings 30 a are provided at the lower end of the exhaust gas dispersion pipe 30, and the exhaust gas is injected into the absorbing liquid 20 from the openings 30 a. The injected exhaust gas becomes fine bubbles in the absorbing liquid 20, and a floss layer 25 is formed which is composed of the bubbles of the exhaust gas and the absorbing liquid 20 and in which both are in gas-liquid contact.

また、処理槽10には、吸収剤の消費に応じて吸収液を処理槽10の外部から吸収液収容室15(フロス層25よりも下方の部分)に補給する吸収液補給管40(本発明の構成要件である第一吸収液補給部に相当する)と、吸収液収容室15に収容された吸収液20を攪拌する攪拌機32と、フロス層25内の上部に吸収液を直接供給する吸収液供給部50(本発明の構成要件である第二吸収液供給部に相当する)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、酸素)を噴出する噴出ノズル34aを備えた空気供給管34と、反応により生じた石膏スラリーを吸収液収容室15から外部に排出する排出管42と、が備えられている。   Further, in the treatment tank 10, an absorption liquid replenishment pipe 40 for replenishing the absorption liquid from the outside of the treatment tank 10 to the absorption liquid storage chamber 15 (a portion below the floss layer 25) according to consumption of the absorbent (the present invention). The first absorption liquid replenishing section, which is a component of the absorption liquid storage chamber 15, the stirrer 32 that stirs the absorption liquid 20 stored in the absorption liquid storage chamber 15, and the absorption that directly supplies the absorption liquid to the upper part of the floss layer 25. A liquid supply unit 50 (corresponding to the second absorption liquid supply unit which is a constituent of the present invention) and an oxygen-containing gas (for example, air, oxygen) for supplying oxygen necessary for fixing gypsum of sulfurous acid gas are ejected The air supply pipe 34 provided with the jet nozzle 34a which performs and the discharge pipe 42 which discharges | emits the gypsum slurry produced by reaction to the exterior from the absorption liquid storage chamber 15 are provided.

攪拌機32の回転軸36が、槽上の駆動装置38から連通管28内を通って下方に延びている。そして、回転軸36の下端に取り付けられた撹拌翼39が、フロス層25よりも下方に位置する吸収液20を撹拌して、フロス層25へ向かう吸収液20の流れ(上昇流)を発生させるようになっている。図1においては、この吸収液20の流れを吸収液収容室15内の矢印で示してある。   A rotating shaft 36 of the agitator 32 extends downward from a driving device 38 on the tank through the communication pipe 28. And the stirring blade 39 attached to the lower end of the rotating shaft 36 stirs the absorbing liquid 20 located below the floss layer 25 to generate a flow (upflow) of the absorbing liquid 20 toward the floss layer 25. It is like that. In FIG. 1, the flow of the absorption liquid 20 is indicated by an arrow in the absorption liquid storage chamber 15.

処理槽10の外部(別の槽)で別途調製された吸収液が、吸収液補給管40を介して吸収液収容室15(フロス層25よりも下方の部分)に補給されるが、吸収液補給管40の開口端部が撹拌翼39の上方近傍に配されているので、吸収液補給管40の開口端部から導入された新たな吸収液は、前記流れによってフロス層25内の下部に供給されることとなる。   Absorption liquid separately prepared outside the treatment tank 10 (another tank) is replenished to the absorption liquid storage chamber 15 (a part below the floss layer 25) via the absorption liquid supply pipe 40. Since the opening end portion of the replenishment pipe 40 is arranged in the vicinity of the upper part of the stirring blade 39, the new absorption liquid introduced from the opening end part of the absorption liquid replenishment pipe 40 is moved to the lower part in the froth layer 25 by the flow. Will be supplied.

また、噴出ノズル34aは処理槽10の下部に配されていて、噴出ノズル34aから酸素含有ガスが吸収液収容室15内の吸収液20中に噴出される。噴出された酸素含有ガスは気泡となって吸収液20中を上昇しながら吸収液20中に溶け込み、亜硫酸ガスと吸収剤である石灰石との反応に消費される。
また、吸収液供給部50の構成は、フロス層25内の上部に吸収液(本発明の構成要件である第二吸収液に相当する)を供給することが可能であれば特に限定されるものではない。例えば、図2に拡大して示すように、吸収液供給部50は、フロス層25内に配された配管51と、この配管51から上方に延びる複数のノズル52と、を備える構成であってもよい。
Further, the ejection nozzle 34 a is arranged in the lower part of the processing tank 10, and oxygen-containing gas is ejected from the ejection nozzle 34 a into the absorbing liquid 20 in the absorbing liquid storage chamber 15. The ejected oxygen-containing gas becomes bubbles and dissolves in the absorbing liquid 20 while rising in the absorbing liquid 20, and is consumed in the reaction between the sulfurous acid gas and the limestone that is the absorbent.
Moreover, the structure of the absorption liquid supply part 50 will be specifically limited if it can supply absorption liquid (equivalent to the 2nd absorption liquid which is a structural requirement of this invention) to the upper part in the floss layer 25. is not. For example, as shown in an enlarged view in FIG. 2, the absorbent supply unit 50 includes a pipe 51 disposed in the floss layer 25 and a plurality of nozzles 52 extending upward from the pipe 51. Also good.

図2に示すように、ノズル52の吐出口がフロス層25の上面よりも上方に位置するように設置すれば、ノズル52の吐出口から吐出された吸収液はフロス層25の上面に上方から散布されることとなる。また、ノズル52の吐出口がフロス層25内に位置するように設置すれば、ノズル52の吐出口から吐出された吸収液はフロス層25の内部に供給されることとなる。ただし、吸収液は、フロス層25内の上部、すなわちフロス層25の上下方向中央よりも上側部分に供給する必要があり、フロス層25の上面よりも上方からフロス層25の上面に向けて吸収液を散布することが好ましい。   As shown in FIG. 2, if the discharge port of the nozzle 52 is installed so as to be positioned above the upper surface of the floss layer 25, the absorbing liquid discharged from the discharge port of the nozzle 52 is applied to the upper surface of the floss layer 25 from above. Will be sprayed. Further, if the nozzle 52 is disposed so that the discharge port of the nozzle 52 is located in the floss layer 25, the absorbing liquid discharged from the discharge port of the nozzle 52 is supplied to the inside of the floss layer 25. However, the absorbing liquid needs to be supplied to the upper part of the floss layer 25, that is, to the upper part of the upper and lower center of the floss layer 25, and is absorbed from the upper side of the floss layer 25 toward the upper surface of the floss layer 25. It is preferable to spray the liquid.

配管51は、排ガス分散管30を支持する格子状のグリッド53を固定するグリッド用ビーム54等に、図示しない固定部材を用いるなどして固定すればよい。すなわち、図2,4,5に示すように、処理槽10内には、槽体を横断して水平に延びる格子状のグリッド53が設けられている。そして、グリッド53の格子内に排ガス分散管30が挿通されることにより、排ガス分散管30はグリッド53に支持されている。このグリッド53は、グリッド用ビーム54の上に載置され固定されている。このグリッド用ビーム54に配管51を固定すれば、複数のノズル52がグリッド用ビーム54に沿って配置される。   The pipe 51 may be fixed by using a fixing member (not shown) or the like to the grid beam 54 for fixing the grid-like grid 53 that supports the exhaust gas dispersion pipe 30. That is, as shown in FIGS. 2, 4, and 5, a lattice-like grid 53 extending horizontally across the tank body is provided in the processing tank 10. The exhaust gas dispersion pipe 30 is supported by the grid 53 by inserting the exhaust gas dispersion pipe 30 into the grid of the grid 53. The grid 53 is placed and fixed on the grid beam 54. If the pipe 51 is fixed to the grid beam 54, a plurality of nozzles 52 are arranged along the grid beam 54.

また、吸収液供給部50は、図3に拡大して示すように、フロス層25の上方の空間部22に配された配管55と、この配管55から下方に延びる複数のノズル56と、を備える構成であってもよい。これらノズル56の吐出口から吸収液を吐出すると、下方のフロス層25の上面に向けて吸収液が散布される。
配管55は、例えば処理槽10の下部デッキ57を支持する下部デッキ支持用ビーム58等に、固定部材59を用いるなどして固定すればよい。
Further, as shown in an enlarged view in FIG. 3, the absorbent supply unit 50 includes a pipe 55 arranged in the space 22 above the floss layer 25 and a plurality of nozzles 56 extending downward from the pipe 55. The structure provided may be sufficient. When the absorbing liquid is discharged from the discharge ports of these nozzles 56, the absorbing liquid is sprayed toward the upper surface of the lower floss layer 25.
For example, the pipe 55 may be fixed to the lower deck support beam 58 that supports the lower deck 57 of the processing tank 10 by using a fixing member 59 or the like.

なお、ノズル52,56のうち一方のみを吸収液供給部50として設けてもよいが、ノズル52,56の両方を吸収液供給部50として設けて、両ノズル52,56からフロス層25内の上部に吸収液を供給してもよい。
これらのノズル52,56から放出する吸収液の量やノズル52,56の設置数は、排ガス中の亜硫酸ガスの濃度や求められる脱硫率などに応じて適宜設定すればよいが、前者は1つのノズル当たり5〜30m3 /hrとすることが好ましく、10〜20m3 /hrとすることがより好ましい。また、後者はフロス層25の水平面積1〜5m2 当たりノズル1個とすることが好ましく、水平面積2〜3m2 当たりノズル1個とすることがより好ましい。
Only one of the nozzles 52 and 56 may be provided as the absorbing liquid supply unit 50, but both the nozzles 52 and 56 are provided as the absorbing liquid supply unit 50, and the nozzles 52 and 56 are provided in the floss layer 25. You may supply an absorption liquid to the upper part.
The amount of absorbing liquid discharged from these nozzles 52 and 56 and the number of nozzles 52 and 56 may be set as appropriate according to the concentration of sulfurous acid gas in the exhaust gas, the required desulfurization rate, and the like. it is preferably set to 5 to 30 m 3 / hr per nozzle, and more preferably set to 10 to 20 m 3 / hr. The latter is preferably a single nozzle horizontal area 1 to 5 m 2 per froth layer 25, and more preferably to one nozzle per horizontal area 2 to 3 m 2.

このような吸収液供給部50は、フロス層25の上面全面に対して均一に吸収液を供給するようになっていることが好ましい。吸収液が十分に供給されない部分があると、その部分において亜硫酸ガスの除去率が低くなるおそれがある。
吸収液供給部50からフロス層25内の上部に供給する吸収液は、特に限定されるものではなく、吸収液収容室15に収容されている吸収液20と同様の石灰石スラリーを用いることができる。この石灰石スラリーは、処理槽10の外部(別の槽)で別途調製してもよいし、吸収液補給管40から吸収液収容室15に補給するための吸収液を用いてもよい。すなわち、吸収液補給管40から吸収液収容室15に補給するための吸収液の貯槽に、吸収液補給管40とは別系統の配管を連結して、この配管を吸収液供給部50に接続してもよいし、あるいは、吸収液補給管40の上流にある主配管から別配管を分岐して吸収液供給部50に接続してもよい。
It is preferable that the absorbent supply unit 50 supply the absorbent uniformly to the entire upper surface of the floss layer 25. If there is a portion where the absorption liquid is not sufficiently supplied, the removal rate of sulfurous acid gas may be reduced in that portion.
The absorption liquid supplied to the upper part in the froth layer 25 from the absorption liquid supply part 50 is not specifically limited, The limestone slurry similar to the absorption liquid 20 accommodated in the absorption liquid storage chamber 15 can be used. . This limestone slurry may be separately prepared outside the processing tank 10 (another tank), or an absorbing liquid for replenishing the absorbing liquid storage chamber 15 from the absorbing liquid supply pipe 40 may be used. That is, a pipe of a system different from the absorbent supply pipe 40 is connected to the absorbent storage tank for replenishing the absorbent storage chamber 15 from the absorbent supply pipe 40, and this pipe is connected to the absorbent supply section 50. Alternatively, another pipe may be branched from the main pipe upstream of the absorbent supply pipe 40 and connected to the absorbent supply unit 50.

また、吸収液収容室15から抜き取った石膏スラリー(フロス層25よりも下方に位置する吸収液のことであり、吸収剤である石灰石を含む)を、吸収液供給部50からフロス層25内の上部に供給してもよい。この場合は、排出管42を介して石膏スラリーを抜き取り、図示しない石膏分離機に送る途中で配管を分岐させて吸収液供給部50に送ってもよいし、吸収液収容室15から石膏スラリーを抜き取って吸収液供給部50に送るための専用の配管を、処理槽10に別途設けてもよい。   Further, the gypsum slurry extracted from the absorption liquid storage chamber 15 (which is an absorption liquid positioned below the floss layer 25 and includes limestone as an absorbent) is transferred from the absorption liquid supply unit 50 to the floss layer 25. You may supply to upper part. In this case, the gypsum slurry may be extracted via the discharge pipe 42, and the pipe may be branched while being sent to a gypsum separator (not shown) and sent to the absorbent supply unit 50. A dedicated pipe for extracting and sending to the absorbent supply unit 50 may be separately provided in the processing tank 10.

さらに、亜硫酸ガスと効率良く反応するものであれば、石灰石とは別種の吸収剤を含有する吸収液を処理槽10の外部で調製して、吸収液供給部50からフロス層25内の上部に供給してもよい。
以下に、排ガス処理装置の運転について説明する。図1において、処理槽10の下部の吸収液収容室15には、亜硫酸ガスと反応して石膏に固定化する石灰石の粉末を水に懸濁させたスラリーが吸収液20として収容されている。
Furthermore, as long as it reacts efficiently with sulfurous acid gas, an absorbing liquid containing an absorbent different from limestone is prepared outside the processing tank 10, and the absorbing liquid supply unit 50 is placed on the upper part in the floss layer 25. You may supply.
Hereinafter, the operation of the exhaust gas treatment apparatus will be described. In FIG. 1, a slurry in which limestone powder that reacts with sulfurous acid gas and is fixed to gypsum is suspended in water is stored as an absorbing liquid 20 in an absorbing liquid storage chamber 15 at a lower portion of the processing tank 10.

亜硫酸ガスを含む排ガスは、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に至り、排ガス分散管30の開口30aから吸収液20の液面下(例えば、液面下100〜300mmの位置から)にジェット状に噴射され、例えば直径2〜3mmの細かい気泡となって上昇する。これにより、吸収液収容室15内に収容された吸収液20のうち、排ガスが噴射される深さ位置(すなわち、開口30aが位置する深さ位置のことであり、以下「浸液深」と記すこともある)から上方の部分に、排ガスの気泡と吸収液20とで構成され両者が気液接触するフロス層25が形成される。   Exhaust gas containing sulfurous acid gas reaches the exhaust gas dispersion pipe 30 from the inlet duct 26 via the exhaust gas inlet chamber 14, and is below the liquid level of the absorbent 20 (for example, 100 to 300 mm below the liquid level) from the opening 30 a of the exhaust gas dispersion pipe 30. From the position of (2), and is jetted to rise as fine bubbles having a diameter of 2 to 3 mm, for example. Thereby, it is the depth position (namely, the depth position where the opening 30a is located) in which the exhaust gas is injected among the absorbing liquid 20 accommodated in the absorbing liquid storage chamber 15, and hereinafter referred to as "immersion depth". A floss layer 25 made up of exhaust gas bubbles and the absorbing liquid 20 and in gas-liquid contact with each other is formed in the upper part from the upper part.

排ガスが気泡として吸収液20中を上昇する間に、排ガス中の亜硫酸ガスは吸収液20に溶け込み、下記の化学式のように溶存酸素、石灰石と反応して石膏(CaSO4 ・2H2 O)となり固定化される。生じた石膏は、結晶として吸収液20中に析出し、吸収液20は多量の石膏粒子を浮遊させる石膏スラリーとなる。
SO2 (ガス)+H2 O → H2 SO3 (吸収)
H2 SO3 +1/2O2 → H2 SO4 (酸化)
H2 SO4 +CaCO3 → CaSO4 +H2 O+CO2 ↑(中和)
CaSO4 +2H2 O → CaSO4 ・2H2 O↓(晶析)
While the exhaust gas rises in the absorption liquid 20 as bubbles, the sulfurous acid gas in the exhaust gas dissolves in the absorption liquid 20 and reacts with dissolved oxygen and limestone as shown in the following chemical formula to become gypsum (CaSO 4 · 2H 2 O) and immobilized. Is done. The generated gypsum precipitates in the absorption liquid 20 as crystals, and the absorption liquid 20 becomes a gypsum slurry in which a large amount of gypsum particles are suspended.
SO2 (gas) + H2 O → H2 SO3 (absorption)
H2 SO3 + 1 / 2O2 → H2 SO4 (oxidation)
H2 SO4 + CaCO3 → CaSO4 + H2 O + CO2 ↑ (neutralization)
CaSO4 + 2H2 O → CaSO4 ・ 2H2 O ↓ (crystallization)

亜硫酸ガスの除去率は、吸収液20のpH及び浸液深で制御することができる。吸収液20のpHは、例えば4.5〜5.5の弱酸性が好ましく、浸液深は100〜300mm(この時、形成されるフロス層25の高さ(厚さ)は0.3〜1m程度である)が好ましい。
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石膏スラリーは、排出管42より排出される。また、排出管42より抜き出された石膏スラリーに見合う量の石灰石スラリー(新たな吸収液)が、吸収液補給管40から連続的にフロス層25よりも下方に補給される。
The removal rate of sulfurous acid gas can be controlled by the pH of the absorbent 20 and the immersion depth. The pH of the absorbent 20 is preferably weakly acidic, for example, 4.5 to 5.5, and the immersion depth is 100 to 300 mm (the height (thickness) of the floss layer 25 formed at this time is 0.3 to 300 mm). About 1 m).
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 gypsum slurry containing the crystallized gypsum in a concentrated manner is discharged from the discharge pipe 42. An amount of limestone slurry (new absorption liquid) corresponding to the gypsum slurry extracted from the discharge pipe 42 is continuously supplied below the floss layer 25 from the absorption liquid supply pipe 40.

このようにして、フロス層25において排ガスから亜硫酸ガスが除去されるが、亜硫酸ガスが除去されるにしたがってフロス層25中の吸収液20から吸収剤が消費されていくので、吸収剤を豊富に含有する吸収液をフロス層25に供給する必要がある。従来のジェットバブリング反応槽100においては、フロス層へ向かう吸収液の流れを攪拌機を用いて生じさせ、これによりフロス層内の下部に吸収液を供給していたが、この方法では、フロス層内の下部には、吸収剤を豊富に含有する吸収液が十分に供給されるものの、フロス層内の上部には、吸収剤を豊富に含有する吸収液が十分に供給されにくかった。よって、フロス層内の上部と下部で、吸収液中の吸収剤の濃度に差異が生じることが多かった。すなわち、フロス層内では下方から上方に向かうにしたがってpHが低下することになり、処理後の排ガスの最終的な出口となるフロス層の最上部ではpHが最も低く、吸収液中の亜硫酸の平衡分圧が高くなる。   In this way, sulfurous acid gas is removed from the exhaust gas in the froth layer 25, but as the sulfurous acid gas is removed, the absorbent is consumed from the absorbent 20 in the froth layer 25, so the absorbent is abundant. It is necessary to supply the contained absorbent to the floss layer 25. In the conventional jet bubbling reaction tank 100, the flow of the absorption liquid toward the froth layer is generated using a stirrer, and thereby the absorption liquid is supplied to the lower part of the froth layer. The lower part of the floss layer was sufficiently supplied with the absorbent containing the absorbent, but the upper part of the floss layer was not sufficiently supplied with the absorbent containing the absorbent. Therefore, there is often a difference in the concentration of the absorbent in the absorbent between the upper part and the lower part in the floss layer. That is, the pH in the froth layer decreases from the bottom to the top, and the pH is the lowest at the top of the froth layer, which is the final outlet of the exhaust gas after treatment, and the equilibrium of sulfurous acid in the absorption liquid. The partial pressure increases.

その結果、フロス層内の上部においては、フロス層内の下部に比べて亜硫酸ガスの除去性能が若干低下するため、脱硫率99%程度までは可能であるものの、さらに高い脱硫率で排ガスを処理することは困難であった。例をあげると、硫黄含有率の高い劣悪燃料を燃焼させた場合に発生する、濃度3000ppmを超える高SO2 の排ガスを例えば脱硫率99.5%以上で処理することや、二酸化炭素回収貯蔵(CCS)等で要求される、処理後の排ガスの亜硫酸ガス濃度例えば10ppm以下を実現することは困難であった。   As a result, the removal performance of sulfurous acid gas is slightly lower in the upper part of the froth layer than in the lower part of the froth layer. It was difficult to do. For example, high-SO2 exhaust gas having a concentration of 3000 ppm, which is generated when inferior fuel with a high sulfur content, is burned, for example, with a desulfurization rate of 99.5% or more, carbon dioxide recovery and storage (CCS) It is difficult to achieve the sulfurous acid gas concentration of the exhaust gas after treatment, for example, 10 ppm or less, which is required by the above.

ここで、フロス層内の下部のみに吸収液を供給する従来の方法により排ガスを処理した時の、フロス層の内部及びフロス層よりも下方の吸収液層のpH分布を測定した結果を、図8のグラフに示す。なお、処理前の排ガスの亜硫酸ガス濃度は1000ppm(dry)である。また、フロス層よりもやや下方の吸収液のpHは4.4に制御した。さらに、グラフの縦軸の高さ比とは、吸収液が収容されている処理槽の底面から排ガス分散管の開口(フロス層と吸収液層との境界)までの距離に対する比である。   Here, the result of measuring the pH distribution of the absorption liquid layer inside the floss layer and below the floss layer when the exhaust gas is treated by the conventional method of supplying the absorption liquid only to the lower part of the floss layer is shown in FIG. This is shown in the graph of FIG. In addition, the sulfurous acid gas density | concentration of the waste gas before a process is 1000 ppm (dry). Further, the pH of the absorbing solution slightly below the floss layer was controlled to 4.4. Further, the height ratio of the vertical axis of the graph is a ratio to the distance from the bottom of the treatment tank in which the absorption liquid is stored to the opening of the exhaust gas dispersion pipe (boundary between the floss layer and the absorption liquid layer).

図8のグラフから分かるように、フロス層内の上部と下部でpHに大きな差があった。また、処理後の排ガスの亜硫酸ガス濃度は15ppm(dry)で、脱硫率は98.7%であった。このことから、処理後の排ガスの最終的な出口となるフロス層の最上部は、吸収剤の濃度が低いためにpHがさらに低くなっていると考えられる。
これに対して本実施形態の排ガス処理装置は、吸収剤を豊富に含有する吸収液をフロス層25内の下部に供給する攪拌機32と、吸収剤を豊富に含有する吸収液をフロス層25内の上部に供給する吸収液供給部50との両方を備えている。そのため、フロス層25内の上部と下部の両方に十分な吸収液が供給されるので、フロス層25内の上部と下部で吸収剤の濃度に差異は生じにくく、フロス層25内の上部と下部はいずれも高い除去性能を有している。
As can be seen from the graph in FIG. 8, there was a large difference in pH between the upper part and the lower part in the floss layer. Moreover, the sulfurous acid gas density | concentration of the waste gas after a process was 15 ppm (dry), and the desulfurization rate was 98.7%. From this, it is considered that the pH of the uppermost part of the froth layer, which is the final outlet of the exhaust gas after treatment, is further lowered due to the low concentration of the absorbent.
On the other hand, in the exhaust gas treatment apparatus of the present embodiment, the stirrer 32 that supplies an absorbing solution rich in absorbent to the lower part of the floss layer 25 and the absorbing solution rich in absorbent in the floss layer 25. And an absorption liquid supply unit 50 that supplies the upper part of the absorption liquid. Therefore, since sufficient absorption liquid is supplied to both the upper part and the lower part in the floss layer 25, a difference in the concentration of the absorbent hardly occurs between the upper part and the lower part in the floss layer 25. All have high removal performance.

よって、例えば、硫黄含有率の高い劣悪燃料を燃焼させた場合に発生する、濃度3000ppmを超える高SO2 の排ガスを処理する場合であっても、脱硫率99.5%以上で処理することが可能であるし、また、二酸化炭素回収貯蔵(CCS)等で要求される、処理後の排ガスの亜硫酸ガス濃度10ppm以下を実現することが可能である。   Therefore, for example, even when a high SO2 exhaust gas having a concentration exceeding 3000 ppm, which is generated when inferior fuel having a high sulfur content, is burned, it can be processed at a desulfurization rate of 99.5% or more. In addition, it is possible to achieve a sulfur dioxide concentration of 10 ppm or less in the exhaust gas after treatment, which is required for carbon dioxide recovery storage (CCS) or the like.

より高い脱硫率で排ガスから亜硫酸ガスを除去するためには、フロス層25内の上部に供給される吸収液に含有されている吸収剤と、前記流れによってフロス層25内の下部に供給される吸収液に含有されている吸収剤との合計に対する、フロス層25内の上部に供給される吸収液に含有されている吸収剤のモル比(%)を、5%以上70%以下の範囲内とすることが好ましく、10%以上50%以下の範囲内とすることがより好ましく、20%以上40%以下の範囲内とすることがさらに好ましい。   In order to remove sulfurous acid gas from exhaust gas at a higher desulfurization rate, the absorbent contained in the absorbent supplied to the upper part of the floss layer 25 and the lower part of the floss layer 25 are supplied by the flow. The molar ratio (%) of the absorbent contained in the absorbent supplied to the upper part of the floss layer 25 with respect to the total of the absorbent contained in the absorbent is within the range of 5% to 70%. Preferably, it is within a range of 10% to 50%, more preferably within a range of 20% to 40%.

上記モル比が5%未満であると、フロス層25内の上部に吸収液を供給する効果が十分に得られないおそれがある。一方、上記モル比を70%超過とするためには、吸収液をフロス層25内の上部に供給する配管の数を多くしたり径を大きくしたりする必要性が生じるので、装置構造に問題が発生するおそれがあるとともに、コストが上昇するおそれがある。   If the molar ratio is less than 5%, the effect of supplying the absorbing liquid to the upper part of the floss layer 25 may not be sufficiently obtained. On the other hand, in order to exceed the above molar ratio by 70%, it is necessary to increase the number of pipes for supplying the absorbing liquid to the upper part of the floss layer 25 or to increase the diameter, which is a problem in the device structure. May occur and the cost may increase.

ここで、フロス層内の上部及び下部の両方に吸収液を供給する本発明の方法により排ガスを処理した時の、フロス層の内部及びフロス層よりも下方の吸収液層のpH分布を測定した結果を、図6のグラフに示す。なお、処理前の排ガスの亜硫酸ガス濃度は1000ppm(dry)である。また、フロス層よりもやや下方の吸収液のpHは4.4に制御した。さらに、グラフの縦軸の高さ比とは、吸収液が収容されている処理槽の底面から排ガス分散管の開口(フロス層と吸収液層との境界)までの距離に対する比である。   Here, the pH distribution of the absorption liquid layer inside the floss layer and below the floss layer when the exhaust gas was treated by the method of the present invention for supplying the absorption liquid to both the upper part and the lower part in the floss layer was measured. The results are shown in the graph of FIG. In addition, the sulfurous acid gas density | concentration of the waste gas before a process is 1000 ppm (dry). Further, the pH of the absorbing solution slightly below the floss layer was controlled to 4.4. Further, the height ratio of the vertical axis of the graph is a ratio to the distance from the bottom of the treatment tank in which the absorption liquid is stored to the opening of the exhaust gas dispersion pipe (boundary between the floss layer and the absorption liquid layer).

図6のグラフから分かるように、フロス層内の上部と下部でpHに大きな差はなかった。また、処理後の排ガスの亜硫酸ガス濃度は10ppm(dry)で、脱硫率は99.1%であった。
このように、本実施形態の排ガス処理装置で処理すれば、排ガスから高い脱硫率で亜硫酸ガスを除去することができる。しかも、本実施形態の排ガス処理装置は、吸収液供給部50を追加するのみでよく、前述した従来の二次脱硫法のように大がかりな追加設備は不要であるため、排ガス処理装置全体の設備や排ガス処理工程が複雑化したり、排ガス処理のコストや動力が大幅に増加したりする問題はほとんどない。
As can be seen from the graph of FIG. 6, there was no significant difference in pH between the upper part and the lower part in the floss layer. Moreover, the sulfurous acid gas density | concentration of the waste gas after a process was 10 ppm (dry), and the desulfurization rate was 99.1%.
Thus, if it processes with the exhaust gas processing apparatus of this embodiment, sulfurous acid gas can be removed from exhaust gas with a high desulfurization rate. Moreover, the exhaust gas treatment apparatus of the present embodiment only needs to add the absorbing liquid supply unit 50, and does not require a large additional equipment as in the conventional secondary desulfurization method described above. There is almost no problem that the exhaust gas treatment process becomes complicated and the cost and power of exhaust gas treatment increase significantly.

なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては特に述べなかったが、連通管28及び排ガス入口室14の一方又は両方に、吸収液を噴霧するスプレー装置を設けてもよい。排ガス入口室14にスプレー装置を設ければ、処理前の排ガスに予備的な脱硫を行うことができるし、排ガスの除塵とともに排ガスの冷却及び増湿を行うことができる。一方、連通管28にスプレー装置を設ければ、フロス層25で脱硫された排ガスに対して二次脱硫を行うことができる。   In addition, this embodiment shows an example of this invention and this invention is not limited to this embodiment. For example, although not particularly described in the present embodiment, a spray device for spraying the absorbing liquid may be provided in one or both of the communication pipe 28 and the exhaust gas inlet chamber 14. If a spray device is provided in the exhaust gas inlet chamber 14, preliminary desulfurization can be performed on the exhaust gas before treatment, and exhaust gas can be cooled and humidified together with dust removal of the exhaust gas. On the other hand, if a spray device is provided in the communication pipe 28, secondary desulfurization can be performed on the exhaust gas desulfurized in the floss layer 25.

また、本実施形態においては、排ガスから除去する特定成分として亜硫酸ガスを例示して説明したが、本実施形態の排ガス処理装置を用いて他種の環境汚染物質を除去することもできる。亜硫酸ガス(SO2 )以外では、例えば、SO3 、NO、N2 O3 、NO2 、N2 O4 、N2 O5 、CO2 、HCl、HF等の酸性物質や、アンモニア等のアルカリ性物質を除去することができる。   In the present embodiment, sulfurous acid gas is exemplified as the specific component to be removed from the exhaust gas. However, other types of environmental pollutants can be removed using the exhaust gas treatment apparatus of the present embodiment. Other than sulfurous acid gas (SO2), acidic substances such as SO3, NO, N2 O3, NO2, N2 O4, N2 O5, CO2, HCl, HF, and alkaline substances such as ammonia can be removed.

さらに、吸収剤(第一吸収液、第二吸収液ともに)については石灰石(炭酸カルシウムを主成分とする)を例示して説明したが、他種の吸収剤を用いることも可能である。特定成分が前記のような酸性物質である場合には、吸収剤としてはアルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物が好ましく、炭酸カルシウム、水酸化カルシウムが特に好ましい。また、特定成分が前記のようなアルカリ性物質である場合には、吸収剤としては塩化水素等の酸性物質が好ましい。
さらに、本発明においては、水等の溶媒に吸収剤を溶解させた溶液や水等の溶媒に吸収剤を懸濁させたスラリーを、吸収液として用いることができる。
さらに、第一吸収液と第二吸収液は、同種のものを用いてもよいが、異種のものを用いてもよい。
Further, the absorbent (both the first absorbent and the second absorbent) has been described by exemplifying limestone (mainly composed of calcium carbonate), but other kinds of absorbents can also be used. When the specific component is an acidic substance as described above, the absorbent is preferably an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound, particularly preferably calcium carbonate or calcium hydroxide. When the specific component is an alkaline substance as described above, an acidic substance such as hydrogen chloride is preferable as the absorbent.
Furthermore, in the present invention, a solution obtained by dissolving an absorbent in a solvent such as water or a slurry obtained by suspending the absorbent in a solvent such as water can be used as the absorbent.
Furthermore, the same thing may be used for a 1st absorption liquid and a 2nd absorption liquid, but a different thing may be used.

10 処理槽
12 排ガス出口室
14 排ガス入口室
15 吸収液収容室
16 第一隔板
18 第二隔板
20 吸収液
22 空間部
24 出口ダクト
25 フロス層
26 入口ダクト
28 連通管
30 排ガス分散管
30a 開口
32 攪拌機
34 空気供給管
34a 噴出ノズル
40 吸収液補給管
42 排出管
50 吸収液供給部
51 配管
52 ノズル
55 配管
56 ノズル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Treatment tank 12 Exhaust gas outlet chamber 14 Exhaust gas inlet chamber 15 Absorption liquid storage chamber 16 1st partition plate 18 2nd partition plate 20 Absorption liquid 22 Space part 24 Outlet duct 25 Floss layer 26 Inlet duct 28 Communication pipe 30 Exhaust gas dispersion pipe 30a Opening 32 Stirrer 34 Air supply pipe 34a Jet nozzle 40 Absorption liquid supply pipe 42 Discharge pipe 50 Absorption liquid supply part 51 Piping 52 Nozzle 55 Piping 56 Nozzle

Claims (5)

吸収剤を含有する吸収液に排ガスを気液接触させ、前記排ガスに含まれる特定成分を前記吸収剤と反応させることによって前記排ガスから除去する排ガス処理装置であって、
第一吸収液を収容する処理槽と、
前記第一吸収液中に前記排ガスを噴出させ、前記排ガスが噴出する深さ位置から上方の部分に、前記排ガスの気泡と前記第一吸収液とが気液接触する気液接触層を形成する排ガス導入部と、
前記処理槽内の前記気液接触層よりも下方の部分に前記処理槽の外部から第一吸収液を補給する第一吸収液補給部と、
前記気液接触層よりも下方に位置する第一吸収液を撹拌して、前記気液接触層へ向かう第一吸収液の流れを発生させる攪拌機と、
前記気液接触層内の上部に第二吸収液を直接供給する第二吸収液供給部と、
を備え
前記第二吸収液供給部は、前記気液接触層内に配された配管と、該配管から上方に延びるノズルと、を備え、前記気液接触層の上面よりも上方に位置する前記ノズルの吐出口から前記第二吸収液を吐出することを特徴とする排ガス処理装置。
An exhaust gas treatment apparatus that removes gas from gas by liquid-gas contact with an absorbent containing an absorbent, and removes the exhaust gas by reacting a specific component contained in the exhaust gas with the absorbent,
A treatment tank containing the first absorbent,
The exhaust gas is ejected into the first absorption liquid, and a gas-liquid contact layer in which the gas bubbles of the exhaust gas and the first absorption liquid are in gas-liquid contact is formed at an upper portion from a depth position where the exhaust gas is ejected. An exhaust gas introduction part;
A first absorbent replenisher for replenishing a first absorbent from the outside of the treatment tank to a portion below the gas-liquid contact layer in the treatment tank;
A stirrer that stirs the first absorbing liquid located below the gas-liquid contact layer and generates a flow of the first absorbing liquid toward the gas-liquid contact layer;
A second absorbent supply section for directly supplying the second absorbent to the upper part in the gas-liquid contact layer;
Equipped with a,
The second absorption liquid supply unit includes a pipe disposed in the gas-liquid contact layer and a nozzle extending upward from the pipe, and the second absorbing liquid supply unit includes a nozzle that is positioned above the upper surface of the gas-liquid contact layer. exhaust gas treatment apparatus according to claim Rukoto from the discharge port discharges the second absorption liquid.
前記第二吸収液供給部は、前記気液接触層よりも下方に位置する第一吸収液の一部を、前記第二吸収液として前記気液接触層内の上部に供給することを特徴とする請求項1に記載の排ガス処理装置。   The second absorbent supply section supplies a part of the first absorbent located below the gas-liquid contact layer to the upper part of the gas-liquid contact layer as the second absorbent. The exhaust gas treatment apparatus according to claim 1. 前記第二吸収液供給部は、前記気液接触層の上面よりも上方から前記第二吸収液を前記気液接触層に向かって散布することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の排ガス処理装置。   The said 2nd absorption liquid supply part spreads said 2nd absorption liquid toward the said gas-liquid contact layer from the upper direction rather than the upper surface of the said gas-liquid contact layer, The Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned. Exhaust gas treatment equipment. 前記特定成分が二酸化硫黄であり、前記第一吸収液及び前記第二吸収液に含有される吸収剤が炭酸カルシウムであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の排ガス処理装置。 The exhaust gas according to any one of claims 1 to 3 , wherein the specific component is sulfur dioxide, and the absorbent contained in the first absorbent and the second absorbent is calcium carbonate. Processing equipment. 吸収剤を含有する吸収液に排ガスを気液接触させ、前記排ガスに含まれる特定成分を前記吸収剤と反応させることによって前記排ガスから除去する方法であって、
処理槽に収容された第一吸収液中に前記排ガスを噴出して、前記排ガスが噴出する深さ位置から上方の部分に、前記排ガスの気泡と前記第一吸収液とが気液接触する気液接触層を形成し、
前記処理槽内の前記気液接触層よりも下方の部分に前記処理槽の外部から第一吸収液を補給し、
前記気液接触層よりも下方に位置する第一吸収液を撹拌して、前記気液接触層へ向かう第一吸収液の流れを発生させ、この流れによって前記気液接触層内の下部に前記第一吸収液を供給し、
前記気液接触層内に配された配管から上方に延び前記気液接触層の上面よりも上方に位置するノズルの吐出口から第二吸収液を吐出して、前記気液接触層内の上部に前記第二吸収液を直接供給することを特徴とする排ガス処理方法。
A method for removing gas from the exhaust gas by bringing the exhaust gas into gas-liquid contact with the absorbent containing the absorbent and reacting the specific component contained in the exhaust gas with the absorbent,
The exhaust gas is ejected into the first absorption liquid accommodated in the treatment tank, and the gas in which the exhaust gas bubbles and the first absorption liquid are in gas-liquid contact with the upper portion from the depth position where the exhaust gas is ejected. Forming a liquid contact layer,
Replenishing the first absorbent from the outside of the treatment tank to the lower part of the gas-liquid contact layer in the treatment tank;
The first absorption liquid positioned below the gas-liquid contact layer is agitated to generate a flow of the first absorption liquid toward the gas-liquid contact layer. Supply the first absorbent,
An upper portion in the gas-liquid contact layer is formed by discharging a second absorbing liquid from a discharge port of a nozzle extending upward from a pipe disposed in the gas-liquid contact layer and positioned above the upper surface of the gas-liquid contact layer. An exhaust gas treatment method, wherein the second absorbent is directly supplied to the exhaust gas.
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