(57)【要約】噴霧乾燥式吸収器（３０８）は、熱い処理ガスから気体汚染物質を取り除くものであり、少なくとも２つの分散器（３１４，３１６，３１８，３２０，３２１）を包含する。各分散器は、熱い処理ガスの一部分をそれぞれの噴霧器（２４）のまわりに分散させると共に、それぞれ熱い処理ガスの一部分を噴霧器（２４）のまわりに回転運動させる。少なくとも１つの特定の分散器（３１４）はこの特定の分散器（３１４）を通過する熱い処理ガスを一方向（ＦＣ）へ回転運動させ、この一方向（ＦＣ）は前記特定の分散器（３１４）に最も接近して配置されている少なくとも1つの他の分散器（３１６）により分散された熱い処理ガスの一部分の回転運動の方向（ＦＣＣ）とは反対である。
2011512251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱い処理ガスから気体汚染物質を取り除く噴霧乾燥式吸収器（８；３０８；４０８；６０８）であって、噴霧乾燥室（１２；３１２；４１２；６１２）と、この噴霧乾燥室の天井部（２２；３２２；４２２；６２２）に取り付けられている、少なくとも２つの分散器（１４，１６；３１４，３１６；４１６，４１８；６１４，６１６）とを包含し、これらの各分散器が吸収液を噴霧する、それぞれの噴霧器（２４）のまわりに熱い処理ガスの一部分を分散させ、また、これらの各分散器には、前記噴霧乾燥室（１２；３１２；４１２；６１２）の頂部から見たときに、それぞれ熱い処理ガスの一部分を前記噴霧器（２４）のまわりに回転運動させる流れ指向装置（５０，５２）が設けられている噴霧乾燥式吸収器（８；３０８；４０８；６０８）において、
前記少なくとも２つの分散器（１４，１６；３１４，３１６；４１６，４１８；６１４，６１６）が前記噴霧乾燥室（１２；３１２；４１２；６１２）の外周部（Ｐ）から実質的に同じ距離（Ｄ）を置いて配置され、前記少なくとも２つの分散器のうちの少なくとも１つの特定の分散器（１４；３１４；４１８；６１４）の前記流れ指向装置が前記少なくとも１つの特定の分散器を通過する熱い処理ガスの一部分を一方向（ＦＣ）へ回転運動させ、この一方向（ＦＣ）が、前記噴霧乾燥室（１２；３１２；４１２；６１２）の外周部（Ｐ）に沿って見たときに、前記少なくとも１つの特定の分散器（１４；３１４；４１８；６１４）に最も接近して配置されている少なくとも１つの他の分散器（１６；３１６；４１６；６１６）により分散された熱い処理ガスの一部分の回転運動の方向（ＦＣＣ）とは反対であることを特徴とする噴霧乾燥式吸収器。
【請求項２】
請求項１記載の噴霧乾燥式吸収器（８；３０８；４０８）において、少なくとも３つの分散器（１４，１６，１８，２０；３１４，３１６，３１８，３２０，３２１；４１４，４１６，４１８）を包含し、前記噴霧乾燥室（３１２；４１２）の外周部（Ｐ）に沿って見たときに、前記少なくとも３つの分散器のうちの最大２つの連続する分散器（３１６，３１８；４１４，４１６）が、これらの分散器（３１６，３１８；４１４，４１６）に供給された熱い処理ガスを同一の方向（ＦＣＣ）へ回転運動させることを特徴とする噴霧乾燥式吸収器。
【請求項３】
請求項１又は２記載の噴霧乾燥式吸収器において、前記噴霧乾燥室（１２；３１２；４１２；６１２）が、上方から見たときに、円形であることを特徴とする噴霧乾燥式吸収器。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の噴霧乾燥式吸収器において、前記分散器の総数が２〜９であることを特徴とする噴霧乾燥式吸収器。
【請求項５】
噴霧乾燥室（１２；３１２；４１２；６１２）と、この噴霧乾燥室の天井部（２２；３２２；４２２；６２２）に取り付けられている、少なくとも２つの分散器（１４，１６；３１４，３１６；４１６，４１８；６１４，６１６）とを包含し、これらの各分散器が吸収液を噴霧する、それぞれの噴霧器（２４）のまわりに熱い処理ガスの一部分を分散させ、また、これらの各分散器には、前記噴霧乾燥室（１２；３１２；４１２；６１２）の頂部から見たときに、それぞれ熱い処理ガスの一部分を前記噴霧器（２４）のまわりに回転運動させる流れ指向装置（５０，５２）が設けられている噴霧乾燥式吸収器（８；３０８；４０８；６０８）により熱い処理ガスから気体汚染物質を取り除く方法において、
前記少なくとも２つの分散器のうちの少なくとも１つの特定の分散器（１４；３１４；４１８；６１４）を通過する熱い処理ガスの一部分を一方向（ＦＣ）へ回転運動させ、この一方向（ＦＣ）が、前記噴霧乾燥室（１２；３１２；４１２；６１２）の外周部（Ｐ）に沿って見たときに、前記少なくとも１つの特定の分散器（１４；３１４；４１８；６１４）に最も接近して配置させている少なくとも１つの他の分散器（１６；３１６；４１６；６１６）により分散された熱い処理ガスの一部分の回転運動の方向（ＦＣＣ）とは反対であることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項５記載の方法において、前記噴霧乾燥式吸収器（８；３０８；４０８）が、少なくとも３つの分散器（１４，１６，１８，２０；３１４，３１６，３１８，３２０，３２１；４１４，４１６，４１８）を包含し、前記噴霧乾燥室（３１２；４１２）の外周部（Ｐ）に沿って見たときに、前記少なくとも３つの分散器のうちの最大２つの連続する分散器（３１６，３１８；４１４，４１６）が、これらの分散器（３１６，３１８；４１４，４１６）に供給された熱い処理ガスを同一の方向（ＦＣＣ）へ回転運動させることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱い処理ガスから気体汚染物質を取り除く噴霧乾燥式吸収器であって、噴霧乾燥室と、この噴霧乾燥室の天井部に取り付けられている、少なくとも２つの分散器とを包含し、これらの各分散器が吸収液を噴霧する、それぞれの噴霧器のまわりに熱い処理ガスの一部分を分散させ、また、これらの各分散器には、前記噴霧乾燥室の頂部から見たときに、それぞれ熱い処理ガスの一部分を前記噴霧器のまわりに回転運動させる流れ指向装置が設けられている噴霧乾燥式吸収器に関する。
【０００２】
本発明は、また、噴霧乾燥式吸収器により熱い処理ガスから気体汚染物質を取り除く方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
燃焼プラント、例えば発電プラントにおける燃料、例えば石炭，石油，泥炭，廃棄物などの燃焼においては、熱い処理ガスが発生し、このような熱い処理ガスは、しばしば、“煙道ガス”と称され、酸性ガス、例えば二酸化硫黄（ＳＯ２）を含む汚染物質を含有する。煙道ガスが周囲空気中へ放出される前に、煙道ガスから酸性ガスをできるだけ多く取り除くことが必要である。噴霧乾燥式吸収器が、煙道ガスから、二酸化硫黄から成る酸性ガスを取り除くために用いることができる。
【０００４】
噴霧乾燥式吸収器の一例が、米国特許第４，７５５，３６６号明細書に見ることができる。この噴霧乾燥式吸収器は、噴霧ホイールを有する回転式噴霧器が設けられている室を包含する。回転式噴霧器には、吸収剤、例えば石灰石から成り、時々“スラリー”と称されている水性懸濁液が供給される。噴霧ホイールは、高速で回転して、水性懸濁液を噴霧し、これにより、非常に小さな液滴が形成される。これらの小さな液滴は、煙道ガスから酸性ガス成分を吸収し、それから、噴霧乾燥式吸収器の乾燥作用により固体残留物を形成する。
【０００５】
上記米国特許第４，７５５，３６６号明細書の噴霧乾燥式吸収器の問題は、煙道ガス流量に関しての単一の噴霧乾燥式吸収器のキャパシティを増加せしめることが困難であることである。この困難の理由の１つは、非常に高速の噴霧ホイールがその寸法を増大せしめるという機械的弊害を生じせしめることである。したがって、しばしば、より高い煙道ガス流量に対処するために２つ，３つ，又はそれ以上の互いに平行な噴霧乾燥式吸収室を建造することが必要となる。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の目的は、先行技術の噴霧乾燥式吸収器よりも高い煙道ガス流量のために設計することができる噴霧乾燥式吸収器を提供することにある。
【０００７】
この目的は、熱い処理ガスから気体汚染物質を取り除く噴霧乾燥式吸収器であって、噴霧乾燥室と、この噴霧乾燥室の天井部に取り付けられている、少なくとも２つの分散器とを包含し、これらの各分散器が吸収液を噴霧する、それぞれの噴霧器のまわりに熱い処理ガスの一部分を分散させ、また、これらの各分散器には、前記噴霧乾燥室の頂部から見たときに、それぞれ熱い処理ガスの一部分を前記噴霧器のまわりに回転運動させる流れ指向装置が設けられている噴霧乾燥式吸収器において、前記少なくとも２つの分散器が前記噴霧乾燥室の外周部から実質的に同じ距離を置いて配置され、前記少なくとも２つの分散器のうちの少なくとも１つの特定の分散器の前記流れ指向装置が前記少なくとも１つの特定の分散器を通過する熱い処理ガスの一部分を一方向へ回転運動させ、この一方向が、前記噴霧乾燥室の外周部に沿って見たときに、前記少なくとも１つの特定の分散器に最も接近して配置されている少なくとも１つの他の分散器により分散された熱い処理ガスの一部分の回転運動の方向とは反対であることを特徴とする噴霧乾燥式吸収器により達成される。
【０００８】
この噴霧乾燥式吸収器の利点は、複数の分散器が互いに悪影響を及ぼしあうことなしに、２つ又はそれ以上の分散器を１つの、すなわち、同一の噴霧乾燥室内に配置することができることである。したがって、１つの噴霧乾燥式吸収器の、処理ガス流量に関する及び吸収液流量に関するキャパシティを増大することができ、それでもなお、液滴の効率の良い乾燥及び気体汚染物質の効率の良い取り除きを維持することができる。
【０００９】
一実施形態によれば、前記噴霧乾燥式吸収器は少なくとも３つの分散器を包含し、前記噴霧乾燥室の外周部に沿って見たときに、前記少なくとも３つの分散器のうちの最大２つの連続する分散器は、これらの分散器に供給された熱い処理ガスを同一の方向へ回転運動させる。この実施形態の利点は、それぞれに供給された熱い処理ガスを同一の方向へ回転運動させる、２つの隣り合う分散器により生じる熱い処理ガスと液滴との混合の正反対の作用が最小とされることである。好適には、分散器の総数が偶数であるときは、例えば、噴霧乾燥式吸収器が総数４つ，６つ又は８つの分散器を備えているときは、各々の特定の分散器は、これらの各々の特定の分散器に供給された熱い処理ガスの一部分を、これらの各々の特定の分散器に最も接近して隣接する他の分散器に供給された熱い処理ガスの一部分に与えられている回転運動の方向とは反対である方向へ回転運動させる。分散器の総数が偶数でないときは、例えば、噴霧乾燥式吸収器が総数３つ，５つ，７つ又は９つの分散器を備えているときは、それぞれに供給された熱い処理ガスを同一の方向へ回転運動させる、２つの連続する分散器の存在は、好適には、熱い処理ガスを同一の方向へ回転運動させる、２つの連続する分散器が噴霧乾燥式吸収器内にひとつだけ存在するように最小とされる。
【００１０】
他の実施形態によれば、前記噴霧乾燥室は、上方から見たときに、円形である。この実施形態の利点は、吸収器のコーナ部におけるガス流れに関連する逆作用を除去することができることである。更に、円形の噴霧乾燥室は、ガス流れの特性に関連して、複数の分散器を互いに関して適当な位置に配置することが容易であることである。
【００１１】
一実施形態によれば、分散器の総数は２〜９である。このような数の分散器は、投資コスト及び気体汚染物質の取り除きの両方に関して有効である噴霧乾燥式吸収器を提供することがわかっている。
【００１２】
本発明の他の目的は、噴霧乾燥式吸収器により大量の熱い処理ガスから気体汚染物質を取り除く方法であって、先行技術の方法よりも投資コスト及び気体汚染物質の取り除き効率が一層有効である方法を提供することにある。
【００１３】
この目的は、噴霧乾燥室と、この噴霧乾燥室の天井部に取り付けられている、少なくとも２つの分散器とを包含し、これらの各分散器が吸収液を噴霧する、それぞれの噴霧器のまわりに熱い処理ガスの一部分を分散させ、また、これらの各分散器には、前記噴霧乾燥室の頂部から見たときに、それぞれ熱い処理ガスの一部分を前記噴霧器のまわりに回転運動させる流れ指向装置が設けられている噴霧乾燥式吸収器により熱い処理ガスから気体汚染物質を取り除く方法において、前記少なくとも２つの分散器のうちの少なくとも１つの特定の分散器を通過する熱い処理ガスの一部分を一方向へ回転運動させ、この一方向が、前記噴霧乾燥室の外周部に沿って見たときに、前記少なくとも１つの特定の分散器に最も接近して配置させている少なくとも１つの他の分散器により分散された熱い処理ガスの一部分の回転運動の方向とは反対であることを特徴とする方法により達成される。
【００１４】
この方法の利点は、好ましくない作用、例えば、大きい液滴の形成、回転運動の減少などが発生する危険が、２つの分散器の流れフィールドが互いに相互作用するように隣接して配置されている区域において減少させられることである。これは熱い処理ガスから気体汚染物質を取り除く効率及び吸収液の液滴を乾燥せしめる効率を改良せしめる。
【００１５】
この方法の一実施形態によれば、前記噴霧乾燥式吸収器は少なくとも３つの分散器を包含し、前記噴霧乾燥室の外周部に沿って見たときに、前記少なくとも３つの分散器のうちの最大２つの連続する分散器は、これらの分散器に供給された熱い処理ガスを同一の方向へ回転運動させる。
【００１６】
本発明の更に他の目的及び特徴は、下記の説明及び特許請求の範囲の記載から明らかになるであろう。
【００１７】
以下、添付図面を参照して本発明を一層詳細に述べる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】発電プラントの概略側面図である。
【図２】分散器の斜視図である。
【図３ａ】先行技術による噴霧乾燥式吸収器の斜視図である。
【図３ｂ】図３ａの噴霧乾燥式吸収器の平面図である。
【図４ａ】本発明の第１の実施形態による噴霧乾燥式吸収器の斜視図である。
【図４ｂ】図４ａの噴霧乾燥式吸収器の平面図である。
【図５】先行技術による、他の噴霧乾燥式吸収器の平面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態による噴霧乾燥式吸収器の平面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態による噴霧乾燥式吸収器の平面図である。
【図８】図３ａ及び図３ｂの先行技術の実施形態と比較して図７の実施形態の液滴飛しょう軌跡を示す側面図である。
【図９】先行技術による、更に他の噴霧乾燥式吸収器の平面図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態による噴霧乾燥式吸収器の平面図である。
【図１１】本発明及び先行技術の種々の実施形態における各噴霧乾燥室の壁に衝突する液体の量を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、発電プラント１を概略的に示す側面図である。発電プラント１はボイラ２を包含し、このボイラ内で燃料、例えば石炭又は石油が燃焼される。燃料の燃焼は、煙道ガスの形の熱い処理ガスを発生する。石炭又は石油中に含まれている硫黄種は、煙道ガスの一部分を形成する二酸化硫黄を形成する。煙道ガスは、ダクト６を通してボイラ２から静電集塵器４へ進められる。静電集塵器４は煙道ガスからダスト粒子を取り除くものであり、その一例が米国特許第４，５０２，８７２号明細書に記載されている。
【００２０】
ダスト粒子のほとんどが取り除かれた煙道ガスは、ダクト１０を通して噴霧乾燥式吸収器８へ進められる。噴霧乾燥式吸収器８は、噴霧乾燥室１２と４つの分散器１４,１６,１８,２０とを包含し、これらの分散器は噴霧乾燥室１２の天井部２２に取り付けられている。各分散器１４,１６,１８,２０は噴霧器２４を包含する。噴霧器２４はいわゆる回転噴霧式であり、その中で高速で回転するホイールが吸収液を噴霧する。この点に関し、例示的であって限定するものではないが、例えば、米国特許第４，７５５，３６６号明細書に記載されている回転式噴霧器を参照することができ、この参照は本発明にとって有益であるので、上記米国特許の教示は本明細書に含まれている。しかしながら、噴霧器２４へ圧力の下で供給された吸収液を噴霧する他の代替的な噴霧ノズルを噴霧器２４として用いることができるものである。
【００２１】
各分散器１４,１６,１８,２０には、流れ指向装置２６,２８,３０,３２が設けられている。分配ダクト３４は、ダクト１０を通して供給された煙道ガスの一部分を４つの分散器１４,１６,１８,２０の各々に供給する。４つの流れ指向装置２６,２８,３０,３２の各々は、それぞれ関連する煙道ガスの一部分をそれぞれ関連する分散器１４,１６,１８,２０の噴霧器２４のまわりに回転運動させる。４つの流れ指向装置のうちの２つ、すなわち、分散器１４,１８の流れ指向装置２６及び３０は、これらの流れ指向装置２６,３０に供給された、それぞれ関連する煙道ガスの一部分を、それぞれ関連する噴霧器２４のまわりに、噴霧乾燥室１２の頂部から見て、時計方向へ回転運動させる。他の２つの流れ指向装置、すなわち、分散器１６,２０の流れ指向装置２８及び３２は、これらの流れ指向装置２８,３２に供給された、それぞれ関連する煙道ガスの一部分を、それぞれ関連する噴霧器２４のまわりに、噴霧乾燥室１２の頂部から見て、反時計方向へ回転運動させる。
【００２２】
タンク３６は、分配パイプ３８を通して吸収液の流れを各噴霧器２４へ供給し、吸収液は例えば石灰石スラリーから成る。
【００２３】
各分散器１４,１６,１８,２０の作用により、煙道ガスに吸収液が混合される。その結果、吸収液は煙道ガスから気体汚染物質、例えば二酸化硫黄ＳＯ２を吸収する。同時に、吸収液は熱い処理ガスにより乾燥させられ、その結果、乾燥最終製品は噴霧乾燥室１２の底部４０に収集される。この乾燥製品は、処分のためにパイプ４２を通して取り除かれる。気体汚染物質のほとんどが取り除かれた煙道ガスは、噴霧乾燥室１２内の分散器１４,１６,１８,２０から実質的に垂直に下向きに進み、それから、ダクト４４を通して噴霧乾燥式吸収器８を去る。煙道ガスは、ダクト４４を通して、例えば静電集塵器である第２のフィルター４６へ進まされる。代替的に、第２のフィルターはバッグハウス又は他の任意の適当な濾過装置とすることができる。第２のフィルター４６は、残っているダスト粒子のほとんど及び吸収液の乾燥残留物を取り除く。清浄にされた煙道ガスは、それから、清浄ガスダクト４８を通して周囲空気中へ放出される。
【００２４】
図２は、分散器１６を一層詳細に示す。分散器１６は、その下側から斜めに見て示されている。分散器１６の流れ指向装置２８は、複数の外側案内ベーン５０と、複数の内側案内ベーン５２とを包含する。図１に示されている分配ダクト３４から分散器１６に入った煙道ガスの一部分は、図２に矢印Ｆにより示されているように、大体下向きの方向である。案内ベーン５０，５２のすべては、煙道ガスＦの一部分が噴霧器２４のまわりに回転し始めるように煙道ガスＦの一部分を付勢せしめるような方向を有する。矢印ＦＣＣは、案内ベーン５０，５２がどのようにして煙道ガスを偏向させ、これにより、噴霧器２４のまわりに下向きに螺旋状に回転する煙道ガスの流れが生成されるかを示す。このような回転煙道ガス流れは、煙道ガスを噴霧器２４により噴霧された吸収液と混合させるために非常に効率が良いことがわかっている。このような煙道ガス流れＦＣＣの回転方向は、図１に示されている噴霧乾燥室１２の頂部から見たときに、分散器１６の場合には、反時計方向である。
【００２５】
分散器２０は図２に示されている分散器１６と同じ設計を有することを認識されよう。他方、図１に示されている分散器１４及び１８の流れ指向装置２６，３０は、図２に示されている流れ指向装置２８の案内ベーン５０，５２と比較して反対のセッティング方向を有する案内ベーンを包含する。これにより、分散器１４，１８からの煙道ガス流れの回転方向は、図１に示されている噴霧乾燥室１２の頂部から見たときに、時計方向である。
【００２６】
図３ａは、先行技術による噴霧乾燥式吸収器１０８を示す。この噴霧乾燥式吸収器１０８は、噴霧乾燥室１１２と、天井部１２２とを有する。噴霧乾燥式吸収器１０８は、その天井部１２２に、３つの分散器１１６が設けられている。これらの分散器１１６の各々は、図２を参照して上述した分散器１６と同じ設計を有する。
【００２７】
図３ｂは、上述した先行技術の設計による噴霧乾燥式吸収器１０８を上方から見て示す。３つの分散器１１６の各々が図２を参照して上述した分散器１６と同じ設計を有しているので、各分散器１１６へ供給された煙道ガスは、噴霧乾燥式吸収器１０８の頂部から見たときに、反時計方向へ回転運動させられる。この回転運動は、図３ｂに矢印ＦＣＣによって示されている。しかしながら、図３ａ及び図３ｂに示されている先行技術の噴霧乾燥式吸収器１０８の作用は、吸収液が噴霧乾燥室１１２の壁に例えば図３ｂに示されている位置Ｘのところで衝突するという重大な問題を生じせしめることがわかっている。吸収液が噴霧乾燥室の壁に衝突すると、大きな凝集体が形成され、噴霧乾燥式吸収器１０８の作動に対して問題を生じせしめる。更に、吸収液の大きな液滴が噴霧乾燥式吸収器１０８の作動中に生成されることがわかっている。このような大きな液滴は、乾燥せしめるために長い時間を必要とする。したがって、完全に乾燥されなかった液滴は、最終的には噴霧乾燥室１１２の底部又は下流のフィルターに至り、作動上の問題を生じせしめる。
【００２８】
図４ａは、本発明の第１の実施形態による噴霧乾燥式吸収器８を示し、この噴霧乾燥式吸収器８は図１及び図２を参照してすでに示されている。図４ａにおいて、噴霧乾燥室１２の天井部２２に４つの分散器１４,１６,１８,２０がどのようにして設けられているかが明確に示されている。
【００２９】
図４ｂは、上から見た噴霧乾燥式吸収器８を示す。図２を参照して上述したように、分散器１６及び２０は、これらの分散器１６，２０に供給された煙道ガスを、図４ｂに示されているように、噴霧乾燥室１２の頂部から見たときに、反時計方向へ回転運動させる。図４ｂにおいて、この反時計方向への回転は矢印ＦＣＣによって示されている。更に、分散器１４及び１８は、分散器１６及び２０と比較して異なる設計を有し、これらの分散器１４，１８に供給された煙道ガスを、図４ｂに示されているように、噴霧乾燥室１２の頂部から見たときに、時計方向へ回転運動させる。図４ｂにおいて、この時計方向への回転は矢印ＦＣによって示されている。
【００３０】
各分散器１４,１６,１８,２０は、噴霧乾燥室１２の外周部Ｐから実質的に同じ距離Ｄを置いて配置されている。分散器１６を特に注意して見るに、この分散器１６の、図２に詳細に示されて符号５０及び５２により示されている外側及び内側案内ベーンを包含する流れ指向装置２８は、この分散器１６を通過した煙道ガスの一部分を一方向、すなわち、上方から見たときに、反時計方向へ回転運動させ、この反時計方向は、噴霧乾燥室１２の外周部Ｐに沿って見たときに、この分散器１６に最も接近して配置されている他の２つの分散器１４,１８によりそれぞれ分散された煙道ガスの各一部分の回転運動の方向、すなわち、時計方向とは反対である。同様に、供給された煙道ガスの一部分を上方から見たときに時計方向へ回転運動させる分散器１４は、この分散器１４に最も接近している“隣接し合う”分散器として、煙道ガスを反時計方向へ回転運動させる２つの分散器１６及び２０と隣接する。したがって、各分散器１４,１６,１８,２０は、これらの各分散器に最も接近している”隣接し合う”分散器として、これらの各分散器により与えられる煙道ガスの回転運動と比較して煙道ガスを反対の方向へ回転運動させる他の２つの分散器と隣接する。
【００３１】
一例として、２つの分散器１４及び１６が互いに最も接近して配置されている場所Ｎ１において、これら２つの分散器１４,１６からの流れフィールドは同一の方向を有する。同様な流れの作用は、場所Ｎ２，Ｎ３及びＮ４のところで行われる。したがって、２つの隣接し合う分散器１４,１６,１８,２０の流れフィールドが相互に作用し合う４つの場所Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４のすべてにおいて、２つの隣接し合う分散器の流れフィールドは、図３ａ及び図３ｂに示されている先行技術の設計とは違って、常に同一の方向である。
【００３２】
図４ａ及び図４ｂに示されている設計は、任意の２つの隣接し合う分散器から生じる液滴間の衝突の回数が非常に減少されることを提供することは明らかである。その結果、大きな液滴の生成は図３ａ及び図３ｂに示されている先行技術におけるそれと比較して減少される。更に、図４ａ及び図４ｂに示されている噴霧乾燥式吸収器８において、分散器１４,１６,１８,２０により生じる煙道ガスの回転運動はその運動時間が長く持続されることは明らかであり、その結果、吸収液の液滴と煙道ガスとの接触が改良され、このような改良された接触により、また、気体汚染物質の取り除きが改良されると共に、液滴の乾燥時間が短縮される。更に、大きな凝集体が噴霧乾燥室１２の壁に形成される危険も、先行技術の設計と比較して減少されることも明らかである。
【００３３】
図５は、他の先行技術の設計による噴霧乾燥式吸収器２０８を示す。この噴霧乾燥式吸収器２０８は、噴霧乾燥室２１２と、天井部２２２とを有する。噴霧乾燥式吸収器２０８は、その天井部２２２に、５つの分散器２１６が設けられている。これらの分散器２１６の各々は、図２を参照して上述した分散器１６と同一の設計を有する。５つの分散器２１６は、噴霧乾燥式吸収器１０８の３つの分散器１１６と同一の原理にしたがって配置されている。したがって、５つの分散器２１６の各々に供給された煙道ガスは、噴霧乾燥式吸収器２０８の頂部から見たときに、図５にＦＣＣによって示されているように、反時計方向へ回転運動させられる。図５において、液滴飛しょう軌跡Ｔはそれぞれの分散器２１６から始まるラインとして示されている。これらの飛しょう軌跡Ｔは、図２を参照して上述したそれぞれの分散器２１６のそれぞれの噴霧器２４を去った後の１秒間における噴霧液体のそれぞれの液滴により進められる通路を示す。これらの飛しょう軌跡Ｔは、コンピュータによる流体力学計算に基づいている。飛しょう軌跡の終りは、液体のほとんど全部が乾燥されている場所を示す。図５から、飛しょう軌跡Ｔが噴霧乾燥室２１２の壁に、特にＸにより示されている位置で衝突することを見ることができる。これは、乾燥されていない液滴が噴霧乾燥室２１２の壁にこれらの位置Ｘで衝突することを示し、その結果、噴霧乾燥式吸収器２０８の大きな問題を生じせしめる固体凝集体の形成を生じせしめる。
【００３４】
図６は、本発明の第２の実施形態による噴霧乾燥式吸収器３０８を、その頂部から見て示す。図６から見ることができるように、この噴霧乾燥式吸収器３０８は、天井部３２２を有する室３１２を包含する。天井部３２２には５つの分散器３１４,３１６,３１８,３２０及び３２１が設けられ、これら５つの分散器は室３１２の外周部から同じ距離を置いて配置されている。その結果として、図６から見ることができるように、５つの分散器３１４,３１６,３１８,３２０及び３２１はリングの形に配置されている。室３１２の外周部に沿って見たときに、第１の分散器３１４及び第４の分散器３２０は、これらの分散器３１４,３２０に供給された煙道ガスを図６にＦＣによって示されている時計方向へ回転させるように配置されている。第２の分散器３１６，第３の分散器３１８及び第５の分散器３２１は、これらの分散器３１６,３１８及び３２１に供給された煙道ガスを図６にＦＣＣによって示されている反時計方向へ回転させるように配置されている。したがって、分散器３１６,３１８及び３２１は図２に詳細に示されている分散器１６と同じ方法で設計されているのに対し、分散器３１４及び３２０は、図１を参照して述べた分散器１４と同じように、煙道ガスを反対の方向へ回転させるように反対のセッティング方向を有する案内ベーンを包含する。
【００３５】
したがって、図６の設計によれば、噴霧乾燥室３１２の外周部に沿って見たときに、最大２つの連続する分散器、すなわち分散器３１６及び３１８は、これらの分散器３１６，３１８に供給された煙道ガスを同一の方向ＦＣＣへ回転運動させる。
【００３６】
図６において、飛しょう軌跡Ｔは、それぞれの分散器３１４,３１６,３１８,３２０及び３２１のそれぞれの噴霧器２４を去った後の１秒間における液滴により進められた通路を示す。これらの飛しょう軌跡Ｔは、コンピュータによる流体力学計算に基づいている。図６から見ることができるように、噴霧乾燥室３２１の壁に衝突する飛しょう軌跡はない。したがって、この構成によれば、図５の先行技術の実施形態と比較して、固体凝集体が噴霧乾燥室３２１の壁に形成されるという問題は非常に少ない。
【００３７】
図７は、本発明の第３の実施形態による噴霧乾燥式吸収器４０８を、その頂部から見て示す。図７から見ることができるように、この噴霧乾燥式吸収器４０８は天井部４２２を有する室４１２を包含する。天井部４２２には、３つの分散器４１４，４１６及び４１８が設けられている。図７から見ることができるように、これらの３つの分散器４１４,４１６及び４１８は、図３ａ及び図３ｂを参照して上述した先行技術の噴霧乾燥式吸収器１０８の３つの分散器１１６と同じ方法で配置されている。しかしながら、図７に戻るに、第１の分散器４１４及び第２の分散器４１６は、これらの分散器４１４,４１６に供給された煙道ガスを、図７にＦＣＣによって示されている反時計方向へ回転させるように配置されている。第３の分散器４１８は、この分散器４１８に供給された煙道ガスを、図７にＦＣによって示されている時計方向へ回転させるように配置されている。したがって、分散器４１４及び４１６は図２に詳細に示されている分散器１６と同じ方法で設計されているのに対し、分散器４１８は、図１を参照して上述した分散器１４と同様に、煙道ガスを反対の方向へ回転させるように反対のセッティング方向を有する案内ベーンを有する。
【００３８】
図８は、図７を参照して述べた噴霧乾燥式吸収器４０８の性能を図３ａ及び図３ｂを参照して述べた先行技術の噴霧乾燥式吸収器１０８の性能と比較して示す。飛しょう軌跡Ｔは、それぞれの噴霧乾燥式吸収器４０８及び１０８（これらの噴霧乾燥式吸収器４０８及び１０８は図８には側面図として示されている）のそれぞれの分散器４１４,４１６,４１８及び１１６のそれぞれの噴霧器２４を去った後の１秒間における噴霧液体のそれぞれの液滴により進められた通路を示す。これらの飛しょう軌跡Ｔは、コンピュータによる流体力学計算に基づいている。図８を参照することにより見ることができるように、噴霧乾燥式吸収器４０８の飛しょう軌跡Ｔのすべては、どちらかと言えば、噴霧乾燥室４１２の中心部に集中されている。したがって、液滴が噴霧乾燥室４１２の壁に衝突して固体凝集体を形成せしめるという問題は噴霧乾燥式吸収器４０８においては非常に少なくされる。他方、先行技術の噴霧乾燥式吸収器１０８において発生した飛しょう軌跡Ｔは非常に不規則であり、液滴の大部分が噴霧乾燥室１１２の壁に例えば位置Ｘのところで衝突し、この位置Ｘでは固体凝集体の発生が多分生じるであろう。したがって、噴霧乾燥式吸収器４０８は非常に安定した作動を保証することを期待することができ、これにより、先行技術の噴霧乾燥式吸収器１０８よりも作動上の問題を少なくする。
【００３９】
図９は、更に他の先行技術の設計による噴霧乾燥式吸収器５０８を示す。この噴霧乾燥式吸収器５０８は、噴霧乾燥室５１２と、天井部５２２とを有する。噴霧乾燥式吸収器５０８は、その天井部５２２に、２つの分散器５１４が設けられている。各分散器５１４は、図１を参照して上述した分散器１４と同じ設計、したがって、図２に示されている分散器１６と同じ設計を有するが、しかし、その案内ベーンは反対のセッティング方向を有している。これらの２つの分散器５１４は、天井部５２２の中心のまわりに対称にして配置され、したがって噴霧乾燥室５１２の外周部から同じ距離を置いて配置されている。２つの分散器５１４の各々に供給された煙道ガスは、噴霧乾燥式吸収器５０８の頂部から見たときに、図９にＦＣによって示されている時計方向へ回転運動させられる。飛しょう軌跡Ｔは、それぞれの分散器５１４のそれぞれの噴霧器２４を去った後の１秒間における噴霧液体のそれぞれの液滴により進められた通路を示し、１秒後には、液体のほとんどのすべてが煙道ガスにより乾燥させられる。これらの飛しょう軌跡Ｔは、コンピュータによる流体力学計算に基づかれている。図９から見ることができるように、飛しょう軌跡Ｔは、噴霧乾燥室５１２の壁に、特にＸにより示されている位置で衝突する。これは、噴霧乾燥式吸収器５０８の作動に大きな問題を生じせしめる固体凝集体の形成を生じせしめる。
【００４０】
図１０は、本発明の第４の実施形態による噴霧乾燥式吸収器６０８を、その頂部から見て示す。図１０から見ることができるように、この噴霧乾燥式吸収器６０８は天井部６２２を有する室６１２を包含する。天井部６２２には、２つの分散器６１４及び６１６が設けられている。図１０から見ることができるように、これらの２つの分散器６１４，６１６は、室６１２の壁の外周部から同じ距離を置いて、天井部６２２の中心部のまわりに対称に配置されている。第１の分散器６１４は、この分散器６１４に供給された煙道ガスを図１０にＦＣによって示されている時計方向へ回転させるように配置されている。第２の分散器６１６は、この分散器６１６に供給された煙道ガスを図１０にＦＣＣによって示されている反時計方向へ回転させるように配置されている。したがって、分散器６１６は図２に詳細に示されている分散器１６と同じ方法で設計されているのに対し、分散器６１４は、図１を参照して述べた分散器１４と同様に、煙道ガスを反対の方向へ回転させるように反対のセッティング方向を有する案内ベーンを包含する。
【００４１】
飛しょう軌跡Ｔは、それぞれの分散器６１４及び６１６のそれぞれの噴霧器２４を去った後の１秒間における噴霧液体の液体により進められた通路を示し、１秒後には、液体のほとんどのすべてが煙道ガスにより乾燥させられる。これらの飛しょう軌跡Ｔは、コンピュータによる流体力学計算に基づいている。図１０から見ることができるように、噴霧乾燥室６１２の壁に衝突する飛しょう軌跡はない。したがって、この構成によれば、図９の先行技術の実施形態と比較して、固体凝集体が噴霧乾燥室６１２の壁に形成されるという問題が非常に少なくなる。
【００４２】
図１１は、種々の実施形態における噴霧乾燥室の壁に衝突する噴霧液体の量を示す棒グラフである。したがって、各実施形態に関して、その棒状の線分の長さは噴霧乾燥室の壁に衝突する噴霧液体の水量（ｋｇ／ｓ）を示し、この水量はコンピュータによる流体力学計算により計算されている。壁に衝突する水量が少なければ少ないほど、固体凝集体が壁に形成される危険は少ない。
【００４３】
図１１から見ることができるように、図９に示されている、２つの分散器５１４を有する、先行技術の噴霧乾燥式吸収器５０８は、噴霧乾燥室５１２の壁に衝突する水量として、約０．１２５ｋｇ／ｓの流量を発生せしめる。これに対して、図１０に示されている、２つの分散器６１４，６１６を有する噴霧乾燥式吸収器６０８は、噴霧乾燥室６１２の壁に衝突する水量として、約０．０３５ｋｇ／ｓの流量を発生せしめるだけであり、この水量は先行技術の噴霧乾燥式吸収器５０８の水量の２８％にすぎない。
【００４４】
また、図３ａに示されている、３つの分散器１１６を有する、先行技術の噴霧乾燥式吸収器１０８は、噴霧乾燥室１１２の壁に衝突する水量として、約０．１３０ｋｇ／ｓの流量を発生せしめる。これに対して、図７に示されている、３つの分散器４１４，４１６，４１８を有する噴霧乾燥式吸収器４０８は、噴霧乾燥室４１２の壁に衝突する水量として、約０．０７ｋｇ／ｓの流量を発生せしめるだけであり、この水量は先行技術の噴霧乾燥式吸収器１０８の５４％にすぎない。
【００４５】
更に、４つの分散器を有する、先行技術の噴霧乾燥式吸収器７０８に関して計算が行われた。この先行技術の噴霧乾燥式吸収器７０８は、詳細に示されていないけれども、この先行技術の噴霧乾燥式吸収器７０８の４つの分散器のすべてがこれらの各分散器に供給された煙道ガスを反時計方向へ回転させることを除いては、図４ｂを参照して示されている噴霧乾燥式吸収器８と同じ設計を有する。このような４つの向流指向式の分散器を有する、先行技術の噴霧乾燥式吸収器７０８は、噴霧乾燥室の壁に衝突する水量として、約０．０８ｋｇ／ｓの流量を発生せしめる。これに対して、図４ｂに示されている、４つの分散器１４，１６，１８，２０を有する噴霧乾燥式吸収器８は、噴霧乾燥室１２の壁に衝突する水量として、約０．０１５ｋｇ／ｓの流量を発生せしめるだけであり、この水量は先行技術の噴霧乾燥式吸収器７０８の１９％にすぎない。
【００４６】
最後に、図５に示されている、５つの分散器を有する、先行技術の噴霧乾燥式吸収器２０８は、噴霧乾燥室２１２の壁に衝突する水量として、約０．２０５ｋｇ／ｓの流量を発生せしめる。これに対して、図６に示されている５つの分散器３１４，３１６，３１８，３２０及び３２１を有する噴霧乾燥式吸収器３０８は、噴霧乾燥室４１２の壁に衝突する水量として、約０．０１５ｋｇ／ｓの流量を発生せしめるだけであり、この水量は先行技術の噴霧乾燥式吸収器２０８の水量の７％にすぎない。
【００４７】
したがって、噴霧乾燥式吸収器の特定の数の分散器の各々に関し、固体凝集体が噴霧乾燥室の壁に形成される危険については、これらの分散器を先行技術にしたがって配置するものと比較して、これらの分散器を本発明の原理にしたがって配置するほうが驚ろくほどに非常に少なく、良好である。
【００４８】
上述した実施形態の種々の変形が特許請求の範囲に記載した範囲内で行うことができることを認識されるであろう。
【００４９】
上述した説明では、噴霧乾燥式吸収器８，３０８，４０８及び６０８は２つ，３つ，４つ又は５つの分散器を備えることができると述べられている。しかしながら、同一の効果は噴霧乾燥室１２の外周部Ｐから同じ距離を置いて配置される他の数、換言すれば、２つ又はそれ以上の数の分散器により達成できることを認識されるであろう。典型的には、本発明にしたがって設計された噴霧乾燥式吸収器は、噴霧乾燥室１２の外周部Ｐから同じ距離を置いて配置された２つ〜９つの分散器を備えることができる。
【００５０】
また、上述した説明では、少なくとも３つの分散器を有する噴霧乾燥式吸収器において、これらの少なくとも３つの分散器における最大２つの連続する分散器がこれら２つの分散器に供給された煙道ガスを同一の方向へ回転運動させることが好ましいと述べられている。したがって、５つの分散器を有すると共に本発明の更に他の実施形態にしたがって設計されている噴霧乾燥式吸収器において、一例として、煙道ガスを反時計方向ＦＣＣへ回転運動させる４つの分散器と、煙道ガスを時計方向ＦＣへ回転運動させる１つだけの分散器とを有することが可能であり、又は、他の例として、煙道ガスを反時計方向ＦＣＣへ回転運動させる３つの連続する分散器と、煙道ガスを時計方向ＦＣへ回転運動させる２つの連続する分散器とを有することが可能である。しかしながら、これらの代替的な実施形態は、一般に、図６に示されている実施形態（最大２つの連続する分散器、すなわち分散器３１６及び３１８がこれらの分散器３１６，３１８に供給された煙道ガスを同一の方向ＦＣＣへ回転運動させる）よりは好ましくないものである。
【００５１】
要約すると、本発明による噴霧乾燥式吸収器は、熱い処理ガスから気体汚染物質を取り除くものであって、少なくとも２つの分散器を包含する。各分散器は、熱い処理ガスの一部分をそれぞれの噴霧器のまわりに分散させると共に、それぞれ熱い処理ガスの一部分を噴霧器のまわりに回転運動させる。少なくとも１つの特定の分散器はこの特定の分散器を通過する熱い処理ガスを一方向へ回転運動させ、この一方向は、前記特定の分散器に最も接近して配置されている少なくとも１つの他の分散器により分散された熱い処理ガスの一部分の回転運動の方向とは反対である。
【００５２】
以上本発明を種々の好適な実施形態を参照して詳述したけれども、本発明の範囲から逸脱することなしに、種々の変形を行うことができると共に、特定の要素のために等価物を代用できることは当業者には理解されるであろう。更に、本発明の本質的な範囲を逸脱することなしに、種々の変更が特定の状態又は材料を本発明の教示に適応させるために行うことができるものである。したがって、本発明は本発明を実施するためになされた最適な形態として上述された特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明は特許請求の範囲に記載した範囲内にあるすべての実施形態を包含するものである。更に、用語“第１の”，“第２の”などの使用はいかなる順番又は重要さを示すものではなく、これらの用語“第１の”，“第２の”などはひとつの要素を他の要素から区別するために用いられているものである。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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