JPH05317638A - ジェットバブリング反応槽 - Google Patents

ジェットバブリング反応槽

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JPH05317638A
JPH05317638A JP4150095A JP15009592A JPH05317638A JP H05317638 A JPH05317638 A JP H05317638A JP 4150095 A JP4150095 A JP 4150095A JP 15009592 A JP15009592 A JP 15009592A JP H05317638 A JPH05317638 A JP H05317638A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aqueous solution
exhaust gas
reaction tank
gas
sparger pipe
Prior art date
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Pending
Application number
JP4150095A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuo Kanda
哲郎 神田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chiyoda Corp
Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Original Assignee
Chiyoda Corp
Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
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Publication date
Application filed by Chiyoda Corp, Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd filed Critical Chiyoda Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 攪拌機に代わる運転費の低い攪拌手段を備
え、かつコンパクトな反応槽になるように改良されたジ
ェットバブリング反応槽を提供する。 【構成】 ジェットバブリング反応槽30の下部は、亜
硫酸ガス固定剤を溶解又は懸濁した水溶液を保有する水
溶液保有部3を構成している。亜硫酸ガスを含む排ガス
を容器内に導入するために水溶液保有部上に配置された
排ガス入口室からスパージャーパイプ9がほぼ垂直に下
降し、下部端部が水溶液中に浸漬するように配設されて
いる。該スパージャーパイプを介して排ガスは水溶液中
に分散し、排ガス中の亜硫酸ガスは反応して亜硫酸塩、
更に同時に酸素の存在下で酸化して硫酸塩として固定す
る。水溶液保有部の攪拌手段として、従来設けられてい
た攪拌機に代えて、スパージャーパイプの下部に排ガス
分散手段を設け、更に水溶液と酸素含有ガスとを気液混
相で水溶液保有部内の水溶液中に噴射する噴射ノズル3
2をスパージャーパイプの排ガス分散手段下方近傍に設
けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、排ガス中に含まれるSO
2 、HF、Hcl 、NH3 、ダスト等の環境汚染物質を除去す
る排ガス処理装置に使用される、コンパクトで運転費の
低いジェットバブリング反応槽に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のジェットバブリング反応槽は、典
型的には例えば特公昭第55−37295号の第1図及
び特開昭第64−18429号の第1図に示すように、
竪型容器であって、容器下部は、亜硫酸ガス固定剤を溶
解又は懸濁した水溶液を保有し、かつ該水溶液を攪拌す
る攪拌手段としてインペラー式攪拌機を有する水溶液保
有部として構成されている。亜硫酸ガスを含む排ガスを
容器内に導入するために水溶液保有部上に配置された排
ガス入口室から、スパージャーパイプは、ほぼ垂直に下
降し、下部端部が水溶液中に浸漬するように配設されて
いる。容器内に導入された排ガスは、排ガス入口室及び
スパージャーパイプを介して水溶液保有部に保有された
水溶液中に導入分散され、排ガス中の亜硫酸ガス等の汚
染物質は亜硫酸ガス固定剤と反応して、亜硫酸塩とな
り、同時に酸素の存在下に酸化されて硫酸塩として固定
化される。
【0003】以下に図5を参照して、更に従来のジェッ
トバブリング反応槽1を説明する。図5において、水溶
液保有部3にはSO2 固定剤例えば石灰石を溶解又は懸濁
した水溶液が収容されている。排ガス導入ダクト5及び
排ガス入口室7を経由スパージャーパイプ9によりSO2
を含む排ガスを反応槽1の水溶液保有部3に収容された
水溶液の液面下に導入し、スパージャーパイプ9の開口
部に設けたガス分散手段11から排ガスをジェット状に
噴出させて水溶液中にバブリングさせながら泡出させ
る。これにより所謂ジェットバブリング層Aが液面下に
生成される。スパージャーパイプ9の下部には攪拌翼1
3が設けられていて、水溶液を攪拌している。それによ
り生じた循環流中にスパージャーパイプ9から泡出した
排ガスの気泡が吸い込まれ、微細な気泡となって水溶液
と接触する。
【0004】SO2 は、水溶液中でSO2 固定剤と反応して
亜硫酸塩になると同時に、反応槽の底部に配置した酸素
含有ガス導入管15から吹き込まれた酸素含有ガス、例
えば空気により酸化されて硫酸塩となり、更に水和して
晶析する。SO2 を除去された排ガスは、反応槽1上部の
排ガス出口室17から系外に排出される。一方、晶析し
た硫酸塩、例えば石膏を濃厚に含有する水溶液は、水溶
液排出管21を介してポンプ23により遠心分離器25
に送られ、石膏が分離される。水溶液排出管21より抜
き出された排出水溶液に見合う適当量が水溶液導入管1
9より連続的に水溶液保有部3に補給される。石膏が分
離された排出水溶液は、SO2 固定剤が添加されて補給用
水溶液として再び反応槽1に循環される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ジェットバ
ブリング反応槽において、水溶液の攪拌は、第1には反
応槽内に供給された空気等の酸素含有ガス、石灰石等の
SO2 固定剤及び種晶をジェットバブリング層に十分に均
一に分散するために、第2には晶析した硫酸塩が沈積し
ないように絶えず運動させるために行われている。しか
し、攪拌手段としてインペラー式攪拌機を備えた上述の
従来のジェットバブリング反応槽では、攪拌機自体の費
用に加えて、攪拌機の回転部分の保守点検にも費用を要
し、かつ攪拌機の動力費も軽視できなかった。また、攪
拌機による攪拌領域を水溶液保有部内に確保するため、
水溶液保有部の高さ、従って反応槽全体の高さが高くな
り、反応槽の製作費が嵩んだ。
【0006】本発明の目的は、攪拌機に代わる運転費の
低い攪拌手段を備え、かつコンパクトな反応槽になるよ
うに改良されたジェットバブリング反応槽を提供するこ
とである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者は、スパージャ
ーパイプ下部から排ガスを噴射して水溶液液面下にジェ
ットバブリング層を生成するために消費しているエネル
ギーは、攪拌機に使用されているエネルギーより遙に大
きいことに着眼し、このエネルギーを有効に利用する方
法を研究した。本発明者は、実験と研究の末、寧ろ攪拌
機が、攪拌翼による循環流れでスパージャーパイプの下
部から出る排ガスの噴出エネルギーを他の部分から隔離
している、換言すれば攪拌翼によるエネルギーと排ガス
の噴出エネルギーとを衝突させて消耗させており、その
ため、攪拌機に使用されているエネルギーより遙に大き
い排ガスの噴出エネルギーは、上述の攪拌の第1の目的
にも第2の目的にも殆ど寄与していないことを見い出し
た。
【0008】そこで、攪拌機による攪拌に代えて、スパ
ージャーパイプの下部と反応槽底部とを近づけ、スパー
ジャーパイプの下部から出る排ガスの噴出エネルギーを
最大限水溶液の攪拌に利用し、更に水溶液及び酸素含有
ガスを噴射ノズルから噴射させることによりその噴射エ
ネルギーをも利用して水溶液を攪拌する方が、より効果
的であることを見い出した。これらの知見に基づいて、
本発明者は、本発明を発明するに到った。
【0009】上記目的を達成するために、本発明に係る
ジェットバブリング反応槽は、竪型容器であって、亜硫
酸ガス固定剤を溶解又は懸濁した水溶液を保有し、かつ
該水溶液を攪拌する攪拌手段を有する水溶液保有部を該
容器内下部に備え、亜硫酸ガスを含む排ガスを容器内に
導入するために水溶液保有部上に設けられた排ガス入口
室からスパージャーパイプを、その下部端部が水溶液中
に浸漬するようにほぼ垂直に配設し、該スパージャーパ
イプを介して容器内に導入した排ガスを水溶液保有部に
保有された水溶液中に導入分散し、反応させて亜硫酸ガ
スを亜硫酸塩、更に同時に酸素の存在下で酸化して硫酸
塩として固定するジェットバブリング反応槽において、
水溶液保有部に設けられた攪拌手段は、スパージャーパ
イプの下部に設けた排ガス分散手段と、前記亜硫酸ガス
固定剤を溶解又は懸濁した補給用水溶液及び酸素含有ガ
スをそれぞれ液相及び気相の単独相流で又は気液混相流
で水溶液保有部内の水溶液中に噴射するためにスパージ
ャーパイプの排ガス分散手段下方近傍に設けた噴射ノズ
ルとからなることを特徴としている。
【0010】本発明において、スパージャーパイプの下
部に設けられた排ガス分散手段と噴射ノズルを備えたヘ
ッダーとを近接させることにより、スパージャーパイプ
から出る排ガスの噴射エネルギーを酸素含有ガス及び石
灰石等のSO2 固定剤の分散、晶析した硫酸塩の沈積防止
等に利用することができる。また、水溶液と酸素含有ガ
スとをそれぞれ液相と気相の単独相で又は気液混相で水
溶液中に噴射ノズル等を介して噴射することにより、SO
2 固定剤を溶解又は懸濁した補給水溶液及び酸素含有ガ
スを小さい液粒子及びガス粒子に微細化して水溶液保有
部内の水溶液中に均一に分散させ、効率的に排ガスとの
反応及び水溶液の攪拌に寄与することができる。噴射ノ
ズルは、市販のノズルでも、また単なる貫通孔であって
もよい。その個数、ノズル径又は孔径は酸素含有ガス及
び補給用水溶液の供給量に応じて決定される。ヘッダー
の形状は、特に制約はないが、好適には反応槽の横断面
においてなるべく均一にノズル又は貫通孔を配置するよ
うな形状、例えば同心円状のリングヘッダーが望まし
い。好適には、晶析した硫酸塩の沈積防止を効果的に行
うために、ヘッダーは、反応槽の底板に近接させて配設
する。
【0011】
【実施例】以下に、添付図面、図1から図4を参照して
実施例に基づき本発明をより詳細に説明する。図1から
図4を通して図5と同じ機能及び形状を有する部品、部
材には同じ符号を付し、その説明を省略する。図1は、
本発明の一実施例に係るジェットバブリング反応槽30
の模式的縦断面図である。従来のジェットバブリング反
応槽1に設けられていた攪拌機を水溶液保有部3に設置
する代わりに、本発明の実施例に係るジェットバブリン
グ反応槽30では、排ガスを下方にも噴出させる排ガス
分散手段31がスパージャーパイプ9の下部に設けられ
ており、SO2 固定剤を溶解した補給用水溶液と空気との
混相流を噴射する噴射ノズル32を備えた噴射ノズルヘ
ッダー34がスパージャーパイプ9の排ガス分散手段3
1の下方近傍に設けられている。それにより、その攪拌
翼を設置するために要した空間を排除して反応槽の高さ
が短縮されている。
【0012】噴射ノズルヘッダー34は、反応槽30の
底板に近接して底板にほぼ平行に配置された同心円状の
複数のリング上に多数の噴射ノズル32をほぼ均一に備
えたヘッダーであって、スパージャーパイプ9の下部の
約100cm下に設置されている。本実施例では、噴射ノ
ズル32は、図2に示すように細い貫通孔であって、噴
射ノズルヘッダー34上に千鳥状の配置で45°上方を
指向して配設されている。45°上方を指向しているこ
とにより、噴射ノズル32は、その真上のみならず反応
槽30の側壁付近の水溶液をも攪拌することができる。
補給用水溶液は、水溶液供給装置(図示せず)から水溶
液導入管36を介して供給される。水溶液導入管36
は、反応槽30との接続端の上流側で空気を供給する空
気導入管38と合流する。それにより、補給用水溶液と
空気とは、気液混合して混相流を生成し、噴射ノズルか
ら水溶液保有部3内の水溶液中に噴射されて水溶液を攪
拌する。混相流で流れることにより、空気と水溶液とは
それぞれ単体の又は混合体の小さいな微粒子状になっ
て、より均一に分散され、かつ排ガスとより反応し易い
状態で水溶液中に噴射される。
【0013】水溶液導入管36と空気導入管38との合
流部は、例えば図3に示すような常用の構造で形成され
ていて、矢印U方向から空気が矢印V方向から補給用水
溶液が流入して矢印W方向に流れる。尚、水溶液と空気
との合流を逆にして矢印U方向から補給用水溶液を矢印
V方向から空気を流入させることもできる。本実施例で
は補給用水溶液と空気とは混相流で水溶液保有部内の水
溶液に噴出しているが、補給用水溶液と空気とをそれぞ
れ別個の噴射ノズルヘッダーにより液相と気相の単独相
流で水溶液中に噴出させることもできる。
【0014】スパージャーパイプ9の下部に設けられた
排ガス分散手段31は、排ガスを下方にも噴出させるた
めに、例えば貫通孔又は図4(a)に示すようなスリッ
ト40を多数スパージャーパイプ9の下端壁に備えてい
る。尚、下端面近傍の側壁には、従来のジェットバブリ
ング反応槽のスパージャーパイプと同様に貫通孔又は図
4(b)に示すようなスリット状切欠き42が多数設け
られている。以上の排ガス分散手段31により、排ガス
流れがスパージャーパイプ9の下方及び水平方向にジェ
ット状で水溶液中に噴出する。従来のジェットバブリン
グ反応槽は液面下に約4mの深さの水溶液保有部を必要
としたのに較べて、本実施例の水溶液保有部の深さは2
〜3m位であるから、本発明は本実施例においてジェッ
トバブリング反応槽の高さを1m〜2m短縮することが
出来たことになる。
【0015】
【発明の効果】本発明は、容器内に導入した亜硫酸ガス
を含む排ガスをスパージャーパイプを介して水溶液保有
部に保有された水溶液中に導入分散し、反応させて亜硫
酸塩、更に同時に酸素の存在下で酸化して硫酸塩として
固定するジェットバブリング反応槽において、水溶液保
有部に設けるべき攪拌手段をスパージャーパイプの下部
に設けた排ガス分散手段と、水溶液と酸素含有ガスとを
それぞれ液相と気相の単独相で又は気液混相で水溶液保
有部内の水溶液中に噴射するためにスパージャーパイプ
の分散手段下方近傍に設けられた噴射ノズルとから構成
することにより、従来必要とされてきたインペラー式攪
拌機を不要とし、反応槽の高さを短縮することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るジェットバブリング反応槽の一実
施例の模式的断面図である。
【図2】噴射ノズルヘッダーの一例を示す縦断面説明図
である。
【図3】空気導入管と水溶液導入管との合流部の一例を
示す縦断面図である。
【図4】図1に示すジェットバブリング反応槽のスパー
ジャーパイプ下部に設ける排ガス分散手段の一例の説明
図である。
【図5】従来のジェットバブリング反応槽の模式的断面
図である。
【符号の説明】
1 従来のジェットバブリング反応槽 3 水溶液保有部 5 排ガス導入ダクト 7 排ガス入口室 9 スパージャーパイプ 11 スパージャーパイプの開口部に設けたガス分散手
段 13 攪拌翼 15 酸素含有ガス導入管 17 排ガス出口室 19 水溶液導入管 21 吸収液排出管 23 ポンプ 25 遠心分離器 30 本発明に係るジェットバブリング反応槽 31 排ガス分散手段 32 噴射ノズルヘッダー 34 噴射ノズル 36 水溶液導入管 38 酸素含有ガス導入管 40 スリット 42 切欠き

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 竪型容器であって、亜硫酸ガス固定剤を
    溶解又は懸濁した水溶液を保有し、かつ該水溶液を攪拌
    する攪拌手段を有する水溶液保有部を該容器内下部に備
    え、亜硫酸ガスを含む排ガスを前記容器内に導入するた
    めに前記水溶液保有部上に設けられた排ガス入口室から
    スパージャーパイプを、その下部端部が前記水溶液中に
    浸漬するようにほぼ垂直に配設し、該スパージャーパイ
    プを介して前記容器内に導入した排ガスを前記水溶液保
    有部に保有された水溶液中に導入し、反応させて亜硫酸
    ガスを亜硫酸塩、更に同時に酸素の存在下で酸化して硫
    酸塩として固定するジェットバブリング反応槽におい
    て、 前記水溶液保有部に設けられた攪拌手段は、前記スパー
    ジャーパイプの下部に設けた排ガス分散手段と、前記亜
    硫酸ガス固定剤を溶解又は懸濁した補給用水溶液及び酸
    素含有ガスをそれぞれ液相及び気相の単独相流で又は気
    液混相流で前記水溶液保有部内の水溶液中に噴射するた
    めに前記スパージャーパイプの排ガス分散手段下方近傍
    に設けた噴射ノズルとからなることを特徴とするジェッ
    トバブリング反応槽。
JP4150095A 1992-05-19 1992-05-19 ジェットバブリング反応槽 Pending JPH05317638A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100907083B1 (ko) * 2007-02-23 2009-07-09 주식회사 엘지생활건강 공기방울 함유 액체 제조장치 및 공기방울 함유 액체의제조 방법
JP2011088111A (ja) * 2009-10-26 2011-05-06 Chiyoda Kako Kensetsu Kk 排ガス処理装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100907083B1 (ko) * 2007-02-23 2009-07-09 주식회사 엘지생활건강 공기방울 함유 액체 제조장치 및 공기방울 함유 액체의제조 방법
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