JP3565943B2 - 湿式脱硫装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、化石燃料を使用するボイラ、陸上および舶用ディーゼルエンジンの排ガス中に含まれるダストおよびイオウ酸化物などを同時に除去する湿式脱硫装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
化石燃料を使用するボイラや、陸上および舶用ディーゼルエンジンの排ガス中には、比較的多量のダストやイオウ酸化物が含まれており、それを大気中に排気することで公害問題になっている。そこで、これを解消するものとして、各種の脱硫装置が開発されている。
【０００３】
従来の湿式脱硫装置として、例えば特公昭４３−３２８０号公報に記載されたものなどが知られている。この装置は、一方の側にガス流の導入口を有する１つの分離容器と、この分離容器内に入れた液と、分離容器の他方の側に接続されたポンプと、上記の導入口の付近において分離容器内に設けられ気流を液面に対してほぼ直角に指向させる外らせ板と、その前方かつ上方に設けられ内方に開口している円筒状の室と、前述したほぼ直角方向気流の影響により、前流側と後流側とにおいて液面のレベル差を形成させるようにした傾斜配置の壁部材と分離容器の壁とにより、液面のところから斜め上方に指向して形成された気流通路とを備えたものである。
【０００４】
ガス流の導入口から導入された処理ガスは、ブロアの駆動による負圧力がかかると、外らせ板を介して分離容器内に貯留された液面にほぼ直角に潜り込んで、処理ガス中のダストが液中に沈澱したりして除去される一方、ガス部分は主に円筒状の室内で渦流になって液分と接触されて脱硫され、その後、上方傾斜した気流通路に沿って上昇して処理済ガスが排出されるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の湿式脱硫装置では、ボイラやエンジンの出力増大に伴って処理ガス量が増加する場合、分離容器を、縦、横、高さの全体的に大型化して対応させていたが、この方法を採用した場合、処理ガス量の増加度合いによっては、スペース的に排ガスの煙道設置が不可能となり、排ガスダクトをその回避方向へ引き回すことになっていた。
【０００６】
これにより、この脱硫装置を設置する際には、予め処理ガス量の増加時の対策をも見越して、広い設置スペースが必要であるという問題点があった。
また、処理ガス量が増加すると、前記外らせ板の下端と分離容器との隙間を通過するガス通過流速が大きくなり、圧力損失を増大させるという問題点があった。
【０００７】
本発明は、前記従来技術の課題を背景になされたもので、処理ガス量が増加しても、煙道周辺の設置規制の有無に係わりなく煙道設置が可能であり、しかも圧力損失も安定している湿式脱硫装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、脱硫処理液が供給される脱硫器の容器内が、処理ガスのガス入口と、ガス吹き出し口が形成されたガス導入室と、該ガス導入室のガス吹き出し口に連通して、上流側の上部にほぼ円筒状の渦流発生部が設けられ、下流側に上傾斜通路部が設けられた渦流処理室と、該渦流処理室の上傾斜通路部に連通されて、上部に処理済ガスのガス出口が形成されたガス排出室とに仕切られた前記脱硫器において、前記脱硫器を、前記処理ガスの煙道方向に沿って複数台並設させ、全ての前記脱硫器のガス入口に連通する一体化したボックス状の煙道ガス導入部を設けるとともに、全ての前記脱硫器のガス出口に連通する一体化したボックス状の処理ガス排出部を設け、また前記処理ガスを供給するダクトの上流側に接続される前記ガス導入部のガス導入口に、前記脱硫処理液の噴霧ノズルを設け、さらに前記脱硫器のガス導入室内に、前記脱硫処理液の噴射ノズルを設けたことを特徴とする湿式脱硫装置を提供するものである。
【０００９】
特に、本発明の湿式脱硫装置においては、前記脱硫器のガス導入室内に、前記脱硫処理液の噴射ノズルを設けている。
【００１０】
【作用】
本発明の湿式脱硫装置において、処理ガスはガス導入部を介して、煙道方向に沿って並設されたそれぞれの脱硫器のガス入口から各容器のガス導入室を通過し、この途中で容器内に供給された脱硫処理液に接触することにより吸収され、次いでガス導入室の下部のガス吹き出し口から渦流処理室内へ吹き出された処理ガスおよび霧状の脱硫処理液は渦流発生部内で渦流となり、遠心力によりその渦流発生部の形成面に当たって液膜ができ、処理ガス中のダストは液膜に補集されて、容器の底部に貯溜される。
その後、ほとんど処理が済んだ処理ガスと幾らかの霧状の脱硫処理液は、渦流処理室の上傾斜通路部の形成面にも液膜を作って脱硫およびダストの補集が行われる。そして、上傾斜通路部からガス排出室へ送られた処理済ガスは、そこに形成されたガス出口より、各脱硫器のガス出口に連通されたガス排出部へ一括して流れ込み、それを通して外部排出される。
【００１１】
煙道を流れる処理ガス量が増加した場合には、煙道方向に沿って並設される脱硫器の個数を増加させると、煙道周辺の設置規制の有無に係わりなく煙道設置が可能であり、しかも処理ガスの圧力損失に影響が大きいガス吹き出し口での流速が、従来のように処理ガス量の増加にともなって高速化しないので、湿式脱硫装置内での圧力損失も一定に保持することができる。
【００１２】
また、湿式脱硫装置においては、脱硫器が煙道方向に沿って横長に並設されているので、それを原因としたガス導入部から各脱硫器に分配される処理ガスの偏流が発生して、処理ガスが均等に分配されない恐れがある。特に、それは処理ガス量が増加するに伴って顕著に現れる傾向にある。
そこで、ガス導入部に接続されるガス導入口に設けた噴霧ノズルから脱硫処理液を噴射すると、ガス導入部の下流に行くに従って脱硫処理液の同伴量が多くなり、従って下流の脱硫器ほど脱硫処理液の流入量が増加するために、ちょうど噴霧された脱硫処理液が弁の働きをして、処理ガスの流入抵抗が調節され、各脱硫器への均等な処理ガスの分配を実現できるとともに、気液接触時間が長くなって脱硫効率も向上する。
【００１３】
また、本発明の湿式脱硫装置において、各容器内へ導入された処理ガスには、ガス導入室を通過中に噴射ノズルから脱硫処理液が噴射される。すなわち、ガス導入口に設けた噴霧ノズルからの脱硫処理液の噴霧だけでは、処置ガス量の変動などに十分対応できない場合があり、ガス導入室内に脱硫処理液の噴射ノズルを設けて併用することにより、その処理ガス量の変動に対応容易となるとともに、さらに均等な処理ガスの分配を実現できる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明するが、本発明はこの実施例に限定されない。
【００１５】
まず、図１〜３に基づいて、本発明の一実施例の湿式脱硫装置を説明する。図１〜２に示すように、本発明の一実施例の湿式脱硫装置１０は、脱硫器２０を、処理ガスの煙道方向に沿って６台並設させ、全ての脱硫器２０のガス入口２１に連通するガス導入部２２を設けるとともに、全ての脱硫器２０のガス出口２３に連通するガス排出部２４を設けたものである。なお、ガス導入部２２とガス排出部２４は一体化したボックス状となっており、ガス導入部２２にはダクトの上流側に接続されるガス導入口２２ａが設けられ、ガス導入口２２ａの中央部には、ガス導入口２２ａの側板から延びた、脱硫処理液ａの噴霧ノズル２５が設けられている。また、ガス排出部２４にはダクトの下流側に接続されるガス排出口２４ａが設けられている。
なお、噴霧ノズル２５は、処理ガスの流れに対して向流、直角流または平行流などいずれの方向に脱硫処理液ａを噴射するように設けてもよく、また噴霧される液量や処理ガス量などにより、噴霧ノズル２５の個数を適宜に複数個設けてもよい。
【００１６】
図３に示すように、脱硫器２０は、煙道方向に直交する方向へ横長な容器３０を有しており、容器３０のガス入口２１側の端部が、垂直板３１により仕切られて、高さ方向の中間部付近に脱硫処理液ａの噴射ノズル３２が設けられたガス導入室３３となっている。脱硫処理液ａとして、例えば石灰石や消石灰などの吸収剤と吸収生成物である石膏や亜硫酸カルシウムなどとの混合物からなるスラリー状のものや、酸化マグネシウムや亜硫酸マグネシウムなどの吸収剤と吸収生成物である硫酸マグネシウムや亜硫酸マグネシウムなどの混合物からなる溶液またはスラリー状のものなどを採用することが好ましいが、その他のアルカリ塩溶液なども採用できる。
【００１７】
ガス導入室３３の下部には、ガス吹き出し口３４が形成されており、ガス導入室３３の下流に、ガス吹き出し口３４に連通して渦流処理室３５が形成されている。
渦流処理室３５は、上流側の上部に配置されて、一端が垂直板３１の中間部に固着され、かつ下面が開口された湾曲板３６により区画されたほぼ円筒状の渦流発生部３７と、湾曲板３６の内方へ捲くり込まれた他端から立ち上がって、一旦、容器３０の中央上端まで延びたのち、円弧状に下降してガス出口２３付近に取り付けられたデミスター３８の装着部に取り付けられた上側通路板３９および下流側に配置されて、下端が容器３０の底部から上側通路板３９に沿って立ち上がった下側通路板４０により区画された上傾斜通路部４１とにより構成されている。
【００１８】
この渦流処理室３５の下流には、上傾斜通路部４１に連通されて、上部に前記処理済ガスのガス出口２３が形成されたガス排出室４２が配置されており、また容器３０の底部には、ガス入口２１側の端部からガス出口２３側の端部へ徐々に下方傾斜するドレン部４３が設けられており、ドレン部４３の最下端部に、排出管４４に接続された脱硫処理後の廃液の排出口４５が形成されている。
【００１９】
次に、本発明の一実施例の湿式脱硫装置１０の動作を説明する。
図１〜２に示すように、イオウ酸化物やダストを含んだ処理ガスを、図外のダクトを介してガス導入口２２ａから湿式脱硫装置１０内へ導入させると、まず処理ガスはガス導入部２２を直進して、煙道方向に沿って並設されたそれぞれの脱硫器２０のガス入口２１から各容器３０のガス導入室３３へ導かれ、ここで噴射ノズル３２から脱硫処理液ａが噴射されて、処理済ガス中のイオウ酸化物が吸収される。
【００２０】
この際、脱硫器２０が煙道方向に沿って横長に並設されているので、長尺なガス導入部２２から各脱硫器２０へ分配される途中の処理ガスに偏流が発生して均等なガス配分ができなくなる恐れがあるが、ガス導入口２２ａに設けた噴霧ノズル２５からの脱硫処理液ａの噴射により、ガス導入部２２の下流に進むに従って脱硫処理液ａの同伴量が増加し、下流の脱硫器２０ほど脱硫処理液ａの流入量が多くなって、ちょうど弁のように処理ガスの流入抵抗を調整する。これにより、各脱硫器２０への均等な処理ガスの分配を実現できるとともに、気液接触時間が長くなって脱硫効率も向上できる。
【００２１】
また、ガス導入口２２ａに設けた噴霧ノズル２５からの脱硫処理液ａだけでは、ガス量の変動などに十分追従できない場合があり、ガス導入室３３内に脱硫処理液ａの噴射ノズル３２を設けて併用することにより、対応容易になるとともに、さらに均等な処理ガスの分配を実現できる。
【００２２】
次いで、ガス導入室３３のガス吹き出し口３４において、１０ｍ／ｓ以上に加速された処理済ガスや霧状の脱硫処理液ａは渦流処理室３５内へ吹き出され、ここの渦流発生部３７内で渦流となり、遠心力によりその渦流発生部３７の形成面である湾曲板３６の内面に当たって液膜ができ、処理ガス中のダストは液膜に補集されて、容器２０の底部のドレン部４３へ流れ落ちる。
【００２３】
その後、ほとんど処理が済んだ処理ガスと幾らかの霧状の脱硫処理液ａは、上傾斜通路部４１の形成面である上下側通路板３９、４０の内面にも液膜を作って脱硫およびダストの補集が行われる。そして、上傾斜通路部４１を通過してガス排出室４２へ送られた処理済ガスは、デミスター３８により液分などがろ過されてガス出口２３より、各脱硫器２０に連通されたガス排出部２４へ一括して流れ込み、ダクトを介して外部排出される。
また、ダストを含む脱硫処理後の廃液は、ドレン部４３により集められて排出口４５から排出管４４を通して排出される。
【００２４】
煙道を流れる処理ガス量が増加した場合には、煙道方向に沿って並設される脱硫器２０の個数を増加させればよく、これにより煙道周辺の設置規制の有無に係わりなく煙道設置が可能であり、しかも処理ガスの圧力損失に影響が大きいガス吹き出し口３４での流速が、従来のように処理ガス量の増加にともなって高速化しないので、湿式脱硫装置内での圧力損失も一定に保持することができる。
【００２５】
ここで、実施例の湿式脱硫装置を用いた脱硫処理実験を示す。
１０台の脱硫器２０を並設したテスト機を使用し、ガス導入口２２ａに設けた噴霧ノズル２５およびガス導入室３０に設けた噴射ノズル３２を併用し、おのおのから脱硫処理液ａを噴射した場合の実施例と、ガス導入室３０に設けた噴射ノズル３２のみから脱硫処理液ａを噴射した場合の比較例とを対比して、使用した脱硫処理液量と脱硫効率との関係を測定した。結果を表１に示し、そのグラフを図５に示す。なお、処理ガス量は、３，７５０（Ｎｍ^３ ／Ｈ）、実施例におけるガス導入口に設けた噴霧ノズル２５から噴射した脱硫処理液ａの量は８（ｍ^３ ／Ｈ）である。
【００２６】
【表１】

【００２７】
この実験結果から分かるように、ガス導入口２２ａに設けた噴霧ノズル２５からの脱硫処理液ａの噴射を併用することにより、脱硫効率が向上することが明確になった。
【００２８】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲での設計変更などがあっても本発明に含まれる。例えば、図４に示すような、本発明の他の実施態様の湿式脱硫装置５０のように、ガス導入部５１とガス排出部５２とを、各脱硫器２０の側部に平行に接続するようにしてもよい。この場合、各ガス導入室３３の外側板の上部に、ガス導入部５１と連通する開口部が設けられ、また各デミスター３８より下流のガス出口２３付近の外側板に、ガス排出部５２と連通する開口部が設けられている。また、脱硫器のガス導入室、渦流処理室およびガス排出室の形状は、実施例のものに限定されなくてもよい。
【００２９】
そして、処理ガスの煙道方向に沿って並設される脱硫器の個数も任意個数でよい。
さらに、実施例では脱硫器のガス導入室内に、脱硫処理液の噴射ノズルを設けたが、これに限定しなくても、従来手段のように、容器の所定高さまで脱硫処理液を貯溜するようにしてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の湿式脱硫装置は、このように複数台の脱硫器を、処理ガスの煙道方向に沿って並設させ、全ての脱硫器のガス入口に連通する一体化したボックス状の煙道ガス導入部を設けるとともに、全ての脱硫器のガス出口に連通する一体化したボックス状の処理ガス排出部を設けるようにしたので、煙道を流れる処理ガス量が増加した場合には、煙道方向に沿って並設される脱硫器の個数を増加させればよく、煙道周辺の設置規制の有無に係わりなく煙道設置が可能であり、しかも処理ガスの圧力損失に影響が大きいガス吹き出し口での流速が、従来のように処理ガス量の増加にともなって高速化しないので、湿式脱硫装置内での圧力損失も一定に保持することができる。
【００３１】
また、湿式脱硫装置において、ガス導入部に接続されるガス導入口に設けられた噴霧ノズルから脱硫処理液が噴霧されると、ガス導入部の下流に進むに従って脱硫処理液の同伴量が増加し、これにより下流の脱硫器ほど脱硫処理液の流入量が多くなることにより、処理ガスの流入抵抗が調節されることになり、脱硫器が煙道方向に沿って横長に並設されていることを原因としたガス導入部から各脱硫器に分配される処理ガスの偏流発生などを防止して、均等な処理ガスの分配を実現できるとともに、気液接触時間が長くなるために脱硫効率も向上できる。
【００３２】
また、本発明の湿式脱硫装置においては、処理ガスを供給するダクトの上流側に接続されるガス導入部のガス導入口に設けた噴霧ノズルからの脱硫処理液だけでは、ガス量の変動などに十分追従できない場合があり、前記脱硫器のガス導入室に脱硫処理液の噴射ノズルを設けて併用することにより、その変動などに対応可能となるとともに、さらに均等な処理ガスの分配を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の湿式脱硫装置の分解斜視図である。
【図２】一実施例の湿式脱硫装置の斜視図である。
【図３】一実施例の要部拡大断面図である。
【図４】本発明の他の実施態様の湿式脱硫装置の斜視図である。
【図５】実施例の湿式脱硫装置を用いた脱硫実験の脱硫処理液量と脱硫効率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ 湿式脱硫装置
２０ 脱硫器
２１ ガス入口
２２ ガス導入部
２２ａ ガス導入口
２３ ガス出口
２４ ガス排出部
２５ 噴霧ノズル
３０ 容器
３２ 噴射ノズル
３３ ガス導入室
３４ ガス吹き出し口
３５ 渦流処理室
３７ 渦流発生部
４１ 上傾斜通路部
４２ ガス排出室
５０ 湿式脱硫装置
ａ 脱硫処理液

Claims (1)

1. 脱硫処理液が供給される脱硫器の容器内が、処理ガスのガス入口と、ガス吹き出し口が形成されたガス導入室と、該ガス導入室のガス吹き出し口に連通して、上流側の上部にほぼ円筒状の渦流発生部が設けられ、下流側に上傾斜通路部が設けられた渦流処理室と、該渦流処理室の上傾斜通路部に連通されて、上部に処理済ガスのガス出口が形成されたガス排出室とに仕切られた前記脱硫器において、前記脱硫器を、前記処理ガスの煙道方向に沿って複数台並設させ、全ての前記脱硫器のガス入口に連通する一体化したボックス状の煙道ガス導入部を設けるとともに、全ての前記脱硫器のガス出口に連通する一体化したボックス状の処理ガス排出部を設け、また前記処理ガスを供給するダクトの上流側に接続される前記ガス導入部のガス導入口に、前記脱硫処理液の噴霧ノズルを設け、さらに前記脱硫器のガス導入室内に、前記脱硫処理液の噴射ノズルを設けたことを特徴とする湿式脱硫装置。

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