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発明の名称 排煙脱硫装置のスプレ式角型吸収塔
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−9955
公開日 平成11年(1999)1月19日
出願番号 特願平9−163900
出願日 平成9年(1997)6月20日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】絹谷 信雄
発明者 松本 有夫 / 島▲崎▼ 博明
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 排ガスを導入して脱硫する吸収塔において、吸収塔本体を箱型に形成し、この箱型の吸収塔本体の底部に吸収剤スラリを溜める液溜部を形成すると共に、上記箱型の吸収塔本体の上部に吸収剤スプレ手段を設け、上記箱型の吸収塔本体の上記液溜部の上部に排ガスを導入する排ガス導入口を、上記吸収剤スプレ手段の上部に排ガスを排出する排ガス排出口を設け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。
【請求項2】 上記排ガス導入口及び上記排ガス排出口を扁平に構成する請求項1記載の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、請求項1の発明は、排ガスを導入して脱硫する吸収塔において、吸収塔本体を箱型に形成し、この箱型の吸収塔本体の底部に吸収剤スラリを溜める液溜部を形成すると共に、上記箱型の吸収塔本体の上部に吸収剤スプレ手段を設け、上記箱型の吸収塔本体の上記液溜部の上部に排ガスを導入する排ガス導入口を、上記吸収剤スプレ手段の上部に排ガスを排出する排ガス排出口を設けて構成される。
【0021】請求項2の発明は、上記排ガス導入口及び上記排ガス排出口を扁平に形成して構成される。
【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)排ガス導入ダクト及び排出ダクトと角型の塔本体との接続部分の横幅を広く取れるので、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、従って、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。




 

 


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