JPH10202050A

JPH10202050A - 排煙脱硫装置におけるセレン酸化抑制方法及び装置

Info

Publication number: JPH10202050A
Application number: JP9013830A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Naito; 俊之内藤; Tadayoshi Tamaru; 忠義田丸; Hiroo Inoue; 博雄井上
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1997-01-28
Filing date: 1997-01-28
Publication date: 1998-08-04

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の課題は、脱硫時にＳＯ₂から生成さ
れる亜硫酸塩（CaSO₃等）を充分酸化できる性能を維持
しながら、同時にセレン（Ｓｅ）の酸化を抑制できる排
煙脱硫装置セレン酸化抑制装置を提供することである。【解決手段】硫黄酸化物を含んだ排ガスを吸収塔１で
吸収液を用いて脱硫する際に、酸化空気供給手段３から
の酸化空気により吸収塔１内の吸収液中の四価セレンが
六価セレンに酸化されるのを抑制する排煙脱硫装置にお
けるセレン酸化抑制方法において、吸収塔１に供給され
る酸化空気の流量を、吸収液中のHSO ₃ ^-の濃度に応じ
て調節する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排ガスを湿式排煙
脱硫装置の吸収塔で吸収液を用いて脱硫する際に、酸化
空気供給手段からの酸化空気により吸収塔で四価セレン
が六価セレンに酸化されるのを抑制する排煙脱硫装置に
おけるセレン酸化抑制方法及び装置に係り、特に、酸化
空気供給手段から吸収塔に供給される酸化空気の流量
を、吸収液中のＨＳＯ₃ ^-の濃度に応じて調節する排煙
脱硫装置におけるセレン酸化抑制方法と、これを実現す
る排煙脱硫装置におけるセレン酸化抑制装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】硫黄酸化物を含んだ排ガスを湿式排煙脱
硫装置で脱硫する場合、一般に、排ガスを吸収塔に導入
し、この吸収塔内で湿式脱硫剤（石灰等）を含んだ吸収
液を排ガスにスプレすることにより、吸収液に硫黄酸化
物が吸収されて（すなわち、硫黄酸化物と湿式脱硫剤が
化合して）脱硫が行われる。

【０００３】このとき、硫黄酸化物と湿式脱硫剤が化合
して生成した生成物の中には、SO₂（正確にはＳＯ₂が
水に溶解した状態のＨＳＯ₃ ^-）と石灰が化合して生成
するＣａＳＯ₃等の、ＣＯＤ(chemical oxygen demand)
が高く化学的に不安定な物質が含まれている可能性があ
るので、吸収塔下部の液溜部に落下した吸収液に酸化空
気供給手段（酸化空気ブロワ等）で酸化空気を送り込
み、この酸化空気でＣａＳＯ₃等を強制的に酸化してＣ
ａＳＯ₄（石膏）等にする。

【０００４】また、ＣａＳＯ₃等の亜硫酸塩が吸収塔内
に多く残存していると、ＳＯ₂がスムーズに吸収液中に
取り込まれず脱硫効率が悪くなるので、脱硫効率を高く
維持する上でも、酸化空気供給手段による亜硫酸塩の酸
化は重要である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】さて、石炭中に含まれ
排ガスと共に吸収塔に運ばれてくる物質の一つにセレン
（Ｓｅ）がある。セレンは、普通、セレン化合物（四価
セレン（Ｓｅ⁴⁺）及び六価セレン（Ｓｅ⁶⁺）の酸化物
等）の形で排ガス中に存在し、これらが吸収塔で吸収液
に取り込まれる結果、吸収塔からの脱硫排水に混入す
る。

【０００６】これらのセレン化合物は人体に有害な物質
であり、平成６年２月１日に改正された排出基準によれ
ば、その排出規制値は排水１リットル当たり０．１ｍｇであ
る。そこで、セレン化合物を排水中から除去するため、
Ｓｅ⁴⁺については、一般に、脱硫排水の処理過程におけ
る凝集沈殿処理によりこれを除去している（なお、この
凝集沈殿処理の場合、Ｓｅ⁶⁺は沈殿しないので除去でき
ない）。

【０００７】ところが、上述のように、ＣａＳＯ₃等を
強制的に酸化するため吸収塔の液溜部の吸収液に酸化空
気供給手段で酸化空気を送り込むと、この酸化空気によ
って、四価セレンの多くが酸化され、六価セレンになっ
てしまうことが分かっている。つまり、下式のように、
四価セレン（Ｓｅ⁴⁺）が六価セレン（Ｓｅ⁶⁺）に酸化さ
れる。

【０００８】Ｓｅ⁴⁺→ Ｓｅ⁶⁺＋２ｅ^- （ＳｅＯ₂ ＋ 1/2Ｏ₂ → ＳｅＯ₃） …（１）このように、四価セレンが六価セレンに酸化されてしま
うと、それだけ凝集沈殿処理によって回収除去できるセ
レンの量が減ってしまうことになり、上記のセレン排出
規制値を達成する上で問題であった。

【０００９】しかし、従来の技術においては、吸収塔入
口のＳＯ_X濃度が高いときは脱硫効率を優先させて常に
充分な量の酸化空気を吸収塔に吹き込み（すなわち四価
セレンが六価セレンに酸化されてしまう）、吸収塔入口
のＳＯ_X濃度が低いときのみ酸化空気の吹き込みを停止
するという、硬直した対応しかなされていない。

【００１０】そこで、本発明の目的は、脱硫時にＳＯ₂
から生成される亜硫酸塩（CaSO₃等）を充分酸化できる
性能を維持しながら、同時にセレン（Ｓｅ）の酸化を抑
制できる排煙脱硫装置セレン酸化抑制装置を提供するこ
とである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明は、硫黄酸化物を含んだ排ガスを吸収
塔で吸収液を用いて脱硫する際に、酸化空気供給手段か
らの酸化空気により吸収塔内の吸収液中の四価セレンが
六価セレンに酸化されるのを抑制する排煙脱硫装置にお
けるセレン酸化抑制方法において、吸収塔に供給される
酸化空気の流量を、吸収液中のＨＳＯ₃ ^-の濃度に応じ
て調節するようにして構成される。

【００１２】請求項２の発明は、硫黄酸化物を含んだ排
ガスを吸収塔で吸収液を用いて脱硫する排煙脱硫装置に
おけるセレン酸化抑制装置において、吸収塔内の吸収液
中のＨＳＯ₃ ^-の濃度を検知するＳＯ₃濃度検知器と、
吸収液中に酸化空気を供給する酸化空気供給手段と、上
記ＳＯ₃濃度検知器からの検出値に応じて上記酸化空気
供給手段を制御するコントローラとを備えて構成されて
いる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適実施の形態を
添付図面により説明する。

【００１４】図１に、硫黄酸化物を含んだ排ガスを湿式
脱硫装置の吸収塔で吸収液を用いて脱硫する際に、酸化
空気ブロワ等の酸化空気供給手段からの酸化空気により
吸収塔で四価セレンが六価セレンに酸化されるのを抑制
する、本発明の排煙脱硫装置におけるセレン（Ｓｅ）酸
化抑制装置１５が示されている。

【００１５】図１において、１は湿式排煙脱硫装置の吸
収塔であり、その上流側には図示されない燃料燃焼機関
（ボイラ等）が接続されている。吸収塔１の上部には、
湿式脱硫剤（石灰等）を含む吸収液をスプレする吸収液
スプレ手段２が設けられ、吸収液スプレ手段２の直上部
には、吸収液の流失を防ぐミストエリミネータ１６が接
続される。

【００１６】一方、吸収塔１の下部は、落下した吸収液
を収容する液溜部９を形成する。上記の吸収液スプレ手
段２は、液溜部９に溜まった吸収液をポンプ２ａで汲み
上げて吸収塔１の上部からスプレするように構成され
る。また、スプレ手段２には、図示されない石膏回収装
置（脱水機等）が接続され、液溜部９からポンプ２ａに
よって抜き出された吸収液の一部が、この石膏回収装置
に導入されて石膏の回収が行われるように構成される。

【００１７】吸収塔１の液溜部９には、液溜部９に酸化
空気を吹き込む酸化空気吹込み手段（酸化空気ノズル
等）８が図示されるように設けられ、この酸化空気吹込
み手段８には、酸化空気を送り込む酸化空気供給手段３
が接続される。酸化空気供給手段３は、コンプレッサ又
はブロワから成る。

【００１８】図１は、酸化空気供給手段３にコンプレッ
サを用いた例を示している。

【００１９】このコンプレッサを用いた酸化空気供給手
段３は、吐出風量が自在に調節できるようになってお
り、例えば図示のようにモータ１１を、運転周波数可変
のインバータ１０で駆動してその回転数を制御したり、
コンプレッサ内にインレットベーン１３を設け、そのイ
ンレットベーン１３の開度を調節したり、吸入弁１２の
開度を調節したり、あるいは放風弁１４による放風制御
で吐出風量を調節できるようにされる。

【００２０】また、酸化空気供給手段３には、これに付
随して、酸化空気供給手段３から液溜部９に供給される
酸化空気の流量を検出する流量指示調節計（ＦＩＣ）５
が、図のように設けられる。

【００２１】液溜部９には、さらに、液溜部９の吸収液
中のＨＳＯ₃ ^-（ＳＯ₂が水に溶解した状態）の濃度を
検知するＳＯ₃濃度検知器４と、吸収液（スラリ）を液
溜部９に供給する吸収液供給手段７とが接続される。

【００２２】ＳＯ₃濃度検知器４からの検出値及び流量
指示調節計５からの検出値に応じて液溜部９に供給され
る酸化空気の量を制御するコントローラ６が、ＳＯ₃濃
度検知器４及び流量指示調節計５に接続されて設けら
れ、コントローラ６にＳＯ₃濃度検知器４の検出値及び
流量指示調節計５の検出値が入力されるようになってい
る。前記のコントローラ６は、酸化空気供給手段３のイ
ンバータ１０に（あるいは吸入弁１２，インレットベー
ン１３，放風弁１４のいずれかに）接続され、酸化空気
の供給量を制御するようになっている。

【００２３】上記のＳＯ₃濃度検知器４と、流量指示調
節計５と、コントローラ６と、酸化空気供給手段３と
が、酸化空気供給量調節機構１０を主に構成する。

【００２４】燃料燃焼機関（ボイラ等）から排出された
硫黄酸化物を含む排ガス（未処理ガス）が、吸収塔１に
その下部から導入される。吸収塔１に導入された排ガス
は吸収塔１内を上昇し、このとき吸収液スプレ手段２か
ら湿式脱硫剤（石灰等）を含む吸収液がスプレされ、排
ガス中の硫黄酸化物が吸収液に吸収されて（すなわち、
硫黄酸化物と湿式脱硫剤が化合して）脱硫が行われる。
脱硫された排ガス（処理ガス）は、ミストエリミネータ
１６を経て吸収塔１の頂部から排出され、大気放出され
る。

【００２５】上述の脱硫反応（硫黄酸化物と湿式脱硫剤
との反応）により生成した生成物を含んだ吸収液は、吸
収塔１の液溜部９に落下し、液溜部９に一時的に収容さ
れる。この液溜部９内の吸収液は、ポンプ２ａによって
汲み上げられ、吸収液スプレ手段２を介して再び吸収塔
１の上部からスプレされて、以下、この過程が繰り返さ
れる。このとき、吸収液供給手段７によって、液溜部９
に吸収液（スラリ）が適宜補充される。一方、ポンプ２
ａによって液溜部９から抜き出された吸収液の一部は、
スプレ手段２から適宜抜き出されて石膏回収装置へ導入
され、ここで脱硫反応による生成物（石膏等）が脱水さ
れ、回収される。石膏等を除去された脱硫排水は、その
他の排水処理を施された後、排出される。

【００２６】なお、上記の過程において、石炭中に含ま
れているセレン（Ｓｅ）が、セレン化合物（四価セレン
（Ｓｅ⁴⁺）及び六価セレン（Ｓｅ⁶⁺）の酸化物等）の形
で排ガスと共に吸収塔１に運ばれ、吸収液中に混入す
る。

【００２７】さて、上記の過程においては、ＳＯ₂（正
確にはＳＯ₂が水に溶けた状態のＨＳＯ₃ ^-）と脱硫剤
とが化合して生成するＣａＳＯ₃等の亜硫酸塩を酸化す
るため、酸化空気供給手段３及び酸化空気吹込み手段８
を介して酸化空気が液溜部９に吹き込まれ、亜硫酸塩
（ＣａＳＯ₃等）が強制的に酸化される。このように亜
硫酸塩が強制的に酸化され、除去されることにより、排
ガス中のＳＯ₂がスムーズに吸収液に溶解してＨＳＯ₃
^-となり、脱硫性能が維持される。

【００２８】このとき、ＳＯ₃濃度検知器４により、液
溜部９の吸収液中のＨＳＯ₃ ^-の濃度が検知され、検出
値がコントローラ６に送られる。このようにＳＯ₃濃度
検知器４により液溜部９におけるＨＳＯ₃ ^-の濃度を測
定することにより、吸収塔１におけるその時点での酸化
力の強さを知ることができる。

【００２９】つまり、ＳＯ₃濃度検知器４により検出さ
れるＨＳＯ₃ ^-の濃度が高ければ、吸収塔１内の亜硫酸
塩の酸化が余り行われていないことを意味し、逆にHSO
₃ ^-の濃度が低ければ、吸収塔１内の亜硫酸塩の大部分
が酸化されていることを意味する。

【００３０】一方、流量指示調節計（ＦＩＣ）５によ
り、酸化空気供給手段３から液溜部９に供給される酸化
空気の流量が検出され、検出値がコントローラ６に入力
される。

【００３１】すると、コントローラ６は、入力されたＳ
Ｏ₃濃度検知器４からの検出値と流量指示調節計（ＦＩ
Ｃ）５からの検出値とに応じ、吸収塔１内のＨＳＯ₃ ^-
の濃度が５０〜１００ｐｐｍになるように、酸化空気供
給手段３のモータ１１のインバータ１０に（あるいは吸
入弁１２，インレットベーン１３，放風弁１４のいずれ
かに）酸化空気の供給量の制御に関する情報を出力す
る。インバータ１０（あるいは吸入弁１２，インレット
ベーン１３，放風弁１４のいずれか）は、このコントロ
ーラ６からの出力に応じて適宜作動し、この結果、吸収
塔１内のHSO ₃ ^-の濃度が５０〜１００ｐｐｍになるよ
うに、酸化空気供給手段３からの酸化空気の供給量が調
節される。

【００３２】なお、このとき、インバータ１０，吸入弁
１２，インレットベーン１３，放風弁１４を適宜組み合
わせて用い、これら複数の手段によって酸化空気供給手
段３からの酸化空気の供給量を調節してよいのは、勿論
である。

【００３３】要するに、ＳＯ₃濃度検知器４により検知
されたＨＳＯ₃ ^-の濃度が１００ｐｐｍより大きい場合
は、コントローラ６は酸化空気供給手段３による酸化が
不十分であると判断し、その時点での流量指示調節計
（ＦＩＣ）５からの検出値も考慮に入れながら酸化空気
供給手段３の酸化性能を増大させる。逆にＨＳＯ₃ ^-の
濃度が５０ｐｐｍより小さい場合は、コントローラ６は
酸化空気供給手段３による酸化が過剰であると判断し、
その時点での流量指示調節計（ＦＩＣ）５からの検出値
も考慮に入れながら酸化空気供給手段３の酸化性能を低
下させる。

【００３４】さて、吸収塔１内のＨＳＯ₃ ^-の濃度が上
記のように５０〜１００ｐｐｍに維持された場合、四価
セレン（Ｓｅ⁴⁺）の六価セレン（Ｓｅ⁶⁺）への酸化が顕
著に抑制されることが、ｐＨ，ＯＲＰ（酸化還元電
位），Ｌ／Ｇ（液／ガス比）等の因子を変化させて行わ
れた一連の基礎試験，ベンチ試験，パイロット試験等の
結果から判明している。

【００３５】つまり、ＨＳＯ₃ ^-の濃度を５０ｐｐｍ以
上に維持することにより、酸化空気供給手段３による過
度の酸化が防止され、Ｓｅ⁴⁺のＳｅ⁶⁺への酸化が抑制さ
れる。すなわち、ＨＳＯ₃ ^-の濃度が５０ｐｐｍを下回
るほど酸化空気が吹き込まれてＳｅ⁴⁺がＳｅ⁶⁺に酸化さ
れないように、ＨＳＯ₃ ^-の濃度が常にチェックされる
と共に酸化空気供給手段３の運転が制御される。また、
ＨＳＯ₃ ^-の濃度を 100ｐｐｍ以下に維持することによ
り、酸化空気供給手段３による酸化を過度に抑制してし
まうことが防止され、従って、過剰のＨＳＯ₃ ^-濃度に
よりＳＯ₂の吸収が阻害されて脱硫効率が低下すること
や、過剰の亜硫酸塩が酸化されずに排出されて環境に望
ましくない影響をもたらすことが防止される。

【００３６】以上、要するに、本発明の排煙脱硫装置セ
レン酸化抑制装置によれば、湿式脱硫装置で排ガスを脱
硫する際に、吸収液中のＨＳＯ₃ ^-の濃度が一定の範囲
内に維持されるように酸化空気供給手段からの酸化空気
の流量を調節する酸化空気供給量調節機構を設けること
により、脱硫時にＳＯ₂から生成される亜硫酸塩（Ｃａ
ＳＯ₃等）を充分酸化できる性能（すなわち良好な脱硫
性能）を維持しながら、吸収塔でのＳｅ⁴⁺の酸化を抑制
し、Ｓｅの排出規制値をクリアし易くできる。

【００３７】また、吸収液中のＨＳＯ₃ ^-の濃度が５０
ｐｐｍ以下にならないように、酸化空気供給手段による
吸収塔への酸化空気の供給量が常に制御される（すなわ
ち、ＨＳＯ₃ ^-の濃度を５０ｐｐｍ以下にしてしまうほ
ど多くの酸化空気が供給されない）ので、酸化空気を不
必要に多く吹き込むことが防止され、酸化空気供給手段
の運転コストを節減できる。

【００３８】

【発明の効果】以上、要するに、本発明の排煙脱硫装置
セレン酸化抑制装置によれば、以下の優れた効果がもた
らされる。

【００３９】（１）湿式脱硫装置で排ガスを脱硫する際
に、吸収液中のＨＳＯ₃ ^-の濃度が一定の範囲内に維持
されるように酸化空気供給手段からの酸化空気の流量を
調節する酸化空気供給量調節機構を設けることにより、
脱硫時にＳＯ₂から生成される亜硫酸塩（ＣａＳＯ
₃等）を充分酸化できる性能（すなわち良好な脱硫性
能）を維持しながら、吸収塔でのＳｅ⁴⁺の酸化を抑制
し、Ｓｅの排出規制値をクリアし易くできる。

【００４０】（２）吸収液中のＨＳＯ₃ ^-の濃度が５０
ｐｐｍ以下にならないように、酸化空気供給手段による
吸収塔への酸化空気の供給量が常に制御される（すなわ
ち、ＨＳＯ₃ ^-の濃度を５０ｐｐｍ以下にしてしまうほ
ど多くの酸化空気が供給されない）ので、酸化空気を不
必要に多く吹き込むことが防止され、酸化空気供給手段
の運転コストを節減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の排煙脱硫装置セレン酸化抑制装置を示
す図である。

【符号の説明】

１吸収塔３酸化空気供給手段４ＳＯ₃濃度検知器５流量指示調節計（ＦＩＣ）６コントローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】硫黄酸化物を含んだ排ガスを吸収塔で吸収
液を用いて脱硫する際に、酸化空気供給手段からの酸化
空気により吸収塔内の吸収液中の四価セレンが六価セレ
ンに酸化されるのを抑制する排煙脱硫装置におけるセレ
ン酸化抑制方法において、吸収塔に供給される酸化空気
の流量を、吸収液中のＨＳＯ₃ ^-の濃度に応じて調節す
るようにしたことを特徴とする排煙脱硫装置におけるセ
レン酸化抑制方法。
【請求項２】硫黄酸化物を含んだ排ガスを吸収塔で吸収
液を用いて脱硫する排煙脱硫装置におけるセレン酸化抑
制装置において、吸収塔内の吸収液中のＨＳＯ₃ ^-の濃
度を検知するＳＯ₃濃度検知器と、吸収液中に酸化空気
を供給する酸化空気供給手段と、上記ＳＯ₃濃度検知器
からの検出値に応じて上記酸化空気供給手段を制御する
コントローラとを備えたことを特徴とする排煙脱硫装置
におけるセレン酸化抑制装置。