WO2014021068A1 - 湿式排煙脱硫装置 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a wet flue gas desulfurization apparatus that desulfurizes exhaust gas by bringing it into gas-liquid contact with an absorption liquid in an absorption tower and that can stir the absorption liquid stored in the absorption tower.
  • Exhaust gas generated in large-scale combustion facilities, plants, etc. contains sulfur oxides (SO X ) such as sulfurous acid (sulfur dioxide, SO 2 ), so that removal of sulfur oxides (desulfurization) is required. . Therefore, a wet flue gas desulfurization apparatus (hereinafter referred to as “desulfurization apparatus”) that desulfurizes exhaust gas using an absorbing solution containing an alkaline substance such as an alkali metal is widely used.
  • the desulfurization apparatus employs a lime gypsum method, a magnesium hydroxide method, a sodium hydroxide method, an ammonia absorption method, and the like. In particular, the lime gypsum method is adopted in many desulfurization apparatuses.
  • a lime stone slurry prepared by suspending limestone (calcium carbonate, CaCO 3 ) in water is often used as an absorbing solution. It is used.
  • an absorption liquid having a relatively high viscosity is used in the desulfurization apparatus.
  • the concentration of the limestone slurry is generally set to about 10 wt% to about 30 wt%. Yes.
  • a typical desulfurization apparatus includes a spray mechanism for spraying a feed liquid into an absorption tower, an oxidation mechanism for oxidizing the absorption liquid stored in the absorption tower in order to efficiently make gas-liquid contact of the absorption liquid with exhaust gas, And a circulation mechanism for circulating the absorption liquid in the desulfurization apparatus.
  • the exhaust gas is desulfurized by gas-liquid contact with the absorption liquid sprayed from the spray mechanism inside the absorption tower, and the absorption tower
  • the absorption liquid stored in the inside is oxidized by the oxidation mechanism, and the absorption liquid is circulated in the desulfurization apparatus by the circulation mechanism and repeatedly used.
  • Patent Document 1 discloses that a propeller is rotated in an absorption liquid stored in an absorption tower. This rotating propeller will stir the absorbent.
  • Patent Document 2 discloses that a plurality of pneumatic nozzles that eject air are configured to generate a swirl that rotates in the circumferential direction of the absorption tower in the absorption liquid stored in the absorption tower.
  • a plurality of pneumatic nozzles are inclined along the rotational direction of the vortex and are spaced apart in the circumferential direction of the absorption tower.
  • the vortex flow generated by the pneumatic nozzle stirs the absorbing liquid.
  • propellers and pneumatic nozzles are configured to be started and stopped together with these mechanisms mainly in conjunction with the spray mechanism, the oxidation mechanism, and the circulation mechanism.
  • the propeller is disposed inside the absorption tower, and a large drive mechanism is provided in the absorption tower for rotationally driving the propeller. . Therefore, the structure inside the absorption tower is complicated, and the space inside the absorption tower is narrowed. As a result, maintenance inside the absorption tower becomes difficult, and maintenance of the desulfurization apparatus becomes difficult. Furthermore, by providing a large-scale drive mechanism, the desulfurization apparatus is increased in size.
  • the absorption liquid has a relatively high concentration
  • high pressure air is used to generate the vortex in the high viscosity absorption liquid. It is necessary to supply the absorbing liquid from the pneumatic nozzle.
  • air pressure generating mechanism a mechanism for generating air pressure
  • the air pressure generation mechanism capable of generating high-pressure air is increased in size, and the desulfurization apparatus is increased in size. Furthermore, since the air pressure generating mechanism supplies air at a high pressure, the structure of the air pressure generating mechanism is complicated. As a result, maintenance of the air pressure generation mechanism becomes difficult, and maintenance of the desulfurization apparatus becomes difficult.
  • the propeller and the pneumatic nozzle are configured to start and stop together with these mechanisms mainly in conjunction with the spray mechanism, the oxidation mechanism, and the circulation mechanism. Therefore, when the desulfurization unit is stopped, the circulation mechanism is stopped, so that the absorption liquid stored in the absorption tower does not circulate and becomes non-flowable, and as a result, is stored in the absorption tower. Slurry sedimentation occurs in the absorbent. Immediately after starting the desulfurization apparatus from such a state, the absorbing liquid is not sufficiently stirred by the propeller and the pneumatic nozzle.
  • the absorbent having a reduced concentration of the absorbent circulates in the desulfurization apparatus, and the absorbent settled inside the absorption tower may block the flow of the absorbent in the absorption tower. That is, the desulfurization apparatus cannot operate stably immediately after startup.
  • the present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to simplify the mechanism for stirring the absorbing liquid, to facilitate maintenance, to enable downsizing, and to be stable. It is an object of the present invention to provide a wet flue gas desulfurization apparatus that is operable.
  • a wet flue gas desulfurization apparatus includes an absorption tower that desulfurizes an exhaust gas by bringing the exhaust gas into gas-liquid contact with the absorption liquid therein, and sprays the absorption liquid inside the absorption tower.
  • a spray mechanism that is disposed at the bottom of the absorption tower, an oxidation mechanism that supplies oxygen to the absorption liquid stored in the absorption tower, and an absorption liquid from the discharge port formed at the bottom of the absorption tower.
  • the hydraulic nozzle is attached to the bottom of the absorption tower and is disposed between the oxidation mechanism and the outlet of the absorption tower.
  • the hydraulic nozzle is disposed on the exhaust port side from a horizontal center position between the oxidation mechanism and the exhaust column exhaust port.
  • the liquid jet mechanism supplies the liquid pumped from the outside of the absorption tower to the hydraulic nozzle while maintaining the pressure by the pumping. It is configured.
  • the liquid ejection mechanism is configured to be able to start and stop independently of the spray mechanism, the oxidation mechanism, and the circulation mechanism.
  • the mechanism for stirring the absorbent can be simplified, the maintenance of the wet flue gas desulfurization device can be facilitated, the wet flue gas desulfurization device can be downsized, and the wet flue gas desulfurization device can be stabilized. Can be operated.
  • FIG. 1 is a front view schematically showing a wet flue gas desulfurization apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the bottom of the absorption tower and its peripheral part according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view schematically showing the bottom of the absorption tower and the periphery thereof according to the embodiment of the present invention.
  • a wet flue gas desulfurization apparatus (hereinafter referred to as “desulfurization apparatus”) according to an embodiment of the present invention will be described below.
  • the desulfurization apparatus 1 includes a hollow absorption tower 2 formed in a substantially box shape.
  • exhaust gas containing ion oxides (SO X ) such as sulfurous acid (sulfur dioxide, SO 2 ) is sent into the absorption tower 2, and the sent exhaust gas is desulfurized by the absorbing solution. It is discharged to the outside of the absorption tower 2 later.
  • SO X ion oxides
  • the desulfurization apparatus 1 employs a lime-gypsum method, in embodiments of the present invention, absorption liquid, limestone (calcium carbonate, CaCO 3) in limestone slurry was used as absorbent It has become.
  • the desulfurization apparatus 1 includes a spray mechanism 3 that sprays the absorbing liquid into the absorption tower 2.
  • the spray mechanism 3 includes a plurality of spray nozzles 3a.
  • a header pipe 3b is connected to the plurality of spray nozzles 3a, and the absorbent s1 is sent from the header pipe 3b to the spray nozzle 3a.
  • the absorption liquid s1 sprayed inside the absorption tower 2 is stored at the bottom of the absorption tower 2 (see the stored absorption liquid s2 in FIG. 1). Therefore, as shown in FIGS. 1 to 3, the desulfurization apparatus 1 is stored at the bottom of the absorption tower 2 because the absorption liquid s2 thus stored is used to desulfurize the exhaust gas inside the absorption tower 2.
  • the absorption liquid s2 is sent to the upstream side (hereinafter referred to as “upstream side”) of the absorption liquid flow from the discharge nozzle 2a (see FIG. 3) formed at the bottom of the absorption tower 2 from the spray nozzle 3a of the header pipe 3b A circulation mechanism 4 is provided.
  • the desulfurization apparatus 1 includes a plurality of oxidation mechanisms 5 that supply oxygen to the absorption liquid s2 stored inside the absorption tower 2 (see the supplied oxygen x in FIGS. 1 and 2).
  • the desulfurization apparatus 1 includes a pair of liquid ejection mechanisms 6 that eject liquid to the absorption liquid s2 stored inside the absorption tower 2 (see the ejected water w in FIGS. 1 and 2).
  • the liquid ejected from the mechanism 6 is water.
  • the spray mechanism 3, the circulation mechanism 4, and the oxidation mechanism 5 are configured to start and stop together, and the liquid ejection mechanism 6 includes the spray mechanism 3, the circulation mechanism 4, and the oxidation mechanism 5. It can be started and stopped independently.
  • the plurality of spray nozzles 3 a of the spray mechanism 3 are arranged at intervals in the absorbing liquid flow direction of the header pipe 3 b.
  • the direction in which the spray nozzle 3a sprays the absorbing liquid is a direction from the bottom to the top.
  • the header pipe 3b is formed to extend in the horizontal direction of the desulfurization apparatus 1.
  • the circulation device 1 includes a circulation pipe 4a that connects the bottom of the absorption tower 2 and the upstream end of the header pipe 3b.
  • a circulation pump 4b is attached to the circulation pipe 4a.
  • the absorption liquid s2 stored at the bottom of the absorption tower 2 is pumped up by the circulation pump 4b and sent from the discharge port 2a of the absorption tower 2 (see FIG. 3) to the upstream end of the header pipe 3b through the circulation pipe 4a. Will be.
  • the oxidation mechanism 5 is attached to the bottom side surface of the absorption tower 2.
  • the oxidation mechanism 5 is disposed so as to be horizontally spaced from the outlet 2a of the absorption tower 2 and to face the outlet 2a.
  • the oxidation mechanism 5 includes an oxygen supply pipe 5b extending from the oxidation mechanism main body 5a to the inside of the absorption tower 2. Oxygen x is sent from the oxidation mechanism main body 5a of the oxidation mechanism 5 to the absorption liquid s2 stored in the absorption tower 2 through the oxygen supply pipe 5b.
  • the liquid ejection mechanism 6 includes a hydraulic nozzle 7 that ejects water w into the absorption tower 2.
  • the hydraulic nozzle 7 has a liquid jet 7 a formed in a substantially circular shape, and water supplied to the hydraulic nozzle 7 passes through the liquid jet 7 a and the absorption tower 2. Will be sent to the inside.
  • the pair of hydraulic nozzles 7 are respectively attached to the opposite side surfaces of the bottom of the absorption tower 2, and the liquid outlets 7 a of the pair of hydraulic nozzles 7 are arranged to face each other.
  • the pair of hydraulic nozzles 7 are disposed on the discharge port 2 a side from the horizontal center position C between the discharge ports 2 a of the group of absorption towers 2 and the group of oxidation mechanisms 5.
  • the hydraulic pressure ejection mechanism 6 includes a liquid supply pipe 8 that sends water from the outside of the absorption tower 2 to the hydraulic pressure nozzle 7.
  • a liquid supply pump 9 is attached to the liquid supply pipe 8. The water pumped up at a predetermined pressure by the liquid supply pump 9 is sent from the outside of the absorption tower 2 to the hydraulic nozzle 7 through the liquid supply pipe 8 while maintaining the pumping pressure.
  • the absorption liquid s2 stored at the bottom of the absorption tower 2 is pumped up by the pump 4b of the circulation mechanism 4 and sent to the upstream end of the header pipe 3b of the spray mechanism 3 through the circulation pipe 4a.
  • the absorbing liquid sent to the header pipe 3b is sent to the spray nozzle 3a, and the absorbing liquid is sprayed into the absorption tower 2 by the spray nozzle 3a.
  • the sprayed absorption liquid s1 reacts with the exhaust gas sent into the absorption tower 2 and absorbs sulfur oxides contained in the exhaust gas. Thereafter, the sprayed absorption liquid s1 falls and accumulates at the bottom of the absorption tower 2.
  • the absorption liquid s2 stored at the bottom of the absorption tower 2 is pumped up by the pump 4b of the circulation mechanism 4, is sent again to the upstream end of the header pipe 3b through the circulation pipe 4a, and is used for desulfurization of exhaust gas. That is, the absorption liquid can be circulated through a path that goes around in order of the absorption tower 2, the circulation pipe 4 a, the header pipe 3 b, the spray nozzle 3 a, and the absorption tower 2. Further, the oxidation mechanism 5 supplies oxygen x from the oxygen supply port 5a to the absorption liquid s2 stored at the bottom of the absorption tower 2, and the absorption liquid s2 stored at the bottom of the absorption tower 2 is oxidized. .
  • the liquid supply pump 9 pumps water outside the absorption tower 2 at a predetermined pressure.
  • the pumped water is sent from the outside of the absorption tower 2 to the hydraulic nozzle 7 through the liquid supply pipe 8 while maintaining the pressure generated by the pumping.
  • the water sent to the hydraulic nozzle 7 passes through the liquid supply port 7a of the hydraulic nozzle 7 and is ejected to the absorbing liquid s2 stored inside the absorption tower 2.
  • the water w ejected from the hydraulic nozzle 7 generates a vortex in the absorbing liquid s2 stored in the absorption tower 2. Due to this vortex, the absorption liquid s2 stored inside the absorption tower 2 is stirred.
  • the agitated absorbent is absorbed by such agitation. It will be pulverized and refined mainly between the outlet 2a of the tower 2 and the oxidation mechanism 5.
  • the water w ejected from the hydraulic nozzle 7 generates a vortex in the absorption liquid s2 stored in the absorption tower 2, and the vortex flows.
  • the absorbing liquid s2 stored in the absorption tower 2 is stirred. Therefore, when slurry sedimentation occurs, the eddy current caused by the water w ejected from the hydraulic nozzle 7 pulverizes and fines the absorbent that has settled around the discharge port 2a of the absorption tower 2 and the oxidation mechanism 5.
  • the absorption liquid is sufficiently stirred particularly between the outlet 2a of the absorption tower 2 and the oxidation mechanism 5.
  • the structure for stirring the absorbing liquid is a simple structure in which water w is ejected from the hydraulic nozzle 7 into the absorbing liquid
  • the mechanism for stirring the absorbing liquid can be simplified.
  • the mechanism for stirring the absorption liquid does not occupy the space inside the absorption tower 2, a wide space can be secured inside the absorption tower 2.
  • maintenance inside the absorption tower 2 can be facilitated, and maintenance of the desulfurization apparatus 1 can be facilitated.
  • the desulfurization apparatus 1 can be reduced in size.
  • the specific gravity of the water w ejected from the hydraulic nozzle 7 is larger than the specific gravity of air conventionally used, the water w ejected from the hydraulic nozzle 7 is easily sent horizontally into the absorbing liquid. Therefore, it is possible to sufficiently agitate the absorbing liquid by ejecting water from the hydraulic nozzle 7 at a pressure lower than that conventionally applied to the air, generating a vortex in the absorbing liquid.
  • the hydraulic nozzle 7 is disposed on the discharge port 2 a side from the horizontal center position C between the discharge port 2 a of the absorption tower 2 and the oxidation mechanism 5. Therefore, the settled absorbent is efficiently pulverized and refined around the outlet 2a of the absorption tower 2, which is the path of the circulating absorbent. Therefore, it is prevented that the path
  • the liquid ejection mechanism 6 supplies the water pumped from the outside of the absorption tower 2 to the hydraulic nozzle 7 in a state where the pressure by the pumping is maintained. Since it is configured, a mechanism for feeding water to the hydraulic nozzle 7 like the liquid supply pipe 8 and the liquid supply pump 9 can be simplified, and a mechanism for stirring the absorbing liquid can be simplified.
  • the liquid ejection mechanism 6 is configured to be able to start and stop independently from the spray mechanism 3, the circulation mechanism 4, and the oxidation mechanism 5. If the liquid ejection mechanism 6 is activated and operated before starting the spray mechanism 3, the circulation mechanism 4, and the oxidation mechanism 5, which are the main mechanisms of the apparatus 1, and the slurry sedimentation is eliminated, the desulfurization apparatus 1 becomes the spray mechanism. 3. It can be stably operated immediately after the circulation mechanism 4 and the oxidation mechanism 5 are started.
  • the absorbent may be a slurry using slaked lime (calcium hydroxide, Ca (OH) 2 ), dolomite or the like as an absorbent.
  • the desulfurization apparatus 1 may employ a magnesium hydroxide method, and in this case, the absorbent may be a slurry using magnesium hydroxide or the like as an absorbent.
  • the desulfurization apparatus 1 may employ a sodium hydroxide method, and in this case, the absorbent may be a slurry using sodium hydroxide, sodium sulfate or the like as an absorbent.
  • the desulfurization apparatus 1 may employ an ammonia absorption method, and in this case, the absorption liquid may be a slurry using ammonia or the like as an absorbent.
  • the direction in which the spray nozzle 3a sprays the absorbing liquid may be a direction from the top to the bottom, a horizontal direction, an oblique direction, or the like.
  • the header tube 3b may include a curved portion, a bent portion, a portion extending in the vertical direction, an inclined portion, and the like.
  • the absorption tower 2 may be formed in a substantially cylindrical shape, a substantially conical shape, a substantially elliptical column shape, a substantially elliptical cone shape, a substantially polygonal shape, a substantially polygonal pyramid shape, or the like.
  • the liquid ejected from the hydraulic nozzle 7 is a liquid other than water, for example, the same kind of liquid as the absorbent, or the same kind of liquid as before the absorbent is suspended in the absorbent. Etc.
  • one or more liquid ejection mechanisms 6 may be provided on one side of the opposing side surfaces of the bottom of the absorption tower 2.
  • a plurality of pairs of liquid ejection mechanisms 6 may be provided.
  • the liquid ejection port 7a of the hydraulic nozzle 7 may be formed in a substantially semicircular shape, a substantially elliptical shape, a substantially semielliptical shape, a substantially polygonal shape, a substantially star shape, or the like.
  • the liquid outlets 7a of the pair of hydraulic nozzles 7 may be arranged so as to be shifted in the height direction, the horizontal direction, and / or the circumferential direction of the absorption tower 2 with respect to each other. Good.
  • the liquid ejection mechanism 6 allows liquid to be discharged from a liquid supply position spaced in the height direction of the absorption tower 2 with respect to the liquid level of the absorption liquid s2 stored at the bottom of the absorption tower 2.
  • You may comprise so that the absorption liquid s2 stored in the bottom part of the absorption tower 2 may be stirred by making it fall naturally.
  • the liquid supply position is the height direction of the absorption tower 2 with respect to the liquid level of the absorption liquid s2 stored at the bottom of the absorption tower 2 in order to achieve stirring of the absorption liquid s2 stored at the bottom of the absorption tower 2. It is preferable that the position is sufficiently spaced.

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Description

湿式排煙脱硫装置
　本発明は、吸収塔内で排ガスを吸収液と気液接触させることによって脱硫させ、かつ吸収塔内に貯まる吸収液を撹拌可能とする湿式排煙脱硫装置に関する。
　大型の燃焼設備、プラント等で発生する排ガスには亜硫酸（二酸化硫黄、ＳＯ２）等の硫黄酸化物（ＳＯＸ）が含まれるので、硫黄酸化物を除去すること（脱硫）が要求されている。そこで、アルカリ金属等のアルカリ性物質を含む吸収液を用いて排ガスを脱硫する湿式排煙脱硫装置（以下、「脱硫装置」という）が広く利用されている。脱硫装置には、石灰石膏法、水酸化マグネシウム法、水酸化ナトリウム法、アンモニア吸収法等が採用されている。特に、石灰石膏法は、多くの脱硫装置で採用されており、石灰石膏法では、多くの場合、石灰石（炭酸カルシウム、ＣａＣＯ３）を水に懸濁させることによって作成した石灰石スラリーが吸収液として用いられている。また、脱硫装置には比較的高い粘性を有する吸収液が用いられており、例えば、吸収液として石灰石スラリーを用いる場合、一般的に、石灰石スラリーの濃度を約１０重量％～約３０重量％としている。
　典型的な脱硫装置は、吸収塔内に供給液を噴霧する噴霧機構と、吸収液を排ガスに効率的に気液接触させるために吸収塔の内部に貯まった吸収液を酸化させる酸化機構と、脱硫装置内で吸収液を循環させる循環機構とを備えており、このような構成において、吸収塔の内部で排ガスが噴霧機構から噴霧された吸収液と気液接触することによって脱硫され、吸収塔の内部に貯まった吸収液が酸化機構によって酸化され、かつ吸収液が循環機構によって脱硫装置内で循環して繰り返し使用されることとなる。
　しかしながら、吸収液の流動性が低い状態では、吸収液に懸濁された吸収剤が沈降する傾向にあり（以下、「スラリー沈降」という）、特に、吸収塔の内部に貯まった吸収液においてはスラリー沈降が発生し易くなっている。そこで、吸収塔の内部に貯まった吸収液を撹拌することが行われている。このような撹拌の手法については、例えば、特許文献１には、吸収塔の内部に貯まった吸収液内でプロペラを回転させることが開示されている。この回転するプロペラが吸収液を撹拌することとなる。また、特許文献２には、空気を噴出する複数の空気圧ノズルが、吸収塔の内部に貯まった吸収液に吸収塔の周方向に回転する渦流を発生させるように構成されていることが開示されており、具体的には、複数の空気圧ノズルが、渦流の回転方向に沿って傾斜すると共に吸収塔の周方向に間隔を空けて配置されていることが開示されている。この空気圧ノズルによる渦流が吸収液を撹拌することとなる。なお、多くの場合、このようなプロペラ及び空気圧ノズルは、主に、噴霧機構、酸化機構、及び循環機構と連動して、これらの機構と一緒に起動及び停止するように構成されている。
特許第３１７０１５８号公報 特許第３４８６３９９号公報
　しかしながら、前述のようにプロペラを用いて吸収液を撹拌する場合、吸収塔の内部にプロペラが配置されることとなり、プロペラを回転駆動するために大掛かりな駆動機構が吸収塔に設けられることとなる。そのため、吸収塔の内部の構造が複雑になり、かつ吸収塔の内部の空間が狭くなっている。その結果、吸収塔の内部のメンテナンスが難しくなって、脱硫装置のメンテナンスが難しくなっている。さらに、大掛かりな駆動機構を設けることによって、脱硫装置が大型化することとなる。
　また、吸収液は比較的高い濃度を有するので、前述のように空気圧ノズルによる渦流を用いて吸収液を撹拌する場合、高い粘性を有する吸収液に渦流を発生させるために、高い圧力の空気を空気圧ノズルから吸収液内に供給する必要がある。また、空気は吸収液の液面に向かって浮かぼうとするので、吸収液に渦流を発生させるために高い圧力の空気を吸収液内に送る必要がある。このように高い圧力の空気を空気圧ノズルに供給するためには、空気圧を発生させる機構（以下、「空気圧発生機構」という）を吸収塔に接近して配置することが望ましい。しかしながら、高い圧力の空気を発生可能とする空気圧発生機構は大型化して、脱硫装置が大型化することとなる。さらに、空気圧発生機構は、空気を高い圧力で供給するために空気圧発生機構の構造が複雑になっている。その結果、空気圧発生機構のメンテナンスが難しくなって、脱硫装置のメンテナンスが難しくなっている。
　また、前述のように、プロペラ及び空気圧ノズルは、主に、噴霧機構、酸化機構、及び循環機構と連動して、これらの機構と一緒に起動及び停止するように構成されている。そのため、脱硫装置が停止している場合、循環機構が停止するので、吸収塔の内部に貯まる吸収液は循環せずに流動性の無い状態になり、その結果、吸収塔内の内部に貯まった吸収液にスラリー沈降が発生することとなる。このような状態から脱硫装置を起動した直後では、プロペラ及び空気圧ノズルによって吸収液は十分に撹拌されていない状態になっている。従って、吸収剤の濃度が薄くなった吸収液が脱硫装置内を循環することとなり、また、吸収塔の内部で沈降した吸収剤が、吸収塔の内部における吸収液の流れを遮るおそれがある。すなわち、脱硫装置は、起動直後、安定して稼働できなくなっている。
　本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、吸収液を撹拌する機構をシンプルにすると共に、メンテナンスの容易化を可能とし、小型化を可能とし、かつ安定して稼働可能である湿式排煙脱硫装置を提供することにある。
　課題を解決するために、本発明の一態様に係る湿式排煙脱硫装置は、内部で排ガスを吸収液と気液接触させることによって脱硫させる吸収塔と、前記吸収塔の内部に吸収液を噴霧する噴霧機構と、前記吸収塔の底部に配置されると共に、前記吸収塔の内部に貯まる吸収液に酸素を供給する酸化機構と、吸収液を前記吸収塔の底部に形成された排出口から前記噴霧機構に送る循環機構と、前記吸収塔の内部に液体を噴出する液圧ノズルを有する液体噴出機構とを備え、前記酸化機構が、前記吸収塔の排出口に対して水平方向に間隔を空けて配置され、前記液圧ノズルが、前記吸収塔の底部に取付けられ、かつ前記酸化機構と前記吸収塔の排出口との間に配置されている。
　本発明の一態様に係る湿式排煙脱硫装置では、前記液圧ノズルが、前記酸化機構と前記吸収塔の排出口との間における水平方向中心位置より前記排出口側に配置されている。
　本発明の一態様に係る湿式排煙脱硫装置では、　前記液体噴出機構が、前記吸収塔の外部から汲み上げられた液体を、該汲み上げによる圧力を保持した状態で前記液圧ノズルに供給するように構成されている。
　本発明の一態様に係る湿式排煙脱硫装置では、前記液体噴出機構が、前記噴霧機構、前記酸化機構、及び前記循環機構から独立して起動かつ停止可能に構成されている。
　本発明によれば、吸収液を撹拌する機構をシンプルにすると共に、湿式排煙脱硫装置のメンテナンスを容易化でき、湿式排煙脱硫装置を小型化でき、かつ湿式排煙脱硫装置を安定して稼働させることができる。
　本発明における前述及びその他の目的、形態、及び効果は、以下の図面と関連付けて後述の発明の詳細な説明の記載から、当業者であれば、よりよく理解されるであろう。
図１は、本発明の実施形態に係る湿式排煙脱硫装置を模式的に示す正面図である。 図２は、本発明の実施形態に係る吸収塔の底部及びその周辺部を模式的に示す断面図である。 図３は、本発明の実施形態に係る吸収塔の底部及びその周辺部を概略的に示す斜視図である。
　本発明の実施形態に係る湿式排煙脱硫装置（以下、「脱硫装置」という）について以下に説明する。
　図１及び図２を参照すると、脱硫装置１は、略ボックス形状に形成された中空状の吸収塔２を備えている。特に図示はしないが、この吸収塔２の内部には、亜硫酸（二酸化硫黄、ＳＯ２）等のイオン酸化物（ＳＯＸ）を含む排ガスが送られ、送られた排ガスが吸収液によって脱硫された後に吸収塔２の外部に排出されるようになっている。なお、本発明の実施形態に係る脱硫装置１は石灰石膏法を採用しており、本発明の実施形態では、吸収液は、石灰石（炭酸カルシウム、ＣａＣＯ３）を吸収剤として用いた石灰石スラリーになっている。
　図１を参照すると、脱硫装置１は、吸収液を吸収塔２の内部に噴霧する噴霧機構３を備えている。噴霧機構３は複数の噴霧ノズル３ａを備えており、複数の噴霧ノズル３ａにはヘッダ管３ｂが接続され、吸収液ｓ１がヘッダ管３ｂから噴霧ノズル３ａに送られるように構成されている。吸収塔２の内部に噴霧された吸収液ｓ１は吸収塔２の底部に貯まることとなる（図１の貯まった吸収液ｓ２を参照）。そこで、図１～図３に示されるように、このように貯まった吸収液ｓ２を吸収塔２の内部で排ガスを脱硫することに用いるため、脱硫装置１は、吸収塔２の底部に貯まった吸収液ｓ２を、吸収塔２の底部に形成された排出口２ａ（図３を参照）からヘッダ管３ｂの噴霧ノズル３ａより吸収液流上流側（以下、「上流側」という）に送る複数の循環機構４を備えている。また、脱硫装置１は、吸収塔２の内部に貯まった吸収液ｓ２に酸素を供給する複数の酸化機構５を備えている（図１及び図２の供給された酸素ｘを参照）。脱硫装置１は、吸収塔２の内部に貯まった吸収液ｓ２に液体を噴出する一対の液体噴出機構６を備えており（図１及び図２の噴出された水ｗを参照）、この液体噴出機構６から噴出する液体は水になっている。なお、噴霧機構３、循環機構４、及び酸化機構５は、一体となって起動かつ停止するように構成されており、液体噴出機構６は、噴霧機構３、循環機構４、及び酸化機構５から独立して起動かつ停止可能に構成されている。
　噴霧機構３及び循環機構４の詳細について、図１～図３を参照して説明する。図１を参照すると、噴霧機構３の複数の噴霧ノズル３ａは、ヘッダ管３ｂの吸収液流方向に互いに間隔を空けて配置されている。噴霧ノズル３ａが吸収液を噴霧する方向は、下方から上方に向かう方向になっている。ヘッダ管３ｂは、脱硫装置１の水平方向に延びるように形成されている。図１～図３を参照すると、循環装置１は、吸収塔２の底部とヘッダ管３ｂの上流側端とを接続する循環管４ａを備えている。循環管４ａには循環ポンプ４ｂが取り付けられている。吸収塔２の底部に貯まった吸収液ｓ２は、循環ポンプ４ｂによって汲み上げられて、吸収塔２の排出口２ａ（図３を参照）から循環管４ａを通ってヘッダ管３ｂの上流側端に送られることとなる。
　酸化機構５の詳細について、図１～図３を参照して説明する。酸化機構５は、吸収塔２の底部の側面に取付けられている。酸化機構５は、吸収塔２の排出口２ａに対して水平方向に間隔を空けると共に排出口２ａに対向するように配置されている。酸化機構５は、酸化機構本体５ａから吸収塔２の内部に延びる酸素供給管５ｂを備えている。酸素ｘは、酸化機構５の酸化機構本体５ａから酸素供給管５ｂを通って吸収塔２の内部に貯まった吸収液ｓ２に送られることとなる。
　液体噴出機構６の詳細について、図１～図３を参照して説明する。液体噴出機構６は、吸収塔２の内部に水ｗを噴出する液圧ノズル７を備えている。図３を参照すると、液圧ノズル７は、略円形に形成された液体噴出口７ａを有しており、液圧ノズル７に供給される水は、この液体噴出口７ａを通って吸収塔２の内部に送られることとなる。一対の液圧ノズル７は、吸収塔２の底部の互いに対向する側面にそれぞれ取り付けられており、一対の液圧ノズル７の液体噴出口７ａは互いに対向して配置されている。また、一対の液圧ノズル７は、一群の吸収塔２の排出口２ａと一群の酸化機構５との間における水平方向中心位置Ｃより排出口２ａ側に配置されている。さらに、液圧噴出機構６は、吸収塔２の外部から液圧ノズル７に水を送る液体供給管８を備えている。液体供給管８には液体供給ポンプ９が取付けられている。液体供給ポンプ９によって所定の圧力で汲み上げられた水は、汲み上げによる圧力を保持した状態で吸収塔２の外部から液体供給管８を通って液圧ノズル７に送られることとなる。
　ここで、本発明の実施形態に係る脱硫装置１の使用方法について説明する。
　吸収塔２の底部に貯まった吸収液ｓ２が、循環機構４のポンプ４ｂによって汲み上げられることによって、循環管４ａを通って噴霧機構３のヘッダ管３ｂの上流側端に送られる。ヘッダ管３ｂに送られた吸収液は噴霧ノズル３ａに送られて、噴霧ノズル３ａによって吸収液が吸収塔２の内部に噴霧される。噴霧された吸収液ｓ１は、吸収塔２の内部に送られた排ガスと反応して、排ガスに含まれる硫黄酸化物を吸収する。その後、噴霧された吸収液ｓ１が、落下して吸収塔２の底部に貯まる。吸収塔２の底部に貯まった吸収液ｓ２は、循環機構４のポンプ４ｂによって汲み上げられ、再び循環管４ａを通ってヘッダ管３ｂの上流側端に送られて、排ガスの脱硫に用いられる。すなわち、吸収液は、吸収塔２、循環管４ａ、ヘッダ管３ｂ、噴霧ノズル３ａ、吸収塔２の順に周回する経路を通って循環可能になっている。また、酸化機構５は、その酸素供給口５ａから吸収塔２の底部に貯まった吸収液ｓ２に酸素ｘを供給して、吸収塔２の底部に貯まった吸収液ｓ２が酸化されることとなる。
　本発明の実施形態に係る脱硫装置１の吸収塔２の内部に貯まった吸収液ｓ２の撹拌方法について説明する。
　液体噴出機構６を起動する。液体供給ポンプ９が、吸収塔２の外部の水を所定の圧力で汲み上げる。汲み上げられた水は、汲み上げによる圧力を保持した状態で吸収塔２の外部から液体供給管８を通って液圧ノズル７に送られる。液圧ノズル７に送られた水は、液圧ノズル７の液体供給口７ａを通って吸収塔２の内部に貯まった吸収液ｓ２に噴出される。液圧ノズル７から噴出された水ｗは、吸収塔２の内部に貯まった吸収液ｓ２に渦流を発生させる。この渦流によって、吸収塔２の内部に貯まった吸収液ｓ２が撹拌されることとなる。そのため、吸収塔２の内部に貯まった吸収液ｓ２内で懸濁された吸収剤が沈降した場合（以下、「スラリー沈降」という）、このような撹拌によって、沈降している吸収剤が、吸収塔２の排出口２ａと酸化機構５との間を中心に粉砕かつ微細化されることとなる。
　以上のように本発明の実施形態に係る脱硫装置１によれば、液圧ノズル７から噴出する水ｗが、吸収塔２の内部に貯まった吸収液ｓ２に渦流を発生させて、この渦流によって、吸収塔２の内部に貯まった吸収液ｓ２が撹拌されることとなる。従って、スラリー沈降が発生した場合、液圧ノズル７から噴出する水ｗによる渦流が、吸収塔２の排出口２ａと酸化機構５との間を中心に、沈降している吸収剤を粉砕かつ微細化して、吸収液が、特に、吸収塔２の排出口２ａと酸化機構５との間で十分に撹拌されることとなる。その結果、循環機構４の立ち上げとともに、酸化機構５から送られた酸素が、吸収塔２の排出口２ａと酸化機構５との間で効率的に撹拌された吸収液に送られて、吸収塔２の内部に貯まった吸収液を即座に酸化することとなる。このように効率的に撹拌かつ酸化された吸収液が、吸収塔２の排出口２ａに送られ、かつ脱硫装置１内を循環することになる。よって、脱硫装置１を安定して稼働させることができる。
　吸収液を撹拌するための構成が、液圧ノズル７から吸収液内に水ｗを噴出するという簡単な構成であるので、吸収液を撹拌する機構をシンプルにできる。また、吸収液を撹拌する機構は吸収塔２の内部の空間を占有しないので、吸収塔２の内部に広い空間を確保できる。その結果、吸収塔２の内部のメンテナンスを容易にでき、脱硫装置１のメンテナンスを容易にできる。また、脱硫装置１を小型化できる。
　液圧ノズル７から噴出される水ｗの比重は、従来用いられていた空気の比重より大きいので、液圧ノズル７から噴出される水ｗは吸収液内に水平に送り易くなっている。そのため、従来空気に加えていた圧力と比較して低い圧力で液圧ノズル７から水を噴出し、吸収液に渦流を発生させて、吸収液を十分に撹拌することができる。
　本発明の実施形態に係る脱硫装置１によれば、液圧ノズル７が、吸収塔２の排出口２ａと酸化機構５との間における水平方向中心位置Ｃより排出口２ａ側に配置されているので、循環する吸収液の経路である吸収塔２の排出口２ａ周辺で、沈降した吸収剤が効率的に粉砕かつ微細化されることとなる。よって、沈降した吸収剤が循環する吸収液の経路を塞ぐことが防止されて、脱硫装置１を安定して稼働させることができる。
　本発明の実施形態に係る脱硫装置１によれば、液体噴出機構６が、吸収塔２の外部から汲み上げられた水を、該汲み上げによる圧力を保持した状態で液圧ノズル７に供給するように構成されているので、液体供給管８及び液体供給ポンプ９のように、液圧ノズル７に水を送る機構をシンプルにでき、吸収液を撹拌する機構をシンプルにすることができる。
　本発明の実施形態に係る脱硫装置１によれば、液体噴出機構６が、噴霧機構３、循環機構４、及び酸化機構５から独立して起動かつ停止可能に構成されているので、例えば、脱硫装置１の主な機構である噴霧機構３、循環機構４、及び酸化機構５を起動する前に、液体噴出機構６を起動かつ稼働させてスラリー沈降を解消すれば、脱硫装置１を、噴霧機構３、循環機構４、及び酸化機構５の起動直後から安定して稼働させることができる。
　ここまで本発明の実施形態について述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。
　例えば、本発明の第１変形例として、吸収液が、消石灰（水酸化カルシウム、Ｃａ（ＯＨ）２）、ドロマイト等を吸収剤として用いたスラリーであってもよい。脱硫装置１が、水酸化マグネシウム法を採用したものであってもよく、この場合、吸収液が、水酸化マグネシウム等を吸収剤として用いたスラリーであるとよい。脱硫装置１が、水酸化ナトリウム法を採用したものであってもよく、この場合、吸収液が、水酸化ナトリウム、硫酸ナトリウム等を吸収剤として用いたスラリーであるとよい。脱硫装置１が、アンモニア吸収法を採用したものであってもよく、この場合、吸収液が、アンモニア等を吸収剤として用いたスラリーであるとよい。
　本発明の第２変形例として、噴霧ノズル３ａが吸収液を噴霧する方向は、上方から下方に向かう方向、水平方向、斜め方向等であってもよい。
　本発明の第３変形例として、ヘッダ管３ｂは、湾曲部分、屈曲部分、上下方向に延びる部分、傾斜する部分等を含んでいてもよい。
　本発明の第４変形例として、吸収塔２が、略円柱形状、略円錐形状、略楕円柱形状、略楕円錐形状、略多角形状、略多角錐形状等に形成されていてもよい。
　本発明の第５変形例として、液圧ノズル７から噴出される液体が、水以外の液体、例えば、吸収液と同種の液体、吸収液に吸収剤を懸濁する前の液体と同種の液体等であってもよい。
　本発明の第６変形例として、吸収塔２の底部の対向する側面の一方側に、１つ以上の液体噴出機構６が設けられていてもよい。
　本発明の第７変形例として、複数対の液体噴出機構６が設けられていてもよい。
　本発明の第８変形例として、液圧ノズル７の液体噴出口７ａが、略半円形状、略楕円形状、略半楕円形状、略多角形状、略星形状等に形成されていてもよい。
　本発明の第９変形例として、一対の液圧ノズル７の液体噴出口７ａは、互いに対して吸収塔２の高さ方向、水平方向、及び／又は周方向にシフトして配置されていてもよい。
　本発明の第１０変形例として、液体噴出機構６が、吸収塔２の底部に貯まった吸収液ｓ２の液面に対して吸収塔２の高さ方向に間隔を空けた液体供給位置から液体を自然落下させることによって、吸収塔２の底部に貯まった吸収液ｓ２を撹拌するように構成されていてもよい。特に、液体供給位置は、吸収塔２の底部に貯まった吸収液ｓ２の撹拌を達成するために、吸収塔２の底部に貯まった吸収液ｓ２の液面に対して吸収塔２の高さ方向に十分に間隔を空けた位置であると好ましい。
１　湿式排煙脱硫装置（脱硫装置）
２　吸収塔
２ａ　排出口
３　噴霧機構
４　循環機構
５　酸化機構
６　液体噴出機構
７　液圧ノズル
ｓ１，ｓ２　吸収液
ｗ　水
ｘ　酸素
Ｃ　水平方向中心位置

Claims (4)

  1. 　内部で排ガスを吸収液と気液接触させることによって脱硫させる吸収塔と、
    　前記吸収塔の内部に吸収液を噴霧する噴霧機構と、
    　前記吸収塔の底部に配置されると共に、前記吸収塔の内部に貯まる吸収液に酸素を供給する酸化機構と、
    　吸収液を前記吸収塔の底部に形成された排出口から前記噴霧機構に送る循環機構と、
    　前記吸収塔の内部に液体を噴出する液圧ノズルを有する液体噴出機構と
    　を備え、
    　前記酸化機構が、前記吸収塔の排出口に対して水平方向に間隔を空けて配置され、
    　前記液圧ノズルが、前記吸収塔の底部に取付けられ、かつ前記酸化機構と前記吸収塔の排出口との間に配置されている、湿式排煙脱硫装置。
  2. 　前記液圧ノズルが、前記酸化機構と前記吸収塔の排出口との間における水平方向中心位置より前記排出口側に配置されている、請求項１に記載の湿式排煙脱硫装置。
  3. 　前記液体噴出機構が、前記吸収塔の外部から汲み上げられた液体を、該汲み上げによる圧力を保持した状態で前記液圧ノズルに供給するように構成されている、請求項１に記載の湿式排煙脱硫装置。
  4. 　前記液体噴出機構が、前記噴霧機構、前記酸化機構、及び前記循環機構から独立して起動かつ停止可能に構成されている、請求項３に記載の湿式排煙脱硫装置。
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