JP3260170B2 - 酸性排ガスの除去装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、焼却炉の排気ガス中に
含まれている酸性成分、即ち、硫黄酸化物とか塩化水素
と云った有害物質を塩基性中和剤と中和反応させて除去
する酸性排ガスの除去装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】酸性排ガスを反応室内で塩基性中和剤と
中和反応させて、該排ガス中に含まれている酸性成分を
除去する除去装置には、従来より例えば特開昭５０−１
３９０７５号公報に示されているように、塩基性中和剤
をスラリー状にして排ガス中に送り込んで中和反応させ
る湿式とか、例えば特開昭６０−５１５３３号公報に開
示されているように、乾燥した中和剤を排ガス中に混入
して中和させる乾式と云った各種形式のものが存在す
る。

【０００３】図４は上述した湿式の中和除去方式を実施
した酸性排ガス除去装置の構成図を示し、図中、１０は
反応室、１１は反応室１０の下側に細く絞った導入口１
２を介して接続したサイクロン、１３はスラリー貯蔵層
１４に貯蔵した塩基性中和剤（例えば石灰、消石灰等）
のスラリーを、供給パイプ１３ａを通して反応室１０内
に設けたノズル１３ｂに送ってこれを噴射させるポン
プ、１６はサイロ１５に収容した塩基性中和剤を水と混
合して貯蔵層１４に送り込むミキサー、１７は攪拌用の
回転羽根、１２ａは導入口１２に設けた整流板であっ
て、以上の構成によればダクト１１ａを通してサイクロ
ン１１内に送り込まれた排気ガスは、ここで旋回されて
上昇気流と成って導入口１２より反応室１０内に導入さ
れ、次いで、ノズル１３ｂから噴射される中和剤のスラ
リーと中和反応して酸性成分を除去し、排気ダクト１０
ａより排気される仕組に成っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した各除去方式の
うち、図４に示した如きスラリー状の塩基性中和剤を使
用する湿式除去装置の場合は、酸性成分の除去率では、
理論重量比２．０前後で塩化水素（ＨＣｌ）が８０％、
硫黄酸化物（ＳＯｘ）が３０〜４０％と効果的である
が、塩基性中和剤をスラリー状にして使用するため、下
記の如き欠点があった。

【０００５】 （１） 塩基性中和剤をスラリー状にして反応させるた
め、図４に示したようにミキサー１６とか貯蔵層１４と
云ったスラリー生成装置が必要に成るから、装置全体の
大型化と高価格化を招く。 （２） スラリーを送出する際に、ポンプ１３とかノズ
ル１３ｂの噴出孔がスラリーによって摩耗される。 （３） スラリーがポンプ１３内に付着して詰る。 （４） 反応室１０内にスラリーを直接投入（噴射）す
るため、スラリーが反応室１０の内壁面に付着、堆積し
てしまう。 （５） スラリーの付着を防止するため、導入口１２に
整流板１２ａを設ける必要があり、この整流板１２ａを
設ける分だけ装置全体の丈Ｌ２が高くなって大型化す
る。

【０００６】これに対して、上述した乾式の除去装置
は、中和剤をダクト又は反応室に直接導いて排ガスと反
応させるため、上述した湿式装置のようなスラリー生成
装置を必要とせず、また、スラリーによる摩耗とか詰り
と云った各種問題も解消できるが、しかし、排ガスとの
気体接触のみで中和反応させるため、その除去率は塩化
水素（ＨＣｌ）が５０〜７０％と低く、その結果、中和
剤との反応を促進するために反応室の内部に送風機を設
けて除去率を向上させる必要があって、装置全体の複雑
化と高コスト化を招く問題があった。

【０００７】従って本発明の技術的課題は、スラリー状
にした塩基性中和剤を使用することによって発生する上
記各問題点を解消し、且つ、装置全体の小型化を図ると
共に、送風機等の設備を用いずに除去率の大幅な向上を
図ることを可能にした酸性排ガスの除去装置を提供する
ことである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の技術的課題を解決
するために本発明で講じた手段は以下の如くである。 （１） 酸性ガスを含んだ燃焼ガスを受入れてこれを旋
回するサイクロンの上面に反応室を連設し、これ等反応
室とサイクロンの間を仕切るこの反応室の底面を略摺鉢
状に絞って構成し、この絞った底の部分には上記の燃焼
ガスを反応室内に導いて上昇させる導入口を下側のサイ
クロンの内部に向けて突設すること。 （２） 上記サイクロンの内部で且つ上記導入口の下側
入口部分には、塩基性中和剤を導入口を通して上方の反
応室内に向けて噴射することができる噴射ノズルを上向
きに設け、また、上記反応室の内部で且つ上記塩基性中
和剤の噴射位置に近い導入口の上部出口側には、水と空
気の混合体を噴射される塩基性中和剤の流れに乗せて上
記反応室の内部上方に向けて噴霧することができる噴霧
ノズルを上向きに設けること。 （３） 反応室の底面を略擂鉢状に絞って構成し、この
絞った底の部分に円筒状に形成した導入口を、下側のサ
イクロンに向けて突設すること。

【０００９】

【作用】上記の手段は以下の如く作用する。 上記
（１）で述べた要素によれば、酸性の高温排ガスをサイ
クロンで旋回させて排ガス中に含まれている比較的大き
な燃焼生成物を分離し、下方に落下させるが、排ガスは
サイクロン内の外周壁を旋回しながら上昇し、サイクロ
ンの上面に連設した反応室の略摺鉢状に絞った底面に当
って反転落下し、更に、もう一度その流れを上昇に転じ
て、上記底面に下向きに突出形成された導入口より上側
の反応室に向かって上昇する構成に成っているため、サ
イクロンに於いて燃焼生成物等の分離を効果的に行うこ
とができると共に、上記の排ガスが反応室に流入する前
に、反応室の底面に当って旋回し、底面を下から充分に
加熱するため、反応室の底面に滴下した水滴を素早く乾
燥させて蒸発させるから、水滴を媒体とする中和剤の付
着が防止され、その結果、流入排ガスを整流する整流板
の設置が不要になって、装置全体の小型化を可能にす
る。

【００１０】 上記（２）で述べた要素によれば、導
入口の下側に設けた噴射ノズルより上方の反応室内に向
けて乾燥した中和剤が噴射されるため、これが排ガスの
上昇気流に混合して酸性成分と効率よく反応しながら反
応室内に勢い良く導入されて拡散される。次いで、上記
中和剤の噴射位置に近い導入口の上側に設けた噴霧ノズ
ルより、水と空気の混合体が上記中和剤を混合した排ガ
スの上昇気流に乗せて上方に広がる反応室内に向けて噴
霧される。その結果、反応室内に於いて互いが反応に要
する滞留時間を最大限に確保しつつ上昇することになる
ため、上記の反応を更に促進して酸性ガスを速やかに中
和せせることができるものであって、塩基性中和剤のス
ラリーを使用せずに、従って、このスラリーの使用によ
って起因する各種問題を受けることなく、排ガス中の酸
性ガスを中和して優れた除去効果を発揮することを可能
にする。

【００１１】 上記（３）で述べた要素によれば、排
ガスが上昇気流に乗って狭い円筒状の導入口より広い反
応室に入って流路が急激に広がると、流速が弱まって噴
射ノズルから噴射される中和剤を排ガス中に充分に攪拌
した状態で混入することができ、また、噴霧ノズルから
噴霧される水と空気の混合体も同様に確実に混合されて
中和反応を促進することを可能にする。以上の如くであ
るから、上記の手段によって上述した技術的課題を解決
して、前記従来の技術の問題点を解消することができ
る。

【００１２】

【実施例】以下に、上述した本発明に係る酸性排ガスの
除去装置の好適な実施例を添付した図面と共に詳細に説
明する。図１は本発明の機能を明示したブロック図、図
２は本発明の構成図、図３はその要部の平面図を示すも
のであって、これ等の図面に於いて、１は反応室、２は
この反応室１の底面に連設したサイクロン、１ａは反応
室１とサイクロン２を区画する反応室１の底板であっ
て、略擂鉢状（ホッパー状）に絞って形成したこの底板
１ａの底の部分には、略円筒状に形成した導入口１ｂが
下側のサイクロン２内に向けて突設されている。

【００１３】また、３はダクト４を介して上記のサイク
ロン２に連結された焼却炉、５は水と空気の混合体をパ
イプ５ａを通して上記導入口１ｂの上側部分、即ち、反
応室１の内底部分に設けた上向きに屈曲する噴霧ノズル
５ｂに送って、これを反応室１内に向けて上方に噴霧さ
せる混合体用ポンプ、６は石灰とか消石灰等の乾燥した
塩基性中和剤をパイプ６ａを通して上記導入口１ｂの下
側入口部分に設けた上向きに屈曲する噴射ノズル６ｂに
送って、これを導入口１ｂを通して反応室１内に向けて
噴射する中和剤用ポンプ、７は反応室１に対してダクト
７ａを通して吸引作用を及ぼして、酸性成分を中和した
排ガスをフイルタ７ｂで濾過処理する集塵機であって、
上記水と空気の混合体を噴射する噴霧ノズル５ｂは、図
示した如く上記塩基性中和剤を噴射する噴射ノズル６ｂ
に対して、近い位置に設けられていて、上記中和剤を混
合した排ガスの上昇気流に乗せて、水と空気の混合体を
上 方に広がる反応室に向けて噴霧できるように構成され
ている。

【００１４】本発明に係る酸性排ガスの除去装置は以上
述べた如き構成であるから、焼却炉３からダクト４を通
して送られて来る高温燃焼排ガスをサイクロン２に取り
込んで旋回し、排ガス中の比較的大きな燃焼生成物を分
離除去する。次いで、該排ガスは高温のまま旋回しなが
ら上昇して反応室１の底板１ａに当って反転下降し、そ
の後再び上昇に転じて導入口１ｂより反応室１内に送り
込まれるが、上記旋回している最中に反応室１の底板１
ａを下から充分に加熱するため、反応室１の底板１ａ上
に滴下した水滴を素早く乾燥することができる。

【００１５】そして、この排ガスの上昇気流に対して導
入口１ｂの入口部分に上向きに設けた噴射ノズル６ｂか
ら乾燥した中和剤が噴射され、その後、導入口１ｂの出
口側に設けた噴霧ノズル５ｂからは、該中和剤を混合し
た排ガスに対して、この排ガスの上昇気流に乗せた状態
で水と空気の混合体が噴霧されるため、優れた中和作用
を発揮することができる。

【００１６】即ち、本発明では乾燥中和剤（石灰等）と
酸性成分との反応に加えて、塩化水素（ＨＣｌ）の中和
の場合は、高温状態での水の急激な蒸発作用を利用し、
続いて塩化水素とこの水蒸気との混合作用によって核形
成が起って細かい塩化水素の霧を形成できるため、この
霧状の塩化水素に湿った石灰の粒子が接触して液体の段
階で中和が成され、塩化水素の除去率を更に向上させる
ことができる。

【００１７】また、硫黄酸化物（ＳＯｘ）に関しては、
例えば二硫化酸素（ＳＯ2）が石灰粒子の表面に拡散す
ることにより中和され、更に二硫化酸素は塩化水素（Ｈ
Ｃｌ）の反応及び石灰による塩化カルシュウム（ＣａＣ
ｌ2）の形成によって、塩化カルシュウムの吸湿性を利
用し、且つ、霧状の二硫化酸素を吸収して酸性排ガスの
除去効果を高めることができ、従って本発明に係る除去
装置によれば、スラリーと乾燥粉双方の利点を取り入れ
て、分離率を塩化水素の場合で９０〜９５％と向上させ
ることができる。

【００１８】更に本発明によれば、サイクロン２から高
温燃焼排ガスが導入口１ｂを通って反応室１に入る所
で、ノズル１ｂより乾燥した中和剤を排ガスの気流に乗
せて上向きに噴射し、これを上昇気流に乗せて導入口１
ｂから反応室１内に入った所で流路を急激に広げて流速
を弱めるため、排ガスと噴射した中和剤を充分に攪拌し
た状態で混合でき、更に、噴霧ノズル５ｂより水と空気
の混合体を霧状にして同じく排ガスの気流に乗せて上向
きに噴霧するため、上部に広がった反応室内に於いて、
互いが反応に要する滞留時間を最大限に確保しつつ上昇
して、高温領域内で中和反応が効率的に行われて、上述
した酸性成分の除去率を更に高めることができる。

【００１９】

【発明の効果】以上述べた次第で、本発明に係る酸性排
ガスの除去装置によれば、排ガスに対して乾燥した中和
剤と水と空気の混合体を別々のノズルから噴射して酸性
成分を中和反応させ、排ガス中から酸性ガスを効率よく
除去するものであって、中和剤のスラリーは使用しない
から、スラリーを使用することによって起因する各種問
題点を解消することができる。また、高温燃焼排ガス中
に乾燥した中和剤を噴射して混合するため、酸性ガスを
速やかに中和させることができ、更に、サイクロン内で
旋回する高温の排ガスが反応室の内壁、特にその下側部
の底面を高温に熱するため、水滴を媒体とする中和剤の
付着や堆積を防止できるから、流入排ガスの整流装置の
設置が不要になって、中和剤の噴射ノズルを反応室の下
側部に極めて接近させて設置でき、且つ、反応室とサイ
クロンも一体的に造ることが可能であるから、除去装置
の全体を図２に示した寸法Ｌ１の如く、従来装置の寸法
Ｌ２（図４参照）よりも可成り小さく造ることができる
ものであって、装置全体を小型を且つ低コストに造るこ
とができる利点を備えている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る酸性排ガスの除去装置の機能を明
示したブロック図である。

【図２】本発明の全体を説明した構成図である。

【図３】本発明の要部の平面図である。

【図４】従来装置の構成図である。

【符号の説明】

１ 反応室 １ａ 底板 １ｂ 導入口 ２ サイクロン ５ 水と空気の供給ポンプ ５ｂ 水と空気の噴霧ノズル ６ 中和剤の供給ポンプ ６ｂ 中和剤の噴射ノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−9471（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−111039（ＪＰ，Ａ) 米国特許4935209（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01D 53/34 B01D 53/40 B01D 53/48 - 53/52 B01D 53/68 B01D 53/77 - 53/83

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 酸性ガスを含んだ燃焼ガスを受入れてこ
   れを旋回するサイクロンの上面に反応室を連設し、これ
   等反応室とサイクロンの間を仕切る反応室の底面を略摺
   鉢状に絞って構成し、この絞った底の部分には上記の燃
   焼ガスを反応室内に導いて上昇させる導入口を下側のサ
   イクロンの内部に向けて突設すると共に、上記サイクロ
   ンの内部で且つ上記導入口の下側入口部分には、塩基性
   中和剤を導入口を通して上方の反応室内に向けて噴射す
   ることができる噴射ノズルを上向きに設け、また、上記
   反応室の内部で且つ上記塩基性中和剤の噴射位置に近い
   導入口の上部出口側には、水と空気の混合体を噴射され
   る塩基性中和剤の流れに乗せて上記反応室の内部上方に
   向けて噴霧することができる噴霧ノズルを上向きに設け
   たことを特徴とする酸性排ガスの除去装置。
2. 【請求項２】 反応室の底面を略擂鉢状に絞って構成
   し、この絞った底の部分に円筒状に形成した導入口を下
   側のサイクロンに向けて突設したことを特徴とする請求
   項１記載の酸性排ガスの除去装置。