(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直立円筒形の急冷塔の上部から接線方向にダストを含む排ガスを導入し、当該排ガスを下降旋回流として、当該急冷塔の側壁に沿って下降旋回させる途中で、冷却水ノズルから冷却水を噴出して当該排ガスを冷却した後に、急冷塔の下部近くに配置した集合管から当該排ガスを排出するとともに、排ガス中のダストを下降旋回流の遠心力によって分離した後に、当該ダストを急冷塔の下部から排出するとともに、当該冷却水を完全蒸発させ、内壁が乾燥した状態に保つことを特徴とするダストを含む排ガスの急冷方法。
【請求項２】
急冷塔の上部に、高さの低い円柱状の衝突板を、中心軸を一致させて、内部に設置し、接線方向に、ダストを含む排ガスを導入し、当該排ガスを下降旋回流とすることを特徴とする請求項１に記載のダストを含む排ガスの急冷方法。
【請求項３】
直立円筒形の急冷塔内の上部に、中心軸を位置させて設置した円柱状の衝突板と、ダストを含む排ガスを急冷塔上部から接線方向に導入する排ガス導入路と、排ガスの下降旋回流に沿って、その内側に冷却水を噴出する冷却水ノズルと、急冷塔の下部近くに設け、冷却された排ガスを集め、外部へ排出する集合管と、急冷塔の下部に設け、ダストを外部へ排出するダスト排出口と、を有し、排ガス導入路から導入された排ガスを急冷塔の内壁と衝突板の側面との間に案内して、下降旋回流となし、下降旋回流の遠心力によって、排ガスとダストとを分離し、ダストを急冷塔の内壁に沿って落下させ、ダスト排出口から排出し、一方、排ガスを急冷塔の内壁より内側を周回する下降旋回流とし、排ガスを冷却水によって急冷し、集合管から排出するとともに、当該冷却水を完全蒸発させ、内壁が乾燥した状態に保つことを特徴とするダストを含む排ガスの急冷塔。
【請求項４】
衝突板の直径が急冷塔の内径の１／３〜２／３であり、衝突板の長さが排ガス導入路の直径の１．０〜２．５倍であることを特徴とする請求項３に記載のダストを含む排ガスの急冷塔。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、ダストを含む排ガスの急冷方法及びその急冷塔に関する。「急冷塔」は、「冷却塔」又は「減温塔」とも呼ばれている。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
第１従来技術
図３は第１従来技術の急冷塔の概略図である。
【０００３】
排ガス導入部１１は急冷塔１の上部に設けてあり、排ガス導入部１１の直下に整流板８が設置され、その下方には冷却水ノズル４が設置され、冷却水５を噴出する。急冷塔１の下部近くには、集合管が設けられている。
【０００４】
排ガスは矢印３０１のように排ガス導入部１１から導入され、整流板８を通って整流された後に、冷却水ノズル４から噴出される冷却水５の中を通過して冷却される。急冷された排ガスは、矢印３０２のように下方へ流れ、下部１４近くに設置された集合管の入口１６に、矢印３０３のように、集められ、出口１７から矢印３０４のように排出される。
【０００５】
しかしながら、整流板８は複雑な構造であり、そのため、排ガス中に含まれているダストが付着し閉塞すると、排ガスが偏流する。すると、ガスの温度が均一にならなかったり、冷却水が急冷塔の内壁に直接当たったり、ダストがその部分に付着し成長して、急冷塔の内壁が腐食し問題である。
【０００６】
第２従来技術
図４は第２従来技術の急冷塔の概略図である。
【０００７】
第２従来技術の急冷塔は、旋回流形成室と冷却室からなり、別々の部屋に分かれている。
【０００８】
旋回流形成室１９は急冷塔１の下方に設けられており、排ガス導入部１１は旋回流形成室１９に側方へ取り付けられている。
【０００９】
冷却室２０は急冷塔１の上方に設けられている。冷却室２０には、側壁１２を貫通して冷却水ノズル４が取り付けられ、冷却水５を噴出している。冷却室の上端１０３は閉じており、側下方へ伸びる排出部１０４に接続されている。
【００１０】
矢印３１１のように排ガスは排ガス導入部１１から導入され、旋回流形成室１９内で旋回流が形成された後に、矢印３１２のように、冷却室２０へ侵入する。冷却室２０では、排ガスは上昇流となり、冷却水ノズル４から噴出された冷却水５の中を通過し急冷される。矢印３１３のように上昇し、上端１０３に当たり矢印３１４のように排出部１０４に入り、矢印３１５のように排出される。
【００１１】
しかしながら、旋回流形成室１９で分離しきれずに排ガスに伴って冷却室２０に入ったダストが重力によって落下するが、この落下するダストが上昇する排ガスと冷却室２０の入口１０１で交差し、ダストが堆積し閉塞が生じやすく問題である。
【００１２】
上記問題点に鑑み、鋭意研究、開発した結果、本発明に至ったものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記問題点は、請求項１に記載のダストを含む排ガスの急冷方法、すなわち、直立円筒形の急冷塔の上部から接線方向にダストを含む排ガスを導入し、当該排ガスを下降旋回流として、当該急冷塔の側壁に沿って下降旋回させる途中で、冷却水ノズルから冷却水を噴出して当該排ガスを冷却した後に、急冷塔の下部近くに配置した集合管から当該排ガスを排出するとともに、排ガス中のダストを下降旋回流の遠心力によって分離した後に、当該ダストを急冷塔の下部から排出するとともに、当該冷却水を完全蒸発させ、内壁が乾燥した状態に保つことを特徴とするダストを含む排ガスの急冷方法によって、解決される。
【００１４】
上記問題点は、請求項３に記載のダストを含む排ガスの急冷塔、すなわち、直立円筒形の急冷塔内の上部に、中心軸を位置させて設置した円柱状の衝突板と、ダストを含む排ガスを急冷塔上部から接線方向に導入する排ガス導入路と、排ガスの下降旋回流に沿って、その内側に冷却水を噴出する冷却水ノズルと、急冷塔の下部近くに設け、冷却された排ガスを集め、外部へ排出する集合管と、急冷塔の下部に設け、ダストを外部へ排出するダスト排出口と、を有し、排ガス導入路から導入された排ガスを急冷塔の内壁と衝突板の側面との間に案内して、下降旋回流となし、下降旋回流の遠心力によって、排ガスとダストとを分離し、ダストを急冷塔の内壁に沿って落下させ、ダスト排出口から排出し、一方、排ガスを急冷塔の内壁より内側を周回する下降旋回流とし、排ガスを冷却水によって急冷し、集合管から排出するとともに、当該冷却水を完全蒸発させ、内壁が乾燥した状態に保つことを特徴とするダストを含む排ガスの急冷塔によっても、有効に解決される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は、本発明に係る実施形態の急冷塔の上部を示す説明図であり、（ａ）はその平面断面図であり、（ｂ）は」その正面断面図である。
【００１７】
急冷塔１は直立円筒形状であり、その上部は側壁１２と頂壁１３によって囲まれている。そして、側壁１２の接線方向へ水平に伸びる円筒状の排ガス導入路１１が取り付けられている。
【００１８】
頂壁１３の下面には、円柱状の衝突板２が、中心を共通にして下方へ伸びるように、取り付けられている。衝突板２は側壁２１と下面２２によって構成されている。衝突板２の直径は急冷塔１の内径の１／２倍であり、衝突板２の長さは排ガス導入路１１の直径の１．５倍である。
【００１９】
ダストを含む排ガスを排ガス導入路１１から矢印３１のように導入すると、排ガスは、急冷塔１の上部側壁１２と衝突板２の側面２１との間を、周回しつつ下降する下降旋回流となり、矢印３２、３３のように移動する。その間に、遠心力により、より重いダストは外側に、より軽い排ガスは内側に分離される。その後に、ダストは重力により落下するが、上昇流は存在しないので、ダストの落下を妨げられることはない。
【００２０】
衝突板２の直径は、急冷塔１の内径の１／２倍に限らず、１／３〜２／３倍の範囲であれば、下降旋回流を形成することができる。
【００２１】
また、衝突板２の長さは、排ガス導入路１１の直径の１．５倍に限られず、１．０〜２．５倍、好ましくは１．５〜２．０倍とすれば、下降旋回流を安定して形成することができる。
【００２２】
図２は、本発明に係る実施形態の急冷塔の中部及び下部を示す説明図であり、（a)はその平面断面図であり、(b)はその正面断面図である。
【００２３】
急冷塔１の中部には、側壁１２を貫通して冷却水ノズル４が取り付けられているが、冷却水ノズル４の先端は、排ガスの下降旋回流よりも中心寄りに位置している。したがって、冷却水ノズル４から噴出される冷却水5は、高温の排ガスと混合しないように設計されている。
【００２４】
よって、急冷塔１の内部は仮想的に同心円状に配置された３つのゾーンに分けて考えることができる。中心部の低温域６３と、中間部の高温排ガス域６２と、最外部のダスト落下域61と、である。しかしダスト落下域６１には高温排ガスも下降旋回流として流れている。そのため、急冷塔１の側壁１２は高温排ガスによって加熱され、酸露点温度以上に保たれ、かつ、乾燥した状態になっているので、側壁１２は腐食し難いと共に、ダストが付着しても剥離しやすい。
【００２５】
急冷塔１の下部近くには、排ガスを排出するための集合管が取り付けられてある。集合管の入口１６は下を向いて取り付けられているので、排ガス中を落下してくるダストが混入しにくい。また、集合管の入口１６は低温域６３と高温排ガス域６２とにまたがって配置されており、低温気体（排ガス）と高温気体（排ガス）とが、いっしょに集合管の入口１６から取り込まれ、混合され、均一な温度となって、集合管の出口１７から排出される。
【００２６】
また、ダストは、急冷塔１の下部に形成した円錐状の底壁14と、その中央の最下端に設けた排出口１５から排出される
【００２７】
【実施例】
排ガス約６０，０００Nｍ３／Ｈ、排ガス中の塩及びダスト１．５〜１５ｍｇ／Ｎｍ３を急冷塔に連続供給した。第１従来技術の急冷塔の場合であれば、約２ヶ月後に整流板が閉塞し、運転を停止しなければならなかった。一方、本発明の実施形態の急冷塔の場合には、ダストの一部が急冷塔の側壁に付着したが、衝撃によって簡単に付着ダストは落下し、長期間（６ヶ月以上）問題なく連続運転することができた。
【００２８】
【発明の効果】
本発明に係るダストを含む排ガスの急冷方法は、排ガスを下降旋回流として、上部から下部へ移動するので、遠心力によってダストと排気ガスとに分離するとともに、落下するダストと排気ガスとが逆行することなく、ダストが付着しくくい。
【００２９】
本発明に係るダストを含む排ガスの急冷方法は、排ガスを側壁に沿って流れる下降旋回流として、上部から下部へ移動するので、側壁は高温に保たれ、酸露点腐食が生じ難く、かつ、側壁は乾燥しておりダストが付着し難く、付着しても剥離しやすい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施形態の急冷塔の上部を示す説明図であり、（ａ）はその平面断面図である。
【図２】本発明に係る実施形態の急冷塔の中部及び下部を示す説明図であり、（a)はその平面断面図である。
【図３】第１従来技術の急冷塔の概略図である。
【図４】第２従来技術の急冷塔の概略図である。
【符号の説明】
１  急冷塔
１１  排ガス導入路
１２  側壁
１３  頂壁
１４  下部
１５  排出口
１６  入口
１７  出口
１９  旋回流形成室
１０１  入口
１０３  上端
１０４  排出部
２０  冷却室
２  衝突板
２１  側壁
２２  下面
４  冷却水ノズル
５  冷却水
８  整流板
３１〜３４  矢印
３０１〜３０４  矢印
３１１〜３１５  矢印
６１  ダスト落下域
６２  高温排ガス域
６３  低温域
【図１】
0003764625.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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