JPH03181323A - 熱ガス流と液体の間の物質移動のための装置 - Google Patents

熱ガス流と液体の間の物質移動のための装置

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JPH03181323A
JPH03181323A JP2315696A JP31569690A JPH03181323A JP H03181323 A JPH03181323 A JP H03181323A JP 2315696 A JP2315696 A JP 2315696A JP 31569690 A JP31569690 A JP 31569690A JP H03181323 A JPH03181323 A JP H03181323A
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hot gas
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ヴエルネル・ハーニン
Claus Gockel
クラウス・ゴツケル
Georg Richter
ゲオルグ・リヒテル
Werner Biester
ヴエルネル・ビーステル
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Bayer AG
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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】 本発明は液体を熱ガス流中に噴霧する、熱ガス流と液体
の間の物質移動のための装置に関する。
装置は原則として、それと同軸的に配置される噴射室中
に垂直に排出するガス供給管、ガス供給管よりも広くそ
して流れ方向に円錐形に収束する噴射室（この噴射室の
上部はガス供給管に結合されそしてその中に挿入された
液体ノズルを有する輪形天井により形成される）、およ
び噴射室に共軸的に連結された熱−および物質−移動ダ
クトから成る。
工業廃ガスを洗浄液で処理することを可能にする同様に
構成された装置はＤ　Ｅ−Ａ　２３０３１３１から知ら
れている。そのような装置では、有害物質の吸着および
塵芥粒子の保留のほかに、ガス流の冷却も達成すること
がしばしば要求される。
熱ガスの処理において、乾いた熱ガスにさらされる壁部
分から液体で湿潤または噴霧される壁部分への遷移域は
腐食に非常にさらされることがわかる。この重大な欠点
は、湿潤境界が、液体ジェットまたはガス流の不安定さ
の結果としてまたは処理されるべきガス流の負荷変化に
より、あちこちに移る場合に特に高度に起こる０重大な
腐食効果は、冷たい液清かガス供給管を登って管の熱い
内壁に衝突する場合にも観察される。これらの点では熱
衝撃のために材料の苛酷なエロージョンが起こり、これ
は続いて腐食現象をも起こす。
従ってゴム被覆鋼のような安価な材料の使用は排除され
る。交互する熱応力の下では、ニッケル、クロムおよび
モリブデンの合金のような高級材料でさえ、ガス中およ
び液体中の腐食性成分が比較的無害な性質のものである
場合にしかかなり長いオンスドリーム時間を達成しない
。
記載したエロージョンおよび腐食の結果として、物質移
動装置のオンスドリーム時間および従って運転可能性は
損なわれる０本発明は流れ方向に関する構造的対策によ
り該腐食現象を最小にしそしてこの手段によりオンスド
リーム時間を改善する問題に基づく。
この問題は本発明によれば、熱ガス流と液体の間の物質
移動のための最初に記載した装置から出発して、輪形天
井中の液体ノズルが交互する熱応力に対し保護されるよ
うに、噴射室中に突出するガス供給管の延長としてのガ
ススカート管により解決される。従って噴射室は、スカ
ート管が熱ガス流を囲むので、ガス流が到達しない輪形
天井またはカバーを備える。噴射室の円錐形に収束する
内面が、噴射室の最大直径の近くに配置される液体入口
により導入される液体流下膜により冷却されるなら、オ
ンスドリーム時間の一層の改善が達成される。
液体ノズルから出る液体ジェットのまわりの外方逆流の
結果として、極めて小さな液滴が多数上方へ運ばれ、そ
の若干は天井の内面に衝突し、それにより天井が冷却さ
れることが見出された。この冷却効果は、２つの隣りあ
う液体ノズルの間の距離りがガススカート管と噴射室の
最大直径の聖域の間の環の幅Ｂの４倍より小さいと特に
顕著である。この寸法ぎめで、天井の全内面が液体で湿
潤することを確実にしうる。スカート管による遮蔽から
のおよび液体での湿潤からの付加的保護効果は、ゴム被
覆鋼のような安価で温度感受性の構造材料を噴射室の全
内面に使用した場合でも、長いオンスドリーム時間を達
成するに充分である。
有利には、取はずし可能な継手がガス供給管と噴射室の
天井の間並びに噴射室の天井と円錐部分の間に配置され
、スカート管の底縁はこれら２つの取はずし可能な継手
の面の間に位置する。これらの方策の故に、スカート管
は、ガス供給管を若干持上げた後、例えば修繕または保
守作業を行なうために、装置全体から横へ取はずすこと
ができる。
ガススカート管の、運転に最適の長さはスペーサにより
適当に調節しうる。
非常に熱いガス流では、ガススカート管の外側と噴射室
内の温度との温度差が非常に大きくなりうる。この温度
差が大きいほど、経験によれば、ガススカート管の外面
はより苛酷に腐食にさらされる。従ってこのような場合
、大きすぎる温度差を避けるために、スカート管をその
全長にわたりまたは下方部分のみ二重壁で作ると有用な
ことがわかった。すると外側の管は中庸にしか加熱され
ず、従ってその底縁に集まる液体は重大な腐食を起こさ
ない、他方内側の管は高温度でも乾いておりそしてこの
理由で腐食から保護される。
本発明で達成される利点はまず第一に、腐食を回避また
は最小にする方策の故に、プラントの運転可能性をかな
り改善しうることである。同時に、建造費用が比較的少
ない、更に、液体流に関してとられた方策により、耐高
温度性である必要のないより安価でそしてより化学的に
抵抗性の材料を使用する可能性が生ずる。特に、感受性
の流体ノズルは熱ガス流が到達できない背後域へ置かれ
る。
全体で、ガスおよび液体の画定されたそして再現性のあ
る流れ方向が達成される。これによりスカート管の下部
円周上の乾いたおよび湿った聖域の、経時的変動のない
鮮鋭な境界が保障される。熱い壁部分の制御されない湿
潤は実際上排除される。
その故にまた、スカート管の底縁からの装置の全高を物
質移動に利用しうる。
輪形天井にいくつかのノズルを設置することにより、よ
り多数のより小さな滴および従って改善された物質移動
を達成しうることも見出された。
同時に、ノズルおよびスカート管の配置によりプラント
中のガスカラムの望ましくない揺動が減衰される。
次に本発明の態様を図面の助けでより詳細に説明する。
第１図による熱ガス物質移動装Ｗ（高温度急冷）で、ガ
ス供給管１は上から垂直に噴射室２中へ排出する。噴射
室はその上端でガス供給管ｌよりもかなり大きい直径を
有し、そして流れ方向に円錐形に収束するセクション３
とアーチ天井４からなり、該天井はガス供給管１に連結
される。共通ラインを経て例えば洗浄液を供給されるい
くつかの液体ノズル５が天井４中に挿入されそして周縁
上に均一に分布する０円錐セクション２の最大直径域に
は、接線方向に排出する管６（第２図をも参照）の形の
液体入口も備えられ、管６は噴射室２の円錐セクション
３の内面上に良好な冷却を保障する水の均一流下膜７を
生ずる。ガス供給管１はその下端でガススカート管８の
形で噴射室２中に延長される。この手段により液体ノズ
ル５および天井面の大部分は熱ガスから保護される。ス
カート管８の長さおよびノズル５の傾斜角は生ずる発散
液体ジェット９が尚スカート管８の底縁１ｏを丁度通過
できるように互いに調整される。ノズル５の噴霧角は各
ノズルが円錐セクション３の底端におけるほぼ全断面積
１１をカバーするような角である。この手段により並列
連結された液体ノズル５の１つが故障（閉塞）した場合
機能の著しい減損がないことも保障される。この配置の
更なる利点はいくつかのノズルにわたる液体の分配によ
り、より小さな液滴および従ってより大きさ接触面積が
生しうることである。液体ノズル５は保護されそしても
はや熱ガス空間中に突出しないので、ノズルホルダーに
おける腐食問題は大幅に除かれる。必要なら輪形天井４
の内面を追加のノズル（図示せず）にまり噴霧および冷
却しうる。
噴射室２の底端の横断面１１に円筒状物質移動ダク１−
１２とそれに続いてデイフユーザ１３が既知方法で連結
される。物質移動ダクト１２および１３の全長は通常、
一方では熱ガス流が洗浄または冷却液の噴射により所望
最終温度へ冷却され（ガスの水蒸気での飽和と同時に水
蒸気露点への冷却）、そして他方では煙道ガス中に存在
するＨＣｌのような有害物質の充分な予備吸収が起こり
うるような長さでなければならない、しかし、強力な混
合および滴の微細さの故に物質移動装置の全長を短縮し
ろることか見出された。
第２図に示すように、液体人口６がおよそ噴射室２の最
大直径の聖域１４の高さに切線方向に装着される。切線
方向導入の結果として、液体流下膜７はスピン成分を得
、従って安定な動的回転流下膜が形成される。
第２図には４つの液体ノズル５も示され、その離隔距Ｍ
Ａはガススカート管８と噴射室の最大直径の聖域１４の
間の環の幅Ｂの４倍より小さく選ばれる。この２つの隣
り合うノズルジェット間の寸法決めで、上方へ向う逆流
が発生し、これは天井４を冷たく保つに充分に多い微細
滴フラクションを天井の内面に運ぶ、より大きい離隔距
離Ａでは、これら逆流は弱くしか発生せず、従って天井
の内面を湿潤することによる付加的冷却が必要となりう
る（第　８頁参照）。
第３図によれば、ガススカート管８は取はずし可能な継
手１５で、そして輪形天井４は取はずし可能な継手１６
で装着される。スカート管はまた非常に短く保たれるの
でその底縁１０は取はずし可能な継手１６の上方にある
。この槽底は、ガス供給管ｌを少し持上げた後、ノズル
５および液体人口６のついた天井４をスカート管８と一
緒に、例えば修繕または保守作業を実施するために、全
装置から横へ取はずすことを可能にする。取はずし可能
な継手１５および１６は通常のボルト締フランジである
。
第４図によれば、スカート管８は二重壁の形でありそし
て間隙１７により互いに隔てられた２つの同心管８ａ、
８ｂからなる。
第５図によればスカート管８の下部域即ち出口域のみが
二重壁となっている。対応する管部分（内管および外管
）はここでは８ｃおよび８ｄと符号付けられる。
腐食問題に関して、これら二重壁変形は更なる改善を示
す１通常はスカート管８は外側がめったに湿潤しない、
しかし経験から、底縁１０付近で若干液体が集まり、そ
れは次に滴として離れる。
この点で乾いたおよび湿った表面の間に境界がある。ス
カート管はＩ！械的荷重をかけられないので、例えば黒
鉛、ガラス、更には或種プラスチックスといった、高度
に耐食性であるが限られた強度しか有しない材料をこの
部材に使用しうる。スカート管は保護機能しか有しない
ので、下部域における外側および内側表面での、また底
縁での腐食による若干の重１１３４失は受容しうる。し
かし、特に高温度適用での、これら腐食現象を排除また
は一層低減しなければならないなら、第４および５図に
よるスカート管８の二重壁変形が好ましいに違いない、
環状間隙１７のために、外管８ｂまたは８ｄは中庸にし
か熱くならず、従ってこれら管部分の底縁上に集まる液
体は重大な腐食を惹起さない、他方内管８ａおよび８ｃ
は高温度で乾いたままであり、従って同様に弱い腐食攻
撃にしかさらされない、必要なら、２つの管８ａと８ｂ
の間の間隙に冷媒を導入しうる。
熱ガスと液体の間の物質移動のための記載した装置は燃
焼プラントからの熱い排ガス流の処理に特に適当である
。そこでは排ガス流の冷却があると同時にその中に含ま
れるＨＣＩのような有害物質が液体中に吸収されそして
除去される。液体（洗浄液）として水が通常使用される
。しかし洗浄液は熱ガス流中の特定の有害物質の徹底的
除去を達成するために適当な反応性溶液からなることも
できる。
以下に本発明の態様を列記する。
１）　熱ガス流中に液体を噴射する、熱ガス流と液体の
間の物質移動のための装置であって、噴射室（２）中に
垂直に排出するガス供給管（１）　；ガス供給管と同軸
的に配置され、ガス供給管（１）よりも幅広く、そして
流れ方向に円錐形に収束する噴射室であって、その上部
がガス供給管（１）に連結されそして挿入された液体ノ
ズル（５）を有する輪形天井（４）により形成された噴
射室（２）；および噴射室（２）に同軸的に連結された
熱−および物質−移動ダク）（１２，１３）からなる前
記装置において、ガス供給管（１）の延長としてガスス
カート管（８）が、輪形天井（４）中の液体ノズル（５
）が熱ガス流に対し保護されるように噴射室（２）中に
突出することを特徴とする装置。
２）　噴射室（２）の円錐形に収束する内面（３）が、
噴射室（２）の最大直径の近くに配置された液体入口（
６）により生ずる水の流下膜（７）により冷却される第
１項の装置。
３）　２つの隣りあう液体ノズル（５）の間の距ＭＡが
スカート管（８）と噴射室（２）の最大直径の聖域（１
４）の間の環の幅Ｂの４倍より小さい第１又は２項の装
置。
４）　ガス供給管（１）と噴射室（２）の天井（４）の
間並びに噴射室（２）の天井（４）と円錐セクシゴン（
３）の間にそれぞれ１つの取はずし可能な継手（１５，
１６）が配置され、そしてスカート管（８）の底縁（１
０）がこれら２つの取はずし可能な継手（１５，１６）
の面の間に位置する第１〜３項の装置。
５）　スカート管（８）が間隙（１７）により隔てられ
た２つの同軸管（８ａ、８ｂ）からなる第１〜４項の装
置。
６）　スカート管（８）がその下部域で、外管部分（８
ｄ）と内管部分（８ｃ）の二重壁構造である第１〜５項
の装置。
７）　スカート管（８）の長さがスペーサにより調節で
きる第１〜６項の装置。
【図面の簡単な説明】
第１図は噴射室のガス供給管および物質移動ダクトを有
する本発明による物質移動装置の概略側面図、 第２図は第１図の断面Ａ／Ａで下からみた輪形天井また
はカバーの説明図、 第３図は容易に交換しうるガススカート管の態様の概略
側面図、 第４図は二重壁ガススカート管の説明図、第５図は一部
二重壁としたガススカート管の説明図である。 １・・・ガス供給管、　２・・・噴射室、　３・・・円
錐部、４・・・アーチ天井、　５・・・液体ノズル、　
８・・・ガススカート管、　　１２・・・ダクト、　　
１３・・・デイフユーザ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 熱ガス流中に液体を噴射する、熱ガス流と液体の間の物
    質移動のための装置であって、噴射室（２）中に垂直に
    排出するガス供給管（１）；ガス供給管と同軸的に配置
    され、ガス供給管（１）よりも幅広く、そして流れ方向
    に円錐形に収束する噴射室であって、その上部がガス供
    給管（１）に連結されそして挿入された液体ノズル（５
    ）を有する輪形天井（４）により形成された噴射室（２
    ）；および噴射室（２）に同軸的に連結された熱−およ
    び物質−移動ダクト（１２、１３）からなる前記装置に
    おいて、ガス供給管（１）の延長としてガススカート管
    （８）が、輪形天井（４）中の液体ノズル（５）が熱ガ
    ス流に対し保護されるように噴射室（２）中に突出する
    ことを特徴とする装置。
JP2315696A 1989-11-25 1990-11-22 熱ガス流と液体の間の物質移動のための装置 Pending JPH03181323A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3939057A DE3939057A1 (de) 1989-11-25 1989-11-25 Vorrichtung fuer den stoffaustausch zwischen einem heissen gasstrom und einer fluessigkeit
DE3939057.8 1989-11-25

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US (1) US5061408A (ja)
EP (1) EP0429942B1 (ja)
JP (1) JPH03181323A (ja)
AT (1) ATE108085T1 (ja)
CA (1) CA2030584A1 (ja)
DE (2) DE3939057A1 (ja)
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