JPS60125231A - 排ガス中の亜硫酸ガスを吸収除去する湿式脱硫方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、亜硫酸ガスを含む排ガスと水酸化マグネシウ
ム懸濁水とを気液接触させて、排ガス中の亜硫酸ガスを
吸収除去する湿式脱硫方法に関する。

ボイラー等、あるいは、その他の化学工場より排出され
る排ガス中に含まれる曲硫酸ガスの除去手段として、排
ガスを吸収塔に導びき、アルカリ物質を含む水溶液を吸
収液として排ガスと気液接触させることにより排ガス中
の亜硫酸ガスを吸収除去する多（の湿式脱硫方法が一案
、実施されている。

これ等の方法の一つとして、水に水酸化マグネシウムを
懸濁させて吸収剤として使用する方法がある。すなわち
、排カスと水酸化マグネシウム懸濁水とを吸収塔内で気
液接触させることにより排ガス中の亜硫酸ガスをマグネ
シウム化合物として吸収除去する湿式脱硫方法であって
、この方法を実施する従来の方法は、吸収塔に水酸化マ
グネシウム懸濁水を連続注入することにより吸収塔循環
液（吸収液）のＰＨを６．０〜７．０に保持しつつ排ガ
スと吸収液とを気液接触せしめ、排ガス中に含まれる亜
硫酸ガスを吸収除去し、清浄化された排ガスを系外に排
出すると共に、吸収反応により生成した亜硫酸マグネシ
ウム、および重亜硫酸マグネシウムと、同時に生成した
°亜硫酸マグネシウムが排ガス中に含まれる酸素により
一酸化されて生成した硫酸マグネシウムとを含む吸収液
（循環液）の一部を抜出し、酸化装置に導びき水酸化マ
グネシウムを添加して含まれる重亜硫酸マグネシウムを
亜硫酸マグネシウムに変換した後、空気を通じて酸化し
、無害な硫酸マグネシウム水溶液として系外に排出、放
流するものである。

しかし乍ら、硫酸マグネシウム自体は無害であるが、排
カス中の亜硫酸ガス除去処理にあたり排出される硫酸マ
グネシウムの意は美大なものｐｌこれら多量の硫酸マグ
ネシウム水溶液が湖、沼等に放流されると水の富栄養化
の原因となるため、近時地域によっては排出量を漸次規
制する傾向にある。

本発明は、このような現状に鑑みなされたものであって
、本発明によれば従来法とことなり硫酸マグネシウム溶
液を放流することなく、いわゆるクローズドシステムで
排ガス中の亜硫酸カスを吸収除去できる。

本発明を説明するにあたり、先ず水酸化マグネシウム懸
濁水を吸収液として使用する湿式脱硫法の反応機構につ
いて説明すると、その吸収塔内における吸収反応生成物
は、前記したごとく亜硫酸マグネシウムと重亜硫酸マグ
ネシウムであって、その吸収反応機構は次式により示さ
れる。

Ｍｙ　（ＯＨ）ｇ−１−８Ｏｘ→Ｍｇ　５０ｓ　十Ｈｚ
ＯＭｇ　Ｓｏｎ　−（−８ｏｗ　十ＨｚＯ→Ｍｇ　（Ｈ
８Ｏｓ　）ｉＭｇ　（Ｈ８Ｏｓ）ｇ−１−Ｍｇ（ＯＨ）
２−＞　２Ｍｇ５Ｏｓ＋２ＨｚＯ同時に、副反応として
排ガス中に含まれる酸素により循環液中の亜硫酸マグネ
シウムの一部は酸化され、硫酸マグネシウムが生成する
。その酸化反応機構は次式により示される。

Ｍｙ　ＳＯａ　＋１０ｔ　→Ｍｇ　ＳＯ４本発明者等は
種々検討した結果、上記吸収反応における亜硫酸マグネ
シウムと重亜硫酸マグネシウムの生成比率が循環液のＰ
Ｈによりことなること、すなわち、ＰＨが高い重亜硫酸
マグネシウムの生成比率が大で、ＰＨが低下するにした
がって重亜硫酸マグネシウムの生成比率が大きくなるこ
と、ならびに、亜硫酸→グネシウムが水に難溶性である
に対し、重亜硫酸マグネシウムは比較的易溶性であるこ
とに着目、更に上記酸化反応は、ボイラー排ガス等に含
まれるバナジウム、ニッケル、コバルト等、あるいは水
酸化マグネシウム中に不純物として含まれるカルシウム
、鉄等の重金属が酸化触媒として作用するもので、キレ
ート剤を添加することにより酸化反応を著しく抑制でき
ることを知見し、吸収塔の循環液にキレート剤を添加す
ると共に液のＰＨを４．０〜６，５に保持して排ガスと
気液接触させ、排ガス中の亜硫酸ガスを吸収除去すると
共に、吸収塔から排出される循環液に水酸化マグネシウ
ムを添加して含まれる重亜硫酸マグネシウムを亜硫酸マ
グネシウムに変換し、析出した亜硫酸マグネシウムの結
晶を炉別したのち、そのｐ液を吸収塔に還流、再使用す
ることに成功し、本発明を完成した。

以下、本発明を図面にもとづいて説明する。

図中、（１）は図示しないミストキャッチャ−を内蔵す
る吸収塔（充填塔）であるが、特に充填塔に（３）は固
液分−機を示す。

本発明方法によれば、管（４）より導入された曲硫流下
する循環液と向流気肢接触し、含有する亜硫酸ガスは反
応吸収され、清浄化された排ガスは排気筒（８１より系
外に排出される。この間、管（９）より循環液にキレー
ト剤溶液が添加されると共に、循環液のＰＨは、管ａ〔
を経て導入される水酸化マグネシウム懸濁水により４６
０〜６．５に調整される。循環液のＰＨが６．５をこえ
ると後記する中和晶析槽における亜硫酸マグネシウムの
析出社が減少し、４．０より低下すると亜硫酸ガスの吸
収反応速度が減少し不利である。好ましくはＰＨ４，５
〜６．０に保持するとよい。

尚、添加するキレート剤としては、エチレンジアミン四
酢酸（以下、ＥＤＴＡと略記する）、ジエチレントリア
ミン五酢酸、あるいはニトリロ三酢酸等が使用できる。

その添加量は排ガスの成分および水酸化マグネシウム中
に含まれる不純物によりことなるもので、キレート剤と
してＥＤＴＡを使用する場合、通常循環液中のその濃度
が２０〜２０００ｐｐｍとなるよう添加すればよいが、
それ以上の濃度としてもよく、循環液中のキレート剤の
濃度は特に限定されるものではない。

一方、液分散器（６）より散布され充填層（７）を流下
した循環液は、次いで管Ｃ１，）を経て循環ポンプ（６
）により抜取られ、抜取られた循環液の一部は前記した
ごとく管（５）を経て分散器（６）より塔内に散布され
残部は管Ｑ３を経て攪拌機付中和晶析槽（２）に導入さ
れる。ここで管α荀を経て導入される水酸イ（マグネシ
ウムにより中和され、液中の重亜硫酸マグネシウムは亜
硫酸マグネシウムに変換され、飽和濃度をこえた亜硫酸
マグネシウムは結晶として析出する。次いで析出した亜
硫酸マグネシウムの結晶を含む液はポンプａ０により固
液分離機（３）に導かれる。

ここで液中に含まれる亜硫酸マグネシウムの結晶は分離
、回収され、ｐ液は炉液槽ａＱを経てポンプ＠により管
（ト）を経て吸収塔内に環流される。尚、Ｑ＊は固形物
取出口を示す。

本発明は以上のように構成されるもので、次に本発明の
従来法に対する利点を述べる。

前記したごとく、水酸化マグネシウムを吸収剤とし排ガ
ス中の亜硫酸ガスを吸収除去する湿式脱硫方法における
吸収塔の循環液中には、吸収反応で生成される亜硫酸マ
グネシウムと、重亜硫酸マグネシウム（これ等亜硫酸塩
の生成比率は液のＰＨに支配される）、および酸化反応
により生成された硫酸マグネシウム（この生成速度は液
中の重金属イオンにより支配される）が混在する。

しかるに従来法は、吸収塔の循環液のＰＨを６．０〜７
．０　に調整して排ガス中の亜硫酸ガスを吸収除去する
ため、循環液中の亜硫酸マグネシウムの、全亜硫酸塩に
対するモル比（以下、比率という）が大きくなる。例え
ば循環液のＰＨを６．５以上に保持した場合、弗硫酸マ
グネシウムの比率は８０％以上になる。かつ、亜硫酸マ
グネシウムは難溶性であるため、ややもすれば析出して
機器類に付着、スケール化するおそれがあるため全亜硫
酸濃度の低い状態で運転しなければならない。従って吸
収塔から排出される循環液に含まれる全亜硫酸塩濃度が
低いため硫酸マグネシウムに酸化するための前処理工程
（水酸化マグネシウムを添加し、重亜硫酸マグネシウム
を亜硫酸マグネシウムに変換する）においても弗硫酸ヤ
グネシウムは析出しないため、亜硫酸塩類を回収するこ
とな（吸収塔排出液は全量硫酸マグネシウムとして放流
される。

これに対し、本発明方法においては、吸収塔−の循環液
のＰＨを４．０〜６．５に調整して排ガス中の亜硫酸カ
スを吸収除去するため、循環液中の亜硫酸マグネシウム
の比率が小さくなり、重亜硫酸マグネシウムの比率が大
きくなる。例えば循環液のＰＨを５．５に保持すると亜
硫酸マグネシウムの比率は２０〜５０％に低下し、重亜
硫酸マグネシウムの比率は５０〜８０％と増大する。更
に重亜硫酸マグネシウムは易溶性で、析出して機器類に
付着、スケール化するおそれが少ないため、循環液中の
全亜硫酸塩の濃度を高くすることができる。′従って吸
収塔から排出される循環液中に含まれる全亜硫酸塩の濃
度が高くなり、吸収塔の排出液を書彬寺舎Ｍ肴棲→喰中
相晶析槽に送り、水酸化マグネシウムを添加しぞ含ま”
れる重亜硫酸マグネシウムを亜硫酸マグネシウムに変換
すれば、！！ＩＩ！硫酸マグネシウムは難溶性であるの
で飽和濃度をこえた亜硫酸マグネシウムは結晶として析
出する。この析出した亜硫酸マグネシウムを分離、回収
し、炉液（亜硫酸マグネシウム飽和溶液）を吸収塔へ環
流する。

本発明方法においては、従来法とことなり、循環液中に
キレート剤が添加されているため、吸収塔内における酸
化速度は著しく抑制され、硫酸マグネシウムの生成量は
きわめて少量である。従ってこのろ液を吸収塔へ環流再
使用しても何ら支障はない。勿論、この炉液を環流する
ことにより、循環液中の亜硫酸マグネシウムの濃度は上
昇するが、一方、亜硫酸マグネシウム結晶を分離する際
硫酸マグネシウムは付着液として同伴分離され、系外に
取出されるため、循環液中の硫酸マグネシウムは一定濃
度で平衡書とノ≠Φ−勢、吸収効果に　（は何ら影箒し
ない。

従って本発明方法によれば、従来法とことなり硫酸マグ
ネシウム水溶液を放流することなく、いわゆるクローズ
ドシステムで排ガス中の亜硫酸カスを吸収除去できる。

尚、本発明の実施にあたり、場合によっては極少量の炉
液を放流してもよいことは云うまでもない。

実施例 第１図に示すよう構成された装置を使用して試験を行な
ったもので、１処理ガスとして８０１９５０ｐｐｍを含
むボイラー排ガスを６０ＯＮｍｌ／Ｈｒ　の割合で吸収
塔（１）に導入し、含有するＳｏｚガスを吸収除去した
。

試験に当り、ＥＤＴＡ・２　Ｎ　ｍを添加、循環液のＥ
ＤＴＡ・２Ｎｍの濃度を２０００ＰＰｍ１ＰＨを５．５
゜に調整した。液温５０℃で約２０時間運転後、循環液
の組成は平衡に達した。その組成は下記の通りであった
。

組成　Ｔｏｔａｌ　ＳＯｓ　−３１，５６９／ｌＭｇＳ
Ｏ４・・・９８．８９７１ 循環液を４８．３１／Ｈｒの割合で抜取り中和晶析槽（
２１へ送り、Ｍｇ（ＯＨ）２１０ｗｔ％スラリー液を添
加してＰＨを７．０に調整すると多量のＭ　ｇ　Ｓ　Ｏ
ｓ・３ＨｘＯの結晶が析出した。この中和晶析槽の滞流
時間は１．０時間で、次いでこの結晶を含む液を分離機
（３）に送り固液分離した結果、８．１３９＃／Ｈｒの
割合で固形物を分離回収した。

この固形物の組成は次記の通り。

組成　Ｍｇ５Ｏｓ・３Ｈ２０・・・２．６６９＃付着液
・・・０４７＃ ろ液は吸収塔へ環流再使用した。尚、以上の操作は連続
して行なった。

以上の結果、本発明方法によれば従来法とことなり、Ｍ
　ｇ　Ｓ　０４を含む排水を放流することなく、排ガス
中の弗硫酸ガスを除去することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用する装置の一実施例のフローシー
トを示す。 ｌ・・・吸収塔（充填塔）−２・・・中和晶析槽３・・
・固液分離機

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水酸化マグネシウムを吸収剤として、排ガス中の亜硫酸
   ガスを吸収除去する湿式脱硫方法において、吸収塔の循
   環液にキレート剤を添加すると共に、循環液のＰＨを４
   ．０〜６．５に保持して排ガスと気液接触させ、排ガス
   中の亜硫酸ガスを吸収除去すると共に、吸収塔から排出
   される循環液に水酸化マグネシウムを添加して含まれる
   重亜硫酸マグネシウムを亜硫酸マグネシウムとして析出
   させたのち固液分離し、ｐ液を吸収塔へ環流することを
   特徴とする排ガス中の亜硫酸カスを吸収除去する湿式脱
   硫方法。