JPS5835733B2 - ガスナガレノ シヨリホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガス流れから含有物質を除去するための方法お
よび装置にかかり、更に詳しくは含有物質の除去を有効
ならしめるためガス流れと液体を同方向流でｆ週末を通
す方法および装置に関するものである。

本発明概念は非常に多くの種類のガス流れの処理に適用
可能であり、本発明が有用であることの立証されている
特定用途としては煙道ガスを大気中に排気するまでにそ
の粒状物、不透明体および臭気を除去するために処理す
ることがあげられる。

煙道ガスあるいは煙突ガスの清浄化あるいは純化は最近
非常に注目されつつあり環境保護の点でますます重要に
なってきている。

本発明に従えば、ガス流れをゆるいｆ退園体群から作ら
れた沢週末であってかかる固体の大きさが約１．４ミリ
メートル以下に保たれているものの中を下方に通過させ
、かかる沢過床中のガス流の通過と同時に液体をもガス
流れと同方向流でｒ週末中を下方に通過させるならガス
流からの物質除去の点で非常に良好な結果の得られるこ
とが見出された。

ｒ適用固体のサイズが小さいので液体により湿潤される
ｆ過圧の固体の表面積が非常に犬きくなる。

ガス流れが沢過床中を下方へ移行し沢適用固体の湿潤表
面にさらされるとガス流れ中の汚染物はこれら湿潤表面
との接触で除去される。

このシステムの効率を良く保つためｆ過圧は時々ガス流
れから除かれる固体物質の蓄積物をｆ適用固体表面から
除去清掃するため洗浄液で逆流洗浄する。

通常の洗浄水を用いる場合ｒ適用固体が水の比重より大
きい比重をもつことも重要である。

このように本発明の一般的な目的の一つはガス流れ中に
運搬されている物質を除去するためガス流れを処理する
ための改善された装置および手段を提供することである
。

本発明のより特定された目的の一つは小さなサイズのゆ
るいｒ退園体群の塊りからなる沢週末を利用するもので
、含有物質をガス流れからｔ適用固体の湿潤表面に移行
させることにより有効に除去するべくガス流れと液体と
が並流で同時に濾過床中を下方へ流れる上記装置および
手段を提供するにある。

本発明のさらに別の目的は煙道あるいは煙突ガスから汚
染物を除去するのに特に適した方法を提供するにある。

本発明のさらに別の目的は煙道ガスから汚染物を除去す
ることができ、同時に処理されたガスの冷却でガス温度
を非常に低下しうるかかる方法ならびにそれを実施する
ための装置を提供するにある。

このことは例えばガスを大気中に放出する場合ガスから
不透明体を除去するのに重要である。

さらにまたガスから抜き取られた熱は他の作業操作の遂
行に有利に用いられる。

上記ならびに他の諸目的ならびに利点は本発明により達
成されるが、以下本発明実施のための装置の一例を略図
的に示した添付図について説明する。

７既に述べた如く本発明を用いることにより通常の従
来法を用いた場合よりも非常に多量の汚染物とされてい
るガス担持物質が回収可能であるため本発明は煙道ガス
の処理に特に有用である。

さらに説明するなら、下水泥を処分するには焼却が有効
な方法であることが立証されている。

流動床下水泥とみ焼き炉か、ら放散される主な大気汚染
物は不活性粒状物質である。

通常の操作条件下でかかる焼却炉からの煙道ガス中に運
ばれる粒状物質の平均量は１２％ＣＯ２で、１乾燥標準
立方フート当り１．Ｏグレンのオーダーである（乾燥標
準立方フートは７０′Ｆおよび２９．９２インチの水銀
バロメーター正での乾燥空気の当量である）。

通常の空気汚染物放出基準では１乾燥標準立方フート当
り０．１グレンしか焼却炉からの放出が許されて釦らず
、この値も最近の規制では非常に減らされようとしてい
る。

本発明を用いると下水泥焼却炉からの煙道ガスが１乾燥
標準立方フート当り０．０２グレンあるいはそれ以下の
粒状物放出量にすべく処理される。

本発明で達成される浄化は下水泥焼却炉から放出される
不活性粒状物質が極めて小さく通常３ミクロン以下の粒
子サイズをもつものが大部分でしかもその多くが０．１
ミクロンあるいはそれ以下のものであることを考える場
合特に重要である。

本発明実施に当っての非常に重要な点は濾過媒体として
非常に小さなサイズのゆるい濾過用固体群を用いる濾過
床を利用する点である。

かかる固体は例えば１．４ミリメートルをこえるサイズ
であってはならず好１しくは０．２〜１．０ミリメート
ルの範囲のサイズでなければならない。

かかる微細沢適用固体を用いる場合、清浄化すべきガス
と液体な濾過床中下方へ通過せしめるとき非常に大きな
湿潤表面積が下行流ガスに対して提供されガス中の粒状
物がｆ週末中湿潤表面積に移行せしめられ有効に除去さ
れる。

液体に溶けない粒状物質の場合該物質はある時間にわた
り沢適用固体の湿潤表面上に蓄積する。

本発明を実施する場合に認められる優れた結果を達成す
るための因子は小さな粒子がガス中に懸濁されている時
にこれら粒子の有するブラウン運動およびかかる運動の
ため粒子が沢適用固体の湿潤表面の方に移動しガスから
除去される傾向のある点である。

従ってとの濾過床の作用は例えば砕石あるいは小石を含
む床の作用すなわち砕石がこの床を通過する物質に対し
主として混合器として作用するものとは非常にことなる
。

種々な形の物質が濾過用媒体として本発明で用いられる
。

使用しうる物の例としては砂、ガラスピーズ、ガーネッ
ト粒子等があげられる。

かかる物、質は不活性で比重が通常の洗浄液である水の
比重より実質的に犬である。

例えば微小な砂の比重は２．３近くの値である。

これに関連し、本発明方法では濾過床を時々逆流洗浄し
沢適用固体上の固体蓄積物を除去する必要があり、力ｉ
−ｂ逆流洗浄６絖浄液６はる沢過媒体の損失なく制御さ
れる方法で流動状態に置かれうる物質で最も有効に行わ
れるので固体が洗浄水の比重より大きい比重、好曾しく
は約２．０をこえる比重をもつことが重要である。

濾過床中を下方へのガス流れの動きば濾過床の上流側に
コンプレッサーを用いるとかあるいは濾過床の下流側に
減圧装置を用いる等濾過床を通じての圧力差を作ること
により可能となしうる。

泥漿焼却炉からの放出物を取扱うべく設計された装置で
は通常濾過床を通過するガス流れの流れ速度として沢週
末断面積１平方フート当り毎分２５〜１００立方フイー
トを用いる。

ガス流れと並流的に濾過床中下方へ通すに要する液体の
量は多くはない。

通常汗週末断面積１平方フート当り毎分約０．５〜２ガ
ロンの流速が利用されている。

既に述べた如くこの液体の機能は濾過用固体の表面を湿
潤させガス流れから汚染物を除去する媒体を提供するに
ある。

所望により凝固剤を水に加えて汚染物質の凝固を促進し
沢適用固体の表面への沈着を促進することもできる。

利用しうる凝固剤の例としては硫酸アルミニウム、アル
ミン酸ソーダ、塩化第二鉄等の物質およびダウケミカル
コーポレーションにより市販されてしるセペランの如き
衆知の専売ポリ電解質があげられる。

一般にこういった物質は粒子の極性化を促進しそれによ
り粒子が互いに付着し凝固する傾向がある。

沢適用固体上に集められた蓄積物を除くため濾過床を逆
流洗浄する場合水の如き洗浄液が濾過床の基部に導入さ
れｆ退園体の流動床を作るに充分な水の流速でその中を
上方へと通過せしめられる。

こうしてｒ適用媒体として砂等を用いた場合濾過床掘面
積１平方フート当り毎分約１５ガロンの洗浄水の流速が
満足すべき速度であり、かかる流速は沢過固体が水に運
ばれ系から運びさられる散逸速度と思われるものを作る
ことなく濾過固体の流動床を作る働きがある。

逆流洗浄時間はあ１り長い必要はなく３〜８分で通常充
分である。

洗浄に用しられる水は再循環可能である。

水は貯蔵設備中に貯えそこで濾過床から除去された固体
の沈降が行われる。

ガス流れの濾過に用いられる液体も再循環しうる。

処理されるガス流れは屡々大気温度よりかなり高い温度
であるため沢過中使用される液体はかかるガスを冷却し
熱が液体に移行する。

再循環する液体は熱交換器中を通過せしめ熱を回収し回
収熱を他の工場操作に利用しうるようにする。

本発明をさらに説明するため流動床泥漿焼却炉から発生
する煙道あるいは煙突ガスの処理に用いられる型の装置
を添付図に示す。

第１図を参照して、泥漿焼却炉自体は１０で示されてい
る。

下水泥はこの焼却炉に泥漿送り装置１２により供給され
る。

焼却炉をガス着火し第１図では焼却炉への燃料供給手段
がガス供給装置１４で示されている。

焼却炉内での燃焼を支持する空気の予熱に用いられる熱
交換器は１６で示されかかる空気は導管１８を通じ焼却
炉に供給される。

焼却炉から発生する煙道ガＡｄ導管２０により熱交換器
へ運ばれる。

焼却炉１０の煙道ガスの処理に用いられる濾過ユニット
は２２で示されている。

このユニットは実質的に円筒状の垂直濾過・・ウジング
２４からなり、この中に２６の高さまで濾過用固体がゆ
るい塊りで充填含有せし゛められている。

熱交換器１６からの煙道ガスは導管２８を通じこの沢過
ユニットの頂部に導入される。

沢過ハウジングの基部に隣接して収集装置３０が訟かれ
、このものは濾過床中を下方へ通過する液体あ−よびガ
スを収集し連結有孔・９プ等の形をとりう亀この収集装
置は濾過用固体が内へ通ることを制御するように構成さ
れる。

収集装置で集められ濾過ハウジングを離れる物質は導管
３４を通じ分離器３６に送られる。

この分離器中で液体とガスが分けられる。

取入れ末端が分離器に連結されている減圧ポンプ３２は
分離器の頂部に隣接するところからガスを抜き出しその
ガスを導管３８を通じ熱交換器４０に供給しそこからガ
スが大気中に放出されるようになっている。

減圧ポンプは分離器３６中に減圧をもたらし導管３４を
通じｆ過ユニット内で濾過床を通じての圧力差異を生み
出す。

分離器の基部に集められる液体は直立パイプ３５を通じ
分離器から離れ、このパイプはその底末端が開放タンク
３７内に含１れる液体中につけられている。

直立パイプ３５の高さはタンク３７に含１れる液体上に
働く大気上がかかる液体を直立パイプから分離器内に押
し上げることなく分離器内に減圧を保つうちに充分な高
さとする。

分離器で集められた液体は分離器を離れ熱交換器４１を
通り次に貯蔵設備４２に送られる。

を過操作中沢過ユニットへ導入される液体は導管４４を
通じ濾過ユニットに入る。

この液体はスプレー装置４６により濾過床の頂部にスプ
レーされる。

別の構造として液体はガス流れがｆ過ユニットに入る１
でにこのガス流れ中に導入されガス流れと共に濾過ユニ
ットに運びこすれる。

第１図の装置においてはガス流れのｒ過中用いられる液
体は貯蔵設備４２からポンプ４８を用いポンプ送りする
ことにより再循環される。

濾過ユニット２２中での濾過床の逆流洗浄中、貯蔵設備
５０に含まれる洗浄水はポンプ５２および導管５４を利
用しｔ過ハウジング２４の基部にポンプ送りされる。

洗浄水はもどり導管５６を通じ濾過ハウジングを離れる
。

第１図に示したものと同ようの装置で実施される本発明
の方法を述べると１対の試験で一次下水処理設備からの
下水泥漿（以下−次泥漿と称す）および消化下水泥漿（
以下消化泥漿と称す）を流動床泥漿焼却器で焼却した。

焼却器中の床温度は１１００〜１４００’Ｐであった。

熱交換器１６に対応する熱交換器を経た後の排気あるい
は煙道ガス温度は５３０〜６６０１’であった。

煙道ガスは断面積２．２平方フイート、深さ３フイート
の濾過床をもつ濾過ユニット２２を下方に通過させて処
理された。

この濾過床中の濾過媒体はＡｓＴＭＡ３０シリカ白砂（
粒子サイズ０．３ミリメートル）であった。

焼却−次泥漿の場合の濾過ユニット中の煙道ガス流速は
濾過床掘面積１平方フート当り毎分３２．８標準立方フ
イートであり、また焼却消化泥漿の場合は沢週末断面積
１平方フート当り毎分２８．８標準立方フイートであっ
た。

ｐ過中水を毎分３〜４ガロンの割合で濾過ユニットの頂
部に注入した。

濾過床を通じての始めの圧力低下は１平方インチ当り約
１ポンドであった。

処理されるガス流れ中に含１れる粒状物の量を決めるた
め濾過ユニットの上流および下流でサンプルを取った。

焼却−次泥漿の場合濾過ユニットに入る煙道ガスの粒状
物濃度は１乾燥標準立方フ−）当りｏ、３６７グレンで
あった。

濾過ユニットの下流では測定可能な粒子は全く含んでい
なかった。

消化泥漿の焼却で得られる煙道ガスは濾過ユニット前に
粒状物濃度が１乾燥標準立方フート当り０．２１７グレ
ンであった。

この場合にも濾過ユニット後処理ガス中には全く測定可
能粒子が含１れていなかった。

倒れの実験においても濾過ユニットを出る時のガス流れ
の温度は７０〜８０’Ｐであった。

別の実験に卦いて深さ８インチの濾過床を用い焼却泥漿
を処理した。

沢過ユニットムよび分離器３６を離れる時煙道ガスには
可視的粒状物は台筐れなかった。

倒れの場合にも濾過床の逆流洗浄を行い粒状固体を除去
し濾過効率が回復せしめられた。

本発明をさらに説明するため別の実験に釦いてジーゼル
油を用いバーナーをもやしかなりの不透明体を含む煙道
ガスを作った。

この煙道ガスを顕微鏡でしらべると粒状物が殆ど全てカ
ーボン粒子であることが判った。

この煙をコンプレッサーに導きこのコンプレッサーから
の排気でガスを上記濾過ユニット２２に類似のＰ廻ユニ
ットに導いた。

を過ユニットに用いた濾過媒体はデルモンテサンドＡ３
０で深さ約２．５フイートであった。

濾過ユニットに入るガスおよび濾過ユニットを出るガス
中の粒状物を測定した。

濾過ユニットに入るガスの粒子含量は１２係二酸化炭素
に調節して１標準立方フート当り０．１８３８グレンで
あった。

濾過ユニットを出るガスの粒子含量は０．０１５８グレ
ンであることが判った。

汚れた砂のサンプルを濾過ユニットから取出しメタノー
ルで洗いこの洗浄液中の粒状物のサイズ分布をしらべた
。

重量平均直径１０．３□クロン幾可学的偏差１．５８で
あった。

本発明方法は筐た製紙工場の亜硫酸塩回収システムから
放出される煙道ガスの処理にも利用される。

深さ約２８インチの濾過床が用いられまた煮３０ＡＳＴ
Ｍサンドがこの床に用いられた。

濾過床掘面積１平方フート当り毎分約７０立方フイート
のガスが処理され濾過床掘面積１平方フート当り毎分１
ガロンの割合で水を濾過床中に通した。

逆流洗浄は約６時間毎に行い毎回洗浄は約４分間行った
。

この洗浄は沢週末断面積１平方フート当り毎分１５ガロ
ンの流速で行った。

非処理煙道ガスは非常に不透明であった。

この濾過法で実質的に全ての可視的汚染物が除去された
。

濾過ユニットに入るガスの粒状物含量は１標準立方７−
ト当り０．１２７グレンであった。

濾過ユニットを通過させるとかかる物質の９７係が除去
された。

また第２図は、ガス流から幾何学的平均値が０．１０ミ
クロンである粒子寸法を有するタバコの煙を除去するの
に得られたデータから濾過媒体の沢適用固体の寸法と効
率との関係を示すものである。

この図から明らかな如く、濾過用固体の寸法が約１．４
ミリメータ付近から小さくなるにつれて効率は急激に増
大しているのである。

上記から本発明装置および方法が煙道ガス中の汚染物と
みられるものの著量を除去しうろことが認められよう。

充分に許容基準内の粒子含量のものが排気ガスで得られ
これは通常のやり方では従来得られぬものであった。

【図面の簡単な説明】 第１図は流動床泥漿焼却器から発生する煙道ガスの処理
において本発明方法が利用されているガス流処理装置の
配置図である、第２図は本発明の効果を示す図である。 なお参照符号１０は泥漿焼却Ｐ、２０は煙道、２２はｒ
過ユニット、３６は気液分離器、４６はスプレー、５４
は逆洗浄のための導管を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 大きさが約１．４ミリメートルより大きくはなく、
   また水の比重よシ犬なる比重を有する自由な濾過用固体
   群からなるｆ過媒体床を設け；前記ガス流れを前記濾過
   媒体床中下方へ指向せしめ；前記１過媒体床中にガス流
   れを通過せしめると同時に前記を適用固体群を湿潤すべ
   く液体をガス流れと並流的に前記濾過媒体床中下方へ通
   過せしめ、しかしてガス流れとそれに運ばれる粒子が前
   記沢過媒体床通過の際に濾過用固体群の湿潤表面にさら
   されるようになし、ブラウン拡散が引き起した沢廻媒体
   上への捕捉を前記の小さな寸法の濾過用固体群が促進さ
   せ；時々前記ｆ過媒体床を水で逆行洗浄し、ガス流れか
   ら除去されて集積した粒子を前記濾過用固体群の表面か
   ら除去清掃する各工程を含む、ガス流れ中に運搬される
   粒子を除去するためガス流れを処理する方法。 ２、特許請求の範囲第１項に記載のガス流れ中に運搬さ
   れる粒子を除去するためガス流れを処理する方法におい
   て、前記ｆ過媒体床の逆行洗浄は前記ｆ適用固体群の流
   動床を生ぜしめる流速で前記濾過媒体床を通して上方へ
   通過する水で行なうことを特徴とするガス流れ中に運搬
   される粒子を除去するためガス流れを処理する方法。