JPH027847Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は亜硫酸カルシウムの酸化装置に係
り、特に湿式排煙脱硫工程で吸収された硫黄酸化
物の転化物である亜硫酸カルシウムを酸化するに
好適な制御装置に関するものである。

（従来技術） 排煙脱硫法の１つとして、所謂湿式排煙脱硫方
法が知られている。この方法は、炭酸カルシウム
および／または水酸化カルシウムの水懸濁液に燃
焼排ガスを気液接触させて該排ガス中の硫黄酸化
物を吸収させ、かくして生成する亜硫酸カルシウ
ムを酸化し石膏として回収する方法である。上記
亜硫酸カルシウムの酸化反応性は懸濁液のPHに依
存する傾向が強いので、その調整のため従来、鉱
酸、特に硫酸が添加されている。しかしながらこ
のようなPH調整は必ずしも最適な条件下で行われ
ているとは言い難く、そのため反応性に劣るとい
う欠点があつた。

（考案が解決しようとする問題点） この考案の目的は、上記した従来技術の欠点を
なくし、亜硫酸カルシウムの酸化を好適に実施で
きる酸化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） 本考案者らは、懸濁液中の亜硫酸カルシウムの
酸化反応について検討した結果、該酸化反応の速
度は懸濁液中の溶存酸素に対しては０次である
が、PH値により変化し、特定のPH値において極大
値を示すことを見出した。

この考案は上記の知見に基づきなされたもの
で、炭酸カルシウムおよび／または水酸化カルシ
ウムを含む懸濁液に燃焼排ガスを気液接触させ、
該排ガス中の硫黄酸化合物を亜硫酸カルシウムと
して吸収したものを供給する系統と、鉱酸の供給
系統と、酸素含有ガスの供給系統とを備えた亜硫
酸カルシウムの酸化装置において、上記酸化装置
内懸濁液のPH値を検出する系統と、溶存酸素を検
出する系統と、上記各検出系統から出力される信
号を基に亜硫酸カルシウムの酸化速度を最適条件
化するためのPH調整用鉱酸供給制御装置とを設け
たことを特徴とする。

上記の鉱酸供給制御装置は一般に、各センサの
検出値を基に演算を行う演算装置とこの信号を基
に鉱酸の供給操作を行う制御弁とにより主として
構成されるが、演算装置としては、懸濁液のPH値
を微少低下させると溶存酸素量が減少する方向に
ある場合には鉱酸の供給を継続してPH値を低下さ
せ、一方、溶存酸素量が増加する方向にある場合
には鉱酸の供給を停止してPH値を上昇させる方向
の演算を行うものであることが望ましい。

この考案において、PH値調整のために用いられ
る鉱酸は硫酸、硝酸、塩酸などがあげられるが、
亜硫酸カルシウムの酸化物と同一の生成物（石
膏）を与えることから、特に硫酸が好ましい。ま
た、亜硫酸カルシウムの酸化に用いられる酸素含
有ガスは、酸素および不活性ガスと酸素の混合ガ
スが広く適するが、特に入手が容易でかつ安価な
空気が好ましい。

（作用） このような考案の構成とすれば、亜硫酸カルシ
ウムを最適な酸化速度を与えるPHの下で酸化を行
うことができるので、亜硫酸カルシウムの酸化効
率が向上する上、過度な鉱酸使用の回避や酸化装
置の小型化等が可能となる。

（実施例） 以下、図面に示す実施例によりこの考案をさら
に詳しく説明する。

先ず、この考案の基本となる亜硫酸カルシウム
の酸化速度とPHとの関係について実施した実験例
について述べる。

第２図は、亜硫酸カルシウムの酸化速度測定用
装置の部分側断面図を示すもので、このものは、
マグネツトスターラ操作部６の上に載置された内
容積950mlの容器１と、該容器１に設けられたPH
計３、溶存酸素計４および温度計５とから主に構
成される。

なお、図中、２は亜硫酸カルシウムを含む水懸
濁液、７はマグネツトスターラ、８は水供給ライ
ン９および酸素供給ライン１０を容器１の上口部
に固定するためのゴム栓である。

このような装置において、容器１に水供給ライ
ン９を経て所定量の水を入れ、次いで酸素供給ラ
イン１０を経て酸素ガスをバブリング下に導入し
ほぼ飽和状態になる迄水に吸収させる。しかる後
に亜硫酸カルシウム（CaSO₃・１／2H₂O）を5.2
ｇ投入し、ゴム栓８で完全に密閉状態にするとと
もにマグネツトスターラ７を起動させる。この操
作により亜硫酸カルシウム（CaSO₃）は下記(1)お
よび(2)式に従つて石膏に酸化されるが、その際溶
存酸素が減少するので、その減少速度から亜硫酸
カルシウムの酸化速度を評価することができる。

CaSO₃＋１／2O₂→CaSO₄ ……(1) Ca（HSO₃）₂＋１／2O₂＋2H₂O→ CaSO₄・2H₂O＋H₂SO₃ ……(2) 上記溶存酸素の減少状態を各PHｂ、およびｄ
（ｂ＞ｄ＞ｃ）毎に示すと第３図のごとくなり、
何れのPHにおいても時間の経過とともに直線的に
減少するので亜硫酸カルシウムの酸化反応は溶存
酸素に対して０次反応であることおよびその速度
はｄ＞ｃ＞ｂであることが明らかになつた。な
お、亜硫酸カルシウムの酸化速度、すなわち溶存
酸素の減少速度をPH値との関係で整理すると第４
図のごとくなり、同図から亜硫酸カルシウムの酸
化速度にはこれを極大とするPH値ａの存在するこ
とがわかる。すなわち、この考案は、上記の発見
を基に懸濁液中の溶存酸素の変化を検出し、硫酸
カルシウムの酸化速度が最大となるようにPH値を
制御することを特徴とするものである。

以上は密閉系で行つた結果を示したものである
が、開放系、すなわち酸素ガスを亜硫酸カルシウ
ムの懸濁液にバブリングし、その時の溶存酸素量
の変化量を測定した結果は第５図に示す通りであ
る。なお、この実験は初めに亜硫酸カルシウム
10.2ｇ／２を水を満した容器に入れ、これに一
定量の純酸素ガスを100.5ml／分・２懸濁液の
割合で流入することにより行つた。第５図から、
酸化反応は前記のｂに相当するPHｇおよびｃに相
当するPHｆでは好ましくなく、前記のｄに相当す
るPHｅにおいて最適となることがわかる。

第１図は、以上の知見を適用して構成した、こ
の考案に係る亜硫酸カルシウム酸化装置の系統を
示すもので、このものは、湿式排煙脱硫工程の吸
収工程で生成した亜硫酸カルシウムを含む懸濁液
の供給系統１２、硫酸の供給系統１１および酸素
含有ガスの供給系統１６を備えた亜硫酸カルシウ
ムの酸化装置１００と、該酸化装置１００の少く
とも１箇所にそれぞれ設けられた、懸濁液のPH値
検出用センサ１４およびこれに連なるPH検知器１
０２並びに溶存酸素センサ１３およびこれに連な
る溶存酸素検知器１０３と、上記各検知器１０２
および１０３の信号に基づき亜硫酸カルシウムの
酸化速度を最適条件化させるためのPH調整条件を
演算する演算器１０４と、該演算器１０４からの
信号に基づき硫酸供給量の制御を行う硫酸供給制
御弁１０１とから主に構成される。

このような構成の装置において、亜硫酸カルシ
ウムを含む懸濁液は供給系統１２を経て供給さ
れ、供給系統１１から後記制御下に供給されるPH
調整用硫酸の存在下に供給系統１６から供給され
る酸素含有ガスにより酸化処理される。

該酸化処理により生成した石膏は下部抜き出し
系統１５から抜き出され、一方、余剰ガスは上部
排出系統１７を経て放出される。

ところで、上記の硫酸供給制御は以下により好
適に達成される。すなわち、懸濁液のPH値はPHセ
ンサ１４およびPH検出器１０２からなるPH検出系
統により、また、溶存酸素量は溶存酸素センサ１
３および溶存酸素検知器１０３からなる溶存酸素
検出系統により得られ、これらの信号を基に硫酸
の供給制御に必要な条件が演算器１０４で演算さ
れ、この信号を基に硫酸供給制御弁１０１の操作
が行われる。その際、上記の演算プログラムとし
ては、懸濁液のPH値を微少低下させると溶存酸素
が減少する方向にある場合には硫酸の供給を継続
してPH値を低下させ、一方、溶存酸素が増加方向
にある場合には硫酸の供給を停止してPH値を上昇
させる構成とすることが望ましい。

なお、上記PH値の制御領域は一般に、３〜6.5
とすることが好ましい。すなわち、３より低いPH
領域になると解離したSO₂がミストとなつて上部
排出系統１７から放出されるため好ましくなく、
また、上限値を6.5とする理由はこの値が吸収工
程から系統１２へ送られる懸濁液の指示PH値に等
しいからである。

以上説明した通り、この実施例によれば懸濁液
のPH値を好適に保つことができるので、亜硫酸カ
ルシウムの酸化反応を良好に行うことが可能とな
る。

（考案の効果） 以上、この考案によれば、亜硫酸カルシウムの
酸化速度を極大化するためのPH制御装置を設置し
たことにより、該酸化反応が最適化され、これに
より亜硫酸カルシウムの酸化効率向上に加え、過
度な鉱酸使用の回避や酸化装置の小型化等を達成
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の実施例に係る亜硫酸カル
シウム酸化装置の系統図、第２図は、亜硫酸カル
シウムの酸化時において、溶存酸素の減少速度を
求めるに好適な実験装置の部分側断面図、第３図
は、第２図に示す装置により得られた溶存酸素の
変化をPH別に示す図、第４図は、第２図に示す装
置により得られた溶存酸素とPHの関係を示す図、
第５図は、実験装置を酸素含有ガス流通下の開放
系とする以外は第３図と同様にして得られた溶存
酸素の変化をPH別に示す図である。 １１……硫酸供給系統、１２……懸濁液供給系
統、１３……溶存酸素センサ、１４……PHセン
サ、１５……下部抜き出し系統、１６……酸素含
有ガス供給系統、１７……上部排出系統、１００
……亜硫酸カルシウム酸化装置、１０１……硫酸
供給制御弁、１０２……PH検知器、１０３……溶
存酸素検知器、１０４……演算器。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 炭酸カルシウムおよび／または水酸化カルシ
   ウムを含む懸濁液に燃焼排ガスを気液接触さ
   せ、該排ガス中の硫黄酸化物を亜硫酸カルシウ
   ムとして吸収したものを供給する系統と、鉱酸
   の供給系統と、酸素含有ガスの供給系統とを備
   えた亜硫酸カルシウムの酸化装置において、上
   記酸化装置内懸濁液のPH値を検出する系統と、
   溶存酸素を検出する系統と、上記各検出系統か
   ら出力される信号を基に亜硫酸カルシウムの酸
   化速度を最適条件化するためのPH調整用鉱酸供
   給制御装置とを設けたことを特徴とする亜硫酸
   カルシウムの酸化装置。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項において、上
   記鉱酸供給制御装置は、懸濁液のPH値を微少低
   下させると溶存酸素量が減少する方向にある場
   合には鉱酸の供給を継続してPH値を低下させ、
   一方、溶存酸素量が増加する方向にある場合に
   は鉱酸の供給を停止してPH値を上昇させる方向
   の演算を行う演算器を備えたものであることを
   特徴とする亜硫酸カルシウムの酸化装置。