JP2971187B2 - 燃焼ガスの脱硫装置 - Google Patents

燃焼ガスの脱硫装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、事業用,産業用ボイラ
等の燃焼炉の燃焼ガスの脱硫装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図6によって、従来の燃焼炉の燃焼ガス
の脱硫装置を示す。微粉炭11が供給されてこれを燃焼
する燃焼炉10には、石灰石(CaCO3)12が供給さ
れ、炉内で燃焼ガスの脱硫が行なわれる。燃焼炉10よ
り出る排ガス中のSOx 分は、後述のスラリ21を噴霧
する煙道脱硫装置20で、さらに脱硫される。このスラ
リ21は、煙道脱硫装置20の下流側に配置された電気
集じん装置(以下EPという)30で回収された排ガス
中の灰分の一部31と水32を混合機40で混合してつ
くったものであり、灰分中に残存する生石灰(CaO)
のスラリによって脱硫が行なわれる。
【0003】ここで、EP30を安定して運転するため
に、煙道脱硫装置20の入口及び出口のガス温度は、飽
和温度より充分高い温度で設定される。
【0004】EP30で回収灰の残部33は、EP灰と
して所定の処理が行なわれる。また、EP30でダスト
を除去されたガスは煙突50から大気へ放出される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記の従来の技術で
は、次の理由によって、煙道脱硫装置における脱硫率が
悪かった。
【0006】(1) 煙道脱硫装置における生石灰(C
aO)のスラリによる下式に示す脱硫は、排ガス温度が
低いほど効果が大きいが、次工程でのEPでの安定運転
を考慮すると、水分によるベタツキ等の不具合の発生を
防止するために排ガス温度を大きく低下させることがで
きない。 CaO+H2 O→Ca(OH)2 Ca(OH)2 +SO2 +1/2 O2 →CaSO4 +H2 O (2) 煙道脱硫装置では、燃焼炉内で一度脱硫を行っ
た後の未反応生石灰(CaO)を利用し、これをスラリ
化し気液反応による脱硫を行なっているが、スラリ化さ
れる生石灰では、その粒子が純粋なCaOが反応生成物
であるCaSO4 にとり囲まれた状態になっているため
に、CaOとしての脱硫の反応性が非常に悪い。
【0007】本発明は、従来の脱硫装置の以上の問題点
を解決しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、燃焼炉で石灰
石を脱硫剤として燃焼ガスの脱硫を行ない、電気集じん
装置で捕集された燃焼炉からの排ガス中に含まれる未反
応の生石灰のスラリによって電気集じん装置の上流側の
煙道脱硫装置で前記排ガスの脱硫を行なう燃焼ガスの脱
硫装置において、前記煙道脱硫装置を、電気集じん装置
で捕集された未反応の生石灰を破砕して生石灰スラリと
する湿式破砕部と前記生石灰スラリによる気液脱硫部を
もつ回転式脱硫装置で構成し、前記煙道脱硫装置から前
記電気集じん装置へ供給される排ガスと前記燃焼炉から
前記煙道脱硫装置へ供給される排ガスが導入され両排ガ
ス間で熱交換を行なうガス・ガスヒータを設けた。
【0009】
【作用】本発明では、煙道脱硫装置へ供給される燃焼炉
からの排ガスは、ガス・ガスヒータにおいて煙道脱硫装
置で、生石灰スラリによって処理されて温度が低下した
排ガスと熱交換することによって温度を下げるために、
煙道脱硫装置での生石灰スラリによる脱硫効率が向上す
る。
【0010】一方、煙道脱硫装置を出た排ガスは、前記
ガス・ガスヒータにおいて燃焼炉から出た高温の排ガス
と熱交換して温度を上げた上電気集じん装置(以下EP
という)へ供給されるために、水分によるベタツキ等を
発生することがなくEPは安定運転される。
【0011】また、EPで捕集された排ガス中の未反応
の生石灰が回転式の煙道脱硫装置の湿式破砕装置によっ
て破砕されてスラリ化される際に、生石灰粒子を表面と
り囲んだCaSO4 は、砕かれて生石灰粒子表面から除
去され、生石灰による脱硫反応が向上する。
【0012】また更に、回転式の煙道脱硫装置の気液脱
硫部においては、同気液脱硫装置の回転によって石灰石
スラリと排ガスとの気液接触効率が高くなり、脱硫効率
が向上する。
【0013】
【実施例】本発明の一実施例を、図1ないし図4によっ
て説明する。本実施例は、図6に示す従来の燃焼炉の脱
硫装置に以下説明する装置を付加したものであり、図1
ないし図3において対応する部分には図6におけると同
一の符号が付せられている。
【0014】本実施例では、図1に示すように、燃焼炉
10からの排ガス13が供給される煙道脱硫装置60は
回転式のものとし、燃焼炉10からの排ガス13はガス
・ガスヒータ70を通った上煙道脱硫装置60へ供給さ
れるようになっている。また、煙道脱硫装置60から排
出される排ガス61は、前記ガス・ガスヒータ70を通
り、ここで前記燃焼炉10からの排ガス13と熱交換し
た上、煙道蒸発装置20を経てEP30へ供給されるよ
うになっている。
【0015】回転式の煙道脱硫装置60は、図2及び図
3に示すように、円筒状に形成され、その両端部の軸1
11が架台109によって回転可能に支持され、一方の
軸111はモータ110に接続され同モータ110によ
って回転されるようになっている。
【0016】煙道脱硫装置60の内部は、環状の仕切板
104によって粉砕室101と気液接触を行なう脱硫室
102に区画されている。粉砕室101内には石灰石の
破砕用の多数のボール103が収容されている。また、
脱硫室102内には、煙道脱硫装置60の軸方向へ延び
る複数の棒状の格子105が設けられ、同脱硫室102
の内周には複数のかき上げ板106が設けられている。
前記複数の格子105は、同格子105に直交する複数
の連結棒105aによって互いに接続されている。
【0017】図4に示すように、前記煙道脱硫装置60
の脱硫室102側の端部には、煙道脱硫装置60と共に
回転する対をなす円板108a,108bが間隔をおい
て煙道脱硫装置60の軸111まわりに回転できるよう
に取付けられており、両円板108a,108bの間に
両円板108a,108bに接触する円環状のガイド筒
110が両円板108a,108bと同心に設けられて
いる。前記ガイド筒110内には、煙道脱硫装置60の
環状の開口部102aが摺動できるように挿入されてお
り、また、ガイド筒110の上部には排ガスの排出孔1
12が、下部にはスラリ排出孔113が設けられてい
る。
【0018】前記排ガスの排出孔112は、前記ガス・
ガスヒータ70に接続され、また前記スラリ排出孔11
3は、ポンプ120に接続されていて、ポンプ120に
よって、スラリ排出孔13からの一部のスラリは煙道蒸
発装置20内に噴霧され、残部のスラリは循環スラリ6
2として、後記するように、煙道脱硫装置60の粉砕室
101へ供給されるようになっている。
【0019】前記煙道脱硫装置60の粉砕室101側の
端部には環状の入口開口101aが設けられ、同入口開
口101aを取り囲むようにガス・ガスヒータ70から
の排ガス13を導入する管路107が配置されている。
前記管路107には、EP30で捕集されたダストの一
部31,水32及び前記スラリ排出孔113からの循環
スラリ62が供給されるようになっている。
【0020】本実施例において、燃焼炉10に供給され
た微粉炭11及び石灰石12により炉内脱硫された排ガ
ス13は、ガス・ガスヒータ70において、後記する回
転式煙道脱硫装置60を出た排ガス61により飽和温度
近くまで冷やされ、この冷却されたガス71は回転式煙
道脱硫装置60に導かれる。同回転式煙道脱硫装置60
には、このガス71と共に、スラリ化のための水32,
EP30からのダストの一部31及び循環スラリ62が
供給される。回転式煙道脱硫装置60で後記するように
脱硫された排ガス61は,前記のガス・ガスヒータ70
で加温され煙道蒸発装置20に導かれる。同煙道蒸発装
置20には、回転式煙道脱硫装置60からの一部スラリ
21が噴霧され蒸発させられる。その上で、排ガスはE
P30へ導入され同EP30においてダストが回収さ
れ、その一部31は回転式煙道脱硫装置60へ、残部3
3は系外へ排出される。
【0021】回転式煙道脱硫装置60は、前記のように
生石灰(CaO)を含むダストスラリの粉砕室101と
脱硫室102に大きく別れている。粉砕室101には、
粉砕用の多数のボール103が収容されており、前記の
水32,EP30からのダスト31、及び循環スラリ6
2が粉砕室101に供給される。これらの水32,ダス
ト31及び循環スラリ62は、回転式煙道脱硫装置60
の回転によるボール103の転動によってスラリ化され
ると共にCaOの粒子表面からCaSO4 が除去され、
脱硫反応を効率良く行なうことができる生石灰スラリと
なる。
【0022】このスラリは仕切り板104をオーバフロ
ーしたものだけが、次工程の脱硫室102に入る。脱硫
室102では、回転式煙道脱硫装置60の回転に伴っ
て、格子105によって下部のスラリがかき上げられ、
かき上げ板106で上部まで運ばれたスラリは、格子1
05に沿って流れ又は同格子105に付着する。このよ
うな状況下で、SOx を含む排ガス13が通過するの
で、気/液の接触効率が良くなり、また前記のようにス
ラリ中の生石灰の粒子表面からはCaSO4 が除去され
ていると共に、前記のように排ガス13はガス・ガスヒ
ータ70で冷却され温度が低下しているので、排ガスの
脱硫率が向上する。
【0023】このようにして、排ガス13は、脱硫室1
02内で効率よく脱硫されると共に、スラリとの接触に
よって温度を下げ、排ガス61は、脱硫室102の端部
の開口部102a,ガイド筒110,同ガイド筒110
の排気孔112を経て、ガス・ガスヒータ70に入っ
て、燃焼炉からの排ガス13と熱交換して排ガス13の
温度を下げると共にその温度が上昇する。
【0024】一方、脱硫室102内で排ガス13と反応
したスラリは、脱硫室102の端部の開口部102,ガ
イド筒110,同ガイド筒110のスラリ排出孔113
を経て、ポンプ120によって、前記のように、その一
部のスラリ21は煙道蒸発装置20内に噴霧され、残り
のスラリは循環スラリ62として粉砕室101へ循環さ
れる。
【0025】前記のように、ガス・ガスヒータ70にお
いて昇温された排ガス61は、煙道蒸発装置20内に噴
霧される前記一部のスラリ21を蒸発した上、温度の高
い状態でEP30へ導入される。これによって、水分に
よるベタツキ等を発生することなく、EP30を安定に
運転することができる。
【0026】なお、図5に煙道脱硫装置の石灰石スラリ
による脱硫効率及び煙道脱硫装置の排ガスの出口温度と
そのときの飽和温度の差との関係を示す。本実施例にお
けるように、排ガス温度を飽和温度に近づけることによ
って、同図に示すように、煙道脱硫装置における脱硫効
率を著しく上昇させることができる。同図中線Aは線B
に比して未反応のCaOを多量に含むスラリを用いた場
合が示されている。
【0027】以上の通り、本実施例では、ガス・ガスヒ
ータ70で温度を下げた燃焼炉10を出た排ガス13が
回転式煙道脱硫装置70へ供給されるために、同装置7
0内で生石灰スラリによって効率のよい脱硫を行なうこ
とができる。
【0028】また、回転式煙道脱硫装置70の粉砕室1
01では、EP30で捕集された灰に含まれる生石灰粒
子を破砕することによって、その表面のCaSO4 が除
去されると共に、脱硫室102の石灰石スラリと排ガス
の気液接触によって、効率のよい排ガス13の脱硫が行
なわれる。
【0029】更に、回転式煙道脱硫装置70で以上のよ
うに脱硫を受けて温度が低下した排ガス61は、ガス・
ガスヒータ70で燃焼炉10を出た排ガス13によって
温度が上昇した上、煙道蒸発装置20を経てEP30へ
供給されるために、ベタツキ等を発生することがなく安
定してEP30を運転することができる。
【0030】
【発明の効果】本発明は、請求項1に記載された構成を
具備しているので、次の効果を奏することができる。
【0031】(1) 燃焼炉からの排ガスは、ガス・ガ
スヒータにおいて温度が低下した上回転式煙道脱硫装置
へ供給されるために、生石灰スラリによって効率のよい
脱硫を行なうことができる。
【0032】(2) 回転式煙道脱硫装置を出る排ガス
は、ガス・ガスヒータにおいて燃焼炉からの排ガスと熱
交換して温度が上昇した状態で電気集じん装置へ供給さ
れ、ベタツキ等を発生することなく電気集じん装置を安
定して運転することができる。
【0033】(3) 電気集じん装置で捕集された灰中の生
石灰粒子は、回転式煙道脱硫装置の湿式破砕部で破砕さ
れてその表面にあるCaSO4 が除去され、脱硫性能が
高められた生石灰スラリを得ることができる。
【0034】(4) 回転式煙道脱硫装置の気液脱硫部
では、生石灰スラリと排ガス間に効率のよい気液接触が
行なわれ、かつ生石灰スラリは前記のように脱硫性能が
高められているために、効率のよい排ガスの脱硫を行な
うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の系統図である。
【図2】同実施例の回転式煙道脱硫装置の縦断面であ
る。
【図3】図2の III−III 矢視断面図である。
【図4】同実施例の回転式煙道脱硫装置の脱硫室の出口
部の説明図である。
【図5】本発明の効果を示すグラフである。
【図6】従来の燃焼炉の燃焼ガスの脱硫装置の系統図で
ある。
【符号の説明】
10 燃焼炉 11 微粉炭 12 石灰石 13 排ガス 20 煙道蒸発装置 21 一部のスラリー 30 EP(電気集じん装置) 31 ダストの一部 32 水 60 回転式脱硫煙道装置 61 排ガス 62 循環スラリ 70 ガス・ガスヒータ 101 粉砕室 102 脱硫室 103 ボール 104 仕切板 105 格子 106 かき上げ板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI // B02C 17/04 B03C 3/01 Z B03C 3/01

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃焼炉で石灰石を脱硫剤として燃焼ガス
    の脱硫を行ない、電気集じん装置で捕集された燃焼炉か
    らの排ガス中に含まれる未反応の生石灰のスラリによっ
    て電気集じん装置の上流側の煙道脱硫装置で前記排ガス
    の脱硫を行なう燃焼ガスの脱硫装置において、前記煙道
    脱硫装置を、電気集じん装置で捕集された未反応の生石
    灰を破砕して生石灰スラリとする湿式破砕部と前記生石
    灰スラリによる気液脱硫部をもつ回転式脱硫装置で構成
    し、前記煙道脱硫装置から前記電気集じん装置へ供給さ
    れる排ガスと前記燃焼炉から前記煙道脱硫装置へ供給さ
    れる排ガスが導入され両排ガス間で熱交換を行なうガス
    ・ガスヒータを設けたことを特徴とする燃焼ガスの脱硫
    装置。
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