(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスと循環供給されるＣａ成分を含む吸収液とを接触させるとともに、上記吸収液に空気を導入して上記排ガス中から亜硫酸ガスを石膏スラリーとして除去し、生成した上記石膏スラリーを抜き出し、この石膏スラリーと上記排水処理設備からの排水スラリーとの混合スラリーを石膏分離機において固液分離して石膏として回収する排煙脱硫装置において、
上記石膏分離機は、ドラム間に張設した通気性を有するベルト上に、無端状のろ布が走行自在に支持され、上記ろ布上に供給される上記石膏スラリーと排水スラリーとを上記ベルトの下方に設けられて負圧に保持された脱水室から吸引してろ液と上記石膏とに分離するベルト式真空脱水機であり、かつ上記ろ布の上方には、当該ろ布の走行方向に向けて、順次上記石膏スラリーと排水スラリーとの混合スラリーを上記ろ布上に供給する混合スラリー供給槽と、排水スラリーのみを供給する排水スラリー供給槽とが配設されていることを特徴とする排煙脱硫装置。
【請求項２】
排ガスと循環供給されるＣａ成分を含む吸収液とを接触させるとともに、上記吸収液に空気を導入して上記排ガス中から亜硫酸ガスを石膏スラリーとして除去し、生成した上記石膏スラリーを抜き出し、この石膏スラリーと排水処理設備からの排水スラリーとの混合スラリーを石膏分離機において固液分離して石膏として回収する石膏スラリーの処理方法において、
請求項１に記載のベルト式真空脱水機に、先ず上記混合スラリー供給槽からろ布上に石膏純度が９３％以上の高石膏純度の混合スラリー供給し、次いでこの混合スラリー供給槽の下流側に配設された排水スラリー供給槽から、排水スラリーのみを供給することにより、所望の含水率以下の石膏を得ることを特徴とする石膏スラリーの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排ガス中の亜硫酸ガスを石膏として除去するための排煙脱硫装置および当該排煙脱硫装置において生成された石膏スラリーおよび系内で生成した排水スラリーから上記石膏を分離するための石膏スラリーの処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ボイラー、各種加熱炉あるいは焼却炉等の排ガス中から亜硫酸ガス等の有害成分を除去するための排煙脱硫装置の一種として、上記排ガス中に含まれる亜硫酸ガス（ＳＯ2）を主体とする硫黄酸化物を、石灰石（ＣａＣＯ3）を溶解または懸濁した水溶液からなる吸収液と接触させて中和するとともに、これを酸化させることにより、石膏として除去する湿式の排煙脱硫装置が広く用いられている。
図２は、ジェットバブリング式反応槽を有する従来のこの種の湿式排煙脱硫装置の要部を示すものである。
図２において、図中符号１は、この排煙脱硫装置における反応槽を示すもので、この反応槽１内は、隔壁となる円板状または方形板状の下部デッキ２および上部デッキ３により、石灰石（ＣａＣＯ3）を溶解または懸濁した水溶液からなる吸収液４を一定の液面高さに貯留する貯留部と、上下部デッキ２、３間にあって排ガスの入口ダクト５が接続された入口プレナム６と、上部デッキ３上方にあって排ガスの出口ダクト７と連通する出口プレナム８とに画成されている。上記下部デッキ２には、多数の開口部が穿設されており、各開口部には、スパージャーパイプ９…が垂設され、かつ各スパージャーパイプ９の上記吸収液４中にある下部外周壁には、排ガスの噴出孔が穿設されている。他方、上記下部デッキ２と上部デッキ３との間には、上記貯留部の吸収液面上の空間を出口プレナム８側に連通させるガスライザー１０…が配設され、さらに上記出口ダクト７内には、ミストエリミネータ１１が配設されている。なお、図中符号１２は、上記反応槽１の吸収液４内に酸化用空気を導入する、酸化用空気供給管であり、符号１３は、上記吸収液４を撹拌する撹拌機である。
【０００３】
また、上記反応槽１の底部には、吸収液４中に生成された石膏スラリーを抜出す石膏スラリーの排出管１４が設けられ、この排出管１４で抜出された石膏スラリーは、ポンプ１６で移送管１７を介して混合槽１８に送られるようになっている。
他方、この排煙脱硫装置および当該排煙脱硫装置が設けられている発電設備等における総合排水処理設備から抜出された排水は、中和槽で消石灰等により中和され、濃縮装置において濃縮された後に、排水スラリー管２３を介して上記混合槽１８に送られるようになっている。
そして、上記混合槽１８の後段には、供給管２４を経て石膏スラリーと排水スラリーとの混合スラリーを固液分離する石膏分離機２５が設けられている。
【０００４】
上記構成からなる排煙脱硫装置によって、例えばボイラーの排ガス中に含まれる亜硫酸ガス等を除去するには、排ガスを入口ダクト５から入口プレナム６に送気し、各スパージャーパイプ９の下端噴出孔から水平方向に噴出させる。すると、上記排ガスは、吸収液４と激しく混合して液相連続のジェットバブリング層を形成し、このジェットバブリング層において高効率な気液接触が行われてＳＯ2が吸収され、このようにして脱硫された排ガスは、ガスライザー１０を介して出口プレナム８に集められ、出口ダクト７からミストエリミネータ１１を介して外部に排出される。
【０００５】
また、これと並行して、ＳＯ2を酸化・中和することによって、吸収液４中には石膏が生成し、これが結晶成長して粗大粒子化することにより石膏スラリーとなる。そして、これが所定の濃度になると反応槽１の底部から上記排出管１４から抜出されて、ポンプ１６により移送管１７から上記混合槽１８に送られる。
他方、系内から抜出された排水は、上記中和槽で中和されて濃縮装置で濃縮され、排水スラリー管２３から上記混合槽１８に送られる。そして、上記混合槽１８に送られた石膏スラリーと排水スラリーとは、ここで混合されて供給管２４から石膏分離機２５に送られ、母液と石膏２６とに分離された後に、石膏分については石膏ボード用等の原料やセメント混合剤として供される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の排煙脱硫装置においては、上記石膏分離機２５として、石膏スラリーおよび排水スラリーの混合スラリーを高速回転による遠心力によって固液分離する遠心分離機を主体としたものが使用されていた。
しかしながら、石膏分離機２５として上記遠心分離機を用いた排煙脱硫装置にあっては、当該遠心分離機が高価であるという問題点があった。
加えて、上記排煙脱硫装置においては、これが設けられた発電設備を含む当該排煙脱硫装置に係る系内で発生する排水量を削減しようとすると、反応槽内における塩素濃度が上昇し、この結果副生成物としての石膏中の塩素濃度も上昇することから、石膏分離機において石膏を洗浄して石膏中の塩素濃度を下げる必要があるが、このような遠心分離機を用いた石膏分離機２５にあっては、上述した石膏の洗浄を行なうことができないという問題点もあった。
【０００７】
そこで、従来より、上記石膏分離機２５として、遠心分離機に代えて、図３に示すようなベルト式真空脱水機を使用することが提案されている。
このベルト式真空脱水機３０は、回転駆動されるドラム３１、３１間に多数の孔部が穿設された通気性を有するベルト３２が張設され、上側に位置するベルトの下部に、−３００〜−６００ｍｍＨｇの真空に吸引された脱水室３３が配設されるとともに、上記ベルト３２上に、多数のローラ３４…間に走行自在に巻回された無端状のろ布３５が支持されて概略構成されたものであり、ベルト３２上にあるろ布３５の上方には、図中矢印で示す当該ろ布３５の走行方向に沿って、順次ろ布３５上に石膏スラリーと排水スラリーとの混合スラリーを流下させる供給槽３７と、ろ布３５上に供給されてろ過されつつ移動する混合スラリーを洗浄するための洗浄スプレー３８とが配設されている。そして、上記脱水室３３の底部には、吸引除去したろ液を図示されないろ液槽に排水するろ液排水管３９が接続されている。なお、図中符号４１は、上記ろ布３５の両側方に配設されて当該ろ布３５を洗浄するためのスプレーである。
【０００８】
上記構成からなるベルト式真空脱水機３０においては、ドラム３１を回転駆動してベルト３２を介してろ布３５を図中矢印方向に移動させつつ、上記供給槽３７からろ布３５上に石膏スラリーと排水スラリーとの混合スラリーを供給するとともに、洗浄スプレー３８から洗浄水を噴出させてろ布３５上を移送されるケーキを洗浄する。これにより、ろ布３５上のケーキ中の水分は、脱水室３３側に吸引されて除去され、分離された石膏４０がろ布３５の右方端部から図示されないベルトコンベアー等に回収されるとともに、脱水室３３内に分離・除去されたろ液は、ろ液排水管３９から上記ろ液槽へと排水されてゆく。
このような、図２における石膏分離機２５として、図３に示すベルト式真空脱水機３０を用いた排煙脱硫装置によれば、遠心分離機を用いた場合と比較して、設備費用を低減することができるうえに、塩素濃度が高い石膏スラリーを供給した場合においても、これを洗浄することができるという利点がある。
【０００９】
ところが、上記ベルト式真空脱水機３０にあっては、石膏スラリーのみから脱水して石膏を分離する際には、通常上記石膏スラリーにおける石膏純度が９５％以上と高いために、ろ過速度が大きく、よって効率良く固液分離を行なうことができるものの、石膏スラリーと排水スラリーとを混合した混合スラリーの固液分離処理を行なうと、上記排水スラリー中の微細粒子（スラッジ）が石膏スラリー中の石膏間に入り込み、この結果当該混合スラリーの組織が密になってろ過速度が急激に低下するために、一般に要求される含水率１５〜２０wt％以下の石膏を得ることが難しくなってしまうという問題点があった。このため、上記ろ過性能を向上させるべく、単にろ過面積を増大させようとすると、必要とされるろ布の幅寸法が過度に大きくなって、装置の極端な大型化を招いてしまい、現実的には設置面積等の制約から到底実用には供し得ないという問題点があった。
【００１０】
そこで、本発明者等は、上記石膏スラリーに対する排水スラリーの混合比率を順次変化させて、ろ過速度の変化を調査したところ、図４に示すように、排水スラリーの混合比率が増加して、混合スラリーにおける石膏の純度が９３％以下になると、急激にろ過速度が低下するという現象を発見した。
そこでさらに、ろ布上に混合スラリーを供給する際に、一先ず排水スラリーの混合量を調整して高石膏純度の混合スラリー、望ましくは石膏純度が９３％以上の高純度な混合スラリーを供給してその脱水を行ない、ここで高いろ過速度で脱水されて搬送されてくる混合スラリーに、さらに残った排水スラリーのみを供給してその脱水を行なったところ、全体として効率良く固液分離を行なうことができ、この結果、容易に含水率１５〜２０wt％以下の石膏を回収することができるという知見を得るに至った。
本発明は、このような知見に基づいてなされたもので、排ガスの脱硫によって生成された石膏スラリーと排水スラリーから石膏を分離させる際に、ろ過面積を増加させることなく、高いろ過性能を達成することができる排煙脱硫装置および石膏スラリーの処理方法を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明に係る排煙脱硫装置は、排ガスと循環供給されるＣａ成分を含む吸収液とを接触させるとともに、上記吸収液に空気を導入して排ガス中から亜硫酸ガスを石膏スラリーとして除去し、生成した石膏スラリーを抜き出し、この石膏スラリーと排水処理設備からの排水スラリーとの混合スラリーを石膏分離機において固液分離して石膏として回収する排煙脱硫装置において、上記石膏分離機が、ドラム間に張設した通気性を有するベルト上に、無端状のろ布が走行自在に支持され、上記ろ布上に供給される石膏スラリーと排水スラリーとを上記ベルトの下方に設けられて負圧に保持された脱水室から吸引してろ液と石膏とに分離するベルト式真空脱水機であり、かつ上記ろ布の上方に、当該ろ布の走行方向に向けて、順次上記石膏スラリーと排水スラリーとの混合スラリーを上記ろ布上に供給する混合スラリー供給槽と、排水スラリーのみを供給する排水スラリー供給槽とを配設したことを特徴とするものである。
【００１２】
次いで、請求項２に記載の本発明に係る石膏スラリーの処理方法は、排ガスと循環供給されるＣａ成分を含む吸収液とを接触させるとともに、上記吸収液に空気を導入して排ガス中から亜硫酸ガスを石膏スラリーとして除去し、生成した石膏スラリーを抜き出し、この石膏スラリーと排水処理設備からの排水スラリーとの混合スラリーを石膏分離機において固液分離して石膏として回収する石膏スラリーの処理方法において、請求項１に記載のベルト式真空脱水機によって、先ず上記混合スラリー供給槽からろ布上に石膏純度が９３％以上の高石膏純度の混合スラリー供給し、次いでこの混合スラリー供給槽の下流側に配設された上記排水スラリー供給槽から、搬送されてくる石膏スラリーと排水スラリーとからなる混合ケーキ上に排水スラリーのみを供給することにより、所望の含水率以下の石膏を得ることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項１に記載の排煙脱硫装置およびこれを用いた請求項２に記載の石膏スラリーの処理方法においては、ドラムを回転駆動してベルト上に支持したろ布を移動させつつ、先ず上記ろ布上に混合スラリー供給槽から石膏純度が９３％以上の石膏スラリーと排水スラリーとの高石膏純度の混合スラリーを供給する。すると、ベルト下部の脱水室からの吸引により、当該混合スラリー中の水分が高いろ過速度で脱水される。そこで次に、ドラムに回転により上記ろ布上を搬送されてくる脱水された混合ケーキに、さらに残った排水スラリーのみを供給してその脱水を行う。この結果、従来のように当初からろ過速度が大幅に低下する低石膏純度の混合スラリーを供給した場合と比較して、全体として効率良く固液分離が行なわれ、含水率が所望の１５〜２０wt％以下とされた石膏が回収される。
【００１４】
したがって、上記排煙脱硫装置および石膏スラリーの処理方法によれば、連続運転による石膏スラリーおよび排水スラリーからなる混合スラリーの連続処理を行なうことができるとともに、ろ過面積を増大させることなく全体として高いろ過性能を達成することができ、よって含水率が所望の値まで低減化させた石膏を容易に得ることができる。
この際に、上記ろ過速度は、特に石膏純度が９３％以下となった時に急激に低下するために、混合スラリー供給槽から石膏純度が９３％以上の高純度の混合スラリーを供給することにより、一層顕著な上記作用効果を得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る排煙脱硫装置の一実施形態の要部を示すもので、他の部分については、図２に示したものと同様であるために、説明中に同一符号を付してその説明を省略する。
図１は、本排煙脱硫装置における石膏分離機の構成を示すものであり、この石膏分離機は、水平ベルト式真空脱水機５０を用いたものである。この水平ベルト式真空脱水機５０は、回転駆動されるドラム５１、５１間に、多数の孔部が穿設された通気性を有するゴム製のベルト５２が上記ドラム５１とともに回転自在に張設されており、上側に位置するベルト５２の下部に、内部が−３００〜−６００ｍｍＨｇの真空に保持された脱水室５３が配設されている。そして、上記ベルト５２上に、多数のローラ５４…間に走行自在に巻回されたポリプロピレンやポリエステル等からなる無端状のろ布５５が、上記ベルト５２とともに、図中矢印で示す方向に走行自在に支持されている。また、上記脱水室５３の底部には、吸引除去したろ液を図示されないろ液槽に排水するろ液排水管５６が接続されている。
【００１６】
そして、このベルト式真空脱水機５０の上記ろ布５５の上方には、上記混合槽１８から供給管２４によって送られてくる石膏スラリーと排水スラリーとの石膏純度が９３％以上である高石膏純度の混合スラリーを上記ろ布５５上に供給するための混合スラリー供給槽６０が配設されており、さらにこの混合スラリー供給槽６０のろ布５５の走行方向下流側に、所定の間隔をおいて排水スラリー供給槽６１が配設されている。そして、この排水スラリー供給槽６１には、排水スラリー管２３から流量調整弁６２を介して枝配管された排水スラリーの供給管６３が導かれている。また、この排水スラリー供給槽６１の下流側には、ろ布５５上を搬送されてくる上記混合スラリーを洗浄するための洗浄スプレー６４が配設されている。なお、図中符号６５は、ろ布５５上から強制的に上記石膏を分離するための分離板である。
【００１７】
以上の構成からなる石膏分離機を有する排煙脱硫装置において、反応槽１の吸収液４内で生成された石膏スラリーと、系内から抜出されて濃縮することにより得られた排水スラリーとの混合スラリーを処理するには、まず移送管１７および排水スラリー管２３からそれぞれ石膏スラリーおよび排水スラリーの一部を混合槽１８に供給し、ここで混合して石膏純度が９３％以上の高石膏純度の混合スラリーとした後に、これを供給管２４を介して混合スラリー供給槽６０に送る。また、流量調整弁６２によって他の排水スラリーを上記供給管６３を介して排水スラリー供給槽６１に送る。
そして、これと並行して、水平ドラム式真空脱水機５０のドラム５１を回転駆動して、ベルト５２とともにろ布５５を図中矢印方向に移動させつつ、先ず上記ろ布５５上に、混合スラリー供給槽６０からの高石膏純度の混合スラリーを供給する。これにより、ろ布５５上に供給された高石膏純度の混合スラリーは、ベルト５２下部の脱水室からの吸引により、高いろ過速度で脱水されて行く。
【００１８】
そして次に、ドラム５１の回転により上記ろ布５５上を脱水されつつ搬送されてくる混合スラリーに、上記排水スラリー供給槽６１からさらに残った排水スラリーのみを供給して、脱水室５３からの吸引によりその脱水を行う。この結果、新たに加えられた水分が脱水されて除去されることにより、全体として効率良く固液分離が行なわれて、含水率が所望の１５〜２０wt％以下とされた石膏７０がベルトコンベア７１に回収されて行く。
【００１９】
したがって、この排煙脱硫装置および石膏スラリーの処理方法によれば、連続運転による石膏スラリーと排水スラリーと混合スラリーの連続処理を行なうことができるとともに、さらに、先ずろ布５５上にろ過速度が速い石膏純度が９３％以上の高純度の混合スラリーを供給し、その脱水が進行した後に、さらに排水スラリーのみを供給してその脱水を行なっているので、ろ過面積を増大させることなく全体として高いろ過性能を達成することができ、よって含水率が所望の値まで低減化させた石膏を容易に得ることができる。
【００２０】
なお、上記実施形態においては、本発明に係る石膏分離機が改良された排煙脱硫装置を、ジェットバブリング式反応槽を有する湿式排煙脱硫装置に適用した場合についてのみ説明したが、これに限るものではなく、排ガスと循環供給されるＣａ成分を含む吸収液とを接触させるとともに、上記吸収液に空気を導入して上記排ガス中から亜硫酸ガスを石膏スラリーとして除去し、生成した上記石膏スラリーをスラリーポンプで抜き出し、石膏分離機において固液分離して石膏として回収する、いわゆる湿式の石灰石膏法排煙脱硫装置であれば、様々な形態のものにも同様に適用することが可能である。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の排煙脱硫装置およびこれを用いた請求項２に記載の石膏スラリーの処理方法によれば、連続運転による石膏スラリーおよび排水スラリーからなる混合スラリーの連続処理を行なうことができるとともに、ろ過面積を増大させることなく全体として高いろ過性能を達成することができ、よって含水率が所望の値まで低減化させた石膏を容易に得ることができる。この際に、上記ろ過速度は、特に石膏純度が９３％以下となった時に急激に低下するために、特に混合スラリー供給槽から石膏純度が９３％以上の高純度の混合スラリーを供給することにより、一層顕著な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排煙脱硫装置の一実施形態における石膏分離機を示す概略構成図である。
【図２】従来の排煙脱硫装置を示す概略構成図である。
【図３】従来の他の排煙脱硫装置における石膏分離機を示す概略構成図である。
【図４】図３の石膏分離機における混合スラリー中の石膏純度に対するろ過速度の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１  反応槽
４  吸収液
１２  酸化用空気供給管
１７  石膏スラリーの移送管
１８  混合槽
２３  排水スラリー管
５０  水平ベルト式真空脱水機
５１  ドラム
５２  ベルト
５３  脱水室
５５  ろ布
６０  混合スラリー供給槽
６１  排水スラリー供給槽
７０  石膏
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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