JPS62225226A - 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、排ガス中から硫黄酸化物を吸収除去すると共
に、その吸収により生じた亜硫酸カルシウムを石膏に酸
化して回収する湿式排煙脱硫装置に関する。

〔従来技術とその問題点〕

湿式排煙脱硫においては、アルカリ金属、アルカリ土類
金属、アンモニウム等の水酸化物、炭酸塩、亜硫酸塩ま
たは酸化物の溶液または懸濁液を用いて排ガス中の硫黄
酸化物を吸収・除去し、副生品として安定な硫酸塩を回
収する方法が一般的である。

第２図により、カルシウム系吸収剤を用いて硫酸カルシ
ウム（石膏）を回収する従来技術について説明する。ボ
イラ等（図示せず）からの排ガス１は除塵塔入口ダクト
２から除塵塔３に導かれ、ここで除塵塔循環タンク４か
らのカルシウム化合物（ＣａＣＯ，等）を含む除塵用循
環スラリがスプレされることによって除塵・冷却される
。ついで飛散ミストがデミスタ５により除去された後に
吸収塔６に送られる。吸収塔６内では吸収塔循環タンク
７から抜出され、吸収塔循環ポンプ８を介して管路９か
ら供給されるカルシウム系の吸収用循環スラリがノズル
１０からスプレされ、排ガス中の硫黄酸化物が吸収除去
される。排ガス中の同伴ミストはデミスタ１１によって
除去され、清浄ガス１２がダクト１３を介して煙道へ導
かれる。

一方、硫黄酸化物を吸収したカルラム系吸収剤を含む吸
収用循環スラリは吸収塔６及び吸収塔循環タンク７内で
亜硫酸カルシウムになるが、この一部は吸収塔６内にお
いて排ガス中の酸素によって一部酸化されて石膏になる
。この吸収用循環スラリは吸収塔循環ポンプ８を介して
管路９から吸収塔内上部のノズル１０へ、またはブリー
ドポンプ１４を介して除塵塔循環タンク４会供給される
。

除塵塔循環タンク４内の除塵用スラリは除塵塔３内で排
ガスと気液接触し、排ガス中の硫黄酸化物を除去するこ
とによりスラリ中の未反応の石灰石の量を減じて副生石
膏回収系へ抜き出される。即ち、まず反応槽１５に抜き
出され、ここで硫酸１６を添加することによって含有さ
れる未反応ＣａＣ０１が石膏に転換され、また亜硫酸カ
ルシウムの酸化に好適なｐＨに調整される。このスラリ
は酸化塔供給ポンプ１７により酸化塔１８に供給され、
ここで亜硫酸カルシウムは空気１９によって石膏に酸化
される。得られる石膏スラリはシラフナ２０へ導かれ、
固液分離された後に遠心用分離機２１等で脱水され１石
膏２２が回収される。

固液分離及び脱水時の濾過水２３は石灰石スラリの調製
時に再使用される。硫黄酸化物の吸収剤である石灰石ス
ラリは石灰石スラリタンク２４において、石灰石２５、
濾過水２３及び補給水２６より調製され、ブリードポン
プ２７により吸収塔循環タンク７内に供給される。

このように、従来法では吸収塔６内での硫黄酸化物の吸
収過程で亜硫酸カルシウムを完全に石膏とすることは困
難であるため、吸収系で生ずる亜硫酸カルシウムを前記
の如く別途設けた酸化塔１８において石膏にする方法が
採用されてきた。

しかし、近年酸化塔１８を省略し、硫黄酸化物の吸収部
において硫黄化合物の硫酸カルシウムへの酸化を進めよ
うとする多くの方法が提案されている。その例として、
酸化触媒を利用する方法（特公昭５８−３６６１９号公
報）、吸収塔循環タンクや別途設けた反応槽に空気を吹
込む方法（特開昭５５−１１６４２３号公報。

同１１６４２４号公報、 特開昭５８−９８１２６号公報。

同９２４５２号公報、 同９５５４３号公報、 同１０４６１９号公報、 実開昭５８−９５２１８号公報）あるいは２段脱硫法（
特開昭５８−７４１２６号公報）を挙げることができる
。しかし、触媒を使用する方法では、これを高率で回収
しない限り経済的には成立せず、また空気吹込み法にあ
っては多量の空気を微細気泡として供給しない限り、従
来の酸イヒ塔１８に代わる程の速度で亜硫酸カルラムを
酸化することはできない。

これに対し、本発明者らは、先に、吸収塔６底部の吸収
塔の循環タンク７に取付けられた撹拌機２８の翼近傍に
空気を供給して微細気泡を発生させるという酸化方式を
採用すれば別途に酸化塔を用いなくても排ガス中の硫黄
酸化物を石膏として回収できることを確認している。本
方式においては吸収剤であるＣａＣＯ２を含む吸収用循
環スラリを吸収塔６内にスプレーすることによって硫黄
酸化物の吸収のみならずダストの除去をも同時に行うこ
とができる（ダスト混合方式）。ところで、亜硫酸カル
シウムの酸素酸化反応には微量の金属イオンが触媒とし
て作用することが知られているが、このダスト混合方式
においては鉄などの元素がダストに付随して吸収系に混
入することになり。

亜硫酸カルシウムの酸化を行う上では好ましい結果を与
える。

これに対し、排ガス中にＣＱ、Ｆなどを多量に含有する
場合には石膏の純度を低下させるため、別途に除塵部を
設け、この除塵部と吸収部のスラリの混合を抑えるダス
ト分離方式を採用することが望ましい。しかし、このよ
うにダスト分離方式を採用するとダストに付随して吸収
系に混入して来る触媒物質の量は著しく少なくなり、従
って亜硫酸カルシウムの酸化速度も低下する結果となる
。

本発明の目的は、別途に酸化塔を設置することなしに排
ガス中の硫黄酸化物を高効率で石膏として回収でき、し
かも排ガス中のダストは石膏中に混入しないようにして
高純度の石膏を得ることのできる湿式排煙脱硫装置を提
供するにある。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明は、カ
ルシウム系化合物を含有する除塵用循環スラリと排ガス
とを気液接触させて排ガス中のダストを除去する除頭部
と、塔底部に設けた吸収塔循環タンク内に貯溜したカル
シウム系化合物を含有する吸収用循環スラリを塔上部か
らスプレして前記除頭部を通過した排ガスと気液接触さ
せて硫黄酸化物を吸収除去すると共に該吸収塔循環タン
ク内のスラリ中に微細気泡を供給して前記硫黄酸化物の
吸収によって生じる亜硫酸カルシウムを石膏に酸化する
吸収・酸化部を備えた湿式排煙脱硫装置において、除塵
用循環スラリを除塵部から吸収・酸化部に供給する連通
ラインを設けることにより、亜硫酸カルシウムの酸化触
媒になる金属イオンを除塵用循環スラリの吸収・酸化部
への一部供給により有効に利用し、生成する石膏の純度
を低下させる成分の吸収・酸化部への流入は防止するよ
うにしたものである。

〔実施例〕

第１図に示した如く、ボイラ等からの排ガス１は除塵部
の除塵塔入口ダクト２から除塵塔３に導かれ、ここで除
塵塔循環タンク４からの除塵用循環スラリがスプレされ
ることによって除塵・冷却され、ついで飛散ミストがデ
ミスタ５により除去された後に吸収・酸化部の吸収塔６
に送られる。

この吸収塔６内では吸収塔循環タンク７から抜き出され
、吸収塔循環ポンプ８を介して管路９から供給されるカ
ルシウム系吸収剤の吸収用循環スラリがノズル１ｏから
スプレされ、排ガス中の硫黄酸化物が吸収除去される。

排ガス中の同伴ミストはデミスタ１１によって除去され
、清浄ガス１２がダクト１３を介して煙道へ導かれる。

脱硫に供された吸収用循環スラリは吸収塔循環タンク７
中に落下するが１本発明の方法においては吸収塔循環タ
ンク７中に空気よりなる微細気泡２９が供給され、排ガ
ス中の硫黄酸化物の吸収によって生じた亜硫酸カルシウ
ムが酸化されるようになっている。吸収塔循環タンク７
内における亜硫酸カルシウムの空気酸化方式としては該
タンク７中に微細気泡が発生し、スラリ中の亜硫酸カル
シウムの量が所期の値（石膏を回収する場合には、亜硫
酸カルシウム含有量は通常０．５％以下）に抑えられる
限りいかなる方法であってもよい。具体的には第１図に
示した様に吸収塔循環タンク７内に設置された撹拌機２
８の翼近傍に微細気泡２９を供給する方法が１本目的に
合致する酸化速度を与える。本酸化方式によって吸収塔
循環タンク７内における亜硫酸カルシウムの完全酸化を
達成するためには撹拌翼２８の形状、撹拌速度、空気供
給量、スラリｐＨ等を適正化する必要がある。

このうち、スラリｐ　Ｈについては硫黄酸化物の吸収と
生成する亜硫酸カルシウムの酸化が所期の速度で進行す
る条件でなければならない。硫黄酸化物の吸収及び亜硫
酸カルシウムの酸化に対する適正ｐＨはそれぞれ５．５
以上及び４．０〜５．５とされており１両反応に共通な
適正ｐＨは５．５付近に限定されることになる。これに
対し、本発明者らは、吸収塔循環タンク７中に落下して
来るスラリ中の亜硫酸カルシウムは溶液状態にあり、こ
のタンク７内における酸化手段が適切ならばｐＨ６付近
においても亜硫酸カルシウムの酸化は充分に進行するこ
と、また、この酸化手段としては上記の撹拌翼２８に空
気を吹き付ける方法が好結果を与えることを確認してい
る。本発明は、これを更に改良したものである。

亜硫酸カルシウムの酸素酸化反応に対してはＦ　ｅ”、
　Ｍｎ”、　Ｃｏ”、　Ｃｕ”＋等の金属イオンが触媒
作用をすることがよく知られている。ここで、まずこの
金属イオンの働きについて説明する。

通常の湿式脱硫においては、使用する水、石灰石のほか
排ガス中のダストに伴なわれて、これら金属元素が吸収
系に混入してくるために、特に触媒イオンを意図的に添
加しなくても亜硫酸カルシウムの酸化は純水系における
よりも速やかに進行する、特にダスト混合方式において
は、従来、除塵部から抜き出された除塵用循環スラリか
酸化塔１８に導かれるために、Ｆｅ”＋を主体とするイ
オンの触媒効果が現われる。一方、ダスト分離方式の場
合にも、一部のダストは除塵部を通過して吸収部に混入
するほか、石灰石に起因する金属イオンも触媒として作
用する。また、いずれの方式においても亜硫酸カルシウ
ムを酸化塔１８において酸化すると次式に従って硫酸が
遊離してｐＨが低Ｃａ（ＨＳＯ，）、＋０１＋ＣａＳＯ
４＋Ｈ２Ｓｏ。

下するために、スラリ中に固体として存在していた触媒
イオンは酸化塔内で溶解することになる。

従って１石膏の分離母液は吸収剤の調製用に循環使用さ
れるので専用酸化塔を持つ限り、ダスト分離、ダスト混
合、いずれの方式においても酸化塔１８においては金属
イオンの触媒効果は発現することになる。

これに対し、同一塔内で硫黄酸化物の吸収と亜硫酸カル
シウムの酸化を行う方式のうちダスト混合方式の場合に
はダストに起因する金属元素が吸収−酸化系に混入する
ことになるが、ダスト分離方式の場合にはダストに起因
しての金属元素の混入量は極めて少量となる。また、吸
収と酸化が同一のＰＨ（５，５〜６．０）で行われ、専
用酸化塔を設置する場合のように酸が遊離する過程が含
まれないために、吸収塔循環タンク７内の吸収用循環ス
ラリ中の触媒イオンの濃度は他の方式よりも著しく低い
ものとなり、場合によっては亜硫酸カルシウムの酸化速
度が所期の値以下になる場合が現われる。

本発明は、このダスト分離方式の一塔式脱硫システムに
おける亜硫酸カルシウムの酸化速度を高める装置に関す
るものであり、吸収塔循環タンク７中の吸収用循環スラ
リを管路３０から除塵塔循環タンク４に供給する一方、
除塵用循環スラリの一部を連通ラインとなる管路３１を
通して除塵部から吸収・酸化部の吸収塔循環タンク７中
に供給することをその特徴とする。３２はブリードポン
プを示す。これにより、亜硫酸カルシウムの酸化触媒と
なる金属イオンが吸収・酸化部に供給されることになる
。この除塵用循環スラリの供給量は亜硫酸カルシウムに
対する酸化触媒能によって決定されるが、必要以上に多
量に供給すると吸収系のＣＱ等の濃度が増大することに
なるので好ましくない、吸収塔循環タンク７から抜出さ
れたスラリの一部は管路３３よりシラフナ２０へ導かれ
。

固液分離された後、遠心分離機２１等で脱水され。

石膏２２が回収される。固液分離及び脱水時の濾液２３
は石灰石スラリの調製等に使用される。なお、硫黄酸化
物の吸収剤である石灰石２５は石灰石スラリ調製タンク
２４中に添加され、濾過水２３及び補給水２６と混合さ
れて石灰石スラリとなってブリードポンプ２７を介して
吸収塔循環タンク７へ導かれる。

失産透エエ 直径８０ａａのポリ塩化ビニル製タンクに１０％の石膏
スラリを２５０Ｑを入れ、これにＣａ（ＨＳＯ，）、を
０．３５ｍｏ　Ｑ／Ｑ、Ｆａ　：　１．７ｐｐｍ、ｖ：
　１００ｐｐｂ、Ｃｕ　：　２０ｐｐｂｔＮｉ：２０ｐ
ｐｂ、Ｍｎ：４０ｐｐｂを含む溶液を１６．７Ｑ／ｈの
流量で供給した。このスラリのＰＨをＣａＣ０，粉末あ
るいは（１＋３）Ｈ２ＳＯ４を添加することによって５
．５に維持し、またタンク側面に取付けられた４台の撹
拌機（羽根径１２（１ｍ）に空気を１．２Ｎｒｒｌ’／
ｈ一台（合計４．８Ｎｎｉ’／ｈ）で供給するとともに
速度１．ＯＯＯｒｐｍで撹拌し、この人ラリを１６．７
　Ｑ／ｈの流量で抜き出した＜８Ｆ留時間１５ｈに相当
する）。

反応開始５，１０及び２０ｈ後の亜硫酸カルシウムの酸
化率はいずれも９９％以上であった。

尖嵐亘又工 実施例１の実験終了後にタンク内のスラリのＰＨを６．
０に調整したところ、５及び１０ｈ後の亜硫酸カルシウ
ムの酸化率はそれぞれ９９．１及び９８．８％であった
。

崖豊且１工 実施例１．においてＦｅ、Ｖ、Ｃｕ、Ｎｉ。

Ｍｎの供給を省略したところ、５及び１０ｈ後の亜硫酸
カルシウムの酸化率はそれぞれ９７．０及び９５．１％
であった。

共ＪＬｌ＝ 実施例１．において亜硫酸カルシウムを溶液でなく　Ｃ
ａ　Ｓ　Ｏ３・１／２Ｈ，Ｏ粉末を用いて供給したとこ
ろ、５ｈ後の亜硫酸カルシウムの酸化率は６０％であっ
た。

且笠且ユニ 実施例１．においてスラリのｐＨを６．０、また亜硫酸
カルシウムの添加をＣａＣ０，・１／２Ｈ，０によって
行ったところ、５ｈ後の亜硫酸カルシウムの酸化率は１
０％であった。

〔発明の効果〕

本発明によれば、除塵用循環スラリを除塵部から吸収・
酸化部に供給する連通ラインを設けることにより、排ガ
ス中に含まれていた亜硫酸カルシウムの酸化触媒となる
金属イオンを除塵用循環スラリの吸収・酸化部への一部
供給により有効に利用でき、それでいて生成する石膏の
純度を低下させる成分の吸収・酸化部への流入は防止す
ることができる。従って、別途に酸化塔を設置すること
なしに排ガス中の硫黄酸化物を高効率で石膏として回収
でき、しかも排ガス中のダストは石膏中に混入しないよ
うにして高純度の石膏を得ることができる。

すなわち、従来別々に行われてきた硫黄酸化物の吸収・
酸化の反応を同一塔内で実施でき、しかも高純度の石膏
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置の構成図を示し、第２図は従
来例の構成図を示す。 １・・・排ガス、　　　　４・・・除塵塔循環タンク、
６・・・吸収塔、　　　　　７・・・吸収塔循環タンク
、２２・・・石膏、　　　　２９・・・微細気泡、３１
・・・連通ライン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. カルシウム系化合物を含有する除塵用循環スラリと排ガ
   スとを気液接触させて排ガス中のダストを除去する除塵
   部と、塔底部に設けた吸収塔循環タンク内に貯溜したカ
   ルシウム系化合物を含有する吸収用循環スラリを塔上部
   からスプレして前記除塵部を通過した排ガスと気液接触
   させて硫黄酸化物を吸収除去する共に該吸収塔循環タン
   ク内のスラリ中に微細気泡を供給して前記硫黄酸化物の
   吸収によって生じる亜硫酸カルシウムを石膏に酸化する
   吸収・酸化部を備えた湿式排煙脱硫装置において、除塵
   用循環スラリを除塵部から吸収・酸化部に供給する連通
   ラインを設けたことを特徴とする湿式排煙脱硫装置。