JP4616142B2 - Gas dispersion pipe for gas-liquid contact, gas-liquid contact method and apparatus using the same, and exhaust gas treatment method and apparatus - Google Patents
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Description
本発明は気体と液体(スラリーを含む)とを接触させるために用いられるガス分散管と、これを用いる気液接触方法及び装置並びに排ガスの処理方法及び装置に関する。 The present invention relates to a gas dispersion pipe used for bringing a gas and a liquid (including a slurry) into contact with each other, a gas-liquid contact method and apparatus using the same, and an exhaust gas treatment method and apparatus .
大型液槽内に液体を収容させ、その液体内に下部周壁面に複数のガス噴出孔を有するガス分散管(スパージャーパイプ)の多数を垂設し、そのガス分散管の上端開口からガスをその管内に導入し、管内に導入させたガスをその管の先端部に形成されたガス噴出孔から液体中に噴出させて気液接触を行わせる装置は広く知られている(特許文献1乃至6等)。
A large liquid tank contains liquid, and a number of gas dispersion pipes (sparger pipes) having a plurality of gas ejection holes on the lower peripheral wall surface are suspended in the liquid, and gas is supplied from the upper end opening of the gas dispersion pipe. An apparatus that introduces gas into the pipe and jets the gas introduced into the pipe into the liquid from a gas ejection hole formed at the tip of the pipe to make gas-liquid contact is widely known (
このような装置に用いられる従来のガス分散管においては、その上端部の内径と下端部の内径とが同じである直管構造のものであり、空間からガス分散管の上端開口に入るガスが急激に縮小されるために、無駄な圧力損失を生じるという問題があった。 The conventional gas dispersion pipe used in such a device has a straight pipe structure in which the inner diameter of the upper end portion and the inner diameter of the lower end portion are the same, and the gas entering the upper end opening of the gas dispersion pipe from the space There is a problem in that useless pressure loss occurs due to rapid reduction.
また、従来のガス分散管は、その下端部の周壁に設けたガス噴出孔からガスを水平方向に噴出させる構造のものであるため、このような構造のガス分散管では、管内を垂直方向に流下するガスはその進路を水平方向に変更させてガス噴出孔から流出する。従って、従来のガス分散管においては、垂直方向に流下するガスが水平方向へ進路変更することにより生じる圧力損失の問題もあった。この場合の圧力損失は、管内を通るガス流量が大きくなったり、ガス中に液滴粒子が混入している場合には、一層大きくなる。 In addition, since the conventional gas dispersion pipe has a structure in which the gas is ejected in a horizontal direction from a gas ejection hole provided in the peripheral wall of the lower end portion thereof, in the gas dispersion pipe having such a structure, the inside of the pipe is vertically oriented. The gas flowing down changes its course in the horizontal direction and flows out from the gas ejection hole. Therefore, in the conventional gas dispersion pipe, there is a problem of pressure loss caused by the gas flowing down in the vertical direction changing the course in the horizontal direction. In this case, the pressure loss is further increased when the gas flow rate through the pipe increases or when droplet particles are mixed in the gas.
さらに、従来のガス分散管においては、ガス流入口を形成する上端開口部の内周壁は、ガス中に含まれる液滴や固体微粒子の衝突によりしだいに摩耗していくが、このような摩耗が生じたときに、従来のガス分散管では、そのガス分散管全体を交換させる必要があり、その交換に多くの労力と経費と時間を要するという問題があった。 Further, in the conventional gas dispersion pipe, the inner peripheral wall of the upper end opening that forms the gas inlet gradually wears due to the collision of droplets and solid fine particles contained in the gas. When this occurs, the conventional gas dispersion pipe needs to be replaced, and there is a problem that much effort, cost and time are required for the replacement.
本発明の課題は以下の通りである。 The subject of this invention is as follows.
(1)ガスが空間から上端開口を介して管内に入る際の圧力損失の少ない構造の気液接触用ガス分散管を提供すること。
(2)上端開口から管内に導入されたガスが下端部のガス噴出孔から噴出する際の圧力損失の少ない構造の気液接触用ガス分散管を提供すること。
(3)上端開口部の内周壁が摩耗しても、管全体を交換する必要のない構造の気液接触用ガス分散管を提供すること。
(4)前記気液接触用ガス分散管を用いる気液接触方法を提供すること。
(5)前記気液接触用ガス分散管を備えた気液接触装置を提供すること。
(1) To provide a gas dispersion pipe for gas-liquid contact having a structure with little pressure loss when gas enters the pipe from the space through the upper end opening.
(2) To provide a gas dispersion pipe for gas-liquid contact having a structure with little pressure loss when the gas introduced into the pipe from the upper end opening is ejected from the gas ejection hole at the lower end.
(3) To provide a gas dispersion pipe for gas-liquid contact having a structure that does not require replacement of the entire pipe even when the inner peripheral wall of the upper end opening is worn.
(4) To provide a gas-liquid contact method using the gas-liquid contact gas dispersion pipe.
(5) To provide a gas-liquid contact device comprising the gas-liquid contact gas dispersion pipe.
本発明の他の課題は以下の説明により理解されるであろう。 Other objects of the present invention will be understood from the following description.
本発明によれば、次の発明が提供される。
(1)上端部からガスを管内に導入させ、下端部からガスを液体中に噴出させて気液接触させる気液接触用ガス分散管であって、その下端部の管内に、下方に向けてその水平断面積が拡大するガス案内部材を、管内壁面との間に間隔を置いて配設した構造を有し、該ガス分散管の上端部が、下方向に向けてその水平断面積が縮小する縮小管構造に形成されているとともに、下端部が、下方に向けて、前記ガス案内部材と前記ガス分散管との間の空間の水平断面積が縮小するノズル構造に形成され、前記下端部から液体中に噴出するガスの噴出方向が斜め外下方であることを特徴とする気液接触用ガス分散管。
(2)前記ガス案内部材は、下方に向けてその水平切断面が断面積が増大するような傾斜面を有する回転対称体である(1)に記載の気液接触用ガス分散管。
(3)前記ガス案内部材は、中空体の管本体の中心線から放射状に伸びる板体で固定されている(1)または(2)に記載の気液接触用ガス分散管。
According to the present invention, the following invention is provided.
(1) A gas dispersion tube for gas-liquid contact in which gas is introduced from the upper end into the pipe and gas is ejected into the liquid from the lower end to make gas-liquid contact, and is directed downward into the pipe at the lower end. The gas guide member whose horizontal cross-sectional area is enlarged is arranged with a space between it and the inner wall surface of the pipe, and the horizontal cross-sectional area is reduced so that the upper end of the gas dispersion pipe is directed downward. And a lower end portion is formed in a nozzle structure in which a horizontal cross-sectional area of a space between the gas guide member and the gas dispersion pipe is reduced toward the lower side, and the lower end portion A gas dispersion tube for gas-liquid contact, characterized in that the jet direction of the gas jetted from the liquid into the liquid is obliquely outward and downward.
(2) The gas dispersion pipe for gas-liquid contact according to (1), wherein the gas guide member is a rotationally symmetric body having an inclined surface whose cross-sectional area increases in a horizontal cut surface downward.
(3) The gas dispersion pipe for gas-liquid contact according to (1) or (2), wherein the gas guide member is fixed by a plate body extending radially from a center line of a hollow tube main body .
(4)ガスを、隔板に形成された多数の透孔に垂設された気液接触用ガス分散管を通して、槽内に収容されている液体中に吹込む工程を有する気液接触方法において、該気液接触用ガス分散管として、(1)〜(3)のいずれかのガス分散管を用いることを特徴とする気液接触方法。
(5)汚染物質を含む排ガスを吸収液と接触させて浄化する方法において、(i)排ガス中に吸収液を微粒子状でスプレーし、排ガスと吸収液粒子とを接触させる第1浄化工程、(ii)前記第1浄化工程で得られた排ガスと吸収液粒子との混合物を、ガス分散管内を気液混相流として流通させ、排ガスと吸収液粒子をガス分散管内で緊密に接触させる第2浄化工程、(iii)前記第2浄化工程からの排ガスと吸収液粒子との気液混相流を該分散管の先端部を通して吸収液中に吹込むか又は吸収液の表面に衝突させることにより、吸収液と接触させる第3浄化工程、からなり、前記ガス分散管として(1)〜(3)のいずれかのガス分散管を用いることを特徴とする排ガスの処理方法。
(6)ガスを、隔板に形成された多数の透孔に垂設された気液接触用ガス分散管を通して、槽内に収容されている液体中に吹込む構造を有する気液接触装置において、該ガス分散管として、(1)〜(3)のいずれかのガス分散管を用いることを特徴とする気液接触装置。
(7)1つの隔板によってその内部が第1室とその上方に隣接する第2室とに区画された密閉容器と、第2室の周壁に配設された排ガス入口と、第1室の周壁に配設された浄化排ガス出口と、第2室内の上部に配設された吸収液スプレー装置と、隔板に配設された第1室と第2室を連絡する多数の透孔と、その透孔内に配設されたガス分散管を備えたものであって、前記ガス分散管として、(1)〜(3)のいずれかのガス分散管を用いることを特徴とする排ガス処理装置。
(8)2つの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室と第2室の上方に隣接する第3室とに区画された密閉容器と、第2室の周壁に配設された排ガス入口と、第3室の周壁に配設された浄化排ガス出口と、第2室内の上部に配設された吸収液スプレー装置と、第1室と第2室を隔離させる隔板に配設された第1室と第2室を連絡する多数の透孔と、その透孔に配設されたガス分散管と、第1室と第3室を連絡させる連通管を備えたものであって、前記ガス分散管として、(1)〜(3)のいずれかのガス分散管を用いることを特徴とする排ガス処理装置。
( 4 ) In a gas-liquid contact method including a step of blowing gas into a liquid accommodated in a tank through a gas-dispersion gas-dispersing tube suspended in a large number of through holes formed in a partition plate. A gas-liquid contact method using the gas dispersion pipe according to any one of (1) to ( 3 ) as the gas-liquid contact gas dispersion pipe.
( 5 ) In a method for purifying exhaust gas containing pollutants by contacting with an absorbing liquid, (i) a first cleaning step of spraying the absorbing liquid in the form of fine particles into the exhaust gas and bringing the exhaust gas and the absorbing liquid particles into contact with each other; ii) Second purification in which the mixture of exhaust gas and absorption liquid particles obtained in the first purification step is circulated as a gas-liquid mixed phase flow in the gas dispersion pipe, and the exhaust gas and absorption liquid particles are in close contact with each other in the gas dispersion pipe. Step (iii) Absorbing the gas-liquid mixed phase flow of the exhaust gas and the absorbing liquid particles from the second purification step through the tip of the dispersion tube into the absorbing liquid or colliding with the surface of the absorbing liquid A method for treating exhaust gas, comprising: a third purification step for contacting with a liquid, wherein the gas dispersion pipe of any one of (1) to ( 3 ) is used as the gas dispersion pipe.
( 6 ) In a gas-liquid contact apparatus having a structure in which gas is blown into a liquid accommodated in a tank through gas-liquid contact gas dispersion pipes suspended in a large number of through holes formed in a partition plate A gas-liquid contact apparatus using the gas dispersion pipe according to any one of (1) to ( 3 ) as the gas dispersion pipe.
( 7 ) An airtight container whose interior is partitioned into a first chamber and a second chamber adjacent above the first chamber by one partition plate, an exhaust gas inlet disposed on the peripheral wall of the second chamber, A purified exhaust gas outlet disposed on the peripheral wall, an absorbent spray device disposed on the upper portion of the second chamber, a plurality of through holes communicating the first chamber and the second chamber disposed on the partition plate, An exhaust gas treatment apparatus comprising a gas dispersion pipe disposed in the through-hole, wherein the gas dispersion pipe of any one of (1) to ( 3 ) is used as the gas dispersion pipe .
( 8 ) A sealed container, the interior of which is divided into two chambers, the interior of which is divided into a first chamber, a second chamber adjacent above the first chamber, and a third chamber adjacent above the second chamber; An exhaust gas inlet disposed in the peripheral wall of the first chamber, a purified exhaust gas outlet disposed in the peripheral wall of the third chamber, an absorbent spray device disposed in the upper portion of the second chamber, and the first chamber and the second chamber. A large number of through holes communicating with the first chamber and the second chamber disposed in the separating plate, a gas dispersion pipe disposed in the through hole, and a communication tube communicating between the first chamber and the third chamber An exhaust gas treatment apparatus using any one of (1) to ( 3 ) as the gas dispersion pipe.
本発明のガス分散管は、従来公知の気液接触装置におけるガス分散管として好適なものである。本発明のガス分散管によれば、管の上端部が下方に向けてその水平断面積が縮小する縮小管構造に形成されているので、ガス又は液滴粒子の混入したガスがその管内へ流入し、管内を流通する際の圧力損失を減少させることができる。その結果、ガスを分散管内へ圧送する際の圧力が少なくてすみ、ガスを加圧する動力エネルギーを節約することができる。 The gas dispersion pipe of the present invention is suitable as a gas dispersion pipe in a conventionally known gas-liquid contact device. According to the gas dispersion pipe of the present invention, the gas or the gas mixed with the droplet particles flows into the pipe because the upper end of the pipe is formed in a reduced pipe structure whose horizontal cross-sectional area is reduced downward. In addition, pressure loss when circulating in the pipe can be reduced. As a result, the pressure when the gas is pumped into the dispersion tube can be reduced, and the power energy for pressurizing the gas can be saved.
本発明のガス分散管によれば、その下端部内部に、下方に向けてその水平断面積が拡大するガス案内部材を挿入した構造なので、その管の先端から吸収液中へ噴出するガスの水平方向への拡がりと、ガスの下方向への到達深度を最適に調整できるので、気液接触効率を向上させ、汚染物質の除去率を高めることができる。 According to the gas dispersion pipe of the present invention, within its lower end, so the structure horizontal cross-sectional area that inserts the gas guide member to expand downward, horizontal gas ejected from the tip of the tube into the absorbing solution Since the spread in the direction and the depth of the gas in the downward direction can be adjusted optimally, the gas-liquid contact efficiency can be improved and the contaminant removal rate can be increased.
本発明をより詳細に説明するために、添付の図面に従って本発明を説明する。 In order to describe the present invention in more detail, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、管の上端部が下方に向けてその水平断面積が縮小する縮小管構造に形成された参考例のガス分散管の説明断面図を示す。 FIG. 1 shows an explanatory cross-sectional view of a gas dispersion pipe of a reference example formed in a reduction pipe structure in which the horizontal cross-sectional area is reduced with the upper end portion of the pipe facing downward.
図1に示したガス分散管は、直管部(管本体)2と、直管部の上端部に形成された内周面が上方外方に拡がる曲面に形成された縮小管部1と、直管部の下端に形成されたノズル部7からなるものである。縮小管部1の内周面は円弧状曲面に形成するのが好ましいが、この場合、その内周曲面の曲率半径R(1)は、直管部の内径の1/20〜1/1、好ましくは1/8〜1/2の範囲にするのがよい。縮小管部の内周曲面は滑らかに直管に接続し、無駄な圧力損失を発生しないものであれば円弧状曲面の他、楕円弧状曲面、その他の曲面でもよい。また、直管部の下端に形成されたノズル部7の先端の内径R(3)と直管部2の内径R(2)との比R(3)/R(2)は、0.4〜0.8、好ましくは0.5〜0.75の範囲である。図1に示した構造の分散管において、その下端部の構造は、図1に示したノズル構造のものである他、単なる直管構造や、直管の周壁面にガス噴出孔を形成させたもの等であることができる。
The gas dispersion pipe shown in FIG. 1 includes a straight pipe part (pipe main body) 2, a
図1に示した構造の分散管において、縮小管部1及びノズル部7は、交換可能なように、着脱自在のものに形成するのが好ましい。
In the dispersion tube having the structure shown in FIG. 1, it is preferable that the
図2に、直管のその上端に形成した縮小管部及びその下端に形成したノズル部が交換可能に形成されたガス分散管の構造と、この分散管を隔板の透孔部に取付けた状態図を示す。この図において、1は縮小管、2は直管、3は補強管、4は位置決めリング、5は筒状ゴム弾性体、102は隔板、7はノズル、8は位置決め補強管を各示す。 FIG. 2 shows a structure of a gas dispersion pipe in which a reduction pipe portion formed at the upper end of a straight pipe and a nozzle portion formed at the lower end thereof are formed to be replaceable, and the dispersion pipe is attached to a through hole portion of a partition plate. A state diagram is shown. In this figure, 1 is a reduction tube, 2 is a straight tube, 3 is a reinforcement tube, 4 is a positioning ring, 5 is a cylindrical rubber elastic body, 102 is a partition plate, 7 is a nozzle, and 8 is a positioning reinforcement tube.
図2に示したガス分散管は、全体的には、直管2と、その直管の上端に連結された縮小管1と、直管2の下端に連結されたノズル7から構成される。
The gas dispersion pipe shown in FIG. 2 generally includes a
縮小管1は、その内周面が上方外方に拡がる円弧状曲面に形成されたもので、その斜視図を図3(a)及びその部分拡大図を図3(b)に示す。図3において、10は周壁内部に縦方向に形成された環状の縦穴で、補強管3の先端部と着脱自在に嵌合する。9は環状縦穴10の外側の周壁面に形成された環状溝であり、位置決めリング4と嵌合する。
The
ノズル7は、先細りの管体からなり、その斜視図を図4に示す。図4において、11はノズルの上部内周壁面に形成された環状溝であり、位置決めリング補強管8に嵌合する。
The
補強管3は、その内径が直管部2の外径とほぼ等しい管体からなる。このものは直管2の外側に、その上端が直管2の上端より上方に位置するように嵌合され、接着剤により接着固定化される。また、この補強管3の上端付近の外周壁面には、位置決めリング4が嵌合する環状溝が形成される。
Reinforcing
位置決め補強管8は、短管からなり、直管2の下端部の外側に嵌合され、接着剤により接着固定化される。
The positioning reinforcing pipe 8 is formed of a short pipe, is fitted to the outside of the lower end portion of the
前記縮小管1の内周面を形成する円弧状曲面におけるその円弧の曲率半径は、直管部の内径の1/20〜1倍、好ましくは1/8〜1/2の範囲にするのがよい。
The radius of curvature of the arc of the arcuate curved surface forming the inner peripheral surface of the
前記ノズル7において、その先端の直径は、直管2の内径の0.4〜0.8、好ましくは0.5〜0.75の範囲にするのがよい。
The diameter of the tip of the
縮小管1の材質は、プラスチックやゴム等であることができるが、好ましくは、耐摩耗性、耐衝撃性の良好なゴムである。直管2の材質は、金属、プラスチック等であることができるが、好ましくは硬質プラスチックである。ノズル7の材質は、プラスチックやゴムであることができるが、好ましくは耐摩耗性のゴムである。補強管3の材質は、金属、プラスチック等であることができるが、好ましくは硬質プラスチックである。位置決め補強管8の材質は、金属やプラスチック、ゴム等であることができるが、好ましくは硬質プラスチックである。
The material of the
図2に示した構造のガス分散管を製造するには、あらかじめ補強管3及び位置決め補強管8を一体に接着させた直管2に対し、その上端に縮小管1を連結させるとともに、その下端にノズル7を連結させればよい。直管2の上端に対する縮小管1の連結は、補強管3の上端部付近の外周壁面に形成された環状溝に対して環状の位置決めリング4を嵌合させた後、縮小管1の環状縦穴10と、補強管3の先端とを合わせ、縮小管1を押圧することによって行うことができる。このようにして、図2に示すように、縮小管1の環状縦穴10内に補強管3の先端部が嵌合するとともに、縮小管1の環状縦穴10の外側の内周壁面に形成された環状溝9内に位置決めリング4の突起部が嵌合した状態が得られる。また、このようにして直管2の上端に連結された縮小管1は、必要に応じ、縮小管1を上方に向けて引張ることにより、直管2の上端から脱離させることができる。
In order to manufacture the gas dispersion pipe having the structure shown in FIG. 2, the reducing
なお、位置決めリング4は、断面が円形や四角形等の形状を有する環状リングであることができ、その材質は、金属、プラスチック、ゴム等であることができる。
The
一方、直管2の下端に対するノズル7の連結は、直管2の下端とノズル7の上端開口を合せ、ノズル7を上方に押圧することによって行うことができる。このようにして、図2に示すように、ノズル上部の内周壁面に形成した環状溝11内に位置決め補強管8が嵌合した状態が得られる。また、このようにして直管2の下端に連結させたノズル7は、必要に応じ、ノズル7を下方に向けて引張ることにより、直管の下端から脱離させることができる。
On the other hand, the
直管2に対する縮小管1及びノズル7の連結方法としては、前記方法に限定されるものではなく、要するに、着脱自在の方法であれば任意の方法が採用される。
The method of connecting the
図5に、図2に示したガス分散管において、その下端部をノズル構造ではなく、通常の円筒構造に形成したガス分散管を隔板の透孔部に取付けた状態図を示す。この図において、15はガス分散管の下端部の周壁面に形成したガス噴出孔を示す。
FIG. 5 shows a state diagram of the gas dispersion pipe shown in FIG. 2 in which a gas dispersion pipe having a lower end portion instead of a nozzle structure and formed in a normal cylindrical structure is attached to a through hole portion of the partition plate. In this figure,
図2及び図5に示した参考例のガス分散管は、その上端部が縮小管構造に形成されていることから、この分散管に排ガスのみ又は排ガスと吸収液粒子との混合物を流通させるときに、その排ガス又は混合物の流れは、縮小管の壁面から遊離して渦を生じることなく、その縮小管の内壁面に沿って、滑らかに徐々に体積縮小されることから、無駄な圧力損失の発生を効果的に防止することができる。従って、排ガス又は排ガスと吸収液粒子との混合物を、分散管内を流通させるために必要とされる動力エネルギーを節約することができる。 The gas dispersion pipe of the reference example shown in FIG. 2 and FIG. 5 has an upper end formed in a reduction pipe structure, so that only the exhaust gas or a mixture of exhaust gas and absorbing liquid particles is circulated through this dispersion pipe. In addition, the flow of the exhaust gas or the mixture is smoothly and gradually reduced in volume along the inner wall surface of the reduction tube without being released from the wall surface of the reduction tube and generating vortices. Generation | occurrence | production can be prevented effectively. Therefore, it is possible to save motive energy required for circulating the exhaust gas or the mixture of the exhaust gas and the absorbing liquid particles in the dispersion pipe.
また、図2及び図5に示したガス分散管においては、その上端部を形成する縮小管は着脱自在のものであることから、吸収液粒子との衝突によるその縮小管の摩耗が生じたときには、ガス分散管全体を交換する必要はなく、その縮小管のみを交換すればよいので非常に便利である。従来のガス分散管においては、その上端部の摩耗によりその交換が必要となったときには、ガス分散管全体を交換しなければならず、多大の労力と費用と時間を要したが、前記ガス分散管の場合には、その縮小管のみを交換すればよいので、その交換のための労力、費用及び時間を著しく節約することができる。 Further, in the gas dispersion pipe shown in FIGS. 2 and 5, since the reduction tube forming the upper end portion thereof is detachable, when wear of the reduction tube due to collision with the absorbing liquid particles occurs. This is very convenient because it is not necessary to replace the entire gas dispersion tube, and only the contraction tube needs to be replaced. In the conventional gas dispersion pipe, when it is necessary to replace the upper end of the gas dispersion pipe, the entire gas dispersion pipe has to be replaced, which requires much labor, cost, and time. In the case of a tube, only the reduced tube needs to be replaced, which can save significant labor, cost and time for the replacement.
前記ガス分散管において、図2に示すように、その下端部をノズル構造としたものは、排ガスのみ又は排ガスと吸収液粒子との混合物が管内を直進することから、従来の下端部周壁面にガス噴出孔を配設した構造のガス分散管に比べて、圧力損失の発生が少ないという利点を有する。従来のガス分散管に排ガスのみ又は排ガスと吸収液粒子との混合物を流通させるときには、その排ガス又は混合物は、垂直方向に流下した後、その進路方向を水平方向に変更し、周壁面に設けたガス噴出孔から吸収液中に噴出される。分散管内において下方に直進する排ガスのみ又は排ガスと吸収液との混合物の進路方向を水平方向に変更させるときには、分散管における圧力損失が大きくなる。図2に示したガス分散管においては、分散管を流通する排ガスのみ又は排ガスと吸収液との混合物は、その進路を変更することなく直進し、そのまま吸収液中に吹込まれることから、従来の分散管に見られるような排ガス又は混合物の進路変更による圧力損失の発生はない。 In the gas dispersion pipe, as shown in FIG. 2, the lower end portion of the nozzle structure has a nozzle structure because only the exhaust gas or the mixture of the exhaust gas and the absorbing liquid particles goes straight through the pipe. Compared to a gas dispersion pipe having a structure in which gas ejection holes are provided, there is an advantage that less pressure loss occurs. When only exhaust gas or a mixture of exhaust gas and absorbing liquid particles is circulated in a conventional gas dispersion pipe, the exhaust gas or mixture flows down in the vertical direction, and then changes its course direction to the horizontal direction and is provided on the peripheral wall surface. It is ejected from the gas ejection hole into the absorbing liquid. In the dispersion pipe, when only the exhaust gas that goes straight downward or the course direction of the mixture of the exhaust gas and the absorbing liquid is changed in the horizontal direction, the pressure loss in the dispersion pipe increases. In the gas dispersion pipe shown in FIG. 2, since only the exhaust gas flowing through the dispersion pipe or the mixture of the exhaust gas and the absorption liquid goes straight without changing its course, it is blown into the absorption liquid as it is. There is no generation of pressure loss due to the change of the course of the exhaust gas or the mixture as seen in the dispersion pipe of the present invention.
さらに、図2に示した構造のガス分散管は、その縮小管及びノズルが着脱自在であることから、隔板に対する取付けが非常に容易である。 Furthermore, the gas dispersion pipe having the structure shown in FIG. 2 is very easy to attach to the partition plate because the reduction pipe and the nozzle are detachable.
図6〜図14に、ガス分散管の下端部の管内部に、管本体(直管)のガスの流れを、管本体の出口で斜め外下方に拡げるためのガス案内部材を配設した構造の本発明のガス分散管の例を示す。 In FIGS. 6 to 14, the tube portion of the lower end portion of the gas dispersion pipe, the flow of gas pipe main body (straight tube) were provided with a gas guide member for widening obliquely outside the bottom side at the exit of the tube body The example of the gas dispersion pipe of this invention of a structure is shown.
図6〜図8は、下端部の管内部にガス案内部材を配設した構造の本発明のガス分散管の1つの実施例を示す。 6 to 8 show an embodiment of the gas dispersion pipe of the present invention having a structure in which a gas guide member is disposed inside the lower end pipe.
図6は本発明の1つの実施例であるガス分散管21を隔板102に取りつけた状態の縦断面図を示す。図7には、図6のA−A’断面図、図8には図6のB−B’断面図を示す。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a state in which the
ガス分散管21は、内部が中空である管本体20と、この管本体20のガス出口側25である端部の内部に配置された下方に向けてその水平断面積が拡大するガス案内部材30とを備えている。管本体20は、通常まっすぐな直管であり、その大きさは、外径25〜250mm程度、長さ500〜5000mm程度とされる。
The
ガス案内部材30は、管本体20内のガス流れを管本体の出口で斜め外下方に拡げるために設置されており、このものはガス流れの下流方向に向かって水平切断面の断面積が漸増するような傾斜面31を備える回転対称体である。より具体的には、円錐、回転放物体などの回転対称体、球および単葉双曲体の下半部などの任意の回転対称体を用いることができる。
このようなガス案内部材30が備える傾斜面の傾斜角度θは、水平面(底面)から0より大きく90度より小さい角度、好ましくは15度〜75度、より好ましくは30度〜60度であり、これらの範囲の中で任意の角度を選ぶことができる。図6の実施例では、傾斜角度θ=60度の円錐体が例示されている。この場合、円錐体の底面と等しい径をもつ円柱を円錐体下面に一定長さ連結させ、円錐体底面を摩耗などから保護してもよい。また、円錐体30の底面に対し、その底面が円錐体30の直径と同一の逆円錐台形構造物のその底面を接触させて接合させることができる。円錐体30の下方にこのような逆円錐台形構造物を接合させることにより、円錐体30の下方のデッドスペースを無くして、ガス分散管下端のガス流出孔から噴出するガスを液体と効率良く接触させることができる。
The inclination angle θ of the inclined surface provided in such a
この傾斜面31の傾斜角度θが大きいほど下方へのガスの噴出拡散がよくなるので、このガス分散管は、ガス分散管当たりのガスの処理流量が大きい場合に適している。ガスの処理流量が大きい場合には、隣接するガス分散管から噴出する相互のガス流の衝突が起こり易く、気液接触効率が悪くなるが、本発明のガス分散管では、このような欠点を生じない。このガスの処理流量によって、傾斜面31の傾斜角度θ、あるいは回転対称体の形状を適宜変えて、最適なガスの噴出方向を選定するのがよい。
As the inclination angle θ of the
また、前記管本体20のガス出口端部における開口断面積は、前記ガス案内部材30の挿入により、中空体の管本体20の断面積の20〜80%、より好ましくは、30〜75%になるように設定される。このように設定することにより、管本体20のガス出口端部から噴出されるガスは、管本体20の直管部のガス流速よりも速いガス流速となり、液中における良好な気液接触が得られる。
The opening cross-sectional area at the gas outlet end of the
ガス案内部材30は、例えば、中空体の管本体20の中心線から放射状に伸びる板体40で固定することができる。この固定用板体40の数は、図示のごとく管本体20の中心線から管壁までの長さをもつ板体40を想定すれば、通常4〜32であり、管本体20の直径及び必要な強度などを考えて任意の数を選ぶことができる。また、板体40のガス噴出口における厚みは5mm以上とし、隣接する噴出口から噴出したガスが衝突合体しないようにするとよい。噴出口付近を除くところでは、板体40の厚みは一定でなくてもよく、例えば矢印で示したガスの流線が滑らかになるように、位置によってその板体の厚みを変えてもよく、また、軸方向に沿った長さも任意でよい。
The
このように図6に示されるガス分散管21は、基本的には、管本体20と、その一方の端部内部に配置されたガス案内部材30とからなり、さらに、このガス案内部材30は板体40により固定されている。これらのガス案内部材及び板体の材質は、金属、プラスチック等で形成され特に好ましくは硬質プラスチックである。ガス案内部材30と板体40は、をインジェクションモールドで一体に形成してもよいし、個々に作製し接着してもよい。また、板体40を、管本体20とガス案内部材30に貫通させ固定してもよい。
As described above, the
なお、図6に示されるガス分散管21において、その管本体20の下端面25aと、円錐状のガス案内部材30の底面32とは同一水平面となるように形成されている。
In the
次に、図9〜図11は、下端部内部にガス案内部材を配設した構造の本発明のガス分散管の他の実施例を示す。 Next, FIGS. 9 to 11 show another embodiment of the gas dispersion pipe of the present invention having a structure in which a gas guide member is disposed inside the lower end portion.
図9〜図11に示されるガス分散管22は、前記実施例のガス分散管21とは、ガス案内部材の形状とその配置において異なっている。すなわち、この実施例のガス分散管22において、ガス案内部材30’の底面37は管本体20の下端25aより外側に突き出しており、この場合、ガス案内部材30’の底面37の径が管本体20の外径と等しくなるように設定されている。なお、これらは全く等しく設定する必要はなく、ガス案内部材30’の底面37の径は、管本体20の外径に対して、±20%以内の範囲で設定すればよい。また、ガス案内部材30’の底面37が管本体20の下端25aより外側に突き出す距離は、底面37による吸収液の乱流拡散への障害等を考慮して適宜決定される。
The
この実施例の場合、円錐で例示してあるガス案内部材30’の斜面36の傾斜角度θは45度に設定されているが、上記の実施例で述べたのと同様な範囲内で任意の角度を選ぶことができる。角度θが小さいほど水平方向へのガスの噴出拡散がよくなるので、この実施例のガス分散管は、ガス分散管当たりのガスの処理流量が小さい場合に適している。この場合にも、ガスの処理流量によってガス案内部材30’の傾斜面の傾斜角度θ、あるいは回転対称体の形状を変えて、最適なガスの噴出方向を選定することができる。
In the case of this embodiment, the inclination angle θ of the
また、前記管本体20のガス出口端部における開口断面積、すなわち、管本体20の下端部25aおよびガス案内部材30’の傾斜面36で囲まれた開口部断面積が最小となる部分の断面積は、管本体20の断面積の20〜80%、より好ましくは、30〜75%となるように設定される。これにより、管本体20の直管部のガス流速よりも速いガス流速で処理ガスを液体中に噴出することができ、良好な気液接触の状態が得られる。
Further, the opening cross-sectional area at the gas outlet end of the
なお、ガス分散管当たりのガスの処理流量は、ガス分散管の直径、ガス中に含まれる亜硫酸ガスやダストなどの除去すべき汚染物質の濃度、汚染物質の除去率、経済性などから決められるのであるが、上記の説明から明らかなように、本発明においてはガス分散管当たりのガスの処理流量に応じて最適なガスの噴出方向および噴出速度を適宜選定できるという大きなメリットを有する。このことは、とりもなおさず、広範囲にわたる処理ガス量の変化に対応できる気液接触用ガス分散管、すなわち比較的処理ガス量の多いところから比較的処理ガス量の少ないところまで広範囲にわたって適応可能となる気液接触用ガス分散管が提供できることを意味する。 The gas processing flow rate per gas dispersion pipe is determined by the diameter of the gas dispersion pipe, the concentration of pollutants to be removed such as sulfurous acid gas and dust contained in the gas, the removal rate of pollutants, and the economy. However, as is apparent from the above description, the present invention has a great merit that the optimum gas ejection direction and ejection speed can be appropriately selected according to the gas processing flow rate per gas dispersion pipe. This is, of course, a gas dispersion tube for gas-liquid contact that can respond to a wide range of changes in the processing gas volume, that is, it can be applied over a wide range from a relatively large processing gas volume to a relatively small processing gas volume. This means that a gas dispersion tube for gas-liquid contact can be provided.
図12〜図14は、下端部の管内部にガス案内部材を配設した構造の本発明のガス分散管のさらに他の実施例を示す。これらの図においては、ガス案内部材としては、半球形状の回転対称体30”が示されており、この場合、回転対称体30”の傾斜角度θは90度である。
12 to 14 show still another embodiment of the gas dispersion pipe of the present invention having a structure in which a gas guide member is disposed inside the lower end pipe. In these drawings, as the gas guide member, a hemispherical rotationally
図6〜図14に示されたガス分散管において、その上端部は、直管構造に示されているが、図1、図2及び図5に示したように、この上端部は、下方に向けてその水平断面積が縮小する縮小管構造に形成するのが好ましい。 6 to 14, the upper end portion of the gas dispersion pipe is shown as a straight pipe structure. However, as shown in FIGS. It is preferable to form a reduced tube structure whose horizontal cross-sectional area is reduced.
図15に、本発明のガス分散管を備えた気液接触装置の1例についての模式図を示す。この装置は、亜硫酸ガスを含む排ガスからその亜硫酸ガスを除去するための排ガス処理装置として好適のものである。図15において、101は密閉容器、102は隔板、103は第2室、104は第1室、105は排ガス入口、106はガス分散管、107は吸収液循環ポンプ、108は吸収液循環ライン、109は吸収液スプレー装置、110は浄化排ガス出口、111は気液界面、112は吸収液補給ライン、113は酸化用空気供給ライン、114は吸収液撹拌機、115は第1室からの吸収液排出ライン、118は浮遊物抜出しラインを各示す。
In FIG. 15, the schematic diagram about one example of the gas-liquid contact apparatus provided with the gas dispersion pipe | tube of this invention is shown. This apparatus is suitable as an exhaust gas treatment apparatus for removing sulfurous acid gas from exhaust gas containing sulfurous acid gas. In FIG. 15, 101 is a sealed container, 102 is a partition plate, 103 is a second chamber, 104 is a first chamber, 105 is an exhaust gas inlet, 106 is a gas dispersion pipe, 107 is an absorption liquid circulation pump, and 108 is an absorption liquid circulation line. , 109 is an absorbing liquid spray device, 110 is a purified exhaust gas outlet, 111 is a gas-liquid interface, 112 is an absorbing liquid supply line, 113 is an oxidizing air supply line, 114 is an absorbing liquid stirrer, and 115 is absorbing from the first chamber. A
図15に示す装置全体は、大型の密閉容器から構成され、その容器の内部は、隔板102によって第1室104とその上方に隣接する第2室103とに区画されている。隔板102には多数の透孔が配設され、これらの各透孔には排ガス分散管106が配設されている。隔板102は水平あるいは階段状あるいはやや傾斜していてもよい。容器101の水平断面形状は、円形状又は方形状であることができる。
The entire apparatus shown in FIG. 15 is composed of a large sealed container, and the inside of the container is partitioned into a
第2室103には、その上部に吸収液分散手段としてのスプレー装置109が配設されている。また、第2室103の周壁には排ガス入口105が配設されている。第2室の形状は第1室が円筒形のとき半球状にすることが容積が最小で容器材料費も最低となるので望ましい。第1室が角型のときは第2室をオベリスク状にするのが望ましい。
The
第1室104には、吸収液Lが収容されている。また、その上方周壁には浄化排ガスの出口110が配設されている。
In the
第1室104と前記スプレー装置109との間には、第1室内の吸収液を第2室のスプレー装置109に循環するための循環ライン108が配設され、この循環ラインには循環ポンプ107が付設されている。第2室に入る排ガスがあらかじめ冷却水との接触により冷却されているときには、前記スプレー装置109及び吸収液循環ライン108は必ずしも設ける必要はない。
Between the
図15において、112は吸収液補給ライン、115は第1室からの吸収液抜出しライン、118は浮遊物抜出しライン、114は吸収液を撹拌するための撹拌機を示す。113は、吸収液中に酸素を供給する場合に用いる酸素又は含酸素ガス供給ラインを示す。
In FIG. 15,
図15に示した装置を用いて排ガスの浄化処理を行うには、第1室104内に収容された吸収液Lを、循環ポンプ107を付設した循環ライン108を介して第2室103のスプレー装置109に送り、ここから第2室103内に均一にスプレーさせるとともに、この吸収液がスプレーされている第2室103内にその入口105から排ガスを供給する。排ガスの温度は、通常80〜300℃の範囲であることができる。第2室103内に供給された排ガスは、ここで吸収液のスプレーにより形成された吸収液粒子(平均粒子径:200〜4000μm)と混合接触する。これによって、排ガスは冷却されてその温度を降下させるとともに、排ガス中に含まれているガス状の化学的汚染物質及び固体微粒子(例えば、粉塵等)(以下、これらを単に汚染物質とも言う)は、その吸収液粒子に捕捉され、排ガス中から除去される。第2室103内にスプレーされた吸収液の一部は、隔板102上に滞留するが、この滞留吸収液はガス分散管106へ流入し、気液混相流を形成する。
In order to purify the exhaust gas using the apparatus shown in FIG. 15, the absorption liquid L accommodated in the
第1室104に収容された吸収液の一部を循環ライン108を介してスプレー装置109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装置109に循環させることができる他、その吸収液に補給水や新しい吸収剤を添加して吸収液の性能を向上させた後、スプレー装置に循環させることができる。また、吸収液が吸収剤のスラリーで、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、スプレー装置に循環することもできる。
When a part of the absorption liquid stored in the
スプレー装置109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供給量1m3/hr当り、通常、0.2〜10kg/hr、好ましくは0.5〜5kg/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、排ガスをその排ガスの露点以下の温度に冷却させることができる。この場合の排ガスの冷却は、排ガスと吸収液粒子との接触及びこの接触に際しての吸収液粒子中の液体の一部が蒸発する際の気化熱によって達成されるものである。また、前記の排ガスと吸収液粒子との混合接触により、排ガス中に含まれる汚染物質の約20重量%以上の除去が達成される。
The amount of the absorbing liquid sprayed from the
第2室103内において形成された排ガスと吸収液粒子との混合物は、隔板102の透孔に配設されたガス分散管106に分配され、この分散管内を気液混相流として流通して第1室104内の吸収液中に吹込まれ、ここで再び吸収液と接触される。
The mixture of the exhaust gas and the absorbing liquid particles formed in the
排ガスと吸収液粒子との混合物が第2室103から分散管106内に流入し、その分散管内を流通する場合、気体と液体の相対速度が大きくなり、排ガスと吸収液粒子との接触もより緊密なものとなる。この点からは、分散管を通る排ガスの流速は大きい程好ましい。
When the mixture of the exhaust gas and the absorbing liquid particles flows into the
分散管106を通る排ガスの流速は、隔板102に配設する透孔の数、その透孔に配設する分散管の内径、第2室内に供給する排ガス供給量及びその圧力等によって調節することができる。本発明の場合、分散管を流通する排ガスの流速は、管断面積基準の線速度で、10m/秒以上、好ましくは15m/秒以上である。また、分散管を流通する混合物中の吸収液粒子の割合は、標準状態に換算された排ガス量1m3当り、0.2〜10kg、好ましくは0.5〜5kgの範囲である。排ガス中に含まれる吸収液粒子の割合は、スプレー装置109からスプレーさせる吸収液量及び第2室103に供給する排ガス供給量等によりコントロールすることができる。
The flow rate of the exhaust gas passing through the
前記のようにして、排ガスを吸収液粒子との混合物の形態で分散管中を高速度で流通させることにより、排ガスと吸収液粒子との緊密接触が得られ、排ガス中に含まれるガス状の汚染物質及び固体状微粒子はその吸収液粒子に捕捉され、排ガス中から除去される。本発明の場合、この分散管中で除去される汚染物質の割合は、装置による全汚染物質除去量の少なくとも20%である。 As described above, exhaust gas is allowed to flow through the dispersion pipe at a high speed in the form of a mixture with absorbing liquid particles, whereby intimate contact between the exhaust gas and absorbing liquid particles is obtained, and the gaseous state contained in the exhaust gas is obtained. Contaminants and solid particulates are captured by the absorbing liquid particles and removed from the exhaust gas. In the case of the present invention, the percentage of contaminants removed in this dispersion tube is at least 20% of the total contaminant removal by the device.
ガス分散管106の先端部を通して吸収液L中に吹込まれた排ガスは、気泡の形態で吸収液中を上昇し、その間に排ガス中に残存する汚染物質及び固体微粒子が吸収液に捕捉され、排ガス中から除去される。このようにして、汚染物質及び固体微粒子の除去された浄化排ガスは、気液界面111からその上方の空間部に放散され、ここから出口110を通って容器外へ排出される。
The exhaust gas blown into the absorption liquid L through the tip of the
ガス分散管106の先端部から排ガスと吸収液粒子からなる混合物を気液混相流として吸収液中に吹込む場合、分散管の先端部を図6〜図14に示したように先端部の管内にガス案内部材を配設することにより、気液混相流を高速度で吸収液中に吹込むのが好ましい。気液混相流を分散管先端から高速度で吸収液中に吹込むときには、その気液混相流はガス流に比べ、その密度が大きいために、吸収液中に深く到達するという利点が得られる。即ち、この場合には、従来の排ガス処理の場合よりも、同一圧力損失条件下では高い汚染物質除去率を得ることができる。又、気液混相流を高速度で吸収液中に吹込むときには、吸収液面の大きな流動(スロッシング)の発生を防止することができる。気液混相流の速度は、分散管先端からガスが流出する開口の断面積によってコントロールすることができる。本発明では、排ガスの最大処理時に分散管先端から流出させる気液混相流における排ガスの速度は、25m/秒以上、好ましくは30m/秒以上の高速度に保持するのがよい。なお、前記排ガスの流速は、ガス分散管先端の流出開口断面積基準の流速である。
When a mixture of exhaust gas and absorbing liquid particles is blown into the absorbing liquid as a gas-liquid mixed phase flow from the tip of the
図15においては、気液界面111を通って吸収液Lから分離された浄化排ガスは、第1室104の周壁に配設した出口110から容器外へ排出されるようになっているが、第2室103の上方に隣接して第3室を設けるとともに、第1室と第3室とを連通管で連絡させ、浄化排ガスを第1室から第3室へ導入し、この第3室から容器外へ排出させることもできる。この場合の装置の模式図を図16に示す。
In FIG. 15, the purified exhaust gas separated from the absorbing liquid L through the gas-
図16において、121は第3室、122は第2室と第3室を隔離する隔板であって、水平あるいは任意の勾配または折れ曲がりを有することができる。123は第1室と第3室を連絡させる連通管を示す。また、図16に示した符号において、図15に示したものと同じ符号は同じ意味を示す。本発明においては、必要に応じ、この第3室においても吸収液をスプレーさせることができる。この場合には、吸収液粒子と排ガスとの混合物がその第3室に設けた出口110から排出されるが、この排出された混合物は、ミストセパレーター(図示されず)に導入し、ここで吸収液粒子が除去される。そして、この吸収液粒子の除去された浄化排ガスが大気へ放出される。
In FIG. 16, 121 is a third chamber, 122 is a partition that separates the second chamber and the third chamber, and can have a horizontal or arbitrary gradient or bend. A
前記した排ガスの処理においては、排ガスは、先ず、粒子状でスプレーされる比較的多量の吸収液との接触により浄化(第1浄化工程)された後、次に、ガス分散管内における吸収液粒子との緊密接触により浄化(第2浄化工程)され、最後に、吸収液中に吹込まれ、気泡状態で吸収液と接触して浄化(第3浄化工程)される。このような排ガスの処理においては、前記第1浄化工程及び第2浄化工程における汚染物質の除去率が高いために、排ガスの種類によっては、第1浄化工程と第2浄化工程とによって既にほぼ所望の汚染物質除去率が達成される場合がある。このような場合には、第3浄化工程における排ガス中からの汚染物質の除去率は低くて済むことから、吸収液の使用量は少なくてよく、第1室の規模は小さなものとすることができ、装置全体の小型化が達成される。さらに、このような場合においては、ガス分散管の先端は、これを吸収液中に浅く(例えば、0〜10cm)位置させるか又は吸収液の表面より上方(例えば、0〜30cm上方)に位置させることができる。分散管の先端を吸収液の表面より上方に位置させるときには、分散管の先端から流出する排ガスと吸収液粒子との混相流は吸収液の表面に衝突し、その混相流に含まれている吸収液粒子はその吸収液中に取込まれる。一方、排ガスはその吸収液表面との衝突によりその表面部の吸収液と接触し、この接触により浄化される。そして、ガス分散管の先端が吸収液の浅い位置や吸収液面より上方にあるときには、分散管を流通させるために必要な圧力は非常に小さなものとなる。 In the above-described treatment of exhaust gas, the exhaust gas is first purified by contact with a relatively large amount of absorption liquid sprayed in the form of particles (first purification step), and then absorbed liquid particles in the gas dispersion pipe. Is purified by the intimate contact (second purification step), and finally, is blown into the absorption liquid and is contacted with the absorption liquid in a bubble state to be purified (third purification process). In such exhaust gas treatment, since the contaminant removal rate in the first purification step and the second purification step is high, depending on the type of exhaust gas, the first purification step and the second purification step are already almost desired. Of pollutant removal rates may be achieved. In such a case, since the removal rate of pollutants from the exhaust gas in the third purification process may be low, the amount of absorption liquid used may be small and the scale of the first chamber may be small. The overall size of the apparatus can be reduced. Further, in such a case, the tip of the gas dispersion pipe is positioned shallowly (for example, 0 to 10 cm) in the absorbing liquid or positioned above the surface of the absorbing liquid (for example, 0 to 30 cm above). Can be made. When the tip of the dispersion pipe is positioned above the surface of the absorption liquid, the multiphase flow of the exhaust gas flowing out from the tip of the dispersion pipe and the absorption liquid particles collides with the surface of the absorption liquid, and the absorption contained in the multiphase flow The liquid particles are taken into the absorbent. On the other hand, the exhaust gas comes into contact with the absorption liquid on the surface portion by collision with the surface of the absorption liquid, and is purified by this contact. When the tip of the gas dispersion pipe is at a position where the absorption liquid is shallow or above the absorption liquid surface, the pressure required to circulate the dispersion pipe is very small.
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。吸収液としては、例えば、排ガス中の汚染物が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好ましく用いられる。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、亜硫酸カルシウムを硫酸カルシウム(石コウ)に変換することができる。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。 The absorbent used in the present invention is appropriately selected according to the type of exhaust gas, and various conventionally known ones are used. As the absorbing liquid, for example, pollutants in the exhaust gas are acidic substances such as SO 2 , SO 3 , NO, N 2 O 3 , NO 2 , N 2 O 4 , N 2 O 5 , CO 2 , HCl, and HF. In some cases, a solution or slurry containing an alkaline substance such as an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound is used, and a calcium hydroxide slurry or a calcium carbonate slurry is particularly preferably 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 sulfite can be converted to calcium sulfate. 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.
次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
(参考例1)
図15に示す2室構造の気液接触装置(ガス処理装置)を用いて排ガスの処理実験を行った。密閉容器101としては、第1室が円筒状で第2室が半球状のものを用いた。対象排ガスとしては、500mg/Nm3のダストと2000volppmの亜硫酸ガスを含む温度120℃の石炭ボイラー排ガスを用いた。吸収液としては、炭酸カルシウムを含むスラリー液を用いた。また、ガス分散管106としては、図2に示す構造のものを用いた。この場合、直管2の内径は150mmであり、縮小管1の内周面は、曲率半径25mmの円弧状曲面に形成した。ノズル7の内径は105mmとした。また、ガス分散管の配設数は、隔板102の1m2当り11本とした。以下に排ガス処理における主要な操作条件を示す。
(Reference Example 1)
An exhaust gas treatment experiment was performed using a gas-liquid contact device (gas treatment device) having a two-chamber structure shown in FIG. As the
(1)排ガス入口105での排ガス供給量:100,000Nm3/h
(2)スプレー装置109からの吸収液のスプレー量:200t/h
(3)第2室103での排ガスの冷却温度:48℃(排ガスの露点温度)
(4)分散管の直管部2(図2参照)での気液混相流におけるガスの線速度:20m/秒(5)前記混相流中の吸収液量:排ガス1Nm3当り2kg
(6)分散管のノズル7(図2参照)から流出する前記気液混相流のガスの線速度:約40m/秒
(7)ライン112からの吸収液供給量:11t/h
(8)ライン115からの吸収液抜出し量:7t/h
(9)ライン113からの空気供給量:2300Nm3/h
(10)浄化排ガス出口110でのガスの性状
(i)亜硫酸ガス濃度:95volppm
(ii)ダスト量:10mg/Nm3
(1) Exhaust gas supply amount at the exhaust gas inlet 105: 100,000 Nm 3 / h
(2) Spray amount of absorbing liquid from the spray device 109: 200 t / h
(3) Exhaust gas cooling temperature in second chamber 103: 48 ° C. (exhaust gas dew point temperature)
(4) Gas linear velocity in the gas-liquid multiphase flow in the straight pipe section 2 (see FIG. 2) of the dispersion pipe: 20 m / sec (5) Absorbed liquid amount in the multiphase flow: 2 kg per 1 Nm 3 of exhaust gas
(6) Linear velocity of the gas-liquid multiphase gas flowing out from the nozzle 7 (see FIG. 2) of the dispersion pipe: about 40 m / sec (7) Absorbed liquid supply amount from the line 112: 11 t / h
(8) Absorption liquid extraction from line 115: 7 t / h
(9) Air supply amount from the line 113: 2300 Nm 3 / h
(10) Gas properties at the purified exhaust gas outlet 110 (i) Sulfurous acid gas concentration: 95 volppm
(Ii) Dust amount: 10 mg / Nm 3
(参考例2)
参考例1において、ガス分散管106として、図5に示した構造のガス分散管を用いた以外は同様にして排ガス処理実験を行った。このガス分散管においては、直管2の内径は150mmであり、縮小管1の内周面は曲率半径25mmの円弧状曲面であり、ガス噴出孔15の直径は34mmであり、その噴出孔の数は12個である。
(Reference Example 2)
In Reference Example 1, an exhaust gas treatment experiment was performed in the same manner except that the gas dispersion pipe having the structure shown in FIG. In the gas dispersion pipe, the inner diameter of the
前記実験においては、分散管の下端部のガス噴出孔15から噴出する気液混相流の線速度は約32m/秒であり、浄化排ガス中の亜硫酸ガス濃度及びダスト量は、それぞれ93volppm及び12mg/Nm3であった。
In the experiment, the linear velocity of the gas-liquid multiphase flow ejected from the
(実施例1)
参考例1において、ガス分散管106として、図6に示す構造のガス分散管(21)を用いた以外は同様にして実験を行った。この分散管において、その管本体20の内径は約100mm、その長さは3000mmである。管本体20のガス出口端部の管内部に挿入されたガス案内部材30は、円錐体形状とし、その傾斜面31の角度θは60度、管本体のガス出口端部におけるガス流出孔の断面積は、中空体の管本体20の断面積の50%とした。また、ガス分散管106の配設数は隔板102の1m2当たり16本とした。
(Example 1)
In Reference Example 1, an experiment was performed in the same manner except that the gas dispersion pipe (21) having the structure shown in FIG. In this dispersion tube, the
排ガス処理における主要な操作条件としては、排ガス導入口105での排ガス供給量:100,000Nm3/h、スプレー装置109からの吸収液のスプレー量:100t/h、第2室103での排ガスの冷却温度:48℃(排ガスの露点温度)、ガス分散管106の管本体20の直管部での気液混相流におけるガスの線速度:18m/秒、前記混相流中の吸収液量:排ガス1Nm3当たり1kg、ガス分散管106(21)の出口から流出する前記気液混相流におけるガスの線速度:約36m/秒、吸収液補給ライン112からの吸収液供給量:11t/h、吸収液排出ライン115からの吸収液抜出し量:7t/h、酸素又は含酸素ガス供給ライン113からの空気供給量:2300Nm3/hとした。
この実験の結果、浄化排ガス出口110での亜硫酸ガス濃度は95ppm(vol)、ダスト量は10mg/Nm3であった。
The main operating conditions in the exhaust gas treatment are the exhaust gas supply amount at the exhaust gas inlet 105: 100,000 Nm 3 / h, the spray amount of the absorbing liquid from the spray device 109: 100 t / h, and the exhaust gas supply in the
As a result of this experiment, the concentration of sulfurous acid gas at the purified
(比較例1)
実施例1において、管本体20のガス出口端部内部に挿入されたガス案内部材30を除去した。それ以外は、上記実施例1と同様な条件で実験を行った。その結果、浄化排ガス出口110での亜硫酸ガス濃度は225ppm(vol)、ダスト量は50mg/Nm3であった。
(Comparative Example 1)
In Example 1 , the
(実施例2)
上記実施例1において、ガス案内部材30の構造および排ガス供給量を変えた。すなわち、ガス案内部材30は、円錐体形状とし、その傾斜面31の角度θは75度、管本体のガス出口端部におけるガス流出孔の断面積は、中空体の管本体の断面積の55%とした。排ガス供給量は、120000Nm3/hとした。
(Example 2)
In Example 1 , the structure of the
この実験の結果、浄化排ガス出口110での亜硫酸ガス濃度は95ppm(vol)、ダスト量は10mg/Nm3であった。
As a result of this experiment, the concentration of sulfurous acid gas at the purified
(比較例2)
上記実施例2において、管本体20のガス出口端部の管内部に挿入されたガス案内部材30を除去した。それ以外は、上記実施例2と同様な条件で実験を行った。その結果、浄化排ガス出口110での亜硫酸ガス濃度は260ppm(vol)、ダスト量は60mg/Nm3であった。
(Comparative Example 2)
In Example 2 , the
(実施例3)
上記実施例1において、ガス案内部材30の構造および排ガス供給量を変えた。すなわち、ガス案内部材30は、円錐体形状とし、その傾斜面31の角度θを60度、管本体の出口端部におけるガス流出孔の断面積は、中空体の管本体の断面積の45%とした。排ガス供給量は、80000Nm3/hとした。
(Example 3)
In Example 1 , the structure of the
この実験の結果、浄化排ガス出口110での亜硫酸ガス濃度は95ppm(vol)、ダスト量は8mg/Nm3であった。
As a result of this experiment, the concentration of sulfurous acid gas at the purified
(比較例3)
上記実施例3において、管本体20のガス出口端部内部に挿入されたガス案内部材30を除去した。それ以外は、上記実施例3と同様な条件で実験を行った。
(Comparative Example 3)
In Example 3 above, the
その結果、浄化排ガス出口110での亜硫酸ガス濃度は190ppm(vol)、ダスト量は40mg/Nm3であった。
As a result, the concentration of sulfurous acid gas at the purified
(実施例4)
上記実施例1において、ガス案内部材30の構造およびその配置を図9に示されているように変えた。すなわち、ガス案内部材30’は、円錐体形状とし、その傾斜面31の角度θは45度、管本体のガス出口端部におけるガス流出孔の断面積は、中空体の管本体の断面積の50%とした。管本体20の下端面と円錐体底面との間の距離(円錐体底面の突き出し距離)は、約16mmとした。それ以外は、上記実施例1と同様な条件で実験を行った。その結果、浄化排ガス出口110での亜硫酸濃度は100ppm(vol)、ダスト量は10mg/Nm3であった。
Example 4
In the first embodiment, the structure and arrangement of the
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