(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応槽と、
前記反応槽の内部を上下方向に仕切って出口空間、入口空間及び吸収液貯溜空間を形成する上部デッキ及び下部デッキと、
一端が前記下部デッキに固定されて前記入口空間に導入された排ガスを前記吸収液貯溜空間内の吸収液中に噴出する複数のスパージャーパイプと、
両端が前記上部デッキ及び下部デッキに固定されて前記吸収液貯溜空間から前記出口空間に浄化されたガスを導く複数のガスライザパイプとを具備する排煙脱硫装置において、
前記下部デッキは下部デッキビームにより支持され、
前記上部デッキの周縁部は前記反応槽の内壁面に沿って設けれたフレームに固定され、前記上部デッキの周縁部を除くその他の部分を支持する上部デッキビームが用いられていないことを特徴とする排煙脱硫装置。
【請求項２】
反応槽と、前記反応槽の内部を上下方向に仕切って出口空間、入口空間及び吸収液貯溜空間を形成する上部デッキ及び下部デッキと、
一端が前記下部デッキに固定されて前記入口空間に導入された排ガスを前記吸収液貯溜空間内の吸収液中に噴出する複数のスパージャーパイプと、
両端が前記上部デッキ及び下部デッキに固定されて前記吸収液貯溜空間から前記出口空間に浄化されたガスを導く複数のガスライザパイプとを具備する排煙脱硫装置において、  前記反応槽の横断面積Ｄと前記複数のガスライザパイプの総横断面積ｄとの比（ｄ／Ｄ）が、０．０８＜（ｄ／Ｄ）＜０．１５の範囲に入るようにしたことを特徴とする排煙脱硫装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、大量の排煙から亜硫酸ガスを効率的に吸収液に吸収する排煙脱硫装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
大量の排煙から亜硫酸ガスを効率的に吸収液に吸収させて、空気で酸化し、石灰石で中和することにより、石膏を晶析させて亜硫酸ガスを無害化する排煙脱硫技術が知られている（特公昭５５−３７２９５号、特公昭６０−４７２６号等）。この技術により排煙脱硫を行うための実際上の装置では、反応槽の内部を上下方向に上部デッキと下部デッキとにより仕切って、反応槽の内部に出口空間と、入口空間と吸収液貯溜空間とを形成している。そして下部デッキには、入口空間に導入された排ガスを吸収液貯溜空間内の吸収液中に噴出する複数のスパージャーパイプの一端が固定されている。また上部デッキと下部デッキとの間には、吸収液貯溜空間から出口空間に浄化されたガスを導く複数のガスライザパイプの両端がそれぞれ固定されている。
【０００３】
亜硫酸ガスは金属を腐食するため、入口空間の気密性を保持するための上部デッキと下部デッキとは、亜硫酸ガスによって腐食することがない樹脂等の非金属や耐蝕性を有する金属によって構成されている。しかしながら、入口空間には亜硫酸ガスを含んだ大量の排ガスが供給されるために、上部デッキ及び下部デッキの両者には、両者を上下方向に離す方向の大きな力が加わる。そのため従来の装置では、下部デッキ及び上部デッキの両方に対して、それぞれのデッキを全体的に支持するための金属製のデッキビーム構造体を反応槽内に配置している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この種の装置で用いる反応槽は、その直径が２０ｍ以上になるものも多くある。このような大型の装置では、建設コストを下げたり、建設期間を短くするために、できるだけ装置の構造を簡単にすることが望まれている。しかしながら、従来は装置の構造を現状以上に簡単にすることは殆どできないと考えていた。
【０００５】
本発明の目的は、従来よりも構造を簡単にできる排煙脱硫装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、反応槽と、反応槽の内部を上下方向に仕切って出口空間，入口空間及び吸収液貯溜空間を形成する上部デッキ及び下部デッキと、一端が下部デッキに固定されて入口空間に導入された排ガスを吸収液貯溜空間内の吸収液中に噴出する複数のスパージャーパイプと、両端が上部デッキ及び下部デッキに固定されて吸収液貯溜空間から出口空間に浄化されたガスを導く複数のガスライザパイプとを具備する排煙脱硫装置を改良の対象とする。本発明においては、下部デッキを下部デッキビームにより支持する。上部デッキの周縁部は、反応槽の内壁部に対して気密に固定する必要がある。そのため反応槽の内壁部に添って上部デッキの周縁部を支持するフレームを配置し、このフレームに上部デッキの周縁部を固定する。上部デッキの周縁部を除くその他の部分を支持する上部デッキビームは用いない。
「上部デッキの周縁部を除くその他の部分」とは、基本的には上部デッキの周縁部の内側に位置するすべての部分であるが、反応槽の天井を支持するための柱等の必須の構造物が反応槽の内部に上下方向に延びるように配置される場合には、この柱等に固定される部分は「周縁部を除くその他の部分」からは除かれる。
【０００７】
上部デッキの周縁部を除くその他の部分を上部デッキビームを用いずに、複数のガスライザパイプによって支持するためには、複数のガスライザパイプの強度、ガスライザパイプの両端と上部デッキ及び下部デッキとの接合部の接合強度、ガスライザパイプの本数や配置態様等の種々の条件を、複数のガスライザパイプが上部デッキの支持手段となり得るように設定することになる。しかしながら、この条件の設定にあたっては、反応槽の横断面積Ｄと複数のガスライザパイプの総横断面積ｄとの比（ｄ／Ｄ）が、０．０８＜（ｄ／Ｄ）＜０．１５の範囲内に入るようにする必要がある。ここで「反応槽の横断面積Ｄ」とは、反応槽の横方向または水平方向の断面積であり、「複数のガスライザパイプの総横断面積ｄ」とは使用するガスライザパイプの個々の横断面積（パイプの軸線と直交する方向の断面積）の総計である。
【０００８】
前述のｄ／Ｄを０．０８以下にすると、ガス送出のための圧力が増大し、回転量の上昇を招くとともに、浄化排ガス中にミスト及び固体粒子が巻き込まれるという問題がある。一方、ｄ／Ｄを０．１５以上にしても、ガスライザパイプと上部デッキとの接合面積は更に大きくなるため、上部デッキを支持することには何の支障も生じない。しかしながらｄ／Ｄを０．１５以上にすると、下部デッキにおけるスパージャーパイプの取付面積が小さくなって、所定のガス流通を得るのに必要な数のスパージャーパイプを下部デッキに取付けることができなくなり、処理能力が低下する問題が生じる。本発明のように、０．０８＜（ｄ／Ｄ）＜０．１５の範囲にすれば、処理能力を低下させることなく、上部デッキをガスライザパイプによって支持することができる。
【０００９】
【作用】
上部デッキの周縁部を反応槽の内壁面に沿って設けれたフレームに固定し、上部デッキの周縁部を除くその他の部分を支持する上部デッキビームを用いないことにより、上部デッキの周縁部を除くその他の部分は、複数のガスライザパイプを介して、下部デッキビームに支持された下部デッキに支持される。このように複数のガスライザパイプによって支持すると、従来上部デッキに対して設けていた上部デッキビームが不要になって、装置の構造が簡単になる。そのため本発明によれば、従来よりも建設コストを下げることができ、しかも建設期間を短くすることができる。
【００１０】
【実施例】
以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。図１は、試験用に製作した本発明の一実施例の概略断面図である。同図において、１は地上に接地された反応槽である。この反応槽１は、円筒形状ではなく、いわゆる箱形形状を有している。反応槽１の横断面形状はほぼ正方形を成している。反応槽１は、コンクリート製の土台の上に組み立てられたフレームに平板状のパネル鋼板を取付けて構成されている。したがって反応槽１の側壁部１ａ及び天板部１ｂは鋼板によって構成されており、底部１ｃはコンクリート製土台の上に鋼板が配置されて構成されている。このような箱形形状の反応槽は、鉄鋼とパネル鋼板とによって組み立てることができるため、円筒状の反応槽と比べて、特に大型の反応槽を作る場合に製造コストと製造時間を大幅に削減できる上、高い建築精度を出せるというメリットがある。
【００１１】
反応槽１の内部には、上部デッキ２と下部デッキ３が反応槽１の内部を上下方向に仕切って出口空間Ｓ１、入口空間Ｓ２及び吸収液貯溜空間Ｓ３を形成するように配置されている。図示していないが、反応槽１の側壁部１ａには、出口空間Ｓ１を囲む部分に出口ダクトが接続されており、また入口空間Ｓ２を囲む部分に入口ダクトが接続されている。入口ダクトから入口空間Ｓ２に供給される排ガスに含まれる亜硫酸ガスは金属を腐食させるため、上部デッキ２と下部デッキ３はそれぞれ亜硫酸ガスによって腐食することがない樹脂等の非金属や耐蝕性を有する金属からなるデッキ構成材によって構成されている。例えば、非鉄金属製のデッキ構成材としては、ガラス繊維に耐蝕性ポリエステル樹脂を含浸させたシートを多数枚を重ねて一体化したものが用いられる。
【００１２】
図２に示した下部デッキ３の平面図に見られるように、上部デッキ２及び下部デッキ３は細長い板状の複数枚のデッキ構成材４…が接合されて構成されている。各デッキ構成材４…の突合せ部の両面（厚み方向の両面）には、突合せ部に跨がるようにして、ガラス繊維に耐蝕性ポリエステル樹脂を含浸させたシートが多数枚を重ね合わされて接着されている。下部デッキ３の下には、下部デッキビーム３Ａが配設されており、下部デッキ３はこの下部デッキビーム３Ａに支持されている。これに対して上部デッキ２に対しては、反応槽１の側壁部の内壁面に添って、上部デッキ２の周縁部を固定するためのフレームが設けられているだけで、上部デッキ２を支持するための上部デッキビームは設けられていない。なお本実施例では、上部デッキ２のほぼ中央部が、撹拌用の羽根５を回転させるための回転軸６を導入する導入管７に対して固定されている。上部デッキ２を反応槽１の側壁部の内壁面に添って設けたフレームに対して固定する場合には、フレームと上部デッキの双方にボルト孔をあけ、これらのボルト孔に耐蝕性を有するボルトを挿入し、ボルトのねじ部に耐蝕性を有するナットを螺合させる。なおボルト孔には、シールのために（気密性保持のために）シリコン等のシール剤を充填してある。なおその他のシール構造を用いてもよいのは勿論である。
【００１３】
上部デッキ２及び下部デッキ３にはそれぞれ上下方向に整合した位置に、６３本のガスライザパイプ８…の両端を嵌合するための６３個の貫通孔９…と、回転軸６を導入する導入管７が貫通する貫通孔１０が形成されている。ガスライザパイプ８…は、ＦＲＰ（fiberglass reinforced plastic ）によって形成されており、その両端は上部デッキ２及び下部デッキ３に形成した貫通孔９の周縁部に固定されている。ガスライザパイプ８の端部と貫通孔９の周縁部とは、ガラス繊維に耐蝕性ポリエステル樹脂を含浸させたシートを両者に跨がるように多数枚張り合わせることにより結合されている。また導入管７の外周面と貫通孔１０の周縁部との間も、同様にして結合されている。
【００１４】
図２に示すように、下部デッキ３には１２９７本のスパージャーパイプ１１の一端が嵌合される１２９７個の直径の小さな貫通孔１２が形成されている。上部デッキ２にはこのような貫通孔は形成されていない。図示していないが、吸収液貯溜空間Ｓ３内に貯溜された吸収液１３内に挿入されたスパージャーパイプ１１…の他端の外周部には、周方向に所定の間隔をあけてガス噴出用の複数個の貫通孔が形成されている。入口空間Ｓ２に供給された排ガスは、スパージャーパイプ１１…を通って吸収液貯溜空間Ｓ３内に貯溜された吸収液１３内に噴出され、排ガス中の亜硫酸ガスは吸収液中に吸収される。
【００１５】
吸収液１３中には炭酸カルシウムや水酸化カルシウム等のカルシウム化合物が入っており、吸収液１３中には図示しない空気供給用パイプを通して空気が供給されている。吸収液１３中に噴出されたガス中の亜硫酸ガスは空気と反応して硫酸となり、この硫酸は吸収液中のカルシウム化合物と反応して硫酸カルシウム（石膏）となる。このようにして生成した硫酸カルシウム（石膏）は、吸収液貯溜空間Ｓ３内に挿入した図示しない抜出管を通して反応槽１から排出される。吸収液１３から出た清浄なガスは、ガスライザパイプ８…を通して出口空間Ｓ１へと導かれ、出口空間Ｓ２と連通する図示しない出口ダクトを通して反応槽１から排出される。反応が行われている間、撹拌用の羽根５は回転している。この撹拌用の羽根５はモータ１４によって駆動される。
【００１６】
入口空間Ｓ２に排ガスが供給されている間は、上部デッキ２及び下部デッキ３の両者に、両者を上下方向に離す方向の大きな力が加わる。この力に対して本実施例では、上部デッキ２の周縁部を除くその他の部分を実質的にガスライザパイプ８…により支持している。入口空間Ｓ２に排ガスが供給されていないときも、ガスライザパイプ８…により上部デッキ２の周縁部を除くその他の部分を支持している。
【００１７】
上部デッキ２の周縁部を除くその他の部分を上部デッキビームを用いずに、複数のガスライザパイプ８…によって支持するためには、複数のガスライザパイプ８…の強度、ガスライザパイプ８…の両端と上部デッキ２及び下部デッキ３との接合部の接合強度、ガスライザパイプ８…の本数や配置態様等の種々の条件を、複数のガスライザパイプ…が上部デッキ２の支持手段となり得るように設定する。但し、この条件の設定にあたっては、反応槽１の横断面積Ｄと複数のガスライザパイプの総横断面積ｄとの比（ｄ／Ｄ）が、０．０８＜（ｄ／Ｄ）＜０．１５の範囲に入るようにする必要がある。その理由は課題を解決するための手段の欄で説明した通りであるので、ここでは省略する。
【００１８】
本実施例において定めた具体的な条件は下記の通りである。
【００１９】
反応槽１の１辺の長さ １２ｍ反応槽１の高さ １１ｍ吸収液貯溜空間Ｓ３の高さ ６ｍ吸収液の液面高さ ４ｍ入口空間Ｓ２の高さ ２．５ｍガスライザパイプの直径 ０．５５ｍガスライザパイプの本数 ６３本ガスライザパイプの横ピッチＬ１ １．７５ｍガスライザパイプの縦ピッチＬ２ １．２５ｍスパージャーパイプの直径 ０．１１ｍスパージャーパイプの本数 １４９７本入口空間Ｓ２への排ガスの供給量 530.000 Nm3 ／Ｈ本実施例における反応槽１の横断面積Ｄとガスライザパイプ９…の総横断面積ｄとの比（ｄ／Ｄ）を計算すると次のようになる。
【００２０】
ｄ／Ｄ＝［（０．５５）2 ／４］×π×６３］／１２×１２ ＝０．１０４
このように本実施例のｄ／Ｄ（＝０．１０４）は、前述の０．０８＜ｄ／Ｄ＜０．１５を満たしている。この条件の値は、反応槽が箱形でしかも撹拌用の羽根を回転させる回転軸を導入するための導入管が上部デッキ及び下部デッキを貫通するタイプの排煙脱硫装置だけでなく、一般的な円筒型の反応槽を用いる場合にも適用できる。なおこの値の範囲は、ある程度余裕を見て決定したものであるから、この範囲を多少外れるものがあっても、実質的にガスライザパイプ８…によって上部デッキの周縁部を除くその他の部分を支持している排煙脱硫装置は、本発明の技術的に範囲に含まれる。
【００２１】
上記実施例の排煙脱硫装置は、１つの反応槽に１つの撹拌機が設置される小型の排煙脱硫装置であるが、本発明は１つの反応槽に複数台の撹拌機が設置される大型の（反応槽の縦寸法及び横寸法が３５ｍ×２０ｍ以上の）排煙脱硫装置にも適用できる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、上部デッキの周縁部を除くその他の部分を複数のガスライザパイプによって支持するので、従来上部デッキに対して設けていた上部デッキビームが不要になる。その結果、本発明によれば、装置の構造を簡単にすることができ、従来よりも装置の建設コストを下げることができて、しかも建設期間を短くすることができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】試験用に製作した本発明の一実施例の概略断面図である。
【図２】下部デッキの平面図である。
【符号の説明】
１  反応槽
２  上部デッキ
３  下部デッキ
３Ａ  下部デッキビーム
４  デッキ構成材
５  撹拌用の羽根
６  回転軸
７  導入管
８  ガスライザパイプ
９，１０，１２  貫通孔
１１  スパージャーパイプ
１３  吸収液
【図１】
0003628073.tif 000002
【図２】
0003628073.tif 000003