JP3251883B2 - 排ガス脱硫方法及びその装置 - Google Patents

排ガス脱硫方法及びその装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は排ガス脱硫方法及び
排ガス脱硫装置に係り、特に、火力発電所等の蒸気ター
ビンの熱源から発生する排ガスを海水を用いて脱硫する
排ガス脱硫方法及び排ガス脱硫装置に関する。
【0002】
【従来の技術】沿岸の火力発電所等では石油等の化石燃
料を大量に燃焼して蒸気を発生し、蒸気タービンを駆動
して発電を行っているが、石油等の燃焼に際して発生す
るイオウ酸化物等による大気汚染が問題となっている。
このような火力発電所等の燃焼排ガスから、二酸化イオ
ウ等のイオウ酸化物を除去する方法として、海水の弱ア
ルカリ性の性質に着目して、脱硫吸収液として海水を用
いることが知られており、種々研究が進められている。
【0003】代表的な方法として、排ガススクラバーに
脱硫吸収液として、海水を用いるもので、火力発電所等
においては蒸気タービンの復水器に大量の海水が用いら
れていることから、その一部を利用することができる。
そして、スクラバーからの排水を海水で希釈、中和して
海に放出すれば、海水の緩衝容量が大きいので、循環影
響が比較的少ない上に、プロセスが単純であり、化学薬
品を使わず、吸収液を非循環型で流せるのでスクラバー
の目詰まりがなく、生成物の処理が不要になる等多くの
利点がある。
【0004】ところで、復水器の蒸気筒に水(海水)を
散布して蒸気筒内の蒸気を冷却、液化する蒸発復水器が
知られており、その構造の概略を図5に示す。図5にお
いて、蒸発復水器60は、上部水槽62と、上部水槽6
2の下方に設けられた下部水槽64と、上部水槽62と
下部水槽64の空間の間に配設された蒸気筒66とを備
えている。上部水槽62の底部には多数の細孔62aが
形成されており、上部水槽62に海水68を供給する
と、海水68は水滴68aとして落下し、この水滴68
aが蒸気筒66と接触して一部は蒸発し、蒸気タービン
から蒸気筒66に送られた蒸気70は上部水槽62から
落下する水滴68aの顕熱と蒸発潜熱で冷却、液化さ
れ、下部から復水70aとして取り出される。また、上
部水槽62から流下した海水68は下部水槽64で集め
られ、海中に放出される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
排ガススクラバーに脱硫吸収液として海水を用いた方法
では、スクラバーの動力損失が大きくなり、動力経費が
嵩むという課題があった。本発明はこのような課題を解
決するためになされたものであり、スクラバーの動力損
失を軽減すると共に、排ガスの脱硫効率をも向上させる
排ガス脱硫方法及び排ガス脱硫装置を提供することを目
的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の排ガス脱硫方法は、蒸気タービンを駆動し
た蒸気を導く蒸気筒に海水を散布して前記蒸気筒内で蒸
気を冷却、液化すると共に、前記蒸気タービンの熱源か
ら発生する燃焼排ガスを前記散布された海水と接触させ
ることにより、前記燃焼排ガスを脱硫するように構成し
た。また、本発明の排ガス脱硫装置は、蒸気タービンを
駆動した蒸気を導く蒸気筒と、前記蒸気筒に海水を散布
して前記蒸気筒内で前記蒸気を冷却、復水するための海
水散布装置とを有する復水器と、前記復水器内に前記蒸
気タービンの熱源から発生した燃焼排ガスを導く配管を
備え、前記燃焼排ガスを前記散布された海水と接触させ
ることにより、前記燃焼排ガスを脱硫するように構成し
た。
【0007】上記本発明によれば、蒸発復水器内に燃焼
排ガスを通すことで、該復水器内で散布された海水が脱
硫に利用されるので、上記従来の排ガススクラバーを省
略できてスクラバー専用の動力損失がなくなる。また、
本発明によれば、復水用の海水の全部を脱硫に利用でき
るので、従来のような復水用の海水の一部を使う場合と
比較して、スクラビング中の海水のPH低下が殆どな
く、より優れた脱硫効果が得られる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図1は本発明に係る排ガス
脱硫装置10を示す。図1において、排ガス脱硫装置1
0は、蒸気タービンの熱源で発生した排ガス12からダ
ストを除去するための集塵器14と、排ガス12を予備
的に冷却するための冷却器16と、蒸気タービンを駆動
した蒸気18を冷却して液化するとともに、排ガス12
から二酸化イオウ等の有害なイオウ酸化物を除去するた
めの蒸発復水器20とを備えている。そして、冷却器1
6から排ガス12を蒸発復水器に導くための接続配管1
9と、冷却して且つ脱硫した排ガス12aを外部に放出
するための接続配管19bと、冷却器16及び蒸発復水
器20に海水30を供給するための海水供給ポンプ32
及び海水供給配管34を備えている。
【0009】集塵器14は内部にフィルター機能を備え
ており、排ガス12から重金属等の有害物質を含むダス
トを除去する。集塵器14の排ガス12の下流側には冷
却器16が設けられている。この冷却器16はその上部
に海水噴霧装置16aが設けられており、海水供給ポン
プ32から海水供給配管34を経て供給された海水を噴
霧することにより、排ガス12を直接的に冷却する。冷
却器16の下流側には冷却された排ガス12を蒸発復水
器20に導くための接続配管19が設けられている。こ
の接続配管19には空気又は酸素の供給装置19aが設
けられており、排ガス12に空気又は酸素を添加する。
【0010】接続配管19の排ガス12の流れ方向下流
側には蒸発復水器20が設けられている。この蒸発復水
器20は、図2に示されるように、燃焼排ガスが通過す
るガス室21を形成するための本体部22と、本体部2
2の上部に設けられた上部水槽23と、本体部22の下
部に設けられた下部水槽24と、本体部22の内部に配
置された蒸気筒25とを備えている。上部水槽23の底
部には多数の細孔23aが形成されており、海水供給ポ
ンプ32により海水供給配管34を介して上部水槽23
に海水30を供給すると、海水は本体部内で水滴30a
として落下し、蒸気筒25を冷却して下部水槽24に集
められ、海中に排出することができるように構成されて
いる。
【0011】蒸気筒25は蒸気タービンを駆動した蒸気
18を蒸発復水器20内に導くとともに、蒸発復水器2
0内で蒸気18を冷却、液化するものである。この蒸気
筒25は、伝熱性の高い金属材等で形成され、また蒸発
復水器20内で蛇行して配置されているので、上部水槽
23より落下する水滴30aが効果的に蒸気筒25内の
蒸気を冷却して復水することができる。また、蒸気筒2
5には、図3に示されるように、多数の平行フィン25
aが設けられており、これによって蒸発復水器20の伝
熱効率がさらに向上する。
【0012】また、蒸発復水器20の本体部22の側壁
部には排ガス入口22aと排ガス出口22bが形成され
ている。本体部22の内部の排ガス入口22a近傍に
は、ガス室内における排ガス12の流速分布を均一にす
るためのガイドベーン26が設けられいる。排ガス入口
22aより本体部22内に流入した排ガス12は上部水
槽23から落下する水滴30aと接触して、排ガス12
中の二酸化イオウ等のイオウ酸化物が吸収されて浄化さ
れる。この排ガス12を吸収した水滴30aは下部水槽
24に集められ、排水30bとして海中に放流される。
一方、浄化された排ガス12はクリーンガス12aとな
り、排ガス出口22bから接続配管19aを経て大気中
に放出される。
【0013】以下、上記の排ガス脱硫装置を用いた排ガ
ス脱硫方法について説明する。火力発電所等において蒸
気タービンの熱源より発生した石炭、石油等の化石燃料
の排ガス12は、集塵器14に導かれ、前処理として、
重金属等の有害物質を含むダストが除去される。その
後、排ガス12は冷却器16に導かれ、ここで海水噴霧
装置16aより噴霧された海水と接触することにより、
海水の蒸発潜熱により比較的少量の海水で予備的に冷却
される。これによって、蒸発復水器20の熱負荷が軽減
される。
【0014】冷却された排ガス12は、接続配管19に
おいて空気又は酸素が添加された後、蒸発復水器20に
導かれる。蒸発復水器20においては、上部水槽23か
ら海水が流下され、水滴が蒸気筒25と接触して一部は
蒸発し、蒸気タービンから伝熱管25に送られた蒸気1
8は上部水槽23から落下する水滴30aの顕熱と蒸発
潜熱で冷却、液化され、蒸気筒内の下部から復水として
取り出される。同時に、上部水槽23から落下する水滴
30aはガス室21内において排ガス12と接触して、
排ガス12中の二酸化イオウ等を吸収し、下部水槽24
を経て排水30bとして放流されると共に、浄化された
排ガス12はクリーンガス12aとなって大気に放出さ
れる。
【0015】このとき、蒸気筒25には多数の平行フィ
ン25aが設けられているので、蒸発復水器20の伝熱
効率が向上し、蒸気が効率的に冷却されるばかりでな
く、水滴が平行フィン25を伝わって流下して均等に分
布するので、より良好な二酸化イオウ等の吸収性能が得
られる。また、水滴の落下過程において、排ガス12中
の酸素のほかに大量の海水中に存在する溶存酸素の酸化
効果により、排水中の化学的酸素要求量(COD)の増
加を防ぐことができる。さらに、接続配管19において
排ガス12に空気又は酸素を添加することにより、上部
水槽23からの水滴30aの落下過程で効率的なばっ気
が行われ、脱硫で低下した海水のPHを復元し、COD
の増加を更に効果的に防止することが可能になる。
【0016】以上の方法において、天然海水のPHは8
−8.3程度の弱アルカリ性であるから、二酸化イオウ
等のイオウ酸化物は良好に吸収される。また、蒸発復水
器20に大量の海水を用いれば、二酸化イオウ等の吸収
にともなう海水のPHの低下は極めて僅かであるため、
二酸化イオウ等の吸収過程において吸収効率は低下する
ことなく、常に高いレベルを維持できる。
【0017】次に、本発明の他の実施例の蒸発復水器に
ついて図4を参照して説明する。以下の説明において、
上述の構成要素と同一のものについては同一の参照番号
を付し、その詳細な説明は省略する。図4において、蒸
発復水器50は、ガス室52を形成するための本体部5
4と、本体部54の内部の上方に設けた上部海水給水配
管56と、下部水槽24と、蒸気筒25とを備えてい
る。上部海水給水配管56にはガス室52の内部に海水
30を散布するためのスプレーノズル56aが多数設け
られており、スプレーノズル56aから海水を散布する
と、水滴30aが蒸気筒25と接触して一部は蒸発し、
蒸気タービンから供給された蒸気18は蒸気筒25内で
水滴の顕熱と蒸発潜熱とで冷却、液化され、下部から復
水18aとして取り出される。
【0018】また、本体部54の側壁の低部には脱硫す
べき排ガス12を蒸発復水器50内に導入するための排
ガス入口54aが形成されており、本体部54の最頂部
には脱硫された排ガス12を外部に排出するための排ガ
ス出口54bが形成されている。また、排ガス入口54
aの上方には、ラッシヒリング等が積層されたガス分散
板58が設けられており、ガス分散板58の下方から排
ガス12を拡散して供給することができるように構成さ
れている。
【0019】以上のような構成において、スプレーノズ
ル56aから供給された水滴30aはガス室52内でガ
ス室52下方から供給された排ガス12と対向して接触
して、ガス中の二酸化イオウ等を吸収し、下部水槽24
を経て海に放流される。一方、浄化された排ガス12は
クリーンガス12aとなって本体部54最頂部に形成さ
れた排ガス出口54bより大気中に放出される。
【0020】本実施例によれば、復水器の高さが高くな
るため海水のポンプアップ動力が増加する欠点がある
が、据え付け面積は少なくなる利点がある。即ち、立地
条件等の状況に応じて上記いずれかの実施例を適宜選択
することが可能になる。
【0021】
【発明の効果】以上のように構成した本発明によれば、
特に沿岸地では多量に存在している海水を利用して、蒸
気タービン等の燃焼排ガスの脱硫を少ない動力で効率的
に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の排ガス脱硫装置の概略を示す説明図で
ある。
【図2】蒸発復水器の概略を示す説明図である。
【図3】蒸気筒の概略を示す説明図である。
【図4】蒸発復水器の他の例の概略を示す説明図であ
る。
【図5】従来の蒸発復水器の概略を示す説明図である。
【符号の説明】
10 排ガス脱硫装置 12 排ガス 12a 脱硫後の排ガス 18 蒸気 18a 復水 20,50 蒸発復水器 23 上部水槽 23a 細孔 24 下部水槽 25 蒸気筒 30 海水 30a 水滴

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 蒸気タービンを駆動した蒸気を導く蒸気
    筒に海水を散布して前記蒸気筒内で蒸気を冷却、液化す
    ると共に、前記蒸気タービンの熱源から発生する燃焼排
    ガスを前記散布された海水と接触させることにより、前
    記燃焼排ガスを脱硫することを特徴とする排ガス脱硫方
    法。
  2. 【請求項2】 前記燃焼排ガスは、予め集塵され、海水
    により冷却されてから、脱硫されることを特徴とする請
    求項1記載の排ガス脱硫方法。
  3. 【請求項3】 前記燃焼排ガスは予め空気又は酸素が添
    加された後に脱硫されることを特徴とする請求項1記載
    の排ガス脱硫方法。
  4. 【請求項4】 前記燃焼排ガスは前記海水の散布方向に
    対して略垂直方向から接触させることを特徴とする請求
    項1記載の排ガス脱硫方法。
  5. 【請求項5】 前記燃焼排ガスは前記海水の散布方向に
    対向して接触させることを特徴とする請求項1記載の排
    ガス脱硫方法。
  6. 【請求項6】 蒸気タービンを駆動した蒸気を導く蒸気
    筒と、前記蒸気筒に海水を散布して前記蒸気筒内で前記
    蒸気を冷却、復水するための海水散布装置とを有する復
    水器と、前記復水器内に前記蒸気タービンの熱源から発
    生した燃焼排ガスを導く配管を備え、前記燃焼排ガスを
    前記散布された海水と接触させることにより、前記燃焼
    排ガスを脱硫することを特徴とする排ガス脱硫装置。
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