JPS59193114A - ガス中に含まれる特定成分の湿式除去法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はガス中に含まれる特定成分の湿式除去法に係シ
、更に詳しくは堰及び溢流部などを有していない、多孔
板もしくは格子板から成る漏れ棚を少くとも１段以上、
装置内に装填した気液接触装置を用いることによって、
ガス中に含有する特定成分、即ちガス中に含有する特定
ガス成分や特定固形成分等全湿式的に除去する方法に関
する。

従来技術 通常、ガス中に含まれる特定成分全湿式的に除去する方
法としては、充填塔、スプレー塔、及び泡鐘塔等を用い
る方法や、開口比が０．３以下である多孔板全装填した
多孔板塔を用いて被処理ガスと処理液とを向流的に接触
させる方法等が一般的に知られている。

しかしながら充填塔を用いる方法に於ては該充填塔内に
導入された被処理ガスや処理液に偏流が生じ易く、更に
前記の被処理ガスや処理液中にし１］えば煤塵などの固
形成分を含む場合には該充填塔内全閉塞して、長期に亘
る運転を行なうことができないと云う欠点全有している
。又、スプレー塔に於ても処理液の噴霧にかな９の動力
を必要とするばかシでなく、処理液の相当量が被処理ガ
ス中に飛沫して装置外に同伴されてしまったシ、被処理
ガス中に含有する特定成分を効率良く除去することがで
きないと云う欠点を有している。一方、泡鐘塔や前記の
多孔板塔等のような棚段金儲えた装置を用いる方法では
圧力損失が大きく、更に各棚段に於ける段効率が悪いた
め被処理ガス中に含有する特定成分の除去全効率良く行
なうことができないと云う欠点を有している。しかも塔
内に於ける被処理ガスのガス空塔速度が大要０．３乃至
２ｍ　／　ｓｅｃの範囲に限定されるので多量のガスを
処理するためには塔径の大きな装置が必要となる。

これに対して内山氏等は特公昭５１−３１０３６号公報
に於て、上述の如き欠点を回避するために「２５乃至６
０％の開口率（開口比として表示すれば０．２５乃至０
６となる）を有する、少くとも１段の漏れ棚を含んで成
る漏れ棚塔を用いて、特公昭５１−３１０３６号の明細
書中で定義されている上限点と溢汗点との間の被処理ガ
ス空塔速度で、吸収液の流量りと被処理ガスの流量Ｇと
の比ＶＧが０．５以上となるように被処理ガスと吸収液
とを向流的に接触させることを特徴とする被処理ガス中
の特定ガス成分の吸収及び／又は微細塵の除塵法」を提
案している。ここで内山氏等は前記の上限点に於けるガ
ス壁塔速度ｋ　Ｕｇｍとし、更に前記の溢江点に於ける
ガス空塔速度Ｕｇ０と規定した上で、その計算式を示し
ている。即ち内山氏等の発明は特公昭５１−３１０３６
号公報で定義された計算式に基づくＵｇｍとＵｇｏＯ間
をガス空塔速度として採用し、しかも吸収液の流量Ｌ’
ｅｌＯ乃至１１　、Ｘ　１０’　ｋｇ／ｍ２ｈｒの瞳面
から選択する方法を提案するものである。

そこで本発明者等は前記の内山氏等の発明に興味をいだ
き、かかる発明の確認実験を行なった。

ところが内山氏等の発明によれば前記の如き欠点を成る
程度寸では回避することができるものの、多量の被処理
ガス、し１１えば１０００　ＯＮｍ　／ｈｒ以上のガス
を工業的なる規模で処理する場合に於ては余シ実用的で
ないことが見い出された。

本発明はかかる知見に基いて鋭意研究全項み重ねた結果
、成されたもので、更に付言するならば内山氏等が特公
昭５１−３１０３６号公報で全く触れていない高処理液
流量においてガス中に含まれる特定成分全効率良く、除
去する方法全提供するものである。

即ち本発明に従ったガス中に含まれる特定成分の除去方
法は、０３乃至０．６の開口比Ｆを有する漏れ棚を少く
とも１段以上装填して成る気液接触装置の上部よシ処理
液を被処理ガスの流量Ｇ（ｋｇ／ｍ２・ｈｒ）に対する
該処理液の流量Ｌ（ｋｇ／ｍ２・ｈｒ）の比Ｌ／Ｇが０
．５以上であシ、しかも処理液の流量りが１１×１０４
超乃至１７Ｘ１０４ｋｇ／ｍ２・ｈｒ、好ましくはｌｌ
Ｘｌ０’乃至１５Ｘ１０’ｋｐ／ｍ２・ｈｒであるよう
な割合で供給すると共に該接触装置の下部よシ前記被処
理ガス全装置内に於けるガス空塔速度Ｕｇが以下に定義
するＵｇｍ超から１０ｍ／　Ｂｅ（！の範囲となるよう
に導入することによって、被処理ガスと処理液とを向流
的に気液接触させること全特徴とするものである。

本発明で云うところの前記のＵｇｒｒｌは次式で与えら
れる。尚、以下の式に於て、ｔは毛管定数σは処理液の
表面張力（ｋｇ／　５ｅｅ２）　ｋ示している。

ａ〕多孔板から成る漏れ棚を使用し、処理液の密度ρＩ
　（１＜ｆ；ｌ／ｍ３）に対する被処理ガスの密度ρｇ
（ｋｇ／ｍ３〕の比ρｇ／ρ６が０．８３’８Ｘ１０−
３以上である場合。

ｂ）多孔板から成る漏れ棚を使用し、処理液の密度ρｔ
（ｋｇ／ｍ）に対する被処理ガスの密度ρ（ｋｇ／ｍ３
）の比ｐ、／ｐ、が０．８３８ｘｌＯ−３未満である場
合。

Ｃ）格子板から成る漏れ棚全使用し、処理液の密度ρｔ
Ｃｋｇ／ｍ）に対する被処理ガスの密度ρｇ（ｋｇ／ｍ
〕の比ρｇ／ρ６が１．２０Ｘ１０　　以上である場合
。

・・・（３） ｄ）格子板から成る漏れ棚を使用し、処理液の密度ρｔ
（ｋＦｌ／ｍ３）に対する被処理ガスの密度１）　　（
ｋｇ／ｍ３）の比ρｇ／ρ６が１．２０　Ｘ　１０−３
未満である場合。

前記の本発明方法に於て使用される漏れ棚を少くとも１
段以上装填して成る気液接触装置は堰及び溢流部などを
有していない、多孔板もしくは格子板から成る漏れ棚全
１段乃至７段更に好ましくは３段乃至５段、０．３乃至
１．５ｍ、好ましくは０．５乃至１．２ｍの間隔上おい
て装置内に装填した気液接触装置であることが望ましい
。又、前記漏れ棚の開口比Ｆ。は０．３乃至０．６更に
好ましくは０．３２乃至０．５２の範囲よシ選択するこ
とが望ましく、更にその孔径としては４乃至３０＋ｍｎ
の範囲から選択することが望ましい。この場合、前記漏
れ棚の開口比ヲ０．３よシ小さくすると装置内に於ける
被処理ガスのガス空塔速度Ｕｇを少くとも３ｍ／　ｓｇ
ｅ以上とすることができなくなるので装置の大型化が必
要となシ、又、前記開口比ヲ０．６よシ大きくすると、
処理液の相当量が被処理ガス中に飛散して装置外に同伴
され易くなるのでどうしても処理液の量を必要以上に多
大に使用することが要求される。更に開口比が０．６以
上の漏れ棚を工業的なる規模で作ることは製作上の問題
から極めて困難である。

又、本発明方法による、前記の被処理ガスの流量Ｇに対
する処理液の流量りの比Ｌ／Ｇは処理液の流量りがｌｌ
Ｘｌ０’超乃至１７　Ｘ　１０’　ｋｐ／　ｔｎ　’ｈ
ｒの場合は少くとも３．０以上、好ましくは３．５乃至
２０の範囲から選択することが望ましい。Ｌ／Ｇヲ３．
０未満とすると、圧力損失が増大するばかりでなく気液
接触効率が著しく低下する。

更に本発明方法による、前記のガス空塔速度はＵｇｍよ
ｐ　１０　ｍ　／　ｓｅｅの範囲から選択することが望
まれるがその上限は同様に８　ｍ　／　ｓｅｅ　、更に
好ましくは６　ｍ　／　ｓｅｅとすることが望ましい。

この場合、前記のガス空塔速度ｆ　１０　ｍ　／　ｓｅ
ｅ以上としたのでは圧力損失が増大してしまうばかシで
なく処理液が被処理ガス中に飛沫して装置外に同伴され
易くなるので安定な運転全連続して行なうことができな
い。

尚、本発明方法に於て処理される被処理ガスとしては硫
黄酸化物、窒素酸化物及び／又は煤塵などの有害成分又
は種々の有臭成分からなる特定成分を含む排ガス、もし
くは酸性ガ゛ス成分及び／又はアンモニアなどの特定成
分全音むコーク炉ガス等を挙げることができるが、本発
明はこれらの被処理ガスの処理にのみ適用されるもので
なく、ガス中に含有する特定成分、例えは特定ガス成分
や特定固形成分等全除去する必要がある場合には全て適
用される。更に本発明はガス全冷却又は加熱する際にも
使用できる。しかしながら本発明は排ガス中に含有する
前記の如き有害成分全除去する場合に特に適している。

この場合、前記の被処理ガス全処理するための処理液と
しては被処理ガス中に含有する、除去すべき特定成分の
性状に合致したもの全使用しなければならないが、少く
とも前記の特定成分を化学的に吸収することのできる吸
収液、もしくはそれを物理的に除去することのできる洗
浄液であると云うことができる。例えば排ガス中に含有
する硫黄酸化物及び／又は窒素酸化物を除去する場合に
於てはアルカリ金属、アルカリ土類金属又はアンモニア
の水酸化物、更にはそれらの炭酸塩や亜硫酸塩などの吸
収剤、例えば、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、水
酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸マグネシウム、水酸
化マグネシウム、炭酸カルシウム及び水酸化カルシウム
の群から選ばれた１種又は２種以上の吸収剤の水溶液又
は水懸濁液等が吸収液として用いられる。又、コークス
炉ガス中に含有する硫化水素等の酸性ガス成分を除去す
る場合にはアンモニア水が用いられ、更に該ガス中に含
有するアンモニア全除去する場合には硫酸、リン酸、石
炭酸、酢酸、蓚歌及び酸性リン酸アンモニウムの群から
選ばれた吸収剤の水溶液等が吸収液として用いられる。

一方、排ガス中に含有する煤塵などの固形成分全除去す
る場合には水もしくは界面活性剤を含む水が洗浄液とし
て用いられるが該ガス中に含有する硫黄酸化物及び／又
は窒素酸化物全除去するために用いられた前記の如き吸
収液も所謂洗浄液として作用するのでかかる特定成分を
同時に除去するような場合は洗浄液として前記の水を必
らずしも使用しなければならないと云うことではない。

実施例 以下、実施例に従って本発明全史に説明する。

実施例１ 開口比０．３乃至０．６の多孔板から成る漏れ棚上４段
装填した、塔径５６００ｗｍの気液接触装置を用いると
共に被処理ガスの流量Ｇに対する処理液の流量りの比Ｌ
／Ｇｉ常に一定に保ちつつ、供給水の流量Ｌ　ｋ　１１
　Ｘ　１０’　ｋｇ／ｍ’ｈｒから１８Ｘ］Ｏ’ｋｇ／
ｍ２・ｈｒの範囲で順次変化させながら空気と水と全向
流的に接触させ、当該装置から排出される空気中に含捷
れる水の量、漏れ棚４段に於ける全圧力損失、及び装置
内に於けるガス空塔速度を測定した。

この結果に基いて供給水のｔ（ｋｇ）に対する排出空気
中に含捷れる水（ｋｇ）の量の割合を算出したところ次
の第１表に示す通シであった。ただし第１表に示す算出
結果並びに測定結果は開口比０．３２及び０．５２の漏
れ棚を用いると共に供給水の流量りとして、１２．２　
Ｘ　］　Ｏ’　ｋｇ／ｍ２・ｈｒ、　］　６Ｘ　１０　
’　ｋｇ／ｍ２・ｈｒ及び１８Ｘ１　（１４ｋｇ／ｍ’
ｈｒ　ｋ採用した場合のものである。

第１表 前記の第１表に示す結果並びにその他の実験結果から本
発明者等は処理液の流量りが１７Ｘ１０４ｋｇ　／　ｍ
　２・ｈｒｉ越える範囲では供給水量に対する排出空気
中に含まれる水の割合が０．２　（ｋｇ／ｋｇ）以上と
なシ、又、圧力損失が増大して、しかも圧力損失の振動
が大きくなってし寸うので安定なる運転を行なうことが
できないこと全確認した。尚、最も安定なる運転を行な
うためにけ１５Ｘ１０’ｋｇｍ２・ｈｒの範囲の処理液
の流量りに対するガス空塔速度全実施ｆＪＩＪ　ｌの場
合と同様に求めたところ、少くとも先に定義したＵｇｍ
から］　Ｏｍ　／　ｓｅｃ、好ましくはＵ　から８　ｍ
　／　ｓｅｃ　、更に好ましくはＵｇｌＴ１ｎｌ から６　ｙｎ　／　ｓｅｃの範囲から選択すべきである
ことが認められた。

又、処理液の流−計りがｌｌＸｌ０’超乃至１７×１０
’に９７ｍ　−ｈｒの範囲になる場合の被処理ガスのｊ
ｌ＋；　′ｆｆｌ’、　Ｇに対する処理液の流量りの比
［、／　Ｇ７．ｒ求めたところ少くとも３以上、好寸し
くけ３５乃主２０の範囲から選択すべきであることが認
められた。

実カイｍＩｌす２ 孔径８．５晒、開口比０，３２の多孔板から成る痛れ棚
上４段装填した、塔径５６００ｍｍの気液接触装置の下
部より、１３３０ＰＰｍの二酸化硫黄（ＳＯ２）’ｅ含
むボイラー排ガス３７８０００７７Ｚ　／ｈｒを導入す
ると共に該装置の上部よ、ｊｌｌｌＯ，１９ｍｏｌ／ｌ
の炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）　’ｚ金含有る吸収液
１３０４００に４７ｍ２・ｈｒヲ流下させて前記のボイ
ラー排ガスと該吸収液゛とを向流的に接触させ、当該接
触装置から排出される排ガス中の二酸化硫黄礫度を測定
した。この結果から脱硫率を求めたところ９５．５％で
あることが認められた。ただし、この場合の装置内に於
けるガス空塔速度Ｕは４．２７ｍ／ｓｅｃであり、被処
理排ガスの流量Ｇに対する吸収液の硫黄りの比Ｌ／Ｇば
７．８　（ｋｇ／ｋｇ）であった。

又、前記漏れ棚４段に於ける全圧力損失全測定したとこ
ろ、それは１９６　ｍｍＨ２Ｏであることが認められた
。しかも被処理ガス中に同伴されて装置外に持ち出され
る吸収液は殆んど認められず、長期に亘って安定なる運
転を維持して行くことが可能であることが確認された。

なお、前記特公昭５１−３１０３６号公報によれば、上
限点Ｕ　と溢汗点Ｕｇ０との間の空塔速度ｍ で操作されることになっている。然るに、特公昭５］−
３１０３６号公報によれは、液流量１１×１０’　ｋｇ
７ｍ　＝ｈｒ以上ではＵ　は定義されておらず、ｇｃ 液ａｆｉｉ　］　Ｉ　ＸＩ　Ｏ’ｋｇ／ｍ’ｈｒでＵ　
　＝Ｕ　　となる。

ｇｍ　　　　　ｇｃ 即ち、液流量１１　Ｘ　１０’　ｋｇ／　ｍ２・ｈｒ以
上では操作範囲が存在しないこととなる。参考までに、
特公昭５１−３１０３６号公報の計算式に基づいて本実
施例条件でのＵｇｍを算出すれは１．５　ｍ　／　ｓｅ
ｃとなる。

特許出願人 富士化水工業株式会社 住友金属工業株式会社 日揮株式会社 特許出願代理人 弁理士　青　木　　　朗 弁理士　西　舘　オ［」　之 弁理士　石　１）　　敬 弁理士　山　口　昭　之

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　０．３乃至０６の開ロ比ＦＣヲ有する漏れ棚を少
   くとも１段以上装填して成る気液接触装置の上部よシ処
   理液を被処理ガスの流量Ｇ　（ｋｇ／ｍ２・ｈｒ）に対
   する該処理液の流量Ｌ（ｋｇ／ｍ２・ｈｒ）の比ＶＧが
   ３以上であり、しかも処理液の流量りが１１×１０４超
   乃至１７　Ｘ　１０’　ｋｇ／　ｍ２・ｈｒであるよう
   な割合で供給すると共に該接触装置の下部より前記被処
   理ガスを装置内に於けるガス空塔速度Ｕが以下に定義す
   るＵｇｍ（ｍ／５ｅｃ）超から１０（ｍ／　ｓｅｃ　）
   までの範囲となるように導入することによって被処理ガ
   スと処理液と全向流的に気液接触させること全特徴とす
   るガス中に含まれる特定成分の湿式除去法。 ａ）　多孔板から成る漏れ棚を使用し、処理液の密度ρ
   ｔ（ｋｇ／ｍ５）に対する被処理ガスの密度ρｇ（ｋｇ
   ／ｍ）の比ρｇ／ρ６が０．８３８Ｘ１０　　以上であ
   る場合： ｂ）　多孔板から成る漏れ棚を使用し、処理液の密度ρ
   ｔ（ｋｇ／ｍ３）に対する被処理ガスの密度ρ（ｋｇ／
   ｍ３）の比ρｇ／ρ６が０．８３８Ｘ１０−６未満であ
   る場合： Ｃ）　格子板から成る漏れ棚全使用し、処理液の密度ρ
   ｔ（ｋｇ／ｎｔ３）に対する被処理ガスの密度ρ　（ｋ
   ’；ｌ／ｍ３）の比ρ／ρ６が１．２０　Ｘ　１０−３
   以上でｇ　　　　　　　　　　　　　　ｇ ある場合： ｄ）　格子板から成る漏れ棚を使用し、処理液の密度ρ
   ｔ（ｋｇ／ｍ３）に対する被処理ガスの密度ρｇ（ゆ７
   ｍ３）の比ρｇ／ρ６が１．２０　Ｘ　１０””未満で
   ある場合： は重力の加速度（ｍ／ｓｅｃ　）であり、σは処理液の
   表面張力（ｋｇ／ｓｅｃ　　）である。）