JPH0677671B2

JPH0677671B2 - 排ガスの処理方法及び装置

Info

Publication number: JPH0677671B2
Application number: JP2062055A
Authority: JP
Inventors: 洋柳岡; 芳雄小川; 健二小林
Original assignee: Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Current assignee: Chiyoda Corp
Priority date: 1990-03-13
Filing date: 1990-03-13
Publication date: 1994-10-05
Anticipated expiration: 2009-10-05
Also published as: JPH03262510A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、粉塵及び化学汚染物を含有する排ガスの処理
方法及び装置に関するものである。

〔従来の技術及びその問題点〕

従来、湿式排煙脱硫法においては、亜硫酸ガスの吸収脱
硫段階より以前に排ガスを冷却することが不可欠であ
り、従来の脱硫装置では、亜硫酸ガスを吸収反応させる
脱硫装置本体とは別に、冷却液循環ポンプを有する除塵
搭を設け，ここで排ガスの冷却と除塵を行っている。そ
の結果、装置全体が大型化し、かつ設備、用役等の費用
もこれに付随して増大する等の欠点があった。

そこで、本発明手らは、先に、除塵搭を省略するため
に、亜硫酸ガスを吸収反応させる脱硫装置本体内におい
て高温排ガスに冷却液微粒子と吸収液微粒子を接触させ
て排ガス中の汚染物をそれら液体微粒子に捕捉させると
ともに、排ガスの増湿冷却を行わせ、その後、冷却され
た排ガスをガス分散管を介して吸収液中に導入し、ここ
で排ガス中の亜硫酸ガスを吸収除去し、清浄化された排
ガスを得る方法を提案した（特開昭64−18427号公
報）。

しかし、この方法は、吸収液中に導入する排ガスが、冷
却液微粒子と吸収液微粒子を含み、しかも、これらの微
粒子は排ガス中の粉塵、HCl、HF、Al等の汚染物を含有
するため、吸収液の希釈化が起るとともに、それらの汚
染物の混入により、脱硫副生物、例えば石コウの品質が
低下するという問題や、さらには、冷却液微粒子の混入
による吸収液の希釈化や吸収液中への汚染物の混入が原
因となって、装置の脱硫性能ものものにも悪影響が生じ
る等の問題点を包含し、未だ満足し得るものではなかっ
た。

〔発明の課題〕

本発明は、前記した如き従来技術に見られる問題を解決
し、排ガスの冷却と排ガス中に含まれる粉塵及び化学汚
染物の除去を１つの装置で達成することができ、かつ吸
収液中への排ガス中の粉塵の混入や、排ガスの冷却に用
いた冷却液の混入の著しく減少された排ガスの処理方法
及び装置を提供することをその課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた
結果、排ガスに冷却液を微粒子状に噴霧させて排ガスを
冷却させるとともに、排ガス中の粉塵を冷却液微粒子に
捕捉させ、そしてこの粉塵を捕捉した冷却液微粒子を含
む排ガスを垂直隔壁に衝突させてその流れを水平流から
上昇流に変換させるとともに、上昇する排ガスから粉塵
を捕捉した冷却液微粒子をその重力により落下させて分
離し、この冷却液微粒子の分離された排ガスをその隔壁
の上端を越えて下降流に変換させていったん空間部に収
容させ、この空間部から複数のガス分散管により分配さ
せて吸収液中に吹込み、排ガス中の化学汚染物を吸収液
中に吸収させて排ガスから分離することによって、前記
課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至
った。

即ち、本発明によれば、排ガス中に冷却液を微粒子状に
噴霧する工程、該排ガスを垂直隔壁に衝突させて該排ガ
スを上昇流に変換させるとともに該上昇する排ガスから
排ガス中の粉塵を捕捉した冷却液微粒子をその重力によ
り落下させ、排ガスから分離する工程、該排ガスから分
離された該冷却液微粒子を捕集し、系外へ排出する工
程、該冷却液微粒子の分離された排ガスを該垂直隔壁の
上端を越えて下降流に変換させていったん空間部に収容
させる工程、この空間部から複数のガス分散管により分
配させて吸収液中に吹込み、排ガス中の化学汚染物を吸
収液中に吸収させて排ガスから分離する工程からなる粉
塵及び化学汚染物を含有する排ガスの処理方法が提供さ
れる。

また、本発明によれば、排ガス中の冷却液を微粒子状に
噴出させる冷却液噴霧器と、内部に排ガスの流れを上昇
流に変換させる垂直隔壁と排ガスから分離された排ガス
中の粉塵を捕捉した冷却液微粒子を捕集する捕集板を有
する排ガス除塵室と、該粉塵を捕捉した冷却液微粒子が
分離され、垂直隔壁の上端を越えて下降流となった排ガ
スをいったん収容させる空間部と、該空間部に収容され
た排ガスを分配し、吸収液中に吹込むための複数のガス
分散管と、排ガス中の化学汚染物を吸収液中に吸収させ
て排ガスから分離する排ガス化学処理室と、該排ガス除
塵室で冷却液捕集板に捕集された粉塵を捕捉した冷却液
を排ガス除塵室の外部へ排出する排出管を備えたことを
特徴とする粉塵及び化学汚染物を含有する排ガスの処理
装置が提供される。

次に、本発明を図面により説明する。第１図は本発明の
装置の１つの実施例についての縦断面概要図、第２図は
その装置本体の一部切欠斜視図である。第３図は本発明
の装置の他の実施例についての縦断面概要図、第４図は
その装置本体の一部切欠斜視図である。第２図及び第４
図においては、冷却液噴霧器は図示されていない。

第１図及び第２図に示した本発明の装置本体は、その全
体が密閉容器構造に形成され、上方に位置する排ガス除
塵室Ａと、下方に位置する排ガス化学処理室Ｂとからな
っている。排ガス除塵室Ａは、その内部に、上端が天板
３から間隔を置いた下方に位置する筒状垂直隔壁９及び
この筒状垂直隔壁９の下端部と側壁との間に水平に配設
された冷却液捕集板５を有している。筒状隔壁を形成す
る筒状体の水平断面形状は、円形、半円形、正方形、長
方形等の各種の形状であることができる。なお、この筒
状垂直隔壁９は、以下においては、単に垂直隔壁又は筒
状体とも言う。排ガス除塵室Ａの側壁には、ガス導入口
11が配設され、このガス導入口11には排ガス導入管12が
連結される。ガス導入口11の開口最上端は、垂直隔壁９
の上端より下方に位置し、一方、その開口最上端は冷却
液捕集板５より上方に位置させる。冷却液捕集板５上に
は、冷却液排出管10を開口させる。排ガス導入管12は、
容器側壁に対して接線方向になるように配設することも
できる。このように配設した排ガス導入管では、排ガス
が回転しながら除塵室内を上昇するので、冷却液微粒子
と排ガスとの接触時間が長くなり、高められた排ガス除
塵効果及び冷却効果が得られる。

排ガス除塵室Ａと、排ガス化学処理室Ｂとは、板面に多
数の透孔７を有し、この透孔７にガス分散管８を垂下さ
せた中央部が開口した水平隔板４を介して連絡してい
る。また、この水平隔板４と筒状垂直隔壁９の上端との
間は、隔壁９の上端を越えて下降流となった排ガスをい
ったん収容させる空間部に形成されている。ガス分散管
８の下端は底板２から間隔を置いた上方に位置する。こ
のガス分散管８の下端は、底板２から１〜10m程度上方
に位置させるのがよい。また、このガス分散管８の下端
部には、下端から一定の距離（約５〜50cm）の位置の周
面に排ガス吹出し用透孔を多数穿設し、排ガスをその下
端部周面から水平方向に噴出させる構造のものにするの
が好ましい。水平隔板４の中央開口には、排ガス排出管
６が立設され、その先端は、筒状垂直隔壁９を形成する
筒体内部を通り、天板３を貫通して容器１の外部へ導出
されている。

排ガス導入管12の内部又は排ガス除塵室内の冷却液捕集
板５の上方あるいはその両方に冷却液噴霧器13を配設す
る。冷却液噴霧器13は冷却液を微粒子として噴霧できれ
ばいかなるものであってもよく、例えば、旋回型のスプ
レー、ジェット型のスプレー又は二流体ノズル等を挙げ
ることができる。

冷却液排出管10は貯液タンク15に連結し、この貯液タン
ク15は循環ポンプ16及び配管17を介して冷却液噴霧器13
に連結する。また、配管17には配管18が連結し、これは
粉塵分離器19に連結する。配管20は排液管である。

排ガス化学処理室Ｂの側壁には、吸収剤供給用の配管26
及び吸収液排出用の配管27が配設されている。

排ガス化学処理室Ｂには、吸収液Ｌが充填される。吸収
液は、排ガスの種類に対応して適当に選定され、従来公
知の各種のものが用いられる。このようなものとして
は、例えば、排ガス中の汚染物がSO_２、SO_３、NO、Ｎ_２
Ｏ_３、NO_２、Ｎ_２Ｏ_４、Ｎ_２Ｏ_５、HCl、HF等の酸性物
質である場合、アルカリ金属化合物、アルカ土類金属化
合物等のアルカリ性物質を含む溶液やスラリーが用いら
れ、特に水酸化カルシウムスラリーや、炭酸カルシウム
スラリーが用いられる。また、吸収液として炭酸カルシ
ウムスラリーや水酸化カルシウムスラリーを用いる場
合、これらのカルシウム化合物は亜硫酸ガスと反応して
亜硫酸カルシウムを形成するが、この場合、吸収液中に
空気や酸素を導入することにより、亜硫酸カルシウムを
硫酸カルシウム（石コウ）に変換することができる。ま
た、排ガス中の汚染物がアンモニア等のアルカリ性物質
である場合には、酸性水溶液を吸収液として用いればよ
い。冷却液としては、通常の水や、アルカリ性又は酸性
水溶液が排ガスの種類に応じて適当に用いられる。

第１図及び第２図に示された装置を用いて粉塵及び化学
汚染物を含む排ガスの処理を行うには、例えば、排煙等
の高温排ガスを排ガス導入管12を介して排ガス除塵室Ａ
に導入する。排ガス導入管12内及び又は除塵室Ａ内には
冷却液噴霧器13から冷却液が噴霧され、高温排ガスは、
この微粒子状の冷却液と接触し、これによって冷却及び
増湿される。また、同時に、排ガス中の粉塵の大部分
は、この冷却液微粒子に捕捉される。この冷却液微粒子
を含む排ガスは、垂直隔壁９によってその流れを上昇流
に変えられる。一方、噴霧器13から噴霧された冷却液微
粒子は、排ガスの上昇流れ方向とは逆に、除塵室Ａの空
間を下方に落下し、冷却液捕集板５上に落下し、ここに
滞留して滞留液25を形成する。高温排ガスに含まれる粉
塵の一部は、除塵室Ａ内におけるガスの上昇流速が、通
常、１〜5m/secと小さいため、重力により冷却液微粒子
と共に落下し、滞留液25に捕捉される。高温排ガス中の
微粒子状の粉塵は、一般には、排ガスに同伴され、排ガ
スから分離するのは通常困難であるが、本発明の場合
は、冷却液噴霧により形成された冷却液微粒子と接触し
て、液滴に捕捉され、粗大化されるため沈降速度が増大
し、容易に重力により落下し、滞留液25のなかに取り込
まれる。除塵室Ａでは水平方向のガス流速も通常、１〜
5m/secと小さいので、冷却液微粒子の再飛散はほとんど
なく、冷却液微粒子は排ガスから効率良く分離される。
冷却液噴霧器から噴霧して形成する冷却液微粒子の平均
粒径は、排ガスとの接触効率及び排ガスからの分離効率
を考えて、400〜4000μｍの範囲に規定するのがよい。

前記のようにして冷却され、除塵され、さらに冷却液微
粒子の除去された排ガスは、垂直隔壁を形成する筒状体
９の上端を越えて筒状体９内を下方に流通し、筒状体９
の上端と水平隔板４との間の前記筒状体９の内部空間を
含む空間部にいったん収容された後、この空間部から、
水平隔板４に垂設されたガス分散管８により分配されて
化学処理室Ｂの吸収液Ｌ中に吹込まれ、吸収液をと接触
する。吸収液と排ガス中の化学汚染物との反応により化
学汚染物が除去され、化学汚染物の除去された排ガス
は、吸収液の表面から放散し、排ガス排出管６を通って
系外に排出される。吸収液Ｌに導入される排ガスは、そ
れ以前に十分に冷却され、かつ除塵されたもので、しか
もその冷却に際して接触させた冷却液微粒子を除去され
ていることから、排ガスの冷却液による処理は悪影響を
何ら受けない。

冷却液捕集板５上の滞留液25は、冷却液排出管10を通っ
て貯液タンク15に導入され、ここから循環ポンプ16及び
配管17を通って冷却液噴霧器13に循環される。また、そ
の冷却液の一部は配管18を通って抜出され、粉塵分離器
19に送られ、ここで冷却液中の粉塵が除去される。粉塵
分離器19からは、粉塵の除去された排液が配管20を通っ
て排出され、また粉塵21が除去される。貯液タンク15に
は、配管20を通って抜出される排液量及び蒸発により減
少した冷却液量に応じて、新しい冷却液が補給される。

本発明において、高温排ガスを冷却液微粒子と接触させ
る場合、種々の変更を行なうことができる。例えば、冷
却液は、必ずしも排ガス導入管12内と除塵室Ａ内の両方
に噴霧させる必要はなく、そのいずれか一方のみに噴霧
させることができる。また、排ガスの冷却の大部分を排
ガス導入管12内で行なうことによって、除塵室Ａ内で用
いる冷却液噴霧器の設置数を減らすこともできる。

除塵室Ａにおる冷却液の噴霧は、単に排ガスの冷却のみ
でなく、排ガス中から分離された粉塵を含む粘稠な液が
垂直隔壁９に付着して生じた固形分を洗浄するためにも
用いられる。冷却液微粒子が、この垂直隔壁９の表面に
万遍なくかかることによって、隔壁９は、清浄に保たれ
る。

排ガスを冷却するための冷却液噴霧量は、供給される高
温排ガス量、排ガス温度、冷却液の温度等の関係におい
て適宜選択することができるが、噴霧液量／高温排ガス
量の比は、重量基準で約0.5〜５の範囲が適当である。
また、高温排ガス中の粉塵と冷却液微粒子とを緊密に接
触させ、粉塵を十分捕捉するとともに、ガスを十分冷却
するためには、筒状体９の開口上端は、排ガス導入口11
の最上端より250mm以上及び1500mm以下の上方に位置さ
せるのが好ましい。また筒状体９は上方開口ばかりでな
く、その周面に開口部を設けた側方開口とすることもで
き、その側方開口部の形状は、円形、三角形、四角形な
どいかなる形状にもすることができる。さらに、筒状体
９の開口上端の位置は、容器の天板３から下方に300mm
以上、3000mm以下の間隔を置いて位置させるのがよい。

また、第１図及び第２図に示した排ガス処理装置におい
て、排ガスの冷却効率及び排ガス中からの冷却液微粒子
の分離効率を高度に維持するとともに、装置全体をコン
パクト化するためには、水平隔板４の全面積（容器断面
積）からその中央開口部の面積（筒状体９の断面積）を
除いた面積ｐと、その中央開口部の面積（筒状体９の断
面積）からその開口内を貫通する排ガス排出管６の断面
積を除いた面積Ｑとの比P/Qは、１〜５の範囲に規定す
るのがよい。この面積比P/Qが前記範囲より小さくなる
と、除塵室Ａにおける排ガスの上昇温度が過大となり、
排ガスからの冷却液微粒子の分離効率が悪化し、相当量
の冷却液微粒子が排ガスに同伴し、吸収液Ｌ中に混入す
るようになる。一方、面積比P/Qが前記範囲より大きく
なると、ガス分散管８を下降するガス流速が過大とな
り、ガス圧力の損失が増大するようになる。ガス分散管
８の直径は、通常、５〜50cm程度である。

第３図及び第４図に示した本発明の装置本体は、全体的
には第１図及び第２図に示した装置と同様の構造に構成
されたものがあるが、この場合には、垂直隔壁９は板状
体で形成され、また、排ガス排出管６は化学処理室Ｂの
上部側壁に配設されている。また、第３図及び第４図に
おいて、第１図及び第２図に示した符号と同一の各符号
は同一の意味を有する。

〔発明の効果〕

本発明の方法によれば、１つの装置において、排ガスの
冷却、除塵及び吸収反応（例えば、脱硫反応）の三者を
同時にかつ効率よく実施することができる。また、本発
明の装置は、排ガスの冷却、除塵及び吸収反応の三者を
同時に実施し得る機能を有するので、脱硫装置本体から
独立した除塵搭を備えた従来一般の脱硫装置と比較し、
著しく小型化されたものである。

さらに、垂直隔壁を越えて下降する排ガスは、いったん
空間部に収容され、この空間部からガス分散管により分
配されることから、排ガスはそのガス分散管に均等に分
配されて吸収液中に吹込まれ、効率的な排ガスと吸収液
との接触が達成される。

本発明の装置において、排ガス導入口11の最上端の上方
にその上端が位置する垂直隔壁が設けられているので、
排ガス中の粉塵を捕捉した冷却液微粒子は、排ガスが隔
壁９の上端に至るまでの間に重力により落下し、排ガス
から分離される。これによって排ガスからの冷却液微粒
子と粉塵の除去が同時に達成される。また、本発明装置
では、排ガス導入管12を通って導入された排ガスは垂直
隔壁９の壁面と衝突するように構成されているので、排
ガス中に含まれる冷却液微粒子及び粉塵の分離は、この
衝突によって促進される。本発明では、除塵室Ａから化
学処理室Ｂに入る排ガスに含まれる冷却液微粒子の割合
は、２重量％以下という非常に低いものである。

また、本発明装置は、除塵室Ａ内において、冷却液捕集
板５上に滞留液25が形成されるように構成されているの
で、滞留液と衝突した排ガス中の粉塵はこの滞留液に取
込まれて、排ガスからの除塵が促進される。

さらに、本発明の装置においては、吸収液中に導入分散
される排ガスは、冷却液微粒子及び粉塵を実質上含有し
ないので、吸収液が冷却液微粒子によって希釈されるこ
とがない上、吸収液が粉塵によって汚染されることもな
い。さらに、排ガス中に粉塵とともに含まれるHCl、H
F、Al等の不純物も排ガスと冷却液微粒子との接触によ
り除去される。従って、本発明においては、吸収液と化
学汚染物との反応により得られる反応生成物、例えば石
コウの純度が高くなり、その製品価値が高められるとい
う利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の実施例の１つについての縦断面
概要図、第２図はその装置本体の一部切欠斜視図であ
る。第３図は本発明の装置の他の実施例についての縦断面概
略図、第４図はその装置本体の一部切欠斜視図である。１……容器、４……水平隔板、５……冷却液捕集板、６
……排ガス排出管、８……ガス分散管、９……垂直隔
壁、10……冷却液排出管、12……排ガス導入管、13……
冷却液噴霧器、25……滞留液、Ｇ……排ガス、Ｌ……吸
収液。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排ガス中に冷却液を微粒子状に噴霧する工
程、該排ガスを垂直隔壁に衝突させて該排ガスを上昇流
に変換させるとともに該上昇する排ガスから排ガス中の
粉塵を捕捉した冷却液微粒子をその重力により落下さ
せ、排ガスから分離する工程、該排ガスから分離された
該冷却液微粒子を捕集し、系外へ排出する工程、該冷却
液微粒子の分離された排ガスを該垂直隔壁の上端を越え
て下降流に変換させていったん空間部に収容させる工
程、この空間部から複数のガス分散管により分配させて
吸収液中に吹込み、排ガス中の化学汚染物を吸収液中に
吸収させて排ガスから分離する工程からなる粉塵及び化
学汚染物を含有する排ガスの処理方法。
【請求項２】該排ガスが硫黄酸化物を含み、吸収液が脱
硫液である請求項１の方法。
【請求項３】排ガス中の冷却液を微粒子状に噴出させる
冷却液噴霧器と、内部に排ガスの流れを上昇流に変換さ
せる垂直隔壁と、排ガスから分離された排ガス中の粉塵
を捕捉した冷却液微粒子を捕集する捕集板を有する排ガ
ス除塵室と、該粉塵を捕捉した冷却液微粒子が分離さ
れ、垂直隔壁の上端を越えて下降流となった排ガスをい
ったん空間部に収容させる空間部と、該空間部に収容さ
れた排ガスを分配し、吸収液中に吹込むための複数のガ
ス分散管と、排ガス中の化学汚染物を吸収液中に吸収さ
せて排ガスから分離する排ガス化学処理室と、該排ガス
除塵室で冷却液捕集板に捕集された粉塵を捕捉した冷却
液を排ガス除塵室の外部へ排出する排出管を備えたこと
を特徴とする粉塵及び化学汚染物を含有する排ガスの処
理装置。
【請求項４】該冷却液噴霧器が、該排ガス除塵室のガス
導入口に連結する排ガス導入管内及び／又は排ガス除塵
室内に配設されている請求項３の装置。
【請求項５】該排ガス除塵室が、該排ガス化学処理室の
上方に設置され、該排ガス除塵室と該排ガス化学処理室
とが板面に多数のガス分散管を垂下させた水平隔板を介
して連絡している請求項３又は４の装置。
【請求項６】内部に上端が天板から間隔を置いた下方に
位置する筒状垂直隔壁及び該筒状垂直隔壁の下端部と側
壁との間に水平に配設された冷却液捕集板を有し、側壁
に開口最上端が該筒状垂直隔壁の上端より下方に位置
し、開口最上端が該冷却液捕集板より上方に位置するガ
ス導入口を有する排ガス除塵室と、該ガス導入口に連結
する排ガス導入管と、該排ガス除塵室の下方に配設され
た排ガス化学処理室と、該排ガス除塵室と該排ガス化学
処理室とを連絡する板面に多数のガス分散管を垂下させ
た中央部が開口した水平隔板と、該水平隔板の中央開口
に立設され、該排ガス除塵室内の該筒状垂直隔壁の筒体
内部を通って天板を貫通する排ガス排出管と、該排ガス
導入管内及び／又は該冷却液捕集板の上方に配設された
冷却液噴霧器と、該冷却液捕集板に開口する冷却液排出
管を備えていることを特徴とする粉塵及び化学汚染物を
含有する排ガス処理装置。
【請求項７】内部に上端が天板から間隔を置いた下方に
位置する板状垂直隔壁及び該板状垂直隔壁の下端部と側
壁との間に水平に配設された冷却液捕集板を有し、側壁
に開口最上端が該板状垂直隔壁の上端より下方に位置
し、開口最下端が該冷却液捕集板より上方に位置するガ
ス導入口を有する排ガス除塵室と、該ガス導入口に連結
する排ガス導入管と、該排ガス除塵室の下方に配設され
た排ガス化学処理室と、該排ガス除塵室と該排ガス化学
処理室とを連結する板面に多数のガス分散管の垂下させ
た水平隔板と、該排ガス化学処理室の上部側隔に配設さ
れたガス排出口と、該ガス排出口に連結された排ガス排
出管と、該排ガス導入管内及び／又は該冷却液捕集板の
上方に配設された冷却液噴霧器と、該冷却液捕集板に開
口する冷却液排出管を備えていることを特徴とする粉塵
及び化学汚染物を含有する排ガス処理装置。