JP3305363B2 - 湿式排煙脱硫装置 - Google Patents

湿式排煙脱硫装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は湿式排煙脱硫装置に関
し、特に高さを低くした吸収塔構造を持つ湿式排煙脱硫
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】世界的問題となっている大気汚染の中で
特に酸性雨については、火力発電所において化石燃料が
ボイラにて燃焼される際に排出される燃焼排ガス中の硫
黄酸化物および窒素酸化物が大きな要因となっている。
この中で硫黄酸化物、主に二酸化硫黄の除去方法とし
て、湿式石灰石−石膏脱硫方法が広く実用化されてい
る。ここで従来の湿式石灰石−石膏法排煙脱硫装置を図
3に示す。
【0003】二酸化硫黄を含むボイラからの排ガスは吸
収塔2の側面に設けられた吸収塔入口ダクト3より吸収
塔2内へ導かれ、吸収塔2の上方へ流れる。一方、吸収
塔2の吸収液タンク部4には石灰石を含むスラリ吸収液
が一定量保有されており、循環ポンプ5より吸収塔2の
上部に位置するスプレノズル6へ送られ、吸収塔2内に
導かれた排ガスと向流接触するように石灰石を含むスラ
リ吸収液がスプレノズル6から噴霧される。排ガス中に
含まれていた二酸化硫黄は前記スラリ吸収液に吸収さ
れ、スラリ吸収液中に含まれていた石灰石と反応して亜
硫酸カルシウムとなる。二酸化硫黄を吸収したスラリ吸
収液は吸収塔2の下部のタンク部4に落下するが、タン
ク部4内の吸収液スラリ中に供給されている空気7によ
り、スラリ吸収液中の亜硫酸カルシウムは直ちに酸化さ
れて硫酸カルシウム、すなわち、工業的に利用価値の高
い石膏となる。
【0004】なお、タンク部4に供給される空気7はタ
ンク部4の側壁に設けられた酸化用撹拌機8の高速回転
しいるプロペラの剪断力により微細化され、酸化能力を
高めている。また、タンク部4の底部に固形物が沈降す
るのを防止するための撹拌機9がタンク部4の側壁に設
けられている。
【0005】吸収塔2内で生成した石膏を回収するた
め、スラリ吸収液の一部が吸収塔2内より抜き出され、
石膏回収システム11より脱水されて石膏12が回収さ
れる。また、二酸化硫黄と反応する石灰石を補うためラ
イン10より石灰石が供給されている。吸収塔2内で二
酸化硫黄が除去された排ガスは吸収塔2内で二酸化硫黄
が除去された排ガスは吸収塔2の上部に設置されたミス
トエリミネータ13にて、排ガス流に同伴する微細なス
ラリを除去された後、吸収塔出口ダクト14を経て系外
へ排出される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記図3に示す従来の
吸収塔2においては、吸収塔タンク部4のスラリ吸収液
が吸収塔入口ダクト3に入るのを防ぐために、通常吸収
塔入口ダクト3と吸収塔タンク部4のスラリ液面の間を
2〜3mあけておく必要があり、この無駄なスペースの
ため、吸収塔2の高さが増し、設備費が高くなる問題が
あった。
【0007】また、酸化用撹拌機8で微細化された酸化
用空気7が循環ポンプ5に吸い込まれるとキャビテーシ
ョンの原因となるため、酸化用撹拌機8は循環ポンプ5
の吸込口より上方に設備する必要がある。さらに、タン
ク部4内での亜硫酸カルシウムの酸化効率を高めるため
には、酸化用撹拌機8から液面まで一定の距離を保つ必
要がある。これらのことから、吸収塔2のタンク部4の
液レベルを一定の高さに保つ必要があり、タンク部4は
吸収塔2全体の高さの約30%の高さを占めていた。
【0008】一方、吸収塔2のタンク部4にライン10
より供給された石灰石はタンク部4のスラリにより希釈
され、石灰石濃度の低いスラリが循環スプレされ、脱硫
性能を低下させる問題もあった。そこで、本発明の目的
は、吸収塔高を低減できる吸収塔構造とし、かつ供給し
た石灰石の希釈を最小限にして石灰石濃度の高い循環用
スラリ吸収液とする湿式排煙脱硫装置を提供することに
ある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は次の
構成によって達成される。すなわち、吸収塔下部に設け
られた吸収液を保有する吸収塔タンク部から循環供給さ
れる吸収液をスプレノズルから噴霧して排ガス流入ダク
トから流入する排ガスと気液接触させ、排ガス中の硫黄
酸化物を吸収させる吸収塔を備えた湿式排煙脱硫装置に
おいて、吸収塔タンク部を、石灰石供給部を設けた石灰
石供給タンク部と酸化用吸気導入部を設けた酸化用タン
ク部に仕切板により分離し、吸収液が酸化用タンク部か
ら仕切板をオーバーフローして石灰石供給タンク部に流
入可能な構成とし、かつ石灰石供給タンク部からスプレ
ノズルに吸収液を循環供給する吸収液循環配管を設け、
該スプレノズルからスプレされた吸収液を吸収塔タンク
部の酸化用タンク部に落下させる構造とし、排ガス流入
ダクトからの排ガスを石灰石供給タンク部に向けて導入
し、次いで、Uターンして、上昇させて吸収液と接触さ
せる排ガス流路を持つ吸収塔を備えた湿式排煙脱硫装置
である。また、本発明の湿式排煙脱硫装置は、石灰石供
給タンク部からスプレノズルに吸収液を循環供給する吸
収液循環配管に吸収液抜出配管を分岐させて設けた構成
とすることができる
【0010】ここで、前記湿式排煙脱硫装置において、
吸収液が酸化用タンク部から仕切板をオーバーフローし
て石灰石供給タンク部に流入可能な構成として、石灰石
供給タンク部からスプレノズルに吸収液を循環供給し、
酸化用タンク部には酸化用空気を供給し、かつ吸収塔上
部でスプレされた吸収液が酸化用タンク部に落下し、石
灰石供給タンク部には前記スプレされた吸収液が落下し
ない構造とすることができる。
【0011】
【作用】本発明により、吸収塔入口排ガスを吸収塔タン
ク部の液面のすぐ上から吸収塔内に導くことになり、従
来技術の欠点であった吸収塔排ガス入口部とタンク部液
面との間の無駄なスペースを無くすことが可能となる。
また、吸収塔タンク部を吸収塔排ガス入口部下部に位置
する石灰石供給タンク部と酸化用タンク部に分割し、
灰石供給タンク部からスプレノズルに吸収液を循環供給
する吸収液循環配管を設け、酸化用タンク部には酸化用
空気を導入する酸化用空気導入部を設ける。このことに
より、酸化用タンク部では吸収液循環ポンプの吸込口が
無いため、酸化用撹拌機をタンク最下部に設置すること
ができ、酸化用空気を有効に利用でき、かつ吸収塔の液
レベルを下げることが可能となった。
【0012】また、酸化用タンク部からスラリ吸収液が
仕切板をオーバーフローして石灰石供給タンク部に流入
する際に、吸収液内に含まれる気泡が分離するので、循
環ポンプに気泡が吸い込まれる恐れがなくなる。また、
石灰石供給タンク部の上方に吸収塔排ガス入口部が位置
するため、ここに未酸化のスラリが落下することもなく
酸化空気を供給する必要がない。さらに、石灰石供給タ
ンク部に石灰石を供給することで、循環スラリ中の石灰
石濃度を3〜5倍に高めることができ脱硫性能の向上を
達成できる。
【0013】
【実施例】本発明の一実施例を図面と共に説明する。図
1に本実施例の湿式排煙脱硫装置の吸収塔部分の構造図
を示す。吸収塔2のタンク部4はスプレノズル6から噴
霧されたスラリが落下してくる酸化用タンク部15と石
灰石供給タンク部16に仕切板17で2つに分割されて
おり、石灰石供給タンク部16にはライン10により石
灰石が供給され循環ポンプ5にて吸収塔2上部に循環さ
れ、スプレノズル6からスプレされ、排ガスと気液接触
する。また、仕切板17で仕切られた酸化用タンク部1
5から溢れたスラリが石灰石供給タンク部16に流れ込
むようになっている。仕切板17は酸化用タンク部15
の側壁の一部の構成要素となっている。さらに、吸収塔
入口ダクト3は石灰石供給タンク部16の上方に位置
し、石灰石供給タンク部16の吸収液液面に向けて開口
し、かつ酸化用タンク部15の吸収液液面上方の吸収塔
2の側壁に設けられた開口部に接続している。従って、
入口排ガスは石灰石供給タンク部16の液面に向けられ
て導入され、吸収塔2内ではUターンしてスプレノズル
6からスプレされる石灰石を含むスラリと向流接触して
排ガス中の二酸化硫黄が吸収除去される。
【0014】二酸化硫黄を吸収除去したスラリは酸化用
タンク部15に落下、酸化用タンク部15の側面の下部
に設置された酸化用撹拌機8により微細化された酸化用
空気7で直ちに酸化されて石膏を生成する。酸化用タン
ク部15にはスプレされたスラリ吸収液が絶え間なく落
下し、直ちに酸化された後に石灰石供給タンク部16へ
溢れ出し、石灰石供給タンク部16で石灰石を供給され
た後に再び循環スプレされる。ここで図1では固形物の
沈降防止用の撹拌機9を酸化用撹拌機8と共用するよう
に図示しているが、それぞれを別々に設置しても良い。
なお、吸収塔2内で生成した石膏を回収するため、スラ
リ吸収液の一部を石膏回収システム11に送り石膏12
を回収する。
【0015】上記構成からなる本実施例では、排ガスは
酸化用タンク部15のスラリ吸収液の液面のすぐ上に導
入されることになり、吸収塔入口ダクト3と酸化用タン
ク部15との間に無駄なスペースは無くなる。また、吸
収塔タンク部4を吸収塔入口ダクト3の下部に位置する
石灰石供給タンク部16と酸化用タンク部15に分割す
ることにより、酸化用空気が循環ポンプ5に吸い込まれ
てキャビテーションを発生させることがなくなる。ま
た、酸化用タンク部15には循環ポンプ5の吸込口が無
くなるので、酸化用撹拌機8をタンク最下部に設置する
ことができ、酸化用空気を有効に利用でき、かつ吸収塔
2の液レベルを下げることも可能となる。
【0016】さらに、酸化用タンク部15から仕切板1
7を越えて石灰石供給タンク部16にオーバーフローす
る際に、スラリ吸収液中の気泡が分離するので、循環ポ
ンプ5に気泡が吸い込まれる恐れがなくなる。また、石
灰石供給タンク部16の上方には吸収塔入口ダクト3が
位置するだけで、吸収塔2内の未酸化の循環スラリ吸収
液が流下しないので、ここに酸化空気を供給する必要が
ない。また、仕切板17で酸化用タンク部15から分離
された石灰石供給タンク部16に石灰石を供給すること
で、循環スラリ吸収液中の石灰石濃度を3〜5倍に高め
ることができ脱硫性能の向上を達成できる。
【0017】(実験例)本実施例の効果を確認するた
め、250Nm3/hのパイロットプラントにより実験
を行った。試験条件は下記で行った。 試験条件: 処理ガス量…250Nm3/h 入口SO2濃度…700ppm 石灰石過剰率…0.5〜4% 液−ガス比…12リットル/Nm3 図2は石灰石過剰率と脱硫率の関係について従来技術と
本発明のこの実験例を比較したものである。同一の石灰
石過剰率では明らかに本実験例の方が脱硫率が高くなっ
ている。なお、循環スプレしたスラリ吸収液中の分析結
果を下表に示すが、本実験例によるとスラリ吸収液中の
石灰石濃度を増加させることができたため、脱硫性能を
向上させることが可能となることが判明した。
【0018】
【表1】
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、従来技術の問題点であ
った吸収塔排ガス入口部の無駄なスペース、循環ポンプ
吸込口への酸化用空気の巻込、および供給石灰石のタン
ク部スラリ吸収液による希釈を解決できるので、吸収塔
のコンパクト化および高性能化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例の湿式排煙脱硫装置のプロ
セスフローを示す図である。
【図2】 本発明の一実施例の湿式排煙脱硫装置のパイ
ロットプラントにより実験を行った結果を従来技術の結
果と共に示したグラフの図である。
【図3】 従来の湿式排煙脱硫装置のプロセスフローを
示す図である。
【符号の説明】
2…吸収塔、3…吸収塔入口ダクト、4…吸収塔タンク
部、5…循環ポンプ、6…スプレノズル、7…酸化用空
気、8…酸化用撹拌機、9…沈殿防止用撹拌機、10…
石灰石供給ライン、11…石膏回収システム、12…石
膏、13…ミストエリミネータ、14…吸収塔出口ダク
ト、15…酸化用タンク部、16…石灰石供給タンク
部、17…仕切板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 53/34

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸収塔下部に設けられた吸収液を保有す
    る吸収塔タンク部から循環供給される吸収液をスプレノ
    ズルから噴霧して排ガス流入ダクトから流入する排ガス
    と気液接触させ、排ガス中の硫黄酸化物を吸収させる吸
    収塔を備えた湿式排煙脱硫装置において、 吸収塔タンク部を、石灰石供給部を設けた石灰石供給
    ンク部と酸化用吸気導入部を設けた酸化用タンク部に仕
    切板により分離し、吸収液が酸化用タンク部から仕切板
    をオーバーフローして石灰石供給タンク部に流入可能な
    構成とし、かつ石灰石供給タンク部からスプレノズルに
    吸収液を循環供給する吸収液循環配管を設け、該スプレ
    ノズルからスプレされた吸収液を吸収塔タンク部の酸化
    用タンク部に落下させる構造とし、排ガス流入ダクトか
    らの排ガスを石灰石供給タンク部に向けて導入し、次い
    、Uターンして、上昇させて吸収液と接触させる排ガ
    ス流路を持つ吸収塔を備えたことを特徴とする湿式排煙
    脱硫装置。
  2. 【請求項2】 石灰石供給タンク部からスプレノズルに
    吸収液を循環供給する吸収液循環配管に吸収液抜出配管
    を分岐させて設けたことを特徴とする請求項1記載の湿
    式排煙脱硫装置。
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