JP4570779B2 - 粗ガス流の液体精製のための方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
１つの周期的に脈動する（ｐｕｌｓａｔｉｎｇ）ノズル（ｈｙｂｒｉｄ ｎｏｚｚｌｅ）を通してスクラビング液（ｓｃｒｕｂｂｉｎｇ ｌｉｑｕｉｄ）を噴霧される１つのベンチュリースロートを通して粗ガス流（ｃｒｕｄｅ ｇａｓ ｓｔｒｅａｍ）を流すことを含む粗ガス流を湿式洗浄する（ｗｅｔ−ｃｌｅａｎ）ための方法及び装置。
【０００２】
粗ガス流を湿式洗浄するために、ベンチュリースクラバーがしばしば使用される（米国特許第４，１５２，１２６号及び第４，１９３，７７８号）。これらは、絞りを有する流れ管、ベンチュリースロート及び該スロートの上又はスロートに配置された加圧ノズルの形態にあるスクラビング液の供給手段からなる。
【０００３】
かくして粉塵（ｄｕｓｔ）は０．１μｍ以下の粒度（ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ）に制限されうる。粉塵の除去は３つの段階（ｐｈａｓｅｓ）で起こる。即ち、１．粒子が液体表面に衝突する。２．粒子が液体表面に付着する。３．液滴を除去する。
【０００４】
本発明は、段階１の改良による粉塵除去の改良に関する。液滴が粉塵粒子と接触すると常に捕獲（ｃａｐｔｕｒｅ）が想定されるので段階２は問題はない。段階３は別々の液体分離器、例えばサイクロンで行われる。
【０００５】
液滴による段階１での粉塵の粒子の捕集（ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）は高い速度低下での慣性分離により主として行われる。慣性分離は、滴と粉塵の粒子との間の相対的速度の増加及び滴直径の減少と共に改善される。
【０００６】
慣用のノズル化（ｎｏｚｚｌｉｎｇ）を備えたベンチュリーにおいては、使用するノズルの型（単一流体ノズル、二流体ノズル又は中空コーンノズル（ｓｗｅｌｌ ｎｏｚｚｌｅ））及びノズル入口圧に依存して３０〜２０００μｍの寸法範囲を有する滴が発生する。ノズルの近くでは、これらの滴のすべてはノズル圧に依存して３〜５０ｍ／秒の範囲にある同じ初期速度を有する。ベンチュリースロートにおいては、これらの相対的に大きい滴は、ベンチュリースロートにおける高いガス加速及び剪断流（ｓｈｅａｒ ｆｌｏｗ）により極めて微細な小滴に砕かれ（ｂｒｏｋｅｎ ｏｆｆ）そして乱流により撹乱される（ｔｕｒｂｕｌａｔｅｄ）。今や小さい小滴及びガス流に対する大きさ及び方向に関して小滴の大きな速度の多様性（ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｓｃａｔｔｅｒ）は、多くの粉塵粒子を液体表面と遭遇させて、液体表面における粉塵の高い捕集効率をもたらす。次いで凝縮物として粉塵を含んだ（ｄｕｓｔ−ｌａｄｅｎ）液体小滴の分離が液体分離器で行われる。捕集効率は湿式洗浄後のクリーンガス中及び湿式洗浄前に粗ガス中の捕集されるべき成分のレベルの割合として測定される。
【０００７】
慣用のノズル化を有するベンチュリースクラバーにおいて、捕集効率は、スクラビング液の滴がベンチュリースロートにおいて微粒化され（ａｔｏｍｉｚｅｄ）そして粗ガスで撹乱され（ｔｕｒｂｕｌａｔｅｄ）、それにより、できるかぎり多くの粉塵粒子が液体表面に衝突しそして捕集される程度に依存する。ベンチュリースロートにおける粗ガス／液体混合物の剪断力及び撹乱（ｔｕｒｂｕｌａｔｉｏｎ）の程度はベンチュリースロートの寸法の増加と共に減少する。ベンチュリースロートの寸法及び粗ガス流の速度は粗ガス流のベンチュリー圧力降下を規定する。圧力降下は、ベンチュリースロートがより小さくなるにつれて増加しそして粗ガス流がより大きくなるにつれて増加する。捕集効率はベンチュリー圧力降下の増加と共に増加する。
【０００８】
すべての既知のベンチュリースクラバーの欠点は、高いベンチュリー圧力降下のみが良好な捕集効率をもたらすであろうということである。典型的なベンチュリースクラバーは２０００〜３０００Ｐａ（２０〜３０ミリバール）の圧力降下から１５０００Ｐａ（１５０ミリバール）まで操作される。高い圧力降下は粗ガス流のための必要なポンピング容量を達成するための高いエネルギー要求を意味する。
【０００９】
他の欠点は、ベンチュリースロートは一定の寸法でありながら粗ガス流速が変化する場合に、粗ガスの速度の変化がベンチュリー圧力降下の変化を引き起こすであろうということである。ＤＥ４３３１３０１は、結果として２つの調節可能なベンチュリースロートを有する管間ギャップ（ｔｕｂｅ−ｇａｐ）型ベンチュリースクラバーを記載している。この管間ギャップ型ベンチュリースクラバーはほぼ長方形断面の管間ギャップを有する。スクラバー水ため（ｓｃｒｕｂｂｅｒ ｓｕｍｐ）の上に該管間ギャップの後ろに下流に配置されているのは変位部材（ｄｉｓｐｌａｃｅｒ）であり、この変位部材はギャップの全長にわたり延びておりそして管間ギャップの方に向けて及び管間ギャップから遠ざかるように並進可能である（ｔｒａｎｓｌａｔａｂｌｅ）ように取り付けられている。管間ギャップの壁と変位部材の壁との間に、平行に延びている２つのベンチュリースロートが形成されている。これらの２つのベンチュリースロートの断面は変位部材を滑らせることにより調節することができる。スクラビング液のフィーダ手段として提唱されているのは中空コーンノズル（スエルノズル）である。
【００１０】
圧力降下を制御するためのこの解決方法の欠点は、それが機械的摩耗を受けそして調節手段は特にベンチュリースロートの下の水ためを通って延びていなければならならず、そのためシーリングの問題を生じるということである。
【００１１】
本発明の目的は、圧力降下なしで又は低い圧力降下を伴ってベンチュリースクラバーにおける高い捕集効率を達成すること及び捕集効率を制御するための簡単な選択（ｏｐｔｉｏｎ）を提供することである。このような制御は、特により高いガス流速をもたらす手段を改装する（ｒｅｔｒｏｆｉｔｔｉｎｇ）場合に必要である。
【００１２】
本発明の目的は、微粒化されたスクラビング液を使用して粗ガス流を洗浄するための方法及び装置により達成される。
【００１３】
本発明に従う方法によれば、粗ガス流は、微粒化されたスクラビング液を脈動ノズルによって噴霧され、次いで圧力降下なしで又は３０００Ｐａ（３０ミリバール）まで、好ましくは２０００Ｐａ（２０ミリバール）までの低い圧力降下を伴って１つ又はそれより多くのベンチュリースロートに通される。脈動ノズルはＤＥ４３１５３８５からそれ自体知られている。
【００１４】
脈動ノズルは絶えずスクラビング液及び微粒化助剤としてのガスを供給される。液体入り口及びガス入り口は第１共鳴室に接続されており、該第１共鳴室にはその下流側で絞りを介して少なくとも１つの更なる共鳴室が接続されている。流れ方向に見て最後の共鳴室は脈動ノズルの出口オリフイスに接続されている。
【００１５】
使用される微粒化助剤は例えば空気又は不活性ガスであることができる。
【００１６】
脈動ノズルは、加圧ノズルの操作モード及び二流体ノズルの操作モードの両方を採用することができる。脈動ノズルの特徴は、絶えず特定の量の液体及び特定の量の空気を供給されるならば、それはこれらの量の液体及び空気を均一に微粒化しないでその代わりに脈動方式（ｐｕｌｓａｔｉｎｇ ｍａｎｎｅｒ）でその操作モードを連続的に変えるであろうということである。
【００１７】
加圧ノズルモードでは、相対的に大きい平均滴直径（ｍｅａｎ ｄｒｏｐ ｄｉａｍｅｔｅｒ）を有する滴が連続的に生成される。平均滴直径は本質的にノズル出口オリフィス寸法により決定される。滴の有効範囲はその初期モーメントにより決定される。滴の初期速度はすべての滴で同じである。大きな滴は、それらのより高い質量により、より高い初期モーメントを有しており、その結果としてより高い有効範囲を有する。液体の微粒化された量の９９％はその直径が互いに１：２０までの比だけ異なる滴により形成される。
【００１８】
二流体ノズルはそれが更に空気を供給されて加圧ノズルと比べて小さな平均滴直径を有する滴を連続的に発生するという点で加圧ノズルとは異なる。平均滴直径は、ノズルにおける微粒化空気対液体の質量流量比により決定されそして微粒化空気流速の増加と共に減少する。滴の有効範囲は微粒化空気のモーメント及び全体の滴集団へのこのモーメントの移行により決定される。加圧ノズルの場合と同じく、液体の微粒化された量の９９％はその直径が１：２０までの比だけ互いに異なる滴により形成される。
【００１９】
脈動ノズルの場合の操作モードの脈動的変化は、脈動周波数に依存して、加圧ノズルモードと二流体モードとの間で又は供給される微粒化空気の流速の点で異なっている異なる二流体モード間で起こり得る。
【００２０】
圧縮空気と液体の脈動ノズルの供給が時間にわたり一定であるならば、操作モードの脈動変化は周期的始動現象（ｐｅｒｉｏｄｉｃ ｓｔａｒｔ−ｕｐ ｐｈｅｎｏｍｅｎａ）（自動脈動（ａｕｔｏｐｕｌｓａｔｉｏｎ））により脈動ノズル自体において発生される。
【００２１】
脈動は好ましくは５〜７０Ｈｚ、特に好ましくは１０〜２０Ｈｚの周波数で起こる。周波数は、液体が第１共鳴室に入る点の後ろの、流れの方向における第１共鳴室の寸法対第２共鳴室の寸法の比により決定される。第１共鳴室に液体が入る点を変えることにより、流れ方向における該共鳴室の容積を変え、かくして周波数を変えることが可能である。第２共鳴室の寸法に対して流れ方向における第１共鳴室の容積が小さければ小さい程、脈動周波数は高いであろう。
【００２２】
脈動ノズルからの脈動排出は広い範囲の滴寸法及び滴速度を発生する。同じ寸法の滴すら、慣用のノズルとは極めて対照的に、全く異なる速度を有することがある。あるいは、大きい平均滴直径及び大きい有効範囲を有する粗大な滴（ｃｏａｒｓｅ ｄｒｏｐｓ）を含む噴霧コーン（ｓｐｒａｙ ｃｏｎｅ）、及び小さな平均滴直径及び小さな有効範囲を有する微細な滴を含む噴霧コーンが発生させられる。発生した滴スペクトルは１：１０００までの滴の寸法比を包含する。
【００２３】
排出される噴霧ジェットにおける液体と空気の割合は、約２０Ｈｚまでの低い脈動周波数で、０％及び１００％液体フラクションの極端な値の間で周期的に変化する。より高い脈動周波数では、７０Ｈｚの範囲の液体フラクションのみが４５％と５５％との間で周期的に変化するまで、振幅はより小さくなる。
【００２４】
脈動の故に、非定常状態微粒化モードが確立され、それにより噴霧ジェットはすべての時間に局所的に始動流（ｓｔａｒｔ−ｕｐ ｆｌｏｗｓ）を含む。結果として、小滴の寸法減少及び乱流がスクラビング液フィーダ手段とベンチュリースロートとの間でベンチュリースロートにおけると同様に早く達成されそしてベンチュリースロートにおいて最初にではなく達成される。かくして、ベンチュリースロート寸法及びその寸法に依存するベンチュリー圧力降下は、今や実質的に捕集効率に対して効果を及ぼさないてあろう。そしてベンチュリースクラバーはベンチュリースロートにおいて圧力降下なしで操作することができる。ベンチュリースロートはもはや小滴の寸法減少及び撹乱のために役立たない。小
滴の寸法、速度及び形状に関して脈動ノズルにより発生したスペクトルはベンチュリースロートにおいて特に有効な粉塵捕集をもたらす。
【００２５】
ベンチュリースロートにおける捕集効率は、液体の脈動ノズルへの一定の供給が与えられると、脈動ノズルにおける追加的に供給された量の圧縮空気を介して及び脈動周波数を介して制御することができる。
【００２６】
特定の量の水に対して脈動ノズルに供給される微粒化空気の量は、かくして脈動ノズルに誘導される特定のエネルギー入力（微粒化エネルギー）に比例する。脈動ノズルに供給される微粒化空気の量を変えることにより、エネルギー入力を０．５ｋＷｈ／１０００ｍ³ガス〜５０ｋＷｈ／１０００ｍ³ガスの範囲、好ましくは１ｋＷｈ／１０００ｍ³ガス〜３０ｋＷｈ／１０００ｍ³ガスの範囲の値に調節するこことが可能である。
【００２７】
本発明に従う装置は、１つ又はそれより多くのベンチュリースロートが配置されている流れ管及びベンチュリースロートの上流に配置された１つ又はそれより多くの脈動ノズルからなる。脈動ノズルとベンチュリースロート（１つ又は複数）間の距離は調節可能である。脈動ノズルとベンチュリースロートとの距離は達成される捕集効率に関して最適化されうる。
【００２８】
ノズル出口と下流に位置したベンチュリースロートの中心間の距離は脈動ノズルの下に位置したベンチュリースロートの区域（ａｒｅａ）が脈動ノズルの噴霧ジェットにより好ましくは１１０％覆われる（ｃｏｖｅｒｅｄ）ように選ぶことができる。
【００２９】
本発明に従う装置の好ましい態様では、１つ又はそれより多くのベンチュリースロートが少なくとも２つの平行なシリンダにより形成され、該シリンダは平面内で水平に並置されておりそして該シリンダにおいて各スロートに各々少なくとも１つの脈動ノズルが割り当てられている。特に好ましくは、ベンチュリースロートは、平行なシリンダの下流に配置されている１つ又はそれより多くの変位部材と協同して平行なシリンダにより形成される。変位部材は軸線方向に移動可能である。
【００３０】
粉塵を含んだ（ｄｕｓｔ−ｌａｄｅｎ）水滴を捕集するためのベンチュリーの下流のミスト捕集器（ｍｉｓｔ ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）の出口の測定システムは、捕集効率の関数として脈動ノズルにおける圧縮空気流速及び脈動周波数を制御することができる。
【００３１】
本発明に従う方法の利点は捕集効率が脈動ノズルにおけるガス流速及び周波数を制御することにより簡単な方法で制御することができるということである。慣用のベンチュリースクラバーを使用して高い捕集効率のために必要な狭いベンチュリースロートよりベンチュリースクラバーが詰まる危険はあてはまらない。脈動ノズル自体において、脈動により固体の付着（ａｃｃｒｅｔｉｎｇ）の危険は同様にない。
【００３２】
必要なスクラビング液の量は慣用のシステムと比べて明らかに減少する。
【００３３】
驚くべきことに、脈動ノズルを備えた本発明に従うベンチュリースクラバーから生じる捕集効率は比較して慣用のノズルを備えたものより明らかに高い。
【００３４】
脈動ノズルを備えた本発明に従うベンチュリースクラバーは粉塵を含んだ廃ガスの湿式脱塵（ｄｅｄｕｓｔｉｎｇ）又は廃ガスからＳＯ₂及び他のガス状成分を除去するために使用することができる。
【００３５】
【実施例】
本発明を図面及び特定の態様に関して更に詳細に説明する。
【００３６】
図１は脈動ノズルを示す。液体分配管１０１を介して、脈動ノズルはスクラビング液を供給される。液体を第１共鳴室（ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｃｈａｍｂｅｒ）１０３に導入する。第１共鳴室１０３は、脈動ノズルの外側管に対して移動させることができる液体分配管１０１により寸法を変えることができる。微粒化空気、例えば、圧縮空気又はスチームはフィーダ１０２を介して送り込まれそして同様に共鳴室１０３へと送られる。絞り１０４により分離された第２共鳴室１０５が第１共鳴室１０３の後ろに配置されている。第２共鳴室１０５は一定寸法である。第２共鳴室１０５の後ろに配置されそして絞り１０６により分離されているのは噴霧ヘッド１０７である。脈動ノズルを使用する微粒化は略図で示される。粗い噴霧１０８は微細な噴霧１０９と周期的に交互に発生される。
【００３７】
実施例１
慣用のベンチュリースクラバー及び本発明に従うベンチュリースクラバーの捕集効率を比較するために、排出空気（ｅｘｈａｕｓｔ ａｉｒ）１５０ｍ³／ｈの公称処理量で設計されている２つの調節可能なベンチュリースロートを有するスクラバーを使用した。図２は水分離のための下流サイクロン２及び慣用の水ノズル３を有するこのようなベンチュリースクラバー１の斜視図を示す。大体長方形の管間ギャップ４が２つのシリンダ５により形成される。
【００３８】
管間ギャップの下に配置されているのは変位部材６であり、変位部材６はギャップ全長にわたって延びておりそして管間ギャップ４の方に向けて及び管間ギャップ４から遠ざかるように並進可能である（ｔｒａｎｓｌａｔａｂｌｅ）ように取り付けられている。シリンダ５の壁と変位部材６の壁との間には相互に隣り合って平行に延びている２つのベンチュリースロート７が形成されている。クリーンガスは水ミストと共にベンチュリースクラバーを去りそしてサイクロン２に到達し、そこで水は分離されそして水排出管８を通して排出され、クリーンガスは出口９を通ってサイクロンを去る。
【００３９】
図３は試験装置のフローダイアグラムである。
【００４０】
ファン２８を使用して室内空気２９を２０００ｍ³／ｈで吸い込んだ。該室内空気に供給されているのは粉塵−空気混合物であり、粉塵は推進剤空気２５を供給されたインジェクタ２２に比例計量器（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｉｎｇ ｗｅｉｇｈｅｒ）２１によって重量測定により配分される。使用した試験粉塵２７は、１．７μｍの平均粒径（ｍｅａｎ ｇｒａｉｎ ｄｉａｍｅｔｅｒ）を有するシリチンＺ８６ホワイト（Ｓｉｌｌｉｔｉｎ Ｚ８６ ｗｈｉｔｅ）（二酸化ケイ素）であった。ブロワ２４を使用して、室内空気及び粉塵−空気混合物から形成された粗ガスの部分流（ｓｕｂｓｔｒｅａｍ）を取り出しそして多くても１００００Ｐａ（１００ミリバール）までの負圧でベンチュリースクラバー１を通して吸引した。ベンチュリースクラバーにおいて、ノズル３はフィーダ３６を通して水を供給された。使用したスクラビング液は５００ｍｇ／ｌの塩含有率を有する処理された水であった。供給された水の容積及び圧力を機器３２及び３５によって測定した。更に、脈動ノズルはフィーダ３７から圧縮空気を供給され、圧力及び容積は機器３３及び３４により測定された。ベンチュリー圧力降下は機器Δｐ₁を使用して決定され、そしてサイクロンにおける圧力降下は機器Δｐ₂を使用して決定された。
【００４１】
サイクロン２において、スクラビング液は捕集された粉塵と一緒に、廃水ダクト３８に導かれ（ｄｉｒｅｃｔｅｄ）そして洗浄されたガスは粗ガスと一緒に単一段階回転スクラバ（ｓｉｎｇｌｅ−ｓｔａｇｅ ｒｏｔａｒｙ ｓｃｒｕｂｂｅｒ）２３を通して備え付けの排出空気システム（ｉｎ−ｈｏｕｓｅ ｅｘｈａｕｓｔ ａｉｒ ｓｙｓｔｅｍ）に供給された。
【００４２】
クリーンガス粉塵含有率の連続的測定をサイクロンの出口でＳｉｇｒｉｓｔからの散乱光光度計（ｓｃａｔｔｅｒｅｄ−ｌｉｇｈｔ ｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ）３０を使用することにより行った。
【００４３】
図４は管間ギャップ４の上に配置されている慣用の加圧ノズル（ＬｅｃｈｌｅｒからのＮｏ．４６０．６８３）３１を備えた管間ギャップ型ベンチュリースクラバーの流れ管の詳細を示す。加圧ノズルは４５゜の噴霧角度を有するソリッドコーン噴霧パターン（ｓｏｌｉｄ−ｃｏｎｅ ｓｐｒａｙ ｐａｔｔｅｒｎ）を有する。流入管（ｉｎｆｌｏｗ ｔｕｂｅ）の位置は管間ギャップ区域内の管断面全体（ｅｎｔｉｒｅ ｔｕｂｅ ｃｒｏｓｓ−ｓｅｃｔｉｏｎ）を湿潤するように選ばれた。３０００００Ｐａ（３バール）の圧力降下でノズルの処理容量は水３５３ｌ／ｈであった。この加圧ノズルの噴霧における平均滴直径は２８０ｌ／ｈの水処理量で２７０μｍであった。
【００４４】
図５は管間ギャップ４の上に配置されている脈動ノズル４１を備えた管間ギャップ型ベンチュリースクラバーの流れ管４３の詳細を示す。脈動ノズル４１は流れ管４３において中心軸線に（ｃｅｎｔｒａｌ ａｘｉａｌｌｙ）微粒化ランス４２上に座っている。管間ギャップからの距離を変えることができそして流れ管の管壁に対するノズルの位置をセンタリングロッド４４によって調節することができる。圧縮空気はポート４５を通して介して送り込むことができ、そして液体はポート４６を通して送り込むことができる。脈動ノズルは狭い長方形（ｎａｒｒｏｗ ｒｅｃｔａｎｇｌｅ）の形態にあるファン噴霧パターン（ｆａｎ ｓｐｒａｙ ｐａｔｔｅｒｎ）を発生する。長方形の長辺の間の噴霧角度は１８゜でありそして短辺の間の噴霧角度は４０〜１６０゜であり、最善の捕集効率は１６０゜で達成される。管間ギャップに対する距離は噴霧ジェットがギャップの１１０％を覆うこと（ｃｏｖｅｒａｇｅ）を達成するように調節された。
【００４５】
図６はベンチュリーでの圧力降下Δｐ_venturi対する並びに１００ｍ³／ｈの粗ガス処理量、ｖ_WD＝２８０ｌ／ｈの加圧ノズルでの水処理量及びｖ_WZ＝１５０ｌ／ｈの脈動ノズルにおける水処理量での粗ガス粉塵含有率に対する、％で表す粉塵捕集効率ηの測定された依存性を示す。加圧ノズルを使用する捕集効率は増加するベンチュリー圧力降下と共に顕著に増加し、そして脈動ノズルを使用する捕集効率はベンチュリー圧力降下に対して僅かにのみ依存する。
【００４６】
２５０ｍｇ／ｍ³の粗ガス粉塵含有率での絶対捕集率（ａｂｓｏｌｕｔｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｒａｔｅｓ）は加圧ノズルで１１００Ｐａ（１１ミリバール）のベンチュリー圧力降下で８４％であり、そして５４００Ｐａ（５４ミリバール）の圧力降下で９２．５％である。
【００４７】
同じ粗ガス粉塵含有率が与えられると、脈動ノズルは１００〜９３００Ｐａ（１〜９３ミリバール）の全圧力降下範囲にわたり９９〜９９．５％の捕集効率を達成する。同時に、加圧ノズルで必要とされる２８０ｌ／ｈ水流速は、脈動ノズルで必要とされる１５０ｌ／ｈの水流速の殆ど２倍である。
【００４８】
例えば５５０ｍｇ／ｍ³のより高い粗ガス粉塵含有率では、加圧ノズルを使用する捕集率は全体として幾分高いが、脈動ノズルを使用して達成される
捕集効率にははるかに及ばない。
【００４９】
図７は特定の量の水（４０、８０、１２０、１５０、２７０ｌ／ｈ）を供給される場合に、脈動ノズルを使用する捕集率が微粒化空気を介して増加するエネルギー入力Ｗと共にいかに増加するかを示す。かくして捕集率は、エネルギー入力に比例する微粒化空気流速を介して制御することができる。ベンチュリーにおける圧力降下はゼロＰａ（０ミリバール）であり、
即ちベンチュリースロートは広く開いていた。示された実験におけるベンチュリーを通るガス処理量は１２０ｍ³／ｈであった、これは図６におけるよりは僅かに低い捕集効率をもたらした。粗ガスの粉塵含有率は図６における如く２５０ｍｇ／ｍ³であった。
【００５０】
実施例２
図３に示された実験的装置に一体化されているのは、実施例１のベンチュリースクラバーの代わりに、約１０００ｍ³／ｈのガス処理量で設計されそして８つのベンチュリースロートを有する異なる管間ギャップ型ベンチュリースクラバーである。この別のスクラバーは図８に示される。流入側で、それは５つの円筒体５により形成される４つの管間ギャップ４（一次ギャップ）を有している。８つのベンチュリースロート７が形成されるように一次ギャップの下に配置されているのは４つの変位部材６である。変位部材はねじ山付きロッド（示されていない）によって軸線方向に並進可能な管上に取り付けられている。かくして、全部で８つのベンチュリースロートが寸法を変えられること、従ってベンチュリースクラバーの圧力降下を調節することが可能である。一次ギャップより上に、４つの脈動ドノズル７４が配置されており、これらは加圧モード（ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｍｏｄｅ）（液体のみで）で操作することができ又は脈動ノズルとして操作することができる。フィーダ８１を介してノズルはスクラビング液を供給され、そしてフィーダ８２を介して脈動ノズルは必要に応じて加圧された空気を供給される。ノズルはファン形状の噴霧パターンを有しそして下に位置したそれぞれの一次ギャップを噴霧で完全に覆う。ベンチュリースロートの寸法の変化による最大の調節可能な圧力降下はこのベンチュリースクラバーにおいては２３００Ｐａ（２３ミリバール）である。
【００５１】
図９は図８に示されたベンチュリースクラバーにおいて加圧ノズルを使用した場合及び脈動ノズルを使用した場合に達成されたベンチュリー圧力降下に対する％での捕集効率ηとして測定された結果のプロットを示す。粗ガスは粉塵３８０ｍｇ／ｍ³を含んでいた。粗ガス流は９００ｍ³／ｈ〜１１００ｍ³／ｈであった。更に、比較のため、実施例１からのベンチュリースクラバーで達成された結果を長点線としてプロットする。
【００５２】
同じ挙動が実施例１からのベンチュリースクラバーを使用する実験における如く図９においてそれ自体明らかになる。加圧ノズルモード（平行線で陰影を付けた区域）における捕集率はベンチュリー圧力降下の増加と共に顕著に増加する。この依存性は使用されるノズル及び管間ギャップの数とは無関係である。最も高い捕集率は、２つのノズル及び２つのギャップが最も高い可能なベンチュリー圧力降下で使用される時に達成されそして９２．２％であった。そうする際に、微粒化された液体（Ｌ）対粗ガスの量（Ｇ）の割合、Ｌ／Ｇ＝２．９ｌ／ｍ³であった。これは、３８０ｍｇ／ｍ³を含んだ粗ガスが２３００Ｐａ（２３ミリバール）のベンチュリー圧力降下で３０ｍｇ／ｍ³のレベルに洗浄されうることを意味する。二流体ノズルにおいてこの方法で使用された水流速は１０００ｍ³／ｈの粗ガス処理量で２９００ｌ／ｈである。
【００５３】
脈動ノズルを使用した場合には、４つのノズル及び２つ又は、４つの管間ギャップを使用して、微粒化された液体（Ｌ）体粗ガスの量（Ｇ）の比を変えそしてノズルにおける種々の圧力降下でベンチュリースクラバーを操作した。
【００５４】
図９に示されているのは、実際に図６に先に示されたように、脈動ノズルを使用した場合における捕集率は実質的にベンチュリー圧力降下とは無関係であり、そして全体的に加圧ノズルを使用した場合におけるよりは明らかに高いということである。測定値はη＝９９％における長点線として示されている実施例１で行った測定と継目なしで合体している。
【００５５】
更に、結果は、脈動ノズルを使用した場合でのノズルにおける捕集率はノズル圧Δｐ_no
zzleの増加と共に増加することを示す。ノズル圧力は２０００００Ｐａ、３５００００Ｐａ、５３００００Ｐａ、５５００００Ｐａ及び５６００００Ｐａ（２バール、３．５バール、５．３バール、５．５バール及び５．６バール）の値に調節した。Ｌ／Ｇ比を０．４ｌ／ｍ³と１．７ｌ／ｍ³との間で変え、かくしてすべての時間に加圧ノズルモードにおけるＬ／Ｇ比＝２．９ｌ／ｍ³より下であった。
【００５６】
脈動ノズルを使用して、３８０ｍｇ／ｍ³を含んだ粗ガスを、５３００００Ｐａ（５．３バール）のノズル入口圧で、Ｌ／Ｇ＝０．８ｌ／ｍ³でベンチュリー圧力降下なしで３．８ｍｇ／ｍ³のレベルに洗浄することが可能であった。この方法において、全体量で８００ｌ／ｈの水が、１０００ｍ³／ｈの粗ガス処理量で４つのノズルで消費された。
【００５７】
実施例３
管間ギャップ型ベンチュリースクラバーを使用して廃ガスからＳＯ₂をストリッビングした。
【００５８】
図１０は排出空気１０００ｍ³／ｈで設計された実施例２からの管間ギャップ型ベンチュリー１を備えたパイロットプラントのフローダイアグラムを示す。ベンチュリースクラバー１を通って流れているのは室内空気２０ｌとＳＯ₂含有混合空気からなる合成排出空気（ＳＥＡ）である。
【００５９】
スタティックミキサー９２において、圧縮空気格子（ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ−ａｉｒ ｇｒｉｄ）からの混合空気２０２を圧縮ガスシリンダ９１からのＳＯ₂と混合する。ＳＯ₂の容積流速はロータメータＦｌにより指示される。ＳＯ₂含有混合空気は、大気圧でベンチュリースクラバーのフィーダ９９に流入し、そしてそれがスクラバに入るまで配管２０３において室内空気と混じる。室内空気及びＳＯ₂含有混合空気は合成排出空気（ＳＥＡ）を形成する。ＳＥＡ処理量及びＳＯ₂濃度は必要に応じてプラントル管（Ｐｒａｎｄｔｌ ｔｕｂｅ）及びＩＲ測定機器（Ｈａｒｔｍａｎ ａｎｄ ＢｒｏｗｎからのＵＲＡＳ
３Ｅ）２０５によって決定される。容積流速測定はＤＩＮ ２０６６に規定された基準に従って行う。
【００６０】
スクラバー水ため９８'から、吸収溶液は速度制御式ポンプ１００によってベンチュリースクラバーヘッドにおける微粒化ノズル３９に送られる。容積流速、ｐＨ及び圧力は機器ｐＨ、Ｆｌ_w及びｐ_wを使用して連続的に測定される。必要ならば、ｐＨは水性ＮａＯＨの添加により吸収に有利な範囲内に維持される。ノズルに空気を供給するために、圧力Ｐ_Lの圧縮空気はフィーダ２０４を通して送られる。
【００６１】
ＳＯ₂含有室内空気がベンチュリースクラバー１に噴霧された後、捕集された液滴は吸収装置水ため９８に到達する。サイクロン２で捕集された液体も吸収装置水ため９８'と連通している吸収装置水ため９８に到達する。洗浄されたガスは、備え付け排出空気システムを通して大気に排出される前に単一段階回転スクラバー２３に供給される。
【００６２】
ベンチュリー圧力降下は測定機器Δｐ₁によって決定されそしてサイクロンにおける圧力降下は測定機器Δｐ₂によって決定された。
【００６３】
使用したベンチュリースクラバー１は図８に示されたスクラバーであり、管壁に近い２つの外側ギャップは包含されている。軸線に近い２つの管間ギャップは４つのすべてのノズルにより又は軸線に近い第１ギャップの上に設置された２つのノズルにより噴霧された。使用したノズルは脈動ノズル及び比較のための市販の二流体ノズル（Ｌａｃｈｌｅｒからのｓｅｒｉｅｓ ＫＳＤ，寸法１×１５０．００８及び１×１５０．０１３）であった。
【００６４】
二流体ノズルでは、微粒化は２つの段階（ｐｈａｓｅ）で起こる。供給された液体は最初に加圧ノズルによって中心で微粒化されて、１００゜の噴霧角度を有する中空コーンを形成する。加圧ノズルの近くに配置された環状ギャップから角度モーメントを持って出てくる微粒化空気は、圧力微粒化により発生した滴のより大きなものを優先的に粉砕する（ｄｉｓｒｕｐｔ）。もしも微粒化空気の代わりに水が環状ギャップを通して導かれるならば、スロットによる角度モーメントの発生に対応して、８つの噴霧ジェットが環状ギャップから上昇する（ｒｉｓｅ）。そのコアにおける各個々のジェットは寸法が１ｍｍまでの滴からなり、そしてより小さい滴の集団により取り囲まれる。反対側に出てくる２つの噴霧ジェット間の角度は４０゜である。ノズルにおいて同一の圧力降下を与えられると、これは１：４．５の中心で微粒化された水対噴霧された環状ギャップ水の比をもたらす。
【００６５】
粗ガスのＳＯ₂濃度は、ベンチュリースクラバーに入る前に、１００ｍｇ／ｍ³又は５００ｍｇ／ｍ³であった。吸収装置を通しての全処理量は１０００ｍ³／ｈであった。
【００６６】
脈動ノズルは、５５００００Ｐａ（５．５バール）のノズル圧力でのＳＯ₂濃度及びＬ／Ｇ＝０．９ｌ／ｍ³の微粒化液体対粗ガス流速の比の両方についてベンチュリースクラバーでの圧力降下なしに、９９％の捕集効率を達成した。慣用の二流体ノズルは同じパラメーターで且つ１００ｍｇ／ｍ³の粗ガス中のＳＯ₂濃度で、９５．５％の捕集効率を達成した。
【００６７】
２３００Ｐａ（２３ミリバール）までのベンチュリースクラバーでの圧力降下において、脈動ノズルを使用した捕集効率は一定であった。二流体ノズルを使用すると、それは９５．５％と９３％との間でばらついた。
【図面の簡単な説明】
【図１】 略図の形態で示された特徴的微粒化を伴う脈動ノズルを示す。
【図２】 下流のサイクロンを有する管間ギャップ型ベンチュリースクラバーの斜視図である。
【図３】 ベンチュリースクラバーを使用して湿式除塵のための試験装置のフローダイアグラムである。
【図４】 慣用の加圧ノズルを備えた管間ギャップ型ベンチュリースクラバーの流れ管の詳細を示す。
【図５】 脈動ノズルを備えた管間ギャップ型ベンチュリースクラバーの流れ管の詳細を示す。
【図６】 加圧ノズル及び脈動ノズルについてベンチュリースクラバーにおける圧力降下に対する粉塵捕集効率の依存性を示す。図の横軸目盛において、１ミリバールは１００Ｐａに相当する。
【図７】 脈動ノズルを備えたベンチュリースクラバーでの微粒化エネルギーに対する粉塵捕集効率の依存性を示す。
【図８】 ８つのベンチュリースロートを有する管間ギャップ型ベンチュリースクラバーを示す。
【図９】 ８つのベンチュリースロートを有するスクラバーによる加圧ノズル及び脈動ノズルについてベンチュリースクラバーにおける圧力降下に対する粉塵捕集効率の依存性を示す。図の横軸目盛において、１ミリバールは１００Ｐａに相当する。
【図１０】 ベンチュリースクラバーを使用するＳＯ₂吸収のための試験装置のフローダイアグラムである。

Claims (10)

1. 粗ガス流に微粒化されたスクラビング液を脈動ノズルにより噴霧し、次いで粗ガス流を圧力降下なしに又は低い圧力降下を伴って１つ又はそれより多くのベンチュリースロート（７）に通すことを特徴とする微粒化されたスクラビング液の使用による粗ガス流の洗浄方法。
2. 粗ガス流の圧力降下は、それがベンチュリースロート（７）を通って流れるにつれて、多くても３０００Ｐａ（３０ミリバール）であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 脈動ノズルの脈動周波数が５〜７０ＨＺであることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 流れ管（４３）を具備し、該流れ管（４３）には１つ又はそれより多くのベンチュリースロート（７）が配置されている、請求項１〜３のいずれか１つに記載の方法を実施するための粗ガスを洗浄するための装置であって、１つ又はそれより多くの脈動ノズル（４１）がベンチュリースロートの上流に配置されていることを特徴とする装置。
5. 脈動ノズル（４１）が、第１共鳴室（１０３）であってそれに液体分配管（１０１）及び微粒化助剤のフィーダ（１０２）が通じている第１共鳴室（１０３）と、次に続く第２の共鳴室（１０５）であって絞り（１０４）により第１共鳴室（１０３）から分離されている第２共鳴室（１０５）と、第２共鳴室に続く噴霧ヘッド（１０７）であって更なる絞り（１０６）により第２共鳴室（１０５）から分離されている噴霧ヘッド（１０７）から成ることを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 脈動ノズルの第１共鳴室（１０３）に液体が入る点が可変的に調節可能であることを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. 脈動ノズル（４１）はベンチュリースロート（７）からのその距離に関して調節可能であることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１つに記載の装置。
8. １つ又はそれより多くのベンチュリースロート（７）が少なくとも２つの平行なシリンダ（５）により形成され、そして平面において水平に並置され、そして各ベンチュリースロート（７）に各々少なくとも１つの脈動ノズル（４１）が割り当てられていることを特徴とする請求項４〜７のいずれか１つに記載の装置。
9. 平行なシリンダ（５）の下流に配置されている１つ又はそれより多くの変位部材（６）と協同して平行なシリンダ（５）によりベンチュリースロートが形成されていることを特徴とする請求項４〜８のいずれか１つに記載の装置。
10. 変位部材（１つ又は複数）（６）が軸線方向に移動可能であることを特徴とする請求項９に記載の装置。

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