JPH0788314A - ガスの洗浄方法および装置 - Google Patents

ガスの洗浄方法および装置

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JPH0788314A
JPH0788314A JP23214593A JP23214593A JPH0788314A JP H0788314 A JPH0788314 A JP H0788314A JP 23214593 A JP23214593 A JP 23214593A JP 23214593 A JP23214593 A JP 23214593A JP H0788314 A JPH0788314 A JP H0788314A
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JP
Japan
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gas
water
cleaning
drain
dust
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Pending
Application number
JP23214593A
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English (en)
Inventor
Norihisa Shiraishi
典久 白石
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 含じんガス中のダストを設備費およびランニ
ングコストを掛けることなく効率よく除去する。 【構成】 水平ガス導管1を通過するガス流れ中にスプ
レーノズル4から洗浄水を噴霧し、噴霧水滴にガス中の
ダストを補捉してガスの洗浄を行う一方、ダストを補捉
したスプレー水をスプレーノズルの下流側に設けたU字
状の曲管部13にドレンとして流し込む。曲管部13のドレ
ンはドレン抜管12を介してシールポット11に溜めた後、
貯水タンク7に集水する。貯水タンク7に補給水供給管
10から新水を補給して得られた洗浄水を供給管14からス
プレーノズル4に循環使用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は製鉄所等で使用される燃
料ガスの除じんやコークス炉ガスの集じんに好適なガス
の洗浄方法および装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】製鉄所においては、コークス炉ガスや高
炉ガス、転炉ガスを副生ガスとして回収し、燃料ガスと
して有効に利用している。これらの副生ガスはたとえば
高炉ガスであれば、ベンチュリスクラバや電気集じん機
を利用して除じんし、クリーンなガス(ダスト含有率を
概略5mg/Nm3 )として所内の発電所ボイラや加熱炉等
のプロセスの燃料として使用されている。
【0003】ガス中のダスト濃度が高いと、配管中への
堆積や各種弁への付着による配管抵抗の増大や各種弁が
正常動作しない、あるいはラジアントチューブ(放射
管)式の間接加熱方式では、ラジアントチューブ内への
ダストの堆積による伝熱の阻害といった問題が発生す
る。そのため、炉まわりのガス導管を定期的に洗浄する
とか、バルブ類の定期的な分解洗浄が必要である。
【0004】ガス発生工場側で更にガスをクリーン化す
るための集じん装置として、たとえばベンチュリスクラ
バ(特開昭58−119319号公報)、電気集じん機(特開昭
59−9810号公報)、充てん層式洗浄集じん装置(特開昭
56−127184号公報)およびバグフィルタ式集じん装置
(特開昭59−55332 号公報)などの各種装置が知られて
いる。
【0005】これら集じん装置を採用するには設備増強
を必要とするため設備投資が嵩むばかりでなく、これら
装置にガスを導入して集じん処理する際に、圧力損失が
生じるため大きな昇圧動力が必要となりランニングコス
トも嵩むことになる。ところでベンチュリスクラバのよ
うにスプレー水をガス中のダストに噴霧して集じんする
方法として、例えば特開平1−115428号公報には、ガス
導管の途中に洗浄用スプレー塔を設け、水をスプレーす
ることによりダストを系外に除去するものが開示されて
いる。この装置を用いる場合にもガス導管の途中に大容
積のスプレー塔を設けるので設備費が嵩むと共にガスを
昇圧するための動力が必要となることには変りがない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前記従来技術では、発
生した高炉ガス等のダスト濃度を現状の概略5mg/Nm3
から大巾に低下させるためには、新たに前述のような各
種集じん装置を設置することになるが、集じん装置内で
損失する圧力をカバーするために昇圧機が必要となり、
大きな投資および動力費が必要であるのは前述の通りで
ある。
【0007】本発明は、以上のような新たな集じん装置
の設置が必要なく、また動力費がわずかで済むガスの洗
浄方法および装置を提供することを目的とするものであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の請求項1記載の本発明は、ガス導管を通過するガス流
れ中に洗浄水を噴霧し、噴霧水滴にガス中のダストを補
捉して除去することを特徴とするガスの洗浄方法であ
る。請求項2記載の本発明は、ガス導管を通過するガス
流れ中にスプレーノズルから洗浄水を噴霧し、噴霧水滴
にガス中のダストを補捉してガスの洗浄を行う一方、ダ
ストを補捉した洗浄水を、前記スプレーノズルの下流側
に位置するガス導管からドレンとして回収し、この回収
したドレンの一部を系外に排出した後、新水を補給して
大部分の洗浄水をガスの洗浄に循環使用することを特徴
とする請求項1記載のガスの洗浄方法である。
【0009】請求項3記載の本発明は、回収したドレン
の一部を系外に排出する代りにその全部を系外に排出
し、新水のみをガスの洗浄に使用することを特徴とする
請求項2記載のガスの洗浄方法である。請求項4記載の
本発明は、ガス導管の途上にガス流れの下流側方向に向
けて配設されたスプレーノズルと、このスプレーノズル
の下流側に位置するガス導管にU字状に屈曲して設けら
れたドレン溜り曲管部と、この曲管部の底部に接続され
シールポットにドレンを導くドレン抜き管とを具備した
ことを特徴とするガスの洗浄装置である。
【0010】請求項5記載の本発明は、シールポット内
のドレンを貯水タンクに導くと共にドレンの一部を系外
に排出する分岐管を有する戻り水管と、貯水タンクに補
給水を供給する補給水供給管と、貯水タンク内の洗浄水
をポンプを介してスプレーノズルに導くと共に、その途
上に洗浄水量調節弁を配設した洗浄水供給管とを具備し
たことを特徴とする請求項4記載のガスの洗浄装置。
【0011】請求項6記載の本発明は、シールポット内
のドレンを戻り水管を介して集水する貯水タンクと、新
水をスプレーノズルに導くと共に、その途上に洗浄水量
調節弁を配設した洗浄水供給管とを具備したことを特徴
とする請求項4記載のガスの洗浄装置である。
【0012】
【作用】一般に洗浄集じん装置の捕集機構は、洗浄液を
分散またはガスを分散させることによって生成された液
滴、液膜、気泡などによって含じんガス中の微粒子を分
離捕集するもので、慣性作用、拡散作用、凝集作用およ
び重力が用いられている。
【0013】粒子径が1μm以上の大きな粒径のダスト
の場合は、ダスト粒子と液滴の慣性衝突が最も支配的な
集じん作用となる。この原理を使ったものに良く知られ
ているベンチュリスクラバがあるが、圧力損失は 300〜
800mmH2O と大きく、また 0.1μm以下のダスト粒子は
十分に集じんすることができない。本発明は、従来技術
では集じんの困難な 0.1μm以下の微細な粒子の集じん
については、拡散作用によるダストの液滴への付着が支
配的である点に着目してなされたものであり、水平なガ
ス導管内を流れる平行流状態の含じんガス中では、粒子
の高濃度領域から低濃度領域へ拡散移動して粒子濃度を
均一化しようとする性質があるのを利用している。
【0014】水平なガス導管中を流れる平行ガス流中で
の拡散作用によって粒子は液滴表面に接触付着して分離
される。拡散による粒子の付着速度は、粒子の拡散係数
に比例し、この係数は粒子径が小さいほど大きく、粒子
の液滴への付着量も大きくなる。また、付着量はガスと
液滴との相対速度には反比例する。したがってダストの
粒子径が同じであれば、液滴径が小さいほど、またガス
と液滴との相対速度は小さいほど拡散によるダストの液
滴への付着量は多くなり、集じん率は高くなる。
【0015】製鉄所等ではガス発生工場から、使用工場
までは長大なガス導管により、ガスを輸送している。そ
のガス導管そのものの中に、5〜6kg/cm2 Gに圧縮し
た洗浄水をスプレーノズルから、ガス流れと同じ方向に
噴霧する。ここでスプレーノズルから噴霧する液滴の径
を小さくすると共にガス流れとほぼ同方向に洗浄水をス
プレーしてガスと液滴との相対速度を小さくすることに
よってダストの拡散付着の機会増大および霧化水の滞空
時間の増大を図り、これによって集じん効率を向上する
ものである。
【0016】なお、スプレーノズルからの洗浄水の噴霧
方向は必ずしもガス流れと平行である必要はなく、要は
液滴とガスの混合を良くすることが重要である。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。図1は本発明で使用する装置の一例を示しており、
図1において長大な水平導管1の途上に複数個のスプレ
ーノズル4をガス流れの下流側方向に向けて配設してあ
り、このスプレーノズル4の下流側に位置するガス導管
1にU字状に屈曲したドレン溜り曲管部13(この位置は
ダストを捕捉した水滴がガス導管1上に沈降してドレン
となるように選択する)を設ける。このドレン溜り曲管
部13の底部にドレン抜管12が接続してあり、ドレン抜管
12の下部はドレンポット11内に溜ったドレン内に浸漬し
てある。
【0018】シールポット11には、途中に分岐管6を有
する戻り水管9が接続してあり、シールポット11内に溜
ったドレンがオーバフローして戻り水管9を介して貯水
タンク7に導かれるようになっていると共に、一部のド
レンは分岐管6を介して系外に排出される。貯水タンク
7内に導かれたドレン内には補給水供給管10を介して新
水を補給するようになっている。
【0019】貯水タンク7内の洗浄水はポンプ8を介し
て昇圧され、洗浄水供給管14を介してスプレーノズル4
に供給される。このときスプレーノズル4に供給する洗
浄水量は調節弁5によって制御される。なお、前述のよ
うに戻り水管に設けた分岐管6を介してドレンの一部を
系外に排出する代りに、洗浄水供給管14の途中に設けた
ブロー管15から一部の水を系外へ高圧の洗浄水をブロー
することによってダストの濃縮を防止することも可能で
ある。
【0020】次に本発明の作用について説明する。図1
において、ガス導管1内を通過する含じんガス2にスプ
レーノズル4より洗浄水を噴霧し、ガス中のダストを捕
捉した液滴はガス導管1内に沈降し、ドレンとなり曲管
部13に流れ込む一方、ダストを除去した処理後ガス3は
下流に流れる。曲管部13に流れ込んだダストを含むドレ
ンはドレン抜き管12により排出され、シールポット11に
溜まる。シールポット11に溜ったドレンは戻り水管9を
介して貯水タンク7に集める。なお、戻り水管9の途中
に設けた分岐管6からドレンの一部を系外に排出してダ
ストの濃縮を防止する。貯水タンク7の液面は、補給水
供給管10から補給水を供給することにより、所定のレベ
ルに制御される。
【0021】貯水タンク7内の洗浄水はポンプ8により
昇圧し洗浄水量調節弁5により水量を調節しながら洗浄
水供給管14からスプレーノズル4に循環使用され、ガス
導管1中を通過する含じんガス2に噴霧される。次に具
体例について説明すると、直径 2.5mの高炉ガス導管に
おいて、高炉ガスを流速10m/s(通過ガス流量 17700
0 m3 /h)、ダスト濃度5mg/m3 の高炉ガス中に、
液ガス比 0.3 l/m3 、洗浄水量= 0.3 l/m3 ×
177000m 3 /h= 53100 l/h=53.1 m3 /hを高
炉ガス導管中の途上に配設した多数個のスプレーノズル
より洗浄水を噴霧した。スプレーノズルによる噴霧液滴
の平均液滴粒径は約80μmであった。スプレーノズルを
配設した位置より下流側に500mの位置で、スプレーノ
ズルから噴霧した洗浄水はそのほとんどがダストを捕捉
したドレンとして曲管部13に回収された。この曲管部13
でのダスト濃度は 1.2mg/Nm3 であり、集じん率は
((5− 1.2)/5)×100 =76%であった。
【0022】図2は本発明で使用する装置の他の一例を
示しており、図2において、ガス導管1内を通過する含
じんガス2にスプレーノズル4より洗浄水を噴霧し、ダ
ストを補捉した液滴をドレンとしてシールポット11に溜
めるまでは、図1に示した実施例と同じである。この例
では、シールポット11に溜ったドレンは全て貯水タンク
7に集め、系外に排出して処理する。そしてスプレーノ
ズル4には新水のみを洗浄水供給管14から洗浄水量調節
弁5により流量を調節しながら供給するようにするもの
である。この例では、ドレンを循環使用しないため集じ
んに使用する新水量が増加することになるが、洗浄水中
のダスト濃度が濃縮することがなくなり、スプレーノズ
ルの詰まり防止という点でメリットがある。
【0023】スプレーノズルによる噴霧液滴径は、次の
観点から決められる。すなわち、ダスト粒子径が同じで
あれば、液滴径が小さいほどガスと液滴の相対速度は小
さくなり、拡散によるダストの液滴への付着量が多くな
り集じん効率は高くなる。しかしながら、液滴径が小さ
いほど液滴の重力による沈降速度が小さくなり、噴霧さ
れた洗浄水のドレンとしての回収が困難となる。従っ
て、スプレーノズル4の設置場所とドレンを回収する曲
管部13の間の距離を含じんガス2が通過する間に、噴霧
液滴が自然沈降することが可能なように液滴径を選ぶ必
要がある。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、既
設のガス導管をそのまま集じんスペースとして利用し、
スプレーノズルからの噴霧する洗浄水により、ガス導管
中を流れる含じんガス中のダストを効率よく捕捉し、ド
レンと共に回収除去できるのでガスの洗浄のための設備
投資を節減できるばかりでなくランニングコストも大幅
に低減することが可能になり、その得られる効果は多大
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の配置を示す概略断面図であ
る。
【図2】本発明の他の一実施例の配置を示す概略断面図
である。
【符号の説明】
1 ガス導管 2 含じんガス 3 処理後ガス 4 スプレーノズル 5 洗浄水量調節弁 6 分岐管 7 貯蔵タンク 8 ポンプ 9 戻り水管 10 補給水供給管 11 シールポット 12 ドレン抜管 13 曲管部 14 洗浄水供給管 15 ブロー管

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガス導管を通過するガス流れ中に洗浄水
    を噴霧し、噴霧水滴にガス中のダストを補捉して除去す
    ることを特徴とするガスの洗浄方法。
  2. 【請求項2】 ガス導管を通過するガス流れ中にスプレ
    ーノズルから洗浄水を噴霧し、噴霧水滴にガス中のダス
    トを補捉してガスの洗浄を行う一方、ダストを補捉し洗
    浄水を、前記スプレーノズルの下流側に位置するガス導
    管からドレンとして回収し、この回収したドレンの一部
    を系外に排出した後、新水を補給して大部分の洗浄水を
    ガスの洗浄に循環使用することを特徴とする請求項1記
    載のガスの洗浄方法。
  3. 【請求項3】 回収したドレンの一部を系外に排出する
    代りにその全部を系外に排出し、新水のみをガスの洗浄
    に使用することを特徴とする請求項2記載のガスの洗浄
    方法。
  4. 【請求項4】 ガス導管の途上にガス流れの下流側方向
    に向けて配設されたスプレーノズルと、このスプレーノ
    ズルの下流側に位置するガス導管にU字状に屈曲して設
    けられたドレン溜り曲管部と、この曲管部の底部に接続
    されシールポットにドレンを導くドレン抜き管とを具備
    したことを特徴とするガスの洗浄装置。
  5. 【請求項5】 シールポット内のドレンを貯水タンクに
    導くと共にドレンの一部を系外に排出する分岐管を有す
    る戻り水管と、貯水タンクに補給水を供給する補給水供
    給管と、貯水タンク内の洗浄水をポンプを介してスプレ
    ーノズルに導くと共に、その途上に洗浄水量調節弁を配
    設した洗浄水供給管とを具備したことを特徴とする請求
    項4記載のガスの洗浄装置。
  6. 【請求項6】 シールポット内のドレンを戻り水管を介
    して集水する貯水タンクと、新水をスプレーノズルに導
    くと共に、その途上に洗浄水量調節弁を配設した洗浄水
    供給管とを具備したことを特徴とする請求項4記載のガ
    スの洗浄装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100550126B1 (ko) * 2002-08-02 2006-02-08 (주) 상원이엔씨 수밀식 응축수 배제정
JP2006263629A (ja) * 2005-03-25 2006-10-05 Shimizu Corp 汚染物質除去装置
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