JPH06182145A

JPH06182145A - 排ガス脱硫装置

Info

Publication number: JPH06182145A
Application number: JP4339896A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Nosaka; 浩之野坂; Yasuki Hashimoto; 泰樹橋本; Yasuyuki Nishimura; 泰行西村; Tsukasa Nishimura; 士西村
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1992-12-21
Filing date: 1992-12-21
Publication date: 1994-07-05

Abstract

(57)【要約】【目的】スプレノズル周囲および空気配管先端部に粉
塵が付着成長することを防止し、安定した液滴噴霧を維
持する信頼性の高いスプレノズルを備えた乾式排ガス脱
硫装置を提供すること。【構成】硫黄酸化物を含有する排ガス中に脱硫剤とし
て噴霧し、さらに水を噴霧して加湿することにより硫黄
酸化物を除去する排ガス脱硫装置において、水を噴霧す
るスプレノズル５の外周をシール空気供給配管６で覆
い、該スプレノズル５の外周よりシール空気３を８ｍ／
ｓ以上の流速で供給する。また、スプレノズル５の先端
側に向かってシール空気供給配管６をテーパ状とし、か
つ先端３１をエッジ形状とし、旋回ベーン４を備えるこ
とで、シール空気３が旋回流としてスプレノズル５先端
部の周囲に均等に吹き付けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は乾式の排ガス脱硫装置に
関し、特に、その脱硫剤噴霧用の水噴霧ノズルに係り、
ノズル先端への粉塵付着を防止するのに好適なノズル構
造に関する。

【０００２】

【従来の技術】火力発電所における重油焚、石炭焚ボイ
ラから排出される排ガス中には硫黄酸化物など、酸性雨
の原因物質が含まれており、その効果的な処理手段が望
まれている。現在その処理方法の主流は湿式法（石灰石
−石膏法）であるが、この湿式法は除去効率が高い反
面、廃水処理、ガス再加熱が必要であり、処理コストが
高いという欠点がある。

【０００３】そのため、近年除去効率が低くても、処理
コストが低くできるという、簡易式の乾式脱硫装置の開
発が活発化してきている。その代表例を図３に示す。火
炉１１からの排ガスは空気予熱器１２で火炉１１へ導入
する空気１３と熱交換された後、煙道１４を経て後流の
脱硫反応器１６へ導かれる。ここでアルカリまたはアル
カリ土類金属化合物等の粉末からなる脱硫剤１９は火炉
１１または煙道１４に吹き込まれる。次に、脱硫剤１９
を含んだ排ガスは脱硫反応器１６内で水１５の微細噴霧
により加湿冷却され、ここで脱硫剤１９と反応する排ガ
ス中の硫黄酸化物が除去される。反応済みの脱硫剤１８
は集塵器１７で捕集され、処理ガスは煙突２０から廃棄
される。

【０００４】上記乾式排ガス脱硫装置において、脱硫剤
１９を含んだ排ガスを冷却する水１５のスプレノズル５
として、図５に示すように噴霧水１と噴霧空気２からな
る二流体噴霧用のスプレノズル５が通常用いられるが、
噴霧流速１００ｍ／ｓ以上の高流速であるため、スプレ
ノズル５の周囲が負圧となり渦流が発生する。このた
め、噴霧された液滴の一部はこの渦流に巻き込まれ、図
６に示すように粉塵とともにスプレノズル５に付着して
粉付着スケール８に成長する問題があった。粉付着スケ
ール８が形成されると、スプレノズル５からの水噴霧流
路が制限される。そのため図６に示すように、噴霧され
た水滴の一部が粉付着スケール８に衝突して濡れ面を形
成し、付着物表面からより粗い液滴１０となって再飛散
する。液滴径が粗くなると液滴１０が十分に蒸発しなく
なるため、ガスの冷却効率が低下する。

【０００５】また、スプレノズル５に粉付着スケール８
が成長するのを防ぐために、従来より図７に示すように
スプレノズル５の周囲にシール空気供給配管９を設けて
シール空気３を供給する技術が採用されている。しか
し、この場合でもシール空気供給配管９内で偏流が生じ
るためにスプレノズル５の周囲で均一に空気３が噴出さ
れず、噴出流速が遅い部位で粉付着スケール８に成長す
ることがあり、長時間水噴霧の後には液滴噴霧状態が悪
化する問題もあった。また、シール空気供給配管９の先
端部で粉付着スケール８が付着成長すると、図８に示す
ように粗い液滴１０が発生する現象が生じて液滴１０が
十分に蒸発しなくなるため、ガスの冷却効率が低下する
問題もあった。また、シール空気３流量を低減するため
シール空気供給配管９の先端径を図９に示すように絞っ
た場合、前記先端部がフラットな構造であると、このフ
ラットな面に付着した粉が剥離することなく徐々に成長
し、ついには粉付着スケール８が形成され、噴霧液滴が
粉付着スケール８に衝突し、正常な噴霧が維持できなく
なるという問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、スプ
レノズル周囲および空気配管先端部に粉塵が付着成長す
ることを防止し、安定した液滴噴霧を維持する信頼性の
高いスプレノズルを備えた乾式排ガス脱硫装置を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、次
の構成により達成される。すなわち、硫黄酸化物を含有
する排ガス中にアルカリ金属またはアルカリ土類金属化
合物を含む脱硫剤を噴霧し、さらに水を噴霧して加湿す
ることにより硫黄酸化物を除去する排ガス脱硫装置にお
いて、水を噴霧するスプレノズルの外周をシール空気供
給配管で覆い、該スプレノズルの外周より所定流速（例
えば、８ｍ／ｓ）以上の流速でシールエアーを吹き出す
ようにした水を噴霧するスプレノズルを備えた排ガス脱
硫装置である。ここで、スプレノズルの先端側に向かっ
てシール空気供給配管をテーパ状とし、かつシール空気
供給配管先端をエッジ形状にしたことで、スケールがこ
の先端部に付着しにくくした。さらに、スプレノズル先
端付近のシール空気供給配管内に旋回ベーンを備えるこ
とでシール空気を旋回流としてスプレノズル先端部の周
囲に均等にシール空気が吹き付けられる。

【０００８】

【作用】水を噴霧するスプレノズルの外周からシール用
流体として所定流速以上のエアーが吹き出されるので、
シール用流体として被処理ガス（排ガス）を用いる場合
に比べ、定常流量が確保でき、スプレノズル先端部への
粉付着スケールの形成を防げる。このとき、所定の流速
以上でシール空気を供給してスプレノズルへの粉塵の巻
き込みを確実に防ぐことができる。また、先端部におけ
るシール空気の偏流を防止するため、旋回ベーンを設け
ることにより、スプレノズル周囲へ均等に所定流速でシ
ール空気を供給して、粉付着スケール生成が確実に防げ
る。また、シール空気供給配管の先端部への粉塵付着に
ついては、図１に示すように、シール空気供給配管をテ
ーパ状とし、かつシール空気供給配管先端をエッジ構造
とすることにより、先端に付着した粉によりスケール厚
さがうすくなるため、粉付着強度が低下する。そのた
め、付着した粉が成長、剥離をくり返し、その結果粉の
付着成長が進行しなくなる。

【０００９】

【実施例】本発明の一実施例を図面と共に説明する。本
実施例の乾式排ガス脱硫装置は図３に示す通りのもので
ある。火炉１１からの排ガスが脱硫反応器１６へ導かれ
る過程で、アルカリまたはアルカリ土類金属化合物等の
粉末からなる脱硫剤１９により脱硫処理される。このと
き、脱硫剤１９を含んだ排ガスは脱硫反応器１６内で水
１５の微細噴霧により加湿冷却され、ここで脱硫剤１９
と反応する排ガス中の硫黄酸化物が除去される。

【００１０】上記乾式排ガス脱硫装置において、脱硫剤
１９を含んだ排ガスを冷却する水１５のスプレノズル５
として、図１に示すように噴霧水１と噴霧空気２からな
る二流体噴霧用ノズルを用いる。そして、二流体スプレ
ノズル５へ供給する配管の周囲にシール空気供給配管６
を設け、このシール空気供給配管６内にシール空気３を
８ｍ／ｓの流速で供給する。ここで、シール空気供給配
管６の先端部にシール空気３に旋回流を与えるような旋
回ベーン４を設ける。図２には二流体スプレノズル５の
上面図を示す。これにより、スプレノズル５の周囲部で
はほぼ均等な流速でシール空気３が吹き出されることに
なる。

【００１１】ここで、スプレノズル５の周囲への粉塵付
着については所定の流速以上でシール空気３を供給して
スプレノズル５への粉塵の巻き込みを防ぐことにより防
止できる。図４にシール空気３の流速と水噴霧試験終了
後のシール空気供給配管６の先端口径との関係を示す。
試験前の前記先端口径は２２ｍｍであり、シール効果が
十分でない場合、試験終了後の先端口径は付着物の成長
によって、２２ｍｍ以下になる。図４に示す通り、シー
ル空気３の流速を８ｍ／ｓ以上とすればスプレノズル５
への粉付着の防止効果が高いことが明らかである。また
スプレノズル５の先端部におけるシール空気３のうず流
発生と偏流を防止するため、旋回ベーン４を設けること
により、スプレノズル５の周囲へ均等に８ｍ／ｓの流速
でシール空気３を供給できることが判明した。また、シ
ール空気供給配管６は先端側に向かってテーパ状とし、
かつシール空気供給配管６の先端３１をエッジ構造とし
てあるので、粉塵がこの配管６に付着しても付着強度が
弱く、粉付着スケールとして成長しにくくなる。

【００１２】なお、実開平２−２０９１９号公報にはご
み焼却場排ガス処理装置等に適用される反応塔の消石灰
スラリ噴霧ノズルの構造が開示されていて、このノズル
はスロート部の中心部に上方に向けて配設され、その周
囲に排ガス流路が設けられており、しかも、ノズルを囲
む止めリングと、該リングの外周に排ガス流れに対して
傾斜を持たせた複数枚の羽根を備えている。前記複数枚
の羽根は流体に旋回流を与えるという点で本実施例のベ
ーンと類似の構造を持つものであるが、この複数枚の羽
根により排ガスが旋回流となるのは消石灰スラリ噴霧ノ
ズルから間隔をおいた外周部のみであり、ノズル近傍で
は排ガスは止めリング内周側をそのまま流通するもので
ある。前記公報記載の考案は複数枚の羽根と止めリング
により、スロート部に流入する排ガスの主流を常に反応
塔の中心に集めることで、排ガス流量に変動があって
も、ノズル先端への噴霧粒子の落下がなくなり、付着ス
ケールを成長させないというものである。

【００１３】一方、本実施例は排ガス脱硫装置の水スプ
レ用のノズル部に付着スケールが形成されるのを防ぐた
めにノズル外周に生じる旋回流として被処理ガスとは異
なるシール用気体（空気）を用いるものであり、被処理
ガスと異なりその流量に変動が生じるおそれはない。ま
た、本実施例で生じる空気の旋回流は前記公報記載の排
ガス旋回流と異なり、ノズルから間隔をおいた外周部に
限定されるものではなく、ノズル先端部近傍における粉
付着スケールの生成原因となるうず流発生を防止し、ノ
ズル先端部での偏流を防止することができる。

【００１４】

【発明の効果】本発明によれば、スプレノズルの周囲に
均等にシール空気を供給でき、スプレノズル周囲および
シール空気供給配管の先端部の粉塵付着成長を防止で
き、信頼性の高い水噴霧が達成できる。また、そのため
排ガスの冷却効率も低下しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のスプレノズルの構造を示
す図である。

【図２】図１の上面図である。

【図３】本発明の一実施例の排ガス脱硫装置を示す図
である。

【図４】本発明の一実施例のシール空気流速のシール
効果への影響を示すグラフの図である。

【図５】従来技術の水スプレノズルの構造を示す図で
ある。

【図６】図５に示す水スプレノズルにおける液滴の挙
動を示す図である。

【図７】従来技術の水スプレノズルの構造を示す図で
ある。

【図８】図７に示す水スプレノズルにおける液滴の挙
動を示す図である。

【図９】従来技術の水スプレノズルの構造を示す図で
ある。

【符号の説明】

１…噴霧水、２…噴霧空気、３…シール空気、４…旋回
ベーン５…スプレノズル、６、９…シール空気供給配管、８…
粉付着スケール、１０…粗い液滴、３１…シール空気供
給配管の先端

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西村士広島県呉市宝町６番９号バブコック日立株式会社呉工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】硫黄酸化物を含有する排ガス中にアルカ
リ金属またはアルカリ土類金属化合物を含む脱硫剤を噴
霧し、さらに水を噴霧して加湿することにより硫黄酸化
物を除去する排ガス脱硫装置において、水を噴霧するス
プレノズルの外周をシール空気供給配管で覆い、該スプ
レノズルの外周より所定流速以上の流速でシールエアー
を吹き出すようにした水スプレノズル構造を備えたこと
を特徴とする排ガス脱硫装置。
【請求項２】スプレノズルの先端側に向かってシール
空気供給配管をテーパ状とし、かつシール空気供給配管
先端をエッジ形状にしたことを特徴とする請求項１記載
の排ガス脱硫装置。
【請求項３】スプレノズル先端付近のシール空気供給
配管内に旋回ベーンを備えたことを特徴とする請求項１
記載の排ガス脱硫装置。