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JP2774519B2 - 湿式排ガス脱硫装置 - Google Patents

湿式排ガス脱硫装置

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JP2774519B2
JP2774519B2 JP63221303A JP22130388A JP2774519B2 JP 2774519 B2 JP2774519 B2 JP 2774519B2 JP 63221303 A JP63221303 A JP 63221303A JP 22130388 A JP22130388 A JP 22130388A JP 2774519 B2 JP2774519 B2 JP 2774519B2
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JP
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slurry
exhaust gas
stirrer
absorbent slurry
gas desulfurization
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博 黒田
滋 野沢
正勝 西村
利夫 勝部
隆則 中本
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バブコツク日立株式会社
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Publication date
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Priority to ES89308929T priority patent/ES2057135T3/es
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Priority to DK198904394A priority patent/DK174985B1/da
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Priority to CN89106914A priority patent/CN1034314C/zh
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば火力発電所用ボイラ装置などに付設
される湿式排ガス脱硫装置に係り、特に吸収剤スラリ中
に生成される亜硫酸カルシウムの酸化を促進させるのに
好適な湿式排ガス脱硫装置に関するものである。
〔従来の技術〕
湿式排ガス脱硫装置として、石灰石または石灰などの
カルシウム化合物を吸収剤として排ガス中のイオウ酸化
物（以下、SOxと略記する）を吸収し、反応生成物であ
る亜硫酸カルシウムを安定な石こうに転化して副生成物
として回収する、所謂、石灰石−石こう法の湿式排ガス
脱硫装置がよく知られている。
この石灰石−石こう法の脱硫反応を示せば、次の通り
である。
CaCO3＋SO2＋1/2H2O →CaSO3・1/2H2O＋CO2 CaSO3・1/2H2O＋1/2O2＋3/2H2O CaSO4・2H2O 従来、この種の湿式排ガス脱硫装置においては、吸収
剤を含むスラリと排ガスとを気液接触させて排ガス中の
SOxを吸収する吸収塔と、反応生成物である亜硫酸カル
シウムを酸化させる酸化塔とが別々に設置されていた。
この装置の簡素化を図るため、本発明者らは、実開昭
60−132830号公報に記載されているように、吸収反応と
酸化反応を１つの塔内で行う装置、すなわち、吸収塔下
部のスラリ循環タンク内に設けた撹拌機の近傍に空気を
吹き込み、撹拌機で気泡化した空気でスラリ中の亜硫酸
カルシウムを酸化する湿式排ガス脱硫装置を提案した。
第18図は、この装置の全体系統図である。この装置
は、排ガス101を除塵する除塵塔102と、排ガス中のSOx
を吸収し、その際の反応生成物を酸化して石こうとして
回収する吸収塔103とから主に構成されている。
ボイラ装置（図示せず）からの排ガス101は必要によ
り、前記除塵塔102で除塵ならびに冷却処理される。こ
の除塵塔102では、循環タンク104に溜められている循環
剤105が循環ポンプ106で汲み上げられ、それを除塵塔10
2内で散布して、排ガス101中のダスト、塩化水素（HC
l）ならびにフツ化水素（HF）などを除去する。循環タ
ンク104内には、沈澱防止のために撹拌機107が設けられ
ている。
除塵された排ガス101は吸収塔103に送気され、ここで
放散部108から散布される石灰石・石こうを主成分とす
る吸収剤スラリ109と対向接触される。この接触によつ
てSOxが除去された排ガス101は、デミスタ110を通過し
た後に塔頂から系外へ排出される。
SOxを吸収したスラリ109は落下し、吸収塔103の下部
に一体に設けられたスラリ循環タンク111に一旦溜めら
れる。この貯溜スラリ109は、タンク111の下段に設けら
れた沈澱防止用の撹拌機112Aで撹拌され、循環ポンプ11
3ならびにスラリ循環ライン114によつて塔上部の放散部
108に送給され、前述と同様にSOxの吸収に関与する。
一方、コンプレツサ115によつて昇圧された空気116
が、空気導管117を通つて酸化用の撹拌機112Bの近傍に
供給される。そしてこの撹拌機112Bの撹拌作用により気
泡となり、貯溜中のスラリ109と接触して亜硫酸カルシ
ウムを酸化する。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながらこの装置においては、酸化用撹拌機112B
の回転羽根に対して空気116が一個所からしか供給され
ない。しかも空気116はスラリ109に対して比重が極めて
小さいことから、回転羽根の近傍において空気116を主
体とする領域と、スラリ109を主体とする領域とに分か
れ、その結果、空気116がスラリ109中において十分に微
小気泡とならず、比較的大きな気泡の状態でスラリ109
と接触し、亜硫酸カルシウムの酸化が全体的に良好に進
行しない。
また、前述のように羽根の回転領域に空気116が主体
の領域とスラリ109が主体の領域の２つの領域が形成さ
れることによつて、撹拌機112Bにアンバランス荷重が生
じ、そのために振動ならびに騒音が発生するなどの技術
的な問題を有している。
第19図ならびに第20図は、米国特許第2,404,679号明
細書に記載されているソーダ水製造装置の一部を断面し
た正面図ならびに一部を断面した平面図である。
タンク150内には水151が溜られており、底板152と上
蓋153との中央部にはそれぞれベアリング154a、154bが
取り付けられている。この上、下のベアリング154a、15
4b間に中空状の回転軸155が回転自在に支持されてお
り、この回転軸155の水151に浸漬される部分には円弧状
をした中空状のスピンチユーブ156と回転羽根157とが、
複数段にわたつて交互に取り付けられている。
また、上記上蓋153にはガス圧送路158が設けられてお
り、その先端は回転軸155の軸孔159と連通し、軸孔159
の下端は第19図に示すように塞がれている。
前記ガス圧送路158から圧送された炭酸ガス160は軸孔
159を通り、各スピンチユーブ156から気泡161なつて水
中に噴出され、水151に溶解する。スピンチユーブ156か
ら噴出される炭酸ガス160の噴出エネルギーにより、第2
0図に示すようにスピンチユーブ156と回転羽根157とが
一諸に時計回り方向に回転し、タンク151内の水150を撹
拌する機構になつている。
ところがこの装置では、スピンチユーブ156が羽根157
と一諸に回転しているため、気泡161と羽根157との相対
的な移動がほとんどない。そのため後述する本発明のよ
うに、羽根157の回転にともなう剪断作用によつて微小
な気泡が発生することがなく、比較的大きな気泡161が
発生する。また、回転羽根157の撹拌効果を十分に発揮
するために炭酸ガス160の搬送圧力を高めると、遠心力
によつて気泡161は羽根157の回転領域162（第20図参
照）外に噴出され、回転羽根157との接触がほとんどな
く、良好な撹拌、混合が行なわれない。
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消
し、亜硫酸カルシウムの酸化反応が均一にかつ良好に進
行する湿式排ガス脱硫装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段」 前述の目的を達成するため、本発明は、 例えば石灰石や石灰などのカルシウム化合物を含有し
た吸収剤スラリを散布する放散部を有し、その放散部か
ら散布された吸収剤スラリとSOxを含有した排ガスとを
対向接触させて、排ガス中のSOxを前記スラリ中に吸収
する吸収塔と、 その吸収塔の下部に一体に設けられて、吸収塔から落
下した吸収剤スラリを貯溜し、周壁を貫通して横設され
た軸流型の撹拌機を有するスラリタンクと、 そのスラリタンクに貯溜されている吸収剤スラリを、
前記吸収塔の放散部に送給する循環系統とを備えた湿式
排ガス脱硫装置を対象とするものである。
そして、例えば空気などの酸素を含む酸化用ガスを前
記撹拌機の回転軸に取り付けられた羽根の後方から、該
羽根の根元部の周方向にわたってほぼ均一に供給する酸
化用ガス供給手段を設け、 その酸化用ガス供給手段から供給された酸化用ガス
を、前記羽根の回転により羽根の後方から前方に流動す
る吸収剤スラリ中で微小気泡にすることを特徴とするも
のである。
〔作用〕
前述のように回転羽根の後方から、該羽根の根元部の
周方向にわたって酸化用ガスをほぼ均一に供給すること
によつて、各回転羽根の表面に薄いガス膜が形成され、
羽根の回転にともなうスラリとの接触によつてそのガス
膜が剪断されて、羽根の先端部から微小気泡が発生す
る。この微小気泡は、羽根の回転によつて羽根の後方か
ら前方に向かうスラリ流中に巻き込まれ、タンク全体に
分散され、スラリと十分に接触して亜硫酸カルシウムの
酸化を促進する。
〔実施例〕
次に本発明の実施例を図面とともに説明する。第１図
ないし第５図は本発明の第１実施例に係る湿式排ガス脱
硫装置を説明するためのもので、第１図は装置全体の系
統図、第２図は酸化用撹拌機の配置状態を示す一部を断
面にした平面図、第３図は吸収塔の概略寸法を説明する
ための図、第４図は酸化用撹拌機の一部を断面にした側
面図、第５図は微小気泡の発生状態を説明するための説
明図である。
まず最初に、第１図を用いて装置全体の構成について
説明する。同図に示すようにこの装置は、除塵塔１と、
その排ガス流れ方向後流側に設けられた吸収塔２とから
主に構成されている。
火力発電所用ボイラ装置（図示せず）からの排ガス３
は、前記除塵塔１で除塵ならびに冷却処理される。この
除塵塔１では、循環タンク４に溜められている水を主成
分とする循環剤５が循環ポンプ６で汲み上げられ、それ
が除塵塔１内で散布され、排ガス３中のダストや塩化水
素（HCl）などを除去する。循環タンク４内には、沈澱
防止のために軸流型の撹拌機７が設けられている。
なお、排ガス３中のダストや酸性ガスなどの含有率が
低く、排ガス３の温度も比較的低温の場合は、必ずしも
除塵塔１は必要ではない。
前述のようにして除塵された排ガス３は吸収塔２に送
気され、ここで放散部８から放散される石灰石を含有し
た吸収剤スラリ９と対向接触される。この接触によつて
SOxが除去された排ガス３は、デミスタ10を通過した後
に塔頂から系外へ排出される。
SOxを吸収したスラリ９は落下し、吸収塔２の下部に
一体に設けられたスラリ循環タンク11に一旦溜められ
る。この貯溜スラリ９は、タンク11の下段に設けられた
沈澱防止専用の軸流型撹拌機12Aで撹拌され、循環ポン
プ13ならびにスラリ循環ライン14によつて塔上部の放散
部８に送給され、前述と同様に排ガス３と接触して脱硫
処理が行われる。
一方、コンプレツサ15またはブロワによつて昇圧され
た空気16が、空気導管17を通つて酸化用の撹拌機12Bの
近傍に供給される。そしてこの撹拌機12Bの働きにより
微小気泡18となり、貯溜中のスラリ９と接触して、その
中の亜硫酸カルシウムを酸化する。そして亜硫酸カルシ
ウムが酸化されて石こうが生成すると、スラリ９の一部
をスラリ循環ライン14から抜き出して、図示していない
石こう回収プロセスに送られる。
例えば50万KWクラスの火力発電所用ボイラに付設する
湿式排ガス脱硫装置の場合、第３図に示すように吸収塔
２の総高h1は約30m以上、内径ｄは約15〜18m、貯溜スラ
リ９の液深h2は約7.5〜13m程度の大型の反応塔である。
次に酸化用撹拌機12Bの配置、構成等について説明す
る。
気−液混合を目的にする装置には、本発明で使用して
いる横式の軸流撹拌機の他にロータリアトマイザ（例え
ば実開昭52−117,543号公報、米国特許第3,802,674号明
細書参照）などがある。このロータリアトマイザは、立
設された傘状ロータリ部の内側に気体を送入し、ロータ
リ部の遠心力を利用してその下端エツジで剪断しながら
気泡を放出させる機構になつている。
しかし、このロータリアトマイザは根本的に撹拌作用
がないため、液体と気体の撹拌、混合が不十分で、ロー
タリ部のエツジで折角微小な気泡を発生しても、液体と
の混合、接触が良くない。
また、機構上ロータリ部を縦型に配置することしかで
きないため、後述するスラリ循環タンクの底部に配置す
ることが考えられる。しかし、タンク底部には数千トン
の荷重がかかるため、吸収塔（スラリ循環タンク）の荷
重を支える方法が問題となる。さらにロータリアトマイ
ザの駆動部などを配置する地下室が必要であつたり、循
環ポンプにキヤビテーシヨンが発生する。さらにこのキ
ヤビテーシヨンを抑制すため、ロータリ部の軸を長くす
ることも考えられるが、そうすると約500〜1000rpmで回
転するロータリ部の芯ぶれが問題となる。このような理
由からロータリアトマイザの適用は難しく、本発明では
前述のことなどを考慮して、横式の軸流型撹拌機を使用
している。
この実施例の場合酸化用撹拌機12Bは第１図に示すよ
うに、沈澱防止用撹拌機12Aよりも上方に一段または数
段にわたつて設けられ、換言すれば循環ポンプ13の吸込
口よりも離して設けられ、空気の吸込みによる循環ポン
プ13のキヤビテーシヨンを防止している。
またこの撹拌機12Bはスラリ循環タンク11の周壁を貫
通して設置する横式の軸流型のもので、第２図に示すよ
うに複数個（実施例では２台設置）の撹拌機12Bが周方
向に沿つて配置されている。また各撹拌機12Bの回転羽
根19は互に、スラリ循環タンク11の中心Ｏを通る仮想線
に対して同じ方向（実施例では平面から視て左側）に所
定角度αだけ偏心して取り付けられている。この偏心角
度αは旋回流を効率的に発生させるために約10〜25度が
適当で、本実施例では15度となつている。
従つて、羽根19の回転によつてそれの後方にあるスラ
リ９が前方に移動して第２図に矢印で示すような流れを
生じ、そのスラリ９の流れは対向するタンク11の周壁に
当つて流れの方向が変わり、隣りの撹拌機12Bの回転に
よつて生じているスラリ９の流れに巻き込まれ、タンク
11内においてスラリ９の旋回流が生じる。なおこの流れ
の状態は、沈澱防止用の撹拌機12A（実施例では２台設
置）においても同様に起きており、そのためタンク11内
に貯溜されているスラリ全体が１つの旋回流となつて運
転中常に流動している。
酸化用撹拌機12Bは第４図に示すように、タンク11の
周壁にプレート20を介して取り付けられた駆動モータ2
1、減速するためのギアボツクス22、カツプリング23、
メカニカルシール部24、回転軸25、３枚の回転羽根19な
らびに取付座26などを備えた軸流型のもので、羽根19の
回転数は250〜2000rpm程度である。羽根19の型式はプロ
ペラ型で、ピツチ比は1.0〜1.75の範囲のものが用いら
れる。
この撹拌機12Bにおける取付座26の前側には、所定の
容積を有して前記回転軸25の外周を取り囲むようにチヤ
ンバ27が取り付けられている。そのチヤンバ27の先端に
はノズル28が設けられ、このノズル28は回転軸25の外側
に所定の間隔をおいてそれと同軸上に配置されており、
ノズル28の先端は回転軸25の羽根付根部付近まで延び、
第５図に示すように回転軸25の外周に沿つてリング状の
噴出口29が形成されている。
第４図に示すように、前記チヤンバ27の上方には空気
導管17が接続され、下方にはドレン排出管30が接続され
ている。
前記コンプレツサ15（ブロワ）の出力状態には微小時
間でみると脈動があり圧力変動が生じ、空気16の流速
（圧力）が低くなつたときにスラリがノズル28内を逆流
して、スケーリングする懸念がある。この圧力変動を緩
和するために、チヤンバ27が設けられている。このチヤ
ンバ27は空気導管17のいずれの個所に設けてもよいが、
実施例のように撹拌機12Bにおけるメカニカルシール部2
4の前方に設ければ、メカニカルシール部24は空気16で
覆われ、スラリと非接触の状態が維持できるから、スラ
リによる摩耗、腐食がなくなり、長寿命化が図れる。
図示していないが前記ドレン排出管30の途中にはバル
ブが取り付けられており、脱硫処理中はこのバルブは閉
じられている。そして空気導管17を通つて前記チヤンバ
27には、例えば１時間当り約500Nm3（撹拌機１台分）の
空気量が送り込まれる。その空気16は回転軸25とノズル
28との間の狭い空隙を通ることにより所定の流速までに
高められ、薄い空気層となつて回転羽根19の後方に開設
されているリング状の噴出口29から、羽根19の根本部に
向けて周方向全体にほぼ均一に噴出される。
噴出された空気16は、各羽根19の根本部の曲面でガイ
ドされ滑らかな羽根19の表面上に流れ出し、その表面上
に極めて薄い空気膜を形成する。羽根19は所定の速度で
回転しているため、その回転エネルギーによつて前記空
気膜がスラリ９との接触によりその端の部分から順次剪
断され、回転する羽根19の外周から振り切られるようし
てに微小気泡18が無限に発生する。この微小気泡18の発
生状態は第５図に示すように、羽根19の回転領域31の内
側ならびにその外周全体にわたつてほぼ均一に発生し、
従来のように空気（大きな気泡）の多い領域とスラリの
多い領域に分かれるようなことはない。
このようにして発生した微小気泡18は、羽根19の回転
によつて羽根19の後方から前方に向かうスラリ流中に巻
き込まれ、スラリ９の旋回流（第２図参照）に乗つてタ
ンク11内を移動し、その間に亜硫酸カルシウムを酸化す
る。
次にこの実施例におけるノズル28からの適正な空気吐
出速度について説明する。
本発明者は、次のような条件の試験装置を製作した。
スラリ循環タンク11の径 2200mm スラリ循環タンク11の高さ 2500mm 沈澱防止用撹拌機12Aの取付位置 底面から300mm 酸化用撹拌機12Bの取付位置 底面から1000mm 貯溜スラリ９の液深 2000mm スラリ９の濃度 11重量％ スラリ９の比重 1.06 回転羽根19の型式 プロペラ型 回転羽根19のピツチ比 1.0 回転羽根19の外径 200mm 回転軸25の外径 32mm ノズル28の内径 42.4mm この試験装置において、ノズル28からの空気16の吐出
流速を種々変えた場合、第６図に示すように貯溜スラリ
９の一部がノズル28を通つてドレン排出管30から排出さ
れる流量を測定し、その結果を第７図に示した。
この図から明らかなように、空気16のノズル吐出流速
が10m/secより低いと、脱硫処理中においてスラリ９が
ノズル28を通つて（ドレン排出管30に付設されているド
レン止弁は常時閉じているため）チヤンバ27内に流入し
て溜り、スラリ９中の固形物が堆積して、ノズル28の閉
塞を引き起こす。一方、ノズル吐出流速が10m/sec以上
になると、空気流によつてノズル28へのスラリ９の侵入
が実質的に阻止され、スラリ９の排出量（ドレン量）は
ほぼ零になる。
次に前記試験装置において、ノズル吐出流速を種々変
えた場合のノズル部の圧力損失を測定し、その結果を第
８図に示す。
この図から明らかなように、ノズル吐出流速が高くな
ることによつて圧力損失ΔＰが増加するため、空気16を
送り込むコンプレツサ15の吐出量を大きくする必要があ
る。そのためにコンプレツサ15の消費電力が増したり、
騒音が出るなどの心配がある。そのために過大の圧力損
失は好ましくなく、ノズル吐出流速は40m/sec以下にす
る方が得策である。また、ノズル吐出流速が余り高過ぎ
ると、空気16が回転羽根19の前方に吹き抜けてしまい、
羽根19の回転によつて微小気泡18を均一に発生すること
が難しくなり、この点からもノズル吐出流速は40m/sec
以下にとどめておく必要がある。
以上のようなことから、空気16のノズル吐出流速が10
〜40m/secの範囲に規制されるように、空気16の供給量
ならびに回転軸25とノズル28の径寸法などを設定する必
要がある。
さらに本発明者らは、微小気泡18の発生状態に影響を
およぼすであろう、回転羽根19に対するノズル先端部の
位置関係について、前述の試験装置を用いて検討した。
すなわち、空気のノズル吐出流速を15m/sec一定とし
て、第６図に示すようにノズル28の先端部を通る水平線
と、その先端部から回転羽根19の外端部を結ぶ直線とが
なす角度θを種々変えた場合の亜硫酸カルシウムの酸化
速度を測定し、その結果を第９図に示した。なお、この
酸化速度は、ヨードメトリ法によつてスラリ９中のSO3
濃度を一定時間毎に測定し、その測定結果に基づいて亜
硫酸カルシウムの酸化速度を演算した。
この図から明らかなように、角度θが60度未満である
と酸化速度は低い。これは回転羽根19に対してノズル先
端部の位置が余り離れ過ぎていることを意味し、空気16
がノズル28から所定の流速で吐出されても回転羽根19に
は十分に到達せず、途中で大きな気泡となつてスラリ９
中を上昇するから、亜硫酸カルシウムと空気の接触状態
が悪いからであると考えられる。
一方、角度θが80度を超えると酸化速度が低下する。
これは、回転羽根19に対してノズル28の先端部が接近し
すぎていることを意味し、ノズル28から吐出した空気の
一部が回転羽根19を吹き抜けてしまい、そのために大き
な気泡ができ、亜硫酸カルシウムと空気の接触状態が悪
いためであると考えられる。
これに対して、角度θが60〜80度の範囲のものは、羽
根19の回転によつて均一に微小気泡18が発生し、亜硫酸
カルシウムの酸化が促進されて、速い酸化速度を有して
いる。
第10図は、ノズル28の変形例を示す拡大図である。前
記実施例ではノズル28はストレート管で製作されていた
が、この変形例では同図に示すように、ノズル28の先端
部を先細りに絞っている。
このノズル28を使用すると、ノズル吐出速度が必然的
に速くなるから、ノズル先端部から回転羽根19までの距
離Ｌを長くしても、空気16を回転羽根19の表面まで良好
に到達させることが可能である。従つて、その分だけノ
ズル28の長さが短くでき、そのために貯溜スラリ９の流
動化が促進され、スケーリングの発生を抑制するととも
にコストの低減が図れる。
なお、このノズル28を用いた場合には、前記実施例で
述べたような適正なノズル吐出流速ならびに角度θは適
用できないことになる。
第11図は、本発明の第２実施例に係る酸化用撹拌機の
一部を断面にした側面図である。
この実施例の場合、回転羽根19の外径D1よりも大きい
径D2を有する挿入口32をタンク11の周壁に形成する。ま
た、空気導電17、チヤンバ27ならびにドレン排出管30な
どをサポートする本体取付座33を設ける。そして前記挿
入口32から回転羽根19をタンク11内に挿入して、前記本
体取付座33をタンク11のフランジ34に取り付けた構造に
なつている。
このような構造にすることによつて、例えば羽根19の
点検、交換などのときに、タンク11内に新らたに足場を
組んで、羽根19の点検、交換などの所定の作業をしなく
ても、本体取付座33をフランジ34から外すことにより、
タンク11の外側から羽根19を引き抜くことができ、その
ために作業が簡便となる。
第12図は、本発明の第３実施例を説明するための系統
図である。この実施例の場合、空気導管17の途中に設け
られている流量計35よりも後流側の部分36が、貯溜スラ
リ９の最高レベル（L.max）よりも1m以上高い位置に持
ち上げられている。またこの部分36よりも後流側で比較
的チヤンバ27に近い位置に常開バルブ37が設けられ、こ
のバルブ37のすぐ後流側に水洗ライン38が接続され、こ
の水洗ライン38の途中には常閉バルブ39が設けられてい
る。
さらにチヤンバ27の上部には、軸シール用のシール水
ライン40が接続され、ドレン排出管30の途中には透視部
を有するサイトフロー41が設けられている。
例えば停電などによつてコンプレツサ15の電源が切れ
て、チヤンバ27への空気16の送給が停止すると、貯溜ス
ラリ９の一部がチヤンバ27を通つて空気導管17内に逆流
する。これを防止する手段として、チヤンバ27の近くに
設けられている前記常開バルブ37として自動弁を用い、
スラリ９の逆流を遮断する方法もあるが、自動弁は高価
であるうえ信号線の配線なども必要であるため好ましく
ない。
そのためこの実施では常開バルブ37として自動弁でな
い通常の弁を使用し、流量計35よりも後流の部分36を貯
溜スラリ９の最高レベルL.maxよりも高くして、その後
流側部分36と最高レベルL.maxとの間に1m以上の段差Ｈ
を設ける。このようにすれば、簡単でかつ安価な手段に
よりスラリ９の逆流を防止することができ、流量計35内
へのスラリ９の流入が阻止される。なお、空気導管17を
逆流するスラリ９は慣性を有しているから、前記段差Ｈ
は1m以上にしておくとよい。
また、最近の火力発電プラントにおいては、毎日停
止、立上げ（DSS）運用が行なわれているのが通常であ
る。そのため火力発電プラントの停止時には、空気16の
送給を停止して所内消費電力の低減を図ることが好まし
い。ところが空気16の送給を停止すると、前述のように
貯溜スラリ９の一部がチヤンバ27を通つて、空気導管17
に逆流する。このままの状態から再起動した場合、空気
導管17内でのスケーリング、チヤンバ27内でのスラリ中
の固形物堆積による回転軸25の摩耗など新たな問題が生
じる。
これに対処するため、本実施例では水洗ライン38なら
びにドレン排出管30を設けている。そして再起動前に水
洗ライン38から水洗水42を流し、空気導管17ならびにチ
ヤンバ27内を洗浄して、侵入したスラリ９をタンク11内
およびドレン排出管30へ流し出す。ドレン排出管30の途
中に設けられているサイトフロー41は、このときの洗浄
状態を確認するためのもので、サイトフロー41にスラリ
９がないことを検知して、水洗作業を終了する。
第13図は、本発明の第４実施例を説明するための系統
図である。
循環ポンプ13の吹込口は通常スラリ循環タンク11の底
部付近に設けられていることから、前記第１実施例では
この循環ポンプ13のキヤビテーシヨンを防止するため第
１図に示すように、最下段の撹拌機12Aには空気16を送
給しないで沈澱防止専用とし、この最下段の撹拌機12A
を除く他の撹拌機12Bに空気16を送給して、酸化と沈澱
防止の両機能を付与している。
この実施例では、循環ポンプ13の吸込口の比較的近く
にある撹拌機12Aは沈澱防止専用とし、その撹拌機12Aの
周囲を気泡侵入防止板43で囲む。そして循環ポンプ13の
吸込口から比較的離れている最下段の撹拌機12Bには空
気16を送給するように構成されている。
このようにすれば、循環ポンプ13のキヤビテーシヨン
を防止するとともに、タンク11の底面付近から微小気泡
18を発生させることができ、そのために亜硫酸カルシウ
ムとの接触がより効率的に行なわれ、高酸化率が得られ
る。
第14図ならびに第15図は本発明の第５実施例を説明す
るための図で、第14図はの実施例に係る撹拌機の一部を
断面にした側面図、第15図はの撹拌機に使用するチヤン
バの正面図である。
この実施例で用いられるチヤンバ27は、回転羽根19と
対向する側に端板44を有し、それの中央に回転軸25が貫
通する挿通孔45（第15図参照）が開設され、さらにこの
挿通孔45を中心にして周方向に複数のノズル孔46が形成
されている。従つてこのチヤンバ27を取り付けた際、第
14図に示すように、前記ノズル孔46が所定の間隔をおい
て回転羽根19と対向することになり、チヤンバ27に送給
された空気16は各ノズル孔46より回転している羽根19に
向けて噴出されることになる。
このノズル孔46の大きさならびに分布状態などは、羽
根19の回転によつて微小気泡18が有効にかつ均一に発生
するように適宜決定される。
第16図は、本発明の第６実施例を説明するための系統
図である。この実施例の場合、スラリ循環タンク11は吸
収塔２の下方に配置されているが吸収塔２とは分離して
おり、吸収塔２内で落下したスラリ９は連絡管47によつ
てタンク11に導かれる。
循環タンク４ならびにスラリ循環タンク11内には、沈
澱防止用の縦型撹拌機48、49がそれぞれ設置されてい
る。除塵塔１側の循環タンク４にも撹拌機12Bが設けら
れ、それにも空気16が送気されて、循環ポンプ６の下流
側から循環剤（スラリ９と同材質）が抜き出されて、石
こう回収プロセスに送られる。なお、図中の50は偏流防
止用の多孔板である。
第17図は、本発明の第７実施営を説明するための一部
を切除した斜視図である。この実施例の場合、除塵塔１
は設けられておらず、その代りに多孔板50の下方が除塵
・冷却部51となつており、スラリ９を分散する放散部52
が設けられている。多孔板50のスケーリングを防止する
ため、この放散部52の噴出口は多孔板50側に向けられ、
スラリ９が多孔板50にかかるように構成されている。な
お、図中の53はデミスタ10の水洗部である。
前記各実施例では酸化ガスとして空気を用いたが、本
発明はこれに限定されるものではなく、例えば酸素濃度
の高い高活性の酸化ガスを用いることも可能である。こ
の酸素濃度の高い（例えば25〜40体積％）酸化ガスは、
例えばシリコーンとポリイミドの複合薄膜などの高分子
膜が、空気中の窒素よりも酸素を選択的に透過する性質
を利用することによつて得ることができる。この酸素富
化ガスは、前述のような複合膜を備えたシリコーン複合
膜モジールとして知られている装置を用いて、容易に製
造することができる。
〔発明の効果〕
本発明は前述のように、回転羽根の後方から、該羽根
の根元部の周方向にわたって酸化用ガスをほぼ均一に供
給することによつて、回転する羽根の先端部から微小気
泡が均一に発生することができる。そしてこの微小気泡
は、羽根の回転によつて羽根の後方から前方に流動する
スラリ中に巻き込まれ、スラリと十分に接触して、亜硫
酸カルシウムの酸化が極めて効率的に進行する。
前記第１実施例に係る湿式排ガス脱硫装置のパイロツ
トテストを行なつた際のテスト条件と、その結果を示せ
ば次の通りである。
排ガス量 3000Nm3/h SO2濃度 3000ppm 沈澱防止用撹拌機 ２台 酸化用撹拌機 ２台 酸化用空気流量 80Nm3/h スラリ／ガス 22.4/Nm3 石灰石過剰率 ２％ 運転時間 約8500時間 この条件でテストした結果、排ガスの脱硫率は95％、
スラリ中における亜硫酸カルシウムの酸化率は99.8％の
高率であつた。従つてスラリ循環ラインから抜き出して
脱水するだけで、粉状で良質の石こうとして回収するこ
とができた。
また本発明の装置では撹拌機にアンバランス荷重が生
じないため、それによる振動ならびに騒音が解消されて
長寿命化が図れる。
【図面の簡単な説明】
第１図ないし第５図は本発明の第１実施例に係る湿式排
ガス脱硫装置を説明するためのもので、第１図は装置全
体の系統図、第２図は酸化用撹拌機の配置状態を示す一
部を断面にした平面図、第３図は吸収塔の寸法関係を説
明するための図、第４図は酸化用撹拌機の一部を断面に
した側面図、第５図は微小気泡の発生状態を説明するた
めの説明図である。 第６図はこの実施例に係る装置のテスト条件を示す説明
するための図、第７図はノズル吐出流速とドレン量との
関係を示す特性図、第８図はノズル吐出流速と圧力損失
との関係を示す特性図、第９図は角度θと酸化速度との
関係を示す特性図、第10図はノズルの変形例を示す拡大
図である。 第11図は本発明の第２実施例に係る湿式排ガス脱硫装置
に用いられる撹拌機の一部を断面にした側面図、第12図
ならびに第13図は第３実施例ならびに第４実施例に係る
湿式排ガス脱硫装置の系統図、第14図は第５実施例に係
る湿式排ガス脱硫装置に用いられる撹拌機の一部を断面
にした側面図、第15図はその撹拌機に用いられるチヤン
バの正面図、第16図は本発明の第６実施例に係る湿式排
ガス脱硫装置の系統図、第17図は本発明の第７実施例に
係る湿式排ガス脱硫装置の一部を切除した斜視図であ
る。 第18図は従来提案された湿式排ガス脱硫装置の全体系統
図、第19図ならびに第20図は従来提案されたソーダ水製
造装置の一部を断面した正面図ならびに一部を断面した
平面図である。 ２……吸収塔、３……排ガス、 ８……放散部、９……吸収スラリ、 11……スラリ循環タンク、 12A……沈澱防止用撹拌機、 12B……酸化用撹拌機、 13……循環ポンプ、 14……スラリ循環ライン、 15……コンプレツサ、16……空気、 17……空気導管、18……微小気泡、 19……回転羽根、 24……メカニカルシール、 25……回転軸、27……チヤンバ、 28……ノズル、29……噴出口、 30……ドレン排出管、31……回転領域、 32……挿入口、33……本体取付座、 35……流量計、36……後流側部分、 38……水洗ライン、41……サイトフロー、 42……水洗水、43……気泡侵入防止板、 44……端板、46……ノズル孔、 51……除塵・冷却部、 θ……角度、D1……回転羽根の外径、 D2……挿入口の径、 Ｈ……後流側部分とスラリ最高レベルとの段差。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 勝部 利夫 広島県呉市宝町６番９号 バブコツク日 立株式会社呉工場内 (72)発明者 中本 隆則 広島県呉市宝町６番９号 バブコツク日 立株式会社呉工場内 (56)参考文献 特開 昭62−183841（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−158119（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−69625（ＪＰ，Ｕ)

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】カルシウム化合物を含有した吸収剤スラリ
    を散布する放散部を有し、その放散部から散布された吸
    収剤スラリとイオウ酸化物を含有した排ガスとを対向接
    触させて、排ガス中のイオウ酸化物を前記吸収剤スラリ
    中に吸収する吸収塔と、 その吸収塔の下部に設けられて、吸収塔から落下した吸
    収剤スラリを貯溜し、周壁を貫通して横設された軸流型
    の撹拌機を有するスラリタンクと、 そのスラリタンクに貯溜されている吸収剤スラリを、前
    記吸収塔の放散部に送給する循環系統とを備えた湿式排
    ガス脱硫装置において、 酸素を含む酸化用ガスを前記撹拌機の回転軸に取り付け
    られた羽根の後方から、該羽根の根元部の周方向にわた
    ってほぼ均一に供給する酸化用ガス供給手段を設け、 その酸化用ガス供給手段から供給された酸化用ガスを、
    前記羽根の回転により羽根の後方から前方に流動する吸
    収剤スラリ中で微小気泡にすることを特徴とする湿式排
    ガス脱硫装置。
  2. 【請求項２】カルシウム化合物を含有した吸収剤スラリ
    を散布する放散部を有し、その放散部から散布された吸
    収剤スラリとイオウ酸化物を含有した排ガスとを対向接
    触させて、排ガス中のイオウ酸化物を前記吸収剤スラリ
    中に吸収する吸収塔と、 その吸収塔の下部に設けられて、吸収塔から落下した吸
    収剤スラリを貯溜し、周壁を貫通して横設された軸流型
    の撹拌機を有するスラリタンクと、 そのスラリタンクに貯溜されている吸収剤スラリを、前
    記吸収塔の放散部に送給する循環系統とを備えた湿式排
    ガス脱硫装置において、 筒状部を有する酸化用ガス供給手段を設け、 その筒状部の中空部内に前記撹拌機の回転軸を挿入し
    て、回転軸の外周と筒状部の内周との間に形成された間
    隙部を、前記羽根の根元部の周方向にわたって酸化用ガ
    スを供給する酸化用ガス供給流路としたことを特徴とす
    る湿式排ガス脱硫装置。
  3. 【請求項３】請求項（１）または請求項（２）記載にお
    いて、 前記撹拌機がスラリタンクの高さ方向に沿って複数段設
    けられ、それら撹拌機のうち最下段の撹拌機を除き、そ
    れより上部の撹拌機に前記酸化用ガス供給手段が設けら
    れていることを特徴とする湿式排ガス脱硫装置。
  4. 【請求項４】請求項（２）記載において、 前記酸化用ガス供給手段の先端に前記回転軸の外周に沿
    ってリング状の噴出口が設けられていることを特徴とす
    る湿式排ガス脱硫装置。
  5. 【請求項５】請求項（２）記載において、 前記筒状部がノズルからなり、そのノズル内に前記回転
    軸が挿入されていることを特徴とする湿式排ガス脱硫装
    置。
  6. 【請求項６】請求項（２）記載において、 前記酸化用ガス供給手段の途中にチャンバが設けられて
    いることを特徴とする湿式排ガス脱硫装置。
  7. 【請求項７】請求項（２）記載において、 前記噴出口の酸化用ガス流速が10〜40m/secの範囲に規
    制されていることを特徴とする湿式排ガス脱硫装置。
  8. 【請求項８】請求項（２）記載において、 前記ノズルの先端部を通る水平線と、その先端部から回
    転羽根の外端部を結ぶ直線とがなす角度θが60〜80度の
    範囲に規制されていることを特徴とする湿式排ガス脱硫
    装置。
  9. 【請求項９】請求項（２）記載において、 前記ノズルの先端部が絞られて径小になっていることを
    特徴とする湿式排ガス脱硫装置。
  10. 【請求項１０】請求項（１）または請求項（２）記載に
    おいて、 前記酸化用ガス供給手段の途中に流量計が設けられ、そ
    の流量計よりも後流側部分の最高位置が、前記スラリタ
    ンクにおける貯溜スラリの最高レベルよりも高くなって
    いることを特徴とする湿式排ガス脱硫装置。
  11. 【請求項１１】請求項（１）または請求項（２）記載に
    おいて、 前記酸化用ガス供給手段の途中に流量計が設けられ、そ
    の流量計よりも後流側部分に水洗ラインが接続されてい
    ることを特徴とする湿式排ガス脱硫装置。
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