【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ボイラなどの燃焼装置から排出される排ガス中の二酸化硫黄（ＳＯ２）を除去する湿式排煙脱硫装置に係わり、特に、出口ダクトでのガス偏流を低減するのに好適な二室型湿式排煙脱硫装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術の二室型の湿式排煙脱硫装置の公知例を図７に示す。
この湿式排煙脱硫装置は、主に吸収塔本体１、入口ダクト２、出口ダクト３、吸収液循環ポンプ４、循環タンク６、攪拌機７、空気吹込み管８、ミストエリミネータ９、吸収液抜出し管１０、循環配管１１、スプレヘッダー１２、スプレノズル１３、仕切板１４、上昇流領域１５、下降流領域１６等から構成される。スプレノズル１３はガス流れに対して直交する断面内に複数個設置されており、更にガス流れ方向に複数段設置されている。また、攪拌機７及び空気吹込み管８は、吸収液が滞留する循環タンク６に設置され、ミストエリミネータ９は出口ダクト３内に設置される。
【０００３】
図示していないボイラから排出される排ガスは、図示していない脱硫ファンにより入口ダクト２から吸収塔本体１にほぼ水平方向に導入され、出口ダクト３から排出される。
【０００４】
スプレ方式による吸収塔の多くは、排ガスと吸収液を向流接触させるために、吸収塔下部から導入した排ガスを塔頂部から排出させるが、図７に示す吸収塔は、吸収塔本体１内に下端を循環タンク６内の吸収液中に浸漬させた仕切板１４を設置し、出口ダクト３を入口ダクト２とほぼ同じ高さに設けているため、入口ダクト２から導入された排ガスは仕切板１４に遮られ、上昇流領域１５を上昇し、塔頂部で反転した後、下降流領域１６を下降する。
【０００５】
この間、上昇流領域１５および下降流領域１６では、吸収液循環ポンプ４から送られる炭酸カルシウムを含んだ吸収液が、それぞれの領域に設けられたスプレノズル１３から噴射され、吸収液と排ガスの気液接触が行われる。このとき吸収液は排ガス中のＳＯ２を選択的に吸収し、亜硫酸カルシウムを生成する。亜硫酸カルシウムを生成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亜硫酸カルシウムが酸化され、硫酸カルシウム（石膏）を生成する。
【０００６】
炭酸カルシウム及び石膏が共存する循環タンク６内の吸収液の一部は、吸収液循環ポンプ４によって循環配管１１を介し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からの噴射によって微粒化された吸収液の中で、液滴径の小さいものは排ガスに同伴されるが、出口ダクト３に設けられたミストエリミネータ９によって捕集される。
【０００７】
図７に示す吸収塔本体１の出口ダクト３は入口ダクト２とほぼ同じ高さであって、基礎から比較的低い高さの吸収塔側壁に設けられているため、ミストエリミネータ９および出口ダクト３の図示していない支持鉄骨が低く簡易なものになり、また、図示していない熱交換器（再加熱側）に接続するためのダクトの長さも短くて良い。
【０００８】
しかし、吸収塔内の下降流領域１６はガス流れと液滴の落下の向きが同じであるため、気液接触効率が下がり、脱硫性能が低下しやすい条件となる。したがって、高い脱硫性能を確保するために下降流領域１６のガス流速を６〜１５ｍ／ｓ程度に高速化することになる。ただし、ミストエリミネータ９で捕集された液滴が再飛散しない限界ガス流速は約５〜６ｍ／ｓであるため、下降流領域１６から出口ダクト３にかけてガス流れの向きを９０度以上曲げながら、ガス流速を大幅に減速させなければならない。この場合、ガス流れは出口ダクト３の底壁面側に大きく偏流し、ミストエリミネータ９の下方部のガス流速を高めるため、ミストエリミネータ９で一旦捕集された液滴が再飛散し、結果としてミスト捕集性能の低下を招くことになる。
【０００９】
このように、図７に示す従来技術では出口ダクト３でのガス偏流によるミストエリミネータ９におけるミスト捕集性能の低下を防止する点について十分配慮されていなかった。
【００１０】
この点については、本発明者らは先に特開２００１−１７８２８号公報記載の出願発明において、図８に示すような整流板１７を出口ダクト３の開口部に設置することで、出口ダクト３でのガス流れを整流できることを明らかにしている。
しかし、整流板１７を出口ダクト３の開口部に設置した場合、下降流領域１６での排ガス流れが整流板１７に対してほぼ垂直方向に流れるため、整流板１７の間を通り出口ダクト３から吸収塔の外部に向けて流れるように排ガスの流れの向きを強制的に変える必要がある。このため、整流板１７は排ガス流れに対して大きな障害となり排ガス流れの圧力損失が大きくなりやすい。
【００１１】
また、下降流領域１６で噴霧された後、落下する吸収液５の一部がガス流れに同伴され、飛散ミストとして整流板１７に直接衝突することになる。この吸収液５の整流板１７への衝突により飛散ミストを粗取りする効果を期待できる反面、飛散ミストの落下速度が速く、飛散ミストが衝突する際の衝撃が強すぎるため、整流板１７自身の強度ならびに図示していないその支持部材の強度を高める必要がある。また、整流板１７への飛散ミスト衝突時の騒音も問題となり得る場合がある。
【００１２】
整流板１７の設置による圧力損失増加を最小限に抑える方法としては、図９に示すように整流板１７がミストエリミネータ９に近づくように出口ダクト３の開口部よりも排ガス流れの下流側に設置することが考えられる。この場合には整流板１７に対する排ガスの流入角度が小さくなるため圧力損失は小さいが、出口ダクト３の上部において排ガス流れの剥離が生じ、渦が発生するため、ミストエリミネータ９の上部には排ガスが流れにくい。また、整流板１７の影響により、出口ダクト３の底壁面近傍を流れるガスをも上方側に流そうとするため、出口ダクト３底部のミストエリミネータ９の入口近傍でも渦が発生し、そのため、ミストエリミネータ９の入口では、上部と底部にガスが流れにくくなり、その流れのほとんどは中央部に集中する結果となる。
【００１３】
さらに、図１０には出口ダクト３からミストエリミネータ９にかけてのガス流れの様子を平面図で示しているが、吸収塔本体１の直径と出口ダクト３の幅の比率あるいは吸収塔内の下降流領域１６でのガス流速などによっては、下降流領域１６を下降してきた排ガスが出口ダクト３の開口部から放射状に流出し、出口ダクト３の中央部よりも側壁側の方がガス流速が高くなる場合があり、ミストエリミネータ９の入口でのガス偏流をさらに大きくすることになる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、吸収塔の出口ダクト３内でのガス偏流を防止する点について配慮がされておらず、ミストエリミネータ９におけるミスト捕集性能の低下、捕集液滴の再飛散によるスケーリングやガス−ガスヒータ再加熱器伝熱管の腐食などの問題が生じる可能性があった。
【００１５】
本発明の課題は、吸収塔の圧力損失を増加させることなく、出口ダクトでのガス偏流を低減し、ミストの再飛散、スケーリングや腐食などの問題が生じない信頼性の高い湿式排煙脱硫装置を提供することにある。
【００１６】
【問題点を解決するための手段】
上記本発明の課題は、次の構成によって達成される。
すなわち、（ａ）吸収液を貯留する循環タンクと、（ｂ）該循環タンクの上側にボイラなどの燃焼装置から排出される排ガスをほぼ水平方向に導入する入口ダクトと排ガスをほぼ水平方向に排出させる出口ダクトを設け、前記入口ダクトと出口ダクトの間に排ガス流路を設け、その排ガス流路を入口ダクト側と出口ダクト側の二室に分割するために天井部側に開口部を有する鉛直方向に立てた仕切板を設け、該仕切板で入口ダクトから導入される排ガスが上向きに流れる上昇流領域と天井側の開口部で反転した後に出口ダクトに向けて下向きに排ガスが流れる下降流領域を形成し、噴出する吸収液スラリが排ガスと上昇流領域では向流接触し、下降流領域では並流接触するように前記各領域にスプレノズルを設けた二室式吸収塔とを備えた二室型湿式排煙脱硫装置において、出口ダクトの吸収塔側面に接続される壁面部分の中で上側の壁面の高さをガス流れ方向に下向きに傾斜させた傾斜部とし、該傾斜部に続く上側壁面の高さをガス流れ方向に上向きに傾斜させた構成とし、前記出口ダクト上側壁面の上向きの傾斜の開始位置近傍を起点に、そのガス流れ下流側に、出口ダクト空間を鉛直方向に分割し、上下方向に対して放射状に広がる少なくとも三枚のガイドプレートを設置した二室型湿式排煙脱硫装置である。
【００１７】
上記ガイドプートの中で、最上段のガイドプレートは、該ガイドプレート上方の出口ダクトの上壁面の傾斜角度とほぼ同じ傾斜角度とし、最下段のガイドプレートは、該ガイドプレート下方の出口ダクトの底壁面の傾斜角度とほぼ同じ傾斜角度とし、中段に設置されるガイドプレートは最上段と最下段のガイドプレート間に流入する排ガスを出口ダクトの上壁面と底壁面に偏らせない傾斜角度として、それぞれ設置することが望ましい。
【００１８】
また、上記ガイドプレートの上流側に、出口ダクト空間を水平方向に分割する少なくとも二枚の直立ベーンを設置することが望ましい。
【００１９】
【作用】
吸収塔の出口ダクトへの整流板設置による排ガス流れの圧力損失増加を最小限に抑えるためには、図８に示すように整流板１７を出口ダクト３の開口部とミストエリミネータ９の間に設置する必要がある。しかし、単に整流板１７の設置位置を調整しただけでは、排ガス流れ低圧力損失化と整流の両立は難しい。図９に示すように、整流板１７の設置位置を出口ダクト３内の下流側に移動させると、整流板１７に対する排ガスの流入角度が小さくなるため圧力損失は小さくなるが、出口ダクト３の上部において排ガス流れの剥離による渦が発生し、ミストエリミネータ９の上部に排ガスが流れにくくなる。また、整流板１７の整流作用により、出口ダクト３の底壁面近傍を流れる排ガスをも上方側に流そうとするため、出口ダクト３の底部のミストエリミネータ９の入口近傍でも小さな渦が発生し、そのため、ミストエリミネータ９の入口では上部と底部にガスが流れにくく、その流れのほとんどは中央部に集中するようになる。
【００２０】
しかし、本発明のように、まず、出口ダクトの吸収塔側面に接続される壁面部分の中で上側の壁面の高さをガス流れ方向に下向きに傾斜させた傾斜部とすることで、吸収塔の下降流領域から出口ダクト内に曲がって流入する排ガスの流れ方向が変る部分の内側に鋭角部分がなくなり、出口ダクト上側壁面に沿うように流れやすくなる。そのため、出口ダクト上側壁面での排ガス流れの剥離による渦の発生を防止することができる。本発明の前記傾斜部に続く上側壁面の高さをガス流れ方向に上向きに傾斜させる構成により、出口ダクトの流路を絞ることになるが、元々渦が発生していた部分を覆うように出口ダクトの吸収塔側面接続部の壁面部分に下向きに傾斜させた傾斜部があるため、ガス流路断面減少による圧力損失の増加はない。
【００２１】
また、前記出口ダクト上側壁面の上向きの傾斜の開始位置近傍を起点に、その下流側にガイドプレート（整流板）を設置することにより、ガイドプレートに対する排ガスの流入角度が最も小さくなり、圧力損失の増加を最小限に抑えることができる。
【００２２】
また、ガイドプレートの枚数を少なくとも三枚とし、さらに上下方向に対して放射状に広がるようにすることで、渦の発生防止とミストエリミネータ入口でのガス流れの均一化を図ることができる。
【００２３】
最上段のガイドプレートは、元々出口ダクトの上側に流れにくいガスを確実にミストエリミネータ入口上部に導くためのものであり、当該ガイドプレート上方の出口ダクトの上壁面の傾斜角度とほぼ同じ角度に合わせることで最大限の効果を発揮し、渦の発生防止にも寄与する。
【００２４】
一方、最下段のガイドプレートは、出口ダクト底壁面での剥離と渦の発生を防止するためのものであり、当該ガイドプレート下方の出口ダクトの底壁面の傾斜角度にほぼ合わせるように、整流ガイドプレートの傾斜角度を緩やかにすることで最大限の効果を発揮する。
【００２５】
さらに、中段に設置されるガイドプレートは、最上段のガイドプレートの底壁面側の剥離と渦の発生を防止するものであり、この中段のガイドプレートを設置しないと最上段と最下段の間に流入する排ガスは、ミストエリミネータの中央部から下側に流れることになり、ミストエリミネータの中央部と最上部の間にほとんどガスが流れない部分が生じるようになる。
【００２６】
したがって、本発明では、ガイドプレートの枚数は二枚では不十分であり、少なくとも三枚以上を設置する必要がある。
【００２７】
また、出口ダクトの排ガスの流れる領域を平面的に見たときに、吸収塔内の下降流領域を下降してきた排ガスが出口ダクトの開口部から放射状に流出する。このとき、出口ダクトの平面視で中央部よりも側壁側の方がガス流速が高くなりやすい場合には、上記ガイドプレートの上流側に、ダクト空間を水平方向に分割する二枚の直立ベーンを設置することで、出口ダクトの水平方向におけるガス偏流を防止することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
ただし、本発明における整流板は、従来の整流板と明確に区別するため、ガイドプレート１９と呼ぶことにする。
【００２９】
図１は本発明による一実施例の二室型湿式排煙脱硫装置における吸収塔の側面図を示したものである。図２は図１の出口ダクト部の拡大図を示したものである。図３は図２におけるガス流れの様子を示したものである。図４は水平方向におけるガイドプレート設置位置の許容範囲を示したものである。図５は図１に示す実施例の絞り部の上流側に直立ベーンを設置した場合の本発明の他の実施例の出口ダクトの側面図である。図６は図５の出口ダクトの平面図である。
【００３０】
図１から図６において、図７などに示す従来技術の符号１〜１６で示す装置、部材と同一のものを同一符号で示す。図１から図６において、出口ダクト３に絞り部１８とガイドプレート１９と直立ベーン２０が設けられていることが図７などに示す従来技術とは異なる。
【００３１】
図１および図２に示す実施例は、吸収塔本体１側面に接続される出口ダクト３に絞り部１８を設けることで出口ダクト３の上壁面レベルを一旦下げ、出口ダクト３上壁面の上昇開始位置近傍を起点に、その下流側に、ダクト空間を鉛直方向に分割し、上下方向に対して放射状に広がる少なくとも三枚の平板から構成されるガイドプレート１９を設置した点で従来技術と異なる。
【００３２】
入口ダクト２より導入された排ガスは、スプレノズル１３から噴射される吸収液５と接触しながら、上昇流領域１５を上昇し、塔頂部で反転した後、下降流領域１６を下降する。その後、排ガスは出口ダクト３に向かって９０度以上曲がることになり、出口ダクト３上壁面での剥離によって渦が発生しやすくなるとともに、出口ダクト３の底壁面側に大きく偏流しやすくなる。
【００３３】
しかし、本実施例の場合、図３に示すように、まず、出口ダクト３に絞り部１８を設け、出口ダクト３の上壁面レベルを一旦下げることにより、下降流領域１６から出口ダクト３に曲がる流れ方向の変更部分の内側に鋭角部分がなくなり、出口ダクト３上壁面に沿うように流れやすくなるため、出口ダクト３上壁面での剥離による渦の発生を防止することができる。
【００３４】
また、出口ダクト３上壁面がミストエリミネータ９に向かって上昇を開始する位置近傍を起点に、その下流側にガイドプレート１９を設置することにより、ガイドプレート１９に対する排ガスの流入角度が最も小さくなり、圧力損失の増加を最小限に抑えることができる。
【００３５】
また、ガイドプレート１９の枚数を少なくとも三枚とし、さらに上下方向に対して放射状に広がるようにそれぞれを設置することで、渦の発生防止とミストエリミネータ９入口でのガス流れの均一化を図ることができる。最上段のガイドプレート１９は、元々出口ダクト３の上側に流れにくいガスを確実にミストエリミネータ９入口上部に導くためのものであり、出口ダクト３上壁面の傾斜角度とほぼ同じ角度に合わせることで最大限の効果を発揮し、渦の発生防止にも寄与する。
【００３６】
一方、最下段のガイドプレート１９は、出口ダクト３底壁面での排ガス流れの剥離と渦の発生を防止するためのものであり、出口ダクト３底壁面の傾斜角度にほぼ合わせるように、ガイドプレート１９の角度を緩やかにすることで最大限の効果を発揮する。さらに、中段に設置されるガイドプレート１９は、最上段ガイドプレート１９底壁面側の剥離と渦の発生を防止するものであり、ミストエリミネータ９入口でのガス偏流を防止する上で、本発明においては必要不可欠なものである。
【００３７】
ガイドプレート１９の水平方向における設置位置に関しては許容範囲があり、本実施例における許容範囲は図４に示すようになる。
図４には出口ダクト３の絞り部１８の終端部での上壁面の上昇開始位置とガイドプレート１９の設置起点との距離をＬ、絞り部１８のダクト高さをＨとしたときの比Ｌ／Ｈを横軸に、ミストエリミネータ９入口におけるガス流速の標準偏差を平均流速で割った変動率を縦軸に取り、両者の関係を表している。
【００３８】
出口ダクト３の絞り部１８の終端部での上壁面の上昇開始位置を基準とした場合、ガイドプレート１９が基準点よりも上流側に設置されると前記比Ｌ／Ｈはマイナス値となり、逆に下流側に設置されると前記比Ｌ／Ｈはプラス値となる。一般にミストエリミネータ入口での前記変動率の許容値は０．３以下であり、図４から前記変動率が０．３以下となる前記比Ｌ／Ｈを求めると、その適正範囲は−０．３〜＋０．２５となる。したがって、前記比Ｌ／Ｈが−０．３〜＋０．２５になるような位置にガイドプレート１９を設置することで、高い整流効果を得ることができる。
【００３９】
本発明の他の実施例である吸収塔出口ダクト領域の側面図を図５に示し、吸収塔出口ダクト領域の平面図を図６に示す。
図５と図６に示す実施例は、吸収塔出口ダクト３内に設けられたガイドプレート１９の上流側に、ダクト空間を水平方向に分割する二枚の直立ベーン２０を設置した点で図１に示した実施例と異なる。吸収塔出口ダクト３を平面的に見たときに、下降流領域を下降してきたガスが出口ダクト３の開口部から放射状に流出し、出口ダクト３の中央部よりも側壁側の方がガス流速が高くなりやすい条件においても、ガイドプレート１９の上流側に出口ダクト空間を水平方向に分割する二枚の直立ベーン２０を設置することで、出口ダクト３の水平方向におけるガス偏流を防止することができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明によれば、圧力損失を増加させることなく、吸収塔の出口ダクトの下流側に位置するミストエリミネータ入口でのガス流れをほぼ均一に整流することができるため、ミストエリミネータでのミスト捕集性能の低下が防止され、また、ミストの再飛散によるミストエリミネータよりも下流側のダクトでのスケーリングやガス−ガスヒータ再加熱器伝熱管の腐食などを防止する効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施例であり、二室型湿式排煙脱硫装置における吸収塔の側面図を示したものである。
【図２】図１の出口ダクト部の拡大図を示したものである。
【図３】図２におけるガス流れの様子を示したものである。
【図４】水平方向におけるガイドプレート設置位置の許容範囲を示したものである。
【図５】図１の実施例において絞り部の上流側に直立ベーンを設置した他の実施例である。
【図６】図５の実施例の平面図である。
【図７】従来技術の二室型湿式排煙脱硫装置における吸収塔の側面図である。
【図８】本発明者の発明に係る従来技術の整流板を図７の吸収塔に適用した例である。
【図９】図８の出口ダクトにおける整流板の設置位置を下流側に移動させた場合のガス流れの様子を示したものである。
【図１０】図７の出口ダクトからミストエリミネータにかけてのガス流れの様子を平面図として示したものである。
【符号の説明】
１ 吸収塔本体 ２ 入口ダクト
３ 出口ダクト ４ 吸収液循環ポンプ
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 吸収液抜出し管
１１ 循環配管 １２ スプレヘッダー
１３ スプレノズル １４ 仕切板
１５ 上昇流領域 １６ 下降流領域
１７ 整流板 １８ 絞り部
１９ ガイドプレート ２０ 直立ベーン[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a wet flue gas desulfurization device for removing sulfur dioxide (SO 2 ) in exhaust gas discharged from a combustion device such as a boiler, and more particularly to a two-chamber suitable for reducing gas drift in an outlet duct. The present invention relates to a wet-type flue gas desulfurization device.
[0002]
[Prior art]
FIG. 7 shows a known example of a conventional two-chamber wet flue gas desulfurization apparatus.
This wet flue gas desulfurization apparatus mainly includes an absorption tower main body 1, an inlet duct 2, an outlet duct 3, an absorption liquid circulation pump 4, a circulation tank 6, a stirrer 7, an air blowing pipe 8, a mist eliminator 9, and an absorption liquid discharge pipe. 10, a circulation pipe 11, a spray header 12, a spray nozzle 13, a partition plate 14, an upflow area 15, a downflow area 16, and the like. A plurality of spray nozzles 13 are provided in a cross section orthogonal to the gas flow, and a plurality of spray nozzles are provided in the gas flow direction. Further, the stirrer 7 and the air blowing pipe 8 are installed in the circulation tank 6 in which the absorbing liquid stays, and the mist eliminator 9 is installed in the outlet duct 3.
[0003]
Exhaust gas discharged from a boiler not shown is introduced into the absorption tower main body 1 from the inlet duct 2 in a substantially horizontal direction by a desulfurization fan not shown, and is discharged from the outlet duct 3.
[0004]
Most of the absorption towers of the spray method discharge exhaust gas introduced from the lower part of the absorption tower from the tower top in order to make the exhaust gas and the absorbing liquid come into countercurrent contact, but the absorption tower shown in FIG. Since the partition plate 14 whose lower end is immersed in the absorbing solution in the circulation tank 6 is installed, and the outlet duct 3 is provided at substantially the same height as the inlet duct 2, the exhaust gas introduced from the inlet duct 2 is separated by the partition plate. 14, rises in the upflow region 15, reverses at the top of the tower, and then descends in the downflow region 16.
[0005]
During this time, in the ascending flow region 15 and the descending flow region 16, the absorption liquid containing calcium carbonate sent from the absorption liquid circulation pump 4 is injected from the spray nozzles 13 provided in the respective regions, and the absorption liquid and the exhaust gas Contact is made. At this time, the absorbing liquid selectively absorbs SO 2 in the exhaust gas and generates calcium sulfite. The absorption liquid that has generated calcium sulfite is temporarily stored in the circulation tank 6 and, while being stirred by the oxidizing stirrer 7, calcium sulfite is oxidized by oxygen in the air supplied from the air blowing pipe 8 to convert calcium sulfate (gypsum). Generate.
[0006]
A part of the absorbent in the circulation tank 6 where calcium carbonate and gypsum coexist is sent again to the spray nozzle 13 through the circulation pipe 11 by the absorbent circulation pump 4, and a part is shown from the absorbent extraction pipe 10. Not sent to wastewater treatment and gypsum recovery system. Among the absorption liquids atomized by spraying from the spray nozzle 13, those having a small droplet diameter are accompanied by the exhaust gas, but are collected by the mist eliminator 9 provided in the outlet duct 3.
[0007]
The outlet duct 3 of the absorber main body 1 shown in FIG. 7 is substantially the same height as the inlet duct 2 and is provided on the side wall of the absorber having a relatively low height from the foundation, so that the mist eliminator 9 and the outlet duct 3 The supporting steel frame (not shown) is low and simple, and the length of a duct for connecting to a heat exchanger (reheating side) not shown may be short.
[0008]
However, in the downflow region 16 in the absorption tower, the gas flow and the drop direction of the droplets are the same, so that the gas-liquid contact efficiency is reduced and the desulfurization performance is likely to be reduced. Therefore, in order to secure high desulfurization performance, the gas flow rate in the downflow region 16 is increased to about 6 to 15 m / s. However, since the critical gas flow rate at which the droplets collected by the mist eliminator 9 do not re-disperse is about 5 to 6 m / s, the direction of the gas flow from the descending flow region 16 to the outlet duct 3 is bent by 90 degrees or more. The gas flow rate must be greatly reduced. In this case, the gas flow is largely deviated to the bottom wall side of the outlet duct 3 and the gas flow rate at the lower part of the mist eliminator 9 is increased, so that the droplets once collected by the mist eliminator 9 are re-scattered, and as a result, the mist This leads to a decrease in the trapping performance.
[0009]
As described above, in the prior art shown in FIG. 7, sufficient consideration has not been given to preventing the mist collecting performance of the mist eliminator 9 from being lowered due to the gas drift in the outlet duct 3.
[0010]
Regarding this point, the present inventors previously disclosed the application invention described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-17828 by installing a current plate 17 as shown in FIG. It is clear that the gas flow in the can be rectified.
However, when the current plate 17 is installed at the opening of the outlet duct 3, the exhaust gas flow in the downflow region 16 flows in a direction substantially perpendicular to the current plate 17. It is necessary to forcibly change the direction of the flow of the exhaust gas so as to flow toward the outside of the absorption tower. For this reason, the flow straightening plate 17 becomes a large obstacle to the exhaust gas flow, and the pressure loss of the exhaust gas flow tends to increase.
[0011]
In addition, after being sprayed in the descending flow region 16, a part of the falling absorbing liquid 5 is entrained by the gas flow and directly collides with the rectifying plate 17 as scattering mist. The effect of the absorbing liquid 5 colliding with the rectifying plate 17 can be expected to roughly remove the scattered mist, but the falling speed of the scattered mist is high and the impact when the scattered mist collides is too strong. It is necessary to increase the strength as well as the strength of the support member, not shown. Further, noise at the time of scattered mist collision with the current plate 17 may be a problem.
[0012]
As a method for minimizing an increase in pressure loss due to the installation of the current plate 17, a current plate 17 is installed on the downstream side of the exhaust gas flow from the opening of the outlet duct 3 so that the current plate 17 approaches the mist eliminator 9 as shown in FIG. It is possible to do. In this case, the pressure loss is small because the exhaust gas inflow angle to the flow straightening plate 17 is small, but the exhaust gas flow is separated above the outlet duct 3 and a vortex is generated, so that the exhaust gas flows above the mist eliminator 9. Difficult to flow. In addition, due to the influence of the flow straightening plate 17, the gas flowing near the bottom wall surface of the outlet duct 3 also tends to flow upward, so that a vortex is also generated near the inlet of the mist eliminator 9 at the bottom of the outlet duct 3, so that mist is generated. At the inlet of the eliminator 9, the gas hardly flows to the top and the bottom, which results in most of the flow being concentrated in the center.
[0013]
Further, FIG. 10 is a plan view showing the gas flow from the outlet duct 3 to the mist eliminator 9. The ratio of the diameter of the absorber main body 1 to the width of the outlet duct 3 or the downward flow area in the absorber is shown. Exhaust gas that has descended in the descending flow region 16 radially flows out of the opening of the outlet duct 3 depending on the gas flow velocity at the outlet 16, and the gas flow velocity is higher on the side wall side than on the central part of the outlet duct 3. Therefore, the gas drift at the inlet of the mist eliminator 9 is further increased.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
The above prior art does not take into consideration the point of preventing gas drift in the outlet duct 3 of the absorption tower. The mist collecting performance of the mist eliminator 9 is reduced, and scaling and gas generation due to re-scattering of collected droplets are not considered. -Problems such as corrosion of the heat transfer tube of the gas heater reheater could occur.
[0015]
The object of the present invention is to reduce the gas drift in the outlet duct without increasing the pressure loss of the absorption tower, and to achieve a highly reliable wet flue gas desulfurization device that does not cause problems such as mist re-dispersion, scaling and corrosion. Is to provide.
[0016]
[Means for solving the problem]
The object of the present invention is achieved by the following configuration.
That is, (a) a circulation tank for storing the absorbing liquid, (b) an inlet duct for introducing exhaust gas discharged from a combustion device such as a boiler in a substantially horizontal direction above the circulation tank, and exhaust gas is discharged in a substantially horizontal direction. A vertical duct having an opening on the ceiling side to divide the exhaust gas channel into two chambers on the inlet duct side and the outlet duct side. A partition plate set up in the direction is provided, and an upward flow region in which exhaust gas introduced from the inlet duct flows upward in the partition plate and a downward flow region in which exhaust gas flows downward toward the outlet duct after being inverted at the opening on the ceiling side. A two-chamber absorption tower provided with a spray nozzle in each of the above areas so that the ejected absorbent slurry comes into countercurrent contact with the exhaust gas in the upflow region and cocurrently contacts in the downflow region. In the wet-type flue gas desulfurization device, the height of the upper wall surface is inclined downward in the gas flow direction in the wall portion connected to the side of the absorption tower of the outlet duct, and the upper wall surface following the inclined portion The height of the outlet duct is inclined upward in the gas flow direction, and the starting duct near the starting position of the upward inclination of the upper surface of the outlet duct, downstream of the gas flow, the outlet duct space is vertically divided, This is a two-chamber wet-type flue gas desulfurization device provided with at least three guide plates that spread radially in the vertical direction.
[0017]
In the guide put, the uppermost guide plate has an inclination angle substantially equal to the inclination angle of the upper wall surface of the outlet duct above the guide plate, and the lowermost guide plate has a bottom surface of the outlet duct below the guide plate. The inclination angle of the wall is almost the same as the inclination angle of the wall, and the guide plate installed in the middle stage is an inclination angle that does not bias the exhaust gas flowing between the top and bottom guide plates to the top wall and bottom wall of the exit duct. It is desirable to install.
[0018]
It is desirable that at least two upright vanes that divide the outlet duct space in the horizontal direction be installed on the upstream side of the guide plate.
[0019]
[Action]
In order to minimize the increase in the pressure loss of the exhaust gas flow due to the installation of the rectifying plate in the outlet duct of the absorption tower, a rectifying plate 17 is installed between the opening of the outlet duct 3 and the mist eliminator 9 as shown in FIG. There is a need to. However, simply adjusting the installation position of the rectifying plate 17 makes it difficult to achieve both low exhaust gas flow pressure loss and rectification. As shown in FIG. 9, when the installation position of the current plate 17 is moved to the downstream side in the outlet duct 3, the pressure loss becomes smaller because the exhaust gas inflow angle to the current plate 17 becomes smaller. Then, a vortex is generated due to the separation of the exhaust gas flow, and the exhaust gas becomes difficult to flow above the mist eliminator 9. Also, due to the rectifying action of the rectifying plate 17, the exhaust gas flowing near the bottom wall surface of the outlet duct 3 also tends to flow upward, so that a small vortex is also generated near the inlet of the mist eliminator 9 at the bottom of the outlet duct 3, Therefore, at the entrance of the mist eliminator 9, gas hardly flows to the upper part and the lower part, and most of the flow is concentrated in the central part.
[0020]
However, as in the present invention, first, the height of the upper wall surface in the wall portion connected to the side surface of the absorption tower of the outlet duct is formed as an inclined portion in which the height is inclined downward in the gas flow direction. There is no acute angle portion inside the portion where the flow direction of the exhaust gas which bends and flows into the outlet duct from the descending flow region is changed, so that the exhaust gas easily flows along the upper wall surface of the outlet duct. Therefore, it is possible to prevent vortices from being generated due to separation of the exhaust gas flow on the upper wall surface of the outlet duct. With the configuration of the present invention in which the height of the upper wall surface following the inclined portion is inclined upward in the gas flow direction, the flow path of the exit duct is narrowed, but the exit is covered so as to cover the portion where the vortex was originally generated. Since there is a downwardly sloped portion in the wall portion of the side connecting portion of the absorption tower of the duct, there is no increase in pressure loss due to the decrease in the gas flow path cross section.
[0021]
Further, by installing a guide plate (rectifying plate) on the downstream side starting from the vicinity of the start position of the upward inclination of the upper wall surface of the outlet duct, the exhaust gas inflow angle to the guide plate is minimized, and the pressure loss is reduced. The increase can be minimized.
[0022]
Further, by making the number of guide plates at least three and further radially expanding in the vertical direction, it is possible to prevent the generation of vortices and to make the gas flow uniform at the inlet of the mist eliminator.
[0023]
The uppermost guide plate is for surely guiding the gas which is originally unlikely to flow above the outlet duct to the upper part of the mist eliminator inlet, so that the angle is almost the same as the inclination angle of the upper wall surface of the outlet duct above the guide plate. By doing so, it exerts its maximum effect and contributes to the prevention of vortices.
[0024]
On the other hand, the lowermost guide plate is for preventing separation and generation of a vortex on the bottom wall surface of the outlet duct, and the rectifying guide is adjusted to substantially match the inclination angle of the bottom wall surface of the outlet duct below the guide plate. The effect is maximized by reducing the angle of inclination of the plate.
[0025]
Furthermore, the guide plate installed in the middle stage prevents separation and vortex generation on the bottom wall side of the top stage guide plate, and if this middle stage guide plate is not installed, it will be between the top stage and the bottom stage. The flowing exhaust gas flows downward from the central portion of the mist eliminator, and a portion where gas hardly flows between the central portion and the uppermost portion of the mist eliminator is generated.
[0026]
Therefore, in the present invention, the number of guide plates is not sufficient if two, and it is necessary to provide at least three or more guide plates.
[0027]
In addition, when the area where the exhaust gas flows in the outlet duct is viewed in a plan view, the exhaust gas that has descended in the downward flow area in the absorption tower flows out radially from the opening of the outlet duct. At this time, if the gas flow rate is more likely to be higher on the side wall side than on the central part in plan view of the outlet duct, two upright vanes that divide the duct space in the horizontal direction are provided on the upstream side of the guide plate. By installing, the gas drift in the horizontal direction of the outlet duct can be prevented.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
However, the current plate in the present invention is referred to as a guide plate 19 for clearly distinguishing it from the conventional current plate.
[0029]
FIG. 1 is a side view of an absorption tower in a two-chamber wet flue gas desulfurization apparatus according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 shows an enlarged view of the outlet duct section of FIG. FIG. 3 shows how the gas flows in FIG. FIG. 4 shows the allowable range of the guide plate installation position in the horizontal direction. FIG. 5 is a side view of an outlet duct according to another embodiment of the present invention in which an upright vane is installed on the upstream side of the throttle unit of the embodiment shown in FIG. FIG. 6 is a plan view of the outlet duct of FIG.
[0030]
1 to 6, the same components and devices as those shown by reference numerals 1 to 16 in the prior art shown in FIG. 1 to 6, the outlet duct 3 is provided with a throttle 18, a guide plate 19, and an upright vane 20, which is different from the prior art shown in FIG. 7 and the like.
[0031]
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the upper wall surface level of the outlet duct 3 is temporarily lowered by providing the throttle section 18 in the outlet duct 3 connected to the side surface of the absorption tower main body 1, and the upper wall surface of the outlet duct 3 starts rising. This is different from the prior art in that a duct space is vertically divided from the vicinity of the position and a guide plate 19 composed of at least three flat plates extending radially in the vertical direction is provided downstream of the duct space.
[0032]
The exhaust gas introduced from the inlet duct 2 rises in the upflow region 15 while being in contact with the absorbing liquid 5 injected from the spray nozzle 13, reverses at the top of the tower, and then descends in the downflow region 16. Thereafter, the exhaust gas is bent by 90 degrees or more toward the outlet duct 3, so that the vortex is easily generated due to the separation on the upper wall surface of the outlet duct 3, and the exhaust gas is more likely to drift to the bottom wall side of the outlet duct 3.
[0033]
However, in the case of this embodiment, as shown in FIG. 3, first, the outlet duct 3 is provided with the constricted portion 18, and the upper wall surface level of the outlet duct 3 is once lowered to bend from the descending flow region 16 to the outlet duct 3. Since there is no acute angle portion inside the flow direction change portion and the flow easily flows along the upper wall surface of the outlet duct 3, it is possible to prevent the generation of vortices due to separation on the upper wall surface of the outlet duct 3.
[0034]
Further, by setting the guide plate 19 downstream from the vicinity of the position where the upper wall surface of the outlet duct 3 starts rising toward the mist eliminator 9, the exhaust gas inflow angle to the guide plate 19 is minimized, An increase in pressure loss can be minimized.
[0035]
In addition, the number of the guide plates 19 is at least three, and the guide plates 19 are provided so as to radially spread in the vertical direction, thereby preventing the generation of vortices and making the gas flow at the inlet of the mist eliminator 9 uniform. Can be. The uppermost guide plate 19 is for surely guiding the gas which is originally difficult to flow on the upper side of the outlet duct 3 to the upper part of the inlet of the mist eliminator 9, and is adjusted to be substantially the same as the inclination angle of the upper wall surface of the outlet duct 3. It exerts its maximum effect and contributes to the prevention of vortices.
[0036]
On the other hand, the lowermost guide plate 19 is for preventing separation of the exhaust gas flow and generation of a vortex on the bottom wall surface of the outlet duct 3. By maximizing the angle of 19, the maximum effect is exhibited. Furthermore, the guide plate 19 installed in the middle stage prevents separation and generation of vortices on the bottom wall side of the uppermost guide plate 19, and prevents gas drift at the inlet of the mist eliminator 9. Is essential.
[0037]
There is an allowable range for the installation position of the guide plate 19 in the horizontal direction, and the allowable range in this embodiment is as shown in FIG.
FIG. 4 shows a ratio L when the distance between the rising start position of the upper wall surface at the end of the narrowed portion 18 of the outlet duct 3 and the installation starting point of the guide plate 19 is L, and the duct height of the narrowed portion 18 is H. The horizontal axis represents / H, and the vertical axis represents the fluctuation rate obtained by dividing the standard deviation of the gas flow velocity at the inlet of the mist eliminator 9 by the average flow velocity.
[0038]
When the guide plate 19 is installed upstream of the reference point on the basis of the rising start position of the upper wall surface at the end of the narrowed portion 18 of the outlet duct 3, the ratio L / H becomes a negative value, The ratio L / H becomes a positive value when it is installed downstream. Generally, the allowable value of the fluctuation rate at the mist eliminator inlet is 0.3 or less. When the ratio L / H at which the fluctuation rate is 0.3 or less is determined from FIG. To +0.25. Therefore, by installing the guide plate 19 at a position where the ratio L / H is −0.3 to +0.25, a high rectification effect can be obtained.
[0039]
FIG. 5 is a side view of an absorption tower outlet duct area according to another embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a plan view of the absorption tower outlet duct area.
The embodiment shown in FIGS. 5 and 6 differs from the embodiment shown in FIG. 1 in that two upright vanes 20 for dividing the duct space in the horizontal direction are installed on the upstream side of the guide plate 19 provided in the absorption tower outlet duct 3. Is different from the embodiment shown in FIG. When the outlet duct 3 of the absorption tower is viewed in a plan view, the gas that has descended in the downflow region radially flows out from the opening of the outlet duct 3, and the gas flow velocity is closer to the side wall than to the center of the outlet duct 3. Even under the condition where the air flow is likely to be high, by installing two upright vanes 20 that divide the outlet duct space in the horizontal direction on the upstream side of the guide plate 19, it is possible to prevent the gas drift in the outlet duct 3 in the horizontal direction. it can.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the gas flow at the inlet of the mist eliminator located downstream of the outlet duct of the absorption tower can be almost uniformly rectified without increasing the pressure loss. The mist trapping performance of the mist is prevented from deteriorating, and there is also an effect of preventing scaling in a duct downstream of the mist eliminator due to mist re-scattering, corrosion of a gas-gas heater reheater heat transfer tube, and the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of an absorption tower in a two-chamber wet flue gas desulfurization apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of an outlet duct section of FIG. 1;
FIG. 3 shows a state of a gas flow in FIG. 2;
FIG. 4 shows an allowable range of a guide plate installation position in a horizontal direction.
FIG. 5 is another embodiment in which an upright vane is installed on the upstream side of the throttle section in the embodiment of FIG.
FIG. 6 is a plan view of the embodiment of FIG. 5;
FIG. 7 is a side view of an absorption tower in a conventional two-chamber wet flue gas desulfurization apparatus.
FIG. 8 is an example in which a conventional flow straightening plate according to the present inventors' invention is applied to the absorption tower of FIG.
FIG. 9 shows a gas flow when the installation position of the current plate in the outlet duct of FIG. 8 is moved downstream.
FIG. 10 is a plan view showing a gas flow from the outlet duct to the mist eliminator in FIG. 7;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Absorption tower main body 2 Inlet duct 3 Outlet duct 4 Absorbent circulation pump 5 Absorbent 6 Circulation tank 7 Stirrer 8 Air blowing pipe 9 Mist eliminator 10 Absorbent extraction pipe 11 Circulation pipe 12 Spray header 13 Spray nozzle 14 Partition plate 15 Upflow Region 16 Downflow region 17 Rectifier plate 18 Restrictor 19 Guide plate 20 Upright vane