JPS61155219A - 亜硫酸カルシウムの酸化方法 - Google Patents
亜硫酸カルシウムの酸化方法Info
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- JPS61155219A JPS61155219A JP59281611A JP28161184A JPS61155219A JP S61155219 A JPS61155219 A JP S61155219A JP 59281611 A JP59281611 A JP 59281611A JP 28161184 A JP28161184 A JP 28161184A JP S61155219 A JPS61155219 A JP S61155219A
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- C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
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- C01F11/464—Sulfates of Ca from gases containing sulfur oxides
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
〔発明の利用分野〕
本発明は、排ガス中の硫黄酸化物をカルシウム系化合物
によって吸収除去する湿式脱硫法において、生成する亜
硫酸カルシウムを酸化して石膏に転じる酸化方法に関す
る。 〔見回の背景〕 現在、硫黄酸化物を含む多量の排ガスを処理する湿式脱
硫法においては、カルシウムの水酸化物若しくは炭酸塩
等のスラＩＪ ｋ用いて硫黄酸化物を吸収、除去し、次
いで生成した亜硫酸カルシウム全空気によって酸化して
安定な石膏（硫酸カルシウム）に転じて回収する方法が
一般に行なわれている。 酸化方法については、排ガスと接触して硫黄酸化物を吸
収したカルシウム系化合物スラリ中に生排ガス中の低ａ
度の酸素によって酸化さΔて硫酸カルシウムになるか、
総ての亜硫酸塩を硫酸塩に酸化するには更にスラリを酸
化する必要がある。 その為に酸化処理とＩ、て一般に吸収液の一部全取り出
シ２、液のｐ Ｉ−Ｉを１酸化に好適な５以下に調整し
。 た後、酸化塔に送り空気全曝気り、て酸化する。 最近、新］２い酸化処理方法とし−で、排ガスと接の大
きさが従来の酸化塔に比
によって吸収除去する湿式脱硫法において、生成する亜
硫酸カルシウムを酸化して石膏に転じる酸化方法に関す
る。 〔見回の背景〕 現在、硫黄酸化物を含む多量の排ガスを処理する湿式脱
硫法においては、カルシウムの水酸化物若しくは炭酸塩
等のスラＩＪ ｋ用いて硫黄酸化物を吸収、除去し、次
いで生成した亜硫酸カルシウム全空気によって酸化して
安定な石膏（硫酸カルシウム）に転じて回収する方法が
一般に行なわれている。 酸化方法については、排ガスと接触して硫黄酸化物を吸
収したカルシウム系化合物スラリ中に生排ガス中の低ａ
度の酸素によって酸化さΔて硫酸カルシウムになるか、
総ての亜硫酸塩を硫酸塩に酸化するには更にスラリを酸
化する必要がある。 その為に酸化処理とＩ、て一般に吸収液の一部全取り出
シ２、液のｐ Ｉ−Ｉを１酸化に好適な５以下に調整し
。 た後、酸化塔に送り空気全曝気り、て酸化する。 最近、新］２い酸化処理方法とし−で、排ガスと接の大
きさが従来の酸化塔に比
【、て大きくなるので酸化用空
気の気泡が均一に分布し７ないという問題がある。不均
一になった場合、槽中の気泡全長く含有する部分のスラ
リの見掛比亜が他の部分のスラリに比１．て小ネい為に
上昇しやすく、スラリ中に含有さｊる気泡が水面に速か
に上昇し、スラリ内の滞留時間が短くなり、その結果亜
硫酸カルシウムの酸化が不十分にしか行なわれない問題
が生じる。更に、気泡の分布が不均一になるとスラリ槽
内での酸化反応が不均一になり、ｐＨ値の分布も不均一
になる。また槽内でｐ Ｉ（値が変動すると、気の分散
に問題がある。 スラリ中に微細気泡を発生させる為にタンクの底部に縦
型の攪拌機を設け、円筒形又は円板付タービン等の回転
体に空気全供給（２、回転体の中心部ｆ−一旦空気全保
持し＊後、回転体の外周部で空気をせん断する方法があ
るが、この方法は横型攪拌＠には適用できない。横型で
は空気は回転体に殆ど保持さｎす、外周部の気泡形成部
に供給される空気量は位置によって異なる。横型円筒形
回転体の下部では空気の微細気泡が発生り、難＜、この
ように横方向の攪拌によって気泡を分散場せるのは不十
分である。 また、タンク底面に空気吹込口を増加［〜て均一に気泡
を発生させる方法、アトマイザで空気とスラＩＪ ’に
激（、〈攪拌して拡げる方法、気泡を含むスラリを激し
く攪拌する方法、又は空気の分散＆を設ける方法がある
。 しかし、火力発電所向けの脱硫装置に使用されるような
巨大なスラリ酸化槽に対しては空気の微細気泡の分散が
十分に行なわれず、壕だ大型槽では上記の方法はいずれ
も所用動力が大きく適用し難い。従って大型槽に於いて
もスラリと空気の微細気泡との接触が容易に行なわれる
亜硫酸カルシウムの酸化方法が望′！！れていた。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を解決し、排
ガス中の硫黄酸化物全カルシウム系化合物スラリで吸収
して生成した亜硫酸カルシウムをスラリの旋回流によっ
て空気の微細気泡と十分に良く接触させて酸化し、収率
良く石膏を生成する亜硫酸カルシウムの酸化方法を提供
することにある。 〔発明の概要〕 本発明の亜硫酸カルシウムの酸化方法は、排ガス中の硫
黄酸化物をカルシウム系化合物スラリにより吸収して生
成した亜硫酸カルシウム全空気によって酸化して石膏に
する湿式脱硫方式において、脱硫塔の酸化槽の下部に横
方向に攪拌機を設けて亜硫酸カルシウム系化合物スラリ
に前記酸化槽の垂直中心軸の回りに旋回流全発生させ、
前記攪拌機の翼の近傍に空気を導入し微細気泡化してス
ラリ中に分散する酸化方法である。尚、スラリに旋回流
全発生させる前記攪拌機の上方に、横方向に別の攪拌機
を設けてスラリの旋回流に対し逆方向ないし直角方向に
横切る押出流を発生尽せることにより、上部スラリの旋
回流の中心部に集る気泡を再分散する。尚、攪拌機の代
りにスラリ又は／及び空気の吐出流によって旋回流を発
生することもできる。また、旋回流を発生させる前記攪
拌機の回転軸に２段に翼を取り付け、前記回転軸の先端
側の第１段の翼（気液分散用攪拌翼）の径が根元側の第
２段の翼（空気分散補助翼）の径より大きくすることに
より、導入される空気は補助翼で本発明の特色は、酸化
槽の底部でスラリに旋回流を発生させて流動的に上部ま
で旋回渡場せ、更に必要に応じて上方にゞ押出流を発生
させることにより、底部から導入した空気の気泡全底部
から上部まで均一に分散させて亜硫酸カルシラムラ酸化
する方法である。 〔発明の実施例〕 本発明による亜硫酸カルシウムの酸化方法を第１図に示
す脱硫装置Ａの下部に設けた酸化部３で行なう方法につ
いて述べる。脱硫装置Ａは排ガス全冷却し除塵する除塵
部１、硫黄酸化物全吸収除去する脱硫部２、及びスラリ
中に生成しまた亜硫酸カルシウム全酸化して亜硫酸カル
シウムに転じる酸化部（酸化槽）３が一体に構成され、
別装置として吸収スラリ液全調製する吸収液貯槽４が設
けられている。 脱硫及び酸化方法は次のように行なわれる。硫黄酸化物
を含む排ガスがボイラ等から排ガス煙道１１を通って除
塵部１に入れられ、除塵スプレ２１から噴霧されるスラ
リ液滴と接触して冷却、除塵される。尚、この工程で若
干の硫黄酸化物が吸収除去される。次いで排ガスは脱硫
部２に移行し、脱硫スプレ２２から噴霧される石灰石ス
ラリからなる吸収液と接触し、硫黄酸化物は吸収、除去
され、排ガスは脱硫さね、て脱硫ガス煙道１２を通り大
気中に放出される。吸収液は吸収液貯槽４にカルシウム
系スラリ、例えば石灰石スラリが管１８から供給され８
、吸収液戻り配管１５からの循環スラリと混合され、吸
収液循環ポンプ２８、吸収液供給管１４を経て脱硫スプ
レ２２に供給される。 吸収液は排ガスと接触し硫黄酸化物を吸収後、その大部
分はコレクタ２３で捕集され、吸収液戻りす＝量比除塵
液供給配管１７に混入され除塵液にされる。酸化部３に
おいて、除塵部１のスプレ２１から散布するｌ除塵液は
排ガスの冷却と除塵に使用ネれ、同時に硫黄酸化物の若
干全吸収して亜硫酸カルシウム濃度を増加した後、酸化
部３に落下する。酸化部３では除塵液スラリ中の生成し
た亜硫酸カルシウムは、空気がプロワ、２・６．１か・
ら配管１３を経て吹き込まれ曝気されることによシ酸化
され石膏に転じられる。 本発明は酸化部３における液攪拌に特徴があるので後で
詳述するが旋回流攪拌機２４及び押出流攪拌機２５によ
って、スラリに対して上下方向の液流れを出来る限り抑
制しながら底部から上部にわたる旋回流や上部に押出流
が発生され、空気の微細気泡がスラリ全液中に極めて良
く分散される。次に酸化処理されたスラリは除塵液循環
ポンプ２７、除塵液供給管１７を経て、その管１７の途
中で管１６から戻りの吸収液と混合され、除塵液として
除塵スプレ２１に供給づれ、繰り返して使用される。ま
た、石、膏を含むスラリの一部は酸化部３から抜出管１
９から抜き出され、精製、回収工程に送られ、必要に応
じて抜き出された後で酸化が加えられる。このようにし
て脱硫の副製品として石膏が得られる。 本発明は酸化部に液撹拌方法に特徴があり次に詳述する
。 酸化部（酸化槽）３の液流れによる作用について第２図
及び第３図によって説明する。第２図は酸化部３の下部
で同一水平面内に横方向に設置１７た４台の旋回流攪拌
機２４を含む断面図を示す。 旋回流攪拌機２４はプロペラ回転型式で、その回転軸は
槽断面の円の接線方向と平行して設けられ、液をプロペ
ラで水平面内に円周に沿って流動感せ旋回流を発生させ
る。酸化用空気配管１３は旋回流攪拌機２４の近傍に設
けられ、この配管１３がら空気は旋回流攪拌機２４のプ
ロペラに向けて導入され、プロペラで液中に分散されて
気泡となり、この気泡は旋回する液に同伴して槽内底面
に均一に拡がり、ゆっくり旋回しながら上部に上る。ま
た導入される空気が気泡に発生する位置は、旋回流の内
側では気泡が分散しないので旋回流攪拌機の回転軸の延
長線よりも外側で発生するように空気を導入することが
好しい。 旋回流による気泡の分散は他の液撹拌法に比し動力が小
さ咬り、気泡が槽の上部に移動するにつれて気泡が外周
部から中心部に移動し、場合によっては合体して大きな
気泡になる傾向がある。そこで必要に応じて槽の上部で
気泡全再分散する為に押出流攪拌機２５が設けられる。 第３図に押出流攪拌機２５を含む水平面の断面図を示す
。押出流攪拌機２５はプロペラ攪拌型式であり、その回
転軸は水平面上に横方向に向けられ、且つ若干旋回流に
逆らう方向で旋回流の内側に向いている。 押出流攪拌機２５によって旋回流の一部は押（−流さね
１、旋回流の水平面上の中心と外ＩＭの液が焚換するよ
うに乱流さね気泡が再分散さｊ、る。この様に気泡が中
心部に集る傾向があるのを再度均一に分散する。 ′−！た、気泡が旋回流でスラリ全体中に均一に分散さ
れることが必要で、旋回流攪拌機が１台でも運転条件を
適当に選べは旋回流の中心軸は垂直になるが、複数個の
旋回流攪拌機による万が容易に垂直中心軸をもつ旋回流
が発生きしる。この中心軸が垂直にならないと上下方向
の対流か発生し、気泡の分散が槽内で不均一になる。 、実施例１ 本発明方法の要点である水平面における旋回流による亜
硫酸カルシウムの酸化反応を試験した。 試験装置の概略図全第４図〜第６図に示し、第４図は酸
化槽の側面図、第５図は旋回流攪拌機全含む水平断面図
、第６図は押出流攪拌機を含む水平断面図を示す。スラ
リ酸化槽３１は直径８０〇−１高さ１１毛−で、下部に
４個の旋回流攪拌機３３．３４，３５．３６及び上方に
１個の押出流攪拌機３８が設けられ、空気導入口３７が
旋回流攪拌機３３の少し上方に設けられている。旋回流
攪拌機３３，３４，３５．３６の回転軸は各々底面から
１５０ｗ上の同一水平面上にあり、各回転軸はスラリ槽
３１の中心と各々の攪拌様取付位置とを結ぶ直線と角度
１５°で交差するように取り付けられている。また各攪
拌機の位置はスラリ槽３１の外周上にあり、攪拌機３３
より角度６０゜離れて攪拌機３４が位置し、攪拌機３４
から角度９０°離れて攪拌機３５、更に角度６０°離れ
て攪拌機３６が位置するように設けられている。攪拌機
３３，３４，３５．３６は径１２（１ｍの３枚翼のプロ
ペラからなる。空気導入管３７は攪拌機３３のプロペラ
外周より３０ｍｍ内側で後方３０咽の位置に設けられて
いる。また、これらの旋回流攪拌機３３〜３６の上方に
３００ｍｍの位置に押出流攪拌機３８が設けられ、この
攪拌機３８は径５０ Ｚ ｍの３枚翼のプロペラであり
、その回転軸はスラリ酸化槽３１の中心に向けて水平に
設けられている。 試験は亜硫酸カルシウムを含むスラリ３２をスラリ槽３
１に容量３００ ｔ、液深６００ｍｍになるように満た
した。スラリは工業試薬を用い５ωｔチの硫酸カルシウ
ムと３０ ｍ ｍｏｌ／ ｔの亜硫酸カルシウムケ水に
懸濁させ、少量の硫酸の添加によってｐＨ値５，０に調
整した。酸化用空気を２．５ Ｎｎ？／ｈｒで導入し、
スラリの攪拌条件全第１表の如く変えてスラリ槽内の亜
硫酸カルシウムを酸化し７、その亜硫酸カルシウム濃度
の時間的変化全測定した。 スラリの攪拌全ケース１，２．３の条件で行なった。ケ
ース１は酸化用空気の導入を１ケの攪拌機３３により気
泡の微細化を行なった。ケース２はケース１に更に攪拌
機３４，３５．３６に稼動しスラリに垂直軸を中心とす
る旋回流を発生させて行なった。ケース３はケース２０
条件に加えて押出流攪拌機３８を稼動させて、旋回流に
加えて押出流を生じさせて行なった。各ケースとも攪拌
機の回転数ケ１００ Ｏｒ、ｐｏｍで行なった。このよ
うにして酸化反応全行ない、スラリ中の亜硫酸カルシウ
ム濃度の経時的変化を測定して酸化速度を求め、その結
果金第１表に示した。 第 １ 表 第１表から明らかなように、ケース１は旋回流は不十分
で、ケース２は旋回流が発生【−て気泡の分散が良く、
亜硫酸カルシウムの酸化速度は１２ｍｍｏｔ／ｌから２
４ ｍ ｍｏｌ／ｌに増加【また。ケース３は旋回流に
押出流を加えた場合で、気泡は再分散きれ、酸化速度Ｆ
ｉ２５ ｍ ｍｏｌ／ｌに若干増加した。 ２役緊撹１代 本発明は酸化槽内のスラＩＪ ？旋回流攪拌機で旋回流
を発生させることが重要であり、攪拌機の回転軸の先端
に翼が１段に取り付けられたものでもよいが、翼が２段
に取り付けられると効果は大きくなる。第７図は攪拌機
の回転軸に２段に翼が地側に第１段の翼（気液分散用攪
拌翼）４１と根元側に第２段の翼（空気分散補助翼）４
２が取り付けられ、気液分散用攪拌翼４１の径は空気分
散補助翼４２の径より太きくさｊｌまた空気導入管１３
が回転軸４０の横で補助費４２の径の内側に設けられて
いる。 各段の攪拌翼の機能について述べる。気液分散用攪拌翼
４１はプロペラ形状であり、回転により空気を液中に分
散させると同時に、スラリを攪拌して亜硫酸カルシウム
の沈降を防止する。空気分散補助翼４２は空気導入管１
３から導入される空気を一旦この補助翼４２によって形
成される円盤状空気層として保持し、その後で空気は円
盤状空気層の全域から気液分散用攪拌翼４１に移行し微
細化される。補助翼４２では翼の周囲に空気層を形成す
ることは所要動力の点からも好しい。補助翼４２の外径
部周囲を除いてスラリと接触しない状態になり、補助翼
４２による攪拌動力の消費は気液分散用攪拌翼４１に比
して無視できる程度に小さい。補助翼４２の大きさ、形
状を変えて円盤状空気層の形成を妨げると、動力消費が
大きくなるばかりで気液分散用攪拌翼４１との組合せに
よる空気の微細化の向上は大きくない。補助翼４２にの
み円盤状空気層を形成し、気液分散用攪拌翼４１で円盤
状空気層を作らずに気液攪拌を激しく行なうようにする
と、空気は極め微細気泡化され、必然的に補助翼４２の
径は小さくてもよく、回転トルクも半分以下になる。こ
のように旋回流攪拌機２４に２段に翼を取り付けると、
空気は非常に微細化されて酸化部３のスラリ全体に均一
に分散され、亜硫酸塩の酸化速度が速い。従って２段翼
の旋回流攪拌機の場合は押出流攪拌機を省略することが
できるが、併用すれば一層効果は大きい。 また、第７図は空気導入管１３を回転軸４０の上で水平
に設けた場合を示したものであるがこれに限らない。空
気導入管を回転軸の下で水平に設けた場合や槽底部から
補助翼に向けて設けた場合は噴射用空気ブロワの動力が
低くなり、攪拌効果は大きい。また空気導入管を斜め下
向きに補助翼に向けた場合は操業を停止したときにスラ
リか沈降しても導管が詰らない効果がある。装置の構造
、反応条件によって空気導入管を適当に設は綽る。 実施例 ２ 旋回流攪拌機に気液分散用攪拌翼と空気分散補助翼を２
段に取り付けた攪拌機によって亜硫酸カルシウムと同様
な反応性を有する亜硫酸ナトリウム水溶液について酸化
試験を行なった。 第７図に示す装置を用い、気液分散用攪拌翼４１は外径
１２０ｍｍの３枚プロペラで、翼の取付角は４５°、翼
の最大中は３０■である。空気分散補助翼４２は外径８
０Ｉ！１１１に縮少【、たプロペラである。 回転軸４０の径は１５■であり、空気導入管】３は回転
軸の中心より３５鱈横に位置している口試験はタンクの
内径８００−のものを酸化槽とし、上記の２段攪拌翼の
旋回流攪拌機２４を設け、亜硫酸す） ＩＪウム濃度１
チの水溶液２５０ ｔを入れた後に、攪拌翼を回転速度
１０００ｒ、ｐ、ｍで回転芒せながら空気’ｋ １．２
Ｎ ｎ？／ｈで吹き込んだところ、液には微細気泡が
多く発生し酸化が行なわれた。第２表に空気分散補助翼
を取り付けた場合、及び比較の為に取り付けなかった場
合を示した。 第 ２ 表 補助翼を取り付けた場合は微細気泡の発生が無い場合に
比し非常に速かで、ｔた攪拌機モータのトルクは７％Ｌ
７か上昇しないのに対し、微細気泡の増加による亜硫酸
す） ＩＪウム酸化速度の向上は１４％も太きくなり、
２段翼の攪拌機の効果は明らかであった。 尚、本発明の旋回流を発生させるには上記の攪拌機に限
ることなく、スラリを前方に直線状に流動させる攪拌機
器、又は吐出機□、例えば気泡発生専用のアジテータ、
スラリ液の噴射ポンプ、酸化用空気の噴射器、又は気液
混合物の噴射器等全適宜使用できる。 〔発明の効果〕 本発明の亜硫酸カルシウムの酸化方法は、酸化槽に横方
向に攪拌機全設けて旋回流全発生させて亜硫酸カルシウ
ムを含むスラリに空気の微細気泡全分散して酸化し石膏
にする方法であり、空気の微細気泡はスラリ中に極めて
均一に分散し滞留時間が長いので空気は十分に反応に利
用嘔れ亜硫酸カルシウムの酸化速度は速く、従って石膏
の収率は太きい。−１だ回転軸に２段の攪拌翼を取り付
けた攪拌機により旋回流を発生ネせると、空気の微細気
泡化は犬で、攪拌所動力の増加は少ない。また本方法は
火力発電用の大型脱硫装置の酸化槽に適用でき、空気の
微細気泡は均一に分散され、しかも攪拌機を横向けにす
るだけで特別な機器全必要とせず設備費の増加は殆どな
い。
気の気泡が均一に分布し７ないという問題がある。不均
一になった場合、槽中の気泡全長く含有する部分のスラ
リの見掛比亜が他の部分のスラリに比１．て小ネい為に
上昇しやすく、スラリ中に含有さｊる気泡が水面に速か
に上昇し、スラリ内の滞留時間が短くなり、その結果亜
硫酸カルシウムの酸化が不十分にしか行なわれない問題
が生じる。更に、気泡の分布が不均一になるとスラリ槽
内での酸化反応が不均一になり、ｐＨ値の分布も不均一
になる。また槽内でｐ Ｉ（値が変動すると、気の分散
に問題がある。 スラリ中に微細気泡を発生させる為にタンクの底部に縦
型の攪拌機を設け、円筒形又は円板付タービン等の回転
体に空気全供給（２、回転体の中心部ｆ−一旦空気全保
持し＊後、回転体の外周部で空気をせん断する方法があ
るが、この方法は横型攪拌＠には適用できない。横型で
は空気は回転体に殆ど保持さｎす、外周部の気泡形成部
に供給される空気量は位置によって異なる。横型円筒形
回転体の下部では空気の微細気泡が発生り、難＜、この
ように横方向の攪拌によって気泡を分散場せるのは不十
分である。 また、タンク底面に空気吹込口を増加［〜て均一に気泡
を発生させる方法、アトマイザで空気とスラＩＪ ’に
激（、〈攪拌して拡げる方法、気泡を含むスラリを激し
く攪拌する方法、又は空気の分散＆を設ける方法がある
。 しかし、火力発電所向けの脱硫装置に使用されるような
巨大なスラリ酸化槽に対しては空気の微細気泡の分散が
十分に行なわれず、壕だ大型槽では上記の方法はいずれ
も所用動力が大きく適用し難い。従って大型槽に於いて
もスラリと空気の微細気泡との接触が容易に行なわれる
亜硫酸カルシウムの酸化方法が望′！！れていた。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を解決し、排
ガス中の硫黄酸化物全カルシウム系化合物スラリで吸収
して生成した亜硫酸カルシウムをスラリの旋回流によっ
て空気の微細気泡と十分に良く接触させて酸化し、収率
良く石膏を生成する亜硫酸カルシウムの酸化方法を提供
することにある。 〔発明の概要〕 本発明の亜硫酸カルシウムの酸化方法は、排ガス中の硫
黄酸化物をカルシウム系化合物スラリにより吸収して生
成した亜硫酸カルシウム全空気によって酸化して石膏に
する湿式脱硫方式において、脱硫塔の酸化槽の下部に横
方向に攪拌機を設けて亜硫酸カルシウム系化合物スラリ
に前記酸化槽の垂直中心軸の回りに旋回流全発生させ、
前記攪拌機の翼の近傍に空気を導入し微細気泡化してス
ラリ中に分散する酸化方法である。尚、スラリに旋回流
全発生させる前記攪拌機の上方に、横方向に別の攪拌機
を設けてスラリの旋回流に対し逆方向ないし直角方向に
横切る押出流を発生尽せることにより、上部スラリの旋
回流の中心部に集る気泡を再分散する。尚、攪拌機の代
りにスラリ又は／及び空気の吐出流によって旋回流を発
生することもできる。また、旋回流を発生させる前記攪
拌機の回転軸に２段に翼を取り付け、前記回転軸の先端
側の第１段の翼（気液分散用攪拌翼）の径が根元側の第
２段の翼（空気分散補助翼）の径より大きくすることに
より、導入される空気は補助翼で本発明の特色は、酸化
槽の底部でスラリに旋回流を発生させて流動的に上部ま
で旋回渡場せ、更に必要に応じて上方にゞ押出流を発生
させることにより、底部から導入した空気の気泡全底部
から上部まで均一に分散させて亜硫酸カルシラムラ酸化
する方法である。 〔発明の実施例〕 本発明による亜硫酸カルシウムの酸化方法を第１図に示
す脱硫装置Ａの下部に設けた酸化部３で行なう方法につ
いて述べる。脱硫装置Ａは排ガス全冷却し除塵する除塵
部１、硫黄酸化物全吸収除去する脱硫部２、及びスラリ
中に生成しまた亜硫酸カルシウム全酸化して亜硫酸カル
シウムに転じる酸化部（酸化槽）３が一体に構成され、
別装置として吸収スラリ液全調製する吸収液貯槽４が設
けられている。 脱硫及び酸化方法は次のように行なわれる。硫黄酸化物
を含む排ガスがボイラ等から排ガス煙道１１を通って除
塵部１に入れられ、除塵スプレ２１から噴霧されるスラ
リ液滴と接触して冷却、除塵される。尚、この工程で若
干の硫黄酸化物が吸収除去される。次いで排ガスは脱硫
部２に移行し、脱硫スプレ２２から噴霧される石灰石ス
ラリからなる吸収液と接触し、硫黄酸化物は吸収、除去
され、排ガスは脱硫さね、て脱硫ガス煙道１２を通り大
気中に放出される。吸収液は吸収液貯槽４にカルシウム
系スラリ、例えば石灰石スラリが管１８から供給され８
、吸収液戻り配管１５からの循環スラリと混合され、吸
収液循環ポンプ２８、吸収液供給管１４を経て脱硫スプ
レ２２に供給される。 吸収液は排ガスと接触し硫黄酸化物を吸収後、その大部
分はコレクタ２３で捕集され、吸収液戻りす＝量比除塵
液供給配管１７に混入され除塵液にされる。酸化部３に
おいて、除塵部１のスプレ２１から散布するｌ除塵液は
排ガスの冷却と除塵に使用ネれ、同時に硫黄酸化物の若
干全吸収して亜硫酸カルシウム濃度を増加した後、酸化
部３に落下する。酸化部３では除塵液スラリ中の生成し
た亜硫酸カルシウムは、空気がプロワ、２・６．１か・
ら配管１３を経て吹き込まれ曝気されることによシ酸化
され石膏に転じられる。 本発明は酸化部３における液攪拌に特徴があるので後で
詳述するが旋回流攪拌機２４及び押出流攪拌機２５によ
って、スラリに対して上下方向の液流れを出来る限り抑
制しながら底部から上部にわたる旋回流や上部に押出流
が発生され、空気の微細気泡がスラリ全液中に極めて良
く分散される。次に酸化処理されたスラリは除塵液循環
ポンプ２７、除塵液供給管１７を経て、その管１７の途
中で管１６から戻りの吸収液と混合され、除塵液として
除塵スプレ２１に供給づれ、繰り返して使用される。ま
た、石、膏を含むスラリの一部は酸化部３から抜出管１
９から抜き出され、精製、回収工程に送られ、必要に応
じて抜き出された後で酸化が加えられる。このようにし
て脱硫の副製品として石膏が得られる。 本発明は酸化部に液撹拌方法に特徴があり次に詳述する
。 酸化部（酸化槽）３の液流れによる作用について第２図
及び第３図によって説明する。第２図は酸化部３の下部
で同一水平面内に横方向に設置１７た４台の旋回流攪拌
機２４を含む断面図を示す。 旋回流攪拌機２４はプロペラ回転型式で、その回転軸は
槽断面の円の接線方向と平行して設けられ、液をプロペ
ラで水平面内に円周に沿って流動感せ旋回流を発生させ
る。酸化用空気配管１３は旋回流攪拌機２４の近傍に設
けられ、この配管１３がら空気は旋回流攪拌機２４のプ
ロペラに向けて導入され、プロペラで液中に分散されて
気泡となり、この気泡は旋回する液に同伴して槽内底面
に均一に拡がり、ゆっくり旋回しながら上部に上る。ま
た導入される空気が気泡に発生する位置は、旋回流の内
側では気泡が分散しないので旋回流攪拌機の回転軸の延
長線よりも外側で発生するように空気を導入することが
好しい。 旋回流による気泡の分散は他の液撹拌法に比し動力が小
さ咬り、気泡が槽の上部に移動するにつれて気泡が外周
部から中心部に移動し、場合によっては合体して大きな
気泡になる傾向がある。そこで必要に応じて槽の上部で
気泡全再分散する為に押出流攪拌機２５が設けられる。 第３図に押出流攪拌機２５を含む水平面の断面図を示す
。押出流攪拌機２５はプロペラ攪拌型式であり、その回
転軸は水平面上に横方向に向けられ、且つ若干旋回流に
逆らう方向で旋回流の内側に向いている。 押出流攪拌機２５によって旋回流の一部は押（−流さね
１、旋回流の水平面上の中心と外ＩＭの液が焚換するよ
うに乱流さね気泡が再分散さｊ、る。この様に気泡が中
心部に集る傾向があるのを再度均一に分散する。 ′−！た、気泡が旋回流でスラリ全体中に均一に分散さ
れることが必要で、旋回流攪拌機が１台でも運転条件を
適当に選べは旋回流の中心軸は垂直になるが、複数個の
旋回流攪拌機による万が容易に垂直中心軸をもつ旋回流
が発生きしる。この中心軸が垂直にならないと上下方向
の対流か発生し、気泡の分散が槽内で不均一になる。 、実施例１ 本発明方法の要点である水平面における旋回流による亜
硫酸カルシウムの酸化反応を試験した。 試験装置の概略図全第４図〜第６図に示し、第４図は酸
化槽の側面図、第５図は旋回流攪拌機全含む水平断面図
、第６図は押出流攪拌機を含む水平断面図を示す。スラ
リ酸化槽３１は直径８０〇−１高さ１１毛−で、下部に
４個の旋回流攪拌機３３．３４，３５．３６及び上方に
１個の押出流攪拌機３８が設けられ、空気導入口３７が
旋回流攪拌機３３の少し上方に設けられている。旋回流
攪拌機３３，３４，３５．３６の回転軸は各々底面から
１５０ｗ上の同一水平面上にあり、各回転軸はスラリ槽
３１の中心と各々の攪拌様取付位置とを結ぶ直線と角度
１５°で交差するように取り付けられている。また各攪
拌機の位置はスラリ槽３１の外周上にあり、攪拌機３３
より角度６０゜離れて攪拌機３４が位置し、攪拌機３４
から角度９０°離れて攪拌機３５、更に角度６０°離れ
て攪拌機３６が位置するように設けられている。攪拌機
３３，３４，３５．３６は径１２（１ｍの３枚翼のプロ
ペラからなる。空気導入管３７は攪拌機３３のプロペラ
外周より３０ｍｍ内側で後方３０咽の位置に設けられて
いる。また、これらの旋回流攪拌機３３〜３６の上方に
３００ｍｍの位置に押出流攪拌機３８が設けられ、この
攪拌機３８は径５０ Ｚ ｍの３枚翼のプロペラであり
、その回転軸はスラリ酸化槽３１の中心に向けて水平に
設けられている。 試験は亜硫酸カルシウムを含むスラリ３２をスラリ槽３
１に容量３００ ｔ、液深６００ｍｍになるように満た
した。スラリは工業試薬を用い５ωｔチの硫酸カルシウ
ムと３０ ｍ ｍｏｌ／ ｔの亜硫酸カルシウムケ水に
懸濁させ、少量の硫酸の添加によってｐＨ値５，０に調
整した。酸化用空気を２．５ Ｎｎ？／ｈｒで導入し、
スラリの攪拌条件全第１表の如く変えてスラリ槽内の亜
硫酸カルシウムを酸化し７、その亜硫酸カルシウム濃度
の時間的変化全測定した。 スラリの攪拌全ケース１，２．３の条件で行なった。ケ
ース１は酸化用空気の導入を１ケの攪拌機３３により気
泡の微細化を行なった。ケース２はケース１に更に攪拌
機３４，３５．３６に稼動しスラリに垂直軸を中心とす
る旋回流を発生させて行なった。ケース３はケース２０
条件に加えて押出流攪拌機３８を稼動させて、旋回流に
加えて押出流を生じさせて行なった。各ケースとも攪拌
機の回転数ケ１００ Ｏｒ、ｐｏｍで行なった。このよ
うにして酸化反応全行ない、スラリ中の亜硫酸カルシウ
ム濃度の経時的変化を測定して酸化速度を求め、その結
果金第１表に示した。 第 １ 表 第１表から明らかなように、ケース１は旋回流は不十分
で、ケース２は旋回流が発生【−て気泡の分散が良く、
亜硫酸カルシウムの酸化速度は１２ｍｍｏｔ／ｌから２
４ ｍ ｍｏｌ／ｌに増加【また。ケース３は旋回流に
押出流を加えた場合で、気泡は再分散きれ、酸化速度Ｆ
ｉ２５ ｍ ｍｏｌ／ｌに若干増加した。 ２役緊撹１代 本発明は酸化槽内のスラＩＪ ？旋回流攪拌機で旋回流
を発生させることが重要であり、攪拌機の回転軸の先端
に翼が１段に取り付けられたものでもよいが、翼が２段
に取り付けられると効果は大きくなる。第７図は攪拌機
の回転軸に２段に翼が地側に第１段の翼（気液分散用攪
拌翼）４１と根元側に第２段の翼（空気分散補助翼）４
２が取り付けられ、気液分散用攪拌翼４１の径は空気分
散補助翼４２の径より太きくさｊｌまた空気導入管１３
が回転軸４０の横で補助費４２の径の内側に設けられて
いる。 各段の攪拌翼の機能について述べる。気液分散用攪拌翼
４１はプロペラ形状であり、回転により空気を液中に分
散させると同時に、スラリを攪拌して亜硫酸カルシウム
の沈降を防止する。空気分散補助翼４２は空気導入管１
３から導入される空気を一旦この補助翼４２によって形
成される円盤状空気層として保持し、その後で空気は円
盤状空気層の全域から気液分散用攪拌翼４１に移行し微
細化される。補助翼４２では翼の周囲に空気層を形成す
ることは所要動力の点からも好しい。補助翼４２の外径
部周囲を除いてスラリと接触しない状態になり、補助翼
４２による攪拌動力の消費は気液分散用攪拌翼４１に比
して無視できる程度に小さい。補助翼４２の大きさ、形
状を変えて円盤状空気層の形成を妨げると、動力消費が
大きくなるばかりで気液分散用攪拌翼４１との組合せに
よる空気の微細化の向上は大きくない。補助翼４２にの
み円盤状空気層を形成し、気液分散用攪拌翼４１で円盤
状空気層を作らずに気液攪拌を激しく行なうようにする
と、空気は極め微細気泡化され、必然的に補助翼４２の
径は小さくてもよく、回転トルクも半分以下になる。こ
のように旋回流攪拌機２４に２段に翼を取り付けると、
空気は非常に微細化されて酸化部３のスラリ全体に均一
に分散され、亜硫酸塩の酸化速度が速い。従って２段翼
の旋回流攪拌機の場合は押出流攪拌機を省略することが
できるが、併用すれば一層効果は大きい。 また、第７図は空気導入管１３を回転軸４０の上で水平
に設けた場合を示したものであるがこれに限らない。空
気導入管を回転軸の下で水平に設けた場合や槽底部から
補助翼に向けて設けた場合は噴射用空気ブロワの動力が
低くなり、攪拌効果は大きい。また空気導入管を斜め下
向きに補助翼に向けた場合は操業を停止したときにスラ
リか沈降しても導管が詰らない効果がある。装置の構造
、反応条件によって空気導入管を適当に設は綽る。 実施例 ２ 旋回流攪拌機に気液分散用攪拌翼と空気分散補助翼を２
段に取り付けた攪拌機によって亜硫酸カルシウムと同様
な反応性を有する亜硫酸ナトリウム水溶液について酸化
試験を行なった。 第７図に示す装置を用い、気液分散用攪拌翼４１は外径
１２０ｍｍの３枚プロペラで、翼の取付角は４５°、翼
の最大中は３０■である。空気分散補助翼４２は外径８
０Ｉ！１１１に縮少【、たプロペラである。 回転軸４０の径は１５■であり、空気導入管】３は回転
軸の中心より３５鱈横に位置している口試験はタンクの
内径８００−のものを酸化槽とし、上記の２段攪拌翼の
旋回流攪拌機２４を設け、亜硫酸す） ＩＪウム濃度１
チの水溶液２５０ ｔを入れた後に、攪拌翼を回転速度
１０００ｒ、ｐ、ｍで回転芒せながら空気’ｋ １．２
Ｎ ｎ？／ｈで吹き込んだところ、液には微細気泡が
多く発生し酸化が行なわれた。第２表に空気分散補助翼
を取り付けた場合、及び比較の為に取り付けなかった場
合を示した。 第 ２ 表 補助翼を取り付けた場合は微細気泡の発生が無い場合に
比し非常に速かで、ｔた攪拌機モータのトルクは７％Ｌ
７か上昇しないのに対し、微細気泡の増加による亜硫酸
す） ＩＪウム酸化速度の向上は１４％も太きくなり、
２段翼の攪拌機の効果は明らかであった。 尚、本発明の旋回流を発生させるには上記の攪拌機に限
ることなく、スラリを前方に直線状に流動させる攪拌機
器、又は吐出機□、例えば気泡発生専用のアジテータ、
スラリ液の噴射ポンプ、酸化用空気の噴射器、又は気液
混合物の噴射器等全適宜使用できる。 〔発明の効果〕 本発明の亜硫酸カルシウムの酸化方法は、酸化槽に横方
向に攪拌機全設けて旋回流全発生させて亜硫酸カルシウ
ムを含むスラリに空気の微細気泡全分散して酸化し石膏
にする方法であり、空気の微細気泡はスラリ中に極めて
均一に分散し滞留時間が長いので空気は十分に反応に利
用嘔れ亜硫酸カルシウムの酸化速度は速く、従って石膏
の収率は太きい。−１だ回転軸に２段の攪拌翼を取り付
けた攪拌機により旋回流を発生ネせると、空気の微細気
泡化は犬で、攪拌所動力の増加は少ない。また本方法は
火力発電用の大型脱硫装置の酸化槽に適用でき、空気の
微細気泡は均一に分散され、しかも攪拌機を横向けにす
るだけで特別な機器全必要とせず設備費の増加は殆どな
い。
第１図は本発明による亜硫酸カルシウムの酸化方法を行
なう脱硫装置、第２図は第１図に示す酸化部におけるス
ラリ旋回流攪拌機を含む水平面の断面図、第３図は同様
に第１図における押出流攪拌機を含む水平面の断面図を
示す。第４図は試験用の酸化槽の側面図、第５図及び第
６図はそれの旋回流全発生、押出流攪拌機を含む水平面
の断面図を夫々示す。第７図は２段翼を取り付けた攪拌
機を示す。 Ａ・・・脱硫装置 １・・・除塵部２・・・脱
硫部 ３・・・酸化部４・・・吸収液貯槽
１１・・・排ガス煙道１２・・・脱硫ガス煙道
１３・・・酸化用空気配管１９・・・スラリ抜出管
２１・・・除塵スプレ２２・・・脱硫スプレ ２
４・・・旋回流攪拌機２５・・・押出流攪拌機 ２６
・・・空気ブロワ３１・・・スラリ酸化槽 ３２・・
・スラリ３３．３４，３５．３６・・・旋回流攪拌機３
７・・・空気導入口 ３８・・・押出流攪拌機４１
・・・気液分散用攪拌翼 ４２・・・空気分散補助翼
なう脱硫装置、第２図は第１図に示す酸化部におけるス
ラリ旋回流攪拌機を含む水平面の断面図、第３図は同様
に第１図における押出流攪拌機を含む水平面の断面図を
示す。第４図は試験用の酸化槽の側面図、第５図及び第
６図はそれの旋回流全発生、押出流攪拌機を含む水平面
の断面図を夫々示す。第７図は２段翼を取り付けた攪拌
機を示す。 Ａ・・・脱硫装置 １・・・除塵部２・・・脱
硫部 ３・・・酸化部４・・・吸収液貯槽
１１・・・排ガス煙道１２・・・脱硫ガス煙道
１３・・・酸化用空気配管１９・・・スラリ抜出管
２１・・・除塵スプレ２２・・・脱硫スプレ ２
４・・・旋回流攪拌機２５・・・押出流攪拌機 ２６
・・・空気ブロワ３１・・・スラリ酸化槽 ３２・・
・スラリ３３．３４，３５．３６・・・旋回流攪拌機３
７・・・空気導入口 ３８・・・押出流攪拌機４１
・・・気液分散用攪拌翼 ４２・・・空気分散補助翼
Claims (3)
- （１）排ガス中の硫黄酸化物をカルシウム系化合物スラ
リにより吸収して生成した亜硫酸カルシウムを空気によ
つて酸化して石膏にする湿式脱硫方式において、脱硫装
置の酸化槽の下部に横方向に攪拌機を設けて亜硫酸カル
シウム系化合物スラリに前記酸化槽の垂直中心軸の回り
に旋回流を発生させ、空気を前記攪拌機の翼の近傍に導
入し微細気泡化して前記スラリ中に分散することを特徴
とする亜硫酸カルシウムの酸化方法。 - （２）スラリに旋回流を発生させる前記攪拌機の上方に
、別の攪拌機を設けてスラリの旋回流に対し逆方向ない
し直角方向に横切る押出流を発生させることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項に記載の亜硫酸カルシウムの酸
化方法。 - （３）スラリに旋回流を発生させる前記攪拌機の回転軸
に２段に翼を取付け、前記回転軸の先端側に取付けた第
１段の翼の径が根元側に取付けた第２段の翼の径より大
きくすることを特徴とする特許請求の範囲第１項及び第
２項に記載の亜硫酸カルシウムの酸化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59281611A JPS61155219A (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | 亜硫酸カルシウムの酸化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59281611A JPS61155219A (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | 亜硫酸カルシウムの酸化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61155219A true JPS61155219A (ja) | 1986-07-14 |
| JPH0469089B2 JPH0469089B2 (ja) | 1992-11-05 |
Family
ID=17641546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59281611A Granted JPS61155219A (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | 亜硫酸カルシウムの酸化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61155219A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02111420A (ja) * | 1988-10-19 | 1990-04-24 | Babcock Hitachi Kk | 湿式排煙脱硫装置 |
| JPH04308209A (ja) * | 1991-04-03 | 1992-10-30 | Taihei Sansho:Kk | ヘルメット |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5720843A (en) * | 1980-07-14 | 1982-02-03 | Nec Corp | High-speed subtracting circuit |
| JPS5843332A (ja) * | 1981-09-08 | 1983-03-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 空気調和機の背面調整装置 |
| JPS58207935A (ja) * | 1982-02-01 | 1983-12-03 | アイ・テイ・テイ・インダストリ−ズ・インコ−ポレ−テツド | 流体を混合する方法 |
-
1984
- 1984-12-27 JP JP59281611A patent/JPS61155219A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5720843A (en) * | 1980-07-14 | 1982-02-03 | Nec Corp | High-speed subtracting circuit |
| JPS5843332A (ja) * | 1981-09-08 | 1983-03-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 空気調和機の背面調整装置 |
| JPS58207935A (ja) * | 1982-02-01 | 1983-12-03 | アイ・テイ・テイ・インダストリ−ズ・インコ−ポレ−テツド | 流体を混合する方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02111420A (ja) * | 1988-10-19 | 1990-04-24 | Babcock Hitachi Kk | 湿式排煙脱硫装置 |
| JPH04308209A (ja) * | 1991-04-03 | 1992-10-30 | Taihei Sansho:Kk | ヘルメット |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0469089B2 (ja) | 1992-11-05 |
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|---|---|---|---|
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