JPS63336Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の技術分野］ 本考案は、湿式排煙脱硫装置に係り、特に、脱
硫処理後の排水処理のための消石灰の使用をなく
し或はこの使用量を減少させ、生成汚泥の減少を
図ることができる湿式排煙脱硫装置に関する。

［考案の技術的背景とその問題点］ 一般に、化石燃料の排ガスを脱硫処理した排水
中には、硫黄化合物のみならずフツ素などの有害
物質も溶解しているため、排水を廃棄放流するた
めには排水中から有害物質を除去する必要があ
る。

ここで第２図に基づいて従来の脱硫装置を説明
する。第２図は従来の湿式排煙脱硫装置を示す平
面図であり、ボイラ１などにおいて化石燃料を燃
焼することにより発生した排ガス２はまず吸収塔
３で石灰（CaCO₃など）を含有する吸収液で洗
浄され、硫黄酸化物が下記式に示す如く吸収除
去される。

CaCO₃＋SO₂＋1/2H₂O →CaSO₃・1/2H₂O＋CO₂↑ … 生成した亜硫酸カルシウム（CaSO₃・1/2
H₂O）は更に酸化塔４で空気酸化され、下記式
に示す如く石膏になる。

CaSO₃・1/2H₂O＋1/2O₂＋3/2H₂O →CaSO₄・2H₂O … 酸化塔出口の石膏スラリ液は分離機５に送ら
れ、ここで固形石膏分を分離回収する。分離機５
の濾液６の大部分は循環系７を介して吸収塔３へ
戻され、石灰を混入した後、吸収液として再利用
する。ところで、この吸収塔３、分離機５等を含
む循環系７内の吸収液中には、排ガスから吸収さ
れた塩素やフツ素のような溶解性不純物が次第に
蓄積され、その結果装置材料の腐蝕や化学的変化
が起こるので、塩素濃度が一定値以上にならない
ように分離機５からの濾液６の一部を排水８とし
て循環系外へ排出している。この排水８はまず受
入槽９に入り、この槽内に凝集剤やCa（OH）₂（消
石灰）を供給することにより微小な浮遊固形分を
凝集しフツ素イオン（F^-）をCaF₂へ固形化させ
る。次に、この排水を濃縮槽１０に送つて固形分
を集め汚泥１１として分離する。濃縮槽１０の上
澄液は抜き出され、これに炭酸ソーダ
（Na₂CO₃）や苛性ソーダ（NaOH）などの強ア
ルカリ剤を注入することにより、下記式に示
す反応によりCaイオン，Mgイオンが固定され、
弱アルカリ剤を生成する。

Ca²⁺＋Na₂CO₃→CaCO₃＋2Na⁺ … Mg²⁺＋2NaOH→Mg（OH）₂＋2Na⁺ … この際、液中に残留していたフツ素イオンは
Mg（OH）₂に吸着して共沈するのでこの上澄液中
にはフツ素イオンがほとんどなくなり、放流基準
以下となる。沈澱槽１２の上澄液はCOD（化学的
酸素要求量）吸着槽１３でCOD成分が除去され、
放流されている。

また、沈澱槽下部のMg（OH）₂，CaCO₃等の弱
アルカリ剤を含むアンダーフロー液は受入槽９に
戻されて、含有弱アルカリ剤がフツ素イオン除去
のために利用されているが、このアルカリ剤及び
生成沈澱物は最終的には濃縮槽１０の下部より汚
泥１１として排出される。

ところで、この従来法のプロセスにあつては次
の如き問題点がある。

フツ素イオンを除去するために、別途消石灰
を使用しなければならず薬品の費用が増大す
る。

CaF₂が汚泥として排出されるばかりでなく、
過剰に投入した消石灰により石膏（CaSO₄）や
炭酸カルシウム（CaCO₃）の固形分も生じ、
汚泥量が非常に増大していた。

吸収塔３、酸化塔４、分離機５を含む循環系
７内の吸収液PHが５以下になつて、これにより
排ガス中から捕集した不純物（HFガス、HCl
ガス、重金属など）が一層溶解し易くなつて濃
縮され、PHが更に低下して脱硫性能の低下や、
石膏の微小化といつた問題を引起こす場合があ
つた。

［考案の目的］ 本考案は、以上のような問題点に着目し、これ
を有効に解消すべく創案されたものである。

本考案の目的は、脱硫処理後の排水処理のため
の消石灰の使用をなくし或はこの使用量を減少さ
せ、生成汚泥の減少を図ることができる湿式排煙
脱硫装置を提供するにある。

［考案の概要］ 本考案は、酸化塔及び分離機を含む循環系を流
れる吸収液を排ガスと接触させて脱硫処理し、一
部を循環系から抜き出して強アルカリ剤を加えて
弱アルカリ剤を沈澱槽にて沈澱させた後、上澄液
を廃棄するようになした湿式排煙脱硫装置におい
て、酸化塔と分離機との間の循環系に中和タンク
を形成し、このタンクと沈澱槽との間に、沈澱槽
に沈澱する弱アルカリ剤を中和剤としてタンク側
へ供給する中和剤供給通路を形成し、もつて循環
系内を流れる吸収液を中和してフツ化カルシウム
（CaF₂）を石膏とともに沈澱させるようにしたこ
とを要旨とするものである。

［考案の実施例］ 以下に、本考案の好適一実施例を添付図面に基
づいて詳述する。

第１図は、本考案の好適一実施例に係る湿式排
煙脱硫装置を示す平面図である。

図示する如く３は排ガスと吸収液とを接触させ
て排ガスの脱硫脱塵処理を行うための吸収塔であ
り、この中へはボイラ１からの排ガス２を供給す
るようになつている。吸収液としてはCaCO₃，
Ca（OH）₂等の石灰が使用され、スラリー状の吸
収液が常時塔内に噴霧されている。上記吸収塔３
には脱硫後の吸収液の処理を行うために、吸収液
を循環させる循環系７が接続されている。この循
環系７には脱硫により生成された亜硫酸カルシウ
ムを石膏化する酸化塔４、生成した石膏を吸収液
から分離回収するための分離機５が順次介設され
ている。特に、本考案にあつてはこの酸化塔４と
分離機５との間の循環系７に中和タンク１４が介
設されており、後述する如くこのタンク内に炭酸
カルシウム等のアルカリ性の中和剤を供給するこ
とにより系内を流れる吸収液を中和し、液中のフ
ツ素イオンを固定するようになつている。

上記分離機５の排出側には系内を流れる吸収液
の一部を系外へ排出するための排出系１５が分岐
して接続されている。この排出系１５には、凝集
剤１６により浮遊固形分を凝集させるための受入
槽９、凝集した浮遊固形分を沈澱させて汚泥１１
として分離除去するための濃縮槽１０、この槽よ
り抜き出した上澄液に強アルカリ剤（例えば
NaOH，Na₂CO₃など）１８を加えることにより
弱アルカリ剤（例えばMg（OH）₂，CaCO₃など）
１９を沈澱させる沈澱槽１２及びこの槽１２から
抜き出された上澄液に酸化剤などを添加して
COD（化学的酸素要求量）を低下させるCOD吸着
槽１３とがそれぞれ順次介設されている。

そして、上記沈澱槽１２と前記中和タンク１４
との間には、この沈澱槽１２に沈澱する弱アルカ
リ剤１９を中和剤として上記タンク１４内へ供給
するための中和剤供給通路２０が接続されてお
り、この弱アルカリ剤により循環系内を流れる吸
収液を中和させて特にフツ素イオンをCaF₂とし
て固定するようになつている。

以上のように構成された脱硫装置の作用につい
て説明する。

まず、ボイラ１からの排ガス２は吸収塔３内で
スラリー状の石灰含有吸収液と接触して下記式
に示す如く脱硫処理され、処理後のガスは清浄ガ
ス２１として塔外へ排出される。

CaCO₃＋SO₂＋1/2H₂O →CaSO₃・1/2H₂O＋CO₂↑ … この塔内においては、図示省略してあるが、常
時ほぼ一定濃度の石灰含有吸収液が噴霧循環され
ている。

この脱硫処理により、排ガス中の硫黄酸化物の
みならず、フツ素、塩素、各種重金属も吸収除去
され、吸収液中に溶解する。脱硫処理後の吸収液
は酸化塔４に送られ、前記反応で生成した亜硫酸
カルシウム（CaSO₃・1/2H₂O）が空気酸化さ
れ、下記式に示す如く石膏を生成する。

CaSO₃・1/2H₂O＋1/2O₂＋3/2H₂O →CaSO₄・2H₂O … この吸収液は更に本考案の特長とする中和タン
ク１４内へ送られ、沈澱槽１２側から中和剤供給
通路２０を介して供給される弱アルカリ剤
（CaCO₃，Mg（OH）₂）１９により吸収液中のフ
ツ素イオンが下記式に示す如く中和され、フツ
化カルシウム（CaF₂）を生成する。

Ca²⁺＋2F^-→CaF₂↓ … また、脱硫にともなつて系内を流れる吸収液PH
は低下して脱硫能力を低くする傾向となるが、上
記中和剤がアルカリ性のためPH低下が防止され、
脱硫能力の低下を引起こすことがない。

更に、上記中和剤により、吸収液中に溶存する
各種重金属類も水酸化物として固定される。

なお、中和タンクを設けなくても酸化塔４から
分離機５への配管途中へ、中和剤供給通路２０を
接続し、弱アルカリ剤１９を配管中で混入して
も、全く同様な効果がある。

中和タンク１４を出た吸収液は更に分離機５へ
導入され、先の過程で生成した石膏のみならず
CaF₂及び重金属の水酸化物も石膏２２とともに
混合状態で分離除去される。従来にあつては、こ
のCaF₂は濃縮槽１０での汚泥中に混入して除去
されていたので汚泥量が増大していたが、本考案
にあつては有用な石膏２２とともに分離できる。

この分離機５を出た濾液６の大部分は、循環系
７を通つて再度吸収塔３へ送られ、石灰を添加し
て再度吸収液として利用される一方、一部の濾液
は排水８として排出系１５に抜き出される。これ
は、循環系７を流れる吸収液のCl^-イオン濃度等
を一定値以下に維持する必要のためである。この
排水８はまず受入槽９へ導かれ、凝集剤１６によ
り浮遊固形分が凝集される。尚、この受入槽１７
においては、すでにCaF₂が除去されているので、
従来例の如く消石灰を導入する必要はない。そし
て、この凝集した浮遊固形分は下流側の濃縮槽１
０にて汚泥１１として分離除去される。

この濃縮槽１０から排出された上澄液２３には
Na₂CO₃やNaOHの如き強アルカリ剤１８が添加
混入され、溶存しているマグネシウムイオンやカ
ルシウムイオンをMg（OH）₂やCa（OH）₂の如き弱
アルカリ剤１９として沈澱槽１２にて沈澱させ
る。そして、上澄液２４を更にCOD吸着槽１３
にて放流基準値以下のCODに処理し、その後、
系外へ放流する。

一方、上記沈澱槽１２での弱アルカリ剤１９の
沈澱にともなつて、液中に残存していた未捕集の
フツ素イオンも共沈し、消石灰を用いることなく
フツ素イオンをほとんど分離除去することができ
る。沈澱槽１２内の沈澱物（弱アルカリ剤）は前
述の如くアンダーフロー液に随伴して中和剤供給
通路２０を介して中和タンク１４へ移送され、こ
こで循環系７内を流れる吸収液を中和する中和剤
として用いられる。この場合、アルカリ量が不足
すればNaOH等を若干追加注入するようにして
もよい。

このように、沈澱槽１２にて沈澱させた弱アル
カリ剤１９を循環系７に介設した中和タンク１４
へ中和剤として供給し、フツ素イオンを固定して
有用な石膏２２とともに分離除去するようにした
ので従来例と異なり排出系１５の濃縮槽１０にて
分離される汚泥の量を減少させることができる。
また、フツ素イオンを固定するために、従来例の
如く別途必要とされた消石灰を不要にすることが
できる。

更に循環系７内を流れる吸収液を中和するので
このPH値低下が抑制され、従つて、脱硫性能の低
下や石膏の微小化といつた問題の発生を防止でき
る。

尚、前記実施例にあつては、沈澱した弱アルカ
リ剤を中和タンク内へ供給するようにしたが、吸
収塔へ戻すようにしてもよい。

［考案の効果］ 以上要するに、本考案によれば次のような優れ
た効果を発揮することができる。

(1) 沈澱槽で分離した弱アルカリ剤を循環系に導
入し、フツ素イオンを固定するための中和剤と
して使用したので、フツ化カルシウムを有用な
石膏とともに分離除去することができ、濃縮槽
から排出される汚泥量をその分減少させること
ができる。

(2) 上述の如くフツ素イオンを固定するために沈
澱した弱アルカリ剤を使用して従来例の如く別
途消石灰を用いる必要がないので、使用薬品を
減少させることができ、運転費用の削減に寄与
できる。

(3) 吸収液の中和にともなつて、このPH値の低下
を防止できるので脱硫性能の低下や回収石膏の
微小化という問題の発生を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の好適一実施例に係る湿式排煙
脱硫装置を示す平面図、第２図は従来の湿式排煙
脱硫装置を示す平面図である。 尚、図中２は排ガス、３は吸収塔、４は酸化
塔、５は分離機、７は循環系、１０は濃縮槽、１
１は汚泥、１２は沈澱槽、１４は中間タンク、１
５は排出系、１８は強アルカリ剤、１９は弱アル
カリ剤、２０は中和剤供給通路、２２は石膏であ
る。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 排ガスを、吸収塔、酸化塔及び分離機を順次介
   設して成る循環系内に循環する石灰含有吸収液と
   接触させて脱硫処理すると共に上記分離機から排
   出される吸収液の一部を循環系から抜き出してこ
   れに強アルカリ剤を加えて弱アルカリ剤を沈澱槽
   にて沈澱させた後、上澄液を廃棄するようになし
   た湿式排煙脱硫装置において、上記酸化塔と分離
   機との間の循環系に、上記弱アルカリ剤を中和剤
   として供給する中和剤供給通路を形成するように
   構成したことを特徴とする湿式排煙脱硫装置。