(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部に吸収剤スラリを溜める液溜部が形成され、上部に吸収剤スプレ手段が設けられ、排ガス導入ダクトから排ガスを導入して、吸収剤スプレ手段からの吸収剤で脱硫したのち、排ガスを排ガス排出ダクトへ排出する吸収塔において、吸収塔本体を水平断面長方形の箱型に形成し、吸収塔本体のガス導入側の側面にその側面幅と同じ幅の排ガス導入口を上記液溜部の上部に位置して形成すると共に、排ガス導入ダクトを排ガス導入口の幅に合わせるべく水平断面を拡幅して形成し、かつ、上記排ガス導入口に向かって下方に傾斜させて接続し、さらに上記排ガス導入口と対向する吸収塔本体の側面上部に、その側面幅と同じ幅の排ガス排出口を形成すると共に、その幅と同じ幅の排ガス排出ダクトを略水平に接続し、この排ガス排出ダクトにエリミネータを設け、さらに排ガス排出ダクトの上面を下流側に向けて上方に傾斜するように形成してエリミネータの入口側に対して出口側の流路断面が大きくなるようにしたことを特徴とする排ガスを導入して脱硫する排煙脱硫装置のスプレ式角型吸収塔。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、硫黄分を含んだ排ガスにアルカリ吸収剤スラリをスプレして脱硫する吸収塔に係り、特に、その塔本体を箱型すなわち角型に構成した吸収塔に関する。
【０００２】
【従来の技術】
石炭等の燃料を燃焼したとき発生する排ガスには、高濃度の硫黄分が含まれているので、これを排煙脱硫装置に導入して脱硫してから大気放出する必要がある。
【０００３】
図３Ａ，図３Ｂ及び図３Ｃに、従来の排煙脱硫装置３０の一部であって、排ガスを下方から導入して上方に流すと共に、この排ガスにアルカリ性の吸収剤スラリ（炭酸カルシウム等）を上方からスプレして脱硫を行う従来の吸収塔の塔本体２１が示されている（図３Ａは排煙脱硫装置３０の水平断面図，図３Ｂは排煙脱硫装置３０の垂直断面図，図３Ｃは排煙脱硫装置３０の鳥瞰図である）。
【０００４】
これらの図から明らかなように、従来の吸収塔の塔本体２１は円筒形（丸型）に構成されている。塔本体２１の底部には吸収剤スラリが溜まる液溜部２９が形成される。塔本体２１の下部（但し液溜部２９よりも上部）に排ガス導入口２４を介して排ガス導入ダクト２２が接続され、一方、塔本体２１の最上部には排ガス排出口２５を介して排ガス排出ダクト２３が接続されて、排ガス導入ダクト２２を介して塔本体２１の下部に導入された排ガスが、塔本体２１内をその下方から上方に上昇した後、エリミネータ２６及び排ガス排出ダクト２３を介して排出されるようになっている。排ガス排出ダクト２３は、架構３１によって支持されている。
【０００５】
排ガス導入ダクト２２の上流側には、ボイラ，ガスクーラ，熱回収ガスガスヒータ等の図示されない諸設備が接続され、一方、排ガス排出ダクト２３の下流側には、図示されない再加熱ガスガスヒータ，煙突等が接続される。
【０００６】
塔本体２１内には、その上部（但し排ガス排出口２５よりも下部）に排ガスに吸収剤スラリをスプレする吸収剤スプレ手段７が、図３Ｂに示されるように設置される。吸収剤スプレ手段７及び塔本体２１には、塔本体２１の液溜部２９に溜まった吸収剤スラリを汲み出して吸収剤スプレ手段７に戻す吸収剤スラリ循環手段８が、図示されるように設けられる。又、塔本体２１に接続して、塔本体２１内に吸収剤スラリを供給する図示されない吸収剤スラリ供給手段が設置される。
【０００７】
塔本体２１の液溜部２９には、液溜部２９から液を抜き取ると共に石膏を分離して上澄み液を液溜部２９に戻す石膏分離手段１１が接続される。
【０００８】
尚、図３Ａ及び図３Ｃから明らかなように、排ガス導入口２４の（水平方向の）上縁部及び下縁部の幅は塔本体２１の直径より充分小さく設定され、排ガス導入ダクト２２を排ガス導入口２４を介して塔本体２１に接続しても塔本体２１の強度が損なわれないように構成される。又、同様に、排ガス排出口２５の（水平方向の）上縁部及び下縁部の幅も塔本体２１の直径より充分小さく設定され、排ガス排出ダクト２３を排ガス排出口２５を介して塔本体２１に接続しても塔本体２１の強度が損なわれないように構成される。
【０００９】
ボイラで燃料が燃焼されて排ガスが発生し、排ガスは、ガスクーラその他の排ガス処理設備を通った後、排ガス導入ダクト２２を介して排ガス導入口２４から塔本体２１下部に導入される。
【００１０】
塔本体２１下部に導入された排ガスは、塔本体２１内を上昇すると共に吸収剤スプレ手段７によってアルカリ性の吸収剤スラリをスプレされ、これにより排ガス中の硫黄分（ＳＯ2 ，ＳＯ3 等）が吸収剤スラリと気液接触して吸収されて、脱硫が行われる。
【００１１】
脱硫された排ガスは、排ガス排出口２５から排ガス排出ダクト２３を介して排出され、煙突等を介して大気放出される。
【００１２】
一方、吸収塔２１の液溜部２９に溜まった吸収液（上記の脱硫反応によって生成した石膏を含む）は、吸収剤スラリ循環手段８によって抜き出され、再び吸収剤スプレ手段７に戻されてスプレされる。又、液溜部２９からは、石膏分離手段１１によって液が適宜抜き出されると共に石膏が分離・回収されて上澄み液が液溜部２９に戻され、以下、上記の過程が繰り返される。又、吸収剤スラリ供給手段によって、吸収剤スラリが塔本体２１内に適宜供給される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような円筒形（丸型の）吸収塔の場合、排ガス導入ダクト及び排ガス排出ダクトと塔本体との接続部分（すなわち上記の排ガス導入口及び排ガス排出口）の上縁部及び下縁部の幅を塔本体の周壁に沿って広く取ろうとすると、その部分の塔本体断面が円形でなくなり強度が落ちてしまうので、排ガス導入口，排ガス排出口の上縁部及び下縁部の幅を（塔本体の周壁に沿って）広く取ることができない。
【００１４】
つまり、丸型の吸収塔の場合、排ガス導入口及び排ガス排出口の横幅を吸収塔の直径に対して一定の割合以上に広くできない。そのため、排ガス導入ダクト及び排ガス排出ダクトの断面積を一定以上に維持しようとすると、排ガス導入口及び排ガス排出口の軸方向の高さがどうしても高くなってしまう。
【００１５】
そして、排ガス導入口及び排ガス排出口の高さが大きいとそれだけ吸収塔が高くなり、スラリ循環ポンプの揚程距離が長くなって、ポンプの負担が大きいという問題があった。
【００１６】
又、吸収塔が高いと、吸収塔に接続されたダクト等を支える構造物（架構）も高くなり、装置全体の重量及びコストを押し上げるという問題があった。
【００１７】
さらに、従来の丸型の吸収塔の場合、ガス到達距離（ガス入口側から反対側の（塔本体）側面までの距離）が均一でなく、ガス到達距離が中央部では長いのに端部に向かうにつれて短くなるため、ガスの偏流が起き易い（図２Ｂ参照）という問題があった。
【００１８】
又、塔本体の水平断面が円形であるため、塔本体内に均一に吸収剤スラリをスプレするためには、上記の吸収剤スプレ手段（スプレノズル）の配置を、塔径が変わる毎に個別に検討しなければならないという問題があった。
【００１９】
そこで、本発明の目的は、従来の円形の構成を改良することにより、塔高が低く、スプレノズルの配置が容易で且つガス偏流の発生を抑制できる排煙脱硫装置のスプレ式角型吸収塔を提供することである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本願発明は、底部に吸収剤スラリを溜める液溜部が形成され、上部に吸収剤スプレ手段が設けられ、排ガス導入ダクトから排ガスを導入して、吸収剤スプレ手段からの吸収剤で脱硫したのち、排ガスを排ガス排出ダクトへ排出する吸収塔において、吸収塔本体を水平断面長方形の箱型に形成し、吸収塔本体のガス導入側の側面にその側面幅と同じ幅の排ガス導入口を上記液溜部の上部に位置して形成すると共に、排ガス導入ダクトを排ガス導入口の幅に合わせるべく水平断面を拡幅して形成し、かつ、上記排ガス導入口に向かって下方に傾斜させて接続し、さらに上記排ガス導入口と対向する吸収塔本体の側面上部に、その側面幅と同じ幅の排ガス排出口を形成すると共に、その幅と同じ幅の排ガス排出ダクトを略水平に接続し、この排ガス排出ダクトにエリミネータを設け、さらに排ガス排出ダクトの上面を下流側に向けて上方に傾斜するように形成してエリミネータの入口側に対して出口側の流路断面が大きくなるようにしたものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適実施の形態を添付図面により説明する。
【００２３】
図１Ａ，図１Ｂ及び図１Ｃに、排煙脱硫装置２０の一部であって、排ガスを下方から導入して上方に流すと共に、この排ガスにアルカリ性の吸収剤スラリ（炭酸カルシウム等）を上方からスプレして脱硫を行う本発明の吸収塔の塔本体１が示されている（尚、図１Ａは排煙脱硫装置２０の水平断面図，図１Ｂは排煙脱硫装置２０の垂直断面図，図１Ｃは排煙脱硫装置２０の鳥瞰図である）。
【００２４】
これらの図から明らかなように、本発明の吸収塔の塔本体１は箱型（角型）に構成されている。塔本体１の底部には、吸収剤スラリが溜まる液溜部９が形成される。塔本体１の下部（但し液溜部９よりも上部）に排ガス導入口４を介して排ガス導入ダクト２が接続され、一方、塔本体１の最上部には排ガス排出口５を介して排ガス排出ダクト３が接続されて、排ガス導入ダクト２を介して塔本体１の下部に導入された排ガスが、塔本体１内をその下方から上方に上昇した後、エリミネータ６及び排ガス排出ダクト３を介して排出されるようになっている。排出ダクト３は、架構１０によって支持されている。
【００２５】
尚、本実施の形態においては、塔本体１に、その強度を補う適当な補強手段（図示されず）を設けることが望ましい。
【００２６】
排ガス導入ダクト２の上流側には、ボイラ，ガスクーラ，熱回収ガスガスヒータ等の図示されない諸設備が接続され、一方、排ガス排出ダクト３の下流側には、図示されない再加熱ガスガスヒータ，煙突等が接続される。
【００２７】
又、塔本体１内には、その上部（但し排ガス排出口５よりも下部）に、排ガスに吸収剤スラリをスプレする吸収剤スプレ手段７が、図１Ｂに示されるように設置される。吸収剤スプレ手段７及び塔本体１には、さらに、塔本体１の液溜部９に溜まった吸収剤スラリを汲み出して吸収剤スプレ手段７に戻す吸収剤スラリ循環手段８が、図示されるように設けられる。塔本体１に接続して、塔本体１内に吸収剤スラリを供給する図示されない吸収剤スラリ供給手段が設置される。
【００２８】
塔本体１の液溜部９には、液溜部９から液を抜き取ると共に石膏を分離して上澄み液を液溜部９に戻す石膏分離手段１１が接続される。
【００２９】
尚、図１Ａ及び図１Ｃから明らかなように、排ガス導入口４の水平方向に延びる上縁部及び下縁部は、共に塔本体１の平坦な側壁に沿って幅広く構成される。又、排ガス排出口５の水平方向に延びる上縁部及び下縁部も、共に塔本体１の平坦な側壁に沿って幅広く構成される。
【００３０】
本発明においては、このように、排ガス導入口４及び排ガス排出口５、すなわち排ガス導入ダクト２及び排ガス排出ダクト３と塔本体１との接続部分において、その水平方向の上縁部及び下縁部を幅広く構成できるので（角型の場合は上述のように塔本体１に補強を施してあるため、このように構成しても強度を損なう恐れが余りないからである）、その分だけ排ガス導入口４，排ガス排出口５の高さを低くできる。
【００３１】
つまり、排ガス導入口４及び排ガス排出口５を、横長な（扁平な）形状に構成でき、従って、ダクト高を低くした分だけ塔本体１の高さが従来の塔本体２１の高さよりも低くなる（図１Ｂ及び図３Ｂ参照。尚、塔本体１が従来の塔本体２１より低いにもかかわらず、排ガス導入口４から排ガス排出口５に到る煙道距離は両者において同じである）。この結果、本実施の形態における架構１０を、従来の装置における架構３１（図３Ｂ参照）よりも低く構成できる。
【００３２】
ボイラで燃料が燃焼されて排ガスが発生し、排ガスは、ガスクーラその他の排ガス処理設備を通った後、排ガス導入ダクト２を介して排ガス導入口４から塔本体１下部に導入される。
【００３３】
塔本体１下部に導入された排ガスは、塔本体１内を上昇すると共に吸収剤スプレ手段７によってアルカリ性の吸収剤スラリをスプレされ、これにより排ガス中の硫黄分（ＳＯ2 ，ＳＯ3 等）が吸収剤スラリと気液接触して吸収されて、脱硫が行われる。
【００３４】
脱硫された排ガスは、排ガス排出口５から排ガス排出ダクト３を介して排出され、煙突等を介して大気放出される。
【００３５】
一方、吸収塔１の液溜部９に溜まった吸収液（上記の脱硫反応によって生成した石膏を含む）は、吸収剤スラリ循環手段８によって適宜抜き出され、石膏を分離された後、再び吸収剤スプレ手段７に戻されてスプレされる。液溜部９からは、石膏分離手段１１によってスラリ液が適宜抜き出されると共に石膏が分離・回収されて上澄み液が液溜部９に戻され、以下、上記の過程が繰り返される。又、吸収剤スラリ供給手段によって、吸収剤スラリが塔本体１内に適宜供給される。
【００３６】
本発明の吸収塔の塔本体１においては、その水平断面が長方形であり、従って、排ガスが排ガス導入口４から塔本体１内に導入されたときのガス到達距離（排ガス導入口４側から反対側の（塔本体１の）側面までの距離）が均一になるので、従来の吸収塔２１（ガス到達距離が吸収塔２１の中央部と端部とで相違する）よりもガスの偏流が減少する（図２Ａ及び図２Ｂ参照）。
【００３７】
ちなみに、本発明の角型の吸収塔１の排ガス導入口４直上部の水平断面Ｘ（図２Ａ参照）におけるガス偏流度は約１１％であり、一方、従来の丸型の吸収塔２１の排ガス導入口２４直上部の水平断面Ｙ（図２Ａの水平断面Ｘに対応する断面，図２Ｂ参照）におけるガス偏流度は、約１５％である。
【００３８】
又、本発明の吸収塔の塔本体１の水平断面が長方形に構成されることにより、塔本体１内に均一に吸収剤スラリをスプレする上で最適な吸収剤スプレ（スプレノズル）手段７の配置を容易に決定でき、また、塔径すなわち塔の大きさが変わっても常に同じ（最適）スプレノズル配置を適用できる（一方、従来の丸型の吸収塔２１においては、上述のように、吸収剤スプレ手段７の配置を吸収塔２１の塔径が変わる毎に個別に検討しなければならない）。
【００３９】
以上、要するに、本発明においては、排ガス導入ダクト及び排出ダクトと角型の塔本体との接続部分すなわち排ガス導入口及び排ガス排出口付近のダクトを扁平に構成でき、よって、吸収塔の高さ全体を顕著に縮小できる。
【００４０】
その結果、スラリ循環ポンプの揚程距離が短くなってポンプの負担が減少すると共に、吸収塔に接続されたダクト等を支える構造物（架構）を低く構成でき、装置全体の重量及びコストを節減できる。
【００４１】
又、本発明においては塔本体の水平断面が長方形であり、従って排ガスが排ガス導入口から塔本体内に導入されたときのガス到達距離（排ガス導入口側から反対側の塔側面までの距離）が均一になるので、ガス到達距離が塔の中央部と端部とで相違する従来の吸収塔よりガスの偏流が減少し、よって脱硫効率の向上を期待できる。
【００４２】
又、塔本体の水平断面が長方形に構成されるため、吸収剤スラリを均一にスプレする上で最適なスプレノズル配置を容易に決定できると共に、塔の大きさが変わっても常に同じ（最適）スプレノズル配置を適用できるので、従来の吸収塔よりもスプレノズル配置を基準化し易い。
【００４３】
【発明の効果】
以上、要するに、本発明に係る排煙脱硫装置の吸収塔によれば、以下の優れた効果がもたらされる。
【００４４】
（１）排ガス導入口及び排ガス排出口付近のダクトを扁平に構成でき、吸収塔の高さ全体を顕著に縮小できる。この結果、吸収塔に接続されたダクト等を支える構造物（架構）を低く構成でき、装置全体の重量及びコストを節減できる。
【００４５】
（２）塔本体の水平断面が長方形であり、従って排ガスが排ガス導入口から塔本体内に導入されたときのガス到達距離（排ガス導入口側から反対側の塔側面までの距離）が均一になるので、ガス到達距離が塔の中央部と端部とで相違する従来の吸収塔よりガスの偏流が減少し、脱硫率が向上する。
【００４６】
（３）塔本体の水平断面が長方形に構成されるため、吸収剤スラリを均一にスプレする上で最適なスプレノズル配置を容易に決定できると共に、塔の大きさが変わっても常に同じ（最適）スプレノズル配置を適用できるので、従来の吸収塔よりもスプレノズル配置を基準化し易い。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】本発明の角型の吸収塔（排煙脱硫装置の一部である）の水平断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの吸収塔の垂直断面図である。
【図１Ｃ】図１Ａの吸収塔の鳥瞰図である。
【図２Ａ】本発明の角型の吸収塔におけるガス流れシミュレーションの結果を示す図である。
【図２Ｂ】従来の丸型の吸収塔におけるガス流れシミュレーションの結果を示す図である。
【図３Ａ】従来の丸型の吸収塔（排煙脱硫装置の一部である）の水平断面図である。
【図３Ｂ】図３Ａの吸収塔の垂直断面図である。
【図３Ｃ】図３Ａの吸収塔の鳥瞰図である。
【符号の説明】
１  吸収塔本体
４  排ガス導入口
５  排ガス排出口
７  吸収剤スプレ手段
９  液溜部
【図１Ａ】
0003978813.tif 000002
【図１Ｂ】
0003978813.tif 000003
【図１Ｃ】
0003978813.tif 000004
【図２Ａ】
0003978813.tif 000005
【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
0003978813.tif 000009