排ガス処理装置
【課題】排ガス処理装置のガスライザの数を大幅に減らしてもフロス層で溶存酸素濃度およびｐＨを所定範囲の値に維持できるようにして構造の簡素化を図る。
【解決手段】排ガス処理装置は密閉槽２１を有する。密閉槽２１は、隔壁２２より上下２段のスペースに区切られる。隔壁２２より下側が吸収液貯留部２４とされ、隔壁２２より上側が排ガス導入部２６とされる。隔壁２２には、吸収液貯留部２４の上部空間２４ａから処理済の排ガスを導出するためのガスライザ３０が設けられる。また、隔壁２２のガスライザ３０が設けられていない部分である有効領域には、多数の垂設管２９が吸収液貯留部２４内に貯留された吸収液内に至るように設けられている。当該有効領域に垂設管２９が設けられていない非噴出領域を設ける。非噴出領域では、フロス層が形成されず、その周囲のフロス層から発泡した吸収液が流下することで、吸収液を循環させる。
【解決手段】排ガス処理装置は密閉槽２１を有する。密閉槽２１は、隔壁２２より上下２段のスペースに区切られる。隔壁２２より下側が吸収液貯留部２４とされ、隔壁２２より上側が排ガス導入部２６とされる。隔壁２２には、吸収液貯留部２４の上部空間２４ａから処理済の排ガスを導出するためのガスライザ３０が設けられる。また、隔壁２２のガスライザ３０が設けられていない部分である有効領域には、多数の垂設管２９が吸収液貯留部２４内に貯留された吸収液内に至るように設けられている。当該有効領域に垂設管２９が設けられていない非噴出領域を設ける。非噴出領域では、フロス層が形成されず、その周囲のフロス層から発泡した吸収液が流下することで、吸収液を循環させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排煙（燃焼排ガス）中の硫黄酸化物を除去する排ガス処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、火力発電所等の燃焼排ガスとしての排煙を生じる設備においては、亜硫酸ガス（ＳＯ2）等の硫黄酸化物（ＳＯx）を含む排煙による大気汚染を防止するために排煙の排ガス処理装置（脱硫装置）が設けられている。
このような、排ガス処理装置の一種として、排ガス中に含まれる亜硫酸ガス（ＳＯ2）を、石灰石（ＣａＣＯ3）を溶解または懸濁した水溶液（亜硫酸ガス中和剤スラリー溶液）からなる吸収液と接触させて、吸収液中に反応吸収するものが広く知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４は従来のこの種の脱硫装置の主要部の構成を示す。この脱硫装置の主要部をなす密閉槽（吸収塔）１は、内部空間内に、上下方向に間隔をおいて配された上段デッキ（上段隔壁）３と下段デッキ（下段隔壁）２を有する。これらデッキ２、３は、密閉槽１の入口ガス導入空間を画成する隔壁として設けられており、下段デッキ２の下側空間が吸収液貯留部（貯留槽）４、上段デッキ３と下段デッキ２間の空間が排ガス導入部６、上段デッキ３の上側空間が排ガス導出部８となっている。吸収液貯留部４の内部には、石灰石の水性スラリーからなる吸収液Ｋが所定の液面レベルで貯留されている。また、排ガス導入部６には、密閉槽１内に排ガスを導入する入口ダクト５が接続され、排ガス導出部８には、密閉槽１内の処理済み排ガスを外部に導出する出口ダクト７が接続されている。また、入口ダクト５には、吸収液Ｋの一部をポンプ１３によって冷却ライン１１から循環供給し、導入されてくる排ガスに吸収液を冷却水として噴霧して冷却するためのスプレーノズル１６を備えたガス冷却部１７が設けられている。
【０００４】
前記下段デッキ２には多数の開口（透孔）が分散的に穿設されており、各透孔には、下段デッキ２の下面に垂下されたスパージャーパイプ（垂設管９）の上端部が接続されている。垂設管９は、下方に延出し、下端部が吸収液貯留部４内の吸収液Ｋ中に挿入されており、吸収液Ｋの液面下において排ガスを噴出して分散するようになっている。
【０００５】
また、下段デッキ２と上段デッキ３間には、吸収液貯留部４の吸収液の液面より上の上部空間４ａを排ガス導出部８側に連通させるガスライザ１０が、排ガス導入部６を貫通する形で設けられている。さらに、吸収液貯留部４の底部側には、酸化用空気を噴出させる空気の供給管（図示せず）と、吸収液Ｋを攪拌するための攪拌機（図示せず）が設けられ、前記供給管の基端側は、空気を圧送するためのブロア（図示せず）に接続されている。
また、密閉槽１には、補給用の吸収液（吸収剤としての石灰石）を密閉槽１内に供給するための供給ラインが接続されている。
また、後述のようにガスライザ１０の表面に付着する石膏や、ガスライザ１０から垂設管９に落下した石膏の塊りを洗い流すために、垂設管９の上にスプレーノズル１８が配置されるとともに、ガスライザ１０の周囲にスプレーノズル１９が配置されている。そして、これらスプレーノズル１８，１９には、配管を介して後述のように吸収液から石膏を分離した際のろ液が供給されて、間欠的に噴霧される。
【０００６】
以上の構成の密閉槽１においては、供給管を介して吸収液Ｋ中に酸素（空気）を供給しつつ、入口ダクト５から排ガスを排ガス導入部６に圧送すると、当該排ガスが、各垂設管９の下端部の噴出孔から噴出し、吸収液Ｋと激しく混合して、液相連続のフロス層（ジェットバブリング層）を形成する。この際、攪拌機を回転させて吸収液Ｋを攪拌すると共に、供給管から供給された酸化用空気を当該供給管の先端部のノズルから吸収液Ｋ中に連続的に供給する。これにより、前記フロス層において高効率な気液接触が行われ、ＳＯ2＋ＣａＣＯ3＋１／２Ｏ2＋Ｈ2Ｏ→ＣａＳＯ4・２Ｈ2Ｏ↓＋ＣＯ2↑で示されるように、排ガス中に含まれる亜硫酸ガス（ＳＯ2）が酸化されると共に、吸収液Ｋ中の石灰石によって中和される反応が行われて、前記亜硫酸ガスが吸収・除去される。このようにして、脱硫された排ガスは、吸収液貯留部４の液面上（フロス層上）空間からガスライザ１０を介して排ガス導出部８に至り、排ガス導出部８から出口ダクト７を経て煙突から外部に排気される。出口ダクト７には、上述のスラリーを含むミスト（水滴）を除去するエリミネータ（図示せず）が設けられている。
【０００７】
また、下段デッキ２には、上述のように多数の透孔がほぼ均等分散して配置されるとともに各透孔に垂設管９が設けられ、ほぼ所定数となる垂設管９毎にガスライザ１０が配置されるように当該ガスライザ１０がほぼ均等分散して配置されており、垂設管９よりは一桁程度少ないがたとえば数百本のガスライザ１０が設けられる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−２０６４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上述の脱硫装置（排ガス処理装置）においては、下段デッキと上段デッキとの間に吸収液貯留部の上部空間に連通する多くのガスライザが設けられ、当該ガスライザにより上段デッキ上の排ガス導出部に脱硫された排ガスが流入し、排ガス導出部から排ガスが密閉槽の外側となる出口ダクトに排出され、出口ダクトに設けられたエリミネータでミストを除去される構造となっている。
【００１０】
したがって、多くのガスライザを有することと、多くのガスライザから排出されるガスが排ガス導出部に集められて横方向に延出する出口ダクトのエリミネータを通って煙突等に導出されることから、複雑な構造となり、建造コストの低減が困難なものとなっている。
また、密閉槽内の部材には、排ガスや吸収液が金属に対して腐食性を示すことから、例えば、合成樹脂を用いたＦＲＰ（繊維強化プラスチック）が多く用いられており、高温の排ガスがそのまま導入されると、ＦＲＰ製の部材が熱による影響を受けてしまうので、入口ダクトのガス冷却部に石膏を含むスラリー状の吸収液を循環供給するとともに、この吸収液（循環液）をスプレーノズルにより噴霧することで、密閉槽に導入される排ガスの増湿および冷却を行っている。
【００１１】
しかし、冷却に用いられる吸収液には、多くの粒子状の石膏等が含まれていることから、排ガス導入時に排ガス導入部のガスライザの表面に、噴霧された吸収液に含まれる石膏が付着してしまうという問題があった。ガスライザの数が多く、かつ、数が多いことにより、互いの間隔が狭いことから、上述の付着した石膏の除去が難しくなるという問題があった。また、石膏の除去のために、上述のスプレーノズルが配置されるが、その配管等が複雑な構造となり、建造コストを増大する要因となっている。また、このような構造としても、石膏を完全に除去することは困難であった。
【００１２】
そこで、ガスライザ１０の断面積を多くするとともに、ガスライザ１０の数を大幅に減らすことで、上述の問題点の多くを解消することができる。
【００１３】
ここで、吸収液には、上述のように酸化用の空気が供給されるとともに、石灰石が供給され、上述のように硫黄酸化物を吸収するようになっているが、フロス層においては、常時下側の気泡により押し上げられて下側に下降できない部分があると、フロス層の吸収液の一部が下側の吸収液の液層側に循環移動することができず、フロス層の吸収液の溶存酸素濃度およびｐＨを硫黄酸化物の吸収に適した所定範囲の値に維持できない可能性がある。
【００１４】
それに対して、従来、多くのガスライザ１０が配置されることで、たとえば、数１０本以下の垂設管９毎にガスライザ１０が配置され、ガスライザ１０の配置位置においては、下段デッキ２の領域がガスライザ１０に占有されることにより、ほぼ均等に分散配置される垂設管９が複数本配置されない部分が生じる。
すなわち、下段デッキ２において、ガスライザ１０が配置される部分には、垂設管９が設けられておらず、この部分では、垂設管９から噴出する排ガスによる気泡が発生しない。この気泡が発生していない領域に隣接する垂設管９が配置された領域のフロス層から吸収液側にフロス層を形成する気泡含んだ吸収液が流下する状態となる。
【００１５】
これによりフロス層に含まれる吸収液と、フロス層の下側の液層の吸収液とが循環し、フロス層の溶存酸素濃度およびｐＨを所定範囲の値に維持できるが、ガスライザ１０の数を大幅に減らしてしまうと、吸収液の循環が不十分となり、フロス層の吸収液の溶存酸素濃度およびｐＨを所定範囲の値に維持できず、脱硫率が低下する虞がある。
【００１６】
本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、ガスライザを大幅に減らすことで、排ガス処理装置の構造を簡素化して建造コストの低減を図った際に、フロス層で溶存酸素濃度およびｐＨを所定範囲の値に維持できなくなるのを防止することができる排ガス処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の排ガス処理装置は、排ガスが導入されて処理される密閉槽と、当該密閉槽内部を上下に分割する隔壁と、前記密閉槽の前記隔壁の下側に設けられ、排ガスから硫黄酸化物を吸収する脱流用吸収液が貯留された吸収液貯留部と、前記密閉槽の前記隔壁の上側に設けられ、前記密閉槽の外部から排ガスが導入される排ガス導入部と、前記排ガス導入部に連通するとともに、前記隔壁から下方の前記吸収液貯留部に貯留された吸収液内に延出して前記排ガス導入部から吸収液内に排ガスを噴出して分散することにより吸収液の液層上にフロス層を形成する複数の垂設管と、前記吸収液貯留部の吸収液より上側の空間に連通するとともに、前記隔壁から上方に延出して前記排ガス導入部を貫通するガスライザとを備えた排ガス処理装置であって、前記隔壁のガスライザの設置領域を除いた前記垂設管を配置可能な有効領域に、前記垂設管を所定範囲内の間隔で配置することにより吸収液に排ガスを噴出する噴出領域と、前記所定範囲内の間隔より広い間隔に渡って前記垂設管を配置しないことにより排ガスを吸収液に噴出せず、前記フロス層の吸収液を前記液層側に下降させる非噴出領域とが設けられ、複数の前記非噴出領域が前記隔壁の有効領域に分散して設けられていることを特徴とする。
【００１８】
請求項１に記載の発明においては、隔壁のガスライザが設けられていない有効領域に、当該隔壁の噴出領域の各垂設管どうしの所定範囲内の間隔より広い範囲に渡って垂設管が配置されていない非噴出領域が分散して設けられており、各非噴出領域の下側の吸収液貯留部では、垂設管により排ガスが吹き込まれていないので、排ガスの気泡が生じることがなく、フロス層が形成されない状態となるが、隣接する噴出領域の下側で形成されたフロス層の排ガスの気泡を含む吸収液が下側に流れ込む状態となり、フロス層に含まれる吸収液と、吸収液貯留部の液層の吸収液とが循環して混合することにより、フロス層の溶存酸素濃度およびｐＨを所定範囲の値に維持することができる。
【００１９】
したがって、ガスライザの数を減らしても、非噴出領域を増やすことにより、フロス層において溶存酸素濃度等が不足するのを防止することができる。よって、ガスライザの本数を大幅に減らすことが可能であり、ガスライザの本数を数１０本以下、たとえば、２０本以下や１０本以下とすることが可能であり、さらにガスライザを一本としてもよい。
【００２０】
請求項２に記載の排ガス処理装置は、請求項１に記載の発明において、前記隔壁の有効領域の面積Ｓ１に対する複数の前記非噴出領域の面積を合計した合計面積Ｓ２の比であるＳ２／Ｓ１が０．０５〜０．２５となっていることを特徴とする。
【００２１】
請求項２に記載の発明においては、隔壁の有効領域の面積Ｓ１に対する複数の前記非噴出領域の面積を合計した合計面積Ｓ２の比であるＳ２／Ｓ１が０．０５〜０．２５となっていることにより、ガスライザの数を上述のように少なくしても効率的に排ガスの脱硫を行うことができる。
すなわち、Ｓ２／Ｓ１を０．０５以上とすることで、ガスライザの数が少なくもフロス層への溶存酸素濃度等を脱硫に支障がない値に維持することができる。逆にＳ２／Ｓ１が０．０５より小さい場合には、溶存酸素濃度等が不足する虞がある。
【００２２】
Ｓ２／Ｓ１を０．２５以下とすることにより、フロス層が形成される面積が減少して排ガスの処理能力が低下するのを防止することができる。換言すれば、Ｓ２／Ｓ１を上述の範囲とすることで、隔壁の有効領域の単位面積当たりに対応する排ガスの処理量を最適にすることができ、スペース効率を向上して、密閉槽の小型化を図ることができる。
なお、隔壁における噴出領域と、非噴出領域との境界は、たとえば、噴出領域の最も非噴出領域側に設けられた垂設管からの前記所定範囲内となる間隔の半分までが噴出領域となり、それより垂設管から離れた部分が非噴出領域となる。
【００２３】
請求項３に記載の排ガス処理装置は、請求項１または２に記載の発明において、前記隔壁の有効領域に前記垂設管が配置される複数の透孔をほぼ均等に設け、前記透孔を閉塞することにより前記非噴出領域を設けることを特徴とする。
【００２４】
請求項３に記載の発明においては、排ガス処理装置の建築において、隔壁を構成する部材に噴出領域、非噴出領域のいずれかにかかわらず、有効領域にほぼ均等に透孔を設ける構成とすることで、隔壁となる部材の加工を単純化して、コストの低減を図ることができる。また、同様の構造の排ガス処理装置において、排ガス組成の違いなど排ガス処理状況に応じて、非噴出領域の位置や範囲を容易に変更することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、隔壁の垂設管が設けられるべき部分に分散して垂設管を設けない部分を設けることにより、ガスライザの数が少なくなってもフロス層で溶存酸素濃度の不足が生じるのを防止できる。よって、ガスライザの数を大幅に減少することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る排ガス処理装置を示す概略図である。
【図２】前記排ガス処理装置の隔壁を示す平面図である。
【図３】前記隔壁を構成するデッキパネル示す平面図である。
【図４】従来の排ガス処理装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の形態の排ガス処理装置を示す概略図であり、図２は前記排ガス処理装置の隔壁を示す平面図であり、図３は、隔壁を構成するデッキパネルを示す平面図である。
従来の排ガス処理装置の密閉槽が上下二段の隔壁で上下３段のスペースに区切られていたのに対して、図１に示すように、この例の排ガス処理装置の密閉槽２１は、１段の隔壁（デッキ）２２により上下２段のスペースに分離されている。
なお、この例の密閉槽２１は、たとえば、有底有蓋の円筒状に形成されているが、有底有蓋の角筒状（直方体状や正方体状）であってもよい。
【００２８】
密閉槽２１の隔壁２２より下側が吸収液貯留部２４とされ、隔壁２２より上側が排ガス導入部２６とされている。吸収液貯留部２４の下側は、密閉槽２１の底部３１であり、排ガス導入部２６の上側は密閉槽２１の天板部（蓋部）３２となる。
そして、隔壁２２は、この例において、円板状に形成されるとともに、中央部に一つのガスライザ３０が接続される大きな開口部２３が形成され、たとえば、開口部２３の面積は開口部２３を含む隔壁２２の全体の面積のたとえば１／３程度とされている。円板状の隔壁２２の外周と当該隔壁２２の内周（開口部２３の外周）とは、同軸上（同心円状）に配置されている。
【００２９】
また、隔壁２２には、開口部２３の外側となる部分に図示しない多数の透孔がほぼ均等に分散して形成され、当該透孔に垂設管（スパージャーパイプ）２９が隔壁２２から下方に向かって延出するように垂設されている。これら垂設管２９は、隔壁２２から隔壁２２の下側の吸収液貯留部２４内に貯留された吸収液Ｋ内に至るように設けられている。なお、図１において、垂設管２９の一部だけが図示されており、実際には、隔壁２２の開口部２３を除くほぼ全面に分散して垂設管２９が設けられている。
また、隔壁２２には、後述の撹拌機３７の駆動軸３９が貫通する貫通孔３９ａが設けられている。
【００３０】
また、隔壁２２の円板状の開口部２３の部分には、開口部２３と下端部が重なるようにガスライザ３０が設けられている。ガスライザ３０は、円筒状に形成されており、その下端部が隔壁２２に固定されて開口部２３を隔壁２２の上側で塞いだ状態に配置され、開口部２３を介して、吸収液貯留部２４の吸収液の液面より上の上部空間２４ａと連通した状態となっている。
また、ガスライザ３０の上端部が、排ガス導入部２６を通り抜けた状態で、密閉槽２１の天板部３２を貫通して、天板部３２より上側に突出している。
【００３１】
ガスライザ３０の内部は、排ガス導入部２６と隔離され、かつ、隔壁２２の開口部２３により吸収液貯留部２４の上部空間と連通している。
ガスライザ３０の密閉槽２１の天板部３２より上側にある上端部には、エリミネータ３５が接続されている。エリミネータ３５は、ガスライザ３０とほぼ同じ大きさに形成され、ガスライザ３０の開口全体を覆った状態となっている。エリミネータ３５は、ガスライザ３０により密閉槽２１の外側に導出される処理済の排ガスのミストを除去する。
【００３２】
また、密閉槽２１には、撹拌機３７が設けられており、撹拌機３７は、密閉槽２１の天板部３２上に配置される駆動源３８と、当該駆動源３８から排ガス導入部２６、隔壁２２を越えて吸収液貯留部２４内に至る駆動軸３９と、駆動軸３９の先端部に設けられる撹拌羽４０とを供える。なお、撹拌機３７は、ガスライザ３０の周囲に配置される。
なお、図示していないが、従来と同様に、密閉槽２１の吸収液貯留部２４の吸収液Ｋに酸素を供給する機構と、吸収液貯留部２４に吸収剤を供給する機構と、吸収液貯留部２４から吸収液Ｋを抜き出して石膏等の固形分を吸収液Ｋから分離するための固液分離機構等を備えている。
【００３３】
このような排ガス処理装置においては、排ガス導入部２６に連通する入り口ダクト２５から排ガスが密閉槽２１に導入され、導入された排ガスは、排ガス導入部２６の底部となる隔壁２２に設けられた垂設管２９から吸収液貯留部２４の吸収液内に噴出されて吸収液Ｋ内に分散されるとともに、フロス層を形成し、吸収液Ｋと気液接触する。
気液接触して脱硫された排ガスは、吸収液Ｋの上側の上部空間２４ａに排出される。
【００３４】
次いで、隔壁２２の一つだけのガスライザ３０の下端部が接続された開口部２３から処理済の排ガスがガスライザ３０内を上昇する。
そして、ガスライザ３０内を上昇した処理済の排ガスは、エリミネータ３５に至り、処理済の排ガスは、エリミネータ３５で液滴（ミスト）を除去されて、排ガス処理装置の外側に放出されることになる。
【００３５】
このような排ガス処理装置において、上記隔壁２２は、この例において、円形状で中央に円形の開口部２３を有する隔壁２２をその半径方向に沿った複数の分割線で分割した上辺と底辺が円弧の概略台形状（扇形状）の複数のデッキパネル（隔壁分割体）５１を備える。すなわち、隔壁２２は、複数の扇状のデッキパネル５１周方向に並べて接続することにより円環板状に形成されている。
各デッキパネル５１には、垂設管２９を取り付けるための多数の前記透孔５２が設けられている。各透孔５２は、所定の間隔をあけて縦横に並んで配置されている。なお、透孔５２は、基本的に等間隔で縦横に配置されるが、各間隔に多少のずれがあってもよく、所定範囲内の間隔で縦横に配置されていればよい。
【００３６】
また、図３においては、各透孔５２の横の列と縦の列が直線状に並んだ状態となっているが、かならずしも横の列や縦の列が一直線上ではなく、ジグザグになっていてもよいし、六角形の領域をハニカム状に並べて、各領域の中央部分に透孔５２があるような配列でもよく、できるだけ均等に分散して透孔５２が配置されることが好ましい。
そして、この例においては、隔壁２２を構成するデッキパネル５１に設けられた透孔５２の全てに垂設管２９を設けるのではなく、垂設管２９を設けることなく、閉塞部材（キャップ部材）５４により閉塞された透孔５２がある。
【００３７】
この閉塞された透孔５２がある部分が隔壁２２（デッキパネル５１）において、垂設管２９が設けられないことにより、隔壁２２の下側の吸収液貯留部２４の吸収液Ｋに向かって排ガスが噴出されることがない非噴出領域５５となっている。一方、隔壁２２（デッキパネル５１）の透孔５２が閉塞部材５４に閉塞されず、当該透孔５２に垂設管２９が設けられた領域が、隔壁２２の垂設管２９から吸収液貯留部２４の吸収液Ｋに向かって排ガスが噴出される噴出領域５６となる。
【００３８】
また、隔壁２２においては、ガスライザ３０が配置される開口部２３の部分には、透孔５２を設けることがでず、隔壁２２の主に開口部２３を除いた部分が透孔５２を形成して、垂設管２９を取り付け可能な有効領域５９となっている。したがって、開口部２３部分を含まないデッキパネル５１は、基本的に全ての領域が有効領域となるが、外周部分の一部に透孔５２の配列にもよるが、透孔５２を設けられない領域が生じる。
なお、この透孔が設けられない領域を非有効領域としてもよいが、当該領域を非噴出領域５５とみなしてもよい。
【００３９】
そして、この有効領域５９内に前記非噴出領域５５および噴出領域５６が設けられる。噴出領域５６と非噴出領域５５との境界は、噴出領域５６と非噴出領域５５とが隣接し、垂設管２９が設けられた透孔５２と閉塞部材５４に塞がれた透孔５２とが隣り合う部分において、これら垂設管２９が設けられた透孔５２と閉塞部材５４に塞がれた透孔５２との間の中央となる位置を線状につなげた部分である。
【００４０】
なお、基本的に、噴出領域５６の中に複数の非噴出領域５５が設けられた状態となっているので、前記境界は、非噴出領域５５内に設けられた閉塞部材５４に閉塞された複数の透孔５２を囲むようになっている。
そして、非噴出領域５５には、複数の閉塞された透孔５２が含まれるものとなっており、さらに３つ以上の閉塞された透孔５２が含まれることが好ましい。
【００４１】
また、有効領域５９に対して複数の非噴出領域５５は、ほぼ均等に分散した状態に設けられている。
このように隔壁２２の有効領域５９の全体を噴出領域５６とするのではなく、噴出領域５６内に対して複数の非噴出領域５５を分散してほぼ均等に設けた場合に、隔壁２２の下側の吸収液貯留部２４の吸収液において、噴出領域５６の下側では、垂設管２９から排ガスが噴出されることによりフロス層が形成され、フロス層においては、常時下側で発生する気泡により発泡した状態の吸収液が浮上する状態となっている。
【００４２】
一方非噴出領域５５の下側では、隣接する噴出領域５６の下側のフロス層からフロス層を形成する発泡した状態の吸収液が流下する状態となる。
これにより、噴出領域５６の下側では、発泡した吸収液が吸収液の液面より上側に上昇してフロス層を形成し、非噴出領域５５の下側では、フロス層から発泡した吸収液が流下して吸収液の液面下に戻ることになり、フロス層の発泡した吸収液がその下の吸収液と常時循環し、フロス層の発泡した吸収液における溶存酸素濃度およびｐＨが所定範囲の値に維持された状態となる。
【００４３】
このような隔壁２２において、前記有効領域の全面積（噴出領域の面積と非噴出領域の面積との和）Ｓ１に対する複数の非噴出領域５５の面積を合計した合計面積Ｓ２の比（Ｓ２／Ｓ１）が０．０５〜０．２５であることが好ましく、更に０．１〜０．２であることが好ましい。
ここで、Ｓ２／Ｓ１が小さいほど、上述のフロス層を形成する発泡した吸収液の循環が起こり難くなり、大きいほどフロス層が形成される領域の面積が減少することになる。
すなわち、Ｓ２／Ｓ１を０．１より小さくすると、上述の吸収液の循環が不十分になる虞があり、０．０５より小さくすると循環がさらに不十分となる虞がある。
【００４４】
また、Ｓ２／Ｓ１を０，２以上とすると、フロス層が生成する面積が上述の有効領域の面積に対して少なくなり効率的に排ガスを処理することが難しくなる虞があり、０．２５以上とするさらに非効率となる虞がある。
Ｓ２／Ｓ１が小さすぎても大きすぎても密閉槽１の大きさあるいは隔壁２２の有効領域５９の大きさに対して、排ガス処理能力の低下を招くことになり、Ｓ２／Ｓ１を適切な値とすることで、密閉槽１の大きさあるいは隔壁２２の有効領域５９の大きさに対して最も高い排ガス処理能力を実現することが可能となる。これにより、必要とされる排ガス処理能力に対して、Ｓ２／Ｓ１を上述の値の範囲とすることで、密閉槽１の面積を小さくして小型化を測ることができる。
【００４５】
さらに、ガスライザ３０の数を従来に比較して極端に少なくしても、上述のように隔壁２２のガスライザ３０が設けられていない有効領域５９に、垂設管２９が設けられていない非噴出領域５５を分散して設けることにより、上述のようにフロス層を形成する吸収液と、液層の吸収液とを循環させてフロス層の溶存酸素濃度およびｐＨを所定範囲の値に維持することができる。
【００４６】
これにより、ガスライザ３０の数を減らしても脱硫の効率が悪化するのを防止することができ、ガスライザ３０の数を減らすことができる。ガスライザ３０の数を減らした場合に、排ガス処理装置の構造を極めて簡単なものとすることができる。
特に、従来数百本あったガスライザを一つのガスライザ３０とすることで、構造を極めて簡略にすることができる。
また、ガスライザ３０の数を減らすことによりガスライザ３０表面に付着する石膏等を除去する構成が簡略化され、さらに建造コストの低減を図ることができる。
また、ガスライザ３０の数が極めて少なくなったことにより、付着した石膏を落とす構成を簡略化しても石膏を十分に落とせる構造とすることが可能であり、メンテナンスの簡略化を図ることができる。
【００４７】
また、この例において、従来、多くのガスライザが配設された状態の隔壁２２上の排ガス導入部２６は、中央にガスライザ３０が配置されているだけであり、メンテナンス時に容易に立ち入ることが可能であり、メンテナンスが極めて容易となる。
また、この例では、密閉槽２１に、従来の排ガス導出部となる層を必要とせず、隔壁の数を減らすことができるとともに、密閉槽２１の高さを低くし、密閉槽２１の容量を減少させて、建造コストの低減を図ることができる。
また、処理済の排ガスを排ガス処理装置の外側への導出する構造が、ガスライザ３０により密閉槽２１の横側ではなく、上側に設けられるようになっており、エリミネータ３５もガスライザ３０の上部で密閉槽２１の上方に配置されるので、密閉槽２１に占有される部分にエリミネータ３５が配置されるとともに密閉槽２１に占有される部分で排ガスの導出が行われることになり、排ガス処理設備のスペース効率を向上することができる。
【００４８】
また、上述のように排ガス導出部が設けられない分だけ、密閉槽２１の高さを低く抑えることができ、撹拌機３７を配置した場合に、密閉槽２１上の駆動源３８と、吸収液貯留部２４の撹拌羽４０との距離が短くなり、駆動軸３９を短くして、駆動される部分の重量を低減して、駆動源３８における駆動力の低減を図ることができる。なお、駆動軸３９は、短くなることで、強度を低くしても使用可能となり、長さを短くするだけではなく、太さを細くしたり、管状の場合に肉厚を薄くしたりすることで、さらなる駆動軸３９の軽量化を図ることも可能である。
以上のことから排ガス処理装置の建造コストの低減を図ることができる。
【００４９】
なお、上記例では、密閉槽２１およびガスライザ３０の横断面形状を円としているが、これらの断面形状は円に限られるものでは、四角や多角形としてもよい。また、一つの密閉槽２１にガスライザ３０を一つ設けるものとしたが、上記例の一つの隔壁２２と一つのガスライザ３０との組み合わせを、複数個つなげた状態に設計し、これら複数組の隔壁２２とガスライザ３０とから一つの密閉槽２１を構成することで、排ガスの処理能力を複数倍に高めるような構成としてもよい。この場合に一つの密閉槽２１に複数本のガスライザ３０を有する構造することができる。
この場合には、一つの密閉槽２１に対するガスライザ３０の数を数十本以内とすること、たとえば、２０本以内とすることが好ましい。
また、従来と同様に密閉槽２１を上下二段の隔壁で上下三層に分離し、最も上の層に排ガス導出部を設ける構成としてもよく、従来の構造において、隔壁２２に非噴出領域５５を分散して設けることで、ガスライザ３０の数を大幅に減少させた構造としてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
Ｋ 吸収液
２１ 密閉槽
２２ 隔壁
２４ 吸収液貯留部
２６ 排ガス導入部
２９ 垂設管（スパージャーパイプ）
３０ ガスライザ
５２ 透孔
５４ 閉塞部材
５５ 非噴出領域
５６ 噴出領域
５９ 有効領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排煙（燃焼排ガス）中の硫黄酸化物を除去する排ガス処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、火力発電所等の燃焼排ガスとしての排煙を生じる設備においては、亜硫酸ガス（ＳＯ2）等の硫黄酸化物（ＳＯx）を含む排煙による大気汚染を防止するために排煙の排ガス処理装置（脱硫装置）が設けられている。
このような、排ガス処理装置の一種として、排ガス中に含まれる亜硫酸ガス（ＳＯ2）を、石灰石（ＣａＣＯ3）を溶解または懸濁した水溶液（亜硫酸ガス中和剤スラリー溶液）からなる吸収液と接触させて、吸収液中に反応吸収するものが広く知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４は従来のこの種の脱硫装置の主要部の構成を示す。この脱硫装置の主要部をなす密閉槽（吸収塔）１は、内部空間内に、上下方向に間隔をおいて配された上段デッキ（上段隔壁）３と下段デッキ（下段隔壁）２を有する。これらデッキ２、３は、密閉槽１の入口ガス導入空間を画成する隔壁として設けられており、下段デッキ２の下側空間が吸収液貯留部（貯留槽）４、上段デッキ３と下段デッキ２間の空間が排ガス導入部６、上段デッキ３の上側空間が排ガス導出部８となっている。吸収液貯留部４の内部には、石灰石の水性スラリーからなる吸収液Ｋが所定の液面レベルで貯留されている。また、排ガス導入部６には、密閉槽１内に排ガスを導入する入口ダクト５が接続され、排ガス導出部８には、密閉槽１内の処理済み排ガスを外部に導出する出口ダクト７が接続されている。また、入口ダクト５には、吸収液Ｋの一部をポンプ１３によって冷却ライン１１から循環供給し、導入されてくる排ガスに吸収液を冷却水として噴霧して冷却するためのスプレーノズル１６を備えたガス冷却部１７が設けられている。
【０００４】
前記下段デッキ２には多数の開口（透孔）が分散的に穿設されており、各透孔には、下段デッキ２の下面に垂下されたスパージャーパイプ（垂設管９）の上端部が接続されている。垂設管９は、下方に延出し、下端部が吸収液貯留部４内の吸収液Ｋ中に挿入されており、吸収液Ｋの液面下において排ガスを噴出して分散するようになっている。
【０００５】
また、下段デッキ２と上段デッキ３間には、吸収液貯留部４の吸収液の液面より上の上部空間４ａを排ガス導出部８側に連通させるガスライザ１０が、排ガス導入部６を貫通する形で設けられている。さらに、吸収液貯留部４の底部側には、酸化用空気を噴出させる空気の供給管（図示せず）と、吸収液Ｋを攪拌するための攪拌機（図示せず）が設けられ、前記供給管の基端側は、空気を圧送するためのブロア（図示せず）に接続されている。
また、密閉槽１には、補給用の吸収液（吸収剤としての石灰石）を密閉槽１内に供給するための供給ラインが接続されている。
また、後述のようにガスライザ１０の表面に付着する石膏や、ガスライザ１０から垂設管９に落下した石膏の塊りを洗い流すために、垂設管９の上にスプレーノズル１８が配置されるとともに、ガスライザ１０の周囲にスプレーノズル１９が配置されている。そして、これらスプレーノズル１８，１９には、配管を介して後述のように吸収液から石膏を分離した際のろ液が供給されて、間欠的に噴霧される。
【０００６】
以上の構成の密閉槽１においては、供給管を介して吸収液Ｋ中に酸素（空気）を供給しつつ、入口ダクト５から排ガスを排ガス導入部６に圧送すると、当該排ガスが、各垂設管９の下端部の噴出孔から噴出し、吸収液Ｋと激しく混合して、液相連続のフロス層（ジェットバブリング層）を形成する。この際、攪拌機を回転させて吸収液Ｋを攪拌すると共に、供給管から供給された酸化用空気を当該供給管の先端部のノズルから吸収液Ｋ中に連続的に供給する。これにより、前記フロス層において高効率な気液接触が行われ、ＳＯ2＋ＣａＣＯ3＋１／２Ｏ2＋Ｈ2Ｏ→ＣａＳＯ4・２Ｈ2Ｏ↓＋ＣＯ2↑で示されるように、排ガス中に含まれる亜硫酸ガス（ＳＯ2）が酸化されると共に、吸収液Ｋ中の石灰石によって中和される反応が行われて、前記亜硫酸ガスが吸収・除去される。このようにして、脱硫された排ガスは、吸収液貯留部４の液面上（フロス層上）空間からガスライザ１０を介して排ガス導出部８に至り、排ガス導出部８から出口ダクト７を経て煙突から外部に排気される。出口ダクト７には、上述のスラリーを含むミスト（水滴）を除去するエリミネータ（図示せず）が設けられている。
【０００７】
また、下段デッキ２には、上述のように多数の透孔がほぼ均等分散して配置されるとともに各透孔に垂設管９が設けられ、ほぼ所定数となる垂設管９毎にガスライザ１０が配置されるように当該ガスライザ１０がほぼ均等分散して配置されており、垂設管９よりは一桁程度少ないがたとえば数百本のガスライザ１０が設けられる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−２０６４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上述の脱硫装置（排ガス処理装置）においては、下段デッキと上段デッキとの間に吸収液貯留部の上部空間に連通する多くのガスライザが設けられ、当該ガスライザにより上段デッキ上の排ガス導出部に脱硫された排ガスが流入し、排ガス導出部から排ガスが密閉槽の外側となる出口ダクトに排出され、出口ダクトに設けられたエリミネータでミストを除去される構造となっている。
【００１０】
したがって、多くのガスライザを有することと、多くのガスライザから排出されるガスが排ガス導出部に集められて横方向に延出する出口ダクトのエリミネータを通って煙突等に導出されることから、複雑な構造となり、建造コストの低減が困難なものとなっている。
また、密閉槽内の部材には、排ガスや吸収液が金属に対して腐食性を示すことから、例えば、合成樹脂を用いたＦＲＰ（繊維強化プラスチック）が多く用いられており、高温の排ガスがそのまま導入されると、ＦＲＰ製の部材が熱による影響を受けてしまうので、入口ダクトのガス冷却部に石膏を含むスラリー状の吸収液を循環供給するとともに、この吸収液（循環液）をスプレーノズルにより噴霧することで、密閉槽に導入される排ガスの増湿および冷却を行っている。
【００１１】
しかし、冷却に用いられる吸収液には、多くの粒子状の石膏等が含まれていることから、排ガス導入時に排ガス導入部のガスライザの表面に、噴霧された吸収液に含まれる石膏が付着してしまうという問題があった。ガスライザの数が多く、かつ、数が多いことにより、互いの間隔が狭いことから、上述の付着した石膏の除去が難しくなるという問題があった。また、石膏の除去のために、上述のスプレーノズルが配置されるが、その配管等が複雑な構造となり、建造コストを増大する要因となっている。また、このような構造としても、石膏を完全に除去することは困難であった。
【００１２】
そこで、ガスライザ１０の断面積を多くするとともに、ガスライザ１０の数を大幅に減らすことで、上述の問題点の多くを解消することができる。
【００１３】
ここで、吸収液には、上述のように酸化用の空気が供給されるとともに、石灰石が供給され、上述のように硫黄酸化物を吸収するようになっているが、フロス層においては、常時下側の気泡により押し上げられて下側に下降できない部分があると、フロス層の吸収液の一部が下側の吸収液の液層側に循環移動することができず、フロス層の吸収液の溶存酸素濃度およびｐＨを硫黄酸化物の吸収に適した所定範囲の値に維持できない可能性がある。
【００１４】
それに対して、従来、多くのガスライザ１０が配置されることで、たとえば、数１０本以下の垂設管９毎にガスライザ１０が配置され、ガスライザ１０の配置位置においては、下段デッキ２の領域がガスライザ１０に占有されることにより、ほぼ均等に分散配置される垂設管９が複数本配置されない部分が生じる。
すなわち、下段デッキ２において、ガスライザ１０が配置される部分には、垂設管９が設けられておらず、この部分では、垂設管９から噴出する排ガスによる気泡が発生しない。この気泡が発生していない領域に隣接する垂設管９が配置された領域のフロス層から吸収液側にフロス層を形成する気泡含んだ吸収液が流下する状態となる。
【００１５】
これによりフロス層に含まれる吸収液と、フロス層の下側の液層の吸収液とが循環し、フロス層の溶存酸素濃度およびｐＨを所定範囲の値に維持できるが、ガスライザ１０の数を大幅に減らしてしまうと、吸収液の循環が不十分となり、フロス層の吸収液の溶存酸素濃度およびｐＨを所定範囲の値に維持できず、脱硫率が低下する虞がある。
【００１６】
本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、ガスライザを大幅に減らすことで、排ガス処理装置の構造を簡素化して建造コストの低減を図った際に、フロス層で溶存酸素濃度およびｐＨを所定範囲の値に維持できなくなるのを防止することができる排ガス処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の排ガス処理装置は、排ガスが導入されて処理される密閉槽と、当該密閉槽内部を上下に分割する隔壁と、前記密閉槽の前記隔壁の下側に設けられ、排ガスから硫黄酸化物を吸収する脱流用吸収液が貯留された吸収液貯留部と、前記密閉槽の前記隔壁の上側に設けられ、前記密閉槽の外部から排ガスが導入される排ガス導入部と、前記排ガス導入部に連通するとともに、前記隔壁から下方の前記吸収液貯留部に貯留された吸収液内に延出して前記排ガス導入部から吸収液内に排ガスを噴出して分散することにより吸収液の液層上にフロス層を形成する複数の垂設管と、前記吸収液貯留部の吸収液より上側の空間に連通するとともに、前記隔壁から上方に延出して前記排ガス導入部を貫通するガスライザとを備えた排ガス処理装置であって、前記隔壁のガスライザの設置領域を除いた前記垂設管を配置可能な有効領域に、前記垂設管を所定範囲内の間隔で配置することにより吸収液に排ガスを噴出する噴出領域と、前記所定範囲内の間隔より広い間隔に渡って前記垂設管を配置しないことにより排ガスを吸収液に噴出せず、前記フロス層の吸収液を前記液層側に下降させる非噴出領域とが設けられ、複数の前記非噴出領域が前記隔壁の有効領域に分散して設けられていることを特徴とする。
【００１８】
請求項１に記載の発明においては、隔壁のガスライザが設けられていない有効領域に、当該隔壁の噴出領域の各垂設管どうしの所定範囲内の間隔より広い範囲に渡って垂設管が配置されていない非噴出領域が分散して設けられており、各非噴出領域の下側の吸収液貯留部では、垂設管により排ガスが吹き込まれていないので、排ガスの気泡が生じることがなく、フロス層が形成されない状態となるが、隣接する噴出領域の下側で形成されたフロス層の排ガスの気泡を含む吸収液が下側に流れ込む状態となり、フロス層に含まれる吸収液と、吸収液貯留部の液層の吸収液とが循環して混合することにより、フロス層の溶存酸素濃度およびｐＨを所定範囲の値に維持することができる。
【００１９】
したがって、ガスライザの数を減らしても、非噴出領域を増やすことにより、フロス層において溶存酸素濃度等が不足するのを防止することができる。よって、ガスライザの本数を大幅に減らすことが可能であり、ガスライザの本数を数１０本以下、たとえば、２０本以下や１０本以下とすることが可能であり、さらにガスライザを一本としてもよい。
【００２０】
請求項２に記載の排ガス処理装置は、請求項１に記載の発明において、前記隔壁の有効領域の面積Ｓ１に対する複数の前記非噴出領域の面積を合計した合計面積Ｓ２の比であるＳ２／Ｓ１が０．０５〜０．２５となっていることを特徴とする。
【００２１】
請求項２に記載の発明においては、隔壁の有効領域の面積Ｓ１に対する複数の前記非噴出領域の面積を合計した合計面積Ｓ２の比であるＳ２／Ｓ１が０．０５〜０．２５となっていることにより、ガスライザの数を上述のように少なくしても効率的に排ガスの脱硫を行うことができる。
すなわち、Ｓ２／Ｓ１を０．０５以上とすることで、ガスライザの数が少なくもフロス層への溶存酸素濃度等を脱硫に支障がない値に維持することができる。逆にＳ２／Ｓ１が０．０５より小さい場合には、溶存酸素濃度等が不足する虞がある。
【００２２】
Ｓ２／Ｓ１を０．２５以下とすることにより、フロス層が形成される面積が減少して排ガスの処理能力が低下するのを防止することができる。換言すれば、Ｓ２／Ｓ１を上述の範囲とすることで、隔壁の有効領域の単位面積当たりに対応する排ガスの処理量を最適にすることができ、スペース効率を向上して、密閉槽の小型化を図ることができる。
なお、隔壁における噴出領域と、非噴出領域との境界は、たとえば、噴出領域の最も非噴出領域側に設けられた垂設管からの前記所定範囲内となる間隔の半分までが噴出領域となり、それより垂設管から離れた部分が非噴出領域となる。
【００２３】
請求項３に記載の排ガス処理装置は、請求項１または２に記載の発明において、前記隔壁の有効領域に前記垂設管が配置される複数の透孔をほぼ均等に設け、前記透孔を閉塞することにより前記非噴出領域を設けることを特徴とする。
【００２４】
請求項３に記載の発明においては、排ガス処理装置の建築において、隔壁を構成する部材に噴出領域、非噴出領域のいずれかにかかわらず、有効領域にほぼ均等に透孔を設ける構成とすることで、隔壁となる部材の加工を単純化して、コストの低減を図ることができる。また、同様の構造の排ガス処理装置において、排ガス組成の違いなど排ガス処理状況に応じて、非噴出領域の位置や範囲を容易に変更することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、隔壁の垂設管が設けられるべき部分に分散して垂設管を設けない部分を設けることにより、ガスライザの数が少なくなってもフロス層で溶存酸素濃度の不足が生じるのを防止できる。よって、ガスライザの数を大幅に減少することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る排ガス処理装置を示す概略図である。
【図２】前記排ガス処理装置の隔壁を示す平面図である。
【図３】前記隔壁を構成するデッキパネル示す平面図である。
【図４】従来の排ガス処理装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の形態の排ガス処理装置を示す概略図であり、図２は前記排ガス処理装置の隔壁を示す平面図であり、図３は、隔壁を構成するデッキパネルを示す平面図である。
従来の排ガス処理装置の密閉槽が上下二段の隔壁で上下３段のスペースに区切られていたのに対して、図１に示すように、この例の排ガス処理装置の密閉槽２１は、１段の隔壁（デッキ）２２により上下２段のスペースに分離されている。
なお、この例の密閉槽２１は、たとえば、有底有蓋の円筒状に形成されているが、有底有蓋の角筒状（直方体状や正方体状）であってもよい。
【００２８】
密閉槽２１の隔壁２２より下側が吸収液貯留部２４とされ、隔壁２２より上側が排ガス導入部２６とされている。吸収液貯留部２４の下側は、密閉槽２１の底部３１であり、排ガス導入部２６の上側は密閉槽２１の天板部（蓋部）３２となる。
そして、隔壁２２は、この例において、円板状に形成されるとともに、中央部に一つのガスライザ３０が接続される大きな開口部２３が形成され、たとえば、開口部２３の面積は開口部２３を含む隔壁２２の全体の面積のたとえば１／３程度とされている。円板状の隔壁２２の外周と当該隔壁２２の内周（開口部２３の外周）とは、同軸上（同心円状）に配置されている。
【００２９】
また、隔壁２２には、開口部２３の外側となる部分に図示しない多数の透孔がほぼ均等に分散して形成され、当該透孔に垂設管（スパージャーパイプ）２９が隔壁２２から下方に向かって延出するように垂設されている。これら垂設管２９は、隔壁２２から隔壁２２の下側の吸収液貯留部２４内に貯留された吸収液Ｋ内に至るように設けられている。なお、図１において、垂設管２９の一部だけが図示されており、実際には、隔壁２２の開口部２３を除くほぼ全面に分散して垂設管２９が設けられている。
また、隔壁２２には、後述の撹拌機３７の駆動軸３９が貫通する貫通孔３９ａが設けられている。
【００３０】
また、隔壁２２の円板状の開口部２３の部分には、開口部２３と下端部が重なるようにガスライザ３０が設けられている。ガスライザ３０は、円筒状に形成されており、その下端部が隔壁２２に固定されて開口部２３を隔壁２２の上側で塞いだ状態に配置され、開口部２３を介して、吸収液貯留部２４の吸収液の液面より上の上部空間２４ａと連通した状態となっている。
また、ガスライザ３０の上端部が、排ガス導入部２６を通り抜けた状態で、密閉槽２１の天板部３２を貫通して、天板部３２より上側に突出している。
【００３１】
ガスライザ３０の内部は、排ガス導入部２６と隔離され、かつ、隔壁２２の開口部２３により吸収液貯留部２４の上部空間と連通している。
ガスライザ３０の密閉槽２１の天板部３２より上側にある上端部には、エリミネータ３５が接続されている。エリミネータ３５は、ガスライザ３０とほぼ同じ大きさに形成され、ガスライザ３０の開口全体を覆った状態となっている。エリミネータ３５は、ガスライザ３０により密閉槽２１の外側に導出される処理済の排ガスのミストを除去する。
【００３２】
また、密閉槽２１には、撹拌機３７が設けられており、撹拌機３７は、密閉槽２１の天板部３２上に配置される駆動源３８と、当該駆動源３８から排ガス導入部２６、隔壁２２を越えて吸収液貯留部２４内に至る駆動軸３９と、駆動軸３９の先端部に設けられる撹拌羽４０とを供える。なお、撹拌機３７は、ガスライザ３０の周囲に配置される。
なお、図示していないが、従来と同様に、密閉槽２１の吸収液貯留部２４の吸収液Ｋに酸素を供給する機構と、吸収液貯留部２４に吸収剤を供給する機構と、吸収液貯留部２４から吸収液Ｋを抜き出して石膏等の固形分を吸収液Ｋから分離するための固液分離機構等を備えている。
【００３３】
このような排ガス処理装置においては、排ガス導入部２６に連通する入り口ダクト２５から排ガスが密閉槽２１に導入され、導入された排ガスは、排ガス導入部２６の底部となる隔壁２２に設けられた垂設管２９から吸収液貯留部２４の吸収液内に噴出されて吸収液Ｋ内に分散されるとともに、フロス層を形成し、吸収液Ｋと気液接触する。
気液接触して脱硫された排ガスは、吸収液Ｋの上側の上部空間２４ａに排出される。
【００３４】
次いで、隔壁２２の一つだけのガスライザ３０の下端部が接続された開口部２３から処理済の排ガスがガスライザ３０内を上昇する。
そして、ガスライザ３０内を上昇した処理済の排ガスは、エリミネータ３５に至り、処理済の排ガスは、エリミネータ３５で液滴（ミスト）を除去されて、排ガス処理装置の外側に放出されることになる。
【００３５】
このような排ガス処理装置において、上記隔壁２２は、この例において、円形状で中央に円形の開口部２３を有する隔壁２２をその半径方向に沿った複数の分割線で分割した上辺と底辺が円弧の概略台形状（扇形状）の複数のデッキパネル（隔壁分割体）５１を備える。すなわち、隔壁２２は、複数の扇状のデッキパネル５１周方向に並べて接続することにより円環板状に形成されている。
各デッキパネル５１には、垂設管２９を取り付けるための多数の前記透孔５２が設けられている。各透孔５２は、所定の間隔をあけて縦横に並んで配置されている。なお、透孔５２は、基本的に等間隔で縦横に配置されるが、各間隔に多少のずれがあってもよく、所定範囲内の間隔で縦横に配置されていればよい。
【００３６】
また、図３においては、各透孔５２の横の列と縦の列が直線状に並んだ状態となっているが、かならずしも横の列や縦の列が一直線上ではなく、ジグザグになっていてもよいし、六角形の領域をハニカム状に並べて、各領域の中央部分に透孔５２があるような配列でもよく、できるだけ均等に分散して透孔５２が配置されることが好ましい。
そして、この例においては、隔壁２２を構成するデッキパネル５１に設けられた透孔５２の全てに垂設管２９を設けるのではなく、垂設管２９を設けることなく、閉塞部材（キャップ部材）５４により閉塞された透孔５２がある。
【００３７】
この閉塞された透孔５２がある部分が隔壁２２（デッキパネル５１）において、垂設管２９が設けられないことにより、隔壁２２の下側の吸収液貯留部２４の吸収液Ｋに向かって排ガスが噴出されることがない非噴出領域５５となっている。一方、隔壁２２（デッキパネル５１）の透孔５２が閉塞部材５４に閉塞されず、当該透孔５２に垂設管２９が設けられた領域が、隔壁２２の垂設管２９から吸収液貯留部２４の吸収液Ｋに向かって排ガスが噴出される噴出領域５６となる。
【００３８】
また、隔壁２２においては、ガスライザ３０が配置される開口部２３の部分には、透孔５２を設けることがでず、隔壁２２の主に開口部２３を除いた部分が透孔５２を形成して、垂設管２９を取り付け可能な有効領域５９となっている。したがって、開口部２３部分を含まないデッキパネル５１は、基本的に全ての領域が有効領域となるが、外周部分の一部に透孔５２の配列にもよるが、透孔５２を設けられない領域が生じる。
なお、この透孔が設けられない領域を非有効領域としてもよいが、当該領域を非噴出領域５５とみなしてもよい。
【００３９】
そして、この有効領域５９内に前記非噴出領域５５および噴出領域５６が設けられる。噴出領域５６と非噴出領域５５との境界は、噴出領域５６と非噴出領域５５とが隣接し、垂設管２９が設けられた透孔５２と閉塞部材５４に塞がれた透孔５２とが隣り合う部分において、これら垂設管２９が設けられた透孔５２と閉塞部材５４に塞がれた透孔５２との間の中央となる位置を線状につなげた部分である。
【００４０】
なお、基本的に、噴出領域５６の中に複数の非噴出領域５５が設けられた状態となっているので、前記境界は、非噴出領域５５内に設けられた閉塞部材５４に閉塞された複数の透孔５２を囲むようになっている。
そして、非噴出領域５５には、複数の閉塞された透孔５２が含まれるものとなっており、さらに３つ以上の閉塞された透孔５２が含まれることが好ましい。
【００４１】
また、有効領域５９に対して複数の非噴出領域５５は、ほぼ均等に分散した状態に設けられている。
このように隔壁２２の有効領域５９の全体を噴出領域５６とするのではなく、噴出領域５６内に対して複数の非噴出領域５５を分散してほぼ均等に設けた場合に、隔壁２２の下側の吸収液貯留部２４の吸収液において、噴出領域５６の下側では、垂設管２９から排ガスが噴出されることによりフロス層が形成され、フロス層においては、常時下側で発生する気泡により発泡した状態の吸収液が浮上する状態となっている。
【００４２】
一方非噴出領域５５の下側では、隣接する噴出領域５６の下側のフロス層からフロス層を形成する発泡した状態の吸収液が流下する状態となる。
これにより、噴出領域５６の下側では、発泡した吸収液が吸収液の液面より上側に上昇してフロス層を形成し、非噴出領域５５の下側では、フロス層から発泡した吸収液が流下して吸収液の液面下に戻ることになり、フロス層の発泡した吸収液がその下の吸収液と常時循環し、フロス層の発泡した吸収液における溶存酸素濃度およびｐＨが所定範囲の値に維持された状態となる。
【００４３】
このような隔壁２２において、前記有効領域の全面積（噴出領域の面積と非噴出領域の面積との和）Ｓ１に対する複数の非噴出領域５５の面積を合計した合計面積Ｓ２の比（Ｓ２／Ｓ１）が０．０５〜０．２５であることが好ましく、更に０．１〜０．２であることが好ましい。
ここで、Ｓ２／Ｓ１が小さいほど、上述のフロス層を形成する発泡した吸収液の循環が起こり難くなり、大きいほどフロス層が形成される領域の面積が減少することになる。
すなわち、Ｓ２／Ｓ１を０．１より小さくすると、上述の吸収液の循環が不十分になる虞があり、０．０５より小さくすると循環がさらに不十分となる虞がある。
【００４４】
また、Ｓ２／Ｓ１を０，２以上とすると、フロス層が生成する面積が上述の有効領域の面積に対して少なくなり効率的に排ガスを処理することが難しくなる虞があり、０．２５以上とするさらに非効率となる虞がある。
Ｓ２／Ｓ１が小さすぎても大きすぎても密閉槽１の大きさあるいは隔壁２２の有効領域５９の大きさに対して、排ガス処理能力の低下を招くことになり、Ｓ２／Ｓ１を適切な値とすることで、密閉槽１の大きさあるいは隔壁２２の有効領域５９の大きさに対して最も高い排ガス処理能力を実現することが可能となる。これにより、必要とされる排ガス処理能力に対して、Ｓ２／Ｓ１を上述の値の範囲とすることで、密閉槽１の面積を小さくして小型化を測ることができる。
【００４５】
さらに、ガスライザ３０の数を従来に比較して極端に少なくしても、上述のように隔壁２２のガスライザ３０が設けられていない有効領域５９に、垂設管２９が設けられていない非噴出領域５５を分散して設けることにより、上述のようにフロス層を形成する吸収液と、液層の吸収液とを循環させてフロス層の溶存酸素濃度およびｐＨを所定範囲の値に維持することができる。
【００４６】
これにより、ガスライザ３０の数を減らしても脱硫の効率が悪化するのを防止することができ、ガスライザ３０の数を減らすことができる。ガスライザ３０の数を減らした場合に、排ガス処理装置の構造を極めて簡単なものとすることができる。
特に、従来数百本あったガスライザを一つのガスライザ３０とすることで、構造を極めて簡略にすることができる。
また、ガスライザ３０の数を減らすことによりガスライザ３０表面に付着する石膏等を除去する構成が簡略化され、さらに建造コストの低減を図ることができる。
また、ガスライザ３０の数が極めて少なくなったことにより、付着した石膏を落とす構成を簡略化しても石膏を十分に落とせる構造とすることが可能であり、メンテナンスの簡略化を図ることができる。
【００４７】
また、この例において、従来、多くのガスライザが配設された状態の隔壁２２上の排ガス導入部２６は、中央にガスライザ３０が配置されているだけであり、メンテナンス時に容易に立ち入ることが可能であり、メンテナンスが極めて容易となる。
また、この例では、密閉槽２１に、従来の排ガス導出部となる層を必要とせず、隔壁の数を減らすことができるとともに、密閉槽２１の高さを低くし、密閉槽２１の容量を減少させて、建造コストの低減を図ることができる。
また、処理済の排ガスを排ガス処理装置の外側への導出する構造が、ガスライザ３０により密閉槽２１の横側ではなく、上側に設けられるようになっており、エリミネータ３５もガスライザ３０の上部で密閉槽２１の上方に配置されるので、密閉槽２１に占有される部分にエリミネータ３５が配置されるとともに密閉槽２１に占有される部分で排ガスの導出が行われることになり、排ガス処理設備のスペース効率を向上することができる。
【００４８】
また、上述のように排ガス導出部が設けられない分だけ、密閉槽２１の高さを低く抑えることができ、撹拌機３７を配置した場合に、密閉槽２１上の駆動源３８と、吸収液貯留部２４の撹拌羽４０との距離が短くなり、駆動軸３９を短くして、駆動される部分の重量を低減して、駆動源３８における駆動力の低減を図ることができる。なお、駆動軸３９は、短くなることで、強度を低くしても使用可能となり、長さを短くするだけではなく、太さを細くしたり、管状の場合に肉厚を薄くしたりすることで、さらなる駆動軸３９の軽量化を図ることも可能である。
以上のことから排ガス処理装置の建造コストの低減を図ることができる。
【００４９】
なお、上記例では、密閉槽２１およびガスライザ３０の横断面形状を円としているが、これらの断面形状は円に限られるものでは、四角や多角形としてもよい。また、一つの密閉槽２１にガスライザ３０を一つ設けるものとしたが、上記例の一つの隔壁２２と一つのガスライザ３０との組み合わせを、複数個つなげた状態に設計し、これら複数組の隔壁２２とガスライザ３０とから一つの密閉槽２１を構成することで、排ガスの処理能力を複数倍に高めるような構成としてもよい。この場合に一つの密閉槽２１に複数本のガスライザ３０を有する構造することができる。
この場合には、一つの密閉槽２１に対するガスライザ３０の数を数十本以内とすること、たとえば、２０本以内とすることが好ましい。
また、従来と同様に密閉槽２１を上下二段の隔壁で上下三層に分離し、最も上の層に排ガス導出部を設ける構成としてもよく、従来の構造において、隔壁２２に非噴出領域５５を分散して設けることで、ガスライザ３０の数を大幅に減少させた構造としてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
Ｋ 吸収液
２１ 密閉槽
２２ 隔壁
２４ 吸収液貯留部
２６ 排ガス導入部
２９ 垂設管（スパージャーパイプ）
３０ ガスライザ
５２ 透孔
５４ 閉塞部材
５５ 非噴出領域
５６ 噴出領域
５９ 有効領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスが導入されて処理される密閉槽と、
当該密閉槽内部を上下に分割する隔壁と、
前記密閉槽の前記隔壁の下側に設けられ、排ガスから硫黄酸化物を吸収する脱流用吸収液が貯留された吸収液貯留部と、
前記密閉槽の前記隔壁の上側に設けられ、前記密閉槽の外部から排ガスが導入される排ガス導入部と、
前記排ガス導入部に連通するとともに、前記隔壁から下方の前記吸収液貯留部に貯留された吸収液内に延出して前記排ガス導入部から吸収液内に排ガスを噴出して分散することにより吸収液の液層上にフロス層を形成する複数の垂設管と、
前記吸収液貯留部の吸収液より上側の空間に連通するとともに、前記隔壁から上方に延出して前記排ガス導入部を貫通するガスライザとを備えた排ガス処理装置であって、
前記隔壁のガスライザの設置領域を除いた前記垂設管を配置可能な有効領域に、前記垂設管を所定範囲内の間隔で配置することにより吸収液に排ガスを噴出する噴出領域と、前記所定範囲内の間隔より広い間隔に渡って前記垂設管を配置しないことにより排ガスを吸収液に噴出せず、前記フロス層の吸収液を前記液層側に下降させる非噴出領域とが設けられ、
複数の前記非噴出領域が前記隔壁の有効領域に分散して設けられていることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項２】
前記隔壁の有効領域の面積Ｓ１に対する複数の前記非噴出領域の面積を合計した合計面積Ｓ２の比であるＳ２／Ｓ１が０．０５〜０．２５となっていることを特徴とする請求項１に記載の排ガス処理装置。
【請求項３】
前記隔壁の有効領域に前記垂設管が配置される複数の透孔をほぼ均等に設け、前記透孔を閉塞することにより前記非噴出領域を設けることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の排ガス処理装置。
【請求項１】
排ガスが導入されて処理される密閉槽と、
当該密閉槽内部を上下に分割する隔壁と、
前記密閉槽の前記隔壁の下側に設けられ、排ガスから硫黄酸化物を吸収する脱流用吸収液が貯留された吸収液貯留部と、
前記密閉槽の前記隔壁の上側に設けられ、前記密閉槽の外部から排ガスが導入される排ガス導入部と、
前記排ガス導入部に連通するとともに、前記隔壁から下方の前記吸収液貯留部に貯留された吸収液内に延出して前記排ガス導入部から吸収液内に排ガスを噴出して分散することにより吸収液の液層上にフロス層を形成する複数の垂設管と、
前記吸収液貯留部の吸収液より上側の空間に連通するとともに、前記隔壁から上方に延出して前記排ガス導入部を貫通するガスライザとを備えた排ガス処理装置であって、
前記隔壁のガスライザの設置領域を除いた前記垂設管を配置可能な有効領域に、前記垂設管を所定範囲内の間隔で配置することにより吸収液に排ガスを噴出する噴出領域と、前記所定範囲内の間隔より広い間隔に渡って前記垂設管を配置しないことにより排ガスを吸収液に噴出せず、前記フロス層の吸収液を前記液層側に下降させる非噴出領域とが設けられ、
複数の前記非噴出領域が前記隔壁の有効領域に分散して設けられていることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項２】
前記隔壁の有効領域の面積Ｓ１に対する複数の前記非噴出領域の面積を合計した合計面積Ｓ２の比であるＳ２／Ｓ１が０．０５〜０．２５となっていることを特徴とする請求項１に記載の排ガス処理装置。
【請求項３】
前記隔壁の有効領域に前記垂設管が配置される複数の透孔をほぼ均等に設け、前記透孔を閉塞することにより前記非噴出領域を設けることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の排ガス処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−８８１１２（Ｐ２０１１−８８１１２Ａ）
【公開日】平成２３年５月６日（２０１１．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４５４８０（Ｐ２００９−２４５４８０）
【出願日】平成２１年１０月２６日（２００９．１０．２６）
【出願人】（０００００３２８５）千代田化工建設株式会社 (162)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月６日（２０１１．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２６日（２００９．１０．２６）
【出願人】（０００００３２８５）千代田化工建設株式会社 (162)
【Ｆターム（参考）】
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