JP3785659B2

JP3785659B2 - 塔内循環スプレ管構造

Info

Publication number: JP3785659B2
Application number: JP27903295A
Authority: JP
Inventors: 博明島▲崎▼
Original assignee: 石川島播磨重工業株式会社
Priority date: 1995-10-26
Filing date: 1995-10-26
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2015-10-26
Also published as: JPH09117635A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排煙脱硫装置の吸収あるいは脱塵塔等の塔内循環スプレ管の支持構造に係り、特に、支持部材をスプレ管と一体に形成した塔内循環スプレ管構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
湿式石灰石−石膏法を用いた排煙脱硫装置の吸収塔を図３により説明すると、吸収塔３１内には燃焼排ガス流の上流から下流にかけて、燃焼排ガスを導入するための排ガス導入ダクト３２、吸収液噴霧管３３、エリミネータ３４及び排ガスを排出するための排ガス出口ダクト３５が設けられており、上記吸収液噴霧管３３の下方には噴霧された吸収液を受け取るための吸収液槽３６が吸収塔３１と一体となって設けられて主に構成される。
【０００３】
上記排煙脱硫装置は、吸収塔３１内で排ガスと炭酸カルシウムなどのアルカリ性脱硫剤を含むスラリ状の吸収液とを気液接触させ、排ガス中の硫黄酸化物（ＳＯ_X）を脱硫剤（吸収液）に吸収除去させて排ガスの脱硫処理を行うものである。
【０００４】
排ガス導入ダクト３２は吸収液との接触を良くするために吸収液噴霧管３３の下方に臨んで吸収塔３１の側壁３１ａから挿通されている。
【０００５】
そして、吸収液噴霧管３３は吸収塔３１の両側より吸収塔３１の内部に多数水平に並べて挿入されており、一側から挿入される吸収液噴霧管３３と他側から挿入される吸収液噴霧管３３とは上下に互い違いに設けられ、多段に構成されている。
【０００６】
吸収液噴霧管３３の径は先端に向かって徐々に縮径され、先端部は熱膨張による伸縮を許容すべく上記吸収塔３１の内壁より適宜間隙を隔ててその吸収塔３１の内壁に設けられた先端支持部材４８によって支持されており、吸収塔３１の側壁３１ａに設けられた塔壁貫通孔４９と吸収液噴霧管３３との接触部は溶接されている。
【０００７】
エリミネータ３４は断面く字形の薄板よりなり、排ガス中に含まれている吸収液を除去するものである。
【０００８】
また、吸収塔３１下方の吸収液槽３６の近傍には駆動装置３７が併設されると共に、吸収液槽３６の側壁３６ｂを貫通させて攪拌羽根３８が上記駆動装置３７に接続されており、その攪拌羽根３８の適宜上方には側壁３６ｂを貫通して反対側の吸収液槽３６内壁まで酸化空気導入管４２が掛け渡されている。
【０００９】
上記攪拌羽根３８の反対側の吸収液槽３６底部３６ａには、側壁３６ｂを挿通して石膏スラリ排出口４３が設けられている。そして、その石膏スラリ排出口４３の適宜上方には側壁３６ｂを挿通して吸収液供給管４６が接続されている。また、吸収液槽３６と上記吸収液噴霧管３３の間には環流管４４が接続されている。更に、環流管４４の吸収液槽３６近傍部分にはポンプ３９が接続され、環流管４４の吸収液噴霧管３３近傍には流量調整弁４５が介在している。
【００１０】
吸収塔３１上部の側壁３１ａには排ガス出口ダクト３５が取り付けられていて、排ガス出口ダクト３５は吸収塔３１の外部で下方へ延ばされ、排出口（図示せず）に達している。
【００１１】
上述した排煙脱硫装置において、吸収液槽３６内の吸収液は、吸引ポンプ３９により環流管４４内を通し、流量調整弁４５によって流量が調節されて吸収液噴霧管３３内を通り、スプレノズル４１より霧状にされて噴霧される。
【００１２】
この状態で、排ガス導入ダクト３２から吸収塔３１に排ガスが導入されると、吸収塔３１の内部を上昇する排ガス中の硫黄酸化物は吸収液に吸収される。
【００１３】
硫黄酸化物を吸収した吸収液は、吸収液槽３６内に落下し、酸化空気導入管４２から導入される空気によって酸化されて石膏化され、適宜石膏スラリ排出口４３より排出される。また吸収液槽３６内の石灰スラリは再びポンプ３９によって環流管４４を通して循環される。
【００１４】
吸収液噴霧管３３を通過した排ガスは、エリミネータ３４で排ガス中の液分が除去され、排ガス出口ダクト３２より排出される。
【００１５】
ところで、従来、上述した吸収塔３１の内部に設けられた吸収液噴霧管３３の支持は、吸収液噴霧管３３の重量に耐え得るだけのＨ型鋼のような支持部材４７を、予め多数水平かつ吸収液噴霧管３３の挿入方向と垂直に交差させて並べて多段に設けることにより行っていた。
【００１６】
また、上記支持部材４７は吸収塔３１内のメンテナンスの時には作業員の足場として使用されていた。
【００１７】
この吸収液噴霧管３３を支持する塔内循環スプレ管構造の断面図を図４、側面図を図５に示す。
【００１８】
図４、図５において、循環スプレ管５１の両側にはスプレノズル４１を接続するためのスプレ管貫通孔５２が形成され、その貫通孔５２に適宜な長さのスプレノズル基端部５３が接続されると共に、先端に設けられた噴射孔５４を下方に向けてスプレノズル先端部５５がフランジ５６で接続されている。
【００１９】
上記吸収液噴霧管３３の下部に示す支持部材４７は図３に示す吸収塔３１の内壁に、その支持部材４７の両端が溶接されて多数水平に並べて多段に接続されており、その支持部材４７の上に循環スプレ管５１が垂直に並べて載置される。
【００２０】
また、上記支持部材４７はメンテナンス時などにメンテナンス作業員の足場として使用されていた。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、支持部材４７は、循環スプレ管５１自身の強度及び重量や循環スプレ管５１内の吸収液の有無に係わらず、載置する最大重量に耐え得るだけの強度を有するように設けられていた。
【００２２】
また、支持部材４７を循環スプレ管５１と交差させて格子状に多数設けたために、支持部材４７がガス流の抵抗となってしまったり、石膏のスケーリング部を増加させてしまう問題があった。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１の発明は、吸収あるいは脱塵塔等の塔内壁に一端部が支持され他端部が反対側の内壁に亘って掛け渡される循環スプレ管において、該循環スプレ管が上記塔内に水平に支持されると共に該循環スプレ管に、その管軸方向に沿ってかつ径方向外方に所定の長さ上下に延出された補強プレートを一体的に形成した塔内循環スプレ管構造である。
【００２４】
請求項２の発明は、上記循環スプレ管が、固定される一端部から掛け渡される他端部に向かって順次縮径して形成されると共に、その循環スプレ管の上部に位置される補強プレートの上端部が平坦な水平面を有する請求項１に記載の塔内循環スプレ管構造である。
【００２５】
上記構成によれば、スプレ管自体の強度を上げることができるので、スプレ管自体の強度で自重を支えることができ、スプレ管の支持部材を取り除くことができる。また、ガス流の抵抗と石膏のスケーリング部を大巾に減少させることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の好適実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２７】
本発明の吸収液噴霧管を構成する塔内循環スプレ管構造の要部断面図を図１、その側面図を図２に示す。
【００２８】
本発明の塔内循環スプレ管構造は循環スプレ管１と、その循環スプレ管１を挟んで両側に適宜距離を隔てて多数形成されたスプレ管貫通孔３に挿入されるスプレノズル４と、上記循環スプレ管１を挟んで上下に一体となって形成される補強プレート２とから主に構成される。
【００２９】
上記循環スプレ管１は図３で説明したように、環流管４４に接続され、吸収塔３１の側壁３１ａを貫通して形成した塔壁貫通孔４９に挿入されて、一端部が内壁に支持され他端部が反対側の内壁に亘って掛け渡されて設けられる。
【００３０】
上記塔壁貫通孔４９は吸収塔３１の両側に、水平に並べて且つ垂直多段に側壁３１ａを貫通して形成されており、挿入される循環スプレ管１の数に応じて形成される。循環スプレ管１の一側に形成される塔壁貫通孔４９と他側に形成される塔壁貫通孔４９は水平方向は一致するが垂直方向は位置をずらして形成する。
【００３１】
循環スプレ管１は支持される一端部から掛け渡されている他端部に向かって徐々に縮径され、小径側先端部は熱膨張による伸縮を許容すべく上記吸収塔３１の内壁より適宜間隙を隔てられ、吸収塔３１の内壁に設けられた先端支持部材４８によって支持されており、塔壁貫通孔４９と循環スプレ管１との接触部は溶接されている。
【００３２】
上記吸収塔３１の両側に形成した塔壁貫通孔４９は高さが互い違いなので、循環スプレ管１が挿入されると循環スプレ管１も一側から挿入される循環スプレ管１と他側から挿入される循環スプレ管１とは上下に互い違いに多段に配置される。
【００３３】
更に、スプレノズル４について説明すると、スプレノズル４は適宜長さのスプレノズル基端部７と、吸収液を噴射するための噴射孔５が設けられたスプレノズル先端部６と、フランジ８とから構成されており、スプレノズル基端部７は図２に示される循環スプレ管１の両側に適宜距離を隔てて多数形成されたスプレ管貫通孔３に挿通されている。そして、スプレノズル先端部６は上記噴射孔５を下方に向けて、フランジ８でスプレノズル基端部６と接続されている。
【００３４】
次に循環スプレ管１に接続される補強プレートを図１、図２により詳述する。
【００３５】
補強プレート２は図２に示す循環スプレ管１に接続されており、循環スプレ管１は図３で説明したように、小径側先端部に向かって縮径している。補強プレート２はその循環スプレ管１の上下に適宜な高さを有して一体となって形成されており、その循環スプレ管１の上部に位置される補強プレート２の上端部２ａは平坦な水平面を有して形成されている。
【００３６】
従って、図１に示す本発明の循環スプレ管構造の断面形状は、循環スプレ管１と塔内壁とが溶接された一端から離れるに従って中央に示す循環スプレ管１の径は小さくなると共に、上部に形成される補強プレート２の高さは高くなる。
【００３７】
補強プレート２の高さはメンテナンス時に上下の循環スプレ管１の間を作業員が通って移動することを考慮して循環スプレ管１の上部の補強プレート２を適宜の高さに形成する。
【００３８】
また、上記循環スプレ管１の先端部側の塔内壁には先端支持部材４８が設けられているので、補強プレート２は循環スプレ管１よりも短く形成される。
【００３９】
次に本実施の形態の作用を示す。
【００４０】
本願発明の循環スプレ管構造によれば、循環スプレ管１自体の強度を上げることができるので、循環スプレ管１自体の強度で自重を支えることができ、図３に示す循環スプレ管１の支持部材４７を取り除くことができる。
【００４１】
従って、上記循環スプレ管１の下方より上昇する排ガスは循環スプレ管１の支持部材４７に遮られることなく、また、補強プレート２に案内されてスムーズに上昇していく。
【００４２】
また、硫黄酸化物を吸収した吸収液は図３に示す支持部材４８等の上にほとんど堆積することなく吸収液槽３６内に落下する。
【００４３】
更に、吸収塔３１内のメンテナンス時には補強プレート２が足場として使用され、作業員は補強プレート２上を渡って移動してメンテナンスを行う。
【００４４】
尚、本実施の形態では本発明の循環スプレ管構造を、湿式石灰石−石膏法を用いた排煙脱硫装置に適用した例で説明したが、循環スプレ管を用いて噴霧する他のばい煙処理装置などに設けられることはもちろんである。
【００４５】
また、図示していないが、吸収塔３１の塔内幅が大きくなれば循環スプレ管は屈折しやすくなるので、循環スプレ管の使用材料の許容応力と、その循環スプレ管に加わる荷重、座屈長さを考慮し、必要に応じて横継材（支持部材）を設けてもよい。
【００４６】
次に本発明のスプレ管構造を塔内幅が９５００ｍｍである吸収塔に設けた場合の実施の形態を示す。
【００４７】
使用材料をＳＵＳ３１６Ｌとし、その材料の径が２５０Ａ、２００Ａ、１５０Ａのものを一体に接続して、順次縮径した形状に形成した。また、図１に示す補強プレートのｈは５００ｍｍ、ｔは１２ｍｍとなるように溶接して作製した。
【００４８】
また荷重条件を、自重が０．９８２ｋｇ／ｃｍ、液重が０．３９ｋｇ／ｃｍとし、上記循環スプレ管１の径が２５０Ａと２００Ａとの間と、２００Ａと１５０Ａとの間での断面係数及び二次モーメントを計算する。
【００４９】
その結果、軸方向の荷重に対しては十分耐えられたが、横座屈の検討を行った結果、凡そ３ｍ間隔で横継材（支持部材）を設ければ屈折しないと判断できたので、３ｍ間隔で横継材を設けた。
【００５０】
尚、補強プレートの形状及び高さは本実施の形態に示したものに限定するものではなく、上部の補強プレートの上端部に凹凸を形成して、メンテナンスの時に作業員が足場にしても滑らないようにしても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更を加え得ることはもちろんである。
【００５１】
また、本実施の形態では補強プレートを、スプレ管を挟んで上下に接続した例を示したが、上側だけに補強プレートを接続しても良いし、スプレ管を作製するときに径方向外方に延出させて補強プレートを形成しても良い。
【００５２】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、必要に応じて支持部材を設ければよいので、支持部材の数を大巾に減少させることができる。
【００５３】
従って、ガス流の抵抗と石膏のスケーリング部を大巾に減少させることができる。
【００５４】
更に、補強プレートをガス流と平行に延ばしたことから、補強プレートがガス流の整流を促すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の循環スプレ管支持構造を示す要部断面図である。
【図２】図１に示す循環スプレ管支持構造の側面図である。
【図３】従来の湿式石灰石−石膏法を用いた排煙脱硫装置の吸収塔を示す概略図である。
【図４】従来の循環スプレ管支持構造を示す要部断面図である。
【図５】図４に示す従来の循環スプレ管支持構造の側面図である。
【符号の説明】
１循環スプレ管
２補強プレート
２ａ上端部

Claims

吸収あるいは脱塵塔等の塔内壁に一端部が支持され他端部が反対側の内壁に亘って掛け渡される循環スプレ管において、該循環スプレ管が上記塔内に水平に支持されると共に該循環スプレ管に、その管軸方向に沿ってかつ径方向外方に所定の長さ上下に延出された補強プレートを一体的に形成したことを特徴とする塔内循環スプレ管構造。
上記循環スプレ管が、固定される一端部から掛け渡される他端部に向かって順次縮径して形成されると共に、その循環スプレ管の上部に位置される補強プレートの上端部が平坦な水平面を有する請求項１に記載の塔内循環スプレ管構造。