JP5166791B2 - 排煙脱硫装置 - Google Patents
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Description
上述した海水脱硫装置においては、通常の場合、脱硫塔内で吸収剤として使用した後の使用済海水が水路(Seawater Oxidation Treatment System;SOTS)を流れて周辺海域に排水される。なお、水路内を流れる使用済海水に対しては、たとえば脱炭酸(爆気)等の処理が施されている。
なお、他の海水散布方式(充填方式等)を採用した海水脱硫装置においても、脱硫塔2の上部から流下する海水と脱硫塔2の下方より上昇する燃焼排気ガスとを気液接触させて脱硫するという基本構成は同様である。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、海水法を採用した排煙脱硫装置において、使用済海水が希釈用海水の水面に突入する際に生じていた燃焼排気ガス(ボイラ排ガス)の巻き込みを防止または抑制することにより、燃焼排気ガスの漏洩を防止または最小限に抑えることにある。
本発明に係る排煙脱硫装置は、脱硫塔の上部から流下する海水と脱硫塔の下方より上昇する燃焼排気ガスとを気液接触させて脱硫する海水法による排煙脱硫装置において、脱硫後の使用済海水が前記脱硫塔から水路内を流れる希釈用海水に落下して混合希釈されるとともに、前記使用済海水が前記希釈用海水に落下して突入する際の衝撃力を緩和する衝撃力緩和装置を前記脱硫塔の燃焼排気ガス流入位置より下方に設けたことを特徴とするものである。
また、上記の発明において、気液接触を行う海水散布方式は、漏れ棚方式、充填方式、スプレー方式あるいは液柱方式のいずれであってもよい。
図1に示す海水脱硫装置1Aの脱硫塔2は、たとえば石炭や原油等を燃料とする発電プラントのボイラから排出される燃焼排気ガス(以下、「ボイラ排ガス」と呼ぶ)に含まれている二酸化硫黄(SO2)等の硫黄酸化物(SOx)を、大気へ放出する前に海水法を採用して除去する装置である。この海水法と呼ばれる脱硫方式を用いた海水脱硫装置1Aは、吸収剤として海水を使用している。
脱硫塔2の内部には、所定の間隔を設けて上下方向に複数段の多孔棚板3が配置されている。この多孔棚板3は、堰及び溢流部のない多孔板のことであり、落下する海水と上昇するボイラ排ガスとが多数の孔4を通過することにより、互いが接触する気液接触を生じさせるものである。このような海水の散布方法は、たとえば「漏れ棚方式」などと呼ばれている。
吸収剤として機能する海水は、海水供給管5を介して脱硫塔2の上部まで導入される。この海水は、脱硫塔2内の上部平面に略均等配置された多数の海水ノズル5aから、下方に配置されている多孔棚板3へ向けて流出する。この海水は、多孔棚板3を通過して気液接触した後、換言すれば、ボイラ排ガス中の硫黄酸化物を吸収して除去した脱硫後に使用済海水となり、脱硫塔2の底面部に開口する使用済海水出口6から後述する水路(SOTS)9を流れる希釈用海水の水面に直接落下して混合希釈される。なお、気液接触により脱硫されたボイラ排ガスは、脱硫塔2の上部に開口するボイラ排ガス排気口8から脱硫塔外へ流出する。
また、使用済海水を流す水路9には、脱硫塔2からボイラ排ガスが流入することを防止するため、希釈用海水の水中に入り込む位置まで延びたガス封印用の仕切壁10が設けられている。従って、脱硫塔2に供給されたボイラ排ガスは、使用済海水出口6の下部が仕切壁10と水面とにより封印された状態となるので、水路9の水面上に形成される空間から漏出することはない。
以下では、本発明の衝撃力緩和装置(以下、「緩和装置」と呼ぶ)について、第1の実施形態を図1から図6に基づいて説明する。
さて、上述した脱硫塔2の内部には、図1に示すように、ボイラ排ガス供給口7が連通する開口位置より下方に、使用済海水が希釈用海水の水面に落下して突入する際の衝撃力を緩和する緩和装置20が設けられている。この緩和装置20は、ボイラ排ガスの流入位置より下方となる位置で、しかも、水路9内を流れる希釈用海水の水上となる位置において、脱硫塔2に固定支持されている。また、緩和装置20は、使用済海水出口6を形成する全ての領域をカバーするように設置されている。
緩和装置20は、希釈用海水の水面に向かって流下する使用済海水が接触または通過することにより、使用済海水の流れや流塊を細分化したり、希釈用海水の水面に突入する方向の流速を低減するものであり、使用済海水が水面へ突入する貫通力を低減する。
また、格子状部材の変形例としては、たとえば図6に示すように、円板に多数の孔22aを穿設した多孔板22を採用してもよい。このような多孔板22を採用する場合も、1枚または複数枚の積層構造を採用可能である。なお、積層構造を採用する場合には、積層する多孔板22の孔22aが位置ずれするように重ねることが好ましい。
なお、緩和装置20を構成する格子状部材としては、グリッド21や多孔板22の他にも、たとえばグレーティング(不図示)等を採用することも可能である。
このような構成の緩和装置20Bとしても、使用済海水が希釈用海水に突入した後、使用済海水の流れを細分化したり流速低下させたりして水面への貫通力を低減するので、使用済海水出口6の下方においては、仕切壁10に囲まれた領域で希釈用海水の水面に生じる乱れが緩和される。従って、緩和装置20Bを備えた海水脱硫装置1Cは、脱硫塔2内のボイラ排ガスが希釈用海水に巻き込まれることを防止または抑制できる。
さらに、緩和装置20,20A,20Bがカバーする領域については、水面の乱れを効率よく抑制する観点から、水上であれば脱硫塔2の使用済海水出口6を全てカバーし、あるいは、水中であれば仕切壁10に囲まれた領域を全てカバーすることが好ましいのであるが、これに限定されることはない。
次に、本発明の緩和装置について、第2の実施形態を説明する。なお、海水脱硫装置の構成及び緩和装置について、上述した実施形態と同様の構成部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図7に示す海水脱硫装置1Dは、たとえば図8に示すように、受衝板付漏斗の緩和装置30を備えている。受衝板付漏斗の緩和装置30は、漏斗部31と受衝板32とを備えている。
漏斗部31の出口流路33は、希釈用海水の水中まで連続する円筒状の流路である。出口流路33の上方には、軸中心位置と略一致するようにして、出口流路33の入口開口面積より大きな円板状の受衝板32が設置されている。この受衝板32は、底面2aとの間に使用済海水の流路となる隙間を形成することができ、しかも、ボイラ排ガスを導入するボイラ排ガス供給口7より低い位置に固定支持されるように、たとえば底面2aに複数本のサポート部材(不図示)により取り付けられている。
このため、中心部を落下した使用済海水は、受衝板32により落下速度が消滅して流れ方向を変え、受衝板32の上面に導かれて周辺部方向へ流れて行くことにより、受衝板32の端部から底面2aに向けて落下する。このときの落下速度は、受衝板32までの落下速度と比較してかなり低下したものとなる。
一方、周辺部を落下した使用済海水は、底面2aの傾斜面により落下速度が略消滅して流れ方向を変え、受衝板32から落下してきた使用済海水と合流しながら出口流路33へ流れていく。この場合の流速は、使用済海水が出口流路33の入口部で周方向へ略均等に分散され、しかも、比較的緩やかな傾斜面に沿って流れることから、比較的小さなものとなる。
このため、希釈用海水の流れには、使用済海水との合流により水中に渦等の乱れが生じることとなる。従って、使用済海水と希釈用海水との混合希釈については、比較的短い水路9の流路長さを流れる間において、全体の混合割合が略均一になる良好な混合状態を効率よく達成可能となる。なお、緩衝装置30Aを備えた海水脱硫装置1Eにおいても、脱硫塔2内のボイラ排ガスが希釈用海水に巻き込まれることを防止または抑制することができる点は同じである。
また、上述した第1の及び第2実施形態の緩和装置は、上述した単独採用に加えて、両実施形態を適宜組み合わせた構成も可能である。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
2 脱硫塔
6 使用済海水出口
7
ボイラ排ガス供給口
9 水路(SOTS)
10 仕切壁
20,20A,20B,30,30A 衝撃力緩和装置(緩和装置)
31 漏斗部
32 受衝板
33 出口流路
34 水平流路部
Claims (2)
- 脱硫塔の上部から流下する海水と脱硫塔の下方より上昇する燃焼排気ガスとを気液接触させて脱硫する海水法による排煙脱硫装置において、
脱硫後の使用済海水が前記脱硫塔から水路内を流れる希釈用海水に落下して混合希釈されるとともに、前記使用済海水が前記希釈用海水に落下して突入する際の衝撃力を緩和する衝撃力緩和装置を前記脱硫塔の燃焼排気ガス流入位置より下方に設け、
前記衝撃力緩和装置が、前記希釈用海水の水上または水中に設置された格子状部材であることを特徴とする排煙脱硫装置。 - 脱硫塔の上部から流下する海水と脱硫塔の下方より上昇する燃焼排気ガスとを気液接触させて脱硫する海水法による排煙脱硫装置において、
脱硫後の使用済海水が前記脱硫塔から水路内を流れる希釈用海水に落下して混合希釈されるとともに、前記使用済海水が前記希釈用海水に落下して突入する際の衝撃力を緩和する衝撃力緩和装置を前記脱硫塔の燃焼排気ガス流入位置より下方に設け、
前記衝撃力緩和装置が、受衝板付漏斗であることを特徴とする排煙脱硫装置。
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