特許 6058107 ガス水洗装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6058107

(24)【登録日】2016年12月16日

(45)【発行日】2017年1月11日

(54)【発明の名称】ガス水洗装置

(51)【国際特許分類】

   B01D 53/14 20060101AFI20161226BHJP

   B01D 53/58 20060101ALI20161226BHJP

   B01D 53/68 20060101ALI20161226BHJP

   B01D 53/78 20060101ALI20161226BHJP

   F23J 15/04 20060101ALI20161226BHJP

【ＦＩ】

   B01D53/14 200

   B01D53/58ZAB

   B01D53/68 120

   B01D53/78

   F23J15/04

【請求項の数】3

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2015-234364(P2015-234364)

(22)【出願日】2015年12月1日

【審査請求日】2015年12月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005119

【氏名又は名称】日立造船株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001298

【氏名又は名称】特許業務法人森本国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】前田 優佑

(72)【発明者】

【氏名】濱 利雄

【審査官】 小久保 勝伊

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−０４６８３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０８７９５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１１９９８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ ５３／１４−５３／１８

Ｂ０１Ｄ ５３／３４−５３／８５

Ｆ２３Ｊ １５／００−１５／０８

Ｂ０９Ｂ １／００− ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

飛灰を処理することにより発生する排ガス中の水溶性成分を水洗により除去する水洗塔と、
前記水洗塔に排ガスを導入するガス導入部の閉塞を防止する閉塞防止装置と、
前記ガス導入部の開口に対向して設けられる点検口と、
を備え、
前記閉塞防止装置は、
排ガスを加熱する加熱部と、
前記水溶性成分の析出物を除去する析出物除去部と、
を有し、
前記ガス導入部に設けられて前記水洗塔に一端部が接続される導入下流管に、前記析出物除去部を備え、
前記ガス導入部に設けられて前記導入下流管の中間部に接続される導入上流管に、前記加熱部を備え、
前記点検口は、前記ガス導入部の開口或いは前記導入下流管の内壁面を目視可能に構成されること
を特徴とするガス水洗装置。

【請求項2】

前記析出物除去部に、前記導入下流管の他端部に設置されて、前記一端部に向かって噴射水を噴射する噴射ノズルを有すること
を特徴とする請求項１に記載のガス水洗装置。

【請求項3】

前記閉塞防止装置は、析出物除去部における噴射水の噴射時間及び噴射間隔のうち少なくとも一つを制御する除去制御部を有し、
前記除去制御部は、前記ガス導入部の開口或いは前記導入下流管の内壁面に付着した析出物の析出量に基づいて前記噴射時間及び噴射間隔を制御すること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のガス水洗装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、廃棄物焼却炉や溶融炉等の排ガスラインで捕集された飛灰の処理装置から排出される排ガスを水洗して、排ガス中に含まれる水溶性成分を除去するガス水洗装置に関する。

【背景技術】

【0002】

飛灰の処理装置から排出される排ガスには、排ガス処理に適した温度で処理する際に析出するアンモニウム塩類の水溶性成分が含まれている。この水溶性成分を除去するために、排ガスラインには、排ガスに水を噴射して水溶性成分を水に溶解させて除去する水洗塔が設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１−２３２３２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、水洗塔に至る排ガスラインで排ガスが冷却されると、例えば、排ガス中に含まれるアンモニアガスと塩化水素とが結びついて塩化アンモニウムが生成し、水洗塔のガス導入部付近に析出してガス導入部を閉塞させる恐れがあった。

【0005】

そこで、本発明は、水洗塔のガス導入部が析出物に閉塞されることを防止することができるガス水洗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】

【0006】

本発明の解決しようとする課題は以上であり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

【0007】

即ち、本発明に係るガス水洗装置は、飛灰を処理することにより発生する排ガス中の水溶性成分を水洗により除去する水洗塔と、前記水洗塔に排ガスを導入するガス導入部の閉塞を防止する閉塞防止装置と、前記ガス導入部の開口に対向して設けられる点検口と、を備え、前記閉塞防止装置は、排ガスを加熱する加熱部と、前記水溶性成分の析出物を除去する析出物除去部と、を有し、前記ガス導入部に設けられて前記水洗塔に一端部が接続される導入下流管に、前記析出物除去部を備え、前記ガス導入部に設けられて前記導入下流管の中間部に接続される導入上流管に、前記加熱部を備え、前記点検口は、前記ガス導入部の開口或いは前記導入下流管の内壁面を目視可能に構成されるものである。

【0008】

上記構成によれば、水洗塔での水洗によるガス水洗装置の全体の温度低下によるガス導入部の温度低下を抑えるために加熱部壁面の排ガスを加熱することで、水溶性成分の析出物の発生を未然に防止できる。さらに、水洗塔の内の水洗に伴うガス導入部の温度低下に伴って水溶性成分の析出物が発生すると、この析出物を析出物除去部により除去することができる。これにより、水洗塔のガス導入部の析出物による閉塞を防止できる。

【0010】

上記構成によれば、加熱部により加熱された導入上流管壁面での析出物の発生を抑制し、析出物除去部により導入下流管で析出し付着した水溶性成分の析出物を除去することにより、水洗塔のガス導入部の閉塞を効果的に防止できる。

【0011】

本発明は、上記構成において、前記析出物除去部に、前記導入下流管の他端部に設置されて、前記一端部に向かって噴射水を噴射する噴射ノズルを有するものである。

【0012】

上記構成によれば、噴射ノズルから噴射される噴射水により、水溶性成分の析出物を効果的に除去することができる。

【0013】

本発明は、上記構成において、前記閉塞防止装置が、析出物除去部における噴射水の噴
射時間及び噴射間隔のうち少なくとも一つを制御する除去制御部を有し、前記除去制御部は、前記ガス導入部の開口或いは前記導入下流管の内壁面に付着した析出物の析出量に基づいて前記噴射時間及び噴射間隔を制御するものである。

【0014】

上記構成によれば、除去制御部により析出物除去部における噴射水の噴射時間及び噴射間隔のうち少なくとも一つを制御することで、効率よく水洗塔のガス導入部の閉塞を防止できる。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、排ガスに含まれる水溶性成分の析出物によって、水洗塔のガス導入部が閉塞されるのを未然に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明に係るガス水洗装置を備える飛灰加熱処理設備の構成を示す概略図である。

【図2】本発明に係るガス水洗装置の正面断面図である。

【図3】本発明に係るガス水洗装置における制御システムを示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

まず、本発明に係るガス水洗装置１０を備える飛灰加熱処理設備１について説明する。なお、本発明に係るガス水洗装置１０は、以下に説明する飛灰加熱処理設備１に備えられるものに限定されるものではなく、廃棄物焼却炉や溶融炉等から排出される排ガスを処理する排ガス処理設備に備えられるものであっても構わない。

【0018】

図１に示すように、飛灰加熱処理設備１は、焼却設備の焼却炉（図示せず）等の排ガスラインで捕集した飛灰を加熱処理してダイオキシン類を分解する。飛灰加熱処理設備１は、飛灰を貯留する飛灰貯留ホッパ２と、飛灰を所定温度（例えば、３５０℃から４００℃）まで加熱してダイオキシン類を分解する加熱器４と、加熱された飛灰を冷却する冷却器５と、加熱器４に設けられたダストフィルタ８から排ガス導入ライン９を介して導入された加熱処理ガス（「排ガス」の一例）を、水洗して水溶性成分を除去するガス水洗装置１０と、ガス水洗装置１０で水洗された加熱処理ガスを冷却するコンデンサ６と、ガス水洗装置１０及びコンデンサ６から排出されて水溶性成分が溶け込んだ排水を受けるドレインタンク７と、を具備している。

【0019】

次に、本発明に係るガス水洗装置１０を、図２を参照して説明する
このガス水洗装置１０は、加熱処理ガス中に含まれる塩化水素、アンモニアガス等の水溶性成分を水洗により除去する。加熱器４から排出される加熱処理ガスの温度が比較的低く、排ガス導入ライン９の途中で冷却されることにより、加熱処理ガス中に含まれる塩化水素とアンモニアガスが結びついて、塩化アンモニウムの塩が析出される。そして、この析出物が水洗塔２０のガス導入部２５の管内周面や入口に付着固化して閉塞し、加熱処理ガスの導入を阻害する。そこで、ガス水洗装置１０は、当該水溶性成分の析出物の付着固化により、ガス水洗装置１０における加熱処理ガスの導入部が閉塞されることを防止する閉塞防止装置３０を備える。

【0020】

すなわち、ガス水洗装置１０は、加熱処理ガスを水洗して水溶性成分を除去する水洗塔２０と、加熱処理ガスから析出される水溶性成分の析出物によって水洗塔２０のガス導入部２５が閉塞されることを防止する閉塞防止装置３０と、を主に備える。

【0021】

水洗塔２０は、鉛直方向に立設配置された筒状の塔本体２０ａを具備する。水洗塔２０は、この塔本体２０ａの上端部から洗浄水を下方に散水する散水ノズル２２を有する洗浄水導入部２１と、塔本体２０ａの胴部に設けられて加熱処理ガスと洗浄水との接触を促進し水洗を効率よく行う接触促進用充填材（例えば、ラシヒリング等）を有する充填材層２３と、塔本体２０ａの下端部に設けられて、加熱処理ガスに含まれる塩化水素とアンモニアガスなどの水溶性成分を溶解した洗浄水を排出する洗浄水排出部２４と、塔本体２０ａの洗浄水排出部２４より上位の下端部側で周側面に開口されて加熱処理ガスを導入するガス導入部２５と、塔本体２０ａの上端部に設けられて水洗後の加熱処理ガスを排出するガス排出部２６と、を有する。

【0022】

水洗塔２０において、洗浄水導入部２１で散水ノズル２２から下方に洗浄水が塔本体２０ａ内に均等に散水される。この洗浄水は、充填材層２３で水膜を形成する。そしてガス導入部２５から塔本体２０ａ内に導入された加熱処理ガスが、上方に洗浄水の対抗流として送られ充填材層２３を通過する。充填材層２３では、加熱処理ガスと充填材層２３に形成された水膜とが効果的に接触され、加熱処理ガスに含まれる水溶性成分が洗浄水に効果的に溶解される。そして、水洗された加熱処理ガスがガス排出部２６から排出される。また水溶性成分を含む洗浄水が洗浄水排出部２４から排出される。

【0023】

閉塞防止装置３０は、一端部がガス導入部２５に接続される導入下流管３１と、導入下流管３１の中間部に接続されて加熱処理ガスを導入下流管３１に流す導入上流管３２と、導入下流管３１に設けられた析出物除去部３６と、導入上流管３２を通気する加熱処理ガスを加熱する加熱部３３と、を備える。

【0024】

導入下流管３１は、ガス導入部２５から塔本体２０ａの軸心に直交する水平方向に突出して接続された管で、他端部に析出物除去部３６を構成する噴射ノズル３７が設けられる。

【0025】

導入上流管３２は、導入下流管３１の他端部寄りの中間部から上方に突出されて鉛直方向に延びる管で、さらに水平に湾曲された上端部に、フランジ部を介して排ガス導入ライン９が接続される。

【0026】

加熱部３３は、導入上流管３２を加熱する電気ヒータ３４と、導入上流管３２の温度を測定する温度計３５と、を備える。電気ヒータ３４は、そのヒータ部３４ａが導入上流管３２の外周壁に巻き付けられる。電気ヒータ３４は、導入上流管３２をヒータ部３４ａにより所定温度（析出物を生成しない温度）で加熱することで、導入上流管３２に通気される加熱処理ガスを間接的に加熱する。電気ヒータ３４のヒータ部３４ａは、温度計３５により温度が監視される。

【0027】

この析出物除去部３６は、噴射水を噴射して析出物を除去する噴射ノズル３７と、噴射ノズル３７からの噴射水の噴射を調整する手動式または電磁式の開閉弁３８と、を備える。噴射ノズル３７は、導入下流管３１の他端部（ガス導入部２５に接続される側とは反対側の端部）に設置される。噴射ノズル３７は、噴射口３７ａが導入下流管３１の一端部（導入下流管３１の長手方向）に向かって設けられ、噴射口３７ａから噴射水が導入下流管３１の内周壁及びガス導入部２５の開口に向かって噴射される。

【0028】

次に、ガス水洗装置１０の制御システムを、図３を参照して説明する。
このガス水洗装置１０は、除去制御部である制御コントローラ４０によりその動作が制御されている。この制御コントローラ４０は、ガス水洗装置１０の制御を行う主たる部分であり、例えば、ＣＰＵ、メモリ、ハードディスク等の記憶装置等に構成されて、メモリに記憶された制御プログラム（又はデータテーブル）に従って制御処理を行う。

【0029】

制御コントローラ４０には、加熱処理ガスの温度を導入上流管３２の外周壁を介して検出する温度計３５の検出データと、飛灰加熱処理設備１の各々の機器の運転データや、後述する点検口２７からの目視状態に応じて作業員が操作する操作盤４１の入力データと、がそれぞれ入力される。そして、制御コントローラ４０では、温度計３５の検出データに基づいて、電気ヒータ３４の操作部３４ｂを介して導入上流管３２の加熱温度を制御する。また操作盤４１の入力信号に基づいて、制御コントローラ４０のタイマ４２を設定し、開閉弁操作部３９を介して開閉弁３８を操作して、噴射ノズル３７から噴射水を噴射する噴射時間及び噴射間隔のうち少なくとも一つを制御する。

【0030】

ここで温度計３５により検出される加熱処理ガスの温度や流量は、飛灰加熱処理設備１の運転状態により変動するため、温度計３５の検出データに基づいて、電気ヒータ３４による加熱温度を制御する。

【0031】

また、作業者が塔本体２０ａの下端部側でガス導入部２５の開口に対向して設けられる点検口２７（図２）からガス導入部２５の開口或いは導入下流管３１の内壁面に付着した析出物の析出量（析出状態）を目視により確認し、さらに所定時間後に再度確認して、成長状態を検知する。その成長状態を操作盤４１により入力することで、制御コントローラ４０ではタイマ４２が設定される。そして、所定時間ごとに、開閉弁操作部３９を介して開閉弁３８が操作され、噴射ノズル３７から噴射される噴射水の噴射時間及び噴射間隔のうち少なくとも一つが制御される。

【0032】

以上のように、ガス水洗装置１０においては、閉塞防止装置３０において加熱した状態の加熱処理ガスを水洗塔２０に導入するため、水洗塔２０のガス導入部２５において、加熱処理ガスから水溶性成分が析出することを抑制できる。さらに、加熱処理ガスから水溶性成分が水洗塔２０のガス導入部２５において析出した場合であっても、析出した当該水溶性成分を析出物除去部３６により除去することができる。そのため、加熱処理ガスから析出される水溶性成分によって水洗塔２０のガス導入部２５が閉塞されることを防止できる。

【0033】

なお、本実施の形態においては、ガス水洗装置１０により水洗される排ガスが、飛灰加熱処理設備１の加熱器４において処理される飛灰中から生成される加熱処理ガスであるが、これに限定されるものではなく、温度低下により水溶性成分が析出される排ガスであればよい。

【0034】

また、本実施の形態においては、加熱処理ガスを加熱する加熱部３３を、導入上流管３２を加熱する電気ヒータ３４により構成しているが、これに限定されるものではない。例えば、導入上流管３２の外周に外管を被せたジャケット構造（二重管）として、高温蒸気、高温ガス、加熱流体等を流すことにより導入上流管３２を介して加熱処理ガスを加熱するものであってもよい。これにより、加熱処理ガスに含まれる水溶性成分の析出物が析出されない所定温度で加熱可能な構成であればよい。

【0035】

さらに、本実施の形態においては、水溶性成分の析出物を除去する析出物除去部３６を、噴射水を噴射する噴射ノズル３７により構成しているが、これに限定されるものではない。ガス導入部２５或いは導入下流管３１に析出し付着固化した析出物を除去可能な構成であればよい。例えば、ホールソー状の刃物を回転させつつ押し出して析出物を削り取り、導入下流管３１からガス導入部２５の開口を介して塔本体２０ａ内に押し出すことができる機械式の除去装置により構成しても構わない。

【0036】

さらに、本実施の形態においては、噴射ノズル３７から噴射される噴射水の噴射時間及び噴射間隔の制御を、点検口２７から目視した水溶性成分の析出物の析出量（析出状態）に基づいて手動で行っているが、これに限定されるものではなく、例えば、図３に示すように、ガス導入部２５付近に設けられる照明器付のカメラ等の撮像装置４５により作成されたガス導入部２５の開口或いは導入下流管３１の内壁面の画像或いは動画に基づいて、制御コントローラ４０が、水溶性成分の析出物の析出量（析出状態）を算出し、その算出結果に基づいて自動的に当該制御を行っても構わない。また、導入上流管３２の入口部に設けられる第１圧力計４６の圧力（導入上流管３２の入口部の圧力）と、水洗塔２０の塔内下部に設けられる第２圧力計４７の圧力（水洗塔２０の塔内下部の圧力）と、を制御コントローラ４０が比較し、その比較結果に基づいて当該制御を自動的に行っても構わない。さらに、ガス導入部２５の開口或いは導入下流管３１の内壁面において照射されるレーザ、超音波等を検出するセンサ（間接式検出器）４８からの検出信号に基づいて、制御コントローラ４０が水溶性成分の析出物の析出量（析出状態）を算出し、その算出結果に基づいて当該制御を自動的に行っても構わない。

【符号の説明】

【0037】

４ 加熱器
１０ ガス水洗装置
２０ 水洗塔
２５ ガス導入部
３０ 閉塞防止装置
３１ 導入下流管
３２ 導入上流管
３３ 加熱部
３６ 析出物除去部
３７ 噴射ノズル
４０ 制御コントローラ（除去制御部）

【要約】

【課題】排ガス中に含まれる水溶性成分を除去する水洗塔のガス導入部が当該水溶性成分の析出により閉塞されることを防止可能とするガス水洗装置を提供する。
【解決手段】加熱処理ガス中の水溶性成分を水洗により除去する水洗塔２０と、水洗塔２０に排ガスを導入するガス導入部２５の閉塞を防止する閉塞防止装置３０と、を備え、閉塞防止装置３０は、加熱処理ガスを加熱する加熱部３３と、水溶性成分の析出物を除去する析出物除去部３６と、を有するガス水洗装置１０である。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】