JPS58104619A - 排煙脱硫装置の吸収塔 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 炭酸カルシウムを含む吸収剤を溶解させて、これを吸収
液として使用する吸収塔において、吸収液中のｃＩ３濃
度が上昇しても脱硫率を常に高く維持できると共に、吸
収塔内にて石膏を生成することができる排煙脱硫装置の
吸収塔に関する。

一般に、ボイラ等の燃焼機器より排出される排ガス中か
ら、この排ガス中に含まれる硫黄酸化物を除去するだめ
の排煙脱硫装置として、種々のものが研究、開発され、
そしてすでに運転されている。

これら排煙脱硫装置の一例として、炭酸カルシウムを含
む吸収剤が溶解された吸収液を循環させ、この循環吸収
液と排ガスとを気液接触させて排ガスの脱硫処理をする
ようになした吸収塔を設けたものが知られている。この
従来の吸収塔を添付図面に基づいて説明すると、先ず、
第１図に示すととく１は排煙脱硫装置の吸収塔でこの下
部の液溜めタンク２には炭酸カルシウムを含む吸収剤３
が溶解された吸収液４が貯留されている。この吸収液４
は循環ポンプ５により循環通路６を介して吸収塔１の上
部に循環移送され、そしてスプレ７から吸収塔１内へ噴
霧されることになる。この噴霧された吸収液はこの塔１
内へ導入された．排ガス８と気液接触反応し、排ガスの
脱硫処理がなされる。

この際、排ガス中の塩化水素ガス等も吸収液に吸収され
て、吸収液とともに液溜めタンク２内に降下してゆくこ
ととなる。そして、脱硫処理の結果生成した亜硫酸カル
シウムは通路９を介して適宜抜き出され、図示しない酸
化塔にて酸化処理されて、石膏が回収された後、排出さ
れたろ過水１０が液溜めタンク２内に戻されることとな
る。そして、このろ過水１０は再び吸収剤３を溶解する
ために利用し、繰り返して循環使用されることになる。

ところで、上記したごとき従来の吸収塔にあっては、石
膏を回収した後のろ過水１０を、循環させて繰り返し使
用することとしているので、脱硫処理の際硫黄酸化物と
共に除去された塩化水素が塩化カルシウムとなるが、こ
の、生成物は溶解度が１ 高いので吸収液４中に次第に留まってｃＩ３濃度が高く
なる。その結果吸収剤たる炭酸カルシウムの溶解度及び
溶解速度が低くなって、次第に脱硫率が低下してくると
いう問題があった。

この問題を解決すべくろ過水１０を循環使用することな
く系外へ排出してしまうことも考えられるが、この場合
には二次公害を引起こす惧れがあること、及び水の有効
利用の見地から実施されてはいない。

また、従来の吸収塔１にあっては石膏を生成するだめの
酸化塔（図示せず）を必ず並設しなければならず、設備
費、運転費の高騰を余儀なくされていた。

この問題を解決すべく、液溜めタンク２内に空気等を直
接吹き込んで、この中で亜硫酸カルシウムを空気酸化し
て石膏を生成する試みもなされてはいるが、脱硫処理を
行う吸収液の最適ｐＨ値が５．８前後で、石膏を生成す
る際の最適−値が３〜４と、それぞれのｕ値が犬きく異
なっているためべ）。

に充分な結果を得ることができなかった。

本発明は以上のよ、うな問題点に鑑み、これを有効に解
決すべく創案されたものであり、その目的　　　　□と
するところは吸収液を貯める液溜めタンク内に、曝気処
理しつつ吸収剤の溶解度を上げる循環槽と、曝気処理し
つつ硫酸などの石膏生成剤を加えて石膏を生成する石膏
槽とを形−成して、もって脱硫率を常に高く維持できる
と共に、酸化塔を不要にすることができる排煙脱硫装置
の吸収塔を提供するにある。

本発明は、吸収液中のＣＩ３濃度が上昇して炭酸カルシ
ウム・の溶解度及び溶解速度が低下する傾向にあっても
、この吸収液を曝気処理することにより溶解度及び溶解
速度が高く維持できることを見出すことによりなされた
ものである。

以下に、本発明の好適一実施例を添付図面に基づいて詳
述する。

先ず、第２図に示すととく１１は側部に排ガス導入口１
２を、上部に排ガス排出口１３をそれぞれ設けた筒体状
の吸収塔である。この吸収塔１１内の下部には液溜めタ
ンク１４が設けられ、この中には炭酸カルシウムを含む
吸収剤を溶解して生成した吸収液１５が貯留されている
。そして、この吸収塔１１には上記吸収液１５をこの塔
１１内へ循環させて脱硫処理するための循環通路１６が
設けられており、この通路１６途中に設けられた循環ポ
ンプ１７により、吸収液１５を吸収塔１１−の上部へ移
送すると共にスプレ１８を介して吸収塔１１内へ噴霧し
得るようになっている。

一方、上記液溜めタンク１４内には、このタンク１４内
を２分割すべく吸収塔１１の高さ方向に沿って区画壁１
９が設けられており、本発明の特徴とする石膏槽２０と
循環槽２１とが形成されているにの石膏槽２０には石膏
槽気体供給通路２２及び硫酸供給通路２３が連結されて
おり、気体供給通路先端に設けられたスパージャ２２ａ
からの噴出気体により流下してきた亜硫酸カルシウムを
酸化して石膏に変えると共に、供給された石膏生成剤と
しての硫酸により未反応炭酸カルシウムをすべて石膏に
変え得るようになっている。また、石膏槽２０の下部に
は石膏回収通路２４が連結され、ここで生成した石膏を
移送ポンプ２４ａによ抄直接図示しないろ過機等に移送
して、石膏を回収し得るようになっている。そして、こ
の液溜めタンク１４にはろ過水戻し通路２５が連結され
、ろ過機（図示せず）で石膏を回収した後に排出された
ろ過水をタンク１４内に戻すようになっている。

一方、上記循環槽２１には吸収剤たる炭酸カルシウムを
供給するための吸収剤供給通路２６が連結されると共に
、循環槽気体供給通路２７が連結されて、通路先端に設
けられたスパージャ２７ａからの噴射気体により、吸収
液１５を曝気処理し、後述するごとく炭酸カルシウムの
溶解度を上げ得るようになっている。なお、この曝気処
理により石膏槽２０内と同様に一部Ω亜硫酸カルシウム
を酸化して、石膏に変えることができる。

また、石膏槽２０の底部２８はある程度開放して、循環
槽２１と連結させておき、石膏槽２０内飄 に石膏があまりたまりすぎないようにするのがよ） い。

１″１ なお、図中３８は吸収液１５を攪拌するための攪拌機で
ある。

次に、以上のように構成された吸収塔における脱硫操作
について説明する。

先ず、ボイラ等の燃焼機器から排出された排ガス２９は
吸収塔１１の排ガス導入口１２を介して塔１１内へ導入
される。吸収塔１１内においては、高い脱硫率を維持す
べく一値５８前後に維持された循環槽２１内の吸収液１
５が循環ポンプ１Ｔにより循環通路１６を介して吸収塔
１１上部に移送されると共に、塔内上部からスプレ１８
により噴霧されており、この噴霧された吸収液と上記排
ガスとが気液接触し、下記式（１）に示すごとく排ガス
中の硫黄酸化物と吸収液中の炭酸カルシウムとが反応し
て、亜硫酸カルシウムが生成される。

Ｓｏ２＋ＣａＣＯ３＋’ＡＨ２０−＋　Ｃａ５Ｏ，−１
１ｚＨ２０＋Ｃ０２↑−（１）この際、排ガス中の塩化
水素ガスも除去される。

このようにして、脱硫処理がなされた排ガスは清浄ガス
３０として排ガス排出口１３から系外へ放１１１ 出されることになる。

一方、生成した亜硫酸カルシウム及び未反応の炭酸カル
シウムを含む吸収液は吸収塔１１内を降下してゆき、塔
内下部の石膏槽２０及び循環槽２１内に落下してゆく。

この石膏槽２０内には硫酸供給通路２３を介して石膏生
成剤たる硫酸が供給され、上記落下してきた未反応炭酸
カルシウムが下記式（２）に示すように全て石膏に変え
られると共に、この中の吸収液は石膏槽気体供給通路２
２を介して導入される例えば空気などの気体により曝気
処理さｈｌそして上記亜硫酸カルシウムが下記式（３）
に示すごとく空気酸化されて、石膏を生成する。この際
、石膏槽２０内の吸収液の…値は３〜４に維持されて、
石膏生成に最適な状態となっている。

ＣａＣ０６＋Ｈ２ＳＯ４＋Ｈ２０→ＣａＳＯ４・２Ｈ２
０＋Ｃ０２↑・（２）ＣａＳＯ，”ＡＨ２０＋１７０２
＋’４Ｈ２０→ＣａＳＯ４”２Ｈ２０・・−（３）この
ようにして生成された石膏は石膏回収通路２４を介して
直接図示しないろ過機等に送られて、石膏が回収される
こととなる。そして、ろ過機で排出されたろ過水はＣｌ
３−イオンが含まれた状態でろ過水戻し通路２５を介し
て再び液溜めタンク１４内に戻される。このようにろ過
水が循環使用されることから特に循環槽２１内の吸収液
１５中のＣａ濃度が次第に上昇してゆき、吸収剤たる炭
酸カルシウムの溶解度が低くなる傾向になるが、この吸
収液１５は循環槽気体供給通路２７を介して導入される
例えば空気などの気体により曝気処理されていることか
ら、第３図乃至第４図に示す実験事実から溶解度の低下
を防止できるばかりでなく、むしろこの炭酸カルシウム
の溶解度及び溶解速度を高めることができる。

すなわち、第３図は何ら気体を混入せず、曝気処理しな
い状態での…値６の吸収液における炭酸カルシウムの溶
解度と時間との関係を示すグラフである。

Ｃａ濃度ｏ　ｐｐｍの曲線ａ１（Ｊ濃度５０００　ｐｐ
ｍの曲線ｂ１及びｃ、ｇ濃度２００００　ｐｐｍの曲線
Ｃをそれぞれ比較すると吸収液中０ｃｔ３濃度が上昇す
るに従って、吸収剤である炭酸カルシウムの溶解度及び
溶解速度が低下してぐるのがわかり、このことはＣＡ濃
度が上昇するに従って、脱硫率が低下することを意味す
る。

また、第４図は、窒素ガスを混入し、曝気処理した状態
での…値６ｂ吸収液における炭酸カルシウムの溶解度と
時間との関係を示すグラフである。

これによれば、ｃ４濃度Ｏｐｐｍの曲１１１！ｄ及びｃ
４濃度２００００　ｐｐｍの曲線ｅも略同じライノを描
き、ｃｔ３濃度に関係なく高い溶解度及び溶解速度を示
しており、むしろＣ形濃度が上昇しても何ら曝気処理を
行なわない場合よりも高い溶解度及び溶解速度を示して
いる（第３図中曲線ａ参照）。これは、液中に溶解した
炭酸カルシウムが下記式（４）に示すとと〈ＣＯ２を分
離して、曝気により生じた気泡がとのＣＯ２を伴ってガ
ス中に放散することとな９、そのため炭酸カルシウムが
溶解度の高いＣａＯや下記式（５）で示すとと＜　Ｃａ
（ＯＨ）２になるので炭酸カルシウムの溶解が促進され
るからである。

ＣａＣ０，→ＣａＯ＋ＣＯ２↑　　、４　・・・・−（
４）ＣａＯ＋Ｈ２０→Ｃａ（ＯＨ）２＼・・曲（５）従
って、吸収液へ混入させる気体或いは曝気用のガスは窒
素ガスに限ることなく空気などを使用するようにしても
同様な効果を生ずる。

以上の実験事実から、脱硫処理に際して吸収液を循環使
用することによりＣａ濃度が上昇した場合にあっても、
この吸収液に気体を混入させたり或いはこれを曝気処理
することにより、吸収剤たる炭酸カルシウムの溶解度及
び溶解速度の低下を防止できるばかりでなく、逆に高く
できることが判明する。従って、本発明によれば吸収液
中のＣ形濃度が上昇しても高い脱硫率を維持することが
できる。なお、循環槽２１内の吸収液１５の曝気処理に
よっても、一部の亜硫酸カルシウムが酸化されて石膏が
生成されるのは勿論である。

また、液溜めタンク１４内に形成した石膏槽２０にて、
この中に流下してきた亜硫酸カルシウム及び未反応炭酸
カルシウムをそれぞれ曝気処理□１ｖ 及び硫酸添加によ□りすべて石膏に変えることができる
ので、従来装置・のように石膏を生成するだめの酸化塔
を不要とすることができる。

以上、要するに本発明によれば次のような優れた効果を
発揮することができる− （１）循環槽内の吸収液を暖気処理することにより、吸
収液中ＯＣＡ濃度が高くなった場合にあっても、吸収剤
たる炭酸カルシウムの溶解度及び溶解速度を高く維持す
ることができ、従って、脱硫率の低下を防止できると共
にこれを常に高く維持することができる。

（２）液溜めタンク内にて区画形成した石膏槽内で、亜
硫酸カルシウム及び未反応炭酸カルシウムを全て石膏に
変えることができるので、従来石膏を生成するために必
要としていた酸化塔を不要にでき、運転費及び設備費を
削減できると共に土地の有効利用を図ることができる。

（３）　　構造が簡単なため、既存の吸収塔に大巾な変
更を加えることなく容易に採用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の排煙脱硫装置の吸収塔を示す概略系統図
、第２図は本発明に係る排煙脱硫装置の吸収塔の好適一
実施例を示す概略系統図、第３図は何ら気体を混入せず
、曝気処理しない状態での…値６の吸収液における炭酸
カルシウムの溶解度と時間との関係を示すグラフ、第４
図は窒素ガスを混入し、曝気処理した状態での一値６の
吸収液における炭酸カルシウムの溶解度と時間との関係
を示すグラフである。 なお、図中１１は吸収塔、１４は液溜めタンク、１５は
吸収液、１６は循環通路、１９は区画壁、２０は石膏槽
、２１は循環槽、２２は石膏槽気体供給通路、２３は硫
酸供給通路、２４は石膏回収通路、２５はろ過水戻し通
路、２６は吸収剤供給通路、２７は循環槽気体供給通路
、２９は排ガス、３０は清浄ガスである。 特許　出願人　石川島播磨重工業株式会社代鍾人弁理士
　絹　谷　信　雄 第３図 時用と分λ 第４図 時用（４７−）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 炭酸カルシウムを含む吸収剤が溶解された吸収液を貯め
   るための液溜めタンクを有し、該タンク内の吸収液を循
   環させつつこの循環吸収液とボイラ等の燃焼機器からの
   排ガスとを接触反応させて排ガスの脱硫処理を行うため
   の排煙脱硫装置の吸収塔において、上記液溜めタンク内
   に吸収剤を供給しつつ吸収液を曝気処理して吸収剤の溶
   解度を上げるだめの循環槽と、石膏生成剤を供給しつつ
   曝気処理して石膏を生成するだめの石膏槽とを形成した
   ことを特徴とする排煙脱硫装置の吸収塔。