JPH0271823A - 湿式排ガス脱硫装置 - Google Patents

湿式排ガス脱硫装置

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JPH0271823A JP63221303A JP22130388A JPH0271823A JP H0271823 A JPH0271823 A JP H0271823A JP 63221303 A JP63221303 A JP 63221303A JP 22130388 A JP22130388 A JP 22130388A JP H0271823 A JPH0271823 A JP H0271823A
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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、例えば火力発電所用ボイラ装置などに付設さ
れる湿式排ガス脱硫装置に係り、特に吸収剤スラリ中に
生成される亜硫酸カルシウムの酸化を促進させるのに好
適な湿式排ガス脱硫装置に関するものである。
〔従来の技術〕
湿式排ガス脱硫装置として、石灰石または石灰などのカ
ルシウム化合物を吸収剤として排ガス中のイオウ酸化物
（以下、ＳＯｘと略記する）を吸収し、反応生成物であ
る亜硫酸カルシウムを安定な石こうに転化して副生成物
として回収する。所謂、石灰石−石こう法の湿式排ガス
脱硫装置がよく知られている。
この石灰石−石こう法の脱硫反応を示せば１次の通りで
ある。
ＣａＣ０１＋ＳＯｚ　　＋ｌ／２Ｈｚ　　Ｏ→Ｃａ５Ｏ
コ・１／２Ｈｚｏ＋ｃｏｚ Ｃａ　８０３　　’　ｌ／２Ｈｘ　Ｏ＋１／２０２　＋
３／２Ｈ，！　０−＊　　　Ｃａ５Ｏａ　　　２Ｈ２０ 従来、この種の湿式排ガス脱硫装置においては。
吸収剤を含むスラリと排ガスとを気液接触させて排ガス
中のＳＯｘを吸収する吸収塔と、反応生成物である亜硫
酸カルシウムを酸化させる酸化塔とが別々に設置されて
いた。
この装置の簡素化を図るため５本発明者らは、実開昭６
０−１３２８３０号公報に記載されているように、吸収
反応と酸化反応を１つの塔内で行う装α、すなわち、吸
収塔下部のスラリ循環タンク内に設けた攪拌機の近傍に
空気を吹き込み、攪拌機で気泡化した空気でスラリ中の
亜硫酸カルシウムを酸化する湿式排ガス脱硫装置を提案
した。
第１８図は、この装置の全体系統図である。この装置は
、排ガス１０１を除塵する除塵塔１０２と、徘カス中の
ＳＯｘを吸収し、その際の反応生成物を酸化して石こう
として回収する吸収塔１゜３とから主に構成されている
。
ボイラ装ｖ！１（図示せず）からの排ガスｌｏｔは必要
により、前記除塵塔１０２で除塵ならびに冷却処理され
る。この除塵塔１０２では、循環タンク１０４に溜めら
れている循環剤１０５が循環ポンプ１０６で汲み上げら
れ、それを除塵塔１０２内で散布して、排ガス１０１中
のダスト、塩化水−Ｊ（ＨＣ慮）ならびにフッ化水１ｔ
（ＨＦ）などを除去する。Ｉｉ環タンク１０４内には、
沈澱防止のために攪拌機１０７が設けられている。
除塵された排ガス１０１は吸収塔１０３に送気され、こ
こで放散部１０８から散布される石灰石・石こうを主成
分とする吸収剤スラリ１０９と対向接触される。この接
触によってＳ　Ｏｘが除去された排ガス１０１は、デミ
スタ１１０を通過した後に塔頂から系外へ排出される。
ＳＯｘを吸収したスラリ１０９は落下し、吸収塔１０３
の５部に一体に設けられたスラリ循環タンク１１］に一
旦溜められる。この貯溜スラリ１０９は、タンクｌｉｔ
の下段に設けられた沈澱防止用の攪拌機１１２Ａで攪拌
され、循環ポンプ１１３ならびにスラリ循環ライン１１
４によって塔上部の放散部１０８に送給され、前述と同
様にＳＯＸの吸収に関与する。
一方、コンプレッサ１１５によって昇圧された空気１１
６が、空気導管１１７を通って酸化用の攪拌機１１２Ｂ
の近傍に供給されるａ：ｆニジてこの攪拌機１１２Ｂの
攪拌作用により気泡となり、貯溜中のスラリ１．０９と
接触して亜硫酸カルシウムを酸化する、 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながらこの装置においては、酸化用攪拌機１１２
Ｂの回転羽根に対して空気１１６が一個所からしか供給
されない。しかも空気１１６はスラリ１０９に対して比
重が極めて小さいことがら回転羽根の近傍において空気
１１６を主体とする領域と、スラリ１０９を主体とする
領域とに分かれ、その結果、空気１１６がスラリ１０９
中において十分に微小気泡とならず、比較的大きな気泡
の状態でスラリ１０９と接触し、亜硫酸カルシウムの酸
化が全体的に良好に進行しない。
また、前述のように羽根の回転領域に空気１１６が主体
の領域とスラリ１０９が主体の領域の２つの領域が形成
されることによって、攪拌機１１２Ｂにアンバランス荷
重が生じ、そのために振動なわびに騒音が発生するなど
の技術的な問題を有している。
第１９図ならびに第２０図は、米国特許筒２　、４０４
　、６７９号明＃ｌ＃に記載されているソーダ水製造装
置の一部を断面した正面図ならびに一部を断面した平面
図である。
タンク１５０内には水１５１が溜られており、底板１５
２と上Ｍ　１５３との中央部にはそれぞれベアリング１
５４ａ、１５４ｂが取り付けられている。この上、下の
ベアリング１５４ａ、１５４ｂ間に中空状の回転軸１５
５が回転自在に支持されており、この回転軸１５５の水
１５１に浸漬される部分には円孤状をした中空状のスピ
ンチューブ１５６と回転羽根１５７とが、複数段にわた
って交互に取り付けられている。
また前記上蓋１５３にはガス圧送路】５８が設けられて
おり、その先端は回転軸１５５の軸孔１５９と連通し、
軸孔１５９の下端は第２０図に示すように塞がれている
。
前記ガス圧送路１５８から圧送された炭酸ガス】６０は
軸孔１５９を通り、各スピンチューブ１５６から気泡１
６１となって水中に噴出され、木１５１に溶解する。ス
ピンチューブ１５６から噴出される炭酸ガス１６０の噴
出エネルギーにより、第２１図に示すようにスピンチュ
ーブ１５６と回転羽根１５７とが一諸に時計回り方向に
回転し、タンク１５１内の水１５１を攪拌する機構にな
っている。
ところがこの装置では、スピンチューブ１５６が羽根１
５７と一諸に回転しているため、気泡１６１と羽根１５
７どの相対的な移動がほとんどない。そのため後述する
本発明のように、羽根１５７の回転にともなう剪断作用
によって微小な気泡が発生することかく、比較的大きな
気泡１６１が発生する。また、回転羽根１５７の攪拌効
果を十分に発揮するために炭酸ガス１６０の搬送圧力を
高めると、遠心力によって気泡１６１は羽根１５７の回
転領域１６２（第２１図参照）外に噴出され、回転羽根
１５７との接触がほとんどなく、良好な拌、混合が行な
われない。
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、
亜硫酸カルシウムの酸化反応が均一にかつ良好に進行す
る湿式徘ガス脱硫装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段」 前述の目的を達成するため１本発明は。
例えば石灰石や石灰などのカルシウム化合物を含有した
吸収剤スラリを散布する放散部を有し、その放散部から
散布された吸収剤スラリとＳＯｘを含有した排ガスとを
対向接触させて、排ガス中のＳＯｘを前記スラリ中に吸
収する吸収塔と。
その吸収塔の下部に一体１；設けられて、吸収塔から落
下した吸収剤スラリを貯溜し、周壁を貫通して横設され
た軸流型の攪拌機を有するスラリタンクと、 そのスラリタンクに貯溜されている吸収剤スラリを、前
記吸収塔の放散部に送給する循環系統とを備えた湿式排
ガス脱硫装置を対象とするものである。
そして、例えば空気などの酸素を含む酸化ガスを前記攪
拌機の回転羽根の後方から羽根の回転領域の周方向にわ
たってほぼ均一に供給する酸化ガス供給手段を設け。
その酸化ガス供給手段から供給された酸化ガスを１羽根
の回転により吸収剤スラリ中で微小気泡にすることを特
徴とするものである。
〔作用〕
前述のように、回転羽根の後方からその回転領域の周方
向にわたって酸化ガスをほぼ均一に供給することによつ
″〔、各回転羽根の表面に薄いガス１漠が形成され、羽
根の回転にともなうスラリとの接触によってそのガス膜
が剪断されて、羽根の先端部から微小気泡が発生する。
この微小気泡は、羽根の回転によって羽根の後方から前
方に向かうスラリ流中に巻き込まれ、タンク全体に分散
され。
スラリと十分に接触して亜硫酸カルシウムの酸化を促進
する。
（実施例〕 次に本発明の実施例を図面とともに説明する。
第１図ないし第５図は本発明の第１実施例に係る湿式排
ガス脱硫装置を説明するためのもので、第１図は装置全
体の系統図、第２図は酸化用攪拌機の配置状愚を示す一
部を断面にした平面図、第３図は吸収塔の概略寸法を説
明するための回、第４図は酸化用攪拌機の一部を断面に
した側面図、第５図は微小気泡の発生状Ｓを説明するた
めの説明図である。
まず最初に、第１図を用いて装置全体の構成について説
明する。同図に示すようにこの装置は、除塵塔１と、そ
の排ガス流れ方向後流側に設けられた吸収塔２とから主
に構成されている。
火力ＲＷ１所用ボイラ装置Ｉ（図示せず）からの排ガス
３は。前記除塵塔１で除塵ならびに冷却処理される。こ
の除塵塔ｌでは、＠環タンク４に溜められている水を主
成分とする循環剤５が循環ポンプ６で汲み上げられ、そ
れが除塵塔１内で散布され、排ガス３中のダストや塩化
水素（ＨＣＱ）などを除去する。４＠環タンク４内には
、沈澱防止のために軸流型の攪拌機７が設けられている
。
なお、排ガス３中のダストや酸性ガスなどの含有率が低
く、排ガス３の温度も比較的低温の場合は、必ずしも除
塵塔１は必要ではない。
前述のようにして除塵された排ガス３は吸収塔２に送気
され、ここで放散部８から散布される石灰石を含有した
吸収剤スラリ９と対向接触される。
この接触によってＳＯｘが除去された排ガス３は。
デミスタＩＯを通過した後に塔頂から系外へ排出される
。
ＳＯｘを吸収したスラリ９は落下し、吸収塔２の下部に
一体に設けられたスラリ循環タンク１１に一旦溜められ
る。この貯溜スラリ９は、タンク１１の下段に設けられ
た沈澱防止専用の軸流型攪拌機１２Ａで攪拌され、循環
ポンプ１３ならびにスラリ循環ライン１４によって塔上
部の放散部８に送給され、前述と同様に排ガス３と接触
して脱硫処理が行われる。
一方、コンプレッサ１５またはブロワによって昇圧され
た空気１６が、空気導管１７を通って酸化用の攪拌機１
２Ｂの近傍に供給される。そしてこの攪拌機Ｌ２Ｂの働
きにより微小気泡１８となり、貯溜中のスラリ９と接触
して、その中の亜硫酸カルシウムを酸化する。そして亜
硫酸カルシウムが酸化されて石こうが生成すると、スラ
リ９の一部をスラリ循環ライン１４から抜き出して１図
示していない石こう回収プロセスに送られる。
例えば５０万ＫＷクラスの火力発電所用ボイラに付設す
る湿式排ガス脱硫装置の場合、第３図に示すように吸収
塔２の総高ｈ１は約３０ｍ以上、内径ｄは約１５〜１８
ｍ、貯溜スラリ９の液深ｈ２は約７．５〜１３ｍ程度の
大型の反応塔である。
次に酸化用攪拌機１２Ｂの配置、構成等について説明す
る。
気−液混合を目的にする装置には１本発明で使用してい
る構成の軸流攪拌機の他にロータリアトマイザ（例えば
実開昭５２−１１７，５４３号公報、米国特許第３．８
０２，６７４号明細書参照）などがある。このロータリ
アトマイザは、立設された傘状ロータリ部の内側に気体
を送入し、ロータリ部の遠心力を利用してその下端エツ
ジで剪断しながら気泡を放出させる機構になっている。
しかし、このロータリアトマイザは根本的に攪拌作用が
ないため、液体と気体の攪拌、混合が不十分で、ロータ
リ部のエツジで折角微小な気泡を発生しても、液体との
混合、接触が良くない。
また５機構上ロータリ部を縦型に配置することしかでき
ないため、後述するスラリ循環タンクの底部に配置する
ことが考えられる。しかし、タンク底部には数千トンの
荷重がかかるため、吸収塔（スラリ循環タンク）の荷重
を支える方法が問題となる。さらにロータリアトマイザ
の駆動部などを配置する地丁室が必要であったり、循環
ポンプにキャビテーションが発生する。さらにこのキャ
ビテーションを抑制すため、ロータリ部の軸を長くする
ことも考えられるが、そうすると約５００〜ＬＯＯＯｒ
ｐｍで回転するロータリ部の芯ぶれが問題となる。この
ような理由からロータリアトマイザの適用は難しく、本
発明では前述のことなどを考慮して、積大の軸流型攪拌
機を使用している。
この実施例の場合酸化用攪拌機１２Ｂは第１図に示すよ
うに、沈澱防止用攪拌機１２Ａよりも上方に一段または
数段にわたって設けられ、換言すれば循環ポンプ１３の
吸込口よりも離して設けられ、空気の吸込みによる循環
ポンプ１３のキャビテーションを防止している。
またこの攪拌機１２Ｂはスラリ循環タンク１．１の周壁
を貫通して設置する積大の軸流型のもので、第２図に示
すように複数個（実施例では２台設置）の攪拌機１２Ｂ
が周方向に沿って配置されている３また各攪拌機１２Ｂ
の回転羽根１９は互に、スラリ循環タンク１１の中心Ｑ
を通る仮想線に対して同じ方向（実施例では平面から視
て左側）に所定角度αだけ偏心して取り付けられている
。この偏心角度αは旋回流を効率的に発生させるために
約１０〜２５度が適当で２本実施例では１５度となって
いる。
従って９羽根１９の回転によってそれの後方にあるスラ
リ９が前方に移動して第２図に矢印で示すような流れを
生じ、そのスラリ９の流れは対向するタンク１１の周壁
に当って流れの方向が変わり、隣りの攪拌機１２Ｂの回
転によって生じているスラリ９の流れに巻き込まれ、タ
ンク１１内においてスラリ９の旋回流が生じる、なおこ
の流れの状態は、沈澱防止用の攪拌機１２Ａ（実施例で
は２台設置ｔりにおいても同様に起きており、そのため
タンク１１内に貯溜されているスラリ全体が１つの旋回
流となって運転中常に流動している。
酸化用攪拌機１２Ｂは第４図に示すように、タング１１
の周壁にプレート２０を介して取り付けられた駆動モー
タ２１．減速するためのギアボックス２２、カップリン
グ２３．メカニカルシール部２４、回転軸２５，３枚の
回転羽根１９ならびに取付座２６などを備えた軸流型の
もので１羽根１９の回転数は２５０〜２０００ｒｐｒｎ
程度である。羽根１９の型式はプロペラ型で、ピッチ比
は１．０〜１．７５の範囲のものが用いられる。
この攪拌４１１１２Ｂにおける取付座２６の前側には、
所定の容積を有して前記回転輪２５の外周を取り囲むよ
うにチャンバ２７が取り付けられている。そのチャンバ
２７の先端にはノズル２８が設けられ、このノズル２８
は回転軸２５の外側に所定の間隔をおいてそれと同軸上
に配置されており、ノズル２８の先端は回転軸２５の羽
根付根部付近まで延び、第５図に示すように回転軸２５
の外周に沿ってリング状の噴出口２９が形成されている
。
第４図に示すように、前記チャンバ２７の上方には空気
導管１７が接続され、下方にはドレン排出管３０が接続
されている。
前記コンプレッサ１５　（ブロワ）の出力状態には微小
時間でみると脈動があり圧力変動が生じ。
空気１６の流速（圧力）が低くなったときにスラリがノ
ズル２８内を逆流して、スケーリングする懸念がある。
この圧力変動を緩和するために、チャンバ２７が設けら
れている。このチャンバ２７は空気導管１７のいずれの
個所に設けてもよいが。
実施例のように攪拌機１２Ｂにおけるメカニカルシール
部２４の前方に設ければ、メカニカルシール部２４は空
気１６で覆われ、スラリと非接触の状態が維持できるか
ら、スラリによる摩耗、腐食がなくなり、長寿命化が図
れる。
図示していないが前記ドレン排出管３０の途中にはバル
ブが取り付けられており、脱硫処理中はこのバルブは閉
じられている。そして空気導管１７を通って前記チャン
バ２７には、例えば１時間当り約５０ＯＮｍ’（攪拌機
１台分）の空気量が送り込まれる。その空気１６は回転
軸２５とノズル２８との間の狭い空隙を通ることにより
所定の流速までに高められ、薄い空気層となって回転羽
根】９の後方に開設されているリング状の噴出口２９か
ら１羽根１９の根本部に向けて周方向全体にほぼ均一に
噴出される。
噴出された空気１６は、各羽根１９の根本部の曲面でガ
イドされ滑らかな羽根１９．の表面」二に流れ出し、そ
の表面上に極めて薄い空気膜を形成する０羽１１９は所
定の速度で回転しているため、その回転エネルギーによ
ってＯＩＩ記空気膜がスラリ９との接触によりその端の
部分から順次剪断され。
回転する羽根１９の外周から振り切られるようじてに微
小気泡Ｉ８が無限に発生する。この微小気泡１８の発生
状態は第５図に示すように１羽根１９の回転領域３１の
内側ならびにその外周全体にわたってほぼ均一に発生し
、従来のように空気（大きな気泡）の多い領域とスラリ
の多い領域に分かれるようなことはない。
このようにして発生した微小気泡１８は、羽根１９の回
転によって羽根１９の後方から前方に向かうスラリ流中
に巻き込まれ、スラリ９の旋回流（第２図参照）に乗っ
てタンクｌｌ内を移動し。
その間に亜硫酸カルシウムを酸化する。
次にこの実施例におけるノズル２８からの適正な空気吐
出速度について説明する。
本発明者は１次のような条件の試験装置を製作した。
スラリ！１１ｉ？ｊ’！タンク１１の径　　　２２００
ｍｍスラリ循環タンクＬ１の高さ　　２５００ｍｍ沈澱
防止用撹拌機１２Ａの取付位置 底面から３００ｍｒｒ＋ 酸化用攪拌機１２Ｂの取付位置 底面から１０００ｍｍ 貯溜スラリ９の液深　　　　　　２０００ｍｍスラリ９
の濃度　　　　　　　　　１１重量％スラリ９の比重　
　　　　　　　　１．０６回転羽１１１１９の型式　　
　　　　　プロペラ型回転羽根１９のピッチ比　　　　
　１．０回転羽恨１９の外径　　　　　　２００ｍｍ回
転軸２５の外径　　　　　　　　　３２ｍｍノズル２８
の内径　　　　　　　４２．４ｍｍこの試験袋−におい
て、ノズル２８からの空気１６の吐出流速を種々変えた
場合、第６図に示ずように貯溜スラリ９の一部がノズル
２８を通ってドレン排出管３０から排出される流量を測
定し、その結果を第７図に示した。
この図から明らかなように、空気１６のノズル吐出流速
がｌＯｍ／ｓｅｃよりａｈいと、脱硫処理中においてス
ラリ９がノズル２８を通って（ドレン排出管３０に付設
されているドレン止弁は常時閉じているため）チャンバ
２７内に流入して溜り。
スラリ９中の固形物が堆積して、ノズル２８の閉塞を引
き起こす、−力、ノズル吐出流速が１０ｍ／　ｓ　ｅ　
ｃ以上になると、空気流によってノズル２８へのスラリ
９の侵入が実質的に阻止され、スラリ９のｌｌｉ出ｔ（
ドレン量）はほぼ零になる。
次に前記試験装置において、ノズル吐出流速を種々変え
た場合のノズル部の圧力損失を測定し、その結果を第８
図に示す。
この図から明らかなように１．ノズル吐出流速が高くな
ることによって圧力損失ΔＩ］が増加するため、空気１
６＆−送り込むコンプレッサ１５の吐出量を大きくする
必要がある。そのためにコンプレッサ１５の消ｔａ力が
増したり、騒音が出るなどの心配がある。そのために過
大の圧力損失は好ましくなく２ノズル吐出流速は４０ｍ
／ｓｅｃ以下にする方が得策である。また、ノズル吐出
流速が余り高過ぎると、空気１６が回転羽４４１１９の
前方に吹き抜けてしまい１羽根１９の回転によって微小
気泡１８を均一に発生することが難しくなり。
この点からもノズル吐出流速は４０ｍ／ｓｅｃ以下にと
どめておく必要がある。
以上のようなことから、空気１６のノズル吐出流速が１
０〜４Ｕｒｒｉ／ｓｅｃの範囲に規制されるように、空
気１６の供給量ならびに回転軸２５とノズル２８の径寸
法などを設定する必要がある。
さらに本発明者らは、＊小気泡１８の発生状態に影響を
およぼすであろう、回転羽根１９に対するノズル先端部
の位置関係について、眞述の試験装置を用いて検討した
。
すなわち、空気のノズル吐出流速を１５ｍ／５ｅｅ一定
として、第６図に示すようにノズル２８の先端部を通る
水平線と、その先端部から回転羽根１９の外端部を結ぶ
直線とがなす角度θを種々変えた場合の亜硫酸カルシウ
ムの酸化速度を測定し、その結果を第９図に示した。な
お、この酸化速度は２ヨードメトリ法によつでスラリ９
中のＳ　Ｏ３濃度を一定時間毎に測定し、その測定結果
に基づいて亜硫酸カルシウムの酸化速度を演算した。
この図から明らかなように、角度θが６０度未満である
と酸化速度が低い。これは回転羽根１９に対してノズル
先端部の位置が余り離れ過ぎていることを意味し、空気
１６がノズル２８から所定の流速で吐出されても回転羽
根１９には十分に到達せず、途中で大きな気泡となって
スラリ９中を上昇するから、亜硫酸カルシウムと空気の
接触状態が悪いからであると考えられる。
一方５角度０が８０度を超えると酸化速度が低下する。
これは、回転羽根１９に対してノズル２８の先端部が接
近しすぎていることを意味し、ノズル２８から吐出した
空気の一部が回転羽根１９を吹き抜けてしまい、そのた
めに大きな気泡ができ、亜硫酸カルシウムと空気の接触
状態が悪いためであると考えられる。
これに対して、角度Ｏが６０〜８０度の範囲のものは、
羽根１９の回転によって均一に微小気泡１８が発生し、
亜硫酸カルシウムの酸化が促進されて、速い酸化速度を
有している。
第１０図は、ノズル２８の変形例を示す拡大図である。
前記実施例ではノズル２８はストレート管で製作されて
いたが、この変形例では同図に示すように、ノズル２８
の先端部を先細りに絞でいる。
このノズル２８を使用すると、ノズル吐出速度は必然的
に速くなるから、ノズル先端部から回転羽根１９までの
距１１Ｌを長（しても、空気１６を回転羽根１９の表面
まで良好に到達させることが可能である。従って、その
分だけノズル２８の長さが短（でき、そのために貯溜ス
ラリ９の流動化が促進され、スケーリングの発生を抑制
するとともにコストの低減が図れる。
なお、このノズル２８を用いた場合には、前記実施例で
述べたような適正なノズル吐出流速ならびに角度０は適
用できないことになる。
第１１図は、本発明の第２実施例に係る酸化用攪拌機の
一部を断面にした側面図である。
この実施例の場合、回転羽根１９の外径Ｄ１よりも大き
い径Ｄ２を有する挿入口３２をタンク１１の周壁に形成
する。また、空気導管１７、チャンバ２７ならびにドレ
ン排出管３０などをサポートする本体取付座３３を設け
る。そして前記挿入口３２から回転羽根１９をタンク１
１内に挿入して、前記本体取付座３３をタンク１１のフ
ランジ３４に取り付けた構造になっている。
このようなｎ造にすることによって１例えば羽根１９の
点検、交換などのときに、タンク１１内に新らたに足場
を組んで、羽根１９の点検、交換などの所定の作業をし
なくても、本体取付座３３をフランジ３４から外すこと
により、タンク１１の外側から羽根１９を引き抜くこと
ができ、そのために作業が簡便となる。
第１２図は１本発明の第３実施例を説明するだめの系統
図である。この実施例の場合、空気導管１７の途中に設
けられている流量計３５よりも後流側の部分３６が、貯
溜スラリ９の最高レベル（Ｌ、ｍａｘ）よりも１ｍ以上
高い位置に持ち上げられている。またこの部分３６より
も後流側で比較的チャンバ２７に近い位置に常開バルブ
３７が設けられ、このバルブ３７のすぐ後流側に水洗ラ
イン３８が接続され、この水洗ライン３８の途中には常
閉バルブ３９が設けられているゆさらにチャンバ２７の
上部には、軸シール用のシール水う・イン４０が接続さ
れ６　ドレン排出管３０の途中には透視部を有するサイ
トフロー４１が設けられている。
例えば停電などによってコンプレッサ１５の電源が切れ
て、チャンバ２７への空気１６の送給が停止すると、貯
溜スラリ９の一部がチャンバ２７を通って空気導管１７
内に逆流する。これを防止する手段として、チャンバ２
７の近くに設けられている前記常開バルブ３７として自
動弁を用い、スラリ９の逆流を遮断する方法もあるが、
自動弁は高価であるうえ信号線の配線なども必要である
ため好ましくない。
そのためこの実施例では常開バルブ３７として自動弁で
ない通常の弁を使用し、流量計３５よりも後流の部分３
６を貯溜スラリ９の最高レベル［４゜ｍａｘよりも高く
して、その後流側部分３６と最高レベルＬ、ｍａｘとの
間に１ｍ以上の段差Ｈを設ける。このようにすれば、簡
単でかつ安価な手段によりスラリ９の逆流を防止するこ
とができ。
流量計３５内へのスラリ９の流入が阻止される。
なお、空気導管１７を逆流するスラリ９は慣性を有して
いるから、前記段差Ｈは１ｍ以上にしておくとよい。
また、最近の火力発電プラントにおいては、毎日停止、
立上げ（ＤＳＳ）運用が行なわれているのが通常である
。そのため火力発電プラントの停止時には、空気１６の
送給を停止して所内消費電力の低減を図ることが好まし
い。ところが空気１６の送給を停止すると、前述のよう
に貯溜スラリ９の一部がチャンバ２７を通って、空気導
管１７に逆流する。このままの状態から再起動した場合
、空気導管１７内でのスケーリング、チャンバ２７内で
のスラリ中の固形物堆積による回転軸２５の摩耗など新
らたな問題が生じる。
これに対処するため１本実施例では水洗ライン３８なら
びにトレン排出管３０を設けている。そして再起動前に
水洗ライン３８から水洗水４２を流し、空気導管１７な
らびにチャンバ２７内を洗浄して、侵入したスラリ９を
タンク１１内およびドレン排出管３０へ流し出す。ドレ
ン排出管３゜の途中に設けられているサイトフロー４１
は、このときの洗浄状態を確認するためのもので、サイ
トフロー４１にスラリ９がないことを検知して、水洗作
業を終了する。
第１３図は、本発明の第４実施例を説明するための系統
図である。
循環ポンプ１３の吸込口は通常スラリ循環タンク１１の
底部付近に設けられていることから、前記第１実施例で
はこの循環ポンプ１３のキャビテーションを防止するた
め第１図に示すように、最下段の攪拌機１２Ａには空気
１６を送給しないで沈澱防止専用とし、この最下段の攪
拌機１２Ａを除く他の攪拌機１２Ｂに空気１６を送給し
て、酸化と沈澱防止の両機能を付与している。
この実施例では、循環ポンプ１３の吸込口の比較的近く
にある攪拌機１２Ａは沈澱防止専用とし。
その攪拌機１２Ａの周囲を気泡侵入防止板４３で囲む。
そして循環ポンプ１３の吸込口から比較的離れている最
下段の攪拌機１２Ｂには空気１６を送給するように構成
されている９ このようにすれば５ｗｌ環ポンプ１３のキャビテーショ
ンを防止するとともに、タンク１１の底面付近から微小
気泡１８を発生させることができ、そのために亜硫酸カ
ルシウムとの接触がより効率的に行なわれ、高酸化率が
得られる。
第１４図ならびに第１５図は本発明の第５実施例を説明
するための図で、第１４図はその実施例に係る攪拌機の
一部を断面にした側面図、第１５図１よその攪拌機に使
用するチャンバの正面図であ杭 この実施例で用いられるチャンバ２７は１回転羽根１９
と対向する側に端板４４を有し、それの中央に回転＠２
５が貫通する挿通孔４５（第１５図参照）が開設され、
さらにこの挿通孔４５を中心にして周方向に複数のノズ
ル孔４６が形成されている。従ってこのチャンバ２７を
取り付けた際、第１４図に示すように、前記ノズル孔４
６が所定の間隔をおいて回転羽根１９と対向することに
なり、チャンバ２７に送給された空気１６は各ノズル孔
４１；より回転している羽根１９に向けて噴出されるこ
とになる。
このノズル孔４Ｇの大きさならびに分布状態などは、羽
根１９の回転によって微小気泡１８が有効にかつ均一に
発生するように適宜決定される。
第１６図は、本発明の第６実施例を説明するための系統
図である。この実施例の場合、スラリ循環タンク１１は
吸収塔２の下方に配置されているが吸収Ｉ８２とは分離
しており、吸収塔２内で落下したスラリ９は連絡管４７
によってタンク１１に導かれる。
循環タンク４ならびにスラリ循環タング１１内には、沈
澱防止用の縦型攪拌機４８．４９がそれぞれ設置されて
いる。除塵塔ｌ側の循環タンク４にも攪拌機１２Ｂが設
けられ、それにも空気１６が送気されて、循環ポンプ６
の下流側から＠環剤（スラリ９と同材質）が抜き出され
て１石こう回収プロセスに送られる。なお１図中の５０
は偏流防止用の多孔板である。
第１７図は、本発明の第７実施例を説明するための一部
を切除した斜視図である。この実施例の場合、除塵塔ｌ
は設けられておらず、その代りに多孔板５０の下方が除
塵・冷却部５１となっており、スラリ９を分散する放散
部５２が設けられている。多孔板５０のスケーリングを
防止するため、この放散部５２の噴出口は多孔板５ｏ側
に向けられ、スラリ９が多孔板５０にかかるように構成
されている。なお１図中の５３はデミスタ１ｏの水洗部
である。
前記各実施例では酸化ガスとして空気を用いたが２本発
明はこれに限定されるものではなく１例えば酸素濃度の
高い高活性の酸化ガスを用いることも可能である。この
酸素濃度の高い（例えば２５〜４０体積％）酸化ガスは
、例えばシリコーンとポリイミドの複合薄膜などの高分
子膜が、空気中の窒素よりも酸素を選択的に透過する性
質を刊用することによって得ることができる、この酸素
富化ガスは、前述のような複合膜を備えたシリコーン複
合膜モジールとして知られている装置を用いて、容易に
製造することができる。
〔発明の効果〕
本発明は前述のように、回転羽根の後方からその羽根の
回転領域の局方向にわたって酸化ガスをほぼ均一に供給
することによって、回転する羽根の先端部から微小気泡
が均一に発生することができる。そしてこの微小気泡は
、羽根の回転によって羽根の後方から前方に流動するス
ラリ中に巻き込まれ、スラリと十分に接触して、亜硫酸
カルシウムの酸化が極めて効率的に進行する。
前記第１実施例に係る湿式排ガス脱硫装置のパイロット
テストを行なった際のテスト条件と、その結果を示せば
次の通りである。
排ガス量　　　　　　　　３００ＯＮｍ’／ｈＳ　Ｏｚ
濃度　　　　　　　３０００ｐｐｍ沈澱防止用攪拌機　
　　　２台 酸化用攪拌機　　　　　　２台 酸化用空気流量　　　　　８ＯＮｍ”／ｈススラリガス
　　　　　　２２．４Ｑ／Ｎｍ’石灰石過剰率　　　　
　　２％ 運転時間　　　　　　　　約８５００時間この条件でテ
ストした結果５排ガスの脱硫率は９５％、スラリ中にお
ける亜硫酸カルシウムの酸化率は９９．８％の高率であ
った。従ってスラリ循環ラインから抜き出して脱水する
だけで、粉状で良質の石こうとして回収することができ
た。
また本発明の装置では攪拌機にアンバランス荷重が生じ
ないため、それによる振動ならびに騒音が解消されて長
寿命化が図れる。
【図面の簡単な説明】
第１Ｕｊ！Ｕないし第５図は本発明の第１実施例に係る
湿式排ガス脱硫装置を説明するためのもので、第１図は
装置全体の系統図、第２図は酸化用攪拌機の配置状態を
示す一部を断面にした平面図、第３図は吸収塔の寸法関
係を説明するための図、第４図は酸化用攪拌機の一部を
断面にした側面図、第５図は微小気泡の発生状庵を説明
するための説明図である。 第６図はこの実施例に係る装置のテスト条件を示す説明
するための図、第７図はノズル吐出流速とドレン量との
関係を示す特性図、第８図はノズル吐出流速と圧力損失
との関係を示す特性図、第９図は角度θと酸化速度との
関係を示す特性図。 ＠１０図はノズルの変形例を示す拡大図である。 第１１図は本発明の第２実施例に係る湿式排ガス脱硫装
置に用いられる攪拌機の一部を断面にした側面図、第１
２図ならびに第１３図は第３実施例ならびに第４実施例
に係る湿式排ガス脱硫装置の系統図、第１４図は第５実
施例に係る湿式排ガス脱硫装置に用いられる攪拌機の一
部を断面にした側面図、第１５図はその攪拌機に用いら
れるチャンバの正面図、第１６図は本発明、の第６実施
例に係る湿式排ガス脱硫装置の系、Ｖｆ図、第１７図は
本発明の第７実施例に係る湿式排ガス脱硫装置の一部を
切除した斜視図である。 第１８図は従来提案された湿式排ガス脱硫装置の全体系
統図、第１９図ならびに第２０図は従来提案されたソー
ダ水製造装置の一部殻断面した正面図ならびに一部を断
面した平面図である。 ２・・・・・・吸収塔、　　　　３・・・・・・排ガス
、８・・・・・・放散部、　　　　９・・・・・・吸収
スラリ、■・・・・・・スラリ循環タンク、 ２Ａ・・・・・・沈澱防止用攪拌機。 ２Ｂ・・・・・・酸化用攪拌機、 ３・・・・・循環ポンプ。 ４・・・・・・スラリ循環ライン。 ５・・・・・・コンプレッサ、１６・・・・・・空気、
７・・・・・・空気導管、　　　１８・・・・・・微小
気泡、９・・・・・・回転羽根。 ４・・・・・・メカニカルシール、 ５・・・・・回転軸、　　　　２７・・・・・・チャン
バ。 ８・・・・・・ノズル、　　　　２９・・・・・噴出口
２０・・・・・ドレン排出管、３１・・・・・回転領域
、２・・・・挿入口、　　　３３・・・・・−本体取付
座、５・・・・・流量計、　　　　３６・・・・・・後
流側部分。 ８・・・・・・水洗ライン、　　４１・・・・・・サイ
トフロー２・・・・・・水洗水、　　　　４３・・・・
・気泡侵入防止板。 ４・・・・・・端板、　　　　　４６・・・・・・ノズ
ル孔、ｌ・・・・・・除塵・冷却部。 θ・・・・・・角度、　　　　Ｄｌ・・・・・・回転羽
根の外径、Ｄ２・・・・・・挿入口の径、 ■（・・・・・後流側部分とスラリ最高レベルとの段差
。 第１囚 第３図 第５図 第６図 第４図 第７図 ノ入ル０二巴う乳１Ｌ （ｍ／ｓｅｃ） 第８図 ノズル吐唱う九± （ｍ／５ｅｃ） 第９ 図 （ｄｅｎ、） 第７３図 第７４図 第１５図 り一一一一石−７回収７℃でス 第１８図 第１７図 第１９図 １５２　１５４ｂ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （１）、カルシウム化合物を含有した吸収剤スラリを散
    布する放散部を有し、その放散部から散布された吸収剤
    スラリとイオウ酸化物を含有した排ガスとを対向接触さ
    せて、排ガス中のイオウ酸化物を前記スラリ中に吸収す
    る吸収塔と、 その吸収塔の下部に設けられて、吸収塔から落下した吸
    収剤スラリを貯溜し、周壁を貫通して横設された軸流型
    の攪拌機を有するスラリタンクと、そのスラリタンクに
    貯溜されている吸収剤スラリを、前記吸収塔の放散部に
    送給する循環系統とを備えた湿式排ガス脱硫装置におい
    て、 酸素を含む酸化ガスを前記攪拌機の回転羽根の後方から
    羽根の回転領域の周方向にわたつてほぼ均一に供給する
    酸化ガス供給手段を設け、 その酸化ガス供給手段から供給された酸化ガスを、羽根
    の回転により吸収剤スラリ中で微小気泡にすることを特
    徴とする湿式排ガス脱硫装置。 （２）、請求項（１）記載において、前記攪拌機がスラ
    リタンクの高さ方向に沿つて複数段設けられ、それら攪
    拌機のうち最下部の攪拌機を除き、それより上部の攪拌
    機に前記酸化ガス供給手段が設けられていることを特徴
    とする湿式排ガス脱硫装置。 （３）、請求項（１）記載において、前記酸化ガス供給
    手段が、攪拌機の回転軸外周に所定の間隔をおいて同軸
    上に配置されたノズルを有し、回転軸の先端部に取り付
    けられた羽根に対して酸化ガスを噴出するリング状の噴
    出口が形成されていることを特徴とする湿式排ガス脱硫
    装置。 （４）、請求項（３）記載において、前記噴出口の酸化
    ガス流速が１０〜４０ｍ／ｓｅｃの範囲に規制されてい
    ることを特徴とする湿式排ガス脱硫装置。 （５）、請求項（３）記載において、前記ノズルの先端
    部を通る水平線と、その先端部から回転羽根の外端部を
    結ぶ直線とがなす角度θが６０〜８０度の範囲に規制さ
    れていることを特徴とする湿式排ガス脱硫装置。 （６）、請求項（３）記載において、前記ノズルの先端
    部が絞られて径小になつていることを特徴とする湿式排
    ガス脱硫装置。 （７）、請求項（１）記載において、前記酸化ガス供給
    手段が、周方向に沿つて複数のノズル孔を有しているこ
    とを特徴とする湿式排ガス脱硫装置。 （８）、請求項（１）記載において、前記酸化ガス供給
    手段の途中にチャンバが設けられていることを特徴とす
    る湿式排ガス脱硫装置。 （９）、請求項（８）記載において、前記攪拌機のシー
    ル部の前方にある回転軸の部分を包囲するように、前記
    チャンバが設けられていることを特徴とする湿式排ガス
    脱硫装置。（１０）、請求項（１）記載において、前記
    酸化ガス供給手段の途中に流量計が設けられ、その流量
    計よりも後流側部分の最高位置が、前記スラリタンクに
    おける貯溜スラリの最高レベルよりも高くなつているこ
    とを特徴とする湿式排ガス脱硫装置。 （１１）、請求項（１）または請求項（９）記載におい
    て、前記酸化ガス供給手段の途中に流量計が設けられ、
    その流量計よりも後流側部分に水洗ラインが接続されて
    いることを特徴とする湿式排ガス脱硫装置。
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