JPH09262433A - 高温有害ガスの冷却吸収装置および冷却吸収方法 - Google Patents

高温有害ガスの冷却吸収装置および冷却吸収方法

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JPH09262433A
JPH09262433A JP8099056A JP9905696A JPH09262433A JP H09262433 A JPH09262433 A JP H09262433A JP 8099056 A JP8099056 A JP 8099056A JP 9905696 A JP9905696 A JP 9905696A JP H09262433 A JPH09262433 A JP H09262433A
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JP
Japan
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cooling
gas
spray nozzle
high temperature
liquid
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Pending
Application number
JP8099056A
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English (en)
Inventor
Ryoichi Watanabe
良一 渡邊
Yoshihiko Kudo
義彦 工藤
Masaharu Yabana
雅晴 矢花
Takeshi Takahashi
高橋  毅
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.)
Kureha Corp
Kureha Engineering Co Ltd
Original Assignee
Kureha Corp
Kureha Engineering Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 有害成分含有高温排ガスを水蒸気飽和温度ま
で冷却吸収する装置および方法。 【解決手段】 上端部に液溜部、溢流堰を有し、下部に
吸収液貯槽を有する濡れ壁塔および下端が該濡れ壁塔内
に開放された垂直煙管末端部よりなり、該垂直煙管末端
部はベンチュリー型の絞り管をなし、該絞り管のスロー
ト部の入り口近傍に冷却吸収液噴霧ノズルを設けてなる
高温有害ガスを冷却吸収する装置およびこれを用いる方
法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、焼却炉、燃焼炉あ
るいは反応炉などから排出される塩化水素などの腐食性
有害成分を含有する高温排ガスを冷却吸収する装置およ
び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】塩化水素などの酸性成分を含む排ガスか
ら有害成分を除去する装置としては、乾式および湿式に
よるものがあるが、湿式は有害成分の除去率が高い点で
優れている。また、高温ガスの除塵を目的とする場合に
は、被処理ガスを予め冷却することが望ましい場合が多
いが、塩化水素などの腐食性の酸性成分を含むガスでは
装置の材質上の問題などが生じる。更に、被処理ガスの
温度が高い場合は、ガス密度が小さいためガス容量が大
きくなり、装置の空間容量を同じとすると気液接触時間
が短くなり接触効率が低下する。なお、被処理ガスが高
温であるほど冷却に要する水量が多くなるため口径の大
きな噴霧ノズルが必要であるが、噴霧ノズルの口径が大
きくなると相対的に液滴は大きくなり接触効率が低下し
て高温ガスは冷却され難くなる。そのため充分な断熱冷
却がされず、冷却装置出口部のガス温度が水蒸気飽和温
度まで下がらない場合には、冷却装置以降に設置される
機器は、耐蝕性、耐水性に加えて耐熱性も要求されるこ
とになり、高価な材料を必要とすることになる。
【0003】従来、腐食性の有害成分を含む高温排ガス
を対象とし、冷却と有害成分の吸収、除去の機能を兼ね
備えた装置として、燃焼ガス管の末端部が濡れ壁塔の内
部に開口し、燃焼ガス導入管の外部および内部に冷却散
水管を備えた装置が特公昭51−46672号公報に提
案されている。この装置では、濡れ壁塔へのガス導入部
の直胴の煙管内に冷却水あるいは吸収液を噴霧するため
のノズルを下向きに設け、ノズルより冷却水あるいは吸
収液を噴霧し小さい液滴にして気液接触させ、また該煙
管に接続した濡れ壁塔でも冷却水あるいは吸収液を塔壁
に沿って流下させ、高温ガスの冷却、有害成分の吸収除
去を助けるとともに、塔壁を腐食から保護するよう構成
されている。しかし、処理するガスが高温で大量である
場合には上記のように、直胴煙管内に冷却液を噴霧し該
ガスを濡れ壁塔に導入するだけでは、直接、水蒸気飽和
温度まで冷却することが困難である。この公知の装置で
は、高温ガスに対する特別の考慮はされておらず、大量
の高温ガスに対しては噴霧ノズルの液圧を高めることで
できるだけ小さい液滴を噴霧させ得る程度である。しか
し噴霧ノズルの液圧を高め冷却水液滴を微細化するのみ
では高温ガスの冷却手段としては不充分であり、水蒸気
飽和温度までガス温度を下げることは困難である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な装置において高温で密度の小さいガスと液の接触混合
を効率的に行わせ、高温排ガスを水蒸気飽和温度まで冷
却し、かつ、塩化水素を含む腐食性の有害成分の除去が
できる装置および方法を提供することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、上端部に液溜部、溢流堰を有する濡れ壁塔および
下端が該濡れ壁塔内に開放された垂直煙管末端部よりな
り、垂直煙管末端部内に吸収液噴霧ノズルを備えた装置
において、該垂直煙管末端部内の噴霧ノズル近傍をベン
チュリー型の絞り管とし、あるいは絞り部材を設けるこ
とにより、ガス流速をあげガス液混合を激しく行わせる
ことで達成できる。
【0006】
【作用】本発明にあっては、噴霧ノズル近傍で煙管を絞
ることによってガス流速があがり、噴霧ノズルからの液
滴を充分に微細化し、かつ、激しく混合させることがで
き、気液接触効率があがり、水蒸気飽和温度までガス温
度を下げることができる。同時に、噴霧ノズルからのス
プレー液および濡れ壁を形成する流下液のpHを1以上
に維持することによって、含まれる塩化水素の大部分を
吸収除去できる。また、排ガス中に亜硫酸ガスが含まれ
る場合は、これら液のpHを5以上に維持することによ
り半分近くは吸収除去できる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、添付図に基づき実施例をあ
げて本発明の実施の形態を説明する。
【0008】〈第一実施例〉図1は本発明の第一実施例
装置を示す概要構成図である。図において、符号1は煙
管末端部であり、2は濡れ壁塔である。煙管末端部1は
濡れ壁塔2内に挿入されていて、濡れ壁塔上蓋部より上
部で下方に向け直径を小とするテーパを有しベンチュリ
ー型の絞り管をなし、濡れ壁塔2内に拡がりをもって開
口している。冷却吸収液噴霧ノズル3はベンチュリー型
絞り管のスロート部入り口4(直径d)近傍、好ましく
は入り口4より上下方向に0.3d以内、より好ましく
は0.2d以内の位置に取り付ける。スロート部の長さ
は0.1〜1dである。ガスがスロート部で絞られ高速
になる部分に冷却吸収液を噴霧することで液滴をより微
細化しかつ強力な攪拌混合で一気に断熱冷却できる。ス
ロート部のガス流速が大きいほど液滴は微細化され、ま
た液ガス比が小さいほど液滴は微細化されるが、高温ガ
スを冷却するのに必要な水量を考慮すれば、スロート部
のガス流速は40〜70m/秒、液ガス比(リットル/
3 )は0.3〜1.0程度が好ましい。なお、煙管末
端のベンチュリー絞り管部分の材質には、耐熱、耐蝕性
があり、かつ耐水性のあるカーボン、窒化珪素、セラミ
ック等を用いる。濡れ壁塔2は上部に濡れ壁を形成する
液の溢流堰のある液溜部5、煙管末端部に固定された上
蓋で密封される。濡れ壁塔下部には吸収液貯槽6があ
り、pH計でpHを検出しながら中和剤9を添加して吸
収液のpHを所定値に調整しながら循環ポンプ7で液溜
部5、あるいは液溜部5および噴霧ノズル3に循環させ
る。また吸収液貯槽6の液の塩濃度が一定値以下となる
ように、補給水10が供給される。その結果、液の一部
は排液11となる。なお、8はガス出口である。
【0009】〈第二実施例〉図2は本発明の第二実施例
装置を示す概要構成図である。本実施例においては、第
一実施例の煙管末端部のベンチュリー型絞り管に代え
て、絞り部材12を設けて煙管径を絞りガス流速を上
げ、ベンチュリー構造と同程度の気液接触効率を与え
る。即ち、濡れ壁塔上蓋部より上部で下方に向け直径を
小とするテーパ部を設け、それより下部は直胴円管とす
る。テーパ部下端に絞り部材で下部の直胴円管部より狭
いガス流路(径d)を形成させ、吸収液噴霧ノズルは絞
り部材で形成される狭いガス流路の近傍、好ましくは絞
り部材より上方向に0.3d以内、より好ましくは0.
2d以内の位置に取り付ける。直胴円管の径は1.2〜
1.5d、長さは5〜10d程度がよい。本実施例にお
いても絞り部材で形成される管路のガス流速は40〜7
0m/秒、液ガス比(リットル/m3 )は0.3〜1.
0程度が好ましい。濡れ壁塔は第一実施例に示したもの
と同様の濡れ壁塔を用いることができる。
【0010】〈第三実施例〉本実施例は、第一実施例の
図1に示すような装置を用いて産業廃棄物焼却炉より発
生する下記組成の排ガスを処理した例である。 排ガス温度 950℃ 塩化水素 4000ppm(乾量基準) 亜硫酸ガス 500ppm(乾量基準) 炭酸ガス 8% 酸素 10% 水分 15% 煤塵 1.5g/Nm3 (乾量基準)
【0011】用いた装置のベンチュリー型管のスロート
部は径、長さともに550mm、噴霧ノズルはスロート
部入り口の中心でかつと同高さに設けられ、また濡れ壁
塔の径は1.4m、高さは5mである。上記組成の排ガ
スを10000Nm3 /hで煙管末端部より濡れ壁塔に
導入し、噴霧ノズルより吸収液30m3 /hを噴霧し、
40m3 /hの吸収液で濡れ壁を形成させて冷却と有害
成分の吸収を行った。なお、塔下部の吸収液貯槽で吸収
液のpHが1程度になるように補給水を供給した。その
結果吸収液の一部15m3 /hが排水となった。このよ
うにして1ヵ月連続運転したときの処理後の排ガスおよ
び排水の組成は下記のとおりであった。
【0012】 排ガス 温 度 81℃ 塩化水素 500ppm(乾量基準) 除去率88% 亜硫酸ガス 500ppm(乾量基準) 除去率 0% 煤 塵 0.5g/Nm3 (乾量基準)除去率67% 排水 温 度 81℃ pH 1.0〜1.1 煤塵スラリー 0.1質量%
【0013】上記の結果から明らかなように、本発明装
置によれば950℃の高温ガスを略水蒸気飽和温度まで
冷却でき、かつ塩化水素や煤塵の除去率も高い。しかし
吸収液のpHが低いため亜硫酸ガスを除去できない。ま
た、1ヵ月間の運転中、塔の圧損上昇や冷却、吸収性能
の低下は見られず、安定した運転が継続できた。また、
運転停止後、装置の内部点検を行ったが、スケーリング
や煤塵の堆積、詰まりは認められなかった。
【0014】〈第四実施例〉本実施例は、第一実施例と
同一の装置を用いて同じ排ガスを処理する際に、吸収液
が濡れ壁塔下部の吸収液貯槽でpHが5.5になるよう
に中和剤として30%水酸化マグネシウムスラリーを添
加したものである。また、補給水として5.9m3 /h
の水を補給した。その結果、吸収液の一部0.55m3
/hが排水となった。このようにして連続運転したとき
の処理後の排ガスおよび排水の組成は下記のとおりであ
った。
【0015】 排ガス 温 度 81℃ 塩化水素 350ppm(乾量基準) 除去率91% 亜硫酸ガス 280ppm(乾量基準) 除去率44% 煤 塵 0.5g/Nm3 (乾量基準)除去率67% 排水 温 度 81℃ pH 5.4〜5.8 塩化マグネシウム 24質量% 硫酸マグネシウム 2質量% 煤塵スラリー 1.5質量%
【0016】上記の結果から明らかなように、第三実施
例と同様に950℃の高温ガスを略水蒸気飽和温度まで
冷却できた。また、吸収液のpHを高くしたことによ
り、第三実施例では除去できなかった亜硫酸ガスも略半
分程度除去できた。また、1ヵ月間の運転中、塔の圧損
上昇や冷却、吸収性能の低下は見られず、安定した運転
が継続できた。また、運転停止後、装置の内部点検を行
ったが、スケーリングや煤塵の堆積、詰まりは認められ
なかった。
【0017】〈第五実施例〉本実施例は、第二実施例の
図2に示すような装置を用いて第三実施例と同じ組成の
排ガスを処理した例である。用いた装置の煙管内末端部
に設けた噴霧ノズル先端の下方30mmのところの管径
を絞り板で550mmとし、絞り板より下部の煙管の径
は750mm、長さ4mとした。また、濡れ壁塔は第三
実施例で用いたものを用いた。第三実施例同様、排ガス
を10000Nm3 /hで煙管末端部より濡れ壁塔に導
入し、噴霧ノズルより吸収液30m3 /hを噴霧し、4
0m3 /hの吸収液で濡れ壁を形成させて冷却と有害成
分の吸収を行った。なお、塔下部の吸収液貯槽で吸収液
のpHが1程度になるように補給水を供給した。その結
果、吸収液の一部15m3 /hが排水なった。このよう
にして1ヵ月連続運転したときの処理後の排ガスおよび
排水の組成は下記のとおりであった。
【0018】 排ガス 温 度 81℃ 塩化水素 500ppm(乾量基準) 除去率88% 亜硫酸ガス 500ppm(乾量基準) 除去率 0% 煤 塵 0.5g/Nm3 (乾量基準)除去率67% 排水 温 度 81℃ pH 1.0〜1.1 煤塵スラリー 0.1質量%
【0019】〈比較例〉図3は比較のために用いた装置
の概要構成図である。図2で示す第二実施例の装置から
絞り部材のみを除いたものであって、第五実施例の装置
と同じ寸法の装置である。この装置は、特公昭51−4
6672号公報に開示の装置に相当する構造である。第
五実施例と同様、排ガスを10000Nm3 /hで煙管
末端部より濡れ壁塔に導入し、噴霧ノズルより吸収液3
0m3 /hを噴霧し、40m3 /hの吸収液で濡れ壁を
形成させて冷却と有害成分の吸収を行った。なお、塔下
部の吸収液貯槽で吸収液のpHが1程度になるように補
給水を供給した。その結果、吸収液の一部15m3 /h
が排水となった。このようにして運転したところ、処理
後の排ガス温度が約130℃と水蒸気飽和温度まで下が
らず、本装置および後段の設備の許容温度を大きく越え
たため、2時間で運転を停止した。
【0020】
【発明の効果】本発明装置によれば、噴霧ノズル近傍で
煙管を絞ることによってガス流速があがり、噴霧ノズル
からの液滴を微細化することができ、気液接触効率があ
がり、焼却炉、燃焼炉などからの有害成分を含む高温排
ガスを水蒸気飽和温度までガス温度を下げることができ
る。噴霧ノズルからのスプレー液および濡れ壁を形成す
る流下液のpHを1以上に維持することによって、排ガ
ス中に含まれる塩化水素を高除去率で吸収除去でき、p
Hを5以上に維持することで同時に、亜硫酸ガスも半分
近くは吸収除去できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の1例を示す概要構成図
【図2】本発明装置の他の1例を示す概要構成図
【図3】比較例で用いた装置の概要構成図
【符号の説明】
1 煙管末端部 2 濡れ壁塔 3 噴霧ノズル 4 スロート部入り口 5 液溜部 6 吸収液貯槽 7 循環ポンプ 8 ガス出口 9 中和剤 10 補給水 11 排水 12 絞り部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 毅 福島県いわき市東田町1丁目16−1

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上端部に液溜部、溢流堰を有し、下部に
    ガス出口を備えた吸収液貯槽を有する濡れ壁塔および下
    端が該濡れ壁塔内に開放された垂直煙管末端部よりな
    り、該垂直煙管末端部はベンチュリー型の絞り管をな
    し、該絞り管のスロート部の入り口近傍に冷却吸収液噴
    霧ノズルが設けてられていることを特徴とする高温有害
    ガスの冷却吸収装置。
  2. 【請求項2】 上端部に液溜部、溢流堰を有し、下部に
    ガス出口を備えた吸収液貯槽を有する濡れ壁塔および下
    端が該濡れ壁塔内に開放された垂直煙管末端部よりな
    り、該垂直煙管末端部内部には吸収液噴霧ノズルが設け
    られ、該冷却吸収液噴霧ノズル先端近傍に煙管径絞り部
    材が取り付けられていることを特徴とする高温有害ガス
    の冷却吸収装置。
  3. 【請求項3】 腐食性の成分を含む高温排ガスを、上端
    部に液溜部、溢流堰を有し、下部にガス出口を備えた吸
    収液貯槽を有する濡れ壁塔および下端が該濡れ壁塔内に
    開放された垂直煙管末端部よりなり、該垂直煙管末端部
    が、ベンチュリー型の絞り管をなすか、または該垂直煙
    管内部に煙管径絞り部材が取り付けられており、かつ該
    ベンチュリー型の絞り管のスロート部の入り口または絞
    り部材近傍に冷却吸収液噴霧ノズルが設けてられている
    冷却吸収装置に導入して噴霧ノズルからの冷却吸収液を
    微細化して気液接触させ水蒸気飽和温度にまで冷却する
    ことを特徴とする高温有害ガスの冷却吸収方法。
JP8099056A 1996-03-28 1996-03-28 高温有害ガスの冷却吸収装置および冷却吸収方法 Pending JPH09262433A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002219329A (ja) * 2001-01-26 2002-08-06 Tousetsu:Kk 有毒ガスの除害装置
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CN110292833A (zh) * 2019-06-14 2019-10-01 南京高源环保工程有限公司 一种低浓度二氧化硫气体柠檬酸钠脱硫方法及装备

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