JPH0975662A

JPH0975662A - 排ガス湿式処理装置

Info

Publication number: JPH0975662A
Application number: JP7266448A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Nakagawa; 健一中川
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-09-19
Filing date: 1995-09-19
Publication date: 1997-03-25
Anticipated expiration: 2015-09-19
Also published as: IN185258B; JP3061750B2; TW304889B

Abstract

(57)【要約】【課題】排ガス湿式処理装置において、気液強制接触
部でのスケ―ルの生成が抑制されて、硫黄酸化物などの
有効な吸収性能が発揮されるとともに、スケ―ルが固結
してもその除去作業が容易に行えるようにする。【解決手段】吸収塔２内に取り込まれた排ガスＧ１に
アルカリ試剤を含む処理液Ｓを噴霧して並流させるノズ
ル４の下流側に、上記並流方向の下流側に向かつて傾斜
した面部２２ａ，２２ｂ（３１ａ）を有する複数の並流
促進部材２２（３１）を上記並流方向と直交方向に互い
に一定の隙間Ｄ（Ｄ１）を存して並設するとともに、各
並流促進部材２２（３１）を吸収塔２内の支軸２３に対
して上記並設方向に揺動自在に、かつ取り外し可能に枢
支する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、石炭や重油の燃焼
ボイラ―などから排出される排ガスをカルシウム化合物
などのアルカリ試剤を含む処理液を用いて湿式処理する
脱硫設備などに適用される排ガス湿式処理装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の湿式処理装置では、一般に、図
１０に示すように、たとえば、ＳＯ₂などの硫黄酸化物
を含む排ガスＧ１が上部から連続的に取り込まれる吸収
塔１０１を装置本体１０２の上端に設け、カルシウム化
合物などのアルカリ試剤を含む処理液Ｓをポンプ１０３
により吸い上げて吸収塔１０１の上部に配設されたノズ
ル１０４から下方に噴出させて排ガスＧ１と並流させ
る。

【０００３】この並流により排ガスＧ１を適当に冷却し
てから、気液強制接触部１０５で処理液Ｓ中のアルカリ
試剤に排ガスＧ１を接触させて湿式処理し、処理後の排
ガスＧ２と処理液Ｓを装置本体１０２内に設けたエリミ
ネ―タ１０６で気液分離し、このエリミネ―タ１０６を
通過した排ガスＧ２は装置本体１０２の側方に立設した
煙突１０７により外部に放出させるようになつている。

【０００４】ここで、吸収塔１０１内の気液強制接触部
１０５は、一般に、図１１に示すような多数の孔１０８
を有する平板体１０９や、図１２に示すような多数のノ
ズル１１０を有する平板体１１１を設けることにより、
構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、このような
従来構成の排ガス湿式処理装置では、吸収塔１０１内で
排ガスＧ１に対し処理液Ｓを多数の孔やノズルを有する
平板体１０９（１１１）を用いて接触させる構成である
ため、ノズル１０４から噴出させた処理液Ｓが平板体１
０９（１１１）上に溜りやすい傾向にある。

【０００６】その結果、アルカリ試剤として、たとえば
カルシウム化合物を用いていると、処理液Ｓ中にＣａイ
オンによつて生成された亜硫酸カルシウムや硫酸カルシ
ウムなどの結晶が平板体１０９（１１１）上に析出しや
すく、とくに、排ガスＧ１や処理液Ｓの流れに渦が生じ
る箇所には、上記の結晶がスケ―ルとなつて固結してし
まい、排ガスＧＩと処理液Ｓとの並流に支障をきたし、
両者の接触による硫黄酸化物などの吸収性能の低下を招
くことになる。

【０００７】このため、作業者は定期的に吸収塔１０１
内に入り、上記スケ―ルをハンマ―などで強打して除去
しているが、スケ―ルの固結状態が進行していると、除
去作業にかなり手間取り、作業状態によつては危険性を
伴いやすい。

【０００８】また、排ガスＧ１と処理液Ｓとが最初に接
する吸収塔１０１内の壁面に上記スケ―ルが付着し、そ
れが成長するうちに一部が剥離し脱落すると、平板体１
０９（１１１）の孔１０８（ノズル１１０）の目詰まり
を起こすので、上記脱落スケ―ルを作業者がひとつひと
つ除去しなければならない煩しさもある。

【０００９】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、吸収塔内の気液強制接触部でのスケ―ルの生成が
抑制されて有効な吸収性能が発揮されるとともに、たと
えスケ―ルの固結や脱落があつても、スケ―ルの除去作
業を容易、かつ安全に行える排ガス湿式処理装置を提供
することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明（請求項１〜６）
は、上記の目的に対し、排ガスが連続的に取り込まれる
吸収塔内にアルカリ試剤を含む処理液を排ガスの流れと
並流するようにノズルで噴出させてアルカリ試剤に排ガ
スを接触させる排ガス湿式処理装置において、上記のノ
ズルよりも下流側近傍に位置して上記並流方向の下流側
に向かつて傾斜した面部を有する複数の並流促進部材を
上記並流方向と直交方向に互いに一定の隙間を存して並
設するとともに、各並流促進部材を吸収塔内の支軸に対
して上記並設方向に揺動自在に、かつ取り外し可能に枢
支したものである。

【００１１】このような構成とした本発明の排ガス湿式
処理装置において、とくに、請求項３に記載の発明で
は、並流促進部材の列を上記並流方向で複数段に配置
し、かつ並設方向を隣接段のものに対して直交方向に設
定したものである。また、請求項４に記載の発明では、
並流促進部材を上記並流方向の下流側に向かつて末広が
り状の逆Ｖ形片で構成したものである。さらに、請求項
５に記載の発明では、上記逆Ｖ形片の両辺部の長さを互
いに異ならせて構成したものである。また、請求項６に
記載の発明では、並流促進部材を上記並流方向の下流側
に向かつた開放された逆Ｕ形片で構成するようにしたも
のである。

【００１２】また、本発明（請求項７）は、吸収塔内に
連続的に取り込まれる排ガスの流れと並流するようにア
ルカリ試剤を含む処理液をノズルで噴出させ、上記のノ
ズルよりも下流側近傍に位置して上記並流方向の下流側
に向かつて傾斜した面部を有する複数の並流促進部材を
上記並流方向と直交方向に一定の隙間を存して並設する
とともに、各並流促進部材を吸収塔内の支軸に対して上
記並設方向に揺動自在に、かつ取り外し可能に枢支する
一方、吸収塔で湿式処理された排ガスと処理液とを接線
方向から導入させて旋回上昇させながら遠心力で気液分
解を行う円筒形の気液分離塔を吸収塔の側方に設け、こ
の気液分離塔の上端に処理後の排ガスを外部に放出する
煙突を立設したものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
にもとづいて説明する。図１は、本発明の排ガス湿式処
理装置の一例を示す概略構成図である。

【００１４】同図において、１は装置本体としての有底
円筒形の気液分離塔であり、その下部１ａは酸化槽を兼
ねた液留め部として構成されている。２は気液分離塔１
の側方に縦設された角筒形の吸収塔（脱硫塔）であり、
たとえば、ボイラ―からの硫黄酸化物を含む燃焼排ガス
Ｇ１を上端人口２ａから取り込ませるようになつてお
り、その下端側は、図２のように、気液分離塔１に対し
て接線方向に沿つた導入部３を介して上記分離塔１に連
通接続されている。４は吸収塔２内の上部に配設されて
処理液Ｓを排ガスＧ１の流れに並流するように噴出する
ノズル、５はノズル４の下方に配設された気液強制接触
部である。

【００１５】上記の液留め部１ａには、注入管６からの
水と、試剤補給管７からのアルカリ試剤としてのＣａ
（ＯＨ）₂を含む水スラリ―とが、供給される。８は吸
収塔２から液留め部１ａに流下した処理液Ｓに空気など
の酸素含有ガスを吹き込んで酸化処理するためのスパ―
ジヤ―である。

【００１６】処理液Ｓはポンプ９により配管１０を介し
てノズル４に循環供給される。このノズル４から処理液
Ｓを下方に噴出すると、処理液Ｓは排ガスＧＩと下方に
向かつて並流し、両者が気液強制接触部５で接触するこ
とで、処理液Ｓ中に含まれるＣａ（ＯＨ）₂と排ガスＧ
１中の硫黄酸化物とが反応して排ガスＧＩが湿式処理さ
れる。この処理を経て液留め部１ａに再び流下した処理
液Ｓの一部は、所定の塩濃度にて、外部排出系路１１を
介して外部に排出される。

【００１７】この湿式処理においては、処理液ＳのｐＨ
が所定値になるように、ｐＨ測定器１２の検知信号によ
つて補給管７のバルブ１３が開閉制御され、また、処理
液Ｓの外部排出に伴つて、液面計１４の検知信号によつ
て注水管６のバルブ１５が開閉制御される。なお、図１
中、１６は気液分離塔１の上端に立設されて処理後の排
ガスＧ２を外部に放出する煙突である。

【００１８】吸収塔２内の気液強制接触部５には、排ガ
スＧ１と処理液Ｓの並流方向で複数段、たとえば２段の
並流促進部材列２１（２１Ａ，２１Ｂ）が配置されてい
る。各並流促進部材列２１は、図３に示すように並流方
向下流側に向かつて末広がり状の複数の逆Ｖ形片２２，
……を並流方向と直交方向に互いに一定の隙間Ｄを存し
て並設されており、各逆Ｖ形片２２，……はそれぞれ吸
収塔２内に固定された支軸２３に対して並設方向に揺動
自在に、かつ取り外し可能に枢支されている。また、上
段の並流促進部材列２１Ａと下段の並流促進部材列２１
Ｂとは、逆Ｖ形片２２，……の並設方向が互いに直交す
るように配置されている。

【００１９】吸収塔２内に取り込まれた排ガスＧＩとノ
ズル４から噴出する処理液Ｓとは、下方に向かつて並流
して上記の並流促進部材列２１を通過する。このとき、
並流促進部材列２１を構成する逆Ｖ形片２２の両辺部２
２ａ，２２ｂが上記並流方向の下流側に向かつて傾斜し
た面部となつているため、処理液Ｓがこの部位で滞るこ
となく流下し、排ガスＧ１との並流がスム―スに行われ
る。

【００２０】しかも、排ガスＧ１と処理液Ｓが逆Ｖ形片
２２の両辺部２２ａ，２２ｂに当たることにより、逆Ｖ
形片２２が微小に揺動するので、並流時の処理液Ｓは排
ガスＧ１に良好に接触し，硫黄酸化物などの吸収性能が
十分発揮されるとともに、処理液Ｓ中のＣａイオンにて
生成する亜硫酸カルシウムなどの結晶が逆Ｖ形片２２に
析出しにくくなり、処理液Ｓの渦が形成されることも少
なく、したがつて、結晶が逆Ｖ形片２２にスケ―ルとし
て固結するのが抑制される。

【００２１】とくに、処理液Ｓと排ガスＧ１とが逆Ｖ形
片２２に当たつた際の圧力と、さらに隙間Ｄを通過する
際の風圧とにより、逆Ｖ形片２２の揺動は振動を伴うの
で、処理液Ｓは膜状とはならずにこの振動によつて微細
な液滴状となつて逆Ｖ形片２２の両辺部２２ａ，２２ｂ
を跳ねながら流下するため、排ガスＧ１との接触性を良
好に保ちつつ、逆Ｖ形片２２の両辺部２２ａ，２２ｂに
スケ―ルが付着するのが確実に防止される。

【００２２】また、排ガスＧ１と処理液Ｓとが最初に吸
収塔２の内壁に接することによつて付着したスケ―ルが
経時的に剥離して逆Ｖ形片２２状に落下しても、逆Ｖ形
片２２の揺動によつて隙間Ｄを通して下方に降下させる
ことができ、スケ―ルにより隙間Ｄが目詰まりするとい
つたこともない。

【００２３】さらに、長時間の継続運転が行われても、
逆Ｖ形片２２へのスケ―ルの付着量が少ないので、メン
テナンス時に作業者は逆Ｖ形片２２を軽く叩くだけで簡
単にスケ―ルを除去でき、また逆Ｖ形片２２が支軸２３
に取り外し可能に枢支されているため、叩き作業を行な
わないで逆Ｖ形片２２を取り変えることでメンテナンス
を行うことができ、作業性が改善され、安全性も確保さ
れる。

【００２４】ところで、この種の吸収塔２では、一般
に、隙間Ｄを通過する排ガスＧ１の通過速度をＵとする
と、排ガス負荷（ガス量）の変動に対して圧力損失ΔＰ
は、大略、通過速度Ｕの２乗に比例して増減する（図６
の曲線ｂ）。このため、逆Ｖ形片２２の各隙間Ｄを最大
負荷時に合わせて一定のままに固定した状態では、排ガ
ス負荷が１／２に減少したとき、通過速度Ｕは１／２に
減少し、圧力損失ΔＰは１／４に減少し、処理液Ｓの噴
霧効率が非常に悪くなる。

【００２５】これを回避し、排ガス負荷が減少したとき
でも処理液Ｓの効果的な噴霧効果を発揮させるために
は、最大負荷時には、４倍もの圧力をもつたブロ―を用
意しておかなければならない。この点からして、逆Ｖ形
片２２の両辺部２２ａ，２２ｂは同一長さであつてもよ
いが、図４に示すように、両辺部２２ａ，２２ｂを互い
に長さを異ならせて構成するのが好ましい。

【００２６】すなわち、逆Ｖ形片２２の両辺部２２ａ，
２２ｂの長さを異ならせれば、排ガス負荷が増大した場
合、逆Ｖ形片２２の長辺部２２ｂに対する動圧の増加に
て、この逆Ｖ形片２２は、図５の実線位置から鎖線位置
で示すように、短辺部２２ａ側に大きく揺動変移して、
隙間がＤからＤ１へと拡開される。その結果、隙間Ｄ１
での通過速度Ｕが減少し、排ガス負荷の変動に対する圧
力損失の変化を小さくすることができる（図６の曲線
ａ）。なお、逆Ｖ形片２２の揺動変移を円滑に行わせる
ために、逆Ｖ形片２２の頂部を、図４に示すように、支
軸２３の周面に比して曲率の小さいわん曲面部２２ｃと
するのがよい。

【００２７】つぎに、吸収塔２で上記のように脱硫処理
された排ガスＧ２と処理液Ｓとは、気液分離塔１に対し
て導入部３により接線方向から送入され、排ガスＧ２は
気液分離塔１内で旋回しながら上昇して遠心力で液滴を
分離して煙突１６から外部に放出される。すなわち、気
液分離塔１では従来のようなエリミネ―タなどを内蔵し
なくとも、そのままで気液分離を行えるので、装置構成
の簡素化が図れる。しかも、この気液分離塔１上に煙突
１６が設置されているので、従来の装置構成のものに比
べてコンパクト化が図れ、設備の建設コストを抑えるこ
とができるうえ、設備の敷地の有効利用を図ることも可
能となる。

【００２８】なお、上記の実施例では、複数の逆Ｖ形片
２２からなる並流促進部材列２１を、排ガスＧ１と処理
液Ｓが縦方向に流れる位置に配置したものであるが、図
７に示すように、排ガスＧ１と処理液Ｓが横方向に流れ
る部位に上記並流促進部材列２１を設置することも可能
である。

【００２９】また、上記の実施例では、並流促進部材と
して逆Ｖ形片２２を使用したもので説明したが、図８に
示すように、逆Ｕ形片３１で構成してもよい。この場
合、逆Ｕ形片３１のわん曲部３１ａが並流方向下流側に
傾斜した面部となる。このわん曲部３１ａを流下する処
理液Ｓは、逆Ｖ形片２２の両辺部２２ａ，２２ｂに比べ
て、膜状となりやすいが、前記したように、処理液Ｓと
排ガスＧ１との圧力で逆Ｕ形片３１が振動状に揺動する
ことにより、逆Ｖ形片２２を使用した場合と同様に、ス
ケ―ルの付着が有効に抑制される。

【００３０】さらに、上記の実施例では、アルカリ試剤
として、Ｃａ（ＯＨ）₂を用いているが、ＣａＣＯ₃、
ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）₂、ＭｇＣＯ₃などの各種のカル
シウム化合物またはマグネシウム化合物を用いてもよ
い。また、必要なら、スケ―ルの生成が通常では問題と
なりにくい、ＮａＯＨ、Ｎａ₂ＣＯ₃などのアルカリ試
剤を用いても差し支えない。排ガスとしては、ＳＯ₂な
どの硫黄酸化物を含むものが主として対象となるが、こ
れに限らず、上記のアルカリ試剤と反応して湿式除去さ
れる他の有害ないし悪臭成分を含むものであつてもよ
い。

【００３１】つぎに、上記実施例に基づく並流促進部材
列２１Ａ，２１Ｂによる脱硫効率を調べるため、以下の
テストを行つた。図９に示すように、吸収塔２の内側幅
寸法を４３８mmとし、これに並流促進部材として一辺が
７７mmの正三角形２辺にそれぞれ相当する両辺部２２
ａ，２２ｂを有する逆Ｖ形片２２を、図１および図２の
場合と同様の配置構成にて、上下二段の配列２１Ａ，２
１Ｂとして取り付けた。複数の逆Ｖ形片２２の各間の隙
間Ｄは２５．６mmであり、また、吸収塔２の内側幅寸法
に対する隙間Ｄ全体の開口率は３０％であつた。

【００３２】この吸収塔２内に、上部開口から２１０ｐ
ｐｍのＳＯ₂を含む排ガスを、所定のガス量（３，９０
０ｍ³／時間、３，６００ｍ³／時間および２，２００
ｍ³／時間）で導入し、これに、並流促進部材２２の上
方に設けられたノズルより、アルカリ試剤としてＮａ₂
ＣＯ₃を含む処理液を、１５トン／時間の一定の流量で
噴霧して湿式処理したのち、下部開口から導出した。こ
の処理後に、排ガスのＳＯ₂量（ｐｐｍ）を測定し、脱
硫効率を算出した。

【００３３】これらの結果を、上段の並流促進部材列２
１ＡのΔＰ（圧力損失）と、下段の並流促進部材列２１
ＢのΔＰ（圧力損失）とともに、つぎの表１に示した。
この表１の結果からもわかるように、前記特定構成の並
流促進部材の使用によつて、ＳＯ₂を含む排ガスの広範
囲のガス量において、非常にすぐれた脱硫効果が得られ
るものであることが理解される。

【００３４】

【表１】

【００３５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、吸収塔
内で排ガスと並流する処理液の上記並流が並流促進部材
によつて滞りなく行われ、硫黄酸化物などの吸収性能を
良好に発揮させながら、上記並流促進部材の揺動や振動
でスケ―ルの付着を抑制できるとともに、壁面から落下
したスケ―ル片による目詰まりも防止することができ、
たとえ上記並流促進部材にスケ―ルが付着したとして
も、この並流促進部材を取り換えることにより、スケ―
ル除去のためのメンテナンス作業を容易に、かつ安全に
行うことができる。また、とくに上記並流促進部材とし
て逆Ｖ形片を用い、その両辺部の長さを異ならせておく
ことにより、排ガス負荷の変動に対して圧力損失の変動
を小さくすることができる。

【００３６】さらに、本発明では、上記のように吸収塔
内で並流促進部材を用いて湿式処理された排ガスと処理
液とを、円筒形の気液分離塔に導いて、この塔内を旋回
上昇させて遠心力で気液分離を行うようにしたことによ
り、エリミネ―タなどが要らず、気液分離塔上に煙突を
設けて小スペ―ス化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の排ガス湿式処理装置の一例を示す概略
構成図である。

【図２】同排ガス湿式処理装置における吸収塔と気液分
離塔との接続状態を示す概略平面図である。

【図３】吸収塔内に設置された並流促進部材列を示す斜
視図である

【図４】並流促進部材の一例として両辺部の長さを異な
らせた逆Ｖ形片を示す正面図である。

【図５】図４の逆Ｖ形片の動作説明図である。

【図６】圧力損失と排ガスの隙間通過速度との関係を示
す特性図である。

【図７】並流促進部材の他の設置形態を示す平面図であ
る。

【図８】並流促進部材の変形例を示す正面図である。

【図９】脱硫テストに用いた逆Ｖ形片などの仕様を示す
図である。

【図１０】従来の排ガス湿式処理装置を示す概略構成図
である。

【図１１】従来の吸収塔内の気液強制接触部の構成を示
す断面図である。

【図１２】従来の別の気液強制接触部の構成を示す断面
図である。

【符号の説明】１気液分離塔２吸収塔４ノズル５気液強制接触部１６煙突２１Ａ，２１Ｂ並流促進部材列２２，３１並流促進部材２２ａ，２２ｂ，３１ａ傾斜面部２３支軸Ｄ，Ｄ１隙間Ｇ１，Ｇ２排ガスＳ処理液

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排ガスが連続的に取り込まれる吸収塔内
にアルカリ試剤を含む処理液を排ガスの流れと並流する
ようにノズルで噴出させてアルカリ試剤に排ガスを接触
させる排ガス湿式処理装置において、上記ノズルよりも
下流側近傍に位置して上記並流方向の下流側に向かつて
傾斜した面部を有する複数の並流促進部材を上記並流方
向と直交方向に互いに一定の隙間を存して並設するとと
もに、各並流促進部材を吸収塔内の支軸に対して上記並
設方向に揺動自在に、かつ取り外し可能に枢支したこと
を特徴とする排ガス湿式処理装置。
【請求項２】吸収塔内に取り込まれる排ガスが硫黄酸
化物を含み、処理液に含ませたアルカリ試剤がカルシウ
ム化合物またはマグネシウム化合物からなる請求項１に
記載の排ガス湿式処理装置。
【請求項３】並流促進部材の列は並流方向で複数段配
置され、かつ並設方向が隣接段のものに対して直交方向
に設定されてなる請求項１または２に記載の排ガス湿式
処理装置。
【請求項４】並流促進部材は並流方向下流側に向かつ
て末広がり状の逆Ｖ形片で構成されてなる請求項１〜３
のいずれかに記載の排ガス湿式処理装置。
【請求項５】逆Ｖ形片は両辺部の長さが互いに異なら
せて構成されてなる請求項４に記載の排ガス湿式処理装
置。
【請求項６】並流促進部材は並流方向下流側に向かつ
て開放された逆Ｕ形片で構成されてなる請求項１〜３の
いずれかに記載の排ガス湿式処理装置。
【請求項７】吸収塔内に連続的に取り込まれる排ガス
の流れと並流するようにアルカリ試剤を含む処理液をノ
ズルで噴出させ、上記ノズルよりも下流側近傍に位置し
て上記並流方向の下流側に向かつて傾斜した面部を有す
る複数の並流促進部材を上記並流方向と直交方向に互い
に一定の隙間を存して並設するとともに、各並流促進部
材を吸収塔内の支軸に対して上記並設方向に揺動自在
に、かつ取り外し可能に枢支する一方、吸収塔で湿式処
理された排ガスと処理液を接線方向から導入させて旋回
上昇させながら遠心力で気液分離を行う円筒形の気液分
離塔を吸収塔の側方に設け、この気液分離塔の上端に処
理後の排ガスを外部に放出する煙突を立設したことを特
徴とする排ガス湿式処理装置。