JPH10230129A

JPH10230129A - 排煙脱硫方法および排煙脱硫装置

Info

Publication number: JPH10230129A
Application number: JP9052567A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Umehara; 洋一梅原; Masaru Takeda; 大武田; Kazushige Kawamura; 和茂川村; Osamu Tokari; 脩戸河里; Takashi Kimura; 隆志木村
Original assignee: Chiyoda Corp; Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Current assignee: Chiyoda Corp; Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Priority date: 1997-02-21
Filing date: 1997-02-21
Publication date: 1998-09-02

Abstract

(57)【要約】【課題】連続的に脱硫と並行して活性炭を効果的に再
生することができ、かつその際の洗浄に使用する水の使
用量を低減化させることができて、処理液量の低減化も
併せて図ることができる排煙脱硫方法および当該排煙脱
硫方法を実施するための排煙脱硫装置を得る。【解決手段】硫黄酸化物を含む排ガスを活性炭９と接
触させて、硫黄酸化物を活性炭に吸着させて除去するに
際して、上記活性炭中に相対湿度８０％以上の排ガスを
通過させつつ、活性炭への吸着によって副生した希硫酸
の少なくとも一部を洗浄ライン１２を循環させて、ＳＯ
₄ ^2- 濃度が１w％以上であって、かつ洗浄を行わない場
合に副生されるＳＯ₄ ^2- 濃度よりも低濃度に制御した希
硫酸によって、上記活性炭９を連続的に洗浄する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排ガスから硫黄酸
化物を除去するための排煙脱硫方法および排煙脱硫装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、火力発電所用ボイラーや大型
焼却炉から排出される多量の排ガスから亜硫酸ガス（Ｓ
Ｏ₂ ）を除去するための排煙脱硫方法の一種として、上
記排ガスを活性炭と接触させることにより、上記亜硫酸
ガスを活性炭に吸着酸化させて除去する方法が知られて
いる。この活性炭を用いた排煙脱硫方法は、活性炭が亜
硫酸ガスの吸着剤として作用するとともに、酸化触媒と
しても作用し、この結果当該排ガスに含まれる酸素によ
って、活性炭の表面に硫酸として吸着酸化して排ガス中
から除去するものである。

【０００３】ところで、このような活性炭を用いた排煙
脱硫方法においては、時間の経過とともに活性炭の表面
に付着した硫酸によって、新たな排ガスと活性炭との接
触による吸着酸化作用が妨げられて脱硫効率が低下する
ために、上記活性炭の再生操作が必要となる。このよう
な活性炭の再生操作として、例えば上記活性炭層を移動
床とし、活性炭を順次脱離器に送り、不活性ガスによっ
て加熱して活性炭を還元剤として付着した硫酸を還元す
ることにより再生する乾式脱硫加熱再生法（別冊化学工
業1984、Vol.28、305〜308頁）や、複数の活性炭塔を並列
的に配設し、排ガスを送って脱硫を行う活性炭塔を順次
切り換えて、他の活性炭塔内を水洗して乾燥することに
より当該活性炭塔を再生する洗浄再生法（同、315〜316
頁、特公昭52-29262号公報、特開昭50-11974号公報等）
が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記乾式脱
硫加熱再生法にあっては、加熱再生時に活性炭が酸化し
て消耗するとともに、吸着工程での移動時および搬送時
に機械的な消耗も生じ、総じて運転コストが高騰化する
という欠点があった。他方、上記洗浄再生法において
は、脱硫、再生、乾燥を並列的に行うために、複数の活
性炭塔を必要とし、装置が大型化するとともに、操作が
煩雑になるという欠点があった。加えて、上記２つの方
法では、いずれも活性炭の着火や微粉活性炭による爆発
の危険性がある。これに対して、上記活性炭層を、工業
用水によって連続的に活性炭層を洗浄することにより、
亜硫酸ガス等の吸着と並行して、活性炭表面の硫酸を連
続的に希釈溶解脱着してその再生を図る連続洗浄再生法
も提案されている（同、318〜319頁）。しかしながら、
上記連続洗浄再生法にあっては、この種の排煙脱硫装置
において操業上その確保が難しい工業用水を多量に消費
することになるために、運転コストが高くなって経済性
に劣るという問題点があり、また生成される希硫酸が多
量になって、その処理の負担が大きくなるという問題点
があった。

【０００５】また、上記洗浄再生法の有する課題を解決
するものとして、特開平７−１００３２９号公報にみら
れる排煙脱硫方法も提案されている。この排煙脱硫方法
は、排ガスを活性炭中を通過させながら、硫黄酸化物を
活性炭に吸着酸化させ、当該活性炭において希硫酸を生
成させるとともに、これと並行して上記活性炭を、第１
のスプレーノズルから散布される新水と、上記活性炭か
ら落下して液溜め部に貯留した希硫酸の一部を循環供給
することによって第２のスプレーノズルから散布される
希硫酸とによって連続的に洗浄することにより、活性炭
を再生しつつ脱硫を行うようにしたものであり、さらに
液溜め部において増加する希硫酸を、順次中和槽に送
り、水酸化マグネシウム、軽焼マグネシア、炭酸マグネ
シウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム等を中和剤
とするアルカリ液によって中和して、ｐＨ５〜８に調整
したうえで排水するようにしたものである。この際に、
新水と洗浄用循環液（希硫酸）との混合割合は、新水が
循環液に対して１／４０より大きくなり、かつ上記循環
液の希硫酸濃度が０．０３〜３wt％程度になるように調
整されている。

【０００６】しかしながら、上記従来の排煙脱硫方法に
あっても、循環液の希硫酸濃度が０．０３〜３wt％程度
になるように新水を供給散布しているので、依然として
相当量の新水を連続的に使用する必要があり、経済性に
劣るとともに、希硫酸濃度が低いために、処理すべき希
硫酸の抜出し液量が増大し、この結果中和処理および排
水処理系における負担が極めて大きくなるという問題点
があった。さらに、活性炭層の閉塞による排ガスの圧力
損失の増加や、洗浄液中の塩類濃度の上昇により、長期
間の安定運転に支承をきたすことが判明した。かかる問
題点を解決するには、大型でかつ高価な電気集塵装置が
必要となり、またバグフィルタを用いて多量の排ガスか
らの除塵を行う場合には、広い敷地面積が必要になると
いう問題点が生じる。

【０００７】また、これらの方法では、塩酸の除去率が
低いために、排ガス中に塩酸ガスが同伴される。その一
方で、活性炭層において、僅かに除去される塩酸が希硫
酸に混入し、装置材料の腐食を加速するために、上記装
置材料として耐食性に優れた高級材質のものを用いなけ
ればならず、経済性に劣るという問題点が生じる。加え
て、新水と循環液との２系統の洗浄ラインが必要になる
ために、装置内の構造が煩雑になり、さらにこれら２系
統における流量制御が複雑化するという問題点もあっ
た。しかも、生成された希硫酸を、もっぱらｐＨ調整し
て排水しているために、何等の付加価値を生じることが
なくて不経済であるという付加的な問題点もあった。

【０００８】そこで、本発明者等は、このような従来の
連続洗浄再生法を用いた活性炭による排煙脱硫方法が有
する種々の課題を有効に解決すべく鋭意研究を重ねた結
果、排ガスの相対湿度を８０％以上、好ましくは９５％
以上にすることにより、洗浄液中のＳＯ₄ ^2- 濃度を１wt
％以上であって、かつ洗浄を行わない場合に副生される
ＳＯ₄ ^2- 濃度よりも低い範囲、好ましくは３wt％〜１５
wt％にすることができ、さらにこれによって、洗浄液量
を一層低減できることが判った。また、この洗浄液量
は、液−ガス比でなく、活性炭層のガス通過断面積当た
りの液量で脱硫性能を制御することができることを見出
した。

【０００９】さらに、例えばスプレー塔方式やベンチュ
リー方式などの気液接触法による排ガスの除塵、増湿お
よび冷却を活性炭層と分離して行うことにより、活性炭
層に流入する排ガス中の塩酸および煤塵濃度を大幅に低
下させ、かつ循環液中への塩酸、煤塵の混入を防ぐとと
もに、活性炭層の閉塞や洗浄液中の塩類や塩酸の蓄積を
防止することができ、この結果、長期間にわたる安定運
転を行うことができ、かつ装置材料の選定も容易にする
ことができることが判明した。また、上記ＳＯ4^2- 濃度
並びに洗浄液中の塩類濃度を制御する方法として、アル
カリ性カルシウム化合物と硫酸との中和により石膏を生
成させ、これを固液分離した後の液体の一部を、洗浄液
に戻し、他を排水することにより、新たに加える工業用
水を大幅に削減することができるとの知見を得るに至っ
た。

【００１０】またこの際に、上記洗浄は、生成した硫酸
を希釈化させて離脱速度を増加させることを目的とする
ものであるために、洗浄に用いる希硫酸量は水洗により
再生する場合と比較して少ない量でよく、具体的には活
性炭層のガス通過断面積１ｍ2 に対して、０．０２〜２
ｍ³/ｈの範囲に設定した場合することにより、排ガス中
のダストによる活性炭の閉塞を防止し、かつ最適の脱硫
性能を保持することができるという知見も得られた。

【００１１】本発明は、かかる知見に基づいてなされた
もので、連続的に脱硫と並行して活性炭を効果的に再生
することができ、かつその際の洗浄に使用する水の使用
量を低減化させることができて、処理液量の低減化も併
せて図ることができる排煙脱硫方法および当該排煙脱硫
方法を実施するための排煙脱硫装置を提供することを目
的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
に係る排煙脱硫方法は、硫黄酸化物を含む排ガスを活性
炭と接触させて、硫黄酸化物を活性炭に吸着酸化させて
除去するに際して、上記活性炭中に相対湿度８０％以上
の排ガスを通過させつつ、活性炭への吸着酸化によって
副生した希硫酸の少なくとも一部を循環させて、ＳＯ₄
^2- 濃度が１wt％以上であって、かつ洗浄を行わない場
合に副生されるＳＯ₄ ^2- 濃度よりも低濃度に制御した希
硫酸によって、上記活性炭を連続的に洗浄することを特
徴とするものである。ここで、請求項２に記載の発明
は、上記洗浄に用いるＳＯ₄ ^2- 濃度が、３〜１５wt％の
範囲であることを特徴とするものである。

【００１３】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
または２に記載の発明において、相対湿度に関わらず硫
黄酸化物を含む排ガスを除塵、増湿および冷却した後
に、上記活性炭中を通過させることを特徴とするもので
ある。さらに、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３
のいずれかに記載の洗浄に用いる希硫酸の液量を、活性
炭層のガス通過断面積１ｍ² に対して、０．０２〜２ｍ
³/ｈの範囲としたことを特徴とするものである。

【００１４】また、請求項１〜４のいずれかに記載の発
明において、請求項５に記載の発明は、循環する上記希
硫酸の一部を抜出し、アルカリ性カルシウム化合物と中
和晶析して石膏を生成させ、これを固液分離した後の液
体を上記希硫酸の洗浄ラインに戻すことを特徴とするも
のであり、他方、請求項６に記載の発明は、循環する上
記希硫酸の一部を抜出し、アルカリ性のマグネシウム化
合物もしくはナトリウム化合物で中和することにより、
上記硫黄酸化物を硫酸マグネシウムもしくは硫酸ナトリ
ウムとして溶液に固定して除去することを特徴とするも
のである。

【００１５】さらに、請求項７に記載の発明は、請求項
１〜６のいずれかに記載の発明において、予め他の方法
で脱硫された後の排ガスを、上記活性炭中に通過させる
ことを特徴とするものである。また、請求項８に記載の
発明は、請求項１〜７のいずれかに記載の発明におい
て、循環する上記希硫酸の一部を抜出し、前段の固体硫
酸塩として硫酸を固定化する脱硫方法の吸収液に混ぜて
固定化処理し、上記前段の脱硫方法において固液分離し
た液を、上記洗浄ラインに戻すことを特徴とするもので
ある。

【００１６】次いで、請求項９に記載の本発明に係る排
煙脱硫装置は、排ガスの入口ダクトと処理ガスの出口ダ
クトとが接続され、内部に上記排ガスが通過する活性炭
層が配設された接触硫酸化反応器と、この接触硫酸化反
応器から抜出された希硫酸を貯留する硫酸槽と、この硫
酸槽内の希硫酸を上記接触硫酸化反応器に導いて上記活
性炭層を洗浄する洗浄ラインと、上記硫酸槽から抜出さ
れた希硫酸とアルカリ性カルシウム化合物とを反応させ
て石膏を析出させる中和槽と、この中和槽で生成された
上記石膏を分離する石膏分離器と、この石膏分離器で分
離されて得られた液体を上記洗浄ラインに導く循環ライ
ンとを備えてなることを特徴とするものである。

【００１７】ここで、請求項１０に記載の発明は、請求
項９に記載の排ガスの入口ダクトの上記接触硫酸化反応
器の上流側に、上記接触硫酸化反応器に導入される前の
排ガスを除塵、増湿および冷却するための冷却塔が配設
されていることを特徴とするものである。

【００１８】請求項１〜８のいずれかに記載の発明によ
れば、相対湿度８０％以上の排ガス中の硫黄酸化物が活
性炭に吸着酸化することによって副生した希硫酸の少な
くとも一部を循環させて、ＳＯ₄ ^2- 濃度が１wt％以上で
あって、かつ洗浄を行わない場合に副生されるＳＯ₄ ^2-
濃度よりも低濃度に制御した希硫酸によって活性炭を連
続的に洗浄することにより、活性炭に吸着酸化して生成
した希硫酸が、洗浄用の希硫酸によって希釈化され、自
動的に離脱することによって連続的にその再生が図られ
る。この際に、上記希硫酸の濃度を従来の場合と比較し
て高めに設定しているので、上記活性炭の洗浄に多くの
水を必要とせず、よって排煙脱硫装置全体における水の
使用量を低減化させることができるとともに、後処理す
べき希硫酸液の量を少なくすることができるために、後
処理が容易になる。

【００１９】ここで、洗浄用のＳＯ₄ ^2- 濃度を１wt％に
満たない低濃度に設定しようとすると、それ以上の洗浄
効果の向上が得られないのに対して、生成された希硫酸
を希釈するための水の使用量が増加し、併せて後処理す
べき希硫酸の量も増加して所望の効果を得ることができ
なくなる。また、逆に上記ＳＯ₄ ^2- 濃度が洗浄を行わな
い場合に副生されるＳＯ₄ ^2- 濃度よりも高濃度になる
と、生成した希硫酸の希釈化による離脱が促進されなく
なって充分な再生効果が得られなくなる。さらに、洗浄
液中の塩類濃度（液中では実際にはそのイオン化濃度）
も高くなる傾向となり、脱硫性能の低下を招く。以上の
ことから、洗浄に用いるＳＯ₄ ^2- 濃度を、１wt％以上で
あって、かつ洗浄を行わない場合に副生されるＳＯ₄ ^2-
濃度よりも低濃度に限定したのである。なお、洗浄の効
果および水の使用量、並びに後処理すべき希硫酸の量を
考慮すれば、上記洗浄に用いる液中のＳＯ₄ ^2- 濃度は、
請求項２に記載の発明のように、３〜１５wt％の範囲に
制御することが、より好ましい。

【００２０】また化石燃料を燃焼した排ガスを脱硫処理
する場合には、特に請求項３に記載の発明のように、予
め上記排ガスを気液接触法により、除塵、増湿および冷
却すれば、排ガス中の湿度をほぼ１００％にすることが
できるために、生成した硫酸が排ガス中の水分によって
希釈化されて離脱し易くなる。この結果、高い硫酸濃度
の洗浄液で、しかも少ない量の洗浄液によって高い脱硫
効率を得ることができる。さらに、排ガス中の煤塵濃度
を低下させることができ、これによって活性炭層の閉塞
防止のために必要な洗浄液量も低減できる。また、排ガ
ス中の塩酸ガスを活性炭層前で除去でき、よって洗浄液
中の塩素濃度を大幅に低減できるために、低級な装置材
料を採用することが可能になる。

【００２１】さらに上記洗浄は、生成した硫酸を希釈化
させて離脱速度を増加させることを目的とするものであ
るために、洗浄に用いる希硫酸量は水洗により再生する
場合と比較して少ない量でよく、よって請求項４に記載
の発明のように、活性炭層のガス通過断面積１ｍ² に対
して、０．０２〜２ｍ³/ｈの範囲に設定すれば、最適の
脱硫性能を保持することができ、かつ排ガス中のダスト
による活性炭の閉塞を防止できて好適である。ちなみ
に、活性炭層のガス通過断面積１ｍ² に対する希硫酸の
流量が０．０２ｍ³/ｈに満たないと、充分な洗浄効果が
得られないうえに、活性炭の閉塞を生じる虞があり、他
方上記流量が２ｍ³/ｈを超えると、却って洗浄液量が多
くなり過ぎて、洗浄液が活性炭表面を覆うことになり、
排ガス中の硫黄酸化物と活性炭表面との接触による吸着
が妨げられて脱硫性能の低下を招来する虞がある。

【００２２】また、排ガス中の硫黄酸化物が活性炭に吸
着酸化されることによって、経時的に硫酸量が増加する
ために、これを処理する必要がある。そこで、請求項５
に記載の発明においては、循環する上記希硫酸の一部を
抜出して、アルカリ性カルシウム化合物と中和晶析させ
ることにより石膏を生成させ、これを固液分離すること
により、市場性が高く、よって付加価値のある石膏とし
て回収することができる。この結果、排煙脱硫に要する
全体のコストの低減化を図ることができて経済的であ
る。加えて、石膏を固液分離した後の液体を上記希硫酸
の洗浄ラインに戻して洗浄に用いているので、より一層
水の消費量を低減化させることが可能になる。

【００２３】この際に、特に請求項３に記載のように、
増湿冷却した後の排ガスを用いた場合には、相対湿度を
１００％にすることができ、かつ当該排ガス中のダスト
が増湿冷却時に捕集されて除去されるために、ダストを
殆ど含まず、かつダストから溶出する金属成分が最低限
に抑制された硫酸が得られる。また、微量混入したダス
トは石膏晶析の前段において容易に分離できるために、
高品質な石膏を得ることが可能になる。なお、この場合
の石膏析出は、温度、ｐＨ、滞留時間等の条件を適性に
保持することにより、金属成分の析出を防いで容易に高
品質な石膏を得ることができ、例えばｐＨについては１
〜４、さらに好ましくは１．５〜３．０に保持すること
が好適である。

【００２４】なお、請求項６に記載の発明のように、上
記希硫酸の一部をアルカリ性のマグネシウム化合物もし
くはナトリウム化合物で中和することにより、上記硫黄
酸化物を硫酸マグネシウムもしくは硫酸ナトリウムとし
て溶液に固定してこれを放流する場合においても、後処
理すべき希硫酸液の量が少ないために、従来よりも中和
工程および排水処理工程における負担を軽減することが
可能になる。また、上記一連の排煙脱硫は、請求項７に
記載の発明のように、予め脱硫された後の排ガスを活性
炭中に通過させて２次脱硫処理する場合にも、同様に適
用可能である。さらに、請求項８に記載の発明によれ
ば、循環する上記希硫酸の一部を抜出し、前段の脱硫方
法の吸収液に混ぜて固定化処理し、固液分離した液を上
記洗浄ラインに戻すことにより、固定化処理および固液
分離工程を省略することができ、安価に２次脱硫を行う
ことが可能になる。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る排煙脱硫装
置に一実施形態を示すもので、この排煙脱硫装置におい
ては、排ガスのダクト１に沿って、順次電気式集塵機２
と、脱硫ファン３と、冷却水の循環ライン４ａを有する
除塵冷却塔（冷却塔）４と、ミストエリミネータ５およ
び接触硫酸化反応器６とが配設されており、接触硫酸化
反応器６で脱硫された排ガスは、処理ガスの出口ダクト
７からミストエリミネータ８を介して、図示されない煙
突から大気に放出されるようになっている。上記接触硫
化反応器６の下部には、排ガスの入口ダクト１ａが接続
されており、他方上部には、処理ガスの出口ダクト７が
接続されている。そして、この接触硫化反応器６の内部
には、排ガスが通過する活性炭層９が装着され、また底
部には、活性炭層９において生成されて落下する希硫酸
を貯留するための硫酸槽１０が配設されている。

【００２６】この硫酸槽１０には、内部の希硫酸の一部
をポンプ１１によって接触硫酸化反応器６内の活性炭層
９の上方に導いてノズルから散布させる洗浄ライン１２
が設けられている。また、硫酸槽１０には、希硫酸処理
ライン１３に沿ってポンプ１４によって抜出された希硫
酸と石灰石スラリー（アルカリ性カルシウム化合物）と
を反応させて石膏を析出させる中和槽１５と、この中和
槽１５で生成された石膏を分離する石膏分離器１６と、
この石膏分離器１６で分離されて得られた液体を貯留す
る洗浄液槽１７が順次配設されており、洗浄液槽１７内
の液体は、ポンプ１８によって循環ライン１９から上記
洗浄ライン１２に導かれるようになっている。

【００２７】また、この洗浄液槽１７には、補給水の補
給ライン２０が接続されている。さらに、上記中和槽１
５には、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ₃ ）と、洗浄ライン
１２から枝配管２１を介して供給される上記液体の一部
とから石灰石スラリーを製造してこれを貯留する石灰石
スラリー槽２２が設けられており、この石灰石スラリー
槽２２の石灰石スラリーが、ポンプ２３によって供給ラ
イン２４から中和槽１５に所定量供給されるようになっ
ている。なお、図中符号２５は、洗浄液槽１７内の液体
を適宜排水処理系に抜出すための排出ラインである。

【００２８】次に、上記構成からなる排煙脱硫装置を用
いた、本発明の排煙脱硫方法の一実施形態について説明
する。先ず、火力発電所用ボイラ等からダクト１を介し
て排出されて排ガスを、電気集塵機２内に導き、同伴し
たダストを捕集した後に、増湿冷却塔４において循環ラ
イン４ａから循環供給される冷却水によって増湿冷却
し、次いでミストエリミネータ５において同伴したミス
トを捕集した後に、入口ダクト１ａから接触硫酸化反応
器６内に送る。そして、この接触硫酸化反応器６内にお
いて、活性炭層９を通過させることにより、排ガス中の
亜硫酸ガス等の硫黄酸化物を活性炭層９で吸着する。こ
のようにして排脱されて無害化された処理ガスは、出口
ダクト７からミストエリミネータ８を介して図示されな
い煙突から大気に放出される。

【００２９】一方、活性炭層９に吸着された亜硫酸ガス
等は、当該活性炭層９の触媒作用により排ガス中に含ま
れる酸素および水分と反応して希硫酸が副生され、この
希硫酸が落下して接触硫酸化反応器６から一旦下方の硫
酸槽１０に溜まる。そこで、この希硫酸の一部をポンプ
１１によって洗浄ライン１２から活性炭層９の上方に送
り、ノズルから散布することにより活性炭層９を連続的
に洗浄する。この際に、上記希硫酸中のＳＯ₄ ^2- 濃度
は、制御弁１２ａの開度によって、硫酸槽１０から送ら
れる希硫酸と、後述する循環ライン１９から戻されてく
る石膏が分離されたのちの液体との混合比を適宜調整す
ることにより、３〜１５wt％の範囲に制御する。また、
洗浄に用いる希硫酸の液量は、活性炭層のガス通過断面
積１ｍ² に対して、０．０２〜２ｍ³/ｈの範囲に制御す
る。以上により、活性炭層９に吸着して生成した希硫酸
は、洗浄ライン１２から散布される洗浄用の上記希硫酸
によって希釈化され、連続的に離脱することによってそ
の再生が図られる。

【００３０】また、排ガス中の硫黄酸化物が活性炭層９
に吸着され、希硫酸となって硫酸槽１０に落下すること
によって、経時的に硫酸槽１０内の希硫酸の量が増加す
る。そこで、上記硫酸槽１０内の希硫酸の一部を、ポン
プ１４によって抜出し、希硫酸処理ライン１３から中和
槽１５に送る。そして、この中和槽１５において、石灰
石スラリー槽２２から供給ライン２４を介して供給され
る石灰石スラリーによって中和晶析させることにより石
膏を生成させる。なお、この場合の石膏析出は、温度、
ｐＨ、滞留時間等の条件を適性に保持することにより、
金属成分の析出を防いで容易に高品質な石膏を得ること
ができ、例えばｐＨについては１〜４、さらに好ましく
は１．５ないし３．０に保持することが好適である。

【００３１】このようにして、石膏を含む液体は、固液
分離器１６に送られて石膏が回収され、分離された液体
は一旦洗浄液槽１７に蓄えられた後に、ポンプ１８によ
って循環ライン１９から上記洗浄ライン１２に導かれ
る。また、上記希硫酸中のＳＯ4^2- 濃度を調節するため
に、洗浄液槽１７内に蓄えられる液体のみでは不足する
場合には、洗浄液槽１７に補給ライン２０から補給水が
補給される。

【００３２】このように、上記排煙脱硫装置を用いた活
性炭による排煙脱硫方法によれば、気液接触方式の冷却
塔４を設け、この冷却塔４における洗浄によって排ガス
中の湿度を高めて相対湿度をほぼ１００％にすることに
より、活性炭層９において生成した希硫酸が排ガス中の
水分によって希釈化され、自動的かつ連続的に活性炭層
９から離脱してその再生が行われる。すなわち、上記活
性炭層９の洗浄は、上述した活性炭層９における希硫酸
の離脱速度を一層大きくすることを目的とするものであ
るため、従来方法と比べて多量の洗浄水を必要とせず、
これにより洗浄のためのポンプ動力を大幅に低減するこ
とができる。さらに洗浄液中のＳＯ₄ ^2-濃度も高くする
ことができるため、水の使用量を大幅に低減化させるこ
とができるとともに、後処理すべき希硫酸液の量を少な
くすることができるために、後処理が容易になる。

【００３３】加えて、上記後処理として、循環する上記
希硫酸の一部を抜出して、石灰石スラリーと中和晶析さ
せることにより石膏を生成させ、これを固液分離器１６
によって固液分離することにより、市場性が高く、よっ
て付加価値のある石膏として回収することができるた
め、排煙脱硫に要する全体のコストの低減化を図ること
ができて経済的である。特に、増湿冷却塔４において増
湿冷却した後の排ガスを、接触硫酸化反応器６に送って
脱硫処理しているので、排ガス中のダストを増湿冷却時
に捕集して除去することができ、よってダストを殆ど含
まず、かつダストから溶出する金属成分が最低限に抑制
された硫酸を得ることができるために、高品質な石膏を
得ることができる。さらに、石膏を固液分離した後の液
体を上記希硫酸の洗浄ライン１２に戻して洗浄に用いて
いるので、より一層水の消費量を低減化させることがで
きる。

【００３４】なお、上記実施の形態においては、希硫酸
の一部を石灰石スラリーと反応させて石膏として回収す
る場合についてのみ説明したが、これに限定されるもの
ではなく、例えば上記希硫酸の一部をアルカリ性のマグ
ネシウム化合物で中和することにより、上記硫黄酸化物
を硫酸マグネシウムとして溶液に固定してこれを放流す
るようにしてもよく、この場合においても、後処理すべ
き希硫酸液の量が少ないために、従来よりも中和処理工
程および排水処理工程における負担を軽減することがで
きる。また、上記一連の排煙脱硫は、予め脱硫された後
の排ガスを活性炭中に通過させて２次脱硫処理する場合
にも、同様に適用可能である。

【００３５】

【実施例】

（実施例１）活性炭として、石炭を原料とする市販品を
粉砕し、篩分けしてその粒度を１８〜１２メッシュに揃
えた後に、窒素ガス気流中において８００℃で１時間加
熱処理したものを用いた。この活性炭４００ｃｃを充填
した直径３５ｍｍの反応管に亜硫酸ガスを１０００ｐｐ
ｍ、酸素を４％、炭酸ガスを１０％をそれぞれ含み、残
部が窒素ガスである相対湿度１００％の燃焼模擬排ガス
２２４．３Ｎｌ／ｈを導入し、吸着破過して脱硫率が安
定した後に、上記反応管の上部から５wt％の硫酸水溶液
（温度;５０℃）によって内部の活性炭層を連続的に洗
浄した。この結果、洗浄液量が活性炭層ガス通過断面積
１ｍ² 当たり０．０２ｍ³／ｈにおいて脱硫率９８．５
％、０．ｌｍ³／ｈにおいて脱硫率９９．４％、０．５
ｍ³／ｈにおいて脱硫率９９．５％、２．０ｍ³／ｈにお
いて脱硫率９８．０％が得られた。さらに、相対湿度７
５％、９０％の燃焼模擬排ガスにて、同様の実験を行っ
たところ、脱硫率は洗浄液量０．５ｍ³／ｈの時、それ
ぞれ９２．１％、９７．９％であった。

【００３６】（実施例２）実施例１と同様な処理をした
活性炭４００ｃｃを充填した直径３５ｍｍの反応管に、
亜硫酸ガスを１０００ｐｐｍ、酸素を４％、炭酸ガスを
１０％をそれぞれ含み、残部が窒素ガスである相対湿度
１００％の燃焼模擬排ガス２２４．３Ｎｌ／ｈを導入
し、吸着破過して脱硫率が安定した後に、上記反応管の
上部から１５wt％の硫酸水溶液（温度;５０℃）によっ
て内部の活性炭層を連続的に洗浄した。この結果、洗浄
液量が活性炭層ガス通過断面積１ｍ² 当たり０．０２ｍ
³／ｈにおいて脱硫率９７．０％、０．ｌｍ³／ｈにおい
て脱硫率９８．２％、０．５ｍ³／ｈにおいて脱硫率９
８．５％、２．０ｍ³／ｈにおいて脱硫率９６．５％が
得られた。洗浄用硫酸水溶液の硫酸（ＳＯ₄ ^2- ）濃度を
２０wt％にしたところ、脱硫率は洗浄液量に応じて異な
るものの、７〜１１％低下し、脱硫率９０％の達成が難
しかった。

【００３７】（実施例３）相対湿度１００％の燃焼模擬
排ガスを用いて、実施例１と同一の条件で実験を行っ
た。本実施例では、洗浄液の一部を抜き出し、その同量
の石炭灰を溶解させた石膏飽和水を添加し、洗浄液中の
硫酸（ＳＯ₄ ^2- ）濃度を５wt％に制御した。この結果、
洗浄液量０．０２〜２．０ｍ³／ｈの範囲において、実
施例１と同様な脱硫率が得られた。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜１０の
いずれかに記載の発明によれば、活性炭を再生させるた
めの洗浄に多くの水を必要とせず、よって排煙脱硫装置
全体における水の使用量を低減化させることができると
ともに、後処理すべき希硫酸液の量を少なくすることが
できるために、後処理が容易になる。この際、特に請求
項３に記載の発明によれば、排ガス中のＨ₂Ｏ濃度を相
対的に高めることによって生成した硫酸がＨ₂Ｏによっ
て希釈されて離脱効果を向上させることができ、また請
求項４に記載の発明によれば、後処理すべき希硫酸液の
量を一層少なくすることができ、かつ排ガス中のダスト
による活性炭の閉塞を防止して、しかも最適の脱硫性能
を保持することができて好適である。

【００３９】さらに、請求項５に記載の発明によれば、
循環する上記希硫酸の一部を抜出して付加価値のある石
膏を生成させることにより、排煙脱硫に要する全体のコ
ストの低減化を図ることができるとともに、水の消費量
を一層低減化させることができて経済的であり、請求項
６に記載の発明によれば、上記希硫酸の一部を硫酸マグ
ネシウムもしくは硫酸ナトリウムとして溶液に固定して
これを放流する場合においても、後処理すべき希硫酸液
の量が少ないために、従来よりも中和処理工程および排
水処理工程における負担を軽減することが可能になると
いった効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る排煙脱硫装置の一実施形態を示す
概略構成図である。

【符号の説明】

１排ガスのダクト１ａ入口ダクト４増湿冷却塔（冷却塔）６接触硫酸化反応器７処理ガスの出口ダクト９活性炭層１０硫酸槽１２洗浄ライン１５中和槽１６石膏分離器１９循環ライン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川村和茂神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番１号千代田化工建設株式会社内 (72)発明者戸河里脩神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番１号千代田化工建設株式会社内 (72)発明者木村隆志神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番１号千代田化工建設株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】硫黄酸化物を含む排ガスを活性炭と接触
させて、上記硫黄酸化物を上記活性炭に吸着酸化させて
除去する排煙脱硫方法であって、上記活性炭中に相対湿
度８０％以上の排ガスを通過させつつ、上記活性炭への
吸着酸化によって副生した希硫酸の少なくとも一部を循
環させて、ＳＯ₄ ^2- 濃度が１wt％以上であって、かつ洗
浄を行わない場合に副生されるＳＯ₄ ^2- 濃度よりも低濃
度に制御した希硫酸によって、上記活性炭を連続的に洗
浄することを特徴とする排煙脱硫方法。
【請求項２】上記洗浄に用いるＳＯ₄ ^2- 濃度は、３〜
１５wt％の範囲であることを特徴とする請求項１に記載
の排煙脱硫方法。
【請求項３】上記排ガスを気液接触方法により除塵、
増湿および冷却した後に、上記活性炭中を通過させるこ
とを特徴とする請求項１または２に記載の排煙脱硫方
法。
【請求項４】上記洗浄に用いる希硫酸の液量は、活性
炭層のガス通過断面積１ｍ² に対して、０．０２〜２ｍ
³/ｈの範囲であることを特徴とする請求項１ないし３の
いずれかに記載の排煙脱硫方法。
【請求項５】循環する上記希硫酸の一部を抜出し、ア
ルカリ性カルシウム化合物と中和晶析して石膏を生成さ
せ、これを固液分離した後の液体を上記希硫酸の洗浄ラ
インに戻すことを特徴とする請求項１ないし４のいずれ
かに記載の排煙脱硫方法。
【請求項６】循環する上記希硫酸の一部を抜出し、ア
ルカリ性のマグネシウム化合物もしくはナトリウム化合
物で中和することにより、上記硫黄酸化物を硫酸マグネ
シウムもしくは硫酸ナトリウムとして溶液に固定して除
去することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに
記載の排煙脱硫方法。
【請求項７】予め、他の方法で脱硫された後の排ガス
を、上記活性炭中に通過させることを特徴とする請求項
１ないし６のいずれかに記載の排煙脱硫方法。
【請求項８】循環する上記希硫酸の一部を抜出し、前
段の固体硫酸塩として硫酸を固定化する脱硫方法の吸収
液に混ぜて固定化処理し、上記前段の脱硫方法において
固液分離した液を、上記洗浄ラインに戻すことを特徴と
する請求項１ないし７のいずれかに記載の排煙脱硫方
法。
【請求項９】排ガスの入口ダクトと処理ガスの出口ダ
クトとが接続され、内部に上記排ガスが通過する活性炭
層が配設された接触硫酸化反応器と、この接触硫酸化反
応器から抜出された希硫酸を貯留する硫酸槽と、この硫
酸槽内の希硫酸を上記接触硫酸化反応器に導いて上記活
性炭層を洗浄する洗浄ラインと、上記硫酸槽から抜出さ
れた希硫酸とアルカリ性カルシウム化合物とを反応させ
て石膏を析出させる中和槽と、この中和槽で生成された
上記石膏を分離する石膏分離器と、この石膏分離器で分
離されて得られた液体を上記洗浄ラインに導く循環ライ
ンとを備えてなることを特徴とする排煙脱硫装置。
【請求項１０】上記排ガスの入口ダクトの上記接触硫
酸化反応器の上流側には、上記接触硫酸化反応器に導入
される前の排ガスを除塵、増湿および冷却するための冷
却塔が配設されていることを特徴とする請求項９に記載
の排煙脱硫装置。