JP4578268B2 - 排ガス減温装置に於ける一流体噴霧ノズルの腐食防止方法 - Google Patents

Description

本発明は、ごみ焼却炉や溶融炉、ボイラ設備等から排出される高温の排ガスの処理に利用されるものであり、大気圧下での水の沸点よりも高い温度の加圧熱水又は常温の加圧水を減温水として複数の一流体噴霧ノズルから排ガス減温塔内の高温の排ガス内へ噴霧して排ガスを減温するようにした排ガス減温装置に於いて、排ガス減温塔から排出される排ガスの温度を一定に保つような加圧熱水又は加圧水の噴霧量制御を行う際、複数の一流体噴霧ノズルのうち、一部の一流体噴霧ノズルの噴霧を停止したときに、噴霧を停止した一流体噴霧ノズルの腐食を防止できるようにした排ガス減温装置に於ける一流体噴霧ノズルの腐食防止方法に関するものである。

一般に、ごみ焼却炉や溶融炉等から排出された高温の燃焼排ガスは、所定の温度にまで減温された後、バグフィルタ等のガス浄化装置により清浄化されて煙突から大気中へ放出されて行く。

而して、前記高温の燃焼排ガスを減温する排ガス減温装置としては、常温の加圧水（一流体方式）や圧縮空気と常温の加圧水の混合流体（二流体方式）を排ガス減温塔内の排ガスへ噴霧する方式がこれまでに多く利用されて来た。
ところで、近年、大気圧下での水の沸点よりも高い温度の加圧熱水を排ガス内へ噴霧するようにした排ガス減温装置が新たに開発され、特開２０００−２７４６５４号公報（特許文献１）として公開されている。

図３は本件出願人が先に開発した熱水を利用した排ガス減温装置の一例を示すものであり、当該排ガス減温装置は、排ガス冷却室４０ａ、排ガス入口４０ｂ及び排ガス出口４０ｃを備えた排ガス減温塔４０と、大気圧下での水の沸点よりも高い温度の加圧熱水Ｗｈを貯留する熱水タンク４１と、熱水タンク４１からの熱水Ｗｈを排ガス冷却室４０ａ内の排ガスＧｈへ噴霧する減温水噴霧ノズル４２（一流体噴霧ノズル）と、熱水タンク４１内の熱水Ｗｈを減温水噴霧ノズル４２へ供給する加圧ポンプ４３と、減温水噴霧ノズル４２へ供給する熱水量を調整する減温水量制御弁４４と、排ガス入口４０ｂから流入する高温排ガスＧｈの温度検出器４５ａと、排ガス出口４０ｃから流出する低温排ガスＧｌの温度検出器４５ｂと、各温度検出器４５ａ，４５ｂからの検出信号に基づいて減温水量制御弁４４を開閉制御する温度制御装置４５等から構成されている。
尚、図３に於いて、４０ｄは灰出口、４６は気密保持装置（開閉ダンパ）、Ｃは灰、Ｓは加熱蒸気、Ｗは上水である。

前記排ガス減温装置に於いては、熱水タンク４１内の熱水Ｗｈが熱水タンク４１内の内圧及び加圧ポンプ４３の加圧送水力によって減温水噴霧ノズル４２へ送られ、減温水噴霧ノズル４２から排ガス冷却室４０ａ内の高温の排ガスＧｈへ噴霧される。このとき、減温水噴霧ノズル４２から噴霧された熱水Ｗｈは、大気圧下に於ける水の沸点（１００℃）よりも高い温度の高圧水であるため、減温水噴霧ノズル４２のノズル孔の出口近傍で急激に減圧沸騰し、粒子径が約数μｍ〜数十μｍの微細粒子になると共に、瞬時に蒸発して水蒸気となり、排ガス冷却室４０ａ内の高温の排ガスＧｈとの熱交換により排ガスＧｈを減温する。
そして、排ガス減温塔４０内で所定の温度にまで減温された排ガスＧｌは、誘引通風機（図示省略）により排ガス出口４０ｃを通して外部へ誘引され、バグフィルタ等のガス浄化装置（図示省略）へ流入し、ここで清浄化された後、煙突（図示省略）から大気中へ放出されて行く。

上述した排ガス減温装置は、常温水を利用した排ガス減温装置に比較して、（１）噴霧された熱水Ｗｈの粒子径が数μｍ〜数十μｍの微細粒子になり、瞬時に蒸発して水蒸気となるため、噴霧された熱水Ｗｈが水滴のままで排ガス冷却室４０ａの壁面へ衝突・付着すると云うことが皆無となり、水滴の付着に起因する排ガス冷却室４０ａ壁面の損傷や壁面へのダストの堆積によるトラブルが防止されること、（２）噴霧された熱水Ｗｈが瞬時に蒸発するため、冷却性能が大幅に向上し、排ガス冷却室４０ａの大幅な小型化が可能になること、（３）熱水タンク４１の加圧力が十分な場合には、加圧ポンプ４１が不要となって設備の簡素化を図れるうえ、ランニングコストの引き下げが可能になること、等の優れた実用的効用を奏するものである。

ところで、従前の排ガス減温装置に於いては、定格噴霧流量の大きな減温水噴霧ノズル４２（一流体噴霧ノズル）を使用すると共に、減温水量制御弁４４の開度調整により熱水Ｗｈの噴霧量を調整し、これによって定格噴霧熱水量の３０〜１００％程度の範囲に亘って熱水Ｗｈの噴霧量を調整するようにしている。
しかし、減温水噴霧ノズル４２のターンダウン比が小さいために熱水流量の減少に伴って噴霧粒径の増加等の不都合が大きくなって来る。そのため、減温水噴霧ノズル４２としては、小流量容量のものを複数個、然も排ガスＧｈの流れ方向に２〜５段に分けて設け、それらを適宜に切換作動させることにより熱水Ｗｈの噴霧量を制御するのが、最適の方法であることが判っている。

従って、排ガス減温塔に複数の減温水噴霧ノズル４２（一流体噴霧ノズル）を配設して熱水Ｗｈの噴霧量を制御する場合には、複数の減温水噴霧ノズル４２のうち、一部の減温水噴霧ノズル４２の噴霧を停止することがある。
この場合、熱水Ｗｈの噴霧を停止した減温水噴霧ノズル４２を排ガス冷却室４０ａ内に配置しておくと、減温水噴霧ノズル４２がＨＣｌやＳＯｘ等の酸性ガスやダストを多く含む排ガスＧｈに常時接触するため、減温水噴霧ノズル４２内に酸性ガスが流入し、腐食を引き起こすと云う問題がある。又、減温水噴霧ノズル４２のノズル孔に排ガスＧｈ内のダストが付着してノズル孔を閉塞してしまうことがあり、次回噴霧する場合に噴霧不良の原因となる。
更に、熱水Ｗｈを減温水噴霧ノズル４２から噴霧している途中で熱水Ｗｈの供給を停止すると、減温水噴霧ノズル４２の通路内に於ける熱水Ｗｈの圧力が低下して噴霧状態が極端に悪化し、熱水Ｗｈが微粒化されずにそのまま流出して排ガス減温塔４０内を熱水Ｗｈで濡らすことになり、ダスト付着の原因となる。

そのため、排ガス減温塔４０に複数の減温水噴霧ノズル４２（一流体噴霧ノズル）を配設した排ガス減温装置に於いては、減温水噴霧ノズル４２の腐食防止対策として、使用していない減温水噴霧ノズル４２を排ガス減温塔４０から取り外し、ＨＣｌ等の酸性ガスやダストを多く含む排ガスＧｈに接触させないようにしていた。
しかし、この場合には、排ガス減温塔４０から減温水噴霧ノズル４２を取り外さなければならないうえ、取り外した減温水噴霧ノズル４２を再度使用する場合には、これを排ガス減温塔４０へ取り付けなければならず、減温水噴霧ノズル４２の取り外しや取り付けに多くの手数を要すると云う別の問題が発生することになる。
特開２０００−２７４６５４号公報

本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は、噴霧を停止した一流体噴霧ノズルの排ガス中の酸性ガスによる腐食及びダストの付着を防止できると共に、一流体噴霧ノズルの人的な交換を無くせるようにした排ガス減温装置に於ける一流体噴霧ノズルの腐食防止方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１の発明は、大気圧下での水の沸点よりも高い温度の加圧熱水又は常温の加圧水を減温水として複数の一流体噴霧ノズルから内部が負圧に保たれている排ガス減温塔内の高温の排ガスへ噴霧するようにした排ガス減温装置に於いて、各一流体噴霧ノズルの入口側の管路に遮断弁を夫々介設すると共に、各遮断弁と各一流体噴霧ノズルとの間の各管路に液垂れ防止用の開閉弁と大気開放弁を夫々分岐状に接続し、複数の一流体噴霧ノズルのうち、一部の一流体噴霧ノズルの噴霧を停止したときに、噴霧を停止した一流体噴霧ノズルの入口側に設けた遮断弁を閉鎖すると共に、当該遮断弁の出口側に設けた開閉弁を開放して噴霧を停止した一流体噴霧ノズル内の熱水又は加圧水の残圧抜きを行い、その後前記開閉弁を閉鎖すると共に、当該開閉弁の出口側に設けた大気開放弁を開放し、排ガス減温塔内の負圧を利用して大気中の新鮮な空気を前記大気開放弁から噴霧を停止した一流体噴霧ノズル内へ流入させるようにしたことに特徴がある。

又、本発明の請求項２の発明は、大気圧下での水の沸点よりも高い温度の加圧熱水又は常温の加圧水を減温水として複数の一流体噴霧ノズルから内部が負圧に保たれている排ガス減温塔内の高温の排ガスへ噴霧するようにした排ガス減温装置に於いて、各一流体噴霧ノズルの入口側の管路に遮断弁を夫々介設すると共に、各遮断弁と各一流体噴霧ノズルとの間の各管路に出口側が大気開放型のドレン受けに連通する液垂れ防止用の開閉弁を夫々分岐状に接続し、複数の一流体噴霧ノズルのうち、一部の一流体噴霧ノズルの噴霧を停止したときに、噴霧を停止した一流体噴霧ノズルの入口側に設けた遮断弁を閉鎖すると共に、当該遮断弁の出口側に設けた開閉弁を開放して噴霧を停止した一流体噴霧ノズル内の熱水又は加圧水の残圧抜きを行い、その後前記開閉弁を開放状態のままにし、排ガス減温塔内の負圧を利用して大気中の新鮮な空気を前記開閉弁から噴霧を停止した一流体噴霧ノズル内へ流入させるようにしたことに特徴がある。

本発明は、複数の一流体噴霧ノズルうち、一部の一流体噴霧ノズルの噴霧を停止したときに、排ガス減温塔内の負圧を利用して一流体噴霧ノズルの入口側に設けた大気開放弁又は出口側が大気開放型のドレン受けに連通する開閉弁を通して大気中の新鮮な空気を噴霧を停止した一流体噴霧ノズル内へ流入させるようにしているため、熱水又は加圧水の噴霧を停止した一流体噴霧ノズル内が新鮮な空気に置換されることになり、一流体噴霧ノズル内へ酸性ガスが流入すると云うことがなく、酸性ガスによる一流体噴霧ノズルの腐食を防止することができ、一流体噴霧ノズルの寿命を延ばすことができる。
又、本発明は、一流体噴霧ノズル内に流入した新鮮な空気がノズル孔から噴出するため、一流体噴霧ノズルのノズル孔に排ガス中のダストが付着すると云うことが皆無となり、熱水又は加圧水の噴霧を停止している一流体噴霧ノズルのダストによる閉塞を防止することができ、噴霧を停止した一流体噴霧ノズルを再度使用する場合に熱水又は加圧水の噴霧を確実且つ良好に行えることになる。
更に、本発明は、酸性ガスによる一流体噴霧ノズルの腐食及び一流体噴霧ノズルへのダストの付着を防止できるため、熱水又は加圧水の噴霧を停止した一流体噴霧ノズルを排ガス減温塔から取り外したり、或いは一流体噴霧ノズルを排ガス減温塔へ取り付けたりする必要がなくなり、一流体噴霧ノズルの人的な交換を無くすことができる。
加えて、本発明は、一流体噴霧ノズルの噴霧を停止したときに、噴霧を停止した一流体噴霧ノズルの入口側に設けた遮断弁を閉鎖し、当該遮断弁の出口側に設けた液垂れ防止用の開閉弁を開放して一流体噴霧ノズル内の熱水又は加圧水を排ガス減温塔外へ排出するようにしているため、作動を停止した一流体噴霧ノズルから粒径の大きな熱水が放出されると云うことがなく、排ガス減温塔内が熱水によって濡れることにより起因する様々なトラブル（例えば、ダストの付着等）を完全に防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の方法を実施する排ガス減温装置の一例を示し、当該排ガス減温装置は、ごみ焼却設備やボイラ設備等に設置されており、ごみ焼却炉等から排出された高温の排ガスＧｈを所定の温度まで減温するものである。

即ち、排ガス減温装置は、排ガス冷却室１ａ、排ガス入口１ｂ及び排ガス出口１ｂを備えた排ガス減温塔１と、常温の上水Ｗを貯留する減温水槽２と、大気圧下での水の沸点よりも高い温度の加圧熱水Ｗｈを貯留する熱水タンク３と、減温水槽２からの上水Ｗを熱水タンク３へ供給する減温水供給ポンプ４と、熱水タンク３へ供給される上水Ｗへアルカリ性薬剤を注入する薬注装置５と、熱水タンク３からの熱水Ｗｈを排ガス冷却室１ａ内へ噴霧する複数の一流体噴霧ノズル６と、熱水タンク３からの熱水Ｗｈを一流体噴霧ノズル６へ供給する加圧ポンプ７と、一流体噴霧ノズル６へ供給する熱水量を調整する熱水量制御弁８と、排ガス出口１ｂから排出される低温の排ガスＧｌの検出温度に基づいて熱水量制御弁８を開閉制御する排ガス温度制御装置９と、熱水タンク３からの熱水Ｗｈの温度・圧力を設定値に保持する熱水温度制御機構１０と、熱水供給用管路１１内の熱水Ｗｈの温度・圧力を必要な値に保持する循環圧力制御機構１２と、各一流体噴霧ノズル６の作動を切換える一流体噴霧ノズル６の作動切換制御機構１３等から構成されており、大気圧下での水の沸点よりも高い温度の加圧熱水Ｗｈを減温水として一つの一流体噴霧ノズル６又は複数の一流体噴霧ノズル６から排ガス減温塔１内の高温の排ガスＧｈへ噴霧して排ガスＧｈの温度を下げるようにしたものである。

尚、図１に於いて、９ａは排ガス温度検出器、１４は上水Ｗの制御弁、１５は上水供給用管路、１６は低圧蒸気だめ、１７は蒸気供給用管路、１８は蒸気式熱交換器、１９は復水タンク、２０は加熱蒸気量制御弁、２１は熱水温度制御装置、２１ａは熱水温度検出器、２２はブロータンク、２３は熱水排出用管路、２４は自動開閉弁、２５は熱水タンク圧力制御装置、２５ａは熱水タンク内圧力検出器、２６は熱水循環用管路、２７は圧力逃し弁、２８は熱水圧力制御装置、２８ａは熱水圧力検出器、２９はアキュムレータ、３０は熱水量検出装置、３０ａは熱水量検出器、３１は第１の遮断弁、３１′は第２の遮断弁、３２は第１の開閉弁、３２′は第２の開閉弁、３３は第１の大気開放弁、３３′は第２の大気開放弁、３４はドレン管路、３５は第１のドレン受け、３５′は第２のドレン受け、３６は一流体噴霧ノズル６の作動制御装置、３６ａは熱水圧力検出器、３７はガスダクト、Ａは大気中の空気、Ｇｈは高温の排ガス、Ｇｌは低温の排ガス、Ｓは加熱蒸気、Ｗは上水、Ｗｈは熱水である。

前記排ガス減温塔１は、耐熱材を用いた断熱構造の側壁及び天井壁等により縦型円筒状に形成されており、その内部空間が排ガス冷却室１ａになっている。この排ガス減温塔１の下部側方には、ごみ焼却炉等から排出された高温の排ガスＧｈを排ガス冷却室１ａ内へ流入させる排ガス入口１ｂが、又、排ガス減温塔１の上部側方には、減温された排ガスＧｌを排ガス冷却室１ａ外へ排出する排ガス出口１ｂが夫々設けられている。更に、排ガス出口１ｂには、ガスダクト３７を介してバグフィルタ等のガス浄化装置、誘引通風機及び煙突（何れも図示省略）等が順次接続されている。そのため、排ガス減温塔１内（排ガス冷却室１ａ内）の圧力は、誘引通風機により負圧に保持されている。

そして、排ガス減温塔１の排ガス冷却室１ａ内には、高温の排ガスＧｈの流れ方向に沿って所定の間隔を置いて複数の一流体噴霧ノズル６が配設されている。
この実施形態に於いては、排ガス冷却室１ａ内の下方部に２本の一流体噴霧ノズル６を所定の間隔を空けて上下に配設しており、排ガス冷却室１ａ内を下方から上方へ向って流れる高温の排ガスＧｈにこれと同方向に前記各一流体噴霧ノズル６から熱水Ｗｈを噴霧できるようにしている。尚、各一流体噴霧ノズル６には、従来公知の定格噴霧量の小さいノンリターン型一流体フルコーンノズルを使用している。

前記熱水タンク３は、減温水槽２から熱水タンク３内へ供給された上水Ｗ（アルカリ性薬剤入り）を所定の温度・圧力にまで加熱・加圧する蒸気式熱交換器１８を備えており、当該熱水タンク３内には、大気圧下に於ける水の沸点（１００℃）よりも高温の加圧熱水Ｗｈが貯留されている。
この実施形態に於いては、低圧蒸気だめ１６より圧力が０．４９ＭＰａ、温度が２２０℃の加熱蒸気Ｓを蒸気式熱交換器１８へ供給し、温度が１２０℃〜１５５℃、圧力が１．１ＭＰａ〜２．０ＭＰａの加圧熱水Ｗｈを熱水タンク３内で製造するようにしている。
又、熱水タンク３には、蒸気式熱交換器１８による上水Ｗの加熱昇温時に水膨張が起こり、熱水タンク３内の圧力が上昇するため、熱水タンク３内の圧力を制御する熱水排出用管路２３、自動開閉弁２４及び熱水タンク圧力制御装置２５が設けられている。即ち、この熱水タンク３に於いては、水膨張により熱水タンク３内の圧力が所定値を超えると、熱水タンク圧力制御装置２５により自動開閉弁２４を開放し、熱水タンク３内の加圧熱水Ｗｈを熱水排出用管路２３を通してブロータンク２２内へ排出するようになっている。
この実施形態に於いては、熱水タンク３内の圧力が１．０５ＭＰａを超える状態が５ｓｅｃ継続されると、上限警報を発すると共に、熱水タンク圧力制御装置２５により自動開閉弁２４が瞬時に開放される。又、熱水タンク３内の圧力が０．９５ＭＰａ以下の状態が２０ｓｅｃ継続されると、下限警報を発すると共に、熱水タンク圧力制御装置２５により自動開閉弁２４が１ｓｅｃ経過後に閉鎖される。これにより、熱水供給用管路１１内や機器内の過度な圧力上昇が防止されることになる。

前記熱水量制御弁８は、排ガス温度制御装置９によりその開度が制御されており、排ガス減温塔１の排ガス出口１ｂから排出される低温の排ガスＧｌの温度を設定値に保持するように、熱水量制御弁８の開度が調整されると共に、熱水量が熱水量検出装置３０により検出されている。
この実施形態に於いては、熱水量制御弁８は、排ガス減温塔１の排ガス出口１ｂから排出される低温の排ガスＧｌの温度を１８０℃に保持するように、排ガス温度検出器９ａ及び排ガス温度制御装置９によりその開度が制御されている。
又、熱水量制御弁８の入口側の熱水供給用管路１１には、衝撃吸収用のアキュムレータ２９が分岐状に設けられており、熱水供給用管路１１系の衝撃圧力の吸収が行われるようになっている。例えば、温度が１３０℃以上、圧力が１．０ＭＰａ以上の加圧熱水Ｗｈを一流体噴霧ノズル６から噴霧している際に、熱水量制御弁８や各遮断弁３１，３１′を急閉鎖したような場合には、熱水加圧ポンプ７による熱水加圧を急に停止することができないこととも相まって熱水供給用管路１１内の圧力が上昇し、熱水加圧ポンプ７やその他の機器類への圧力負荷が上昇するが、当該アキュムレータ２９を設けることにより、これらの衝撃圧力が有効に吸収されることになる。

前記熱水温度制御機構１０は、蒸気供給用管路１７に介設した加熱蒸気量制御弁２０と、加圧ポンプ７の出口側の熱水供給用管路１１内を流れる熱水Ｗｈの温度を検出する熱水温度検出器２１ａと、熱水温度検出器２１ａからの熱水Ｗｈの検出温度に基づいて加熱蒸気量制御弁２０を開閉制御する熱水温度制御装置２１とから成り、ＰＩＤ制御されて熱水タンク３からの熱水Ｗｈの温度・圧力を常に設定値に保持するものである。
即ち、加圧ポンプ７からの熱水Ｗｈの温度は、熱水温度制御装置２１により設定値に保持されており、熱水Ｗｈの温度が高温側の設定値（１５５℃）を超えた場合には、熱水温度制御装置２１により加熱蒸気量制御弁２０が閉鎖（全閉）され、低圧蒸気だめ１６から蒸気式熱交換器１８への加熱蒸気Ｓの流入が停止される。又、熱水Ｗｈの温度が低温側の設定値（１２０℃）より低くなった場合には、熱水温度制御装置２１により加熱蒸気量制御弁２０が開放（全開）され、低圧蒸気だめ１６から蒸気式熱交換器１８へ加熱蒸気Ｓが流入される。
この実施形態に於いては、熱水供給用管路１１内を流れる熱水Ｗｈの温度は、略１３５℃に保持されている。

前記循環圧力制御機構１２は、熱水タンク３の入口側の上水供給用管路１５と熱水量制御弁８の入口側の熱水供給用管路１１とを接続する熱水循環用管路２６と、熱水循環用管路２６に介設した圧力逃し弁２７と、熱水量制御弁８の入口側の熱水供給用管路１１内を流れる熱水Ｗｈの圧力を検出する熱水圧力検出器２８ａと、熱水圧力検出器２８ａからの熱水Ｗｈの検出圧力に基づいて圧力逃し弁２７を開閉制御する熱水圧力制御装置２８とから成り、ＰＩＤ制御されて熱水タンク３からの熱水Ｗｈの温度・圧力を常に設定値に保持するものである。
即ち、加圧ポンプ７からの熱水Ｗｈの圧力は、熱水圧力制御装置２８により設定値に保持されており、熱水Ｗｈの圧力が高圧側の設定値（２．０ＭＰａ）を超えた場合には、熱水圧力制御装置２８により圧力逃し弁２７が開放（全開）され、熱水Ｗｈが熱水循環用管路２６を介して熱水タンク３内へ戻される。、又、熱水Ｗｈの圧力が低圧側の設定値（１．１ＭＰａ）より低くなった場合には、熱水圧力制御装置２８により圧力逃し弁２７が閉鎖（全閉）され、熱水Ｗｈの熱水タンク３へのリターンが無くなる。
この実施形態に於いては、熱水供給用管路１１内を流れる熱水Ｗｈの圧力は、略１．４ＭＰａに保持されている。

前記一流体噴霧ノズル６の作動切換制御機構１３は、上側の一流体噴霧ノズル６の入口側の熱水供給用管路１１に介設した第１の遮断弁３１と、下側の一流体噴霧ノズル６の入口側の熱水供給用管路１１に介設した第２の遮断弁３１′と、第１の遮断弁３１の出口側の熱水供給用管路１１に分岐状に接続されてその出口側をタンク状の第１のドレン受け３５に接続した液垂れ防止用の第１の開閉弁３２と、第２の遮断弁３１′の出口側の熱水供給用管路１１に分岐状に接続されてその出口側をタンク状の第２のドレン受け３５′に接続した液垂れ防止用の第２の開閉弁３２′と、第１の開閉弁３２の出口側の熱水供給用管路１１に分岐状に接続されてその出口側を大気に開放した第１の大気開放弁３３と、第２の開放弁の出口側の熱水供給用管路１１に分岐状に接続されてその出口側を大気に開放した第２の大気開放弁３３′と、熱水量制御弁８の出口側の熱水供給用管路１１内を流れる熱水Ｗｈの圧力を検出する熱水圧力検出器３６ａと、熱水圧力検出器３６ａからの熱水Ｗｈの検出圧力に基づいて各遮断弁３１，３１′、各開閉弁３２，３２′及び各大気開放弁３３，３３′を夫々開閉制御する作動制御装置３６とから構成されており、熱水量制御弁８の出口側の熱水供給用管路１１内を流れている熱水Ｗｈの圧力に基づいて作動させる一流体噴霧ノズル６の数を切換えると共に、作動を停止した一流体噴霧ノズル６内の熱水Ｗｈを抜き取って当該一流体噴霧ノズル６内へ新鮮な空気Ａを流入させるようにしたものである。

即ち、一流体噴霧ノズル６の作動切換制御機構１３に於いては、排ガス減温塔１の排ガス出口１ｂから排出される排ガスＧｌの温度を一定に保持するような熱水Ｗｈの噴霧量制御を行っており、熱水量制御弁８の下流側の熱水供給用管路１１内を流れている熱水Ｗｈの圧力が高圧側の設定値以上の場合には、上側及び下側の一流体噴霧ノズル６から夫々熱水Ｗｈの噴霧が行われるように、又、熱水Ｗｈの圧力が低圧側の設定値以下の場合には、一方の一流体噴霧ノズル６（上側の一流体噴霧ノズル６）のみから噴霧が行われるように、作動切換制御機構１３により各一流体噴霧ノズル６の作動が切換えられている。
この実施形態に於いては、熱水Ｗｈの圧力が１．５ＭＰａを超える状態が１５ｓｅｃ以上継続した場合には、上限警報が発せられると共に、上限警報の発信から１０ｓｅｃ以内に作動制御装置３６により第２の遮断弁３１′が開放制御されて下側の一流体噴霧ノズル６が作動状態に切換えられる。このとき、作動制御装置３６は、第２の開閉弁３２′及び第２の大気開放弁３３′の全閉を確認後、第２の遮断弁３１′の開放を行う。
又、熱水Ｗｈの圧力が０．３ＭＰａ以下の状態が２５ｓｅｃ以上継続した場合には、下限警報が発せられると共に、下限警報の発信から２０ｓｅｃ後に作動制御装置３６により第２の遮断弁３１′が閉鎖制御されて下側の一流体噴霧ノズル６が非作動状態（停止状態）に切換えられる。このとき、作動制御装置３６は、第２の遮断弁３１′を全閉した後、液垂れ防止用の第２の開閉弁３２′を開放して下側の一流体噴霧ノズル６内に残っている熱水Ｗｈを第２のドレン受け３５′へ排出し、その数秒後に第２の開閉弁３２′を全閉すると共に、第２の大気開放弁３３′を全開する。その結果、排ガス減温塔１内の負圧により大気中の新鮮な空気が開放状態の第２の大気開放弁３３′を通して下側の一流体噴霧ノズル６内へ流入し、当該一流体噴霧ノズル６から排ガス冷却室１ａ内へ噴出される。

而して、上述した排ガス減温装置に於いては、減温水槽２から減温水供給ポンプ４により熱水タンク３内へ供給されたアルカリ性薬剤入りの上水Ｗは、熱水タンク３内で蒸気式熱交換器１８により所定の温度・圧力にまで加熱・加圧された後、加圧ポンプ７により熱水量制御弁８及び各遮断弁３１，３１′を経て一流体噴霧ノズル６から排ガス減温塔１内の高温の排ガスＧｈへ噴霧される。
一流体噴霧ノズル６から噴霧された熱水Ｗｈは、大気圧下に於ける水の沸点よりも高い温度の高圧水であるため、一流体噴霧ノズル６のノズル孔の出口近傍で急激に減圧沸騰をし、粒子径が数μｍ〜数十μｍの微細粒子になると共に、瞬時に蒸発して水蒸気となり、排ガス冷却室１ａ内の高温の排ガスＧｈと熱交換して排ガスＧｈを冷却する。
所定の温度にまで減温された排ガスＧｌは、誘引通風機（図示省略）により排ガス出口１ｂを通して外部へ誘引され、バグフィルタ等のガス浄化装置（図示省略）へ流入し、ここで浄化された後、煙突（図示省略）から大気中へ放出されて行く。

そして、前記排ガス減温装置に於いて、排ガス減温塔１の排ガス出口１ｂから排出される排ガスＧｌの温度を一定に保持するような熱水Ｗｈの噴霧量制御を行う場合には、上側及び下側の一流体噴霧ノズル６のうち、下側の一流体噴霧ノズル６の作動を停止させたり、又、停止した一流体噴霧ノズル６を再度作動させるようにする。
即ち、上側及び下側の一流体噴霧ノズル６のうち、下側の一流体噴霧ノズル６の作動を停止させる場合には、作動制御装置３６が第２の遮断弁３１′を全閉すると共に、液垂れ防止用の第２の開閉弁３２′を開放して下側の一流体噴霧ノズル６内に残っている熱水Ｗｈを第２のドレン受け３５′へ排出し、その数秒後に作動制御装置３６が第２の開閉弁３２′を全閉すると共に、第２の大気開放弁３３′を全開する。そうすると、排ガス減温塔１内の負圧により大気中の新鮮な空気が開放状態にある第２の大気開放弁３３′を通して下側の一流体噴霧ノズル６内へ流入し、当該一流体噴霧ノズル６から排ガス冷却室１ａ内へ噴出される。
又、作動を停止した下側の一流体噴霧ノズル６を再作動させる場合には、作動制御装置３６により第２の大気開放弁３３′を全閉すると共に、第２の開閉弁３２′及び第２の大気開放弁３３′の全閉を確認した後、第２の遮断弁３１′を開放する。これにより、熱水Ｗｈが下側の一流体噴霧ノズル６から排ガス冷却室１ａ内へ噴霧される。

このように、前記排ガス減温装置に於いては、熱水Ｗｈの噴霧を停止した一流体噴霧ノズル６内に排ガス減温塔１内の負圧を利用して大気開放弁３３′から新鮮な空気を流入させるようにしているため、熱水Ｗｈの噴霧を停止した一流体噴霧ノズル６内に排ガスＧｈ中の酸性ガスが流入すると云うことがなく、一流体噴霧ノズル６の酸性ガスによる腐食を防止できると共に、一流体噴霧ノズル６のノズル孔へのダストの付着を防止できる。その結果、熱水Ｗｈの噴霧を停止した一流体噴霧ノズル６を排ガス減温塔１から取り外したり、或いは一流体噴霧ノズル６を排ガス減温塔１へ取り付けたりする必要がなくなり、一流体噴霧ノズル６の交換に要する手間を省くことができる。然も、噴霧を停止した一流体噴霧ノズル６内の熱水Ｗｈを排ガス減温塔１外へ排出するようにしているため、噴霧を停止した一流体噴霧ノズル６から熱水Ｗｈが放出されると云うことがなくなり、排ガス減温塔１内が熱水Ｗｈによって濡れることにより起因する様々なトラブルを防止できる。
又、排ガス減温装置は、熱水タンク３に熱水タンク３内の圧力を制御する熱水排出用管路２３、自動開閉弁２４及び熱水タンク圧力制御装置２５を設けているため、常温の上水Ｗの加熱昇温時に万一水膨張が発生しても、自動開閉弁２４の作動により熱水供給用管路１１内や機器内の過度な圧力上昇を防止できる。
更に、排ガス減温装置は、蒸気式熱交換器１８に流入する加熱蒸気Ｓの流量を制御する加熱蒸気量制御弁２０と、熱水Ｗｈの検出温度に基づいて加熱蒸気量制御弁２０を開閉制御する熱水温度制御装置２１とから成る熱水温度制御機構１０を備えているため、熱水Ｗｈの温度・圧力が常に設定値に保持されることになり、安定且つ良好な熱水Ｗｈの噴霧が可能となる。
そのうえ、排ガス減温装置は、熱水Ｗｈの一部を熱水タンク３内へ戻す熱水循環用管路２６と、熱水循環用管路２６に介設した圧力逃し弁２７と、熱水Ｗｈの検出圧力に基づいて圧力逃し弁２７を開閉制御する熱水圧力制御装置２８とから成る循環圧力制御機構１２を備えているため、運転開始時や低量熱水噴霧時に於いても、熱水Ｗｈの温度・圧力の低下を防止できると共に、熱水供給用管路１１内の熱水Ｗｈの温度・圧力を必要な値に保持できる。
加えて、排ガス減温装置は、熱水量制御弁８の入口側に衝撃吸収用のアキュムレータ２９を設けているため、熱水量制御弁８や各遮断弁３１，３１′を急閉鎖しても、ウォータハンマーによる衝撃エネルギーがアキュムレータ２９に吸収されることになり、熱水供給用管路１１や機器類に悪影響を与えない。

図２は本発明の他の方法を実施する排ガス減温装置の一例を示し、当該排ガス減温装置は、排ガス冷却室１ａ、排ガス入口１ｂ及び排ガス出口１ｂを備えた排ガス減温塔１と、常温の上水Ｗを貯留する減温水槽２と、大気圧下での水の沸点よりも高い温度の加圧熱水Ｗｈを貯留する熱水タンク３と、減温水槽２からの上水Ｗを熱水タンク３へ供給する減温水供給ポンプ４と、熱水タンク３へ供給される上水Ｗへアルカリ性薬剤を注入する薬注装置５と、熱水タンク３からの熱水Ｗｈを排ガス冷却室１ａ内へ噴霧する複数の一流体噴霧ノズル６と、熱水タンク３からの熱水Ｗｈを一流体噴霧ノズル６へ供給する加圧ポンプ７と、一流体噴霧ノズル６へ供給する熱水量を調整する熱水量制御弁８と、排ガス出口１ｂから排出される低温の排ガスＧｌの検出温度に基づいて熱水量制御弁８を開閉制御する排ガス温度制御装置９と、熱水タンク３からの熱水Ｗｈの温度・圧力を設定値に保持する熱水温度制御機構１０と、熱水供給用管路１１内の熱水Ｗｈの温度・圧力を必要な値に保持する循環圧力制御機構１２と、各一流体噴霧ノズル６の作動を切換える一流体噴霧ノズル６の作動切換制御機構１３等から構成されており、大気圧下での水の沸点よりも高い温度の加圧熱水Ｗｈを減温水として一つの一流体噴霧ノズル６又は複数の一流体噴霧ノズル６から排ガス減温塔１内の高温の排ガスＧｈへ噴霧して排ガスＧｈの温度を下げるようにしたものである。

尚、図２に於いて、９ａは排ガス温度検出器、１４は上水Ｗの制御弁、１５は上水供給用管路、１６は低圧蒸気だめ、１７は蒸気供給用管路、１８は蒸気式熱交換器、１９は復水タンク、２０は加熱蒸気量制御弁、２１は温度制御装置、２１ａは熱水温度検出器、２２はブロータンク、２３は熱水排出用管路、２４は自動開閉弁、２５は熱水タンク圧力制御装置、２５ａは熱水タンク内圧力検出器、２６は熱水循環用管路、２７は圧力逃し弁、２８は熱水圧力制御装置、２８ａは熱水圧力検出器、２９はアキュムレータ、３０は熱水量検出装置、３０ａは熱水量検出器、３１は第１の遮断弁、３１′は第２の遮断弁、３２は第１の開閉弁、３２′は第２の開閉弁、３４はドレン管路、３５は大気開放型の第１のドレン受け、３５′は大気開放型の第２のドレン受け、３６は一流体噴霧ノズル６の作動制御装置、３６ａは熱水圧力検出器、３７はガスダクトである。

前記排ガス減温装置は、第１の大気開放弁３３及び第２の大気開放弁３３′を省略したこと、第１のドレン受け３５及び第２のドレン受け３５′を大気開放型としたこと以外は、図１に示す排ガス減温装置と同一構造に構成されており、図１に示す排ガス減温装置と同じ部位・部材には同一の参照番号を付し、その詳細な説明を省略する。

而して、前記排ガス減温装置に於いて、排ガス減温塔１の排ガス出口１ｂから排出される排ガスＧｌの温度を一定に保持するような熱水Ｗｈの噴霧量制御を行う場合には、上側及び下側の一流体噴霧ノズル６のうち、下側の一流体噴霧ノズル６の作動を停止させたり、又、停止した一流体噴霧ノズル６を再度作動させるようにする。
即ち、上側及び下側の一流体噴霧ノズル６のうち、下側の一流体噴霧ノズル６の作動を停止させる場合には、作動制御装置３６が第２の遮断弁３１′を全閉すると共に、液垂れ防止用の第２の開閉弁３２′を開放して下側の一流体噴霧ノズル６内に残っている熱水Ｗｈを第２のドレン受け３５′へ排出し、その数第２の開閉弁３２′を開放状態のままにしておく。そうすると、第２の開閉弁３２′の出口側が大気開放型の第２のドレン受け３５′に連通していることとも相まって、排ガス減温塔１内の負圧により大気中の新鮮な空気が開放状態にある第２の開閉弁３２′を通して下側の一流体噴霧ノズル６内へ流入し、当該一流体噴霧ノズル６から排ガス冷却室１ａ内へ噴出される。
又、作動を停止した下側の一流体噴霧ノズル６を再度作動させる場合には、作動制御装置３６により第２の開閉弁３２′を全閉すると共に、第２の遮断弁３１′を開放する。これにより、熱水Ｗｈが下側の一流体噴霧ノズル６から排ガス冷却室１ａ内へ噴霧される。

この排ガス減温装置も、熱水Ｗｈの噴霧を停止した一流体噴霧ノズル６内に排ガス減温塔１内の負圧を利用して開閉弁から新鮮な空気を流入させるようにしているため、図１に示す排ガス減温装置と同様の作用効果を奏することができる。

尚、上記の実施形態に於いては、熱水Ｗｈの加熱源として蒸気式熱交換器１８を使用しているが、加熱源として燃焼排ガスの熱や別途に設けた加熱バーナの熱を利用するようにしても良い。又、ボイラや廃熱ボイラを付設した設備に於いては、ボイラの連続ブロー水やボイラ給水を熱水Ｗｈとして利用するようにしても良く、或いは脱気器内で生成された熱水Ｗｈを利用するようにして良い。

上記の実施形態に於いては、排ガス冷却室１ａ内に２本の一流体噴霧ノズル６を上下に配設するようにしているが、排ガス冷却室１ａ内に３本〜５本の一流体噴霧ノズル６を適宜の位置に配設するようにしても良い。この場合、各一流体噴霧ノズル６の入口側に遮断弁３１，３１′等を設けることは勿論である。

上記の実施形態に於いては、排ガス減温塔１の下方より高温の排ガスＧｈを流入させると共に、排ガス減温塔１の下方部分に複数の一流体噴霧ノズル６を配置するようにしているが、高温の排ガスＧｈを上方から下方へ向う下向流とすると共に、排ガス減温塔１の上方部分に複数の一流体噴霧ノズル６を配置するようにしても良い。

上記の実施形態に於いては、熱水Ｗｈの圧力が低下したときには、下側の一流体噴霧ノズル６の作動を停止するようにしているが、下側の一流体噴霧ノズル６を作動状態とし、上側の一流体噴霧ノズル６の作動を停止するようにしても良い。

上記の実施形態に於いては、各遮断弁３１，３１′、各開閉弁３２，３２′及び各大気開放弁３３，３３′の開閉制御を作動制御装置３６により自動的に行うようにしたが、各遮断弁３１，３１′、各開閉弁３２，３２′及び各大気開放弁３３，３３′の開閉制御を手動操作により行うようにしても良い。

上記の実施形態に於いては、大気圧下での水の沸点よりも高い温度の加圧熱水Ｗｈを減温水として一流体噴霧ノズル６から排ガス減温塔１内の排ガスＧｈへ噴霧して排ガスＧｈを減温するようにしたが、常温の加圧水を減温水として一流体噴霧ノズル６から排ガス減温塔１内の排ガスＧｈへ噴霧して排ガスＧｈを減温するようにしても良い。

本発明の方法を実施する排ガス減温装置の概略系統図である。 本発明の他の方法を実施する排ガス減温装置の概略系統図である。 従前の熱水を用いた排ガス減温装置の一例を示す概略系統図である。

符号の説明

１は排ガス減温塔、６は一流体噴霧ノズル、１１は熱水供給用管路、３１，３１′は遮断弁、３２，３２′は開閉弁、３３，３３′は大気開放弁、３５，３５′はドレン受け、Ａは空気、Ｇｈは高温の排ガス、Ｗｈは熱水。

Claims (2)

1. 大気圧下での水の沸点よりも高い温度の加圧熱水又は常温の加圧水を減温水として複数の一流体噴霧ノズルから内部が負圧に保たれている排ガス減温塔内の高温の排ガスへ噴霧するようにした排ガス減温装置に於いて、各一流体噴霧ノズルの入口側の管路に遮断弁を夫々介設すると共に、各遮断弁と各一流体噴霧ノズルとの間の各管路に液垂れ防止用の開閉弁と大気開放弁を夫々分岐状に接続し、複数の一流体噴霧ノズルのうち、一部の一流体噴霧ノズルの噴霧を停止したときに、噴霧を停止した一流体噴霧ノズルの入口側に設けた遮断弁を閉鎖すると共に、当該遮断弁の出口側に設けた開閉弁を開放して噴霧を停止した一流体噴霧ノズル内の熱水又は加圧水の残圧抜きを行い、その後前記開閉弁を閉鎖すると共に、当該開閉弁の出口側に設けた大気開放弁を開放し、排ガス減温塔内の負圧を利用して大気中の新鮮な空気を前記大気開放弁から噴霧を停止した一流体噴霧ノズル内へ流入させるようにしたことを特徴とする排ガス減温装置に於ける一流体噴霧ノズルの腐食防止方法。
2. 大気圧下での水の沸点よりも高い温度の加圧熱水又は常温の加圧水を減温水として複数の一流体噴霧ノズルから内部が負圧に保たれている排ガス減温塔内の高温の排ガスへ噴霧するようにした排ガス減温装置に於いて、各一流体噴霧ノズルの入口側の管路に遮断弁を夫々介設すると共に、各遮断弁と各一流体噴霧ノズルとの間の各管路に出口側が大気開放型のドレン受けに連通する液垂れ防止用の開閉弁を夫々分岐状に接続し、複数の一流体噴霧ノズルのうち、一部の一流体噴霧ノズルの噴霧を停止したときに、噴霧を停止した一流体噴霧ノズルの入口側に設けた遮断弁を閉鎖すると共に、当該遮断弁の出口側に設けた開閉弁を開放して噴霧を停止した一流体噴霧ノズル内の熱水又は加圧水の残圧抜きを行い、その後前記開閉弁を開放状態のままにし、排ガス減温塔内の負圧を利用して大気中の新鮮な空気を前記開閉弁から噴霧を停止した一流体噴霧ノズル内へ流入させるようにしたことを特徴とする排ガス減温装置に於ける一流体噴霧ノズルの腐食防止方法。

Images