(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラからの排ガスに粉末状の生石灰又は消石灰からなる吸収剤を添加して排ガス中のＳＯ3 を吸収除去した後、そのボイラ排ガスを吸収剤と共に脱硫装置に導入し、その脱硫装置で水酸化マグネシウムを脱硫剤とするスラリと接触させてＳＯ2 を吸収除去し、その脱硫剤と吸収剤とを熟成槽で置換反応させて石膏と水酸化マグネシウムにし、石膏を回収すると共に水酸化マグネシウムを脱硫剤として再利用することを特徴とするボイラ排煙処理システム。
【請求項２】
脱硫装置内で、ＳＯ2 を吸収して亜硫酸マグネシウムとなったスラリにエアを吹き込んで硫酸マグネシウムに酸化する請求項１記載のボイラ排煙処理システム。
【請求項３】
排ガス中のＳ分に対して当モル以上になるよう生石灰又は消石灰を添加し、未反応の生石灰又は消石灰を脱硫装置を介して熟成槽に補給剤として供給して脱硫後の硫酸マグネシウムと置換反応させる請求項１記載のボイラ排煙処理システム。
【請求項４】
熟成槽内での置換反応で生成した石膏と水酸化マグネシウムとをハイドロサイクロン等の石膏分離器で粒径分離して石膏と水酸化マグネシウムを分離する請求項２記載のボイラ排煙処理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボイラから排出される排ガスに含まれる高無水硫酸（ＳＯ3 ）を除去し、これを水酸化マグネシウム石膏法を用いて回収すると共にＳＯ2 を除去するためのボイラ排煙処理システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ボイラ排ガス中のＳＯx の除去は、ＳＯ2 については、吸収塔内で吸収液をスプレーし、排ガスと気液接触させてＳＯ2 を吸収除去することがなされているが、この湿式脱硫や半乾式脱硫装置では、ＳＯ3 の吸収除去は不可能であり、これが大気に放出されると硫酸ミストによる紫煙の原因となる。
【０００３】
そこで、ＳＯ3 については、煙道内にアルカリ剤を噴射してＳＯ3 を吸収除去することがなされている。
【０００４】
またＳＯ2 の吸収剤として、Ｍｇ（ＯＨ）2 を用い、吸収酸化後、ＣａＯ又はＣａ（ＯＨ）2 を加えて副製品として石膏を回収するプロセスがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、高ＳＯ3 含有ガスの中和では、未反応ＣａＯ又はＣａ（ＯＨ）2 が、廃棄され、不経済となる問題がある。また水酸化マグネシウム石膏法では、補給剤としてＣａＯ又はＣａ（ＯＨ）2 が別途必要となる問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、排ガスからＳＯ3 とＳＯ2 とを除去するにおいて、吸収剤と補給剤を効率よく使用してシステムを簡素化できるボイラ排煙処理システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、ボイラからの排ガスに粉末状の生石灰又は消石灰からなる吸収剤を添加して排ガス中のＳＯ3 を吸収除去した後、そのボイラ排ガスを吸収剤と共に脱硫装置に導入し、その脱硫装置で水酸化マグネシウムを脱硫剤とするスラリと接触させてＳＯ2 を吸収除去し、その脱硫剤と吸収剤とを熟成槽で置換反応させて石膏と水酸化マグネシウムにし、石膏を回収すると共に水酸化マグネシウムを脱硫剤として再利用するようにしたボイラ排煙処理システムである。
【０００８】
請求項２の発明は、脱硫装置内で、ＳＯ2 を吸収して亜硫酸マグネシウムとなったスラリにエアを吹き込んで硫酸マグネシウムに酸化する請求項１記載のボイラ排煙処理システムである。
【０００９】
請求項３の発明は、排ガス中のＳ分に対して当モル以上になるよう生石灰又は消石灰を添加し、未反応の生石灰又は消石灰を脱硫装置を介して熟成槽に補給剤として供給して脱硫後の硫酸マグネシウムと置換反応させる請求項１記載のボイラ排煙処理システムである。
【００１０】
請求項４の発明は、熟成槽内での置換反応で生成した石膏と水酸化マグネシウムとをハイドロサイクロン等の石膏分離器で粒径分離して石膏と水酸化マグネシウムを分離する請求項２記載のボイラ排煙処理システムである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１２】
図１は、本発明のボイラ排煙処理システムの構成図を示したものである。
【００１３】
図１において、１０は、重油焚きの小型乃至中型のボイラで、そのボイラ１０から排出される排ガスが脱硝装置１１に流されて脱硝される。この部分の温度は３００〜４００℃である。
【００１４】
この脱硝装置１１と下流のガス−エアヒータ（ＧＡＨ）１２とを結ぶダクト１３には、粉末状の生石灰（ＣａＯ）又は消石灰（Ｃａ（ＯＨ）2 ）からなる吸収剤を添加する吸収剤注入ライン１４が接続される。
【００１５】
ガス−エアヒータ１２はダクト１５を介してバグフィルタ式或いは電気集塵式の集じん機１６に接続され、その集じん機１６からの排ガスが煙突１８より大気に放出されるようになっている。
【００１６】
ガス−エアヒータ１２の入口側のダクト１３に注入する吸収剤としての生石灰、又は消石灰は、排ガス中の（ＳＯ2 ＋ＳＯ3 ）量に対しての過剰量を見込んだ量例えばＳ分に対してＣａが当モル以上になるよう添加する。
【００１７】
この３００〜４００℃の温度範囲の排ガス中に生石灰又は消石灰の吸収剤を添加すると、下記中和反応に従って効率よく無水硫酸（ＳＯ3 ）を吸収除去することができる。
【００１８】
ＣａＯ  ＋  ＳＯ3   →  ＣａＳＯ4
又は、
Ｃａ（ＯＨ）2   ＋  ＳＯ3   →  ＣａＳＯ4   ＋Ｈ2 Ｏ
ガス−エアヒータ１２で排ガスは、ボイラ燃焼用空気と熱交換されて温度が下げられて脱硫装置１６に供給され、ライン１７から供給された脱硫剤としての水酸化マグネシウムのスラリと接触され、排ガス中のＳＯ2 が吸収除去されて煙突１８から排気される。
【００１９】
この場合、煙突１８の排気の白煙化を防止するために、図には示していないが、脱硫装置１６の前後にガス−ガスヒータを設置し、前段のガス−ガスヒータで脱硫装置１６に流入する排ガスから熱回収し、後段のガス−ガスヒータで、排気する排ガスの飽和水蒸気温度以上に再加熱することで、白煙化を防止できる。すなわち、ガス−エアヒータ１２を出た排ガスの温度が１７０℃とし、この排ガスを前段のガス−ガスヒータで、７０〜８０℃程度にして熱回収し、脱硫装置１６で更に温度が下がり飽和蒸気となるが、これを後段のガス−ガスヒータで再加熱して、その排ガスの飽和水蒸気温度以上に加熱することで、煙突１８から排気しても、飽和蒸気温度以下になることがないため白煙化を防止できる。
【００２０】
なお、脱硫装置１６と煙突１８間に電気集塵機を設けてもよい。
【００２１】
さて、脱硫装置１６には、ライン１７から水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）2 を脱硫剤とするスラリが供給されて排ガスと気液接触される。
【００２２】
この水酸化マグネシウムの粒径は１〜２μｍであり、排ガス中のＳＯ2 と下式のように反応して排ガスを脱硫する。
【００２３】
Ｍｇ（ＯＨ）2  ＋  ＳＯ2   →  ＭｇＳＯ3   ＋  Ｈ2 Ｏ
脱硫で生じた亜硫酸マグネシウムは、脱硫装置１６に空気吹き込みライン２０からスラリ中に吹き込まれたエアにより下式のように酸化されて硫酸マグネシウムとなる。
【００２４】
ＭｇＳＯ3   ＋  １／２Ｏ2   →  ＭｇＳＯ4
また、脱硫装置１６には、ガスエアヒータ１２の前段で排ガス二添加された生石灰又は消石灰からなる未反応の吸収剤とＳＯ3 を吸収した硫酸カルシウムが流入し、これが脱硫剤のスラリと共にスラリライン２１を介して熟成槽２２に導入される。
【００２５】
熟成槽２２では、脱硫で生じた硫酸マグネシウムと未反応吸収剤（ＣａＯ又はＣａ（ＯＨ）2 ）が、下式のような置換反応にて、石膏と水酸化マグネシウムにされる。
【００２６】
ＭｇＳＯ4 ＋  ＣａＯ  ＋  Ｈ2 Ｏ  →  ＣａＳＯ4   ＋  Ｍｇ（ＯＨ）2
熟成槽２２で置換反応されたスラリは、ライン２３より、ハイドロサイクロン等からなる石膏分離器２４に供給される。
【００２７】
石膏分離器２４では、ハイドロサイクロン等の簡単な遠心分離操作で、石膏と水酸化マグネシウムに分離できる。
【００２８】
分離した石膏２５は、副製品として回収し、水酸化マグネシウムは、図には示していないが、固液分離器で排水２７と分離し、ライン２６から水酸化マグネシウムの脱硫剤として脱硫装置１６に戻して再利用する。
【００２９】
このように、排ガスに高濃度で含まれ、これが紫煙の原因となる無水硫酸を生石灰又は消石灰で中和し、未反応の生石灰又は消石灰を直接脱硫装置へ投入し、これを水酸化マグネシウム石膏法のカルシウム塩として使用することで、新たな生石灰等を必要とせずに、しかも脱硫剤としての水酸化マグネシウムは繰り返して使用することが可能となる。
【００３０】
また、この排煙脱硫システムに湿式電気集塵機、ガス−ガスヒータ等を敷設することで、より厳しい環境対策を実施することが可能となる。
【００３１】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、排ガスに高濃度で含まれ、これが紫煙の原因となる無水硫酸を生石灰又は消石灰で中和し、未反応の生石灰又は消石灰を直接脱硫装置へ投入し、これを水酸化マグネシウム石膏法のカルシウム塩として使用することで、システムの簡素化ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す図である。
【符号の説明】
１０  ボイラ
１２  ガス−エアヒータ
１４  吸収剤添加ライン
１６  脱硫装置
２２  熟成槽
【図１】
0004507404.tif 000002