JPH119955A - 排煙脱硫装置のスプレ式角型吸収塔 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 塔高が低く、スプレノズルの配置が容易で且
つガス偏流の発生を抑制できる排煙脱硫装置のスプレ式
角型吸収塔を提供する。 【解決手段】 排ガスを導入して脱硫する吸収塔におい
て、吸収塔本体１を箱型に形成し、この箱型の吸収塔本
体１の底部に吸収剤スラリを溜める液溜部９を形成する
と共に、上記箱型の吸収塔本体１の上部に吸収剤スプレ
手段７を設け、上記箱型の吸収塔本体１の上記液溜部９
の上部に排ガスを導入する排ガス導入口４を、上記吸収
剤スプレ手段７の上部に排ガスを排出する排ガス排出口
５を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、硫黄分を含んだ排
ガスにアルカリ吸収剤スラリをスプレして脱硫する吸収
塔に係り、特に、その塔本体を箱型すなわち角型に構成
した吸収塔に関する。

【０００２】

【従来の技術】石炭等の燃料を燃焼したとき発生する排
ガスには、高濃度の硫黄分が含まれているので、これを
排煙脱硫装置に導入して脱硫してから大気放出する必要
がある。

【０００３】図３Ａ，図３Ｂ及び図３Ｃに、従来の排煙
脱硫装置３０の一部であって、排ガスを下方から導入し
て上方に流すと共に、この排ガスにアルカリ性の吸収剤
スラリ（炭酸カルシウム等）を上方からスプレして脱硫
を行う従来の吸収塔の塔本体２１が示されている（図３
Ａは排煙脱硫装置３０の水平断面図，図３Ｂは排煙脱硫
装置３０の垂直断面図，図３Ｃは排煙脱硫装置３０の鳥
瞰図である）。

【０００４】これらの図から明らかなように、従来の吸
収塔の塔本体２１は円筒形（丸型）に構成されている。
塔本体２１の底部には吸収剤スラリが溜まる液溜部２９
が形成される。塔本体２１の下部（但し液溜部２９より
も上部）に排ガス導入口２４を介して排ガス導入ダクト
２２が接続され、一方、塔本体２１の最上部には排ガス
排出口２５を介して排ガス排出ダクト２３が接続され
て、排ガス導入ダクト２２を介して塔本体２１の下部に
導入された排ガスが、塔本体２１内をその下方から上方
に上昇した後、エリミネータ２６及び排ガス排出ダクト
２３を介して排出されるようになっている。排ガス排出
ダクト２３は、架構３１によって支持されている。

【０００５】排ガス導入ダクト２２の上流側には、ボイ
ラ，ガスクーラ，熱回収ガスガスヒータ等の図示されな
い諸設備が接続され、一方、排ガス排出ダクト２３の下
流側には、図示されない再加熱ガスガスヒータ，煙突等
が接続される。

【０００６】塔本体２１内には、その上部（但し排ガス
排出口２５よりも下部）に排ガスに吸収剤スラリをスプ
レする吸収剤スプレ手段７が、図３Ｂに示されるように
設置される。吸収剤スプレ手段７及び塔本体２１には、
塔本体２１の液溜部２９に溜まった吸収剤スラリを汲み
出して吸収剤スプレ手段７に戻す吸収剤スラリ循環手段
８が、図示されるように設けられる。又、塔本体２１に
接続して、塔本体２１内に吸収剤スラリを供給する図示
されない吸収剤スラリ供給手段が設置される。

【０００７】塔本体２１の液溜部２９には、液溜部２９
から液を抜き取ると共に石膏を分離して上澄み液を液溜
部２９に戻す石膏分離手段１１が接続される。

【０００８】尚、図３Ａ及び図３Ｃから明らかなよう
に、排ガス導入口２４の（水平方向の）上縁部及び下縁
部の幅は塔本体２１の直径より充分小さく設定され、排
ガス導入ダクト２２を排ガス導入口２４を介して塔本体
２１に接続しても塔本体２１の強度が損なわれないよう
に構成される。又、同様に、排ガス排出口２５の（水平
方向の）上縁部及び下縁部の幅も塔本体２１の直径より
充分小さく設定され、排ガス排出ダクト２３を排ガス排
出口２５を介して塔本体２１に接続しても塔本体２１の
強度が損なわれないように構成される。

【０００９】ボイラで燃料が燃焼されて排ガスが発生
し、排ガスは、ガスクーラその他の排ガス処理設備を通
った後、排ガス導入ダクト２２を介して排ガス導入口２
４から塔本体２１下部に導入される。

【００１０】塔本体２１下部に導入された排ガスは、塔
本体２１内を上昇すると共に吸収剤スプレ手段７によっ
てアルカリ性の吸収剤スラリをスプレされ、これにより
排ガス中の硫黄分（ＳＯ₂ ，ＳＯ₃ 等）が吸収剤スラリ
と気液接触して吸収されて、脱硫が行われる。

【００１１】脱硫された排ガスは、排ガス排出口２５か
ら排ガス排出ダクト２３を介して排出され、煙突等を介
して大気放出される。

【００１２】一方、吸収塔２１の液溜部２９に溜まった
吸収液（上記の脱硫反応によって生成した石膏を含む）
は、吸収剤スラリ循環手段８によって抜き出され、再び
吸収剤スプレ手段７に戻されてスプレされる。又、液溜
部２９からは、石膏分離手段１１によって液が適宜抜き
出されると共に石膏が分離・回収されて上澄み液が液溜
部２９に戻され、以下、上記の過程が繰り返される。
又、吸収剤スラリ供給手段によって、吸収剤スラリが塔
本体２１内に適宜供給される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような円筒形
（丸型の）吸収塔の場合、排ガス導入ダクト及び排ガス
排出ダクトと塔本体との接続部分（すなわち上記の排ガ
ス導入口及び排ガス排出口）の上縁部及び下縁部の幅を
塔本体の周壁に沿って広く取ろうとすると、その部分の
塔本体断面が円形でなくなり強度が落ちてしまうので、
排ガス導入口，排ガス排出口の上縁部及び下縁部の幅を
（塔本体の周壁に沿って）広く取ることができない。

【００１４】つまり、丸型の吸収塔の場合、排ガス導入
口及び排ガス排出口の横幅を吸収塔の直径に対して一定
の割合以上に広くできない。そのため、排ガス導入ダク
ト及び排ガス排出ダクトの断面積を一定以上に維持しよ
うとすると、排ガス導入口及び排ガス排出口の軸方向の
高さがどうしても高くなってしまう。

【００１５】そして、排ガス導入口及び排ガス排出口の
高さが大きいとそれだけ吸収塔が高くなり、スラリ循環
ポンプの揚程距離が長くなって、ポンプの負担が大きい
という問題があった。

【００１６】又、吸収塔が高いと、吸収塔に接続された
ダクト等を支える構造物（架構）も高くなり、装置全体
の重量及びコストを押し上げるという問題があった。

【００１７】さらに、従来の丸型の吸収塔の場合、ガス
到達距離（ガス入口側から反対側の（塔本体）側面まで
の距離）が均一でなく、ガス到達距離が中央部では長い
のに端部に向かうにつれて短くなるため、ガスの偏流が
起き易い（図２Ｂ参照）という問題があった。

【００１８】又、塔本体の水平断面が円形であるため、
塔本体内に均一に吸収剤スラリをスプレするためには、
上記の吸収剤スプレ手段（スプレノズル）の配置を、塔
径が変わる毎に個別に検討しなければならないという問
題があった。

【００１９】そこで、本発明の目的は、従来の円形の構
成を改良することにより、塔高が低く、スプレノズルの
配置が容易で且つガス偏流の発生を抑制できる排煙脱硫
装置のスプレ式角型吸収塔を提供することである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、排ガスを導入して脱硫する吸収
塔において、吸収塔本体を箱型に形成し、この箱型の吸
収塔本体の底部に吸収剤スラリを溜める液溜部を形成す
ると共に、上記箱型の吸収塔本体の上部に吸収剤スプレ
手段を設け、上記箱型の吸収塔本体の上記液溜部の上部
に排ガスを導入する排ガス導入口を、上記吸収剤スプレ
手段の上部に排ガスを排出する排ガス排出口を設けて構
成される。

【００２１】請求項２の発明は、上記排ガス導入口及び
上記排ガス排出口を扁平に形成して構成される。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適実施の形態を
添付図面により説明する。

【００２３】図１Ａ，図１Ｂ及び図１Ｃに、排煙脱硫装
置２０の一部であって、排ガスを下方から導入して上方
に流すと共に、この排ガスにアルカリ性の吸収剤スラリ
（炭酸カルシウム等）を上方からスプレして脱硫を行う
本発明の吸収塔の塔本体１が示されている（尚、図１Ａ
は排煙脱硫装置２０の水平断面図，図１Ｂは排煙脱硫装
置２０の垂直断面図，図１Ｃは排煙脱硫装置２０の鳥瞰
図である）。

【００２４】これらの図から明らかなように、本発明の
吸収塔の塔本体１は箱型（角型）に構成されている。塔
本体１の底部には、吸収剤スラリが溜まる液溜部９が形
成される。塔本体１の下部（但し液溜部９よりも上部）
に排ガス導入口４を介して排ガス導入ダクト２が接続さ
れ、一方、塔本体１の最上部には排ガス排出口５を介し
て排ガス排出ダクト３が接続されて、排ガス導入ダクト
２を介して塔本体１の下部に導入された排ガスが、塔本
体１内をその下方から上方に上昇した後、エリミネータ
６及び排ガス排出ダクト３を介して排出されるようにな
っている。排出ダクト３は、架構１０によって支持され
ている。

【００２５】尚、本実施の形態においては、塔本体１
に、その強度を補う適当な補強手段（図示されず）を設
けることが望ましい。

【００２６】排ガス導入ダクト２の上流側には、ボイ
ラ，ガスクーラ，熱回収ガスガスヒータ等の図示されな
い諸設備が接続され、一方、排ガス排出ダクト３の下流
側には、図示されない再加熱ガスガスヒータ，煙突等が
接続される。

【００２７】又、塔本体１内には、その上部（但し排ガ
ス排出口５よりも下部）に、排ガスに吸収剤スラリをス
プレする吸収剤スプレ手段７が、図１Ｂに示されるよう
に設置される。吸収剤スプレ手段７及び塔本体１には、
さらに、塔本体１の液溜部９に溜まった吸収剤スラリを
汲み出して吸収剤スプレ手段７に戻す吸収剤スラリ循環
手段８が、図示されるように設けられる。塔本体１に接
続して、塔本体１内に吸収剤スラリを供給する図示され
ない吸収剤スラリ供給手段が設置される。

【００２８】塔本体１の液溜部９には、液溜部９から液
を抜き取ると共に石膏を分離して上澄み液を液溜部９に
戻す石膏分離手段１１が接続される。

【００２９】尚、図１Ａ及び図１Ｃから明らかなよう
に、排ガス導入口４の水平方向に延びる上縁部及び下縁
部は、共に塔本体１の平坦な側壁に沿って幅広く構成さ
れる。又、排ガス排出口５の水平方向に延びる上縁部及
び下縁部も、共に塔本体１の平坦な側壁に沿って幅広く
構成される。

【００３０】本発明においては、このように、排ガス導
入口４及び排ガス排出口５、すなわち排ガス導入ダクト
２及び排ガス排出ダクト３と塔本体１との接続部分にお
いて、その水平方向の上縁部及び下縁部を幅広く構成で
きるので（角型の場合は上述のように塔本体１に補強を
施してあるため、このように構成しても強度を損なう恐
れが余りないからである）、その分だけ排ガス導入口
４，排ガス排出口５の高さを低くできる。

【００３１】つまり、排ガス導入口４及び排ガス排出口
５を、横長な（扁平な）形状に構成でき、従って、ダク
ト高を低くした分だけ塔本体１の高さが従来の塔本体２
１の高さよりも低くなる（図１Ｂ及び図３Ｂ参照。尚、
塔本体１が従来の塔本体２１より低いにもかかわらず、
排ガス導入口４から排ガス排出口５に到る煙道距離は両
者において同じである）。この結果、本実施の形態にお
ける架構１０を、従来の装置における架構３１（図３Ｂ
参照）よりも低く構成できる。

【００３２】ボイラで燃料が燃焼されて排ガスが発生
し、排ガスは、ガスクーラその他の排ガス処理設備を通
った後、排ガス導入ダクト２を介して排ガス導入口４か
ら塔本体１下部に導入される。

【００３３】塔本体１下部に導入された排ガスは、塔本
体１内を上昇すると共に吸収剤スプレ手段７によってア
ルカリ性の吸収剤スラリをスプレされ、これにより排ガ
ス中の硫黄分（ＳＯ₂ ，ＳＯ₃ 等）が吸収剤スラリと気
液接触して吸収されて、脱硫が行われる。

【００３４】脱硫された排ガスは、排ガス排出口５から
排ガス排出ダクト３を介して排出され、煙突等を介して
大気放出される。

【００３５】一方、吸収塔１の液溜部９に溜まった吸収
液（上記の脱硫反応によって生成した石膏を含む）は、
吸収剤スラリ循環手段８によって適宜抜き出され、石膏
を分離された後、再び吸収剤スプレ手段７に戻されてス
プレされる。液溜部９からは、石膏分離手段１１によっ
てスラリ液が適宜抜き出されると共に石膏が分離・回収
されて上澄み液が液溜部９に戻され、以下、上記の過程
が繰り返される。又、吸収剤スラリ供給手段によって、
吸収剤スラリが塔本体１内に適宜供給される。

【００３６】本発明の吸収塔の塔本体１においては、そ
の水平断面が長方形であり、従って、排ガスが排ガス導
入口４から塔本体１内に導入されたときのガス到達距離
（排ガス導入口４側から反対側の（塔本体１の）側面ま
での距離）が均一になるので、従来の吸収塔２１（ガス
到達距離が吸収塔２１の中央部と端部とで相違する）よ
りもガスの偏流が減少する（図２Ａ及び図２Ｂ参照）。

【００３７】ちなみに、本発明の角型の吸収塔１の排ガ
ス導入口４直上部の水平断面Ｘ（図２Ａ参照）における
ガス偏流度は約１１％であり、一方、従来の丸型の吸収
塔２１の排ガス導入口２４直上部の水平断面Ｙ（図２Ａ
の水平断面Ｘに対応する断面，図２Ｂ参照）におけるガ
ス偏流度は、約１５％である。

【００３８】又、本発明の吸収塔の塔本体１の水平断面
が長方形に構成されることにより、塔本体１内に均一に
吸収剤スラリをスプレする上で最適な吸収剤スプレ（ス
プレノズル）手段７の配置を容易に決定でき、また、塔
径すなわち塔の大きさが変わっても常に同じ（最適）ス
プレノズル配置を適用できる（一方、従来の丸型の吸収
塔２１においては、上述のように、吸収剤スプレ手段７
の配置を吸収塔２１の塔径が変わる毎に個別に検討しな
ければならない）。

【００３９】以上、要するに、本発明においては、排ガ
ス導入ダクト及び排出ダクトと角型の塔本体との接続部
分すなわち排ガス導入口及び排ガス排出口付近のダクト
を扁平に構成でき、よって、吸収塔の高さ全体を顕著に
縮小できる。

【００４０】その結果、スラリ循環ポンプの揚程距離が
短くなってポンプの負担が減少すると共に、吸収塔に接
続されたダクト等を支える構造物（架構）を低く構成で
き、装置全体の重量及びコストを節減できる。

【００４１】又、本発明においては塔本体の水平断面が
長方形であり、従って排ガスが排ガス導入口から塔本体
内に導入されたときのガス到達距離（排ガス導入口側か
ら反対側の塔側面までの距離）が均一になるので、ガス
到達距離が塔の中央部と端部とで相違する従来の吸収塔
よりガスの偏流が減少し、よって脱硫効率の向上を期待
できる。

【００４２】又、塔本体の水平断面が長方形に構成され
るため、吸収剤スラリを均一にスプレする上で最適なス
プレノズル配置を容易に決定できると共に、塔の大きさ
が変わっても常に同じ（最適）スプレノズル配置を適用
できるので、従来の吸収塔よりもスプレノズル配置を基
準化し易い。

【００４３】

【発明の効果】以上、要するに、本発明に係る排煙脱硫
装置の吸収塔によれば、以下の優れた効果がもたらされ
る。

【００４４】（１）排ガス導入ダクト及び排出ダクトと
角型の塔本体との接続部分の横幅を広く取れるので、排
ガス導入口及び排ガス排出口付近のダクトを扁平に構成
でき、従って、吸収塔の高さ全体を顕著に縮小できる。
この結果、吸収塔に接続されたダクト等を支える構造物
（架構）を低く構成でき、装置全体の重量及びコストを
節減できる。

【００４５】（２）塔本体の水平断面が長方形であり、
従って排ガスが排ガス導入口から塔本体内に導入された
ときのガス到達距離（排ガス導入口側から反対側の塔側
面までの距離）が均一になるので、ガス到達距離が塔の
中央部と端部とで相違する従来の吸収塔よりガスの偏流
が減少し、脱硫率が向上する。

【００４６】（３）塔本体の水平断面が長方形に構成さ
れるため、吸収剤スラリを均一にスプレする上で最適な
スプレノズル配置を容易に決定できると共に、塔の大き
さが変わっても常に同じ（最適）スプレノズル配置を適
用できるので、従来の吸収塔よりもスプレノズル配置を
基準化し易い。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】本発明の角型の吸収塔（排煙脱硫装置の一部
である）の水平断面図である。

【図１Ｂ】図１Ａの吸収塔の垂直断面図である。

【図１Ｃ】図１Ａの吸収塔の鳥瞰図である。

【図２Ａ】本発明の角型の吸収塔におけるガス流れシミ
ュレーションの結果を示す図である。

【図２Ｂ】従来の丸型の吸収塔におけるガス流れシミュ
レーションの結果を示す図である。

【図３Ａ】従来の丸型の吸収塔（排煙脱硫装置の一部で
ある）の水平断面図である。

【図３Ｂ】図３Ａの吸収塔の垂直断面図である。

【図３Ｃ】図３Ａの吸収塔の鳥瞰図である。

【符号の説明】

１ 吸収塔本体 ４ 排ガス導入口 ５ 排ガス排出口 ７ 吸収剤スプレ手段 ９ 液溜部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排ガスを導入して脱硫する吸収塔におい
   て、吸収塔本体を箱型に形成し、この箱型の吸収塔本体
   の底部に吸収剤スラリを溜める液溜部を形成すると共
   に、上記箱型の吸収塔本体の上部に吸収剤スプレ手段を
   設け、上記箱型の吸収塔本体の上記液溜部の上部に排ガ
   スを導入する排ガス導入口を、上記吸収剤スプレ手段の
   上部に排ガスを排出する排ガス排出口を設けたことを特
   徴とする排ガスを導入して脱硫する排煙脱硫装置のスプ
   レ式角型吸収塔。
2. 【請求項２】 上記排ガス導入口及び上記排ガス排出口
   を扁平に構成する請求項１記載の排煙脱硫装置のスプレ
   式角型吸収塔。