JPS60235625A - 排ガスの処理法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は硫黄化合物やノ・ロゲンガスそれにばいじん人
との有害成分を含む排ガスの湿式処理方法の改良に関し
、特に湿式排ガス処理装置に供給する補給水を削減もし
くは無くすとともに、同装置からの排水を無くす方法を
提供せんとするものである。

（従来の技術） 大気汚染防止の観点から、硫黄酸化物の除去装置として
、湿式石灰−石こう法が広く実用化され、重油焚きボイ
ラ石炭焚きボイラ、焼結プラント、金属精錬プラントな
どの排ガス処理に利用されている。更に、かかる排ガス
中のばいじん除去装置として乾式環じん器が併用されて
いる場合が多い。

各種排ガスの中でも、石炭焚きボイラ排ガスは硫黄酸化
物の他にばいじん、ｋＪＯｘ、ハロゲンガスが多く含ま
れるので、石炭焚きボイラの排ガスの処理には最も高度
な技術を要するものであり、該排ガスの処理技術をもっ
てすれば、他の排ガス処理は、容易になし得る場合が殆
んどである。

そこで、以下特に石炭焚きボイラ排ガスの処理に適用し
た場合をもって説明する。

従来、石炭焚きボイラ排ガスの浄化処理は第４図の態様
で実施されている。石炭焚きボイラ１から排ガスをダク
ト２を通じて乾式集じん装置３に導き排ガス中に含まれ
るフライアッシュを除去してライン４より糸外に排出す
る。

次いで、フライアッシュの大部分が除去された排ガスを
ダクト５を通じてガスガスヒータ６に供給し、ダクト１
０を流れる湿式排ガス処理装置出口ガスと熱交換を行い
冷却したのちダクト７よシ、吸収塔８に供給する。ガス
ガスヒータ６で昇温された処理後のガスはダクト１１よ
り排出される。

吸収塔８内ではライン１２よりスプレーされた吸収液と
排ガスが接触し、吸収液中の水分が蒸発して、排ガスを
断熱冷却温度迄下げるとともにＳＯ，、フッ素、塩素な
どのノ・ロゲン等を吸収除去する。

吸収塔８を出たガスは、次に気液分離器９に入り、内部
に充填された折れ板の間を通過する際に、慣性衝突によ
シガス中の液滴が除去される。除去された液滴はライン
１３により吸収塔底部の液循環タンクに戻される。吸収
塔８には石灰スラリー及び必要に応じて酸化促進剤をラ
イン１４よシ供給し、塔内でＳＯ，を吸収して亜硫酸カ
ルシウムを生成し、さらに亜硫酸カルシウムは排ガス中
の酸素により酸化して石こうとする。吸収塔８内では水
分が蒸発するため、これに見合う補給水をライン２２よ
り供給する。

吸収塔８で生成した石こうスラリーは、ライン１５によ
り脱水機１６に供給され、脱水機１６で脱水され副生石
こう　１７として取り出され系外で利用される。一方脱
水機１６の濾液はライン１８を通して吸収液調製用に原
料タンク１９に送られ、ここでライン２０により供給さ
れる吸収剤の石灰石または消石灰等と混合され゛る。ま
た濾液の一部は系内不純物濃度調整のためライン２１よ
り排水され、排水処理装置２３へ送られる。

排水処理装置２３では消石灰などの排水中和剤をライン
２４より加え排水に含まれる硫酸イオンや溶解金属類を
石こうや水酸化物として析出させ、固形物をスラッジ２
５として排出する。

固体析出後の排液はライン２６よ）排出する。

第４図に示す従来法の欠点は次の通りである。

（］）　排ガス処理装置の系内に不純物が蓄積するのを
防止する為に排水を行なっている。

放流ラインからの放流水は、硫酸イオンや溶解金属類、
それに懸濁固形物の大部分が除去された中性液となるが
、塩化物は溶解度が大きく、ａｔ−イオンとして残留す
る。この為、この放流水を吸収塔への補給水の代用とす
ると、ａｔ−イオンが排せつされず、系内に高濃度に蓄
積して、装置材料の腐食や脱硫性能の低下、それにスケ
ーリングを銹発する不具合をもたらすので、この放流水
を補給水として利用することはできない。

（２）　スラッジの処理が必要である。

副生石こうがセメント用やボード用原料として利用価値
があるのに対し、多種多岐に亘る金属水酸化物と石こう
それにフライアッシュを主に含んだスラッジの利用価値
はなく、廃棄するだめに無害化処理が必要である。

（３）　吸収塔での蒸発と放流水に見合うだけの新鮮な
水の補給が必要であり、水資源の無駄使いが多く不経済
でちる。

この欠点は、湿式法の宿命ともいえるものであり、第２
図で示したとおり、ガスガスヒータの設置は、節水の効
果をももたらすものであり、この欠点を解消する一つの
方法である。しかしながら、ガスガスヒータの容量から
、吸収塔に導入するガスの冷却温度には制限があり、十
分とはいえない。

（発明が解決せんとする課題） 本発明はこれら従来法の欠点を解消し、湿式排ガス処理
装置に供給する補給水を削減もしくは無くすとともに、
同装置からの排水を無くす方法を提供せんとするもので
ある。

（発明の構成） 即ち本発明は、排ガスを乾式集じん装置に導き、排ガス
中に含まれるダストを除去した後、湿式排ガス処理装置
に導いて浄化する排ガス処理方法に於いて、該湿式排ガ
ス処理装置を構成する機器の一つである気液分離器内に
充てんされた折れ板面を強制冷却し、吸収液の一部を該
折れ板面にスプレーすることにより冷却して、該湿式処
理装置出口の排ガス中に占める水蒸気の量が同装置入口
排ガス中のそれ以下となるよう排ガスを冷却するととも
に、該湿式排ガス処理装置の排液の全量を前記乾式集じ
ん装置の上流側から注入し、前記排ガスと接触させるこ
とにより、蒸発乾固して得られる固形物を前記乾式集じ
ん装置で捕集することを特徴とする排ガスの処理法であ
る。

以下、本発明方法の一実施態様を第１図によって説明す
る。

符号１〜２１は第４図と全く同様である。第１図では２
２〜２６が削除され、新たにドライヤー２７、ダクト２
８、気液分離器９内に充てんされた折れ板面を冷却する
型式の熱交換器２９、熱交換器２？に冷媒として海水を
送入するライン３０熱交換後の海水を排出するライン３
１、循環吸収液の一部を気液分離器９に送入するライン
３２を付加する。

吸収液１２の一部はライン３２により気液分離器９に供
給され、ライン５０よシ入りライン５１より出る冷媒（
海水）により冷却された折れ板面に接触し、ライン１３
より吸収塔８底のタンクに戻る。従って吸収塔８内及び
気液分離器９内で吸収液と接触する排ガスは、断熱冷却
温度より低温度まで冷却されてダクト）０よシ吸収塔８
外へ排出される。

気液分離器９出ロガス１０中の水蒸気は、吸収液と接触
してほぼ飽和湿度となっているため、吸収液温度を低く
するほど出口ガス１０温度は低くかつ水蒸気濃度も低く
なる。出口ガス１０中の水蒸気量が、入ロガスフ中と同
じとなるまで冷却すれば吸収液の蒸発は全く起こらない
ことになる。さらに、出口ガス１０中の水蒸気量が入ロ
ガスフ中のそれより小さくなるまで冷却すれば、排ガス
中の水分が吸収塔８及び気液分離器？内で凝縮し造水さ
れる。このように操作することＫより、従来湿式法の宿
命とも言える吸収塔８への給水が大幅に節減又は不必要
となる。

通常ボイラーに付設されるタービンの後流にはコンデン
サーが設置され、冷媒として海水が供給されるが、上記
熱交換器２９への供給海水量はこのうちの数パーセント
で充分であり、設備の大幅な変更をすることなく分岐し
て利用が可能であり、所要動力の増加もごく僅かである
。

上記吸収液の強制冷却による蒸発水の節減量を具体的に
示せば、次のとお夛である。すなわち、吸収塔入口ガス
温度９０℃、水分濃度８ｖｏＬ％の場合であって、吸収
塔出口ガス温度が４７℃となる従来法では、処理ガス１
　ｙｒ／Ｎあたり２２　ａｔの蒸発に相当する分の給水
が必要であるのに対し、本発明方法によシ吸収塔出ロガ
ス温度を４２℃まで強制冷却すれば蒸発は無くなり、相
当分の給水は不要となる。さらに例えば、吸収塔出口ガ
ス温度を３９℃まで冷却すれば、処理ガス量１ｍ’Ｎあ
たり１２ｍＬ　の遣水が可能となり、排水相当分の遣水
も可能となり、系外からの給水は一切不要となる。

次に石こうを分離した濾液の一部はライン２２により抜
き出され、ドライヤー２７に供給され、石炭焚きボイラ
１からの排ガス２と接触させ、排ガス２の熱エネルギー
を利用して濾液中の水分を蒸発させる。該濾液中に溶解
している成分は、水分の蒸発にともない　０ａＯ１４や
ＭｇＯ１，などの形で固体粒子となり、ダクト２８を通
って乾式集じん装置６でフライアッシュ４と共に固形物
として系外に排出される。

ドライヤー２７としては、一般に使用されているスプレ
ー・ドライヤーが利用できるが、通常、蒸発させる液量
はボイラ１からの排ガス２が蒸発させ得る最大蒸発量の
Ｖ程度で済むので、既設ダクト内にスプレー・ノズルを
追加するだけで済む場合が多い。同、濾液を排ガス２と
接触させ、蒸発濃縮させるその他の方法も採用できる。

次に本発明に適用可能な気液分離器の具体例を示す。

第２図は従来の気液分離器を示すもので、ガス人口３６
とガス出口３４をもつ本体３５内に断面がジグザグ状と
なるよう折り曲げた気液分離用折れ板３６を有し、折れ
板３６の上流側に洗浄水（吸収液）パイプ３７、本体３
５下部に洗浄水抜き出しバイブ５８が配置された気液分
離器が利用されている。液滴を含んだ排ガスは折れ板３
６の間を通過する間に慣性衝突し、捕集され液膜となっ
て流下し、洗浄水とともにバイブロ８より抜き出されて
吸収塔底タンクに入る。洗浄水は液滴中に含まれる石灰
１石こう等の折れ板面への付着を防止するために間欠又
は連続的に供給される。

第５図は本発明に適用可能な熱交換機能をそなえた折れ
板５６の一実施態様例を示すものである・折れ板３６に
は冷却管３９を設け、冷却管５９には冷媒の海水が供給
されるライン３０と冷媒が排出されるライン３１が連結
されている。このような折れ板６６を前述の第２図に示
した気液分離器３５内に設置し、洗浄水として吸収塔循
環液の一部をスプレーすることにより、吸収液の冷却が
可能になる。

折れ板３６面が排ガスの断熱冷却温度以下の温度に保持
されているため、洗浄水が到達しない場合でも、折れ板
表面で生成する凝縮水による自己洗浄効果がｓｂ、スケ
ール付着防止の面からも好都合である。排ガス条件によ
っては、折れ板５６を伝熱面としただけでは充分な冷却
が望めない場合があるが、この場合には、冷却管のみを
追設することももちろん可能である。

いずれにしても、従来より吸収塔の後流に設置されてい
る気液分離器に熱交換機能をもたせることで、全体とし
てコンパクトの設計が可能となる利点を有する。

（発明の効果） 第１〜５図に、その実施態様を示した本発明方法によっ
て、排ガス処理装置から排液は出なくなり、排液による
２次公害の心配は解消できる。更に、金属水酸化物やフ
ライアッシュそれに石こうを主体とする、含水率の高い
スラッジの排出も無くすることができ、しかも利用価値
の高い副生面こう１４が得られる。

従来、排水を止むなくしていた主因の１つであるａｔ−
イオンの系内水蓄積も本発明方法では固体の塩化物とし
てフライアッシュ４と伴に排出される為、問題ない。

しかも、排液の蒸発熱源としてボイラー排ガスを利用し
ているため、外部から蒸発に要する多大のエネルギーを
供給する必要がないため、経済的にもすぐれている。

以上説明したごとく、本発明を適用した実施態様によれ
ば、湿式排ガス処理方法の宿命とも言うべき給水と排水
の問題が一挙に解決でき、給水確保、排水処理設備の保
有等立地条件の大幅緩和が期待できる。

本発明の作用効果を明らかにするため、実施例を以下に
示す。

（実施例１） 石炭焚き排ガス４０００ｍ’Ｎ／Ｈを処理する第１図の
態様のパイロットプラントにより、本発明方法を実施し
た。ダクト７を通過する排ガスの性状を第１表に示す。

第１表　吸収塔入口排ガス性状 ガ　ス　量　４０００　ｍ’ＮＡ１ ガス中水分濃度　ａｏ　ｖｏｔ％ ｓｏ、　濃　度　１２００　ｐｐｍ Ｈｃｔ　濃　度　２０　ＰＴ）ｍ ｌ（Ｆ　濃　度　６　ｐｌ）ｍ フライアッシュ濃度　１２０　Ｖ−Ｎ ガ　ス　濃　度　９０　℃ ライン５０より熱交換器２９へ２５℃の海水を６ｔ／ｈ
供給したところ、吸収塔８出ロガス性状は第２表のとお
りとなった。

第２表　吸収塔出口排ガス性状 ガス中水分濃度　＆２　ｖｏｔ％ ＳＯ！　濃　度　ｓ　ｏ　ｐｐｍ Ｈｃｔ　濃　度　α１　ｐｐｍ以下 ＨＩＦ　濃　度　α１　ｐｐｍ以下 フライアッシュ濃度　１０１１９／ｒｒ？Ｎガ　ス　温
　度　４２　℃ このとき、ライン１４の吸収塔供給量と、ライン１５の
吸収塔抜き出し量とを計測し、吸収塔８での蒸発水分量
を測定したところ蒸発水はほとんどゼロであった。水分
の凝縮もおこっていなかった。

又、ライン２２からの水分抜き出し量は４１伯であり、
その性状は第６表のとおりであった。

第６表　石こう分離濾液性状 ＰＨ４，５ 固形物議度　［Ｌ５　重量％ 溶解ＣＺ−濃度　２７００　１）ｐｍ 溶解ｙ６ｘ＋濃度　１３９０　ＰＩ）ｍ溶解ｓｏ４”−
濃度　５４２０　ｐｐｍ溶解Ｃａ′　濃度　７０５　ｐ
ｐｍ 内径４００ｘ　ｇの円形ダクト内のほぼ中心に設けた空
気を利用した二流体ノズルから空気を吹き込みながら排
ガス２中に上記性状の濾液を噴霧した。４１／７／Ｈで
噴霧された濾液はただちに蒸発乾燥し、固形物として乾
式集じん装置５（電気集じん装置を使用）Ｋてフライア
ッシュと共に捕集された。

この実施例で、全系の水バランスをとるため系外より補
給する必要のあった水量は、平均で４６’／Ｈであった
。

（実施例２） 実施例１と吸収塔８人口排ガス性状は同一条件下で、ラ
イ／３０よシ熱交換器２９へ２５℃の海水を１６７Ａ供
給したところ、吸収塔出口排ガス性状は第４表のとおり
となった。

第４表　吸収塔出口排ガス性状 ガス中水分濃度　１．．７　ｖｏｔ％ ｓｏ、　濃　度　２８　Ｔ）Ｔ）ｍ ＨｃＬ　濃　度　α１　ｐｐｍ ＨＦ　濃　度　０．１　ｐｐｍ フライアッシュ濃度　８　１１１Ｐ／Ｆ？／Ｎガ　ス　
温　度　３１１Ｌ５　℃ このとき、実施例１と同じ方法で吸収塔内の水収支を測
定したところ、４５％の水が凝縮している結果を得た。

ライン２２からの水分の抜き出しは実施例１と全く同じ
であった。

この実施例では、系外より水を補給することなく、全系
の水収支はバランスし、安定運転可能であった。

（比較例） 実施例１と吸収塔８人口排ガス性状は同一条件下で、ラ
イン５０より海水の供給を停止したところ、吸収塔出口
排ガス性状は第５表のとおりとなった。

第５表　吸収塔出口排ガス性状 ガス中水分濃度　１（Ｌ５　ｖｏｔ％ ＳＯ，濃　度　５２　ｐｐｍ ＨｃＬ　濃　度　α１　ｐｐｍ以下 ＨＰ　濃　度　０．１　ｐｐｍ以下 フライアッシュ濃度　１０　岬／ｒｌＮガ　ス　温　度
　４７　℃ このとき実施例１と同じ方法で吸収塔内の水収支を測定
したところ、ｑ　Ｏｔ／Ｈの水が蒸発している結果を得
た。

ライン２２からの水分の抜き出しは、実施例１と全く同
じであった。

この比較例では全系の水バランスをとるため、系外より
補給する必要のあった水量は、平均で１３５％であった
。

以上の実施例と比較例から、本発明の方法によれば補給
水の大幅な節減ないしは無給水化と無排水化が同時に達
成できることが確認された。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施態様のフロー、第２図は本発明
で使用する気液分離器を説明するために引用した従来の
気液分離器、第６図は本発明で使用する気液分離器内に
充填される折れ板面の詳細図、第４図は従来の湿式排ガ
ス処理法のフローを示す。 復代理人　内　１）　明 復代理人　萩　原　亮　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　排ガスを乾式環じん装置に導き、排ガス中に含
   まれるダストを除去した後、湿式排ガス処理装置に導い
   て浄化する排ガス処理方法に於いて、該湿式排ガス処理
   装置を構成する機器の一つである気液分離器内に充てん
   された折れ板面を強制冷却し、吸収液の一部を該折れ板
   面にスプレーすることによシ冷却して、該湿式処理装置
   出口の排ガス中に占める水蒸気の量が同装置入口排ガス
   中のそれ以下となるよう、排ガスを冷却するとともに、
   該湿式排ガス処理装置の排液の全量を前記乾式環じん装
   置の上流側から注入し前記排ガスと接触させることによ
   り、蒸発乾固して得られる固形物を前記乾式環じん装置
   で捕集することを特徴とする排ガスの処理法。