JPS6092B2 - ガス流から汚染物質を除去する装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガス流から汚染物質を除去する方法及び装置に
関するものである。

特に近代の公害防止法に表現されているように環境保全
用の如き公衆及び産業の一般的関心は、工業上の臭気を
抑制する一層効率的で経済的な手段を求めることを強く
している。

好ましくないガス状及び粒状汚染物質を大気中に放出す
るのを抑制することに特別の注意が向けられている。今
までに、望ましくない粒体を除去するため工業汚染の抑
制に一般にはサイクロン分離器及び袋収集器が用いられ
ている。しかし、従来のサイクロン分離器は、適度以上
には粒体を除去することはなく、また粒体の放出を抑制
するのには有効であるとは考えられていない。袋フィル
ターは一層効率的であって、微細な固体でさえも炉過で
きるが、袋の維持に著しい費用がかかる煩わしさがある
。袋フィルターは、また、使用中一杯になると効率を低
下し、吸湿性又は粘性のある粒子を処理することができ
ない。サイクロン分離器も袋収集器も望ましくないガス
体には効果がない。静電沈毅器も用いられているが、こ
れらは電力の利用、高価な維持費、高圧爆発の危険、組
立に必要な物質による腐蝕の問題の欠点を生じ、高い初
期投資によって低ガス量に用いることができない。

静電沈澱器は望ましくないガス汚染物質には効果がない
。満足な工業汚染の抑制を得ようとベンチュリガス清浄
器も用いられている。

このベンチュリガス清浄器を用いる場合に最も有効な粒
子除去を得るには高いガス流速が必要であることが一般
に認識されている。しかし、この除去レベルでは圧力降
下が非常に高いのでヱネルギ消費が無駄であり、更に速
度の上昇は好ましくない。通常用いられる流速でもベン
チュリ部分は水柱３８．１〜１２７仇（１５〜５０イン
チ）の大きな圧力降下を導き、従って清浄装置の流れを
維持するのに大きな動力を消費する。更に、ベンチュリ
装置の流速が大きくなるにつれて集塊と逆の現象即ち分
解が次第に生じ始めて、放出煙突から流出する小粒子の
数を増大する。従って、本発明の目的は、高い効率を有
し広範囲の用途に用いられるガス流から汚染物質を除去
する装置を提供することである。

本発明の一層一般的な目的は、圧力降下を低くした、ガ
ス流から汚染物質を除去する装置を提供することである
。

本発明の他の目的は、動作が連続的であり、またガス遠
が低く且つガス流からミクロンに近い粒子を高い効率で
除去するようにした装置を提供することである。

本発明の更に他の目的は、自動清浄作用を有し詰まるこ
とがない装置を提供することにある。

本発明の目的は、汚染ガス流から有害臭気及びＳ○ｋの
如き望ましくないガスを除去する装置及び方法を提供す
ることである。本発明の他の目的は、水以外の低気化圧
液体又は固体さえも用いられる高温ガス流から粒子を効
率よく除去する装置及び方法を提供することである。

本発明の更に他の目的は、湿式及び乾式のいずれの作業
でも効率のよい、ガス流の粒子を集塊する装置及び方法
を提供することである。

本発明の他の目的は、ガス流からミクロンに近い寸法ま
での汚染物質を除去するのに高い効率を有する方法を提
供することである。

本発明の上記目的及び利点と他の目的及び利点とは好ま
しい実施例を示す以下の説明及び図面から一層明らかに
なることと思う。

第１図を参照すると、煙突ガスから汚染物質を除去する
本発明の装置がケーシング１０によって囲まれているの
が示してある。

外部ケーシング１０の横断面形状は円筒形であるのが好
ましいが、正方形、矩形、三角形、六角形又は他の対称
多角形でもよく、また装置の軸線に対し対称的な他の幾
何学形状が満足であり、主要な要件はこのケ−シングが
制御されたガス流を内部に流しつつ装置を一般的に液密
、気密の関係にして包囲することである。本発明の装置
を利用及び維持する場合に最大の可榛・性を許すため、
ケーシング１０は幾つかの部分に分かれ各部分はフラン
ジ１１，１３を各端部に有し、これらのフランジは同様
のフランジ１２，１４を有する隣接するケーシング部分
に堅固に連結してある。第１図に示すフランジの代りに
適当なカップリング手段を用いてもよい。第１図は本発
明による３段装置を示す。本発明の装置は、その鰍線が
垂直方向になるように配置されていて上方部分に汚染物
質含有ガス入口を有する。

この入口は垂直位置か水平位置かのいずれかとすること
ができる。汚染物質含有ガスはこのガスが装置内を搬送
されるのに充分な速度と圧力で入口を通してケーシング
１０の上部に供給される。この装置は低圧装置であり、
一般に速度は１分当り約１２０〜２７０の（４００〜９
００フィート）の範囲である。噴入部４１はケーシング
１０の入口の中心部分に設けられ、この頃入部は小滴状
の液体を汚染空気流に導入する。

小滴は直径が約４０〜１５００ミクロンであるのが好ま
しい。これより大きい小滴は気化状態が存在する場合に
気化を補償するのに望ましい。噴入部４１はガス流がコ
ーン２１に入る前に汚染ガス流の全横断面を横切って水
の４・滴を導入する固体コーン魔入部であるのが好まし
い。異なった寸法の液体小滴は装置を通して最大の蓋勤
加速、減速及び速度を与え、従って集塊を増すので望ま
しい。スプレーのパターンはノズル２１の入口２５の全
面種を横切って拡がることが望まれ、頃入部又は複数頃
入部の適当なパターンが満足である。鰭入部４１は、ま
た、ノズル２１の入口２５で上記の特定寸法の固形粒子
を汚染空気流に導くのに用いられる。液体小滴又は固形
粒子を汚染空気流に導くのにこれらの贋入部を利用する
のが一般に有利であるが、粒状汚染物質でいましばこれ
らの頃入部はなくてもよく、また装置は付加的な粒子又
は液体小満を導入することなく運転してもよい。汚染物
質含有ガス流は入口２５を通して収鉄ノズル２１に入る
。

この入口は丸くノズルは円錐形であるのが好ましいが、
装置の軸線に対し対称的な他の幾何学形状でも満足でき
る。出口の有効横断面積で入口の有効横断面積を割って
得られるコーン比は約２〜１２であるべきであるが、約
２〜５が好ましい。有効横断面積とはガス流の藤線に対
し９０ｏの面積のことである。ノズルの収鰍部分の長さ
は第１図にＡで示された収鰍角と上記のコーン比とによ
って求められる。

平均収鰍角は約８ｏ〜１８ｏであり、好ましくは約１２
〜１６ｏである。平均収鰍角とは入口から出口までの直
線と第１図にＡで示す垂直線との間で測った角度のこと
である。コーン２１の側部は真直である必要はないが、
幾分突出しついてもへこんでいてもよい。約１８０より
大きい角度は流れのパターンの望ましくない礎乱を生ず
ることが判った。出口２４の直径はこの出口から衝突面
３１までの距離の約１．３〜２．封音であるべきである
が、約１．６〜２．０が好ましい。

適当な衝突板は第１図に符号３１で示してある。

衝突板３１は目立った圧力降下を生ずることなく衝突板
のまわりにガスの流通を許すのに充分な面積を衝突板と
ケーシング１０との間に付与しつつノズル出口２４から
のほとんどすべての粒体を衝突せしめるのに充分な寸法
を有する。衝突板３１は平板として示してあるが、この
端緑のまわりにガスを通し易くし且つ粒体を除去し易く
する僅かにへこんだ板を用いてもよい。項入部４４，４
５は衝突板３１の上方に適当に設けられていて、階入部
からのスプレーが装置内の進行につれて衝突板３１から
粒体を洗落とし底に排出するようにしている。

麓入部４４，４５は衝突板３１の周緑のまわりに設けら
れた複数燈入部であるが、中心位置に１つの満足な頃入
部を設けてもよい。充分な流体を用いると、衝突面は流
体だらけとなり、粒体は、衝突板に叩いたり粘着するこ
とはらいが、流体につかまえられる。衝突板３１にかか
るスプレーの必須の基準はこれらのスプレーが衝突板３
１を粒体から相対的に解放せしめるのに充分な流体を充
分な力と方向で供給することである。この装置は衝突面
を清浄するスプレーを用いることな〈乾式で運転しても
よい。第１図に示すように本発明の装置は単一構造であ
るので多段ノズル一衝突手段の段階はその１つを他方の
上部の容易に乗せることができ、従って第１図に示すよ
うに直列の３つのユニットとなる。１〜６個の直列接続
のノズルが本発明の装置に適している。

好ましくは２〜４段が直列に用いられる。この段数は汚
染物質の除去の困難性によって制御され、特に除去が困
難な材料では、より多くの段数が必要である。下段の衝
突板の下方には望ましくない粒体又は化学物質を除去す
るタンク１５とその取出手段とが設けてある。

望ましくない粒体を含有する液体は当業果には周知の炉
過法又は沈澱法によって炉過され、浄化液体は装置の液
体燈入ノズルに戻される。清浄ガスを取出す出口手段を
最下段衝突板３３の下方に設けてあり、第１図には導管
１６として示してある。装置の内部か外部かのいづれか
には、ガス流に残っている液体の微小滴をこの小浦によ
ってとらえられている固形物又はガスと共に除去する脱
霧器１７を清浄ガス放出管に有するのが好ましい。収方
ノズル２１，２２，２３の垂直配置は特に有利であり、
その理由はコーン比が４でコーン角が１５０である脱霧
器付のこのような装置を用いると、１つのコーンの圧力
降下は水柱で８．８９０弧（３．５インチ）であり、２
つのコーンを直列にすると、水柱で１４．４７８肌（５
．７インチ）であり、「３つのコーンを直列にすると、
１７．７８弧（７．０インチ）であり、４つのコーンを
直列にすると、２１．０８２仇（８．３インチ）である
からである。

従って、垂直列のノズルの圧力降下は見積値より小さい
ので有利であることが判る。第１図に示すように第２段
と第３段とは第１段と同一であり、即ちコーン２２，２
３はコーン２１に相応し、贋入部４２，４３は４１に相
応し、噴入部４６，４７，４８，４９は４４，４５に相
応し、衝突板３２，３３は３１に相応する。

第１図に示すノズル４１，４２，４３に供給される液体
は単に高率の集塊を誘導することが望まれるだけなら水
でもよいし、またはガス流の成分と反応する種々の化学
物質とすることができる。この液体のガス流の望ましく
ない成分との化学反応はこの望ましくない成分を不落解
状態にせしめ、従って一層容易に除去せしめるためのも
のであり、またはこの反応はこの望ましくない成分を無
害にせしめるものである。高温運転には低気化圧力油を
用いてもよい。単に固形物の除去に関る場合には液体小
滴ではなく粒体を導入して−高率の集塊を促進してもよ
い。いずれの場合も、ガス流中の液体反応物がガスノズ
ル２１を通ると、液体反応物と粒体又は気体反応物との
間の密な接触を促進して望ましい高い反応速度を生ずる
ことになる。本発明の装置及び方法の高い効率は比較的
大きな膨脹の機会がノズル出口２４からの放出に続いて
生じて圧縮性ガスと共に通る非圧縮性物体の組合せによ
って達成される差動速度及び差動加減遠によると信じら
れている。

汚染物質含有ガス流では圧縮性物質と非圧縮性物質との
寸法範囲がある。固形物又は液体の小滴を添加すること
によってガス流に添加される附加的な粒体は主に所望通
り非圧縮性でガス流の非圧縮成分を増加する。階入部４
１を用いて広い選択の液体又は固体の粒子寸法をガス流
に導き、入口ガス流内の比較的広いスパンの液体又は固
体の粒子寸法と共に極めて高い衝突速度を促進して非常
に高い効率の集魂を行うことができる。第１図に示す本
発明の装置の高さを最少にするため第２図及び第３図に
示すように各段に複数コーンを設けるのがよいことが判
った。

第２図及び第３図に示す実施例は実質的に液密、気密で
あって上方部分に汚染ガス入口１１８を有する外部ケ−
シング１００を示す。ケーシング１０川ま各端部にフラ
ンジー１１，１１３を有し、これらのフフンジは同様の
フランジ１１２，１１４を有する隣接するケーシング部
分に連結するためのものである。第２図、第３図に示す
上段はガスノズル１５０，１５１，１５２，１５３が配
列された板１６０を有する。第３図は、板１６０に取付
けられた４つのノズルの横断配列を示す。前にのべたよ
うな特性を有するガスノズルを幾つつかってもよく、１
段に約２〜６個のノズルが好ましい。前にのべたのと同
様の方法でガスノズル入口の上方の贋入部、例えばノズ
ル１５０の入口１２５の上方の階入部１４２によって液
体又は固体の粒子を添加してもよい。汚染物質含有ガス
流は収飲ノズルを通してノズル出口１５０の如きノズル
出口下方の衝突面に衝突する。

前にのべたように、この衝突面は第２図に示す衝突板１
３１であり、第２図に示すようにこの衝突板から粒体を
洗い落すのを助けるため液体贋入部１４５，１４６を有
する。第１図に示す装置と同様に、最下位の衝突面の下
方には望ましくない粒体又は化学物質の一方又は双方を
含有する液体を除去するタンク１１５とその取出手段と
がある。出口手段１１６は、下部衝突面１３２の下方か
ら清浄ガスを取出すためのものである。脱霧器１１７は
、装置が液体噂入部を用いる場合に清浄ガスに残ってい
る液体の微細な小瓶を除去するのに好ましい。第２段は
第１段即ち上段と同じであるのが示してある。本発明の
装置の一体構造によると、相互にその上部に多ユニット
を容易に設けて第２図に示すユニットを２つ直列に用い
ることができる。

１〜約６個の直列接続段の複数ノズルが本発明の装置に
適当であり、好ましくは、２〜４段のノズル一衝突手段
が直列に用いられる。

ガス流から汚染物質を除去する本発明の方法は、汚染物
質を含有するガス流を垂直ケーシングの上方部分に通す
工程と、前記ケーシング内に設けられ汚染ガスの入口に
蓮通し出口の有効横断面積の約２〜１２倍の有効横断面
積の入口を有し平均収畝角が約８０〜１がであるノズル
を通してガス流の加速及び減速がノズルを通る時粒子を
集塊せしめ、且つ、反応物と化学反応せしめるように前
記汚染物質含有ガス流を通過せしめ工程と、前記集塊物
を前記ノズル出口の下方の衝突手段に衝突する工程と、
前記ケーシングの下方部分から液体と粒体とを除去する
工程と、前記ケーシングの下方部分から浄化ガスを分離
して取出す工程とから成っている。

以上の実施例は本発明の種々の実施態様を示すためのも
のであって本発明はそれに限定されるものではない。

実施例 １ コーン角１５ｏ、コーン入口直径３０．４８弧（１２イ
ンチ）、コーン出口直径、１５．２４地（６インチ）、
衝突距離２５．４伽（１０インチ）、ガス速度４０．５
〆／分（１５００立方フィート／分）で２つのコーンを
有する第１図に示すのと同じ装置を用いて著名な汚染材
料について以下の結果が得られこの結果が第１表に示さ
れている。

第 １ 表 実施例 ロ コーン角１５０ｏ、コーン入口直径１５．２４肌（６イ
ンチ）、コーン出口直径７．６２肌（３インチ）、衝突
距離１２．７弧（５インチ）、ガス速度４０．５で／分
（１５００立方フィート／分）で４つのコーンを２段有
する第２図及び第３図に示す如き装置を用いて著名な汚
染材料について以下の結果が得られこの結果が第０表に
示されている。

第 □ 表 上記明細書で本発明を幾つかの好ましい実施例に関連し
てのべ説明の目的で多くの詳細をのべたが、本発明は他
の実施例も可能であり、上記の幾つかの詳細例は本発明
の基本原理から逸脱することなく相互に変形することが
できることは当業者に明らかである。

本発明の好ましい実施態様を要約して示すと、下記の通
りである。

｛１） 特許請求の範囲第２項の発明であって、前記入
口は前記出口の有効横断面積の約２〜５倍の有効横断面
積を有する装置。

■ 特許請求の範囲第２項の発明であって、前記平均収
鉄角は約１２ｏ〜１６０である装置。

‘３ｉ 特許請求の範囲第２項の発明であって、前記出
口の直径は前記出口から衝突手段までの距離の約１．３
〜２．５倍である装置。‘４）特許請求の範囲第２項の
発明であって、贋入手段は前記ノズルの前に小滴状液体
を汚染物質含有ガス流に導く装置。

【５｝ 前記小滴は直径が約４０〜１５００ミクロンで
ある第４項の装置。

【６｝ 特許請求の範囲第２項の発明であって、墳入手
段は前記ノズルの前に固形粒子を汚染物質含有ガス流に
導く装置。

｛７｝ 前記粒子は直径が約４０〜１５０ミクロンであ
る第６項の装置。

側 特許請求の範囲第２項の発明であって、２〜６段の
ノズル一衝突手段が前記垂直ケース内に直列に接続され
ている装置。

（９｝ 特許請求の範囲第２項の発明であって、各垂直
段に前記ノズルを２〜約６個有する装置。

０■ ２〜４段のノズル一衝突手段が前記垂直ケーシン
グ内に直裂接続されている装置。

ＯＵ 特許請求の範囲第１項の発明であって、前記汚染
物質含有ガス流を前記ノズルに導入する前に小滴状の液
体を汚染物質含有ガス流に導入する工程を更に有する方
法。

０２ 前記小滴は直径が約４０〜１５００ミクロンであ
る第１１項の方法。

０３）特許請求の範囲第１項の発明であって、前記汚染
物質含有ガス流を前記ノズルに導入する前に固形粒子を
汚染物質含有ガス流に導入する工程を更に有する方法。

０４ 前記粒子は直径が約４０〜１５００ミクロンであ
る第１３頁の方法。（１５ 特許請求の範囲第１項の発
明であって、前記汚染物質含有ガスは前記垂直ケーシン
グ内で直列接続された２〜６段のノズル一衝突手段に通
される方法。

０８ 特許請求の範囲第１項の発明であって、前記汚染
物質含有ガス流は前記垂直ケーシング内の各垂直段で約
２〜６個のノズルを通る方法。

０７）前記垂直ケーシング内で２〜４段のノズル一衝突
手段が直列暖緩されている第１８頁の方法。

【図面の簡単な説明】

第１図は単一ノズルを直列に用いた本発明の装置の一実
施例の断面図、第２図は複数ノズル板を直列に用いた本
発明の他の実施例の断面図、第３図は第２図の装置の３
−３線の断面図である。 １０，１００・・・外部ケーシング、１１８・・・汚染
ガス流入口、１６，１１６…浄化ガス出口、２１，２２
，１２１…ノズル、２５，１２５…ノズル入口、２４，
１２４…ノズル出口、３１，３２，１３１，１３２・・
・衝突板、１７，１１７・・・脱霧器。 上；戸；３ 上；ご弓ヲ…；／ ５三；；２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 上方部分に汚染ガス入口を有し実質的に液密、気密
   である垂直ケーシングと、前記ケーシング内に設けられ
   上端に前記汚染ガス入口に連通する入口を有し下端に出
   口を有し前記入口は前記出口の有効横断面積の約２〜１
   ２倍の有効横断面積を有し平均収歛角が約８〜１８°で
   ある軸まわりに対称形である収歛する真直ぐな側壁をも
   つノズルと、前記ノズル出口から出るガス流に乗せられ
   た実質的にすべての粒体を確実に衝突せしめるように前
   記ノズル出口から隔てて前記ノズル出口の下方に設けら
   れた衝突手段と、前記ケーシングの下方部分から液体と
   粒体とを除去する手段と、前記ケーシングの下方部分か
   ら浄化ガスを分離して取出す手段とから成るガス流から
   汚染物質を除去する装置。