JPH09308815A - 湿式排煙脱硫方法 - Google Patents

湿式排煙脱硫方法

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JPH09308815A
JPH09308815A JP8148472A JP14847296A JPH09308815A JP H09308815 A JPH09308815 A JP H09308815A JP 8148472 A JP8148472 A JP 8148472A JP 14847296 A JP14847296 A JP 14847296A JP H09308815 A JPH09308815 A JP H09308815A
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JP
Japan
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liquid
gas
exhaust gas
absorbent
desulfurization method
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Application number
JP8148472A
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English (en)
Inventor
Kyuji Yachi
久二 谷地
Takao Ban
孝夫 伴
Shigeto Abe
茂人 阿部
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Mitsui Mining Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Mining Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】脱硫効率を低下させることなく、設備費および
動力費を削減することができ、また、吸収塔を小型で高
性能なものとすることができる石灰−石膏法の湿式排煙
脱硫方法を提供すること。 【解決手段】吸収塔本体1が、吸収液6を噴霧する液噴
霧手段4を備えた気液接触領域Aと、吸収液6中に空気
16を吹き込むガス分散手段7を備え且つ噴霧された吸
収液6を回収する液滞留領域Bと、液滞留領域Bの吸収
液6を液噴霧手段4に連続供給する液循環ライン10と
から構成され、該吸収塔本体1内部に硫黄酸化物を含有
する排ガス15を導入し、該排ガス15をカルシウム系
吸収剤を含む吸収液6と気液接触を行うことにより排ガ
ス15中の硫黄酸化物を吸収液6中に吸収して、さら
に、該吸収液6中に空気16および炭酸カルシウム17
を供給して石膏18を生成させる湿式排煙脱硫方法に於
いて、前記気液接触領域Aの吸収液6の噴霧方向を上向
きにすると共に、吸収塔本体1内部に導入した排ガス1
5の流通方向を下から上へ流通させることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は湿式排煙脱硫方法に
関し、特に炭酸カルシウム等のカルシウム系吸収剤を用
いて石膏を副生する石灰−石膏法の湿式排煙脱硫方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、石灰−石膏法の湿式排煙脱硫方法
は概略以下の通りである。まず、排ガスを吸収塔に導入
して吸収液と気液接触させ、排ガス中の亜硫酸ガスを吸
収液中に吸収して除去する。 SO2 +H2 O = H2 SO3
【0003】吸収液中に空気を吹き込んで酸素を溶解さ
せ、この酸素により吸収液中の亜硫酸を酸化して硫酸と
する。 2 H2 SO3 +O2 = 2H2 SO4
【0004】吸収液中に、吸収する亜硫酸ガスにほぼ等
しい量の炭酸カルシウムを供給し、この炭酸カルシウム
と硫酸とを反応させて石膏として、石膏の結晶を析出さ
せる。 CaCO3 +H2 SO4 +H2 O = CaSO4 ・2
2 O+CO2
【0005】得られた石膏は、スラリーの状態で吸収塔
から抜き出されて石膏回収工程へ送られ、濃縮及び脱水
処理されて副産物とされ、液(水)は、吸収塔に戻され
る。かかる従来法の吸収塔の構造と機能を図3により説
明する。吸収塔本体1は、気液接触領域Aと下部の液滞
留領域Bとで構成されている。気液接触領域Aには多数
のスプレーノズル5を備えた液噴霧手段4が多段にわた
って設けられている。
【0006】これらのスプレーノズル5は液循環手段で
ある循環ポンプ11及び液循環ライン10を介して液滞留領
域Bと連結されている。従って循環ポンプ11を運転する
ことにより、液滞留領域Bの吸収液はスプレーノズル5
から下方に向けて噴霧され、噴霧された吸収液は落下し
て液滞留領域Bに回収されるので、吸収液は連続的に循
環使用されることになる。
【0007】下方の側壁には排ガス入口ノズル2が、塔
頂部には排ガス出口ノズル3がそれぞれ 設けられてお
り、導入された排ガスは気液接触領域Aを通過すること
により、多数のスプレーノズルから噴霧される吸収液に
よって洗浄される。従って、排ガス中の亜硫酸ガスは吸
収液中に溶解して亜硫酸となる。気液接触領域Aの上方
にはミストエリミネータ14が設けられており、気液接触
によって排ガス中に同伴した液滴が除去される。
【0008】液滞留領域Bにはガス分散手段であるスパ
ージャー8が設けられており、吸収液中に空気を気泡と
して吹き込むことができる。従って吸収液中には常に酸
素が溶解されており、亜硫酸を酸化して硫酸とすること
ができる。
【0009】更に吸収する亜硫酸ガスの量にほぼ等しい
量の炭酸カルシウム17を吸収液中に供給することによ
り、炭酸カルシウムと硫酸を反応させて石膏とすること
ができる。定常の運転状態では吸収液中の固形分は大部
分が石膏であって、これにごく少量の未反応炭酸カルシ
ウム及び不純物を含んだ状態で運転される。吸収液の一
部は循環ライン10の途中から抜き出されて石膏回収工程
13に送られ、濃縮、脱水処理して副産物石膏を得ること
ができる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】以上の石灰−石膏法は
一応確立された技術であるが、巨大な装置となるために
建設費用及び運転費用を削減して経済性を更に高めるこ
とが求められている。建設費用の中で最も大きな割合を
占めるのは、排ガスからの硫黄酸化物の除去と亜硫酸の
酸化反応及び石膏の生成反応を行う吸収塔であり、この
吸収塔を小型で高性能なものとすることが一つの課題で
ある。また運転費用は、排ガスを吸収塔に導入するため
の送風機の動力と、吸収液を吸収塔内に循環するための
ポンプの動力とに要する動力費が最も大きく、これらを
削減することが一つの課題である。
【0011】更に従来法の工程を実施するのに以前は吸
収塔を複数個用いることもあったが、次第に改良され
て、最近では一つの吸収塔で亜硫酸ガスの吸収から石膏
の析出までを一貫して行うことが多くなった。このた
め、単一の吸収塔で処理するにも拘らず、排ガスから亜
硫酸ガスを除去する効率は90%以上の高い脱硫効率が得
られ、また副生する石膏には未反応の炭酸カルシウム等
が殆ど含まれない高純度の石膏が得られなければならな
い。
【0012】また排ガスの空塔速度は 2.0〜 3.0 m/se
c と比較的低い空塔速度に押えていた。この様にしたの
は主にミストエリミネータでのミストの捕集効率を保持
するためであった。即ち、ミストの捕集効率が不十分で
あると、気液接触領域から排出される排ガスの中に微小
の固形物を同伴し、これが吸収塔上部の壁や排ガスのダ
クトに付着堆積する問題があったからである。
【0013】
【課題の解決手段】本発明は、これらの課題を解決しよ
うとするものであり、その要旨とするところは、硫黄酸
化物含有排ガスを吸収塔内に導入して、カルシウム系吸
収剤を含む吸収液と気液接触を行うことにより排ガス中
の硫黄酸化物を吸収すると共に、該吸収液中に空気を吹
き込んで石膏を生成させる湿式排煙脱硫方法において、
前記吸収塔が吸収液を噴霧する液噴霧手段を備えた気液
接触領域と、空気吹き込み用のガス分散手段を備え噴霧
された吸収液を回収する液滞留領域とで構成されると共
に、吸収液を液滞留領域から液噴霧手段に連続的に供給
する液循環手段を備え、且つ気液接触領域を通過する排
ガスの流通方向が上向きであると共に、液噴霧手段から
噴霧される吸収液の噴霧方向が上向きであることを特徴
とする湿式排煙脱硫方法である。
【0014】すなわち本発明においては、吸収液の噴霧
方向が上向きなので、先ず液滴は勢いよく上向きに噴霧
され、次いで自重で減速し更に下向きに落下するという
運動を行い、気液接触領域で長時間滞留して排ガスと互
いに接触することになり、その間に吸収液は硫黄酸化物
を吸収するものである。また滞留時間をより長くするた
めに、排ガスの空塔速度を従来より大きくすることが望
ましく、前記吸収塔を流れる排ガスの空塔速度は、 3.0
〜 5.5 m/sec にするのが望ましい。
【0015】更に、排ガスに反応させた吸収液中の亜硫
酸を十分酸化させ実質的にすべてを硫酸にしておけば、
吸収塔上部の壁や排ガスのダクトに固形物が付着堆積す
る弊害を解消でき、本発明を有効に実施できるものであ
る。この点は、発明者の鋭意検討の結果、吸収塔上部の
壁や排ガスのダクトに最も付着堆積を起こしやすい物質
は炭酸カルシウムや石膏ではなく亜硫酸カルシウムであ
ることが判明したものである。
【0016】亜硫酸カルシウムは、酸化反応が不十分な
ときに亜硫酸と炭酸カルシウムとの反応によって生成す
るものである。 CaCO3 +H2 SO3 =CaSO3 ・1/2 H2 O+C
2 + 1/2H2 O 従って、酸化反応を十分に行って亜硫酸カルシウムの生
成を防止すれば、吸収塔上部の壁や排ガスのダクトに固
形物が付着堆積する問題を解消できたものである。
【0017】
【実施例】本発明の実施例を以下図面に従って説明する
と、図1は、排ガス中の硫黄酸化物である亜硫酸ガスを
除去する吸収塔の概略を示した図である。図1におい
て、1は吸収塔本体、2は排ガス15を吸収塔本体1の
内部に導入する排ガス入口ノズル、3は処理された排ガ
ス15を排出する排ガス出口ノズル、4は吸収液6を上
向きに噴霧する液噴霧手段、5は吸収液6を霧状にする
スプレーノズル、6は排ガスと気液接触させる吸収液、
7は吸収液6中に空気16を吹き込むガス分散手段、8
は空気16を気泡状にするスパージャー、9は吸収液6
を攪拌する攪拌機、10は吸収液6を循環させる液循環
手段、11は吸収液6の循環ポンプ、12は吸収液6の
液循環ライン、13は析出された石膏18を回収する石
膏回収工程、14は排ガス15中のミスト19を除去す
るミストエリミネータ、15は排ガス、16は空気、1
7は炭酸カルシウム、18は石膏、19はミスト、Aは
気液接触領域、Bは液滞留領域である。
【0018】そして、本発明の湿式排煙脱硫方法を図1
により説明すると、排ガス15を吸収塔本体1下部の排
ガス入口ノズル2より吸収塔本体1内部に導入し、気液
接触領域Aに備えた液噴霧手段4のスプレーノズル5か
ら吸収液6を上向きに噴霧して吸収液6と排ガス15と
を気液接触させる。噴霧方向が上向きであるため、吸収
液6の液滴は気液接触領域A内を上方に進み、やがて重
力によって減速させられて停まり、そして下方へ落下し
始めるが、吸収塔内部を下から上に流通する排ガス15
の空塔速度を比較的早い3.0〜5.5m/secとし
ていることにより、この液滴の落下速度をより遅くする
ことができる。これにより、吸収液6の液滴を気液接触
領域A内により多く、また、長時間滞留させておくこと
ができ、排ガス15中の硫黄酸化物である亜硫酸ガスを
より多く吸収液6中に吸収させることができる。
【0019】そして、この吸収液6は落下して液滞留領
域Bに回収され、次に、この回収された吸収液6中にス
パージャー8で空気16を気泡状に吹き込んで酸素を溶
解させ、吸収液6中の亜硫酸を酸化させて硫酸にし、さ
らに、この吸収液6中に炭酸カルシウム17を供給して
硫酸と反応させ石膏18の結晶を析出させる。
【0020】そして、石膏18を含んでいる吸収液6を
液循環ライン10の循環ポンプ11により液循環ライン1
2に送流し、この液循環ライン12に設けられている石
膏回収工程13で石膏18が取り出され、吸収液6は再
び気液接触領域Aに備えられている液噴霧手段4のスプ
レーノズル5から上向きに噴霧される。また、気液接触
により処理された排ガス15は、ミストエリミネータ1
4で排ガス15中に同伴しているミスト19が除去さ
れ、吸収塔本体1上部の排ガス出口ノズル3から排出さ
れる。
【0021】かかる装置にて本発明の方法に関し、表1
の条件で試験を行った。
【表1】
【0022】比較例 本発明法との比較のため、図3に示す従来法を用いて、
表2の条件で試験を行った。液ガス比と循環液滞留時間
は、実施例の条件と異なる。
【表2】
【0023】従来は空塔速度を 3.0 m/sec以上とするこ
とは考えられなかったことであるが、 3.0 m/sec以上と
しても十分に実用的であることが確認され、これによっ
て吸収塔の直径を小さくして小型化できることが証明さ
れた。図2は、排ガスの空塔速度と脱硫率の関係を示し
た図であり、従来の方法では空塔速度が2.8m/se
cのときに脱硫率が91%であるのに対して、本発明の
方法では4.0m/secのときに脱硫率が91%とな
り、脱硫効率が向上したことがわかる。
【0024】吸収液の滞留時間を短くすることが可能と
なったのは、気液接触効率が増大したことによって系全
体を低いpHで運転することが可能となり、炭酸カルシ
ウムの溶解が促進された結果と考えられる。気液接触面
積が飛躍的に増大したことにより、又排ガスの空塔速度
を速くすることが可能となったため、吸収塔の小型化と
循環液量の削減が同時に可能となった。
【0025】単純に考えても、本発明の吸収塔は約 30
% の小型化され、循環ポンプの動力費は約18%の削減
である。排ガス量 680,000 m3 N/hr の大規模発電所で
従来の方法と本発明の方法とを比較すると、表3のよう
になる。
【0026】
【表3】
【0027】
【効果】以上のように本発明においては、排ガスと同じ
く吸収液の噴霧方向が排ガスと同じく上向きなので、液
滴は、気液接触領域で上方に長時間滞留して排ガスと互
いに接触することになり、その結果実質的にガスと液滴
とが接触する表面積が大きくなったに等しく、効率的に
排ガス処理を行うことができるものである。
【0028】また、気液接触領域を大きくすることはな
いので、吸収塔自体を小型化することができ、更に、吸
収液の循環量を少なくすることができるので運転費用を
低減でき、また、吸収液の亜硫酸の酸化を十分行うこと
により、固形物の付着堆積の問題が起らず、排ガスの空
塔速度を大きくすることができ、吸収塔の断面積を小さ
くすることができる。
【0029】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の脱硫装置の概略図
【図2】排ガスの空塔速度と脱硫率の関係を示した図
【図3】従来法の脱硫装置の概略図
【符合の説明】
A 気液接触領域 B 液滞留領域 1 吸収塔本体 2 排ガス入口ノズル 3 排ガス出口ノズル 4 液噴霧手段 5 スプレーノズル 6 吸収液 7 ガス分散手段 8 スパージャー 9 撹拌機 10 液循環ライン 11 循環ポンプ 12 液循環ライン 13 石膏回収工程 14 ミストエリミネータ 15 排ガス 16 空気 17 炭酸カルシウム 18 石膏 19 ミスト

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】硫黄酸化物含有排ガスを吸収塔内に導入し
    て、カルシウム系吸収剤を含む吸収液と気液接触を行う
    ことにより排ガス中の硫黄酸化物を吸収すると共に、該
    吸収液中に空気を吹き込んで石膏を生成させる湿式排煙
    脱硫方法において、前記吸収塔が吸収液を噴霧する液噴
    霧手段を備えた気液接触領域と、空気吹き込み用のガス
    分散手段を備え噴霧された吸収液を回収する液滞留領域
    とで構成されると共に、吸収液を液滞留領域から液噴霧
    手段に連続的に供給する液循環手段を備え、且つ気液接
    触領域を通過する排ガスの流通方向が上向きであると共
    に、液噴霧手段から噴霧される吸収液の噴霧方向が上向
    きであることを特徴とする湿式排煙脱硫方法。
  2. 【請求項2】前記吸収塔を流れる排ガスの空塔速度を
    3.0〜 5.5 m/sec としたことを特徴とする請求項1記
    載の湿式排煙脱硫方法。
  3. 【請求項3】前記液滞留領域における吸収液の滞留時間
    を、2.5 〜3.0 分にしたことを特徴とする請求項1又は
    2に記載の湿式排煙脱硫方法。
  4. 【請求項4】排ガスに反応させた吸収液中の亜硫酸を十
    分に酸化処理することを特徴とする請求項1記載の湿式
    排煙脱硫方法。
JP8148472A 1996-05-21 1996-05-21 湿式排煙脱硫方法 Pending JPH09308815A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1326594C (zh) * 2005-12-07 2007-07-18 马春强 一种烟气脱硫方法及复合循环对流吸收塔
CN112423863A (zh) * 2018-07-13 2021-02-26 三菱动力株式会社 湿式排烟脱硫装置的控制方法及控制装置、具备该湿式排烟脱硫装置的控制装置的远程监视系统
CN115025601A (zh) * 2022-07-08 2022-09-09 北新建材(昆明)有限公司 一种脱硫吸收塔喷淋系统

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN115025601A (zh) * 2022-07-08 2022-09-09 北新建材(昆明)有限公司 一种脱硫吸收塔喷淋系统
CN115025601B (zh) * 2022-07-08 2024-01-30 北新建材(昆明)有限公司 一种脱硫吸收塔喷淋系统

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