JP3654642B2

JP3654642B2 - ガス浄化装置

Info

Publication number: JP3654642B2
Application number: JP2001397214A
Authority: JP
Inventors: 昌明植田
Original assignee: Kansai Electric Power Co Inc; Kanden Engineering Corp
Current assignee: Kansai Electric Power Co Inc; Kanden Engineering Corp
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2001-12-27
Publication date: 2005-06-02
Anticipated expiration: 2021-12-27
Also published as: JP2003190735A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、ゴミをガス化して完全に燃焼させるようにしたガス化焼却炉等に用いられる、ガス浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８に示すガス化焼却炉１は、ダイオキシンの排出を抑制できる高性能焼却炉として知られたものであり、ガス化燃焼室２，燃焼室３，ガス冷却装置４，ガス浄化装置５および煙突６等を含む。
【０００３】
ガス化焼却炉１の運転時には、ガス化燃焼室２において廃棄物が燃焼されてガス化され、このガスが、燃焼室３においてさらに燃焼されて熱分解される。そして、ガス冷却装置４において８００℃以上の排ガスが１００℃以下まで急冷され、同時に、ガス中の煤塵が粗取りされる。その後、ガス浄化装置５において排ガス中の微粒煤塵が除去される。
【０００４】
このように、ガス化焼却炉１では、ガス浄化装置５によって最終段階の浄化処理が行われるため、ガス浄化装置５の性能がガス化焼却炉１の性能を大きく左右する。そこで、近年では、ガス浄化装置５の性能を高めるための様々な技術が提案されており、その一例が特開平７−５１５３４号に開示されている。
【０００５】
この従来技術は、ファンスクラバーの吐出口にフィルタを設け、フィルタの前後に排煙吸込み口方向へ水を噴射するノズルを設け、フィルタの後方に気液分離器を設けたものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術（特開平７−５１５３４号）では、フィルタの前後に設けられるノズルがいずれも固定式であったため、フィルタ内部の全面に対して水を均等に供給することができなかった。
【０００７】
そのため、フィルタにおいては、水が付着した部分と付着していない部分とが生じ、水が付着していない部分においては、ガス中の異物を水に溶かし込んで除去することができず、浄化効率が悪いという問題があった。
【０００８】
それゆえに、この発明の主たる目的は、浄化効率を高めることのできる、ガス浄化装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、ガスが通るガス流路２２と、ガス流路２２内に配置される網目状のフィルタ２４と、フィルタ２４に洗浄水を供給する給水装置３０と、ガス流路２２内に配置されてフィルタ２４を通過したガスから水分を除去する気液分離器２８とを備える、ガス浄化装置１０であって、給水装置３０は、その管軸を中心として回動可能な給水管４４と、給水管４４の側部に形成される噴霧ノズル５２と、給水管４４を回動させるモータ５８とを有し、フィルタ２４の上流側に配置された給水管４４には整流羽根３２が取り付けられている、ガス浄化装置である。
【００１０】
この発明では、給水装置の給水管がその管軸を中心としてモータにより回動され、かつ、給水管の側部に形成された噴霧ノズルからフィルタに洗浄水が霧状に供給されるので、フィルタ内部の全面に対して洗浄水をむらなく供給できる。
【００１１】
【発明の効果】
この発明によれば、フィルタ内部の全面に対して洗浄水をむらなく供給できるので、フィルタ内部の全面に水膜を形成することができる。そして、フィルタを通過する排ガス中の微粒物質を水膜により効率よく捕集することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１および図２を参照して、この発明が適用されるガス洗浄装置１０は、図８に示したガス化焼却炉等に用いられるものであり、ガス浄化部１２およびその下方に設けられた廃液処理部１４を含む。
【００１３】
ガス浄化部１２は、水平方向へ長く延びた略箱状のケーシング１６を含み、ケーシング１６の長手方向一方端には、接続フランジ１８ａを有するガス入口１８が形成され、長手方向他方端には、接続フランジ２０ａを有するガス出口２０が形成される。これにより、ケーシング１６の内部には、ガス入口１８からガス出口２０へ至るガス流路２２が形成される。
【００１４】
そして、ケーシング１６のガス流路２２内には、第１フィルタ２４，第２フィルタ２６および気液分離器２８が上流から下流へ向けてこの順に配置され、また、ケーシング１６の内部および外部には、給水装置３０が設けられ、さらに、ガス流路２２内における第１フィルタ２４の上流側には、整流羽根３２が設けられる。
【００１５】
第１フィルタ２４および第２フィルタ２６は、図３に示すように、ステンレス等からなるメッシュ状のフィルタ単体３４を複数枚（この実施例では６枚）重ね合わせたものである。各フィルタ単体３４の網目幅は、ガスの通気性を確保しつつ異物を捕捉するという観点から、２０〜３０μｍ程度に設定される。
【００１６】
気液分離器２８は、図４に示すように、上下方向へ互いに間隔を隔てて平行に配置された保持板３６ａおよび３６ｂを含み、保持板３６ａと保持板３６ｂとの間には、それぞれが略Ｌ字状の断面を有する第１水切り棒３８ａおよび第２水切り棒３８ｂが、所定のパターンに従って配置される。
【００１７】
つまり、第１水切り棒３８ａが、ガスの流れの上流側に向かって凸となるように２行７列で配置され、第２水切り棒３８ｂが、ガスの流れの上流側に向かって凹となるように２行８列で配置される。これにより、ガス流路２２のガス通過面積は、各行において３５パーセント程度に狭められる。また、第１水切り棒３８ａおよび第２水切り棒３８ｂは、ガスの流れる方向（ガス流路２２が延びる方向）およびその方向に直交する方向において間隔を隔てて交互に配置される。
【００１８】
給水装置３０は、第１フィルタ２４および第２フィルタ２６に洗浄水をむらなく供給するものであり、ケーシング１２の内部に配置される給水部４０と、ケーシング１２の上方に配置される回動部４２とを含む。
【００１９】
給水部４０は、ガス流路２２内の第１フィルタ２４の上流側においてガスの流れに対して直交する方向へ間隔を隔てて配置される２本の第１給水管４４、第１フィルタ２４と第２フィルタ２６との間においてガスの流れに対して直交する方向へ間隔を隔てて配置される２本の第２給水管４６、および第２フィルタ２６の下流側においてガスの流れに対して直交する方向へ間隔を隔てて配置される２本の第３給水管４８を含む。したがって、給水部４０は、図１（Ａ）に示すように、給水管４４〜４８が２列に配置されたものとして把握され得る。
【００２０】
各列の給水管４４〜４８は、ガス流路２２内において上下方向へ延びて配置され、それぞれがケーシング１２の上部に設けられた回動軸５０により回動自在に支持される。また、給水管４４〜４８のそれぞれの上端には、図示しない給水源から延びる配水管が接続され、側部には、複数の噴霧ノズル５２が設けられる。
【００２１】
回動部４２は、各列の給水管４４〜４８を回動するものであり、給水管４４〜４８のそれぞれの上部に取り付けられたクランク５４，各第１給水管４４の上部に取り付けられたプーリ５６およびケーシング１２の一方端部に取り付けられたモータ（すなわち回動手段）５８等を含む。また、各列の３つのクランク５４は、連接棒６０により互いに連結され、モータ５８の回動軸には、ベルト係止部５８ａが偏心して設けられ、各第１給水管４４のプーリ５６とベルト係止部５８ａとが駆動ベルト６２を介して連結される。
【００２２】
モータ５８は、０度〜９０度の角度範囲内で正転・逆転を交互に繰り返すものである。したがって、モータ５８が駆動されると、図５に示すように、その動力が駆動ベルト６２およびプーリ５６を介して各第１給水管４４に伝達され、各第１給水管４４およびそれに取り付けられたクランク５４が０度〜９０度の角度範囲内で回動される。すると、クランク５４に取り付けられた連接棒６０がその軸方向へ往復運動され、それに伴って他のクランク５４が回動され、第２給水管４６および第３給水管４８が０度〜９０度の角度範囲内で回動される。
【００２３】
図５において、（Ａ）は、給水管４４〜４８の回動角が０度であるときの状態を示したものであり、（Ｂ）は、それらの回動角が４５度であるときの状態を示したものであり、（Ｃ）は、それらの回動角が９０度であるときの状態を示したものである。
【００２４】
整流羽根３２は、ステンレスまたはプラスチック等からなる板状体であり、図２および図５に示すように、整流羽根３２の幅方向一方端部が第１給水管４４の側部に固着される。第１給水管４４に対する整流羽根３２の取り付け位置は、図５に示すように、噴霧ノズル５２の反対側とされる。したがって、噴霧ノズル５２から噴射される洗浄水は、整流羽根３２により常に噴射方向へ向けて整流されることになる。
【００２５】
廃液処理部１４は、ガス浄化部１２で回収した水を浄化するものであり、図１に示すように、ガス浄化部１２の下方に配置される水槽６４を含む。水槽６４の上部には、第１フィルタ２４，第２フィルタ２６および気液分離器２８で回収した水をそれぞれ水槽６４内へ導く３本の導水管６６が取り付けられ、また、水槽６４の内部には、回収した水のＰＨを調整するための中和剤等が投入される。水槽６４の内壁は、腐食性塩素系ガスに対応し得るように特殊ＦＲＰライニングが施される。
【００２６】
ガス洗浄装置１０をガス化焼却炉（図８）に組み込んで使用する際には、ガス入口１８と図示しないガス冷却装置とが給気ダクトを介して連通され、ガス出口２０と図示しない煙突とが排気ダクトを介して連通される。また、排気ダクトの途中には、図示しない排気ファンが設けられる。
【００２７】
運転時には、各給水管４４〜４８の図示しない給水弁が開かれるとともにモータ５８が駆動され、また、図示しない排気ファンが駆動される。すると、排気ファンの吸引作用によってガス流路２２内へガスが取り込まれ、このガスが、整流羽根３２により整流されて第１フィルタ２４に与えられ、さらに、第２フィルタ２６を経て、気液分離器２８へ与えられる。
【００２８】
運転時の第１フィルタ２４および第２フィルタ２６には、洗浄水がむらなく供給される。つまり、給水弁が開かれると、給水管４４〜４８の各噴霧ノズル５２から洗浄水が霧状に噴射される。一方、モータ５８が駆動されると、給水管４４〜４８が０度〜９０度の角度範囲内で回動される。したがって、第１フィルタ２４および第２フィルタ２６に対する洗浄水の供給方向は絶えず変化されることになり、第１フィルタ２４および第２フィルタ２６の表裏全面に対して、洗浄水がむらなく行き渡る。
【００２９】
また、運転時の第１フィルタ２４では、ガスと洗浄水との接触状態が絶えず変化され、ガスが効率よく洗浄される。つまり、モータ５８が駆動されると、第１給水管４４の回動に伴って整流羽根３２の角度が変更されるので、第１フィルタ２４に対するガスの流入角度は、図６に示すように、絶えず変化される。したがって、第１フィルタ２４に付着した洗浄水に対するガスの入射速度や、入射角度が絶えず変化され、ガス中の異物が洗浄水中に効率よく溶け込まされる。
【００３０】
なお、図６において、（Ａ）は、第１フィルタ２４に対するガスの流入角度が左４５度であるときの状態を示したものであり、（Ｂ）は、ガスの流入角度が９０度であるときの状態を示したものであり、（Ｃ）は、ガスの流入角度が右４５度であるときの状態を示したものである。図６においては、（Ｃ）のときに、ガスと洗浄水とが最も激しく攪拌されて、ガス中の微粒子が除去される。また、（Ａ）および（Ｂ）のときに、ガスの流速が最も速くなって、網目に付着した残渣が除去される。
【００３１】
そして、運転時の気液分離器２８（図４）では、ガス通過面積が３５パーセント程度に狭められ、流速が２．９倍程度に高められる。１行目の第１水切り棒３８ａの間を通過した高速ガスは、１行目の第２水切り棒３８ｂに激しく衝突してバウンドし、方向を変えながらその間を通過する。そして、２行目の第１水切り棒３８ａの間を通過して、２行目の第２水切り棒３８ｂに衝突し、方向を変えながらその間を通過する。この過程において、ガスと水分とが効率よく分離される。
【００３２】
このようにして、浄化され、かつ、脱水されたガスが、ガス出口２０から排出され、排気ファンおよび煙突を経て大気中へ放出される。
【００３３】
この実施例によれば、第１フィルタ２４および第２フィルタ２６のそれぞれの全面に対して洗浄水をむらなく供給できるので、洗浄水による浄化作用によってガスを効率よく洗浄できる。
【００３４】
また、第１フィルタ２４に対するガスの流入角度を変化させるようにしているので、ガスと洗浄水とを激しく攪拌することができ、これによってもガスを効率よく洗浄できる。さらに、図６（Ａ）（Ｂ）に示す状態において流速が高められ、網目に付着した残渣が除去され得るので、第１フィルタ２４の性能低下を防止できる。
【００３５】
さらに、気液分離器２８において、ガスから水分を効率よく除去できるので、洗浄水中に捕集された異物（ダイオキシンを吸着した煤塵を含む。）がガスと共に排出されるのを防止できる。
【００３６】
なお、上述の実施例では、モータ５８の動力を、駆動ベルト６２を介して各給水管４４〜４８に伝達するようにしているが、たとえば図７に示すように、モータ５８の動力を、クランク機構６８を介して各給水管４４〜４８に伝達するようにしてもよい。この場合には、モータ５８の回動軸にクランク５８ｂが取り付けられ、各第１給水管４４の上部にクランク７０が取り付けられる。そして、クランク７０どうしが連接棒７２を介して連結され、連接棒７２とクランク５８ｂとが連接棒７４を介して連結される。
【００３７】
図７において、（Ａ）は、給水管４４〜４８の回動角が０度であるときの状態を示したものであり、（Ｂ）は、それらの回動角が４５度であるときの状態を示したものであり、（Ｃ）は、それらの回動角が９０度であるときの状態を示したものである。
【００３８】
また、上述の実施例では、各給水管４４〜４８を回動させる回動手段として、モータ５８を用いているが、これに代えて、エアシリンダまたは油圧シリンダー等を回動手段として用いるようにしてもよい。
【００３９】
さらに、第１フィルタ２４および第２フィルタ２６を構成するフィルタ単体３４（図３）や気液分離器２８を構成する第１水切り棒３６ａおよび第２水切り棒３６ｂの数は適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す図解図である。
【図２】図１における部分拡大図である。
【図３】フィルタを示す斜視図である。
【図４】気液分離器を示す図解図である。
【図５】回動部の動作を示す図解図である。
【図６】第１フィルタに対するガスの流入方向を示す図解図である。
【図７】回動部の変形例を示す図解図である。
【図８】ガス化焼却炉を示す模式図である。
【符号の説明】
１０ …ガス洗浄装置
１２ …ガス浄化部
１４ …廃液処理部
１６ …ケーシング
２２ …ガス流路
２４ …第１フィルタ
２６ …第２フィルタ
２８ …気液分離器
３０ …給水装置
４４〜４８ …給水管
５２ …噴霧ノズル
５８ …モータ

Claims

ガスが通るガス流路と、前記ガス流路内に配置される網目状のフィルタと、前記フィルタに霧状の洗浄水を供給する給水装置と、前記ガス流路内に配置されて前記フィルタを通過した前記ガスから水分を除去する気液分離器とを備える、ガス浄化装置であって、前記給水装置は、その管軸を中心として回動可能な給水管と、前記給水管の側部に形成される噴霧ノズルと、前記給水管を回動させる回動手段とを有し、前記フィルタの上流側に配置された前記給水管には整流羽根が取り付けられている、ガス浄化装置。