JPH0838850A

JPH0838850A - 気体吹込装置

Info

Publication number: JPH0838850A
Application number: JP6176673A
Authority: JP
Inventors: Tadayoshi Tamaru; 忠義田丸
Original assignee: Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1994-07-28
Filing date: 1994-07-28
Publication date: 1996-02-13

Abstract

(57)【要約】【目的】大容量の気体でも微細な気泡として吹き込ま
せる。【構成】落下して貯留された液体に気体を吹き込む装
置において、上記液体の液溜部４に、落下する液体を受
ける回収部１１を設け、この回収部１１の下部に、回収
部１１の液を自重で液溜部４の下方に案内すべく回収部
１１より断面積が小さい下降管１２を接続し、この下降
管１２内に気体を吹き込む気体吹込口１４を設けたこと
を特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液体に気体を吹き込む気
体吹込装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】気体吹込装置は、液体中に気体を吹き込
ませるもので、例えば燃焼機器からの排ガスを脱硫処理
する湿式の排煙脱硫装置に備えられている。

【０００３】湿式の排煙脱硫装置は、吸収塔内で排ガス
と吸収剤例えば炭酸カルシウムを含むスラリ状の吸収液
とを接触させ、ガス中の硫黄酸化物を吸収剤に吸収させ
て排ガスの脱硫処理を行うものであり、その硫黄酸化物
を吸収した吸収剤を石こうとして回収するために脱硫処
理後の吸収液を酸化処理する場合に気体吹込装置が用い
られている。この気体吹込装置は、脱硫処理後の吸収液
が貯留される塔全面（吸収液中）に空気の吹込管を複数
配設して、その吹込管の吹込口から空気を吸収液中に吹
き込ませるパイプ吹込式のものと、図４に示すように、
脱硫処理後の吸収液を撹拌する側面式撹拌機２０の翼２
１の吸込側（背面側）に空気を噴出させる撹拌機吸込側
空気吹込式のもの（特公平 4-69089号公報等）とがあ
り、これにより吸収液と空気中の酸素とが反応して石こ
うが析出する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の気体
吹込装置では、前者のパイプ吹込式の場合には複数の吹
込管の吹込口から気体を液体中に単に吹き込ませるた
め、特に大容量の気体を吹き込ませる場合には気泡が大
きくなり、吸収液の酸化効率が悪くなる。後者の撹拌機
吸込側空気吹込式では、翼の吸込側に空気を噴出させて
翼で空気を分解して微細な気泡にしているため、翼と空
気が接触するのでキャビテーションを起し易く、気体吹
込量に制限がある。

【０００５】そこで、本発明は、このような事情を考慮
してなされたものであり、その目的は、大容量の気体で
も微細な気泡として吹き込ませることができる気体吹込
装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、落下して貯留された液体に気体を吹き込
む装置において、上記液体の液溜部に、落下する液体を
受ける回収部を設け、この回収部の下部に、回収部の液
を自重で液溜部の下方に案内すべく回収部より断面積が
小さい下降管を接続し、この下降管内に気体を吹き込む
気体吹込口を設けたものである。また、下降管内を流下
する液体の流速が１ｍ／ｓ以上になるようにすることが
好ましい。

【０００７】

【作用】落下し回収部で回収された液体は、下降管内を
流下する。この下降流の途中に気体が吹き込まれるた
め、気体は液の流動部分に吹き込まれるので、液体の乱
流に巻き込まれて気泡が微細化する。この気泡が混入し
た混相流が液溜部の下方に案内されるため、気体の量を
多くしてもキャビテーションを起す心配がない。また、
気体は液体と混ざった混相流として液溜部に吹き込まれ
るため、ガスだけを噴出する場合に比して噴出時の慣性
力が強いので、液体内に容易に気泡が拡散する。さら
に、落下液を利用して気泡が混入した混相流（気泡流）
をつくるので、気泡流を作るための動力が不要である。
従って、大容量の気体でも微細な気泡として液体内に吹
き込ませることが可能となると共に、気泡流を作るため
の動力が不要で、かつ気泡を液体内に容易に拡散させる
ことが可能となる。

【０００８】また、下降管内を流下する液体の流速を１
ｍ／ｓ以上にすることにより、気泡の微細化を確実に行
える。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。

【００１０】本実施例では本発明の気体吹込装置を湿式
の排煙脱硫装置の吸収塔に適用した場合について述べ
る。

【００１１】図１において、１は燃焼機器例えばボイラ
からの排ガスを脱硫処理する円筒状の吸収塔を示し、こ
の吸収塔１の側部下方には排ガスのガス導入口２が設け
られている。

【００１２】吸収塔１には、排ガス中の硫黄酸化物の硫
黄分を吸収するための炭酸カルシウム等の吸収剤が溶解
されたスラリ状の吸収液を供給する吸収液供給管３が接
続されていると共に、その内部下方には吸収液を溜める
液溜部としての液溜タンク４が設けられている。また、
吸収塔１の液溜タンク４には、タンク４内の吸収液の一
部を循環ポンプ５により塔１内上方に設けられたスプレ
ーノズル６に移送する移送管７が接続されており、スプ
レーノズル６から噴霧された吸収液（スプレ液）と塔１
内を上昇する排ガスとが向流接触してガス中の硫黄分が
吸収液に吸収除去され、排ガスが脱硫処理されるように
なっている。

【００１３】さらに、吸収塔１の液溜タンク４内の吸収
液中には、タンク４内の吸収液を回転により吐出流を生
じさせて撹拌するプロペラ状の側面式撹拌翼８が側壁近
傍に回転自在に設けられている。撹拌翼８はその側壁を
貫通して設けられたモータ９のシャフト１０に取り付け
られ、モータ９の駆動により回転して液中に吐出流が生
じるようになっており、この吐出流の方向はタンク４の
中心より所定の角度ずれるように撹拌翼８（シャフト１
０）を回転自在に支持するようにする。

【００１４】また、液溜タンク４には、上部が開放され
た円筒状の回収体（回収部）１１がその同軸上に液面よ
り上方に配設されている。回収体１１の下部には、その
同軸上に下降管１２が接続され、下降管１２は、他端が
タンク４下方に配置されると共に直径ｄ₂が回収体１１
の直径ｄ₁より小さく形成されている。すなわち、回収
体１１と下降管１２とで一種の漏斗が形成され、スプレ
ーノズル６から噴霧され落下するスプレ液の一部が回収
体１１に回収されて集められ、この集められた液が自重
で下降管１２内を流下して液溜タンク４の下方に案内さ
れるようになっている。

【００１５】下降管１２には、空気を吹き込むための空
気吹込管１３が接続され、この空気吹込管１３の吹込口
１４は空気を下降管１２の流れ方向に沿って吹き出すよ
うに配置され、吹込口１４からの空気すなわち気泡は下
降管１２内の液の下降流に乗って下降し、そして液溜タ
ンク４の下方から上昇するようになっている。空気吹込
管１３の下降管１２への接続位置は、下降管１２内に空
気が吹き込まれるならば任意に決められるが、酸化を考
慮するとできるだけ高い位置にすることが好ましい。

【００１６】回収体１１及び下降管１２の大きさ（直
径）は、空気吹込管１３の吹込口１４からの空気（気
泡）が下降管１２内を下降すると共に良い気泡状態（微
細な気泡）となるように任意に設定、すなわち下降管１
２内の液速度が１ｍ／ｓ以上になるように設定する。具
体的には、下降管１２の直径ｄ₂は、スプレーノズル６
からのスプレ液が吸収塔１内に均一に噴霧され、このス
プレ液量は多量であるため、断面積が吸収塔１の１割あ
ればよく、例えば吸収塔１の径をＤとすると0.33Ｄとす
る。回収体１１の直径ｄ₁は、回収体１１で回収して集
めたスプレ液の全スプレ液に対する割合を、タンク全断
面に対する下降管の断面比率よりも高くする必要があ
り、例えば0.50Ｄとする。このように、回収体１１の直
径ｄ₁を0.50Ｄ、下降管１２の直径ｄ₂を0.33Ｄとする
ことにより、下降管１２内の液速度が１ｍ／ｓ以上にな
り、吹込口１３からの空気は液の流動部分に吹き込まれ
て乱流に巻き込まれ、微細な気泡となる。

【００１７】このように液速度を１ｍ／ｓ以上にするの
は以下の理由による。

【００１８】先ず、亜硫酸ナトリウム（Ｎａ₂ＳＯ₃）
を空気で酸化する試験を、Ｎａ₂ＳＯ₃濃度１％の液を
用いて液速度と空気量を変えて行った。その結果を図２
に示す。図２に示した結果から、液の速度がある程度な
いと良い状態の気泡流（微細な気泡流）ができないこと
が分り、液速度を１ｍ／ｓ以上にすれば確実に良い状態
の気泡流（微細な気泡流）ができることが分った。すな
わち、液体が多いほど、空気が少ないほど良い状態の気
泡流が得られる。また、空気一定で、液量を変えて、酸
化速度を調べ、その結果を図３に示した。その結果、図
示するように、液空気比が 1.0以上になると酸化速度が
よくなる。すなわち、液空気比が 1.0以上でないと良い
状態の気泡流（微細な気泡流）ができない。従って、湿
式の排煙脱硫装置の吸収塔の場合、排ガス中の硫黄酸化
物を吸収して酸化する（吸収剤が炭酸カルシウム（Ｃａ
ＣＯ₃）の場合：ＣａＣＯ₃＋ＳＯ₂＋１／２・Ｏ₂＋
２Ｈ₂Ｏ→ＣａＳＯ₄・２Ｈ₂Ｏ＋ＣＯ₂）ため、空気
の量は硫黄酸化物の吸収量で決まるため、空気量は少な
くてすむので、液速度を１ｍ／ｓ以上にすれば、微細な
気泡として空気を吹き込め、確実に吸収液の酸化を行え
る。尚、気泡の上昇速度は約 0.4〜0.5 ｍ／ｓであるの
で、液速度を１ｍ／ｓ以上にすれば気泡が下降管内を上
昇することはほとんどない。

【００１９】次に本実施例の作用を述べる。

【００２０】排ガスは、ガス導入口２から吸収塔１内に
導入され、塔１内を上昇する。この吸収塔１には、炭酸
カルシウム等の吸収剤が溶解されたスラリ状の吸収液が
吸収液供給管３から導入され、液溜タンク４内に溜ま
る。その一部が循環ポンプ５により移送管７を介してス
プレーノズル６に移送され、そのノズル６から塔１内に
噴霧される。この吸収液とガスとが気液接触してガス中
の硫黄酸化物が吸収液に吸収され、被処理ガスが脱硫処
理される。脱硫処理されたガスは、塔１の上部から排出
され他の系に導かれる。

【００２１】脱硫処理後の吸収液は液溜タンク４に落下
し、この一部が回収体１１に回収され、タンク４中央に
集められる。この回収体１１で集めた吸収液は、全落下
する吸収液（全スプレ液）に対する割合がタンク１全断
面に対する下降管１２の断面比率よりも高いので、下降
管１２内を流下する。

【００２２】この下降管１２内を流下する吸収液に空気
吹込管１３の吹込口１４から空気が吹き込まれる。空気
は、静止タンク内でなく、液の流動部分に吹き込まれる
ので、乱流により気泡が微細化する。この気泡を含んだ
液（気泡と液の混相流）が下降管１２からタンク４下方
に案内され、そして反転して下降管の外周を上昇してタ
ンク４全体に拡散する。このように、空気は微細気泡と
なって液と共に下降管１２内を流下してタンク４下方に
案内され、そして上昇して液面に至るので、空気の滞溜
時間が単に空気を吹き込む場合に比して長くなる。ま
た、気泡が微細になると、表面積が大きくなり接触面積
が増えるため、吸収液と空気とが十分接触する。このよ
うに、吸収液と空気との接触が効率よく行われるので、
脱硫処理後の吸収液の酸化反応がよく進み、吸収液の酸
化を効率よく行え、吸収液に吹き込む空気量を低減する
ことが可能となる。

【００２３】また、気体と液体が混ざった混相流が下降
管１２から吹き出されるため、ガスだけを噴出する場合
に比して噴出時の慣性力が強いので、気泡が液溜タンク
４（吸収液）内の遠くまで拡がり、吸収液内に容易にし
かも均一に分散される。この際、撹拌翼８をモータ９に
より回転駆動することにより、その翼８の背面（吸込
側）の液が翼の前方に押し出されて吐出流が起こり、タ
ンク４内に液の流れが生じて吸収液が撹拌される。これ
により、微細気泡をより確実に吸収液内に均一に分散す
ることができ、均一な酸化反応の促進が図れる。また、
吸収液中のＳＳの沈降防止をも図れる。

【００２４】従って、落下する吸収液を利用して吸収液
の下降流を作り、この吸収液の流動部分に空気を吹き込
み、これをタンク４の下方に案内する（吹き出す）た
め、撹拌翼８の近くに空気を吹き込むことがなく、すな
わち空気と翼８が接触することがないので、大容量の空
気を吹き込んでもキャビテーションを起すことがない。
また、スプレの落下液を利用して気泡流をつくるので、
気泡流をつくるための動力が不要である。さらに、気体
吹込管１３の位置が高い位置にあるので、空気の圧力が
小さく、気体圧縮機の動力（空気を吹き出す際の動力）
が少なくて済む。

【００２５】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を奏する。

【００２６】(1) 大容量の気体でも微細な気泡とするこ
とができ、しかも気泡流を作るための動力が不要で、か
つ気泡を液体内に容易に拡散させることができる。

【００２７】(2) 下降管内を流下する液体の流速を１ｍ
／ｓ以上にすることで、気泡の微細化を確実に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。

【図２】気泡流の状態を見掛の空気速度と見掛の液速度
との関係で示した図である。

【図３】液空気比と酸化速度との関係を示す図である。

【図４】従来の一例を示す構成図である。

【符号の説明】

４液溜部（液溜タンク）１１回収部（回収体）１２下降管１４気体吹込口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】落下して貯留された液体に気体を吹き込
む装置において、上記液体の液溜部に、落下する液体を
受ける回収部を設け、該回収部の下部に、回収部の液を
自重で液溜部の下方に案内すべく回収部より断面積が小
さい下降管を接続し、該下降管内に気体を吹き込む気体
吹込口を設けたことを特徴とする気体吹込装置。
【請求項２】前記下降管内を流下する液体の流速が１
ｍ／ｓ以上になるようにすることを特徴とする請求項１
記載の気体吹込装置。