JPH01119328A - So↓2含有排ガスからso↓2を除去する方法 - Google Patents

So↓2含有排ガスからso↓2を除去する方法

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JPH01119328A
JPH01119328A JP62275656A JP27565687A JPH01119328A JP H01119328 A JPH01119328 A JP H01119328A JP 62275656 A JP62275656 A JP 62275656A JP 27565687 A JP27565687 A JP 27565687A JP H01119328 A JPH01119328 A JP H01119328A
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小倉 次利
Hiroyuki Tsutaya
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白川 精一
Shozo Kaneko
祥三 金子
Tadashi Gengo
玄後 儀
Kazuaki Oshima
大嶋 一晃
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はSO鵞金含有排ガスらSo、を除去する方法に
関し、特に燃焼排ガス、硫酸工場やその他のプロセスオ
フガスからso、 y除去する方法に関する。
〔従来の技術〕
石炭、石油等化石燃料に含まれる8分は燃焼過程で酸素
と反応してSO鵞となり燃焼排ガスの中に含まれて系外
に放出され、光化学スモッグ、酸性雨の原因となり広く
環境を汚染する。このため、環境への併カスの放出にろ
たっては規制値を設けてSO8の排ガスからの除去を義
務付けている。
SO,の除去技術、すなわち脱硫法として最も広く普及
しているのはSO3のアルカリ水溶液に可溶な性質を利
用して、 Ca(OH)1水溶液にSO2を吸収して除
去させてCa804の形で回収する石灰・石膏法である
この方法の火力発電設備への一適用例について説明する
。エアヒータで150′cまで熱を回収された排ガスは
気液接触塔に導かれて、上昇する併カスと下降するCa
(OH)雪溶液とが接触しCa5Osの形でSo!は吸
収される。80.の吸収が進行するとpHが下降しpH
5以下では急速にSo雪溶解度が低下して吸収能が低下
するため、連続的にCa、(OH)* t−メークアッ
プする。又Ca803は高pH側で溶解度が低く連続的
に析出するため、循環液はスラリーとなり、これ?g!
、気酸化してCa804とした後ろ過分離して取シ出す
ようにして操作される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の湿式石灰・石膏法には本質的に下記のような問題
点がめる・ ■ プラントの熱効率の低下 前述の如〈従来の石灰・石膏法の脱硫装置はエアヒータ
の後流の排ガス温度が約150℃の位置に約70℃の温
度条件を保つように設置されている。約150℃から約
70℃までのa度降下は脱硫装置の気−液接触塔での水
溶液の蒸発によるもので熱回収はなされない。すなわち
、このようにするの拡排ガス中のSO,、O,濃度に依
存して若干変わるが、熱交換器によって約150℃の排
ガスから熱回収によって排ガス温度を約70℃に低下さ
せようとすると、下記第1式及び第2式によってams
oaが生成され、 802 +  7201−803   ・・・・(第1
式)80、 4 )1.0−+ H意804   ・・
・・(第2式)とのH2SO,が熱交換器を腐食させる
ため、高価な耐酸性熱交換器を採用している一部のプラ
ントを除いて熱交換器で熱回収することなく、比較的高
温の併ガスtそのま\脱硫装置に導くようにしているの
でるる〇 この丸め、脱硫後の排ガスは70℃程度しかな(、煙突
からの上昇エネルギーが不足するため、再度100℃以
上に昇温する必要がるり、プラントの熱効率が悪い。
■ スケールアップ因子 脱硫装置は火力発電プラントではボイラ、タービンと並
ぶ主要構成機器となっておシ、脱硫装置の設備費は燃焼
排ガス量のα5〜α7乗に比例するといわれている。そ
のため脱硫装置を小型化することが要望されている。
以上の問題点を解決するため、 I)硫酸無点よりも高i側でSO雪を除去して、硫rI
N、腐食の問題な(100℃以下の排ガス中の水分のI
lk縮温度までの熱交換による熱回収を可能とするO 1)排ガス會全歓脱硫装置に通すのではなく、−度排ガ
ス中の803を除去濃縮して排ガス量を低減し、これを
石灰・石膏法等の湿式法で固体又は液体の形で回収し、
脱硫装置上小型化する。
等が実現できる方法の出現が強く要望されているO 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は上記要望に応じてなされたものでおって、本発
明は大気圧近傍にある80雪含有排ガスを、150〜5
00℃の温度域での一定温度条件下で尚ケイ素含有無機
多孔体よりなる吸着剤と接触させて、該吸着剤に5Os
t−吸着させ、次いで80雪を吸着した吸着剤を(LO
5〜α3ataの脱着圧力条件において該吸着剤管再生
すると共に濃縮された80冨含有ガスを採取することを
特徴とするSO3含有排ガスから803を除去する方法
で6る。
80mは吸着ガス成分の観点からfl HIO、NH3
等と同程度の強吸着成分でめる・このため、 SO。
の吸着tは高濃度(分圧)1mで飽和し、低濃度(分圧
)側ではほぼ分圧に比例して変化するので、脱着操作は
真空減圧領域で行なう方が能率がよい。又、このような
強吸着成分では低温では高濃K(分圧)側で飽和するが
、高温では次第に濃度に比例して吸着量の増大する直線
形となるので圧力スイング法にとって都合のよい挙動t
−取る。
又排ガスからのSO!吸着は、吸着剤には水蒸気が共吸
着するため、吸着剤の細孔で硫酸が生成し、吸着剤の結
晶が破壊される恐れがめる。
そのため、吸着剤としては耐硫酸性を有する高シリカ/
アルミナ比を有するゼオライト(ZSM−5,Yfiゼ
オライト)、天然モルデナイト、シリカゲル等が使用可
能である。又使用にめたりてはH,Oの吸着の増大しな
い高温側が好ましい。特にシリカゲルでは100℃以下
の吸脱着操作で破砕を起す0又Y型ゼオライト、天然モ
ルデナイトでは′500℃以上で熱的劣化が激しいO 以上のように吸着剤の使用にあたってはプラント側から
要求される諸条件、特に排ガス中SO,濃度、eR素譲
度により脱硫装置の最適設置場所が決められるため、こ
れに対応した吸着剤の選定が必要でろる〇 以下、本発明の一実施態様のフローを示す第1図によっ
て、排ガス量100.000 Nm”/h 。
SO,濃度500ppm、発電量35,0OOkWのボ
イラタービン発電設備から発生する燃焼排ガ。
スからの80.の除去方法について説明する。
ボイラ1t−出た?#TJ温の排ガスは圧力t05at
m程度の大気圧近傍の低圧でガス量約+ 00. OO
ONm”/hが流路2′Ii−通じて吸着塔5A、5B
1わυのパルプ51に至る。この時、これら吸着塔5A
、5Bまわりのパルプ31〜38のうち、パルプ51,
55.56及び38が開状態にろっで、パルプ51を経
て吸着塔5Aに入った併ガスから吸着塔5A入口温度と
ほぼ同一の温度で吸着剤であるシリカゲル6Aにより 
803に除去され、吸着塔5人の出口からは入口援度の
約17100、すなわち5 ppm程度の803濃度に
浄化された排ガスとしてパルプ55から吸着塔5A外に
流過する。
この時、glL層塔5Bには803で吸着飽和したam
剤のシリカゲル6Bが充填されており、再生の初期には
吸着塔5A、5Bまわシのパルプ56は閉じられており
、パルプ58%X空ポンプ7で吸着塔5Bは真空に専か
れる。真空ポンプ7の入口に設置された熱交換器8は脱
着ガスの!度ヲ下げて真空ポンプ7の効″4を上げると
共に、脱硫後の排ガスを熱交換器17で昇温して煙突1
4からの上昇エネルギーを与えるものでるる。
吸着塔5Bの圧力が所定の真空正方に達すると吸着剤の
シリカゲル6Bの再生率を更に上昇させるため、減圧弁
4、パルプ56を通じて清#な排ガス熱交換いて吸着塔
5Bの80.の分圧全署しく下げてso、 2除去する
操作上行う。この操作t−5〜30分続けた後、吸着塔
5A、5Bまわりのパルプ55.57及び54t−問い
て吸着塔5Aで再生を、吸着塔5BでSO鵞の吸着除去
を行ない、以後2塔5A、5Bt−切り換えて連続的に
80. t−除去する。
パルプ53又はバルブ37會通じて流路した高温の清浄
な併ガスは、清浄排ガス流路9を通じてエアヒータ10
に至り、ボイラ1用の空気11と熱交換して降温し吸引
ファン12%流路13、煙突14から系外に放出される
@この時、エアヒータ10での空気−排ガス熱交換では
80、が除去されているため、酸露点腐食の問題にわず
られされることな(,100℃以下の低温までの熱交換
が可能となる〇 一方真空ボンプ7で10〜1oo倍にso黛が濃縮され
た排ガスは湿式脱硫装置(この場合は石灰・石膏法系)
15の脱硫済排ガス16と熱交換器17で熱交換されて
降温し、湿式脱硫装置15に入りSOXは石膏18とし
て回収され、脱硫済併ガス16は熱交換器17及び8で
昇温され煙突14から放出されるのは前述した通りでめ
る。なおエアヒータ10の空気11の上流に設置されて
いるファン19は空気に約1.1atm程度の正圧會与
える押し出しファンである。
第2図は吸着塔温度を350℃に設定した時の、吸着塔
入口SO3#度500 ppmの排ガスに対し、吸着塔
出口SO寞濃度5 ppmの排ガスに保つために必要な
吸着剤(この場合、シリカゲルを使用;以下、吸着剤は
全てシリカゲルである)童と再生圧力の関係を示す図表
である。第2図から、再生圧力が低圧(高真空圧)程、
吸着剤の使装置が少なくてすむことが判る。
第3図は第1図と同一条件(入口So、 温度500p
pm、出ロ803濃度5 ppm )での脱着ガス量と
再生圧力の関係を示す図表でろり、第4図はその時の消
費電力と再生圧力の関係を示す図表でるる。第5図から
判るように、再生圧力が低い程説着ガス量は減少し%i
%濃度に濃縮し得るため、後方に設置される湿式脱硫装
置の容量が小さくてすむ。そのため(L 5 ata以
上の圧力は脱着ガス量が増大し経済を失うので好ましく
ない。又、逆にl O5ata以下の高真空下では第4
図から判るように消費電力が急速に増大し、向じ(経済
的に好ましくない。
第5図は入ロ803濃度500ppm、出口SO。
濃度5 ppmに保ちつつ再生圧力i−(L 1 at
mにして吸着塔温度を変更した時の吸着塔温度と吸着剤
使用量の関係を示す図表でるる@この第5図より、吸着
塔温度が130℃以下で脱着工程での障害により吸着剤
の使用量が増大し、又500℃以上では吸着量の減少に
よシ吸着剤の使用量が増大することが判る。
以上の結果に基づき、従来法によって 100、000 Nm”/hの排ガスを直接湿式脱硫装
置で脱硫するケースと、本発明の一実施例である1 0
0.000 Nm”/h O排ガxta度350C1再
生圧力α1 atmの圧力スイング方式(P8A)で1
0.0 OONet”/h b 80* 111度57
01−に濃縮してから湿式脱硫装置で脱硫するケースに
ついて表にて設備費、変動費を概略比較した◎脅 従来
法の湿式脱硫装置の設備費t−1とする。
脅骨  従来法の発電電力t−1とする。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一笑施態様を示す概略図、第2図は吸
着剤必要量と再生圧力との関係を示す図表、第3図は脱
着ガス皺と再生圧力との関係を示す図表、第4図は消費
電力と再生圧力との関係を示す図表、第5図は吸着剤使
用量と吸着塔温度との関係を示す図表である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 大気圧近傍にあるSO_2含有排ガスを、130〜50
    0℃の温度域での一定温度条件下で高ケイ素含有無機多
    孔体よりなる吸着剤と接触させて、該吸着剤にSO_2
    を吸着させ、次いでSO_2を吸着した吸着剤を0.0
    5〜0.3ataの脱着圧力条件において該吸着剤を再
    生すると共に濃縮されたSO_2含有ガスを採取するこ
    とを特徴とするSO_2含有排ガスからSO_2を除去
    する方法。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4930274A (ja) * 1972-07-11 1974-03-18
JPS505269A (ja) * 1973-05-21 1975-01-20

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4930274A (ja) * 1972-07-11 1974-03-18
JPS505269A (ja) * 1973-05-21 1975-01-20

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