JP2020179333A - 吸収塔の排ガス入口構造 - Google Patents

Abstract

【課題】吸収塔の排ガス入口を容易に形成可能な形状とするとともに、入口煙道の底面上のスケーリングを抑制する。【課題手段】吸収塔の側壁には排ガス入口４が設けられ、排ガス入口４に入口煙道１が接続される。燃焼装置からの排ガスは、入口煙道１を流通して排ガス入口４から吸収塔に流入する。排ガス入口４の下端縁２１は、略水平方向に湾曲して延びる。入口煙道１の底面１７は、平面状の主底面２２と、主底面２２の下流端縁２４と排ガス入口４の下端縁２１とを接続する接続底面２３とを有する。主底面２２の下流端縁２４は、排ガス入口４の下端縁２１よりも上方で略水平方向に直線状に延びる。接続底面２３は、複数の面に分割して構成され、複数の面の各々は、主底面２２側よりも排ガス入口４側の方が低い下り傾斜面２７，２８又は略水平な平坦面２５の何れかである。【選択図】図５

Description

本発明は、排ガス中の所定の物質を吸収して除去する吸収塔の排ガス入口構造に関する。

大気汚染防止のために燃焼排ガス中の硫黄酸化物の除去装置として、湿式石灰石−石膏法排煙脱硫装置が広く実用化されている。この脱硫装置では、ボイラ等からの排ガスは、入口煙道から吸収塔に導入され、吸収塔内で吸収液と接触することにより、排ガス中の煤塵や塩化水素（ＨＣｌ）、フッ化水素（ＨＦ）等の酸性ガスとともに、排ガス中の硫黄酸化物が吸収され除去される。

吸収塔内に供給された吸収液は、排ガスが入口煙道から吸収塔へ導入される際に入口煙道へ浸入する。入口煙道に浸入した吸収液中のカルシウム化合物は、入口煙道の底面に付着し、排ガス中の硫黄酸化物と接触することで石膏スケールとなる。生成した石膏スケールは排ガスによって乾燥し、乾燥した石膏スケール上に再度吸収液が付着する。このプロセスを繰り返すことで、入口煙道の底面上のスケーリングが進行する。スケーリングが進行すると、石膏スケールが入口煙道の排ガス流路を塞ぐこととなり、入口煙道での圧力損失が増加し、入口煙道から吸収塔へ排ガスを送り込むためのファンの動力が増加する。

このような入口煙道のスケーリングを抑制するため、特許文献１には、入口煙道の底面を、中心から両側に向けて下降する傾斜面を有する凸状に形成して、入口煙道の底面におけるガス流速を上げる技術が記載されている。

特開２０１５−８０７６４号公報

特許文献１のように、入口煙道の底面を、中心から両側に向けて下降する傾斜面を有する凸状に形成した場合、入口煙道の底面には、中心から排ガスの上流側に下降する傾斜面（下流側に向かって上方に傾斜する上り傾斜面）が自ずと含まれる。このような上り傾斜面にスケールが付着すると、係るスケールを洗浄水等によって入口煙道の下流端から吸収塔内へ流すことができない。

また、上記不都合は、入口煙道の底面を下流側に向かって下方へ傾斜する平坦面状に形成し、係る平坦面状の傾斜底面を吸収塔の側壁の排ガス入口の下端縁に接続することにより解消することが可能である。

しかし、吸収塔の側壁が円筒状の場合、平坦面状の傾斜底面を排ガス入口の下端縁に接続しようとすると、排ガス入口の下端縁を上方に膨出する曲線状に形成するとともに、傾斜底面の下流端を排ガス入口の下端縁に合わせた曲線状に形成する必要があり、排ガス入口及び傾斜底面の形成が煩雑である。

そこで本発明は、吸収塔の排ガス入口を容易に形成可能な形状とするとともに、入口煙道の底面上のスケーリングを抑制することが可能な排ガス入口構造の提供を目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明の第１の態様は、排ガス中の所定の物質を吸収して除去する吸収塔の排ガス入口構造であって、吸収塔の側壁には排ガス入口が設けられ、排ガス入口に入口煙道が接続される。燃焼装置からの排ガスは、入口煙道を流通して排ガス入口から吸収塔に流入する。

排ガス入口の下端縁は、略水平方向に湾曲して延びる。入口煙道の底面は、平面状の主底面と、主底面の下流端縁と排ガス入口の下端縁とを接続する接続底面とを有する。主底面の下流端縁は、排ガス入口の下端縁よりも上方で略水平方向に直線状に延びる。接続底面は、複数の面に分割して構成され、複数の面の各々は、主底面側よりも排ガス入口側の方が低い下り傾斜面又は略水平な平坦面の何れかである。

上記構成では、接続底面は、複数の面に分割して構成され、複数の面の各々は、主底面側よりも排ガス入口側の方が低く、排ガスの下流側に向かって下方に傾斜する下り傾斜面、又は略水平な平坦面の何れかであり、接続底面には、主底面側よりも排ガス入口側（下流側）の方が高い（排ガスの下流側に向かって上方に傾斜する）上り傾斜面は含まれない。このため、接続底面に付着したスケールを洗浄水等によって入口煙道の下流端から吸収塔内へ流すことができ、入口煙道の底面上のスケーリングを抑制することができる。

排ガス入口の下端縁を略水平方向に湾曲して延びるように設定しているので、排ガス入口を容易に形成可能な形状とすることができる。

本発明の第２の態様は、第１の態様の排ガス入口構造であって、複数の面は、排ガス入口の下端縁から略水平に延びる平坦面と、主底面の下流端縁と平坦面の上流端縁とを接続する中央の下り傾斜面と、中央の下り傾斜面及び平坦面の両側に配置される左右の下り傾斜面とを含む。

上記構成では、複数の面を平坦面と中央の下り傾斜面と左右の下り傾斜面とによって構成することができるので、接続底面の構成面数を少なく抑えることができる。

本発明の第３の態様は、第２の態様の排ガス入口構造であって、入口煙道の下流端は、入口煙道の内部を略鉛直方向に横断するように起立する柱状の内部サポートによって補強される。内部サポートの下部は、平坦面に支持される。

上記構成では、内部サポートの下部を略水平な平坦面によって支持するので、内部サポートの下部を傾斜面によって支持する場合に比べて、内部サポートの支持状態を安定させることができる。また、内部サポートの取付作業を容易に行うことができる。

本発明の第４の態様は、第１〜第３の態様の排ガス入口構造であって、主底面の下流端縁の近傍から洗浄水を流出する洗浄水流出部を備える。

上記構成では、洗浄水流出部から流出する洗浄水によって、接続底面に付着したスケールを入口煙道の下流端から吸収塔内へ洗い流すことができる。

本発明によれば、吸収塔の排ガス入口を容易に形成可能な形状とするとともに、入口煙道の底面上のスケーリングを抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る排煙脱硫装置の構成を模式的に示す図である。 図１のII−II矢視断面図である。 図２のIII−III矢視断面図である。 図２のIV−IV矢視断面図である。 入口煙道の接続底面を斜め上方から視た斜視図である。

本発明に係る排煙脱硫装置について、図面を参照して説明する。

本実施形態の排煙脱硫装置は、大気汚染防止のために燃焼排ガス中の硫黄酸化物を除去する湿式石灰石−石膏法排煙脱硫装置である。この脱硫装置では、ボイラ等の燃焼装置からの排ガスは、図１に示すように、矩形筒状の入口煙道１から吸収塔２に導入される。吸収塔２の円筒状の側壁（周壁）３には排ガス入口４が設けられ、入口煙道１の下流端は排ガス入口４に接続される。吸収塔２内にはスプレヘッダ１３がガス流れ方向に多段（図１の例では２段）に設置され、各スプレヘッダ１３には多数のスプレノズル１４が設けられ、各スプレノズル１４から吸収液が噴霧される。吸収塔２内を流れる排ガスが吸収液の液滴と接触することにより、排ガス中の煤塵や塩化水素（ＨＣｌ）、フッ化水素（ＨＦ）等の酸性ガスとともに、排ガス中の硫黄酸化物が液滴表面で吸収される。

石灰石スラリ槽５内には、硫黄酸化物の吸収剤である石灰石スラリ６が貯められており、該石灰石スラリ６が、吸収塔２内における硫黄酸化物吸収量に応じて石灰石スラリポンプ７により吸収塔２内の下部にある液貯部８に供給される。

吸収塔２内の液貯部８のスラリ状の吸収液は吸収液循環ポンプ９により昇圧されて循環配管１０を経由してスプレヘッダ１３に供給される。上述したように、各スプレヘッダ１３にはスプレノズル１４が多数設けられ、スプレノズル１４から吸収液が噴霧され、排ガスと気液接触する。排ガス中の硫黄酸化物は吸収液中の水と反応して中間生成物である亜硫酸となり、吸収塔２の液貯部８に落下する。

吸収塔２の吸収液中には、酸化用空気ブロワ１１によって空気が供給される。液貯部８中の亜硫酸は、供給された空気によって酸化されて硫酸となった後、吸収液中のカルシウム化合物と反応して最終生成物（石膏）となる。硫黄酸化物が吸収液側に移動した排ガスは吸収塔２内を上昇し、排ガス出口１２から排出される。

入口煙道１は、排ガスの流通方向の下流側へ向かって下方に傾斜する傾斜部１５と、傾斜部１５の下端と排ガス入口４とを接続する接続部１６とを有する。入口煙道１は、上述したように矩形筒状であり、図２〜図３及び図５に示すように、入口煙道１のガス流通路は、底面１７と天井面１８と左右の側面１９とによって区画される。

排ガス入口４の開口の上端縁２０及び下端縁２１は、上下に離間して相対向し、略水平方向に湾曲して延びる円弧形状であり、排ガス入口４は、吸収塔２の内側から視て矩形状となる（図４及び図５参照）。

図２〜図５に示すように、入口煙道１の底面１７は、傾斜部１５の底面（主底面２２）と接続部１６の底面（接続底面２３）とを有する。主底面２２は、下流側に向かって下方に傾斜する平面状である。接続底面２３は、主底面２２の下流端縁２４と排ガス入口４の下端縁２１とを接続する。主底面２２の下流端縁２４は、排ガス入口４の下端縁２１よりも上方で略水平方向に直線状に延びる。

接続底面２３は、複数の面に分割して構成される。本実施形態では、複数の面を、排ガス入口４の下端縁２１から略水平に延びる平坦面２５と、主底面２２の下流端縁２４と平坦面２５の上流端縁２６とを接続する中央の下り傾斜面２７と、中央の下り傾斜面２７及び平坦面２５の左右両側に配置される左右の下り傾斜面２８とによって構成している。中央の下り傾斜面２７は、平坦面２５に向かって下方に傾斜する。左右の下り傾斜面２８は、中央の下り傾斜面２７に向かって下方に傾斜するとともに、平坦面２５に向かって下方に傾斜する。すなわち、中央の下り傾斜面２７と左右の下り傾斜面２８とは、何れも主底面２２側よりも排ガス入口４側の方が低く、排ガスの下流側に向かって下方に傾斜する。

平坦面２５の上流端縁２６は、主底面２２の下流端縁２４の斜め下方で下流端縁２４と略平行となるように略水平方向に直線状に延び、平坦面２５の上流端縁２６の長さは、主底面２２の下流端縁２４の長さよりも短い。平坦面２５は、上流端縁２６と、排ガス入口４の下端縁２１と、上流端縁２６の左右端と下端縁２１の左右端とをそれぞれ結ぶ左右の下流側境界線２９とによって区画される。中央の下り傾斜面２７は、主底面２２の下流端縁２４と、平坦面２５の上流端縁２６と、下流端縁２４の左右端と上流端縁２６の左右端とをそれぞれ結ぶ左右の上流側境界線３０とによって台形状に区画される。左右の下り傾斜面２８は、左右の下流側境界線２９と左右の上流側境界線３０と接続部１６の左右の側壁１９の下端縁３１とによってそれぞれ三角形状に区画される。

入口煙道１（接続部１６）の下流端は、入口煙道１の内部を略鉛直方向に横断するように起立する柱状の複数（本実施形態では４本）の内部サポート３２によって補強される。内部サポート３２の各下部は、接続底面２３のうち平坦面２５にそれぞれ支持され、内部サポート３２の各上部は、接続部１６の天井面１８を支持する。

中央の下り傾斜面２７の上端部（主底面２２の下流端縁２４の近傍）には、洗浄水流出管（洗浄水流出部）３３が主底面２２の下流端縁２４に沿って直線状に配置され、洗浄水流出管３３に設けられた複数の流出部（図示省略）から洗浄水が吐出又は噴出されて流出する。

吸収塔２内に供給された吸収液は、排ガスが入口煙道１から吸収塔２へ導入される際に入口煙道１の接続部１６へ浸入する。接続部１６に浸入した吸収液中のカルシウム化合物は、接続底面２３に付着し、排ガス中の硫黄酸化物と接触することで石膏スケールとなる可能性がある。生成した石膏スケールが排ガスによって乾燥し、乾燥した石膏スケール上に再度吸収液が付着するというプロセスを繰り返すことで、接続底面２３上のスケーリングが進行する。スケーリングが進行すると、石膏スケールが入口煙道１の排ガス流路を塞ぐこととなり、入口煙道１での圧力損失が増加し、入口煙道１から吸収塔２へ排ガスを送り込むためのファンの動力が増加する。

本実施形態によれば、接続底面２３は、複数の面に分割して構成され、複数の面の各々は、主底面２２側よりも排ガス入口４側の方が低く、排ガスの下流側に向かって下方に傾斜する下り傾斜面２７，２８、又は略水平な平坦面２５の何れかであり、接続底面２３には、主底面２２側よりも排ガス入口４側（下流側）の方が高い（排ガスの下流側に向かって上方に傾斜する）上り傾斜面は含まれない。また、主底面２２の下流端縁２４の近傍には、洗浄水を流出する洗浄水流出管３３が設けられている。

このため、接続底面２３に付着したスケールを、洗浄水流出管３３からの洗浄水によって入口煙道１の下流端の排ガス入口４から吸収塔２内へ流すことができ、入口煙道１の底面１７上のスケーリングを抑制することができる。

排ガス入口４の上端縁２０及び下端縁２１を略水平方向に湾曲して延びるように設定しているので、排ガス入口４を容易に形成可能な形状とすることができる。

接続底面２３の複数の面を平坦面２５と中央の下り傾斜面２７と左右の下り傾斜面２８とによって構成しているので、接続底面２３の構成面数を少なく抑えることができる。

また、内部サポート３２の下部を略水平な平坦面２５によって支持するので、内部サポート３２の下部を傾斜面によって支持する場合に比べて、内部サポート３２の支持状態を安定させることができる。また、内部サポート３２の取付作業を容易に行うことができる。

なお、本発明は、一例として説明した上述の実施形態及び変形例に限定されることはなく、上述の実施形態等以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態では、接続底面２３の複数の面を、平坦面２５と中央の下り傾斜面２７と左右の下り傾斜面２８という４面によって構成したが、接続底面２３を構成する面数は４面に限定されず、５面以上であってもよい。例えば、平坦面２５と中央の下り傾斜面２７と左右の下り傾斜面２８とのうち少なくとも１つの面をさらに分割して、接続底面２３の構成面数を増やしてもよい。

また、上記実施形態では、吸収塔２内に吸収液を供給する方式は上記実施形態のようなスプレノズル１４による噴霧式に限定されず、他の方式（例えば、吸収液を下方から上方に柱状に噴出することで液柱を発生させ、発生させた液柱を排ガスに接触させる液柱式）であってもよい。

１：入口煙道
２：吸収塔
３：吸収塔の側壁
４：排ガス入口
５：石灰石スラリ槽
６：石灰石スラリ
７：石灰石スラリポンプ
８：液貯部
９：吸収液循環ポンプ
１０：循環配管
１１：酸化用空気ブロワ
１２：排ガス出口
１３：スプレヘッダ
１４：スプレノズル
１５：入口煙道の傾斜部
１６：入口煙道の接続部
１７：入口煙道の底面
１８：入口煙道の天井面
１９：入口煙道の左右の側面
２０：排ガス入口の上端縁
２１：排ガス入口の下端縁
２２：主底面
２３：接続底面
２４：主底面の下流端縁
２５：平坦面
２６：平坦面の上流端縁
２７：中央の下り傾斜面
２８：左右の下り傾斜面
２９：下流側境界線
３０：上流側境界線
３１：接続部の左右の側壁の下端縁
３２：内部サポート
３３：洗浄水流出管（洗浄水流出部）

Claims (4)

1. 排ガス中の所定の物質を吸収して除去する吸収塔の側壁に排ガス入口が設けられ、前記排ガス入口に入口煙道が接続され、燃焼装置からの排ガスが前記入口煙道を流通して前記排ガス入口から流入する前記吸収塔の排ガス入口構造であって、
   前記排ガス入口の下端縁は、略水平方向に湾曲して延び、
   前記入口煙道の底面は、平面状の主底面と、前記主底面の下流端縁と前記排ガス入口の前記下端縁とを接続する接続底面とを有し、
   前記主底面の前記下流端縁は、前記排ガス入口の前記下端縁よりも上方で略水平方向に直線状に延び、
   前記接続底面は、複数の面に分割して構成され、
   前記複数の面の各々は、前記主底面側よりも前記排ガス入口側の方が低い下り傾斜面又は略水平な平坦面の何れかである
   ことを特徴とする吸収塔の排ガス入口構造。
2. 請求項１に記載の排ガス入口構造であって、
   前記複数の面は、前記排ガス入口の前記下端縁から略水平に延びる平坦面と、前記主底面の前記下流端縁と前記平坦面の上流端縁とを接続する中央の下り傾斜面と、前記中央の下り傾斜面及び前記平坦面の両側に配置される左右の下り傾斜面とを含む
   ことを特徴とする吸収塔の排ガス入口構造。
3. 請求項２に記載の排ガス入口構造であって、
   前記入口煙道の下流端は、前記入口煙道の内部を略鉛直方向に横断するように起立する柱状の内部サポートによって補強され、
   前記内部サポートの下部は、前記平坦面に支持される
   ことを特徴とする吸収塔の排ガス入口構造。
4. 請求項１〜請求項３のうち何れか１項に記載の排ガス入口構造であって、
   前記主底面の前記下流端縁の近傍から洗浄水を流出する洗浄水流出部を備える
   ことを特徴とする吸収塔の排ガス入口構造。

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