JPH11309336A

JPH11309336A - 排ガス脱硫設備

Info

Publication number: JPH11309336A
Application number: JP10122140A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Nakagawa; 健一中川
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1998-05-01
Filing date: 1998-05-01
Publication date: 1999-11-09

Abstract

(57)【要約】【課題】高濃度ＳＯｘのガスを極めて低いＳＯｘ濃度ま
で脱硫する。【解決手段】吸収塔１１の上部に上下２段に吸収部１
２、１３を設け、下段の吸収部では、第１の液槽１４か
ら循環されたＭｇＳＯ₃を含む吸収液で気液接触させ、
上段の吸収部１３では酸化処理液で気液接触させて、高
濃度ＳＯｘを低濃度ＳＯｘに処理する。上下の吸収部１
２、１３を降下した液を導液板２６により第１の液槽１
４にのみ降下するように導き、第１の液槽１４のＭｇＳ
Ｏ₃濃度を薄め、ＭｇＳＯ₃の析出をなくすとともに、酸
化処理液の高濃度運転を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｍｇ型アルカリ剤
（ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）₂、ＭｇＣＯ₃）を使用した排ガ
ス脱硫設備に関し、高効率運転を可能とする脱硫設備の
提供を目的とするものである。

【０００２】

【背景技術】国内における排煙脱硫設備には、Ｎａ型ア
ルカリ剤を使用したもの、Ｍｇ型アルカリ剤を使用した
もの、さらにはＣａ型アルカリ剤を使用したもの等があ
るが、中小型の排煙脱硫設備では、比較的安価なＭｇ型
（ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）₂、ＭｇＣＯ₃）アルカリ剤を使
用したものが主流である。排ガスは、石炭、石油コーク
ス等の燃焼排ガスなど種々の場合があるが、大部分はボ
イラー排ガスが占めている。

【０００３】脱硫後の排ガスのＳＯ₂濃度は、設置場所
によって５０〜１００ｐｐｍと比較的緩やかな所もある
が、大都市に近い場所では、健康被害補償費が高価であ
り、また、総量規制により、より厳しい排出濃度が要求
される場合が多い。

【０００４】このＳＯｘ濃度としては、吸収塔の出口側
で１ｐｐｍ〜５ｐｐｍ／Ｎｍ³、入口側のＳＯｘ濃度が
１０００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍ／Ｎｍ³の場合、従来
の１塔式では、種々の問題点が生じていたため、規定Ｓ
Ｏｘ濃度まで下げるために、２塔方式を採用しているの
が現状である。

【０００５】

【従来の技術】この２塔方式について説明する前に、ま
ず、従来の一般的な排ガス脱硫設備について、その原理
及び難点を説明した後、２塔方式について説明する。

【０００６】従来の排ガス脱硫設備は、ガスー液の接触
方法において、向流方式や並流方式など、種々の方式を
採用しているが、ここでは向流方式でシーブトレー（多
孔板）を使用した代表的な２例を説明する。

【０００７】＜［Ｉ］方式＞図３は高濃度のＳＯｘ除去
に適した排ガス脱硫設備の吸収塔の概略図を示す。この
脱硫設備では、排ガスが、吸収塔１の左下部から入っ
て、吸収液とトレー３の中で向流接触してガス吸収を行
い、上部より外気へ放出される方式である。吸収液は循
環ポンプ２によって下部液槽８から循環し、一部は抜き
出されて酸化塔４に入ってＣＯＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ
ｏｘｙｇｅｎｄｅｍａｎｄ：化学的酸素要求量）を無
くし、ＰＨもＰＨ制御部９により調整されて、濾過機６
によりＳＳ（ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｓｏｌｉｄ：縣濁
浮遊物質）を除去して系外に排出される。

【０００８】吸収塔１内へは、減少した量を補給水とし
てレベルコントロール（ＬＣ）によって、また、Ｍｇ
（ＯＨ）₂はＰＨ制御部（ＰＨ計）と連動してＰＨ一定
として供給されている。酸化塔４には、高圧ブロワー５
と、空気の分散用のスパージャーとにより、酸素が供給
されるようになっている。

【０００９】＜［ＩＩ］方式＞図４は、吸収塔１の下部
槽内にエアーを入れて酸化された液で脱硫を行い、酸化
吸収を同時処理する簡単な構成の排ガス脱硫設備を示
す。高圧ブロワー５とスパージャー７とを用いて、吸収
塔１の下部液槽８にエアーを送り込み、酸化された液を
循環ポンプ２で吸収塔１の上部に揚げて、吸収部３のト
レーでガスと接触させて酸化吸収を同時に行い、濾過機
６より系外に排出するようにしている。

【００１０】＜Ｍｇ（ＯＨ）₂による脱硫原理＞次の
（１）〜（４）の作用による。

【００１１】

【式１】

【００１２】上記（１）〜（４）の作用を説明すると、
定常状態では、ガス中のＳＯ₂が一旦液中に吸収溶解し
て、直ちに（１）の反応によりＭｇ（ＨＳＯ₃）₂となり
吸収が進行する。すなわち、ＭｇＳＯ₃がＳＯ₂の吸収剤
として作用することになる。Ｍｇ（ＨＳＯ₃）₂は酸性で
あり、これが増加するとＰＨが低下して、（１）の反応
が上記との逆に左へ向き、ＳＯ₂の吸収ができなくな
る。

【００１３】そのため、Ｍｇ（ＯＨ）₂を入れて、
（２）式によりＭｇＳＯ₃を再生するようにする。この
ＭｇＳＯ₃／Ｍｇ（ＨＳＯ₃）₂比の値はＰＨによって決
まってくるので、ＰＨ制御部（ＰＨ計）により、Ｍｇ
（ＯＨ）₂の供給を制御することになる。

【００１４】次に、酸化塔４では、（３）式及び（４）
式により、ＭｇＳＯ₄及びＨ₂ＳＯ₄を生成してＰＨを低
下するので、ＰＨ制御部からの調整信号により、Ｍｇ
（ＯＨ）₂を入れて中性までもっていく。なお、吸収塔
１の内部においても、排ガス中のＯ₂により、酸化・吸
収が進行して、（３）式及び（４）式の反応が同時に進
行している。

【００１５】ここで、ＭｇＳＯ₃は溶解度が低く、５０
℃でも０．９％程度であるので、適当なＭｇＳＯ₃濃度
でなければ、吸収塔内に結晶として析出することにな
る。吸収塔１内の槽液のＰＨは、図３の［Ｉ］方式で
は、ＰＨが５．７〜５．９程度に設定されている。これ
は、上記ＳＯ₃／ＨＳＯ₃の比への対応と、水には難溶性
のＭｇ（ＯＨ）₂を速やかに溶かして（２）式の中和反
応を進行させるためである。

【００１６】（２）式の反応は、Ｍｇ（ＯＨ）₂が一旦
水に溶けて、Ｍｇ⁺⁺になって反応するが、ＰＨが高い
と、溶解拡散が間に合わず、Ｍｇ（ＯＨ）₂の表面にＭ
ｇＳＯ₃・２Ｈ₂Ｏのカバーができて、槽内にスラッジを
生成する原因となる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】＜［Ｉ］方式の課題＞
ところで、図３に示す［Ｉ］方式では、槽内のＰＨを通
常５．７〜５．９程度で調整する理由は前述した通りで
ある。この液を吸収塔１の上部に注入散布すると、これ
が吸収部３における出口ガス中のＳＯ₂濃度と液中のＳ
Ｏ₂濃度［ＭｇＳＯ₃＋Ｍｇ（ＨＳＯ₃）₂］との平衡にな
ることになり、この平衡ＳＯ₂濃度以上の低いＳＯ₂濃度
にはできない難点があった。

【００１８】一例として、［ＭｇＳＯ₃＋Ｍｇ（ＨＳ
Ｏ₃）₂］濃度が０．６％、ＰＨ５．９のときに、平衡Ｓ
Ｏ₂濃度は大略３５ｐｐｍとなり、また、１％濃度のと
きは５８ｐｐｍとなる。従って、［Ｉ］方式では、その
平衡分圧が限定されているため、吸収部の充填高さを高
くして物理的性能を上げたとしても、１〜５ｐｐｍとい
うような高性能は得られない難点がある。

【００１９】ただ、吸収部３の入口ガスの濃度が大なる
ときは、液量Ｌ（Ｌ／Ｖ：液量／ガス量）を増して、Ｓ
Ｏ₂の吸収成分であるＭｇＳＯ₃を増加すれば、これに対
応できる利点があり、この点が後述の［ＩＩ］方式と大
きく異なる点である。

【００２０】＜［ＩＩ］方式の課題＞図４に示す［Ｉ
Ｉ］方式の場合、下部の液槽８で完全酸化し、排出液
（ＣＯＤが略零に近い）と同一成分の液を吸収塔１の上
部から供給散布するために、その構造は簡単であるが、
吸収液の中の吸収剤であるＳＯ^--が零に等しい。つま
り、水で吸収しているようなものであるため、吸収部に
おける上部の液とガス中のＳＯ₂の平衡は完全に零にな
るが、途中での吸収容量・能力が少ないことが欠点とな
っていた。

【００２１】すなわち、ガス中のＳＯ₂が水に吸収され
て、同時に排ガス中又は下部槽の酸化槽中のエアーを包
含したＯ₂により、次の反応の脱硫作用が進行されると
考えられる。

【００２２】ＳＯ₂＋Ｈ₂Ｏ＝Ｈ₂ＳＯ₃ ・・・・・（５）Ｈ₂ＳＯ₃＋１／２Ｏ₂＝Ｈ₂ＳＯ₄ ・・・・・（６）

【００２３】従って、ＳＯ₂は、液中に生成しても直ち
に酸化され、Ｈ₂ＳＯ₄になるため、ＳＯ₂の吸収成分で
あるＭｇＳＯ₃が生成されないと考えられる。そのた
め、単なる水によるＳＯ₂の物理吸収作用よりも吸収能
力は高いが、図３の方式に比較してＳＯ₂の吸収能力が
小さいので、液量（Ｌ／Ｖ）を大きくしなければ、所望
のＳＯｘ基準排出濃度を達成しない難点がある。

【００２４】すなわち、この［ＩＩ］方式では、［Ｉ］
方式の異なり、吸収部の出口ＳＯ₂は零に近くなり、Ｓ
Ｏｘ基準排出濃度を満足し得るが、［Ｉ］方式よりも吸
収能力が劣るので、吸収部の入口ＳＯ₂の薄い濃度の燃
料（例えば石炭）用としてしか能力を発揮できないとい
った難点があった。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記に鑑
み、高濃度ＳＯｘのガスを極めて低いＳＯｘ濃度まで脱
硫することを目的として鋭意研究し、その一つの解決手
段として、［Ｉ］方式と［ＩＩ］方式の夫々の長所を活
かし、かつ欠点を補うために、両者を組み合わせること
を試みた。

【００２６】＜［Ｉ］方式と［ＩＩ］方式の組み合わせ
＞図２に［Ｉ］方式と［ＩＩ］方式を単に組み合わせた
排ガス脱硫設備の概略をを示す。図２のごとく、この脱
硫設備は、前段に［Ｉ］方式の吸収塔１を配置し、後段
に［ＩＩ］方式の吸収塔１Ａを配置し、前段の吸収塔１
の上方排気口１ａを後段の吸収塔１Ａのガス入口１ｂに
配管接続したものである。

【００２７】この脱硫設備では、吸収塔１の入口から高
濃度のＳＯｘが入ってきても、これを前段の吸収塔１で
高能力で処理し、ある程度の低濃度に処理したＳＯｘを
排気口１ａから後段の吸収塔１Ａの入口１ｂ側に導き、
ここで酸化吸収処理して低濃度でＳＯｘ基準排出濃度に
達したガスを排気口１ｃより排気するようにしている。
従って、［Ｉ］方式と［ＩＩ］方式を組み合わせれば、
高濃度のＳＯｘでも出口１ｃで低濃度のＳＯｘにまで処
理できることになる。

【００２８】しかしながら、この組み合わせ方式では、
２塔方式となるため、設備費用が高くなる難点があっ
た。さらに、処理効率、特に、前段の吸収塔１の下部液
槽から直接酸化塔４に吸収液を排出しているため、Ｍｇ
ＳＯ₃の析出濃度を考慮すれば、酸化塔４のＭｇＳＯ₄濃
度は３〜５％で運転するのが限界であり、高濃度運転が
期待できない難点は依然として残っている。

【００２９】＜本発明＞本発明者は、上記組み合わせ方
式による設備費の高騰を解決し、かつＭｇＳＯ₄高濃度
運転も可能となる排ガス脱硫設備について鋭意研究した
結果、吸収塔の上部に上下２段に向流式の吸収部を設け
ることで、１塔式にも拘わらず、下段の吸収部にＳＯ₃
イオンを含む循環液を注加させることで、上記［Ｉ］方
式と同様に高濃度のＳＯｘを比較的低濃度のＳＯｘまで
処理させ、さらに、上段の吸収部において、ＳＯ₃イオ
ンを酸化させてＳＯ₃イオンをほとんど含まない吸収液
を注加させることで、上記［ＩＩ］方式と同様に低濃度
のＳＯｘに処理させることができるとの知見を得た。

【００３０】すなわち、吸収塔の上部に上下２段に吸収
部を設け、下段の吸収部では、第１の液槽から循環され
たＭｇＳＯ₃を含む吸収液で気液接触させて脱硫し、上
段の吸収部では酸化処理液で気液接触させ、両者によ
り、高濃度ＳＯｘを低濃度ＳＯｘに処理する。

【００３１】本発明者は、上記の方式に加えて、上段の
吸収部から降下した吸収液を、そのまま酸化処理槽側に
戻すのではなく、これを［Ｉ］方式の循環液に連続的に
混合させる構成を採用すれば、上段の吸収部での反応で
ＭｇＳＯ₄になった吸収液が循環液に混合されるので、
循環液のＭｇＳＯ₃の濃度が薄くなり、溶解度が０．９
％（５０℃）と低い、ＭｇＳＯ₃の析出を防止すること
ができることを見出し、本発明を完成するに至った。

【００３２】この場合、［ＭｇＳＯ₃＋Ｍｇ（ＨＳＯ₃）
₂］濃度が薄くなるが、下段の吸収部での吸収に差し支
えない程度の上記ＳＯ₃ ^--とすればよい。また、上下２
段の吸収部を用いて、段階的にＳＯ₂を吸収する方式で
あり、［Ｉ］方式の場合のように、下段の吸収部でのみ
高度にＳＯ₂の濃度を下げる必要がないので、循環液の
ＰＨも５．４程度に低く保つことが可能となる。その結
果、海水から取り出すＭｇ（ＯＨ）₂よりもさらに溶解
活性の悪いＭｇ分（ＭｇＣＯ₃を焼成して得られるＭｇ
Ｏを消化して製造したＭｇ（ＯＨ）₂）でも効率よく使
用することができる。

【００３３】上記のような脱硫設備の具体的な構成とし
ては、吸収塔の上部に上下２段に設けられた向流式の吸
収部と、該吸収塔の下部に設けられた２つの液槽と、下
段の吸収部に第１の液槽からの循環液を注加する循環路
と、第２の液槽でＳＯ₃イオンを酸化して、ＳＯ₃イオン
をほとんど含まなくなった液を上段の吸収部に注加する
ための注入路とを備え、上段の吸収部を降下した液が下
段の吸収部の上部に注加されると共に、これら上下の吸
収部を降下した液が第１の液槽に降下するように構成さ
れた排ガス脱硫設備を例示できる。

【００３４】ここで、吸収部としては、従来から使用さ
れている多孔板（シーブトレー）、充填物（例えば、商
品名「テラレット」）、さらにはスプレーノズルを例示
できる。この場合、吸収部の構成としては、これらの例
示品を単独、又は２以上を組み合わせて用いることがで
きる。また、Ｍｇ型アルカリ剤としては、ＭｇＯ、Ｍｇ
（ＯＨ）₂、ＭｇＣＯ₃のいずれを使用してもよい。

【００３５】また、第１の液槽は、上記［Ｉ］方式の吸
収塔の下部液槽と同様であり、下段の吸収部では、上記
（１）式及び（２）式の脱硫作用が起こっている。ま
た、第２の液槽は、上記［ＩＩ］方式の下部酸化処理槽
と同様であり、上段の吸収部では、（５）式及び（６）
式の脱硫作用が行われているものと考えられる。

【００３６】この上下の吸収部を降下した液を第１の液
槽に降下させる構成としては、吸収塔の下部槽として、
第１の液槽のみとし、第２の液槽を吸収塔の外側に配置
する構成や、吸収塔の下部槽を隔壁により、第１の液槽
と第２の液槽とに区分し、下段の吸収部の下方に、降下
した液を第１の液槽にのみ導く導液板を形成する構成の
いずれを採用してもよい。もっとも、脱硫設備のコンパ
クト化を実現する上では、後者の導液板を設けた構成が
好ましい。具体的には、吸収塔のガス入口よりも下方に
おいて、第１の液槽側に下り傾斜する傾斜板を配置し、
第２の液槽に吸収液が直接降下しないように遮断する構
成が最適である。

【００３７】この第１の液槽に第２の液槽の吸収液も混
合する方式であるため、第１の液槽に落下する液量が増
加することになる。そのため、第１の液槽と下段の吸収
部とを循環する循環液の液量を増加させるべく、その循
環路に配置された循環ポンプの能力を上げれば、下段の
吸収部での液率（Ｌ／Ｖ）も多くなり、高効率での運転
も可能となる。この循環ポンプの能力は、図３に示す
［Ｉ］方式の循環ポンプに能力に比べて大きくすること
を意味するが、その他に第２の液槽から上段の吸収部に
吸収液を揚げる注入ポンプとの関係からいえば、循環ポ
ンプの能力を注入ポンプの能力よりも大きく設定するこ
とを意味する。具体的には、第１の液槽で使用される液
・ガス比（Ｌ／Ｖ）は、２〜４程度の能力で循環させ
る。また、第２の液槽でも、通常の液・ガス比として１
〜２程度の能力で循環させる。

【００３８】上記のようなポンプ能力であっても、上段
の吸収部の吸収液も第１の液槽に導く構成を採用すれ
ば、第１の液槽の液量が増加し、第１の液槽の容量を超
えて余剰液が発生することになる。そこで、この第１の
液槽の余剰液を第２の液槽に導くようにすれば、ＭｇＳ
Ｏ₃の濃度の薄い液が第２の液槽に導かれ、この余剰液
が第２の液槽で酸化されてＭｇＳＯ₄となり、再び上段
の吸収部へ注入循環される方式となる。

【００３９】従って、ＭｇＳＯ₃濃度の薄い液が循環す
ることになるため、従来よりも高濃度ＭｇＳＯ₄の運転
を行ったとしても、ＭｇＳＯ₃の析出が起こらない。そ
の結果、塩濃度（ＭｇＳＯ₄）の高い液の抜き出し量も
減少することになり、この液量に比例する能力を必要と
する濾過機も小さいものを使用することができる。

【００４０】第１の液槽の余剰液を第２の液槽に導く構
成としては、吸収塔の内外を問わず、両液槽が間隔をお
いて配置されている場合は、導管としてオーバーフロー
管を用いて行えばよく、また、両液槽が隔壁を介して接
している場合には、その隔壁の上端からオーバーフロー
させる構成が好ましい。

【００４１】なお、ＭｇＳＯ₃やＭｇ型アルカリ剤は液
槽のＰＨによって溶解度や析出の問題が起こる可能性が
あるので、これを管理する必要がある。そのため、各液
槽に夫々アルカリ剤補充路とＰＨ制御部とを設け、この
ＰＨ制御部の信号を受けて、各アルカリ剤補充路を開閉
駆動する調整弁を設け、また、第２の液槽の液量を制御
する液量制御部を設け、この液量制御部の信号を受けて
第１の液槽の水補充路を開閉駆動する水量調整弁を設け
る構成が好適である。ＰＨ制御部は、従来周知構造のＰ
Ｈ計と、この信号を受けて前記調整弁を開閉駆動するマ
イクロプロセッサ及びトランジスタ等のスイッチング素
子とから構成すればよい。また、液量制御部も、従来周
知のレベルコントローラから構成すればよい。

【００４２】この場合の第１の液槽は、上述の脱硫原理
で説明したように、ＳＯ₃／ＨＳＯ₃の比への対応と、難
溶性のＭｇ（ＯＨ）₂を速やかに溶解させるためとか
ら、ＰＨ５．０〜６．０の範囲内、好ましくは５．４〜
５．９の範囲内とされ、第１のＰＨ制御部では、このＰ
Ｈ範囲内に入るようにアルカリ剤補充路の調整弁を制御
している。また、第２のＰＨ制御部は、第２の液槽のＰ
Ｈを６．０〜７．０の範囲内になるように、アルカリ補
充路の調整弁を制御している。

【００４３】また、第２の液槽から濾過機への抜き出し
量は、第２の液槽に設けられたＭｇＳＯ₄濃度計からの
信号に基づき、排液管路に介在された調整弁を開閉制御
するようにすればよい。この場合のＭｇＳＯ₄濃度とし
ては、上述の理由から１０〜２０％、好ましくは１２〜
１５％に設定することも可能である。

【００４４】

【発明の効果】上記のごとく、本発明では、吸収塔内部
の上下２段の吸収部により段階的にＳＯ₂を吸収するよ
うにしているので、１塔式であっても、高濃度ＳＯｘの
ガスが極めて低いＳＯｘ濃度まで脱硫することができ
る。また、第２の液槽の酸化処理液（ＭｇＳＯ₄のみの
液）を第１の液槽の吸収液に連続的に混合させることに
なるため、ＭｇＳＯ₃の濃度が薄められるので、ＭｇＳ
Ｏ₃の析出の心配がなく、従って、通常ＭｇＳＯ₄が３〜
５％の排液を、例えば１２〜１５％の高濃度運転が可能
となる。その結果、濾過機の１／４〜１／５と従来より
も小さくでき、その分、排水量も減少する。さらに、第
１の液槽の液のＰＨを５．４〜５．９と低く保つことに
より、溶解活性の悪いＭｇ分であっても効率よく使用で
きる。

【００４５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態である
排ガス脱硫設備の概略を図１に基づいて説明する。この
Ｍｇ型アルカリ剤を使用する排ガス脱硫設備は、吸収塔
１１の上部に上下２段に設けられた気液向流接触型（以
下、「向流式」という）の吸収部１２、１３と、前記吸
収塔１１の下部に設けられた２つの液槽１４、１５と、
前記下段の吸収部１２に前記第１の液槽１４からの循環
液を注加する循環路１６と、前記第２の液槽１５でＳＯ
₃イオンを酸化して、ＳＯ₃イオンをほとんど含まなくな
った液を前記上段の吸収部１３に注加するための注入路
１７と、第２の液槽と配管接続された濾過機１８とを備
えている。

【００４６】吸収塔１１は、その上下方向で中央側壁部
に入口１１ａが形成され、上端部に排気口１１ｂが形成
されている。下段の吸収部１２は、入口１１ａよりも上
方で、スプレーノズル２０及び３段の多孔板２１とから
構成されており、上段の吸収部１３は、スプレーノズル
２２及び充填物（商品名：テラレット）２３とから構成
されている。

【００４７】第１の液槽１４と、第２の液槽１５とは、
隔壁２４により左右に区分されており、第２の液槽１５
の上方には、上下の吸収部１２、１３を降下した液が第
１の液槽１４にのみ降下するように導く導液板２６が、
第２の液槽の上方を覆うように配置され、吸収塔１１の
内壁に第１の液槽側へ下り傾斜状に固定されている。

【００４８】循環路１６には循環ポンプ２８が介在され
ており、その能力としては、液率（Ｌ／Ｖ）で４程度の
ものが使用されている。また、注入路１７には注入ポン
プ２９が介在されており、その能力は液率（Ｌ／Ｖ）で
２程度のものが使用されている。

【００４９】第１の液槽１４には、第１のアルカリ剤補
充路３１と水補充路３２が配管接続されており、また、
第１の液槽１４のＰＨを調整するための第１のＰＨ制御
部３３が設けられ、この第１のＰＨ制御部３３の信号を
受けて第１のアルカリ剤補充路３１を開閉駆動する第１
の調整弁３４が設けられている。また、第２の液槽１５
には、その液量を制御する液量制御部３５が設けられ、
この液量制御部３５の信号を受けて水補充路３２を開閉
駆動する水量調整弁３７が設けられている。

【００５０】第１のＰＨ制御部３３は、周知のＰＨ計を
主要部材とするもので、第１の液槽１４のＰＨを５．４
〜５．９の範囲内になるように調整弁３４を制御する。
また、水量制御部３５は、周知のレベルコントローラか
ら構成される。

【００５１】一方、第２の液槽１５には、第２のアルカ
リ剤補充路３８が配管接続されており、さらに、この第
２の液槽１５のＰＨを調整するための第２のＰＨ制御部
３９が設けられ、この第２のＰＨ制御部３９の信号を受
けて第２のアルカリ剤補充路３８を開閉駆動する第２の
調整弁４０が設けられている。第２のＰＨ制御部３９も
第１のＰＨ制御部と同様な構成であり、第２の液槽１５
のＰＨを６．０〜７．０に設定するものである。

【００５２】また、第２の液槽１５には、高圧ブロワー
４２及びスパージャー４３が設けられている。さらに、
第２の液槽１５と濾過機１８との配管部には排液ポンプ
４４が介在されている。さらに、第２の液槽１５には、
濃度計４７（ＤＩＣ）が設けられ、この濃度計からの信
号に基づいて第２の液槽１５と濾過機１８とを接続する
排液管路に介在された調整弁４８を開閉制御するように
なっている。本実施の形態では、第２の液槽１５の塩
（ＭｇＳＯ₄）濃度を１２％に設定し、この値に達した
ときに排液管路を開放するようにしている。

【００５３】図１において、図３及び図４の従来の方式
と比べてみると、下段の吸収部１２、第１の液槽１４、
循環路１６、及び導液板２６を主要構成部材として
［Ｉ］方式を採用している。また、上段の吸収部１３、
第２の液槽１５、注入路１７を主要構成部材として［Ｉ
Ｉ］方式を採用していることになる。

【００５４】下段の吸収部１２では、第１の液槽１４か
ら循環ポンプ２８により吸収液が汲み上げられ、この吸
収部１２で、ＭｇＳＯ₃＋ＳＯ₂→Ｍｇ（ＨＳＯ₃）₂の反
応により、ＳＯ₂が吸収され、第１の液槽１４に戻る。

【００５５】上段の吸収部１３では、第２の液槽１５
（酸化処理液）が汲み上げられ、上段の吸収部１３に降
りかけられることにより、Ｈ₂０＋ＳＯ₂→Ｈ₂ＳＯ₃ の
反応によりＳＯ₂が吸収され、さらに、下段の吸収部１
２へ降りかけられ、上記反応を繰り返す。

【００５６】上下の吸収部１２、１３を降下した吸収液
は、導液板２６により第１の液槽１４に落下し、その一
部は下段の吸収部１２に循環し、残部が隔壁２４の上端
からオーバーフローして第２の液槽１５に送られる。第
２の液槽では、エアーにより酸化されて上段の吸収部１
３に供給され、一部は濾過機１８を経て系外に放流され
る。

【００５７】このように、第２の液槽側は従来通りの脱
硫作用を行うが、第１の液槽１４側の循環液では、上段
の吸収部１３の吸収液と混合して、［ＭｇＳＯ₃＋Ｍｇ
（ＨＳＯ₃）₂］濃度が薄められ、さらに、循環ポンプに
よって多量の吸収液を下段の吸収部１２へ送って気液接
触させるため、ＳＯｘの処理能力を大幅に向上させるこ
とができる。

【００５８】また、第１の液槽１４では、ＭｇＳＯ₃の
濃度が薄められ、ＰＨが５．４〜５．９と比較的低いＰ
Ｈ値とできるため、難溶性のＭｇ（ＯＨ）₂も効率よく
使用できる。さらに、第２の液槽１５のＰＨ調整用のア
ルカリ剤も一旦上段の吸収部１３から第１の液槽１４を
通って第２の液槽１５に循環することになり、ＰＨの比
較的低い第１の液槽１４で十分溶解することができ、効
率のよい使用が可能となる。

【００５９】さらに、第２の液槽１５の酸化処理液（Ｍ
ｇＳＯ₄のみの液）を第１の液槽１４の吸収液に連続的
に混合させるため、ＭｇＳＯ₃の濃度が薄くなり、Ｍｇ
ＳＯ₃の析出の心配がなく、従来、通常ＭｇＳＯ₄濃度を
３〜５％程度の排液で運転していたのを、１２〜１５％
の高濃度運転が可能となる。

【００６０】この点をさらに詳述すると、例えば、図１
において、重油ボイラーガスから吸収するＳＯ２の量Δ
ＳＯｘを０．５８ｋｍｏｌ／ｈｒとすれば、これを脱硫
するＭｇ（ＯＨ）₂が３４ｋｇ／ｈｒ必要となり、この
反応により、ＭｇＳＯ４が６９．６ｋｇ／ｈｒ、ＭｇＳ
Ｏ₃が６０．３４ｋｇ／ｈｒ生成されることになる。
今、第２の液槽から抜き出す塩（ＭｇＳＯ₄）濃度を１
２％とすれば、その抜き出し量は、０．５８ｔｏｎ／ｈ
ｒとなる。また、注入ポンプ２９を１５ｔｏｎ／ｈｒで
循環させる。そうすると、第１の液槽１４で生成される
ＭｇＳＯ₃は、第２の液槽から注入される１５ｔｏｎ／
ｈｒのＭｇＳＯ₄によって薄められ、その濃度は、（６
０．３４ｋｇ／１５０００ｋｇ）×１００＝０．４％と
なる。このＭｇＳＯ₃の濃度は、溶解度０．９％を満た
すものであり、ＭｇＳＯ₃が析出することなく、高濃度
運転を行うことができる。

【００６１】この高濃度運転により、第２の液槽からの
抜き出し量が減少するため、この抜き出し量に比例した
能力を必要とする濾過機も従来の１／４〜１／５程度の
小さな能力のもので十分となる。

【００６２】

【実施例】図１の脱硫設備において、重油ボイラーガス
（平均で１０，０００Ｎｍ³／ｈｒ、ＳＯｘ：１３００
ｐｐｍ、１８０℃）の脱硫のため、Ｍｇ（ＯＨ）₂：３
４ｋｇ／ｈｒを使用する。上段の吸収部１３として、テ
ラレット（商品面）の充填物を２ｍまで積み上げ、下段
の吸収部１２は多孔板（シーブトレー）を３段設け、循
環ポンプ２８は４０ｔｏｎ／ｈｒ、注入ポンプ２９は１
５ｔｏｎ／ｈｒで循環させ、第１の液槽１４から第２の
液槽１５へは１５ｔｏｎ／ｈｒをオーバーフローさせ
る。また、第１の液槽１４のＰＨは５．５、第２の液槽
１５のＰＨは７．０に設定した。

【００６３】この結果、下段の吸収部１２の出口ＳＯｘ
（図１のＡ部）は８０ｐｐｍ、上段の吸収部１３の出口
ＳＯｘ（図１のＢ部）は１〜２ｐｐｍを常時示した。ま
た、抜き出し液量は、排液ポンプ４４で０．５８ｔｏｎ
／ｈｒ、運転塩濃度は約１２％（ＭｇＳＯ₄）で稼働で
きた。従って、高濃度ＳＯｘのガスを極めて低いＳＯｘ
濃度まで脱硫することが１塔式で行え、しかも、運転塩
濃度（ＭｇＳＯ₄濃度）は第２の液槽の濃度調整により
１２％と高濃度運転が可能となった。また、吸収液の槽
内（ＭｇＳＯ₃＋Ｍｇ（ＨＳＯ₃）₂）濃度は、ほぼ０．
３２％程度を維持し、ＭｇＳＯ₃の析出濃度（０．９
％）以内で対応できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す排ガス脱硫設備の
概略図

【図２】従来の［Ｉ］方式と［ＩＩ］方式との単純組み
合わせ式脱硫設備の概略図

【図３】従来の［Ｉ］方式の排ガス脱硫設備の概略図

【図４】従来の［ＩＩ］方式の排ガス脱硫設備の概略図

【符号の説明】

１１吸収塔１２下段吸収部１３上段吸収部１４第１の液槽１５第２の液槽１６循環路１７注入路１８濾過機２４隔壁２６導液板２８循環ポンプ２９注入ポンプ３１第１のアルカリ剤補充路３２水補充路３３ＰＨ制御部３４調整弁３５水量制御部３８アルカリ剤補充路３９ＰＨ制御部４０調整弁４２高圧ブロワー４３スパージャー４４排液ポンプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｍｇ型アルカリ剤を使用する排ガス脱硫設
備であって、吸収塔の上部に上下２段に設けられた向流
式の吸収部と、前記吸収塔の下部に設けられた２つの液
槽と、前記下段の吸収部に前記第１の液槽からの循環液
を注加する循環路と、前記第２の液槽でＳＯ₃イオンを
酸化して、ＳＯ₃イオンをほとんど含まなくなった液を
前記上段の吸収部に注加するための注入路とを備え、前記上段の吸収部を降下した液が下段の吸収部の上部に
注加されると共に、これら上下の吸収部を降下した液が
前記第１の液槽に降下するように構成された排ガス脱硫
設備。
【請求項２】前記下段の吸収部の下方に、降下した液を
前記第１の液槽にのみ導く導液板が形成された請求項１
記載の排ガス脱硫設備。
【請求項３】前記第１の液槽の余剰液が第２の液槽に導
かれる請求項１又は２記載の排ガス脱硫設備。
【請求項４】Ｍｇ型アルカリ剤を使用する排ガス脱硫設
備であって、吸収塔の上部に上下２段に向流式の吸収部
が設けられ、下段の吸収部にＳＯ₃イオンを含む循環液
を注加させ、上段の吸収部には酸化してＳＯ₃イオンを
ほとんど含まない液を注加させて、この液を前記循環液
に連続的に混合させることにより、ＭｇＳＯ₃の析出を
防止するようにした排ガス脱硫設備。