JP2008200619A - Exhaust gas desulfurizer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、石炭焚き、原油焚き及び重油焚き等の発電プラントに適用される排煙脱硫装置に係り、特に、海水法を用いて脱硫する排煙脱硫装置に関する。 The present invention relates to a flue gas desulfurization apparatus applied to power plants such as coal burning, crude oil burning, and heavy oil burning, and more particularly to a flue gas desulfurization apparatus that performs desulfurization using a seawater method.
従来、石炭や原油等を燃料とする発電プラントにおいて、ボイラから排出される燃焼排気ガス(以下、「ボイラ排ガス」と呼ぶ)は、ボイラ排ガス中に含まれている二酸化硫黄(SO2
)等の硫黄酸化物(SOx)を除去してから大気に放出される。このような脱硫処理を施す排煙脱硫装置の脱硫方式としては、石灰石石膏法、スプレードライヤー法及び海水法が知られている。
Conventionally, in a power plant using coal or crude oil as fuel, combustion exhaust gas (hereinafter referred to as “boiler exhaust gas”) discharged from a boiler is sulfur dioxide (SO 2 ) contained in the boiler exhaust gas.
) And other sulfur oxides (SOx) are removed and then released into the atmosphere. As a desulfurization method of the flue gas desulfurization apparatus that performs such a desulfurization treatment, a limestone gypsum method, a spray dryer method, and a seawater method are known.
このうち、海水法を採用した排煙脱硫装置(以下、「海水脱硫装置」と呼ぶ)は、吸収剤として海水を使用する脱硫方式である。この方式では、たとえば略円筒のような筒形状を縦置きにした脱硫塔(吸収塔)の内部に海水及びボイラ排ガスを供給することにより、海水を吸収液として湿式ベースの気液接触を生じさせて硫黄酸化物を除去している。
海水脱硫装置1は、たとえば図6に示すように、一方の海水が脱硫塔2の上部から供給されて自然落下し、脱硫塔2の下部から供給されて上昇するボイラ排ガスとの間で気液接触を生じさせている。海水とボイラ排ガスとの気液接触は、脱硫塔2内の上下方向に所定の間隔で複数段配置された多孔板棚3を湿式ベースとし、多孔板棚3に穿設されている多数の孔4を海水及びボイラ排ガスが通過することで達成される。なお、図中の符号5は海水供給管、6は脱硫後の海水を流出させる海水排出管、7はボイラ排ガス供給口、8は脱硫後のボイラ排ガスを流出させるボイラ排ガス排気口である。(たとえば、特許文献1、2参照)
For example, as shown in FIG. 6, the seawater desulfurization apparatus 1 is supplied with gas from the upper part of the
ところで、上述した海水脱硫装置1の脱硫塔2内においては、下方より上昇するボイラ排ガスと上方より流下する海水とが気液接触して脱硫するように構成されているので、ボイラ排ガス及び海水の流れの分布が脱硫塔2の水平断面内で不均一になると、脱硫性能の確保に支承をきたすこととなる。
具体的に説明すると、脱硫塔2の水平断面内でボイラ排ガスの流れ及び海水の流れが不均一に分布する偏流を生じると、たとえば図6に示すように、上昇する流れのボイラ排ガス(破線矢印で表示)と下方へ自然落下する流れの海水(図中に実線矢印で表示)とが分離してしまい、互いに異なる領域の孔4を通って流れるというボイラ排ガスの吹き抜け現象が発生する。このため、ボイラ排ガスと海水との接触は不十分になり、ボイラ排ガスと海水とが互いに接触して脱硫に寄与する流量割合が低下する。
By the way, in the
More specifically, when a drift occurs in which the flow of boiler exhaust gas and the flow of seawater are unevenly distributed in the horizontal section of the
上述した偏流及び吹き抜け現象は、ボイラ排ガス中の硫黄酸化物が十分に脱硫されないまま排気されるという脱硫性能低下の原因になる。このような偏流及び吹き抜け現象は、取り扱うボイラ排ガスの量が増大したり、あるいは、ボイラ排ガスの上昇速度を比較的低速な所望の範囲に設定するなどして、脱硫塔2の断面積が大きい場合ほど顕著になる。
上述した偏流を発生する原因は、主にボイラ排ガスの流入速度(ボイラ排ガス供給口7の入口ノズルサイズ)、ボイラ排ガスの流入角度、脱硫塔2の寸法(幅・奥行き・高さ、あるいは塔径・高さ)、多孔棚板3の設置位置及び枚数等のように種々考えられる。しかし、偏流の発生を防止できる最適な寸法形状等を見いだすためには、上記原因をモデル試験またはシミュレーション試験によって解析する必要があり、多くの時間やコストを要するなど極めて困難な作業となる。
The above-mentioned drift and blow-through phenomenon cause a reduction in desulfurization performance in which the sulfur oxide in the boiler exhaust gas is exhausted without being sufficiently desulfurized. Such a drift and blow-through phenomenon is caused when the amount of boiler exhaust gas to be handled increases or the rising speed of the boiler exhaust gas is set to a relatively low desired range, for example, so that the
The causes of the above-mentioned drift are mainly boiler exhaust gas inflow speed (inlet nozzle size of the boiler exhaust gas supply port 7), boiler exhaust gas inflow angle, dimensions of the desulfurization tower 2 (width, depth, height, or tower diameter). Various heights are considered, such as the installation position and the number of the perforated
このように、海水法を採用した排煙脱硫装置(海水脱硫装置)においては、脱硫塔の大型化等により生じやすい偏流及びボイラ排ガスの吹き抜け現象が脱硫性能を低下させるので、これを容易かつ簡単な構造で確実に防止して良好な脱硫性能を得ることができる排煙脱硫装置の開発が望まれる。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、偏流及びボイラ排ガスの吹き抜け現象を容易かつ簡単な構造で確実に防止して良好な脱硫性能を得ることができる、海水法を採用した排煙脱硫装置を提供することにある。
In this way, in the flue gas desulfurization apparatus (seawater desulfurization apparatus) adopting the seawater method, the drift and boiler exhaust phenomenon that are likely to occur due to an increase in the size of the desulfurization tower, etc., reduce the desulfurization performance. It is desired to develop a flue gas desulfurization apparatus that can reliably prevent it with a simple structure and obtain good desulfurization performance.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to reliably prevent the drift and the blow-off phenomenon of the boiler exhaust gas with an easy and simple structure and obtain a good desulfurization performance. An object of the present invention is to provide a flue gas desulfurization apparatus that employs the seawater method.
本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明に係る排煙脱硫装置は、脱硫塔の上部から流下する海水と脱硫塔の下方より上昇する燃焼排気ガスとが気液接触して脱硫される海水法の排煙脱硫装置において、
前記脱硫塔内の水平断面積を所定値以下となるように仕切る鉛直方向の仕切板を配設したことを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
The flue gas desulfurization apparatus according to the present invention is a seawater method flue gas desulfurization apparatus in which the seawater flowing down from the upper part of the desulfurization tower and the combustion exhaust gas rising from below the desulfurization tower are desulfurized by gas-liquid contact.
A vertical partition plate for partitioning the horizontal cross-sectional area in the desulfurization tower so as to be a predetermined value or less is provided.
このような排煙脱硫装置によれば、脱硫塔内の水平断面積を所定値以下となるように仕切る鉛直方向の仕切板を配設したので、海水の横方向流れが仕切板により規制されて偏流を生じにくくなる。 According to such a flue gas desulfurization apparatus, since the vertical partition plate that partitions the horizontal cross-sectional area in the desulfurization tower so as to be a predetermined value or less is disposed, the lateral flow of seawater is regulated by the partition plate. It becomes difficult to produce a drift.
上記の発明において、前記気液接触が多孔棚板よりなる湿式ベースで行われ、前記仕切板は、前記湿式ベースから上方へ向けて、少なくとも前記湿式ベース上の海水滞留高さより高い位置まで設けられていることが好ましく、これにより、圧力損失を最小限に抑えて偏流を防止することができる。
また、上記の発明において、前記気液接触は、スプレー式あるいは充填方式のいずれであってもよい。
In the above invention, the gas-liquid contact is performed on a wet base made of a porous shelf, and the partition plate is provided upward from the wet base to a position higher than at least a seawater retention height on the wet base. It is preferable that the pressure loss is minimized and the drift is prevented.
In the above invention, the gas-liquid contact may be either a spray method or a filling method.
上述した本発明によれば、脱硫塔内の水平断面積を所定値以下となるように仕切る鉛直方向の仕切板を配設して海水の横方向流れを規制したので、上向きに上昇する燃焼排気ガスの流れ及び下向きに流下する海水の流れの分布が水平断面内で不均一になる偏流を生じにくくなる。従って、海水法を採用した排煙脱硫装置においては、脱硫塔の大型化等により生じやすい偏流及びボイラ排ガスの吹き抜け現象を容易かつ簡単な構造で確実に抑制または防止できるので、良好な脱硫性能を得ることができる。 According to the present invention described above, the vertical partition plate that partitions the horizontal cross-sectional area in the desulfurization tower so as to be a predetermined value or less is provided to restrict the lateral flow of the seawater, so that the combustion exhaust rising upward The distribution of the flow of the gas and the flow of the seawater flowing downward is less likely to cause uneven flow in the horizontal section. Therefore, in flue gas desulfurization equipment that employs the seawater method, it is possible to reliably suppress or prevent the drift and boiler exhaust gas blow-out phenomenon that are likely to occur due to an increase in the size of the desulfurization tower, etc. Obtainable.
以下、本発明に係る排煙脱硫装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1に示す海水脱硫装置1Aの脱硫塔2は、たとえば石炭や原油等を燃料とする発電プラントのボイラから排出される燃焼排気ガス(以下、「ボイラ排ガス」と呼ぶ)に含まれている二酸化硫黄(SO2
)等の硫黄酸化物(SOx)を、大気へ放出する前に海水法により除去する装置である。この海水法と呼ばれる脱硫方式を用いた海水脱硫装置1Aは、吸収剤として海水を使用している。
Hereinafter, an embodiment of a flue gas desulfurization apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
The
) And other sulfur oxides (SOx) are removed by the seawater method before being released to the atmosphere.
図示の海水脱硫装置1Aは、略円筒形状を縦置きにした脱硫塔2の内部に海水及びボイラ排ガスを供給することにより、海水を吸収液として湿式ベースの気液接触を生じさせて硫黄酸化物を除去する。脱硫塔2に供給した海水は、脱硫塔内の上部から噴出させることにより内部で自然落下する。これに対し、脱硫塔2に供給したボイラ排ガスは、脱硫塔2の下部から脱硫塔内に導入されて上昇する。
脱硫塔2の内部には、所定の間隔を設けて上下方向に複数段の多孔棚板3が配置されている。この多孔棚板3は、堰及び溢流部のない多孔板のことであり、落下する海水と上昇するボイラ排ガスとが多数の孔4を通過することにより、互いが接触する気液接触を生じさせるものである。
The
Inside the
すなわち、多孔棚板3は、海水供給管5で導入した海水と、ボイラ排ガス供給口7から導入したボイラ排ガスとの気液接触を生じさせる湿式ベースとして機能し、この気液接触が生じることで、吸収液の海水がボイラ排ガス中の硫黄酸化物を吸収して除去する。多孔棚板3を通過して気液接触した後には、換言すれば、ボイラ排ガス中の硫黄酸化物を吸収して除去した脱硫後においては、海水が脱硫塔2の底部に流下して海水排出管6から流出し、ボイラ排ガスが上部に開口するボイラ排ガス排気口8から流出する。
That is, the perforated
上述した構成の海水脱硫装置1Aには、脱硫塔2内の水平断面積を所定値以下と小さくなるように仕切る鉛直方向の仕切板10が配設されている。この仕切板10は、多孔棚板3の各段毎に独立して設けられている。すなわち、仕切板10は、各段の多孔棚板3から上方へ略垂直に立ち上がる壁面を形成することにより、多孔棚板3の各段毎に水平断面積を分割している。
図2は、仕切板10による水平断面積の分割例を示す図である。この分割例では、半径方向を二分割する円形仕切板11と、円周方向を45度ピッチに8分割する放射仕切板12と、円形仕切板12の外周部をさらに円周方向に二分割する放射補助仕切板13とにより、脱硫塔2の水平断面積が24分割されている。
The
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of dividing the horizontal cross-sectional area by the
上述した仕切板10の高さHは、少なくとも湿式ベース3上の海水滞留高さhより高い位置(H>h)まで設けられている。すなわち、湿式ベースとなる多孔棚板3から上方へ向けて立ち上がる壁面の高さHは、湿式ベース3上に滞留する海水が仕切板10を超えて隣接する区画へ流出しないように設定されている。多孔棚板3に滞留する海水滞留高さhは、多孔棚板3に設けた孔4の開口面積合計値と海水の供給量との関係により推測できるので、この推測値より高い仕切壁10を設置すればよい。
The height H of the
上述した構成の海水脱硫装置1Aによれば、脱硫塔2の上方から流下させた海水は、仕切板10により所定の水平断面積以下に分割された多孔棚板3を通って落下する。このとき、多孔棚板3に滞留する海水面Wは、仕切壁10の高さHより低くなるので、仕切板10により海水の流れ方向が規制され、滞留した海水が仕切壁10を超えて横流れすることはない。このような横流れの防止は、下方から上昇してくるボイラ排ガスが多孔棚板3を通過しても略同様に機能するので、ボイラ排ガス及び海水の偏流が生じなくなる。
なお、横流れの防止をより確実にするためには、仕切板10の高さHを設定する際に、下方から上昇して流れるボイラ排ガスとの影響で波打つ海水面Wの最大高さを基準にすればよい。
According to the seawater desulfurization apparatus 1 </ b> A having the above-described configuration, the seawater that has flowed down from above the
In order to more reliably prevent the lateral flow, when the height H of the
この結果、多孔棚板3の各分割区画内に滞留する海水面Wは、区画毎の差が小さくなって略一定になるため、換言すれば、多孔棚板3の各分割区画に滞留する海水の分布が略均一に維持されるため、下方から上昇するボイラ排ガスと海水とが分離して互いに接触することなく多孔棚板3を通り抜けるという吹き抜け現象を防止することができる。
こうして海水及びボイラ排ガスの偏流や吹き抜け現象が防止されると、多孔棚板3を通過する海水とボイラ排ガスとの十分な接触が可能になるので、脱硫塔2に供給した海水を有効に利用して効率よく脱硫することができる。
As a result, the seawater surface W staying in each divided section of the
If the drift and blow-through phenomenon of seawater and boiler exhaust gas is prevented in this way, sufficient contact between the seawater passing through the
ところで、上述した実施形態では、脱硫塔2内に多孔棚板3を配設した海水脱硫装置1Aについて説明したが、以下に説明するように、多孔棚板3による気液接触に代えて、スプレー方式や充填方式を採用してもよい。なお、以下の説明で使用する図において、上述した実施形態と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図4に示す第1変形例は、スプレー方式による気液接触を採用した海水脱硫装置1Bである。この装置では、脱硫塔2の内部に海水を噴射するスプレーノズル20を多数配置してあり、スプレーノズル20から噴射された海水とボイラ排ガスとの気液接触により脱硫する。この場合の仕切板10は、たとえばスプレー配管21等を利用して所定位置に支持される。
By the way, in embodiment mentioned above, although 1 A of seawater desulfurization apparatuses which arrange | positioned the
The 1st modification shown in FIG. 4 is the
このように構成された海水脱硫装置1Bにおいても、脱硫塔2の内部空間を水平断面積が所定値以下となるように仕切板10で分割することにより、ボイラ排ガスの偏流や吹き抜け現象を防止することができる。なお、このスプレー方式は、スプレーノズル20の配置を適切に行うことで海水を略均一に分散させて噴射することができる。
Also in the
図5(a)に示す第2変形例の海水脱硫装置1Cは、充填方式による気液接触を採用したものである。この方式では、脱硫塔2の内部に海水とボイラ排ガスとの気液接触を促進する充填ユニット30が設置されている。そこで、充填ユニット30の水平断面を仕切板10で複数に分割するが、分割後の各水平断面は所定値以下に小さくしてある。
なお、図5(b)には、充填方式による従来の海水脱硫装置1C′が示されており、この場合の充填ユニット30′は、水平断面が分割されることなく脱硫塔2の断面と略一致している。
A
FIG. 5 (b) shows a conventional
このように構成された海水脱硫装置1Cにおいても、脱硫塔2の内部に設置された充填ユニット30の水平断面積が所定値以下となるように仕切板10で分割されているので、ボイラ排ガスの偏流や吹き抜け現象を防止することができる。
Also in the
上述したように、脱硫塔2内の水平断面積を所定値以下となるように仕切る鉛直方向の仕切板10を配設して海水の横方向流れを規制したので、上向きに上昇するボイラ排ガスの流れ及び下向きに流下する海水の流れの分布が水平断面内で不均一になる偏流を生じにくくなる。従って、海水法を採用した排煙脱硫装置1A,1B,1Cにおいては、脱硫塔2の大型化等により生じやすい偏流及びボイラ排ガスの吹き抜け現象を容易かつ簡単な構造で確実に抑制または防止して良好な脱硫性能を得ることができる
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
As described above, the
1A,1B,1C 海水脱硫装置
2 脱硫塔
3 多孔棚板
4 孔
10 仕切板
20 スプレーノズル
30 充填ユニット
1A, 1B, 1C
Claims (4)
前記脱硫塔内の水平断面積を所定値以下となるように仕切る鉛直方向の仕切板を配設したことを特徴とする排煙脱硫装置。 In the seawater flue gas desulfurization apparatus in which seawater flowing down from the upper part of the desulfurization tower and combustion exhaust gas rising from below the desulfurization tower are desulfurized by gas-liquid contact,
A flue gas desulfurization apparatus comprising a vertical partition plate for partitioning a horizontal cross-sectional area in the desulfurization tower to be a predetermined value or less.
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