(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫酸マグネシウムを含む水溶液と塩基性カルシウム化合物とを反応させ水酸化マグネシウムと二水石膏とする複分解反応を行わせる複分解槽と、塩基性カルシウム化合物に水を加えて前記塩基性カルシウム化合物のスラリーを調製する塩基性カルシウムスラリー槽からなり、複分解槽は内側部分と外側部分とに区分する底面に到達しない内筒と、外周部上部に排出口と、槽底部から抜き出したスラリーの一部を槽上部へ循環させる手段とを有する複分解装置を用い、複分解槽底部から抜き出したスラリーの一部を複分解槽上部外側部分へ供給することを特徴とする複分解方法。
【請求項２】
硫酸マグネシウムを含む水溶液と塩基性カルシウム化合物とを反応させ水酸化マグネシウムと二水石膏とする複分解反応を行わせる複分解槽と、塩基性カルシウム化合物に水を加えて前記塩基性カルシウム化合物のスラリーを調製する塩基性カルシウムスラリー槽からなり、複分解槽は内側部分と外側部分とに区分する底面に到達しない内筒と、外周部上部に排出口と、槽底部から抜き出した、スラリーの一部を槽上部へ循環させる手段とを有する複分解装置を用い、前記排出口または前記排出口より下部に設けた排出口より前記複分解槽スラリーの一部を抜き出し、塩基性カルシウムスラリー槽へ送り、前記塩基性カルシウム化合物と前記複分解槽スラリーの一部とを混合して前記塩基性カルシウム化合物のスラリーを調製し、かつ、複分解槽底部から抜き出したスラリーの一部を複分解槽上部外側部分へ供給することを特徴とする複分解方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排ガス中に含まれる硫黄酸化物をマグネシウム系脱硫剤を用いて固定する水酸化マグネシウム脱硫法に用いられる複分解方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
二酸化硫黄を含む排ガスを、水酸化マグネシウムを含む脱硫剤と接触させ、二酸化硫黄を亜硫酸マグネシウムとして排ガス中から除去し、さらに亜硫酸マグネシウムを酸化させ水溶性の硫酸マグネシウムに変換し、硫酸マグネシウムを水酸化カルシウムと反応させ二水石膏と水酸化マグネシウムとに複分解し、二水石膏と再生された水酸化マグネシウムとを分離し、または分離せず混合スラリー状態のままの水酸化マグネシウムを脱硫剤として循環使用する水酸化マグネシウム脱硫法は湿式排煙脱硫法としてよく知られている。
【０００３】
この水酸化マグネシウム脱硫法の一部である複分解反応は図３に示す装置によって実施されている。この装置は複分解槽１と塩基性カルシウムスラリー槽２からなる。
【０００４】
複分解槽１には内側部分と外側部分に区分する複分解槽底部に達しない内筒３と、底部から抜き出した複分解スラリーの一部（以下循環液という。）を複分解槽上部に循環供給する手段と、その外側部分上部にはオーバーフロー用の排出口４とが設けられている。
【０００５】
複分解槽の内筒３の内側部分は攪拌機で攪拌されており、石膏結晶の成長がはかられる。一方、内筒の外側部分には攪拌の影響が及ばない構造となっている。
【０００６】
複分解槽の上部に設けたオーバーフロー用の排出口４から水酸化マグネシウムを主成分とするスラリーが抜き出され、底部からは二水石膏を主成分とするスラリーが抜き出される。
【０００７】
塩基性カルシウムスラリー槽（以下スラリー槽ということがある）は塩基性カルシウム化合物と水または石膏脱水機の分離液等を用いて、スラリーを調製し、複分解槽に供給する。このとき、スラリーは複分解槽の内側部分に供給されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記複分解方法では、塩基性カルシウムスラリーを調製する際、スラリー槽に塩基性カルシウム化合物と水を加えて所定のスラリー濃度に調製した後、複分解槽に供給している。そのため、調整に使用した過剰の水分は必要に応じてブロー水として排出する必要がある。その際、抜き出す場所によりブロー水中にマグネシウム化合物が硫酸マグネシウムあるいは水酸化マグネシウムとして随伴して排出され損失となる。
【０００９】
また、循環液を複分解槽の内側部分に供給する従来方法では、複分解反応で生成した水酸化マグネシウムスラリーが複分解槽の外側部分を経由して上昇流に伴われてオーバーフロー用の排出口から排出される。水酸化マグネシウムスラリーはこのオーバーフローによって定常的にに排出されるのではなく、時として間欠的に、息をするようにして排出される。そのため、複分解槽から抜き出されるスラリーの性状、例えば水酸化マグネシウムの含有量、二水石膏との比率が変動する現象が認められる。
【００１０】
本願発明の目的は上記複分解工程に関する問題点を解決する方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は
１．本発明は硫酸マグネシウムを含む水溶液と塩基性カルシウム化合物とを反応させ水酸化マグネシウムと二水石膏とする複分解反応を行わせる複分解槽と、塩基性カルシウム化合物に水を加えて前記塩基性カルシウム化合物のスラリーを調製する塩基性カルシウムスラリー槽からなり、複分解槽は内側部分と外側部分とに区分する底面に到達しない内筒と、外周部上部に排出口と、槽底部から抜き出したスラリーの一部を槽上部へ循環させる手段とを有する複分解装置を用い、複分解槽底部から抜き出したスラリーの一部を複分解槽上部外側部分へ供給することを特徴とする複分解方法
２．上記１に記載した複分解装置を用い、前記排出口または前記排出口より下部に設けた排出口より前記複分解槽スラリーの一部を抜き出し、塩基性カルシウムスラリー槽へ送り、前記塩基性カルシウム化合物と前記複分解槽スラリーの一部とを混合して前記塩基性カルシウム化合物のスラリーを調製し、かつ、複分解槽底部から抜き出したスラリーの一部を複分解槽上部外側部分へ供給することを特徴とする複分解方法
である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図を用いてさらに詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の複分解方法を実施するための複分解装置の一例である。複分解装置は複分解槽１とスラリー槽２からなり、複分解槽１には槽内上部を外側部分と内側部分とに区分する内筒３が設けられている。
【００１４】
複分解槽１では脱硫システムを構成する酸化槽あるいは脱硫塔から送られてくる硫酸マグネシウムを主成分とする水溶液を水酸化カルシウムスラリーと反応させ水酸化マグネシウムと二水石膏とに変換する。
【００１５】
スラリー槽２では、塩基性カルシウム化合物と水とを混合し水酸化カルシウムスラリーを調製する。塩基性カルシウム化合物としては、消石灰（水酸化カルシウム）、酸化カルシウム等あるいはこれらの混合物が用いられる。
【００１６】
複分解装置には複分解槽１の底部から抜き出すスラリーの一部を循環液として複分解槽上部に供給するポンプシステムおよびスラリー槽２からスラリーを複分解槽１に供給するポンプシステムが付随している。なお、複分解槽１の内筒３内には攪拌手段が設けられているが内筒によって、槽内の前記外側部分まで攪拌の影響が及ばないようになっている。
【００１７】
複分解槽１には図示しない酸化槽または脱硫塔から硫酸マグネシウムを主成分とする水溶液と、スラリー槽２から水酸化カルシウムスラリーとが供給され、攪拌されながら複分解反応により硫酸マグネシウムは、次式に示すように、二水石膏と水酸化マグネシウムに変換される。
【００１８】
ＭｇＳＯ4 ＋Ｃａ（ＯＨ）2 ＋２Ｈ2 Ｏ＝Ｍｇ（ＯＨ）2 ＋ＣａＳＯ4 ・２Ｈ2 Ｏ
【００１９】
上記反応により生成する水酸化マグネシウムの結晶は二水石膏の結晶に比較して極めて微細なため、水酸化マグネシウムの結晶は複分解槽内の上昇流に乗りオーバーフロー用排出口４から流出し、二水石膏の結晶は複分解槽下部に沈降する。
【００２０】
細かい水酸化マグネシウムに富むスラリーは複分解槽上部のオーバーフロー用排出口４から抜き出し、二水石膏に富んだスラリーは複分解槽底部から抜き出す。底部から抜き出したスラリーの一部は複分解槽上部に循環液として供給される。
【００２１】
内筒の外側部分を上昇する上昇流に運ばれ、複分解槽の最上面のオーバフロー排出口４から抜き出される水酸化マグネシウムスラリーは、上昇流に乗って複分解槽上面まで昇ってくるが、内筒外壁面に沿って上昇してきた水酸化マグネシウムスラリーは複分解槽壁面に沿って沈降することがある。それを防止し、水酸化マグネシウムの排出を促進させるため排出液の上昇速度を増加させたり、最上部の液面付近で混合攪拌等の操作を行うこともあるが、本発明では図１に示すように、前記循環液を複分解槽の、内筒により区切られた外側部分の表面に循環供給させることにより、液面上に擾乱を起こし、水酸化マグネシウム粒子の沈降を防ぐことができる。循環供給された混合スラリー中の二水石膏結晶は大きく、下方に沈降する。なお、循環液の複分解槽液表面への供給口は１ヶ所でも複数ヶ所でもよい。
【００２２】
図２は本発明の複分解方法を実施するための複分解装置の他の一例である。図１との違いは、複分解槽上部から抜き出された水酸化マグネシウムを含むスラリー液を水酸化カルシウムスラリーの調製に用いる点にある。複分解槽からの抜き出しは、オーバーフロー排出口４からでもよいが、図に示すようにやや下部に別の抜き出し口を設け、連続的または断続的に実施することもできる。断続的に抜き出す場合、スラリー濃度を一定とするため塩基性カルシウム化合物の供給も、抜き出しに連動させ断続的に供給することが望ましい。
【００２３】
水酸化カルシウムスラリー調製のためには、水バランスを考慮して複分解槽１からの抜き出し液のみをスラリー槽２に供給してもよい。
【００２４】
図１の複分解装置によればスラリー槽２に供給される水には、その供給された水量から二水石膏生成に使われる量を差し引いた量に相当する水を脱硫システムのいずれかの場所から排出する必要があるが、図２の方法ではその必要がなくなり、システム全体のクローズド化が可能となる。
【００２５】
【実施例】
実施例１
図１に示す装置を用いて実施した。
【００２６】
酸化槽（図示せず。）から硫酸マグネシウム３重量％を含む水溶液が１００ｌ／ｈで、スラリー槽から水酸化カルシウム５重量％を含むスラリーが３５ｌ／ｈで内容積５６０リットルの複分解槽に供給された。複分解槽底部から二水石膏および水酸化マグネシウムをそれぞれ３０重量％、１重量％を含むスラリーの一部１４ｌ／ｈが抜き出され、複分解槽の外側部分に循環液として供給された。複分解槽の反応温度、ｐＨはそれぞれ５０℃、１０．３であった。
【００２７】
オーバーフローによって抜き出された水酸化マグネシウムを主成分とするスラリーの濃度変化は小さく、表１に示す通りスラリーの濃度はほぼ一定に保たれた。実験Ｎｏ．は経時的に採取したスラリーの番号を示す。
【００２８】
【表１】
0003751475.tif 000002
【００２９】
実施例２
図２に示す装置を用いて実施した。
【００３０】
酸化槽から硫酸マグネシウム３重量％を含む水溶液が１００ｌ／ｈで複分解槽に供給された。複分解槽上部から水酸化マグネシウム１．５重量％を含むスラリーが３３ｌ／ｈで塩基性カルシウムスラリー槽に供給され、塩基性カルシウムスラリー槽からは水酸化カルシウムおよび水酸化マグネシウムそれぞれ５重量％、１．５重量％を含むスラリーが３５ｌ／ｈで複分解槽に供給された。
【００３１】
複分解槽底部から二水石膏および水酸化マグネシウムをそれぞれ３０重量％、１．５重量％を含むスラリーの一部１４ｌ／ｈが抜き出され、複分解槽の外側部分に循環液として供給された。複分解槽の反応温度、ｐＨはそれぞれ５０℃、１０．３であった。
【００３２】
システムから系外に排出される水の量が複分解槽から塩基性カルシウムスラリー槽に供給された量だけ減少した。
【００３３】
比較例１
図３に示す装置で実施した。
【００３４】
酸化槽から硫酸マグネシウム３重量％を含む水溶液が１００ｌ／ｈで、塩基性カルシウムスラリー槽から水酸化カルシウム５重量％を含むスラリーが３５ｌ／ｈで複分解槽に供給された。複分解槽底部から二水石膏および水酸化マグネシウムをそれぞれ３０重量％、１重量％を含むスラリーの一部１４ｌ／ｈが抜き出され、複分解槽の中央内側部分に循環液として供給された。複分解槽の反応温度、ｐＨはそれぞれ５０℃、１０．３であった。
【００３５】
オーバーフローによって抜き出された水酸化マグネシウムを主成分とするスラリーの濃度変化は前記表１に示す通りかなりの変動が見られた。
【００３６】
【発明の効果】
本願発明は、複分解槽の底部から抜き出した液の一部を複分解槽内の外側部分に供給することで、液表面を擾乱させオーバーフローする水酸化マグネシウムスラリーの再沈降を防止し、排出される水酸化マグネシウムスラリーの性状を均一化することができる。さらに水酸化カルシウムスラリーを調製する際、複分解槽から抜き出した液の一部を使用することで、脱硫システムの水バランスを保つための系からの水排出を不要にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の複分解方法の一例を示す。
【図２】本願発明の複分解方法の他の例を示す。
【図３】従来の複分解方法の一例を示す。
【符号の説明】
１    複分解槽
２    スラリー槽
３    内筒
４    オーバーフロー排出口
【図１】
0003751475.tif 000003
【図２】
0003751475.tif 000004
【図３】
0003751475.tif 000005