JPH0372913A

JPH0372913A - 排ガスの処理方法及び装置

Info

Publication number: JPH0372913A
Application number: JP2115607A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yanagioka; 柳岡　洋; Yoshio Ogawa; 小川　芳雄; Yoshiaki Komatsubara; 小松原　嘉明; Kenji Kobayashi; 健二小林
Original assignee: Chiyoda Corp; Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Current assignee: Chiyoda Corp; Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Priority date: 1989-05-02
Filing date: 1990-05-01
Publication date: 1991-03-28
Anticipated expiration: 2015-04-24
Also published as: US5645802A; RU2038130C1; JP3035624B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、粉塵及び化学汚染物を含有する排ガスの処理
方法及び装置に関するものである。

〔従来の技術及びその問題点〕

従来、湿式排煙脱硫法においては、亜硫酸ガスの吸収脱
硫段階より以前に排ガスを冷却することが不可欠であり
、従来の脱硫装置では、亜ｉ１！酸ガスを吸収反応させ
る脱硫装置本体とは別に、冷却液循環ポンプを有する除
塵塔を設け、ここで排ガスの冷却と除塵を行っている。

その結果、装置全体が大型化し、かつ設備、用役等の費
用もこれに付随して増大する等の欠点があった。

そこで、本発明者らは、先に、除塵塔を省略するために
、亜硫酸ガスを吸収反応させる脱硫装置本体内において
高温排ガスに冷却液微粒子と吸収液微粒子を接触させて
排ガス中の汚染物をそれら液体微粒子に捕促させるとと
もに、排ガスの増湿冷却を行わせ、その後、冷却された
排ガスをガス分散管を介して吸収液中に導入し、ここで
排ガス中の亜硫酸ガスを吸収除去し、清浄化された排ガ
スを得る方法を提案した（特開昭６４−１８４２７号公
報）。

しかし、この方法は、吸収液中に導入する排ガスが、冷
却液微粒子と吸収液微粒子を含み、しかも、これらの微
粒子は排ガス中の粉塵、Ｉ（Ｃｆ１．　ＨＦ、ＡＱ等の
汚染物を含有するため、吸収液の希釈化が起るとともに
、それらの汚染物の混入により、脱硫副生物、例えば石
コウの品質が低下するという問題や、さらには、冷却液
微粒子の混入による吸収液の希釈化や吸収液中への汚染
物の混入が原因となって、装置の脱硫性能そのものにも
悪影響が生じる等の問題点を包含し、未だ満足し得るも
のではなかった。

〔発明の課題〕

本発明は、前記した如き従来技術に見られる問題を解決
し、排ガスの冷却と排ガス中に含まれる粉塵及び化学汚
染物の除去を１つの装置で遠戚することができ、かつ吸
収液中への排ガス中の粉塵の混入や、排ガスの冷却に用
いた冷却液の混入の著しく減少された排ガスの処理方法
及び装置を提供することをその課題とする。

〔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、排ガスに冷却液を微粒子状に噴霧させて排ガスを
冷却させるとともに、排ガス中の粉塵を冷却液微粒子に
捕捉させ、そしてこの粉塵を捕捉した冷却液微粒子を含
む排ガスの流れを水平流から上昇流に変換させるととも
に、上昇する徘ガスから粉塵を捕捉した冷却液微粒子を
その重力により落下させて分離し、この冷却液微粒子の
分離された排ガスを吸収液と接触させて、排ガス中の化
学汚染物を吸収液中に吸収させて排ガスから分離するこ
とによって、前記課題を解決し得ることを見出し１本発
明を完成するに至った６即ち、本発明によれば、排ガス
中に冷却液を微粒子状に噴霧する工程、該排ガスを上昇
流に変換させるとともに該上昇する排ガスから排ガス中
の粉塵を捕捉した冷却液微粒子をその重力により落下さ
せ、排ガスから分離する工程、該排ガスから分離された
該冷却液微粒子を捕集し、系外へ排出する工程、該冷却
液微粒子の分離された排ガスを吸収液と接触させ、排ガ
ス中の化学汚染物を吸収液中に吸収させて排ガスから分
離する工程からなる粉塵及び化学汚染物を含有する排ガ
スの処理方法が提供される。

また、本発明によれば、排ガス中の冷却液を微粒子状に
噴出させる冷却液噴霧器と、内部空間に垂直管を、底部
に排ガスから分離された排ガス中の粉塵を捕捉した冷却
液微粒子を捕集する冷却液捕集板を有する排ガス除皇室
と、該排ガス除塵室の垂直管から排出される排ガスを吸
収液と接触させ、排ガス中の化学汚染物を吸収液中に吸
収させて排ガスから分離する排ガス化学処理室と、該排
ガス除塵室で冷却液捕集板に捕集された粉塵を捕捉した
冷却液を排ガス除塵室の外部へ排出する排出管を備えた
ことを特徴とする粉塵及び化学汚染物を含有する排ガス
の処理装置が提供される。

次に、本発明を図面により説明する。第１図は本発明の
装置の１つの実施例についての縦断面概要図を示す。

第１図に示した本発明の装置本体は、その全体が密閉容
器構造に形成され、冷却液捕集板１０５の上方に形成さ
れた排ガス除塵室Ａと、下方に形成された排ガス化学処
理室Ｂとからなっている。排ガス除塵室Ａと排ガス化学
処理室Ｂとの間には、垂直管１０９が上下に貫通する冷
却液捕集板１０５が水平に配設されている。垂直管の水
平断面形状は、円形、半円形、正方形、長方形等の各種
の形状であることができる。排ガス除塵室Ａの側壁には
、ガス導入口が配設され、このガス導入口には排ガス導
入管１１２が連結される。ガス導入口の開口最上端は、
垂直管１０９の上端より下方に位置し、一方、ガス導入
口の開口最下端は冷却液捕集板１０５より上方に位置す
る。冷却液捕集板１０５上には、冷却液排出管１１０を
開口させる。排ガス導入管１１２は、容器側壁に対して
接線方向になるように配設することもできる。このよう
に配設した排ガス導入管では、排ガスが回転しなから除
塵室内を上昇するので、冷却液微粒子と排ガスとの接触
時間が長くなり、高められた排ガス除塵効果及び冷却効
果が得られる。

排ガス除塵室Ａと、排ガス化学処理室Ｂとは、冷却液捕
集板１０５に貫通させた垂直管１０９を介して連絡して
いる。冷却液捕集板１０５より上方の垂直管部分は排ガ
ス化学処理室Ｂへのガス排出管として作用し、それより
下方の垂直管部分１０ｇは吸収液中へのガス分散管とし
て作用する。垂直管１０９の下端は底板１０２から間隔
を置いた上方に位置する。

また、この垂直管１０９の下端部には、下端から一定の
距ＩＩＩ（約５〜５０ｃ■）の位置の局面に排ガス吹出
し用透孔を多数穿設し、排ガスをその下端部局面から水
平方向に噴出させる構造のものにするのが好ましい。１
２８の垂直管を支持するための格子型サポートを示す。

排ガス導入管１１２の内部又は排ガス除塵室内の冷却液
捕集板１０５の上方あるいはその両方に冷却液微粒子１
１３を配設する。冷却液微粒子１１３は冷却液を微粒子
として噴霧できればいかなるものであってもよく、例え
ば、旋回型のスプレー、ジェット型のスプレー又は二流
体ノズル等を挙げることができる。

冷却液捕集板１０５上に開口する冷却液排出管１１０は
貯液タンク１１５に連結し、この貯液タンク１１５はＷ
Ｉ環ポンプ１１６及び配管１１７を介して冷却液微粒子
１１３に連結する。また、配管１１７には配管１１８が
連結し、これは粉塵分離器１１９に連結する。配管１２
０は排液管である。

排ガス化学処理室Ｂの側壁には、吸収剤供給用の配管１
２６及び吸収液排出用の配管１２７が配設されている。

排ガス化学処理室ａには、吸収液りが充填される。

吸収液は、排ガスの種類に対応して適当に選定され、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、排ガス中の汚染物がＳＯ□、ＳＯｌ、Ｎ
０１Ｎ、Ｏ，、ＮＯ，、Ｎ２Ｏ４、Ｎ２０６、ＨＣｉ２
．　ＨＦ等の酸性物質である場合、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、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、
冷却液としては、通常の水や、アルカリ性又は酸性水溶
液が排ガスの種類に応じて適当に用いられる。

第１図に示された装置を用いて粉塵及び化学汚染物を含
む排ガスの処理を行うには、例えば、排煙等の高温排ガ
スをガス導入管１１２を介して排ガス除塵室Ａに導入す
る。ガス導入管１１２内及び又は除塵室Ａ内には冷却液
噴霧器１１３から冷却液が噴霧され、高温排ガスは、こ
の微粒子状の冷却液と接触し、これによって冷却及び増
湿される。また、同時に、排ガス中の粉塵の大部分は、
この冷却液微粒子に捕捉される。この冷却液微粒子を含
む排ガスは、垂直管１０９に接触するとともにその流れ
を上昇流に変える。一方、排ガス中の冷却液微粒子は、
排ガスの上昇流れ方向とは逆に、除塵室Ａの空間を下方
に落下し、冷却液捕集板１０５上に捕集され、ここに滞
溜して滞溜液１２５を形成する。

高温排ガスに含まれる粉塵の一部は、除塵室Ａ内におけ
るガスの上昇流速が、通常、１〜５１／ｓｅｅと小さい
ため、重力により冷却液微粒子と共に落下し、滞溜液１
２５に捕捉される。高温排ガス中の微粒子状の粉塵は、
一般には、排ガスに同伴され、排ガスから分離するのは
通常困難であるが、本発明の場合は、冷却液噴霧により
形成された冷却液微粒子と接触して、液滴に捕捉され、
粗大化されるため、その重力により排ガス中を容易に落
下し、滞溜液１２５のなかに取り込まれる。除塵室Ａで
は水平方向のガス流速も通常、１〜５ｍ／ｓｅｅと小さ
いので、冷却液微粒子の再飛散はほとんどなく、冷却液
微粒子は排ガスから効率良く分離される。冷却液噴霧器
から噴書して形成する冷却液微粒子の平均粒径は、排ガ
スとの接触効率及び排ガスからの分離効率を考えて、４
００−４０００Ｉｌｓの範囲に規定するのがよい。

前記のようにして冷却され、除塵され、さらに冷却液微
粒子の除去された排ガス１２９は、垂直管１０９の上部
開口部に至り、垂直管１０９を下方に流通し、化学処理
室Ｂの吸収液り中に吹込まれ、吸収液と接触する。吸収
液と排ガス中の化学汚染物との反応により化学汚染物が
除去され、化学汚染物の除去された清浄化排ガスは、吸
収液の表面から放散し、排ガス排出管１０６を通って系
外に排出される。吸収液りに導入される排ガスは、それ
以前に十分に冷却され、かつ除塵されたもので、しかも
その冷却に際して接触させた冷却液微粒子も除去されて
いることから、排ガスの吸収液による処理はその排ガス
によっては悪影響を何ら受けない。

冷却液捕集板１０５上の滞溜液１２５は、冷却液排出管
１１０を通って貯液タンク１１５に導°入され、ここか
ら循環ポンプ１１６及び配管１１７を通って冷却液噴霧
器１１３に循環される。また、その冷却液の一部は配管
１１８を通って抜出され、粉塵分離器１１９に送られ、
ここで冷却液中の粉塵が除去される。粉塵分離器１１９
からは、粉塵の除去された排液が配管１２Ｑを通って排
出され、また粉塵１２１が除去される。

貯液タンク１１５には、配管１２０を通って抜出される
排液量及び蒸発により減少した冷却液量に応じて、新し
い冷却液が補給される。

本発明において、高温排ガスを冷却液微粒子と接触させ
る場合、種々の変更を行なうことができる１例えば、冷
却液は、必ずしも排ガス導入管１１２内と除塵室Ａ内の
両方に噴霧させる必要はなく、そのいずれか一方のみに
噴霧させることができる。

また、排ガスの冷却の大部分を排ガス導入管１１２内で
行なうことによって、除塵室Ａ内で用いる冷却液噴霧器
の設置数を減らすこともできる。しかもこの場合には、
排ガスの温度低下により、垂直管１０９をプラスチック
で構成することもできる。

さらに、本発明においては、除塵室Ａ内における冷却液
微粒子の排ガスからの落下分離を促進させるために、金
網や多孔板等をその上部空間に水平配置することもでき
る。

除塵室Ａにおける冷却液の噴霧は、単に排ガスの冷却の
みでなく、排ガス中から分離された粉塵を含む粘稠な液
が垂直管１０９に付着して生じた固形分を洗浄するため
にも用いられる。冷却液微粒子が、この垂直管１０９の
表面に万遍なくかかることによって、垂直管１０９は、
清浄に保たれる。特に、垂直管の上部開口を洗浄し、固
形分の付着を防止するには、冷却液噴霧器のスプレーノ
ズルを垂直管より上部へ配置し、例えば、１００問だけ
垂直管の開口部より離しておくのが有利である。

排ガスを冷却するための全冷却液噴霧量は、供給される
高温排ガス量、排ガス温度、冷却液温度等との関係にお
いて適宜選択することができるが、噴震液量／高温排ガ
ス量の比は、重量基準で約０．５〜５の範囲が適当であ
る。また、高温排ガス中の粉塵と冷却液微粒子とを緊密
に接触させ、粉塵を十分捕捉するとともに、ガスを十分
冷却するためには、垂直管１０９の上部開口は、排ガス
導入口の開口最上端より２５０ａｍ以上及び１５００ｍ
ｌ以下の上方に位置させるのが好ましい。また垂直管１
０９の上部開口は、上方開口ばかりでなく、その局面に
開口部を設けた側方開口とすることもでき、その側方開
口部の形状は、円形、三角形、四角形などいかなる形状
にもすることができる。さらに、垂直管１０９の上部開
口の位置は、容器の天板１０３から下方に３００ｍｍ以
上、３０００ｍｍ以下の間隔を置いて位置させるのがよ
い。

また、第１図に示した排ガス処理装置において、排ガス
の冷却効率及び排ガス中からの冷却液微粒子の分離効率
を高度に維持するとともに、装置全体をコンパクト化す
るためには、冷却液捕集板１０５を貫通する垂直管１０
９の横断面積の合計Ｐと、垂直管貫通部の開口面積を除
いた冷却液捕集板１０５の面積Ｑとの比Ｐ／Ｑは、ｌ／
２０〜１／Ｉの範囲に規定するのがよい。この面積比Ｐ
／Ｑが前記範囲より大きくなると、除塵室Ａにおける排
ガスの上昇速度が過大となり、排ガスからの冷却液微粒
子の分離効率が悪化し、相当量の冷却液微粒子が排ガス
に同伴し、吸収液り中に混入するようになる。一方、面
積比Ｐ／Ｑが前記範囲より小さくなると、垂直管１０９
を下降するガス流速が過大となり、ガス圧力の損失が増
大するようになる。垂直管１０９の直径は、通常、　５
−５０ｃｌ程度である。

第２図に本発明の装置の他の実施例についての縦断面概
要図を示す。装置本体は、全体的には第１図に示した装
置と同様の構造に構成されたものであるが、この場合に
は、排ガス導入管１１２が長く形成され、ここで徘ガス
中の冷却と除塵の大部分が行われる。このような装置は
、特公昭６０−４７２６号公報に記載された排煙脱硫法
の実施装置として有利に適用される。また、第２図にお
いて、第１図に示した符号と同一の各符号は同一の意味
を有する。

第３図は、垂直管１０９を冷却液補集板１０５に取付け
る際の説明図を示す。第３＠において、垂直管１０９の
表面にはネジ山１３１が設けてあり、垂直管１０９は冷
却液捕集板１０５の開口に、ワッシャー１３３及びネジ
山村ディスク１３２を介して支持されている。この例で
は、垂直管の１０９の上下方向の移動が自由なので、垂
直管の冷却液捕集板上の高さや吸収液への垂直管の浸液
深さの調節を行うことが可能である。従って、冷却除塵
の程度を加減したり、化学汚染物の除去率を任意に設定
したりする゛ことが可能となる。

〔発明の効果〕

本発明の方法によれば、１つの装置において、排ガスの
冷却、除塵及び吸収反応（例えば、脱硫反応）の三者を
同時にかつ効率よ〈実施することができる。また、本発
明の装置は、排ガスの冷却、除塵及び吸収反応の三者を
同時に実施し得る機能を有するので、脱硫装置本体から
独立した除塵塔を備えた従来一般の脱硫装置と比較し、
著しく小型化されたものである。

本発明の装置においては、排ガス導入口の開口最上端の
上方にその上部開口が位置する垂直管１０９が設けられ
ているので、排ガス中の粉塵を捕捉した冷却液微粒子は
、排ガスが垂直管１０９のその上部開口に至るまでの間
に重力により落下し、排ガスから分離される。これによ
って排ガスからの冷却液微粒子と粉塵の除去が同時に遠
戚される。

また、本発明装置では、排ガス導入管１１２を通って導
入された排ガスは垂直管１０９の表面と衝突するように
構成されているので、排ガス中に含まれる冷却液微粒子
及び粉塵の分離は、この衝突によって促進される１本発
明では、除塵室Ａがら化学処理室Ｂに入る排ガスに含ま
れる冷却液微粒子の割合は、通常、２重量２以下という
非常に低いものである。

また、本発明装置は、除塵室Ａ内において、冷却液捕集
板１０５上に滞溜液１２５が形成されるように構成され
ているので、滞溜液と衝突した排ガス中の粉塵はこの滞
溜液に取込まれて、排ガスからの除塵が促進される。

さらに１本発明の装置においては、吸収液中に導入分散
される排ガスは、冷却液微粒子及び粉塵を実質上含有し
ないので、吸収液が冷却液微粒子によって希釈されるこ
とがない上、吸収液が粉塵によって汚染されることもな
い、さらに、排ガス中に粉塵とともに含まれるＨＣ（！
、　ＨＦ、　Ａｒ１等の不純物も冷却液微粒子との接触
により除去される。従って、本発明においては、吸収液
と化学汚染物との反応により得られる反応生成物、例え
ば石コウの純度が高くなり、その製品価値が高められる
という利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の実施例の１つについての縦断面
概要図を示す。第２図は本発明の装置の他の実施例についての縦断面概
略図を示す。第３図は垂直管を冷却液捕集板に取付ける際の説明図で
ある。１０１・・・容器、１０５・・・冷却液捕集板、１０６
・・・排ガス排出管、１０９・・・垂直管、１１０・・
・冷却液排出管、１１２・・・排ガス導入管、１１３・
・・冷却液噴霧器、１２５・・・滞溜液、１３１・・・
ネジ山、１３２・・・ネジ山ディスク、１３３・・・ワ
ッシャー、Ｇ・・・排ガス、Ｌ・・・吸収液。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）排ガス中に冷却液を微粒子状に噴霧する工程、該
排ガスを上昇流に変換させるとともに該上昇する排ガス
から排ガス中の粉塵を捕捉した冷却液微粒子をその重力
により落下させ、排ガスから分離する工程、該排ガスか
ら分離された該冷却液微粒子を捕集し、系外へ排出する
工程、該冷却液微粒子の分離された排ガスを吸収液と接
触させ、排ガス中の化学汚染物を吸収液中に吸収させて
排ガスから分離する工程からなる粉塵及び化学汚染物を
含有する排ガスの処理方法。
（２）該排ガスが硫黄酸化物を含み、吸収液が脱硫液で
ある請求項１の方法。
（３）排ガス中に冷却液を微粒子状に噴出させる冷却液
噴霧器と、内部空間に垂直管を、底部に排ガスから分離
された排ガス中の粉塵を捕捉した冷却液微粒子を捕集す
る冷却液捕集板を有する排ガス除塵室と、該排ガス除塵
室の垂直管から排出される排ガスを吸収液と接触させ、
排ガス中の化学汚染物を吸収液中に吸収させて排ガスか
ら分離する排ガス化学処理室と、該排ガス除塵室で冷却
液捕集板に捕集された粉塵を捕捉した冷却液を排ガス除
塵室の外部へ排出する排出管を備えたことを特徴とする
粉塵及び化学汚染物を含有する排ガスの処理装置。
（４）該冷却液噴霧器が、該排ガス除塵室のガス導入口
に連結する排ガス導入管内及び／又は排ガス除塵室内に
配設されている請求項３の装置。
（５）該排ガス除塵室が、該排ガス化学処理室の上方に
設置され、該排ガス除塵室と該排ガス化学処理室とが冷
却液捕集板を貫通する垂直管を介して連絡している請求
項３又は４の装置。
（６）側壁にガス導入口を有する排ガス除塵室と、該排
ガス除塵室の下方に配設された側壁にガス排出口を有す
る排ガス化学処理室と、該両室の間に水平に配設された
冷却液捕集板と、該冷却液捕集板を上下に貫通し、上端
が天板より間隔を置いた下方でかつ該ガス導入口の開口
最上端より上方に位置し、下端が底板より間隔を置いた
上方でかつ該ガス排出口の開口最下端より下方に位置す
る垂直管と、該ガス導入口に連結する排ガス導入管と、
該排ガス排出口に連結する清浄化排ガス排出管と、該排
ガス導入管内及び／又は該冷却液捕集板の上方に配設さ
れた冷却液噴霧器と、該冷却液捕集板に開口する冷却液
排出管を備えていることを特徴とする粉塵及び化学汚染
物を含有する排ガス処理装置。