JP2011088111A

JP2011088111A - 排ガス処理装置

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Publication number: JP2011088111A
Application number: JP2009245478A
Authority: JP
Inventors: Noboru Takei; 昇武井; Sosuke Kido; 操介城戸; Hisahiro Kaji; 尚弘鍛治; Akira Kumagai; 昭熊谷
Original assignee: Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd; Chiyoda Corp
Current assignee: Chiyoda Corp
Priority date: 2009-10-26
Filing date: 2009-10-26
Publication date: 2011-05-06
Anticipated expiration: 2029-10-26
Also published as: TWI513501B; JP5770421B2; TW201132404A; WO2011052477A1; EP2495028A1; US20120267806A1; EP2495028A4; US9039813B2

Abstract

【課題】排ガス処理装置の構造を簡素化することにより建造コストの低減と、メンテナンス性の向上を図ることができる排ガス処理装置を提供する。
【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、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。隔壁２２には吸収液貯留部２４の吸収液より上の空間と連通する一つのガスライザ３０が設けられている。ガスライザ３０の上端部が、密閉槽２１の天板部３２を貫通して上側に突出している。導入された排ガスは、排ガス導入部２６から垂設管２９により吸収液内に噴出された後にガスライザ３０から密閉槽２１の外側に導出される。
【選択図】図１

Description

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。

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（ＳＯ_x）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）。

図５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。

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。

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。

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。

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。

特開平８−２０６４３５号公報

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。

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。

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。

密閉槽内でのメンテナンスも下段デッキ上に多数のガスライザあることで、作業が困難になる可能性がある。また、出口ダクトが横方向に延出するとともに、出口ダクト側にエリミネータが配置されることで、排ガス処理装置の占有面積が広くなってしまうという問題がある。
また、密閉槽が下段デッキ２と上段デッキ３との二枚のデッキ２，３で上下に区切られることから三層構造となり、たとえば、上述の攪拌機の羽を回転させる駆動源となるモータを密閉槽の上側に設ける構成だと、撹拌羽の駆動軸が排ガス導出部、排ガス導入部を経て吸収液貯留部の吸収液内の撹拌羽に至る構成となり、駆動軸が長くなり、長い駆動軸の重量が大きくなることで、大きな駆動力が必要となってしまう。

本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、排ガス処理装置の構造を簡素化することにより、建造コストの低減とメンテナンス性の向上とを図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。

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、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、前記ガスライザが前記排ガス導入部より上の前記密閉槽の外側まで延出して設けられ、当該ガスライザにより当該密閉槽の外側に処理済の排ガスが導出されることを特徴とする。

請求項１に記載の発明においては、密閉槽が一段の隔壁で上下２層に分割され、隔壁上の排ガス導入部をガスライザが貫通して、密閉槽の外側まで延出し、処理済みの排ガスを密閉槽の外側に導出していることから、排ガス処理装置の構造を簡素化することができる。
従来、密閉槽の隔壁を上下２段として、ガスライザが下側の隔壁のさらに下側の吸収液貯留部の上部空間から上側の隔壁のさらに上の排ガス導出部に処理済みの排ガスを導出し、当該排ガス導出部から出口ダクトにより密閉槽の外側に処理済みの排ガスを導出していたのに対して、本発明では、上述のように排ガス導出部を介さずにガスライザにより密閉槽の外側に処理済みの排ガスが導出される。
したがって、従来上下２段とされていた隔壁が、一段の隔壁だけでよくなり、排ガス処理装置の構造の簡素化により、建造コストの低減を図ることができる。

また、排ガス導入部の上の排ガス導出部を設ける必要がないので、ガスライザおよびエリミネータ部分を除く密閉槽の上部（天井部分）の高さを低くすることができる。これにより、吸収液貯留部の撹拌機の駆動源を密閉槽の上に配置する場合に、撹拌用の羽から駆動源までの駆動軸の距離が短くなり、駆動軸が軽くなることで、駆動力の低減を図ることができる。すなわち、駆動源として、従来より出力の低いものが利用可能となり、コストの低減を図ることができる。
なお、ガスライザの数は、少ない方が好ましい。たとえば、ガスライザの数を２０本以下とすることが好ましく、数本や、一本であってもよい。

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、前記ガスライザの上端に設けられて当該ガスライザ内を上昇する処理済みの排ガスから液滴を除去するエリミネータを備え、前記ガスライザから処理済みの排ガスが前記エリミネータを介して導出されることを特徴とする。

請求項２に記載の発明においては、ガスライザを密閉槽の外側の上方に延出させ、エリミネータをガスライザの上端に設けたので、密閉槽の外側に排ガスを導出する部分が当該密閉槽の上側となり、エリミネータおよび排ガスの外部への導出部分が、密閉槽と同じ部分に上下に重なって配置されることになる。これにより、排ガス処理装置の設置に必要な面積を減少させ、スペース効率を向上することができる。すなわち、従来は、出口ダクトを密閉槽の横方向に延出させるとともに、当該出口ダクトにエリミネータを設けていたので、出口ダクトやエリミネータにより排ガス処理装置の占有面積が大きくなっていたのに対して、排ガス処理装置の占有面積を小さくできる。

請求項３に記載の排ガス処理装置は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記ガスライザが１つの前記密閉槽に１つだけ設けられていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明においては、ガスライザが一つだけとなっているので、多数のガスライザを設けた場合に比較して、ガスライザの洗浄等のメンテナンスが極めて容易となるとともに、排ガス処理装置の構造も極めて簡便なものとなる。これにより、建造コストや、メンテナンスに要するコストを大幅に低減することができる。
特に、ガス導入部内を洗浄するための洗浄デバイス（洗浄液を送る配管や、洗浄液を噴出するノズル等）の構築も容易となることで建造コストの低減を図ることができる。また、ガスライザが多数ある場合よりも、洗浄力を強化することも容易であり、洗浄強化によりメンテナンスの省力化を図ることができる。

請求項４に記載の排ガス処理装置は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記ガスライザは、前記隔壁に接合されるとともに当該隔壁の下の吸収液貯留部に連通する下端部より前記エリミネータが設けられる上端部の方が断面積が大きくされていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明においては、ガスライザの断面積は、密閉槽に導入される排ガスの流速と、その上端部に設けられるエリミネータで処理可能な排ガスの流速（エリミネータの設計速度）と、ライザの本数とによって決まることになり、このように決まる断面積より実際の断面積を小さくしてしまうと、エリミネータでの液滴の除去効率が低下してしまう虞があるが、ガスライザの下端部に対して上端部の断面積を大きくすることで、エリミネータの設計速度に対応しつつ、隔壁部分でのガスライザの断面積を小さくすることができる。

すなわち、エリミネータが設けられるガスライザの上端部の断面積が大きいので、ガスライザの下端部の断面積が上述のエリミネータの設計速度（排ガスの流速）を満足する断面積より小さくなっても、断面積が大きなガスライザ部分で排ガスの流速が低下し、エリミネータの設計速度内に排ガスの流速を収めることができる。

ガスライザの下端部が接続される隔壁において、ガスライザの下端部の断面積が小さくなると、隔壁部分におけるガスライザが占有する面積が小さくなる。これにより、隔壁の垂設管を配置可能な面積が大きくなり、より多くの垂設管を配置することが可能となる。ここで、処理される排ガス量により必要な垂設管の本数が決まってくるので、必要な数の垂設管を配置した場合に、隔壁上のガスライザの占有面積が減った分に応じて隔壁の面積を小さくすることができる。すなわち、排ガスの処理量に対して必要な密閉槽の断面積（横断面積）を小さくすることが可能となり、排ガス処理装置の小型化を図ることができる。

請求項５に記載の排ガス処理装置は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の発明において、前記ガスライザ内には、当該ガスライザ内の偏流を抑制する整流板が設けられていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明においては、ガスライザの本数を減らすとともに、ガスライザの径を大きくした場合に、ガスライザ内の排ガスの流速が早くなり、さらに偏流によりガスライザ断面の中央における排ガスの流速が早くなることで、圧力損失が生じたり、飛沫同伴（エントレメント）が増加したりしてしまう。さらに、ガスライザの上端部に接続されるエリミネータの中央部における排ガスの流入速度が速くなってしまう。そこで、整流板をガスライザ内に配置して、偏流を抑制することにより、ガスライザ内の排ガスの速度が部分的に速くなるのを防止し、部分的に早くなっていた流速を低下させて、圧力損失の防止と、エントレメントの減少を図ることができる。なお、本発明では、ガスライザに直接エリミネータが取り付けられることで、ガスライザ内の偏流が直接的にエリミネータに影響を与えてしまうので、偏流対策が有効に作用する。

本発明によれば、排ガス処理装置の構造の簡略化を図ることにより、建造コストの低減とメンテナンスの簡略化とを図ることができる。

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。前記排ガス処理装置の隔壁を示す平面図である。本発明の第２実施形態に係る排ガス処理装置を示す概略図である。前記排ガス処理装置の隔壁を示す平面図である。従来の排ガス処理装置を示す概略図である。

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。

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円形の孔２３が形成され、たとえば、孔２３の面積は孔を含む隔壁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（孔２３の外周）とは、同軸上（同心円状）に配置されている。

また、隔壁２２には、孔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いるおり、実際には、隔壁２２の孔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。
垂設管２９内の排ガスの流速は、たとえば、２ｍ／ｓ〜２０ｍ／ｓとすることが好ましい。

また、隔壁２２の円板状の孔２３の部分には、孔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に固定されて孔２３を隔壁２２の上側で塞いだ状態に配置され、孔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。

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の孔２３により吸収液貯留部２４の上部空間と連通している。
この例において密閉槽２１の横断面積（平面投影面積）をＳ１、ガスライザ３０の横断面積（平面投影面積）をＳ２とした場合に、密閉槽１の横断面積Ｓ１に対するガスライザ３０の横断面積Ｓ２の比（Ｓ２／Ｓ１）が０．１５から０．４０となっていることが好ましく、さらに、０．２から０．３５となっていることが好ましい。

ここで、図２に示す隔壁２２において、隔壁２２の孔２３も含めた全体の面積が密閉槽２１の横断面積Ｓ１にほぼ対応し、孔２３の面積がガスライザ３０の横断面積Ｓ２にほぼ対応する。また、横断面積Ｓ１から横断面積Ｓ２を減算した面積が隔壁２２の孔２３を含まない実際の面積にほぼ対応する。したがって、横断面積Ｓ１から横断面積Ｓ２を減算した面積が垂設管２９を配置可能な面積となり、この面積により当該排ガス処理装置で処理可能な単位時間当たりの排ガスの処理量が制限される。

上述のＳ２／Ｓ１が大きくなると、単位時間あたりの排ガスの流入量を一定とした場合に、ガスライザ３０内の流速が減少するが、上述の隔壁２２の垂設管２９を設置可能な面積が減少することになる。
したがって、Ｓ２／Ｓ１を、０．３５より大きくした場合、特に０．４０より大きくしてしまうと、上述のように隔壁２２の垂設管２９を設置可能な面積が少なくなり、密閉槽２１の占有面積に対する排ガスの処理量が低下してしまい、密閉槽２１のスペース効率が悪化してしまい好ましくない。

また、Ｓ２／Ｓ１が小さくなると、隔壁２２の垂設管２９を設置可能な面積は大きくなるが、ガスライザ３０の横断面積が減少することで、排ガスの単位時間当たりの導入量を一定とした場合に、ガスライザ３０内の排ガスの流速が高くなりすぎる虞がある。
したがって、Ｓ２／Ｓ１を０．２０より小さくした場合、特に０．１５より小さくしてしまうと、ガスライザ３０内の流速が早くなり、後述のガスライザ３０の上端開口を覆った状態のエリミネータ３５の設計速度にもよるが、エントレメントの増大、圧力損失の増大を招いてしまい、好ましくない。なお、ガスライザ３０内では偏流が生じるので、ガスライザ３０の断面の中央部は、その周囲より流速が速くなってしまい、さらにエントレメントの増大、圧力損失の増大を招く虞があり、上述のようにＳ２／Ｓ１を０．１５以上とすることが好ましく、さらに０．２０以上とすることが好ましい。

また、ガスライザ３０の横断面積の相当直径をＤ２とし、ガスライザ３０の垂直長さ（鉛直方向に沿った長さ）をＬ２とした場合に、ガスライザ３０の相当直径Ｄ２に対するガスライザ３０の垂直長さＬ２の比（Ｌ２／Ｄ２）を、０．３から１．０とすることが好ましく、さらに０．４から０．６とすることが好ましい。
なお、相当直径とは、横断面形状が円でない場合に、横断面積を円の面積として円周率を用いて算出された直径であるが、横断面形状が円の場合には、そのまま横断面積から算出される直径である。また、密閉槽２１の横断面形状は、円である必要はなく、四角やその他の多角形等であってもよいし、ガスライザ３０も横断面形状は、円である必要はなく、四角やその他の多角形等であってもよい。また、これらの断面形状が部分的に凹部や凸部を有するような形状であってもよい。

ここで、Ｌ２／Ｄ２を小さくすると、すなわち、ガスライザ３０の相当直径Ｄ２（横断面積）に対してガスライザ３０の垂直長さＬ２を短くしてしまうと、上述の偏流の影響が大きくなり、上述のようにガスライザ３０の横断面中央部での排ガスの流速が速くなることで、エントレメントの増大、圧力損失の増大を招いてしまう。
また、Ｌ２／Ｄ２を大きくすると、上述の偏流の影響を小さくすることができるので、基本的には、Ｌ２／Ｄ２が大きいほど好ましいが、上述のように、ガスライザ３０の相当直径Ｄ２に対応するガスライザ３０の横断面積Ｓ２の広さが、密閉槽２１の横断面積Ｓ１との関係で制限されるので、Ｌ２／Ｄ２を大きくすると、実質的にガスライザ３０の垂直長さＬ２が長くなる。すなわち、ガスライザ３０の高さが高くなるため、構造的にガスライザ３０やガスライザ３０を支持する構造の強度が不足する虞があり、当該強度を高めるためにガスライザ３０をより強固な構造とすると、ガスライザ３０を含む密閉槽２１の建造コストが増大する虞がある。

したがって、Ｌ２／Ｄ２は、偏流を小さくするために、０．３よい大きいことが好ましく、さらに０．４より大きいことが好ましい。また、偏流の影響を小さくする上では、Ｌ２／Ｄ２はできるだけ大きいことが好ましいが、ガスライザ３０が高くなることによる密閉槽２１の建造コストの増大を考慮すると、１．０より小さいことが好ましく、さらにコストと性能の関係を考慮した場合に、０．６より小さいことが好ましい。
また、密閉槽２１の横断面の相当直径をＤ１とし、隔壁２２と吸収液貯留部２４の吸収液の液面との間の距離、すなわち、吸収液貯留部２４の吸収液より上の上部空間２４ａの上下長さをＬ１とした場合に、密閉槽２１の相当直径Ｄ１に対する吸収液貯留部２４の上部空間２４ａの垂直長さＬ１の比（Ｌ１／Ｄ１）が０．０５から０．２であることが好ましく、さらに０．０６から０．１であることが好ましい。

ここで、Ｌ１／Ｄ１を大きくすると、ガスライザ３０における偏流を抑制することができる。したがって、偏流による影響を考慮すると、Ｌ１／Ｄ１をできるだけ大きくすることが望ましい。しかし、Ｌ１／Ｄ１を大きくしていくと、排ガスの処理量を考慮した場合に、密閉槽２１の断面の大きさを決めるＤ１の長さをあまり短くすることができないので、Ｌ１が大きくなる。また、吸収液Ｋの液量も排ガスの処理量に応じてあまり少なくすることができず、吸収液Ｋの深さをある程度以上浅くすることが困難である。よって、Ｌ１／Ｄ１を大きくするためには、隔壁２２と吸収液Ｋの液面との間の距離Ｌ１を長くする必要があり、この場合に吸収液貯留部２４の高さが高くなる。

また、垂設管２９は、隔壁２２から吸収液Ｋの液面より下側に延出する必要があり、隔壁２２から吸収液Ｋの液面までの距離Ｌ１より長い必要があり、上述のようにＬ１／Ｄ１を大きくするために、Ｌ１が長くなると、垂設管２９の長さが長くなり、排ガス処理装置においては、多数の垂設管２９が備えられていることから、これらが全て長くなると、密閉槽２１の建造コストが高くなってしまう。

したがって、Ｌ１／Ｄ１が０．０６より小さいと、特に、０．０５より小さいと、ガスライザ３０における偏流の影響が大きくなり、上述の偏流による問題が発生する。
また、Ｌ１／Ｄ１が０．１より大きいと、特に０．２より大きいと、上述のように吸収液貯留部２４の高さが高くなるとともに、垂設管２９が長くなり、排ガス処理装置の建設コストが高くなってしまう。
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。

また、ガスライザ３０の内部には、整流板３６を設けるものとしてもよい。
整流板３６の形状は、この例では、断面が円と十字を重ねた形状で、十字が円の外側だけとなっている形状であるが、たとえば、ガスライザ３０の内部を左右に２分割する鉛直方向に沿った整流板や断面十字状に配置された整流板や、ガスライザ３０より径の小さな筒状の整流板や、その他の形状の整流板を配置することができる。基本的に整流板３６は、ガスライザ３０の軸方向、すなわち、主に排ガスが上昇して流れる方向に沿ったものならば、どのような形状でもあってもよいが、なるべく圧力損失を引き起こさない形状であることが好ましい。
なお、この例では、ガスライザ３０の排ガスの導出口に直接エリミネータ３５が取り付けられているので、ガスライザ３０による偏流の影響が直接的にエリミネータ３５が作用してしまうので、偏流をできるだけ抑制することが好ましい。

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。

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。

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。この際に、偏流により中央部の流速がその周囲より早くなるが、上述のように密閉槽１の横断面積Ｓ１に対するガスライザ３０の横断面積Ｓ２の比、ガスライザ３０の相当直径Ｄ２に対するガスライザ３０の垂直長さＬ２の比、密閉槽２１の相当直径Ｄ１に対する吸収液貯留部２４の上部空間２４ａの垂直長さＬ１の比を決めることで、偏流による影響を抑制することができる。

また、整流板３６を設けて偏流を抑制することによっても、ガスライザ３０内を上昇する排ガスの流速が偏流により早くなってしまうのを防止することができる。
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。

以上のような排ガス処理装置によれば、ガスライザ３０が一つしかなく、構造を極めて簡単なものとすることができる。また、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。
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、かつ、ガスライザ３０を密閉槽２１より上に突出させてガスライザ３０からエリミネータ３５を介して、排ガスを排ガス処理装置の外側に導出可能としたことにより、従来の排ガス導出部をなくしたことによっても上述のように構造が簡略化される。

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。
さらに、ガスライザ３０が一つとなった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が一つとなったことにより、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。

また、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、この例において、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、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、上側に行われる構造となっており、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。

また、上述のように排ガス導出部が設けられない分、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。

次に、図３および図４を参照して第２実施形態の排ガス処理装置を説明する。
図３は本発明の第２実施形態の排ガス処理装置を示す概略図であり、図４は第２実施携帯の排ガス処理装置の隔壁を示す平面図である。
図３、図４に示すように、第２実施形態の排ガス処理装置は、そのガスライザ５０の構造が第１実施形態と異なり、その他の構成および作用は前述した第１実施形態の構成および作用と同様であるため、以下においては、第１実施形態と異なる部分について説明し、それ以外の部分については、図１および図２と同一の符号を付して簡潔に説明するに留める。

ガスライザ５０は、排ガス導入部２６に連通する下端部の横断面積より、エリミネータが接続される上端部の横断面積の方が大きくなっている。たとえば、ガスライザ５０が、逆円錐台形状や逆角錐台形状となっている。
ここで、上述のようにガスライザ５０の断面積は、単位時間当たりの排ガスの導入量に対応するとともに、エリミネータ３５の設計速度としてエリミネータ３５で効率的にミストを除去可能な処理済みの排ガスの流速に対応して決められている。したがって、エリミネータ３５の直前となるガスライザ３０の上端部での排ガスの流速がエリミネータ３５に好適な流速なっていれば、ガスライザ３０下端部での排ガスの流速がそれより速くなっていてもよい。

したがって、ガスライザ３０の下端部の横断面積（相当直径）より上端部の横断面積（相当直径）を大きくしてもよい。この際に、ガスライザ３０が上下で同じ断面積となっている場合に対して、ガスライザ３０の下端部の断面積を小さくした場合には、前記隔壁２２の孔２３の径が小さくなり、その分だけ隔壁２２の垂設管２９を配置可能な面積が多くなることになる。
ここで、第１実施形態の排ガス処理装置と、第２実施形態の排ガス処理装置とで、単位時間当たりに導入される排ガス量が同じ場合に、第２実施形態において、隔壁２２の垂設管２９が配置可能な隔壁２２の面積は、第１実施形態と同じで良く、上述のように隔壁２２の孔２３の径が小さくなった第２実施形態においては、垂設管２９を配置可能な面積を維持したまま、隔壁２２の面積を小さくすることができる。すなわち、密閉槽２１の断面積を小さくすることができ、排ガス処理装置の小型化を図ることができる。もしくは、排ガス処理装置において、同じ占有面積の密閉槽２１で、単位時間当たりの排ガス処理量を増加させることができる。

以上のことにより、第２実施形態の排ガス処理装置では、第１実施形態の排ガス処理装置と同様の作用効果を得ることができるとともに、さらに排ガス処理装置の小型化を図ることができる。
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上述のように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を有する構造となる。
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、より明確には２０本以内とすることが好ましい。

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
３０ガスライザ
３５エリミネータ
３６整流板

Claims

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、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、
前記ガスライザが前記排ガス導入部より上の前記密閉槽の外側まで延出して設けられ、
当該ガスライザにより当該密閉槽の外側に処理済の排ガスが導出されることを特徴とする排ガス処理装置。
前記ガスライザの上端に設けられて当該ガスライザ内を上昇する処理済みの排ガスから液滴を除去するエリミネータを備え、
前記ガスライザから処理済みの排ガスが前記エリミネータを介して導出されることを特徴とする請求項１に記載の排ガス処理装置。
前記ガスライザが１つの前記密閉槽に１つだけ設けられてい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。
前記ガスライザは、前記隔壁に接合されるとともに当該隔壁の下の吸収液貯留部に連通する下端部より前記エリミネータが設けられる上端部の方が断面積が大きくされていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の排ガス処理装置。
前記ガスライザ内には、当該ガスライザ内の偏流を抑制する整流板が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の排ガス処理装置。