JP2013006125A - Wet flue gas desulfurization apparatus, and wet flue gas desulfurization method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、火力発電所や工場等に設置されるボイラ等の燃焼設備から排出される排ガス中の有害成分である硫黄酸化物を除去する湿式排煙脱硫装置に係わり、特に、浮遊粒子状物質のうち２．５μｍ以下の煤塵も除去可能な煤塵除去機能を備えた湿式排煙脱硫装置及び湿式排煙脱硫方法に関する。 The present invention relates to a wet flue gas desulfurization apparatus that removes sulfur oxides, which are harmful components in exhaust gas discharged from combustion facilities such as boilers installed in thermal power plants and factories, and in particular, suspended particulate matter In particular, the present invention relates to a wet flue gas desulfurization apparatus and a wet flue gas desulfurization method having a dust removal function capable of removing dust of 2.5 μm or less.
火力発電設備における一般的な湿式排煙脱硫装置の側面図を図１２に示す。
この湿式排煙脱硫装置は、主に排ガス中の有害成分である硫黄酸化物を吸収・除去する吸収塔１と、吸収塔１の排ガス入口ダクト２と、吸収塔１の排ガス出口ダクト３と、排ガスに吸収液を噴霧するスプレノズル１３を備えたスプレヘッダ１２と、吸収塔１内の吸収液の循環ポンプ４と、吸収塔１内の吸収液を貯留する循環タンク６と、循環タンク６内の吸収液を攪拌する攪拌機７と、循環タンク６内の吸収液に酸化用空気を吹き込むための空気吹込み管８と、排ガスに同伴される液滴径の小さいミストを捕集するミストエリミネータ９と、循環タンク６内の吸収液の抜出し管１０と、循環タンク６内の吸収液をスプレヘッダ１２に送る循環配管１１等から構成される。
FIG. 12 shows a side view of a general wet flue gas desulfurization apparatus in a thermal power generation facility.
This wet flue gas desulfurization apparatus mainly includes an
火力発電所や工場等に設置されるボイラ等の燃焼装置から排出される硫黄酸化物を含む排ガスは、図示していない脱硫ファンにより入口ダクト２から吸収塔１にほぼ水平方向に導入され、上方に流れて吸収塔１の塔頂部に設けられた出口ダクト３から排出される。
Exhaust gas containing sulfur oxides discharged from a combustion apparatus such as a boiler installed in a thermal power plant or factory is introduced into the
吸収塔１では、スプレノズル１３から微細な液滴として噴霧される石灰石または石灰を含むスラリなどの吸収剤の液滴と排ガスとを気液接触させることで、排ガス中のばいじんや塩化水素(ＨＣｌ)、フッ化水素（ＨＦ）等の酸性ガスと共に、排ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）はスプレノズル１３の吸収液滴表面で化学的に吸収、除去される。
In the
ＳＯ2を吸収した吸収液は、一旦循環タンク６に溜まり、酸化用攪拌機７によって攪拌されながら、空気吹込み管８から供給される空気中の酸素により酸化され硫酸カルシウム（石膏）を生成する。
循環タンク６にあるスラリ状の吸収液５は、吸収液循環ポンプ４により昇圧され、吸収液循環配管１１を経由して、吸収塔１内の上部のスプレヘッダ１２に供給される。
The absorbing solution that has absorbed SO 2 once accumulates in the
The slurry-
炭酸カルシウム及び石膏が共存する循環タンク６内の吸収液５の一部は、吸収液循環ポンプ４によって再びスプレノズル１３に送られ、一部は吸収液抜き出し管１０より図示していない廃液処理・石膏回収系へと送られる。また、スプレノズル１３からの噴霧によって微粒化された吸収液５の中で、液滴径が微小なミストは排ガスに同伴されるが、出口ダクト３側に設けられたミストエリミネータ９によって捕集・除去される。
A part of the
湿式脱硫装置の排ガス流れの上流には図示していない集塵装置が設置され、ボイラから排出されるほとんどの灰は除去されるが、微細な灰は集塵装置でも除去されず、排ガスに同伴されながら湿式脱硫装置に流入する。しかし、湿式脱硫装置の吸収塔１内ではスプレノズル１３から噴霧された多量の吸収液５の液滴が落下しているため、微細な灰のほとんどはこの液滴との慣性衝突により除去される。
A dust collector (not shown) is installed upstream of the exhaust gas flow of the wet desulfurizer, and most of the ash discharged from the boiler is removed, but fine ash is not removed by the dust collector and is accompanied by the exhaust gas. While flowing, it flows into the wet desulfurization apparatus. However, since a large amount of droplets of the absorbing
しかし、スプレノズル１３から噴霧される液滴で除去できる灰の大きさには限界があり、浮遊粒子状物質のうち２．５μｍ以下のものを対象とするような１μｍ以下のサブミクロン領域の灰は除去されずに、そのまま吸収塔１から排出される。
一方、吸収塔１には９０〜１６０℃程度の排ガスが導入されるため、この排ガスと接触する吸収液５が蒸発して、その蒸発水は図示しない煙突から排出される。したがって、吸収塔１には蒸発した分に見合うだけの補給水として、工業用水を補給水供給ライン１５から連続的に供給している。
However, there is a limit to the size of ash that can be removed by droplets sprayed from the
On the other hand, since an exhaust gas of about 90 to 160 ° C. is introduced into the
下記特許文献１には、吸収塔内に吸収液を噴霧するスプレノズルを複数段設置し、ガス流れ方向に対して最上流のスプレ段よりも下流側のスプレ段の内、少なくとも一段以上に、最上流のスプレ段から噴霧される液滴よりも微粒な液滴を噴霧するスプレノズルを有する微粒液滴スプレ段を設け、サブミクロン単位のダスト粒子の捕集効率を向上させた湿式排煙脱硫装置が開示されている。
In
また、下記特許文献２には、排ガスの処理温度よりも冷たい微粒液滴を排ガスに噴霧してダストを肥大化させることで捕集効率を高めた脱硫装置が開示されている。
更に、下記特許文献３には、脱硫塔内に水蒸気を吹き込む水蒸気管を設けることで、水蒸気がダストを核として肥大化することで排ガス中の粒子を捕集する脱硫装置が開示されている。
Further,
Further, Patent Document 3 below discloses a desulfurization apparatus that collects particles in exhaust gas by providing a steam pipe for blowing steam into a desulfurization tower so that the steam is enlarged using dust as a nucleus.
特許文献１〜３に記載の構成によれば、排ガスに微粒な液滴や水蒸気を吹き込むことで、ダスト粒子などの捕集効率を高めている。
しかし、このように排ガスに噴霧したり、吹き込んだりするための液滴や水蒸気等には多量の水が必要となる。また、そのための設備や動力も必要となることから、設備の大型化や費用の増大などの問題が生じる。例えば、特許文献２に記載の構成では、噴霧液の冷却装置、特許文献３に記載の構成では、１００度以上の水蒸気の供給装置などが必要となる。
According to the configurations described in
However, a large amount of water is required for droplets, water vapor, and the like for spraying or blowing into the exhaust gas. Moreover, since the equipment and power for that are also needed, problems, such as an enlargement of equipment and an increase in cost, arise. For example, the configuration described in
更に、近年、浮遊粒子状物質のうち２．５μｍ以下の煤塵等の規制が強化されつつあり、このような粒径の煤塵の除去性能の向上が、より一層求められている。
特許文献１に記載の構成では、１０００μｍ以下の微粒液滴を噴霧しているが、この程度の大きさでは効率良くサブミクロン単位の煤塵を除去することは難しい。また、特許文献２に記載の構成では、排ガスの処理温度よりも冷たい微粒液滴を噴霧後、回収してリサイクルしており、このように循環使用した場合は捕集した煤塵が蓄積してしまう。
Further, in recent years, regulations on dust particles of 2.5 μm or less among the suspended particulate matter are being strengthened, and further improvement in the removal performance of dust particles having such a particle size is required.
In the configuration described in
本発明の課題は、簡素な構成で、設備の大型化や費用の増大を抑えた煤塵除去性能の高い湿式排煙脱硫装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a wet flue gas desulfurization apparatus having a simple configuration and having high dust removal performance that suppresses increase in size and cost of facilities.
上記課題は、排ガス流れの最下流のスプレ部とミストエリミネータとの間に、スプレ部のスプレノズルから噴霧される液滴よりも径の小さい微粒液滴を排ガス流れに対して向流噴霧する複数の二流体スプレノズルからなる除塵用の微粒スプレ部を設け、湿式排煙脱硫装置内の蒸発などによる損失分を補うための補給水を微粒スプレ部から排ガスに噴霧することにより達成される。 The above problem is that a plurality of droplets having a diameter smaller than the droplet sprayed from the spray nozzle of the spray portion are sprayed countercurrently to the exhaust gas flow between the spray portion at the most downstream of the exhaust gas flow and the mist eliminator. This is achieved by providing a fine particle spray part for dust removal composed of a two-fluid spray nozzle and spraying makeup water from the fine particle spray part to the exhaust gas to compensate for loss due to evaporation in the wet flue gas desulfurization apparatus.
また、上記本発明の課題は、下記の構成を採用することにより達成できる。
請求項１記載の発明は、ボイラを含む燃焼装置から排出される排ガスに吸収液を噴霧する複数のスプレノズルを有するスプレ部と該スプレ部の排ガス流路の下流側に設けられ、排ガス流れに同伴されるミストを捕集するミストエリミネータとを有し、排ガス中の硫黄酸化物を吸収、除去する吸収塔を備えた湿式排煙脱硫装置において、前記吸収塔に補給水を供給する補給水供給部を設け、前記スプレ部と前記ミストエリミネータとの間に、前記補給水供給部により供給される水を前記スプレ部のスプレノズルから噴霧される液滴よりも微粒液滴にして排ガス流れに対して向流噴霧する複数の二流体スプレノズルからなる除塵用の微粒スプレ部を設けた湿式排煙脱硫装置である。
Further, the above-described problems of the present invention can be achieved by adopting the following configuration.
The invention according to
請求項２記載の発明は、前記微粒スプレ部の複数の二流体スプレノズルから噴霧される液滴の平均径は、予め求められた排ガス中の一定の大きさの煤塵を所定割合以上除去可能な排ガスと微粒スプレ部の噴霧液量との液ガス比（Ｌ／Ｇ）と前記微粒スプレ部の複数の二流体スプレノズルから噴霧される液滴の平均径との関係と、前記吸収塔に供給する補給水から換算される液ガス比（Ｌ／Ｇ）とにより求められる平均径である請求項１記載の湿式排煙脱硫装置である。
According to a second aspect of the present invention, the average diameter of the droplets sprayed from the plurality of two-fluid spray nozzles of the fine particle spray portion is an exhaust gas capable of removing a predetermined amount or more of dust of a certain size in the exhaust gas obtained in advance. Between the liquid gas ratio (L / G) between the amount of sprayed liquid in the fine particle spray part and the average diameter of the droplets sprayed from a plurality of two-fluid spray nozzles in the fine particle spray part, and replenishment supplied to the absorption tower The wet flue gas desulfurization apparatus according to
請求項３記載の発明は、前記微粒スプレ部の複数の二流体スプレノズルは、上方に流れる排ガスに対して、下方に噴霧する二流体スプレノズルであって、微粒スプレ部の複数の二流体スプレノズルを略水平方向に設けると共に、該複数の二流体スプレノズル同士の間隔を、排ガス流速と各スプレノズルの噴霧領域の外周をなす液滴の噴射速度とその液滴の排ガス流れ方向に対する噴射角度とにより求められる、各スプレノズルの噴霧領域の外周をなす液滴の噴霧されてから排ガス流れにより反転するまでの水平方向の移動距離に基づいて設定する請求項１又は請求項２に記載の湿式排煙脱硫装置である。
According to a third aspect of the present invention, the plurality of two-fluid spray nozzles in the fine particle spray portion are two-fluid spray nozzles that spray downward with respect to the exhaust gas flowing upward, and the plurality of two-fluid spray nozzles in the fine particle spray portion are substantially omitted. While being provided in the horizontal direction, the interval between the plurality of two-fluid spray nozzles is determined by the exhaust gas flow velocity, the spray velocity of the droplets forming the outer periphery of the spray region of each spray nozzle, and the spray angle of the droplets with respect to the exhaust gas flow direction. 3. The wet flue gas desulfurization device according to
請求項４記載の発明は、前記微粒スプレ部の複数の二流体スプレノズルは、上方に流れる排ガスに対して、下方に噴霧する二流体スプレノズルであって、微粒スプレ部の複数の二流体スプレノズルを略水平方向に設けると共に、該複数の二流体スプレノズル同士の間隔Ｐ（ｍ）を、各スプレノズルの噴霧領域の外周をなす液滴の噴射速度Ｖｐ（ｍ／ｓ）とその液滴の排ガス流れ方向に対する噴射角度θ（ｄｅｇ）とにより表される下記式（１）［（−１.２×１０-5）θ2＋（１.５×１０-3)θ−８.５×１０-3］×Ｖｐ0.5 （１）
の値に基づいて設定する請求項１又は請求項２に記載の湿式排煙脱硫装置である。
According to a fourth aspect of the present invention, the plurality of two-fluid spray nozzles in the fine particle spray portion are two-fluid spray nozzles that spray downward with respect to the exhaust gas flowing upward, and the plurality of two-fluid spray nozzles in the fine particle spray portion are substantially omitted. The distance P (m) between the plurality of two-fluid spray nozzles is provided in the horizontal direction with respect to the spray velocity Vp (m / s) of the droplets forming the outer periphery of the spray region of each spray nozzle and the exhaust gas flow direction of the droplets. The following formula (1) [(-1.2 × 10 −5 ) θ 2 + (1.5 × 10 −3 ) θ−8.5 × 10 −3 ] × expressed by the injection angle θ (deg) Vp 0.5 (1)
It is a wet flue gas desulfurization apparatus of
請求項５記載の発明は、ボイラを含む燃焼装置から排出される排ガスを吸収塔に導入して、吸収塔内に設けたスプレ部の複数のスプレノズルから吸収液を噴霧して、前記排ガス中に含まれる硫黄酸化物を吸収、除去し、吸収塔内の排ガス流れに同伴されるミストをスプレ部より排ガス流路の下流側に設けたミストエリミネータにより捕集する排煙脱硫方法において、前記スプレ部と前記ミストエリミネータとの間の排ガスに、前記吸収塔に供給する補給水に気体を混合して微粒化することで前記スプレノズルから噴霧される液滴よりも微粒液滴にして、排ガス流れに対して向流噴霧する湿式排煙脱硫方法である。
The invention according to
請求項６記載の発明は、排ガス中の一定の大きさの煤塵を所定割合以上除去可能な微粒液滴の平均径と排ガスと微粒液滴の噴霧液量との液ガス比（Ｌ／Ｇ）との関係を予め求めておき、前記吸収塔に供給する補給水から換算される液ガス比（Ｌ／Ｇ）と前記予め求めた関係から求められる平均径の微粒液滴を噴霧する請求項５記載の湿式排煙脱硫方法である。 According to the sixth aspect of the present invention, the liquid-gas ratio (L / G) between the average diameter of fine droplets capable of removing a predetermined amount or more of dust in the exhaust gas at a predetermined ratio or more and the amount of sprayed liquid of the fine particles and the fine droplets The liquid-gas ratio (L / G) converted from the makeup water supplied to the absorption tower is sprayed with fine droplets having an average diameter determined from the previously determined relationship. The wet flue gas desulfurization method described.
請求項７記載の発明は、前記微粒液滴を略水平方向に設けた複数の噴霧位置から上方に流れる排ガスに対して下方に噴霧する湿式排煙脱硫方法であって、排ガス流速と前記各噴霧位置の噴霧領域の外周をなす液滴の噴射速度とその液滴の排ガス流れ方向に対する噴射角度とにより求められる、各噴霧位置の噴霧領域の外周をなす微粒液滴の噴霧されてから排ガス流れにより反転するまでの微粒液滴の水平方向の移動距離に基づいて、間隔を設けた噴霧位置から微粒液滴を噴霧する請求項５又は請求項６に記載の湿式排煙脱硫方法である。
The invention according to
請求項８記載の発明は、前記微粒液滴を略水平方向に設けた複数の噴霧位置から上方に流れる排ガスに対して下方に噴霧する湿式排煙脱硫方法であって、前記各噴霧位置の噴霧領域の外周をなす液滴の噴射速度Ｖｐ（ｍ／ｓ）とその液滴の排ガス流れ方向に対する噴射角度θ（ｄｅｇ）とにより表される下記式（１）
［（−１.２×１０-5）θ2＋（１.５×１０-3)θ−８.５×１０-3］×Ｖｐ0.5 （１）
の値に基づいて、間隔を設けた噴霧位置から微粒液滴を噴霧する請求項５又は請求項６に記載の湿式排煙脱硫方法である。
The invention according to
[(-1.2 × 10 −5 ) θ 2 + (1.5 × 10 −3 ) θ−8.5 × 10 −3 ] × Vp 0.5 (1)
7. The wet flue gas desulfurization method according to
（作用）
排ガスに微粒な液滴や水蒸気を吹き込む場合は、多量の水が必要となり、そのための設備や動力も必要となるが、本発明によれば、除塵用の微粒スプレ部から噴霧する水として湿式排煙脱硫装置内の蒸発などによる損失分を補うための補給水を利用する。したがって、微粒スプレ部の水には新たな水を必要とせず、ユーティリティが増加することもなく、排煙脱硫装置内の水バランス（水の蒸発量と補給量）が崩れることもない。
(Function)
When fine droplets or water vapor are blown into the exhaust gas, a large amount of water is required, and equipment and power for that purpose are also required. However, according to the present invention, the wet spray is used as the water sprayed from the fine particle spray part for dust removal. Use makeup water to make up for the loss caused by evaporation in the smoke desulfurization unit. Therefore, new water is not required for the water in the fine particle spray section, the utility is not increased, and the water balance (the amount of evaporation and replenishment of water) in the flue gas desulfurization apparatus is not lost.
そして、除塵用の微粒スプレ部には、液体と気体を混合させることで微細な液体の粒子を作り出す二流体スプレノズルを使用することで、スプレ部から噴霧される吸収液の液滴よりも微細な液滴を噴霧することが可能となり、より小さな煤塵をも除去することが可能となる。 The fine particle spray part for dust removal uses a two-fluid spray nozzle that produces fine liquid particles by mixing liquid and gas, so that the finer particle than the liquid droplets of the absorbing liquid sprayed from the spray part. It becomes possible to spray droplets and to remove even smaller dust particles.
すなわち、請求項１又は請求項５記載の発明によれば、スプレ部とミストエリミネータとの間に、スプレ部のスプレノズルよりも液滴径の小さい液滴を排ガス流れに対して向流噴霧する複数の二流体スプレノズルからなる除塵用の微粒スプレ部を設けることで、スプレ部で除去できない粒径のより小さい煤塵を除去することが可能となる。 That is, according to the first or fifth aspect of the invention, a plurality of droplets having a droplet diameter smaller than that of the spray nozzle of the spray portion are sprayed countercurrently to the exhaust gas flow between the spray portion and the mist eliminator. By providing the fine particle spray part for dust removal composed of the two-fluid spray nozzle, it becomes possible to remove soot having a smaller particle diameter that cannot be removed by the spray part.
また、除塵用の微粒スプレ部に補給水を利用することで、簡素な構成となり、設備の大型化や費用の増大を抑えることができる。
更に、ミストエリミネータよりも排ガス流れの上流側で連続的に補給水を噴霧することで、ミストエリミネータの洗浄効果も期待できると共に、ミストエリミネータの洗浄水量及び洗浄頻度を低減することも可能である。
Moreover, it becomes a simple structure by using supplementary water for the fine particle spray part for dust removal, and it can suppress the enlargement of an installation and the increase in cost.
Furthermore, by continuously spraying makeup water upstream of the exhaust gas flow from the mist eliminator, it is possible to expect a cleaning effect of the mist eliminator, and it is also possible to reduce the amount of cleaning water and the cleaning frequency of the mist eliminator.
また、排ガス中に微粒液滴を噴霧して煤塵を捕集する際、排ガス中の煤塵と液滴との慣性衝突の作用で除去できる煤塵の大きさには限界がある。従来技術における脱硫装置では、スプレノズルから噴霧される液滴の大きさが２０００〜３０００μｍと比較的大きく、微粒子の除去に関して十分配慮されていなかった。 Further, when dust is collected by spraying fine droplets in the exhaust gas, there is a limit to the size of the dust that can be removed by the inertial collision between the dust and the droplets in the exhaust gas. In the conventional desulfurization apparatus, the size of the droplets sprayed from the spray nozzle is relatively large, 2000 to 3000 μm, and the removal of fine particles has not been sufficiently considered.
排ガス中の煤塵と液滴との慣性衝突で除去される煤塵の大きさは液滴の大きさに依存し、液滴を小さくすることで除去可能な煤塵の限界粒径を小さくすることができる。また、その煤塵の除去に要する液量を低減することも可能となる。 The size of the dust removed by the inertial collision between the dust in the exhaust gas and the droplet depends on the size of the droplet, and by reducing the droplet, the limit particle size of the removable dust can be reduced. . It is also possible to reduce the amount of liquid required for removing the dust.
そこで、一定の大きさの煤塵を所定割合以上除去可能な排ガスと噴霧液量（微粒スプレ部のみの液量）との液ガス比（Ｌ／Ｇ）と微粒スプレ部の複数の二流体スプレノズルから噴霧される液滴の平均径との関係（すなわち、液ガス比と液滴の平均径との関係）を予め求めておき、吸収塔に必要な補給水供給量を液ガス比に換算して、この液ガス比と前記液ガス比と液滴の平均径との関係から微粒スプレ部の液滴の平均径を求める。そして、この求められた平均径の液滴を微粒スプレ部から排ガスに噴霧すれば、補給水供給量で微粒スプレ部に必要な水量を賄うことができる。なお、液ガス比とは、単位排ガス量当たりに噴霧する液量であり、Ｌ／Ｇと表す場合がある。 Therefore, the liquid gas ratio (L / G) between the exhaust gas and the spray liquid amount (the liquid amount of only the fine particle spray part) capable of removing a certain amount of soot and dust at a predetermined ratio or more, and a plurality of two-fluid spray nozzles of the fine particle spray part The relationship between the average diameter of the droplets to be sprayed (that is, the relationship between the liquid gas ratio and the average diameter of the droplets) is obtained in advance, and the makeup water supply amount required for the absorption tower is converted into the liquid gas ratio. The average diameter of the droplets in the fine particle spray portion is obtained from the relationship between the liquid gas ratio, the liquid gas ratio, and the average droplet diameter. Then, if the liquid droplets having the determined average diameter are sprayed from the fine particle spray portion onto the exhaust gas, the amount of water necessary for the fine particle spray portion can be covered by the supply amount of makeup water. The liquid gas ratio is the amount of liquid sprayed per unit exhaust gas amount and may be expressed as L / G.
例えば、１μｍの煤塵を９０％除去するために必要な前記液ガス比（Ｌ／Ｇ）と微粒スプレ部の複数の二流体スプレノズルから噴霧される液滴の平均径とには後述する図２に示すような関係がある。そこで、吸収塔に必要な補給水供給量を液ガス比に換算して、この液ガス比と前記液ガス比と液滴の平均径との関係から微粒スプレ部の液滴の平均径を求めることで、より効果的にサブミクロン単位の煤塵を除去できる。 For example, the liquid gas ratio (L / G) necessary for removing 90% of 1 μm soot and the average diameter of droplets sprayed from a plurality of two-fluid spray nozzles in the fine particle spray portion are shown in FIG. There is a relationship as shown. Therefore, the supply amount of makeup water necessary for the absorption tower is converted into the liquid gas ratio, and the average diameter of the droplets in the fine particle spray portion is obtained from the relationship between the liquid gas ratio and the liquid gas ratio and the average diameter of the droplets. Thus, submicron-unit dust can be removed more effectively.
図２によれば、微粒スプレ部の複数の二流体スプレノズルから噴霧される液滴の平均径を１３０μｍ以下にすることで、より少ない液量で１μｍ以下の小さな煤塵も除去することが可能になる。 According to FIG. 2, by setting the average diameter of droplets sprayed from a plurality of two-fluid spray nozzles in the fine particle spray portion to 130 μm or less, it becomes possible to remove small dust particles of 1 μm or less with a smaller liquid amount. .
したがって、請求項２又は請求項６記載の発明によれば、上記請求項１又は請求項５記載の発明の作用に加えて、一定の大きさの煤塵を所定割合以上除去可能な液ガス比（Ｌ／Ｇ）と微粒スプレ部の液滴の平均径との関係を予め求めておき、吸収塔に必要な補給水供給量を液ガス比に換算して、この液ガス比と前記液ガス比と液滴の平均径との関係により求められる平均径の液滴を排ガスに噴霧することで、より効果的にサブミクロン単位の煤塵を除去できる。
Therefore, according to the invention of
一方、除塵用の微粒スプレ部から噴霧する液滴の径を小さくすると、排ガス流れに対して向流噴霧された液滴も排ガスにあおられて反転し、排ガス流れに同伴されるようになる。その同伴流では効果的にサブミクロン単位の煤塵を除去できないため、微粒スプレ部のいずれの領域も液滴と排ガスが向流接触するように、二流体スプレノズルの間隔に配慮する必要がある。 On the other hand, when the diameter of the droplet sprayed from the fine particle spray portion for dust removal is reduced, the droplet sprayed counter-currently to the exhaust gas flow is also reversed by the exhaust gas and is accompanied by the exhaust gas flow. Since the entrained flow cannot effectively remove dust in submicron units, it is necessary to consider the interval between the two-fluid spray nozzles so that the droplets and the exhaust gas are in countercurrent contact with each region of the fine particle spray portion.
微粒スプレ部の複数の二流体スプレノズルを略水平方向に設置する場合、微粒スプレ部の二流体スプレノズルの間隔は、液滴が下方に噴霧されてから上昇する排ガス流れにより反転して液滴が上昇するまでの液滴の水平方向の移動距離を基準に設定すれば良い。二流体スプレノズルからは液滴が霧状に噴霧されるため、この噴霧領域の外周部をなす、すなわち二流体スプレノズルの中心から遠くに飛散する液滴の水平方向の移動距離を基準にすれば良い。 When a plurality of two-fluid spray nozzles in the fine particle spray section are installed in a substantially horizontal direction, the interval between the two-fluid spray nozzles in the fine particle spray section is reversed by the exhaust gas flow rising after the liquid droplets are sprayed downward, and the liquid droplets rise. What is necessary is just to set on the basis of the movement distance of the droplet of a horizontal direction until it does. Since the droplets are sprayed in a mist form from the two-fluid spray nozzle, the horizontal movement distance of the droplets forming the outer peripheral portion of the spray region, that is, disperse far from the center of the two-fluid spray nozzle may be used as a reference. .
この水平方向の移動距離は、上昇する排ガスの流速と微粒スプレ部の二流体スプレノズルから下方に噴霧される液滴のうち噴霧領域の外周部をなす液滴の噴射速度とその液滴の排ガス流れに対する噴射角度から定まる。 This horizontal movement distance is determined by the flow rate of the rising exhaust gas, the jet velocity of the droplets forming the outer periphery of the spray region, and the exhaust gas flow of the droplets, of the droplets sprayed downward from the two-fluid spray nozzle of the fine particle spray portion. It is determined from the injection angle with respect to.
例えば、全てのスプレノズルの噴霧条件が同じである場合は、微粒スプレ部の複数の二流体スプレノズル同士の間隔を、前記水平方向の移動距離の２倍以内にすれば良い。
なお、この間隔の基準は、各スプレノズルの中心間の距離とすれば良い。
For example, when the spraying conditions of all the spray nozzles are the same, the interval between the plurality of two-fluid spray nozzles in the fine particle spray portion may be set within twice the moving distance in the horizontal direction.
Note that the reference for this interval may be the distance between the centers of the spray nozzles.
したがって、請求項３又は請求項７記載の発明によれば、上記請求項１又は請求項２、請求項５又は請求項６記載の発明の作用に加えて、微粒スプレ部の複数の二流体スプレノズル同士の間隔を、各スプレノズルの噴霧領域の外周部をなす液滴の噴霧されてから排ガス流れにより反転するまでの水平方向の移動距離に基づいて設定することで、微粒スプレ部のいずれの領域も液滴と排ガスの向流接触が可能となる。
Therefore, according to the invention of claim 3 or
微粒スプレ部の二流体スプレノズルから噴霧される液滴はスプレノズルの中心を頂点とした円錐状に噴霧されるため、前記水平方向の移動距離は、外周部の液滴の噴霧されてから反転するまでの移動距離を円錐の側面長さ（母線の長さ）とした場合の底面の円の半径Ｒとなる。この円錐で囲まれる範囲が、液滴と排ガスが向流接触可能な範囲となり、すなわち、除塵に効果的な範囲である。そして、この半径Ｒを有効半径Ｒといい、平面視ではスプレノズルの中心を中心とした半径Ｒの円で囲まれる範囲がスプレノズルから噴霧される液滴と排ガスが向流接触可能な範囲となる。また円錐状とは、概ね円錐形状であれば良く、シャワー状、傘状、釣り鐘状などの形状も含む意である。 Since the droplet sprayed from the two-fluid spray nozzle in the fine particle spray portion is sprayed in a conical shape with the center of the spray nozzle as a vertex, the horizontal movement distance is from the spraying of the droplet in the outer peripheral portion to the inversion. Is the radius R of the circle on the bottom surface when the moving distance is the length of the side surface of the cone (the length of the generatrix). The range surrounded by the cone is a range where the liquid droplet and the exhaust gas can counter-contact, that is, an effective range for dust removal. The radius R is referred to as an effective radius R, and in a plan view, a range surrounded by a circle having a radius R centered on the center of the spray nozzle is a range in which the droplet sprayed from the spray nozzle and the exhaust gas can be in countercurrent contact. The conical shape may be a generally conical shape and includes shapes such as a shower shape, an umbrella shape, and a bell shape.
そして、微粒スプレ部の二流体スプレノズルから噴霧される液滴と排ガスが向流接触可能な範囲は、排ガスの流速よりも液滴の噴射速度と噴射角度に大きく影響を受ける。例えば、微粒スプレ部の液滴の噴射速度及び噴射角度と有効半径Ｒには、後述する図９に示すような関係がある。微粒スプレ部の二流体スプレノズルから噴霧される液滴は下降するが、それに抗する排ガス流れにより反転して上昇する。 The range in which the droplet sprayed from the two-fluid spray nozzle of the fine particle spray portion and the exhaust gas can be counter-contacted is greatly influenced by the droplet ejection speed and the ejection angle rather than the exhaust gas flow velocity. For example, the ejection speed and the ejection angle of the droplets in the fine particle spray portion and the effective radius R have a relationship as shown in FIG. The droplet sprayed from the two-fluid spray nozzle of the fine particle spray portion descends, but reverses and rises due to the exhaust gas flow against it.
したがって、微粒スプレ部の二流体スプレノズルの間隔Ｐをスプレノズルの噴霧条件である噴射角度（排ガス流に対する液滴の噴射角度）と噴射速度の関係で一義的に決まるように定義づけすると良い。
そして、図９に示す関係から液滴の噴射速度Ｖｐ（ｍ／ｓ）と噴射角度θ（ｄｅｇ）との関係を整理すると、下記式（１）で表すことができる。
Ｒ（ｍ）＝[（−１.２×１０-5) θ2+（１.５×１０-3)θ−８.５×１０-3]×Ｖｐ0.5（１）
例えば、微粒スプレ部の各二流体スプレノズルから同じ噴霧条件で噴霧される場合は、スプレノズルの間隔Ｐ（ｍ）を式（１）の有効半径Ｒ（ｍ）の２倍以内にすると良い。
したがって、請求項４又は請求項８記載の発明によれば、上記請求項１又は請求項２、請求項５又は請求項６記載の発明の作用に加えて、微粒スプレ部の二流体スプレノズル同士の間隔Ｐ（ｍ）を 式（１）の数値に基づいて設定することで、サブミクロン単位の煤塵を除去することが可能となる。
Therefore, the interval P between the two-fluid spray nozzles in the fine-particle spray portion may be defined so as to be uniquely determined by the relationship between the spray angle (spray angle of droplets with respect to the exhaust gas flow) that is the spray condition of the spray nozzle and the spray speed.
Then, when the relationship between the droplet ejection speed Vp (m / s) and the ejection angle θ (deg) is arranged from the relationship shown in FIG. 9, it can be expressed by the following equation (1).
R (m) = [(-1.2 × 10 −5 ) θ 2 + (1.5 × 10 −3 ) θ−8.5 × 10 −3 ] × Vp 0.5 (1)
For example, when spraying from each two-fluid spray nozzle of the fine particle spray portion under the same spraying condition, the spray nozzle interval P (m) may be set within twice the effective radius R (m) of the equation (1).
Therefore, according to invention of Claim 4 or
本発明によれば、簡素な構成で、設備の大型化や費用の増大を抑えて煤塵の除去性能を高めることができる。具体的には、以下の効果を奏する。
請求項１又は請求項５記載の発明によれば、スプレ部のスプレノズルよりも液滴径の小さい液滴を除塵用の微粒スプレ部の複数の二流体スプレノズルから排ガス流れに対して向流に噴霧することで、スプレ部で除去できない粒径のより小さい煤塵を除去することが可能となる。また、微粒スプレ部に補給水を利用することで、新たな水を必要とせず、ユーティリティが増加することもなく、排煙脱硫装置内の水バランス（水の蒸発量と補給量）が崩れることもない。
According to the present invention, dust removal performance can be enhanced with a simple configuration while suppressing an increase in equipment size and cost. Specifically, the following effects are exhibited.
According to the first or fifth aspect of the invention, droplets having a droplet diameter smaller than that of the spray nozzle of the spray portion are sprayed countercurrently to the exhaust gas flow from the plurality of two-fluid spray nozzles of the fine particle spray portion for dust removal. By doing so, it becomes possible to remove soot having a smaller particle diameter that cannot be removed by the spray portion. In addition, by using makeup water for the fine particle spray section, no new water is required, utilities are not increased, and the water balance (evaporation amount and replenishment amount of water) in the flue gas desulfurizer is destroyed. Nor.
更に、ミストエリミネータよりも排ガス流れの上流側で連続的に補給水を噴霧することで、ミストエリミネータの洗浄効果も期待でき、ミストエリミネータの洗浄水量及び洗浄頻度を低減できる。 Further, by spraying the makeup water continuously upstream of the exhaust gas flow with respect to the mist eliminator, the cleaning effect of the mist eliminator can be expected, and the amount of cleaning water and the cleaning frequency of the mist eliminator can be reduced.
また、請求項２又は請求項６記載の発明によれば、上記請求項１又は請求項５記載の発明の効果に加えて、予め求めた除塵に効果的な液ガス比（Ｌ／Ｇ）と微粒スプレ部の液滴の平均径との関係と、補給水供給量から換算した液ガス比とによって求められる平均径の液滴を排ガスに噴霧することで、より効果的にサブミクロン単位の煤塵を除去できる。
According to the invention described in
そして、請求項３又は請求項７記載の発明によれば、上記請求項１又は請求項２、請求項５又は請求項６記載の発明の効果に加えて、微粒スプレ部の複数の二流体スプレノズル同士の間隔を、各スプレノズルの噴霧領域の外周部をなす液滴の噴霧されてから排ガス流れにより反転して上昇するまでの水平方向の移動距離に基づいて設定することで、微粒スプレ部のいずれの領域においても液滴と排ガスが向流接触するため、効果的に煤塵を除去できる。
And according to invention of Claim 3 or
請求項４又は請求項８記載の発明によれば、上記請求項１又は請求項２、請求項５又は請求項６記載の発明の効果に加えて、微粒スプレ部の二流体スプレノズル同士の間隔Ｐ（ｍ）を 式（１）の数値に基づいて設定することで、スプレノズルの間隔設定が容易であると共に、より効果的にサブミクロン単位の煤塵を除去することが可能となる。
According to the invention of claim 4 or
以下に、本発明の実施の形態を示す。 Embodiments of the present invention are shown below.
図１には、本発明の一実施例である湿式排煙脱硫装置の側面図を示す。なお、図１の湿式排煙脱硫装置において、図１２の湿式排煙脱硫装置と同じ符号の部材の説明は一部省略している。 In FIG. 1, the side view of the wet flue gas desulfurization apparatus which is one Example of this invention is shown. In the wet flue gas desulfurization apparatus in FIG. 1, the description of members having the same reference numerals as those in the wet flue gas desulfurization apparatus in FIG. 12 is partially omitted.
この湿式排煙脱硫装置は、主に排ガス中の有害成分である硫黄酸化物を吸収・除去する吸収塔１と、吸収塔１の排ガス入口ダクト２と、吸収塔１の排ガス出口ダクト３と、排ガスに吸収液を噴霧するスプレノズル１３を備えたスプレヘッダ１２と、吸収塔１内の吸収液の循環ポンプ４と、吸収塔１内の吸収液を貯留する循環タンク６と、循環タンク６内の吸収液を攪拌する攪拌機７と、循環タンク６内の吸収液に酸化用空気を吹き込むための空気吹込み管８と、排ガスに同伴される液滴径の小さいミストを捕集するミストエリミネータ９と、循環タンク６内の吸収液の抜出し管１０と、循環タンク６内の吸収液をスプレヘッダ１２に送る循環配管１１等から構成される。
This wet flue gas desulfurization apparatus mainly includes an
火力発電所や工場等に設置されるボイラ等の燃焼装置から排出される硫黄酸化物を含む排ガスは、図示していない脱硫ファンにより入口ダクト２から吸収塔１にほぼ水平方向に導入され、上方に流れて吸収塔１の塔頂部に設けられた出口ダクト３から排出される。
Exhaust gas containing sulfur oxides discharged from a combustion apparatus such as a boiler installed in a thermal power plant or factory is introduced into the
吸収塔１では、スプレノズル１３から微細な液滴として噴霧される石灰石または石灰を含むスラリなどの吸収剤の液滴と排ガスとを気液接触させることで、排ガス中のばいじんや塩化水素(ＨＣｌ)、フッ化水素（ＨＦ）等の酸性ガスと共に、排ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）はスプレノズル１３の吸収液滴表面で化学的に吸収、除去される。
In the
ＳＯ2を吸収した吸収液は、一旦循環タンク６に溜まり、酸化用攪拌機７によって攪拌されながら、空気吹込み管８から供給される空気中の酸素により酸化され硫酸カルシウム（石膏）を生成する。
The absorbing solution that has absorbed SO 2 once accumulates in the
循環タンク６にあるスラリ状の吸収液５は、吸収液循環ポンプ４により昇圧され、吸収液循環配管１１を経由して、吸収塔１内の上部のスプレヘッダ１２に供給される。
炭酸カルシウム及び石膏が共存する循環タンク６内の吸収液５の一部は、吸収液循環ポンプ４によって再びスプレノズル１３に送られ、一部は吸収液抜き出し管１０より図示していない廃液処理・石膏回収系へと送られる。また、スプレノズル１３からの噴霧によって微粒化された吸収液５の中で、液滴径が微小なミストは排ガスに同伴されるが、出口ダクト３側に設けられたミストエリミネータ９によって捕集・除去される。
The slurry-
A part of the
湿式脱硫装置の排ガス流れの上流には図示していない集塵装置が設置され、ボイラから排出されるほとんどの灰は除去されるが、微細な灰は集塵装置でも除去されず、排ガスに同伴されながら湿式脱硫装置に流入する。しかし、湿式脱硫装置の吸収塔１内ではスプレノズル１３から噴霧された多量の吸収液５の液滴が落下しているため、微細な灰のほとんどはこの液滴との慣性衝突により除去される。
A dust collector (not shown) is installed upstream of the exhaust gas flow of the wet desulfurizer, and most of the ash discharged from the boiler is removed, but fine ash is not removed by the dust collector and is accompanied by the exhaust gas. While flowing, it flows into the wet desulfurization apparatus. However, since a large amount of droplets of the absorbing
図１に示す湿式排煙脱硫装置は、最上段のスプレノズル１３とミストエリミネータ９との間に二流体方式の除塵用スプレノズル１４を複数配置した除塵用スプレヘッダ１７を備え、この除塵用スプレヘッダ１７に補給水供給ライン１５を設け、除塵用スプレノズル１４から補給水として工業用水を噴霧する点で図１２に示す従来の湿式排煙脱硫装置と異なる。
The wet flue gas desulfurization apparatus shown in FIG. 1 includes a dust
従来の湿式排煙脱硫装置では、スプレノズル１３から噴霧される液滴で除去できる灰の大きさには限界があり、浮遊粒子状物質のうち２．５μｍ以下のものを対象とするような１μｍ以下のサブミクロン領域の灰は除去されずに、そのまま吸収塔１から排出されていた。
In conventional wet flue gas desulfurization equipment, there is a limit to the size of ash that can be removed by droplets sprayed from the
排ガス中の煤塵とスプレノズル１３から噴霧される吸収液５の液滴との慣性衝突で除去される煤塵の大きさは噴霧される液滴の大きさに依存し、排ガスに噴霧される液滴を小さくすることで除去可能な煤塵の限界粒径を小さくすることができる。また、その煤塵の除去に要する液量を低減することも可能となる。
The size of the dust removed by the inertial collision between the dust in the exhaust gas and the droplet of the absorbing
本実施例によれば、ミストエリミネータ９の上流側に小容量の除塵用スプレノズル１４として二流体スプレノズルを複数配置しており、除塵用スプレノズル１４から微粒液滴が円錐状に噴霧される。二流体スプレノズルによれば、圧縮空気供給管１６から圧縮空気を除塵用スプレノズル１４に送り、除塵用スプレノズル１４の内部で水に気体を混合させるため、高速気流によって液体が粉砕して微粒化する。このように、液体と気体を混合させることで微細な液体の粒子を作り出し、スプレノズル１３から噴霧される吸収液５の液滴よりも微細な液滴を噴霧することが可能となり、より小さな煤塵をも除去することが可能となる。なお、除塵用スプレヘッダ１７を複数段備えても良い。
According to the present embodiment, a plurality of two-fluid spray nozzles are arranged on the upstream side of the
また、吸収塔１には９０〜１６０℃程度の排ガスが導入されるため、この排ガスと接触する吸収液５が蒸発して、その蒸発水は図示しない煙突から排出される。したがって、吸収塔１には蒸発した分に見合うだけの補給水として工業用水を連続的に供給する必要がある。
Moreover, since the exhaust gas of about 90-160 degreeC is introduce | transduced into the
本実施例によれば、除塵用スプレノズル１４から噴霧する水に補給水を利用することで、新たな水を必要とせず、ユーティリティが増加することもなく、水バランスが崩れることもない。また、ミストエリミネータ９よりも排ガス流れの上流側で連続的に補給水を噴霧することで、ミストエリミネータ９の洗浄効果も期待できると共に、ミストエリミネータの洗浄水量及び洗浄頻度を低減することも可能である。
According to the present embodiment, by using makeup water as the water sprayed from the dust
図２には、図１の湿式排煙脱硫装置において、１μｍの煤塵を９０％除去するのに必要な液ガス比（Ｌ／Ｇ）と除塵用スプレノズル１４から噴霧される液滴の平均径との関係を示す。吸収塔１に導入される排ガス流速を４ｍ／ｓとし、除塵用スプレノズル１４から噴霧される液滴径を、レーザー位相ドップラー計測器により測定した。なお、スプレノズル１３から噴霧される液滴は、除塵用スプレノズル１４から噴霧される液滴に比べて大きいため、サブミクロン単位の煤塵を除去できない。したがって、スプレノズル１３からの噴霧滴量は考慮する必要はない。
FIG. 2 shows the liquid gas ratio (L / G) required to remove 90% of 1 μm soot and the average diameter of droplets sprayed from the dust
図２からも分かるように、除塵用スプレノズル１４から噴霧される液滴を小さくすることで、より少ないＬ／Ｇで微粒の煤塵を除去できることが分かる。
したがって、除塵に効果的な液ガス比（Ｌ／Ｇ）と除塵用スプレノズル１４の液滴の平均径との関係を予め求めておき、吸収塔１に必要な補給水供給量を液ガス比に換算して、この液ガス比と前記液ガス比と液滴の平均径との関係から除塵用スプレノズル１４により噴霧する液滴の平均径を求めることで、より効果的にサブミクロン単位の煤塵を除去できる。
As can be seen from FIG. 2, it can be seen that by reducing the droplets sprayed from the dust
Therefore, the relationship between the liquid gas ratio (L / G) effective for dust removal and the average diameter of the droplets of the dust
例えば、一般的な湿式排煙脱硫装置の補給水供給量をＬ／Ｇに換算すると０．０５Ｌ／ｍ3Ｎであり、除塵用スプレノズル１４から噴霧する水を補給水だけで賄うためには、除塵用スプレノズル１４から噴霧される液滴の径を１３０μｍ以下にすればよいことが分かる。ここで、一般的な湿式排煙脱硫装置とは、排ガス流路の上流側に冷却塔やガスクーラが設置されていない入口ガス温度として１３０〜１６０℃の脱硫装置であり、その補給水供給量とは１０００ＭＷのボイラの場合で１２５〜１６０ｔ／ｈ程度である。１０００ＭＷの排ガス量を３００万ｍ3Ｎ／ｈとすれば、Ｌ／Ｇ＝（１２５〜１６０）×１０００／３００万≒０．０５リットル／ｍ3Ｎとなる。
そして、除塵用スプレノズル１４から噴霧される液滴の径を１３０μｍ以下にすることで、より少ない液量で１μｍ以下の小さな煤塵も除去することが可能になる。
For example, when the amount of makeup water supplied from a general wet flue gas desulfurization device is converted to L / G, it is 0.05 L / m 3 N. It can be seen that the diameter of the droplet sprayed from the dust
Then, by setting the diameter of the droplet sprayed from the dust
一方、除塵用スプレノズル１４から噴霧する液滴の径を小さくすると、排ガスに対して向流噴霧された液滴も排ガスにあおられて反転し、排ガス流れに同伴されるようになる。その同伴流では効果的にサブミクロン単位の煤塵を除去できないため、除塵用スプレノズル１４を設置したいずれの領域も液滴と排ガスが向流接触するように、除塵用スプレノズル１４の間隔に配慮する必要がある。
On the other hand, when the diameter of the droplet sprayed from the dust
図３には、排ガスの流速を４ｍ／ｓとした場合の除塵用スプレノズル１４から噴霧された液滴の飛跡を計算した結果を示し、図４には、排ガスの流速を２ｍ／ｓとした場合（比較的低負荷時）の除塵用スプレノズルから噴霧された液滴の飛跡を計算した結果を示し、図５には、排ガスの流速を１ｍ／ｓとした場合（低負荷時）の除塵用スプレノズルから噴霧された液滴の飛跡を計算した結果を示す。この液滴は、円錐状（シャワー状）に噴霧する場合の一番外側（噴霧領域の外周をなす）の液滴であり、霧状に噴霧される液滴のうちの一滴（代表的な液滴）を指している。また、図３〜図５のｘ軸、ｙ軸の基準点（ゼロ点）は除塵用スプレノズル１４の中心である。
FIG. 3 shows the result of calculating the tracks of droplets sprayed from the dust
図３の計算条件として、ガス流速を４ｍ／ｓ、液滴径を１３０μｍ、噴射角度を４５度、液滴の噴射速度Ｖｐを５０〜４００ｍ／ｓ（５段階の速度）とした。また、図４及び図５には、低負荷（低ボイラ出力）時を想定したガス流速２ｍ／ｓ及び１ｍ／ｓの場合の液滴の飛跡を計算した結果を示す。図４及び図５の計算条件としては、ガス流速以外は図３の計算条件と同様とした。 The calculation conditions in FIG. 3 were as follows: the gas flow rate was 4 m / s, the droplet diameter was 130 μm, the ejection angle was 45 degrees, and the droplet ejection speed Vp was 50 to 400 m / s (5-stage speed). FIG. 4 and FIG. 5 show the results of calculating droplet trajectories when the gas flow rates are 2 m / s and 1 m / s assuming low load (low boiler output). The calculation conditions of FIGS. 4 and 5 were the same as the calculation conditions of FIG. 3 except for the gas flow rate.
除塵用スプレノズル１４から下方に噴射された液滴は吸収塔１内を上昇する排ガスに抗して下方に飛散するが、液滴が有する運動エネルギーは排ガスに抗して下方に飛散する際に、排ガスによる抵抗力によって失われ、除塵用スプレノズル１４から或る距離で排ガスにあおられて反転し、排ガス流れに同伴されて上昇する。したがって、除塵用スプレノズル１４から噴霧される液滴は、Ｕターンの飛跡を描く。
The droplets sprayed downward from the
そして、この液滴が反転する除塵用スプレノズル１４からの距離（噴霧されてから反転するまでの液滴の移動距離）は図３から図５に示される通り、排ガスのガス流速Ｕｇと噴射速度Ｖｐ、更には噴射角度θによっても変わってくるが、液滴が排ガス流れと同伴流になるとサブミクロン単位の煤塵粒子を除去することは難しくなるため、液滴と排ガスが向流接触する微粒子を効果的に除去可能な範囲は液滴が噴射されてから反転するまでと考えられる。
The distance from the dust
したがって、除塵用スプレノズル１４同士の間隔を、各除塵用スプレノズル１４の噴霧領域の外周部をなす液滴の噴霧されてから反転するまでの水平方向の移動距離に基づいて設定することで、除塵用スプレノズル１４を設置したいずれの領域も液滴と排ガスの向流接触が可能となり、効果的に煤塵を除去できる。
Therefore, by setting the interval between the dust
例えば、図６に示すように、各除塵用スプレノズル１４から噴霧される液滴の噴射速度や噴射角度などの噴射条件がほぼ同じであれば（噴射方向を実線で示す）、除塵用スプレノズル１４同士の間隔をこの液滴の水平方向の移動距離ｈ１の２倍と同じ間隔又はそれ以内にすれば良い。
For example, as shown in FIG. 6, if spray conditions such as the spray speed and spray angle of droplets sprayed from each dust
また、図７に示すように、各除塵用スプレノズル１４から噴霧される液滴の噴射条件が異なる場合は、隣接する除塵用スプレノズル１４の互いに向かい合う方向に噴霧される各液滴の水平方向の移動距離を足した距離（ｈ２＋ｈ３）と同じ又はそれ以内の距離を、これら除塵用スプレノズル１４同士の間隔とすれば良い。
In addition, as shown in FIG. 7, when the ejection conditions of the droplets sprayed from each dust
除塵用スプレノズル１４から噴霧される液滴は除塵用スプレノズル１４の中心を頂点とした円錐状に噴霧されるため、前記水平方向の移動距離は、外周部の液滴の噴霧されてから反転するまでの移動距離（除塵用スプレノズル１４の中心からの移動距離）を円錐の側面長さ（母線の長さ）とした場合の底面の円の半径Ｒとなる。この円錐で囲まれる範囲が、液滴と排ガスが向流接触可能な範囲となり、すなわち、除塵に効果的な範囲である。そして、この半径Ｒを有効半径Ｒといい、平面視では除塵用スプレノズル１４の中心を中心とした半径Ｒの円で囲まれる範囲が除塵用スプレノズル１４から噴霧される液滴と排ガスが向流接触可能な範囲となる。
Since the droplets sprayed from the dust
図８には、除塵用スプレノズル１４から噴霧される液滴の噴射速度Ｖｐと有効半径Ｒとの関係を示し、図９には、除塵用スプレノズル１４から噴霧される液滴の噴射角度θを変えた場合の噴射速度Ｖｐと有効半径Ｒとの関係を示す。なお、図８の数値は図３〜図５の計算結果から求めた。
FIG. 8 shows the relationship between the spray velocity Vp of the droplet sprayed from the dust
図８からも分かるように、排ガスの流速、すなわち負荷（ボイラ出力）が変化しても、通常想定される排ガスの流速の範囲（ここでは１〜４ｍ／ｓ）では、有効半径Ｒにはほとんど影響しないことが分かる。むしろ低負荷（排ガスの流速が遅い）になると有効半径Ｒは若干大きくなる傾向があり、除塵用スプレノズル１４同士の間隔Ｐを定格負荷時の有効半径Ｒに合わせて設定しておけば、低負荷時においてもサブミクロン領域の煤塵の除去性能が低下することはない。
As can be seen from FIG. 8, even if the exhaust gas flow rate, that is, the load (boiler output) changes, the effective radius R is almost within the normally assumed exhaust gas flow rate range (1 to 4 m / s in this case). It can be seen that there is no effect. Rather, when the load is low (the exhaust gas flow rate is slow), the effective radius R tends to increase slightly. If the interval P between the dust
そして、この有効半径Ｒは、上述の排ガスの流速に比べて液滴の噴射速度と噴射角度に大きく影響を受ける。図９に示すように、液滴の噴射速度Ｖｐ（図中ではｘ軸）と有効半径Ｒ（図中ではｙ軸）の関係は、それぞれ図中の式で表され、Ｖｐの約０．５乗に比例することが分かる。噴射角度θによって比例乗数αが変化するため、液滴の噴射角度θと比例乗数αの関係を整理すると図１０のようになる。 The effective radius R is greatly influenced by the droplet ejection speed and the ejection angle compared to the above-described exhaust gas flow velocity. As shown in FIG. 9, the relationship between the droplet ejection speed Vp (x-axis in the figure) and the effective radius R (y-axis in the figure) is expressed by the equation in the figure, and Vp is about 0.5. It can be seen that it is proportional to the power. Since the proportional multiplier α varies depending on the ejection angle θ, the relationship between the droplet ejection angle θ and the proportional multiplier α is shown in FIG.
図１０には、図９に示した除塵用スプレノズル１４から噴霧される液滴の噴射角度θと比例乗数αとの関係を示す。このθとαの関係は図中に示したような二次関数で表されるため、有効半径Ｒは、下記式（１）で表すことができる。
Ｒ＝[（−１.２×１０-5) θ2+（１.５×１０-3)θ−８.５×１０-3]×Ｖｐ0.5（１）
したがって、除塵用スプレノズル１４から噴霧される液滴が円錐状に噴霧される場合、隣り合うスプレノズルからは互いに向かい合う方向に液滴が噴霧されるため、隣り合う除塵用スプレノズル１４同士の間隔Ｐをこの有効半径Ｒ１（一方のスプレノズルの有効半径）とＲ２（他方のスプレノズルの有効半径）の加算値（Ｒ１＋Ｒ２）以内にしておけば、除塵用スプレノズル１４を設置したいずれの領域も液滴と排ガスの向流接触が可能となり、サブミクロン単位のダスト粒子を除去することが可能となる。
FIG. 10 shows the relationship between the spray angle θ of the droplet sprayed from the dust
R = [(− 1.2 × 10 −5 ) θ 2 + (1.5 × 10 −3 ) θ−8.5 × 10 −3 ] × Vp 0.5 (1)
Therefore, when the droplet sprayed from the dust
また、全ての除塵用スプレノズル１４の噴射条件が同じである場合は、全ての除塵用スプレノズル１４の設置間隔を有効半径Ｒの２倍以内にすることで、除塵用スプレノズル１４の間隔設定が容易になる。
In addition, when the spraying conditions of all the dust
図１１には、本発明の他の実施例である湿式排煙脱硫装置の側面図を示す。
この実施例２の湿式排煙脱硫装置は実施例１（図１）の湿式排煙脱硫装置とは、補給水に海水を利用した点で異なる。補給水に海水を利用することで海水中の塩類が濃縮され、吸収液５中の塩濃度が増大することになるが、補給水として使用される工業用水の量を低減することができ、節水が求められる地域の湿式排煙脱硫装置として適用することが可能となる。
In FIG. 11, the side view of the wet flue gas desulfurization apparatus which is another Example of this invention is shown.
The wet flue gas desulfurization apparatus of Example 2 differs from the wet flue gas desulfurization apparatus of Example 1 (FIG. 1) in that seawater is used as makeup water. By using seawater as make-up water, the salt in the seawater is concentrated and the salt concentration in the
また、本実施例特有の効果としては、吸収液５中の塩濃度が増大することで、吸収液中の水銀（排ガス中の水銀を吸収したもの）が安定化し、吸収塔１からの再放出を抑制できる。排ガス中の水銀は、吸収液中の塩類と錯体を形成するため安定化する。
Further, as an effect peculiar to the present embodiment, the salt concentration in the
補給水に海水を使用する本実施例の場合でも、図２のような関係と吸収塔１に必要な補給水供給量を液ガス比に換算した値とから求められる平均径の液滴を除塵用スプレノズル１４により噴霧しても良い。この場合は、より少ない液量で１μｍ以下の小さな煤塵も除去することが可能になる。
Even in the case of this embodiment in which seawater is used as make-up water, the average diameter droplets obtained from the relationship shown in FIG. 2 and the value obtained by converting the make-up water supply amount required for the
また、除塵用スプレノズル１４同士の間隔を、各除塵用スプレノズル１４の噴霧領域の外周部をなす液滴の噴霧されてから反転するまでの水平方向の移動距離に基づいて設定したり、上記式（１）の有効半径Ｒに基づいて設定することで、より効果的にサブミクロン単位の煤塵を除去できる。
Further, the interval between the dust
湿式排煙脱硫装置などにおいて、補給水量を低減可能な技術として利用可能性がある。 In wet flue gas desulfurization equipment and the like, it may be used as a technology that can reduce the amount of makeup water.
１ 吸収塔 ２ 排ガス入口ダクト
３ 排ガス出口ダクト ４ 循環ポンプ
５ 吸収液 ６ 循環タンク
７ 攪拌機 ８ 空気吹込み管
９ ミストエリミネータ １０ 抜出し管
１１ 循環配管 １２ スプレヘッダ
１３ スプレノズル １４ 除塵用スプレノズル
１５ 補給水供給ライン １６ 圧縮空気供給管
１７ 除塵用スプレヘッダ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記吸収塔に補給水を供給する補給水供給部を設け、
前記スプレ部と前記ミストエリミネータとの間に、前記補給水供給部により供給される水を前記スプレ部のスプレノズルから噴霧される液滴よりも微粒液滴にして排ガス流れに対して向流噴霧する複数の二流体スプレノズルからなる除塵用の微粒スプレ部を設けたことを特徴とする湿式排煙脱硫装置。 A spray part having a plurality of spray nozzles for spraying an absorbing liquid onto exhaust gas discharged from a combustion apparatus including a boiler, and a mist provided on the downstream side of the exhaust gas flow path of the spray part to collect mist accompanying the exhaust gas flow In a wet flue gas desulfurization apparatus having an eliminator and having an absorption tower for absorbing and removing sulfur oxides in exhaust gas,
Providing a makeup water supply section for supplying makeup water to the absorption tower;
Between the spray part and the mist eliminator, the water supplied by the makeup water supply part is made finer droplets than those sprayed from the spray nozzle of the spray part, and sprayed countercurrently to the exhaust gas flow. A wet flue gas desulfurization apparatus comprising a fine particle spray portion for dust removal comprising a plurality of two-fluid spray nozzles.
微粒スプレ部の複数の二流体スプレノズルを略水平方向に設けると共に、該複数の二流体スプレノズル同士の間隔を、排ガス流速と各スプレノズルの噴霧領域の外周をなす液滴の噴射速度とその液滴の排ガス流れ方向に対する噴射角度とにより求められる、各スプレノズルの噴霧領域の外周をなす液滴の噴霧されてから排ガス流れにより反転するまでの水平方向の移動距離に基づいて設定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の湿式排煙脱硫装置。 The plurality of two-fluid spray nozzles of the fine particle spray portion are two-fluid spray nozzles that spray downward with respect to the exhaust gas flowing upward,
A plurality of two-fluid spray nozzles in the fine-particle spray section are provided in a substantially horizontal direction, and the interval between the plurality of two-fluid spray nozzles is determined according to the exhaust gas flow velocity, the ejection speed of the droplets forming the outer periphery of the spray region of each spray nozzle, It is set based on a moving distance in the horizontal direction from when the droplet forming the outer periphery of the spray region of each spray nozzle is sprayed until it is reversed by the exhaust gas flow, which is obtained by an injection angle with respect to the exhaust gas flow direction. Item 3. The wet flue gas desulfurization apparatus according to item 1 or 2.
微粒スプレ部の複数の二流体スプレノズルを略水平方向に設けると共に、該複数の二流体スプレノズル同士の間隔Ｐ（ｍ）を、各スプレノズルの噴霧領域の外周をなす液滴の噴射速度Ｖｐ（ｍ／ｓ）とその液滴の排ガス流れ方向に対する噴射角度θ（ｄｅｇ）とにより表される下記式（１）
［（−１.２×１０-5）θ2＋（１.５×１０-3)θ−８.５×１０-3］×Ｖｐ0.5 （１）
の値に基づいて設定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の湿式排煙脱硫装置。 The plurality of two-fluid spray nozzles of the fine particle spray portion are two-fluid spray nozzles that spray downward with respect to the exhaust gas flowing upward,
A plurality of two-fluid spray nozzles in the fine particle spray portion are provided in a substantially horizontal direction, and an interval P (m) between the plurality of two-fluid spray nozzles is set to an ejection velocity Vp (m / m) forming the outer periphery of the spray region of each spray nozzle. s) and an injection angle θ (deg) of the droplet with respect to the exhaust gas flow direction, the following formula (1)
[(-1.2 × 10 −5 ) θ 2 + (1.5 × 10 −3 ) θ−8.5 × 10 −3 ] × Vp 0.5 (1)
The wet flue gas desulfurization device according to claim 1 or 2, wherein the wet flue gas desulfurization device is set based on the value of the above.
前記スプレ部と前記ミストエリミネータとの間の排ガスに、前記吸収塔に供給する補給水に気体を混合して微粒化することで前記スプレノズルから噴霧される液滴よりも微粒液滴にして、排ガス流れに対して向流噴霧することを特徴とする湿式排煙脱硫方法。 Introducing exhaust gas discharged from a combustion apparatus including a boiler into an absorption tower, spraying an absorbing liquid from a plurality of spray nozzles of a spray section provided in the absorption tower, and absorbing sulfur oxides contained in the exhaust gas, In the flue gas desulfurization method of removing and collecting the mist accompanying the exhaust gas flow in the absorption tower by a mist eliminator provided on the downstream side of the exhaust gas flow channel from the spray part,
The exhaust gas between the spray part and the mist eliminator is mixed with the replenishing water supplied to the absorption tower and atomized to form finer droplets than the droplets sprayed from the spray nozzle. A wet flue gas desulfurization method characterized by spraying countercurrent to a flow.
排ガス流速と前記各噴霧位置の噴霧領域の外周をなす液滴の噴射速度とその液滴の排ガス流れ方向に対する噴射角度とにより求められる、各噴霧位置の噴霧領域の外周をなす微粒液滴の噴霧されてから排ガス流れにより反転するまでの微粒液滴の水平方向の移動距離に基づいて、間隔を設けた噴霧位置から微粒液滴を噴霧することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の湿式排煙脱硫方法。 A wet flue gas desulfurization method in which the fine droplets are sprayed downward with respect to exhaust gas flowing upward from a plurality of spray positions provided in a substantially horizontal direction,
Spray of fine droplets forming the outer periphery of the spray region at each spray position, which is obtained from the exhaust gas flow velocity, the spray speed of the droplet forming the outer periphery of the spray region at each spray position, and the spray angle of the droplet with respect to the exhaust gas flow direction 7. The fine droplets are sprayed from a spray position at an interval based on a horizontal movement distance of the fine droplets from when the gas droplets are reversed to when they are reversed by the exhaust gas flow. Wet flue gas desulfurization method.
前記各噴霧位置の噴霧領域の外周をなす液滴の噴射速度Ｖｐ（ｍ／ｓ）とその液滴の排ガス流れ方向に対する噴射角度θ（ｄｅｇ）とにより表される下記式（１）
［（−１.２×１０-5）θ2＋（１.５×１０-3)θ−８.５×１０-3］×Ｖｐ0.5 （１）
の値に基づいて、間隔を設けた噴霧位置から微粒液滴を噴霧することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の湿式排煙脱硫方法。 A wet flue gas desulfurization method in which the fine droplets are sprayed downward with respect to exhaust gas flowing upward from a plurality of spray positions provided in a substantially horizontal direction,
The following formula (1) expressed by the spray velocity Vp (m / s) of the droplets forming the outer periphery of the spray region at each spray position and the spray angle θ (deg) of the droplets with respect to the exhaust gas flow direction.
[(-1.2 × 10 −5 ) θ 2 + (1.5 × 10 −3 ) θ−8.5 × 10 −3 ] × Vp 0.5 (1)
7. The wet flue gas desulfurization method according to claim 5, wherein fine droplets are sprayed from a spray position at an interval based on the value of
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