JPH07100329A

JPH07100329A - 排煙脱硫方法

Info

Publication number: JPH07100329A
Application number: JP5246818A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Eto; 祐一江藤; Kunio Nakai; 邦夫中井; Hiroyuki Ishii; 宏幸石井; Masaritsu Kobayashi; 雅律小林; Mikito Hayashi; 幹人林
Original assignee: Idemitsu Engineering Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Engineering Co Ltd
Priority date: 1993-10-01
Filing date: 1993-10-01
Publication date: 1995-04-18

Abstract

(57)【要約】【目的】設備の簡素化を図ることができる排煙脱硫方
法を提供する。【構成】排ガスを活性炭中を通過させながら排ガス中
の硫黄酸化物を活性炭に吸着させ、この硫黄酸化物の吸
着と並行して、洗浄水を前記活性炭中を通過させて吸着
された硫黄酸化物を硫酸として前記活性炭から脱離させ
る。また、活性炭から脱離された硫酸は、ｐＨ5.0 〜8.
0 に調整した後に排水する。活性炭の形状としては、再
生効率を高めるため、例えば、三つ葉型に代表される多
葉型、マカロニ型、ハニカム型等の形状が好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、排煙脱硫方法に関し、
石油精製業、石油化学工業、食品化学工業、製塩業等の
分野において利用できる。

【０００２】

【背景技術及び発明が解決しようとする課題】地球規模
の環境問題として、近年、酸性雨の問題がクローズアッ
プされている。酸性雨は、重油等を燃やした際の排ガス
中の硫黄酸化物（SO_x）に起因しており、酸性雨の問題
解決を図るには、この硫黄酸化物の処理対策が必要にな
る。従来、硫黄酸化物を含む排ガスに対して活性炭を使
用した脱硫方法が知られている。この脱硫方法では、一
般的に吸着操作を乾式で行い、再生操作を水洗浄による
湿式で行っている。通常、このシステムでは、５，６基
の吸着塔を用い、30〜40時間毎に吸着から再生に切り換
えている。また、このシステムにおいては、活性炭の再
生の際に得られた硫黄酸化物を硫酸として回収する方式
が採られている。

【０００３】しかし、このシステムでは、多数の吸着塔
が必要となって設備費が掛かっていた。また、乾式吸着
法では、活性炭が経時的に失活（劣化）するので、充分
な脱硫率を確保するためには、空間速度を 500〜600Hr
^-1程度と低くして、排ガスを活性炭と充分に接触させる
必要があった。更に、大掛かりな硫酸濃縮装置、そして
このための広い敷地が必要になるという難点を有してい
る。加えて、硫黄酸化物を硫酸として回収しているた
め、多額の費用がかかっていた。なお、硫黄酸化物の吸
着工程と活性炭の再生工程を別の場所で行う方式もある
が、そのための設備や敷地が必要であり、設備費の増加
を招いている。

【０００４】一方、中小型の排煙脱硫装置においては、
水酸化マグネシウムや酸化マグネシウムを使用した非再
生式の排煙脱硫システムが普及しているが、このシステ
ムでは排水のＣＯＤ規制値を守るために空気曝気を行っ
たり、酸化効果を維持するために吸収液中における亜硫
酸塩の結晶の析出を防止したりする必要がある。そのた
めに、従来、次のような手段が提案されている。例え
ば、塩濃度の上限値の管理（または、吸収液の比重の
上限値の管理）、空気曝気水の吸収塔への還流、吸
収塔循環系の液溜め部における空気曝気、である。しか
し、いずれの方式にしても、付帯的な設備が必要になる
ため、建設費や敷地の面に加えて、設備の複雑さが問題
となっている。そこで、本発明は、設備の簡素化を図る
ことができる排煙脱硫方法を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明に係る排
煙脱硫方法は、排ガスを活性炭中を通過させながら排ガ
ス中の硫黄酸化物を活性炭に吸着させ、この硫黄酸化物
の吸着と並行して、洗浄水を前記活性炭中を通過させて
吸着された前記硫黄酸化物を硫酸として前記活性炭から
脱離させることを特徴とする。前記排ガスは、硫黄酸化
物と共に水分と酸素が含まれたものである。このような
排ガスが、活性炭と接触すると、硫黄酸化物が活性炭に
物理的に吸着されるだけではなく、酸化や水和のような
化学的変化を受けて硫酸が生成する。

【０００６】このような硫酸の生成と並行して、同じ活
性炭において、生成された硫酸は、洗浄水によって活性
炭から脱離するため、硫黄酸化物の吸着工程と硫酸の脱
離による活性炭の再生工程とが同時に行われることにな
る。この結果、活性炭の経時的な失活が防止されるの
で、排ガスの空間速度を2,000Hr^-1以上に高めることが
可能になる。このように本発明では、同じ活性炭におい
て、吸着と脱離とを並行して行うため、再生は活性炭の
表層部に留まる傾向がある。従って、この再生効率を高
めるためには、活性炭の形状として、比表面積の大きな
ものを選択することが望ましい。例えば、三つ葉型に代
表される多葉型、マカロニ型、ハニカム型等の形状が好
ましい。

【０００７】また、本発明においては、前記活性炭から
脱離された硫酸は、ｐＨ5.0 〜8.0に調整した後に排水
する。このように活性炭から脱離された硫酸は、濃縮し
たりして回収しないため、そのための装置が不要であ
り、システムの簡略化が実現できる。本発明に基づく排
煙脱硫装置は、吸着用の装置内に脱離用の装置を一体に
組み込むことができ、これにより装置のコンパクト化が
図れ、装置の設置面積も小さくできるようになる。

【０００８】

【実施例】先ず、図１を参照して本発明の一実施例に係
る排煙脱硫方法において使用する排煙脱硫装置の構成を
説明する。この排煙脱硫装置は、集塵装置11、この集塵
装置11と第１の配管12を介して接続された吸着・脱離塔
13、この吸着・脱離塔13と第２の配管14を介して接続さ
れた中和槽15、この中和槽15と第３の配管16を介して接
続されたアルカリタンク17を備えて構成される。前記集
塵装置11は、バッグフィルターや電気集塵装置よりな
り、ダストを除去した排ガスを活性炭に供給するための
ものである。

【０００９】前記第１の配管12の集塵装置11と吸着・脱
離塔13間には、ブロア18が設けられている。前記吸着・
脱離塔13は、その内部の上面近くに設けられた洗浄用新
水散布用の第１のスプレーノズル19、この第１のスプレ
ーノズル19の下に設けられた洗浄用循環液21散布用の第
２のスプレーノズル22、この第２のスプレーノズル22の
下に設けられた活性炭充填層23及び循環液21の液溜め部
24を有している。前記活性炭充填層23に充填された活性
炭は、多葉型、マカロニ型、ハニカム型等の比表面積の
大きな形状を有するものである。

【００１０】この吸着・脱離塔13でスプレーノズル19,2
2 による散水方式としたのは次の理由による。活性炭充
填層23に洗浄水（洗浄用新水と洗浄用循環液21の両者を
含む）が均一に散布されず、洗浄水の分散性が悪いと、
活性炭の一部に再生不充分の領域が発生し、この領域を
通過する排ガスは脱硫されないため、脱硫率が低下す
る。そこで、洗浄水による硫酸の脱離効果を高め、活性
炭の再生効率を高めるために、活性炭充填層23に充分な
量の洗浄水を供給すると共に、洗浄水が活性炭充填層23
上に満遍なく行き渡るように洗浄水の分散性の良好なス
プレーノズル19, 22による散水方式を採用する。

【００１１】前記第１のスプレーノズル19には、洗浄用
新水供給用の第４の配管25が接続され、この第４の配管
25の途中にはバルブ26及びこのバルブ26の開閉を調節す
る流量計27が設けられている。前記液溜め部24には、液
面計28が取り付けられている。煙突29が、この吸着・脱
離塔13の側面部と接続されて設けられている。前記第２
の配管14には、ポンプ31とバルブ32が設置されている。
このバルブ32は、前記液面計28により開閉が調節され
る。この配管14は、その途中に第１の分岐管33が接続さ
れ、この第１の分岐管33は前記第２のスプレーノズル22
と接続されて循環液21を循環させて洗浄用循環液21とす
るためのループを形成している。この第１の分岐管33の
途中には、バルブ34及びこのバルブ34の開閉を調節する
ための流量計35が設けられている。

【００１２】前記中和槽15の側面部には、排水用の第５
の配管36が接続され、この第５の配管36の途中には、ポ
ンプ31とフィルター37が設置されている。このフィルタ
ー37は、中和剤として軽焼マグネシア等の粉末状のアル
カリ剤を用いた場合に生ずる未反応の懸濁物質を除去す
るためのものである。前記中和槽15内とアルカリタンク
17内には、それぞれ攪拌翼38が取り付けられている。次
に、この排煙脱硫装置を使用した本実施例に係る排煙脱
硫方法を説明する。排ガスを集塵装置11内に導入し、こ
こでダストを除去した後、第１の配管12を通してブロア
18により排ガスを吸着・脱離塔13の塔頂より塔13内に導
入する。

【００１３】この吸着・脱離塔13内において、排ガスは
活性炭充填層23中を下降しながら通過して活性炭と接触
し、排ガス中の硫黄酸化物は活性炭に物理的に吸着され
ると共に、酸化や水和のような化学的変化を受けて希硫
酸が生成する。この希硫酸は液溜め部24に落下して循環
液21となる。そして、この硫黄酸化物の吸着と並行し
て、この活性炭充填層23において、第１のスプレーノズ
ル19からの洗浄用新水及び第２のスプレーノズル22から
の洗浄用循環液21の散布によって、生成した希硫酸は、
活性炭から脱離して活性炭の再生が同時に行われる。脱
硫された排ガスは、煙突29から系外に排出される。

【００１４】吸着・脱離塔13の液溜め部24に溜まった循
環液21は、第２の配管14及び第１の分岐管33を通って前
記第２のスプレーノズル22に戻され、洗浄用循環液21と
して再使用される。この際、洗浄用新水の洗浄用循環液
21に対する混合割合を1/40より大きくし、しかも液溜め
部24の循環液21の希硫酸濃度が300 〜30,000wtppm 程度
となるように、洗浄用新水と洗浄用循環液21との混合割
合を調整する。これらの条件を外れると、脱硫率が低下
することに加えて、洗浄用循環液21の希硫酸濃度が前記
範囲より低いと新水の必要量が多くなって経済性に劣る
ようになり、一方前記範囲より高いと中和のためのアル
カリが多量に必要となってやはり経済性に劣るようにな
る。

【００１５】そして、液面計28の検知により、洗浄用新
水として導入された分量に相当する分量の循環液21が第
２の配管14を通って中和槽15に送られる。この中和槽15
には、軽焼マグネシア等を中和剤とするアルカリ液39が
アルカリタンク17から供給されており、ここで循環液21
の希硫酸がアルカリ液39で中和される。中和された廃液
は、フィルター37を通って排出される。

【００１６】実験例１上記実施例において、下記の条件で排煙脱硫実験を行っ
た。平均粒子径２mmの活性炭を充填した活性炭充填層
（厚さ400mm 、活性炭充填量3560ｇ）23を吸着・脱離塔
（直径150mm ）13の前記所定位置に設け、この活性炭充
填層23中にモデル排ガス（SO₂濃度：250 ppm 、供給
量：50Ｎm³／Hr）を下降させながら通過させてSO₂を活
性炭に吸着させた。ここで、活性炭は、破過状態に達す
るまでに0.177 Nm³のSO₂を吸着した。この時、活性炭
の重量は、6374ｇに達した。この状態から、活性炭にモ
デル排ガス中のSO₂を吸着させると同時に、この活性炭
充填層23に洗浄用新水と洗浄用循環液21を洗浄水として
下降させることにより、硫酸を活性炭から脱離させて活
性炭の再生を行った。

【００１７】本実験において、脱硫率は、85％以上を安
定的に確保できた。ここで、破過状態後の再生開始時に
おける再生液のSO₄ ^2-が18,000wtppm の状態において
も、また洗浄用新水の割合が高い連続再生時における再
生液のSO₄ ^2-が420wtppmの状態においても、ＣＯＤ源で
あるSO₃ ^2-の濃度は、定量限界である20wtppm 程度（JIS
K 0120-40-1 によれば100wtppm以下）であった。従っ
て、本実施例に係る排煙脱硫方法によれば、循環液21の
希硫酸濃度が通常のＣＯＤ規制値である25wtppm を優に
クリアしているため、この循環液21を中和槽15で中和し
た後、懸濁物質をフィルター37で処理するだけで排水す
ることができる。

【００１８】実験例２図２に示すように、上記実施例において、活性炭充填層
23に散布される洗浄水の条件（洗浄用新水と洗浄用循環
液21の割合）を変え、洗浄用循環液21を含まないで洗浄
用新水だけの場合（◇）、洗浄用循環液21を含み洗浄用
新水が10 l/Hrの場合（△）、洗浄用循環液21を含み洗
浄用新水が20 l/Hr の場合（○）、洗浄用循環液21を含
み洗浄用新水が30 l/Hr の場合（□）についてそれぞれ
脱硫率を測定した。この結果、いずれの場合も85％以上
の脱硫率であり、高い脱硫率が得られることがわかる。

【００１９】図２によれば、新水を10 l/Hr 及び20 l/H
r 含む場合の洗浄水の脱硫率を比べると、20l/Hrを含む
場合の方が10 l/Hr を含む場合より高く、新水の割合が
高い程、高い脱硫率が得られるとも思われる。しかし、
新水を30 l/Hr を含む場合の洗浄水の脱硫率は、新水が
100％の場合と大差ないため、経済的観点から新水の使
用量を少なくしようとするのであれば、上限は循環液21
300〜400 l に対して30 l/Hr 前後で充分である。従っ
て、新水の混合割合の好ましい範囲は、循環液21 300〜
400 ｌに対して20〜30 l/Hr 前後ということになる。

【００２０】

【発明の効果】本発明に係る排煙脱硫方法によれば、設
備の簡素化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る排煙脱硫方法において
使用する排煙脱硫装置の構成図である。

【図２】洗浄水（洗浄用新水と洗浄用循環液）の条件を
変えた場合の脱硫率を測定したグラフである。

【符号の説明】

13 吸着・脱離塔 15 中和塔 17 アルカリタンク 19 第１のスプレーノズル 21 洗浄用循環液 22 第２のスプレーノズル 23 活性炭充填層 39 アルカリ液

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小林雅律千葉県千葉市中央区新田町37番24号出光エンジニアリング株式会社内 (72)発明者林幹人千葉県千葉市中央区新田町37番24号出光エンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排ガスを活性炭中を通過させながら排ガ
ス中の硫黄酸化物を活性炭に吸着させ、この硫黄酸化物
の吸着と並行して、洗浄水を前記活性炭中を通過させて
吸着された前記硫黄酸化物を硫酸として前記活性炭から
脱離させることを特徴とする排煙脱硫方法。
【請求項２】前記活性炭から脱離された硫酸をｐＨ5.
0 〜8.0 に調整した後に排水することを特徴とする請求
項１記載の排煙脱硫方法。