JP3816718B2 - 排ガス減温塔 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は、排ガス減温塔に関する。例えば廃棄物処理用のロータリーキルン方式燃焼・溶融設備における排ガス減温塔に関する。
【0002】
【従来の技術】
図2は排ガス減温塔の概略図である。排ガス減温塔1は直立円筒形状であり、上端101はR配管42を介して水平配管41へと連続しており、上端101の直下には肩部102があり、さらに下には同一直径の本体胴体部103が続き、下端には底板120がある。排ガス減温塔1の下端近くには、排出配管が設置されており、開口部51の開口を下に向けて、底板120からわずかに離して排出配管の開口部51が配置され、続いてR配管52、水平配管53が連なっている。
【0003】
排ガス減温塔1の肩部102を貫通して、冷却水スプレー21、22が設置されており、それぞれ、斜め下方へ冷却水を霧状に噴霧し、排ガス減温塔1の中心軸を中心とした所定範囲に噴霧冷却域3を形成している。
【0004】
排ガスは水平配管41、R配管42を通って、矢印61の方向へ移動し、矢印62の方向へ進み、排ガス減温塔1の上端101へ導入される。さらに排ガスは噴霧冷却域3の中を通過し排ガスの温度を低下させる。排ガスは矢印63、64に示すように、排出配管の開口部51に入り、R配管52、水平配管53を通過して、矢印65の方向へ進み、下流の設備へと排出される。
【0005】
しかし、排ガス減温塔1の上部101に整流板を取り付けないと、排ガスは本体胴体部103の側壁110に近づくように偏って流れる。そのため、排ガス中に含まれているダストが側壁に付着しやすくなり、この付着物による断熱のため側壁あるいは鉄皮の温度が低下し、酸露点腐食が起きやすい。
【0006】
そこで、排ガス減温塔1の上部101に整流板を取り付けて、排ガス減温塔の中心軸の近くに排ガスを流し、側壁には極力排ガスが接触しないように設計されている。
【0007】
図3は従来の整流板を示す図であって、(a)はその平面断面図であり、(b)はその正面断面概略図である。従来の整流板72は、円筒形の第1フレーム720の中に、第1フレーム720の直径の約2/3の直径の円筒形の第2フレーム740を、それぞれの中心軸を一致させて配置し、さらに第2フレーム740の中に、第2フレーム740の直径の約1/2の直径の紡錘体を、それぞれの中心軸を一致させて配置し、第1フレーム720と第2フレーム740との間に、翼板721を、それぞれ、共通の中心軸を通る平面と所定の角度をなすように傾けて配置し、第2フレーム740と紡錘体との間に、翼板741を、同様に傾けて配置してある。紡錘体は円筒部764と、当該円筒部764の上端に取り付けた第1の截頭円錐部と、円筒部764の下端に取り付けた第2の截頭円錐部とからなる。第1の截頭円錐部は小底762と側面763によって構成され、第2の截頭円錐部は側面765のみからなり、小底部は開口となっている。前記第1、第2の截頭円錐部は、それぞれ、円筒部から遠ざかるにしたがって先細りになるように構成されている。第1フレーム720、第2フレーム740及び紡錘体は相互に移動しないように構成されている。
【0008】
従来の整流板を排ガスが通過した後に、排ガスは旋回流となり、中心軸の近くに集中し、排ガス減温塔の側壁にはほとんど当らないようになる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、2g/mN以上のダストを含む排ガスを長時間処理する場合には、従来の整流板にダストが付着し、ついには閉塞してしまい、操業できなくなる。すなわち、従来の整流板の平面断面の開口率は小さいため、従来の整流板の翼板721〜732、741〜750などに付着しやすく、閉塞が生じやすい。
【0010】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みて鋭意検討されたものであり、その目的は、排ガス中に含まれるダストが付着しにくいように、排ガスを整流し排ガス減温塔の中心軸の近くに集中させる整流板を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、請求項1に記載の排ガス減温塔、すなわち、直立円筒形状であって、上端部に整流板を設置し、排ガスを当該整流板を通して導入し、内部に、冷却水スプレーを設置し、当該冷却水スプレーによって生ずる噴霧冷却域の中に排ガスを通過させ排ガスの温度を低下させた後、下部から排ガスを排出する排ガス減温塔であって、円筒部の上端に第1の截頭円錐部を接続し、下端に第2の截頭円錐部を、それぞれ前記円筒部から遠ざかるにしたがって先細りとなるように接続してなる紡錘体を円筒状のフレームに、中心軸が一致するように配置し、当該紡錘体とフレームとを結合する支持板が前記中心軸を通る平面内に配置されて整流板を兼ねることを特徴とする排ガス減温塔によって、達成される。
【0012】
また、上記目的は、請求項2に記載の排ガス減温塔、すなわち、直立円筒形状であって、上端部に整流板を設置し、排ガスを当該整流板を通して導入し、内部に、冷却水スプレーを設置し、当該冷却水スプレーによって生ずる噴霧冷却域の中に排ガスを通過させ排ガスの温度を低下させた後、下部から排ガスを排出する排ガス減温塔であって、円筒部の上端に第1の円錐部を接続し、下端に第2の円錐部を、それぞれ前記円筒部から遠ざかるにしたがって先細りとなるように接続してなる紡錘体を円筒状のフレームに、中心軸が一致するように配置し、当該紡錘体とフレームとを結合する支持板が前記中心軸を通る平面内に配置されて整流板を兼ねることを特徴とする排ガス減温塔によっても、達成される。
【0013】
本発明の変更態様においては、請求項3に記載のように、紡錘体の直径がフレームの内径の0.35〜0.65倍である
【0014】
本発明の好ましい実施態様においては、請求項4に記載のように、整流板を通過する排ガスの流速が20〜40m/sになるようにフレームの内径に対する紡錘体の直径の比が定められる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の排ガス減温塔の実施形態について、添付図面を参照して、詳細に説明する。
【0016】
図1は本発明の実施形態の整流板を示す図であって、(a)はその平面断面図であり、(b)その正面断面概略図である。本発明の実施形態の整流板71は、中空円筒状のフレーム710と紡錘体とこれらを接続する支持板716、717、718、719とからなる。紡錐体は、円筒部714の上端に第1の截頭円錐部を接続し、下端に第2の截頭円錐部を、それぞれ、前記円筒部から遠ざかるにしたがって先細りとなるように、接続してなる紡錘体を円筒状のフレームに、中心軸が一致するように配置し、紡錘体とフレームとを接合する支持板が中心軸を通る平面内に配置している。第1の截頭円錐部は上底面712と側面713とからなり、隙間なく溶接してあり、他方、第2の截頭円錐部は上底面はなく、孔があいており、側面715のみからなる。たとえ紡錘体の内面に結露が生じたり、冷却水が混入しても、第2の截頭円錐部の孔から抜け落ちるように意図されている。
【0017】
支持板716、717、718、719は、いずれも、フレーム及び紡錘体の共通の回転軸を通る平面内にあり、半径方向へ放射状に伸びている。したがって、整流板の平面断面は、図1(a)に示すように開口率が高い。
【0018】
整流板の平面断面における紡錘体の断面の占める割合は、整流板を通過する排ガスの流速が20〜40m/sになるように設計することによって、排ガスを整流できるとともに、整流板へのダスト付着を生じさせないことが可能になることが本発明の開発研究によって初めて明らかになった。
【0019】
支持板716〜719のA−A断面は、図1(c)に示すように、上端近く及び下端近くにおいて、板厚が直線的に薄くなるように尖っている。上端については、ダストを含んだ排ガスの衝突によるダストの付着を減少させるためであり、下端については、乱流や渦流の発生によるダストの付着を防止するためである。
【0020】
また、フレーム710の直径に対する中空円筒部714の直径の比は、0.35〜0.65とするのが好ましい。この比は小さいほど整流板の開口率が高くなり、排ガスに含まれるダストは整流板に付着しにくく、閉塞が生じにくいが、他方、排ガスの整流作用が減少してしまう。種々の比について、コンピュータ・シュミレーション試験や試験機による実験を行った結果、当該範囲の比率が望ましいことを見出したものである。
【0021】
【実施例】
図1に示す整流板を用いた本発明の実施例と図3に示す従来の整流板を用いた比較例について、排ガス減温塔で試験運転を行った。試験条件は表1に示すとおりである。
ダスト量 2g/m
ガス量 4000mN/h
温度 入口で230℃、出口で170℃
【0022】
試験結果は、比較例においてはダストが整流板に付着しやすく、1時間の運転によって、整流板が閉塞してしまったのに対して、実施例においては、96時間運転しても閉塞は生じなかった。
【0023】
また、排ガスが減温塔の中に滞留する時間は、実施例の整流板を用いた場合が比較例の整流板を用いた場合に比べて、短いことがわかった。しかしながら、実施例の整流板を用いた場合であっても、減温塔の後に接続されているバグフィルターへのミストの飛散は全く観測されなかった。
【0024】
さらに、実施例の整流板を用いた場合において、減温塔本体胴体部の内壁へのダストの付着はなかった。
【0025】
【発明の効果】
本発明の排ガス減温塔によれば、図1に示すような整流板を上端に設置しているので、排ガスを整流し本体胴体部の中心軸の周辺に排ガスの流速の高い部分を形成し、本体胴体部の側壁近くには排ガスがほとんど流動せず、排ガス中に含まれるダストが側壁に付着しないとともに、整流板にダストがほとんど付着せず、長時間運転しても閉塞しないという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の整流板を示す図であって、(a)はその平面断面図であり、(b)はその正面断面概略図であり、(c)は支持板のA−A断面図である。
【図2】排ガス減温塔の概略図である。
【図3】従来の整流板を示す図であって、(a)はその平面断面図であり、(b)はその正面断面概略図である。
【符号の説明】
1 排ガス減温塔
3 噴霧冷却域
21 冷却水スプレー
22 冷却水スプレー
41 水平配管
42 R配管
51 開口部
52 R配管
53 水平配管
61 矢印
62 矢印
63 矢印
64 矢印
65 矢印
71 整流板
72 従来の整流板
101 上端
102 肩部
103 本体胴体部
110 側壁
120 底板
710 フレーム
712 上底面
713 側面
714 円柱部(円筒部)
715 側面
716〜719 支持板
721 翼板
720 第1フレーム
740 第2フレーム
741 翼板
762 小底
763 側面
764 円柱部(円筒部)
765 側面

Claims (4)

  1. 直立円筒形状であって、上端部に整流板を設置し、排ガスを当該整流板を通して導入し、内部に、冷却水スプレーを設置し、当該冷却水スプレーによって生ずる噴霧冷却域の中に排ガスを通過させ排ガスの温度を低下させた後、下部から排ガスを排出する排ガス減温塔であって、円筒部の上端に第1の截頭円錐部を接続し、下端に第2の截頭円錐部を、それぞれ前記円筒部から遠ざかるにしたがって先細りとなるように接続してなる紡錘体を円筒状のフレームに、中心軸が一致するように配置し、当該紡錘体とフレームとを結合する支持板が前記中心軸を通る平面内に配置されて整流板を兼ねることを特徴とする排ガス減温塔。
  2. 直立円筒形状であって、上端部に整流板を設置し、排ガスを当該整流板を通して導入し、内部に、冷却水スプレーを設置し、当該冷却水スプレーによって生ずる噴霧冷却域の中に排ガスを通過させ排ガスの温度を低下させた後、下部から排ガスを排出する排ガス減温塔であって、円筒部の上端に第1の円錐部を接続し、下端に第2の円錐部を、それぞれ前記円筒部から遠ざかるにしたがって先細りとなるように接続してなる紡錘体を円筒状のフレームに、中心軸が一致するように配置し、当該紡錘体とフレームとを結合する支持板が前記中心軸を通る平面内に配置されて整流板を兼ねることを特徴とする排ガス減温塔。
  3. 紡錘体の直径がフレームの内径の0.35〜0.65倍である請求項1または請求項2に記載の排ガス減温塔。
  4. 整流板を通過する排ガスの流速が20〜40m/sになるようにフレームの内径に対する紡錘体の直径の比が定められる請求項1、2または3に記載の減温塔。
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