JPH074502B2 - 気体吸収速度増大法 - Google Patents

気体吸収速度増大法

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JPH074502B2
JPH074502B2 JP61049590A JP4959086A JPH074502B2 JP H074502 B2 JPH074502 B2 JP H074502B2 JP 61049590 A JP61049590 A JP 61049590A JP 4959086 A JP4959086 A JP 4959086A JP H074502 B2 JPH074502 B2 JP H074502B2
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/087Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy
    • B01J19/088Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy giving rise to electric discharges

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  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、被吸収成分の吸収成分中への吸収速度増大
法、特に放電を利用して吸収速度を加速度的に増大させ
る方法に関する。
(従来の技術) 従来にあっても、一般に気体成分あるいは液相から蒸発
した気体成分である1つの成分を、液体である他の成分
中に吸収させることは、工業的にも広く利用、応用され
てきた。例えば、吸収式冷凍機は水蒸気を臭化リチウム
溶液を、あるいはアンモニアガスを水に吸収させてお
り、また、吸収式の排ガス処理装置では排ガスをアルカ
リ溶液などに吸収させており、その他多くの例を挙げる
ことができる。
従来技術においても、成分A(吸収される成分、つまり
被吸収成分をいう、以下本明細書においては同じ)を効
率よく蒸発させて、成分B(吸収する成分、つまり吸収
成分をいう、以下同じ)に吸収させるために、気−液の
接触面積を増やすこと、蒸発槽に電界をかけることなど
様々な方法が提案されてきた。しかし、蒸発槽の気−液
界面に電界をかける場合にも電極と蒸発槽との間に絶縁
物を介在させて電界をかけているだけである。放電を行
わせそれを利用するという考えはみられない。また、電
界をかける場合でも、蒸発速度がわずかに増大するだけ
であった。
しかしながら、今日では、前述のような気体吸収装置の
需要が高まるとともに小型化、効率化が求められるよう
になってきており、気体である前述の成分Aの、液体で
ある前述の成分B中への吸収、ならびに成分Aの液体か
ら気体への蒸発そして成分B中への吸収を高効率化する
ことが求められつつある。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明の1つの目的は、気体成分である成分Aを液体で
ある成分B中に高速度で吸収させる方法を提供すること
である。
本発明の別の目的は、成分Aが液体から気体に相変化
し、次いで成分Bに吸収される場合、その液体から気体
への相変化の速度を増加させるとともに成分B中への吸
収速度を著しく増大させる方法を提供することである。
(問題点を解決するための手段) ここで、本発明者らは、かかる目的達成のために検討を
重ねたところ、成分Aと成分Bとの気−液界面の領域に
いおて放電を行ったところ、成分Aの成分B中への吸収
速度が飛躍的に増大することを知見した。
本発明者らがさらに検討を続けたところ、成分Aが蒸発
し、気体になる領域、気体になった成分Aが成分Bとの
接触界面に向って移動する通路部、さらに成分Aが成分
Bに溶け込む領域に電場をかけ、放電を行うことによ
り、成分Aが気体になりそして成分Bに溶け込む速度が
著しく増大することを知り、本発明を完成した。
よって、本発明の要旨とするところは、気体である被吸
収成分と液体である吸収成分との気−液界面に、交流ま
たは直流の高電圧を印加して放電を行うことを特徴とす
る、被吸収成分の吸収成分中への気体吸収速度増大法で
ある。
また、別の特徴によれば、本発明は、液体である被吸収
成分が吸収され、蒸発によって気体である被吸収成分を
発生させる第1室と、液体である吸収成分が吸収された
第2室と、これらの室を相互に結ぶ通路部とからなる吸
収装置において、前記第2室における被吸収成分と吸収
成分との気−液界面に交流または直流の高電圧を印加し
て放電を行うことを特徴とする、被吸収成分の吸収成分
中への気体吸収速度増大法である。
さらに、本発明は別の面からは、その要旨とするところ
は、前記第1室における被吸収成分の気−液界面に交流
または直流の高電圧を印加して放電を行うことを特徴と
する方法である。
なお、上記の「放電」は、液面とこれに対向する電極と
の間の電位をある一定値以上に上げた場合にみられる電
荷の移動一般をいうもので、通常はコロナ放電、アーク
放電がみられる。直流での放電を利用する場合、電極の
極性を交互に配置することにより、一層効果を高めるこ
とができるため好ましい。例えば、上述のように第1
室、通路部、そして第2室とある場合、それらを順次プ
ラス放電、マイナス放電、そしてプラス放電となるよう
に電極に極性を交互に変えるのである。
かくして、本発明によれば、従来達成できなかった程の
大きな吸収速度が現実され、装置全体の小型化も容易に
実現されるのである。
(作用) 次に、添付図面に示した具体的例に関連させて本発明を
さらに説明する。
第1図は、本発明により成分Aの成分B中への吸収速度
がどの程度増大するかを評価するための装置の略式説明
図である。
成分Aは本例では水であり、これを収容する第1室10の
上部には針対面電極12が垂下設置されており、蒸発槽で
ある第1室10の底面には他方の電極14が配置され、両電
極は適宜電圧源16に接続され、交流または直流の高電圧
がかけられる。これにより気−液界面には放電が行わ
れ、成分Aの蒸発が促進される。
一方、これに通路部18を介して隣接する成分Bを収容し
た吸収槽である第2室20が設けられている。この第2室
にも同様に針対面電極22が設けられている。第2室には
吸収能力を高めるために成分Bの循環機構24が設けられ
ていて、第2室の天井部分から成分Bが噴霧されてい
る。底部に設けられた電極26と上記電極22との間に外部
電源28を使って交流または直流の高電圧を印加すること
により、吸収界面にも放電が行われ、吸収速度の増加が
図られている。
前述の通路部18においてもその上部、下部のそれぞれに
対向する電極30、30が配置されている。電極30、30には
外部電源32から交流または直流の高電圧が印加されて放
電が行われる。このときの放電によってイオン化された
被吸収成分の気体は第2室で速やかに成分Bの吸収され
る。
図示例にあっては、印加電圧は、交流、直流いずれであ
ってもよく制限はないが、直流電圧を印加する場合、例
えば蒸発槽、通路部そして吸収槽と順次極性を変え、蒸
発槽をプラス放電としたら、通路部はマイナス放電と
し、そして吸収槽をプラス放電とすることにより、成分
Aの速やかな蒸発、移動および吸収が図られ、一層効果
的な吸収が行われる。
また、吸収槽での放電を通路部に配置した電極との間で
行ってもよく、その場合は通路部と吸収槽との間で1つ
の電極対を設けるだけでよく、設備構造が簡単になるば
かりでなく、通路部から吸収槽への成分Aの移動が促進
される。
第2図は、第1図の吸収槽がマイナス放電する場合を例
にとって、気−液界面における放電によって吸収速度が
増大する機構について説明するものであり、その機構は
まだ十分には解明されていないが、まず、放電によっ
て、第2図に点線で囲んで示すように、電極近傍に電離
域が生成するため、ここで加速された電子がH2Oなどの
中性イオンに衝突するが、その衝撃で電子がはじき出さ
れてH2O+となっても、電離域内では電子を得て中性分子
となってしまう。しかし、電離域外では電子のエネルギ
ーが小さいため、中性分子に付着してH2O-とイオン化
し、これがプラス電極に引かれ、吸収されると考えられ
る。なお、プラス放電の場合は、上述のH2O+がマイナス
電極に引かれ、吸収される。また、放電により蒸発が促
進されるのは、放電時に発生するイオン風が液面を衝撃
するため気化が容易になるためとも考えられる。
このように、本発明によれば成分Aのイオン化が実現さ
れれば、吸収速度の飛躍的増大が図られるのであり、そ
の限りにおいて、放電その他の処理条件は、特に制限さ
れないが、成分A、成分B、通路いずれにも0.5〜5KV/c
mの電界をかけ、電流値は電源に対する負荷、圧力、気
体成分、電極形状、等により大きく変化する。本発明に
おける効果には圧力による制限はない。
ところで、成分Aとしては多くの気体が例示でき、成分
BとしてもNaCl溶液、CaCl溶液、ソーダ溶液など多くの
ものが例示され、それらの組み合わせは適宜設定でき
る。
第3図および第4図は、本発明を排ガス吸収処理法およ
び吸収式冷凍方式にそれぞれ応用した場合の略式工程図
である。
第3図の場合、HCl発生源30からのHCl含有排ガスを吸収
塔32に案内して、上方よりノズル34から噴霧される水、
カ性ソーダ溶液に吸収させる。この吸収塔内の気−液接
触領域において、離間設置された電極36,36の間に外部
電源38からの電圧を印加して放電を行うことにより、HC
lガスの吸収速度を飛躍的に増大させようとするもので
ある。具体的には水、カ性ソーダ溶液は吸収塔頂部から
散水させることにより塔内を循環させ、下方からHCl含
有排ガスを投入する。塔内の対向する電極間では放電が
行われるとともに気−液の向流接触が行われ、HClガス
の吸収が促進されるのである。
第4図は吸収式冷凍機の原理を簡略化して示すものであ
って、それ自体特に説明を要しないが、本発明との関連
で云えば、図示の場合、蒸発器からの水蒸気は通路を経
て吸収器に入り、ここで臭化リチウム溶液に吸収され
る。ここに、蒸発器には針対面電極が垂下、設置されて
おり、底部に設けられた電極との間に高電圧を印加して
放電させることにより水の蒸発が加速される。一方、吸
収器にも、同様に針対面電極が垂下、設置されており、
底面に設けた電極との間に高電圧を印加して放電を行う
ことにより、水蒸気の吸収速度は飛躍的に増大する。
次に、具体的例によって、本発明の構成、効果について
されに詳述する。
第1図に示す装置を使い、成分Aを水、成分Bを臭化リ
チウム溶液として、室温、常圧下で吸収実験を行った。
結果は第1表にまとめて示す。
明らかに、吸収速度は、放電を行わなかった場合に比較
して少なくとも5倍、最大15倍も増大させることができ
た。
また、60℃の飽和蒸気圧下で行った実験においても同様
の結果を得た。
【図面の簡単な説明】 第1図は、本発明の実験に使用した装置の略式説明図; 第2図は、本発明による吸収速度増大の機構を説明する
模式図; 第3図および第4図は、本発明を排ガス吸収処理および
吸収式冷凍装置に応用した場合の構成を示す略式説明図
である。 10:第1室、12:針対面電極、14:電極、16:電圧源、18:
通路部、20:第2室、22:針対面電極、24;循環機構、26;
電極、28:外部電源、30;電極、32:外部電源

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】気体である被吸収成分と液体である吸収成
    分との気−液界面に、交流または直流の高電圧を印加し
    て放電を行うことを特徴とする、被吸収成分の吸収成分
    中への気体吸収速度増大法。
  2. 【請求項2】液体である被吸収成分が収容され、蒸発に
    よって気体である被吸収成分を発生させる第1室と、液
    体である吸収成分が収容された第2室と、これらの室を
    相互に結ぶ通路部とからなる吸収装置において、前記第
    2室における被吸収成分と吸収成分との気−液界面に交
    流または直流の高電圧を印加して放電を行うことを特徴
    とする、被吸収成分の吸収成分中への気体吸収速度増大
    法。
  3. 【請求項3】前記第1室における被吸収成分の気−液界
    面に交流または直流の高電圧を印加して放電を行うこと
    を特徴とする、特許請求の範囲第2項記載の方法。
  4. 【請求項4】前記通路部においても交流または直流の高
    電圧を印加して放電を行うことを特徴とする、特許請求
    の範囲第2項または第3項記載の方法。
  5. 【請求項5】直流を印加して放電を行う場合、前記第1
    室および第2室の電極極性を交互に変える、特許請求の
    範囲第3項記載の方法。
  6. 【請求項6】直流を印加して放電を行う場合、前記第1
    室、通路部および第2室の電極極性を交互に変える、特
    許請求の範囲第4項記載の方法。
  7. 【請求項7】前記通路部に設けた電極と前記第2室に配
    置した電極との間で放電を行う、特許請求の範囲第4項
    記載の方法。
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JP2010167352A (ja) * 2009-01-21 2010-08-05 Toto Ltd ミスト生成装置及びミスト生成方法

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