JPS6197018A - 湿式排煙脱硫装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は湿式排煙脱硫装置に係シ、特に吸収剤スラリに
より硫黄酸化物を吸収して石膏等として回収する脱硫装
置に関するものである。

〔発明の背景〕

湿式排煙脱硫装置は、アルカリ金属、アルカリ土類金属
、及び其他の金属の水酸化物、炭酸塩、亜硫酸塩、酸化
物等の水溶液又は懸濁液によって排煙ガス中の硫黄酸化
物を吸収除去し、副生品として亜硫酸又は硫酸塩を回収
する装置である。

従来、排煙脱硫装置は種々の方式が使用され、代表的な
１例として、アルカリ土類金属のカルシウム系吸収剤管
用いて排煙から硫黄酸化物全吸収し、硫酸カルシウム（
石膏）を回収する装置があり、その概略を第３図に示す
。

第３図の装置は、吸収塔３と除履塔（部）２が接続され
、吸収塔３の内部に吸収剤のスプレノズル２２が設けら
れ、底部が吸収剤タンク６から放っている。排煙ガスｌ
Ｆｉ除塵塔２に導入され、スプレノズル２１からの吸収
剤スラリによって除塵、冷却、硫黄酸化物の一部の吸収
が行なわれ、次に吸収塔３に導かれ、吸収剤スラリがス
プレノズル２２から散液されて排煙と接触し、排煙中の
硫黄酸化物は吸収除去され、次に排煙はデミスタ４でデ
ミストされ、塔頂から脱硫ガス５として排出逼れる。こ
こで吸収剤として石灰石（ＣａＣ０ｍ　）スラリか使用
され、石灰石スラリ１９は夕／り２０からポンプ２ぢに
より吸収剤タンク６に供給され、ポンプ８によって吸収
塔３内のスプレノズル２２に送られ散液され、硫黄酸化
物を吸収除去して底部の吸収剤タン、り６に落下され、
吸収剤スラリとして再使用される。ま九吸収剤スラリの
１部はブリードポンプ９によシ除塵塔タンク７に供給嘔
れ、ポンプＩＯＫより除塵塔２のスプレノズル２１に送
られ、排煙ガスを除塵、冷却、及び硫黄酸化物の一部を
吸収し、除塵塔タンク７に落下する。このタンクの吸収
剤スラリは未反応石灰石金倉み、再び除塵塔２に送られ
て循環嘔れ、また管２４により脱硫系から取シ出し石膏
回収系に供給される。

石膏回収系は亜硫酸カルシウムを酸化する酸化塔１２、
濃縮する遠心分離機１６等からなる。硫黄酸化物を吸収
し九石灰石スラリは酸化塔供給タンク１１へ供給され、
硫酸が管２３から添加されて未反応石灰石は石膏にされ
、ｔａ酸化に好適にｐＨＫ調整される。次にこのスラリ
は酸′化塔１２に導入され、空気を導入管１３から導入
することＫよシスラリの亜硫酸カルシウムは石膏に酸化
される。次にスラリはシラフナ１４に送られて水分金管
１８よシ排出して濃縮され、石膏スラリタンク１５に送
られ、遠心分離機１Ｇに導入されて脱水され、石膏１７
が回収される。シラフナ１４、遠心分離機１６からの濾
過水１８．１８’　　は循環再使用される。上記のよう
に脱硫装置は除塵部、吸収部、及び酸化部が分離されて
おり大型な構造であり設置面積も広い。

更に、本発明者らは従来技術を合理化し九−基或の排煙
脱硫装置、即ち除塵部、吸収部、及び酸化部を一体化し
九脱硫塔を先願で提出した。この装置の概略を第４図に
示す。排煙ガス１は脱硫塔３０の下部の除塵部３４に導
入され、ここで吸収剤スラリのスプレノズル２１によっ
て冷却、除塵、硫黄酸化物の一部の脱硫が行われｔ後、
吸収剤スラリのコレクタ３３０間隙を通９吸収部３５へ
導入される。ここで排煙ガス中の硫黄酸化物例えば亜硫
酸ガス等は吸着剤スラリのスプレノズル２２から散液に
より吸収除去され、次にデミスタ４によシブミストされ
、脱硫処理ガス５として排出される。

一方、吸収剤スラリ４３、例えば石灰石スラリは吸収剤
供給タンク３８に供給され、ポンプ３９により吸収部３
５に供給爆れ、スプレノズル２２から散液されて亜硫酸
ガス等を吸収した後、一部はコレクタ３３で捕集されて
下降管４０を通って吸収剤供給タンク３Ｂに灰石れ循環
使用される。

また残シの吸収剤スラリは脱硫塔３０の底部の吸収剤酸
化タンク３６に落下される。吸収剤スラリは吸収剤酸化
タンク３６からポンプ３７によシ除塵部３４のスプレノ
ズル２１に供給され、及び石膏回収系に管２４から取シ
出され石膏が回収される。吸収剤酸化タンク３６に於い
て亜硫酸ガス等を石灰石スラリで吸収して生成し九亜硫
酸カルシウムを酸化し石膏にする湯圧、このタンクの上
部で空気導入管４１がら空気を液表面に導入し、更にこ
の空気導入管４１の上に酸化用スクリーン３１を設置し
、吸収剤スラリと空気が効率よく接触されて酸化が行な
われるようにし、またタンクの底部に攪拌機３２が設け
られ攪拌によりスラリの沈積が防がれる。

上記の本発明者らの提案し九脱硫装置のプロセスにおい
ては、酸化塔を省略したので吸収剤タンク３６内で亜硫
酸カルシウムを酸化して殆ど総てを石膏にする必要があ
る。吸収剤酸化タンク３６の容量は設計上無制限に大き
くできないので酸化速度を出来るだけ大きくすることが
重要である。

その酸化方法として酸化触媒を使用する方法や吸収剤供
給タンク３８成るいは別に設けた反応槽に空気を吹き込
む酸化方法等がある。しかし、触媒を使用する方法では
触媒を回収しない限シ経済的に成立せず、また別にタン
ク金膜けることは一塔化装置の意味はなくなる。空気吹
込方法の上記の酸化用スクリーン方式では、空気と液と
の接触面積が小さい為に被処理ガス中の硫黄酸化物の量
が多い場合には、酸化速度は十分でない。このような場
合では吸収剤酸化タンク３６の容量を大忙しなければな
らず、−塔化する効果は薄れるという問題が生ずる。従
って一塔化嘔れた湿式排煙脱硫装置で酸化速度の大きい
機能を有する装置の開発が要望されている。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記の゛従来装置の欠点を解決し、除
塵部、吸収部、及び酸化部を一体化した湿式排煙脱硫装
置で、硫黄酸化物を吸収し友吸収剤スラリを大きい酸化
速度で酸化して硫酸塩例えば石膏等を回収する装置を提
供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の湿式排煙脱硫装置は、吸収剤スラリによって排
煙中の硫黄酸化物を吸収する吸収部、排煙中のダストの
除去を主とする除塵部、及び硫黄脱硫装置において、前
記酸化部は硫黄酸化物を吸収し交吸収剤スラリか落下し
て溜る槽に形成され、前記槽の中に水平方向に通液性の
仕切板が設置され、前記仕切板の上部に酸素含有ガス導
入管及び攪拌機が設けられ、必要に応じて前記酸素含有
ガス導入管が前記攪拌機の近傍に設けられ、また前記仕
切板の下部に攪拌機が設けられ、必要に応じて吸収剤ス
ラリ供給管が設けられた装置である。

尚、上記装置について説明を加える。排煙ガスは亜硫酸
ガスが大部分で無水硫酸の小量からなり、この排煙ガス
は脱硫塔の除塵部に導入嘔れ、吸収剤スラリによって除
塵、冷却、硫黄酸化物の一部は吸収され、次に排煙は吸
収部に導入され、吸収剤スラリによって硫黄酸化物は殆
ど完全く吸収除去嘔れ、次にデミストされて脱硫塔から
脱硫処理ガスと嘔れて排出される。一方、吸収剤スラリ
はアルカリ金属、アルカリ土類金属、其の他の金属の水
酸化物、炭酸塩、亜硫酸塩、酸化物等の水溶液又＃ｉ懸
濁液が使用でれる。この吸収剤スラリは吸収部ヤ除塵部
で硫黄酸化物を吸収し亜硫酸塩等が生成される。硫黄酸
化物を吸収した吸収剤スラリは酸化部の槽に落下して溜
り、槽中で吸収剤”スラリは通液性の仕切板の上部で空
気等の酸素含有ガスと攪拌されて、酸素含有ガスは微細
気泡化しスラリと良く接触し、亜硫酸塩は効率よく酸化
石れて硫酸塩にされる。特に酸素含有ガス導入管が攪拌
機の近傍に設けられると、ガスの微細気泡化が容易にな
シ酸化速度が大きい。酸化された吸収剤スラリは通液性
の仕切板を通って槽の下部に進み、攪拌されるのでスラ
リの沈積が防がれ又は新しい吸収剤スラリと混合され、
再び除塵部や吸収部忙送られ循環使用され、及び副生品
回収系に抜き出されて石膏等の硫酸塩が回収される。上
記のように、本装置は一塔化し九脱硫塔からなり、亜硫
酸塩全極めて速い酸化速度で硫酸塩に酸化する装置であ
る。

〔発明の実施例〕

本発明の湿式排煙脱硫装置の１具体例の概要を第１図に
示す。ボイラ等から排出される硫黄酸化物を含む排煙ガ
ス１が脱硫塔３０の除塵部３４に導入される。ここで排
煙はスプレノズル２１から吸収剤スラリの散液によって
除塵、冷却、一部の硫黄酸化物の吸収が行なわれた後、
吸収剤スラリコレクタ３３０間ｐｉｔ上昇し、吸収部３
５に導入される。ここで、亜硫酸ガス等の硫黄酸化物は
吸収剤スラリのスプレノズル２２から散液によシ殆ど総
て吸収除去される。次に排煙中の同伴ミストはデミスタ
４によって除去逼れ、脱硫処理ガス５となって排出され
る。−万、吸収剤スラリは石灰石（ＣａＣＯ５）スラリ
等が使用され、供給管４３から吸収剤供給タンク３８に
供給嘔れ、ポンプ３９によって吸収部３５のスプレノズ
ル２２に供給されて散液され、硫黄酸化物全吸収する。

硫黄酸化物を吸収し友吸収剤スラリはコレクタ３３で捕
集され、吸収剤供給タンク３８に戻嘔れ循環使用される
。これと同時に硫黄酸化物全吸収し九吸収剤スラリの一
部は吸収剤酸化タンク３６に落下し溜められ、その落下
量に見合うように吸収剤スラリか供給管４３から供給さ
れる。

本発明の脱硫装置の酸化部は吸収剤酸化タンク３６に通
液性の仕切板４４が設けられたことに特色がある。即ち
、多孔板等の如き通液性の仕切板４４が吸収剤酸化タン
ク３６内に水平方向に設けられ、吸収剤スラリは上下２
層、成るいはそれ以上に仕初られ、それぞれの層に攪拌
機４２．３２が設けられ、仕切板４４の上の液部に空気
導入管４１が設けられ空気が導入される。このとき空気
導入管４１が攪拌機４２の近傍沈設けられると空気が極
めて微細泡化され酸化に好ましい。亜硫酸ガス等が石灰
石スラリで吸収されると亜硫酸カルシウム（ＣａＳＯｍ
）が生成され、ま友スンリのｐＨが低下すると酸化され
易くなる。仕切板４４の上の吸収剤スラリは激しい攪拌
下で空気によって酸化され、亜硫酸カルシラＪ−は石膏
（ＣａＳＯ４）になる。生成した石膏を含む吸収剤スラ
リは通液性の仕切板４４を通過し、仕切板４４の下部に
移行する。ここで吸収剤ス２りは攪拌機３２で攪拌され
てスラリの沈積が防がれ、ま交新しい吸収剤スラ１３　
（ＣａＣ０，スラリ）が補給、混合されてｐＨが上げら
れて回復する。次に吸収剤スラリはポンプ３７により除
塵部３４に導入され、未反応石灰石が硫黄酸化物を吸収
するように循環使用され、ま九一部は副生品回収系に管
２４から取り出し、シラフナ、遠心分離機等によシ石膏
が回収され、最終的に付着水１０％以゛下の粉体石膏に
される。尚、石膏スラリの取り出しは仕切板４４上部か
らでもよい。

上記のように本発明の装置の特徴は、従来除塵部及び吸
収部からなる脱硫塔とは別置の酸化塔で□加圧酸化して
い九のと異なシ、酸化塔を脱硫塔と一体化し、酸化部で
効率よく酸化できる装置である。酸化は硫黄酸化物を吸
収し友吸収剤スラリに単に空気を吹き込んだだけでは酸
化速度が小で、酸化部を脱硫塔に一体化できず、空気を
微細気泡化して接触面積を大きくすることが重要である
。

従来、吸収剤酸化タンク３６４攪拌して懸濁物の沈積を
防止してい九のを１攪拌機４２の翼に空気上吹き付けて
微細気泡を発生させることによシ亜硫酸カルシウムの酸
化は有効に促進される。ま九、。

吸収剤酸化タンク３６ｔ−通液性の仕切板４４で仕切シ
、仕切板４４の上部を酸化ゾーン、下部ｔｐＨ回復ゾー
ン忙し九。仕切板４４の上部では吸収剤スラリは亜硫酸
ガス等を吸収し交直後で低ｐＨであり、微細気泡と接触
されるので酸化は効率よく進む。ま九ス２すは仕切板４
４ｔ−通過して下部に移行するが、空気は仕切板に遮え
ぎられ液表面から出る。仕切板４４の下部では吸収剤ス
ラリは吸収部３５からのスラリ、除塵部３４からのスラ
リ、及ヂ静セ≠吸収剤スラリ４虻が混合され、ｐＨ１−
大きく回復しｔ後、除塵部３４又は吸収部３５へ供給さ
れる。この際、吸収剤スラリ金ポンプ３７で送るが、仕
切板４４の下部のスラリ中には空気の進入がないのでポ
ンプインペラ等にキャビテーションの発生が無く、ポン
プの破損原因にならない。

本発明装置は仕切板４４の上部の酸化ゾーンで亜硫酸カ
ルシウム聖火きい酸化速度で石膏とし、下部のｐＨ回復
ゾーンでスラリのｐＨｔ−大きくして亜硫酸ガス等の吸
収性を大にするものである。

ま九、本発明の湿式排煙脱硫装置の他の具体例としてＦ
ｉ第２図に示すような装置も使用できる。

即ち、第１図の吸収剤供給タンク３８を脱硫塔３０内に
組み込んだ完全な一塔型の脱硫装置である。

この装置は、吸収剤酸化タンク３６の仕切板４４の下部
ｌＣｇＩｒしい吸収剤スラリ（ＣａＣＯ５等）が管４３
から直接供給され、ポンプ３９ＪＣよって吸収部３５に
供給されるような装置で、他は第１図の装置と同様であ
る。この上うに脱硫装置を完全九−塔化することにより
、装置のコンパクト化、設置面積を小にすることができ
る。

次に本発明装置の機能についての実験を行ない、その結
果を述べる。

実験例　１ 内径１０００ｍの円筒タンクの側面に翼径１３０鵡の攪
拌機４台、及び各攪拌翼から３０−の位置に空気導入管
が設けられた装置を使用し友。亜硫酸カルシウムスラリ
、濃度３　Ｑ　ｍ　ｍｏｔ／ｌ　ｓ　　ｐＨ４，５（硫
酸で調整）のスラリ６００ｔがタンクに入れられ、攪拌
速度１０００　ｒ、　ｐ、ｍ、で攪拌され、各攪拌翼に
向けて空気が導入速度１５０１７ｍで導入され、空気の
微細気泡はスラリと激しく接触し、液温２５℃で亜硫酸
カルシウムの酸化を行なった。尚、反応時にｐＨ４５に
保つ為に水酸化ナトリウムを添加しｔ、この実験の結果
、スラリ中の亜硫酸カルシウムの濃度を追跡し、亜硫酸
塩の硫酸塩ヘノ酸化速度は３５ｒｎ　ｍｏｔ／Ｌ、ｈ　
（＝　２１ｍｏｔ／ｈ）であった。

比較例　１ 亜硫酸カルシウムスラリｔ−ｐＨ６，０になるようにし
て、実験例１と同様に酸化を行なったところ、酸化速度
は１５ｎｎ　ｍＯｔμんであつ九。スラリのｐＨが大き
いと酸化速度は小になる。

実験例　２ 内径８００ｍｍの円筒タンクの側面に攪拌翼径１２０ｍ
の攪拌機を仕切板の上下に各々４台づつ設け、仕切板の
上部の各攪拌翼から２５ｍの位置に空気導入管が設けら
れ、仕切板は孔径３５Ｗ１開孔比３０チの多孔板からな
る通液性で、この仕切板がスラリを上下に均等に分ける
ように設けた装置を使用した。このタンクに水４００　
ｔｆ張り込んだ後、仕切板上部の空気導入管から空気４
０ｔ／ｌＬｉηを攪拌翼に吹き付は微細気泡化して攪拌
した。タンクの仕切板の下部の底部からスラＩＪ　ｔ−
２００ｔ　／、ｔａｎで抜き出し、ポンプ忙よって上部
に導入し循環した。仕切板の下部のスラリかポンプに吸
い込まれるとき空気の吸い込みは全く見られなかった。

比較例　２ 実験例２と同様な装置で仕切板を取シはすし、仕切板上
部の攪拌翼に空気ｔ−４０ｔ／−１−１で吹き込み、タ
ンク底部よりスラリ’ｋ　２　Ｇ　０　Ｌ／−ａｒｍで
抜き出しポンプの翼にキャビテーションが発生しないこ
とが分った。

実験例　３ 実験例２と同様な装置を用い、仕切板を上部タンク容積
／下部タンク容積比が０．４　／　Ｉ　Ｋなるような位
置に取付けた。亜硫酸カルシウム（ＣａＳＯｓ）スラリ
（濃度１チ）を３５０１＊シ込み、仕切板下部にＣａＣ
Ｏ５”ｋ　４５０　ｆ　／　ｔ　Ｏ速度で供給し、タン
ク底部よシスラリを流量６０　ｔ／ｍｉｎで抜き出し上
部に循環させ、循環ラインの途中で亜硫酸ガス（Ｓｏ、
　）を供給量１００ｔ／ｈ　（４４６ｍｏｔ／ｈ）で供
給し友。実験の結果は仕切板の上部のスラリのｐＨは５
．Ｏ１下部は５．６であつ九。これより仕切板上部に導
入するスラリはＳｏ、　を吸収しｐＨが低下され、酸化
され易く、下部でｐＨが回復されることが分る。ま几循
環ポンプには空気の吸い込みは見られなかつ九。

〔発明の効果〕 本発明の湿式排煙脱硫装置は、除塵部、吸収部、及び酸
化部が一体塔化され、その酸化部は通液性の仕切板で仕
切られ酸化ゾーン、ｐＨ回復ゾーンにされた装置である
。−俗化装置であるので装置はコンパクトで設置面積は
小嘔くてもよく、シかも硫黄酸化物を吸収し九吸収剤ス
ラＩＪ　ｔ−極めて速に酸化して石膏等を回収でき、ま
°九スラリ循環ポンプにキャビテーションを発生させな
い利点を有する。従来の酸化塔を別置し友湿式排煙脱硫
装置に比し本発明は上記のような優れた利点を有してい
る。　。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の湿式排煙脱硫装置の概略、
第３図は従来の湿式排煙脱硫装置の概略、及び第４図は
従来の一塔式湿式排煙脱硫装置の概略を示す。 １・・・排煙ガス　　　　　２・・・除塵塔３・・・吸
収塔　　　　　　４・・・デミスタイ５・・・脱硫処理
ガス　　　６・・・吸収剤タンク７・・・除塵塔夕／り
　　１２・・・酸化塔１３・・・空気導入管　　　１４
・・・シラフナ１５・・・石膏スラリタンク１６・・・
遠心分離機１７・・・石膏　　　　　　１９・・・スラ
リタンク２１・・・スプレノズル　　２２・・・スプレ
ノズル３０・・・脱硫塔　　　　　３１・・・酸化用ス
クリーン３２・・・攪拌機　　　　　３３・・・コレク
タ３４・・・除塵部　　　　　３５・・・吸収部３６・
・・吸収剤酸化タンク　３８・・・吸収剤供給タンク４
０・・・下降管　　　　　４１・・・空気導入管４２・
・・攪拌機　　　　　４３・・・吸収剤供給管４４・・
・仕切板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸収剤スラリによつて排煙中の硫黄酸化物を吸収
   する吸収部、排煙中のダストの除去を主とする除塵部、
   及び硫黄酸化物を吸収して生成した亜硫酸塩を酸化して
   硫酸塩にする酸化部が上から配設され一体化して構成さ
   れた脱硫装置において、前記酸化部は硫黄酸化物を吸収
   した吸収剤スラリが落下して溜る槽に形成され、前記槽
   の中に水平方向に通液性の仕切板が設置され、前記仕切
   板の上部に酸素含有ガス導入管及び攪拌機が設けられ、
   下部に撹拌機が設けられたことを特徴とする湿式排煙脱
   硫装置。
2. （２）前記仕切板の上部において前記酸素含有ガス導入
   管が前記撹拌機の近傍に設けられたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の湿式排煙脱硫装置。
3. （３）前記仕切板の下部において吸収剤スラリ供給管が
   設けられたことを特徴とする特許請求の範囲第１項及び
   第２項に記載の湿式排煙脱硫装置。