(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼排ガス中に含まれるＳＯ３を除去する排ガス処理方法であって、
Ｃａ、Ｍｇ、Ｎａ、Ｋのいずれかの塩化物、水酸化物、硫酸塩または炭酸塩のうち少なくとも１つとされる溶解塩を含む水溶液と加圧空気とが、複数の二流体ノズルの各々の内部で合流され、該合流された前記水溶液と前記加圧空気とが前記二流体ノズルから湿式脱硫装置の上流側に位置する煙道内に噴霧され、
前記加圧空気に、前記二流体ノズル内部における前記水溶液と前記加圧空気との合流部において前記溶解塩の析出を抑制することができる量の水または水蒸気が添加されて、前記加圧空気が加湿される排ガス処理方法。
【請求項２】
前記水溶液が、石灰石膏法による前記湿式脱硫装置の脱硫排水とされる請求項１に記載の排ガス処理方法。
【請求項３】
前記加圧空気の加湿量が、０．０３ｋｇ／Ｎｍ３以上とされる請求項１に記載の排ガス処理方法。
【請求項４】
前記加圧空気の噴霧圧力が、前記水溶液の噴霧圧力より０．０４ＭＰａ以上高い請求項１に記載の排ガス処理方法。
【請求項５】
前記加圧空気の噴霧圧力が所定圧力と到達したときに、前記加圧空気及び前記水溶液の供給を停止するとともに、
前記二流体ノズルにおける前記加圧空気の流通路および前記水溶液の流通路を水で洗浄する請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の排ガス処理方法。
【請求項６】
燃焼排ガス中に含まれるＳＯ３を除去する排ガス処理装置であって、
湿式脱硫装置の上流側の煙道にＣａ、Ｍｇ、Ｎａ、Ｋのいずれかの塩化物、水酸化物、硫酸塩または炭酸塩のうち少なくとも１つとされる溶解塩を含む水溶液を加圧空気とともに噴霧する二流体ノズルを備える複数の噴霧手段と、
前記加圧空気に水または水蒸気を供給する加湿部と、
前記加圧空気の噴霧圧力を計測する加圧空気噴霧圧力計測部と、
前記水溶液の噴霧圧力を計測する水溶液噴霧圧力計測部と、
前記加湿部から前記加圧空気に供給される水または水蒸気の量を、前記二流体ノズル内部の前記水溶液と前記加圧空気との合流部において前記溶解塩の析出を抑制することができる量に調整する制御部とを備える排ガス処理装置。
【請求項７】
前記加圧空気の流通路に水を流通させる第１水流通手段と、
前記溶解塩の前記水溶液の流通路に水を流通させる第２水流通手段とを備え、
前記制御部が、さらに、前記加圧空気の噴霧圧力が所定圧力に到達したときに、前記噴霧手段への前記加圧空気及び前記水溶液の供給を停止するとともに、該噴霧手段の前記二流体ノズルにおける前記加圧空気の前記流通路に前記第１水流通手段により水を流通させ、前記噴霧手段の前記二流体ノズルにおける前記溶解塩の前記水溶液の前記流通路に前記第２水流通手段により水を流通させる請求項６に記載の排ガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼排ガス中のＳＯ３を除去する排ガス処理方法及び排ガス処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
重質燃料や石炭燃料といった硫黄分を０．５ｗｔ％以上含む燃料を燃焼させる燃焼炉からは、ＳＯ２、ＳＯ３といった硫黄酸化物を含む燃焼排ガスが排出される。
ＳＯ３は、ＳＯ２の一部が高温環境下で酸化されて発生する。したがって、ＳＯ３の存在量はＳＯ２に対して数％程度である。しかしながら、ＳＯ３は、エアヒータの詰まりや腐食、煙道の腐食の原因となり、かつ、煙突から冷却され排出されると紫煙（blueish smoke）の原因となることから、排出濃度を数ｐｐｍ以下に抑えることが望ましい。
【０００３】
ＳＯ３を除去する方法として、アンモニアガスを燃焼排ガス中に吹き込むアンモニア注入法が知られている。特許文献１に、アンモニア注入法よりも安価で簡便にＳＯ３を除去する方法として、Ｎａ２ＳＯ４等の溶解塩を含む脱硫排水を燃焼排ガス中に噴霧する方法が開示されている。また、特許文献２に、石灰石膏法による湿式脱硫装置からの脱硫排水を燃焼排ガス中に噴霧する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３２６５７５号公報（請求項１、請求項９、段落［０００９］、［００２５］）
【特許文献２】特開２００８−２４６４０６号公報（請求項１、請求項１４、段落［０００７］、［００４１］、［００４６］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１及び特許文献２に開示される排ガス処理装置では、脱硫排水を噴霧する噴霧手段として二流体ノズルを採用している。二流体ノズルは、ノズルの内部で加圧空気と噴霧する液体とを混合することにより、液体を微細な液滴として噴霧する。
高温の燃焼排ガス中に溶解塩を含む水溶液を噴霧すると、二流体ノズル内部の気液接触面付近で溶解塩が乾燥して析出物が生成する。この析出物は、加圧空気流路側の方に成長する。このため、加圧空気の流路面積が小さくなり加圧空気の噴霧圧力が増加する。一方、液体側流路は、加圧空気の流量が低下するために流れやすくなり、水溶液の噴霧圧力は低下する。すなわち、溶解塩が微細噴霧できなくなり、ＳＯ３除去性能が低下することが問題となっていた。
【０００６】
析出物が水溶性である場合には、液体側流路に水を定期的に供給して置換洗浄することにより、析出物を溶解し除去することが可能である。しかし、析出物を除去するために頻繁に洗浄を実施すると、洗浄中は脱硫排水の噴霧を停止することになるため、ＳＯ３除去性能が低下することになる。
【０００７】
また、例えば石灰石膏法による湿式脱硫装置の脱硫排水のように水に対して難溶性であるＣａＳＯ４を含む水溶液を噴霧する場合、加圧空気流路に析出物が成長し堆積すると上記の洗浄では析出物を十分に除去することができないため、ノズルが閉塞してしまう。
【０００８】
本発明は、二流体ノズルから溶解塩を長期間安定して噴霧することができる排ガス処理方法及び排ガス処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、燃焼排ガス中に含まれるＳＯ３を除去する排ガス処理方法であって、Ｃａ、Ｍｇ、Ｎａ、Ｋのいずれかの塩化物、水酸化物、硫酸塩または炭酸塩のうち少なくとも１つとされる溶解塩を含む水溶液と加圧空気とが、複数の二流体ノズルの各々の内部で合流され、該合流された前記水溶液と前記加圧空気とが前記二流体ノズルから湿式脱硫装置の上流側に位置する煙道内に噴霧され、前記加圧空気に、前記二流体ノズル内部における前記水溶液と前記加圧空気との合流部において前記溶解塩の析出を抑制することができる量の水または水蒸気が添加されて、前記加圧空気が加湿される排ガス処理方法を提供する。
上記発明において、前記水溶液が、石灰石膏法による前記湿式脱硫装置の脱硫排水とされることが好ましい。
【００１０】
また本発明は、燃焼排ガス中に含まれるＳＯ３を除去する排ガス処理装置であって、湿式脱硫装置の上流側の煙道にＣａ、Ｍｇ、Ｎａ、Ｋのいずれかの塩化物、水酸化物、硫酸塩または炭酸塩のうち少なくとも１つとされる溶解塩を含む水溶液を加圧空気とともに噴霧する二流体ノズルを備える複数の噴霧手段と、前記加圧空気に水または水蒸気を供給する加湿部と、前記加圧空気の噴霧圧力を計測する加圧空気噴霧圧力計測部と、前記水溶液の噴霧圧力を計測する水溶液噴霧圧力計測部と、前記加湿部から前記加圧空気に供給される水または水蒸気の量を、前記二流体ノズル内部の前記水溶液と前記加圧空気との合流部において前記溶解塩の析出を抑制することができる量に調整する制御部とを備える排ガス処理装置を提供する。
【００１１】
加圧空気に所定量の水または水蒸気を添加して加湿することにより、二流体ノズル内部における加圧空気と水溶液の合流部において溶解塩が析出し成長する速度を遅くすることができる。これにより、長期間に亘り二流体ノズルを閉塞させることなく、排ガス処理装置を運転させることが可能となる。
【００１２】
上記発明において、前記加圧空気の加湿量を、０．０３ｋｇ／Ｎｍ３以上とすることにより、溶解塩の析出を確実に抑制し加圧空気及び水溶液の噴霧圧力を安定化させることができるので好ましい。
【００１３】
上記発明において、前記加圧空気の噴霧圧力が、前記水溶液の噴霧圧力よりも０．０４ＭＰａ以上高いことが好ましい。
【００１４】
前記加圧空気の噴霧圧力が前記水溶液の噴霧圧力よりも低い場合、二流体ノズル内の加圧空気と水溶液との合流部から加圧空気が流通する通路の方に水溶液が飛散する。飛散した水溶液が加圧空気の流通路に付着して溶解塩が析出し、加圧空気の流路面積が減少する。この結果、溶解塩が微細噴霧できなくなり、ＳＯ３除去能力が低下する。
このため、本発明では加圧空気の噴霧圧力を前記水溶液の噴霧圧力よりも０．０４ＭＰａ以上高くすることで、水溶液の飛散を抑制して確実にノズルの閉塞を防止し、水溶液の噴霧量を安定させることができる。
【００１５】
上記の排ガス処理方法において、前記加圧空気の噴霧圧力が所定圧力と到達したときに、前記加圧空気及び前記水溶液の供給を停止するとともに、前記二流体ノズルにおける前記加圧空気の流通路および前記水溶液の流通路を水で洗浄することが好ましい。
上記の排ガス処理装置において、前記加圧空気の流通路に水を流通させる第１水流通手段と、前記溶解塩の前記水溶液の流通路に水を流通させる第２水流通手段とを備え、前記制御部が、さらに、前記加圧空気の噴霧圧力が所定圧力に到達したときに、前記噴霧手段への前記加圧空気及び前記水溶液の供給を停止するとともに、該噴霧手段の前記二流体ノズルにおける前記加圧空気の前記流通路に前記第１水流通手段により水を流通させ、前記噴霧手段の前記二流体ノズルにおける前記溶解塩の前記水溶液の前記流通路に前記第２水流通手段により水を流通させることが好ましい。
【００１６】
上述のように溶解塩の析出量は加圧空気の噴霧圧力と相関がある。そこで本発明では、加圧空気の噴霧圧力が予め設定された圧力に到達したときに、加圧空気及び水溶液の供給を停止して、水溶液の流通路だけでなく加圧空気の流通路にも水を供給して、流通路内部を洗浄する。こうすることにより、定期的に二流体ノズル内の流通路に析出した溶解塩の除去を行うことができるので、溶解塩を含む水溶液の噴霧量低下を防止するとともに、ノズルの閉塞による噴霧停止を防止することができる。この結果、長期間に亘り安定してＳＯ３の除去を実施することが可能となる。なお、ＣａＳＯ４は水に対して難溶性であるが、析出量が少なければ洗浄用の水に溶解させて二流体ノズルから除去することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の排ガス処理装置及び排ガス処理方法では、加圧空気を加湿して、二流体ノズル内部の加圧空気と水溶液との合流部において溶解塩が析出し堆積するのを抑制している。このため、溶解塩を含む水溶液の噴霧を長期間安定させている。更に、加圧空気の噴霧圧力が所定圧力と到達したときに、加圧空気及び水溶液の供給を停止するとともに、水溶液の流通路だけでなく加圧空気の流通路も洗浄する。これにより、溶解塩を含む水溶液の供給量低下や、ノズルの閉塞による噴霧停止を防止することができる。すなわち、本発明の排ガス処理方法及び排ガス処理装置は、長期間に亘り高いＳＯ３除去効率を維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る排ガス処理装置の概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る排ガス処理装置の概略図である。
【図３】二流体ノズルの断面概略図である。
【図４】加圧空気の加湿量を０．０２ｋｇ／Ｎｍ３としたときの加圧空気噴霧圧力及び水溶液噴霧圧力の経時変化を表すグラフである。
【図５】加圧空気の加湿量を０．０３ｋｇ／Ｎｍ３としたときの加圧空気噴霧圧力及び水溶液噴霧圧力の経時変化を表すグラフである。
【図６】加圧空気の噴霧圧力を水溶液の噴霧圧力より０．０２ＭＰａ高くしたときの加圧空気噴霧圧力及び水溶液噴霧圧力の経時変化を表すグラフである。
【図７】加圧空気の噴霧圧力を水溶液の噴霧圧力より０．０４ＭＰａ高くしたときの加圧空気噴霧圧力及び水溶液噴霧圧力の経時変化を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係る排ガス処理装置の概略図である。排ガス処理装置１００はボイラ（燃焼炉）１１０の下流側の煙道に設けられる。排ガス処理装置１００は、脱硝装置１１１と、エアヒータ１１２と、乾式電気集塵装置１１３と、湿式脱硫装置１１４と、湿式電気集塵装置１１６と、煙突１１５とを備える。
ボイラ１１０は、例えば、硫黄分を比較的多く含有する重油や石炭を燃焼させるボイラとされる。
脱硝装置１１１は、ボイラ１１０から流入する燃焼排ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去する。
エアヒータ１１２は、燃焼排ガスと押し込みファン（不図示）によって要求される燃焼用空気とを熱交換させるものである。これにより、燃焼用空気は燃焼排ガスの顕熱によって加熱され、ボイラ１１０へと供給される。
乾式電気集塵装置１１３は、燃焼排ガス中の煤塵を静電気力によって捕集するものである。
【００２０】
湿式脱硫装置１１４は、石膏石灰法、ナトリウム法、水マグ法を採用したものとされる。湿式脱硫装置１１４は、ＳＯ２の吸収剤を含む水溶液を噴霧する吸収剤噴霧スプレー１２０と、吸収剤噴霧スプレー１２０の下方に配置された充填層１２１と、充填層１２１の下方に設けられた貯留部１２２とを備える。
充填層１２１は、例えば樹脂製の充填材が設けられた構成とされる。
貯留部１２２には、吸収剤の水溶液が収納される。吸収剤供給手段１２３からＳＯ２の吸収剤が貯留部１２２に供給される。吸収剤は、石膏石灰法の場合ＣａＯ（石灰）、ナトリウム法の場合ＮａＯＨ、水マグ法の場合Ｍｇ（ＯＨ）２とされる。また、貯留部１２２には、空気供給手段（不図示）から空気が供給される。
【００２１】
吸収剤噴霧スプレー１２０と貯留部１２２との間には、吸収剤供給ポンプ１２４が設けられている。吸収剤供給ポンプ１２４により、貯留部１２２内の吸収剤を含む水溶液が吸収剤噴霧スプレー１２０に汲み上げられる。汲み上げられた吸収剤を含む水溶液は、吸収剤噴霧スプレー１２０から湿式脱硫装置１１４内に噴霧される。これにより、吸収剤とＳＯ２とが反応し、亜硫酸塩及び硫酸塩が生成する。石灰石膏法の場合ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ（石膏）が生成する。なお、貯留部１２２には、例えばＣａＳＯ３も溶解しているが、空気供給手段により供給される空気により積極的に酸化される。ＣａＳＯ４は水に対して難溶性であるため、大部分のＣａＳＯ４は貯留部１２２内で固体として存在し、ごく一部は貯留部１２２内の水溶液中に溶解する。一方、石灰中に含まれるＭｇＯからは、ＭｇＳＯ４が生成する。従って、貯留部１２２内に貯蔵される水溶液には、ＣａＳＯ４とＭｇＳＯ４とが含まれる。ナトリウム法の場合Ｎａ２ＳＯ４が生成する。水マグ法の場合ＭｇＳＯ４が生成する。反応生成物を含む水溶液は貯留部１２２に貯留される。従って、反応生成物は湿式脱硫装置１１４内で循環する。
【００２２】
湿式脱硫装置１１４の下流側の煙道に、湿式電気集塵装置１１６が設けられても良い。湿式電気集塵装置１１６は、捕集部に常時洗浄水を噴霧し、捕集しきれなかった煤塵やＳＯ３を静電気力によって除去する。湿式電気集塵装置１１６には、中和のためにＮａＯＨ水溶液やＭｇ（ＯＨ）２水溶液といったアルカリ溶液が供給される。
【００２３】
乾式電気集塵装置１１３と湿式脱硫装置１１４との間の煙道１３０に、複数の噴霧手段１４０が設けられる。噴霧手段１４０は、煙道１３０内で複数設置される。
図２は、煙道１３０断面を拡大した概略図である。噴霧手段１４０は、煙道１３０に挿入されている保護管１４１と、保護管１４１内部に収納される溶解塩を含む水溶液が流通する配管（水溶液用配管）１５０及び加圧空気が流通する配管（加圧空気用配管）１６０と、水溶液用配管１５０及び加圧空気用配管１６０に接続される複数の二流体ノズル１４２で構成される。
【００２４】
本発明における溶解塩とは、Ｃａ、Ｍｇ、Ｎａ、Ｋのいずれかの塩化物、水酸化物、硫酸塩または炭酸塩のうち少なくとも１つとされる。上記溶解塩のうち、硫酸塩は湿式脱硫装置１１４の脱硫排水に含まれる。このため、脱硫排水を上記水溶液に用いることもできる。この場合、図１のように水溶液用配管１５０は吸収剤供給ポンプ１２４に接続される。または、貯留部１２２に吸収剤供給ポンプ１２４とは別の抜出ポンプが設けられ、抜出ポンプと水溶液用配管１５０とが接続されても良い。
あるいは、水溶液用配管１５０は、図１のようにポンプを通じて湿式脱硫装置１１４に接続させるものではなく、上記溶解塩を含む水溶液を貯留するタンクなどに接続されていても良い。
煙道１３０の外部において水溶液用配管１５０にバルブ１５１が設けられる。バルブ１５１には、図２に示すように水（工業用水）を供給する配管１５２が接続される。
水溶液用配管１５０に、水溶液の噴霧圧力を計測する圧力計（水溶液噴霧圧力計測部）１５３が接続される。圧力計１５３は、煙道１３０外部の水溶液用配管１５０に接続されていても良いし、保護管１４１内部の水溶液用配管１５０に接続されるように設けられていても良い。
【００２５】
煙道１３０の外側において、加圧空気用配管１６０にバルブ１６１が設けられる。バルブ１６１には、図２に示すように工業用水を供給する配管１６２が接続される。
加圧空気用配管１６０に、加圧空気を加湿するための水または水蒸気が流通する加湿用配管１６３（加湿部）が別途接続される。加湿用配管１６３に、バルブ１６４が接続される。水蒸気が流通する場合、蒸気配管が接続される。
【００２６】
また、加圧空気用配管１６０に、加圧空気の噴霧圧力を計測する圧力計（加圧空気噴霧圧力計測部）１６５が設置される。圧力計１６５は、煙道１３０外部の加圧空気用配管１６０に接続されていても良いし、保護管１４１内部の加圧空気用配管１６０に接続されるように設けられていても良い。
【００２７】
圧力計１５３、１６５は、制御部１７０に接続される。バルブ１５１，１６１，１６４は、制御部１７０に接続される。制御部は、例えばコンピュータとされる。
【００２８】
図３は、二流体ノズルの断面概略図である。二流体ノズル１４２内部の液体及び気体の流通路は、水溶液用配管に接続される水溶液流通路１４３と、加圧空気用配管に接続される加圧空気流通路１４４と、加圧空気流通路１４４と水溶液流通路１４３との合流部１４５からノズル先端１４７に繋がる混合物流通路１４６とで構成される。
【００２９】
以下に、本発明の一実施形態に係る排ガスを処理する方法を説明する。
煙道１３０の外側において、加圧空気用配管１６０を流通する加圧空気に、加湿用配管１６３から水または水蒸気が供給されて、加圧空気が加湿される。なお、水を加湿用配管１６３から加圧空気用配管１６０に供給する場合、水は噴霧手段１４０に到達したときに加熱されて水蒸気となり、加圧空気が加湿される。
加湿された加圧空気は、加圧空気用配管１６０から二流体ノズル１４２の加圧空気流通路１４４に供給される。
【００３０】
溶解塩を含む水溶液が、水溶液用配管１５０から二流体ノズル１４２の水溶液流通路１４３に供給される。図１の場合、湿式脱硫装置１１４の脱硫排水が溶解塩を含む水溶液として供給される。
【００３１】
二流体ノズル１４２に供給された加圧空気及び溶解塩を含む水溶液は、加圧空気流通路１４４と水溶液流通路１４３との合流部１４５で加圧空気と混合し、混合物流通路１４６を通ってノズル先端１４７から煙道１３０内に噴霧される。
二流体ノズル１４２は、水溶液を直径１０〜１００μｍ、好ましくは２０〜５０μｍ、より好ましくは２５〜３５μｍの液滴として煙道１３０中に噴霧する。煙道１３０中には高温の燃焼排ガスが流通する。これにより、噴霧された液滴から水分が蒸発し、微細化され乾燥した溶解塩粒子が生成する。溶解塩粒子に燃焼排ガス中に含まれるＳＯ３が吸着・固定化されて、燃焼排ガス中からＳＯ３が除去される。また、乾燥した溶解塩粒子に含まれる硫酸塩の一部とＳＯ３とが反応し、ＳＯ３が除去される。
水溶液が噴霧される環境は、噴霧された液滴が飛散している間に水分が蒸発する必要があるので、水の蒸発温度以上とされる。また、ＳＯ３と反応させるために、ＳＯ３の露点温度以上とされ、１３０℃以上、好ましくは１４０℃以上とされる。具体的に、煙道３０を流通する燃焼排ガスは、１５０℃〜２００℃程度とされる。
【００３２】
このとき、圧力計１５３は水溶液の噴霧圧力を計測し、圧力計１６５は加圧空気の噴霧圧力を計測する。各噴霧圧力の計測値は、制御部１７０に送信される。
【００３３】
ここで、制御部１７０は、バルブ１６４の開度を制御して、加圧空気用配管１６０に供給される水または水蒸気の量を調整している。水または水蒸気の供給量は、二流体ノズル１４２内部における水溶液と加圧空気との合流部１４５において水溶液に含まれる溶解塩の析出が発生しない量とされる。この加湿量は、予備試験を行って取得した値が採用される。具体的に、加圧空気の加湿量が二流体ノズル内部において０．０３ｋｇ／Ｎｍ３以上となるように、水または水蒸気の供給量が決定される。
【００３４】
制御部１７０は、加圧空気の噴霧圧力が水溶液の噴霧圧力よりも高くなるように、水溶液用配管１５０及び加圧空気用配管１６０に設置されるバルブ１５１，１６１の開度を制御する。このとき、加圧空気の噴霧圧力と水溶液の噴霧圧力との差は、０．０４ＭＰａ以上とされることが好ましい。
【００３５】
図４は、加圧空気の加湿量を０．０２ｋｇ／Ｎｍ３としたときの加圧空気噴霧圧力及び水溶液噴霧圧力の経時変化を表すグラフである。図５は加圧空気の加湿量を０．０３ｋｇ／Ｎｍ３としたときの加圧空気噴霧圧力及び水溶液噴霧圧力の経時変化を表すグラフである。図４及び図５において、縦軸は噴霧圧力、横軸は時間であり、両図で一目盛りは同じ時間間隔である。なお、図４及び図５の実験では、石灰石膏法の脱硫排水を水溶液として用いた。
【００３６】
図４は、時間経過とともに加圧空気の噴霧圧力が上昇する。これは、二流体ノズル１４２の合流部１４５でＣａＳＯ４が乾燥して析出して加圧空気流通路１４４の方に成長し、加圧空気流通路１４４の流路面積が減少したためである。一方、水溶液流通路１４３の流路面積は変化しないので、加圧空気に比べると流通しやすい。このため、図４に示すように、水溶液の噴霧圧力は低下する。
【００３７】
二流体ノズルの到達温度における加圧空気の加湿量を０．０３ｋｇ／Ｎｍ３とした図５では、加圧空気の噴霧圧力及び水溶液の噴霧圧力ともにほぼ一定となっている。すなわち、図５の条件では、長時間安定した噴霧が行われている。図５の加湿量では、二流体ノズル１４２の合流部１４５でＣａＳＯ４が析出し成長する速度を大幅に低減されている。
【００３８】
以上の結果から、加圧空気の加湿量を０．０３ｋｇ／Ｎｍ３以上とすることにより、二流体ノズルの合流部において溶解塩の析出を抑制し、水溶液の噴霧を安定させることができると言える。すなわち、排ガス処理装置を長期間に亘り運転させることが可能となる。
【００３９】
図６は、加圧空気の噴霧圧力を水溶液の噴霧圧力より０．０２ＭＰａ高くして噴霧を開始したときの加圧空気噴霧圧力及び水溶液噴霧圧力の経時変化を表すグラフである。図７は、加圧空気の噴霧圧力を水溶液の噴霧圧力より０．０４ＭＰａ高くしたときの加圧空気噴霧圧力及び水溶液噴霧圧力の経時変化を表すグラフである。図６及び図７において、縦軸は噴霧圧力、横軸は時間であり、両図で一目盛りは同じ時間間隔である。なお、図６及び図７の実験では、石灰石膏法の脱硫排水を水溶液として用いた。
【００４０】
図６に示すように、初期の噴霧圧力の差が０．０２ＭＰａであると、加圧空気の噴霧圧力が徐々に増加する。一方、図７のように初期の噴霧圧力の差が０．０４ＭＰａの場合は、差が０．０２ＭＰａのときと比較して、加圧空気の噴霧圧力の増加は大幅に緩やかになった。水溶液の噴霧圧力について、図６の方が図７よりも水溶液の噴霧圧力が短時間で減少し、変化幅も大きい。
水溶液流通路１４３を通過した水溶液の一部は、合流部１４５から加圧空気流通路１４４の方に飛散し、加圧空気流通路１４４の壁面に付着し、加圧空気の流路面積を減少させる。加圧空気と水溶液の噴霧圧力の差が小さいと、飛散を十分に抑えることができない。このため、噴霧圧力差が０．０２ＭＰａの場合は、０．０４ＭＰａの場合よりも溶解塩の析出・堆積速度が速くなり、加圧空気噴霧圧力の増加及び水溶液噴霧圧力の減少が発生した。
上記の結果から、加圧空気の噴霧圧力を水溶液の噴霧圧力より０．０４ＭＰａ以上大きくすると、二流体ノズルの閉塞防止に効果があるということが示された。
【００４１】
本実施形態の排ガス処理方法では、圧力計１６５で計測される加圧空気の噴霧圧力が所定の設定値に到達したときに、二流体ノズル１４２の洗浄が実施される。洗浄は、煙道１３０に複数設けた噴霧手段１４０のうち一つずつ実施し、ＳＯ３除去を停止させないようにする。
【００４２】
具体的に、制御部１７０は、圧力計１６５で計測される加圧空気の噴霧圧力が所定の設定値に到達したときに、バルブ１５１により水溶液の供給を停止し、バルブ１６１により加圧空気の供給を停止する。制御部１７０は、バルブ１６４を閉鎖して加湿用の水及び水蒸気の供給を停止する。
次いで、制御部１７０は、バルブ１５１，１６１から水溶液用配管１５０及び加圧空気用配管１６０の各々に水を供給する。供給された水は、二流体ノズル１４２の水溶液流通路１４３及び加圧空気流通路１４４を流れ、混合物流通路１４６を通ってノズル先端１４７から煙道１３０内に排出される。
所定時間経過後、制御部１７０はバルブ１５１，１６１において水の供給を停止するとともに、水溶液用配管１５０及び加圧空気用配管１６０にそれぞれＣａＳＯ４含有水溶液及び加圧空気を供給する。これにより、煙道内に設けられた複数の噴霧手段のうち１つについて洗浄工程が終了する。
１つの噴霧手段１４０に対する洗浄工程が終了後、別の噴霧手段に対しても上記洗浄工程を順次実施しても良い。
【００４３】
洗浄を開始する噴霧圧力の設定値及び洗浄工程の所要時間は、ノズル内の流通路の閉塞状況や、加圧空気及び水溶液の噴霧圧力の回復度合いなどから適宜設定すると良い。例えば、加圧空気の噴霧圧力が、所定噴霧圧力より０．０２ＭＰａ増加したときや、設定値からの変動が１０％を超えた場合に、洗浄工程が実施されるように設定される。
【００４４】
図４に示される実験では、図中矢印で示される時間で上記の洗浄工程を実施した。本実施形態の洗浄を実施すると、加圧空気の噴霧圧力及び水溶液の噴霧圧力が、運転開始時の設定値（図４では左軸上の値）とほぼ同等の値に変化している。すなわち、水に対して難溶性のＣａＳＯ４の堆積物であっても、水溶液流通路だけでなく加圧空気流通路に対しても定期的な洗浄を実施することによりノズル１４２内の流通路から除去される。
上述の洗浄工程を実施することにより、長期にわたり安定してＣａＳＯ４を含む水溶液を煙道１３０内に噴霧することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１００  排ガス処理装置
１１３  乾式電気集塵装置
１１４  湿式脱硫装置
１３０  煙道
１４０  噴霧手段
１４１  保護管
１４２  二流体ノズル
１５０  水溶液用配管
１５１，１６１，１６４  バルブ
１５３，１６５  圧力計
１６０  加圧空気用配管
１６３  加湿用配管
１７０  制御部
【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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【図６】
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【図７】
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