JPH08257347A

JPH08257347A - 湿式脱硫装置と方法

Info

Publication number: JPH08257347A
Application number: JP7062532A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kako; 宏行加来; Naruhito Takamoto; 成仁高本; Hiroshi Ishizaka; 浩石坂; Hirobumi Yoshikawa; 博文吉川; Shigeru Nozawa; 滋野沢; Masakatsu Nishimura; 正勝西村
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1995-03-22
Filing date: 1995-03-22
Publication date: 1996-10-08

Abstract

(57)【要約】【目的】空気による吸収液の酸化を促進させると共に
石膏の沈降を防止するのに好適で、吸収液の酸化用の空
気を少量で済ませることができ、しかも空気撹拌用の分
散器の設置が不要である湿式脱硫装置と方法の提供。【構成】循環タンク６に導入管１１などの落下吸収液
をタンク６底部に直接導いた後、タンク６内に上昇流を
形成させ、粒子の沈降を防止する。そして、タンク６の
中間部あるいは上部より吸収液を流出させて循環ポンプ
５などを用いて抜き出すことにより、タンク６内に吸収
液の上昇流を発生させることで、タンク６内の粒子の沈
降を防止する。さらに配管８から酸化用空気をタンク６
底部に供給することで高濃度の亜硫酸を含む吸収液と接
触させ、酸化反応速度を高めることができる。また吸収
液をタンク６上部から底部へ導入する導入管１１に空気
を供給することにより、空気を細かい気泡としてタンク
６内に均一に分散する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は燃焼装置などにおける排
ガス処理に係り、特に、空気による吸収液の酸化を促進
させると共に石膏の沈降を防止するに好適な湿式脱硫装
置と方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ボイラなどの燃焼装置において、化石燃
料の燃焼に伴って発生する排ガス中のＮＯｘ、ダストお
よびＳＯ₂は大気汚染、酸性雨などの地球的な環境問題
の主原因の一つである。このため、火力発電所には排煙
中からＮＯｘを除去する脱硝装置、ダストを除去する集
塵装置およびＳＯ₂を除去する脱硫装置が設置されてい
る。

【０００３】特に発電用の大型ボイラなどの脱硫装置に
は、比較的安価な炭酸カルシウムなどのカルシウム化合
物を用いる方法が最も多く採用されている。図８に火力
発電所における従来の湿式脱硫装置の一例をスプレ吸収
方式を取り上げて示す。発電所からの排ガスは脱硫塔１
に入口ダクト２から導入される。脱硫塔１には下部に循
環タンク６があり吸収剤である石灰石が石灰石スラリ供
給管７より供給されている。この循環タンク６の吸収液
は循環ポンプ５により抜出されスプレノズル４へ送られ
る。スプレノズル４により吸収液が脱硫塔１内に噴霧さ
れ、入口ダクト２より導入された排ガスと接触する。排
ガス中に含まれるＳＯ₂は噴霧された吸収液に吸収され
る。吸収液中に吸収されたＳＯ₂は、亜硫酸塩となり循
環タンク６へ落下する。循環タンク６内では空気が空気
吹込み管８より導入されており、亜硫酸塩は酸化され硫
酸に変わる。この硫酸は石灰石スラリ供給管７より導入
された石灰石と中和反応して石膏となる。

【０００４】循環タンク６内の吸収液は吸収液抜出し管
１０より一部抜き出され、系外で吸収液中の石膏が分離
除去される。ＳＯ₂を除去された排ガスは、出口ダクト
３に取付けられたミストエリミネータ９を通り、排ガス
に同伴したミストが除去されて系外へ排出される。循環
タンク６は晶析した石膏によるスケーリングを防止する
ためと、空気による酸化を促進するために、撹拌機１７
で吸収液を撹拌している。循環タンク６内の吸収液の流
れはＳＯ₂を吸収した吸収液が循環タンク６の液表面に
落下し、循環タンク６内で混合され循環タンク６の底部
より循環ポンプ５により抜出される。すなわち、循環タ
ンク６内の吸収液は撹拌機１７で激しく混合されてお
り、全体の流れは循環タンク６上部から底部へ流れる下
降流となっている。

【０００５】酸化用の空気は循環タンク６の比較的下部
より供給しており、空気中の酸素が吸収液に吸収される
ために、十分な接触時間を確保している。また酸素の吸
収速度を高めるため、空気を供給したときに循環タンク
６内に発生する気泡径をできるだけ小さくする必要があ
る。そのため撹拌機１７により空気を分散させる方法、
複数の小孔を持つ管群を循環タンク６底部に均一に配置
して細かい気泡を発生させる方法などが採用されてい
る。

【０００６】さらに循環タンク６内では硫酸と石灰石の
反応で生成した石膏粒子が底部に堆積すると石膏同士の
付着あるいは石膏が内壁に付着してスケーリングを起こ
す。そのため循環タンク６の壁面あるいは循環タンク６
の上部より撹拌機１７を挿入し激しく撹拌している。撹
拌することにより吸収液中に溶解した酸素と亜硫酸塩の
反応および酸化により生成した硫酸と石灰石の反応も促
進される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来技術の湿式脱硫装
置における循環タンク６は図８に示すように、一般に排
ガス中のＳＯ₂吸収部の下部に設置されており、ＳＯ₂を
吸収してできる亜硫酸塩の空気による酸化、酸化により
生成する硫酸と石灰石の反応、および石膏の結晶成長を
促進させる役割を持っている。循環タンク６内の吸収液
の流れは、吸収部からの吸収液が循環タンク６の表面に
落下し、循環タンク６底部に向かって下降し、底部に取
付けられた循環ポンプ５から抜出される。生成した石膏
の結晶は循環タンク６の底部に堆積して結晶間の付着成
長が起こり塊状化するとともに、循環タンク６の内壁に
石膏のスケーリングが生成する。

【０００８】そのため撹拌機１７で循環タンク６内の吸
収液を激しく撹拌している。この撹拌機１７の設置を無
くすことができれば撹拌機１７、これに付属した計装設
備などの設備が不要になり、撹拌に必要な動力も不要と
なる。さらに酸化用空気はＳＯ₂を吸収したばかりの吸
収液すなわち亜硫酸濃度の高い吸収液と接触させること
が望ましい。従来の脱硫装置では循環タンク６の表面に
ＳＯ₂を吸収したばかりの吸収液が吸収部より落下して
おり、酸化用空気は循環タンク６の底部あるいは中間部
より供給されている。しかも循環タンク６内は激しく撹
拌されているため落下した亜硫酸濃度の高い吸収液は薄
められる。そのため亜硫酸の酸化速度は遅くなり、空気
中の酸素の利用率も悪く多量の空気が必要になる。また
酸化用の空気は亜硫酸の酸化を促進するために循環タン
ク６内に均一に細かく分散させるための分散器が必要に
なるが、この分散器を無くすことができれば設備の簡略
化が図れる。

【０００９】本発明の目的は、空気による吸収液の酸化
を促進させると共に石膏の沈降を防止するのに好適な湿
式脱硫装置と方法の提供をすることである。また、本発
明の目的は、吸収液の酸化を促進させて、吸収液の酸化
用の空気を少量で済ませることができ、しかも空気撹拌
用の分散器の設置が不要である湿式排煙脱硫装置と方法
を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は次の
構成によって達成される。すなわち、石炭、石油などを
燃焼したときに発生する排ガス中の硫黄化合物を、石灰
石などのアルカリ化合物を用いた吸収剤で吸収除去する
吸収部を有する脱硫塔と吸収液を酸化すると同時に、前
記吸収部に吸収液を一部循環供給する循環タンクを前記
脱硫塔の吸収部の下部に設けた湿式脱硫装置において、
吸収部から落下する吸収液を循環タンクの底部に導き、
循環タンクの底部から循環タンク上部へ向かう吸収液の
流れを形成させる構造を備えた湿式脱硫装置である。

【００１１】本発明の上記湿式脱硫装置は、吸収部から
落下する吸収液を集めて循環タンク底部に導く導入管
と、循環タンク内の底部に設けられた前記導入管に接続
した多数の分散孔を有する分散管と、循環タンクの上部
または中間部壁面に設けられた吸収液の抜出し管と、該
抜き出した吸収液を再び吸収部へ送る吸収液循環系を設
けたもの、または、吸収部から落下する吸収液を集めて
循環タンク底部に導く導入管と、循環タンク内の底部に
設けられた前記導入管に接続した多数の分散孔を有する
分散管と、循環タンクの下部壁面に設けられた吸収液の
抜出し管と、該抜出し管が接続されている循環タンクの
壁面近傍の該タンク内部の底面に立設され、上端が循環
タンク液面内にある吸収液の分離部材と、循環タンクか
ら抜き出した吸収液を再び吸収部へ送る吸収液循環系を
設けたもの、または、同一脱硫装置内に脱硫塔の吸収部
と循環タンクを設置するかまたは前記吸収部と循環タン
クをそれぞれ独立に設置し、吸収液を循環タンクの底部
に導く導入管を脱硫装置の内部または脱硫装置の外部に
設置したもの、または、吸収液を循環タンクの底部に導
く導入管の下端開口部近傍には吸収液反転部材を設けた
もの、または、循環タンク内の吸収液の一部を抜き出
し、吸収部に循環供給するための配管を設け、該吸収液
循環用配管の循環タンクとの接続部の近傍の循環タンク
内に吸収液分離部材と流速変化部材を設けたもの、また
は、循環タンク底部へ吸収液を導入する過程において、
吸収部から落下する吸収液中の亜硫酸化合物を酸化する
ための空気を吹込み、吸収液と接触させる空気吹込み管
を備えたものを用いることができる。また、前記空気吹
込み管を導入管に直接接続するかまたは分散管が配置さ
れている循環タンク底部の壁面近傍に接続したものを用
いることができる。

【００１２】また、本発明の上記湿式脱硫装置では、導
入管に落下吸収液を集めるための集液板を脱硫塔下部に
設けることもできる。前記集液板は脱硫塔下部に排ガス
通路となる間隔を設けて複数階段状に設けた構成とする
ことができる。

【００１３】本発明の上記目的は次の構成によって達成
される。すなわち、石炭、石油などを燃焼したときに発
生する排ガス中の硫黄化合物を、石灰石などのアルカリ
化合物を用いた吸収剤を脱硫塔の吸収部で吸収し、硫黄
化合物を吸収した吸収液を循環タンクに落下させて、こ
こで空気を用いて酸化する湿式脱硫方法において、吸収
部から落下する吸収液を循環タンクの底部に直接導き、
循環タンクの底部から循環タンクの上部へ向かう吸収液
の流れを形成させる湿式脱硫方法である。このとき、循
環タンクの底部から循環タンクの上部へ向かう吸収液の
流れの流速が０．０１ｃｍ／秒以上とすることが望まし
い。本発明ではアルカリ化合物とし石灰石、生石灰、消
石灰、炭酸マグネシウムなどのアルカリ金属化合物また
はアルカリ土類金属化合物を用いる。

【００１４】

【作用】図８に示す従来の湿式脱硫装置における循環タ
ンク６は、ＳＯ₂を吸収した吸収液が循環タンク６内の
液表面に落下し、循環タンク６の下部より吸収液を抜き
出す構造である。そのため吸収液の流れは循環タンク６
内を下降する流れであり、撹拌機を用いて撹拌しないと
吸収液中の石膏および石灰石は循環タンク６底部に沈降
して堆積する。

【００１５】一方、本発明は循環タンクに導入管などの
落下吸収液を循環タンク底部に直接導き、その後、循環
タンク内に従来法とは逆の上昇流を形成させ、粒子の沈
降を防止するものである。すなわち吸収部から落下する
吸収液を集め、この吸収液を循環タンクの底部に導入
し、吸収液を循環タンクの底部から上部へ導き、循環タ
ンクの中間部あるいは上部より吸収液を流出させて循環
ポンプなどを用いて抜き出すことにより、循環タンク内
に吸収液の上昇流を発生させることで、循環タンク内の
粒子の沈降を防止する。さらに酸化用空気を循環タンク
の底部に供給することにより高濃度の亜硫酸を含む吸収
液と接触させることができ、その結果、酸化反応速度を
高めることができる。また吸収液を循環タンク上部から
底部へ導入する導入管に空気を供給することにより、空
気を細かい気泡として循環タンク内に均一に分散する。

【００１６】石灰石を用いた湿式脱硫装置における循環
タンク内の吸収液の滞留時間は、吸収部に送られる循環
液基準で１０分以下である。通常は１から６分程度の滞
留時間が確保されている。従来法では、この時の吸収液
の下降速度はタンクの断面積を変えることにより自由に
変化させることができるが、一般に１から２０ｃｍ／ｓ
程度である。これに対し石膏の粒径は平均で１００μ
ｍ、最大２００μｍ程度であり、この粒子を浮遊させる
流速、すなわち流動化開始速度は約０．０１２ｃｍ／ｓ
である。そこで循環タンク底部に導かれた吸収液を用い
て底部から上部に向けて石膏粒子の流動化開始速度以上
の吸収液の上部流を形成させるような循環タンクの断面
積を採用することにより、石膏粒子は浮遊し、循環タン
クの底部に沈降することない。

【００１７】酸化用の空気は落下吸収液を循環タンクの
底部に導く手段、例えば導入管に入れる。導入管内の吸
収液の下降速度は供給された空気により発生する気泡の
上昇速度以上になるように設計されており、気泡は上昇
することなく吸収液と共に循環タンクの底部に導かれ、
分散供給されることになる。導入管の内部は激しい吸収
液の流れが生じており、そのため気泡は微細化され吸収
面積が増加し、酸素の吸収量も増加する。

【００１８】

【実施例】本発明の実施例を図面とともに説明する。図
１および図２にそれぞれ本発明の実施例を示す。脱硫剤
である石灰石は粉砕されて水スラリとして循環タンク６
へ送られる。循環タンク６から吸収液は循環ポンプ５に
より抜出され、スプレノズル４に送られ脱硫塔１内に噴
霧される。噴霧された吸収液は入口ダクト２から供給さ
れた排ガスと接触し、排ガス中に含まれるＳＯ₂を吸収
することになる。ＳＯ₂を吸収した吸収液は脱硫塔１内
を落下して集液板１２上に落ちる。集液板１２上の吸収
液は集められ導入管１１を通って循環タンク６の底部へ
導かれる。

【００１９】例えば、３５０ＭＷ相当の火力発電所で用
いられるボイラの排ガス処理用の脱硫装置の場合には、
排ガス量は約１１０万ｍ³Ｎ／ｈである。この時脱硫塔
１のＬ／Ｇ（吸収液量と排ガス量の比）を１５リットル
／ｍ³Ｎとすると脱硫塔１内を落下する吸収液量は１
６，５００ｍ³／ｈにも達し、吸収液の落下距離も数ｍ
程度あるため、その落下の動力は非常に大きなものであ
る。

【００２０】吸収液をこの導入管１１内に供給するため
の動力は、吸収液の落下の動力と導入管１１内の液面を
循環タンク６の液面以上に保つことで導入管１１内の液
面と循環タンク６の液面との高低差を形成させることに
より容易に得ることができる。

【００２１】導入管１１底部には吸収液を均一に上昇さ
せる分散管１４が取付けられている。その一例を図３に
示す。図３は循環タンク６底部Ａ−Ａ断面からみた図で
あり、この分散管１４は循環タンク６底部より上部に向
けて吸収液が均一に上昇するような構造を有する。すな
わち、分散管１４は循環タンク６底部に均一に配置され
ており、導入管１１から分岐管１３に導かれた吸収液
は、さらに分散管１４に導かれる。分散管１４には複数
の分散孔１５があけられており、この分散孔１５より吸
収液が激しく噴出する。

【００２２】脱硫装置の運転停止時に石膏などの粒子を
分散管１４内に堆積させないためには分散孔１５を分散
管１４の底部に取付けることが望ましい。噴出した吸収
液は噴出部より高い位置、望ましくは循環タンク６の中
間部または上部より吸収液を流出させることで循環タン
ク６内に確実に上昇流を形成させる。そのため石膏粒子
あるいは石灰石粒子などの粒子は浮遊することになり、
循環タンク６の底部に堆積する粒子はなくなる。

【００２３】循環タンク６は脱硫塔１の吸収部の下部に
設置する必要があるが、循環タンク６は図１に示すよう
に脱硫塔１の吸収部と一体化して設置するものだけでな
く、図示していないが、脱硫塔１の吸収部と分離して設
置しても良い。また吸収液を脱硫塔１の吸収部から循環
タンク６底部に導く導入管１１は脱硫装置内に設置して
も、その外部に設置しても本発明の目的を達成できる。

【００２４】導入管１１を循環タンク６底部まで導き、
循環タンク６底部より吸収液を抜出す発明（実開昭５６
−１３７７２３号公報）が本出願人により既に提案され
ているが、配管を短くするなどの理由から循環タンク６
底部より吸収液を抜出している。そのため循環タンク６
底部での吸収液の流れは大部分が水平方向に向いたもの
であり、吸収液中の粒子を浮上させる効果はない。特に
循環タンク６のコーナ部には多量の粒子が堆積し、スケ
ーリングの原因となる。循環タンク６の中間部あるいは
上部から吸収液を抜き出す方法では循環タンク６内に供
給された酸化用の空気あるいは大粒子の混入が心配され
る場合にはガスの混入を防止するための循環タンク６壁
面に設けられた吸収液循環用配管２１の近傍に分離板２
０（図２）などを設置することでこの問題を解決でき
る。

【００２５】また、酸化用空気をこの分散管１４内に供
給すると、空気も激しい吸収液の流れと多数の分散孔１
５により細かい気泡に分散されるため循環タンク６内の
亜硫酸を効果的に酸化することができ、特別に空気を分
散させるための設備を必要としない。

【００２６】図４に石膏粒子における流動化開始速度Ｕ
ｍｆを示す。横軸は循環タンク６内を上昇する吸収液の
速度、縦軸は充填粒子層を通過する圧力損失の変化を示
す。吸収液の上昇速度が遅い領域では石膏あるいは石灰
石が流動化せずに沈澱しているために、流速の増加と共
に圧力損失が増加する。粒子が流動化を始めると粒子層
を通過する圧力損失はほぼ一定になる。すなわち粒子を
浮遊させているため、圧力損失は粒子を浮遊させるため
に必要な力を断面積で割った値となるので、一定値を取
ることになる。圧力損失が一定になったときの流速を流
動化開始速度Ｕｍｆと定義されているが、石膏粒子の場
合約０．０１２ｃｍ／ｓであり、これ以上の流速を取る
ことにより粒子を流動化させることができる。

【００２７】石膏粒子が循環タンク６の底部に堆積する
と、当然この中には石灰石も存在しており、石灰石の表
面では吸収したＳＯ₂を含む水溶液が酸化されてできる
硫酸が石灰石と反応して高濃度の石膏溶液を生成してい
る。この高濃度の石膏溶液は過飽和状態にあるため結晶
を生成することになるが、石膏粒子の堆積層の中では石
膏粒子が接触しているため接触面にも結晶が成長して石
膏同士を付着し塊状化する。また石膏粒子と循環タンク
６の内面においても同様な現象が起りスケーリングの原
因となる。石膏の塊状化や石膏によるスケーリングが起
ると石膏の生成反応も停止し、副製品である石膏を系外
へ排出することもできなくなり、運転不能となる。

【００２８】これらの問題を解決するため従来法では撹
拌機１７（図８参照）を用いて循環タンク６内を撹拌し
粒子を浮遊させる方法を採用している。しかし、本実施
例の方法では循環タンク６内に吸収液の上昇流を形成さ
せることにより、撹拌機１７および撹拌機１７の計装な
どの設備を不要とし、さらにこれに伴う動力も不要とな
る。このことが、本実施例の大きな特徴である。また酸
化用の空気を導入管１１に入れて吸収液の激しい流れに
より微細化することで空気の気泡を微細化するための設
備が不要になる。また導入管１１内に入る吸収液はＳＯ
₂を吸収した直後であるため、ｐＨが低く、Ｏ₂吸収速度
が大きくて空気の利用率を増大させることができる。

【００２９】なお、酸化用の空気吹込み管８を分散管１
４が配置されている循環タンク６壁面近傍に接続させ、
空気吹込みにより循環タンク６内の吸収液を酸化させて
も良い。

【００３０】脱硫装置の運転停止時は石膏あるいは石灰
石粒子が循環タンク６底部に沈降して堆積することな
る。停止している間に温度などが変化すると石膏が溶解
と結晶化を交互に繰返すことになるが、結晶化の時に粒
子が堆積しているため粒子同士が付着して大きな塊とな
り、再起動が不可能になることがある。こうした問題が
心配されるときは循環ポンプ５出口のラインをバルブで
閉め、吸収液バイパスライン１８を開けて循環ポンプ５
を稼働することにより、吸収液を循環タンク６の底部ま
たは分散管１４内に導入し、粒子が常に流動化している
状態を維持することによりこの問題を解決することがで
きる。

【００３１】また粒子の反応性、粒径などにより激しい
流動化が必要な場合、タンク底部から上部への上昇流の
流速を大きくする必要がある。ところが脱硫塔１の吸収
部と循環タンク６を一つに一体化するためには、強度
上、脱硫塔１の吸収部と循環タンク６は同一断面形状と
することが望ましい。循環タンク６内の吸収液の流速は
この断面積によって決まるため図２に示すように流速変
化板１９を取付けることが望ましい。

【００３２】循環タンク６底部は激しく流動化させ、吸
収液の上昇速度を増加させることが望ましいため、流速
変化板１９により循環タンク６の底部断面を縮小してい
る。循環タンク６の上部では流速変化板１９により流速
を低減し粒子の動きを穏やかにしている。そのため大粒
子の浮上は少なく、特に吸収液循環用の配管２１が流速
変化板１９の上部に取付けられているため、循環タンク
６底部からの上昇流が遮られる。すなわちこの領域に入
る大粒子はごく少量となる。さらに分離板２０を吸収液
循環用の配管２１近傍に取付け、酸化用空気の気泡や大
粒子が入ることを防ぐとさらに効果的である。

【００３３】本発明の他の実施例を図５、図６および図
７に示す。図５に示す例は図１、図２の脱硫装置の集液
板１２と導入管１１の配置構造を代えたものであり、脱
硫塔１の下部の壁面に設けられた集液板１２同士の間お
よび集液板１２と導入管１１の間に排ガスが通過する間
隔を設け、しかも脱硫塔１の吸収部より落下する吸収液
は導入管１１に導かれる構造を採用した一例を示したも
のである。図５の空気吹込み管８の先端部は導入管１１
に接続されている。

【００３４】図５に示す例では、吸収部より落下した吸
収液が集液板１２の上部へ落下することになるが、集液
板１２が階段状になっているため吸収液は集液板１２同
士の間を滝のように落下して導入管１１に集まる。排ガ
スはこの滝の部分を通過して吸収部へ導かれる。この時
排ガスと吸収液が接触するため、この部分でもＳＯ_２が
吸収される。さらにこのようなガスを通過させることが
できる集液板１２を設置することにより集液板１２を入
口ダクト２より高い位置に配置することができるため、
入口ダクト２を設置するために必要な空間を有効に利用
することができる。そして、この結果、脱硫塔１の塔高
を低減することができる。

【００３５】また吸収液の抜き出し用の循環ポンプ５に
通じる吸収液循環用配管２１が接続されている循環タン
ク６の壁面近傍の該タンク６内部には分離板２０を設け
る。この分離板２０は循環タンク６の底面に立設されて
いて、その上端が該タンク６内に溜まった吸収液の液面
までは達しない高さになるように配置する。循環タンク
６の底面部に向けて開口している分散管１４から流出し
た吸収液が形成する循環タンク６内の上昇流は該タンク
６内の液面近傍から分離板２０とタンク６の壁面間に導
かれ、循環タンク６下部に流れることになる。循環タン
ク６の下部に導かれた吸収液は吸収液循環用配管２１か
ら抜き出される。従って、上記分離板２０を用いると、
循環タンク６から循環ポンプ５までの配管２１を短くす
ることができる。この構造は本発明の他の実施例でも採
用することができる。

【００３６】図６に示す例は集液板１２で集められた吸
収液を循環タンク６の底部に導く導入管１１のまわりに
反転板１６を取付けることにより導入管１１内の吸収液
の下降流を反転させ上昇流に変え粒子を浮遊させる構造
を取っている。そして、また導入管１１出口の断面積を
反転板１６で狭くすることにより吸収液の流速を高めて
おり、さらに粒子を浮遊させる効果を高めた構造であ
る。図示していないが、導入管１１の下部に分散管を設
置するとさらに効果を高めることができる。また、図６
では集液板１２と導入管１１とを一体的に設けて、これ
を脱硫塔１の入口ダクト２より下部に設けた例を示して
いるが、この構造に限定されず、図１、図２、図５に示
すような集液板１２と導入管１１の構造を採用しても良
い。

【００３７】図７には凸型の集液板１２を用いた例を示
す。導入管１１は循環タンク６の内壁に沿って設置され
ており導入管１１の下部には分散管１４が取付けられて
いる。発電プラントの大型化に伴い脱硫塔１も大型化さ
れており塔径で十数メータになっている。このような大
型設備では吸収液の均一分散、導入管１１の強度の問題
から複数の導入管１１が必要になるが、図７はこうした
問題を解決することができる。

【００３８】脱硫塔１の吸収部からの吸収液は集液板１
２に落下し、集液板１２の周囲に流れる。集液板１２の
周囲には複数の導入管１１が取付けられており、吸収液
はこの導入管１１により循環タンク６底部に導かれる。
吸収液量は導入管１１にはいる液量によって決定される
ため、この液量を同一にすることにより複数の導入管１
１に独立に取付けられて分散管１４からの液の流出を均
一に保つことができる。また導入管１１を複数にするこ
とにより管の径を低減することもできるため、補強のた
めの対策も低減できる。

【００３９】図８に示すような従来の湿式脱硫装置にお
ける循環タンク６内ではＳＯ_２を吸収した吸収液が循環
タンク６内の液表面に落下し、循環タンク６の下部より
吸収液を抜き出す構造である。そのため吸収液の流れは
循環タンク６内を下降する流れであり撹拌機１７を用い
て撹拌しないと吸収液中の石膏および石灰石は循環タン
ク６底部に沈降して堆積する。しかし、上記本発明の実
施例で説明した方法では導入管１１を用いることにより
循環タンク６内に従来法とは逆の上昇流を形成させるこ
とにより粒子の沈降を防止させることができ、そのため
撹拌機１７および撹拌機１７の計装などの設備が不要と
なり、さらにこれに伴う動力も不要となる大きな特徴が
ある。また酸化用の空気を導入管１１に入れ、導入管１
１内の吸収液の激しい流れにより微細化することで空気
の気泡を微細化するための撹拌機１７が不要になる。ま
た導入管１１内に入る吸収液はＳＯ₂を吸収した直後で
あるため、ｐＨが低く、Ｏ₂吸収速度が大きく空気の利
用率を増大させることができる。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、導入管を用いることに
より循環タンク内に上昇流を形成させることにより粒子
の沈降を防止させることができ、そのため撹拌機および
撹拌機の計装などの設備が不要となり、さらにこれに伴
う動力も不要となる。また、酸化用の空気を導入管に入
れ、導入管内の吸収液の激しい流れにより微細化するこ
とで空気の気泡を微細化することができ、撹拌機も不要
になる。また導入管内に入る吸収液はＳＯ₂を吸収した
直後であるため、Ｏ₂吸収速度が大きく空気の利用率を
増大させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の湿式脱硫装置を示す断面
概略図である。

【図２】本発明の一実施例の湿式脱硫装置を示す断面
概略図である。

【図３】図１の循環タンク底部Ａ−Ａ断面からみた図
である。

【図４】吸収液中における固体粒子の流動化開始速度
を示す図である。

【図５】本発明の一実施例の湿式脱硫装置を示す断面
概略図である。

【図６】本発明の一実施例の湿式脱硫装置を示す断面
概略図である。

【図７】本発明の一実施例の湿式脱硫装置を示す断面
概略図である。

【図８】従来の湿式脱硫装置の断面概略図である。

【符号の説明】

１…脱硫塔、２…入口ダクト、３…出口ダクト、４…ス
プレノズル、５…循環ポンプ、６…循環タンク、７…石
灰石スラリ供給管、８…空気吹込み管、９…ミストエリ
ミネータ、１０…吸収液抜出し管、１１…導入管、１２
…集液板、１３…分岐管、１４…分散管、１６…反転
板、１８…吸収液バイパスライン、１９…流速変化板、
２０…分離板、２１…吸収液循環用配管

───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者西村正勝広島県呉市宝町６番９号バブコック日立株式会社呉工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】石炭、石油などを燃焼したときに発生す
る排ガス中の硫黄化合物を、石灰石などのアルカリ化合
物を用いた吸収剤で吸収除去する吸収部を有する脱硫塔
と吸収液を酸化すると同時に、前記吸収部に吸収液を一
部循環供給する循環タンクを前記脱硫塔の吸収部の下部
に設けた湿式脱硫装置において、吸収部から落下する吸収液を循環タンクの底部に導き、
循環タンクの底部から循環タンク上部へ向かう吸収液の
流れを形成させる構造を備えたことを特徴とする湿式脱
硫装置。
【請求項２】吸収部から落下する吸収液を集めて循環
タンク底部に導く導入管と、循環タンク内の底部に設け
られた前記導入管に接続した多数の分散孔を有する分散
管と、循環タンクの上部または中間部壁面に設けられた
吸収液の抜出し管と、該抜き出した吸収液を再び吸収部
へ送る吸収液循環系を設けたことを特徴とする請求項１
記載の湿式脱硫装置。
【請求項３】吸収部から落下する吸収液を集めて循環
タンク底部に導く導入管と、循環タンク内の底部に設け
られた前記導入管に接続した多数の分散孔を有する分散
管と、循環タンクの下部壁面に設けられた吸収液の抜出
し管と、該抜出し管が接続されている循環タンクの壁面
近傍の該タンク内部の底面に立設され、上端が循環タン
ク液面内にある吸収液の分離部材と、循環タンクから抜
き出した吸収液を再び吸収部へ送る吸収液循環系を設け
たことを特徴とする請求項１記載の湿式脱硫装置。
【請求項４】同一脱硫装置内に脱硫塔の吸収部と循環
タンクを設置するかまたは前記吸収部と循環タンクをそ
れぞれ独立に設置し、吸収液を循環タンクの底部に導く
導入管を脱硫装置の内部または脱硫装置の外部に設置し
たことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の湿
式脱硫装置。
【請求項５】吸収液を循環タンクの底部に導く導入管
の下端開口部近傍には吸収液反転部材を設けたことを特
徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の湿式脱硫装
置。
【請求項６】循環タンク内の吸収液の一部を抜き出
し、吸収部に循環供給するための配管を設け、該吸収液
循環用配管の循環タンクとの接続部の近傍の循環タンク
内に吸収液分離部材と流速変化部材を設けたことを特徴
とする請求項１〜４のいずれかに記載の湿式脱硫装置。
【請求項７】循環タンク底部へ吸収液を導入する過程
において、吸収部から落下する吸収液中の亜硫酸化合物
を酸化するための空気を吹込み、吸収液と接触させる空
気吹込み管を備えたことを特徴とする請求項１〜６のい
ずれかに記載の湿式脱硫装置。
【請求項８】空気吹込み管を導入管に直接接続するか
または分散管が配置されている循環タンク底部の壁面近
傍に接続したことを特徴とする請求項７記載の湿式脱硫
装置。
【請求項９】導入管に落下吸収液を集めるための集液
板を脱硫塔下部に設けることを特徴とする請求項１〜８
記載の湿式脱硫装置。
【請求項１０】集液板は脱硫塔下部に排ガス通路とな
る間隔を設けて複数階段状に設けたことを特徴とする請
求項９記載の湿式脱硫装置。
【請求項１１】石炭、石油などを燃焼したときに発生
する排ガス中の硫黄化合物を、石灰石などのアルカリ化
合物を用いた吸収剤を脱硫塔の吸収部で吸収し、硫黄化
合物を吸収した吸収液を循環タンクに落下させて、ここ
で空気を用いて酸化する湿式脱硫方法において、吸収部から落下する吸収液を循環タンクの底部に直接導
き、循環タンクの底部から循環タンクの上部へ向かう吸
収液の流れを形成させることを特徴とする湿式脱硫方
法。
【請求項１２】循環タンクの底部から循環タンクの上
部へ向かう吸収液の流れの流速が０．０１ｃｍ／秒以上
とすることを特徴とする請求項１１記載の湿式脱硫方
法。