(57)【要約】【課題】排ガスの脱硫効果を向上させる整流装置、およびその整流装置を備えた排煙脱硫装置を提供すること。【解決手段】相互に連通接続され、かつ、相互に直交するように配置された排ガス通路１１および前記吸収塔１２と、前記液体を噴射する複数の前記噴霧もしくは噴出手段１３とを備え、前記排ガス通路１１から前記吸収塔１２に導入された前記ガスと前記液体とを気液接触させて、前記ガス中の硫黄酸化物を前記液体に吸収させる排煙脱硫装置１０において、升目状の輪郭をもって一方向に延びる壁体から構成された複数の整流板１７からなる整流装置１４が備えられていることを特徴とする。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスが液体と接触して浄化する吸収塔の内部に形成され、該内部に導入される前記ガスの流れを整流させる整流装置において、
升目状の輪郭をもって一方向に延びる壁体から構成された複数の整流板を備えてなることを特徴とする整流装置。
【請求項２】
相互に連通接続され、かつ、相互に交差するように配置された排ガス通路および吸収塔と、該吸収塔の内部に配置され液体を噴射する複数の噴霧もしくは噴出手段とを備え、前記排ガス通路から前記吸収塔に導入されたガスと前記液体とを気液接触させて、前記ガス中の硫黄酸化物を前記液体に吸収させる排煙脱硫装置において、
請求項１に記載の整流装置が備えられていることを特徴とする排煙脱硫装置。
【請求項３】
請求項２に記載の排煙脱硫装置において、
前記整流装置が、前記噴霧もしくは噴出手段の下部に設けられていることを特徴とする排煙脱硫装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の排煙脱硫装置において、
前記整流装置が、前記噴霧もしくは噴出手段の上部に設けられていることを特徴とする排煙脱硫装置。
【請求項５】
請求項２から４のいずれかに記載の排煙脱硫装置において、
前記整流装置が、噴射された前記液体の頭部の外周部に設けられていることを特徴とする排煙脱硫装置。
【請求項６】
請求項２から５のいずれかに記載の排煙脱硫装置において、
多数の孔が形成された板体が複数積層された多孔板を備えてなる別の整流装置が、前記噴霧もしくは噴出手段の下部に設けられていることを特徴とする排煙脱硫装置。
【請求項７】
請求項６に記載の排煙脱硫装置において、
前記孔の周縁部がテーパ面とされていることを特徴とする排煙脱硫装置。
【請求項８】
請求項２から７のいずれかに記載の排煙脱硫装置において、
前記液体の頭部に、液体の噴射を遮蔽する遮蔽板が設けられていることを特徴とする排煙脱硫装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、たとえば、火力発電施設などにおいて、化石燃料を燃焼した際に生成される排ガスの流れを整流させる整流装置、およびその整流装置を具備し、排ガス中の主に硫黄酸化物を吸収して排出する排煙脱硫装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の排煙脱硫装置は、一般に、相互に連通接続され、かつ、相互に直交するように配置された排ガス通路および吸収塔と、吸収塔の内部に配置され、石灰石を含んだ吸収水を水柱状に噴射する複数の噴霧もしくは噴出手段とを備えている。
【０００３】
燃焼により生成された排ガスは、排ガス通路から吸収塔に導入される。一方、石灰石を含んだ吸収水は、噴霧もしくは噴出手段により噴射され霧状あるいは微小液滴とされる。吸収塔に導入された排ガスと、吸収塔において霧状とされた吸収水が気液接触することにより、排ガス中の主に硫黄酸化物が吸収水に吸収される。硫黄酸化物が吸収された排ガスは、清浄な排ガスとして吸収塔から排出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この排煙脱硫装置においては、火力発電施設のレイアウトの制限上、排ガス通路と吸収塔が相互に直交するように配置されているため、排ガスが排ガス通路から吸収塔に導入される際、その排ガスの流れ方向が直角方向に急激に変化し、このとき排ガスの流れに偏流が発生する。すなわち、排ガス通路と吸収塔が接続して形成された排ガスの流路の外側においては、排ガスの流れが加速し、一方、その内側においては、排ガスの流れが減速して逆流が生じる。
これによって、排ガスと吸収水との気液接触が低下して、排ガス中の硫黄酸化物の脱硫効果が低下するという問題があった。特に、排ガスの流れが加速するとともに吸収水が加速され、その吸収水が上方向に吹き上がる吹き抜けが発生すると、脱硫効果が著しく低下するという問題があった。
【０００５】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、排ガスの脱硫効果を向上させる整流装置、およびその整流装置を備えた排煙脱硫装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
請求項１に係る発明は、ガスが液体と接触して浄化する吸収塔の内部に形成され、該内部に導入される前記ガスの流れを整流させる整流装置において、升目状の輪郭をもって一方向に延びる壁体から構成された複数の整流板を備えてなることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、ガスが液体と接触して浄化する吸収塔の内部が複数の整流板によって分割されていることにより、内部に導入されるガスの流路が分割され、ガスの流れが均一化されることとなる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、相互に連通接続され、かつ、相互に交差するように配置された排ガス通路および吸収塔と、該吸収塔の内部に配置され液体を噴射する複数の噴霧もしくは噴出手段とを備え、前記排ガス通路から前記吸収塔に導入されたガスと前記液体とを気液接触させて、前記ガス中の硫黄酸化物を前記液体に吸収させる排煙脱硫装置において、請求項１に記載の整流装置が備えられていることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、排煙脱硫装置に上記のような整流装置が備えられていることにより、排煙脱硫装置内部に導入されるガスが整流されることとなる。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の排煙脱硫装置において、前記整流装置が、前記噴霧もしくは噴出手段の下部に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、整流板が噴霧もしくは噴出手段の下部に設けられていることにより、ガスが噴霧もしくは噴出手段より噴射される液体に接触する前に、ガスの流路が分割されて、ガスの流れが均一化されることとなる。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項２または３に記載の排煙脱硫装置において、前記整流装置が、前記噴霧もしくは噴出手段の上部に設けられていることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、複数の整流板が噴霧もしくは噴出手段の上部に設けられていることにより、ガスが噴霧もしくは噴出手段より噴射される液体と接触する際に、ガスの流路が分割されるため、ガスの流れが均一化されるとともに、噴霧もしくは噴出手段より噴射される液体の噴射方向が均一化されることとなる。
【００１４】
請求項５に係る発明は、請求項２から４のいずれかに記載の排煙脱硫装置において、前記整流装置が、噴射された前記液体の頭部の外周部に設けられていることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、複数の整流板が液体の頭部の外周部に設けられていることにより、ガスが噴霧もしくは噴出手段より噴射される液体に接触した後に、ガスの流路が分割されるため、ガスの流れが均一化されるとともに、隣接した液体の頭部どうしの干渉を防止することとなる。
【００１６】
請求項６に係る発明は、請求項２から５のいずれかに記載の整流装置において、多数の孔が形成された板体が複数積層された多孔板を備えてなる別の整流装置が、前記噴霧もしくは噴出手段の下部に設けられていることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、多孔板が噴霧もしくは噴出手段の下部に設けられていることにより、ガスと液体が接触する前にガスの流れが抵抗を受けるため、偏流が緩和されてガスの流れが均一化される。また、ガスの流路が複雑となるため、ガスと液体がより多く接触することとなる。
【００１８】
請求項７に係る発明は、請求項６に記載の整流装置において、前記孔の周縁部がテーパ面とされていることを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、孔の周縁部がテーパ面とされていることにより、ガスと接触した液体が吸収塔の下部方向へ送られやすくなる。
【００２０】
請求項８に係る発明は、請求項２から７のいずれかに記載の排煙脱硫装置において、前記頭部に、液体の噴射を遮蔽する遮蔽板が設けられていることを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、この遮蔽板が噴霧もしくは噴出手段より噴射された液体の頭部に設けられていることにより、この頭部が遮蔽板に接触すると、液体が分散されて霧状となり、液体がより多くガスと接触することとなる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、この発明における第１の実施の形態を示す図であって、この発明を適用した排煙脱硫装置を示す図である。
図１において符号１０は、この発明を適用した排煙脱硫装置である。
排煙脱硫装置１０は、排ガス通路１１、吸収塔１２、噴霧もしくは噴出手段１３、および整流装置１４からなる。
排ガス通路１１および吸収塔１２は、どちらも内部が中空の形状とされており、相互に連通接続され、かつ、相互に交差するように配置されている。
吸収塔１２の側壁部１８には、排ガス通路１１と接続する部分に開口部２５が設けられており、底部１９には、噴射された吸収水を溜める水槽部１５が設けられている。また、天端部２８には、排ガスを排出するための開口部３２が設けられている。
吸収塔１２の内部には、石灰石を含んだ吸収水を噴射する噴霧もしくは噴出手段１３が上下に互い違いに複数設けられている。
噴霧もしくは噴出手段１３は、図示されていないが、スプレーパイプと、そのスプレーパイプにほぼ等間隔に設けられた複数個のノズルとからなる。
スプレーパイプは、排ガスの流れ方向にほぼ直交して、複数本が平行に配列されている。また、このスプレーパイプは、図示されていない吸収水供給手段に枝分かれのように接続された枝分管であり、吸収水供給手段から吸収水が供給される構造となっている。
吸収水は、複数個のノズルの先端から水柱状に上方向に噴射され、最高到達位置において液頭部１６を形成する。
整流装置１４は、吸収塔１２の内部に形成され、升目状の輪郭をもって一方向に延びる壁体からなる複数の整流板１７によって構成され、噴霧もしくは噴出手段１３の下部２６から液頭部１６の外周部２７まで配置されている。
この整流板１７によって仕切られた区画は、面積が等分割になるように、正方形の形状とされる。
【００２３】
次に、上記の構成からなる排煙脱硫装置の作用について説明する。
排煙脱硫装置１０において、外部から排ガスが導入されると、その排ガスは、排ガス通路１１、吸収塔１２を通過して外部へ排出される。
排ガスは、外部から排ガス通路１１を通過して、吸収塔１２に導入されると、吸収塔１２の内部において、升目状に区画された整流装置１４を通過する。その際、排ガスの流路が整流装置１４によって各区画に分割されるため、流れが均等化される。したがって、排ガスの流れが整流され、整流装置１４がない場合に生じる偏流が防止されることとなる。
一方、吸収水は、噴霧もしくは噴出手段１３から噴射され、液頭部１６を形成した後、霧状となって重力により落下する。その際、整流された排ガスと接触して、水槽部１５に溜められる。
整流された排ガスは、この吸収水と気液接触されると、その吸収水に含まれる石灰石によって硫黄酸化物が排除され、浄化された排ガスとして吸収塔１２の天端部２８から排出される。
【００２４】
上記の構成によれば、整流装置１４が升目状に区画されて噴霧もしくは噴出手段１３の下部２６から液頭部１６の外周部２７まで配置されていることにより、排ガスが、吸収水と接触する前に偏流を生じることなく整流されるとともに、噴霧もしくは噴出手段１３より噴射された吸収水が、偏流を受けず均一に噴射されるので、排ガスと吸収水が効率よく接して脱硫効果を向上させることができる。
【００２５】
図２は、この発明における第２の実施の形態を示す図であって、この発明を適用した排煙脱硫装置を示す図である。
図２においては、上記第１の実施の形態における図１と同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
図２において、排煙脱硫装置２０は、排ガス通路１１、吸収塔１２、噴霧もしくは噴出手段１３、および整流装置１４からなり、この構成は上記第１の実施の形態と同様である。
噴霧もしくは噴出手段１３の下部２６には、多数の孔２３が複数形成された板体２２が複数積層された多孔板２１を備えてなる別の整流装置３３が設けられている。
孔２３は、各層の板体２２において互い違いに複数配置されており、その周縁部２４には、上方向から下方向へ吸収水が落下しやすいように、テーパ面が形成されている。
【００２６】
上記の構成からなる排煙脱硫装置２０において、上記第１の実施の形態と同様に、外部から排ガスが導入されると、その排ガスは、排ガス通路１１、吸収塔１２を通過して外部へ排出される。
排ガス通路１１より導入された排ガスは、その一部が最下層の板体２２に衝突する一方、別の一部がその板体２２に設けられた孔２３を通過して、上層の板体２２に衝突する。それぞれの排ガスは、板体２２によって流速を抑制されて、これを繰り返しながら上方向へ進んでいく。最終的に、多孔板２１を通過した後の排ガスは、流速を抑制され均一化された状態、すなわち整流された状態となっている。
したがって、整流された排ガスは、整流装置１４または別の整流装置３３がない場合に生じる偏流が防止されるとともに、吸収水と気液接触され、浄化されて吸収塔１２の天端部２８から排出される。
【００２７】
このように、この第２の実施の形態においても、排ガスは整流されるので、上記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００２８】
図３は、この発明における第３の実施の形態を示す図であって、この発明を適用した排煙脱硫装置を示す図である。
図３においては、上記第１の実施の形態における図１と同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
図３において、排煙脱硫装置３０は、排ガス通路１１、吸収塔１２、噴霧もしくは噴出手段１３、および整流装置１４からなり、この構成は上記第１の実施の形態と同様である。
噴霧もしくは噴出手段１３より噴射された吸収水の液頭部１６には、その液頭部１６を遮蔽するように、中空の半円球形状の遮蔽板３１が設けられている。
【００２９】
上記の構成からなる排煙脱硫装置３０において、上記の各実施の形態と同様に、外部から排ガスが導入されると、その排ガスは、排ガス通路１１、吸収塔１２を通過して外部へ排出される。整流された排ガスは、整流装置１４がない場合に生じる偏流が防止されるとともに、吸収水と気液接触され、浄化されて吸収塔１２の天端部２８から排出される。
【００３０】
噴霧もしくは噴出手段１３より噴射された吸収水は、液頭部１６に遮蔽板３１を設けることにより、この遮蔽板３１に衝突して分散され、霧状となって落下し、排ガスと接触して水槽部１５に落下する。
吸収水が霧状とされたことにより、吸収水の落下速度が遅くなるとともに、排ガスと接触する吸収水の表面積が大きくなるため、排ガスと吸収水が接触する機会が多くなる。
【００３１】
このように、この第３の実施の形態においても、排ガスと吸収水が接触する機会をより多くすることによって、上記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３２】
なお、上記の各実施の形態においては、図４に示すように、排煙脱硫装置４０に備えられた整流装置４４を構成する整流板４７は、噴霧もしくは噴出手段１３の下部２６のみに設けてもよい。
これにより、排ガス通路１１より吸収塔１２に導入される排ガスは、噴霧もしくは噴出手段１３から噴射された吸収水と接触する前に整流されるので、吸収水と効率よく接して脱硫効果を向上させることができる。
【００３３】
また、上記の各実施の形態においては、図５に示すように、排煙脱硫装置５０に備えられた整流装置５４を構成する整流板５７は、噴霧もしくは噴出手段１３の上部２９のみに設けてもよい。
これにより、噴霧もしくは噴出手段１３より噴射された吸収水と接触する際に、上記の排ガスが整流されるとともに、上記の吸収水が偏流を受けず均一に噴射されるので、吸収水と効率よく接して脱硫効果を向上させることができる。
【００３４】
また、上記の各実施の形態においては、図６に示すように、排煙脱硫装置６０に備えられた整流装置６４を構成する整流板６７は、液頭部１６の外周部２７のみに設けてもよい。
これにより、上記の排ガスが液頭部１６の外周部２７で整流されるとともに、上記の液頭部１６が偏流を受けず均一に噴射されるので、吸収水と効率よく接して脱硫効果を向上させることができる。
【００３５】
また、上記の各実施の形態においては、整流板１７、４７、５７あるいは６７によって仕切られた区画の面積の形状は、長方形でもよいだけでなく、上記面積は、等分割とされなくてもよい。
【００３６】
また、上記第２の実施の形態においては、板体２２に設けられた孔２３は、排ガスの整流効果が得られるように、それぞれ独立して任意の開口率としてよい。
【００３７】
また、上記第３の実施の形態においては、遮蔽板３１の形状は、吸収水が霧状とされるように、任意の形状としてよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したこの発明の整流装置においては、以下の効果を奏する。
請求項１に係る発明によれば、ガスが液体と接触して浄化する吸収塔の内部が複数の整流板によって分割されていることにより、内部に導入されるガスの流路が分割され、ガスの流れが均一化されることとなるので、ガスが液体と効率よく接して、脱硫効果を向上させることができる。
【００３９】
請求項２に係る発明によれば、排煙脱硫装置に整流装置が備えられていることにより、排煙脱硫装置内部に導入されるガスが整流されることとなるので、ガスが液体と効率よく接して、脱硫効果を向上させることができる。
【００４０】
請求項３に係る発明によれば、複数の整流板が噴霧もしくは噴出手段の下部に設けられていることにより、ガスが噴霧もしくは噴出手段より噴射される液体に接触する前に、ガスの流路が分割されて、ガスの流れが均一化されることとなるので、ガスが液体と効率よく接して、脱硫効果を向上させることができる。
【００４１】
請求項４に係る発明によれば、複数の整流板が噴霧もしくは噴出手段の上部に設けられていることにより、ガスが噴霧もしくは噴出手段より噴射される液体と接触する際に、ガスの流路が分割されるため、ガスの流れが均一化されるとともに、噴霧もしくは噴出手段より噴射される液体の噴射方向が均一化されることとなるので、ガスが液体と効率よく接して、脱硫効果を向上させることができる。
【００４２】
請求項５に係る発明によれば、複数の整流板が液体の頭部の外周部に設けられていることにより、ガスが噴霧もしくは噴出手段より噴射される液体に接触した後に、ガスの流路が分割されるため、ガスの流れが均一化されるとともに、隣接した液体の頭部どうしの干渉を防止することとなるので、ガスが液体と効率よく接して、脱硫効果を向上させることができる。
【００４３】
請求項６に係る発明によれば、噴霧もしくは噴出手段の下部に設けられた多孔板によってガスの流れが抵抗を受けるため、偏流が緩和されてガスの流れが均一化されるとともに、ガスの流路が複雑となり、ガスと液体がより多く接触することとなるので、ガスが液体と効率よく接して、脱硫効果を向上させることができる。
【００４４】
請求項７に係る発明によれば、孔の周縁部がテーパ面とされていることにより、ガスと接触した液体が吸収塔の下部方向へ送られやすくなるので、ガスが液体と効率よく接して、脱硫効果を向上させることができる。
【００４５】
請求項８に係る発明によれば、遮蔽板が噴霧もしくは噴出手段より噴射された液体の頭部に設けられていることにより、この頭部が遮蔽板に接触すると、液体が分散されて霧状となり、液体がより多くガスと接触することとなるので、ガスが液体と効率よく接して、脱硫効果を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明における第１の実施の形態に係る排煙脱硫装置を示す図であって、（ａ）はその断面図、（ｂ）はそのＡ−Ａから見た断面図である。
【図２】この発明における第２の実施の形態に係る排煙脱硫装置を示す図であって、（ａ）はその断面図、（ｂ）はそのＢにおいて部分拡大した断面図である。
【図３】この発明における第３の実施の形態に係る排煙脱硫装置を示す断面図である。
【図４】この発明における各実施の形態に係る排煙脱硫装置に備えられた整流装置の一例を示す図である。
【図５】この発明における各実施の形態に係る排煙脱硫装置に備えられた整流装置の一例を示す図である。
【図６】この発明における各実施の形態に係る排煙脱硫装置に備えられた整流装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０、２０、３０、４０、５０、６０　排煙脱硫装置
１１　排ガス通路
１２　吸収塔
１３　噴霧もしくは噴出手段
１４、４４、５４、６４　整流装置
１７、４７、５７、６７　整流板
２１　多孔板
【図１】
2004033982.tif 000003
【図２】
2004033982.tif 000004
【図３】
2004033982.tif 000005
【図４】
2004033982.tif 000006
【図５】
2004033982.tif 000007
【図６】
2004033982.tif 000008