JP5495181B2 - Exhaust gas treatment apparatus and exhaust gas treatment method - Google Patents
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Description
本発明は、排ガスに含まれる水分を除去する装置およびその方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and a method for removing moisture contained in exhaust gas.
燃焼炉から排出される排ガスは、煙道を経由して煙突に導かれる。(本明細書では、水平または斜め方向の排ガスの通路を煙道、ほぼ垂直方向の排ガスの通路を煙突という。)燃焼炉からは、窒素酸化物や硫黄酸化物等の有害物質が排出されることから、これらの経路中で、排ガス中の粉塵などを除去する必要がある。その粉塵除去方法として、排ガスを水で洗浄する湿式排ガス処理工程が広く用いられている。 The exhaust gas discharged from the combustion furnace is guided to the chimney via the flue. (In this specification, a horizontal or oblique exhaust gas passage is called a flue, and a substantially vertical exhaust gas passage is called a chimney.) Combustion furnaces discharge harmful substances such as nitrogen oxides and sulfur oxides. Therefore, it is necessary to remove dust in the exhaust gas in these paths. As a method for removing the dust, a wet exhaust gas treatment process in which exhaust gas is washed with water is widely used.
湿式排ガス処理工程を経て粉塵が除去された排ガスは、水分を多量に含み過飽和状態となっている。水分過多状態の排ガスが、煙道や煙突を流れる間に外気等によって冷却され、煙道内壁や煙突内壁に結露するという問題がある。また、水分過多状態の排ガスが大気中に放出されると、冷却されて白煙状態を呈し、場合によっては、煙突頂部から水滴となって飛散するという問題が生じる。 The exhaust gas from which dust has been removed through the wet exhaust gas treatment process contains a large amount of moisture and is supersaturated. There is a problem that exhaust gas in a state of excessive moisture is cooled by outside air or the like while flowing through the flue or chimney, and is condensed on the inner wall of the flue or the inner wall of the chimney. In addition, when exhaust gas with excessive moisture is released into the atmosphere, it is cooled and exhibits a white smoke state, and in some cases, there is a problem that water droplets are scattered from the top of the chimney.
従来から、排ガス中の水分を除去する装置として、ジグザグ状に屈曲成形された薄板を、所定の隙間をあけて多数重合配置した「エリミネータ」と呼ばれる装置がある(特許文献1)。排ガスが屈曲した狭隘な間隙を通過することで、排ガス中の水分をエリミネータで捕集することが可能となっている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as an apparatus for removing moisture in exhaust gas, there is an apparatus called an “eliminator” in which a large number of thin plates bent in a zigzag shape are arranged with a predetermined gap (Patent Document 1). By passing through a narrow gap where the exhaust gas is bent, moisture in the exhaust gas can be collected by an eliminator.
しかしながら、特許文献1に記載されたエリミネータを使用し続けていると、エリミネータ表面に水垢などの固形物が付着し始める。更に長年にわたりエリミネータを使用し続けると、付着した固形物が成長することにより排ガスの流路を遮り、排ガスの排出にも支障が起こる。そのため定期的に燃焼炉を止めて、あるいは、エリミネータ部にバイパス煙道を設けて、エリミネータへの排ガス流入を止め、エリミネータ表面に付着した水垢などの固形物を定期的に除去する必要がある。 However, if the eliminator described in Patent Document 1 is continuously used, solid matter such as scale begins to adhere to the eliminator surface. Furthermore, if the eliminator is used for many years, the solid matter that has adhered grows and blocks the flow path of the exhaust gas. Therefore, it is necessary to periodically stop the combustion furnace or provide a bypass flue in the eliminator section to stop the exhaust gas flow into the eliminator and periodically remove solid matters such as scale adhering to the eliminator surface.
排ガス中の水分を除去する他の装置として、煙突内部に案内羽根を設けた装置がある(特許文献2)。案内羽根により、排ガスは旋回流となり、遠心力で拡がって、煙突内壁に衝突する。このとき、排ガス中の水分が、煙突内壁に凝縮する。凝縮した水分はドレンを通して回収される。案内羽根は、特許文献1に記載されたジグザグ状に屈曲成形された薄板よりも間隔を空けて配置されており、付着物が排ガスの流路を遮るという問題については、ある程度解決されている。 As another device for removing moisture in exhaust gas, there is a device provided with guide vanes inside a chimney (Patent Document 2). Due to the guide vanes, the exhaust gas turns into a swirling flow, spreads by centrifugal force, and collides with the chimney inner wall. At this time, moisture in the exhaust gas is condensed on the inner wall of the chimney. The condensed moisture is recovered through the drain. The guide vanes are arranged at a distance from the thin plate bent and formed in a zigzag shape described in Patent Document 1, and the problem that the adhering matter blocks the flow path of the exhaust gas has been solved to some extent.
しかしながら、特許文献2に記載の煙突内部の案内羽根は、羽根の角度が固定されている。羽根の角度は、定常的な最大の排ガス量を処理するときに、最適性能になるように設計されている。しかし、燃焼炉の初期段階や末期段階、また、生産量の少ないときなどは、燃焼量が少ないため、排ガス量が少なくなる。排ガス量が少ない場合、旋回流の速度が設計値より小さくなり、排ガスが煙突内壁に衝突する速度が小さくなる。そのため、排ガス中の水分が煙突内壁に十分凝縮しないおそれがある。逆に、排ガスの流速が大きすぎると、一度煙突内壁に凝縮した水分が吹き上げられて、煙突を通り抜け、水分捕集効率が低下するおそれがある。 However, the angle of the blade of the guide vane inside the chimney described in Patent Document 2 is fixed. The blade angle is designed for optimum performance when processing a steady maximum exhaust gas quantity. However, when the combustion furnace is in the initial stage or the final stage, or when the production amount is small, the amount of exhaust gas is small because the combustion amount is small. When the amount of exhaust gas is small, the speed of the swirl flow becomes smaller than the design value, and the speed at which the exhaust gas collides with the chimney inner wall becomes small. Therefore, the moisture in the exhaust gas may not be sufficiently condensed on the chimney inner wall. On the other hand, if the flow rate of the exhaust gas is too high, the water once condensed on the inner wall of the chimney is blown up, passes through the chimney, and there is a possibility that the water collecting efficiency is lowered.
このため、適正な排ガスの流速を維持し、エリミネータ前後の差圧を適正値に保持することが、特許文献2に記載のエリミネータを使用する上で重要であるが、排ガス量を一定に保持することは、実際には難しい。 For this reason, maintaining an appropriate exhaust gas flow rate and maintaining the differential pressure before and after the eliminator at an appropriate value is important in using the eliminator described in Patent Document 2, but the exhaust gas amount is kept constant. That is actually difficult.
加えて、特許文献2に記載の案内羽根にも、特許文献1に記載されたエリミネータ程ではないにしても、長期使用による案内羽根表面への水垢などの固形物の付着の問題は生じるが、当該固形物を容易に除去することはできない。 In addition, the guide blade described in Patent Document 2 also has a problem of adhesion of solid matter such as scale on the surface of the guide blade due to long-term use, although not as much as the eliminator described in Patent Document 1. The solid matter cannot be easily removed.
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、燃焼炉から排出される排ガスの排出量が増減したとしても、水分捕集効率が低下することがなく、案内羽根表面に固形物が付着しても容易に除去可能な排ガス処理装置および排ガス処理方法を提供することを目的とする。 The present invention was made to solve the above-described problems of the prior art, and even if the amount of exhaust gas discharged from the combustion furnace increases or decreases, the moisture collection efficiency may decrease. In addition, an object of the present invention is to provide an exhaust gas treatment apparatus and an exhaust gas treatment method that can be easily removed even if solid matter adheres to the surface of the guide blade.
(1)本発明の排ガス処理装置は、煙突または煙道の一部に、排ガス中の水分をその内壁に凝縮させて回収するドレン捕集部を備える。煙突または煙道の内部には、支持軸に固定支持された、排ガスに旋回力を付与する案内羽根を備える。案内羽根は複数個あることが好ましい。案内羽根の回転角は支持軸を回転させることにより変えられる。案内羽根の回転角を変えることにより、排ガスの通過する隙間の面積を変えて、排気抵抗、排ガスの流速、案内羽根前後の差圧等を変えることができる。排ガスは、案内羽根を通過する際に旋回力が与えられるため、案内羽根を通過後、渦を巻きながら進行する。これにより、排ガスには遠心力が生じ、排ガスはドレン捕集部の内壁に衝突し、そこで水分が凝縮する。案内羽根の支持軸は、排ガスの進入方向に傾斜している。これにより、ドレン捕集部に流入してきた排ガスを、案内羽根により、ドレン捕集部の内壁に向かわせる効果が更に高くなる。
(2)本発明の排ガス処理装置は、煙突または煙道の一部に、排ガス中の水分をその内壁に凝縮させて回収するドレン捕集部を備える。ドレン捕集部の内部には、支持軸に固定支持された、排ガスに旋回力を付与する案内羽根を備える。案内羽根は複数個あることが好ましい。案内羽根の回転角は支持軸を回転させることにより変えられる。案内羽根の機能は(1)に記載のとおりである。案内羽根の支持軸は、排ガスの進入方向に傾斜している。これにより、ドレン捕集部に流入してきた排ガスを、案内羽根により、ドレン捕集部の内壁に向かわせる効果が更に高くなる。
(3)本発明の排ガス処理装置は、ドレン捕集部の径が煙突または煙道の径より大きい。ドレン捕集部の径が煙突または煙道の径よりも大きいため、ドレン捕集部の内壁に付着した水滴には、排ガスが直接衝突しない。そのため、ドレン捕集部の内壁に付着した水滴が吹き上げられる力は弱く、水滴が離脱して排ガスと共に移動する確率は低い。
(4)本発明の排ガス処理装置は、案内羽根の支持軸が煙突、煙道またはドレン捕集部の外部から回転可能である。従って、案内羽根の回転角は、排ガス処理装置を稼動しながら、外部から変更することができる。
(5)本発明の排ガス処理装置は、ドレン捕集部内部の始端部と終端部に、煙突または煙道と略同径の筒型の返し部を有する。ドレン捕集部の内壁に凝縮した水分は、返し部により移動が妨げられるため、排ガスに吹き飛ばされて、ドレン捕集部を越えて流出することはほとんどない。
(6)本発明の排ガス処理装置は、ドレン捕集部下端にドレン水排出口を備える。ドレン捕集部の内壁に凝縮した水分は、重力によりドレン水排出口に向かって移動し、ドレン水排出口から外部に排出される。
(7)本発明の排ガス処理装置は、案内羽根の回転角を調節することにより、隣接する案内羽根の端部の一部が重なり、接触する。そのため案内羽根を回転させて、隣接する案内羽根の端部どうしを衝突させることができる。案内羽根に固形物が付着した場合、案内羽根同士を衝突させ、衝突時の振動によって固形物を脱落させることができる。
(8)本発明の排ガス処理装置は、案内羽根に当接するストッパーを有する。ストッパーは煙突、煙道またはドレン捕集部内部に固定される。案内羽根を回転させてストッパーに衝突させ、その衝撃により案内羽根に付着した固形物を脱落させることができる。ストッパーを設けた場合は、案内羽根を一枚ずつ清掃することができる。
(9)本発明の排ガス処理装置は、案内羽根の排ガスのあたる側の面の端部に返りを備える。案内羽根の表面に沿って流れてきた排ガスは、返りによって方向を変え、ドレン捕集部の内壁方向に集中的に吹き出す。排ガスがドレン捕集部の内壁に強い勢いで衝突することにより、排ガス中の水分を更に効率よく捕集できる。
(10)本発明の排ガス処理装置は、案内羽根の、返りの途切れた部位に、排ガス導管を備える。排ガス導管を設けることにより、返りの切れ目から噴出する排ガスを、排ガス導管を通してドレン捕集部の内壁に導くことができる。これにより、返りの切れ目から噴出した排ガスは、渦を巻いて上昇する排ガスに干渉されずに、ドレン捕集部の内壁に向かい、水分捕集効率を更に高く維持することができる。
(11)本発明の排ガス処理装置は、排ガスの進入方向への案内羽根の傾斜角度が、煙突、煙道またはドレン捕集部の壁に垂直な状態(傾斜の無い場合)を基準として10°〜30°である。案内羽根の傾斜角度が10°未満であると、案内羽根の傾斜により排ガスに旋回力を与える効果が得られ難い。案内羽根の傾斜角度が30°を超えると、案内羽根の傾斜により排ガスに旋回力を与える効果が逆に弱くなることがある。
(12)本発明の排ガス処理装置は、ドレン捕集部の中心軸付近に、円錐形の排ガス整流器を備える。排ガス整流器の尖端は、排ガスの流入方向を向いている。流入してきた排ガスは、排ガス整流器の尖端に当たって、ドレン捕集部の内壁方向に方向を変える。これにより、排ガスをドレン捕集部の内壁方向に向かわせる力を、更に大きくすることができる。
(13)本発明の排ガス処理装置は、案内羽根の組合せを、複数段直列に設ける。案内羽根の組合せを多段にすることにより、排ガス中の水分捕集率を、一段の場合より高くすることができる。
(14)案内羽根の組合せを、複数段直列に設けた場合、案内羽根の組合せは、各段に関して、位相がそれぞれ異なるように配置する。
(15)本発明の排ガス処理方法においては、上記に記載の排ガス処理装置において、排ガス中の水分捕集効率が高くなるように、案内羽根の回転角を調整する。排ガス流量が設計値より少ない場合は、案内羽根が閉じる方向に回転させて開口部を狭くし、排ガスの流速を大きくして、遅すぎる流速を設計値に近づける。排ガス流量が設計値より多い場合は、案内羽根が開く方向に回転させて開口部を広くし、排ガスの流速を小さくして、速すぎる流速を設計値に近づける。
(16)本発明の排ガス処理方法においては、案内羽根を回転させて、隣接する案内羽根の端部どうしを衝突させ、案内羽根に付着した固形物を除去する。案内羽根は、ドレン捕集部の外から回転させることができるので、この操作は容易である。また、この操作の際に排ガス処理装置を分解する必要はない。またこの除去方法を実行するときに、排ガスの流入を止めなくてもよい。従って、燃焼炉を通常通り稼働させながら、案内羽根に付着した固形物を除去することができる。これにより、従来のように高圧洗浄水を噴射し、表面に付着した固形物を除去する必要が無い。また、バイパス煙道を設ける必要も無い。
(17)本発明の排ガス処理装置においては、案内羽根を回転させてストッパーに衝突させ、案内羽根に付着した固形物を除去する。ストッパーを設けた場合は、案内羽根を一枚ずつ清掃することができる。
(1) The exhaust gas treatment apparatus of the present invention is provided with a drain collecting part that condenses and collects moisture in the exhaust gas on the inner wall of a chimney or a part of the flue. Inside the chimney or the flue, a guide vane that is fixedly supported by a support shaft and imparts a turning force to the exhaust gas is provided. There are preferably a plurality of guide vanes. The rotation angle of the guide vanes can be changed by rotating the support shaft. By changing the rotation angle of the guide vanes, the area of the gap through which the exhaust gas passes can be changed to change the exhaust resistance, the flow rate of the exhaust gas, the differential pressure before and after the guide vanes, and the like. Since the exhaust gas is given a turning force when passing through the guide vanes, it travels while swirling after passing through the guide vanes. Thereby, centrifugal force is generated in the exhaust gas, and the exhaust gas collides with the inner wall of the drain collecting portion, where moisture is condensed. The support shaft of the guide vane is inclined in the direction in which exhaust gas enters. Thereby, the effect which makes the exhaust gas which flowed into the drain collection part direct to the inner wall of a drain collection part by a guide blade becomes still higher.
(2) The exhaust gas treatment apparatus of the present invention is provided with a drain collecting part that condenses and collects moisture in the exhaust gas on the inner wall of a chimney or a part of the flue. Inside the drain collecting part, a guide vane that is fixedly supported by a support shaft and imparts a turning force to the exhaust gas is provided. There are preferably a plurality of guide vanes. The rotation angle of the guide vanes can be changed by rotating the support shaft. The function of the guide vane is as described in (1). The support shaft of the guide vane is inclined in the direction in which exhaust gas enters. Thereby, the effect which makes the exhaust gas which flowed into the drain collection part direct to the inner wall of a drain collection part by a guide blade becomes still higher.
(3) In the exhaust gas treatment apparatus of the present invention, the diameter of the drain collecting part is larger than the diameter of the chimney or the flue. Since the diameter of the drain collecting part is larger than the diameter of the chimney or the flue, the exhaust gas does not directly collide with water droplets adhering to the inner wall of the drain collecting part. Therefore, the force with which the water droplets adhering to the inner wall of the drain collecting part are blown up is weak, and the probability that the water droplets are detached and move with the exhaust gas is low.
(4) In the exhaust gas treatment apparatus of the present invention, the support shaft of the guide blade can be rotated from the outside of the chimney, the flue, or the drain collecting part. Therefore, the rotation angle of the guide vanes can be changed from the outside while operating the exhaust gas treatment device.
(5) The exhaust gas treatment apparatus of the present invention has a cylindrical return portion having substantially the same diameter as the chimney or the flue at the start end portion and the end end portion inside the drain collecting portion. Moisture condensed on the inner wall of the drain collecting part is prevented from moving by the return part, and is therefore blown off by the exhaust gas and hardly flows out beyond the drain collecting part.
(6) The exhaust gas treatment apparatus of the present invention includes a drain water discharge port at the lower end of the drain collecting unit. The water condensed on the inner wall of the drain collecting part moves toward the drain water discharge port due to gravity, and is discharged to the outside from the drain water discharge port.
(7) In the exhaust gas treatment apparatus of the present invention, by adjusting the rotation angle of the guide vanes, a part of the end portions of the adjacent guide vanes overlap and contact each other. Therefore, the guide vanes can be rotated to cause the ends of adjacent guide vanes to collide with each other. When solid matter adheres to the guide vanes, the guide vanes can collide with each other, and the solid matter can be dropped by vibration during the collision.
(8) The exhaust gas treatment apparatus of the present invention has a stopper that contacts the guide blade. The stopper is fixed inside the chimney, flue or drain collecting part. The guide blade is rotated to collide with the stopper, and the solid matter attached to the guide blade can be dropped by the impact. When the stopper is provided, the guide blades can be cleaned one by one.
(9) The exhaust gas treatment apparatus of the present invention includes a return at the end of the surface of the guide vane on which the exhaust gas is applied. The exhaust gas that has flowed along the surface of the guide vane changes its direction by returning and intensively blows out toward the inner wall of the drain collecting portion. When the exhaust gas collides with the inner wall of the drain collecting portion with a strong momentum, moisture in the exhaust gas can be collected more efficiently.
(10) The exhaust gas treatment apparatus of the present invention includes an exhaust gas conduit at a portion of the guide vane where the return is interrupted. By providing the exhaust gas conduit, the exhaust gas ejected from the return break can be guided to the inner wall of the drain collecting part through the exhaust gas conduit. As a result, the exhaust gas ejected from the return break is directed to the inner wall of the drain collection part without interfering with the exhaust gas that rises in a vortex, and the moisture collection efficiency can be maintained at a higher level.
( 11 ) In the exhaust gas treatment apparatus of the present invention, the inclination angle of the guide vanes in the exhaust gas ingress direction is 10 ° on the basis of a state perpendicular to the chimney, the flue or the drain collecting part wall (when there is no inclination). ~ 30 °. If the inclination angle of the guide vanes is less than 10 °, it is difficult to obtain the effect of imparting a turning force to the exhaust gas due to the inclination of the guide vanes. If the inclination angle of the guide vane exceeds 30 °, the effect of imparting a turning force to the exhaust gas due to the inclination of the guide vane may be weakened.
( 12 ) The exhaust gas treatment apparatus of the present invention includes a conical exhaust gas rectifier in the vicinity of the central axis of the drain collecting part. The tip of the exhaust gas rectifier faces the inflow direction of the exhaust gas. The inflowing exhaust gas hits the tip of the exhaust gas rectifier and changes the direction toward the inner wall of the drain collecting part. Thereby, the force which directs exhaust gas to the inner wall direction of a drain collection part can be enlarged further.
( 13 ) In the exhaust gas treatment apparatus of the present invention, a plurality of combinations of guide blades are provided in series. By making the combination of guide blades multistage, the moisture collection rate in the exhaust gas can be made higher than in the case of one stage.
(14) When the combination of the guide blades is provided in a plurality of stages in series, the combination of the guide blades is arranged so that the phases are different from each other.
(15) In the exhaust gas treatment method of the present invention, in the exhaust gas treatment device described above, the rotation angle of the guide vanes is adjusted so that the moisture collection efficiency in the exhaust gas is increased. When the exhaust gas flow rate is smaller than the design value, the guide blade is rotated in the closing direction to narrow the opening, and the exhaust gas flow rate is increased to bring the flow rate that is too slow close to the design value. When the exhaust gas flow rate is higher than the design value, the guide blade is rotated in the opening direction to widen the opening, the exhaust gas flow rate is reduced, and the excessively high flow rate is brought close to the design value.
(16) In the exhaust gas treatment method of the present invention, the guide vanes are rotated so that the ends of the adjacent guide vanes collide with each other to remove solid matter adhering to the guide vanes. Since the guide vane can be rotated from the outside of the drain collecting part, this operation is easy. Further, it is not necessary to disassemble the exhaust gas treatment device during this operation. Moreover, when this removal method is executed, it is not necessary to stop the inflow of exhaust gas. Therefore, the solid matter adhering to the guide vanes can be removed while the combustion furnace is operated normally. Thereby, it is not necessary to spray the high-pressure washing water as in the prior art and remove the solid matter attached to the surface. There is no need to provide a bypass flue.
(17) In the exhaust gas treatment apparatus of the present invention, the guide vanes are rotated to collide with the stoppers, and the solid matter adhering to the guide vanes is removed. When the stopper is provided, the guide blades can be cleaned one by one.
実際の燃焼炉の稼動では、燃焼量、従って排ガス量が大幅に変化することは避けられない。従来の排ガス処理装置は、排ガス量が設計値(=最適値)の場合には、効率よく水分を除去できるが、排ガス量が設計値より少なくても多くても、効率よく水分を除去することができない。 In actual operation of the combustion furnace, it is inevitable that the amount of combustion, and hence the amount of exhaust gas, will change significantly. Conventional exhaust gas treatment equipment can efficiently remove moisture when the amount of exhaust gas is the design value (= optimum value), but can efficiently remove moisture even if the amount of exhaust gas is less than or greater than the design value. I can't.
本発明の排ガス処理装置では、排ガス流量が設計値より少ないときは、案内羽根を閉じる方向に回転させ、開口部を狭くして、排ガスの流速を大きくし、排ガスの流速を設計値に近づける。排ガス流量が設計値より多い場合は、案内羽根を開く方向に回転させ、開口部を広くして、排ガスの流速を小さくし、排ガスの流速を設計値に近づける。 In the exhaust gas treatment apparatus of the present invention, when the exhaust gas flow rate is less than the design value, the guide vanes are rotated in the closing direction, the opening is narrowed, the exhaust gas flow rate is increased, and the exhaust gas flow rate is brought close to the design value. When the exhaust gas flow rate is higher than the design value, the guide blade is rotated in the opening direction, the opening is widened, the exhaust gas flow rate is reduced, and the exhaust gas flow rate is brought close to the design value.
このようにして、本発明の排ガス処理装置は、実際の排ガス量が設計値より少なくても多くても、案内羽根の回転角を調節することにより、効率よく水分を除去することができる。 In this way, the exhaust gas treatment apparatus of the present invention can efficiently remove moisture by adjusting the rotation angle of the guide vanes, whether the actual exhaust gas amount is smaller or larger than the design value.
本発明の排ガス処理方法においては、案内羽根を回転させて、隣接する案内羽根の端部どうしを衝突させ、その衝撃により案内羽根に付着した固形物を除去することができる。案内羽根は、ドレン捕集部の外から回転させることができるので、この操作の際に排ガス処理装置を分解する必要はない。そのため、本発明の排ガス処理方法によれば、燃焼炉を通常通り稼働させながら、案内羽根に付着した固形物を除去することができる。これにより、高圧洗浄水を噴射して案内羽根を清掃する必要は無く、清掃のためバイパス煙道を設ける必要も無い。 In the exhaust gas treatment method of the present invention, the guide vanes are rotated so that the ends of the adjacent guide vanes collide with each other, and solid matter attached to the guide vanes can be removed by the impact. Since the guide vanes can be rotated from the outside of the drain collecting part, it is not necessary to disassemble the exhaust gas treatment device during this operation. Therefore, according to the exhaust gas treatment method of the present invention, it is possible to remove the solid matter attached to the guide vanes while operating the combustion furnace as usual. Thereby, it is not necessary to clean the guide vanes by jetting high-pressure washing water, and it is not necessary to provide a bypass flue for cleaning.
図1に、本発明の排ガス処理装置10の縦断面図を示す。また、図2に、本発明の排ガス処理装置10の平面図を示す。本発明の排ガス処理装置10は、煙突11の一部に、径を拡大したドレン捕集部12を設ける。また、本発明の排ガス処理装置10は、図示しないが、斜めまたは水平方向に延びた煙道にも、同じように取り付けることができる。
In FIG. 1, the longitudinal cross-sectional view of the waste
ドレン捕集部12の始端部12aと終端部12bの内側には、煙突11の径とほぼ同じ径の、円筒形の返し部13を設ける。またドレン捕集部12下方には、ドレン水排出口14を設ける。
A
ドレン捕集部12内部に、略扇形または略三角形の案内羽根15を複数個配置する。図1、2では1段につき8枚の案内羽根15を設け、これを夫々位相が異なるように2段配置している。案内羽根15の目的は、排ガス18に旋回力を与えることと、案内羽根15の隙間を通る排ガス18の通過面積を可変にすることである。案内羽根15の形状は、この目的を達成できるものであれば、特に限定されないが、通常、煙突11または煙道は円筒形であるから、扇形または三角形、あるいはそれらに似た形状が適当である。
A plurality of substantially fan-shaped or substantially
案内羽根15は支持軸16に固定されている。案内羽根15の支持軸16は、ドレン捕集部12の外壁を貫通して、回転可能に支持されている。案内羽根15の支持軸16は、ドレン捕集部12の外側に設けた回転手段17(例えば手動ハンドル)により、回転できる。案内羽根15は、支持軸16と同じ角度だけ回転する。各案内羽根15の回転角を適当に調節し、1つの段の案内羽根15全体で1組のプロペラを形成して、案内羽根15を通過する排ガス19に旋回力を与えることができる。
The
煙突11の下方からドレン捕集部12まで、ほぼ直線的に(渦を巻かないで)進行してきた排ガス18は、各案内羽根15によって旋回力を与えられる。これによって、案内羽根15を通過した排ガス19は、らせん状に渦を巻きながらドレン捕集部12内を上昇する。
The
このとき遠心力により、排ガス20は外向きに広がり、ドレン捕集部12の内壁に衝突する。排ガス20がドレン捕集部12の内壁に衝突したとき、排ガス20中の水分がドレン捕集部12の内壁に凝縮して、水滴21となる。
At this time, due to centrifugal force, the
ドレン捕集部12の内壁に付着した水滴21は、重力により徐々に下降して、ドレン捕集部12の下端に集まり、最終的にはドレン水排出口14から外部に排出される。
The
ドレン捕集部12の内壁に付着した水滴21は、排ガス20により多少吹き上げられるが、返し部13があるため、水滴21がドレン捕集部12の内壁から離れて、煙突11に入って上昇することは避けられる。ドレン捕集部12の径は煙突11の径よりも大きいため、ドレン捕集部12の内壁に付着した水滴21に、排ガス18が直接当ることがない。そのため、ドレン捕集部12の内壁に付着した水滴21が吹き上げられる力は弱い。
The
各案内羽根15の回転角を変えることにより、案内羽根15の隙間を通る排ガス19の通過する面積を変えて、排気抵抗および案内羽根15の前後の差圧を変えることができる。
By changing the rotation angle of each
ドレン捕集部12に入る排ガス18の量が少ないときは、案内羽根15の前後の差圧が小さくなる。すると、排ガス19の速度が遅くなり、排ガス20がドレン捕集部12の内壁に衝突する速度も遅くなる。このときは、ドレン捕集部12の内壁で凝縮する水分の量が少なくなり、水分捕集効率が低下する。
When the amount of the
本発明の排ガス処理装置10では、排ガス18の量が少ないときは、各案内羽根15を寝せる方向に調節する。そのようにすると、排ガス19の通過する面積が狭くなって、排ガス18の量が少ない割には、差圧が大きくなる。すると、排ガス19の速度が速くなり、排ガス20がドレン捕集部12の内壁に衝突する速度も速くなる(適正な速度に近づく)。従って、ドレン捕集部12の内壁に凝縮する水分の量は多くなり、水分捕集効率を高くすることができる。
In the exhaust
排ガス18の量が多いときは、案内羽根15の前後の差圧が大きくなる。すると、排ガス19の速度が速くなり、ドレン捕集部12の内壁に衝突する速度も速くなる。ドレン捕集部12の内壁に排ガス20が衝突する速度には適正な速度があり、衝突速度が速過ぎると、凝縮した水滴21が吹き飛ばされてしまい、水分捕集効率が低下する。
When the amount of the
本発明の排ガス処理装置10では、排ガス18の量が多いときは、各案内羽根15を立てる方向に調節する。そのようにすると、排ガス19の通過する面積が広くなって、排ガス19の量の多い割には、差圧が小さくなる。すると、排ガス19の速度が遅くなり、排ガス20がドレン捕集部12の内壁に衝突する速度も遅くなる(適正な速度に近づく)。従って、ドレン捕集部12の内壁に凝縮した水分は吹き飛ばされず、水分捕集効率を高く維持することができる。
In the exhaust
以上説明したように、本発明の排ガス処理装置10は、排ガス19の量が多いときも、少ないときも、各案内羽根15の回転角を調節することにより、案内羽根15の前後の差圧をほぼ一定に保つことができる。それにより、ドレン捕集部12の内壁に衝突する排ガス20の速度をほぼ一定に保ち、水分捕集効率を常に高く維持することができる。
As described above, the exhaust
本発明の排ガス処理装置10は、図1のような垂直方向の煙突11に限らず、斜めまたは水平方向の煙道(図示しない)に設けることができる。この場合、ドレン水排出口14の取り付け位置を変更することが必要であるが、その他の点においては、煙突11に設けた場合と、特に変わりはない。
The exhaust
更に図3に示すように、案内羽根15の、排ガス18が当たる側の面15aの端部(2辺)に、半径側の返り15bと、円弧側の返り15cを設けることができる。図3では円弧側の返り15cは円弧形であるが、製作の容易な直線形でも効果はほとんど変わらない。半径側の返り15bと、円弧側の返り15cとの間には、排ガス18の通過する間隙15dを設ける。
Further, as shown in FIG. 3, a radius-
案内羽根15の、排ガス18が当たる側の面15aに沿って流れてきた排ガス18は、半径側の返り15bと、円弧側の返り15cによって方向を変え、間隙15dから集中的に噴出し、ドレン捕集部12の内壁に、半径側の返り15bおよび円弧側の返り15cの無い場合よりも、強い勢いで衝突する。半径側の返り15bおよび円弧側の返り15cを備えることにより、排ガス18の速度が遅い場合でも、排ガス18中の水分が効率よく捕集できる。
The
図4に示すように、排ガス導管22を間隙15dに設けると、間隙15dから噴出した排ガスを、排ガス導管22を通してドレン捕集部12の内壁に導くことができる。これにより、間隙15dから噴出した排ガスは、渦を巻いて上昇する排ガス19に干渉されずに、ドレン捕集部12の内壁に向かい、水分捕集効率を更に高く維持することができる。
As shown in FIG. 4, when the
図1では、案内羽根15の支持軸16がドレン捕集部12の壁に垂直に取り付けられている。しかし図5に示すように、案内羽根15の支持軸16は、案内羽根15の先端が排ガス18の進入方向に傾斜するように、傾けて取り付けてもよい。そのようにすると、排ガス18が案内羽根15によりドレン捕集部12の内壁に向かう効果が更に高くなる。このときの支持軸16の傾斜角度θは、ドレン捕集部12の壁に垂直な状態を基準として、10°〜30°が適切である。案内羽根15の支持軸16の傾斜角度θが10°未満であると、案内羽根15の傾斜により排ガス18に旋回力を与える効果が得られ難い。案内羽根15の支持軸16の傾斜角度θが30°を超えると、案内羽根15の傾斜により排ガスに旋回力を与える効果が却って弱くなることがある。
In FIG. 1, the
本発明の排ガス処理装置10は、図6に示すように、ドレン捕集部12の中心軸付近に、円錐形の排ガス整流器23を備えてもよい。排ガス整流器23の尖端は、排ガス18の流入方向を向く。排ガス18は、排ガス整流器23の尖端に当たって、ドレン捕集部12の内壁方向に方向を変える。これにより、排ガス20がドレン捕集部12の内壁方向に向かう力を、更に大きくすることができる。
As shown in FIG. 6, the exhaust
本発明の排ガス処理装置10を長期間使用すると、案内羽根15の表面に水垢などの固形物が付着する。付着物が成長すると、排ガス19の回転速度、および、排ガス20のドレン捕集部12内壁への衝突速度が設計値からしだいに外れてきて、水分捕集効率が低下してくる。
When the exhaust
図7に示すように、本発明の排ガス処理装置10では、案内羽根15を閉じると、隣接する案内羽根15の端部どうしが重なって接触する。図7では、8枚の案内羽根15のうち、2枚の案内羽根15e、15fを閉じて、その端部は重なり部15g(斜線部)で重なって接触している。このように案内羽根15を回転させて、隣接する案内羽根15の端部どうしを重なり部15g(斜線部)で衝突させ、その衝撃により案内羽根15に付着した固形物を除去することができる。案内羽根15は、ドレン捕集部12の外から回転手段17により容易に回転させることができる。この方法によれば、案内羽根15に付着した固形物を除去する際に、排ガス処理装置10を分解する必要がなく、排ガス18の流入を止める必要もない。このため燃焼炉を通常通り稼働させながら、案内羽根15に付着した固形物を除去することができる。
As shown in FIG. 7, in the exhaust
あるいは、図8、9に示すように、本発明の排ガス処理装置10は、各案内羽根15にそれぞれストッパー24を備えてもよい。ストッパー24はドレン捕集部12の内壁に固定されており、案内羽根15を回転させると、ストッパー24に当たる。案内羽根15を回転させてストッパー24に衝突させ、その衝撃により案内羽根15に付着した固形物を除去することができる。ストッパー24を設けた場合は、案内羽根15を一枚ずつ清掃することができる。
Alternatively, as shown in FIGS. 8 and 9, the exhaust
直径1400mmの煙突11に、ドレン捕集部12(直径約2000mm)を設けた。案内羽根15は1段あたり8枚とし、案内羽根15の位相をずらして2段設けた。案内羽根15の形状は、頂点が煙突11の中心を向いた扇形(頂角約50°)とした。
The
案内羽根15の回転操作は、回転手段17(手動ハンドル)により行なった。案内羽根15の回転可能範囲は30°とした。回転手段17には回転角度固定用ロック機構を設け、案内羽根15が不用意に回転して、角度が変わることがないようにした。
The rotation operation of the
本発明の排ガス処理装置10を用いて、排ガス18中の水分を除去した例を示す。排ガス18の量が10万ノーマルm3/hのとき、ドレン水排出口14から外部に排出された水分は、70リットル/hであった。また、排ガス18の量が4万ノーマルm3/hのとき、ドレン水排出口14から外部に排出された水分は、35リットル/hであった。いずれの場合も、2段の案内羽根15前後の差圧は、30mmAq〜50mmAqであった。
The example which removed the water | moisture content in the
本発明の排ガス処理装置10では、排ガス18の流量が設計値より少ないときは、案内羽根15を閉じる方向に回転させ、開口部を狭くして、排ガス19の流速を大きくし、排ガス19の流速を設計値に近づける。排ガス18の流量が設計値より多い場合は、案内羽根15を開く方向に回転させ、開口部を広くして、排ガス19の流速を小さくし、排ガス19の流速を設計値に近づける。
In the exhaust
このようにして、本発明の排ガス処理装置10によれば、実際の排ガス18の流量が設計値より少なくても多くても、案内羽根15の回転角を調節することにより、排ガス18に含まれる水分を効率よく除去することができる。
In this way, according to the exhaust
本発明の排ガス処理方法においては、案内羽根15を回転させて隣接する案内羽根15の端部どうしを衝突させ、その衝撃により、案内羽根15に付着した固形物を除去することができる。案内羽根15は、ドレン捕集部12の外から回転させることができるので、この操作の際に排ガス処理装置10を止めたり分解したりする必要はない。そのため、本発明の排ガス処理方法によれば、燃焼炉を通常通り稼働させながら、案内羽根15に付着した固形物を除去することができる。
In the exhaust gas treatment method of the present invention, the
10 排ガス処理装置
11 煙突
12 ドレン捕集部
12a 始端部
12b 終端部
13 返し部
14 ドレン水排出口
15 案内羽根
15a 排ガスのあたる面
15b 半径側の返り
15c 円弧側の返り
15d 返りの間隙
15e 案内羽根
15f 案内羽根
15g 案内羽根の重なり部
16 支持軸
17 回転手段
18 排ガス
19 排ガス
20 排ガス
21 水滴
22 排ガス導管
23 排ガス整流器
24 ストッパー
DESCRIPTION OF
Claims (17)
前記煙突または煙道の内部に、支持軸に固定支持された、前記排ガスに旋回力を付与する案内羽根を備え、
前記案内羽根の回転角は前記支持軸を回転させることにより変えられ、
前記支持軸は、前記排ガスの進入方向に傾斜している排ガス処理装置。 A part of the chimney or flue is equipped with a drain collecting part that condenses and collects the moisture in the exhaust gas on its inner wall,
Inside the chimney or the flue, it is provided with guide vanes that are fixedly supported by a support shaft and give a turning force to the exhaust gas,
The rotation angle of the guide vane can be changed by rotating the support shaft ,
The exhaust gas treatment apparatus , wherein the support shaft is inclined in the inflow direction of the exhaust gas.
前記ドレン捕集部の内部に、支持軸に固定支持された、前記排ガスに旋回力を付与する案内羽根を備え、
前記案内羽根の回転角は前記支持軸を回転させることにより変えられ、
前記支持軸は、前記排ガスの進入方向に傾斜している排ガス処理装置。 A part of the chimney or flue is equipped with a drain collecting part that condenses and collects the moisture in the exhaust gas on its inner wall,
Inside the drain collecting part, provided with a guide vane that is fixedly supported by a support shaft and imparts a turning force to the exhaust gas,
The rotation angle of the guide vane can be changed by rotating the support shaft ,
The exhaust gas treatment apparatus , wherein the support shaft is inclined in the inflow direction of the exhaust gas.
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