JPS6115932Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は排煙脱硫装置の吸収塔に係り、特に炭
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、吸収液の
Cl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
を除去するた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、この循環吸収液を排ガスとを接触させて排ガ
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図に示すご
とく１は排煙脱硫装置の吸収塔で、この下部の液
留めタンク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、吸収液とともに液留めタンク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、排出されたろ液１０が
液留めタンク２内に戻されることとなる。

そして、このろ液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つ
ては、石膏を回収した後のろ液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吸収
液４中に次第に溜まつてCl濃度が高くなり、そ
の結果吸収剤たる炭酸カルシウムの溶解度及び溶
解速度が低くなつて、次第に脱硫率が低下してく
るという問題があつた。これは塩素化合物は溶解
度が高く固形分として回収できないため、吸収液
中からどうしても排除できないからである。

この問題を解決すべく排出されたろ液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にあつては石膏を生成す
るための酸化塔（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、液留めタンク２内に空
気を直接吹き込んで、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、空気を直接吹き込むこととしているの
で、空気吹き込み部に石膏が析出してこれを閉塞
してしまい、そのため脱硫操作を停止して析出し
た石膏を除去しなければならないという不都合が
あつた。

本考案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留めタンクに気
体巻き込み羽根を有する回転体を設け、これによ
り吸収液をその上方に形成される雰囲気と撹拌さ
せて曝気処理すると共に亜硫酸カルシウムを酸化
処理し、もつて脱硫率を常に高く維持できると共
に、酸化塔を不要とするか或いはこれの容量を小
さなもの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。

本考案は、吸収液中のCl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
にあつても、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を高く維持できることは見
出すことによりなされたものである。

以下に、本考案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図に示すごとく１１は側部に排ガス
導入口１２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
内の下部には液留めタンク１４が設けられ、この
中には炭酸カルシウムを含む吸収剤１５を溶解し
て生成した吸収液１６が貯留されている。そし
て、この吸収塔１１には上記吸収液１６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
１７が設けられており、この通路１７の途中に設
けられた循環ポンプ１８により、吸収液１６を吸
収塔１１の上部へ移送すると共にスプレ１９を介
して吸収塔１１内へ噴霧し得るようになつてい
る。

一方、この液留めタンク１４には吸収液１６と
その上方に形成される塔内の雰囲気２０とを撹拌
させる気体巻込み羽根を有する回転体２１が設け
られている。具体的には、この回転体２１は駆動
部２２と、一端がこの駆動部２２に連結されると
共に他端が上記吸収液１６の液面上に延出された
回転駆動軸２３と、この駆動軸２３から径方向に
放射状に延出されると共にその他端の一部が吸収
液１６中に浸漬された複数の気体巻き込み羽根２
４…とにより主に構成されている。

これら気体巻き込み羽根２４…は、下方開放側
を液中に没して箱状に形成されたカバー２５によ
り被われており、上方に位置するスプレ１９から
落下してくるスラリー状の吸収液が気体巻き込み
羽根２４に付着するのを防止すると共にこのカバ
ー２５内を、この中に供給される新鮮な空気２６
により常に充填し得るようになつている。そし
て、上記気体巻き込み羽根２４を回転させること
により、吸収液１６とこのカバー２５内の新鮮な
空気とを撹拌させて吸収液を曝気処理し、後述す
るごとく吸収剤の溶解度を上昇し得ると共に石膏
を生成し得るようになつている。

また、液留めタンク１４にはこの中で生成した
石膏スラリを回収するための石膏スラリ回収通路
２７が連接されると共に、石膏が回収された後排
出されたろ液を戻すためのろ液戻し通路２８が連
接されている。図中２９は吸収液１６を均一化す
るための撹拌機である。

このように構成された本考案に係る吸収塔の操
作について説明する。

先ず、ボイラ等の燃焼機器から排棄された排ガ
ス３０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。この吸収塔１１内におい
ては、PH値略６に維持された液留めタンク１４内
の吸収液１６が循環ポンプ１８により循環通路１
７を介して吸収塔上部に移送されると共に、塔内
上部からスプレ１９により噴霧されている。

この噴霧された吸収液は上記導入された排ガス
３０と接触し、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、これと共に
排ガス中の塩化水素ガスも除去されることにな
る。

SO₂＋CaCO₃＋1/2H₂O →CaSO₃・1/2H₂O＋CO₂↑ ……(1) このようにして脱硫処理がなされた排ガスは清
浄ガス３１として排ガス排出口１３から系外へ放
出される。

また、生成した亜硫酸カルシウムを含む吸収液
は吸収塔１１内を降下して、液留めタンク１４内
に貯まり、そして吸収剤１５たる炭酸カルシウム
が適宜添加された後再び循環使用されることとな
る。

一方、液留めタンク１４に設けられた気体巻き
込み羽根を有する回転体２１の駆動部２２を作動
させることにより、回転駆動軸２３に設けられた
気体巻き込み羽根２４を回転させる。この気体巻
き込み羽根２４の回転により、これを被つている
カバー２５内の、酸素を多く含んだ雰囲気２０を
吸収液１６に巻き込んで撹拌し、この液を曝気処
理する。この曝気処理により、後述するごとく吸
収剤の溶解度を上げることができると共に脱硫処
理により生成した亜硫酸カルシウムを空気酸化し
て、下記式(2)に示すごとく石膏を生成することが
できる。

CaSO₃・1/2H₂O＋1/2O₂＋3/2H₂O →CaSO₄・2H₂O ……(2) この際、気体巻き込み羽根２４全体がカバー２
５で被われていることから落下してくるスラリー
化した吸収液がこの羽根２４に付着することがな
く、安定した撹拌操作を行うことができる。

一方、液留めタンク１４内で生成された石膏ス
ラリは石膏スラリ回収通路２７を介して図示しな
い酸化塔或いはそのままろ過機に移送されて石膏
が回収されると共に、排出されたろ液はCl^-イオ
ンを含んだ状態でろ液戻し通路２８を介して液留
めタンク１４内に戻されて、循環使用されること
になる。

このように、ろ液が循環使用されることから特
に液留めタンク１４内の吸収液１６中のCl濃度
が次第に上昇してゆき、吸収剤１５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１６は曝気処理されていることから、第３図
乃至第４図に示す実験事実より明らかなごとく溶
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PH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。

Cl濃度0ppmの曲線ａ、Cl濃度5000ppmの曲線
ｂ及びCl濃度20000ppmの曲線ｃをそれぞれ比較
すると吸収液中のCl濃度が上昇するに従つて、
吸収剤である炭酸カルシウムの溶解度及び溶解速
度が低下してくるのがわかり、このことはCl濃
度が上昇するに従つて、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PH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。

これによれば、Cl濃度0ppmの曲線ｄ及びCl濃
度20000ppmの曲線ｅも略同じラインを描き、Cl
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Cl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(3)に示す
ごとく分離して、曝気により生じた気泡がこの
CO₂を伴つてガス中に放散することとなり、その
ため炭酸カルシウムが溶解度の高いCaOや下記式
(4)で示すごとく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。

CaCO₃→CaO＋CO₂↑ ……(3) CaO＋H₂O→Ca（OH）₂ ……(4) 従つて、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或いは他の
不活性ガスを使用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Cl濃度が上昇した場
合にあつても、この吸収液を空気で曝気処理する
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。従つて、本考案
によれば吸収液中のCl濃度が上昇しても高い脱
硫率を維持することができる。

特に、吸収液１６を曝気処理するに際し、吸収
液の液面を撹拌して、カバー２５内の雰囲気２０
を混入させるようにしたので、空気を直接導入し
ていた従来のような石膏による障害が発生するこ
とがなく、安定した脱硫運転を行うことができ
る。

更には、上記曝気処理に使用する空気により、
亜硫酸カルシウムを空気酸化して液留めタンク１
４内で石膏を生成することができるので、従来必
要とした酸化塔を不要とするか或いはこれを小型
化できる。

なお、上記実施例においては気体巻き込み羽根
２４を被うためにカバー２５を用いたが、必ずし
もこれを必要とするものではなく、また液面上か
ら吸収液を曝気処理し得るならば上記気体巻き込
み羽根２４に限定されるものではない。

以上、要するに本考案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) 液留めタンク内の吸収液を曝気処理すること
により、吸収液中のCl濃度が高くなつた場合
にあつても、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
つて、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) 気体巻き込み羽根を有する回転体により吸収
液の液面上から曝気処理することとしたので、
従来例のように生成した石膏による障害が発生
することがなく、安定した脱硫運転を行うこと
ができる。

(3) 液留めタンク内で石膏を生成することができ
るので、従来必要としていた酸化塔を不要とす
るか或いはこれを小型化でき、設備費、運転費
を大巾に削減することができる。

(4) 構造が簡単なため、既存の設備に大巾な変更
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図は本考案の好適一実施例に係る
排煙脱硫装置の吸収塔を示す概略系統図、第３図
は何ら気体を混入せず、曝気処理しない状態での
PH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PH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は液留めタン
ク、１５は吸収剤、１６は吸収液、１７は循環通
路、１９はスプレ、２０は塔内の気体である雰囲
気、２１は気体巻き込み羽根を有する回転体、２
４は気体巻き込み羽根、２５はカバー、２６は空
気、２７は石膏スラリ回収通路、２８はろ液戻し
通路、３０は排ガス、３１は清浄ガスである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
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留めタンクを有し、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、上記液留めタンク内に、気体巻き
   込み羽根を有する回転体を設けて上記吸収液に塔
   内の気体を混入させて曝気し、上記吸収剤の溶解
   度を上げるように構成したことを特徴とする排煙
   脱硫装置の吸収塔。