JP2000233140A - ガス急冷塔 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス急冷塔において、ガス急冷塔のガス流
速を最適としながら除塵効率を向上させるとともに、旋
回流の側壁衝突によるダスト付着を低減し保守頻度を低
減できるガス急冷塔の提供。 【解決手段】サイクロン部２の上部にガス冷却部３が連
接され、サイクロン部２の内部に吹き込まれた排ガスを
旋回流に形成する内筒４が配置されたガス急冷塔におい
て、内筒４の頂部が頂部コーン１０で閉じられ且つガス
冷却部３の下部に位置し、内筒４の下部がサイクロン底
部８と間隔をおいて位置し、サイクロン部２と内筒４と
の間隙により内筒４の下部から反転した上昇ガスが流れ
る排ガス流路１１が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ごみ処理溶融ガス
化炉、ごみ焼却炉等のごみ処理炉から排出する排ガス中
に含まれている固体物質を分離及び塩化水素成分等を脱
塩するとともに、排ガスを急冷するための除塵機能を有
するガス急冷塔に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、ごみ処理炉等から排出される排ガ
ス温度がバグフィルター等の濾過式集塵器のろ布の耐熱
温度より高い時、排ガスに微細水粒子、あるいは一部消
石灰スラリー液等を噴霧して排ガスの冷却や脱塩が行わ
れている。この処理により、後続する濾過式集塵器での
重金属含有ダストの捕集率向上及び有機塩素化合物の再
合成抑制やガス中酸性成分の脱塩を計ることができる。

【０００３】従来、排ガスを急冷するためのガス急冷塔
として、例えば、特開平９−３３１７９号公報に記載さ
れているように、排ガスをガス急冷塔の上部又は下部か
ら供給し、ガスの偏流防止のためガスを旋回流入方式が
一部採用され、そのダストは、下部より付随的に排出さ
れることが多かった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
旋回流を形成するガス急冷塔の技術には、以下の問題点
があった。

【０００５】（１）ダスト除塵のためのガス冷却塔下部
のサイクロン部径が、ガス冷却部径と同じであるため、
除塵効率が低い。

【０００６】（２）サイクロンでの旋回流が拡がりなが
ら上昇するため、この旋回流に乗った微噴霧水が遠心力
で接続方向に分離され側壁に接触衝突しやすい。そのた
め、噴霧微細粒子が側壁に接触時粗粒化し、未蒸発水が
発生する。その結果、ダストの付着成長を生じる。ダス
トが付着成長するとこれらが落下し下部排出装置電動機
の過負荷トリップ等を生じ炉全体の運転に支障をきたす
ことが多い。

【０００７】本発明は、上記問題点を解決するため、ガ
ス急冷塔において、下部サイクロン部の径を小さくでき
る構造とし、除塵効率を向上させるとともに、旋回流の
側壁衝突によるダスト付着を低減させ保守頻度を大幅に
低減できるガス急冷塔を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、サイクロン部
の上部にガス冷却部が連接され、サイクロン部の内部に
は、吹き込まれた排ガスを旋回流に形成する内筒が配置
されたガス急冷塔において、内筒の頂部が頂部コーンで
閉じられ且つガス冷却部の下部に位置し、内筒の下部が
サイクロン底部と間隔をおいて位置し、サイクロン部と
内筒との間隙により内筒の下部から反転した上昇ガスが
流れる排ガス流路が形成されていることを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明において、内筒の排ガス入
口とほぼ反対の位置に、内筒の内側に開口部を有する、
排ガスからダストを分離するダスト分離室を縦方向に設
けることができる。また、ガス急冷塔に排ガスを供給す
る排ガスダクトより冷却部内上方に向けて排ガスを吹き
込むバイパス配管を設けてもよい。頂部コーン近傍に予
噴霧装置を設けることもできる。

【００１０】

【実施例】実施例１ 図１（ａ）は本発明のガス急冷塔の第１実施例の全体
図、（ｂ）はサイクロン部の横断面図である。ガス急冷
塔１は、サイクロン部２の上部にガス冷却部３が連接さ
れ、サイクロン部２の内部には、内筒４が配置される。
内筒４の外周には、サイクロン部２の外部からダクト５
を経て内筒４内に排ガスを吹き込む排ガス入口６が設け
られている。排ガス入口６は、吹き込んだ排ガスが内筒
４の内壁に沿って流れて旋回流７を形成するように接線
方向に向けて設けられる。サイクロン部２の下部は、ダ
ストが降下しやすいようにサイクロン底部８に向かって
傾斜したコーン形状に形成することが望ましい。また、
ガス冷却部３の上部には冷却した排ガスを排出する排ガ
ス出口９が設けられる。

【００１１】内筒４は、その上部がダストの安息角以上
の角度を有する頂部コーン１０で閉じられ且つガス冷却
部３の下部に位置する。一方、内筒４の下部は、サイク
ロン底部８と間隔をおいて位置し、旋回流７が内筒４の
下部からサイクロン部２と内筒４とで形成される間隙に
より内筒４の下部から反転した上昇ガスが流れる排ガス
流路１１が形成される。

【００１２】内筒４の排ガス入口６とほぼ反対の位置に
は、旋回流７中の粒子径の大きいダストを分離して落下
させるダスト分離室１２を縦方向に設ける。ダスト分離
室１２は、内筒４の内側に開口部１３を有し、開口部１
３に入ったダストは、ダスト分離室１２に衝突して落下
していく。

【００１３】サイクロン底部８には、落下したダストを
掻き集めるため、モータＭで回転するスクレーパー１４
が回転自在に配置されるとともに、ダストを排出するた
めのダスト排出口１５が設けられている。ダスト排出口
１５にはダストを間欠的に排出するためのロータリーバ
ルブ１６が設けられている。なお、ダスト排出口１５の
一方は予備であり、通常は閉じられている。

【００１４】ガス冷却部３には、内筒４の上端位置近傍
で噴霧水あるいはアルカリ噴霧水を噴霧するスプレー装
置１７が設けられる。また、噴霧水あるいは酸噴霧水を
予め噴霧するスプレー装置１８を付加してもよい。

【００１５】ガス急冷塔１には、整流板１９を設けるこ
とができる。整流板１９は、内筒４と冷却塔１と内壁と
の間に形成される排ガス流路１１に配置され、整流板１
９は、例えば、複数のガス流路孔２０を設けて構成す
る。整流板１９によりガス急冷塔１内のガス流速分布を
平準化することができるとともに、ダストが旋回衝突し
て上昇するのを防止することができる。

【００１６】また、排ガスダクト５よりバイパス配管２
１を設け、バイパス配管２１からガス冷却部内上方に向
けて排ガスを吹き込むようにしてもよい。バイパス配管
２１より排ガスを供給することにより、ガス流量を調整
することができ、ガス冷却部３でのガス流速分布を平準
化できる。また、バイパスガス流量変動に対して流量調
整バルブ２２により流量を調整することで、圧損の増加
を防ぐことができる。次に、本実施例のガス急冷塔にお
ける排ガスとダストの挙動について説明する。

【００１７】排ガス入口６から内筒４内に接線方向に導
入された排ガスは旋回流７となり、旋回流７中の粗ダス
トがダスト分離室１２で捕集され、サイクロン底部へ落
下し、分離される。

【００１８】旋回流７は、頂部コーン１０で閉じられた
内筒４を下降し、サイクロン底部に衝突し、反転除塵さ
れ、排ガス流路１１を上昇していく。

【００１９】上昇した排ガスは、ガス冷却部３におい
て、内筒４の頂部コーン１０近傍でスプレー装置１７か
ら噴霧される噴霧水あるいはアルカリ噴霧水で冷却され
る。

【００２０】排ガスダクト５のバイパス配管２１からガ
ス冷却部内上方に向けて排ガスを吹き込むようにした場
合、排ガスダクト５から吹き込まれる排ガスの変動をバ
イパスすることができる。

【００２１】また、頂部コーン１０内に予噴霧するスプ
レー装置１８を設けた場合、蒸気又は水を飽和温度以下
に増湿し、予冷却して数ミクロン以下のダスト表面に水
蒸気をつけ、除塵効率を上げるとともに、冷却によって
ガス中の固形物を析出し、凝集分離することができる。

【００２２】また、整流板１９−１〜３を配置した場
合、ガス急冷塔内のガス流速分布を平準化することがで
きる。また、整流板１９−３は、衝突板を兼ねるので、
ダストが衝突してダストの上昇を抑えることができる。

【００２３】実施例２ 図２は本発明のガス急冷塔の第２実施例の全体図、
（ｂ）はサイクロン部を示す横断面図で、実施例１のガ
ス急冷塔１と同一部材には同一符号を付し、その説明は
省略する。本実施例では、サイクロン底部８に水槽２３
が設けられ、水槽底部にはスラリー液排出配管２４が接
続され、スラリー液排出配管２４には水槽２３内の水位
を調整するため、サンダー弁等のバルブ２５が設けられ
ている。

【００２４】本実施例においても、第１実施例と同様
に、排ガスダクト５よりバイパス配管２１を設け、バイ
パス配管２１から冷却部内上方に向けて排ガスを吹き込
むようにしてガス流量を調整弁２２で調整することがで
きる。バイパスガスの吹き込みによりガス冷却部３での
ガス流速分布を平準化でき、また、バイパスガス流量変
動に対して流量を調整することにより、除塵効率低下を
防ぐことができる。

【００２５】また、第１実施例と同様に、ガス急冷塔１
内のガス流速分布を平準化するため、整流板１９を設け
ることができる。さらに、頂部コーン１０内に噴霧水あ
るいは酸噴霧水を予め噴霧するスプレー装置１８を付加
してもよい。スプレー装置１８には水槽２３の上澄み液
をポンプＰで循環させてもよい。

【００２６】次に、本実施例のガス急冷塔における排ガ
スとダストの挙動について説明する。

【００２７】排ガス入口６から内筒４内に接線方向に導
入された排ガスは旋回流７となり、旋回流７は頂部コー
ン１０で閉じられた内筒４を下降し、サイクロン底部８
の水槽２３に衝突し、反転除塵され、内筒４外の排ガス
通路１１を上昇していく。落下したダストは水槽２３内
に落下しスラリー液としてスラリー液排出配管２４から
排出され、脱水等の処理が行われる。

【００２８】上昇した排ガスは、ガス冷却部３におい
て、内筒４の頂部コーン１０近傍でスプレー装置１７か
ら噴霧される噴霧水あるいはアルカリ噴霧水で冷却され
る。

【００２９】バイパス配管２１から排ガスを吹き込んだ
場合、排ガスダクト５から吹き込まれる排ガスの変動を
調整するとともに、サイクロン部２から上昇してきた低
温で高水分比の排ガスと、高温で低水分比のバイパスガ
スは冷却部でゆっくり混合され、ガス冷却塔１の後段で
は７０〜８０％含水率のガスになるようにバイパス流量
を調整して、後段での結露を防止する。

【００３０】

【発明の効果】本発明の効果は、次のとおりである。

【００３１】（１）内筒の径を小さくできる構成とした
ので、遠心力分離効果を高め、除塵効率を向上させるこ
とができるとともに、旋回流でダストの凝集、粗ダスト
の分離促進を計り且つ下降したガスは、反転流により除
塵することができる。

【００３２】（２）サイクロン内筒の分離室設けること
により粗ダストを遠心力捕集し底部に落下させ反転流へ
の巻き込みを防ぐことができる。

【００３３】（３）コーン頂部で蒸気・微粒水等の飽和
以下への予噴霧、増湿でサイクロンで捕集し難い数ミク
ロン以下のダストの表面に水蒸気を凝縮させて分離効率
を向上させることでき、また、この冷却でガス中の固形
物が析出、旋回流で凝集し分離効率を増すことができ
る。

【００３４】（４）ガス導入部のガスの一部を冷却部側
壁からバイバス吹き込みを行うことによって、湿分の少
ない高温ガスを側壁に沿って流す構造としたので、噴露
ガスが偏流しても側壁への接触頻度を減少させ、また、
時間遅れの混合（冷却部後段部での混合）を行いダスト
の側壁付着防止と混合後の水分量比の減少、混合ガスの
再昇温をはかるため、後段のバグフィルターでの濾布目
詰まりや低温腐食を防止できる。また、バイバスガス量
の調整で入口ガス変動時の主流ガス量の変動をサイクロ
ン除塵の適正範囲流量に調整できる。さらに、内筒は、
流入ガスで加熱されるため、ダストが付着しても蒸発し
剥がれやすく保守頻度を大幅に低減することができる。
また、ガス流速を平準化可能な構成とすることができ
る。

【００３５】（５）整流板でさらにガス冷却部のガス流
速を平準化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のガス急冷塔の第１実施例を示し、
（ａ）はガス急冷塔の全体図、（ｂ）はサイクロン部の
横断面図である。

【図２】 本発明のガス急冷塔の第２実施例の全体図、
（ｂ）はサイクロン部を示す横断面図である。

【符号の説明】

１ ガス急冷塔、 ２ サイクロン部、 ３ ガス冷却
部、 ４ 内筒、５ ダクト、 ６ 排ガス入口、 ７
旋回流、 ８ サイクロン底部、９ 排ガス出口、
１０ 頂部コーン、 １１ 流路、１２ ダスト分離
室、 １３ 開口部、 １４ スクレーパー、１５ ダ
スト排出口、 １６ ロータリーバルブ、 １７ スプ
レー装置、１８ スプレー装置、 １９ 整流板、 ２
０ ガス流路孔、２１ バイパス配管、 ２２ バル
ブ、 ２３ 水槽、２４ スラリー液排出配管、 ２５
バルブ、

フロントページの続き (72)発明者 宮谷 寿博 北九州市戸畑区大字中原46−59 新日本製 鐵株式会社エンジニアリング事業本部内 (72)発明者 北村 裕次 北九州市戸畑区大字中原46−59 日鐵プラ ント設計株式会社内 (72)発明者 栗原 正信 北九州市戸畑区大字中原46−59 日鐵プラ ント設計株式会社内 (72)発明者 太田 将樹 北九州市戸畑区大字中原46−59 新日本製 鐵株式会社エンジニアリング事業本部内 Ｆターム(参考） 3K070 DA07 DA09 DA29 DA37 DA64 DA73 DA75 4D053 AA03 AB01 BA01 BB02 BC01 BD04 CA01 CB01 CD13 CE05 CF02

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サイクロン部の上部にガス冷却部が連接
   され、サイクロン部の内部に吹き込まれた排ガスを旋回
   流に形成する内筒が配置されたガス急冷塔において、内
   筒の頂部が頂部コーンで閉じられ且つガス冷却部の下部
   に位置し、内筒の下部がサイクロン底部と間隔をおいて
   位置し、サイクロン部と内筒との間隙により内筒の下部
   から反転した上昇ガスが流れる排ガス流路が形成されて
   いることを特徴とするガス急冷塔。
2. 【請求項２】 内筒の排ガス入口とほぼ反対の位置に、
   内筒の内側に開口部を有する、排ガスからダストを分離
   するダスト分離室を縦方向に設けたことを特徴とする請
   求項１記載のガス急冷塔。
3. 【請求項３】 ガス急冷塔に排ガスを供給する排ガスダ
   クトより冷却部内上方に向けて排ガスを吹き込むバイパ
   ス配管を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の
   ガス急冷塔。
4. 【請求項４】 頂部コーン近傍に予噴霧装置を設けたこ
   とを特徴とする請求項１、２又は３記載のガス急冷塔。