(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
消石灰または石灰石を微粉にして水と混練した石灰スラリーを焼結機排ガスに接触させる吸収塔と、焼結機排ガスと接触後の前記スラリーを溜める液溜室と、液溜室内でスラリーへ空気を供給するバブリング装置と、液溜室から前記スラリーを抜き出して前記吸収塔内へスラリーを供給する循環ポンプとを有する焼結機排ガス脱硫装置に、さらに入口ガス及び出口ガス中のＳＯｘ濃度を計測するＳＯｘ計を備えると共に、両者のＳＯｘ濃度に応じ、前記バブリング装置の空気の供給量を制御する制御装置を備えた焼結機排ガス脱硫装置を用い、入ロガス及び出口ガス中のＳＯｘ濃度の測定値から、（４）式に示す脱硫率ηＳＯｘを求め、出口ガス中のＳＯｘ濃度及び脱硫率ηＳＯｘを設定値に維持するように、脱硫率ηＳＯｘが設定値未満のときは空気量を増加し、設定値以上であれば出口ＳＯｘ濃度が目標値未満か否かを判定し、目標値未満であれば空気量を低下させるように、前記石灰スラリー中への空気のバブリング量を調節することを特徴とする焼結機排ガス脱硫装置の制御方法。
ここで、ηＳＯｘ＝１００×（入ロＳＯｘ濃度−出口ＳＯｘ濃度）／入口ＳＯｘ濃度・・・（４）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は硫黄化合物を含有する焼結機排ガスを湿式石灰石膏法を用いて脱硫処理する排ガス脱硫装置の制御方法に係り、特に排ガス中の硫黄化合物濃度が変化しても、効率良く脱硫を可能とする排ガス脱硫技術に係る。
【０００２】
【従来の技術】
高炉原料となる鉄鉱石の焼結鉱を製造する焼結機では、燃料として使用されるコークスあるいは原料である鉄鉱石などに硫黄分が含まれているため、その排ガス中にＳＯｘを始めとする硫黄化合物が含まれている。そこで、それらの硫黄化合物を除去するために、排ガス脱硫装置が設置される。特に、大規模な焼結機では排ガス量も膨大なものになるため、排ガス脱硫装置も大規模なものになる。
【０００３】
このような排ガス脱硫装置の中で、湿式石灰石膏法を使用した排ガス脱硫装置は比較的大規模な排ガス脱硫装置として広く使用されるものであり、脱硫処理後に生成する石膏がセメントなどの原料として再利用可能であるといった特徴がある。
【０００４】
石灰石膏法による脱硫法の原理は、ＳＯ2を含む排ガスと、Ｃａ（ＯＨ）2、ＣａＣＯ3等のカルシウム化合物を含むスラリーとを接触させることにより、次の（１）、（２）式で示される反応を行わせ、これにより排ガス中のＳＯ2をスラリー中のＣａＳＯ3・（１／２）Ｈ2Ｏへ固定するものである。
【０００５】
ＳＯ2＋Ｃａ（ＯＨ）2→ＣａＳＯ3・（１／２）Ｈ2Ｏ＋Ｈ2Ｏ    …（１）
ＳＯ2＋ＣａＣＯ3＋（１／２）Ｈ2Ｏ→ＣａＳＯ3・（１／２）Ｈ2Ｏ＋ＣＯ2…（２）
生成したＣａＳＯ3・（１／２）Ｈ2Ｏは更に
ＣａＳＯ3・（１／２）Ｈ2Ｏ＋（１／２）Ｏ2→ＣａＳＯ4＋Ｈ2Ｏ…（３）
の反応によりＣａＳＯ4が生成するため、これを回収して石膏とすることができる。
【０００６】
石灰石膏法では、上記（１）、（２）式に示す反応を促進することによって排ガス脱硫の能率が向上する。そのためには（３）式に示す反応を促進してスラリー中のＣａＳＯ3・１／２Ｈ2Ｏ濃度を低下させることが好適である。すなわち、スラリーへ酸素を含む気体を供給してスラリー中のＣａＳＯ3・（１／２）Ｈ2Ｏの濃度を低減することにより上記（１）、（２）式の反応生成物濃度を低下させることができ、（１）、（２）式の反応が右方向へ促進されることになる。
【０００７】
図１はこのような石灰石膏法を用いた排ガス脱硫装置１の一例を示したものである。図１において、排ガス２は冷却塔４内で水スプレー５により所定の温度に冷却され、排ガス６となって吸収塔７へ導入される。冷却塔４は排ガスが高温の場合は必要であるが、それほど高温でない場合は必須ではない。吸収塔７内で排ガス中へ脱硫剤を含むスラリーをスプレー８からスプレーすることにより脱硫剤と排ガスの接触を促進し排ガス中の硫黄化合物をスラリー中に固定させる。このとき、図１に示すようなグリッド９と呼ばれる網目状あるいはハニカム状の部材をガス流路へ配置することによって、排ガス６と脱硫剤の接触を更に促進するようにしたものもある。湿式石灰石膏法では脱硫剤として消石灰あるいは石灰石を用いており、これらを微粉にして水と混錬することにより石灰スラリーを形成し、このスラリーをスプレーする。
【０００８】
排ガス６と反応したスラリーは吸収塔の下部の液溜室１２に溜まり、循環ポンプ１９でスラリー配管２０により吸収塔７内ヘスプレーする。石灰スラリーなどの脱硫剤２１はポンプ２２、配管２３を経て液溜室１２へ所定量追加する。循環ポンプ１９によりスラリーの一部を抜き出し、吸収塔７において脱硫剤（石灰スラリー）を排ガス６と接触させることによって、排ガス６中に含まれるＳＯ2などが中和されてスラリー中へ移行する。吸収塔の下部の液溜室１２にヘエアーバブリングなどによって酸素を吹き込むこと及び攪拌羽根１３をモータ１４で駆動して攪拌することにより、前記した（３）式の反応を促進し、スラリー中のＣａＳＯ3・（１／２）Ｈ2Ｏの濃度を低減させる。循環中のスラリーは所定量を抜出系２４から抜き出すことにより、スラリー中のＣａＳＯ4の回収を行い、排ガス６へ循環ポンプ１９によってスプレーするスラリーの脱硫剤の濃度を確保することができる。
【０００９】
この方法では、上記（１）、（２）式に示すガスからの脱硫反応と（３）式に示すスラリー中のＣａＳＯ4生成反応を合わせた総括反応で脱硫が進行する。従って、上記（１）、（２）式による排ガス脱硫効率を高めに維持するためにはスラリー中のＣａＳＯ3・（１／２）Ｈ2Ｏを適正に維持する必要がある。しかしこのスラリー中のＣａＳＯ3・（１／２）Ｈ2Ｏを連続的かつ簡便に測定することはできないため、現状ではスラリー中へ吹き込むエアー量を比較的高めに維持して（３）式の反応が律速段階とならないようにしている。このためにエアーブロワ１８の電力などを過剰に消費している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
この問題に対して、特開昭６１−４３３号公報では、スラリーの酸化還元電位を連続的に測定することによって、吹き込む酸素の量を制御する技術が開示されている。しかしながら、焼結機排ガス脱硫装置で処理される排ガス中には燃料として使用される石炭やコークスあるいは焼結機の場合には鉄鉱石などに由来する種々の元素が含まれているため、スラリーの酸化還元電位とスラリー中のＣａＳＯ3・（１／２）Ｈ2Ｏの濃度とが、必ずしも一定の関係となるとは限らないという欠点がある。すなわち、焼結機のような原燃料として種々のダスト等が使用される装置の排ガス等、排ガス中の成分が種々変動する場合には、スラリーの酸化還元電位はスラリー中に溶解する様々な金属イオンや塩類による影響を受けるため、上記した特開昭６１−４３３号公報の技術に基づいて、スラリーの酸化還元電位に応じたエアー量の設定を行ってもＣａＳＯ3・（１／２）Ｈ2Ｏの濃度を正確に設定することができず、必ずしも最適な脱硫効率を得ることはできない。
【００１１】
本発明は、処理される排ガスの成分が変動するような場合でも、安定して脱硫効率を高く維持するとともに、脱硫装置の運転コストを必要最低限に維持することのできる脱硫装置の制御方法を提案するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、消石灰または石灰石を微粉にして水と混練した石灰スラリーを焼結機排ガスに接触させる吸収塔と、焼結機排ガスと接触後の前記スラリーを溜める液溜室と、液溜室内でスラリーへ空気を供給するバブリング装置と、液溜室から前記スラリーを抜き出して前記吸収塔内へスラリーを供給する循環ポンプとを有する焼結機排ガス脱硫装置に、さらに入口ガス及び出口ガス中のＳＯｘ濃度を計測するＳＯｘ計を備えると共に、両者のＳＯｘ濃度に応じ、前記バブリング装置の空気の供給量を制御する制御装置を備えた焼結機排ガス脱硫装置を用い、入ロガス及び出口ガス中のＳＯｘ濃度の測定値から、（４）式に示す脱硫率ηＳＯｘを求め、出口ガス中のＳＯｘ濃度及び脱硫率ηＳＯｘを設定値に維持するように、脱硫率ηＳＯｘが設定値未満のときは空気量を増加し、設定値以上であれば出口ＳＯｘ濃度が目標値未満か否かを判定し、目標値未満であれば空気量を低下させるように、前記石灰スラリー中への空気のバブリング量を調節することを特徴とする焼結機排ガス脱硫装置の制御方法である。
ここで、ηＳＯｘ＝１００×（入ロＳＯｘ濃度−出口ＳＯｘ濃度）／入口ＳＯｘ濃度・・・（４）
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１に本発明の実施に係る脱硫装置の一例を示す。焼結機排ガス２は冷却塔４において水冷された後に吸収塔７でスラリーがスプレー８によりスプレーされ、吸収塔７から出口ガス１１として排出される。スプレーされたスラリーは吸収塔下部の液溜室１２に溜る。
【００１５】
液溜室１２ではスラリー中のＣａＳＯ3・（１／２）Ｈ2Ｏを酸化してＣａＳＯ4とするためのブロワ１８で酸素含有ガス例えば空気１７をヘッダ１５、ノズル１６を介してスラリー中に吹き込みバブリングを行うと共に、スラリーの攪拌を行って反応の促進とスラリーの均質化を図っている。この酸素含有ガスは酸素を含むガスであれば任意のガスを使用できるが、前記（３）式を効果的に進めるためには５％以上の酸素が含まれていることが好ましい。この場合特に空気１７をブロワ１８により供給することが簡便であり好適とされる。また脱硫処理後の焼結機排ガスの一部をブロワで昇圧して使用することもできる。
【００１６】
バブリングされたスラリーは循環ポンプ１９により吸収塔７の上部のスプレー８へ送られ、再び排ガス６との接触が図られる。この液溜室１２へは随時新たな脱硫剤が供給されると共に、抜出系２４からスラリーの一部抜き出しを行っており、脱硫剤の濃度を維持するとともに、生成した石膏（ＣａＳＯ4）を排出する。
【００１７】
本発明ではこの脱硫装置１において、入口ガスＳＯｘ計３及び出口ガスＳＯｘ計１０を設けて入口ガス及び出口ガスのＳＯｘを測定し、この測定値を入力信号３１，３２としてを計算機３０に導入し、計算機３０はこれらの値に応じて出力信号を出力し、ブロワ１８を制御して酸素含有ガスのバブリング量を制御する。
【００１８】
制御方法の例を図２、図３にフローチャートで示した。たとえば、図２に示したフローでは、入口ＳＯｘ濃度（体積％）と出口ＳＯｘ濃度（体積％）から次の（４）式により脱硫率（ηＳＯｘ：％）を求める。
【００１９】
ηＳＯｘ＝１００×（入口ＳＯｘ濃度−出口ＳＯｘ濃度）／入口ＳＯｘ濃度……（４）
ηＳＯｘが設定値β未満のときはエアー量を増加し、β以上であれば出口ＳＯｘ値が設定値α2未満か否かを判定し、設定値α2以上であればエアー量を低下させる。このようにηＳＯｘと出口ＳＯｘ濃度とでエアー量を制御する。このフローでは出口ＳＯｘとηＳＯｘがある程度悪化したら、エアー量を増やし、出口ＳＯｘがある程度下がったら、エアー量を減らすことによって設備の脱硫率は維持する。すなわち、脱硫設備の脱硫率を常に高めに保持するべくエアー量を制御して、効率的な脱硫を図っている。
【００２０】
また、図３に示すフローでは、排出ＳＯｘ濃度に上限を設けて、出口ＳＯｘ濃度がα2〜α1（α2＜α1）の間で制御するとともに、脱硫率ηＳＯｘが低下した場合にはエアー量を増加して脱硫装置を有効に活用するものである。このフローでは出口ＳＯｘは高くなっても構わないが、脱硫率ηＳＯｘが下がって効率が落ちたらエアー量を増加し、ηＳＯｘが上がって出口ＳＯｘがある程度下がったらエアー量を減らす。
【００２１】
ここで、出口ＳＯｘ濃度の目標値（α1、α2）の値は排ガス規制法などの要請と、工場全体のＳＯｘ発生量のバランスなどにより適宜定めることができる。また、脱硫装置の脱硫率は各脱硫設備の固有の特性値であり、例えばηＳＯｘ＝９５％などと適宜目標を設定すればよい。
【００２２】
【発明の効果】
処理される排ガスの成分が変動するような場合でも、安定して脱硫効率を高く維持するとともに、脱硫装置の運転コストを必要最低限に維持することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例装置のフローシートである。
【図２】実施例のフローチャートである。
【図３】実施例のフローチャートである。
【符号の説明】
１    脱硫装置
２    排ガス（入口ガス）
３    入口ガスＳＯｘ計
４    冷却搭
５    冷却水ノズル
６    排ガス（湿潤ガス）
７    吸収搭
８    スプレー
９    グリッド
１０    出口ガスＳＯｘ計
１１    出口ガス
１２    液溜室
１３    攪拌羽根
１４    モータ
１５    ヘッダ
１６    ノズル
１７    空気
１８    ブロワ
１９    循環ポンプ
２０    スラリー配管
２１    脱硫剤
２２    ポンプ
２３    配管
２４    抜出系
３０    計算機
３１    入力信号
３２    入力信号
３３    出力信号
【図１】
0004644912.tif 000002
【図２】
0004644912.tif 000003
【図３】
0004644912.tif 000004