(57)【要約】【課題】吸収塔内のガス流速を上げて、吸収塔をコンパクト化した場合に、吸収塔内を流れる排ガスの偏流を防止し、吸収塔塔壁周辺部を排ガスが吹き抜けることによる脱硫性能の低下を防止するとともに、噴霧スプレ液滴の整流効果により、必要以上に圧力損失が大きくなることを防止すること。【解決手段】排ガスを鉛直方向に流し、ガス流れ方向に一段以上設置されたスプレヘッダのノズルから噴出される排ガス中の硫黄酸化物を吸収する吸収液と気液接触させるスプレ吸収部を有する吸収塔４において、吸収塔４の塔壁付近に設置する全てのスプレノズル１３’（スプレヘッダ８の下部に設けられた吸収液抜出管１９の先端部に設けられる）を、塔壁から所定距離だけ離して塔壁の内周側全体にわたって配置する湿式排煙脱硫装置である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラを含む燃焼装置から排出される排ガスを導入する入口ダクトと該入口ダクトから導入した排ガスを鉛直方向に流し、ガス流れ方向に一段以上設置されたスプレヘッダのノズルから噴出される排ガス中の硫黄酸化物を吸収する吸収液と気液接触させるスプレ吸収部と該スプレ吸収部を通過した排ガスを排出させる出口ダクトとを有する吸収塔を備えた湿式排煙脱硫装置において、
スプレノズルの内、吸収塔の塔壁付近に設置するスプレノズルを全て塔壁から所定距離だけ離して塔壁の内周側全体にわたって配置することを特徴とする湿式排煙脱硫装置。
【請求項２】
前記塔壁付近に設置するスプレノズルはスプレヘッダの下部に設けられた吸収液抜出管の先端部に設けられることを特徴とする請求項１記載の湿式排煙脱硫装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は吸収装置に係り、特に排ガス中の硫黄酸化物（以下、ＳＯｘと記す）、ばいじん、ボイラ燃料中に含まれる成分や物質を低減する湿式排煙脱硫装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大気汚染防止のため、排ガス中の硫黄酸化物の除去装置として、湿式石灰石−石膏脱硫装置が広く実用化されている。この脱硫装置の系統を図２に示す。ボイラ等からの排ガス１は入口煙道３により吸収塔４に導入され、吸収塔内に設置されたスプレヘッダ８を介して該スプレヘッダ８に設置されたスプレノズルより噴霧される吸収剤の液滴と接触することにより、排ガス１中のばいじん、塩化水素（ＨＣｌ）及びフッ化水素（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。ガスに同伴されるミストは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。
【０００３】
また、このときの吸収塔４の入口排ガス１中のＳＯｘ濃度は入口ＳＯｘ計４１で、吸収塔４の出口排ガス２中のＳＯｘ濃度は出口ＳＯｘ計４２で測定されて脱硫率が算出される。ＳＯｘの吸収剤である石灰石１６は石灰石スラリとして石灰石スラリポンプ１７により吸収塔４内にＳＯｘ吸収量に応じて石灰石スラリ流量調節弁１８により供給される。
【０００４】
さらに、場合によってはＨＦやアルミニウム（Ａｌ）といった、吸収剤である石灰石の活性を阻害する物質の影響を防止するための添加剤として苛性ソーダ（ＮａＯＨ）等のアルカリ剤を苛性ソーダタンク５１から苛性ソーダポンプ５２と調整弁５３により吸収液に添加していた。吸収液は吸収塔循環ポンプ７により昇圧されて吸収塔内のスプレヘッダ８に供給される。吸収塔４内で除去されたＳＯｘは吸収液中のカルシウムと反応し、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、酸化用空気ブロワ２１より吸収塔４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。このように吸収塔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。
【０００５】
なお、その際、吸収塔４に供給する酸化空気は、酸化用撹拌機２６により微細化することにより酸化空気の利用率を高めている。その後、吸収液スラリは抜出しポンプ９により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に送られて粉体の石膏１１として回収される。一方、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、薬品が添加されたり、イオン吸着樹脂等を通すことによる化学的処理や、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。
【０００６】
上記従来技術において、吸収塔内の吸収部に設置されているスプレノズルは、極力等間隔となるよう碁盤目状に配置されている。従来の湿式排煙脱硫装置の吸収塔スプレ部のスプレノズル配置を図３に示す。
【０００７】
円筒形の吸収塔の場合には通常、図３（図３（ａ）は吸収塔内のスプレヘッダ８とスプレノズル１３の設置部分の水平断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線断面矢視図）に示すようにスプレノズル１３を支持するスプレヘッダ８の配置が簡略な碁盤目状にスプレノズル１３を配置することより低コスト化を図れるが、塔壁周辺のスプレノズル数が少なくなる傾向にあるため、吸収塔４の塔壁付近の液滴密度が低くなる傾向にある。
【０００８】
このように吸収塔４内の液滴密度に偏差が生じると、排ガスが液滴密度の低い部分に多く流れることにより、十分な気液接触が行われず、ＳＯｘの吸収性能が部分的に低下し、全体の脱硫性能に影響するという問題があった。また、吸収塔内を流れる排ガスが偏流すると、渦流の発生などにより圧力損失が増大する傾向にあるという問題があった。
【０００９】
また、このような現象を防止するために、吸収塔４内のガス流速を低くすると吸収塔４の塔径を大きくする必要が生じたり、吸収塔内に噴霧する吸収液の液量を必要以上に多くしたりする必要があるという問題点があった。
【００１０】
これに対し、吸収塔４内でのガス偏流を抑制し、脱硫性能の低下を防止するために塔壁周辺部に設置するスプレノズル１３の型式をノズル直下にも液滴を噴霧できるフルコーンノズルとする発明が下記特許文献１で提案されている。
【特許文献１】特開２００４−２４９４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前記特開２００４−２４９４５号公報記載の発明は、塔壁周辺部のスプレノズル１３がフルコーンノズルであるのに対し、吸収塔中心部のスプレノズル１３がホロコーンノズルであるため設計が複雑になり、コストが高くなり経済的でない。
【００１２】
本発明の課題は、吸収塔内のガス流速を上げて、吸収塔をコンパクト化した場合に、吸収塔内を流れる排ガスの偏流を防止し、吸収塔塔壁周辺部を排ガスが吹き抜けることによる脱硫性能の低下を防止するとともに、噴霧スプレ液滴の整流効果により、必要以上に圧力損失が大きくなることを防止することと、スプレヘッダ内の吸収液の堆積を防止すること及び全体のコストを低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記本発明の課題は、次の解決手段により達成される。  
請求項１記載の発明は、ボイラを含む燃焼装置から排出される排ガスを導入する入口ダクトと該入口ダクトから導入した排ガスを鉛直方向に流し、ガス流れ方向に一段以上設置されたスプレヘッダのノズルから噴出される排ガス中の硫黄酸化物を吸収する吸収液と気液接触させるスプレ吸収部と該スプレ吸収部を通過した排ガスを排出させる出口ダクトとを有する吸収塔を備えた湿式排煙脱硫装置において、スプレノズルの内、吸収塔の塔壁付近に設置するスプレノズルを全て塔壁から所定距離だけ離して塔壁の内周側全体にわたって配置する湿式排煙脱硫装置である。
【００１４】
請求項２記載の発明は、前記塔壁付近に設置するスプレノズルはスプレヘッダの下部に設けられた吸収液抜出管の先端部に設けられる請求項１記載の湿式排煙脱硫装置である。
【００１５】
（作用）
請求項１記載の発明によれば、吸収塔の水平断面において液滴密度の低くなる吸収塔の塔壁付近に設置する全てのスプレノズルを、塔壁から等しく、所定距離だけ離して塔壁の内周側全体にわたって配置する（円筒状の吸収塔では円周状に設置し、角筒状の吸収塔では四角状に配置する）ことにより、吸収塔断面のどの部分においても液滴密度の偏差が少なくなるので、液滴密度の低い部分を排ガスがショートパスして気液接触が不十分となりＳＯｘの吸収性能が低下する現象が起こることがなくなる。また、排ガスに均一な抵抗を与えることにより、ガス流が整流され、圧力損失増大の要因となる渦流の発生を抑制できる。したがって、必要以上に圧力損失が増大することがなくなる。
【００１６】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の作用に加えて、スプレヘッダ下部から抜出した吸収液を吸収塔の塔壁付近に設置するスプレノズルから噴霧することにより、吸収液の噴霧を停止したときにスプレヘッダ内に吸収液が堆積することがなくなる。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１記載の発明によれば、吸収塔内の排ガス流速を上昇させても脱硫性能を保ちつつ、吸収塔の圧力損失が必要以上に大きくなることを防止できるので、設備容量を低減することが可能になる効果がある。
【００１８】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、吸収液の噴霧を停止したときにスプレヘッダ内に吸収液が堆積することがなくなるので、スプレヘッダのメンテナンス性が良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施例を図面と共に説明する。  
本実施例の湿式排煙脱硫装置の円筒状の吸収塔のスプレ部におけるスプレノズル配置を図１（図１（ａ）は吸収塔内のスプレヘッダ８とスプレノズル１３の設置部分の水平断面、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面矢視図）に示す。なお湿式排煙脱硫装置は図２に示す装置と同じである。
【００２０】
図１に示す本実施例の吸収塔４内には図３（ａ）に示すと同じく、スプレノズル１３を支持するスプレヘッダ８の配置が簡略な碁盤目状にスプレノズル１３を配置するが、その他に吸収塔４の塔壁周辺部で排ガスの吹き抜けが生じ易い塔壁周辺部分に、スプレノズル１３’をスプレヘッダ８の下部の吸収液抜出管１９の先端部に設け、該スプレノズル１３’を抜出し、円周状に設置する。
【００２１】
このようなスプレノズル１３’を塔壁付近にそれぞれのノズル１３’と塔壁間の距離が互いに等しくなるように配置する構成により、スプレヘッダ８内のスラリの堆積を防止できるとともに、塔壁周辺の排ガスの吹き抜けが防止できるため、吸収塔４内の排ガスの流速は塔壁周辺部と吸収塔中心部で偏差が少なくなる。
【００２２】
吸収塔塔壁周辺部のスプレノズル１３’をスプレヘッダ８の下部の吸収液抜出管１９から抜出して円周状に配置することにより、吸収塔の運転停止時にスプレヘッダ８の下部の吸収液抜出管１９の先端のスプレノズル１３’からスラリを抜くことができるため、スプレヘッダ８内に吸収液スラリが堆積し、次回起動時にスプレヘッダ８が詰まることを防止できるとともに、従来技術において排ガスの吹き抜けが生じ易い塔壁周辺部の排ガス流速を均一化することができるので、従来技術において吸収塔塔壁周辺部分を排ガスが吹き抜けて気液接触が不十分となり、ＳＯｘの吸収性能が低下する現象を防止することができる。また、スプレノズル１３の配置の大半が従来設計となるので余計なコストを必要としない。
【００２３】
また、吸収塔４の内部でのガス流が整流され、圧力損失増大の要因となる渦流の発生を抑制できるため、必要以上に圧力損失が増大することがなくなる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明によれば、ガス偏流による性能の低下を防ぎながら、吸収塔のコンパクト化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例の湿式脱硫装置のスプレノズル配置を示す図で、吸収塔の塔壁周辺部に、スプレノズルをスプレヘッダ下部から抜出し円周状に設置した図（図１（ａ）は吸収塔内のスプレヘッダとスプレノズルの設置部分の水平断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面矢視図）である。
【図２】従来の湿式排煙脱硫装置の系統を示す図である。
【図３】従来の湿式排煙脱硫装置のスプレノズル配置を示す図（図３（ａ）は吸収塔内のスプレヘッダとスプレノズルの設置部分の水平断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線断面矢視図）である。
【符号の説明】
【００２６】
１  排ガス                ２  清浄な排ガス
３  入口煙道              ４  吸収塔
５  ミストエリミネータ    ６  出口煙道
７  吸収塔循環ポンプ      ８  スプレヘッダ
９  抜出しポンプ          １０  石膏脱水設備
１１  石膏                １２  水
１３，１３’  スプレノズル
１４  排水                １５  石灰石スラリ槽
１６  石灰石              １７  石灰石スラリポンプ
１８  石灰石スラリ流量調節弁
１９  吸収液抜出管        ２１  酸化用空気ブロワ
２６  酸化用撹拌機        ３０  ｐＨ計タンク
３１  ｐＨ計              ４１  入口ＳＯｘ計
４２  出口ＳＯｘ計        ５０  排水処理設備
５１  苛性ソーダタンク    ５２  苛性ソーダポンプ
５３  調整弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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