KR102594992B1

KR102594992B1 - Spray nozzle and spray method

Info

Publication number: KR102594992B1
Application number: KR1020207021763A
Authority: KR
Inventors: 마사아끼 오쿠보; 토모유키 구로키; 히데카쯔 후지시마; 고키 히라마쯔; 시로 나카이; 하시라 야마모토; 료타 츠지
Original assignee: 코우리츠 다이가꾸 호우진 오사카; 가부시키가이샤 이케우치; 니혼 야마무라가라스 가부시키가이샤
Priority date: 2018-01-26
Filing date: 2018-12-25
Publication date: 2023-10-26
Also published as: WO2019146348A1; CN111629834B; JP7182197B2; KR20200110753A; JPWO2019146348A1; CN111629834A

Abstract

본 발명은 산화제 가스가 열 분해되는 것을 억제할 수 있고, 산화제 가스로 효율적으로 피처리 가스를 산화 처리할 수 있는 분무 노즐을 제공한다. 본 발명의 분무 노즐은 제1 관의 단부에 설치된 제1 분출공과, 제1 관을 둘러싸도록 설치된 제2 분출공을 구비하고, 제2 분출공은 물 또는 수용액이 분무용 가스와 함께 선회하면서 제2 분출공으로부터 분출하도록 설치되고, 제1 분출공은 제2 분출공으로부터 분출시킨 물 또는 수용액을 포함하는 미스트 중에, 제1 분출공으로부터 분출시킨 산화제 가스를 공급하도록 설치된 것을 특징으로 한다.The present invention provides a spray nozzle that can suppress thermal decomposition of an oxidizing agent gas and can efficiently oxidize a gas to be treated with an oxidizing agent gas. The spray nozzle of the present invention has a first blowing hole installed at the end of the first pipe, and a second blowing hole installed to surround the first pipe, and the second blowing hole rotates water or an aqueous solution together with the spraying gas. It is installed to blow out from a blowing hole, and the first blowing hole is installed to supply the oxidizing gas blown out from the first blowing hole into the mist containing water or an aqueous solution blown out from the second blowing hole.

Description

Spray nozzle and spray method

본 발명은 분무 노즐 및 분무방법에 관한 것이다.The present invention relates to a spray nozzle and a spray method.

열 분해되는 화확적 성질을 가지는 산화제 가스로 피처리 가스를 산화 처리하는 경우, 피처리 가스를 열 분해 온도 이하의 온도까지 냉각한 후 이 처리를 실시한다.When the gas to be treated is oxidized with an oxidizing agent gas that has the chemical property of being thermally decomposed, this treatment is performed after cooling the gas to be treated to a temperature below the thermal decomposition temperature.

예를 들면, 150℃ 이상의 온도에서 열 분해되는 화학적 성질을 가지는 오존가스로 연소 배기가스를 처리하는 배기가스 처리방법이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 이 방법에서는 샤워링실에서 충분하게 냉각한 연소 배기가스 중에 오존가스를 공급하는 것에　의해, 연소 배기가스를 정화하고 있다. 이 방법에서는 연소 배기가스를 냉각하기 위해서 대규모의 냉각장치가 필요하다.For example, an exhaust gas treatment method is known in which combustion exhaust gas is treated with ozone gas, which has the chemical property of being thermally decomposed at a temperature of 150°C or higher (see, for example, Patent Document 1). In this method, combustion exhaust gas is purified by supplying ozone gas into combustion exhaust gas that has been sufficiently cooled in the showering room. This method requires a large-scale cooling device to cool the combustion exhaust gases.

또, 미스트의 국소 냉각영역을 이용해서 오존가스로 연소 배기가스를 처리하는 배기가스 처리방법이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조). 이 방법에서는 미스트의 국소 냉각영역만을 오존가스의 열 분해 온도 이하의 온도로 냉각해서 연소 배기가스를 오존가스로 처리하기 때문에, 대규모 냉각장치를 필요로 하지 않는다.Additionally, an exhaust gas treatment method is known in which combustion exhaust gas is treated with ozone gas using a local cooling area of mist (for example, see Patent Document 2). In this method, since only the local cooling area of the mist is cooled to a temperature below the thermal decomposition temperature of ozone gas and the combustion exhaust gas is treated with ozone gas, a large-scale cooling device is not required.

일본 공개특허공보 H10-137537호Japanese Patent Publication No. H10-137537 일본 공개특허공보 2015-016434호Japanese Patent Publication No. 2015-016434

그러나 미스트의 국소 냉각영역을 이용해서 산화제 가스에 의해 피처리 가스를 산화 처리하는 경우, 산화제 가스가 국소 냉각영역의 외부로 확산해서 열 분해되 때문에, 효율적으로 피처리 가스를 산화 처리하는 것이 어렵다.However, when the gas to be treated is oxidized with an oxidizing agent gas using the local cooling area of the mist, the oxidizing gas diffuses outside the local cooling area and is thermally decomposed, making it difficult to oxidize the gas to be treated efficiently.

본 발명은 이러한 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 산화제 가스가 열 분해되는 것을 억제할 수 있고, 산화제 가스로 효율적으로 피처리 가스를 산화 처리할 수 있는 분무 노즐을 제공한다.The present invention has been made in consideration of these circumstances, and provides a spray nozzle that can suppress thermal decomposition of an oxidizing agent gas and can efficiently oxidize a gas to be treated with an oxidizing agent gas.

본 발명은 제1 관의 단부에 설치된 제1 분출공과, 제1 관을 둘러싸도록 설치된 제2 분출공을 구비하고, 제2 분출공은 물 또는 수용액이 분무용 가스와 함께 선회하면서 제2 분출공으로부터 분출하도록 설치되고, 제1 분출공은 제2 분출공으로부터 분출시킨 물 또는 수용액을 포함하는 미스트 중에, 제1 분출공으로부터 분출시킨 산화제 가스를 공급하도록 설치된 것을 특징으로 하는 분무 노즐을 제공한다.The present invention is provided with a first blowing hole installed at the end of the first pipe, and a second blowing hole installed to surround the first pipe, and the second blowing hole is configured to allow water or an aqueous solution to flow from the second blowing hole while rotating together with the spraying gas. Provided is a spray nozzle, wherein the first blowing hole is installed to supply an oxidizing gas blown out from the first blowing hole into the mist containing water or an aqueous solution blown out from the second blowing hole.

본 발명의 분무 노즐은 물 또는 수용액이 분무용 가스와 함께 선회하면서 분출하도록 설치된 제2 분출공을 구비한다. 이 제2 분출공으로부터 물 또는 수용액과 분무용 가스를 이류체 분무하는 것에　의해, 선회류를 가지는 미스트를 형성할 수 있다. 또, 물 또는 수용액의 기화열에 의해 미스트 중에 국소 냉각영역을 형성할 수 있다.The spray nozzle of the present invention has a second blowing hole installed so that water or an aqueous solution is ejected while rotating together with the spraying gas. By dual-fluid spraying water or an aqueous solution and spraying gas from this second blowhole, mist with a swirling flow can be formed. Additionally, a local cooling area can be formed in the mist due to the heat of vaporization of water or an aqueous solution.

본 발명의 분무 노즐은 제1 관의 단부에 설치된 제1 분출공을 구비한다. 이 제1 분출공은 제2 분출공으로부터 분출시킨 물 또는 수용액을 포함하는 미스트 중에, 제1 분출공으로부터 분출시킨 산화제 가스를 공급하도록 설치된다. 이 제1 분출공으로부터 산화제 가스를 분출시키는 것에　의해, 선회류를 가지는 미스트의 선회 축부근에 산화제 가스를 공급할 수 있다.The spray nozzle of the present invention has a first blowing hole installed at the end of the first pipe. This first blowing hole is installed to supply the oxidizing agent gas blown out from the first blowing hole into the mist containing water or an aqueous solution blown out from the second blowing hole. By blowing out the oxidizing agent gas from this first blowing hole, the oxidizing agent gas can be supplied to the vicinity of the rotating axis of the mist having a swirling flow.

미스트에 형성되는 선회류는 선회 축을 중심으로 해서 회전하면서 분출방향으로 흐르는 흐름이고, 분출방향의 속도성분과 회전방향의 속도성분을 가지고 있다. 이 때문에, 제1 분출공으로부터 선회 축 부근에 공급된 산화제 가스는 선회류의 선회 축 부근을 분출방향을 향해서 흐르는 것으로 생각된다. 또, 미스트의 외측 피처리 가스는 선회류의 외측 둘레 흐름에 휩쓸리고, 선회류를 타고 흐르는 동안에 미스트의 기화열에 의해 냉각되는 것으로 생각된다. 이 냉각된 피처리 가스가 미스트 중에서 산화제 가스와 접촉해서 산화되는 것으로 생각된다.The swirling flow formed in the mist is a flow that flows in the direction of ejection while rotating around the axis of rotation, and has a velocity component in the ejection direction and a velocity component in the rotation direction. For this reason, it is thought that the oxidizing agent gas supplied from the first blowing hole to the vicinity of the turning axis flows in the vicinity of the turning axis of the swirling flow toward the blowing direction. In addition, it is thought that the gas to be treated outside the mist is swept around the outer circumference of the swirling flow and is cooled by the heat of vaporization of the mist while flowing along the swirling flow. It is thought that this cooled gas to be treated is oxidized by contact with the oxidizing agent gas in the mist.

따라서 본 발명의 분무 노즐을 사용하는 것에　의해, 산화제 가스가 열 분해되는 것을 억제할 수 있고, 산화제 가스에서 효율적으로 피처리 가스를 산화 처리할 수 있다.Therefore, by using the spray nozzle of the present invention, thermal decomposition of the oxidizing agent gas can be suppressed, and the gas to be treated can be oxidized efficiently with the oxidizing agent gas.

도 1은 본 발명에 1실시형태의 분무 노즐 개략적인 단면도이다.
도 2는 도 1의 파선으로 둘러싸인 범위(A)에서의 분무 노즐의 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 2의 화살표(B)로 나타낸 방향으로부터 본 분무 노즐의 개략 단면도이다.
도 4의 (a)는 도 2의 파선(C-C)에서의 분무 노즐의 개략적인 단면도이고, (b)는 도 2의 파선(D-D)에서의 분무 노즐의 개략적인 단면도이다.
도 5의 (a)는 도 3의 파선으로 둘러싸인 범위(E)에서의 확대 단면도이고, (b)∼(d)는 변형예의 분무 노즐 개략 단면도이다.
도 6은 본 발명에 1실시형태의 분무 노즐 개략 부분 단면도이다.
도 7은 본 발명에 1실시형태의 분무 노즐 개략 부분 단면도이다.
도 8은 본 발명에 1실시형태의 분무 노즐을 사용해서 피처리 가스를 처리하는 방법의 개념도이다.
도 9는 본 발명에 1실시형태의 분무 노즐이 구비된 배기가스 처리장치의 개략적인 구성도이다.
도 10은 제1 분무실험에서의 미스트의 평균 유속 측정위치를 나타내는 설명도이다.
도 11은 오존관의 선단 위치가 다른 분무 노즐로부터 기액 혼합체 및 오존 함유 가스를 분출시켰을 때의 오존 함유 가스의 공급 압력차를 나타내는 그래프이다.
도 12는 오존관의 선단 위치가 다른 분무 노즐로부터 기액 혼합체 및 오존 함유 가스를 분출시키는 것에 의해 형성한 미스트에 포함되는 액체 방울의 사우터 평균입경 변화율을 나타내는 그래프이다.1 is a schematic cross-sectional view of a spray nozzle according to one embodiment of the present invention.
Figure 2 is a schematic cross-sectional view of the spray nozzle in the range A surrounded by the broken line in Figure 1.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the spray nozzle viewed from the direction indicated by arrow B in FIG. 2.
FIG. 4 (a) is a schematic cross-sectional view of the spray nozzle along the broken line CC in FIG. 2, and (b) is a schematic cross-sectional view of the spray nozzle along the broken line DD in FIG. 2.
Figure 5(a) is an enlarged cross-sectional view in the range E surrounded by the broken line in Figure 3, and (b) to (d) are schematic cross-sectional views of the spray nozzle of the modified example.
Figure 6 is a schematic partial cross-sectional view of a spray nozzle according to one embodiment of the present invention.
Figure 7 is a schematic partial cross-sectional view of a spray nozzle according to one embodiment of the present invention.
Figure 8 is a conceptual diagram of a method of processing a gas to be treated using the spray nozzle of one embodiment of the present invention.
Figure 9 is a schematic configuration diagram of an exhaust gas treatment device equipped with a spray nozzle according to one embodiment of the present invention.
Figure 10 is an explanatory diagram showing the position of measuring the average flow velocity of mist in the first spray experiment.
Figure 11 is a graph showing the supply pressure difference of the ozone-containing gas when the gas-liquid mixture and the ozone-containing gas are sprayed from spray nozzles with different tip positions of the ozone tube.
Fig. 12 is a graph showing the Sauter average particle size change rate of liquid droplets contained in mist formed by spraying a gas-liquid mixture and an ozone-containing gas from spray nozzles with different tip positions of the ozone tube.

본 발명의 분무 노즐은 제1 관의 단부에 설치된 제1 분출공과, 제1 관을 둘러싸도록 설치된 제2 분출공을 구비하고, 제2 분출공은 물 또는 수용액이 분무용 가스와 함께 선회하면서 제2 분출공으로부터 분출하도록 설치되고, 제1 분출공은 제2 분출공으로부터 분출시킨 물 또는 수용액을 포함하는 미스트 중에, 제1 분출공으로부터 분출시킨 산화제 가스를 공급하도록 설치된 것을 특징으로 한다.The spray nozzle of the present invention has a first blowing hole installed at the end of the first pipe, and a second blowing hole installed to surround the first pipe, and the second blowing hole rotates water or an aqueous solution together with the spraying gas. It is installed to blow out from a blowing hole, and the first blowing hole is installed to supply the oxidizing gas blown out from the first blowing hole into the mist containing water or an aqueous solution blown out from the second blowing hole.

본 발명의 분무 노즐에 포함되는 제2 분출공은 원환 형상을 가지는 것이 바람직하다. 이것에　의해, 미스트의 선회류 회전방향의 속도성분을 크게 할 수 있고, 제1 분출공으로부터 분출시킨 산화제 가스가 미스트의 외부로 확산해서 열 분해되는 것을 억제할 수 있다.The second blowing hole included in the spray nozzle of the present invention preferably has an annular shape. As a result, the velocity component in the swirling rotation direction of the mist can be increased, and the oxidizing agent gas ejected from the first blowing hole can be prevented from diffusing to the outside of the mist and thermally decomposing.

본 발명의 분무 노즐에 포함되는 제1 관, 제2 관 및 제3 관은 제1 관이 제2 관의 내부에 위치하고, 제2 관이 제3 관의 내부에 위치하는 구조를 가지는 것이 바람직하다. 본 발명의 분무 노즐에 포함되는 연통 유로는 제1 관과 제2 관 사이의 유로와, 제2 관과 제3 관 사이의 유로를 연통하도록 설치되는 것이 바람직하고, 제1 관의 내부 유로는 산화제 가스를 흐르게 하는 산화제 가스 유로인 것이 바람직하다. 제2 관과 제3 관 사이의 유로는 분무용 가스를 흐르게 하는 기체 유로인 것이 바람직하고, 제1 관과 제2 관 사이의 유로는 물 또는 수용액을 흐르게 하는 물 유로와, 기액 혼합부를 포함하는 것이 바람직하다. 기액 혼합부는 물 유로로부터 공급되는 물 또는 수용액과 연통 유로로부터 공급되는 분무용 가스와 혼합하면서 선회류를 발생시키도록 설치되는 것이 바람직하고, 제2 분출공은 기액 혼합부에 의해 형성된 선회하는 기액 혼합체가 제2 분출공으로부터 분출하도록 설치된 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 제2 분출공으로부터 물 또는 수용액을 분무용 가스와 함께 선회시키면서 분출시켜 미스트를 형성할 수 있고, 제1 분출공으로부터 미스트 중에 산화제 가스를 공급할 수 있다.The first pipe, second pipe, and third pipe included in the spray nozzle of the present invention preferably have a structure in which the first pipe is located inside the second pipe, and the second pipe is located inside the third pipe. . The communication passage included in the spray nozzle of the present invention is preferably installed to communicate with the passage between the first pipe and the second pipe and the passage between the second pipe and the third pipe, and the internal passage of the first pipe is an oxidizing agent. It is preferable that it is an oxidizing gas flow path through which gas flows. It is preferable that the flow path between the second pipe and the third pipe is a gas flow path for flowing the spray gas, and the flow path between the first pipe and the second pipe includes a water flow path for flowing water or an aqueous solution, and a gas-liquid mixing section. desirable. The gas-liquid mixing section is preferably installed to generate a swirling flow while mixing the water or aqueous solution supplied from the water passage with the spraying gas supplied from the communication passage, and the second blowhole is provided so that the rotating gas-liquid mixture formed by the gas-liquid mixing section It is preferable that it is installed to eject from the second ejection hole. According to this configuration, mist can be formed by blowing water or an aqueous solution while swirling it together with the spray gas from the second blow hole, and oxidizing agent gas can be supplied into the mist from the first blow hole.

본 발명의 분무 노즐은 선회류 형성부를 구비하는 것이 바람직하다. 선회류 형성부는 물 유로를 흐르는 물 또는 수용액에 선회류가 형성되도록 설치되는 것이 바람직하고, 상기 기액 혼합부는 선회류 형성부에 의해 형성되는 선회류의 회전방향과 동일한 회전방향의 선회류가 형성되도록 설치되는 것이 바람직하다. 이것에　의해, 선회류를 가지는 물 또는 수용액을 물 유로로부터 기액 혼합부에 공급할 수 있고, 기액 혼합부에서 형성되는 기액 혼합체의 선회류의 선회속도를 빠르게 할 수 있다. 이 결과, 제2 분출공으로부터 분출시키는 복수의 물방울을 더욱 미세화할 수 있다. 또, 미스트의 선회류 선회속도를 빠르게 할 수 있다.The spray nozzle of the present invention preferably has a swirl flow forming portion. It is preferable that the swirl flow forming unit is installed so that a swirling flow is formed in the water or aqueous solution flowing through the water passage, and the gas-liquid mixing unit is configured to form a swirling flow in the same rotational direction as the rotating direction of the swirling flow formed by the swirling flow forming unit. It is desirable to have it installed. As a result, water or an aqueous solution having a swirling flow can be supplied to the gas-liquid mixing section from the water passage, and the swirling speed of the swirling flow of the gas-liquid mixture formed in the gas-liquid mixing section can be increased. As a result, the plurality of water droplets ejected from the second ejection hole can be further refined. Additionally, the swirling speed of the mist can be increased.

본 발명의 분무 노즐에 포함되는 제1 분출공은 제2 분출공과 동일면 상에 배치되는 것이 바람직하고, 또는 제2 분출공보다도 분출방향으로 돌출해서 배치되는 것이 바람직하다. 이것에　의해, 미스트의 선회 축부근에 산화제 가스를 공급할 수 있고, 산화제 가스가 미스트의 외부로 확산해서 열 분해되는 것을 억제할 수 있다.The first blowing hole included in the spray nozzle of the present invention is preferably arranged on the same plane as the second blowing hole, or is preferably arranged to protrude from the second blowing hole in the blowing direction. Thereby, the oxidizing agent gas can be supplied near the rotating axis of the mist, and the oxidizing agent gas can be prevented from diffusing to the outside of the mist and thermal decomposition.

본 발명의 분무 노즐은 공기 방출공을 구비하는 것이 바람직하고, 상기 공기 방출공은 공기 방출공으로부터 공기를 분무 노즐의 외부로 방출하도록 설치되고, 동시에 제2 분출공에 물, 수용액 또는 분무용 가스를 공급하는 유로 또는 제2 분출공을 둘러싸도록 설치된 것이 바람직하다. 이 공기 방출공으로부터 공기를 방출하는 것에　의해, 미스트의 선회류 외측 둘레 및 그 주위에 공기를 공급할 수 있다. 이것에　의해, 미스트의 선회류 주위에 있어서 공기 방출공으로부터 공급된 공기가 피처리 가스와 혼합하고, 피처리 가스가 냉각된다. 이 때문에, 미스트 중의 산화제 가스가 열 분해되는 것을 억제할 수 있다.The spray nozzle of the present invention is preferably provided with an air discharge hole, and the air discharge hole is installed to discharge air from the air discharge hole to the outside of the spray nozzle, and simultaneously supplies water, aqueous solution, or spray gas to the second blow hole. It is preferable that it is installed to surround the supply flow path or the second blowing hole. By releasing air from this air discharge hole, air can be supplied to the outer circumference of the swirling flow of mist and its surroundings. As a result, the air supplied from the air discharge hole around the swirling flow of the mist mixes with the gas to be treated, and the gas to be treated is cooled. For this reason, thermal decomposition of the oxidizing agent gas in the mist can be suppressed.

상기 산화제 가스는 오존 함유 가스인 것이 바람직하다. 오존은 강력한 산화성을 가지기 때문에 피처리 가스에 포함되는 가스를 산화할 수 있다.The oxidizing agent gas is preferably an ozone-containing gas. Because ozone has strong oxidizing properties, it can oxidize gases included in the gas to be treated.

본 발명은 본 발명의 분무 노즐이 장착된 피처리 가스 유로를 흐르는 피처리 가스 중에 제2 분출공으로부터 물 또는 수용액을 분무용 가스와 함께 선회시키면서 분출시켜 피처리 가스 중에 미스트를 형성하고, 제1 분출공으로부터 산화제 가스를 분출시켜 미스트 중에 산화제 가스를 공급하는 스텝을 포함하는 분무방법도 제공한다. 본 발명의 분무방법에 의해, 산화제 가스가 열분해되는 것을 억제할 수 있고, 산화제 가스로 효율적으로 피처리 가스를 산화 처리할 수 있다.The present invention is to form mist in the gas to be treated by blowing water or an aqueous solution from a second blowing hole while swirling it together with the spraying gas into the gas to be treated flowing through a gas flow path equipped with the spraying nozzle of the present invention, and to form a mist in the gas to be treated by rotating the first blowing hole. A spraying method including the step of blowing out the oxidizing gas from the ball and supplying the oxidizing gas in the mist is also provided. By the spraying method of the present invention, thermal decomposition of the oxidizing agent gas can be suppressed, and the gas to be treated can be oxidized efficiently with the oxidizing agent gas.

본 발명의 분무방법에서, 제2 분출공으로부터 물 또는 수용액 및 분무용 가스를 30m/s 이상 340m/s 이하의 초속도로 분출시키는 것이 바람직하다. 또, 피처리 가스는 NOx를 포함하는 배기가스인 것이 바람직하고, 산화제 가스는 오존 함유 가스인 것이 바람직하다.In the spraying method of the present invention, it is preferable to spray water or aqueous solution and spraying gas from the second blowing hole at an initial speed of 30 m/s or more and 340 m/s or less. Additionally, the gas to be treated is preferably an exhaust gas containing NOx, and the oxidizing agent gas is preferably an ozone-containing gas.

이하, 도면을 사용해서 본 발명에 1실시형태를 설명한다. 도면이나 이하의 기술 중에서 나타내는 구성은 예시이고, 본 발명의 범위는 도면이나 이하의 기술 중에서 나타내는 것에 한정되지 않는다.Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described using the drawings. The configuration shown in the drawings or the following description is an example, and the scope of the present invention is not limited to that shown in the drawings or the following description.

도 1∼8은 본 실시형태의 분무 노즐에 관한 도면이다. 도면의 설명은 상술한 설명과 같다.1 to 8 are diagrams relating to the spray nozzle of this embodiment. The description of the drawing is the same as the above description.

본 실시형태의 분무 노즐(30)은 제1 관(4)의 단부에 설치된 제1 분출공(3)과, 제1 관(4)을 둘러싸도록 설치된 제2 분출공(2)을 구비하고, 제2 분출공(2)은 물 또는 수용액이 분무용 가스와 함께 선회하면서 제2 분출공(2)으로부터 분출하도록 설치되고, 제1 분출공(3)은 제2 분출공(2)로부터 분출시킨 물 또는 수용액을 포함하는 미스트(24) 중에, 제1 분출공(3)으로부터 분출시킨 산화제 가스를 공급하도록 설치된 것을 특징으로 한다.The spray nozzle 30 of the present embodiment is provided with a first blowing hole 3 provided at the end of the first pipe 4 and a second blowing hole 2 provided so as to surround the first pipe 4, The second blowing hole (2) is installed so that water or an aqueous solution is spun out from the second blowing hole (2) while rotating together with the spraying gas, and the first blowing hole (3) is configured to spray water blowing out from the second blowing hole (2). Alternatively, it is characterized by being installed to supply the oxidizing agent gas blown out from the first blowing hole (3) into the mist (24) containing an aqueous solution.

본 실시형태의 분무방법은 본 실시형태의 분무 노즐(30)이 장착된 피처리 가스 유로(21)를 흐르는 피처리 가스 중에 제2 분출공(2)으로부터 물 또는 수용액을 분무용 가스와 함께 선회시키면서 분출시켜서 피처리 가스 중에 미스트(24)를 형성하고, 제1 분출공(3)으로부터 산화제 가스를 분출시켜서 미스트(24) 중에 산화제 가스를 공급하는 스텝을 포함한다.The spraying method of the present embodiment rotates water or an aqueous solution together with the spraying gas from the second blowing hole 2 in the gas to be treated flowing through the gas flow path 21 equipped with the spray nozzle 30 of the present embodiment. It includes steps of blowing out the gas to form a mist 24 in the gas to be treated, blowing out the oxidizing agent gas from the first blowing hole 3, and supplying the oxidizing agent gas in the mist 24.

미스트란 다수의 물방울(23)이 기체중에 부유하고 있는 말을 한다. 미스트에 포함되는 물방울(23)은 100㎛ 이하의 평균 입자경을 가질 수 있다.Mist refers to a large number of water droplets (23) floating in a gas. The water droplets 23 included in the mist may have an average particle diameter of 100 μm or less.

분무 노즐(30)은 제2 분출공(2)과 제1 분출공(3)을 구비하는 것이라면, 그 구성은 특별하게 한정되지 않지만, 예를 들면, 제1 관(4)이 제2 관(5)의 내부에 위치하고, 제2 관(5)이 제3 관(6)의 내부에 위치하는 구조를 가질 수 있다. 분무 노즐(30)은 제1 관(4), 제2 관(5) 및 제3 관(6)으로 이루어지는 3중관 구조를 가질 수 있고, 제1 관(4), 제2 관(5), 제3 관(6), 제4 관(7)으로 이루어지는 4중관구조를 가질 수 있고, 5중관 구조를 가질 수 있다. 또, 3중관 구조, 4중관 구조 또는 5중관 구조는 동축형으로 할 수 있다. 예를 들면, 분무 노즐(30)은 제3 관(6) 속에 제2 관(5)이 동축이 되도록 삽입되고, 그 제2 관(5) 속에 제1 관(4)이 동축이 되록 삽입된 구조를 가질 수 있다. 또, 제1 관(4), 제2 관(5), 제3 관(6)또는 제4 관(7)은 원통 형상을 가질 수 있다.The spray nozzle 30 is not particularly limited as long as it is provided with the second blowing hole 2 and the first blowing hole 3, but for example, the first pipe 4 is the second pipe ( 5), and may have a structure in which the second pipe (5) is located inside the third pipe (6). The spray nozzle 30 may have a triple pipe structure consisting of a first pipe (4), a second pipe (5), and a third pipe (6). The first pipe (4), the second pipe (5), It may have a quadruple pipe structure consisting of a third pipe (6) and a fourth pipe (7), or it may have a five-pipe structure. Additionally, the triple-pipe structure, quadruple-pipe structure, or quintuple-pipe structure can be coaxial. For example, the spray nozzle 30 is inserted into the third pipe 6 so that the second pipe 5 is coaxial, and the first pipe 4 is inserted into the second pipe 5 so that it is coaxial. It can have a structure. Additionally, the first pipe (4), the second pipe (5), the third pipe (6), or the fourth pipe (7) may have a cylindrical shape.

분무 노즐(30)은 3중관, 4중관 또는 5중관의 선단부에 어댑터, 혼합 슬리브, 코어, 노즐 칩, 캡 가운데 적어도 1개를 장착한 구조를 가질 수 있다.The spray nozzle 30 may have a structure in which at least one of an adapter, mixing sleeve, core, nozzle chip, and cap is mounted on the tip of a triple pipe, quadruple pipe, or quintuplet pipe.

분무 노즐(30)은 산화제 가스가 분출하도록 설치된 제1 분출공(3)을 가진다. 제1 분출공(3)은 제1 관(4)의 단부에 설치된다. 제1 분출공(3)은 중심 분출공일 수도 있다. 또, 산화제 가스는 제1 관(4)의 내부 유로인 산화제 가스 유로(10)를 통해서 제1 분출공(3)에 공급된다. 산화제 가스 유로(10)는 제1 관(4)의 내부 유로를 포함한다. 또, 산화제 가스 유로(10)는 제1 관(4)의 내부 유로와 다른 부재의 내부 유로가 연결된 유로일 수도 있다. 또, 제1 관(4)은 다중관 구조의 가장 내측의 관으로 할 수 있다.The spray nozzle 30 has a first blowing hole 3 installed so that the oxidizing gas blows out. The first blowing hole (3) is installed at the end of the first pipe (4). The first blowhole 3 may be a central blowhole. Additionally, the oxidizing agent gas is supplied to the first blowing hole 3 through the oxidizing agent gas flow path 10, which is an internal flow path of the first pipe 4. The oxidant gas flow path 10 includes the inner flow path of the first pipe 4. Additionally, the oxidizing agent gas flow path 10 may be a flow path in which the internal flow path of the first pipe 4 and the internal flow path of another member are connected. Additionally, the first pipe 4 can be the innermost pipe of a multi-pipe structure.

산화제 가스는 산화제로서 기능한 가스라면 특별하게 한정되지 않지만, 예를 들면 오존 함유 가스이다. 산화제 가스가 오존 함유 가스인 경우, 산화제 가스 유로(10)는 오존가스 유로일 수도 있다. 오존 함유 가스는 예를 들면, 방전법, 전해법, 자외선 램프법 등에 의해 공기, 산소 가스 등을 원료로 해서 제조할 수 있다. 또, 산화제 가스는 열분해성 가스일 수도 있다.The oxidizing agent gas is not particularly limited as long as it functions as an oxidizing agent, but for example, it is an ozone-containing gas. When the oxidizing agent gas is an ozone-containing gas, the oxidizing agent gas flow path 10 may be an ozone gas flow path. Ozone-containing gas can be manufactured using air, oxygen gas, etc. as raw materials, for example, by a discharge method, electrolysis method, ultraviolet lamp method, etc. Additionally, the oxidizing agent gas may be a thermally decomposable gas.

분무 노즐(30)은 물 또는 수용액의 미립자(물방울(23))가 분무용 가스와 함께 선회하면서 분출하도록 설치된 제2 분출공(2)을 가진다. 제2 분출공(2)은 원환상 분출공일 수도 있다. 제2 분출공(2)은 제1 분출공(3) 또는 산화제 가스 유로(10)를 둘러싸도록 설치된다. 이것에　의해, 제2 분출공(2)으로부터 물 또는 수용액과 분무용 가스를 분출시키는 것에 의해 미스트(24)를 형성할 수 있고, 제1 분출공(3)으로부터 미스트(24) 안에 산화제 가스를 공급할 수 있다. 제1 분출공(3) 및 제2 분출공(2)은 예를 들면, 도 3과 같이 설치할 수 있다.The spray nozzle 30 has a second blow hole 2 installed so that fine particles (water droplets 23) of water or an aqueous solution are ejected while rotating together with the spray gas. The second blowing hole 2 may be an annular blowing hole. The second blowing hole (2) is installed to surround the first blowing hole (3) or the oxidizing agent gas flow path (10). By this, the mist 24 can be formed by blowing water or an aqueous solution and the spraying gas from the second blowing hole 2, and the oxidizing agent gas can be supplied into the mist 24 from the first blowing hole 3. You can. The first blowing hole 3 and the second blowing hole 2 can be installed as shown in FIG. 3, for example.

예를 들면, 물 유로(11)로부터 공급되는 물 또는 수용액과, 기체 유로(12)로부터 공급되는 분무용 가스를 내부 혼합해서 제2 분출공(2)으로부터 분출시킬 수 있다. 제2 분출공(2)은 내벽이 제1 관(4)이고, 외벽이 제2 관(5) 또는 제3 관(6)인 원환상의 구멍으로 할 수 있다.For example, the water or aqueous solution supplied from the water flow path 11 and the spraying gas supplied from the gas flow path 12 can be internally mixed and blown out from the second blowing hole 2. The second blowing hole (2) can be an annular hole whose inner wall is the first pipe (4) and whose outer wall is the second pipe (5) or third pipe (6).

분무 노즐(30)은 한쪽의 단이 제1 관(4)에 고정되고, 다른 쪽의 단이 제1 관(4)의 외측 관(제2 관(5) 또는 제3 관(6))에 고정된 지지부(18)를 가질 수 있다. 지지부(18)는 제1 관(4)이 그 외측의 관의 중심에 고정되도록 설치할 수 있다. 이것에　의해, 분무 시에 제1 관(4)이 진동해서 파손되는 것을 억제할 수 있다. 또, 분무 노즐(30)은 복수의 지지부(18)를 가질 수 있다.The spray nozzle 30 has one end fixed to the first pipe 4, and the other end fixed to the outer pipe (second pipe 5 or third pipe 6) of the first pipe 4. It may have a fixed support portion (18). The support portion 18 can be installed so that the first pipe 4 is fixed to the center of the pipe outside the first pipe 4. As a result, it is possible to prevent the first pipe 4 from vibrating and being damaged during spraying. Additionally, the spray nozzle 30 may have a plurality of supports 18.

지지부(18)는 제2 분출공(2)에 설치되어도 좋다. 예를 들면, 도 5(b)∼(d)와 같이, 복수의 지지부(18)를 제2 분출공(2)에 설치할 수 있다. 이 경우, 제2 분출공(2)은 원환상의 분출공이 지지부(18)로 분단된 형상을 가질 수 있다. 또, 도 5(b)∼(d)는 도 3의 파선으로 둘러싼 범위(E)에서의 단면도인 도 5(a)에 대응하는 단면도이다.The support portion 18 may be installed in the second blowing hole 2. For example, as shown in FIGS. 5(b) to 5(d), a plurality of support parts 18 can be installed in the second blowing hole 2. In this case, the second blowing hole 2 may have a shape in which an annular blowing hole is divided by the support portion 18. In addition, FIGS. 5(b) to 5(d) are cross-sectional views corresponding to FIG. 5(a), which is a cross-sectional view in the range E surrounded by the broken line in FIG. 3.

제2 분출공(2)으로부터 물 또는 수용액 및 분무용 가스를 분출시키는 초속도는 예를 들면, 30m/s 이상 340m/s 이하로 할 수 있다. 이것에　의해, 미스트(24)의 선회류 분출방향의 속도 성분 및 회전방향의 속도 성분을 크게 할 수 있고, 제1 분출공(3)으로부터 분출시킨 산화제 가스가 미스트(24)의 외부로 확산해서 열 분해되는 것을 억제할 수 있다.The initial speed at which water or aqueous solution and spray gas are ejected from the second blowhole 2 can be, for example, 30 m/s or more and 340 m/s or less. As a result, the velocity component in the swirling direction and the rotational direction of the mist 24 can be increased, and the oxidizing agent gas ejected from the first blowing hole 3 diffuses to the outside of the mist 24. It can prevent thermal decomposition.

물 유로(11)는 예를 들면, 제1 관(4)과 제2 관(5) 사이의 원관 형상 유로 단면을 가지는 유로에 설치할 수 있다. 물 유로(11)를 흐르는 물 또는 수용액은 예를 들면 냉각수일 수도 있고, 알칼리성 수용액일 수도 있다. 물 유로(11)로부터 공급되는 물 또는 수용액은 제2 분출공(2)으로부터 분출하고, 미스트(24)를 구성하는 복수의 물방울(23)이 된다.The water flow path 11 can be installed, for example, in a flow path having a circular tube-shaped flow path cross section between the first pipe 4 and the second pipe 5. The water or aqueous solution flowing through the water flow path 11 may be, for example, cooling water or an alkaline aqueous solution. The water or aqueous solution supplied from the water passage 11 ejects from the second blowing hole 2 and becomes a plurality of water droplets 23 constituting the mist 24.

기체 유로(12)는 예를 들면, 제2 관(5)과 제3 관(6) 사이의 원관 형상 유로 단면을 가지는 유로에 설치할 수 있다. 기체 유로(12)를 흐르는 분무용 가스는 물 유로(11)로부터 공급되는 물 또는 수용액을 미립화하기 위해서 사용되는 기체이다. 분무용 가스에는 예를 들면, 공기, 질소 가스, 산소 가스 등을 사용할 수 있다.The gas flow path 12 can be installed, for example, in a flow path having a circular tube-shaped flow path cross section between the second pipe 5 and the third pipe 6. The spray gas flowing through the gas flow path 12 is a gas used to atomize water or an aqueous solution supplied from the water flow path 11. For example, air, nitrogen gas, oxygen gas, etc. can be used as the spray gas.

분무 노즐(30)은 제1 관(4)과 제2 관(5) 사이의 유로와, 제2 관(5)과 제3 관(6) 사이의 유로를 연통하도록 설치된 연통 유로(13)를 가질 수 있다. 기체 유로(12) 및 연통 유로(13)는 기체 유로(12)를 흘러온 분무용 가스가 연통 유로(13)에 유입하고, 제1 관(4)과 제2 관(5) 사이의 유로에 유입하도록 설치할 수 있다. 분무용 가스가 제1 관(4)과 제2 관(5) 사이의 유로에 유입하는 부분은 기액 혼합부(16)가 된다. 기액 혼합부(16)는 원환 형상의 유로 단면을 가지는 유로에 연통 유로(13)로부터 분무용 가스가 공급되도록 설치할 수 있다.The spray nozzle 30 has a communication passage 13 installed to communicate the passage between the first pipe 4 and the second pipe 5 and the passage between the second pipe 5 and the third pipe 6. You can have it. The gas flow path 12 and the communication flow path 13 are configured so that the spraying gas flowing through the gas flow path 12 flows into the communication flow path 13 and flows into the flow path between the first pipe 4 and the second pipe 5. Can be installed. The portion where the spray gas flows into the flow path between the first pipe 4 and the second pipe 5 becomes the gas-liquid mixing section 16. The gas-liquid mixing unit 16 can be installed so that the spraying gas is supplied from the communication passage 13 to a passage having a circular passage cross-section.

기액 혼합부(16)에서는 물 유로(11)로부터 공급되는 물 또는 수용액과 연통 유로(13)로부터 공급되는 분무용 가스가 충돌 혼합하고, 분무용 가스의 고속기류에 의해 물 또는 수용액이 분쇄되어 미립화된다. 이렇게 형성되는 물 또는 수용액의 미립자(물방울(23))와 분출용 가스를 포함하는 기액 혼합체가 기액 혼합체 유로(15)를 흘러, 제2 분출공(2)으로부터 분출한다.In the gas-liquid mixing section 16, the water or aqueous solution supplied from the water passage 11 and the spraying gas supplied from the communication passage 13 collide and mix, and the water or aqueous solution is pulverized and atomized by the high-speed airflow of the spraying gas. The gas-liquid mixture containing fine particles (water droplets 23) of water or aqueous solution formed in this way and the gas for ejection flows through the gas-liquid mixture flow path 15 and is ejected from the second ejection hole 2.

연통 유로(13)는 제1 관(4)과 제2 관(5) 사이의 유로 원주방향으로 분무용 가스가 공급되도록 설치할 수 있다. 이것에　의해, 연통 유로(13)를 흐르는 분무용 가스의 속도 성분을 원주방향(회전방향)의 속도성분으로 변환시킬 수 있고, 기액 혼합부(16)에 선회류를 발생시킬 수 있다. 또, 이 선회류를 고속화시킬 수 있고, 물 또는 수용액이 미세한 미립자를 형성할 수 있다. 또, 제2 분출공(2)으로부터 기액 혼합체를 분출시켜서 형성하는 미스트(24)에 선회류를 발생시킬 수 있다. 또, 분무 노즐(30)은 복수의 연통 유로(13)를 구비할 수 있다. 이것에　의해, 기액 혼합부(16)에서의 선회류의 속도를 더욱 빠르게 할 수 있고, 물 또는 수용액의 미립자(물방울)를 더욱 미세화할 수 있다. 또, 미스트(24)의 선회류 선회속도를 빠르게 할 수 있다. 또, 복수의 연통 유로(13)는 동일한 원주방향으로 분무용 가스를 공급하도록 설치할 수 있다.The communication passage 13 can be installed so that spray gas is supplied in the circumferential direction of the passage between the first pipe 4 and the second pipe 5. By this, the velocity component of the spray gas flowing through the communication passage 13 can be converted into a velocity component in the circumferential direction (rotational direction), and a swirling flow can be generated in the gas-liquid mixing section 16. Additionally, this swirling flow can be sped up, and water or an aqueous solution can form fine particles. Additionally, a swirling flow can be generated in the mist 24 formed by blowing the gas-liquid mixture from the second blowing hole 2. Additionally, the spray nozzle 30 may be provided with a plurality of communication passages 13. As a result, the speed of the swirling flow in the gas-liquid mixing section 16 can be further increased, and the fine particles (water droplets) of water or aqueous solution can be further refined. Additionally, the swirling speed of the mist 24 can be increased. Additionally, a plurality of communication passages 13 can be installed to supply spray gas in the same circumferential direction.

복수의 연통 유로(13)는 예를 들면, 도 2, 도 4와 같이 설치할 수 있다. 도 4(a)에 나타내는 도 2의 파선(C-C)에서의 단면에서는 4개의 연통 유로(13a∼13d)가 각각 기액 혼합부(16)의 동일 원주방향으로 분무용 가스를 공급하도록 설치되어 있다. 또, 도 4(b)에 나타내는 도 2의 파선(D-D)에서의 단면에서는 4개의 연통 유로(13e∼13h)가 각각 기액 혼합부(16)의 동일한 원주방향으로 분무용 가스를 공급하도록 설치되어 있다. 또, 연통 유로(13a∼13d)와 연통 유로(13e∼13h)는 공급구가 겹치지 않도록 설치되고, 동일한 원주방향으로 분무용 가스를 공급하도록 설치되어 있다. 이렇게 복수의 연통 유로(13)를 설치하는 것에　의해, 기액 혼합부(16)에 형성되는 선회류의 선회속도를 빠르게 할 수 있고, 물 또는 수용액의 미립자를 더욱 미세화할 수 있다. 또, 미스트(24)의 선회류 선회속도를 빠르게 할 수 있다.A plurality of communication passages 13 can be installed as shown in FIGS. 2 and 4, for example. In the cross section along the broken line C-C of FIG. 2 shown in FIG. 4(a), four communication passages 13a to 13d are each installed to supply spray gas to the same circumferential direction of the gas-liquid mixing section 16. In addition, in the cross section along the broken line D-D in FIG. 2 shown in FIG. 4(b), four communication passages 13e to 13h are each installed to supply spray gas to the same circumferential direction of the gas-liquid mixing section 16. . Additionally, the communication passages 13a to 13d and the communication passages 13e to 13h are installed so that their supply ports do not overlap, and are installed to supply spray gas in the same circumferential direction. By providing a plurality of communication passages 13 in this way, the swirling speed of the swirling flow formed in the gas-liquid mixing section 16 can be increased, and the fine particles of water or aqueous solution can be further refined. Additionally, the swirling speed of the mist 24 can be increased.

제1 분출공(3)은 제2 분출공(2)로부터 선회하면서 분출시킨 물 또는 수용액의 미립자(물방울(23))를 포함하는 미스트(24) 중에 산화제 가스를 공급하도록 설치된다. 이것에　의해, 제1 분출공(3)으로부터 미스트(24)의 선회류 선회 축 부근에 공급한 산화제 가스를 미스트(24)의 선회류 선회 축 부근을 분출방향을 향해서 흐르게 할 수 있고, 미스트(24)의 국소 냉각영역에서 피처리 가스와 반응시킬 수 있다.The first blowing hole 3 is installed to supply oxidizing gas into the mist 24 containing fine particles (water droplets 23) of water or aqueous solution ejected while rotating from the second blowing hole 2. By this, the oxidizing agent gas supplied from the first blowing hole 3 to the vicinity of the swirling flow turning axis of the mist 24 can be made to flow near the swirling flow turning axis of the mist 24 toward the blowing direction, and the mist ( It can be reacted with the gas to be treated in the local cooling area of 24).

분무 노즐(30)은 예를 들면, 제2 분출공(2)으로부터 물 또는 수용액 및 분무용 가스를 선회시키면서 피처리 가스 중에 분출시켜서 미스트(24)를 형성하고, 제1 분출공(3)으로부터 미스트(24) 중에 산화제 가스를 공급하도록 사용할 수 있다. 예를 들면, 도 8과 같이 분무할 수 있다.For example, the spray nozzle 30 ejects water or an aqueous solution and a spray gas from the second ejection hole 2 into the gas to be treated while rotating the mist 24, and forms the mist 24 from the first ejection hole 3. (24) It can be used to supply oxidizing gas. For example, it can be sprayed as shown in Figure 8.

미스트(24)에 형성되는 선회류는 선회 축을 중심으로 해서 회전하면서 분출방향으로 흐르는 흐름이고, 분출방향의 속도성분과 회전방향의 속도성분을 가지고 있다. 이 때문에, 제1 분출공(3)으로부터 선회 축 부근에 공급된 산화제 가스는 선회류의 선회 축 부근을 분출방향을 향해서 흐르는 것으로 생각된다. 또, 미스트(24)의 외측 피처리 가스는 선회류의 외측 둘레 흐름에 휩쓸리고, 선회류를 타고 흐르는 동안에 미스트(24)의 기화열에 의해 냉각되는 것으로 생각된다. 이 냉각된 피처리 가스가 미스트(24) 중에서 산화제 가스와 접촉해서 산화되는 것으로 생각된다. 이 때문에, 산화제 가스가 열 분해되는 것을 억제할 수 있고, 산화제 가스로 효율적으로 피처리 가스를 산화 처리할 수 있다.The swirling flow formed in the mist 24 is a flow that flows in the jetting direction while rotating around the swirling axis, and has a velocity component in the jetting direction and a velocity component in the rotational direction. For this reason, the oxidizing agent gas supplied from the first blowing hole 3 to the vicinity of the turning axis is thought to flow in the vicinity of the turning axis of the swirling flow toward the blowing direction. In addition, it is thought that the gas to be treated outside the mist 24 is swept around by the outer circumferential flow of the swirling flow, and is cooled by the heat of vaporization of the mist 24 while flowing along the swirling flow. It is thought that this cooled gas to be treated is oxidized by contact with the oxidizing agent gas in the mist 24. For this reason, thermal decomposition of the oxidizing agent gas can be suppressed, and the gas to be treated can be oxidized efficiently with the oxidizing agent gas.

피처리 배기가스는 산화제 가스에 의해 산화 처리되는 기체라면 특별하게 한정되지 않지만, 예를 들면, NOx를 포함하는 연소 배기가스로 할 수 있다. 이 경우, 산화제 가스는 오존 함유 가스로 할 수 있다. 또, 피처리 배기가스는 NOx 및 SOx를 포함하는 배기가스일 수도 있다.The exhaust gas to be treated is not particularly limited as long as it is a gas that is oxidized by an oxidizing agent gas, but can be, for example, combustion exhaust gas containing NOx. In this case, the oxidizing agent gas can be an ozone-containing gas. Additionally, the exhaust gas to be treated may be exhaust gas containing NOx and SOx.

오존가스는 강력한 산화성을 가지고, 산화제로서 기능한다. 이 때문에, NOx를 포함하는 연소 배기가스와 오존가스를 혼합하는 것에　의해, 연소 배기가스에 포함되는 물에 녹기 어려운 NO 가스를 물이나 환원제와 반응하기 쉬운 NO₂ 가스로 산화할 수 있다. 또, 연소 배기가스 중의 NO₂ 가스는 환원제 등에 의해 제거할 수 있다. 이렇게, 오존가스에 의한 NO 가스의 산화처리는 연소 배기가스 중의 NOx의 제거 처리에 이용할 수 있다.Ozone gas has strong oxidizing properties and functions as an oxidizing agent. For this reason, by mixing combustion exhaust gas containing NOx with ozone gas, NO gas, which is difficult to dissolve in water, contained in combustion exhaust gas can be oxidized into NO ₂ gas that easily reacts with water or a reducing agent. Additionally, NO ₂ gas in combustion exhaust gas can be removed using a reducing agent or the like. In this way, oxidation treatment of NO gas with ozone gas can be used for removal treatment of NOx in combustion exhaust gas.

그러나 오존가스는 열 분해성을 가지고, 150℃를 넘으면 열 분해속도가 빨라진다. 이 때문에, 오존가스에 의한 연소 배기가스의 산화처리는 150℃ 이하의 온도에서 실시할 필요가 있다.However, ozone gas has thermal decomposition properties, and the thermal decomposition rate increases when the temperature exceeds 150℃. For this reason, oxidation treatment of combustion exhaust gas with ozone gas needs to be performed at a temperature of 150°C or lower.

본 발명의 분무 노즐(30)에 의해 연소 배기가스 중에 미스트(24)를 형성해서 이 미스트(24) 중에 오존 함유 가스(산화제 가스)를 공급하면, 미스트(24) 중의 국소 냉각영역에서 오존가스와 연소 배기가스를 효율적으로 혼합할 수 있기 때문에 오존가스의 이용효율을 높일 수 있다. When mist 24 is formed in combustion exhaust gas by the spray nozzle 30 of the present invention and ozone-containing gas (oxidant gas) is supplied into this mist 24, ozone gas and Since combustion exhaust gases can be mixed efficiently, the utilization efficiency of ozone gas can be increased.

제1 분출공(3)은 도 1∼4에 나타낸 분무 노즐(30)과 같이, 제2 분출공(2)과 동일 면상 (분출구면 상)에 배치할 수 있다. 이것에　의해, 제2 분출공(2)에서 분출시킨 기액 혼합체와 제1 분출공(3)으로부터 분출시킨 산화제 가스를 적당하게 외부 혼합할 수 있고, 피처리 가스와 산화제 가스가 반응하는 영역을 넓게 할 수 있다.The first blowing hole 3 can be arranged on the same plane as the second blowing hole 2 (on the blowing hole surface), like the spray nozzle 30 shown in FIGS. 1 to 4. As a result, the gas-liquid mixture blown out of the second blowing hole 2 and the oxidizing agent gas blowing out of the first blowing hole 3 can be properly mixed externally, and the area in which the gas to be treated and the oxidizing gas reacts can be widened. can do.

제1 분출공(3)은 도 6에 나타낸 분무 노즐(30)과 같이, 제2 분출공(2)(분출구면)보다도 분출방향으로 돌출해서 배치할 수 있다. 이것에　의해, 미스트(24)의 선회 축 부근에 산화제 가스를 공급할 수 있고, 산화제 가스가 미스트(24)의 외부로 확산해서 열 분해되는 것을 억제할 수 있다.Like the spray nozzle 30 shown in FIG. 6, the first blowing hole 3 can be disposed so as to protrude in the blowing direction from the second blowing hole 2 (the blowing port surface). Thereby, the oxidizing agent gas can be supplied to the vicinity of the pivot axis of the mist 24, and diffusion of the oxidizing agent gas to the outside of the mist 24 and thermal decomposition can be suppressed.

제1 분출공(3)은 도 7에 나타낸 분무 노즐(30)과 같이, 복수의 물방울(23)과 분무용 가스가 분무 노즐(30)의 외부로 분출하는 분출공(분출구면)보다도 내부측에 배치할 수 있다. 또, 도 7에 나타낸 분무 노즐(30)과 같이, 제2 분출공(2)의 외벽은 제1 분출공(3)보다도 분출방향으로 돌출하도록 설치할 수 있다. 이것에　의해, 제2 분출공(2)으로로부터 노즐 외부로 분출시킨 물방울이 조대화하는 것을 억제할 수 있고, 미세한 미스트(24)를 형성할 수 있다. 이 때문에, 미스트(24)의 냉각효율을 향상시킬 수 있다.Like the spray nozzle 30 shown in FIG. 7, the first blow hole 3 is located on the inner side of the blow hole (blow hole surface) through which a plurality of water droplets 23 and spray gas are blown out to the outside of the spray nozzle 30. It can be placed. In addition, like the spray nozzle 30 shown in FIG. 7, the outer wall of the second blowing hole 2 can be installed so as to protrude in the blowing direction more than the first blowing hole 3. By this, coarsening of water droplets ejected from the second blowing hole 2 to the outside of the nozzle can be suppressed, and fine mist 24 can be formed. For this reason, the cooling efficiency of the mist 24 can be improved.

또, 제1 분출공(3)(제1 관(4)의 선단)이 분출면보다도 노즐 내측에 배치된 경우라도, 제1 분출공(3)으로부터 분출시킨 산화제 가스가 분무 노즐(30)의 외부에 있어서 미스트(24) 중으로 공급(외부 혼합)되도록 제1 분출공(3)을 배치할 수 있다. 이것에　의해, 선회류를 가지는 미스트(24)의 선회 축 부근에 산화제 가스를 공급할 수 있고, 산화제 가스가 열 분해되는 것을 억제할 수 있다.Moreover, even when the first blowing hole 3 (the tip of the first pipe 4) is disposed inside the nozzle rather than the blowing surface, the oxidizing agent gas blown out from the first blowing hole 3 is the spray nozzle 30. The first blowing hole 3 can be arranged to supply (externally mix) the mist 24 from the outside. Thereby, the oxidizing agent gas can be supplied to the vicinity of the pivot axis of the mist 24 having a swirling flow, and thermal decomposition of the oxidizing agent gas can be suppressed.

예를 들면, 도 7에 나타낸 분무 노즐(30)과 같이, 제1 관(4)의 선단(제1 분출공(3))을 분출구면으로부터 약간 오목하게 들어가도록 변형시킬 수 있다. 예를 들면, 제2 분출공(2)의 외벽 선단(19)(분출구면)과 제1 분출공(3) (제1 관(4)의 선단) 사이의 거리(오목부의 깊이)를 0.01mm 이상 2mm 이하로 할 수 있다. 또, 오목부의 깊이를 0.01mm 이상 1mm 이하로 할 수도 있다.For example, like the spray nozzle 30 shown in FIG. 7, the tip of the first pipe 4 (the first blowing hole 3) can be modified to be slightly concave from the blowing port surface. For example, the distance (depth of the concave portion) between the outer wall tip 19 (discharge surface) of the second blowing hole 2 and the first blowing hole 3 (tip of the first pipe 4) is 0.01 mm. It can be less than 2mm. Additionally, the depth of the concave portion can be set to 0.01 mm or more and 1 mm or less.

분무 노즐(30)은 물 유로(11)를 흐르는 물 또는 수용액에 선회류를 형성하도록 설치된 선회류 형성부(17)를 구비할 수 있다. 선회류 형성부(17)는 기액 혼합부(16)에 의해 형성되는 선회류의 회전방향과 동일한 회전방향의 선회류를 발생시키도록 설치할 수 있다. 이것에　의해, 선회류를 가지는 물 또는 수용액을 물 유로(11)로부터 기액 혼합부(16)에 공급할 수 있고, 기액 혼합부(16)에서 형성되는 기액 혼합체의 선회류의 선회속도를 빠르게 할 수 있다. 이 결과, 물 또는 수용액의 미립자(물방울)를 더욱 미세화할 수 있다. 또, 미스트(24)의 선회류 선회속도를 빠르게 할 수 있다.The spray nozzle 30 may be provided with a swirling flow forming portion 17 installed to form a swirling flow in the water or aqueous solution flowing through the water passage 11. The swirl flow forming unit 17 may be installed to generate a swirl flow in the same rotational direction as the rotation direction of the swirl flow formed by the gas-liquid mixing unit 16. By this, water or an aqueous solution having a swirling flow can be supplied from the water passage 11 to the gas-liquid mixing section 16, and the swirling speed of the swirling flow of the gas-liquid mixture formed in the gas-liquid mixing section 16 can be increased. there is. As a result, fine particles (water droplets) of water or an aqueous solution can be further refined. Additionally, the swirling speed of the mist 24 can be increased.

선회류 형성부(17)는 예를 들면, 스크류 형상의 블레이드를 가질 수 있다. 물 또는 수용액이 이 블레이드를 따라서 흐르는 것에　의해, 물 유로(11)를 흐르는 물 또는 수용액에 선회류를 형성시킬 수 있다. 이 블레이드는 예를 들면, 제1 관(4)의 외주면 상에 설치할 수 있다.The swirl flow forming portion 17 may have, for example, a screw-shaped blade. As the water or aqueous solution flows along this blade, a swirling flow can be formed in the water or aqueous solution flowing through the water passage 11. This blade can be installed, for example, on the outer peripheral surface of the first pipe 4.

분무 노즐(30)은 공기를 분무 노즐(30)의 외부로 방출하도록 설치된 공기 방출공(8)을 구비할 수 있다. 공기 방출공(8)은 제2 분출공(2)에 물, 수용액 또는 분무용 가스를 공급하는 유로 또는 제2 분출공(2)을 둘러싸도록 설치할 수 있다. 이 공기 방출공(8)으로부터 공기를 방출시키는 것에　의해, 미스트(24)의 선회류 외측 둘레 및 그 주위에 공기를 공급할 수 있다. 이것에　의해, 미스트(24)의 선회류 주위에 있어서 피처리 가스가 공급한 공기와 혼합되어, 피처리 가스가 냉각된다. 이 때문에, 피처리 가스가 미스트(24)와 혼합되는 전에 피처리 가스를 냉각할 수 있고, 미스트(24) 중의 산화제 가스가 열분해되는 것을 억제할 수 있다. 또, 공기 방출공(8)로부터 공기를 방출하는 것에　의해, 분무 노즐(30)의 선단부에 더스트가 부착되는 것을 방지할 수 있다. 또, 분무 노즐(30)의 선단부 온도가 높아지는 것을 억제할 수 있다.The spray nozzle 30 may be provided with an air discharge hole 8 installed to discharge air to the outside of the spray nozzle 30. The air discharge hole (8) can be installed to surround the second blowing hole (2) or a flow path that supplies water, aqueous solution, or spray gas to the second blowing hole (2). By releasing air from this air release hole 8, air can be supplied to the outer circumference of the swirling flow of the mist 24 and its surroundings. As a result, the gas to be treated is mixed with the supplied air around the swirling flow of the mist 24, and the gas to be treated is cooled. For this reason, the gas to be treated can be cooled before it is mixed with the mist 24, and thermal decomposition of the oxidizing agent gas in the mist 24 can be suppressed. Additionally, by releasing air from the air discharge hole 8, dust can be prevented from adhering to the tip of the spray nozzle 30. Additionally, it is possible to suppress the temperature at the tip of the spray nozzle 30 from increasing.

공기 방출공(8)은 1개의 방출공일 수도 있고, 복수의 방출공으로 구성될 수도 있다. 공기 방출공(8)은 원환상의 방출공일 수도 있다. 예를 들면, 공기 방출공(8)은 도 1∼3에 나타나 있는 바와 같이 설치할 수 있다. 이 경우, 제3 관(6)과 제4 관(7) 사이에 공기 유로(14)를 설치할 수 있다. 이 공기 유로(14)로부터 공급되는 공기를 공기 방출공(8)으로부터 방출할 수 있다.The air discharge hole 8 may be a single discharge hole or may be composed of a plurality of discharge holes. The air discharge hole 8 may be an annular discharge hole. For example, the air discharge hole 8 can be installed as shown in FIGS. 1 to 3. In this case, an air flow path 14 can be installed between the third pipe 6 and the fourth pipe 7. The air supplied from this air passage 14 can be discharged from the air discharge hole 8.

분무 노즐(30)은 예를 들면, 피처리 가스가 흐르는 유로(21)의 내부 기압과, 대기압과의 차이에 의해 대기중의 공기가 공기 유로(14)를 흘러서 공기 방출공(8)으로부터 유로(21)로 방출하도록 설치할 수 있다.For example, the spray nozzle 30 allows air in the atmosphere to flow through the air passage 14 due to the difference between the internal atmospheric pressure of the passage 21 through which the gas to be treated flows and atmospheric pressure, and flows from the air discharge hole 8 to the passage. It can be installed to emit as (21).

도 9는 본 실시형태의 분무 노즐(30)이 구비된 배기가스 처리장치(80)의 개략적인 구성도이다. 배기가스 처리장치(80)에서는 글래스 용해로(41)로부터 배출되는 NOx를 포함하는 배기가스를 배기가스 유로(45)에서 배기가스 처리한다. 배기가스 유로(45)는 배기가스원으로부터 대기 중으로의 방출까지 배기가스가 흐르는 유로이다. 배기가스 유로(45)에는 반응탑(42) 및 전기 집진기(43)를 설치할 수 있다. 또, 배기가스 처리장치(80)은 보일러의 배기가스, 쓰레기 소각로의 배기가스 등을 배기가스 처리하는 것일 수도 있다.Figure 9 is a schematic configuration diagram of an exhaust gas treatment device 80 equipped with the spray nozzle 30 of this embodiment. In the exhaust gas treatment device 80, exhaust gas containing NOx discharged from the glass melting furnace 41 is treated in the exhaust gas flow path 45. The exhaust gas flow path 45 is a flow path through which exhaust gas flows from the exhaust gas source to discharge into the atmosphere. A reaction tower 42 and an electrostatic precipitator 43 can be installed in the exhaust gas flow path 45. Additionally, the exhaust gas treatment device 80 may treat exhaust gas from a boiler, exhaust gas from a waste incinerator, etc.

분무 노즐(30)은 배기가스 유로(45)를 흐르는 배기가스 중에 제2 분출공(2)으로부터 냉각수(71)의 미립자를 공기(분무용 가스)와 함께 선회시키면서 분출시켜서 배기가스 중에 제1 미스트(24)를 형성하도록 설치된다. 또, 분무 노즐(30)은 제1 분출공(3)으로부터 오존 함유 가스를 분출시켜서 제1 미스트(24) 중에 오존 함유 가스를 공급하도록 설치된다. 제1 미스트(24)의 선회류에 의해 오존가스가 제1 미스트(24)의 외부로 확산하는 것을 억제할 수 있고, 제1 미스트(24) 중에 150℃ 이하의 국소 냉각영역에서, 배기가스에 포함되는 NO 가스와 오존가스를 효율적으로 반응시킬 수 있다. 이 결과, 배기가스 중의 NO 가스를 NO₂ 가스로 효율적으로 변환할 수 있다. 또, 제1 미스트(24)보다도 상류의 배기가스 온도는 150℃ 이상이다. 또, 제1 미스트(24)보다도 상류의 배기가스 온도는 200℃ 이상일 수도 있다.The spray nozzle 30 blows out fine particles of the coolant 71 from the second blowhole 2 in the exhaust gas flowing through the exhaust gas flow path 45 while rotating them together with air (spray gas), thereby generating the first mist ( 24) is installed to form. In addition, the spray nozzle 30 is installed to blow ozone-containing gas from the first blowing hole 3 and supply the ozone-containing gas into the first mist 24. Ozone gas can be suppressed from diffusing to the outside of the first mist 24 by the swirling flow of the first mist 24, and in the local cooling area of 150°C or lower in the first mist 24, The NO gas and ozone gas contained can be reacted efficiently. As a result, NO gas in exhaust gas can be efficiently converted to NO ₂ gas. Moreover, the temperature of the exhaust gas upstream of the first mist 24 is 150°C or higher. Additionally, the temperature of the exhaust gas upstream of the first mist 24 may be 200°C or higher.

복수의 분무 노즐(30)이 배기가스 유로(45)를 둘러싸고, 각각의 분무 노즐(30)이 배기가스 유로(45)의 중심부를 향해서 냉각수(71), 오존 함유 가스 등을 분출하도록, 복수의 분무 노즐(30)을 배치할 수도 있다. 또, 복수의 분무 노즐(30)로부터 각각 냉각수(71), 오존 함유 가스 등을 분출시켜 합쳐진 1개의 제1 미스트(24)가 형성되도록 복수의 분무 노즐(30)을 설치할 수 있다. 이것에　의해, 배기가스 유로(45)를 흐르는 배기가스의 대부분을 제1 미스트(24) 중을 통과시킬 수 있고, 배기가스 중의 NO 가스를 효율적으로 NO₂ 가스로 변환할 수 있다.A plurality of spray nozzles 30 surround the exhaust gas flow path 45, and each spray nozzle 30 ejects coolant 71, ozone-containing gas, etc. toward the center of the exhaust gas flow path 45. A spray nozzle 30 may also be disposed. In addition, a plurality of spray nozzles 30 can be installed so that cooling water 71, ozone-containing gas, etc. are ejected from each of the plurality of spray nozzles 30 to form one combined first mist 24. As a result, most of the exhaust gas flowing through the exhaust gas flow path 45 can pass through the first mist 24, and NO gas in the exhaust gas can be efficiently converted into NO ₂ gas.

배기가스 처리장치(80)는 배기가스 유로(45)의 제1 미스트(24)보다도 하류측의 배기가스 중에 적어도 NaOH가 용해된 수용액(72)을 분무해서 제2 미스트(47)를 형성하도록 설치된 분무 노즐(67)을 구비할 수 있다. 또, 배기가스 유로(45)를 흐르는 배기가스는 SOx를 포함할 수도 있다. 이 분무 노즐(67)을 사용하고, 제1 미스트(24)보다도 하류측의 SOx 및 NO₂를 포함하는 배기가스 중에 NaOH 수용액(72)을 분무하는 것에 의해 제2 미스트(47)를 형성할 수 있다. 분무 노즐(67)은 예를 들면 이류체 분무 노즐이다.The exhaust gas treatment device 80 is installed to form the second mist 47 by spraying an aqueous solution 72 in which at least NaOH is dissolved in the exhaust gas downstream of the first mist 24 in the exhaust gas flow path 45. A spray nozzle 67 may be provided. Additionally, the exhaust gas flowing through the exhaust gas flow path 45 may contain SOx. The second mist 47 can be formed by using this spray nozzle 67 to spray the NaOH aqueous solution 72 into the exhaust gas containing SOx and NO ₂ downstream of the first mist 24. there is. The spray nozzle 67 is, for example, a two-fluid spray nozzle.

배기가스 유로(45)를 흐르는 배기가스는 SO₂를 포함하고, 제2 미스트(47)에 포함되는 미소 물방울은 NaOH를 포함하기 때문에, 제2 미스트(47)에서 다음 식(1)과 같은 화학반응을 진행시킬 수 있다. 이 때문에, 배기가스에 포함되는 SO₂를 제거할 수 있는(배기가스를 탈황할 수 있다) 동시에, 제2 미스트(47)의 미소 액체 방울 중에 환원제인 Na₂SO3을 생성할 수 있다.Since the exhaust gas flowing through the exhaust gas flow path 45 contains SO ₂ and the micro water droplets included in the second mist 47 contain NaOH, the chemical equation as shown in the following equation (1) in the second mist 47 The reaction can proceed. For this reason, SO ₂ contained in the exhaust gas can be removed (the exhaust gas can be desulfurized), and at the same time, Na ₂ SO 3 , which is a reducing agent, can be generated in the fine liquid droplets of the second mist 47.

SO₂+2NaOH → Na₂SO₃+H₂O (1)SO ₂ +2NaOH → Na ₂ SO ₃ +H ₂ O (1)

또, 배기가스 유로(45)를 흐르는 배기가스는 NO가 오존에 의해 산화되어 생성된 NO₂를 포함하기 때문에, 다음 식(2)과 같은 기액 반응을 진행시킬 수 있다.In addition, since the exhaust gas flowing through the exhaust gas flow path 45 contains NO ₂ generated by oxidation of NO by ozone, a gas-liquid reaction as shown in the following equation (2) can proceed.

2NO₂+4Na₂SO₃→ N₂+4Na₂SO₄(2)2NO ₂ +4Na ₂ SO ₃ → N ₂ +4Na ₂ SO ₄ (2)

따라서 제2 미스트(47) 중에 있어서 NO₂를 N₂로 환원할 수 있고, 배기가스 중의 NOx를 제거할 수 있다. 식(1), (2)의 화학반응은 제2 미스트(47)의 미소 물방울 중 또는 미소 물방울과 배기가스의 기액계면에서 진행되는 것으로 생각되기 때문에, 미소 물방울의 존속 기간을, 이것들의 화학반응이 진행하기 위해서 필요한 시간(약 1초간 필요한 것으로 생각된다) 이상으로 할 수 있다.Therefore, NO ₂ can be reduced to N ₂ in the second mist 47, and NOx in the exhaust gas can be removed. Since the chemical reactions of equations (1) and (2) are considered to proceed in the micro water droplets of the second mist 47 or at the gas-liquid interface between the micro water droplets and the exhaust gas, the survival period of the micro water droplets is defined as the chemical reaction of these This can be done longer than the time needed to proceed (it is thought to be about 1 second).

식(2)의 화학반응이 진행하면, 환원제인 Na₂SO₃으로부터 Na₂SO₄가 생성되고, Na₂SO₄의 더스트가 배기가스 중에 발생한다.When the chemical reaction of equation (2) progresses, Na ₂ SO ₄ is generated from Na ₂ SO ₃ as a reducing agent, and dust of Na ₂ SO ₄ is generated in the exhaust gas.

분무 노즐(67)은 NaOH와 환원제(예를 들면, Na₂SO₃)가 용해한 혼합 수용액을 배기가스 중에 분무하도록 설치할 수도 있다. 이 경우, 배기가스 중의 NO₂를 환원제에 의해 N₂로 환원할 수 있기 때문에, SOx를 포함하지 않는 배기가스 또는 Sox 농도가 충분하게 낮은 배기가스가 배기가스 유로(45)를 흐르고 있을 수 있다. 또, 배기가스 중의 SOx로부터 생성되는 Na₂SO₃ 만으로는 NO₂를 충분하게 N₂로 환원시킬 수 없는 경우에, NaOH와 환원제가 용해한 혼합 수용액을 분무하도록 분무 노즐(67)을 설치할 수 있다.The spray nozzle 67 may be installed to spray a mixed aqueous solution of NaOH and a reducing agent (for example, Na ₂ SO ₃ ) dissolved in the exhaust gas. In this case, since NO ₂ in the exhaust gas can be reduced to N ₂ by a reducing agent, exhaust gas that does not contain SOx or exhaust gas with a sufficiently low Sox concentration may flow through the exhaust gas flow path 45. In addition, Na ₂ SO ₃ generated from SOx in exhaust gasIn cases where NO ₂ cannot be sufficiently reduced to N ₂ by itself, a spray nozzle 67 can be installed to spray a mixed aqueous solution in which NaOH and a reducing agent are dissolved.

분무 노즐(67)은 제1 미스트(24)가 소실한 후의 배기가스 중에 NaOH 수용액(72)을 분무해서 제2 미스트(47)를 형성하도록 설치할 수 있다. 이것에　의해, 제1 미스트(24)와 제2 미스트(47)를 분리해서 형성할 수 있고, 제2 미스트(47) 중의 환원제와, 제1 미스트(24) 중의 오존가스가 반응하는 것을 억제할 수 있다.The spray nozzle 67 can be installed to spray the NaOH aqueous solution 72 into the exhaust gas after the first mist 24 disappears to form the second mist 47. By this, the first mist 24 and the second mist 47 can be formed separately, and the reaction between the reducing agent in the second mist 47 and the ozone gas in the first mist 24 can be suppressed. You can.

도 9에 나타낸 배기가스 처리장치(80)와 같이, 분무 노즐(30)이 반응탑(42)의 내부에 제1 미스트(24)를 형성하도록 설치되고, 분무 노즐(67)이 반응탑(42)의 내부에 제2 미스트(47)를 형성하도록 설치되어 있을 경우, 배기가스 처리장치(80)는 반응탑(42)을 흐르는 배기가스 중에 냉각수(밀봉수(64))를 분무해서 제3 미스트(48)를 형성하도록 설치된 분무 노즐(68)을 가질 수 있다. 분무 노즐(68)을 설치하는 것에　의해, 제1∼제3 미스트에 의해 배기가스를 냉각할 수 있고, 고온의 배기가스(예를 들면, 반응탑(42)의 유입구에서의 온도가 450℃ 이상)라고 하여도, 집진기(43)에 유입하는 배기가스의 온도를 350℃ 이하 또는 230℃ 이하로 할 수 있다.Like the exhaust gas treatment device 80 shown in FIG. 9, the spray nozzle 30 is installed to form the first mist 24 inside the reaction tower 42, and the spray nozzle 67 is installed in the reaction tower 42. ), when installed to form the second mist 47 inside, the exhaust gas treatment device 80 sprays cooling water (sealing water 64) into the exhaust gas flowing through the reaction tower 42 to create the third mist. It may have a spray nozzle (68) installed to form (48). By installing the spray nozzle 68, the exhaust gas can be cooled by the first to third mist, and the high temperature exhaust gas (for example, the temperature at the inlet of the reaction tower 42 is 450°C or higher) ), the temperature of the exhaust gas flowing into the dust collector 43 can be set to 350°C or lower or 230°C or lower.

배기가스 처리장치(80)는 배기가스 유로(45)의 제1 미스트(24) 및 제2 미스트(47)보다도 하류측에 집진기(43)를 구비할 수 있다. 집진기(43)를 설치하는 것에 의해, 배기가스 유로(45)에서 발생한 Na₂SO₄의 더스트를 배기가스로부터 제거할 수 있다. 집진기(43)는 전기 집진기일 수도, 백 필터일 수도 있다.The exhaust gas treatment device 80 may be provided with a dust collector 43 on the downstream side of the first mist 24 and the second mist 47 in the exhaust gas flow path 45. By installing the dust collector 43, dust of Na ₂ SO ₄ generated in the exhaust gas flow path 45 can be removed from the exhaust gas. The dust collector 43 may be an electric dust collector or a bag filter.

배기가스 처리실험Exhaust gas treatment experiment

도 9에 나타내는 바와 같은 배기가스 처리장치에 의해 글래스 용해로로부터 배출되는 배기가스를 처리했다. 또, 분무 노즐(30)에는 도 1∼4에 나타내는 바와 같은 분무 노즐을 사용했다. 반응탑의 덕트 직경은 3.5m이다. 배기 가스량은 약 13000N㎥/h이고, 반응탑 내의 약 360℃의 배기가스 온도에서의 배기가스의 유속은 약 0.8m/sec이었다. 또, 반응탑 입구에서의 NOx 농도(산소 농도 15%로 환산시의 농도)는 약 220ppm이고, Sox 농도(산소 농도 15%로 환산시의 농도)는 약 180ppm이고, 산소 농도는 약 8%이었다.The exhaust gas discharged from the glass melting furnace was treated using an exhaust gas treatment device as shown in FIG. 9. In addition, as the spray nozzle 30, a spray nozzle as shown in FIGS. 1 to 4 was used. The duct diameter of the reaction tower is 3.5 m. The amount of exhaust gas was about 13000 N㎥/h, and the flow velocity of the exhaust gas at the exhaust gas temperature of about 360°C in the reaction tower was about 0.8 m/sec. In addition, the NOx concentration (concentration when converted to 15% oxygen concentration) at the reaction tower inlet was about 220 ppm, the Sox concentration (concentration when converted to 15% oxygen concentration) was about 180 ppm, and the oxygen concentration was about 8%. .

반응탑의 내주에 동일한 간격으로 7개의 분무 노즐(30)을 설치하고, 각 분무 노즐(30)에서 냉각수와 공기를 내부 혼합한 기액 혼합체를 제2 분출공으로부터 반응탑을 흐르는 배기가스 중에 분무해서 합쳐진 제1 미스트를 형성했다. 각 분무 노즐(30)로부터 분출시킨 제1 미스트는 각각 선회류를 가지고 있다. 또, 각 분무 노즐(30)의 제1 분출공으로부터 제1 미스트 중에, 오존발생기에서 생성한 오존 함유 가스를 공급했다. 또, 각 분무 노즐(30)의 공기 방출공으로부터 대기 중의 공기를 반응탑 중에 유입시켰다. 또, 표 1에 나타낸 분무조건 1∼3의 각각에서 분무 노즐(30)로부터 제1 미스트 및 오존 함유 가스를 분출시키고 배기가스 처리실험을 실시했다.Seven spray nozzles (30) are installed at equal intervals around the inner periphery of the reaction tower, and a gas-liquid mixture of cooling water and air is internally mixed from each spray nozzle (30) by spraying it into the exhaust gas flowing through the reaction tower from the second blowhole. The combined first mist was formed. The first mist ejected from each spray nozzle 30 each has a swirling flow. In addition, the ozone-containing gas generated by the ozone generator was supplied into the first mist from the first blowing hole of each spray nozzle 30. Additionally, air in the atmosphere was introduced into the reaction tower from the air discharge hole of each spray nozzle 30. In addition, the first mist and ozone-containing gas were ejected from the spray nozzle 30 under each of the spray conditions 1 to 3 shown in Table 1, and an exhaust gas treatment experiment was conducted.

분무 노즐(30)보다도 하류측의 반응탑 내주에 동일한 간격으로 설치한 7개의 분무 노즐(67)에 의해 2% NaOH 수용액(환원제를 포함하고 있지 않다)을 반응탑을 흐르는 배기가스 중에 분무해서 제2 미스트를 형성했다. 분무 노즐(67)의 총 분무량은 분무조건 1∼3에서 각각 0.35㎥/h, 0.47㎥/h, 0.45㎥/h이었다.A 2% NaOH aqueous solution (does not contain a reducing agent) is sprayed into the exhaust gas flowing through the reaction tower using seven spray nozzles (67) installed at equal intervals around the inner circumference of the reaction tower on the downstream side of the spray nozzle (30). 2 A mist was formed. The total spray amount of the spray nozzle 67 was 0.35 m3/h, 0.47 m3/h, and 0.45 m3/h in spray conditions 1 to 3, respectively.

또, 분무 노즐(68)에 의한 분무는 실시하고 있지 않다. 또, 집진기에는 전기 집진기를 사용했다.Additionally, spraying using the spray nozzle 68 is not performed. Additionally, an electrostatic precipitator was used as a dust collector.

분무조건 1∼3의 각각에서 실시한 배기가스 처리실험에서의 제1 미스트의 국소 냉각영역의 온도 측정결과와, 오존가스에 의한 NO의 산화 효율(ΔNO/O₃)을 표 2에 나타낸다. 또, 반응탑 입구의 배기가스 온도는 약 360℃이고, 반응탑 출구의 배기가스 온도는 약 210℃이었다.Table 2 shows the temperature measurement results of the local cooling area of the first mist and the oxidation efficiency of NO by ozone gas (ΔNO/O ₃ ) in the exhaust gas treatment experiment conducted under each of spray conditions 1 to 3. Additionally, the exhaust gas temperature at the reaction tower inlet was about 360°C, and the exhaust gas temperature at the reaction tower outlet was about 210°C.

오존가스에 의한 NO의 산화 효율(ΔNO/O₃)은 반응탑에서 산화된 NO 가스의 양(ΔNO)와, 제1 분출공으로부터 제1 미스트 중에 주입한 오존가스의 양과의 몰비이다. ΔNO/O₃의 값이 클수록 오존에 의해 산화된 NO 가스의 양이 많은 것을 나타낸다. 또, ΔNO/O₃의 값이 작으면, 주입한 오존 가운데 NO의 산화에 이용되지 않고 열 분해한 오존의 양이 많은 것으로 생각된다.The oxidation efficiency of NO by ozone gas (ΔNO/O ₃ ) is the molar ratio between the amount of NO gas oxidized in the reaction tower (ΔNO) and the amount of ozone gas injected into the first mist from the first blowhole. The larger the value of ΔNO/O ₃ , the greater the amount of NO gas oxidized by ozone. Also, if the value of ΔNO/O ₃ is small, it is thought that the amount of ozone injected that is not used for oxidation of NO and is thermally decomposed is large.

제1 미스트의 국소 냉각영역의 온도는 조건 1∼3의 어느 것에서도 100℃ 이하이고, 국소 냉각영역에서의 오존의 열분해는 억제되는 것으로 생각된다. 조건 1에서는 냉각수의 양이 조건 2, 3보다도 적기 때문에 국소 냉각영역의 온도가 조건 2, 3보다도 높아진 것으로 생각된다.The temperature of the local cooling area of the first mist is 100°C or lower under any of conditions 1 to 3, and it is believed that thermal decomposition of ozone in the local cooling area is suppressed. In condition 1, the amount of cooling water is less than that in conditions 2 and 3, so the temperature of the local cooling area is thought to be higher than that in conditions 2 and 3.

ΔNO/O₃의 값은 조건 1, 2에서는 50% 이하이었던 것에 대해, 조건 3에서는 80% 이상이 되었다. 조건 2와 조건 3은 냉각수의 분무량이 거의 동일하고, 분무용 가스(공기)의 공급 압력이 조건 2보다도 조건 3의 쪽이 높다. 따라서 공기의 공급 압력을 높게 함으로써 오존가스에 의한 NO의 산화효율을 향상시킬 수 있음을 알았다.The value of ΔNO/O ₃ was 50% or less in conditions 1 and 2, but was 80% or more in condition 3. Condition 2 and Condition 3 have almost the same spray amount of coolant, and the supply pressure of spray gas (air) is higher in Condition 3 than in Condition 2. Therefore, it was found that the oxidation efficiency of NO by ozone gas could be improved by increasing the air supply pressure.

제1 분무실험1st spray experiment

도 1∼4에 나타내는 바와 같은 분무 노즐을 사용해서, 냉각수와 공기를 내부 혼합한 기액 혼합체를 제2 분출공으로부터 분출시켜서 제1 미스트를 형성하고, 제1 미스트 내의 복수의 물방울 평균 유속 및 물방울의 입자경을 측정했다. 이 측정에서의 분무조건은 표 1에 나타낸 조건 1∼3의 수압, 공기압과 동일하다. 도 10에 나타낸 A점, B점에서의 복수의 물방울 X방향의 평균 유속을 측정하고, B점에서의 물방울의 입자경을 측정했다. 측정결과를 표 3에 나타낸다.Using a spray nozzle as shown in FIGS. 1 to 4, a gas-liquid mixture in which cooling water and air are internally mixed is ejected from the second blowing hole to form a first mist, and the average flow velocity of a plurality of water droplets in the first mist and the water droplets are determined. The particle size was measured. The spray conditions in this measurement are the same as the water pressure and air pressure of conditions 1 to 3 shown in Table 1. The average flow velocity in the The measurement results are shown in Table 3.

A점 및 B점에서의 평균 유속은 조건 1보다도 조건 2의 쪽이 빠르고, 조건 2보다도 조건 3의 쪽이 빨랐다. 이것은 공기압 및 수압이 높을 수록 복수의 물방울 평균 유속이 빨라지기 때문인 것으로 생각된다. 또, 공기압 및 수압이 높을 수록 제1 미스트의 선회류 선회속도도 빨라지는 것으로 생각된다. 또, 미스트 내의 물방울의 평균입경은 70㎛ 이하이기 때문에 제2 분출공으로부터 분출시킨 물방울은 기체의 흐름을 타고 부유하는 것으로 생각된다.The average flow speed at points A and B was faster in condition 2 than in condition 1, and was faster in condition 3 than in condition 2. This is thought to be because the higher the air and water pressures, the faster the average flow speed of multiple water droplets. In addition, it is thought that the higher the air pressure and water pressure, the faster the swirling speed of the first mist. Additionally, since the average particle diameter of the water droplets in the mist is 70 μm or less, the water droplets ejected from the second blowing hole are thought to float along the gas flow.

배기가스 처리실험에 있어서 조건 3에서 ΔNO/O₃의 값이 높아진 원인은 불분명하지만, 조건 3에서 제1 미스트의 선회류 선회속도가 가장 빨라진 것으로 생각되기 때문에, 제1 미스트의 선회류에 의해, 오존가스가 제1 미스트의 외부에 확산하는 것이 억제되고, 오존가스가 열분 해하는 것이 억제되었기 때문인 것으로 생각된다.The cause of the increased value of ΔNO/O ₃ in condition 3 in the exhaust gas treatment experiment is unclear, but since the swirling flow swirling speed of the first mist is thought to be the fastest in condition 3, the swirling flow of the first mist, This is thought to be because diffusion of ozone gas outside the first mist was suppressed and thermal decomposition of ozone gas was suppressed.

제2 분무실험Second spray experiment

도 2에 나타낸 분무 노즐과 같이 제1 관(4)(오존관)의 선단(제1 분출공(3))이 분출구면에 위치하는 분무 노즐(분출구면으로부터 오존관의 선단까지의 거리 d=0mm), 도 6에 나타낸 분무 노즐과 같이 제1 관(4)(오존관)의 선단(제1 분출공(3))이 분출구면으로부터 돌출한 분무 노즐(d=2mm), 도 7에 나타낸 분무 노즐과 같이 제1 관(4)(오존관)의 선단(제1 분출공(3))이 분출구면으로부터 오목하게 패인 위치에 배치된 5개의 분무 노즐(d=-1mm, -2mm, -3mm, -4mm, -5mm)을 제작했다.Like the spray nozzle shown in FIG. 2, the tip of the first pipe 4 (ozone tube) (first blow hole 3) is located on the jet surface of the spray nozzle (distance d from the jet surface to the tip of the ozone tube) 0 mm), a spray nozzle (d=2 mm) where the tip (first blow hole 3) of the first pipe 4 (ozone tube) protrudes from the jet port surface like the spray nozzle shown in Figure 6, shown in Figure 7 Five spray nozzles (d=-1mm, -2mm, -) arranged at a position where the tip (first blowhole (3)) of the first pipe (4) (ozone pipe) is concave from the blowout surface like a spray nozzle. 3mm, -4mm, -5mm) were produced.

제작한 분무 노즐을 사용해서 냉각수와 공기를 내부 혼합한 기액 혼합체를 제2 분출공으로부터 분출시켜서 제1 미스트를 형성하고, 오존 함유 가스를 제1 분출공으로부터 분출시켰다. 이 형성한 제1 미스트의 도 10의 B점(분무 노즐(30)의 선단으로부터의 거리가 1000mm인 점)에서의 물방울의 사우터 평균입경(D)를 측정했다. 또, 냉각수의 공급 유량(Qw)이 150L/h가 되고, 공기의 공급 유량(Qa)이 500L/min이 되고, 오존 함유 가스의 공급 유량(Qo)이 100L/min이 되도록 공급 압력을 조절했다. 측정결과를 표4, 도 11, 도 12에 나타낸다.Using the manufactured spray nozzle, a gas-liquid mixture obtained by internally mixing cooling water and air was blown out from the second blowing hole to form a first mist, and ozone-containing gas was blown out from the first blowing hole. The Sauter average particle diameter (D) of the water droplets at point B in Fig. 10 (the point where the distance from the tip of the spray nozzle 30 is 1000 mm) of the formed first mist was measured. In addition, the supply pressure was adjusted so that the supply flow rate of cooling water (Qw) was 150 L/h, the supply flow rate of air (Qa) was 500 L/min, and the supply flow rate of ozone-containing gas (Qo) was 100 L/min. . The measurement results are shown in Table 4, Figure 11, and Figure 12.

표 4, 도 11에 나타낸 오존 함유 가스의 공급 압력차(ΔPo)는 d=0mm로 한 분무 노즐을 사용한 측정에서의 오존 공급 압력(Po)를 기준압으로 하고, 이 기준압과의 차이를 나타내고 있다.The supply pressure difference (ΔPo) of ozone-containing gas shown in Table 4 and FIG. 11 uses the ozone supply pressure (Po) in measurement using a spray nozzle with d = 0 mm as a reference pressure, and represents the difference from this reference pressure. there is.

표 4에 나타낸 사우터 평균입경(D)은 d=0mm로 한 분무 노즐을 사용한 측정에 있어서 측정된 사우터 평균입경(D)을 기준(100%)로 해서 퍼센트로 나타내고 있다. 표 4, 도 12에 나타낸 사우터 평균입경의 변화율, 이 기준 평균 입자경으로부터의 평균 입자경(D)의 변화율이다.The Sauter average particle diameter (D) shown in Table 4 is expressed as a percentage based on the Sauter average particle diameter (D) measured in the measurement using a spray nozzle with d = 0 mm as a standard (100%). Table 4 and FIG. 12 show the rate of change of the Sauter average particle diameter and the rate of change of the average particle diameter (D) from this reference average particle diameter.

표 4, 도 11 에 나타내는 바와 같이, d=-1mm, 2mm로 한 분무 노즐을 사용한 측정에서의 오존 함유 가스의 공급 압력(Po)은 d=0mm로 한 분무 노즐을 사용한 측정에서의 오존 함유 가스의 공급 압력(Po)(기준압)과 거의 같았지만, d=-2mm, -3mm, -4mm, -5mm로 한 분무 노즐을 사용한 측정에서는 분출구면으로부터의 오존관의 선단까지의 거리가 클 수록(오존관의 선단이 더욱 깊은 위치에 위치할수록) 공급 압력차(ΔPo)는 커지는 것을 알았다. 오존관의 선단이 깊은 위치에 있으면, 제1 분출공(3)이 제2 분출공(2)로부터 분출하는 기액 혼합체의 분출 압력의 영향을 받기 때문에 오존 함유 가스의 공급 압력(Po)이 커지는 것으로 생각된다.As shown in Table 4 and FIG. 11, the supply pressure (Po) of the ozone-containing gas in the measurement using the spray nozzle with d = -1 mm and 2 mm is the ozone-containing gas in the measurement with the spray nozzle with d = 0 mm. It was almost the same as the supply pressure (Po) (standard pressure), but in measurements using spray nozzles with d = -2mm, -3mm, -4mm, and -5mm, the larger the distance from the jet surface to the tip of the ozone tube. It was found that (the deeper the tip of the ozone tube is located), the larger the supply pressure difference (ΔPo) becomes. When the tip of the ozone tube is in a deep position, the first blowing hole (3) is influenced by the blowing pressure of the gas-liquid mixture blowing out from the second blowing hole (2), so the supply pressure (Po) of the ozone-containing gas increases. I think so.

d=-1mm로 한 분무 노즐에서는 오존관의 선단이 분출구면으로부터 오목하게 패인 위치에 배치되고 있음에도 불구하고, 오존 함유 가스의 공급 압력(Po)은 d=0mm로 한 분무 노즐을 사용한 측정에서의 오존 함유 가스의 공급 압력(Po)(기준압)과 거의 같았다. 이 때문에, 이 분무 노즐에서는 제1 분출공(3)으로부터 분출시킨 오존 함유 가스는, 분무 노즐의 내부에서는 제2 분출공(2)으로부터 분출시킨 기액 혼합체와는 혼합(내부 혼합)되지 않고, 분무 노즐의 외부에서 기액 혼합체와 혼합(외부 혼합)하고 있는 것으로 생각된다.Although the tip of the ozone tube is placed in a concave position from the jet surface in the spray nozzle set at d = -1 mm, the supply pressure (Po) of the ozone-containing gas is as measured using the spray nozzle set at d = 0 mm. It was almost the same as the supply pressure (Po) (standard pressure) of ozone-containing gas. For this reason, in this spray nozzle, the ozone-containing gas ejected from the first blow hole 3 is not mixed (internally mixed) with the gas-liquid mixture ejected from the second blow hole 2 inside the spray nozzle, and the ozone-containing gas is sprayed. It is thought that it is mixed with the gas-liquid mixture outside the nozzle (external mixing).

표 4, 도 12에 나타내는 바와 같이, d=-1mm, -2mm, -3mm, -4mm, -5mm로 한 분무 노즐을 사용한 측정에서는 측정된 물방울의 사우터 평균입경(D)은 작았지만, d=0mm로 한 분무 노즐을 사용한 측정에서의 물방울의 사우터 평균입경(D)은 더 커지고, d=2mm로 한 분무 노즐을 사용한 측정에서의 물방울의 사우터 평균입경(D)은 더욱더 커졌다. 이 때문에, 오존관의 선단 위치가 미스트에 포함되는 물방울의 평균입경(D)에 영향을 미치고 있음을 알 수 있었다.As shown in Table 4 and Figure 12, in measurements using spray nozzles with d = -1 mm, -2 mm, -3 mm, -4 mm, and -5 mm, the Sauter average particle diameter (D) of the measured water droplets was small, but d The Saouter average particle diameter (D) of the water droplets in the measurement using the spray nozzle set to d = 0 mm became larger, and the Saouter average particle diameter (D) of the water droplets in the measurement using the spray nozzle set to d = 2 mm became even larger. For this reason, it was found that the position of the tip of the ozone tube affects the average particle diameter (D) of water droplets contained in the mist.

따라서, -2mm≤d <0mm로 하는 것에　의해, 오존 함유 가스의 공급 압력의 상승을 억제할 수 있고, 동시에, 미스트에 포함되는 물방울의 평균 입자경(D)을 작게 할 수 있음을 알았다. 또, 에어 유량(Qa)이 동일한 경우, 미스트의 물방울 평균입경(D)가 작을 수록 냉각효율이 높아진다.Therefore, it was found that by setting -2mm≤d<0mm, the increase in supply pressure of ozone-containing gas can be suppressed, and at the same time, the average particle diameter (D) of water droplets contained in the mist can be reduced. Additionally, when the air flow rate (Qa) is the same, the smaller the average particle diameter (D) of the mist water droplets, the higher the cooling efficiency.

2: 제2 분출공
3: 제1 분출공
4: 제1 관
5: 제2 관
6: 제3 관
7: 제4 관
8: 공기 방출공
10: 산화제 가스 유로
11: 물 유로
12: 기체 유로
13, 13a∼13h: 연통 유로
14: 공기 유로
15: 기액 혼합체 유로
16: 기액 혼합부
17: 선회류 형성부
18: 지지부
19: 제2 분출공의 외벽 선단
21: 피처리 가스 유로
22: 유로 벽
23: 물방울
24: 제1 미스트2: Second blowhole
3: First blowhole
4: Hall 1
5: Hall 2
6: Building 3
7: Hall 4
8: air release hole
10: Oxidizer gas flow path
11: Water flow path
12: Gas flow path
13, 13a∼13h: Flue passage
14: air flow path
15: Gas-liquid mixture flow path
16: Gas-liquid mixing section
17: Swirl flow forming part
18: support part
19: End of the outer wall of the second blowhole
21: Gas flow path to be treated
22: Euro wall
23: water droplets
24: 1st mist

Claims

It is provided with a first blowing hole installed at the end of the first pipe and a second blowing hole installed to surround the first pipe,
The second blowing hole is installed so that water or an aqueous solution is spun out from the second blowing hole while rotating together with the spraying gas,
The first blowing hole is installed to supply the oxidizing gas blown out from the first blowing hole into the mist containing water or an aqueous solution blown out from the second blowing hole,
It is additionally equipped with a second pipe, a third pipe, and a flue passage,
The first pipe, second pipe, and third pipe have a structure in which the first pipe is located inside the second pipe, and the second pipe is located inside the third pipe,
The communication passage is installed to communicate with the passage between the first pipe and the second pipe and the passage between the second pipe and the third pipe,
The internal flow path of the first pipe is an oxidizing gas flow path through which the oxidizing gas flows,
The flow path between the second pipe and the third pipe is a gas flow path that flows the spray gas,
The flow path between the first pipe and the second pipe includes a water flow path for flowing water or an aqueous solution, and a gas-liquid mixing section,
The gas-liquid mixing unit is installed to generate a swirling flow while mixing the water or aqueous solution supplied from the water channel with the spraying gas supplied from the communication channel,
The second blowing hole is installed so that the rotating gas-liquid mixture formed by the gas-liquid mixing portion blows out from the second blowing hole,
Additionally provided with a swirl flow forming part,
The swirl flow forming unit is installed to form a swirl flow in the water or aqueous solution flowing through the water passage,
A spray nozzle, wherein the gas-liquid mixing unit is installed to form a swirling flow in the same rotational direction as the rotational direction of the swirling flow formed by the swirling flow forming unit.

According to claim 1,
The second blowing hole is a spray nozzle having an annular shape.

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According to claim 1,
The first blowing hole is a spray nozzle arranged on the same plane as the second blowing hole, or arranged to protrude from the second blowing hole in the blowing direction.

According to claim 1,
The second blowhole has a toroidal shape,
A spray nozzle installed so that the outer wall of the second blowing hole protrudes in the blowing direction more than the first blowing hole.

According to clause 6,
The first blowing hole is a spray nozzle installed to supply the oxidizing agent gas blown out from the first blowing hole into the mist outside the spray nozzle.

According to clause 6,
A spray nozzle in which the distance between the tip of the outer wall of the second blowing hole and the first blowing hole is greater than 0 mm and less than or equal to 2 mm.

According to claim 1,
Additionally provided with an air release hole,
The air discharge hole is installed to discharge air from the air discharge hole to the outside of the spray nozzle, and at the same time, a spray nozzle installed to surround the second spray hole or a flow path for supplying water, aqueous solution, or spray gas to the second spray hole.

According to claim 1,
A spray nozzle wherein the oxidizing agent gas is an ozone-containing gas.

Water or an aqueous solution is swirled together with the spraying gas from the second blowhole in the gas to be treated flowing through the gas flow path equipped with the spray nozzle according to any one of claims 1, 2, and 5 to 10. A spraying method comprising the steps of forming a mist in the gas to be treated by blowing the gas while spraying, and blowing the oxidizing gas from a first blowing hole to supply the oxidizing gas into the mist.

The spraying method according to claim 11, wherein the gas to be treated is an exhaust gas containing NOx, and the oxidizing agent gas is an ozone-containing gas.