JP4426798B2

JP4426798B2 - 排ガス冷却用散水システム

Info

Publication number: JP4426798B2
Application number: JP2003309714A
Authority: JP
Inventors: 哲雄大桐
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2003-09-02
Filing date: 2003-09-02
Publication date: 2010-03-03
Anticipated expiration: 2023-09-02
Also published as: JP2005074355A

Description

本発明は、セメントキルン、ごみ焼却炉等の加熱炉から排出される高温の排ガスを冷却するための冷却用水を、停電等の非常時であっても、冷却機能を発揮するのに十分な噴射量を維持して供給することのできる排ガス冷却用散水システムに関する。

セメントキルン等の加熱炉から排出される高温の排ガスは、サイクロンにて粗粒子が除去された後、バグフィルターにて微粒子が除去され、さらに必要に応じて他の浄化装置を経て、大気中に排出される。
この際、バグフィルターの濾布の耐熱温度が１８０℃程度であることから、バグフィルターを通過する時の排ガスの温度は、概ね１８０℃以下に抑える必要がある。
そのため、従来より、バグフィルターの上流側の排ガス流通路の途中にガス冷塔を配設して、このガス冷塔内を通過する排ガス中に、排ガスの冷却媒体としての冷却用水を散水することが行なわれている。
例えば、セメントキルンから排出される７００〜９００℃の排ガスを水冷装置によって２５０〜２８０℃まで急冷して、排ガス中におけるダイオキシン類の再合成を防止するとともに、冷気導入ダンパーで空気を取り込み、バグフィルターの入り口での排ガスの温度を１１０〜１８０℃に低下させる技術が提案されている（特許文献１参照）。

ここで、水冷装置（ガス冷塔）に冷却用水を供給するための排ガス冷却用散水システムとしては、例えば、図６に示すものが挙げられる。図６中、圧縮空気（高圧空気）は、高圧空気槽（高圧エアレシーバタンク）２１から送出されて、主供給路２２内を流通しながら、空気流量計２７、空気圧調整弁２９、空気遮断弁２８を経て、空気分岐装置（高圧エアヘッダ）２３で１本または複数の空気供給路８０に分岐した後、散水ノズル１に流入する。
一方、冷却用水は、第一の貯水槽５からポンプ７で送水され、主供給路６内を流通しながら、給水流量計８、給水遮断弁９、給水流量調整弁１０を経て、給水分岐装置（給水ヘッダ）１１で１本または複数の水供給路６０に分岐した後、散水ノズル１に流入する。

散水ノズル１は、高温の排ガス４が流通するガス冷塔２の壁体を貫通するように取り付けられており、空気分岐装置２３から導かれた圧縮空気によって冷却用水３を勢い良く霧状にして噴射させて、排ガス４を冷却する。
停電等によってポンプ７の運転が停止した場合には、ディーゼル発電機等の非常用発電装置が自動的に起動して、必要な動力が確保され、ポンプ７の運転が再開される。
しかし、ポンプ７の運転停止から非常用発電装置の起動までに数分間を要するため、この間、排ガスの流通路に配設されているバグフィルターの焼損等を防止するために、ガス冷塔２の冷媒である水（冷却用水）を供給する手段として、非常用散水設備が設けられている。この非常用散水設備は、次のように構成されている。
停電等によってポンプ７の運転が停止すると、給水遮断弁１６が開いて、高所に設置された第二の貯水槽１４から非常用の冷却用水が供給される。この冷却用水は、散水ノズル１において、空気分岐装置２３から導かれた圧縮空気の高速な流れを利用することによって、必要な噴霧粒子径に微細化されてガス冷塔２内に噴射し、排ガス４を冷却する。
ここで、第二の貯水槽１４は、通常、高所に設置して、大きな水頭圧（水圧）を得ることによって、散水ノズル１における単位時間当たりの散水量を所定の大きさ以上にしている。例えば、第二の貯水槽１４の高さを７０ｍ程度にすれば、０．７ＭＰａ程度の水頭圧を得ることができ、排ガスの冷却に十分な量の冷却用水を散水ノズル１から散水することができる。
なお、ポンプ７の停止時には、空気遮断弁２８が閉じて、空気遮断弁３０が開くため、圧縮空気槽２１から送出される圧縮空気は、通常の運転時よりも昇圧した状態で、空気調整弁３１を有する補助供給路２６内を流通し、空気分岐装置２３を経た後、散水ノズル１に流入する。
特開平１１−２７８８９０号公報

上述の排ガス冷却用散水システムには、次のような問題がある。
すなわち、第二の貯水槽１４は、非常用の貯水タンクであるため、第一の貯水槽５のようにポンプ７で送水するのではなく、高所に設置することによって、所定の水頭圧を得て、その水頭圧によって、散水ノズル１から噴射される冷却用水の単位時間当たりの量（散水量）を一定以上の大きさにしている。
第二の貯水槽１４の設置高さが低いと、冷却用水は、所定の水頭圧を得ることができず、その結果、高圧空気槽２１から送出される圧縮空気の圧力とのバランスを保てず、散水ノズル１への供給量が不十分となり、排ガスを十分に冷却することが困難になる。
ところが、実際には、第二の貯水槽１４を高所に設置することができないことがあり、この場合の対処策が求められていた。
そこで、本発明は、停電等の非常時において、非常用の貯水槽（第二の貯水槽１４）を高所に設置することができない場合であっても、排ガスの流通路に設けられたガス冷塔内における散水ノズルからの冷却用水の噴射量を、排ガスを所定の温度に冷却するのに十分な大きさとすることのできる排ガス冷却用散水システムを提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、冷却用水を確実に散水ノズルへ供給するために、散水ノズルに供給される圧縮空気の供給路を、通常時に用いられる第一の供給路と、停電等の非常時に用いられる第二の供給路とからなるものとして構成したうえで、非常時には、第二の供給路に圧縮空気を導いて、この圧縮空気を通常時とは異なる特定の方法で用いれば、非常用の貯水槽の設置高さが比較的低い場合であっても、散水ノズルからの冷却用水の噴射量を所定の大きさ以上に維持して、排ガスを十分に冷却できることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明（請求項１）の排ガス冷却用散水システムは、加熱炉からの高温の排ガスに対してガス冷塔内にて冷却用水を散水するための排ガス冷却用散水システムであって、上記冷却用水を貯留するための貯水槽と、該貯水槽から導かれる上記冷却用水を上記排ガスに散水するための散水ノズル等の散水手段と、上記貯水槽から上記散水手段に上記冷却用水を送水するための動力により運転されるポンプ等の送水手段と、上記散水手段において上記冷却用水を霧状に噴射するために上記散水手段に圧縮空気等の高圧ガスを供給する高圧ガス供給路とを備えており、上記高圧ガス供給路が、上記送水手段の運転時に用いられる第一の高圧ガス供給路と、上記送水手段の動力が停止した非常時に、上記散水手段における上記冷却用水の単位時間当たりの噴射量を一定以上に維持するために用いられる第二の高圧ガス供給路とを有し、上記貯水槽が、上記送水手段の運転時に用いられる冷却用水を貯留するための第一の貯水槽と、上記送水手段の動力が停止した非常時に用いられる冷却用水を貯留するための第二の貯水槽とを有しており、上記散水手段が、上記第二の高圧ガス供給路から供給される高圧ガスと上記第二の貯水槽から供給される冷却用水とを混合して該冷却用水の流速を高めるための二相流エジェクタを有することを特徴とする。

本発明（請求項２）の排ガス冷却用散水システムは、加熱炉からの高温の排ガスに対してガス冷塔内にて冷却用水を散水するための排ガス冷却用散水システムであって、上記冷却用水を貯留するための貯水槽と、該貯水槽から導かれる上記冷却用水を上記排ガスに散水するための散水手段と、上記貯水槽から上記散水手段に上記冷却用水を送水するための動力により運転される送水手段と、上記散水手段において上記冷却用水を霧状に噴射するために上記散水手段に高圧ガスを供給する高圧ガス供給路と、上記送水手段の動力が停止した非常時に用いられる非常用送水手段とを備えており、上記高圧ガス供給路が、上記送水手段の運転時に用いられる第一の高圧ガス供給路と、上記送水手段の動力が停止した非常時に、上記散水手段における上記冷却用水の単位時間当たりの噴射量を一定以上に維持するために用いられる第二の高圧ガス供給路とを有し、上記第二の高圧ガス供給路が、上記高圧ガスを上記非常用送水手段の動力源とすべく、上記高圧ガスを上記非常用送水手段に導くように形成されていることを特徴とする。

本発明（請求項１）の排ガス冷却用散水システムは、以下の（ａ）及び（ｂ）の効果を有する。
（ａ）停電等の非常時に使用される第二の高圧ガス供給路を備えているので、非常時にポンプ等が停止して通常の送水を行なうことができなくても、第二の高圧ガス供給路によって導かれた圧縮空気の如き高圧ガスを種々の方法で用いることによって、冷却用水に関し一定以上の大きさの水頭圧を確保することができ、それにより、排ガスの冷却に必要な量の冷却用水を散水ノズル（二流体ノズル）へ確実に供給することができる。
そして、散水ノズルの内部において、冷却用水と、排ガスの冷却に必要な噴霧粒子径を得るための圧縮空気との供給圧力バランスが確保された状態で、冷却用水は、二流体ノズルの特徴である圧縮空気の高速の流れを利用して、微粒化される。
この微粒化された冷却用水は、排ガスを十分に冷却して、下流側に配設されたバグフィルターの焼損や蒸発遅れによるバグフィルターの濡れ等を回避することができる。
（ｂ）簡易な構造を有しかつ動力を要しない器具である二相流エジェクタを用いているため、散水ノズルからの冷却用水の噴射量を排ガスの冷却に十分な大きさにするという本発明の目的を、簡易な手段で容易に達成することができる。

本発明（請求項２）の排ガス冷却用散水システムは、前記（ａ）の効果に加えて、以下の（ｃ）の効果を有する。
（ｃ）通常の運転時に用いられるポンプ等の送水手段に加えて、停電等の非常時のためのポンプ等の非常用送水手段が設けられ、かつ、この非常用送水手段が圧縮空気等の高圧ガスの圧力によって運転されるように構成されているため、停電等の非常時においても、貯水槽からの単位時間当たりの給水量を大幅に低下させることなく、円滑に送水することができ、散水ノズルからの冷却用水の噴射量を排ガスの冷却に十分な大きさとすることができる。

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の排ガス冷却用散水システムの実施形態例、及び、参考例を説明する。図１は、本発明（請求項１）の排ガス冷却用散水システムの一例を示す概略図、図２は、図１に示すシステムで用いられる二相流エジェクタを示す断面図、図３は、参考例である排ガス冷却用散水システムの一例を示す概略図、図４は、本発明（請求項２）の排ガス冷却用散水システムの一例を示す概略図、図５は、本発明の排ガス冷却用散水システムを採用したガス冷塔を含むセメント製造設備の一例を示す概略図である。

［本発明（請求項１）のシステムの一例（図１）］
本発明（請求項１）のシステムは、非常用の貯水槽として第二の貯水槽を設けるとともに、停電等の非常時には、この第二の貯水槽から導いた冷却用水の流速を二相流エジェクタによって高めた後、散水ノズルから冷却用水を噴射させるものである。
図１中、セメントキルン等の加熱炉から排出される排ガス４は、管路を通ってガス冷塔２内に流入し、散水ノズル１から散水される冷却用水３によって適宜の温度に冷却された後、ガス冷塔２から排出され、バグフィルター等の各種処理装置に導かれる。
冷却用水３は、通常の運転時と、停電等でポンプの運転が停止される非常時の各々の場合において、異なる供給源及び異なる経路を介して散水ノズル１に導かれる。

まず、通常の運転時においては、第一の貯水槽５内の冷却用水が用いられる。第一の貯水槽５内の冷却用水は、電力によって運転されるポンプ７によって、主供給路６内を流通した後、給水分岐装置（給水ヘッダ）１１にて１本または複数の第一の水供給路１２内に分岐し、これら第一の水供給路１２の各々に装着された散水ノズル１からガス冷塔２内に散水される。
主供給路６の途中には、冷却用水の流量を測定するための給水流量計８と、通常時に開いた状態にある給水遮断弁９と、冷却用水の流量を増減するための給水流量調整弁１０とが設けられている。第一の水供給路１２の途中には、通常時に開いた状態にある給水遮断弁１３が配設されている。
なお、第二の水供給路１７は、通常時には給水遮断弁１８が閉じた状態にあるので、冷却用水を流通させることがない。また、第二の貯水槽１４内の冷却用水は、通常時には給水遮断弁１６が閉じた状態にあるので、非常用供給路１５内を流通することがない。

一方、高圧空気槽２１からは圧縮空気（高圧空気）が送出される。この圧縮空気は、空気流量計２７、空気圧調整弁２９、空気遮断弁２８が設けられている主供給路２２内を流通した後、空気分岐装置（高圧エアヘッダ）２３にて１本または複数の第一の空気供給路２４内に分岐し、これら第一の空気供給路２４の各々に接続された散水ノズル１内に流入して、冷却用水３と共にガス冷塔２内に噴射される。この際、散水ノズル１内において、冷却用水３は、圧縮空気の高速の流れを利用して微粒化される。そして、冷却用水３は、散水ノズル１から勢い良く霧状に噴射し、排ガスを冷却する。
なお、第二の空気供給路２５は、空気遮断弁３２が閉じた状態にあるので、圧縮空気を流通させることがない。また、補助供給路２６は、空気遮断弁３０が閉じた状態にあるので、圧縮空気を流通させることがない。

停電時には、ポンプ７の運転の停止とともに、給水遮断弁９及び給水遮断弁１３が閉じた状態となり、第一の貯水槽５からの冷却用水の供給が停止される。また、給水遮断弁１６及び給水遮断弁１８が開くため、第二の貯水槽１４内の冷却用水は、非常用供給路１５内を流通した後、給水分岐装置１１にて１本または複数の第二の水供給路１７内に分岐し、これら第二の水供給路１７の各々に接続された二相流エジェクタ２０内に流入する。
一方、停電と同時に、空気遮断弁２８及び空気遮断弁３３が閉じて、かつ空気遮断弁３０及び空気遮断弁３２が開くため、高圧空気槽２１から送出された圧縮空気は、空気圧調整弁３１等を有する補助供給路２６内を流通した後、空気分岐装置２３にて１本または複数の第二の空気供給路２５内に分岐し、これら第二の空気供給路２５の各々に接続された二相流エジェクタ２０内に流入する。なお、高圧空気槽２１から送出される圧縮空気の圧力は、停電と同時に所定の大きさまで増大するように制御されている。
所定の圧力に調整された高圧の圧縮空気は、二相流エジェクタ２０内に流入した後、ノズル４２（図２参照）から高速で噴出する際に生じる減圧効果によって、低圧の冷却用水を吸引する。そして、これら圧縮空気及び冷却用水は、二相流エジェクタ２０の内部で混合されて気液二相の気泡流となり、昇圧によって速度を高められて排出された後、流通路１９を介して散水ノズル１に導かれ、散水ノズル１の噴射口からガス冷塔２内へと噴射される。

二相流エジェクタ２０は、図２に示すように、内部に空洞を有する筒状のエジェクタ本体４１と、エジェクタ本体４１に対して外部から貫通してその空洞内にノズル口を含む露出部分を有するように配設された筒状のノズル４２とから構成されている。
エジェクタ本体４１は、ノズル４２が中心を貫通している円形状の側壁部４３と、側壁部４３の周縁から円筒状に延びる大径部４４と、大径部４４の端部から径が漸減するように延びる円錐台形状の縮径部４５と、縮径部４５の端部から円筒状に延びる小径部４６と、小径部４６の端部から径が漸増するように延びる円錐台形状の拡径部４７とから形成されている。大径部４４の周面には、冷却用水を導入するための開口部（水流入口）が設けられており、この開口部に第二の水供給路１７（図１参照）が接続されている。また、拡径部４７の端部は、流通路１９（図１参照）に接続されており、冷却用水５０と圧縮空気５１が混合されてなる気泡流（加速された冷却用水）５２を散水ノズル１に向けて排出するようになっている。
なお、小径部４６の内部空間は、低圧の冷却用水５０と高圧の圧縮空気５１が混合されて気泡流５２を形成する領域であり、混合部４８と称される。また、拡径部４７の内部空間は、気泡流が減速して昇圧する領域であり、ディフューザ４９と称される。

ノズル４２は、エジェクタ本体４１の側壁部４３を貫通する円筒状のノズル本体５３と、ノズル本体５３の端部から外径が漸減するように延びる円錐台形状の空気噴出部５４とから形成されている。また、空気噴出部５４の内部空間は、圧縮空気の進行方向に向かって径が漸減するように形成された絞り部５５と、絞り部５５の端部から径が漸増するように形成された噴射孔５６とからなる。噴射孔５６の端部は、ノズル口である。
第二の空気供給路２５（図１参照）から二相流エジェクタ２０のノズル４２内に導かれた圧縮空気５１は、絞り部５５及び噴射孔５６を通過する過程で大きく減圧される。一方、第二の水供給路１７（図１参照）から二相流エジェクタ２０のエジェクタ本体４１内に流入した冷却用水５０は、ノズル４２の外周面に沿ってノズル先端側に向かって移動した後、ノズル口から噴射される減圧された圧縮空気と混合され、気液二相の気泡流５２となり、混合部４８の領域において昇圧される。気泡流５２は、ディフューザ４９の領域でさらに昇圧され、速度が増大した状態で二相流エジェクタ２０から排出される。

図１に示す排ガス冷却用散水システムを採用した応用例を図５に示す。
図５中、原料タンク９２内のセメントクリンカ原料９１は、ロータリーキルン９３内に供給されて焼成された後、排出口から排出されてクーラ９４内で冷却され、セメントクリンカ９５として回収される。
ロータリーキルン９３内で生じた７００〜９００℃の高温の排ガスは、原料供給口側のキルン端部から排出された後、冷却ファン（図示せず）によって導入した冷却用空気と混合されて、４００〜６００℃に冷却される。排ガスは、さらにガス冷塔２に導かれ、冷却用水３（図１参照）によって例えば２５０〜２８０℃に冷却される。

冷却用水３は、平常時においては、電力で運転されるポンプ７によって第一の貯水槽５から散水ノズル１まで導かれ、高圧空気槽２１から導入された圧縮空気によって所定の蒸発速度が得られる噴霧粒子径に微粒化されて、ガス冷塔２内に散水される（図１参照）。
停電時においては、ポンプ７の運転が停止されるため、第二の貯水槽１４から冷却用水を導くとともに、この冷却用水の単位時間当たりの散水量を一定以上の大きさに維持するために、二相流エジェクタ２０を経由して散水ノズル１から散水させる。
ガス冷塔２を通過した排ガスは、サイクロン９６で粗粒子を除去した後、冷気導入ダンパ（図示せず）によって導入した冷却用空気と混合され、１１０〜１８０℃に冷却される。冷却後の排ガスは、バグフィルター９７で微粒子（ダスト）を除去した後、ファン９８を経て煙突９９から大気中に排出される。

［参考例であるシステムの一例（図３）］
参考例であるシステムは、非常用の貯水槽として第二の貯水槽を設けるとともに、非常時には、圧縮空気の如き高圧ガスを第二の貯水槽に導いて、槽内の冷却用水を加圧し、冷却用水の排出速度（単位時間当たりの給水量）を高めるものである。
図３中、冷却用水３は、通常の運転時と、停電等でポンプの運転が停止される非常時の各々の場合において、異なる供給源及び異なる経路を介して散水ノズル１に導かれる。
まず、通常の運転時においては、第一の貯水槽５内の冷却用水が用いられる。第一の貯水槽５内の冷却用水は、電力によって運転されるポンプ７によって、主供給路６内を流通した後、給水分岐装置１１にて１本または複数の水供給路６０内に分岐し、これら水供給路６０の各々に装着された散水ノズル１からガス冷塔２内に散水される。主供給路６の途中には、給水流量計８、給水遮断弁９、給水流量調整弁１０が設けられている。第二の貯水槽１４内の冷却用水は、通常時には給水遮断弁１６が閉じた状態にあるので、非常用供給路１５内を流通することがない。

一方、高圧空気槽２１からは圧縮空気が送出される。この圧縮空気は、空気流量計２７、空気圧調整弁２９、空気遮断弁２８が設けられている主供給路２２内を流通した後、空気分岐装置２３にて１本または複数の第一の空気供給路２４内に分岐し、これら第一の空気供給路２４の各々に接続された散水ノズル１内に流入して、冷却用水と共にガス冷塔２内に噴射される。この際、圧縮空気は、散水ノズル１から噴射される冷却用水３を微粒化するように作用する。
なお、第二の空気供給路２５は、空気遮断弁３２が閉じた状態にあるので、圧縮空気を流通させることがない。また、補助供給路２６は、空気遮断弁３０が閉じた状態にあるので、圧縮空気を流通させることがない。

停電時には、ポンプ７の運転の停止とともに、給水遮断弁９が閉じた状態となり、第一の貯水槽５からの冷却用水の供給が停止される。また、給水遮断弁１６が開くため、第二の貯水槽１４内の冷却用水は、非常用供給路１５内を流通した後、給水分岐装置１１にて複数の水供給路６０内に分岐し、これら水供給路６０の各々に接続された散水ノズル１内に流入する。
一方、停電と同時に、空気遮断弁２８及び空気遮断弁３３が閉じて、かつ空気遮断弁３０及び空気遮断弁３２が開くため、高圧空気槽２１から送出された圧縮空気は、空気圧調整弁３１等を有する補助供給路２６内を流通した後、空気分岐装置２３にて第二の空気供給路２５内に流入する。
第二の空気供給路２５は、三方弁６１にて、複数のノズル用空気供給路６２と、加圧用空気供給路６３とに分かれている。ノズル用空気供給路６２内を流通する圧縮空気量と、加圧用空気供給路６３内を流通する圧縮空気量の比率は、適宜調整することができる。

このうち、ノズル用空気供給路６２は、空気圧調整弁６４を経て、散水ノズル１に接続されている。加圧用空気供給路６３は、空気圧調整弁６５を経て、第二の貯水槽１４に接続されている。加圧用空気供給路６３内を流通する圧縮空気は、第二の貯水槽１４の上部の空間内に流入して、槽内の冷却用水を加圧し、冷却用水の排出速度を増大させる。そのため、第二の貯水槽１４の設置高さが比較的低い場合であっても、第二の貯水槽１４内の冷却用水は、十分に大きな流速を有して、非常用供給路１５内を流通し、給水分岐装置１１及び水供給路６０を経て、散水ノズル１からガス冷塔２内に噴射する。
この際、散水ノズル１内の冷却用水３は、ノズル用空気供給路６２を流通してきた圧縮空気によって微粒化されて噴射する。

［本発明（請求項２）のシステムの一例（図４）］
本発明（請求項２）のシステムは、非常用の送水手段として、通常の運転時に用いるポンプとは異なる非常用ポンプを設けるとともに、非常時には、圧縮空気の如き高圧ガスを非常用ポンプに導いて、高圧ガスの圧力を動力源として非常用ポンプを運転し、貯水槽から排出される冷却用水の流速を増大させるものである。
図４中、通常の運転時においては、第一の貯水槽５内の冷却用水は、電力によって運転されるポンプ７によって、主供給路６内を流通した後、給水分岐装置１１にて複数の水供給路６０内に分岐し、これら水供給路６０の各々に装着された散水ノズル１からガス冷塔２内に散水される。主供給路６の途中には、給水流量計８、給水遮断弁９、給水流量調整弁１０が設けられている。

一方、高圧空気槽２１からは圧縮空気が送出される。この圧縮空気は、空気流量計２７、空気圧調整弁２９、空気遮断弁２８が設けられている主供給路２２内を流通した後、空気分岐装置２３にて１本または複数の第一の空気供給路２４内に分岐し、これら第一の空気供給路２４の各々に接続された散水ノズル１内に流入して、冷却用水３と共にガス冷塔２内に噴射される。この際、圧縮空気は、散水ノズル１から噴射される冷却用水を微粒化するように作用する。
第二の空気供給路７１及び補助供給路２６は、空気遮断弁７３及び空気遮断弁３０が閉じた状態にあるので、圧縮空気を流通させることがない。

停電時には、空気遮断弁２８が閉じて、空気遮断弁７３及び空気遮断弁３０が開くため、高圧空気槽２１から送出された圧縮空気の一部は、空気圧調整弁７２等を有する第二の空気供給路７１内を流通して非常用ポンプ７４に導かれ、非常用ポンプ７４の動力源として用いられる。非常用ポンプ７４の運転が開始されると、第一の貯水槽５から排出される冷却用水の流速は、一定以上の大きさとなる。そのため、散水ノズル１における冷却用水の単位時間当たりの噴射量は、ガス冷塔２内で排ガス４を所定の温度に冷却するのに十分な大きさとなる。非常用ポンプ７４を通過する冷却用水の流通路７５は、ポンプ７を迂回する経路を有し、非常時に給水遮断弁７６が開くことによって冷却用水が流通するようになっている。
高圧空気槽２１から送出された圧縮空気の残部は、補助供給路２６を経て高圧ガス分岐装置２３で１本または複数の第一の空気供給路２４に分岐し、散水ノズル１に導かれ、冷却用水３を微粒化するように作用する。第二の空気供給路７１内を流通する圧縮空気量と、補助供給路２６等を経て散水ノズル１に導かれる圧縮空気量の比率は、適宜調整される。

本発明（請求項１）の排ガス冷却用散水システムの一例を示す概略図である。図１に示すシステムで用いられる二相流エジェクタを示す断面図である。参考例である排ガス冷却用散水システムの一例を示す概略図である。本発明（請求項２）の排ガス冷却用散水システムの一例を示す概略図である。本発明の排ガス冷却用散水システムを採用したガス冷塔を含むセメント製造設備の一例を示す概略図である。従来の排ガス冷却用散水システムを示す概略図である。

符号の説明

１散水ノズル
２ガス冷塔
３冷却用水
４排ガス
５第一の貯水槽
６，２２主供給路
７ポンプ
８給水流量計
９，１３，１６，１８，７６給水遮断弁
１０給水流量調整弁
１１給水分岐装置（給水ヘッダ）
１２第一の水供給路
１４第二の貯水槽
１５非常用供給路
１７第二の水供給路
１９流通路
２０二相流エジェクタ
２１高圧空気槽
２３空気分岐装置（高圧エアヘッダ）
２４第一の空気供給路
２５，７１第二の空気供給路
２６補助供給路
２７空気流量計
２８，３０，３２，３３，７３空気遮断弁
２９，３１，６４，６５，７２空気圧調整弁
４１エジェクタ本体
４２ノズル
４３側壁部
４４大径部
４５縮径部
４６小径部
４７拡径部
４８混合部
４９ディフューザ
５０冷却用水
５１圧縮空気
５２気泡流
５３ノズル本体
５３空気噴出部
５５絞り部
５６噴射孔
６０水供給路
６１三方弁
６２ノズル用空気供給路
６３加圧用空気供給路
７４非常用ポンプ
７５流通路
８０空気供給路
９１セメントクリンカ原料
９２原料タンク
９３ロータリーキルン
９４クーラ
９５セメントクリンカ
９６サイクロン
９７バグフィルター
９８ファン
９９煙突

Claims

加熱炉からの高温の排ガスに対してガス冷塔内にて冷却用水を散水するための排ガス冷却用散水システムであって、
上記冷却用水を貯留するための貯水槽と、該貯水槽から導かれる上記冷却用水を上記排ガスに散水するための散水手段と、上記貯水槽から上記散水手段に上記冷却用水を送水するための動力により運転される送水手段と、上記散水手段において上記冷却用水を霧状に噴射するために上記散水手段に高圧ガスを供給する高圧ガス供給路とを備えており、
上記高圧ガス供給路が、上記送水手段の運転時に用いられる第一の高圧ガス供給路と、上記送水手段の動力が停止した非常時に、上記散水手段における上記冷却用水の単位時間当たりの噴射量を一定以上に維持するために用いられる第二の高圧ガス供給路とを有し、
上記貯水槽が、上記送水手段の運転時に用いられる冷却用水を貯留するための第一の貯水槽と、上記送水手段の動力が停止した非常時に用いられる冷却用水を貯留するための第二の貯水槽とを有しており、
上記散水手段が、上記第二の高圧ガス供給路から供給される高圧ガスと上記第二の貯水槽から供給される冷却用水とを混合して該冷却用水の流速を高めるための二相流エジェクタを有することを特徴とする排ガス冷却用散水システム。
加熱炉からの高温の排ガスに対してガス冷塔内にて冷却用水を散水するための排ガス冷却用散水システムであって、
上記冷却用水を貯留するための貯水槽と、該貯水槽から導かれる上記冷却用水を上記排ガスに散水するための散水手段と、上記貯水槽から上記散水手段に上記冷却用水を送水するための動力により運転される送水手段と、上記散水手段において上記冷却用水を霧状に噴射するために上記散水手段に高圧ガスを供給する高圧ガス供給路と、上記送水手段の動力が停止した非常時に用いられる非常用送水手段とを備えており、
上記高圧ガス供給路が、上記送水手段の運転時に用いられる第一の高圧ガス供給路と、上記送水手段の動力が停止した非常時に、上記散水手段における上記冷却用水の単位時間当たりの噴射量を一定以上に維持するために用いられる第二の高圧ガス供給路とを有し、
上記第二の高圧ガス供給路が、上記高圧ガスを上記非常用送水手段の動力源とすべく、上記高圧ガスを上記非常用送水手段に導くように形成されていることを特徴とする排ガス冷却用散水システム。