JPH0555176B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スラリー溶液中に気体を噴出して処
理する装置に関し、例えば、湿式排煙脱硫装置の
吸収液中に空気を供給して液中の亜硫酸塩を酸化
する工程に適用できる処理装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、湿式排煙脱硫装置における生成亜硫酸塩
を酸化する処理装置としては、吸収液の液溜槽の
底部に多数の噴射孔を有する空気供給管を配設
し、その上方に回転撹拌翼を設けることにより気
液接触を促進し、亜硫酸塩の酸化処理を行なう方
式と、回転撹拌翼を中空となし多数の気体噴射孔
を開けることにより、気体の噴出と、気泡の細分
化を促進し、酸化処理を行なう方式とがある。

前者の方式では噴射孔から噴出させる気体の大
半が比較的大径の気泡を形成し、回転撹拌翼によ
る気泡の細分化も期待できないために気体噴射孔
の孔径を小さくし、かつ、孔の数を多数設ける必
要があつた。

これに対し、後者の方式は気体吹き込み手段を
撹拌翼に付設することにより気体吹き込み撹拌と
機械的撹拌を同時に行ない、気体の液中への巻き
込みを均一に行なうもので、前者の方式に比し
て、装置構造が簡単で、かつ、気液接触効率も優
れたものである。第１０図は後者の方式による装
置の概念図である。（実開昭61−150047号公報参
照）液溜槽６には被処理液１０が収容されてお
り、一方、中空回転軸３の先端には多数の気体噴
射孔２０を開けた中空撹拌棒１″が取り付けられ
てある。該撹拌棒１″は電動機９により回転され、
気体１１は中空回転軸３及び中空回転棒１″を介
して気体噴射孔２０より噴出される。この装置
は、回転撹拌棒の後方に形成する気相域に気体を
供給し、該領域の終縁部における気体の千切れ現
象を起こし気泡を十分に微細化させることができ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のように、第１０図の装置は気体の千切れ
現象により気泡を細分化することができ気液接触
効率を向上させることができた。

しかし、この装置をスラリー溶液の処理に適用
するときには気体噴射孔から中空撹拌棒内にスラ
リー溶液のスプラツシユが混入することが避けら
れず、中空撹拌棒内や気体噴射孔の周囲にスケー
ルが発生し、気体噴射孔を閉塞するという問題が
あつた。

また、気体の供給を停止するときにはスラリー
溶液が撹拌棒内に流入して固形分を沈積しスケー
ルを発生させるおそれもあつた。このようなスケ
ールの発生は撹拌棒を介して噴出される気体の流
量を撹拌棒毎に異ならせることになり、撹拌棒に
振動を発生させ、ついには回転不能とする。第１
１図は撹拌内のスケールの発生状況の例を示した
ものである。気体噴射孔に対向する撹拌棒の上部
内壁に硬質のスケールが発生する。このスケール
は硬くて水洗では取ることができない。気体噴射
孔と気体噴射孔の間の撹拌棒下部内壁や撹拌棒の
端部には軟質スケールと硬質スケールの混合物が
付着し、気体噴射孔の一部を硬質スケールで閉塞
する。

本発明は、上記装置の欠点を解消し、撹拌棒内
のスケール発生を回避し、気体噴射孔の閉塞を防
止して長期に運転可能なスラリー溶液の処理装置
を提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、回転軸の下端に取付けた撹拌棒と、
該撹拌棒の後方に形成される連続気相域に気体を
供給する噴射管とを有し、気体噴射管内に混入す
るスプラツシユを流下させるために該気体噴射管
を下方に延長させ、該気体噴射管を該撹拌棒と結
合して同時に回転可能としたことを特徴とするス
ラリー溶液の処理装置である。

〔作用〕

第１図は本発明の一具体例であるスラリー溶液
の処理装置の概念図である。液溜槽６には供給口
７よりスラリー溶液１０が供給されている。該溶
液中、下方に伸びる中空回転軸３の下端に水平撹
拌棒１が設けられており、該撹拌棒１の中程に垂
直に下方に伸びる気体噴射管２が固定されてお
り、気体噴射管２と中空回転軸３とを連結管４で
連通させ、中空回転軸３の上方に設けた気体供給
口８より中空回転軸３、連結管４及び気体噴射管
２を介して気体１１がスラリー溶液１０の中に噴
出される。一方、電動機９による回転される撹拌
棒はその後方に気相域を形成し、上記気体噴射管
２よりこの気相域に気体１１が供給される。

第６図は、第１図の装置において気泡の発生状
況を説明するための図である。気体噴射管２より
気体を噴出しつつ、撹拌棒１を矢印Ａの方向に、
例えば50〜150rpmの回転速度で回転させると、
撹拌棒１の後方背面全域にわたり気相域１６が形
成され、気相域の終縁部１７において気体は分散
され、大半は微細気泡１８となる。なお、回転軸
３の近傍は気相域１６が狭く一部大粒の気泡も発
生する。

気体噴射管２の取付け位置は気相域の狭い回転
軸の近傍を避ければ撹拌棒のどこに取付けてもよ
い。また、撹拌棒に対する気体噴射管の開口の位
置は、撹拌棒の下面より下方で、気相域に安定し
て気体を供給できる範囲で下方に伸ばすことがで
きる。なお、気体噴射管の後方背面にも気相域が
形成され、気泡の細分化機能を奏する。

処理操作中は第６図のように気体が噴出される
ために、気体噴射管２内にはスラリー溶液が逆流
することはないが、該管の開口部で形成される飛
沫が気体の流れに抗して該管内にスプラシユとし
て混入することは避けられない。このスプラツシ
ユを早期に管外に放出しないと、管内にスケール
を発生させることになる。本発明では、混入する
スプラツシユを早期に管外に放出するために気体
噴射管を下方に延長させた。したがつて、気体噴
射管の長さはスプラツシユのはね上り高さを考慮
して決定しなければならない。なお、スプラツシ
ユの重力による自然流下に妨げにならない範囲で
気体噴射管を傾斜させてもよい。

また、気体噴射管の内壁を濡すことにより、管
内に混入するスプラツシユの固着を防ぎ、早期に
管外に放出することを可能とする。第１図の装置
では中空回転軸３に気体１１を供給する導管に洗
浄水１２の導管を接続し、洗浄水を断続的、若し
くは、連続的に供給することにより気体噴射管２
の内壁を濡すことができる。

一方、処理操作の中断時には、スラリー溶液が
気体噴射管２、連結管４及び中空回転軸３の中に
流入するが、運転再開時に洗浄水で洗浄すること
によりスケールの発生を回避することができる。
通常は、スラリー溶液が流入するときに比重の重
い固形物の大半が液溜槽の底に沈降し、管内に流
入することは少ないが、管内における固形物の沈
積を完全に回避し、処理操作再開時の洗浄を容易
にするためにスラリー溶液の流入する管を垂直、
若しくは傾斜させることが好ましい。

第２図は、本発明の別の具体例である。第１図
との相違点は撹拌棒１本に対して気体噴射管を２
本設け、また、洗浄水供給管１４を中空回転軸３
の中を通して連結管４の入口近くに洗浄水ノズル
１９を開口するようにしたことにある。第９図は
洗浄水ノズル１９の周囲の拡大図である。このよ
うな構造を採用することにより気体の供給を確実
にし、かつ、洗浄水を連結管４及び気体噴射管２
の内壁に均一に噴露することにより該内壁全体を
常に濡れの状態に維持することが可能となつた。

第３図は本発明のさらに別の具体例である。こ
の装置では撹拌棒１′を中空となし、該撹拌棒に
下向きの気体噴射管２を植設したものである。こ
の図のように、気体噴射管２の長さをスプラツシ
ユのはね上り高さより長くすれば、スプラツシユ
対策には十分効を奏する。しかし、停止時に水平
の中空撹拌棒内に流入するスラリー溶液、特に固
形分を完全に放出することに若干の問題がある。

第４図は、第３図の変形であり、中空撹拌棒
１′を水平線に対してαだけ傾斜させることによ
り、管内に流入したスラリー溶液を処理操作開始
時に円滑にかつ完全に放出することを可能にした
ものである。

第５図は第３図の別の変形であり、中空回転軸
３の下端を延長し、撹拌棒１の下方に撹拌翼１５
を付設したもので、液溜槽６の底部に沈積する固
形分を排除し、気体噴射管２の開口近くの溶液中
の固形分濃度の局部的上昇を防止することによ
り、気体噴射管内部のスプラツシユによる障害を
低減するようにしたものである。

第７図及び第８図は気体噴射管２が矢印の回転
方向に移動するときに、第６図の撹拌棒の場合と
同様に気相域１６を形成する状況を示した図であ
る。第７図は気体噴射管２の断面形状を円形とし
た管を利用した例であり、第８図は移動方向の前
面を凸曲させ、背面を平坦とした管を利用した例
である。第８図の気体噴射管２を用いるときには
該管の開口より噴出される気体１１は該管の平坦
面部２′により生ずる気相域１６へ吸い込まれ、
かつ、該管の回転軌跡により生ずる液の渦力によ
る気相域１６の終縁部１７の千切れ現象によりほ
ぼ均一な微細な気泡１７を形成することができ、
第７図の断面円形の気体噴射管よりも気体接触効
率を一層向上させることができる。なお、第８図
の気体噴射管の断面形状を撹拌棒に付すこともで
きる。

実施例 １ 第１図の装置を用い、湿式排煙脱硫装置で生成
する亜硫酸カルシウム含有吸収液に空気を吹き込
んで亜硫酸カルシウムの酸化処理を行なつた。処
理装置の構成は以下の通りである。幅６ｍ、奥行
き４ｍの液溜槽に吸収液を４ｍの深さまで満たし
た。撹拌棒は太さ60.5mmφ、長さ1150mm（回転軸
の中心から）として直径114.3mmφの中空回転軸
の下端に水平に４本取付けた。気体噴射管は内径
22.7mmφ、外径27.2mmφ、垂直部の長さ250mmＨ
とし、撹拌棒先端から300mm手前の位置で、撹拌
棒の下面より100mm下方に突出させ固定させた。
また、気体噴射管と回転軸を連通する連結管は水
平に対して角度15°で傾斜させた。撹拌棒の取付
け高さは液溜槽の底部より500mmＨとした。

処理条件は、吸収スラリー濃度（石膏として）
17wt％、スラリー溶液温度48〜52℃の吸収液を
亜硫酸塩に換算して3.7Kgmol／Hrの処理量とな
し、撹拌棒の回転速度を60rpm、空気の供給量を
400m³Ｎ／Hr、空気の噴出速度を61ｍ／sec（50℃
において）として、700時間（約１ケ月）運転を
継続した。

この間の亜硫酸塩の酸化率は100％であつた。
気体噴射管の内壁を点検するために通気を維持し
た状態で液溜槽からスラリー溶液を排出した。４
本の噴射管は開口端部より約40mmにわたつて厚さ
約１mm位の薄い石膏スケールが各管とも同じ様に
発生した。

また、同様の条件で1500時間（約２ケ月）運転
を継続したが、スケールの状況は上記とほぼ同じ
であり、特に成長の傾向はなかつた。

実施例 ２ 実施例１の装置を用い、同一の運転条件で亜硫
酸塩の酸化処理を行なつた。実施例１との違い
は、１分の間に10秒間だけ、30／Hrの流量で
洗浄水を供給した点にある。

700時間（約１ケ月）の運転の結果、亜硫酸塩
の酸化率は100％であつた。また、気体噴射管の
内壁を点検するために通気・注水を維持しながら
液溜槽よりスラリー溶液を排出した。気体噴出管
の内壁にはスケールの発生を全く見い出すことが
できなかつた。

比較例 １ 第１０図の装置を用いて実施例１と同様の条件
の下で処理を行なつた。

第１図の装置と構造上の相違は撹拌棒を中空と
なし、直径８mmφの気体噴射孔を下方に、撹拌棒
１本当り８ケ設けた。運転条件は気体噴射孔にお
ける空気の噴出速度を60ｍ／secとなし、他の条
件は全て実施例１と同じにした。

50時間運転後に機器本体の振動のために運転を
停止した。この間の亜硫酸塩の酸化率は100％で
あつた。中空撹拌棒内を点検すると、気体噴射孔
に対向する棒内上壁に硬質スケールが付着してお
り、噴射孔は各撹拌棒の２〜４ケ所で硬質スケー
ルにより閉塞されていた。棒内の他の部分には硬
質スケールと硬質スケールの混合物が第１１図の
ように付着していた。棒内に上壁面への硬質スケ
ールの発生はスプラツシユの付着を意味し、実施
例１の気体噴射管と撹拌棒の気体噴射孔との構造
上の違いに基因してスプラツシユのはね上り高さ
が違つてくるものと考えられる。

実施例 ２ 実施例２と同じ洗浄条件を加え、比較例１で使
用した装置を用いて同じ運転条件の下で亜硫酸塩
の酸化処理を行なつた。

比較例１のような振動はなかつたが、比較のた
めに比較例１と同様に50時間で運転を中止した亜
硫酸塩の酸化率は100％であつた。

中空撹拌棒内を点検すると、回転軸側の２つの
気体噴射孔及びその周囲の内壁には軟質スケール
の付着もなく清浄であつたが、その先の噴射孔は
各撹拌棒とも２ケ所閉塞しており、他のスケール
の付着状況は比較例１とほぼ同じようであつた。
したがつて、機器本体の振動はまもなく発生する
ものと思われる。

〔発明の効果〕

本発明は、上記構成を採用することにより、撹
拌棒及び気体噴射管の後方に形成する気相域への
供給気体の吸い込みと気相域終縁部における気体
の千切れ現象により微細気泡を形成することがで
き、高い気液接触効率を保持できるとともに、気
相噴射管内に混入するスプラツシユを速やかに流
下放出を可能とし、特に、洗浄水により該管内を
濡らすことにより上記効果をより確かなものとな
し、さらには、運転停止時に流入する溶液を運転
再開に際して容易に排出可能とした。その結果、
気体噴射等の管内にスケールの発生を防止し、高
い気液接触効率の下で長期間安定した状態でスラ
リー溶液の処理を可能とした。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の具体例であるスラリ
ー溶液の処理装置の概念図であり、第６図は第１
図の装置で微細気泡を発生する状態を説明するた
めの図、第７図及び第８図は気体噴射管による微
細気泡の発生状態を説明するための図であり、第
９図は第２図の装置において連結管内に洗浄水ノ
ズルを配設した状態を示す図である。第１０図は
従来の装置の概念図であり、第１１図は第１０図
の中空撹拌棒内にスケールが発生する状態を示し
た図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転軸の下端に取付けた撹拌棒と、該撹拌棒
   の後方に形成される連続気相域に気体を供給する
   噴射管とを有し、気体噴射管内に混入するスプラ
   ツシユを流下させるために該気体噴射管を下方に
   延長させ、該気体噴射管を該撹拌棒と結合して同
   時に回転可能としたことを特徴とするスラリー溶
   液の処理装置。 ２ 回転軸を中空となし、該回転軸と気体噴射管
   とを連通したことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のスラリー溶液の処理装置。 ３ 撹拌棒を中空となし、該撹拌棒を介して中空
   回転軸と気体噴射管とを連通したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項記載のスラリー溶液の処
   理装置。 ４ 中空撹拌棒を傾斜させたことを特徴とする特
   許請求の範囲第３項記載のスラリー溶液の処理装
   置。 ５ 中空回転軸の下端に水平な撹拌棒を取付け、
   該中空回転軸と気体噴射管とを傾斜連結管で連通
   したことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
   のスラリー溶液の処理装置。 ６ 回転軸を撹拌棒の下方に延長し、その下端に
   撹拌翼を付設したことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項〜第５項のいずれか１項に記載のスラリ
   ー溶液の処理装置。 ７ 気体噴射管および／または撹拌棒の断面形状
   を、移動方向の前面を凸曲させ、背面を平坦とし
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第６
   項のいずれか１項に記載のスラリー溶液の処理装
   置。 ８ 中空回転軸に連通する気体供給管に洗浄水供
   給管を接続可能としたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項〜第７項のいずれか１項に記載のス
   ラリー溶液の処理装置。 ９ 洗浄水供給管を、中空回転軸の中を通し、該
   供給管の先端を分岐させ、中空回転軸から分岐す
   る各導管内に該供給管の先端ノズルをそれぞれ位
   置させたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   〜第８項のいずれか１項に記載のスラリー溶液の
   処理装置。