(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温排ガスのガス入口と低温排ガスのガス出口と灰出口とを備えたガス冷却室内へ、大気圧下での水の沸点よりも高い温度の脱気器から取り出した加圧熱水又はボイラの連続ブロー水である加圧熱水をガス冷却室内の高温排ガス入口の近傍に設けた減温水ノズルから噴霧して減圧沸騰させることにより、噴霧した加圧熱水を微小粒子に霧化して瞬時に蒸発させ、高温排ガスと混合することにより高温排ガスを最低で１２０℃の温度まで冷却し、更に、冷却されて低温排ガス出口から流出する低温排ガスの温度を検出すると共に、当該検出した温度信号に基づいて前記減温水ノズルへ供給する加圧熱水の減温水量制御弁の開度制御を行うことにより、低温排ガスの温度を調整するようにした焼却炉やボイラ設備における熱水を利用した排ガス減温方法。
【請求項２】
高温排ガスが流通する排ガスダクト内へ、大気圧下での水の沸点よりも高い温度の脱気器から取り出した加圧熱水又はボイラの連続ブロー水である加圧熱水を排ガスダクト内に設けた減温水ノズルから噴霧して減圧沸騰させることにより、噴霧した加圧熱水を粒径が３０μｍ以下の微小粒子に霧化して瞬時に蒸発させ、高温排ガスと混合することにより高温排ガスを最低で１２０℃の温度まで冷却し、更に、冷却されて排ガスダクトから流出する排ガス温度を検出して、当該検出した温度信号に基づいて前記減温水ノズルへ供給する加圧熱水の減温水量制御弁の開度制御を行うことにより、低温排ガスの温度を調整するようにした燃焼炉やボイラ設備における熱水を利用した排ガス減温方法。
【請求項３】
加熱したアルカリ性溶液を熱水内へ混合するようにした請求項１又は請求項２に記載の熱水を利用した排ガス減温方法。
【請求項４】
ガス入口とガス出口と灰出口とを備えたガス冷却室と、大気圧下での水の沸点よりも高い温度の脱気器から取り出した加圧熱水又はボイラからの連続ブロー水である加圧熱水を貯留した熱水タンクと、ガス冷却室内の高温排ガス入口の近傍に設けられ、熱水タンクからの加圧熱水をガス冷却室内へ噴霧して減圧沸騰させ、加圧熱水を粒径が３０μｍ以下の微小の粒子に霧化して瞬時に蒸発させる減温水ノズルと、減温水ノズルへ供給する熱水量を調整する減温水量制御弁と、ガス出口から流出する低温排ガスの温度検出器と、前記温度検出器からの検出信号により減温水量制御弁を開閉制御する温度制御装置とから成り、高温排ガスを最低で１２０℃の温度まで冷却する構成としたことを特徴とする熱水を利用した排ガス減温装置。
【請求項５】
高温排ガスが流通する排ガスダクトと、大気圧下での水の沸点よりも高い温度の脱気器から取り出した加圧熱水又はボイラからの連続ブロー水である加圧熱水を貯留した熱水タンクと、排ガスダクト内に設けられ、熱水タンクからの熱水を排ガスダクト内へ噴霧して減圧沸騰させ、加圧熱水を粒径が３０μｍ以下の微小粒子に霧化して瞬時に蒸発させる減温水ノズルと、減温水ノズルへ供給する熱水量を調整する減温水量制御弁と、排ガスダクトの出口から流出する低温排ガスの温度検出器と、前記温度検出器からの検出信号により減温水量制御弁を開閉制御する温度制御装置とから成り、高温排ガスを最低で１２０℃の温度まで冷却する構成としたことを特徴とする熱水を利用した排ガス減温装置。
【請求項６】
熱水タンクの内圧により、熱水を減温水ノズルへ供給するようにした請求項４又は請求項５に記載の熱水を利用した排ガス減温装置。
【請求項７】
ガス入口とガス出口と灰出口とを備えたガス冷却室と、大気圧下での水の沸点よりも高い温度の脱気器から取り出した加圧熱水又はボイラの連続ブロー水である加圧熱水を貯留した熱水タンクと、アルカリ性溶液を貯留したアルカリ性溶液タンクと、熱水タンクからの熱水とアルカリ性溶液タンクからのアルカリ性溶液とを混合する混合器と、ガス冷却室内の高温排ガス入口の近傍に設けられ、前記混合器からのアルカリ性溶液を含む熱水をガス冷却室内へ噴霧して減圧沸騰させ、加圧熱水を粒径が３０μｍ以下の微小粒子に霧化して瞬時に蒸発させる減温水ノズルと、減温水ノズルへ供給するアルカリ性溶液を含んだ熱水の流量を調整する減温水量制御弁と、前記混合器へ供給するアルカリ性溶液の流量を調整するアルカリ性溶液量制御弁と、ガス出口から流出する低温排ガスの温度検出器と、前記低温排ガスの酸性ガス濃度検出器と、前記温度検出器からの検出信号により減温水量制御弁を開閉制御する温度制御装置と、前記酸性ガス濃度検出器からの検出信号によりアルカリ性溶液量制御弁を開閉制御する酸性ガス濃度制御装置とから成り、高温排ガスを最低で１２０℃の温度にまで冷却する構成としたことを特徴とする熱水を利用した排ガス減温装置。
【請求項８】
高温排ガスが流通する排ガスダクトと、大気圧下での水の沸点よりも高い温度の脱気器から取り出した加圧熱水又はボイラの連続ブロー水である加圧熱水を貯留した熱水タンクと、アルカリ性溶液を貯留したアルカリ性溶液タンクと、熱水タンクからの熱水とアルカリ性溶液タンクからのアルカリ性溶液とを混合する混合器と、排ガスダクト内に設けられ、前記混合器からのアルカリ性溶液を含む熱水を排ガスダクト内へ噴霧して減圧沸騰させ、加圧熱水を粒径が３０μｍ以下の微小粒子に霧化して瞬時に蒸発させる減温水ノズルと、減温水ノズルへ供給するアルカリ性溶液を含んだ熱水の流量を調整するアルカリ性溶液量制御弁と、排ガスダクトの出口から流出する低温排ガスの温度検出器と、前記低温排ガスの酸性ガス濃度検出器と、前記温度検出器からの検出信号により減温水量制御弁を開閉制御する温度制御装置と、前記酸性ガス濃度検出器からの検出信号によりアルカリ性溶液量制御弁を開閉制御する酸性ガス濃度制御装置とから成り、高温排ガスを最低で１２０℃の温度にまで冷却する構成したことを特徴とする熱水を利用した排ガス減温装置。
【請求項９】
アルカリ性溶液を加熱するアルカリ性溶液加熱器を混合器のアルカリ性溶液入口側に設けるようにした請求項７又は請求項８に記載の熱水を利用した排ガス減温装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ごみ焼却炉やボイラ等の燃焼装置から排出される排ガスの処理に利用されるものであり、排ガス減温装置の大幅な小型化、噴霧水によるガス冷却室や排ガスダクトの損傷の防止、ダストの堆積等による運転上のトラブルの防止を図れると共に、併せて排ガス内の酸性ガスを除去することもできるようにした排ガス減温方法とその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ごみ焼却炉やボイラ等の燃焼装置から排出される排ガスは、一般にガス浄化装置により浄化されたあと、大気中へ放散されて行く。
ところで、排ガスの浄化処理に際しては、使用するガス浄化装置の種類に応じて排ガス温度を適宜の温度、例えば約１２０℃〜２５０℃程度にまで減温しなければならないケースがあり、この様な場合には、一般に水を排ガス内へ噴霧し、水の顕熱及び蒸発潜熱を利用して排ガス温度を低下させるようにした構成の排ガス減温装置が、汎用されている。
【０００３】
図９及び図１０は、従前の排ガス減温装置の例を示すものであり、図９及び図１０に於いて２１はガス冷却室、２１ａは排ガス入口、２１ｂは排ガス出口、２１ｃは灰出口、２２は減温水タンク、２３は加圧ポンプ、２４は減温水ノズル、２５は温度制御装置、２５ａは温度検出器、２６は減温水量制御弁、２７は噴射ポンプ、２８は空気圧縮機、２９は圧縮空気タンク、３０は混合器、Ｇｈは高温排ガス、Ｇｌは低温排ガス、Ｃは灰である。
【０００４】
即ち、図９の排ガス減温装置に於いては、先ず、加圧ポンプ２３により加圧された減温水タンク２２からの高圧水が、排ガス入口部２１ａの近傍に設けた減温水ノズル２４を通してガス冷却室２１内へ噴霧される。噴霧された水は、高温排ガスＧｈと接触することにより温度が上昇し、沸点に達すると蒸発して水蒸気となる。
【０００５】
一方、ガス冷却室２１内の高温排ガスＧｈは、噴霧された水の顕熱と蒸発潜熱と水蒸気の顕熱により冷却され、所定の温度にまで減温されたあと、低温排ガスＧｌとなって、排ガス出口２１ｂから導出されて行く。
また、ガス冷却室２１内へ噴霧する水の量は、温度検出器２５ａからの温度検出信号により、温度制御装置２５を介して減温水量制御弁２６の開度を調整することにより制御されており、減温水タンク２２へのリターン水量を変えてガス冷却室２１内へ噴霧する水量を制御することにより、排ガス出口２１ｂから導出する低温排ガスＧｌの温度が、所望の温度に保持されている。
【０００６】
また、図１０の排ガス減温装置に於いては、先ず噴射ポンプ２７により減温水タンク２２から送水された水と、圧縮空気タンク２９からの高圧空気とが混合器３０内で混合されることにより、水が霧化される。その後、霧化された水は、混合器３０から排ガス入口部２１ａの近傍に設けた減温水ノズル２４を通してガス冷却室２１内へ噴霧される。
【０００７】
尚、噴霧された水の温度が高温排ガスＧｈと接触することにより上昇し、沸点に達すると蒸発して水蒸気となること、ガス冷却室２１内の高温排ガスＧｈが噴霧された水の顕熱と蒸発潜熱と水蒸気の顕熱により冷却されること、ガス冷却室２１内へ噴霧する水量が温度制御器２５を介して減温水量制御弁２６の開度調整をすることにより制御されること、低温排ガスＧｌの温度が噴霧水量の調整により設定値に保持されること等は、図９の場合と全く同様である。
【０００８】
前記図９及び図１０に示した従前の排ガス減温装置は、安価な水を用いて高温排ガスＧｈを所望の温度にまで減温することができ、優れた実用的効用を奏するものである。
しかし、上記従前の排ガス減温装置にも解決すべき問題が多く残されており、その中でも（イ）水滴がガス冷却室の壁面に直接当って流下することにより、耐火材の破損を生じたり、壁面にダストが付着・堆積してガス冷却室の安定した運転が困難になること、及び（ロ）ガス冷却室が大形となり、排ガス減温装置の小形化が図れないこと等が、重要な問題点となっている。
【０００９】
即ち、前記図９の水のみを用いる一流体方式の場合には、減温水の圧力を上昇したり或いは減温水ノズル２４に工夫を施したとしても、減温水を微小な粒子径の噴霧体に霧化することが困難であり、霧化された減温水の粒子径は通常７０〜３００μｍ程度であって、比較的粗い値となっている。そのため、霧化した減温水を限られた空間内で完全に蒸発させることが困難となり、水滴がガス冷却室の壁面に直接当ることにより、耐火材の破損を生ずることになる。
また、耐火材が破損しなくても、水滴によって濡れた耐火材の表面にダスト等が付着堆積し、この付着した堆積物が順次成長することによりガス冷却室内の排ガス通路抵抗が大きく変動し、ガス冷却室の円滑な運転が困難になることがある。
【００１０】
また、前記図１０の水と圧縮空気を用いる二流体方式の場合には、霧化した減温水の粒子径は通常３０〜１００μｍ程度の小粒径となり、図９に示した一流体方式の場合に比較して、水滴の付着に起因する不都合の発生頻度は比較的少なくなる。
しかし、この場合には、圧縮空気設備のイニシャルコストやランニングコストがかかることになり、経済性の点に難点がある。
【００１１】
更に、前記霧化した減温水の温度が沸点温度にまで上昇し且つこれが完全に蒸発するまでには、相当の時間を必要とする。そのため、ガス冷却室内に於ける排ガスの滞留時間を充分に長くとる必要があり、結果として大容積のガス冷却室を必要とすることになる。
例えば、約３００Ｔ／Ｄの産業廃棄物を焼却処理する産業廃棄物焼却炉に於いて、排ガス量９０，０００Ｎｍ3 ／Ｈ、入口排ガス温度２４０℃の高温排ガスＧｈを、出口排ガス温度１８０℃の低温排ガスＧｌに減温する場合、前記図９の一流体方式の排ガス減温装置を用いた際には、内径約４８００ｍｍφ、高さ約９０００ｍｍのガス冷却室を必要とし、排ガス入口２１ａ、排ガス出口２１ｂ及び灰出口２１ｃを含めた排ガス減温装置の全高は、約１８０，０００ｍｍとなる。
【００１２】
尚、従前の排ガス減温装置の設計に於いては、ガス冷却室の熱負荷は通常５，０００〜１０，０００ｋｃａｌ／ｍ3 ・Ｈ（ガス冷却室の単位容積、単位時間当りに排ガスから奪うことのできる熱量）の値に選定されており、この例ではガス冷却室熱負荷を７０００ｋｃａｌ／ｍ3 ・Ｈとしている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従前の排ガス減温装置に於ける上述の如き問題、即ち（イ）一流体方式の場合には、霧化した減温水の粒子径が粗いため、水滴がガス冷却室の壁面へ直接当って耐火材を破損したり、ダスト等の付着・堆積により円滑な運転が困難になること、（ロ）二流体方式の場合には、圧縮空気設備が必要となり、設備費及びランニングコストが高かくつくこと、（ハ）霧化した水粒子の蒸発までに時間がかかるため、ガス冷却室の大幅な小形化が図れないこと等の問題を解決せんとするものであり、霧化した水粒子の粒径を従前よりも大幅に小粒径化することにより、極く小形の排ガス減温装置でもって安価に、しかも効率よく排ガスを減温できるようにした排ガス減温方法と、これに用いる排ガス減温装置を提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本件発明者は、数多くの排ガス減温装置の設計、製作及び試験等を通して、水のみを用いる一流体方式の排ガス減温装置に於いては、減温水ノズルを用いて水を霧化しようとする限り、如何に減温水ノズルに改良を加えたり或いは減温水の圧力を高めても、霧化した減温水の粒子径を約１００μｍ以下にすることは困難であり、従ってガス冷却室の容積も大幅に減少させることができないことを知得した。
【００１５】
そこで、本件発明者は、従前のこの種排ガス減温装置の設計に於ける常識的な慣行、即ち「減温水として２０〜３０℃程度の常温水を用い、水の顕熱及び蒸発潜熱を高温排ガスの冷却に有効に活用する。」と云う慣行から離れ、「水の沸点以上の温度を有する加圧熱水又は加圧熱水の一部に蒸気を含んだ気液二相流を、従前の減温水ノズルから霧化噴出する。」ことを着想した。
【００１６】
大気圧下に於ける水の沸点以上の温度を有する加圧熱水を用いる場合には、従前の一流体方式の場合に比較して、排ガスの冷却に活用できる水の顕熱分が減少するため、必要とする水量は若干増加する。
しかし、当該加圧熱水を減温水ノズルからガス冷却室内へ噴出した場合には、減温水ノズルの出口近傍で所謂減圧沸騰を生じることになり、霧化した水の粒径は数１０μｍ〜数μｍの微小粒径となって、ガス冷却室内で短時間内に急速に蒸発されることになり、排ガスの冷却効果の向上及びガス冷却室の小形化の可能性があるからである。
【００１７】
本願発明は、本件発明者等の通常の技術的常識又は慣行を覆す前記着想と、当該着想を基にした数多くの排ガス減温試験の結果に基づいて創作されたものであり、請求項１の発明は、高温排ガスのガス入口と低温排ガスのガス出口と灰出口とを備えたガス冷却室内へ、大気圧下での水の沸点よりも高い温度の脱気器から取り出した加圧熱水又はボイラの連続ブロー水である加圧熱水をガス冷却室内の高温排ガス入口の近傍に設けた減温水ノズルから噴霧して減圧沸騰させることにより、噴霧した加圧熱水を微小粒子に霧化して瞬時に蒸発させ、高温排ガスと混合することにより高温排ガスを最低で１２０℃の温度まで冷却し、更に、冷却されて低温排ガス出口から流出する低温排ガスの温度を検出して、当該検出した温度信号に基づいて前記減温水ノズルへ供給する加圧熱水の減温水量制御弁の開度制御を行うことにより、低温排ガスの温度を調整するようにしたことを発明の基本構成とするものである。
【００１８】
請求項２の発明は、高温排ガスが流通する排ガスダクト内へ、大気圧下での水の沸点よりも高い温度の脱気器から取り出した加圧熱水又はボイラの連続ブロー水である加圧熱水を排ガスダクト内に設けた減温水ノズルから噴霧して減圧沸騰させることにより、噴霧した加圧熱水を粒径が３０μｍ以下の微小粒子に霧化して瞬時に蒸発させ、高温排ガスと混合することにより高温排ガスを最低で１２０℃の温度まで冷却し、更に、冷却されて排ガスダクトから流出する排ガス温度を検出して、当該検出した温度信号に基づいて前記減温水ノズルへ供給する加圧熱水の減温水量制御弁の開度制御を行うことにより、低温排ガスの温度を調整するようにしたことを発明の基本構成とするものである。
【００１９】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２の発明に於いて、加熱したアルカリ性溶液を熱水内へ混合するようにした請求項１又は請求項２に記載の熱水を利用した排ガス減温方法。
【００２０】
請求項４の発明は、ガス入口とガス出口と灰出口とを備えたガス冷却室と、大気圧下での水の沸点よりも高い温度の脱気器から取り出した加圧熱水又はボイラからの連続ブロー水である加圧熱水を貯留した熱水タンクと、ガス冷却室内の高温排ガス入口の近傍に設けられ、熱水タンクからの加圧熱水をガス冷却室内へ噴霧して減圧沸騰させ、加圧熱水を粒径が３０μｍ以下の微小の粒子に霧化して瞬時に蒸発させる減温水ノズルと、減温水ノズルへ供給する熱水量を調整する減温水量制御弁と、ガス出口から流出する低温排ガスの温度検出器と、前記温度検出器からの検出信号により減温水量制御弁を開閉制御する温度制御装置とから成り、高温排ガスを最低で１２０℃の温度まで冷却するようにしたものである。
【００２１】
請求項５の発明は、高温排ガスが流通する排ガスダクトと、大気圧下での水の沸点よりも高い温度の脱気器から取り出した加圧熱水又はボイラからの連続ブロー水である加圧熱水を貯留した熱水タンクと、排ガスダクト内に設けられ、熱水タンクからの熱水を排ガスダクト内へ噴霧して減圧沸騰させ、加圧熱水を粒径が３０μｍ以下の微小粒子に霧化して瞬時に蒸発させる減温水ノズルと、減温水ノズルへ供給する熱水量を調整する減温水量制御弁と、排ガスダクトの出口から流出する低温排ガスの温度検出器と、前記温度検出器からの検出信号により減温水量制御弁を開閉制御する温度制御装置とから成り、高温排ガスを最低で１２０℃の温度まで冷却する構成としたことを発明の基本構成とするものである。
【００２２】
請求項６の発明は、請求項４又は請求項５の発明に於いて、熱水タンクの内圧により、熱水を減温水ノズルへ供給するようにしたものである。
【００２３】
請求項７の発明は、ガス入口とガス出口と灰出口とを備えたガス冷却室と、大気圧下での水の沸点よりも高い温度の脱気器から取り出した加圧熱水又はボイラの連続ブロー水である加圧熱水を貯留した熱水タンクと、アルカリ性溶液を貯留したアルカリ性溶液タンクと、熱水タンクからの熱水とアルカリ性溶液タンクからのアルカリ性溶液とを混合する混合器と、ガス冷却室内の高温排ガス入口の近傍に設けられ、前記混合器からのアルカリ性溶液を含む熱水をガス冷却室内へ噴霧して減圧沸騰させ、加圧熱水を粒径が３０μｍ以下の微小粒子に霧化して瞬時に蒸発させる減温水ノズルと、減温水ノズルへ供給するアルカリ性溶液を含んだ熱水の流量を調整する減温水量制御弁と、前記混合器へ供給するアルカリ性溶液の流量を調整するアルカリ性溶液量制御弁と、ガス出口から流出する低温排ガスの温度検出器と、前記低温排ガスの酸性ガス濃度検出器と、前記温度検出器からの検出信号により減温水量制御弁を開閉制御する温度制御装置と、前記酸性ガス濃度検出器からの検出信号によりアルカリ性溶液量制御弁を開閉制御する酸性ガス濃度制御装置とから成り、高温排ガスを最低で１２０℃の温度にまで冷却する構成したことを発明の基本構成とするものである。
【００２４】
請求項８の発明は、高温排ガスが流通する排ガスダクトと、大気圧下での水の沸点よりも高い温度の脱気器から取り出した加圧熱水又はボイラの連続ブロー水である加圧熱水を貯留した熱水タンクと、アルカリ性溶液を貯留したアルカリ性溶液タンクと、熱水タンクからの熱水とアルカリ性溶液タンクからのアルカリ性溶液とを混合する混合器と、排ガスダクト内に設けられ、前記混合器からのアルカリ性溶液を含む熱水を排ガスダクト内へ噴霧して減圧沸騰させ、加圧熱水を粒径が３０μｍ以下の微小粒子に霧化して瞬時に蒸発させる減温水ノズルと、減温水ノズルへ供給するアルカリ性溶液を含んだ熱水の流量を調整するアルカリ性溶液量制御弁と、排ガスダクトの出口から流出する低温排ガスの温度検出器と、前記低温排ガスの酸性ガス濃度検出器と、前記温度検出器からの検出信号により減温水量制御弁を開閉制御する温度制御装置と、前記酸性ガス濃度検出器からの検出信号によりアルカリ性溶液量制御弁を開閉制御する酸性ガス濃度制御装置とから成り、高温排ガスを最低で１２０℃の温度にまで冷却する構成したことを発明の基本構成とするものである。
【００２５】
請求項９の発明は、請求項７又は請求項８の発明に於いて、アルカリ性溶液を加熱するアルカリ性溶液加熱器を混合器のアルカリ性溶液入口側に設けるようにしたものである。
【００３４】
前記高温排ガスの排出源は、ごみ焼却炉やボイラ等の如何なる燃焼装置であってもよく、本発明は全ての種類の燃焼排ガスの減温に適用することができる。
また、ガス冷却室へ供給する高温排ガスＧｈの温度は１０００℃〜１５０℃に、ガス冷却室から導出する低温排ガスＧｌの温度は１００℃以上の温度に夫々設定可能であり、例えば、本発明を所謂排ガスの一次冷却に用いる場合には、高温排ガスＧｈの温度は約９００℃〜１０００℃、低温排ガスＧｌの温度は１５０℃〜２５０℃に、また排ガスの二次冷却に用いる場合には、高温排ガスＧｈの温度は２００℃〜４００℃、低温排ガスＧｌの温度は１２０℃〜２５０℃程度に夫々設定することができる。
【００３５】
前記ガス冷却室の形態は、竪型或いは横型の何れであってもよく、また、その断面形状も円形、楕円形、角形等を自由に選定できる。
同様に、前記排ガスダクトの形態は、横長或いは縦長の何れであってもよく、また、その断面形状も円形、楕円形、角形等の何れであってもよい。
【００３６】
前記加圧熱水Ｗｔは、大気圧下に於ける水の沸点（１００℃）よりも高い温度に保持されている水であり、所謂高圧・高温水である。加圧熱水Ｗｔの圧力は１ｋｇ／ｃｍ2 ・Ｇ以上〜１００ｋｇ／ｃｍ2 ・Ｇ位いの値に選定可能であるが、熱水タンク２の耐圧力等を考慮すれば３〜１０ｋｇ／ｃｍ2 ・Ｇの間に選定するのが望ましい。
また、加圧熱水Ｗｔは、その内部に蒸気を一部含んだ状態（所謂二相流体）であってもよいが、蒸気の含有量は少ない方が望ましい。
【００３７】
熱水をつくるための熱源としては、燃焼装置が廃熱ボイラを附設した焼却炉の場合には廃熱ボイラからの水蒸気を、また、ボイラの場合には蒸発した水蒸気の一部を利用することができる。
また、廃熱ボイラを附設しない焼却炉にあっては、排ガス熱交換器を設けてそこからの水蒸気を用いるか、或は独立した小容量の蒸気ボイラ又は電気ボイラを設置する。
なお、焼却炉の廃熱ボイラやボイラに脱気器が付属されているときには、脱気器内で生成された熱水をそのまヽ減温水として利用することができる。この場合、熱水Ｗｔの供給設備としては脱気器からの配管設備だけがあれば良く、排ガス減温装置を極めて安価に構成することができる。
【００３８】
更に、燃焼装置がボイラ又は廃熱ボイラを附設した焼却炉の場合には、減温水として用いる熱水の一部としてボイラからの連続ブロー水を利用することができる。大多数のボイラ設備に於いては、ボイラ水内の腐食防止剤等の濃度上昇を防止して、安定した腐食防止機能を発揮することができるようにするため、ボイラ水（熱水）の一部を外部へ排出するようにしている。この外部へ排出されるボイラ水は通常ｐＨ８．５〜１１．８のアルカリ水であるので、排ガス中の脱塩素や脱硫効果があり、排ガス脱塩・脱硫設備を付属しているものにおいては、これに使用する薬剤量を低減することができる。
【００３９】
加圧熱水を霧化する減温水ノズルは、ガス冷却室が竪型の場合には、その上方の高温排ガスＧｈのガス入口近傍に設けるのが望ましいが、減温水ノズルの取付位置は、ガス冷却室の形態と減温水ノズルの取付け個数に応じて適宜に選定される。尚、このことは、排ガスダクト内へ加圧熱水を噴出する場合においても、同様である。
【００４０】
また、当該減温水ノズルの構造は如何なる構造のものであってもよく、例えば公知のスクリュー式や衝突式の水噴霧ノズルの使用も可能である。
【００４１】
更に、減温水ノズルの取付数は、ガス冷却室や排ガスダクトの形状や一個のノズルに設けた噴出口の数、必要とする熱水噴出量等によって適宜に選定されるが、例えば従前の産業廃棄物焼却炉〔焼却量３００ｔｏｎ／Ｄ、排ガス量９０，０００Ｎｍ3 ／Ｈ、排ガス２次冷却（高温排ガスＧｈの温度２４０℃、低温排ガスＧｌの温度１８０℃）、熱水（温度１４２．９℃、圧力３ｋｇ／ｃｍ2 Ｇの飽和水）〕の排ガス減温装置に於いては、後述するように３個の噴出口を有する減温水ノズル１個を、ガス冷却室の上方部に設けている。
【００４２】
本発明によれば、減温水ノズルより噴霧される熱水は、大気圧下に於ける沸点（１００℃）よりも相当に高い高温で且つ高圧となっている。その結果、減温水ノズルより噴霧されると、ノズル噴出口の出口近傍で急激に減圧沸騰をして微粒子になると共に、噴霧されたあと瞬時に蒸発して水蒸気となるため、水滴が蒸発しないまヽ直接にガス冷却室の壁面に当ることはない。
その結果、ガス冷却室の容積を小さくすることが可能となり、設備費や設備スペースも小さくすることができる。例えば、前記従前の産業廃棄物焼却炉の廃ガスボイラ出口側に設けた排ガス減温装置に於いて、高温排ガスの温度を２４０℃から１８０℃へ６０℃減温した場合に、蒸発室熱負荷は５０，０００〜１５０，０００ｋｃａｌ／ｍ3 ・Ｈとすることができた。
即ち、従前の排ガス減温装置に於けるガス冷却室の熱負荷（５，０００〜１０，０００ｋｃａｌ／ｍ3 ・Ｈ）に比較して、本発明の排ガス減温装置に於いては熱負荷を５０，０００〜１５０，０００ｋｃａｌ／ｍ3 ・Ｈに選定することができ、ガス冷却室１の容積を１／５〜１／１５に小さくすることができた。
また、本発明に於いては、場合によってはガス冷却室を設けることなく、減温水ノズルを高温排ガスダクト中に挿入して、熱水を直接に高温排ガスダクト内へ噴霧する構成とすることも可能である。
【００４３】
減温水に熱水を利用する場合、熱水の顕熱の関係から従来の低温水を使用するときに比べて噴霧水量は若干量増加する。例えば、従来の排ガス減温装置における減温水の温度を２０℃、本発明の排ガス減温装置における熱水の温度を１４２．９℃（圧力３ｋｇ／ｃｍ2 Ｇに於ける飽和水）とした場合、必要とする熱水量は約１．２倍程度となる。しかし、この程度の増量では熱水系の配管サイズを特に増す必要はなく、設備費の大幅なコストアップにはならない。
【００４４】
排ガス内の塩化水素（ＨＣｌ）や硫黄酸化物（ＳＯ2 ）等の酸性ガスを除去する場合には、アルカリ性溶液を混合した熱水を減温水として減温水ノズルから排ガス内へ噴出する。
また、前記アルカリ性溶液は、アルカリ性水溶液の形態であってもよく、或いはアルカリ性スラリー溶液の形態であってもよい。
【００４５】
熱水内へ混合するアルカリ性溶液の温度は、当該アルカリ性溶液を混合したあとの減温水の温度が大気圧下での水の沸点よりも高い温度となる場合には、特に加熱によって高温にする必要はない。しかし、アルカリ性溶液の混合によって、減温水の温度が大気圧下での水の沸点よりも低い温度となる場合には、アルカリ性溶液を熱水内へ混入する前に、必要な温度にまで加熱するのが望ましい。
【００４６】
前記アルカリ性溶液内のアルカリ剤は、何如なるものであってもよいが、アルカリ性水溶液の形態で使用する場合には、水酸化ナトリウム（苛性ソーダ・ＮａＯＨ）や水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）2 ）が好適である。
また、アルカリ性スラリー溶液の形態で使用する場合には、水酸化カルシウム（消石灰・Ｃａ（ＯＨ）2 ）や生石灰（ＣａＯ）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3 ）炭酸ナトリウム（Ｎａ2 ＣＯ3 ）等が好適である。
【００４７】
前記熱水内へ混合するアルカリ性溶液内のアルカリ剤の総量は、除去すべき排ガス内の酸性ガスの種類やその除去量、排ガス温度によって適宜に調整され、通常は当量比で０．８〜１．５に相当する量のアルカリ剤が熱水内へ混合される。
【００４８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る排ガス減温方法及び装置の一つの実施形態を示すものであり、図１に於いて１はガス冷却室、１ａは排ガス入口、１ｂは排ガス出口、１ｃは灰出口、１ｄは気密保持装置、２は熱水タンク、３はポンプ、４は減温水ノズル、５は温度制御装置、５ａは出口側の排ガス温度検出器、５ｂは入口側の排ガス温度検出器、６は減温水量制御弁、Ｇｈは高温排ガス、Ｇｌは低温排ガス、Ｓは加熱蒸気、Ｗｔは熱水、Ｃは灰である。
【００４９】
図１を参照して、ガス冷却室１は所謂塔型に形成されており、壁面は公知の耐熱材を用いて断熱構造に形成されている。
また、ガス冷却室１の上方には排ガス入口１ａ、下部側方には排ガス出口１ｂ、下方の逆円錐部の下端には灰出口１ｃ及び気密保持装置（開閉ダンパ）１ｄが夫々設けられている。
【００５０】
尚、当該ガス冷却室１の形態やその断面形状等は、図１に示した塔型以外のものであってもよいことは勿論である。
また、本実施形態に於いては、前記ガス冷却室１内へ産業廃棄物焼却炉の廃熱ボイラ（図示省略）から排出されてくる高温排ガスＧｈ（温度約２４０℃、流量約９０，０００Ｎｍ3 ／Ｈ）を導入しているが、減温の対象となる高温排ガスＧｈの温度は１０００℃〜１５０℃位いが望ましい。
更に、減温の対象となる排ガスは、如何なる燃焼装置からの排ガスであってもよく、その流量にも特に制約はない。
【００５１】
熱水タンク２は所要の容量を有する金属製の耐熱・耐圧タンクから形成されており、断熱材により保護されている。
当該熱水タンク２内には、大気圧下に於ける沸点（１００℃）よりも高温の水（加圧された熱水Ｗｔ）が貯留されており、本実施形態に於いては、温度１４２．９℃（圧力３ｋｇ／ｃｍ2 Ｇに於ける飽和水）の高温・高圧の熱水Ｗｔが、耐圧１０ｋｇ／ｃｍ2 の熱水タンク２内に貯留されている。
【００５２】
図１の本実施形態に於いては、産業廃棄物焼却炉に設けた廃熱ボイラ（図示省略）から加熱用の蒸気Ｓが熱水タンク２内へ導入され、当該加熱蒸気Ｓの熱により、熱水Ｗｔの温度が前記１４２．９℃の値に保持されている。
尚、熱水Ｗｔの加熱源としては、本実施形態のようにボイラからの水蒸気の熱を利用する構成以外に、燃焼ガスや燃焼排ガスの熱、別途に設けた加熱用バーナや電熱器の熱を利用する構成とすることも可能である。
また、ボイラ設備が設けられている場合には、所謂ボイラからの連続ブロー水を熱水の一部として利用したり、或いはボイラ設備に脱気器が設けられている場合には、脱気器内で生成された高温・高圧水を熱水Ｗｔ又は熱水Ｗｔの一部として利用することも可能である。
【００５３】
前記ポンプ３は熱水Ｗｔを減温水ノズル４へ供給するためのものであり、当該ポンプ３は、熱水タンク２と減温水ノズル４間の配管の圧力損失や減温水ノズル４の位置水頭等の関係から、必要な場合にのみ設置される。
【００５４】
前記減温水ノズル４は、図２及び図３に示すような公知のホロコーン型ノズルであり、本実施態様に於いては１２０℃の角度間隔で３ケの噴出口４ａを設けたノズルが、ガス冷却室１の上方部中央に１ケ設けられている。
尚、図２に於いて、４ｂは本体、４ｃは螺旋子、４ｄは導水孔である。
また、減温水ノズル４の各噴出口４ａの噴射角度は約６０°（噴出圧３ｋｇｆ／ｃｍ2 のとき）、流量は約３．８ｌ／ｍｉｎ（噴出圧３ｋｇｆ／ｃｍ2 ）に夫々設定されている。
更に、本実施形態に於いては、図２に示すようなホロコーン型の噴霧ノズルを減温水ノズル４として利用しているが、減温水ノズル４の種類や構造は如何なるものであってもよく、従前の常温水を２〜３ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力下で１９０〜３００μｍ程度の粒子径の噴霧水にできるものであれば、本発明に於いても十分使用することができる。
【００５５】
温度制御装置５は、入口側の排ガス温度検出器５ｂ及び出口側の排ガス温度検出器５ａからの温度検出信号を受け、減温水量制御弁６を開閉制御することによってガス冷却室１内へ噴霧する熱水量を調整し、排ガス出口１ｂから排出する低温排ガスＧｌの温度を設定値に保持するものである。
【００５６】
尚、本実施形態に於いては、排ガス温度検出器５ａ・５ｂとしてサーモスタット型の温度検出器を使用しているが、使用する温度検出器の種類は如何なるものであってもよい。
また、本実施形態では、熱水供給配管路内へ減温水量制御弁６を介設する構成としているが、従前の図６のように、熱水Ｗｔのリターン配管路内に減温水量制御弁６を介設するようにしてもよく、減温水ノズル４へ供給する熱水量を調整できさえすれば、如何なる方式であってもよい。
【００５７】
燃焼装置からの高温排ガスＧｈの減温に際しては、熱水タンク２内の熱水Ｗｔが、熱水タンク２内の内圧及び又はポンプ３の加圧送水力によって減温水ノズル４へ送られ、減温水ノズル４から高温排ガスＧｈ内へ噴霧される。
減温水ノズル４から噴霧された熱水Ｗｔは、大気圧下における沸点（１００℃）よりも相当に高い温度の高圧水であるため、減温水ノズル４の噴出口４ａの出口近傍で急激に減圧沸騰をし、粒子径が約数１０μｍ〜数μｍの微細粒子になると共に、瞬時に蒸発して水蒸気となり、ガス冷却室１内の高温排ガスＧｈとの熱交換によりこれを冷却する。
また、所定の温度にまで冷却された低温排ガスＧｌは排ガス出口１ｂを通して外部へ誘引され、更に、分離された排ガス内の灰（ダスト等）Ｃは、灰出口１ｃより外部へ排出されて行く。
【００５８】
【実施例１】
排ガス流量９０，０００Ｎｍ3 ／Ｈ（産業廃棄物焼却炉の廃熱ボイラからの排ガス）、温度２４０℃の高温排ガスＧｈを１８０℃にまで減温するために、円筒形のガス冷却室１を有する塔型減温装置を形成した。熱水Ｗｔの温度１４２．９℃（圧力３ｋｇ／ｃｍ2 ・Ｇの飽和水）、噴霧する熱水量２．５ｔｏｎ／ｈｒとしたとき、必要とするガス冷却室１の容積は内径３０００ｍｍ、高さ６０００ｍｍとなり、当該ガス冷却室１を用いて前記高温排ガスＧｈを十分に所定温度（１８０℃）の低温排ガスＧｌに減温することができた。
【００５９】
同条件の排ガスを従前の塔型減温装置（２０℃の水、噴霧する水量約２ｔｏｎ／ｈ）で処理した場合には、必要とするガス冷却室の容量が約４８００ｍｍφ×９０００ｍｍＨとなり、これに比較して、本発明に於いてはガス冷却室１の大幅な小形化を図れることが、確認されている。
尚、本発明に於いては、熱水Ｗｔの噴霧水量が、従前の水（２０℃）を用いる場合に比較して、約２０％ほど増加することになる。
また、本発明に於いては、ガス冷却室１の壁面への水滴の付着による耐火材の損傷やダスト等の付着・堆積によるトラブルは全く発生せず、極めて安定した高温排ガスの連続的な減温を行なうことができた。
【００６０】
図４及び図５は、本発明による排ガス減温方法及び装置の他の実施形態を示すものであり、廃棄物焼却炉より排出された高温排ガスＧｈの導出用の排ガスダクト７の側面に、減温水ノズル４の取付用フランジ７ａを設け、当該フランジ７ａに取付けした減温水ノズル４からダクト７内の高温排ガスＧｈ内へ熱水Ｗｔを噴霧する構成としたものである。
尚、図４及び図５に示す実施形態は、図１及び図２に示した実施形態に於けるガス冷却室１が縦長の排ガスダクト７に替っただけであり、その他の装置の構成は図１及び図２の場合と全く同一である。
【００６１】
【実施例２】
噴霧する熱水を１４２．９℃、３ｋｇ／ｃｍ2 ・Ｇの飽和水、ダクト内径２０００ｍｍφ、ダクトの長さＬ＝７０００ｍｍとし、減温水ノズル４から３．４ｔｏｎ／ｈの熱水Ｗｔをダクト７内へ噴霧することにより、９００００Ｎｍ3 ／Ｈ、温度２４０℃の高温排ガスＧｈを、ダクト出口７ｂに於いて約１８０℃の低温排ガスＧｌに連続的に減温することができた。
また、この時、ダクト７の内壁面へ水滴の付着は全く見られず、従って水滴の付着に起因するダスト等の付着・堆積も皆無になることが確認されている。
【００６２】
図６及び図７は、本発明による排ガス減温方法及び装置の第３の実施形態を示すものであり、減温水ノズル４からアルカリ性の熱水Ｗｔをガス冷却室１内の高温排ガスＧｈ内へ噴射することにより、排ガスの減温と同時に排ガス内の酸性成分を除去（若しくは中和）するようにしたものである。
【００６３】
図６及び図７に於いて、８はアルカリ性溶液タンク、８ａはアルカリ剤供給装置、８ｂは攪拌機、９はアルカリ性溶液ポンプ、１０はアルカリ性溶液流量制御弁、１１はアルカリ性溶液加熱器、１１ａはドレーン排出弁、１２は熱水Ｗｔとアルカリ性溶液Ｗｐとの混合器、１３は酸性ガス濃度制御装置、１３ａは低温排ガスＧｌの酸性ガス濃度検出器、Ｓ1 は加熱用蒸気、Ｐはアルカリ剤、Ｗ1 は水、Ｗｐはアルカリ性溶液であり、これ等の各部材を除いて、当該排ガス減温装置を構成するその他の機器装置は、図１及び図２の場合と全く同様である。
【００６４】
即ち、前記図６に於いては、熱水Ｗｔ内へ混合するアルカリ性溶液Ｗｐとしてアルカリ性水溶液が使用されており、例えば、水Ｗ1 内へ水酸化ナトリウム（苛性ソーダ・ＮａＯＨ）等のアルカリ剤Ｐを溶解させたアルカリ性水溶液が、アルカリ性溶液タンク８内に貯留されている。
【００６５】
尚、アルカリ性水溶液を形成するアルカリ剤Ｐとしては、水溶性のものであれば上記水酸化ナトリウム以外のものであってもよく、例えば水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）2 ）等を使用してもよい。
また、タンク８内に貯留されるアルカリ性水溶液内のアルカリ剤濃度は、水Ｗ1 の温度や使用するアルカリ剤Ｐの水Ｗ1 に対する溶解度に応じて適宜に選定され、アルカリ剤Ｐが水酸化ナトリウムの場合には、アルカリ剤濃度は２０〜３０％に選定されている。
【００６６】
一方、前記図７に於いては、熱水Ｗｔ内へ混合するアルカリ性溶液Ｗｐとしてアルカリ性スラリー溶液が使用されており、例えば水Ｗ1 内へ水酸化カルシウム（消石灰・Ｃａ（ＯＨ）2 ）等のアルカリ剤Ｐを分散状に懸濁せしめた固液混合体（スラリー）がアルカリ性溶液タンク８内に貯留されている。
尚、アルカリ剤Ｐとしては、水Ｗ1 内へ分散してスラリーを形成するものであれば上記水酸化カルシウム以外のものであってもよく、例えば消石灰（ＣａＯ）や炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3 ）、炭酸ナトリウム（Ｎａ2 ＣＯ3 ）等の使用が可能である。
【００６７】
前記熱水Ｗｔ内へのアルカリ性溶液Ｗｐの混合量は、低温排ガスＧｌ内の酸性ガス濃度検出器１３ａからの検出信号により、酸性ガス濃度制御装置１３を介してアルカリ性溶液流量制御弁１０を開・閉制御することにより調整されており、これにより、前記低温排ガスＧｌ内の酸性ガス濃度は所定の設定値に保持される。
尚、熱水Ｗｔ内へのアルカリ性溶液Ｗｐの混合量は、低温排ガスＧｌの温度や除去の対象である酸性ガスの種類、目的とする酸性ガスの除去率等から決定され、通常は排ガス内の除去すべき酸性ガス量に対して当量比で１．０〜１．５倍の量のアルカリ剤Ｐが熱水Ｗｔ内へ混入される。
【００６８】
前記アルカリ性溶液加熱器１１は、熱水Ｗｔ内へ混入するアルカリ性溶液Ｗｐを所定の温度にまで加熱し、混合器１２から流出するアルカリ性の減温水の温度が大幅に低下するのを防止する。
尚、アルカリ性溶液Ｗｐの混合量が少なかったり、或いはアルカリ性溶液Ｗｐの温度が比較的高温（例えば８０℃〜９０℃）の場合には、混合時の熱水Ｗｔに対する外乱が比較的少ない。従って、このような場合には、前記アルカリ性溶液加熱器１１の設置を省略することが可能である。
【００６９】
尚、前記図６及び図７に示した実施形態に於いては、アルカリ性の減温水をガス冷却室１内へ噴射する構成としているが、アルカリ性の減温水を前記ガス冷却室１に替えて図４及び図５のような排ガスダクト７内へ噴射する構成としてもよいことは、勿論である。
【００７０】
【実施例３】
排ガス流量９０，０００Ｎｍ3 ／ｈ（産業廃棄物焼却炉の廃熱ボイラからの排ガス・排ガス中のＨＣｌ濃度８００ｐｐｍ）、温度２４０℃の高温排ガスＧｈを１８０℃にまで減温するために、円筒形のガス冷却室を有する塔型減温装置を形成した。熱水Ｗｔの温度１４２．９℃（圧力３ｋｇ／ｃｍ2 ・Ｇの飽和水）、アルカリ性溶液（濃度２５％のＮａＯＨ水溶液）Ｗｐの温度２５℃、熱水Ｗｔの供給量１．９ｔｏｎ／ｈ、アルカリ性溶液Ｗｐの供給量０．６０６ｔｏｎ／ｈ、噴霧するアルカリ性の熱水の供給量約２．５６ｔｏｎ／ｈとしたとき、必要とするガス冷却室１の容積は内径３０００ｍｍ、高さ６０００ｍｍとなり、当該ガス冷却室１を用いて前記高温排ガスＧｈを十分に所定温度（１８０℃）の低温排ガスＷｌに減温することができた。
【００７１】
また、この時の排ガス内のＨＣｌ量に対するアルカリ剤Ｐの供給量は、当量比で１．０であり、酸性ガス濃度検出器１３ａで検出したＨＣｌの除去率は、低温排ガスＧｌの温度が１８０℃のときに約９３％であった。
【００７２】
尚、アルカリ性溶液Ｗｐの供給量の算出は下記の通りである。
ＨＣｌ濃度が８００ｐｐｍである排ガス９０，０００Ｎｍ3 ／ｈ中のＨＣｌ量は、９×１０4 ×８００×１０-6＝７２Ｎｍ3 ／ｈである。
また、７２Ｎｍ3 ／ｈのＨＣｌの当量数／ｈは、７２／２２．４＝３．２１４ｋｍｏｌ／ｈとなる。当量比が１であるから、供給するＮａＯＨの当量数／ｈは３．２１４ｋｍｏｌ／ｈｒとなり、この当量数／ｈｒのＮａＯＨを、濃度２５％のＮａＯＨ水溶液Ｗｐでもって供給する場合、ＮａＯＨ水溶液Ｗｐの供給量は、４０ｋｇ／ｋｍｏｌ×３．２１４ｋｍｏｌ／ｈ×１００／２５＝６０６ｋｇ／ｈとなる。
【００７３】
前記ＮａＯＨ水溶液の噴霧による排ガス内の酸性ガスの除去は、次の反応式によるものである。
ＮａＯＨ＋ＨＣｌ→ＮａＣｌ＋Ｈ2 Ｏ
ＮａＯＨ＋ＳＯ2 ＋１／２Ｏ2 →Ｎａ2 ＳＯ4 ＋Ｈ2 Ｏ
尚、生成したＮａＣｌ等は、電気分解法等によって後処理されるが、これ等の処理方法は既に公知であるため、ここではその説明を省略する。
【００７４】
尚、常温（２５℃）のアルカリ性溶液（２５％ＮａＯＨ水溶液）Ｗｐを混合した際の熱水Ｗｔに対する外乱を考慮して、本実施例では、アルカリ性溶液加熱器１１によって前記アルカリ性溶液Ｗｐを約８０℃に加熱してから、混合器１２へ供給するようにしているが、加熱器１１を使用しない場合でも、混合器１１の出口側に於けるアルカリ性熱水の温度が低下することにより、減温水ノズル４からの噴霧水量が若干低下するだけであり、特に問題を生じることはなかった。
【００７５】
又、排ガスが高濃度の酸性ガスを含有する場合には、アルカリ性溶液Ｗｔの混合量が増加することにより、混合後の熱水Ｗｔの温度が更に低下することになるが、混合前の熱水Ｗｔの温度を高目に設定することにより、加熱器１１を設けなくても十分に対応できることが判明した。
【００７６】
図８は、実施例３に於いて、混合器１２へ供給するＮａＯＨ水溶液Ｗｐの供給量を変化させた場合の酸性ガス（ＨＣｌ）除去率の変化の状態を示すものであり、曲線Ａは低温排ガスＧｌの温度を１８０℃に設定した時の値を、また曲線Ｂは低温排ガスＧｌの温度を１５０℃に設定した値を夫々示すものである。尚、曲線の縦軸は酸性ガス除去率％、横軸はＮａＯＨの当量比で表わした供給量である。
【００７７】
図８からも明らかなように、低温排ガスＧｌの温度が低いほど除去率は向上する。下記の第１表は、前記図８に示した実施例の具体的な測定数値を示すものである。
【００７８】
【表１】
0003869604.tif 000002
【００７９】
【発明の効果】
本発明に於いては、減温水として加圧熱水を用いているため、噴霧された熱水は、減温水ノズルの噴出口の近傍に於いて急激に減圧沸騰をし、粒径が数μｍ程度の微粒子状の噴霧体となると共に、瞬時に蒸発をして水蒸気となる。
これにより、噴霧された熱水が水滴のままで直接にガス冷却室の壁面へ衝突・付着することが皆無となり、水滴の付着に起因するガス冷却室壁面の損傷やダストの堆積によるトラブルが完全に防止されることになる。
【００８０】
また、噴霧された熱水が瞬時に蒸発されることにより噴霧水の冷却性能が大幅に向上し、ガス冷却室の大幅な小形化が可能となる。即ち、従前の常温水を減温水とするガス冷却室にあっては、ガス冷却室の熱負荷が通常約５０００〜１５０００ｋｃａｌ／ｍ3 ・Ｈ程度であるのに対して、本発明に係る減温装置のガス冷却室に於いては、ガス冷却室熱負荷を５０，０００〜１５０，０００ｋｃａｌ／ｍ3 ・Ｈ程度に高めることが可能となり、ガス冷却室の大幅な小型化が可能となる。
【００８１】
更に、熱水タンクの加圧力が充分である場合には、加圧ポンプが必要でなくなり、設備が極めて簡素に構成できるうえ、ランニングコストの大幅な引下げが可能となる。
【００８２】
焼却炉やボイラ設備に脱気器が付属されている場合には、脱気器の熱水をそのまヽ利用することができ、減温水設備としては減温水ノズルと脱気器からの配管設備のみがあれば良い。その結果、排ガス減温設備を極めて安価に構成することができる。
【００８３】
また、ガス冷却室自体を小容量に、或はガス冷却室を設けずに高温排ガス用のダクト中に熱水を噴霧することもできるため、設備費の大幅な低減が可能となる。
更に、ボイラ及び廃熱ボイラを附設した焼却炉にあっては、ボイラの連続ブロー水を減温水用の熱水の一部に利用することができ、省エネルギーと共に、ブロー水がアルカリ性であることから、排ガス脱塩・脱硫設備の薬剤量を節減することができる。
【００８４】
減温水ノズルへ供給する熱水をアルカリ性の熱水とした場合には、排ガス内の酸性ガスをより少ない量のアルカリ剤でもって、高除去率で除去することができ、排ガス減温装置の下流側に設置する酸性ガス除去設備の一層の小形化並びに使用薬剤量の削減を図ることができる。
【００８５】
また、熱水内へ混合するアルカリ性溶液は、特に加熱することにより高温としなくてもよく、熱水の温度を若干高目に設定することにより、常温のアルカリ性溶液を熱水内へ混合し乍ら、排ガス減温装置の安定した運転を行なうことができる。
本発明は上述の通り、優れた実用的効用を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る排ガス減温方法及び装置の実施形態を示す説明図である。
【図２】本発明で使用する減温水ノズルの一部縦断面図である。
【図３】図２のイ−イ視図である。
【図４】本発明に係る排ガス減温方法及び装置の他の実施形態を示す正面図である。
【図５】図４のイ−イ視図である。
【図６】本発明に係る排ガス減温方法及び装置の更に他の実施形態を示すものであり、アルカリ性溶液としてアルカリ性水溶液を熱水内へ混合する場合の説明図である。
【図７】本発明に係る排ガス減温方法及び装置の更に他の実施形態を示すものであり、アルカリ性溶液としてアルカリ性スラリー溶液を熱水内へ混合する場合の説明図である。
【図８】本発明の実施例に係る排ガス内の酸性ガス除去特性を示す曲線である。
【図９】従前の排ガス減温装置の例を示す系統図である。
【図１０】従前の排ガス減温装置の他の例を示す系統図である。
【符号の説明】
１はガス冷却室、１ａは排ガス入口、１ｂは排ガス出口、１ｃは灰出口、１ｄは気密保持装置、２は熱水タンク、３はポンプ、４は減温水ノズル、４ａは噴出口、４ｂは本体、４ｃは螺旋子、４ｄは導水孔、５は温度制御装置、５ａは出口側の排ガス温度検出器、５ａは出口側の排ガス温度検出器、６は減水量制御弁、Ｇｈは高温排ガス、Ｇｌは低温排ガス、Ｓは加熱蒸気、Ｃは灰、Ｗｔは熱水、７はダクト、７ａは減温水ノズル取付用フランジ、７ｂはダクト出口、８はアルカリ性溶液タンク、８ａはアルカリ剤供給装置、８ｂは攪拌機、９はアルカリ性溶液ポンプ、１０はアルカリ性溶液流量制御弁、１１はアルカリ性溶液加熱器、１１ａはドレーン弁、１２は混合器、１３は酸性ガス濃度制御装置、１３ａは低温排ガスの酸性ガス濃度検出器、Ｗｐはアルカリ性溶液、Ｐはアルカリ剤、Ｗ1 は水、Ｓ1 は加熱用蒸気。
【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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【図９】
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【図１０】
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