JPH049569B2

JPH049569B2 -

Info

Publication number: JPH049569B2
Application number: JP62175665A
Authority: JP
Priority date: 1987-07-14
Filing date: 1987-07-14
Publication date: 1992-02-20
Also published as: JPS6418429A

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕本発明は、排ガス中に含まれるSO₂、HF、
HCl、NH₃、ダスト等の環境汚染物質を効率よ
く除去する排ガス処理装置に関するものである。

〔従来技術〕

従来、SO₂やダスト等の環境汚染物質を含む排
ガスから、それらの環境汚染物質（以下、単に汚
染物質ともいう）を除去するために、排ガスを吸
収液と接触させる装置は、いわゆる湿式排ガス処
理装置として広く知られている。このような湿式
排ガス処理装置としては、これまで多くのものが
提案されてきたが、それらの中でも汚染物質の除
去率が高くかつ経済的にもすぐれたものとして、
ジエツトバブリングリアクターを用いる装置が知
られている（特公昭６−4726号公報、特公昭60−
51372号公報、特公昭55−37295号公報、「公害と
対策」vol19、No.11、p79〜88）。この装置は、排
ガス導入ダクト及び排ガス導出ダクトに各連結
し、内部に吸収液中への排ガスを導入分散する排
ガス導入管、吸収液中へ酸素含有ガスを分散する
酸素含有ガス噴出ノズル、吸収液の撹拌を行う撹
拌器及び吸収液排出口を有するジエツトバブリン
グ反応槽を備えたもので、吸収液面下に排ガスを
排ガス導入管を介して高速で噴出させて、吸収液
と排ガスとを激しく混合して、排ガスの微細気泡
を含む吸収液槽（ジエツトバブリング槽）を吸収
液の表面部に形成させるものである。この吸収液
の表面部に形成されたジエツトバブリング槽で
は、高速のガスが吸収液に衝突し気泡分裂する際
の激しい撹乱接触及び層内での分裂した微細気泡
間の撹乱接触が起り、気液接触界面が著しく増大
される。

ところで、このようなジエツトバブリングリア
クターを用いる湿式排ガス処理において、従来
は、ジエツトバブリングリアクターの前段に、冷
却液循環ポンプを備えた除塵塔を設け、排ガスを
この除塵塔に導入し、ここで冷却液のスプレー液
滴と接触させ、排ガスの除塵と冷却を行つた後、
排ガスをジエツトバブリングリアクターに導入し
ている。しかしながら、このような従来技術の場
合、次のような欠点があつた。

() 除塵塔における冷却液のスプレー液滴径
は、約2000μｍという大きいために、排ガスの
冷却及び除塵を行うには、大量の冷却液のスプ
レーが必要とされる。従つて、除塵塔では、排
ガスから分離した大量の冷却液を循環再使用す
るための冷却液循環ポンプの設置が必要とさ
れ、そのための動力費を要した。

() 排ガス処理系に導入する排ガス圧力は、除
塵塔設置による圧力損失のために、その分大き
くする必要があり、そのための動力費を要し
た。

〔目的〕

本発明は、従来技術に見られる前記欠点を克服
することを目的とする。

〔構成〕

本発明によれば、反応槽内に連絡する排ガス導
入ダクト及び排ガス導出ダクトを備えるととも
に、反応槽内部に吸収液中へ排ガスを導入分散す
る排ガス導入管、吸収液中へ酸素含有ガスを分散
する酸素含有ガス噴出ノズル、吸収液の撹拌を行
なう撹拌器及び吸収液排出口を各々有するジエツ
トバブリング反応槽を備えた排ガス処理装置にお
いて、該反応槽の中間に多数の開口を有する仕切
板を水平に配設するとともに、その仕切板の上方
には密閉空間を形成し、この密閉空間内には前記
排ガス導入ダクトを連結させ、かつ該仕切板の開
口には排ガス導入管を垂設させ、さらに、該仕切
板上の密閉空間内及び／又は該排ガス導入ダクト
内には、冷却液微粒子化ノズル及び吸収液微粒子
化ノズルを配置させたことを特徴とする除塵処理
を受けていない排ガス処理装置が提供される。

本発明の排ガス処理装置は、前記した従来のジ
エツトバブリングリアクターを用いる装置に比較
し、除塵塔を省略し得ると共に、排ガス中に冷却
液及び吸収液を微粒子化噴霧し、排ガスをこれら
の冷却液及び吸収液の各微粒子と共に吸収液中に
導入分散してジエツトバブリング層を形成する点
で相違する。このような排ガス処理装置では、除
塵塔の省略により、その設置及び運転に要する費
用が不要となり、さらに排ガスを処理系に供給す
る際の圧力も低減されることから、排ガスの加圧
に要する動力費も著しく節約される。

次に、本発明を図面により詳述する。

第１図は本発明の処理装置の模式図である。こ
の図において、１は反応槽を示し、その中間部に
は中央部に貫通孔１５を有し、表面に多数の開口
１６を有する環状仕切板１７が配設され、その環
状仕切板１７の上方には、同じく中央部に貫通孔
を有する環状密閉板１８が水平配置され、その環
状仕切板と環状密閉板の中央貫通孔側の環状端部
には、筒状側板１９が配設されて、仕切板の上方
には、密閉空間（プレナム）１２が形成されてい
る。そして、この密閉空間１２には、排ガス導入
ダクト７が連結し、また、その密閉空間１２の上
部には吸収液微粒子化ノズル３が配設されてい
る。さらに、仕切板１７の開口１６には、排ガス
導入管２が垂設されている。反応槽の下部に酸素
含有ガス噴出ノズル４、吸収液撹拌器５、吸収液
排出口が配置されている。また、この反応槽上部
には、排ガス導出ダクト１０が連結されている。
密閉空間１２に連結する排ガス導入ダクト内には
冷却液微粒子化ノズル８が配設されている。３′
は吸収液導入管、４′は酸素含有ガス導入管、６
は吸収液、８′は冷却液導入管、９は吸収液排出
口に連結する排液管を各示す。

本発明の装置を用いて排ガスの処理を実施する
には、冷却液をその微粒子化ノズル８から微粒子
状で噴出させかつ吸収液をその微粒子化ノズル３
から微粒子状で噴出させると共に、排ガスをその
導入ダクト７から装置内の仕切板上に形成された
密閉空間（プレナム）１２内へ導入する。導入さ
れた排ガスは、この密閉空間（プレナム）１２に
おいて、冷却液及び吸収液の各微粒子との間で気
液接触を行う。この気液接触により、排ガス中の
汚染物質はそれらの液体微粒子に捕捉吸収される
と共に、排ガスの増湿冷却が行われる。また、こ
のプレナム１２においては、排ガス中の酸素及び
冷却液と吸収液の微粒子化に用いられた空気中の
酸素による汚染物質の酸化も行われる。

プレナム１２に導入された排ガスは、液体微粒
子と共に排ガス導入管２を通して吸収液６中に分
散導入され、ジエツトバブリング層Ａを形成す
る。このジエツトバブリング層Ａは、排ガスの微
細気泡と吸収液とからなる液相連続の気液接触層
であつて、排ガスを排ガス導入管２の下部から吸
収液中に水平方向に噴出分散させることによつて
形成することができる。第２図に排ガス導入管２
の構造を示す。このガス導入管は下端開口したも
ので、その下端部に噴出部２１を有し、ガス導入
管に導入された排ガスはその噴出部２１から吸収
液中に水平方向に向けて噴出される。このジエツ
トバブリング層については、前記特公昭６−4726
号公報、特公昭60−51372号公報等に詳述されて
いる。

前記のようにして排ガスを液体の微粒子と共に
吸収液中に導入分散させると、プレナム１２にお
いて液体微粒子に捕捉されなかつた汚染物質はこ
のジエツトバブリング層において吸収液に捕捉吸
収され、また排ガスに同伴された液体微粒子もこ
の吸収液に捕捉吸収される。さらに、このジエツ
トバブリング層においては汚染物質の酸化も行わ
れる。この場合、汚染物質の酸化に要する酸素と
しては、排ガス中の酸素及び酸素含有ガス噴出ノ
ズル４から供給される酸素が用いられる。

吸収液と接触し、汚染物質の除去された排ガス
は、ジエツトバブリング層から反応槽上部の排ガ
ス出口部空間１４に放出され、排ガス導出ダクト
１０を通つて反応槽外へ抜出され、ミストエリミ
ネーター１１でその中に含まれるミストを除去し
た後、大気へ放出される。反応槽上部の排ガス入
口部空間１２と排ガス出口部空間１４とは相互に
隔壁等により区画され、導入排ガスは必ず吸収液
中を通つた後、系外へ導出されるようになつてい
る。

酸素含有ガス噴出ノズル４から吸収液中に噴出
された酸素含有ガスは、微細気泡となつて吸収液
中を上昇すると共に、吸収液中に溶解し、汚染物
質を酸化する。また、この微細気泡の上昇は、吸
収液の撹拌を促進させる効果も示す。

排ガス中の汚染物質と吸収液との反応により生
成した物質は、排液管９を通して吸収液と共に反
応槽外へ抜出される。

本発明において、冷却液及び吸収液を微粒子化
する場合、その微粒子の粒径はできるだけ微細に
するのが有利であり、本発明の場合、平均粒径
300μｍ以下、殊に100μｍ以下にするのが有利で
ある。この平均粒径が300μｍを超えるようにな
ると、プレナム１２において排ガス中の汚染物質
の捕捉が困難になると共に、排ガスの冷却効果が
不十分になる。冷却液及び吸収液の微粒子化は、
通常、空気を用いて実施されるが、この微粒子化
に用いた空気は、プレナム１２及びジエツトバブ
リング層Ａにおける汚染物質の酸化剤としても作
用する。また、微粒子化する冷却液及び吸収液の
量は、排ガスを飽和温度まで増湿冷却するのに必
要な量以上である。噴霧に用いる吸収液は、水に
対して吸収剤を添加したものであるが、この噴霧
による吸収液の供給のみでは吸収剤量が不足する
場合には、反応層に対して吸収剤供給管１３を設
けて必要量の吸収剤を供給する。

本発明において、冷却液としては、通常、水
が、用いられ、吸収液としては、排ガス中の汚染
物質の種類に応じて適当な吸収剤を添加した水が
用いられる。例えば、排ガスがSO₂、SO₃、NO、
N₂O₃、NO₂、N₂O₄、N₂O₅、HCl、HF、有機酸
等の酸性汚染物質を含む場合には、吸収剤として
は、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合
物、アンモニア等の前記汚染物質に反応性を示す
物質が用いられる。この場合、NOはアルカリ性
吸収液への吸収性が悪いのでNO₂の形に酸化し
て処理するのがよい。また、排ガスがアンモニア
等のアルカリ性物質を含む場合には、酸性水溶液
を吸収液として用いればよい。

本発明においては、種々の変更が可能であり、
例えば、冷却液及び吸収液の噴霧は共に排ガス導
入ダクト７中に行うことができるし、また、両者
共に反応槽の上部空間１２で行うことができる
し、さらに、吸収液を排ガス導入ダクト及び冷却
液を反応槽上部空間に微粒子化噴霧することがで
きる。さらに、反応槽内には、バツフル板等のこ
の種技術に慣用の付属装置を配設することができ
る。

〔効果〕

本発明では、排ガス中に冷却液及び吸収液を直
接微粒子化噴霧する冷却液微粒子化ノズル及び吸
収液微粒子化ノズルを配設し、排ガスの増湿冷却
と同時に汚染物質の捕捉除去を行うことから、従
来の湿式排ガス処理装置に比べて、排ガス処理を
非常に効率的に行うことができ、従来必要とされ
ていた除塵塔の設置は省略される。従つて、本発
明では、除塵塔の建設費、運転費は削減されると
共に、装置系へ供給する排ガス圧力も低減し得る
ので、その動力費もその分節約することができ
る。

また、本発明では、プレナム１２において、冷
却液及び吸収液の各微粒子と排ガスとが緊密に接
触し、排ガス処理の相当部分が達成されているこ
とから、その後のジエツトバブリング槽Ａにおけ
る汚染物質の捕捉吸収の負荷は著しく軽減され、
排ガス導入管２の開口先端の吸収液中深度を浅く
しても十分な処理効果を得ることができる。従つ
て、本発明では、排ガス導入管の吸収液中深度を
浅くすることにより排ガスの供給圧を減少させる
ことができ、排ガスの加圧動力費をその分減少さ
せることができる。

〔実施例〕

次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明す
る。

実施例排ガス処理に使用した装置の形式は第１図に示
すものであり、断面円形の反応槽１は直径1000
mm、液面高さを2000mmとし、排ガス導入管２とし
て直径４インチの管12本を使用し、その開口部先
端の深さは液面下100mmとした。この反応槽１に
は撹拌器５を設けた。なお、吸収液微粒子化ノズ
ル３は、冷却液微粒子ノズル８の下流のダクト７
内に設けた。

SO₂800ppm、ダスト80mg／Ｎm³、O₂3％を含む
排煙4000Nm³／ｈを排ガス導入ダクト７より入口
プレナム１２に導入し、撹拌しながら液面下1800
mmに設けた空気噴出ノズル４より空気を40Nm³／
ｈで吹込んだ。この場合、吸収液としては、
CaCO₃約14Kg／ｈを石膏濃度５％のスラリー400
／ｈに混ぜたもの（石灰石スラリー）を用い、
これを排ガス導入ダクト７に設けられた二流体ス
プレーノズルより空気により微粒化噴霧した。ま
た、このスプレーの上流ダクト７内にもう１つの
二流体スプレーノズル８を設け、冷却液としての
工業用水約300／ｈをガス冷却のために空気に
より微粒化噴霧した。この時の微粒子の平均粒径
は吸収液及び冷却液ともに約60μｍであつた。

以上のような排ガス処理の結果、脱硫率は94〜
96％と高脱硫率が得られた。また、出口ダクト濃
度は１〜６mg／Ｎm³に維持され、除塵塔とその循
環ポンプがなくても非常に高い除塵性能が得られ
ることが判明した。得られた石膏の性状は次に示
すように高品質であつた。

表−１ CaSO₄・2H₂O：99.1重量％（ただしダスト分は
除く） CaCO₃ ：0.3 〃 CaSO₃ ：０ PH ：６〜７平均粒径：60〜80μｍ次に、本発明を従来技術と比較をするために、
石灰石スラリーの微粒化噴霧を停止し、石灰石ス
ラリーを反応槽１の排ガス導入管２の開口部の位
置の吸収液中に直接供給したところ、同じ脱硫率
を得るためには、開口部先端の液面下の深さを約
200mmにする必要があることが判明した。この結
果、本発明によれば、除塵塔の省略による圧力損
失の低減100mmと合わせて約200mmの排ガス供給圧
の削減が可能となり大幅な動力費の削減が可能と
なることが判明した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の排ガス処理装置の模式図を示
し、第２図は排ガス導入管の構造図を示す。１……反応槽、２……排ガス導入管、３……吸
収液微粒子化ノズル、４……酸素含有ガス噴霧ノ
ズル、５……撹拌器、６……吸収液、７……排ガ
ス導入ダクト、８……冷却液微粒子化ノズル、９
……排液管、１０……排ガス導出ダクト、１１…
…ミストエリミネーター、１２……プレナム、２
１……噴出部、Ａ……ジエツトバブリング層。

Claims

【特許請求の範囲】

１反応槽内に連絡する排ガス導入ダクト及び排
ガス導出ダクトを備えるとともに、内部に吸収液
中へ排ガスを導入分散する排ガス導入管、吸収液
中へ酸素含有ガスを分散する酸素含有ガス噴出ノ
ズル、吸収液の撹拌を行なう撹拌器及び吸収液排
出口を各々有するジエツトバブリング反応槽を備
えた排ガス処理装置において、該反応槽の中間に
多数の開口を有する仕切板を水平に配設するとと
もに、その仕切板の上方には密閉空間を形成し、
この密閉空間内には前記排ガス導入ダクトを連結
させ、かつ該仕切板の開口には排ガス導入管を垂
設させ、さらに、該仕切板上の密閉空間内及び／
又は該排ガス導入ダクト内には、冷却液微粒子化
ノズル及び吸収液微粒子化ノズルを配置させたこ
とを特徴とする除塵処理を受けていない排ガス処
理装置。