三菱重工技報 VOL.44 NO.2: 2007

設

備紹介

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世界最大級・最高性能の排煙脱硫装置
The Largest and the Highest Performance
Flue Gas Desulfurization Plant in the Worldfor Fossil Power Plant
営業窓口

機械・鉄構事業本部
環境・エネルギー部エネルギー G☎（045）224-9542

米国にて石炭火力発電所排ガスに対する硫黄酸化物浄化ガス（SOx），窒素酸化物（NOx）排出規制強化が急速に進む中，当社は 2002 年５月に米国エンジニアリング会社 URS との合弁会社アドバテック LLC（Advatech）排ガスを設立したが，この度同社の初号機となる排煙脱硫装置を納期通り完成し，2006 年 10 月下旬より営業運転スプレーパイプを開始した．本脱硫装置は米国テネシー渓谷開発公社
Tennessee Valley Authority（TVA）より受注したパラダイス発電所３号機（発電容量 106 万 kW）向け世界最大の当社製脱硫装置で，１基で 98 ％以上の二酸化硫黄（SO2）を除去できる．本脱硫装置の仕様及び運転状況について紹介する．

1．はじめに近年の世界的な環境規制の高まりに先駆け，当社は湿式石灰石膏法による脱硫技術を開発し，1972 年よ

図１り火力発電所向け排煙脱硫装置を実用化してきた．

並向流式液柱塔概要

１段スプレーノズルより吸収液を液柱状上向きに噴霧して気液接触させる吸収塔で左が並流塔，右が向流塔．

2007 年４月現在，当社は 191 プラントの湿式石灰石膏法の脱硫装置納入実績を持ち，グローバル市場の中で高いシェアを有している．
排煙脱硫装置は更なる高性能化とともに，設備コストの低減と運転及びメンテナンスコストの低減を求め

以下に同装置の概要及び運転状況について紹介する．

2．パラダイス発電所向け排煙脱硫装置の概要

られてきたが，当社は図１に示す通り，１段の上向き

2．1

発電所の概要スプレーで設備コスト低減とメンテナンスフリーを実

TVA はテネシー州を中心に，アラバマ州，ジョー現した液柱式吸収塔（以下液柱塔と称す）を実用化し，ジア州，ケンタッキー州の一部に発電所をもち，発電既に 76 基の納入実績があり，ユーザの高い評価を得

容量 33 GW と全米一の電力供給者である．パラダイている．

ス発電所 1 はケンタッキー州南部に位置し，1963 年( )米国でも SOx の排出規制強化で急速に高まる脱硫から 1970 年の間に建設された３基の石炭焚きボイラ需要に対応し，2002 年に設立した Advatech 社が受で構成され，227 万 kW の発電容量を持つ．１，２号

注活動を展開しており，同年 TVA 社よりパラダイス機は 1983 年に既に脱硫装置を設置しており，３号機発電所３号機向け脱硫装置を受注し，2006 年 10 月よへの脱硫装置設置によりパラダイス発電所全体の SO2り運転開始した．

排出量は 93 ％低減される．

三菱重工技報 VOL.44 NO.2: 200736

① 入口整流棒⑧ ARS ギアボックッス② 入口ガスダクト⑨ ARS③ 1 塔目スプレーパイプ及びノズル⑩ サクションパイプフード④ 2 塔目スプレーパイプ及びノズル⑪ ポンプサクション遮断弁⑤ 出口ガスダクト⑫ 循環液ヘッダ⑥ミストエリミネータ洗浄システム⑬ 吸収塔循環ポンプ⑦ 循環ポンプ建屋①②③④⑤⑦⑥

図２

パラダイス発電所全景３基のボイラと冷却塔が見られる．

既設煙突

新設煙突

ボイラ建屋

電気集塵機

エアヒータ出口ガス⑧

図４⑨⑩⑪⑫⑬

吸収塔内部図排ガスは左側１塔目上部より導入され，タンク液面上部を通過し，右側２塔目上部から排出される．

吸収塔

１塔目は並流吸収塔と呼んでおり，塔頂より導入された排ガスはスプレーパイプより上向きに噴出された吸収液と接触し，液滴として落下する吸収液とともに電気
集塵機

吸収塔循環ポンプファン
排出スラリタンク図３

酸化空気用コンプレッサ

３号機向け排煙脱硫装置配置図

排ガスは既設電気集塵機４系列より脱硫装置１塔目上部に導入され，２塔目上部より新設煙突に排出される．

塔下部に流下する．吸収液はそのまま塔底のタンクに落下し，排ガスはタンク上部の液面上を通過して２塔目の向流吸収塔下部に導入される．向流吸収塔では，並流吸収塔と同様スプレーパイプより上向きに吸収液が噴出され，吸収塔下部より上昇する排ガスと接触しながら塔底のタンクに流下する．排ガスは塔頂に設置

図２に発電所全景を，図３に３号機向け排煙脱硫装置配置図を示す．ボイラ排ガスは選択的触媒還元された２段のミストエリミネータで飛散するミストが分離され，煙突へと排出される．

（Selective Catalytic Reduction）方式を用いた脱硝以上のように気液接触部の内部構造物はスプレーパ装置で NOx を除去され，エアヒータを経由して４系イプのみであり，噴出した吸収液がスプレーパイプ自統の電気集塵機で煤塵（ばいじん）を除去される．煤

身を常時洗浄しているため，スケールの発生もなく，塵が除去された排ガスはファンを経由して吸収塔１基スプレーパイプが１段であることから，内部点検等のに導入され，SO2 を除去したガスは新設した煙突よりメンテナンスも非常に容易である．

排出される．
2．2

排煙脱硫装置の概要

循環ポンプは向流吸収塔側に設置され，吸収液スラリーを１本のパイプヘッダを通じて２塔のスプレーパ

図４に吸収塔内部図を示す．吸収塔には排ガス処理イプに供給する．このような構造とすることで，各ス量は毎時 400 万立方メートルという世界最大規模であプレーパイプの長さを固定して塔幅を可変とすること

り，脱硫性能も 98 ％以上と要求性能も高いことから，により，処理ガス量に応じてパイプ本数及びポンプ台当社製並向流液柱塔（２塔式）を採用し，それぞれの数を増加するだけで容易にスケールアップが可能な構

吸収塔内に１段のスプレーパイプが設置されている．

造としている．

脱硫装置の設備仕様一覧を表１に示す．

なお，生成した石膏スラリーはポンドに廃棄される．

三菱重工技報 VOL.44 NO.2: 2007

表１2．3

脱硫装置の設備仕様一覧

発電出力（MW）

ボイラ形式

1 056
サイクロンボイラ（m3N/h）

入口ガス量
入口ガス温度てさらなる高効率化を図っている．
（1）アーム回転式エアースパージャー（ARS）

（℃）

177

吸収した SO2 を石膏として回収するため，吸収液中の亜硫酸イオンを硫酸イオンに酸化する必要

（％）

3.4

（ppm-dry）

2 121

（％）

98

（m3）

5 189

がら酸化空気を供給するアーム回転式エアスパー

設計燃料 S 分
設計入口 SO2 濃度

4 154 871

周辺機器の概要

本脱硫装置には以下に示す当社の最新機器を導入し値

項 目

37

脱硫率
タンク容積がある．当社は図５に示す吸収液タンクを攪拌しな（本）2 346

ジャー（ARS）を実用化し，適用している．回転循環スラリー濃度（％bywt）

30

循環スラリー中 Cl 濃度（ppm-dry）

1 780

軸を経由して攪拌翼（アーム）に酸化空気を供給し噴霧ノズル

（t/h）

50

石灰石粉砕粒度 （％ pass-325 mesh）

90

石膏生成量75石灰石供給容量（t/h）

石灰石消費量（t/h）

47

補給水消費量（m3/h）

500（m）

183

新設湿式煙突高さ

空気減速機

機器数

電動機

循環ポンプ

10＋1

ボールミル

1＋1

酸化空気ブロア

2＋1

ARS

3＋0

ベアリング

吸収塔大きさ
長さ（m）

34.7

幅（m）

21.3

高さ（m）

38.1

撹拌翼（アーム）

使用材料
適用箇所

適用材料一般名称（UNS 番号）

吸収塔入口−Wet/Dry

C-276（N10276）

1塔目吸収塔2 550（S32550）

1−2 塔間

254 Smo（S31254）

2 塔目吸収塔

2 205（S32205）

循環液タンク2 205（S32205）

出口ダクト

2 205（S32205）

微細気泡

Roll Bond C-276（N10276）

煙突ライニング

図５

Corten Steel

入口ダクト
スプレーヘッダー

304SS

ミストエリミネータ

317L

表２顧客アーム回転式エアースパージャー

回転軸上部より導入された酸化空気は，回転する攪拌翼のせん断力で微細な気泡として分散される．

Advatech 社対応脱硫装置プロジェクト一覧
プラント名

容量

脱硫装置

運開

状況
完成

TVA

Widows Creek # 8550 MW

液柱塔化改造2003年12月

TVA

Paradise # 3

1 056 MW新設

2006年10月

完成

TVA

Bull Run # 1950 MW

新設

2008年10月

建設中

TVA

Kingston # 6 - 9800 MW（200 MW×4）

新設

2009年10月

建設中

TVA

Kingston # 1- 5

1 000 MW（200 MW×5）

新設

2010年4月

建設中

TVA

John Sevier # 1- 4752 MW（188 MW×4）

新設

2011年10月

設計中Southern Company

Gorgas # 8, 9 and 10Total 1 021 MW

新設

2007年12月

建設中Southern Company

Hammond # 1- 4

Total 800 MW

新設

2008年7月

建設中Southern Company

Miller # 3 and 4750 MW×2

新設

2009-2010年

設計中Southern Company

Miller # 1 and 2750 MW×2

新設

2010-2011年

設計中Southern Company

Scherer # 1- 4923 MW×4

新設

2011-2014年

設計中Southern Company

Daniel #1 and 2

1 060 MW（530 MW×2）

新設

2011年

設計中

IP&L-AES

Hardirg Street Station # 7465 MW

新設

2007年8月

建設中三菱重工技報 VOL.44 NO.2: 2007

38ながらアームを回転することで，供給された空気が月下旬より営業運転を開始した．2007 年夏に予定さアームによるせん断力で微細な気泡に分散され，高れている性能試験に向けて準備中である．

効率な酸化システムを実現した．
図４に示す通り，ARS は当社で製作された製品
で，２塔の間に３基設置され，吸収液タンク全体を攪拌するもので，これも世界最大である．
（2）石灰石スラリー供給システム受け入れた石灰石はサイロに貯蔵され，プロセス水とともにボールミルで粉砕されてスラリーとして

4．今 後 の 展 開
今後の Advatech 社対応の脱硫装置プロジェクト一
覧を表２に示す．TVA 社向けの脱硫装置については既に液柱塔化改造１基を含む６基受注しており，本プロジェクトの成功をもとに更なる拡販につなげていく予定である．

ホールドタンクに供給される．得られた石灰石スラまた，新たな排出規制に対応した当社開発のマルチリーはポンプで液体サイクロンに供給され，スラエミッション対策技術を適用することにより脱硫シス

リー中の粗大粒子はボールミルに戻される．ボール

テムの更なる拡販に貢献できるものと考える．

ミルは１基と予備機１基で運用される．

3．運転状

況

本脱硫システムは 2006 年 10 月に工事完了し，10

参 考 文 献（1）http://www.tva.gov/sites/paradise.htm