JPH01159027A - 排ガス処理方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、排ガス中に含まれるＳＯ２、ＨＦ、ＨＣＱ、
ダスト等の環境汚染物質を効率よく除去する方法及び装
置に関するものである。

〔従来技術〕

従来、Ｓ０２やダスト等の環境汚染物質を含む排ガスか
ら、それらの環境汚染物質（以下、単に汚染物質ともい
う）を除去するために、排ガスを吸収液と接触させる方
法は、いわゆる湿式排ガス処理法として広く知られてい
る。このような湿式排ガス処理法としては、これまで多
くのものが提案されてきたが、それらの中でも汚染物質
の除去率が高くかつ経済的にもすぐれたものとして、ジ
ェットバブリングリアクターを用いる技術が知られてい
る（特公＠６０−４７２６号公報、特公昭６０−５１３
７２号公報、「公害と対策」ｖｏＱ１９、Ｎ０１１、ｐ
７９−８８）。この技術は、吸収液面下に排ガスを噴出
させて、吸収液と排ガスとを混合して、排ガスの気泡を
含む吸収液層（ジェットバブリング層）を吸収液の表面
部に形成させるものである。この吸収液の表面部に形成
されたジェットバブリング層では、ガスが吸収液に衝突
し気泡分裂する際の激しい気液接触及び層内での分裂し
た気泡間の気液接触が起り、気液接触界面が著しく増大
される。

ところで、このようなジェットバブリングリアクターを
用いる湿式排ガス処理において、従来は、ジェットバブ
リングリアクターの前段に、冷却液循環ポンプを備えた
除Ｎ塔を設け、排ガスをこの除塵塔に導入し、ここで冷
却液のスプレー液滴と接触させて、排ガスの除塵と冷却
を行った後、排ガスをジェットバブリングリアクターに
導入している。しかしながら、このような従来法の場合
、次のような欠点があった。

（ｉ）除塵塔における冷却液のスプレー液滴径が大きい
ために、排ガスの冷却及び除塵を行うには、大量の冷却
液のスプレーが必要とされる。

従って、排ガスから大量の冷却液を分離するための分離
器を要する上１分離した冷却液を循環再使用するための
冷却液循環ポンプの設置が必要とされ、そのための動力
費を要した。

（ｉ）排ガス処理系に導入する排ガス圧力は、除塵塔設
置による圧力損失のために、その分大きくする必要があ
り、そのための動力費を要した。

〔目　　的〕

本発明は、従来技術に見られる前記欠点を克服すること
を目的とする。

〔構　　成〕

本発明によれば、排ガス中に含まれる環境汚染物質を槽
内において吸収剤としてアルカリ性化合物を含む吸収液
と気液接触させて除去する方法において、 （ａ）槽内に吸収液を収容した槽の上部にある排ガス入
口プレナムに連結する排ガス導入ダクトを通して排ガス
を該排ガス入口プレナム内に導入すること、 （ｂ）該排ガスを該排ガス入口プレナムより排ガス導入
管を通して吸収液中に導入分散してジェットバブリング
層を形成すること、 （ｃ）槽内の吸収液の一部を取出し、そのまま又はこれ
に吸収剤を添加した後、該排ガス入口プレナム内又は／
及び該排ガス入口プレナムに連結する排ガス導入ダクト
内に分散導入すること、（ｄ）吸収液中に酸素含有ガス
を導入分散させて酸素含有ガスの微細気泡を形成するこ
と、および上記記載の方法において、槽内の吸収液の一
部を取出し、そのまま又はこれに吸収剤を添加した後、
該ジェットバブリング層上部プレナムに分散導入するこ
と、 を特徴とする排ガスの処理方法が提供される。また、本
発明によれば、排ガス導入ダクト及び排ガス導出ダクト
に各連結し、内部に吸収液中への排ガスを導入分散する
排ガス導入管、吸収液中へ酸素含有ガスを分散する酸素
含有ガス噴出ノズル。

吸収液の攪拌を行う攪拌器及び吸収液排出口を各々有す
るジェットバブリングリアクターを備えた排ガス処理装
置において、該リアクター上部の排ガス入口プレナム及
び排ガス導入ダクトの内部空間の中から選ばれる少なく
とも一方に吸収液分散ノズルを配置するとともに該吸収
液分散ノズルと前記リアクターとの間を吸収液循環用導
管で連結したこと、および上記記載の装置において、ジ
ェットバブリング層上部パレナムに吸収液分散ノズルを
配置するとともに該吸収液分散ノズルと前記リアクター
との間を吸収液循環用導管で連結したことを特徴とする
排ガス処理装置が提供される。

本発明の排ガス処理方法は、前記した従来のジェットバ
ブリングリアクターを用いる方法に比較し、除塵塔を省
略し得ると共に、吸収液を排ガス入口プレナムの内部又
は／及びこの入口プレナムに連結する排ガス導入ダクト
内に分散導入し、排ガスの冷却及び環境汚染物質の一部
を除去し、かつ排ガス導入管内壁を吸収液で濡らしなが
ら、排ガスを入口プレナムからその排ガス導入管を通し
て吸収液中に導入分散してジェットバブリング層を形成
する点で相違する。このようにして排ガスを処理する時
には、除塵塔の省略により、その設置及び運転に要する
費用が不要となり、また排ガスを処理系に供給する際の
圧力も低減されることから、排ガスの加圧に要する動力
費も著しく節約される。さらに、排ガス導入管内壁が吸
収液で濡れていることから、従来法で用いられていた除
塵塔と冷却液循環ポンプを省略して、排ガスを直接リア
クターに導入しても、導入管内壁での結晶の析出（スケ
ール発生）が防止される。

次に、本発明を図面により詳述する。

第１図は本発明の処理装置の模式図である。この図にお
いて、１はりアクタ−を示し、その中間部に排ガス導入
管２、その上部に吸収液分散ノズル３、及びその下部に
酸素含有ガス噴出ノズル４が配置されている。また、こ
のリアクターの液面上部には、排ガス導入ダクト７が及
び排ガス導出ダクト１０が各連結され、その排ガス導入
ダクト７内には吸収液分散ノズル８が配設されている。

３′は吸収液導入管、４′は酸素含有ガス導入管、５は
吸収液攪拌器、６は吸収液、８′は吸収液導入管を各示
す。ジェットバブリング層上部プレナム１６には吸収液
分散ノズル１５が配設され、吸収液導入管１５′に連結
している。

本発明の方法を実施するには、吸収液をその分散ノズル
３又は８あるいはその両方から、又必要に応じて分散ノ
ズル１５からも微粒子ないし粗粒子状で噴出させると共
に、排ガスをその導入ダクト７から装置内へ導入する。

排ガスは、排ガス導入ダクト又は／及びリアクター上部
の液滴が充満している空間（排ガス入口プレナム）１２
において、吸収液の粒子との間で気液接触を行う。この
気液接触により、排ガス中の汚染物質はその液体粒子に
捕捉吸収されると共に、排ガスの増湿冷却が行われる。

　プレナム１２に導入された排ガスは、吸収液粒子と共
に排ガス導入管２を通して吸収液６中に分散導入され、
ジェットバブリング層Ａを形成する。

このジェットバブリング層Ａは、排ガスの気泡と吸収液
とからなる液相連続の気液接触層であって、排ガスを排
ガス導入管２の下部から吸収液中に噴出分散させること
によって形成することができる。

第２図に排ガス導入管２の構造の一例を示す。このガス
導入管は下端開口したもので、その下端部にガス噴出部
２１を有し、ガス導入管に導入された排ガスはその噴出
部２１から吸収液中に噴出される。

このジェットバブリング層については、前記特公昭６０
−４７２６号公報、特公昭６０−５１３７２号公報等に
詳述されている。

前記のようにして排ガスを吸収液の粒子と共に吸収液中
に導入分散させると、ガス噴出部２１にいたるまでに吸
収液に捕捉されなかった汚染物質はこのジェットバブリ
ング層において吸収液に捕捉吸収され、また排ガスに同
伴された吸収液粒子もこの吸収液に捕捉吸収される。さ
らに、このジェットバブリング層においては汚染物質の
酸化も行われる。この場合、汚染物質の酸化に要する酸
素としては、排ガス中の酸素及び酸素含有ガス噴出ノズ
ル４から供給される酸素が用いられる。

吸収液と接触し、汚染物質の除去された排ガスは、ジェ
ットバブリング層からりアクタ−上部の排ガス出口部空
間１４（排ガス出口プレナム）に放出され、排ガス導出
ダクト１０を通って反応槽外へ抜出され、ミストエリミ
ネータ−１１でその中に含まれるミストを除去した後、
大気へ放出される。リアクター上部の排ガス入口プレナ
ム１２と排ガス出口プレナム１４とは相互に隔壁等によ
り区画され、導入排ガスは必ず吸収液中を通った後、系
外へ導出されるようになっている。

本発明では、リアクター内に収容されている吸収液の一
部を吸収液循環用導管３０により取出し、これをそのま
ま又はこれに吸収剤導入管３１からの吸収剤と添加混合
した後、ポンプ３２により、吸収液導入管３′を介して
吸収液分散ノズルから排ガス入口プレナム１２内に噴出
分散させるが、又は／及び吸収液循環用導管３３及び吸
収液導入管８′を介して排ガス導入ダクト７内に噴出分
散させる。この噴出分散された吸収液は、・排ガス導入
管２の内壁を濡らし、排ガス導入管２内での固体物質の
析出を防止する。本発明において、従来法で用いられて
いた除塵塔と冷却液循環ポンプを省略して、排ガスを直
接反応槽内へ導入すると、排ガス導入管２内壁の気液界
面における吸収液の排ガスによる蒸発濃縮や、吸収剤で
あるアルカリ性化合物と排ガス中の汚染物質、例えばＳ
Ｏ□との反応等により、固体物質が排ガス導入管２の内
壁に析出し、スケールを発生する。本発明では、このス
ケール発生を防止するために、前記したように汚染物質
、例えば、Ｓ０２と反応した吸収剤を含むリアクターの
吸収液を循環し、排ガス導入ダクト又は及び排ガス入口
プレナム１２内に分散させ、排ガス導入管２内壁面を濡
らす。従って、排ガスは、排ガス導入ダクト又は／及び
排ガス入口プレナム内で吸収液と気液接触し、冷却され
るので排ガス導入管２内壁での蒸発濃縮に供なうスケー
ル発生は減少する。

又、汚染物質、例えばＳＯ□との反応等による固体物質
の析出は、それが起ったとしても、排ガス導入管内壁で
はなく、吸収液中に含まれる固体粒子を種晶としてその
上に析出し、排ガス導入管内壁面でのスケール発生が防
止される。さらに、本発明では、排ガス導入ダクト又は
／及び排ガス入口プレナム１２内には吸収液の液滴粒子
が存在して排ガスと接触しかつ排ガスとともに排ガス導
入管２内を通過することから、その排ガス入口プレナム
１２及び排ガス導入管２内においても、排ガスからの汚
染物質が吸収される。従って２反応槽内のジェットバブ
リングＭＡでは残りの汚染物質の吸収捕捉を行えばよい
ため、排ガス導入管２を吸収液中に導入する深度を減少
させても、汚染物質の高い除去率を保持することができ
る。ポンプ３２により吸収液導入管１５′を介して吸収
液分散ノズル１５からジェットバブリング層上部プレナ
ム１６に吸収液を分散導入する場合にも排ガスから汚染
物質を吸収出来るので、排ガス導入管２の吸収液中深度
を減少出来る。即ち、この排ガス導入管２の吸収液中深
度を浅くすることにより、排ガスを排ガス導入管２を介
して吸収液中へ導入する際の圧力損失を減少させること
ができ、その分動力費を節約することができる。

酸素含有ガス噴出ノズル４から吸収液中に噴出された酸
素含有ガスは、気泡となって吸収液中を上昇すると共に
、吸収液中に溶解し、汚染物質を酸化する。また、この
気泡の上昇は、吸収液の攪拌を促進させる効果も示す。

排ガス中の汚染物質と吸収液との反応により生成した物
質は、排液管９を通して吸収液と共にリアクター外へ抜
出される。

本発明においては、リアクター内の吸収液の一部を循環
し、分散ノズル３．８．１５等から排ガス中に分散させ
るに際し、吸収剤をスラリー状又は溶液状でライン３１
から導入し、新しい吸収剤を添加した吸収液を排ガス中
へ分散させるのが有利である。この新しい吸収剤の添加
により、排ガス導入ダクト７、排ガス入口プレナム１２
、排ガス導入管２内、ジェットバブリング層上部プレナ
ム１６等における排ガスからの汚染物質の吸収率が向上
する。

排ガス中の亜硫酸ガスに由来するＣＯＤＭ囚物質である
ジチオン酸の生成を効果的に減少させるには、循環させ
る吸収液のｐＨは５−７、好ましくは約６に調節するの
がよい。また、このジチオン酸は、導管３４がら空気を
導入することによっても減少させることができる。

本発明において、吸収液としては、吸収剤としてアルカ
リ性化合物、例えば、アルカリ土類金属化合物、アルカ
リ金属化合物、又はアンモニアを添加した水が用いられ
る。このような吸収液は、ＳＯ□、　ＳＯ，、Ｎｏ、　
Ｎ、Ｏ，、Ｎｏ２、Ｎ２Ｏ４、Ｎ、Ｏ，、ＨＣＱ　。

１１Ｆ、有機酸等の酸性汚染物質を含む排ガスに対して
適用される。アルカリ土類金属化合物としては。

水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウ
ム、炭酸マグネシウム等が用いられ、アルカリ金属化合
物としては、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム等が用
いられる。吸収液の分散量は、排ガスを飽和温度まで増
湿冷却するに必要な量以上でかつ排ガス導入管内壁を濡
らすに十分な液量であること、通常、液／ガス比で０．
２　Ｑ　／Ｎｒｒ［’以上であり、通常０．５〜５．好
ましくは１〜２ＱｌＮｒｄである。

本発明においては、種々の変更が可能であり。

例えば、必要に応じ、冷却液を排ガス導入ダクト７中に
噴霧させることができるし、また、必要に応じ、吸収剤
を導管１３から導入することもできる。

〔効　　果〕

本発明では、排ガス中に吸収液を直接分散導入し、排ガ
スの増湿冷却と同時に汚染物質の捕捉除去を行う工程を
採用したことから、従来の湿式排ガス処理に比べて、排
ガス処理を非常に効率的に行うことができ、従来必要と
されていた除塵塔の設置は省略される。従って１本発明
では、除塵塔の建設費、運転費は削減されると共に、装
置系へ供給する排ガス圧力も低減し得るので、動力費も
その分節約することができる。

また１本発明では、吸収液の分散粒子化工程を設け、排
ガスが吸収液中へ導入される以前に排ガスと吸収液粒子
との接触を行っているので、排ガス処理の相当部分がジ
ェットバブリング層Ａに達する以前に達成されているこ
とから、その後のジェットバブリング層Ａにおける汚染
物質の捕捉吸収の負荷は著しく軽減され、排ガス導入管
２の開口先端の吸収液中深度を浅くしても十分な処理効
果を得ることができる。従って、本発明では、排ガス導
入管の吸収液中深度を浅くすることにより排ガスの供給
圧を減少させることができ、排ガスの加圧動力費をその
分減少させることができる。

〔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 排ガス処理に使用した装置の形式は第１図に示すもので
あり、断面円形の反応槽１は直径１０００ｍ＋ａ、液面
高さを２００Ｏｎ＋ｍとし、排ガス導入管２として直径
４インチの管１２本を使用し、その噴出部２１の深さは
液面下１００ｍｍとした。この反応槽１には攪拌機５を
設けた。

ＳＳＯ２８００ｐｐ、ダスト８０ｍｇ／Ｎ　ＴＴ？、０
□３％を含む排煙４００ＯＮｒｒｉ’／ｈを排ガス導入
ダクト７より入口プレナム１２に導入し、攪拌しながら
液面下１８００ｍｍに設けた空気噴出ノズル４より空気
を４ＯＮｒｎ’／ｈで噴霧した。

この場合、吸収液としては、反応槽１から、Ｃａ５Ｏ。

濃度１０〜２０重量ヌの吸収液４ｒｎ’／ｈをポンプで
取出し、これにＣａＣＯ３約１０ｋ約１０裂 この吸収液を分散ノズル３から噴霧させた。

以上のような排ガス処理の結果、脱硫率は９３〜９錦と
高脱硫率が得られた。また、出口ダクト濃度は１〜５ｍ
ｇ／Ｎ　ｌＴ１３に維持され、除塵塔とその循環ポンプ
がなくても非常に高い除塵性能が得られることが判明し
た。得られた石膏の性状は次に示すように高品質であっ
た。

表−１ Ｃ　ａ　Ｓ　Ｏ４・２Ｈ２０　：　　　９８．９重量で
（ただしダスト分ハ除く）ＣａＣＯ．　　　　　：　　
　０．７ｎＣ　ａ　Ｓ　Ｏ　３　　　　　：　　トレー
スｐＨ　　　　　　　　：　　６〜７ 平均粒径　　　　　：６０〜８０μｍ 次に、本発明を従来技術と比較をするために、吸収液の
分散ノズル３からの供給を停止したところ、同じ脱硫率
を得るためには、開口部先端の液面下の深さを約２００
ｍｍにする必要があることが判明した。この結果、本発
明によれば、除塵塔の省略による圧力損失の低減１００
ａｏａと合わせて約２００ｍｍの排ガス供給圧の削減が
可能となり大幅な動力費の削減が可能となることが判明
した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で用いる排ガス処理装置の模式図を示し
、第２図は排ガス導入管の構造図を示す。 １・・・リアクター、２・・・排ガス導入管、３・・・
吸収液分散ノズル、４・・・酸素含有ガス噴出ノズル、
５・・・攪拌機、６・・・吸収液、７・・・排ガス導入
ダクト、８・・・吸収液分散ノズル、９・・・排液管、
１０・・・排ガス導出ダクト、１１・・・ミストエリミ
ネータ−１１２・・・排ガス入口プレナム、１３・・・
吸収剤導入管、１５・・・吸収液分散ノズル、１６・・
・ジェットバブリング層上部プレナム、２１・・・噴出
部、Ａ・・・ジェットバブリング層、３０．３３・・・
吸収液循環用導管、３１・・・吸収剤導入管、３４・・
・空気導入管。 特許出願人　千代田化工建設株式会社

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）排ガス中に含まれる環境汚染物質を槽内において
   吸収剤としてアルカリ性化合物を含む吸収液と気液接触
   させて除去する方法において、 （ａ）槽内に吸収液を収容した槽の上部にある排ガス入
   口プレナムに連結する排ガス導入ダクトを通して排ガス
   を該排ガス入口プレナム内に導入すること、 （ｂ）該排ガスを該排ガス入口プレナムより排ガス導入
   管を通して吸収液中に導入分散してジェットバブリング
   層を形成すること、 （ｃ）槽内の吸収液の一部を取出し、そのまま又はこれ
   に吸収剤を添加した後、該排ガス入口プレナム内又は／
   及び該排ガス入口プレナムに連結する排ガス導入ダクト
   内に分散導入すること（ｄ）吸収液中に酸素含有ガスを
   導入分散させて酸素含有ガスの微細気泡を形成すること
   、 を特徴とする排ガスの処理方法。
2. （２）槽内の吸収液の一部を取出し、そのまま又はこれ
   に吸収剤を添加した後、該ジェットバブリング層上部プ
   レナムに分散導入することを特徴とする請求項１に記載
   の方法。
3. （３）排ガス導入ダクト及び排ガス導出ダクトに各連結
   し、内部に吸収液中への排ガスを導入分散する排ガス導
   入管、吸収液中へ酸素含有ガスを分散する酸素含有ガス
   噴出ノズル、吸収液の攪拌を行う攪拌器及び吸収液排出
   口を各々有するジェットバブリングリアクターを備えた
   排ガス処理装置において、該リアクター上部の排ガス入
   口プレナム及び排ガス導入ダクトの内部空間の中から選
   ばれる少なくとも一方に吸収液分散ノズルを配置すると
   ともに該吸収液分散ノズルと前記リアクターとの間を吸
   収液循環用導管で連結したことを特徴とする排ガス処理
   装置。
4. （４）ジェットバブリング層上部プレナムに吸収液分散
   ノズルを配置するとともに、該吸収液分散ノズルと前記
   リアクターとの間を吸収液循環用導管で連結したことを
   特徴とする請求項３に記載の装置。