JP3380046B2 - 湿式排ガス脱硫方法および装置 - Google Patents
湿式排ガス脱硫方法および装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、湿式排ガス脱硫方法お
よび装置に係り、特に吸収液スプレーノズル装置の改良
により脱硫性能を向上させ装置の小型化と運転動力費の
低減を可能とした湿式排ガス脱硫方法および装置に関す
る。
よび装置に係り、特に吸収液スプレーノズル装置の改良
により脱硫性能を向上させ装置の小型化と運転動力費の
低減を可能とした湿式排ガス脱硫方法および装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】火力発電所等において、化石燃料の燃焼
に伴って発生する排煙中の硫黄酸化物、中でも特に二酸
化硫黄（ＳＯ2)は、大気汚染・酸性雨等の地球的環境問
題の主原因の一つである。このため、排煙中からＳＯ2
を除去する排煙脱硫法の研究および脱硫装置の開発は極
めて重要な課題となっている。
に伴って発生する排煙中の硫黄酸化物、中でも特に二酸
化硫黄（ＳＯ2)は、大気汚染・酸性雨等の地球的環境問
題の主原因の一つである。このため、排煙中からＳＯ2
を除去する排煙脱硫法の研究および脱硫装置の開発は極
めて重要な課題となっている。
【０００３】上記脱硫法としては、最近低コストでシス
テムが簡単な簡易型の乾式脱硫装置の開発が進められて
いるが、脱硫率がせいぜい７０〜８０％と低いこともあ
り、まだ湿式法が主流を占めている。この湿式法には、
吸収剤にソーダ化合物を用いるソーダ法、カルシウム化
合物を用いるカルシウム法およびマグネシウム化合物を
用いるマグネシウム法等がある。このうち、ソーダ法は
吸収剤とＳＯ2 との反応性に優れている反面、使用する
ソーダ類が非常に高価である。このため、発電用の大型
ボイラ等の排煙脱硫装置には、比較的安価な炭酸カルシ
ウム等のカルシウム化合物を用いる方法が最も多く採用
されている。
テムが簡単な簡易型の乾式脱硫装置の開発が進められて
いるが、脱硫率がせいぜい７０〜８０％と低いこともあ
り、まだ湿式法が主流を占めている。この湿式法には、
吸収剤にソーダ化合物を用いるソーダ法、カルシウム化
合物を用いるカルシウム法およびマグネシウム化合物を
用いるマグネシウム法等がある。このうち、ソーダ法は
吸収剤とＳＯ2 との反応性に優れている反面、使用する
ソーダ類が非常に高価である。このため、発電用の大型
ボイラ等の排煙脱硫装置には、比較的安価な炭酸カルシ
ウム等のカルシウム化合物を用いる方法が最も多く採用
されている。
【０００４】このカルシウム化合物を吸収液として用い
る脱硫システムは、気液接触方法の違いによりスプレー
方式、濡れ壁方式およびバブリング方式の３種類に大別
される。各方式ともそれぞれ特徴を有しているが、実績
が多く信頼性の高いスプレー方式が世界的にも多く採用
されている。このスプレー方式の脱硫システムとして
は、従来から排ガスの冷却・除塵を行なう冷却塔、吸収
液を噴霧して排ガス中のＳＯ2 と反応させる吸収塔、吸
収塔で生成した亜硫酸カルシウムを酸化する酸化塔の３
塔で構成されていた。しかし、近年になって吸収塔に冷
却・酸化の機能を持たせた１塔型脱硫塔の開発が進み、
最近では１塔型脱硫システムがスプレー方式の主流にな
りつつある。
る脱硫システムは、気液接触方法の違いによりスプレー
方式、濡れ壁方式およびバブリング方式の３種類に大別
される。各方式ともそれぞれ特徴を有しているが、実績
が多く信頼性の高いスプレー方式が世界的にも多く採用
されている。このスプレー方式の脱硫システムとして
は、従来から排ガスの冷却・除塵を行なう冷却塔、吸収
液を噴霧して排ガス中のＳＯ2 と反応させる吸収塔、吸
収塔で生成した亜硫酸カルシウムを酸化する酸化塔の３
塔で構成されていた。しかし、近年になって吸収塔に冷
却・酸化の機能を持たせた１塔型脱硫塔の開発が進み、
最近では１塔型脱硫システムがスプレー方式の主流にな
りつつある。
【０００５】図９に従来技術のスプレー方式による１塔
型脱硫装置の一例を示す。１塔型の脱硫塔は、主に脱硫
塔本体１、入口ダクト２、出口ダクト３、スプレーノズ
ル４、吸収液の循環ポンプ５、循環タンク６、デミスタ
９等から構成される。スプレーノズル４は水平方向に複
数個、さらに高さ方向に複数段設置されており、通常各
段ごとに１台ずつ循環ポンプ５が設置される。スプレー
ノズル４の段数としては、一般に４〜１０段程度設置さ
れることが多いが、本図では簡略化のため４段で示して
いる。また、スプレーノズル４から噴霧され微粒化され
た吸収液の中で、液滴径の小さいものは排ガスに同伴さ
れるが、脱硫塔上部に設けられたデミスタ９によって回
収される。
型脱硫装置の一例を示す。１塔型の脱硫塔は、主に脱硫
塔本体１、入口ダクト２、出口ダクト３、スプレーノズ
ル４、吸収液の循環ポンプ５、循環タンク６、デミスタ
９等から構成される。スプレーノズル４は水平方向に複
数個、さらに高さ方向に複数段設置されており、通常各
段ごとに１台ずつ循環ポンプ５が設置される。スプレー
ノズル４の段数としては、一般に４〜１０段程度設置さ
れることが多いが、本図では簡略化のため４段で示して
いる。また、スプレーノズル４から噴霧され微粒化され
た吸収液の中で、液滴径の小さいものは排ガスに同伴さ
れるが、脱硫塔上部に設けられたデミスタ９によって回
収される。
【０００６】デミスタ９は吸収塔内最上部または出口ダ
クト３内に設置される。図には示していないがボイラか
ら排出される排ガス２４は、入口ダクト２より脱硫塔本
体１に導入され、最終的には出口ダクト３より処理ガス
２５として排出される。この間、脱硫塔には循環ポンプ
５から送られる炭酸カルシウムを含んだ吸収液が、脱硫
塔内に配置されたスプレ配管１５に取付けられた複数の
スプレーノズル４から噴霧され、吸収液と排ガス２４の
気液接触が行なわれる。このとき吸収液は排ガス中のＳ
Ｏ2 を選択的に吸収し、重亜硫酸カルシウム（Ｃａ（Ｈ
ＳＯ3)2 ）を生成する。重亜硫酸カルシウムを生成した
吸収液は循環タンク６に溜まり、空気吹込み管８より導
入された空気を攪拌機７で循環タンク６内に均一に分散
させることにより、重亜硫酸カルシウムは酸化されて最
終的に石膏（ＣａＳＯ4)を生成する。炭酸カルシウム
（ＣａＣＯ3)および石膏が共存する循環タンク６内の吸
収液の一部は、循環ポンプ５によって再びスプレーノズ
ル４に送られる。
クト３内に設置される。図には示していないがボイラか
ら排出される排ガス２４は、入口ダクト２より脱硫塔本
体１に導入され、最終的には出口ダクト３より処理ガス
２５として排出される。この間、脱硫塔には循環ポンプ
５から送られる炭酸カルシウムを含んだ吸収液が、脱硫
塔内に配置されたスプレ配管１５に取付けられた複数の
スプレーノズル４から噴霧され、吸収液と排ガス２４の
気液接触が行なわれる。このとき吸収液は排ガス中のＳ
Ｏ2 を選択的に吸収し、重亜硫酸カルシウム（Ｃａ（Ｈ
ＳＯ3)2 ）を生成する。重亜硫酸カルシウムを生成した
吸収液は循環タンク６に溜まり、空気吹込み管８より導
入された空気を攪拌機７で循環タンク６内に均一に分散
させることにより、重亜硫酸カルシウムは酸化されて最
終的に石膏（ＣａＳＯ4)を生成する。炭酸カルシウム
（ＣａＣＯ3)および石膏が共存する循環タンク６内の吸
収液の一部は、循環ポンプ５によって再びスプレーノズ
ル４に送られる。
【０００７】従来、スプレーノズル４により吸収液を噴
霧して脱硫する場合、通常用いられている２〜３インチ
のスプレーノズル４では平均液滴径が２mm程度であり、
スプレーノズル４の間隔を通常１．５ｍ以上離してスプ
レーノズル４を配置していた。スプレーノズル４同士を
近づけて配置すると、液滴同士が干渉して液滴径が１mm
以下と小さくなり過ぎて、排ガス２４に同伴されて飛散
する液滴量が増加すると同時に脱硫性能も低下してい
た。このように平均液滴径が２mm程度の場合、スプレー
ノズル４の間隔を１．５ｍ以上に離す必要があるので必
然的にスプレー配管１５の段数は多くなり、塔高が高く
なる。そのため装置コストが高くなり、循環液を循環す
るポンプ５の消費動力も大きくなる欠点がある。したが
って、脱硫塔内でノズル配置の間隔を小さくし、いかに
脱硫塔をコンパクトにするかが大きな課題となる。
霧して脱硫する場合、通常用いられている２〜３インチ
のスプレーノズル４では平均液滴径が２mm程度であり、
スプレーノズル４の間隔を通常１．５ｍ以上離してスプ
レーノズル４を配置していた。スプレーノズル４同士を
近づけて配置すると、液滴同士が干渉して液滴径が１mm
以下と小さくなり過ぎて、排ガス２４に同伴されて飛散
する液滴量が増加すると同時に脱硫性能も低下してい
た。このように平均液滴径が２mm程度の場合、スプレー
ノズル４の間隔を１．５ｍ以上に離す必要があるので必
然的にスプレー配管１５の段数は多くなり、塔高が高く
なる。そのため装置コストが高くなり、循環液を循環す
るポンプ５の消費動力も大きくなる欠点がある。したが
って、脱硫塔内でノズル配置の間隔を小さくし、いかに
脱硫塔をコンパクトにするかが大きな課題となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】通常、実機の脱硫塔で
用いられる２〜３インチのスプレーノズル４から噴霧さ
れる平均液滴径は２mm程度であり、液滴同士が干渉して
液滴径が小さくなり過ぎないようにスプレーノズル４の
間隔は１．５ｍ程度離して設置されていた。目標脱硫率
により必要液ガス比が決まり、液量が決まれば必要なス
プレーノズル４の個数が設定される。スプレーノズル４
の設置間隔が大きいほど、脱硫塔内のスプレ配管１５の
段数が多くなり、塔高も高くなるので循環液量を循環す
る循環ポンプ５の消費動力も増加する。スプレー塔で噴
霧された液滴径は通常の２〜３インチのスプレーノズル
４では２mm程度であり、液滴同士が干渉して液滴径が小
さくなるとミスト飛散量は増加し脱硫性能が低下するの
で、スプレーノズル４の間隔を広げていた。特にガス流
速を高速化すると、その傾向が著しい。また塔外の酸化
方式では、液中の亜硫酸濃度が高いのでスプレーノズル
４の間隔を近づけて液滴を干渉させると、液滴中のｐＨ
も下がり脱硫性能も低下していた。そのためにスプレー
ノズル４の間隔をある程度離す必要が生じたが、スプレ
ーノズル４の間隔を広げると塔内で必要なスプレ配管１
５の段数が増加するので望ましくない。また、スプレー
ノズル４の中心部分は液膜の抵抗が大きいのでとうして
もガスが偏流し脱硫性能も低下しやすく、また排ガス中
のダストの除塵性能も低下する問題点があった。したが
って、本発明の目的は、スプレーノズルの配置間隔を狭
くしても脱硫性能が低下しないように、コンパクトな脱
硫装置で高性能に脱硫することをができる湿式排ガス脱
硫方法および装置を提供することにある。
用いられる２〜３インチのスプレーノズル４から噴霧さ
れる平均液滴径は２mm程度であり、液滴同士が干渉して
液滴径が小さくなり過ぎないようにスプレーノズル４の
間隔は１．５ｍ程度離して設置されていた。目標脱硫率
により必要液ガス比が決まり、液量が決まれば必要なス
プレーノズル４の個数が設定される。スプレーノズル４
の設置間隔が大きいほど、脱硫塔内のスプレ配管１５の
段数が多くなり、塔高も高くなるので循環液量を循環す
る循環ポンプ５の消費動力も増加する。スプレー塔で噴
霧された液滴径は通常の２〜３インチのスプレーノズル
４では２mm程度であり、液滴同士が干渉して液滴径が小
さくなるとミスト飛散量は増加し脱硫性能が低下するの
で、スプレーノズル４の間隔を広げていた。特にガス流
速を高速化すると、その傾向が著しい。また塔外の酸化
方式では、液中の亜硫酸濃度が高いのでスプレーノズル
４の間隔を近づけて液滴を干渉させると、液滴中のｐＨ
も下がり脱硫性能も低下していた。そのためにスプレー
ノズル４の間隔をある程度離す必要が生じたが、スプレ
ーノズル４の間隔を広げると塔内で必要なスプレ配管１
５の段数が増加するので望ましくない。また、スプレー
ノズル４の中心部分は液膜の抵抗が大きいのでとうして
もガスが偏流し脱硫性能も低下しやすく、また排ガス中
のダストの除塵性能も低下する問題点があった。したが
って、本発明の目的は、スプレーノズルの配置間隔を狭
くしても脱硫性能が低下しないように、コンパクトな脱
硫装置で高性能に脱硫することをができる湿式排ガス脱
硫方法および装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本願で特許請求する発明は以下のとおりである。 （１）硫黄酸化物含有排ガスを脱硫塔内に導入し、これ
にカルシウム系吸収液をスプレーノズルにより噴霧して
排ガス中の硫黄酸化物を吸収し、吸収した吸収液を吸収
液循環タンク内に収容し、循環タンク内の吸収液中に空
気を吹込んで液中の亜硫酸塩を酸化して石膏を生成させ
るとともに、循環タンク内の吸収液を前記スプレーノズ
ルに供給する湿式排ガス脱硫方法において、前記スプレ
ーノズルから噴霧される平均噴霧吸収液滴径を２．７mm
以上とし、かつ各ノズルの噴射口間隔を０．２５ｍ〜
１．１ｍの範囲として噴霧液滴どうしを衝突干渉させる
ことを特徴とする湿式排ガス脱硫方法。
本願で特許請求する発明は以下のとおりである。 （１）硫黄酸化物含有排ガスを脱硫塔内に導入し、これ
にカルシウム系吸収液をスプレーノズルにより噴霧して
排ガス中の硫黄酸化物を吸収し、吸収した吸収液を吸収
液循環タンク内に収容し、循環タンク内の吸収液中に空
気を吹込んで液中の亜硫酸塩を酸化して石膏を生成させ
るとともに、循環タンク内の吸収液を前記スプレーノズ
ルに供給する湿式排ガス脱硫方法において、前記スプレ
ーノズルから噴霧される平均噴霧吸収液滴径を２．７mm
以上とし、かつ各ノズルの噴射口間隔を０．２５ｍ〜
１．１ｍの範囲として噴霧液滴どうしを衝突干渉させる
ことを特徴とする湿式排ガス脱硫方法。
【００１０】（２）上記（１）において、衝突干渉後の
噴霧液滴径が主として１．４mmないし２．２mmのもので
構成されることを特徴とする湿式排ガス脱硫方法。 （３）硫黄酸化物含有排ガスを導入する排ガス入口と処
理された排ガスを排出する排ガス出口とを有する脱硫塔
と、脱硫塔内に排ガス流れ方向に多段に配置されて脱硫
塔内に導入された排ガスにカルシウム系吸収液を噴霧す
るスプレーノズルと、脱硫塔内で噴霧され排ガス中の硫
黄酸化物を吸収した吸収液を収容する吸収液循環タンク
と、循環タンク内の吸収液をスプレーノズルに循環供給
する循環装置と、循環タンク内に酸化用空気を吹込む装
置とを備えた湿式排ガス脱硫装置において、前記スプレ
ーノズルの平均噴霧液滴径が２．７mm以上、スプレーノ
ズル口配置間隔が０．２５ｍないし１．１ｍとなるよう
にスプレーノズル部を構成したことを特徴とする湿式排
ガス脱硫装置。
噴霧液滴径が主として１．４mmないし２．２mmのもので
構成されることを特徴とする湿式排ガス脱硫方法。 （３）硫黄酸化物含有排ガスを導入する排ガス入口と処
理された排ガスを排出する排ガス出口とを有する脱硫塔
と、脱硫塔内に排ガス流れ方向に多段に配置されて脱硫
塔内に導入された排ガスにカルシウム系吸収液を噴霧す
るスプレーノズルと、脱硫塔内で噴霧され排ガス中の硫
黄酸化物を吸収した吸収液を収容する吸収液循環タンク
と、循環タンク内の吸収液をスプレーノズルに循環供給
する循環装置と、循環タンク内に酸化用空気を吹込む装
置とを備えた湿式排ガス脱硫装置において、前記スプレ
ーノズルの平均噴霧液滴径が２．７mm以上、スプレーノ
ズル口配置間隔が０．２５ｍないし１．１ｍとなるよう
にスプレーノズル部を構成したことを特徴とする湿式排
ガス脱硫装置。
【００１１】
【作用】平均液滴径を２．７mm以上にしてスプレーノズ
ルの間隔を０．２５〜１．１ｍに狭くすると、噴霧され
た液滴は脱硫塔内で液滴同士の衝突を繰り返す回数が増
加し、液滴は次第に小さくなり液滴の表面積は増加す
る。このような現象はＰＤＰＡ装置（レーザ式の粒径測
定装置（ドップラーレーザ計測装置）により容易に確認
できる。液滴平均径が１．４〜２．２mm程度にまで小さ
くなると、ガスに同伴されて飛散する液滴径も少なく単
位容積当たりの液滴反応表面積が増加し、液滴とガス中
のＳＯ2 ガスとの反応は促進される。従来の塔外酸化方
式では、液滴径が小さくなると液滴表面積が上がりｐＨ
が低下する条件では大幅に脱硫率が下がる。これに対し
て、塔内酸化方式である一塔型脱硫方式ではｐＨが４前
後まで低下しても脱硫性能はほとんど低下せず、液滴を
積極的に衝突させ液滴径をある程度小さくすることが望
ましい。また、流体解析プログラムにより液滴を噴霧し
た場合の脱硫塔内のガス流れを解析すると、スプレーノ
ズルからの噴霧による液膜の部分がガスの抵抗となるの
で、ガスはどうしてもスプレーノズルとスプレーノズル
の間を流れることになる。これに対して本発明を利用す
れば、スプレーノズルの間隔が狭くなるので塔内でのガ
スの偏流はほとんどなくなり、脱硫性能の向上とダスト
の除塵性能も大幅に向上することになる。
ルの間隔を０．２５〜１．１ｍに狭くすると、噴霧され
た液滴は脱硫塔内で液滴同士の衝突を繰り返す回数が増
加し、液滴は次第に小さくなり液滴の表面積は増加す
る。このような現象はＰＤＰＡ装置（レーザ式の粒径測
定装置（ドップラーレーザ計測装置）により容易に確認
できる。液滴平均径が１．４〜２．２mm程度にまで小さ
くなると、ガスに同伴されて飛散する液滴径も少なく単
位容積当たりの液滴反応表面積が増加し、液滴とガス中
のＳＯ2 ガスとの反応は促進される。従来の塔外酸化方
式では、液滴径が小さくなると液滴表面積が上がりｐＨ
が低下する条件では大幅に脱硫率が下がる。これに対し
て、塔内酸化方式である一塔型脱硫方式ではｐＨが４前
後まで低下しても脱硫性能はほとんど低下せず、液滴を
積極的に衝突させ液滴径をある程度小さくすることが望
ましい。また、流体解析プログラムにより液滴を噴霧し
た場合の脱硫塔内のガス流れを解析すると、スプレーノ
ズルからの噴霧による液膜の部分がガスの抵抗となるの
で、ガスはどうしてもスプレーノズルとスプレーノズル
の間を流れることになる。これに対して本発明を利用す
れば、スプレーノズルの間隔が狭くなるので塔内でのガ
スの偏流はほとんどなくなり、脱硫性能の向上とダスト
の除塵性能も大幅に向上することになる。
【００１２】以上のような方法により、脱硫塔でのスプ
レーノズルの間隔を狭くするとスプレーノズルのスプレ
配管１５の段数が減るので、脱硫塔高が低くなり循環液
の循環ポンプの消費動力も低減ができ、脱硫性能および
脱塵性能も同時に改善できる。
レーノズルの間隔を狭くするとスプレーノズルのスプレ
配管１５の段数が減るので、脱硫塔高が低くなり循環液
の循環ポンプの消費動力も低減ができ、脱硫性能および
脱塵性能も同時に改善できる。
【００１３】
【実施例】本発明は、下記の実施例によって、さらに詳
細に説明されるが、下記の例で制限されるものではな
い。本発明の実施例を図１に示す。ＳＯ2 を含む燃焼排
ガス２４は塔側壁部の入口ダクト２から脱硫塔本体１に
入る。脱硫塔では循環ポンプ５から送られる炭酸カルシ
ウムを含んだ吸収液が、スプレ配管１５に設置された複
数のスプレーノズル４から噴霧される。ここで噴霧され
た吸収液と排ガス２４の気液接触により、ＳＯ2 ガスが
吸収されて吸収液は循環タンク６に落下する。この循環
タンク６では、空気吹込み管８から供給される空気を循
環タンク６の側壁に設置した攪拌機７により循環タンク
６内に均一に分散させることにより、循環タンク６内に
存在する重亜硫酸カルシウムは酸化され、最終的にＳＯ
2 は石膏（ＣａＳＯ4)として回収される。吸収液の一部
を回収系配管１４から抜き出して、石膏処理装置１２で
石膏は処理される。反応した石膏と当量の石灰石を石灰
石供給管１３より導入する。また、スプレーノズル４か
ら噴霧され微粒化された吸収液の中で、液滴径の小さい
ものは排ガスに同伴される。この液滴は脱硫塔内に設け
られたデミスタ９により回収される。ＳＯ2 ガスおよび
飛散ミストが除去された処理ガス２５は出口ダクト３か
ら図示していない煙突を通り系外に排出される。
細に説明されるが、下記の例で制限されるものではな
い。本発明の実施例を図１に示す。ＳＯ2 を含む燃焼排
ガス２４は塔側壁部の入口ダクト２から脱硫塔本体１に
入る。脱硫塔では循環ポンプ５から送られる炭酸カルシ
ウムを含んだ吸収液が、スプレ配管１５に設置された複
数のスプレーノズル４から噴霧される。ここで噴霧され
た吸収液と排ガス２４の気液接触により、ＳＯ2 ガスが
吸収されて吸収液は循環タンク６に落下する。この循環
タンク６では、空気吹込み管８から供給される空気を循
環タンク６の側壁に設置した攪拌機７により循環タンク
６内に均一に分散させることにより、循環タンク６内に
存在する重亜硫酸カルシウムは酸化され、最終的にＳＯ
2 は石膏（ＣａＳＯ4)として回収される。吸収液の一部
を回収系配管１４から抜き出して、石膏処理装置１２で
石膏は処理される。反応した石膏と当量の石灰石を石灰
石供給管１３より導入する。また、スプレーノズル４か
ら噴霧され微粒化された吸収液の中で、液滴径の小さい
ものは排ガスに同伴される。この液滴は脱硫塔内に設け
られたデミスタ９により回収される。ＳＯ2 ガスおよび
飛散ミストが除去された処理ガス２５は出口ダクト３か
ら図示していない煙突を通り系外に排出される。
【００１４】脱硫塔内のスプレ配管１５に設置されたス
プレーノズル４の間隔は、０．２５〜１．１ｍと従来法
より狭く設置されているので、噴霧された液滴（平均径
が２．７mm）の脱硫塔内で液滴同士の衝突を繰り返す回
数が増加し、液滴はある程度小さくなり液滴の表面積は
増加する。このような現象はＰＤＰＡ装置により容易に
確認できる。液滴径が１．４〜２．２mmとある程度小さ
くなると単位容積当たりの液滴反応表面積が増加し、液
滴とガス中のＳＯ2 ガスとの反応は促進されるので脱硫
率は向上することになる。また、このような液滴径では
飛散するミスト量もそれほど増加しない。従来の塔外酸
化方式では、液滴径が小さくなると液滴表面積が上がり
ｐＨが低下する条件では大幅に脱硫率が下がる。これに
対して、塔内酸化方式である一塔型脱硫方式ではｐＨが
４前後まで低下しても脱硫性能はほとんど低下せず、噴
霧液滴径を２．７mm以上にすればスプレーノズル４の間
隔を狭くして液滴同士を衝突させ、液滴径をある程度小
さくすることが望ましい。
プレーノズル４の間隔は、０．２５〜１．１ｍと従来法
より狭く設置されているので、噴霧された液滴（平均径
が２．７mm）の脱硫塔内で液滴同士の衝突を繰り返す回
数が増加し、液滴はある程度小さくなり液滴の表面積は
増加する。このような現象はＰＤＰＡ装置により容易に
確認できる。液滴径が１．４〜２．２mmとある程度小さ
くなると単位容積当たりの液滴反応表面積が増加し、液
滴とガス中のＳＯ2 ガスとの反応は促進されるので脱硫
率は向上することになる。また、このような液滴径では
飛散するミスト量もそれほど増加しない。従来の塔外酸
化方式では、液滴径が小さくなると液滴表面積が上がり
ｐＨが低下する条件では大幅に脱硫率が下がる。これに
対して、塔内酸化方式である一塔型脱硫方式ではｐＨが
４前後まで低下しても脱硫性能はほとんど低下せず、噴
霧液滴径を２．７mm以上にすればスプレーノズル４の間
隔を狭くして液滴同士を衝突させ、液滴径をある程度小
さくすることが望ましい。
【００１５】このように本実施例によれば、スプレーノ
ズル４の間隔を大幅に低減できるのでスプレ配管１５の
段数が低減でき塔高を低くすることが可能となる。ま
た、液循環ポンプ５の動力費用も低減できる効果があ
る。図２には、横型の脱硫塔に適用した場合の実施例を
示す。横型反応塔の場合も同様の効果があるが、スプレ
ーノズル４の間隔を狭くするとガスに同伴されて飛散す
る液滴の液膜による捕集率も増加するので、この点から
も本実施例のようにスプレーノズル４の間隔を狭くする
ことは有効である。
ズル４の間隔を大幅に低減できるのでスプレ配管１５の
段数が低減でき塔高を低くすることが可能となる。ま
た、液循環ポンプ５の動力費用も低減できる効果があ
る。図２には、横型の脱硫塔に適用した場合の実施例を
示す。横型反応塔の場合も同様の効果があるが、スプレ
ーノズル４の間隔を狭くするとガスに同伴されて飛散す
る液滴の液膜による捕集率も増加するので、この点から
も本実施例のようにスプレーノズル４の間隔を狭くする
ことは有効である。
【００１６】図３は、本発明におけるスプレ配管１５に
取付けたスプレーノズル４から噴霧される液滴とガスの
流れを示す図である。図４に示すような従来法では、ス
プレーノズル４の間隔が広いのでスプレーノズル４の中
心部と液滴と液滴が衝突する付近では液滴の密度が異な
るので、ガスの偏流が生じていた。すなわちガス流れ２
６はスプレーノズル４の付近を避けて偏流しながら塔内
を流れることになる。これに対して図３に示す本発明で
は、スプレーノズル４の間隔が従来法に比べ狭いので液
滴同士の干渉が非常に多くなり、液滴径は必然的に小さ
くなる。また、図３に示すように噴霧された液滴の密度
がほぼ均一となるので、ガス流れ２６は従来法のように
偏流を起こすことはない。このようにスプレーノズル４
の間隔を狭くすると液滴がある程度小さくなり性能面で
も、ガス流れの面でも有利となり、塔高もそれだけ低く
することができる。
取付けたスプレーノズル４から噴霧される液滴とガスの
流れを示す図である。図４に示すような従来法では、ス
プレーノズル４の間隔が広いのでスプレーノズル４の中
心部と液滴と液滴が衝突する付近では液滴の密度が異な
るので、ガスの偏流が生じていた。すなわちガス流れ２
６はスプレーノズル４の付近を避けて偏流しながら塔内
を流れることになる。これに対して図３に示す本発明で
は、スプレーノズル４の間隔が従来法に比べ狭いので液
滴同士の干渉が非常に多くなり、液滴径は必然的に小さ
くなる。また、図３に示すように噴霧された液滴の密度
がほぼ均一となるので、ガス流れ２６は従来法のように
偏流を起こすことはない。このようにスプレーノズル４
の間隔を狭くすると液滴がある程度小さくなり性能面で
も、ガス流れの面でも有利となり、塔高もそれだけ低く
することができる。
【００１７】図５には、スプレーノズル４の間隔を０．
５ｍとしたスプレーノズル４から噴霧される平均液滴径
を変化させて脱硫率との関係を調べた結果を示す。噴霧
液滴径が３mmの場合を基準として脱硫率を比較すると、
噴霧液滴径を２．５mm以下にすると脱硫率は大幅に低下
し始め１mmの液滴径では約６０％にまで低下する。これ
は噴霧液滴径が小さくなると液滴同士の衝突により液滴
径が１mm以下になり、ガスにより同伴されるミスト飛散
量が増加するためと考えられる。このように、スプレー
ノズル４の間隔を狭くして液滴同士を衝突させる場合に
は、噴霧液滴径を２．５mmよりも大きく、例えば２．７
mm以上に大きくすることが非常に重要となる。
５ｍとしたスプレーノズル４から噴霧される平均液滴径
を変化させて脱硫率との関係を調べた結果を示す。噴霧
液滴径が３mmの場合を基準として脱硫率を比較すると、
噴霧液滴径を２．５mm以下にすると脱硫率は大幅に低下
し始め１mmの液滴径では約６０％にまで低下する。これ
は噴霧液滴径が小さくなると液滴同士の衝突により液滴
径が１mm以下になり、ガスにより同伴されるミスト飛散
量が増加するためと考えられる。このように、スプレー
ノズル４の間隔を狭くして液滴同士を衝突させる場合に
は、噴霧液滴径を２．５mmよりも大きく、例えば２．７
mm以上に大きくすることが非常に重要となる。
【００１８】図６には、実機で用いられているホロコー
ンノズルを用いて、平均液滴径：３mmの液滴を噴霧した
場合のスプレーノズル４の間隔と液滴径の関係をＰＤＰ
Ａ装置を用いて測定した結果を示す。スプレーノズル４
の間隔が１．５ｍの条件での液滴径を１とすると、スプ
レーノズル４の間隔を狭くするほど液滴径は小さくなる
ことがわかる。すなわちスプレーノズル４の間隔を狭く
すると、噴霧された液滴径の衝突回数が増加するので液
滴径はある程度小さくなる。スプレーノズル４の間隔が
０．５ｍでは０．７４まで液滴径比は小さくなり、この
場合図６に示した実験範囲の実際の液滴径は１．４〜
２．２mmとなりガスに同伴されて飛散する液滴径にまで
は小さくならない。
ンノズルを用いて、平均液滴径：３mmの液滴を噴霧した
場合のスプレーノズル４の間隔と液滴径の関係をＰＤＰ
Ａ装置を用いて測定した結果を示す。スプレーノズル４
の間隔が１．５ｍの条件での液滴径を１とすると、スプ
レーノズル４の間隔を狭くするほど液滴径は小さくなる
ことがわかる。すなわちスプレーノズル４の間隔を狭く
すると、噴霧された液滴径の衝突回数が増加するので液
滴径はある程度小さくなる。スプレーノズル４の間隔が
０．５ｍでは０．７４まで液滴径比は小さくなり、この
場合図６に示した実験範囲の実際の液滴径は１．４〜
２．２mmとなりガスに同伴されて飛散する液滴径にまで
は小さくならない。
【００１９】図７には、図６で同時に測定したスプレー
ノズル４の間隔と液滴比表面積との関係を示す。同様に
スプレーノズル４の間隔が１．５ｍの比表面積を１とす
れば、スプレーノズル４の間隔を狭くすると液滴の比表
面積は増加し、スプレーノズル４の間隔を０．４ｍ程度
にすると液滴の比表面積は約３倍に増加することがわか
る。したがって、このようにスプレーノズル４の間隔を
狭くするとＳＯ2 ガスとの反応面積が増加するので、脱
硫性能も増加することが期待できる。
ノズル４の間隔と液滴比表面積との関係を示す。同様に
スプレーノズル４の間隔が１．５ｍの比表面積を１とす
れば、スプレーノズル４の間隔を狭くすると液滴の比表
面積は増加し、スプレーノズル４の間隔を０．４ｍ程度
にすると液滴の比表面積は約３倍に増加することがわか
る。したがって、このようにスプレーノズル４の間隔を
狭くするとＳＯ2 ガスとの反応面積が増加するので、脱
硫性能も増加することが期待できる。
【００２０】図８には、本発明の実施例を実機の１／５
規模の寸法のパイロット試験で実施した結果を示す。ガ
ス流速は５ｍ／ｓから１０ｍ／ｓの条件について、液ガ
ス比：１５、ＳＯ2 濃度：７００ppm の条件でスプレー
ノズル４の間隔を変化して脱硫率との関係を調べた結果
であるが、スプレーノズル４の間隔を１．５ｍから小さ
くすると脱硫率は増加している。スプレーノズル４の間
隔は０．５ｍ前後で最大となり、これよりスプレーノズ
ル４の間隔を狭くすると液滴径が小さくなりすぎるので
ガスに同伴された飛散する液滴の割合が増加するため、
逆に脱硫率は低下している。この結果より、スプレーノ
ズル４の間隔を０．２５ｍから１．１ｍの範囲に配置す
ることが重要であることがわかる。
規模の寸法のパイロット試験で実施した結果を示す。ガ
ス流速は５ｍ／ｓから１０ｍ／ｓの条件について、液ガ
ス比：１５、ＳＯ2 濃度：７００ppm の条件でスプレー
ノズル４の間隔を変化して脱硫率との関係を調べた結果
であるが、スプレーノズル４の間隔を１．５ｍから小さ
くすると脱硫率は増加している。スプレーノズル４の間
隔は０．５ｍ前後で最大となり、これよりスプレーノズ
ル４の間隔を狭くすると液滴径が小さくなりすぎるので
ガスに同伴された飛散する液滴の割合が増加するため、
逆に脱硫率は低下している。この結果より、スプレーノ
ズル４の間隔を０．２５ｍから１．１ｍの範囲に配置す
ることが重要であることがわかる。
【００２１】本発明を用いると、脱硫塔でのスプレーノ
ズル４の間隔を狭くでき噴霧液滴の衝突により液滴径が
ある程度小さくなる。これにより脱硫性能が向上するの
でスプレ配管１５の段数が減り、脱硫塔高が下がり循環
液のポンプ動力も低減ができ、脱硫性能および脱塵性能
も同時に改善できる。
ズル４の間隔を狭くでき噴霧液滴の衝突により液滴径が
ある程度小さくなる。これにより脱硫性能が向上するの
でスプレ配管１５の段数が減り、脱硫塔高が下がり循環
液のポンプ動力も低減ができ、脱硫性能および脱塵性能
も同時に改善できる。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、脱硫塔でのノズル間隔
を所定範囲内で狭くするとノズル段数が減るので、脱硫
塔高が下がり循環液のポンプ動力も低減ができる。さら
に、塔内でのガス偏流の防止が可能となり脱硫性能およ
び脱塵性能も同時に向上できる。
を所定範囲内で狭くするとノズル段数が減るので、脱硫
塔高が下がり循環液のポンプ動力も低減ができる。さら
に、塔内でのガス偏流の防止が可能となり脱硫性能およ
び脱塵性能も同時に向上できる。
【図１】本発明の実施例にかかる脱硫装置構造図。
【図２】本発明の実施例にかかる脱硫装置構造図。
【図３】本発明における噴霧液滴とガスの流れを示す
図。
図。
【図４】従来技術における噴霧液滴とガスの流れを示す
図。
図。
【図５】噴霧液滴径と脱硫率の関係を示す図。
【図６】ノズル間隔と液滴径の関係を示す図。
【図７】ノズル間隔と液滴比表面積の関係を示す図。
【図８】ノズル間隔と脱硫性能の関係を示す図。
【図９】従来の技術を示す図。
１…脱硫塔本体、２…入口ダクト、３…出口ダクト、４
…スプレーノズル、５…循環ポンプ、６…循環タンク、
７…攪拌機、８…空気吹込み管、９…デミスタ、１０…
吸収液抜出し管、１１…循環液配管、１２…石膏処理装
置、１３…石灰石供給管、１５…スプレ配管。
…スプレーノズル、５…循環ポンプ、６…循環タンク、
７…攪拌機、８…空気吹込み管、９…デミスタ、１０…
吸収液抜出し管、１１…循環液配管、１２…石膏処理装
置、１３…石灰石供給管、１５…スプレ配管。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 吉川 博文
広島県呉市宝町３番36号 バブコック日
立株式会社 呉研究所内
(72)発明者 野沢 滋
広島県呉市宝町６番９号 バブコック日
立株式会社 呉工場内
(56)参考文献 特開 昭56−21628（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B01D 53/34 - 53/80
B01D 53/18
Claims (3)
- 【請求項１】 硫黄酸化物含有排ガスを脱硫塔内に導入
し、これにカルシウム系吸収液をスプレーノズルにより
噴霧して排ガス中の硫黄酸化物を吸収し、吸収した吸収
液を吸収液循環タンク内に収容し、循環タンク内の吸収
液中に空気を吹込んで液中の亜硫酸塩を酸化して石膏を
生成させるとともに、循環タンク内の吸収液を前記スプ
レーノズルに供給する湿式排ガス脱硫方法において、前
記スプレーノズルから噴霧される平均噴霧吸収液滴径を
２．７mm以上とし、かつ各ノズルの噴射口間隔を０．２
５ｍ〜１．１ｍの範囲として噴霧液滴どうしを衝突干渉
させることを特徴とする湿式排ガス脱硫方法。 - 【請求項２】 請求項１において、衝突干渉後の噴霧液
滴径が主として１．４mmないし２．２mmのもので構成さ
れることを特徴とする湿式排ガス脱硫方法。 - 【請求項３】 硫黄酸化物含有排ガスを導入する排ガス
入口と処理された排ガスを排出する排ガス出口とを有す
る脱硫塔と、脱硫塔内に排ガス流れ方向に多段に配置さ
れて脱硫塔内に導入された排ガスにカルシウム系吸収液
を噴霧するスプレーノズルと、脱硫塔内で噴霧され排ガ
ス中の硫黄酸化物を吸収した吸収液を収容する吸収液循
環タンクと、循環タンク内の吸収液をスプレーノズルに
循環供給する循環装置と、循環タンク内に酸化用空気を
吹込む装置とを備えた湿式排ガス脱硫装置において、前
記スプレーノズルの平均噴霧液滴径が２．７mm以上、ス
プレーノズル口配置間隔が０．２５ｍないし１．１ｍと
なるようにスプレーノズル部を構成したことを特徴とす
る湿式排ガス脱硫装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15621394A JP3380046B2 (ja) | 1994-07-07 | 1994-07-07 | 湿式排ガス脱硫方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15621394A JP3380046B2 (ja) | 1994-07-07 | 1994-07-07 | 湿式排ガス脱硫方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0819726A JPH0819726A (ja) | 1996-01-23 |
| JP3380046B2 true JP3380046B2 (ja) | 2003-02-24 |
Family
ID=15622839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15621394A Expired - Fee Related JP3380046B2 (ja) | 1994-07-07 | 1994-07-07 | 湿式排ガス脱硫方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3380046B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5840263A (en) * | 1996-05-30 | 1998-11-24 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Flue gas treating process and system |
| JP5289668B2 (ja) * | 2005-05-18 | 2013-09-11 | バブコック日立株式会社 | 湿式排煙脱硫装置 |
| CN102716661A (zh) * | 2012-07-10 | 2012-10-10 | 中电投远达环保工程有限公司 | 输送机干粉直接加料脱硫系统 |
| CN102716639B (zh) * | 2012-07-20 | 2014-08-20 | 中电投远达环保工程有限公司 | 高效湿式电除尘脱硫系统及工艺 |
| CN112547387B (zh) * | 2020-12-03 | 2021-11-16 | 武汉天空蓝环保科技有限公司 | 具有自动清理功能的喷枪以及脱硫废水零排放系统 |
-
1994
- 1994-07-07 JP JP15621394A patent/JP3380046B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0819726A (ja) | 1996-01-23 |
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