JP6730024B2 - 液幕除塵装置および排煙脱硫装置 - Google Patents

Description

本発明は、液幕除塵装置および排煙脱硫装置に関する。より具体的には、気体中の粉塵を液幕によって除去する液幕除塵装置、および、該液幕除塵装置を備えた湿式排煙脱硫装置に関する。

気体中に含まれる粉塵を除去するための電気集塵装置が各種工場や石炭・重油焚きボイラーなどで導入されている。しかしながら、電気集塵装置は装置コストが高く、また、装置を設置するために広い設置面積を要することから、除塵処理のコストを上昇させる大きな要因の一つとなっている。

そこで特許文献１には、冷却除塵塔と、ジェットバブリング方式の反応槽とを備え、排煙の脱硫および除塵を行ういわゆるスート分離型の排煙脱硫装置において、ジェットバブリング方式の反応槽に液幕除塵装置が設けられたものが開示されている。特許文献１に記載の液幕除塵装置では、液体導入管を通じて供給された液体を、所定の形状の溝等を有する液分散板に衝突させ、放射状に分散させて液幕を形成する。この液幕は排煙の流路中に形成されるようになっており、液幕に排煙中の粉塵が接触して取り込まれることで除塵が行われる。特許文献１に記載の排煙脱硫装置によれば、電気集塵装置を要することなく高い割合で粉塵を除去することができる。

特許第３６２１１５９号公報

ところが近年、大気中へ放出させる排煙中の粉塵の濃度規制は、世界各国において益々厳しくなってきている。このため、特許文献１に記載の液幕除塵装置や排煙脱硫装置よりもさらに優れた除塵性能を有し、コスト高を招来しない液幕除塵装置および排煙脱硫装置が求められている。

本発明はこれらの課題に鑑みて為されたものであって、低コストで除塵性能に優れた液幕除塵装置および排煙脱硫装置を提供することを目的とする。

本発明に係る液幕除塵装置は、気体排出管から流れ出る気流に対向して配設され、該気流中の粉塵を液幕に取り込むことによって除去する液幕除塵装置であって、前記気流に対向して配設される気体衝突手段と、該気体衝突手段の中心近傍、且つ、前記気体衝突手段に対して前記気流の流れ方向上流側において、前記気体衝突手段に対向して配設されてなり、分散部を有する液分散手段と、該分散部に対向してなる吐出口を有し、該吐出口から液を吐出する液吐出手段と、を具備し、前記気体衝突手段および前記気体排出管の間に形成される前記気流の流路に前記液幕を形成する液幕形成手段と、を備え、前記分散部が、平滑な面からなり、前記吐出口から該分散部に吐出された前記液を該分散部上で流動させて分散し、前記液幕が、前記流路を流れる気流に対して対向してなることを特徴とする。
また、本発明に係る排煙脱硫装置は、硫黄酸化物および粉塵を含有する排煙から該硫黄酸化物および粉塵を除去する排煙脱硫装置であって、第１隔板および該第１隔板の上方に位置する第２隔板によってその内部が、第１室と、該第１室の上方に隣接する第２室と、該第２室の上方に隣接する第３室と、に区画された密閉槽と、前記第２室に形成された排煙入口と、前記第３室に形成された脱硫排煙出口と、前記第１隔板に形成された透孔と、該透孔に垂設され、前記第２室と前記第１室とを連絡し、前記第２室に供給された前記排煙を、前記第１室に収容されている前記硫黄酸化物を吸収する吸収液中に分散可能に設けられた排煙分散管と、前記第１室と前記第３室とを連絡し、その上端が前記第２隔板の表面より上方に位置する気体排出管と、該気体排出管から流れ出る上昇気流に対向して配設され、該上昇気流中の前記粉塵を液幕に取り込むことによって除去する液幕除塵装置と、を備え、前記液幕除塵装置が、前記液幕除塵装置であることを特徴とする。

本発明によれば、低コストで除塵性能に優れた液幕除塵装置および排煙脱硫装置を提供することができる。

本発明に係る液幕除塵装置の一実施形態における構成を示す概略断面図である。 液幕形成手段の構成を示す概略断面図であって、図１の部分拡大図、図３のII−II線断面図である。 図２に示す液分散手段の構成を示す上面概略図である。 本発明に係る排煙脱硫装置の一実施形態における構成を示す概略断面図である。

次に、本発明に係る液幕除塵装置および排煙脱硫装置について、その実施形態を示す図面を参照しながらさらに詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な実施形態であるから技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は以下の説明において本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。

＜液幕除塵装置＞
図１は、本発明に係る液幕除塵装置の一実施形態における構成を示す概略断面図である。
液幕除塵装置５０は、気体排出管１０から流れ出る気流に対向して配設され、該気流中の粉塵を液幕に取り込むことによって除去するものである。
なお、以下に述べる本実施形態では、鉛直上方に向けて開口し、上昇気流が生じる気体排出管１０に対向して液幕除塵装置５０が配設されているが、本発明はこれに限られるものではない。したがって、本発明の液幕除塵装置は鉛直上方以外の任意の方向の気流に対向して配設されるものであってもよいが、鉛直上方または鉛直下方の気流に対向して配設されていることが好ましい。

本実施形態の液幕除塵装置５０は、上昇気流に対向して配置される気体衝突手段である気体衝突板２６と、気体衝突板２６および気体排出管１０の間に形成される上昇気流の流路に液幕を形成する液幕形成手段４０と、を備える。
液幕形成手段４０は、分散部４３ａを有する液分散板４３（液分散手段）と、該分散部４３ａに対向してなる吐出口４２を有し、該吐出口４２から洗浄液Ｌ_２を吐出する液体導入管４１（液吐出手段）と、を具備する。液分散板４３は、気体衝突板２６の中心近傍、且つ、気体衝突板２６に対して上昇気流の流れ方向上流側において、気体衝突板２６に対向して配設されてなる。

（気体衝突板）
本実施形態における気体衝突板２６は、逆向きの皿状の形状を有し、気体排出管１０から上昇してきた気流をその下面（内面）で受ける。このとき、気流中に液滴粒子が含まれる場合、気体衝突板２６の下面にはこの液滴粒子が付着して液膜状となる。
また、この気体衝突板２６は、後述する液体導入管４１および液分散板４３によって分散される洗浄液Ｌ_２の一部を下面で受け、その先端から洗浄液Ｌ_２の一部を流下させる。

なお、気体衝突板２６の全体形状は特に限定されない。例えば、図１に示すように気体衝突板２６は中央部に気流が衝突する気流衝突面が形成され、この気流衝突面の周縁に、洗浄液Ｌ_２の一部が衝突すると共にその先端から当該洗浄液Ｌ_２の一部が流下する液体流下壁面が形成される、逆向きの皿状の形状とすることができる。あるいは、気流衝突面の機能と液体流下壁面の機能とを併せ持った一つの面が気体衝突板２６として形成された、笠状の形状とすることができる。

液体流下壁面は、洗浄液Ｌ_２の一部がその面に沿って流下し、先端から下方に流下し得る面であればよく、その形状は特に制限されるものではない。例えば、平面や曲面、凹凸面等、種々の面形状をとり得るが、平滑な面であることが好ましい。
液体流下壁面をその周縁に有する気流衝突面の形状は、上昇気流を受け、液体流下壁の方向に向かう流れを形成し得るような形状であれば、特に制限されるものではない。例えば、平面や曲面、凹凸面等、種々の面形状をとり得る。
また、気流衝突面の機能と液体流下壁面の機能とを併せ持った一つの面であったとしても、その形状は特に制限されるものではない。例えば、平面や曲面、凹凸面等、種々の面形状をとり得るが、平滑な面であることが好ましい。

（液幕形成手段）
図２は液幕形成手段４０の構成を示す概略断面図であって、図１の部分拡大図である。本実施形態の液幕形成手段４０は、液分散板４３、液体導入管４１および支持部４４からなる。
また、図３は液分散板４３、支持部４４および液体導入管４１の構成を示す上面概略図である。ここで、図２は、図３において液分散板４３をII−II線（破線）の位置で切断した断面における構成を示す断面図である。

（液体導入管）
液吐出手段である液体導入管４１から洗浄液Ｌ_２が吐出され、吐出された洗浄液Ｌ_２が液分散手段である液分散板４３によって分散される。このとき、洗浄液Ｌ_２の分散方向は、洗浄液Ｌ_２の吐出方向に対してｎ回対称（ただし、ｎは任意の２以上の整数である。）であることが好ましい。本実施形態では、液分散板４３の分散部４３ａが洗浄液Ｌ_２の吐出方向に対して垂直な平面（ｎ＝∞となる平面）であるため、洗浄液Ｌ_２の吐出方向に対して垂直な面内において、洗浄液Ｌ_２が吐出位置から３６０°全方位について概略均一に分散される。

液吐出手段から吐出される液（洗浄液Ｌ_２）としては、液体であればどのようなものでも用いることができる。このような洗浄液Ｌ_２は、水、海水等の入手容易な任意の液体を用いることもできる。特に水の使用は、その液滴粒子が処理した気流中に残存しても粉塵とならないため好ましい。

液体導入管４１は気体衝突板２６の中心部に配設されており、気体衝突板２６の中心部を鉛直上下方向に貫通している。液体導入管４１には洗浄液Ｌ_２が供給され、洗浄液Ｌ_２は液体導入管４１の吐出口４２から液分散板４３に向けて吐出される。
吐出口４２は液体導入管４１の先端に配設されていて、下方に向かって開口している。したがって、洗浄液Ｌ_２は液体導入管４１を通じて吐出口４２から鉛直下方に吐出される。

液体導入管４１は、内部が空洞であって、液体導入管４１からそのまま洗浄液Ｌ_２を吐出してもよいが、スプレーノズルなどを備え、これによって洗浄液Ｌ_２を吐出（噴霧分散）してもよい。

吐出口４２の開口径は、５ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましい。開口径がこの範囲であると、吐出速度を所定の範囲に制御することが容易となる。

また、洗浄液Ｌ_２の吐出速度は、０．５ｍ／ｓ以上３．０ｍ／ｓ以下であることが好ましい。吐出速度がこの範囲内であると、吐出口４２の閉塞をより防止することができる。

なお、本実施形態では吐出口４２が液分散板４３の上面に対向して配置され、吐出口４２から下方に向けて洗浄液Ｌ_２が吐出される構成であるが、吐出口４２が液分散板４３の下面に対向して配置され、吐出口４２から上方に向かって洗浄液Ｌ_２が吐出される構成であってもよい。すなわち、図２に示す配置構成は、上下対称の配置構成であってもよい。
また、本実施形態では液体導入管４１が気体衝突板２６を貫通し、液分散板４３近傍にまで延在する構成であるが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、液体導入管４１が液幕除塵装置５０の側方（気体衝突板２６と気体排出管１０との間）から挿入され、液分散板４３近傍まで延在する構成であってもよい。

（液分散板）
液分散板４３は気体衝突板２６の中心近傍に対向して配設されている。また、液分散板４３は上昇気流に対しても対向しており、気体衝突板２６に対して上昇気流の上流側に配設されている。すなわち、図１に示すように、気体衝突板２６の下面と、液分散板４３の上面とが対向して配設されている。さらに、液分散板４３は、気体衝突板２６の中心部から下方に向けて突出した液体導入管４１の吐出口４２に対しても対向している。

液分散板４３を構成する材料としては特に制限はないが、粉塵や石膏等を取り込んだ水が吐出される場合など、固体を含有する水が洗浄液Ｌ_２として吐出される場合においては、耐摩耗性および耐腐食性を有する材料からなることが好ましい。耐摩耗性および耐腐食性を有する材料としては、ステンレスなどの金属材料や、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニルなどの熱可塑性樹脂が挙げられ、特に好ましい材料としては、ＳＵＳ８３６Ｌ、ＮＡＳ２５４Ｎなどが挙げられる。

液分散板４３は、吐出口４２に対向してなる分散部４３ａを有し、この分散部４３ａは平滑な面からなる。
分散部４３ａは、液分散板４３において吐出口４２から吐出された洗浄液Ｌ_２が衝突する部位であり、また、この吐出された洗浄液Ｌ_２を分散部４３ａ上で流動させて分散する部位である。すなわち、分散部４３ａは洗浄液Ｌ_２の衝突面としての機能と、洗浄液Ｌ_２を流動・分散する機能と、を担う。

本実施形態では、液分散板４３は円盤状であり、その上面を構成する分散部４３ａは円形の平面である。ただし、本発明はこれに何ら限定されるものではない。
分散部４３ａの形状としては、平滑な面、すなわち洗浄液Ｌ_２の流れを妨げない形状であれば如何なる形状であってもよい。分散部４３ａが平滑な面からなると、均一な液幕の形成が可能となると共に、従来のような複雑な形状とすることを要しないことから、その作製が容易となり、従来よりも低コストとなるため好ましい。

したがって、例えば、溝が形成された面や板状の凸部を有する形状（特許第３６２１１５９号公報に開示された形状）、稜線を有する三角錐の表面のような形状などの非平滑な面については、本発明の範囲には属しない。溝や板状の凸部、稜線などの非平滑な部位を表面に有すると、当該非平滑な部位によって流れに疎密が生じるため、分散に偏りが生じ、均一な液幕が形成されない。

また、液分散板４３に固体を含有する洗浄液Ｌ_２が吐出される場合、偏った流れによる液分散板４３の局所的な摩耗劣化が発生し易くなり、部品交換によるコスト高を招来する。あるいは、液分散板４３に固着成分が含有される洗浄液Ｌ_２が吐出される場合、偏った流れによって液分散板４３の局所的な滞留が生じ易くなり、滞留部位において固着成分の固着が生じる結果、所期の効果が得られなくなりメンテナンスが必要となる。
例えば、排煙脱硫装置内に設置された液幕除塵装置において、洗浄液Ｌ_２に粉塵や石膏が含まれると、分散部４３ａが非平滑な面である場合、偏った流れによって局所的な摩耗劣化が発生し、また、粉塵や石膏が局所的に滞留して固着が生じてしまう。

分散部４３ａは、平面であること、または吐出口４２に向かって凸形状である平滑な曲面であることが好ましい。分散部４３ａが平面である、あるいは吐出口４２に向かって凸形状の曲面であると、洗浄液Ｌ_２が分散部４３ａ上に溜まることなく流動するため、固着などが生じ難く、メンテナンスが容易または不要となるため好ましい。

分散部４３ａを有する液分散板４３の好ましい形状としては、例えば、円盤状、コーン状（円錐状）、逆向きの皿状、半球のような球の一部を占める形状（球を平面で切断して得られる形状）等が挙げられ、それぞれの上面が分散部４３ａとなる。あるいは、これらの形状の周縁に、洗浄液Ｌ_２の流れを妨げない形状がさらに接合されていてもよい。例えば、半球面の形状の周縁に、中心が穴となっている円盤状の形状（ドーナツ形状）が接合された、帽子形状のような形状が挙げられる。
なお、液分散板４３が凸形状の曲面を有する場合、板状の部材（例えば、底面が開口となっており、中空の円錐状の板）から形成されていてもよく、凸形状の部分の中が中実である部材（例えば、中実の円錐状の部材）から形成されていてもよい。

また、分散部４３ａが吐出口４２の洗浄液Ｌ_２の吐出方向に対して、ｎ回対称であることが好ましい。ただし、ｎは任意の２以上の整数である。ｎ回対称であると、分散される洗浄液Ｌ_２が、分散部４３ａの面方向において対称となり、より均一に分散されるため好ましい。ｎは大きいほど好ましく、特に、ｎ＝∞となると３６０°全方位にわたり概略均一に分散されるため好ましい。
分散部４３ａが平面である場合、吐出口４２からの洗浄液Ｌ_２の吐出方向が鉛直下方であり、分散部４３ａが水平方向に配設されていることが好ましい。洗浄液Ｌ_２の吐出方向と、平面である分散部４３ａとが垂直に配設されていることで、水平方向において吐出位置を中心として洗浄液Ｌ_２の分散が３６０°概略均一となり、均一な液幕が形成される。

（支持部）
本実施形態では、液分散板４３は等間隔に配設された３つの支持部４４によって支持されている。
なお、支持部４４の形状や数に制限はなく、適宜変更することが可能である。また、支持部４４は液体導入管４１に接合されていてもよく、液体導入管４１以外の部材に接合されていてもよい。

（液幕の形成）
液分散板４３の分散部４３ａでは、その中心部付近において液体導入管４１の吐出口４２から洗浄液Ｌ_２が吐出される。吐出された洗浄液Ｌ_２は分散部４３ａの中心部から周縁部に向かって概略均一に広がり、さらに液分散板４３の外に流れ出る。流れ出た洗浄液Ｌ_２は、気体排出管１０の管内壁、気体排出管１０と気体衝突板２６との間、および気体衝突板２６の下面（内面）に向けて飛散する。

これらのうち、気体排出管１０と気体衝突板２６との間に流れ出た洗浄液Ｌ_２が液幕となる。ここで、本発明における液幕とは、連続的な膜状に限られるものではなく、例えば、不連続な液滴状、ミスト状または多数の液体流など、形成された液幕とそこを流れる気流との間で充分な気液接触が可能な形態であれば、如何なる形態であってもよい。

他方、気体衝突板２６の下面に向けて飛散した洗浄液Ｌ_２は、その下面に衝突したのちに流下し、気体衝突板２６の先端より流れ落ちる。また、気体排出管１０の管内壁に向けて飛散した洗浄液Ｌ_２は、その管内壁に衝突したのちに流下する。本実施形態においてはこれらを液幕とは称しないが、気体排出管１０の管内壁に向けて飛散した洗浄液Ｌ_２、および気体衝突板２６の下面に向けて飛散した洗浄液Ｌ_２、並びに、気体衝突板２６から流れ落ちる洗浄液Ｌ_２も上昇気流に接触するため、上昇気流中に含まれる粉塵を取り込んで除去することに寄与する。

なお、吐出口４２から吐出された洗浄液Ｌ_２は、液分散板４３において実質的には分散部４３ａのみに接触し、気体排出管１０と気体衝突板２６との間等に向けて流れ出る。したがって、例えば本実施形態では、洗浄液Ｌ_２が実質的に接触するのは液分散板４３の上面のみであり、この洗浄液Ｌ_２が接触する部位である液分散板４３の上面を分散部４３ａと称する。一方、例えば本実施形態では、洗浄液Ｌ_２のごく一部が液滴状となり液分散板４３の側面などを伝い落ちるようなことは起こり得るが、本発明においてこれは分散に寄与する接触ではないため、液分散板４３の側面は分散部４３ａの一部を構成するものではない。

本実施形態では、気体排出管１０と気体衝突板２６との間は上昇気流（上昇気流が気体衝突板２６に衝突した後の気流なども含む）が必ず通過する流路となっている。
気体排出管１０から上昇してきた上昇気流は、気体排出管１０と気体衝突板２６との間に形成される流路に直接流れ込む、あるいは、気体衝突板２６の下面に衝突し、次いで、気体衝突板２６の下面に案内されて流れる向きを変え、気体衝突板２６と気体排出管１０との間に形成される流路に流れ込む。
なお、上昇気流は、その全てが必ずしも上述したような流路をたどり液幕に到達するわけではないが、少なくとも、気体排出管１０と気体衝突板２６との間に形成される流路は通過する。

そこで本実施形態では、気体排出管１０と気体衝突板２６との間に形成される上昇気流の流路に液幕を形成する。液幕は、気体排出管１０と気体衝突板２６との間に形成される流路を流れる上昇気流に対向して形成される。そして、上昇気流中に含まれる粉塵は、上昇気流がこの流路を流れる際に液幕に取り込まれて除去される。

（吐出口の面積Ｓ１、平滑な面の面積Ｓ２）
吐出口４２の開口部の面積Ｓ１と、平滑な面である分散部４３ａ（すなわち、洗浄液Ｌ_２が接触する領域）の面積Ｓ２との面積比Ｓ１／Ｓ２が、０．００１以上０．０６以下であることが好ましく、０．００３以上０．０４以下であることがより好ましい。

（吐出口と分散部との距離）
吐出口４２と分散部４３ａとの距離が、３ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることが好ましく、５ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることがより好ましい。吐出口４２と分散部４３ａとの距離がこの範囲であると、吐出口４２の閉塞をより効果的に防止することができる。

（洗浄液の流量）
吐出口４２から吐出される洗浄液Ｌ_２の流量は、気体排出管１０から上昇する標準状態に換算された気体１ｍ^３／ｈｒ当り、通常、０．１ｋｇ／ｈｒ以上１０ｋｇ／ｈｒ以下であり、好ましくは０．２ｋｇ／ｈｒ以上２ｋｇ／ｈｒ以下である。このような流量の洗浄液Ｌ_２を吐出して液幕状に分散させることにより、気体排出管１０を上昇する気体中に含まれている粉塵を効果的に除去することができる。

なお、本発明の液幕除塵装置は、設置面積を確保できればその用途は問わないが、例えば、排煙脱硫装置等に設置することができる。

＜排煙脱硫装置＞
ついで、本発明に係る排煙脱硫装置について説明する。本発明に係る排煙脱硫装置は、上述した本発明に係る液幕除塵装置を備える。

（排煙脱硫装置の概要）
本実施形態に係る排煙脱硫装置は、硫黄酸化物を含有する排煙（被処理ガス）を、気相分散型の気液接触装置を用いてアルカリ剤を含む吸収液により脱硫する、ジェットバブリング（ＪＢＲ：Jet Bubbling Reactor）方式と称される湿式排煙脱硫装置である。ジェットバブリング方式とは、反応槽である密閉槽の下部に硫黄酸化物を除去するための吸収液を収容し、この吸収液中に排煙及び空気（酸素）を導入して、排煙中の硫黄酸化物と吸収液中のアルカリ剤とを酸素の存在下に気液接触させて、ジェットバブリング層（フロス層）を形成しつつ反応させる方式である。

本実施形態において硫黄酸化物（ＳＯｘ）としては、二酸化硫黄などの硫黄酸化物が挙げられる。二酸化硫黄としては例えば、亜硫酸ガス、および亜硫酸ガスが水に溶解したもの等の各種形態の二酸化硫黄が挙げられる。そして、硫黄酸化物を含有する排煙（排ガス）としては、石炭焚き炉や石炭焚火力発電所から排出される燃焼排ガス等が挙げられる。

なお、排煙に含まれるＳＯ_２等の硫黄酸化物は、アルカリ剤及び酸素と反応して溶解度の小さい固形物が生じ、排煙から硫黄酸化物が除去される。例えば、硫黄酸化物がＳＯ_２を含み、アルカリ剤として石灰石（ＣａＣＯ_３）を用いた場合は、下記（１）式の反応が起こって石膏（ＣａＳＯ_４・２Ｈ_２Ｏ）が生じ、排煙からＳＯ_２を分離できる。
ＳＯ_２＋２Ｈ_２Ｏ＋１／２Ｏ_２＋ＣａＣＯ_３→ＣａＳＯ_４・２Ｈ_２Ｏ＋ＣＯ_２ （１）

また、排煙には硫黄酸化物だけではなく煤塵（粉塵）も含まれる。この排煙に含有される煤塵は、硫黄酸化物と同様に、フロス層における排煙と吸収液との気液接触の際に取り除かれ、さらには排煙脱硫装置が備える液幕除塵装置において、排煙と洗浄液との気液接触の際に取り除かれる。

（排煙脱硫装置の全体構成）
図４は、本発明に係る排煙脱硫装置の一実施形態における構成を示す概略図である。
本実施形態の排煙脱硫装置１００は大型の密閉槽１から構成され、硫黄酸化物および粉塵を含有する排煙から硫黄酸化物および粉塵を除去する。

密閉槽１の内部は、第１隔板２および該第１隔板２の上方に位置する第２隔板３によって、第１室５と、該第１室５の上方に隣接する第２室６と、該第２室６の上方に隣接する第３室７と、に区画されている。第３室７の上部空間は天板４によって密閉されている。

（第１隔板、第２隔板）
第１隔板２は、概略水平の板状のものである。
また、第２隔板３は、概略水平の板状のものである。

（第２室、排煙冷却器）
第２室６の周壁には排煙入口が配設されている。この排煙入口には排煙導入ダクト８が連結されている。
排煙導入ダクト８内には、後述する第１室５に収容されている吸収液Ｌ_１が、吸収液抜出管２３を通じて吸収液ノズル３６から噴霧される。吸収液Ｌ_１は、循環ポンプ１６により第１室５から抜き出され、吸収液抜出管２３に供給される。
また、排煙導入ダクト８内には、不図示の工業用水源から供給される工業用水が、工業用水管３４を通じて工業用水ノズル３５から噴霧される。

すなわち本実施形態では、密閉槽１の周壁に配設されている排煙入口に排煙冷却器が連結され、この排煙冷却器により冷却された排煙（さらに、除塵および脱硫も一部行われている）が排煙入口を通じて密閉槽１に導入される。本実施形態において排煙冷却器は排煙導入ダクト８、循環ポンプ１６、工業用水管３４、工業用水ノズル３５、吸収液抜出管２３および吸収液ノズル３６からなるが、これに限られるものではない。排煙冷却器は、導入される排煙を冷却し得る構成であれば特に制限はなく、工業用水ノズル３５および吸収液ノズル３６の一方のみが設けられていてもよいし、さらに他の冷却機構が設けられていてもよい。
なお、第２室６の空間には特別な装置の配設は特に必要とされないが、必要に応じ、吸収液Ｌ_１をスプレーするためのスプレーノズル（不図示）を配設することもできる。第２室６の空間に吸収液Ｌ_１をスプレーする場合、吸収液抜出管２３を分岐させることで第１室５に収容されている吸収液Ｌ_１を第２室６内に供給することができる。

（透孔、排煙分散管）
第１隔板２には、第１室５と、第２室６との間を連絡する透孔が多数配設されている。第２室６に供給された排煙を第１室５に収容されている吸収液Ｌ_１中に分散可能となるように、透孔には排煙分散管９が垂設されている。すなわち、各透孔には、その先端が第１室５の吸収液Ｌ_１中に延びるように、排煙分散管９が垂設されている。第２室６に導入された排煙は、排煙分散管９を介して第１室５内の吸収液Ｌ_１中に吹き込まれる。
排煙分散管９には、その管周壁かつ吸収液Ｌ_１の液面下に位置する領域に、排煙が排出される分散孔が配設されている。この分散孔は１つの排煙分散管９に対して複数配設されていることが好ましい。

分散孔の形状や配置構成については、吸収液Ｌ_１中の排煙の分散状態が良好となるものであれば特に制限はない。例えば、円筒状の排煙分散管９の下端から所定の距離上方において、円形の分散孔が、管周壁の周方向に沿って３０°間隔で一列に配列されている（１２個の分散孔が周方向に等間隔で配列されている）構成が挙げられる。

（第１室）
第１室５の内部には、吸収液Ｌ_１が収容されている。吸収液Ｌ_１は、吸収液供給管１８を通じて第１室５の内部に供給される。
本実施形態における吸収液Ｌ_１はアルカリ剤を含有する。吸収液Ｌ_１に含有されるアルカリ剤は、酸を中和する中和剤であり、例えば炭酸カルシウム（石灰石）、水酸化ナトリウム等が挙げられる。また、アルカリ剤含有吸収液Ｌ_１の溶媒としては、水が挙げられる。
ただし、吸収液Ｌ_１は硫黄酸化物を吸収できるものであれば特に制限はない。

また、第１室５には、撹拌機２４と、吸収液Ｌ_１中に酸素を供給する必要がある場合に用いられる酸素含有ガス噴出ノズル２２が配設されている。
酸素含有ガス噴出ノズル２２は、アルカリ剤含有吸収液Ｌ_１および排煙に対して空気（酸素）を供給する。この酸素含有ガス噴出ノズル２２は、図示を省略する供給ブロワから酸素含有ガス供給管２１を通じて空気が供給される。酸素含有ガス噴出ノズル２２は酸素を含む気体（酸化用気体）を供給できればよく、空気以外にも例えば、酸素を供給してもよく、あるいは空気以外の酸素を含有する気体を供給してもよい。

吸収液Ｌ_１中には、上述したとおり第２室６から排煙分散管９を介して排煙が吹き込まれる。この排煙は第１室５に収容される吸収液Ｌ_１中を気泡となって上昇し、排煙分散管９の分散孔より上方には気泡と吸収液Ｌ_１との混合相からなるフロス層Ａが形成される。排煙が吸収液Ｌ_１中を気泡として上昇する間、並びに、フロス層Ａ中を気泡の状態で存在している間に、排煙中に含まれている粉塵や硫黄酸化物が吸収液Ｌ_１に捕捉され、排煙中から除去される。
このようにして浄化された排煙は、フロス層Ａからその上部空間に放散され、さらに後述する気体排出管１０を通って第３室７に導入される。

（開口、気体排出管）
第１隔板２及び第２隔板３には、それぞれ開口が配設されている。これらの開口には、第１室５と、第３室７とを連結する気体排出管１０が、開口を塞ぐように配設されている。気体排出管１０は、第１室５の上部空間に存在する排煙を第３室７に導入させることができる。
この場合、気体排出管１０の上端は第２隔板３の表面より上方に突出し、第２隔板３上の洗浄液Ｌ_２が第２隔板３上に一定量滞留するようになっている。
気体排出管１０の横断面形状は、円形や正方形、長方形等の各種の形状であることができる。

（第３室）
第３室７内には、気体排出管１０の出口の上方に、上述した本発明の液幕除塵装置５０が配設されている。
第３室７の上方に配設された天板４には、脱硫排煙出口が配設され、この脱硫排煙出口には脱硫排煙導出ダクト１１が連結されている。
なお、脱硫排煙出口は第３室７の周壁に配設することもできる。

この第３室７内には、気体排出管１０の直上に配設されている液幕除塵装置５０によって、気体排出管１０と液幕除塵装置５０が備える気体衝突板２６との間の流路に洗浄液Ｌ_２の液幕が形成されている。気体排出管１０から排出された排煙は、この洗浄液Ｌ_２の液幕を通過するが、その際、洗浄液Ｌ_２の液幕と接触し、排煙中に残存している粉塵がこの液幕に捕捉され、排煙中から除去される。

（密閉槽の外部構造）
第３室７内の排煙は、脱硫排煙導出ダクト１１を通って第３室７の外（密閉槽１の外）へ抜き出される。次いで、第３室７から抜き出された排煙は、ミストエリミネータ１２に導入され、ミストエリミネータ１２内でその排煙中に含まれていた吸収液Ｌ_１、洗浄液Ｌ_２の粒子等が除去される。そして、ミストエリミネータ１２から排出された排煙は、加熱器３７に入り、加熱器３７内で排煙中に残存するミストが気化された後、排煙筒３８を通って大気へ放出される。

密閉槽１の外部には、第３室７の床面を構成する第２隔板３上に滞留する洗浄液Ｌ_２を、第３室７内の液幕除塵装置５０に循環させるための循環ラインが配設されている。この循環ラインは、第２隔板３上に滞留する洗浄液Ｌ_２を抜き出す洗浄液抜出し管１３、抜き出された洗浄液Ｌ_２を貯留する洗浄液槽１４、洗浄液槽１４から洗浄液Ｌ_２を循環させる循環ポンプ１５、及び循環ポンプ１５に連結され洗浄液Ｌ_２を第３室７内（液体導入管４１）に供給する洗浄液供給管１９からなる。洗浄液槽１４には、補給用の洗浄液を補給するための洗浄液補給管２０が連結され、洗浄液補給管２０を通じて補給用の洗浄液が供給される。

また、液幕除塵装置５０に循環される洗浄液Ｌ_２の一部は、洗浄液供給管１９から分岐した導管２５を通って吸収液Ｌ_１中に導入させることが好ましい。このような操作により、液幕除塵装置５０に循環される洗浄液Ｌ_２の成分組成を常に所定の範囲に保持し、洗浄液Ｌ_２の排煙中固形分の除去能力を高く保持させることができる。

洗浄液槽１４は、第３室７の床面を形成する第２隔板３の上面に滞留する洗浄液Ｌ_２を一時的に貯留させる貯槽としての機能と共に、補給用の洗浄液の受槽としての機能を有する。
なお、洗浄液槽１４の設置は必ずしも要するものではなく、これを省略し、洗浄液抜出し管１３を循環ポンプ１５に直接連結させることもできる。この場合には、補給用の洗浄液は、洗浄液補給管２０を洗浄液抜出し管１３又は洗浄液供給管１９に連結し、直接供給することができる。

以上説明した本実施形態の液幕除塵装置５０および排煙脱硫装置１００によれば、液分散板４３の作製のための複雑な加工工程や追加の除塵設備を要しないため低コストでありながら、概略均一な液幕を形成して優れた除塵性能を達成できる。また、本実施形態の液幕除塵装置５０および排煙脱硫装置１００によれば、固体（石膏や粉塵）を含有する洗浄液Ｌ_２を吐出して液幕を形成する場合であっても、液分散板４３の分散部４３ａが平滑な面であるため局所的な摩耗による劣化や固着が生じ難く、優れた耐久性およびメンテナンス性が得られる。

１ 密閉槽
２ 第１隔板
３ 第２隔板
４ 天板
５ 第１室
６ 第２室
７ 第３室
８ 排煙導入ダクト
９ 排煙分散管
１０ 気体排出管
１１ 排煙導出ダクト
１２ ミストエリミネータ
１３ 洗浄液抜出し管
１４ 洗浄液槽
１５ 循環ポンプ
１６ 循環ポンプ
１８ 吸収剤供給管
１９ 洗浄液供給管
２０ 洗浄液補給管
２２ 酸素含有ガス噴出ノズル
２３ 吸収液抜出管
２４ 撹拌機
２５ 導管
２６ 気体衝突板
３４ 工業用水管
３５ 工業用水ノズル
３６ 吸収液ノズル
３７ 加熱器
３８ 排煙筒
４０ 液幕形成手段
４１ 液体導入管
４２ 吐出口
４３ 液分散板
４３ａ 分散部
４４ 支持部
５０ 液幕除塵装置
１００ 排煙脱硫装置
Ｌ_１ 吸収液
Ｌ_２ 洗浄液
Ａ フロス層

Claims (2)

1. 硫黄酸化物および粉塵を含有する排煙から該硫黄酸化物および粉塵を除去する排煙脱硫装置であって、
   第１隔板および該第１隔板の上方に位置する第２隔板によってその内部が、第１室と、該第１室の上方に隣接する第２室と、該第２室の上方に隣接する第３室と、に区画された密閉槽と、
   前記第２室に形成された排煙入口と、
   前記第３室に形成された脱硫排煙出口と、
   前記第１隔板に形成された透孔と、
   該透孔に垂設され、前記第２室と前記第１室とを連絡し、前記第２室に供給された前記排煙を、前記第１室に収容されている前記硫黄酸化物を吸収する吸収液中に分散可能に設けられた排煙分散管と、
   前記第１室と前記第３室とを連絡し、その上端が前記第２隔板の表面より上方に位置する気体排出管と、
   該気体排出管から流れ出る上昇気流に対向して配設され、該上昇気流中の前記粉塵を液幕に取り込むことによって除去する液幕除塵装置と、を備え、
   前記液幕除塵装置が、
   前記気流に対向して配設される気体衝突手段と、
   該気体衝突手段の中心近傍、且つ、前記気体衝突手段に対して前記気流の流れ方向上流側において、前記気体衝突手段に対向して配設されてなり、分散部を有する液分散手段と、該分散部に対向してなる吐出口を有し、該吐出口から液を吐出する液吐出手段と、を具備し、前記気体衝突手段および前記気体排出管の間に形成される前記気流の流路に前記液幕を形成する液幕形成手段と、を備え、
   前記分散部が、前記吐出口の液の吐出方向に対して、ｎ回対称（ただし、ｎは任意の２以上の整数である。）で、平面あるいは前記吐出口の方向に向かって凸形状の曲面である平滑な面からなり、該平滑な面が、前記吐出口の液の吐出方向に対して垂直に配設されて、前記吐出口から該分散部に吐出された前記液を該分散部上で流動させて分散し、
   前記吐出口の面積Ｓ _１ と、前記平滑な面の面積Ｓ _２ との面積比Ｓ _１ ／Ｓ _２ が、０．００１以上０．０６以下であり、
   前記液幕が、前記流路を流れる気流に対して対向してなることを特徴とする排煙脱硫装置。
2. 前記吐出口と、前記分散部との距離が、３ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の排煙脱硫装置。

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