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TWI711483B - 脫硫裝置 - Google Patents

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TWI711483B
TWI711483B TW108113793A TW108113793A TWI711483B TW I711483 B TWI711483 B TW I711483B TW 108113793 A TW108113793 A TW 108113793A TW 108113793 A TW108113793 A TW 108113793A TW I711483 B TWI711483 B TW I711483B
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小林士
大倉一
稲葉紀和
片川篤
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日商三菱動力股份有限公司
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Abstract

本發明的脫硫裝置(1)，係具備：進行噴射用來清洗供排廢氣通過之通過部(3)的內面的清洗液之清洗用噴嘴(22、23、41、42)，該清洗用噴嘴(22、23、41、42)係具有：前端通過噴嘴通過部(3b)而進入通過部(3)的內側且具有進行噴射清洗液的噴射口(31c、31c’)之噴嘴本體(31)；以及用來支承噴嘴本體(31)且配置在通過部(3)的外部，並且是相對性地被固定於通過部(3)的壁(3a)上之固定部(32)；而噴嘴本體(31)是以耐腐蝕材料所構成，固定部(32)則是以與噴嘴本體(31)不同的材料所構成的，如此一來，即使在排廢氣中的硫磺氧化物的濃度是高濃度的情況下，亦可確保對於排廢氣通路的清洗能力。

Description

脫硫裝置
本發明係關於：對來自於鍋爐等的燃燒裝置的排廢氣進行脫硫之脫硫裝置，尤其是關於：即使是具有高濃度的硫磺氧化物的排廢氣亦可使用之脫硫裝置。
作為用來除去從火力發電廠的鍋爐等所排出的排廢氣中的硫磺氧化物的技術方案之一，已經廣泛地使用濕式石灰石膏法。 關於使用濕式石灰石膏法的脫硫裝置的習知技術，係有下列的專利文獻1、2所揭示的技術。
專利文獻1(日本特開平8-290037號公報)所揭示的技術，是在濕式排煙脫硫裝置中，是在入口風管(2)之吸收塔入口噴霧部(11)的底部設置噴霧用噴嘴(4)，從噴霧用噴嘴(4)朝上方噴射吸收液，用來除去排廢氣中的SO2 的構造。
專利文獻2(日本特開平7-275742號公報)所揭示的技術，係用來支承在排煙脫硫裝置的噴霧式吸收塔中所使用的吸收液料漿噴射用的陶瓷製噴嘴(12)之構造。專利文獻2係揭示出：將陶瓷製噴嘴(12)夾介著彈性墊圈(18)而固定在金屬製的支承噴嘴(14)上，藉以抑制陶瓷製噴嘴(12)裂開的構造。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開平8-290037號公報(請參照段落「0019」-「0021」、第1圖) [專利文獻2] 日本特開平7-275742號公報(請參照第1圖、第3圖、第4圖)
如專利文獻1、2中所揭示般地，在習知的脫硫裝置中，是排廢氣中的硫磺氧化物(SOx )接觸於在吸收塔內循環地被噴霧的吸收液料漿(石灰料漿)，藉以從排廢氣除去硫磺氧化物。 雖然在用來將排廢氣導入吸收塔的風管部分中，排廢氣的流速係被設定在一定的範圍(10~15m/s)，但是在吸收塔中與硫磺氧化物進行反應而生成的石膏堆積在風管部分中的話，風管將會逐漸堵塞，而使得流速無法繼續保持在一定的範圍。因此，在習知的脫硫裝置中，為了防止石膏結垢的堆積，乃在入口風管部，除了設置吸收液噴霧用風管之外，另外又設置了用來清洗入口風管的底面、側面、頂棚面之清洗用噴嘴。
此外，專利文獻1、2所揭示的吸收液料漿噴射用的噴嘴，係被要求：為了吸收排廢氣風管中的SO2必須將吸收液料漿均勻地進行噴霧，相對於此，本發明之發明對象的清洗用噴嘴，則是被要求局部性地進行噴射清洗水，因此兩者的構造不同。
此外，專利文獻1、2所揭示的吸收液料漿噴射用的噴嘴，係設置在吸收塔內部，因此所噴霧出來的吸收液是直接衝擊到噴嘴，因此必須採用考慮到受吸收液衝撃的構造。相對於此，本發明之發明對象的清洗用噴嘴，主要是設置在入口風管，因此並不會直接受到吸收液的衝擊，不必採用可保護來自上述吸收液的衝撃之構造。
第6圖係習知的脫硫裝置中的清洗用噴嘴之說明圖，第6圖(A)係平面圖、第6圖(B)係側面圖。
第6圖中，在用來將排廢氣導入吸收塔01的入口風管02的內部，設置了從入口風管02的壁面延伸出來的清洗用噴嘴03。清洗用噴嘴03係具有：用來清洗入口風管02的底面、側面、頂棚面之第1噴霧部03a以及用來清洗吸收塔的支柱(柱狀的構件)04之第2噴霧部03b。清洗用噴嘴03因為是在想要進行清洗的對象部分(壁面、支柱)的近旁來噴射清洗液的話，其清洗效率將會比較好，因此為了使得清洗用噴嘴03更為靠近清洗對象部分，乃將清洗用噴嘴03形成了折彎的形狀。
習知的清洗用噴嘴03因為考慮到腐蝕的問題，因此，是以含碳鋼、合金等的金屬材料來構成的。然 而，鍋爐若使用了含硫磺成分較高的燃料的話，排廢氣中的SO3的濃度會升高。排廢氣中的SO3濃度太高的話，就會有腐蝕清洗用噴嘴03之虞慮。
本發明就是以即使是在排廢氣中的硫磺氧化物的濃度處於高濃度的情況下，亦可確保對於排廢氣通路的清洗能力當作本發明之技術課題。
上述之本發明的技術課題，可藉由採用下列的構造而達成。
本案的申請專利範圍第1項所述的發明之脫硫裝置的特徵為，其具備：供排廢氣通過之通過部；形成在前述通過部的壁上之噴嘴通過部；被支承在前述噴嘴通過部之進行噴射用來清洗前述通過部的內面的清洗液之清洗用噴嘴；其中，前述清洗用噴嘴係具有：前端通過前述噴嘴通過部而進入前述通過部的內側且具有進行噴射前述清洗液的噴射口之噴嘴本體；及具有收容前述噴嘴本體的收容孔，且在前述通過部的外部相對性地被固定於前述通過部的壁上之固定部；而前述噴嘴本體是以耐腐蝕材料所構成，前述固定部，是藉由前述收容孔支承前述噴嘴本體，且以與前述噴嘴本體不同的金屬材料所構成。
本案的申請專利範圍第2項所述的發明之脫硫裝置，其係就申請專利範圍第1項所述的脫硫裝置，具備：被形成為前端是從前述通過部的壁的內面呈直線狀突起的形狀之前述噴嘴本體。
本案的申請專利範圍第3項所述的發明之脫硫裝置，其係就申請專利範圍第1項或第2項所述的脫硫裝置，具備：以耐腐蝕性材料之碳化矽所構成的前述噴嘴本體。
本案的申請專利範圍第4項所述的發明之脫硫裝置，其係就申請專利範圍第1項或第2項所述的脫硫裝置，具備：設在前述噴嘴本體上，且被配置在前述噴嘴通過部的周圍的前述通過部的壁與前述固定部之間，之用來阻礙排廢氣進入前述固定部之鍔部。
根據申請專利範圍第1項所述的發明之脫硫裝置，以耐腐蝕材料所構成的噴嘴本體是進入到通過部的內側，並且噴嘴本體是經由固定部而在通過部的外部被固定於通過部的壁上，因此，即使是在排廢氣中的硫磺氧化物濃度處於高濃度的情況下，還是可以抑制噴嘴本體被腐蝕。因此，即使是在排廢氣中的硫磺氧化物濃度處於高濃度的情況下，還是可以穩定地噴射清洗液來進行清洗，而可確保對於排廢氣通路的清洗能力。並且，將以耐腐蝕材料構成的噴嘴本體收容於收容孔的固定部是以金屬材料構成，而能夠抑制因熱膨脹率的差導致噴嘴本體破損之情事。
根據申請專利範圍第2項所述的發明之脫硫裝置，是除了上述第1項所述的發明的效果之外，與將噴嘴作成彎折的形狀之習知的噴嘴的構造相較，噴嘴本體的製作更容易。尤其是也能夠使用：難以進行加工製作成複 雜的形狀之耐腐蝕材料了。
根據申請專利範圍第3項所述的發明之脫硫裝置，是除了上述第1項或第2項所述的發明的效果之外，即使是以雖然具有耐腐蝕性但卻很容易裂開的碳化矽來製作噴嘴本體，還是可利用金屬製的固定部來進行固定，而能夠抑制噴嘴本體的破損。
根據申請專利範圍第4項所述的發明之脫硫裝置，是除了上述第1項或第2項所述的發明的效果之外，因為設置了鍔部而能夠抑制固定部受到排廢氣的腐蝕。此外，無需使用到密封墊片之類的構件，能夠減少零件數目和製造成本且可削減組裝成本。
以下將說明本發明的實施方式。 [實施例1]
第1圖係本發明的其中一種實施例的脫硫裝置之說明圖(側面圖)。 第1圖中，本發明的實施例1的脫硫裝置1係具有吸收塔2。在吸收塔2的上下方向上的中央側部，連接著當作通過部的其中一例的入口風管3。入口風管3是將來自未圖示的鍋爐等的燃燒裝置的排廢氣導入吸收塔2。在吸收塔2內部的底部設置有儲槽6。儲槽6是用來存放：吸收液(石灰料漿)、吸收液與硫磺氧化物進行反應而生成的石膏等。
在吸收塔2內部之較之入口風管3更上方處，設置了噴霧用噴嘴7。噴霧用噴嘴7是將吸收液予以進行噴霧的噴嘴，是在水平方向上隔著間隔配置有複數個。儲槽6的吸收液是利用循環泵浦5予以供給到噴霧用噴嘴7。此外，儲槽6的吸收液是以攪拌機8進行攪拌。並且儲槽6的吸收液的其中一部分是被吸收液抽出管9抽出來且送往未圖示的石膏回收系統。 吸收塔2的上部係連接著出口風管10。出口風管10係用來排出在吸收塔2內已經過吸收液進行脫硫後的排廢氣。
第2圖係實施例1的脫硫裝置中位於支柱近旁的清洗裝置之說明圖，第2圖(A)係平面圖；第2圖(B)係第2圖(A)的重要部分放大圖；第2圖(C)係第2圖(A)的IIC-IIC線剖面圖；第2圖(D)係壁面清洗用噴嘴之剖面圖；第2圖(E)係第2圖(D)的噴嘴前端部之立體圖；第2圖(F)係支柱清洗用噴嘴之剖面圖；第2圖(G)係第2圖(F)的噴嘴前端部之立體圖。 第2圖(A)~第2圖(C)中，是在實施例1的脫硫裝置1的吸收塔2沿著周方向隔著間隔設置了複數個支柱21。支柱21係被設置用來補強入口風管3的連接部分。
對於各支柱21，係在入口風管3之排廢氣流動方向的上游側之各支柱21的近旁處，各配置一組頂棚面清洗用噴嘴22與支柱清洗用噴嘴23。在實施例1中，係將頂棚面清洗用噴嘴22與支柱清洗用噴嘴23相鄰地配置。 頂棚面清洗用噴嘴22係具有：貫穿過形成於入口風管3的壁3a上的通過口(噴嘴通過部)3b之噴嘴本體31。噴嘴本體31係被形成為：對於入口風管3的壁3a的內面朝向法線方向延伸的圓筒狀。實施例1的噴嘴本體31是被配置成：只有其內端部進入到入口風管3內部的狀態。因此，並不是如第6圖所示的習知構造那樣子的彎折形狀，而是只有呈直線狀的形狀的內端部31b進入到入口風管3內部。因此，噴嘴本體31是被形成為：從入口風管3的壁3a的內面呈直線狀地突起之形狀，並且是以這種狀態進行配置。
在噴嘴本體31的內部形成了可供清洗液通過之流路31a。第2圖(E)中，係在噴嘴本體31的內端部31b形成了朝周方向延伸的長孔狀之噴射口31c。因此，實施例1的頂棚面清洗用噴嘴22，係如第2圖(D)的虛線31d所示，可將清洗液噴吹到達較之沿著入口風管3的壁3a的內面位置更深遠的壁3a側。此外，清洗液的噴射方向係被設定成：沿著排廢氣的流動方向之方向。
實施例1的噴嘴本體31是以作為耐腐蝕性材料的其中一例的碳化矽(SiC；陶瓷)所構成的。尤其是碳化矽之中的硬度較高的SiSiC(陶瓷；矽化碳化矽)最適合。此外，耐腐蝕性的材料，只要是具有可抵抗硫磺氧化物(或硫酸)所導致的腐蝕之耐腐蝕性的任合材料都可以使用，並不限定只有碳化矽(SiC)，例如：氧化鋁(Al2 O3 )、含氟樹脂(PTFE：聚四氟乙烯等)、耐腐蝕耐熱性的非金屬等也都很適合使用。除此之外，噴嘴本體31也可以採用：以任意的材料來製作內部，並且在其表面塗敷了耐腐蝕性的含氟樹脂鍍層的結構。因此，實施例1的噴嘴本體31至少其表面是以耐腐蝕性的材料所構成的。
噴嘴本體31被支承在作為固定部的其中一例之轉接頭32。在轉接頭32上係沿著噴嘴本體31形成有用以收容噴嘴本體31之收容孔32a。在轉接頭32上係形成有與壁3a相對向的內側凸緣32b。 實施例1中，係在入口風管3的壁3a的外側面，支承著複數的朝外方突出的螺栓33。螺栓33的外側面則是形成有螺紋溝。 在內側凸緣32b係形成有可供螺栓33貫穿的貫通孔32c，在螺栓33貫穿過貫通孔32c的狀態下，將螺帽(締結構件)34螺裝在螺栓33上，即可將轉接頭32與噴嘴本體31一起對於壁3a進行相對性的固定。
在轉接頭32的外側，係形成有外側凸緣32d。外側凸緣32d是與來自清洗液儲槽之未圖示的配管進行連接。因此，來自清洗液儲槽的清洗液是被未圖示的清洗液泵浦壓送到噴嘴本體31的內部的流路31a，而從噴射口31c噴射出去。 實施例1的轉接頭32是以與噴嘴本體31不同的材料所構成的，係可採用具有可將頂棚面清洗用噴嘴22固定在壁3a的強度與耐久性的任何材料。亦即，可以採用：不會有像陶瓷材料這樣子在將螺栓33與螺帽34進行締結時發生裂開之虞慮的金屬材料，亦即，可採用：含碳鋼、不鏽鋼等。
如第2圖(D)所示，實施例1係在螺栓33的內側且在噴嘴本體31的外側，配置著密封墊片36、密封墊片保護構件37。將密封墊片36、密封墊片保護構件37夾介在轉接頭32的內側凸緣32b與壁3a的外側面之間的狀態下，利用螺栓33與螺帽34來進行固定。因此，可防止入口風管3內部的排廢氣接觸到轉接頭32。 此外，密封墊片36、密封墊片保護構件37是以耐腐蝕性的材料來構成為佳，例如：能夠採用以含氟樹脂來構成的。
如第2圖(F)、第2圖(G)所示，支柱清洗用噴嘴23與頂棚面清洗用噴嘴22之兩者，除了噴射口31c的形狀不同之外，其他的構造都是相同。亦即，支柱清洗用噴嘴23的噴射口31c’是沿著圓筒狀的噴嘴本體31的軸方向延伸。因此，係如第2圖(F)的虛線31d’所示，支柱清洗用噴嘴23與頂棚面清洗用噴嘴22相較，係可將清洗液噴吹到沿著上下方向的更大範圍。因此，可對於支柱21的上下方向上的大範圍進行清洗。
第3圖係實施例1的入口風管的底面部分的清洗裝置之說明圖。 如第3圖所示，實施例1的入口風管3的底面部，係沿著水平方向隔著間隔配置有複數個底面清洗用噴嘴41。此外，底面清洗用噴嘴41的構造係與頂棚面清洗用噴嘴22相同，因此，省略其圖示及詳細的說明。因此，底面清洗用噴嘴41係與第2圖(D)的情況同樣地可對於入口風管3的壁3a的底面進行清洗。
第4圖係實施例1的入口風管的側面部分的清洗裝置之說明圖，第4圖(A)係平面圖；第4圖(B)係側面圖。 如第4圖所示，在實施例1的入口風管3的側面，係在排廢氣的流動方向的下游部，配置了側面清洗用噴嘴42。側面清洗用噴嘴42係沿著高度方向隔著間隔配置了複數個。此外，側面清洗用噴嘴42也是與頂棚面清洗用噴嘴22相同的構造，因此省略其圖示及詳細的說明。因此，側面清洗用噴嘴42係與第2圖(D)的情況同樣地可對於入口風管3的壁3a的側面進行清洗。
(實施例1之作用) 具備前述構造的實施例1之脫硫裝置1，各噴嘴22、23、41、42之進入到入口風管3內部的部分是以耐腐蝕性的陶瓷所構成的。因此，即使排廢氣中的硫磺氧化物處於高濃度的情況下，噴嘴22、23、41、42也不易產生腐蝕，可以確保對於石膏的清洗能力。因此，可以抑制因為石膏堆積在入口風管3的下游部而導致降低脫硫能力之情事。又，因為噴嘴22、23、41、42不易腐蝕，因此無須頻繁地進行更換，也可以削減維修成本。
再者，實施例1的噴嘴22、23、41、42是經由轉接頭32而將噴嘴本體31固定到入口風管3。如果想要以螺栓之類的零件來固定陶瓷製的噴嘴本體31的話，則因為風管(金屬材料)與陶瓷的熱膨脹率不同的緣故，噴嘴本體31會有裂開之虞慮，但是，實施例1係使用金屬製的轉接頭32，因此，可抑制噴嘴本體31的破損。
再者，實施例1的噴嘴22、23、41、42係設置了密封墊片36等，藉以防止排廢氣直接地接觸到轉接頭32。因此，可防止轉接頭32受到腐蝕。因此，轉接頭32無需使用具有耐腐蝕性之高價的金屬材料，也不必施作耐腐蝕性的塗層鍍膜等。因此，可抑制轉接頭32的成本上昇。
又，實施例1中，係因應想要進行清洗的部位來改變噴射口31c、31c’的形狀，而可將清洗液往壁3a和支柱21進行噴吹。因此，無需如第6圖的習知構造所示地這樣將噴嘴製作成彎折的形狀。如果是將陶瓷製作成彎折的形狀的話，在進行製作和加工時，會有耗費工數和成本的問題，但是，實施例1是只要製作成直線狀突起的形狀，就可以實現想要達到的清洗能力。
第5圖係本發明的脫硫裝置所使用的清洗用噴嘴的變更例之說明圖。
如第5圖所示，亦可採用：在與轉接頭32的內端部分相對應的部分設有鍔部51的構造來取代實施例1的噴嘴本體31的構造。鍔部51係形成：較之通過口3b更大的圓板狀(凸緣狀)。
因此，當轉接頭32被締結在壁3a的情況下，鍔部51係接觸在壁3a的外側面，而形成將通過口3b堵塞的狀態。因此，即使沒有設置密封墊片保護構件37，也可以利用密封墊片36及鍔部51來抑制排廢氣洩漏到轉接頭32側的情事。無需另外設置密封墊片保護構件37等，可削減零件的數目，亦可削減製造成本和組裝成本。
(其他的變更例)
以上，詳細地說明了本發明的實施例，但是本發明並不侷限於前述實施例，只要是在申請專利範圍所述的本發明的要旨的範圍內，亦可進行各種的變更。茲舉例說明本發明的變更例(H01)~(H02)如下。
(H01)是針對於前述實施例之中的噴嘴22、23、41、42的設置位置、設置個數，不限定於實施例所揭示的位置和個數，而是可以因應設計上和規格上所需來進行變更。
(H02)是針對於前述實施例之中之具有支柱21的構造，亦可予以改變成不具有支柱21的構造。此外，如果是不具有支柱21的構造的話，就可以變更成沒有設置支柱清洗用噴嘴23的構造。
1:脫硫裝置
2:吸收塔
3:入口風管(通過部)
3a:壁
3b:通過口(噴嘴通過部)
5:循環泵浦
6:儲槽
7:噴霧用噴嘴
8:攪拌機
9:吸收液抽出管
10:出口風管
21:支柱
22、23、41、42:清洗用噴嘴
31:噴嘴本體
31b:內端部
31c、31c’:噴射口
32:轉接頭(固定部)
36:密封墊片
37:密封墊片保護構件
51:鍔部
第1圖係本發明之其中一種實施例的脫硫裝置之說明圖(側面圖)。
第2圖係在實施例1的脫硫裝置中位於支柱近旁的清洗裝置之說明圖，第2圖(A)係平面圖；第2圖(B)係第2圖(A)的重要部位放大圖；第2圖(C)係第2圖(A)的IIC-IIC線剖面圖；第2圖(D)係壁面清洗用噴嘴之剖面圖；第2圖(E)係第2圖(D)的噴嘴前端部之立體圖；第2圖(F)係支柱清洗用噴嘴之剖面圖；第2圖(G)係第2圖(F)的噴嘴前端部之立體圖。
第3圖係實施例1的入口風管的底面部分的清洗裝置之說明圖。 第4圖係實施例1的入口風管的側面部分的清洗裝置之說明圖，第4圖(A)係平面圖；第4圖(B)係側面圖。 第5圖係本發明的脫硫裝置中所使用的清洗用噴嘴的變更例之說明圖。 第6圖係習知的脫硫裝置中的清洗用噴嘴之說明圖，第6圖(A)係平面圖；第6圖(B)係側面圖。
1‧‧‧脫硫裝置
2‧‧‧吸收塔
3‧‧‧入口風管(通過部)
5‧‧‧循環泵浦
6‧‧‧儲槽
7‧‧‧噴霧用噴嘴
8‧‧‧攪拌機
9‧‧‧吸收液抽出管
10‧‧‧出口風管

Claims (4)

  1. 一種脫硫裝置，其特徵為，其具備：供排廢氣通過之通過部；形成在前述通過部的壁上之噴嘴通過部；被支承在前述噴嘴通過部之進行噴射用來清洗前述通過部的內面的清洗液之清洗用噴嘴；其中，前述清洗用噴嘴係具有：前端通過前述噴嘴通過部而進入前述通過部的內側且具有進行噴射前述清洗液的噴射口之噴嘴本體；及具有收容前述噴嘴本體的收容孔，且在前述通過部的外部相對性地被固定於前述通過部的壁上之固定部；而前述噴嘴本體是以耐腐蝕材料所構成，前述固定部，是藉由前述收容孔支承前述噴嘴本體，且以與前述噴嘴本體不同的金屬材料所構成。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的脫硫裝置，其係具備：被形成為前端是從前述通過部的壁的內面呈直線狀突起的形狀之前述噴嘴本體。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的脫硫裝置，其係具備：以耐腐蝕性材料之碳化矽所構成的前述噴嘴本體。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的脫硫裝置，其係 具備：設在前述噴嘴本體上，且被配置在前述噴嘴通過部的周圍的前述通過部的壁與前述固定部之間，之用來阻礙排廢氣進入前述固定部之鍔部。
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