JP2000176233A - 自立型スプレ方式吸収塔と湿式排煙脱硫装置 - Google Patents
自立型スプレ方式吸収塔と湿式排煙脱硫装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 大径薄肉円筒自立型のスプレ方式吸収塔の水
平方向に矩形の長辺を有する大きな開口部を有したガス
入口周辺の吸収塔シェルの座屈強度を向上させること。 【解決手段】 被処理ガスと吸収剤を接触させ、該ガス
中の硫黄酸化物を除去する自立式大径薄肉円筒型スプレ
方式吸収塔１のガス入口２の矩形開口部とガス入口部交
点の周囲全長にわたり補強部材（補強リング１４）を設
置とする。さらに、ガス入口２の矩形の開口部の中央及
び／又は開口部の左右端の短辺（吸収塔の鉛直方向）に
平行に縦補強材１５を吸収塔の頂部より底面基礎面まで
連続して設置するかまたはガス入口の開口部シェルとガ
ス入口の交点に複数本の内部ポスト１６を吸収塔の鉛直
方向に沿って設置する。
平方向に矩形の長辺を有する大きな開口部を有したガス
入口周辺の吸収塔シェルの座屈強度を向上させること。 【解決手段】 被処理ガスと吸収剤を接触させ、該ガス
中の硫黄酸化物を除去する自立式大径薄肉円筒型スプレ
方式吸収塔１のガス入口２の矩形開口部とガス入口部交
点の周囲全長にわたり補強部材（補強リング１４）を設
置とする。さらに、ガス入口２の矩形の開口部の中央及
び／又は開口部の左右端の短辺（吸収塔の鉛直方向）に
平行に縦補強材１５を吸収塔の頂部より底面基礎面まで
連続して設置するかまたはガス入口の開口部シェルとガ
ス入口の交点に複数本の内部ポスト１６を吸収塔の鉛直
方向に沿って設置する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボイラ等の燃焼排
ガスの脱硫装置に係り、特に排ガス中の硫黄酸化物を除
去するのに好適な大径薄肉円筒形状の自立型スプレ方式
吸収塔と該吸収塔を備えた湿式排煙脱硫装置である。
ガスの脱硫装置に係り、特に排ガス中の硫黄酸化物を除
去するのに好適な大径薄肉円筒形状の自立型スプレ方式
吸収塔と該吸収塔を備えた湿式排煙脱硫装置である。
【０００２】
【従来の技術】大気汚染防止のため、排ガス中の硫黄酸
化物の除去装置として、湿式石灰石−石膏法脱硫装置が
広く実用化されている。この脱硫装置の主要機器である
従来技術の大径薄肉円筒自立型スプレ方式吸収塔を図１
７、図１８（図１７のＩ−Ｉ線断面図）及び図１９（吸
収塔の一部内部構造を示す斜視図：吸収塔径が循環タン
ク径と同一）、図２０（吸収塔の一部内部構造を示す斜
視図：吸収塔径より循環タンク径が大）に示す。
化物の除去装置として、湿式石灰石−石膏法脱硫装置が
広く実用化されている。この脱硫装置の主要機器である
従来技術の大径薄肉円筒自立型スプレ方式吸収塔を図１
７、図１８（図１７のＩ−Ｉ線断面図）及び図１９（吸
収塔の一部内部構造を示す斜視図：吸収塔径が循環タン
ク径と同一）、図２０（吸収塔の一部内部構造を示す斜
視図：吸収塔径より循環タンク径が大）に示す。
【０００３】火力発電所等から発生した硫黄酸化物およ
び煤塵を含む未処理排ガスｇ１は脱硫装置のスプレ方式
吸収塔１に導かれる。吸収塔１内では多数のスプレノズ
ル１１を備えた吸収液スプレ配管７がガス流れと直交す
る方向に、少なくとも２段以上設置されている。
び煤塵を含む未処理排ガスｇ１は脱硫装置のスプレ方式
吸収塔１に導かれる。吸収塔１内では多数のスプレノズ
ル１１を備えた吸収液スプレ配管７がガス流れと直交す
る方向に、少なくとも２段以上設置されている。
【０００４】吸収液スプレ配管７に設けられたスプレノ
ズル１１から微細な液滴として噴霧される吸収液と、未
処理排ガスｇ１を対向流あるいは並行流で気液接触させ
ることで、排ガス中の硫黄酸化物は吸収液滴表面を介し
て吸収液に吸収除去され、煤塵は液滴との衝突により物
理的に除去される。排ガス流れに同伴する微小な液滴は
吸収塔１の上部に設置されたミストエリミネータ１３で
除去され、浄化された処理排ガスｇ２は必要により、吸
収塔後流側に設置される再加熱設備により昇温されて、
煙突より排出される。
ズル１１から微細な液滴として噴霧される吸収液と、未
処理排ガスｇ１を対向流あるいは並行流で気液接触させ
ることで、排ガス中の硫黄酸化物は吸収液滴表面を介し
て吸収液に吸収除去され、煤塵は液滴との衝突により物
理的に除去される。排ガス流れに同伴する微小な液滴は
吸収塔１の上部に設置されたミストエリミネータ１３で
除去され、浄化された処理排ガスｇ２は必要により、吸
収塔後流側に設置される再加熱設備により昇温されて、
煙突より排出される。
【０００５】一方、スプレノズル１１から噴霧された大
部分の液滴は硫黄酸化物を吸収した後、吸収塔１の下部
に設けられた吸収塔循環タンク４に落下する。吸収液に
吸収された硫黄酸化物（ＳＯ２）は、吸収剤供給配管１
０を通して吸収塔循環タンク４に供給される石灰石（Ｃ
ａＣＯ３）と反応し、同時に酸化用撹拌機９から供給さ
れる酸化用空気１２によって酸化され石膏（ＣａＳＯ４
・２Ｈ ２Ｏ）となる。
部分の液滴は硫黄酸化物を吸収した後、吸収塔１の下部
に設けられた吸収塔循環タンク４に落下する。吸収液に
吸収された硫黄酸化物（ＳＯ２）は、吸収剤供給配管１
０を通して吸収塔循環タンク４に供給される石灰石（Ｃ
ａＣＯ３）と反応し、同時に酸化用撹拌機９から供給さ
れる酸化用空気１２によって酸化され石膏（ＣａＳＯ４
・２Ｈ ２Ｏ）となる。
【０００６】また、吸収液中には固形物としての石膏が
存在するため、スラリ用撹拌機８で沈澱防止が図られて
いる。吸収液は循環ポンプ５により循環配管６で再び吸
収液スプレ配管７に導かれ、繰り返し使用される。
存在するため、スラリ用撹拌機８で沈澱防止が図られて
いる。吸収液は循環ポンプ５により循環配管６で再び吸
収液スプレ配管７に導かれ、繰り返し使用される。
【０００７】従来技術では、図１７に示す吸収塔１の塔
高Ｈは（ａ）吸収液スプレ段数、（ｂ）ガス入口高さ及
び（ｃ）吸収塔循環タンク高さの合計で決定されてい
た。しかし、ボイラの大容量化に伴い、吸収塔１の直径
Ｄと塔高Ｈが大きなものになってきている。
高Ｈは（ａ）吸収液スプレ段数、（ｂ）ガス入口高さ及
び（ｃ）吸収塔循環タンク高さの合計で決定されてい
た。しかし、ボイラの大容量化に伴い、吸収塔１の直径
Ｄと塔高Ｈが大きなものになってきている。
【０００８】コンパクトで経済性を有した吸収塔１を提
供するため、つまり塔高Ｈを下げるため、従来は次のよ
うな対策を講じていた。 （ａ）ガス入口２の開口部の長辺の長さＢＬを長くし、
すなわちガス入口２の開口角度θ（図１８に示すよう
に、円筒形の吸収塔１の水平断面の中心軸とガス入口２
の開口部の両端部とを結ぶ直線の成す角度）を大きくし
て、ガス入口２の開口部の短辺の高さＢＨを低くする
（図１７、図１８、図１９）。 （ｂ）吸収塔循環タンク４の直径ＤＴを吸収塔径Ｄより
大きくする（図２０）。
供するため、つまり塔高Ｈを下げるため、従来は次のよ
うな対策を講じていた。 （ａ）ガス入口２の開口部の長辺の長さＢＬを長くし、
すなわちガス入口２の開口角度θ（図１８に示すよう
に、円筒形の吸収塔１の水平断面の中心軸とガス入口２
の開口部の両端部とを結ぶ直線の成す角度）を大きくし
て、ガス入口２の開口部の短辺の高さＢＨを低くする
（図１７、図１８、図１９）。 （ｂ）吸収塔循環タンク４の直径ＤＴを吸収塔径Ｄより
大きくする（図２０）。
【０００９】しかし、ガス入口２の開口部の長辺の長さ
ＢＬが塔径Ｄに近づくと、前記の大きな開口部の影響で
吸収塔ガス入口２の開口部周辺の薄肉円筒胴（シェル）
の強度が大幅に低下することから、シェル板厚の増加や
強固な補強材の設置を余儀なくされていた。
ＢＬが塔径Ｄに近づくと、前記の大きな開口部の影響で
吸収塔ガス入口２の開口部周辺の薄肉円筒胴（シェル）
の強度が大幅に低下することから、シェル板厚の増加や
強固な補強材の設置を余儀なくされていた。
【００１０】なお、特開昭６３−１７５６２５号公報に
は円筒型吸収塔の補強構造が開示されているが、この公
報記載の発明の円筒型吸収塔の補強の目的は、吸収塔組
立体の輸送、保管中の変形を防止することであり、円筒
型吸収塔のガス入口の開口角度が偏流率や脱硫性能に及
ぼすことについては一言も触れられていない。また前記
公報には補強材を設計上必要なところに配置すると記述
されているだけで、ガス入口周辺の補強法によるガス入
口の開口角と座屈強度（軸圧縮、曲げ）の関係も定量的
に述べられていない。
は円筒型吸収塔の補強構造が開示されているが、この公
報記載の発明の円筒型吸収塔の補強の目的は、吸収塔組
立体の輸送、保管中の変形を防止することであり、円筒
型吸収塔のガス入口の開口角度が偏流率や脱硫性能に及
ぼすことについては一言も触れられていない。また前記
公報には補強材を設計上必要なところに配置すると記述
されているだけで、ガス入口周辺の補強法によるガス入
口の開口角と座屈強度（軸圧縮、曲げ）の関係も定量的
に述べられていない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、ボイ
ラの大容量化に伴い、薄肉円筒自立型スプレ方式吸収塔
１を大型化（例えば、塔径２０数ｍ〜３０ｍクラス）す
るに際して、下記のような問題があった。
ラの大容量化に伴い、薄肉円筒自立型スプレ方式吸収塔
１を大型化（例えば、塔径２０数ｍ〜３０ｍクラス）す
るに際して、下記のような問題があった。
【００１２】（ａ）ガス入口２の長辺の長さＢＬが塔径
Ｄに近づくと、すなわち、図２１のスプレ方式吸収塔及
び図２２（図２１のＩ−Ｉ線断面図）に示すように、ガ
ス入口２の開口角度θ（図２２参照）が１８０度に近づ
くと、ガス入口２の大きく横長な矩形形状を有する開口
部の影響で、開口部が無い場合の座屈強度と比較して吸
収塔ガス入口２の開口部周辺の薄肉円筒胴（シェル）の
座屈強度（軸圧縮、曲げ）、特に曲げ座屈強度が大幅に
低下する。
Ｄに近づくと、すなわち、図２１のスプレ方式吸収塔及
び図２２（図２１のＩ−Ｉ線断面図）に示すように、ガ
ス入口２の開口角度θ（図２２参照）が１８０度に近づ
くと、ガス入口２の大きく横長な矩形形状を有する開口
部の影響で、開口部が無い場合の座屈強度と比較して吸
収塔ガス入口２の開口部周辺の薄肉円筒胴（シェル）の
座屈強度（軸圧縮、曲げ）、特に曲げ座屈強度が大幅に
低下する。
【００１３】弾性大変形座屈解析の一例を図２３に示
す。図２３に示す吸収塔シェルの諸寸法は図９の解析モ
デルに示し、補強モデルは図９（ａ）に示す補強部材を
用いないで、ガス入口２に開口部のみを設けたケースで
ある。
す。図２３に示す吸収塔シェルの諸寸法は図９の解析モ
デルに示し、補強モデルは図９（ａ）に示す補強部材を
用いないで、ガス入口２に開口部のみを設けたケースで
ある。
【００１４】図２３に示す結果によれば、ガス入口２の
開口部の吸収塔シェルの軸圧縮座屈応力はガス入口２の
開口部を設けない場合を１００％としたとき、開口部が
ある場合は７７％に低下した。この開口部が無い場合の
吸収塔シェルと比較した開口部がある場合の吸収塔シェ
ルの軸圧縮座屈応力の低下割合は、開口部が無い場合の
吸収塔シェルの断面積と比較した開口部がある場合の吸
収塔シェルの有効断面積の低下割合に等しい。なお、図
２６の平面図に示すように、吸収塔シェルの全断面積か
ら開口部（θ）の断面積をマイナスした範囲を有効断面
積（図中の斜線部）と称す。
開口部の吸収塔シェルの軸圧縮座屈応力はガス入口２の
開口部を設けない場合を１００％としたとき、開口部が
ある場合は７７％に低下した。この開口部が無い場合の
吸収塔シェルと比較した開口部がある場合の吸収塔シェ
ルの軸圧縮座屈応力の低下割合は、開口部が無い場合の
吸収塔シェルの断面積と比較した開口部がある場合の吸
収塔シェルの有効断面積の低下割合に等しい。なお、図
２６の平面図に示すように、吸収塔シェルの全断面積か
ら開口部（θ）の断面積をマイナスした範囲を有効断面
積（図中の斜線部）と称す。
【００１５】しかし、曲げ座屈応力は開口部が無い場合
を１００％とした場合、開口部があると４２％と低下
し、この低下割合は開口部を設けない場合の吸収塔シェ
ルの断面係数に比較した開口部を有する場合の有効断面
係数の低下割合以上に大幅に低下した。なお、図２６に
示す、吸収塔シェルの全断面積から開口部（θ）の断面
をマイナスし、Ｘ軸廻り及びＹ軸廻りの断面（図中の斜
線部）の係数を有効断面係数と称す。
を１００％とした場合、開口部があると４２％と低下
し、この低下割合は開口部を設けない場合の吸収塔シェ
ルの断面係数に比較した開口部を有する場合の有効断面
係数の低下割合以上に大幅に低下した。なお、図２６に
示す、吸収塔シェルの全断面積から開口部（θ）の断面
をマイナスし、Ｘ軸廻り及びＹ軸廻りの断面（図中の斜
線部）の係数を有効断面係数と称す。
【００１６】そのため、座屈強度、特に曲げ座屈応力を
吸収塔シェルに開口部が無い場合と同じ座屈強度になる
まで回復させるために開口部周辺の吸収塔シェルの板厚
を上げるか、または縦補強部材の追設等の大規模な補強
を余儀なくさせられていた。
吸収塔シェルに開口部が無い場合と同じ座屈強度になる
まで回復させるために開口部周辺の吸収塔シェルの板厚
を上げるか、または縦補強部材の追設等の大規模な補強
を余儀なくさせられていた。
【００１７】（ｂ）構造強度面からガス入口２の長辺の
長さＢＬを短くすれば、つまり入口開口角度θを小さく
すると吸収塔１内でのガスの偏流率が上昇し、これによ
り脱硫率が低下する原因になる。
長さＢＬを短くすれば、つまり入口開口角度θを小さく
すると吸収塔１内でのガスの偏流率が上昇し、これによ
り脱硫率が低下する原因になる。
【００１８】一方、ガス入口２でのガス流速の最大値を
決めている関係から、ガス入口２の長辺の長さＢＬを短
くした分、ガス入口高さＢＨが長くなり、つまり塔高Ｈ
が高くなり、吸収液スプレ配管７の設置レベルが上昇す
る。そのため、循環ポンプ５の揚程も大きくなり、前記
ポンプの電動機の設備費及び運転維持費が上がる。
決めている関係から、ガス入口２の長辺の長さＢＬを短
くした分、ガス入口高さＢＨが長くなり、つまり塔高Ｈ
が高くなり、吸収液スプレ配管７の設置レベルが上昇す
る。そのため、循環ポンプ５の揚程も大きくなり、前記
ポンプの電動機の設備費及び運転維持費が上がる。
【００１９】本発明の課題は、脱硫性能を向上させると
共に構造強度面でより安定した吸収塔が構築でき、か
つ、より低廉型の脱硫装置を提供することである。
共に構造強度面でより安定した吸収塔が構築でき、か
つ、より低廉型の脱硫装置を提供することである。
【００２０】また、本発明の課題は、大径薄肉円筒自立
型のスプレ方式吸収塔の水平方向に矩形の長辺を有する
大きな開口部を有したガス入口周辺の吸収塔シェルの座
屈強度を向上させることである。
型のスプレ方式吸収塔の水平方向に矩形の長辺を有する
大きな開口部を有したガス入口周辺の吸収塔シェルの座
屈強度を向上させることである。
【００２１】さらに、本発明の課題は、ガス入口の開口
部の長辺の長さを吸収塔の塔径にできるだけ近づけ、吸
収塔内のガス偏流率を低下させることにより脱硫性能を
向上させ、同時に吸収塔の高さを低くでき、ガス入口の
ように大きな開口部を有した場合でも、前記開口部を設
けない場合と同様に薄肉円筒型吸収塔シェルの座屈強
度、特に曲げ座屈応力を低下させないで構造強度面で安
定した脱硫装置の吸収塔を提供することにある。
部の長辺の長さを吸収塔の塔径にできるだけ近づけ、吸
収塔内のガス偏流率を低下させることにより脱硫性能を
向上させ、同時に吸収塔の高さを低くでき、ガス入口の
ように大きな開口部を有した場合でも、前記開口部を設
けない場合と同様に薄肉円筒型吸収塔シェルの座屈強
度、特に曲げ座屈応力を低下させないで構造強度面で安
定した脱硫装置の吸収塔を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は、被
処理ガスと吸収剤を接触させ、被処理ガス中の硫黄酸化
物を除去する縦長円筒状の大径薄肉円筒形状の自立型ス
プレ方式吸収塔において、（ａ）円筒部の側面に被処理
ガス入口となる水平方向を長辺とし、鉛直方向を短辺と
する矩形の開口部を設け、該開口部の周囲全長にわたり
補強部材を設置した構造に、（ｂ）開口部の中央部と左
右端部の短辺に（鉛直方向に）縦補強材を吸収塔の頂部
より底部基礎面まで連続して設置した構造、（ｃ）開口
部に複数本の内部ポストを短辺に沿って設置した構造の
何れかの構造（（ａ）＋（ｂ）、（ａ）＋（ｃ））また
は両方を組み合わせた構造（（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ））
を採用した自立型スプレ方式吸収塔により解決できる。
処理ガスと吸収剤を接触させ、被処理ガス中の硫黄酸化
物を除去する縦長円筒状の大径薄肉円筒形状の自立型ス
プレ方式吸収塔において、（ａ）円筒部の側面に被処理
ガス入口となる水平方向を長辺とし、鉛直方向を短辺と
する矩形の開口部を設け、該開口部の周囲全長にわたり
補強部材を設置した構造に、（ｂ）開口部の中央部と左
右端部の短辺に（鉛直方向に）縦補強材を吸収塔の頂部
より底部基礎面まで連続して設置した構造、（ｃ）開口
部に複数本の内部ポストを短辺に沿って設置した構造の
何れかの構造（（ａ）＋（ｂ）、（ａ）＋（ｃ））また
は両方を組み合わせた構造（（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ））
を採用した自立型スプレ方式吸収塔により解決できる。
【００２３】また、本発明には、上記いずれかに記載の
自立型スプレ方式吸収塔を備えた湿式排煙脱硫装置も含
まれる。
自立型スプレ方式吸収塔を備えた湿式排煙脱硫装置も含
まれる。
【００２４】
【作用】上記（ａ）＋（ｂ）、（ａ）＋（ｃ）または
（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）の構造の組み合わせ補強によ
り、吸収塔ガス入口の長辺の長さを吸収塔の径近傍まで
近づけても、つまりガス入口の開口角度θ（図１８）を
１８０度近傍まで近づけても、自立式大径薄肉円筒型ス
プレ方式吸収塔のガス入口の開口部周辺に作用する座屈
荷重（軸圧縮、曲げ）はガス入口の開口部周囲の補強部
材や内部ポスト、さらに縦補強材を伝わり吸収塔下部
（基礎部）まで流れるように動作するため、吸収塔シェ
ルが局部座屈するおそれがなくなる。
（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）の構造の組み合わせ補強によ
り、吸収塔ガス入口の長辺の長さを吸収塔の径近傍まで
近づけても、つまりガス入口の開口角度θ（図１８）を
１８０度近傍まで近づけても、自立式大径薄肉円筒型ス
プレ方式吸収塔のガス入口の開口部周辺に作用する座屈
荷重（軸圧縮、曲げ）はガス入口の開口部周囲の補強部
材や内部ポスト、さらに縦補強材を伝わり吸収塔下部
（基礎部）まで流れるように動作するため、吸収塔シェ
ルが局部座屈するおそれがなくなる。
【００２５】それによって、矩形を有した吸収塔ガス入
口の開口部の端部周辺は座屈強度、特に、曲げ座屈応力
が開口部を設けない場合と同じかそれ以上に向上するの
で、吸収塔のシェル板厚を開口部を設けない場合と同じ
板厚にしても座屈することはない。
口の開口部の端部周辺は座屈強度、特に、曲げ座屈応力
が開口部を設けない場合と同じかそれ以上に向上するの
で、吸収塔のシェル板厚を開口部を設けない場合と同じ
板厚にしても座屈することはない。
【００２６】上記のことから、本発明の吸収塔では、ガ
ス入口の長辺の長さを塔径近傍まで近づけて、つまりガ
ス入口の開口角度を１８０度近傍まで近づけて、塔内の
ガス偏流率を低下させることにより脱硫性能をさらに向
上させ、同時に塔高を著しく低くすることができ、吸収
塔のコンパクト化が図れる。それと共に、吸収塔スプレ
液を循環供給する吸収塔循環ポンプ用電動機の小型化や
運転維持費の低減、さらには鉄骨、ダクト及び防食ライ
ニング等の周辺機器の低減ができることから、経済的に
もより低廉型の脱硫装置を提供することができる。
ス入口の長辺の長さを塔径近傍まで近づけて、つまりガ
ス入口の開口角度を１８０度近傍まで近づけて、塔内の
ガス偏流率を低下させることにより脱硫性能をさらに向
上させ、同時に塔高を著しく低くすることができ、吸収
塔のコンパクト化が図れる。それと共に、吸収塔スプレ
液を循環供給する吸収塔循環ポンプ用電動機の小型化や
運転維持費の低減、さらには鉄骨、ダクト及び防食ライ
ニング等の周辺機器の低減ができることから、経済的に
もより低廉型の脱硫装置を提供することができる。
【００２７】また、ガス入口の開口部の短辺の長さを小
さくすることにより、ガス入口の高さを下げることがで
き、これに付随して、吸収塔スプレ配管の設置レベルも
下がる。従って、吸収液を循環供給する吸収塔循環ポン
プの揚程が小さくなり、循環ポンプ用の電動機の設備費
や運転維持費を下げることができる。
さくすることにより、ガス入口の高さを下げることがで
き、これに付随して、吸収塔スプレ配管の設置レベルも
下がる。従って、吸収液を循環供給する吸収塔循環ポン
プの揚程が小さくなり、循環ポンプ用の電動機の設備費
や運転維持費を下げることができる。
【００２８】さらに、本発明により、鉄骨、ダクト、防
食ライニング等の脱硫装置周辺機器の初期投資設備費、
運転中の維持費、そして定検時のメンテナンス費等が低
減できる。
食ライニング等の脱硫装置周辺機器の初期投資設備費、
運転中の維持費、そして定検時のメンテナンス費等が低
減できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態のスプレ方式
吸収塔の一部内部が見える状態の外観図を図１に示す。
図１に示す脱硫装置のスプレ方式吸収塔１は図１７等で
示した従来技術の吸収塔１と同様に、ガス入口２、ガス
出口３、吸収塔循環タンク４、循環ポンプ５、吸収液ス
プレ配管７、スラリ用撹拌機８、酸化用撹拌機９、吸収
剤供給配管１０、多数のスプレノズル１１、酸化用空気
１２などを備え（吸収液循環配管とミストエリミネータ
は図示せず）、被処理排ガスｇ１は吸収塔１で処理され
て処理排ガスｇ２として排出される。
吸収塔の一部内部が見える状態の外観図を図１に示す。
図１に示す脱硫装置のスプレ方式吸収塔１は図１７等で
示した従来技術の吸収塔１と同様に、ガス入口２、ガス
出口３、吸収塔循環タンク４、循環ポンプ５、吸収液ス
プレ配管７、スラリ用撹拌機８、酸化用撹拌機９、吸収
剤供給配管１０、多数のスプレノズル１１、酸化用空気
１２などを備え（吸収液循環配管とミストエリミネータ
は図示せず）、被処理排ガスｇ１は吸収塔１で処理され
て処理排ガスｇ２として排出される。
【００３０】図１に示す大容量の自立式大径薄肉円筒型
スプレ方式吸収塔１は、ガス入口２の開口角度θが１０
５度で、水平方向に矩形の長辺を有する吸収塔開口部と
ガス入口２の交点の円周方向上下に補強リング１４を設
置し、吸収塔ガス入口２の矩形開口部の中央と左右端に
吸収塔１の鉛直方向に縦補強材１５を円筒型吸収塔１の
頂部より底部基礎面まで連続して設置、そして吸収塔１
の開口部シェルとガス入口２の交点に６本の内部ポスト
１６を吸収塔１の鉛直方向に沿って配置したものであ
る。
スプレ方式吸収塔１は、ガス入口２の開口角度θが１０
５度で、水平方向に矩形の長辺を有する吸収塔開口部と
ガス入口２の交点の円周方向上下に補強リング１４を設
置し、吸収塔ガス入口２の矩形開口部の中央と左右端に
吸収塔１の鉛直方向に縦補強材１５を円筒型吸収塔１の
頂部より底部基礎面まで連続して設置、そして吸収塔１
の開口部シェルとガス入口２の交点に６本の内部ポスト
１６を吸収塔１の鉛直方向に沿って配置したものであ
る。
【００３１】内部ポスト１６や開口部を貫通する縦補強
材１５の本数はガス入口２の開口角度θに応じてガス流
れを乱さず、圧損も少ないサイズ、本数、形状で、ガス
入口２に開口部を設けない吸収塔１と同様の座屈強度に
回復する仕様で決定すれば良い。また、開口部の外部に
設置する補強リング１４や縦補強材１５の本数、サイズ
及び形状も、ガス入口２に開口部を設けないで、補強部
材も使用しない自立式大径薄肉円筒型スプレ式吸収塔の
座屈強度を目安に決定すれば良い。
材１５の本数はガス入口２の開口角度θに応じてガス流
れを乱さず、圧損も少ないサイズ、本数、形状で、ガス
入口２に開口部を設けない吸収塔１と同様の座屈強度に
回復する仕様で決定すれば良い。また、開口部の外部に
設置する補強リング１４や縦補強材１５の本数、サイズ
及び形状も、ガス入口２に開口部を設けないで、補強部
材も使用しない自立式大径薄肉円筒型スプレ式吸収塔の
座屈強度を目安に決定すれば良い。
【００３２】図２から図８は図１の吸収塔１のガス入口
２周辺の補強構造の一例を詳細に示したものである。図
２は吸収塔１の展開図、図３は図２のＡ部詳細図、図４
は図３のＥ−Ｅ線、Ｇ−Ｇ線矢視図、図５は図３のＦ−
Ｆ線矢視図、図６（図６（ａ）は正面図、図６（ｂ）は
側面図）は図２のＢ部詳細図、図７（図７（ａ）は正面
図、図７（ｂ）は側面図）は図２のＣ部詳細図、図８
（図８（ａ）は正面図、図８（ｂ）は側面図）は図２の
Ｄ部詳細図である。
２周辺の補強構造の一例を詳細に示したものである。図
２は吸収塔１の展開図、図３は図２のＡ部詳細図、図４
は図３のＥ−Ｅ線、Ｇ−Ｇ線矢視図、図５は図３のＦ−
Ｆ線矢視図、図６（図６（ａ）は正面図、図６（ｂ）は
側面図）は図２のＢ部詳細図、図７（図７（ａ）は正面
図、図７（ｂ）は側面図）は図２のＣ部詳細図、図８
（図８（ａ）は正面図、図８（ｂ）は側面図）は図２の
Ｄ部詳細図である。
【００３３】縦補強材１５は吸収塔１の最上部に設置さ
れた補強リング１４から基礎部まで伸ばしている（図
６、図７、図８）。これは縦補強材１５を吸収塔１の長
手方向（鉛直方向）Ｌｏの途中で止めると、座屈荷重
（軸圧縮、曲げ）が吸収塔１に作用したとき、吸収塔シ
ェルが上記縦補強材１５を止めた個所で、つまり構造不
連続部で座屈し顕著な効果が得られないためである。
れた補強リング１４から基礎部まで伸ばしている（図
６、図７、図８）。これは縦補強材１５を吸収塔１の長
手方向（鉛直方向）Ｌｏの途中で止めると、座屈荷重
（軸圧縮、曲げ）が吸収塔１に作用したとき、吸収塔シ
ェルが上記縦補強材１５を止めた個所で、つまり構造不
連続部で座屈し顕著な効果が得られないためである。
【００３４】補強リング１４は吸収塔１の円周方向Ｃｉ
及びガス入口２の上下開口シェルにそれぞれ２本ずつ設
置している（図２、図３）。これはガス入口２の開口部
シェルに設置するポスト１６に流れる軸圧縮重を上側ポ
スト１６ａの助走区間で徐々に集め、そして中間部ポス
ト１６ｂを伝わり流れた荷重の流れを、下側ポスト１６
ｃの助走区間で徐々に分散させ、ガス入口２の開口部の
上下のシェルで局部座屈させないように考慮したもので
ある。
及びガス入口２の上下開口シェルにそれぞれ２本ずつ設
置している（図２、図３）。これはガス入口２の開口部
シェルに設置するポスト１６に流れる軸圧縮重を上側ポ
スト１６ａの助走区間で徐々に集め、そして中間部ポス
ト１６ｂを伝わり流れた荷重の流れを、下側ポスト１６
ｃの助走区間で徐々に分散させ、ガス入口２の開口部の
上下のシェルで局部座屈させないように考慮したもので
ある。
【００３５】ポスト１６は図２に示すように、吸収塔シ
ェルの板厚中心から左右対称に配置し、ポスト１６に偏
心荷重が作用しないように考慮している。また、ポスト
１６ａ、１６ｃに確実に荷重を伝達するため、図４に示
すように、補強リング１４を部分的に切りかき、ガス入
口２のケーシング１９（図３）と直接溶接接続する構造
をとっている。ふさぎ板１７は補強リング１４の切りか
き部分を補強するために、また防錆対策のために設置し
ている。
ェルの板厚中心から左右対称に配置し、ポスト１６に偏
心荷重が作用しないように考慮している。また、ポスト
１６ａ、１６ｃに確実に荷重を伝達するため、図４に示
すように、補強リング１４を部分的に切りかき、ガス入
口２のケーシング１９（図３）と直接溶接接続する構造
をとっている。ふさぎ板１７は補強リング１４の切りか
き部分を補強するために、また防錆対策のために設置し
ている。
【００３６】ポスト１６ａ、１６ｃの吸収塔内部先端に
は、図３に示すように、それぞれ傾斜閉止板１８を取り
付け、荷重の流れをスムーズにすると共に湿式石灰石−
石膏法脱硫装置特有の石膏スケールの付着生成を防いで
いる。
は、図３に示すように、それぞれ傾斜閉止板１８を取り
付け、荷重の流れをスムーズにすると共に湿式石灰石−
石膏法脱硫装置特有の石膏スケールの付着生成を防いで
いる。
【００３７】ここでは、縦補強材１５及び補強リング１
４としてＨ鋼を用いた場合を図示したが、吸収塔シェル
の座屈強度が回復できれば、これらの部材としてＵ鋼、
箱形鋼等を用いても良く、その形状には限定はない。
４としてＨ鋼を用いた場合を図示したが、吸収塔シェル
の座屈強度が回復できれば、これらの部材としてＵ鋼、
箱形鋼等を用いても良く、その形状には限定はない。
【００３８】そしてポスト１６（１６ａ、１６ｂ、１６
ｃ）は丸鋼で説明したが、ガスの流れを阻害することな
く、荷重の伝達ができ、スケーリングしずらい形状であ
ればだ円、箱形鋼等の形状を限定するものではない。
ｃ）は丸鋼で説明したが、ガスの流れを阻害することな
く、荷重の伝達ができ、スケーリングしずらい形状であ
ればだ円、箱形鋼等の形状を限定するものではない。
【００３９】また、ガス入口２の開口部の上下の補強リ
ング１４は吸収塔シェル周囲に巻くことが必要である
が、荷重の流れが確実にポスト１６に伝達されれば、ポ
スト１６の本数、形状は限定されない。
ング１４は吸収塔シェル周囲に巻くことが必要である
が、荷重の流れが確実にポスト１６に伝達されれば、ポ
スト１６の本数、形状は限定されない。
【００４０】補強付き薄肉吸収塔シェルの座屈解析例を
以下に詳述する。図９には大容量吸収塔１のガス入口２
（図９（ｄ））の開口部の補強モデルを示す。ここで
は、図９（ｂ）に示す補強リング１４と縦補強材１５と
複数の内部ポスト１６とからなる分散型ポスト構造と図
９（ｃ）に示す補強リング１４と開口部両サイドと中央
に設けられる縦補強材１５からなる集中型縦補強構造に
ついて詳述する。
以下に詳述する。図９には大容量吸収塔１のガス入口２
（図９（ｄ））の開口部の補強モデルを示す。ここで
は、図９（ｂ）に示す補強リング１４と縦補強材１５と
複数の内部ポスト１６とからなる分散型ポスト構造と図
９（ｃ）に示す補強リング１４と開口部両サイドと中央
に設けられる縦補強材１５からなる集中型縦補強構造に
ついて詳述する。
【００４１】図９（ａ）〜図９（ｃ）に示す解析モデル
には、いずれも図９（ｄ）に示すガス入口２が付いてい
るが補強仕様を明瞭に表すために図中では省略してあ
る。荷重の作用方向は図９に示しているように、軸圧縮
荷重Ｐはｚ方向の一方向と曲げ荷重Ｍは地震等を想定し
てｙ軸廻り、ｘ軸廻り、そしてｙ軸から２６度廻りの合
計３方向である。曲げ荷重に関しては、開口部の座屈強
度が最も低くなるｙ軸廻りを主体に述べる。
には、いずれも図９（ｄ）に示すガス入口２が付いてい
るが補強仕様を明瞭に表すために図中では省略してあ
る。荷重の作用方向は図９に示しているように、軸圧縮
荷重Ｐはｚ方向の一方向と曲げ荷重Ｍは地震等を想定し
てｙ軸廻り、ｘ軸廻り、そしてｙ軸から２６度廻りの合
計３方向である。曲げ荷重に関しては、開口部の座屈強
度が最も低くなるｙ軸廻りを主体に述べる。
【００４２】図１０は分散型ポスト構造を有するガス入
口２の開口部の補強による座屈強度の回復事例である。
図１０（ａ）は軸圧縮座屈応力が回復することを表した
ものである。内部ポスト１６の本数を増加させることに
より開口部を設けない場合の１００％に対し、内部ポス
ト１６を６本設けることで軸圧縮座屈応力は８６％まで
回復している。一方、図１０（ｂ）は曲げ座屈応力の回
復を表したもので、内部ポスト１６を６本設けること
で、曲げ座屈応力は１１２％と著しく回復しており、補
強の効果が十分現れている。これは荷重の流れが内部ポ
スト１６にも分散され、開口部の左右端部に集中しなく
なったために吸収塔シェルの座屈強度が回復してきたも
のである。
口２の開口部の補強による座屈強度の回復事例である。
図１０（ａ）は軸圧縮座屈応力が回復することを表した
ものである。内部ポスト１６の本数を増加させることに
より開口部を設けない場合の１００％に対し、内部ポス
ト１６を６本設けることで軸圧縮座屈応力は８６％まで
回復している。一方、図１０（ｂ）は曲げ座屈応力の回
復を表したもので、内部ポスト１６を６本設けること
で、曲げ座屈応力は１１２％と著しく回復しており、補
強の効果が十分現れている。これは荷重の流れが内部ポ
スト１６にも分散され、開口部の左右端部に集中しなく
なったために吸収塔シェルの座屈強度が回復してきたも
のである。
【００４３】なお、図１０（ａ）に示すように内部ポス
ト１６を設けても軸圧縮は開口部を設けない場合の１０
０％まで回復していないが、構造設計時に軸圧縮と曲げ
座屈応力の総計で許容値以下にすれば特に問題ない。従
って、本発明は、内部ポスト１６の形状、本数、サイズ
を限定するものではない。
ト１６を設けても軸圧縮は開口部を設けない場合の１０
０％まで回復していないが、構造設計時に軸圧縮と曲げ
座屈応力の総計で許容値以下にすれば特に問題ない。従
って、本発明は、内部ポスト１６の形状、本数、サイズ
を限定するものではない。
【００４４】図１１は集中型縦補強構造を有する開口部
の補強による座屈強度の回復事例である。図１１（ａ）
は軸圧縮座屈応力の回復を表したもので、座屈応力は縦
補強材１５を開口部中央、開口部の両サイド、開
口部の中央と両サイドに設けた場合の結果を示したもの
である。縦補強材１５の本数、つまり縦補強材１５の断
面積を増加させることにより、開口部を設けない場合の
１００％に対し、開口部の中央と両サイドに縦補強材
１５を設けた場合は８１％まで回復している。
の補強による座屈強度の回復事例である。図１１（ａ）
は軸圧縮座屈応力の回復を表したもので、座屈応力は縦
補強材１５を開口部中央、開口部の両サイド、開
口部の中央と両サイドに設けた場合の結果を示したもの
である。縦補強材１５の本数、つまり縦補強材１５の断
面積を増加させることにより、開口部を設けない場合の
１００％に対し、開口部の中央と両サイドに縦補強材
１５を設けた場合は８１％まで回復している。
【００４５】一方、図１１（ｂ）は曲げ座屈応力の回復
を表したもので、開口部の中央と両サイドに縦補強材
１５を設けた場合には１１２％と著しく回復しており、
補強の効果が十分表れている。これは荷重の流れが縦補
強材１５にも分散され、開口部の左右端部に集中しなく
なったために吸収塔シェルの座屈強度が回復したためで
ある。
を表したもので、開口部の中央と両サイドに縦補強材
１５を設けた場合には１１２％と著しく回復しており、
補強の効果が十分表れている。これは荷重の流れが縦補
強材１５にも分散され、開口部の左右端部に集中しなく
なったために吸収塔シェルの座屈強度が回復したためで
ある。
【００４６】なお、軸圧縮に対しては上記図１１に示す
例においても開口部を設けない場合の１００％まで回復
していないが、構造設計時に軸圧縮と曲げ座屈応力の総
計で許容値以下にすれば特に問題ない。従って、本発明
は、縦補強材１５を吸収塔１の頂部から底部まで連続し
て設置する必要はあるが、その形状、本数、サイズを限
定するものではない。
例においても開口部を設けない場合の１００％まで回復
していないが、構造設計時に軸圧縮と曲げ座屈応力の総
計で許容値以下にすれば特に問題ない。従って、本発明
は、縦補強材１５を吸収塔１の頂部から底部まで連続し
て設置する必要はあるが、その形状、本数、サイズを限
定するものではない。
【００４７】図１２は開口部の曲げ荷重に関して、ガス
入口２の開口部の補強法の効果を調べるために、地震等
を想定して、さらにｘ軸廻り（開口部と直角方向）及び
β軸廻り（開口端部より２６度の軸廻り）の座屈強度の
増減を調べたものである。
入口２の開口部の補強法の効果を調べるために、地震等
を想定して、さらにｘ軸廻り（開口部と直角方向）及び
β軸廻り（開口端部より２６度の軸廻り）の座屈強度の
増減を調べたものである。
【００４８】ｘ軸廻り（開口部と直角方向）は最大曲げ
圧縮荷重を開口部とは離れた吸収塔シェル自身で負担す
るため、開口部のみで、補強部材を設けないでも座屈強
度８８％と開口部を設けない場合の１００％と比較し、
さほど低下しない。従って、開口部に図９（ｂ）の分散
型ポスト構造、図９（ｃ）の集中型縦補強構造を設置し
ても、最大曲げ圧縮荷重作用領域が吸収塔シェル自身で
あるため、それぞれ９９％、９４％と顕著な強度回復は
見られない。
圧縮荷重を開口部とは離れた吸収塔シェル自身で負担す
るため、開口部のみで、補強部材を設けないでも座屈強
度８８％と開口部を設けない場合の１００％と比較し、
さほど低下しない。従って、開口部に図９（ｂ）の分散
型ポスト構造、図９（ｃ）の集中型縦補強構造を設置し
ても、最大曲げ圧縮荷重作用領域が吸収塔シェル自身で
あるため、それぞれ９９％、９４％と顕著な強度回復は
見られない。
【００４９】次にβ軸廻り（開口部端部より２６度の軸
廻り）の座屈強度であるが、開口部のみで４９％だった
座屈強度が分散型ポスト構造で８８％、集中型縦補強構
造で７５％と回復しており、本例の補強法で、開口部の
みで補強部材を設けない場合と比較して１．５〜１．８
倍の座屈強度の向上が図れていることが分かる。さら
に、補強部材の断面性能（断面積、断面係数他）を増強
すればβ軸廻りに関しても開口部を設けない場合の１０
０％と同様の座屈強度を出すことは可能である。
廻り）の座屈強度であるが、開口部のみで４９％だった
座屈強度が分散型ポスト構造で８８％、集中型縦補強構
造で７５％と回復しており、本例の補強法で、開口部の
みで補強部材を設けない場合と比較して１．５〜１．８
倍の座屈強度の向上が図れていることが分かる。さら
に、補強部材の断面性能（断面積、断面係数他）を増強
すればβ軸廻りに関しても開口部を設けない場合の１０
０％と同様の座屈強度を出すことは可能である。
【００５０】ここでの留意点は、分散型ポスト構造によ
る開口部の補強法によると、任意の方向からの曲げ荷重
に対して座屈強度の増減が少ないことである。従って、
図１３で後述する理由からも分散型ポスト構造と集中型
縦補強構造を組み合わせた補強法が最良である。
る開口部の補強法によると、任意の方向からの曲げ荷重
に対して座屈強度の増減が少ないことである。従って、
図１３で後述する理由からも分散型ポスト構造と集中型
縦補強構造を組み合わせた補強法が最良である。
【００５１】図１３（ａ）は図９で示したモデルを用い
てガス入口２の開口角度θを１６０度まで増加させたと
きのｙ軸廻り（開口方向）の曲げ座屈強度の変化を示
す。開口部を設けただけで補強部材を設けない場合で
は、開口角度θの増加と共に曲げ座屈強度は急激に低下
する。一方、本発明の分散型ポスト構造では、開口角度
θが増加しても曲げ座屈強度の低下はほとんど見られな
い。同様に、集中型縦補強構造でも、曲げ座屈強度の低
下はなく、むしろ向上している。
てガス入口２の開口角度θを１６０度まで増加させたと
きのｙ軸廻り（開口方向）の曲げ座屈強度の変化を示
す。開口部を設けただけで補強部材を設けない場合で
は、開口角度θの増加と共に曲げ座屈強度は急激に低下
する。一方、本発明の分散型ポスト構造では、開口角度
θが増加しても曲げ座屈強度の低下はほとんど見られな
い。同様に、集中型縦補強構造でも、曲げ座屈強度の低
下はなく、むしろ向上している。
【００５２】一方、図１３（ｂ）に吸収塔シェル上端の
回転角比率（横倒れ）を示すが、分散型ポスト構造の場
合は最も少なく、逆に集中型縦補強構造の場合は最も多
いことが示されている。
回転角比率（横倒れ）を示すが、分散型ポスト構造の場
合は最も少なく、逆に集中型縦補強構造の場合は最も多
いことが示されている。
【００５３】以上のことから、ガス入口２の開口部の座
屈強度が高い構造とは、次のような構造である。 （１）開口角度θに関係なく、開口部を設けない場合や
開口部に補強部材を設置する場合の座屈強度と同じか、
低下度合いが少ない補強構造であること。 （２）任意の方向からの曲げ荷重に対して、開口部を設
けない場合や開口部に補強部材を設置する場合の座屈強
度と同じか、低下度合いが少ない補強構造であること。 （３）曲げ荷重に対して回転角（横倒れ）の少ない補強
構造であること。
屈強度が高い構造とは、次のような構造である。 （１）開口角度θに関係なく、開口部を設けない場合や
開口部に補強部材を設置する場合の座屈強度と同じか、
低下度合いが少ない補強構造であること。 （２）任意の方向からの曲げ荷重に対して、開口部を設
けない場合や開口部に補強部材を設置する場合の座屈強
度と同じか、低下度合いが少ない補強構造であること。 （３）曲げ荷重に対して回転角（横倒れ）の少ない補強
構造であること。
【００５４】上記のことから、ガス入口２の周囲での局
部座屈を防ぐために、水平方向に矩形の長辺を有した開
口部の周囲全長にわたり、補強部材を設置し、吸収塔シ
ェル全体座屈強度の保持のため開口角度θも勘案し、開
口部の中央または／及び開口部の左右端に矩形の短辺に
平行（吸収塔１の鉛直方向）に縦補強材１５を円筒型吸
収塔１の頂部より底部基礎面まで連続して設置し、そし
て地震等の任意の方向からの曲げ荷重に対して座屈荷重
を分散させるために吸収塔１のガス入口２に設ける矩形
開口部に複数本の内部ポスト１６を吸収塔１の鉛直方向
に沿って設置することである。このように開口部の座屈
強度の低下及び曲げ荷重に対する過大な回転角（横倒
れ）を生じさせない分散型ポスト構造と集中型縦補強構
造を組み合わせたガス入口２の開口部の補強法が最良で
ある。
部座屈を防ぐために、水平方向に矩形の長辺を有した開
口部の周囲全長にわたり、補強部材を設置し、吸収塔シ
ェル全体座屈強度の保持のため開口角度θも勘案し、開
口部の中央または／及び開口部の左右端に矩形の短辺に
平行（吸収塔１の鉛直方向）に縦補強材１５を円筒型吸
収塔１の頂部より底部基礎面まで連続して設置し、そし
て地震等の任意の方向からの曲げ荷重に対して座屈荷重
を分散させるために吸収塔１のガス入口２に設ける矩形
開口部に複数本の内部ポスト１６を吸収塔１の鉛直方向
に沿って設置することである。このように開口部の座屈
強度の低下及び曲げ荷重に対する過大な回転角（横倒
れ）を生じさせない分散型ポスト構造と集中型縦補強構
造を組み合わせたガス入口２の開口部の補強法が最良で
ある。
【００５５】上記のことから、本発明の吸収塔１では、
ガス入口２の長辺の長さＢＬを塔径φＤ近傍まで近づけ
ても、つまりガス入口２の開口角度θを１８０度近傍ま
で近づけても、開口部の座屈強度、特に曲げ座屈応力
は、開口部を設けない場合の吸収塔シェルと同じ板厚を
用いても、開口部を設けない場合の吸収塔シェルの座屈
強度と同じまで回復させることができる。
ガス入口２の長辺の長さＢＬを塔径φＤ近傍まで近づけ
ても、つまりガス入口２の開口角度θを１８０度近傍ま
で近づけても、開口部の座屈強度、特に曲げ座屈応力
は、開口部を設けない場合の吸収塔シェルと同じ板厚を
用いても、開口部を設けない場合の吸収塔シェルの座屈
強度と同じまで回復させることができる。
【００５６】図２４には本発明の上記実施の形態におけ
る吸収塔開口角度θとガス流動率の割合の関係を示し、
図２５には本発明の上記実施の形態における吸収塔開口
角度θと脱硫率の関係を示す。
る吸収塔開口角度θとガス流動率の割合の関係を示し、
図２５には本発明の上記実施の形態における吸収塔開口
角度θと脱硫率の関係を示す。
【００５７】このように、本発明の上記実施の形態で
は、吸収塔１内でのガスの偏流率を低下させて脱硫率を
向上させると同時に、塔高Ｈを著しく低くすることがで
きてコンパクト化が図れると共に、吸収塔スプレ液を循
環供給する吸収塔循環ポンプ用電動機の小型化や運転維
持費の低減、さらには周辺機器の低減ができることか
ら、経済的にも、より低廉型の脱硫装置を提供すること
ができる。
は、吸収塔１内でのガスの偏流率を低下させて脱硫率を
向上させると同時に、塔高Ｈを著しく低くすることがで
きてコンパクト化が図れると共に、吸収塔スプレ液を循
環供給する吸収塔循環ポンプ用電動機の小型化や運転維
持費の低減、さらには周辺機器の低減ができることか
ら、経済的にも、より低廉型の脱硫装置を提供すること
ができる。
【００５８】つまり、塔高が下がれば、吸収塔１の周辺
の出入口ダクト、支持鉄骨等の高さも下げることができ
るため、脱硫装置の初期投資費、定検時のメンテナンス
費（足場等）が低減できる。
の出入口ダクト、支持鉄骨等の高さも下げることができ
るため、脱硫装置の初期投資費、定検時のメンテナンス
費（足場等）が低減できる。
【００５９】本発明の他の実施の形態を図１４に示す。
システム構成は従来技術の自立式大径薄肉円筒型スプレ
式吸収塔とほとんど同じだが、円筒の円周方向に矩形の
長辺を有する開口をガス入口２とガス出口３の２ヶ所に
設けたことが構造的に異なるだけで開示していないが、
開口部の補強方法を図１に示す構造と同様な構造を採用
したものである。
システム構成は従来技術の自立式大径薄肉円筒型スプレ
式吸収塔とほとんど同じだが、円筒の円周方向に矩形の
長辺を有する開口をガス入口２とガス出口３の２ヶ所に
設けたことが構造的に異なるだけで開示していないが、
開口部の補強方法を図１に示す構造と同様な構造を採用
したものである。
【００６０】すなわち、吸収塔１内の中央部にガス流れ
を仕切る内部仕切板１８を設け、該内部仕切板１８の上
方と下方に空間を設けておき、内部仕切板１８の下方は
循環タンク４の吸収液中に浸漬しており、内部仕切板１
８の上方はガス入口２から導入された排ガスの通路とな
り、ガス出口３側に通じている。また、内部ステー１９
は内部仕切板１８の補強材である。ガス入口２から導入
された排ガスが内部仕切板１８で迂回している間に吸収
液スプレ配管７のスプレノズル１１から噴霧される吸収
液により脱硫処理され、排ガスはガス出口３から排出す
る。なお、循環タンク４の吸収液はスラリ用撹拌機８と
酸化用撹拌機９で撹拌されながら吸収液中の亜硫酸カル
シウム（ＣａＳｏ３・１／２Ｈ２Ｏ）を硫酸カルシウム
（ＣａＳｏ４・２Ｈ２Ｏ）、つまり石膏にする。
を仕切る内部仕切板１８を設け、該内部仕切板１８の上
方と下方に空間を設けておき、内部仕切板１８の下方は
循環タンク４の吸収液中に浸漬しており、内部仕切板１
８の上方はガス入口２から導入された排ガスの通路とな
り、ガス出口３側に通じている。また、内部ステー１９
は内部仕切板１８の補強材である。ガス入口２から導入
された排ガスが内部仕切板１８で迂回している間に吸収
液スプレ配管７のスプレノズル１１から噴霧される吸収
液により脱硫処理され、排ガスはガス出口３から排出す
る。なお、循環タンク４の吸収液はスラリ用撹拌機８と
酸化用撹拌機９で撹拌されながら吸収液中の亜硫酸カル
シウム（ＣａＳｏ３・１／２Ｈ２Ｏ）を硫酸カルシウム
（ＣａＳｏ４・２Ｈ２Ｏ）、つまり石膏にする。
【００６１】図１５には図１４のＩ−Ｉ線矢視図を示
す。ガス入口２とガス出口３の２ヶ所に設けた各々の開
口部の開口角度（円筒形の吸収塔水平断面の中心軸とガ
ス入口２とガス出口３の各開口部の左右端部とを接続す
る直線の成す角度）θ１、θ２とし、開口部の矩形の短
辺の高さはそれぞれＢＨ１、ＢＨ２とし、矩形の長辺は
ＢＬｌ、ＢＬ２とする。
す。ガス入口２とガス出口３の２ヶ所に設けた各々の開
口部の開口角度（円筒形の吸収塔水平断面の中心軸とガ
ス入口２とガス出口３の各開口部の左右端部とを接続す
る直線の成す角度）θ１、θ２とし、開口部の矩形の短
辺の高さはそれぞれＢＨ１、ＢＨ２とし、矩形の長辺は
ＢＬｌ、ＢＬ２とする。
【００６２】図１６にはその他の実施の形態を示す。こ
の場合のシステム構成は従来技術と同じで、吸収塔１の
塔高Ｈをさらに低くするために循環タンク４の直径ＤＴ
を吸収塔１の直径Ｄより大きくしているが、ガス入口２
の開口部の補強方法を図１の考え方を適用した事例であ
る。
の場合のシステム構成は従来技術と同じで、吸収塔１の
塔高Ｈをさらに低くするために循環タンク４の直径ＤＴ
を吸収塔１の直径Ｄより大きくしているが、ガス入口２
の開口部の補強方法を図１の考え方を適用した事例であ
る。
【００６３】以上、本発明は円周方向に矩形の長辺を有
する開口を設けた鋼製大径薄肉吸収塔シェルの構造物に
適用でき、脱硫装置だけに限定するものではない。
する開口を設けた鋼製大径薄肉吸収塔シェルの構造物に
適用でき、脱硫装置だけに限定するものではない。
【００６４】
【発明の効果】本発明によれば、次のような効果があ
る。 （ａ）脱硫装置吸収塔の大きさに影響されず、脱硫性能
を向上させると同時に塔高Ｈを低くするため、ガス入口
の開口部の矩形長辺の長さを吸収塔の塔径に好適には一
致させ、かつガス入口のように大きな開口部を設けた場
合でも開口部を設けない場合の吸収塔シェルの座屈強度
と同様に、特に曲げ座屈強度を低下させないで構造強度
面で安定した吸収塔を提供することができる。 （ｂ）ガス入口の開口部の矩形短辺の高さを下げること
により、付随して、吸収塔スプレ配管レベルも下がる。
従って、吸収液を循環供給する吸収塔循環ポンプの揚程
が小さくなり、前記電動機の設備費や運転維持費を下げ
ることができる。 （ｃ）さらに鉄骨、ダクト、防食ライニング等の脱硫装
置周辺機器の初期投資設備費、運転中の維持費、そして
定検時のメンテナンス費等が低減できる。
る。 （ａ）脱硫装置吸収塔の大きさに影響されず、脱硫性能
を向上させると同時に塔高Ｈを低くするため、ガス入口
の開口部の矩形長辺の長さを吸収塔の塔径に好適には一
致させ、かつガス入口のように大きな開口部を設けた場
合でも開口部を設けない場合の吸収塔シェルの座屈強度
と同様に、特に曲げ座屈強度を低下させないで構造強度
面で安定した吸収塔を提供することができる。 （ｂ）ガス入口の開口部の矩形短辺の高さを下げること
により、付随して、吸収塔スプレ配管レベルも下がる。
従って、吸収液を循環供給する吸収塔循環ポンプの揚程
が小さくなり、前記電動機の設備費や運転維持費を下げ
ることができる。 （ｃ）さらに鉄骨、ダクト、防食ライニング等の脱硫装
置周辺機器の初期投資設備費、運転中の維持費、そして
定検時のメンテナンス費等が低減できる。
【図１】 本発明の自立式大径薄肉円筒型スプレ方式吸
収塔（立体図）である。
収塔（立体図）である。
【図２】 本発明の自立式大径薄肉円筒型スプレ方式吸
収塔（展開図）である。
収塔（展開図）である。
【図３】 図２の吸収塔のガス入口部ポスト側面図（図
２のＡ部詳細）である。
２のＡ部詳細）である。
【図４】 図２の吸収塔のガス入口部ポスト平面図（図
３のＥ−Ｅ線、Ｇ−Ｇ線視図）である。
３のＥ−Ｅ線、Ｇ−Ｇ線視図）である。
【図５】 図２の吸収塔のガス入口部ポスト平面図（図
３のＦ−Ｆ線視図）である。
３のＦ−Ｆ線視図）である。
【図６】 図２の吸収塔上部の縦補強と補強リング接続
図（図２のＢ部詳細）である。
図（図２のＢ部詳細）である。
【図７】 図２の吸収ガス入口の縦補強と補強リング接
続図（図２のＣ部詳細）である。
続図（図２のＣ部詳細）である。
【図８】 図２の吸収塔基礎部の縦補強と補強リング接
続図（図２のＤ部詳細図）である。
続図（図２のＤ部詳細図）である。
【図９】 本発明の一実施の形態の座屈解析（開口部の
補強モデル）を表す図である。
補強モデル）を表す図である。
【図１０】 本発明の一実施の形態の座屈解析（開口部
の補強による座屈強度の回復（分散型ポスト）を表す図
である。
の補強による座屈強度の回復（分散型ポスト）を表す図
である。
【図１１】 本発明の一実施の形態の座屈解析（開口部
の補強による座屈強度の回復（集中型縦補強）を表す図
である。
の補強による座屈強度の回復（集中型縦補強）を表す図
である。
【図１２】 本発明の一実施の形態の座屈解析（開口部
への曲げ荷重と座屈強度の増減）を表す図である。
への曲げ荷重と座屈強度の増減）を表す図である。
【図１３】 本発明の一実施の形態の座屈解析（開口角
度による曲げ座屈応力の変化）を表す図である。
度による曲げ座屈応力の変化）を表す図である。
【図１４】 本発明の他の実施の形態（側面図）を表す
図である。
図である。
【図１５】 図１４の吸収塔のガス出入口部平面図（図
１４のＩ−Ｉ線視図）である。
１４のＩ−Ｉ線視図）である。
【図１６】 本発明の他の実施の形態（立体図：塔径Ｄ
よりタンク径ＤＴが大）を表す図
よりタンク径ＤＴが大）を表す図
【図１７】 従来技術の自立式大径薄肉円筒型スプレ方
式吸収塔（側面図）を表す図である。
式吸収塔（側面図）を表す図である。
【図１８】 図１７の吸収塔のガス入口部平面図（図１
７のＩ−Ｉ線視図）である。
７のＩ−Ｉ線視図）である。
【図１９】 従来技術の自立式大径薄肉円筒型スプレ方
式吸収塔（立体図：塔径Ｄよりタンク径ＤＴが同じ）を
表す図である。
式吸収塔（立体図：塔径Ｄよりタンク径ＤＴが同じ）を
表す図である。
【図２０】 従来技術の自立式大径薄肉円筒型スプレ方
式吸収塔（立体図：塔径Ｄよりタンク径ＤＴが大）を表
す図である。
式吸収塔（立体図：塔径Ｄよりタンク径ＤＴが大）を表
す図である。
【図２１】 従来技術の自立式大径薄肉円筒型スプレ方
式吸収塔（側面図：ガス出口が２ヶ所）を表す図であ
る。
式吸収塔（側面図：ガス出口が２ヶ所）を表す図であ
る。
【図２２】 図２１の吸収塔のガス入口部平面図（図２
１のＩ−Ｉ線視図）である。
１のＩ−Ｉ線視図）である。
【図２３】 座屈解析例（開口の有無による吸収塔シェ
ルの座屈挙動）を表す図である。
ルの座屈挙動）を表す図である。
【図２４】 吸収塔入口開口角がガス流速変動率に及ぼ
す影響を示す図である。
す影響を示す図である。
【図２５】 吸収塔入口開口角が脱硫率に及ぼす影響を
示す図である。
示す図である。
【図２６】 吸収塔シェルのと有効断面積を説明する平
面断面図である。
面断面図である。
１ 吸収塔 ２ ガス入口 ３、３ａ、３ｂガス出口 ４ 吸収塔循環タンク ５ 吸収塔循環ポン
プ ６ 循環配管 ７ 吸収液スプレ配
管 ８ スラリ用撹拌機 ９ 酸化用撹拌機 １０ 吸収剤供給配管 １１ スプレノズル １２ 酸化用空気 １３、１３ａ、１３ｂ ミストエリミネータ １４ 補強リング １５ 縦補強材 １６、１６ａ、１６ｂ ポスト １７ 整流板 １８ 内壁仕切板 １９ 内部ステー Ａ 吸収塔シェルの断面積 ＢＬ、ＢＬ１、ＢＬ２ ガス入口長さ ＢＨ、ＢＨ１、ＢＨ２ ガス入口高さ Ｃｉ 吸収塔の円周方向 ｄ ポスト直径 ｇ 未処理ガス ｇ１ 未処理排ガス ｇ２ 処理排ガス φＤ 吸収塔径 φＤＴ 吸収塔循環タンク径 Ｈ 塔高 θ、θ１、θ２ ガス入口開口角 Ｌｏ 吸収塔の長
手方向 Ｍ 曲げモーメント Ｐ 軸圧縮荷重 Ｚ 吸収塔シェルの断面係数 ｘ、ｙ、ｚ、β 座
標系
プ ６ 循環配管 ７ 吸収液スプレ配
管 ８ スラリ用撹拌機 ９ 酸化用撹拌機 １０ 吸収剤供給配管 １１ スプレノズル １２ 酸化用空気 １３、１３ａ、１３ｂ ミストエリミネータ １４ 補強リング １５ 縦補強材 １６、１６ａ、１６ｂ ポスト １７ 整流板 １８ 内壁仕切板 １９ 内部ステー Ａ 吸収塔シェルの断面積 ＢＬ、ＢＬ１、ＢＬ２ ガス入口長さ ＢＨ、ＢＨ１、ＢＨ２ ガス入口高さ Ｃｉ 吸収塔の円周方向 ｄ ポスト直径 ｇ 未処理ガス ｇ１ 未処理排ガス ｇ２ 処理排ガス φＤ 吸収塔径 φＤＴ 吸収塔循環タンク径 Ｈ 塔高 θ、θ１、θ２ ガス入口開口角 Ｌｏ 吸収塔の長
手方向 Ｍ 曲げモーメント Ｐ 軸圧縮荷重 Ｚ 吸収塔シェルの断面係数 ｘ、ｙ、ｚ、β 座
標系
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D002 AA02 AB01 AC01 BA02 CA01 DA05 DA16 FA03 4D020 AA06 BA02 BA09 BB03 CB25 CC07 CC08
Claims (4)
- 【請求項１】 被処理ガスと吸収剤を接触させ、被処理
ガス中の硫黄酸化物を除去する縦長円筒状の自立型スプ
レ方式吸収塔において、 円筒部の側面に被処理ガス入口となる水平方向を長辺と
し、鉛直方向を短辺とする矩形の開口部を設け、該開口
部の周囲全長にわたり補強部材を設置し、かつ開口部の
中央部と左右端部に吸収塔の頂部より底部基礎面まで連
続した縦補強材を鉛直方向に設置したことを特徴とした
自立型スプレ方式吸収塔。 - 【請求項２】 被処理ガスと吸収剤を接触させ、被処理
ガス中の硫黄酸化物を除去する縦長円筒状の自立型スプ
レ方式吸収塔において、 円筒部の側面に被処理ガス入口となる水平方向を長辺と
し、鉛直方向を短辺とする矩形の開口部を設け、該開口
部の周囲全長にわたり補強部材を設置し、かつ開口部に
複数本の内部ポストである縦補強部材を鉛直方向に設置
したことを特徴とする自立型スプレ方式吸収塔。 - 【請求項３】 被処理ガスと吸収剤を接触させ、被処理
ガス中の硫黄酸化物を除去する縦長円筒状の自立型スプ
レ方式吸収塔において、 円筒部の側面に被処理ガス入口となる水平方向を長辺と
し、鉛直方向を短辺とする矩形の開口部を設け、該開口
部の周囲全長にわたり補強部材を設置し、かつ開口部の
中央部および／または左右端部に吸収塔の頂部より底部
基礎面まで連続して設置し、さらに開口部に複数本の内
部ポストである縦補強部材を鉛直方向に設置したことを
特徴とする自立型スプレ方式吸収塔。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の自
立型スプレ方式吸収塔を備えた湿式排煙脱硫装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35172598A JP4014063B2 (ja) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | 自立型スプレ方式吸収塔と湿式排煙脱硫装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35172598A JP4014063B2 (ja) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | 自立型スプレ方式吸収塔と湿式排煙脱硫装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000176233A true JP2000176233A (ja) | 2000-06-27 |
| JP4014063B2 JP4014063B2 (ja) | 2007-11-28 |
Family
ID=18419198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35172598A Expired - Lifetime JP4014063B2 (ja) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | 自立型スプレ方式吸収塔と湿式排煙脱硫装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4014063B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008518768A (ja) * | 2004-11-08 | 2008-06-05 | オーストリアン エナジー アンド エンヴァイロメント アクチエンゲゼルシャフト ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト | 物質移動および／または熱移動のためにガスと液滴とを接触させるための方法およびスプレ塔 |
| WO2011140820A1 (zh) * | 2010-05-14 | 2011-11-17 | Sun Houjie | 电厂湿法烟气脱硫吸收塔 |
| JP2016224912A (ja) * | 2015-05-28 | 2016-12-28 | 大連理工大学Ｄａｌｉａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ | 軸方向圧力補強リブ円筒殻における開口補強方法 |
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| WO2020218240A1 (ja) * | 2019-04-24 | 2020-10-29 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 吸収塔の排ガス入口構造 |
| CN112058016A (zh) * | 2020-09-17 | 2020-12-11 | 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 | 一种用于从吸附容器中移除吸附剂介质的方法 |
| CN113187252A (zh) * | 2021-04-25 | 2021-07-30 | 华能秦煤瑞金发电有限责任公司 | 一种变径塔施工固定支撑装置 |
-
1998
- 1998-12-10 JP JP35172598A patent/JP4014063B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP4814247B2 (ja) * | 2004-11-08 | 2011-11-16 | アーエーウントエー オーストリア ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト | 物質移動および／または熱移動のためにガスと液滴とを接触させるための方法およびスプレ塔 |
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| JP7091280B2 (ja) | 2019-04-24 | 2022-06-27 | 三菱重工業株式会社 | 吸収塔の排ガス入口構造 |
| CN111408258A (zh) * | 2020-04-14 | 2020-07-14 | 大唐环境产业集团股份有限公司 | 一种新型的吸收塔烟气出口装置 |
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| CN113187252A (zh) * | 2021-04-25 | 2021-07-30 | 华能秦煤瑞金发电有限责任公司 | 一种变径塔施工固定支撑装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4014063B2 (ja) | 2007-11-28 |
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