JPH09299745A - 湿式排煙脱硫装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガスの吹き抜けを防止し、しかも脱硫性能を
向上させることができる吸収液噴霧式の湿式排煙脱硫装
置を得ること。 【解決手段】 排ガス流路の壁面近傍にスプレノズル４
を配置し、そのスプレ運動量の異なる（圧力、噴射角、
流量など）の異なるスプレノズル２３で構成する。こう
して、ガス流れに直交する方向でのスプレ運動量をスプ
レ段毎に変えることでガスが流れやすい部分を変化さ
せ、局部的なガスの吹き抜けを防止する。また、壁設置
型スプレノズルの他にガス流れに直交する面に塔内設置
型スプレノズルを点在させたスプレ段を少なくとも一段
設置することで、ガス流れに直交する面内でのスプレ運
動量の変化が少なくなり、局部的なガスの吹き抜けが防
止され。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボイラ排ガス中の
硫黄酸化物（ＳＯｘ）を除去する吸収塔を備えた湿式排
煙脱硫装置に係わり、特に吸収塔の排ガス流路を形成す
る壁面の近傍にスプレノズルを配置し、塔壁近傍から吸
収液をスプレする吸収塔において、スプレ方法を適正化
することにより局部的なガスの吹き抜けを防止し、脱硫
性能を向上させた湿式排煙脱硫装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】火力発電所等において、化石撚料の燃焼
に伴って発生する排煙中の硫黄酸化物、中でも特にＳＯ
₂は大気汚染・酸性雨等の環境問題の主原因の一つであ
り、近年地球的規模で排煙脱硫装置の普及が望まれてい
る。

【０００３】現在の脱硫システムは石灰石一石膏法によ
る湿式法が主流を占めており、中でも最も実績が多く信
頼性の高いスプレ方式が世界的にも多く採用されてい
る。このスプレ式脱硫装置は脱硫性能が高く、基本技術
はほぼ確立されている。

【０００４】従来技術のサイドスプレ型湿式排煙脱硫装
置の一例を図２０及び図２１に示す。図２０はガス流れ
方向での垂直断面図、図２１は図２０におけるＣ一Ｃ’
断面矢視図である。この湿式排煙脱硫装置は、主に吸収
塔本体１、入口ダクト２、出口ダクト３、スプレノズル
４、吸収液循環ポンプ５、循環タンク６、攪拌機７、空
気吹込み管８、ミストエリミネータ９、吸収液抜き出し
管１０、スプレヘッダー１１、排ガス流路１２等から構
成される。スプレノズル４は排ガス流路１２のガス流れ
に対して直交方向に複数個、更にガス流れ方向に複数段
設置されている。また、攪拌機７および空気吹込み管８
は吸収塔下部の吸収液が滞留する循環タンク６に設置さ
れ、ミストエリミネータ９は出口ダクト３内に設置され
る。

【０００５】図示していないボイラから排出される排ガ
スは、図示していない脱硫ファンにより入口ダクト２か
ら吸収塔本体１に導入され、排ガス流路１２を経て出口
ダクト３から排出される。この間、吸収塔本体１の排ガ
ス流路１２では、循環タンク６内の炭酸カルシウムを含
んだ吸収液が吸収液循環ポンプ５により複数のスプレノ
ズル４からスプレされ、吸収液と排ガスの気液接触が行
われる。このとき吸収液は排ガス中のＳＯ₂を選択的に
吸収し、亜硫酸カルシウムを生成する。亜硫酸カルシウ
ムを生成した吸収液は一旦吸収液循環タンク６に滞ま
り、酸化用攪拌機７によって攪拌されながら、空気吹き
込み管８から供給される空気中の酸素により吸収液中の
亜硫酸カルシウムが酸化され硫酸カルシウム（石膏）を
生成する。

【０００６】炭酸カルシウムおよび石膏が共存する吸収
液循環タンク６内の吸収液の一部は、吸収液循環ポンプ
５によって酸化されて硫酸カルシウム（石膏）を生成す
る。炭酸カルシウムおよび石膏が共存する吸収液循環タ
ンク６内の吸収液の一部は、吸収液循環ポンプ５によっ
て再びスプレノズル４に送られ、一部は吸収液抜き出し
管１０から図示していない廃液処理・石膏回収系へと送
られる。また、スプレノズル４からスプレされ、微粒化
された吸収液の中で液滴径の小さいものは排ガスに同伴
されるが、出口ダクト３に設けられたミストエリミネー
タ９によって捕集される。

【０００７】上記した構成からなる湿式排煙脱硫装置は
高価であるため、未だ開発途上国等での普及率は低い。
したがって、世界的に脱硫装置の普及率を高めるために
は、脱硫装置の設備費および運転費の大幅な削減が重要
である。

【０００８】脱硫装置の設備コスト低減の具体的手段と
して、吸収塔のコンパクト化が挙げられるが、コンパク
ト化を図るために吸収塔内のガス流速を高めると、塔断
面積が小さくなり、スプレノズル４およびスプレヘッダ
ー１１を吸収塔内に設置することが難しくなる。その対
策として、スプレヘッダー１１を塔外に設置するととも
に、スプレノズル４を塔壁近傍に取付けることで塔内の
内挿物をなくすことができる。

【０００９】しかし、吸収塔本体１の片面のみにスプレ
ノズル４を配置するとスプレノズル４が設置されていな
い側にガスが大きく偏流するため、脱硫性能が低下す
る。そこで、図２０に示すように向い合う相対向する側
壁面の入口ダクト壁面にスプレノズル４を設置し、両側
壁面から塔中心に向けて吸収液をスプレすることによ
り、ある程度ガス偏流を防止することはできる。しか
し、スプレノズル４近傍に比較して、排ガス流路１２の
ほぼ中央、すなわち図２０および図２１に示すスプレさ
れた吸収液が交錯する位置Ｘでは、ガスに対する吸収液
の抵抗が小さいため、この吸収液が交錯する位置Ｘをガ
スが吹き抜け、高い脱硫性能が得られなくなる。

【００１０】以上のことから、吸収塔をコンパクトにし
て低コスト化を図るためには、ガスの吹き抜けを防止
し、脱硫性能を低下させないような工夫を施した上で、
スプレノズル４を吸収塔の塔壁近傍に設置し、塔壁から
吸収液をスプレさせることが重要となる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では塔壁
近傍にスプレノズルを配置したサイドスプレ型湿式排煙
脱硫装置において、局部的なガスの吹き抜けを防止し、
脱硫性能の低下を防ぐことに関して考慮されておらず、
高い脱硫性能を得るために設備費ならびに運転費が高価
になる問題があった。

【００１２】本発明の課題は、ガスの吹き抜けを防止
し、しかも脱硫性能を向上させることができる吸収液噴
霧式の湿式排煙脱硫装置を得ることにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は、次
の構成によって達成される。すなわち、排ガス流路の壁
面近傍にスプレノズルを配置するとともに、排ガス流路
のガス流れ方向に少なくとも一段のスプレ段を設置し、
スプレノズルから噴射される吸収液と排ガスを接触させ
て排ガス中の硫黄酸化物を除去する湿式排煙脱硫装置に
おいて、前記排ガス流路の壁近傍に配置したスプレノズ
ルはスプレ運動量の異なる複数の種類のスプレノズルに
よって構成した湿式排煙脱硫装置である。

【００１４】前記スプレ運動量の異なるスプレノズルと
しては次のような構成を採用することができる。 互いにスプレ圧力の異なるスプレノズルで構成する。 互いにスプレ噴射角の異なるスプレノズルで構成す
る。 互いにスプレ流量の異なるスプレノズルで構成する。 同一スプレ流量のスプレノズルのスプレ段数が相対向
する壁面で互いに異るように構成する。

【００１５】スプレノズルを排ガス流路の相対向する
両側の壁近傍にそれぞれ配置し、同一側壁面での少なく
とも一スプレ段毎に隣接するスプレ段のスプレノズルの
スプレ運動量が互いに異なるように配置する。 スプレノズルを排ガス流路の相対向する両側の壁近傍
に配置し、各々のスプレ段毎に相対向するスプレノズル
のスプレ運動量が互いに異なるように配置する。 スプレ運動量の異なるスプレノズルは同一スプレ流量
のスプレノズルを有するスプレ段数が相対向する両側の
壁面で互いに異るように構成する。 排ガス流路の相対向する両側の壁近傍に配置したスプ
レノズルのうち、一方の側壁面の各スプレ段のスプレノ
ズルのスプレ運動量が他方の側壁面に配置した各スプレ
段のスプレノズルのスプレ運動量とは異なるスプレノズ
ルによって構成する。

【００１６】上記本発明の湿式排煙脱硫装置において、
排ガス流路の相対向する側壁面近傍に配置されたスプレ
ノズルから噴射される吸収液同士が交錯する位置をスプ
レ段ごとに変えるような構成にしても良い。

【００１７】上記本発明によれば、均一なガス流れの排
ガス流路に、ガス流れ方向に対して任意の角度に吸収液
をスプレすると、そのスプレの度合に応じてガス流れが
変化する。これは吸収液のスプレ運動量がガスに伝わる
ためであり、そのスプレ運動量が大きいほどガス流れに
対する影響も強くなる。また、ガス流れに直交する方向
での吸収液のスプレ運動量が大きいほど、ガスに対する
吸収液の抵抗が大きくなり、ガスの流れ方向を変化させ
る要因となる。

【００１８】サイドスプレ型湿式排煙脱硫装置における
吸収塔の場合、壁近傍のスプレノズルから噴出された直
後の吸収液は、スプレ運動量が大きくガスに対する抵抗
も大きいため、ノズル近傍はガスが流れにくい。したが
って、相対する両壁面から吸収液をスプレすると、ガス
流れに直交する方向での吸収液のスプレ運動量が最も小
さい排ガス流路のほぼ中心を集中的にガスが流れること
になる。従来技術のようにスプレノズルから噴出される
吸収液のガス流れに直交する方向でのスプレ運動量がほ
ぼ均一の場合には、ガスが流れやすい部分がすべて排ガ
ス流路のほぼ中心となり、この部分をガスが吹き抜け、
高い脱硫性能が得られなくなる。

【００１９】これに対し、本発明によれば、スプレノズ
ルから噴出される吸収液のガス流れに直交する方向での
スプレ運動量をスプレノズル毎またはスプレ段毎に変え
ることで、ガスが流れやすい部分を変化させることがで
きる。これにより、局部的なガスの吹き抜けが防止さ
れ、高い脱硫性能を得ることができる。

【００２０】また、本発明の上記目的は次の構成によっ
て達成される。すなわち、排ガス流路の壁面近傍にスプ
レノズルを配置するとともに、排ガス流路のガス流れ方
向に少なくとも一段のスプレ段を設置し、スプレノズル
から噴射される吸収液と排ガスを接触させて排ガス中の
硫黄酸化物を除去する湿式排煙脱硫装置において、前記
壁面近傍に配置した壁設置型スプレノズルの他にガス流
れに直交する面に塔内設置型スプレノズルを点在させた
スプレ段を少なくとも一段設置する湿式排煙脱硫装置で
ある。

【００２１】このとき、塔内設置型スプレノズルはつぎ
のように排ガス流路内に配置することができる。 塔内設置型スプレノズルを排ガス流路の最下流スプレ
段に設ける。 塔内設置型スプレノズルを排ガス流路の最上流スプレ
段と最下流スプレ段に設ける。 塔内設置型スプレノズルが配置されるスプレ段を排ガ
ス流路の壁面近傍に配置されるスプレノズルが配置され
るスプレ段と排ガス流路のガス流れ方向に交互に配置す
る。 塔内設置型スプレノズルの吸収液のスプレ方向を排ガ
スの流れ方向に対して向流または並流方向または向流と
並流の組み合わせ方向に向けて配置する。

【００２２】上記本発明によれば、ガス流れに直交する
面に塔内設置型スプレノズルを点在させた場合にもガス
流れに直交する面内でのスプレ運動量の変化が少ないた
め、上述の局部的なガスの吹き抜けが防止され、高い脱
硫性能を得ることができる。本発明の上記湿式排煙脱硫
装置は鉛直方向にガスが流れる排ガス流路を備えた縦型
のものまたは水平方向を含む鉛直でない方向にガスが流
れる排ガス流路を備えたサイドスプレ型のものを含む。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。図１は本発明の実施例に係るサイド
スプレ型湿式排煙脱硫装置のガス流れ方向の縦断面図、
図２は図１におけるＡ一Ａ’線断面矢視図、図３は排ガ
ス流路のスプレ部でのガス流速およびスプレ運動量の分
布図、図４は従来技術と本実施例における脱硫性能を比
較した比較図、図５は本発明の他の実施例を示すもの
で、高圧スプレノズルの配置を変えたサイドスプレ型湿
式排煙脱硫装置の縦断面図、図６も本発明の他の実施例
を示すもので、吸収液の噴射角の大きいスプレノズルと
組合わせたサイドスプレ型湿式排煙脱硫装置の縦断面
図、図７も本発明の他の実施例を示すもので、大容量ス
プレノズルと組合わせたサイドスプレ型湿式排煙脱硫装
置の縦断面図、図８および図９も本発明の他の実施例を
示すものであり、図８はスプレノズルの個数を変えたサ
イドスプレ型湿式排煙脱硫装置の縦断面図、図９は第８
図におけるＢ一Ｂ’線断面矢視図、図１０は排ガス流路
の断面が丸型である本発明の他の実施例を示すものであ
る。

【００２４】図１から図１０において各部材・装置の番
号１から１２は図２０、図２１の従来技術に示したもの
と略同一機能を有するものは同一番号で示し、その説明
は省略する。しかし、本発明の実施例には循環タンク６
内の吸収液を入口ダクト２にスプレノズル４の圧力より
も高い圧力で噴霧するための高圧循環ポンプ２１と高圧
スプレヘッダー２２、高圧スプレノズル２３などを設
け、また入口ダクト２にスプレノズル４のガス流れ方向
に対する噴射角度よりも大きい噴射角度で吸収液を噴射
するための大噴射角スプレノズル２４とスプレノズル４
よりも吸収液を多く噴射する大容量スプレノズル２５な
どを設けている。

【００２５】このような構造において、実施例の説明を
する以前に、まず従来技術の脱硫装置との比較でスプレ
ノズルの配置の違いについて説明する。つまり、従来技
術の脱硫装置においては、排ガス流路１２にスプレ圧
力、噴射角度、スプレ流量ともにほぼ同一のスプレノズ
ル４が対向する壁面位置に配置されていたのに対し、本
発明の実施例に係るスプレノズルにおいては、スプレノ
ズル４と高圧スプレノズル２３またはスプレノズル４と
噴射角度、スプレ流量の異なる、すなわちスプレ運動量
の異なるスプレノズル２４、２５を排ガス流路１２の対
向位置に配置している。

【００２６】図１に示す実施例においては、スプレノズ
ル４と高圧スプレノズル２３、吸収液循環ポンプ５と高
圧循環ポンプ２１、スプレヘッダー１１と高圧スプレヘ
ッダー２２がそれぞれ設けられており、高圧循環ポンプ
２１は高圧スプレヘッダー２２に接続され、高圧スプレ
ヘッダー２２には高圧スプレノズル２３が取り付けられ
ている。

【００２７】ガス流れに直交するほぼ同一面内の天井部
と底部にそれぞれスプレヘッダー１１と高圧スプレヘッ
ダー２２が設けられ、さらにガス流れ方向でスプレヘッ
ダー１１と高圧スプレヘッダー２２が交互に入れ代わる
ように配置されている。つまり、最上流側の第１段目の
天井壁面側にはスプレノズル４、底側壁面には高圧スプ
レノズル２３が配置され、第２段目では天井側壁面に高
圧スプレノズル２３が、底側壁面にスプレノズル４が配
置されている。

【００２８】図３は、排ガス流路１２のスプレ部におけ
る吸収液のスプレ運動量の分布とガス流れの流速分布を
示したもので、図３（ａ）は従来のスプレノズル４を単
独で使用した場合、図３（ｂ）は高圧スプレノズル２３
を単独で使用した場合、図３（ｃ）はスプレノズル４と
高圧スプレノズル２３を組み合わせた場合、図３（ｄ）
は吸収液が交錯する位置Ｘがスプレ段毎に上下方向に変
わるようにした場合である。

【００２９】まず、図３（ａ）のようにスプレノズル４
を単独で使用した場合、吸収液のガス流れに直交する方
向でのスプレ運動量はスプレノズル４の近傍が最も高
く、スプレノズル４から遠ざかるにつれてスプレ運動量
は低下する。スプレ運動量が小さい領域はガスに対する
吸収液の抵抗が小さいため、この部分を排ガスは流れや
すくなる。

【００３０】一方、図３（ｂ）のように高圧スプレノズ
ル２３を単独で使用した場合は図３（ａ）の場合に比べ
吸収液スプレ初期のスプレ運動量は大きいが、高圧スプ
レノズル２３から遠ざかるにつれてスプレ運動量が低下
することには変わりなく、図３（ａ）と同様にスプレ運
動量が小さい部分を排ガスは流れやすくなる。実際には
図３（ｃ）のようにスプレノズル４と高圧スプレノズル
２３を組み合わせて使用されるが、この場合のスプレ運
動量は図３（ａ）と図３（ｂ）の重ね合わせとなり、吸
収液が交錯する位置Ｘでのスプレ運動量が最も小さくな
り、この部分を排ガスは集中的に流れることになる。

【００３１】しかし、本実施例では、図３（ｄ）に示す
ようにスプレノズル４と高圧スプレノズル２３を交互に
配置することによって、吸収液が交錯する位置Ｘすなわ
ちガスが吹き抜けやすくなる位置がスプレ段毎に上下方
向に変わる。したがって、従来技術のような排ガス流路
１２の中心部でのガスの吹き抜けは防止され、排ガスの
流速分布はほぼ均一になり、脱硫性能の低下を防ぐこと
ができる。これにより、スプレノズル４の個数を増やし
たり、吸収液循環量を増加することなく高い脱硫性能を
得ることができる。

【００３２】また、本実施例の場合、ボイラ負荷が変わ
って吸収塔本体１に導入される排ガス量が変化しても、
圧力のバランスを制御することでガスの吹き抜け度合の
変化にも対応できる。

【００３３】また、本実施例では高圧スプレノズル２３
を用いているが、高圧スプレノズル２３の代わりに従来
のスプレノズル４を用いて、そのスプレ圧力を高めても
良い。

【００３４】図４は、脱硫性能に関して、従来技術と本
実施例を比較したものである。本実施例の場合、従来の
スプレノズル４に加え高圧スプレノズル２３を新たに設
け、吸収液が交錯する位置、すなわちガスが吹き抜けや
すくなる位置がスプレ段毎に上下方向に変わるようにそ
れらのスプレノズル４、２３を配置している。このた
め、従来技術のような排ガス流路１２の中心部でのガス
の吹き抜けが抑制され、脱硫性能は従来技術に比べ高く
なる。従来技術の脱硫性能を１とした場合、本実施例で
は約１．３倍である。

【００３５】図５は図１に示す本発明の実施例の他の実
施例を示すもので、図１の実施例はスプレノズル４と高
圧スプレノズル２３を交互に配置したものであるのに対
し、図５に示す実施例ではスプレ段の１段目、２段目の
天井側にスプレノズル４を、３段目、４段目の天井側に
高圧スプレノズル２３を配置し、底側には天井側とは逆
に１段目、２段目に高圧スプレノズル２３、３段目、４
段目にスプレノズル４を配置したものである。

【００３６】このように図１の実施例においてはスプレ
ノズル４と高圧スプレノズル２３を一つおきに交互に配
置したものであるのに対し、図５の実施例においてはス
プレノズル４と高圧スプレノズル２３を二つおきに配置
したものであり、他の点に関しては図１の実施例と同一
であるため説明は省略する。

【００３７】図５に示す実施例ではスプレノズル４と高
圧スプレノズル２３を二つおきに配置しているため、吸
収液が交錯する位置Ｘすなわちガスが吹き抜けやすくな
る位置が２段連続することになる。このため、図１の実
施例に比較して若干ガスの吹き抜けは生じやすくなる
が、吸収液のガスに対する抵抗は小さいため、排ガス流
路内の圧力損失が低くなる。したがって、脱硫ファンの
動力を低減することができる。図５に示す実施例ではス
プレノズル４と高圧スプレノズル２３を二つおきに配置
したが、三つおきに配置しても良い。

【００３８】図６は本発明の他の実施例を示すもので、
図１の実施例における高圧循環ポンプ２１および高圧ス
プレヘッダー２２が設置されておらず、図１の実施例に
おける高圧スプレノズル２３の代わりに、大噴射角スプ
レノズル２４を配置した点で異なる。他の点に関しては
第１図の実施例と同一であるため説明は省略する。

【００３９】図６の実施例ではガス流れ方向に対する吸
収液の噴射角度を変えることで、ガス流れに直交する方
向でのスプレ運動量を変えている。大噴射角スプレノズ
ル２４から噴出される吸収液はガス流れに直交する方向
の速度成分が大きいため、スプレノズル４から噴出され
る吸収液に比べてスプレ運動量が大きくなる。したがっ
て、吸収液が交錯する位置Ｘすなわちガスが吹き抜けや
すくなる位置がスプレ段毎に上下方向に変わることにな
る。

【００４０】また、本実施例では大噴射角スプレノズル
２４を用いているが、大噴射角スプレノズル２４の代わ
りに従来のスプレノズル４を用い、スプレヘッダー１１
へのスプレノズル４の取付け角度を大きくすることで、
ガス流れ方向に対する吸収液の噴射角度を大きくしても
良い。

【００４１】図７に示す実施例は図６の実施例における
大噴射角スプレノズル２４の代わりに、大容量スプレノ
ズル２５を配置したものである。他の点に関しては図６
の実施例と同一であるため説明は省略する。図７の実施
例ではスプレ流量を変えることで、ガス流れに直交する
方向でのスプレ運動量を変えている。大容量スプレノズ
ル２５から噴出される吸収液は質量が大きいため、スプ
レノズル４から噴出される吸収液に比べ、ガス流れに直
交する方向でのスプレ運動量が大きくなる。したがっ
て、吸収液が交錯する位置Ｘすなわちガスが吹き抜けや
すくなる位置がスプレ段毎に上下方向に変わることにな
る。

【００４２】また、図７に示す実施例では大容量スプレ
ノズル２５を用いているが、大容量スプレノズル２５の
代わりに従来のスプレノズル４を用い、スプレ流量を多
くしても良い。

【００４３】図８および図９に示す実施例は（図８はガ
ス流れ方向の縦断面図、図９は図８におけるＢ一Ｂ’線
断面矢視図）は図７に示す実施例における大容量スプレ
ノズル２５の代わりに、入口ダクト２の片側壁面のスプ
レノズル４の個数を増やした点に特徴であり、その他の
点に関しては図７に示す実施例と同一であるため説明は
省略する。

【００４４】図８および図９に示す実施例ではスプレノ
ズル４の個数を増やしてスプレ流量を変えることで、ガ
ス流れに直交する方向でのスプレ運動量を変えている。
スプレノズル４の個数が多い壁面側から噴出される吸収
液は質量が大きいため、スプレノズル４の個数が少ない
壁面側から噴出される吸収液に比べ、ガス流れに直交す
る方向でのスプレ運動量が大きくなる。したがって、吸
収液の交錯点Ｘすなわちガスが吹き抜けやすくなる位置
がスプレ段毎に上下方向に変わることになる。

【００４５】図１０は他の実施例を示すもので、図５な
どに示した実施例とは、排ガス流路のガス流れに直交す
る断面の形が丸型である点で異なる。他の点に関しては
前記実施例と同一であるため説明は省略する。

【００４６】排ガス流路が丸型の場合、スプレノズル４
を取付ける相対向する両壁面を明確には定義できない。
したがって、スプレノズル４を取付ける相対向する両壁
面は完全に平行である必要はない。本実施例では図１ま
たは図５の実施例と同様にスプレノズル４と高圧スプレ
ノズル２３を組合わせているが、図６の実施例のように
スプレノズル４と大噴射角スプレノズル２４、あるいは
図７の実施例のようにスプレノズル４と大容量スプレノ
ズル２５との組合わせ、さらには図８のようにスプレノ
ズル４の個数を変えた組合わせでも良い。

【００４７】なお、図１〜図１０に示した実施例ではガ
スは水平方向に流れているが、排ガス流路におけるガス
流れ方向は、鉛直方向あるいは斜め方向であっても本発
明を適用することは可能である。また、前記実施例で
は、スプレノズル４からの液の噴出方向を並流すなわち
ガス流れとほぼ同じ向きにしているが、向流すなわちガ
ス流れに逆らう向きに液を噴出してもほぼ同等の効果が
得られるものである。また、前記実施例では、スプレ段
数を４段にしているが、２段、３段あるいは５段以上に
しても良い。

【００４８】次に、塔内設置型スプレノズルの他に塔内
設置型スプレヘッダーを設置した実施例について説明す
る。図１１〜図１９に示す入口ダクト２のガス流路１２
内に塔内設置型スプレノズル２６と塔内設置型スプレヘ
ッダー２７を配置した実施例を説明する前に、まずスプ
レノズルの配置の特徴点について説明する。

【００４９】従来技術の脱硫装置においては、排ガス流
路１２の相対する両壁面、例えば天井部と底部に壁設置
型スプレノズル４が配置され、排ガス流路１２の中心部
にはスプレノズル４は全く配置されていなかった。これ
に対し、本発明の図１１〜図１９に示す実施例ではガス
流れに直交する面に塔内設置型スプレノズル２６を点在
させたスプレ段を設け、従来の壁設置型スプレノズル４
の上流あるいは下流側に配置させたものである。

【００５０】図１１（ガス流れ方向の縦断面図）と図１
２（図１１のＡ一Ａ’線断面矢視図）に示す実施例にお
いては、壁設置型スプレノズル４と塔内設置型スプレノ
ズル２６、スプレヘッダー１１と塔内設置型スプレヘッ
ダー２７がそれぞれ設けられており、スプレヘッダー１
１には壁設置型スプレノズル４が取り付けられ、さらに
スプレヘッダー１１から分技した塔内設置型スプレヘッ
ダー２７には、塔内設置型スプレノズル２６が取付けら
れている。

【００５１】排ガス流路１２内の詳細は図１２に示して
いるが、壁設置型スプレノズル４が上流側から５段つづ
いた後、最下流段に塔内設置型スプレノズル２６が取り
付けられた塔内設置型スプレヘッダー２７が配置されて
いる。

【００５２】図１３には図１２におけるＡ−Ａ’線断面
矢視図を示しているが、排ガス流路１２に対して塔内設
置型スプレノズル２６がまんべんなく点在するように配
置されている。

【００５３】図１４は、排ガス流路１２内のスプレ部に
おける吸収液のスプレ運動量の分布とガス流れの流速分
布を示したもので、図１４（ａ）は従来の壁設置型スプ
レノズル４を上下に配置した場合、図１４（ｂ）は塔内
設置型スプレノズル２６を単独で使用した場合、図１４
（ｃ）は壁設置型スプレノズル４と塔内設置型スプレノ
ズル２６を組合わせた場合である。

【００５４】まず、図１４（ａ）のように壁設置型スプ
レノズル４を上下に配置した場合、吸収液のガス流れに
直交する方向でのスプレ運動量は、壁設置型スプレノズ
ル４の近傍が最も高く、壁設置型スプレノズル４から遠
ざかるにつれてスプレ運動量は低下する。したがって、
図１４（ａ）の場合に上下から噴射されたそれぞれの吸
収液の交錯点Ｘでのスプレ運動量が最も小さくなる。ス
プレ運動量が小さい領域はガスに対する吸収液の抵抗が
小さいため、この部分を排ガスは集中的に流れることに
なる。

【００５５】一方、図１４（ｂ）のように塔内設置型ス
プレノズル２６を使用した場合は、塔内設置型スプレノ
ズル２６同士が接近しているためスプレ運動量の変化が
少なく、均一なガス流れが得られる。

【００５６】また、図１４（ｃ）のように壁設置型スプ
レノズル４の後流側に塔内設置型スプレノズル２６を配
置すれば、図１４（ｂ）ほどの均一な流れは得られない
ものの、図１４（ａ）のような局部的なガスの吹き抜け
は防止することができ、脱硫性能の低下を防ぐことがで
きる。そのため、壁設置型スプレノズル４の個数を増や
したり、吸収液循環量を増加することなく高い脱硫性能
を得ることができ、設備費ならびに循環ポンプ動力を低
減できる。

【００５７】図１５は、脱硫性能に関して従来技術と図
１１〜図１４に示す実施例を比較したものである。上記
本発明の実施例の場合、従来技術の壁設置型スプレノズ
ル４に加え、ガス流れに直交する面内でのスプレ運動量
の変化が少ない塔内設置型スプレノズル２６を新たに設
け、排ガス流路１２内にまんべんなく点在させている。
このため、従来技術のような排ガス流路１２の中心部で
のガスの吹き抜けが抑制され、脱硫性能は従来技術に比
べ高くなる。従来技術の脱硫性能を１とした場合本実施
例では約１．３倍である。

【００５８】図１６は図１２に示す実硫例の変形例であ
り、図１２の実施例はスプレ部の最下流段に塔内設置型
スプレノズル２６と塔内設置型スプレヘッダー２７を設
置したものであるのに対し、図１６の実施例では最下流
段に加え、さらに最上流段にも塔内設置型スプレノズル
２６と塔内設置型スプレヘッダー２７を配置したもので
ある。

【００５９】このように図１２の実施例においては全６
段のスプレ段のうち最下流段のみを塔内設置型スプレノ
ズル２６にしたものであるのに対し、図１６の実施例に
おいては全６段のスプレ段のうち最下流段および最上流
段に塔内設置型スプレノズル２６を配置したものであ
り、他の点に関しては図１１および図１２に示した前記
実施例と同一であるため説明は省略する。ここでスプレ
段は全６段のものを図示したが、本発明はこのスプレ段
数に限定されるものではない。

【００６０】前述の図１２に示す実施例の場合、排ガス
が吸収塔本体１に導入される時点ですでにガス流れに偏
流があると、壁設置型スプレノズル４の部分でのガスの
吹き抜けを助長することになる。しかし、図１６の実施
例では、最下流段に加え、さらに最上流段にも塔内設置
型スプレノズル２６を配置しているため、吸収塔本体１
入口部でのガスの偏流を小さくすることができ．壁設置
型スプレノズル４の部分での性能低下を最小限に抑える
ことができる。

【００６１】図１７に示す実施例は図１２の実施例にお
ける上流側から２段目と４段目の壁設置型スプレノズル
４の代わりに塔内設置型スプレノズル２６を配置したも
のである。その他の点に関しては図１１および図１２に
示した前記実施例と同一であるため説明は省略する。

【００６２】図１７の実施例では壁設置型スプレノズル
４と塔内設置型スプレノズル２６を交互に配置してい
る。この場合、壁設置型スプレノズル４の部分で吹き抜
けようとするガスを一段ごとに配置された塔内設置型ス
プレノズル２６によって確実に整流できるため、ガスの
吹き抜けによる脱硫性能の低下を抑制する効果としては
最も大きい。

【００６３】図１８に示す実施例は図１２の実施例にお
ける最下流段の塔内設置型スプレノズル２６の向きを、
ガスの流れとほぼ同じ並流に配置したものである。その
他の点に関しては図１１および図１２に示した前記実施
例と同一であるため説明は省略する。

【００６４】図１８に示す実施例のように塔内設置型ス
プレノズル２６を並流方向に配置すると、スプレ運動量
が低下してガスに対する抵抗が減少するため、ガスの吹
き抜けを防止する効果は若千低下するが、逆にガスの圧
力損失は低くなるため、ファン動力を下げることができ
る。

【００６５】なお、図１８に示す実施例と同様に図１６
ならびに図１７に示す実施例における塔内設置型スプレ
ノズル２６の向きをすべて並流にしても良い。

【００６６】図１９に示す実施例は図１６に示す実施例
における最下流段の塔内設置型スプレノズル２６はその
ままにして最上流段の塔内設置型ズプレノズル２６の向
きを並流にしたものである。その他の点に関しては図１
６に示した前記実施例と同一であるため説明は省略す
る。

【００６７】図１９に示す実施例では向流の塔内設置型
スプレノズル２６と並流の塔内設置型スプレノズル２６
とを組合わせている。この場合、図１６の実施例に比べ
ると並流の塔内設置型スプレノズル２６の部分でのガス
の整流効果は若干低下するものの、ガスの圧力損失を低
くすることができ、ファン動力を下げることができる。

【００６８】なお、図１９に示す実施例と同様に図１６
ならびに図１７に示す実施例における塔内設置型スプレ
ノズル２６の向きを並流と向流で組合わせても良い。

【００６９】また、図１１〜図１９に示した実施例では
ガスは水平方向に流れているが、排ガス流路におけるガ
ス流れ方向は、鉛直方向あるいは斜め方向であっても本
発明を適用することは可能である。また、上記実施例で
はスプレ段数を４段または６段にしているが、本発明の
スプレ段数は６段以下あるいは６段以上にしても良い。

【００７０】

【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、排
ガス流路のガス流れに直交する方向での吸収液のスプレ
運動量が異なるスプレノズルを組合わせ、ガスが吹き抜
けやすい位置をスプレ段ごとに変化させることで、局部
的なガスの吹き抜けを防止でき、高い脱硫性能を得るこ
とができる。

【００７１】また、本発明によれば、従来の壁設置型ス
プレノズルに塔内設置型スプレノズルを組合わせること
で、局部的なガスの吹き抜けを防止でき、高い脱硫性能
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例に係るサイドスプレ型湿式排
煙脱硫装置のガス流れ方向の縦断面図である。

【図２】 図１におけるＡ−Ａ’線断面矢視図である。

【図３】 排ガス流路のスプレ部でのガス流速およびス
プレ運動量の分布図である。

【図４】 従来技術と本実施例における脱硫性能を比較
した比較図である。

【図５】 本発明の一実施例を示すもので、高圧スプレ
ノズルの配置を変えたサイドスプレ型湿式排煙脱硫装置
の縦断面図である。

【図６】 本発明の一実施例を示すもので、吸収液の噴
射角の大きいスプレノズルと組合わせたサイドスプレ型
湿式排煙脱硫装置の縦断面図である。

【図７】 本発明の一実施例を示すもので、大容量スプ
レノズルと組合わせたサイドスプレ型湿式排煙脱硫装置
の縦断面図である。

【図８】 本発明の一実施例を示すものでスプレノズル
の個数を変えたサイドスプレ型湿式排煙脱硫装置の縦断
面図である。

【図９】 本発明の一実施例を示すもので、図９は図８
におけるＢ一Ｂ’線断面矢視図である。

【図１０】 本発明の一実施例を示すもので、丸型の排
ガス流路の断面図である。

【図１１】 本発明の一実施例を示すもので、サイドス
プレ型湿式排煙脱硫装置のガス流れ方向の縦断面図であ
る。

【図１２】 図１１における排ガス流路のスプレ部の詳
細図である。

【図１３】 図１２におけるＡ−Ａ’線断面矢視図であ
る。

【図１４】 図１１における排ガス流路のスプレ部での
ガス流速およびスプレ運動量の分布図である。

【図１５】 従来技術と本実施例における脱硫性能を比
較した比較図である。

【図１６】 本発明の一実施例を示すもので、塔内設置
型スプレノズルをスプレ部の最上流側と最下流側に配置
したサイドスプレ型湿式排煙脱硫装置におけるスプレ部
の詳細図である。

【図１７】 本発明の一実施例を示すもので、すべての
壁設置型スプレノズルの後流側に塔内設置型スプレノズ
ルを配置したサイドスプレ型湿式排煙脱硫装置における
スプレ部の詳細図である。

【図１８】 本発明の一実施例を示すもので、スプレ部
の最下流側に配置された塔内設置型スプレノズルを並流
にしたサイドスプレ型湿式排煙脱硫装置におけるスプレ
部の詳細図である。

【図１９】 本発明の一実施例を示すもので、最上流側
の塔内設置型スプレノズルを並流にしたサイドスプレ型
湿式排煙脱硫装置におけるスプレ部の詳細図である。

【図２０】 従来技術を示すもので従来技術の湿式排煙
脱硫装置の縦断面図

【図２１】 従来技術を示すもので、図２０におけるＣ
一Ｃ’断面矢視図である。

【符号の説明】

１ 吸収塔本体 ２ 入口ダクト ３ 出口ダクト ４ スプレノズル ５ 吸収液循環ポンプ ６ 循環タンク ７ 攪拌機 ８ 空気吹込み管 ９ ミストエリミネータ １０ 吸収液抜き
出し管 １１ スプレヘッダー １２ 排ガス流路 ２１ 高圧循環ポンプ ２２ 高圧スプレ
ヘッダー ２３ 高圧スプレノズル ２４ 大噴射角ス
プレノズル ２５ 大容量スプレノズル ２６ 塔内設置型
スプレノズル ２７ 塔内設置型スプレヘッダー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉川 博文 広島県呉市宝町３番36号 バブコック日立 株式会社呉研究所内 (72)発明者 谷口 憲昭 広島県呉市宝町６番９号 バブコック日立 株式会社呉工場内

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排ガス流路の壁面近傍にスプレノズルを
   配置するとともに、排ガス流路のガス流れ方向に少なく
   とも一段のスプレ段を設置し、スプレノズルから噴射さ
   れる吸収液と排ガスを接触させて排ガス中の硫黄酸化物
   を除去する湿式排煙脱硫装置において、 前記排ガス流路の壁近傍に配置したスプレノズルはスプ
   レ運動量の異なる複数の種類のスプレノズルによって構
   成したことを特徴とする湿式排煙脱硫装置。
2. 【請求項２】 前記スプレ運動量の異なるスプレノズル
   は互いにスプレ圧力の異なるスプレノズルで構成される
   ことを特徴とする講求項１記載の湿式排煙脱硫装置。
3. 【請求項３】 前記スプレ運動量の異なるスプレノズル
   は互いにスプレ噴射角の異なるスプレノズルで構成され
   ることを特徴とする請求項１または２記載の湿式排煙脱
   硫装置。
4. 【請求項４】 前記スプレ運動量の異なるスプレノズル
   は互いにスプレ流量の異なるスプレノズルで構成される
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の
   湿式排煙脱硫装置。
5. 【請求項５】 スプレノズルを排ガス流路の相対向する
   両側の壁近傍にそれぞれ配置し、各々のスプレ段毎に相
   対向するスプレノズルのスプレ運動量が互いに異なるよ
   うに配置したことを特徴とする請求項１ないし４のいず
   れかに記載の湿式排煙脱硫装置。
6. 【請求項６】 スプレノズルを排ガス流路の相対向する
   両側の壁近傍に配置し、同一側壁面での少なくとも一ス
   プレ段毎に隣接するスプレ段のスプレノズルのスプレ運
   動量が互いに異なるように配置したことを特徴とする請
   求項１ないし５のいずれかに記載の湿式排煙脱硫装置。
7. 【請求項７】 前記スプレ運動量の異なるスプレノズル
   は同一スプレ流量のスプレノズルを有するスプレ段数が
   相対向する両側の壁面で互いに異るように構成されるこ
   とを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の湿
   式排煙脱硫装置。
8. 【請求項８】 排ガス流路の相対向する両側の壁近傍に
   配置したスプレノズルのうち、一方の側壁面に配置した
   各スプレ段のスプレノズルのスプレ運動量が、他方の側
   壁面に配置した各スプレ段のスプレノズルのスプレ運動
   量とは異なるスプレノズルによって構成したことを特徴
   とする請求項１ないし７のいずれかに記載の湿式排煙脱
   硫装置。
9. 【請求項９】 排ガス流路の相対向する側壁面近傍に配
   置されたスプレノズルから噴射される吸収液同士が交錯
   する位置をスプレ段ごとに変えることを特徴とする請求
   項１ないし８のいずれかに記載の湿式排煙脱硫装置。
10. 【請求項１０】 排ガス流路の壁面近傍にスプレノズル
    を配置するとともに、排ガス流路のガス流れ方向に少な
    くとも一段のスプレ段を設置し、スプレノズルから噴射
    される吸収液と排ガスを接触させて排ガス中の硫黄酸化
    物を除去する湿式排煙脱硫装置において、 前記壁面近傍に配置した壁設置型スプレノズルの他にガ
    ス流れに直交する面に塔内設置型スプレノズルを点在さ
    せたスプレ段を少なくとも一段設置することを特徴とす
    る湿式排煙脱硫装置。
11. 【請求項１１】 塔内設置型スプレノズルを排ガス流路
    の最下流スプレ段に設けたことを特徴とする請求項１０
    記載の湿式排煙脱硫装置。
12. 【請求項１２】 塔内設置型スプレノズルを排ガス流路
    の最上流スプレ段と最下流スプレ段に設けたことを特徴
    とする請求項１０記載の湿式排煙脱硫装置。
13. 【請求項１３】 塔内設置型スプレノズルが配置される
    スプレ段を排ガス流路の壁面近傍に配置されるスプレノ
    ズルが配置されるスプレ段と排ガス流路のカス流れ方向
    に交互に配置したことを特徴とする請求項１０記載の湿
    式排煙脱硫装置。
14. 【請求項１４】 塔内設置型スプレノズルの吸収液のス
    プレ方向を排ガスの流れ方向に対して向流、並流または
    向流と並流の組み合わせた方向に向けたことを特徴とす
    る請求項１０ないし１３のいずれかに記載の湿式排煙脱
    硫装置。
15. 【請求項１５】 鉛直方向にガスが流れる排ガス流路ま
    たは水平方向を含み、鉛直でない方向にガスが流れる排
    ガス流路を備えたことを特徴とする請求項１ないし１４
    のいずれかに記載の湿式排煙脱硫装置。