JPH0248022Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は排ガス中に含まれる硫黄酸化物
（SOx）を除去する排煙脱硫装置に係り、特に吸
収剤のスラリを用いてSOxを除去する湿式（石灰
−石膏法）排煙脱硫装置に関する。

〔従来の技術〕

第２図に従来の石灰−石膏法排煙脱硫装置の系
統図を示す。

図において、排ガス発生元１００から出た配管
１はポンプ１０４に接続し、このポンプ１０４か
ら出た配管２，３はガス熱交換器１０１に接続し
ている。ガス熱交換器１０１から出た配管４は脱
硫フアン１０５に接続し、この脱硫フアン１０５
から出た配管５は除塵筒１０２に接続している。
除塵筒１０２から出た配管６は吸収筒１０３に接
続しており、この吸収筒１０３と前記ガス熱交換
器１０１は配管７によつてそれぞれ接続されてい
る。このガス熱交換器１０１には配管８が接続さ
れており、この配管８は煙突１１０に接続された
配管９に接続されている。なお、前記配管３の配
管２に対する接続点と配管８の配管９に接続する
接続点との間にはダンパー１２１が設けられてい
る。

前記吸収筒１０３から出た配管１２は酸化筒１
１１に接続されており、この酸化筒１１１には硫
酸供給装置１１２に接続された配管１７が接続さ
れている。また、この酸化筒１１１には空気ブロ
ア１１３が接続された配管１５が接続されてい
る。酸化筒１１１から出た配管１６は分離器１０
７に接続されておりこの分離器１０７には石膏１
０８を系外に放出させる配管１４が接続されてい
る。また分離器１０７から出た配管１３は原料調
整器１０６に接続されており、この原料調整器１
０６には原料を供給する配管１１が接続されてい
る。また、この原料節整器１０６から出た配管１
０は前記吸収筒１０３に接続されている。

次に上記従来例の動作について説明する。

SOxを含む排ガスは排ガス発生元１００からガ
ス熱交換器１０１を通り、配管４から脱硫フアン
１０５に導かれ、配管５から除塵筒１０２に導入
される。排ガスはこの除塵筒１０２で除塵された
後吸収筒１０３に供給され、この吸収筒１０３内
でSOxが吸収除去される。

この吸収除去は吸収筒１０３内に石灰石微粉末
または消石灰を水に懸濁させたスラリと吸収剤と
して、吸収筒１０３内で接触させるとSOx例えば
亜硫酸ガスが吸収されて亜硫酸カルシウムとして
除去されることになる。SO₂が除去された排ガス
は配管７を通り、白煙防止のためガス熱交換器１
０１で加熱され配管９から煙突１１０に導かれて
大気に放出される。

一方、SO₂を吸収した亜硫酸カルシウムのスラ
リは配管１２を通してて酸化筒１１１に供給さ
れ、亜硫酸カリシウムの全量を空気ブロア１１３
が配管１５を通して供給する空気によつて酸化し
石膏として回収する。

前記酸化筒１１１では酸化反応に適するpHを
調節するために、硫酸供給装置１１２から配管１
７を通して硫酸を供給されるようにしている。ま
た、酸化剤としての空気は亜硫酸カルシウムを石
膏（CaSO₄、2H₂O）にするために用いられる。
酸化筒１１１で精製したスラリ状の石膏は配管１
６から分離装置１０７に送られ、配管１４を通し
て複製石膏１０８を得ることができる。前記分離
器１０７で石膏から分離された液は配管１３を
通り原料調整器１０６に送られ、吸収剤としての
原料水酸化カリシウムあるいは炭酸カリシウムと
混合し配管１０を通して前記吸収筒１０３に供給
している。

前記酸化筒１１１内の酸化反応は酸化筒内の圧
力を３〜４Kg／cm²・Ｇと高圧系にして酸素吸収量
を高めている。

しかし、上記の脱硫装置では硫酸供給装置１１
２から硫酸を供給してpHを下げているので、補
機関係は耐食性を必要とする。又、空気の微細化
装置等のメンテナンスが煩雑になるなどの問題点
をもつていた。

そこで、上記従来例の他に、酸化筒をなくし吸
収筒内で酸化反応を行う一筒形式の湿式脱硫装置
も存在する（実開昭58−95216号公報、特開昭58
−98125号公報、特開昭58−104620号公報、特公
昭58−28026号公報）。

上記一筒形式の脱硫装置でのSO₂吸収及び亜硫
酸カルシウムの酸化反応は、次のように進行す
る。

すなわち、排ガス中のSO₂は水に吸収し、 SO₂（ガス）SO₂ − SO₂＋H₂OH₂SO₃ − H₂SO₃H⁺＋HSO₃ ^- − となり、 吸収剤に炭酸カルシウムCaCO₃を用いた場合
には、 CaCO₃＋H⁺＋HSO₃ ^-→CaSO₃＋H₂O＋CO₂
↑ − Ca（HCO₃）₂＋H⁺＋HSO₃ ^-→CaSO₃＋2H₂O
＋2CO₂↑ − CaSO₃＋H⁺−HSO₃ ^-→Ca（HSO₃）₂ − となる。

一方、空気中の酸素はスラリ中に溶解し、亜硫
酸カルシウムを酸化することになる。

CaSO₃＋H₂SO₃→Ca（HSO₃）₃ − O₂（ガス）O₂（吸収） − Ca（HSO₃）₂＋１／20₂＋2H₂O→CaSO₄−
2H₂O↓＋H₂SO₃ー このように亜硫酸カルシウムの酸化反応では前
述した反応式からも明らかなように、排ガス中の
SO₂に対して1/2化学当量以上の酸素量が必要と
なる。

また、亜硫酸カルシウムの酸化反応速度は酸素
吸収速度が律速であるので、吸収塔１０３での酸
化反応を進める場合、いかに酸素の吸収速度を高
めるかが重要な問題である。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかし、一筒形式の脱硫装置の場合は、系内は
ほぼ常圧で運転されるので、酸素の吸収速度を高
めるために、吸収塔へ供給される空気を微細化す
ることが行なわれている。

このように空気を微細化することによつて、ス
ラリと空気との接触面が増大するとともに、空気
とスラリの混合が過激となりスラリと空気の境膜
が更新されて亜硫酸カルシウムスラリの酸化反応
を行なうものである。

しかし、上記の一塔形式でのスラリの酸化は空
気の利用率が十分でないために、多量の空気を吸
収塔に供給しなければならないという問題点があ
つた。また、多量の空気の供給ということに付随
して所要電力費の増大、および、撹拌器のメカン
カルシール部の維持管理の増加という問題点も生
じている。

本考案は係る問題点に鑑みなされたものであ
り、その目的は、排ガス中のSOxを吸収した吸収
剤スラリの酸化反応を、供給する酸素含有気体の
利用率を高めて行うことのできる排煙脱硫装置を
提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本考案に係る排煙脱
硫装置は、硫黄酸化物が含まれる排ガスを供給す
る排ガス供給手段と、硫黄酸化物を吸収したスラ
リを貯液する貯液手段と、硫黄酸化物が除去され
た排ガスを排出する排ガス排出手段と、スラリと
酸素含有気体とを混合させて貯液手段に導入しス
ラリを酸化し酸化物スラリとする酸化手段とを備
えた排煙脱硫装置において、酸化手段は、貯液手
段よりスラリの一部を抜き出す手段と、その抜き
出したスラリに酸素含有気体を同伴させてそれぞ
れの流体を混合させる少なくとも一つの絞り部
と、酸素含有気体が同伴したスラリを貯液手段に
噴射させる少なくとも一つの配管とよりなり、そ
れぞれの配管は、貯液手段の縁周に対して接線方
向に配設されてい構成である。

〔作用〕 上記のように構成された本考案によれば、排煙
脱硫装置の貯液手段（吸収筒タンク）から抜き出
した一部のスラリが、絞り部から高速度で噴射さ
れる酸素含有気体によつて吸引され、この酸素含
有気体と混合して互いの接触が十分となる。そし
て貯液手段の縁周に対して接線方向から混合した
液体が噴出されるために、貯液手段の内周にそつ
た旋回流となり、混合した流体の貯液手段内にお
ける滞留時間が増大する。従つて、酸化反応にお
ける酸素吸収速度が高められ空気の利用率が増大
する。

〔実施例〕

次に、本考案に係る脱硫装置の好ましい実施例
を添付図面に従つて説明する。なお、従来の記述
において説明した部分に対応する部分については
同一の符号を付しその説明を省略する。

第１図は本考案に係る脱硫装置の一実施例を示
した構成図である。

本実施例と第２図に示した従来の脱硫装置の異
なる点は本実施例において、酸化筒１１１が設け
られていない点である。またそれに伴つてペーハ
ー調節用の硫酸を供給する硫酸供給装置１１２も
設けられていない。

図において、空気ブロア１１３から供給された
酸化用空気は、配管１２２を通つてくる吸収筒１
０３内の亜硫酸カルシウムのスラリと一緒になつ
て配管１５から前記吸収筒１０３内に供給され
る。スラリは吸収筒１０３の貯液手段の液上部に
接続する配管１２２から吸収され、液下部に接続
する配管１５から酸化用空気とともに噴射されて
吸収筒１０３内を循環するようになつているもの
である。

次に、第３図に吸収筒１０３内でのスラリの循
環系統の具体的な実施例について説明する。図に
おいて、吸収筒１０３内の吸収筒タンク（貯液手
段）１２０の液上部から抜き出したスラリ５０
は、循環ポンプ１２４を通つて配管５１を経由
し、絞り部１２３を通つて吸収筒タンク１２０の
液下部に接続する配管１２１から噴射される。す
なわち吸収筒タンク、それぞれの配管及び循環ポ
ンプ等により循環管路が形成されている。一方、
絞り部１２３には酸化用の空気が配管５３、配管
５２及びポンプ１２２からなる空気供給手段によ
つて供給されている。配管１２１内ではスラリ
が、絞り部１２３から高速度で噴射された酸素含
有気体（酸化用の空気）によつて吸引されてこの
酸素含有気体と混合し、その混合した液体が吸収
筒タンク１２０に噴出されている。また吸収筒１
０３への吸収剤のスラリは吸収筒１０３の上部か
らスプレー５５され、排ガス６と気液接触し硫黄
酸化物を吸収して吸収筒タンク１２０に滞り循環
利用されるようになつている。吸収筒タンク１２
０内には別の系統即ち原料供給装置１０６から吸
収材としての原料水酸化カルシウムあるいは炭酸
カルシウムが供給されるようになつている。排ガ
ス中の硫黄酸化物を吸収して亜硫酸カルシウムと
なりこれに空気を接触させることによつて石膏と
なつたスラリ５４は分離装置１０７に供給され
る。

本実施例によればスラリの循環系路を形成させ
その系路に絞り部を設けることによつて、スラリ
が高速度の酸素含有気体に吸引されて混合し、混
合した液体が貯液手段の縁周に対して接線方向か
ら噴射されて貯液手段内の滞留時間が増大するた
め、酸素吸収速度が高められるものである。詳し
くは、スラリ循環系路に絞り部を設けたことによ
り絞り部前後で高圧側に空気を供給することで、
絞り部低圧側で微細な気泡が得られることができ
るものである。ここで得られた気液二層流体は吸
収筒タンク１２０に噴出されることで、より効果
的に酸素吸収速度を高めることができる。

次に、絞り部１２３が吸収筒タンク１２０に設
置された状況を説明する。第４図は絞り部が吸収
筒タンク１２０に設置された状況を示す吸収筒上
部から見た断面図であり、絞り部１２３が吸収筒
１０３の接線方向に設けられている状況を示すも
のである。図において吸収筒１０３にはそれぞれ
４本の絞り部１２３を設け、吸収筒１０３の縁周
に対して接線方向に噴射する。。このように接線
方向に噴射させることによつて空気が微細化され
ると共に吸収筒タンク１２０内のスラリの撹拌が
円滑に行われる。従つて撹拌が円滑に行われるた
めに、撹拌器などの台数の低減あるいは不用であ
るという効果を有するものである。

以上本実施例では従来の一筒形式の脱硫装置につ
いて説明したが、酸化筒を設けたいわゆる二筒形
式の脱硫装置にも応用することができる。この場
合亜硫酸カルシウムのスラリは酸化筒１１１に供
給されるので、絞り部１２３及びスラリと空気の
気液二層流体を循環させる配管系は、この酸化筒
１１１に設けられるものである。なお、また本実
施例によれば比較的高圧で絞り部１２３からスラ
リと空気の二層流体を噴出させるので石膏などの
析出が絞り部１２３で生じにくい。これに対し
て、従来の脱硫装置のように空気アドマイスの配
管を吸収筒タンク１２０内に挿入しただけでは圧
力の変動によつて空気アドマイスの配管部に石膏
などのスケールが局部的に析曲し、配管のメンテ
ナンスが煩雑となつていたものである。次に具体
的な実施例について説明する。

第５図は同一容積のスラリ（亜硫酸カルシウム
300mol／ｌ、石膏5wp％、PH4.7）を調整し従来
の脱硫装置の空気ノイズを吸収筒１２０に挿入し
て空気の微細化を行う空気ノイズアドマイス法
（図中のＢ）と、第２図で示したスラリと空気を
同一配管系で同伴させて噴射を行う噴射空気アド
マイス法（図中のＡ）による亜硫酸カルシウムの
酸化速度の比較の結果を示したグラフである。図
で明らかなように、噴射空気アドマイス法は従来
の空気ノイズアドマイス法に比較して、約1.5〜
1.7倍の酸化速度を高める効果が明らかとなつて
いる。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案によれば、排ガス中
のSOxを吸収したスラリとその吸収筒タンク（貯
液手段）の液下部より抜き出し、絞り部から高速
度で噴射される酸素含有気体で吸引して混合し、
貯液手段の縁周に対して接線方向から噴射するよ
うにしたため、酸素吸収速度が高められるととも
に、混合した液体の貯液手段内の滞留時間が増大
する。

従つて本考案によれば、亜硫酸カルシウムを酸
化する際の空気の利用率が高まることにより空気
の供給に際して必要な所要電力の減少、及び吸収
筒タンク内でのスラリの撹拌器の容量の減少ない
しは撹拌器の除去という効果を有するものであ
る。また、吸収筒タンク内での撹拌が良好に行な
われるたに、スラリと空気との境界膜が更新され
て亜硫酸カルシウムスラリの酸化反応が円滑に行
われる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る脱硫装置の一実施例の構
成図、第２図は従来の二筒式の脱硫装置の構成
図、第３図は吸収筒１０３内でのスラリと空気の
気液二層流体をスプレーする実施例を示す構成
図、第４図は噴射ノズル１２３が設けられた吸収
筒の断面図、第５図は従来の脱硫装置でのスラリ
の酸化反応と本考案に係る脱硫装置でのスラリの
酸化反応の酸化速度での比較を示すグラフであ
る。 １００……排ガス発生元、１０３……吸収筒、
１１１……酸化筒、１１２……硫酸供給装置、１
１３……空気ブロア、１２３……噴射ノズル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 硫黄酸化物が含まれる排ガスを供給する排ガス
   供給手段と、前記硫黄酸化物を吸収したスラリを
   貯液する貯液手段と、前記硫黄酸化物が除去され
   た前記排ガスを排出する排ガス排出手段と、前記
   スラリと酸素含有気体とを混合させて前記貯液手
   段に導入し前記スラリを酸化し酸化物スラリとす
   る酸化手段とを備えた排煙脱硫装置において、前
   記酸化手段は、前記貯液手段より前記スラリの一
   部を抜き出す手段と、その抜き出したスラリに酸
   素含有気体を同伴させてそれぞれの流体を混合さ
   せる少なくとも一つの紋り部と、該酸素含有気体
   が同伴した前記スラリを前記貯液手段に噴射させ
   る少なくとも一つの配管とよりなり、それぞれの
   配管は、前記貯液手段の縁周に対して接線方向に
   配設されていることを特徴とする排煙脱硫装置。