JPH07742A - 超微粒子を含むガス、特に熔鉱炉ガス又は発生炉ガスを冷却及び洗浄する方法、及びその冷却、洗浄を行う装置 - Google Patents

超微粒子を含むガス、特に熔鉱炉ガス又は発生炉ガスを冷却及び洗浄する方法、及びその冷却、洗浄を行う装置

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JPH07742A
JPH07742A JP5300078A JP30007893A JPH07742A JP H07742 A JPH07742 A JP H07742A JP 5300078 A JP5300078 A JP 5300078A JP 30007893 A JP30007893 A JP 30007893A JP H07742 A JPH07742 A JP H07742A
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water
cooling
hot
washing
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JP5300078A
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Bogdan Vuletic
ボグダン・ヴュレティク
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Voest Alpine Industrienlagenbau GmbH
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 石炭のガス化プラントからのガス、メルトダ
ウンの気化機で製造される発生炉ガス又は溶融還元プラ
ントから出る熔鉱炉ガスのように超微細な塵粒子を含む
ガスを効果的に冷却、洗浄する方法。 【構成】 パッキング・プレウォッシャー、次いで環状
クリアランス・ウォッシャー、続いてパッキング・プレ
ウォッシャーの上流に在る飽和洗浄段階のそれぞれの中
で、熱ガスは、その顕熱を実質的に利用して供給される
熱水を蒸発させることによって、水蒸気で少なくともお
およそ飽和限界まで富化され、その結果ガスは冷却さ
れ、塵粒子は湿潤化され、そして最終の冷却、洗浄段階
で水蒸気を急速に冷却することによって塵粒子の分離が
助長される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】本発明は石炭ガス化プラントの中のメル
トダウン気化機の中で製造される発生炉ガス、又は溶融
還元プラントからの熔鉱炉ガスのように超微粒子を含む
熱ガスを、パッキング・プレウォッシャー（ｐａｃｋｉ
ｎｇ ｐｒｅｗａｓｈｅｒ）、即ち充填物を含むプレ洗
浄機とそれに続く環状クリアランス・ウォッシャー（ａ
ｎｎｕｌａｒ ｃｌｅａｒａｎｃｅ ｗａｓｈｅｒ）、
即ち環状のクリアランスを持つ洗浄機の中で冷却し、洗
浄する方法並びにこの方法を実施する為の装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】溶融還元プラント又は石炭/メルトダウ
ン気化機から出るガスに含まれる大量の超微粒状粉塵粒
子、即ち、おおよそ１ミクロンの大きさを持つ粉塵粒子
は、例えば環状クリアランス・ウォッシャー等の適当な
ウォッシャータイプのものを用いた湿式洗浄機では分離
が極めて困難であり、それには極めて高い圧力損失又は
ガス速度の非常に大きな低下が伴なう。これらの超微粒
子が殆どガスとしての性質を有するからである。
【０００３】若しも環境保護の理由と処理する必要があ
るガスの莫大な量の為に湿潤剤でも追加使用しない限
り、高いエネルギーコストを掛けても５mg/Ｎm3以下の
塵含量を得ることは殆ど不可能である。
【０００４】前記のプラントから出るガスは、比較的高
いカロリー値を持つ輸出用ガスであり、この熱量はおお
よそ４６％という極めて高い効率でガス燃焼タービンに
電流発生の目的で有利に利用できるガスであるから、洗
浄後のガスの塵含有量は５mg/Ｎm3以下とすべきであ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記プロセスを実施す
る為に必要なエネルギーコストを著しく増加させない
で、洗浄されたガスが５mg/Ｎm3以下の塵含量に達する
ようにそのプロセスを改善するのが本発明の課題であ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、この課
題の解決法は、パッキング・プレウォッシャーの上流に
ある飽和洗浄段階において、熱ガスを、その顕熱を実質
的に利用しながら、供給された熱水を蒸発させることに
よって少なくともおおよそガスの飽和限界まで水蒸気で
富化し、結果としてガスを冷却し、粉塵粒子を湿潤化
し、その後の冷却と洗浄の段階で水蒸気を急速に凝縮さ
せることによって粉塵の分離を助長することにある。
【０００７】このように、顕熱の形で存在する熱ガスの
エネルギー含量は、同時にガスを冷却しながら、添加さ
れた熱水の蒸発に利用される。水蒸気量が大量である結
果として、超微粒粉塵は除塵の準備の為に有意に湿潤化
され、従って極めて高いガスの清浄度を得ることができ
る。
【０００８】本発明の１つの有利な発展によれば、少な
くとも６０℃の熱水が熱ガスを飽和点まで冷却する為に
飽和洗浄段階に供給される。従って、最初の水をおおよ
そ３０℃で添加した時、ガスの顕熱は水の温度を高める
為には余り多くは用いらず、むしろ水の蒸発に使用され
から、求められるガスの高い水蒸気含量が得られる。ガ
スの入口温度を３００℃、２バールの増加圧力の下での
飽和点を１０５℃、熱水の量をガスの１Ｎm3当たり７０
℃で１リットル、そして水の加熱を７０℃から１０５℃
までと仮定すると、ガスの水蒸気含量はおおよそ５％増
加する。３０℃の温度を有する冷水を常法のように使用
する場合は、理論的には水蒸気は凝縮されさえしてしま
う。ガス温度５００℃では、その他の条件が同一なら
ば、ガスの水蒸気含量はおおよそ２０％増加する。
【０００９】パッキング・ウォッシャーとそれに続く環
状クリアランス・ウォッシャーの中で水蒸気の一部が急
速に凝縮析出し、冷水又はそれより冷たい水と接触する
場合は、湿潤化した粉塵粒子は凝縮セル（ｃｏｎｄｅｎ
ｓａｔｉｏｎ ｃｅｌｌ）を構成し、その為粉塵粒子も
形成された液滴と共に分離される。
【００１０】本発明による手法の結果として、塵の分離
効率は目的とする５mg/Ｎm3以下の塵含量になるように
改善することが出来る。
【００１１】ガスの水蒸気含量の増加とは別に、熱水、
水蒸気および塵粒子の三者間の、飽和洗浄段階における
長時間の接触は洗浄効果にプラスの作用がある。従っ
て、本発明の有利な１つの態様によれば、熱水はガス製
造装置のガス出口近くの熱ガスを運び去る系統に導入さ
れる。
【００１２】更に別の、非常に有利な態様によれば、飽
和洗浄段階の熱ガスと熱水が垂直、下方に向かうライン
を同じ流れ方向に通過する間に熱水の蒸発が起こる。有
利には、ガス製造装置の上端にガス出口がある為に比較
的高レベルで流入する熱ガスのラインの高さは、この高
いレベルで熱水を添加するのに利用され、そのため熱水
は熱ガスと一緒にかなりの落下高さを流れ下ることにな
る。このようにして、限られたスペース要件の与えられ
た状況を利用して長い接触通路が得られ、落下する水と
ガスの速度の運動エネルギーの作用下で水は微細化さ
れ、その結果として洗浄作用が更に改善される。好まし
くは、熱ガスと熱水は垂直ラインを通って環状クリアラ
ンス・ウォッシャーに供給され、その中で垂直ラインの
中で湿潤化された粉塵粒子の相当部分が分離される。
【００１３】適切な態様によれば、飽和洗浄段階の後に
更に二つの冷却、洗浄段階が続き、最終の冷却、洗浄段
階には好ましくは清浄な冷水が供給される。この最終の
冷却、洗浄の為の水は、更に別の好ましい態様によれ
ば、その冷却、洗浄段階に続いて中央の冷却、洗浄段階
に供給され、そのため予熱が起こる。この効果を増加す
る為に、中央の冷却、洗浄段階に供給される水の大部分
を第一の飽和洗浄段階に供給するのが適切である。
【００１４】洗浄水の有利な多数回使用は、最初に必要
とされる水の量の減少、そして同時に戻り水の温度の増
加をもたらす。１０℃増加した戻り水の温度とより少な
い循環水の量は、ガスの溶解度、即ち、全溶解ガス量を
大きく減少させ、その為にシステムから水と一緒に排出
されるガス、特に極めて有毒な一酸化炭素の排出量は遥
かに少なくなる。
【００１５】本発明によれば、ガスの通路に位置するパ
ッキング・ウォッシャーとその後に位置する環状クリア
ランス・ウォッシャーを有する、前述のプロセスを実行
する為の装置は、パッキング・プレウォッシャーの上流
に長い垂直、下向きの飽和管が存在し、該飽和管はその
下端に配置された環状クリアランス・ウォッシャーを持
ち、その出口端はパッキング・ウォッシャーの充填物の
下に延びるように構成されている。
【００１６】有利な態様によれば、最終の洗浄段階の後
に二つの直列に配置された除去プレート（ｅｌｉｍｉｎ
ａｔｏｒ ｐｌａｔｅ）が続く。
【００１７】以下において、本発明の１つの態様、およ
び熱ガスの製造プラントに対して本発明による方法を実
施する為の手段を略図的に示す添付図面に関して本発明
を更に詳しく説明する。
【００１８】単に象徴的に示される熱ガス製造プラント
１０には、その上端近くにガス出口１２が設けられ、そ
こからベンド(曲がり管)１４がパイプ２０の形をした飽
和洗浄段階１６に対する接続部を形成し、そのパイプ２
０は垂直、下向きに第一の環状クリアランス・ウォッシ
ャー１８まで延びている。パイプ２０の上端には熱水の
連結管２２が設けられ、その連結管にパイプ２６を介し
て熱水ポンプ２４から例えば７０℃の熱水が供給され
る。熱水がパイプ２０を通して熱ガスと同じ方向に流れ
る間に、熱水は熱ガスから顕熱を除去し、そのため大量
の水蒸気が形成され、他方ガスは少なくともおおよそ飽
和限界まで水蒸気で富化され、その為にガスによって連
行される超微粒子は大部分湿潤化され、それに続く後の
段階で水が凝縮する間に、塵粒子は液滴形成の核として
作用し、凝縮液中に液滴と一緒に分離される。
【００１９】長いパイプ２０を通って落下する水の運動
のエネルギーとガス速度の作用の結果として、水はパイ
プ２０の中で微細化され、微細化された水はその後その
パイプの下方部で環状クリアランス要素を形成するフォ
ッシャー１８の円錐部分に衝突し、その為に水は環状ク
リアランス・ウォッシャー１８の高い分離効率に貢献す
る。
【００２０】ガス、粉塵および水の混合物は続いて充填
物２９の下に位置するパッキング・ウォッシャー３０の
部分に流入し、その中で最終の冷却、洗浄段階の中で予
熱された洗浄水が冷却と洗浄用の水として用いられる。
ガスに含まれる水蒸気の大部分は充填物２９の中で凝縮
し、粉塵の更に大部分がここで分離される。
【００２１】熱水ポンプ２４はその間におおよそ６０〜
７０℃に予熱された水の一部を熱水連結管２２に送り出
し、残りの水は戻り系統３５を介して水処理装置に供給
される。
【００２２】パッキング・ウォッシャー３０を出た比較
的高い水蒸気含量を持つガスが第二の環状クリアランス
・ウォッシャー３２のベンチュリ間隙に入る直前に、系
統３３を介して供給される清浄化された冷水の大部分が
高圧下で微粒子に形成され、それら微粒子はその環状ク
リアランス・ウォッシャー３２のベンチュリ部分の中で
非常に高いガス速度によって更に微細な粒子または液滴
に微細化される。このように、粉塵と水の粒子の間には
非常に強烈な接触が有り、それらは次に後続の除去プレ
ート３４の中で分離される。
【００２３】このウォッシャーにおける水蒸気の非常に
急速な凝縮は粉塵粒子の水滴への付着を助長し、ウォッ
シャー３２の分離効率の増加に貢献する。
【００２４】最初の水を何回も繰り返し使用する水の多
重使用は、最初の冷水が第一の洗浄段階１６で段階的に
加熱され、かつ一部分が蒸発されるという点でガス洗浄
システムの洗浄効率を増加させるのみならず、その操作
によって洗浄水を正規の温度よりも少なくとも１０℃高
い温度に加熱し、その結果として最高で３０％にも達す
る循環水量の減少を可能にする。これらのことは、単に
水処理プラントの資本消費を大きく減少させるのみなら
ず、そのプラントに必要な表面積を著しく減少させる。
【００２５】１００トン/時の銑鉄プラントの場合に
は、沈降濃縮機（ｔｈｉｃｋｅｎｅｒ）だけの表面積で
もおおよそ４０００m2であることに留意するならば、沈
降濃縮機の表面積が３０００m2に減少することによりど
の程度の利益をもたらされるかは自ずから明らかであ
る。
【００２６】戻り水の温度がもっと高く、その戻り量が
少ないことは、過圧下で運転されるガス洗浄システムか
らのガスの放散を大きく減少させ、その為水処理プラン
トの近傍に放出される一酸化炭素の量が遥かに少なくな
る。
【００２７】戻り系統３５における水温が標準の６０℃
から７０℃に上昇することは、このガス発生プラントの
場合に、ガス洗浄システムに水の硬度による通常の沈着
物等をもたらさない。鉄鉱石還元プラントから出るガス
が高い二酸化炭素濃度を持ち、おおよそ２バールと言う
高められた過圧下では、最も温度の高い場所、即ち第一
洗浄段階１６と中央の洗浄段階３０に於いてさえも大量
の二酸化炭素が水に溶解されるからである。二酸化炭素
が水に溶解する結果、水の硬度に基づく沈着物の付着は
８０℃以上の温度に於いてさえ回避され、その為に添加
水の処理に対しては何等特別の対策を必要としない。最
終の洗浄段階３２用に処理済みの最初の水を使用するこ
とは、間接的にフォッシャーの改善された分離効率に寄
与する。公知のように、ガス中に含まれる水滴の少量は
後続の除去プレート３４の中では分離されず、その為後
続のパイプの中でこれらの液滴を蒸発させた後は、水中
に含まれる固体と溶存塩類は粉塵の形に転換される。５
mg/Ｎm3以下というような低い塵含量を目標とする場
合、水滴からのこの追加の粉塵がクリーンなガスの塵含
量を著しく増加させる可能性がある。従って、本発明に
よる装置では、最終洗浄段階３２の後に二つの直列に配
置された除去プレート３４、３６が設けられる。
【００２８】第二の除去プレート３６を配置する別の理
由は、石炭を原料とするガスの生産手段から得られるガ
スが少量のタールを含み、その為永続的な操業では壁に
タールの付着を招き、それが再度除去プレートの分離効
率を減少させることにある。後続の除去プレート３６が
存在する時は、この危険性は遥かに小さくなる。第二除
去プレートに到達するガスが殆ど乾燥状態に在り、水滴
の含量が極めて低いからである。第一の除去プレート３
４で発生する水はポンプ４２によってパッキング・ウォ
ッシャー３０の充填物２９の上に直接スプレーされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明によるプロセスの略図的なフロー
シートである。
【符号の説明】
１０ ガス製造プラント １２ ガスの出口 １４ ベンド(曲がり管) １６ 飽和洗浄段階 １８ 環状クリアランス・ウォッシャー ２０ パイプ ２２ 熱水の連結管 ２４ 熱水ポンプ ２６ パイプ ２９ 充填物 ３０ パッキング・ウォッシャー ３２ 第二のクリアランス・ウォッシャー ３３ 処理された供給水の系統 ３４ 除去プレート ３５ 戻り水の系統 ３６ 後続の除去プレート ４２ ポンプ

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 石炭ガス化プラントからのガス、メルト
    ‐ダウン気化機によって製造される発生炉ガス又は溶融
    還元プラントからの熔鉱炉ガスのような、超微粒子を含
    む熱ガスをパッキング・プレウォッシャーとその後に続
    く環状クリアランス・ウォッシャーの中で冷却し、洗浄
    する方法において、該パッキング・プレウォッシャーの
    上流の飽和洗浄段階で熱ガスを、その顕熱を実質的に利
    用しながら供給された熱水を蒸発させることによって、
    少なくともおおよそその飽和限界まで水蒸気で富化し、
    その結果として該熱ガスを冷却し、粉塵粒子を湿潤化
    し、そして後続の冷却と洗浄の段階の中で水蒸気を急速
    に凝縮させることによって粉塵の分離を助長することを
    特徴とする上記方法。
  2. 【請求項２】 熱ガスを飽和点まで冷却する為に少なく
    とも６０℃の熱水を飽和洗浄段階に供給することを特徴
    とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 ガス製造装置のガス出口に出来るだけ接
    近して熱ガスを除去する配管系統に熱水を導入すること
    を特徴とする請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 飽和洗浄段階の中で熱ガスと熱水が垂
    直、下向きの導管の中を流れる間に熱水を蒸発させるこ
    とを特徴とする請求項３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 熱ガスと熱水を環状クリアランス・ウォ
    ッシャーに垂直配管を通して供給することを特徴とする
    請求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】 飽和段階に続いて熱ガスを更に二つの冷
    却、洗浄段階を通過させることを特徴とする請求項１に
    記載の方法。
  7. 【請求項７】 最終の冷却、洗浄段階に清浄な冷水を供
    給し、そして熱戻り水を中央の洗浄段階から除去するこ
    とを特徴とする請求項１又は６に記載の方法。
  8. 【請求項８】 最終の冷却、洗浄段階を通過した後に、
    洗浄水を中央の冷却、洗浄段階に供給することを特徴と
    する請求項７に記載の方法。
  9. 【請求項９】 中央の冷却、洗浄段階に供給された水の
    大部分を第一の飽和洗浄段階に供給することを特徴とす
    る請求項８に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 洗浄水の多重使用によって加熱が正規
    の値よりもおおよそ１０℃高い温度まで行われることを
    特徴とする請求項８及び９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 ガスの通路に位置するパッキング・ウ
    ォッシャー(３０)とその後に続く環状クリアランス・ウ
    ォッシャー(３２)を用いて請求項１乃至１０のいずれか
    １項に記載の方法を実施する装置において、該パッキン
    グ・プレウォッシャー(３０)の上流に、長い垂直、下向
    きの飽和導管(２０)と該飽和導管(２０)の下端に位置す
    る環状クリアランス・ウォッシャー(１８)を備え、該ク
    リアランス・ウォッシャーの出口端がウォッシャー(３
    ０)の充填物の下に延びていることを特徴とする上記装
    置。
  12. 【請求項１２】 最終の洗浄段階(３２)の後に二つの直
    列に配置された除去プレート(３４、３６)が続いている
    ことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
JP5300078A 1992-11-30 1993-11-30 超微粒子を含むガス、特に熔鉱炉ガス又は発生炉ガスを冷却及び洗浄する方法、及びその冷却、洗浄を行う装置 Pending JPH07742A (ja)

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JPH07742A true JPH07742A (ja) 1995-01-06

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JP5300078A Pending JPH07742A (ja) 1992-11-30 1993-11-30 超微粒子を含むガス、特に熔鉱炉ガス又は発生炉ガスを冷却及び洗浄する方法、及びその冷却、洗浄を行う装置

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EP (1) EP0606573B1 (ja)
JP (1) JPH07742A (ja)
KR (1) KR100223952B1 (ja)
AT (1) ATE138825T1 (ja)
AU (1) AU670138B2 (ja)
BR (1) BR9304874A (ja)
CA (1) CA2110216C (ja)
DE (2) DE4240196C2 (ja)
ES (1) ES2088214T3 (ja)
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