(57)【要約】  本発明は一般に煙道ガスの浄化に関し、１実施形態において、湿式煙道ガス脱硫（ＷＦＧＤ）ユニットへの煙道ガス入口位置におけるスラリ堆積を軽減及び又は防止して前記入口を乾燥状態に保ち且つ前記煙道ガス入口位置での堆積（例えば、堆積スケール）を最小化する装置、システム及び方法に関する。１実施形態では、本発明に従う湿式煙道ガス脱硫（ＷＦＧＤ）ユニット、装置、システム及び方法は、中でも、入口移行ゾーンに近接して位置付けたプレナム空気デバイス及び又は強制空気箱を含むスケールス防止システムを含む。他の実施形態では、本発明に従う湿式煙道ガス脱硫（ＷＦＧＤ）ユニット、装置、システム及び方法は、中でも、入口移行ゾーンに近接して位置付けた少なくとも１つの冷却プレートを含むスケール防止システムを含む。
2015532205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
湿式煙道ガス脱硫ユニット用のスケール防止システムであって、
湿式煙道ガス脱硫ユニットの煙道入口に連結した煙道構造と、
各々が空気供給ラインを有する少なくとも２つの空気ノズルにして、湿式煙道ガス脱硫ユニットへの煙道入口の水平方向幅を横断方向に覆う空気を提供するように煙道構造内に位置決めされる空気ノズルと、
湿式煙道ガス脱硫ユニットへの煙道入口の上方に位置決めされ、スラリを湿式煙道ガス脱硫ユニットから逸らせるように設計された少なくとも１つの入口オーニングとを含むスケール防止システム。
【請求項２】
煙道構造が矩形又は四角形の断面形状を有し、煙道の対向する内壁上に少なくとも２つの空気ノズルが位置決めされる請求項１に記載のスケール防止システム。
【請求項３】
煙道の対向する各垂直方向内壁上に少なくとも２つのノズルが位置決めされる請求項２に記載のスケール防止システム。
【請求項４】
少なくとも２つの空気ノズルが、湿式煙道ガス脱硫ユニットのスラリ温度の約−３１．６〜約−３．８℃の範囲内の温度に温度制御された空気を受ける請求項１〜３の何れかに記載のスケール防止システム。
【請求項５】
湿式煙道ガス脱硫ユニット用のスケール防止システムであって、
湿式煙道ガス脱硫ユニットへの煙道入口に連結され、矩形又は四角形から選択した断面形状を有する煙道構造と、
各々が空気供給ラインを有する少なくとも２つの空気ノズルにして、湿式煙道ガス脱硫ユニットへの煙道入口の水平方向幅を横断方向に覆う空気を提供するように煙道構造の対向する各垂直内壁上に位置決めされる少なくとも２つの空気ノズルと、
各々が空気供給ラインを有する少なくとも２つの横方向空気ノズルにして、前記少なくとも２つの空気ノズルの各内側に位置決めされ且つ、湿式煙道ガス脱硫ユニットへの煙道入口の水平方向幅を横断方向に覆う空気を提供するように湿式煙道ガス脱硫ユニットへの煙道入口の上縁部位置に位置決めされた横方向空気ノズルと、
を含むスケール防止システム。
【請求項６】
少なくとも２つの横方向空気ノズルが逸らせプレートにより分離される請求項５に記載のスケール防止システム。
【請求項７】
湿式煙道ガス脱硫ユニットからスラリを偏向させるように設計され、湿式煙道ガス脱硫ユニットへの煙道入口の上方に位置決めされた少なくとも１つの入口オーニングを更に含む請求項５又は６に記載のスケール防止システム。
【請求項８】
少なくとも２つの空気ノズルが、湿式煙道ガス脱硫ユニットのスラリ温度の約−３１．６〜約−３．８℃の範囲内の温度に温度制御された空気を受ける請求項５〜７の何れかに記載のスケール防止システム。
【請求項９】
湿式煙道ガス脱硫ユニット用のスケール防止システムであって、
湿式煙道ガス脱硫ユニットの煙道入口に連結した煙道構造と、
各々が供給ラインを有する少なくとも２つの冷却プレートにして、湿式煙道ガス脱硫ユニットへの煙道入口の水平方向幅を横断する温度制御を提供するように煙道構造の内壁上に位置決めされる冷却プレートとを含むスケール防止システム。
【請求項１０】
各冷却プレートが、温度制御されたガスを受ける請求項９に記載のスケール防止システム。
【請求項１１】
各冷却プレートが、温度制御された液体を受ける請求項９に記載のスケール防止システム。
【請求項１２】
少なくとも２つの冷却プレートが、湿式煙道ガス脱硫ユニットのスラリ温度の約−３１．６〜約−３．８℃の範囲内の温度に温度制御されたガスを受ける請求項９に記載のスケール防止システム。
【請求項１３】
少なくとも２つの冷却プレートが、湿式煙道ガス脱硫ユニットのスラリ温度の約−３１．６〜約−３．８℃の範囲内の温度に温度制御された液体を受ける請求項９に記載のスケール防止システム。
【請求項１４】
湿式煙道ガス脱硫ユニットからスラリを逸らせるように設計され、湿式煙道ガス脱硫ユニットへの煙道入口の上方に位置決めされた少なくとも１つの入口オーニングを更に含む請求項９〜１３の何れかに記載のスケール防止システム。
【請求項１５】
煙道構造が矩形又は四角形の断面形状を有し、少なくとも１つの冷却プレートが、煙道構造の対向する各垂直方向内壁上に位置決めされる請求項９〜１４の何れかに記載のスケール防止システム。
【請求項１６】
煙道構造が、矩形又は四角形から選択した断面形状を有し、煙道構造の、対向する各底部内側角部に少なくとも１つの冷却プレートが位置決めされる請求項９〜１４の何れかに記載のスケール防止システム。
【請求項１７】
湿式煙道ガス脱硫ユニット用のスケール防止システムであって、
湿式煙道ガス脱硫ユニットの煙道入口に連結した煙道構造と、
各々が空気供給ラインを有する少なくとも２つの空気ノズルと、
各々が供給ラインを有する少なくとも２つの冷却プレートと、
を含み、
前記２つの空気ノズルと前記少なくとも２つの冷却プレートとが組み合わせ状態下に、湿式煙道ガス脱硫ユニットへの煙道入口の水平方向幅を横断する温度制御を提供するように煙道構造の内部上に位置決めされるスケール防止システム。
【請求項１８】
湿式煙道ガス脱硫ユニットからスラリを逸らせるように設計され、湿式煙道ガス脱硫ユニットへの煙道入口の上方に位置決めされる少なくとも１つの入口オーニングを更に含む請求項１７に記載のスケール防止システム。
【請求項１９】
煙道構造が矩形又は四角形の断面形状を有し、少なくとも２つの空気ノズルが、煙道の対向する各垂直方向内壁上に位置決めされる請求項１７又は１８に記載のスケール防止システム。
【請求項２０】
煙道構造が矩形又は四角形の断面形状を有し、少なくとも１つの冷却プレートが、煙道構造の対向する各垂直方向内壁上に位置決めされる請求項１７〜１９の何れかに記載のスケール防止システム。
【請求項２１】
煙道構造が矩形又は四角形から選択した断面形状を有し、煙道構造の、対向する各底部内側角部に少なくとも１つの冷却プレートが位置決めされる請求項１７〜１９の何れかに記載のスケール防止システム。
【請求項２２】
少なくとも２つの空気ノズルが、湿式煙道ガス脱硫ユニットのスラリ温度の約−３１．６〜約−３．８℃の範囲内の温度に温度制御された空気を受ける請求項１７〜２１の何れかに記載のスケール防止システム。
【請求項２３】
少なくとも２つの冷却プレートが、湿式煙道ガス脱硫ユニットのスラリ温度の約−３１．６〜約−３．８℃の範囲内の温度に温度制御されたガスを受ける請求項１７〜２２の何れかに記載のスケール防止システム。
【請求項２４】
少なくとも２つの冷却プレートが、湿式煙道ガス脱硫ユニットのスラリ温度の約−３１．６〜約−３．８℃の範囲内の温度に温度制御された液体を受ける請求項１７〜２２の何れかに記載のスケール防止システム。
【請求項２５】
湿式煙道ガス脱硫ユニット用のスケール防止システムであって、
湿式煙道ガス脱硫ユニットの煙道入口に連結された煙道構造と、
各々が空気供給ラインを有する少なくとも２つの空気ノズルにして、煙道の、対向する各垂直方向内壁上に少なくとも１つの空気ノズルが位置決めされる空気ノズルと、
各々が空気供給ラインを有する少なくとも２つの横方向空気ノズルにして、前記少なくとも２つの空気ノズルの各々の内側に位置決めされ且つ湿式煙道ガス脱硫ユニットへの煙道入口の上縁部位置に位置決めされた横方向空気ノズルと、
各々が供給ラインを有する少なくとも２つの冷却プレートにして、煙道内に位置決めされる冷却プレートと、
を含み、
前記少なくとも２つの空気ノズル、少なくとも２つの横方向空気ノズル、及び少なくとも２つの冷却ノズルが組み合わせ状態下に、湿式煙道ガス脱硫ユニットへの煙道入口の水平方向幅を横断する温度制御を提供するように煙道構造の内面上に位置決めされるスケール防止システム。
【請求項２６】
少なくとも２つの横方向空気ノズルが、逸らせプレートにより分離される請求項２５に記載のスケール防止システム。
【請求項２７】
湿式煙道ガス脱硫ユニットからスラリを偏向させるように設計され、湿式煙道ガス脱硫ユニットへの煙道入口の上方に位置決めされた少なくとも１つの入口オーニングを更に含む請求項２５又は２６に記載のスケール防止システム。
【請求項２８】
煙道構造が矩形又は四角形の断面形状を有し、少なくとも２つの空気ノズルが、煙道の対向する垂直方向内壁上に位置決めされる請求項２５〜２７の何れかに記載のスケール防止システム。
【請求項２９】
少なくとも２つの横方向空気ノズルが逸らせプレートにより分離される請求項２５〜２８の何れかに記載のスケール防止システム。
【請求項３０】
煙道構造が矩形又は四角形の断面形状を有し、少なくとも１つの冷却プレートが、煙道構造の対向する各垂直方向内壁上に位置決めされる請求項２５〜２９の何れかに記載のスケール防止システム。
【請求項３１】
煙道構造が矩形又は四角形から選択した断面形状を有し、煙道構造の、対向する各底部内側角部に少なくとも１つの冷却プレートが位置決めされる請求項２５〜２９の何れかに記載のスケール防止システム。
【請求項３２】
少なくとも２つの空気ノズルが、湿式煙道ガス脱硫ユニットのスラリ温度の約−３１．６〜約−３．８℃の範囲内の温度に温度制御された空気を受ける請求項２５〜３１の何れかに記載のスケール防止システム。
【請求項３３】
少なくとも２つの冷却プレートが、湿式煙道ガス脱硫ユニットのスラリ温度の約−３１．６〜約−３．８℃の範囲内の温度に温度制御されたガスを受ける請求項２５〜３２の何れかに記載のスケール防止システム。
【請求項３４】
少なくとも２つの冷却プレートが、湿式煙道ガス脱硫ユニットのスラリ温度の約−３１．６〜約−３．８℃の範囲内の温度に温度制御された液体を受ける請求項２５〜３２の何れかに記載のスケール防止システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は２０１２年１０月２３日付で提出された、“Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ  Ｓｃａｌｅ  Ｂｕｉｌｄ−Ｕｐ  ｉｎ  ａ  ＷＦＧＤ”と題する米国仮特許出願第６１／７１７，１３３号の優先権を主張するものである。前記出願はここに参照することによりその全体を本明細書の一部とする。
本発明は、一般に煙道ガスの清浄に関し、１実施形態では、湿式煙道ガス脱硫（ＷＦＧＤ）ユニットへの煙道入口位置のスラリ堆積を軽減及び又は防止してＷＦＧＤタワーへの煙道入口位置の乾燥を保ち且つ堆積物（例えば、堆積スケール）を最小化する装置、システム、及び方法に関する。本発明に従う１実施形態における湿式煙道ガス脱硫（ＷＦＧＤ）ユニット、システム及び又は方法は、中でも、入口移行ゾーンに近接して位置付けたプレナム空気デバイス及び又は強制空気箱を含むスケール防止システムを含む。本発明に従う他の実施形態における湿式煙道ガス脱硫（ＷＦＧＤ）ユニット、システム及び又は方法は、中でも、入口移行ゾーンに近接して位置付けた少なくとも１つの冷却プレートを含むスケール防止システムを含む。本発明に従う尚他の実施形態における湿式煙道ガス脱硫（ＷＦＧＤ）ユニット、システム及び又は方法は、中でも、何れも入口移行ゾーンに近接して位置付けた、プレナム空気デバイス及び又は強制空気箱と、少なくとも１つの冷却プレートとを含むスケール防止システムを含む。
【背景技術】
【０００２】
図１には代表的な湿式煙道ガス脱硫（ＷＦＧＤ）ユニット及びこのユニットに格納した種々のパーツ及び特徴が例示される。図１に例示するように、種々のＷＦＧＤタワーに図１に示す入口を介して流入するＳＯ2含有煙道ガスはＷＦＧＤタワー内で使用するスラリと接触する。ＷＦＧＤタワーに高温の煙道ガスが流入することで、入口周囲の煙道ガス温度やガス流路を原因とするスラリが入口ノズルの壁／屋根に堆積され得る。その後、スラリはこの表面上で“フラッシュドライ”され、それにより１つ又は１つ以上の極めて硬質のスケールを残留させ得る。このスケールは運転時のタワー負荷変動やプラント停止中に破壊され、１つ又は１つ以上の硬質の研磨性材料片がＷＦＧＤタンク内に落下してプロセス流れに連行される恐れがある。
【０００３】
特定の理論には束縛されないが、スケールは、ガス流速が最低になるＷＦＧＤ入口の下方の２つの角部で形成され始めることから、液体はこの入口で停滞し且つガス化する可能性が最も高いと考えられる。ある非限定的な理論上は、タイルライン（ｔｉｌｅ  ｌｉｎｅｄ）型ＷＦＧＤタワーの特定ケースでは、使用するグラウト及びあるいはタイルの多孔性の故にスケール堆積量が増大され得る。これは、大型スケール片の形成及びその一斉脱落を生じさせ得る。
【０００４】
上述した問題を解消し得る方策が米国特許第５，４０３，５２３号に記載され、この方策では偏向システムを使用してＷＦＧＤ入口が清浄に維持される。従来の解決策が図２〜図５に例示される。
図面を参照するに、図１には湿式煙道ガス脱硫（ＷＦＧＤ）ユニットの一例が全体図で示され、図２には、円筒状ハウジング１４を有する湿式スクラバモジュール１２が、入口煙道１８とハウジングとの間の移行部位置で煙道ガス１６を受ける既知の湿式煙道ガス脱硫（ＷＦＧＤ）ユニット１０の断面図で示される。入口煙道１８は代表的には水平から０°〜９０°の範囲の俯角で円筒状ハウジング１４に接近する。入口煙道１８は一般に断面が矩形状であり、その幅Ｗは高さＨの約２．５倍より大きい（即ち、幅対高さ比Ｗ／Ｈが約２．５）。入口煙道１８は、入口煙道１８及び円筒状ハウジング１４の各上面２４及び下面２６付近の位置２０、２２で、９０°の角度で円筒状ハウジング１４に交差し且つ取り付けられるように、即ち、入口煙道１８が円筒状ハウジング１４と実質的に直角を成すように留め継ぎされる。この直角配向は移行部、構造設計及び湿式スクラバモジュール１２の作製を簡易化する。入口煙道１８より上流側の、煙道システムにおける入口煙道１８に先行するその他部分（図示せず）には、断面移行部、エルボー、ファン及び又はその他の、煙道ガス１６を入口煙道１８に供給する流体圧装置が含まれ得る。
【０００５】
図３Ａ及び３Ｂに例示するように、円筒状ハウジング１４内の入口オーニング２８が、代表的には約３００°Ｆ（約１４８．８℃）の温度下に湿式スクラバモジュール１２に提供される煙道ガス１６の一部を水平に関して４５°の俯角で差し向けるために使用される。湿式スクラバモジュール１２内に噴霧され及び又は湿式スクラバモジュール１２内のパッキング、トレー、あるいはその他表面から滴下する液体スラリ３０が入口オーニング２８の上面３２上に落下する。入口オーニング２８の先端部３６の上方に位置付けた堰プレート３４が液体スラリ３０の通過する間隙３８を提供し、かくして、下方に放出され、高温の煙道ガス流れ１６中に入る液体スラリカーテン４０の一様性が調節及び改善される。高温の煙道ガス１６は湿式スクラバモジュール１２に流入するに従い、液体スラリカーテン４０により冷却及び湿潤化され、液体スラリカーテン４０中に含まれる水の一部を蒸発させる。
【０００６】
入口オーニング２８が無いと、液体スラリ３０の薄液膜は湿式スクラバモジュール１２の壁伝いに流下して高温の煙道ガス１６に接触する。しかしながら、入口開口部を横断して湿式スクラバモジュール１２に落下する液体スラリ３０の薄液膜中の水量は、高温の煙道ガス１６を完全に冷却及び湿潤化するに十分なものではない。入口オーニング２８はその上部に落下する全ての液体スラリ３０を収集して間隙３８に通し、かくして厚い液体スラリカーテン４０を形成させる。入口オーニング２８で分岐されて液体スラリカーテン４０を形成するこの大量の水は、高温の煙道ガス１６を完全且つ即時に冷却及び湿潤化させるに要するそれを上回るものである。この完全且つ即時の冷却及び湿潤化は湿潤／乾燥界面を低減させ、固形物堆積の恐れを低減させる。
【０００７】
入口オーニング２８が無い場合、液体スラリ３０及び高温の煙道ガス１６の組み合わせが入口煙道１８又はハウジング１４の任意表面に接触すると、液体スラリ３０が蒸発する際に固形物が堆積し得る。湿潤／乾燥界面では、流入するガスを連続的及び完全に湿潤化させるに十分な水が存在しないことから固形物が形成される。これらの固形物が時間と共に堆積すると湿式スクラバモジュール１２を停止させ、管理人員が湿式スクラバモジュール１２に入って堆積物を除去する必要が生じる。湿式スクラバモジュール１２を停止させるには、煙道ガス１６を浄化するスペアの湿式スクラバモジュール１２を利用可能であること、生成される煙道ガス量が残余のオンラインの湿式スクラバモジュール１２の能力を超えないよう、ボイラ負荷を低下させること、又は、部分処理又は未処理の煙道ガス１６を大気中に直接放出させる必要がある。これらの代替策は全て望ましいものではなく且つ工業的に受け入れ難いものである。かくして、入口オーニング２８により液体スラリカーテン４０を創出させ、液体スラリ３０の湿潤／乾燥界面を高温の煙道ガス１６から離間した状態に維持することが好ましい。液体スラリカーテン４０は、入口オーニング２８が下方に延びて湿式スクラバモジュール１２の円筒状ハウジング１４内に入り込むことで、それらの表面から離間して維持される。液体スラリカーテン４０は湿潤化に要する以上の水をも提供する。
【０００８】
図４及び図５に示すように、入口オーニング２８の側端部４２位置で側壁４４が入口オーニング２８から延びてハウジング１４に入り、且つ、下方の、入口煙道１８の下方表面２６より低い位置に延びている。これらの側壁４４は、液体スラリ３０が入口オーニング２８の側端部４２から流下する又はハウジング１４の内面４６に沿って入口煙道１８に流入するのを防止する。これらの側壁４４は、受け入れ可能な湿潤／乾燥界面をこれらの表面から離して維持し、かくして上述した堆積問題を回避するために必要なものである。加えて、入口オーニング２８には補強材４８が設けられ、この補強材は、側壁４４との組み合わせ状態下にこれら表面に沿った液体スラリ３０の流れ配分をより一様化する。
【０００９】
上述した既知の入口煙道１８及び入口オーニング２８の各装置の流耐圧試験によれば、煙道ガス側の全圧が著しく低下することが判明した。煙道ガスの側圧力の低下が大きいとファンの圧力機能を高める必要があるが、そうするとファン及びモーターのキャパシティが増大され、ユニット寿命に対する運転コストが増大する。これは、Ｈ2Ｏガス側における１．０インチ（約２．５４ｃｍ）の圧力降下でさえ、その評価額は１００万ドルに達し得ることから非常に望ましくないものである。従って、湿式スクラバ装置における煙道ガス側圧力降下を減少させるのはコスト削減方法として有効である。しかしながら、そのような圧力降下の減少は移行界面及び又はゾーン位置での乾燥スラリ材料の所望されざる堆積を防止する様式で、尚、達成されるべきである。
【００１０】
従って、煙道ガス入口がＷＦＧＤタワーに合致する移行界面及び又はゾーンに堆積するスラリ材料量を低下させる装置、システム及び又は方法に対する需要が斯界に存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許第５，４０３，５２３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
煙道ガス入口がＷＦＧＤタワーに合致する移行界面及び又はゾーンに堆積するスラリ材料量を低下させる装置、システム及び又は方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は一般に煙道ガスの浄化に関し、その１実施形態は湿式煙道ガス脱硫（ＷＦＧＤ）ユニットへの煙道ガス入口位置におけるスラリ堆積を軽減及び又は防止して前記入口の乾燥を保ち且つ前記入口位置での堆積（例えば、堆積スケール）を最小化する装置、システム及び方法に関する。１実施形態では、本発明に従う湿式煙道ガス脱硫（ＷＦＧＤ）ユニット、装置、システム及び方法は、中でも、入口移行ゾーンに近接して位置付けたプレナム空気デバイス及び又は強制空気箱を含むスケールス防止システムを含む。他の実施形態では、本発明に従う湿式煙道ガス脱硫（ＷＦＧＤ）ユニット、装置、システム及び方法は、中でも、入口移行ゾーンに近接して位置付けた少なくとも１つの冷却プレートを含むスケール防止システムを含む。尚他の実施形態では、本発明に従う湿式煙道ガス脱硫（ＷＦＧＤ）ユニット、装置、システム及び方法は、中でも、何れも入口移行ゾーンに近接して位置付けたプレナム空気デバイス及び又は強制空気箱と、少なくとも１つの冷却プレートとを含むスケール防止システムを含む。
【００１４】
従って、本発明の１様相によれば、湿式煙道ガス脱硫（ＷＦＧＤ）ユニット用のスケール防止システムであって、湿式煙道ガス脱硫ユニットの入口に連結した煙道構造と、各々が空気供給ラインを有する少なくとも２つの空気ノズルにして、湿式煙道ガス脱硫ユニットへの煙道入口の水平方向幅を横断方向に覆う空気を提供するように煙道内に位置決めした空気ノズルと、湿式煙道ガス脱硫ユニットへの煙道入口の上方に位置決めされ、スラリを湿式煙道ガス脱硫ユニットから偏向させるように設計された少なくとも１つの入口オーニングとを含むスケール防止システムが提供される。
【００１５】
本発明の更に他の様相によれば、湿式煙道ガス脱硫（ＷＦＧＤ）ユニット用のスケール防止システムであって、湿式煙道ガス脱硫ユニットの入口に連結した煙道構造と、各々が空気供給ラインを有する少なくとも２つの空気ノズルにして、湿式煙道ガス脱硫ユニットへの煙道入口の水平方向幅を横断方向に覆う空気を提供するように煙道の対向する各垂直方向内壁に少なくとも１つの空気ノズルを位置決めした少なくとも２つの空気ノズルと、各々が空気供給ラインを有する少なくとも２つの横方向空気ノズルにして、湿式煙道ガス脱硫ユニットへの煙道入口の水平方向幅を横断方向に覆う空気を提供するように前記少なくとも２つの各空気ノズル内に各々位置決めされ且つ湿式煙道ガス脱硫ユニットへの煙道入口の上縁部位置に位置決めした少なくとも２つの横方向空気ノズルとを含むスケール防止システムが提供される。
【００１６】
本発明の更に他の様相によれば、湿式煙道ガス脱硫（ＷＦＧＤ）ユニット用のスケール防止システムであって、湿式煙道ガス脱硫ユニットの煙道入口に連結した煙道構造と、各々が供給ラインを有する少なくとも２つの冷却プレートにして、湿式煙道ガス脱硫ユニットへの煙道入口の水平方向幅を横断する温度制御を提供するように煙道内に位置決めした冷却プレートとを含むスケール防止システムが提供される。
【発明の効果】
【００１７】
煙道ガス入口がＷＦＧＤタワーに合致する移行界面及び又はゾーンに堆積するスラリ材料量を低下させる装置、システム及び又は方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、代表的な湿式煙道ガス脱硫（ＷＦＧＤ）ユニットの部分破除した斜視図である。
【図２】図２は、図１の湿式煙道ガス脱硫（ＷＦＧＤ）ユニットの断面図である。
【図３】図３Ａは、図２の入口煙道及び湿式スクラバモジュール間の移行部の断面図であり、図３Ｂは、図３Ａの部分拡大断面図である。
【図４】図４は、図２の線４−４に沿った平面断面図である。
【図５】図５は、図２の入口オーニング用の側壁の側面図である。
【図６】図６は、ＷＦＧＤの煙道入口用のスケール防止システムの１実施形態の例示図である。
【図７】図７は、図６のスケール防止システムの断面図である。
【図８】図８は、ＷＦＧＤ煙道入口用のスケール防止システムの他の実施形態の例示図である。
【図９】図９は、図８のスケール防止システムの断面図である。
【図１０】図１０は、ＷＦＧＤ煙道入口用のスケール防止システムの更に他の実施形態の例示図である。
【図１１】図１１は、図１０のスケール防止システムの断面図である。
【図１２】図１２は、ＷＦＧＤ煙道入口用のスケール防止システムの更に他の実施形態の断面図である。
【図１３】図１３は、ＷＦＧＤ煙道入口用のスケール防止システムの更に他の実施形態の断面図である。
【図１４】図１４は、ＷＦＧＤ煙道入口用のスケール防止システムの更に他の実施形態の例示図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明は一般に煙道ガスの浄化に関し、その１実施形態は湿式煙道ガス脱硫（ＷＦＧＤ）ユニットへの煙道ガス入口位置におけるスラリ堆積を軽減及び又は防止し、かくして前記入口の乾燥を保ち且つ前記入口位置での堆積（例えば、堆積スケール）を最小化する装置、システム及び方法に関する。１実施形態では、本発明に従う湿式煙道ガス脱硫（ＷＦＧＤ）ユニット、装置、システム及び方法は、中でも、入口移行ゾーンに近接して位置付けたプレナム空気デバイス及び又は強制空気箱を含むスケール防止システムを含む。他の実施形態では、本発明に従う湿式煙道ガス脱硫（ＷＦＧＤ）ユニット、装置、システム及び方法は、中でも、入口移行ゾーンに近接して位置付けた少なくとも１つの冷却（ｃｈｉｌｌ）プレートを含むスケール防止システムを含む。尚他の実施形態では、本発明に従う湿式煙道ガス脱硫（ＷＦＧＤ）ユニット、装置、システム及び方法は、中でも、その何れも入口移行ゾーンに近接して位置付けたプレナム空気デバイス及び又は強制空気箱と、少なくとも１つの冷却プレートとを含むスケール防止システムを含む。
【００２０】
ここで、“入口移行ゾーン”とは、煙道ガスがＷＦＧＤからのスラリと接触することで温度勾配が“ホット”から“コールド”に変化する及び又は煙道ガス内の水飽和量が変化するエリアを意味するものと定義される。当業者には明らかな如く、“入口移行ゾーン”はある特定エリアに位置付けられるものではない。むしろ、あるＷＦＧＤユニットの“入口移行ゾーン”は他のＷＦＧＤユニットのそれとは変化され又は、同じＷＦＧＤ内で運転条件に依存してさえ変化され得る。
【００２１】
本発明の様々のスケール軽減及び又は防止システムで使用する空気に関し、本発明の任意の１つ又は１つ以上の実施形態における種々の空気ライン及び又は配管に供給される空気は、任意の好適な供給源（例えば任意の好適な空気ポンプ、コンプレッサ等）からの温度制御された空気から、又は、ＷＦＧＤに供給される酸化用空気から入手し得るであろう任意の余剰酸化用空気から供給され得る。他の実施形態では、本発明の任意の１つ又は１つ以上の実施形態における種々の空気ライン及び又は配管に供給される空気は、任意の好適な供給源（例えば任意の好適な空気ポンプ、コンプレッサ等）からの温度制御された空気と、ＷＦＧＤに供給される酸化用空気から入手し得るであろう任意の余剰酸化用空気との任意の組み合わせから供給され得る。
【００２２】
更には、本発明の任意の１つ又は１つ以上の実施形態における種々の空気ライン及び又は配管に供給される空気温度は、ＷＦＧＤスラリ温度の約−２５°Ｆ〜約＋２５°Ｆ（約−３１．６〜約−３．８℃）の範囲内とされるべきである。他の実施形態では、本発明の任意の１つ又は１つ以上の実施形態における種々の空気ライン及び又は配管に供給される空気温度は、ＷＦＧＤスラリ温度の約−２０°Ｆ〜約＋２０°Ｆ（約−２８．８℃〜約−６．６℃）、又は約−１５°Ｆ〜約＋１５°Ｆ（約−２６．１℃〜約−９．４℃）、又は約−１０°Ｆ〜約＋１０°Ｆ（約−２３．３℃〜約−１２．２℃）、又は約−５°Ｆ〜約＋５°Ｆ（約−２０．５℃〜約−１５℃）、あるいは約−２．５°Ｆ〜約＋２．５°Ｆ（約−１９．１℃〜約−１６．３℃）とさえすべきである。明細書及び請求項を問わず、個別の範囲値及び又は範囲は、それらの組み合わせにより、開示されない追加的範囲を形成し得るものとする。
【００２３】
図面を参照するに、図６には入口スケール軽減及び又は防止システム（今後、“スケール防止システム”と略記される）の１実施形態が例示される。図６の実施形態ではスケール防止システム１００が記載される。図６に示すように、煙道１０２はＷＦＧＤユニットのタワー部分に入るように示される。ＷＦＧＤユニットのタワー部分１０４は円形断面形状を有するように示されるが、本発明はこれに限定されるものではない。従って、ＷＦＧＤユニットのタワー部分１０４に対して任意の幾何学的形状を使用できる。スケール防止システム１００の残余部分に関しては、煙道１０２が、この煙道１０２の幅を横断する少なくとも１つの伸張ジョイント１０６を有するように形成される。更に、スケール防止システム１００は、空気を左右各側の掃除ノズル１１０に空気を供給する左右の空気ライン及び又は配管１０８をも含む。掃除ノズル１１０は、各掃除ノズルの各空気ライン及び又は配管１０８を介して供給される掃除空気を煙道ガス流れ方向（矢印１１２で示す）と全体に同一方向に配向する。ある実施形態ではスケール防止システム１００は、ＷＦＧＤのスラリが上方から“降雨”して煙道１０２に入るのを防止するよう煙道１０２の上部及び又は側部を追加的に覆う及び又は保護する、図５に開示され且つ記載されたそれらに類似する入口オーニング及び又は側壁を更に含み得る。従って、左右の空気ライン及び又は配管１０８、左右の掃除ノズル１１０、そして、もしあれば入口オーニング及び又は側壁（図５参照）の組み合わせ作用により、ＷＦＧＤのスラリがＷＦＧＤの煙道１０２に入り、このＷＦＧＤ煙道１０２の端部上にスケールを堆積させるのを防止する。
【００２４】
図７にはＷＦＧＤのタワー部分１０４に入る煙道１０２の開放端が断面で示され、左右の各掃除ノズル１１０の向きが示される。他の実施形態では、所望であれば、上方から“降雨”して煙道１０２に入るＷＦＧＤのスラリに対する更なる保護を提供する、図５の実施形態に従う入口オーニング及び又は側壁を煙道１０２の上部及び側縁部（左右の掃除ノズル１１０の上縁部の上方）を覆って配置し得る。更に尚他の実施形態では、左右の掃除ノズル１１０を、これら左右の掃除ノズルが煙道１０２の底縁部位置で開始され且つ煙道１０２の上縁部に向けて実質的に垂直に立ち上がる限りにおいて、任意の所望の高さとし得る。
【００２５】
図８を参照するに、別態様のスケール防止システム２００が例示される。図８では煙道２０２はＷＦＧＤユニットのタワー部分２０４に入るように示される。ＷＦＧＤユニットのタワー部分２０４は円形断面形状を有するように示されるが、本発明はこれに限定されるものではない。従って、ＷＦＧＤユニットのタワー部分２０４に対して任意の幾何学的形状を利用し得る。スケール防止システム２００の残余部分に関しては、煙道２０２が、この煙道２０２の幅を横断する少なくとも１つの伸張ジョイント２０６を有するように形成される。他の実施形態では伸張ジョイントは、左右の矩形形状で表わす１つ又は１つ以上の伸張ジョイントドリップゾーン及び又はドレイン２３２を有し得る。ある実施形態では伸張ジョイントドリップゾーン及び又はドレイン２３２は、煙道２０２の伸張ジョイントセクションの下側に位置付けられる。加えて、スケール防止システム２００は、左右各側の掃除ノズル２３６のみならず横方向掃除ノズル２３８に空気を供給する左右の空気ライン及び又は配管２３４をも含む。横方向掃除ノズル２３８は煙道２０２の中心線方向に位置付けられ且つバッフルプレート２４０で分離される。
【００２６】
ある実施形態では横方向掃除ノズル２３８及びバッフルプレート２４０は煙道２０２の、タワー２０４に入る底縁部に沿って位置付けられる。他の実施形態では横方向掃除ノズル２３８及びバッフルプレート２４０は煙道２０２の、タワー２０４に入る上縁部に沿って位置付けられる。本発明の目的上、煙道２０２の底縁部はタワー２０４の底部に最接近して位置付けられる。バッフルプレート２４０は、少なくとも２つの横方向掃除ノズルが存在することによる多数の空気ゾーンを創出するよう、横方向掃除ノズル２３８の間に配置される。１実施形態では、バッフルプレート２４０の存在により左右の各横方向掃除ノズル２３８を相互に個別に作動させ得、かくして、タワー２０４に入る煙道２０２の左右の各部分に提供される空気の制御をカスタマイズできる。他の実施形態では左右の横方向掃除ノズル２３８は個別にではなくタンデム作動され得る。
【００２７】
前記構成上、側方の掃除ノズル２３６と横方向掃除ノズル２３８との組み合わせが、掃除空気を各掃除ノズルの各空気ライン及び配管２３４を介して煙道ガスの流れ方向（矢印２１２で示す）と全体に同じ方向に差し向ける。他の実施形態では、図示されないが、スケール防止システム２００は、ＷＦＧＤのスラリが上方から“降雨”して煙道２０２に入るのを防止する、煙道２０２の上部及び又は側部を覆い且つ包囲する入口オーニング及び又は側壁を更に含み得る。従って、左右の空気ライン及び又は配管２３４と、左右各側の掃除ノズル２３６と、左右の横方向掃除ノズル２３８と、バッフルプレート２４０との組み合わせが、煙道２０２へのＷＦＧＤスラリの侵入と、それによる煙道２０２のＷＦＧＤ端部上へのスケール堆積を防止するよう作用する。
【００２８】
図９には煙道２０２の、ＷＦＧＤのタワー部分１０４に入る開放端部が例示され、左右の掃除ノズル２３６と、左右の横方向掃除ノズル２３８と、バッフルプレート２４０との配向が示される。他の実施形態では、所望であれば、ＷＦＧＤのスラリが上方から“降雨”して煙道２０２に入るのを防止する、煙道２０２の上縁部及び又は側縁部を覆う／包囲する入口オーニング及び又は側壁を配置（左右の横方向掃除ノズル２３８及びバッフルプレート２４０の上方に）し得る。
【００２９】
図１０を参照するに、図１０には別態様のスケール防止システム３００が示される。図１０に示すように、煙道３０２はＷＦＧＤユニットのタワー部分３０４に入るように示される。ＷＦＧＤユニットのタワー部分３０４は円形断面形状を有するように示されるが、本発明はこれに限定されるものではない。従って、ＷＦＧＤユニットのタワー部分３０４に対して任意の幾何学的形状を使用できる。スケール防止システム３００の残余部分に関しては、煙道３０２が、この煙道３０２の幅を横断する少なくとも１つの伸張ジョイント３０６を有するように形成される。他の実施形態では伸張ジョイントは、煙道３０２の伸張ジョイントセクションの下側上に位置付けた１つ又は１つ以上の伸張ジョイントドレイン（図示せず）を有し得る。更にはスケール防止システム３００は、温度制御された空気及び又は温度制御された液体を左右の冷却プレート３２２に供給する左右のライン及び又は配管３２０をも含む。左右のライン及び又は配管３２０と、左右の冷却プレート３２２とは、それらの組み合わせ状態下にＷＦＧＤのタワー３０４の入口位置の温度を低下させることで、ＷＦＧＤに流入する煙道ガスと、ＷＦＧＤの、上方から“降雨”するスラリとの間の大きな温度変化によってスケールが堆積するのを軽減及び又は防止する。本発明の他の実施形態では図１０の実施形態が図６または図８の実施形態の何れかと組み合わされ得る。
【００３０】
更に他の実施形態では、図示されないが、スケール防止システム３００はＷＦＧＤのスラリが上方から“降雨”して煙道２０２に入るのを防止する、煙道３０２の上部及び又は側部を覆い／包囲する入口オーニング及び又は側壁を更に含み得る。
図１１には、煙道３０２の、ＷＦＧＤのタワー部分３０４に入る部分の開放端部が例示され、左右の冷却プレート３２２の配向が示される。他の実施形態では、所望であれば、ＷＦＧＤのスラリが上方から“降雨”して煙道３０２に入るのを更に防止する、煙道３０２の上縁部を覆う入口オーニングを配置し得る。
【００３１】
図１２〜図１４を参照するに本発明の種々の別態様の断面図が示される。図１２の実施形態では煙道４０２と、ＷＦＧＤタワー４０４の一部とが例示される。図１２に示す実施形態では、図示されたスケール防止システムは左右各側の掃除ノズル２３６及び左右の冷却プレート３２２を共に含んでいる。図１３に示す実施形態ではスケール防止システムは、図示の如く煙道５０２の、タワー５０４に入る端部位置に位置付けた、左右の掃除ノズル２３６と、左右の横方向掃除ノズル２３８と、バッフルプレート２４０と、左右の冷却プレート３２２とを含む。図１４に示す実施形態は、図示の如く、左右の掃除ノズル２３６と、左右の横方向掃除ノズル２３８と、バッフルプレート２４０と、左右の冷却プレート３２２とを含み、左右の掃除ノズル２３６は、図示の如く煙道６０２の、タワー６０４に入る端部位置に位置付けた左右の各冷却プレート３２２の垂直方向上部に位置付けられている。更に他の実施形態では、図示されないが、図１２〜図１４の任意の実施形態が、ＷＦＧＤのスラリが上方から“降雨”して煙道４０２／５０２／６０２に入るのを更に防止する、煙道４０２／５０２／６０２の上縁部を覆う／包囲する入口オーニング及び又は側壁を更に含み得る。
【００３２】
本発明のノズル、冷却プレート及び又はバッフルプレートの何れかにおけるサイズ、高さ及び又は幅は必要及び又は所望に応じて変更可能である。従って、本発明は唯一の幾何学的形状、レイアウト、及び又は設計上の配向に限定されるものではない。更には、種々のノズル、冷却プレート及び又はバッフルプレートは、組み合わせ、種々の副組み合わせ、あるいは各アイテムを個別においてさえ作動させ得る。
【００３３】
任意の１つの利益、又は利益組み合わせには束縛されないが、本発明に従うスケール防止システムは、形成されたスケールがＷＦＧＤタンク内に落下するのを防止する。あるいは、仮にスケールが形成されてもそのサイズは小さいため攪拌器やポンプ（吸収装置リサイクルポンプ及び又はブリードポンプ）により更に小さく破壊し得る。このため、ブリードポンプ流れ中のスケール片は一次ハイドロクロン内にポンピングされ得る。本発明の１つ又は１つ以上のシステムによればスケール片の形成が防止され、かくして、それらスケール片がその下流側で除去され得ない１つ又は１つ以上のハイドロクロンに流入するのが防止される。これにより、１つ又は１つ以上のハイドロクロンの詰まりが低減され、かくしてメンテナンス間隔数が低減される。
【００３４】
本発明は、ＷＦＧＤに入る煙道のタワー端部位置でのスケール形成をある形式の水ベースシステムを使用して防止するシステムに優る有益性がある。そのような水ベースシステムには、これに限定しないが、結局はスケール形成を増大させるであろうＷＦＧＤタワー内の水／水性バランスの所望されざる変動、ＷＦＧＤに入る煙道のタワー端部位置の腐食、及び又は、水供給問題、を含む数多くの欠点がある。
【００３５】
本発明において想定し得るその他の利益は、スケールのサイズ及び頻度が減少されることから、吸収装置リサイクル（ＡＲ）ポンプを押送されるスケール片の量及びサイズが低減されることである。これはポンプ流れ中の研磨性粒子材料の量を減少させる可能性がある。しかも、スケール片は代表的にはＡＲポンプのヘッダ内に押し込まれ、タワーの上方部分でスラリノズルに入る。これらのノズルは小開口部を有し、スケール片が相互に十分に押し込まれるとＡＲノズル及び又はヘッダを詰まらせる恐れが高まる。そのような詰まりはＳＯ2除去率の低下のみならず、システムの石灰石利用率低下のリスクに繋がる。従って、本発明の１つ又は１つ以上の実施形態によれば、この現象の過酷性及び又は発生が減少され得、かくしてＳＯ2除去率が良好化されるのみならず、１つ又は１つ以上のＡＲノズルへの損傷が減少する。
【００３６】
以上のことから、本発明の実施形態では異なる２つの原理を使用してＷＦＧＤの煙道入口位置に形成されるスケール量を低減させる。図６〜図８の実施形態では、種々のノズル及び又はプレナム構造を介した加圧及び又は強制空気を使用し、２つの手段、即ち、（ｉ）スラリ及び又はガス渦流を入口から強制流出させ且つタワーに強制流入させる高圧空気及び、（ｉｉ）高温煙道ガスと低温スラリとの間の絶縁ゾーンを創出するよう作用する空気供給により入口エリアを清浄に維持する。ある実施形態では、煙道入口に供給される空気は加湿されて受け入れ可能な温度に低下され得る。このように低温化されたプレナムは、プレナムにスラリがフラッシュドライングされてスケールを形成するのを防止するべく、ＷＦＧＤ流体の運転温度に等しい又はそれ未満の温度に維持されるべきである。
【００３７】
更に尚他の実施形態では、本発明の種々の実施形態用の空気源はタワーに流入するＷＦＧＤの酸化空気から提供され、これにより、ＷＦＧＤサイトが余剰酸化空気と共に設計及び運転（タワー負荷のターンダウンにより）される追加的利益が生じる。この余剰酸化空気はあるプラントでは、（ａ）下流側での衝撃により強い酸化性物質の形成、（ｂ）フッ化物誘発性の堆積物下方腐食を発生させるガルヴァニックブリッジを形成するマンガン堆積物によるタワー腐食、（ｃ）有害なセレン種形成、そして、（ｄ）水銀再発生を含む有害な化学的影響をもたらす。従って、そのような余剰酸化空気の使用は、上述したマイナス効果の１つ又は１つ以上を低下、軽減及び又は排除する上で役立ち得る。
【００３８】
図９及び図１０の実施形態では、加圧／酸化空気を使用又は使用しない左右の冷却プレートが使用され、ＷＦＧＤへの煙道入口位置におけるスケール形成が減少され得る。冷却プレートは入口表面をより低温に維持し、かくして煙道入口位置でスラリが熱ショックを受けるのを防ぐ上で役立つ。この熱ショックは煙道入口位置のスケール形成に繋がる“フラッシュドライ”を招き得る。冷却プレートは、入口の接触表面温度を煙道ガス入口温度以下に保たせる所定温度下に流動する液体又はガスの使用をも可能とする。
以上、本発明を実施例を参照して説明したが、本発明の内で種々の変更をなし得ることを理解されたい。
【符号の説明】
【００３９】
１００  スケール防止システム
１０２  煙道
１０４  タワー部分
１０６  伸張ジョイント
１０８  配管
１１０  掃除ノズル
２００  スケール防止システム
２０２  煙道
２０４  タワー部分
２０６  伸張ジョイント
２３２  ドレイン
２３４  配管
２３６  掃除ノズル
２３８  横方向掃除ノズル
２４０  バッフルプレート
３００  スケール防止システム
３０２／４０２／５０２／６０２  煙道
３０４  タワー部分
３０６  伸張ジョイント
３２０  配管
３２２  冷却プレート
４０４  ＷＦＧＤタワー
５０４／６０４  タワー
【図１】
2015532205.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2015532205.tif 000007
【図６】
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【図７】
2015532205.tif 000009
【図８】
2015532205.tif 000010
【図９】
2015532205.tif 000011
【図１０】
2015532205.tif 000012
【図１１】
2015532205.tif 000013
【図１２】
2015532205.tif 000014
【図１３】
2015532205.tif 000015
【図１４】
2015532205.tif 000016
【国際調査報告】
2015532205.tif 000017
2015532205.tif 000018
2015532205.tif 000019