(57)【要約】【課題】低品位石灰石起因による脱水性能低下を防ぐ湿式排煙脱硫装置と方法を提供すること。【解決手段】燃焼装置から排出される排ガス中の硫黄酸化物を含む有害物質を除去するために、アルカリ脱硫剤を含む吸収液と排ガスとを気液接触させることにより、排ガス中の硫黄酸化物を吸収液中に吸収させ、排ガス中の硫黄酸化物を吸収して亜硫酸イオンを含む吸収液に空気を供給して石膏を生成させ、石膏を含む吸収液のｐＨを５未満と調整して吸収液中のアルミニウムスラッジＡｌ(ＯＨ)3及び鉄スラッジＦｅ(ＯＨ)3を溶解させ、石膏の脱水が容易となる。このとき石膏の脱水処理時にアルカリ洗浄水で洗浄することで固体石膏のｐＨを調整できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラなどの燃焼装置から排出される排ガス中の硫黄酸化物を含む有害物質を除去する排ガス処理装置において、
アルカリ脱硫剤を含む吸収液と排ガスとを気液接触させることにより、排ガス中の硫黄酸化物を吸収液中に吸収させる吸収塔と、
該吸収塔の下部に配置した亜硫酸イオンを含む吸収液に空気を供給して石膏を生成させながら吸収液を貯留する循環タンクと、
該循環タンクから排出した吸収液中の石膏を分離して脱水処理する石膏脱水機と、
該石膏脱水機に供給する石膏含有吸収液のｐＨを調整するｐＨ調整槽と
を設けたことを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項２】
石膏脱水機の石膏にアルカリ洗浄液を噴霧するためのアルカリ洗浄液タンクを設けたことを特徴とする請求項１記載の排ガス処理装置。
【請求項３】
ボイラなどの燃焼装置から排出される排ガス中の硫黄酸化物を含む有害物質を除去する排ガス処理方法において、
アルカリ脱硫剤を含む吸収液と排ガスとを気液接触させることにより、排ガス中の硫黄酸化物を吸収液中に吸収させ、
排ガス中の硫黄酸化物を吸収して亜硫酸イオンを含む吸収液に空気を供給して石膏を生成させ、
石膏を含む吸収液のｐＨを調整し、
ｐＨを調整した石膏を含む吸収液から石膏を分離して脱水処理する
ことを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項４】
ｐＨ調整により石膏を含む吸収液のｐＨを５未満とすることを特徴とする請求項３記載の排ガス処理方法。
【請求項５】
石膏を含む吸収液中のアルミニウムスラッジＡｌ(ＯＨ)3及び鉄スラッジＦｅ(ＯＨ)3を溶解させるように前記吸収液のｐＨを調整することを特徴とする請求項３記載の排ガス処理方法。
【請求項６】
ｐＨを調整した石膏を含む吸収液から石膏を分離して脱水処理する際に石膏をアルカリ洗浄水で洗浄することを特徴とする請求項３記載の排ガス処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラなどの燃焼装置から排出される排ガス中の二酸化硫黄（ＳＯ2）を除去する排ガス処理装置に係わる。
【背景技術】
【０００２】
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を取り除く脱硫システムは石灰石−石膏法による湿式法が主流を占めている。  
従来技術のスプレ方式を採用した湿式排煙脱硫装置の公知例として、脱硫装置を構成する吸収塔の側面図を図４に示す（特開２００５−１５２７４５号公報参照）。この湿式排煙脱硫装置は、主に吸収塔本体１、入口ダクト２、出口ダクト３、吸収液循環ポンプ４、循環タンク６、攪拌機７、空気供給管８、ミストエリミネータ９、吸収液抜出し管１０、循環配管１１、スプレヘッダ１２、スプレノズル１３等から構成される。
【０００３】
脱硫装置は前記循環タンク６の上側に図示しない燃焼装置からの排ガスをほぼ水平方向に導入する入口ダクト２と排ガスをほぼ水平方向に排出する出口ダクト３をそれぞれ対向する側壁に設けた吸収塔本体１を有している。入口ダクト２と出口ダクト３の間の吸収塔本体１の内部の空間には排ガス流路があり、入口ダクト２から流入した排ガスは、前記排ガス流路を上昇する過程でスプレヘッダ１２の複数のスプレノズル１３から噴霧される吸収液と接触して脱硫され、出口ダクト３に配置されたミストエリミネータ９でミストを除去した後に大気中に排出される。
【０００４】
排ガス中の硫黄酸化物は吸収液に吸収されて循環タンク６内に落下する。該循環タンク６内の排ガス中のＳＯ2を吸収した吸収液中で生成した亜硫酸は空気供給管８から供給される空気により酸化され、石膏となって脱硫装置から排出される。このとき空気供給管８から吸収液中に供給される空気は攪拌機７で攪拌され、亜硫酸の空気酸化が促進される。
【０００５】
また循環タンク６内の吸収液の一部はポンプ４により循環配管１１を経由してスプレヘッダ１２に供給される。  
また循環タンク６内の吸収液の一部は抜出し管１０よりポンプ１８によって抜き出され、石膏脱水機（ベルトフィルター）１４に送られて脱水され、吸収液中の石膏は固体石膏として回収される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１５２７４５号公報
【特許文献１】特開２００３−２３６３３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
最近の湿式排煙脱硫装置案件において求められる条件は、様々な炭種、運転条件、設計条件に柔軟に対応できる装置である。特に、近年、脱硫剤として用いる石灰石の品質が低いものを用いざるを得ず、不純物として混入していたＡｌ(アルミニウム)塩及び鉄塩の影響により、石膏脱水性が低下する不具合が生じることがある。  
本発明の課題は、低品位石灰石を用いることに起因による脱水性能低下を防ぐ排ガス処理装置と方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題は、以下の解決手段によって解決される。  
請求項１記載の発明は、ボイラなどの燃焼装置から排出される排ガス中の硫黄酸化物を含む有害物質を除去する排ガス処理装置において、アルカリ脱硫剤を含む吸収液と排ガスとを気液接触させることにより、排ガス中の硫黄酸化物を吸収液中に吸収させる吸収塔と、該吸収塔の下部に配置した亜硫酸イオンを含む吸収液に空気を供給して石膏を生成させながら吸収液を貯留する循環タンクと、該循環タンクから排出した吸収液中の石膏を脱水して分離処理する石膏脱水機と、該石膏脱水機に供給する石膏含有吸収液のｐＨを調整するｐＨ調整槽とを設けたことを特徴とする排ガス処理装置である。
【０００９】
請求項２記載の発明は、石膏脱水機の石膏にアルカリ洗浄液を噴霧するためのアルカリ洗浄液タンクを設けたことを特徴とする請求項１記載の排ガス処理装置である。
【００１０】
請求項３記載の発明は、ボイラなどの燃焼装置から排出される排ガス中の硫黄酸化物を含む有害物質を除去する排ガス処理方法において、アルカリ脱硫剤を含む吸収液と排ガスとを気液接触させることにより、排ガス中の硫黄酸化物を吸収液中に吸収させ、排ガス中の硫黄酸化物を吸収して亜硫酸イオンを含む吸収液に空気を供給して石膏を生成させ、石膏を含む吸収液のｐＨを調整し、ｐＨを調整した石膏を含む吸収液から石膏を脱水して分離処理することを特徴とする排ガス処理方法である。
【００１１】
請求項４記載の発明は、ｐＨ調整により石膏を含む吸収液のｐＨを５未満とすることを特徴とする請求項３記載の排ガス処理方法である。
【００１２】
請求項５記載の発明は、石膏を含む吸収液中のアルミニウムスラッジＡｌ(ＯＨ)3及び鉄スラッジＦｅ(ＯＨ)3を溶解させるように前記吸収液のｐＨを調整することを特徴とする請求項３記載の排ガス処理方法である。
【００１３】
請求項６記載の発明は、ｐＨを調整した石膏を含む吸収液から石膏を分離して脱水処理する際に石膏をアルカリ洗浄水で洗浄することを特徴とする請求項３記載の排ガス処理方法である。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１，３記載の発明によれば、脱硫剤である石灰石に由来する石膏の脱水性能を悪化させアルミニウム塩及び鉄塩が吸収液内に含まれていても吸収液からの石膏の脱水分離処理性能が悪化することがない。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、石膏を含む吸収液のｐＨを５未満とすることにより石膏の脱水処理性能が吸収液内にアルミニウム塩及び鉄塩が含まれていない場合と同等になる。
【００１６】
請求項５記載の発明は、石膏を含む吸収液中のアルミニウムスラッジＡｌ(ＯＨ)3及び鉄スラッジＦｅ(ＯＨ)3を溶解させるように前記吸収液のｐＨを調整することにより、石膏の脱水処理性能が吸収液内にアルミニウム塩及び鉄塩が含まれていない場合と同等になる。
【００１７】
請求項２，６記載の発明によれば、アルカリ洗浄により脱水された固体石膏のｐＨを調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明による実施例であり、湿式脱硫装置において循環タンクと石膏脱水機の間にｐＨ調整槽を設けたシステムを示している。
【図２】本発明による実施例を適用し、吸収液ｐＨを変化させた時の石膏水分濃度の変化を表したものである。
【図３】本発明による他の実施例であり、図１に示した実施例において、石膏脱水機にアルカリ洗浄液噴霧を設置したシステムを示している。
【図４】従来技術のスプレ方式を採用した湿式排煙脱硫システムを示している。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は本実施例の湿式脱硫システムを示す概略図であり、石膏脱水機の上流側にｐＨ調整槽を設けたシステムを示している。  
図１に示す湿式排煙脱硫装置は、図４に示す装置と同様に、主に吸収塔本体１、入口ダクト２、出口ダクト３、吸収液循環ポンプ４、循環タンク６、攪拌機７、空気供給管８、ミストエリミネータ９、吸収液抜出し管１０、循環配管１１、スプレヘッダ１２、スプレノズル１３等から構成される。
【００２１】
図示しない燃焼装置からの排ガスをほぼ水平方向に導入する入口ダクト２と排ガスをほぼ水平方向に排出する出口ダクト３をそれぞれ対向する側壁に設けた吸収塔本体１を循環タンク６の上側に設ける。入口ダクト２と出口ダクト３の間の吸収塔本体１の内部の空間には排ガス流路があり、入口ダクト２から流入した排ガスは、前記排ガス流路を上昇する過程でスプレヘッダ１２に設けられた複数のスプレノズル１３から噴霧される吸収液５と接触して脱硫され、出口ダクト３に配置されたミストエリミネータ９でミストを除去した後に大気中に排出される。
【００２２】
排ガス中の硫黄酸化物は吸収液に吸収されて循環タンク６内に落下する。該循環タンク６内の排ガス中のＳＯ2を吸収した吸収液中で生成した亜硫酸は空気供給管８から供給される空気により酸化され、石膏となって脱硫装置から排出される。このとき空気供給管８から吸収液中に供給される空気は攪拌機７で攪拌され、亜硫酸の空気酸化が促進される。
【００２３】
また循環タンク６内の吸収液の一部はポンプ４により循環配管１１を経由してスプレヘッダ１２に供給される。  
また循環タンク６内の吸収液の一部は抜出し管１０よりポンプ１８によって抜き出され、石膏脱水機（ベルトフィルター）１４に送られて脱水され、吸収液中の石膏は固体石膏１５として回収される。
【００２４】
吸収液５がスプレノズル１３から噴霧された後、循環タンク６に落下し、再び循環ポンプ４に吸い込まれて循環配管１１を経由してスプレヘッダ１２に供給されて再び吸収塔内に噴霧されており、該吸収液５は脱硫系内を循環している。  
このとき、排ガス中に微量に含まれるばい塵等によって脱硫系内にアルミニウム塩及び鉄塩が混入することがある。混入したアルミニウム塩及び鉄塩は、系内を循環している該吸収液５中に濃縮されていく。該吸収液５中の塩は、一旦はＡｌ3+及びＦｅ3+として溶解するものの、吸収液５中のｐＨ範囲（５〜６程度）ではＡｌ(ＯＨ)3及びＦｅ(ＯＨ)3として析出する。これら析出したアルミニウム及び鉄スラッジは、吸収液中の 亜硫酸塩が空気酸化して生成した石膏に伴って吸収液抜出し管１０から石膏脱水機１４へと送られる。
【００２５】
該石膏脱水機１４では、アルミニウム及び鉄スラッジも脱水されて、固体石膏１５と共に回収されるが、アルミニウム及び鉄スラッジは、脱水されてもスラッジ内に水分を多く含むため、結果として得られた固体石膏中にも水分が多く含まれる。これら水分を低下させるため、図１に示す実施例では、ｐＨ調整槽１６を設置してある。循環タンク６から、抜き出された吸収液５は、ｐＨ調整槽１６に送られ、希硫酸等の酸が添加され、吸収液のｐＨが調整される。ｐＨ調整槽１６において、吸収液を酸性にすると、アルミニウムスラッジＡｌ(ＯＨ)3及びＦｅ(ＯＨ)3は再び吸収液に溶解してＡｌ3+及びＦｅ3+となり、脱水性能が改善される。
【００２６】
図２は吸収液ｐＨと得られた石膏中水分を示したものであるが、ｐＨ調整槽１６でｐＨを５未満に調整することにより脱水性能が回復していることが分かる。
【実施例２】
【００２７】
図３は実施例２の湿式脱硫システムを示す概略図であり、石膏脱水機１４においてアルカリタンク１７からのアルカリ洗浄液を噴霧している実施例である。アルカリタンク１７からアルカリ洗浄液を石膏脱水機１４に供給する構成以外の構成は実施例１で説明した通りであり、それぞれの機器には図１と同一符号を付け、それらの機能の説明は省略する。
【００２８】
図３に示すｐＨ調整槽１６において酸性とした吸収液を石膏脱水機１４で脱水すると、得られる固体石膏１５も酸性となる。この酸性固体石膏を再利用するには弊害となる場合がある。そこで石膏脱水機１４において固体石膏にアルカリタンク１７からのアルカリ洗浄液を噴霧することにより、固体石膏のｐＨを調整することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
石灰石にアルミニウム及び鉄が多く含まれると石膏含有吸収液の脱水性能低下の問題が解決されるので産業上の利用可能性が高い。
【符号の説明】
【００３０】
１  吸収塔本体            ２  入口ダクト
３  出口ダクト            ４  吸収液循環ポンプ
５  吸収液                ６  循環タンク
７  攪拌機                ８  空気供給管
９  ミストエリミネータ
１０  吸収液抜出し管      １１  循環配管
１２  スプレヘッダ        １３  スプレノズル
１４  石膏脱水機          １５  石膏
１６  ｐＨ調整槽          １７  アルカリタンク
１８  ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2012020216.tif 000006