JPH03288522A - 排ガスの脱硫方法 - Google Patents

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〕 この発明は、重油、石炭などの燃焼排ガスの如き硫黄酸
化物を含む排ガスの脱硫方法、とくに脱硫剤として軽焼
酸化マグネシウムを利用した脱硫方法に関する。

〔従来の技術〕

一般に、排ガスの脱硫は、竪形の脱硫塔内において、上
部より脱硫剤の水溶液ないし水スラリーからなる処理液
をシャワー状に流下させ、この処理液と下方より導入さ
れる排ガスとを連続的に接触させることにより、排ガス
中の硫黄酸化物を硫酸塩や亜硫酸塩として固定するもの
であり、通常では流下後の処理液つまり脱硫液を連続供
給される新たな処理液とともにポンプアップして循環さ
せる一方、上記供給による増量分を排出するようになさ
れている。

上記の脱硫剤としては、従来より、水酸化ナトリウム、
水酸化アンモニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カル
シウムの如き水酸化物、酸化カルシウムの如き塩基酸化
物などが知られているが、これらの中でも水酸化マグネ
シウムが近年において多用されている。これは、水酸化
マグネシウムの場合、脱硫生成物が水に易溶性でカルシ
ウム系脱硫剤のようなスケーリングの問題を生しず、ま
た処理液のｐＨを６程度に調整することによって水酸化
マグネシウムが溶解した水溶液形態で使用できるためで
ある。

しかし、水酸化マグネシウムは海水中のマグネシウムイ
オンに水酸化カルシウムを反応させて得られるため、大
量の海水を要したり、生成後の水洗量も多く、またスラ
リーとしての輸送費も高くつくなど、比較的高価となる
。

そこで、水和反応によって水酸化マグネシウムを生成す
る軽焼酸化マグネシウム、つまりマグネサイトなどの炭
酸マグネシウム（Ｍ　ｇ　ＣＯ３）鉱石を比較的低温（
８００〜１，０００℃程度）でか焼し粉砕して得られる
ものが、水酸化マグネシウムに比べ安価に人手できるも
のとして注目されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、この軽焼酸化マグネシウムは、脱硫の前段階
として水和反応により水酸化マグネシウムに変換される
が、この水和反応が同様の塩基性酸化物である酸化カル
シウムに比べて遅いという難点がある。

また、軽焼酸化マグネシウムは、粗砕した大小様々な鉱
石塊をそのままか焼したのちに粉砕したものであるため
、か焼時に軽焼と言えども高温ガスと接触する鉱石塊の
表面部では焼成過度による硬いクリンカー状で反応性の
低い部分が生しる一方、大きな鉱石塊の中心部では未焼
成の炭酸マグネシウムが残り、また鉱石中にはＣａ　Ｃ
Ｏ３やＳｉ　Ｏｚ　、Ａ　ｌｚ　Ｃｈなどの不純物が存
在し、その結果として反応性に大きなばらつきがある酸
化マグネシウムとそれ以外の成分が混在した不均一な粉
末となっている。

このため、このような軽焼酸化マグネシウムを水スラリ
ーとして脱硫塔内に供給した場合、脱硫効率が低くなる
うえに、酸化マグネシウム本来の反応速度が遅いことに
加えて反応性の高い成分から優先的に消費され、循環系
内に反応性の低い酸化マグネシウム成分を主とする未反
応物および他の収骨が残渣として沈積することから、こ
の沈積量の増加によって循環用のポンプや配管のスケー
ル付着や閉塞を生しやすく、脱硫装置の円滑な運転を継
続できなくなるという問題を生しる。

この発明は、上述の事情に鑑み、脱硫剤原料として軽焼
酸化マグネシウムを用いるとともにその利用率を高め、
かつ上記の脱硫塔の循環系内における残渣の沈積を防止
し、もって低い処理コストで安定した効率のよい排ガス
脱硫を行える方法を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

この発明者は、上記の目的を達成するための鋭意検討の
過程において、まず軽焼酸化マグネシウムに水を加えて
水和反応をよく行わせ、これを湿式分級器に投入した場
合、反応性のよい酸化マグネシウム収骨より生した水酸
化マグネシウムは平均粒子径が１０μ以下通常１〜２μ
の微粒子スラリーとして上層に分離し、下層に反応性の
悪い未反応の酸化マグネシウムや炭酸マグネシウム、炭
酸カルシウムその他の不純物がばばもとの粉砕品の形状
のままで粗粒子スラリーとして分離してくるものである
ことかわかった。

そこで、上層の微粒子スラリーはこれをそのまま脱硫塔
内へ供給する一方、下層の粗粒子スラリはこれに脱硫塔
内の脱硫液の一部を導いてこれと反応性の悪い未反応の
酸化マグネシウムなどとを反応させ、その反応物より固
形分を取り除いたうえで脱硫塔内へ供給するようにする
と、脱硫塔の循環系内では残渣を生じることなく効率の
よい脱硫反応を行えるとともに、脱硫塔の外部で軽焼酸
化マグネシウム中の反応性の悪い成分をも脱硫反応に寄
与させてこの粉末の脱硫剤としての利用率を高め、もっ
て低コストで安定した効率のよい排ガス脱硫が可能とな
ることを見い出し、この発明をなすに至った。

すなわち、この発明は、硫黄酸化物を含む排ガスと脱硫
剤を含む処理液とを連続的に気液接触させて上記硫黄酸
化物を処理液中に吸収させる脱硫塔の外部に、上記処理
液を脱硫塔内に供給するための外部処理系を設け、ここ
で、 ａ）軽焼酸化マグネシウムに水を加えて水酸化マグネシ
ウムを含むスラリーを生成するとともに、これを湿式分
級器により微粒子スラリーと粗粒子スラリーとに分離し
、 ｂ）粗粒子スラリーは脱硫塔より導かれる硫黄酸化物を
吸収した脱硫液と反応させて、その反応物から固形分を
含まない液を得、 Ｃ）この固形分を含まない液を上記の微粒子スラリーと
ともに前記処理液として脱硫塔内へ供給することを特徴
とする排ガスの脱硫方法に係るものである。

〔作　用〕

この発明では、軽焼酸化マグネシウムの水スラリーを湿
式分級器によって水酸化マグネシウムの微粒子スラリー
とこれ以外の粗粒子スラリーとに分離し、前者の微粒子
スラリーはそのまま脱硫塔に供給し、後者の粗粒子スラ
リーは脱硫塔から導かれる脱硫液と反応させこの反応後
に固形分を取り除いて脱硫塔へ供給するため、脱硫剤と
しての反応効率が高く、かつ脱硫塔の循環系内における
残渣の沈積が少ない。

〔実施例〕

以下に、この発明による排ガスの脱硫方法の一実施例を
図面に基づいて説明する。

第１図において、Ａは脱硫塔であり、その外部に設けら
れた外部処理系Ｂより供給される脱硫剤を含む処理液を
上方からシャワー状に流下させ、この処理液と下方より
導入される硫黄酸化物を含有する排ガスＧ、とを気液接
触させることにより、脱硫反応によって硫黄酸化物が亜
硫酸マグネシウムとして処理液中に吸収・固定されると
ともに、硫黄酸化物が除去された排ガスＧ２が上方より
塔外へ排出される。

脱硫塔Ａの下部槽ａに流下した処理液、つまり硫黄酸化
物を吸収した脱硫液は、通常ＭｇＳＯ３、Ｍ　ｇ　Ｓ　
Ｏａ　、Ｍ　ｇ　（ＨＳ　０ｉ）ｚなどが混在した組成
となっており、新たに供給される処理液とともにポンプ
Ｐ１と配管Ｌ１を介して上部へ送られ、この繰り返しに
よって脱硫塔Ａ内を連続的に循環するようになっている
。

外部処理系Ｂは、軽焼酸化マグネシウムの水和反応槽１
、温式分級器２、粗粒子スラリーの反応槽３、固液分離
のための沈降槽４より構成され、上記反応槽１．３には
それぞれ撹拌機５が付設されている。

水和反応槽ｌでは、原料供給管６．７から供給される軽
焼酸化マグネシウムと水または温水とをよく撹拌混合し
て均一に水和反応させ、この反応で生した水酸化マグネ
シウムを含むスラリーはポンプＰ２および配管Ｌ２によ
り湿式分級器２に送られ、ここで水酸化マグネシウムの
微粒子スラリとこれ以外の粗粒子スラリーとが上下層に
分離される。

粗粒子スラリーの反応槽３では、脱硫塔ＡよりポンプＰ
３および配管Ｌ３を介して供給される脱硫液と、上記の
湿式分級器２からの粗粒子スラリとか混合されて反応し
、この反応物（スラリ）は沈降槽４へ送られて沈降分離
により上澄液と沈降スラリーとに分別される。上記の上
澄液は、固形分を実質的に含まない液状物であるが、こ
れに微粒子状の固形分が多少台まれていてもよい。

このような上澄冶は、温式分級器２で分離されて供給管
８を介して供給される微粒子スラリーとともに、処理液
として供給管９を介して脱硫塔Ａへ送られる一方、沈降
スラリーはポンプＰ４および配管Ｌ４により再び反応槽
３へ送られる。

この反応槽３における反応は、粗粒子スラリに含まれる
未反応の酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、炭酸カ
ルシウムなどの反応性の低い成分と脱硫液との反応であ
って、後者の脱硫液がＭｇ　（Ｈ２Ｏ３）２を多く含む
反応性の高いものであるために、前者の反応性の悪さが
後者の反応性の良さによって補われて脱硫反応が効率的
に進行することになる。

なお、反応槽３と沈降槽４との循環を繰り返しても反応
しない極端に反応性の悪い酸化マグネシウム成分などは
、反応に全く関与しないＡＩ！２０３、ＳｉＯ２などの
不純物とともに、上記循環系内に徐々に蓄積されてくる
ため、沈降槽４の排出管１０から定期的に排出する。

一方、脱硫塔Ａにおいては、湿式分級器２より高純度で
反応性の高い水酸化マグネシウムの微粒子スラリーが供
給され、かつ沈降槽４から固形分をほとんど含まない上
澄液が供給されるものであることから、循環系はポンプ
Ｐ１や配管Ｌｌの残渣によるスケーリングや閉塞を生し
ることなく安定した運転状態を維持できる。とくに下部
槽ａの脱硫液のｐＨを６程度とすると、スケーリングの
防止のためにより望ましい結果が得られる。

このようにして排ガス中の硫黄酸化物を充分に吸収した
脱硫液は、水和反応槽１への原料供給分に見合った所定
量が排出管１１より糸外へ排出される。この排出液は、
一般には酸化塔１２に導かれ液中のＭｇ５Ｏ，やＭ　ｇ
　（ＨＳ　Ｃ）＋）ｚ　ｙｆｉ、分が酸化されてＭｇＳ
Ｏ４を主とした水溶液にされ、フィルター１３を介して
放流されるかあるいは硫酸根として再利用される。ここ
で、酸化塔１２内の酸化後の排出液は副生ずる硫酸によ
ってｐＨが低くなっているため、これに湿式分級器２よ
り水酸化マグネシウムの微粒子スラリーの一部を導管１
４．１５を介して供給し適宜のｐＨに中和処理するのが
好ましい。

このように、湿式分級器２で分離される微粒子スラリー
は、脱硫塔Ａの脱硫剤成分としてだけでなく、上記酸化
塔１２の中和剤としても利用できる。また、これら利用
のほかに、導管１４．１６を介してシックナー１７に導
き、ここで濃縮しローリ−車１８で搬送して全く別の用
途に供することも可能である。

これら湿式分級器２の微粒子スラリーの利用を円滑にす
るために、この分級器２を２個またはそれ以上に増やし
たり、またこの分級器２と水和反応槽ｌとの間に複数個
のスラリー貯留槽を設けるなどの種々の変更が任意に可
能である。

この発明において使用する軽焼酸化マグネシウムとして
は、前記の炭酸マグネシウム鉱石の低温か焼によって得
られるものが好ましく用いられるが、他の原料より得ら
れるもの、たとえば酸化マグネシウムクリンカー製造時
のロータリーキルンより発生するダストを回収したもの
なども使用可能である。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明の排ガスの脱硫方法によれば、
脱硫剤原料として安価な軽焼酸化マグネシウムを使用で
きるとともに、その利用率を大きく高めうるため、処理
コストを従来汎用の水酸化マグネシウムによる脱硫方法
よりも大幅に低減可能であり、しかも脱硫塔においては
循環系のスケール付着や閉鎖の要因となる残渣の沈積を
完全に防止でき、もって低コストで安定した効率のよい
排ガス脱硫を行える。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の排ガスの脱硫方法に用いる装置の構
成例を示す模式図である。 Ａ・・・脱硫塔、Ｂ・・・外部処理系、Ｇ　１．　Ｇ　
ｚ・・・排ガス、ｌ・・・軽焼酸化マグネシウムの水和
反応槽、２・・・湿式分級器、３・・・粗粒子スラリー
の反応槽、４・・・沈降槽 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）硫黄酸化物を含む排ガスと脱硫剤を含む処理液と
   を連続的に気液接触させて上記硫黄酸化物を処理液中に
   吸収させる脱硫塔の外部に、上記処理液を脱硫塔内に供
   給するための外部処理系を設け、ここで、 ａ）軽焼酸化マグネシウムに水を加えて水酸化マグネシ
   ウムを含むスラリーを生成するとともに、これを湿式分
   級器により微粒子スラリーと粗粒子スラリーとに分離し
   、 ｂ）粗粒子スラリーは脱硫塔より導かれる硫黄酸化物を
   吸収した脱硫液と反応させて、その反応物から固形分を
   含まない液を得、 ｃ）この固形分を含まない液を上記の微粒子スラリーと
   ともに前記処理液として脱硫塔内へ供給することを特徴
   とする排ガスの脱硫方法。