JP2008188517A - 微粒子含有ガスの処理方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】微粒子除去効率が高い微粒子含有ガスの処理装置と、この微粒子含有ガスの処理装置を用いた微粒子含有ガスの処理方法とを提供する。
【解決手段】ポンプ６によってタンク５内の液を散水管８に供給し、散水管８の散水口８ａから吐出させる。この液は、分散板９の孔９ａを通って広い範囲に均等に分散されて流下する。この液は、トレイ１０の凹所１２に溜まり、その開口１６から溢出し、透水性マット２０を透過する。ガスは凹所１２内の液面に当たって流れ方向を略直角に変え、液に捕集される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ミスト、粉体などの微粒子を含有したガスから微粒子を除去するための装置と、この装置を用いた微粒子含有ガスの処理方法とに関する。

硫酸含有ガスの処理装置として充填層式スクラバが周知である（例えば特開２０００−２１９５０４）。

また、塔上部に吸収液散布用スプレーノズルを配置し、塔下部に、吸収液を受け止める複数の樋状部材を千鳥状に配置し、排ガスを上向流にて塔内に通して硫黄酸化物を吸収液に吸収させる脱硫塔が特開平５−２２０３３２に記載されている。
特開２０００−２１９５０４ 特開平５−２２０３３２

上記従来の微粒子含有ガスの処理装置は、いずれもガスを上向流で通す吸収塔方式のもので大型の装置である。

上向流方式の吸収塔で微粒子含有ガスからの微粒子除去を実施しようとすると、やはり大型の装置が必要となり実用的ではない。

本発明は、比較的小型であっても微粒子除去効率が高い微粒子含有ガスの処理装置と、この微粒子含有ガスの処理装置を用いた微粒子含有ガスの処理方法とを提供することを目的とする。

請求項１の微粒子含有ガスの処理装置は、微粒子を含有するガスから微粒子を除去するための装置であって、ガスが上方から下方に通過するケーシングと、該ケーシング内の上部に配置された液の吐出手段と、該吐出手段の下側に配置されたトレイと、該ケーシングの下部から液を前記吐出手段に供給するポンプと、を備えてなり、該トレイは、液を収容可能な複数の凹所と、該凹所からガスを流出させると共に、液を溢出させるための流出部とを有することを特徴とするものである。

請求項２の微粒子含有ガスの処理装置は、請求項１において、前記凹所は、底面と、該底面から立ち上がる側壁部とを有しており、隣接する凹所同士の間は、各凹所の側壁部間に形成された、下方に向って開放する空所となっており、前記流出部は、該側壁部に設けられた開口よりなることを特徴とするものである。

請求項３の微粒子含有ガスの処理装置は、請求項１又は２において、前記トレイは、前記ケーシングの水平断面の略全域にわたって設けられており、１個の凹所の前記流出部レベルにおける水平断面積が１０〜６０ｃｍ^２であり、ケーシングの水平断面積に対する各凹所の流出部レベルの水平断面積の合計の割合が６０〜９５％であることを特徴とするものである。

請求項４の微粒子含有ガスの処理装置は、請求項１ないし３のいずれか１項において、前記トレイが上下に複数段配置されていることを特徴とするものである。

請求項５の微粒子含有ガスの処理装置は、請求項４において、少なくとも１つのトレイの下側に、このトレイを支承する透水性マットが配置されていることを特徴とするものである。

請求項６の微粒子含有ガスの処理装置は、請求項５において、該透水性マットは繊維成形体よりなることを特徴とするものである。

請求項７の微粒子含有ガスの処理装置は、請求項１ないし６のいずれか１項において、前記吐出手段の下側かつ前記トレイの上側に、液を分散させるための分散板が配置されていることを特徴とするものである。

請求項８の微粒子含有ガスの処理方法は、請求項１ないし７のいずれか１項の微粒子含有ガスの処理装置を用いるものである。

請求項９の微粒子含有ガスの処理方法は、請求項８において、微粒子はミストであることを特徴とするものである。

請求項１０の微粒子含有ガスの処理方法は、請求項９において、ミストは酸性のミストであることを特徴とするものである。

請求項１１の微粒子含有ガスの処理方法は、請求項８において、微粒子の少なくとも一部は粉体であることを特徴とするものである。

本発明の微粒子含有ガスの処理装置を用いて微粒子含有ガスから微粒子を除去する場合、ケーシング上部の吐出手段から液を吐出させると共に、ケーシング内に微粒子含有ガスを下向流にて流通させる。このガスは、トレイの凹所内の液面に当って流れ方向を変える。そして、液と共にトレイの流出部から流出する。

このようにガスが凹所内の液面に当って流れ方向を変えるときに、ガス中の微粒子が液面と接触し、液に捕集される。微粒子がミストとくに硫酸、硝酸などを含む酸性のミストのときには、微粒子が液面と接触すると直ちに液に吸収される如くして捕集されるので、極めて効率よく微粒子が捕集される。

本発明において、トレイを透水性マットで支承するようにした場合には、トレイの変形が防止される。また、この透水性マットが充填層として機能するようになり、微粒子や吸収性ガス成分が除去される。

透水性マットを繊維成形体にて構成した場合には、通気圧損が低いものとなる。

吐出手段の下側に多孔板を設け、液を分散させるようにした場合には、トレイの広い範囲に万遍なく液が供給されるようになる。

なお、本発明は、ミスト以外の粉体微粒子を含有したガスの処理にも用いることができる。

以下、図面を参照して本発明の代表的な実施の形態について説明する。第１図は実施の形態に係る微粒子含有ガスの処理装置の縦断面図、第２図はトレイの斜視図、第３図はトレイ単体の斜視図、第４図はトレイの一部の断面斜視図、第５図は微粒子含有ガスの処理装置内のガス及び水の流れを説明する断面図である。

ケーシング１は、筒軸方向を鉛直方向とした円筒状又は角筒状であり、その頂部にガスの流入口２が設けられ、下部にガスの流出口３が設けられている。後述するトレイ設置の容易さから、角筒状が好ましい。また、ケーシング１の底部に液を流出させるための排水口４が設けられ、この排水口４にタンク５が接続されている。

ケーシング１内の上部に散水管８が設置されており、タンク５内の液はポンプ６及び配管７を介して該散水管８に供給される。散水管８には複数の散水口８ａが設けられている。

この散水管８の下側に、多数の孔９ａが均等に配置された、パンチングプレート等の多孔板よりなる分散板９が水平に設置されている。

この分散板９の下側にトレイ１０が配置されている。この実施の形態では、トレイ１０は複数段設置されており、各トレイ１０同士の間に透水性マット２０が配置されている。また、最下段のトレイ１０の下側にもマット２０が複数段、積層状に配置されている。最下層のマット２０は、ケーシング１内の下部に設けられたスクリーンやバーなどの支持部材２１上に載置されている。

各トレイ１０は、各々の下側に配置されたマット２０上に載置されているが、ケーシング１の内面に係止部を設け、この係止部に掛けるようにしてトレイ１０を設置してもよい。

マット２０としては、合成樹脂繊維の成形体よりなるものが、透水性に優れ、好適であるが、スポンジ状のものであってもよい。合成樹脂としては、塩化ビニリデン、ポリプロピレン等を用いることができる。

次に、トレイ１０の構成について第２〜４図を参照して説明する。

この実施の形態では、トレイ１０は長尺のトレイ単体１１を複数個並設したものである。トレイ単体１１には、複数の凹所１２がトレイ単体１１の長手方向に配列設置されている。第４図の通り、各凹所１２は、方形の底面１３と、この底面１３から起立する側壁面１４，１５と、で囲まれている。側壁面１５はトレイ単体１１の長手方向に延在しており、側壁面１４はそれと直交方向に延在している。隣接する凹所１２，１２の側壁面１４，１４同士の間には、下方に向って開放した空所１７が形成されている。

各側壁面１４，１５には、凹所１２内からガス及び液を流出させる流出部として開口１６が設けられている。各開口１６のレベル（底面１３からの高さ）は同一である。側壁面１４に設けられた開口１６は、前記空所１７に臨んでいる。

各トレイ単体１１は、長手方向の側面を揃えて配列されており、隣接するトレイ単体１１，１１の側壁面１５，１５同士の間にも下方に向って開放する空所１８が形成されており、側壁面１５に設けられた開口１６は空所１８に臨んでいる。

このように構成された微粒子含有ガスの処理装置による微粒子含有ガスの処理について次に説明する。

ポンプ６によってタンク５内の液を散水管８に供給し、散水管８の散水口８ａから吐出させる。この液は、分散板９の孔９ａを通って、ケーシング１内の全域に均等に分散されて流下する。この液は、第５図の通り、最上段のトレイ１０の凹所１２に溜まり、その開口１６から溢出し、透水性マット２０を透過し、第２段目のトレイ１０の凹所１２に溜まる。次いで、液はこの第２段目のトレイ１０の開口１６を溢出し、その下側のマット２０を透過し、第３段目のトレイ１０の凹所１２に溜まり、その開口１６から溢出する。以下、液は同様にして最下段のトレイ１０にまで流れ、最下段のトレイ１０の開口１６から溢出した後、マット２０を透過し、排水口４からタンク５内へ流れ込む。

微粒子含有ガスは、流入口２からケーシング１内に導入され、最上段のトレイ１０に向かって流れ、最上段のトレイ１０の凹所１２内に入り込む。そして、ガスは凹所１２内の液面に当たって流れ方向を略直角に変え、開口１６を通過して空所１７，１８に流出する。次いで、ガスは、マット２０を透過して上から２段目のトレイ１０の凹所１２に入り込み、同様に流れ方向を略直角に変え、開口１６を通過して空所１７，１８に流出する。

以下、ガスは同様にして最下段のトレイ１０まで流れ、さらにその下側のマット２０を透過し、流出口３から流出する。

ガスが凹所１２内の液面に当って流れ方向を変える際に、ガス中の微粒子は液面と接触し、液中に捕集される。また、ガスがマット２０を透過する際に、マット２０を透過している液と接触し、捕集される。また、微粒子の一部は、マット２０に直に捕束される。

このようにしてガス中の微粒子が捕集されることによりガスから微粒子が除去される。なお、処理を継続すると、液が蒸発して液量が減少してくるので、タンク６や配管７あるいはケーシング１に適宜液を補給する。また、液が次第に濃厚になってくるので、適宜液をタンク５等から取り出すブロー操作を行う。

上記実施の形態では、配管７がケーシング１の外側に引き回されているが、配管７はケーシング１内を引き通されてもよい。第６図、第７図はその場合のトレイの一例を示すものである。

第６図のトレイ１０Ａは、一部のトレイ単体として、トレイ単体１１よりも長さの短いトレイ単体１１Ａ，１１Ａを配置し、トレイ単体１１Ａ，１１Ａ同士の間にスペースを形成し、このスペースに配管７を引き通している。

第６図では、トレイ単体１１Ａがトレイ単体１１と同様の凹所１２を有したものとなっているが、第７図のトレイ１０Ｂのように上開容器状のトレイ単体１１Ｂを用いてもよい。

第６，７図のその他の構成は上記実施の形態と同一であり、同一符号は同一部分を示している。

上記実施の形態では、トレイ単体を並設してトレイを構成しているが、第８図の通り、１枚のトレイ３０に縦横に凹所３１を設け、凹所３１の側壁面に、液及びガスを流出させる開口３２を設けてもよい。

上記実施の形態ではケーシング１の底部の液をタンク５を介してポンプ６により送液しているが、タンク５を省略し、ケーシング１の底部から液を直接にポンプで散水管８に送ってもよい。また、本発明ではマット２０や分散板９を省略してもよい。

なお、１個の凹所１２の開口１６のレベルにおける水平断面積Ｓは１０〜６０ｃｍ^２特に１０〜４５ｃｍ^２程度が好適である。１段のトレイ１０に設けられた全て（ｎ個）の凹所１２の開口１６レベルにおける水平断面積Ｓの合計Ｓ×ｎとケーシング１の水平断面積Ａとの比（Ｓ×ｎ）／Ａの百分比は６０〜９５％特に７５〜９５％程度が好適である。

凹所１２の深さは１０〜５０ｍｍ特に２０〜３０ｍｍ程度が好適である。また、凹所１２内の液深すなわち開口１６の底面１３からの高さは４〜３０ｍｍ特に８〜１５ｍｍ程度が好適である。

凹所１２は方形でなくてもよく、円形や楕円形、三角形、多角形であってもよい。

各凹所の大きさは均一であることが好ましいが、１段のトレイに大きさの異なる凹所が設けられてもよい。また、一部の段のトレイの凹所の大きさや形状を他の段のトレイと異ならせてもよい。

本発明の微粒子含有ガスの処理装置は、微粒子としてミスト、固形粉体などを含む各種のガスの処理に用いることができる。特に、ミストとして硫酸や硝酸などを含む酸性のミストを含有するガスの処理を効率よく行うことができる。また、液としては捕集の対象に応じて、水やアルカリ水溶液、有機溶剤等を適宜選択可能である。酸性のミストを捕集する場合は、水やアルカリ水溶液が好ましく、特に水が安価で取り扱いも容易であり好ましい。

第９図は硫酸ミストを発生させるドラフト設備に本発明を組み込んだ模式的な断面図である。

ドラフトチャンバ４０内のステージ４１上にるつぼ４２が載置され、硫酸ミストが発生している。この硫酸ミストを含んだガスがダクト４３を介して本発明の微粒子含有ガスの処理装置５０に導入されている。散水管５１からの液がトレイとマットとの積層体５２に供給され、排水口５３、タンク５４、ポンプ５５、配管５６を介して散水管５１に循環される。

処理されたガスは、流出ゾーン６０、ミスト捕集用の樹脂製マット６１、ダンパ６２、流出口６３を介して流出する。

以下、実施例及び比較例について説明する。
実施例１
第１〜４図に示す微粒子含有ガスの処理装置において、トレイの数を１とし、諸元を次の通り設定した。

ケーシング１の大きさ：６３ｃｍ×３６ｃｍ×１００ｃｍＨ
トレイ１０の凹所１２の開口１６のレベルにおける水平断面積：４２ｃｍ^２
凹所１２の深さ：２５ｍｍ
開口１６の底面１３からの高さ：１２ｍｍ
トレイ全体の凹所１２の数：３９個
トレイの段数：１
マットの種類：ポリビニリデン繊維の成形体。厚み５０ｍｍ
マットの数：１４
液：上水（水道水）
散水管８からの吐出量：３９Ｌ／ｍｉｎ
ガスの種類：加熱により硫酸を揮発速度４ｇ／ｍｉｎで揮発させたものを含む硫酸ミスト含有ガス
ガスの風量：１０ｃｍ^３／ｍｉｎ
ガスの温度：２５〜３５℃
その結果、硫酸ミスト除去率は４６％であった。

実施例２
トレイを２段とし、トレイ同士の間にマット１枚を挟んだ。マットの総枚数は１３枚とした。その他の条件は実施例１と同一とした。
その結果、硫酸ミスト除去率は６５％となった。

実施例３
トレイを３段とし、トレイ同士の間にマット１枚を挟んだ。マットの総枚数は１２枚とした。その他の条件は実施例２と同一とした。
その結果、硫酸ミスト除去率は７３％となった。

実施例４
硫酸揮発速度を約２．５ｇ／ｍｉｎとしたこと以外は実施例３と同一条件とした。
その結果、硫酸ミスト除去率は７４％となった。

実施例５
水量を５５Ｌ／ｍｉｎとしたこと以外は実施例４と同一条件とした。その結果、硫酸ミスト除去率は８６％となった。

比較例１
トレイ及びマットを撤去し、代わりにラシヒリングを充填層高７５ｃｍとなるように充填した。水量は２４Ｌ／ｍｉｎ、風量は２４ｍ^３／ｍｉｎ、硫酸揮発速度を４ｇ／ｍｉｎとした。
その結果、硫酸ミスト除去率は１６％に止まった。

比較例２
実施例１で、トレイを撤去し、マットを１５枚としたこと以外は実施例１と同一条件とした。
その結果、除去率は３６％にとどまった。

以上の実施例及び比較例より、本発明によると硫酸ミストを効率よく除去することができることが認められた。

実施の形態に係る微粒子含有ガスの処理装置の縦断面図である。 トレイの斜視図である。 トレイ単体の斜視図である。 トレイの一部の断面斜視図である。 微粒子含有ガスの処理装置内のガス及び水の流れを説明する断面図である。 別の実施の形態に係るトレイの斜視図である。 さらに別の実施の形態に係るトレイの断面斜視図である。 異なる実施の形態に係るトレイの斜視図である。 本発明を適用したドラフト設備の断面図である。

符号の説明

１ ケーシング
８ 散水管
９ 分散板
１０ トレイ
１２ 凹所
１３ 凹所の底面
１４，１５ 側壁面
１６ 開口（流出部）
２０ 透水マット

Claims (11)

1. 微粒子を含有するガスから微粒子を除去するための装置であって、
   ガスが上方から下方に通過するケーシングと、
   該ケーシング内の上部に配置された液の吐出手段と、
   該吐出手段の下側に配置されたトレイと、
   該ケーシングの下部から液を前記吐出手段に供給するポンプと、
   を備えてなり、
   該トレイは、
   液を収容可能な複数の凹所と、
   該凹所からガスを流出させると共に、液を溢出させるための流出部と
   を有することを特徴とする微粒子含有ガスの処理装置。
2. 請求項１において、前記凹所は、底面と、該底面から立ち上がる側壁部とを有しており、
   隣接する凹所同士の間は、各凹所の側壁部間に形成された、下方に向って開放する空所となっており、前記流出部は、該側壁部に設けられた開口よりなることを特徴とする微粒子含有ガスの処理装置。
3. 請求項１又は２において、前記トレイは、前記ケーシングの水平断面の略全域にわたって設けられており、１個の凹所の前記流出部レベルにおける水平断面積が１０〜６０ｃｍ^２であり、ケーシングの水平断面積に対する各凹所の流出部レベルの水平断面積の合計の割合が６０〜９５％であることを特徴とする微粒子含有ガスの処理装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項において、前記トレイが上下に複数段配置されていることを特徴とする微粒子含有ガスの処理装置。
5. 請求項４において、少なくとも１つのトレイの下側に、このトレイを支承する透水性マットが配置されていることを特徴とする微粒子含有ガスの処理装置。
6. 請求項５において、該透水性マットは繊維成形体よりなることを特徴とする微粒子含有ガスの処理装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項において、前記吐出手段の下側かつ前記トレイの上側に、液を分散させるための分散板が配置されていることを特徴とする微粒子含有ガスの処理装置。
8. 請求項１ないし７のいずれか１項の微粒子含有ガスの処理装置を用いた微粒子含有ガスの処理方法。
9. 請求項８において、微粒子はミストであることを特徴とする微粒子含有ガスの処理方法。
10. 請求項９において、ミストは酸性のミストであることを特徴とする微粒子含有ガスの処理方法。
11. 請求項８において、微粒子の少なくとも一部は粉体であることを特徴とする微粒子含有ガスの処理方法。

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