JPH0884908A - 吸収液に対する酸化用空気の供給方法及び供給機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 酸化用空気分散管の内周壁面に対する吸収液
からのカルシウム化合物の析出を防止し、酸化用空気分
散管の閉塞トラブルの問題を解決する。 【構成】 排ガス中に含まれる亜硫酸ガスを吸収したカ
ルシウム化合物の水スラリーからなる吸収液中に、先端
部をガス噴出部に形成した多数の酸化用空気分散管１４
を介して酸化用空気を供給する方法において、酸化用空
気中に増湿用液をスプレー２３する工程、増湿用液スプ
レー工程で得られる増湿用液の液滴粒子を含む、酸化用
空気をベンチュリー管１６を通過させ、その増湿用液の
液滴粒子を微粒子化する工程、ベンチュリー管を通過し
た増湿用液の液滴微粒子を含む酸化用空気を配管を介し
て酸化用空気分散管に導入し吸収液中に供給する工程、
からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、排ガス中に含まれる亜
硫酸ガスを吸収したカルシウム化合物の水スラリーから
なる吸収液に対する酸化用空気の供給方法及び供給機構
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】カルシウム化合物の水スラリー（以下、
単に吸収液とも言う）に、酸素の存在下で亜硫酸ガスを
含む排ガスを接触させる排ガス脱硫方法は広く実施され
ている。この方法においては、排ガス中の亜硫酸ガスは
石コウ（ＣａＳＯ₄）として固定化される。このような
排ガス脱硫方法においては、吸収液中に存在させ、亜硫
酸基（ＳＯ₃）を硫酸基（ＳＯ₄）に酸化するための酸素
は、吸収液中に先端部をガス噴出部に形成した酸化用空
気分散管をその先端を吸収液中の所定の深さに位置する
ように配設し、この空気分散管を介して酸化用空気をそ
の分散管の先端部から吸収液中に噴出させるようにして
供給されている。しかしながら、このようにして酸化用
空気を吸収液中に長期間にわたって導入するときには、
酸化用空気分散管の内周壁面に吸収液中のカルシウム化
合物が析出し、酸化用空気分散管の内部が閉塞するとい
う問題が生じる。そして、このような酸化用空気分散管
の閉塞トラブルが生じたときには、その分散管をクリー
ニングするために、装置の運転を停止しなければなら
ず、経済上大きな損失が生じる。従来、このような酸化
用空気分散管の閉塞トラブル発生の防止のためには、通
常、酸化用空気中に水をスプレーし、増湿させた後、酸
化用空気分散管に供給することが行われている。しか
し、このような方法においても、酸化用空気分散管の閉
塞トラブルを完全には防止できない。即ち、酸化用空気
分散管は吸収液によって加温されているため、その酸化
用空気分散管内の空気温度は酸化用空気分散管に供給さ
れる温度よりも高くなり、その空気の相対湿度は１００
％よりも低くなる。その結果、酸化用空気分散管内周面
に付着した吸収液の乾燥が起り、吸収液中に含まれてい
たカルシウム化合物の析出が起る。特開昭６２−２５８
７２９号公報によれば、酸化用空気分散管内に水を通水
して、その空気分散管の内周壁面を濡れ壁に形成し、空
気分散管の内周壁面に付着した吸収液やカルシウム化合
物析出物を内周壁面から洗い落す方法が提案されてい
る。この方法によれば、空気分散管の閉塞トラブルをほ
ぼ完全に解決することができるが、多量の水を使用する
必要があることから、経済上有利な方法とは言うことが
できない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、吸収液中に
酸化用空気分散管を介して空気を導入させながらその吸
収液と亜硫酸ガス含有排ガスを接触させる排ガス脱硫方
法において、酸化用空気分散管の内周壁面に対する吸収
液からのカルシウム化合物の析出を防止し、酸化用空気
分散管の閉塞トラブルの問題を解決することをその課題
とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に至った。即ち、本発明によれば、排ガス中に含まれる
亜硫酸ガスを吸収したカルシウム化合物の水スラリーか
らなる吸収液中に、先端部をガス噴出部に形成した多数
の酸化用空気分散管を介して酸化用空気を供給する方法
において、（ｉ）酸化用空気中に増湿用液をスプレーす
る工程（ii）前記増湿用液スプレー工程で得られる増湿
用液の液滴粒子を含む、酸化用空気をベンチュリー管を
通過させ、その増湿用液の液滴粒子を微粒子化する工
程、（iii)前記ベンチュリー管を通過した増湿用液の液
滴微粒子を含む酸化用空気を配管を介して前記酸化用空
気分散管に導入し、その酸化用空気分散管を介して吸収
液中に供給する工程、からなることを特徴とする吸収液
に対する酸化用空気の供給方法が提供される。

【０００５】また、本発明によれば、排ガス中に含まれ
る亜硫酸ガスを吸収したカルシウム化合物の水スラリー
からなる吸収液中に酸化用空気を供給する機構であっ
て、酸化用空気配管がバルブを介して連結され、内部に
液スプレーノズルを有する複数の増湿用液スプレー室
と、各増湿用液スプレー室にベンチュリー管を介して連
結する酸化用空気移送管と、各酸化用空気移送管に連結
する酸化用空気供給筒と、各酸化用空気供給筒に酸化用
空気分配管を介して連結する吸収液中に酸化用空気を供
給するための多数の酸化用空気分散管とからなることを
特徴とする吸収液に対する酸化用空気供給機構が提供さ
れる。

【０００６】次に本発明を図面を参照して説明する。図
１は排ガス脱硫装置の模式図を示す。この図において、
１は脱硫装置、１’は密閉槽、２は第１隔板、３は第２
隔板、４は天板、５は第１室、６は第２室、７は第３
室、８は排ガス導入ダクト、９は排ガス分散管、１０は
排ガス上昇筒、１１は排ガス導出ダクト、１２、１２’
は酸化用空気供給筒、１３、１３’は酸化用空気分配
管、１４、１４’は酸化用空気分散管、１５、１５’は
酸化用空気移送管、１６、１６’はベンチュリー管、１
７，１７’は絞り部、１８，１８’は増湿用液スプレー
室、１９、１９’は酸化用空気配管、２０、２０’は酸
化用空気バルブ、２１、２１’は増湿用液供給管、２
２、２２’は増湿用液バルブ、２３、２３’は増湿用液
スプレーノズル、２４、２４’は洗浄液供給管、２５、
２５’は洗浄液バルブ、Ｌは吸収液を各示す。

【０００７】図１に示す排ガス脱硫処理装置１は、大型
の密閉槽１’から構成され、その槽の内部は、第１隔板
２及びその上方に位置する第２隔板３によって第１室５
と第１室の上方に隣接する第２室６と第２室の上方に隣
接する第３室７とに区画されている。第３室の上部空間
は天板４によって密閉されている。第１隔板２は水平又
はやや傾斜したものであることができる。第２隔板３は
水平又は傾斜したものであることができ、その傾斜角は
特に制約されない。第１室５の内部には、吸収液Ｌが収
容されている。また、第１室には、吸収液Ｌ中に酸素を
供給するための酸化用空気分散管１４と撹拌機（図示さ
れず）が配設されている。吸収液Ｌは、亜硫酸ガスに反
応性を示すカルシウム化合物の水スラリーからなるもの
で、副生石こうを含むものである。吸収液中に含まれる
反応性カルシウム化合物と石こうとの合計量は、３〜３
０重量％、好ましくは１０〜２０重量％である。カルシ
ウム化合物としては、炭酸カルシウム、水酸化カルシウ
ム、酸化カルシウム等があるが、炭酸カルシウム（石灰
石）の使用が好ましい。第２室６の周壁には排ガス入口
が配設され、この入口には排ガス導入ダクト８が連結さ
れている。第３室７には、排ガス出口が配設され、この
出口には排ガス導出ダクト１１が連結されている。

【０００８】第１隔板２には、第１室５と第２室６との
間を連絡する透孔が多数配設され、各透孔にはその先端
が第１室の吸収液中に延びる排ガス分散管９が垂設され
ている。また、第１隔板２及び第２隔板３には、排ガス
上昇筒１０を配設するための開口が配設され、これらの
開口には、第１室５の上部空間に存在する排ガスを第３
室７に導入させるための排ガス上昇筒１０が連結されて
いる。排ガス上昇筒の横断面形状は、円形や正方形、長
方形等の各種の形状であることができる。

【０００９】酸化用空気供給筒１２、１２’は、その上
端及び下端が密閉された筒体からなる。この酸化用空気
供給筒１２、１２’には、酸化用空気分配管１３、１
３'が連結し、この酸化用空気分配管には、多数の酸化
用空気分散管１４、１４’が垂設されている。酸化用空
気供給筒１２と１２’との間を連絡する酸化用空気分配
管はその中間の位置が封止部材２８によって封止され、
一方の酸化用空気供給筒１２に気体的に連絡する酸化用
空気分配管１３と、他方の酸化用空気分配管１３’が形
成される。前記酸化用空気分散管１４、１４’は、先端
部がガス噴出部に形成されたもので、その構造例を図
２、図３及び図４に示す。これらの図において、３１は
酸化用空気分散管を示し、３２は酸化用空気噴出孔を示
す。また、排ガス分散管９の先端部の構造も、図２及び
図３に示したのと同様の構造を有する。

【００１０】本発明においては、酸化用空気は、増湿用
液スプレー室１８、１８’及びベンチュリー管１６、１
６’を通り、さらに酸化用空気移送管１５、１５’を通
って酸化用空気供給筒１２、１２’に導入され、ここか
ら酸化用空気分配管１３、１３’を介して酸化用空気分
配管１４、１４’に導入され、そのガス噴出部から吸収
液Ｌ中に噴出される。これらの増湿用液スプレー室１
８、１８’、ベンチュリー管１６、１６’、酸化用空気
移送管１５、１５’、酸化用空気供給筒１２、１２’、
酸化用空気分配管１３、１３’及び酸化用空気分散管１
４、１４’は、吸収液に対する酸化用空気供給機構を構
成する。酸化用空気供給機構は複数系列配設され、図１
においては２系列の機構が示されているが、一般的には
２〜６系列、好ましくは３〜５系列、より好ましくは４
系列である。

【００１１】増湿用液スプレー室１８、１８’は、酸化
用空気バルブ２０、２０’を介して酸化用空気配管１
９、１９’と一体に連結し、酸化用空気配管１９、１
９’と同一内径を有する管体からなるもので、その配管
１９、１９’を利用して形成し得る他、別の管体を用い
て形成することができる。この増湿用液スプレー室を構
成する管体の内径は、５０〜１０００ｍｍ、好ましくは
１００〜５００ｍｍである。この増湿用液スプレー室１
８、１８’の内部には、増湿用液供給管２１、２１’に
付設された液スプレーノズル２３、２３’が配設されて
いる。ベンチュリー管１６、１６’は、その中央部が絞
り部１７、１７’に形成され、その絞り部の両端が断面
円錐形状の管体に形成されたものである。このベンチュ
リー管の入口部は増湿用液スプレー室１８、１８’に一
体に連結し、一方、その出口部は、酸化用空気移送管１
５、１５’に一体に連結する。ベンチュリー管１６、１
６’の最大内径（増湿用液スプレー室１８、１８’を構
成する管体の内径）に対する絞り部１７、１７’の内径
の比は、０．２〜０．８、好ましくは０．３〜０．７で
ある。

【００１２】酸化用空気移送管１５、１５’には、必要
に応じ、洗浄液バルブ２５、２５’を介して、酸化用空
気分散管１４、１４’の内壁面を洗浄するための洗浄液
供給管２４、２４’を連結されることができる。

【００１３】図１に示した装置を用いて排ガス処理する
には、排ガスを排ガス導入ダクト８を介して、第２室６
内に導入し、ここから排ガス分散管９を介して第１室５
内の吸収液Ｌ中に吹込む。吸収液Ｌ中に吹込まれた排ガ
スは気泡となって上昇し、その排ガス分散管のガス噴出
孔より上方には気泡と吸収液との混合相からなるフロス
層が形成される。排ガスが吸収液中を気泡として上昇す
る間に排ガス中に含まれている亜硫酸ガスや粉塵等の汚
染物質は吸収液に捕捉され、排ガス中から除去される。

【００１４】このようにして浄化された排ガスは、フロ
ス層から上部空間に放散され、ここから排ガス上昇筒１
０を通って第３室７に導入され、第３室に配設された排
ガス導出ダクト１１を通って槽外へ排出され、ミストエ
リミネータ（図示されず）に導入され、ここでそのガス
中に含まれていた吸収液粒子等が除去された後、大気へ
放出される。

【００１５】一方、酸化用空気は、その配管１９、１
９’及びバルブ２０、２０’を通って増湿用液スプレー
室１８、１８’に導入され、ここで、スプレーノズル２
３、２３’からの増湿用液のスプレーにより形成されて
いる増湿用液の液滴粒子と混合される。この場合の増湿
用液の液滴粒子の平均粒径は、１００〜３０００μｍ、
好ましくは１００〜１０００μｍである。酸化用空気に
スプレーする増湿用液の量は、酸化用空気の飽和に必要
な液量の１．２〜１０倍量、好ましくは１．５〜５倍量
である。増湿用液としては、粉塵等の固体粒子を多量に
含まないものであれば任意の水又は水溶液が用いられ
る。このようなものとしては、工業用水や海水の他、水
酸化ナトリウムや炭酸ナトリウム等のアルカリを含む水
溶液、吸収液を濾過した後の母液等を挙げることができ
る。

【００１６】増湿用液スプレー室１８、１８’において
形成された酸化用空気と増湿用液の液滴粒子との混合物
は、ベンチュリー管１６、１６’を通過した後、酸化用
空気移送管１５、１５’に導入される。酸化用空気に混
入された増湿用液の液滴粒子は、混合物がこのベンチュ
リー管１６、１６’を通過する際の圧縮作用と膨張作用
により、粒径のより小さくなった液滴微粒子に形成され
る。この液滴微粒子の平均粒径は、１０〜８００μｍ、
好ましくは１０〜２００μｍである。このようにして、
増湿用液の液滴微粒子の混入された酸化用空気は、酸化
用空気移送管１５、１５’を通って酸化用空気供給筒１
２、１２’に導入され、酸化用空気分配管１３、１３’
を介して酸化用空気分散管１４、１４’のガス噴出孔か
ら吸収液Ｌ中に供給される。

【００１７】酸化用空気は、前記のようにして、増湿用
液スプレー室１８、１８’及びベンチュリー管１６、１
６’を通過するが、その際に増湿用液の液滴粒子との接
触及び液滴粒子の蒸発による気化熱により冷却されると
ともに、８０％以上、好ましくは９５〜１００％の相対
湿度に増湿される。酸化用空気の温度は、通常、８０〜
１２０℃であり、増湿用液の温度は１０〜３０℃であ
る。本発明においては、ベンチュリー管１６、１６’を
出る増湿用液の液滴微粒子の混入した酸化用空気の温度
は、吸収液との温度差が少ない方がよい。

【００１８】本発明により酸化用空気を前記のようにし
て吸収液中に供給する場合、酸化用空気分散管１４、１
４’に導入される酸化用空気は蒸発しやすい微細な液滴
粒子を含むものであることから、この酸化用空気の相対
湿度はほぼ１００％に増湿されたものである。また、こ
の酸化用空気の湿度が吸収液温度よりも低く、酸化用空
気分散管１４、１４’内で吸収液により加熱された場合
でも、この酸化用空気中には蒸発しやすい増湿用液の微
細な液滴粒子が存在することから、この液滴粒子の蒸発
が起り、酸化用空気の乾燥が防止され、その相対湿度は
ほぼ１００％に保持される。以上のようにして、酸化用
空気分散管１４、１４’に対しては、相対湿度がほぼ１
００％に増湿された酸化用空気を導入することができ、
その結果、酸化用空気分散管１４、１４’の内壁面が吸
収液で濡れた場合に、その酸化用空気分散管の内壁面に
付着した吸収液の乾燥が防止され、吸収液の乾燥による
カルシウム化合物の析出が防止され、酸化用空気分散管
の閉塞トラブルが効果的に防止される。

【００１９】また、酸化用空気分散管１４、１４’の閉
塞トラブルは、酸化用空気分散管の内壁面を洗浄液によ
り定期的に洗浄処理することにより、完全に防止するこ
とができる。図１に示した装置において酸化用空気分散
管の内壁面を洗浄処理するには、複数系列の酸化用空気
供給機構のうちの１つについてその操作を停止する。例
えば、図１における左側の増湿用液スプレー室１８に対
する増湿用液の供給を増湿用液バルブ２２を閉じて停止
するとともに、酸化用空気バルブ２０を閉じて酸化用空
気の導入を停止する。次に、洗浄液バルブ２５を開いて
洗浄液供給管２４から洗浄液を酸化用空気移送管１５内
に導入し、洗浄液を酸化用空気供給筒１２、酸化用空気
分配管１３を通して酸化用空気分散管１４に導入し、こ
こから吸収液中に排出させる。これによって、酸化用空
気供給筒１２の近傍に位置する酸化用空気分散管１４の
内壁面を洗浄することができる。この酸化用空気供給筒
１２の近傍に位置する酸化用空気分散管１４の内壁面の
洗浄を行っている間には、他の酸化用空気供給機構の操
作は継続させる。次いで、この酸化用空気供給筒１２近
傍の酸化用空気分散管１４の洗浄終了後、この酸化用空
気供給筒１２への酸化用空気の供給を再開する。また、
一定時間経過後には、他の酸化用空気供給筒、例えば、
図１の右側に示した酸化用空気供給筒１２’への酸化用
空気の導入を前記と同様にして停止するとともに、洗浄
液バルブ２４’を開いて、洗浄液を洗浄液供給管２４’
から酸化用空気移送管１５’内に導入し、洗浄液を酸化
用空気供給筒１２’、酸化用空気分配管１３’を通して
酸化用空気分散管１４’に導入し、ここから吸収液中に
排出させる。これによって、酸化用空気供給筒１２’の
近傍に位置する酸化用空気分散管１４’の内壁面の洗浄
を行うことができる。さらに、前記と同様にして、他の
酸化用空気供給筒の近傍に位置する酸化用空気分散管の
内壁面を順次洗浄することができる。

【００２０】前記のようにして酸化用空気分散管１４、
１４’を洗浄する時間間隔は任意に選ぶことができる
が、一般には、１０〜５００時間、特に、２０〜２００
時間間隔にするのがよい。また、酸化用空気分散管１
４、１４’を洗浄する１回の洗浄時間は、３０秒〜５分
で充分である。従って、このようにして酸化用空気分散
管１４、１４’を洗浄するときには、脱硫装置全体の操
作を停止する必要がなく、しかもその洗浄処理によって
排ガスの脱硫率が特に低下することもない。

【００２１】洗浄液としては、酸化用空気分散管１４、
１４’の内壁面に析出した固形物（カルシウム化合物）
を溶出させ得るものであれば任意のものを使用すること
ができ、吸収液を濾過や遠心分離等の固液分離手段によ
り処理した後の母液や、吸収液自体も使用することがで
きるが、一般的には、前記増湿用液として示した水又は
水溶液が使用される。洗浄液の供給量は特に制約されな
いが、一般液には、１つの酸化用空気供給機構により供
給される酸化用空気１Ｎｍ³当り、１０〜３００リット
ル、好ましくは５０〜２００リットルの割合である。

【００２２】

【発明の効果】本発明は、脱硫装置内に配設した酸化用
空気分散管内に、ほぼ１００％の相対湿度に増湿された
酸化用空気を導入することから、その酸化用空気分散管
内周壁面へのカルシウム化合物の析出による酸化用空気
分散管の閉塞トラブルを効果的に防止することができ
る。

【００２３】

【実施例】次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明
する。 実施例１ 図１に示した装置を用いて、火力発電設備における重質
油の燃焼装置からの排煙の脱硫処理を行った。この場合
の脱硫処理の主操作条件を以下に示す。 （１）排ガス導入ダクト８ 亜硫酸ガス濃度：１３００ｖｏｌｐｐｍ 粉塵濃度：５０ｍｇ／Ｎｍ³ （２）酸化用空気配管１９、１９’ 空気供給量：５，０００Ｎｍ³／ｈ 空気温度：１００℃ （３）増湿用液供給管２１、２１’ 増湿用液：温度２０℃の水 増湿用液供給量：空気１Ｎｍ³／ｈに対し、０．２ｋｇ
／ｈ （４）ベンチュリー管１６、１６’ ベンチュリー管最大内径に対する絞り部内径の比：０．
６ ベンチュリー管入口部における増湿用液の液滴粒子の平
均粒径：５００μｍ ベンチュリー管出口部における増湿用液の液滴粒子の平
均粒径：８０μｍ （５）酸化用移送管１５、１５’ 空気温度：３３℃ 空気相対湿度：９８％ （６）吸収液温度：５０℃

【００２４】前記条件で２００時間連続運転を行って
も、脱硫装置内に配設されている酸化用空気分散管１４
の閉塞トラブルは全く生じなかった。一方、ベンチュリ
ー管１６、１６’を用いずに、増湿用液スプレー室１
８、１８’において得られた増湿空気をそのまま酸化用
空気移送管１５、１５’に導入した以外は同様にして脱
硫処理を行ったところ、この場合には２００時間の運転
で酸化用空気分散管１４、１４’の閉塞トラブルを生じ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】排ガス脱硫装置の一例についての模式図を示
す。

【図２】酸化用空気分散管の一つの例についての先端部
の構造図を示す。

【図３】酸化用空気分散管の他の例についての先端部の
構造図を示す。

【図４】酸化用空気分散管のさらに他の例についての先
端部の構造図を示す。

【符号の説明】

１ 脱硫装置 ８ 排ガス導入ダクト １１ 排ガス排出ダクト １２、１２’ 酸化用空気供給筒 １３、１３’ 酸化用空気分配管 １４、１４’ 酸化用空気分散管 １５、１５’ 酸化用空気移送管 １６、１６’ ベンチュリー管 １８、１８’ 増湿用液スプレー室 １９、１９’ 酸化用空気配管 ２１、２１’ 増湿用液供給管 ２３、２３’ 液スプレーノズル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排ガス中に含まれる亜硫酸ガスを吸収し
   たカルシウム化合物の水スラリーからなる吸収液中に、
   先端部をガス噴出部に形成した多数の酸化用空気分散管
   を介して酸化用空気を供給する方法において、（ｉ）酸
   化用空気中に増湿用液をスプレーする工程（ii）前記増
   湿用液スプレー工程で得られる増湿用液の液滴粒子を含
   む酸化用空気をベンチュリー管を通過させ、その増湿用
   液の液滴粒子を微粒子化する工程、（iii)前記ベンチュ
   リー管を通過した増湿用液の液滴微粒子を含む酸化用空
   気を配管を介して前記酸化用空気分散管に導入し、その
   酸化用空気分散管を介して吸収液中に供給する工程、か
   らなることを特徴とする吸収液に対する酸化用空気の供
   給方法。
2. 【請求項２】 酸化用空気にスプレーする増湿用液の量
   が、酸化用空気の飽和に必要な液量の１．２〜１０倍量
   である請求項１の方法。
3. 【請求項３】 排ガス中に含まれる亜硫酸ガスを吸収し
   たカルシウム化合物の水スラリーからなる吸収液中に酸
   化用空気を供給する機構であって、酸化用空気配管がバ
   ルブを介して連結され、内部に液スプレーノズルを有す
   る複数の増湿用液スプレー室と、各増湿用液スプレー室
   にベンチュリー管を介して連結する酸化用空気移送管
   と、各酸化用空気移送管に連結する酸化用空気供給筒
   と、各酸化用空気供給筒に酸化用空気分配管を介して連
   結する吸収液中に酸化用空気を供給するための多数の酸
   化用空気分散管とからなることを特徴とする吸収液に対
   する酸化用空気供給機構。
4. 【請求項４】 酸化用空気移送管にバルブを介して洗浄
   液供給管が連結されている請求項３の機構。