JPH0578367B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は湿式排煙脱硫装置に関し、特に硫黄酸
化物を含有する排ガス中のばいじんおよび硫黄酸
化物を除去し、同時に副生物として石こうを回収
するに好適な湿式排煙脱硫装置に関するものであ
る。

（従来の技術） 従来、湿式排煙脱硫装置としては、アルカリ金
属、アルカリ土類金属の水酸化物、炭酸塩、亜硫
酸塩、酸化物（特にカルシウム化合物）の水溶液
ないし懸濁液（以下、吸収液または吸収剤スラリ
と称する）を用いて、排ガス中の硫黄酸化物（以
下、SOxと称する）を吸収除去し、副生品として
安定な硫酸塩（特に亜硫酸カルシウムまたは石こ
う）を回収する方式が一般的である。

従来、この種の湿式脱硫装置は、排ガスの冷却
および除じんを行う除じん塔と、前記除じん塔を
出た排ガス中の硫黄酸化物をカルシウム系吸収剤
スラリに吸収させて除去する吸収塔と、該吸収塔
から排出されたスラリ中の亜硫酸カルシウムを酸
化して石こうする酸化塔とかや基本的に構成され
ていた。

しかしながら、このような装置は、それぞれの
反応塔を要し、設備費および用役費が多くかかる
という欠点がある。

そこで本発明者らは、従来の装置を簡素化した
一塔式の脱硫装置を提案した（特願昭59−28764
号）。この装置はガスの冷却、除じん、SOxの吸
収除去、同伴ミストの除去および亜硫酸塩の酸化
を一つの塔で行うようにしたものである。この装
置の一例を第６図に示す。ボイラ等の排ガス１
は、吸収塔下部の除じん部３４へ導びかれ、ここ
で除じん、冷却、一部脱硫された後、吸収部３５
へ導入される。ここで排ガス中のSOxはカルシウ
ム系吸収剤を含むスラリにより最終的に除去され
た後、排ガスは同伴ミストをデミスター４により
除去され、吸収部３５から排出される。一方、吸
収剤は、吸収塔循環タンク３８に供給され、吸収
部循環ポンプ３９により吸収部３５のスプレノズ
ル２２から排ガス中にスプレされ、SOxを吸収し
た後、受け器（コレクタ）３３で捕集され、下降
管４０により吸収部循環タンク３８に戻され、循
環再利用される。このスラリの一部は吸収剤スラ
リ（CaCO₃）の供給量に見合つて除じん部循環
タンク３６に抜出される。除じん部循環タンク３
６に供給されたスラリは、除じん部３４でポンプ
３７により循環され、スプレノズル２２から噴出
して排ガスと接触することにより、スラリ中の未
反応石灰石が消費される。除じん部循環タンク３
６には空気供給管３０から除じん部循環タンク３
６内に空気が供給され、さらに空気供給管３０の
上部には酸化用スクリーン３１が設置され、除じ
ん部循環液（すなわち塔内でSOxを吸収し、PHが
低下した循環液）と空気を効率よく接触させるこ
とにより、SOxの吸収により生成した亜硫酸カル
シウムを酸化し、石こうとする。この石こうを含
むスラリの一部は、除じん部循環ポンプ３７によ
り導管１３を経て石こうを濃縮、分離する次工程
（シツクナ、遠心分離機）に抜出され、石こうは
付着水10％以下の粉体として回収される。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記装置においては、酸化に適
したPH域にある除じん部循環タンク３６のみに酸
化用空気を供給して亜硫酸カルシウムを酸化する
ため、除じん部循環タンク３６内のスラリの滞留
時間を長くとる必要があり、また酸化用空気を多
量に必要とするという問題がある。

本発明の目的は、上記一塔式の湿式排煙脱硫装
置において、吸収系統でも亜硫酸カルシウムの酸
化機能をもたせ、除じん部循環タンクの大型化や
酸化用空気量の増大を必要としない湿式排煙脱硫
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） 本発明は、硫黄酸化物を含む排ガスの入口ダク
トおよび処理ガスの出口ダクトを有する塔本体
と、塔本体に入つた排ガスの上流側に設けられた
除じん部循環液のスプレノズルと、該スプレノズ
ルの下方に設けられた除じん部循環タンクと、該
タンクに貯留された循環液をポンプにより前記ス
プレノズルに循環させる手段と、前記塔本体に入
つた排ガスの下流側に設けられたカルシウム化合
物を含む吸収剤スラリのスプレノズルと、該スプ
レノズルの下方に設けられた該スラリの受け容器
と、該受け容器につたスラリを後記吸収部循環タ
ンクに移送する下降管と、移送されたスラリを貯
留する吸収部循環タンクと、該タンクのスラリを
ポンプにより前記スラリのスプレノズルに循還さ
せる手段とを有し、さらに前記下降管に空気供給
手段と気液接触手段を設け、該下降管内でスラリ
中の亜硫酸カルシウムの酸化を行なうようにした
ことを特徴とする。

典型的には、本発明は、吸収部の受け容器（コ
レクター）に集められた吸収液を下降管で吸収部
循環タンクへ落下させる際の真空効果により大気
中の空気を吸引させ、下降管内に設けた気液接触
器および吸収部循環タンク内で亜硫酸カルシウム
を酸化して石こうとするとともに、吸収部循環タ
ンクを密閉型とすることにより、吸収系からのオ
フガスを酸化用空気として除じん部循環タンクの
液中に供給できるようにし、除じん部でも亜硫酸
カルシウムの酸化を行なうようにしたものであ
る。

本発明において、前記空気供給手段としては、
前記下降管にスロート部を形成し、該スロート部
に適当な弁、例えばチエツク弁、制御弁または一
般弁を有する空気流入管を設けたものが代表例と
して挙げられる。該スロート部はここを液が通過
するときに流速が増加し、空気流入管から空気を
吸収する。この空気供給手段は、単に空気を供給
（吸引）するのみならず、気液混合を促進するか、
気液混合器を兼用するタイプのものが好ましい。
また下降管に設ける気液接触手段としては、該下
降管内において気液の混合作用を生じさせるよう
なものであればどのようなタイプのものでもよ
く、下降管をスラリが落下する時の水頭圧の程度
により、例えばオリフイス型、スクリユー型など
を選択することができる。この気液接触手段は、
前述のように空気供給手段を兼用したものでもよ
い。

本発明において、吸収部循環タンク内に挿入さ
れる下落管の先端はタンク底部において水平接線
方向に向けて配置することが好ましい。このよう
に配置すれば、空気の混入した吸収液によつて吸
収部循環タンク保有液に旋回流を生じさせるの
で、吸収部循環タンク内の気液接触効果が高ま
り、該保有液中でも亜硫酸カルシウムの酸化を行
うことができる。

本発明においては、吸収部循環タンク内のオフ
ガスは亜硫酸カルシウムを酸化するのに充分な酸
素分圧を有するので、該タンクを密閉型とし、該
タンク内に流入した空気をオフガス管を通して吸
収部循環タンク上部から吸収部循環タンクに供給
し、再利用することが好ましい。またこのオフガ
ス管の先端を多岐管とし、各管端に気泡分散器を
設けて除じんと循環タンク保有液中に挿入し、該
タンク保有液中で亜硫酸カルシウムの酸化を行う
ことが好ましい。この場合、前記オフガス管と除
じん部空塔部の間に安全弁を有する前記オフガス
の逃がし配管を設け、前記吸収循環タンク内の圧
力を所定値内に保つことが好ましい。

本発明において、除じん部（冷却部も含む）お
よび吸収部は同一塔内に設けられるが、吸収部の
循環タンクは同一塔内を区分して設けてもよく、
また塔外に設けてもよい。

以下、本発明を図面に示す実施例によりさらに
詳細に説明する。

（実施例） 第１図は、本発明の一実施例を示す湿式排煙脱
硫装置を説明図である。図において、第６図と同
一符号は同一部分を示す。この装置は、硫黄酸化
物を含む排ガス１の入口ダクト５０および処理ガ
スの出口ダクト５２を有する塔本体５４と、該塔
本体５４の入口ダクト５０から導入された排ガス
の上流側に設けられた除じん部循環液スプレノズ
ル２２と、該スプレノズル２２の下方に設けられ
た除じん部循環タンク３６と、該タンク３６に貯
留された循環液をポンプ３７により前記スプレノ
ズル２２に循環させる配管系統５６と、前記塔本
体に導入された排ガスの下流側（塔上部）に設け
られた吸収剤スラリのスプレノズル２２Ａと、該
スプレノズル２２Ａの下方に設けられた該スラリ
の受け容器（コレクタ）３３と、該受け容器３３
に入つたスラリを後記吸収部循環タンク３８に移
送する下降管４０（例えば長さ約20ｍ）と、移送
されたスラリを貯留する吸収部循環タンク３８
と、該タンク３８のスラリを吸収部循環ポンプ３
９により前記スプレノズル２２Ａに循環させる配
管系統５８とを有している。

塔本体５４は、底部が循環タンク３６を形成し
ている除じん部３４と、その上部に形成された吸
収部３５とからなり、底部の除じん部循環タンク
３６には撹拌器３２が設けられ、また該タンク３
６と排ガス入口ダクト５０の間には亜硫酸カルシ
ウムを含むスラリと空気との接触効果を高めるた
めの酸化用スクリーン３１が設けられ、また吸収
部３５の受け容器３３とその上部の吸収液のスプ
レノズル２２Ａの間には気液接触効果を高めるた
めのスクリーン６４が設けられ、さらにスプレノ
ズル２２Ａの上方にはデミスタ４が設けられてい
る。また除じん部循環タンク３６には該タンク３
６内の保有液中に空気を供給するための空気配管
３０が設けられ、また循環液ライン５６はその一
部を取り出して図示していないシツクナおよび遠
心分離器へ送るための配管１３が設けられてい
る。一方、吸収部循環タンク３８にはカルシウム
化合物（主としてCaCO₃）からなる吸収剤スラ
リの供給配管６６が設けられ、また吸収部循環タ
ンク３８の循環ライン５８には、その一部をバイ
パスして除じん循環タンク３６に供給するライン
６８および弁７０が設けられている。

前記下降管４０の上端は、吸収剤スラリの受け
容器３３の下端に設けられた吸収液溜４５に連結
され、その上部に径が狭まつたスロート部６０と
該スロート部６０に空気を吸入するための空気取
入管４１およびチエツク弁４６が設けられ、その
下流側には気液混合手段としてのオリフイス４２
が設けられている。該下降管４０の下端は、吸収
部循環タンク３８の底部において水平接続線方向
に配置されており、該タンク３８内に設けられた
撹拌器６２の作用とともに該タンク３８に旋回流
を生じさせるようになつている。吸収部循環タン
ク３８には密閉蓋４３が取り付けられ、該タンク
３８の上部には除じん部３４へ酸化用空気を導入
するためのオフガス管４４が設けられている。こ
のオフガス管４４は除じん部３４内で多岐に分岐
され、その個々の管端には第２図に詳細を示すよ
うに気泡分散器４９が取りつけられ、除じん部循
環タンク３６の保有液中に挿入されるようになつ
ている。またオフガス管４４には分岐点により上
流に、安全弁４８を取り付けたオフガスの逃がし
配管４７が設けられており、この出口は除じん部
３４に開口し、安全弁４８が作動した時に噴出し
たオフガスが除じん部３４内に流入するようにな
つている。

以上の構成において、吸収部３５のスプレノズ
ル２２Ａからスプレされた吸収液はスクリーン６
４を通る間に排ガス中のSOxを吸収し、下方に落
下して受け容器３３で捕集された後、吸収液溜４
５に集められ、下降管４０を通して吸収部循環タ
ンク３８に落下する。吸収液が下降管４０を下降
する際に、スロート部６０に取り付けられた酸化
用空気の取り入れ管４１から該スロート部６０の
エゼクター効果により大気中の空気が下降管４０
内に好い込まれる。吸い込まれた空気は該スロー
ト部６０の下流側に設けられたオリフイス４１に
よつて流速が変化することにより十分に気液が混
合され、下降管４０内で亜硫酸カルシウムの一部
が酸化されて石こうを生成し、次いで吸収部循環
タンク３８内に酸化用空気とともに流入する。

吸収部循環タンク３８内に流入した、空気を含
んだ吸収液は、第３図および第４図に示すように
下降管４０の下端から接線方向に噴出されると共
に撹拌器６２による撹拌力によつて、空気の細粒
は図に示すように螺旋状を描いて保有液中を上昇
する。このように空気が螺旋状に上昇することに
より、保有液中の空気の滞留時間が長くなり、吸
収部循環タンク３８内の亜硫酸カルシウムの石こ
うへの酸化が促進される。

降水管４０の空気取り入れ口から供給され、降
水管４０および吸収部循環タンク３８で亜硫酸カ
ルシウムの酸化に用いられた酸化用空気のオフガ
スは、除じん部循環タンク３６の保有液中の亜硫
酸カルシウムを酸化する十分な酸素分圧を有す
る。このため、このオフガスは、オフガス管４４
および分岐管４４Ａを通して除じん部循環タンク
３６の保有液中に導入され、除じん部循環タンク
３６の酸化用空気の一部として有効利用される。
この場合、オフガス管４４を分岐して設けた逃が
し配管４７および弁４８により、吸収部循環タン
ク３８の内圧が所定値内になるように制御され
る。除じん部循環タンク３６内の分岐管４４Ａの
管端には、第２図に示すように多孔質の気泡分散
器４９が設けられているので、供給された空気は
細粒化し、気液接触効果を高めることができる。

除じん部循環タンク３６における亜硫酸カルシ
ウムの酸化速度は、第５図に示すように吸収液
（スラリ）のPHに大きく左右されるが、PHが約５
以下では亜硫酸カルシウムの酸化速度がほぼ一定
になることが本出願人によつて見出されている
（特願昭59−28764号）。吸収部循環タンク３８の
PHは脱硫性能との関係からPHを5.5〜6.5程度に制
御されているため、除じん部循環タンク３６と同
様に吸収部循環タンク３８内にブロア等により空
気を吹き込んでも、第５図からもわかるように亜
硫酸カルシウムの酸化速度が遅く、空気利用率が
低いことが予想される。ところが、本発明におい
ては、下降管４０に空気供給手段と気液混合手段
を設けることにより、排ガス中のSOxを接触吸収
した直後の吸収液、すなわちPHが約５〜5.5程度
の吸収液と空気を接触させるため、亜硫酸カルシ
ウムの酸化速度が高くなり、空気を有効に利用す
ることができる。

一方、吸収部循環タンク３８内で亜硫酸カルシ
ウムの酸化に使用した空気のオフガスを除じん部
３４に送つて利用することにより、空気の利用率
をさらに高めることができる。この場合除じん部
循環タンク３６内の保有液（PH4.5〜５）中に分
岐管４４Ａを挿入し、上記オフガスをもぐらせる
ことにより、より効果的な亜硫酸カルシウムの酸
化を行うことができる。

実施例によれば、吸収部３５でスプレー後の吸
収液の有する位置エネルギーを有効に利用し、下
降管４０内で空気を吸収し、混合して気液接触を
行わせることにより、吸収部循環タンク３８に空
気を供給するためのコンプレツサー、フアン等の
補機類を設置する必要がなく、大気中の空気の供
給が可能となり、このため吸収系内でも亜硫酸カ
ルシウムの酸化を行うことができ、除じん部循環
タンク３６での亜硫酸カルシウムの酸化の負担を
軽くすることができる。

第１図の実施例において、下降管４０のスロー
ト部６０および気液接触器４２は水平部に設けて
いるが、これは傾斜部または垂直部に設けてもよ
い。またこのスロート部６０の形状は、ベンチユ
リ型、オリフイス型、バツフル型（例えば涙滴形
状の抵抗物を管内に設ける）等が考えられる。ま
た気液混合手段４２は図示するようなオリフイス
型のほか前述のようにプロペラ型、その他の自己
撹拌型の形状が挙げられる。また下降管４０の下
端に設ける気泡分散器４９についても図示するよ
うな構造に限定されず、種々の形状が考慮され
る。

（発明の効果） 本発明によれば、一塔式の湿式脱硫装置におい
て、吸収部でスプレ後の吸収液が保有する位置エ
ネルギーを有効に利用し、コンプレツサー等の補
機類を使用することなく、吸収液中に大気中の空
気を供給することができるため、少ない動力費用
で、吸収系内でも亜硫酸カルシウムの酸化を行な
うことができる。特に下降管内に導入されたスラ
リは循環タンク内よりもPHが低いので、高い酸化
速度で亜硫酸カルシウムを酸化することができ
る。また吸収部循環タンク内のガスは酸化に必要
な酸素分圧を有しているため、これを除じん部循
環タンクに供給する系統を設けることにより、除
じん部循環タンク内へコンプレツサー等を用いて
注入する酸化用空気量を少なくし、空気の利用効
率を高めることができる。

特に本発明の装置においては、吸収部において
酸化最適条件（PH５〜5.5である下降管内に大気
中の空気を吸入混合することにより、従来は吸収
液の連絡管の機能した有しなかつた下降管に、亜
硫酸カルシウムの酸化器としての機能をもたせた
た点で画期的なものといえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す湿式脱硫装
置の説明図、第２図は、第１図の部の拡大図、
第３図は、第１図の装置における吸収部循環タン
ク内の気泡の流動状態を説明する図、第４図はそ
の−線に沿つた矢視方向の断面図、第５図
は、除じん部循環タンクスラリのPHと酸化速度の
関係を示す図、第６図は、本発明の先願に一塔式
の湿式脱硫装置の説明図である。 １……排ガス、４……デミスタ、２２Ａ……ス
プレノズル、３０……空気供給管、３１……酸化
用スクリーン、３２……撹拌機、３３……受け容
器（コレクタ）、３４……除じん部、３５……吸
収部、３６……除じん部循環タンク、３７……除
じん部循環ポンプ、３８……吸収部循環タンク、
３９……吸収部循環ポンプ、４０……下降管、４
１……酸化用空気取入管、４２……気液混合器
（オリフイス）、４３……密閉蓋、４４……オフガ
ス管、４５……吸収液溜、４６……チエツク弁、
４７……逃がし配管、４８……安全弁、４９……
気泡分散器、５０……排ガス入口ダクト、５２…
…排ガス出口ダクト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 硫黄酸化物を含む排ガスの入口ダクトおよび
   処理ガスの出口ダクトを有する塔本体と、塔本体
   に入つた排ガスの上流側に設けられた除じん部循
   環液のスプレノズルと、該スプレノズルの下方に
   設けられた除じん部循環タンクと、該タンクに貯
   留された循環液をポンプにより前記スプレノズル
   に循環させる手段と、前記塔本体に入つた排ガス
   の下流側に設けられたカルシウム化合物を含む吸
   収剤スラリのスプレノズルと、該スプレノズルの
   下方に設けられた該スラリの受け容器と、該受け
   容器に入つたスラリを後記吸収部循環タンクに移
   送する下降管と、移送されたスラリを貯留する吸
   収部循環タンクと、該タンクのスラリをポンプに
   より前記スラリのスプレノズルに循環させる手段
   とを有し、さらに前記下降管に空気供給手段と気
   液接触手段を設け、該下降管内でスラリ中の亜硫
   酸カルシウムの酸化を行なうようにしたことを特
   徴とする湿式排煙脱硫装置。 ２ 特許請求の範囲１において、前記空気供給手
   段として前記下降管にスロート部を形成し、弁を
   有する空気流入口を該スロート部に設けるととも
   に、前記気液接触手段として前記スロート部下流
   側に気液混合器を設けたことを特徴とする湿式排
   煙脱硫装置。 ３ 特許請求の範囲１において、吸収部循環タン
   ク内に挿入された下降管の先端をタンク底部で水
   平接線方向に向けて配置したことを特徴とする湿
   式排煙脱硫装置。 ４ 特許請求の範囲１において、吸収部循環タン
   クを密閉型とし、吸収部循環タンク内に流入した
   空気を該タンク上部から除じん部循環タンクに供
   給するオフガス管を設けたことを特徴とする湿式
   排煙脱硫装置。 ５ 特許請求の範囲４おいて、前記オフガス管の
   先端を多岐管とし、各管端に気泡分散器を設けて
   除じん塔循環タンク保有液中に挿入し、除じん塔
   循環タンク保有液中で亜硫酸カルシウムの酸化を
   行わせることを特徴とする湿式排煙脱硫装置。 ６ 特許請求の範囲５において、前記オフガス管
   と除じん部空塔部の間に、安全弁を有する前記オ
   フガスの逃がし配管を設けたことを特徴とする湿
   式排煙脱硫装置。