(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸収塔において、排ガス中に含まれる亜硫酸（ＳＯ２）ガスを、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３ ）を含有する吸収液、および蟻酸カルシウム（Ｃａ（ＨＣＯＯ）２）と反応させて吸収除去し、吸収剤混合槽において、吸収塔からの吸収液に蟻酸（ＨＣＯＯＨ）と吸収剤としての炭酸カルシウムとを混合して蟻酸カルシウムを生成した後に、この吸収液と蟻酸カルシウムとを吸収塔に供給する排ガス処理方法であって、
排ガスを１５０℃以下に冷却した後に、吸収塔内で吸収液および蟻酸カルシウムと反応させて亜硫酸ガスを吸収除去し、
排ガスは、亜硫酸ガスが吸収除去された後、吸収塔から外部へ放出される前に、エリミネータを通過して、この排ガスに同伴した吸収液のミストが除去され、エリミネータには、このエリミネータ洗浄用の工業用水が供給され、この洗浄用の工業用水の一部を、吸収塔内に供給された排ガスに吹き付けてこの排ガスを冷却し、この排ガスに吹き付けた工業用水を、その後、吸収塔内の吸収液に混合するとともに、
エリミネータを洗浄する工業用水、および排ガスを冷却する工業用水の全体の量は、吸収液の石膏濃度を濃度測定手段によって測定し、この測定データに基づいて調整することを特徴とする排ガスの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス中に含まれる亜硫酸（ＳＯ２）ガスを除去する排ガス処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の排ガス処理方法として、従来から例えば下記特許文献１に示されるように、吸収塔において、排ガス中に含まれる亜硫酸（ＳＯ２）ガスを、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を含有する吸収液、および蟻酸カルシウム（Ｃａ（ＨＣＯＯ）２）と反応させて吸収除去し、吸収剤混合槽において、吸収塔からの吸収液に蟻酸（ＨＣＯＯＨ）と吸収剤としての炭酸カルシウムとを混合して蟻酸カルシウムを生成した後に、この吸収液と蟻酸カルシウムとを吸収塔に供給する方法が知られている。
そして、吸収剤混合槽から吸収塔に供給された吸収液および蟻酸カルシウムは、吸収塔において排ガスと接触することにより、この排ガス中の亜硫酸ガスと反応してこのガスを吸収除去するが、この際、吸収液および蟻酸カルシウムは排ガスとの接触により加熱される。したがって、吸収液および蟻酸カルシウムに含まれる蟻酸成分は、水と二酸化炭素とに熱分解されて消費され、これらの水および二酸化炭素は前記吸収除去後の排ガスとともに、吸収塔から外部に放出される。
【特許文献１】特開平６−２１０１２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、前記従来の排ガス処理方法では、吸収塔において前記蟻酸成分が水と二酸化炭素とに熱分解された消費分は補給する必要があるので、近年の排ガスの処理コストの低減や処理効率の向上に対する要望に応えることが困難であるという問題があった。
【０００４】
本発明は、このような背景の下になされたもので、蟻酸の消費量を最小限に抑え、排ガスの処理コストの低減および処理効率の向上を図ることができる排ガス処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような課題を解決して、前記目的を達成するために、本発明の排ガス処理方法は、吸収塔において、排ガス中に含まれる亜硫酸（ＳＯ２）ガスを、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を含有する吸収液、および蟻酸カルシウム（Ｃａ（ＨＣＯＯ）２）と反応させて吸収除去し、吸収剤混合槽において、吸収塔からの吸収液に蟻酸（ＨＣＯＯＨ）と吸収剤としての炭酸カルシウムとを混合して蟻酸カルシウムを生成した後に、この吸収液と蟻酸カルシウムとを吸収塔に供給する排ガス処理方法であって、排ガスを１５０℃以下に冷却した後に、吸収塔内で吸収液および蟻酸カルシウムと反応させて亜硫酸ガスを吸収除去し、排ガスは、亜硫酸ガスが吸収除去された後、吸収塔から外部へ放出される前に、エリミネータを通過して、この排ガスに同伴した吸収液のミストが除去され、エリミネータには、このエリミネータ洗浄用の工業用水が供給され、この洗浄用の工業用水の一部を、吸収塔内に供給された排ガスに吹き付けてこの排ガスを冷却し、この排ガスに吹き付けた工業用水を、その後、吸収塔内の吸収液に混合するとともに、エリミネータを洗浄する工業用水、および排ガスを冷却する工業用水の全体の量は、吸収液の石膏濃度を濃度測定手段によって測定し、この測定データに基づいて調整することを特徴とする。
【０００６】
この場合、排ガスを１５０℃以下に冷却した後に、吸収塔内で吸収液および蟻酸カルシウムと反応させて亜硫酸ガスを吸収除去するので、吸収塔内において吸収液および蟻酸カルシウムが含有する蟻酸成分が熱分解する量を低減させることが可能になり、排ガスの処理コストの低減および処理効率の向上を図ることができる。
なお、好ましくは排ガスを１４０℃以上１５０℃以下に冷却した後に、前記のように吸収液と反応させるのが望ましい。この場合、排ガスの温度が１４０℃以上とされているので、排気ガスを冷却する冷媒の例えば温度や流量を過度に大きくするのを防ぐことが可能になり、排ガスの処理コストの低減および処理効率の向上を確実に図ることができる。
【０００７】
さらに、本発明では、排ガスは、亜硫酸ガスが吸収除去された後、吸収塔から外部へ放出される前に、エリミネータを通過して、この排ガスに同伴した吸収液のミストが除去され、エリミネータには、このエリミネータ洗浄用の工業用水が供給され、この洗浄用の工業用水の一部を、吸収塔内に供給された排ガスに吹き付けてこの排ガスを冷却し、この排ガスに吹き付けた工業用水を、その後、吸収塔内の吸収液に混合している。
【０００８】
この場合、エリミネータ洗浄用の工業用水の一部を、吸収塔内に供給された排ガスに吹き付けてこの排ガスを冷却し、この排ガスに吹き付けた工業用水を、その後、吸収塔内の吸収液に混合するので、工業用水の使用量を現行同等に維持した状態で、従来通り、この工業用水により吸収塔内の吸収液に含まれる石膏濃度を希釈して調整することが可能になる。したがって、排ガスをこのように工業用水を用いて冷却したことにより工業用水の使用量が増大するのを防ぐことが可能になり、排ガスの処理コストの低減や処理効率の向上をより一層確実に図ることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る排ガス処理方法によれば、排ガスの処理コストの低減や処理効率の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図１に基づいて本発明の一実施形態を説明する。
本実施形態の排ガス処理装置１０では、供給された排ガス中に含まれる亜硫酸（ＳＯ２）ガスを、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を含有する吸収液、および蟻酸カルシウム（Ｃａ（ＨＣＯＯ）２）と反応させて吸収除去する吸収塔２１と、吸収塔２１からの吸収液に炭酸カルシウムと蟻酸（ＨＣＯＯＨ）とを混合して蟻酸カルシウムを生成するとともに、この吸収液に吸収剤を混合した後に、この吸収液および蟻酸カルシウムを吸収塔２１に供給する吸収剤混合槽３１と、吸収塔２１で生成された石膏スラリーを石膏とろ液とに分離する脱水機４１と、吸収塔２１で亜硫酸ガスが吸収除去された後の排ガスを大気に放出する放出部５１とを備えている。
【００１１】
吸収塔２１の上端部には、排ガスを内部に導入する入口２１ａと、亜硫酸ガスを除去した後の排ガスを放出部５１に向けて送り出す出口２１ｂとが設けられている。入口２１ａには排ガス供給手段２８が連結され、出口２１ｂには、亜硫酸ガスを除去した後の排ガスを、放出部５１に送り出す前に通過させてこの排ガスに同伴した吸収液のミストを除去するエリミネータ２３が取り付けられている。また、エリミネータ２３に向けて工業用水を噴射してこのエリミネータ２３を洗浄するエリミネータ洗浄スプレー２６ａが設けられている。このエリミネータ洗浄スプレー２６ａは工業用水供給手段２６に連結されている。
【００１２】
さらに、吸収塔２１には、この内部に充填された吸収液を吸い上げて、この吸収塔２１内を流れる排ガスに向けてこの吸収液を噴射する第１循環スプレー２４ａおよび第２循環スプレー２４ｂが設けられている。また、吸収塔２１内に充填された吸収液中に開口して空気を供給する空気供給手段２７と、この空気供給手段２７の吸収液中における開口部の周辺部に配置され、吸収液を空気供給手段２７からの空気とともに撹拌する第１撹拌手段２５とが設けられている。
【００１３】
さらに、この吸収塔２１の内側における上端面には、吸収液の液面には接触しない位置まで下方に向けて延在した仕切り板２２が垂設されている。この仕切り板２２により、吸収塔２１の内部は、入口２１ａに連通された並流部２１ｃと、出口２１ｂに連通された向流部２１ｄとが、仕切り板２２の下端と吸収液の液面との間の隙間を介して連結されて、入口２１ａから内部に導入された排ガスは、並流部２１ｃを下方に向けて流れた後、前記隙間を通過して、向流部２１ｄを上方に向けて流れ、出口２１ｂに到達するようになっている。
【００１４】
そして、第１、第２循環スプレー２４ａ、２４ｂは、並流部２１ｃおよび向流部２１ｄに各別に設けられ、並流部２１ｃを下方に向けて流れる排ガスには、第１循環スプレー２４ａにより吸収液を噴射し、向流部２１ｄを上方に向けて流れる排ガスには、第２循環スプレー２４ｂにより吸収液を噴射するようになっている。
【００１５】
吸収剤混合槽３１には、吸収塔２１内の吸収液を吸収剤混合槽３１の内部に導入する第１吸収液導入手段３４と、蟻酸を吸収剤混合槽３１の内部に導入する蟻酸導入手段３２と、炭酸カルシウム（吸収剤）を吸収剤混合槽３１の内部に導入する炭酸カルシウム導入手段３３と、吸収剤混合槽３１から吸収塔２１に吸収液および蟻酸カルシウムを供給する吸収液供給手段３５と、吸収剤混合槽３１内に充填された吸収液を撹拌する第２撹拌手段３６とが設けられている。
【００１６】
脱水機４１には、吸収塔２１内の吸収液を導入する第２吸収液導入手段４２と、脱水機４１により吸収液から分離されたろ液を再度吸収塔２１に供給するろ液供給手段４３と、脱水機４１により吸収液から分離された石膏を回収する石膏回収手段４４とが設けられている。なお、ろ液供給手段４３には排水処理手段４５が連結されている。
【００１７】
放出部５１には、吸収塔２１のエリミネータ２３および出口２１ｂをこの順に通過した排ガスを外部に放出する煙突５３が備えられている。
【００１８】
ここで、本実施形態では、工業用水供給手段２６とエリミネータ洗浄スプレー２６ａとをつなぐ主配管２６ｃに、吸収塔２１の並流部２１ｃにおける入口２１ａの近傍に開口部が配置された分岐配管２６ｄが連結され、この配管２６ｄの開口部に冷却スプレー２６ｂが設けられている。冷却スプレー２６ｂは、吸収塔２１の並流部２１ｃにおいて入口２１ａの近傍で、かつ第１循環スプレー２４ａの配置位置よりも排ガスの流れ方向上流側に配置されている。
【００１９】
ここで、第１循環スプレー２４ａは、排ガスの流れ方向下流側に向けて吸収液を噴射可能とされ、冷却スプレー２６ｂは、前記下流側に向けて工業用水を噴射可能とされており、これにより、排ガスは、冷却スプレー２６ｂにより工業用水を吹き付けられた後に、第１循環スプレー２４ａにより吸収液が吹き付けられるようになっている。
【００２０】
次に、以上のように構成された排ガス処理装置１０により排ガスを処理する方法について説明する。
まず、排ガス供給手段２８により排ガスを入口部２１ａを通過させて吸収塔２１内に導入して、この吸収塔２１内の並流部２１ｃを下方に向けて流す。ここで、排ガスは、吸収塔２１内に導入された直後に、冷却スプレー２６ｂにより工業用水が吹き付けられ、この工業用水の蒸発熱により、前記導入の直後では約２００℃〜５００℃であったところ、１４０℃以上１５０℃以下に冷却される。
【００２１】
そして、この冷却された排ガスが並流部２１ｃを下方に向けて流れる過程において、第１循環スプレー２４ａの配設位置に到達すると、このスプレー２４ａにより吸収液が噴射され、さらにその後、吸収塔２１内の吸収液の液面に接触した後に、仕切り板２２の下端と吸収液の液面との間の隙間を通過して、向流部２１ｄに導入され、この向流部２１ｄを上方に向けて流れる過程で、第２循環スプレー２４ｂの配設位置に到達したときに、このスプレー２４ｂにより吸収液が噴射される。
【００２２】
このように、排ガスが吸収塔２１内で吸収液と接触すると、この排ガスに含まれる亜硫酸ガスは、吸収液に含まれる炭酸カルシウム、および後述する吸収剤混合槽３１から供給された蟻酸カルシウム（Ｃａ（ＨＣＯＯ）２）とそれぞれ反応する。
これらのうち、亜硫酸ガスと前記炭酸カルシウムとの反応は、
ＣａＣＯ３＋２ＳＯ２＋Ｈ２Ｏ→Ｃａ（ＨＳＯ３）２＋ＣＯ２    （１）
により表され、また、亜硫酸ガスと前記蟻酸カルシウムとの反応は、
Ｃａ（ＨＣＯＯ）２＋２ＳＯ２＋２Ｈ２Ｏ→Ｃａ（ＨＳＯ３）２＋２ＨＣＯＯＨ    （２）
により表される。
すなわち、吸収塔２１内で重亜硫酸カルシウム（Ｃａ（ＨＳＯ３）２）が生成される。なお、吸収塔２１内の吸収液に含まれる蟻酸の濃度は４００ｐｐｍ以上とされ、かつこの吸収液のｐＨ値は５以下とされている。
【００２３】
そして、この重亜硫酸カルシウムは、吸収塔２１において、排ガスおよび空気供給手段２７により供給された空気にそれぞれ含まれる酸素と反応する。この反応は、
Ｃａ（ＨＳＯ３）２＋Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ→ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ＋Ｈ２ＳＯ４    （３）
により表され、石膏（ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）が生成される。これにより、吸収液は石膏スラリーとなる。
その後、排ガスは、エリミネータ２３を通過した後に、吸収塔２１の出口２１ｂおよび煙突５３を順次通過して外部に放出される。
【００２４】
なお、エリミネータ２３には、工業用水供給手段２６から主配管２６ｃおよびエリミネータ洗浄スプレー２６ａを順次介して工業用水が供給され、このエリミネータ２３に付着した石膏スラリーを除去して洗浄する。この際、主配管２６ｃを流れる工業用水の一部が、エリミネータ洗浄スプレー２６ａに到達する前に分岐配管２６ｄ内に流入し冷却スプレー２６ｂに到達し、これにより、前記のようにこの冷却スプレー２６ｂから、吸収塔２１に導入された直後の排ガスに工業用水を吹き付けて排ガスを冷却する。
【００２５】
そして、エリミネータ２３を洗浄した後の工業用水、および排ガスを冷却した後の工業用水は、両者ともに吸収塔２１内の吸収液に混合され、この吸収塔２１内の吸収液に含まれる石膏濃度を希釈して調整する。
ここで、工業用水供給手段２６から主配管２６ｃに供給されて、エリミネータ２３を洗浄する工業用水、および排ガスを冷却する工業用水全体の量は、吸収塔２１内で吸収液を吸い上げて第２循環スプレー２４ｂに供給する途中で、この吸収液の石膏濃度を濃度測定手段２９により測定し、この測定データに基づいて調整する。
【００２６】
以上の過程において、吸収剤混合槽３１には、吸収塔２１から順次吸収液が第１吸収液導入手段３４により導入されるとともに、蟻酸導入手段３２から蟻酸が導入され、さらに炭酸カルシウム導入手段３３から炭酸カルシウムが導入される。
そして、炭酸カルシウムと蟻酸とが、
ＣａＣＯ３＋２ＨＣＯＯＨ→Ｃａ（ＨＣＯＯ）２＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２    （４）
のように反応し、前述した蟻酸カルシウム（Ｃａ（ＨＣＯＯ）２）が生成される。
また、吸収塔２１において前記式（３）で生成された硫酸（Ｈ２ＳＯ４）と炭酸カルシウムとが、
Ｈ２ＳＯ４＋ＣａＣＯ３＋Ｈ２Ｏ→ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２    （５）
のように反応し、石膏（ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）が生成される。
そして、吸収剤混合槽３１内の吸収液は、この液面の高さ位置が常時一定となるように吸収液供給手段３５により蟻酸カルシウムとともに吸収塔２１に順次供給され、吸収塔２１内の吸収液に含まれる蟻酸の濃度を４００ｐｐｍ以上とし、かつこの吸収液のｐＨ値を５以下にする。なお、この蟻酸カルシウムは、前記式（２）で示したように、吸収塔２１において、排ガス中の亜硫酸ガスと反応する。
以上の吸収剤混合槽３１での反応は、第２撹拌手段３６により吸収液を０．４ｋＷ／ｍ３以上の動力で３０分以上撹拌する。また、これと同時に、吸収剤混合槽３１に例えば消石灰（Ｃａ（ＯＨ）２）や苛性ソーダ等を加えて、この吸収剤混合槽３１に充填された吸収液のｐＨ値を１１以上にする。これにより、吸収剤混合槽３１内の吸収液中の石膏濃度を飽和状態にし、この状態で吸収液供給手段３５により吸収液を吸収塔２１に供給する。
【００２７】
ここで、炭酸カルシウム供給手段３３では、サイロ３３ａに貯蔵された炭酸カルシウムを、ロータリーバルブ３３ｂを介して順次、図示されないロードセルを備えて回転可能に支持されたテーブルフィーダ３３ｃに間欠的に供給し、このテーブルフィーダ３３ｃから吸収剤混合槽３１に炭酸カルシウムを供給する。
【００２８】
この際、テーブルフィーダ３３ｃは、ロータリーバルブ３３ｂから炭酸カルシウムが供給されていない間に、前記ロードセルにより重量が測定されてこのテーブルフィーダ３３ｃ上の炭酸カルシウムの重量が算出され、このデータに基づいてテーブルフィーダ３３ｃの回転数、つまり吸収剤混合槽３１への炭酸カルシウムの供給量を制御する。さらにこの制御に際し、吸収塔２１で排ガスから吸収除去される亜硫酸ガスの量も考慮する。なお、吸収塔２１で排ガスから吸収除去される亜硫酸ガスの量は、吸収塔２１内に供給される排ガス中の亜硫酸ガスの含有量（硫酸ガス供給量測定器３０による測定値）と、吸収塔２１の出口２１ｂにおける排ガス中に含まれる亜硫酸ガスの濃度（設計値）とに基づいて算出される。
【００２９】
さらに、この炭酸カルシウムの供給量の制御に際し、吸収塔２１内の吸収液のｐＨ値も併せて測定しておき、この測定値が設定値よりも小さい場合は、前記のように算出された炭酸カルシウムの供給量に１より大きい一定値を乗じ、逆に前記測定値が設定値よりも大きい場合には、前記のように算出された炭酸カルシウムの供給量に１より小さい一定値を乗じることによって、硫酸ガス供給量測定器３０で測定誤差が生じた場合においても、その誤差を補完できるようにする。
【００３０】
以上説明したように本実施形態による排ガス処理方法によれば、排ガスを１５０℃以下に冷却した後に、吸収塔２１内で吸収液および蟻酸カルシウムと反応させて亜硫酸ガスを吸収除去するので、吸収塔２１内において吸収液および蟻酸カルシウムが含有する蟻酸成分が熱分解する量を低減させることが可能になり、排ガスの処理コストの低減および処理効率の向上を図ることができる。
【００３１】
また、本実施形態では、冷却後の排ガスの温度が１４０℃以上とされているので、排気ガスを冷却する工業用水の温度や流量を過度に大きくするのを防ぐことが可能になり、排ガスの処理コストの低減および処理効率の向上を確実に図ることができる。
【００３２】
さらに、エリミネータ２３洗浄用の工業用水の一部を、吸収塔２１内に供給された排ガスに吹き付けてこの排ガスを冷却し、この排ガスに吹き付けた工業用水を、その後、吸収塔２１内の吸収液に混合するので、工業用水の使用量を現行同等に維持した状態で、従来通り、この工業用水により吸収塔２１内の吸収液に含まれる石膏濃度を希釈して調整することが可能になる。したがって、排ガスをこのように工業用水を用いて冷却したことにより工業用水の使用量が増大するのを防ぐことが可能になり、排ガスの処理コストの低減や処理効率の向上をより一層確実に図ることができる。
【００３３】
なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、前記実施形態では、吸収塔２１内で排ガスを冷却した方法を示したが、これに代えて、排ガス供給手段２８と吸収塔２１の入口２１ａとの間で、排ガスを冷却するようにしてもよく、吸収塔２１内で排ガスが吸収液に接触する前であれば、この冷却する位置は特に限られるものではない。
【００３４】
次に、以上説明した作用効果についての検証試験を実施した。すなわち、排ガス中に含まれる亜硫酸ガスを吸収液および蟻酸カルシウムと反応させる前における排ガスの温度を種々異ならせたときの、所定時間当たりの蟻酸の消費量を測定した。結果を図２に示す。なお、この図２において、蟻酸の消費量は無次元化して表示した。結果、蟻酸の消費量は、排ガスの温度を１５０℃まで冷却した場合には、２００℃までしか冷却しなかった場合の約３分の１まで低減できることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
排ガスの処理コストの低減や処理効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態として示した排ガス処理方法を実施するための排ガスの処理装置の要部概略図である。
【図２】本発明に係る排ガス処理方法が奏する作用効果を検証した試験結果を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  排ガス処理装置
２１  吸収塔
３１  吸収剤混合槽
２６ｂ  冷却スプレー
【図１】
0005236165.tif 000002
【図２】
0005236165.tif 000003