JPS59225723A - 湿式石灰石こう法排煙脱硫装置における種晶スラリ供給方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 および／又は炭酸カルシウム（以降ＣａＣＯ３）〜を用
いて、排煙に含１れる硫黄酸化物（以降ＳＯｘ　）を除
去する湿式排煙脱硫装置に関する。

Ｃａ（ＯＨ）２又はＣａＣＯ３のス２りを用いて、排煙
中のＳＯｘを除去する脱硫方法においては、排煙洗浄装
置（以降スクラバー）内で生成する石こうがスクラバー
の内部にスケールとなって堆積するという困難な問題が
あり、スケールトラブル対策が、最も重要な、技術要因
である。このスケールトラブルｉ策として種晶供給すな
わちスクラバーの洗浄液に、ある所定毒以上の種晶石こ
うを添加する事により、スクラバー内で生成する石こう
を、当種晶石こうの結晶表面に析出。

成長させる事により、スクラバーの内部への析出を防止
するというスケール防止対策が、非常にすぐれた対策と
して、広く実用化されている。

本発明は、このような、スクラバー内でのスケールトラ
ブルを防止する重要な技術要因である種晶供給方法に関
する発明である。

Ｃａ（ＯＨ）２又はＣａＣＯ３スラリにより、排煙中の
ＳＯｘを除去する方法では、洗浄液に、亜硫酸力ルンウ
ム（以降Ｃａ５Ｏ３）および、硫酸カル／ラム（以降Ｃ
ａ５Ｏ，）が生成し、いずれも溶解度が小さいのでその
大部分は、各々同相に析出し、液中に懸濁している事は
、よく知られた事実である。

以下に、従来例のスケールトラブルを更に詳しく説明す
る。

図−１は、従来の方法についてそのフローを図示したも
のである５、 例えば１石炭だきボイラからの排ガスは、排ガス入ロタ
リド１からスクラバ３に導入され。

スクラバ３の入口部分で、洗浄液によって冷却。

除じんされる。勿論スクラバーに入る前に、別置きされ
た冷却、除しん装置で排ガスを冷却除じんする方法も従
来知られており１本発明は同様に適用できる。排ガスの
冷却のために、洗浄液の水分が一部蒸発するが、メイク
アップ水２によって補給される。続いて、排ガスは、ス
クラバ３の本体部分で、斐に冷却除じんされると同時に
、排ガス中のＳＯｘは、洗浄液に吸収される。

吸収剤にＣａＣＯ３を使用した場合の反応は次の通りで
ある。

Ｃａｓｏ３＋ＳＯ□＋Ｈ２Ｏ−＋Ｃａ　　＋２Ｈ８０３
（ａ）Ｈ８Ｏ３−＋−＞Ｏ□　　→Ｈ＋５Ｏ４−（ｂ）
Ｃａ　　＋ＳＯ−−＋Ｃａ５Ｏ（ｃ） ＣａＣＯ３＋Ｈ８Ｏ３＋Ｈ−＋ＣａＳＯ３＋Ｈ２０＋Ｃ
Ｏ２（ｄ）Ｓｏ３＋Ｈ２０−＋　２Ｈ−１−５Ｑ４２−
　　　　　　　（ｅ）即ち、スクラバで生成しだＣａＳ
Ｏ３は吸収したＳ０２と（ａ）式でＣａ　　とＨｓｏ；
　　となるが、とのＨ８Ｏ３−の一部は排ガス中の０□
により酸化されて（ｂ）式に示すように、　Ｈ”＋ＳＯ
４”−になる。

又、　Ｈ３Ｏ３−とＨ＋は吸収剤であルＣａＣＯ３テ中
和され（ｄ）式に示す通り、　ＣａＳＯ３とＨ２０とＣ
０２となりＣＯ２はガスに放散される。生成したＣａ　
　と５０２−は、濃度が高くなると、（Ｃ）式に示すと
おりＣａＳＯ４となって、　ＣａＳＯ３と同様、固相に
析出する。

なお、　ＣａＳＯ４とＣａＳＯ３の生成割合は排ガス中
の０２によって生成するＳ０４”−の量によってきする
ものである。

洗浄液は循環ポンプ１８によって循環配管４を通じてス
クラバ３に供給され、排ガスと接触している。ＣａＣＯ
３又はＣａ（ＯＨ）２の吸収剤は配管１３よす常時供給
され、洗浄液中のＣａＣＯ３濃度を一定に保持している
。洗浄液の一部は配管９を通じて酸化装置５に送られて
いる。この抜き出し量はスクラバ３内の洗浄液レベルを
一定にするようにレベル調節計１１と調節弁１２によっ
て制御されている。酸化装置５では空気又は酸素を含む
ガスが配管７を通じて供給され、抜き出した洗浄液中の
ＣａＳＯ３を酸化してＣａＳＯ４を生成している。この
時、空気又は酸素を含むガス中の酸素は抜き出した洗浄
液中のＣａＳＯ３量に比例して消費される。空気又は酸
素を含むガス流量は一定になるように流量調節計１９と
調節弁２０に制御されている。また使用済の空気又は酸
素を含むガスは配管１０を通じて酸化装置５より取り出
されている。

酸化装置５においてスラリ中のＣａＳＯ３が酸化され、
固相の大部分がＣａＳＯ４となったスラリの一部は種晶
スラリとして配管６を通じてスクラバ３に供給し、洗浄
液中のＣａＳＯ４濃度を高めている。なお種晶スラリ流
量は一定となるように流量調節計１４．調節弁１５によ
って制御されている。

また、酸化装置５内のスラリレベルは一定となるように
レベル調節計１６と調節弁１７によって配管８から抜き
出されるスラリ流量を操作している。

先に述べたようにスクラバ中のスケール付着を防止する
には洗浄液中の種晶濃度すなわち石こう（ＣａＳＯ４）
濃度を所定濃度以上に保持する必要がある。種晶スラリ
のスクラバ３への供給は洗浄液中のＣａＳＯ４濃度をあ
げる効果がある。ところが、従来法では種晶スラリ流量
を定量供給（７） しているだけで、　ＣａＳＯ４濃度は制御していないだ
め、常に所定濃度以上であるという保証はなく、場合に
よっては所定濃度以下となり、スクラバ内にスケールが
付着するという危険性があった。例えば排ガス中の０２
濃度が小さくなると５０２−　の生成量が減るのでスク
ラバ３内でのＣａ５Ｏ，の生成が少なくなり、逆にＣａ
ＳＯ３の生成が増える。このためスクラバ３内のＣａＳ
Ｏ４濃度が小さくなるので、所定濃度以下になることが
考えられる。

本発明は従来法の以上欠点を是正することを目的に考案
されたものであり、洗浄液中のＣａＳＯ４濃度を一定に
制御していかなる運転条件でも所定濃度以上に保持する
ことによってスクラバ内へのスケール付着を防止するこ
とができるものである。

本発明の一実施例を具体的に示したのが図２である。

まず洗浄液中のＣａＳＯ３〕度の測定原理につい（８） て説明する。

排ガスより吸収される硫黄酸化物の量は（１）式％式％ ただし、ここでΔＳは、吸収した硫黄酸化物（Ｋ９ｍｏ
ｉ／Ｈ）　、　Ｇはスクラバ導入前の排ガス量（Ｋｙｍ
ｏｌ／Ｈ〕、ｙＳＯ２は未処理排ガス中の硫黄酸化物濃
度〔−〕、η８ｏ２は脱硫率〔−〕を示す。

スクラバ３に供給されるイオウ化合物は（１）式の他に
配管６より供給される種晶スラリかある。

壕だ、スクラバ３から抜き出される洗浄液は配管９のみ
であり、抜き出される硫黄化合物は前に述べたようにＣ
ａＳＯ４とＣａＳＯ３と考えられるので、静的な状態で
はマスバランスより（２）式の関係が成立する。

ΔＳ＋Ｆ’　（ＣａＳＯ４）’　＝　Ｆ’（［：ＣａＳ
Ｏ４］＋ＣＣａＳＯ３：］　）　・＝　１２１［Ｃａ５
Ｏ４）’＝（ＣａＳＯ４）十（ＣａＳ０３：ｌ　　　　
　・１２ｒとこでＦは配管９の抜き出し洗浄液の流量（
、／／）Ｉ　）。

〔ＣａＳＯ４〕は、洗浄液中のＣａＳＯ４モル濃度Ｖ？
　ｍｏｌ／ｍ’〕。

〔ＣａＳＯ３〕洗浄液中のＣａＳＯ３モル濃度（Ｋｙｍ
ｏｌ　／　？？１１：］　。

Ｆ′は配管６の種晶スラリ流量（ｔｒ？／Ｈ）　、ＣＣ
ａ　ＳＯ４〕’は種晶スラリのＣａＳＯ４濃度（Ｋｇｍ
ｏ　ｌ　／　ｍ’　、１゜酸化装置５でＣａＳＯ３が酸
化され、　ＣａＳＯ４になっても硫黄酸化物としての合
計は変化しないのでＣ２）１式が成立することがわかる
。

次に酸化装置５の配管１０の使用後の空気又は酸素を含
むガス中の０２濃度と洗浄液中のＣａＳＯ３モル濃度に
は次の関係がある。酸化装置５での酸化ガスを空気とし
て説明する。

酸化装置５に配管９を通じて流入するスラリ中のＣａＳ
Ｏ３モル濃度を（ＣａＳＯ３）（Ｋｙｍｏｌ　／ｒｒ？
　）とし。

流入流量をＦ（ｉ／Ｈ）とし、酸化装置５でのＣａ５ｏ
　３の酸化率をαとすると、酸化装置５で酸化してＣａ
ＳＯ４となるＣａＳＯ３の量Ｚ　（Ｋｆｍｏ　ｌ／Ｈ）
は（３１式となる。

２＝α　・　Ｆ　・　〔ＣａＳＯ３〕　　　・・・　（
３）この時消費される酸素量Ｚ’　（Ｋｑｍ、ｏｌ　／
　、Ｈ）はモル比で酸化したＣａＳＯ３の量の半分で良
いので、（４１式となる。

Ｚ′＝！Ｚ−！俸α・Ｆ・（ＣａＳＯ３：］　　＝−ｔ
４）２ 他方酸化装置５に配管７より供給する空気の流ｆｉｔ　
Ｆａｉｒ　（Ｋｑｍｏｌ　／　Ｈ）　ｒ酸素濃度ｘ、（
−）とすると供給される酸素量Ａ　（Ｋｆｍｏｌ　／　
Ｈ）は（５）式となる。

Ａ　＝　Ｆａｉｒ−ｘ　　　　　　　　…（５）＋４＋
、＋５＋式より配管１０よりでていく酸素計Ａ’　（Ｋ
ｇｍｏｔ　／　Ｈ）は（６）式となる。

Ａ’＝　Ａ　−Ｚ’＝Ｆａｉｒａｘ、−２＊α・Ｆ・〔
ＣａＳＯ３〕・・（６）１だ、酸化装置５では酸素のみ
消費し、その他のガスは消費しないので、酸素を除くそ
の他のガスの量Ｃ（ＫＬｉｍｏ　＋／Ｈ）は配管７．配
管１０で同量である。

Ｃ＝　Ｆａｉｒ　（１−ｘ、　）　　　　　　　　　　
　　　−ｆ７１配管１０でのＯ２濃度ｘ２１−）は（８
）式となり。

Ａ′ Ｘ・−Ｔ同　　　　　　　　　　　　−＋８１（６＋　
＋７１式を代入すると（９）式となる。

（９）式より〔ＣａＳＯ３〕を求める式に変形すると（
１０）式となる。

＋１１式において配管１０のＯ２濃度と洗浄液中のＣａ
ＳＯ３濃度の関係が求まった。

ｉｌ＋　＋２１　＋２１’　＋ＩｆＩ式より洗浄液中の
ＣａＳＯ４濃度を求めると（１１）式となる。

通常脱硫率ηｓ０２を一定にするように運転しているの
で定数とみなすことができる。

１だ、ボイラ燃料に含まれるイオウ含有率が一定のとき
排ガス中のＳＯｘ濃度濃度ｏ２け一定とみなすことがで
きる。排ガス流量はボイラの負荷によって変動するが、
排ガス流量とボイラ負荷の間には強い相関があり１図３
に示すような関係がある。この関係を関数の形であられ
したのが０２式である。

Ｇ　＝　ｆｏ（ｗ）　　　　　　　　　・・・（抑型だ
、配管７の空気流量Ｆａｉ　ｒは制御しているので、定
数とみなし、酸化率αも定数とする。空気のＯ２濃度Ｘ
１は言うまでもなく一定である。

以上より、定数部分をまとめると（１１）式は（１（資
）式となる。

ただし　ｆ２（Ｗ）＝ｙＳ０２・ηＳＯ２・ｆｏ（ｗ）
　　’・・＋１４１２Ｆ１ａｉｒ　Ｘｌ−Ｘ２ ”ｆ（ｘ２）＝　”−□　　　・・・＋１５１α　１−
Ｘ２ したがって、’　＋１３１式よりボイラ負荷Ｗ、配管１
０の使用済空気のＯ２濃度Ｘ２　＋配管９の抜き出し洗
浄液流量Ｆ、配管６の種晶スラリ流量Ｆ′を測定するこ
とによって洗浄液のＣａＳＯ４濃度が求まることがわか
る。このＣａＳＯ４濃度を一定にするように種晶スラリ
流量を加減するようにしたのが本発明である。

具体的に第２図によって説明する。

ボイラ３０においてボイラ負荷を検出器２４で測定する
。ボイラ負荷のかわりにボイラ負荷と比例関係のボイラ
燃料流量を測定して使用してもよい。ここではボイラ負
荷を用いた場合について説明する。前記検出器２４で測
定したボイラ負荷信号を関数発生器の２３に入力する。

関数発生器■２３は（１４１式に示す関数ｆ２（ｗ）を
発生するようにあらかじめ設定しているものとする。

配管１０にＯ２濃度計２１を設置し、０２濃１ｆＸ２を
測定し、このＯ２濃度信号を関数発生器■２２に入力す
る。関数発生器には＋１５１式に示すｆ（ｘ２）を発生
する関数が組み込まれている。配管９に流量計２７を設
置し抜き出し流量Ｆを測定し、また配管６に流量計３２
を設置し種晶スラリ流量Ｆ′を測定する。この２つの流
量信号を減算器■３３に入力し、前記関数発生器の２３
の出力信号と前記減算器■３３の出力信号を除算器■３
４に入力する。さらに、前記関数発生器■２２の出力信
号と前記流量計２７の流量信号を除算器■２８に入力す
る。前記除算器■３４の出方信号と前記除算器■２８の
出カ信−づを減勢−器２６に入力する。

前記減算器■２６の出力信号は（１３ｉ式の右辺の値を
示すことになる。したがって、前記減算器■２６の出力
信号は洗浄液のＣａ５Ｏ，濃度と等価である。前記減算
器■２６の出力信号を調節計２８の制御量として入力し
、調節側□２８の出方信号で配管６の種晶スラリ流量を
操作する。種晶スラリ流量を操作するとき、第２図のよ
うに流量調節計１４と調節弁１５で種晶スラリ流量を制
御し、前記流量調節計１４の設定値を前記調節計２８の
出力信号で変化さすカスケード結合方式、又は調節計２
８の出方信号で直接調節弁１５を作動さす方式のいずれ
でもよい。前記調節計２８の設定値をスケールが発生し
々いある所定量以上のＣａ５Ｏ，濃度に設定しておけば
。

いかなる運転条件でも洗浄液のＣａ　ＳＯ４濃度は所定
量以上に保持され、スケールは発生しない。

以上本発明を一実施例にもとづいて、具体的に説明した
が１本発明はこの実施例に限定されるものではなく、要
はボイラ負荷又は燃料流量酸化装置からでる空気又は酸
素を含むガス中００□濃度、洗浄装置から抜き出し酸化
装置に導入する洗浄液流量、酸化装置から洗浄装置に供
給する種晶スラリ流量の４項目を測定しｆ１３１式に示
す演算を行ない、その演算結果を一定に制御するように
前記酸化装置から洗浄装置に供給する種晶スラリ流量を
操作するものであればよい。

例えば、ａＪ式に示す演算は電子計算機で行なってもよ
い。また１種晶スラリ流量計３２を種晶スラリ流量調節
計１４とは別にしたが２種晶スラリ流量調節計１４から
流量信号がとり出せる構造であれば１種晶スラリ流量計
３２を省略してもよい。

このような構成により１本発明によればスクラバ内洗浄
液中のＣａ２Ｏ３濃度を一定に保つことができ、ひいて
は、スクラーバ内へのスケールの付、着を防止すること
ができるという効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来法、第２図は本発明の一実施態様例を示す
。第３図はボイラ負荷と排ガス流量の関係の一例を示す
。 １・・・排ガス入口ダクト、２・・・メイクアップ水。 ３・・・スクラバ、４・・・循環配管、５・・・酸化装
置。 ６．７，８，９．Ｉ　Ｏ・・・配管、　　１１．　１６
・・レベル調節計、　　１２．　１５．　１７．　２（
１・・調節弁。 １４．１９・・・流量調節計、１８・・・循環ポンプ。 １３・・・吸収剤供給ライン、２１・・・ｏ２濃度計、
２２゜２３・・・関数発生器、２４・・・ボイラ負荷検
出器。 ２６．３３・・・減算器、２８；　　３４・・・除算器
、２９・・調節計、３０・・・ボイラ、ゎ訟＝養＃＃、
　　２７　。 ３２・・・流量計。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水酸化カルシウムおよび／又は７炭酸カルシウムを含む
   スラリを用いて、排煙を洗浄し、排煙中の硫黄酸化物を
   除去する湿式排煙処理装置で、洗浄装置から洗浄液の一
   部又は、全部を抜き出し、空気又は酸素を含むガスを供
   給して酸化する酸化装置に導入し、排煙から洗浄液に吸
   収された硫黄酸化物を酸化した後、当該石こうスラリの
   一部を種晶スラリとして再び上記洗浄装置に供給する方
   法において、前記排煙を発生するボイ２の負荷又は燃料
   流量を測定し、前記負荷又は燃料流量の信号をあらかじ
   め設定された関数を発生する関数発生器■に入力し、一
   方前記酸化装置から出る使用済空気又は使用済酸素を含
   むガスの酸素＃に度を測定し、その酸素濃度信号をあら
   かじめ設定−された関数を発生する関数発生器■に入力
   し、さらに前記洗浄装置から抜き出し、前記酸化装置に
   導入する洗浄液流量と前記酸化装置から前記洗浄装置眞
   供給する種晶スラリ流量を測定し、前記洗浄液流量信号
   と種晶スラリ流量信号を減算器■に入力し、前記関数発
   生器■出力信号と前記減算器■の出力信号を除算器■に
   入力し１寸だ前記関数発生器■の出力信号と前記洗浄液
   流量信号を除算器■に入力し、前記除算器■の出力信号
   と前記除算器■の出力信号を減算器■に入力し、その減
   算器■、の出力信号を制御計とし、前記酸化装置から洗
   浄装置に供給する種晶スラリ流量を操作数として前記減
   算器出力信号値を一定に制御することを特徴とする湿式
   石灰石こう法排煙脱硫装置における種晶スラリ供給方法
   。