JP4524914B2 - 湿式排煙脱硫装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、湿式排煙脱硫装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、発電所等においては、石炭焚ボイラ等から排出される排ガスから硫黄酸化物(SO2等)を吸収除去するために、吸収剤として石灰石(炭酸カルシウム(CaCO3))を用い、石膏を回収するようにした、いわゆる石灰・石膏法による湿式排煙脱硫装置が設けられるが、近年の湿式排煙脱硫装置においては、単位スプレー液量当りの脱硫性能を高めるために、吸収塔から石膏脱水機の間のスラリーライン途中に液体サイクロンを設け、該液体サイクロンにより石膏と吸収剤としての石灰石とを分級し、吸収液中の石灰石濃度を高めることが行われている。
【0003】
図2は従来の湿式排煙脱硫装置の一例を表わすものであって、該湿式排煙脱硫装置は、導入される排ガスに対しスプレーノズル1から吸収液2を噴霧し脱硫を行う吸収塔3と、該吸収塔3内に噴霧された吸収液2の一部が導入され、該吸収液2中に含まれる粒径の大きな石膏と石灰石とを分級し、石灰石濃度を高めたオーバーフロー液4を前記吸収塔3へ戻すために複数段(図2の例では三段)に設けられた液体サイクロン5,6,7と、第一段目の液体サイクロン5で分級され石膏濃度を高めた液8が導入され、脱水を行って石膏9を回収する石膏脱水機10と、最終段としての第三段目の液体サイクロン7のオーバーフロー液11が導入され、浄化処理を行う排水処理装置12とを備えてなる構成を有している。
【0004】
前述の如き湿式排煙脱硫装置の場合、吸収液2がスプレーノズル1から噴霧されており、図示していない石炭焚ボイラ等から排出され吸収塔3に送り込まれた排ガスは、前記スプレーノズル1から噴霧される吸収液2と接触することにより、SO2が吸収除去された後、吸収塔3から図示していない煙突を経て大気へ放出される。
【0005】
一方、前記排ガスからSO2を吸収した吸収液2は、図示していない酸化空気ブロワの作動によって液溜部内へ供給される酸化空気により強制的に酸化され、石膏(硫酸カルシウム(CaSO4))が生成され、該石膏を含む液溜部内の吸収液2の一部は、第一段目の液体サイクロン5へ抜き出され、該第一段目の液体サイクロン5において比較的粒径の大きな石膏と石灰石とが分級され、石膏濃度を高めた液8は石膏脱水機10へ導入され、該石膏脱水機10において脱水され、石膏9と濾液13に分離され、石膏9は回収され、濾液13は吸収塔3へ戻される。
【0006】
又、前記第一段目の液体サイクロン5において比較的粒径の大きな石膏が分級されたオーバーフロー液4は、順次、第二段目の液体サイクロン6と、最終段としての第三段目の液体サイクロン7とに導入され、各液体サイクロン6,7において石灰石が分級され、石灰石濃度が高められた液14が吸収塔3へ戻され、前記最終段の液体サイクロン7のオーバーフロー液11は、排水処理装置12へ導入され、該排水処理装置12において浄化処理され排出される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の如き従来の湿式排煙脱硫装置の場合、煤塵等の脱硫プロセスにとって好ましくない不純物は、粒径が小さい等の理由により、液体サイクロン5,6,7において石灰石と充分に選択分離することができず、石灰石分級側に同伴されてしまい、その結果、吸収液系で不純物が濃縮し、その比率が高くなり、
▲1▼吸収液系機器の摩耗
▲2▼脱硫性能の低下
▲3▼吸収塔3内での泡の発生による液面制御不能
等のトラブル発生の要因となっていた。
【0008】
又、最終段の液体サイクロン7のオーバーフロー液11の固形分濃度はおよそ1〜2[%]と高く、これには微細な石膏、石灰石等が比率的に多く含まれ、これを脱硫排水処理する従来のケースでは、排水処理装置12における固形分処理の負担が大きくなるという欠点を有していた。
【0009】
本発明は、斯かる実情に鑑み、吸収液系で不純物が濃縮することを回避し得、吸収液系機器の摩耗、脱硫性能の低下、吸収塔内での泡の発生による液面制御不能等のトラブル発生を防止し得、且つ排水処理における固形分処理の負担を大きく軽減し得る湿式排煙脱硫装置を提供しようとするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、吸収剤として石灰石を用い、石膏を回収するようにした湿式排煙脱硫装置であって、
導入される排ガスに吸収液を噴霧し脱硫を行う吸収塔と、
該吸収塔内に噴霧された吸収液の一部が導入され、該吸収液中に含まれる粒径の大きな石膏と石灰石とを分級する液体サイクロンと、
該液体サイクロンで分級され石灰石濃度を高めたオーバーフロー液の全部又は一部が導入され、該オーバーフロー液中に含まれる石膏及び石灰石と不純物とを分離し、石灰石濃度を高めた沈降液を前記吸収塔へ戻す沈降分離装置と、
前記液体サイクロンで分級され石膏濃度を高めた液及び前記沈降分離装置で分離された不純物含有液が導入され、脱水を行って石膏を回収する石膏脱水機と、
該石膏脱水機の濾液の一部が導入され、浄化処理を行う排水処理装置と
を備えたことを特徴とする湿式排煙脱硫装置にかかるものである。
【0011】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【0012】
吸収塔において、導入される排ガスに吸収液が噴霧され脱硫が行われ、該吸収塔内に噴霧された吸収液の一部が液体サイクロンへ導入され、該液体サイクロンにおいて、吸収液中に含まれる粒径の大きな石膏と石灰石とが分級され、石灰石濃度を高めたオーバーフロー液の全部又は一部が沈降分離装置へ導入され、該沈降分離装置において、前記液体サイクロンのオーバーフロー液中に含まれる石膏及び石灰石と不純物とが分離され、石灰石濃度を高めた沈降液が前記吸収塔へ戻され、前記液体サイクロンで分級され石膏濃度を高めた液及び前記沈降分離装置で分離された不純物含有液が石膏脱水機へ導入され、該石膏脱水機において脱水が行われて石膏が回収され、前記石膏脱水機の濾液の一部が排水処理装置へ導入され、該排水処理装置において浄化処理が行われる。
【0013】
この結果、煤塵等の脱硫プロセスにとって好ましくない不純物は、沈降分離装置において石膏及び石灰石と充分に選択分離することが可能となり、石灰石分級側に同伴されてしまうことが避けられるため、吸収液系で不純物が濃縮してその比率が高くなる心配がなくなり、吸収液系機器の摩耗が防止され、脱硫性能が向上し、且つ吸収塔内での泡の発生が抑えられ液面制御が円滑に行われる。
【0014】
更に、前記石膏脱水機の濾液の一部を排水処理装置へ導入するようにしたことにより、排水中の固形分濃度が低下し、排水処理における固形分処理の負担が大幅に軽くなる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【0016】
図1は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図2と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、液体サイクロン5において、吸収塔3から導入される吸収液2中に含まれる粒径の大きな石膏と石灰石とを分級すると共に、前記液体サイクロン5で石灰石濃度を高めたオーバーフロー液4の全部又は一部をシックナや沈降分離槽等の沈降分離装置15へ導入し、該沈降分離装置15において、前記オーバーフロー液4中に含まれる石膏及び石灰石と不純物とを分離し、石灰石濃度を高めた沈降液16を前記吸収塔3へ戻すようにし、又、前記液体サイクロン5で分級され石膏濃度を高めた液8及び前記沈降分離装置15で分離された不純物含有液17を脱水機供給タンク18を介して石膏脱水機10へ導入し、該石膏脱水機10において脱水を行って石膏9を回収するようにし、更に、前記石膏脱水機10の濾液19の一部を排水処理装置12へ導入し、該排水処理装置12において浄化処理を行うようにしたものである。尚、前記オーバーフロー液4の一部を沈降分離装置15へ導入する場合、残りのオーバーフロー液4は吸収塔3へ戻すようにしてある。
【0017】
前記沈降分離装置15における不純物の分離は、液性状並びに運転状況に応じて、沈降分離装置15のオーバーフロー液17a、或いは固形分圧密層の上部即ち中間層における液17bのうち少なくとも一方から不純物の比率が高い液を不純物含有液17として抜き出し、該不純物含有液17の全部又は一部を脱水機供給タンク18へ導入するようにしてある。尚、前記不純物含有液17の一部を脱水機供給タンク18へ導入する場合、残りの不純物含有液17は吸収塔3へ戻すようにしてある。
【0018】
前記石膏脱水機10は、所要間隔をあけて回転可能に配置されたガイドロール20間に無端状のベルトフィルタ21を掛け回し、該ベルトフィルタ21をガイドロール20の回転駆動により所要方向へ移動させ、且つ図示していない真空ポンプの作動によりベルトフィルタ21の下面側を負圧に保持した状態で、該ベルトフィルタ21上の上流側所要位置に脱水機供給タンク18からの石膏濃度を高めた液8及び不純物含有液17を流下させることにより、脱水を行い、石膏9と濾液19に分離するようにしてあり、前記真空ポンプの作動により石膏9と分離した濾液19は、塩素濃度が高いため、石膏脱水機濾液槽22の区画壁23で分割された高塩素濃度濾液貯留部22aへ導入し、該高塩素濃度濾液貯留部22aから排水処理装置12へ導入するようにしてある。又、前記石膏脱水機10のベルトフィルタ21上の下流側所要位置には、工業用水等の洗浄水24を流下させると共に、前記真空ポンプの作動によりベルトフィルタ21の下面側を負圧に保持することにより、脱水された石膏9を洗浄し、且つ該石膏9を洗浄した後の塩素分が希釈された濾液25を、石膏脱水機濾液槽22の区画壁26で分割された塩素分希釈濾液貯留部22bへ導入し、該塩素分希釈濾液貯留部22bから吸収塔3へ戻すようにしてある。
【0019】
尚、前記吸収塔3から抜き出され液体サイクロン5で分級されたオーバーフロー液4は、pHがおよそ5〜5.5程度であるが、該オーバーフロー液4に対し苛性ソーダ等の中和剤を添加し、そのpHをおよそ7程度まで上昇させ、水酸化物を形成させることにより、オーバーフロー液4に含まれる石膏及び石灰石と不純物との分離効果を高めたり、或いは、前記オーバーフロー液4に対し、例えば、アニオン系やカチオン系等の凝集剤を添加し、石膏及び石灰石を選択的に凝集させることにより、オーバーフロー液4に含まれる石膏及び石灰石と不純物との分離効果を高めたりするようにしてもよい。
【0020】
次に、上記図示例の作動を説明する。
【0021】
図1に示す湿式排煙脱硫装置の場合、従来と同様、吸収液2がスプレーノズル1から噴霧されており、図示していない石炭焚ボイラ等から排出され吸収塔3に送り込まれた排ガスは、前記スプレーノズル1から噴霧される吸収液2と接触することにより、SO2が吸収除去された後、吸収塔3から図示していない煙突を経て大気へ放出される一方、前記排ガスからSO2を吸収した吸収液2は、図示していない酸化空気ブロワの作動によって液溜部内へ供給される酸化空気により強制的に酸化され、石膏(硫酸カルシウム(CaSO4))が生成されるが、該石膏を含む液溜部内の吸収液2の一部は、液体サイクロン5へ抜き出され、該液体サイクロン5において比較的粒径の大きな石膏と石灰石とが分級され、石灰石濃度を高めたオーバーフロー液4は吸収塔3へ戻されると共に、前記液体サイクロン5のオーバーフロー液4の一部は沈降分離装置15へ導入され、該沈降分離装置15において、前記オーバーフロー液4中に含まれる石膏及び石灰石と不純物とが分離され、石灰石濃度を高めた沈降液16が前記吸収塔3へ戻される。
【0022】
前記液体サイクロン5で分級され石膏濃度を高めた液8及び前記沈降分離装置15で分離された不純物含有液17の全部又は一部は、脱水機供給タンク18を介して石膏脱水機10へ導入され、該石膏脱水機10において脱水が行われて石膏9が回収される。尚、回収される石膏9には不純物が含まれることとなるが、石膏9の量に対して不純物の量は微々たるものであるため、石膏9の純度に影響を及ぼす心配はない。
【0023】
前記石膏脱水機10の濾液19は、石膏脱水機濾液槽22の区画壁23で分割された高塩素濃度濾液貯留部22aへ導入され、該高塩素濃度濾液貯留部22aから排水処理装置12へ導入され、該排水処理装置12において浄化処理が行われる。
【0024】
尚、前記石膏脱水機10で脱水された石膏9は、工業用水等の洗浄水24によって洗浄された後、更に脱水されて回収されるが、該石膏9を洗浄した後の塩素分が希釈された濾液25は、石膏脱水機濾液槽22の塩素分希釈濾液貯留部22bへ導入され、該塩素分希釈濾液貯留部22bから吸収塔3へ戻される。
【0025】
この結果、煤塵等の脱硫プロセスにとって好ましくない不純物は、沈降分離装置15において石膏及び石灰石と充分に選択分離することが可能となり、石灰石分級側に同伴されてしまうことが避けられるため、吸収液系で不純物が濃縮してその比率が高くなる心配がなくなり、吸収液系機器の摩耗が防止され、脱硫性能が向上し、且つ吸収塔3内での泡の発生が抑えられ液面制御が円滑に行われる。
【0026】
更に、前記石膏脱水機10の濾液19を高塩素濃度濾液貯留部22aを介して排水処理装置12へ導入するようにしたことにより、排水中の固形分濃度がおよそ0.1〜0.3[%]程度に低下し、排水処理における固形分処理の負担が大幅に軽くなる。
【0027】
こうして、吸収液系で不純物が濃縮することを回避し得、吸収液系機器の摩耗、脱硫性能の低下、吸収塔3内での泡の発生による液面制御不能等のトラブル発生を防止し得、且つ排水処理における固形分処理の負担を大きく軽減し得る。
【0028】
尚、本発明の湿式排煙脱硫装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【0029】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の湿式排煙脱硫装置によれば、吸収液系で不純物が濃縮することを回避し得、吸収液系機器の摩耗、脱硫性能の低下、吸収塔内での泡の発生による液面制御不能等のトラブル発生を防止し得、且つ排水処理における固形分処理の負担を大きく軽減し得るという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施する形態の一例の概要構成図である。
【図2】従来例の概要構成図である。
【符号の説明】
2 吸収液
3 吸収塔
4 オーバーフロー液
5 液体サイクロン
8 石膏濃度を高めた液
9 石膏
10 石膏脱水機
12 排水処理装置
15 沈降分離装置
16 沈降液
17 不純物含有液
19 濾液
Claims (1)
- 吸収剤として石灰石を用い、石膏を回収するようにした湿式排煙脱硫装置であって、
導入される排ガスに吸収液を噴霧し脱硫を行う吸収塔と、
該吸収塔内に噴霧された吸収液の一部が導入され、該吸収液中に含まれる粒径の大きな石膏と石灰石とを分級する液体サイクロンと、
該液体サイクロンで分級され石灰石濃度を高めたオーバーフロー液の全部又は一部が導入され、該オーバーフロー液中に含まれる石膏及び石灰石と不純物とを分離し、石灰石濃度を高めた沈降液を前記吸収塔へ戻す沈降分離装置と、
前記液体サイクロンで分級され石膏濃度を高めた液及び前記沈降分離装置で分離された不純物含有液が導入され、脱水を行って石膏を回収する石膏脱水機と、
該石膏脱水機の濾液の一部が導入され、浄化処理を行う排水処理装置と
を備えたことを特徴とする湿式排煙脱硫装置。
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