JPH06142448A - 湿式排煙脱硫方法および装置 - Google Patents

湿式排煙脱硫方法および装置

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JPH06142448A
JPH06142448A JP4301935A JP30193592A JPH06142448A JP H06142448 A JPH06142448 A JP H06142448A JP 4301935 A JP4301935 A JP 4301935A JP 30193592 A JP30193592 A JP 30193592A JP H06142448 A JPH06142448 A JP H06142448A
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JP
Japan
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absorption tower
exhaust gas
waste water
duct
wastewater
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JP4301935A
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English (en)
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Atsushi Katagawa
篤 片川
Shigeru Nozawa
滋 野澤
Masakatsu Nishimura
正勝 西村
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Mitsubishi Power Ltd
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Babcock Hitachi KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 排水処理設備を縮小あるいは省略するための
技術として、排ガスの熱を利用して排水を蒸発させる方
式を改良して蒸発装置の規模を小さくし、さらに連続処
理が可能な方式を提供すること。 【構成】 吸収塔5から排出される脱硫水を吸収塔入口
前の排水濃縮装置13の排ガスダクト内上部の排水噴霧
部14より噴霧し、排ガスの熱で蒸発させ、濃縮した脱
硫排水を排ガスダクト底部の液溜め16に受けて、系外
へ抜出す。このとき、排水噴霧部14の後流側に排ガス
流路を変える仕切板15を入れて液滴を分離して吸収塔
5内に入れないようにする。

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係
り、特に脱硫排水を低減する排水量低減方法に関する。
【0002】
【従来の技術】大気汚染防止のため、排ガス中の硫黄酸
化物の除去方法として、湿式石灰石−石膏脱硫方法が広
く実用化されている。化石燃料を燃焼するボイラからの
排ガスに適用される湿式排煙脱硫装置は硫黄酸化物を除
去するだけでなく、排ガス中のばい塵、ハロゲンガス
(主に、HCl、HF)も除去している。従来の湿式排
煙脱硫装置のフローを図4に示す。ボイラ1からの排ガ
ス2は、通常は乾式集塵機3で排ガス中のばい塵が除去
された後、吸収塔5に導かれる。吸収塔5では吸収剤ス
ラリを循環ライン4を通して循環スプレーさせ、排ガス
中の硫黄酸化物(SO2など)を除去するとともに、乾
式集塵機3で除去しきれなかったばい塵およびハロゲン
化合物を除去する。硫黄酸化物などを吸収した吸収剤ス
ラリの一部は、シックナ7へ送られ、濃縮されたスラリ
は石膏脱水機8で脱水され、反応生成物である石膏9が
回収される。吸収塔5では、排ガスは循環される吸収剤
スラリにより冷却されるため、吸収剤スラリ中の水が蒸
発する。そこで、蒸発水分を補うため、工業用水および
シックナ上澄水がライン10を経て吸収塔戻りライン1
1から吸収塔5へ供給される。
【0003】吸収除去されたハロゲン化合物(主に塩化
物)は溶解度が高いため、吸収塔循環系内で濃縮され、
吸収塔5での脱硫性能の低下あるいは吸収塔循環系を構
成する装置のステンレス系材料の腐食の原因となる。こ
れを防ぐためにはシックナ7の上澄水の一部を排水ライ
ン12より排水処理設備17を経て吸収塔循環系外に排
出して、該系内の塩素濃度が一定の値以下となるように
する。排水は塩素の他に、同様に除去されてフッ素およ
び前記系内で副生されたCOD起因物質を含むため、そ
のまま系外に排出することはできず、特別な排水処理設
備17が必要となる。
【0004】この排水処理設備17のフローは通常、排
水中の固形物が除去されるSS除去工程、アルカリ(C
a塩、Na塩)などの薬品をライン18から添加し、溶
解金属およびフッ素化合物が除去される凝集沈殿工程、
その後COD起因物質(S26 2-)などがイオン吸着樹
脂などで除去されるCOD除去工程より構成され、処理
された排水は放流ライン19より放流される。しかし、
この排水処理設備17は非常に複雑なものであり設備
費、運転費とも多大なものとなっている。
【0005】上記の排水処理設備17を縮小あるいは省
略するための技術として、排ガスの熱を利用して排水を
蒸発させる方式が容易に考えられ、具体的な手段とし、
排ガス煙道に排水を微細化して吹き込み直線ダクト部で
完全に乾燥させる方法、スプレドライヤを設置して排ガ
スにより排水を乾燥させる方法などがあるが、いずれも
乾燥時間が数秒間必要である(特開昭57−13692
1号、特開昭60−41529号、特開昭60−222
135号、特開昭60−238121号、特開昭63−
200818号、特開平1−94921号、特開平1−
94922号、特開平1−94923号、特公昭63−
52953号等)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、排ガ
ス中に排水を噴霧した場合、完全に蒸発するまで数秒間
必要であるため、蒸発装置の規模が大きくなり、現実性
がなくなる。また噴霧された排水中の不純物(主にCa
Cl2、ばい塵)が蒸発装置内で堆積し、連続処理が不
可能になる問題があった。本発明の目的は排水処理設備
を縮小あるいは省略するための技術として、排ガスの熱
を利用して排水を蒸発させる方式を改良して蒸発装置の
規模を小さくし、さらに連続処理が可能な方式を提供す
ることである。
【0007】
【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、燃焼排ガスを吸
収塔内に導き、吸収塔内に噴霧される吸収剤スラリと接
触させて排ガス中の硫黄酸化物を除去する湿式排煙脱硫
方法において、吸収塔から排出される脱硫水を吸収塔入
口前の排ガスダクト内上部より噴霧し、蒸発により濃縮
した脱硫排水を前記排ガスダクト底部の液溜めに受け
て、系外へ抜き出す湿式排煙脱硫方法、または、燃焼排
ガスを吸収塔内に導き、吸収塔内に噴霧される吸収剤ス
ラリと接触させて排ガス中の硫黄酸化物を除去する湿式
排煙脱硫装置において、吸収塔から排出される脱硫水を
噴霧する噴霧部をダクト内上部に備え、蒸発により濃縮
した脱硫排水を溜める液溜めを前記ダクト底部に備え、
濃縮された脱硫排水を液溜めから系外へ抜き出す脱硫排
水抜出部を備えた排水濃縮装置を吸収塔入口前の排ガス
ダクトに設けた湿式排煙脱硫装置である。ここで、排水
濃縮装置の脱硫排水噴霧部の後流側に排ガス流路を変え
る仕切板を入れることができる。
【0008】また、本発明の上記目的は次の構成によっ
ても達成される。すなわち、燃焼排ガスを吸収塔内に導
き、吸収塔内に噴霧される吸収剤スラリと接触させて排
ガス中の硫黄酸化物を除去する湿式排煙脱硫装置におい
て、吸収塔から排出される脱硫水を噴霧する噴霧部をダ
クト内上部に備え、蒸発により濃縮した脱硫排水を溜め
る液溜めを前記ダクト底部に備え、濃縮された脱硫排水
を液溜めから系外へ抜き出す脱硫排水抜出部を備えた排
水濃縮装置を吸収塔入口前の排ガスダクトに設け、さら
に、排水濃縮装置の下流側に排水濃縮装置からの濃縮排
水と吸収塔から排出される脱硫水を導き、前記ダクト上
部のダクト噴霧部に噴霧する排水の濃縮度合を高めるた
めの循環タンクを設けた湿式排煙脱硫装置である。
【0009】上記いずれの湿式排煙脱硫装置において
も、排水濃縮装置または循環タンクにpH調節剤(塩酸
等)を供給することで壁面にスケールが付着することを
防止できる。また、吸収塔の前流側の燃焼排ガス路に除
じん塔が設置されている場合、除じん塔の前流に排水濃
縮装置を設置することが望ましい。
【0010】
【作用】本発明は湿式排煙脱硫処理により生じた排水を
完全に蒸発させるのではなく、排ガスの熱を利用して排
水を濃縮することにある。吸収塔入口前の排ガス温度は
通常90〜100℃であり、この排ガス中に排水を微細
化して噴霧することにより、排水中の水分を一部蒸発し
て排水を濃縮する。そのため、特に排水濃縮装置の容量
を大きくする必要はない。また、排水を濃縮することが
目的であるため、排水中の不純物が乾燥固形物として排
ガスダクト内に堆積することもなく安定した運転が連続
的に行える。
【0011】なお、排ガス流れにより排水の一部が吸収
塔に流入するのを防ぐため、排水濃縮装置の脱硫排水噴
霧部の後流側に設けられた仕切板により、排水噴霧部の
排ガス流れ方向を下方にし、排水濃縮装置の液溜めの液
面上でUターンさせることにより、排ガスに同伴してい
る微細な液滴を慣性力で液面に衝突させている。
【0012】また、排水の濃縮度合を増やすために排水
濃縮装置の下流に排水循環タンクを設けて脱硫反応後の
吸収剤スラリの脱水処理した上澄水と排水濃縮装置の液
溜めからの濃縮排水とを導入し、その一部を排水濃縮装
置の脱硫排水噴霧部に循環させて排水噴霧量を増加させ
ることで、排水中の水分の蒸発量が増えて、排水の濃縮
割合をさらに増加できる。
【0013】またシックナ上澄水は石膏が飽和状態にな
っているので、排水を濃縮する場合に石膏が析出してダ
クト内にスケールが生成する可能性があるため、前記排
水循環タンクのpHを下げて石膏の溶解度を高めること
により、ダクト内のスケール生成を抑制できる。なお、
湿式排煙脱硫装置に除じん塔が設置されている場合に
は、除じん塔前に排水濃縮装置を設置することにより有
効に排水を濃縮できる。
【0014】
【実施例】本発明の一実施例を図面とともに説明する。 実施例1 図1に示す実施例では、図4に示した従来技術の湿式排
煙脱硫装置のフローと同一の装置は同一符号を用いてい
る。図1に示す本実施例のフローでは排水濃縮装置13
を吸収塔5の排ガス入口部に設け、シックナ7の上澄水
の一部は脱硫排水ライン12により排水濃縮装置13へ
送られることが図4に示す従来技術のフローとは異な
る。
【0015】排水濃縮装置13でダクト上部の排水噴霧
部14より、脱硫排水ライン12からの脱硫排水が噴霧
され、排ガスの熱により脱硫排水の一部が蒸発し、濃縮
されて底部の液溜め16に落下する。液溜め16の濃縮
排水はダクト外へ抜き出され、排水処理設備17へ送ら
れ、処理される。また、排水の液溜め16の一部が排ガ
スに同伴して吸収塔5へ流入するのを防ぐため、排水濃
縮装置13のダクト上部に仕切板15を設置し、排水噴
霧部14の排ガス流れ方向を下降流にし、液溜め16の
液面上でUターンさせて排ガスに同伴していた液滴を慣
性力により液面に衝突させて排ガスと液滴を分離し、排
ガスに同伴していた排水の液滴が吸収塔5内に流入する
のを防いでいる。また、排水を濃縮する場合に石膏が析
出してダクト内にスケールが生成する可能性がある場合
には、塩酸を排水濃縮装置13に添加してpHを下げて
石膏の溶解度を高めることを行うこともできる。
【0016】本実施例は排ガスの熱を利用して排水を濃
縮することが目的であるが、排ガスへの水分蒸発量は飽
和まで蒸発させた場合1000MW石炭焚発電所ボイラ
からの排ガスでは約90t/hの水が蒸発され、一方こ
の時の排水量は10〜40t/hであるため、排水の全
量を蒸発させることが可能である。
【0017】(実験)本実施例の効果を確認するため、
2500Nm3/hのパイロットプラントで試験を行っ
た。試験条件は、 1)排ガス量 2500Nm3/h 2)水分 7% 3)濃縮装置入口ガス温度 92℃ 4)排水量 10kg/h である。
【0018】排水濃縮装置13では噴霧される排水液滴
径が排水濃縮に及ぼす影響を確認するため、微細な液滴
が発生できる2流体ノズルと、比較的液滴径の大きいフ
ルコーンノズルを使用した。試験結果を図2に示す。噴
霧排水を微細化すれば、排水を濃縮できることが確認さ
れた。なお、排水が全量乾燥された場合には排水中の不
純物がダクト内に堆積していた。
【0019】実施例2 本発明の他の実施例を図3に示す。本実施例は図1に示
す実施例1のフローとは次の点で異なる。すなわち、排
水の濃縮度合を増やすために排水濃縮装置13の下に排
水循環タンク21を設置し、この排水循環タンク21に
シックナ7からの上澄水と排水濃縮装置13の液溜め1
6からの濃縮排水とを導入し、その一部を排水濃縮装置
13の排水噴霧部14に循環させて排水噴霧量を増加さ
せていることである。これにより、排水中の水分の蒸発
量が増えて、排水の濃縮割合をさらに増加できる。
【0020】またシックナ上澄水は石膏が飽和状態にな
っているので、排水を濃縮する場合に石膏が析出してダ
クト内にスケールが生成する可能性があるため、塩酸2
2を排水循環タンク21に添加してpHを下げて石膏の
溶解度を高めることにより、ダクト内のスケール生成を
抑制できる。なお、湿式排煙脱硫装置に除じん塔が設置
されている場合には、除じん塔前に排水濃縮装置13を
設置することにより有効に排水を濃縮できる。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば排水量を低減できるの
で、排水処理設備の規模を縮小でき、設備費、運転費を
低減できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例1になる排水量を低減した湿
式排煙脱硫装置のフローを示す図である。
【図2】 実施例1の効果を確認する試験結果を示す図
である。
【図3】 本発明の実施例2になる排水量を低減した湿
式排煙脱硫装置のフローを示す図である。
【図4】 従来の湿式排煙脱硫装置のフローを示す図で
ある。
【符号の説明】
1…ボイラ、3…乾式集塵機、5…吸収塔、7…シック
ナ、8…石膏脱水機、10…シックナ上澄水ライン、1
2…脱硫排水ライン、13…排水濃縮装置、14…排水
噴霧部、15…仕切板、16…液溜め、17…排水処理
設備、21…排水循環タンク、22…塩酸

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃焼排ガスを吸収塔内に導き、吸収塔内
    に噴霧される吸収剤スラリと接触させて排ガス中の硫黄
    酸化物を除去する湿式排煙脱硫方法において、吸収塔か
    ら排出される脱硫水を吸収塔入口前の排ガスダクト内上
    部より噴霧し、蒸発により濃縮した脱硫排水を前記排ガ
    スダクト底部の液溜めに受けて、系外へ抜き出すことを
    特徴とする湿式排煙脱硫方法。
  2. 【請求項2】 燃焼排ガスを吸収塔内に導き、吸収塔内
    に噴霧される吸収剤スラリと接触させて排ガス中の硫黄
    酸化物を除去する湿式排煙脱硫装置において、吸収塔か
    ら排出される脱硫水を噴霧する噴霧部をダクト内上部に
    備え、蒸発により濃縮した脱硫排水を溜める液溜めを前
    記ダクト底部に備え、濃縮された脱硫排水を液溜めから
    系外へ抜き出す脱硫排水抜出部を備えた排水濃縮装置を
    吸収塔入口前の排ガスダクトに設けたことを特徴とする
    湿式排煙脱硫装置。
  3. 【請求項3】 排水濃縮装置の脱硫排水噴霧部の後流側
    に排ガス流路を変える仕切板を入れたことを特徴とする
    請求項2記載の湿式排煙脱硫装置。
  4. 【請求項4】 燃焼排ガスを吸収塔内に導き、吸収塔内
    に噴霧される吸収剤スラリと接触させて排ガス中の硫黄
    酸化物を除去する湿式排煙脱硫装置において、吸収塔か
    ら排出される脱硫水を噴霧する噴霧部をダクト内上部に
    備え、蒸発により濃縮した脱硫排水を溜める液溜めを前
    記ダクト底部に備え、濃縮された脱硫排水を液溜めから
    系外へ抜き出す脱硫排水抜出部を備えた排水濃縮装置を
    吸収塔入口前の排ガスダクトに設け、さらに、排水濃縮
    装置の下流側に排水濃縮装置からの濃縮排水と吸収塔か
    ら排出される脱硫水を導き、前記ダクト上部のダクト噴
    霧部に噴霧する排水の濃縮度合を高めるための循環タン
    クを設けたことを特徴とする湿式排煙脱硫装置。
  5. 【請求項5】 排水濃縮装置または循環タンクにpH調
    節剤供給部を設けたことを特徴とする請求項2または4
    記載の湿式排煙脱硫装置。
  6. 【請求項6】 吸収塔の前流側の燃焼排ガス路に除じん
    塔が設置されている場合、除じん塔の前流に排水濃縮装
    置を設置することを特徴とする請求項2または4記載の
    湿式排煙脱硫装置。
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