JPS63178828A - 煙道ガスおよび排ガスから熱を回収するためのおよび有害物質を分離するための湿式処理方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、液状の、気体状の並びに固体状の燃料の燃焼
の際生じるすべての煙道ガスおよび排ガスを集約的に浄
化しかつ熱を利用する方法に関する。煙道ガスおよび排
ガスと洗浄液間の直接的な熱交換および物質交換による
本発明による方法は熱効率および構造様式が極めて異な
る暖房ボイラーもしくは燃焼装置、しかも熱効率が約１
２ＭＷ以下の中型のおよび比較的小規模のセントラルヒ
ーティングを行うのに広範囲にかつ効果的に使用するこ
とが可能である。

従来技術 特に煙道ガスおよび排ガスからの環境を汚染する塵芥放
散、煤放散および二酸化硫黄放散を低減するための浄化
およびこれらの煙道ガスおよび排ガスの熱利用を種りの
洗浄液を用いておよびガスと液体を直接接触させるため
の工業的なシステムにより行うことを内容としている原
理的な多数の解決策が知られている。

小型のおよび中型の暖房ボイラーもしくは燃焼装置にお
ける使用には従来、噴流装置を使用して煙道ガス或いは
排ガス（随伴媒体）と洗浄液（駆出媒体）間の集中的な
熱交換および物質交換を可能にするような煙道ガス処理
設備もしくは排ガス処理設備の使用が優勢を占めている
。

特有な排熱効率と分離効率を好都合に達するため、洗浄
液のための貯溜容器内に僅かな容量の気体或いは空気気
泡が発生される。この生気泡生成は噴流装置の貯溜容器
内に機械的なエネルギー導入（例えば攪拌装置）により
、特にドイツ連邦共和国公開特許公報第２　１６１４７
６号に記載されているように浮遊剤（例えばテンサイド
）を添加して或いは貯溜容器内で行われる二酸化硫黄の
硫酸塩への化学的な反応により部分的に行われる。この
場合、機能信頼性に富んだ洗浄循環を維持するため貯溜
容器と噴流装置の噴流ノズル間に設けられる特別なポン
プが適しているに過ぎない。ガスを含んでいる液体のた
めのこのポンプは遠心ポンプとして構成され、これは例
えばドイツ民主共和国経済特許第１０１　９４７号並び
に第１３６　２８７号に記載されている。従来慣用の循
環ポンプに比して、送り効率の低下或いは送り流の完全
な中断を招く、タービン羽根車のボスの近傍で行われる
気体核形成もしくは気泡核形成が阻止される。

しかし、決定的に不利な特徴は騒音レベルが上昇するこ
と、電気エネルギーの消費が増大すること並びにこのよ
うな遠心ポンプの製造コストが増大することである。こ
れに対してスイス特許第３７０　４４０号において提案
されている構成システムは総じて有利な、エネルゲティ
クなかつ経済的な使用事情を提供している。この場合、
気体状の冷却剤（随伴媒体）の部分流は冷却されるべき
循環液体（駆出剤）と噴流装置の噴流管内において接触
した後噴流ノズルと従来の液体ポンプ間の結合導管内に
放出される。

加圧下に希釈される気体−液体−混合物は改善された熱
交換および物質交換並びに随伴媒体搬送をもたらしはす
るが、その熱交換および物質交換並びに随伴媒体搬送は
最適であるとは言いえない。特にこのことから噴流管の
長さの著しい低減も、また材料（例えば特殊鋼或いは特
殊ガス）消費の低減も達せられない。更に家政の分野に
おける小型のボイラーのための処理システムの方法の際
構造高さにより生じる配設問題は少しも解決されない。

発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、一方において公知の構成に比して脈動
交番条件の最適な構成並びに浄化プロセスおよび熱交換
プロセスの点で優れておりかつ他方では最低な設備投資
と運転費用を保証する、燃焼設備のあらゆる効率範囲に
対応する煙道ガス或いは排ガスおよび洗浄液間の直接的
な熱交換および物質交換による効果的なかつ汎用し得る
方法を提供することである。

問題を解決するための手段 本発明の根底をなす課題は、煙道ガス或いは排ガスが特
に噴流形洗浄機もしくは噴流装置により洗浄液と接触さ
れる様式の湿式処理設備の脈動交番条件、熱交換条件お
よび物質交換条件が著しく集約化され、かつこれに伴い
この方法を実施するための設備のエネルゲティクな運転
経費および／または構造寸法が排熱効率および分離効率
の変化を伴うことなく極度に低減されるように、煙道ガ
スを処理するための方法を構成することである。先ず第
一に本発明は、湿式洗浄設備の寸法、特に噴流装置の構
造高さの縮小および構造様式の著しく単純な従来慣用の
液体ポンプおよび気化要素の使用を可能にする。

上記の課題は本発明により、循環する洗浄液に、液体ポ
ンプと噴流形洗浄器もしくは噴流形洗浄装置の噴流ノズ
ルとの間の領域内で、或いは湿式処理設備外で得られる
洗浄液に、噴流ノズルに通じている別個の圧力導管の領
域内で、温度が洗浄液の沸騰点以上の高温に調温された
気体或いは気体混合物を添加することによって解決され
る。この気体或いは気体混合物は周辺空気、煙道ガス流
、洗浄された排ガス流、別個に調製された或いは工業に
おいて生じるガスのガス貯溜部から得られるか、或いは
上記のガスの任意の混合物から造られる。この場合、洗
浄液内への一送られる洗浄液量に依存して行われる一高
温に調温された気体或いは気体混合物の導入は直接的に
或いは高温に調温された気体或いは気体混合物により復
熱的に加熱された後および／または付加的な熱発生源に
よる加熱の後行われる。高温に調温された気体或いは気
体混合物は特に液体噴流ポンプにより洗浄液流内へ添加
された直後気相内において高い蒸気含有率を有する気泡
鉄砲流、環状流或いは気泡流を生じさせ、これに伴い極
端な乱流状態を生じさせる。熱的な気泡富化は最適な洗
浄噴流を形成するのに必要な気体量導入を最小限の量に
低減する。蒸気気泡の膨張により滴化ノズル開口或いは
噴霧ノズル開口への異常に激しい噴流分解が行われる。

低温に調温された気体或いは気体混合物を洗浄液体内に
導入することを趣旨している方法に比較して有利な物質
交換条件および脈動交番条件が形成され、これにより例
えば等しい煙道ガス処理量或いは排ガス処理量および有
害物質分離効率の前提の下に噴流管の長さが著しく短く
て済みしかも等しい総合エネルギー収支が達せられるこ
とは意想外なことである。このことは理論的には、全噴
流管領域内における高い角速度並びに安定した乱流構成
を備えた駆出渦流の集約的な煽りが生じることに起因し
ている。噴流管の長さに応じて時間経過に伴い成長する
大きなおよび小さな渦流核は数が増大されて混合帯域、
所謂移行領域内および形成された噴霧流内で発生され、
かつこれらの渦流核が強められて互いに接線方向で接触
し合い、容易に互いの流れの中に侵入しかつ一小さな渦
流領域が大きな渦流に比して比較的大きな質量に伴う動
力学的なエネルギーを有しているので−再び互いに解離
するように競合し合う。この場合、大きな渦流領域の解
離にともない新しい小さな渦流を伴った混合帯域が形成
される。従って生じる最適な渦巻き条件は渦流分解区間
を延長するばかりでなく、低減された滴大きさおよび改
善された噴霧をももたらす。このことにより、大きな表
面積およびこれに伴い洗浄液体および煙道ガス或いは排
ガス間の熱交換および物質交換の著し増大が達せられる
。

実施例 以下に添付した図面に図示した実施例につき本発明の詳
細な説明する。

第１図に図示した噴流形洗浄器もしくは噴流形洗浄装置
１は本質的に噴流管２、噴射ノズル３、洗浄液体Ｗのた
めの貯溜容器４、煙突管５、回転ポンプ６および液体噴
射ポンプ１２から成る。液体噴射ポンプ１２は回転ポン
プ６と噴射ノズル３との間の結合導管１３内に組込まれ
ており、煙道ガス部分流ＲＴを供給するために働く。こ
の煙道ガス部分流は煙道ガス流入管７内で分岐しており
、接続導管１４を経て液体噴射ポンプ１２内に導入され
る。導入される煙道ガス部分流ＲＴの量は回転ポンプ６
の回転数および循環される洗浄液体Ｗの量に依存して絞
りフラップ８を操作することによって制御される。

最適な熱回収（発熱量利用）と有害排除を達するため洗
浄液体流の大きさは主として燃焼設備の相当する負荷状
態、燃料の有害物質含有量および燃焼生成物、利用され
る中和剤の種類、化学反応生成物或いは廃生成物Ｃに関
しての予定されている使用目的および熱消費キャリヤー
に応じて設定される。

結合導管１３内に導入される高温に調温された煙道ガス
部分流ＲＴは蒸気含有量の高い鉄砲気泡流、環状流或い
は気泡流をガス相中に起こす。これに伴って噴射ノズル
３に至る迄の道程の途上において熱交換および物質交換
の激化が生じる。煙道ガスＲの主流は、衆気気泡の膨張
およびこれに伴う激しい飛散により可能な限り大きな脈
動伝達を保証する駆出流によって噴射管２内に搬送され
、其処で洗浄液体Ｗと密に接触させられる。引続き煙道
ガスＲは煙突管５を経て浄化されたかつ殆ど洗浄液体温
度にまで冷却された排ガスＡとして大気中に放散される
。

洗浄液体の冷却は有効水流への復熱的な熱伝導により行
われる。洗浄液体Ｗの熱交換器１１への流入以前にこの
洗浄液体Ｗはフィルタ要素１０により充分にＣＯ２−気
泡、他のガス気泡および固形粒子を除去される。

新鮮な洗浄液体ＷＦの貯溜容器４内への添加はフロート
弁装置９によって行うことが可能である。

化学反応生成物或いは廃生成物Ｃの搬出は貯溜容器４の
下方部分内で行われる　。

第２図には、高温に調温された煙道ガスＲを使用して冷
たい周辺空気ＬＫから暖かい周辺空気ＬＮを得るための
だの実施形が示されている。

この目的のため煙道ガス流入管７内の煙道ガス部分流Ｒ
Ｔは先流管１５を経て分岐され、復熱的な熱伝導体１７
を介して案内され、戻り導管１６を経て再び煙道ガス主
流に戻される。加熱された周辺空気ＬＮは液体噴射ポン
プ１２の吸込み作用により接続導管１４を経て噴射ノズ
ル１３と回転ポンプ６との間の結合導管１３内に供給さ
れる。このような溶液は特に、中和の目的で不純化され
ていないおよび／または酸素を富んでいる気体或いは気
体混合物を必要とする際に問題となる。更に第１図に図
示した本発明による方法を実施するための装置の構成に
比して、液体噴射ポンプ１２、結合導管１３、接続導管
１４および噴射ノズル３を良好な状態に保持することは
それらが消化される度合いが低減されるので著しく増大
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による方法に基すいて作業が行われる噴
流形洗浄器の全体図、 第２閃は第１図の領域Ｉ内での復熱的な気体加熱のため
の一実施例。 図中符号は、 １・・・噴流形洗浄器もしくは噴流形洗浄器２・・・噴
射管 ３・・・噴射ノズル ４・・・貯溜容器 ５・・・煙突管 ６・・・回転ポンプ ７・・・煙道ガス流入管 ８・・・絞りフラップ ９・・・フロート弁装置 １０・・フィルタ要素 １１・・熱交換器 １２・・液体噴射ポンプ １３・・結合導管 １４・・接続導管 １５・・先流管 １６・・戻り導管 １７・・熱伝導体 Ａ・・・　（浄化された）排ガス Ｗ・・・洗浄液体 ＷＦ・・新鮮な洗浄液体 ＬＫ・・　（冷たい）周辺空気 ＬＮ・・　（暖かい）周辺空気 Ｒ・・・煙道ガス ＲＴ・・煙道ガス部分流 Ｃ・・・化学反応生成物或いは廃生成物Ｎ・・・有効水
流

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一つ或いは多数の湿式処理設備内で、特に噴射形洗
   浄器もしくは噴射形洗浄装置内で処理すべきガスおよび
   洗浄された洗浄液体間で直接的に熱交換、物質交換およ
   び脈動交番を行って煙道ガスおよび排ガスから熱を回収
   するためのおよび有害物質を分離するための湿式処理方
   法において、液体ポンプ、特に回転ポンプ（６）と湿式
   処理設備、特に噴射形洗浄器もしくは噴射形洗浄装置（
   １）の噴射ノズル（３）間の領域内において循環される
   べき洗浄液体（Ｗ）に、或いは湿式処理設備外で得られ
   た洗浄液体（Ｗ）に噴射ノズル（ ３）に通じている別個の圧力導管の領域内で高温に調温
   された気体或いはその温度が洗浄液体（Ｗ）の沸騰点以
   上の温度である気体混合物を添加することを特徴とする
   、上記湿式処理方法。 ２、気体或いは気体混合物を周辺空気（ＫＬ、ＨＬ）、
   煙道ガス（Ｒ）、浄化された排ガス（Ａ）、別個に調製
   された或いは工業的に生じる気体貯溜容器から得るか或
   いはこれらの気体の任意の混合物から製造する、特許請
   求の範囲第１項に記載の方法。 ３、気体或いは気体混合物を、高温に調温された液体或
   いは高温に調温された気体或いは気体混合物により、特
   に処理されるべき煙道ガス或いは排ガスにより直接或い
   は再生的に或いは復熱的に加熱した後或いは他の熱源に
   より加熱した後洗浄液体内に装填する、特許請求の範囲
   第１項或いは第２項に記載の方法。 ４、高温に調温された気体或いは気体混合物の添加を液
   体ボンプ、特に循環ポンプ（６）によって給送された洗
   浄液体量に依存して行う、特許請求の範囲第１項から第
   ３項までのいずれか一つに記載の方法。