JP3355980B2

JP3355980B2 - 減温塔の水噴霧方法

Info

Publication number: JP3355980B2
Application number: JP02798697A
Authority: JP
Inventors: 敬三浜口; 容長田; 聡藤井; 学黒田; 修一平田; 正人加藤; 克樹園田
Original assignee: JFE Engineering Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1997-02-12
Filing date: 1997-02-12
Publication date: 2002-12-09
Anticipated expiration: 2017-02-12
Also published as: JPH10216450A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は都市ごみ焼却施設、
可燃性廃棄物処理施設および燃焼装置などから排出され
る排ガスの冷却方法に関するものである。詳しくは、減
温塔におけるスプレーノズルによる水噴霧方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】焼却炉等から排出される８００℃以上の
高温排ガスは、ボイラやエコノマイザ等の熱エネルギー
回収手段か、水の蒸発潜熱を利用した水噴射式の冷却塔
によって、２５０〜３５０℃程度に減温され、後段の電
気集塵機などの集塵機に導入され処理されていた。とこ
ろが、ごみ焼却において、近年、猛毒であるダイオキシ
ン類が３００℃付近の温度において生成することが知ら
れるようになり、３００℃付近の集塵処理は敬遠され、
２００℃以下でバグフィルターを用いた低温集塵が主流
となりつつある。

【０００３】排ガスを２００℃以下にするためには、ボ
イラ等により熱回収された２５０〜３５０℃程度の排ガ
スを、スプレーノズルを用いた水噴霧によりさらに減温
する方法が用いられている。すなわち、ボイラと集塵機
の間に減温塔を設置させて、ダイオキシン類の発生の少
ない２００℃以下の低温化を実施するケースが増えてい
る。

【０００４】減温塔でのスプレーノズルによる水噴霧
は、水と空気の二流体または、水のみの一流体で、それ
ぞれ数ｋｇ／ｃｍ^２Ｇ程度の噴霧圧で噴霧されるので、
水が霧状化し、排ガスとの接触表面積が大きくなるの
で、廃水が生じることなく蒸発が効果的に行われるもの
である。霧状化された噴霧水滴は通常、５０〜５００μ
ｍ程度の粒径であるが、もちろん、蒸発時間を短縮する
ためには、粒径が小さい方がよく、噴射圧力を上昇させ
たり、水と空気の気水比（空気噴射量／水噴射量）を上
昇させるなどで、噴霧粒径を小さくすることができる。
減温塔の滞留時間は、噴霧水滴の蒸発に要する時間によ
ってほぼ決定され、水滴径や温度によって異なるが、お
よそ２〜１０秒程度である。

【０００５】しかしながら、減温塔には不完全蒸発など
の水噴霧に伴う問題点が従来より生じている。すなわ
ち、噴霧水滴の不完全蒸発による塔内壁面の濡れ、これ
に伴うダストの湿りやダスト排出のトラブル、未蒸発水
滴による後段のバグフィルターへの悪影響、ノズルや塔
壁の酸性ガスによる腐食、変動の大きい不安定な温度制
御などがあげられる。

【０００６】これらの問題を解決するために、従来よ
り、ノズルの選定や設置位置、水噴霧量制御、ダスト排
出方法、ガス流れの均一化などにさまざまな工夫がなさ
れてきた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】減温塔は、すでに述べ
た様々な問題点を有するとともに、改善案も多く提案さ
れてきた。本発明者らは、減温塔のトラブルのない安定
した運転を達成するために、特に次の問題点に着眼し
た。

【０００８】スプレーノズルを用いて、水滴を霧状化し
て噴霧し、廃水を生じさせることなく水滴の蒸発潜熱に
より排ガスを冷却する減温塔における減温方法におい
て、従来、スプレーノズルは固定されたまま、連続して
噴霧が行われたため、噴霧した近傍で蒸発が活発にな
り、水滴の蒸発領域が限定かつ固定され、すなわち、塔
内空間で高温領域と低温領域が分割、固定されてしま
い、その結果、噴霧水滴と排ガスとの接触が塔内の全空
間で効果的に行われなかった。

【０００９】このため、低温領域においては、低温であ
るため、噴霧水や排ガス中の水分の凝縮が起こり、排ガ
スに含まれるダストが湿り、さらに湿ったダストは塔壁
やノズル近辺やダスト排出部に付着堆積し、湿りから誘
発される酸性ガスによる装置の腐食や、塔内のダスト堆
積によるスケールを発生したり、ダスト排出が困難にな
る問題点が生じた。

【００１０】さらに、スプレーノズルの配置や塔の形状
によっては、極端な場合、廃水が生じ、酸腐食が著しく
なって装置に孔があいたり、未蒸発水滴が後段のバグフ
ィルターへ流出してバグフィルターの目詰まりを引き起
こしたり、ダスト排出器など周辺機器が損傷する大きな
事故につながる危険性が生じていた。

【００１１】また、この場合、水噴霧量を少なくして蒸
発負荷を少なくすれば、上記トラブルは避けられるが、
所定の減温効果（所定の排ガス温度）が得られなくなる
ので不具合である。逆にトラブルがなく所定の減温効果
を得るためには、蒸発に必要な減温塔の滞留時間を増加
しなければならず、この場合も減温塔を必要以上に大き
くすることになるので不具合である。

【００１２】本発明はこれらの問題点を克服するために
考案したものであって、減温塔内の低温領域が形成され
ない温度分布に偏りの生じない、以て、ダスト排出卜ラ
プルや酸腐食等の問題の発生しない安定した運転が達成
できる減温塔の水噴霧方法を提供するものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】第一に、本発明に係る減
温塔の水噴霧方法は、焼却炉等から排出された２５０〜
３５０℃の排ガスを減温塔にてスプレーノズルを用いて
水噴霧により２００℃以下に減温する方法において、減
温塔水平断面におけるノズルの配置に関して、線対称軸
が２本以上存在する配置にて、２本以上のノズルを配置
させ、かつ、この配置された２本以上のノズルの組を同
一平面内に複数組配置させ、これら複数組の内の少なく
とも一組を水噴霧させてこれ以外の組の水噴霧を停止さ
せる操作を、すべての組に順次繰り返し行うとともに、
各ノズルは減温塔水平断面の中心方向へ向けて噴霧する
ことを特徴とする。

【００１４】減温塔水平断面内で、線対称軸が２本以上
存在する配置にて、２本以上のノズルを配置させるこ
と、例えば、２本のノズルを対向する方向に配置させた
り、３本のノズルを平面内で等間隔に配置させたりする
ことによって、相互のスプレーノズルの噴霧流の作用に
より対称的な流れとなるから、スプレーノズルによる水
滴の噴霧流がスプレーノズルに対して対向する側の塔内
壁に衝突することなく、すなわち、噴霧流によって内壁
が濡れ面を形成してダスト堆積や装置の酸腐食を誘発す
ることなく、水噴霧が可能となる。線対称軸が２本以上
存在する配置とは、上記例示のように、噴霧流の偏りが
生じない対称的な配置のことで、詳細は発明の実施形態
で説明する。さらに、２本以上のノズルの組を同一平面
内に複数組設置させ、これら複数組の内の少なくとも一
組を水噴霧させてこれ以外の組の水噴霧を停止させる操
作を、すべての組に順次繰り返し行うことにより、減温
塔内の排ガス流れを強制的に変化させることができるか
ら、連続的な一定噴霧による塔内の低温領域が形成され
ることを未然に防止することができ、すなわち、低温領
域による水分の凝縮から誘発される装置の腐食や湿りダ
スト堆積を発生させることのない安定した水噴霧が可能
となる。

【００１５】第二に、全体の水噴霧量が所定の一定値と
なるように、複数組の内で、少なくとも一組は水噴霧量
を増加させて、少なくともその他の一組は水噴霧量を減
少させる操作を、すぺての組に順次繰り返し行うことを
特徴とする。

【００１６】全体の水噴霧量が所定の一定値となるよう
に、複数組の内で少なくとも一組は水噴霧量を増加させ
て、少なくともその他の一組は水噴霧量を減少させるの
で、所定の一定した水噴霧による減温効果が得られるこ
とと、水噴霧量の切り替え操作が緩やかに行われて塔内
のガス流れ分布が緩やかに変化しうることにより、先に
述べた作用と同様、連続的な一定噴霧による塔内の低温
領域が形成されることを未然に防止することができ、す
なわち、低温領域による水分の凝縮から誘発される装置
の腐食や湿りダスト堆積を発生させることのないより安
定した水噴霧が可能となる。

【００１７】ここで、所定の一定値とは、例えば、出口
温度を一定にする際に、排ガス流量や減温塔入口温度の
変化などに伴って、変化する必要な水噴霧量の値であっ
て、運転その他の条件によって適宜変更される設定値の
ことである。所定の一定量の水噴霧を行うので、減温後
の処理排ガスの温度が大きな変動を持つことなく、安定
した減温効果を得ることができる。。

【００１８】第三に、スプレーノズルによる水噴霧は、
水と空気の両者を噴霧する二流体ノズルを用い、水噴霧
量の減少時や水噴霧の停止時においても、空気を噴射す
ることを特徴とする。

【００１９】水と空気を用いた二流体ノズルを用いるの
で、水のみの一流体ノズルに比べて、微細な水滴径を有
する噴霧水滴が得られるので、塔内の蒸発時間が短くて
済み、塔の排ガス滞留時間に係わる塔の大きさを相対的
に小さくすることが可能となる。さらに、水噴霧減少時
や停止時においても空気を噴射することにより、水噴霧
量減少や水噴霧停止にともなうノズル本体の温度変化を
抑制することになるので、ノズルが受ける急変な熱履歴
に起因する熱応力疲労などの劣化を防止することが可能
となることと、水噴霧停止時にノズルの先端にダストが
堆積して水噴霧性能が低下することを未然に防止するこ
とが可能となる。

【００２０】第四に、すべての組に順次繰り返す過程
で、ある組において操作が開始されてから、次の組に同
じ操作が開始されるまでの間隔（単に操作の間隔と称す
る）は、減温塔の排ガスの滞留時間の１〜１０倍とする
ことを特徴とする。

【００２１】操作の間隔を、排ガスの滞留時間の１〜１
０倍とするので、効果的に減温塔内のガス流れを変化さ
せることができ、かつ、一時的な低温領域の形成時間
を、水が凝縮したりこれに伴うダストの堆積が発生しな
い範囲で抑えることが可能となる。排ガスの滞留時間の
1倍以内とすると、通常塔内の滞留時間は２〜１０秒程
度であるので、頻繁に水噴霧のＯＮ，ＯＦＦ制御や噴霧
量制御を行う必要が生じ、安定した水噴霧量を達成する
ことが短時間では困難であることや、電磁弁の開閉回数
が極端に増えて、電磁弁の消耗が著しくなることや、排
ガスの滞留時間すなわち、排ガスが減温塔に導入されて
出口から排出されるまでの時間より短い時間で、水噴霧
量変化の周期やＯＮ，ＯＦＦの周期を設定しても、順次
繰り返し噴霧による低音領域と高温領域の入れ替わりに
よる低温領域を相殺する効果が特に上昇しないため、好
ましくない。１０倍以上とすると、順次繰り返す操作が
十分に間隔をおいてなされることになるので、順次繰り
返し噴霧することの効果が薄れ、すなわち、塔内の低温
領域の形成がなされて、水分の凝縮やこれに伴う湿りダ
スト堆積の問題を誘発するに足りる時間を経過してしま
うので、好ましくない。これら、第一、第三、第四の発
明を同時に実施するか、第二、第三、第四の発明を同時
に実施することにより、上記の各作用が相乗的に得られ
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１および図２は、本発明に係わ
る減温塔の水噴霧方法を実施する際の一実施形態を示す
図である。図２は図１の水平断面図である。ここで、１
は減温塔、２はスプレーノズル、３は排ガス導入ダク
ト、４は排ガス排出ダクト、５はダスト排出部、６は水
滴の噴霧流、２ａと２ｃ、２ｂと２ｄは、それぞれスプ
レーノズルの組である。

【００２３】以下、図１および図２に基づいて概略説明
する。焼却炉などから排出されボイラなどにより熱回収
されたあとの２００℃以上の排ガスは、排ガス導入ダク
ト３を介して、減温塔１に導入され、スブレーノズル２
による水噴霧の結果、水滴の有する蒸発潜熱により排ガ
ス温度は減温されて、排ガス排出ダクト４から排出され
る。

【００２４】図１においては、排ガス導入ダクト３が上
部に、排ガス排出ダクト４が下部に設置されているが、
場合によっては排ガスが下部ダクトから導入するケース
もしばしばみられ、本発明はガスの流れ方向には関係な
く、何れの場合でも適用される。

【００２５】減温塔で減温された排ガスの温度は、後段
の集塵機の条件やその他運転に係わる条件によって異な
るが、例えば、ごみ焼却施設に設置される減温塔の場合
は、１５０〜２００℃のダイオキシン類の発生のごく少
ない温度に減温することが近年では一般的である。減温
塔での温度降下、すなわち、入口温度と出口温度の差
は、減温塔の大きさやスブレーノズルの噴霧性能にもよ
るが、通常、３０〜２００℃程度である。

【００２６】スプレーノズル２の設置を減温塔断面図で
ある図２のように、４本とする。ここで、２ａと２ｃ、
２ｂと２ｄは噴霧するスプレーノズルの組であり、２組
のノズルの組が存在する場合である。

【００２７】図２の左の図は、スブレーノズル２ａと２
ｃの組のみにて水噴霧がなされいることを示し、右の図
は、スプレーノズル２ｂと２ｄの組のみにて、水噴霧が
なされていることを示し、さらに、これら２組の水噴霧
が交互になされていることを示している。

【００２８】交互に噴霧する間隔は請求項４に示す如
く、減温塔の滞留時間の１〜１０倍が望ましい。このよ
うに、交互に噴霧することによって、減温塔内の排ガス
流れを強制的に変化させることができるから、従来の連
続的な一定噴霧による塔内の低温領域が形成されること
を未然に防止することができ、すなわち、低温領域によ
る水分の凝縮から誘発される装置の腐食や湿りダスト堆
積を発生させることのない安定した水噴霧が得られる。

【００２９】スプレーノズルの配置に関して、上記の例
に限らず、例えば図３に示す如く、同一平面上に、６本
のスプレーノズルを配置させ、２ｅと２ｈ、２ｆと２
ｉ、２ｇと２ｊのそれぞれ２本からなる３組とすること
も考えられる。

【００３０】図３で、（ａ）は、スプレーノズルの組
（２ｅ、２ｈ）と（２ｆ、２ｉ）の組を噴霧させ、（２
ｇ、２ｊ）の組を停止させる操作；（ｂ）は、（２ｆ、
２ｉ）と（２ｇ、２ｊ）の組を噴霧させ、（２ｅ、２
ｈ）の組を停止させる操作；、（ｃ）は、（２ｇ、２
ｊ）と（２ｅ、２ｈ）の組を噴霧させ、（２ｆ、２ｉ）
の組を停止させる操作を示しており、これら３つの操作
を繰り返して水噴霧を行うことを示している。

【００３１】このように６本のスプレーノズルを用い
て、水噴霧を順次繰り返しても、先に述べた同じ効果が
得られることはノズルの配置上明らかである。ここで、
減温塔水平断面におけるスプレーノズルの配置に関し
て、線対称軸が２本以上存在するように２本以上のスプ
レーノズルの組を配置させる方法と、このスプレーノズ
ルの組を複数設置する方法を、図４及び図５を用いて詳
しく説明する。

【００３２】図４で、（ａ）はスプレーノズルを対向す
る方向に２本設置したもので、線対称軸は２本（ａ，
ｂ）存するので、本発明の配置に該当する。（ｂ）は等
間隔に３本設置したもので、線対称軸は２本以上の３本
（ａ，ｂ，ｃ）存在するので、本発明の配置に該当す
る。（ｃ）は、向かい合う２本の間隔が同じになるよう
に４本設置したもので、線対称軸は２本（ａ，ｂ）存在
するので、本発明の配置に該当する。（ｄ）は９０度の
間隔で２本設置したもので、線対称軸が１本（ａ）しか
存在しないので、本発明の配置に該当しない。

【００３３】（ａ）〜（ｃ）の各ケースは、線対称軸を
２本以上持つために、水滴の噴霧流が排ガス流れの中心
付近で混合して、ノズルの対向側の内壁に水滴が到達す
ることが少なく、すなわち、内壁が水滴によって濡れ面
を形成する危険性が少ないが（ｄ）のケースは２本のノ
ズルにより、それらと対向する内壁に水滴が到達する可
能性が極端に大きく、以て、内壁が水滴によって濡れ面
を形成することに至る。

【００３４】内壁が水滴で濡れ面を形成すると、排ガス
中のダストが湿ってダストが堆積し、ダストの排出が行
われなくなる不具合を生じることや、濡れ面により排ガ
ス中の酸性成分による装置の腐食が発生する不具合を生
じるので、安定した水噴霧を達成するには、ノズルの設
置を線対称軸が２本以上存在することが重要な要件であ
る。

【００３５】スプレーノズルの一組の本数は２本以上で
あればよく、上記で限定されるものではない。本数の設
定はノズルの水噴霧量などの性能や、排ガスの冷却程度
にあわせて適宜設定すればよい。また、一組内の複数の
ノズルの停止、噴霧、噴霧量増加、減少などの噴霧条件
は同一とすることが必要であり、運転の取り扱いの容易
さを考慮して同じ噴霧水滴径等が得られる同一の仕様の
スブレーノズルであるのがよい。

【００３６】次にスプレーノズルの組を複数組設置させ
る場合の配置について、図５により説明する。図５の
（ａ）〜（ｃ）は、図４の（ａ）〜（ｃ）の各ケースに
対して、スプレーノズルの組を２組配置させた場合の配
置図である。

【００３７】（ａ）は、スプレーノズルの組（２ａ、２
ｃ）に対して、（２ｂ、２ｄ）の組を配置させ、合計２
組の配置を実施したもので、図１および図２に示すケー
スと同一のものである。（ｂ）は、スプレーノズルの組
（２ａ、２ｃ、２ｅ）に対して、（２ｂ、２ｄ、２ｆ）
の組を配置させ、合計２組の配置を実施したものであ
る。（ｃ）は、スプレーノズルの組（２ａ、２ｄ、２
ｅ、２ｈ）に対して、（２ｂ、２ｃ、２ｆ、２ｇ）の組
を配置させ、合計２組の配置を実施したものである。

【００３８】スプレーノズルの組を設置する場合の組数
は、２組以上であればよく、上記で限定されるものでは
ない。また、例えば図５（ａ）においてスプレーノズル
の組（２ｂ、２ｄ）を設置するしかたは、２ａと２ｂ、
２ａと２ｄが等問隔にならなくともよい。組数の設定は
装置のノズルの水噴霧量などの性能や、排ガスの冷却程
度にあわせて適宜設定すればよい。また、ノズルの停
止、噴霧、噴霧量増加、減少などの噴霧条件は同一とす
ることが望ましく、運転の取り扱いの容易さを考慮して
同じ噴霧水滴径等が得られる同一の仕様のスプレーノズ
ルであるのがよい。

【００３９】スプレーノズルの噴霧角度などの設定は、
スプレーの噴霧流が減温塔の中心に向かうように設定さ
れればよく、上下どちらの方向に向いていてもかまわな
い。本発明のスプレーノズルの配置は同一平面上で行う
が、もちろん、本発明のノズルの配置を２段以上にして
もよいことは明らかである。

【００４０】次にスプレーノズルによる水噴霧の制御に
ついて図６により説明する。（ａ）、（ｂ）はスプレー
ノズルの配置を図２に示す４本（２組）とした場合の、
それぞれ請求項１、請求項２を代表する水噴霧量の制御
の一例を示す図である。

【００４１】（ａ）は、操作の間隔時間内に、図２にお
けるスプレーノズル（２ａ、２ｃ）の組の水噴霧を行う
と同時に、（２ｂ、２ｄ）の組の水噴霧を停止させて、
操作の間隔時間が経過したのちに、（２ｂ、２ｄ）の組
の水噴霧を停止させて、（２ａ、２ｃ）の組の水噴霧を
行うといった操作を繰り返し行うことを示している。

【００４２】この図から明らかなように、水噴霧量の総
量は一定となっている。水噴霧量総量を一定にする場合
の一定値は、所定の一定値であって、例えば、出口温度
を一定にする際に、排ガス流量や減温塔入口温度の変化
などに伴って変化する、必要な水噴霧量の値であって、
運転その他の条件によって適宜変更させる設定値のこと
であるから、必ずしも水噴霧量の総量が一定とは限らな
い。

【００４３】（ｂ）は、操作の間隔時間内に、図２にお
けるスプレーノズル（２ａ、２ｃ）の組の水噴霧量を増
加させると同時に、（２ｂ、２ｄ）の組の水噴霧量を減
少させて、操作の間隔時間が経過したのちに、（２ｂ、
２ｄ）の組の水噴霧量を増加させて、（２ａ、２ｃ）の
組の水噴霧量を減少させるといった操作を繰り返し行う
ことを示している。

【００４４】この図から明らかなように、水噴霧量の総
量は一定となっている。また、（ｂ）は、一時的に一方
のスプレーノズルの水噴霧量がゼロとなっているが、ゼ
ロとなる必要はなく、水噴霧量の増減を繰り返すもので
あればよい。また、説明のため、水噴霧量の増減は直線
になっているが、曲線的に増減させてもよいことはいう
までもない。

【００４５】図６（ａ）、（ｂ）は、図２に示すスプレ
ーノズルが４本の場合について説明したが、もちろん、
図３に示すような６本でもよい。すなわち、スプレーノ
ズルの複数組の内、少なくとも一組を水噴霧させてこれ
以外の組の水噴霧を停止させる操作を、すべての組に順
次繰り返し行うか、スプレーノズルの複数組の内、少な
くとも一組は水噴霧量を増加させて、少なくともその他
の一組は水噴霧量を減少させる操作を、すぺての組に順
次繰り返し行うことのいずれかを満たしていればよい。

【００４６】水噴霧量の運転制御は、既存の制御系に、
本発明の水噴霧量が達成されるようにシーケンスを組み
入れれば容易に達成できる。通常、水噴霧量のＯＮＯＦ
Ｆ制御は、水供給ラインに電磁弁など遠隔で調整できる
バルブなどで容易になされ、水噴霧量の制御は噴霧水圧
の調整や、二流体の場合は空気との流量比なども考慮し
てなされる。ともあれ、本発明の水噴霧量の調整が可能
であれば、制御系について特に限定することはない。

【００４７】但し、スプレーノズルは請求項２に記載の
如く、二流体ノズルを用いることが好ましい。すなわ
ち、水と空気を用いた二流体ノズルを用いるので、水の
みの一流体ノズルに比べて、微細な水滴径を有する噴霧
水滴が得られるので、塔内の蒸発時間が短くて済み、塔
の排ガス滞留時間に係わる塔の大きさを相対的に小さく
することが可能となる。さらに、水噴霧減少時や停止時
においても空気を噴射することにより、水噴霧量減少や
水噴霧停止にともなうノズル本体の温度変化を抑制する
ことになるので、ノズルが受ける急変な熱履歴に起因す
る熱応力疲労などの劣化を防止することが可能となるこ
とと、水噴霧停止時にノズルの先端にダス卜が堆積して
水噴霧性能が低下することを未然に防止することが可能
となる。

【００４８】スプレーノズルを減温塔に設置する場合の
取り付け方法として、例えば、内壁から数１０ｃｍ突き
出してもよいし、そうでなくともよい。ノズルの耐久性
を確保するために、ノズルの外周に保護管を取り付けて
もよいし、ノズルと保護管の間にパージエアー等を用い
てもよい。何れの場合においても、本発明の効果が同様
に得られることは明らかである。

【００４９】操作の間隔、すなわち、あるスプレーノズ
ルの組において水噴霧などの操作が開始されてから、次
の組に同じ動作が開始されるまでの間隔は、減温塔の滞
留時間の１〜１０倍とすることが好ましい。

【００５０】排ガスの滞留時間の１倍以内とすると、通
常塔内の滞留時間は２〜１０秒程度であるので、頻繁に
水噴霧のＯＮ，ＯＦＦ制御や噴霧量制御を行う必要が生
じ、安定した水噴霧量を達成することが短時間では困難
であることや、電磁弁の開閉回数が極端に増えて、電磁
弁の消耗が著しくなることや、排ガスの滞留時間すなわ
ち、排ガスが減温塔に導入されて出口から排出されるま
での時間より短い時間で、水噴霧量変化の周期やＯＮＯ
ＦＦの周期を設定しても、順次繰り返し噴霧による低温
領域と高温領域の入れ替わりによる低温領域を相殺する
効果が特に上昇しないため、好ましくない。

【００５１】一方、１０倍以上とすると、順次繰り返す
操作が十分に間隔をおいてなされることになるので、順
次繰り返し噴霧することの効果が薄れ、すなわち、塔内
の低温領域の形成がなされて、水分の凝縮やこれに伴う
湿りダスト堆積の問題を誘発するに足りる時間を経過し
てしまうので、好ましくない。

【００５２】したがって、操作の間隔を、排ガスの滞留
時間の１〜１０倍とするのが好ましく、効果的に減温塔
内のガス流れを変化させることができ、かつ、一時的な
低温領域の形成時間を、水が凝縮したりこれに伴うダス
トの堆積が発生しない範囲で抑えることが可能となる。

【００５３】本発明で用いるスプレーノズルは、二流体
ノズルを用いる場合も含めて、これに用いる水や空気
は、例えば水として塩基性吸収剤を含ませた水溶液でも
よく、空気として、その他の気体を用いてもよいこと
は、ノズルの使用条件の許す範囲で、明らかである。

【００５４】さらに本発明は、基本的に円筒型の減温塔
を対象としているが、円筒型でない角形などの場合に
も、本発明のスプレーノズルの配置の対称性が同等に得
られれば、同じ効果がある。

【００５５】「実施例」本発明に係わる減温塔の水噴霧
方法を実施して得られた実施例を従来の比較例と比較し
た結果を図７（ａ）および（ｂ）に示す。

【００５６】（ａ）は、本発明を実施した場合の試験結
果の実施例を示す図である。（ｂ）は、本発明を実施しない場合の試験結果の比較例
を示す図である。実施例の試験条件として、スプレーノズルを塔断面に均
等に４本設置させ、すなわち、図１に示すスプレーノズ
ルの組と同一の設置を行い、図６（ａ）に示すＯＮ，Ｏ
ＦＦによる水噴霧量の制御を行い、操作の間隔は滞留時
間の５倍とし、噴霧停止時には空気を噴霧した。

【００５７】比較例の試験条件として、スプレーノズル
を対向する方向に２本設置させ、常時水噴霧を行った。
実施例、比較例の共通の試験条件として、最大水滴径約
２００μｍの二流体スプレーノズルの採用、処理ガス量
２００００Ｎｍ³ ／ｈ、入口排ガス温度２２０℃、出口
排ガス温度１５０℃、減温塔は同じ大きさ形状のもので
滞留時間約３秒、試験期間一ケ月とした。

【００５８】この結果、本発明を実施した実施例は、−
ケ月後の試験終了時においても塔内のダストの付着がほ
とんどみられなかった。比較例においては、（ｂ）に示
すとおり、塔内壁の全般に１０ｃｍ以上の厚みを持った
湿りダストの堆積が観察され、一部は排ガス顕熱によ
り、固着していた。

【００５９】このことから、本発明は、スプレーノズル
の水噴霧を連続的に行う従来法と比べて、塔内のダスト
堆積によるトラプルがほとんど発生することのない、長
期の安定した水噴霧が得られることが確認できた。

【００６０】

【発明の効果】本発明の減温塔におけるスプレーノズル
の配置を実施し、本発明の水噴霧方法を実施することに
よって、スプレーノズルの噴霧流によって内壁が濡れ面
を形成することがなく、減温塔内の排ガス流れを強制的
に変化させることによって、連続的な一定噴霧による塔
内の低温領域が形成されることを未然に防止することが
でき、すなわち、低温領域による水分の凝縮から誘発さ
れる装置の腐食や湿りダスト堆積を発生させることのな
い安定した水噴霧が可能となる。

【００６１】さらに、二流体ノズルを用い、停止時にお
いても空気を噴射するので、ノズルの水噴霧性能の劣化
や、ノズルの材質的な劣化を抑制することが同時に可能
となる。

【００６２】このように、本発明は、蒸発時間を上昇さ
せる目的で減温塔を大きくする必要がなく、また、噴霧
水滴の特に小さな高性能スプレーノズルを用いることな
く、簡便な方法により、減温塔におけるダスト堆積や装
置腐食の問題を解消できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる減温塔の水噴霧方法を実施する
際の一実施形態を示す説明図。

【図２】図１の断面図で、同時に水噴霧方法を示す説明
図。

【図３】スプレーノズルの組を３組用い、合計６本のス
プレーノズルを用いた場合の本発明の一実施形態を示す
説明図。

【図４】本発明に係わるスプレーノズルの組を設定する
場合の設定方法を説明するための説明図。

【図５】本発明に係わるスプレーノズルの組を複数組設
置する場合の設置方法を説明するための説明図。

【図６】本発明に係わる水噴霧量制御の実施形態例を示
す説明図。

【図７】図７は、本発明を実施した場合と実施しない場
合で、塔内のダスト堆積を比較した説明図。

【符号の説明】

１…減温塔、２…スプレーノズル、３…排ガス導入ダク
ト、４…排ガス排出ダクト、５…ダクト排出部、６…水
滴の噴霧流、７…堆積ダスト。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者黒田学東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者平田修一東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者加藤正人東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者園田克樹東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (56)参考文献特開平４−36506（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01D 51/10 F23G 15/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】焼却炉等から排出された２５０〜３５０
℃の排ガスを減温塔にてスプレーノズルを用いて水噴霧
により２００℃以下に減温する方法において、減温塔水
平断面におけるノズルの配置に関して、線対称軸が２本
以上存在する配置にて、２本以上のノズルを配置させ、
かつ、この配置された２本以上のノズルの組を同一平面
内に複数組配置させ、これら複数組の内の少なくとも一
組を水噴霧させてこれ以外の組の水噴霧を停止させる操
作を、すべての組に順次繰り返し行うとともに、各ノズ
ルは減温塔水平断面の中心方向へ向けて噴霧することを
特徴とする減温塔の水噴霧方法。
【請求項２】全体の水噴霧量が所定の一定値となるよ
うに、複数組の内で、少なくとも一組は水噴霧量を増加
させて、少なくともその他の一組は水噴霧量を減少させ
る操作を、すべての組に順次繰り返し行うことを特徴と
する減温塔の水噴霧方法。
【請求項３】スプレーノズルによる水噴霧は、水と空気
の両者を噴霧する二流体ノズルを用い、水噴霧量の減少
時や水噴霧の停止時においても、空気を噴射することを
特徴とする請求項１または２に記載の減温塔の水噴霧方
法。
【請求項４】すべての組に順次繰り返す過程で、ある組
において操作が開始されてから、次の組に同じ操作が開
始されるまでの間隔は、減温塔の排ガスの滞留時間の１
〜１０倍とすることを特徴とする請求項１ないし３に記
載の減温塔の水噴霧方法。