JP2011088147A - 気体浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の気体浄化ステージを有する気体浄化装置タワーは非常に高くなり、大容量を要する高さまで流体をポンプ送りできるように、処理流体を循環させるポンプに過酷な要求が課されるという問題を解決する。
【解決手段】複数の気体浄化ステージ（１〜４）を含む気体浄化装置であり、複数の気体浄化ステージが、気体浄化装置タワー内の互いに異なる高さ位置に配設される。本発明によれば、最下位にある気体浄化ステージ（１）の上にある気体浄化ステージ（２〜４）のうちの少なくとも１つが、気体浄化装置タワーの内部に配設された環状タンク（１０、１５、２０）を含み、環状タンク（１０、１５、２０）は、浄化されるべき気体が上昇通過できる中央通路（９、１４、１９）を包囲して配設される。
【選択図】図１

Description

本発明は、気体を浄化するための気体浄化装置に係わり、具体的には、複数の気体浄化ステージを含むタワー型（塔型）の気体浄化装置に関するものである。

気体浄化装置は、気体を浄化するという文脈で周知であり、その用途の中でも特に、燃焼排ガス、噴煙、および、例えば化学工業におけるその他のプロセスガスを浄化するために使用される。気体浄化装置は、気体を浄化し、大気中に放出してはならない汚染物質を除去するために使用される。

通常、気体浄化装置は、垂直円筒体として設計される。その内部は、通常、浄化される気体とは逆流方向に処理流体が循環する。添加剤を含むか、または、含まない水等の処理流体がポンプで送られ、気体浄化装置の上部にあるノズル系を通じて気体浄化装置に吹き込まれる。浄化すべき気体が気体浄化装置の底部に導入され、その後、上昇して、頂部で気体浄化装置を出てゆくようになっている。処理流体と気体が、このようにして互いに接触せしめられ、もって、例えばＨＣｌ、ＳＯ_２、および、ＨＦのような気体内に存在する或る成分が処理流体に吸収される。気体は、このようにして汚染物質から浄化される。

処理流体と浄化すべき気体との接触を改善するために、充填物として知られる物体を気体浄化装置内に配設することができる。充填物は、プラスチック、金属、または、セラミック材料で作ることができ、気体と流体との接触面積を大きくするか、または、小さくするために、各種幾何学的形状で設計可能である。

気体浄化装置は、前記のとおり、複数の個別ステージで形成でき、各ステージは専用ポンプ循環回路および専用ノズル系を有する。この場合のステージは、特殊な分離層によって分離される。分離層は、処理流体を集め、それをポンプ・タンクに向けて導き、そこから処理流体がポンプ循環系方向に導かれるようになっている。ポンプ・タンクは、通常運転時に、ポンプ系の十分な機能を提供できるように（最も重要なことは、全ての流体がポンプ・タンク内に集められるべき始動時および停止時に、ポンプ系の十分な機能を提供できるように）、十分大きな容量の流体を収容できなければならない。

単一ステージを有する気体浄化装置では、気体浄化装置の下部、すなわち底部が、ポンプ・タンクとして働く。２つ以上のステージを有する気体浄化装置では、複数ステージの流体が混ざり合わないように、気体浄化装置のステージごとに独立したタンク容量が必要である。これを構成する従来の方法は、気体浄化ステージよりも下位に外部タンクを設けることであった。

複数ステージを有する気体浄化装置、および、タワー型で配置された気体浄化装置に関して、タンクを有する前記解決策は、気体浄化装置ごとに供給ラインおよび回収ラインの両者について大規模なパイプ設置につながる。複数の気体浄化ステージを有するタワーは非常に高くなるであろうから、大容量を要する高さまで流体をポンプ送りできるように、処理流体を循環させるポンプに過酷な要求が課される。さらに、パイプの流体量は極めて大きくなるので、タンクは何らかの原因で流れが停止した場合に全ての流体を収容できるような大きさでなければならない。

したがって、本発明の目的は、気体浄化装置、特に、パイプおよびタンクの設置に関する前記問題をより効率的な方法で解決することができる複数の気体浄化ステージを有する気体浄化装置タワーを得ることである。

前記本発明の目的は、以下の気体浄化装置によって達成される。
複数の気体浄化ステージが気体浄化装置タワー内の互いに異なる高さ位置に配設されて成る気体浄化装置であり、本発明によれば、最下位の気体浄化ステージの上にある複数の気体浄化ステージのうちの少なくとも１つが、気体浄化装置タワーの内部に配設された環状タンクを含み、該環状タンクは、浄化されるべき気体が上昇通過できる中央通路を包囲して配設される。

第１ステージの上の全ての気体浄化ステージに、かかる環状タンクを設けるのが適切である。

本発明による気体浄化装置タワーをどのように設計するかを示す原理図。 気体浄化装置タワー内の異なるステージ間で用いられる流体収集樋の概略斜視図。 第１の設計による循環ポンプの配置を模式的に示す図。 第２の設計による循環ポンプの配置を模式的に示す図。 第３の設計による循環ポンプの配置を模式的に示す図。

以下、添付図に示される非限定的実施例として本発明の詳細を説明する。

かくして、図１は、４つの気体浄化ステージ１、２、３、４を含む気体浄化装置タワーを模式的に示している。気体浄化装置タワーは、円筒形外皮５によって包囲され、浄化すべき気体用の入口６を底部に有する。最下位の気体浄化ステージ１において、最下位気体浄化ステージ１で、入ってくる気体の浄化に使用される流体用としてタワー内部に収集タンク７が形成される。この流体は、図示されないパイプおよび循環ポンプによって、収集タンクから、気体浄化ステージ１の上部にあるノズル梁８まで供給され、そこで上昇流気体と接触するように噴霧される。

図示のとおり、最下位気体浄化ステージの上の気体浄化装置タワー１内部に狭窄部分があり、気体が次の気体浄化ステージ２に向かって上方向に流れるようにするため、タワーの中央に通路９を作っている。通路９とタワーの外表面５との間に環状空間が形成され、そこに第２気体浄化ステージから浄化流体を受け入れるための環状タンク１０を配置できる。図２に詳細に示されている分離樋１１は、通路９内の最上部に配設され、そこでは上からくる浄化流体が集められ、分離樋１１を包囲する環状タンク１０に送り出される。しかしながら、通路９を通じて下方の気体浄化ステージ１から到達した気体は、分離樋１１を通過して、その上昇の流れを続ける。環状タンク１０からの接続部１２も配設され、そこには、環状タンク１０に集められた流体を第２の気体浄化ステージ２の上部に配置されたノズル梁１３までポンプ上げするために、図示されない循環ポンプおよびパイプを接続することができ、そこで流体が噴霧され、第２気体浄化ステージ２の上昇流気体と接触する。

気体浄化装置の第３および第４ステージ３、４は、同様の方法で、気体浄化タワー内部に狭窄部分を有し、気体浄化装置の次のステージ３、４に向かって上方向に気体が流れるようにするため、タワーの中央に通路１４、１９を形成している。通路１４および１９とタワーの外部表面５との間に環状空間が形成され、さらにそこに気体浄化装置の第３および第４ステージから浄化流体を受け入れるための環状タンク１５、２０を配置することができる。分離樋１６、２１は、通路１４、１９内の最上部に配置され、そこでは上から流入した浄化流体が収集され、分離樋１６、２１を取り囲む環状タンク１５、２０に送り出される。しかしながら、通路１４、１９を通じて下方の気体浄化ステージ２、３から流入した気体は、分離樋１６、２１を通過して、その上昇の流れを続けることができる。接続１７、２２はまた、環状タンク１５、２０からも配置されるが、その各々には、環状タンク１５、２０に収集された流体を気体浄化装置の第３ステージ３および気体浄化装置の第４ステージ４の上部に配置された噴霧梁１８、２３までポンプ上げするために、循環ポンプおよびパイプ（図３〜図５参照）を接続することができ、そこで流体は噴霧されて第３気体浄化ステージ３および第４気体浄化ステージ４の上昇流気体と接触する。

気体浄化装置タワーは、気体浄化装置タワーで浄化された気体のための放出口２４を有する第４気体浄化ステージ４の上で終る。

気体浄化装置タワーは、本実施例に示されている４つの気体浄化ステージよりも少ないかまたは多い気体浄化ステージを含み得ることは明らかである。また、本発明にとって重要である気体浄化装置タワーの部分のみが、図示されて本明細書に説明されていることにも留意されたい。

図２は、前記のとおり、本発明により気体浄化装置で使用される分離樋１１、１６、２１を示している。そのような分離樋１１、１６、２１は、このように気体浄化装置の異なるステージの間で使用され、浄化流体を分離して、それを再循環のために関連するタンク１０、１５、２０に導く。分離樋は、斜めに配置された複数の薄板２５を備え、これに沿って流体は樋通路２６へ流れ落ちることができる。各薄板２５には、関連する樋通路２６が設けられている。樋通路２６は、両端が開口状態になっており、樋通路２６に流れ込んだ流体が関連するタンク１０、１５、２０に送り出されるように、通路９、１４、１９の全直径よりも多少長く延びている。気体が通過して下から上昇できる空間が、薄板２５と各樋通路の各ペアの間に形成される。しかしながら、この空間は、上から流体が分離樋１１、１６、２１を通じて下方に流れることができないように、または実質的に流れることができないように、隣接する薄板によって覆われている。

図３は、タンク１０に収集された浄化流体を循環させて噴霧梁１３まで戻すために、例えば、タンク１０に循環ポンプ２７を配置する方法の第１実施例を示している。ポンプ・タンク２８は、本実施例において気体浄化装置タワーの外部表面５の外側に接続されているが、このポンプ・タンクは接続１２を通じて外皮の内側のタンク１０に直接接続される。循環ポンプ２７は、供給パイプ２９を通じて十分な量の浄化流体を噴霧梁１３まで供給することのできる任意の適切なポンプであってもよい。

１つの好ましい実施例によれば、供給パイプ２９は、気体浄化装置タワーの外皮５の内側に配置される。

図３に示されているように、別個のポンプ・タンク２８を外皮５の外側に配置し、循環ポンプ２７も外皮５の外側に配置することにより、これらの部分には点検および保守のために容易に手が届くようになり、供給パイプ２９の長さは、関連する気体浄化ステージ、示されている実施例ではステージ２の高さに制限することができる。循環ポンプおよびポンプ・タンクのそのような配置が気体浄化装置タワーの任意の気体浄化ステージについても可能であることが明らかであり、供給パイプの長さをこのようにして関連する気体浄化ステージの高さに制限できることは明白である。循環ポンプはまた、ポンプが常時地上に配置されるならば、必要とされる供給容量よりも少なくすることもできる。

図４は、タンク１５に収集された浄化流体を噴霧梁１８まで再循環させるために、例えば、タンク１５に循環ポンプ３０を配置することができる方法の第２実施例を示している。本実施例において、フレームに取り付けられた床板等のキャリア３１は、例えば、気体浄化装置タワーの外皮５の外側に配置され、そのキャリアはタンク１５と同じ高さにおいて循環ポンプ３０を支持する。循環ポンプ３０は、入口パイプ３２および接続１７を通じて、外皮の内側のタンク１５に接続される。循環ポンプ３０は、供給パイプ３３を通じて十分な量の浄化流体を噴霧梁１８まで供給することのできる任意の適切なポンプであってもよい。

図４に示されているように、外皮５の外側で支持される循環ポンプ３０を、外皮５の内側でタンク１５に接続されるように配置することにより、ポンプは点検および保守のために容易に手が届くようになり、供給パイプ３３の長さは、関連する気体浄化ステージ、示されている実施例ではステージ３の高さに制限することができる。循環ポンプのそのような配置が気体浄化装置タワーの任意の気体浄化ステージについても可能であることが明らかであり、供給パイプの長さをこのようにして関連する気体浄化ステージの高さに制限できることは明白である。循環ポンプはまた、ポンプが常時地上に配置されるならば必要とされる供給容量よりも少なくすることもできる。

図５は、タンク１５に収集された浄化流体を噴霧梁１８まで再循環させるために、例えば、タンク１５に循環ポンプ３４を接続することができる方法の、第３実施例を示している。この設計において、フレームに取り付けられた床板等のキャリア３５は、例えば、気体浄化装置タワーの外皮５の外側に配置され、そのキャリアは地表面において循環ポンプ３４を支持する。循環ポンプ３４は、入口パイプ３６および接続１７を通じて、外皮の内側のタンク１５に接続される。循環ポンプ３４は、供給パイプ３７を通じて十分な量の浄化流体を噴霧梁１８まで供給することのできる任意の適切なポンプであってもよい。

１つの好ましい実施例によれば、供給パイプ３７は、気体浄化装置タワーの外皮５の内側に配置される。これはまた、入口パイプ３６の場合にもあてはめることができる。

図５による設計は、点検および保守のために循環ポンプ３４への容易なアクセスをもたらすが、これは必然的に、先の２つの実施例の場合よりも長いパイプを設置することにつながる。

本発明による気体浄化装置は、気体浄化装置の応用分野とは関係なく、積層配置される２つまたはそれ以上のステージを含むあらゆる形式の気体浄化装置に使用することができる。

本発明による気体浄化装置は、気体と流体との接触面積をより大きくまたはより小さくするために、導入部で説明されている種類の充填物を周知の方法で備えることができる。

気体浄化装置の外部表面５の外側に設置されることが図において示されているパイプおよび供給パイプは、長期の非稼働期間中に凍結してしまう危険を回避するため、また工場での組み立てを可能にするために、この外皮の内側に有利に設置することができる。

Claims (10)

1. 複数の気体浄化ステージ（１〜４）を含む気体浄化装置であって、前記複数の気体浄化ステージは、気体浄化装置タワー内の互いに異なる高さ位置に配設されて成る前記気体浄化装置において、
   最下位にある前記気体浄化ステージ（１）の上にある前記気体浄化ステージ（２〜４）のうちの少なくとも１つが、前記気体浄化装置タワーの内部に配設された環状タンク（１０、１５、２０）を含み、
   前記環状タンク（１０、１５、２０）は、浄化されるべき気体が上昇通過できる中央通路（９、１４、１９）を包囲して配設されている気体浄化装置。
2. 前記最下位にある気体浄化ステージ（１）の上にある全ての気体浄化ステージ（２〜４）が、前記気体浄化装置タワーの内部に配置された環状タンク（１０、１５、２０）を含むことを特徴とする請求項１に記載された気体浄化装置。
3. 前記気体洗浄装置の各ステージ（１〜４）に循環ポンプ（２７、３０、３４）を配設して、前記気体浄化ステージの底部で前記タンク（７、１０、１５、２０）から、供給パイプ（２９、３３、３７）を通して、前記気体浄化ステージ（１〜４）の上部に配設された噴霧梁（８、１３、１８、２３）まで、前記環状タンク内に存在する流体を供給して、上昇気体流に対して逆向きに前記気体浄化装置の横断面全体に分配するようになされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された気体浄化装置。
4. 浄化流体を上昇流気体と分離して、該浄化流体を前記環状タンク（１０、１５、２０）に導くために、前記最下位にある気体浄化ステージの上にある各ステージ（２〜４）の底部に分離樋（１１、１６、２１）が配設されていることを特徴とする請求項３に記載された気体浄化装置。
5. 前記分離樋（１１、１６、２１）が斜めに配置された複数の薄板（２５）を含み、該薄板は、上から前記薄板の下に配設された樋通路（２６）まで到達する浄化流体を導き、前記樋通路は、前記浄化流体を前記環状タンクに導くことを特徴とする請求項４に記載された気体浄化装置。
6. 前記循環ポンプ（２７、３０）が、前記環状タンクに接続されて、前記タンクと実質的に同じ高さに配置されていることを特徴とする請求項３から請求項５までのいずれか１項に記載された気体浄化装置。
7. 前記循環ポンプ（３０）が、前記環状タンク（１５）の外側であって前記気体浄化装置タワーの外側に配設され、入口パイプ（３２）によって前記環状タンク（１５）の接続部（１７）に接続されていることを特徴とする請求項６に記載された気体浄化装置。
8. ポンプ・タンク（２８）が、前記環状タンク（１０）の外側であって前記気体浄化装置タワーの外側に配設されて、接続部（１２）を介して前記タンク（１０）に直接接続されており、
   前記循環ポンプ（２７）が、前記ポンプ・タンク（２８）の内部に配設されるか、または、前記ポンプ・タンク（２８）に接続されることを特徴とする請求項６に記載された気体浄化装置。
9. 前記循環ポンプ（３４）が、前記環状タンク（１５）の外側であって前記気体浄化装置タワーの外側で地上に配設され、入口パイプ（３６）によって前記タンク（１５）の接続部（１７）に接続されていることを特徴とする請求項３から請求項５までのいずれか１項に記載された気体浄化装置。
10. 前記浄化流体を前記ノズル梁（８、１３、１８、２３）に供給するための前記供給パイプ（２９、３７）が、前記気体浄化装置タワーの外部表面（５）の内側に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載された気体浄化装置。

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