JP6976221B2 - 粉砕装置および排ガス処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、処理対象の粉砕処理を行う粉砕装置、および、該粉砕装置を備えた排ガス処理装置に関するものである。

燃焼排ガスの集塵処理を行う集塵機から排出される集塵ダストを処理対象として、粉砕処理を行う粉砕処理用の流動層装置が開発されてきている（たとえば、特許文献１参照）。

この流動層装置は、上下方向に延びる筒状の容器と、容器の上端側の一側寄り位置に設けられた入口と、容器の上端側における入口とは離反する位置に設けられた出口と、容器内の下部寄り位置に取り付けられた分散板と、分散板の上側に充填された流動媒体の層と、分散板の下側に設けられた風箱とを備え、更に、風箱に、流動用空気の送風機が、空気ラインを介して接続された構成を備えている。

前記流動層装置を使用する場合は、送風機を運転し、送風機より送出される流動用空気を、空気ラインを経て風箱に供給し、風箱から分散板を通して上向きに噴出させる。これにより、前記流動層装置では、分散板の上側の流動媒体の層に流動用空気が下方から吹き込まれるため、流動媒体の流動化が生じ、容器内における分散板の上側の領域に流動層が形成される。

前記流動層装置は、この状態で、入口から集塵ダストが供給される。集塵ダストは、流動層に落下して、流動媒体の移動に同伴されて流動層の内部に取り込まれる。流動層では、流動媒体同士の衝突や、流動媒体の容器の壁面に対する衝突が高頻度で生じているため、流動層に取り込まれた集塵ダストは、流動媒体同士の間や、流動媒体と容器の壁面との間で粉砕処理される。

これにより、集塵ダストは、煤塵と、未反応の消石灰と、反応済みの消石灰などの粒子同士が互いに付着して形成されたフレーク状の凝集体を含んでいることがあるが、前記流動層装置は、その凝集体を粉砕処理することができるものとなっている。

特開２０１８−４０４９９号公報

前記流動層装置は、集塵機から排出される集塵ダストに含まれる凝集体の粉砕処理に有効である。

更に、前記流動層装置は、処理対象の粒子が粉砕されて粒径が小さくなるにしたがって、粒子に作用する重力が小さくなる点を利用して、容器内で出口に向けて流れる気流により搬送される粒径まで粉砕された粒子のみを、出口より回収することができる。したがって、前記流動層装置は、出口より回収する粉砕処理済みの粒子を、容器内で出口に向けて流れる気流中でも落下する粒径を備えた未粉砕の粒子および粉砕処理が不十分な粒子から分級する処理を行うことができるという点でも有効である。

ところで、消石灰は、付着性を有している。付着性は雰囲気の水分濃度の影響を受け、水分濃度が高くなればより付着性は増すことになる。

そのため、前記流動層装置は、水分濃度が高く、場合によっては局所的に結露を伴う雰囲気条件で、消石灰が表面に多く露出した集塵ダストや、消石灰自体のような付着性を有する粒子を、処理対象として供給すると、処理対象の粒子が流動媒体に付着する現象と、流動層の表面で処理対象の粒子同士が互いに付着した凝集体が形成される現象の、一方または双方が生じる場合があることが分かってきた。

更に、前記流動層装置は、流動層に、付着性を有する処理対象の粒子が付着した流動媒体や、付着性を有する処理対象の粒子同士が付着した凝集体が存在している場合は、流動層に流動不良が生じる場合があることも分かってきた。

なお、前記流動層装置の流動層では、流動媒体の移動速度は、分散板を通して吹き込まれる流動用空気の気泡の上昇速度と同様の速度となる。この流動媒体の移動速度の大小は、流動媒体の衝突力の大小、すなわち、前記移動層装置における粉砕力の大小に影響する。

そのため、前記流動層装置は、粉砕力の向上化を図る手法の一つとして、流動用空気の量や速度を増加させて、流動媒体の移動速度の増加を図り、流動媒体の衝突力の向上化を図ることが考えられる。しかし、前記流動層装置では、流動媒体を流動させて流動層を形成する必要上、流動層に吹き込まれる流動用空気の量や速度は、採用可能な範囲が決まっている。そのため、前記流動層装置は、流動用空気の量や速度を増加させることには制限がある。

そこで、本発明は、付着性を有する処理対象の粉砕処理を行う場合であっても、処理対象の粒子が付着した流動媒体の形成、および、処理対象の粒子同士の凝集体の形成を抑制することができる粉砕装置、および、該粉砕装置を備えた排ガス処理装置を提供しようとするものである。

本発明は、前記課題を解決するために、容器と、前記容器の上端側に設けられた処理対象の入口と、前記容器の上端側に設けられた出口と、前記容器の下部寄り位置に設けられた分散板と、前記分散板の上側に充填された流動媒体と、前記分散板の下方に設けられた風箱と、前記風箱に接続された流動用空気の送風機と、前記容器内にて、前記流動媒体に前記分散板を通して下方から前記流動用空気が吹き込まれることで形成される流動層よりも上方となる位置に、前記流動層に向く姿勢で設けられた噴射ノズルと、前記噴射ノズルに空気を供給する空気供給部と、を備えた構成を有する粉砕装置とする。

前記噴射ノズルを複数とし、各噴射ノズルは、該各噴射ノズルから噴射する前記空気の噴流が吹き付けられることで前記流動層の表面に前記噴射ノズルの数に応じて形成される複数の凹部が、互いに重ならない配置とした構成としてもよい。

前記流動層の表面に形成される複数の前記凹部同士の距離が、前記凹部の半径の１／２以下となるように、前記噴射ノズルを配置した構成としてもよい。

また、集塵機と、前記集塵機のガス入口に接続されて該ガス入口に燃焼排ガスを導く入口側煙道と、前記入口側煙道に設けられた薬剤供給ノズルおよび循環物供給ノズルと、前記集塵機から集塵ダストを排出するダスト排出口と、粉砕装置と、を備え、前記粉砕装置は、容器と、前記容器の上端側に設けられた処理対象の入口と、前記容器の上端側に設けられた出口と、前記容器の下部寄り位置に設けられた分散板と、前記分散板の上側に充填された流動媒体と、前記分散板の下方に設けられた風箱と、前記風箱に接続された流動用空気の送風機と、前記容器内にて、前記流動媒体に前記分散板を通して下方から前記流動用空気が吹き込まれることで形成される流動層よりも上方となる位置に、前記流動層に向く姿勢で設けられた噴射ノズルと、前記噴射ノズルに空気を供給する空気供給部と、を備える構成とし、前記ダスト排出口に前記粉砕装置の前記入口が接続され、前記粉砕装置の前記出口が前記循環物供給ノズルに循環ラインを介し接続された構成を備えた排ガス処理装置とする。

本発明の粉砕装置によれば、付着性を有する処理対象の粉砕処理を行う場合であっても、処理対象の粒子が付着した流動媒体の形成、および、処理対象の粒子同士の凝集体の形成を抑制することができる。

また、本発明の排ガス処理装置によれば、集塵機より排出される集塵ダストを処理対象として、粉砕装置で、処理対象の粒子が付着した流動媒体の形成、および、処理対象の粒子同士の凝集体の形成を抑制した状態で粉砕処理を行うことができて、集塵ダストに含まれる酸性ガス吸収用の薬剤の未反応分について、有効利用を図ることができる。

粉砕装置の実施形態を示す概略切断側面図である。 図１のＡ−Ａ方向矢視図である。 図１のＢ−Ｂ方向矢視図である。 粉砕装置にて噴射ノズルから流動層に吹き付ける噴流の条件を説明するための図である。 流動層の平面形状に応じた噴射ノズルの配置例を示す図である。 排ガス処理装置の実施形態を示す概略切断側面図である。

以下、本開示の粉砕装置および排ガス処理装置について、図面を参照して説明する。

［粉砕装置の実施形態］
図１は粉砕装置の実施形態を示す一部切断概略側面図である。図２は、図１のＡ−Ａ方向矢視図である。図３は、図１のＢ−Ｂ方向矢視図である。図４は、噴射ノズルから流動層へ吹き付ける噴流の条件を説明するための図である。

図５は、粉砕装置の流動層の平面形状に応じて流動層の表面に形成させる凹部の配置例を示すもので、図５（ａ）は、流動層の平面形状が正方形の場合、図５（ｂ）は流動層の平面形状が円形の場合をそれぞれ示す概略切断平面図である。

本実施形態の粉砕装置は、図１、図２、図３に符号１で示すもので、上下方向に延びる筒状の容器２と、容器２の上端側に設けられた入口３および出口４と、容器２内の下部寄り位置に設けられた分散板５と、流動層７を形成するために分散板５の上側に充填された流動媒体６と、分散板５の下側に設けられた風箱８と、風箱８に空気ライン９を介して接続された流動用空気１０の送風機１１と、容器２内における流動層７の形成位置よりも上方となる位置に、流動層７に向く姿勢で設けられた噴射ノズル１２と、噴射ノズル１２に噴流形成用の空気１３を供給する空気供給部１４と、を備えた構成とされている。

容器２は、本実施形態では、平面形状が矩形の角筒状の構造とされている。

容器２は、上端側における矩形の平面形状の長手方向の一側寄りとなる位置（図１では右端寄り位置）に、入口３を備えている。入口３は、図示しないが、たとえば、二重ダンパーなど、容器２の内側から入口３の上流側への空気の吹き抜けを防止しながら、処理対象１５を容器２内へ移動させるための手段を備えた構成とされている。

入口３の上流側には、処理対象１５の供給装置１６が接続されている。

更に、容器２は、上端側における入口３から離れた位置、たとえば、矩形の平面形状の長手方向の他側寄りとなる位置（図１では左端寄り位置）に、出口４が設けられている。

出口４は、後述するように、処理対象１５が粉砕処理された粉砕物１５ａが、容器２内から空気搬送により排出される出口４となる。そのため、出口４には、粉砕物１５ａの空気搬送用の搬送ライン１７の上流側となる一端側が接続され、この搬送ライン１７の下流側となる他端側が、粉砕物１５ａの需要部１８に接続されている。この粉砕物１５ａの需要部１８は、粉砕物１５ａを直接利用する装置や設備であってもよいし、粉砕物１５ａを一旦貯蔵してから必要量ずつ利用する装置や設備であってもよい。

容器２にて出口４を入口３から離れた位置に設けるのは、容器２内では空気が出口４に向けて流れるので、その気流の影響で、入口３から供給されて容器２の内部を落下する処理対象１５が、流動層７に達する前に吹き飛ばされないようにするためである。したがって、入口３から落下供給される処理対象１５が、容器２内で出口４に向かう空気の流れの影響を受け難くすることができれば、入口３と出口４の配置は、たとえば、一方または双方を容器２の側壁の上端寄り位置に配置するなど、図示した以外の配置としてもよいことは勿論である。

分散板５は、容器２の内部の下部寄り位置に、容器２の内部空間を分散板５の上側の空間と下側の空間に仕切るように取り付けられている。

分散板５は、アルミナボールや砂などの固体粒子である流動媒体６の通過は阻止する一方、空気は通過可能な多孔質板または多孔板により形成されている。なお、分散板５は、流動媒体６の重量を支持可能な強度を備えるか、あるいは、流動媒体６の重量を支持可能な図示しない梁状の支持部材によって支持された構成とされている。

容器２内における分散板５の上側には、流動媒体６が、設定された厚みの層を形成するように充填されている。

容器２の下端側における分散板５の下側は、風箱８とされている。

本実施形態では、風箱８は、入口３から供給される処理対象１５が落下する位置の下方から、該落下位置から離反する側にかけて、すなわち、容器２の矩形の平面形状の長手方向の一側寄りから他側寄りにかけて、たとえば、３つに仕切られた分割区画１９ａ，１９ｂ，１９ｃを備えている。

各分割区画１９ａ，１９ｂ，１９ｃは、空気ライン９の下流側を３本に分岐させた各分岐ライン２０ａ，２０ｂ，２０ｃが個別に接続されている。空気ライン９の上流側は、流動用空気１０の送風機１１に接続されている。更に、空気ライン９の各分岐ライン２０ａ，２０ｂ，２０ｃには、それぞれ対応する分割区画１９ａ，１９ｂ，１９ｃに供給する流動用空気１０の流量を個別に調整する流量調整弁２１ａ，２１ｂ，２１ｃが設けられている。

本実施形態の粉砕装置１は、送風機１１を運転すると、送風機１１より送出される流動用空気１０が、空気ライン９と分岐ライン２０ａ，２０ｂ，２０ｃを経て風箱８の各分割区画１９ａ，１９ｂ，１９ｃに供給される。これにより、容器２内では、各分割区画１９ａ，１９ｂ，１９ｃから分散板５を通して上向きに噴出する。よって、本実施形態の粉砕装置１では、分散板５の上側の流動媒体６の層に、流動用空気１０が下方から上向きに吹き込まれるようになるため、流動媒体６の流動化が生じ、容器２内における分散板５の上側の領域に流動層７が形成される。

更に、本実施形態の粉砕装置１は、流動層７内の流動媒体６に、図１に矢印Ｘで示すように、入口３から供給される処理対象１５が落下する位置では流動媒体６が下降し、該位置から離れた位置では流動媒体６が上昇する回流が生じるようにしている。

この回流を生じさせるために、本実施形態では、分割区画１９ａから上向きに噴出させる流動用空気１０の流量および流速を基準として、分割区画１９ｂから上向きに噴出させる流動用空気１０の流量および流速と、分割区画１９ｃから上向きに噴出させる流動用空気１０の流量および流速が順次大となるように、各分割区画１９ａ，１９ｂ，１９ｃへの流動用空気１０の供給量が流量調整弁２１ａ，２１ｂ，２１ｃにより調整される。これにより、流動層７では、分割区画１９ａの上方に位置する流動媒体６、分割区画１９ｂの上方に位置する流動媒体６、分割区画１９ｃの上方に位置する流動媒体６の順に吹き込まれる流動用空気１０の量が多くなり、吹き込まれる流動用空気１０の量が多い領域の流動媒体６ほど見かけ上の密度が小さくなる。したがって、流動層７では、この見かけ上の密度差に基づいて、分割区画１９ａの上方に位置する流動媒体６は下方に移動し、分割区画１９ｃの上方に位置する流動媒体６は上方に移動するようになる。

このように、流動層７にて矢印Ｘで示すような流動媒体６の回流が生じている状態では、入口３から供給される処理対象１５が流動層７に落下すると、その落下位置では、流動媒体６の下向きの移動が生じているため、たとえ処理対象１５の密度が流動媒体６の密度よりも小さいとしても、流動媒体６の移動に同伴させて処理対象１５を流動層７の内部に取り込ませることができる。

流動層７では、流動媒体６同士の衝突や、流動媒体６の容器２の壁面に対する衝突が高頻度で生じている。このため、流動層７に取り込まれた処理対象１５は、流動媒体６同士の間や、流動媒体６と容器２の壁面との間で粉砕される。

本実施形態では、容器２の平面形状は矩形とされている。このことに鑑みて、本実施形態の粉砕装置１は、容器２内における流動層７よりも上方となる位置で、且つ容器２の平面形状の長手方向に沿い設定された間隔を隔てた３個所に、噴射ノズル１２を配置した構成を備えている。

各噴射ノズル１２は、鉛直方向に沿い下向きの姿勢とされている。

空気供給部１４は、本実施形態では、容器２の側壁に内外方向に貫通するように取り付けられて、容器２の内側の端部を噴射ノズル１２に接続した空気供給管２２と、空気供給管２２の容器２の外側の端部側に、一端側が接続された空気供給ライン２３と、空気供給ライン２３の他端側が１本に集合された状態で接続された空気供給装置２４とを備えた構成とされている。

空気供給装置２４は、空気１３を、容器２内の圧力よりも高く設定された圧力に加圧した状態で供給する機能を備えている。

これにより、本実施形態の粉砕装置１は、空気供給装置２４を運転すると、加圧された空気１３を、空気供給ライン２３と空気供給管２２を介して各噴射ノズル１２に供給することができて、各噴射ノズル１２からは、空気１３を下向きに噴射することができる。よって、容器２内では、各噴射ノズル１２から噴射された空気１３による噴流が、各噴射ノズル１２の真下に位置する個所の流動層７の表層に吹き付けられるようになる。この際、流動層７の表層は、流動媒体６の粒子の濃度（空間占有率）が、流動層７における他の部分よりも希薄な層となる。以下、この層は希薄層という。よって、噴射ノズル１２から噴射された空気１３の噴流は、流動層７における希薄層に吹き付けられることになる。

本実施形態の粉砕装置１では、噴射ノズル１２から流動層７に吹き付ける空気１３の噴流は、以下の条件を満たすように設定されている。

ここで、噴流および流動媒体については、以下の表のようにパラメータを設定する。

流動層７の表面での噴流の運動量をＭｎとすると、この噴流の運動量Ｍｎは、次式のように、噴流の密度ρｎ、流動層７の表面での噴流の断面積Ａｎと、噴流の速度Ｖｎの二乗とに比例する値となる。
Ｍｎ∝ρｎ×Ａｎ×Ｖｎ^２

また、流動層７における流動媒体６の運動量をＭｓとすると、この流動層７の運動量Ｍｓは、次式のように、流動媒体６の密度ρｓと、流動媒体６の粒子の投影面積Ａｓと、流動媒体６の上昇速度Ｖｓの二乗と、流動媒体６の断面占有率εとに比例する値となる。
Ｍｓ∝ρｓ×Ａｓ×Ｖｓ^２×ε

本実施形態の粉砕装置１は、噴流の運動量Ｍｎが、流動層７における流動媒体６の運動量Ｍｓ以上となる条件（Ｍｎ≧Ｍｓ）を設定し、この条件が満たされるように、前記した噴流および流動媒体に関する各パラメータが設定されている。

なお、噴射ノズル１２から噴射される空気１３の噴流は、噴射ノズル１２から噴射された時点での速度に比して、流動層７の表面に到達するまでに減速し、その減速する割合は、噴射ノズル１２の形状や形式によって決まる噴流が広がる角度θの影響を受ける。

よって、噴射ノズル１２から流動層７の表面までの距離Ｈは、前記条件を満たすよう設定された流動層７の表面での噴流の速度Ｖｎの設定値を基に、噴射ノズル１２から噴射される空気１３の速度と、噴射ノズル１２の形状、形式とに応じて設定するようにすればよい。

また、噴射ノズル１２は、より少ない空気１３の噴射量で、設定された流動層７の表面での噴流の速度Ｖｎの設定値を得るためには、できる限り、噴流の広がる角度θが小さくなるノズル形状、形式を採用すると共に、噴射する空気１３の高流速化を図るようにすればよい。

更に、噴射ノズル１２の配置については、以下のように設定することが好ましい。

噴射ノズル１２から噴射された空気１３の噴流が流動層７に当たると、流動層７の表面には、図１、図２に示すように、噴流が直接当たる個所、および、その周囲に、凹部２５が形成される。この凹部２５は、図３に一点鎖線で示すように、平面形状が、空気１３の噴流の中央の位置を中心とするほぼ円形となる。

流動層７の表面に凹部２５が形成された個所は、流動層７の希薄層に存在している流動媒体６が、流動用空気１０による流動化の運動に加えて、空気１３の噴流の影響を受けた運動をしている個所である。

したがって、流動層７における凹部２５が形成された個所では、流動用空気１０によって吹き上げられて希薄層まで移動した流動媒体６に対し、上方から吹き付けられる空気１３の噴流により、下方へ叩きつけるような運動が更に与えられる。よって、この状態では、流動層７の希薄層における凹部２５が形成された個所に存在する流動媒体６は、移動速度、および、流動媒体６同士の衝突の頻度が、流動用空気１０の気泡の上昇のみによって流動媒体６が移動する場合に比して増加する。したがって、流動層７は、凹部２５が形成された個所では、処理対象１５に対する粉砕処理の能力を、流動用空気１０による流動媒体６の流動化のみを行う場合に比して向上させることができる。

よって、本実施形態の粉砕装置１は、たとえば、図３に示すように、流動層７の表面に、３つの凹部２５が互いに重ならずに整列して形成されるように、凹部２５の配置を設定し、各凹部２５の中央の上方となる位置に、噴射ノズル１２の位置を設定するようにしてある。

流動層７の表面に凹部２５が互いに重ならずに整列して形成されるようにしたのは、噴射ノズル１２から噴射する空気１３の噴流により、流動層７の希薄層に存在する流動媒体６のうち、できるだけ多くの流動媒体６に対して、移動速度および衝突の頻度の増加という運動の変化を与えるためである。

また、流動層７の表面に形成する凹部２５同士の間隔ｄは、凹部２５の半径の１／２以下とすることが好ましい。これは、流動層７の表面における凹部２５が形成される面積の割合を向上させて、流動層７の希薄層に存在する流動媒体６のうち、なるべく多くの流動媒体６に対して運動の変化を与えるためである。

なお、図３では、容器２内に、平面形状が矩形となる流動層７を備える場合の構成について、凹部２５の配置例を示した。これに対し、たとえば、図５（ａ）に示すように、容器２内に形成される流動層７の平面形状が正方形となる場合は、凹部２５は、流動層７の表面に、図示したような４個所に形成されるようにすればよい。また、図５（ｂ）に示すように、容器２内に形成される流動層７の平面形状が円形となる場合は、凹部２５は、流動層７の表面に、図示したような周方向の４個所に形成されるようにすればよい。

また、流動層７の表面における凹部２５の配置、サイズ、数は、図３、図５（ａ）、図５（ｂ）に示した以外の配置、サイズ、数としてもよいことは勿論である。

更に、本開示の粉砕装置１は、流動層に複数の凹部２５が部分的に重複する配置で形成される構成としてもよいこと、また、凹部２５の一部が、容器２の側壁に掛かる配置となっていてもよいこと、凹部２５同士の間隔は、凹部２５の半径の１／２以下のみに限定されないこと、は勿論である。

なお、粉砕装置１は、前記のように凹部２５の配置を様々に設定する場合にも、各凹部２５の中央の上方となる位置に、噴射ノズル１２の位置を設定するようにすればよい。

以上の構成としてある本実施形態の粉砕装置１を使用する場合は、送風機１１を運転して、空気ライン９および分岐ライン２０ａ，２０ｂ，２０ｃを介して、風箱８の各分割区画１９ａ，１９ｂ，１９ｃへ、それぞれに設定された流量で、流動用空気１０の供給を行う。これにより、本実施形態の粉砕装置１は、容器２内における分散板５の上側に、流動媒体６の流動層７を形成する。更に、流動層７には、図１に矢印Ｘで示すような流動媒体６の回流も生じさせる。

更に、空気供給装置２４を運転して、空気供給ライン２３と空気供給管２２を介して、噴射ノズル１２へ、空気１３の供給を行う。これにより、本実施形態の粉砕装置１は、噴射ノズル１２から空気１３の噴射を行い、噴射された空気１３の噴流が、流動層７の表面に吹き付けられた状態とする。

この状態で、本実施形態の粉砕装置１は、供給装置１６を運転して、処理対象１５を入口３から容器２内へ供給する。

これにより、入口３から供給された処理対象１５は、流動層７の表面における入口３の下方となる位置に落下すると、流動層７に回流を形成している流動媒体６の移動に同伴されて流動層７の内側に取り込まれる。

流動層７では、流動媒体６同士の衝突や、流動媒体６の容器２の壁面に対する衝突が生じているので、流動層７の内側に取り込まれた処理対象１５は、流動媒体６同士の間や、流動媒体６と容器２の壁面との間で粉砕される。

更に、本実施形態の粉砕装置１は、流動層７の表層にある希薄層に、噴射ノズル１２より吹き付けられる空気１３の噴流によって、流動媒体６の移動速度、および、流動媒体６同士の衝突の頻度が増加した領域が形成してあるので、この領域では、処理対象１５に対する粉砕処理の能力をより高めた状態で、処理対象１５の粉砕処理を行うことができる。 このように、本実施形態の粉砕装置１は、従来の流動用空気のみによる流動化が行われる流動層では処理が困難であった、付着性を有する処理対象１５の粒子が付着した流動媒体６や、付着性を有する処理対象１５の粒子同士が付着した凝集体についても、粉砕処理を行うことができる。

したがって、本実施形態の粉砕装置１は、付着性を有する処理対象１５の粒子が付着した流動媒体６の形成を抑制することができ、また、流動層７の表面で付着性を有する処理対象１５の粒子同士が凝集体を形成することも抑制することができる。このため、本実施形態の粉砕装置１は、流動層７にて処理対象１５の粉砕処理を行うときに、付着性を有する処理対象１５の粒子が付着した流動媒体６や、付着性を有する処理対象１５の粒子同士の凝集体が原因となって、流動層７に流動不良が生じることを抑制することができる。

よって、本実施形態の粉砕装置１は、たとえば、付着性を有する消石灰が表面に多く露出した集塵ダストや、消石灰自体のような付着性を有する粒子を、処理対象として粉砕処理する装置として好適なものとすることができる。

更に、本実施形態の粉砕装置１は、流動層７の表層側に処理対象１５に対する粉砕処理の能力をより高めた領域を備えているので、処理対象１５が粉砕処理を受けないまま流動層７内で沈降する虞を抑制することができる。

流動層７は、粉砕処理を受けないまま流動層７の底部まで沈降する処理対象１５があると、次第に層高が上昇するという問題が生じるが、本実施形態の粉砕装置１は、そのような問題の発生を抑制することができる。

容器２内では、流動層７の流動化に供された後の流動用空気１０、および、噴射ノズルから噴流として流動層７に吹き付けられた後の空気１３が、出口４に向かって流れる気流を形成する。

このため、処理対象１５は、流動層７における粉砕処理を受けて粒径がより小さい粉砕物１５ａになり、容器２内で出口４に向けて流れる気流によって搬送されるようになると、その粉砕物１５ａは、流動用空気１０および空気１３と共に出口４から排出される。よって、この粉砕物１５ａは、搬送ライン１７を通して需要部１８まで空気搬送される。

これに対し、未処理の処理対象１５や、粉砕処理が十分に進行していない処理対象１５は、流動用空気１０や流動層７に吹き付けられた空気１３によって、流動層７の上方へ一時的に吹き上げられたとしても、容器２内で出口４に向けて流れる気流によって搬送されないため、流動層７へ落下し、流動層７における粉砕処理を更に受けるようになる。

したがって、本実施形態の粉砕装置１は、所定の粒径まで粉砕された粉砕物１５ａを、分級のため特別な装置を要することなく、未処理および粉砕処理が不十分な処理対象１５と、分離して回収することができる。

また、一般的な粉砕機は、回転軸などの機械的な回転部分を有することが多いため、処理対象を粉砕処理する場合は、回転部分に処理対象や処理対象の粉砕物が付着し、その付着物に含まれる成分によって腐食を発生する虞がないように、回転部分を保護する粉体シールのような特殊な構造を必要とする。これに対し、本実施形態の粉砕装置１は、処理対象１５や、その粉砕物１５ａが接する部分には、機械的な回転部分はもとより、機械的な可動部も有しないものであるため、前記粉体シールのような特殊な構造は不要にすることができる。

［排ガス処理装置の実施形態］
図６は、排ガス処理装置の実施形態を示す一部切断概略側面図である。

なお、本実施形態の排ガス処理装置が備える粉砕装置は、前記実施形態を示した粉砕装置１と同様である。よって、図６において、図１、図２、図３に示したものと同一のものには同一符号を付して、その説明を省略する。

本実施形態の排ガス処理装置は、図６に符号２６で示すもので、集塵機としてのバグフィルタ２７と、バグフィルタ２７のガス入口２８に接続された入口側煙道２９と、入口側煙道２９に設けられた薬剤供給ノズル３０および循環物供給ノズル３１と、バグフィルタ２７のダスト排出口３２に入口３を接続した粉砕装置１と、粉砕装置１の出口４を循環物供給ノズル３１に接続する循環ライン３３と、を備えた構成とされている。

バグフィルタ２７は、矩形断面で上下方向に延び、下部をホッパ形状とした筒状の容器３４を備える。容器３４は、下部寄りの側部にガス入口２８を備え、上端部の側部にガス出口３５を備えている。容器３４の底部には、たとえば、スクリューコンベヤ形式のダスト排出装置３６を備え、このダスト排出装置３６の送り先側の下方に、ダスト排出口３２が設けられている。

容器３４内の上部でガス出口３５よりも下方となる位置には、複数のろ布取付孔３８を開口させたセルプレート３７が気密に取り付けられている。セルプレート３７の各ろ布取付孔３８には、円筒形状とした細長い袋状のろ布３９を下方から外周側へ被せて保持させたリテーナ（図示せず）の上端部がそれぞれ支持されている。これにより、各リテーナおよび各ろ布３９は、セルプレート３７の下方に吊下配置され、この状態で、各ろ布３９の上端開口部が、それぞれ対応する各ろ布取付孔３８を介してセルプレート３７の上方の空間に連通している。更に、容器３４内のセルプレート３７の上方位置には、各ろ布３９の逆洗に用いる逆洗装置４０が備えられている。

ガス入口２８に接続された入口側煙道２９は、廃棄物焼却炉のような図示しない燃焼装置から排出される燃焼排ガス４１をガス入口２８へ導くものである。

ガス出口３５には、出口側煙道４２が接続され、出口側煙道４２の下流側に、誘引通風機などの図示しない下流側の機器が接続されている。

これにより、バグフィルタ２７は、燃焼排ガス４１を入口側煙道２９からガス入口２８を経て容器３４内に流入させると、燃焼排ガス４１が、各ろ布３９を外側から内側へ通過してからガス出口３５へ向かう流れとなる。このため、燃焼排ガス４１中に含まれている煤塵などの固体粒子（図示せず）は、各ろ布３９により捕集される。したがって、燃焼排ガス４１は、各ろ布３９に捕集された固体粒子が除去されることで清浄化され、この清浄化された排ガス４１ａが、ガス出口３５より出口側煙道４２へ排出される。

バグフィルタ２７では、各ろ布３９による燃焼排ガス４１中の固体粒子を捕集する処理を継続して行うと、各ろ布３９の外面側には、捕集された固体粒子が堆積する。そこで、バグフィルタ２７では、圧力損失が過大になることを防ぐために、定期的に、あるいは、設定された運転時間ごとに、逆洗装置４０による各ろ布３９の逆洗処理を行って、各ろ布３９の外面に付着した堆積物を払い落とすようにしてある。

各ろ布３９から自然に脱落するか、あるいは、逆洗処理により払い落とされて容器３４の内底部に落下した固形物は、ダスト排出装置３６によりダスト排出口３２へ送られて、ダスト排出口３２から集塵ダスト４３として排出される。

薬剤供給ノズル３０は、入口側煙道２９にて、ガス入口２８から設定された距離で上流側に離れた個所に設けられている。

薬剤供給ノズル３０は、酸性ガス吸収用の薬剤として、たとえば、消石灰４４を、入口側煙道２９内に供給する機能を備えている。なお、薬剤供給ノズル３０は、消石灰４４を搬送気体の流れに乗せて噴射する形式のものであることが好ましい。この形式の薬剤供給ノズル３０によれば、入口側煙道２９内をバグフィルタ２７のガス入口２８に向けて流通する燃焼排ガス４１中に、消石灰４４を、分散性を高めた状態で供給することができる。これにより、消石灰４４は、燃焼排ガス４１中に含まれる酸性ガスとの接触を効率よく行わせることができる。

燃焼排ガス４１中に分散された消石灰４４は、燃焼排ガス４１の流れによりバグフィルタ２７へ搬送されると共に、バグフィルタ２７では、図示しない煤塵と共に各ろ布３９により捕集される。したがって、ダスト排出口３２より排出される集塵ダスト４３は、煤塵に加えて、消石灰４４を含んだものとなっている。

なお、本実施形態では、薬剤供給ノズル３０から供給する消石灰４４は、燃焼排ガス４１中に含まれると想定される酸性ガスに対する当量比よりも設定された割合で過剰となる量で供給するようにする。このため、集塵ダスト４３に含まれる消石灰４４は、酸性ガスを吸収した反応済みのものと、未反応分とを含んだものとなっている。

なお、薬剤供給ノズル３０は、入口側煙道２９を流通する燃焼排ガス４１に対して消石灰４４を分散させながら供給することができれば、搬送気体を用いて消石灰４４を噴射する形式以外の任意の形式のものを採用してもよいことは勿論である。

ダスト排出口３２には、分配装置４５の入口４６が接続されている。

分配装置４５は、２つの出口４７，４８を備え、第１の出口４７が灰処理装置４９に接続され、第２の出口４８が粉砕装置１の入口３に接続されている。更に、分配装置４５は、入口４６を通してバグフィルタ２７のダスト排出口３２から受け入れる集塵ダスト４３を、設定された割合で第１の出口４７と第２の出口４８とに分配する機能を備えている。この分配装置４５における集塵ダスト４３の分配は、たとえば、分配装置４５の内部に備えた図示しない弁やフラップなどの切替手段の動作により、第１の出口４７が入口４６に連通する状態と、第２の出口４８が入口４６に連通する状態とを、設定された時間間隔で切り替えるようにすればよい。

なお、分配装置４５における集塵ダスト４３の第１の出口４７と第２の出口４８への分配は、前記した時間による切り替え以外の手法で行ってもよいことは勿論である。図示しないが、一例としては、分配装置４５は、入口４６から第１の出口４７に向かって移動する集塵ダスト４３から、ある一定量の集塵ダスト４３を分取して第２の出口４８へ送る手段を備える構成としてもよい。また、別の例としては、分配装置４５は、入口４６から集塵ダスト４３を導く通路の下流側に各出口４７，４８に連通する２つの分岐通路を備え、該各分岐通路の断面積が設定された比となる構成を備えていてもよい。

また、分配装置４５から第２の出口４８を経て粉砕装置１へ送る集塵ダスト４３は、粉砕装置１で粉砕処理を行った後、循環ライン３３と循環物供給ノズル３１を経て入口側煙道２９を流通する燃焼排ガス４１に供給されるものとなる。この点に鑑みて、分配装置４５で第２の出口４８側、すなわち、粉砕装置１側へ分配する集塵ダスト４３の量は、粉砕装置１の容量や、入口側煙道２９を流通する燃焼排ガス４１の流量や流速に応じて定めるようにすればよい。

分配装置４５の第１の出口４７から排出される集塵ダスト４３は、灰処理装置４９へ送られる。灰処理装置４９は、重金属の固定など、一般的に行われる集塵ダスト処理と同様の処理を行う機能を備えている。

分配装置４５の第２の出口４８から排出される集塵ダスト４３は、粉砕装置１の入口３に、処理対象として供給される。

粉砕装置１は、入口３から供給される処理対象としての集塵ダスト４３を、前記実施形態における処理対象１５と同様に、流動層７にて粉砕処理することができる。

ところで、バグフィルタ２７では、ろ布３９に付着した堆積物を逆洗により払い落としてダスト排出口３２から集塵ダスト４３として取り出すと、煤塵と、未反応の消石灰４４と、反応済みの消石灰などの粒子同士が互いに付着して、フレーク状などの凝集体を形成していることがある。

粉砕装置１の流動層７では、集塵ダスト４３に含まれる前記のような凝集体を粉砕することができるため、未反応の消石灰４４を外部に露出させることができる。

更に、集塵ダスト４３には、たとえば、酸性ガスと反応して外側に塩が形成されている反応済みの消石灰が含まれていることがあるが、流動層７では、このような反応済みの消石灰の粒子を粉砕して内部の未反応の部分を新たに露出させることができる。

このように、集塵ダスト４３を粉砕処理して未反応の消石灰４４や、反応済みの消石灰における内部の未反応の部分を露出させると、消石灰４４自体が付着性を有しているために、消石灰４４の粒子や、消石灰の未反応部分が露出された状態の集塵ダスト４３の粒子が、流動層７の流動媒体６に付着する可能性がある。また、流動層７では、付着性を有する未反応の消石灰４４の粒子や、消石灰の未反応部分が露出された状態の集塵ダスト４３の粒子は、粒子同士で付着して凝集体を形成する可能性がある。

しかし、粉砕装置１は、流動層７の表面に向けて空気１３の噴流を吹き付けるための噴射ノズル１２を備えた構成として、付着性を有する処理対象の粒子が付着した流動媒体６や、付着性を有する処理対象の粒子同士が付着した凝集体についても、粉砕処理を行うことができるものとなっている。

したがって、粉砕装置１は、消石灰４４の粒子や、消石灰の未反応部分が露出された状態の集塵ダスト４３の粒子が流動媒体６に付着することを抑制することができ、また、流動層７の表面で、消石灰４４の粒子や、消石灰の未反応部分が露出された状態の集塵ダスト４３の粒子が、粒子同士で凝集体を形成することも抑制することができる。

このため、粉砕装置１は、流動層７にて集塵ダスト４３の粉砕処理を行うときに、前記したような付着性を有する粒子が付着した流動媒体６や、付着性を有する粒子同士の凝集体が原因となって、流動層７に流動不良が生じることを抑制することができる。

よって、粉砕装置１は、集塵ダスト４３の粉砕処理を行って、未反応の消石灰４４を露出させる処理や、反応済みの消石灰における内部の未反応部分を露出させる処理を、より確実に行うことができる。

集塵ダスト４３が流動層７で粉砕処理されて、より粒径が小さいダスト粉砕物４３ａになり、流動用空気１０および空気１３が出口４に向けて流れる気流によって搬送されるようになると、そのダスト粉砕物４３ａは、流動用空気１０および空気１３と共に出口４から排出される。

なお、粉砕装置１は、図６に示すように、風箱８に流動用空気１０を供給する送風機１１の空気吸入側、および、噴射ノズル１２に空気１３を供給する空気供給部１４の空気供給装置２４の空気吸入側が、出口側煙道４２に排ガス吸入ライン５０を介して接続された構成とすることが好ましい。この構成によれば、流動層７の流動用空気１０、および、噴射ノズル１２へ供給する噴流形成用の空気１３としては、バグフィルタ２７を通過して清浄化された後の排ガス４１ａを循環させて利用することができる。したがって、流動用空気１０および空気１３の供給源や、流動用空気１０および空気１３にごみなどが混入しないようにするフィルタなどは必要がなく、また、出口側煙道４２の下流側へ送られる排ガス４１ａの量が、流動用空気１０および空気１３の分、増加することもない。

更に、燃焼排ガス４１中に含まれていた酸性ガスのうち、消石灰４４による吸収では除去しきれなかった酸性ガスが排ガス４１ａに残留していたとしても、流動用空気１０および空気１３として循環される分の排ガス４１ａに含まれる酸性ガスについては、粉砕装置１にて、集塵ダスト４３の粉砕処理により露出される未反応の消石灰４４と効率よく接触させて、吸収させることができる。よって、この流動用空気１０および空気１３として利用される分の排ガス４１ａについては、酸性ガスの更なる除去による清浄化を図ることができる。

粉砕装置１の出口４より流動用空気１０および空気１３と共に排出されるダスト粉砕物４３ａは、循環ライン３３を経て循環物供給ノズル３１へ送られ、循環物供給ノズル３１から、入口側煙道２９を流通する燃焼排ガス４１中に吹き込まれる。これにより、ダスト粉砕物４３ａに含まれている未反応の消石灰４４や、反応済みの消石灰が粉砕処理されて新たに露出された未反応部分では、燃焼排ガス４１中の酸性ガスの吸収が行われる。

このように、本実施形態の排ガス処理装置２６によれば、バグフィルタ２７から排出される集塵ダスト４３に含まれている未反応の消石灰４４の一部を、燃焼排ガス４１中の酸性ガスの吸収に有効利用することができる。更に、集塵ダスト４３に含まれている反応済みの消石灰であっても、粉砕して未反応の部分を新たに露出できるものであれば、それを燃焼排ガス４１中の酸性ガスの吸収に有効利用することができる。

また、本実施形態の排ガス処理装置２６は、粉砕装置１を備えているので、集塵ダスト４３を粉砕する機能と、未反応の消石灰４４や消石灰の未反応部分が露出された状態で含まれるダスト粉砕物４３ａを、未粉砕の集塵ダスト４３や粉砕処理が十分に行われていないものから分離して、入口側煙道２９の循環物供給ノズル３１へ送る機能とを得ることができる。

この際、未反応の消石灰４４や、反応済みの消石灰から新たに露出された未反応部分が付着性を有しているとしても、粉砕装置１では、その付着性に起因して流動層７に流動不良が生じることを抑制した状態で、集塵ダスト４３の粉砕処理を実施することができる。

なお、本開示の粉砕装置および排ガス処理装置は、前記実施形態にのみ限定されるものではない。

図１から図５（ａ）（ｂ）に示した粉砕装置１は、流動層７内に、入口３から供給される処理対象１５が落下する位置では流動媒体６が下降し、該位置から離れた位置では流動媒体６が上昇する回流が生じるようにしてあれば、風箱８にて流動用空気１０の流量や流速に差を生じさせるための分割区画の数は、２つ、あるいは４つ以上であってもよい。また、粉砕装置１は、流動層７では、処理対象１５が落下供給される位置に応じて、たとえば、容器２の中央部で流動媒体６が下降し、外周部で流動媒体６が上昇する回流や、容器２の中央部で流動媒体６が上昇し、外周部で流動媒体６が下降する回流など、図１に示した以外の配置の回流を生じさせるようにしてもよい。この場合は、粉砕装置１は、発生させる回流の配置に応じて、風箱８に設ける分割区画の配置を適宜変更すればよい。

また、粉砕装置１にて、風箱８から分散板５を通して流動媒体６の層に下方から吹き込む流動用空気１０の流量や流速に差を生じさせる機能は、たとえば、分散板５に開口率の異なる領域を備える構成とするなど、風箱８に分割区画１９ａ，１９ｂ，１９ｃを備える構成以外の手段で実現してもよい。

図６に示した排ガス処理装置２６は、バグフィルタ２７と分配装置４５と粉砕装置１の寸法や、それぞれの寸法比は図示するための便宜上のものであり、実際の寸法を反映したものではない。

また、排ガス処理装置２６は、バグフィルタ２７のダスト排出口３２から排出される集塵ダスト４３の一部を粉砕装置１の入口３へ供給することができるようにしてあれば、入口３の上流側に集塵ダスト４３を一旦貯留するホッパやビンのような貯留手段を備える構成としてもよい。

図６に示した排ガス処理装置２６における各機器の配置は、図示するための便宜上のものであり、実際の配置を反映したものではない。

排ガス処理装置２６にて、酸性ガス吸収用の薬剤は、消石灰４４を例示したが、たとえば、ナトリウムを含む薬剤など、酸性ガスの吸収に従来使用されている薬剤であれば消石灰以外の薬剤であってもよい。

排ガス処理装置２６にて、集塵機は、バグフィルタ２７を例示したが、燃焼排ガス４１中の固体粒子を乾式で捕集し、捕集された固体粒子をダスト排出口から集塵ダスト４３として取り出すことができるものであれば、バグフィルタ２７以外の集塵機を採用してもよい。

排ガス処理装置２６にて、粉砕装置１へ供給する流動用空気１０および空気１３は、排ガス４１ａを循環して用いることが好ましいが、排ガス４１ａを用いなくてもよい。この場合は、送風機１１の吸入側、および、空気供給装置２４の吸入側は、それぞれフィルタを備えた外気取入口としてもよいし、清浄な空気の供給部に接続するようにしてもよい。

入口側煙道２９に設ける薬剤供給ノズル３０と循環物供給ノズル３１の配置は、上流側からの順序を図６に示した順序と逆にしてもよい。また、各ノズル３０，３１は、入口側煙道２９に周方向に並べた配置で設けてもよい。

本開示の排ガス処理装置は、入口側煙道２９に、活性炭を供給するノズルを備えて、燃焼排ガス４１中に含まれるダイオキシン類などを吸着して除去する機能を備えるようにしてもよい。この構成によれば、集塵ダスト４３に含まれる活性炭は、その一部を粉砕装置１で粉砕処理して新たな面を露出させた後、入口側煙道２９に循環供給して、燃焼排ガス４１中のダイオキシン類などの吸着に有効利用することが可能になる。

本開示の排ガス処理装置は、酸性ガスを含む可能性がある燃焼排ガス４１であれば、廃棄物焼却炉以外の任意の燃焼装置から排出される燃焼排ガス４１を処理対象としてもよい。

その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。

１ 粉砕装置
２ 容器
３ 入口
４ 出口
５ 分散板
６ 流動媒体
７ 流動層
８ 風箱
１０ 流動用空気
１１ 送風機
１２ 噴射ノズル
１３ 空気
１４ 空気供給部
１５ 処理対象
２５ 凹部
２７ バグフィルタ（集塵機）
２８ ガス入口
２９ 入口側煙道
３０ 薬剤供給ノズル
３１ 循環物供給ノズル
３２ ダスト排出口
３３ 循環ライン
４１ 燃焼排ガス
４３ 集塵ダスト

Claims (4)

1. 容器と、
   前記容器の上端側に設けられた処理対象の入口と、
   前記容器の上端側に設けられた出口と、
   前記容器の下部寄り位置に設けられた分散板と、
   前記分散板の上側に充填された流動媒体と、
   前記分散板の下
   方に設けられた風箱と、
   前記風箱に接続された流動用空気の送風機と、
   前記容器内にて、前記流動媒体に前記分散板を通して下方から前記流動用空気が吹き込まれることで形成される流動層よりも上方となる位置に、前記流動層に向く姿勢で設けられた噴射ノズルと、
   前記噴射ノズルに空気を供給する空気供給部と、を備えること
   を特徴とする粉砕装置。
2. 前記噴射ノズルを複数とし、
   各噴射ノズルは、該各噴射ノズルから噴射する前記空気の噴流が吹き付けられることで前記流動層の表面に前記噴射ノズルの数に応じて形成される複数の凹部が、互いに重ならない配置とした
   請求項１記載の粉砕装置。
3. 前記流動層の表面に形成される複数の前記凹部同士の距離が、前記凹部の半径の１／２以下となるように、前記噴射ノズルを配置した
   請求項２に記載の粉砕装置。
4. 集塵機と、
   前記集塵機のガス入口に接続されて該ガス入口に燃焼排ガスを導く入口側煙道と、
   前記入口側煙道に設けられた薬剤供給ノズルおよび循環物供給ノズルと、
   前記集塵機から集塵ダストを排出するダスト排出口と、
   粉砕装置と、を備え、
   前記粉砕装置は、
   容器と、
   前記容器の上端側に設けられた処理対象の入口と、
   前記容器の上端側に設けられた出口と、
   前記容器の下部寄り位置に設けられた分散板と、
   前記分散板の上側に充填された流動媒体と、
   前記分散板の下方に設けられた風箱と、
   前記風箱に接続された流動用空気の送風機と、
   前記容器内にて、前記流動媒体に前記分散板を通して下方から前記流動用空気が吹き込まれることで形成される流動層よりも上方となる位置に、前記流動層に向く姿勢で設けられた噴射ノズルと、
   前記噴射ノズルに空気を供給する空気供給部と、を備える構成とし、
   前記ダスト排出口に前記粉砕装置の前記入口が接続され、前記粉砕装置の前記出口が前記循環物供給ノズルに循環ラインを介し接続された構成を備えたこと
   を特徴とする排ガス処理装置。

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