JP2002320815A - 湿式吸収法を用いたガス吸収装置 - Google Patents
湿式吸収法を用いたガス吸収装置Info
- Publication number
- JP2002320815A JP2002320815A JP2001131362A JP2001131362A JP2002320815A JP 2002320815 A JP2002320815 A JP 2002320815A JP 2001131362 A JP2001131362 A JP 2001131362A JP 2001131362 A JP2001131362 A JP 2001131362A JP 2002320815 A JP2002320815 A JP 2002320815A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- absorption
- liquid
- liquid contact
- wire
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Gas Separation By Absorption (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 湿式ガス吸収分離に使用する装置の提
供。 【解決手段】 吸収塔上部に、吸収塔内に供給される吸
収液溜めを形成し、上記吸収液溜め底部から複数のワイ
ヤ（線）を等間隔に懸垂した気−液接触部を設け、上記
気−液接触部下部には、吸収分離されるガス含有気体導
入部と、分離されるガス吸収後の気体吸収液排出部を設
け、上記気−液接触部上部には吸収ガス除去後の気体排
出部を設ける。
供。 【解決手段】 吸収塔上部に、吸収塔内に供給される吸
収液溜めを形成し、上記吸収液溜め底部から複数のワイ
ヤ（線）を等間隔に懸垂した気−液接触部を設け、上記
気−液接触部下部には、吸収分離されるガス含有気体導
入部と、分離されるガス吸収後の気体吸収液排出部を設
け、上記気−液接触部上部には吸収ガス除去後の気体排
出部を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、気液接触を利用し
て、特定のガス成分を混合ガスから分離するための湿式
ガス吸収に関する。また、本発明は、吸収塔上部に、吸
収塔内に供給される吸収液溜めを形成し、上記吸収液溜
め底部から複数のワイヤ（線）を等間隔に懸垂した気−
液接触部を設け、上記気−液接触部下部には、吸収分離
されるガス含有気体導入部と、分離されるガス吸収後の
気体吸収液排出部を設け、気−液接触部上部には吸収ガ
ス除去後の気体排出部を設けた湿式ガス吸収分離装置に
関する。
て、特定のガス成分を混合ガスから分離するための湿式
ガス吸収に関する。また、本発明は、吸収塔上部に、吸
収塔内に供給される吸収液溜めを形成し、上記吸収液溜
め底部から複数のワイヤ（線）を等間隔に懸垂した気−
液接触部を設け、上記気−液接触部下部には、吸収分離
されるガス含有気体導入部と、分離されるガス吸収後の
気体吸収液排出部を設け、気−液接触部上部には吸収ガ
ス除去後の気体排出部を設けた湿式ガス吸収分離装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、地球温暖化の抑制対策として、火
力発電所等の大規模・固定型排出源からの二酸化炭素
（ＣＯ2 ）を回収することが緊急の課題と考えられてお
り、それには湿式吸収法（特に化学的吸収法）が有効で
あると言われている。このような一般的なガス吸収装置
は、例えば「化学工学便覧 改訂６版」第603 ページに
紹介されている。
力発電所等の大規模・固定型排出源からの二酸化炭素
（ＣＯ2 ）を回収することが緊急の課題と考えられてお
り、それには湿式吸収法（特に化学的吸収法）が有効で
あると言われている。このような一般的なガス吸収装置
は、例えば「化学工学便覧 改訂６版」第603 ページに
紹介されている。
【０００３】従来から、火力発電所、化学工業プラント
などから排出される大量の排気ガスに含まれるＣＯ2 、
ＳＯ2 又は粉塵などを除去するために色々な技術的提案
がなされ、特許出願もされている（例えば特開平６−３
３０号公報、特開平７−２３２０３１号公報、特開平８
−８０４２１号公報、特開平８−３２３１３５号公報、
特開平９−３０８８１２号公報、特開２０００−３５４
７２８号公報、実開平５−８０５２０号公報参照）が、
効率的、経済的に有用な除去装置が開発されているとは
言えない。
などから排出される大量の排気ガスに含まれるＣＯ2 、
ＳＯ2 又は粉塵などを除去するために色々な技術的提案
がなされ、特許出願もされている（例えば特開平６−３
３０号公報、特開平７−２３２０３１号公報、特開平８
−８０４２１号公報、特開平８−３２３１３５号公報、
特開平９−３０８８１２号公報、特開２０００−３５４
７２８号公報、実開平５−８０５２０号公報参照）が、
効率的、経済的に有用な除去装置が開発されているとは
言えない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一方、湿式吸収法によ
るガス吸収操作の効率は、その操作に使用される気−液
接触方式に大きく依存する。また、ＣＯ2 ・ＳＯ2 回収
などの環境対策には過度のエネルギー投入を避ける必要
もあり、従来より化学工業プラントに多用されてきた充
填塔などとは異なった気−液接触方式の採用が必要と考
えられる。
るガス吸収操作の効率は、その操作に使用される気−液
接触方式に大きく依存する。また、ＣＯ2 ・ＳＯ2 回収
などの環境対策には過度のエネルギー投入を避ける必要
もあり、従来より化学工業プラントに多用されてきた充
填塔などとは異なった気−液接触方式の採用が必要と考
えられる。
【０００５】上記の要請から、本発明者らは鋭意研究を
重ねた結果、先に本発明者らの一部が提案した、気−液
熱交換操作あるいはガス吸収操作へのワイヤ上数珠状液
滴列を適用する技術（「AIChE Journal ;December 1994
Vol.40,N0.12,1983〜1992」、「第３６回日本伝熱シン
ポジウム講演論文集（1999-5；第497 ページ）」及び
「AIChE Journal ；May 2000 Vol.46,No.5,937〜945 」
参照）が、工業的規模における湿式ガス吸収操作の効率
及び経済性向上に極めて有効であることを知見し、これ
を改良することによって本発明を完成するに至った。
重ねた結果、先に本発明者らの一部が提案した、気−液
熱交換操作あるいはガス吸収操作へのワイヤ上数珠状液
滴列を適用する技術（「AIChE Journal ;December 1994
Vol.40,N0.12,1983〜1992」、「第３６回日本伝熱シン
ポジウム講演論文集（1999-5；第497 ページ）」及び
「AIChE Journal ；May 2000 Vol.46,No.5,937〜945 」
参照）が、工業的規模における湿式ガス吸収操作の効率
及び経済性向上に極めて有効であることを知見し、これ
を改良することによって本発明を完成するに至った。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記知見に基づいてなさ
れた本発明は、吸収塔上部に、吸収塔内に供給される吸
収液溜めを形成し、上記吸収液溜め底部から複数のワイ
ヤ（線）を等間隔に懸垂した気−液接触部を設け、上記
気−液接触部下部には、吸収分離されるガス含有気体導
入部と、分離されるガス吸収後の気体吸収液排出部を設
け、また、上記気−液接触部上部には吸収ガス除去後の
気体排出部を設けたことを特徴とする湿式ガス吸収分離
に使用する装置を要旨とするものである。
れた本発明は、吸収塔上部に、吸収塔内に供給される吸
収液溜めを形成し、上記吸収液溜め底部から複数のワイ
ヤ（線）を等間隔に懸垂した気−液接触部を設け、上記
気−液接触部下部には、吸収分離されるガス含有気体導
入部と、分離されるガス吸収後の気体吸収液排出部を設
け、また、上記気−液接触部上部には吸収ガス除去後の
気体排出部を設けたことを特徴とする湿式ガス吸収分離
に使用する装置を要旨とするものである。
【０００７】また、本発明は、外径が0.4 〜2.0 mmであ
るワイヤによって上記湿式ガス吸収分離に使用する装置
における吸収液溜め底部に、ワイヤ外径の1.1 〜2.5 倍
程度の内径を持つ気体吸収液供給ノズルを取付け、この
ノズル穴の中央部分から複数本のワイヤを懸垂して構成
した気−液接触部を設けた上記湿式ガス吸収分離に使用
する装置を要旨としている。
るワイヤによって上記湿式ガス吸収分離に使用する装置
における吸収液溜め底部に、ワイヤ外径の1.1 〜2.5 倍
程度の内径を持つ気体吸収液供給ノズルを取付け、この
ノズル穴の中央部分から複数本のワイヤを懸垂して構成
した気−液接触部を設けた上記湿式ガス吸収分離に使用
する装置を要旨としている。
【０００８】さらに、本発明は、吸収液溜め底部に多孔
質層を設け、この多孔質層にワイヤを貫通させて気−液
接触部に懸垂した上記湿式ガス吸収分離に使用する装
置、気−液接触部に懸垂される各ワイヤの水平配置状態
が、断面で多数の正三角形頂点位置となっている上記湿
式ガス吸収分離に使用する装置、気体吸収液を水平方向
に噴霧する１個又は複数個のノズルを気−液接触部上方
に設けた上記湿式ガス吸収分離に使用する装置を要旨と
するものである。さらにまた、本発明は、上記湿式ガス
吸収分離装置において、気−液接触部内のワイヤ外径寸
法を直線方向に太く細くの変化を繰り返して有するワイ
ヤを使用することも要旨とするものである。
質層を設け、この多孔質層にワイヤを貫通させて気−液
接触部に懸垂した上記湿式ガス吸収分離に使用する装
置、気−液接触部に懸垂される各ワイヤの水平配置状態
が、断面で多数の正三角形頂点位置となっている上記湿
式ガス吸収分離に使用する装置、気体吸収液を水平方向
に噴霧する１個又は複数個のノズルを気−液接触部上方
に設けた上記湿式ガス吸収分離に使用する装置を要旨と
するものである。さらにまた、本発明は、上記湿式ガス
吸収分離装置において、気−液接触部内のワイヤ外径寸
法を直線方向に太く細くの変化を繰り返して有するワイ
ヤを使用することも要旨とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の構成と作用を、図面によ
り説明する。図１は、本発明装置の概要を示す模式断面
図であり、図２は、気−液接触部２内のワイヤ表面を液
滴、液膜が流下する状態を示す模式図である。
り説明する。図１は、本発明装置の概要を示す模式断面
図であり、図２は、気−液接触部２内のワイヤ表面を液
滴、液膜が流下する状態を示す模式図である。
【００１０】ガス吸収操作に用いられる気−液接触装置
では、気−液の接触面積・時間を十分に確保するととも
に気体流の圧力損失を低く抑える工夫が必要とされる。
本発明の装置は、工業的規模における実用性が高く、従
来使用されてきた吸収法よりも優れた優位性が期待でき
るものである。
では、気−液の接触面積・時間を十分に確保するととも
に気体流の圧力損失を低く抑える工夫が必要とされる。
本発明の装置は、工業的規模における実用性が高く、従
来使用されてきた吸収法よりも優れた優位性が期待でき
るものである。
【００１１】本発明における吸収塔１は、従来装置に使
用されているものと同様の機械的強度と化学的耐蝕性に
すぐれた構造用鋼により作成されている。本発明装置の
特徴とするところは、従来の気−液接触装置において使
用されている気−液接触表面を構成する充填物に換え
て、等間隔に複数のワイヤ３を鉛直に配置し、吸収塔上
部に設けた吸収液溜め４底部に形成したノズル５穴中央
部分又は吸収液溜め４の多孔質層底部に上記ワイヤ３を
取付けた構造にある。上記構造により、先に発表した論
文では予期されなかった気−液接触によるガス吸収操作
効率が向上して、吸収装置の経済性が高くなったことが
確認された。本発明の装置で使用するワイヤの外径は、
0.2 〜2.3 mm程度、好ましくは0.4〜2.0 mmの範囲のも
のが適当である。
用されているものと同様の機械的強度と化学的耐蝕性に
すぐれた構造用鋼により作成されている。本発明装置の
特徴とするところは、従来の気−液接触装置において使
用されている気−液接触表面を構成する充填物に換え
て、等間隔に複数のワイヤ３を鉛直に配置し、吸収塔上
部に設けた吸収液溜め４底部に形成したノズル５穴中央
部分又は吸収液溜め４の多孔質層底部に上記ワイヤ３を
取付けた構造にある。上記構造により、先に発表した論
文では予期されなかった気−液接触によるガス吸収操作
効率が向上して、吸収装置の経済性が高くなったことが
確認された。本発明の装置で使用するワイヤの外径は、
0.2 〜2.3 mm程度、好ましくは0.4〜2.0 mmの範囲のも
のが適当である。
【００１２】本発明装置における吸収液溜め４底部のノ
ズル５穴の内径は、取付けられるワイヤ３の外径より大
きくしてあるため、その間隙より、気体吸収液６がワイ
ヤ３表面に液膜５”を形成しながら落下する。このとき
の上記ノズル５の内径は、取り付けられるワイヤの1.1
〜2.7 倍程度、好ましくは1.1 〜1.5 倍程度が好適であ
る。上記ノズル５穴とワイヤ３との間隙の大きさは、気
体吸収液の単位時間当たりの流下量、液の粘性により決
定される。
ズル５穴の内径は、取付けられるワイヤ３の外径より大
きくしてあるため、その間隙より、気体吸収液６がワイ
ヤ３表面に液膜５”を形成しながら落下する。このとき
の上記ノズル５の内径は、取り付けられるワイヤの1.1
〜2.7 倍程度、好ましくは1.1 〜1.5 倍程度が好適であ
る。上記ノズル５穴とワイヤ３との間隙の大きさは、気
体吸収液の単位時間当たりの流下量、液の粘性により決
定される。
【００１３】上記ノズル５に替えて、吸収液溜め４底部
に多孔質層を設け、この多孔質層にワイヤ３を貫通させ
てその表面に浸出する気体吸収液を流下させるようにし
てもよい。多孔質層の液体浸出量は、多孔質層の気孔度
によって決まるが、上記したノズル５の場合と同様の条
件になるような気孔度のものが選定される。
に多孔質層を設け、この多孔質層にワイヤ３を貫通させ
てその表面に浸出する気体吸収液を流下させるようにし
てもよい。多孔質層の液体浸出量は、多孔質層の気孔度
によって決まるが、上記したノズル５の場合と同様の条
件になるような気孔度のものが選定される。
【００１４】図３に示すように、ワイヤ３の配置は、上
方からみて、正三角形の頂点となる位置が、吸収塔内の
配置数や、構造的、強度的にも有利である。ワイヤ３は
同一径でなく、途中に複数の膨らみを持たせることによ
り、流下する液滴の大きさを変化させて、上昇する気体
との接触をより多くすることが出来る。
方からみて、正三角形の頂点となる位置が、吸収塔内の
配置数や、構造的、強度的にも有利である。ワイヤ３は
同一径でなく、途中に複数の膨らみを持たせることによ
り、流下する液滴の大きさを変化させて、上昇する気体
との接触をより多くすることが出来る。
【００１５】図４に示すように、吸収塔１上部に設けた
吸収液溜め４の代わりに、フラットスプレーノズル１４
を用いて、ワイヤ３上部に気体吸収液６を噴霧すること
により、ワイヤ３表面に気体吸収液６を流下させるよう
にしてもよい。この方式では吸収塔１上部の構造が簡単
になるものの、すべてのワイヤ表面に均等な液膜５”の
形成をすることが困難であり、それを防ぐためには、複
数のノズル１４を等間隔に配備して気−液接触域全体に
わたり噴霧が一様に行なわれるようにするとよい。
吸収液溜め４の代わりに、フラットスプレーノズル１４
を用いて、ワイヤ３上部に気体吸収液６を噴霧すること
により、ワイヤ３表面に気体吸収液６を流下させるよう
にしてもよい。この方式では吸収塔１上部の構造が簡単
になるものの、すべてのワイヤ表面に均等な液膜５”の
形成をすることが困難であり、それを防ぐためには、複
数のノズル１４を等間隔に配備して気−液接触域全体に
わたり噴霧が一様に行なわれるようにするとよい。
【００１６】気−液接触部２下方には吸収分離されるべ
きガスを含む混合ガス８供給口７が設けられ、気−液接
触部２に供給される気体吸収液量に見合う割合で混合ガ
スが送入される。ワイヤ表面上に供給された気体吸収液
６は、ワイヤをくるむ円筒状の薄い液膜５”と、その上
に等間隔に配列された液滴５’となって上昇する混合ガ
ス８と接触しながら流下する。液膜５”に比べより大き
な流下速度を持つ液滴５’が次々と液膜５”上を流れる
ことにより、吸収液６の内部は撹拌され、周囲の混合ガ
ス８から所定のガスを効果的に吸収し続けることができ
る。吸収液６の流下速度と、混合ガス８の上昇速度によ
り、吸収効率、除去効率が影響される。最適の条件は、
装置の規模に応じて実験的に決定される。
きガスを含む混合ガス８供給口７が設けられ、気−液接
触部２に供給される気体吸収液量に見合う割合で混合ガ
スが送入される。ワイヤ表面上に供給された気体吸収液
６は、ワイヤをくるむ円筒状の薄い液膜５”と、その上
に等間隔に配列された液滴５’となって上昇する混合ガ
ス８と接触しながら流下する。液膜５”に比べより大き
な流下速度を持つ液滴５’が次々と液膜５”上を流れる
ことにより、吸収液６の内部は撹拌され、周囲の混合ガ
ス８から所定のガスを効果的に吸収し続けることができ
る。吸収液６の流下速度と、混合ガス８の上昇速度によ
り、吸収効率、除去効率が影響される。最適の条件は、
装置の規模に応じて実験的に決定される。
【００１７】
【実施例】実施例に基いて本発明の実施態様を具体的に
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。
【００１８】本発明装置の効果を確認するために実験装
置を作成し、従来よりガス吸収に使用されている充填塔
との性能比較を行なった。図１にその概要を示すガス吸
収塔１の本体は、内径70 mm のアクリル樹脂円筒管であ
る。塔内上部に吸収液溜め４が設けられ、その底板には
18-8ステンレス鋼製ノズル５（内径1.12 mm ）が６mm間
隔で差込まれている。
置を作成し、従来よりガス吸収に使用されている充填塔
との性能比較を行なった。図１にその概要を示すガス吸
収塔１の本体は、内径70 mm のアクリル樹脂円筒管であ
る。塔内上部に吸収液溜め４が設けられ、その底板には
18-8ステンレス鋼製ノズル５（内径1.12 mm ）が６mm間
隔で差込まれている。
【００１９】各ノズル５に１本の、18-8ステンレス鋼製
ワイヤ３（外径0.88 mm ）を通し、合計109 本のワイヤ
３が塔内に等間隔で配列されているようにした。プラン
ジャーポンプにより吸収液溜め４に送られたモノエタノ
ールアミン（MEA ）水溶液よりなる吸収液６は、ワイヤ
３とノズル５穴との間隙からワイヤ３表面上に流下す
る。
ワイヤ３（外径0.88 mm ）を通し、合計109 本のワイヤ
３が塔内に等間隔で配列されているようにした。プラン
ジャーポンプにより吸収液溜め４に送られたモノエタノ
ールアミン（MEA ）水溶液よりなる吸収液６は、ワイヤ
３とノズル５穴との間隙からワイヤ３表面上に流下す
る。
【００２０】一方、ガス混合装置によって、流量・圧力
を調整されたＮ2/ＣＯ2混合ガス８（ＣＯ2モル分率０．
１）が、塔下部のガス供給口７から流入される。塔内で
気−液接触を終ったガス吸収済み液１０は、塔下部のサ
ンプリング口９より採取される。各サンプル中のＣＯ2
量は、沈澱滴定法により測定した。気流中の圧力損失は
塔側面に設けた２箇所の穴に1.6 mm（1/16インチ）の18
-8ステンレス鋼チューブを差込み、ディジタル微差圧計
１２により測定した。
を調整されたＮ2/ＣＯ2混合ガス８（ＣＯ2モル分率０．
１）が、塔下部のガス供給口７から流入される。塔内で
気−液接触を終ったガス吸収済み液１０は、塔下部のサ
ンプリング口９より採取される。各サンプル中のＣＯ2
量は、沈澱滴定法により測定した。気流中の圧力損失は
塔側面に設けた２箇所の穴に1.6 mm（1/16インチ）の18
-8ステンレス鋼チューブを差込み、ディジタル微差圧計
１２により測定した。
【００２１】実験条件を以下に示す。 混合ガス 見かけの流速（ＶG） 0.065 〜0.217 m/s ＣＯ2モル分率 0.1 吸収液 見かけの流速（ＶL） 0.30〜1.26 mm/s 濃度（ＣMEA） 15，30 wt ％ 有効コラム高さ（Ｚ） 0.3 ，0.6 ｍ 全圧力 0.101 MPa 温度 25±１℃
【００２２】実験結果は、ＣＯ2吸収効率Ｅ（吸収液が
最大限吸収し得るＣＯ2量に対する実際に吸収されたＣ
Ｏ2量の比）、ＣＯ2除去速度Ｍ（単位時間当たりに吸収
塔内から除去されるＣＯ2の質量）の２つを指標にして
整理した。 Ｅ＝（ＣB−ＣT）／（ＣSAT−ＣT） （１） Ｍ＝（ＣB−ＣT）ＶL （２） ここでＣは吸収液中のＣＯ2濃度［Kg/m3 ］、ＶLは吸収
液体積流量［m3/s ］、添字Ｂ、Ｔ、SATは、それぞれ塔
底、塔頂、飽和状態を示す。15 wt ％MEA 水溶液を用い
た場合の実験結果を図５に、異なる濃度の吸収液による
結果を図６に示す。
最大限吸収し得るＣＯ2量に対する実際に吸収されたＣ
Ｏ2量の比）、ＣＯ2除去速度Ｍ（単位時間当たりに吸収
塔内から除去されるＣＯ2の質量）の２つを指標にして
整理した。 Ｅ＝（ＣB−ＣT）／（ＣSAT−ＣT） （１） Ｍ＝（ＣB−ＣT）ＶL （２） ここでＣは吸収液中のＣＯ2濃度［Kg/m3 ］、ＶLは吸収
液体積流量［m3/s ］、添字Ｂ、Ｔ、SATは、それぞれ塔
底、塔頂、飽和状態を示す。15 wt ％MEA 水溶液を用い
た場合の実験結果を図５に、異なる濃度の吸収液による
結果を図６に示す。
【００２３】実験結果から、吸収効率は吸収液空塔速度
の増加に伴い減少している。これは吸収液空塔速度が増
すと液滴の降下速度も増し、気−液接触時間が減少した
ためと考えられる。一方、除去速度は吸収液空塔速度の
増加に伴い上昇している。これは、吸収液空塔速度が大
きいほど液滴の生成頻度が高く、気−液接触面積及び液
膜の更新頻度が増大するためであると考えられる。しか
し、吸収液空塔速度の増加にともなう除去速度の上昇は
穏やかであり、吸収液空塔速度を比較的低く（0.4 mm/s
程度まで）抑えることが操作の経済性の面で好ましいこ
とがわかる。
の増加に伴い減少している。これは吸収液空塔速度が増
すと液滴の降下速度も増し、気−液接触時間が減少した
ためと考えられる。一方、除去速度は吸収液空塔速度の
増加に伴い上昇している。これは、吸収液空塔速度が大
きいほど液滴の生成頻度が高く、気−液接触面積及び液
膜の更新頻度が増大するためであると考えられる。しか
し、吸収液空塔速度の増加にともなう除去速度の上昇は
穏やかであり、吸収液空塔速度を比較的低く（0.4 mm/s
程度まで）抑えることが操作の経済性の面で好ましいこ
とがわかる。
【００２４】吸収効率、除去速度ともに、ガス空塔速度
の増加に伴い増大している。これはガス空塔速度が増す
ことで塔上方に向かってのガス内ＣＯ2濃度の低下が抑
えられ、塔上部においてもＣＯ2の吸収速度が高く維持
されることによると考えられる。
の増加に伴い増大している。これはガス空塔速度が増す
ことで塔上方に向かってのガス内ＣＯ2濃度の低下が抑
えられ、塔上部においてもＣＯ2の吸収速度が高く維持
されることによると考えられる。
【００２５】同一の吸収液空塔速度では、30 wt ％MEA
溶液による除去速度が、15 wt ％MEA 溶液による除去速
度を15〜25％上回っている。これは、吸収液内における
溶存ＣＯ2とMEA との反応速度が30 wt ％MEA 溶液にお
いて、より高いことに加え、より高粘度の30 wt ％MEA
溶液はワイヤ上でより多数の液滴を形成して、より大き
な気−液接触面積を保持することにもよっていると考え
られる。
溶液による除去速度が、15 wt ％MEA 溶液による除去速
度を15〜25％上回っている。これは、吸収液内における
溶存ＣＯ2とMEA との反応速度が30 wt ％MEA 溶液にお
いて、より高いことに加え、より高粘度の30 wt ％MEA
溶液はワイヤ上でより多数の液滴を形成して、より大き
な気−液接触面積を保持することにもよっていると考え
られる。
【００２６】吸収液空塔速度を２倍にすることと、吸収
液濃度を２倍にすることは、使用するＭＥＡ量の増大に
関しては等価であるが、図６の結果は、除去速度の向上
については、吸収液濃度の増大がより効果的であること
を示している。
液濃度を２倍にすることは、使用するＭＥＡ量の増大に
関しては等価であるが、図６の結果は、除去速度の向上
については、吸収液濃度の増大がより効果的であること
を示している。
【００２７】図５の実験結果より、気・液それぞれの空
塔速度ＶG［m/s ］、ＶL［mm/s］を変数として次のよう
な相関式を作成した。 Ｅ＝０．３６７ＶG0.35ＶL -0.9 （３） 式と実験結果との比較を図７に示す。吸収効率はガス空
塔速度よりも吸収液空塔速度により強く依存しているこ
とがこの相関式において確認できる。
塔速度ＶG［m/s ］、ＶL［mm/s］を変数として次のよう
な相関式を作成した。 Ｅ＝０．３６７ＶG0.35ＶL -0.9 （３） 式と実験結果との比較を図７に示す。吸収効率はガス空
塔速度よりも吸収液空塔速度により強く依存しているこ
とがこの相関式において確認できる。
【００２８】比較対象の充填塔の充填物には、1.27 cm
(1/2 インチ）磁器製ラシヒリングを想定した。充填塔
における除去速度は、充填塔の容量係数に関する恩田
（Onda）などの実験式により算出し、気流の圧力損失
は、レーバ（Leva）の実験式より推算した。
(1/2 インチ）磁器製ラシヒリングを想定した。充填塔
における除去速度は、充填塔の容量係数に関する恩田
（Onda）などの実験式により算出し、気流の圧力損失
は、レーバ（Leva）の実験式より推算した。
【００２９】同一の有効高さ（気−液接触部の高さ）を
有する本発明の濡れワイヤ塔のコラム気−液接触部と従
来の充填塔におけるＣＯ2 吸収効果及び圧力低下につい
ての比較を図８、図９に示す。除去速度については、両
者はほぼ同等の値を示している。しかし、本発明の濡れ
ワイヤ塔におけるコラム気−液接触部内の気流の圧力損
失は、充填塔内のそれの1/10〜1/100 と非常に小さいこ
とがわかる。
有する本発明の濡れワイヤ塔のコラム気−液接触部と従
来の充填塔におけるＣＯ2 吸収効果及び圧力低下につい
ての比較を図８、図９に示す。除去速度については、両
者はほぼ同等の値を示している。しかし、本発明の濡れ
ワイヤ塔におけるコラム気−液接触部内の気流の圧力損
失は、充填塔内のそれの1/10〜1/100 と非常に小さいこ
とがわかる。
【００３０】以上の結果から、本発明の濡れワイヤ塔の
コラム気−液接触部２は、充填塔に匹敵する吸収能力を
持つ一方、気流に課せられる圧力損失ははるかに低く、
省エネルギー操作に適した吸収装置を提供し得ることが
明らかとなった。
コラム気−液接触部２は、充填塔に匹敵する吸収能力を
持つ一方、気流に課せられる圧力損失ははるかに低く、
省エネルギー操作に適した吸収装置を提供し得ることが
明らかとなった。
【００３１】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように、従来装
置と同等のガス吸収速度を有すると同時に、塔内気流の
圧力損失が大幅に減少し、操作エネルギーを節約できる
ことによって、経済性が高く、産業上極めて有用であ
る。
置と同等のガス吸収速度を有すると同時に、塔内気流の
圧力損失が大幅に減少し、操作エネルギーを節約できる
ことによって、経済性が高く、産業上極めて有用であ
る。
【図１】本発明の湿式ガス吸収分離に使用する装置の概
要を示す断面図
要を示す断面図
【図２】気−液接触部内のワイヤ表面を液滴、液膜が流
下する状態の模式図
下する状態の模式図
【図３】気−液接触部内のワイヤ配置を示す断面説明図
【図４】フラットスプレーを使用して吸収液をワイヤ表
面に供給する状態の模式説明図
面に供給する状態の模式説明図
【図５】吸収液の見かけ速度に対するＣＯ2吸収効率と
割合を示すグラフ
割合を示すグラフ
【図６】異なる二つの吸収液で得られたＣＯ2吸収割合
の比較を示すグラフ
の比較を示すグラフ
【図７】吸収液の見かけ速度に対してプロットされた相
関式Ｅ／ＶG0.35のグラフ
関式Ｅ／ＶG0.35のグラフ
【図８】充填塔と濡れワイヤ塔のＣＯ2吸収効果の比較
を示すグラフ
を示すグラフ
【図９】充填塔と濡れワイヤ塔の気体流にかかわる圧力
低下の比較を示すグラフ
低下の比較を示すグラフ
１ 吸収塔 ２ 気−液接触部 ３ ワイヤ ４ 吸収液溜め ５ ノズル ５’ 液滴 ５” 液膜 ６ 気体吸収液 ７ 混合ガス供給口 ８ 混合ガス ９ サンプリング口 １０ ガス吸収済み液 １１ 混合ガス供給口 １２ ガス排気口 １３ デジタル微差圧計 １４ フラットスプレ−ノズル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 曽我 康平 神奈川県横浜市港北区日吉本町２−31−２ (72)発明者 森 康彦 神奈川県横浜市金沢区六浦３−38−17 Ｆターム(参考） 4D020 AA03 AA06 BA16 BA23 CB28 CC14 DA02 DA03 DB04 DB20
Claims (7)
- 【請求項１】 吸収塔上部に、吸収塔内に供給される吸
収液溜めを形成し、前記吸収液溜め底部から複数のワイ
ヤ（線）を等間隔に懸垂した気−液接触部を設け、前記
気−液接触部下部には、吸収分離されるガス含有気体導
入部と、分離されるガス吸収後の気体吸収液排出部を設
け、かつ前記気−液接触部上部には吸収ガス除去後の気
体排出部を設けたことを特徴とする湿式ガス吸収装置。 - 【請求項２】 ワイヤの外径が、0.4 〜2.0 mmであるこ
とを特徴とする請求項１記載の湿式ガス吸収装置。 - 【請求項３】 吸収液溜め底部に、ワイヤ外径の1.1 〜
2.5 倍の内径を持つ気体吸収液供給ノズルを取付け、こ
のノズル穴の中央部分からワイヤを懸垂して構成した気
−液接触部を設けたことを特徴とする請求項１又は２記
載の湿式ガス吸収装置。 - 【請求項４】 吸収液溜め底部に多孔質層を設け、この
多孔質層にワイヤを貫通させて気−液接触部に懸垂した
ことを特徴とする請求項１又は２記載の湿式ガス吸収装
置。 - 【請求項５】 気−液接触部に懸垂される各ワイヤの水
平配置状態が、断面で多数の正三角形頂点位置となって
いることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の
湿式ガス吸収装置。 - 【請求項６】 気体吸収液を水平方向に噴霧する１個又
は複数個のノズルを気−液接触部上方に設けたことを特
徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の湿式ガス吸収
装置。 - 【請求項７】 気−液接触部内のワイヤ外径寸法を、直
線的に太く細く繰り返して変化させたことを特徴とする
請求項１〜６のいずれかに記載の湿式ガス吸収装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001131362A JP2002320815A (ja) | 2001-04-27 | 2001-04-27 | 湿式吸収法を用いたガス吸収装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001131362A JP2002320815A (ja) | 2001-04-27 | 2001-04-27 | 湿式吸収法を用いたガス吸収装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002320815A true JP2002320815A (ja) | 2002-11-05 |
Family
ID=18979565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001131362A Pending JP2002320815A (ja) | 2001-04-27 | 2001-04-27 | 湿式吸収法を用いたガス吸収装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002320815A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022185263A1 (en) * | 2021-03-05 | 2022-09-09 | King Adbullah University Of Science And Technology | Wetted-wire liquid-gas contactor device |
| US11673324B2 (en) | 2020-08-20 | 2023-06-13 | King Abdullah University Of Science And Technology | Nozzle for 3D bioprinting |
| US11702623B2 (en) | 2017-05-11 | 2023-07-18 | King Abdullah University Of Science And Technology | Device and method for microfluidics-based 3D bioprinting |
-
2001
- 2001-04-27 JP JP2001131362A patent/JP2002320815A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11702623B2 (en) | 2017-05-11 | 2023-07-18 | King Abdullah University Of Science And Technology | Device and method for microfluidics-based 3D bioprinting |
| US11673324B2 (en) | 2020-08-20 | 2023-06-13 | King Abdullah University Of Science And Technology | Nozzle for 3D bioprinting |
| WO2022185263A1 (en) * | 2021-03-05 | 2022-09-09 | King Adbullah University Of Science And Technology | Wetted-wire liquid-gas contactor device |
| WO2022185264A1 (en) * | 2021-03-05 | 2022-09-09 | King Adbullah University Of Science And Technology | Gas capture system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5439509A (en) | Stripping method and apparatus | |
| US2935375A (en) | Method of purifying a gaseous current containing an aerosol | |
| US3739551A (en) | Method of gas absorption and apparatus therefor | |
| CN1043445A (zh) | 气流的洗涤的方法 | |
| US3941572A (en) | Process for gas-absorption and dust-removal | |
| JP3844776B2 (ja) | 気液接触用ガス分散管と，これを用いる気液接触方法及び装置 | |
| JPS6315007B2 (ja) | ||
| Jiao et al. | Selective absorption of H2S with High CO2 concentration in mixture in a rotating packed bed | |
| KR970703808A (ko) | 고속 기체용 동반물질 분리기 및 세척 기체를 재가열시키는 방법(improved entrainment separator for high velocity gases and reheating of scrubber gases) | |
| KR102661360B1 (ko) | 이산화탄소 포획 장치 및 방법 | |
| CN205760565U (zh) | 一种氨法脱硫尾气气溶胶净化装置 | |
| JPH0760107A (ja) | ガス冷却・加湿・浄化用スプレー塔及び方法 | |
| JP2617544B2 (ja) | 気液接触方法 | |
| CN105854538A (zh) | 一种氨-亚硫酸铵法烟气脱硫装置 | |
| Johnstone et al. | Absorption of Gases by Liquid Droplets Design of Simple Spray Scrubbers | |
| JP2002320815A (ja) | 湿式吸収法を用いたガス吸収装置 | |
| CN217549446U (zh) | 一种组合式填料吸收塔 | |
| CN112892182A (zh) | 用中空纤维膜作为填料的喷淋塔及其烟气处理系统 | |
| JP5938346B2 (ja) | 気液接触方法および気液接触装置 | |
| KR100489292B1 (ko) | 가스층 다공판형 배연 탈황 장치 | |
| RU2284849C1 (ru) | Центробежный пылеуловитель | |
| WO1992012786A1 (en) | Stripping method and apparatus | |
| KR100483077B1 (ko) | 개선된 가스분산판을 이용한 습식 배가스 탈황장치 | |
| JP4094694B2 (ja) | 排煙脱硫用ジェットバブリングリアクター | |
| CN214715531U (zh) | 一种废气喷淋塔 |