(57)【要約】【課題】圧力損失の増大を抑制しつつ、吸収液の噴射量が少なくなっても脱硫効率の低下を抑制すること。【解決手段】ガスが重力方向の下方から上方に向けて流れる吸収塔（４）と、ガスを脱硫する吸収液（７６）を吸収塔（４）内に噴射する噴射部（８）と、ガス（１）が通過可能な孔（７１）に対応して配置され且つ重力方向の上方に延びる中空の筒部（７２）と、を有する多孔板（６１）であって、噴射部（８）の下方に配置されて、吸収液（７６）が多孔板（６１）の上面に滞留可能な多孔板（６１）と、を備えた湿式脱硫装置（Ｓ）。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を脱硫対象のガスが重力方向の下方から上方に向けて流れる吸収塔と、
前記ガスを脱硫するための吸収液を前記吸収塔内に噴射する噴射部と、
ガスが通過可能な複数の孔と、前記孔に対応して配置され且つ重力方向の上方に延びる中空の筒部と、を有する多孔板であって、前記噴射部の下方に配置されて、前記吸収液の一部が前記孔を通過して下方に流動可能且つ前記吸収液の残りが前記多孔板の上面に滞留可能な前記多孔板と、
を備えたことを特徴とする湿式脱硫装置。
【請求項２】
四方を囲む側壁と、前記側壁の底部に配置された前記多孔板と、を有し、前記多孔板と側壁とで囲まれた空間を有する箱体であって、前記吸収塔内に支持された前記箱体、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の湿式脱硫装置。
【請求項３】
前記多孔板の上面に対する前記筒部の上端の高さが２０ｍｍ−５０ｍｍに設定された
ことを特徴とする請求項２に記載の湿式脱硫装置。
【請求項４】
脱硫対象のガスが上方に向けて通過可能な複数の孔と、
前記孔に対応して配置され且つ重力方向の上方に延びる中空の筒部と、
を備え、
前記筒部よりも上方から噴射されて前記ガスを脱硫する吸収液の一部が前記孔を通過して下方に流動可能且つ前記吸収液の残りが前記多孔板の上面に滞留可能であることを特徴とする湿式脱硫装置用の多孔板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガスに吸収液を噴射して脱硫する湿式脱硫装置および湿式脱硫装置で使用される多孔板に関する。
【背景技術】
【０００２】
火力発電所におけるボイラー等の燃焼装置から排出される排ガスには、硫黄酸化物が含まれており、大気汚染防止のために燃焼排ガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫装置が広く使用されている。
このような脱硫装置として、以下の特許文献１に記載の技術が従来公知である。
【０００３】
特許文献１（ＣＮ２０５５７００４３Ｕ）には、噴射される吸収スラリを吸収塔内で偏らずに均一にするために、吸収塔の内部にバッフル板を配置する構成が記載されている。特許文献１の、バッフル板には、貫通孔に下向きの導管（円管）が設置されており、吸収液は管の内壁を均一に流されて、霧状フィルムを形成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】中国実用新案公告第２０５５７００４３号（ＣＮ２０５５７００４３Ｕ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の構成のように、吸収塔内にバッフル板（多孔板）を設けて吸収液を均一化し、排ガスからムラなく硫黄酸化物を除去することが行われていた。多孔板上には貫通孔のない部分があり、多孔板上で吸収液が滞留する。そして、貫通孔を吸収液が流れる際の排ガスとの接触で脱硫が行われる。したがって、貫通孔の長さが長いほど脱硫効率が向上する。しかしながら、貫通孔の長さが長くなるほど排ガスが貫通孔を抜けにくくなり、排ガスの圧力損失も増大する問題がある。
また、貫通孔の長さを長くするために、多孔板の厚さを厚くすると、多孔板の材料コストが上昇する問題もある。さらに、多孔板が厚くなると、多孔板が重くなって、吸収塔で支えるためのフレーム等の強度も必要になる問題もある。
【０００６】
近年、スプレノズルの高性能化により、吸収液の噴霧時に偏りが少なくなってきており、多孔板を設置しない脱硫装置も増えてきている。しかし、脱硫装置の性能を改善する過程において、吸収液の噴射量を少なくすることが求められており、吸収液の噴射量を少なくすることに伴ってバッフル板が必要になってきている。すなわち、吸収液の噴射量を増大させる場合、ポンプの追加設置や吸収塔の高さを高くする（スプレヘッダ追加）など、大掛かりな工事となる一方で、多孔板の追加であれば噴射量を増大させることなく性能向上が可能である。
【０００７】
特許文献１に記載の構成では、多孔板の上面に降り注いだ吸収液は貫通孔および導管を通じて下方に流れ落ちていくが、吸収液の噴射量が少なくなると、多孔板の上面に降り注いだ吸収液が速やかに流れ落ちやすく、滞留する吸収液の量が少なくなる。吸収液の滞留量が少なくなると、降り注ぐ量に多少のムラが発生しただけで、貫通孔を通過する吸収液の量が安定しにくくなり、脱硫性能向上の効果が小さい問題がある。
【０００８】
図５は従来技術の問題点の説明図である。
図５において、特許文献１に記載の構成では、バッフル板０１の下面０１ａよりも下方に導管０２が突出しているため、下方から上方に抜ける排ガス０３が、導管０２の外側の空間０４で流れが妨げられ、圧力損失が増大する問題もある。
【０００９】
本発明は、従来の構成に比べて、圧力損失の増大を抑制しつつ、吸収液の噴射量が少なくなっても脱硫効率の低下を抑制することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記技術的課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、内部を脱硫対象のガスが重力方向の下方から上方に向けて流れる吸収塔と、前記ガスを脱硫するための吸収液を前記吸収塔内に噴射する噴射部と、ガスが通過可能な複数の孔と、前記孔に対応して配置され且つ重力方向の上方に延びる中空の筒部と、を有する多孔板であって、前記噴射部の下方に配置されて、前記吸収液の一部が前記孔を通過して下方に流動可能且つ前記吸収液の残りが前記多孔板の上面に滞留可能な前記多孔板と、を備えたことを特徴とする湿式脱硫装置である。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、四方を囲む側壁と、前記側壁の底部に配置された前記多孔板と、を有し、前記多孔板と側壁とで囲まれた空間を有する箱体であって、前記吸収塔内に支持された前記箱体を備えたことを特徴とする請求項１に記載の湿式脱硫装置である。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、前記多孔板の上面に対する前記筒部の上端の高さが２０ｍｍ−５０ｍｍに設定されたことを特徴とする請求項２に記載の湿式脱硫装置である。
【００１３】
前記技術的課題を解決するために、請求項４に記載の発明は、脱硫対象のガスが上方に向けて通過可能な複数の孔と、前記孔に対応して配置され且つ重力方向の上方に延びる中空の筒部とを備え、前記筒部よりも上方から噴射されて前記ガスを脱硫する吸収液の一部が前記孔を通過して下方に流動可能且つ前記吸収液の残りが前記多孔板の上面に滞留可能であることを特徴とする湿式脱硫装置用の多孔板である。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１，４に記載の発明によれば、筒部が多孔板の下方に延びる従来の構成に比べて、圧力損失の増大を抑制しつつ、吸収液の噴射量が少なくなっても脱硫効率の低下を抑制することができる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、多孔板の上面に吸収液を貯留しやすくなり、脱硫効率の低下を抑制しやすい。
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の効果に加えて、箱体の内側に十分な吸収液を貯留して、筒部に供給される吸収液が安定しやすい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は本発明の湿式脱硫装置の系統の説明図である。
【図２】図２は実施例１の多孔板を含む箱体の説明図である。
【図３】図３は実施例１の多孔板の要部断面説明図である。
【図４】図４は圧力損失と多孔板の厚みとの関係を示すグラフである。
【図５】図５は従来技術の問題点の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の実施の形態を示す。
【実施例１】
【００１７】
図１は本発明の湿式脱硫装置の系統の説明図である。
なお、実施例１では、湿式脱硫装置Ｓの一例としての湿式石灰石−石膏脱硫装置を例示する。
図１において、燃焼排ガス中の硫黄酸化物の除去する湿式脱硫装置Ｓにおいて、ボイラ等からの排ガス１はガス入口部３から吸収塔４に導入される。吸収塔４に導入された排ガスは、重力方向に対して下方から上方に流れる。
【００１８】
吸収塔４内の上部には、噴射部の一例としてのスプレヘッダ８が、ガス流れ方向に沿って多段に設置されている。各スプレヘッダ８は、複数のスプレノズル８ａを有する。スプレノズル８ａからは、吸収塔４内に吸収液が噴霧される。排ガス１が吸収液の液滴と接触することにより、排ガス１中の煤塵や塩化水素（ＨＣｌ）、フッ化水素（ＨＦ）等の酸性ガスとともに、排ガス１中のＳＯｘが液滴表面で吸収される。
【００１９】
排ガスに同伴されるミストは吸収塔４の出口に設置されたミストエリミネータ５により除去され、清浄な排ガス２は出口煙道６を経て、必要により再加熱されて煙突より排出される。
【００２０】
また、このときの吸収塔４の入口部３を流れる排ガス１中のＳＯｘ濃度は入口ＳＯｘ計４１で測定される。石灰石スラリ槽１５内にはＳＯｘの吸収剤である石灰石１６が貯められているので、該石灰石スラリが石灰石スラリポンプ１７により吸収塔４内の下部にある液溜部４ａに供給される。石灰石スラリの吸収塔４への供給量は吸収塔４内におけるＳＯｘ吸収量に応じ石灰石スラリ流量調節弁１８により調整される。
【００２１】
吸収塔４内の液溜部４ａのスラリ状の吸収液は吸収塔循環ポンプ７により昇圧されて循環配管１３を経由してスプレヘッダ８に供給される。スプレノズル８ａから吸収液が噴霧され、排ガスと気液接触する。排ガス中のＳＯｘは吸収液中のカルシウム化合物と反応し、中間生成物として亜硫酸カルシウム（重亜硫酸カルシウムを含む）になり、吸収塔４の液溜部４ａに落下し、酸化用空気ブロワ２１より吸収塔４の吸収液中に供給される空気により、石膏に酸化され最終生成物（石膏）となる。
【００２２】
このように吸収塔４内に空気を直接供給することにより、排ガス中のＳＯｘの吸収反応と、生成した亜硫酸カルシウムの酸化反応を同時に進行させることにより反応全体が促進され、脱硫性能が向上する。なお、その際に吸収塔４に供給する酸化空気は、液溜部４ａ内の吸収液を攪拌する酸化用撹拌機２６により微細化されることにより酸化空気の利用率を高めている。
【００２３】
その後、吸収液は抜出しポンプ９により液溜部４ａから生成石膏量に応じて抜き出されるが、その一部はｐＨ計タンク３０に送られ、ｐＨ計タンク３０に設置されたｐＨ計３１により吸収液のｐＨが測定される。その他の吸収液は、石膏脱水設備１０に送られ、粉体の石膏１１として回収される。
【００２４】
一方、石膏脱水設備１０で分離された水１２は石灰石スラリ槽１５等の補給水として系内で再利用されるが、その一部は塩素等の濃縮を防ぐために排水１４として抜き出され、排水処理設備５０に送られる。排水処理設備５０では排水１４中に含まれる各成分に対して排出規準値以下となるように、薬品を添加すること又はイオン吸着樹脂等で処理することなどの化学的処理や、菌類による生物的処理が行われ、排水中の有害物質の除去処理が行われる。
【００２５】
（多孔板の説明）
図２は実施例１の多孔板を含む箱体の説明図である。
図１において、吸収塔４の内部には、ガス入口部３の上方且つスプレヘッダ８の下方に、多孔板６１が配置されている。すなわち、多孔板６１は、吸収塔４において、排ガス１の流れ方向に対して、ガス入口部３の下流側且つスプレヘッダ８の上流側に配置されている。
図２において、実施例１の多孔板６１は、多孔板６１を底部とし、多孔板６１の外周から上方に延びる複数の側壁部６２を有する箱体６３を構成している。箱体６３は、吸収塔４の内部に配置された井桁状の支持フレーム６４に支持される。
【００２６】
図３は実施例１の多孔板の要部断面説明図である。
図２、図３において、多孔板６１には、複数の貫通孔７１が予め定められた間隔をあけて複数形成されている。各貫通孔７１には、筒部の一例としての単管７２が配置されている。実施例１の単管７２は、多孔板６１の上面よりも上方に延びるように配置されている。単管７２は、下端部が貫通孔７１の内面に嵌まるように形成されている。なお、実施例１では単管７２は、多孔板６１に対して嵌まった状態で載せられているだけで溶接等の固定はされていない。
【００２７】
図４は圧力損失と多孔板の厚みとの関係を示すグラフである。
図４において、多孔板６１の厚み（貫通孔７１の長さ）が薄すぎると、縮流現象によって圧力損失が発生するが、ある程度の厚みがあると圧力損失が低下する。そして、多孔板６１の厚みが厚くなりすぎると貫通孔７１を排ガス１が通過する際の流路抵抗が大きくなるため圧力損失が大きくなる。したがって、単管７２の長さは２０ｍｍ〜５０ｍｍ程度とすることが好ましい。
実施例１では、単管７２の直径Ｄは、一例として、３５ｍｍに設定されており、長さＬは、一例として、３０ｍｍに設定されている。また、箱体６３は、一例として、奥行き７００ｍｍ×幅１０００ｍｍ×高さ３００ｍｍに設定されている。
なお、単管の直径Ｄと長さＬは、０．８≦Ｌ／Ｄ≦１．２であることが望ましい。Ｌ／Ｄが０．８を下回ると、吸収液の滞留が少なくなり、脱硫性能向上の効果が得られにくいという問題がある。また、Ｌ／Ｄが１．２を超えると、吸収液の滞留が大きくなりすぎ、脱硫性能は向上するが圧損も大きくなり、ファン動力が増大するだけでなく、滞留液量増加により支持フレーム強度の増強が必要となるという問題がある。
【００２８】
（実施例１の作用）
前記構成を備えた実施例１の湿式脱硫装置Ｓでは、スプレヘッダ８から噴射された吸収液は、多孔板６１に降り注ぐ。実施例１の多孔板６１では、単管７２が多孔板６１の上面よりも上方に突出している。したがって、吸収液の噴射初期は、単管７２の内部を吸収液が一部しか通過せず、図３に示すように吸収液７６が溜まっていく。そして、溜まった吸収液７６の上面が単管７２の上端を超えると、単管７２の内部に吸収液７６が流れ込み始める。そして、吸収液７６が単管７２の内面に沿って流下する際に、下方から上方に吹き上がる排ガス１と気液接触して排ガス中の硫黄酸化物が除去される（脱硫される）。
【００２９】
したがって、実施例１では、スプレヘッダ８からの吸収液の噴射量が少なく、降り注ぐ量にばらつきがあっても、多孔板６１の上面に吸収液７６が十分な量貯留されており、多孔板６１の上面に吸収液７６が滞留させる構成を有しない特許文献１に記載の構成に比べて、単管７２を通過する吸収液が、吸収塔断面で見て偏りが少なくなる。 よって、特許文献１に比べて、脱硫効率を向上させることが可能である。
【００３０】
また、実施例１では、単管７２が、多孔板６１よりも上方に突出している。したがって、多孔板６１の下面側には単管７２は突出していない。よって、特許文献１に記載のように、下方に導管０２が突出する場合に比べて、排ガス１の流れが妨げられにくく、圧力損失の増大が抑制される。
さらに、実施例１では、単管７２が装着されることで、貫通孔７１の実質的な長さが長くなっている。よって、単管７２の長さ分の厚みを持つ多孔板に比べて、多孔板６１自体の厚さを薄くすることが可能である。したがって、多孔板６１を軽量化することができ、多孔板６１の製造コストを安くすることができる。なお、単管７２のコストは必要となるが、多孔板６１を厚くする場合に比べれば製造コストは削減可能である。また、薄い多孔板６１に単管７２を設けない場合は、図４に示すように圧力損失が増大してランニングコストが上昇するため、単管７２を設けるほうが、トータルでのコストは削減できる。
【００３１】
また、実施例１では、多孔板６１は箱体６３の底部に配置されており、周囲を側壁部６２で囲まれている。したがって、側壁部６２の内部空間に吸収液を貯留しやすい。したがって、貯留液の多孔板上での移動も制限されるため、吸収塔断面で吸収液の滞留に偏りがなくなり、多孔板を通過する排ガスの吹き抜け、吸収液の偏った流下を防止できる。
さらに、実施例１では、複数の箱体６３が配置されている。これに対して、実施例１では、箱体６３が個別に交換可能であるため、一部の貫通孔７１が詰まったりしても、問題の発生した箱体６３のみを交換するだけで復旧が可能となる。よって、交換作業も容易になり、費用も削減可能である。
【００３２】
また、実施例１では、単管７２が多孔板６１に溶接等で固定されていない。したがって、単管７２が詰まったり破損したりしても、容易に交換可能である。なお、単管７２の使用中は、溜まった吸収液７６の重さ等で貫通孔７１に保持される。したがって、単管７２が外れることは少ない。
【００３３】
（変更例）
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例（Ｈ01）〜（Ｈ03）を下記に例示する。
（Ｈ01）前記実施例において、例示した具体的な数値や具体的な形状は、設計や仕様等に応じて適宜変更可能である。
【００３４】
（Ｈ02）前記実施例において、箱体６３の構成とすることが好ましいが、この構成に限定されない。すなわち、側壁部６２を有さず、板状の多孔板６１のみの構成とすることも可能である。この場合、吸収塔４の内壁面の内側の空間に吸収液を貯留可能である。
（Ｈ03）前記実施例において、単管７２は溶接等で固定しない構成を例示したが、これに限定されない。単管７２を多孔板６１に溶接等で固定する構成とすることも可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１…ガス、
４…吸収塔、
８…噴射部、
６１…多孔板、
６２…側壁、
６３…箱体、
７１…孔、
７２…筒部、
７６…吸収液、
Ｓ…湿式脱硫装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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