(57)【要約】【課題】脱塵と脱硫の複数機能を一体的に備えた脱硫率及び脱硫剤の利用率の高いコンパクトな排ガス清浄装置の提供。【解決手段】微粉固体燃料を燃料として使用するボイラで発生した燃焼排ガスを通気し大気放出するための排ガス清浄装置において被処理燃焼排ガスを排出する煙道に接続配置された飛灰を除去するための電気集塵部と当該電気集塵部の後段に該電気集塵部を通過して脱塵された排ガス中のＳＯｘを消石灰にて除去する脱硫空間と脱硫空間を通過して脱硫された排ガス中の脱硫空間反応物と未反応消石灰と排ガス中の残存塵とを含む微粒子を濾過する濾過部と、該濾過部を通過して清浄化された処理排ガスを大気放出口に導く処理排ガス経路とを一体的に有し前記脱硫空間は排ガス流にほぼ並行な隔壁でガス流に略直角方向の複数の区分の接触室に区画され各接触室に消石灰を含むスラリを噴射する少なくとも一つの噴射ノズルを備える噴射機構を有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微粉固体燃料を燃料として使用するボイラで発生した燃焼排ガスを通気し、大気放出するための排ガス清浄装置において、
被処理燃焼排ガスを排出する煙道に接続配置された飛灰を除去するための電気集塵部と、脱硫空間を通過して脱硫された排ガス中の脱硫空間反応物と未反応消石灰と排ガス中の残存塵とを含む微粒子を濾過する濾過部との間に、該電気集塵部を通過して脱塵された排ガス中のＳＯｘを消石灰にて除去する脱硫空間を有し、
前記脱硫空間は隔壁で複数の区分の接触室に区画され、各接触室に消石灰を含むスラリを噴射する少なくとも一つの噴射ノズルを備える噴射機構を有することを特徴とする排ガス清浄装置。
【請求項２】
前記接触室を形成する隔壁がガス流に沿う方向に複数配設されていることを特徴とする請求項１記載の排ガス清浄装置。
【請求項３】
前記接触室の排ガス流方向の少なくとも一部が絞られている、絞り部を有することを特徴とする請求項１記載の排ガス清浄装置。
【請求項４】
前記接触室の排ガス流方向の少なくとも下流側が拡大されている事を特徴とする請求項１乃至３いずれかの項記載の排ガス清浄装置。
【請求項５】
前記接触室に噴射するノズルが、前記絞り部、若しくは絞り部付近の上流側に位置していることを特徴とする請求項３記載の排ガス清浄装置。
【請求項６】
前記接触室に噴射するノズルが、前記絞り部付近を環状に取り巻くヘッダの接触室内部に向けて穿孔された複数孔を有し、前記スラリが接触室中央に向けて噴射可能としたことを特徴とすることを特徴とする請求項３記載の排ガス清浄装置。
【請求項７】
前記濾過部には濾材で濾過された未反応消石灰を含む濾過微粒子スラリを、濾材下部で受けて回収し、該回収スラリの一部を前記噴射機構へ導き循環使用する循環機構を有することを特徴とする請求項１記載の排ガス清浄装置。
【請求項８】
前記回収スラリと新規消石灰スラリとが混合される噴射ノズルヘッダを前記噴射機構に有していることを特徴とする請求項７記載の排ガス清浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は燃料として微粉固体燃料を使用する燃焼炉を有する発電用、工場用等のボイラあるいは焼却炉等の排ガス清浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
微粉固体燃料は、ボイラの火炉あるいは焼却炉での燃焼により燃焼排ガスとなり、その保有熱量を有効活用された後、燃焼排ガスとして排ガス清浄装置へ送り込まれ、清浄化されたあと大気放出される。
【０００３】
前記微粉固体燃料の代表として石炭粉を例にとると、石炭は主として固定炭素、揮発分、水分、灰分からなり硫黄分を含む。しかも近年の石炭は、硫黄分の含有量が高い傾向にある。
【０００４】
前記石炭の燃焼によって発生した燃焼排ガスは、含有灰分によって構成される飛灰微粒子の他、Ｎ２、ＣＯ２、Ｏ２、Ｈ２Ｏ、ＳＯｘ、ＮＯｘ、ＣＯなどの気体成分を含んでいる。このような燃焼排ガスを大気放出するにあたっては、灰分などの固体成分、ＳＯｘ、ＮＯｘ、などの環境上有害となる気体成分物質の除去が必要である。本発明はこのうちの特にＳＯｘの除去に着目して発明したものである。
【０００５】
煙道を通して送られてきた燃焼排ガスを、排ガス系統末端の煙突から大気放出される前に通過させるべき排ガス清浄装置は、従来排ガスが含む微粒飛灰など固体微粒子を捕捉する脱塵装置と前記有害ガス成分を除去する除害装置（脱硫装置など）とを、別々に直列に設置して目的を果たしていた。
【０００６】
図４は従来より使用されている燃焼排ガスの微粒飛灰など固体成分を捕捉する脱塵装置の一つのタイプの概念図である。図４（１）はその正面図で、（２）はその平面図である。煙道（１４）から送られてきた燃焼排ガス（０５）は電気集塵装置（０１）に入り、該電気集塵装置において含有灰の大部分（９０％）が補集される。補集された灰は一次捕集灰（１０ａ）として一次捕集灰貯槽（０８）へ貯蔵された後、一次捕集灰排出機（０８ａ）によって系外に排出される。
【０００７】
電気集塵装置（０１）において一次捕集灰（１０ａ）を除去された燃焼排ガス（０５）は、一次除塵排ガス（０６）としてバグフィルタ（０２）へ送り込まれる。バグフィルタ（０２）内には複数の濾布筒（０３）と、図示されていない該濾過布用逆洗装置が内装されている。捕集された二次捕集灰（１０ｂ）は、二次捕集灰貯槽（０９）に貯蔵された後、二次捕集灰排出機（０９ａ）によって系外に排出される。前記バグフィルタ（０２）で除塵された一時除塵排ガスは、例えば後段の独立した不図示の脱硫装置へ導き、脱硫しなければならない。脱硫後の清浄化された排ガスは煙突（不図示）から大気放出する。
【０００８】
また、除塵器の前後に脱硫を促進する手段を配置した例は開示されている（例えば特開平７−１１０１０９号公報（特許文献１）参照）。該先行例では、ボイラ内に脱硫剤を投入して１次脱硫を行うが、更なる脱硫手段ととして煙道において、除塵器前で水噴霧を行い、除塵器後で前記水噴霧で出る排水をスプレードライヤにて噴霧するというものである。
【０００９】
【特許文献１】
特開平７−１１０１０９号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前記従来技術においては、装置規模が大掛りとなり、設備投資費用、運転費用が嵩んでしまう。また、簡便化を図ろうとして、煙道や炉内に直接、例えば石灰など脱硫目的の薬剤を吹き込む方法も行われたが、脱塵前の排ガスの塵埃が増加して脱塵部の負荷を増大させたり、脱硫反応条件の適切な設定が困難で薬剤の反応率が低く、従って効率的な脱硫が行われず脱硫率が低いものとなった。
【００１１】
また、前記したような本脱塵装置の前段で煙道若しくは炉内に脱硫剤を吹き込む方法では脱硫率がせいぜい５０〜６０％程度であり、そのままでは排ガスを大気放出できない。
【００１２】
本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、脱塵と脱硫の複数機能を一体的に備えた、脱硫率の高く、脱硫剤の利用率（反応率）の高いコンパクトな排ガス清浄装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の排ガス清浄化装置は、微粉固体燃料を燃料として使用するボイラで発生した燃焼排ガスを通気し、大気放出するための排ガス清浄装置において、被処理燃焼排ガスを排出する煙道に接続配置された飛灰を除去するための電気集塵部と、脱硫空間を通過して脱硫された排ガス中の脱硫空間反応物と未反応消石灰と排ガス中の残存塵とを含む微粒子を濾過する濾過部との間に、該電気集塵部を通過して脱塵された排ガス中のＳＯｘを消石灰にて除去する脱硫空間を有し、前記脱硫空間は隔壁で複数の区分の接触室に区画され、各接触室に消石灰を含むスラリを噴射する少なくとも一つの噴射ノズルを備える噴射機構を有することを特徴とする。
【００１４】
即ち、ここでは電気集塵装置（電気集塵部）とバグフィルタ（濾過部）を備えた前記脱塵装置の中間に脱硫空間を組み込んだ構成としたことが第一の特徴であり、更に、脱硫空間では水蒸気圧の高い状態で消石灰と亜硫酸ガスを接触・反応させる条件を形成させるようにして、更に脱硫部に脱硫剤が均一に行き渡るようにして脱硫率（反応率）を高めたところが第二の特徴である。この第二の特徴を具現するには、消石灰をスラリで噴霧したり、消石灰を粉体で噴霧する場合には、別途水を噴霧したりすることが好ましいが、本発明の最も重視する着眼点は、脱硫剤と排ガス即ち気液若しくは気固の理想的な混合状態に近い状態を実現するところにある。電気集塵器直後の気流は電気集塵器に集塵されている微粒子がその流路を塞ぐので、縦方向にも横方向にもかなり速度の乱れがある。そこで、単純に脱硫剤を噴霧しても、排ガスと均一に混合され、均等な脱硫反応に与ることが難しい。そこで、本発明では隔壁で区切った接触室を設け、脱硫空間のどの部分にも機会が与えられるようにしたところに特徴がある。
【００１５】
また前記隔壁はガス流に沿う方向に複数配設されていることが好ましい。
【００１６】
更に、脱硫剤と排ガスの理想的な混合状態に近い状態とするためには、本発明の排ガス清浄装置では、前記接触室の排ガス流方向の少なくとも一部が狭く絞られている、絞り部を有することを特徴とする。
【００１７】
更に、本発明の排ガス清浄装置は、前記接触室の排ガス流方向の少なくとも下流側が拡大されている事を特徴とする。
【００１８】
そして、脱硫剤を該狭く絞られた部分即ちガス流のもっとも流速の大きな部分に注入することが好ましく、これにより気液の混合が効率よくおこなわれる。
【００１９】
即ち、更に本発明では、前記接触室に噴射するノズルが、前記絞り部、若しくは絞り部付近の上流側に位置していることを特徴とする。
【００２０】
更に、本発明の排ガス清浄装置は、前記接触室に噴射するノズルが、前記絞り部付近を環状に取り巻くヘッダの接触室内部に向けて穿孔された複数孔を有し、前記スラリが接触室中央に向けて噴射可能としたことを特徴とする。
【００２１】
また、前記のように脱硫剤と排ガスの接触効率を良好にする手段を施しても、脱硫剤ワンパスの反応率には限度があることから、消石灰など脱硫剤を有効に利用するためには、ワンパスした脱硫剤を回収再循環して反応率をあげることが好ましい。よって、本発明の更に付け加えられる特徴は、前記濾過部に濾材で濾過された未反応消石灰を含む濾過微粒子スラリを、濾材下部で受けて回収し、該回収スラリの一部を前記噴射機構へ導き循環使用する循環機構を有することである。
【００２２】
そして、前記循環機構により噴射機構に循環される循環回収スラリは新規消石灰スラリと噴射機構に噴射ノズルヘッダを設けて噴射前に混合する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。但し本実施の形態に記載される製品の寸法、形状、材質、その相対配置等は特に特定的な記載がない限りは本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００２４】
（実施例１）
図１は本発明の排ガス清浄装置の実施例１における概念図である。本例では濾過部（０２）にはバッグフィルタを、濾材として濾布筒（０３）を用いた。図１において、石炭の燃焼によって発生した燃焼排ガス（０５）は煙道（１４）を通して電気集塵部（０１）に送り込まれ、含有灰の大部分（約９０％以上）が電気集塵機で捕集された後、一次除塵排ガス（０６）として脱硫空間（０４）から濾過部（０２）へ送り込まれる。
【００２５】
電気集塵部（０１）では、電気集塵機で捕集された一次捕集灰（１０ａ）が、一次捕集灰貯槽（０８）へ貯蔵された後、一次捕集灰排出機（０８ａ）によって系外に排出される。
【００２６】
電気集塵部（０１）と濾過部（０２）を連絡する脱硫空間（０４）には、複数の消石灰スラリ噴射ノズル（１１２）が設けられている。該消石灰スラリ噴射ノズル（１１２）は、二流体噴射方式のノズルで、消石灰スラリＡ（１１８Ａ）と噴射媒体を同時に送り込んで噴射するもので、該消石灰スラリＡ（１１８Ａ）を微粒化して一次除塵ガス（０６）中へ吹き込み、拡散混合の促進をはかる。不図示の消石灰スラリ供給設備から消石灰スラリＡ供給ポンプ（１１９Ａ）を介して配管された消石灰スラリＡ供給ライン（１１７Ａ）が配管され、その末端には噴射ノズルヘッダ（１１１）が設けられている。
【００２７】
脱硫空間（０４）は隔壁（１２５）によって縦方向に区画されており、各区画された接触室には、前記噴射ノズルヘッダ（１１１）から分岐装着された消石灰スラリ噴射ノズル（１１２）を少なくとも一つ有している。
【００２８】
濾過部（０２）下部に設けられた二次補集灰槽（０９）の下側には再循環スラリ貯槽（１１３）が設けられ、該貯槽（１１３）には不図示の消石灰スラリ供給設備から消石灰スラリＢ供給ライン（１１７Ｂ）が消石灰スラリＢ供給ポンプ（１１９Ｂ）を介して配管されている。また前記再循環スラリ貯槽（１１３）には廃スラリライン（１２０）が設けられ、廃スラリ排出ポンプ（１２２）によって不要になった廃スラリ（１２１）の排出を行う。
【００２９】
不図示の消石灰スラリ供給設備から消石灰スラリＡ供給ライン（１１７Ａ）を通して送り込まれてきた消石灰スラリＡ（１１８Ａ）は、消石灰スラリＡ供給ポンプ（１１９Ａ）によって圧送され、噴射ノズルヘッダ（１１１）に達する。噴射ノズルヘッダ（１１１）へ達した消石灰スラリＡ（１１８Ａ）は、噴射ノズルヘッダ（１１１）から分岐された複数の消石灰スラリ噴射ノズル（１１２）へ送り込まれるが、消石灰スラリ噴射ノズル（１１２）には別途不図示の噴射媒体供給設備から噴射媒体も送り込まれ、消石灰スラリ噴射ノズル（１１２）から同時に噴射される。この噴射で消石灰スラリＡ（１１８Ａ）は微粒化され、噴霧微粒群として一次除塵排ガス（０６）中へ吹き込まれる。
【００３０】
消石灰スラリＡ（１１８Ａ）の吹き込みにより一次除塵排ガス（０６）中のＳＯ２（ＳＯｘの大部分はＳＯ２）は、消石灰スラリＡ（１１８Ａ）との反応により亜硫酸カルシウムとして除去される。
【００３１】
脱硫された一次除塵ガス（０６）は、濾過部（０２）に内蔵された濾材（０３）を通って濾過部（０２）から脱塵脱硫排ガス（０７）として排出される。濾過部（０２）出口部にはＳＯｘ検出器（１２３）が設置されていて常時ＳＯｘ発生量の測定を行う。
【００３２】
脱硫空間（０４）内の一次除塵排ガス（０６）中に吹き込まれた消石灰スラリＡ（１１８Ａ）は、未反応分が一次除塵排ガス（０６）の残存灰と共に濾材（０３）で捕集され、不図示の逆洗装置の作動と協調して再循環スラリ貯槽（１１３）に貯蔵される。
【００３３】
吹き込まれた消石灰スラリＡ（１１８Ａ）が濾材（０３）によって捕集され、再循環スラリ貯槽（１１３）に所定量貯蔵されたら、消石灰スラリＡライン（１１７Ａ）からの消石灰スラリＡ（１１８Ａ）の供給を停止して再循環スラリポンプ（１１４）を起動し、再循環スラリ（１１６）を、再循環スラリライン（１１５）を介して噴射ノズルヘッダ（１１１）へ送り込み消石灰スラリ噴射ノズル（１１２）から一次除塵排ガス（０６）中へ吹き込む。
【００３４】
再循環スラリ（１１６）吹き込み中は、濾過部（０２）出口部に設置されているＳＯｘ検出器（１２３）によって検出した脱塵脱硫排ガス（０７）中のＳＯｘ量が増加の傾向にあるときは消石灰スラリＢ供給ポンプ（１１９Ｂ）を起動して不図示の消石灰スラリ供給設備から消石灰スラリＢ供給ライン（１１７Ｂ）を通して消石灰スラリＢ（１１８Ｂ）を再循環スラリ貯槽へ供給し、再循環スラリ（１１６）の濃度を調整する。
【００３５】
消石灰スラリＡ（１１８Ａ）、Ｂ（１１８Ｂ）の吹き込みは、前記した通り吹き込み部温度とその湿度から計算される露点との差が小さいほど脱硫率は高くなるが、濾過部（０２）では露点以下に温度が下がると結露して濾材の目詰まりにつながるので、濾過部（０２）入口の一次除塵排ガス温度を濾過部（バグフィルタ）入口温度検出器（１３８）で測定し、該温度を露点以上になるように、水分供給を調節する。
【００３６】
また、再循環スラリ貯槽（１１３）内のスラリのレベルはスラリレベル検出器（１２４）により廃スラリ排出ポンプ（１２２）を稼働して常時一定レベルに保持する。
【００３７】
（実施例２）
図２は本発明の排ガス清浄装置の実施例２における概念図である。本例では実施例１の脱硫空間の隔壁（１２５）により接触室（１２９）の中央部より前流付近を絞って各室を混合ノズル（１２６）としたものである。その中に消石灰スラリ噴射ノズル（１１２）を装着して一次除塵ガス（０６）と消石灰スラリＡ（１１８Ａ）あるいは再循環スラリ（１１６）との混合を確実に行うようにしたものであり、その他の構成は実施例１と同様である。
【００３８】
（実施例３）
図３は本発明の排ガス清浄装置の実施例３における概念図である。本例では実施例１の脱硫空間の隔壁による接触室の中央部より前流付近を絞って各室を混合ノズル（１２６）とし、該絞られた部分付近にＡ、Ａ’矢視で示すように環状ヘッダ（１２７）を外側にまき付け、該環状ヘッダ（１２７）に混合ノズル（１２６）に通ずる消石灰スラリ噴出孔（１２８）を複数設け、一次除塵ガス（０６）と消石灰スラリＡ（１１８Ａ）あるいは再循環スラリ（１１６）との混合を確実に行うようにしたものである。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明により脱塵と脱硫の複数機能を一体的に備えた、脱硫率の高く、脱硫剤の利用率（反応率）の高いコンパクトな排ガス清浄装置を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排ガス清浄装置の実施例１における概念図
【図２】本発明の排ガス清浄装置の実施例２における概念図
【図３】本発明の排ガス清浄装置の実施例３における概念図
【図４】従来の排ガス清浄装置のうち、脱塵装置の一例を示す概念図
【符号の説明】
（０１）    電気集塵部若しくは装置
（０２）    濾過部若しくはバグフィルタ
（０３）    濾材若しくは濾布筒
（０４）    脱硫空間
（０５）    燃焼排ガス
（０６）    一次除塵排ガス
（０７）    脱塵脱硫排ガス
（０８）    一次捕集灰貯槽
（０８ａ）  一次捕集灰排出機
（０９）    二次捕集灰貯槽
（１０ａ）  一次捕集灰
（１０ｂ）  二次捕集灰
（１１１）  噴射ノズルヘッダ
（１１２）  消石灰スラリ噴射ノズル
（１１３）  再循環スラリ貯槽
（１１４）  再循環スラリポンプ
（１１５）  再循環スラリライン
（１１６）  再循環スラリ
（１１７Ａ）  消石灰スラリＡ供給ライン
（１１８Ａ）  消石灰スラリＡ
（１１９Ａ）  消石灰スラリＡ供給ポンプ
（１１７Ｂ）  消石灰スラリＢ供給ライン（再循環スラリ濃度調整用）
（１１８Ｂ）  消石灰スラリＢ（再循環スラリ濃度調整用）
（１１９Ｂ）  消石灰スラリＢ供給ポンプ（再循環スラリ濃度調整用）
（１２０）  廃スラリライン
（１２１）  廃スラリ
（１２２）  廃スラリ排出ポンプ
（１２３）  ＳＯｘ検出器
（１２４）  スラリレベル検出器
（１２５）  隔壁
（１２６）  混合ノズル
（１２７）  環状ヘッダ
（１２８）  スラリ噴出孔
（１２９）  接触室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004167407.tif 000006