WO2019123925A1 - スプレイパイプ、それを備えた脱硫装置およびその点検方法 - Google Patents

スプレイパイプ、それを備えた脱硫装置およびその点検方法 Download PDF

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開理 山田
直行 神山
晴治 香川
剛之 宮地
直之 善積
拓郎 添田
哲 牛久
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三菱日立パワーシステムズ株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to a spray pipe, a desulfurization apparatus provided with the same, and a method of checking the same.
  • a desulfurization device for removing sulfur oxides from exhaust gas using an absorbent is provided. Thereby, sulfur oxides contained in the exhaust gas discharged to the atmosphere can be reduced.
  • Patent Document 1 a liquid column type desulfurization in which a header pipe (spray pipe) having a spray nozzle for discharging an absorbent (slurry solution) upward is disposed inside a column main body through which combustion exhaust gas flows An apparatus is disclosed.
  • header pipes are generally made of resin.
  • the slurry solution sprayed from the spray nozzle forms a liquid column and blows up, disperses and falls at the top of the blow-up, and the dropped slurry solution is a spray pipe To clash.
  • the slurry solution in contact with the exhaust gas contains gypsum, and since the gypsum has a sharp shape, the spray pipe is worn when the gypsum collides with the spray pipe. As the blow-up top (liquid height) becomes higher, the impact force when the gypsum collides with the spray pipe becomes stronger. The higher the gypsum concentration of the slurry solution, the more gypsum will impinge on the spray pipe, and the wear on the spray pipe reduces reliability.
  • the abrasion resistant layer is provided in the inner and outer surface of a spray pipe.
  • the spray pipe is formed of a resin reinforced with glass fiber or the like.
  • the wear resistant layer is formed of a resin mixed with a ceramic.
  • the wear condition of the spray pipe can not be easily grasped from the appearance. Therefore, at the time of periodic inspection, the inspector must measure the fixed points of all the piping with a measuring instrument, and it is necessary to carry out a detailed inspection to evaluate the presence or absence of thinning from comparison with the previous inspection result.
  • the present disclosure has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a spray pipe that can easily grasp wear, and easily determine the need for repair and replacement, and a desulfurization apparatus equipped with the spray pipe. To aim.
  • Some embodiments of the present disclosure include a cylindrical strength layer made of fiber reinforced plastic, an outer wear resistant layer covering the outer circumference of the strength layer, and an inner wear resistance covering the inner circumference of the strength layer. And a layer, the outer wear resistant layer being a laminate of a plurality of first wear resistant layers, wherein the colors of the plurality of first wear resistant layers are respectively different.
  • the wear condition can be judged from the appearance, and judgment of repair / replacement time etc. is made at a stage before the wear reaches the strength layer. It will be easier.
  • the thicknesses of the plurality of first wear-resistant layers are preferably equal to one another.
  • the said outer abrasion resistant layer is comprised by the laminated three or more 1st abrasion resistant layer.
  • the appearance of the outer wear resistant layer in which three or more first wear resistant layers are laminated, changes color at least twice before the wear reaches the strength layer. This makes it possible to call for a gradual alert.
  • the strength layer does not contain a color pigment.
  • the said inner abrasion resistant layer is a laminated body of several 2nd abrasion resistant layers, and the color of several said 2nd abrasion resistant layers mutually differs.
  • Absorbent liquid containing gypsum flows in the spray pipe. At that time, the gypsum comes into contact in the spray pipe and wears the inner wear resistant layer.
  • the inner wear-resistant layer By providing a plurality of color-coded second wear-resistant layers as the inner wear-resistant layer, it is possible to judge from the appearance not only the outer side but also the inner side of the spray pipe.
  • the outer wear resistant layer is preferably thicker than the inner wear resistant layer.
  • Another embodiment of the present disclosure provides a desulfurization apparatus including a liquid column type absorption tower in which any of the above-described spray pipes is disposed along a horizontal axis.
  • the wear distribution in the horizontal direction can be grasped from the appearance.
  • Another embodiment of the present disclosure provides a method of inspecting a desulfurization apparatus which observes a color of an appearance of the outer wear resistant layer of any of the above-mentioned spray pipes and determines a wear state based on the color.
  • a color-coded wear-resistant layer (outside or inside), it is easy to grasp wear, and it is easy to determine the need for repair and replacement, and a desulfurization apparatus equipped with the spray pipe Become.
  • a spray pipe and the desulfurization apparatus provided with the same facilitate maintenance because the wear reduction amount can be evaluated by the appearance at the time of inspection.
  • FIG. 1 It is a longitudinal cross-sectional view which shows schematic structure of a desulfurization apparatus. It is the top view which looked at the spray pipe shown in FIG. 1 from upper direction. It is a side view of an optional spray pipe. It is a fragmentary sectional view of a pipe section concerning one embodiment. It is a fragmentary sectional view of the pipe part concerning modification 1. FIG. It is a fragmentary sectional view of the pipe part concerning modification 2. As shown in FIG. It is a fragmentary sectional view of the pipe part concerning modification 3.
  • FIG. 1 shows schematic structure of a desulfurization apparatus. It is the top view which looked at the spray pipe shown in FIG. 1 from upper direction. It is a side view of an optional spray pipe. It is a fragmentary sectional view of a pipe section concerning one embodiment. It is a fragmentary sectional view of the pipe part concerning modification 1. FIG. It is a fragmentary sectional view of the pipe part concerning modification 2. As shown in
  • FIG. 1 a schematic configuration of the liquid column type desulfurization apparatus 100 is illustrated.
  • the desulfurization apparatus 100 includes a liquid column absorption tower 10, a spray pipe 20, a demister 30, and a circulation pump 40.
  • the absorption tower 10 is a box-like casing which is formed to extend in the vertical direction and serves as a passage for the exhaust gas.
  • Absorption column 10 leads to the exhaust gas G i containing sulfur oxides introduced from the exhaust gas inlet portion 11 formed on the side surface in the vertical direction of the upper.
  • Absorption tower 10 discharges the exhaust gas G e introduced from the exhaust gas discharge portion 12 formed above the vertical direction.
  • the spray pipe 20 is a cylindrical member disposed along the horizontal direction inside the absorption tower 10. As shown in FIG. 1, the spray pipe 20 can discharge the absorbing liquid upward in the vertical direction. Absorbing solution 16 discharged, the exhaust gas G i and liquid contact introduced from the exhaust gas introduction section 11.
  • Absorbent liquid 16 is a liquid containing lime.
  • sulfur oxides contained in the exhaust gas G i is reacted gypsum is produced as lime. That is, in the absorption column 10, the lime-gypsum method, sulfur oxides contained in the exhaust gas G i is removed.
  • the absorbent 16 discharged from the spray pipe 20 is accumulated in the bottom 13 of the absorber 10.
  • the absorbent 16 accumulated in the bottom 13 is supplied to the spray pipe 20 by the circulation pump 40.
  • the demister 30 is, for example, a folded plate demister.
  • the demister 30 removes the mist of the absorbing liquid generated inside the absorption tower 10 by physical collision.
  • FIG. 2 is a plan view of the spray pipe as viewed from above.
  • FIG. 3 is a side view of the spray pipe.
  • the spray pipe 20 is provided with a mounting flange 24 and a supply port 25.
  • the mounting flange 24 is a member for attaching the spray pipe 20 to the flange 14 a of the opening 14 provided in the absorption tower 10.
  • the mounting flange 24 is attached to the flange 14 a of the opening 14 of the absorption tower 10 by a plurality of fasteners (not shown).
  • the mounting flange 24 of the spray pipe 20 is attached to the flange 14 a of the opening 14 of the absorption tower 10, but another embodiment may be employed.
  • the mounting flange 24 may be directly attached to the side wall of the absorption tower 10 using a fastener.
  • support beams 92 and 93 are attached in a manner orthogonal to the spray pipes 20. Both ends of the support beams 92 and 93 are connected to the side surfaces of the absorber 10, respectively.
  • the support beams 92 and 93 are configured to support the spray pipe 20 from the lower end portion 21 d side in the vertical direction of the pipe portion 21.
  • a manhole 15 is provided for a worker to pass through.
  • the manhole 15 can be used also when bringing in parts for maintenance from the outside of the absorption tower 10 to the inside or when carrying out used parts from the inside of the absorption tower 10 to the outside.
  • the spray pipe 20 has a pipe portion 21 and a plurality of nozzle portions 22.
  • the pipe portion 21 is a cylindrical member extending linearly from the proximal end 21b to the distal end 21a along the horizontal axis X1 and having the distal end 21a closed.
  • the proximal end 21 b of the pipe portion 21 is provided with a supply port 25 to which the absorbent is supplied from the circulation pump 40. Since the tip 21 a of the pipe 21 is closed, the absorbent supplied from the supply port 25 to the inside of the pipe 21 is guided to the plurality of nozzles 22.
  • the length from the proximal end 21b to the distal end 21a along the axis X1 of the pipe portion 21 is 3 m or more and 20 m or less.
  • the outer diameter of the pipe part 21 is 200 mm or more and 400 mm or less.
  • the plurality of nozzle portions 22 are members disposed at equal intervals along the axis X1 at a plurality of locations of the upper end portion 21c in the vertical direction of the pipe portion 21.
  • the nozzle portion 22 has a spray nozzle 22a, a nozzle holder 22b, and a gasket 22c.
  • the spray nozzle 22a is a member for guiding the absorbent 16 flowing in the horizontal direction along the axis X1 along the axis X1 along the axis X2 in the vertical direction.
  • Spray nozzle 22a is circulating pump discharges the 40 absorbing solution 16 supplied from above in the vertical direction, the gas-liquid contact between the exhaust gas G i and absorption liquid 16 in the interior of the absorption column 10.
  • the spray nozzle 22a is made of, for example, SiC (silicon carbide).
  • the nozzle holder 22 b is a member attached to the upper end 21 c of the pipe portion 21 and formed in a cylindrical shape along the axis X 2 in the vertical direction. Inside the nozzle holder 22b, a flange is formed at the upper end of the nozzle holder 22b into which the lower end side of the spray nozzle 22a is inserted.
  • the spray nozzle 22a is formed with a flange having the same shape as that of the nozzle holder 22b.
  • the flange of the spray nozzle 22a and the flange of the nozzle holder 22b are fastened by a plurality of fasteners (not shown) while sandwiching the annular gasket 22c.
  • the pipe portion 21 of the spray pipe 20 and the nozzle holder 22 b of the nozzle portion 22 are made of fiber-reinforced plastic (FRP) and integrally molded.
  • FRP fiber-reinforced plastic
  • the pipe unit 21 will be described in detail below.
  • a partial cross-sectional view of the pipe portion 21 is shown in FIG. In the drawing, the upper side of the drawing is the outside of the pipe portion 21, and the lower side of the drawing is the inner side of the pipe portion 21.
  • the pipe portion 21 includes a strength layer 51 made of FRP, an outer wear resistant layer 52 covering the outer surface of the strength layer 51, and an inner wear resistant layer 53 covering the inner surface of the strength layer 51.
  • the strength layer 51 is cylindrical and is made of reinforcing fibers and a matrix resin.
  • the reinforcing fibers are organic resin fibers such as glass fibers, carbon fibers and polyester fibers.
  • the matrix resin is unsaturated polyester type, vinyl ester type or epoxy type resin. Among them, FRP composed of glass fiber and unsaturated polyester resin or vinyl ester resin is preferable.
  • the strength layer 51 may have a configuration in which a single layer or a plurality of layers are stacked.
  • the strength layer 51 is preferably uncolored, ie it contains no color pigments.
  • the uncolored strength layer has a brownish transparent color.
  • the transparent strength layer 51 can confirm the presence of air bubbles from the appearance. Since mixing of air bubbles leads to a decrease in strength of the strength layer 51, it is preferable that the presence of air bubbles can be confirmed from the appearance.
  • the outer wear resistant layer 52 has a structure in which a plurality of first wear resistant layers (52a to 52c) are stacked.
  • the thickness of the outer wear resistant layer 52 is 0.01 mm or more and 20 mm or less.
  • the first wear resistant layer (52a to 52c) comprises a base resin, a reinforced substrate and a ceramic.
  • the base resin is a thermosetting resin.
  • An unsaturated polyester resin, an epoxy resin, etc. are applicable to a thermosetting resin.
  • the base resin the same one as the matrix resin of the strength layer 51 can be used.
  • the reinforcing substrate is glass fiber in the form of a mat or cloth.
  • the ceramic is a substance having a hardness higher than that of gypsum particles that can be contained in the absorbent (slurry solution) 16.
  • the ceramics for example, alumina, silicon carbide, tungsten carbide, zirconia and the like are suitable.
  • the content of ceramics in the first wear resistant layers (52a to 52c) can be appropriately set in consideration of the properties of the absorbing liquid 16, the blowing height, and the like.
  • the content of the ceramic is suitably 5% by weight to 90% by weight, preferably 10% by weight to 70% by weight.
  • the plurality of first wear-resistant layers (52a to 52c) stacked as the outer wear-resistant layer 52 have different colors in each layer.
  • “different colors” means that the color systems are different, it is not limited thereto, and may include differences in color shades that allow the observer to clearly distinguish visually.
  • any first wear resistant layer (52a to 52c) may contain any color pigment.
  • the first abrasion resistant layers (52a to 52c) containing no color pigment are white derived from ceramics.
  • the inner wear resistant layer 53 has a structure in which a single layer of the second wear resistant layer or a plurality of second wear resistant layers are laminated.
  • the inner wear resistant layer 53 is composed of a single layer of the second wear resistant layer.
  • the thickness of the inner wear resistant layer 53 is 0.01 mm or more and 20 mm or less.
  • the second wear resistant layer comprises a base resin, a reinforcing substrate and a ceramic.
  • the base resin, the reinforcing base and the ceramics those similar to the first wear resistant layers (52a to 52c) can be used.
  • the content of the ceramic is suitably 1 to 70% by weight, preferably 5% to 70% by weight. If the amount is less than 1% by weight, the amount of wear increases when the flow velocity of the absorbing solution flowing in the spray pipe is 2 m / sec or more, or the gypsum concentration of the absorbing solution is 15% by weight or more.
  • the amount of wear on the inner surface is smaller than that on the outer surface, so about 70% by weight can provide sufficient wear resistance.
  • the material of the second wear resistant layer is applied to the outer surface of the mold made to match the inner dimension of the pipe portion 21.
  • a trowel for application, use a trowel, a brush or a spray device, or the like.
  • a strength layer material obtained by impregnating a matrix resin with a mat, cloth or roving fiber consisting of reinforcing fibers is applied or wound by a method such as hand-up or winding.
  • the first wear resistant layer 52a, the first wear resistant layer 52b, and the first wear resistant layer 52c have different colors.
  • a red color pigment is added to the first abrasion resistant layer 52a
  • a yellow color pigment is added to the first abrasion resistant layer 52b
  • a blue color pigment is added to the first abrasion resistant layer 52c, and each layer is visually distinguishable.
  • Color-code For example, the first wear resistant layer 52a may be color-coded by adding no color pigment to the first wear resistant layer 52b and the first wear resistant layer 52c without adding a color pigment. The color of each layer is not limited to the above.
  • the outer wear resistant layer 52 When the plaster comes in contact with the outer surface of the pipe portion 21, the outer wear resistant layer 52 is worn away. When the outer wear-resistant layer 52 is worn a certain amount, the color of the appearance changes. According to the present embodiment, it is possible to easily confirm the progress of wear from the appearance by color-coding the first wear resistant layers (52 a to 52 c) of the outer wear resistant layer 52. The change in color is an indicator of the repair and replacement time of the spray pipe. Since there are a plurality of first wear resistant layers (52a to 52c), each of which is color-coded, it is possible to judge the timing of repair and replacement in stages before the wear reaches the strength layer. This is advantageous for maintenance of the flue gas desulfurization system.
  • the wear amount distribution in the horizontal direction can be confirmed in appearance.
  • FIG. 5 is a partial cross-sectional view of a pipe portion according to a first modification.
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view of a pipe portion according to a second modification.
  • FIG. 7 is a partial cross-sectional view of a pipe portion according to a third modification.
  • FIG. 8 is a partial cross-sectional view of a pipe portion according to a fourth modification. 5 to 8, the upper side of the drawing is the outside of the pipe portion, and the lower side of the drawing is the inner side of the pipe portion. The description of the elements common to the above embodiment is omitted.
  • each first wear resistant layer (62a to 62c) is equal.
  • the thickness of each of the first wear resistant layers (62a to 62c) may be uniform in the plane, but when performing periodic inspection of the spray pipe at a fixed point, each first wear resistance at least at the fixed point observation position
  • the thickness of the layers (62a to 62c) may be equal.
  • first abrasion resistant layers which are color-coded By laminating the first abrasion resistant layers which are color-coded to the same thickness, it becomes easy to grasp the wearing condition. For example, when the first layer (first wear resistant layer 62a) is worn for 2 years, it can be predicted that the next layer (first wear resistant layer 62b) is likely to require 2 years for wear. Further, by setting the thickness, it is possible to quantitatively evaluate the wear loss amount at the time of periodic inspection.
  • the outer wear resistant layer has three or more first wear resistant layers.
  • first wear resistant layers 72a to 72d are laminated.
  • first wear-resistant layers By laminating three or more first wear-resistant layers, it is possible to call attention in stages. For example, when the first wear resistant layer 72a in the outermost layer is worn out, “Caution”, and when the first wear resistant layer 72b is worn, “warning” can be issued before the wear reaches the strength layer 51. .
  • the second wear resistant layer (63a to 63c) of the inner wear resistant layer 63 is colored in the same manner as the first wear resistant layer (62a to 62c) of the outer wear resistant layer 62, Color-code.
  • a first wear resistant layer 62c, a first wear resistant layer 62b, and a first wear resistant layer 62a are sequentially stacked on the outer surface of the strength layer 51.
  • a second wear resistant layer 63c, a second wear resistant layer 63b, and a second wear resistant layer 63a are sequentially stacked.
  • the first wear resistant layer and the second wear resistant layer which are disposed symmetrically with respect to the strength layer, may be colored in the same color.
  • Modification 4 In the fourth modification shown in FIG. 8, as in the third modification, the second wear resistant layers (73 a to 73 c) are color-coded and the thickness of the inner wear resistant layer 73 is thinner than the outer wear resistant layer 62. Do.

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Abstract

摩耗を把握しやすく、かつ、補修および交換の必要性を判断しやすいスプレイパイプおよびそれを備えた脱硫装置を提供することを目的とする。本開示のスプレイパイプは、繊維強化プラスチックで構成された筒状の強度層（５１）と、強度層（５１）の外周側を覆う外側耐摩耗層（５２）と、強度層（５１）の内周側を覆う内側耐摩耗層（５３）と、を備え、外側耐摩耗層（５２）が、複数の第１耐摩耗層（５２ａから５２ｃ）の積層体であり、複数の第１耐摩耗層（５２ａから５２ｃ）の色が、それぞれ異なる。

Description

スプレイパイプ、それを備えた脱硫装置およびその点検方法
　本開示は、スプレイパイプ、それを備えた脱硫装置およびその点検方法に関するものである。
　発電所等に設置されるボイラ等の排ガス系統には、吸収剤を用いて排ガスから硫黄酸化物を除去する脱硫装置が設けられる。これにより、大気に排出される排ガスに含まれる硫黄酸化物を低減できる。
　特許文献１には、燃焼排ガスが流通する塔本体内部に吸収剤（スラリ溶液）を上方に向かって吐出するスプレイノズルを取り付けたヘッダパイプ（スプレイパイプ）を配設してなる液柱式の脱硫装置が開示されている。このようなヘッダパイプは、一般的に樹脂製である。
　液柱式の塔本体を備えた脱硫装置において、スプレイノズルから噴射されたスラリ溶液は、液柱状となって上方に吹き上がり、吹き上げ頂部で分散して降下し、降下したスラリ溶液は、スプレイパイプに衝突する。
　排ガスと接触したスラリ溶液には石膏が含まれており、石膏は鋭利な形状をしていることから、石膏がスプレイパイプに衝突するとスプレイパイプが摩耗する。吹き上げ頂部（液中高さ）が高くなると、石膏がスプレイパイプに衝突する際の衝撃力が強くなる。スラリ溶液の石膏濃度が高いと、より多くの石膏がスプレイパイプに衝突することになり、スプレイパイプの摩耗により信頼性が低下する。
　特許文献１では、摩耗による信頼性低下を防止するため、スプレイパイプの内外面に耐摩耗層を設けている。特許文献１において、スプレイパイプは、ガラス繊維等で強化された樹脂で形成されている。耐摩耗層は、セラミックが混合された樹脂で形成されている。
特開平９－３１３９２３号公報
　スプレイパイプの摩耗状況は、外観から容易に把握できない。よって、定期点検時に、点検員が全配管の定点を計量器で計測し、前回の検査結果との比較から、減肉の有無を評価する詳細な検査が必要である。
　本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、摩耗を把握しやすく、かつ、補修および交換の必要性を判断しやすいスプレイパイプおよびそれを備えた脱硫装置を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本開示のスプレイパイプ、それを備えた脱硫装置およびその点検方法は以下の手段を採用する。
　本開示の幾つかの実施形態は、繊維強化プラスチックで構成された筒状の強度層と、前記強度層の外周側を覆う外側耐摩耗層と、前記強度層の内周側を覆う内側耐摩耗層と、を備え、前記外側耐摩耗層が、複数の第１耐摩耗層の積層体であり、複数の前記第１耐摩耗層の色が、それぞれ異なるスプレイパイプを提供する。
　外側耐摩耗層に複数の色分けされた第１耐摩耗層を設けることで、摩耗状況を外観から判断でき、摩耗が強度層に到達する前の段階で、補修・交換の時期等の判断がしやすくなる。
　上記実施形態において、複数の前記第１耐摩耗層の厚さは、それぞれ等しくすることが好ましい。
　同じ厚さにすることで、摩耗状況を把握しやすくなり、かつ、摩耗減肉量を定量的に評価できる。
　上記実施形態において、前記外側耐摩耗層は、積層された３層以上の第１耐摩耗層で構成されていることが好ましい。
　第１耐摩耗層が３層以上積層された外側耐摩耗層の外観は、摩耗が強度層に到達する前に、少なくとも２回変色する。これにより段階的な注意喚起が可能となる。
　上記実施形態において、前記強度層は、着色顔料を含まない。
　強度層を着色しないことで、強度層内での気泡の有無を確認できる。
　上記実施形態において、前記内側耐摩耗層が、複数の第２耐摩耗層の積層体であり、複数の前記第２耐摩耗層の色が、それぞれ異なることが好ましい。
　石膏を含む吸収液はスプレイパイプ内を流れる。その際、石膏がスプレイパイプ内に接触し、内側耐摩耗層を摩耗する。内側耐摩耗層として複数の色分けされた第２耐摩耗層を設けることで、スプレイパイプの外側だけでなく内側の摩耗状況を外観から判断できる。
　スプレイパイプの外周側の摩耗量は、衝撃力の強さからスプレイパイプの内周側よりも多い。よって、前記外側耐摩耗層は、前記内側耐摩耗層よりも厚くすることが好ましい。
　本開示の他の実施形態は、上記いずれかのスプレイパイプが水平方向の軸線に沿って複数配置された液柱式の吸収塔を備えている脱硫装置を提供する。
　外側耐摩耗層を備えたスプレイパイプが、水平方向の軸線に沿って複数配置された脱硫装置では、水平面方向での摩耗分布を外観から把握できる。
　本開示の他の実施形態は、上記いずれかのスプレイパイプの前記外側耐摩耗層の外観の色を観察し、該色に基づいて摩耗状態を判断する脱硫装置の点検方法を提供する。
　本開示によれば、色分けした耐摩耗層（外側または内側）を設けることで、摩耗を把握しやすく、かつ、補修および交換の必要性を判断しやすいスプレイパイプおよびそれを備えている脱硫装置となる。このようなスプレイパイプおよびそれを備えている脱硫装置は、点検時に外観で摩耗減肉量を評価できるため、メンテナンスを容易にする。
脱硫装置の概略構成を示す縦断面図である。 図１に示すスプレイパイプを上方からみた平面図である。 任意のスプレイパイプの側面図である。 一実施形態に係るパイプ部の部分断面図である。 変形例１に係るパイプ部の部分断面図である。 変形例２に係るパイプ部の部分断面図である。 変形例３に係るパイプ部の部分断面図である。 変形例４に係るパイプ部の部分断面図である。
　以下に、本開示の一実施形態に係るスプレイパイプ、それを備えた脱硫装置およびその点検方法について、図面を参照して説明する。図１では、液柱式の脱硫装置１００の概略構成を例示する。
　脱硫装置１００は、液柱式の吸収塔１０と、スプレイパイプ２０と、デミスタ３０と、循環ポンプ４０と、を備える。
　吸収塔１０は、鉛直方向に延びるように形成されて排ガスの通路となる箱状のケーシングである。吸収塔１０は、側面に形成された排ガス導入部１１から導入された硫黄酸化物を含む排ガスＧｉを鉛直方向の上方へ導く。吸収塔１０は、鉛直方向の上方に形成された排ガス排出部１２から導入された排ガスＧｅを排出する。
　スプレイパイプ２０は、吸収塔１０の内部に水平方向に沿って配置される筒状部材である。図１に示すように、スプレイパイプ２０は、吸収液を鉛直方向の上方に向けて吐出できる。吐出された吸収液１６は、排ガス導入部１１から導入された排ガスＧｉと気液接触する。
　吸収液１６は、石灰を含む液体である。吸収液１６が排ガスＧｉと接触すると、排ガスＧｉに含まれる硫黄酸化物が石灰と反応し石膏が生成される。すなわち、吸収塔１０内では、石灰石膏法によって、排ガスＧｉに含まれる硫黄酸化物が除去される。スプレイパイプ２０から吐出された吸収液１６は、吸収塔１０の底部１３に溜まる。底部１３に溜まった吸収液１６は、循環ポンプ４０によってスプレイパイプ２０へ供給される。
　デミスタ３０は、例えば折れ板型デミスタである。デミスタ３０は、吸収塔１０の内部で発生した吸収液のミストを物理的衝突によって除去するものである。
　図２は、スプレイパイプを上方からみた平面図である。図３は、スプレイパイプの側面図である。
　スプレイパイプ２０には、取付フランジ２４と供給口２５とが設けられている。取付フランジ２４は、スプレイパイプ２０を吸収塔１０に設けられた開口部１４のフランジ１４ａに取り付けるための部材である。取付フランジ２４は、複数の締結具（図示略）によって吸収塔１０の開口部１４のフランジ１４ａに取り付けられる。
　なお、以上の説明においては、吸収塔１０の開口部１４のフランジ１４ａにスプレイパイプ２０の取付フランジ２４を取り付けるものとしたが、他の態様であってもよい。例えば、吸収塔１０の開口部１４にフランジ１４ａが設けられていない場合には、締結具を用いて、吸収塔１０の側壁に取付フランジ２４を直接的に取り付けるようにしてもよい。
　複数のスプレイパイプ２０の下側には、これらのスプレイパイプ２０に直交する形で、支持梁９２，９３が取付けられている。支持梁９２，９３の両端は、それぞれ吸収塔１０の側面に接続されている。支持梁９２，９３は、パイプ部２１の鉛直方向の下端部２１ｄ側からスプレイパイプ２０を支えるよう構成されている。
　吸収塔１０の側面には、作業者が通り抜けるためのマンホール１５が設けられている。マンホール１５は、吸収塔１０の外部から内部へ保守用の部品等を持ち込む場合や、吸収塔１０の内部から外部へ使用済みの部品等を運び出す場合にも利用可能である。
　図２および図３に示すように、スプレイパイプ２０は、パイプ部２１と、複数のノズル部２２と、を有する。
　パイプ部２１は、水平方向の軸線Ｘ１に沿って基端部２１ｂから先端部２１ａまで直線状に延びるとともに先端部２１ａが閉塞された筒状の部材である。パイプ部２１の基端部２１ｂには、循環ポンプ４０から吸収液が供給される供給口２５が設けられている。パイプ部２１の先端部２１ａが閉塞されているため、供給口２５からパイプ部２１の内部へ供給された吸収液は、複数のノズル部２２へ導かれる。パイプ部２１の軸線Ｘ１に沿った基端部２１ｂから先端部２１ａまでの長さは、３ｍ以上かつ２０ｍ以下となっている。また、パイプ部２１の外径は、２００ｍｍ以上かつ４００ｍｍ以下となっている。
　複数のノズル部２２は、パイプ部２１の鉛直方向の上端部２１ｃの複数箇所に軸線Ｘ１に沿って等間隔に配置される部材である。ノズル部２２は、スプレイノズル２２ａと、ノズルホルダ２２ｂと、ガスケット２２ｃと、を有する。
　スプレイノズル２２ａは、パイプ部２１を軸線Ｘ１に沿って水平方向に流通する吸収液１６を軸線Ｘ２に沿って鉛直方向の上方へ導く部材である。スプレイノズル２２ａは、循環ポンプ４０から供給された吸収液１６を鉛直方向の上方に吐出し、吸収塔１０の内部で排ガスＧｉと吸収液１６とを気液接触させる。スプレイノズル２２ａは、例えば、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）により形成されている。
　ノズルホルダ２２ｂは、パイプ部２１の上端部２１ｃに取り付けられ、鉛直方向の軸線Ｘ２に沿って円筒状に形成される部材である。ノズルホルダ２２ｂの内部には、スプレイノズル２２ａの下端側が挿入されているノズルホルダ２２ｂの上端には、フランジが形成されている。スプレイノズル２２ａには、ノズルホルダ２２ｂのフランジと同形状のフランジが形成されている。スプレイノズル２２ａのフランジとノズルホルダ２２ｂのフランジとは、円環状のガスケット２２ｃを挟んだ状態で、複数の締結具（図示略）により締結されている。
　本実施形態において、スプレイパイプ２０のパイプ部２１と、ノズル部２２のノズルホルダ２２ｂとは繊維強化プラスチック（Fiber-Reinforced Plastic: FRP）製であり、一体成形されている。
　以下、パイプ部２１について詳しく説明する。図４に、パイプ部２１の部分断面図を示す。同図において、紙面上側がパイプ部２１の外側、紙面下側がパイプ部２１の内側である。
　パイプ部２１は、ＦＲＰ製の強度層５１と、強度層５１の外面を覆う外側耐摩耗層５２と、強度層５１の内面を覆う内側耐摩耗層５３とを備えている。
　強度層５１は、筒状であり、強化繊維およびマトリックス樹脂で構成されている。強化繊維は、ガラス繊維、炭素繊維、ポリエステル繊維などの有機系樹脂繊維である。マトリックス樹脂は、不飽和ポリエステル系、ビニルエステル系、エポキシ系樹脂である。中でもガラス繊維と不飽和ポリエステル系樹脂またはビニルエステル系樹脂からなるＦＲＰが好適である。強度層５１は、単層または複数の層が積層された構成であってよい。
　強度層５１は着色されていない、すなわち、着色顔料を含んでいないことが好ましい。着色していない強度層は、茶味がかった透明色をしている。透明な強度層５１は、外観から気泡の存在を確認できる。気泡が混在すると強度層５１の強度低下につながるため、外観から気泡の存在を確認できるとよい。
　外側耐摩耗層５２は、複数の第１耐摩耗層（５２ａから５２ｃ）が積層された構造を有する。外側耐摩耗層５２の厚さは、０．０１ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。
　第１耐摩耗層（５２ａから５２ｃ）は、ベース樹脂、強化基材およびセラミックスを備えている。
　ベース樹脂は、熱硬化性樹脂である。熱硬化性樹脂には、不飽和ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂等を適用できる。ベース樹脂は、強度層５１のマトリックス樹脂と同じものを使用できる。
　強化基材は、マットまたはクロスの状態のガラス繊維である。
　セラミックスは、吸収液（スラリ溶液）１６に含まれ得る石膏粒子よりも高い硬度を有する物質である。セラミックスとしては、例えば、アルミナ、炭化珪素、タングステンカーバイト、ジルコニアなどが好適である。
　第１耐摩耗層（５２ａから５２ｃ）におけるセラミックスの含有量は、吸収液１６の性状、吹き上げ高さ等を考慮して適宜設定され得る。セラミックスの含有量は、５重量％から９０重量％、好ましくは１０重量％から７０重量％が適正である。上記範囲とすることで、吸収液１６の降下速度が速かったり、吸収液１６中の石膏濃度が１５重量％を超えるような条件下においても、石膏がスプレイパイプの表面に衝突する際に生じる摩耗が著しく抑制される。５重量％未満の場合には、液柱高さが１ｍ以上になるような条件下では吹上げた吸収液１６の降下による摩耗量が大きくなり、９０重量％を超えると施工が難しくなり、施工費が高くなる。
　外側耐摩耗層５２として積層される複数の第１耐摩耗層（５２ａから５２ｃ）は、層毎に色が異なる。「色が異なる」とは、色系統が異なることを意味するが、これに限定されず、観察者が目視で明確に区別できる程度の色の濃淡の違いを含んでもよい。色分けのため、任意の第１耐摩耗層（５２ａから５２ｃ）は任意の着色顔料を含んでもよい。着色顔料を含まない第１耐摩耗層（５２ａから５２ｃ）は、セラミックスに由来した白色である。
　内側耐摩耗層５３は、第２耐摩耗層の単層または、第２耐摩耗層が複数積層された構造を有する。図４において内側耐摩耗層５３は、第２耐摩耗層の単層で構成されている。内側耐摩耗層５３の厚さは、０．０１ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。
　第２耐摩耗層は、ベース樹脂、強化基材およびセラミックスを備えている。ベース樹脂、強化基材およびセラミックスは、第１耐摩耗層（５２ａから５２ｃ）と同様のものを使用できる。ただし、セラミックスの含有量は、１から７０重量％、好ましくは５重量％から７０重量％が適正である。１重量％未満では、スプレイパイプ内を流れる吸収液の流速が２ｍ／ｓｅｃ以上となったり、吸収液の石膏濃度が１５重量％以上のような条件では摩耗量が大きくなる。通常は外面に比較し内面の摩耗量は小さいので、７０重量％程度で十分な耐摩耗性が得られる。
　以下で、本実施形態に係るパイプ部の製造方法について説明する。
　まず、パイプ部２１の内寸法と一致するように作製した型の外面に、第２耐摩耗層の材料を塗布する。塗布には、こて、刷毛またはスプレー装置などを用いる。
　型の外面に塗布した第２耐摩耗層材料の上に、強化繊維からなるマット、クロスあるいはロービング繊維にマトリックス樹脂を含浸させた強度層材料をハンドレーアップ又はワインディングなどの方法により張り付けあるいは巻き付ける。
　次いで、強度層材料の外表面に、色分けされた各第１耐摩耗層の材料を順に所定厚さ塗布する。この後、マトリックス樹脂およびベース樹脂を硬化させる。これにより、パイプ部が得られる。
　第１耐摩耗層５２ａ、第１耐摩耗層５２ｂ、第１耐摩耗層５２ｃは、それぞれ色が異なる。例えば、第１耐摩耗層５２ａに赤色の着色顔料、第１耐摩耗層５２ｂに黄色の着色顔料、第１耐摩耗層５２ｃに青色の着色顔料を添加し、各層を目視で区別可能な程度に色分けする。例えば、第１耐摩耗層５２ａには着色顔料を添加せず、第１耐摩耗層５２ｂおよび第１耐摩耗層５２ｃにそれぞれ別の色の着色顔料を添加して、色分けしてもよい。各層の色は、上記に限定されるものではない。
　パイプ部２１の外表面に石膏が接触すると、外側耐摩耗層５２が摩耗する。外側耐摩耗層５２が一定量摩耗されると、外観の色が変わる。本実施形態によれば、外側耐摩耗層５２の各第１耐摩耗層（５２ａから５２ｃ）を色分けすることで、摩耗の進行状況を外観から容易に確認できる。色の変化は、スプレイパイプの補修・交換時期の指標となる。第１耐摩耗層（５２ａから５２ｃ）は複数あり、それぞれ色分けされているため、摩耗が強度層に到達する前に段階を踏んで補修および交換の時期を判断できる。これは排煙脱硫装置のメンテナンスに有利である。
　外側耐摩耗層５２を同条件で加工した複数のスプレイパイプ２０が配置された吸収塔１０では、水平面方向での摩耗量分布を外観で確認できる。
　以下に、図５から図８を参照して、パイプ部の変形例について説明する。図５は、変形例１に係るパイプ部の部分断面図である。図６は、変形例２に係るパイプ部の部分断面図である。図７は、変形例３に係るパイプ部の部分断面図である。図８は、変形例４に係るパイプ部の部分断面図である。図５から図８において、紙面上側がパイプ部の外側、紙面下側がパイプ部の内側である。上記実施形態と共通する要素の説明は省略する。
（変形例１）
　図５に示す変形例１では、パイプ部は、外側耐摩耗層６２における積層された各第１耐摩耗層（６２ａから６２ｃ）の厚さが同じとなるよう設計されている。
　各第１耐摩耗層（６２ａから６２ｃ）の厚さは等しい。各第１耐摩耗層（６２ａから６２ｃ）の厚さは、それぞれ面内で均一であるとよいが、スプレイパイプの定期点検を定点で実施する場合は、少なくとも定点観察位置における各第１耐摩耗層（６２ａから６２ｃ）の厚さが等しければよい。
　色分けした第１耐摩耗層を同じ厚さで積層させることで、摩耗状況を把握しやすくなる。例えば、１層目（第１耐摩耗層６２ａ）が２年で摩耗した場合、次層（第１耐摩耗層６２ｂ）の摩耗にも２年を要する可能性が高いと予測できる。また、厚さを定めておくことで、定期点検時に摩耗減肉量を定量的に評価することが可能となる。
（変形例２）
　本変形例２では、外側耐摩耗層が３層以上の第１耐摩耗層を有する。図６に示すパイプ部の外側耐摩耗層７２では、４層の第１耐摩耗層（７２ａから７２ｄ）が積層されている。
　第１耐摩耗層を３層以上積層させることで、段階を踏んだ注意喚起が可能となる。例えば、最外層にある第１耐摩耗層７２ａが摩耗した場合に「注意」、第１耐摩耗層７２ｂが摩耗した場合に「警戒」として、摩耗が強度層５１に到達する前に注意喚起できる。
（変形例３）
　図７に示す本変形例３では、外側耐摩耗層６２の第１耐摩耗層（６２ａから６２ｃ）と同様に、内側耐摩耗層６３の第２耐摩耗層（６３ａから６３ｃ）を着色し、色分けする。
　パイプ部は、強度層５１の外面上に第１耐摩耗層６２ｃ、第１耐摩耗層６２ｂ、第１耐摩耗層６２ａが順に積層されている。強度層５１の内面上には、第２耐摩耗層６３ｃ、第２耐摩耗層６３ｂ、第２耐摩耗層６３ａが順に積層されている。強度層を挟んで対称に配置された第１耐摩耗層と第２耐摩耗層は、同じ色で着色されているとよい。
　第２耐摩耗層を着色し、色分けすることで、定期点検時にパイプ部の内側の摩耗減肉量の評価が可能となる。
（変形例４）
　図８に示す本変形例４では、変形例３と同様に、第２耐摩耗層（７３ａから７３ｃ）を色分けするとともに、内側耐摩耗層７３の厚さを、外側耐摩耗層６２よりも薄くする。
１０　吸収塔
１１　排ガス導入部
１２　排ガス排出部
１３　底部
１４　開口部
１４ａ　フランジ
１５　マンホール
１６　吸収液
２０　スプレイパイプ
２１　パイプ部
２１ａ　先端部
２１ｂ　基端部
２１ｃ　上端部
２１ｄ　下端部
２２　ノズル部
２２ａ　スプレイノズル
２２ｂ　ノズルホルダ
２２ｃ　ガスケット
２４　取付フランジ
２５　供給口
３０　デミスタ
４０　循環ポンプ
５１　強度層
５２，６２，７２　外側耐摩耗層
５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄ　第１耐摩耗層
５３，６３，７３　内側耐摩耗層
６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，７３ａ，７３ｂ，７３ｃ　第２耐摩耗層
９２，９３　支持梁
１００　脱硫装置

Claims (8)

  1. 　繊維強化プラスチックで構成された筒状の強度層と、
    　前記強度層の外周側を覆う外側耐摩耗層と、
    　前記強度層の内周側を覆う内側耐摩耗層と、
    を備え、
    　前記外側耐摩耗層が、複数の第１耐摩耗層の積層体であり、
    　複数の前記第１耐摩耗層の色が、それぞれ異なるスプレイパイプ。
  2. 　複数の前記第１耐摩耗層の厚さは、それぞれ等しい請求項１に記載のスプレイパイプ。
  3. 　前記外側耐摩耗層は、積層された３層以上の前記第１耐摩耗層で構成されている請求項１または請求項２に記載のスプレイパイプ。
  4. 　前記強度層は、着色顔料を含まない請求項１から３のいずれかに記載のスプレイパイプ。
  5. 　前記内側耐摩耗層が、複数の第２耐摩耗層の積層体であり、
    　複数の前記第２耐摩耗層の色が、それぞれ異なる請求項１から４のいずれかに記載のスプレイパイプ。
  6. 　前記外側耐摩耗層は、前記内側耐摩耗層よりも厚い請求項１から５のいずれかに記載のスプレイパイプ。
  7. 　請求項１から６のいずれかに記載のスプレイパイプが水平方向の軸線に沿って複数配置された液柱式の吸収塔を備えている脱硫装置。
  8. 　請求項７に記載の脱硫装置の点検方法であって、
    　前記スプレイパイプの前記外側耐摩耗層の外観の色を観察し、該色に基づいて摩耗状態を判断する脱硫装置の点検方法。
    　
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