JPH05146632A - 煙道ガス脱硫装置の分離能力を高める方法及び装置 - Google Patents

煙道ガス脱硫装置の分離能力を高める方法及び装置

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JPH05146632A
JPH05146632A JP4139580A JP13958092A JPH05146632A JP H05146632 A JPH05146632 A JP H05146632A JP 4139580 A JP4139580 A JP 4139580A JP 13958092 A JP13958092 A JP 13958092A JP H05146632 A JPH05146632 A JP H05146632A
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flue gas
reactor
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vortex
flow
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Hans Ruscheweyh
ハンス・ルシエヴアイ
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/48—Sulfur compounds
    • B01D53/50—Sulfur oxides
    • B01D53/501—Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound
    • B01D53/504—Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound characterised by a specific device
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/431—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
    • B01F25/4316—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor the baffles being flat pieces of material, e.g. intermeshing, fixed to the wall or fixed on a central rod

Abstract

(57)【要約】 【目的】 少なくとも１つの煙道ガス通路１を経て下部
へほぼ水平に煙道ガスを供給される少なくとも１つの反
応器２を持つ煙道ガス脱硫装置の分離能力を高める方法
及び装置において，反応器２の下部における分離能力を
均一化しかつ分離能力を全体として高める。 【構成】 煙道ガス通路１の端部範囲に設けられて少な
くとも１つの前縁渦系列を生ずる少なくとも１つの渦形
成用組込み面４により，煙道ガス通路１における流れの
流線Ｆ１〜Ｆ４をお下げ髪状にからみ合わせる定常渦伴
流を形成することによつて，煙道ガス通路１における煙
道ガスの水平な二次元流れを，反応器２の洗浄区域へ入
る前に，垂直方向へ転向される三次元流れに変換する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，少なくとも１つの煙道
ガス通路を経て煙道ガスを少なくとも１つの反応器の下
部範囲へほぼ水平に供給し，垂直方向への煙道ガスの転
向後この煙道ガスを下から上へ反応器に通す，特に火力
発電所用の煙道ガス脱硫装置の分離能力を高める方法及
び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】このような煙道ガス脱硫装置は特に火力
発電所において公知である。この場合煙道ガスは，ほぼ
水平に延びる煙道ガス通路を経て側方から反応器の下部
範囲へ流れる。煙道ガスは続いて垂直方向へ転向され
て，反応器を下から上へ通つて流れる。この場合煙道ガ
スは反応器入口の角ばつた内縁の周りを流れるので，流
れが反応器のこの個所で剥離する。更に煙道ガス通路の
上部を反応器の最初の洗浄面の所まで流れる煙道ガスの
流れ経路は比較的短いが，煙道ガス通路の下部を流れて
反応器空間の後部範囲へ達する煙道ガスの部分の流れ経
路は著しく長いので，煙道ガス通路から反応器の最初の
洗浄面へ移行するために，煙道ガスに対して全体として
非常に異なる流れ経路が生ずる。
【０００３】反応器入口の内縁の範囲における流れの前
述した不利な剥離のほかに，公知の装置では，反応器の
後部へ流入する煙道ガス部分が，落ちて来る石灰乳に対
して，前部内縁の範囲へ流入する煙道ガスより著しく長
い接触時間を持つという欠点が生ずる。測定の結果，反
応器の後部へ流入する煙道ガスの長い接触時間により硫
黄含有量の８０％までが既に吸取されるが，内縁の所で
流入する煙道ガスは，反応器の最初の洗浄面へ達するま
でに，落ちて来る石灰乳に対して比較的短い接触時間し
か持たないので，反応器の前部へ流入する反応器の分離
効率は非常に低い。
【０００４】このように分離効率の甚しく非対称な分布
が生じ，流れの横交換がないため，別のやり方でも洗浄
区域によりこの非対称分布は補償されない。
【０００５】従つて立法機関により要求される分離効率
を得るために，多量の石灰乳を供給せねばならない。更
にそれに応じて多くの洗浄面を設けることが必要であ
る。これにより反応器の全容積が大きくなり，更に石灰
乳を高い圧力で供給し，反応器の大きい全高のためポン
プに大きい揚程が必要になるので，操業に高いエネルギ
費を要する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の根底にある課
題は，最初にあげた種類の煙道ガス脱硫装置の分離能力
を高める方法及び装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
本発明によれば，煙道ガス通路の端部範囲に設けられて
少なくとも１つの前縁渦系列を生ずる少なくとも１つの
渦形成用組込み面により，煙通ガス通路における流れの
流線をお下げ髪状にからみ合わせる定常渦伴流を形成す
ることによつて，煙道ガス通路における煙道ガスの水平
な二次元流れを，反応器の洗浄区域へ入る前に，垂直方
向へ転向される三次元流れに変換する。
【０００８】ほぼ水平に延びる煙道ガス通路における二
次元流れを，個々の流線を互いに混合すると共に垂直方
向へ転向される三次元流れに変換することによつて，す
べての流線について，反応器から落ちて来る石灰乳との
ほぼ同じ長さの接触時間が得られるので，煙道ガスは全
体として二酸化硫黄をほぼ同じ程度に前分離されながら
反応器の最初の洗浄区域へ入る。流れ及び方向の変換
は，本発明により特に少ない損失で公知の渦形成用組込
み面によつて行われ，この渦形成用組込み面が少なくと
も１つの前縁渦系列を生じ，この前縁渦系列が煙道ガス
通路における二次元流れの個々の流線をお下げ髪状にか
らみ合わせると共に，水平方向から垂直方向へ転向さ
せ，それにより水平な上部煙道ガス通路壁と垂直な前部
反応器壁とにより形成される内縁における流れの剥離が
回避される。渦形成用組込み面は位置を全く又は僅かし
か変化しない定常渦伴流を生じ，その結果流れ断面を無
視できるほど僅かしか減少しないので，流れの変換及び
転向は特に少ない損失で行われ，更に煙道ガス容積の変
化の影響を受けない。
【０００９】全体として本発明の方法により，煙道ガス
通路から反応器へ供給される煙道ガスに対する接触時間
が特に良好に均一化されるので，反応器の全流れ断面に
わたつて均一で高い分離能力が得られる。これにより反
応器の全高の減少と供給すベき石灰乳の減少とが可能に
なり，それにより装置費及び操業費を著しく節約でき
る。
【００１０】
【実施態様】本発明の別の持徴によれは，反応器の洗浄
区域に三次元流れを維持するので，この場合も異なる分
離能力による煙道ガス流束の形成が回避される。
【００１１】特に火力発電所用の煙道ガス脱硫装置の分
離能力を高める装置は，少なくとも１つの煙道ガス通路
を経て下部範囲へ煙道ガスをほぼ水平に供給される少な
くとも１つの反応器を持ち，垂直方向への煙道ガスの転
向後この煙道ガスが反応器を下から上へ通されるが，本
発明によれば，煙道ガス通路の端部範囲に少なくとも１
つの渦形成用組込み面が設けられている。本発明によれ
ばこの渦形成用組込み面は，調節可能であり，場合によ
つては操作装置により可動で，例えば反応器へ供給され
る煙道ガスの容積，煙道ガス温度及び二酸化硫黄の含有
量の変化により生ずる操業条件の変化にも合わせること
ができる。
【００１２】
【実施例】本発明による装置を持つ煙道ガス脱硫装置の
一部の実施例が図面に概略的に示されている。
【００１３】図１及び２に示す煙道ガス脱硫装置の部分
は，ほぼ水平に延びて反応器ハウジング２の下部へ開口
する煙道ガス通路１の端部を含んでいる。長方形の平面
図を持つように構成される反応器ハウジング２は，大き
い長さにわたつて垂直に上方へ延び，場合によつては複
数の洗浄区域を含み，これらの洗浄区域にはそれぞれ多
数の飛散ノズル３が分布して設けられている。これらの
飛散ノズル３により，図１に概略的に示すように，石灰
乳が装置の全断面にわたつて均一に分布され，この石灰
乳は反応器ハウジング２の底へ流れ落ちる。
【００１４】煙道ガス通路１の端部範囲には，渦形成用
組込み面４が煙道ガスの流れ方向に対し鋭角をなして固
定的に設けられている。図示した実施例では，この渦形
成用組込み面４は長円形で平らな板の形状を持つてい
る。しかし渦形成用組込み面４は円形，三角形又は菱形
の板によつても形成できる。このような板は平らでなく
てもよく，湾曲又は屈曲するか，屈曲縁を持つようにも
構成できる。
【００１５】重要なことは，渦形成用組込み面４がその
主要範囲を煙道ガスの方向に対し鋭角をなして煙道ガス
通路１の端部範囲に設けられることである。流れる煙道
ガスは図１及び２に矢印で示されている。煙道ガス通路
１の端部範囲に渦形成用組込み面４をこのように配置す
ると，渦形成用組込み面４の縁が前縁渦糸列を生じ，こ
の前縁渦系列が，持に図３及び４からわかるように，煙
道ガス通路１における煙道ガスの水平な二次元流れを，
付加的に垂直な方向に転向される三次元流れに変換す
る。この流れ変換及び流れ転向は，図３ないし６の流線
により示す定常渦伴流により生ずる。
【００１６】補完し合う図３及び５において，２対の流
線Ｆ１及びＦ２は，特に図５からわかるように渦形成用
組込み面４の下半分により生ずる。これに反し図４及び
６に示す流線Ｆ３及びＦ６は，渦形成用組込み面４の上
半分により生ずる。これらの異なる流線Ｆ１ないしＦ４
は，その経過をわかり易くするため，意識的にそれぞれ
２つの図に分布されている。全体として図３ないし６か
らわかるように，煙道ガス通路１内に互いに平行に延び
る矢印により示されている二次元流れは，渦形成用組込
み面４により生じて定常渦伴流を持つ前縁渦系列によ
り，三次元乱流に変換され，この乱流は同時に水平方向
から垂直方向に転向される。この場合図３，４及び５，
６に示すように，個々の流線Ｆ１〜Ｆ４のお下げ髪状か
らみ合わせが行われる。
【００１７】従つて煙道ガス通路１の端部範囲に渦形成
用組込み面４を組込むことにより，煙道ガス通路１から
反応器ハウジング２への流れの少ない損失での転向と，
強調された流線Ｆ１〜Ｆ４により図面に示されている個
々の流線の強力な混合とが行われる。
【００１８】こうして煙道ガス通路１を流れる煙道ガス
のすべての部分は，反応器ハウジング２の下部における
流れ経路がほぼ同じ長さなので，反応器ハウジング２の
下部でほぼ同じ滞在時間をとる。落ちて来る石灰乳によ
り反応器ハウジング２の下部において行われる二酸化硫
黄の前分離は，従つて反応器ハウジング２の全流れ断面
にわたつてほぼ一定である。転向される煙道ガスの三次
元流れは，飛散ノズル３により表わされる反応器の洗浄
区域においても維持されるので，反応器ハウジング２の
全断面にわたつて一定な分離能力が得られる。公知の煙
道ガス脱硫装置の反応器では，内縁５（図１参照）の範
囲に流れの剥離が生じて，煙道ガス通路１の上部から来
る煙道ガスの著しく短い流れ経路と共に，前分離の著し
く少ない区域を形成するので，本発明によるこの一定の
分離能力は全体として公知の反応器の分離能力より著し
く高い。この少ない前分離により生ずる異なる汚染負荷
量の煙道ガス流束は，反応器ハウジング２を通る際，複
数の洗浄区域か存在しても均一化されないことになる。
【００１９】渦形成用組込み面４を備えた装置では，反
応器ハウジング２の下部における三次元流れの形成によ
り，反応器の均一な分離能力が得られるので，反応器へ
供給される石灰乳の量を減少できる。これにより特に石
灰乳を飛散ノズル３へ圧送するポンプの出力が減少する
ので，煙道ガス脱硫装置の操業費が減少する。更に均一
化される煙道ガス流れは，全流れ断面にわたつて同じ二
酸化硫黄の前分離により，洗浄区域の数従つて反応器ハ
ウジング２の全容積を減少することを可能にするので，
反応器ハウジング２の高さを減少することも可能であ
る。その結果煙道ガス脱硫装置の設置費も減少する。
【００２０】このように簡単な技術的手段で，煙道ガス
脱硫装置の分離能力が従来の技術より著しく高められ
る。渦形成用組込み面４としては，通常は煙道ガス通路
１に固定的に設置できる簡単な部材が用いられる。脱硫
すべき煙道ガスの体積が非常に強く変化する時にのみ，
操作装置により渦形成用組込み面４を可動に構成するの
が有利である。煙道ガス脱硫装置の操業開始の際渦形成
用組込み面４の最適な設定を可能にするため，更に渦形
成用組込み面４を調節可能に構成するのが有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】煙道ガス脱硫装置の煙道ガス通路の端部及び反
応器の下部の側面図である。
【図２】図１による装置部分の平面図である。
【図３】渦形成用組込み面の下半分により渦を形成され
る２対の流線の経過を記入した装置部分の図１に対応す
る側面図である。
【図４】渦形成用組込み面の上部により渦を形成される
流線を記入した装置部分の図３に対応する側面図であ
る。
【図５】煙道ガスの流れ方向に見て図３による流線を記
入した煙道ガス通路の正面図である。
【図６】図４による流線を記入した煙道ガス通路の図５
に対応する正面図である。
【符号の説明】
１ 煙道ガス通路 ２ 反応器 ４ 渦形成用組込み面 Ｆ１〜Ｆ４ 流線

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも１つの煙道ガス通路を経て煙
    道ガスを少なくとも１つの反応器の下部範囲へほぼ水平
    に供給し，垂直方向への煙道ガスの転向後この煙道ガス
    を下から上へ反応器に通す方法において，煙道ガス通路
    （１）の端部範囲に設けられて少なくとも１つの前縁渦
    系列を生ずる少なくとも１つの渦形成用組込み面（４）
    により，煙道ガス通路（１）における流れの流線（Ｆ１
    〜Ｆ４）をお下げ髪状にからみ合わせる定常渦伴流を形
    成することによつて，煙道ガス通路（１）における煙道
    ガスの水平な二次元流れを，反応器（２）の洗浄区域へ
    入る前に，垂直方向へ転向される三次元流れに変換する
    ことを特徴とする，煙道ガス脱硫装置の分離能力を高め
    る方法。
  2. 【請求項２】 反応器（２）の洗浄区域に三次元流れを
    維持することを特徴とする，請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 少なくとも１つの煙道ガス通路を経て煙
    道ガスが少なくとも１つの反応器の下部範囲へほぼ水平
    に供給され，垂直方向への煙道ガスの転向後この煙這ガ
    スが反応器を下から上へ通るものにおいて，煙道ガス通
    路（１）の端部範囲に少なくとも１つの渦形成用組込み
    面（４）が設けられていることを特徴とする，煙道ガス
    脱硫装置の分離能力を高める装置。
  4. 【請求項４】 渦形成用組込み面（４）が調節可能であ
    ることを特徴とする，請求項３に記載の装置。
  5. 【請求項５】 渦形成用組込み面（４）が操作装置によ
    り可動であることを特徴とする，請求項３又は４に記載
    の装置。
JP4139580A 1991-04-19 1992-04-16 煙道ガス脱硫装置の分離能力を高める方法及び装置 Pending JPH05146632A (ja)

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DE4112750.1 1991-04-19
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DE (2) DE4112750A1 (ja)
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