JPH0134646B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は酸性ガスを液体噴霧と接触させる工程
を使用する、酸性ガスを冷却し、且つ中和する方
法及び装置に関するものである。 高い割合の有害物質を含有する産業ガスを大気
に放散する問題はずつと前から認識されている。
硫黄酸化物、窒素酸化物及び水素ハロゲン化物の
ような酸性ガスは産業放出ガスの特に普通のしか
も好ましくない成分である。このようなガスは大
気中に放出されれば水滴上に凝集して強酸を作
り、且つ風に吹き散らされれば、このような小滴
は工場の位置から何マイルも離れていてさえ金属
部分品及び機械に猛烈な腐食を起す。このような
地域内の動植物の生命に対する直接の危険が立証
された。その結果としてアメリカ合衆国及び他の
種々の国々では地方条令及び国の法規で放出ガス
の許容酸性ガス含有量にますます厳しい制限を設
けた。この事態を処理するために種々の方法が提
案されたが、これまでは比較的高濃度の酸性ガス
を含有する大容量の高温の放出ガスを処理し、酸
性ガスの含有量を許容される水準まで減少させ、
しかもなお経済的な操作を持続するという三部か
ら成る問題の処理に完全に成功した方法は一つも
なかつた。 ガス気流と選択的に反応することができ、且つ
（あるいは）ガス気流から不純物を物理的に吸収
することのできる固体吸収剤物質と接触させるこ
とによつてガス気流を精製することは前から公知
であつた。吸収物質は、例えば米国特許第
2391116号、第2526776号及び第3197942号明細書
で教示しているように、一般に濾過ケーキは粒状
物質の床の形で使用した。しかしながらこのよう
な方法には多くの問題が随伴していた。従来使用
したタイプの充填吸収塔は、用途が比較的小容量
のガス状物質の処理に用いるのに限定されてい
た。大容量は、充填の前後で起る大きな圧力降下
のために、固定床塔を通過させて効率よく処理す
ることができなかつた。汚染ガスが約400ppmよ
り低い濃度で存在する場合には、ガスを床中を流
通させるのに大量の動力が必要なために、このよ
うな処理を不経済なものにした。その上、固定床
塔には「限界超過（break−through）」点、すな
わち、吸収物質の床は徐々に飽和し、特定の時点
で効率水準が急速に低下点があるという問題があ
つた。この段階で汚染物質の限界超過が起れば、
系を止めて交換するか、あるいはガス気流を新し
い充てん塔に送るまで汚染物質が漏出することに
なる。これは、全く単なるバツチ操作であつた。
米国特許第3723598号明細書に示してあるような、
床中の吸収性粒状物質が、流入する汚染ガス流の
ためにかき混ぜられ、そのために通気された塊が
むしろ流体として行動する傾向になる流動床操作
では圧力降下、限界超過点及び不連続操作という
重大問題のあることが見い出された。 米国特許第2919174号明細書では上記の先行技
術の方法の高い圧力降下及び限界超過点を確実に
避ける、ガス気流からフツ化物汚染物質を除去す
る方法を開示している。この方法はフツ化物汚染
物質を含有するガス気流中に微粉末にした炭酸カ
ルシウム（CaCO₃）、あるいはアルカリ又はアル
カリ土類金属の他の塩基性塩を分散させ、且つ粒
子を含有する気流をバツクハウスフイルター中に
送り込んで、ここにアルカリ性物質の透過性層を
生成させることから成る。しかしながらこの方法
は、他の見地、すなわち乾燥状態でフツ化物ガス
と反応するアルカリ性物質に限定されることが欠
点である。その上、この方法では効力を生じるこ
とができるよりも前にフイルターの内側表面にア
ルカリ性物質の層を作ることが必要である。 塔に充填物質及び水のような液体を満たし、こ
の中を汚染ガス気流を流通させる「湿式方法」は
先行技術で公知である。硫酸マンガン、炭酸水素
カルシウム、石灰、アンモニア及び亜硫酸−亜硫
酸水素ナトリウムの水溶液又はスラリーで廃ガス
を湿式洗浄して二酸化硫黄を除するのは、吸収の
起る前に煙道ガスを100℃（水の沸点）以下に冷
却する必要があるために米国特許第3551093号明
細書では実用的でないとして無視した。その上、
充填塔の前後の圧力降下が大きく、且つ液相中の
ガスの拡散速度が比較的遅いために、この方法は
大規模の操作には実用的でない。 ガスを中和剤を含有する液滴の噴霧と接触させ
て、同時に高温の酸性ガスを冷却し且つ中和する
ことも提案された。これらの方法では、中和剤が
酸性ガスと反応し、そのPHを増大させて約７にす
る。噴霧又は水−固形物懸濁液に使用される水量
は反応生成物及び（又は）未反応中和剤が乾燥す
るような水の蒸発でガスの温度を下げるのに十分
である。本質的に完全な乾燥を行わなければなら
ない。そうしなければ、腐食性であり、しかも除
去が困難であり、且つ好ましくない装置運転休止
の原因になる水性組成物が使用した装置の底部に
積る。 この方法で使用する装置は一般に並流方式で共
に下向きに進む噴霧乾燥機あるいはガス及び液体
噴霧機に使用する装置である。ある限られた適用
では、ガスが上向きに進み、且つ液体噴霧が下向
きに進む向流を使用する。しかしながら、この後
者の技法は、実質的に完全な中和を行い、同時に
接触している液体の実質的に完全な蒸発を達成す
るためには、接触しているガスと液体噴霧との十
分な滞留時間が得られないので一般に好ましくな
い。実質的に完全な乾燥という問題は、産業放出
物にとつてはやはり除去しなければならない粒状
物質を含有しているのが普通であるという事実の
ために複雑である。標準状態で約176.6ｇ／m³
（0.5ｇ／dscf）よりも大きな含有量があつて粒状
物濃度が高い場合には、粒状物は液体噴霧と衝突
して噴霧の凝集、及び蒸発させるのにいつそう困
難な大粒の液滴の生成の原因になる。 例えば単一の液体ノズル又は２個の液体ノズル
あるいは回転円盤で噴霧を作るときには液体粒子
の粒度分布ができる。小粒の液滴は急速に蒸発す
るが一方大粒の液滴は徐々に蒸発する。急冷反応
器の大きさは大粒の液滴の蒸発をさえも完全に行
うために「心配のない」噴霧時間を与えるように
作らなければならない。このように、装置の大き
さは過度に大きくなつたが、一方ではノズル又は
円盤の液滴分布が時間あるいは操作条件で変化す
る場合の信頼性の問題を解消していない。例えば
使用装置の直径がガス速度182.9cm／秒（６フイ
ート／秒）を与え、且つ400μの液滴が生成され
る場合には、液滴の下向きの初速度は182.9cm／
秒（６フイート／秒）と終末速度152.4cm／秒
（５フイート／秒）との和、すなわち正味335.3
cm／秒（11フイート／秒）になる。蒸発時間が６
秒であり、且つ粒度が乾燥状態で40μまで減少す
るとすれば、急冷反応器の長さは必然的に約
1585.0cm（52フイート）程度になる。このような
装置は建設及び維持に費用がかかり、従つて好ま
しくない。 大きな装置を必要とすることなく、工業的に魅
力的な速度で酸性ガスを中和し、且つ冷却する装
置を提供することは好ましいことである。その
上、ガスを中和し、且つ生成物のガス組成物が乾
燥していることを実質的に完全に保証する装置を
提供することは好ましいことである。 本発明によれば、酸性ガスを含有するガス気流
を主反応室の前の初期反応室中を一般にはら旋形
の流れとして移動させて、酸性ガス中に存在する
かも知れない比較的大粒の粒子を除去する。これ
らの大粒の粒子が実質的に全くなくなつた酸性ガ
スを主反応室中に上向きに導入し、且つこの中で
酸性ガスと反応してこれを中和する、上向きに移
動している塩基性物質の液体又はスラリーの噴霧
と接触させる。この液体又はスラリーの噴霧粒子
は、噴霧ノズルでの圧力に基因する粒子の上向き
の初速度のために、反応器（初期反応室及び主反
応室）中の滞留時間は長くなり、且つ上向きに移
動するガスの力は、噴霧粒子中の水分が蒸発され
るまで噴霧粒子が反応器中で上向きに徐々に移動
するような仕方で重力と釣り合う。噴霧中の粒子
の平均粒度及び上向きに移動するガスの速度を制
御することによつて、反応器の大きさの実質的な
縮小を行つて、実質的な経済的利益を与えること
ができる。本発明は酸性ガス及び粒状物をガス気
流から除去するための一体的になつた方法に、最
初あるいは最後の工程として、組み入れることが
できる。 第１図は本発明の反応器の横断面の側面図であ
る。 第２図は第１図の線２−２に沿つて描いた横断
面図である。 第３図はガス気流から酸性ガス及び粒状物を除
去する一体的にした方法で本発明を示す。 本発明によつて処理するガス気流は炉あるいは
溶鉱炉あるいは同様な装置から出る放出ガス気流
から成るのが代表的である。放出ガスはガス中の
比較的大粒の粒子を除去できるようにガスにら旋
運動をさせる方法で主反応室より前の初期反応室
中に導入する。放出ガス中に存在する大粒の固形
物粒子を遠心力で初期反応室の中心から外側に押
しやり、且つその反応室の底部の内壁に開口のあ
る小室の中に収集する。これらの大粒の粒子を除
去することによつて、塩基性物質の噴霧がこれら
の粒子と衝突して生成する好ましくない大粒の液
滴の生成を最小にするか、あるいはなくする。次
にガスを主反応室の底部に導入して、この中で塩
基性物質の噴霧と接触させる。初期反応室中にガ
ス気流を接線方向に導入することによつてもたら
されたガス気流の最初の回転運動はガスが初期反
応室から上向きに反応器中に流入する時になくな
り、反応器中ではガス気流は大粒の粒子が除去さ
れてから上向きに移動しているガス気流中に位置
するノズルから放散される塩基性物質の液体又は
スラリーの噴霧に接触する。最初に主反応室中に
導入された酸性ガスに大粒の粒子が比較的ない場
合には、噴霧ノズルは酸性ガスを反応器中に導入
する個所、あるいはその近くの垂直な高さの所に
設置することができる。あるいは、処理しようと
するガスに大粒の粒子が全くない場合には、初期
反応工程を省いて、このガスを反応器の底部に直
接導入することができる。 本発明では複数の塩基性物質の噴霧を酸性ガス
中に導入するために複数の噴霧ノズルを使用する
ことができる。これは、大粒の粒子がガスから除
去され、且つ噴霧ノズルが反応器の上流にそれぞ
れに設置してある複数の独立した初期反応室を使
用して行う。ノズルから放散される大粒の液滴は
小粒の液滴よりもノズルからの移動距離が短いの
で、異なつた噴霧から出る大粒の液滴の衝突で大
粒の液滴が生成することはなくなる。複数の噴霧
を使用すれば、単一の噴霧を使用するのに比較し
て、ガスと噴霧とをより完全に接触させることが
できるので、複数の噴霧を使用するのが有利であ
る。反応器中で下向きのガス気流を使用する先行
技術の方法では、異なつたノズルから放散される
液滴の衝突で大粒の液滴を生成するので、複数の
噴霧ノズルは使用されない。このために反応器の
底部に腐食性の水性組成物が蓄積するという好ま
しくないことになる。 均一な液滴粒度を有する塩基性物質の液体又は
スラリーの噴霧を作ることが好ましいけれども、
実際問題としては液滴の粒度は比較的広範にわた
つて変化する。先行技術の場合には最初下向きに
移動した大粒の液滴は完全に蒸発しないで反応器
の全長を通過し、底部に集まることになつて反応
器の損傷をもたらす。対照的に本発明では液滴に
作用する重力の方向はその液滴を伴うガス導入速
度の方向と反対なので、このような液滴の反応器
中での滞留時間が長く、そのために蒸発してしま
う。蒸発してしまうのに必要な滞留時間の短い小
粒の粒子は実際に滞留時間が短い。しかしなが
ら、どの場合でも液滴は排出されないうちに全部
蒸発してしまう。このように、本質的には、噴霧
ノズルの機能が悪いために分散する液滴の粒度が
大きければ大きい程、本発明の方式では心配がな
くなる。 ガスの温度は代表的には121.1℃（250〓）から
537.8℃（1000〓）までの温度範囲であるが、約
65.6℃（150〓）から1648.9℃（3000〓）又はこ
れ以上の範囲にわたることができる。流速は１
c.c.／分という遅い速度から28315m³／分（1000000
立方フイート／分）以上まで変化させることとが
でき、主反応室の大きさと設計によつて制限され
るだけである。ガス質汚染物質は特定の工業操作
に基いて変化する。例えば肥料、アルミニウム及
び第二次アルミニウム操作では大容量のフツ化水
素及び四フツ化ケイ素を発生する。炭化操作では
多量の二酸化硫黄及び少量の窒素酸化物を生成す
る。塩化水素は第二次アルミニウム工程、並びに
第一次アルミニウムのデマキング
（demagging）、廃塩素化炭化水素の焼却、及び
都市の焼却炉での別の副生成物である。 ガス気流は又代表的にはほこり、未燃焼炭素及
びシリカ、アルミナ、フエライトなどのような種
種の金属酸化物から成る同伴粒状物をも含有して
いる。精油操作では液体炭化水素及び誘導体の同
伴液滴が放出ガス気流中にあることもある。 ガス気流を主反応室の中に流し込み、ここで塩
基性物質、すなわち水中で塩基性反応をする化合
物又は物質の溶液あるいはスラリーと接触させる
のであるが、このタイプの最も普通の物質はアル
カリ及びアルカリ土類金属の酸化物、水酸化物、
炭酸塩及び炭酸水素塩であるが、本発明はこれら
に限定されるものではない。本発明の範囲に特に
包含されるものはNaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃、
Na₂SO₃、KOH、K₂CO₃、KHCO₃、K₂SO₃、
LiOH、Li₂CO₃、LiHCO₃、Ca（OH）₂、CaO、
CaCO₃、Mg（OH）₂、MgO、MgCO₃、Ba
（OH）₂、BaO、BaCO₃、Zn（OH）₂、ZnO、
ZnCO₃、Ni（OH）₂、NiO、NiCO₃、Cu（OH）₂、
CuOH、Fe（OH）₃、Fe³O₃、FeCO₃、Fe₂（CO₃）₃
である。又本発明では一種類以上の上記の化合物
から成り、且つ水中で塩基性反応をする種々の鉱
石をも包含する。このような鉱石の典型的な例は
カスミイン センチヨウ石及びホノライトであ
る。 上記のアルカリ金属化合物、ナトリウム、カリ
ウム及びリチウムの化合物は全部水に非常によく
溶解し、水溶液として使用することができる。上
に示した他の塩基性化合物は冷水にわずか可溶性
から実質的に不溶性までの範囲にわたる。これら
の化合物は水性スラリーとして微粉末形態で使用
することができる。カルシウム及びマグネシウム
化合物のスラリーは本発明の方法で経済的に使用
することができる。これらの溶液及びスラリーは
室温あるいはほぼ室温で使用するのが典型的では
あるが、限界すれすれの溶解度の塩基性物質の場
合には、物質を溶液状態に保持してスラリーの使
用に伴つてたびたび起る詰まりの問題を避けるよ
うに、加熱溶液を使用するのが好ましい。温度が
約121.1℃（250〓）よりも低い場合、特に温度が
水の沸点よりも低い場合には、その溶液又はスラ
リーを加熱するのが好ましい。例えば、加圧下で
加熱することによつて液体の温度を約537.8℃
（1000〓）に上げて、液体を全部完全に瞬間的に
蒸発させ、乾燥した塩反応生成物を残すのに適切
な熱が確実に主反応室内にあるようにすることが
できる。しかしながら、ガス気流自体によつて供
給される熱が適切であるのが好ましく、且つほと
んどの工業的操作ではよくあることである。それ
故、本発明の本明細書では便宜上ガス気流を高温
ガス気流と呼ぶことにする。 高温のガス気流と上記水溶液又はスラリーとが
接触すればやや激しい反応が起る。水が蒸発して
ガス気流を冷却し、強い乱流を起して酸性ガスと
塩基性物質との間の緊密な接触をしやすくする。
飽和した環境と酸性ガスの高い露点とのために、
噴霧ノズルの近傍に酸の霧ができる。これがノズ
ルの近傍の霧の領域中に酸性ガスが滞留する時間
を長くするために、酸性ガスのより完全な中和
と、同時に、相当する酸性塩の生成を結果する。
上記の条件下では反応は極めて迅速であり、且つ
反応器中での必要な滞留時間は約1/10000秒ない
し約２秒以下の範囲にわたる。 例えば石灰スラリーを使用して塩化水素を含有
するガス気流を急冷する場合には、生成物は塩、
塩化カルシウム（CaCl₂）である。水溶液又はス
ラリー中の塩基性物質の濃度、並びに溶液又はス
ラリーに対する高温の放出ガスの相対的な割合
は、与えられたどの時点でも化学量論的に当量又
は過剰の塩基性物質が確実に主反応室中にあるよ
うに、且つ蒸発させるべき水全部が「乾燥した」
生成物ガスを形成するように、調節することので
きる変数である。例えば所定の酸性ガス濃度を有
する放出ガスの所定の流速に対して、化学量論的
に当量又は過剰にするのに必要な追加の塩基性物
質の割合を通常の方法で計算することができる。
放出ガスの流速及び温度に基いて、ガス気流によ
つて加熱し、且つ蒸発させることのできる水ある
いは水溶液の容積を計算することもできる。効率
の悪い熱接触を考慮に入れるために、一定の誤差
の余裕を残して液体の適切な流速を選定すること
ができる。次に先に計算した追加割合の塩基性物
質を与えるのに必要な溶液又はスラリー中の塩基
性物質の濃度を決定する。液体の流速を増大させ
ても、液体を加熱して完全に蒸発させることので
きる速度を超えない場合には、対応させて塩基性
物質の濃度を下げることができる。 ガス気流は本発明の反応装置を離れる時には、
温度は約37.8℃（100〓）〜260.0℃（500〓）で
あるのが代表的であり、且つ酸性ガスは実質的に
全くない。主反応室中で生成した酸性塩は中和さ
れたガス気流に同伴され、且つ後記の方法で処理
される。 本発明の一態様では最初の放出ガス気流は複数
の少量の放出ガス気流を作る分岐管に送る。各放
出ガス気流に旋風運動を起させて、大粒の粒子を
分離する個々の初期反応室に送る。これらの各初
期反応室では、高温のガスを塩基性物質の液体又
はスラリーの噴霧と接触させて、その中の酸性ガ
スを中和する。この方法で操作すれば、所定の反
応装置の能力を増大させ、且つ互に独立した複数
の上記液体又はスラリーの噴霧を使用するという
付加的な利点がある。これは異なつたノズルから
放散される塩基性物質の液体又はスラリーの小滴
の衝突による大粒の液滴の生成を最小にするか、
あるいは防止し、同時に改良された気−液接触で
得られる反応効率を増大する。 次に、添付の図面を参考にして本発明を説明す
る。反応器１０は主反応室１２及び複数の初期反
応室１４，１６，１８及び２０を包含する。放出
ガスS₁はそれぞれ初期反応室１４，１６，１８及
び２０への導入口２８，３０及び３２を規定する
３個の内壁２５，２６及び２７を有する分岐管２
４中に導入する。放出ガスは各初期反応室中に、
その内壁に対して接線方向に導入されるので、導
入されたガスは円運動をして各初期反応室の内壁
を接線方向に動き、ガス中の大粒の粒子は壁体に
向つて移動して導管３４，３６，３８及び４０に
集められる。矢印４２及び４４で示した上向きに
動いているガス気流はベンチユリー６６及び６８
の中に設置してある噴霧ノズル４６及び４８から
放散される塩基性物質の液体又はスラリーの噴霧
に接触する。図に示してあるように、噴霧ノズル
４６及び４８はそれぞれ加圧空気のようなガスを
導入するための導管５０又は５２、及び塩基性物
質の液体又はスラリーを導入するための導管５４
又は５６を有する２個の液体噴霧器から成つてい
る。空気及び上記液体又はスラリーをノズル５８
又は６０の出口で混合して、ガス気流４２又は４
４、及び一般に約20μないし約200μの範囲内の粒
径を有する液滴の中に流入させる。所望の平均液
滴粒度を得、且つ約61.0cm／秒（２フイート／
秒）〜304.8cm／秒（10フイート／秒）、好ましく
は約91.4cm／秒（３フイート／秒）〜182.9cm／
秒（６フイート／秒）の範囲内の上向きの噴霧初
速度を得るために、ノズル圧を約2.8Kg／cm²（40
ポンド／平方インチ）〜14.1Kg／cm²（200ポン
ド／平方インチ）ゲージ圧、好ましくは2.8Kg／
cm²（40ポンド／平方インチ）〜4.9Kg／cm²（70ポ
ンド／平方インチ）ゲージ圧に維持する。各噴霧
ノズル４６，４８，６２及び６４は全反応器１０
の中で噴霧と上向きに移動するガスとの間の接触
時間を所望通りに調節することができるように、
それぞれの初期反応室内で垂直方向の調節をする
ことができる。一般に、ノズルの頭部は各初期反
応室中で、ベンチユリー横断面６６及び６８のよ
うなベンチユリー横断面に、あるいはその近くに
配置するのが好ましい。このように操作すること
によつて、噴霧及びガスは、大粒の粒子がガスか
ら除去された後、最初に接触させられ、且つ各噴
霧は互に無関係であるために液滴の凝集による大
粒の液滴の生成を最小にする。次に、それぞれの
噴霧及び高温のガスは主反応室１２中に進入し、
この中で酸性ガスの中和が実質的に完結する。 第３図を参考にして、この図面では本発明によ
つて放出ガス気流から酸性ガスを除去する代表的
な一体的にした方法を説明する。反応器１０から
排出する気流S₂を導管１０１を経て下向きの流れ
にして混合領域１０３（点線で示してある）に流
入させ、ここで残留酸性ガスを吸収することので
きる粒状物質をガス気流中に吹き込むか、あるい
は導入する。本明細書では検討するために「領
域」と記載してあるが、これは本来定義すること
のできる構造である必要はない。粒状物質は残留
酸性ガスを吸収するのに十分な量で反応器１０か
ら導管１０１に沿つた１か所以上の地点で下向き
流れにしてガス気流中に吹き込むか、あるいは導
入することができる。粒状物質を添加する好まし
い方法はこれを容器１０５から導管１０７中に徐
徐に供給し、且つこれを導管１０９を経て導入し
た二次空気と混合して粒子を懸濁させることによ
るのである。粒子と空気との混合気流は次に導管
１１１を経て導管１０１の中に取り付けてあるベ
ンチユリー１１３のくびれの中に注入する。 本発明の方法にとつて特に好ましい吸収性物質
はカスミイシ センチヨウ石及びホノライトであ
る。大容量の放出ガス気流から少量の残留酸性ガ
スを吸収するためのカスミイシ センチヨウ石の
使用は、米国特許第3721066号及び第3808774号明
細書に更に詳細に開示してあり、本明細書ではこ
れらの開示をも併せて参考にする。カスミイシ
センチヨウ石のその場での水活性化目的とする上
記の米国特許第3808774号明細書は本発明にとつ
て特に適切である。 詳細には、米国特許第3808774号明細書では高
温の放出ガス気流から100ないし500ppm程度の酸
性ガス放出物を (1) 水でガス気流を急冷にして冷却し、且つこれ
に湿気を与え、 (2) 粒度が約５ないし20μの粒状のカスミイシ
センチヨウ石をガス気流に導入して、これから
湿気及び酸性ガスを吸収させ、且つ (3) カスミイシ センチヨウ石粒子を含有するガ
ス気流がバツグハウス フイルター中に注入し
て、これに吸収された湿気及び酸性ガスと共に
に粒状物を除去する、 工程によつて除去する方法を説明している。 上に記載したように反応器１０から出るガス気
流S₂は代表的には温度が約37.8℃（100〓）〜
260.0℃（500〓）であり、且つ湿気があり、残留
酸性ガス含有量は100ないし500ppm程度である。
このように、ガス気流は上記の方法を実施するの
には理想的に適している。これと一致して、湿気
を帯びたガス気流は粒状のカスミイシ センチヨ
ウ石を湿らせて活性化し、酸性ガスの選択吸収を
促進させる働きをする。活性化及び吸収は極めて
迅速に起り、且つガス気流及び同伴カスミイシ
センチヨウ石が粒状物を分離する装置に到達する
時までに完結するのが理想的である。カスミイシ
センチヨウ石の活性化速度は少なくとも幾分ガス
気流の相対湿度に左右されるようであり、相対湿
度が20ないし30％又はこれ以上の時に活性化時間
は1/1000秒程度である。活性化時間は相対湿度が
もつと高い時には更に短くなるけれども、吸収工
程では通反応器１０中のガス気流中に導入する水
分の量を気流S₂の相対湿度が約50％を超えないよ
うに制御する。この理由はこれよりも相対湿度の
高い時には、流通路に沿つて、又特にバツグハウ
ス フイルター中で、同伴粒状物の詰まりが起り
がちになるからである。粒状のカスミイシ セン
チヨウ石はいつたん活性化されれば、約0.01ない
し3.0秒でガス気流から酸性ガスを吸収する。 残留酸性ガス放出物を除去する本発明の方法は
濃度約100ないし500ppmで存在する酸性ガスを除
去するのに約95ないし99％の効率並びに経済性が
あることが明らかになつた。この吸収過程は本質
的には表面現象であるから、全粒状物質の中にわ
ずかな７ないし15重量％程度の比較的小部分が積
極的に使用されるだけであつて、高濃度の酸性ガ
スの時にこの方法を使用するのは経済的でない。
酸性ガスの濃度及びガス気流の流速を基準にして
ほぼ化学量論的当量に必要な粒状物質の添加割合
を計算する時には、粒状物質のわずか７ないし15
重量％だけが酸性ガスの吸収に有効であることを
考慮に入れなければならない。しかしながら、塩
基性物質を本質的に全部使用して大半の酸性ガス
を除去する急冷−反応段階を最初に使用すること
によつて、酸性ガス残留物を浄化するには選択性
及び効率のよい吸収工程が経済的になる。酸性ガ
ス放出物を除去する時の第一段階すなわち主反応
室−急冷工程、及び第二段階すなわち粒状カスミ
イシ センチヨウ石又は同様な物質の導入の全効
率は99.9％という高さである。 ガス気流に同伴される粒状物質からガス気流を
分離する好ましい方法は上記の米国特許第
3808774号明細書に記載してあるバツクハウス
フイルター１１５の使用である。残留酸性ガス及
び多少の湿気は、バツグハウス フイルターに到
着しないうちに、粒状物質による吸収のためにガ
ス気流から除去される事はフイルターの腐食が最
小になることを意味している。ガス気流中の湿気
の減少も又ガス気流の出口近くで霧又はもやの発
生する条件を少なくするために重要である。その
上、バツグハウス フイルター１１５は粒状のカ
スミイシ センチヨウ石又は同様な物質をこれに
吸収された湿気及び酸性ガスと共に除去するばか
りでなく、第一段階処理から出る同伴塩粒子及び
流出ガス中に最初から存在していた他の粒子をも
除去する。それ故排出気流S₄はバツクハウスを出
れば一般にいつでも大気中に排気される。 先に指摘したように、一体化した工程を実施す
る本発明の方式の吸収工程で使用するカスミイシ
センチヨウ石、ホノライト又は同様な物質も又急
冷−反応段階用の塩基性物質として使用すること
ができる。本発明の方法の第二段階の吸収性物質
はもちろんのこと第一段階の塩基性物質としてカ
スミイシ センチヨウ石、ホノライト又は同様な
天然鉱石を使用するのはガス製造工業で特に有効
である。 バツグハウスに集められる、第一段階から出る
塩副生成物及び吸収した酸性ガスを含有する粒状
物質は、併合して直接ガラス製造炉中に再循環さ
せることができる。炉の高温は鉱石と酸性ガスと
の反応生成物の分解を促進して、鉱石及び酸をガ
ラス製造作用の原料物質として再生させる。 実施例 １ 本実施例では、本発明が所望の中和工程に悪影
響を及ぼすことなく、反応器の大きさを実質的に
縮小することを示す。 第１表のデータでは本発明の上向きの並流流動
方法と通常の下向きの並流流動方法との比較を示
す。 代表的な中和方法では、流入する高温の酸性ガ
スは温度が約1000℃であり、一方噴霧液滴の最大
粒度は約400μである。ノズルから出る噴霧の初
速度は約182.9cm／秒（６フイート／秒）であり、
一方重力による終末速度は約152.4cm／秒（５フ
イート／秒）である。

【表】 第１表のデータは、本発明では遥かに小さい反
応器を使用して、不向きの並流流動反動器で得ら
れるのと同程度の乾燥度を得ることができること
を示している。その上、本発明の上向きの流動反
応器では大粒の液滴が反応器中に小粒の液滴より
も長時間滞留して、生成物ガスの全乾燥を好転さ
せるが、一方下向き流動反応器では、大粒の液滴
に対する反応器中の滞留時間が小粒液滴のよりも
短かい。従つて、下流の処理工程に液体が入る確
率は、下向きに流れる反応器では遥かに高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の反応器の横断面の側面図であ
り、第２図は第１図の線２−２における横断面図
であり、第３図はガス気流から酸性ガス及び粒子
を除去する工程を示す。 １０は反応器、１２は主反応室、１４，１６，
１８，２０は初期反応室、２４は分岐管、２５，
２６，２７は内壁、２８，３０，３２は導入口、
３４，３６，３８，４０，５０，５２，５４，５
６，１０１，１０７，１０９は導管、４２，４
４，１１１は気流の運動方向を示す矢印、４６，
４８，５８，６０，６２，６４はノズル、６６，
６８，１１３はベンチユリー、１０３は混合領
域、１０５は容器、１１５はフイルター、S₁，
S₂，S₃，S₄はガス気流である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) 粒子及び酸性成分を含有する放出ガスを
   初期反応室に導入し、 (b) 該初期反応室を先が細くなるら旋形の流れで
   該ガスを上向きに流通させ、該ガスから大粒の
   粒子を分離せしめ、 (c) 該初期反応室において該ガスから分離された
   粒子を集め、 (d) 該初期反応室からの放出ガスを主反応室へ移
   し、 (e) 該放出ガスがそのら旋形に流れた後、主反応
   室に移る位置に、塩基性物質の噴霧を上向きに
   移動している放出ガスと並流方向に導入し、 (f) 該ガスをして実質的に上向き方向で主反応室
   を流通させ、 (g) 主反応室で酸性成分を上向きに移動させなが
   ら、主反応室における放出ガスの滞留時間を制
   御して塩基性物質の噴霧と酸性成分との反応を
   行わせ、 (h) 塩基性物質の噴霧の実質上すべてを蒸発させ
   て酸性塩を同伴した乾燥流れを形成せしめ、そ
   して該乾燥流れは実質上酸性ガスを含まずに該
   室を出、さらに該室を出る乾燥流れは、該室に
   入る際の温度よりも低い温度であり、 (i) 該主反応室からのガスは37.8℃〜260℃の温
   度、相対湿度が50％より低いガス流として排出
   され、そして (j) 該ガス流中に吸収性物質を導入して残留酸性
   ガスを吸収する、 ことを特徴とする、粒子及び酸性成分を含有する
   放出ガスを処理する方法。 ２ 前記放出ガスを複数のガス流中に分配させ、
   前記ガス流の各々を複数の前記初期反応室の一つ
   に向けさせそして前記ガス流の各々を塩基性物質
   の別の噴霧と接触させる特許請求の範囲第１項の
   方法。 ３ 前記塩基性物質の実質的にすべてを蒸発させ
   るのに必要とされる熱が前記放出ガスによつて提
   供される特許請求の範囲第１項の方法。 ４ 前記塩基性物質を加熱することを包含する特
   許請求の範囲第１項の方法。 ５ 前記塩基性物質が、カルシウム、マグネシウ
   ム及びそれらの混合物からなる群から選ばれたア
   ルカリ金属の化合物を含有する特許請求の範囲第
   １項の方法。