JPS5852685B2 - Ｓｏ↓２濃度の変動が激しい排煙の脱硫法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は塩基性硫酸アルミニウム溶液をＳＯ２吸収液と
する排煙脱硫法に関し、特に、同一出願人に係る特願昭
４７−３６０８９号明細書（特開昭４８−１０３０９４
号公報）および特公昭５３−１５８３５号公報に記載し
た塩基性硫酸アルミニウム水溶液の循環により石膏を得
る排煙脱硫法の改良に関する。

特開昭４８−１０３０９４号公報記載の排煙脱硫法は、
塩基性硫酸アルミニウム溶液のＳＯ２吸収能を利用しな
がら石膏を回収するもので、ＳＯ２吸収能が高く完全ク
ローズドシステムであり、長期安定模様が可能である等
の優れた長所を有し、消石灰吸収方式等に比べて数数の
利点を有している。

このプロセスは、大きく分類すると、次の吸収工程、酸
化工程および中和工程からなる。

（１）吸収工程 吸収塔でＳＯ２含有排ガスと塩基性硫酸アル□ニウム溶
液とを気液接触させ、気相中のＳＯ２を（１）式の反応
によって液相中に吸収させる。

（２）酸化工程 吸収工程で塩基性硫酸アルミニウム溶液に吸収させたＳ
Ｏ２は、亜硫酸イオンとなって液中に存在する。

この液中に圧縮空気を微細気泡として吸込み、この亜硫
酸イオンを硫酸イオンにする。

この酸化（式２）を酸化塔で行ない、酸化後の液は吸収
塔に繰返し、一部は中和工程に送液する。

（３）中和工程 吸収工程と酸化工程を循環している塩基性硫酸アルミニ
ウム溶液は次第に硫酸イオンが増加し、下式で定義する
塩基度が低下する。

このため、その一部をＳＯ２負荷の変動に応じて抜き出
して中和槽に送り、炭酸カルシウムと反応させて所定の
塩基度まで中和し、硫酸イオンは石膏として循環液から
除外する（式３）。

生成した石膏は沈殿槽で濃縮させ、スラリー状のものを
遠心分離機で済過脱水する。

ろ液および洗浄水は全量工程水として再利用する。

本発明の目的は、この方法を例えば銅製錬排ガス処理硫
酸工場の排ガス等の如く排ガス量が太きくしかもそのＳ
Ｏ２濃度が例えば転炉の操業状況により急激に変化する
ような排ガス系に有利に適用できるように改良すること
である。

この目的において本発明は、排ガス中のＳＯ２負荷の変
動に無関係に最大ＳＯ２負荷に合わせて吸収工程と酸化
工程を循環する循環液を一定量づつ連続的に抜き出して
中和工程に供給し、中和工程でのアルカリ剤添加量を中
和工程出口液の塩基度により制御する排煙脱硫法を提供
する。

以下に本発明法の詳細を操業実施例に従って具体的に説
明する。

第１図は、Ｋ製錬所転炉排ガス硫酸工場の排ガスに本発
明を適用した設備フローシートである。

第１図において、１はＡＩ吸収塔、２はＡ２吸収塔、３
はＡ１ポンプタンク、４はＡ２ポンプタンク、５は酸化
塔、６は中和塔、７はシックナー、８は遠心分離機、９
はろ液タンク、ＢＭは塩基度計を示している。

この排煙脱硫設備の処理能力は、１２５０００ Ｎｄ／
Ｈｒであり、硫酸製造設備が２系列に構成されている事
から排煙脱硫吸収塔も２系列となっている。

酸化、中和系は、運転管理および保守の面からｌ系列と
なっている。

硫酸工場の吸収塔（図示せず）を出たガスは、排煙脱硫
吸収塔１，２（以下、吸収塔と呼ぶ）に入りＳＯ２を除
去後排出される。

吸収塔１，２を出た循環液は、ポンプタンク３に入り、
循環ポンプで酸化塔５に送られる。

酸化塔５では循環液中の亜硫酸アルミニウムを空気酸化
し、オーバーフローした液はポンプタン、り４に入り、
循環ポンプで再び吸収塔２，１にスプレーされる。

循環液の一部は連続的に酸化塔５かも中和設備６に一定
量抜き出し、炭酸カルシウムパルプで所定の塩基度まで
中和する。

中和設備６より液はオーバーフローし、シックナー７に
入る。

ここで石膏は１０〜１５％程度のスラリーとなってシッ
クナーアンダーフローとして抜き出され、一部は中和設
備６へ種晶として、残りは遠心分離機８に送られる。

遠心分離機８で分離された石膏は、付着水１０〜１３優
で系外に排出される。

一方シックナーオーバーフローは再び吸収、酸化工程の
循環液として使用される。

Ａ１吸収塔１は、直径２．９ｍ、高さ１２．０７７７．
０大きさであり、内部は三段となっており上段はデ□ス
タ一部として使用し、それぞれの段にはＳ型テラレット
が充填されている。

Ａ２吸収塔は、巾４．１４ｍ、長さ６．５ｍ、高さ１２
．９ｍの木製の内部耐酸ライニング構造となっており、
ＡＩ吸収塔１と同様内部は三段になっている。

従来の塩基性硫酸アルミニウムー石膏法における排煙脱
硫設備での吸収塔への循環液の装入は、トレイ方式が普
通であるが本発明法では気液接触率を大きくする為にス
プレ一方式とした。

この方式にした事と排ガス中の酸素濃度が８〜１０係と
高い事により、吸収塔内での自己酸化率が９５％以上と
なり、吸収塔入口ガス中のＳＯ２が３０００泗以下では
酸化塔を経由しなくても操業にはさしつかえない。

酸化塔５は直径３．６ｍ、高さ１０．６ｍの大きさであ
り、吸収液の滞留時間は１３分となっている。

空気圧縮機は吐出圧カフ贅、風量１６．４ ｍ３７ ｍ
ｉｎのものが３基ありｌ基常用、２基予備となっている
。

中和設備６は、第１中和槽、第２中和槽共直径５．０？
７Ｚ、高さ５．０？７Ｚ、内容積９０ｍ３である。

液の滞留時間を増す為に攪拌機の回転方向が、第１と第
２が逆にしており、その滞留時間は約１時間である。

炭酸カルシウムは、−２００ｍｅＳｈＯものを使用して
いる。

従来の塩基性硫酸アルミニウム石膏法における排煙脱硫
設備でのコントロール方式は、酸化塔から中和槽への循
環液の抜き出し量を循環液の塩基度によりコントロール
していたが、つまり、ＳＯ２負荷の変動によりその抜き
出し量ヲコントロールしていたが、本発明では、急激な
ＳＯ７負荷変動に追従させる為と、コントロール操作を
簡略化する為に、酸化塔から中和槽への抜き出し量をＳ
Ｏ２負荷が最大の点に合わせて一定とした。

例えば、同一出願人に係る特公昭５３１５８３５号公報
に示されているように、従来の塩基性アルミニウムー石
膏法による脱硫法では。

酸化系塩基度は５φ以下にならないように、酸化塔から
の液の抜き出し量がコントロールされ、中和系塩基度は
３０％を越えないように、ＣａＣＯ３の添加量がコント
ロールされていた。

しかし、この従来法によると、急激なＳＯ２負荷の変動
に追従することができない。

なぜなら、急激にＳＯ２負荷が増加 た場合でも保有液
量の関係から酸化系塩基度が即時に下降するわけではな
く、従って酸化塔抜き出し量もＳＯ２負荷に追従するこ
とができない。

さらに、酸化塔抜き出し量を増加させたとしても、その
抜き出し液は中和槽６、シックナー７を経由して流れる
ので、即時に酸化系への液量を増加させることは困難で
あり、酸化系塩基度も即時に上昇しない。

それゆえ、特公昭５３１５８３５号公報に示されたコン
トロール方式では、ＳＯ２負荷が急激に高くなり酸化系
塩基度が下降してもそれを即時適切な塩基度に戻すこと
ができず、結局、急激なＳＯ２負荷変動に追従ができな
かった。

本発明はこれらの点を改善し、酸化塔抜き出し量を最大
ＳＯ２負荷に設定した。

この方式によると、酸化塔抜き出し量は常に最大ＳＯ２
負荷に合わせて一定量としているので、ＳＯ２負荷が急
激に増加しても、それ以前にすでに酸化系塩基度は最大
ＳＯ２負荷に対応できるものとなっている。

これにより、急激なＳＯ２負荷変動に対して追従するこ
とが可能となった。

つまり、急激なＳＯ２負荷変動に対応するには、特公昭
５３−１５８３５号公報に示された中和系塩基度により
ＣａＣＯ３の添加量をコントロールする方式だけでは無
理があり、酸化塔抜き出し量を常に最大ＳＯ２負荷に設
定して初めて可能となったものである。

また、中和槽６への炭酸カルシウムパイプの装入は、中
和槽出口の塩基度を塩基度計ＢＭによって計測してこれ
に応じて制御弁■によってコントロールするようにした
。

これにより急激なＳ０２負荷変動があっても、吸収塔出
口ガス中のＳＯ２濃度はあまり変化しないようになった
。

遠心分離機８は、バスケット内径５５インチの立型遠心
分離機が２台、４８インチが２台、計４台設置されてお
り、１バッチ当りの石膏分離能力は、５５インチが４０
０＠、４８インチが３００に７となっており、常時２台
運転としている。

ここで石膏は水分１０〜１３ｏＩ）に脱水される。

本発明は完全クローズドシステムであるが、製品石膏に
混入したアルミニウム分は補充しなげればならない。

この補充アルミニウム分を製錬所で創製されるアンモニ
ウム明パン中のアルミニウムを使用することができる。

アンモニウム明パンからアルミニウムイオンとアンモニ
ウムイオンの分離工程を次に示す。

アンモニウム明パン結晶を溶解槽１０で水に溶解し、そ
の溶解液を中和槽１１において炭酸カルシウムにて中和
し、水酸化アルミニウムの沈殿を生成させる。

そして沈殿槽１２にて固液分離した後、上澄液は鉱水処
理場に送られる。

中和工程で生成した水酸化アルミニウムは、中和槽６に
送られ液中の硫酸イオンと反応し硫酸アルミニウムとな
り、これに所定の炭酸カルシウムを加え塩基性硫酸アル
ミニウム溶液とする。

上記の各工程を化学反応式で示すと次の様になる。

このアンモニウム明パンは脱硫率および製品石膏の品質
にも何ら問題はないことがわかった。

操業成績の一例を第２図に示すが、本発明による塩基度
の適正な管理と定量抜き出しコントロール方式により、
急激なガス量、およびＳＯ２濃度の変化があっても脱硫
率はほぼ一定となっており、良好な成績が得られている
。

産出される石膏の分析例、および粒度分布を第１表およ
び第２表に示すが、品質よくスタートして以来順調な操
業を続けることができた。

操業成績（１ケ月間の平均） 処理ガス量 １１７０００ Ｎｍ３／ Ｈｒ入ロガス
中のＳＯ２１４５０卿 出ロガス中のＳＯ２２０ｐｐ［ｌ 脱 硫 率 ９８．６多

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法の実施例を示すフローシート、第２図
は本発明法の実施例の成績図である。 １．２・・・・・・吸収塔、５・・・・・・酸化塔、６
・・・・・・中和槽、７・・・・・・シックナー ８・
・・・・・遠心分離機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ＳＯ２含有排ガスと塩基性硫酸アルミニウム水溶液
   とを気液接触させて気相中のＳＯ２を液相に吸収させる
   吸収工程と；吸収液中の亜硫酸イオンを硫酸イオンに液
   相酸化させる酸化工程と；酸化工程を経た液を吸収工程
   に循環すると共に、この酸化工程を経た液の一部を排ガ
   ス中のＳＯ２負荷の変動とは無関係に最大ＳＯ２負荷に
   合わせて一定量連続的に抜き出す工程と；この抜き出し
   液に炭酸カルシウムを加えて中和する工程と；この中和
   工程を出た液の塩基度により中和工程で添加する炭酸カ
   ルシウム量を制御する工程と；中和工程を経た液をシッ
   クナーに導きそのオーバーフローを前記吸収および酸化
   工程の循環液に合液させかつそのアンダーフローの少な
   くとも１部を中和工程に繰返す工程と；からなるＳＯ２
   濃度の変動が激しい排煙の脱硫法。 ２ ＳＯ２含有排ガスと塩基性硫酸アルミニウム水溶液
   とを気液接触させて気相中のＳＯ２を液相に吸収させる
   吸収工程と；吸収液中の亜硫酸イオンを硫酸イオンに液
   相酸化させる酸化工程と；酸化工程を経た液を吸収工程
   に循環すると共に、この酸化工程を経た液の一部を排ガ
   ス中のＳＯ２負荷の変動とは無関係に最大ＳＯ２負荷に
   合わせて一定量連続的に抜き出す工程と；この抜き出し
   液に炭酸カルシウムを加えて中和する工程と；この中和
   工程を出た液の塩基度により中和工程で添加する炭酸カ
   ルシウム量を制御する工程と；アンモニウム明パンを溶
   解および中和して水酸化アルミニウムを生成させ、これ
   を前記酸化液中の硫酸イオンと反応させて硫酸アルミニ
   ウムを生成させ、これを炭酸カルシウムと反応させて系
   内袖充用塩基性硫酸アルミニウム水溶液を形成させる工
   程と；中和工程を経た液をシックナーに導きそのオーバ
   ーフローを前記吸収および酸化工程の循環液に合液させ
   かつそのアンダーフローの少なくとも１部を中和工程に
   繰返す工程と；からなるＳＯ２濃度の変動が激しい排煙
   の脱硫法。