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JP2691041B2 - フライアッシュを含む吸収液スラリーの処理方法 - Google Patents

フライアッシュを含む吸収液スラリーの処理方法

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JP2691041B2
JP2691041B2 JP2031496A JP3149690A JP2691041B2 JP 2691041 B2 JP2691041 B2 JP 2691041B2 JP 2031496 A JP2031496 A JP 2031496A JP 3149690 A JP3149690 A JP 3149690A JP 2691041 B2 JP2691041 B2 JP 2691041B2
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沖野  進
徹 高品
雅和 鬼塚
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/48Sulfur compounds
    • B01D53/50Sulfur oxides
    • B01D53/501Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00Compounds of calcium, strontium, or barium
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    • C01F11/464Sulfates of Ca from gases containing sulfur oxides

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は湿式石灰法排煙脱硫装置の吸収液スラリーに
混入したフライアッシュの分離に利用される。
〔従来の技術〕
石炭燃焼排ガスを対象に湿式石灰法による排煙脱硫法
を実施する場合、排ガス中にはSOxの他にフライアッシ
ュが含まれ、これがガス中より捕集されて吸収液に混入
する。一方、排ガス中には有害成分としてHFが含まれる
場合が多くこのような排ガスをCaCO3をSO2吸収剤として
湿式排ガス吸収塔で処理すると次のような反応が生ず
る。
CaCO3+SO2→CaSO3+CO2 (1) CaCO3+2HF→CaF2+CO2+H2O (2) 〔発明が解決しようとする課題〕 ところが吸収液中にフライアッシュが多く含まれる場
合、フライアッシュ中に含まれるAl成分が溶解し、ガス
中からのHFと反応してAlのフッ素化合物(以下、AlFxで
示す)を生成し、このAlFxは石灰石(CaCO3)の溶解作
用を妨害することが知られている(特開昭55−167023号
公報)。
対策としてAl溶出源であるフライアッシュの混入を避
けることが効果的であり、通常電気集塵器等の除じん設
備を排煙脱硫装置の前流に設置することが行なわれてい
るが、フライアッシュの完全除去は困難であり、吸収液
中にフライアッシュが混入するのは現実的には避けるこ
とができない。また吸収液中に混入するフライアッシュ
は通常平均粒径が5μm以下の微細粒子であり、その沈
降速度が遅いことから沈降分離による除去には極めて大
きな断面積をもつシックナーを必要とし、容易に分離で
きないことが技術的に問題となっていた。さらにフライ
アッシュが吸収液に多量に含まれれば、回収した石膏中
にもフライアッシュが混入し、高純度の石膏回収が不可
能となる欠点を有していた。
本発明は上記技術水準に鑑み、排ガス中のフライアッ
シュとHFに起因する悪影響を除外し、CaCO3の活性を維
持し、かつ高純度の石膏を回収できるようなフライアッ
シュを含む吸収液スラリーの処理方法を提供しようとす
るものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は湿式石灰法排煙脱硫法において、フライアッ
シュ粒子を含む吸収液スラリーの一部を抜き出し、遠心
分離による固液分離後濾液中に残留する微細なフライア
ッシュ粒子を含む懸濁液中にアルカリを加え、pHを6〜
9に調整後シックナーに給液し、該シックナーからのオ
ーバーフロー水を清澄液として回収してメークアップ水
として吸収塔に再供給すると共に、該シックナーからの
アンダーフロー水は濃縮スラッジとして系外に排出する
ことを特徴とするフライアッシュを含む吸収液スラリー
の処理方法である。
〔作用〕
本発明によれば、吸収塔より抜き出されたフライアッ
シュ粒子を含む吸収液スラリーはまず遠心分離機に供給
し固液分離される。この場合吸収液スラリーは、大部
分、例えば20wt%は石膏であり、これに少量のフライア
ッシュ、例えば1wt%以下が混入した状態となってい
る。遠心分離機はその原理から比重が大きく粒度の大き
い粒子ほど容易に分離できる。従って粒度、比重とも大
きい石膏は遠心分離機でほとんど完全に分離できるもの
の、逆に粒度、比重の小さいフライアッシュは遠心分離
機では除去が不完全であり、濾液中に残留してしまう。
例えば石膏の分離率90%以上に対し、フライアッシュの
分離率は20%以下となる。従って濾液に残留する微細な
フライアッシュをさらに除去する必要が生じる。微細な
粒子を含む懸濁液より粒子を沈降除去するためには、シ
ックナーが広く使用されているが、この際その沈降速度
が問題となる。すなわちフライアッシュのように平均粒
径5μm以下の微細な粒子の沈降速度はそのままでは極
めて遅く、非常に大きな断面積をもつシックナーを必要
とする。
そこで本発明者らは鋭意検討の結果、フライアッシュ
を含む遠心分離機からの懸濁液にCa(OH)2,NaOH等のア
ルカリを加えてpHを6〜9に調整後シックナーに供給す
ると沈降速度が極めて上昇し、小型のシックナーにて分
離可能であることを見い出した。これはpHによりフライ
アッシュ粒子表面に形成される電気二重層に基くジータ
電位の変化によるもので、酸性側では電気的に反撥して
凝集しなかった粒子が中性からアルカリ側ではこの反撥
力が消失し、凝集して沈降速度が速まったためと推察さ
れる。
吸収液スラリーのpHは通常4〜6の弱酸性領域で運転
されるため上記pH調整に必要なアルカリ量はごく僅かし
か必要としないことも、本発明の方法を実現する際に極
めて有利な点である。
このようにして処理された該シックナーからのオーバ
ーフロー水はほとんどフライアッシュ粒子を含まない清
澄液として回収し、メークアップ水として吸収塔に再供
給される。該シックナーからのアンダーフロー水は濃縮
スラッジとして系外に排出することにより吸収液スラリ
ー中のフライアッシュ濃度は一定値以下に保持される。
なお前述の遠心分離機ではフライアッシュ粒子の分離
率が石膏に比べて小さいため、回収される石膏はフライ
アッシュの混入量が少ない高純度の石膏となる。
〔実施例〕
本発明の一実施例を第1図によって説明する。
小型微粉炭焚き(図示なし)からの排ガス200m3N/hを
分取し、第1図に示す本発明になる吸収液スラリーの処
理方法によって処理した。
被処理排ガスの温度は熱交換器(図示なし)によって
入口温度110℃、フライアッシュ濃度はバグフィルター
(図示なし)により約200mg/m3Nに調整されている。入
口SO2濃度は3000ppm、HF濃度は40ppmであった。
被処理排ガスはライン1より吸収塔2に導入され、SO
2,HF及びフライアッシュがガス中より除去された後、ラ
イン3より排出される。吸収塔2下には吸収液スラリー
を保有するスラリータンク4が設けられ、底部にはライ
ン6より酸化用空気が供給される。吸収液スラリーはス
ラリータンク4から吸収液ポンプ5により吸収塔2上部
に循環される。
吸収液スラリーの一部はライン7により抜き出され遠
心分離機8に供給される。遠心分離機8により高純度の
石膏9が分離され、微細なフライアッシュを含む懸濁液
はライン10によりpH調整タンク11に供給される。pH調整
タンク11内の懸濁液のpHは、pH調節計12を介して調節弁
13の開度を変えることで、ライン14より供給されるアル
カリ量を変更して所定範囲6〜9に調節される。
pH調整後の懸濁液はシックナー15に供液されオーバー
フロー水はライン16より抜き出され石灰石スラリー調製
タンク17に送液される。シックナー15のアンダーフロー
水はライン18より濃縮スラッジとして系外に排出され
る。
石灰石スラリー調製タンク17にはライン19より石灰石
粉が供給され、所定濃度の石灰石スラリーとされた後、
石灰石スラリー供給ポンプ21にて一定量がスラリータン
ク4に供給される。なお石灰石調整タンク17にはシック
ナーからのオーバーフロー水に加え、メークアップ水が
系外からライン20を通じて供給される。
以上の条件にて定常運転を実施したところ出口ガス中
のSO2濃度は120ppmで安定に運転でき、スラリータンク
4の吸収液スラリーpHは5.6であった。pH調整タンク11
内の懸濁液pHは7.0に調整した。また吸収液中のCaCO3
度は0.05mol/となり、CaCO3の反応性は良好であっ
た。
吸収液濾液中のAl,F濃度を測定したところそれぞれ1.
0mg/、17mg/の微量であった。また得られた石膏の
純度は96%以上であり白色であった。
(比較例) 前記実施例と同一の装置、ガス条件にて、ライン14か
らのアルカリ供給を停止しpH調整タンク11内のpH調整を
行なわずに運転した。
この比較例では運転開始以降、次第にスラリータンク
4の吸収液スラリーpHが低下し、最終的に4.5となっ
た。吸収率中のCaCO3濃度は実施例と同一に制御してい
るため0.05mol/で変わらないものの、pHの低下から前
記実施例に比べ、CaCO3の反応性が著しく低下した。出
口ガス中のSO2濃度は250ppmで脱硫率も低下した。
この吸収液濾液中のAl,F濃度はそれぞれ72mg/、125
mg/であった。また得られた石膏はフライアッシュの
混入により灰色であった。
以上、本発明につき湿式石灰法排煙脱硫法における吸
収液中のフライアッシュの分離法について詳述したが、
本発明は一般水処理装置でフライアッシュを含む懸濁液
を沈殿除去する場合にも適用できる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば排ガス中のフラ
イアッシュとHFに起因する悪影響の除外がなされ、CaCO
3の活性を維持し、かつ、高純度の石膏を回収すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のフロー図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鬼塚 雅和 広島県広島市西区観音新町4丁目6番22 号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (56)参考文献 特公 昭49−36875(JP,B1)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】湿式石灰法排煙脱硫法において、フライア
    ッシュ粒子を含む吸収液スラリーの一部を抜き出し、遠
    心分離による固液分離後濾液中に残留する微細なフライ
    アッシュ粒子を含む懸濁液中にアルカリを加え、pHは6
    〜9に調整後シックナーに給液し、該シックナーからの
    オーバーフロー水を清澄液として回収してメークアップ
    水として吸収塔に再供給すると共に、該シックナーから
    のアンダーフロー水は濃縮スラッジとして系外に排出す
    ることを特徴とするフライアッシュを含む吸収液スラリ
    ーの処理方法。
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