JPS587331B2 - 湿式排煙脱硫装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、亜硫酸ガスを含有する排煙を亜硫酸ガス固定
剤を含有する吸収液に接触せしめて、亜硫酸ガスを吸収
、固定する湿式排煙脱硫装置に関するものである。

従来、採用されている湿式排煙脱硫装置では、亜硫酸ガ
スの吸収段階の前で排ガスを冷却することが不可欠であ
り、そのためにかかる装置には排煙の冷却装置と吸収装
置の各々に別個の冷却液液溜部と吸収液液溜部を備えて
いた。

しかして、石灰または石灰石を亜硫酸ガス固定剤として
利用する場合、石灰または石灰石と一部生成したカルシ
ウム化合物を溶解・懸濁した液を亜硫酸ガスの吸収液と
して使用するのが通例で、その吸収液は排煙の冷却液と
しても使用される場合がある。

この場合、冷却液と吸収液は同一で良いため、それぞれ
の液溜部を同一共通とすることができ、上記欠点が解消
され低コストとなる利点がある。

しかし、このようなカルシウム化合物の懸濁液を使用す
ると配管、計器、スプレーノズル、ポンプ等の使用機器
を摩耗するため摩耗対策が必要であり、かつ一般に使用
ポンプの効率も低下する欠点がある。

更には機器の閉塞も起り得る。そこで、このような懸濁
液中の固体濃度を低下させるため、例えば液体サイクロ
ンを用いることが考えられるが、これは大量の液処理に
は使用機器数が多くなり不適当であり、結果的には清澄
液を得るのに所要動力が大きくなり、しかも液体サイク
ロン本体の摩耗が生じる上、ポンプの摩耗対策は必要で
ある。

本発明は、かかる状況を鑑み完成されたので、本発明の
目的は、単一の機器またはその若干の追加改造により使
用機器を少なくし、固体濃度の十分に低い清澄液を大量
に得ることにより機器類の摩耗を防止し、かつ脱硫能の
優れた湿式排煙脱硫装置を提供することにある。

本発明の湿式排煙脱硫装置は、かかる目的を達成せんと
するものであって、具体的には、亜硫酸ガスを含む常温
以上の排煙を冷却液で冷却する排煙冷却部と、冷却した
排煙を亜硫酸ガス固定剤を含有する亜硫酸ガス吸収液に
接触させる亜硫酸ガス吸収部と、前記冷却液の液溜部を
兼ねた前記吸収液の液溜部とから成り、前記液溜部内に
、排煙冷却部より下流でかつ亜鑞ガス吸収部より上流に
位置し、かつ上端がガス相に位置し、上部を排煙が通過
し下部を液移動可能に間隙を有するように隔壁を配置し
、前記液溜部の底板を冷却液の液溜部から吸収液の液溜
部に向けて傾斜せしめ、前記吸収液の液溜部内に酸素含
有ガス導管を設け、前記冷却液の液溜部の液面近傍から
前記排煙冷却部に至る冷却液循環管路を設けたことを特
徴とするものである。

本発明では、排煙が排煙冷却部から液溜部を通り、更に
亜硫酸ガス吸収部へと導入されるように各部を装置的に
一体に構成でき、この場合液溜部には、吸収液と冷却液
がたくわえられ、上部にガス相が存在する。

したがって、前記隔壁は液溜部内にあって、大部分が液
中に没しその上部はガス相に突出して間隙から排煙の通
過が可能であり、またその下部は液溜部の液中に間隙を
有するように位置しこの間隙から液の移動を自由ならし
める。

更に、この装置では、液溜部の液中に酸素又は酸素含有
ガス（例えば空気）を吹込むための酸素導管を設けるこ
とができ、この場合酸素導管はそこからの気泡の上昇流
線が前記隔壁より排煙の下流側に位置させるものである
。

本発明では、排煙の冷却と亜硫酸ガスの吸収に使用した
それぞれ冷却液と吸収液は、部分的に隔壁で区切られて
いるが、実質上単一共通の液溜部に落下回収せられる構
造であるが、更に必要があれば、この液溜部には更に大
気に開放可能ならしめた別個に設けた拡張液溜部に連通
させることが可能である。

本発明の拡張液溜部は、冷却液と吸収液の共通の液溜部
の隔壁より排煙の上流側の液溜部に隣接し装置的に一体
に構成できる。

例えば、この拡張液溜部は、液溜部の外部の大気側に拡
張されていて、拡張液溜部と液溜部は装置の外形を構成
する外壁を液面下に延長し、かつ底板に達せざるように
した下部で、間隙を有する下方延長部材で分けるように
構成できる。

以下、図面に基づいて本発明を説明するが、液溜部につ
いては便宜上、隔壁を境にして排煙冷却部側を上流側液
溜、吸収部側を下流側液溜と表示する。

第１図は、本発明の湿式排煙脱硫装置の一例を説明する
ための概略縦断面図であり、第２図はその平面関係の概
念を示している。

ここでは、排煙冷却部１と亜硫酸ガス吸収部２と冷却液
および吸収液の単一共通の液溜部３、更に拡張液溜部４
が装置的に一体に構成されている。

拡張液溜部４は液溜部３に隣接し、外部の大気側に拡張
されていて、下方延長部材５で区分される。

下方延長部材５は、この装置の外壁６を下方に延長し、
その下端が底板７に達せざるようにして間隙８を形成し
、その間隙８で液溜部３と拡張液溜部４が連通している
。

また下流液溜部に、石灰又は石灰石等の亜硫酸ガス固定
剤入口９および酸素又は酸素含有ガスのガス吹込のため
の酸素導管１０が設けられている。

また、第１図の液溜部３には、隔壁１３が設けられてい
る。

隔壁１３は大部分が液中に没しており、また底板７との
間に液が自由に移動可能な間隙１４を有し、また上部は
ガス相に突出しているが排煙が通過する間隙１５を有す
るように配置されている。

液溜部３はこのように全体として単一のものであるが、
隔壁１３で上流側液溜と下流側液溜に分けられた如き構
造となっている。

更に、液溜部３の下部から、亜硫酸ガス吸収液がポンプ
１１により亜硫酸ガス吸収部２の上部に循’ｆ３Ａされ
、スプレー等によって、排煙と接触する。

一方、拡張液溜部４は大気に開放されていて、上流液溜
部の下流液溜部中の液よりはるかに低濃度の清澄液に近
い液がさらに拡張液溜部４に移動する過程でさらに清澄
される。

充分に清澄化された吸収液、つまり冷却液が、ポンプ１
２により排煙冷却部１の上部に循環される。

したがって、上流液溜部と拡張液溜部４では、すでに清
澄された冷却液を受け、さらに不足分を吸収液の清澄に
より冷却液を得るものであり、少くとも固液分離の機能
をはたす部分では、底板７に傾斜を設けるか、その他の
集泥装置が設けられる。

更に、この装置には、生成固体の抜出口、工水入口、計
器取付口等を設けることができる。

また、亜硫酸ガス吸収部には、多孔板、シーブトレイ、
ネット、グリッド等の分散板、ラシヒリング、テラレッ
ト等の充填物等を適宜設けて良い。

かかる装置に於て、亜硫酸ガスを含み水分未飽和なる常
温以上の排煙は、排煙冷却部１の上部入口から導入され
て、排煙冷却部１で冷却液と接触して水分の蒸発・飽和
により冷却され、温度が下がりつつ、液溜部３上部を通
って、亜硫酸ガス吸収部２へと移動し、ここで吸収液と
接触して亜硫酸ガスが吸収・除去される。

清浄化された排煙は亜硫酸ガス吸収部２の上部から系外
に抜出される。

図中、排煙の流れは実線矢印で示されている。

一方、冷却液は排ガス冷却部１にて排ガスを冷却後下方
の液溜部３に落下する。

具体的には、排煙冷却後の大部分の冷却液は、液溜部３
の、隔壁１３より上流側に落下し、これより下流側へ落
下するものは、冷却された排煙にミストとして同伴され
るごくわずかのものである。

このごくわずかの量のミストは、下流側液溜に落下する
ので、液溜部３で固液分離される。

即ち、液溜部３の下流側から間隙１４を経て上流側へ液
が移動する際に清澄液となり、上流側に直接落下した冷
却液と一諸になって大気開放の拡張液寧部４へと移動し
、冷却液として循環再使用される。

また、液溜部３の下流側に配置した酸素導管１０から吹
き込まれた酸素または酸素含有ガスは、その気泡の上昇
流線が隔壁１３の下流側に位置していて、吸収液中にそ
の一部が溶解し、落下吸収液に含まれる亜硫酸を酸化す
る。

さらに石灰または石灰石により中和され、固体が析出す
る。

したがって、ここでは固体濃度が増加するが、上流側へ
は固液分離作用によって移動しないようになっている。

このように、必要な固液分離は液溜部３で行なわれるた
め、前述の拡張液溜部４は極めて小さくて良く、また場
合によって全くその機能を必要としないこともあるため
省略できる。

第３図は、そのような装置の概略縦断面図を示している
。

図中の番号は第１図と同じであり作用機能も同じである
が、冷却液は直接液溜部３の上流側から抜出され循環再
使用される。

また、吸収液は亜硫酸ガス吸収部２にて亜硫酸ガスを吸
収して、下方の同じ液溜部に落下する。

したがって、液溜部３の下流側には生成したカルシウム
化合物や亜硫酸ガス固定剤等の固体を含有する懸濁液が
回収たくわえられる。

生成したカルシウム化合物は別途抜出され、この懸濁液
は吸収液として循環再使用される。

図中、冷却液と吸収液の流れは点線矢印で示されている
。

第４図及び第５図Ａ，Ｂは、本発明の別の湿式排煙脱硫
装置をそれぞれ例示する概略縦断面図であり、各部の形
状や取付位置を変えたものである。

即ち、第４図では、排煙冷却部１と亜硫酸ガス吸収部２
が実質的に同一の部屋に位置した、いわゆる横型構造と
なっている。

第３図とはその形状と各部の配位は若干異なるが機能的
には実質上変化はない。

第４図の番号は第３図のそれと同じであるためここでは
省略する。

また、第５図Ａ，Ｂの番号も第１図、第３図又は第４図
と同様であり実質的に同じ機能を有するものであるが、
ここでは液溜部３中の吸収液は循環されない。

冷却された排煙は亜硫酸ガス固定剤を含む液溜部３に導
入され、そこで吸収液と接触する。

したがって、液溜部３を構成する部屋は亜硫酸ガス吸収
部２を兼ねることになる。

そして、液溜部３では排煙中の亜硫酸ガスとその固定剤
との接触を良好ならしめるため、攪拌器１５を備えてい
る。

本発明によれば、亜硫酸ガス含有排煙の湿式脱硫装置に
於て、吸収液と冷却液は固体濃度の差はあれ同一系内で
使用でき、したがって両液の液溜部を単一共通にでき、
装置の簡略化と共に使用機器数を少なくでき、所要動力
を有効に利用できる。

これは、装置のコンパクト化とともに処理コスト低下の
利点となる。

また、固体濃度の十分に低い冷却液の使用は、装置コン
パクト化上の問題点であった機器摩耗の防止に役立って
いる。

本発明の液の清澄は、実質上単一の液溜部でなされるが
、なお必要あれば少規模の拡張液溜部を設けて清澄能を
増大できる。

更に、冷却液はこのように再生循環再使用することがで
きる他に、更に要求に応じ、石灰や石灰石の懸濁化のた
めの液体として、或はミスト除去装置等の先浄等にも利
用できる。

次に、本発明の湿式排煙脱硫装置を用いて排煙を処理し
た具体例を実施例として説明する。

実施例 １ ＳＯ２を１２６０〜１３００ｐｐｍ，Ｏ２を５％，Ｈ２
Ｏを８％含有する１５０℃の排煙（９８０Ｎｍ３／Ｈ）
を処理した。

使用装置は、第１図を一部変更した第６図Ａ，Ｂに示さ
れるもので、長さ１６００ｍｍ（このうち拡張液溜部３
５０ｍｍ）、幅１０５０ｍｍ高さ４０００ｍｍ，亜硫酸
ガス吸収部の直径７００ｍｍ、下方延長部材と底板との
間隙３００ｍｍ、隔壁と底板との間隙３００ｍｍ、液深
さ１５００ｍｍ、排煙冷却部の長さ２００ｍｍ、幅１０
０ｍｍの寸法であった。

また、吸収部はシーブトレイタイプとし段数を４段とし
た。

まず、この装置から隔壁を除き、予備的に次の操作をし
た。

吸収液は１１ｍ３／Ｈを循環し、中和剤として石灰石粉
末を用い水２０ｌ／Ｈでおよそ２０ｗｔ％の懸濁液とし
て用いた。

吸収液のｐＨは約３．４で３２ｌ／Ｈの懸濁液を濃度調
整の為に抜出した。

液溜部に常時吹込んだ空気量は１５Ｎｍ３／Ｈであった
。

また、拡張液溜部から抜き出す冷却液の固体濃度は１．
０〜１．５ｗｔ％で、この冷却液を６５０ｌ／Ｈ使用し
た。

その結果、冷却部に導入された排煙は５５〜５７℃に冷
却され、また亜硫酸ガス吸収部から抜出された排煙のＳ
Ｏ２濃度は２００〜２１０ｐｐｍであった。

一方液溜部には石こうが固体として生成した。

次に、第６図Ａ，Ｂのように隔壁を設けて、石灰石粉末
を先と同じ量使用し、循環液冷却液抜出口より液８５０
ｌ／Ｈを抜出すこととした。

その内訳は、７５０ｌ／Ｈを排煙の冷却に用い、１００
ｌ／Ｈを石灰石粉末を懸濁化して供給するのに用いた。

その結果、拡張液溜部から抜き出す冷却液の固体濃度は
、０．４〜０．８ｗｔ％であり、冷却部から出た排煙は
５５〜５７℃であり、亜硫酸ガス吸収部から抜き出され
た排煙のＳＯ２濃度は２００〜２１０ｐｐｍであった。

実施例２ 第７図のように、実施例１の装置から拡張液溜部を除い
た形状の装置を用い、実施例１と同一条件にて実験を行
った。

清澄抜出量は７７０ｌ／Ｈで、その内訳は、７５０ｌ／
Ｈを排煙の冷却に用い、２０ｌ／Ｈを石灰石粉末およそ
２０ｗｔ％の懸濁液として供給するのに用いた。

吸収液は全量吸収部の頂部に循環し、液溜部には空気１
５Ｎｍ３／Ｈを吹込んだ。

出口ＳＯ２濃度、吸収液のＰＨ、液溜部底部の固体濃度
などは実施例１とほゞ同様であった。

このときの清澄抜出液中の固体濃度は０．４〜１．０ｗ
ｔ％であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の湿式排煙脱硫装置を例示する概略縦断
面図、第２図は第１図の装置の平面関係を示すための概
念図、第３図は本発明の他の湿式排煙脱硫装置を例示す
る部分概略縦断面図、第４図及び第５図Ａ，Ｂは、本発
明の別の湿式排煙脱硫装置をそれぞれ例示する概略縦断
面図、第６図Ａ及び第６図Ｂは更に別の湿式排煙脱硫装
置の概略縦断面図と平面図、第７図は第６図Ａの拡張液
溜部を除いた縦断面図をそれぞれ示す。 １・・・・・・排煙冷却部、２・・・・・・亜硫酸ガス
吸収部、３・・・・・・液溜部、４・・・・・・拡張液
溜部、５・・・・・・下方延長部材、１３・・・・・・
隔壁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 亜硫酸ガスを含む常温以上の排煙を冷却液で冷却す
   る排煙冷却部と、冷却した排煙を亜硫酸ガス固定剤を含
   有する亜硫酸ガス吸収液に接触させる亜硫酸ガス吸収部
   と、前記冷却液の液溜部を兼ねた前記吸収液の液溜部と
   から成り、前記液溜部内に、排煙冷却部より下流でかつ
   亜硫酸ガス吸収部より上流に位置し、かつ上端がガス相
   に位置し上部を排煙が通過し下部を液移動可能に間隙を
   有するように隔壁を配置し、前記液溜部の底板を冷却液
   の液溜部から吸収液の液溜部に向けて傾斜せしめ、前記
   吸収液の液溜部内に酸素含有ガス導管を設け、前記冷却
   液の液溜部の液面近傍から前記排煙冷却部に至る冷却液
   循環管路を設けたことを特徴とする湿式排煙脱硫装置。