JPH02135116A - 気液接触方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、湿式排煙脱硫装置等に適用でき、被処理ガス
中のを害成分を吸収液で洗浄したり被処理ガス中の可溶
性分を吸収液で捕集したりする気液接触方法に関する。

〔従来の技術〕

気液接触方法としては、従来、スプレー塔、充填塔、ペ
ンチエリ−スクラバー、気泡塔方式など多種多様のもの
が開発され実用に供されているが、それぞれの性能、特
徴においては一長一短があり、それらの長所を兼ね備え
た高性能の気液接触方法の開発が望まれていた。

本出願人は、昭和５７年実用新案登録願第１４６８６０
号（昭和５７年９月２８日出願　実開昭５９−５３８２
８）において上記方法を供する気液接触装置を提案した
。

以下に第５図によって、この気液接触装置を説明する。

気液接触装置は、塔本体に被処理ガスの入口と出口とを
一方が同塔上部に他方が下部になるように配設し、前記
塔本体内部にガス吸収液を液柱上でほぼ上方に向かって
吐出させる吐出管を複数個配置してなることを特徴とし
、液柱状でほぼ上方に向かって吐出されるガス吸収液の
液柱高さを調整することによって、気液接触効率を効果
的に変化させることのできる新規な気液接触装置である
。

即ち、第５図において、５．７は被処理ガスの入口また
は出口、６は塔本体であり、塔本体内部にはガス吸収液
３を液柱状でほぼ上方に向かって吐出させる吐出管１が
ヘッダーバイブ４に複数個配置されている。

そしてヘッダーバイブ４も通常複数本配置されるが、必
ずしも同一平面状に配置しなくてもよい。

吐出管１から液柱状に吐出せられるガス吸収液は、塔本
体６底部の液溜め８からポンプ１１で送入されるが、そ
の吐出液量を調整することによって液柱高さを任意に変
えられる。

吐出されたガス吸収液は、液柱の最高位に達した後、重
力作用によって落下し、塔本体下部の液溜め８に入る。

被処理ガスは符号５又は７で示される部分のどちらか一
方を入口とし、他方を出口とする。

［発明が解決しようとする課題〕 しかし、前記第５図に示す気液接触装置では、液柱状で
上方に向かって吐出されたガス吸収液が、最高位に達し
拡がり落下する際の拡がり面積が小さく、流入する被処
理ガスと吐出されたガス吸収液が確実に接触するために
は、ヘッダーバイブ４に多数の吐出管１を配置する必要
があった。そのために、塔本体で気液接触に使用するガ
ス吸収液流量が増大する欠点を有している。

本発明は、このような型式の気液接触装置において、噴
出するガス吸収液の分散を良くし、良好な気液接触を得
ようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の被処理ガスとガス吸収液とを接触させる気液接
触方法は、次の手段を講じた。

（１）ガス吸収液を該ガス吸収液の蒸気圧以下にして減
圧沸騰させて分散させた上被処理ガスに接触させるよう
にした。

（２）上記（１）の気液接触方法において、充填物の上
流において被処理ガスとガス吸収液を接触させるように
した。

（３）上記（１）の気液接触方法において、ガス吸収液
に予め気体を吹き込むようにした。

（旬　上記（１）のガス吸収液に沸石を添加した。

〔作用〕

第５図に示すような気液接触装置において、吐出管１と
ヘッダーバイブ４との間に、ヘッダーバイブ４に接続さ
れた径の小さいスロート管２、同スロート管２と吐出管
１との間に設けられた徐々に径が増加するデイフユーザ
管１２を設けたときにガス吸収液を該ガス吸収液の蒸気
圧以下にする場合を第１図によって説明する。

第１図は、第５図に示す従来の気液接触装置と同一の部
分は同一の符号で示されている。

ガス吸収液３は、ヘッダーバイブ４より吐出管１に送入
される前に吐出管１より小の断面積を持つスロート管２
を通過し、スロート管２と吐出管１を接続しているデイ
フユーザ管１２を介して吐出管１より噴出される。

第２図は、第１図のガス吸収液各部の静圧を図示したも
のである。

吐出管１より噴出される点の静圧は通常大気圧であるが
、スロート管２の静圧は、ベルヌーイの定理より下式に
示されるように、吐出管１内部の液の動圧とスロート管
２内部の動圧の差に見合って、吐出管１より圧力を降下
する（第２図参照）。

（ベルヌーイの定理） 但し　Ｐｉｎｔ点の圧力　　　　　　（ｐ）旧：１点の
基準点からの高さ（ｍ） Ｖｉ：１点の流速　　　　　　（ｍ／ｓ）ρ：ガス吸収
液の密度　　　（ｋｇ／ｓ″）ｇ：重力加速度　　　　
　　（＋ｌ／Ｓ”）ガス吸収液の蒸気圧をＰｗ（ρ）と
すると、Ｐｉ＜Ｐｗの条件でガス吸収液は減圧沸騰する
条件となる。

スロート管２内部の静圧ｐｔを減圧沸騰させる条件は下
記（２）式となる。

＋ρ×ΔＨ＋ΔＰ　ｌ　　−（２） 但し　Ｐ−：ガス吸収液の蒸気圧　（ｐ）Ｐｔニスロー
ト管内部の静圧（ｐ） Ｐｏ：吐出管出口部の静圧　（ｐ） ｖｄ：吐出管内部の液流速　（ａ＋／ｓ）（吐出管内径
） ΔＨ：吐出管出口と スロート管の高さ差（−） ΔＰｌニスロート管以降の 流路の圧力損失　　（ｐ） 従って、吐出管内部の液流速：ｖｄが一定の条件（即ち
吐出管の内径と液流量が一定の条件）においては、上記
（２）式に示すように、スロート管の内径を小としｍを
小とすることにより、スロート管内部の静圧は減少し、
ガス吸収液の蒸気圧より小さくなる条件で、ガス吸収液
はスロート管２において減圧沸騰を開始する。

上記（１）の本発明は、例えば上記第１図に示すような
手段により、被処理ガスと接触するガス吸収液を該ガス
吸収液の蒸気圧以下にして減圧沸騰せしめ、ガス吸収液
自体の沸騰による液分散力を利用して、ガス吸収液を分
散させる。この分散したガス吸収液を被処理ガスに気液
接触せしめることによって、前記被処理ガスとガス吸収
液との良好な気液接触が得られる。

また、ガス吸収液の分散によって被処理ガス気流の偏倚
流が防止され、被処理ガスとガス吸収液との均一な気液
接触が実現され、気液接触効果が高められる。

上記（２）の本発明は、上記（１）の発明における気液
接触を充填物の上流で行ない、ガス吸収液の減圧沸騰に
よって、充填物における気液接触効率が高められ、全体
として高い気液接触効率が得られる。

上記（３）の本発明は、上記（１）の発明において、ガ
ス吸収液に気体を吹き込むことによって、ガス吸収液の
減圧沸騰による分散が更に高められ、従って気液接触効
果が更に向上する。

上記（４）の本発明は、ガス吸収液に沸石を添加するこ
とによって、ガス吸収液の減圧沸騰を促進し、ガス吸収
液の分散をよくして高い気液接触効果が得られる。

〔実施例〕

以下、本発明の詳細な説明する。

第３図に示される装置は、第１図及び第２図に示される
ようなスロート管２とデイフユーザ管１２、及び以下説
明する気体送入管を除いて、第５図に示す従来のものと
違いが無いので、同一の部分は同一の符号で示されてい
る。

なお５は塔本体６の上部に設けられた被処理ガスの入口
で、処理されるガスは入口５から入り塔本体６内を下方
に向かって流れ、出ロアから流出するようになっている
。

上記塔本体６の内部にガス吸収液を上方に向かって吐出
せしめるヘッダーパイプに接続された複数の吐出管１の
各々の途中には、第１図及び第２図に示すようなスロー
ト管２を設はスロート管２と吐出管１はデイフユーザ管
１２で接続されている。

上記塔本体６の下部はガス吸収液３の溜め８を形成し、
同溜め８に開口しポンプ１１が配置された配管が上記へ
ッダーパイブ４に接続されていて、ポンプ１１によって
ガス吸収液３を溜め８からヘッダーパイプ４に送り、吐
出管１よりほぼ上方に向かって噴出するようになってい
る。また、ガス吸収液の溜め８には、開口９′を持つ気
体送入管９を設け、同開口９′より気体１０をガス吸収
液溜め８に吹き込むようになっている。

本発明の第一実施例では、上記第３図に示す気液接触装
置を用いて、Ｓ（ｈ　１００ｐｐ−を含む排ガス１４．
０００ｍ３／ｈをガス吸収液としてＣａＣＯ５スラリー
を用いて気液接触させた。上記第３図に示す気液接触装
置の吐出管１を４本設けその内径を６０ｍｍとし、スロ
ート管２の内径を３６鰭とし、デイフユーザ管１２の広
がり角度を５度とした。

ガス吸収液としては、ＣａＣＯ５２０ｗｔ％、残部が水
のスラリーを用い、このガス吸収液を上記の気液接触装
置のへッダーバイプ４に２８０ｍ’／ｈで送液し、気体
の送入管９には空気を送入しなかった。ガス吸収液を、
４本の吐出管１より上方に向って噴出させながら、排ガ
スをガス吸収液の液柱頂部の上方から下方に向けて導入
したところ、排ガスの出口ＳＯｔ濃度は６０ｐｐｍとな
った。

ガス吸収液の温度は１５°Ｃであり、このときの水の蒸
気圧は一７４７＋ｍｓＨｇ　（Ｇ）であるのに対し、ス
ロート管２の内圧を測定したところ一７５０ｍｄｇ（Ｇ
）であった。

このため、本実施例においては、スロート管２内でガス
吸収液に減圧沸騰が起り、吐出管１より上方に向って噴
出されたガス吸収液は、同吸収液の沸騰による分散力に
よって排ガス中によく分散し、これによって、気液接触
が活溌に行なわれ、また排ガスの偏倚流が防止され均一
な気液接触が行なわれ、この結果、上記排ガスの出口Ｓ
Ｏｔ濃度６０ｐｐ−が得られた 次に本発明の第二実施例では、上記第一実施例と同条件
の下に、更に吸収液溜めに設けられた気体の送入管より
空気を１５０ｍ”Ｎ／ｈで送入し、ガス吸収液を２８０
ｍ’／ｈ送液したところ、排ガスの出口ＳＯ鵞は４０ｐ
ｐｍの濃度となった。

なお、ヘッダーパイプに設けたサンプリングノズルより
吸収液を抜き取り、気体の混入率を測定したところ、気
体混入率は４．Ｑｖｏ１％であった。

本実施例では、ガス吸収液に気体を吹き込むことによっ
て、第一実施例より更に気液接触効率が高められた。

第一の比較例として、第５図に示す上記の従来の気液接
触装置を用いて、第−及び第二実施例と同様Ｓ０□７０
０ｐｐｍを含む排ガス１４．０ＯＯｎ＋２Ｎ／ｈを、ガ
ス吸収剤としてＣａＣＯ３スラリーを用いて気液接触さ
せた。ガス吸収液のスラリー濃度は２０ｗ　ｔ％とした
。

ガス吸収液を２８０ｍ＋’／ｈで送液し、内径６０ＩＩ
ＩＩ１１の吐出管４本より同ガス吸収液を上方に向かっ
て噴出させながら排ガスを液柱頂部の上方から下方に向
けて導入したところ、排ガスの出口ＳＯｘは１３０ｐｐ
ｍの濃度となった。

また、第二の比較例として、第一実施例におけるスロー
ト管の内径を４８＋ｏに変更し、他の条件は第一実施例
と同じ条件でガス吸収液を２８０ｍ’／ｈで送液したと
ころ排ガスの出口ＳＯｔ濃度は１３０ｐｐｍであった。

スロート管の内圧は一２８０ｍ５１１ｇ　（Ｇ）を示し
ているが、ガス吸収液が減圧沸騰する圧力ではなく、出
口Ｓｏｗの濃度は上記第一の比較例と同じであった。

以上の通り、第一実施例では、吐出管から噴出するガス
吸収液を該ガス吸収液の蒸気圧以下にして減圧沸騰させ
ることによって気液接触効率が著しく高められ、また、
第二実施例ではこれに加えて、ガス吸収液溜めに気体を
吹き込むことによって気液接触効率が更に高められた。

次に、本発明の第三実施例では、上記第一実施例と同じ
条件の下で、ただガス吸収液のスラリー濃度を２１１ｔ
％としガス吸収液を２８０ｍｆｆ／ｈ送液したところ、
出口Ｓｏｗ　濃度は１００ｐｐ−となった、ガス吸収液
の温度は１５°Ｃで、スロート管の内圧を測定したとこ
ろ一７５０ｍｍ１１ｇ　（Ｇ）であり、ガス吸収液が減
圧沸騰する条件は満たされていた。

次に、本発明の第四実施例では、上記第三実施例におけ
るガス吸収液に、沸石としてＣａＣＯ５に加えてＣａ５
Ｏａ　　・２１（ｔｏを添加し、ガス吸収液のスラリー
濃度を１０ｗｔ％に調整しガス吸収液を２８０ｍ’へ送
液したところ、排ガスの出口ＳＯ８濃度は６０ｐｐ−と
なり、第一実施例と同一の吸収効率となった。

ガス吸収液のすらり一成分の組成は、ＣａＳＯ４・２Ｈ
２０が９０〜９５％残りはＣａＣ０，である。

本第四実施例では、以上の通り、吐出管から噴出するガ
ス吸収液を該ガス吸収液の蒸気圧以下にして減圧沸騰さ
せることによって気液接触が著しく高められるが、これ
に加えて、減圧沸騰を効率よく発生させるために沸石と
してＣａＣＯ５およびＣａ５Ｏａ・２Ｈ！０を該ガス吸
収液中に存在させることによって、高い気液接触効率を
得ることができる。

次に、本発明の第五実施例では、第４図に示す気液接触
装置を用いて、Ｓｏｗ　７００ｐｐＩａを含む排ガス１
４、０００ｍ３Ｎ／ｈを、吸収剤としてＣａＣＯ５スラ
リーを用いて気液接触させた。

本実施例に使用される第４図に示す気液接触装置では、
以下に説明するヘッダーパイプの下部に設けた充填物を
除いて第３図に示す気液接触装置と相違がなく、同一の
部分は同一の符号で示されている。

充填物１３は、ポリプロピレン製の厚み４圓、高さ１０
０　ｗａ、幅５００■の板を１段当り３６枚で格子を形
成したものを１０段、即ち１ｍの充填高さとした。

スロート管２及びデイフユーザ管１２及び吐出管１は、
第一実施例におけると同一のものを使用した。

ガス吸収液溜めに設けられた気体の導入管より空気を１
５０１１ｆｆＮ／ｈで送入し、ガス吸収液を２３０ｍ’
／ｈでヘッダーパイプに送液し、排ガスを液柱頂部の上
方から下方に向けて導入したところ、排ガスの出口ＳＯ
，は５５ｐｐｍ＋の濃度となった。

スロート管の内圧を測定したところ一７５０＋＋＋ｍＨ
ｇ（Ｇ）であり、ガス吸収液の温度は１５℃であって、
ガス吸収液が減圧沸騰する条件は満たされており、また
ガス吸収液のＣａＣＯ５の濃度は２０ｗｔ％であった。

ヘングーパイプ４と充填物１３の間を流れている排ガス
のＳＯ２濃度を測定したところ１１２ｐｐ＋ｗであった
。従って、本実施例の液柱部での脱硫率は８４％であり
、充填物前後での脱硫率は５１％、装置総合の脱硫率は
９２％であった。

次に第三の比較例として、吸収液がヘッダーパイプ４よ
り直接吐出管１を通り塔本体６内部に吸収液を上方に向
かって吐出せしめる第５図に示す気液接触装置を用い吐
出管の内径を６０ｍとした。

本比較例においては、スロート管２及びデイフユーザ管
１２を取り除いた以外は上記第五実施例と同一の条件と
した。

第五実施例と同濃度のガス吸収液を同量の２３０ｍ３／
ｈで送液したところ、排ガスの出口Ｓ０８は１２５ｐｐ
＋ｓであり、ヘッダーパイプ４と充填物１３の間を流れ
ている排ガスのＳＯ□濃度は２１０ｐｐ−であった。

従って、本実施例の液柱部での脱硫率は７０％であり、
充填物前後での脱硫率は４０％、装置総合の脱硫率は８
２％であった。

以上の通り、第五実施例及び第三比較例が示す通り、充
填物の上部において、ガス吸収液を該ガス吸収液の蒸気
圧以下にして減圧沸騰させることによって、充填物での
気液接触効率も高められることが確認された。

（発明の効果〕 被処理ガスとガス吸収液を気液接触させる気液接触方法
に於いては、噴出液の分散を高めること及び気液の偏倚
流を防止することが良好な気体の洗浄効果をもたらす。

本発明は、該ガス吸収液をその蒸気圧以下にして減圧沸
騰せしめ、ガス吸収液自体の沸騰による液分散力により
ガス吸収液を分散させた上、被処理ガスとの気液接触を
行なうことによって、高い気液接触効率が得られ、また
、気液の偏倚流も防止して均一な気液の接触を行わせる
ことができ、気液接触効果を上げることができる。

また、本発明は、これに加えて、充填物の上流で気液接
触を行なうことによってガス吸収液の減圧沸騰によって
、充填物における気液接触効果を高めることができる。

また、本発明は、更にガス吸収液に予め気体を吹き込む
ことによって減圧沸騰によるガス吸収液の分散を高め、
又はガス吸収液に沸石を添加して減圧沸騰を促進するこ
とによって、ガス吸収液の分散を高め、これによって高
い気液接触効果を上げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するためのガス吸収液吐出
部の縦断面図、第２図は第１図に示すガス吸収液吐出部
におけるガス吸収液の圧力分布図、第３図及び第４図は
それぞれ本発明の実施例に用いられる気液接触装置の縦
断面図、第５図は従来の気液接触装置の縦断面図である
。 １−・吐出管、　　　　　２−スロート管、３・・・ガ
ス吸収液、　　４・−・ヘングーパイプ、８・−液溜め
、　　　　９・−気体送入管、１０−・気体、　　　　
　１１−・ポンプ、１２・・−デイフユーザ管、Ｉ３−
・充填物、代理人　弁理士　坂　間　　　暁 外２名 第３図 第２図 第４図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）被処理ガスとガス吸収液とを接触させる気液接触
   方法において、ガス吸収液を、該ガス吸収液の蒸気圧以
   下にして減圧沸騰させて分散させた上前記被処理ガスと
   接触せしめることを特徴とする気液接触方法。
2. （２）充填物の上流において、被処理ガスとガス吸収液
   とを接触せしめることを特徴とする請求項（１）に記載
   の気液接触方法。
3. （３）ガス吸収液に予め気体を吹き込むことを特徴とす
   る請求項（１）に記載の気液接触方法。
4. （４）ガス吸収液に沸石を添加したことを特徴とする請
   求項（１）に記載の気液接触方法。