JP2013027835A - 排ガス処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排ガス処理装置において、ホッパの内壁斜面の磨耗を防ぎ、ホッパの長寿命化を図ると共に、炭素質吸着材の細粒化を防ぎ、炭素質吸着材の補給量を少なくし、且つ吸着塔圧損を小さくする。
【解決手段】ホッパの内壁斜面３ａに、ロールフィーダにより排出された炭素質吸着材Ｃを一定量せき止め、一定量を超える炭素質吸着材Ｃを越流させて落下させるための堰５を立設することにより、炭素質吸着材Ｃが内壁斜面３ａへ直接衝突することを防止し、それにより内壁斜面３ａの磨耗を防ぎ、ホッパの長寿命化を図ると共に、炭素質吸着材Ｃの細粒化を防ぎ、炭素質吸着材Ｃの補給量を少なくし、且つ吸着塔圧損を小さくする。
【選択図】図２

Description

本発明は、排ガス処理装置に関する。

従来、排ガスを処理するための乾式脱硫脱硝装置として、例えば特許文献１に記載のように、吸着塔内に反応室を設け、この反応室内に炭素質吸着材を上部から供給して炭素質吸着材が下方へ向かう移動層を形成し、この移動層に排ガスを通過させて、排ガスの脱硫脱硝処理を行うものが知られている。

この反応室の下部には、反応室内の炭素質吸着材を排出するためのロールフィーダが設けられている。そして、このロールフィーダを覆うようにホッパが設けられ、ロールフィーダにより排出された炭素質吸着材は、ホッパ内壁斜面に沿って落下し、最下部から適宜排出される。

特開２０１１−１１１１０号公報

しかしながら、このような排ガス処理装置においては、ロールフィーダにより排出された炭素質吸着材が、ホッパの内壁斜面に衝突する。このため、ホッパの内壁斜面が磨耗し、ホッパの長寿命化が図れず、ホッパを長寿命化するためには高価な耐磨耗鋼を使用する必要が生じると共に、炭素質吸着材が割れて細粒化し、炭素質吸着材の補給量が多くなり、吸着塔圧損も大きくなる。

本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、ロールフィーダから排出された炭素質吸着材によりホッパの内壁斜面が磨耗することがなく、高価な耐磨耗鋼を使用せずにホッパの長寿命化を図ることができると共に、炭素質吸着材が割れて細粒化することがなく、炭素質吸着材の補給量が少なく、且つ吸着塔圧損も小さい排ガス処理装置を提供することを目的とする。

本発明による排ガス処理装置は、排ガスの流路に設けられ、有害物質を除去するための炭素質吸着材が内部に充填されている反応室と、反応室の下部に設けられ、反応室から炭素質吸着材を排出するロールフィーダと、ロールフィーダを覆うように設けられ、ロールフィーダにより排出されその内壁斜面に沿って落下した炭素質吸着材を排出手段へ導くホッパと、を備えた排ガス処理装置であって、ホッパの内壁斜面には、ロールフィーダにより排出された炭素質吸着材を一定量せき止め、一定量を超える炭素質吸着材を越流させて落下させるための堰が立設されていることを特徴とする。

これによれば、ロールフィーダにより排出された炭素質吸着材を排出手段へ導くホッパの内壁斜面には堰が立設され、ロールフィーダにより排出された炭素質吸着材は一定量となるまでせき止められて堰の上に堆積するため、ロールフィーダにより排出された炭素質吸着材は、堆積した炭素質吸着材に衝突し、ホッパの内壁斜面に直接衝突することがなくなる。したがって、ロールフィーダから排出された炭素質吸着材によりホッパの内壁斜面が磨耗することがなく、高価な耐磨耗鋼を使用せずにホッパの長寿命化を図ることができると共に、炭素質吸着材が割れて細粒化することがなく、炭素質吸着材の補給量が少なく、且つ吸着塔圧損も小さい排ガス処理装置が得られる。

また、堰は、内壁斜面を構成する傾斜壁の傾斜方向に沿って複数並設され、堰の高さ及び堰同士の間隔は、炭素質吸着材の傾斜壁に対する落下点に少なくとも１個の炭素質吸着材が存在するように、ホッパの傾斜壁の斜面角度あるいは稜角と、炭素質吸着材の粒径及び安息角と、に基づいて幾何学的に決定されることを特徴とすることが好ましい。これによれば、炭素質吸着材の粒子の落下点において炭素質吸着材が確実に存在するように堰の高さ及び間隔を決定することができるため、ホッパの内壁斜面の磨耗や炭素質吸着材の割れ及び細粒化をより確実に防止することができる。

このように本発明によれば、ロールフィーダから排出された炭素質吸着材によりホッパの内壁斜面が磨耗することがなく、高価な耐磨耗鋼を使用せずにホッパの長寿命化を図ることができると共に、炭素質吸着材が割れて細粒化することがなく、炭素質吸着材の補給量が少なく、且つ吸着塔圧損も小さい排ガス処理装置が得られる。

本実施形態に係る吸着塔を示す図である。 図１中のホッパの傾斜壁を拡大して示す図である。

以下、本発明に係る排ガス処理装置の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。なお、各図において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

本実施形態の排ガス処理装置は、例えば石炭焚きボイラや焼結機等から排出される排ガスを処理するために設けられ、硫黄酸化物（ＳＯｘ）や窒素酸化物（ＮＯｘ）、水銀等の重金属、ダイオキシン類等の有害物質及びダスト等を除去するものである。

この排ガス処理装置は、概略、図１に示すように、有害物質を除去するための炭素質吸着材Ｃ（図２参照）が供給されると共に、処理される排ガスが導入される吸着塔１０、有害物質を吸着した炭素質吸着材Ｃを再生し吸着塔１０へ戻して再度使用するための再生塔（不図示）を備えている。ここで用いられる炭素質吸着材Ｃは、例えば活性炭、活性チャー、活性コークス等であり、排ガス中に含まれる有害物質を除去する能力を有している。

吸着塔１０は、その内部に反応室１を有している。この反応室１は、図示左から右へ矢印Ｇのように流れる排ガスの流路に設けられ、上記炭素質吸着材Ｃが内部に充填されている。反応室１は、その内部に設けられる壁によって区画され、排ガスの導入側から前室１Ａ、中室１Ｂ及び後室１Ｃの順に並ぶ３つの区画を有し、排ガスは、これら前室１Ａ、中室１Ｂ、後室１Ｃを順次通過する。反応室１においては、矢印Ｃ１、矢印Ｃ２及び矢印Ｃ３のように、上部から炭素質吸着材Ｃが充填され、この炭素質吸着材Ｃが下方に移動できる移動層を形成している。そして、反応室１においては、前室１Ａ、中室１Ｂ及び後室１Ｃの内部にそれぞれ充填された炭素質吸着材Ｃによって排ガス中の有害物質が除去される。

前室１Ａの下部には前室ロールフィーダ（ロールフィーダ）２Ａが設けられ、中室１Ｂの下部には中室ロールフィーダ（ロールフィーダ）２Ｂが設けられ、後室１Ｃの下部には後室ロールフィーダ（ロールフィーダ）２Ｃが設けられる。前室ロールフィーダ２Ａは前室１Ａから炭素質吸着材Ｃをホッパ３へ矢印Ｃ４で示すように排出し、中室ロールフィーダ２Ｂは中室１Ｂから炭素質吸着材Ｃをホッパ３へ矢印Ｃ５で示すように排出し、後室ロールフィーダ２Ｃは後室１Ｃから炭素質吸着材Ｃをホッパ３へ矢印Ｃ６で示すように排出する。以下、前室ロールフィーダ２Ａ、中室ロールフィーダ２Ｂ及び後室ロールフィーダ２Ｃをロールフィーダ２と総称する。

ホッパ３は、ロールフィーダ２により排出された炭素質吸着材Ｃをロータリーバルブ（排出手段）４へ導くためのものであり、ロールフィーダ２を覆うように構成される。ホッパ３の材料としては、例えば一般の鉄などを用いることができる。後述するように、ここでは特に耐磨耗鋼を用いる必要はない。

ロータリーバルブ（排出手段）４は、ホッパ３の内壁斜面を構成する傾斜壁３ａに沿って落下した炭素質吸着材Ｃをホッパ３から排出するためのものであり、ホッパ３の底部に設けられる。なお、ロータリーバルブ４により排出された炭素質吸着材Ｃは、前述した再生塔へ向けて搬送され、再生塔内で加熱及び冷却による再生処理を受けて、再び反応室１の上部へ供給され、反応室１内において上から下へ向かう移動層を形成する。

以下、図２を参照して、ホッパ３について、より詳細に説明する。図２は図１中のホッパ３の傾斜壁を拡大して示す図である。

ホッパ３の下部は、例えば四角錐状を成し、底部に向かうに従い絞られる傾斜壁（内壁斜面）３ａを有する。この傾斜壁３ａは、水平面に対して斜面角度あるいは稜角θをなすように構成される。

特に本実施形態では、傾斜壁３ａに、堰５が立設されている。堰５は、ロールフィーダ２により排出された炭素質吸着材Ｃを一定量せき止め、一定量を超える炭素質吸着材Ｃを越流させて落下させるためのものである。堰５は、傾斜壁３ａに対して垂直高さＨを有しており、傾斜壁３ａの傾斜方向に沿って、一定の間隔Ｌで複数並設されている。

なお、傾斜壁３ａと堰５のなす角度βは、９０度とすることが好ましい。これは、堰５の角度βを９０度より小さくすると、９０度の場合と同量の炭素質吸着材Ｃを堆積させるためには高さＨを延ばす必要があり、必要な材料の量が増えてコストが高くなり、また、堰５の角度βを９０度より大きくすると、堆積させた炭素質吸着材Ｃが滑り落ちてしまい、これを防止するには堰５の角度βを９０度より小さくした場合と同様に高さＨを延ばす必要があり、必要な材料の量が増えてコストが高くなるからである。ここで、堰５の材料としては、摂氏１００度以上の耐熱性がある材質、例えば鉄を用いることができる。

堰５によってせき止められた炭素質吸着材Ｃは、堰５の上に一定量だけ堆積し、山Ｃ７を形成する。山Ｃ７の斜面は、水平面に対して安息角αをなす。また、堰５の上に堆積する一定量を越えてロールフィーダ２から排出された炭素質吸着材Ｃは、堰５の真下に落下し、落下点Ｐにおいて、１つ下方の山Ｃ７に衝突する。

堰５の高さＨと堰５同士の間隔Ｌとは、以下のようにして決定される。すなわち、落下点Ｐにおいて、少なくとも１個の炭素質吸着材Ｃが存在し、落下してきた炭素質吸着材Ｃが傾斜壁３ａに直接衝突することがないように決定される。傾斜壁３ａの斜面角度あるいは稜角θ、炭素質吸着材Ｃの粒径ｘ及び安息角αがそれぞれ所与のものであるとすると、落下点Ｐにおいて少なくとも１個の炭素質吸着材Ｃが存在するようにするには、堰５の高さＨと堰５同士の間隔Ｌのうち一方を決定すると、他方は幾何学的に決定される。

次に、このように構成された排ガス処理装置の作用について説明する。

反応室１の前室１Ａ、中室１Ｂ及び後室１Ｃを排ガスが通過することで有害物質を吸着した炭素質吸着材Ｃは、ロールフィーダ２により、ホッパ３の傾斜壁３ａに向かって排出される。

ここで、排出された炭素質吸着材Ｃは、堰５によって、一定量がせき止められて山Ｃ７を形成し、一定量を越えた炭素質吸着材Ｃは、堰５を越流して落下する。このため、山Ｃ７が一旦形成されると、その後に排出された炭素質吸着材Ｃは、傾斜壁３ａに直接衝突することがない。

このように、ホッパ３の内壁斜面を構成する傾斜壁３ａに堰５が立設され、ロールフィーダ２により排出された炭素質吸着材Ｃは一定量となるまでせき止められて堰５の上に堆積するため、ロールフィーダ２により排出された炭素質吸着材Ｃは、堆積した炭素質吸着材Ｃに衝突し、ホッパ３の傾斜壁３ａに直接衝突することがなくなる。したがって、ロールフィーダ２からの炭素質吸着材Ｃによりホッパ３の傾斜壁３ａが磨耗することがなく、高価な耐磨耗鋼を使用せずにホッパ３の長寿命化を図ることができると共に、炭素質吸着材Ｃが割れて細粒化することがなく、炭素質吸着材Ｃの補給量を少なくでき、且つ吸着塔圧損も小さくすることができる。

また、堰５は、傾斜壁３ａの傾斜方向に沿って複数並設され、堰５の高さＨ及び堰５同士の間隔Ｌは、炭素質吸着材Ｃの傾斜壁３ａに対する落下点Ｐに少なくとも１個の炭素質吸着材Ｃが存在するように、ホッパ３の傾斜壁３ａの斜面角度あるいは稜角θと、炭素質吸着材Ｃの粒径ｘ及び安息角αと、に基づいて幾何学的に決定されるため、炭素質吸着材Ｃの粒子の落下点Ｐにおいては炭素質吸着材Ｃが確実に存在し、従って、ホッパ３の傾斜壁３ａの磨耗や炭素質吸着材Ｃの割れ及び細粒化をより確実に防止することができる。

以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、反応室１から炭素質吸着材Ｃをホッパ３へ排出するための排出手段として、ロールフィーダ２に代えてベルトコンベアなどを用いることもできる。また、炭素質吸着材Ｃをホッパ３から排出するための排出手段として、ロータリーバルブ４に代えてベルトコンベアなどを用いることもできる。

１…反応室、１Ａ…前室、１Ｂ…中室、１Ｃ…後室、２…ロールフィーダ、２Ａ…前室ロールフィーダ（ロールフィーダ）、２Ｂ…中室ロールフィーダ（ロールフィーダ）、２Ｃ…後室ロールフィーダ（ロールフィーダ）、３…ホッパ、３ａ…傾斜壁、４…ロータリーバルブ（排出手段）、５…堰、１０…吸着塔。

Claims (2)

1. 排ガスの流路に設けられ、有害物質を除去するための炭素質吸着材が内部に充填されている反応室と、前記反応室の下部に設けられ、前記反応室から前記炭素質吸着材を排出するロールフィーダと、前記ロールフィーダを覆うように設けられ、前記ロールフィーダにより排出されその内壁斜面に沿って落下した前記炭素質吸着材を排出手段へ導くホッパと、
   を備えた排ガス処理装置であって、
   前記ホッパの前記内壁斜面には、前記ロールフィーダにより排出された前記炭素質吸着材を一定量せき止め、一定量を超える炭素質吸着材を越流させて落下させるための堰が立設されていることを特徴とする排ガス処理装置。
2. 前記堰は、前記内壁斜面を構成する傾斜壁の傾斜方向に沿って複数並設され、
   前記堰の高さ及び前記堰同士の間隔は、前記炭素質吸着材の前記傾斜壁に対する落下点に少なくとも１個の前記炭素質吸着材が存在するように、前記ホッパの前記傾斜壁の斜面角度あるいは稜角と、前記炭素質吸着材の粒径及び安息角と、に基づいて幾何学的に決定されることを特徴とする、請求項１に記載の排ガス処理装置。

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