JPS621440A - 湿式排煙脱硫装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は湿式排煙脱硫装置に関し、特に硫黄酸化物を含
有する排ガス中のばいじんおよび硫黄酸化物を除去し、
同時に副生物として石こうを回収するに好適な湿式排煙
脱硫装置に関するものである。

（従来の技術） 従来、湿式排煙脱硫装置としては、アルカリ金属、アル
カリ土類金属の水酸化物、炭酸塩、亜硫酸塩、酸化物（
特にカルシウム化合物）の水溶液ないし懸濁液（以下、
吸収液または吸収剤スラリと称する）を用いて、排ガス
中の硫黄酸化物（以下、ＳＯｘと称する）を吸収除去し
、副生品として安定な硫酸塩（特に亜硫酸カルシウムま
たは石こう）を回収する方式が一般的である。

従来、この種の湿式脱硫装置は、排ガスの冷却および除
じんを行う除じん塔と、前記除じん塔を出た排ガス中の
硫黄酸化物をカルシウム系吸収剤スラリに吸収させて除
去する吸収塔と、該吸収塔から排出されたスラリ中の亜
硫酸カルシウムを酸化して石こうとする酸化塔とから基
本的に構成されていた。

しかしながら、このような装置は、それぞれの反応塔を
要し、設備費および用役費が多くかかるという欠点があ
る。

そこで本発明者らは、従来の装置を簡素化したー塔式の
脱硫装置を提案した（特願昭５９−２８７６４号）。こ
の装置はガスの冷却、除じん、ＳＯｘの吸収除去、同伴
ミストの除去および亜硫酸塩の酸化を一つの塔で行うよ
うにしたものである。

この装置の一例を第６図に示す。ボイラ等の排ガス１は
、吸収塔下部の除じん部３４へ導びかれ、ここで除じん
、冷却、一部脱硫された後、吸収部３５へ導入される。

ここで排ガス中のＳＯｘはカルシウム系吸収剤を含むス
ラリにより最終的に除去された後、排ガスは同伴ミスト
をデミスタ−４により除去され、吸収部３５から排出さ
れる。一方、吸収剤は、吸収塔循環タンク３８に供給さ
れ、吸収部循環ポンプ３９により吸収部３５のスプレノ
ズル２２から排ガス中にスプレされ、ＳＯＸを吸収した
後、受け器（コレクタ）３３で捕集され、下降管４０に
より吸収部循環タンク３８に戻され、循環再利用される
。このスラリの一部は吸収剤スラリ　（ＣａＣＯ３）の
供給量に見合って除じん部循環タンク３６に抜出される
。除じん部循環タンク３６に供給されたスラリは、除じ
ん部３４でポンプ３７により循環され、スプレノズル２
２から噴出して排ガスと接触することにより、スラリ中
の未反応石灰石が消費される。除じん部循環タンク３６
には空気供給管３０から除じん部循環タンク３６内に空
気が供給され、さらに空気供給管３０の上部には酸化用
スクリーン３１が設置され、除じん部循環液（すなわち
塔内でＳＯｘを吸収し、ｐＨが低下した循環液）と空気
を効率よく接触させることにより、ＳＯｘの吸収により
生成した亜硫酸カルシウムを酸化し、石こうとする。こ
の石こうを含むスラリの一部は、除じん部循環ポンプ３
７により導管１３を経て石こうを濃縮、分離する次工程
（シラフナ、遠心分離機）に抜出され、石こうは付着水
１０％以下の粉体として回収される。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記装置においては、酸化に適したｐＨ
域にある除じん部循環タンク３６のみに酸化用空気を供
給して亜硫酸カルシウムを酸化するため、除じん部循環
タンク３６内のスラリの滞留時間を長くとる必要があり
、また酸化用空気を多量に必要とするという問題がある
。

本発明の目的は、上記−基或の湿式排煙脱硫装置におい
て、吸収系統でも亜硫酸カルシウムの酸化機能をもたせ
、除じん部循環タンクの大型化や酸化用空気量の増大を
必要としない湿式排煙脱硫装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、硫黄酸化物を含む排ガスの入口ダクトおよび
処理ガスの出口ダクトを有する塔本体と、塔本体に入っ
た排ガスの上流側に設けられた除じん部循環液のスプレ
ノズルと、該スプレノズルの下方に設けられた除じん部
循環タンクと、該タンクに貯留された循環液をポンプに
より前記スプレノズルに循環させる手段と、前記塔本体
に入った排ガスの下流側に設けられたカルシウム化合物
を含む吸収剤スラリのスプレノズルと、該スプレノズル
の下方に設けられた該スラリの受け容器と、該受け容器
に入ったスラリを後記吸収部循環タンクに移送する下降
管と、移送されたスラリを貯留する吸収部循環タンクと
、該タンクのスラリをポンプにより前記スラリのスプレ
ノズルに循環させる手段とを有し、さらに前記下降管に
空気供給手段と気液接触手段を設け、該下降管内でスラ
リ中の亜硫酸カルシウムの酸化を行なうようにしたこと
を特徴とする。

典型的には、本発明は、吸収部の受け容器（コレクター
）に集められた吸収液を下降管で吸収部循環タンクへ落
下させる際の真空効果により大気中の空気を吸引させ、
下降管内に設けた気液接触器および吸収部循環タンク内
で亜硫酸カルシウムを酸化して石こうとするとともに、
吸収部循環タンクを密閉型とすることにより、吸収系か
らのオフガスを酸化用空気として除じん部循環タンクの
液中に供給できるようにし、除じん部でも亜硫酸カルシ
ウムの酸化を行なうようにしたものである。

本発明において、前記空気供給手段としては、前記下降
管にスロート部を形成し、該スロート部に適当な弁、例
えばチェック弁、制御弁または一般弁を有する空気流入
管を設けたものが代表例として挙げられる。該スロート
部はここを液が通過するときに流速が増加し、空気流入
管から空気を吸収する。この空気供給手段は、単に空気
を供給（吸引）するのみならず、気液混合を促進するか
、気液混合器を兼用するタイプのものが好ましい。

また下降管に設ける気液接触手段としては、該下降管内
において気液の混合作用を生じさせるようなものであれ
ばどのようなタイプのものでもよく、下降管をスラリか
落下する時の水頭圧の程度により、例えばオリフィス型
、スクリュー型などを選択することができる。この気液
接触手段は、前述のように空気供給手段を兼用したもの
でもよい。

本発明において、吸収部循環タンク内に挿入される下降
管の先端はタンク底部において水平接線方向に向けて配
置することが好ましい。このように配置すれば、空気の
混入した吸収液によって吸収部循環タンク保有液に旋回
流を生じさせるので、吸収部循環タンク内の気液接触効
果が高まり、該保有液中でも亜硫酸カルシウムの酸化を
行うことができる。

本発明においては、吸収部循環タンク内のオフガスは亜
硫酸カルシウムを酸化するのに充分な酸素分圧を有する
ので、該タンクを密閉型とし、該タンク内に流入した空
気をオフガス管を通して吸収部循環タンク上部から吸収
部循環タンクに供給し、再利用することが好ましい。ま
たこのオフガス管の先端を多岐管とし、各管端に気泡分
散器を設けて除じんと循環タンク保有液中に挿入し、該
タンク保有液中で亜硫酸カルシウムの酸化を行うことが
好ましい。この場合、前記オフガス管と除じん部室塔部
の間に安全弁を有する前記オフガスの逃がし配管を設け
、前記吸収部循環タンク内の圧力を所定値内に保つこと
が好ましい。

本発明において、除じん部（冷却部も含む）および吸収
部は同一塔内に設けられるが、吸収部の循環タンクは同
一塔内を区分して設けてもよく、また塔外に設けてもよ
い。

以下、本発明を図面に示す実施例によりさらに詳細に説
明する。

（実施例） 第１図は、本発明の一実施例を示す湿式排煙脱硫装置の
説明図である。図において、第６図と同一符号は同一部
分を示す。この装置は、硫黄酸化物を含む排ガス１の入
口ダクト５０および処理ガスの出口ダクト５２を有する
塔本体５４と、咳塔本体５４の入口ダクト５０から導入
された排ガスの上流側に設けられた除じん部循環液スプ
レノズル２２と、該スプレノズル２２の下方に設けられ
た除じん部循環タンク３６と、該タンク３６に貯留され
た循環液をポンプ３７により前記スプレノズル２２に循
環させる配管系統５６と、前記塔本体に導入された排ガ
スの下流側（塔上部）に設けられた吸収剤スラリのスプ
レノズル２２Ａと、該スプレノズル２２Ａの下方に設け
られた該スラリの受け容器（コレクタ）３３と、該受け
容器３３に入ったスラリを後記吸収部循環タンク３８に
移送する下降管４０（例えば長さ約２０ｍ）と、移送さ
れたスラリを貯留する吸収部循環タンク３８と、該タン
ク３８のスラリを吸収部循環ポンプ３９により前記スプ
レノズル２２Ａに循環させる配管系統５８とを有してい
る。

塔本体５４は、底部が循環タンク３６を形成している除
じん部３４と、その上部に形成された吸収部３５とから
なり、底部の除じん部循環タジク３６には攪拌器３２が
設けられ、また該タンク３６と排ガス人ロダクｌ−５０
の間には亜硫酸カルシウムを含むスラリと空気との接触
効果を高めるための酸化用スクリーン３１が設けられ、
また吸収部３５の受け容器３３とその上部の吸収液のス
プレノズル２２Ａの間には気液接触効果を高めるための
スクリーン６４が設けられ、さらにスプレノズル２２Ａ
の上方にはデミスタ４が設けられている。また除じん部
循環タンク３６には該タンク３６内の保有液中に空気を
供給するための空気配管３０が設けられ、また循環液ラ
イン５６はその一部を取り出して図示していないシラフ
ナおよび遠心分離器へ送るための配管１３が設けられて
いる。

一方、吸収部循環タンク３８にはカルシウム化合物（主
としてＣａＣ０コ）からなる吸収剤スラリの供給配管６
６が設けられ、また吸収部循環タンク３８の循環ライン
５８には、その一部をバイパスして除じん部循環タンク
３６に供給するライン６８および弁７０が設けられてい
る。

前記下降管４０の上端は、吸収剤スラリの受け容器３３
の下端に設けられた吸収液溜４５に連結され、その上部
に径が狭まったスロート部６０と該スロート部６０に空
気を吸入するための空気取入管４１およびチェック弁４
６が設けられ、その下流側には気液混合手段としてのオ
リフィス４２が設けられている。該下降管４０の下端は
、吸収部循環タンク３８の底部において水平接線方向に
配置されており、該タンク３日内に設けられた攪拌器６
２の作用とともに該タンク３８内に旋回流を生じさせる
ようになっている。吸収部循環タンク３８には密閉蓋４
３が取り付けられ、該タンク３８の上部には除じん部３
４へ酸化用空気を導入するためのオフガス管４４が設け
られている。このオフガス管４４は除じん部３４内で多
岐に分岐され、その個々の管端には第２図に詳細を示す
ように気泡分散器４９が取りつけられ、除じん部循環タ
ンク３６の保有液中に挿入されるようになっている。ま
たオフガス管４４には分岐点により上流に、安全弁４８
を取り付けたオフガスの逃がし配管４７が設けられてお
り、この出口は除じん部３４に開口し、安全弁４８が作
動した時に噴出したオフガスが除じん部３４内に流入す
るようになっている。

以上の構成において、吸収部３５のスプレノズル２２Ａ
からスプレされた吸収液はスクリーン６４を通る間に排
ガス中のＳＯｘを吸収し、下方に落下して受け容器３３
で捕集された後、吸収液溜４５に集められ、下降管４０
を通して吸収部循環タンク３８に落下する。吸収液が下
降管４０を下降する際に、スロート部６０に取り付けら
れた酸化用空気の取り入れ管４１から該スロート部６０
のエゼクタ−効果により大気中の空気が下降管４０内に
吸い込まれる。吸い込まれた空気は該スロート部６０の
下流側に設けられたオリフィス４１によって流速が変化
することにより十分に気液が混合され、下降管４０内で
亜硫酸カルシウムの一部が酸化されて石こうを生成し、
次いで吸収部循環タンク３８内に酸化用空気とともに流
入する。

吸収部循環タンク３８内に流入した、空気を含んだ吸収
液は、第３図および第４図に示すように下降管４０の下
端から接線方向に噴出されると共に攪拌器６２による攪
拌力によって、空気の細粒は図に示すように螺旋状を描
いて保有液中を上昇する。このように空気が螺旋状に上
昇することにより、保有液中の空気の滞留時間が長くな
り、吸収部循環タンク３８内の亜硫酸カルシウムの石こ
うへの酸化が促進される。

降水管４０の空気取り入れ口から供給され、降水管４０
および吸収部循環タンク３８で亜硫酸カルシウムの酸化
に用いられた酸化用空気のオフガスは、除じん部循環タ
ンク３６の保有液中の亜硫酸カルシウムを酸化するに十
分な酸素分圧を有する。このため、このオフガスは、オ
フガス管４４および分岐管４４Ａを通して除じん部循環
タンク３６の保有液中に導入され、除じん部循環タンク
３６の酸化用空気の一部として有効利用される。

この場合、オフガス管４４を分岐して設けた逃がし配管
４７および弁４８により、吸収部循環タンク３８の内圧
が所定値内になるように制御される。

除じん部循環タンク３６内の分岐管４４Ａの管端には、
第２図に示すように多孔質の気泡分散器４９が設けられ
ているので、供給された空気は細粒化し、気液接触効果
を高めることができる。

除じん部循環タンク３６における亜硫酸カルシウムの酸
化速度は、第５図に示すように吸収液（ステ１月のｐＨ
に大きく左右されるが、ｐＨが約５以下では亜硫酸カル
シウムの酸化速度がほぼ一定になることが本出願人によ
って見出されている（特願昭５９−２８７６４号）。吸
収部循環タンク３８のｐＨは説硫性能との関係からｐＨ
を５．５〜６．５程度に制御されているため、除じん部
循環タンク３６と同様に吸収部循環タンク３８内にブロ
ア等により空気を吹き込んでも、第５図からもわかるよ
うに亜硫酸カルシウムの酸化速度が遅く、空気利用率が
低いことが予想される。ところが、本発明においては、
下降管４０に空気供給手段と気液混合手段を設けること
により、排ガス中のＳＯｘを接触吸収した直後の吸収液
、すなわちｐＨが約５〜５．５程度の吸収液と空気を接
触させるため、亜硫酸カルシウムの酸化速度が高くなり
、空気を有効に利用することができる。

一方、吸収部循環タンク３日内で亜硫酸カルシウムの酸
化に使用した空気のオフガスを除じん部３４に送って利
用することにより、空気の利用率をさらに高めることが
できる。この場合除じん部循環タンク３６内の保有液（
ｐＨ４，５〜５）中に分岐管４４Ａを挿入し、上記オフ
ガスをもぐらせることにより、より効果的な亜硫酸カル
シウムの酸化を行うことができる。

実施例によれば、吸収部３５でスプレー後の吸収液の有
する位置エネルギーを有効に利用し、下降管４０内で空
気を吸入し、混合して気液接触を行わせることにより、
吸収部循環タンク３８に空気を供給するためのコンプレ
ッサー、ファン等の補機類を設置する必要がなく、大気
中の空気の供給が可能となり、このため吸収系内でも亜
硫酸カルシウムの酸化を行うことができ、除じん部循環
タンク３６での亜硫酸カルシウムの酸化の負担を軽くす
ることができる。

第１図の実施例において、下降管４０のスロート部６０
および気液接触器４２は水平部に設けているが、これは
傾斜部または垂直部に設けてもよい。またこのスロート
部６０の形状は、ベンチュリ型、オリフィス型、パフフ
ル型（例えば涙滴形状の抵抗物を管内に設ける）等が考
えられる。また気液混合手段４２は図示するようなオリ
フィス型のほか前述のようにプロペラ型、その他の自己
攪拌型の形状が挙げられる。また下降管４０の下端に設
ける気泡分散器４９についても図示するような構造に限
定されず、種々の形状が考慮される。

（発明の効果） 本発明によれば、−塔底の湿式税硫装置において、吸収
部でスプレ後の吸収液が保有する位置エネルギーを有効
に利用し、コンプレッサー等の補機類を使用することな
く、吸収液中に大気中の空気を供給することができるた
め、少ない動力費用で、吸収系内でも亜硫酸カルシウム
の酸化を行なうことができる。特に下降管内に導入され
たスラリは循環タンク内よりもｐＨが低いので、高い酸
化速度で亜硫酸カルシウムを酸化することができる。ま
た吸収部循環タンク内のガスは酸化に必要な酸素分圧を
有しているため、これを除じん部循環タンクに供給する
系統を設けることにより、除じん部循環タンク内へコン
プレッサー等を用いて注入する酸化用空気量を少なくし
、空気の利用効率を高めることができる。

特に本発明の装置においては、吸収部において酸化最適
条件（ｐＨ５〜５．５である下降管内に大気中の空気を
吸入混合することにより、従来は吸収液の連絡管の機能
した有しなかった下降管に、亜硫酸カルシウムの酸化器
としての機能をもたせたた点で画期的なものといえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す湿式脱硫装置の説明
図、第２図は、第１図の■部の拡大図、第３図は、第１
図の装置における吸収部循環タンク内の気泡の流動状態
を説明する図、第４図はそのＩＶ−ＩＶ線に沿った矢視
方向の断面図、第５図は、除じん部循環タンクスラリの
ｐＨと酸化速度の関係を示す図、第６図は、本発明の先
願に係る一塔式の湿式脱硫装置の説明図である。 １・・・排ガス、４・・・デミスタ、２２Ａ・・・スプ
レノズル、３０・・・空気供給管、３１・・・酸化用ス
クリーン、３２・・・攪拌機、３３・・・受け容器買コ
レクタ））、３４・・・除じん部、３５・・・吸収部、
３６・・・除じん部循環タンク、３７・・・除じん部循
環ポンプ、３８・・・吸収部循環タンク、３９・・・吸
収部循環ポンプ、４０・・・下降管、４１・・・酸化用
空気取入管、４２・・・気液混合器（オリフィス）、４
３・・・密閉蓋、４４・・・オフガス管、４５・・・吸
収液溜、４６・・・チェック弁、４７・・・逃がし配管
、４８・・・安全弁、４９・・・気泡分散器、５０・・
・排ガス入口ダクト、５２・・・排ガス出口ダクト。 代理人　弁理士　川　北　武　長 第１図　　　　　第２図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）硫黄酸化物を含む排ガスの入口ダクトおよび処理
   ガスの出口ダクトを有する塔本体と、塔本体に入った排
   ガスの上流側に設けられた除じん部循環液のスプレノズ
   ルと、該スプレノズルの下方に設けられた除じん部循環
   タンクと、該タンクに貯留された循環液をポンプにより
   前記スプレノズルに循環させる手段と、前記塔本体に入
   った排ガスの下流側に設けられたカルシウム化合物を含
   む吸収剤スラリのスプレノズルと、該スプレノズルの下
   方に設けられた該スラリの受け容器と、該受け容器に入
   ったスラリを後記吸収部循環タンクに移送する下降管と
   、移送されたスラリを貯留する吸収部循環タンクと、該
   タンクのスラリをポンプにより前記スラリのスプレノズ
   ルに循環させる手段とを有し、さらに前記下降管に空気
   供給手段と気液接触手段を設け、該下降管内でスラリ中
   の亜硫酸カルシウムの酸化を行なうようにしたことを特
   徴とする湿式排煙脱硫装置。
2. （２）特許請求の範囲（１）において、前記空気供給手
   段として前記下降管にスロート部を形成し、弁を有する
   空気流入口を該スロート部に設けるとともに、前記気液
   接触手段として前記スロート部下流側に気液混合器を設
   けたことを特徴とする湿式排煙脱硫装置。
3. （３）特許請求の範囲（１）において、吸収部循環タン
   ク内に挿入された下降管の先端をタンク底部で水平接線
   方向に向けて配置したことを特徴とする湿式排煙脱硫装
   置。
4. （４）特許請求の範囲（１）において、吸収部循環タン
   クを密閉型とし、吸収部循環タンク内に流入した空気を
   該タンク上部から除じん部循環タンクに供給するオフガ
   ス管を設けたことを特徴とする湿式排煙脱硫装置。
5. （５）特許請求の範囲（４）おいて、前記オフガス管の
   先端を多岐管とし、各管端に気泡分散器を設けて除じん
   塔循環タンク保有液中に挿入し、除じん塔循環タンク保
   有液中で亜硫酸カルシウムの酸化を行わせることを特徴
   とする湿式排煙脱硫装置。
6. （６）特許請求の範囲（５）において、前記オフガス管
   と除じん部空塔部の間に、安全弁を有する前記オフガス
   の逃がし配管を設けたことを特徴とする湿式排煙脱硫装
   置。