(57)【要約】【課題】  高い脱硫性能が得られる湿式排煙脱硫装置を提供する。【解決手段】  吸収液１３内に浸漬されているインペラ６の外周を取り囲む円筒状の囲い部材７を設け、その囲い部材７の内側に酸化用の空気を送り込むための空気供給配管８を囲い部材７に取り付けたことを特徴とする。【選択図】図１
2008290002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼排ガス中のイオウ酸化物を吸収する吸収液を貯留する循環タンクと、
その循環タンクに設置されて回転軸にインペラを取り付けた攪拌機と、
前記循環タンクの上部に設置されて前記燃焼排ガスを導入する入口ダクトと、
その入口ダクトから導入された前記燃焼排ガスが通過する吸収塔と、
その吸収塔を通過した前記燃焼排ガスを排出する出口ダクトと、
前記吸収塔内に設置されて前記吸収液を噴霧するスプレノズルと、
前記循環タンク内の前記吸収液を前記スプレノズルに吸い上げる循環ポンプと、
その循環ポンプから前記スプレノズルに前記吸収液を送る循環配管と、
前記循環タンク内の前記吸収液に酸化用の空気を送り込む空気供給配管を有する空気ブロアとを備えた湿式排煙脱硫装置において、
前記吸収液内に浸漬されている前記インペラの外周を取り囲む囲い部材を設け、
その囲い部材の内側に前記酸化用の空気を送り込むための空気供給配管を前記囲い部材に取り付けたことを特徴とする湿式排煙脱硫装置。
【請求項２】
請求項１に記載の湿式排煙脱硫装置において、
前記囲い部材は両端が開口した筒状をしており、前記空気供給配管の先端開口部が前記囲い部材の周壁を貫通して当該囲い部材の内側に臨んでおり、前記空気供給配管の先端開口部の設置位置が前記インペラの回転領域上或いはその回転領域よりも液流れ方向後流にあることを特徴とする湿式排煙脱硫装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の湿式排煙脱硫装置において、
前記インペラに空気せん断用のフィンが設置されていることを特徴とする湿式排煙脱硫装置。
【請求項４】
請求項３に記載の湿式排煙脱硫装置において、
前記空気せん断用のフィンが前記インペラの先端部付近に設置されていることを特徴とする湿式排煙脱硫装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラなどの燃焼装置から排出される燃焼排ガス中のイオウ酸化物を除去する湿式排煙脱硫装置に係り、特に吸収液中の亜硫酸種の酸化を高い効率で行うことのできる湿式排煙脱硫装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば下記特許文献１に記載されているように、攪拌機のインペラの外周にガイドベーンを設けることで、攪拌機の吐出流が大きくなり、攪拌機のモータ動力が低減できるとした湿式排煙脱硫装置が提案されている。なおこの湿式排煙脱硫装置では、酸化用の空気は前記インペラの軸方向後流側から送り込まれている。
【０００３】
しかし、酸化空気供給量を増加させた場合、インペラへの空気の噛み込みにより吐出流の低下が起こり、酸化空気のタンク内への分散性が低下する。さらに、インペラによりせん断された気泡径が大きくなり、吸収液と酸化空気の接触面積が減少する。これらにより、吸収液中の亜硫酸に対する酸化性能が低下することについて配慮されていない。
【０００４】
なお、この種の湿式排煙脱硫装置に関しては、前記特許文献１以外に特許文献２〜５などを挙げることができる。
【特許文献１】特開平０５−３０１０２０号公報
【特許文献２】特開平０６−０８６９１２号公報
【特許文献３】特開２０００−１６７３６７号公報
【特許文献４】特開２００３−１１２０１１号公報
【特許文献５】特開２００５−２８８２４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述のように従来技術では、酸化空気の供給量を増加させるとインペラへの空気の噛み込みにより吐出流が低下し、タンク内への空気の分散性が悪くなり、吸収液中の亜硫酸に対する酸化性能が低下するという欠点があった。
【０００６】
特にイオウ成分の含有率が高い石炭を燃焼装置で燃焼した場合、その燃焼排ガスを処理する湿式排煙脱硫装置では吸収液中の亜硫酸濃度が高くなる傾向にあるため、吸収液中の亜硫酸に対して高い酸化性能が要求される。
【０００７】
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、吸収液に対して高い酸化性能が得られる湿式排煙脱硫装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため本発明は、
燃焼排ガス中のイオウ酸化物を吸収する吸収液を貯留する循環タンクと、
その循環タンクに設置されて回転軸にインペラを取り付けた攪拌機と、
前記循環タンクの上部に設置されて前記燃焼排ガスを導入する入口ダクトと、
その入口ダクトから導入された前記燃焼排ガスが通過する吸収塔と、
その吸収塔を通過した前記燃焼排ガスを排出する出口ダクトと、
前記吸収塔内に設置されて前記吸収液を噴霧するスプレノズルと、
前記循環タンク内の前記吸収液を前記スプレノズルに吸い上げる循環ポンプと、
その循環ポンプから前記スプレノズルに前記吸収液を送る循環配管と、
前記循環タンク内の前記吸収液に酸化用の空気を送り込む空気供給配管を有する空気ブロアとを備えた湿式排煙脱硫装置を対象とするものである。
【０００９】
そして本発明の第１の手段は、前記吸収液内に浸漬されている前記インペラの外周を取り囲む例えば円筒状の囲い部材を設け、その囲い部材の内側に前記酸化用の空気を送り込むための空気供給配管を前記囲い部材に取り付けたことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記囲い部材は両端が開口した筒状をしており、前記空気供給配管の先端開口部が前記囲い部材の周壁を貫通して当該囲い部材の内側に臨んでおり、前記空気供給配管の先端開口部の設置位置が前記インペラの回転領域上或いはその回転領域よりも液流れ方向後流にあることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の第３の手段は前記第１または第２の手段において、前記インペラに空気せん断用のフィンが設置されていることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の第４の手段は前記第３の手段において、前記空気せん断用のフィンが前記インペラの先端部付近に設置されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、インペラの周囲に設置した囲い部材により、インペラによる吸収液の吐出流が大きくなり、酸化空気の分散性が向上する。また、酸化空気をインペラあるいはそれに設置したフィンで機械的にせん断することで、酸化空気の気泡の微細化が可能で、酸化空気と吸収液との接触面積を大きくすることで、吸収液中の亜硫酸に対する酸化性能が向上し、そのために高い脱硫性能が得られる湿式排煙脱硫装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に本発明の各実施例を図面とともに説明する。  
（実施例１）
図１は湿式排煙脱硫装置の概略構成図、図２はその湿式排煙脱硫装置に用いる実施例１に係るインペラ付近の構成を示す図であり、図２（ａ）はインペラ付近の縦断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）Ｘ−Ｘ線視図である。
【００１５】
図１に示すように湿式排煙脱硫装置は、炭酸カルシウムＣａＣＯ3を主成分とする吸収液１３を貯留する循環タンク４と、その循環タンク４に設置されて回転軸１５にインペラ６を取り付けた攪拌機５と、前記循環タンク４の上部に設置されてボイラ（図示せず）からの燃焼排ガス１４を導入する入口ダクト１と、その入口ダクト１から導入された前記燃焼排ガス１４が通過する吸収塔２と、その吸収塔２を通過した前記燃焼排ガス１４を排出する出口ダクト３と、前記吸収塔２内に設置された多数のスプレノズル１２と、前記循環タンク４内の前記吸収液１３を前記スプレノズル１２に吸い上げる循環ポンプ１０と、その循環ポンプ１０から前記スプレノズル１２に前記吸収液１３を送る循環配管１１と、前記循環タンク４内の前記吸収液１３に酸化用の空気を送り込む空気供給配管８を有する空気ブロア９などを備えている。
【００１６】
ボイラ（図示せず）で発生した燃焼排ガス１４が入口ダクト１から吸収塔２に導入され、出口ダクト３から排出される。吸収塔２内では、循環タンク４に貯留した吸収液１３を循環ポンプ１０により循環配管１１を通してスプレノズル１２に供給され、スプレノズル１２から噴霧される。図示していないが、循環配管１１の途中に炭酸カルシウムを溶解した溶液を吸収液１３に供給する。
【００１７】
スプレノズル１２から噴霧された吸収液１３と燃焼排ガス１４が接触し、燃焼排ガス１４中のＳＯ2が吸収液１３中に吸収され、吸収液１３中の炭酸カルシウムＣａＣＯ3と反応し、亜硫酸カルシウムＣａ（ＨＳＯ3）となる。この吸収液１３は、循環タンク４に落下して貯留される。
【００１８】
攪拌機５の回転軸１５は水平方向に設置され、その先端部にインペラ６が取り付けられて、このインペラ６の外周を取り囲むようにして囲い部材７が設置されている。囲い部材７は両端に開口部１９ａ，１９ｂを有する円筒状のもので、それの軸線が前記攪拌機５の回転軸１５と平行になるよう水平方向に設置されている。図１に示すように囲い部材７の後方開口部１９ｂと循環タンク４の側壁２０との間には、吸収液13が囲い部材７内に流入するための隙間２１が設けられている。
【００１９】
図２に示すように囲い部材７を構成している周壁１７の内面はインペラ６の外側端部（先端部）に接近するように設計されており、前記空気供給配管８の先端開口部１６は前記周壁１７を貫通して、囲い部材７の内側に臨んでいる。
【００２０】
図２（ａ）に示すようにインペラ６は囲い部材７の軸方向の略中央部に設置され、空気供給配管８の先端開口部１６の設置位置は、インペラ６の回転領域２２上に設定されており、本実施例では空気供給配管８の先端開口部１６の設置位置は、インペラ６の回転中心Ｏ上、すなわち前記回転領域２２の中心線上に設定されている。そして本実施例では空気供給配管８が周壁１７に対して略垂直に固定されている。
【００２１】
このようにインペラ６の外周を取り囲むように囲い部材７を設置して、空気供給配管８から囲い部材７内に空気を噴出しながら、囲い部材７内でインペラ６を回転することにより吸収液１３は隙間２１（図１参照）を通り、囲い部材７の後方開口部１９ｂから囲い部材７内に導入され、囲い部材７内を流れてそれの前方開口部１９ａから勢いよく吐出されるが、この際の前方への吐出流が大きくなるため、循環タンク４内での気泡の分散性が向上する。また、インペラ６で空気を直接せん断するために、気泡の微細化が可能であり、吸収液１３と空気とを良好に接触することができ、亜硫酸の酸化が効率よく行われる。
【００２２】
（実施例２）
図３は実施例２に係るインペラ付近の構成を示す図であり、同図（ａ）はインペラ付近の縦断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）Ｙ−Ｙ線視図である。
【００２３】
本実施例で前記実施例１と相違する点は、インペラ６の表面上に空気せん断用のフィン１８を設けた点である。本実施例の場合、各インペラ６の外側先端部付近に平面形状が略円弧形をした板状のフィン１８が立設されている。この空気せん断用のフィン１８はインペラ６の一部を切り起こして形成してもよく、また棒状など他の形状のフィン１８でも構わない。
【００２４】
本実施例のようにフィン１８を設けることにより、気泡のせん断効果がさらに向上し、空気供給量を増加しても気泡の微細化が可能であるため、酸化速度を速めることができる。
【００２５】
（実施例３）
図４は実施例３に係るインペラ付近の構成を示す図であり、同図（ａ）はインペラ付近の縦断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）Ｚ−Ｚ線視図である。
【００２６】
本実施例で前記実施例１と相違する点は、空気供給配管８の先端開口部１６の設置位置をインペラ６の回転領域２２よりも液流れ方向後流側にした点である。本実施例の場合、インペラ６への空気の噛み込みによる空気の分散性の低下がないため、酸化速度を速めることができる。
【００２７】
図５は、前記実施例１〜３ならびに従来技術に係る湿式排煙脱硫装置の通気係数と吸収液中における亜硫酸の酸化速度との関係を示す特性図である。なお、通気係数は下記式（１）で表され、攪拌機１台当りで処理が可能な空気量の指標となり、通気係数が大きくかつ酸化速度が高い方が良い。
【００２８】
Ｎ＝Ｖ／（ｎ×ｄ3×３６００）・・・（１）
Ｎ：通気係数
Ｖ：通気量[ｍ3Ｎ／ｈ] ・・・攪拌機１台への空気供給量
ｎ：攪拌機回転数[１／ｓ]
ｄ：インペラ径[ｍ]
この図から明らかなように、実施例１では囲い部材７の前方への吐出流が大きくなるため、循環タンク４内での気泡の分散性が向上し、またインペラ６で空気を直接せん断するために、気泡の微細化が可能であり、吸収液１３と空気とを良好に接触することができ亜硫酸の酸化が効率よく行われるため、酸化速度が１．２ｍ・ｍｏｌ／Ｌ／ｍｉｎとなり、従来技術に比べて約１０％向上した。さらに通気係数が０．１２で酸化速度が最大となり、攪拌機１台で処理できる空気量も約２０％増加することが可能である。これにより空気供給量を低減することによるブロア動力の低減、あるいは攪拌機台数を低減することによるコスト低減が図れる。
【００２９】
また実施例２ではさらにフィン１８により気泡のせん断効果が向上し、空気供給量を増加しても気泡の微細化が可能であるため、酸化速度が従来技術に比べて約２０％向上し、攪拌機１台当たりの空気処理量も約２０％増加することができた。
【００３０】
さらに実施例３ではインペラ６への空気の噛み込みによる空気の分散性の低下がないため、酸化速度は従来技術に比べて約１０％向上した。
【００３１】
本発明によればインペラの周囲に設置した囲い部材により、酸化空気量を増加させたときに、インペラによる吐出流からの空気のすり抜けを防止し、供給した全空気を亜硫酸の酸化反応に利用できるため、酸化性能の向上が図れる。
【００３２】
また、インペラの回転領域上に直接空気を供給することで、インペラの先端で空気をせん断できるため、気泡を微細化することができる。また、この位置から空気を供給することでインペラへの空気の噛み込みも少ないため、吐出流の低下が起こりにくい。
【００３３】
さらにインペラにフィンを設置することで空気を効率的にせん断することができ、微細化された気泡（空気）と亜硫酸の接触面積を増加することにより、酸化性能の向上が図れる。
【００３４】
また、空気の供給位置をインペラの回転領域よりも液流れ方向後流側にすることで、インペラへの空気の噛み込みを確実に防止し、インペラの吐出流により空気をせん断して微細気泡とすることができる。なおこの気泡の微細化は囲い部材の内部で行われるため、空気のすり抜けを起こさずに、気泡の微細化と分散が可能となる。
【００３５】
前記実施形態では例えば図２（ａ）に示すように、空気供給配管８を囲い部材７の周壁１７の上側部分に接続したが、空気供給配管８を囲い部材７の周壁１７の下側部分に接続することも可能である。
【００３６】
前記実施形態では例えば図２（ａ）に示すように、前方開口部１９ａと後方開口部１９ｂの径が等しい囲い部材７を使用したが、前方開口部１９ａの径が後方開口部１９ｂの径よりも若干大きい円錐台形の囲い部材７、あるいは反対に前方開口部１９ａの径が後方開口部１９ｂの径よりも若干小さい円錐台形の囲い部材７を使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施例に係る湿式排煙脱硫装置の概略構成図である。
【図２】その湿式排煙脱硫装置に用いる実施例１に係るインペラ付近の構成を示す図であり、同図（ａ）はインペラ付近の縦断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）Ｘ−Ｘ線視図である。
【図３】本発明の実施例２に係るインペラ付近の構成を示す図であり、同図（ａ）はインペラ付近の縦断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）Ｙ−Ｙ線視図である。
【図４】本発明の実施例３に係るインペラ付近の構成を示す図であり、同図（ａ）はインペラ付近の縦断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）Ｚ−Ｚ線視図である。
【図５】本発明の実施例１〜３ならびに従来技術に係る湿式排煙脱硫装置の通気係数と吸収液中における亜硫酸の酸化速度との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
【００３８】
１：入口ダクト、２：吸収塔、３：出口ダクト、４：循環タンク、５：攪拌機、６：インペラ、７：囲い部材、８：空気供給配管、９：空気ブロア、１０：循環ポンプ、１１：循環配管、１２：スプレノズル、１３：吸収液、１４：燃焼排ガス、１５：回転軸、１６：先端開口部、１７：周壁、１８：フィン、１９ａ：前方開口部、１９ｂ：後方開口部、２０：側壁、２１：隙間、２２：インペラの回転領域、Ｏ：インペラの回転中心。
【図１】
2008290002.tif 000003
【図２】
2008290002.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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