石灰スラリー吸収法とは？

石灰スラリー吸収法とは、排煙脱硫装置の代表的な湿式処理法の一つであり、火力発電所やボイラーなどから排出される二酸化硫黄（SO₂）を効率的に除去する技術です。

吸収液として石灰（Ca(OH)₂）や石灰石（CaCO₂）を水に懸濁したスラリーを用いることから、石灰スラリー吸収法と呼ばれます。

類似の脱硫排煙技術に水酸化マグネシウムスラリー法があります。
こちらもよく用いられる技術のため確認してみてください。

石灰スラリー法の基本原理

石灰スラリー法は以下の反応により二酸化硫黄を除去します。

(1) SO₂の吸収反応

(2) 酸化反応（空気酸化による石膏生成）

副産物として、石膏（CaSO₄・2H₂O）が生成され、建材などに再利用される場合もあります。

石灰スラリー吸収法の基本プロセス

スート分離方式での石灰スラリー吸収法の基本プロセスを見ていきましょう。

Step1. 排ガスの冷却除じん
排ガスの除じんおよびSO₂の吸収に適した温度に冷却する。

Step2. 二酸化硫黄(SO₂)の吸収
排ガスから二酸化硫黄を吸収し、除去を行う。

Step3. 酸化
吸収した二酸化硫黄を酸化し、石膏に変換する。

スート分離式とスート混合方式

石灰スラリー吸収法はスート分離式とスケーリング混合方式に分けられます。

「スート（soot）」とは、排ガス中のばいじんや未燃炭素などの微粒子のことです。

湿式脱硫装置では、スートが多いとスラリーが汚れたり、石こう生成反応を妨げたりするため、スートをどう扱うかで方式が分かれます。

(1) スート分離方式

スート分離方式は排ガス中のスートを電気集じん機で先に除去してから脱硫塔に送る方式です。

吸収塔内が清浄に保たれ、装置の安定運転・長寿命化が可能です。

一方で、設備が増えるためコストや設置スペースが増大します。

(2) スート混合方式

スート混合方式は、スートを除去せずに脱硫塔で一緒に処理する方式です。

設備が簡単で小規模装置に適しますが、ばいじんが原因でスラリーの汚濁・閉塞・効率低下を起こすことがあります。

石灰スラリー法の利点・欠点

利点

(1) 高い除去効率
石灰スラリー吸収法は、除去効率が非常に高く（約90～99％）現在最も一般的な湿式脱硫法として広く利用されています。

(2) 低コスト
吸収剤として用いる石灰や石灰石が安価で入手しやすいため、運転コストを低く抑えられます。

(3) 副生物が産業利用可能
反応の結果生成される副産物の石膏（CaSO₄·2H₂O）は、建築資材などとして再利用が可能であり、廃棄物の発生を抑えられる点も環境的に優れています。

(4) 運転が比較的安定
運転も比較的安定しており、大規模設備での連続運転に適しています。

欠点

(1) スケーリング問題
装置内で扱うスラリーは固体粒子を含むためスケーリング（石こうなどの付着）や配管の閉塞が起こりやすく、定期的なメンテナンスが必要です。

また、湿式法のため装置が大型化しやすく、建設コストが高くなる傾向もあります。

さらに、生成される石膏を有効利用できない場合には、廃棄処理が課題となることもあります。

利点：除去効率高・吸収剤安価・副産物利用可・運転安定
欠点：スケーリング・閉塞・装置大型化・副産物処理が課題

石灰スラリー吸収法　まとめ

項目	内容
目的	排ガス中のSO₂を除去（湿式脱硫法）
吸収剤	石灰（Ca(OH)₂）または石灰石（CaCO₃）スラリー
主反応式	SO₂ + Ca(OH)₂ → CaSO₃ + H₂O CaSO₃ + ½O₂ + 2H₂O → CaSO₄·2H₂O
生成物	石膏（CaSO₄·2H₂O）－再利用可
除去効率	約90～99％（高効率）
利点	吸収剤が安価、副産物利用可、運転が安定
欠点	スケーリング・配管閉塞、装置が大型化
分類	湿式脱硫法
主な適用例	火力発電所・ボイラー排ガス処理

SOx対策に関しては、以下の記事で解説しています。
併せて確認してみてください。