JPH0938452A - 湿式排煙脱硫装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スプレノズル煙道設置型の、いわゆる水平流
型吸収塔内での排ガスの通過する単位断面積当たりの吸
収液の分散密度を均一化させること。 【解決手段】 吸収液と鉛直でない方向に流路を備えた
硫黄酸化物を含む被処理ガス流路において吸収液をスプ
レノズルから噴霧して被処理ガスと接触させて、吸収液
に硫黄酸化物を吸収させる湿式排煙脱硫装置において、
スプレノズルの吸収液の噴霧方向を鉛直方向下向きから
被処理ガス流の上流側に傾斜させる傾斜角度θ(度)が、
Ｖｇ＜Ｖｓの条件で、以下の関係式を満たすようにす
る。 ｃｏｓθ＝Ｋ_θ・Ｖｇ／Ｖｓ・ｓｉｎα ０≦Ｋ_θ≦１．０ ただし、Ｖｇは吸収塔内のガス流速（ｍ／ｓ）、Ｖｓは
スプレ噴霧速度（ｍ／ｓ）、αはスプレ噴霧角（度）お
よびＫ_θはスプレノズルの特性係数

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は火力発電ボイラから
排出する燃焼排ガスに含む硫黄酸化物を除去する脱硫装
置に関し、特に火力発電設備に設置する低コスト脱硫装
置を指向した煙道ラインを有効に利用し、設置面積を小
さくした水平流型の湿式石灰石一石膏法脱硫装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】現在、火力発電ボイラに設置する脱硫装
置は、湿式石灰石一石膏法と呼ばれている方式が主流で
ある。この脱硫装置は微粒石灰石を水に懸濁させた吸収
液と燃焼排ガスとを接触させることで、燃焼排ガス中の
硫黄酸化物を吸収液で吸収除去し、石膏として回収する
方式である。この湿式石灰石一石膏法脱硫装置は脱硫性
能が高く、さらにボイラの負荷変化に対しても安定した
脱硫性能が得られるなどの特徴から広く火力発電プラン
トの排ガス処理装置に適用されてきている。

【０００３】しかし、イニシャルコストが高いことや石
炭火力発電所内での設置面積が広くなるなどの課題もあ
る。燃焼排ガスと吸収液を接触させる吸収部構造は、縦
型構造に対して吸収塔内に燃焼排ガスを下方流か上方流
として導入し、吸収液は上部から下部方向にスプレする
場合が多い。従って、燃焼排ガスと吸収液は向流あるい
は並流の状態で気液接触され、脱硫が行なわれる。

【０００４】このような湿式石灰石一石膏法脱硫装置で
は他の脱硫装置に比較して吸収性能などが高くできる優
れた性質があり、同機種についての低コスト化や設備合
理化が積極的に行なわれようとしている。

【０００５】基本的に本脱硫装置の吸収塔を小型化する
ために排ガス流速を高め、塔容量を小さくすることが低
コスト化につながる。さらに、湿式石灰石一石膏法脱硫
装置は広い設置面積が必要である点が問題点として指摘
されているが、従来の燃焼排ガスの煙道ラインを有効利
用できれば設置面積を小さくすることができる。従っ
て、煙道ラインを有効利用する吸収塔構造として、燃焼
排ガスは鉛直でない方向（以下、これを単に水平流とい
うことがある。）とし、この排ガス流れにスプレノズル
から吸収液を重力方向下向きに噴霧する、いわゆる水平
流構造を利用することが有効である。このような煙道ラ
イン設置型で水平ガス流に吸収液を均一に分散させて脱
硫性能を高めるには従来の縦型吸収塔に比べ、よりスプ
レノズルからの吸収液均一分散性を高めることが重要に
なる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】いわゆる水平流型排煙
脱硫装置は燃焼排ガス煙道ラインに設置する水平流型吸
収塔内での吸収液を噴霧するスプレ噴霧法である。した
がって、水平流型吸収塔を小型化するために被処理ガス
である排ガス流れを高速化することが必要であり、しか
も、吸収液の分散性を高め、脱硫性能を向上するための
吸収液の噴霧方法を確立することが課題である。

【０００７】一般に、湿式排煙脱硫装置では通風損失を
低くすることが重要である。吸収液を分散させるのにス
プレノズルを吸収塔内に設置すると、吸収液をスプレノ
ズルに供給するスプレヘッダは排ガス通過面積を狭め
る。従って、スプレヘッダを吸収塔内に設置させない
で、吸収塔壁部（煙道壁面とも言うことができる）にス
プレノズルを設け、該ノズルから吸収液を噴霧させるこ
とが有効であるが、その場合、特に吸収塔壁部から吸収
液を塔内に均一分散させる課題を解決することが重要と
なる。

【０００８】従って、本発明の目的はスプレノズル煙道
設置型の、いわゆる水平流型吸収塔内での排ガスの通過
する単位断面積当たりの吸収液の分散密度を均一化させ
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は次の
構成によって達成される。すなわち、吸収液と鉛直でな
い方向に流路を備えた硫黄酸化物を含む被処理ガス流路
において吸収液をスプレノズルから噴霧して被処理ガス
と接触させて、吸収液に硫黄酸化物を吸収させる湿式排
煙脱硫装置において、スプレノズルの吸収液の噴霧方向
を鉛直方向下向きから被処理ガス流の上流側に傾斜させ
る傾斜角度θ(度)が、Ｖｇ＜Ｖｓの条件で、 ｃｏｓθ＝Ｋ_θ・Ｖｇ／Ｖｓ・ｓｉｎα ０≦Ｋ_θ≦１．０ ただし、Ｖｇは吸収塔内のガス流速（ｍ／ｓ）、Ｖｓは
スプレ噴霧速度（ｍ／ｓ）、αはスプレ噴霧角（度）お
よびＫ_θはスプレノズルの特性係数なる関係式を満たす
湿式排煙脱硫装置である。

【００１０】また、本発明の上記湿式排煙脱硫装置にお
いて、隣接するスプレノズル間のピッチＰ（ｍ）が、 Ｐ＝Ｋ_p・Ｈ・ｓｉｎα ０．４ｍ≦Ｈ≦ｌｍ ただし、αはスプレ噴霧角度（度）、Ｈは隣接するスプ
レから噴霧された吸収液同士が接触する高さ（ｍ）およ
びＫ_Pは１．８の定数なる関係式を満たすようにするこ
とが望ましい。

【００１１】また、本発明の湿式排煙脱硫装置におい
て、スプレノズルの口径が２インチ以下の場合、隣接す
るスプレノズル間のピッチＰ（ｍ）が、 Ｐ＝１．２・Ｈ・ｓｉｎα ０．４ｍ≦Ｈ≦ｌｍ ただし、αはスプレ噴霧角度（度）、Ｈは隣接するスプ
レから噴霧された吸収液同士が接触する高さ（ｍ）なる
関係式を満たすことが望ましい。

【００１２】上記吸収液として炭酸カルシウム、水酸化
カルシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウムま
たは水酸化ナトリウムのいずれかを水に懸濁あるいは溶
解させたものを用いることができる。

【００１３】本発明のようなスプレノズル煙道設置型の
水平流型吸収塔において、気液接触効率を高め、かつ通
風損失を低減させるにはスプレノズルから噴霧した吸収
液の液滴の均一分散化、液滴の滞留時間を長くする構造
や各ノズルへの吸収液分配管（スプレヘッダ−）を吸収
塔外に設置することが有利である。

【００１４】このようなスプレノズルの配置と液滴飛行
軌跡に関する実験と解析、及び吸収性能を検討した結
果、いわゆる水平流型構造の吸収塔では、吸収液を重力
方向下向きに噴霧させ、排ガスと十字流に気液接触させ
る場合に、吸収液を噴霧するスプレノズルの中心軸を排
ガスの流れる上流側に傾け、その傾斜角度をガス流速、
スプレ噴霧速度、スプレ噴霧角、スプレノズル特性によ
り決定することが吸収液を均一分散化するのに有効であ
り、これにより吸収性能を高めることができる。

【００１５】以下、被処理ガスとして燃焼排ガス、吸収
液として石灰石スラリを用いる場合について本発明の説
明をする。湿式石灰石一石膏法で排煙脱硫が行われる湿
式排煙脱硫装置は、微粒石灰石を水に懸濁させた吸収液
と硫黄酸化物を含む燃焼排ガスを効率良く気液接触させ
ることにより燃焼排ガスに含まれている硫黄酸化物を選
択的に吸収液に吸収させる方式である。通常は排ガス流
速を高めると図２に示すように、脱硫性能に関係する総
括物質移動速度を高めることができる。しかし、図３に
示すように排ガス流速を高めると通風損失が高まる原因
となり、脱硫性能とは相反する特性がある。従って、排
ガスを高速化して通風損失を小さくするには、本発明の
ような吸収塔壁（煙道壁）噴霧法が有効である。

【００１６】このような湿式石灰石一石膏法の脱硫装置
の吸収塔内で硫黄酸化物を含む燃焼排ガスと吸収液を気
液接触させた場合、次のような脱硫反応が起こる。

【００１７】まず、燃焼排ガス中の硫黄酸化物が水に吸
収されて亜硫酸となり、亜硫酸はただちに解離して亜硫
酸イオンとなるために吸収液のｐＨを下げるが、この
時、吸収液に共存している石灰石、すなわち炭酸カルシ
ウムが溶解し、カルシウムイオンが増加し、ｐＨの低下
を抑える。この逐次生じる脱硫反応を総括すると以下の
ような関係式で表すことができる。 ＳＯ₂（ガス）＋Ｈ₂Ｏ → Ｈ₂Ｏ・ＳＯ₂（水に吸収状態） （１) Ｈ₂Ｏ・ＳＯ₂ → Ｈ₂ＳＯ₃ → Ｈ⁺＋ＨＳＯ₃ ^- （２） ２ＣａＣＯ₃＋Ｈ₂Ｏ → Ｃａ²⁺＋２ＨＣＯ₃ ^- （３） ２Ｃａ²⁺＋２ＨＳＯ₃ ^-＋１／２Ｏ₂ → ２ＣａＳＯ₄＋Ｈ₂Ｏ （４） ＣａＳＯ₄＋２Ｈ₂Ｏ → ＣａＳＯ₄・２Ｈ₂Ｏ （５）

【００１８】このような脱硫反応を排ガス流れが、鉛直
方向でない、いわゆる水平流型の吸収塔の構造により行
なわせるには、吸収液を重力方向にスプレノズルから噴
霧するスプレノズルと水平排ガス流と十字に接触させる
スプレノズルの中心軸を鉛直方向下向きからガス流に対
して上流側に傾斜させ、スプレノズルからの液滴をガス
流に対して向流方向に噴霧させ、液滴をガス流路の横断
面方向において均一分散させることが重要になる。ま
た、スプレノズルの中心軸を前記のように傾斜させるこ
とにより、噴霧液滴をガス流路の横断面方向において均
一分散させることが重要になる。

【００１９】さらにスプレした吸収液の均一分散は、排
ガス流速、スプレ噴霧速度、スプレ噴霧角に影響され
る。図４は排ガスの流れに向かって吸収液を噴霧させる
向流噴霧（図４（ａ））と排ガスの流れ方向に吸収液を
噴霧させる並流噴霧（図４（ｂ））をモデル化したもの
である。すなわち、従来法ではこのような吸収液噴霧方
式により吸収液を排ガスと気液接触させることで脱硫が
行なわれていた。

【００２０】図５には水平流型吸収塔の構成例を示して
いるが、排ガス１が吸収塔本体２に導入され、そのスプ
レノズル部３でスプレヘッダ５に設けられたスプレノズ
ル４から噴霧される吸収液と排ガス１とを気液接触させ
て前記（１）式から（５）式の脱硫反応を生じさせる。
脱硫された排ガス１はミスト分離器６に導入し、ガス１
に含まれるミストを除去し、処理ガス８となる。図５の
水平流型吸収塔本体２には、吸収液を貯めるタンク９を
設置し、タンク９には石灰石及び空気を供給し、常時撹
拌機１０で撹拌される。また、常にタンク９内の吸収液
の一部を抜き石膏を回収すると共に、吸収液のメイクア
ップを行なう。タンク９内の吸収液には空気を供給する
が、スプレ部３で吸収した硫黄酸化物は亜硫酸塩となる
のでこれをタンク９内で全量酸化して硫酸塩とすること
で難溶性の石膏を晶析させる。

【００２１】本発明は、例えば図５に示すスプレノズル
部３の構成とその中での吸収液の噴霧方法に関するもの
であり、特に図１に示すようなスプレノズル４を吸収塔
上部の塔壁部あるいは側壁から吸収液を噴霧させる際の
吸収液スプレノズル４の中心軸の傾斜角度を規定するこ
とで均一分散性を高めそれにより脱硫性能を高めること
が狙いである。

【００２２】例えば、排ガスの流速を１０ｍ／ｓとした
水平流の排ガス流れ場を想定し、これに図４に示したス
プレノズル４のＡ及びＢ点の液滴に注目し、その軌跡を
図６に示す。図６には水平流の燃焼排ガス流れに対し
て、スプレノズル４からの液滴の噴霧角を変化させた噴
霧状態を示しているが、この液滴径が５００μｍ、１０
００μｍ、３０００μｍの３種のものの液滴の噴霧角に
対応させた液滴の飛行軌跡を図７に示す。図７では水平
軸方向に排ガスが流れていて、この排ガスの水平流に向
かって吸収液を噴霧している場合の液滴の飛行軌跡を図
示している。液滴の飛行軌跡は液滴径に影響され、液滴
径が小さいほど水平流のガス流に乗って飛行する軌跡を
描くようになる。液滴粒径が大きくなると液滴の重力の
作用が大きく影響し、その軌跡は鉛直方向下向きの流れ
分速度が大きくなる。

【００２３】本発明のように噴霧角度（ノズル先端から
の液滴の広がる角度）９０度のスプレノズル４をその中
心軸が鉛直方向下向きになるように噴霧したとき、図４
のスプレ噴霧モデルのＡ、Ｂ点に対応する液滴飛行軌跡
は図６の丸８、丸１０の噴霧状態に対応したものとな
る。また、本発明ではスプレノズルの中心軸を鉛直方向
下向きから排ガス流れの上流方向に傾かせるようにした
ものであるから、例えばスプレノズル中心軸を４５度傾
かせた場合、図６の丸１、丸９に対応する噴霧軌跡を描
くようになる。この液滴の飛行軌跡は図７（ａ）〜図７
（ｃ）の液滴飛行軌跡１、９に対応する。図６、図７の
液滴噴霧角、液滴飛行軌跡の関係から明らかなようにス
プレノズル中心軸を鉛直方向下向きから燃焼排ガス流れ
の上流方向に傾斜させることにより液滴飛行軌跡を変え
ることができ、その選定により液滴の吸収塔内での分散
性を高めることが可能となる。

【００２４】すなわち、排ガスの水平流れにスプレノズ
ルから該吸収液を重力方向あるいは側壁から噴霧する場
合に、次の式（６）が求められる。 ｃｏｓθ＝Ｋ_θ・Ｖｓ／Ｖｓ・ｓｉｎα （６） ここで、 θ（度）：スプレノズル４の中心軸を鉛直方向下向きか
ら排ガス流れの上流側に傾かせた鉛直線との成す傾斜角
度（図８参照）、 Ｖｇ（ｍ／ｓ）：吸収塔内のガス流速（図８参照）、 Ｖｓ（ｍ／ｓ）：スプレ噴霧速度（図８参照）、 α（度）：スプレ噴霧角（図８参照）、 Ｋ_θ：特性係数

【００２５】特性係数Ｋ_θはスプレノズル特性により決
まるもので、液滴を噴霧したとき全面を液滴となるフル
コーンや傘型タイプのホロコーンのノズル４から噴霧さ
れた状態で異なるもので、０より大で１．０以下を満た
す傾斜角度θをそれぞれ選定する必要がある。

【００２６】スプレノズル４の前記傾斜角度θを排ガス
流速Ｖｇ、スプレ噴霧速度Ｖｓ、スプレ噴霧角αにより
変化させることにより、吸収液をスプレ噴霧した直前で
のガス偏流を防止でき、吸収液分散性を均一化すること
が可能となる。

【００２７】また、隣接するスブレノズル４から噴霧し
た吸収液同士を衝突させることにより液滴は微細化する
とともに液滴の界面更新が促進され、排ガス中のＳＯ₂
吸収速度を高めるのに有効である。従って、隣接するス
プレノズル４同士のピッチは狭くすることが有効であ
り、スプレノズル４間のピッチＰ（ｍ）、スプレ噴霧角
α、隣接するスプレから噴霧された吸収液の液滴同士が
始めに衝突するスプレノズル４の先端からの高さＨ
（ｍ）、およぴスプレノズル噴霧角α（度）とスプレノ
ズル４の口径などにより決まる特性係数Ｋ_Pは（７）式
を満足させる関係が好ましい。 Ｐ＝Ｋ_P・Ｈ・ｓｉｎα .............（７）

【００２８】ここでＫ_Pはスプレノズル４の口径が２イ
ンチ以上で１．８、２インチ以下のスプレノズル口径で
は１．２が妥当である。この時の前記高さＨは０．４ｍ
以上でｌｍ以下を満たす隣接するスプレノズル４間の間
隔Ｐ（ｍ）を選定することが好ましい。

【００２９】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例を説明する。本
発明は以下の実施例に限定されるものではない。 実施例１ 本発明の水平流型脱硫装置の吸収塔構成を図５に示した
が、スプレノズル４の配置構成の実施例を図１に示す。
図１（ａ）は水平流型吸収塔本体２部分の平面図、図１
（ｂ）はその側面図である。まず図１の水平流型吸収塔
本体２には被処理ガスである燃焼排ガス１が導入され、
スプレノズル４から噴霧される吸収液と接触する。
（６）式において、傾斜角度θを大きくするほど排ガス
流れ方向にスプレノズル４の中心軸を傾かせて噴霧する
構成を示す。

【００３０】ガス流速Ｖｇ、スプレ噴霧速度Ｖｓの比が
大きくなる程スプレノズル４の中心軸の傾斜角度θは小
さくできる。通常（６）式の特性値Ｋ_θは０から０．３
の範囲で傾斜角度θを決める場合が多い。図８はそのス
プレノズル４の傾斜角度θを模式的に示したものである
が、排ガス１の水平流れにスプレノズル４から吸収液を
噴霧する際、スプレノズル４の鉛直方向下向きの中心軸
線Ａから排ガス流れの上流側に傾斜させて中心軸線Ｂに
変えた状況を示す。このようにスプレノズル２を傾斜さ
せることにより噴霧した液滴飛行軌跡を図７に示したよ
うに分散化する事が可能となり、また、吸収液滴の分散
が促進され有効である。この傾斜角度θは排ガス１の水
平流のガス流速Ｖｇ（ｍ／ｓ）、スプレノズル４からの
吸収液の噴霧速度Ｖｓ（ｍ／ｓ）、スプレノズル噴霧角
α（度）から（６）式の関係により決定することが、同
じ吸収液を噴霧させる場合でも吸収液を均一に分散させ
脱硫性能を高める点から有効になる。図８に示すスプレ
ノズル４の傾斜角度θはガス流速Ｖｇ、スプレ噴霧速度
Ｖｓの比が大きくなる程小さくできる。

【００３１】実施例２ 図９に示す実施例は（６）式に従い図１に示すスプレノ
ズル４の中心軸が角度θだけ傾いたスプレノズル４−
１、４−２及び４−３を複数個スプレ部３（図５）の壁
面に設置したスプレングシステムを示す。図９（ａ）は
平面図、図９（ｂ）は側面図である。それぞれのスプレ
ノズル４−１、４−２、４−３間のスプレノズル４の間
隔Ｐ（ｍ）は（７）式の関係より決めることが好まし
く、このようなノズル配置を複数組み合わせることにな
る。

【００３２】本実施例のスプレングシステムを形成させ
る際の隣接するスプレノズル４の間隔Ｐは、図１０に示
す鉛直方向下向きに中心軸線Ａを有するスプレノズル４
および図１１に示す中心軸線Ａに対して排ガス１の流れ
の上流側に傾斜角度θでノズル中心軸が線Ｂに沿うよう
に傾けたスプレノズル４の吸収液噴霧速度Ｖｓとスプレ
ノズル４の噴霧角αの関係から、隣接するスプレノズル
４同士の噴霧する吸収液が衝突する高さＨ（ｍ）、間隔
Ｐ（ｍ）とノズル噴霧角α（度）から幾何学的に決ま
る。

【００３３】隣接するスプレノズル４から吸収液を噴霧
させると吸収液滴同士が衝突し、衝突後の液滴は、衝突
エネルギにより液滴径が微細化し、ＳＯ₂吸収のための
接触面積を増加するのに有効に作用するのと液側の物質
移動速度を高めるように液境面の更新が促進する。しか
し、隣接するスプレノズル４の間隔Ｐ（ｍ）を狭くする
とノズル４から噴霧された吸収液は液滴を形成しない段
階で衝突させることになり好ましくないので、前記
（７）式のスプレノズル４の配置の特性係数Ｋ_Pを１．
８とし、高さＨを０．４ｍ以上で１．０ｍ以下になるよ
うに選定することが有効なノズル配置といえる。

【００３４】（７）式の特性係数Ｋ_P、高さＨはスプレ
ノズル４の口径などにより異なり、ノズル口径は２イン
チ以上の場合に特性係数Ｋ_Pを１．８とし、高さＨを
０．４ｍ以上でｌｍ以下を選定することが有効である。
スプレノズル４の口径が２インチ以下では特性係数Ｋ_P
を１．２に選定することが有効である。図１１の実施例
に示すスプレノズル４を傾斜角度θだけ傾けるスプレン
グシステムの場合にも（６）式のようなスプレノズル間
隔Ｐを選定することが有効である。

【００３５】また、図１１に示すようにスプレ部３（図
５）の壁面３ａなど吸収塔壁に直接スプレノズル４を設
けることで、スプレヘッダを塔壁に設置することなく吸
収液を噴霧することが可能となる。

【００３６】実施例３ また、図１２のような鉛直方向下向きに中心軸線Ａを有
するスプレノズル４ａおよび排ガス１の流れの上流側に
傾斜角度θでノズル中心軸を線Ｂに沿うように傾けたス
プレノズル４ｂの混合型のスプレングシステムも有効で
ある。図１２（ａ）は平面図、図１２（ｂ）は側面図で
ある。本実施例は鉛直方向下向きに中心軸線Ａを有する
スプレノズル４ａを設置するスプレングシステムにより
吸収塔内の吸収液の液滴の分散性を高めるのに有効であ
る。

【００３７】実施例４ 図１３の実施例は本発明の水平流型吸収塔を火力発電ボ
イラの排ガス処理に、適用した場合のシステムを示す。
ボイラ３００からの排ガス３０１は空気予熱器３０２な
どを経てガス３０３となり、電気集塵器３０４に入り、
脱塵される。脱塵後の被処理ガス３０５はガス・ガス熱
交換器３０６を経て水平流型吸収塔の本体２に導入され
る。水平流型吸収塔本体２の出口ガス、即ち脱硫された
ガス８は再度ガス・ガス熱換器３０６に導入され、加熱
された後、流れ３０８から煙突３０７に導入されて大気
に放出される。

【００３８】以上の水平流型脱硫装置のスプレノズル配
置において、図１３には示していないが、スプレノズル
をスプレ部の上部壁面方向から下部壁面方向に向けて吸
収液を噴霧する方法を用いること、またはこれに加えて
更にスプレ部の側壁にスプレノズルを配置することも有
効である。また、スプレノズル口径は同じ物を使用して
いるが、隣接するスプレノズル同士の口径を異径にする
ことも有効であり、さらに隣接するスプレノズル同士の
水平高さを変えることによりさらなる吸収液の液滴の分
配性を高め脱硫率を高めるのに有効である。

【００３９】また、排ガス量が多くなり吸収塔内のガス
流路断面積が広くなる場合には、液滴の分散性を高める
のに本発明のスプレング方法に加えて吸収液を排ガスの
流れに向かって噴霧するスプレノズル、排ガスと並流に
噴霧するノズルを併設させることなどが有効である。

【００４０】各スプレノズルには吸収液を分配するスプ
レヘッダが必要であるが、本発明のように吸収液をスプ
レ部の上部壁面方向から下部壁面方向に噴霧させる構造
では、スプレヘッダを吸収塔壁面の外に設けることがで
き、排ガス流れの通風損失を小さくするのに有効であ
る。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、排ガス流路の上部から
下部の鉛直方向下向きに噴霧させるスプレノズルの中心
軸を燃焼排ガス流れ方向上流側に傾斜させて、スプレノ
ズルから吸収液を排ガス流路内に噴霧することにより吸
収液滴の分散性を高めるようにしたものであるから、同
じ吸収液を噴霧させる場合でも脱硫性能を高くできる。
さらに各スプレノズルへの吸収液を分配させる配管を吸
収塔壁面外に設置させることにより、燃焼排ガスが流れ
る断面積を吸収液の配管などで拘束することがないの
で、スプレヘッダを吸収塔内に設置する場合と比較して
通風損失を低く抑える効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の湿式排煙脱硫装置の一実施例の吸収
塔内のスプレノズルの配置図である。

【図２】 吸収塔内のスプレ部での排ガス流速とガス側
の物質移動速度の関係図である。

【図３】 吸収塔内のスプレ部での排ガス流速と通風損
失の関係図である。

【図４】 吸収塔内のスプレ部での吸収液を排ガスに対
して向流と並流方式で噴霧した状態図を示す。

【図５】 本発明の適用される水平流型排煙脱硫装置の
吸収塔の構造図である。

【図６】 本発明の排ガスの水平流に対する吸収液の噴
霧角度を表す図である。

【図７】 図６に対応する吸収液の液滴の飛行軌跡を表
す図である。

【図８】 本発明のスプレノズルの傾斜角度と噴霧角度
を示す図である。

【図９】 本発明のスプレノズルを傾斜させた場合の吸
収液のスプレイング状況を表す図である。

【図１０】 本発明のスプレノズルのピッチを表す関係
図である。

【図１１】 本発明の傾斜させたスプレノズルのピッチ
関係を表す図である。

【図１２】 本発明の二種類のスプレノズルの組み合わ
せによるスプレイングの応用例を示す図である。

【図１３】 本発明のスプレイングシステムを適用して
湿式排煙脱硫システム図を示す。

【符号の説明】

１ 燃焼排ガス ２ 吸収塔本体 ３ スプレ部 ４ スプレノズル ５ スプレヘッダ ６ ミストエリミネ
ータ ８ 処理ガス ９ 吸収塔循環タン
ク １０ 撹拌機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｄ 53/34 １２５Ｃ (72)発明者 加藤 明 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 宮寺 博 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 野沢 滋 広島県呉市宝町３番36号 バブコック日立 株式会社呉研究所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸収液と鉛直でない方向に流路を備えた
   硫黄酸化物を含む被処理ガス流路において吸収液をスプ
   レノズルから噴霧して被処理ガスと接触させて、吸収液
   に硫黄酸化物を吸収させる湿式排煙脱硫装置において、 スプレノズルの吸収液の噴霧方向を鉛直方向下向きから
   被処理ガス流の上流側に傾斜させる傾斜角度θ(度)が、
   Ｖｇ＜Ｖｓの条件で、 ｃｏｓθ＝Ｋ_θ・（Ｖｇ／Ｖｓ）・（ｓｉｎα） ０≦Ｋ_θ≦１．０ ただし、Ｖｇは吸収塔内のガス流速（ｍ／ｓ）、Ｖｓは
   スプレ噴霧速度（ｍ／ｓ）、αはスプレ噴霧角（度）お
   よびＫ_θはスプレノズルの特性係数なる関係式を満たす
   ことを特徴とする湿式排煙脱硫装置。
2. 【請求項２】 各スプレノズルへ吸収液を分配する供給
   配管を被処理ガス流路の外に設置することを特徴とする
   請求項１記載の湿式排煙脱硫装置。
3. 【請求項３】 隣接するスプレノズル間のピッチＰ
   （ｍ）が、 Ｐ＝Ｋ_p・Ｈ・ｓｉｎα ０．４ｍ≦Ｈ≦ｌｍ ただし、αはスプレ噴霧角度（度）、Ｈは隣接するスプ
   レから噴霧された吸収液同士が接触する高さ（ｍ）およ
   びＫ_Pは１．８の定数なる関係式を満たすことを特徴と
   する請求項１記載の湿式排煙脱硫装置。
4. 【請求項４】 スプレノズルの口径が２インチ以下の場
   合、隣接するスプレノズル間のピッチＰ（ｍ）が、 Ｐ＝１．２・Ｈ・ｓｉｎα ０．４ｍ≦Ｈ≦ｌｍ ただし、αはスプレ噴霧角度（度）、Ｈは隣接するスプ
   レから噴霧された吸収液同士が接触する高さ（ｍ）なる
   関係式を満たすことを特徴とする請求項１記載の湿式排
   煙脱硫装置。
5. 【請求項５】 吸収液は炭酸カルシウム、水酸化カルシ
   ウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウムまたは水
   酸化ナトリウムのいずれかを水に懸濁あるいは溶解させ
   たものであることを特徴とする請求項１ないし４のいず
   れかに記載の湿式排煙脱硫装置。