JPH11290643A - 海水による排ガス中の酸性成分の除去方法 - Google Patents
海水による排ガス中の酸性成分の除去方法Info
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Abstract
において、プロセスの簡易化、設備のコンパクト化、建
設及び運転コストの大幅な低減をはかる。 【解決手段】 少なくとも1段の漏れ棚を内部に配した
漏れ棚塔からなる気液接触装置に海水を導入する装置
と、気液接触後の海水を酸化する装置と、混合酸化後の
海水に非接触海水を混合させる装置のみからなる装置を
用いて酸性成分を含むガスと海水とを気液接触させるこ
とを特徴とするガス中に含まれる酸性成分の除去方法。
Description
の酸性成分、特にボイラー又は各種の炉から排出される
酸性成分を含む排ガスから酸性成分を湿式的に除去する
方法に関する。
どの燃焼設備において、重油、石炭等を燃焼する場合、
これらの燃料中には、硫黄分が含まれているので、この
硫黄分は燃焼に際して空気中の酸素と結合して硫黄酸化
物となり、燃焼排ガス中に含まれてくる。このような硫
黄酸化物は、ガスと共に発生源から数千キロメートルも
離れた地域に移行し、酸性雨や酸性霧などの現象を引き
起こして、広域な大気、水、土壌等を汚染させたり、人
間の健康を損なわせたりするという問題をもたらしてい
る。
的な関心の高まりと相まって地球規模における対策を求
められている。我が国においては、既に排煙脱硫や脱硝
技術などの進展に伴なって、効率的なボイラー燃焼技術
が達せられ、発生源における対策はほぼ100%実施さ
れており、例えば、ガス中に含有する硫黄酸化物のよう
な酸性成分を湿式的に除去する方法としては、充填塔、
スプレー塔、泡鐘塔、漏れ棚塔等を用いて、被処理ガス
とアルカリ処理液とを向流的に接触させる方法が行われ
ている。即ち、環境保全のための脱硫処理技術は完成の
域に達していると言って差し支えなく、例えば脱硫効率
90%〜99%が得られ、実用化されている。しかしな
がら、アルカリ処理液として、水酸化カルシウムや炭酸
カルシウム、水酸化ナトリウム、水酸化マグネシウム等
を使用するので、コスト高の問題に加えて、廃液の処
理、固形物質の処分などのためにはプロセスの複雑化、
建設費やランニングコストの高騰などの問題がある。
の酸性成分を除去する方法においても、依然として、プ
ロセスの簡易化、設備のコンパクト化、建設及び運転コ
ストの大幅な低減化に関する新技術の開発が、先進国に
おいては勿論のこと、開発途上国においても、求められ
ているのが現状である。
に応じて、プロセスの簡易化、設備のコンパクト化、建
設及び運転コストの大幅な低減をはかることができる排
ガス浄化の新技術を開発することを目的とする。
とも1段の漏れ棚を内部に配した漏れ棚塔からなる気液
接触装置に海水を導入する装置と、気液接触後の海水を
酸化する装置と、混合酸化後の海水に非接触海水を混合
させる装置のみからなる装置を用いて酸性成分を含むガ
スと海水とを気液接触させることを特徴とするガス中に
含まれる酸性成分の除去方法が提供される。
3〜0.6の漏れ棚を少なくとも1段内部に配した塔径
500mm以上の漏れ棚塔から成る気液接触装置におい
て、塔上部より被処理ガスの流量G(kg/m2 ・hr)に
対する海水の流量L(kg/m2・hr)の比L/Gが3.
6以上であり、かつ海水の流量Lが104 〜25×10
4kg /m2 ・hrであるような量で海水を供給すると共に
該気液接触装置の塔下部より装置内におけるガス空塔速
度Ugが3.43L-0.0807 ・Ugm(m/sec )超から
8(m/sec )までの範囲:
ることによって、被処理ガスと海水を向流的に気液接触
させることを特徴とするガス中に含有する酸性特定成分
の湿式除去方法が提供される。
に、漏れ棚から成る気液接触装置1を用いるので大きな
液/ガス比率でも操作でき、発電所や工場などで使用し
た使用後の冷却海水やアルカリ性廃海水中に含有される
アルカリ度を利用することができ、ガス吸収や吸収液の
pH調整などのために、全工程において一切化学薬品を使
うことなく所望の酸性成分の除去が可能となる。なお、
ここで「漏れ棚」とは堰及び溢流部などを有していな
い、開口比Fcが0.3〜0.6、好ましくは0.3〜
0.45の多孔板、目皿板、もしくは格子板などをい
う。本発明では、このような漏れ棚を一段以上、装置内
に装填した気液接触装置を用いることと、海水又は廃海
水を利用することによって、ガス中に含有する酸性成分
を湿式的に効果的に除去するものである。また気液接触
後の海水は酸化槽2で例えば空気を供給して酸化して海
水中に吸収された有害成分を無害化するので海水汚染の
問題も全く生じない。
ではないが、本発明の海水脱硫プロセスの化学原理を酸
性成分が二酸化イオウの場合について以下に説明する。
即ち、排ガス中の二酸化イオウ(SO2 )は海水に吸収
された後、式(1)の通りに、重亜硫酸イオンに転化す
る。 SO2 (気体)+H2 O =HSO3 - +H+ (1)
によって、式(2)の通りに、硫酸イオンに転化する。 HSO3 - + 1/2O2 =SO4 2- +H+ (2)
海水中の炭酸イオン及び重炭酸イオンと反応して、反応
式(3)及び(4)に示す通り、中和される。 CO3 2- +2H+ = CO2 (気体及び液体)+H2 O (3) HCO3 - +H+ = CO2 (気体及び液体)+H2 O (4)
硫酸イオンとなり、海水に溶け込む。海洋に含まれてい
るイオウ分は1015(トン)もあるといわれ、これは硫
酸イオンとして約2300mg/Lに相当する。最終処理
した放流海水中に含まれる無害な硫酸イオンの濃度は約
数十ppm 程度増えるに過ぎないので、海水中のイオウ分
の増加は極めて僅かである。
よって発生する硫黄酸化物に基因する一部のイオウの自
然リサイクルは大気を経由し、酸性雨などの形で地面か
海に戻って来ている。これに対し、本発明のガス中の酸
性成分の除去方法は、環境に優しい技術であり、本発明
プロセスによれば、このようなイオウのリサイクルをシ
ョートカットの形で海に戻し、酸性雨や大気汚染などの
被害を効果的に防止することができる。
しくは格子板からなる漏れ棚を一段以上、装置内に装填
した気液接触装置を用いて、気液接触装置の上部より海
水を導入することによって、又は気液接触装置の上部よ
り海水を導入すると共にアルカリ物質を添加することに
よって、被処理ガスと向流的に気液接触させ、海水のア
ルカリ度及びアルカリ性物質を利用して排ガス中に含有
する酸性特定成分を効果的に除去することに成功したも
のである。
いては、特公昭51−31036号公報及び特公昭60
−18208号公報に記載されているが、本発明者らは
そこに示された運転操作範囲A及びB(図1参照)は、
海水を利用する排ガス処理には相応しくないことを見出
した。即ち、本発明者らの検討によれば、塔に供給され
るガス流量Gと海水流量Lとの比L/Gが3.6以上、
好ましくは7〜25で、漏れ棚塔を通過するガス空塔速
度Ugと処理液の流量Lとが図1の領域Cに入る関係、
即ち3.43L-0.0807 ・Ugm(m/sec )超から8
(m/sec )の範囲でなければならない。この範囲外で
は、Ugが低くすぎても、高すぎても、気液接触効率が
著しく低下し、処理液の流量が少なくなると、脱硫率が
悪くなり、逆に処理液の流量が多くなると圧力損失が増
大してしまうので好ましくない。
130mg/Lのアルカリが含まれている。本発明は、こ
の容易に大量に入手できる海水を高効率的に利用したも
のである。本発明に従えば、例えば近海における海水を
冷却水として利用している発電所の場合は、本来温排水
として海に戻す冷却後海水を再利用して、ボイラーから
の排ガスを処理し、排ガス中に含有した硫黄酸化物を高
い脱硫率で除去することができる。本発明に従えば、更
に、例えば海水より水酸化マグネシウムの製造工場や海
水を利用しているパルプや紙工場の場合も、本来海に放
流する前に再処理しなければならない廃海水を再利用し
て、前記した気液装置を用いて、酸性排ガスと廃海水を
互いに処理することができる。
酸イオンを含む酸性的な脱硫吸収液を曝気酸化槽にて、
空気酸化によるCOD源となる亜硫酸イオンの酸化と脱
炭酸による混合海水のpHの回復を行ってから、海に放流
し、薬品を使用せずに海水水質を回復できる。
が、本発明の範囲をこれらの実施例に限定するものでな
いことは言うまでもない。実施例1 図3に、ボイラー排ガスを本発明の方法によって処理す
る場合の一例のフローシートを示す。ボイラー3から排
出された硫黄酸化物約2000PPM を含有する燃料排ガ
ス(240,000M3 /Hr)を電気集塵機4に導入
し、ばい塵を除去した後、開口比Fc0.3〜0.37
(平均:0.34)の漏れ棚4段を内部に配した、気液
接触装置1を通して大気放散した。気液接触装置1内に
は、排ガスを下部より導入しながら、海水2000(M
3 /Hr)を上部から導入して、装置内でガスと向流的に
気液接触せしめ、排ガス中の硫黄酸化物を吸収除去し、
装置下部から排出される重亜硫酸イオンを含む酸性の廃
海水は曝気された中和酸化槽2にて、水酸化ナトリウム
によって中和しながら空気酸化によって亜硫酸イオンの
酸化と脱炭酸を行い、海水のpHを回復させてから、海に
放流した。液ガス比L/Gは8.2であり、Ugは2.
8m/sec で、海水流量Lは8.7×104 (kg/m2
・hr)であった。装置上部からの処理ガス中のイオウ酸
化物濃度は600ppm で、除去率は70%であった。
る方法の他の例であり、日本国内で求められる高脱硫率
を維持して処理する場合の一例のフローシートを示す。
ボイラー3から排出された亜硫酸ガス約750PPM を含
有する燃料排ガス(355,000M3 /Hr)を開口比
Fc0.32〜0.40(平均:0.36)の漏れ棚4
段を内部に配した気液接触装置1に導入し、脱硫処理を
行った後大気放散した。気液接触装置1内に、排ガスを
下部より導入し、水酸化マグネシウムの製造工程からの
廃海水を装置上部から導入して、装置内でガスと向流的
に気液接触せしめ、排ガス中の硫黄酸化物を吸収除去し
た。重亜硫酸イオンを含む廃海水は酸化槽2にて、空気
酸化によって亜硫酸イオンを酸化せしめ、pH調整してか
ら、海に放流した。一部海水が循環したため排ガス比L
/Gは15〜22であり、Ugは3.4m/sec で、海
水流量Lは19×104 (kg/m2 ・hr)であった。洗
浄後ガス中のSO2 濃度は22PPM 以下で、97%以上
の脱硫率が得られた。
水脱硫法によって処理する場合の一例のフローシートを
示す。ボイラー3から排出された約820PPM の亜硫黄
ガスを含有する燃料排ガス(1,950,000M3 /
Hr)を開口比Fc0.32〜0.37(平均:0.3
4)の漏れ棚4段を内部に配した気液接触装置1(並列
2基)を通じて処理した後大気放散した。気液接触装置
1内に、排ガスを2基の装置に均等に下部より導入し、
ボイラー冷却器からの冷却海水(39,000M3 /H
r)を気液接触装置1(並列2基)の上部から均等に導
入して、向流的に気液接触せしめ、排ガス中の硫黄酸化
物を吸収除去した。重亜硫酸イオンを含む吸収液は曝気
酸化槽2にて、空気酸化による亜硫酸イオンの酸化と脱
炭酸による混合海水をpH6以上に回復させてから、海に
放流した。排ガス比L/Gは20であり、Ugは2.5
m/sec で、海水流量Lは18×104 (kg/m2 ・h
r)であった。洗浄後ガス中のSO2 濃度は82PPM 以
下で、90%以上の脱硫率が得られた。
ガス中に含まれているイオウ酸化物を海水によって効果
的に処理することができ、環境の保全を簡便でコンパク
トな装置を用いて低コストに実施できる。
のもので、処理液の流量Lとガス空塔速度Ugとの関係
を示す概略図である。第1図において、領域AとBはそ
れぞれ特公昭51−31036号公報と特公昭60−1
8206号公報による運転操作領域を示し、領域Cは本
発明における処理液の流量11×104 超〜25×10
4 (Kg/m2 ・hr)に対応する運転操作領域を示した。
の除去装置、気液接触装置を中心とする処理システムを
示す図面である。
する場合の一例を示したフローシートである。
する場合の他の例を示したフローシートである。
する場合の更に他の例を示したフローシートである。
Claims (2)
- 【請求項1】 少なくとも1段の漏れ棚を内部に配した
漏れ棚塔からなる気液接触装置に海水を導入する装置
と、気液接触後の海水を酸化する装置と、混合酸化後の
海水に非接触海水を混合させる装置のみからなる装置を
用いて酸性成分を含むガスと海水とを気液接触させるこ
とを特徴とするガス中に含まれる酸性成分の除去方法。 - 【請求項2】 開口比Fcが0.3〜0.6の漏れ棚を
少なくとも1段内部に配した塔径500mm以上の漏れ棚
塔から成る気液接触装置において、塔上部より被処理ガ
スの流量G(kg/m2 ・hr)に対する海水の流量L(kg
/m2 ・hr)の比L/Gが3.6以上であり、かつ海水
の流量Lが104 〜25×104kg /m2 ・hrであるよ
うな量で海水を供給すると共に該気液接触装置の塔下部
より装置内におけるガス空塔速度Ugが3.43L
-0.0807 ・Ugm(m/sec )超から8(m/sec )まで
の範囲: 【数1】 となるような量で前記被処理ガスを導入することによっ
て、被処理ガスと海水を向流的に気液接触させることを
特徴とするガス中に含有する酸性特定成分の湿式除去方
法。
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Publications (1)
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JPH11290643A true JPH11290643A (ja) | 1999-10-26 |
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JP10101244A Pending JPH11290643A (ja) | 1998-04-13 | 1998-04-13 | 海水による排ガス中の酸性成分の除去方法 |
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JP (1) | JPH11290643A (ja) |
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