(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水酸化マグネシウムを含む吸収液により排ガス中に含まれる硫黄酸化物を吸収除去する脱硫装置と、
該脱硫装置において排ガス中から硫黄酸化物を吸収除去した吸収液に消石灰又は生石灰を加えることにより、液中に含まれる硫酸マグネシウムを水酸化マグネシウムと石膏スラリーとする複分解反応を行わせるための複分解反応装置と、
該複分解反応装置において複分解反応させた液を水酸化マグネシウムを含む液と石膏スラリーとに分離し、該水酸化マグネシウムを含む液を前記脱硫装置へ戻す再生水酸化マグネシウム回収装置と、
該再生水酸化マグネシウム回収装置で水酸化マグネシウムが分離された石膏スラリーから石膏を分離して回収する石膏分離装置と
を有する、水酸化マグネシウム−石膏法を利用した湿式排煙脱硫設備において、
水酸化マグネシウム法を利用した既設の湿式排煙脱硫設備における脱硫装置から抜き出される吸収液を前記複分解反応装置へ導入するよう構成したことを特徴とする湿式排煙脱硫設備。
【請求項２】
石膏分離装置で石膏が分離された液の流量を、既設の湿式排煙脱硫設備における脱硫装置から抜き出されて複分解反応装置へ導入される吸収液の流量と同等とし、前記石膏分離装置で石膏が分離された液を既設の湿式排煙脱硫設備における排水処理装置へ導入するよう構成した請求項１記載の湿式排煙脱硫設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、湿式排煙脱硫設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、発電所等においては、石炭焚ボイラ等から排出される排ガスから硫黄酸化物(ＳＯ2)を吸収除去するために、排煙脱硫設備が設けられる。
【０００３】
前記排煙脱硫設備としては、従来、吸収剤として炭酸カルシウム(ＣａＣＯ3)を用い、石膏を回収するようにした、いわゆる石灰−石膏法を利用する湿式排煙脱硫設備が知られているが、近年においては、脱硫効率のよい水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）2）を吸収剤として用いた、いわゆる水酸化マグネシウム法や水酸化マグネシウム−石膏法を利用する湿式排煙脱硫装置も開発され、実用化されている。
【０００４】
図２は水酸化マグネシウム法を利用した湿式排煙脱硫設備の一例を表わすものであって、該湿式排煙脱硫設備は、
水酸化マグネシウムを含む吸収液により排ガス中に含まれる硫黄酸化物を吸収除去する脱硫装置１と、
該脱硫装置１において排ガス中から硫黄酸化物を吸収除去した吸収液を浄化する処理を行って外部へ排水する排水処理装置２と
を備えてなる構成を有している。
【０００５】
図２に示されるような水酸化マグネシウム法を利用した湿式排煙脱硫設備の場合、図示していない石炭焚ボイラ等から排出される排ガスが脱硫装置１へ送り込まれ、該脱硫装置１において、水酸化マグネシウムを含む吸収液により排ガス中に含まれる硫黄酸化物が吸収除去され、処理ガスとして脱硫装置１から排出される。
【０００６】
前記脱硫装置１において行われる反応は、
【化１】
ＳＯ2＋Ｍｇ（ＯＨ）2＋１／２・Ｏ2→ＭｇＳＯ4＋Ｈ2Ｏ
となる。
【０００７】
一方、前記脱硫装置１において排ガス中から硫黄酸化物を吸収除去した吸収液の一部は、排水処理装置２へ抜き出され、該排水処理装置２において、前記吸収液を浄化する処理が行われ、外部へ排水される。
【０００８】
これに対し、図３は水酸化マグネシウム−石膏法を利用した湿式排煙脱硫設備の一例を表わすものであって、該湿式排煙脱硫設備は、
水酸化マグネシウムを含む吸収液により排ガス中に含まれる硫黄酸化物を吸収除去する脱硫装置１と、
該脱硫装置１において排ガス中から硫黄酸化物を吸収除去した吸収液に消石灰を加えることにより、液中に含まれる硫酸マグネシウムを水酸化マグネシウムと石膏スラリーとする複分解反応を行わせるための複分解反応装置３と、
該複分解反応装置３において複分解反応させた液を遠心分離作用或いは沈降分離作用等により水酸化マグネシウムを含む液と石膏スラリーとに分離し、該水酸化マグネシウムを含む液を前記脱硫装置１へ戻すサイクロン或いはシックナ等の再生水酸化マグネシウム回収装置４と、
該再生水酸化マグネシウム回収装置４で水酸化マグネシウムが分離された石膏スラリーから石膏を沈降分離して回収するシックナ等の石膏分離装置５と、
該石膏分離装置５で石膏が分離された液を浄化する処理を行って外部へ排水する排水処理装置２と
を備えてなる構成を有している。
【０００９】
図３に示されるような水酸化マグネシウム−石膏法を利用した湿式排煙脱硫設備の場合、図示していない石炭焚ボイラ等から排出される排ガスが脱硫装置１へ送り込まれ、該脱硫装置１において、水酸化マグネシウムを含む吸収液により排ガス中に含まれる硫黄酸化物が吸収除去され、処理ガスとして脱硫装置１から排出される。
【００１０】
前記脱硫装置１において行われる反応は、
【化２】
ＳＯ2＋Ｍｇ（ＯＨ）2＋１／２・Ｏ2→ＭｇＳＯ4＋Ｈ2Ｏ
となる。
【００１１】
一方、前記脱硫装置１において排ガス中から硫黄酸化物を吸収除去した吸収液の一部は、複分解反応装置３へ抜き出され、該複分解反応装置３において、前記吸収液に消石灰を加えることにより、液中に含まれる硫酸マグネシウムを水酸化マグネシウムと石膏スラリーとする複分解反応が行われる。
【００１２】
前記複分解反応装置３において行われる複分解反応は、
【化３】
ＭｇＳＯ4＋Ｃａ（ＯＨ）2＋２Ｈ2Ｏ→Ｍｇ（ＯＨ）2＋ＣａＳＯ4・２Ｈ2Ｏ
となる。
【００１３】
前記複分解反応装置３において複分解反応させた液は、再生水酸化マグネシウム回収装置４へ導かれ、該再生水酸化マグネシウム回収装置４において、遠心分離作用或いは沈降分離作用等により水酸化マグネシウムを含む液と石膏スラリーとに分離され、該水酸化マグネシウムを含む液が前記脱硫装置１へ戻される。
【００１４】
前記再生水酸化マグネシウム回収装置４で水酸化マグネシウムが分離された石膏スラリーは、石膏分離装置５へ導入され、該石膏分離装置５において、石膏が分離回収される。
【００１５】
前記石膏分離装置５で石膏が分離された液は、排水処理装置２へ導かれ、該排水処理装置２において、前記石膏が分離された液を浄化する処理が行われ、外部へ排水される。
【００１６】
尚、生石灰（ＣａＯ）は水と反応して、
【化４】
ＣａＯ＋Ｈ2Ｏ→Ｃａ（ＯＨ）2
という反応式で表わされるように、結果的に消石灰となるため、消石灰の代りに生石灰（ＣａＯ）を前記複分解反応装置３へ供給することも可能である。
【００１７】
このように、図２に示されるような水酸化マグネシウム法を利用した湿式排煙脱硫設備の場合、脱硫装置１での反応によって生成された硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ4）は回収されずに排水処理装置２を経て排水と一緒に排出されてしまうが、図３に示されるような水酸化マグネシウム−石膏法を利用した湿式排煙脱硫設備の場合には、脱硫装置１での反応によって生成された硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ4）は、複分解反応装置３での複分解反応により水酸化マグネシウムに再生され、再生水酸化マグネシウム回収装置４を経て再び脱硫装置１での脱硫反応に利用されるため、水酸化マグネシウムの消費量を減少させることができる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
図３に示されるような水酸化マグネシウム−石膏法を利用した湿式排煙脱硫設備の場合、運転開始時に必要量の水酸化マグネシウムを脱硫装置１へ供給しておけば、複分解反応装置３での複分解反応によって再生された水酸化マグネシウムを再生水酸化マグネシウム回収装置４で分離回収し循環させることにより、理論的には、水酸化マグネシウムを補給する必要はないわけであるが、前記複分解反応を１００％進行させた上で、再生された水酸化マグネシウムを石膏スラリーと完全に分離することは困難であり、排水処理装置２から排出される排水中に硫酸マグネシウムや水酸化マグネシウムが含まれ、通常、吸収する硫黄酸化物の量に対して５〜１０％程度は回収不能となるため、この分の水酸化マグネシウムを、図３に示される如く、脱硫装置１へ補給する必要があった。
【００１９】
本発明は、斯かる実情に鑑み、水酸化マグネシウム法を利用した既設の湿式排煙脱硫設備における脱硫装置から抜き出される吸収液を用いることにより、水酸化マグネシウム−石膏法を利用した湿式排煙脱硫設備における脱硫装置へ水酸化マグネシウムを補給することを不要とし得、運転コスト低減を図り得る湿式排煙脱硫設備を提供しようとするものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、水酸化マグネシウムを含む吸収液により排ガス中に含まれる硫黄酸化物を吸収除去する脱硫装置と、
該脱硫装置において排ガス中から硫黄酸化物を吸収除去した吸収液に消石灰又は生石灰を加えることにより、液中に含まれる硫酸マグネシウムを水酸化マグネシウムと石膏スラリーとする複分解反応を行わせるための複分解反応装置と、
該複分解反応装置において複分解反応させた液を水酸化マグネシウムを含む液と石膏スラリーとに分離し、該水酸化マグネシウムを含む液を前記脱硫装置へ戻す再生水酸化マグネシウム回収装置と、
該再生水酸化マグネシウム回収装置で水酸化マグネシウムが分離された石膏スラリーから石膏を分離して回収する石膏分離装置と
を有する、水酸化マグネシウム−石膏法を利用した湿式排煙脱硫設備において、
水酸化マグネシウム法を利用した既設の湿式排煙脱硫設備における脱硫装置から抜き出される吸収液を前記複分解反応装置へ導入するよう構成したことを特徴とする湿式排煙脱硫設備にかかるものである。
【００２１】
前記湿式排煙脱硫設備においては、石膏分離装置で石膏が分離された液の流量を、既設の湿式排煙脱硫設備における脱硫装置から抜き出されて複分解反応装置へ導入される吸収液の流量と同等とし、前記石膏分離装置で石膏が分離された液を既設の湿式排煙脱硫設備における排水処理装置へ導入するよう構成することが有効である。
【００２２】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【００２３】
水酸化マグネシウム−石膏法を利用した湿式排煙脱硫設備並びに水酸化マグネシウム法を利用した既設の湿式排煙脱硫設備の場合それぞれ、石炭焚ボイラ等から排出される排ガスが脱硫装置へ送り込まれ、該脱硫装置において、水酸化マグネシウムを含む吸収液により排ガス中に含まれる硫黄酸化物が吸収除去され、処理ガスとして脱硫装置から排出される一方、前記水酸化マグネシウム−石膏法を利用した湿式排煙脱硫設備における脱硫装置において排ガス中から硫黄酸化物を吸収除去した吸収液の一部は、複分解反応装置へ抜き出され、該複分解反応装置において、前記吸収液に消石灰又は生石灰を加えることにより、液中に含まれる硫酸マグネシウムを水酸化マグネシウムと石膏スラリーとする複分解反応が行われるが、ここで、前記水酸化マグネシウム法を利用した既設の湿式排煙脱硫設備における脱硫装置から抜き出される吸収液も、前記複分解反応装置へ導入され、前述と同様の複分解反応が行われ、これにより、再生される水酸化マグネシウムの量が増加する形となる。
【００２４】
前記複分解反応装置において複分解反応させた液は、再生水酸化マグネシウム回収装置へ導かれ、該再生水酸化マグネシウム回収装置において、水酸化マグネシウムを含む液と石膏スラリーとに分離され、該水酸化マグネシウムを含む液が前記脱硫装置へ戻され、再び脱硫装置での脱硫反応に利用される。
【００２５】
前記再生水酸化マグネシウム回収装置で水酸化マグネシウムが分離された石膏スラリーは、石膏分離装置へ導入され、該石膏分離装置において、石膏が分離回収される。
【００２６】
前記水酸化マグネシウム−石膏法を利用した湿式排煙脱硫設備の場合、前記複分解反応を１００％進行させた上で、再生された水酸化マグネシウムを石膏スラリーと完全に分離することは困難であり、排水処理装置から排出される排水中に硫酸マグネシウムや水酸化マグネシウムが含まれ、通常、吸収する硫黄酸化物の量に対して５〜１０％程度は回収不能となるが、この分の水酸化マグネシウムは、前記水酸化マグネシウム法を利用した既設の湿式排煙脱硫設備における脱硫装置から抜き出される吸収液を前記複分解反応装置へ導入し、複分解反応を行わせることによって、補われる形となるため、前記水酸化マグネシウム−石膏法を利用した湿式排煙脱硫設備における脱硫装置へ新しい水酸化マグネシウムを補給する必要がなくなる。
【００２７】
又、前記湿式排煙脱硫設備において、石膏分離装置で石膏が分離された液の流量を、既設の湿式排煙脱硫設備における脱硫装置から抜き出されて複分解反応装置へ導入される吸収液の流量と同等とし、前記石膏分離装置で石膏が分離された液を既設の湿式排煙脱硫設備における排水処理装置へ導入するよう構成すると、前記石膏分離装置で石膏が分離された液は、水酸化マグネシウム法を利用した既設の湿式排煙脱硫設備における排水処理装置へ導かれ、該排水処理装置において、前記石膏が分離された液を浄化する処理が行われ、外部へ排水されるため、水酸化マグネシウム−石膏法を利用した湿式排煙脱硫設備において、排水処理装置を新たに設けなくて済むこととなる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００２９】
図１は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図２及び図３と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図２及び図３に示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図１に示す如く、水酸化マグネシウム法を利用した既設の湿式排煙脱硫設備における脱硫装置１から抜き出される吸収液を、水酸化マグネシウム−石膏法を利用した湿式排煙脱硫設備における複分解反応装置３へ導入するよう構成した点にある。
【００３０】
これは、新設される水酸化マグネシウム−石膏法を利用した湿式排煙脱硫設備の場合、その付近に水酸化マグネシウム法を利用した既設の湿式排煙脱硫設備が設けられていることが多いことに基づいている。
【００３１】
又、本図示例では、石膏分離装置５で石膏が分離された液の流量を、既設の湿式排煙脱硫設備における脱硫装置１から抜き出されて複分解反応装置３へ導入される吸収液の流量と同等とし、前記石膏分離装置５で石膏が分離された液を既設の湿式排煙脱硫設備における排水処理装置２へ導入するよう構成してある。
【００３２】
次に、上記図示例の作動を説明する。
【００３３】
図１に示すような水酸化マグネシウム−石膏法を利用した新設の湿式排煙脱硫設備並びに水酸化マグネシウム法を利用した既設の湿式排煙脱硫設備の場合それぞれ、図示していない石炭焚ボイラ等から排出される排ガスが脱硫装置１へ送り込まれ、該脱硫装置１において、水酸化マグネシウムを含む吸収液により排ガス中に含まれる硫黄酸化物が吸収除去され、処理ガスとして脱硫装置１から排出される。
【００３４】
前記各脱硫装置１において行われる反応は、
【化５】
ＳＯ2＋Ｍｇ（ＯＨ）2＋１／２・Ｏ2→ＭｇＳＯ4＋Ｈ2Ｏ
となる。
【００３５】
一方、前記水酸化マグネシウム−石膏法を利用した新設の湿式排煙脱硫設備における脱硫装置１において排ガス中から硫黄酸化物を吸収除去した吸収液の一部は、複分解反応装置３へ抜き出され、該複分解反応装置３において、前記吸収液に消石灰又は生石灰を加えることにより、液中に含まれる硫酸マグネシウムを水酸化マグネシウムと石膏スラリーとする複分解反応が行われ、前記複分解反応装置３において行われる複分解反応は、
【化６】
ＭｇＳＯ4＋Ｃａ（ＯＨ）2＋２Ｈ2Ｏ→Ｍｇ（ＯＨ）2＋ＣａＳＯ4・２Ｈ2Ｏ
となるが、ここで、前記水酸化マグネシウム法を利用した既設の湿式排煙脱硫設備における脱硫装置１から抜き出される吸収液も、前記複分解反応装置３へ導入され、前述と同様の複分解反応が行われ、これにより、再生される水酸化マグネシウムの量が増加する形となる。
【００３６】
前記複分解反応装置３において複分解反応させた液は、再生水酸化マグネシウム回収装置４へ導かれ、該再生水酸化マグネシウム回収装置４において、遠心分離作用或いは沈降分離作用等により水酸化マグネシウムを含む液と石膏スラリーとに分離され、該水酸化マグネシウムを含む液が前記脱硫装置１へ戻され、再び脱硫装置１での脱硫反応に利用される。
【００３７】
前記再生水酸化マグネシウム回収装置４で水酸化マグネシウムが分離された石膏スラリーは、石膏分離装置５へ導入され、該石膏分離装置５において、石膏が分離回収される。
【００３８】
前記石膏分離装置５で石膏が分離された液は、水酸化マグネシウム法を利用した既設の湿式排煙脱硫設備における排水処理装置２へ導かれ、該排水処理装置２において、前記石膏が分離された液を浄化する処理が行われ、外部へ排水される。
【００３９】
前記水酸化マグネシウム−石膏法を利用した湿式排煙脱硫設備の場合、前記複分解反応を１００％進行させた上で、再生された水酸化マグネシウムを石膏スラリーと完全に分離することは困難であり、排水処理装置２から排出される排水中に硫酸マグネシウムや水酸化マグネシウムが含まれ、通常、吸収する硫黄酸化物の量に対して５〜１０％程度は回収不能となるが、この分の水酸化マグネシウムは、前記水酸化マグネシウム法を利用した既設の湿式排煙脱硫設備における脱硫装置１から抜き出される吸収液を前記複分解反応装置３へ導入し、複分解反応を行わせることによって、補われる形となるため、前記水酸化マグネシウム−石膏法を利用した湿式排煙脱硫設備における脱硫装置１へ新しい水酸化マグネシウムを補給する必要がなくなる。
【００４０】
又、本図示例では、石膏分離装置５で石膏が分離された液の流量を、既設の湿式排煙脱硫設備における脱硫装置１から抜き出されて複分解反応装置３へ導入される吸収液の流量と同等とし、前記石膏分離装置５で石膏が分離された液を既設の湿式排煙脱硫設備における排水処理装置２へ導入するよう構成してあるため、水酸化マグネシウム−石膏法を利用した湿式排煙脱硫設備において、排水処理装置を新たに設けなくて済むこととなる。
【００４１】
こうして、水酸化マグネシウム法を利用した既設の湿式排煙脱硫設備における脱硫装置１から抜き出される吸収液を用いることにより、水酸化マグネシウム−石膏法を利用した湿式排煙脱硫設備における脱硫装置１へ水酸化マグネシウムを補給することを不要とし得、運転コスト低減を図り得る一方、既設の湿式排煙脱硫設備における排水処理装置２をそのまま、水酸化マグネシウム−石膏法を利用した湿式排煙脱硫設備の排水処理に使用でき、設備コストの低減をも図り得る。
【００４２】
尚、本発明の湿式排煙脱硫設備は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００４３】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の請求項１記載の湿式排煙脱硫設備によれば、水酸化マグネシウム法を利用した既設の湿式排煙脱硫設備における脱硫装置から抜き出される吸収液を用いることにより、水酸化マグネシウム−石膏法を利用した湿式排煙脱硫設備における脱硫装置へ水酸化マグネシウムを補給することを不要とし得、運転コスト低減を図り得るという優れた効果を奏し得、又、本発明の請求項２記載の湿式排煙脱硫設備によれば、上記効果に加え更に、既設の湿式排煙脱硫設備における排水処理装置をそのまま、水酸化マグネシウム−石膏法を利用した湿式排煙脱硫設備の排水処理に使用でき、設備コストの低減をも図り得るという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例の概要構成図である。
【図２】従来の水酸化マグネシウム法を利用した湿式排煙脱硫設備の一例を表わす概要構成図である。
【図３】従来の水酸化マグネシウム−石膏法を利用した湿式排煙脱硫設備の一例を表わす概要構成図である。
【符号の説明】
１  脱硫装置
２  排水処理装置
３  複分解反応装置
４  再生水酸化マグネシウム回収装置
５  石膏分離装置
【図１】
0004341104.tif 000002
【図２】
0004341104.tif 000003
【図３】
0004341104.tif 000004