JP7075257B2 - 被処理水の乾燥装置及びそれを備えるボイラシステム - Google Patents

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Description

本発明は、被処理水の乾燥装置及びそれを備えるボイラシステムに関する。
火力発電所等にはボイラが設置され、ボイラからは、ボイラで燃料を燃焼して生成された燃焼ガスが排出される。燃焼ガスには硫黄酸化物が含まれることから、燃焼ガス中の硫黄酸化物を除去するため、脱硫装置が使用される。脱硫装置としては、例えば、石灰水を使用した湿式の脱硫装置が挙げられる。石灰水を使用した湿式の脱硫装置では、吸収液としての石灰水と、硫黄酸化物を含む燃焼ガスとが接触される。そして、この接触により硫黄酸化物が石灰水に吸収され、硫黄酸化物由来の硫黄分は石膏として回収及び除去される。
石膏を回収及び除去した後の排水（脱硫装置において燃焼ガスと接触後の吸収液）には、塩化物イオン、重金属イオン等が含まれ得る。そこで、排水を外部に排出するためには、排水中の各成分の濃度を排水基準値以下にまで低下させることが好ましい。しかし、各成分の除去にはコストがかかることから、排水を外部に排出せず、系内で循環させる試みが行われている。
特許文献１には、下方に向かって窄まる形状を有する乾燥装置に燃焼ガス（高温排ガス）を供給し、供給された燃焼ガスと排水とを接触させることで、排水を気化させることが記載されている（特に図５－２参照）。また、窄まった部分に固形物を溜まらせて、乾燥装置の底部から当該固形物を取り出すことが記載されている（特に段落００５２参照）。
特開２０１２－１９６６３８号公報
特許文献１に記載の乾燥装置において、燃焼ガスに含まれる固形物のうち、比較的軽い成分（又は小さな成分。例えば燃焼灰の粉体等）は、気流により排気口を通じて外部に排出される。しかし、当該固形物のうち、比較的重い成分（又は大きな成分。例えば燃焼灰の固まり、排水乾燥後の残成分等）が含まれることがある。そして、このような比較的重い成分である固形物は乾燥装置の下方に堆積し易い。特に、特許文献１に記載の乾燥装置のように、上方から下方に向かう気流が生じている場合には、下方に向かう気流が衝突する底部に固形物が堆積し易い。
乾燥装置の底部に固形物が堆積した場合、乾燥装置の底部から堆積した固形物を定期的に排出することが好ましい。しかし、排出作業は煩雑であり、固形物の堆積そのものを抑制可能な技術が望まれる。
本発明の少なくとも一実施形態は、乾燥装置の底部への固形物の堆積を抑制可能な被処理水の乾燥装置及びそれを備えるボイラシステムを提供することを目的とする。
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る脱硫排水の処理装置は、燃焼ガスが有する熱によって被処理水を気化させるための被処理水の乾燥装置であって、筐体と、前記筐体に前記燃焼ガスを供給するための燃焼ガス供給口と、前記筐体内に前記被処理水を供給するための被処理水給水部と、前記筐体に供給され気化した前記被処理水を含む水分含有ガスを前記筐体の外部に排出するための排気口と、を備え、前記排気口は、前記筐体の最下部に設けられるとともに、鉛直方向に対して交差する方向に開口し、前記筐体の底部は、前記排気口に向かって形成された傾斜部を少なくとも一部に有することを特徴とする。
上記（１）の構成によれば、底部が排気口に向かって形成された傾斜部を少なくとも一部に有するため、燃焼ガスに含まれる固形物を筐体の底部に堆積させにくくすることができる。また、鉛直方向に対して交差する方向に開口して排気口が形成されるため、乾燥装置の高さを抑制することができる。
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記傾斜部は、前記燃焼ガスに含まれる固形物の安息角以上の角度を有して形成されることを特徴とする。
上記（２）の構成によれば、傾斜部が固形物の安息角以上の角度を有して形成されているため、底部への固形物の堆積を抑制し易くすることができる。
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、前記傾斜部は、水平方向に対し３０°以上９０°未満の角度を有して形成されることを特徴とする。
上記（３）の構成によれば、傾斜部が有する角度を概ね固形物の安息角以上とすることができ、固形物の堆積を抑制し易くすることができる。
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）～（３）の何れか１の構成において、前記傾斜部は平面部を備えることを特徴とする。
上記（４）の構成によれば、底部に含まれる傾斜部を平面部により形成することができる。このため、乾燥装置を製造する際、傾斜部により形成される底部の形成作業を簡便にすることができる。
（５）幾つかの実施形態では、上記（１）～（４）の何れか１の構成において、前記被処理水の乾燥装置は、前記排気口に接続される排気ダクトを備え、前記排気ダクトは、前記排気口から排出された水分含有ガスが通る排気ダクト本体部と、前記排気ダクト本体部の下方に形成される開口と連通する捕集空間であって、前記排気ダクト本体部を通る水分含有ガスに含まれる固形物を捕集するための捕集空間を画定する固形物捕集部と、を備えることを特徴とする。
上記（５）の構成によれば、自重によって固形物捕集部への固形物の捕集を行うことができ、固形物の後段装置への流入を抑制することができる。これにより、後段装置が固形物により閉塞する等の意図しない運転上の問題を回避できる。また、固形物捕集部が排気ダクトに備えられていることで、固形物捕集部に捕集された固形物の取り出しを容易に行うことができる。さらには、鉛直方向に交差する方向に形成された排気口を通じて水分含有ガスが排出されるため、水分含有ガスに含まれる固形物を自重で落下させ易くでき、固形物捕集部への捕集を行い易くすることができる。
（６）幾つかの実施形態では、上記（５）の構成において、前記筐体は、前記排気口の上端部から前記筐体の内部に突出する第１突起部材を備えることを特徴とする。
上記（６）の構成によれば、排気口と排気ダクト本体部との接続位置の上端部付近でのガス流れを抑制し、燃焼ガス供給口を通じて流入した燃焼ガスが排気口に最短距離で到達することを抑制することができる。これにより、排気口上方にある固形物が固形物捕集部を通過することを抑制できる。この結果、排気ダクトの下方に形成された固形物捕集部への固形物の捕集をより確実に行うことができる。
（７）幾つかの実施形態では、上記（５）又は（６）の構成において、前記固形物捕集部は、前記開口を開閉するための開閉部材を備えることを特徴とする。
上記（７）の構成によれば、開口を閉じた状態で、固形物捕集部に捕集された固形物を取り出すことができる。これにより、固形物を固形物捕集部から取り出す際に、排気口及び排気ダクト本体部（いずれか一方でもよい）へ飛散することを抑制できる。
（８）幾つかの実施形態では、前記排気ダクト本体部は、前記固形物捕集部の上方内面から前記開口に向かって突出する第２突起部材を備えることを特徴とする。
上記（８）の構成によれば、水分含有ガスに含まれ、自重により落下し易い固形物の落下を促すことができる。これにより、固形物捕集部への固形物の捕集を行い易くすることができる。
（９）本発明の少なくとも一実施形態に係るボイラシステムは、ボイラと、前記ボイラから排出される排ガスと吸収液とを接触させることにより前記排ガスの脱硫を行うための脱硫装置と、上記（１）～（８）の何れか１に記載の被処理水の乾燥装置と、を備えるボイラシステムであって、前記燃焼ガスは、前記ボイラから排出される前記排ガスを含み、前記被処理水は、前記脱硫装置から排出された前記接触後の前記吸収液を含むことを特徴とする。
上記（９）の構成によれば、被処理水として、脱硫装置での排ガスと接触後の吸収液（上記の排水）を、乾燥装置において気化させることができる。これにより、当該接触後の吸収液の外部への排出を抑制することができ、排水処理コストの削減を図ることができる。また、乾燥装置においては、排ガス中の固形物の堆積を抑制することができる。
本発明の少なくとも一実施形態によれば、乾燥装置の底部への固形物の堆積を抑制可能な被処理水の乾燥装置及びそれを備えるボイラシステムを提供することができる。
本発明の第一実施形態に係るボイラシステムの系統図である。 本発明の第一実施形態に係る乾燥装置を示す図である。 図２に示す乾燥装置における底部を拡大して示す図である。 本発明の第二実施形態に係る乾燥装置を示す図である。 本発明の第三実施形態に係る乾燥装置を示す図である。 本発明の第四実施形態に係る乾燥装置を示す図である。 本発明の第五実施形態に係る乾燥装置を示す図である。 本発明の第六実施形態に係る乾燥装置を示す図である。 本発明の第七実施形態に係る乾燥装置を示す図である。 本発明の第八実施形態に係る乾燥装置を示す図である。 本発明の第九実施形態に係る乾燥装置を示す図である。 図１１に示す乾燥装置に備えられる第２突起部材の上面図である。
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、以下に実施形態として記載されている内容又は図面に記載されている内容は、あくまでも例示に過ぎず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、任意に変更して実施することができる。また、各実施形態は、２つ以上を任意に組み合わせて実施することができる。
また、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。
図１は、本発明の一実施形態に係るボイラシステム１００の系統図である。ボイラシステム１００は、図示しない火力発電所等に備えられ、ボイラ１０を備えるものである。ボイラシステム１００では、ボイラ１０からの燃焼ガス（排ガス）に含まれる硫黄酸化物が、湿式の脱硫装置１４（後記する）によって除去される。そして、脱硫装置１４で使用された吸収液は、外部に排水されることなく乾燥装置２０（後記する）で気化されて、ボイラシステム１００内で循環する。
ボイラシステム１００は、ボイラ１０と、脱硝装置１１と、エアヒータ１２と、集塵装置１３と、脱硫装置１４と、固液分離装置１５と、乾燥装置２０とを備える。これらのうち、ボイラ１０と、脱硝装置１１と、エアヒータ１２と、集塵装置１３と、脱硫装置１４と乾燥装置２０とは煙道（図示しない）により接続される。以下、各装置の説明を行いつつ、ボイラシステム１００におけるガスの流れを中心として、ボイラシステム１００の説明を行う。
燃料が供給されたボイラ１０では、化石燃料（石炭、重油等）、バイオマス燃料（アルコール等）、固体燃料（木材、木炭等）等の各種燃料（１種でもよく、２種以上でもよい）の燃焼により蒸気が生成される。そして、ボイラ１０で生成した蒸気により蒸気タービン（図示しない）が駆動される。このとき、燃料の燃焼は、後記するエアヒータ１２から供給された燃焼用空気を使用して行われる。そして、蒸気タービンの駆動により、蒸気タービンに接続された発電機（図示しない）が駆動され、発電が行われる。
ボイラ１０における燃料の燃焼により、窒素酸化物及び硫黄酸化物を含む燃焼ガス（排ガス）が発生する。そこで、この燃焼ガスは脱硝装置１１に供給され、脱硝装置１１において脱硝が行われる。これにより、燃焼ガス中の窒素酸化物の除去が行われる。窒素酸化物が除去された後、燃焼ガスは、エアヒータ１２及び乾燥装置２０にそれぞれ供給される。
エアヒータ１２は、例えば熱交換器により構成され、燃焼ガスの熱で、ボイラ１０に供給される燃焼用空気を加熱する。これにより、高温となった燃焼用空気がボイラ１０に供給される。
エアヒータ１２において放熱した燃焼ガスは集塵装置１３に供給される。そして、集塵装置１３において集塵が行われる。集塵により発生した除塵灰は、排出処理される。一方で、集塵後の燃焼ガスは、脱硫装置１４に供給され、硫黄酸化物の除去、即ち脱硫が行われる。
脱硫装置１４は、ボイラ１０から排出される燃焼ガスと吸収液とを接触させることにより、燃焼ガスの脱硫を行うためのものである。脱硫装置１４は、ボイラシステム１００では湿式の脱硫装置である。吸収液としては、例えば、石灰水（炭酸カルシウム水溶液スラリー）を使用することができる。脱硫装置１４における脱硫により、燃焼ガス中の硫黄酸化物が除去される。そして、硫黄酸化物が除去された後の燃焼ガスは、外部に排気される。なお、燃焼ガスは、ボイラ１０から排出された所謂排ガス以外のガスを含んでもよい。
一方、燃焼ガスに含まれていた硫黄酸化物は、吸収液との接触により、固体として回収される。具体的には、吸収液として例えば上記の石灰水を使用した場合には、硫黄酸化物は硫酸カルシウムとして沈殿する。そこで、硫酸カルシウムを含む吸収液は、固液分離装置１５において固液分離される。固液分離により、固形分として、石膏（硫酸カルシウム）が回収される。回収された石膏は、例えば工業製品として出荷される。
また、石膏を分離回収後の濾液には、上記のように、塩化物イオン、重金属イオン等が含まれ得る。そこで、ボイラシステム１００では、固液分離装置１５で生成した濾液は、外部に排水せずに、ボイラシステム１００において循環される。具体的には、濾液は、乾燥装置２０において乾燥される。ここで、固液分離装置１５で生じた濾液は、上記の脱硫装置１４における燃焼ガスとの接触後の吸収液（即ち、接触吸収液）である。そこで、接触吸収液のことを、以下、被処理水という。なお、被処理水には、当該接触吸収液以外の水が含まれてもよいし、他の水でもよい。
乾燥装置２０では、上記の脱硝装置１１から供給された燃焼ガスが有する熱により、被処理水の気化（蒸発）が行われる。この点について、図２を参照しながら説明する。
図２は、本発明の第一実施形態に係る乾燥装置２０を示す図である。乾燥装置２０は、燃焼ガスが有する熱によって被処理水を気化させるためのものである。乾燥装置２０は、筐体２１と、燃焼ガス供給口２６と、被処理水給水部２７と、排気口２８とを備える。これらのうち、燃焼ガス供給口２６は、筐体２１に燃焼ガスを供給するためのものである。また、被処理水給水部２７は、筐体２１に供給された燃焼ガスとの接触により被処理水を気化させるため、被処理水を筐体２１内に供給するためのものである。被処理水給水部２７は、例えばノズルである。さらに、排気口２８は、筐体２１に供給され、気化した被処理水を含む水分含有ガスを筐体２１の外部に排出するためのものである。
乾燥装置２０の内部では、例えばノズルにより構成される被処理水給水部２７により、被処理水の噴霧が行われる。被処理水の噴霧は、上方から下方に向かって行われる。そして、被処理水の噴霧方向と同方向に通る（流れる）ように、燃焼ガスは、燃焼ガス供給口２６から供給された後、乾燥装置２０の内部において、図２において白抜き矢印で示すように、上方から下方に向かう。そして、高温（例えば１００℃～２００℃程度）の燃焼ガスが下方に向かいながら被処理水と接触することで、噴霧された被処理水の気化（蒸発）が行われる。底部２２に至った燃焼ガスは、図２において白抜き矢印で示すように、気化した被処理水とともに、水分含有ガスとして排気口２８から乾燥装置２０の外部に排気される。
乾燥装置２０の排気口２８は、筐体２１の最下部に設けられるとともに、鉛直方向に対して交差する方向に開口して形成される。具体的には、例えば図２に示すように、鉛直方向に対して９０°の角度を有して交差する方向である水平方向に開口して形成される。ただし、筐体２１の側面に排気口２８が形成される等、鉛直方向に交差する方向に開口していれば、具体的な交差角は任意である。
また、筐体２１の底部２２は、排気口２８に向かって形成された傾斜部２３を少なくとも一部に有して形成されている。即ち、底部２２は、鉛直方向下方に形成された排気口２８に向かって傾斜部２３を有する。このことを換言すれば、底部２２は、後記する下端部２４ａの鉛直方向位置を基準とする高さが排気口２８に向かって徐々に短くなるような傾斜部２３を有して形成される。また、この傾斜部２３は、下に凸の形状である曲面部２４として形成されている。そして、筐体２１の底部２２は、排気口２８の下端以上高さの位置に形成される。なお、図２では、底部２２の全域が傾斜部２３により形成されているが、例えば、図２において底部２２の左側半分は水平方向に延在し、右側半分が排気口２８に向かって形成される等、傾斜部２３と水平部（図示しない）とが併存してもよい。
底部２２が傾斜部２３を少なくとも一部に有するため、燃焼ガスに含まれる固形物を筐体２１の底部２２に堆積させにくくすることができる。即ち、傾斜部２３によって排気口２８に向かうガス流れが形成されるため、この流れに沿って燃焼ガス及び水分含有ガスが流れる。この結果、固形物が底部２２（傾斜部２３）に堆積しにくくなる。また、底部２２に固形物が付着しても、底部２２の表面に沿って排気口２８に向かうガス流れが形成されるため、風圧により固形物を排気口２８に吹き飛ばし易くすることができる。
また、鉛直方向に対して交差する方向（例えば筐体２１の側面等）に開口して排気口２８が形成されるため、乾燥装置２０の高さを抑制することができる。これにより、被処理水給水部２７による噴霧のために被処理水を上方に送液する際、水頭差が小さく、送液のためのポンプの小型化及び運転動力の低減を図ることができる。また、乾燥装置２０の高さが抑制されるため、設置が容易となり、設置コストの削減を図ることができる。
さらに、排気口２８に接続される排気ダクト（図２では図示しない）が例えば筐体２１の側面に接続される場合、メンテナンス時、管理者が乾燥装置２０の底部２２に外部から近づきやすい。これにより、乾燥装置２０のメンテナンス性を向上させることができる。
図３は、図２に示す乾燥装置２０における底部２２を拡大して示す図である。底部２２は、上記のように、排気口２８に向かって傾斜部２３を有して形成される。水平方向に対する傾斜部２３の角度θは、例えば、燃焼ガスに含まれる固形物の安息角以上とすることができる。このようにすることで、底部２２への固形物の堆積を抑制し易くすることができる。
ここで、図３に示すように傾斜部２３が曲面部２４により形成される場合には、水平方向に対する傾斜部２３の角度θは、曲面部２４の紙面左右方向位置に応じて変化する。例えば、排気口２８から遠いほど角度θは大きくなり、排気口２８に近いほど角度θは小さくなる。そこで、曲面部２４においては、紙面左右方向における任意の位置において、即ち全域において、水平方向に対する角度θを安息角以上とすることが好ましい。具体的には例えば、図３に示すように傾斜部２３の全域が曲面部２４により形成されている場合には、曲面部２４の下端部２４ａを通る接線Ｌ１と、水平線Ｌ２とのなす角度θを安息角以上にすることが好ましい。これにより、曲面部２４における固形物の体積を十分に抑制できる。
なお、図３では、筐体２１の外面における接線Ｌ１を図示したが、筐体２１の厚さは曲面部２４において一様にしている。そのため、外面における接線Ｌ１と水平線Ｌ２とのなす角度θは、内面（固形物が接触する側の面）における接線（図示しない）と水平線Ｌ２とのなす角度θと一致する。また、傾斜部２３が例えば曲面部と平面部とを含んで構成される場合には、曲面部と平面部との境界部を通る接線を基準として、角度θを決定すればよい。
安息角は、例えばＪＩＳ Ｒ ９３０１－２－２に規定する方法により決定することができる。また、固形物の種類（大きさ、形状等の物性）は、ボイラ１０において燃焼させる燃料の種類によって概ね決定することができる。そこで、決定された固形物の種類に応じて安息角を決定し、決定された安息角となるように底部２２の傾斜の程度（角度θ）を形成すればよい。
また、水平方向に対する傾斜部２３の角度θとしては、具体的には例えば３０°以上、好ましくは３５°以上、また、その上限として例えば９０°未満、好ましくは６０°以下とすることが望ましい。角度θをこの範囲にすることで、水平方向に対する傾斜部２３の角度θを概ね固形物の安息角以上とすることができ、固形物の堆積を抑制し易くすることができる。
図１に戻り、乾燥装置２０から排気された水分含有ガスは、図１では図示しない排気ダクト（煙道）を通じて、集塵装置１３に供給される。そして、集塵装置１３において、上記の燃焼ガスとともに水分含有ガス中の塵埃等が除去される。その後は、上記の燃焼ガスとともに脱硫装置１４等を経て、外部に排気される。
以上のようなボイラシステム１００によれば、被処理水として、脱硫装置１４での排ガスと接触後の吸収液（上記の排水）を、乾燥装置２０において気化させることができる。これにより、接触後の吸収液の外部への排出を抑制することができ、排水処理コストの削減を図ることができる。また、乾燥装置２０においては、排ガス中の固形物の堆積を抑制することもできる。
図４は、本発明の第二実施形態に係る乾燥装置２０Ａを示す図である。上記の図２において説明した乾燥装置２０における部材と同じものついては同じ符号を付すものとし、重複する説明は省略する。上記の図２に示す乾燥装置２０の底部２２は、曲面部２４を有して形成されていた。しかし、図４に示す乾燥装置２０Ａでは、底部２２として、排気口２８に向かって形成された平面部２５を有して形成されている。なお、図４では、底部２２の全域が平面部２５で形成されているが、底部２２の一部のみが平面部２５により形成されていてもよい。
平面部２５を有する乾燥装置２０Ａでは、水平方向に対する平面部２５の角度θ（図４では図示しない）は、平面部２５の全域で同じである。そして、平面部２５の角度θは、上記の曲面部２４において説明した角度θの範囲を満たすことが好ましい。
底部２２が平面部２５を有して形成されることで、底部２２に含まれる傾斜部２３を平面部２５により形成することができる。このため、乾燥装置２０Ａを製造する際、傾斜部２３により形成される底部２２の形成作業を簡便にすることができる。
図５は、本発明の第三実施形態に係る乾燥装置２０Ｂを示す図である。乾燥装置２０Ｂの排気口２８には、排気ダクト３１（煙道）が接続される。排気ダクト３１は、上記の図１を参照しながら説明したエアヒータ１２と集塵装置１３との間の煙道に接続される。従って、排気口２８を通じて排気された水分含有ガスは、図５において白抜き矢印で示すように排気ダクト３１を通じて、エアヒータ１２の下流側の煙道に供給され、エアヒータ１２から供給される燃焼ガスと合流した後、集塵装置１３に供給される。
排気ダクト３１は、排気ダクト本体部３２と、固形物捕集部３３とを備える。これらのうち、排気ダクト本体部３２は、排気口２８から排出された水分含有ガスが通るものである。排気ダクト本体部３２と固形物捕集部３３とは接続部３６において接続され、接続部３６は上側接続部３６ａ及び下側接続部３６ｂを含む。
また、固形物捕集部３３は、排気ダクト本体部３２の下方に形成される開口３８と連通する捕集空間３４であって、排気ダクト本体部３２を通る水分含有ガスに含まれる固形物３９を捕集するための捕集空間３４を画定するものである。開口３８は、排気ダクト本体部３２の内空間３２Ａと、捕集空間３４とを連通させるものである。固形物捕集部３３は、排気ダクト本体部３２がガス流れ断面において矩形状に形成されている場合には、排気ダクト本体部３２の例えば底面に開口３８を有して形成される。なお、図５では断面矩形状に図示した固形物捕集部３３は、具体的には例えば円筒形、箱形、円錐形等の任意の形状にすることができる。
ボイラ１０（図１参照）で発生する燃焼ガスには、上記の窒素酸化物、硫黄酸化物のほか、固形物、スケール、異物等が含まれる。これらのうち、比較的小さく軽い固形物（図示しない）については、水分含有ガスの気流により、集塵装置１３にまで排出される。しかし、スケール、異物等の比較的重く大きな固形物３９については、集塵装置１３に至る前に自重により排気ダクト３１の内部に落下する可能性がある。そして、落下した固形物３９は、落下位置に堆積する可能性がある。特に、排気口２８は、上記のように、鉛直方向に対して交差する方向に開口して形成される。そのため、重力により、固形物３９が落下し易くなる。そこで、乾燥装置２０Ｂでは、固形物捕集部３３に固形物３９を捕集することで、意図しない部位における固形物３９の堆積が抑制されるようになっている。
乾燥装置２０Ｂに供給された燃焼ガス（固形物３９を含む）は、上記のように、下方に向かって流れる。そして、被処理水を気化して発生した水分含有ガスは、図５において白抜き矢印で示すように、底部２２において横方向に流れを変え、排気口２８から排気される。このとき、比較的重く大きな固形物３９は自重により落下し易くなる。そこで、固形物捕集部３３を形成することで、図５において破線矢印で示すように、固形物３９を意図的に落下させることができる。これにより、自重によって固形物捕集部３３への固形物３９の捕集を行うことができ、固形物３９の後段装置（集塵装置１３）への流入を抑制することができる。これにより、後段装置が固形物により閉塞する等の意図しない運転上の問題を回避できる。
また、固形物捕集部３３が排気ダクト３１に備えられていることで、固形物捕集部３３に捕集された固形物３９の取り出しを容易に行うことができる。即ち、固形物捕集部３３の下方に配置されたバルブ３５を開弁することで固形物３９を固形物捕集部３３から取り出すことができ、メンテナンスが容易になる。なお、バルブ３５に代えて、マンホール等の任意に開放可能な機構を使用してもよい。さらには、鉛直方向に交差する方向に形成された排気口２８を通じて水分含有ガスが排出されるため、水分含有ガスに含まれる固形物を自重で落下させ易くでき、固形物捕集部３３への捕集を行い易くすることができる。
特に、図５に示す乾燥装置２０Ｂでは、排気口２８と排気ダクト本体部３２とを接続する下側接続部３６ｂに開口３８の上流縁が位置するように、固形物捕集部３３が形成される。この位置に固形物捕集部３３が形成されることで、底部２２により流速が大きく低下し、固形物３９が特に落下し易い位置で固形物３９を捕集することができる。
図６は、本発明の第四実施形態に係る乾燥装置２０Ｃを示す図である。上記の図５に示す乾燥装置２０Ｂでは、下側接続部３６ｂに開口３８の上流縁が位置するように、固形物捕集部３３が形成された。しかし、図６に示す乾燥装置３０Ｃでは、固形物捕集部３３は、下側接続部３６ｂから離れた位置で、排気ダクト本体部３２の下方に形成される。具体的には、固形物捕集部３３は、例えば、図示しない後段装置と接続される排気ダクト本体部３２において、流れ方向中間位置に形成される。
固形物捕集部３３が下側接続部３６ｂから離れた位置に備えられることで、固形物捕集部３３を任意の位置に形成することができる。これにより、乾燥装置２０Ｃの設計自由度を向上させることができる。
図７は、本発明の第五実施形態に係る乾燥装置２０Ｄを示す図である。図７に示す乾燥装置２０Ｄは、上記の図５に示した乾燥装置２０Ｂにおいて、上側接続部３６ａ付近でのガス流れを抑制するための第１突起部材４１（整流部材）が配置されたものである。第１突起部材４１は、筐体２１において、上側接続部３６ａ（排気口２８の上端部）から筐体２１の内部に突出する。
このような第１突起部材４１が備えられることで、排気口２８と排気ダクト本体部３２との接続位置の上側接続部３６ａ付近でのガス流れを抑制し、燃焼ガス供給口２６を通じて流入した燃焼ガスが排気口２８に最短距離で到達することを抑制することができる。これにより、排気口２８上方にある固形物３９が固形物捕集部３３を通過することを抑制できる。この結果、排気ダクト本体部３２の下方に形成された固形物捕集部３３への固形物３９の捕集をより確実に行うことができる。
図８は、本発明の第六実施形態に係る乾燥装置２０Ｅを示す図である。図８に示す乾燥装置２０Ｅでは、排気ダクト本体部３２の内空間３２Ａと固形物捕集部３３の捕集空間３４との連通の有無を切り替える、即ち、開口３８の開閉を切り替えるための開閉部材３７が備えられる。開閉部材３７は、排気ダクト本体部３２の下方に形成される。開閉部材３７は、例えばバルブにより構成されるが、ダンパ等の任意に開閉可能な機構を採用することができる。なお、排気ダクト本体部３２に形成される開口３８は、固形物３９の捕集を容易にするため、図８に示すように下方に向かって徐々に窄まるように傾斜を形成してもよいし、このような傾斜が形成されなくてもよい。
開口３８の開閉を切り替える開閉部材３７を備えることで、開口３８を閉じた状態で、固形物捕集部３３に捕集された固形物３９を取り出すことができる。これにより、固形物を固形物捕集部３３から取り出す際に、排気口２８及び排気ダクト本体部３２（いずれか一方でもよい）へ飛散することを抑制できる。
図９は、本発明の第七実施形態に係る乾燥装置２０Ｆを示す図である。図９に示す乾燥装置２０Ｆでは、排気ダクト本体部３２に形成される開口３８は、水分含有ガスの流れ方向に沿って上る傾斜を形成している。即ち、接続部３６から開口３８に向かって、下側接続部３６ｂの鉛直方向位置を基準とする高さが徐々に長くなるような傾斜が形成されている。傾斜する部分の長さは、排気ダクト本体部３２の長さによっても異なるため一概にはいえないが、例えば０．１ｍ以上５ｍ以下とすることができる。また、傾斜の程度は、排気ダクト本体部３２の高さによっても異なるため一概にはいえないが、例えば、水平方向に対する角度として１°以上９０°未満とすることができ、中でも、水平方向に対する角度は固形物３９の安息角以下とすることが好ましい。
開口３８がこのような水分含有ガスの流れ方向に沿って上る傾斜を有していることで、捕集しなくてもよい小さく軽い固形物（図示しない）は図９において白抜き矢印で示すように上方に向かうため、小さく軽い固形物を固形物捕集部３３に捕集しないようにできる。一方で、捕集対象となる大きく重い固形物３９は、上る傾斜を通過後に自重により落下するため、固形物捕集部３３に捕集し易くできる。これらの結果、大きく重い固形物３９を選択的に固形物捕集部３３に捕集でき、固形物３９の排出量を低減できる。さらには、排出頻度も低減できる。
図１０は、本発明の第八実施形態に係る乾燥装置２０Ｇを示す図である。図１０に示す乾燥装置２０Ｇは、排気ダクト本体部３２において、固形物捕集部３３の上方に、固形物捕集部３３の上方内面から開口３８に向かって突出する第２突起部材４２を備える。第２突起部材４２は、断面視で下方に向かって窄まる三角形状を有している。
このような形状の第２突起部材４２を備えることで、水分含有ガスの流れの向きを下方に変えることができる。これにより、水分含有ガスに含まれ、自重により落下し易い固形物３９の落下を促すことができる。この結果、固形物捕集部３３への固形物３９の捕集を行い易くすることができる。
図１１は、本発明の第九実施形態に係る乾燥装置２０Ｈを示す図である。図１１に示す乾燥装置２０Ｈにおいても、上記の乾燥装置２０Ｇと同様に、固形物捕集部３３の上方内面から開口３８に向かって突出する第２突起部材４３が備えられる。ただし、第２突起部材４３は、上記の第２突起部材４２の構造とは異なり、排気ダクト本体部３２の上方内面から流れ方向に沿って傾き、かつ、開口３８に向かうような傾斜面を有している。
図１２は、図１１に示す乾燥装置２０Ｈに備えられる第２突起部材４３の上面図である。この図１２では、排気ダクト本体部３２の上方から、排気ダクト本体部３２の内部が可視化して示されている。排気ダクト本体部３２の内空間３２Ａでは、図１２に示す白抜き矢印の方向に、水分含有ガスが通る。
排気ダクト本体部３２の内面上方には、第２突起部材４３の上端面４３ａが接合している。そして、第２突起部材４３は、水分含有ガスの流れ方向に沿って傾斜しながら下方に延在する。第２突起部材４３の下端面４３ｂは、開口３８の上方（即ち固形物捕集部３３の上方）に配置される（図１１をあわせて参照）。また、第２突起部材４３は、上面視で、流れ方向に沿って折れ曲がる折れ曲がり部４３ｃを有する。
また、第２突起部材４３は、１つ又は複数配置され、例えば図１２では上面視で５つ配置される。第２突起部材４３の配置数を５つとした場合、流れ方向最上流側に２つ、その下流側に１つ、さらにその下流側に２つ配置されることが好ましい。５つの第２突起部材４３のうち、４つの第２突起部材４３は、中央に配置された第２突起部材４３を中心とする正方形の四隅に、それぞれ配置されることが好ましい。第２突起部材４３の配置方法は、図１２の千鳥配置に限定されず、格子状配置、水分含有ガス流れに対して鉛直に一列、垂直に一列の配置等を、任意に選定できる。
第２突起部材４３を備えることで、水分含有ガスを第２突起部材４３に衝突させることができる。そして、水分含有ガスの衝突により、水分含有ガスに含まれる固形物３９（図１１参照）は、第２突起部材４３の表面に沿って折れ曲がり部４３ｃに集合する。集合した固形物３９は、水分含有ガスの風圧によって折れ曲がり部４３ｃに沿って下方に移動し、下端面４３ｂ及び開口３８を経て、固形物捕集部３３に落下する。そして、これらの一連の作用により、固形物捕集部３３への固形物３９の捕集を行い易くすることができる。
１０ ボイラ
１１ 脱硝装置
１２ エアヒータ
１３ 集塵装置
１４ 脱硫装置
１５ 固液分離装置
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ，２０Ｆ，２０Ｇ，３０Ｃ 乾燥装置
２１ 筐体
２２ 底部
２３ 傾斜部
２４ 曲面部
２４ａ 下端部
２５ 平面部
２６ 燃焼ガス供給口
２７ 被処理水給水部
２８ 排気口
３１ 排気ダクト
３２ 排気ダクト本体部
３２Ａ 内空間
３３ 固形物捕集部
３４ 捕集空間
３５ バルブ
３６ 接続部
３６ａ 上側接続部
３６ｂ 下側接続部
３７ 開閉部材
３８ 開口
３９ 固形物
４１ 第１突起部材
４２，４３ 第２突起部材
４３ａ 上端面
４３ｂ 下端面
４３ｃ 折れ曲がり部
１００ ボイラシステム
Ｌ１ 接線
Ｌ２ 水平線

Claims (8)

  1. ボイラと、
    前記ボイラから排出される排ガスと吸収液とを接触させることにより前記排ガスの脱硫を行うための脱硫装置と、
    燃焼ガスが有する熱によって被処理水を気化させるための被処理水の乾燥装置であって、
    筐体と、
    前記筐体に前記燃焼ガスを供給するための燃焼ガス供給口と、
    前記筐体内に前記被処理水を供給するための被処理水給水部と、
    前記筐体に供給され気化した前記被処理水を含む水分含有ガスを前記筐体の外部に排出するための排気口と、を備え、
    前記排気口は、前記筐体の最下部に設けられるとともに、鉛直方向に対して交差する方向に開口し、
    前記筐体の底部は、前記排気口に向かって形成された傾斜部を少なくとも一部に有する被処理水の乾燥装置と、を備えるボイラシステムであって、
    前記燃焼ガスは、前記ボイラから排出される前記排ガスを含み、
    前記被処理水は、前記脱硫装置から排出された前記接触後の前記吸収液を含む
    ことを特徴とする、ボイラシステム。
  2. 前記傾斜部は、前記燃焼ガスに含まれる固形物の安息角以上の角度を有して形成される
    ことを特徴とする、請求項１に記載のボイラシステム。
  3. 前記傾斜部は、水平方向に対し３０°以上９０°未満の角度を有して形成される
    ことを特徴とする、請求項１又は２に記載のボイラシステム。
  4. 前記傾斜部は平面部を備える
    ことを特徴とする、請求項１～３の何れか１項に記載のボイラシステム。
  5. 前記被処理水の乾燥装置は、前記排気口に接続される排気ダクトを備え、
    前記排気ダクトは、
    前記排気口から排出された水分含有ガスが通る排気ダクト本体部と、
    前記排気ダクト本体部の下方に形成される開口と連通する捕集空間であって、前記排気ダクト本体部を通る水分含有ガスに含まれる固形物を捕集するための捕集空間を画定する固形物捕集部と、を備える
    ことを特徴とする、請求項１～４の何れか１項に記載のボイラシステム。
  6. 前記筐体は、前記排気口の上端部から前記筐体の内部に突出する第１突起部材を備える
    ことを特徴とする、請求項５に記載のボイラシステム。
  7. 前記固形物捕集部は、前記開口を開閉するための開閉部材を備える
    ことを特徴とする、請求項５又は６に記載のボイラシステム。
  8. 前記排気ダクト本体部は、前記固形物捕集部の上方内面から前記開口に向かって突出する第２突起部材を備える
    ことを特徴とする、請求項５～７の何れか１項に記載のボイラシステム。
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