JPS61259730A

JPS61259730A - 湿式排ガス脱硫装置

Info

Publication number: JPS61259730A
Application number: JP60100996A
Authority: JP
Inventors: Tadaaki Mizoguchi; 忠昭溝口; Meiji Ito; 明治伊東; Takanori Nakamoto; 隆則中本
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1985-05-13
Filing date: 1985-05-13
Publication date: 1986-11-18
Also published as: JPH0526525B2

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）本発明は湿式排ガス脱硫装置に係り、特にボンプのキャ
ビテーションなしにスラリを循環させつつｌ塔で良質な
石膏を回収するに好適な湿式排ガス説破装置に関するも
のである。

（従来の技術）湿式排ガス説破においては、アルカリ金属、アルカリ土
類金属、アンモニウム等の水酸化物、炭酸塩、亜硫酸塩
または酸化物の溶液もしくは懸濁液を用いて排ガス中の
硫黄酸化物を吸収、除去し、副生品として安定な硫酸塩
を回収する方法が一般的である。

第５図は、カルシウム系吸収剤を用いて硫酸カルシウム
（石膏）を回収する従来の排ガス脱硫装置の説明図であ
る。ボイラ等からの排ガス２０１は除塵塔入口ダクト２
０２から除塵塔２０３に導入され、ここで除塵塔循環タ
ンク２０４からのスラリがスプレーされることによって
除塵・冷却され、ついで飛散ミストがデミスタ２０５に
より除去された後、吸収塔２０６に送られる。吸収塔２
０６内では、吸収塔循環タンク２０７から抜き出され、
吸収塔循環ポンプ２０８を介して管路２０９から供給さ
れるカルシウム系吸収剤スラリがノズル２１０からスプ
レーされ、排ガス中の硫黄酸化物が吸収除去される。排
ガス中の同伴ミストはデミスタ２１１によって除去され
、清浄ガス２１２がダクト２１３を介して煙道へ導かれ
る。一方、硫黄酸化物を吸収したカルシウム系吸収剤を
吹くむ循環液スラリは吸収塔２０６および吸収塔循環タ
ンク２０７内で亜硫酸カルシウムになるが、この一部は
吸収塔２０６内において排ガス中の酸素によって酸化さ
れて石膏になる。この吸収剤スラリは、吸収塔循環ポン
プ２０８を介して管路企０９から吸収塔２０６内へ、ま
たはブリードポンプ２１４を介して除塵塔循環タンク２
０４へ供給される。除塵塔循環タンク２０４内のスラリ
は、除塵塔２０３内で排ガスと接触し、排ガス中の硫黄
酸化物を除去することにより、スラリ中の未反応の石灰
石の量を減じて、副生石膏回収系へ抜き出される。すな
わち、該スラリはまず反応槽２１５に抜き出され、ここ
で硫酸２１６を添加することより含有される未反応Ｃａ
Ｃ０ｚが石膏に転換され、また亜硫酸カルシウムの酸化
に好適なｐＨに調整される。このスラリは酸化塔供給ポ
ンプ２１７により酸化塔２１８に供給され、ここで亜硫
酸カルシウムは空気２１９によって石膏に酸化される。

得られた石膏スラリばシラフナ２２０へ導かれ、固液分
離された後に遠心分離機２２１等で税水され、石膏２２
２が回収される。固液分離および親水時の濾過水２２３
は石灰石スラリの調製等に再使用される。なお、硫黄酸
化物の吸収剤である石灰石スラリは、石灰石スラリタン
ク２２４において、石灰石２２５、濾過水２２３および
補給水２２６の混合下に調製され、ブリードポンプ２２
７により吸収塔循環タンク２０７内に供給される。

このように従来法では硫黄酸化物の吸収過程で完全に石
膏とすることは困難であり、通常は吸収系で生ずる亜硫
酸塩を別途設けた酸化塔２１８において石膏にする方法
が採用されてきた。

しかし、近年、酸化塔２１８を省略し、吸収部において
硫黄化合物の硫酸塩への酸化を進めようとする多くの方
法が提案されている。その例として酸化触媒を利用する
方法（特公昭５８−３６６１９号）、吸収塔循環タンク
や別途に設けた反応槽に空気を吹き込む方法（特開昭５
８−９２４５２号、同９５５４３号）または２段説硫法
（特開昭５８−７４１２６号）が挙げられる。しかし、
これらの方法のうち、触媒を使用する方法では、これを
高率で回収しない限り、経済的には成立せず、また空気
吹き込み法にあっては多量の空気を微細気泡として供給
しない限り、従来の酸化塔にかわるほどの速度で亜硫酸
塩を酸化することはできない。

これに対し、本発明者らは湿式排ガス説破法の合理化を
目的にして次の諸点を特徴とする新プロセスを提案した
（特願昭５９−０２８７６４号）。

（１）従来、ベンチュリ型で行なってきた除塵をスプレ
一方式として吸収塔下部に組み入れ°る、（２）塔底部
を除塵用循環タンクとし、除塵に供されたスラリは直接
該循環タンク中に落下させる、（３）除塵後の排ガスは
塔上部の吸収部に至り、スプレーされたカルシウム系ス
ラリと向流接触して含有される硫黄酸化物が除去される
、（４）吸収部のスラリはコレクタによって捕集され、
別途設けられた吸収部循環タンクに戻される、（５）除
塵部循環タンク中に空気を供給して石膏を生成させ、専
用酸化塔を省略する、（６）吸収剤である石灰石スラリ
は吸収部循環タンクに供給し、該タンク内スラリの一部
を抜き出して除塵部循環タンクへ供給する。

また本発明者らは、先に除塵部循環タンク内における亜
硫酸塩の酸化方法として該タンクに設置された撹拌機の
翼近傍に空気を供給する方法を提案した（実願昭５９−
０２０６０８号）。本方式においては、塔内にスプレー
するため、または石膏を回収するために、基本を含むス
ラリを循環タンク２０７からポンプ２０８によって抜き
出す必要があるが、この際にポンプ２０８が空気を吸い
込むことによって空廻り（キャビテーション）を起こす
という問題を生じる。なお、上記のように循環タンク２
０７内に空気を供給して亜硫酸塩の酸化を促進させよう
とする提案はすでにいくつか見られるが、キャビテーシ
ョン対策を講じたものは提案されていない。

（発明が解決しようとする問題点）本発明の目的は、上記した先願技術の欠点をなくし、特
にポンプのキャビテーションを起こすことなく、除塵塔
循環タンクにおけるスラリの循環と抜き出しを行ない、
１塔で良質な石膏を回収するに好適な湿式排ガス脱硫装
置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）要するに本発明は、燃焼排ガスを吸収剤（カルシウム系
化合物）スラリと接触させて含有される硫黄酸化物を除
去し、同時に該吸収剤の保持タンク中に空気を供給する
ことによって亜硫酸塩を酸化する湿式脱硫装置において
、該循環タンクとポンプの間に自然上昇式の気泡分離除
去器を設置し、また該分離除去器下方より抜き出したス
与りを石膏回収系に回することによってポンプのキャビ
テーションの回避と石膏の品質向上を可能にしたもので
ある。

すなわち、本発明は、被処理排ガスの導入口と、後記す
る除塵部循環タンクからの循環スラリのスプレーにより
該排ガスの除塵および一部の硫黄酸化物の吸収除去を行
なう除塵部と、該除塵部の下方に設けられた、酸素含有
気体の吹き込み下に撹拌を行なう撹拌機を有する除塵部
循環タンクと、該循環タンク内のスラリの一部をそれぞ
れ除塵部へ循環および石膏回収工程へ抜き出すポンプ手
段と、前記除塵部を経由した排ガスを吸収剤（カルシウ
ム系化合物）スラリと接触反応させて排ガス中の硫黄酸
化物を吸収除去する吸収部と、該吸収部の下部に設けら
れた吸収剤スラリのコレクターと、該コレクターで捕集
された吸収剤スラリを吸収剤循環タンクを経由して前記
吸収部へ循環する手段と、吸収剤循環タンクからの吸収
剤スラリの一部を前記除塵部へ供給する手段とを有する
とともに、前記除塵部循環タンクに液溜部を設け、該液
溜部でスラリ中に含有される気泡の分離除去を行なった
後、前記ポンプ手段により該スラリを循環タンクから抜
き出し、前記除塵部および（または）石膏回収系へ導く
系統を設けたことを特徴とする。

本発明において、前記液溜部は、上部で液が移動できる
ような仕切板または連結管を介して除塵部循環タンクに
設置されることが好ましい。また前記液溜部へのスラリ
の供給口、該液溜部からの循環用スラリ抜出口および石
膏回収用スラリの抜出口のうち、スラリ供給口が最も上
部に位置し、石膏回収用スラリ抜出口が該循環用スラリ
抜出口と同一レベルか、またはその下方に位置すること
が好ましい。

以下、本発明を第１図によりさらに詳細に説明する。

第１図は、本発明の湿式排ガス脱硫装置の一実施例を示
す系統図である。この装置は、被処理排ガス１０１の導
入口１０１Ａと、除塵部循環タンク１０３からのｊ循環
スラリのスプレーにより該排ガスの除塵および一部の硫
黄酸化物の吸収除去を行なう除塵部１０３と、該除塵部
１０３の下方に設けられた、酸素含有気体（空気）　１
０７の吹き込み下に撹拌を行なう撹拌機１０６を有する
除塵部循環タンク１０３と、該循環タンク１０３内のス
ラリの一部をそれぞれ除塵部１０２へ循環および石膏回
収工程１１０以下へ抜き出すポンプ手段１０４および１
０８と、前記除塵部１０２を経由した排ガスを吸収剤ス
ラリと接触反応させて排ガス中の硫黄酸化物を吸収除去
する吸収部１２０と、該吸収部１２０の下部に設けられ
た吸収剤スラリのコレクタ１２２と、該コレクタ１２２
で捕集された吸収剤スラリを吸収剤循環タンク１１８を
経由して前記吸収部１２０へ循環するポンプ１１９およ
びスプレ一手段１２１と、吸収剤循環タンク１１８から
の吸収剤スラリの一部を前記除塵部循環タンク１０３へ
供給する手段（ポンプ１１９および配管１２４）とを存
するとともに、前記除塵部循環タンク１０３に液溜部１
０９を設け１、該液溜部１０９でスラリ中に含有される
気泡の分離除去を行なった後、前記ポンプ手段１０４お
よびｌＯ８により該スラリを循環タンク１０３から抜き
出し、前記除塵部１０２および（または）石膏回収系１
１０以下に導くようにしたものである。

このような構成において、ボイラ等からの排ガス１０１
は導入口１０１Ａから吸収塔除塵部１０２、へ導かれ、
ここで塔底部の除塵部循環タンク１０３からポンプ１０
４を介して抜き出され、塔内でスプレーノズルＬＱ２Ａ
からスプレーされるカルシウム系スラリ１０５と向流接
触して、冷却、除塵、さらに一部脱硫されながら塔内を
上昇する。

一方、循環タンク１０３内に設置された撹拌機１０６の
翼近傍に空気１０７が供給され、これによって微細気泡
が発生して亜硫酸カルシウムは石膏に酸化されるために
除塵部循環タンク１０３中の固体の大部分は石膏となる
。除塵部循環タンク１０３中のスラリは上記のように除
塵用にスプレーされるとともに、ポンプ１０８を介して
抜き出されて石膏回収系に回されるが、循環タンクから
直接スラリを抜き出すと気泡を含むスラリかポンプ中に
引き込まれるためにポンプがキャビテーションを起こし
て運転不能となる。これに対して本発明においては、ス
ラリ中の気泡を除去した後′にポンプに導くという措置
が講じられる。すなわち、本発明は、除塵塔循環タンク
壁１０３Ａの液面レベル付近に液流通孔１０３Ｂを設け
、さらにその外側に液溜部１０９を設け、タンク壁１０
３にタンク本体と液溜部１０９との仕切板としての機能
を持たせ、この液溜部１０９を経てスラリを抜き出すよ
うにしたものである。この液溜部１０９においては、ス
ラリはポンプ１０４および１０８による抜出量に対応す
る流速をもって降下することになるが、気泡の上昇速度
がスラリの流下速度を上回るように液溜部１０９の断面
積を定めることによりポンプ１０４．１０８中に流入す
るスラリ中への気泡の混入を防止し、ポンプ１０４．１
ｕ８のキャビチーシランを抑制することができる。

本発明はポンプ１０４．１０８のキャビチーシラン抑制
にあるが、液溜部１０９においては粗大な石膏結晶はど
沈降速度が大きいため、第１図のように循環スラリ抜出
口の下方に石膏回収用スラリの抜出口１０３Ｃを取り付
けることが好ましい。

このようにすれば、石膏回収系で比較的粗大な石膏結晶
を回収することができる。また、循環タンクスラリ中に
は未反応のＣａ　ＣＯ３およびＣａＳＯ３・％Ｈ２０結
晶が全固形分に対して最大２％程度含有されるが、これ
らはいずれも石膏（ＣａＳ０４・２ＨｚＯ）結晶に比較
して微細であるため、ポンプ１０４によって抜き出され
、スプレーノズル１０２Ａから散布されて除塵部１０２
を循環し、石膏回収系に回されるスラリ中のＣａＣＯ３
およびＣａ　Ｓ　Ｏ３・％Ｈ，Ｏの含有量は、除塵部循
環タンク１０３内のスラリ中のＣａＣＯ３等の　　　　
　　゛。

平均含有量よりも小さいものとなる。ポンプ１゜８によ
って抜き出されたスラリは必要に応じてさらにシソフナ
１１０へ導かれ、固液分離された後、遠心分離機１１１
等で脱水され、石膏１１２が回収される。固液分離およ
び親水時の濾過水１１３は石灰石スラリの調製等に再使
用される。なお、　　　　　　　□゛□硫黄酸化物の吸
収剤である石灰石（ＣａＣＯ・＞　　　　　　　　’１
１１４は石灰石スラリ調製タンク１１５中に添加　　　
　　　。

され、濾過水１１３および補給水１１６と混合さ　　　
　　　゛１れて石灰石スラリ１１７となって吸収部循環
タンク１１８に供給される。吸収部循環タンク１１８内
のスラリはポンプ１１９を介して抜き出され、吸収部１
２０においてノズル１２１からスプレーされる。スプレ
ーされたスラリは、除塵され、コレクタ１２２の間隙を
通って吸収部に到達した被処理ガスと向流接触して含有
される硫黄酸化物が除去される。硫黄酸化物を吸収した
スラリはコレクタ１２２によって捕集され、管路１２３
から吸収部循環タンク１１８に戻される。また、吸収部
循環タンク１１８からは該タンク中のスラリか、吸収除
去される硫黄酸化物の量に見合う分だけ抜き出されて管
路１２４から除塵部循環タンク１０３中に供給される。

一方、硫黄酸化物が吸収除去された排ガスは同伴ミスト
がデミスタ１２５によって除去され、清浄ガス１２６が
ダクト１２７を介して煙道へ導かれる。

第１図の実施例においては、循環タンク本体の壁を利用
して仕切板１０３Ａとし、その外側に液溜部１０９を形
成したが、本発明はこれに限定されることなく、他に種
々の変形例を考慮することができる。例えば、第２図の
ように、仕切板１゜３Ａをタンク本体内に設け、タンク
内部に液溜部１０９を形成してもよく、また第３図のよ
うに液溜部１０９の底部をロート状に絞り、該絞部の底
部から石膏回収用スラリを抜き出すようにしてもよい、
さらに第４図のように液溜部１０９を循環タンク１０３
から切り離し、その間を管路１０９Ａによって連結する
ようにしてもよい。なお、第４図と同一配置において、
液溜部１０９の底部を第３図のよ°うにロート状にする
こともできる。

本発明は、循環タンク中に気体が吹き込まれ、該タンク
からスラリかポンプによって抜き出されるどのような場
合にも通用可能であるが、特に専用の酸化塔を省略した
形のプロセスとして実施される場合にその効果が顕著で
ある。

次に本発明を具体的実施例に基づいてさらに詳しく説明
する。

（実施例）除塵吸収部が径０．３ｍ、高さ７．１　ｍ、底部の除塵
部循環タンクが径１．０ｍ、高さ１．２ｍであり、除塵
部循環タンクに径３０ａｍの液溜部（気泡除去器）を設
けた、第４図と同一構造の脱硫装置に、ＳＯ２濃度？４
０ｐｐ’ｍのガスを流量５８ＯＮｒｄ／ｈで供給し、除
塵部および吸収部にＬ／Ｇがそれぞれ３および１２にな
るように除塵および吸収用スラリを循環し、Ａインチの
ノズルからスプレーした。ＳＯ□に対してモル比で１．
０５倍のＣａｃｏ３を吸収部循環タンクに供給し、一方
、除塵部循環タンクに取り付けた４台の撹拌機の翼（プ
ロペラ型、φ１２ｃｍ、回転数１０１００Ｏｒｐに空気
を流量２Ｎｎ？／ｈで吹き付けたところ、除塵部および
吸収部のスラリはそれぞれｐＨ４，９および６．２とな
った。このときの除塵部循環タンク内のスラリの組成は
全Ｃａ　　４９０ｍｍｏｆ／／。

亜硫酸塩７．０　ｍ　ｍ　ｏ　ｌ　／　ｊ！、ＣａＣＯ
３２，５ｍｍｏ　ｌ　／　ｊ！であり、酸化率は９９％
となった。この場合、除塵部循環タンクのポンプにはキ
ャビテーションは何ら発生しなかった。

次に液溜部底部から抜き出された石膏スラリを遠心分離
によって脱水したところ、得られた石膏の組成はＣａＳ
Ｏ４２Ｈ２０９１，０％（乾燥ベース９７．３％）　、
ＣａＳＯ３・％Ｈ２ｏ＜ｏ、ｔ％、ＣａＣＯ３＜０．１
％、Ｈ２Ｏ６，５％であった。したがって、スラリ中の
ＣａＳＯ３およびＣａ　ＣＯ３のほとんどが溶液状態で
存在し、また未反応ＣａＣ０コも液溜部においてスプレ
ー用スラリ中へ移行し、相対的にその量が低減すること
がわかった。なお、石膏の粒径分布を光透過式によって
測定したところ、累積重量分率が５０％になる粒径（平
均粒径）は４２μｍであり、２０μｍ以下の微結晶は全
体の５％以下であった。

比較例１一実施例１において、液溜部を経由することなしに除塵
部循環タンクのスラリを直接ポンプに導いたところ、ポ
ンプは約５分毎にキャビテーションを起こし、運転が不
可能となった。

（発明の効果）本発明によれば、除塵部循環タンクからスラリを抜き出
す際のポンプのキャビテーションを防止することができ
、このため、循環タンク中への空気吹き込みによる亜硫
酸塩の酸化を円滑に進めることができる。また微細結晶
の除去も可能となるために回収石膏の品質も向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による湿式脱硫装置の説明図、第２〜
４図は、それぞれ本発明による湿式脱硫装置における除
塵部循環タンクの液溜部の変形例を示す説明図、第５図
は従来のダスト分離型湿式説破装置の説明図である。１０１・・・排ガス、１０２・・・吸収塔除塵部、１０
３・・・除塵部循環タンク、１０３Ａ・・・仕切壁、１
０３Ｂ・・・液流連孔、１０４・・・除塵部循環ポンプ
、１０５・・・カルシウム系スラリ、１０６・・・撹拌
機、１０７・・・空気、１０８・・・石膏スラリ抜出ポ
ンプ、１０９・・・液溜部、１１０・・・シフフナ、１
１１・・・遠心分離機、１１２・・・石膏、１１３・・
・濾過水、１１４・・・石灰石、１１５・・・石灰石ス
ラリ調製タンク、１１６・・・補給水、１１７・・・石
灰石スラリ、１１８・・・吸収部循環タンク、１１９・
・・吸収部循環ポンプ、１２０・・・吸収塔吸収部、１
０２Ａ、１２１・・・スプレーノズル、１２２・・・コ
レクタ、１２３．１２４・・・管路、１２５・・・デミ
スタ、１２６・・・清浄ガス、１２７・・・ダクト。代理人　弁理士　川　北　武　長第２図柄４図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被処理排ガスの導入口と、後記する除塵部循環タ
ンクからの循環スラリのスプレーにより該排ガスの除塵
および一部の硫黄酸化物の吸収除去を行なう除塵部と、
該除塵部の下方に設けられた酸素含有気体の吹き込み下
に撹拌を行なう撹拌機を有する除塵部循環タンクと、該
循環タンク内のスラリの一部をそれぞれ除塵部へ循環お
よび石膏回収工程へ抜き出すポンプ手段と、前記除塵部
を経由した排ガスを吸収剤（カルシウム系化合物）スラ
リと接触反応させて排ガス中の硫黄酸化物を吸収除去す
る吸収部と、該吸収部の下部に設けられた吸収剤スラリ
のコレクターと、該コレクターで捕集された吸収剤スラ
リを吸収剤循環タンクを経由して前記吸収部へ循環する
手段と、吸収剤循環タンクからの吸収剤スラリの一部を
前記除塵部へ供給する手段とを有するとともに、前記除
塵部循環タンクに液溜部を設け、該液溜部でスラリ中に
含有される気泡の分離除去を行なった後、前記ポンプ手
段により該スラリを循環タンクから抜き出し、前記除塵
部および（または）石膏回収系へ導く系統を設けたこと
を特徴とする湿式排ガス脱硫装置。
（２）特許請求範囲第１項において、液溜部は、上部で
液が移動できるような仕切板または連結管を介して除塵
部循環タンクに設置されていることを特徴とする湿式排
ガス脱硫装置。
（３）特許請求の範囲第１項または第２項において、液
溜部へのスラリ供給口、該液溜部からの循環用スラリ抜
出口および石膏回収用スラリの抜出口のうち、スラリ供
給口が最も上部に位置し、石膏回収用スラリ抜出口が循
環用スラリ抜出口と同一レベルか、またはその下方に位
置することを特徴とする湿式排ガス脱硫装置。