JP2014050797A

JP2014050797A - 排煙脱硫装置

Info

Publication number: JP2014050797A
Application number: JP2012197012A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Naito; 俊之内藤
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2012-09-07
Filing date: 2012-09-07
Publication date: 2014-03-20
Anticipated expiration: 2032-09-07
Also published as: JP5974741B2

Abstract

【課題】吸収液に対する気泡の混合・分散性を高めた状態において、空気が循環ポンプに吸引されるのを抑制する。
【解決手段】吸収塔の循環タンク４の側壁４ａに備えた吸収液酸化用の空気吹込管５と、循環タンク４の側壁４ａに備えて吸収液を攪拌し循環タンク内に吸収液による旋回流Ｒが形成されるように配置した攪拌機６と、循環タンク４内の吸収液を吸引口７から取り出して吸収塔上部のスプレー装置に循環供給する循環ポンプ９とを有する排煙脱硫装置であって、吸引口７と間隔を隔てた循環タンク４の内側位置に、循環タンク４の吸収液に没入する高さを有し且つ全面に貫通孔１２を備えた孔開きバッフル板１３が配置され、孔開きバッフル板１３は、循環タンク４の底板４ｂとの間に下部開口１６を有し、側部両端１４ａ，１４ｂと循環タンク４の側壁４ａとの間に連通間隔１７ａ，１７ｂを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、吸収塔の内部で吸収液（石灰石スラリ）を排ガスと接触させることにより排ガス中の硫黄酸化物（以下ＳＯ_Ｘという）を吸収し、ＳＯ_Ｘを吸収した吸収液は循環タンクに一定量貯留し、循環タンクの吸収液に空気を吹き込んで気泡との接触により吸収液中のＳＯ_２を酸化させて石膏を生成させ、循環タンクの吸収液は、循環タンク側壁の吸引口から循環ポンプにより抜き出して吸収塔上部に備えたスプレー装置に循環供給するようにした排煙脱硫装置に関し、特に、前記吸収液への気泡の混合・分散性を高めた状態において、空気が前記循環ポンプに吸引されるのを抑制するようにした排煙脱硫装置に関するものである。

近年、大気汚染による自然環境の悪化がクローズアップされており、火力発電所等においては、化石燃料の燃焼に伴い発生する排ガス中のＳＯ_Ｘが大気汚染・酸性雨等の環境問題の主原因の一つと考えられることから、ＳＯ_Ｘ除去のための排煙脱硫装置の普及が進められている。

現在の排煙脱硫装置は、石灰石−石膏法による湿式法が主流を占めており、中でも最も実績が多く、信頼性の高いスプレー方式の排煙脱硫装置が多く採用されている。このスプレー方式の排煙脱硫装置は脱硫性能が高く、基本技術はほぼ確立されている。

このようなスプレー方式の排煙脱硫装置では、吸収液に空気を吹き込んで気泡との接触により吸収液中のＳＯ_２を酸化させて石膏を生成しているため、循環タンク内の吸収液中に空気を吹き込む空気吹込装置（酸化装置）と、吸収液に対する気泡の混合・分散性を向上させ、且つ、循環タンク内の吸収液中の粒子（石灰石、石膏）が沈降するのを防止するための攪拌機とを備えている。近年では、空気を攪拌機の羽根で剪断することで微細にした気泡を吸収液に混合するようにした酸化攪拌装置が採用されて、酸化性能を向上させている。

前記排煙脱硫装置に設けられる攪拌機による撹拌は、気泡を効果的に吸収液に混合・分散させると共に、粒子の沈降を防止する目的から、各攪拌機が独自の方向で撹拌することは好ましくなく、循環タンク内に吸収液による旋回流が形成されるように、各攪拌機を循環タンクに対して同一の接線方向に傾けて設置することが行われている。

しかし、近年、通常の石炭よりもＳＯ_２含有量の多い石炭をボイラで燃焼させることが要求される場合があり、このような場合には、酸化空気量を増加する、或いは、攪拌機の設置台数を増設することが必要となる。しかし、吸収液に空気を良好に混合・拡散させることは難しいという課題がある。

このように、吸収液への空気の混合・拡散が難しいという課題があるなかで、酸化空気量を増加する、或いは、攪拌機の設置台数を増設した場合には、循環ポンプに空気が吸い込まれ易くなり、その結果、循環ポンプが振動（キャビテーション）を起こして寿命が短くなる問題、或いは、循環ポンプの性能が低下するという問題が生じる。

そこで、吸収塔の内部における循環ポンプの吸引口側と、反吸引口側との間に、循環タンクの底板との間に開口部を有し循環タンクの上部までを二分割するようにしたバッフル板を設けたものがある（特許文献１参照）。

しかし、特許文献１では、循環タンクを二分割するバッフル板を設けているために、複数の攪拌機によって循環タンクの内部に吸収液の旋回流を生じさせようとしても、前記バッフル板で流れが遮られるために、吸収液の流れに乱れが生じ、吸収液に対する気泡の混合・分散性を高められない問題があり、又、バッフル板と吸引口との間には吸収液の流れが生じ難いために、バッフル板と吸引口との間に粒子が堆積する問題がある。又、循環タンクの上部まで二分割するように設けられるバッフル板は構造が非常に大掛かりとなり、設備費が増加すると共に、メンテナンスが大変になるという問題がある。

一方、上記特許文献１に対して、循環タンクの吸収液の内部に小型のバッフル板を備えるようにしたものがある（特許文献２、３参照）。

特開２００２−２５３９２５号公報特開２００１−１２０９４６号公報特開２００１−２４６２２４号公報

特許文献２、３に示されるバッフル板は、循環タンクの吸収液内に没する高さを有して、循環ポンプの吸引口から間隔を隔てた循環タンク内に配置してあり、且つその側部両端は循環タンクの側壁に固定されており、従って、前記バッフル板は、平面的に見て前記吸引口を包囲する形状となっている。

しかし、特許文献２、３に示すように、吸引口を包囲するように設置したバッフル板では、各攪拌機によって循環タンク内に吸収液による旋回流を形成するようにした場合、前記バッフル板によって流れが遮られて流れに乱れが生じることから、吸収液に対する気泡の混合・分散性が低下する問題がある。更に、特許文献２、３では、バッフル板と吸引口との間には吸収液の流れが発生せずに滞留するために、バッフル板と吸引口との間に粒子が堆積する問題がある。又、特許文献２、３では、攪拌機によって循環タンク内に吸収液の流れの乱れが生じるために、この吸収液の流れの乱れに乗った気泡を含む吸収液がバッフル板を乗り越えてバッフル板の内部（吸引口側）へ流れ込み、これによって、吸引口を介して循環ポンプに空気が吸引される可能性を有していた。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなしたもので、吸収液に対する気泡の混合・分散性を高めた状態において、空気が循環ポンプに吸引されるのを抑制するようにした排煙脱硫装置を提供しようとするものである。

本発明は、燃焼装置から排出される排ガスを導入して吸収液と接触させることにより排ガス中のＳＯ_Ｘを吸収した吸収液を溜める循環タンクを有する吸収塔と、前記循環タンクの側壁に備えた吸収液酸化用の空気吹込管と、前記循環タンクの側壁に備えて吸収液を攪拌し前記循環タンク内に吸収液による旋回流が形成されるように配置した攪拌機と、前記循環タンク内の吸収液を吸引口から取り出して吸収塔上部のスプレー装置に循環供給する循環ポンプとを有する排煙脱硫装置であって、
前記吸引口と間隔を隔てた前記循環タンクの内側位置に、前記循環タンクの吸収液に没入する高さを有し且つ全面に貫通孔を備えた孔開きバッフル板が固定され、
前記孔開きバッフル板は、前記循環タンクの底板との間に下部開口を有し、側部両端と循環タンクの側壁との間に連通間隔を有する
ことを特徴とする排煙脱硫装置、に係るものである。

上記排煙脱硫装置において、前記孔開きバッフル板の側部両端の下部に脚部を突設し、該脚部を前記循環タンクの底板に固定することにより、前記孔開きバッフル板の下側に下部開口を形成したことは好ましい。

又、上記排煙脱硫装置において、前記孔開きバッフル板は、前記循環タンクの側壁に沿うように湾曲した形状を有することが好ましい。

又、上記排煙脱硫装置において、前記孔開きバッフル板は、前記循環タンクの側壁に沿うように複数の分割板が湾曲して配置されていることが好ましい。

又、上記排煙脱硫装置において、前記攪拌機により前記循環タンク内に吸収液の旋回流が形成されて、前記孔開きバッフル板と前記吸引口との間を、吸収液が一方の入側の連通間隔から他方の出側の連通間隔に向かって流れる際における前記出側の連通間隔の位置に、前記攪拌機の１つを下流に向けて攪拌するよう配置したことは好ましい。

本発明によれば、循環タンク内に吸収液の旋回流が形成されるように攪拌機による撹拌を行う際に、孔開きバッフル板と吸引口との間にも吸収液の流れが形成されて循環タンク内全体に安定した旋回流が形成されるので、吸収液に対する気泡の混合・拡散を安定して高めることができ、且つ、孔開きバッフル板と吸引口との間に吸収液の流れが生じることによりこの部位に粒子が堆積する問題を防止でき、更に、循環タンク内の吸収液が孔開きバッフル板の貫通孔を通って吸引口に吸引される際に孔開きバッフル板による気泡分離効果が働くため、循環ポンプに空気が吸引される問題を低減できるという優れた効果を奏し得る。

（ａ）は本発明の一実施例である湾曲した孔開きバッフル板を循環タンクに備えた排煙脱硫装置の切断平面図、（ｂ）は（ａ）に備えた孔開きバッフル板をＩＢ−ＩＢ方向から見た正面図である。（ａ）は図１に備えた孔開きバッフル板を図１（ａ）のＩＩ方向から見た切断側面図、（ｂ）は（ａ）の孔開きバッフル板を傾斜して備えた場合の切断側面図である。（ａ）は図１の孔開きバッフル板を循環タンクの側壁に沿うように配置した複数の分割板によって構成した実施例を示す切断平面図、（ｂ）は図１の湾曲した孔開きバッフル板を直線の孔開きバッフル板とした実施例を示す切断平面図である。本発明を適用した排煙脱硫装置の全体構成を示す切断側面図である。

以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。

図４は本発明の排煙脱硫装置の全体構成を示すもので、排煙脱硫装置１は、ボイラ等の燃焼装置から排出される排ガスＧを排ガス導入管２により導入して吸収液Ｋと接触させる吸収塔３を有しており、該吸収塔３の下部には、排ガスＧ中のＳＯ_Ｘを吸収した吸収液Ｋを溜める循環タンク４が一体に形成されている。

前記循環タンク４の側壁４ａには、吸収液酸化用の空気を吸収液Ｋの内部に吹き込む空気吹込管５と、前記空気吹込管５の吹込口５ａに近接して配置され、前記吹込口５ａから吹き込まれる空気を吸収液Ｋ内に混合・拡散させる複数の攪拌機６を設けている。６ａは攪拌機６のスクリューである。

前記循環タンク４の側壁４ａにおける底板４ｂに近い位置には、循環タンク４の吸収液Ｋを取り出す吸引口７が設けてあり、更に、該吸引口７により吸引した吸収液Ｋを吸収塔３の上部に設けたスプレー装置８に循環供給する循環ポンプ９を設けている。図１（ａ）では３台の循環ポンプ９を備えた場合を示している。図１（ａ）中、１０は吸収塔３の上端に接続される排ガス導出管１１に備えたミスト捕集部である。

前記循環タンク４の側壁４ａに複数備えられる攪拌機６は、図１（ａ）に示す如く、前記循環タンク４内に吸収液Ｋによる旋回流Ｒを形成するように、循環タンク４の側壁４ａに対して接線的に同方向に角度αを有して配置されており、前記攪拌機６の攪拌方向前方の近接位置に前記空気吹込管５の吹込口５ａが対応して配置されている。又、前記攪拌機６は、図４に示す如く、撹拌方向が水平よりも下向きの角度βになるように設置されている。

前記循環タンク４の内部における前記吸引口７と間隔を隔てた位置には、図４及び図１に示す如く、循環タンク４の吸収液Ｋに没入する高さを有し且つ全面に貫通孔１２が形成された孔開きバッフル板１３を設置している。

前記孔開きバッフル板１３は、図１（ｂ）に示す如く、側部両端１４ａ，１４ｂの下部に脚部１５が突設されており、該脚部１５を前記循環タンク４の底板４ｂに対して垂直に固定することにより、前記孔開きバッフル板１３の下側に下部開口１６を形成している。図１（ｂ）の脚部１５は２個備えた場合を示しているが、３個以上の脚部１５を備えてもよい。前記孔開きバッフル板１３は、パンチングメタル、或いは網板等を用いて形成することができ、前記孔開きバッフル板１３の材質には吸収塔３と同じ材質であるステンレス鋼（SUS316L）、ステンレスクラッド鋼、フレークライニング材、ゴムライニング材等を用いることができる。

又、図１（ａ）の孔開きバッフル板１３は、円筒形状を有する前記循環タンク４の側壁４ａに沿うように湾曲した形状（円弧状）を有しており、更に、孔開きバッフル板１３の側部両端１４ａ，１４ｂと循環タンク４の側壁４ａとの間には連通間隔１７ａ，１７ｂを有しており、これにより、孔開きバッフル板１３の側部両端１４ａ，１４ｂと循環タンク４の側壁４ａとの間には流路１７が形成されている。

更に、前記攪拌機６により前記循環タンク４内に吸収液Ｋの旋回流Ｒが形成されて、前記孔開きバッフル板１３と前記吸引口７との間を、吸収液Ｋが一方の入側の連通間隔１７ａから他方の出側の連通間隔１７ｂに向かって流路１７を流れる際における前記出側の連通間隔１７ｂの位置に、一つの攪拌機６'を下流に向けて攪拌するよう設置している。

前記孔開きバッフル板１３は、図２（ａ）に示すように、前記循環タンク４の底板４ｂに対して垂直に設置してもよく、又、図２（ｂ）に示すように、前記循環タンク４の底板４ｂに対して上端が吸引口７側へ近付くように傾けて設置してもよい。

次に、上記実施例の作動を説明する。

図４において、図示しないボイラ等の燃焼装置からの排ガスＧは、排ガス導入管２から吸収塔３の内部に導入され、スプレー装置８から噴霧される吸収液Ｋと気液接触することによりＳＯ_Ｘが吸収されると共に煤塵が除去されて清浄な排ガスとなり、排ガス導出管１１に備えたミスト捕集部１０により同伴されるミストが除去された後、排出される。

一方、吸収塔３の内部で気液接触によりＳＯ_Ｘを吸収した吸収液Ｋは、吸収塔３内を下降して循環タンク４に一時的に溜められる。循環タンク４では、空気吹込管５より供給される空気が攪拌機６によって微細化されて吸収液Ｋ中に溶解する。循環タンク４内では、吸収液Ｋに吸収された硫黄酸化物（ＳＯ_２）が、吸収液Ｋ中に含まれる石灰石（ＣａＣＯ_３）と反応し、更に循環タンク４に供給される空気によって酸化されて石膏（ＣａＳＯ_４・２Ｈ_２Ｏ）となる。

この時、循環タンク４の側壁４ａに複数備える攪拌機６を、図１（ａ）に示すように前記循環タンク４内に吸収液Ｋの旋回流Ｒが形成されるように配置すると、前記孔開きバッフル板１３はその側部両端１４ａ，１４ｂが循環タンク４の側壁４ａとの間に連通間隔１７ａ，１７ｂを有していることから、前記孔開きバッフル板１３と吸引口７との間の流路１７にも吸収液Ｋの流れが形成され、よって、前記循環タンク４の内部全体に吸収液Ｋの旋回流Ｒが形成される。

更に、前記孔開きバッフル板１３による出側の連通間隔１７ｂの位置に、１つの攪拌機６'を下流に向けて攪拌するように配置したので、この攪拌機６'は孔開きバッフル板１３と吸引口７との間の流路１７の吸収液Ｋを吸引するため、前記流路１７における吸収液Ｋの流れを助けることができる。

このように、孔開きバッフル板１３と吸引口７との間の流路１７にも吸収液Ｋの確実な流れが形成されて、循環タンク４内に安定した旋回流Ｒが形成されるので、吸収液Ｋに対する気泡の混合・拡散を安定して行わせることができる。

又、孔開きバッフル板１３と吸引口７との間の流路１７に吸収液Ｋの流れが形成され、更に、孔開きバッフル板１３の下部には下部開口１６が備えられているので、前記孔開きバッフル板１３と吸引口７との間の流路１７、及び、孔開きバッフル板１３の周辺に粒子が沈降して堆積する問題を防止できる。

更に、循環タンク４内の吸収液Ｋは孔開きバッフル板１３の貫通孔１２を通って吸引口７に吸引されるようになるが、吸収液Ｋが孔開きバッフル板１３の貫通孔１２を通る際には流路が絞られて圧力が高められることにより気泡が分離されるという気泡分離効果が働くため、吸引口７から循環ポンプ９に空気が吸引される問題は低減される。

又、前記孔開きバッフル板１３は構成が簡単であるため低コストで実施することができ、更に、運転停止時のメンテナンス作業も容易になる利点がある。

図３（ａ）は、前記図１に示した孔開きバッフル板１３を複数の分割板１８により構成して、該複数の分割板１８を前記循環タンク４の側壁４ａに沿うように湾曲して配置した実施例を示している。図３（ａ）の実施例によれば、小さい面積の分割板１８を用いることによって孔開きバッフル板１３を容易に製造し、設置することができる。

図３（ｂ）は、前記図１に示した湾曲した孔開きバッフル板１３を直線状の孔開きバッフル板１９とした場合を示すものであり、このような直線状の孔開きバッフル板１９においても、前記湾曲した孔開きバッフル板１３と同等の作用効果を発揮することができる。

尚、本発明の排煙脱硫装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１排煙脱硫装置
３吸収塔
４循環タンク
４ａ側壁
４ｂ底板
５空気吹込管
６攪拌機
６' 攪拌機
７吸引口
８スプレー装置
９循環ポンプ
１２貫通孔
１３孔開きバッフル板
１４ａ，１４ｂ側部両端
１５脚部
１６下部開口
１７ａ，１７ｂ連通間隔
１８分割板
Ｇ排ガス
Ｋ吸収液
Ｒ旋回流

Claims

燃焼装置から排出される排ガスを導入して吸収液と接触させることにより排ガス中のＳＯ_Ｘを吸収した吸収液を溜める循環タンクを有する吸収塔と、前記循環タンクの側壁に備えた吸収液酸化用の空気吹込管と、前記循環タンクの側壁に備えて吸収液を攪拌し前記循環タンク内に吸収液による旋回流が形成されるように配置した攪拌機と、前記循環タンク内の吸収液を吸引口から取り出して吸収塔上部のスプレー装置に循環供給する循環ポンプとを有する排煙脱硫装置であって、
前記吸引口と間隔を隔てた前記循環タンクの内側位置に、前記循環タンクの吸収液に没入する高さを有し且つ全面に貫通孔を備えた孔開きバッフル板が固定され、
前記孔開きバッフル板は、前記循環タンクの底板との間に下部開口を有し、側部両端と循環タンクの側壁との間に連通間隔を有する
ことを特徴とする排煙脱硫装置。
前記孔開きバッフル板の側部両端の下部に脚部を突設し、該脚部を前記循環タンクの底板に固定することにより、前記孔開きバッフル板の下側に下部開口を形成したことを特徴とする請求項１に記載の排煙脱硫装置。
前記孔開きバッフル板は、前記循環タンクの側壁に沿うように湾曲した形状を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の排煙脱硫装置。
前記孔開きバッフル板は、前記循環タンクの側壁に沿うように複数の分割板が湾曲して配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の排煙脱硫装置。
前記攪拌機により前記循環タンク内に吸収液の旋回流が形成されて、前記孔開きバッフル板と前記吸引口との間を、吸収液が一方の入側の連通間隔から他方の出側の連通間隔に向かって流れる際における前記出側の連通間隔の位置に、前記攪拌機の１つを下流に向けて攪拌するよう配置したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の排煙脱硫装置。