JP6679548B2 - 脱硫装置 - Google Patents

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Description

本発明は、吸収塔とスプレイパイプとを備えた脱硫装置に関するものである。
発電所等に設置されるボイラ等の排ガス系統には、排ガスから硫黄酸化物を除去する脱硫装置が設けられる。これにより、大気に排出される排ガスに含まれる硫黄酸化物を低減できる。特許文献１および特許文献２には、水平に設置されるスプレイパイプ（枝管、ヘッダ）に設けられた複数のノズルから吸収液を上方へ吐出し、燃焼排ガスと吸収液の間の化学反応で燃焼排ガス中の硫黄酸化物を除去する液柱式の脱硫装置が開示されている。
液柱式の脱硫装置において、スプレイパイプには、吸収液を上方に吐出するのに伴って下方へ向けた反力が加わる。また、スプレイパイプには、上方に吐出した吸収液が落下してスプレイパイプに接触する際にも下方へ向けた衝撃力が加わる。そのため、かかる反力や衝撃力を受けたとしても、破損に至らないように、スプレイパイプを吸収塔内に設置する必要がある。また、液柱式の脱硫装置において、吸収液を効果的に排ガスと気液接触させるためには、吸収液をスプレイパイプのノズルから鉛直方向に沿って吐出する必要がある。特に、液柱高さが高い場合には、液頭が傾くと、ガス抵抗に分布が生じて脱硫性能に影響が出ることとなる。例えば液高さ１３ｍで吐出角度が鉛直方向から０．５°ずれた場合、液頭は０．１ｍ横方向にずれることとなる。そのため、スプレイパイプを、排ガスの通路となる吸収塔の内部に、正確に設置する必要がある。
特開平９−２２５２５６号公報 米国特許第６６１３１３３号明細書
特許文献１には、吸収剤スラリ供給管４の噴霧用枝管５が吸収塔２を貫通する図が示されている。噴霧用枝管５が貫通する吸収塔２の開口穴から外部への吸収剤や排ガスの漏れを防止するためには、開口穴と噴霧用枝管５とを溶接により接合し、あるいは開口穴と噴霧用枝管５との間にコーキング材を充填する必要がある。
また、特許文献２には、枝管（ヘッダ）１４，１５がシェル１２を貫通する図が示されている。特許文献２においては、枝管１４,１５が貫通するシェル１２の開口穴に貫通ポート１８,１９を設けることにより、開口穴と枝管１４,１５との間の隙間を無くしている。
しかしながら、特許文献１および特許文献２のように、吸収塔とスプレイパイプとを開口穴の部分で溶接やコーキング材等で固定してしまうと、交換や点検のために枝管（スプレイパイプ）を吸収塔から取り外すことが困難となる。そのため、スプレイパイプの一部に損傷や詰まり等の不具合が生じた場合に、その不具合を解消するための作業工程が煩雑となり作業時間も長くなってしまう。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、スプレイパイプの一部に損傷や詰まり等の不具合が生じた場合に、スプレイパイプの交換や点検を容易に行うことが可能な脱硫装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明の一態様にかかる脱硫装置は、排ガスの通路となる吸収塔と、前記吸収塔の内部に配置されるスプレイパイプと、を備え、前記スプレイパイプが、水平方向に沿って延びるとともに先端部が閉塞された筒状のパイプ部と、前記パイプ部の鉛直方向の上部の複数箇所に配置されて前記パイプ部を水平方向に流通する吸収液を鉛直方向の上方へ導く複数のノズル部と、前記パイプ部に取り付けられる第１フランジ部と、を備え、前記吸収塔が、側方に向けて開口する開口穴と、該開口穴の周囲に配置される第２フランジ部と、を備え、前記第１フランジ部と前記第２フランジ部とが、着脱可能に取り付けられている。
本発明の一態様にかかる脱硫装置によれば、吸収塔の内部に配置されるスプレイパイプの第１フランジ部と、吸収塔が有する開口穴の周囲に配置される第２フランジ部とが、着脱可能に取り付けられている。交換や点検のためにスプレイパイプを吸収塔から容易に取り外すことができるため、スプレイパイプの一部に損傷や詰まり等の不具合が生じた場合に、スプレイパイプの交換や点検を容易に行うことが可能となる。
本発明の一態様にかかる脱硫装置は、所定数の前記スプレイパイプを備え、前記吸収塔が、前記所定数の前記開口穴と、前記所定数の前記第２フランジ部と、を備え、前記所定数の前記第２フランジ部のそれぞれに、前記所定数の前記第１フランジ部が一対一で取り付けられているものであってよい。
このようにすることで、所定数のスプレイパイプのうち交換や点検が必要なスプレイパイプのみを、吸収塔から取り外すことができる。そのため、吸収塔の１つの開口穴に複数のスプレイパイプが取り付けられている場合に比べ、スプレイパイプの交換や点検を容易に行うことができる。また、吸収塔の開口穴とスプレイパイプが一対一で対応しているため、スプレイパイプを吸収塔に設置する際の設置作業を容易かつ正確に行うことができる。
本発明の一態様にかかる脱硫装置は、前記パイプ部の軸線が水平方向に沿って延び、前記軸線の鉛直方向の位置が、前記開口穴の鉛直方向の中心位置よりも低く配置されてもよい。
このようにすることで、パイプ部を開口穴に設置する際にパイプ部の上方に十分な空間が確保されるため、パイプ部の設置作業を容易に行うことができる。また、パイプ部を開口穴に挿入した後にパイプ部を重力に沿って下方に移動させながら設置作業を行うことができるため、パイプ部の設置作業が容易になるとともに設置精度も向上する。
本発明の一態様にかかる脱硫装置において、前記パイプ部は、下端部が前記開口穴に接触しない状態で配置されてもよい。
このようにすることで、パイプ部と開口穴が接触することによる不具合を防止することができる。
本発明の一態様にかかる脱硫装置において、前記スプレイパイプが、前記パイプ部の鉛直方向の下部に取り付けられた脚部を備え、前記脚部の鉛直方向の下端の位置が、前記開口穴の鉛直方向の下端の位置よりも低く配置されてもよい。
このようにすることで、吸収塔の開口穴を通過させる際に開口穴の上方へ引き上げられた脚部を、重力に沿って下方に移動させながら設置作業を行うことができる。そのため、スプレイパイプの脚部を吸収塔に設けられた支持部に設置する際の設置作業を容易かつ正確に行うことができる。
本発明の一態様にかかる脱硫装置において、前記開口穴は矩形である構成としてもよい。また、上記構成において、前記第１フランジ部と前記第２フランジ部の形状は矩形であってもよい。
開口穴を矩形とすると、鉛直方向、水平方向ともに、広い範囲でスプレイパイプの位置を変化、調整できる。また、フランジの形状も同じく矩形とすることで、開口穴の周囲に、第１フランジ部と前記第２フランジ部を締結するための締結部を効率的に配置できる。
本発明の一態様にかかる脱硫装置においては、前記ノズル部が、前記パイプ部を水平方向に流通する吸収液を鉛直方向の上方へ導くノズルホルダと、前記ノズルホルダに着脱可能に取り付けられ、吸収液を鉛直方向の上方に吐出するスプレイノズルと、を備え、前記吸収塔に設置されて前記スプレイパイプを支持するとともに支持面としての第２面を有する支持部を備え、前記スプレイパイプが、前記脚部が有する第１面を前記第２面に対向させた状態で前記支持部に支持されており、鉛直方向において、前記開口穴の下端部から上端部までの高さが前記脚部の前記第１面から前記ノズルホルダの上端部までの高さよりも高い構成であってよい。
本構成の脱硫装置においては、複数のノズルホルダのそれぞれにスプレイノズルを取り付けない状態でスプレイパイプを吸収塔へ挿入する際に、スプレイパイプの鉛直方向の高さは、脚部の第１面からノズルホルダの上端部までの高さとなる。そして、開口穴の下端部から上端部までの高さが、スプレイパイプの鉛直方向の高さよりも高い。そのため、脚部を有するスプレイパイプを、開口穴を介して吸収塔の外部から内部へ挿入することができる。また、スプレイパイプを吸収塔の内部へ設置した後に、複数のノズルホルダのそれぞれにスプレイノズルを取り付けることにより、スプレイパイプから吸収液を吐出可能な状態とすることができる。
本発明の一態様にかかる脱硫装置において、前記吸収塔を側方からみた場合、前記第１フランジ部および前記第２フランジ部は、鉛直方向の上端および下端を通過する水平線と水平方向の左端および右端が通過する鉛直線とが交わる４箇所の角部が切り欠かれた形状となる構成でもよい。
本構成の脱硫装置によれば、吸収塔を側方からみた場合に、第１フランジ部および第２フランジ部の形状が４箇所の角部が切り欠かれた形状である。そのため、４箇所の角部が切り欠かれていない場合に比べ、作業者の作業スペースが十分に確保され、スプレイパイプの設置作業が容易となる。
本発明の一態様にかかる脱硫装置において、前記吸収塔の側方から前記開口部をみた場合、前記第１フランジ部の水平方向の左端および右端の中点の位置と、前記パイプ部の中心位置とが、水平方向に離間していてもよい。
このようにすることで、開口部の近傍に障害物が存在する場合であっても、第１フランジ部に対するパイプ部の設置位置を水平方向に離間させ、障害物を回避した状態でスプレイパイプを吸収塔に設置することができる。そのため、吸収塔に設置される開口部の位置を変更して障害物を回避する場合に比べ、容易に障害物を回避することができる。
本発明によれば、スプレイパイプの一部に損傷や詰まり等の不具合が生じた場合に、スプレイパイプの交換や点検を容易に行うことが可能な脱硫装置を提供することができる。
本発明の一実施形態の脱硫装置の概略構成を示す縦断面図である。 図１に示す脱硫装置のスプレイパイプ部分の側面図である。 図２に示すスプレイパイプを上方からみた平面図である。 図２に示す脱硫装置のスプレイパイプ部分のI-I矢視図である。 図２に示すノズル部の部分拡大図である。 図４に示す脱硫装置のスプレイパイプ部分のII-II矢視図である。 図６に示す脱硫装置のスプレイパイプ部分のIII-III矢視図である。 図４に示す脱硫装置のスプレイパイプ部分のIV-IV矢視図である。 図８に示す脱硫装置のスプレイパイプ部分のV-V矢視図である。 図９に示す脚部のVI-VI矢視断面図である。 図９に示す板状部材のVI-VI矢視図である。 図４に示す脱硫装置のスプレイパイプの取付フランジ部分の部分拡大図である。 吸収塔の内部にスプレイパイプを設置する設置方法を示すフローチャートである。 スプレイパイプを開口部から挿入する工程を示す部分拡大図である。 吸収塔の側方から脱硫装置をみた図である。 吸収塔の側方から脱硫装置をみた図である。 図１に示す吸収塔の側面図である。
以下に、本発明の一実施形態に係る脱硫装置１００について、図面を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態の脱硫装置１００は、吸収塔１０と、スプレイパイプ２０と、デミスタ３０と、循環ポンプ４０と、を備える。
吸収塔１０は、鉛直方向に延びるように形成されて排ガスの通路となる筒状のケーシングである。吸収塔１０は、側面に形成された排ガス導入部１１から導入された硫黄酸化物を含む排ガスを鉛直方向の上方へ導く。また、吸収塔１０は、硫黄酸化物が除去された排ガスを鉛直方向の上方に形成された排ガス排出部１２から排出する。
スプレイパイプ２０は、吸収塔１０の内部に水平方向に沿って配置される筒状部材である。図１に示すように、スプレイパイプ２０は、吸収液を鉛直方向の上方に向けて吐出することにより、排ガス導入部１１から導入された排ガスと吸収液を気液接触させる。ここで、吸収液は、石灰を含む液体であり、石灰石膏法によって、排ガスに含まれる硫黄酸化物が除去される。スプレイパイプ２０から鉛直方向の上方に向けて吐出された吸収液は、落下して、吸収塔１０の底部１３に溜まる。底部１３に溜まった吸収液は、循環ポンプ４０によってスプレイパイプ２０へ供給される。
デミスタ３０は、例えば折れ板型デミスタであり、吸収塔１０の内部で発生した吸収液のミストを物理的衝突によって除去するものである。
次に、本実施形態の脱硫装置１００が備えるスプレイパイプ２０およびその周辺部分の構造について詳細に説明する。
図２は、図１に示す脱硫装置１００のスプレイパイプ２０部分の側面図である。
図２に示すように、脱硫装置１００には、複数のスプレイパイプ２０が吸収塔１０の外部から吸収塔１０の内部へ挿入されている。脱硫装置１００には、鉛直方向の所定位置に配置される５本のスプレイパイプ２０が水平方向に等間隔で配置されている。なお、脱硫装置１００が備えるスプレイパイプ２０の本数は吸収塔１０の大きさ等により５本以外の任意の本数としてもよい。また、スプレイパイプ２０は、鉛直方向の異なる位置にそれぞれ複数本ずつ複数段で配置されていてもよい。
図２に示すように、スプレイパイプ２０には、取付フランジ（第１フランジ部）２４と供給口２５とが設けられている。取付フランジ２４は、スプレイパイプ２０を吸収塔１０に設けられた開口部１４（図４参照）に取り付けるための部材である。取付フランジ２４は、複数の締結具（図示略）によって吸収塔１０の開口部１４の開口穴１４ｅの周囲に配置された取付フランジ（第２フランジ部）（図１２、図１７参照）に取り付けられる。
吸収塔１０の側面には、作業者が通り抜けるためのマンホール１５が設けられている。マンホール１５は、吸収塔１０の外部から内部へ保守用の部品等を持ち込む場合や、吸収塔１０の内部から外部へ使用済みの部品等を運び出す場合にも利用可能である。
図３は、図２に示す５本のスプレイパイプ２０を上方からみた平面図である。図４は、図２に示す脱硫装置１００のスプレイパイプ２０部分のI-I矢視図である。
図３および図４に示すように、スプレイパイプ２０は、パイプ部２１と、複数のノズル部２２（ノズルホルダ２２ｂ）と、複数の脚部２３と、を有する。
パイプ部２１は、水平方向の軸線Ｘ１に沿って基端部２１ｂから先端部２１ａまで直線状に延びるとともに先端部２１ａが閉塞された円筒状の部材である。パイプ部２１の基端部２１ｂには、循環ポンプ４０から吸収液が供給される供給口２５が設けられており、供給口２５の周囲には、吸収液供給管４１（図１参照）を接続するためのフランジ２６が形成されている。
パイプ部２１の先端部２１ａが閉塞されているため、供給口２５からパイプ部２１の内部へ供給された吸収液は、複数のノズル部２２へ導かれる。パイプ部２１の軸線Ｘ１に沿った基端部２１ｂから先端部２１ａまでの長さは、３ｍ以上かつ１５ｍ以下となっている。また、パイプ部２１の外径は、２００ｍｍ以上かつ４００ｍｍ以下となっている。
複数のノズル部２２は、パイプ部２１の鉛直方向の上端部（上部）２１ｃの複数箇所に軸線Ｘ１に沿って等間隔に配置される部材である。ここで、図５は、図２に示すノズル部２２の部分拡大図である。図５に示すように、ノズル部２２は、スプレイノズル２２ａと、ノズルホルダ２２ｂと、ガスケット２２ｃと、を有する。
スプレイノズル２２ａは、パイプ部２１を軸線Ｘ１に沿って水平方向に流通する吸収液を軸線Ｘ２に沿って鉛直方向の上方へ導く部材である。スプレイノズル２２ａは、循環ポンプ４０から供給された吸収液を鉛直方向の上方に吐出し、吸収塔１０の内部で排ガスと吸収液とを気液接触させる。スプレイノズル２２ａは、ノズルホルダ２２ｂに着脱可能に取り付けられており、例えば、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）により形成されている。
ノズルホルダ２２ｂは、パイプ部２１の上端部２１ｃの複数箇所に配置され、鉛直方向の軸線Ｘ２に沿って円筒状に形成される部材である。ノズルホルダ２２ｂは、パイプ部２１を水平方向に流通する吸収液を鉛直方向の上方へ導く。ノズルホルダ２２ｂの内部には、スプレイノズル２２ａの下端側が挿入されている。ノズルホルダ２２ｂの上端には、フランジが形成されている。
また、スプレイノズル２２ａには、ノズルホルダ２２ｂのフランジと同形状のフランジが形成されている。図５に示すように、スプレイノズル２２ａのフランジとノズルホルダ２２ｂのフランジとは、円環状のガスケット２２ｃ（例えば、ブチルゴム製）を挟んだ状態で、複数の締結具（図示略）により締結されている。
複数の脚部２３は、図４に示すように、パイプ部２１の下端部（下部）２１ｄに取り付けられる部材である。脚部２３は、パイプ部２１の先端部２１ａを含む複数箇所に取り付けられている。複数の脚部２３は、パイプ部２１の荷重を吸収塔１０に設置されるパイプサポート（支持部）９１、支持梁（支持部）９２、および支持梁（支持部）９３に伝達する。パイプサポート９１、支持梁９２、および支持梁９３は、吸収塔１０に設置されてスプレイパイプ２０を支持する部材である。パイプ部２１に加えられる吸収液を吐出する際の反力や吸収液が落下して接触することによる衝撃力は、複数の脚部２３を介して吸収塔１０に伝達される。
図４に示すように、スプレイパイプ２０は、脚部２３がパイプサポート９１および支持梁９２,９３に支持された状態で、脚部２３の鉛直方向の下端の位置が開口部１４の開口穴１４ｅ（図１２参照）の鉛直方向の下端よりも低くなるように吸収塔１０に設置されている。
ここで、パイプ部２１の先端部２１ａに取り付けられる脚部２３について説明する。
図６は、図４に示す脱硫装置１００のスプレイパイプ２０部分のII-II矢視図である。図７は、図６に示す脱硫装置１００のスプレイパイプ２０部分のIII-III矢視図である。図６および図７に示す脚部２３は、パイプ部２１の先端部２１ａの下端部２１ｄに取り付けられるものである。図６に示すように、脚部２３の上端はパイプ部２１に取り付けられている。また、脚部２３は、その下端に、設置面（第１面）２３ａを有する。設置面２３ａは、水平面に沿った平坦な設置面であるが、他の態様であってもよい。例えば、設置面２３ａは、軸線Ｘ１に直交する断面の形状が多角形、あるいは円弧形であってもよい。
図７に示すように、吸収塔１０の内壁面には、金属材料等により形成されるパイプサポート９１が設置されている。パイプサポート９１は、その上端に、スプレイパイプ２０を支持する支持面（第２面）９１ａを有する。支持面９１ａは、水平面に沿った平坦な設置面であるが、他の態様であってもよい。例えば、支持面９１ａは、軸線Ｘ１に直交する断面の形状が多角形、あるいは円弧形であってもよい。支持面９１ａの上面は、支持面９１ａを腐食等から保護するために樹脂製のライニングで被膜されるようにしてもよい。
図６および図７に示すように、脚部２３の下端の設置面２３ａとパイプサポート９１の上端の支持面９１ａとの間には、シムプレート（shim plate；板状部材）９９が配置されている。
図６および図７に示すように、脚部２３は、設置面２３ａを支持面９１ａに対向させた状態で配置される。すなわち、スプレイパイプ２０が、設置面２３ａを支持面９１ａに対向させた状態でパイプサポート９１に支持されている。よって、パイプ部２１の軸心回りの回転方向角度は、支持面９１ａを基準にして決まることとなる。
脚部２３の設置面２３ａを支持面９１ａに対向させたときに、パイプ部２１（ノズルホルダ２２ｂ）に取り付けられたスプレイノズル２２ａの軸芯が鉛直方向に沿うような回転方向角度となるように、脚部２３をパイプ部２１に取り付けておくことで、スプレイパイプ２０を吸収塔１０内に据え付ける時、パイプ部２１の回転方向角度を調整する手間は不要となる。さらに、パイプ部２１は、パイプ部２１に取付けた脚部を介して、パイプサポート９１に「面」で支持されるため、例えば、パイプ部に脚部を設けずに直接パイプサポートで支持する場合と比べると、パイプ部２１の、パイプサポート９１に接する部位にかかる局所的な応力を低くでき、さらに、吸収液の吐出に伴う反力や吸収液の落下による衝撃力を受けて、パイプ部２１の回転方向角度がずれ、吸収液の吐出方向が鉛直方向に沿わなくなる可能性を小さくできる。
なお、シムプレート９９は、パイプ部２１を水平方向に沿って設置するために、支持面９１ａに対する設置面２３ａの鉛直方向の位置を調整する部材である。図６および図７では、設置面２３ａと支持面９１ａとの間にシムプレート９９が配置されているが、パイプ部２１を水平方向に沿って設置するために不要であれば、シムプレート９９を配置しなくてもよい。その場合、設置面２３ａと支持面９１ａとが直接的に接触した状態で配置される。また、シムプレート９９は、パイプ部２１を水平方向に沿って設置するために、鉛直方向に適切な厚さを持ったものを用いることができる。また、複数枚のシムプレート９９を重ねて配置してもよい。
図６および図７に示すように、脚部２３とパイプサポート９１とシムプレート９９とは、締結部（第２締結部）７０により締結されている。締結部７０は、頭部と軸部とを有する締結ボルト７１と、締結ボルト７１の頭部とパイプサポート９１との間に配置されるワッシャ７２と、締結ボルト７１の軸部に締結される締結ナット７３，７４と、締結ナット７４と脚部２３との間に配置されるワッシャ７５と、を有する。
締結ボルト７１の軸部に２つの締結ナット７３，７４を締結しているのは、締結ナット７４の下方に隙間を設けることを可能にするためである。締結ナット７４の下方に隙間を設けない場合、脚部２３とパイプサポート９１とシムプレート９９とが強固に連結される点で有利である。一方で、脚部２３とパイプサポート９１とシムプレート９９とが強固に連結されると、パイプ部２１が熱膨張により変形する場合に、締結部分で変形や破損が生じる可能性がある。
本実施形態では、締結ナット７４の下方に隙間を設けた状態とし、その状態で締結ナット７３を締め付けることにより、もしくは締結ナット７４を締めた後で締結ナット７３を締め、さらに締結ナット７４を緩めることにより、締結ナット７３と締結ナット７４とが鉛直方向に動かない締結状態とすることができる。この場合、パイプ部２１が熱膨張により変形する場合であっても、締結部分で変形や破損が生じる不具合を抑制することができる。
次に、パイプ部２１の先端部２１ａと基端部２１ｂとの間の中間部に取り付けられる脚部２３について説明する。
図８は、図４に示す脱硫装置１００のスプレイパイプ２０部分のIV-IV矢視図である。図９は、図８に示す脱硫装置１００のスプレイパイプ２０部分のV-V矢視図である。図８および図９に示す脚部２３は、パイプ部２１の先端部２１ａと基端部２１ｂとの間の中間部に取り付けられるものである。図８に示すように、脚部２３の上端はパイプ部２１に取り付けられている。また、脚部２３は、その下端に、設置面（第１面）２３ａを有する。設置面２３ａは、水平面に沿った平坦な設置面であるが、他の態様であってもよい。例えば、設置面２３ａは、軸線Ｘ１に直交する断面の形状が多角形、あるいは円弧形であってもよい。
図３および図８に示すように、吸収塔１０には、金属材料等により形成され、水平方向に延びる支持梁９２および支持梁９３が設置されている。支持梁９２は、その上端に、支持面（第２面）９２ａを有する。同様に、支持梁９３は、その上端に、支持面（第２面）９３ａを有する。
支持面９２ａ，９３ａは、水平面に沿った平坦な設置面であるが、他の態様であってもよい。例えば、支持面９２ａ，９３ａは、軸線Ｘ１に直交する断面の形状が多角形、あるいは円弧形であってもよい。支持面９２ａ，９３ａの上面は、支持面９２ａ，９３ａを腐食等から保護するために樹脂製のライニングで被膜されるようにしてもよい。
図８および図９に示すように、脚部２３の下端の設置面２３ａと支持梁９２，９３の上端の支持面９２ａ，９３ａとの間には、シムプレート９９が配置されている。
図８および図９に示すように、脚部２３は、設置面２３ａを支持面９２ａ，９３ａに対向させた状態で配置される。スプレイパイプ２０が、設置面２３ａを支持面９２ａ，９３ａに対向させた状態で支持梁９２，９３に支持されている。
よって、パイプ部２１の軸心回りの回転方向角度は、支持面９２ａ、９３ａを基準にして決まることとなる。脚部２３の設置面２３ａを支持面９２ａ、９３ａに対向させたときに、パイプ部２１（ノズルホルダ２２ｂ）に取り付けられたスプレイノズル２２ａの軸芯が鉛直方向に沿うような回転方向角度となるように、脚部２３をパイプ部２１に取り付けておくことで、スプレイパイプ２０を吸収塔１０内に据え付ける時、パイプ部２１の回転方向角度を調整する手間は不要となる。さらに、パイプ部２１は、パイプ部２１に取付けた脚部を介して、支持梁９２、９３に「面」で支持されるため、例えば、パイプ部に脚部を設けずに直接支持梁９２、９３で支持する場合と比べると、パイプ部２１の、支持梁９２、９３に接する部位にかかる局所的な応力を低減でき、さらに、吸収液の吐出に伴う反力や吸収液の落下による衝撃力を受けて、パイプ部２１の回転方向角度がずれ、吸収液の吐出方向が鉛直方向に沿わなくなる可能性を小さくできる。
なお、シムプレート９９は、パイプ部２１を水平方向に沿って設置するために、支持面９２ａ，９３ａに対する設置面２３ａの鉛直方向の位置を調整する部材である。図８および図９では、設置面２３ａと支持面９２ａ，９３ａとの間にシムプレート９９が配置されているが、パイプ部２１を水平方向に沿って設置するために不要であれば、シムプレート９９を配置しなくてもよい。その場合、設置面２３ａと支持面９２ａ，９３ａとが直接的に接触した状態で配置される。また、シムプレート９９は、パイプ部２１を水平方向に沿って設置するために、鉛直方向に適切な厚さを持ったものを用いることができる。また、複数枚のシムプレート９９を重ねて配置してもよい。
図８および図９に示すように、脚部２３と支持梁９２，９３とシムプレート９９とは、締結部（第２締結部）８０により締結されている。締結部８０は、頭部と軸部とを有する締結ボルト８１と、締結ボルト８１の頭部と支持梁９２，９３との間に配置されるワッシャ８２と、締結ボルト８１の軸部に締結される締結ナット８３，８４と、締結ナット８４と脚部２３との間に配置されるワッシャ８５と、を有する。なお、締結ボルト８１の軸部に２つの締結ナット８３，８４を締結しているのは、締結ナット８４の下方に隙間を設けることを可能にするためである。
ここで、スプレイパイプ２０の製造方法について説明する。本実施形態のスプレイパイプ２０は、パイプ部２１と、ノズル部２２のノズルホルダ２２ｂと、脚部２３とを繊維強化プラスチック（Fiber-Reinforced Plastic）により一体に形成したものである。一方、ノズルホルダ２２ｂに取り付けられるスプレイノズル２２ａは、例えば、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）により形成されたものである。
本実施形態のスプレイパイプ２０は、繊維強化プラスチックによりパイプ部２１と、ノズル部２２のノズルホルダ２２ｂと、脚部２３とを一体に形成することにより製造される。スプレイパイプ２０は、上方に吐出した吸収液が落下して衝突すること等により摩耗が生じる可能性が高い。本実施形態では、スプレイパイプ２０に繊維強化プラスチックを用いているため、摩耗に対する耐性が高い。さらに、腐食に対する耐性も高い。
なお、スプレイパイプ２０を形成する材料として、繊維強化プラスチックに変えて金属材料（例えば、ＵＮＳ Ｓ３１２５４やハステロイ Ｃ−２７６）を用いても良い。油焚ボイラ向け脱硫装置の場合、３１６Ｌなどを用いても良い。スプレイパイプ２０を金属製としたとき、脚部２３は、別途金属材料で製造して、溶接もしくはネジ接合により、スプレイパイプ２０に取り付けてもよい。
なお、脚部２３は剛体とすることが好ましい。スプレイパイプ２０を剛に支持することで、水平方向の傾斜や断面方向の回転を抑制でき、吸収液を精度よく鉛直方向に吐出できるためである。
次に、脚部２３に形成される挿入穴２３ｂについて説明する。
図１０は、図９に示す脚部２３のVI-VI矢視断面図である。図１０に示すように、脚部２３の設置面２３ａには、締結ボルト８１が挿入される挿入穴２３ｂが形成されている。挿入穴２３ｂは、軸線Ｘ１に直交する方向の長さＬ１よりも軸線Ｘ１に沿った方向の長さＬ２が長い。挿入穴２３ｂを長穴としているのは、スプレイパイプ２０が熱伸びして脚部２３がパイプ部２１の先端部２１ａに向けて移動する際に、挿入穴２３ｂが締結ボルト８１に接触する不具合を抑制するためである。
なお、本実施形態では、脚部２３の設置面２３ａに設けられる挿入穴２３ｂを長穴とし、パイプサポート９１，支持梁９２，９３に設けられる挿入穴（図示略）を円形の丸穴とするものであるが、他の態様であってもよい。例えば、脚部２３の設置面２３ａに設けられる挿入穴２３ｂを円形の丸穴とし、パイプサポート９１，支持梁９２，９３に設けられる挿入穴を軸線Ｘ１に直交する方向の長さＬ１よりも軸線Ｘ１に沿った方向の長さＬ２が長い長穴としてもよい。あるいは、脚部２３の設置面２３ａに設けられる挿入穴２３ｂとパイプサポート９１，支持梁９２，９３に設けられる挿入穴の双方を長穴としてもよい。
次に、シムプレート９９に形成される切欠部９９ａについて説明する。
図１１は、図９に示す板状部材のVI-VI矢視図である。図１１に示すように、シムプレート９９には、一端へ向けて開口する切欠部９９ａが形成されている。切欠部９９ａは、脚部２３の設置面２３ａと支持梁９２，９３の支持面９２ａ，９３ａとの間に配置された状態で締結ボルト８１を挿入可能とする部分である。また、切欠部９９ａは、脚部２３の設置面２３ａとパイプサポート９１の支持面９１ａとの間に配置された状態（図７参照）で締結ボルト７１を挿入可能とする部分である。
シムプレート９９は、切欠部９９ａを有するため、締結ボルト７１を取り外すことなく、脚部２３の設置面２３ａとパイプサポート９１の支持面９１ａとの間に挿入することができる。同様に、シムプレート９９は、切欠部９９ａを有するため、締結ボルト８１を取り外すことなく、脚部２３の設置面２３ａと支持梁９２，９３の支持面９２ａ，９３ａとの間に挿入することができる。このように、スプレイパイプ２０が備える脚部２３をパイプサポート９１，支持梁９２，９３へ設置する際に、適宜の箇所にシムプレート９９を設置することにより、スプレイパイプ２０が水平方向に配置されるように調整することができる。
なお、シムプレート９９は、切欠部９９ａが軸線Ｘ１に沿ってパイプ部２１の先端部２１ａへ向けて開口した状態で配置される。すなわち、シムプレート９９の切欠部９９ａがパイプ部２１の基端部２１ｂ側には開口していない。そのため、シムプレート９９は、先端部２１ａへ向けた力が脚部２３から加えられても、締結ボルト７１、８１に接触するため先端部２１ａへ向けて移動することがない。よって、シムプレート９９が先端部２１ａへ向けて移動してパイプサポート９１，支持梁９２，９３から脱落する不具合を防止することができる。
次に、スプレイパイプ２０のパイプ部２１の先端部２１ａと吸収塔１０の内壁面との間に形成される隙間ＣＬについて説明する。
図７に示すように、パイプ部２１の先端部２１ａと吸収塔１０の内壁面との間には、隙間ＣＬが形成されている。この隙間ＣＬは、パイプ部２１の先端部２１ａが吸収塔１０の内壁面と接触しないために必要な間隔である。なお、スプレイパイプ２０は高温の排ガスにより熱膨張する。そのため、本実施形態のパイプ部２１は、排ガスによりスプレイパイプ２０が加熱された状態においても、隙間ＣＬが確保できるように配置される。すなわち、パイプ部２１は、スプレイパイプ２０を設置する状態（大気温度と同じ状態）において、熱伸びが生じたとしても隙間ＣＬが確保できるように設置される。本実施形態においては、排ガスにより加熱されていない状態では、パイプ部２１の先端部２１ａと吸収塔１０の内壁面との隙間ＣＬが、１０ｍｍ以上かつ１００ｍｍ以下となっている。
次に、スプレイパイプ２０の取付フランジ２４（第１フランジ部）を吸収塔１０の開口部１４へ取り付ける構造について説明する。
図１２は、図４に示す脱硫装置１００のスプレイパイプ２０の取付フランジ２４部分の部分拡大図である。図１２に示すように、吸収塔１０の開口部１４は、吸収塔１０の側方へ向けて開口するとともに軸線Ｘ１に沿って延びるように筒状に形成されている。開口部１４は、側方に向けて開口する開口穴１４ｅを有する。開口部１４の端部には、開口穴１４ｅの周囲に配置されるフランジ（第２フランジ部）１４ａが形成されている。フランジ１４ａの内周面にはフランジ１４ａを排ガスによる腐食等から保護するための樹脂製のライニング部１４ｂが設けられている。
図１２に示すように、スプレイパイプ２０の取付フランジ２４は、パイプ部２１の外周面から突出するとともに鉛直方向に沿った取付面（第１取付面）２４ａを有する。一方、開口部１４のフランジ１４ａは、吸収塔１０の側方から突出しており、その先端に鉛直方向に沿った取付面（第２取付面）１４ｄが形成されている。取付面２４ａと取付面１４ｄとは、ガスケット１４ｃを挟んで対向した状態で取り付けられている。
開口部１４のフランジ１４ａには、ガスケット１４ｃ（例えば、ブチルゴム製）を挟んだ状態で、スプレイパイプ２０の取付フランジ２４が締結部（第１締結部）５０により取り付けられる。図１２に示すように、第１締結部５０は、頭部と軸部とを有する締結ボルト５１と、締結ボルト５１の頭部と取付フランジ２４との間に配置されるワッシャ５２と、締結ボルト５１の軸部に締結される締結ナット５３と、を有する。図１２には、第１締結部５０が鉛直方向の上下の２箇所にのみ示されているが、第１締結部５０は、取付フランジ２４の外周端を取り囲むように複数箇所に設けられている。
スプレイパイプ２０の取付フランジ２４と開口部１４のフランジ１４ａとは、締結ボルト５１と締結ナット５３とを含む締結具により、着脱可能に取り付けられている。そのため、スプレイパイプ２０の交換や点検を行う際には、締結ボルト５１と締結ナット５３との締結を解除することにより、スプレイパイプ２０を容易に吸収塔１０から取り外すことができる。
本実施形態の脱硫装置１００は、図３に示すように５本のスプレイパイプ２０を備えている。また、本実施形態の脱硫装置１００が備える吸収塔１０は、スプレイパイプ２０の本数と同数の５箇所に形成された開口穴１４ｅと、開口穴１４ｅの周囲に配置される５つのフランジ１４ａと、を備える。そして、５つのフランジ１４ａのそれぞれに、５本のスプレイパイプ２０の５つの取付フランジ２４が一対一で取り付けられている。本実施形態の脱硫装置１００は、スプレイパイプ２０を５本備えるものとしたが、任意の本数としてもよい。この場合、吸収塔１０には、スプレイパイプ２０と同数の開口穴１４ｅとその周囲に配置されるフランジ１４ａを設けるものとする。
ここで、開口部１４の端面が鉛直方向から傾斜している場合、開口部１４に、取付フランジ２４を介して取り付けられるスプレイパイプ２０が水平方向から傾斜した状態となってしまう。そこで、開口部１４の端面が鉛直方向と一致するように、ライニング部１４ｂの取付フランジ２４と挟まれる部分の厚さが適宜に調整される。また、開口部１４の端面が鉛直方向と一致するように、取付フランジ２４とガスケット１４ｃとの間にシーリング材を塗布してもよい。なお、シーリング材の塗布は、ライニング部１４ｂの厚さを調整することに代えて行っても良いし、ライニング部１４ｂの厚さを調整することに加えて行ってもよい。
図１２に示すように、開口部１４の取付面１４ｄとスプレイパイプ２０の取付フランジ２４に形成された取付面２４ａとは、ガスケット１４ｃを挟んで対向しており、その状態で、スプレイパイプ２０は吸収塔１０の開口部１４に取り付けられている。この状態においては、鉛直方向において、パイプ部２１の下端部２１ｄよりも開口穴１４ｅの下端部１４ｅＢが低く、パイプ部２１の上端部２１ｃよりも開口穴１４ｅの上端部１４ｅＡが高く配置される。また、この状態において、パイプ部２１は、その下端部２１ｄが開口部１４の内周面および開口穴１４ｅに接触しない状態で配置されている。
また、図１２に示すように、スプレイパイプ２０は、パイプ部２１が延びる軸線Ｘ１の鉛直方向の位置が、開口穴１４ｅの鉛直方向の中心位置よりも低くなるように、開口部１４に取り付けられている。
次に、吸収塔１０の内部にスプレイパイプ２０を設置する設置方法について説明する。図１３は、吸収塔１０の内部にスプレイパイプ２０を設置する設置方法を示すフローチャートである。図１３に示す各処理は、作業者あるいは作業者が操作するクレーン等の作業機器により実行される処理である。
ステップＳ１３０１（挿入工程）で、作業者は、吸収塔１０の外部に載置されたスプレイパイプ２０をクレーン（図示略）により吊り上げ、スプレイパイプ２０を吸収塔１０の開口部１４へ水平方向に挿入する。作業員は、スプレイパイプ２０が吸収塔１０と接触しないように、パイプ部２１に結びつけられたガイドロープ（図示略）でパイプ部２１の位置を調整する。図１４に示すように、スプレイパイプ２０は、ノズルホルダ２２ｂにスプレイノズル２２ａが取り付けられていない状態で、吸収塔１０の開口部１４に挿入される。
図１４に示すように、本実施形態の脱硫装置１００においては、開口穴１４ｅの下端部１４ｅＢから上端部１４ｅＡまでの鉛直方向の高さＨ１は、脚部２３の設置面２３ａからノズルホルダ２２ｂの上端部２２ｂＡまでの鉛直方向の高さＨ２よりも高い。このようにしているのは、ノズルホルダ２２ｂにスプレイノズル２２ａを取り付けない状態で、開口部１４を介してスプレイパイプ２０を吸収塔１０の内部へ挿入することを可能にするためである。
ステップＳ１３０２（配置工程）で、作業者は、開口部１４から吸収塔１０の内部に挿入されたスプレイパイプ２０を、複数の脚部２３に支持されるように吸収塔１０の内部に配置する。作業者は、図２に示すように、複数の脚部２３の設置面２３ａが、パイプサポート９１の支持面９１ａ、支持梁９２，９３の支持面９２ａ，９３ａと対向した状態となるようにスプレイパイプ２０を配置する。
ステップＳ１３０３（補正工程）で、作業者は、取付フランジ２４の取付面２４ａが鉛直方向に沿って配置されるように取付面１４ｄの鉛直度を補正する。取付面１４ｄの鉛直度の補正は、例えば、ライニング部１４ｂの厚さを調整することにより行われる。また、ガスケット１４ｃと取付フランジ２４の取付面２４ａとの間に塗布するシーラント剤（例えば、シリコーン製）の厚さを調整することにより、取付フランジ２４の取付面２４ａが鉛直方向に沿って配置されるようにしてもよい。
ステップＳ１３０４（仮締め工程）で、作業者は、スプレイパイプ２０の取付フランジ２４と吸収塔１０の開口部１４のフランジ１４ａとを、第１締結部５０を用いて仮締めする。図１２に示すように、取付フランジ２４および開口部１４のフランジ１４ａは、取付面２４ａと取付面１４ｄとをガスケット１４ｃを挟んで対向させて状態で、複数箇所の第１締結部５０をそれぞれ仮締めすることにより連結される。
ここで、仮締めとは、後述する本締めで第１締結部５０を締結する際のトルク（Ｎｍ）を１００％とした場合に、３０％以上７０％以下のトルクで締結ボルト５１と締結ナット５３とを締結することをいう。
ステップＳ１３０５（調整工程）で、作業者は、取付フランジ２４と開口部１４のフランジ１４ａとを仮締めした状態で、パイプ部２１の軸線Ｘ１が水平方向と一致するように、パイプ部２１の水平度を調整する。なお、ここでいう水平方向とは、水平方向から所望の許容度の範囲内の角度であることを含む（以下同様）。
具体的に、作業者は、パイプサポート９１と脚部２３との間に挿入するシムプレート９９の厚さ、支持梁９２と脚部２３との間に挿入するシムプレート９９の厚さ、支持梁９３と脚部２３との間に挿入するシムプレート９９の厚さを適宜に選定し、支持面９１ａ，９２ａ，９３ａに対する設置面２３ａの高さを調整する。作業者は、例えば、スプレイパイプ２０のノズルホルダ２２ｂの上面に水平器（図示略）を配置して水平器を目視することにより、パイプ部２１の軸線Ｘ１が水平方向と一致するかどうかを確認する。作業者は、水平器が示す水平度が所望の許容度の範囲内であると確認した場合に、水平度の調整を終了する。
作業者は、ステップＳ１３０５（調整工程）で、パイプ部２１の水平度を調整した後に、ステップＳ１３０６（連結工程）で、パイプサポート９１とスプレイパイプ２０の先端部２１ａに隣接して配置される脚部２３とを締結部７０により連結する。具体的に、作業者は、締結ボルト７１の軸部をパイプサポート９１の下方から挿入し、脚部２３を貫通した軸部に締結ナット７３，７４を締結することにより、パイプサポート９１と脚部２３とを連結する。なお、後に行われるステップＳ１３０８（本締め工程）において取付フランジ２４と開口部１４の間隔を微調整できるように、ステップＳ１３０６の連結工程ではパイプサポート９１と脚部２３とは仮締めとしてもよい。
さらに、前述したように、パイプ部２１が熱膨張する際の変形や破損を抑制するために、締結ナット７４の下方には隙間を設けるのが望ましい。締結ナット７４の下方に隙間を設ける場合、一対の締結ナット７３，７４が近接するように締め付けることで一対の締結ナット７３，７４が外れない状態となる。このように、ステップＳ１３０６では、パイプ部２１が熱伸びした場合でも、パイプ部２１に取り付けられた脚部２３が軸線Ｘ１に沿って移動可能な状態で、パイプサポート９１と脚部２３とが連結される。
ステップＳ１３０７（連結工程）で、作業者は、支持梁９２，９３と脚部２３とを締結部８０により連結する。具体的に、作業者は、締結ボルト８１の軸部を支持梁９２，９３の下方から挿入し、脚部２３を貫通した軸部に締結ナット８３，８４を締結することにより、支持梁９２，９３と脚部２３とを連結する。なお、後に行われるステップＳ１３０８（本締め工程）において取付フランジ２４と開口部１４の間隔を微調整できるように、ステップＳ１３０７の連結工程では支持梁９２，９３と脚部２３とは仮締めとしてもよい。
さらに、前述したように、パイプ部２１が熱膨張する際の変形や破損を抑制するために、締結ナット８４の下方には隙間を設けるのが望ましい。締結ナット８４の下方に隙間を設ける場合、一対の締結ナット８３，８４が近接するように締め付けることで一対の締結ナット８３，８４が外れない状態となる。このように、ステップＳ１３０７では、パイプ部２１が熱伸びした場合でも、パイプ部２１に取り付けられた脚部２３が軸線Ｘ１に沿って移動可能な状態で、支持梁９２，９３と脚部２３とが連結される。
ここで、支持梁９２と脚部２３との連結は、支持梁９３と脚部２３との連結よりも先に行われる。ステップＳ１３０７の連結工程は、パイプ部２１の先端部２１ａから基端部２１ｂへ向けた順で行われる。
ステップＳ１３０８（本締め工程）で、作業者は、スプレイパイプ２０の取付フランジ２４と吸収塔１０の開口部１４の隙間を確認し、過大なギャップが存在しないことを確認する。ギャップが存在する場合は、スプレイパイプ２０の位置を微調整して、同ギャップを解消する。その後、取付フランジ２４と開口部１４のフランジ１４ａとを、第１締結部５０を用いて本締めする。図１２に示すように、スプレイパイプ２０の取付フランジ２４と開口部１４のフランジ１４ａとは、取付フランジ２４の取付面２４ａとフランジ１４ａの取付面１４ｄとをガスケット１４ｃを挟んで対向させた状態で、複数箇所の第１締結部５０をそれぞれ本締めすることにより連結される。ここで、本締めとは、ステップＳ１３０４で仮締めした第１締結部５０を、トルク（Ｎｍ）を増加させて締結することをいう。
なお、以上のステップＳ１３０１からステップＳ１３０８においては、１本のスプレイパイプ２０を設置する方法を説明したが、ステップＳ１３０１からステップＳ１３０８を繰り返すことにより、複数本のスプレイパイプ２０を設置するものとする。
ステップＳ１３０９（設置工程）で、作業者は、吸収塔１０の外部からマンホール１５を介して複数の足場板（足場部材）６０を吸収塔１０の内部へ搬入し、図４に示すように、スプレイパイプ２０のパイプ部２１の上端部２１ｃへ設置する。図３に示すように、足場板６０は、複数本のスプレイパイプ２０のそれぞれに掛け渡されて設置される。足場板６０は、パイプ部２１のノズルホルダ２２ｂにスプレイノズル２２ａを取り付けるために作業者が載って作業するための部材である。
ステップＳ１３１０（取付工程）で、作業者は、足場板６０に載った状態で、スプレイノズル２２ａをノズルホルダ２２ｂへ取り付ける。
作業者は、複数のスプレイパイプ２０に設けられた複数のノズルホルダ２２ｂに対して、足場板６０の上を移動しながらスプレイノズル２２ａをノズルホルダ２２ｂへ取り付ける。なお、ステップＳ１３０６（連結工程）、ステップＳ１３０７（連結工程）において、仮締めとした場合は、それぞれ本締めを行って連結する。また、本締めする順序は仮締めの際と同様とする。作業者は、全てのノズルホルダ２２ｂへスプレイノズル２２ａを取り付けた後、また、上記本締めを行う場合は全ての本締めが終了した後、マンホール１５を介して複数の足場板６０を吸収塔１０の外部へ搬出する。そして、作業者は、マンホール１５から吸収塔１０の外部へ移動し、本フローによる処理を終了する。
以上で説明した本実施形態の脱硫装置１００が奏する作用および効果について説明する。
本実施形態の脱硫装置１００によれば、吸収塔１０の内部に配置されるスプレイパイプ２０の取付フランジ２４と、吸収塔１０が有する開口穴１４ｅの周囲に配置されるフランジ１４ａとが、着脱可能に取り付けられている。交換や点検のためにスプレイパイプ２０を吸収塔１０から容易に取り外すことができるため、スプレイパイプ２０の一部に損傷や詰まり等の不具合が生じた場合に、スプレイパイプ２０の交換や点検を容易に行うことが可能となる。
また、本実施形態の脱硫装置１００によれば、スプレイパイプ２０の取付フランジ２４の取付面２４ａを、吸収塔１０の開口部１４のフランジ１４ａの取付面１４ｄに対向させ、鉛直方向に沿った取付面１４ｄを基準面として用いて、スプレイパイプ２０を吸収塔１０の開口部１４に取り付けることができる。よって、スプレイパイプ２０のパイプ部２１の軸心方向を水平方向に、かつ、軸心回りの回転方向角度が所定の角度となるように調整する工数を減らすことができるため、スプレイパイプ２０を吸収塔１０の外部から挿入して内部へ設置する際の作業が容易となる。
また、本実施形態の脱硫装置１００によれば、スプレイパイプ２０の取付フランジ２４を、吸収塔１０の開口部１４のフランジ１４ａに締結して、スプレイパイプ２０を吸収塔１０に取り付けることにより、吸収塔１０の開口部１４（開口穴１４ｅ）から吸収液や排ガスが外部に漏れ出るのを防止できる。
また、本実施形態の脱硫装置１００は、所定数（５本）のスプレイパイプ２０を備え、吸収塔１０が、所定数（５箇所）の開口穴１４ｅと、所定数（５つ）のフランジ１４ａと、を備え、所定数（５つ）のフランジ１４ａのそれぞれに、所定数（５つ）の取付フランジ２４が一対一で取り付けられている。
このようにすることで、所定数のスプレイパイプ２０のうち交換や点検が必要なスプレイパイプ２０のみを、吸収塔１０から取り外すことができる。そのため、吸収塔１０の１つの開口穴１４ｅに複数のスプレイパイプ２０が取り付けられている場合に比べ、スプレイパイプ２０の交換や点検を容易に行うことができる。また、吸収塔１０の開口穴１４ｅとスプレイパイプ２０が一対一で対応しているため、スプレイパイプ２０を吸収塔１０に設置する際の設置作業を容易かつ正確に行うことができる。
また、本実施形態の脱硫装置１００は、パイプ部２１が延びる軸線Ｘ１の鉛直方向の位置が、開口穴１４ｅの鉛直方向の中心位置よりも低く配置されている。
このようにすることで、パイプ部２１を開口穴１４ｅに設置する際にパイプ部２１の上方に十分な空間が確保されるため、パイプ部２１の設置作業を容易に行うことができる。また、パイプ部２１を開口穴１４ｅに挿入した後にパイプ部２１を重力に沿って下方に移動させながら設置作業を行うことができるため、パイプ部２１の設置作業が容易になるとともに設置精度も向上する。
また、本実施形態の脱硫装置１００において、パイプ部２１は、下端部が開口穴１４ｅに接触しない状態で配置される。
このようにすることで、パイプ部２１と開口穴１４ｅが接触することによる不具合を防止することができる。
また、本実施形態の脱硫装置１００において、スプレイパイプ２０が、パイプ部２１の鉛直方向の下部に取り付けられて設置面２３ａを有する脚部２３を備え、脚部２３の鉛直方向の下端の位置が、開口穴１４ｅの鉛直方向の下端の位置よりも低く配置される。
このようにすることで、吸収塔１０の開口穴１４ｅを通過させる際に開口穴１４ｅの上方へ引き上げられた脚部２３を、重力に沿って下方に移動させながら設置作業を行うことができる。そのため、スプレイパイプ２０の脚部２３を吸収塔１０に設けられたパイプサポート９１および支持梁９２,９３に設置する際の設置作業を容易かつ正確に行うことができる。
また、本実施形態の脱硫装置１００においては、鉛直方向において、パイプ部２１の下端部２１ｄよりも開口穴１４ｅの下端部１４ｅＢが低く、かつパイプ部２１の上端部２１ｃよりも開口穴１４ｅの上端部１４ｅＡが高く配置されている。したがって、パイプ部２１は、開口部１４の開口穴１４ｅから水平方向に沿って吸収塔１０の外部から内部へ挿入された後、鉛直方向の位置を開口穴１４ｅの上端部１４ｅＡと下端部１４ｅＢの間に維持した状態で吸収塔１０の内部に設置される。そのため、吸収塔１０の内部に挿入されてから設置されるまでのスプレイパイプ２０の鉛直方向の移動量が少ない。よって、スプレイパイプ２０を吸収塔１０の外部から挿入して内部へ設置する際に、スプレイパイプ２０の水平度を正確に維持することができる。
また、パイプ部２１の上端部２１ｃと開口穴１４ｅの上端部１４ｅＡとの間に隙間が確保され、パイプ部２１の下端部２１ｄと開口穴１４ｅの下端部１４ｅＢとの間に隙間が確保される。そのため、スプレイパイプ２０を吸収塔１０の外部から挿入する際に、パイプ部２１が鉛直方向に移動することをある程度許容することができる。
また、本実施形態の脱硫装置１００においては、複数のノズルホルダ２２ｂのそれぞれにスプレイノズル２２ａを取り付けない状態でスプレイパイプ２０を吸収塔１０へ挿入する際に、スプレイパイプ２０の鉛直方向の高さは、脚部２３の設置面２３ａからノズルホルダ２２ｂの上端部２２ｂＡまでの高さＨ２となる。そして、開口穴１４ｅの下端部１４ｅＢから上端部１４ｅＡまでの高さＨ１が、スプレイパイプ２０の鉛直方向の高さＨ２よりも高い。そのため、脚部２３を有するスプレイパイプ２０を、開口穴１４ｅを介して吸収塔１０の外部から内部へ挿入することができる。また、スプレイパイプ２０を吸収塔１０の内部へ設置した後に、複数のノズルホルダ２２ｂのそれぞれにスプレイノズル２２ａを取り付けることにより、スプレイパイプ２０から吸収液を吐出可能な状態とすることができる。
図１７に示すように、１つの実施態様では、吸収塔１０の側面に形成される開口部１４は、矩形状の開口穴１４ｅと、その周囲の矩形状のフランジ１４ａにより構成されている。開口穴１４ｅを矩形とすると、鉛直方向、水平方向ともに、広い範囲でスプレイパイプ２０の位置を変化、調整でき、スプレイパイプ２０の設置が容易となる。さらに、取付フランジ２４とフランジ１４ａの形状は、長方形である構成としてもよい。取付フランジ２４およびフランジ１４ａの形状も同じく長方形とすることで、開口穴１４ｅの周囲に、取付フランジ２４とフランジ１４ａを締結するための締結部を効率的に配置できる。ここで、矩形とは、４つの角が直交している形状だけでなく、部分的に丸くなっている形状も含むものとする。
〔他の実施形態〕
以上の説明においては、図２に示すように、吸収塔１０の側方から開口部１４をみた場合、フランジ１４ａおよび取付フランジ２４は、鉛直方向の上方の左右２箇所と鉛直方向の下方の左右２箇所のそれぞれに角部を有する矩形状であったが、他の態様であってもよい。例えば、フランジ１４ａよび取付フランジ２４は、図１５に示す形状としてもよい。
図１５は、吸収塔１０の側方から脱硫装置をみた図である。図１５に示すように、変形例の取付フランジ２４Ａは、吸収塔１０の側方から開口部１４をみた場合、フランジ１４ａおよび取付フランジ２４Ａは、鉛直方向の上端および下端を通過する水平線と、水平方向の左端および右端が通過する鉛直線とが交わる４箇所の角部ＣＰ１，ＣＰ２，ＣＰ３，ＣＰ４が切り欠かれた形状としてもよい。なお、図１５においては、フランジ１４ａが図示されていないが、取付フランジ２４Ａと同じ形状であるものとする。
このようにすることで、４箇所の角部ＣＰ１，ＣＰ２，ＣＰ３，ＣＰ４が切り欠かれていない場合に比べ、作業者の作業スペースが十分に確保され、例えば、作業者は、角部が切り欠かれた部位からフランジの裏側に手を入れて作業することができるなど、スプレイパイプ２０の設置作業が容易となる。なお、フランジ１４ａおよび取付フランジ２４Ａは、角部ＣＰ１，ＣＰ２，ＣＰ３，ＣＰ４が切り欠かれた形状であれば、他の形状であってもよい。例えば、図１５に示す８角形形状ではなく各角部が円形に丸まった形状であってもよい。また、フランジ１４ａおよび取付フランジ２４Ａを楕円形状に形成してもよい。
以上の説明においては、図２に示すように、吸収塔１０の側方から開口部１４をみた場合、取付フランジ２４の左端および右端の中心位置と、パイプ部２１の中心位置とが水平方向で一致するが、他の態様であってもよい。例えば、図１６に示すように、吸収塔１０の側方から開口部１４をみた場合、取付フランジ２４Ｂの左端ｌおよび右端ｒの中心位置Ｃ１と、パイプ部２１の中心位置Ｃ２とが水平方向で離間していてもよい。図１６に実線で示す位置にパイプ部２１を配置することで、パイプ部２１の左方に障害物が配置されていても、パイプ部２１を設置することができる。
また、図１６に破線で示すように、吸収塔１０の側方から開口部１４をみた場合、取付フランジ２４Ｂの左端ｌおよび右端ｒの中心位置Ｃ１と、パイプ部２１の中心位置Ｃ３とが水平方向で離間していてもよい。図１６に破線で示す位置にパイプ部２１を配置することで、パイプ部２１の右方に障害物が配置されていても、パイプ部２１を設置することができる。
以上の説明において、脱硫装置１００は、石灰を含む吸収液を排ガスと気液接触させて排ガスに含まれる硫黄酸化物を除去する石灰石膏法を用いた装置であったが、他の態様であってもよい。例えば、アルカリ成分を含む海水を吸収液として用いる海水脱硫法を用いた脱硫装置であってもよい。
また、以上の説明において、スプレイパイプ２０は、吸収塔１０の内部に水平方向に沿って配置されるものとしたが、スプレイパイプ２０は、水平方向からある角度をもって傾斜して配置されてもよい。
また、以上の説明においては、吸収塔１０の開口部１４のフランジ１４ａにスプレイパイプ２０の取付フランジ２４を取り付けるものとしたが、他の態様であってもよい。例えば、吸収塔１０の開口部１４にフランジ１４ａが設けられていない場合には、締結具を用いて、吸収塔１０の側壁に取付フランジ２４を直接的に取り付けるようにしてもよい。この場合、吸収塔１０の側壁における開口穴を取り囲む部分が、スプレイパイプ２０の取付フランジ２４が取り付けられるフランジ部となる。
１０ 吸収塔
１４ 開口部
１４ａ フランジ（第２フランジ部）
１４ｂ ライニング部
１４ｄ 取付面（第２取付面）
１４ｅ 開口穴
１４ｅＡ 上端部
１４ｅＢ 下端部
２０ スプレイパイプ
２１ パイプ部
２１ａ 先端部
２１ｂ 基端部
２１ｃ 上端部
２１ｄ 下端部
２２ ノズル部
２２ａ スプレイノズル
２２ｂ ノズルホルダ
２２ｂＡ 上端部
２３ 脚部
２３ａ 設置面（第１面）
２３ｂ 挿入穴
２４，２４Ａ，２４Ｂ 取付フランジ（第１フランジ部）
２４ａ 取付面（第１取付面）
２５ 供給口
６０ 足場板（足場部材）
９１ パイプサポート（支持部）
９１ａ 支持面（第２面）
９２，９３ 支持梁（支持部）
９２ａ，９３ａ 支持面（第２面）
９９ シムプレート（板状部材）
９９ａ 切欠部
１００ 脱硫装置
ＣＬ 隙間
Ｘ１，Ｘ２ 軸線

Claims (9)

  1. 排ガスの通路となる吸収塔と、
    前記吸収塔の内部に配置されるスプレイパイプと、を備える脱硫装置であって、
    前記スプレイパイプが、
    水平方向に沿って延びるとともに先端部が閉塞された筒状のパイプ部と、
    前記パイプ部の鉛直方向の上部の複数箇所に配置されて前記パイプ部を水平方向に流通する吸収液を鉛直方向の上方へ導く複数のノズル部と、
    前記パイプ部に取り付けられる第１フランジ部と、
    前記パイプ部の鉛直方向の下部に取り付けられた脚部と、を備え、
    前記吸収塔が、
    側方に向けて開口する開口穴と、
    該開口穴の周囲に配置される第２フランジ部と、を備え、
    前記第１フランジ部と前記第２フランジ部とが、着脱可能に取り付けられており、
    前記脚部の鉛直方向の下端の位置が、前記開口穴の鉛直方向の下端の位置よりも低く配置された脱硫装置。
  2. 所定数の前記スプレイパイプを備え、
    前記吸収塔が、
    前記所定数の前記開口穴と、
    前記所定数の前記第２フランジ部と、を備え、
    前記所定数の前記第２フランジ部のそれぞれに、前記所定数の前記第１フランジ部が一対一で取り付けられている請求項１に記載の脱硫装置。
  3. 前記パイプ部の軸線の鉛直方向の位置が、前記開口穴の鉛直方向の中心位置よりも低く配置された請求項１に記載の脱硫装置。
  4. 前記パイプ部は、下端部が前記開口穴に接触しない状態で配置される請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の脱硫装置。
  5. 前記開口穴は矩形である請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の脱硫装置。
  6. 前記第１フランジ部と前記第２フランジ部の形状は、矩形である請求項５に記載の脱硫装置。
  7. 前記ノズル部が、
    前記パイプ部を水平方向に流通する吸収液を鉛直方向の上方へ導くノズルホルダと、
    前記ノズルホルダに着脱可能に取り付けられ、吸収液を鉛直方向の上方に吐出するスプレイノズルと、を備え、
    前記吸収塔に設置されて前記スプレイパイプを支持するとともに第２面を有する支持部を備え、
    前記スプレイパイプが、前記脚部が有する第１面を前記第２面に対向させた状態で前記支持部に支持されており、
    鉛直方向において、前記開口穴の下端部から上端部までの高さが前記脚部の前記第１面から前記ノズルホルダの上端部までの高さよりも高い請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の脱硫装置。
  8. 前記吸収塔を側方からみた場合、前記第１フランジ部および前記第２フランジ部は、鉛直方向の上端および下端を通過する水平線と水平方向の左端および右端が通過する鉛直線とが交わる４箇所の角部が切り欠かれた形状である請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の脱硫装置。
  9. 前記吸収塔を側方からみた場合、前記第１フランジ部の水平方向の左端および右端の中点の位置と、前記パイプ部の中心位置とが、水平方向に離間している請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の脱硫装置。
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