JPH0352623A

JPH0352623A - 海水利用湿式排煙脱硫装置

Info

Publication number: JPH0352623A
Application number: JP1189207A
Authority: JP
Inventors: Motoroku Nakao; 仲尾　元六
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1989-07-21
Filing date: 1989-07-21
Publication date: 1991-03-06

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〕本発明は海水利用湿式排煙脱流装置に係り、特にＳＯｘ
吸収液の石灰スラリ溶解液として海水を用いた場合の構
造材料の腐食を防止することができる海水利用湿式排煙
脱流装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、硫黄分を比較的多《含む燃料を燃焼させる発電用
ボイラ等の大型装置においては、大気汚染公害防止の点
から、排ガス中の硫黄酸化物（ＳＯ２またはＳＯｓ、以
下、ＳＯｘと称する）を低減するため、湿式排煙脱硫装
置が取りつけられている。

第３図は、湿式排煙脱硫装置のうち最も多く用いられて
いる石灰一石膏法湿式排煙脱硫装置の系統図である。こ
の装置は、スプレー５およびデミスタ２を備えたＳＯｘ
吸収塔１と、空気攪拌インペラ６および撹拌インペラ７
を備えたタンク３と、石灰（ＣａＣＯ３）スラリを貯溜
する石灰槽１４と、前記タンク３の吸収液スラリから石
膏（ＣａＳＱ４）１３を分離するためのシックナ１１お
よび遠心分離機１２とから主として構威される。このよ
うな構成において、排ガスは、ポンプ４によりＳＯｘ吸
収塔１内に供給され、スプレー５で噴霧される石灰スラ
リ（吸収液）と気液反応を行い、排ガス中のＳＯｘが除
去された後、デくスタ２で水分が除去され、無害な排ガ
スとして大気に放出される。排ガス中のＳＯｘと反応し
た石灰スラリは、タンク３内に貯溜され、攪拌インペラ
７で均一に混合され、さらに酸化用コンプレッサ８から
供給される空気が空気攪拌インペラ６により攪拌ｔ昆合
され、前記気液反応で生じた亜硫酸カルシウム（ＣａＳ
○，）が石膏（ＣａＳＯｎ）に酸化される。生成した石
膏ｌ３は、シックナ１１および遠心分離機１２で分離回
収される。前記タンク３内の吸収液には石灰スラリ濃度
を一定に保つため、河川１８から取水ボンプｌ６で供給
される工業用水で熔解された新しい石灰スラリか石灰槽
ｌ４から供給される。

この湿式排煙脱硫装置は、脱硫率が９５％以上と高いこ
と、副生石膏を再利用できることなどの特長を有するた
め数多く用いられている。

しかしながら、従来の装置では、ＳＯｘの吸収液として
用いられる石灰スラリに多量の工業用水が必要であり、
この工業用水が多量に供給できない所ではプラントの設
置ができないという問題があった。例えば、発電量が１
００万ＫＷｈのボイラに設置してある湿式排煙脱硫装置
では、系外ヘブローする排水量、すなわち系内に補給す
る工業用水量は４０｝ン／ｈ（９６０１−ン／日＝２８
８００トン／月）必要である。大気汚染に対する対策は
、全地球規模で行う必要があり、最近西欧でクローズア
ップしている酸性雨の問題はこうしたことと関連し、一
つの国だけの処置では留まらなくなっている。

前記問題は、石灰スラリ溶解用としての工業用水の代わ
りに海水を利用すれば、例えば河川の少ない地中海、中
近東および国内の島々においても湿式排煙脱硫装置の設
置が可能となる。

しかし、海水を用いた場合には、海水による構造材料の
腐食を防止する必要がある。比較的構造が簡単で強度を
必要としない部材、例えばタンク３の内面においては、
樹脂やゴムによるライニングで海水およびＳＯｘを吸収
した弱酸性液の腐食を防止できるが、湿式排煙脱硫装置
には、強度、加工性および経済性の点からステンレス鋼
を使用せざるを得ない部分がいくつか存在し、例えば従
来の湿式排煙脱硫装置の材料として多く用いられている
１８Ｃｒ−８Ｎｉ−２Ｍｏ系のＳＵＳ３１６Ｌステンレ
ス鋼は、前記高Ｃｌ一環境では孔食やすき間腐食等の局
部腐食が生じるという問題がある。ハステロイと称され
る高Ｃｒ高ＭｏのＮｉ系合金は、酸性海水中でも優れた
耐食性を示すが、従来のステンレス鋼に比べ価格が十倍
以上であり、経済上の問題がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、前記従来技術の問題を解決し、石灰ス
ラリの溶解液として海水を用いた場合でも、従来の装置
材料として用いられている一般的なステンレス鋼の腐食
を防止することができる海水利用湿式排煙脱硫装置を提
供することにある。

（課題を解決するための手段）上記目的は、海水および石灰スラリ吸収液に空気をバプ
リングして使用水のＣＯＤおよび／またはＢＯＤを低下
させ、溶存酸素量（ＤＣ）を増加することによって達或
できる。また空気バプリングによって構造材料の自然電
位を所定の値に管理することによっても達成できる。

すなわち、本発明の第１は、ＳＯｘ吸収塔、吸収塔タン
ク、石灰スラリ供給装置および石膏回収装置を備えた濁
水利用湿式排煙脱硫装置において、前記石灰スラリ供給
装置に海水を貯溜するための海水タンクを設け、かつ、
使用海水および海水を含むＳＯｘ吸収液中の化学的酸素
消費量（ＣＯＤ）および／または生物学的酸素消費１　
（ＢＯＤ）を低下させて溶存する酸素量（ＤＯ）が増加
するように、前記海水タンクおよび前記吸収塔タンクに
酸素を含むガスまたは酸化剤を供給する手段を設けたこ
とを特徴とする海水利用湿式排煙脱硫装置に関する。

本発明の第２は、ＳＯｘ吸収塔、吸収塔タンク、石灰ス
ラリ供給装置および石膏回収装置を備えた海水利用湿式
排煙脱硫装置において、前記石灰スラリ供給装置に海水
を貯溜するための海水タンクを設け、かつ、使用海水お
よび海水を含むＳＯｘ吸収液中での構造材料の自然電位
が、不働態化電位と孔食電位またはすき間腐食電位との
間になるように、前記海水タンクおよび前記吸収塔タン
クに酸素を含むガスまたは酸化剤を供給する手段を設け
たことを特徴とする海水利用湿式排煙脱硫装置に関する
。

〔作用）海水等の塩化物を含む水溶液中でステンレス鋼に孔食や
すき間腐食を生じるのは、該ステンレス鋼表面に安定な
不働態皮膜ができにくい場合である。ＣＯＤやＢＯＤが
高く、還元性に近い環境では安定な不｛ＩＩ態皮膜がで
きにくく、孔食感受性が高くなる。汚染海水中やステン
レス鋼表面に微生物や異物が付着した場合、孔食が生じ
やすいのはこのためである。一方、排煙脱硫装置の吸収
液環境においてもＳＯｘが存在するため、還元性雰囲気
になりやすく、孔食等局部腐食が生じやすい。

吸収塔内の海水を含む吸収液にはＳＯｘの吸収によりＳ
Ｏｘ−イオンが存在し、ＣＯＤやＢＯＤが高く、Ｄｏが
低い状態にある。そこで、使用海水および海水を含むＳ
Ｏｘ吸収液に空気をパブリングさせ、ＣＯＤやＢＯＤを
低下させると、溶存酸素量（Ｄ○）が高くなり、ステン
レス鋼表面の不働態皮膜が安定になり孔食等の局部腐食
が生しなくなる。

本発明において供給する海水タンクにも空気ハブリング
装置を備え、Ｄｏ等を管理するようにしたのは吸収塔内
液の水質を安定に保つためであり、海水を含む吸収液中
のＣＯＤ，ＢＯＤ，Ｄｏおよび電位が新しい海水の供給
により大きく変動し腐食の原因になることを防ぐためで
ある。

なお、従来技術でも吸収塔タンクに空気をパブリングし
ているが、この目的は亜硫酸カルシウムを石膏に酸化す
るためであり、吸収液のＢＯＤやＣＯＤを下げ、Ｄｏを
上げるまでには至ってないので従来技術のままでは腐食
は防止できない。

〔実施例〕

以下、本発明を図面および実施例により詳しく説明する
。

第１図は、本発明の一実施例を示す海水利用湿式排煙脱
硫装置の系統図である。第１図において、第３図と同一
部分は同一符号を付し、説明を省略する。図において、
第３図と異なる点は、石灰スラリの溶解液としての海水
１７を貯溜する海水タンクｌ５を設け、該海水タンクｌ
５に、酸化用コンプレッサー８ａおよび空気攪拌インペ
ラ６ａを用いて空気をバプリング′させ、海水のＣＯＤ
やＢＯＤを低減させて溶存酸素濃度を高くするようにし
、また酸化用コンプレッサー８および空気攪拌用インペ
ラ−６を用いて吸収塔タンク３内のＣＯＤやＢＯＤを低
減させて溶存酸素濃度を高くするようにしたことである
。ＣＯＤ，ＢＯＤおよびＤＣの値は測定装置９で管理さ
れる。さらにその際、金属性構造材料の電位を測定すれ
ば、腐食防止に対する信頼性がより向上する。空気の代
わりに酸素、酸素を含む混合ガスまたは酸化剤を用いて
も目的は達威されるが、空気に比べて割高になる。

海水を用いた場合の好ましいＣＯＤおよびＢ○Ｄの量は
ｌｐｐｍ以下であり、溶存酸素濃度は４ｐｐｍ以上であ
る。実際の運用においては、これらの値が所定値になる
ようにパブリング空気量が調整される。また酸化電位を
測定し、所定の値になるよう空気量を調整しても目的は
達威されるが、この場合は、その環境で不働態化電位と
孔食電位またはすき間腐食電位を求め、運転中の自然電
位がこれらの値の中間値になるようにすればよい。

第２図は、海水利用湿式排煙脱硫環境でのＳＵＳ３１６
Ｌ鋼のアノード分極曲線および適正な電位制御範囲を示
す図である。該アノード分極曲線は、所定の環境中で材
料に電位を負荷し、その電位を一定速度で上界させて孔
食発生電位（第２図では約＋１００ｍＶ）以上まで上げ
た後、電位を下げた時の電流密度で示した。孔食停止電
位以上では孔食の可能性を示し、また−２００ｍＶ近傍
の皮膜不安定域ではすき間腐食の可能性を示す。

横軸の電位は、酸化還元性を示し高電位は酸素濃度や酸
化性が強いことを意味し、縦軸の電流密度は腐食量を意
味する。

実施例ｌ第ｌ表に示すＮｏ．　１〜６の材質を用い、海水利用脱
流吸収液中で腐食試験を行い、すき間腐食速度（ｍｍ／
ｙ）を測定した。この際の海水利用吸収液（７）　Ｃ　
１　−　ｉ４度ハ４　％、温度は６０゜Ｃ，ｐＨは３で
あり、該吸収液中のＣＯＤが０．５ｐｐｍ，ＢＯＤがＯ
．　ｉ　ｐ　ｐ　ｍとなるように空気のバプリングを行
い、ＤＯが５ｐｐｍとなるようにした。その結果を第２
表に示した。

実施例２実施例１において、吸収液の自然電位が−０．　２〜−
〇．ｌＶ（飽和カラメル電極照合）となるように空気の
パブリングをした以外は実施例１と同様にして腐食試験
を行った。その結果を第２表に示した。

比較例１第１表に示すＮｏ．　１〜６の材質を用い、海水利用脱
流吸収液中で、水質管理を行わずに腐食試験を行い、そ
の結果を第２表に示した。

第１表第２表（単位：鴫／ｙ）第１表から、比較例では低級ステンレス（ＳＵＳ３０４
Ｌ）だけでなく高Ｃｒ高Ｍｏの高級ステンレス鋼におい
ても激しい孔食が生じているが、実施例では耐食性が著
しく向上し、低級ステンレスｌｉｉｌ（ＳＵＳ３０４Ｌ
）のすき間腐食速度を１／２０程度に低減でき、また高
級ステンレス鋼ではほぼ完全にすき間腐食の防止が可能
であることが示された。

このように本発明においては、使用海水および海水を用
いた吸収液中に空気をパブリングし、ＣＯＤやＢＯＤを
低下させ、Ｄｏを増加させるとステンレス鋼製構造材料
の表面の不働態化皮膜を強固にでき、安定にさせること
ができるので不働態皮膜の劣化が原因になる孔食やすき
間腐食を防止できる。本発明では空気を連続パブリング
しているのでなんらかの理由でたとえ不働態皮膜が弱く
なっても直ちに皮膜が安定化するいわゆる自己補修能力
を有するので長期に耐食性を損なうことがない。

〔発明の効果〕

本発明の装置によれば、高級な材料を使用することなく
海水を吸収液に用いた湿式排煙脱硫装置の腐食を防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す海水利用湿式排煙脱
硫装置の系統図、承２図は、海水利用湿式排煙脱流環境
でのＳＵＳ３１６Ｌ鋼のアノード分極曲線および適性な
電位制御範囲を示す図、第３図は、従来技術の湿式排煙
脱硫装置の系統図である。 ■・・・ＳＯｘ吸収塔、２・・・デミスタ、３・・・タ
ンク、４・・・ポンプ、５・・・スプレー、６、６ａ・
・・空気撹拌インペラ、７・・・攪拌インペラ、８、８
ａ・・・酸化用コンプレッサ、９電位測定装置、ｌ機、ｌ３・・・石膏、６・・・取水ポンプ、・・・ＣＯＤ，ＢＯＤ，Ｄｏおよび１・・・シックナ、１２・・・遠心分離ｌ４・・・石灰
槽、ｌ５・・・海水、ｌ１７・・・海、１８・・・河川
．

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ＳＯ＿ｘ吸収塔、吸収塔タンク、石灰スラリ供給
装置および石膏回収装置を備えた海水利用湿式排煙脱硫
装置において、前記石灰スラリ供給装置に海水を貯溜す
るための海水タンクを設け、かつ、使用海水および海水
を含むＳＯ＿ｘ吸収液中の化学的酸素消費量（ＣＯＤ）
および／または生物学的酸素消費量（ＢＯＤ）を低下さ
せて溶存する酸素量（ＤＯ）が増加するように、前記海
水タンクおよび前記吸収塔タンクに酸素を含むガスまた
は酸化剤を供給する手段を設けたことを特徴とする海水
利用湿式排煙脱硫装置。
（２）ＳＯ＿ｘ吸収塔、吸収塔タンク、石灰スラリ供給
装置および石膏回収装置を備えた海水利用湿式排煙脱硫
装置において、前記石灰スラリ供給装置に海水を貯溜す
るための海水タンクを設け、かつ、使用海水および海水
を含むＳＯ＿ｘ吸収液中での構造材料の自然電位が、不
働態化電位と孔食電位またはすき間腐食電位との間にな
るように、前記海水タンクおよび前記吸収塔タンクに酸
素を含むガスまたは酸化剤を供給する手段を設けたこと
を特徴とする海水利用湿式排煙脱硫装置。