(57)【要約】【課題】    脱硫器内部下方の支持材を廃棄する必要がなく、簡単かつ安全で短時間に古くなった脱硫剤を交換することができるように、脱硫剤を充填した挿脱自在構造のカートリッジ容器を脱硫器内部上方に備えた脱硫器を提供する。    【解決手段】    脱硫器本体外殻１の内部下方に充填材８を固定支持し、脱硫剤１６を充填した挿脱自在構造のカートリッジ容器１１を、上記脱硫器本体外殻１の内部上方に挿脱自在に収容し、この挿脱自在構造のカートリッジ容器１１の下部縁１２は、上記脱硫器本体外殻１の内部周壁に設けた張出部材９に液封状態、又は密封状態、或いは液封かつ密封状態に支持させる。      【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱硫器本体外殻の内部下方に充填材を固定支持し、脱硫剤を充填した挿脱自在構造のカートリッジ容器を、上記脱硫器本体外殻の内部上方に挿脱自在に収容したことを特徴とする乾式脱硫器。      
【請求項２】
上記カートリッジ容器は、その下部縁を上記脱硫器本体外殻の内部周壁に液封状態に支持させたことを特徴とする請求項１記載の乾式脱硫器。      
【請求項３】
上記カートリッジ容器は、その下部縁を上記脱硫器本体外殻の内部周壁に密封状態に支持させたことを特徴とする請求項１記載の乾式脱硫器。      
【請求項４】
上記カートリッジ容器は、その下部縁を上記脱硫器本体外殻の内部周壁に液封かつ密封状態に支持させたことを特徴とする請求項１記載の乾式脱硫器。      
【請求項５】
上記乾式脱硫器のカートリッジ容器は、上部に吊り具を設けかつ周囲にガイドを設け、さらに上記カートリッジ容器の上部に転倒用軸を設けかつ下部に底上げ用フックを設けて形成し、上記乾式脱硫器の脱硫剤を交換する際には、上記カートリッジ容器を吊り上げて脱硫器本体外殻から抜き出し、カートリッジ容器上部の転倒用軸に転倒用上部ワイヤを取付けて吊り上げ、次いで下部の底上げ用フックに底上げ用下部ワイヤを取付けて吊り上げてカートリッジ容器を転倒させてカートリッジ容器内の脱硫剤を排出し、別途新たな脱硫剤を充填したカートリッジ容器を吊り上げて脱硫器本体外殻内に挿入することを特徴とする乾式脱硫器の脱硫剤の交換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、挿脱自在構造のカートリッジ容器を備えた乾式脱硫器及び脱硫剤の交換方法に関するものである。    
【背景技術】
【０００２】
従来一般で間式の乾式脱硫器は、図６に示すように、筒体状の脱硫器本体３１の内部の下方の床板３２上に、砕石などからなる支持材３３を充填し、この支持材３３の上に排ガス中の硫化水素等を除去する脱硫剤３４を充填している。        
【０００３】
この脱硫器本体３１の内部の脱硫剤３４及び支持材３３を取替える際には、脱硫器内部を窒素ガスで置換後、図６に示すように、上部マンホール３５Ｂから、ガス検知センサー３８と濃度計３９Ａ，Ｂ，Ｃによって酸素ガスとメタンガスと硫化水素の濃度をそれぞれ測定して内部の安全性を確認する。また、換気ファン３６と脱臭器３７などの仮設機材を用いて、上部マンホール３５Ａから内部の有臭ガスを脱臭して大気放散する。        
【０００４】
次いで、図７に示すように、ホッパー４２を備えたダンプ車４３、バキューム車４４を用いてサクションホース４１によって側マンホール４０から脱硫剤３４を吸引し排出する。  そして、側マンホール４０近部まで脱硫剤３４を排出した後に、エアコンプレッサー４５を稼動しエアーラインマスクを使用して作業者４６が中に入って、残存している脱硫剤３４を上記サクションホース４１を使って吸引し、さらに手作業で掻き出し、続いて砕石などの支持材３３を搬出している。        
【０００５】
続いて、図８に示すように、センサー３８によって酸素濃度計３９Ａを用いて、空になった脱硫器本体３１内の酸素濃度を確認した上で、作業者４６が側マンホール４０から槽内の床板３２上に入り、床板３２上に新たな支持材３３Ａを均一に敷詰める。そして、上部マンホール３５Ａからクレーン４８にてフレキシブルコンテナ４９に入れた新たな脱硫剤３４Ａを吊り入れる。上部マンホール３５Ａの近くにいる作業者４６Ａは解放用ロープ５０を引っ張ってフレキシブルコンテナ４９下部の封止口５１を開口する。作業者４６は外に出て、順次フレキシブルコンテナ４９を脱硫器本体３１内に吊り入れて新しい脱硫剤３４Ａを充填する。        
【０００６】
また、従来技術の発明技術には、例えば実公平５−２０４３０号公報に開示されている「充填触媒の吸い出し装置」がある。この発明技術は、水エゼクターからなる吸引装置を使用して、気粒分離板を設けた触媒受槽内から微粉粒状の触媒のみを吸引して固液分離水槽へ導くようにしたものである。        
【０００７】
また、触媒交換を効率良く経済的にするように配慮した従来技術が、例えば、特開平６−４９４６９号公報の「脱硫装置およびその触媒の交換方法」に開示されている。  この発明は、脱硫装置本体２０内を上流側部２０ａと下流側部２０ｂとに等分割するストレーナ２２を設けて、上流側部２０ａ内の触媒Ｓ１を交換し、下流側部２０ｂ内の触媒Ｓ２を上流側部２０ａ内に再充填して下流側部２０ｂ内に新たな触媒Ｓを充填するように形成したものである。        
【０００８】
【特許文献１】実公平５−２０４３０号公報
【特許文献２】特開平６−４９４６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
実公平５−２０４３０号の「充填触媒の吸い出し装置」は、触媒が粉末で微小粒状であることが必要で、粒子の大きいものや固化したものは吸出し難く適用することができなかった。        
【００１０】
また、特開平６−４９４６９号公報の「脱硫装置およびその触媒の交換方法」は、触媒の再利用や移動が難しいものについては採用することができなかった。        
【００１１】
さらにまた、図６〜図８に示すように、従来一般の乾式脱硫器３１内の脱硫剤３４及びその下部の支持材３３を取替える際には、換気ファン３６と脱臭器３７などの仮設機材やダンプ車４３やバキューム車４４などの大掛かりな取替え設備が必要であった。また、廃脱硫剤による発熱発火防止、粉塵の発生防止のために大量の冷却洗浄水の散水が必要であった。さらに、槽本体３１内に作業者４６が入って脱硫剤を交換するため、酸素不足防止のための空気供給、作業者の防塵マスクや空気呼吸器、安全監視人などが不可欠となり、安全に廃脱硫剤を交換するのに相当な配慮を必要とした。また、脱硫剤が混入した砕石等の比重の大きい多量の支持材が産業廃棄物となるため、その廃棄運搬と無害化処理に多大の配慮と経費が必要となった。        
【００１２】
この発明の目的は、上述のような従来技術が有する問題点に鑑みてなされたもので、脱硫器内部下方の支持材を廃棄する必要がなく、簡単かつ安全で短時間に古くなった脱硫剤を交換することができるように、脱硫剤を充填した挿脱自在構造のカートリッジ容器を脱硫器内部上方にシール性良く備えた脱硫器を提供するものである。    
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に係る発明の乾式脱硫器は、脱硫器本体外殻の内部下方に充填材を固定支持し、脱硫剤を充填した挿脱自在構造のカートリッジ容器を、上記脱硫器本体外殻の内部上方に挿脱自在に収容したものである。        
【００１４】
請求項２に係る発明の乾式脱硫器は、上記挿脱自在構造のカートリッジ容器の下部縁を、上記脱硫器本体外殻の内部周壁に設けた張出部材に液封状態に支持させたものである。  
【００１５】
請求項３に係る発明の乾式脱硫器は、上記挿脱自在構造のカートリッジ容器の下部縁を、上記脱硫器本体外殻の内部周壁に設けた張出部材に密封状態に支持させたものである。  
【００１６】
請求項４に係る発明の乾式脱硫器は、上記挿脱自在構造のカートリッジ容器の下部縁を、上記脱硫器本体外殻の内部周壁に設けた張出部材に液封かつ密封状態に支持させたものである。  
【００１７】
請求項５に係る発明の乾式脱硫器の脱硫剤の交換方法は、上記乾式脱硫器のカートリッジ容器の上部に吊り具を設けかつ周囲にガイドを設け、さらに上記カートリッジ容器の上部に転倒用軸を設けかつ下部に底上げ用フックを設けて形成し、上記乾式脱硫器の脱硫剤を交換する際には、上記カートリッジ容器を吊り上げて脱硫器本体外殻から抜き出し、カートリッジ容器上部の転倒用軸に転倒用上部ワイヤを取付けて吊り上げ、次いで下部の底上げ用フックに底上げ用下部ワイヤを取付けて吊り上げてカートリッジ容器を転倒させてカートリッジ容器内の脱硫剤を排出し、別途新たな脱硫剤を充填したカートリッジ容器を吊り上げて脱硫器本体外殻内に挿入するものである。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に係る発明の乾式脱硫器は、脱硫器本体外殻の内部下方に充填材を固定支持し、脱硫剤を充填した挿脱自在構造のカートリッジ容器を、上記脱硫器本体外殻の内部上方に挿脱自在に収容したので、脱硫剤の交換は、カートリッジ容器全体を抜出して交換するため、換気ファンや脱臭器などの仮設機材やダンプ車やバキューム車などの大掛かりな設備が不要となり、簡単に脱硫剤を交換することができる。また、廃脱硫剤を取出す際に生ずる発熱発火や粉塵の発生がなくなる。さらに、バキューム吸引や作業者の手で脱硫剤を取出す必要がなく、作業者が脱硫器内へ入る必要がなく安全作業で短時間に能率良く簡単にできる。また、カートリッジ容器はその周囲及び下部縁を、脱硫器本体内壁面へネジやボルトなどの締結具で固着していないため簡単に着脱を行うことができる。さらに、脱硫器本体外殻の内部下方に固定支持した充填材は、上方の脱硫剤と完全に隔離しているため、脱硫剤の劣化時期に左右されずに交換する必要がなく長期間使用することができる。また、充填材内に脱硫剤が混入することがなく、砕石等の比重の大きい多量の支持材が産業廃棄物にならないため、その廃棄運搬と無害化処理に多大の配慮と経費を必要とすることがない。  
【００１９】
請求項２に係る発明の乾式脱硫器は、上記挿脱自在構造のカートリッジ容器の下部縁を、上記脱硫器本体外殻の内部周壁に設けた張出部材に液封状態に支持させたので、脱硫剤を通過する排ガスが脱硫剤を通過せずに周囲の隙間からショートパスすることを防止し、手間なく優れたシール効果が得られ、さらに使用中に脱硫剤が劣化し目詰まりしたときは、シール切れ等の安全機構を付加できる効果が期待できる。  つまり、上記カートリッジ容器の下部縁を上記張出部材に液封状態に支持させて液封を保持することによりカートリッジ容器の外周側の隙間からショートパスすることを防止し手間なく優れたシール効果が得られ、液封のシール切れを確認することによって脱硫剤の交換時期を判定することができる。  
【００２０】
また、上記カートリッジ容器の下部縁を上記張出部材に密封状態に支持させた場合には、支持部の隙間を埋めて洩れを無くし弾力抵抗圧力が働くため圧損から生じる圧力に対するシール性を確保することができる。  
【００２１】
さらにまた、上記カートリッジ容器の下部縁を上記張出部材に液封状態かつ密封状態に支持させた場合には、液封と密封の併用により液封圧と弾力圧の合計抵抗圧で圧損に対応するため一層シール性能が向上する。殊に、液封が切れた場合でも弾力圧が働くためガスがショートパスする心配がない。  
【００２２】
請求項５に係る発明の乾式脱硫器の脱硫剤の交換方法は、上記乾式脱硫器のカートリッジ容器の上部に吊り具を設けかつ周囲にガイドを設け、さらに上記カートリッジ容器の上部に転倒用軸を設けかつ下部に底上げ用フックを設けて形成し、上記乾式脱硫器の脱硫剤を交換する際には、上記カートリッジ容器を吊り上げて脱硫器本体外殻から抜き出し、カートリッジ容器上部の転倒用軸に転倒用上部ワイヤを取付けて吊り上げ、次いで下部の底上げ用フックに底上げ用下部ワイヤを取付けて吊り上げてカートリッジ容器を転倒させてカートリッジ容器内の脱硫剤を排出し、別途新たな脱硫剤を充填したカートリッジ容器を吊り上げて脱硫器本体外殻内に挿入するので、カートリッジ容器を吊り上げて脱硫器本体から挿脱する際に、カートリッジ容器に設けたガイドが接触するため、カートリッジ容器の外周壁面が脱硫器本体外殻の内壁面に当ったり擦れたりすることがなく、カートリッジ容器を円滑に抜き出し或いは挿入することができる。また、古い脱硫剤を取出すための吸引装置や分離装置を必要とすることなく、作業者が脱硫器内に入る必要がなく、カートリッジ容器ごと着脱するため、安全かつ短時間に作業能率良く交換することができる。さらに、古い脱硫剤はカートリッジ容器を転倒することによって、吸引や作業者の手による労力を要することなく、重力を利用して簡単に取り出すことができる。このカートリッジ容器は、新しい脱硫剤を再充填して使用することができる。さらにまた、別途準備した脱硫剤入りのカートリッジ容器を使用する場合には、脱硫剤の入れ替え作業がないため、脱硫器の稼動停止時間を短縮することができ、より短時間に脱硫器の脱硫剤交換を行うことが可能となる。    
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
この発明に係る乾式脱硫器の構造を、図１乃至図５に基づいて説明する。  図１は、この発明に係る乾式脱硫器の第１の実施形態例で、図２は、第２の実施形態例である。  図３は、図１又は図２の乾式脱硫器の内側上方に挿入する筒体形状のカートリッジ容器１１を示す。  図４は、図１〜図３に示すカートリッジ容器１１を吊り上げた状態を示し、図５は吊り上げたカートリッジ容器１１を転倒させて内部の脱硫剤１６を排出する状態を示す。  
【００２４】
乾式脱硫器は図１及び図２に示すように、脱硫器本体外殻１の下方にガス入口２、上方にガス出口３を設け、さらに下方に側マンホール４、上部に蓋５を設ける。この蓋５には吊り上げて開口するための吊り金具６を設けている。  
【００２５】
脱硫器本体外殻１の内部下方で側マンホール４の下部に床板７を設け、この床板７の上に充填材８を充填し固定支持する。この充填材８は、排ガスが冷却された際に生じる凝結水のミストを分離除去するものである。この充填材８は、従来のように脱硫剤１６の支持部材となっておらず、完全に分離し隔離されているため、脱硫剤１６の劣化時期に左右されずに、交換する
必要がなく長期間使用することができる。また、充填材８内に脱硫剤１６が混入することがなく、砕石等の比重の大きい多量の支持材８が産業廃棄物にならないため、その廃棄運搬と無害化処理に多大の配慮と経費を必要とすることがない。        
【００２６】
また、脱硫器本体外殻１の内部には張出部材９を設け、この張出部材９に円筒形のカートリッジ容器１１のスカート状の円筒下部縁１２を着脱自在に取付けて荷重を支持する。  つまり、円周方向内側に張出した張出部材９の上面に、カートリッジ容器１１のスカート状の円筒下部縁１２を固着することなく支承する。  
【００２７】
張出部材９は図１に示すように円周方向に沿った溝状の支承部１０に形成し、この溝状の支承部１０の中には、水や油などの液体を入れて液封状態を維持するように、例えばシール水１０Ａを入れてその水位を保つようにする。  このように、シール水１０Ａで液封を保持することにより、脱硫剤１６を通過する排ガスが脱硫剤１６を通過せずに、カートリッジ容器１１の外周側の隙間からショートパスすることを防止し、手間なく優れたシール効果が得られる。さらに使用中に脱硫剤１６が劣化し目詰まりしたときは、シール切れ等を確認することによって脱硫剤１６の交換時期を判定することができるという安全機構を付加することができる。  
【００２８】
また、図２に例示するように、張出部材９の内部にゴム材１０Ｂなどの弾力材を設けて密封状態にしてシール効果を得るようにしてもよい。  このようにゴム材１０Ｂなどの弾力材を設けた場合には、カートリッジ容器１１を降下させるだけで自重作用によって密封状態を得ることができる。  このゴム材１０Ｂは、支持部の隙間を埋めて洩れを無くすとともに、弾力抵抗圧力が働くため圧損から生じる圧力に対するパッキンとしてシール性を確保することができる。  カートリッジ容器１１の円筒下部縁１２とゴム材１０Ｂとは、重力加圧した線状接触にて有臭ガスや有害ガスのショートパスを防ぐことができる。  
【００２９】
さらにまた、図２に示すように、上記シール水１０Ａによる液封と、ゴム材１０Ｂによる密封を併用してもよい。  このように液封状態と密封状態を併用することにより、液封圧と弾力圧の合計抵抗圧で圧損に対応するため一層シール性能が向上する。殊に、液封が切れた場合でも弾力圧が働くためガスがショートパスする心配がない。また、弾力材が湿潤して膨張し一層シール性能が向上する。  
【００３０】
この円筒形のカートリッジ容器１１には、吊り上げ易いように内側に少し傾斜させた吊り具１７を上端部に設け、円滑に抜き出し易いように外周側に少し突出させたガイド１８を周壁部に設け、吊り上げによって脱硫器本体外殻１からカートリッジ容器１１を円滑に抜き出せるように形成する。また、カートリッジ容器１１の上部には転倒用軸１９を設け、さらに下部には底上げ用フック２０を設ける。        
【００３１】
図３に、上記円筒形のカートリッジ容器１１の構造を示し説明する。この円筒形のカートリッジ容器１１内部の下方に、下部を形鋼材よりなる脱硫剤受骨１３に支持されたエキスパンドメタル１４と、その上部に金網１５とを設け、その上部に細粒状の脱硫剤１６を充填支持する。また、円筒形のカートリッジ容器１１の外周部上下位置に、隔離し複数個突出させたガイド１８を設ける。このガイド１８は、テフロン（登録商標）など弾力性を有し摩擦抵抗の小さい部材を使用する。さらに、転倒用軸１９は、カートリッジ容器１１の上部を貫通して設け、底上げ用フック２０は、カートリッジ容器１１の下部の円筒下部縁１２の上部で脱硫剤受骨１３の下部に設ける。        
【００３２】
図４は、円筒形のカートリッジ容器１１を吊り上げた状態を示す。クレーン２２を用いて、吊上げ用ワイヤ２１にて垂直上方にカートリッジ容器１１を吊り上げて脱硫器本体外殻１から垂直上方に抜き出す。この際に、上記ガイド１８を設けているため、脱硫器本体外殻１の内壁面にカートリッジ容器１１の外周壁面が当ったり擦れたりすることがなく円滑に抜き出すことができる。なお、図示はしないが、カートリッジ容器を抜き出した後の脱硫器本体外殻内壁面の清掃や点検などのメンテナンスは、廃脱硫剤が付着することなく残っていないため、発熱や発火の心配がなく有害物質も残存することなく、ガス置換や酸欠防止などの安全対策を行った上で、簡単に行うことができる。        
【００３３】
図５（ａ）（ｂ）は、吊り上げたカートリッジ容器１１を転倒させて、内部の脱硫剤を排出する状態を示す。  図５の（ａ）に示すように、上方の転倒用軸１９に底上げ用上部ワイヤ２３を引っ掛けて重量を支えて吊上げ、下部の底上げ用フック２０に底上げ用下部ワイヤ２４を引っ掛ける。続いて、図５の（ｂ）に示すように、底上げ用下部ワイヤ２４を引き上げてカートリッジ容器１１を転倒させて内部の古い脱硫剤１６を重力によって取り出し、保管用容器（図示せず）内へ収容する。このように、吸引や作業者の労力を必要とすることなく重力で簡単に、カートリッジ容器１１内部の古い脱硫剤１６を取り出すことができる。このカートリッジ容器１１は、新しい脱硫剤を再充填して使用することができる。  また、図示はしないが、別途準備した新脱硫剤入りのカートリッジ容器を、直に脱硫器本体外殻内に吊り上げて挿入する場合もある。  このように、別途準備したカートリッジ容器を使用することにより、脱硫剤の取り替えがないため、脱硫器の稼動停止時間を短縮し、より短時間に脱硫器の脱硫剤交換を行うことが可能となる。        
【００３４】
上記のように、カートリッジ容器構造からなる脱硫器を採用することにより、換気ファンや脱臭器などの仮設機材やダンプ車やバキューム車などの大掛かりな取替え設備が不要となり、簡単に脱硫剤を交換することができる。また、廃脱硫剤による発熱発火や粉塵の発生が少なくなる。さらに、脱硫器内での作業者の吸引作業や掻出し作業がないため、酸素不足防止のための空気供給、作業者の防塵マスクや空気呼吸器なども不要となる。        
【００３５】
なお、脱硫器本体外殻の内部下方に位置する充填材は、恒久的に長期間交換不要であるが、交換する必要が生じた場合であっても、上部に脱硫剤が直接接触して充填されていないため、上部の脱硫剤を取り除く作業がなく脱硫剤と混ざることもないため、充填材の交換作業を簡単に行うことが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
この発明に係るカートリッジ容器構造は、乾式脱硫器に限らず、触媒などを充填した大型の反応装置などにおいても、触媒の交換を簡単かつ安全に行うことができるため、種々の反応装置等に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】この発明に係る乾式脱硫器の第１の実施形態例を示す断面説明図である。
【図２】この発明に係る乾式脱硫器の第２の実施形態例を示す断面説明図である。
【図３】円筒形のカートリッジ容器を示す断面説明図である。
【図４】円筒形のカートリッジ容器を吊り上げた状態を示す側面説明図である。
【図５】吊り上げたカートリッジ容器を転倒させて、内部の触媒を交換する状態を示す側面説明図である。
【図６】従来一般の乾式脱硫器を示す断面説明図である。
【図７】古い脱硫剤を取り出す状態を示す断面説明図である。
【図８】新しい脱硫剤を充填する状態を示す断面説明図である。
【符号の説明】
【００３８】
１脱硫器本体外殻      ２ガス入口      ３ガス出口      ４側マンホール        ５蓋  ６吊り金具      ７床板      ８充填材      ９張出部材        １０支承部        １０Ａシール水      １０Ｂゴム材        １１カートリッジ容器        １２円筒下部縁      １３脱硫剤受骨      １４エキスパンドメタル        １５金網      １６脱硫剤      １７吊り具      １８ガイド        １９転倒用軸      ２０底上げ用フック      ２１吊上げ用ワイヤ        ２２クレーン      ２３転倒用上部ワイヤ      ２４底上げ用下部ワイヤ        ３１脱硫器本体      ３２床板      ３３支持材      ３４脱硫剤        ３５Ａ上部マンホール      ３５Ｂ上部マンホール      ３６換気ファン        ３７脱臭器        ３８ガス検知センサー      ３９ＡＢＣ濃度計        ４０側マンホール      ４１  サクションホース      ４２ホッパー        ４３ダンプ車      ４４バキューム車        ４５エアコンプレッサー        ４６作業者      ４７吸引口      ４８クレーン        ４９フレキシブルコンテナ      ５０解放用ロープ      ５１封止口  
【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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【図８】
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