JP3621159B2 - 排ガスの処理方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、粉塵と亜硫酸ガスを含む排ガスの処理方法及び処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、粉塵と亜硫酸ガスを含む排ガスを冷却除塵塔に導入し、ここで排ガスを冷却除塵した後、脱硫装置に導入して脱硫処理し、次いで脱硫処理された排ガスをミストエリミネータに導入し、ここで排ガス中の液滴粒子（ミスト）を除去した後、湿式電気集塵装置に導入し、ここで排ガス中に残存する粉塵を除去した後、大気へ放出する排ガスの処理方法は広く行われている。
【０００３】
ところで、このような排ガスの処理方法においては、排ガス中に含まれる粉塵を除去するために、前記したように、湿式電気集塵装置が用いられているが、このものは、大規模の装置でありその装置コストは非常に高く、しかもその設置面積も広いことから、排ガス処理コストを上昇させる大きな要因の１つになっている。
従って、このような湿式電気集塵装置は、可能であれば、その配設を省略することが望ましいものであるが、大気へ放出させる排ガス中の粉塵濃度規制は年々厳しくなってきており、この点から、前記湿式電気集塵装置の配設は余儀ないものとされていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、粉塵と亜硫酸ガスを含む排ガスの処理方法及び装置において、湿式電気集塵装置の使用を必要としない方法及び装置を提供することをその課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明によれば、粉塵と亜硫酸ガスを含む排ガスを処理する方法において、
（ｉ）排ガスを冷却除塵塔に導入し、噴霧状液滴粒子と接触させた後、その冷却除塵塔から抜出すこと、
（ｉｉ）冷却除塵塔から抜出された排ガスを、第１隔板とその上方に位置する第２隔板とによってその内部が第１室と第１室の上方に隣接する第２室と第２室の上方に隣接する第３室とに区画された密閉槽におけるその第２室に供給すること、
（ｉｉｉ）第２室に供給された排ガスを第１隔板に形成された透孔に垂設された排ガス分散管を通して第１室に収容されている吸収液中に吹込むこと、
（ｉｖ）第１室の上部空間に存在する排ガスを第１室と第３室との間を連絡し、その上端が第２隔板表面より上方に位置する排ガス上昇筒内を上昇させること、
（ｖ）排ガス上昇筒を通して第３室に上昇してきた排ガスをその排ガス上昇筒の上方に配設されている液体流下壁を有し、その先端から洗浄液が液幕状に流下している排ガス衝突板に衝突させるとともに、排ガスをその液幕と接触させること、
（ｖｉ）第３室内において前記液幕と接触させた後の排ガスを第３室に配設された排ガス出口から排出させること、
（ｖｉｉ）第３室から排出された後の排ガスをミストエリミネータに導入し、排ガス中に含まれる液滴粒子を除去した後、ミストエリミネータから抜出すこと、
（ｖｉｉｉ）ミストエリミネータから抜出した排ガスを湿式電気集塵処理することなく大気中へ放出させること、
を特徴とする排ガスの処理方法が提供される。
【０００６】
また、本発明によれば、排ガスを冷却除塵する排ガス冷却除塵塔と、冷却除塵塔からの排ガスを脱硫するための脱硫装置と、脱硫装置から排出された排ガス中の液滴粒子を除去するためのミストエリミネータと、ミストエリミネータからの排ガスを大気中へ放出させる排ガス排出筒を備えたものであって、前記脱硫装置は、第１隔板とその上方に位置する第２隔板とによってその内部が第１室と第１室の上方に隣接する第２室と第２室の上方に隣接する第３室とに区画された密閉槽と、第２室の周壁に形成された排ガス入口と、第３室に配設された脱硫排ガス出口と、第１隔板に形成された透孔と、その透孔に垂設され、第２室に供給された排ガスを第１室に収容されている吸収液中に吹きこむための排ガス分散管と、第１室と第３室とを連絡し、その上端が第２隔板表面より上方に位置する排ガス上昇筒と、第３室において排ガス上昇筒の上方に配設され、液体流下壁とその液体流下壁に洗浄液を供給する液分散機構を有する排ガス衝突板を備えたことを特徴とする排ガスの処理装置が提供される。
【０００７】
次に、本発明を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の排ガスの処理装置の模式図を示す。この図において、１は排ガス処理装置、１’は密閉槽（又は排ガス脱硫装置）、２は第１隔板、３は第２隔板、４は天板、５は第１室、６は第２室、７は第３室、８は排ガス導入ダクト、９は排ガス分散管、１０は排ガス上昇筒、１１は排ガス導出ダクト、１２はミストエリミネータ、１３は排ガス洗浄液抜出し管、１４は排ガス洗浄液槽、１５はポンプ、１６は排ガス洗浄液供給管、１７は排ガス洗浄液スプレーノズル、１８は吸収剤供給管、１９，１９’は洗浄液供給管、２０は排ガス洗浄液補給管、２１は酸素含有ガス供給管、２２は酸素含有ガス噴出ノズル、２３は排液管、２４は撹拌機、２５は排ガス洗浄液導管、２６は排ガス衝突板、３１は冷却除塵塔、３１’は密閉筒体、３２は排ガス導入ダクト、３３は冷却液抜出し管、３４はポンプ、３５は冷却液供給管、３６は冷却液スプレーノズル、３７は加熱器、３８は排ガス排出筒、Ａはフロス層（気液混合層）、Ｌ１は吸収液、Ｌ２は排ガス洗浄液、Ｌ３は冷却液を各示す。
【０００８】
図１に示す本発明の排ガス脱硫処理装置１は、大型の密閉槽１’から構成され、その槽の内部は、第１隔板２及びその上方に位置する第２隔板３によって第１室５と第１室の上方に隣接する第２室６と第２室の上方に隣接する第３室７とに区画されている。第３室の上部空間は天板４によって密閉されている。第１隔板２は水平又はやや傾斜したものであることができる。第２隔板３は水平又は傾斜したものであることができ、その傾斜角は特に制約されない。
第１室５の内部には、吸収液Ｌ１が収容されている。また、第１室には、撹拌機２４と、吸収液Ｌ１中に酸素を供給する必要がある場合に用いられる酸素含有ガス噴出ノズル２２が配設されている。
第２室６の周壁には排ガス入口が配設され、この入口には排ガス導入ダクト８が連結されている。第２室の空間には特別の装置の配設は特に必要とはされないが、必要に応じ、吸収液をスプレーするためのスプレーノズル（図示されず）を配設することもできる。
第３室７の内には、排ガス上昇筒１０の出口の上方に排ガス衝突板２６が配設されている。
第３室７の上方に配設された天板４には、排ガス出口が配設され、この出口には脱硫排ガス導出ダクト１１が連結されている。また、排ガス出口は周壁に形成することもできる。
密閉槽１’の外部には、第３室７の床面を構成する第２隔板３上に滞留する洗浄液Ｌ２を、第３室の排ガス衝突板２６に配設した液分散機構とスプレーノズル１７に循環させるための循環ラインが配設されている。この循環ラインは、洗浄液抜出し管１３、洗浄液槽１４、循環ポンプ１５及び洗浄液供給管１６、１９、１９’からなる。洗浄液槽１４には、洗浄液を補給するための洗浄液補給管２０が連結されている。
【０００９】
第１隔板２には、第１室５と第２室６との間を連絡する透孔が多数配設され、各透孔にはその先端が第１室の吸収液Ｌ１中に延びる排ガス分散管９が垂設されている。また、第１隔板２及び第２隔板３には、排ガス上昇筒１０を配設するための開口が配設され、これらの開口には、第１室５の上部空間に存在する排ガスを第３室７に導入させるための排ガス上昇筒１０が連結されている。この場合、排ガス上昇筒１０の上端は第２隔板の表面より上方に突出し、第２隔板上の洗浄液が第２隔板上に一定量滞留するようになっている。排ガス上昇筒の横断面形状は、円形や正方形、長方形等の各種の形状であることができる。排ガス上昇筒１０の上方には、排ガス衝突板２６が配設されている。
【００１０】
本発明で用いる排ガス衝突板２６は、液体流下壁とその液体流下壁に洗浄液を供給する液分散機構を有するものである。この衝突板は、排ガス上昇筒１０を上昇してきた排ガスをその下面で受け、排ガス中に含まれる液滴粒子をその下面に液膜として形成させる作用を有する。また、この衝突板は、液体流下壁とその液体流下壁に洗浄液を供給する液分散機構を有し、その液体流下壁の先端から洗浄液を液幕状に流下させる作用を有する。
【００１１】
排ガス衝突板２６の全体形状は特に制約されないが、一般的には、中央部が排ガス衝突面に形成され、その周縁に液体流下壁を有する下端開口した中空構造物からなる排ガス衝突面は平面や曲面、凹凸面等の種々の面であることができる。液体流下壁面は、液体がその面に沿って流下し、その先端から下方に流下し得る面であればよく、平面や曲面、凹凸面等であることができる。液体流下壁を有する衝突板の形状例を示すと、箱状、中空半球状の他、周縁部よりも中央部が上方に突出した形状、例えば陣笠形状等であることができる。
【００１２】
本発明では、前記排ガス衝突板の下面側に対して、液分散機構を配設する。図２に液分散機構を下面に配設した衝突板の１つの例について示す。図２において、２６は衝突板を示し、このものは排ガス衝突部Ａと、その周縁に形成された液体流下壁Ｂから構成される。また、衝突板の下面に配設された液分散機構は、衝突板の液体流下壁に洗浄液を供給するもので、衝突板の中央部下方に開口する液体導入管４１と、その液体導入管の開口部を包囲する短筒４２と、その短筒の先端開口に配設した液分散板４３から構成される。液分散板４３としては、液体を放射状に噴出又は流出させる構造のものであればよい。図３及び図４に液分散板の斜視図を示す。
【００１３】
図２に示した液分散機構を有する排ガス衝突板２６に対し、その液体導入管４１を通して排ガス洗浄液を供給すると、その洗浄液は矢印ａの方向に噴出又は流出され、衝突板２６の液体流下壁Ｂの内面に受止され、その内面を下方に流下し、その液体流下壁先端から矢印ｂ方向に液幕状で流下する。排ガス上昇筒を上昇してきた排ガスは、衝突板２６の衝突部Ａの下面に衝突し、その流路を液体流下壁Ｂに案内されて下方向に変更し、その液体流下壁先端から下方に向けて形成されている洗浄液の液幕を通過するとともに、その通過に際して液幕と接触する。そして、排ガス中の粉塵はこの液幕との接触により排ガス中から除去される。
【００１４】
排ガス処理装置１に対しては、その上流側に、冷却除塵塔３１を配設する。この冷却除塵塔３１は、密閉筒体３１’と、その天板に連結された排ガス導入ダクト３２と、密閉筒体の下部に形成された排ガス導出口と、密閉筒体の底部に収容する冷却液Ｌ３を密閉筒体の上部に冷却液循環ラインと、冷却液Ｌ３をスプレーさせるスプレーノズル３６から構成される。また、冷却液循環ラインは、冷却液抜出し管３３と循環ポンプ３４と冷却液供給管３５から構成される。
【００１５】
図１に示した装置系を用いて排ガスを処理するには、排ガスを排ガス導入ダクト３２を介して冷却除塵塔３１内に導入する。冷却除塵塔３１では、冷却液Ｌ３が冷却液抜出し管３３、循環ポンプ３４及び冷却液供給管３５を通してスプレーノズル３６からスプレーされており、冷却除塵塔３１内に導入された排ガスは、このスプレーされた冷却液粒子と接触し、排ガスの除塵とともに、排ガスの冷却増湿が行われる。冷却液としては、水や、吸収液、アルカリ性水溶液が用いられる。
【００１６】
冷却除塵塔３１で処理された排ガスは、その冷却除塵塔３１の下部に連結された排ガス処理装置の密閉槽１に連絡する排ガス導入ダクト８を介して、第２室６内に導入され、ここから排ガス分散管９を介して第１室５内の吸収液Ｌ１中に吹込まれる。吸収液Ｌ１中に吹込まれた排ガスは気泡となって上昇し、その分散管のガス噴出孔より上方には気泡と吸収液との混合相からなるフロス層Ａが形成される。排ガスが吸収液中を気泡として上昇する間に排ガス中に含まれている粉塵や亜硫酸ガス等の汚染物質は吸収液に捕捉され、排ガス中から除去される。
【００１７】
このようにして浄化された排ガスは、フロス層Ａから上部空間に放散され、ここから排ガス上昇筒１０を通って第３室７に導入される。この第３室内には、その床面を形成する第２隔板３の上面に滞留する洗浄液Ｌ２を抜出すための洗浄液抜出し管１３、洗浄液槽１４、ポンプ１５、洗浄液供給管１６及び１９、１９’を通って循環される洗浄液が、衝突板２６に配設されている液分散機構に供給され、その衝突板２６の液体流下壁の先端から洗浄液が液幕状に流下されている。衝突板２６の下面に衝突した排ガスは、この洗浄液の流下液幕を通過するが、その際、洗浄液の流下液幕と接触し、排ガス中に残存している粉塵がこの液幕に捕捉され、排ガス中から除去される。
【００１８】
第３室内の排ガスは第３室の上方に配設された天板４の開口部に連結された排ガス導出ダクト１１を通って槽外へ抜出され、ミストエリミネータ１２に導入され、ここでそのガス中に含まれていた吸収液粒子等が除去された後、加熱器３７に入り、ここでガス中に残存するミストが気化された後、排ガス筒３８を通って大気へ放出される。
【００１９】
衝突板２６の液体流下壁先端から液幕状で流下した洗浄液は、第２隔板３の上面に落下滞留し、ここから洗浄液抜出し管１３を通って洗浄液槽１４へ返送される。
【００２０】
排ガス分散管９としては、下端部の周壁面にガス噴出孔を有するものや、下端がノズル構造に形成されたもの等の各種のものを用いることができる。図５に下端部の周壁面にガス噴出孔を有する排ガス分散管の斜視図を示す。図５において、９は排ガス分散管を示し、４５はその下端部周壁面に形成されたガス噴出孔を示す。
【００２１】
洗浄液槽１４は、第３室の床面を形成する第２隔板３の上面に滞留する洗浄液Ｌ２を一時的に貯留させる貯槽としての作用とともに、補給用の洗浄液の受槽としての作用を示す。補給用の洗浄液は、洗浄液槽１４に対し、洗浄液補給管２０を通して供給される。
また、図１に示した洗浄液槽１４の設置は必ずしも必要とはされず、洗浄液抜出し管１３は、これを循環ポンプ１５に直接連結させることもできる。この場合には、補給用の洗浄液は、その洗浄液抜出し管１３又は洗浄液供給管１６に供給することができる。
【００２２】
衝突板２６に付設された液分散機構やスプレーノズル１７に循環される洗浄液の一部は、これを循環ライン、例えば、洗浄液抜出し管１３や、図１に示すように洗浄液供給管１６から抜出し、系外へ排出させることができるが、好ましくは図１に示すように、導管２５を通って吸収液Ｌ１中に導入させる。このような操作により、衝突板の液分散機構やスプレーノズル１７に循環される洗浄液の成分組成を常に所定の範囲に保持し、洗浄液の排ガス中固形分の除去能力を高く保持させることができる。
【００２３】
衝突板２６の液体流下壁から液幕状に流下させる洗浄液の量は、排ガス上昇筒１０から上昇する標準状態に換算された排ガス１ｍ３／ｈｒ当り、通常、０．１〜１０ｋｇ／ｈｒ好ましくは０．２〜２ｋｇ／ｈｒである。このような洗浄液量を衝突板２６の液体流下壁から液幕状に流下させることにより、排ガス上昇筒１０を上昇する排ガス中に含まれている粉塵を効果的に除去することができる。
【００２４】
第１室で用いる吸収液は、亜硫酸ガスに反応性を示す各種のものが用いられる。このようなものとしては、例えば、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物等のアルカリ性物質を含む溶液やスラリーが用いられ、特に水酸化カルシウムスラリーや、炭酸カルシウムスラリーが用いられる。また、吸収液として炭酸カルシウムスラリーや水酸化カルシウムスラリーを用いる場合、これらのカルシウム化合物は亜硫酸ガスと反応して亜硫酸カルシウムを形成するが、この場合、吸収液中に空気や酸素を導入することにより、硫酸カルシウム（石コウ）を得ることができる。
【００２５】
排ガス洗浄液としては、液体であればどのようなものでも用いることができる。このような洗浄液は、水、海水等の入手容易な任意の液体を用いることもできる。特に水の使用は、その液滴粒子が処理した排ガス中に残存しても粉塵とならないので好ましい。
【００２６】
【実施例】
次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
実施例１
図１に示した構造の排ガス処理装置（但し、スプレーノズル１７を省略）を用いて、粉塵：１５０ｍｇ／Ｎｍ３、ＳＯ２：８００ｖｏｌｐｐｍ、Ｏ２：５ｖｏｌ％を含む排煙を除去除塵塔３１で処理した後、脱硫装置１で処理した。
この場合の脱硫装置条件を示すと次の通りである。
（１）密閉槽１の直径：３．２ｍ
（２）第１室５の高さ：４ｍ
（３）第２室６の高さ：２ｍ
（４）第３室７の高さ：２．５ｍ
（５）ガス分散管９の直径：４インチ及び本数：１１０本
（６）排ガス上昇管１０の直径：４１０ｍｍ及び本数：６本
（７）排ガス衝突板の構造：図２に示した構造のもの
（８）第１室５における吸収液の静止液面の高さ：３ｍ
ガス分散管９としては、図６に示す構造のものを用い、その下端部周壁面に設けたガス噴出孔４５の位置は、吸収液面下１８０ｍｍの位置に設定した。
また、図１に示す構造の密閉槽１の第１室５内に、あらかじめ、吸収液として、石こう濃度：２０重量％の水スラリー液を高さ３ｍになるように収容させた。
【００２７】
次に、あらかじめ冷却除塵塔３１で処理した排ガス（ＳＯ２：８００ｐｐｍ、粉塵：１５０ｍｇ／Ｎｍ３）を排ガス導入ダクト８から、４０，０００Ｎｍ３／ｈの供給量で脱硫装置１における第２室６内に供給して脱硫処理した。この場合、吸収液の静止液面下２５００ｍｍの位置に配設した酸素含有ガス噴出ノズル２２から空気を２００Ｎｍ３／ｈで噴出させるとともに、撹拌機２４を回転させて吸収液の撹拌を行った。また、第１室５内の第１吸収液Ｌ１に対しては、排液管２３を通して石こう濃度の高い吸収液を抜出し、石こうを分離した液に炭酸カルシウムを添加混合して、ｐＨが４．５を維持するように吸収液供給管１８より供給した。
さらに、密閉槽１の外部に設置した洗浄液槽１４から洗浄液を第３室７内に配設した衝突板２６の液分散機構に８．０ｍ３／ｈで供給し、液体流下壁先端から液幕状で流下させた。第２隔板上の洗浄液は、第３室の床面近傍に開口する洗浄液抜出し管１３を介して洗浄液槽１４に返送した。
前記のようにして排煙を処理した結果、ミストエリミネータを通過した排ガス中の粉塵は２．０ｍｇ／Ｎｍ３であり、高除塵率を得ることができた。
次に、比較のために、排ガス衝突板の配設を省略して排ガス処理を行なったところ、ミストエリミネータを通過した排ガス中の粉塵は４．０ｍｇ／Ｎｍ３であった。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、従来法では達成困難な高除塵率を格別の処理コストの増加を必要とせずに、低消費動力で容易に得ることができ、その産業的意義は多大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排ガス処理装置系の１例についての模式図を示す。
【図２】液分散機構を配設した排ガス衝突板の１つの例についての説明図を示す。
【図３】液分散板の１つの例についての斜視図を示す。
【図４】液分散板の他の例についての斜視図を示す。
【図５】排ガス分散管の一例についての斜視図を示す。
【符号の説明】
１ 密閉槽
２ 第１隔板
３ 第２隔板
４ 天板
５ 第１室
６ 第２室
７ 第３室
８ 排ガス導入ダクト
９ 排ガス分散管
１０ 排ガス上昇筒
１１ 排ガス導出ダクト
１２ ミストエリミネータ
１３ 洗浄液抜出し管
１４ 洗浄液槽
１５ ポンプ
１６ 洗浄液供給管
１７ 洗浄液スプレーノズル
１８ 吸収剤供給管
１９ 洗浄液供給管
２０ 洗浄液補給管
２６ 排ガス衝突板
４３ 液分散板
４５ ガス噴出孔
Ｌ１ 吸収液
Ｌ２ 洗浄液
Ｌ３ 冷却液
【産業上の利用分野】
本発明は、粉塵と亜硫酸ガスを含む排ガスの処理方法及び処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、粉塵と亜硫酸ガスを含む排ガスを冷却除塵塔に導入し、ここで排ガスを冷却除塵した後、脱硫装置に導入して脱硫処理し、次いで脱硫処理された排ガスをミストエリミネータに導入し、ここで排ガス中の液滴粒子（ミスト）を除去した後、湿式電気集塵装置に導入し、ここで排ガス中に残存する粉塵を除去した後、大気へ放出する排ガスの処理方法は広く行われている。
【０００３】
ところで、このような排ガスの処理方法においては、排ガス中に含まれる粉塵を除去するために、前記したように、湿式電気集塵装置が用いられているが、このものは、大規模の装置でありその装置コストは非常に高く、しかもその設置面積も広いことから、排ガス処理コストを上昇させる大きな要因の１つになっている。
従って、このような湿式電気集塵装置は、可能であれば、その配設を省略することが望ましいものであるが、大気へ放出させる排ガス中の粉塵濃度規制は年々厳しくなってきており、この点から、前記湿式電気集塵装置の配設は余儀ないものとされていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、粉塵と亜硫酸ガスを含む排ガスの処理方法及び装置において、湿式電気集塵装置の使用を必要としない方法及び装置を提供することをその課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明によれば、粉塵と亜硫酸ガスを含む排ガスを処理する方法において、
（ｉ）排ガスを冷却除塵塔に導入し、噴霧状液滴粒子と接触させた後、その冷却除塵塔から抜出すこと、
（ｉｉ）冷却除塵塔から抜出された排ガスを、第１隔板とその上方に位置する第２隔板とによってその内部が第１室と第１室の上方に隣接する第２室と第２室の上方に隣接する第３室とに区画された密閉槽におけるその第２室に供給すること、
（ｉｉｉ）第２室に供給された排ガスを第１隔板に形成された透孔に垂設された排ガス分散管を通して第１室に収容されている吸収液中に吹込むこと、
（ｉｖ）第１室の上部空間に存在する排ガスを第１室と第３室との間を連絡し、その上端が第２隔板表面より上方に位置する排ガス上昇筒内を上昇させること、
（ｖ）排ガス上昇筒を通して第３室に上昇してきた排ガスをその排ガス上昇筒の上方に配設されている液体流下壁を有し、その先端から洗浄液が液幕状に流下している排ガス衝突板に衝突させるとともに、排ガスをその液幕と接触させること、
（ｖｉ）第３室内において前記液幕と接触させた後の排ガスを第３室に配設された排ガス出口から排出させること、
（ｖｉｉ）第３室から排出された後の排ガスをミストエリミネータに導入し、排ガス中に含まれる液滴粒子を除去した後、ミストエリミネータから抜出すこと、
（ｖｉｉｉ）ミストエリミネータから抜出した排ガスを湿式電気集塵処理することなく大気中へ放出させること、
を特徴とする排ガスの処理方法が提供される。
【０００６】
また、本発明によれば、排ガスを冷却除塵する排ガス冷却除塵塔と、冷却除塵塔からの排ガスを脱硫するための脱硫装置と、脱硫装置から排出された排ガス中の液滴粒子を除去するためのミストエリミネータと、ミストエリミネータからの排ガスを大気中へ放出させる排ガス排出筒を備えたものであって、前記脱硫装置は、第１隔板とその上方に位置する第２隔板とによってその内部が第１室と第１室の上方に隣接する第２室と第２室の上方に隣接する第３室とに区画された密閉槽と、第２室の周壁に形成された排ガス入口と、第３室に配設された脱硫排ガス出口と、第１隔板に形成された透孔と、その透孔に垂設され、第２室に供給された排ガスを第１室に収容されている吸収液中に吹きこむための排ガス分散管と、第１室と第３室とを連絡し、その上端が第２隔板表面より上方に位置する排ガス上昇筒と、第３室において排ガス上昇筒の上方に配設され、液体流下壁とその液体流下壁に洗浄液を供給する液分散機構を有する排ガス衝突板を備えたことを特徴とする排ガスの処理装置が提供される。
【０００７】
次に、本発明を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の排ガスの処理装置の模式図を示す。この図において、１は排ガス処理装置、１’は密閉槽（又は排ガス脱硫装置）、２は第１隔板、３は第２隔板、４は天板、５は第１室、６は第２室、７は第３室、８は排ガス導入ダクト、９は排ガス分散管、１０は排ガス上昇筒、１１は排ガス導出ダクト、１２はミストエリミネータ、１３は排ガス洗浄液抜出し管、１４は排ガス洗浄液槽、１５はポンプ、１６は排ガス洗浄液供給管、１７は排ガス洗浄液スプレーノズル、１８は吸収剤供給管、１９，１９’は洗浄液供給管、２０は排ガス洗浄液補給管、２１は酸素含有ガス供給管、２２は酸素含有ガス噴出ノズル、２３は排液管、２４は撹拌機、２５は排ガス洗浄液導管、２６は排ガス衝突板、３１は冷却除塵塔、３１’は密閉筒体、３２は排ガス導入ダクト、３３は冷却液抜出し管、３４はポンプ、３５は冷却液供給管、３６は冷却液スプレーノズル、３７は加熱器、３８は排ガス排出筒、Ａはフロス層（気液混合層）、Ｌ１は吸収液、Ｌ２は排ガス洗浄液、Ｌ３は冷却液を各示す。
【０００８】
図１に示す本発明の排ガス脱硫処理装置１は、大型の密閉槽１’から構成され、その槽の内部は、第１隔板２及びその上方に位置する第２隔板３によって第１室５と第１室の上方に隣接する第２室６と第２室の上方に隣接する第３室７とに区画されている。第３室の上部空間は天板４によって密閉されている。第１隔板２は水平又はやや傾斜したものであることができる。第２隔板３は水平又は傾斜したものであることができ、その傾斜角は特に制約されない。
第１室５の内部には、吸収液Ｌ１が収容されている。また、第１室には、撹拌機２４と、吸収液Ｌ１中に酸素を供給する必要がある場合に用いられる酸素含有ガス噴出ノズル２２が配設されている。
第２室６の周壁には排ガス入口が配設され、この入口には排ガス導入ダクト８が連結されている。第２室の空間には特別の装置の配設は特に必要とはされないが、必要に応じ、吸収液をスプレーするためのスプレーノズル（図示されず）を配設することもできる。
第３室７の内には、排ガス上昇筒１０の出口の上方に排ガス衝突板２６が配設されている。
第３室７の上方に配設された天板４には、排ガス出口が配設され、この出口には脱硫排ガス導出ダクト１１が連結されている。また、排ガス出口は周壁に形成することもできる。
密閉槽１’の外部には、第３室７の床面を構成する第２隔板３上に滞留する洗浄液Ｌ２を、第３室の排ガス衝突板２６に配設した液分散機構とスプレーノズル１７に循環させるための循環ラインが配設されている。この循環ラインは、洗浄液抜出し管１３、洗浄液槽１４、循環ポンプ１５及び洗浄液供給管１６、１９、１９’からなる。洗浄液槽１４には、洗浄液を補給するための洗浄液補給管２０が連結されている。
【０００９】
第１隔板２には、第１室５と第２室６との間を連絡する透孔が多数配設され、各透孔にはその先端が第１室の吸収液Ｌ１中に延びる排ガス分散管９が垂設されている。また、第１隔板２及び第２隔板３には、排ガス上昇筒１０を配設するための開口が配設され、これらの開口には、第１室５の上部空間に存在する排ガスを第３室７に導入させるための排ガス上昇筒１０が連結されている。この場合、排ガス上昇筒１０の上端は第２隔板の表面より上方に突出し、第２隔板上の洗浄液が第２隔板上に一定量滞留するようになっている。排ガス上昇筒の横断面形状は、円形や正方形、長方形等の各種の形状であることができる。排ガス上昇筒１０の上方には、排ガス衝突板２６が配設されている。
【００１０】
本発明で用いる排ガス衝突板２６は、液体流下壁とその液体流下壁に洗浄液を供給する液分散機構を有するものである。この衝突板は、排ガス上昇筒１０を上昇してきた排ガスをその下面で受け、排ガス中に含まれる液滴粒子をその下面に液膜として形成させる作用を有する。また、この衝突板は、液体流下壁とその液体流下壁に洗浄液を供給する液分散機構を有し、その液体流下壁の先端から洗浄液を液幕状に流下させる作用を有する。
【００１１】
排ガス衝突板２６の全体形状は特に制約されないが、一般的には、中央部が排ガス衝突面に形成され、その周縁に液体流下壁を有する下端開口した中空構造物からなる排ガス衝突面は平面や曲面、凹凸面等の種々の面であることができる。液体流下壁面は、液体がその面に沿って流下し、その先端から下方に流下し得る面であればよく、平面や曲面、凹凸面等であることができる。液体流下壁を有する衝突板の形状例を示すと、箱状、中空半球状の他、周縁部よりも中央部が上方に突出した形状、例えば陣笠形状等であることができる。
【００１２】
本発明では、前記排ガス衝突板の下面側に対して、液分散機構を配設する。図２に液分散機構を下面に配設した衝突板の１つの例について示す。図２において、２６は衝突板を示し、このものは排ガス衝突部Ａと、その周縁に形成された液体流下壁Ｂから構成される。また、衝突板の下面に配設された液分散機構は、衝突板の液体流下壁に洗浄液を供給するもので、衝突板の中央部下方に開口する液体導入管４１と、その液体導入管の開口部を包囲する短筒４２と、その短筒の先端開口に配設した液分散板４３から構成される。液分散板４３としては、液体を放射状に噴出又は流出させる構造のものであればよい。図３及び図４に液分散板の斜視図を示す。
【００１３】
図２に示した液分散機構を有する排ガス衝突板２６に対し、その液体導入管４１を通して排ガス洗浄液を供給すると、その洗浄液は矢印ａの方向に噴出又は流出され、衝突板２６の液体流下壁Ｂの内面に受止され、その内面を下方に流下し、その液体流下壁先端から矢印ｂ方向に液幕状で流下する。排ガス上昇筒を上昇してきた排ガスは、衝突板２６の衝突部Ａの下面に衝突し、その流路を液体流下壁Ｂに案内されて下方向に変更し、その液体流下壁先端から下方に向けて形成されている洗浄液の液幕を通過するとともに、その通過に際して液幕と接触する。そして、排ガス中の粉塵はこの液幕との接触により排ガス中から除去される。
【００１４】
排ガス処理装置１に対しては、その上流側に、冷却除塵塔３１を配設する。この冷却除塵塔３１は、密閉筒体３１’と、その天板に連結された排ガス導入ダクト３２と、密閉筒体の下部に形成された排ガス導出口と、密閉筒体の底部に収容する冷却液Ｌ３を密閉筒体の上部に冷却液循環ラインと、冷却液Ｌ３をスプレーさせるスプレーノズル３６から構成される。また、冷却液循環ラインは、冷却液抜出し管３３と循環ポンプ３４と冷却液供給管３５から構成される。
【００１５】
図１に示した装置系を用いて排ガスを処理するには、排ガスを排ガス導入ダクト３２を介して冷却除塵塔３１内に導入する。冷却除塵塔３１では、冷却液Ｌ３が冷却液抜出し管３３、循環ポンプ３４及び冷却液供給管３５を通してスプレーノズル３６からスプレーされており、冷却除塵塔３１内に導入された排ガスは、このスプレーされた冷却液粒子と接触し、排ガスの除塵とともに、排ガスの冷却増湿が行われる。冷却液としては、水や、吸収液、アルカリ性水溶液が用いられる。
【００１６】
冷却除塵塔３１で処理された排ガスは、その冷却除塵塔３１の下部に連結された排ガス処理装置の密閉槽１に連絡する排ガス導入ダクト８を介して、第２室６内に導入され、ここから排ガス分散管９を介して第１室５内の吸収液Ｌ１中に吹込まれる。吸収液Ｌ１中に吹込まれた排ガスは気泡となって上昇し、その分散管のガス噴出孔より上方には気泡と吸収液との混合相からなるフロス層Ａが形成される。排ガスが吸収液中を気泡として上昇する間に排ガス中に含まれている粉塵や亜硫酸ガス等の汚染物質は吸収液に捕捉され、排ガス中から除去される。
【００１７】
このようにして浄化された排ガスは、フロス層Ａから上部空間に放散され、ここから排ガス上昇筒１０を通って第３室７に導入される。この第３室内には、その床面を形成する第２隔板３の上面に滞留する洗浄液Ｌ２を抜出すための洗浄液抜出し管１３、洗浄液槽１４、ポンプ１５、洗浄液供給管１６及び１９、１９’を通って循環される洗浄液が、衝突板２６に配設されている液分散機構に供給され、その衝突板２６の液体流下壁の先端から洗浄液が液幕状に流下されている。衝突板２６の下面に衝突した排ガスは、この洗浄液の流下液幕を通過するが、その際、洗浄液の流下液幕と接触し、排ガス中に残存している粉塵がこの液幕に捕捉され、排ガス中から除去される。
【００１８】
第３室内の排ガスは第３室の上方に配設された天板４の開口部に連結された排ガス導出ダクト１１を通って槽外へ抜出され、ミストエリミネータ１２に導入され、ここでそのガス中に含まれていた吸収液粒子等が除去された後、加熱器３７に入り、ここでガス中に残存するミストが気化された後、排ガス筒３８を通って大気へ放出される。
【００１９】
衝突板２６の液体流下壁先端から液幕状で流下した洗浄液は、第２隔板３の上面に落下滞留し、ここから洗浄液抜出し管１３を通って洗浄液槽１４へ返送される。
【００２０】
排ガス分散管９としては、下端部の周壁面にガス噴出孔を有するものや、下端がノズル構造に形成されたもの等の各種のものを用いることができる。図５に下端部の周壁面にガス噴出孔を有する排ガス分散管の斜視図を示す。図５において、９は排ガス分散管を示し、４５はその下端部周壁面に形成されたガス噴出孔を示す。
【００２１】
洗浄液槽１４は、第３室の床面を形成する第２隔板３の上面に滞留する洗浄液Ｌ２を一時的に貯留させる貯槽としての作用とともに、補給用の洗浄液の受槽としての作用を示す。補給用の洗浄液は、洗浄液槽１４に対し、洗浄液補給管２０を通して供給される。
また、図１に示した洗浄液槽１４の設置は必ずしも必要とはされず、洗浄液抜出し管１３は、これを循環ポンプ１５に直接連結させることもできる。この場合には、補給用の洗浄液は、その洗浄液抜出し管１３又は洗浄液供給管１６に供給することができる。
【００２２】
衝突板２６に付設された液分散機構やスプレーノズル１７に循環される洗浄液の一部は、これを循環ライン、例えば、洗浄液抜出し管１３や、図１に示すように洗浄液供給管１６から抜出し、系外へ排出させることができるが、好ましくは図１に示すように、導管２５を通って吸収液Ｌ１中に導入させる。このような操作により、衝突板の液分散機構やスプレーノズル１７に循環される洗浄液の成分組成を常に所定の範囲に保持し、洗浄液の排ガス中固形分の除去能力を高く保持させることができる。
【００２３】
衝突板２６の液体流下壁から液幕状に流下させる洗浄液の量は、排ガス上昇筒１０から上昇する標準状態に換算された排ガス１ｍ３／ｈｒ当り、通常、０．１〜１０ｋｇ／ｈｒ好ましくは０．２〜２ｋｇ／ｈｒである。このような洗浄液量を衝突板２６の液体流下壁から液幕状に流下させることにより、排ガス上昇筒１０を上昇する排ガス中に含まれている粉塵を効果的に除去することができる。
【００２４】
第１室で用いる吸収液は、亜硫酸ガスに反応性を示す各種のものが用いられる。このようなものとしては、例えば、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物等のアルカリ性物質を含む溶液やスラリーが用いられ、特に水酸化カルシウムスラリーや、炭酸カルシウムスラリーが用いられる。また、吸収液として炭酸カルシウムスラリーや水酸化カルシウムスラリーを用いる場合、これらのカルシウム化合物は亜硫酸ガスと反応して亜硫酸カルシウムを形成するが、この場合、吸収液中に空気や酸素を導入することにより、硫酸カルシウム（石コウ）を得ることができる。
【００２５】
排ガス洗浄液としては、液体であればどのようなものでも用いることができる。このような洗浄液は、水、海水等の入手容易な任意の液体を用いることもできる。特に水の使用は、その液滴粒子が処理した排ガス中に残存しても粉塵とならないので好ましい。
【００２６】
【実施例】
次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
実施例１
図１に示した構造の排ガス処理装置（但し、スプレーノズル１７を省略）を用いて、粉塵：１５０ｍｇ／Ｎｍ３、ＳＯ２：８００ｖｏｌｐｐｍ、Ｏ２：５ｖｏｌ％を含む排煙を除去除塵塔３１で処理した後、脱硫装置１で処理した。
この場合の脱硫装置条件を示すと次の通りである。
（１）密閉槽１の直径：３．２ｍ
（２）第１室５の高さ：４ｍ
（３）第２室６の高さ：２ｍ
（４）第３室７の高さ：２．５ｍ
（５）ガス分散管９の直径：４インチ及び本数：１１０本
（６）排ガス上昇管１０の直径：４１０ｍｍ及び本数：６本
（７）排ガス衝突板の構造：図２に示した構造のもの
（８）第１室５における吸収液の静止液面の高さ：３ｍ
ガス分散管９としては、図６に示す構造のものを用い、その下端部周壁面に設けたガス噴出孔４５の位置は、吸収液面下１８０ｍｍの位置に設定した。
また、図１に示す構造の密閉槽１の第１室５内に、あらかじめ、吸収液として、石こう濃度：２０重量％の水スラリー液を高さ３ｍになるように収容させた。
【００２７】
次に、あらかじめ冷却除塵塔３１で処理した排ガス（ＳＯ２：８００ｐｐｍ、粉塵：１５０ｍｇ／Ｎｍ３）を排ガス導入ダクト８から、４０，０００Ｎｍ３／ｈの供給量で脱硫装置１における第２室６内に供給して脱硫処理した。この場合、吸収液の静止液面下２５００ｍｍの位置に配設した酸素含有ガス噴出ノズル２２から空気を２００Ｎｍ３／ｈで噴出させるとともに、撹拌機２４を回転させて吸収液の撹拌を行った。また、第１室５内の第１吸収液Ｌ１に対しては、排液管２３を通して石こう濃度の高い吸収液を抜出し、石こうを分離した液に炭酸カルシウムを添加混合して、ｐＨが４．５を維持するように吸収液供給管１８より供給した。
さらに、密閉槽１の外部に設置した洗浄液槽１４から洗浄液を第３室７内に配設した衝突板２６の液分散機構に８．０ｍ３／ｈで供給し、液体流下壁先端から液幕状で流下させた。第２隔板上の洗浄液は、第３室の床面近傍に開口する洗浄液抜出し管１３を介して洗浄液槽１４に返送した。
前記のようにして排煙を処理した結果、ミストエリミネータを通過した排ガス中の粉塵は２．０ｍｇ／Ｎｍ３であり、高除塵率を得ることができた。
次に、比較のために、排ガス衝突板の配設を省略して排ガス処理を行なったところ、ミストエリミネータを通過した排ガス中の粉塵は４．０ｍｇ／Ｎｍ３であった。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、従来法では達成困難な高除塵率を格別の処理コストの増加を必要とせずに、低消費動力で容易に得ることができ、その産業的意義は多大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排ガス処理装置系の１例についての模式図を示す。
【図２】液分散機構を配設した排ガス衝突板の１つの例についての説明図を示す。
【図３】液分散板の１つの例についての斜視図を示す。
【図４】液分散板の他の例についての斜視図を示す。
【図５】排ガス分散管の一例についての斜視図を示す。
【符号の説明】
１ 密閉槽
２ 第１隔板
３ 第２隔板
４ 天板
５ 第１室
６ 第２室
７ 第３室
８ 排ガス導入ダクト
９ 排ガス分散管
１０ 排ガス上昇筒
１１ 排ガス導出ダクト
１２ ミストエリミネータ
１３ 洗浄液抜出し管
１４ 洗浄液槽
１５ ポンプ
１６ 洗浄液供給管
１７ 洗浄液スプレーノズル
１８ 吸収剤供給管
１９ 洗浄液供給管
２０ 洗浄液補給管
２６ 排ガス衝突板
４３ 液分散板
４５ ガス噴出孔
Ｌ１ 吸収液
Ｌ２ 洗浄液
Ｌ３ 冷却液
Claims (2)
- 粉塵と亜硫酸ガスを含む排ガスを処理する方法において、
（i）排ガスを冷却除塵塔に導入し、噴霧状液滴粒子と接触させた後、その冷却除塵塔から抜出すこと、
（ii）冷却除塵塔から抜出された排ガスを、第１隔板とその上方に位置する第２隔板とによってその内部が第１室と第１室の上方に隣接する第２室と第２室の上方に隣接する第３室とに区画された密閉槽におけるその第２室に供給すること、
（iii）第２室に供給された排ガスを第１隔板に形成された透孔に垂設された排ガス分散管を通して第１室に収容されている吸収液中に吹込むこと、
（iv）第１室の上部空間に存在する排ガスを第１室と第３室との間を連絡し、その上端が第２隔板表面より上方に位置する排ガス上昇筒内を上昇させること、
（v）排ガス上昇筒を通して第３室に上昇してきた排ガスをその排ガス上昇筒の上方に配設されている液体流下壁を有し、その先端から洗浄液が液幕状に流下している排ガス衝突板に衝突させるとともに、排ガスをその液幕と接触させること、
（vi）第３室内において前記液幕と接触させた後の排ガスを第３室に配設された排ガス出口から排出させること、
（vii）第３室から排出された後の排ガスをミストエリミネータに導入し、排ガス中に含まれる液滴粒子を除去した後、ミストエリミネータから抜出すこと、
（viii）ミストエリミネータから抜出した排ガスを湿式電気集塵処理することなく大気中へ放出させること、を特徴とする排ガスの処理方法。 - 排ガスを冷却除塵する排ガス冷却除塵塔と、冷却除塵塔からの排ガスを脱硫するための脱硫装置と、脱硫装置から排出された排ガス中の液滴粒子を除去するためのミストエリミネータと、ミストエリミネータからの排ガスを大気中へ放出させる排ガス排出筒を備えたものであって、前記脱硫装置は、第１隔板とその上方に位置する第２隔板とによってその内部が第１室と第１室の上方に隣接する第２室と第２室の上方に隣接する第３室とに区画された密閉槽と、第２室の周壁に形成された排ガス入口と、第３室に配設された脱硫排ガス出口と、第１隔板に形成された透孔と、その透孔に垂設され、第２室に供給された排ガスを第１室に収容されている吸収液中に吹きこむためのガス分散管と、第１室と第３室とを連絡し、その上端が第２隔板表面より上方に位置する排ガス上昇筒と、第３室において排ガス上昇筒の上方に配設され、液体流下壁とその液体流下壁に洗浄液を供給する液分散機構を有する排ガス衝突板を備えたことを特徴とする排ガスの処理装置。
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