JP6588147B1 - 排ガス脱硫装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】噴射ノズルを、水平面から所定の角度傾けて吸収塔に取り付ける作業を容易に行うことができる排ガス脱硫装置の提供。【解決手段】排ガスに洗浄液を気液接触させるように構成され、洗浄液が貯留される液だまり部を内部に含む吸収塔と、吸収塔の第１側壁に形成された挿通孔に先端が挿通され、第１吐出口から酸素を含む気体と洗浄液との混合流体を液だまり部に噴射するように構成される第１噴射ノズルを含む気液混合装置とを備え、第１噴射ノズルは、筒状部と、筒状部の外周から第１吐出口の中心軸に直交する方向に突出して設けられる第１締結部とを含み、吸収塔は、第１吐出口の中心軸の水平面からの傾斜角度をθとしたとき、角度θだけ傾斜した方向に、挿通孔の周縁部から外側に突出して設けられる筒状突出部と、筒状突出部の先端から筒状突出部の延在する方向に直交する方向に突出して設けられる第２締結部とをさらに含む、排ガス脱硫装置。【選択図】図８

Description

本開示は、燃焼装置から排出される排ガスを脱硫するための排ガス脱硫装置に関する。
例えばボイラなどの燃焼機関から排出される排ガスには、ＳＯｘ（硫黄酸化物）などの大気汚染物質が含まれている。排ガスに含まれるＳＯｘを低減するための方法には、アルカリ水溶液や吸収剤スラリーなどの吸収液でＳＯ２などを吸収除去する湿式の脱硫方法などがある。
上記湿式の脱硫方法を用いる排ガス脱硫装置には、吸収塔内を流れる排ガスに洗浄液を噴霧することで、排ガスと洗浄液とを接触させる気液接触部と、気液接触部の下方に位置し、噴霧後の洗浄液を貯留するための液だまり部と、を内部に画定する吸収塔を備えるものがある（例えば特許文献１参照）。排ガスと洗浄液とが接触することで、排ガスに含まれるＳＯ２が洗浄液に吸収される。ＳＯ２を吸収した洗浄液は液だまり部に貯留される。
液だまり部に貯留された洗浄液には、排ガスから吸収したＳＯ２により生じる亜硫酸塩などの反応生成物が含まれるので、該反応生成物を除去するために、液だまり部に貯留される洗浄液に空気などの酸素を含む気体を行き渡らせて、反応生成物を酸化させることが行われることがある。
特許文献１には、上記酸素を含む気体と洗浄液との混合流体を吐出口から液だまり部に噴射するように構成される噴射ノズル、を含む気液混合装置が開示されている。上記噴射ノズルは、洗浄液の流路の途中に絞り部が設けられており、該絞り部により上記流路を流れる洗浄液を縮流することで負圧領域を発生させる。上記負圧領域に生じる吸引力により、上記流路の絞り部よりも下流側に分岐配管を介して供給される気体が吸引される。また、噴射ノズルは、上記洗浄液の流路を流れる洗浄液によって吸引された気体をせん断、微細化して混合流体（微細気泡を含む洗浄液）を生成するとともに、該混合流体を吐出口から噴射するようになっている。
噴射ノズルから噴射された混合流体は、所定の噴流到達距離に達するまでは、噴射ノズルの向く方向に沿って流れる。所定の噴流到達距離まで達した混合流体は、水平方向への運動量を失い、気泡の浮力に従い鉛直上方に流れる。
特許第５０４６７５５号公報
噴射ノズルが過度に下方に向かって配置されると、噴射ノズルから噴射された混合流体が液だまり部の底面に衝突して水平方向への運動量を失うので、所定の噴流到達距離に達する前に混合流体が鉛直上方に流れることになる。この場合には、液だまり部における混合流体により酸化反応が促進される容積である酸化有効容積が、噴射ノズルから噴射された混合流体が本来発揮可能な酸化有効容積よりも小さくなる虞がある。酸化有効容積が小さいと、混合流体による酸化が不十分となり、液だまり部に貯留される洗浄液中に多くの反応生成物が酸化されずに残存してしまう虞がある。
よって、噴射ノズルから噴射される混合流体による酸化が十分に行われるためには、噴射ノズルの適切な方向を見つけるとともに、上記適切な方向になるように噴射ノズルを配置する必要がある。しかし、噴射ノズルを、下方に傾斜させて、所定の方向を向くように配置しようとすると、吸収塔へ取り付ける際に、噴射ノズルの軸線が、鉛直面と水平面の夫々となす角度を細かく調整した上で、吸収塔に固定する必要があり、その分、取付け作業の時間が長くなる。
なお、特許文献１では、噴射ノズルが下方に傾斜して配置されるような図が開示されているが、噴射ノズルを吸収塔に取付ける具体的な方法や取付け構造に関して記載がない。また、特許文献１の明細書中には噴射ノズルの設置角度に関して具体的に言及する記載はない。
上述した事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態の目的は、噴射ノズルから噴射される混合流体により酸化反応が促進される容積である酸化有効容積が小さくなることを防止するために、噴射ノズルを、水平面から所定の角度傾けて吸収塔に取り付ける際、その作業を容易に行うことができる排ガス脱硫装置を提供することにある。
（１）本発明の少なくとも一実施形態にかかる排ガス脱硫装置は、
燃焼装置から排出される排ガスを脱硫するための排ガス脱硫装置であって、
内部に導入される上記排ガスに洗浄液を気液接触させるように構成される吸収塔であって、上記吸収塔の第１側壁および上記第１側壁に対面する第２側壁により少なくとも一部が画定される、上記洗浄液が貯留される液だまり部を内部に含む吸収塔と、
上記第１側壁に形成された挿通孔に先端が挿通される第１噴射ノズルであって、上記第１噴射ノズルの吐出口である第１吐出口から酸素を含む気体と上記洗浄液との混合流体を上記液だまり部に噴射するように構成される第１噴射ノズル、を含む気液混合装置と、を備え、
上記第１噴射ノズルは、
上記第１吐出口の中心軸に沿って延在し、且つ、上記第１吐出口が形成された筒状部と、
上記筒状部の外周から上記第１吐出口の上記中心軸に直交する方向に沿って突出して設けられる第１締結部と、を含み、
上記吸収塔は、
上記第１吐出口の上記中心軸の水平面からの傾斜角度をθとしたとき、水平面からの角度θだけ傾斜した方向に沿って、上記第１側壁に形成された上記挿通孔の周縁部から外側に突出して設けられる筒状突出部と、
上記筒状突出部の先端から上記筒状突出部の延在する方向に直交する方向に沿って突出して設けられ、上記第１締結部に締結装置により固定されるように構成される第２締結部と、をさらに含む。
上記（１）の構成によれば、第１噴射ノズルは、吸収塔の第１側壁に形成された挿通孔に筒状部の第１吐出口を含む先端を挿通した状態で、第１締結部が吸収塔の第２締結部に締結装置により固定される。ここで、上記筒状部は、第１吐出口の中心軸に沿って延在している。吸収塔の筒状突出部は、第１吐出口の中心軸の水平面からの傾斜角度θと同じ角度だけ水平面から傾斜した方向に沿って延在している。つまり、吸収塔の筒状突出部は、第１噴射ノズルが設置された際の第１吐出口の中心軸と同じ方向に沿って延在する。第１噴射ノズルは、上記筒状部の延在する方向に直交する方向に沿って延在する第１締結部と、筒状突出部の延在する方向に直交する方向に沿って延在する第２締結部と、を締結装置により固定することで、第１吐出口の中心軸の水平面からの傾斜角度θをそのまま設置角度とすることができる。よって、上記の構成によれば、第１噴射ノズルの設置角度の調整作業をなくし、第１噴射ノズルの取付け作業を容易にすることができる。
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載の排ガス脱硫装置において、上記第１噴射ノズルは、上記第１吐出口の上記中心軸の水平面からの傾斜角度をθとした際に、１０°＜θ＜３０°の条件を満たす。
本発明者らの鋭意検討の結果、第１噴射ノズルの傾斜角度θが１０°以下の場合には、第１噴射ノズルから噴射された混合流体に含まれる気体（気泡）が液だまり部から洗浄液を排出するためのポンプに巻き込まれるリスクが大きくなることが分かった。また、第１噴射ノズルの傾斜角度θが３０°以上の場合には、第１噴射ノズルから噴射された混合流体が早期に液だまり部の底面に衝突するので、混合流体の到達距離が短くなり、第１噴射ノズルから噴射される混合流体により酸化反応が促進される容積である酸化有効容積が減少することが分かった。
上記（２）の構成によれば、第１噴射ノズルは、傾斜角度θが１０°＜θ＜３０°の条件を満たすので、上記酸化有効容積が本来発揮可能な酸化有効容積よりも小さくなることを防止することができ、且つ、液だまり部から洗浄液を排出するためのポンプに気体（気泡）が巻き込まれて、ポンプの性能が低下することを防止することができる。
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（２）の何れかに記載の排ガス脱硫装置において、上記吸収塔は、上記第１側壁と上記第２側壁とが離隔する方向に沿って延在し、且つ、上記液だまり部の一部を画定する第３側壁と、上記第３側壁に対面するとともに、上記第１側壁と上記第２側壁とが離隔する方向に沿って延在し、且つ、上記液だまり部の一部を画定する第４側壁と、をさらに含み、上記気液混合装置は、上記第３側壁に形成された挿通孔に先端が挿通される第２噴射ノズルであって、上記第２噴射ノズルの吐出口である第２吐出口から上記混合流体を上記液だまり部に噴射するように構成される第２噴射ノズルと、上記第４側壁に形成された挿通孔に先端が挿通される第３噴射ノズルであって、上記第３噴射ノズルの吐出口である第３吐出口から上記混合流体を上記液だまり部に噴射するように構成される第３噴射ノズルと、をさらに含む。
上記（３）の構成によれば、気液混合装置は、第３側壁に形成された挿通孔に先端が挿通される第２噴射ノズルと、第４側壁に形成された挿通孔に先端が挿通される第３噴射ノズルと、をさらに含んでいる。このため、液だまり部における第１噴射ノズルから噴射される混合流体により酸化反応を促進できない領域について、第２噴射ノズルおよび第３噴射ノズルの夫々から噴射される混合流体により酸化反応を促進することができる。よって、上記の構成によれば、液だまり部における混合流体により酸化反応を促進できない領域を少なくすることができるので、混合流体による酸化が不十分となることを防止することができる。
（４）幾つかの実施形態では、上記（３）に記載の排ガス脱硫装置において、上記第２噴射ノズルおよび上記第３噴射ノズルの夫々は、上記第１噴射ノズルとは異なる高さ位置に配置される。
第２噴射ノズルおよび第３噴射ノズルの夫々は、上面視において、第１噴射ノズルが混合流体を噴射する方向に交差する方向に沿って混合流体を噴射するようになっている。仮に第２噴射ノズルおよび第３噴射ノズルの夫々が、第１噴射ノズルと同じ高さ位置に配置されると、第２噴射ノズルおよび第３噴射ノズルの夫々から噴射された混合流体が、第１噴射ノズルから噴射された混合流体の流れを阻害する虞がある。
上記（４）の構成によれば、第２噴射ノズルおよび第３噴射ノズルの夫々は、第１噴射ノズルとは異なる高さ位置に配置されるので、第２噴射ノズルおよび第３噴射ノズルの夫々から噴射された混合流体が、第１噴射ノズルから噴射された混合流体の流れを阻害することを防止することができる。また、第１噴射ノズルから噴射された混合流体の流れを阻害することを防止することで、上記酸化有効容積が小さくなることを防止することができる。
（５）幾つかの実施形態では、上記（３）又は（４）に記載の排ガス脱硫装置において、上記第２噴射ノズルおよび上記第３噴射ノズルの夫々は、上記第１側壁から所定距離以上離れた位置に配置される。
上記（５）の構成によれば、第２噴射ノズルおよび第３噴射ノズルの夫々は、第１側壁から所定距離以上離れた位置に配置されるので、第２噴射ノズルおよび第３噴射ノズルの夫々から噴射された混合流体が、第１噴射ノズルから噴射された混合流体の流れを阻害することを防止することができる。また、第１噴射ノズルから噴射された混合流体の流れを阻害することを防止することで、第１噴射ノズルから噴射される混合流体により酸化反応が促進される容積である酸化有効容積が小さくなることを防止することができる。
（６）幾つかの実施形態では、上記（３）〜（５）の何れかに記載の排ガス脱硫装置において、上記第２噴射ノズルおよび上記第３噴射ノズルの夫々は、上記第２側壁から所定距離以上離れた位置に配置される。
上記（６）の構成によれば、第２噴射ノズルおよび第３噴射ノズルの夫々は、第２側壁から所定距離以上離れた位置に配置されるので、第２噴射ノズルおよび第３噴射ノズルの夫々から噴射された混合流体が、第２側壁の洗浄液抜出口に到達することを防止することができる。よって、上記の構成によれば、液だまり部から洗浄液を排出するためのポンプに気体（気泡）が巻き込まれて、ポンプの性能が低下することを防止することができる。
本発明の少なくとも一実施形態によれば、噴射ノズルから噴射される混合流体により酸化反応が促進される容積である酸化有効容積が小さくなることを防止するために、噴射ノズルを、水平面から所定の角度傾けて吸収塔に取り付ける際、その作業を容易に行うことができる排ガス脱硫装置が提供される。
一実施形態にかかる排ガス脱硫装置の概略構成を示す断面図である。 一実施形態における噴射ノズルの概略構成を示す断面図である。 一実施形態における噴射ノズルの配置状態を説明するための説明図である。 噴射ノズルの設置角度毎に、潜水深さと、噴射ノズルの吐出口から噴流到達点までの距離と、の関係を示すグラフである。 図１に示す吸収塔の液だまり部と噴射ノズルを上方から視た状態を示す概略図である。 他の一実施形態における吸収塔の液だまり部と噴射ノズルを上方から視た状態を示す概略図である。 図６に示す噴射ノズルの夫々の配置状態を説明するための説明図である。 吸収塔における噴射ノズルが固定される部分近傍を概略的に示す部分断面図である。
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
なお、同様の構成については同じ符号を付し説明を省略することがある。
図１は、一実施形態にかかる排ガス脱硫装置の概略構成を示す断面図である。排ガス脱硫装置は、燃焼装置から排出される排ガスを脱硫するための装置である。上記燃焼装置としては、ディーゼルエンジン、ガスタービンエンジン又は蒸気タービンエンジンなどのエンジンやボイラなどが挙げられる。図１に示されるように、排ガス脱硫装置１は、吸収塔２と、気液混合装置４と、を備える。
吸収塔２は、内部に導入される排ガスに洗浄液を気液接触させるように構成される。図示される実施形態では、吸収塔２は、図１に示されるように、内部に導入される排ガスに洗浄液を噴霧することで、排ガスと洗浄液とを気液接触させるように構成される気液接触部２１Ａ、および気液接触部よりも下方に位置し、気液接触部２１Ａで排ガス中のＳＯｘを吸収した洗浄液が貯留される液だまり部２１Ｂ、を内部に画定するように構成される。ここで、洗浄液としては、アルカリ剤を含む液体や海水などが挙げられる。また、アルカリ剤としては、ＣａＣＯ３、ＮａＯＨ、Ｃａ（ＯＨ）２、ＮａＨＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３などが挙げられ、高濃度に減容化されたアルカリを用いることもできる。
より詳細には、吸収塔２は、図１に示されるように、上述した気液接触部２１Ａおよび上述した液だまり部２１Ｂを含む内部空間２１を内部に画定する吸収塔本体部２２と、吸収塔本体部２２に排ガスを導入するための排ガス導入部２３と、吸収塔本体部２２から排ガスを排出するための排ガス排出部２４と、を備える。図１に示されるように、吸収塔本体部２２と排ガス導入部２３とが隣接する方向を第１方向、第１方向における排ガス導入部２３側を一方側、第１方向における排ガス排出部２４側を他方側、と定義する。
図１に示されるように、吸収塔本体部２２の上記第１方向における一方側の側壁である第１側壁２５には、内部空間２１（下方側内部空間２１Ｃ）と連通する排ガス導入口２５１が形成されている。吸収塔本体部２２の上記第１方向における他方側の側壁である第２側壁２６には、排ガス導入口２５１よりも高い位置に、内部空間２１（上方側内部空間２１Ｄ）と連通する排ガス排出口２６１が形成されている。第１側壁２５および第２側壁２６の夫々は、上面視において第１方向に直交する第２方向に沿って延在するとともに、液だまり部２１Ｂを含む内部空間２１の少なくとも一部を画定している。
燃焼装置（不図示）から排ガス導入部２３に導入された排ガスは、排ガス導入部２３を通過した後、排ガス導入口２５１を介して内部空間２１（下方側内部空間２１Ｃ）に導入される。内部空間２１に導入された排ガスは、下方側内部空間２１Ｃを一方側に位置する第１側壁２５から他方側に位置する第２側壁２６に向かって流れた後、内部空間２１を上昇しながら流れていく。上方側内部空間２１Ｄまで上昇した排ガスは、第１側壁２５から第２側壁２６に向かって流れた後、排ガス排出口２６１を介して排ガス排出部２４に排出される。
図１に示されるように、吸収塔本体部２２の下方側内部空間２１Ｃよりも上方、且つ、上方側内部空間２１Ｄよりも下方に位置する気液接触部２１Ａには、内部空間２１に上述した洗浄液を散布するための散布装置２８が配置されている。散布装置２８は、気液接触部２１Ａを通過する排ガスに対して洗浄液を散布し、排ガスと洗浄液とを気液接触させることで、排ガス中に含まれるＳＯｘ（ＳＯ２を含む）を吸収除去するように構成される。
散布装置２８は、図１に示されるように、吸収塔本体部２２の内部空間２１において上記第１方向に沿って延在する散水管２８１と、散水管２８１に設けられた複数の散水ノズル２８２と、を含む。散水ノズル２８２は、排ガスの流れ方向における下流側に向かって、すなわち、鉛直方向における上方に向かって、洗浄液を散布するように構成される。図示される実施形態では、散水ノズル２８２は、洗浄液を液柱状に噴射するようになっている。つまり、図示される吸収塔２は、液柱式の吸収塔である。
なお、吸収塔２は、内部に導入される排ガスに洗浄液を気液接触させるように構成されていればよく、上述した液柱式に限定されない。例えば、吸収塔２は、内部空間２１に気液接触を促進させるための充填材が充填される充填層を備えるグリッド式の吸収塔や、洗浄液を放射状に噴霧する散水ノズル２８２を備えるスプレー式の吸収塔などであってもよい。また、散水管２８１は、上面視において上記第１方向に直交する方向に沿って延在してもよい。また、散水ノズル２８２は、鉛直方向における下方に向かって、洗浄液を散布するように構成されていてもよい。
気液接触部２１Ａを通過した排ガスには、水分が多く含まれる。気液接触部２１Ａよりも排ガスの流れ方向における下流側には、ミストエリミネータ２７が配置されている。ミストエリミネータ２７は、ミストエリミネータ２７を通過する排ガスから水分を除去するように構成される。ミストエリミネータ２７を通過した排ガスは、吸収塔２の外部に排出される。
図示される実施形態では、ミストエリミネータ２７は、排ガス排出部２４に配置され、排ガス排出部２４に排ガスの流れ方向における上流側と下流側とを隔てるように、鉛直方向に沿って延在している。なお、ミストエリミネータ２７は、上方側内部空間２１Ｄに配置されて、水平方向に沿って延在してもよい。また、ミストエリミネータ２７は、多段構成であってもよい。
液だまり部２１Ｂは、内部空間２１に導かれた排ガスに対して散布された散布済みの洗浄液が貯留されるように構成される。図示される実施形態では、液だまり部２１Ｂは、下方側内部空間２１Ｃの下方、且つ排ガス導入口２５１よりも低い位置に、液面が位置するように設けられる。液だまり部２１Ｂに貯留される洗浄液には、排ガスから吸収したＳＯｘにより生じた反応生成物が含まれる。ここで、反応生成物としては、ＳＯ２が洗浄液に吸収されることで生成される亜硫酸塩などが挙げられる。
図１に示されるように、第２側壁２６には、鉛直方向における液だまり部２１Ｂの底面２１１近傍の位置に、液だまり部２１Ｂに貯留される洗浄液を外部に抜き出すための洗浄液抜出口２６２が開口している。洗浄液抜出口２６２は、液だまり部２１Ｂに連通している。
図示される実施形態では、排ガス脱硫装置１は、図１に示されるように、液だまり部２１Ｂに貯留された洗浄液を散布装置２８に送るように構成される洗浄液循環ライン７と、吸収塔２の外部から液だまり部２１Ｂに洗浄液を供給するように構成される洗浄液供給ライン８と、をさらに備える。
洗浄液循環ライン７は、上述した洗浄液抜出口２６２および上述した散水管２８１を接続する少なくとも一つの配管７１と、洗浄液循環ライン７の途中に設けられる、洗浄液抜出口２６２から散水管２８１に洗浄液を送るための洗浄液循環ポンプ７２と、を含む。つまり、散布装置２８から散布されて液だまり部２１Ｂに貯留された洗浄液の少なくとも一部は、洗浄液循環ポンプ７２により圧送されて、洗浄液循環ライン７を通り、散布装置２８に送られる。
洗浄液供給ライン８は、吸収塔２の外部に設けられる洗浄液貯留タンク８１と、洗浄液貯留タンク８１と液だまり部２１Ｂとを接続する少なくとも一つの配管８２と、を含む。洗浄液は、洗浄液貯留タンク８１から液だまり部２１Ｂに、洗浄液供給ライン８を通って送られる。
気液混合装置４は、図１に示されるように、例えば空気などの酸素を含む気体と洗浄液との混合流体ＭＦを吸収塔２の液だまり部２１Ｂに噴射するように構成される噴射ノズル５と、噴射ノズル５に洗浄液を送るように構成される洗浄液導入ライン４１と、噴射ノズル５に酸素を含む気体を送るように構成される気体導入ライン４２と、を含む。気液混合装置４は、噴射ノズル５から液だまり部２１Ｂに混合流体ＭＦを噴射し、液だまり部２１Ｂに貯留される洗浄液に混合流体ＭＦを行き渡らせることで、混合流体ＭＦにより上記反応生成物を酸化させて、酸化生成物を生成する。酸化生成物としては、石膏などが挙げられる。
図示される実施形態では、排ガス脱硫装置１は、図１に示されるように、液だまり部２１Ｂに貯留される酸化生成物（石膏など）を含む洗浄液を排出するように構成される洗浄液排出ライン９をさらに備える。図１に示される実施形態では、洗浄液排出ライン９は、液だまり部２１Ｂに接続される洗浄液循環ライン７を介して洗浄液を排出するように構成される。より詳細には、洗浄液排出ライン９は、洗浄液循環ライン７の分岐部７３から分岐し、吸収塔２の外部に設けられる装置９１に接続されており、洗浄液循環ライン７の分岐部７３から装置９１に酸化生成物を含む洗浄液を送るようになっている。装置９１としては、酸化生成物を含む洗浄液から水分を脱水する脱水機（分離機）や洗浄液を一時的に貯留するための貯留タンクなどが挙げられる。
図１に示される実施形態では、洗浄液導入ライン４１は、分岐部７３よりも洗浄液の流れ方向における下流側に位置する分岐部４４で、洗浄液循環ライン７から分岐している。上述した洗浄液循環ポンプ７２は、洗浄液の一部を洗浄液抜出口２６２から分岐部４４を介して噴射ノズル５に送るようになっている。
図示される実施形態では、気体導入ライン４２は、噴射ノズル５に一端が接続され、他端が液だまり部２１Ｂの液面よりも上方の位置で大気開放している。
図２は、一実施形態における噴射ノズルの概略構成を示す断面図である。噴射ノズル５は、図２に示されるように、第１筒状部５２と、絞り部５３と、第２筒状部５４と、を含む。
第１筒状部５２は、図２に示されるように、第１流路５５を内部に画定する筒状に形成されている。第１筒状部５２には、洗浄液を第１流路５５に導入するための洗浄液導入口５６、洗浄液導入口５６から導入されて第１流路５５を流れる洗浄液の流れ方向に対して直交する方向に沿って上記気体を第１流路５５に導入するための気体導入口５７および上述した吐出口５１が形成されている。吐出口５１は、洗浄液導入口５６から導入された洗浄液と、気体導入口５７から導入された気体と、の混合流体ＭＦを吐出するために設けられている。
図２に示される実施形態では、第１筒状部５２は、吐出口５１の中心軸ＣＡの延在する方向に沿って長さ方向を有している。第１筒状部５２の長さ方向における一端に上述した洗浄液導入口５６が開口し、第１筒状部５２の長さ方向における他端に気体導入口５７が開口している。第１筒状部５２の外周には、上述した気体導入口５７が開口している。洗浄液導入ライン４１から洗浄液導入口５６を介して第１流路５５内に送られた洗浄液は、第１流路５５を中心軸ＣＡの延在する方向に沿った方向に、洗浄液導入口５６から吐出口５１に向かって流れる。
第２筒状部５４は、図２に示されるように、気体導入口５７に連通する第２流路５８を内部に画定するとともに、気体導入口５７における気体の導入方向（洗浄液の流れ方向に対して直交する方向）に沿って延在し、気体を第２流路５８に導入するための第２気体導入口５９が形成されている。
図２に示される実施形態では、第２筒状部５４は、吐出口５１の中心軸ＣＡの延在する方向に直交する方向に沿って長さ方向を有している。第２筒状部５４の長さ方向における一端は、第１筒状部５２の外周に一体的に接続されている。つまり、第１筒状部５２と第２筒状部５４は、一体的に形成されている。第２筒状部５４の長さ方向における他端に上述した第２気体導入口５９が開口している。気体導入ライン４２から第２気体導入口５９を介して第２流路５８内に送られた気体は、第２流路５８を通った後、気体導入口５７を介して第１流路５５内に送られる。第１流路５５内に送られた気体は、合流部６０において洗浄液と合流する。
絞り部５３は、図２に示されるように、合流部６０よりも洗浄液の流れ方向における上流側に設けられている。絞り部５３は、内部を洗浄液が流れるとともに、洗浄液の流れ方向における上流側および下流側に比べて、断面積が急激に縮小する縮流形成口６１が開口している。絞り部５３は、縮流形成口６１により洗浄液を縮流することで、絞り部５３よりも洗浄液の流れ方向における下流側に負圧領域６２を発生させるように構成される。噴射ノズル５は、負圧領域６２に生じる吸引力により、気体導入口５７から気体を吸引する。なお、上記吸引力のみでは第１流路５５に送られる気体の量が不足する場合には、第１流路５５に気体を送るための不図示のポンプを気体導入ライン４２に設け、該ポンプにより第１流路５５に送られる気体の量を増量してもよい。
図２に示される実施形態では、絞り部５３は、第１筒状部５２とは別体に構成されている。他の実施形態では、絞り部５３は、第１筒状部５２と一体的に形成されていてもよい。例えば、絞り部５３は、第１筒状部５２の第１流路５５を区画する内周面から突出して設けられていてもよい。
噴射ノズル５は、第１流路５５を流れる洗浄液によって、第１流路５５に送られた気体をせん断、微細化して混合流体ＭＦ（微細気泡を内部に含む洗浄液）を生成する。また、噴射ノズル５は、噴射ノズル５内で生成された混合流体ＭＦを吐出口５１から噴射するようになっている。吐出口５１から液だまり部２１Ｂに噴射された混合流体ＭＦは、後述する図３に示されるように、所定の噴流到達距離に達するまでは、吐出口５１の中心軸ＣＡの延在する方向に沿って流れる。この際、混合流体ＭＦは、吐出口５１から離れるにつれて徐々に幅が大きくなっている。所定の噴流到達距離まで達した混合流体ＭＦは、水平方向への運動量を失い、気泡の浮力に従い鉛直上方に流れる。
図３は、一実施形態における噴射ノズルの配置状態を説明するための説明図である。
図３に示されるように、上述した噴射ノズル５は、第１側壁２５に形成された挿通孔２５２に、吐出口５１（第１吐出口５１Ａ）が形成された第１筒状部５２の先端が、第１側壁２５の外側から挿通される第１噴射ノズル５Ａを含む。
上述したように、幾つかの実施形態にかかる排ガス脱硫装置１は、上述した液だまり部２１Ｂを含む吸収塔２と、上述した第１噴射ノズル５Ａを含む気液混合装置４と、を備える。第１噴射ノズル５Ａは、図３に示されるように、第１吐出口５１Ａの中心軸ＣＡが水平面に対して下方に傾斜するように配置されている。図３に示されるように、第１吐出口５１Ａの中心軸ＣＡを延長させた仮想線ＩＬと液だまり部２１Ｂの底面２１１との交点をＰと定義する。
第１噴射ノズル５Ａの第１吐出口５１Ａから液だまり部２１Ｂに噴射された混合流体ＭＦは、所定の噴流到達距離に達するまでは、第１吐出口５１Ａの中心軸ＣＡを延長させた仮想線ＩＬに沿って流れる。
第１噴射ノズル５Ａから噴射された混合流体ＭＦは、第１吐出口５１Ａから交点Ｐまでの長さが噴流到達距離よりも長い場合には、液だまり部２１Ｂの壁面に衝突せずに、水平方向への運動量を失うことがある。
また、液だまり部２１Ｂに貯留された洗浄液を散布装置２８により散布する場合において、噴射ノズル５から噴射される混合流体ＭＦによる洗浄液の酸化が不十分であると、散布装置２８により散布される洗浄液による排ガスからのＳＯｘの吸収効率が低下する虞がある。
幾つかの実施形態では、図３に示されるように、上述した第１噴射ノズル５Ａは、上述した仮想線ＩＬと液だまり部２１Ｂの底面２１１とが交点Ｐで交差するように配置されている。ここで、第１噴射ノズル５Ａから噴射された混合流体ＭＦに含まれる気体Ｇ（気泡）が第２側壁２６に開口する洗浄液抜出口２６２まで到達すると、液だまり部２１Ｂから洗浄液を抜き出すためのポンプ（洗浄液循環ポンプ７２）に気体Ｇ（気泡）が巻き込まれて、上記ポンプの性能が低下する虞がある。上記の構成によれば、上述した仮想線ＩＬは、液だまり部２１Ｂの底面２１１における交点Ｐの部分で交差するように延在する。つまり、仮想線ＩＬは、第２側壁２６に交差するように延在してはいない。このため、第１噴射ノズル５Ａから噴射されて仮想線ＩＬに沿って流れる混合流体ＭＦは、液だまり部２１Ｂの底面２１１を指向し、底面２１１に衝突した際に水平方向への運動量を失うので、混合流体ＭＦが第２側壁２６の洗浄液抜出口２６２に到達することを防止することができる。よって、上記の構成によれば、液だまり部２１Ｂから洗浄液を抜き出すためのポンプ（洗浄液循環ポンプ７２）に気体Ｇが巻き込まれて、上記ポンプの性能が低下することを防止することができる。
幾つかの実施形態では、図３に示されるように、上述した吸収塔２は、液だまり部２１Ｂ（内部空間２１）に配置される気泡抑制部材２９をさらに含む。気泡抑制部材２９は、図３に示されるように、上記第１方向に直交する方向に沿って延在するとともに、第１吐出口５１Ａから第２側壁２６までの距離の中間を示す中間線ＣＬよりも第２側壁２６側、且つ、第２側壁２６よりも第１側壁２５側に離れた位置に設けられる。気泡抑制部材２９は、複数の貫通孔が開口した板状に形成され、第１側壁２５側から第２側壁２６側に気泡が流れるのを抑制するようになっている。図示される実施形態では、第１方向における第１吐出口５１Ａから気泡抑制部材２９までの距離をＬ１とすると、距離Ｌ１は、０．７Ｌ≦Ｌ１≦０．９Ｌの条件を満たす。
上記の構成によれば、第２側壁２６から第１側壁２５側に離れた位置に設けられる気泡抑制部材２９により、第１噴射ノズル５Ａから噴射された混合流体ＭＦに含まれる気体Ｇ（気泡）が第２側壁２６に開口する洗浄液抜出口２６２に到達することを防止することができる。
図４は、噴射ノズルの設置角度毎に、潜水深さと、噴射ノズルの吐出口から噴流到達点までの水平距離と、の関係を示すグラフである。ここで、潜水深さＺは、図３に示されるように、液だまり部２１Ｂの底面２１１から噴射ノズル５の吐出口５１までの高さである。噴流到達点は、吐出口５１の中心軸ＣＡを延長させた仮想線ＩＬと、液だまり部２１Ｂの底面２１１を含む平面と、の交点Ｐである。また、噴射ノズル５の吐出口５１から噴流到達点（交点Ｐ）までの水平距離をＩとし、噴射ノズル５の設置角度、すなわち吐出口５１の中心軸ＣＡの水平面からの傾斜角度をθとする。
一般的な吸収塔２では、吐出口５１から第２側壁２６までの長さＬは、８ｍ以上２０ｍ以下の範囲内である。このため、図４では、上記長さＬの上下限の半分である４ｍ、１０ｍに参考のために太い実線を引いている。
図４に示されるように、噴射ノズル５の傾斜角度θを１０°以下にすると、上記水平距離Ｉが長くなる。上記水平距離Ｉが長すぎると、噴射ノズル５から噴射された混合流体ＭＦに含まれる気体Ｇ（気泡）が、噴射ノズル５の吐出口５１に対面する側壁（第２側壁２６）に開口する洗浄液抜出口２６２を通り、液だまり部２１Ｂから洗浄液を抜き出すためのポンプ（洗浄液循環ポンプ７２）に巻き込まれるリスクが大きくなる。
噴射ノズル５の傾斜角度θを３０°以上にすると、上記水平距離Ｉが短くなる。上記水平距離Ｉが短くなりすぎると、噴射ノズル５から噴射された混合流体ＭＦが早期に液だまり部２１Ｂの底面２１１に衝突するリスクが大きくなる。
幾つかの実施形態では、上述した第１噴射ノズル５Ａは、第１吐出口５１Ａの中心軸ＣＡの水平面からの傾斜角度をθとした際に、１０°＜θ＜３０°の条件を満たす。
本発明者らの鋭意検討の結果、第１噴射ノズル５Ａの傾斜角度θが１０°以下の場合には、第１噴射ノズル５Ａから噴射された混合流体ＭＦに含まれる気体Ｇ（気泡）が液だまり部２１Ｂから洗浄液を抜き出すためのポンプ（洗浄液循環ポンプ７２）に巻き込まれるリスクが大きくなることが分かった。また、第１噴射ノズル５Ａの傾斜角度θが３０°以上の場合には、第１噴射ノズル５Ａから噴射された混合流体ＭＦが早期に液だまり部２１Ｂの底面２１１に衝突するので、混合流体ＭＦの到達距離が短くなり、第１噴射ノズル５Ａから噴射される混合流体ＭＦにより酸化反応が促進される容積である酸化有効容積が減少することが分かった。
上記の構成によれば、第１噴射ノズル５Ａは、傾斜角度θが１０°＜θ＜３０°の条件を満たすので、上記酸化有効容積が本来発揮可能な酸化有効容積よりも小さくなることを防止することができ、且つ、液だまり部２１Ｂから洗浄液を抜き出すためのポンプ（洗浄液循環ポンプ７２）に気体Ｇ（気泡）が巻き込まれて、ポンプの性能が低下することを防止することができる。
図５は、図１に示す吸収塔の液だまり部と噴射ノズルを上方から視た状態を示す概略図である。幾つかの実施形態では、図５に示されるように、吸収塔２は、第３側壁３０と、第４側壁３１と、をさらに含む。つまり、吸収塔本体部２２の内部空間２１の平面形状は、第１側壁２５、第２側壁２６、第３側壁３０および第４側壁３１によって画定される矩形状に形成されている。第３側壁３０および第４側壁３１の夫々は、上面視において、第１側壁２５と第２側壁２６とが離隔する方向（第１方向）に沿って延在し、液だまり部２１Ｂを含む内部空間２１の一部を画定する。第４側壁３１は、上面視において、第３側壁３０に対面し、且つ、第３側壁から第１方向に直交する方向である第２方向に離れた位置に設けられている。
上述した第１噴射ノズル５Ａは、吸収塔本体部２２の第１側壁２５に複数取り付けられている。複数の第１噴射ノズル５Ａは、第２方向に互いに間隔を開けて配置されている。複数の第１噴射ノズル５Ａから噴射される混合流体ＭＦにより洗浄液の酸化反応が促進される領域を第１酸化有効領域ＥＡ１（酸化有効領域）とする。第１酸化有効領域ＥＡ１は、液だまり部２１Ｂを上面視した際に、第１方向における最大長さＬＥ１と、第２方向における最大幅ＷＥ１と、からなる領域である。
第１方向における最大長さＬＥ１は、第１噴射ノズル５Ａから噴射される混合流体ＭＦの噴流到達距離と同程度の長さであり、噴流到達距離と同じ長さとみなしてもよい。第２方向における最大幅ＷＥ１は、第１側壁２５に取り付けられる第１噴射ノズル５Ａの数により変動するものである。また、図示される実施形態では、第２方向における最大幅ＷＥ１は、第３側壁３０から第４側壁３１までの長さＷと同じ長さである。
図６は、他の一実施形態における吸収塔の液だまり部と噴射ノズルを上方から視た状態を示す概略図である。図６に示されるように、第１側壁２５から第２側壁２６までの長さＬ０が、第１酸化有効領域ＥＡ１の最大長さＬＥ１よりも長いと、第１酸化有効領域ＥＡ１よりも第２側壁２６側に、第１噴射ノズル５Ａから噴射される混合流体ＭＦにより酸化反応が促進されない領域である酸化無効領域ＩＡが形成される。酸化無効領域ＩＡが広いと、その分だけ液だまり部２１Ｂにおける酸化が不十分となる虞がある。
幾つかの実施形態では、上述した噴射ノズル５は、第３側壁３０に形成された挿通孔に、吐出口５１（第２吐出口５１Ｂ）が形成された第１筒状部５２の先端が挿通される少なくとも一つの第２噴射ノズル５Ｂと、第４側壁３１に形成された挿通孔に、吐出口５１（第３吐出口５１Ｃ）が形成された第１筒状部５２の先端が挿通される少なくとも一つの第３噴射ノズル５Ｃと、をさらに含む。
第２噴射ノズル５Ｂは、液だまり部２１Ｂ内に位置する第２吐出口５１Ｂから、混合流体ＭＦを液だまり部２１Ｂ内に噴射するように構成される。第２噴射ノズル５Ｂは、噴射した混合流体ＭＦが第２方向に沿って第４側壁３１側に流れるように指向されている。第３噴射ノズル５Ｃは、液だまり部２１Ｂ内に位置する第３吐出口５１Ｃから、混合流体ＭＦを液だまり部２１Ｂ内に噴射するように構成される。第３噴射ノズル５Ｃは、噴射した混合流体ＭＦが第２方向に沿って第３側壁３０側に流れるように指向されている。
図示される実施形態では、第２噴射ノズル５Ｂは、第３側壁３０の第１方向における気泡抑制部材２９よりも第１側壁２５側に複数取り付けられている。複数の第２噴射ノズル５Ｂは、第１方向に互いに間隔を開けて配置されている。また、第３噴射ノズル５Ｃは、第４側壁３１の第１方向における気泡抑制部材２９よりも第１側壁２５側に複数取り付けられている。複数の第３噴射ノズル５Ｃは、第１方向に互いに間隔を開けて配置されている。
複数の第２噴射ノズル５Ｂから噴射される混合流体ＭＦにより洗浄液の酸化反応が促進される領域を第２酸化有効領域ＥＡ２（酸化有効領域）とする。第２酸化有効領域ＥＡ２は、液だまり部２１Ｂを上面視した際に、第２方向における最大長さＷＥ２と、第１方向における最大幅ＬＥ２と、からなる領域である。複数の第３噴射ノズル５Ｃから噴射される混合流体ＭＦにより洗浄液の酸化反応が促進される領域を第３酸化有効領域ＥＡ３（酸化有効領域）とする。第３酸化有効領域ＥＡ３は、液だまり部２１Ｂを上面視した際に、第２方向における最大長さＷＥ３と、第１方向における最大幅ＬＥ３と、からなる領域である。
第２酸化有効領域ＥＡ２の最大長さＷＥ２、第３酸化有効領域ＥＡ３の最大長さＷＥ３の夫々は、第２噴射ノズル５Ｂ、第３噴射ノズル５Ｃの夫々から噴射される混合流体ＭＦの噴流到達距離と同程度の長さであり、噴流到達距離と同じ長さとみなしてもよい。第２酸化有効領域ＥＡ２の最大幅ＬＥ２、第３酸化有効領域ＥＡ３の最大幅ＬＥ３の夫々は、側壁（第３側壁３０、第４側壁３１）に取り付けられる噴射ノズル５の数により変動するものであるが、第１酸化有効領域ＥＡ１の最大長さＬＥ１との和が、第１方向における第１吐出口５１Ａから気泡抑制部材２９までの距離Ｌ１よりも短い。よって、混合流体ＭＦが第２側壁２６に到達しないようになっている。
上記の構成によれば、上述した気液混合装置４の噴射ノズル５は、上述した第２噴射ノズル５Ｂと、上述した第３噴射ノズル５Ｃと、をさらに含んでいる。このため、液だまり部２１Ｂにおける第１噴射ノズル５Ａから噴射される混合流体ＭＦにより酸化反応を促進できない領域（酸化無効領域ＩＡ）について、第２噴射ノズル５Ｂおよび第３噴射ノズル５Ｃの夫々から噴射される混合流体ＭＦにより酸化反応を促進することができる。つまり、上述した酸化無効領域ＩＡ内に第２酸化有効領域ＥＡ２および第３酸化有効領域ＥＡ３が形成されるので、混合流体ＭＦにより酸化反応を促進できない領域を小さくすることができる。よって、上記の構成によれば、液だまり部２１Ｂにおける混合流体ＭＦにより酸化反応を促進できない領域を少なくすることができるので、混合流体ＭＦによる酸化が不十分となることを防止することができる。
幾つかの実施形態では、図６に示されるように、上述した第２噴射ノズル５Ｂおよび第３噴射ノズル５Ｃの夫々は、第１側壁２５から所定距離Ｌ２以上離れた位置に配置される。所定距離Ｌ２は、第１酸化有効領域ＥＡ１の最大長さＬＥ１よりも長い。この場合には、第２噴射ノズル５Ｂおよび第３噴射ノズル５Ｃの夫々は、第１側壁２５から所定距離Ｌ２以上離れた位置に配置されるので、第２噴射ノズル５Ｂおよび第３噴射ノズル５Ｃの夫々から噴射された混合流体ＭＦが、第１噴射ノズル５Ａから噴射された混合流体ＭＦの流れを阻害することを防止することができる。また、第１噴射ノズル５Ａから噴射された混合流体ＭＦの流れを阻害することを防止することで、第１噴射ノズル５Ａから噴射される混合流体ＭＦにより酸化反応が促進される容積である酸化有効容積が小さくなることを防止することができる。
幾つかの実施形態では、図６に示されるように、上述した第２噴射ノズル５Ｂおよび第３噴射ノズル５Ｃの夫々は、第２側壁２６から所定距離Ｌ３以上離れた位置に配置される。所定距離Ｌ３は、第２側壁２６から気泡抑制部材２９までの長さよりも長い。この場合には、第２噴射ノズル５Ｂおよび第３噴射ノズル５Ｃの夫々は、第２側壁２６から所定距離Ｌ３以上離れた位置に配置されるので、第２噴射ノズル５Ｂおよび第３噴射ノズル５Ｃの夫々から噴射された混合流体ＭＦが、第２側壁２６の洗浄液抜出口２６２に到達することを防止することができる。よって、上記の構成によれば、液だまり部２１Ｂから洗浄液を抜き出すためのポンプ（洗浄液循環ポンプ７２）に気体Ｇ（気泡）が巻き込まれて、ポンプの性能が低下することを防止することができる。
図７は、図６に示す噴射ノズルの夫々の配置状態を説明するための説明図である。
幾つかの実施形態では、図７に示されるように、上述した第２噴射ノズル５Ｂおよび第３噴射ノズル５Ｃの夫々は、上述した第１噴射ノズル５Ａとは異なる高さ位置に配置されている。図示される実施形態では、第２噴射ノズル５Ｂおよび第３噴射ノズル５Ｃの夫々は、第１噴射ノズル５Ａよりも低い位置に配置されている。つまり、第２噴射ノズル５Ｂの潜水深さＺ２、第３噴射ノズル５Ｃの潜水深さＺ３の夫々は、第１噴射ノズル５Ａの潜水深さＺ１よりも短い。この場合には、第２噴射ノズル５Ｂの傾斜角度θ２、第３噴射ノズル５Ｃの傾斜角度θ３の夫々を、第１噴射ノズル５Ａの傾斜角度θ１よりも小さくしてもよい。
第２噴射ノズル５Ｂおよび第３噴射ノズル５Ｃの夫々は、上面視において、第１噴射ノズル５Ａが混合流体ＭＦを噴射する第１方向に交差する第２方向に沿って混合流体ＭＦを噴射するようになっている。仮に第２噴射ノズル５Ｂおよび第３噴射ノズル５Ｃの夫々が、第１噴射ノズル５Ａと同じ高さ位置に配置されると、第２噴射ノズル５Ｂおよび第３噴射ノズル５Ｃの夫々から噴射された混合流体ＭＦが、第１噴射ノズル５Ａから噴射された混合流体ＭＦの流れを阻害する虞がある。
上記の構成によれば、第２噴射ノズル５Ｂおよび第３噴射ノズル５Ｃの夫々は、第１噴射ノズル５Ａとは異なる高さ位置に配置されるので、第２噴射ノズル５Ｂおよび第３噴射ノズル５Ｃの夫々から噴射された混合流体ＭＦが、第１噴射ノズル５Ａから噴射された混合流体ＭＦの流れを阻害することを防止することができる。また、第１噴射ノズル５Ａから噴射された混合流体ＭＦの流れを阻害することを防止することで、酸化有効容積が小さくなることを防止することができる。
図７に示される実施形態では、第２噴射ノズル５Ｂおよび第３噴射ノズル５Ｃの夫々は、第１噴射ノズル５Ａよりも低い位置に配置されているが、他の実施形態では、第２噴射ノズル５Ｂおよび第３噴射ノズル５Ｃの夫々を第１噴射ノズル５Ａよりも高い位置に配置してもよい。すなわち、第２噴射ノズル５Ｂの潜水深さＺ２、第３噴射ノズル５Ｃの潜水深さＺ３の夫々を、第１噴射ノズル５Ａの潜水深さＺ１よりも長くしてもよい。この場合には、第２噴射ノズル５Ｂの傾斜角度θ２、第３噴射ノズル５Ｃの傾斜角度θ３の夫々を、第１噴射ノズル５Ａの傾斜角度θ１よりも大きくしてもよい。
図８は、吸収塔における噴射ノズルが固定される部分近傍を概略的に示す部分断面図である。以下、図８に基づいて、噴射ノズル５の取付方法を説明する。第１噴射ノズル５Ａの取付方法を例に挙げて説明するが、第２噴射ノズル５Ｂや第３噴射ノズル５Ｃの取付方法も第１噴射ノズル５Ａの取付方法と同様である。
まず、第１側壁２５を貫通するように形成された挿通孔２５２に、第１噴射ノズル５Ａの吐出口５１（第１吐出口５１Ａ）が形成された第１筒状部５２の先端を挿通する。
第１噴射ノズル５Ａは、図８に示されるように、第１筒状部５２と、吐出口側締結部６３（第１締結部）と、を含む。第１筒状部５２は、第１吐出口５１Ａの中心軸ＣＡに沿って延在しており、延在方向における一端に第１吐出口５１Ａが形成されている。吐出口側締結部６３は、第１筒状部５２の、第２筒状部５４との接続部や合流部６０よりも洗浄液の流れ方向における下流側であって、第１吐出口５１Ａより上流側の外周に設けられている。吐出口側締結部６３は、第１筒状部５２の上記外周から第１吐出口５１Ａの中心軸ＣＡに直交する方向に沿って突出して設けられている。
吸収塔２は、図８に示されるように、筒状突出部３２と、噴射ノズル用締結部３３（第２締結部）と、を含む。筒状突出部３２は、図８に示されるように、第１吐出口５１Ａの中心軸ＣＡの水平面からの傾斜角度をθとした際に、水平面から角度θだけ傾斜した方向に沿って、第１側壁２５の挿通孔２５２の周縁部から外側に突出して設けられている。噴射ノズル用締結部３３は、筒状突出部３２の先端から筒状突出部３２の延在する方向に直交する方向に沿って突出して設けられている。
次に、第１側壁２５に第１噴射ノズル５Ａを固定する。第１噴射ノズル５Ａの吐出口側締結部６３は、吸収塔２の噴射ノズル用締結部３３に締結装置６６（６６Ａ）により固定される。図示される実施形態では、締結装置６６Ａは、ボルト６７（６７Ａ）と、ナット６８（６８Ａ）と、を含む。
ボルト６７（６７Ａ）は、少なくとも外周面の一部にねじ部が形成された軸部６７１と、軸部６７１の基端部において軸部６７１よりも大径に形成された頭部６７２と、を備える。吐出口側締結部６３と噴射ノズル用締結部３３には、筒状突出部３２の延在する方向に沿ってボルト６７Ａの軸部６７１が挿通可能な貫通孔６３１、３３１が形成されている。ボルト６７Ａは、筒状突出部３２の延在する方向における一方側から、吐出口側締結部６３および噴射ノズル用締結部３３に形成された貫通孔６３１、３３１に軸部６７１が挿通され、筒状突出部３２の延在する方向における他方側に挿通した軸部６７１の先端が、ナット６８Ａに螺合することで、第１側壁２５に第１噴射ノズル５Ａを固定する。
第１側壁２５に第１噴射ノズル５Ａを固定した後に、第１噴射ノズル５Ａに気体導入ライン４２を接続する。図示される実施形態では、第１噴射ノズル５Ａは、図８に示されるように、第２筒状部５４の、第２気体導入口５９が形成された端部の外周から突出して設けられる気体導入側締結部６４をさらに含む。気体導入ライン４２は、第２筒状部５４の延在する方向に沿って延在する気体導入管４７を含む。気体導入管４７は、第２気体導入口５９に連通する開口が形成された端部の外周から突出して設けられる気体下流側締結部４８を備える。気体導入管４７の気体下流側締結部４８は、第１噴射ノズル５Ａの気体導入側締結部６４に締結装置６６（６６Ｂ）により固定される。
図示される実施形態では、締結装置６６Ｂは、ボルト６７Ａと同様の構成を備えるボルト６７Ｂと、ナット６８Ａと同様の構成を備えるナット６８Ｂと、を含む。ボルト６７Ｂは、気体導入側締結部６４および気体下流側締結部４８に形成された貫通孔６４１、４８１に挿通された軸部６７１の先端にナット６８Ｂが螺合することで、第１噴射ノズル５Ａの第２筒状部５４に気体導入管４７を固定する。
第１側壁２５に第１噴射ノズル５Ａを固定した後に、第１噴射ノズル５Ａに洗浄液導入ライン４１を接続する。洗浄液導入ライン４１と第１噴射ノズル５Ａとの接続は、気体導入ライン４２と第１噴射ノズル５Ａとの接続と同時に行ってもよいし、気体導入ライン４２と第１噴射ノズル５Ａとの接続よりも前や後に行ってもよい。
第１噴射ノズル５Ａは、図３に示されるように、第１筒状部５２の、洗浄液導入口５６が形成された端部の外周から突出して設けられる洗浄液導入側締結部６５をさらに含む。洗浄液導入ライン４１は、第１筒状部５２の延在する方向に沿って延在する洗浄液導入管４５を含む。洗浄液導入管４５は、図３に示されるように、洗浄液導入口５６との間に絞り部５３を挟んで連通する開口４５１が形成された端部の外周から突出して設けられる洗浄液下流側締結部４６を備える。図８に示されるように、洗浄液導入管４５の洗浄液下流側締結部４６は、第１噴射ノズル５Ａの洗浄液導入側締結部６５に締結装置６６Ｃにより固定される。
図示される実施形態では、締結装置６６Ｃは、ボルト６７Ａと同様の構成を備えるボルト６７Ｃと、ナット６８Ａと同様の構成を備えるナット６８Ｃと、を含む。ボルト６７Ｃは、洗浄液導入側締結部６５および洗浄液下流側締結部４６に形成された貫通孔６５１、４６１に挿通された軸部６７１の先端にナット６８Ｃが螺合することで、第１筒状部５２と洗浄液導入管４５との間に絞り部５３を挟んだ状態で、第１噴射ノズル５Ａの第１筒状部５２に洗浄液導入管４５を固定する。
上述したように、幾つかの実施形態では、上述した第１噴射ノズル５Ａは、上述した第１筒状部５２と、上述した吐出口側締結部６３（第１締結部）と、を含む。そして、上述した吸収塔２は、上述した筒状突出部３２と、上述した噴射ノズル用締結部３３（第２締結部）と、を含む。
上記の構成によれば、第１噴射ノズル５Ａは、吸収塔２の第１側壁２５に形成された挿通孔２５２に第１筒状部５２の第１吐出口５１Ａを含む先端を挿通した状態で、吐出口側締結部６３が吸収塔２の噴射ノズル用締結部３３に締結装置６６（６６Ａ）により固定される。ここで、第１筒状部５２は、第１吐出口５１Ａの中心軸ＣＡに沿って延在している。吸収塔２の筒状突出部３２は、第１吐出口５１Ａの中心軸ＣＡの水平面からの傾斜角度θと同じ角度だけ水平面から傾斜した方向に沿って延在している。つまり、吸収塔２の筒状突出部３２は、第１噴射ノズル５Ａが設置された際の第１吐出口５１Ａの中心軸ＣＡと同じ方向に沿って延在する。第１噴射ノズル５Ａは、第１筒状部５２の延在する方向に直交する方向に沿って延在する吐出口側締結部６３と、筒状突出部３２の延在する方向に直交する方向に沿って延在する噴射ノズル用締結部３３と、を締結装置６６（６６Ａ）により固定することで、第１吐出口５１Ａの中心軸ＣＡの水平面からの傾斜角度θをそのまま設置角度とすることができる。よって、上記の構成によれば、第１噴射ノズル５Ａの設置角度の調整作業をなくし、第１噴射ノズル５Ａの取付け作業を容易にすることができる。
また、締結装置６６（６６Ａ）による吐出口側締結部６３と噴射ノズル用締結部３３との固定を解除すれば、ただちに、第１噴射ノズル５Ａを、吸収塔２の挿通孔２５２から取り外すことができるため、第１噴射ノズル５Ａの点検、補修・交換作業などを容易に行うことができる。
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
例えば、上述した幾つかの実施形態では、排ガス排出部２４は、第１方向において、吸収塔本体部２２を挟んで排ガス導入部２３とは反対側に設けられていたが、排ガス導入部２３と同じ側に設けられていてもよい。また、排ガス排出部２４は、上面視において第１方向に直交する第２方向において、吸収塔本体部２２に隣接するように設けられていてもよい。
１ 排ガス脱硫装置
２ 吸収塔
２１ 内部空間
２１Ａ 気液接触部
２１Ｂ 液だまり部
２１Ｃ 下方側内部空間
２１Ｄ 上方側内部空間
２１１ 底面
２２ 吸収塔本体部
２２１ 底面
２３ 排ガス導入部
２４ 排ガス排出部
２５ 第１側壁
２５１ 排ガス導入口
２５２ 挿通孔
２６ 第２側壁
２６１ 排ガス排出口
２６２ 洗浄液抜出口
２７ ミストエリミネータ
２８ 散布装置
２８１ 散水管
２８２ 散水ノズル
２９ 気泡抑制部材
３０ 第３側壁
３１ 第４側壁
３２ 筒状突出部
３３ 噴射ノズル用締結部（第２締結部）
３３１ 貫通孔
４ 気液混合装置
４１ 洗浄液導入ライン
４２ 気体導入ライン
４４ 分岐部
４５ 洗浄液導入管
４６ 洗浄液下流側締結部
４７ 気体導入管
４８ 気体下流側締結部
４８１ 貫通孔
５ 噴射ノズル
５Ａ 第１噴射ノズル
５Ｂ 第２噴射ノズル
５Ｃ 第３噴射ノズル
５１ 吐出口
５２ 第１筒状部
５３ 絞り部
５４ 第２筒状部
５５ 第１流路
５６ 洗浄液導入口
５７ 気体導入口
５８ 第２流路
５９ 第２気体導入口
６０ 合流部
６１ 縮流形成口
６２ 負圧領域
６３ 吐出口側締結部（第１締結部）
６３１ 貫通孔
６４ 気体導入側締結部
６４１ 貫通孔
６５ 洗浄液導入側締結部
６６，６６Ａ〜６６Ｃ 締結装置
６７１ 軸部
６７２ 頭部
６７Ａ〜６７Ｃ ボルト
６８Ａ〜６８Ｃ ナット
７ 洗浄液循環ライン
７１ 配管
７２ 洗浄液循環ポンプ
７３ 分岐部
８ 洗浄液供給ライン
８１ 洗浄液貯留タンク
８２ 配管
９ 洗浄液排出ライン
９１ 装置
ＣＡ 中心軸
ＣＬ 中間線
ＥＡ１ 第１酸化有効領域
ＥＡ２ 第２酸化有効領域
ＥＡ３ 第３酸化有効領域
Ｇ 気体
Ｉ 水平距離
ＩＡ 酸化無効領域
ＩＬ 仮想線
ＭＦ 混合流体
Ｐ 交点

Claims (7)

  1. 燃焼装置から排出される排ガスを脱硫するための排ガス脱硫装置であって、
    内部に導入される前記排ガスに洗浄液を気液接触させるように構成される吸収塔であって、前記吸収塔の第１側壁および前記第１側壁に対面する第２側壁により少なくとも一部が画定される、前記洗浄液が貯留される液だまり部を内部に含む吸収塔と、
    前記第１側壁に形成された挿通孔に先端が挿通される第１噴射ノズルであって、前記第１噴射ノズルの吐出口である第１吐出口から酸素を含む気体と前記洗浄液との混合流体を前記液だまり部に噴射するように構成される第１噴射ノズル、前記第１噴射ノズルに前記洗浄液を導入するための洗浄液導入管、及び前記第１噴射ノズルと前記洗浄液導入管との間に設けられる絞り部、を含む気液混合装置と、を備え、
    前記第１噴射ノズルは、
    前記第１吐出口の中心軸に沿って延在し、且つ、一端側に前記第１吐出口が形成され、他端側に前記洗浄液導入管と接続される洗浄液導入口が形成された、単一部材として構成される筒状部と、
    前記筒状部の外周から前記第１吐出口の前記中心軸に直交する方向に沿って突出して設けられる第１締結部と、を含み、
    前記吸収塔は、
    前記第１吐出口の前記中心軸の水平面からの傾斜角度をθとしたとき、水平面からの角度θだけ傾斜した方向に沿って、前記第１側壁に形成された前記挿通孔の周縁部から外側に突出して設けられる筒状突出部と、
    前記筒状突出部の先端から前記筒状突出部の延在する方向に直交する方向に沿って突出して設けられ、前記第１締結部に締結装置により固定されるように構成される第２締結部と、をさらに含む
    排ガス脱硫装置。
  2. 前記第１噴射ノズルは、前記第１吐出口の前記中心軸の水平面からの傾斜角度をθとした際に、１０°＜θ＜３０°の条件を満たす
    請求項１に記載の排ガス脱硫装置。
  3. 燃焼装置から排出される排ガスを脱硫するための排ガス脱硫装置であって、
    内部に導入される前記排ガスに洗浄液を気液接触させるように構成される吸収塔であって、前記吸収塔の第１側壁および前記第１側壁に対面する第２側壁により少なくとも一部が画定される、前記洗浄液が貯留される液だまり部を内部に含む吸収塔と、
    前記第１側壁に形成された挿通孔に先端が挿通される第１噴射ノズルであって、前記第１噴射ノズルの吐出口である第１吐出口から酸素を含む気体と前記洗浄液との混合流体を前記液だまり部に噴射するように構成される第１噴射ノズル、を含む気液混合装置と、を備え、
    前記第１噴射ノズルは、
    前記第１吐出口の中心軸に沿って延在し、且つ、前記第１吐出口が形成された筒状部と、
    前記筒状部の外周から前記第１吐出口の前記中心軸に直交する方向に沿って突出して設けられる第１締結部と、を含み、
    前記吸収塔は、
    前記第１吐出口の前記中心軸の水平面からの傾斜角度をθとしたとき、水平面からの角度θだけ傾斜した方向に沿って、前記第１側壁に形成された前記挿通孔の周縁部から外側に突出して設けられる筒状突出部と、
    前記筒状突出部の先端から前記筒状突出部の延在する方向に直交する方向に沿って突出して設けられ、前記第１締結部に締結装置により固定されるように構成される第２締結部と、をさらに含み、
    前記吸収塔は、
    前記第１側壁と前記第２側壁とが離隔する方向に沿って延在し、且つ、前記液だまり部の一部を画定する第３側壁と、
    前記第３側壁に対面するとともに、前記第１側壁と前記第２側壁とが離隔する方向に沿って延在し、且つ、前記液だまり部の一部を画定する第４側壁と、をさらに含み、
    前記気液混合装置は、
    前記第３側壁に形成された挿通孔に先端が挿通される第２噴射ノズルであって、前記第２噴射ノズルの吐出口である第２吐出口から前記混合流体を前記液だまり部に噴射するように構成される第２噴射ノズルと、
    前記第４側壁に形成された挿通孔に先端が挿通される第３噴射ノズルであって、前記第３噴射ノズルの吐出口である第３吐出口から前記混合流体を前記液だまり部に噴射するように構成される第３噴射ノズルと、をさらに含む
    排ガス脱硫装置。
  4. 前記第１噴射ノズルは、前記第１吐出口の前記中心軸の水平面からの傾斜角度をθとした際に、１０°＜θ＜３０°の条件を満たす
    請求項３に記載の排ガス脱硫装置。
  5. 前記第２噴射ノズルおよび前記第３噴射ノズルの夫々は、前記第１噴射ノズルとは異なる高さ位置に配置される
    請求項３又は４に記載の排ガス脱硫装置。
  6. 前記第２噴射ノズルおよび前記第３噴射ノズルの夫々は、前記第１側壁から所定距離以上離れた位置に配置される
    請求項３乃至５の何れか１項に記載の排ガス脱硫装置。
  7. 前記第２噴射ノズルおよび前記第３噴射ノズルの夫々は、前記第２側壁から所定距離以上離れた位置に配置される
    請求項３乃至６の何れか１項に記載の排ガス脱硫装置。
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