JP2016530981A - 粉末状化合物を噴射することによりガスを処理する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、下記のステップ：粉末状化合物をガスライン内に噴射するステップと、水相を液滴の形で前記ライン内に噴射するステップと、ガスから汚染物質を捕獲するステップと、前記粉末状化合物を別々に回収するステップとを含む、ガスを処理するための方法に関する。水相を液滴の形で噴射するためのステップは、噴射されたときに、ガスライン内で粉末状化合物の粒子が含水するように行われる。

Description

本発明は、ガス導管内で所定の流動方向を有するガスを処理するための方法であって、
ａ）粉末状化合物を、粉末状化合物の噴射点で煙道ガス導管内に噴射するステップであり、前記ガス導管内で粉末状化合物の粒子の雲霧又は流れが形成されるステップと、
ｂ）水相を、液滴として前記ガス導管内に噴射するステップと、
ｃ）前記粉末状化合物と共にガスの汚染物質を捕獲するステップと、
ｄ）汚染物質が濃縮された前記粉末状化合物、及び汚染物質が減少したガスを、別々に回収するステップと
を含む方法に関する。

典型的には、ガス、特に煙道ガスの処理は、酸性ガス、特にＨＣｌ、ＳＯ_２、及び／又はＨＦの低減を必要とし、この低減は、しばしば無機質の、乾燥した、粉末状の物質を煙道ガス流中に噴射することによって、又は固定された若しくは運動中の固体粒子を含む濾床を通して、乾燥条件下で実施されてもよい。この場合、粉末状化合物は一般に、カルシウム−マグネシウム化合物、特に石灰、好ましくは消石灰若しくは水和石灰、又は炭酸ナトリウム若しくは炭酸水素ナトリウムのようなナリウム化合物を含む。その他の無機化合物を使用してもよく、特に、ダイオキシン、フラン、及び／又は水銀を含めた重金属を低減するのに使用されるもの、例えばセピオライト又はハロイサイトのようなフィロケイ酸塩をベースにしたものなどが使用されてもよい。

本発明は、より詳細には、処理済みガスの酸性ガス成分の低減率を改善するために、ガス流中の酸性汚染物質を獲得する能力を有する粉末状生成物を噴射することによって、ガス、特に煙道ガス中の酸性ガスを低減させるための方法を対象とする。

より詳細には、粉末状水和石灰によるこれら煙道ガスの処理は、公知であり、乾燥粉末状水和石灰の代わりに加湿水和石灰の使用によって改善される。事実、固相の粒子による気相の汚染物質の吸収は、水の存在によって改善される。時々、そのような煙道ガス処理は、半乾燥法として記述される。石灰乳が煙道ガス流中に噴射される、水和石灰及び水を使用する方法も公知である。残念ながら、石灰乳の噴射は、エネルギーを消費し且つ摩耗及び腐食を受ける特定の手段（分散タービン、循環ポンプ）の実装を前提とし、目詰まりという問題をもたらす可能性がある。文献ＣＮ ２０１１ ６８５６８及びＪＰ １０−２１６ ５７２はそれぞれ、噴射中に石灰乳懸濁液を作製することによって目詰まりの問題を解決することを意図する代替例を提示する。この目的のため、２つの同心管、即ち内管及び外管からなるランスを使用する。水を、内管を介して噴射し、一方、水和石灰は外管を介して噴射される。ＣＮ ２０１１ ６８５６８によれば、内管の位置は、外管の位置に対して相対的に調節されてもよく、したがって、外管の水和石灰の排出オリフィスに対して、突出若しくは陥没した排出オリフィスを有し又はさらに同じレベルにある、水用の内管を有することが可能になる。

これらの文献によれば、噴霧ランスの設計は、水放射管を粉末状水和石灰の放射管の内側に設ける。したがって、この結果、噴霧された石灰は、水放射用内管内にある噴霧外管内で障害に遭遇する。このように水和石灰は、内管の一般に金属の冷たい表面であってその上で石灰が固まる表面に、接触するようになる。

さらに、これらの文献によれば、水和石灰の湿分レベルは、懸濁液を形成するために、５から６の水／石灰の質量比を誘発させる。この懸濁液は、水和石灰の噴射後にガスがさらに著しく冷却されるという点で、実際に煙道ガスの処理に付属的な悪影響をもたらす。これは、汚染除去を有効にするために、十分高温の煙道ガスを利用可能であることを前提とし；しかし、これは今日では求められておらず、生産業者は最善でも、経済的及び環境上の理由により煙道ガスの熱を回収するというますます明白な傾向を有する。

さらに、水和石灰が冷たい表面に接触した場合、これらの文献の水放射用内管の表面の場合のように、水和石灰放射管内で凝縮が生じ、やはり放射管の詰まりを促進させる結果をもたらし、したがって煙道ガス流への石灰の噴射が乱れる。

最後に、前述の比と同様に高い水／石灰の質量比は、水の利用可能性及び大量消費を前提とする。

ＣＮ ２０１１ ６８５６８ ＪＰ １０−２１６ ５７２ ＷＯ２００７／０００４３３ ＷＯ９７／１４６５０

本発明の目的は、粉末状化合物、好ましくは無機化合物、特に水和石灰を用いて、ガスの、特に煙道ガスの処理を可能にする方法であって、その最中に、詰まりのリスクを著しく低減させ且つ水の消費を最小限に抑え、ガスを実質的に冷却することのない、したがって処理されるこれらのガスからのカロリーの回収を妨げない方法を提供することにより、現況技術の欠点を克服することである。

この問題を解決するために、本発明によれば、最初に示したように、水相を液滴として噴射するための前記ステップが、粉末状化合物粒子の前記雲霧又は流れの中で、前記ガス導管の内側で実施され、その結果、液滴として噴射された水相と噴射された粉末状化合物との０．０５以上且つ１．２以下の重量比に従って、これらの粉末状化合物粒子は、それらの噴射中にガス導管内で加湿されるようになることを特徴とする方法が提供される。

本発明によれば、粉末状化合物の加湿は、処理されるガス導管／流内で、粉末状化合物を噴射する点で実施される。このように、無機化合物の粒子及び水相の液滴は、非常に限局的に共存し、粉末状化合物は制御された手法で加湿される。

液滴としての水相と粉末状化合物との前述の重量比に従って噴射された、水相の液滴及び粉末状化合物の粒子の雲霧では、それによって水相の液滴の層が粉末状化合物の粒子の表面に発生し、低減される汚染物質、特に酸性汚染物質が、粉末状化合物の固相に移動するのを容易にする。水相の液滴の層は、前記重量比に従った粉末状化合物粒子と水相との制御された同時噴射を介して得られ、粉末状化合物の加湿は、粉末状化合物用、特に加湿された水和石灰用の噴射ランスの詰まりという再発する問題を回避する。

より詳細には、水相は、粉末状化合物の噴射点に対して非常に近い場所に噴射される。

「非常に近い」とは、本発明において、水相の噴射点と粉末状化合物の噴射点との間の距離が、粉末状化合物の噴射点又は噴射配管の直径以下、特に半径以下であることを意味する。

有利には、粉末状化合物が無機化合物である。この化合物は、カルシウム−マグネシウム化合物、特に石灰、好ましくは消石灰又は水和石灰を含んでいてもよい。特定の実施例では、無機化合物は、ダイオキシン、フラン、及び／又は水銀を含めた重金属を低減させるのに使用されるもの、例えばセピオライト又はハロイサイトなどをベースにしたものから選択される。使用される粉末状化合物は、有機物、特に炭素質、特に活性炭又は亜炭コークス・タイプのものであってもよい。粉末状化合物は、これらの化合物の混合物であってもよい。

好ましくは、水相は、液体の水、又はアルカリ金属、特にナトリウム、カリウム、及び／又はリチウムの水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩、炭酸水素、硝酸塩、リン酸塩、過硫酸塩、及びモノカルボン酸塩と、これらの混合物とからなる群から選択されたアルカリ化合物の水溶液、又は、アンモニア塩などの、アンモニア若しくは尿素をベースにした化合物の水溶液、又は、特にナトリウム、カリウム、カルシウム、若しくはマグネシウムのアルカリ若しくアルカリ土類若しくはアンモニウムハロゲン化物、特に塩化物及び／又は臭化物をベースにした化合物の水溶液である。さらに水相は、酸、特に有機の二官能性酸（二塩基酸）を含有しても含有しなくてもよい。

いずれにせよ、水相は本質的に単相性である。言い換えれば水相は、液体、特に液体の水から本質的になる。

有利には、前記煙道ガス導管内に噴射される前の水相の温度は１００℃未満、好ましくは４０℃未満、特に３０℃未満、より特別には２０℃未満である。

特定の実施例によれば、水相を噴射するためのステップは、前記ガス導管内のガスの前記所定の流動方向に対して、粉末状化合物の前記噴射点から非常に近い下流で実施される。

粉末状化合物の噴射点の「非常に近い下流」という用語は、本発明において、ガスの流動方向に対して、水相の液滴が粉末状化合物の直後に噴射されることを意味する。したがって噴射された粉末状化合物は、最初にガスに遭遇し、その直後に、形成された水相の液滴に遭遇し、したがって、処理されるガスではなく粉末状化合物が加湿される。

別の特定の実施例では、水相を噴射するためのステップは、前記煙道ガス導管内の煙道ガスの前記所定の流動方向に対して、無機化合物の前記噴射点から非常に近い上流で実施される。

有利には、粉末状化合物を噴射するための前記ステップは、ガスの所定の流動方向に対して９０から１５０度、好ましくは１４５度以下、優先的には１４０度以下、特に１３５度以下の角度を形成する噴射方向に従って、ガス導管内で実施される。

特定の実施例では、前記水相の液滴は、噴射条件に応じて５００から５，０００μｍ、好ましくは５００から５，０００μｍの間の平均液滴サイズを有する。

好ましくは、前記粉末状化合物、特に粉末状水和石灰は、８０μｍ未満、有利には５０μｍ未満、好ましくは３５μｍ、好ましくは２５μｍ、特に１０μｍ以下、特に８μｍ以下の平均粒度ｄ_５０を有する。

粉末状化合物は、別の粉末状化合物、特に炭素質化合物、特に活性炭又は亜炭コークス・タイプのものと共に同時噴射される、粉末状無機化合物であってもよいことが理解される。

より詳細には、本発明の方法によれば、前記粉末状化合物、特に水和石灰は、前記ガス導管内に注入される前に、０．２から１０％の間、特に０．５から４％の間、好ましくは２％未満、特に１．５％未満の湿分（水の質量含量）を有することが提供される。

確かに、粉末状化合物の自由水含量が１０％よりも大きい場合、実施上の問題が生ずる。特に、粉末状化合物が消石灰（水和石灰）であるときに、この自由水含量が２％超、それぞれ４％である場合、取扱いが難しくなり、それぞれ非常に難しくなる（流動、付着物．．．の問題）。

本発明による特定の実施例では、液滴として噴射された前記水相と前記噴射された粉末状化合物との重量比は、０．１以上、優先的には０．２以上、且つ１以下、より特別には０．８以下である。この重量比は、従来の文献ＣＮ ２０１１ ６８５６８及びＪＰ １０−２１６ ５７２に示されたものに比べると比較的小さく、処理されるガスの実質的な冷却を引き起こさないが、それは本発明によれば、添加された水の割合が低減することによって、ガスを加湿せずに、したがってガスを著しく冷却せずに、粉末状化合物の、特に水和石灰の加湿が可能になるからである。

確かに、従来の文献ＣＮ ２０１１ ６８５６８及びＪＰ １０−２１６ ５７２では、水と水和石灰との間の５から６の間の高い重量比は、水和石灰（石灰乳）の懸濁液が、処理されるガスに噴霧されることによって指示される。この場合、ガスの温度は、蒸発によってカロリーを消費する大量の水を噴射することによって大幅に低下する。

特に有利な手法において、本発明による方法では、前記ガスは、前記粉末状化合物の噴射前に、１０から１，１００℃の間、特に１０から１００℃の間、とりわけ１５から８０℃の間、特に２０から７０℃の間、又は１００℃から３００℃の間、好ましくは１３０℃から２５０℃の間、及び優先的には１５０℃から２３０℃の間、特に１６０℃から２２０℃の間を含む温度を有する。本発明による方法の別の代替例では、前記ガスは、前記粉末状化合物の噴射前に、３００℃から５００℃の間、好ましくは３２０℃から４５０℃の間、優先的には３３０℃から４００℃の間、又は８５０から１，１００℃の間、好ましくは９００から１，１００℃の間、優先的には９５０℃から１，０５０℃の間を含む温度を有する。

これは理解されるように、ガスの温度は少量の水から実質的に影響を受けておらず、本発明による液滴のサイズは、粉末状化合物の加湿に本質的に関与する。さらに、噴射された粉末状化合物の雲霧中で、特に粉末状化合物の噴射点の非常に近い場所で水相の噴射を行うとき、水相の液滴と粉末状化合物の粒子との接触が促進され且つ非常に速く、これは酸性汚染物質の低減を最適化させるが、粉末状化合物の粒子の周りに形成された水層によって容易になる。

本発明による方法の代替例では、前記ガスは、前記粉末状化合物の及び前記水相の液滴としての噴射後に、ｎからｎ−１０℃の間、好ましくはｎからｎ−８℃の間、好ましくはｎからｎ−５℃の間、特にｎからｎ−３℃の間を含む温度を有し、但しｎは、粉末状化合物の及び水相の噴射前のガスの温度である。

特に、有利な実施例において、水相の前記噴射は、噴霧配管を通して、好ましくは２から１５０ｂａｒの間を含む圧力でフラット・ジェット・ファンとして実施される。代替例では、この圧力は、むしろ２から２０ｂａｒの間、好ましくは３から１５ｂａｒの間、優先的には約８ｂａｒを含むことになる。別の代替例では、圧力は、２０から１５０ｂａｒの間、特に３０から１００ｂａｒの間を含むことになる。これらの高圧により、噴霧配管の汚れが回避される。

このように、本発明の特定の実施例では非常に微細な液滴が得られ、本発明により蒸気の雲霧を発生させることを求められないその時から、高圧が使用されてもよいが、それは高温ガスを冷却せずにその加湿を改善することによって、非常に微細な液滴として良好な分散が可能になり且つ水相の液滴と粉末状化合物の粒子との接触に効率的に関与するからである。

本発明による方法のその他の実施例は、添付される特許請求の範囲に示される。

本発明の目的は、粉末状化合物、好ましくは無機化合物、特に粉末状水和石灰を、粉末状化合物の供給源に接続され且つガス導管に通じるように配置された粉末状化合物噴射配管を含む前記ガス導管内に噴射するための装置であって、前記粉末状化合物噴射配管が、前記粉末状化合物に接触するように配置構成された外面及び内面を有し、粉末状化合物を噴射するための前記装置が、水相を液滴として噴射するための少なくとも１つの配管をさらに含む装置でもある。

そのような装置は、例えば文献ＣＮ ２０１１ ６８５６８及びＪＰ １０−２１６ ５７２などの現況技術から公知である。石灰乳（懸濁液）で煙道ガスを処理するのに適切な装置を提供することが意図されるこれらの文献では、水噴射配管は、水和石灰の懸濁液を生成するために、水和石灰の噴射用のより大きい直径の配管と同心状である。

文献ＣＮ ２０１１ ６８５６８で述べられるように、石灰乳で煙道ガスを処理するためのある装置では、内管の位置が外管の位置に対して相対的に調節できるようになっている。そのような場合、水用内管は、外管の水和石灰排出オリフィスに対して、突出若しくは陥没した排出オリフィスを有し又はさらに同じレベルにある。

残念ながら、選択された構成とは無関係に、水和石灰噴霧外管と同心状の内管の存在は、水放射内管に対して水和石灰粒子が接するようにする。したがって水和石灰は、金属及び内管の冷たい表面に接触するようになり、その表面には詰まりが生じ易くなる。したがって、以前の詰まりの問題に提供された解決策は、非常に相対的である。

さらに、これらの文献によれば、同心状の構成と、水和石灰の懸濁液を形成しようとする意図は、５から６の水／石灰比が必要であるという作用を持つ。残念ながら、そのような場合、文献ＣＮ ２０１１ ６８５６８及びＪＰ １０−２１６ ５７２による装置は煙道ガスを冷却する作用を持ち、それによって、より経済的で環境に優しい方法を提案するために、煙道ガスからカロリーを回収するという増えつつある傾向を有する工業従事者には新たな課題が課される。

最後に、水和石灰が冷たい表面に接触した場合、これらの文献の水放射内管の表面の場合のように、水和石灰を放射する管内には凝縮が生じ、これも放射管の詰まりをもたらし、したがって煙道ガス流中への石灰の噴射が乱れる。

本発明の目的は、ガスの処理において、粉末状化合物、好ましくは無機化合物、特に水和石灰を噴射させ且つその粒子を加湿させ、そのために詰まりのリスクが著しく低減される装置を提供することによって、現況技術の欠点を克服することであり、これはガスを冷却せずに、それによって処理されるこれらのガスからのカロリーの回収を妨げないという可能性が得られる。

この問題を解決するために、本発明によれば、水相を噴射するための前記少なくとも１つの配管が、粉末状化合物噴射配管の前記外面の周りに局在化した周辺空間に位置付けられることを特徴とする、先に示されたような装置が提供される。

このように、粉末状化合物を噴射するための配管内に噴射された粉末状化合物は、堆積する傾向があり詰まる可能性がある、いかなる障害にも及びそれほど冷たくない表面又は金属表面にも遭遇しない。さらに、粉末状化合物を噴射するための配管の外面の周りに局在化した周辺空間に位置付けられた水相用の前記少なくとも１つの配管は、それ故、粉末状化合物の噴射点に対して非常に近い場所で、水相の液滴、特に液体の水を噴射させるように配置される。非常に近いとは、本発明において、水相及び粉末状化合物をそれぞれ噴射するための配管の外径を隔てる距離が、粉末状化合物を噴射するための配管の直径以下、好ましくは半径未満であることを意味する。

さらに、水相を噴射するための前記少なくとも１つの配管と、粉末状化合物を噴射するための前記配管との特定の構成は、粉末状化合物、特に石灰、及び後者の場合には石灰乳懸濁液を形成することなく、加湿のみ行うことにより、準乾燥法を介してガスを処理する可能性を与える。この操作は、ガスを著しく加湿することなく、したがって熱回収がますます望まれるガスを冷却することなく実施される。この特定の構成は、文献ＣＮ ２０１１ ６８５６８及びＪＰ １０−２１６ ５７２に開示された現況技術とは異なって、高い水／石灰重量比を必要とせず、その値を５から６の間から、１．２以下、好ましくは１以下、より特別には０．８以下の値に低減させることができる。したがって、粉末状化合物、特に水和石灰の粒子の雲霧は、煙道ガスの流れの中で発生し、水相の液滴、特に水の液滴は、比較的少量で、ガス流中に噴射される。これらの水相の液滴は、粉末状化合物粒子の稠密な雲霧に遭遇し、汚染物質、特にガスの酸性化合物の低減を、ガスの冷却なしに改善する。

優先的な実施例では、装置は、水相を液滴として噴射するための複数の配管を備え、そのそれぞれは、水相の前記供給源に接続された分配器に接続されており、前記複数の噴射配管の各配管は、前記周辺空間に位置付けられ、各配管にはさらに弁が設けられている。

有利には、本発明による装置において、水相を噴射するための各配管は同心管内に配置され、その外側には、水相を噴射するための配管が引込み可能である。

より詳細には、本発明によれば、水相を噴射するための各配管は、スロット又は平面噴霧器として排出オリフィスを含む。

本発明の代替例では、分配器は、２から１５０ｂａｒの間、特に２から２０ｂａｒの間、好ましくは３から１５ｂａｒの間、より優先的には約８ｂａｒ、別の代替例では２０から１５０ｂａｒの間、特に３０から１００ｂａｒの間を含む圧力を水相に与えるために配置構成された加圧手段に接続される。当然ながらこれは、前述の圧力で直接利用可能な、特に液体の水の水相供給器であってもよい。

より詳細には、本発明によれば、装置は前記周辺空間の周りに外側カバーを含むようになされている。

好ましくは、本発明による装置は、前記周辺空間内で、粉末状化合物を噴射するための前記配管の前記外面と前記外側カバーとの間に、少なくとも１つの絶縁層を含む。

本発明のさらに別の実施例では、装置はさらに、粉末状化合物用のオリフィスと水相用の少なくとも１つのオリフィスとが含まれている一連のオリフィスが設けられた、前記周辺空間を閉鎖するための装置を備え、粉末状化合物用の前記オリフィスは、粉末状化合物を噴射するための前記配管の出口を収容するように配置構成されており、水相用の各オリフィスは、水相を噴射するための各配管の出口を収容するように配置構成されている。

好ましくは、本発明による装置では、前記外側カバーが、１００から２５０ｍｍの間、好ましくは２００ｎｍ未満、より優先的には１１０から１７０ｍｍの間、特に１２５から１５０ｍｍの間を含む直径を有する。

有利には、粉末状化合物を噴射するための前記配管は、７５から１５０ｍｍの間、好ましくは８０から１２５ｍｍの間、特に約１００ｍｍを含む直径を有する。

より詳細には、本発明によれば、水相を噴射するための各配管は、５から３０ｍｍの間、好ましくは６から２０ｍｍの間、より優先的には８から１６ｍｍの間を含む直径を有する。

本発明による装置のその他の実施例は、添付される特許請求の範囲に示す。

本発明のその他の特徴、詳細、及び利点は、いかなる限定もなしに且つ添付図面を参照しつつ、以下に示される記述から明らかにされよう。

本発明によるガスを処理するための装置の第１の実施例の、概略側面図である。 図１Ａの線Ｉ−Ｉに沿った断面図である。 本発明によるガスを処理するための装置の第２の実施例の、概略側面図である。 図２Ａの線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。 例えば煙道ガス導管で使用される、本発明によるガスを処理するための装置の、図１による実施例の概略側面図であり、ここでは粉末状化合物の噴射方向が煙道ガスの流動方向に直交している状態を示す図である。 煙道ガス導管で使用される本発明による煙道ガスを処理するための装置の、図２による第２の実施例の概略側面図であり、ここでも粉末状化合物の噴射方向が煙道ガスの流動方向に直交している状態を示す図である。 煙道ガス導管で使用される本発明による煙道ガスを処理するための装置の、図２による実施例の概略側面図である。ここで粉末状化合物の噴射方向は、煙道ガスの流動方向に対して斜めに位置付けられている。

図３から５は、とりわけ、本発明による装置を煙道ガス導管に連結するための方法を示す。

これらの図において、同一の又は類似の要素は同じ符号を持つ。噴射された粉末状化合物は、図示される場合、無機物の性質を有するものであり、処理されたガスは煙道ガスである。

図１Ａ及び１Ｂで確認できるように、本発明による装置は、煙道ガス導管内に導入される粉末状無機化合物を噴射するための装置１であって、粉末状無機化合物の供給源（図示せず）に接続された粉末状無機化合物を噴射するための配管２を含む装置である。無機化合物を噴射するための配管は、前記煙道ガス導管３（図３参照）に通ずるように、且つ無機化合物用出口オリフィス１４を介して無機化合物を出すことができるように配置される。無機化合物を噴射するための配管２は、外面４及び内面５を有する。動作中、内面５は、噴射配管２内でのその使用中に前記粉末状無機化合物に接触する。

粉末状無機化合物噴射装置１は、この図示される実施例において、液滴として水相を噴射するための複数の配管６を備え、それぞれは、水相の供給器８に接続された分配器７に接続されている。図１Ａ又は１Ｂに見られるように、複数の噴射配管の各配管６は、本明細書では周辺空間９と呼ばれる配管の外側の空間で、無機化合物噴射配管２の周りに位置付けられる。各水相噴射配管６はさらに、分配器７と各水相噴射配管６の水相出口１１との間に位置付けられた弁１０を含む。各水相噴射配管からの液滴としての水相の出口１１は、実際に且つ有利には、ノズル（図示せず）を用いて、平面噴霧のスロットの形をした水相出口オリフィスによって実現される。

弁１０を用いると、配管６のいくつかに供給しないことが可能になり、例えば、煙道ガス導管３内の煙道ガスの流動方向Ｇに対して無機化合物の噴射点から直下の下流に位置付けられたものにのみ供給することが可能になる。

分配器７は、加圧水相供給器８に接続される。装置の別の代替例では、加圧手段１２が、水供給器８を介して進入する水に、意図される圧力を与える可能性をもたらす。水相供給器８の圧力は、典型的には２から１５０ｂａｒの間に含まれる。一代替例では、この圧力はむしろ、２から２０ｂａｒの間、好ましくは３から１５ｂａｒの間、さらにより優先的には約８ｂａｒを含むことになる。別の代替例では、圧力は、２０から１５０ｂａｒの間、特に３０から１００ｂａｒの間に含まれることになる。これらの高い圧力は、噴霧配管の汚れを回避する可能性をもたらす。

無機化合物噴射装置はさらに、煙道ガス導管内を通る煙道ガスを処理するための装置を任意のその他の手段によりボルト留めし又は取着することができるようにするために貫通オリフィス１８が設けられた、フランジ１３を含む。

確かに、これは図３に見られるように、処理される煙道ガス導管３は、装置１を導入するためのオリフィスを含む。装置１は、このオリフィス内に導入され、フランジ１３及び取着手段１５によって通常の手法で導管に取着される。フランジ１３を締めることにより、煙道ガス導管３の外面１６上で圧力を維持する可能性が得られるが、本発明による装置の接続の封止も確実になる。

図１Ａ及び１Ｂに示される実施例では、第２のフランジ１７が、煙道ガス処理装置上に存在する。フランジ１７には、取着手段を受容するために配置された一連の貫通オリフィス１９が設けられる。フランジ１７は、現行の無機化合物供給源（図示せず）に接続されるように配置される。

有利には、外側カバー２０が前記周辺空間９の周りに存在する。外側カバー２０は、好ましくは、１００から２５０ｍｍの間、好ましくは２００ｍｍ未満、より優先的には１１０から１７０ｍｍの間、特に１２５から１５０ｍｍの間を含む直径を有する。

周辺空間９では、前記無機化合物噴射配管の外面４と外側カバー２０との間に断熱体層が設けられてもよい。絶縁体は、単に空気であっても、当業者に公知の任意のその他の絶縁材料であってもよい。配管６から隔離された外面４の冷却を回避して、無機化合物噴射配管内を循環する無機化合物の内面５に対する凝集のリスクを低減させる可能性が得られる。

本発明による装置は、好ましくは、キャップ又は前記周辺空間を閉鎖するための装置２１をさらに含む。このキャップには、無機化合物用の出口オリフィス１４と、存在する水相配管６と同数の水相用の出口オリフィス１１とを含む一連のオリフィスが設けられている。

無機化合物を噴射する場合、ステンレス鋼で直径が約１２５ｍｍの円筒管２が典型的に使用され、この管がフランジ１３に取り付けられる。ステンレス鋼は、無機化合物の凝集及び詰まりの源であり、したがってステンレス鋼の管２（無機化合物噴射配管２）は、デッド・エリアを低減させるために可能な限り短く且つ可能な限り真っ直ぐに（障害なしで）すべきである。その結果、実質的に円筒状の管２（図２Ａに示されるような曲り管を特に使用してもよい）は、これらの考慮事項に入れるべきである。簡単に言うと、本発明による装置は、実質的に円筒状の配管／管２内の無機化合物の粒子の流れの中にいかなる障害も発生させることなく、少なくとも１つの水相噴射配管６が実質的に円筒状の無機化合物噴射管２に沿って挿入され得るように修正された、そのような無機化合物噴射円筒管２を含む。図１Ａ、１Ｂ、及び３に示される実施例では、液滴として水相を噴射するための８本の配管６が、無機化合物噴射配管２の周りに配置されており、これらの配管６の直径は、配管６がフランジ１３と一体化され得るように選択された。

典型的には、粉末状無機化合物噴射配管２は、７５から１５０ｍｍの間、好ましくは８０から１２５ｍｍの間、特に約１００ｍｍを含む直径を有する。一般に、各水噴射配管６は、５から３０ｍｍの間、好ましくは６から２０ｍｍの間、より優先的には８から１６ｍｍの間を含む直径を有する。

とりわけ酸性汚染物質を低減させるために、水和石灰により導管内で煙道ガスを処理することが望ましい場合、本発明による装置は、例えば図３に示されるように位置決めされる。次いで水和石灰が水和石灰噴射配管２内に噴射され、出口オリフィス１４を介して配管を離れる。この時、水和石灰の雲霧は、その粒子が典型的には８０μｍ未満、有利には５０μｍ未満、好ましくは３５μｍ未満、好ましくは２５μｍ未満、より特別には１０μｍ以下、特に８μｍ以下の平均粒度ｄ_５０を有するものであり、処理される煙道ガスの導管３内に形成される。有利には、煙道ガス中に噴射する前に、水和石灰は、０．２から１０重量％の間、特に０．５から４重量％の間、好ましくは２％未満、特に１．５％未満の湿分を有する。

加圧された水相は、前記供給器８を介して分配器７に進入し、次いで水噴射配管６内に浸入し、このとき弁１０又はそれらのいくつかは開位置にある。

本発明による方法の強化実施例によれば、液滴として水相を噴射するためのステップは、前記煙道ガス導管３における煙道ガスの流動方向（図３では二重の矢印Ｇによって示される）に対して、無機化合物の前記噴射点から非常に近い下流で、前記煙道ガス導管３内の、前記雲霧の中で又は無機化合物の流れの中で実施される。このように、噴射された粉末状無機化合物は加湿され、処理される煙道ガスは全く又はほとんどない。処理される煙道ガスの流動方向に対して、無機化合物の噴射された粒子から非常に近い下流での、水溶液の液滴の噴射は、この実施例では、上流に位置付けられた水相噴射配管６に存在する弁１０を閉じ且つ下流に位置付けられた配管の弁を開けることによって実施される。

図３に示される装置では、本発明による煙道ガス処理装置の部分Ｓに位置付けられた圧力下の水相液滴噴射配管だけが（ガス流に対して下流）、それらの弁を開位置に保持していてもよく、一方、その他の加圧液滴噴射配管は、閉位置にある弁を有する。このように、噴射された加圧水相液滴は、無機化合物粒子の噴射点から非常に近い下流に導入され、無機化合物粒子は、有利には加湿される。

次いで煙道ガスの汚染物質は、前記無機化合物によって捕獲され、これは無機化合物粒子を取り囲む水相粒子の存在によって改善された手法である。次に、汚染物質が濃縮された無機化合物及び汚染物質が減少した煙道ガスが、通常の方法で、特に濾過によって、別々に回収される。

したがって、本発明による無機化合物／水相を噴射するための混合装置は、煙道ガスからの酸性ガスの捕獲を改善する可能性を与える、単純な、容易で安価な概念である。

煙道ガスの温度は、典型的には１００から１，１００℃の間を含む。ある施設では、この温度は１１０℃から３５０℃、好ましくは１３０℃から２５０℃の間、さらにより優先的には１５０℃から２３０℃の間、特に１８０℃から２２０℃の間で変動する。その他の場合、特に主要な汚染物質としてＳＯ_２を発生させる動作の場合、煙道ガスの温度は、より上流の（燃焼領域に、より近い）位置で、典型的には２５０℃から５００℃の間又は８５０℃から１，１００℃の間を含み、好ましくは、より上流の位置で３００℃から４５０℃の間又は９００℃から１，１００℃の間、優先的には、より上流の位置で３３０℃から４００℃の間又は９５０℃から１，０５０℃の間を含む。無機化合物の加湿の作用は、水相液滴が高温ガス中で非常に素早く蒸発するので、比較的短時間にわたるものである。したがって、煙道ガス中に噴射された無機化合物粒子と水の液滴との接触は、可能な限り急速に達成しなければならない。

水相液滴のサイズは、噴射条件に応じて、平均して５００から５，０００μｍの間、好ましくは５００から１，０００μｍの間、又は１，０００から５，０００μｍの間を含み、特に、内部で水相液滴が形成される平らな出口オリフィス（スロットとして）を備えた配管を使用することによって得られる。得られた液滴のサイズは、煙道ガス導管内に噴射されると直ぐに、無機化合物の粒子の雲霧に噴射された水相液滴と無機化合物粒子との間の接触も促進させる。

先に述べたように、一般に、無機組成物、特に湿った水和石灰（水を２％超又は４％も含有する）又は予め加湿されたものを煙道ガス中に噴射することは、噴射配管に生じ且つ噴射配管を詰まらせる作用がある粒子の凝集のために、難しい。さらに、湿った水和石灰又は予め加湿されたものは、より容易に炭素化に供され（非常に速い）、それが捕獲性能の低減を誘発させる。最後に、無機化合物、特に湿った水和石灰の凝集した粒子は、それらの細孔への接触可能性の低減により、低い捕獲能力を有する。典型的には、捕獲性能を改善するために、微細な粒子が求められる。本発明による装置の使用は、それ自体が処理される煙道ガスの導管内に噴射された微細な無機化合物粒子の加湿を可能にし、それらは直接発生し且つ乾燥もしている水相液滴の雲霧の中で特に酸性ガスと反応するが、それは蒸発が高温煙道ガス中で非常に速いからである。したがって水の蒸発は、粒子が凝集する時間を経る前に生ずる。

これは本発明によれば、噴射された水の量が、無機化合物粒子を加湿するのに且つ無機化合物粒子及び水相液滴と共に形成された雲霧を発生するのに、必要な水の量でしかないことにも起因する。液滴として前記噴射された水相と前記噴射された粉末状無機化合物との間の重量比は、１．２以下、好ましくは１以下、特に０．８以下である。前述の重量比は、０．１以上、特に０．２以上でもある。したがって、微細な液滴として噴射された水相は、処理される煙道ガスの温度にほとんど影響がなく、熱回収のための後続の可能性のあるステップを乱さない。本発明によれば、煙道ガスは、無機化合物及び液体としての水相の噴射後に、ｎからｎ−１０℃の間、好ましくはｎからｎ−８℃の間、好ましくはｎからｎ−５℃の間、特にｎ−３℃を含む温度を有し、ｎは、無機化合物及び前記水相を噴射した後の煙道ガスの温度である。

本発明によれば、典型的には水相及び無機化合物の両噴射システムが、煙道ガスを処理するための同じ装置に取着されたとしても、それらは互いに独立して動作することが明らかである。したがって、水相液滴のみ又は無機化合物のみを噴射することによって操作することが、実際の場合に必要であれば可能である。

図２は、本発明による煙道ガスを処理するための装置の、代替例を示す。

これからわかるように、本発明による装置１は、ここでは、粉末状無機化合物供給源（図示せず）に接続された粉末状無機化合物を噴射するための配管２を含む。無機化合物を噴射するための配管は、煙道ガスの前記導管３（図４及び５参照）に通じるように、且つ無機化合物用の出口オリフィス１４を介して無機化合物の流出が可能になるように配置される。無機化合物を噴射するための配管２は、外面４及び内面５を有する。動作中、内面５は、噴射配管２内に噴射される前記粉末状無機化合物に接触する。

粉末状化合物１を噴射するための装置は、水相供給器８に接続され且つ周辺空間９内に位置する同心管内に局在化した、液滴として水相を噴射するための配管６も含む。水相を噴射するための配管は、ここでは示さないが、止め弁１０をさらに含んでいてもよい。噴射配管の水相からの液滴としての水相用の出口オリフィス１１は、実際に、スロット又は平面噴霧器として実現される。

水相供給器８の圧力は、典型的には２から１５０ｂａｒの間を含む。代替例では、この圧力は、むしろ２から２０ｂａｒの間、好ましくは３から１５ｂａｒの間、さらにより優先的には約８ｂａｒを含むことになる。別の代替例では、圧力は、１０から１５０ｂａｒの間、特に２０から１００ｂａｒの間を含むことになる。これらの高い圧力は、噴霧配管の汚れを回避する可能性を与える。

無機化合物噴射装置はさらに、煙道ガスを処理するための装置を、フランジ２３を介して、任意のその他の手段により煙道ガス導管にボルト締めし又は取着するために、貫通オリフィス１８が設けられたフランジ１３を含む。

事実、これは図５でわかるように、処理される煙道ガスの導管３は、本発明による装置１用の導入導管２２を含んでいてもよい。導入導管２２には、その端部にフランジ２３が設けられている。本発明による装置１はこの導管に導入され、そこにフランジ１３及び２３を用いて取着される。

これは図４及び５でわかるように、粉末状無機化合物を噴射するためのステップは、煙道ガスの流動方向Ｇに対して、９０から１５０度、好ましくは１４５度以下、優先的には１４０度以下、特に１３５度以下の角度に従い、煙道ガスの導管３内で実施される。

煙道ガスの流動方向に対する無機化合物用配管のこの向きは、本発明による装置の実施例に決して関係していない。これは、図１及び３に示される複数の水相噴射配管を含む実施例が、煙道ガスの導管の壁に対して傾くような向きをしてもよいことを意味する。

さらに、本発明による装置は、図１Ａ、１Ｂ、２Ａ、及び２Ｂに図示されるタイプの場合、必要に応じて煙道ガスの導管内に多少挿入されてもよく、典型的には０から４０ｃｍの間を含む長さだけガス導管内に貫入してもよい。

この実施例における本発明による装置の、配管の長さ、動作パラメータなどの技術的考慮事項は、図１Ａ、１Ｂ、及び３に関して記述されたものと同程度まで変化する。

図２Ａ及び２Ｂに示される実施例では、第２のフランジ１７が、煙道ガスを処理するための装置上に存在する。このフランジ１７には、取着手段を受容するための配置された一連の貫通オリフィス１９が設けられている。フランジ１７は、無機化合物の供給源（図示せず）に接続されるように配置される。

有利には、外側カバー２０は前記周辺空間９の周りに存在する。外側カバー２０は、好ましくは、１００から２５０ｍｍの間、好ましくは２００ｍｍ未満、より優先的には１１０から１７０ｍｍの間、特に１２５から１５０ｍｍの間を含む直径を有する。

周辺空間９では、前記粉末状無機化合物噴射配管の前記外面４と外側カバー２０との間に断熱体層を設けてもよい。絶縁体は、単に空気であっても、当業者に公知の任意の絶縁体であってもよく、外面４の冷却を回避する可能性を与え、したがって水溶液配管６から隔離され、噴射配管２内を循環する無機化合物、特に水和石灰の粒子の凝集のリスクが低減する。

本発明による装置は、さらに好ましくは、無機化合物用の出口オリフィス１４と、水相噴射配管と同心管の出口オリフィス１１とを含む、一連のオリフィスが設けられた、キャップ又は前記周辺空間を閉鎖するための装置２１を備える。

これはやはり図２Ａ、２Ｂ、４、及び５に図示されるこの実施例に見られるように、水相噴射配管６は同心状管に配置され、そこから水相噴射配管２５が引込み可能であり、それが無機化合物の噴射を停止することなく水相噴射配管を清浄化し又は交換する可能性をもたらす。水相噴射配管からの抽出を容易にするために、本発明は、無機化合物噴射配管に僅かな湾曲を提供するが、この湾曲は、無機化合物２を運び込むのに本質的に円筒状の管の内部で障害を回避するために可能な限り小さいものであり、それによって壁面での無機化合物の凝集が低減する。

図２Ａ、２Ｂ、４、及び５に示される実施例では、無機化合物を噴射するための主な管は、典型的には１００ｍｍの直径を有し、水相噴射配管と同心状の管は２５ｍｍの直径を有する。両方の管は、約１２５ｍｍの直径を有するカバー２０内に閉じ込められる。

「実例１」
ＳＯ_２低減試験は、ＷＯ２００７／０００４３３（図２、１０頁、２０行から１２頁、１４行）に記載されているパイロット施設を使用することによって実行した。管型反応器では、水酸化カルシウム（水和石灰）粒子が、ＳＯ_２を１，５００ｍｇ／Ｎｍ^３、ＣＯ_２を９体積％、及びＨ_２Ｏを１０体積％含有し且つ全流量が１．１３２Ｎｍ^３／時であり温度が２２０℃であるガスとの並流として通過する。

２つのタイプの水和石灰を使用した。第１のサンプル（サンプル１）は、特許出願ＷＯ９７／１４６５０の教示により得られた水和石灰であった。第２のサンプル（サンプル２）は、特許出願ＷＯ２００７／０００４３３の教示により得られた水和石灰であった。

表は、化学量論倍率２．５及び吸収剤流量Ｑを目的に、試験がなされた試薬の湿分を水和石灰に対して０．７重量％から４．１重量％に変えることによって得られたＳＯ_２低減レベルを示す。

Ｑ吸収剤流量は、反応収率が１００％（化学量論的に平衡）である場合のＳＯ_２流量を中和するのに必要な水和石灰流量に、噴射された吸収剤の一部が実際には反応に関与しないことを考慮して、「化学量論」倍率を乗じたものに相当する。本発明の場合、Ｑは５．０５ｇ／時の値を有する。

「実例２」
工業試験
煙道ガスのパラメータは、下記の通りである：
全流量：２０，０００Ｎｍ^３／時
温度：１８０℃
含水量：４〜５体積％
Ｏ_２含量：１５〜１８体積％

特許出願ＷＯ２００７／０００４３３の教示により調製された水和石灰を、ＳＯ_２を低減させるためにスリーブ・フィルタの上流に噴射した。スリーブ・フィルタの上流でのＳＯ_２含量を１，８００ｍｇ／Ｎｍ^３にし且つ出口で７００ｍｇ／Ｎｍ^３にするために、石灰が加湿されない場合の状況に比べ（水１７ｄｍ^３／時、又は水／石灰の質量比０．２５）、石灰を加湿した場合には石灰消費量の１５から２０％の低減が観察された。事実、石灰が加湿されない場合には石灰の変換率３５％が観察され、加湿された場合には４０％が観察された。本発明による図１の装置を使用し；この装置は、ガスの流動方向に対して約１２０°の傾きを有していた。

「実例３」
工業試験
煙道ガスのパラメータは下記の通りである：
全流量：２５０，０００Ｎｍ^３／時
温度：１５０℃
含水量：１０体積％
Ｏ_２含量：１６体積％

特許出願ＷＯ２００７／０００４３３の教示により調製された水和石灰を、ＳＯ_２低減レベルに対するその加湿の影響を研究するために、スリーブ・フィルタの上流に噴射した。

したがって、スリーブ・フィルタの上流で２２４ｍｇ／Ｎｍ^３のＳＯ_２含量にし且つ同じ石灰消費量にするために（流量５０ｋｇ／時）、フィルタの出口でのＳＯ_２含量は、石灰が加湿されない場合に１３４ｍｇ／Ｎｍ^３（石灰の変換率５３％に等しい）、及び石灰が３０ｄｍ^３／時の量の水で加湿された場合（水／石灰の質量比０．６）に１１２ｍｇ／Ｎｍ^３（石灰の変換率６７％）がそれぞれ得られた。したがって加湿された石灰は、同じ非加湿石灰に比べ、ＳＯ_２の低減が２５％という利益が可能であることが観察された。

「実例４」
工業試験
標準水和石灰を、ＳＯ_２低減レベルに対するその加湿レベルの影響を研究するために、同じ施設内で、実例３と同じ煙道ガスのパラメータで噴射した。

したがって、スリーブ・フィルタの上流で４２０ｍｇ／Ｎｍ^３のＳＯ_２レベルにし且つ同じ石灰消費量にするために（流量１２０ｋｇ／時）、ＳＯ_２含量は、フィルタの出口で、石灰が加湿されない場合に３３６ｍｇ／Ｎｍ^３（石灰の変換率２０％に等しい。）であり、石灰が３０ｄｍ^３／時の量の水で加湿された場合（水／石灰の質量比０．２５）に２２６ｍｇ／Ｎｍ^３（石灰の変換率３７％）及び石灰が１２０ｄｍ^３／時の量の水で加湿された場合（水／石灰の質量比１）に２４１ｍｇ／Ｎｍ^３（石灰の変換率４３％）がそれぞれ得られた。したがって、３０及び１２０ｄｍ^３／時の量の水で加湿された石灰は、同じ非加湿石灰に比べ、それぞれ８５％及び１１０％のＳＯ_２低減の利益が得られることが観察された。

本発明は、決して上述の実施例に限定されず、添付される特許請求の範囲から逸脱することなく、多くの修正をそこに行ってもよいことが完全に理解される。例えば、分配器７の存在と、単一の水噴射配管６又は本発明による煙道ガスを処理するための装置を任意のその他の所望の数で組み合わせることが可能である。図３及び４のアセンブリは、図５の場合と同様に、その端部にフランジ２３を備えた導入導管２２を含むことも可能である。

本発明は、ガス導管内で所定の流動方向を有するガスを処理するための方法であって、
ａ）粉末状化合物を、粉末状化合物噴射配管を介して、粉末状化合物の噴射点で煙道ガス導管内に噴射するステップであり、前記粉末状化合物噴射配管は、前記粉末状化合物に接触するように配置構成された外面及び内面を有し、前記ガス導管内で粉末状化合物の粒子の雲霧又は流れが形成されるステップと、
ｂ）単相性の水相を、液滴として前記ガス導管内に噴射するステップと、
ｃ）前記粉末状化合物と共にガスの汚染物質を捕獲するステップと、
ｄ）汚染物質が濃縮された前記粉末状化合物、及び汚染物質が減少したガスを、別々に回収するステップと
を含む方法に関する。

典型的には、ガス、特に煙道ガスの処理は、酸性ガス、特にＨＣｌ、ＳＯ_２、及び／又はＨＦの低減を必要とし、この低減は、しばしば無機質の、乾燥した、粉末状の物質を煙道ガス流中に噴射することによって、又は固定された若しくは運動中の固体粒子を含む濾床を通して、乾燥条件下で実施されてもよい。この場合、粉末状化合物は一般に、カルシウム−マグネシウム化合物、特に石灰、好ましくは消石灰若しくは水和石灰、又は炭酸ナトリウム若しくは炭酸水素ナトリウムのようなナリウム化合物を含む。その他の無機化合物を使用してもよく、特に、ダイオキシン、フラン、及び／又は水銀を含めた重金属を低減するのに使用されるもの、例えばセピオライト又はハロイサイトのようなフィロケイ酸塩をベースにしたものなどが使用されてもよい。

本発明は、より詳細には、処理済みガスの酸性ガス成分の低減率を改善するために、ガス流中の酸性汚染物質を獲得する能力を有する粉末状生成物を噴射することによって、ガス、特に煙道ガス中の酸性ガスを低減させるための方法を対象とする。

より詳細には、粉末状水和石灰によるこれら煙道ガスの処理は、公知であり、乾燥粉末状水和石灰の代わりに加湿水和石灰の使用によって改善される。事実、固相の粒子による気相の汚染物質の吸収は、水の存在によって改善される。時々、そのような煙道ガス処理は、半乾燥法として記述される。石灰乳が煙道ガス流中に噴射される、水和石灰及び水を使用する方法も公知である。残念ながら、石灰乳の噴射は、エネルギーを消費し且つ摩耗及び腐食を受ける特定の手段（分散タービン、循環ポンプ）の実装を前提とし、目詰まりという問題をもたらす可能性がある。文献ＣＮ ２０１１ ６８５６８及びＪＰ １０−２１６ ５７２はそれぞれ、噴射中に石灰乳懸濁液を作製することによって目詰まりの問題を解決することを意図する代替例を提示する。この目的のため、２つの同心管、即ち内管及び外管からなるランスを使用する。水を、内管を介して噴射し、一方、水和石灰は外管を介して噴射される。ＣＮ ２０１１ ６８５６８によれば、内管の位置は、外管の位置に対して相対的に調節されてもよく、したがって、外管の水和石灰の排出オリフィスに対して、突出若しくは陥没した排出オリフィスを有し又はさらに同じレベルにある、水用の内管を有することが可能になる。

これらの文献によれば、噴霧ランスの設計は、水放射管を粉末状水和石灰の放射管の内側に設ける。したがって、この結果、噴霧された石灰は、水放射用内管内にある噴霧外管内で障害に遭遇する。このように水和石灰は、内管の一般に金属の冷たい表面であってその上で石灰が固まる表面に、接触するようになる。

さらに、これらの文献によれば、水和石灰の湿分レベルは、懸濁液を形成するために、５から６の水／石灰の質量比を誘発させる。この懸濁液は、水和石灰の噴射後にガスがさらに著しく冷却されるという点で、実際に煙道ガスの処理に付属的な悪影響をもたらす。これは、汚染除去を有効にするために、十分高温の煙道ガスを利用可能であることを前提とし；しかし、これは今日では求められておらず、生産業者は最善でも、経済的及び環境上の理由により煙道ガスの熱を回収するというますます明白な傾向を有する。

さらに、水和石灰が冷たい表面に接触した場合、これらの文献の水放射用内管の表面の場合のように、水和石灰放射管内で凝縮が生じ、やはり放射管の詰まりを促進させる結果をもたらし、したがって煙道ガス流への石灰の噴射が乱れる。

最後に、前述の比と同様に高い水／石灰の質量比は、水の利用可能性及び大量消費を前提とする。
また、石灰を煙道ガスに噴射する装置であって、粉末または水和した石灰噴射管が、噴射されたガスの外部同心円の管で囲まれるような装置は知られている。（ＵＳ２０１２／２５１４２３）

ＣＮ ２０１１ ６８５６８ 特開平１０−２１６５７２ ＷＯ２００７／０００４３３ ＷＯ９７／１４６５０ ＵＳ２０１２／２５１４２３

本発明の目的は、粉末状化合物、好ましくは無機化合物、特に水和石灰を用いて、ガスの、特に煙道ガスの処理を可能にする方法であって、その最中に、詰まりのリスクを著しく低減させ且つ水の消費を最小限に抑え、ガスを実質的に冷却することのない、したがって処理されるこれらのガスからのカロリーの回収を妨げない方法を提供することにより、現況技術の欠点を克服することである。

この問題を解決するために、本発明によれば、最初に示したように、単相性の水相を液滴として噴射するための前記ステップが、粉末状化合物粒子の前記雲霧又は流れの中で、前記ガス導管の内側で実施され、その結果、液滴として噴射された単相性の水相と噴射された粉末状化合物との０．０５以上且つ１．２以下の重量比に従って、これらの粉末状化合物粒子は、それらの噴射中にガス導管内で加湿され、水相を液滴として噴射するための前記ステップが、粉末状化合物噴射配管の前記外面の周りに局在化した周辺空間であって、外側カバーを有する前記周辺空間に位置付けられる少なくとも１つの配管によって実施され、更に、前記方法は、前記周辺空間に位置付けられる少なくとも１つの断熱体層によって、前記外面との絶縁をなすようになることを特徴とする方法が提供される。

本発明によれば、粉末状化合物の加湿は、処理されるガス導管／流内で、粉末状化合物を噴射する点で実施される。このように、無機化合物の粒子及び水相の液滴は、非常に限局的に共存し、粉末状化合物は制御された手法で加湿される。

液滴としての水相と粉末状化合物との前述の重量比に従って噴射された、水相の液滴及び粉末状化合物の粒子の雲霧では、それによって水相の液滴の層が粉末状化合物の粒子の表面に発生し、低減される汚染物質、特に酸性汚染物質が、粉末状化合物の固相に移動するのを容易にする。水相の液滴の層は、前記重量比に従った粉末状化合物粒子と水相との制御された同時噴射を介して得られ、粉末状化合物の加湿は、粉末状化合物用、特に加湿された水和石灰用の噴射ランスの詰まりという再発する問題を回避する。

より詳細には、水相は、粉末状化合物の噴射点に対して非常に近い場所に噴射される。

「非常に近い」とは、本発明において、水相の噴射点と粉末状化合物の噴射点との間の距離が、粉末状化合物の噴射点又は噴射配管の直径以下、特に半径以下であることを意味する。

有利には、粉末状化合物が無機化合物である。この化合物は、カルシウム−マグネシウム化合物、特に石灰、好ましくは消石灰又は水和石灰を含んでいてもよい。特定の実施例では、無機化合物は、ダイオキシン、フラン、及び／又は水銀を含めた重金属を低減させるのに使用されるもの、例えばセピオライト又はハロイサイトなどをベースにしたものから選択される。使用される粉末状化合物は、有機物、特に炭素質、特に活性炭又は亜炭コークス・タイプのものであってもよい。粉末状化合物は、これらの化合物の混合物であってもよい。

好ましくは、水相は、液体の水、又はアルカリ金属、特にナトリウム、カリウム、及び／又はリチウムの水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩、炭酸水素、硝酸塩、リン酸塩、過硫酸塩、及びモノカルボン酸塩と、これらの混合物とからなる群から選択されたアルカリ化合物の水溶液、又は、アンモニア塩などの、アンモニア若しくは尿素をベースにした化合物の水溶液、又は、特にナトリウム、カリウム、カルシウム、若しくはマグネシウムのアルカリ若しくアルカリ土類若しくはアンモニウムハロゲン化物、特に塩化物及び／又は臭化物をベースにした化合物の水溶液である。さらに水相は、酸、特に有機の二官能性酸（二塩基酸）を含有しても含有しなくてもよい。

いずれにせよ、水相は本質的に単相性である。言い換えれば水相は、液体、特に液体の水から本質的になる。

有利には、前記煙道ガス導管内に噴射される前の水相の温度は１００℃未満、好ましくは４０℃未満、特に３０℃未満、より特別には２０℃未満である。

特定の実施例によれば、水相を噴射するためのステップは、前記ガス導管内のガスの前記所定の流動方向に対して、粉末状化合物の前記噴射点から非常に近い下流で実施される。

粉末状化合物の噴射点の「非常に近い下流」という用語は、本発明において、ガスの流動方向に対して、水相の液滴が粉末状化合物の直後に噴射されることを意味する。したがって噴射された粉末状化合物は、最初にガスに遭遇し、その直後に、形成された水相の液滴に遭遇し、したがって、処理されるガスではなく粉末状化合物が加湿される。

別の特定の実施例では、水相を噴射するためのステップは、前記煙道ガス導管内の煙道ガスの前記所定の流動方向に対して、無機化合物の前記噴射点から非常に近い上流で実施される。

有利には、粉末状化合物を噴射するための前記ステップは、ガスの所定の流動方向に対して９０から１５０度、好ましくは１４５度以下、優先的には１４０度以下、特に１３５度以下の角度を形成する噴射方向に従って、ガス導管内で実施される。

特定の実施例では、前記水相の液滴は、噴射条件に応じて５００から５，０００μｍ、好ましくは５００から５，０００μｍの間の平均液滴サイズを有する。

好ましくは、前記粉末状化合物、特に粉末状水和石灰は、８０μｍ未満、有利には５０μｍ未満、好ましくは３５μｍ、好ましくは２５μｍ、特に１０μｍ以下、特に８μｍ以下の平均粒度ｄ_５０を有する。

粉末状化合物は、別の粉末状化合物、特に炭素質化合物、特に活性炭又は亜炭コークス・タイプのものと共に同時噴射される、粉末状無機化合物であってもよいことが理解される。

より詳細には、本発明の方法によれば、前記粉末状化合物、特に水和石灰は、前記ガス導管内に注入される前に、０．２から１０％の間、特に０．５から４％の間、好ましくは２％未満、特に１．５％未満の湿分（水の質量含量）を有することが提供される。

確かに、粉末状化合物の自由水含量が１０％よりも大きい場合、実施上の問題が生ずる。特に、粉末状化合物が消石灰（水和石灰）であるときに、この自由水含量が２％超、それぞれ４％である場合、取扱いが難しくなり、それぞれ非常に難しくなる（流動、付着物．．．の問題）。

本発明による特定の実施例では、液滴として噴射された前記水相と前記噴射された粉末状化合物との重量比は、０．１以上、優先的には０．２以上、且つ１以下、より特別には０．８以下である。この重量比は、従来の文献ＣＮ ２０１１ ６８５６８及びＪＰ １０−２１６ ５７２に示されたものに比べると比較的小さく、処理されるガスの実質的な冷却を引き起こさないが、それは本発明によれば、添加された水の割合が低減することによって、ガスを加湿せずに、したがってガスを著しく冷却せずに、粉末状化合物の、特に水和石灰の加湿が可能になるからである。

確かに、従来の文献ＣＮ ２０１１ ６８５６８及びＪＰ １０−２１６ ５７２では、水と水和石灰との間の５から６の間の高い重量比は、水和石灰（石灰乳）の懸濁液が、処理されるガスに噴霧されることによって指示される。この場合、ガスの温度は、蒸発によってカロリーを消費する大量の水を噴射することによって大幅に低下する。

特に有利な手法において、本発明による方法では、前記ガスは、前記粉末状化合物の噴射前に、１０から１，１００℃の間、特に１０から１００℃の間、とりわけ１５から８０℃の間、特に２０から７０℃の間、又は１００℃から３００℃の間、好ましくは１３０℃から２５０℃の間、及び優先的には１５０℃から２３０℃の間、特に１６０℃から２２０℃の間を含む温度を有する。本発明による方法の別の代替例では、前記ガスは、前記粉末状化合物の噴射前に、３００℃から５００℃の間、好ましくは３２０℃から４５０℃の間、優先的には３３０℃から４００℃の間、又は８５０から１，１００℃の間、好ましくは９００から１，１００℃の間、優先的には９５０℃から１，０５０℃の間を含む温度を有する。

これは理解されるように、ガスの温度は少量の水から実質的に影響を受けておらず、本発明による液滴のサイズは、粉末状化合物の加湿に本質的に関与する。さらに、噴射された粉末状化合物の雲霧中で、特に粉末状化合物の噴射点の非常に近い場所で水相の噴射を行うとき、水相の液滴と粉末状化合物の粒子との接触が促進され且つ非常に速く、これは酸性汚染物質の低減を最適化させるが、粉末状化合物の粒子の周りに形成された水層によって容易になる。

本発明による方法の代替例では、前記ガスは、前記粉末状化合物の及び前記水相の液滴としての噴射後に、ｎからｎ−１０℃の間、好ましくはｎからｎ−８℃の間、好ましくはｎからｎ−５℃の間、特にｎからｎ−３℃の間を含む温度を有し、但しｎは、粉末状化合物の及び水相の噴射前のガスの温度である。

特に、有利な実施例において、水相の前記噴射は、噴霧配管を通して、好ましくは２から１５０ｂａｒの間を含む圧力でフラット・ジェット・ファンとして実施される。代替例では、この圧力は、むしろ２から２０ｂａｒの間、好ましくは３から１５ｂａｒの間、優先的には約８ｂａｒを含むことになる。別の代替例では、圧力は、２０から１５０ｂａｒの間、特に３０から１００ｂａｒの間を含むことになる。これらの高圧により、噴霧配管の汚れが回避される。

このように、本発明の特定の実施例では非常に微細な液滴が得られ、本発明により蒸気の雲霧を発生させることを求められないその時から、高圧が使用されてもよいが、それは高温ガスを冷却せずにその加湿を改善することによって、非常に微細な液滴として良好な分散が可能になり且つ水相の液滴と粉末状化合物の粒子との接触に効率的に関与するからである。

本発明による方法のその他の実施例は、添付される特許請求の範囲に示される。

本発明の目的は、粉末状化合物、好ましくは無機化合物、特に粉末状水和石灰を、前記ガス導管内に噴射するための装置であって、前記煙道ガス導管は、粉末状化合物の供給源と、当該粉末状化合物の供給源に接続され且つ煙道ガス導管に通じるように配置された粉末状化合物噴射配管とを含み、前記粉末状化合物噴射配管が、前記粉末状化合物に接触するように配置構成された外面及び内面を有し、粉末状化合物を噴射するための前記装置が、単相性の水相供給源と、当該単相性の水相を液滴として噴射するための少なくとも１つの配管をさらに含む装置でもある。

そのような装置は、例えば文献ＣＮ ２０１１ ６８５６８及びＪＰ １０−２１６ ５７２などの現況技術から公知である。石灰乳（懸濁液）で煙道ガスを処理するのに適切な装置を提供することが意図されるこれらの文献では、水噴射配管は、水和石灰の懸濁液を生成するために、水和石灰の噴射用のより大きい直径の配管と同心状である。

文献ＣＮ ２０１１ ６８５６８で述べられるように、石灰乳で煙道ガスを処理するためのある装置では、内管の位置が外管の位置に対して相対的に調節できるようになっている。そのような場合、水用内管は、外管の水和石灰排出オリフィスに対して、突出若しくは陥没した排出オリフィスを有し又はさらに同じレベルにある。

残念ながら、選択された構成とは無関係に、水和石灰噴霧外管と同心状の内管の存在は、水放射内管に対して水和石灰粒子が接するようにする。したがって水和石灰は、金属及び内管の冷たい表面に接触するようになり、その表面には詰まりが生じ易くなる。したがって、以前の詰まりの問題に提供された解決策は、非常に相対的である。

さらに、これらの文献によれば、同心状の構成と、水和石灰の懸濁液を形成しようとする意図は、５から６の水／石灰比が必要であるという作用を持つ。残念ながら、そのような場合、文献ＣＮ ２０１１ ６８５６８及びＪＰ １０−２１６ ５７２による装置は煙道ガスを冷却する作用を持ち、それによって、より経済的で環境に優しい方法を提案するために、煙道ガスからカロリーを回収するという増えつつある傾向を有する工業従事者には新たな課題が課される。

最後に、水和石灰が冷たい表面に接触した場合、これらの文献の水放射内管の表面の場合のように、水和石灰を放射する管内には凝縮が生じ、これも放射管の詰まりをもたらし、したがって煙道ガス流中への石灰の噴射が乱れる。

本発明の目的は、ガスの処理において、粉末状化合物、好ましくは無機化合物、特に水和石灰を噴射させ且つその粒子を加湿させ、そのために詰まりのリスクが著しく低減される装置を提供することによって、現況技術の欠点を克服することであり、これはガスを冷却せずに、それによって処理されるこれらのガスからのカロリーの回収を妨げないという可能性が得られる。

この問題を解決するために、本発明によれば、水相を噴射するための前記少なくとも１つの配管が、粉末状化合物噴射配管の前記外面の周りに局在化した周辺空間に位置付けられ、前記周辺空間（９）の周りに外側カバー（２０）を有し、前記粉末状無機化合物噴射配管の前記外面（４）と前記外側カバー（２０）との間の前記周辺空間（９）に少なくとも１つの断熱体層をさらに含むことを特徴とする、先に示されたような装置が提供される。

このように、粉末状化合物を噴射するための配管内に噴射された粉末状化合物は、堆積する傾向があり詰まる可能性がある、いかなる障害にも及びそれほど冷たくない表面又は金属表面にも遭遇しない。さらに、粉末状化合物を噴射するための配管の外面の周りに局在化した周辺空間に位置付けられた水相用の前記少なくとも１つの配管は、それ故、粉末状化合物の噴射点に対して非常に近い場所で、水相の液滴、特に液体の水を噴射させるように配置される。非常に近いとは、本発明において、水相及び粉末状化合物をそれぞれ噴射するための配管の外径を隔てる距離が、粉末状化合物を噴射するための配管の直径以下、好ましくは半径未満であることを意味する。

さらに、水相を噴射するための前記少なくとも１つの配管と、粉末状化合物を噴射するための前記配管との特定の構成は、粉末状化合物、特に石灰、及び後者の場合には石灰乳懸濁液を形成することなく、加湿のみ行うことにより、準乾燥法を介してガスを処理する可能性を与える。この操作は、ガスを著しく加湿することなく、したがって熱回収がますます望まれるガスを冷却することなく実施される。この特定の構成は、文献ＣＮ ２０１１ ６８５６８及びＪＰ １０−２１６ ５７２に開示された現況技術とは異なって、高い水／石灰重量比を必要とせず、その値を５から６の間から、１．２以下、好ましくは１以下、より特別には０．８以下の値に低減させることができる。したがって、粉末状化合物、特に水和石灰の粒子の雲霧は、煙道ガスの流れの中で発生し、水相の液滴、特に水の液滴は、比較的少量で、ガス流中に噴射される。これらの水相の液滴は、粉末状化合物粒子の稠密な雲霧に遭遇し、汚染物質、特にガスの酸性化合物の低減を、ガスの冷却なしに改善する。

優先的な実施例では、装置は、水相を液滴として噴射するための複数の配管を備え、そのそれぞれは、水相の前記供給源に接続された分配器に接続されており、前記複数の噴射配管の各配管は、前記周辺空間に位置付けられ、各配管にはさらに弁が設けられている。

有利には、本発明による装置において、水相を噴射するための各配管は同心管内に配置され、その外側には、水相を噴射するための配管が引込み可能である。

より詳細には、本発明によれば、水相を噴射するための各配管は、スロット又は平面噴霧器として排出オリフィスを含む。

本発明の代替例では、分配器は、２から１５０ｂａｒの間、特に２から２０ｂａｒの間、好ましくは３から１５ｂａｒの間、より優先的には約８ｂａｒ、別の代替例では２０から１５０ｂａｒの間、特に３０から１００ｂａｒの間を含む圧力を水相に与えるために配置構成された加圧手段に接続される。当然ながらこれは、前述の圧力で直接利用可能な、特に液体の水の水相供給器であってもよい。

上述したように、本発明によれば、装置は前記周辺空間の周りに外側カバーを含むようになされている。

好ましくは、本発明による装置は、前記周辺空間内で、粉末状化合物を噴射するための前記配管の前記外面と前記外側カバーとの間に、少なくとも１つの絶縁層を含む。

本発明のさらに別の実施例では、装置はさらに、粉末状化合物用のオリフィスと水相用の少なくとも１つのオリフィスとが含まれている一連のオリフィスが設けられた、前記周辺空間を閉鎖するための装置を備え、粉末状化合物用の前記オリフィスは、粉末状化合物を噴射するための前記配管の出口を収容するように配置構成されており、水相用の各オリフィスは、水相を噴射するための各配管の出口を収容するように配置構成されている。

好ましくは、本発明による装置では、前記外側カバーが、１００から２５０ｍｍの間、好ましくは２００ｎｍ未満、より優先的には１１０から１７０ｍｍの間、特に１２５から１５０ｍｍの間を含む直径を有する。

有利には、粉末状化合物を噴射するための前記配管は、７５から１５０ｍｍの間、好ましくは８０から１２５ｍｍの間、特に約１００ｍｍを含む直径を有する。

より詳細には、本発明によれば、水相を噴射するための各配管は、５から３０ｍｍの間、好ましくは６から２０ｍｍの間、より優先的には８から１６ｍｍの間を含む直径を有する。

本発明による装置のその他の実施例は、添付される特許請求の範囲に示す。

本発明のその他の特徴、詳細、及び利点は、いかなる限定もなしに且つ添付図面を参照しつつ、以下に示される記述から明らかにされよう。

本発明によるガスを処理するための装置の第１の実施例の、概略側面図である。 図１Ａの線Ｉ−Ｉに沿った断面図である。 本発明によるガスを処理するための装置の第２の実施例の、概略側面図である。 図２Ａの線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。 例えば煙道ガス導管で使用される、本発明によるガスを処理するための装置の、図１による実施例の概略側面図であり、ここでは粉末状化合物の噴射方向が煙道ガスの流動方向に直交している状態を示す図である。 煙道ガス導管で使用される本発明による煙道ガスを処理するための装置の、図２による第２の実施例の概略側面図であり、ここでも粉末状化合物の噴射方向が煙道ガスの流動方向に直交している状態を示す図である。 煙道ガス導管で使用される本発明による煙道ガスを処理するための装置の、図２による実施例の概略側面図である。ここで粉末状化合物の噴射方向は、煙道ガスの流動方向に対して斜めに位置付けられている。

図３から５は、とりわけ、本発明による装置を煙道ガス導管に連結するための方法を示す。

これらの図において、同一の又は類似の要素は同じ符号を持つ。噴射された粉末状化合物は、図示される場合、無機物の性質を有するものであり、処理されたガスは煙道ガスである。

図１Ａ及び１Ｂで確認できるように、本発明による装置は、煙道ガス導管内に導入される粉末状無機化合物を噴射するための装置１であって、粉末状無機化合物の供給源（図示せず）に接続された粉末状無機化合物を噴射するための配管２を含む装置である。無機化合物を噴射するための配管は、前記煙道ガス導管３（図３参照）に通ずるように、且つ無機化合物用出口オリフィス１４を介して無機化合物を出すことができるように配置される。無機化合物を噴射するための配管２は、外面４及び内面５を有する。動作中、内面５は、噴射配管２内でのその使用中に前記粉末状無機化合物に接触する。

粉末状無機化合物噴射装置１は、この図示される実施例において、液滴として水相を噴射するための複数の配管６を備え、それぞれは、水相の供給器８に接続された分配器７に接続されている。図１Ａ又は１Ｂに見られるように、複数の噴射配管の各配管６は、本明細書では周辺空間９と呼ばれる配管の外側の空間で、無機化合物噴射配管２の周りに位置付けられる。各水相噴射配管６はさらに、分配器７と各水相噴射配管６の水相出口１１との間に位置付けられた弁１０を含む。各水相噴射配管からの液滴としての水相の出口１１は、実際に且つ有利には、ノズル（図示せず）を用いて、平面噴霧のスロットの形をした水相出口オリフィスによって実現される。

弁１０を用いると、配管６のいくつかに供給しないことが可能になり、例えば、煙道ガス導管３内の煙道ガスの流動方向Ｇに対して無機化合物の噴射点から直下の下流に位置付けられたものにのみ供給することが可能になる。

分配器７は、加圧水相供給器８に接続される。装置の別の代替例では、加圧手段１２が、水供給器８を介して進入する水に、意図される圧力を与える可能性をもたらす。水相供給器８の圧力は、典型的には２から１５０ｂａｒの間に含まれる。一代替例では、この圧力はむしろ、２から２０ｂａｒの間、好ましくは３から１５ｂａｒの間、さらにより優先的には約８ｂａｒを含むことになる。別の代替例では、圧力は、２０から１５０ｂａｒの間、特に３０から１００ｂａｒの間に含まれることになる。これらの高い圧力は、噴霧配管の汚れを回避する可能性をもたらす。

無機化合物噴射装置はさらに、煙道ガス導管内を通る煙道ガスを処理するための装置を任意のその他の手段によりボルト留めし又は取着することができるようにするために貫通オリフィス１８が設けられた、フランジ１３を含む。

確かに、これは図３に見られるように、処理される煙道ガス導管３は、装置１を導入するためのオリフィスを含む。装置１は、このオリフィス内に導入され、フランジ１３及び取着手段１５によって通常の手法で導管に取着される。フランジ１３を締めることにより、煙道ガス導管３の外面１６上で圧力を維持する可能性が得られるが、本発明による装置の接続の封止も確実になる。

図１Ａ及び１Ｂに示される実施例では、第２のフランジ１７が、煙道ガス処理装置上に存在する。フランジ１７には、取着手段を受容するために配置された一連の貫通オリフィス１９が設けられる。フランジ１７は、現行の無機化合物供給源（図示せず）に接続されるように配置される。

有利には、外側カバー２０が前記周辺空間９の周りに存在する。外側カバー２０は、好ましくは、１００から２５０ｍｍの間、好ましくは２００ｍｍ未満、より優先的には１１０から１７０ｍｍの間、特に１２５から１５０ｍｍの間を含む直径を有する。

周辺空間９では、前記無機化合物噴射配管の外面４と外側カバー２０との間に断熱体層が設けられてもよい。絶縁体は、単に空気であっても、当業者に公知の任意のその他の絶縁材料であってもよい。配管６から隔離された外面４の冷却を回避して、無機化合物噴射配管内を循環する無機化合物の内面５に対する凝集のリスクを低減させる可能性が得られる。

本発明による装置は、好ましくは、キャップ又は前記周辺空間を閉鎖するための装置２１をさらに含む。このキャップには、無機化合物用の出口オリフィス１４と、存在する水相配管６と同数の水相用の出口オリフィス１１とを含む一連のオリフィスが設けられている。

無機化合物を噴射する場合、ステンレス鋼で直径が約１２５ｍｍの円筒管２が典型的に使用され、この管がフランジ１３に取り付けられる。ステンレス鋼は、無機化合物の凝集及び詰まりの源であり、したがってステンレス鋼の管２（無機化合物噴射配管２）は、デッド・エリアを低減させるために可能な限り短く且つ可能な限り真っ直ぐに（障害なしで）すべきである。その結果、実質的に円筒状の管２（図２Ａに示されるような曲り管を特に使用してもよい）は、これらの考慮事項に入れるべきである。簡単に言うと、本発明による装置は、実質的に円筒状の配管／管２内の無機化合物の粒子の流れの中にいかなる障害も発生させることなく、少なくとも１つの水相噴射配管６が実質的に円筒状の無機化合物噴射管２に沿って挿入され得るように修正された、そのような無機化合物噴射円筒管２を含む。図１Ａ、１Ｂ、及び３に示される実施例では、液滴として水相を噴射するための８本の配管６が、無機化合物噴射配管２の周りに配置されており、これらの配管６の直径は、配管６がフランジ１３と一体化され得るように選択された。

典型的には、粉末状無機化合物噴射配管２は、７５から１５０ｍｍの間、好ましくは８０から１２５ｍｍの間、特に約１００ｍｍを含む直径を有する。一般に、各水噴射配管６は、５から３０ｍｍの間、好ましくは６から２０ｍｍの間、より優先的には８から１６ｍｍの間を含む直径を有する。

とりわけ酸性汚染物質を低減させるために、水和石灰により導管内で煙道ガスを処理することが望ましい場合、本発明による装置は、例えば図３に示されるように位置決めされる。次いで水和石灰が水和石灰噴射配管２内に噴射され、出口オリフィス１４を介して配管を離れる。この時、水和石灰の雲霧は、その粒子が典型的には８０μｍ未満、有利には５０μｍ未満、好ましくは３５μｍ未満、好ましくは２５μｍ未満、より特別には１０μｍ以下、特に８μｍ以下の平均粒度ｄ_５０を有するものであり、処理される煙道ガスの導管３内に形成される。有利には、煙道ガス中に噴射する前に、水和石灰は、０．２から１０重量％の間、特に０．５から４重量％の間、好ましくは２％未満、特に１．５％未満の湿分を有する。

加圧された水相は、前記供給器８を介して分配器７に進入し、次いで水噴射配管６内に浸入し、このとき弁１０又はそれらのいくつかは開位置にある。

本発明による方法の強化実施例によれば、液滴として水相を噴射するためのステップは、前記煙道ガス導管３における煙道ガスの流動方向（図３では二重の矢印Ｇによって示される）に対して、無機化合物の前記噴射点から非常に近い下流で、前記煙道ガス導管３内の、前記雲霧の中で又は無機化合物の流れの中で実施される。このように、噴射された粉末状無機化合物は加湿され、処理される煙道ガスは全く又はほとんどない。処理される煙道ガスの流動方向に対して、無機化合物の噴射された粒子から非常に近い下流での、水溶液の液滴の噴射は、この実施例では、上流に位置付けられた水相噴射配管６に存在する弁１０を閉じ且つ下流に位置付けられた配管の弁を開けることによって実施される。

図３に示される装置では、本発明による煙道ガス処理装置の部分Ｓに位置付けられた圧力下の水相液滴噴射配管だけが（ガス流に対して下流）、それらの弁を開位置に保持していてもよく、一方、その他の加圧液滴噴射配管は、閉位置にある弁を有する。このように、噴射された加圧水相液滴は、無機化合物粒子の噴射点から非常に近い下流に導入され、無機化合物粒子は、有利には加湿される。

次いで煙道ガスの汚染物質は、前記無機化合物によって捕獲され、これは無機化合物粒子を取り囲む水相粒子の存在によって改善された手法である。次に、汚染物質が濃縮された無機化合物及び汚染物質が減少した煙道ガスが、通常の方法で、特に濾過によって、別々に回収される。

したがって、本発明による無機化合物／水相を噴射するための混合装置は、煙道ガスからの酸性ガスの捕獲を改善する可能性を与える、単純な、容易で安価な概念である。

煙道ガスの温度は、典型的には１００から１，１００℃の間を含む。ある施設では、この温度は１１０℃から３５０℃、好ましくは１３０℃から２５０℃の間、さらにより優先的には１５０℃から２３０℃の間、特に１８０℃から２２０℃の間で変動する。その他の場合、特に主要な汚染物質としてＳＯ_２を発生させる動作の場合、煙道ガスの温度は、より上流の（燃焼領域に、より近い）位置で、典型的には２５０℃から５００℃の間又は８５０℃から１，１００℃の間を含み、好ましくは、より上流の位置で３００℃から４５０℃の間又は９００℃から１，１００℃の間、優先的には、より上流の位置で３３０℃から４００℃の間又は９５０℃から１，０５０℃の間を含む。無機化合物の加湿の作用は、水相液滴が高温ガス中で非常に素早く蒸発するので、比較的短時間にわたるものである。したがって、煙道ガス中に噴射された無機化合物粒子と水の液滴との接触は、可能な限り急速に達成しなければならない。

水相液滴のサイズは、噴射条件に応じて、平均して５００から５，０００μｍの間、好ましくは５００から１，０００μｍの間、又は１，０００から５，０００μｍの間を含み、特に、内部で水相液滴が形成される平らな出口オリフィス（スロットとして）を備えた配管を使用することによって得られる。得られた液滴のサイズは、煙道ガス導管内に噴射されると直ぐに、無機化合物の粒子の雲霧に噴射された水相液滴と無機化合物粒子との間の接触も促進させる。

先に述べたように、一般に、無機組成物、特に湿った水和石灰（水を２％超又は４％も含有する）又は予め加湿されたものを煙道ガス中に噴射することは、噴射配管に生じ且つ噴射配管を詰まらせる作用がある粒子の凝集のために、難しい。さらに、湿った水和石灰又は予め加湿されたものは、より容易に炭素化に供され（非常に速い）、それが捕獲性能の低減を誘発させる。最後に、無機化合物、特に湿った水和石灰の凝集した粒子は、それらの細孔への接触可能性の低減により、低い捕獲能力を有する。典型的には、捕獲性能を改善するために、微細な粒子が求められる。本発明による装置の使用は、それ自体が処理される煙道ガスの導管内に噴射された微細な無機化合物粒子の加湿を可能にし、それらは直接発生し且つ乾燥もしている水相液滴の雲霧の中で特に酸性ガスと反応するが、それは蒸発が高温煙道ガス中で非常に速いからである。したがって水の蒸発は、粒子が凝集する時間を経る前に生ずる。

これは本発明によれば、噴射された水の量が、無機化合物粒子を加湿するのに且つ無機化合物粒子及び水相液滴と共に形成された雲霧を発生するのに、必要な水の量でしかないことにも起因する。液滴として前記噴射された水相と前記噴射された粉末状無機化合物との間の重量比は、１．２以下、好ましくは１以下、特に０．８以下である。前述の重量比は、０．１以上、特に０．２以上でもある。したがって、微細な液滴として噴射された水相は、処理される煙道ガスの温度にほとんど影響がなく、熱回収のための後続の可能性のあるステップを乱さない。本発明によれば、煙道ガスは、無機化合物及び液体としての水相の噴射後に、ｎからｎ−１０℃の間、好ましくはｎからｎ−８℃の間、好ましくはｎからｎ−５℃の間、特にｎ−３℃を含む温度を有し、ｎは、無機化合物及び前記水相を噴射した後の煙道ガスの温度である。

本発明によれば、典型的には水相及び無機化合物の両噴射システムが、煙道ガスを処理するための同じ装置に取着されたとしても、それらは互いに独立して動作することが明らかである。したがって、水相液滴のみ又は無機化合物のみを噴射することによって操作することが、実際の場合に必要であれば可能である。

図２は、本発明による煙道ガスを処理するための装置の、代替例を示す。

これからわかるように、本発明による装置１は、ここでは、粉末状無機化合物供給源（図示せず）に接続された粉末状無機化合物を噴射するための配管２を含む。無機化合物を噴射するための配管は、煙道ガスの前記導管３（図４及び５参照）に通じるように、且つ無機化合物用の出口オリフィス１４を介して無機化合物の流出が可能になるように配置される。無機化合物を噴射するための配管２は、外面４及び内面５を有する。動作中、内面５は、噴射配管２内に噴射される前記粉末状無機化合物に接触する。

粉末状化合物１を噴射するための装置は、水相供給器８に接続され且つ周辺空間９内に位置する同心管内に局在化した、液滴として水相を噴射するための配管６も含む。水相を噴射するための配管は、ここでは示さないが、止め弁１０をさらに含んでいてもよい。噴射配管の水相からの液滴としての水相用の出口オリフィス１１は、実際に、スロット又は平面噴霧器として実現される。

水相供給器８の圧力は、典型的には２から１５０ｂａｒの間を含む。代替例では、この圧力は、むしろ２から２０ｂａｒの間、好ましくは３から１５ｂａｒの間、さらにより優先的には約８ｂａｒを含むことになる。別の代替例では、圧力は、１０から１５０ｂａｒの間、特に２０から１００ｂａｒの間を含むことになる。これらの高い圧力は、噴霧配管の汚れを回避する可能性を与える。

無機化合物噴射装置はさらに、煙道ガスを処理するための装置を、フランジ２３を介して、任意のその他の手段により煙道ガス導管にボルト締めし又は取着するために、貫通オリフィス１８が設けられたフランジ１３を含む。

事実、これは図５でわかるように、処理される煙道ガスの導管３は、本発明による装置１用の導入導管２２を含んでいてもよい。導入導管２２には、その端部にフランジ２３が設けられている。本発明による装置１はこの導管に導入され、そこにフランジ１３及び２３を用いて取着される。

これは図４及び５でわかるように、粉末状無機化合物を噴射するためのステップは、煙道ガスの流動方向Ｇに対して、９０から１５０度、好ましくは１４５度以下、優先的には１４０度以下、特に１３５度以下の角度に従い、煙道ガスの導管３内で実施される。

煙道ガスの流動方向に対する無機化合物用配管のこの向きは、本発明による装置の実施例に決して関係していない。これは、図１及び３に示される複数の水相噴射配管を含む実施例が、煙道ガスの導管の壁に対して傾くような向きをしてもよいことを意味する。

さらに、本発明による装置は、図１Ａ、１Ｂ、２Ａ、及び２Ｂに図示されるタイプの場合、必要に応じて煙道ガスの導管内に多少挿入されてもよく、典型的には０から４０ｃｍの間を含む長さだけガス導管内に貫入してもよい。

この実施例における本発明による装置の、配管の長さ、動作パラメータなどの技術的考慮事項は、図１Ａ、１Ｂ、及び３に関して記述されたものと同程度まで変化する。

図２Ａ及び２Ｂに示される実施例では、第２のフランジ１７が、煙道ガスを処理するための装置上に存在する。このフランジ１７には、取着手段を受容するための配置された一連の貫通オリフィス１９が設けられている。フランジ１７は、無機化合物の供給源（図示せず）に接続されるように配置される。

有利には、外側カバー２０は前記周辺空間９の周りに存在する。外側カバー２０は、好ましくは、１００から２５０ｍｍの間、好ましくは２００ｍｍ未満、より優先的には１１０から１７０ｍｍの間、特に１２５から１５０ｍｍの間を含む直径を有する。

周辺空間９では、前記粉末状無機化合物噴射配管の前記外面４と外側カバー２０との間に断熱体層を設けてもよい。絶縁体は、単に空気であっても、当業者に公知の任意の絶縁体であってもよく、外面４の冷却を回避する可能性を与え、したがって水溶液配管６から隔離され、噴射配管２内を循環する無機化合物、特に水和石灰の粒子の凝集のリスクが低減する。

本発明による装置は、さらに好ましくは、無機化合物用の出口オリフィス１４と、水相噴射配管と同心管の出口オリフィス１１とを含む、一連のオリフィスが設けられた、キャップ又は前記周辺空間を閉鎖するための装置２１を備える。

これはやはり図２Ａ、２Ｂ、４、及び５に図示されるこの実施例に見られるように、水相噴射配管６は同心状管に配置され、そこから水相噴射配管２５が引込み可能であり、それが無機化合物の噴射を停止することなく水相噴射配管を清浄化し又は交換する可能性をもたらす。水相噴射配管からの抽出を容易にするために、本発明は、無機化合物噴射配管に僅かな湾曲を提供するが、この湾曲は、無機化合物２を運び込むのに本質的に円筒状の管の内部で障害を回避するために可能な限り小さいものであり、それによって壁面での無機化合物の凝集が低減する。

図２Ａ、２Ｂ、４、及び５に示される実施例では、無機化合物を噴射するための主な管は、典型的には１００ｍｍの直径を有し、水相噴射配管と同心状の管は２５ｍｍの直径を有する。両方の管は、約１２５ｍｍの直径を有するカバー２０内に閉じ込められる。

「実例１」
ＳＯ_２低減試験は、ＷＯ２００７／０００４３３（図２、１０頁、２０行から１２頁、１４行）に記載されているパイロット施設を使用することによって実行した。管型反応器では、水酸化カルシウム（水和石灰）粒子が、ＳＯ_２を１，５００ｍｇ／Ｎｍ^３、ＣＯ_２を９体積％、及びＨ_２Ｏを１０体積％含有し且つ全流量が１．１３２Ｎｍ^３／時であり温度が２２０℃であるガスとの並流として通過する。

２つのタイプの水和石灰を使用した。第１のサンプル（サンプル１）は、特許出願ＷＯ９７／１４６５０の教示により得られた水和石灰であった。第２のサンプル（サンプル２）は、特許出願ＷＯ２００７／０００４３３の教示により得られた水和石灰であった。

表は、化学量論倍率２．５及び吸収剤流量Ｑを目的に、試験がなされた試薬の湿分を水和石灰に対して０．７重量％から４．１重量％に変えることによって得られたＳＯ_２低減レベルを示す。

Ｑ吸収剤流量は、反応収率が１００％（化学量論的に平衡）である場合のＳＯ_２流量を中和するのに必要な水和石灰流量に、噴射された吸収剤の一部が実際には反応に関与しないことを考慮して、「化学量論」倍率を乗じたものに相当する。本発明の場合、Ｑは５．０５ｇ／時の値を有する。

「実例２」
工業試験
煙道ガスのパラメータは、下記の通りである：
全流量：２０，０００Ｎｍ^３／時
温度：１８０℃
含水量：４〜５体積％
Ｏ_２含量：１５〜１８体積％

特許出願ＷＯ２００７／０００４３３の教示により調製された水和石灰を、ＳＯ_２を低減させるためにスリーブ・フィルタの上流に噴射した。スリーブ・フィルタの上流でのＳＯ_２含量を１，８００ｍｇ／Ｎｍ^３にし且つ出口で７００ｍｇ／Ｎｍ^３にするために、石灰が加湿されない場合の状況に比べ（水１７ｄｍ^３／時、又は水／石灰の質量比０．２５）、石灰を加湿した場合には石灰消費量の１５から２０％の低減が観察された。事実、石灰が加湿されない場合には石灰の変換率３５％が観察され、加湿された場合には４０％が観察された。本発明による図１の装置を使用し；この装置は、ガスの流動方向に対して約１２０°の傾きを有していた。

「実例３」
工業試験
煙道ガスのパラメータは下記の通りである：
全流量：２５０，０００Ｎｍ^３／時
温度：１５０℃
含水量：１０体積％
Ｏ_２含量：１６体積％

特許出願ＷＯ２００７／０００４３３の教示により調製された水和石灰を、ＳＯ_２低減レベルに対するその加湿の影響を研究するために、スリーブ・フィルタの上流に噴射した。

したがって、スリーブ・フィルタの上流で２２４ｍｇ／Ｎｍ^３のＳＯ_２含量にし且つ同じ石灰消費量にするために（流量５０ｋｇ／時）、フィルタの出口でのＳＯ_２含量は、石灰が加湿されない場合に１３４ｍｇ／Ｎｍ^３（石灰の変換率５３％に等しい）、及び石灰が３０ｄｍ^３／時の量の水で加湿された場合（水／石灰の質量比０．６）に１１２ｍｇ／Ｎｍ^３（石灰の変換率６７％）がそれぞれ得られた。したがって加湿された石灰は、同じ非加湿石灰に比べ、ＳＯ_２の低減が２５％という利益が可能であることが観察された。

「実例４」
工業試験
標準水和石灰を、ＳＯ_２低減レベルに対するその加湿レベルの影響を研究するために、同じ施設内で、実例３と同じ煙道ガスのパラメータで噴射した。

したがって、スリーブ・フィルタの上流で４２０ｍｇ／Ｎｍ^３のＳＯ_２レベルにし且つ同じ石灰消費量にするために（流量１２０ｋｇ／時）、ＳＯ_２含量は、フィルタの出口で、石灰が加湿されない場合に３３６ｍｇ／Ｎｍ^３（石灰の変換率２０％に等しい。）であり、石灰が３０ｄｍ^３／時の量の水で加湿された場合（水／石灰の質量比０．２５）に２２６ｍｇ／Ｎｍ^３（石灰の変換率３７％）及び石灰が１２０ｄｍ^３／時の量の水で加湿された場合（水／石灰の質量比１）に２４１ｍｇ／Ｎｍ^３（石灰の変換率４３％）がそれぞれ得られた。したがって、３０及び１２０ｄｍ^３／時の量の水で加湿された石灰は、同じ非加湿石灰に比べ、それぞれ８５％及び１１０％のＳＯ_２低減の利益が得られることが観察された。

本発明は、決して上述の実施例に限定されず、添付される特許請求の範囲から逸脱することなく、多くの修正をそこに行ってもよいことが完全に理解される。例えば、分配器７の存在と、単一の水噴射配管６又は本発明による煙道ガスを処理するための装置を任意のその他の所望の数で組み合わせることが可能である。図３及び４のアセンブリは、図５の場合と同様に、その端部にフランジ２３を備えた導入導管２２を含むことも可能である。

Claims (25)

1. ガス導管内で所定の流動方向を有するガスを処理するための方法であって、
   ａ）粉末状化合物を、粉末状化合物の噴射点で前記ガス導管内に噴射するステップであり、前記ガス導管内で粉末状化合物の粒子の雲霧又は流れが形成されるステップと、
   ｂ）水相を、液滴として前記ガス導管内に噴射するステップと、
   ｃ）前記粉末状化合物と共に前記ガスの汚染物質を捕獲するステップと、
   ｄ）汚染物質が濃縮された前記粉末状化合物、及び汚染物質が減少した前記ガスを、別々に回収するステップと
   を含む方法において、
   水相を液滴として噴射するための前記ステップが、液滴として噴射された前記水相と噴射された粉末状化合物との重量比０．０５以上及び１．２以下に従って、前記水相の噴射中に前記ガス導管内の前記粉末状化合物粒子を加湿するように、前記ガス導管内で、前記粉末状化合物粒子の噴射された雲霧又は流れの中で実施されることを特徴とする方法。
2. 水相を液滴として噴射するための前記ステップが、前記ガス導管内の前記ガスの所定の流動方向に対し、前記粉末状化合物噴射点から非常に近い下流で実施されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記粉末状化合物噴射ステップが、前記ガスの流動方向に対して９０から１５０度、好ましくは１４５度以下、優先的には１４０度以下、特に１３５度以下の角度を形成する噴射方向に従って、前記ガス導管内で実施される、請求項１及び２の一項に記載の方法。
4. 前記粉末状化合物が、８０μｍ未満、有利には５０μｍ未満、特に３５μｍ未満、好ましくは２５μｍ、とりわけ１０μｍ以下、特に８μｍ以下の平均粒度ｄ_５０を有する、請求項１から３までのいずれか一項に記載の方法。
5. 前記粉末状化合物が、前記ガス導管内に噴射される前に、０．２から１０％の間、特に０．５から４％の間、好ましくは２％未満、特に１．５％未満を含む湿分（質量水分）を有する、請求項１から４までのいずれか一項に記載の方法。
6. 液滴として噴射された前記水相と噴射された前記粉末状化合物との間の重量比が、０．１以上、優先的には０．２以上であり、且つ１以下、より特別には０．８以下である、請求項１から５までのいずれか一項に記載の方法。
7. 前記粉末状化合物を噴射する前の前記ガスが、１０℃から１００℃の間、好ましくは１５℃から８０℃の間、優先的には２０℃から７０℃の間を含む温度を有する、請求項１から６までのいずれか一項に記載の方法。
8. 前記粉末状化合物を噴射する前の前記ガスが、１００℃から３００℃の間、好ましくは１３５℃から２５０℃の間、優先的には１５０℃から２３０℃の間、特に１６０℃から２２０℃の間を含む温度を有する、請求項１から６までのいずれか一項に記載の方法。
9. 前記粉末状化合物を噴射する前の前記ガスが、３００℃から５００℃の間、好ましくは３２０℃から４５０℃の間、優先的には３３０℃から４００℃の間を含む温度を有する、請求項１から６までのいずれか一項に記載の方法。
10. 前記粉末状化合物を噴射する前の前記ガスが、８５０℃から１，１００℃の間、好ましくは９００℃から１，１００℃の間、優先的には９５０℃から１０５０℃の間を含む温度を有する、請求項１から６までのいずれか一項に記載の方法。
11. 前記ガスが、前記粉末状化合物及び液滴としての前記水相を噴射した後に、ｎからｎ−１０℃の間、好ましくはｎからｎ−８℃の間、優先的にはｎからｎ−５℃の間、特にｎからｎ−３℃の間を含む温度を有し、ｎは、前記粉末状化合物及び前記水相を噴射する前の前記ガスの温度である、請求項１から１０までのいずれか一項に記載の方法。
12. 前記水相の噴射が、２から１５０ｂａｒの間、特に３から１５ｂａｒの間、優先的には約８ｂａｒ、又は２０から１５０ｂａｒの間、有利には３０から１００ｂａｒの間を含む圧力で実施される、請求項１から１１までのいずれか一項に記載の方法。
13. 前記粉末状化合物が、水和石灰、炭酸若しくは炭酸水素ナトリウム、ハロイサイト及びセピオライトから選択された無機化合物、活性炭及び亜炭コークスから選択された炭素質有機化合物、又はこれらの化合物の混合物であることを特徴とする、請求項１から１２までのいずれか一項に記載の方法。
14. 前記水相が、水、或いはアルカリ若しくはアンモニアをベースにした化合物の水溶液、又はハロゲン化物若しくは酸をベースにした水溶液からなることを特徴とする、請求項１から１３までのいずれか一項に記載の方法。
15. 粉末状化合物をガス導管（３）内に噴射するための装置であって、粉末状化合物の供給源に接続され且つ前記ガス導管に通ずるように配置された粉末状化合物噴射配管（２）を備え、前記粉末状化合物噴射配管が、外面（４）と、前記粉末状化合物に接触するように配置構成された内面（５）とを有し、前記粉末状化合物噴射装置がさらに、水相供給源に接続された、水相を液滴として噴射するための少なくとも１つの配管（６）を備える前記装置において、前記少なくとも１つの水相噴射配管（６）が、前記粉末状化合物噴射配管（２）の前記外面（４）の周りに局在化した周辺空間（９）に位置付けられることを特徴とする装置。
16. 水相を液滴として噴射するための複数の配管（６）を備え、それぞれが、前記水相供給源に接続された分配器（７）に接続され、前記複数の水相噴射配管（６）の各配管が、前記周辺空間に位置付けられ、さらに止め弁（１０）を備える、請求項１５に記載の装置。
17. 各水相噴射配管（６）が、同心管に配置され、その外側では前記水相噴射配管（２５）が引込み可能である、請求項１５及び１６の一項に記載の装置。
18. 各水相噴射配管（６）が、スロットとして出口オリフィス（１１）を備える、請求項１５から１７までのいずれか一項に記載の装置。
19. 前記分配器（７）が、２から１５０ｂａｒの間、特に３から１５ｂａｒの間、より優先的には約８ｂａｒ、又は２０から１５０ｂａｒの間、有利には３０から１００ｂａｒの間を含む圧力を水相に与えるための加圧手段に接続されている、請求項１６から１８までのいずれか一項に記載の装置。
20. 前記周辺空間（９）の周りに外側カバー（２０）をさらに備える、請求項１５から１９までのいずれか一項に記載の装置。
21. 前記周辺空間（９）において、前記粉末状無機化合物噴射配管の前記外面（４）と、前記外側カバー（２０）との間に、少なくとも１つの断熱体層をさらに含む、請求項２０に記載の装置。
22. 無機化合物オリフィス及び少なくとも１つの水相オリフィスを含む一連のオリフィスを備えた前記周辺空間を閉鎖するための装置をさらに備え、前記無機化合物オリフィスは、前記水和石灰噴射配管の出口を収容するように配置され、各水相オリフィスは、各水相噴射配管の出口を収容するように配置されている、請求項２０又は２１に記載の装置。
23. 前記外側カバー（２０）が、１００から２５０ｍｍの間、好ましくは２００ｍｍ未満、より優先的には１１０から１７０ｍｍの間、特に１２５から１５０ｍｍを含む直径を有する、請求項２０から２２までのいずれか一項に記載の装置。
24. 前記粉末状化合物噴射配管（２）が、７５から１５０ｍｍの間、好ましくは８０から１２５ｍｍの間、特に約１００ｍｍを含む直径を有する、請求項１５から２３までのいずれか一項に記載の装置。
25. 各水相噴射配管（６）が、５から３０ｍｍの間、好ましくは６から２０ｍｍの間、より優先的には８から１６ｍｍの間を含む直径を有する、請求項１５から２４までのいずれか一項に記載の装置。