JPH0933032A - 低温域ガス減温塔 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低温域における運転においても、冷却水が塔
内壁に触れることなく完全に蒸発する低温域ガス減温塔
を提供する。 【解決手段】 外塔１１の下側内部に内塔１５を同心状
に配置し、外塔１１と内塔１５の間に形成した間隙１６
に連通して塔壁の接線方向に向けて開口するガス供給口
を設け、内塔１５の上端に連続して導入部１７ａと保温
部１７ｂとからなるガイド塔１７を設け、導入部１７ａ
は内塔１５の上端縁から上方に向けて広く拡径する形状
に形成し、保温部１７ｂは導入部１７ａの上端縁から上
方に延びる直胴状に形成し、保温部１７ｂと外塔１１と
の間に前記間隙１６に連通して隘路Ｆを形成し、隘路Ｆ
の上端および間隙の下端を開放口に形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、都市ごみ焼却炉等
から排出する排ガスを低温域にまで減温する低温域ガス
減温塔に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば図３に示すように、都市ご
み焼却施設においては、焼却炉１の排ガス（８００〜９
００℃）２を排熱ボイラ３に導いて余熱を蒸気の形で取
り出し、プラントや給湯等の熱源として利用している。
また、排ガス２はガス減温塔４に導いて減温した後に、
バグフィルタ５ないしは電気集塵器に導いて、微細な煤
塵を捕集・除去し、その後に煙突６に導いている。

【０００３】ガス減温塔４の運転は中温域ないしは高温
域に限られており、中温域での運転においては４００〜
５００℃の排ガスを２５０〜３００℃に減温し、高温域
での運転においては８００〜９００℃の排ガスを３００
〜５００℃に減温している。これは、ガス減温塔４にお
いては、２００〜３００℃の排ガスを１４０〜１７０℃
に減温する低温域の運転が困難なためであった。

【０００４】ガス減温塔においては、塔内に流入する排
ガス中に冷却水を噴霧し、冷却水が排ガスから潜熱とし
て熱量を奪って蒸発することにより排ガスの冷却を行っ
ている。このため、ガス減温塔を低温域において運転す
る場合には、塔内に流入する排ガスの温度が２００〜３
００℃と低温域にあるので、冷却水の蒸発速度が遅く、
排ガスを所定の温度にまで冷却するに必要な冷却水を、
排ガスが塔内を通過する限られた時間において完全に蒸
発させることは困難であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年、排ガス中に含ま
れる発癌性物質等の有害物質の有効な除去方法として、
排ガスを低温状態でバグフィルタに導いて濾過すること
が提唱されている。しかし、ガス減温塔において冷却水
が完全に蒸発しない場合には、ガス減温塔の後段に位置
するバグフィルタに未蒸発の冷却水が流入し、バグフィ
ルタの濾布が濡れ、濡れた濾布に煤塵が固着して目詰ま
る問題があった。

【０００６】また、従来のガス減温塔では、冷却水を塔
の中心位置において単一の噴霧ノズルから噴霧している
ので、排ガスを設定温度にまで減温するに要する水量を
単位時間内に噴霧するためには、水滴の粒径が大きくな
らざるを得なかった。この噴霧した冷却水は負荷として
ガス流に作用し、ガス流の中心付近における上昇力が弱
まり、ガス流の外層における旋回力が強く作用する。こ
のため、塔の中心側において下降流が生じて噴霧した水
滴の一部が塔底部側に降下する問題や、水滴の粒径が大
きくて旋回流による遠心力を受け易いために、水滴が塔
の内周面に達し、濡れた壁面に煤塵が付着してダストト
ラブルを引き起こす問題があった。

【０００７】本発明は上記した課題を解決するもので、
低温域における運転においても、冷却水が塔内壁に触れ
ることなく完全に蒸発する低温域ガス減温塔を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、本発明の低温域ガス減温塔は、内部の通気路が
冷却対象のガスの冷却空間をなし、前記ガスが通気路を
旋回しながら上昇流となって流通する外塔を設け、外塔
の下側内部に内塔を同心状に配置し、内塔の内部に突出
して冷却水噴霧ノズルを設け、外塔と内塔の間に形成し
た間隙に連通して塔壁の接線方向に向けて開口するガス
供給口を設け、内塔の上端に連続して導入部と保温部と
からなるガイド塔を設け、導入部は内塔の上端縁から上
方に向けて広く拡径する形状に形成し、保温部は導入部
の上端縁から上方に延びる直胴状に形成し、保温部と外
塔との間に前記間隙に連通して隘路を形成し、隘路の上
端および間隙の下端を開放口に形成した構成としたもの
である。

【０００９】上記した構成により、ガス供給口から外塔
と内塔の間の間隙に接線方向に噴出する冷却対象のガス
は、外塔の内周面に沿って旋回しながら前記間隙を下端
の開放口に向けて下降流となって流れる。開放口に達し
たガス流は内塔の下端開口から内塔の内部に流入して上
方に転じ、一旦旋回径を小さくして内塔の内周面に沿っ
て旋回しながら上昇流となって流れ、内塔の上端開口か
ら外塔の通気路に旋回しながら流入する。

【００１０】このとき、内塔の上端開口付近において、
旋回するガス流に対して冷却水噴霧ノズルから冷却水を
噴霧する。冷却水の粒子は、ガスの旋回流による拡散作
用を受けて微細粒子となってガス流中に広範囲に拡散
し、微細粒子はガス流と共に外塔の通気路を塔頂部に向
けて旋回径を広げながら上昇する。この間に冷却水はガ
スから潜熱として熱量を奪って蒸発し、ガスを設定温度
域にまで冷却する。

【００１１】ところで、冷却水がガスから熱量を奪って
蒸発するまでには一定の時間を要するので、外塔の通気
路を上昇するガス流中において冷却水の粒子が存在する
率は、塔下部側ほど大きく、塔頂部側ほど小さくなり、
冷却水の粒子が塔内面に付着する可能性も塔下部側ほ
ど、つまり保温部において大きくなる。

【００１２】一方、ガス供給口から外塔と内塔の間の間
隙に流入したガス流の一部が、導入部に案内されて保温
部と外塔との間の隘路に流入し、隘路を上昇する間に保
温部を外周面側から加熱する。このため、保温部に冷却
水の粒子が付着しても、冷却水は保温部から熱量を受け
て値ちに蒸発するので、冷却水が付着した箇所に煤塵が
付着してダストトラブルを起こすことが防止できる。隘
路の上端の開放口から外塔の上側内部に噴出するガス流
は、内塔を通って上昇して来るガスの旋回流を、外塔の
中心側に向けて付勢するので、冷却水の微細粒子を伴っ
たガス流は外塔の内面に達することなく塔頂部に到達
し、ダストトラブルを防止できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１〜図２において、外塔１１
は内部の通気路１２が排ガス等の冷却対象をなすガス１
３の冷却空間をなしており、ガス１３が通気路１２を旋
回しながら上昇流となって流通する。外塔１１は塔頂部
が後段のバグフィルタ（図示せず）に連通しており、塔
底部にローダーバルブ１４が設けてある。

【００１４】外塔１１の下側内部には内塔１５が同心状
に配置してあり、内塔１５と外塔１１の間に環状の間隙
１６が設けてある。内塔１５の上端側にはガイド塔１７
が設けてあり、ガイド塔１７は導入部１７ａと保温部１
７ｂとからなる。導入部１７ａは内塔１５の上端縁から
上方に向けて広く拡径する形状をなし、保温部１７ｂは
導入部１７ａの上端縁から上方に延びる直胴状をなして
いる。保温部１７ｂは外塔１１の内周面との間に間隙１
６に連通する隘路Ｆを形成しており、隘路Ｆの上端およ
び間隙１６の下端は開放口を形成している。隘路Ｆは１
００mm程度の幅である。外塔１１の直胴状をなす通気路
１２の長さＬ₁ に対し、保温部１７ｂの長さＬ₂ は０．
６倍ほどである。外塔１１にはガス１３を導入するため
のガス供給管１８が接続しており、ガス供給管１８は外
塔１１と内塔１５の間の間隙１６に連通し、塔壁の接線
方向に向けてガス供給口１８ａが開口している。内塔１
５の最上位の内部には複数の冷却水噴霧ノズル１９が外
塔１１および内塔１５を貫通して突出しており、各冷却
水噴霧ノズル１９は内塔１５の周方向に沿って等間隔で
設けてある。

【００１５】各冷却水噴霧ノズル１９のノズル口部２０
は内塔１５の内面から３００mmほど離れた壁面付近に位
置し、冷却水２１の噴霧方向が水平に対して約６０°の
仰角を持つように斜め上方を向いており、ノズル口部２
０には複数の細かなノズル穴が設けてある。

【００１６】以下、上記した構成における作用を説明す
る。冷却対象として２００〜３００℃の低温のガス１３
を供給管１８を通して供給する。ガス１３は、ガス供給
口１８ａから外塔１１と内塔１５の間の間隙１６に接線
方向に向けて噴出し、外塔１１の内周面に沿って旋回し
ながら間隙１６を下端の開放口に向けて下降流となって
流れる。開放口から下方に噴出するガス流は塔底部側で
上方に反転し、内塔１５の下端開口から内塔１５の内部
に流入し、内塔１５の内周面に沿って旋回しながら上昇
流となって流れ、内塔１５の上端開口から外塔１１の通
気路１２に旋回しながら流入する。

【００１７】このとき、内塔１５の上端開口付近におい
て外塔１１の内径に比べて小さく旋回しているガス流の
外層に対し、複数の冷却水噴霧ノズル１９のノズル口部
２０から上方に向けて冷却水２１を噴霧する。冷却水２
１の粒子は、ガス１３の旋回流による拡散作用を受けて
微細粒子となってガス流中に広範囲に拡散し、微細粒子
はガス流と共に外塔１１の通気路１２を塔頂部に向けて
上昇する。この間に冷却水２１の微細粒子は、ガス１３
から潜熱として熱量を奪って蒸発し、ガス１３を設定温
度域（１４０〜１７０℃）にまで冷却する。

【００１８】ところで、冷却水２１がガス１３から熱量
を奪って蒸発するまでには一定の時間を要するので、外
塔１１の通気路を上昇するガス流中において冷却水２１
の粒子が存在する率は、塔下部側ほど大きく、塔頂部側
ほど小さくなり、冷却水２１の粒子が塔内面に付着する
可能性も塔下部側ほど、つまり保温部１７ｂにおいて大
きくなる。

【００１９】一方、ガス供給口１８ａから外塔１１と内
塔１５の間の間隙１６に流入したガス流の一部が、導入
部１７ａに案内されて保温部１７ｂと外塔１１との間の
隘路Ｆに流入し、隘路Ｆを上昇する間に保温部１７ｂを
外周面側から加熱する。このため、保温部１７ｂに冷却
水２１の粒子が付着しても、冷却水２１は保温部１７ｂ
から熱量を受けて値ちに蒸発するので、冷却水２１の付
着箇所に煤塵が付着することにより生じるダストトラブ
ルを防止できる。また、隘路Ｆの上端の開放口から外塔
１１の上側内部に噴出するガス流は、内塔１５を通って
上昇して来るガスの旋回流を、外塔１１の中心側に向け
て付勢するので、冷却水２１の微細粒子を伴ったガス流
は外塔１１の内面に達することなく塔頂部に到達し、塔
上側部におけるダストトラブルを防止できる。

【００２０】また、ガス流の外層に対して噴霧した冷却
水１３の粒子が、外層のガス流に負荷となって作用し、
ガス流の外層における旋回力を減じるので、通気路１２
におけるガス流の流れは、外層における旋回力が弱く、
塔中心側の内層における上昇力が強いものとなる。この
ため、通気路１２を上昇する間に、冷却水２１の微細粒
子は、前半において幾分旋回し、旋回径を広げながらも
外塔１１の中心側を上昇し、後半においては旋回力を失
って直上し、外塔１１の内面に達することなく塔頂部に
到達する。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ガス
流の一部が保温部と外塔との間の隘路に流入し、隘路を
上昇する間に保温部を外周面側から加熱するので、塔下
側部を覆う保温部に冷却水の粒子が付着しても、冷却水
は保温部から熱量を受けて値ちに蒸発するので、冷却水
が付着した箇所に煤塵が付着することにより生起するダ
ストトラブルを防止できる。また、隘路の上端の開放口
から外塔の上側内部に噴出するガス流あ、内塔を通って
上昇して来るガスの旋回流を、外塔の中心側に向けて付
勢するので、冷却水の微細粒子を伴ったガス流は外塔の
内面に達することなく塔頂部に到達し、ダストトラブル
を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態における低温域ガス減温
塔を示す模式図である。

【図２】同実施の形態における低温域ガス減温塔の断面
を示す模式図である。

【図３】従来の焼却施設の構成を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１１ 外塔 １２ 通気路 １３ ガス １５ 内塔 １６ 間隙 Ｆ 隘路 １７ ガイド塔 １７ａ 導入部 １７ｂ 保温部 １８ ガス供給管 １８ａ ガス供給口 １９ 冷却水噴霧ノズル ２０ ノズル口部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部の通気路が冷却対象のガスの冷却空
   間をなし、前記ガスが通気路を旋回しながら上昇流とな
   って流通する外塔を設け、外塔の下側内部に内塔を同心
   状に配置し、内塔の内部に突出して冷却水噴霧ノズルを
   設け、外塔と内塔の間に形成した間隙に連通して塔壁の
   接線方向に向けて開口するガス供給口を設け、内塔の上
   端に連続して導入部と保温部とからなるガイド塔を設
   け、導入部は内塔の上端縁から上方に向けて広く拡径す
   る形状に形成し、保温部は導入部の上端縁から上方に延
   びる直胴状に形成し、保温部と外塔との間に前記間隙に
   連通して隘路を形成し、隘路の上端および間隙の下端を
   開放口に形成したことを特徴とする低温域ガス減温塔。