JP3667823B2

JP3667823B2 - Exhaust gas treatment method and apparatus

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Publication number: JP3667823B2
Application number: JP18211995A
Authority: JP
Inventors: 和茂川村; 中若林; 洋一梅原; 尚紀曽根原; 隆志木村
Original assignee: Chiyoda Corp
Current assignee: Chiyoda Corp
Priority date: 1994-06-27
Filing date: 1995-06-26
Publication date: 2005-07-06
Anticipated expiration: 2020-07-06
Also published as: JPH0871366A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、排ガス中に含まれている汚染物質を高除去率でかつ経済的に除去し得る排ガスの処理方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、水平隔板によってその内部が２つ又は３つの室に区画された密閉容器と、その水平隔板に配設された多数の透孔に垂設された多数のガス分散管を備えた多管式排ガス処理装置は知られている（特公平３−７０５３２号、特開平３−７２９１３号、特開平３−２６２５１０号等）。
【０００３】
このような多管式排ガス処理装置は、排煙脱硫装置として広く利用されており、その脱硫率も９０〜９５％と比較的高いものであるが、近年においては、地球環境保全の点等から、さらに高い脱硫率で排ガスを処理することが要望されている。このような要望に対しては、ガス分散管の先端を吸収液中に沈める深度を増加させたり、吸収液のｐＨを高めて吸収液の性能を高めること等により対応されているが、しかし、前者の方法では排ガスの圧力損失が増大するために動力費用が増大し、一方、後者の方法では、排ガス処理の副生物として得られる石こう中への未反応吸収剤の混入量が増大するという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、排ガスの処理において、汚染物質除去率の高められた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、排ガスを吸収液と接触させて浄化する方法において、
（i）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室に排ガスを供給すること、
（ii）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、
（iii）第１室の上部空間に存在する排ガスを排ガス上昇管を通して第３室に導入すること、
（iv）第３室に導入された排ガスを吸収液と接触させること、
（v）第３室の床面を形成する第２隔板の上面に存在する吸収液をその先端がガス分散管のガス噴出孔より下方に位置する吸収液流下管を通して第１室の吸収液中に導入させること、
（vi）第１室に収容されている吸収液の一部を前記第３室に循環させること、
（vii）第３室で吸収液粒子と接触した後の浄化排ガスを第３室から排出させること、
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、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室の天板又は側壁に配設された浄化排ガス出口と、第１隔板に形成された透孔と、その透孔に垂設されたガス分散管と、第１室と第３室とを連絡する排ガス上昇管と、第３室の上部に配設された吸収液分散手段と、第２隔板に形成された透孔と、その透孔に垂設され、その先端が前記ガス分散管のガス噴出孔より下方に位置する吸収液流下管と、第１室に収容されている吸収液を第３室の吸収液分散手段に循環させる配管を備えたことを特徴とする排ガス処理装置が提供される。
さらに、本発明によれば、排ガスを吸収液と接触させて浄化する方法において、
（i）隔板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室とに区画された密閉槽におけるその第２室に排ガスを供給すること、
（ii）第２室に供給された排ガスを隔板に形成された透孔に垂設された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、
（iii）第１室の上部空間に存在する排ガスを、第２室を貫通する排ガス上昇筒内に導入し、上昇させること、
（iv）排ガス上昇筒内に導入した排ガスを該筒内において吸収液と接触させた後筒外へ排出させること、
（v）第１室に収容されている吸収液の一部を前記排ガス上昇筒内の排ガスとの接触のために排ガス上昇筒に循環させること、
を特徴とする排ガスの処理方法が提供される。
さらにまた、本発明によれば、隔板によってその内部が第１室の上方に隣接する第２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、隔板に形成された透孔と、その透孔に垂設されたガス分散管と、第２室を貫通し、その下端が第１室内に開口する排ガス上昇筒と、排ガス上昇筒内に配設された吸収液分散手段と、第１室に収容されている吸収液を排ガス上昇筒内に配設されている吸収液分散手段に循環させる配管を備えたことを特徴とする排ガス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、本発明の排ガス処理装置の模式図を示す。この図において、１は密閉槽、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はガス分散管、１０は排ガス上昇管、１１は吸収液流下管、１２は排ガス導出ダクト、１３はミストエリミネータ、１４は吸収液抜出し管、１５は吸収剤混入管、１６はポンプ、１７は吸収液導管、１８は吸収液分散手段、１９は吸収剤導入管、２０は酸素含有ガス供給管、２１は酸素含有ガス噴出ノズル、２２は排液管、２３は吸収液の静止液面、２４は撹拌機、Ａはフロス層（気液混合層）、Ｌは吸収液を各示す。
【０００８】
図１に示す装置全体は、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には多数の透孔が配設され、これらの各透孔にはガス分散管９が垂設されている。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は水平又はやや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Ｌが収容されている。また、第１室には、撹拌機２４と、吸収液Ｌ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２１が配設されている。図１において、撹拌機２４としては水平方向に回転するものが示されているが、この撹拌機は垂直方向に回転するものを配設することができる。この場合、回転軸は側壁を介して配設される。
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は配設されていないが、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を配設することもできる。
第３室７の上部には、吸収液分散手段としてのスプレーノズル１８が配設されている。図１において、スプレーノズル１８は１段に配列されているが、必要に応じ、２段以上の複数段に配列することもできる。吸収液分散手段は、酢ぷれーノズルの他、パイプに細孔を多数穿設したもの等であってもよい。
第３室７の上方に配設された天板４には、浄化排ガス出口が配設され、この出口には浄化排ガス導出ダクト１２が連結されている。浄化排ガス出口の配設位置は天板に限られるものではなく、側壁であってもよい。
第１室５と第３室７との間には、第１室の吸収液を第３室のスプレーノズル１８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、吸収液抜出し管１４、循環ポンプ１６及び吸収液導管１７からなる。この循環ラインには、必要に応じ、吸収剤をその循環吸収液に混入させるための吸収剤混入管１５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吸収液中に延びるガス分散管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、排ガス上昇管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管１０が連結されている。この場合、排ガス上昇管１０の開口端は第２隔板の上面より上方に突出し、第２隔板上の吸収液がこの排ガス上昇管内を流下しないようになっている。
また、第２隔板３には、複数の透孔が配設され、この透孔には、その先端が第１室５に収容されている吸収液中に延びる吸収液流下管１１が垂設されている。この場合、吸収液流下管１１の先端は、ガス分散管９のガス噴出孔よりも下方に位置する。
【００１０】
図１に示した装置を用いて排ガスの浄化処理を行うには、排ガスを排ガス導入ダクト８から第２室６内に導入し、ここからガス分散管９を介して第１室５内の吸収液Ｌ中に吹込む。吸収液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汚染物質は吸収液と反応し、排ガス中から除去される。
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管１０を通って第３室７に導入される。この第３室内には、吸収液抜出し管１４、ポンプ１６、吸収液導管１７を通って循環される吸収液がスプレーノズル１８からスプレーされている。第３室に導入された排ガスはこの吸収液粒子（平均粒子径：２００〜４０００μｍ）と接触し、排ガス中に残存する汚染物質がその吸収液粒子と反応し、排ガス中から除去される。
第３室内における吸収液粒子との接触により浄化された浄化排ガスは第３室の上方に配設された天板４の開口部に連結された浄化排ガス導出ダクト１２を通って槽外へ抜出され、ミストセパレーター１３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が除去された後、大気へ放出される。
【００１１】
スプレーノズル１８から粒子状でスプレーされた吸収液の一部は第２隔板３の上面に落下滞留し、ここから吸収液流下管１１を通って吸収液中へ返還される。吸収液流下管１１の先端は、ガス分散管９のガス噴出孔より下方に位置させる。吸収液流下管１１の先端がガス分散管９のガス噴出孔より上方に位置するときには、ガス噴出孔より吸収液中に噴出された排ガスの気泡の一部がこの吸収液流下管１１内を上昇するようになるので好ましくない。この吸収液流下管の先端位置は、ガス分散管９のガス噴出孔の位置よりも、３０ｃｍ以上、好ましくは５０〜１５０ｃｍ下方に設定するのがよい。
【００１２】
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４に下端部の周壁面にガス噴出孔を有するガス分散管の斜視図を示す。図４において、９はガス分散管を示し、３５はその下端部周壁面に形成されたガス噴出孔を示す。
【００１３】
第１室５に収容された吸収液の一部をノズル１８に循環させる場合、第１室から抜出した吸収液は、これをそのままスプレーノズル１８に循環させることができる他、その吸収液に新しい吸収剤を添加して吸収液の性能を向上させた後、スプレーノズルに循環させることができる。吸収剤導入管１４から導入される新しい吸収剤は、吸収剤導入管１９から第１室５の吸収液に導入されるものと同一でも、異っていてもよい。また、吸収液が吸収剤や副生物（石こう等）を含むスラリーで、その固形分濃度が高いときには、濾過や遠心分離等によりその固形分をあらかじめ除去した後、スプレーノズルに循環することもできる。
スプレーノズル１８からスプレーさせる吸収液の量は、標準状態に換算された排ガス量１ｍ³／ｈｒ当り、通常、０．１〜１０ｋｇ/ｈｒ、好ましくは０．２〜２ｋｇ/ｈｒで、出口排ガス中の汚染物質が所望濃度になるように設定される。このような吸収液量をスプレーさせることにより、排ガス中に残存する極く少量の汚染物質を効果的に除去することができる。
【００１４】
本発明においては、第２室６内にも、第３室７の場合と同様にして、スプレーノズルを配設し、第１室５内の吸収液をこのスプレーノズルに循環し、このスプレーノズルから吸収液を粒子状でスプレーさせることができる。このようにして第２室内に配設されたスプレーノズルからのスプレーにより形成された吸収液粒子は、第２室６内に導入された排ガスと接触し、排ガス中の汚染物質及び固体状微粒子（粉塵）を捕捉し、排ガス中から除去させる。また、この吸収液粒子は排ガスを冷却させるとともに増湿させる効果も示す。このスプレーノズルから第２室にスプレーさせる吸収液の量は、標準状態に換算された排ガス供給量１ｍ³／ｈｒ当り、通常、０．２〜５ｋｇ／ｈｒ、好ましくは０．５〜２ｋｇ／ｈｒである。
【００１５】
本発明装置の第３室７内には、その第２隔板３とスプレーノズル１８との間に、充填層を配設することができる。この場合の装置の模式図を図２に示す。図２において、３０は充填層を示す。図２に示した符号において、図１に示したものと同じ符号は同じ意味を示す。
第３室７内に充填層３０を配設するときには、排ガス上昇管１０を通って第１室５から第３室７に上昇してきた排ガスは、スプレーノズル１８からスプレーされた吸収液が流下する充填層３０を通過し、その間に吸収液と接触し、次いでスプレーノズルからスプレーされている吸収液粒子と接触した後、浄化排ガス導出ダクト１２から排出される。排ガスが充填層を通過する際には、排ガスは充填層内の充填材表面を流下する吸収液と効率よく接触することから、充填層を配設しない場合に比べて、より高い汚染物除去率が得られる。
充填層３０に用いる充填材としては、従来公知の各種のもの、例えば、ラシッヒリング、テラレット、ポールリング、サドル、レッシングリング、木格子等を挙げることができる。充填層３０の厚さは特に制約されず、適宜決められるが、通常は０．５〜５ｍである。充填層は、多孔板上に充填して形成されることができるし、内面に金網を積層した多孔板上に充填して形成させることもできる。
【００１６】
図２においては、吸収液分散手段としてスプレーノズル１８が示されているが、この場合の吸収液分散手段はスプレーノズルに限られるものではなく、液を充填層３０へ供給し得るものであればどのようなものでもよい。吸収液分散手段としては、スプレーノズルの他、パイプの周壁に複数の穴を穿設したもの等であることができる。
【００１７】
図３は、本発明の他の排ガス処理装置の模式図を示す。この図において、図１及び図２に示したのと同じ符号は同一の意味を示す。
図３に示した装置は２室構造のもので、その中央部には、第２室６を貫通し、その下端が第１室５内に開口する排ガス上昇筒３１が立設されている。この排ガス上昇筒の横断面形状は四角形や八角形等の方形状や円形状等であることができる。排ガス上昇筒３１の配設数は１個又は複数個であることができ、装置規模によって適宜選定する。
排ガス排出口は排ガス上昇筒の上端に配設された密閉板に配設してもよいし、排ガス上昇筒の側壁に配設してもよい。図３の場合、排ガス排出口は側壁に配設されている。
排ガス上昇筒３１の上部内部には充填層３０が配設され、その上方には吸収液分散手段としてのスプレーノズル１８が配設されている。充填層３０は、必要に応じ、省略することができる。
図３における３２は隆起部を示し、この隆起部は排ガスの流れを排ガス上昇筒３１の開口方向へ案内させるとともに、この隆起部の配設により、第１室内への吸収液の必要以上の充填が回避される。もちろん、この隆起部の配設は省略することができる。
【００１８】
図３に示した装置を用いて排ガスの浄化処理を行うには、排ガスを排ガス導入ダクト８から第２室６内に導入し、ここからガス分散管９を介して第１室５内の吸収液Ｌ中に吹込む。吸収液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汚染物質は吸収液と反応し、排ガス中から除去される。
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、排ガス上昇筒３１開口内に集められ、ここからその筒内を上昇する。排ガス上昇筒内には、吸収液抜出管１４、ポンプ１６、吸収液導管１７を通って循環される吸収液がスプレーノズル１８からスプレーされ、充填層３０内を流下している。排ガス上昇筒３１内を上昇する排ガスは、この充填層３０内において流下する吸収液と接触した後、浄化排ガスダクト１２を通って排出される。吸収剤は、吸収剤導入管１５から吸収液抜出管１４に導入される。また、この吸収剤は、吸収液導管１７に導入することもできる。
【００１９】
排ガス上昇筒３１の横断面積Ｓ₁と第１室５の横断面積Ｓ₂との比Ｓ₁／Ｓ₂は、０．１〜０．９、好ましくは０．３〜０．７の範囲に規定するのがよい。Ｓ₁／Ｓ₂が前記範囲より大きくなると、ガス分散管９の必要本数を配設するための隔板２の表面を広くする必要が生じ、装置全体が大きくなる上、少量の吸収液を排ガス上昇筒３１内に分散させるときに、その吸収液を安定的に均一に分散させるのが困難になる。
一方、前記範囲より小さくなると、排ガス上昇管３１内を上昇するガス上昇線速度が高速になりすぎて、排ガスの圧力損失が大きくなったり、第１室５の上部空間での排ガスの偏流が大きくなる等の問題が生じるので好ましくない。排ガス上昇筒３１の高さは特に制約されないが、隔板２からスプレーノズル１８までの距離は２ｍ以上、好ましくは４〜７ｍの範囲に規定するのがよい。
また、排ガス上昇筒３１を上昇する排ガスの上昇線速度は、１．０ｍ／秒以上、好ましくは１．５〜３ｍ／秒の範囲に規定するのがよい。排ガスの上昇線速度が前期範囲より小さいと、充分な気液接触効率が確保できない等の不都合を生じるので好ましくない。排ガスの上昇線速度を前記範囲に規定することにより、排ガス上昇筒３１内における排ガスからの汚染物質の除去を少ない吸収液の使用量で効率よく除去することができる。
さらに、スプレーノズル１８から酢プレーさせる吸収液の量は、標準状態に換算された排ガス量１ｍ³／ｈｒ当り、通常、０．１〜１０ｋｇ／ｈｒ、好ましくは０．２〜２ｋｇ／ｈｒである。このような吸収液量をスプレーさせることにより、排ガス中に残存する極く少量の汚染物質を効果的に除去することができる。
【００２０】
図３に示した装置は２室構造のもので、しかも排ガス上昇筒の数も少なく、通常は１個で十分であることから、構造簡単で装置コストが低いという利点が得られる。その上、排ガス上昇筒を上昇する排ガス流速は、その排ガス上昇筒の横断面積により自由に制御することができ、その断面積を小さくすることにより速くすることができるので、排ガス上昇筒内での排ガスと吸収液との接触を緊密に行うことができ、排ガス上昇筒内での排ガス中からの汚染物の除去率を高くすることができる。さらに、図３に示す装置の場合には、装置の高さが低くなるので、水平方向に回転する撹拌機を採用した場合には、撹拌機のシャフト長さが短かくなり、取り付けが容易となる上、図１に示す３室構造の装置に見られる第３室の底板（第２隔板３）上への石膏堆積がなくなる等の利点も得られる。
【００２１】
本発明で用いる吸収液は、排ガスの種類に応じて適当に選定され、従来公知の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、排ガス中の汚染物質がＳＯ₂、ＳＯ₃、ＮＯ、Ｎ₂Ｏ₃、ＮＯ₂、Ｎ₂Ｏ₄、Ｎ₂Ｏ₅、ＣＯ₂、ＨＣｌ、ＨＦ等の酸性物質である場合には、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。また、排ガス中の汚染物質がアンモニア等のアルカリ性物質である場合には、酸性水溶液を吸収液として用いればよい。
【００２２】
【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に示した構造の装置を用いて、ＳＯ₂：７８０ｖｏｌｐｐｍ、Ｏ₂：５ｖｏｌ％を含む排煙を処理した。
この場合の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：４ｍ
（５）ガス分散管９の直径：４インチ及び本数：１１０本
（６）吸収液流下管１１の直径：４インチ及び本数：４本
（７）排ガス上昇管１０の直径：４１０ｍｍ及び本数：６本
（８）第１室５における吸収液の静止液面２３の高さ：２ｍ
また、ガス分散管９としては、図４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３５の位置は、吸収液面下２００ｍｍの位置に設定し、吸収液流下管１１の先端の位置は、ガス分散管９の噴出孔３５の位置よりも５００ｍｍ下方に設定した。
【００２３】
図１に示す構造の装置の第１室５内に、あらかじめ、石こう濃度：１５重量％の水スラリー液を高さ２ｍになるように収容させた。
次に、この装置の排ガス導入ダクト８から排煙を４０，０００Ｎｍ³／ｈの供給量で第２室６内に供給した。この場合、吸収液の静止液面下１８００ｍｍの位置に配設した酸素含有ガス噴出ノズル２１から空気を３７０Ｎｍ³／ｈの流速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内から石こう濃度：約１０重量％、炭酸カルシウム濃度：約０．１重量％の吸収液を６０ｍ³／ｈの流速でポンプ１６により抜出し、これに炭酸カルシウムを５０ｋｇ/ｈで添加混合し、第３室７内に配設したスプレーノズル１８からスプレーさせた。さらに、第１室５内の吸収液に対しては、排液管２２を通して石こう濃度の高い吸収液を約１，２００ｋｇ／ｈの速度で抜出し、石こうを分離した液に炭酸カルシウムを８６ｋｇ／ｈで添加混合して吸収剤導入管１９から供給した。
前記のようにして排煙を脱硫処理した結果、９８％の高脱硫率を得ることができた。
次に、比較のために、スプレーノズル１８からの吸収液のスプレーを停止したところ、同じ脱硫率を得るためには、ガス分散管のガス噴出孔３５の位置を液面下３００ｍｍの深さにする必要があることがわかった。
以上の結果から、本発明の場合には、高められた脱硫率で排煙を処理することができることがわかる。また、本発明では、従来の場合と同一脱硫率で排煙を処理する場合には、排ガス供給圧を１００ｍｍ（水柱）削減することが可能となり、循環ポンプ１６の動力の増加を考慮しても、大幅な動力費の節約が可能になることが明らかとなった。
【００２４】
実施例２
図２に示した構造の装置を用いて、ＳＯ₂：７８０ｖｏｌｐｐｍ、Ｏ₂：５ｖｏｌ％を含む排煙を処理した。
この場合の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：４ｍ
（５）ガス分散管９の直径：４インチ及び本数：１１０本
（６）吸収液流下管１１の直径：４インチ及び本数：４本
（７）排ガス上昇管１０の直径：４１０ｍｍ及び本数：６本
（８）第３室７における充填層３０層厚：２ｍ
（９）第１室５における吸収液の静止液面２３の高さ：２ｍ
なお、前記充填層３０を構成する充填材としては、テラレットを用いた。
また、ガス分散管９としては、図４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３５の位置は、吸収液面下２００ｍｍの位置に設定し、吸収液流下管１１の先端の位置は、ガス分散管９の噴出孔３５の位置よりも５００ｍｍ下方に設定した。
【００２５】
図２に示す構造の装置の第１室５内に、あらかじめ、石こう濃度：１５重量％の水スラリー液を高さ２ｍになるように収容させた。
次に、この装置の排ガス導入ダクト８から排煙を４０，０００Ｎｍ³／ｈの供給量で第２室６内に供給した。この場合、吸収液の静止液面下１８００ｍｍの位置に配設した酸素含有ガス噴出ノズル２１から空気を３７０Ｎｍ³／ｈの流速で噴出させるとともに、撹拌機２４を回転させて吸収液を撹拌した。また、第１室５内から石こう濃度：約１０重量％、炭酸カルシウム濃度：約０．１重量％の吸収液をポンプ１６により抜出し、シックナーで石こうを分離した後、４０ｍ³／ｈの流速で吸収液をシックナーから抜出し、これに炭酸カルシウムを４０ｋｇ/ｈで添加混合し、第３室７内に配設したスプレーノズル１８からスプレーさせた。さらに、上記したシックナーの下部より石こう濃度の高い吸収液を約１，２００ｋｇ／ｈの速度で抜出し、石こうを分離した液に炭酸カルシウムを１０ｋｇ／ｈの速度で添加混合して第１室５内の吸収液に対して吸収剤導入管１９から供給した。
前記のようにして排煙を脱硫処理した結果、９９．５％の高脱硫率を得ることができた。また、このときの充填層３０での圧力損失は約３０ｍｍ（水柱）であった。
次に、比較のために、第３室７内から充填層３０を除去し、スプレーノズル１８からの吸収液のスプレーを停止し、ガス分散管９のガス噴出孔３５の位置を液面下４００ｍｍまで深くして脱硫処理を行ったが、約９９％の脱硫率しか得られなかった。
以上の結果から、従来法ではほとんど達成困難な高脱硫率を、本発明の場合には、わずかな動力費の増加により容易に達成することができることがわかる。
【００２６】
実施例３
図３に示した構造の装置を用いて、ＳＯ₂：７８０ｖｏｌｐｐｍ、Ｏ₂：５ｖｏｌ％を含む排煙を処理した。
この場合の装置条件を示すと次の通りである。
（１）密閉槽１の直径：３．５ｍ
（２）第１室５の高さ：４ｍ
（３）排ガス上昇筒３１：直径：２．２ｍ、高さ：２．５ｍ
（４）排ガス上昇筒内の充填層３０層厚：３ｍ
（５）第１室５における吸収液の静止液面２３の高さ：２ｍ
（６）隔板２から充填層３１までの距離：１．５ｍ
（７）隔板２からスプレーノズル１８までの距離：５ｍ
なお、前記充填層３０を構成する充填材としては、テラレットを用いた。
また、ガス分散管９としては、図４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３５の位置は、吸収液面下２００ｍｍの位置に設定した。
【００２７】
図３に示す構造の装置の第１室５内に、あらかじめ、石こう濃度：１５重量％の水スラリー液を高さ２ｍになるように収容させた。
次に、この装置の排ガス導入ダクト８から排煙を４０，０００Ｎｍ³／ｈの供給量で第２室６内に供給した。この場合、吸収液の静止液面下１８００ｍｍの位置に配設した酸素含有ガス噴出ノズル２１から空気を３７０Ｎｍ³／ｈの流速で噴出させるとともに、撹拌機２４を回転させて吸収液を撹拌した。また、第１室５内から石こう濃度：約１０重量％、炭酸カルシウム濃度：約０．１重量％の吸収液をポンプ１６により抜出し、シックナーで石こうを分離した後、４０ｍ³／ｈの流速で吸収液をシックナーから抜出し、これに炭酸カルシウムを４０ｋｇ/ｈで添加混合し、排ガス上昇筒３１内に配設したスプレーノズル１８からスプレーさせた。さらに、上記したシックナーの下部より石こう濃度の高い吸収液を約１，２００ｋｇ／ｈの速度で抜出し、石こうを分離した液に炭酸カルシウムを１０ｋｇ／ｈの速度で添加混合して第１室５内の吸収液に対して吸収剤導入管１９から供給した。
前記のようにして排煙を脱硫処理した結果、９９．８％の高脱硫率を得ることができた。また、このときの充填層３０での圧力損失は約３０ｍｍ（水柱）であった。
次に、比較のために、排ガス上昇筒３１内から充填層３０を除去し、スプレーノズル１８からの吸収液のスプレーを停止し、ガス分散管９のガス噴出孔３５の位置を液面下４００ｍｍまで深くして脱硫処理を行ったが、約９９％の脱硫率しか得られなかった。
以上の結果から、従来法ではほとんど達成困難な高脱硫率を、本発明の場合には、わずかな動力費の増加により容易に達成することができることがわかる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、従来法では達成困難な高脱硫率を格別の処理コストの増加を必要とせず、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の１例についての模式図を示す。
【図２】本発明の排ガス処理装置の他の例についての模式図を示す。
【図３】本発明の排ガス処理装置のさらに他の例についての模式図を示す。
【図４】ガス分散管の１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ガス分散管
１０排ガス上昇管
１１吸収液流下管
１２排ガス導出ダクト
１３ミストエリミネータ
１４吸収液抜出し管
１５吸収剤混入管
１６ポンプ
１７吸収液導管
１８吸収液スプレーノズル
１９吸収剤導入管
３０充填層
３１排ガス上昇筒
３５ガス噴出孔
Ｌ吸収液[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an exhaust gas treatment method and apparatus capable of economically removing pollutants contained in exhaust gas with a high removal rate.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a closed container whose interior is divided into two or three chambers by a horizontal partition and a multiplicity of gas dispersion pipes provided in a number of through holes provided in the horizontal partition are provided. Pipe type exhaust gas treatment apparatuses are known (Japanese Patent Publication No. 3-70532, Japanese Patent Laid-Open No. 3-72913, Japanese Patent Laid-Open No. 3-262510, etc.).
[0003]
Such a multi-pipe type exhaust gas treatment device is widely used as a flue gas desulfurization device, and its desulfurization rate is relatively high at 90 to 95%. There is a demand for treating exhaust gas at a higher desulfurization rate. For such a request, the depth at which the tip of the gas dispersion pipe is submerged in the absorption liquid is increased, or the pH of the absorption liquid is increased to improve the performance of the absorption liquid. In the former method, the power cost increases because the pressure loss of the exhaust gas increases. On the other hand, in the latter method, the amount of unreacted absorbent in the gypsum obtained as a by-product of the exhaust gas treatment increases. was there.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a method and an apparatus having an increased pollutant removal rate in the treatment of exhaust gas.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have completed the present invention.
That is, according to the present invention, in a method for purifying exhaust gas by contacting with an absorbing liquid,
(I) a first chamber and a second chamber positioned above the first chamber, a second chamber adjacent to the first chamber above the first chamber, and a third chamber adjacent to the upper portion of the second chamber; Supplying exhaust gas to the second chamber in the closed tank partitioned into
(Ii) blowing the exhaust gas supplied to the second chamber into the absorbing liquid accommodated in the first chamber through a gas dispersion pipe suspended in a through hole formed in the first partition;
(Iii) introducing the exhaust gas present in the upper space of the first chamber into the third chamber through the exhaust gas riser;
(Iv) bringing the exhaust gas introduced into the third chamber into contact with the absorbing liquid;
(V) Absorbing liquid in the first chamber passes through the absorbing liquid flow down pipe whose tip is located below the gas ejection hole of the gas dispersion pipe, with the absorbing liquid existing on the upper surface of the second partition plate forming the floor surface of the third chamber. To be introduced inside,
(Vi) circulating a part of the absorbent contained in the first chamber to the third chamber;
(Vii) exhausting the purified exhaust gas after contacting the absorbent liquid particles in the third chamber from the third chamber;
An exhaust gas treatment method is provided.
[0006]
Further, according to the present invention, the first partition plate and the second partition plate positioned above the first partition plate are adjacent to the first chamber and the second chamber adjacent to the first chamber and the second chamber. A closed tank partitioned into a third chamber, an exhaust gas inlet formed on the peripheral wall of the second chamber, a purified exhaust gas outlet disposed on the top plate or side wall of the third chamber, and a first partition plate A through-hole formed in the through-hole, a gas dispersion pipe suspended from the through-hole, an exhaust gas ascending pipe communicating the first chamber and the third chamber, and an absorbent dispersion means disposed in the upper portion of the third chamber A through hole formed in the second partition plate, an absorption liquid flow down pipe which is suspended from the through hole and whose tip is located below the gas ejection hole of the gas dispersion pipe, and is accommodated in the first chamber. An exhaust gas treatment apparatus is provided, which is provided with a pipe for circulating the absorbed liquid to the absorbent dispersion means in the third chamber.
Furthermore, according to the present invention, in a method for purifying exhaust gas by contacting with an absorbing liquid,
(I) supplying exhaust gas to the second chamber in a sealed tank whose interior is partitioned into a first chamber and a second chamber adjacent above the first chamber by a partition plate;
(Ii) blowing the exhaust gas supplied to the second chamber into the absorbing liquid accommodated in the first chamber through a gas dispersion pipe suspended in a through hole formed in the partition plate;
(Iii) introducing and raising exhaust gas present in the upper space of the first chamber into an exhaust gas raising cylinder penetrating the second chamber;
(Iv) exhausting the exhaust gas introduced into the exhaust gas rising cylinder after contacting it with the absorbent in the cylinder, and discharging it outside the cylinder;
(V) circulating a part of the absorbing liquid stored in the first chamber to the exhaust gas rising cylinder for contact with the exhaust gas in the exhaust gas rising cylinder;
An exhaust gas treatment method is provided.
Furthermore, according to the present invention, a sealed tank whose interior is partitioned into a second chamber adjacent above the first chamber by a partition plate, an exhaust gas inlet formed in the peripheral wall of the second chamber, and the partition plate A through hole formed in the through hole, a gas dispersion pipe suspended from the through hole, an exhaust gas rising cylinder penetrating through the second chamber and having a lower end opened into the first chamber, and an exhaust gas rising cylinder. An exhaust gas treatment apparatus is provided, comprising: the absorbent dispersion means that has been circulated; and piping that circulates the absorbent contained in the first chamber to the absorbent dispersion means disposed in the exhaust gas rising cylinder. The
[0007]
Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic diagram of an exhaust gas treatment apparatus of the present invention. In this figure, 1 is a sealed tank, 2 is a first partition plate, 3 is a second partition plate, 4 is a top plate, 5 is a first chamber, 6 is a second chamber, 7 is a third chamber, and 8 is exhaust gas introduction. Duct, 9 is a gas dispersion pipe, 10 is an exhaust gas rise pipe, 11 is an absorption liquid flow down pipe, 12 is an exhaust gas outlet duct, 13 is a mist eliminator, 14 is an absorption liquid extraction pipe, 15 is an absorbent mixing pipe, 16 is a pump, 17 is an absorbent liquid conduit, 18 is an absorbent dispersion means, 19 is an absorbent introduction pipe, 20 is an oxygen-containing gas supply pipe, 21 is an oxygen-containing gas ejection nozzle, 22 is a drain pipe, and 23 is a static liquid level of the absorbent liquid. , 24 is a stirrer, A is a froth layer (gas-liquid mixed layer), and L is an absorbing solution.
[0008]
The entire apparatus shown in FIG. 1 is composed of a large sealed tank 1, and the inside of the tank is above the first chamber 5 and the first chamber by a first partition plate 2 and a second partition plate 3 positioned above the first partition plate 2. Is divided into a second chamber 6 adjacent to the second chamber 6 and a third chamber 7 adjacent above the second chamber. The upper space of the third chamber is sealed with a top plate 4. A number of through holes are disposed in the first partition plate 2, and a gas dispersion pipe 9 is suspended from each of the through holes. The first diaphragm 2 can be horizontal or slightly inclined. The second partition plate 3 can be horizontal or slightly inclined, and the inclination angle is not particularly limited.
An absorbing liquid L is accommodated in the first chamber 5. In the first chamber, an agitator 24 and an oxygen-containing gas ejection nozzle 21 used when oxygen needs to be supplied into the absorbing liquid L are disposed. In FIG. 1, the agitator 24 is shown to rotate in the horizontal direction, but this agitator can be arranged to rotate in the vertical direction. In this case, the rotating shaft is disposed via the side wall.
An exhaust gas inlet is disposed on the peripheral wall of the second chamber 6, and an exhaust gas introduction duct 8 is connected to the inlet. No special device is provided in the space of the second chamber, but a spray nozzle for spraying the absorbing liquid may be provided as necessary.
In the upper part of the third chamber 7, a spray nozzle 18 is disposed as absorbing liquid dispersing means. In FIG. 1, the spray nozzles 18 are arranged in one stage, but may be arranged in two or more stages as necessary. The absorbing liquid dispersing means may be a vinegar-pure nozzle or a pipe having a large number of pores.
The top plate 4 disposed above the third chamber 7 is provided with a purified exhaust gas outlet, and a purified exhaust gas outlet duct 12 is connected to the outlet. The arrangement position of the purified exhaust gas outlet is not limited to the top plate but may be a side wall.
Between the 1st chamber 5 and the 3rd chamber 7, the circulation line for circulating the absorption liquid of a 1st chamber to the spray nozzle 18 of a 3rd chamber is arrange | positioned. This circulation line is composed of an absorption liquid extraction pipe 14, a circulation pump 16 and an absorption liquid conduit 17. The circulation line is connected to an absorbent mixing tube 15 for mixing the absorbent into the circulating absorbent as necessary.
[0009]
The first partition plate 2 is provided with a large number of through holes communicating between the first chamber 5 and the second chamber 6, and a gas dispersion pipe 9 whose tip extends into the absorbing solution is suspended in each through hole. It is installed. In addition, openings for disposing the exhaust gas rising pipe 10 are disposed in the first partition 2 and the second partition 3, and the exhaust gas existing in the upper space of the first chamber 5 is disposed in these openings. An exhaust gas rising pipe 10 for introduction into the third chamber 7 is connected. In this case, the open end of the exhaust gas rising pipe 10 protrudes upward from the upper surface of the second partition plate so that the absorbing liquid on the second partition plate does not flow down in the exhaust gas rising pipe.
Further, the second partition plate 3 is provided with a plurality of through holes, and an absorption liquid flow down pipe 11 extending from the end of the second partition plate 3 into the absorption liquid accommodated in the first chamber 5 is suspended. Has been. In this case, the tip of the absorbing liquid flow down pipe 11 is located below the gas ejection hole of the gas dispersion pipe 9.
[0010]
In order to purify the exhaust gas using the apparatus shown in FIG. 1, the exhaust gas is introduced into the second chamber 6 from the exhaust gas introduction duct 8 and then absorbed in the first chamber 5 via the gas dispersion pipe 9. Blow into liquid L. The exhaust gas blown into the absorption liquid rises as bubbles, and a froth layer A composed of a mixed phase of bubbles and absorption liquid is formed above the gas ejection holes of the dispersion pipe. While the exhaust gas rises as bubbles in the absorption liquid, the pollutants contained in the exhaust gas react with the absorption liquid and are removed from the exhaust gas.
The exhaust gas thus purified is dissipated from the froth layer A into the upper space, and is introduced into the third chamber 7 through the exhaust gas rising pipe 10 from here. In the third chamber, the absorbing liquid circulated through the absorbing liquid extraction pipe 14, the pump 16, and the absorbing liquid conduit 17 is sprayed from the spray nozzle 18. The exhaust gas introduced into the third chamber comes into contact with the absorption liquid particles (average particle size: 200 to 4000 μm), and contaminants remaining in the exhaust gas react with the absorption liquid particles and are removed from the exhaust gas.
The purified exhaust gas purified by contact with the absorbing liquid particles in the third chamber is extracted out of the tank through the purified exhaust gas outlet duct 12 connected to the opening of the top plate 4 disposed above the third chamber. Then, it is introduced into the mist separator 13 where the absorbing liquid particles contained in the gas are removed and then released to the atmosphere.
[0011]
Part of the absorbing liquid sprayed in the form of particles from the spray nozzle 18 falls and stays on the upper surface of the second partition plate 3 and returns to the absorbing liquid from here through the absorbing liquid flow down pipe 11. The tip of the absorbing liquid flow down pipe 11 is positioned below the gas ejection hole of the gas dispersion pipe 9. When the tip of the absorbing liquid flow down pipe 11 is located above the gas ejection hole of the gas dispersion pipe 9, a part of the bubbles of the exhaust gas ejected into the absorbing liquid from the gas ejection hole rises in the absorbing liquid flow down pipe 11. This is not preferable. The tip position of the absorbing liquid flow down pipe is set to be 30 cm or more, preferably 50 to 150 cm below the position of the gas ejection hole of the gas dispersion pipe 9.
[0012]
As the gas dispersion tube 9, various types such as those having gas ejection holes on the peripheral wall surface at the lower end and those having the lower end formed in the nozzle structure can be used. FIG. 4 shows a perspective view of a gas dispersion pipe having gas ejection holes on the peripheral wall surface at the lower end. In FIG. 4, 9 indicates a gas dispersion pipe, and 35 indicates a gas ejection hole formed in the peripheral wall surface of the lower end portion.
[0013]
When a part of the absorption liquid stored in the first chamber 5 is circulated to the nozzle 18, the absorption liquid extracted from the first chamber can be circulated as it is to the spray nozzle 18, and the absorption liquid is new to the absorption liquid. After adding the absorbent to improve the performance of the absorbent, it can be circulated through the spray nozzle. The new absorbent introduced from the absorbent introduction pipe 14 may be the same as or different from that introduced from the absorbent introduction pipe 19 to the absorbent in the first chamber 5. Moreover, when the absorbent is a slurry containing an absorbent or a by-product (gypsum, etc.) and the solid content is high, the solid content can be removed beforehand by filtration, centrifugation, etc., and then circulated to the spray nozzle. .
The amount of the absorbent sprayed from the spray nozzle 18 is usually 0.1 to 10 kg / hr, preferably 0.2 to 2 kg / hr per 1 m ³ / hr of the exhaust gas converted into the standard state, and is in the exhaust gas at the outlet. Of contaminants is set to a desired concentration. By spraying such an amount of the absorbing liquid, a very small amount of contaminants remaining in the exhaust gas can be effectively removed.
[0014]
In the present invention, a spray nozzle is also provided in the second chamber 6 as in the case of the third chamber 7, and the absorbing liquid in the first chamber 5 is circulated to the spray nozzle. The absorbent can be sprayed in particulate form. The absorbing liquid particles formed by spraying from the spray nozzle disposed in the second chamber in this way come into contact with the exhaust gas introduced into the second chamber 6, and pollutants and solid particulates in the exhaust gas ( Dust) is captured and removed from the exhaust gas. Moreover, this absorption liquid particle shows the effect of making it humidify while cooling exhaust gas. The amount of absorbing liquid sprayed from the spray nozzle into the second chamber is usually 0.2 to 5 kg / hr, preferably 0.5 to 2 kg / hr per 1 m ³ / hr of exhaust gas supply amount converted to the standard state. It is.
[0015]
In the third chamber 7 of the device of the present invention, a packed bed can be disposed between the second partition plate 3 and the spray nozzle 18. A schematic diagram of the apparatus in this case is shown in FIG. In FIG. 2, 30 indicates a packed bed. In the reference numerals shown in FIG. 2, the same reference numerals as those shown in FIG.
When the packed bed 30 is disposed in the third chamber 7, the absorption liquid sprayed from the spray nozzle 18 flows down the exhaust gas that has risen from the first chamber 5 to the third chamber 7 through the exhaust gas rising pipe 10. After passing through the packed bed 30, it contacts with the absorbing liquid, and then contacts with the absorbing liquid particles sprayed from the spray nozzle, and then discharged from the purified exhaust gas outlet duct 12. When the exhaust gas passes through the packed bed, the exhaust gas efficiently contacts with the absorbing liquid flowing down the surface of the filler in the packed bed, so a higher contaminant removal rate than when no packed bed is provided. Is obtained.
Examples of the filler used for the filling layer 30 include conventionally known various materials such as Raschig rings, terralet, pole rings, saddles, lessing rings, and wood lattices. The thickness of the filling layer 30 is not particularly limited and can be appropriately determined, but is usually 0.5 to 5 m. The packed layer can be formed by filling a porous plate, or can be formed by filling a porous plate having a metal mesh laminated on the inner surface.
[0016]
In FIG. 2, the spray nozzle 18 is shown as the absorbing liquid dispersing means. However, the absorbing liquid dispersing means in this case is not limited to the spray nozzle, as long as the liquid can be supplied to the filling layer 30. It can be anything. As the absorbing liquid dispersing means, in addition to the spray nozzle, a pipe having a plurality of holes formed in the peripheral wall can be used.
[0017]
FIG. 3 shows a schematic diagram of another exhaust gas treatment apparatus of the present invention. In this figure, the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 and 2 indicate the same meaning.
The apparatus shown in FIG. 3 has a two-chamber structure, and an exhaust gas raising cylinder 31 that stands through the second chamber 6 and whose lower end opens into the first chamber 5 is erected at the center thereof. The cross-sectional shape of the exhaust gas rising cylinder can be a square shape such as a square or an octagon, a circular shape, or the like. The number of exhaust gas rising cylinders 31 can be one or more, and is appropriately selected depending on the scale of the apparatus.
The exhaust gas discharge port may be disposed on a sealing plate disposed at the upper end of the exhaust gas rising cylinder, or may be disposed on the side wall of the exhaust gas rising cylinder. In the case of FIG. 3, the exhaust gas discharge port is disposed on the side wall.
A packed bed 30 is disposed in the upper part of the exhaust gas rising cylinder 31, and a spray nozzle 18 as an absorbing liquid dispersing means is disposed above the packed bed 30. The filling layer 30 can be omitted if necessary.
In FIG. 3, reference numeral 32 denotes a raised portion. The raised portion guides the flow of the exhaust gas toward the opening direction of the exhaust gas rising cylinder 31 and, due to the arrangement of the raised portion, fills the first chamber more than necessary. Is avoided. Of course, the arrangement of the raised portions can be omitted.
[0018]
In order to purify the exhaust gas using the apparatus shown in FIG. 3, the exhaust gas is introduced into the second chamber 6 from the exhaust gas introduction duct 8 and is absorbed from the first chamber 5 through the gas dispersion pipe 9 from here. Blow into liquid L. The exhaust gas blown into the absorption liquid rises as bubbles, and a froth layer A composed of a mixed phase of bubbles and absorption liquid is formed above the gas ejection holes of the dispersion pipe. While the exhaust gas rises as bubbles in the absorption liquid, the pollutants contained in the exhaust gas react with the absorption liquid and are removed from the exhaust gas.
The exhaust gas thus purified is dissipated from the froth layer A into the upper space, collected in the opening of the exhaust gas raising cylinder 31, and then rises in the cylinder. In the exhaust gas rising cylinder, the absorption liquid circulated through the absorption liquid extraction pipe 14, the pump 16, and the absorption liquid conduit 17 is sprayed from the spray nozzle 18 and flows down in the packed bed 30. The exhaust gas rising in the exhaust gas rising cylinder 31 comes into contact with the absorbing liquid flowing down in the packed bed 30 and is then discharged through the purified exhaust gas duct 12. The absorbent is introduced from the absorbent introduction pipe 15 into the absorption liquid extraction pipe 14. This absorbent can also be introduced into the absorbent conduit 17.
[0019]
The ratio S ₁ / S ₂ of the cross-sectional area S ₂ of the cross-sectional area S ₁ and the first chamber 5 of the exhaust gas rise tube 31 is 0.1 to 0.9, preferably defined in the range of 0.3 to 0.7 It is good to do. When S ₁ / S ₂ is larger than the above range, it becomes necessary to widen the surface of the partition plate 2 for arranging the necessary number of gas dispersion pipes 9, the entire apparatus becomes large, and a small amount of absorbing liquid is discharged from the exhaust gas. When dispersing in the rising cylinder 31, it becomes difficult to stably and uniformly disperse the absorbent.
On the other hand, if it is smaller than the above range, the gas ascending linear velocity rising in the exhaust gas ascending pipe 31 becomes too high, and the pressure loss of the exhaust gas becomes large, or the drift of the exhaust gas in the upper space of the first chamber 5 becomes large. This is not preferable because problems such as The height of the exhaust gas raising cylinder 31 is not particularly limited, but the distance from the partition plate 2 to the spray nozzle 18 is preferably 2 m or more, preferably 4 to 7 m.
Further, the ascending linear velocity of the exhaust gas rising up the exhaust gas ascending cylinder 31 is preferably set to 1.0 m / second or more, preferably 1.5 to 3 m / second. If the rising linear velocity of the exhaust gas is smaller than the previous range, it is not preferable because inadequate gas-liquid contact efficiency cannot be ensured. By defining the rising linear velocity of the exhaust gas within the above range, it is possible to efficiently remove pollutants from the exhaust gas in the exhaust gas rising cylinder 31 with a small amount of absorption liquid used.
Further, the amount of the absorbing liquid sprayed from the spray nozzle 18 is usually 0.1 to 10 kg / hr, preferably 0.2 to 2 kg / hr per 1 m ³ / hr of the exhaust gas converted into the standard state. . By spraying such an amount of the absorbing liquid, a very small amount of contaminants remaining in the exhaust gas can be effectively removed.
[0020]
The apparatus shown in FIG. 3 has a two-chamber structure, and the number of exhaust gas rising cylinders is small, and usually only one is sufficient. Therefore, there is an advantage that the structure is simple and the apparatus cost is low. In addition, the exhaust gas flow rate rising up the exhaust gas rising cylinder can be freely controlled by the cross-sectional area of the exhaust gas rising cylinder, and can be increased by reducing its cross-sectional area. The exhaust gas and the absorbing liquid can be brought into close contact with each other, and the contaminant removal rate from the exhaust gas in the exhaust gas rising cylinder can be increased. Furthermore, in the case of the apparatus shown in FIG. 3, since the height of the apparatus is reduced, when a stirrer that rotates in the horizontal direction is adopted, the shaft length of the stirrer is shortened, and installation is easy. In addition, there are also advantages such as elimination of gypsum deposits on the bottom plate (second partition plate 3) of the third chamber as seen in the three-chamber structure apparatus shown in FIG.
[0021]
The absorbent used in the present invention is appropriately selected according to the type of exhaust gas, and various conventionally known ones are used. For example, the pollutants in the exhaust gas are acidic such as SO ₂ , SO ₃ , NO, N ₂ O ₃ , NO ₂ , N ₂ O ₄ , N ₂ O ₅ , CO ₂ , HCl, HF, etc. In the case of a substance, a solution or slurry containing an alkaline substance such as an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound is used, and in particular, a calcium hydroxide slurry or a calcium carbonate slurry is used. When calcium carbonate slurry or calcium hydroxide slurry is used as the absorbent, these calcium compounds react with sulfite gas to form calcium sulfite. In this case, by introducing air or oxygen into the absorbent. Calcium sulfate can be obtained. Further, when the pollutant in the exhaust gas is an alkaline substance such as ammonia, an acidic aqueous solution may be used as the absorbing liquid.
[0022]
【Example】
Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
Example 1
Using the apparatus having the structure shown in FIG. 1, flue gas containing SO ₂ : 780 volppm and O ₂ : 5 vol% was treated.
The apparatus conditions in this case are as follows.
(1) Diameter of closed tank 1: 3.2 m
(2) Height of first chamber 5: 4 m
(3) Height of second chamber 6: 2 m
(4) Height of third chamber 7: 4 m
(5) Diameter of gas dispersion pipe 9: 4 inches and number: 110 (6) Diameter of absorption liquid flow down pipe 11: 4 inches and number: 4 (7) Diameter of exhaust gas ascending pipe 10: 410 mm and number: 6 Book (8) Height of stationary liquid surface 23 of absorbing liquid in first chamber 5: 2 m
Further, as the gas dispersion pipe 9, the one having the structure shown in FIG. 4 is used, and the position of the gas ejection hole 35 provided on the peripheral wall surface of the lower end portion is set at a position 200 mm below the absorbing liquid level. The position of the tip of 11 was set 500 mm below the position of the ejection hole 35 of the gas dispersion pipe 9.
[0023]
In the first chamber 5 of the apparatus having the structure shown in FIG. 1, an aqueous slurry liquid having a gypsum concentration of 15% by weight was accommodated in advance so as to have a height of 2 m.
Next, smoke was supplied into the second chamber 6 from the exhaust gas introduction duct 8 of this apparatus at a supply rate of 40,000 Nm ³ / h. In this case, air is jetted at a flow rate of 370 Nm ³ / h from the oxygen-containing gas jet nozzle 21 disposed at a position 1800 mm below the static liquid level of the absorbent, and the agitator 24 is rotated to stir the absorbent. It was. Further, an absorption liquid having a gypsum concentration of about 10% by weight and a calcium carbonate concentration of about 0.1% by weight is extracted from the first chamber 5 by a pump 16 at a flow rate of 60 m ³ / h, and calcium carbonate is 50 kg / h. And sprayed from a spray nozzle 18 disposed in the third chamber 7. Further, for the absorbent in the first chamber 5, the absorbent with a high gypsum concentration is withdrawn through the drainage pipe 22 at a rate of about 1,200 kg / h, and calcium carbonate is 86 kg / h into the liquid from which the gypsum has been separated. The mixture was added and mixed through the absorbent introduction pipe 19.
As a result of the desulfurization treatment of the flue gas as described above, a high desulfurization rate of 98% was obtained.
Next, for the purpose of comparison, when the spraying of the absorbing liquid from the spray nozzle 18 was stopped, in order to obtain the same desulfurization rate, the position of the gas ejection hole 35 of the gas dispersion pipe was set to a depth of 300 mm below the liquid level. I found it necessary to do.
From the above results, it can be seen that in the case of the present invention, the flue gas can be treated with an increased desulfurization rate. Further, in the present invention, when flue gas is treated at the same desulfurization rate as in the conventional case, the exhaust gas supply pressure can be reduced by 100 mm (water column), and even if the increase in power of the circulation pump 16 is taken into consideration. It has become clear that significant power savings can be achieved.
[0024]
Example 2
Using the apparatus having the structure shown in FIG. 2, flue gas containing SO ₂ : 780 volppm and O ₂ : 5 vol% was treated.
The apparatus conditions in this case are as follows.
(1) Diameter of closed tank 1: 3.2 m
(2) Height of first chamber 5: 4 m
(3) Height of second chamber 6: 2 m
(4) Height of third chamber 7: 4 m
(5) Diameter of gas dispersion pipe 9: 4 inches and number: 110 (6) Diameter of absorption liquid flow down pipe 11: 4 inches and number: 4 (7) Diameter of exhaust gas ascending pipe 10: 410 mm and number: 6 Book (8) Filling layer 30 in third chamber 7 Layer thickness: 2 m
(9) Height of the stationary liquid surface 23 of the absorbing liquid in the first chamber 5: 2 m
In addition, as a filler constituting the filling layer 30, terrarette was used.
Further, as the gas dispersion pipe 9, the one having the structure shown in FIG. 4 is used, and the position of the gas ejection hole 35 provided on the peripheral wall surface of the lower end portion is set at a position 200 mm below the absorbing liquid level. The position of the tip of 11 was set 500 mm below the position of the ejection hole 35 of the gas dispersion pipe 9.
[0025]
In the first chamber 5 of the apparatus having the structure shown in FIG. 2, an aqueous slurry liquid having a gypsum concentration of 15% by weight was accommodated in advance so as to have a height of 2 m.
Next, smoke was supplied into the second chamber 6 from the exhaust gas introduction duct 8 of this apparatus at a supply rate of 40,000 Nm ³ / h. In this case, air was jetted at a flow rate of 370 Nm ³ / h from the oxygen-containing gas jet nozzle 21 disposed at a position 1800 mm below the static liquid level of the absorbent, and the agitator 24 was rotated to stir the absorbent. Further, the absorption liquid having a gypsum concentration of about 10% by weight and a calcium carbonate concentration of about 0.1% by weight is extracted from the first chamber 5 by the pump 16, and the gypsum is separated by a thickener, and then at a flow rate of 40 m ³ / h. The absorbing solution was extracted from the thickener, and calcium carbonate was added thereto at 40 kg / h and mixed, and sprayed from a spray nozzle 18 disposed in the third chamber 7. Further, the absorbing solution having a high gypsum concentration is withdrawn from the lower part of the thickener at a rate of about 1,200 kg / h, and calcium carbonate is added to and mixed with the separated gypsum at a rate of 10 kg / h. The absorbent was supplied from the absorbent introduction tube 19.
As a result of the desulfurization treatment of the flue gas as described above, a high desulfurization rate of 99.5% could be obtained. Moreover, the pressure loss in the packed bed 30 at this time was about 30 mm (water column).
Next, for comparison, the packed bed 30 is removed from the inside of the third chamber 7, spraying of the absorbing liquid from the spray nozzle 18 is stopped, and the position of the gas ejection hole 35 of the gas dispersion pipe 9 is set to 400 mm below the liquid level. The desulfurization treatment was carried out with a depth of about 99%, but only a desulfurization rate of about 99% was obtained.
From the above results, it can be seen that a high desulfurization rate that is almost impossible to achieve with the conventional method can be easily achieved in the present invention by a slight increase in power cost.
[0026]
Example 3
Using the apparatus having the structure shown in FIG. 3, flue gas containing SO ₂ : 780 volppm and O ₂ : 5 vol% was treated.
The apparatus conditions in this case are as follows.
(1) Diameter of the closed tank 1: 3.5 m
(2) Height of first chamber 5: 4 m
(3) Exhaust gas rising cylinder 31: Diameter: 2.2 m, Height: 2.5 m
(4) Thickness of the packed bed 30 in the exhaust gas rising cylinder: 3 m
(5) Height of the stationary liquid surface 23 of the absorbing liquid in the first chamber 5: 2 m
(6) Distance from the diaphragm 2 to the packed bed 31: 1.5 m
(7) Distance from the diaphragm 2 to the spray nozzle 18: 5 m
In addition, as a filler constituting the filling layer 30, terrarette was used.
Further, as the gas dispersion pipe 9, the one having the structure shown in FIG. 4 was used, and the position of the gas ejection hole 35 provided on the peripheral wall surface of the lower end portion was set at a position 200 mm below the absorbing liquid surface.
[0027]
In the first chamber 5 of the apparatus having the structure shown in FIG. 3, an aqueous slurry liquid having a gypsum concentration of 15% by weight was accommodated in advance so as to have a height of 2 m.
Next, smoke was supplied into the second chamber 6 from the exhaust gas introduction duct 8 of this apparatus at a supply rate of 40,000 Nm ³ / h. In this case, air was jetted at a flow rate of 370 Nm ³ / h from the oxygen-containing gas jet nozzle 21 disposed at a position 1800 mm below the static liquid level of the absorbent, and the agitator 24 was rotated to stir the absorbent. Further, the absorption liquid having a gypsum concentration of about 10% by weight and a calcium carbonate concentration of about 0.1% by weight is extracted from the first chamber 5 by the pump 16, and the gypsum is separated by a thickener, and then at a flow rate of 40 m ³ / h. The absorbing solution was extracted from the thickener, calcium carbonate was added thereto at 40 kg / h and mixed, and sprayed from the spray nozzle 18 disposed in the exhaust gas raising cylinder 31. Further, the absorbing solution having a high gypsum concentration is withdrawn from the lower part of the thickener at a rate of about 1,200 kg / h, and calcium carbonate is added to and mixed with the separated gypsum at a rate of 10 kg / h. The absorbent was supplied from the absorbent introduction tube 19.
As a result of desulfurizing the flue gas as described above, a high desulfurization rate of 99.8% was obtained. Moreover, the pressure loss in the packed bed 30 at this time was about 30 mm (water column).
Next, for comparison, the packed bed 30 is removed from the exhaust gas rising cylinder 31, spraying of the absorbing liquid from the spray nozzle 18 is stopped, and the position of the gas ejection hole 35 of the gas dispersion pipe 9 is set to 400 mm below the liquid level. The desulfurization treatment was carried out with a depth of about 99%, but only a desulfurization rate of about 99% was obtained.
From the above results, it can be seen that a high desulfurization rate that is almost impossible to achieve with the conventional method can be easily achieved in the present invention by a slight increase in power cost.
[0028]
【The invention's effect】
According to the present invention, a high desulfurization rate that is difficult to achieve by the conventional method can be easily obtained without requiring any special increase in processing cost, and its industrial significance is great.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a schematic diagram of an example of an exhaust gas treatment apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view of another example of the exhaust gas treatment apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a schematic view of still another example of the exhaust gas treatment apparatus of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view of an example of a gas dispersion pipe.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sealing tank 2 1st partition plate 3 2nd partition plate 4 Top plate 5 1st chamber 6 2nd chamber 7 3rd chamber 8 Exhaust gas introduction duct 9 Gas dispersion pipe 10 Exhaust gas rise pipe 11 Absorbed liquid flow down pipe 12 Exhaust gas extraction duct 13 Mist eliminator 14 Absorbing liquid extraction pipe 15 Absorbing agent mixing pipe 16 Pump 17 Absorbing liquid conduit 18 Absorbing liquid spray nozzle 19 Absorbing liquid introducing pipe 30 Packing layer 31 Exhaust gas rising cylinder 35 Gas ejection hole L Absorbing liquid

Claims

In a method for purifying exhaust gas by contacting it with an absorbing liquid,
(I) a first chamber and a second chamber positioned above the first chamber, a second chamber adjacent to the first chamber above the first chamber, and a third chamber adjacent to the upper portion of the second chamber; Supplying exhaust gas to the second chamber in the closed tank partitioned into
(Ii) blowing the exhaust gas supplied to the second chamber into the absorbing liquid accommodated in the first chamber through a gas dispersion pipe suspended in a through hole formed in the first partition;
(Iii) introducing the exhaust gas present in the upper space of the first chamber into the third chamber through the exhaust gas riser;
(Iv) bringing the exhaust gas introduced into the third chamber into contact with the absorbing liquid;
(V) The absorption liquid existing on the upper surface of the second partition plate forming the floor surface of the third chamber passes through the absorption liquid flow down pipe whose tip is located below the gas ejection hole of the gas dispersion pipe and is in the first absorption liquid. To introduce,
(Vi) circulating a part of the absorbent contained in the first chamber to the third chamber;
(Vii) A method for treating exhaust gas, characterized in that the purified exhaust gas after contacting the absorbing solution in the third chamber is discharged from the third chamber.

A filling layer is present in the space of the third chamber, and the absorption liquid is allowed to flow through the filling layer, and the exhaust gas from the first chamber is raised through the filling layer to contact the absorption liquid. Item 2. The method according to Item 1.

The interior of the first partition plate is divided into a first chamber, a second chamber adjacent above the first chamber, and a third chamber adjacent above the second chamber. A closed tank, an exhaust gas inlet formed on the peripheral wall of the second chamber, a purified exhaust gas outlet disposed on the top plate or side wall of the third chamber, a through hole formed in the first partition plate, A gas dispersion pipe suspended from the hole, an exhaust gas ascending pipe connecting the first chamber and the third chamber, an absorbing liquid dispersion means disposed in the upper portion of the third chamber, and a second partition plate. Through-holes, an absorption liquid flow-down pipe that is suspended in the through-holes and whose tip is located below the gas ejection holes of the gas dispersion pipe, and the absorption liquid contained in the first chamber. An exhaust gas treatment apparatus comprising a pipe that circulates in the absorbent dispersion means.

4. The apparatus according to claim 3, wherein a packed bed is disposed in the space of the third chamber.

In a method for purifying exhaust gas by contacting it with an absorbing liquid,
(I) supplying exhaust gas to the second chamber in a sealed tank whose interior is partitioned into a first chamber and a second chamber adjacent above the first chamber by a partition plate;
(Ii) blowing the exhaust gas supplied to the second chamber into the absorbing liquid accommodated in the first chamber through a gas dispersion pipe suspended in a through hole formed in the partition plate;
(Iii) introducing and raising exhaust gas present in the upper space of the first chamber into an exhaust gas raising cylinder penetrating the second chamber;
(Iv) exhausting the exhaust gas introduced into the exhaust gas rising cylinder after contacting it with the absorbent in the cylinder, and discharging it outside the cylinder;
(V) circulating a part of the absorbing liquid stored in the first chamber to the exhaust gas rising cylinder for contact with the exhaust gas in the exhaust gas rising cylinder;
An exhaust gas treatment method characterized by the above.

6. The exhaust gas rising cylinder is provided with a packed bed, and the absorbing liquid is allowed to flow down in the packed bed, and the exhaust gas from the first chamber is raised through the packed bed and brought into contact with the absorbing liquid. Method.

A sealed tank whose interior is partitioned into a second chamber adjacent above the first chamber by a partition plate, an exhaust gas inlet formed in the peripheral wall of the second chamber, a through-hole formed in the partition plate, A gas dispersion pipe suspended from the through-hole, an exhaust gas ascending cylinder penetrating the second chamber and having a lower end opened into the first chamber, an absorbing liquid dispersion means disposed in the exhaust gas ascent cylinder, An exhaust gas treatment apparatus comprising a pipe for circulating an absorbent contained in a chamber to an absorbent dispersion means disposed in an exhaust gas rising cylinder.

8. The apparatus according to claim 7, wherein a packed bed is disposed in the exhaust gas raising cylinder.