JPH0724252A - 酸化マグネシウムによる湿式排煙脱硫装置及びその脱硫 方法 - Google Patents

酸化マグネシウムによる湿式排煙脱硫装置及びその脱硫 方法

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 酸化マグネシウムを吸収剤としてSO2 やS
3 を効率良く除去できる排煙脱硫装置を提供する。 【構成】 SOx を含むガスが流れている煙道5には酸
化マグネシウム貯蔵ホッパ1からの酸化マグネシウム粉
末が噴霧される。酸化マグネシウム粉末は煙道5内で煙
道ガス中のSO3 を吸収しつゝ吸収塔9へ導かれる。吸
収塔9内で酸化マグネシウムはスプレライン7からの循
環液に接触し捕集される。循環液は吸収塔9の中を落下
しつゝ煙道ガス中のSO2 を吸収除去する。循環液は吸
収塔9の底部から循環ポンプ10によって循環される。
循環液については亜硫酸イオン濃度を検出装置18によ
り検出し亜硫酸イオン濃度が少くなると酸化ブロア13
による酸化を抑制し液中の亜硫酸イオンの存在により酸
化マグネシウムの活性度を向上させる。酸化マグネシウ
ムの供給量は、ガス中のSOx 濃度検出器16、ガス流
量検出器17およびPH計15により与えられる信号に
基づいて制御ユニット14で制御される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は煙道ガス中のSOx を除
去する湿式排煙脱硫装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、マグネシウムを利用した排煙脱硫
装置としては吸収剤として水酸化マグネシウムを用いる
方法が公知である。図2にそのフローを示すが、煙道ガ
スは冷却ライン20により水露点近く迄増湿冷却された
後、吸収塔9へ導かれ、吸収液循環ライン7より供給さ
れる吸収液のスプレイと充てん層8により、効率良く気
液反応によりSOx を吸収される。
【0003】また、排ガス中にSO3 を含む場合、従来
の湿式の脱硫装置では冷却過程でSO3 が微細ミスト化
してしまうためにSO3 は液とミストの接触でしか除去
されないため、その除去効率が低く、このため排煙脱硫
装置からのSO3 のミストが除去されずに排出されてし
まうといった問題があり、そのため、SO3 を除去する
湿式電気集塵機23を排脱装置の出口に設置している例
もある。
【0004】なお、図2において21は水酸化マグネシ
ウム供給槽で、この槽21内から水マグ供給ポンプ22
によって水酸化マグネシウムが吸収塔9内へ供給され
る。10は循環液スプレライン7及び冷却ライン20へ
循環液を送るポンプである。11は排水処理ユニット、
24は煙突を示している。13は酸化ブロワである。
【0005】また、酸化マグネシウムを吸収剤として用
いる例もあるが、その場合には酸化マグネシウムを水酸
化マグネシウムに変換し吸収剤として使用している。従
って、酸化マグネシウムを吸収剤として用いる場合、従
来の例では酸化マグネシウムを水酸化マグネシウムに水
和するための設備が必要であり、水酸化マグネシウムを
吸収剤として用いるよりもランニングコストは低減出来
るものの、水和のための設備費が必要であった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、酸化マグネ
シウムを吸収剤として、排ガス中に含まれるSO3 を効
率良く除去すると共に、酸化マグネシウムを水和するた
めの設備を必要としない湿式排煙脱硫装置を提供するこ
とを課題としている。また、本発明は酸化マグネシウム
の反応活性を高めることのできる吸収塔をもつ湿式排煙
脱硫装置を提供することをも課題としている。
【0007】更にまた、本発明はスケーリング等の問題
を生ずることなしに前記した装置により安定したSOx
除去効率を維持できる湿式排煙脱硫方法を提供すること
を課題としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、SO2 とSO
3 の両方を含む重油焚ボイラ等の排ガス処理において、
SO3 ガスを除去するための手段として、酸化マグネシ
ウム(MgO)の粉体を煙道に直接噴霧し、その粉体は
後段の湿式の吸収塔の循環液で捕集し、スラリの状態で
SOx ガスの吸収剤として利用する。また粉体のMgO
をSOx の湿式吸収に効率良く利用するためにMgOを
水酸化マグネシウム(Mg(OH)2) 迄水和せず、亜硫
酸イオンを含む循環液で直接捕集させる。その結果、M
gOの溶解性が高まり吸収剤としての活性が高まる。
【0009】また、他の本発明による湿式排煙脱硫装置
では、前記した手段に加え、前記循環液中に一定量の亜
硫酸イオンを確保するため吸収塔内に酸化抑制手段を有
する構成を採用する。この酸化抑制手段は循環液中の亜
硫酸イオンが少なくなると吸収塔底に送られる酸化空気
量を抑制する装置とすることができる。
【0010】更にまた本発明においては、前記した湿式
排煙脱硫装置において、排ガス中のSO2 濃度とガス流
量並びに吸収塔内の液中のPH値を基に酸化マグネシウ
ムの注入量を制御する湿式排煙脱硫方法を採用する。
【0011】
【作用】酸化マグネシウムは炭酸マグネシウムをか焼し
たものが比較的安いコストで市販されており、また粒径
も10〜数10μmの微細な粉体が市販されている。こ
の粉体をSOx を含むボイラ排ガス中に噴霧させること
により、ガス中のSO3と反応させることが可能であ
る。ここに粉体の噴霧する場所はボイラであればエアヒ
ータの出口煙道であり、150〜200℃の酸露点以上
の温度領域が望ましく、固気反応時間を確保するために
は湿式吸収塔よりも離れた出来る限り上流側が望まし
い。
【0012】一般に煙道ガス中の速度は15m/s以上
の流速があり、市販の酸化マグネシウムはガス中を沈降
することなく後流の湿式吸収塔へ導かれる。一方、酸化
マグネシウムの投入量は、SO2 と当量近くに設定する
ことにより対SO3 に対しては十分な当量比を確保する
ことが可能である。(MgOとSO2 のモル比を1とす
れば,SO3 はSO2 の約1〜2%程度のため、SO3
に対してのモル比は50近くになる。)従ってSO3
MgOは固気反応ではあるが、SO3 に対するMgO比
を高くすることにより、十分なSO3 の除去効率が期待
出来る。SO3 はMgOと反応しMgSO4 (硫酸マグ
ネシウム)となる。
【0013】次に未反応のMgOの粉体と一部硫酸マグ
ネシウムとなった粉体は湿式の吸収塔へ導かれ、循環液
と接触することにより、液中にとり込まれ、うすいスラ
リーを形成する。ここで、MgSO4 は溶解性が高いた
め、液で溶解しスケーリングの問題は発生しない。湿式
の吸収塔以降については基本的には従来の水マグ法と同
様であるが、酸化マグネシウムの粉体による閉塞を防止
するため、吸収塔はダウンフローとし、かつ気液比を十
分にとることが望ましい。
【0014】次に、本発明によって吸収塔内における酸
化制御手段を設けた構成の装置としたものでは、酸化マ
グネシウムの反応活性を上げるために循環液中の亜硫酸
イオンを一定量確保して運転することにより、酸化マグ
ネシウムの溶解が促進され、その結果SO2 の安定的吸
収が可能となる。
【0015】また、本発明による装置において、吸収塔
の液中のPHを一定の範囲で管理しながら、ガス中のS
x とガス流量に応じた量の酸化マグネシウムを投入す
る脱硫方法を採用すれば、SO2 ,SO3 の変動に対し
てもスケーリング等の問題を生ずることなく安定した除
去効率を維持することが可能である。
【0016】
【実施例】以下、本発明による酸化マグネシウムを用い
た排煙脱硫装置を図1に示した一実施例に基づいて具体
的に説明する。なお、図1において図2と同じ部分には
同一符号を付してあり、それらについては重複する説明
を省略する。図1において、煙道にはSOx ( SO2
SO3 )を含むガスが流れており、その中にノズル6に
より10〜数10μmの酸化マグネシウムの粉末が供給
される。酸化マグネシウムの粉末は貯蔵ホッパ1より定
量的にフィーダ2より切出され、ジェットコンベア3等
の手段により加圧され、煙道ガス中へ供給される。4は
ブロアである。
【0017】酸化マグネシウムの噴霧は均一に煙道ガス
内に行なわれることが望ましいことは言うまでもない。
噴霧された酸化マグネシウムは煙道ガス中を浮遊しなが
らSO3 を吸収しつつ、直接湿式の吸収塔9へ導かれ
る。吸収塔9内に導かれた酸化マグネシウムは循環液の
スプレライン7によりスプレさわる多量の循環水により
接触捕集される。ここで酸化マグネシウムは粒径が10
μm以上あるため、容易に湿式のスプレ捕集可能であ
る。
【0018】循環水は吸収塔9の中を落下しながらSO
2 と気液接触しつつ下方へと落下する。このときの気液
接触効率を高めるため、充てん層8の設置が有効である
が、充てん層8はデポジットの発生が生じない様な構
造、例えばグリッドなどが良いのはいうまでもない。循
環液は塔底より循環ポンプ10により再循環され使用さ
れるが、液中の塩濃度が上がりすぎない様に外部より水
を導入し、かつ一部を抜出し排水処理設備11へ移送す
る方法は従来の水マグ法排脱装置と同じである。
【0019】また、循環液中に一定以上の亜硫酸イオン
を確保するために亜硫酸イオン濃度の検出装置18によ
り循環液中の亜硫酸イオンを検出し、亜硫酸イオンが少
なくなると酸化ブロワ13による塔底の酸化を抑制する
制御弁19により、酸化ノズル12からの酸化空気量を
抑制する。液中の亜硫酸イオンの存在により、MgOの
活性度は従来の水酸化マグネシウム(Mg(OH)2)の
スラリ並に向上させることが可能となる。
【0020】なお、図1では酸化空気量を、自動制御し
ているが、予め負荷条件が明らかな運転をする例では手
動にて酸化空気量を調整することが可能である。
【0021】また、MgO粉体の供給量はガス中のSO
x 濃度検出器16とガス流量検出器17より与えられる
信号に基づき制御ユニット14にてSOx 負荷に応じた
量を供給するよう制御される。また塔内でのスケーリン
グ等の問題が発生しないようPH検出器15の信号が制
御ユニット14へ送られ一定の領域に入る様に供給量を
制御する。
【0022】
【発明の効果】以上具体的に説明したように、本発明に
よる酸化マグネシウムを用いた湿式排煙脱硫装置におい
ては、ガス中のSOx 濃度に応じた酸化マグネシウムの
煙道内への粉体吹込みにより、SOx をガス状のまま除
去することが可能となる。また煙道内に飛散した酸化マ
グネシウムの粉体を従来の湿式吸収塔の構成にて循環水
のスプレで捕集することにより、吸収剤の補給と粉体の
回収の両方を行なうことが出来る。
【0023】特に酸化抑制手段を設けることにより循環
液の亜硫酸イオンを一定量確保する構成を採用したもの
では、酸化マグネシウムの活性が増大するため、MgO
をMg(OH)2に水和するための特別な設備は不要とな
り、上記のSO3 の除去効果と併せ、マグネシウム法排
脱の機能向上と大幅な建設費のコストダウン、さらには
安価な酸化マグネシウム吸収剤の使用によるランニング
コストの低減が図れる。
【0024】また、本発明による運転方法を採用するこ
とによってスケーリング等の問題を生ずることなくSO
x 負荷に適合した本発明排煙脱硫装置の安定した運転が
行われる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による湿式排煙脱硫装置の機
器構成を一部断面で示す配置図。
【図2】従来の水マグ法排煙脱硫装置の機器構成を一部
断面で示す配置図。
【符号の説明】
1 酸化マグネシウム貯蔵ホッパ 2 定量フィーダ 3 ジェットコンベア 4 ブロワ 5 煙道 6 吹込ノズル 7 循環液スプレライン 8 充てん層 9 吸収塔 10 ポンプ 11 排水処理ユニット 12 酸化ノズル 13 酸化ブロワ 14 制御ユニット 15 PH計 16 SOx 計 17 流量計 18 亜硫酸濃度計 19 制御弁 20 冷却ライン 21 水酸化マグネシウム供給槽 22 水マグ供給ポンプ 23 湿式電気集塵機 24 煙突

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 酸化マグネシウムを吸収剤として使用す
    る排煙脱硫装置において、酸化マグネシウムの粉体を直
    接煙道ガス中に噴霧し同酸化マグネシウムの一部により
    煙道ガス中に含まれるSO3 ガスを固気反応させる酸化
    マグネシウム噴霧手段、ならびに同噴霧手段の後流に配
    設され前記酸化マグネシウムの粉体および前記酸化マグ
    ネシウムとSO3 との反応生成物を循環液で捕集すると
    共に同循環液でSO2 ガスを気液反応で吸収する湿式の
    吸収塔を有することを特徴とする酸化マグネシウムによ
    る湿式排煙脱硫装置。
  2. 【請求項2】 前記吸収塔内における酸化を抑制し前記
    循環液中に一定以上の亜硫酸イオンを確保する酸化抑制
    手段を設けたことを特徴とする請求項1記載の酸化マグ
    ネシウムによる湿式排煙脱硫装置。
  3. 【請求項3】 前記酸化マグネシウムの注入量を排ガス
    中のSO2 濃度、煙道ガスの流量、及び吸収塔内の液の
    PH値を基に制御することを特徴とする請求項1又は2
    記載の装置による湿式排煙脱硫方法。
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