JPS62183841A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は湿式排煙脱硫装置に係り、特に吸収剤中の亜硫
酸塩を効率良く酸化させるのに好適な循環タンクの構造
に関するものである。

〔従来の技術〕

湿式脱硫においては、アルカリ金属、アルカリ土類金属
、その他アルカリ性の水酸化物、炭酸塩。

亜硫酸塩、酸化物の水溶液またはＳ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６図により、カルシウム系脱硫剤を用いて硫酸カルシ
ウム（石膏）を回収する従来技術の一例について説明す
る０図示の湿式排煙脱硫装置は、排ガスの冷却、除塵、
硫黄酸化物の吸収除去、同伴ミストの除去、及び亜硫酸
塩の酸化といった各々の機能を１つの脱硫塔において行
うものである。

ボイラ等の排ガスは脱硫塔２に導かれ、スプレ５からス
プレされたカルシウム系吸収剤スラリと接触し、除塵、
冷却、脱硫された後、デミスタ６により同伴ミストを除
去され、脱硫塔２から排出される。一方、吸収剤である
石灰石スラリ１４は除去するＳＯ２量に見合って循環タ
ンク３に供給され、排ガスと接触後のスラリ中の水素イ
オンＨ＋を消失させ、吸収スラリを再生させる。再生さ
れた吸収剤スラリは循環ポンプ１ｏによりスプレ５部へ
供給され、排ガスと向流接触する。尚、循環タンク３に
はスラリ沈降防止用及び空気分散用の撹拌機７が設置さ
れており、排ガス中のＳＯ□を吸収して生成する亜硫酸
カルシウムを酸化させ安定な硫酸塩にする役割と吸収剤
の沈降を防ぐ役割を果す。循環スラリの一部は循環タン
ク３から抜出されシラフナ１１で濃縮された後、遠心分
離機１２で脱水され、付着水１０％以下の粉体石膏１３
として回収される。この種の従来例としては、実開昭５
８−１３７４２３号がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記プロセスは、石灰石−石膏法湿式排煙脱硫プロセス
の主要機能である除塵、冷却、吸収、酸化といった機能
を一つの脱硫塔にもたせたものであるが、これを成立さ
せるには、液−ガス比、スプレ構造及び配置、スラリＰ
Ｈ等の最適比はもちろん、亜硫酸塩の完全酸化も不可欠
である。

亜硫酸塩を循環タンク３内で酸化させる方法として、（
１）タンク内にスパージャリングあるいはノズルを設置
する方法、（２）酸化触媒を添加する方法２等が提案さ
れているが、（１）の方法は気泡接触効率が悪く多量の
空気を必要とし、（２）の方法は触媒を効率良く回収し
ない限りユーティリティ的に得策でないという問題をか
かえている。

そこで１本発明者らはスラリの沈降防止に用いられてい
る撹拌機７の翼近傍に空気８を供給し、空気分散を行う
方法を提案した。本方法によれば、単に空気を吸込む方
法に比べ効率が３倍以上になることを確認している。し
かしながら、最近のボイラの大容量化に伴い、脱硫装置
も大型化する必要が生じ、結果的に脱硫塔の径が１５ｍ
を超えるようになってきた。第６図に示すように本方法
はタンク側面の撹拌機７により空気８を分散させるため
、タンク径が大きくなるとタンク中心に気泡の存在しな
いデッドスペースが生じ、亜硫酸塩の酸化性能が低下す
る傾向にある。これには２つの原因が考えられる。即ち
、（１）塔上部からほぼ均一にタンクに落下する液滴に
含まれている亜硫酸塩のうちタンク中心部に落下した亜
硫酸塩がショートパスする。（２）液の撹拌が十分行わ
れずタンク中心の固体渦部に滞留し、気泡と接触できな
い、ことである。

亜硫酸塩の酸化が不充分であると、脱硫性能の低下をき
たすだけでなく、循環タンク抜出スラリの沈降性を著し
く低下させるとともに１回収される石膏中に未酸化の亜
硫酸塩が多く含まれるようになり１石膏の品質が低下す
る等の問題が生じる。

本発明の目的は、タンク中心に気泡の存在しないデッド
スペースが生じる程に大径の循環タンクのタンク中心部
に落下する亜硫酸塩も十分に酸化できる機構を備えた湿
式排煙脱硫装置を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するために、脱硫塔において
排ガスと接触しほぼ均一にタンクに落下する吸収剤スラ
リのうち上記デッドスペースに落下する分をタンク周辺
部の空気気泡分散部に導く案内板を循環タンク液面上に
配置する構造を提案するものである。

この案内板には円錐形を採用する。また、周辺を下方に
折り曲げた円板でも充分である。前記デッドスペースが
気泡による酸化に役立っていないことを考慮すると、循
環タンク底部からタンク中央部に円筒を立て、その上に
案内板を設置することもできる。この場合は吸収剤スラ
リか円環状のスペースに沿い循環タンク内を流れること
になる。

〔作用〕

本発明は、排ガスと接触後にタンクへほぼ均一に落下し
てくる吸収剤スラリをタンク周辺の気泡分散部に強制的
に落下させ、亜硫酸塩を十分に酸化させるので、タンク
径が大きくなる大型脱硫装置にも対応できる。しかも、
その際の設備的追加部分は少なくて済む。

亜硫酸塩の酸化が十分なされると、所期の脱硫性能が達
成されるばかりでなく、セメント用、ボード用のどちら
にも利用可能な高品質の石膏が得られる。

〔実施例〕

次に、第１図により１本発明の好ましい一実施例を説明
する。第６図の従来例と同一機能の部分には同一符号を
付して、説明を省略する。

第１図と第６図の比較から明かなように１本実施例は、
脱硫塔２において排ガス１と接触しほぼ均一に循環タン
ク３に落下する吸収剤スラリのうち気泡不在部に落下す
る分をタンク周辺部の気泡分散部に導く円錐形案内板９
を循環タンク液面上に配置したものである。

ボイラ等の排ガス１は脱硫塔２に導かれ、スプレ５から
スプレされたカルシウム系吸収剤スラリと接触し、除塵
、冷却、脱硫された後、デミスタ６により同伴ミストを
除去され、脱硫塔より排出される。一方、吸収剤である
石灰石スラリ１４は除去するＳＯ２量に見合って循環タ
ンク３に供給され、排ガスと接触してｐＨの低下した吸
収剤スラリ中の水素イオンＨ＋を消失させる。こうして
再生された吸収剤スラリは循環ポンプ１０によりスプレ
５部へ供給され、排ガスと自流接触しながら循環タンク
３へ落下する。その中でタンク３の中央部へ落下するス
ラリは案内板９によりタンク３の周辺部へ分散させられ
る。循環タンク３には、空気分散用の撹拌機７が設置さ
れ、循環タンク３の中央部を除いて気泡が分散しており
、亜硫酸塩を酸化している。排ガス中のＳＯ□を吸収し
て生成した亜硫酸塩は、本実施例では、気泡分散部を全
てが通過するから、十分に酸化され安定な硫酸塩になる
。こうして硫酸塩に転換すると、吸収剤スラリの８０２
分圧が低下し、Ｓ０２吸収能力を回復できる。この吸収
剤スラリ（循環スラリ）の一部は、循環タンク３から抜
出されたシラフナ１１で濃縮され、最終的に遠心分離機
１２で脱水され付着水１０％以下の石膏として回収され
る。

本発明は、タンク側面から空気を撹拌機により微細化し
て供給する方法とタンク液面上部に配置された円錐形案
内板を組み合せたところに特徴があり１両者が相俟って
効果を発揮するものである。

従来技術で述べたように、側面型撹拌機を用いて空気を
分散させ亜硫酸塩の酸化を行う方法はタンク径の増大に
伴い、気泡の存在しないいわゆるデッドスペースを生じ
酸化性能が低下する傾向にある。また当然のことながら
、前記酸化方法を用いずに１円錐形案内板のみを設置し
ても何ら効果は期待できない。

本発明者らは、脱硫装置の大型化を図るに際し、この側
面から空気を吹込む方法の性能が低下することを実験的
に見い出し本発明に至った。吸収剤スラリ中の亜硫酸塩
濃度と脱硫性能は密接な関係があり、亜硫酸塩の酸化が
良好に行われないと脱硫性能も低下するという連鎖反応
的現象が起る。

スラリ中の亜硫酸塩濃度と脱硫性能の関係を第２図に示
す。亜硫酸イオンが十分に酸化されずに循環タンクから
抜出され排ガスと接触した場合、排ガスのＳＯ２を吸収
する以前にスラリ中のＳ０２分圧が高くなっているため
その吸収能力が低い。これに対して、酸化が良好に行わ
れスラリ中の亜硫酸イオン濃度が２ｍｍｏｌ／Ｑ以下と
なっていれば、吸収剤スラリの脱硫性能は最大限に発揮
されることになる。

亜硫酸塩の酸化は空気中の酸素と亜硫酸イオンが結びつ
いて起こる。これを迅速に行うためには空気とスラリと
の接触面積をできるだけ広くする必要があるのは周知の
とおりである。そこで、本発明においてはタンクの側面
に空気微細化用の撹拌機を設置し亜硫酸塩の酸化を効率
良く行う、こうすると、タンク周辺部は気泡が十分にあ
り酸化能力が大であるが、タンク中央部は気泡が少なく
その酸化能力が低いことを実験的に見い出した。

その−例を第３図に示す。気泡分散部と不在部には酸化
能力の差が認められる。タンクが大きくなる程、気泡不
在部の占める割合が高くなり酸化性能が低下することも
明らかである。この場合には、液を気泡のある部分に移
動させる均一撹拌を行えば良いが、このためには多大な
撹拌動力を必要としユーティリティ的に不利である。

このような実験的事実をもとに本発明者らは、亜硫酸塩
を含む排ガス接触後のスラリを気泡分散部に強制的に落
下させてやることにより酸化性能の低下を防ぎ、本空気
供給方式の酸化能力を最大限に発揮させる方法を見いだ
したのである。案内板の大きさは撹拌機から発生し分散
される気泡の到達距離とタンク径の関係により決まる。

本方式によれば、液の撹拌を増加させることなく、即ち
。

余分なユーティリティを消費することなく、能力を増大
できる。

更に本発明の内容を明確にするため具体的実施例を用い
て詳しく説明するが、これは単なる例示のためであり本
発明の適用範囲を限定するものではない。

実施例１゜ タンク径２．２ｍ、高さ２．５ｍのタンクに４台の側面
式撹拌機を等分に取付け、撹拌翼として２００ｍｍφの
３枚プロペラ翼を用い１１０００ｒｐで撹拌し、この翼
近傍に空気を１２．５Ｎｍ３／ｈ台の流量で供給した。

用いたスラリはＣａＳＯ４・２Ｈ２０を主成分とする１
０％スラリで４．２ｒｎ’をタンクに張込み７００　Ｑ
　／ｍｉｎでスラリを循環させ、タンクに落下する前に
Ｃａ５Ｏ，・１／２Ｈ２０を２ｍｏｌ／ｍｉｎで添加し
た。スプレ液滴の落下を模疑するため、格子状の分配器
を２段に重ねて液を落下させた。タンク液面上５Ｇの位
置に０．７ｍφ（傾斜３０°）の円錐形案内板の下端が
来るように設置した。上記の条件で２Ｉｓｈ　の連続運
転を行い、１０分毎にタンク出口のスラリをサンプリン
グし全亜硫酸塩濃度をヨードメトリ法により分析したが
、−貫してその濃度は５ｍｍｏｌ／　Ｑ以下で酸化が良
好に行われていることが確認された。

比較例１ 実施例１と同一の条件で、円錐形仕切板を取りはずして
実験を行った。その結果、時間の経過とともに亜硫酸塩
濃度が増加し３０　ｍｍｏｌ／　Ｑを越えたため約１．
５ｈで実験を打切った。

本実施例は、側面式撹拌機で微細気泡を発生させる機構
とタンク液面上部の円錐形案内板を組み合わせることを
特徴とするが、案内板は、排ガスと接触した後のスラリ
をタンク周辺部に落下させれば良く、その構造は種々な
ものが考えられる。

その例を第４図と第５図に示す。第４図は単なる円板を
案内板として用いたもので、第５図はタンク中心部に円
筒を配置しタンク中央部のデッドスペースを埋めるとと
もにその上に案内板を設けたものである。また５円錐形
のバッフルの液切れを良くするために溝をつけたりする
ことも本発明の範囲内に属する。

〔発明の効果〕

本発明は、排ガスと接触後にタンクに均一に落下してく
る吸収剤スラリをタンク周辺部の気泡分散部に強制的に
落下させ、亜硫酸塩を十分に酸化させるので、脱硫装置
の大型化にも対応できる。

しかも、これに必要とするユーティリティはゼロである
。こうして亜硫酸塩の酸化が良好に行われると、所期の
脱硫性能が達成されるばかりでなく、セメント用、ボー
ド用どちらにも利用可能な高品質の石膏を回収できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による湿式排煙脱硫装置の一実施例の系
統図、第２図は吸収剤スラリ中の亜硫酸イオン濃度と脱
硫率との関係を示す図、第３図は循環タンク中の気泡分
散部と不在部の酸化量を示す図、第４図と第５図は本発
明に用いる案内板の他の例を示す図、第６図は従来の湿
式排煙脱硫装置の一例を示す系統図である。 １・・・排ガス、 ２・・・脱硫塔、 ３・・・循環タンク、 ４・・・ガス分散板、 ５・・・スプレ、 ６・・・デミスタ。 ７・・・撹拌機。 ８・・・空気。 ９・・・案内板、 １０・・・循環ポンプ。 １１・・・シラフナ。 １２・・・遠心分離機、 １３・・・石膏。 １４・・・石灰石スラリ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）脱硫塔内で排ガスと向流接触しほぼ均一に落下す
   る吸収剤スラリを循環タンクに受け、循環タンク側面に
   設置した撹拌機によりその撹拌翼近傍に供給した空気を
   微細化し気泡を作り前記吸収剤スラリ中の亜硫酸塩を酸
   化して吸収剤スラリを再生させ、再び脱硫塔に供給する
   湿式排煙脱硫装置において、前記ほぼ均一に落下する吸
   収剤スラリのうち循環タンク中央部の気泡がない部分に
   落下する分をタンク周辺部の気泡分散部に導く案内板を
   循環タンク液面上に配置したことを特徴とする湿式排煙
   脱硫装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、案内板が円錐形
   であることを特徴とする湿式排煙脱硫装置。
3. （３）特許請求の範囲第２項において、円錐形案内板を
   循環タンク底板から立上げた円筒上に配置したことを特
   徴とする湿式排煙脱硫装置。