JPH10323528A - 気液接触装置 - Google Patents
気液接触装置Info
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- JPH10323528A JPH10323528A JP9150203A JP15020397A JPH10323528A JP H10323528 A JPH10323528 A JP H10323528A JP 9150203 A JP9150203 A JP 9150203A JP 15020397 A JP15020397 A JP 15020397A JP H10323528 A JPH10323528 A JP H10323528A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、設備のコンパクト化を図り、設備
費用、運転コスト等の削減を図るとともに、気液接触効
果の高い気液接触装置の提供を目的とする。 【解決手段】 吸収塔１に隣接して酸化槽２を設け、こ
の酸化槽２内に吸収液３を貯溜するとともに、吸収液３
の液面Ｈをノズル部７より高位に設定し、圧力ヘッドｈ
によってノズル部７から上向きに吸収液を噴射させる。
そして吸収塔１の下方の排煙導入部８から導入した排煙
を高速で上方の排煙導出部９に向けて通気させることで
噴流の頂点を液面Ｈ以上に持上げる。また液面より高位
に設けた捕捉手段１１で吸収液３を捕捉し、これを還流
配管１２で酸化槽２に還流する。また還流配管１２に空
気配管２０を接続し、空気を吸引させる。
費用、運転コスト等の削減を図るとともに、気液接触効
果の高い気液接触装置の提供を目的とする。 【解決手段】 吸収塔１に隣接して酸化槽２を設け、こ
の酸化槽２内に吸収液３を貯溜するとともに、吸収液３
の液面Ｈをノズル部７より高位に設定し、圧力ヘッドｈ
によってノズル部７から上向きに吸収液を噴射させる。
そして吸収塔１の下方の排煙導入部８から導入した排煙
を高速で上方の排煙導出部９に向けて通気させることで
噴流の頂点を液面Ｈ以上に持上げる。また液面より高位
に設けた捕捉手段１１で吸収液３を捕捉し、これを還流
配管１２で酸化槽２に還流する。また還流配管１２に空
気配管２０を接続し、空気を吸引させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば排煙の脱硫
等処理において、排煙が通過する吸収塔内で吸収液を噴
出させて気液接触させ処理する気液接触装置に関する。
等処理において、排煙が通過する吸収塔内で吸収液を噴
出させて気液接触させ処理する気液接触装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば石炭焚きボイラ等の排煙か
ら亜硫酸ガス等の有害物質を除去する湿式排煙脱硫装置
として各種形態の気液接触装置が使用されており、この
ような気液接触装置の一形態として、例えば本出願人の
提案に係る実開昭５９−５３８２８号のようないわゆる
液柱式と呼ばれる装置が知られている。この装置は、吸
収塔内に配設した複数のノズルから上方に向けて石灰ス
ラリのような吸収液を噴出させて液柱の如き形態を現出
させ、この噴出流の中を排煙を通気させることで、排煙
に含まれる亜硫酸ガスとかフライアッシュ等の粉塵を効
果的に除去するものである。
ら亜硫酸ガス等の有害物質を除去する湿式排煙脱硫装置
として各種形態の気液接触装置が使用されており、この
ような気液接触装置の一形態として、例えば本出願人の
提案に係る実開昭５９−５３８２８号のようないわゆる
液柱式と呼ばれる装置が知られている。この装置は、吸
収塔内に配設した複数のノズルから上方に向けて石灰ス
ラリのような吸収液を噴出させて液柱の如き形態を現出
させ、この噴出流の中を排煙を通気させることで、排煙
に含まれる亜硫酸ガスとかフライアッシュ等の粉塵を効
果的に除去するものである。
【０００３】そしてその基本的な構成は、図５の模式図
に示すように、吸収塔５１の上方と下方に排煙の入口又
は出口となる排煙導出入部５２、５３を設ける一方、吸
収塔５１内にヘッダパイプ５４を配設し、このヘッダパ
イプ５４に多数の上向きノズル５５、…を設けている。
また、吸収塔５１内の下部を液溜め部５６にして石灰ス
ラリ等の吸収液５７を貯溜し、また、この液溜め部５６
と前記ヘッダパイプ５４を循環配管５８で連通させ、こ
の循環配管５８の途中に噴射用のポンプ５９を設けてい
る。
に示すように、吸収塔５１の上方と下方に排煙の入口又
は出口となる排煙導出入部５２、５３を設ける一方、吸
収塔５１内にヘッダパイプ５４を配設し、このヘッダパ
イプ５４に多数の上向きノズル５５、…を設けている。
また、吸収塔５１内の下部を液溜め部５６にして石灰ス
ラリ等の吸収液５７を貯溜し、また、この液溜め部５６
と前記ヘッダパイプ５４を循環配管５８で連通させ、こ
の循環配管５８の途中に噴射用のポンプ５９を設けてい
る。
【０００４】このような構成による気液接触装置では、
ポンプ５９を作動させて上向きノズル５５、…から吸収
液５７を上方に向けて噴射し、排煙導出入部５２、５３
の一方側から導入した排煙を噴流中を通過させることで
気液接触を図り、亜硫酸ガス等が除去された処理済みの
排煙を他方側の排煙導出入部５２、５３から導出する。
ポンプ５９を作動させて上向きノズル５５、…から吸収
液５７を上方に向けて噴射し、排煙導出入部５２、５３
の一方側から導入した排煙を噴流中を通過させることで
気液接触を図り、亜硫酸ガス等が除去された処理済みの
排煙を他方側の排煙導出入部５２、５３から導出する。
【０００５】そして、このように吸収液５７を上方に向
けて噴出させる技術では、吸収液が往復（上昇、下降）
する長い時間、気液接触が図られるのみならず、頂点に
達して傘状に開いて流下する時は、吸収液５７が液滴状
になるため気液接触効果が増し、また、排煙中に含まれ
る亜硫酸ガス等が少ない時は、液柱の高さを変えれば経
済的な運転が可能であり、更に例えば格子状のグリッド
を充填した塔内に吸収液を流下してガスに接触させるい
わゆる充填方式等に較べて流体通路の詰りが生じにくい
等の数々の利点を有している。
けて噴出させる技術では、吸収液が往復（上昇、下降）
する長い時間、気液接触が図られるのみならず、頂点に
達して傘状に開いて流下する時は、吸収液５７が液滴状
になるため気液接触効果が増し、また、排煙中に含まれ
る亜硫酸ガス等が少ない時は、液柱の高さを変えれば経
済的な運転が可能であり、更に例えば格子状のグリッド
を充填した塔内に吸収液を流下してガスに接触させるい
わゆる充填方式等に較べて流体通路の詰りが生じにくい
等の数々の利点を有している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の技術
の場合は、液溜め部５６の吸収液５７をノズル５５、…
から噴出させるため高負荷の噴射用ポンプ５９（説明を
簡略にするため図では単一に表現しているが、実際は複
数使用している。）を作動させるようにしており、装置
のコンパクト化、及び設備費用、運転費用削減等の観点
からこのような噴射用のポンプ５９を廃止出来れば好ま
しかった。
の場合は、液溜め部５６の吸収液５７をノズル５５、…
から噴出させるため高負荷の噴射用ポンプ５９（説明を
簡略にするため図では単一に表現しているが、実際は複
数使用している。）を作動させるようにしており、装置
のコンパクト化、及び設備費用、運転費用削減等の観点
からこのような噴射用のポンプ５９を廃止出来れば好ま
しかった。
【０００７】そこで本発明は、設備を一層コンパクト化
し、設備費用、運転費用等の削減を可能にするととも
に、亜硫酸ガス等の吸収効率の低下を招くことのない気
液接触装置の提供を目的とする。
し、設備費用、運転費用等の削減を可能にするととも
に、亜硫酸ガス等の吸収効率の低下を招くことのない気
液接触装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、請求項１において、液溜め部に貯溜した吸収
液を吸収塔内のノズル部から上方に向けて噴射させ、同
時にこの噴流部を通して吸収塔内の下方から上方に向け
て排煙を通気させて排煙の脱硫等処理を行うようにした
気液接触装置において、液溜め部の液面をノズル部の位
置よりも高位に設定するとともに、この液面より高位で
あって且つノズル部から噴射した吸収液の少なくとも一
部を捕捉し得る位置に捕捉手段を設け、この捕捉手段で
捕捉した吸収液を還流路を通して液溜め部に還流するよ
うにした。
本発明は、請求項１において、液溜め部に貯溜した吸収
液を吸収塔内のノズル部から上方に向けて噴射させ、同
時にこの噴流部を通して吸収塔内の下方から上方に向け
て排煙を通気させて排煙の脱硫等処理を行うようにした
気液接触装置において、液溜め部の液面をノズル部の位
置よりも高位に設定するとともに、この液面より高位で
あって且つノズル部から噴射した吸収液の少なくとも一
部を捕捉し得る位置に捕捉手段を設け、この捕捉手段で
捕捉した吸収液を還流路を通して液溜め部に還流するよ
うにした。
【０００９】ここで、液溜め部の液面をノズル部の位置
より高位にするのは、液溜め部に貯溜する液体の圧力ヘ
ッド（液面の高さとノズル部の高さの差）を利用して、
ノズル部から吸収液を噴射させるためである。そしてこ
のように液溜め部の液体の圧力ヘッドを利用して噴射す
ることで、動力負荷の高い噴射用ポンプを廃止出来る。
より高位にするのは、液溜め部に貯溜する液体の圧力ヘ
ッド（液面の高さとノズル部の高さの差）を利用して、
ノズル部から吸収液を噴射させるためである。そしてこ
のように液溜め部の液体の圧力ヘッドを利用して噴射す
ることで、動力負荷の高い噴射用ポンプを廃止出来る。
【００１０】また、液面より高い位置に捕捉手段を設
け、ノズル部から噴射する吸収液を捕捉手段より高く噴
射させて、落下中等に少なくともその一部を捕捉し、こ
れを液溜め部に還流して液溜め部の液面の高さを保持す
るよう図る。ここで、捕捉手段とは、例えば樋状の部材
等を適切に配設して、下方から噴射される噴流は通過さ
せるが、頂点から傘状に開いて落下する吸収液を効率的
に受け止めるようにしたり、又はサイクロン方式で頂点
附近の噴流を吸収塔内に周壁附近に集めて捕捉したり、
又はその他の方法で捕捉する。この際、捕捉手段による
吸収液の捕捉は多いほど好ましく、理想的には１００％
捕捉し還流することが好ましいが、捕捉出来ないで吸収
塔内の下方に落下する時は、例えばこの捕捉漏れの吸収
液を吸収塔内の下方に溜め、この吸収液を低負荷の循環
ポンプ等で液溜め部に戻す。
け、ノズル部から噴射する吸収液を捕捉手段より高く噴
射させて、落下中等に少なくともその一部を捕捉し、こ
れを液溜め部に還流して液溜め部の液面の高さを保持す
るよう図る。ここで、捕捉手段とは、例えば樋状の部材
等を適切に配設して、下方から噴射される噴流は通過さ
せるが、頂点から傘状に開いて落下する吸収液を効率的
に受け止めるようにしたり、又はサイクロン方式で頂点
附近の噴流を吸収塔内に周壁附近に集めて捕捉したり、
又はその他の方法で捕捉する。この際、捕捉手段による
吸収液の捕捉は多いほど好ましく、理想的には１００％
捕捉し還流することが好ましいが、捕捉出来ないで吸収
塔内の下方に落下する時は、例えばこの捕捉漏れの吸収
液を吸収塔内の下方に溜め、この吸収液を低負荷の循環
ポンプ等で液溜め部に戻す。
【００１１】また、ノズル部から上方に噴射される噴流
の頂点を、液溜め部の液面より高くするため、排煙の通
気方向を噴射方向と同じように下方から上方に向け、排
煙の流れで噴流を押上げるように作用させて液面より高
く持上げる。更に、前記還流路は、捕捉手段で捕捉した
吸収液が自重で液溜め部に流れ込むようにし、この還流
路としては、例えば還流液が大気に接触する樋式又は溝
式等の大気開放型でも良いが、同時に流通する処理前の
排煙が大気に漏れ出す虞れのないパイプ式又はホース式
等の大気遮断型の方がより好ましい。そしてこのような
気液接触装置は、例えば湿式排煙脱硫装置の吸収塔と
か、その他の有害ガス（例えば塩化水素、フッ素・フッ
化水素、フッ化珪素）除去装置の吸収塔等に適用出来
る。
の頂点を、液溜め部の液面より高くするため、排煙の通
気方向を噴射方向と同じように下方から上方に向け、排
煙の流れで噴流を押上げるように作用させて液面より高
く持上げる。更に、前記還流路は、捕捉手段で捕捉した
吸収液が自重で液溜め部に流れ込むようにし、この還流
路としては、例えば還流液が大気に接触する樋式又は溝
式等の大気開放型でも良いが、同時に流通する処理前の
排煙が大気に漏れ出す虞れのないパイプ式又はホース式
等の大気遮断型の方がより好ましい。そしてこのような
気液接触装置は、例えば湿式排煙脱硫装置の吸収塔と
か、その他の有害ガス（例えば塩化水素、フッ素・フッ
化水素、フッ化珪素）除去装置の吸収塔等に適用出来
る。
【００１２】また請求項２では、吸収塔内の吸収液噴流
部の上方にミスト捕集手段を配設し、このミスト捕集手
段で捕集したミストを前記液溜め部に還流するようにし
た。
部の上方にミスト捕集手段を配設し、このミスト捕集手
段で捕集したミストを前記液溜め部に還流するようにし
た。
【００１３】すなわち、吸収液の噴射方向と排煙の通気
方向を同一方向にすれば、噴流の中を通過した排煙中に
含まれるミストの量が多くなり、そのまま排出される
と、吸収液の無駄になるばかりでなく、処理済みの排煙
中にミストが混入したまま系外に排出されることになっ
て好ましくない。そこで、噴流の上方にミスト捕集手段
を配設し、ミストの捕集と還流を図る。ここで、ミスト
捕集手段とは、例えば衝突板式、又は折り板式、サイク
ロン式、ワイヤメッシュ式等任意である。
方向を同一方向にすれば、噴流の中を通過した排煙中に
含まれるミストの量が多くなり、そのまま排出される
と、吸収液の無駄になるばかりでなく、処理済みの排煙
中にミストが混入したまま系外に排出されることになっ
て好ましくない。そこで、噴流の上方にミスト捕集手段
を配設し、ミストの捕集と還流を図る。ここで、ミスト
捕集手段とは、例えば衝突板式、又は折り板式、サイク
ロン式、ワイヤメッシュ式等任意である。
【００１４】また請求項３では、吸収塔の上部の断面積
を広げるようにした。このように吸収塔の上部の断面積
を広げ、例えば噴流の頂点附近を面積拡大部にすれば、
この面積拡大部での排煙の通気速度が低速となり、噴流
から液滴が落下しやすくなって吸収液の回収効果を高め
ることが出来る。
を広げるようにした。このように吸収塔の上部の断面積
を広げ、例えば噴流の頂点附近を面積拡大部にすれば、
この面積拡大部での排煙の通気速度が低速となり、噴流
から液滴が落下しやすくなって吸収液の回収効果を高め
ることが出来る。
【００１５】また請求項４では、液溜め部を、吸収液の
酸化反応を行わせる酸化槽とした。ここで、湿式排煙脱
硫装置の場合、気液接触装置で亜硫酸ガスを吸収し亜硫
酸塩を生成した吸収液中に空気（酸素）を送り込み、亜
硫酸塩の酸化処理が行われるが、例えば本発明の気液接
触装置を湿式排煙脱硫装置等に適用する場合、液溜め部
を酸化槽とし、この酸化槽に空気（酸素）を供給して酸
化処理するようにすれば、別設の酸化槽が不要となり、
設備全体の簡素化が図れる。
酸化反応を行わせる酸化槽とした。ここで、湿式排煙脱
硫装置の場合、気液接触装置で亜硫酸ガスを吸収し亜硫
酸塩を生成した吸収液中に空気（酸素）を送り込み、亜
硫酸塩の酸化処理が行われるが、例えば本発明の気液接
触装置を湿式排煙脱硫装置等に適用する場合、液溜め部
を酸化槽とし、この酸化槽に空気（酸素）を供給して酸
化処理するようにすれば、別設の酸化槽が不要となり、
設備全体の簡素化が図れる。
【００１６】また請求項５では、捕捉手段から液溜め部
に向けて吸収液を戻す還流路を、大気から遮断した還流
配管とした。すなわち、液溜め部を酸化槽とする場合、
還流路を樋形式等の大気に開放した大気開放型にする
と、吸収塔内の未処理の排煙等が大気に拡散されて好ま
しくない。そこで、還流路を大気から遮断した還流配管
とし、還流液と共に流通する未処理の排煙等を酸化槽内
に送り込んで、大気中に拡散されないようにする。ここ
で、大気から遮断した還流配管とは、例えばパイプ式又
はホース式等である。
に向けて吸収液を戻す還流路を、大気から遮断した還流
配管とした。すなわち、液溜め部を酸化槽とする場合、
還流路を樋形式等の大気に開放した大気開放型にする
と、吸収塔内の未処理の排煙等が大気に拡散されて好ま
しくない。そこで、還流路を大気から遮断した還流配管
とし、還流液と共に流通する未処理の排煙等を酸化槽内
に送り込んで、大気中に拡散されないようにする。ここ
で、大気から遮断した還流配管とは、例えばパイプ式又
はホース式等である。
【００１７】また請求項６では、液溜め部を酸化槽とす
る場合、還流配管の延出端部を液溜め部の液中に埋没さ
せるとともに、還流配管に空気配管を接続し、吸収液の
還流と同時に液溜め部の吸収液中に空気（酸素）供給が
行われるようにした。そしてこのような空気（酸素）の
供給によって、酸化反応を起こさせるが、還流配管に空
気配管を接続すれば、例えば還流配管を自重で流下する
吸収液によって空気が巻き込まれるように吸込まれ、空
気送給ブロア等の設備を省略することが出来る。またこ
の還流配管の延出端部を液溜め部の液中に埋没させるこ
とで、吸収液中に空気（酸素）を効果的に送り込むこと
が出来る。
る場合、還流配管の延出端部を液溜め部の液中に埋没さ
せるとともに、還流配管に空気配管を接続し、吸収液の
還流と同時に液溜め部の吸収液中に空気（酸素）供給が
行われるようにした。そしてこのような空気（酸素）の
供給によって、酸化反応を起こさせるが、還流配管に空
気配管を接続すれば、例えば還流配管を自重で流下する
吸収液によって空気が巻き込まれるように吸込まれ、空
気送給ブロア等の設備を省略することが出来る。またこ
の還流配管の延出端部を液溜め部の液中に埋没させるこ
とで、吸収液中に空気（酸素）を効果的に送り込むこと
が出来る。
【００１８】また請求項７では、排煙の通気速度を、５
m/sec以上の高速とした。ここで、従来のいわゆる液柱
式の気液接触装置の場合、排煙の通気速度は通常５m/se
c以下であるが、本発明では５m/sec以上にすることで、
噴射した吸収液の上方への持上げ効果が高まって噴流の
頂点をより高く出来るとともに、排煙中に滞留する吸収
液量（ホールドアップ量）が増えることになり、また液
滴内部が十分かく乱され液滴の持つ吸収速度も向上す
る。更に、粘性流体にみなされる排煙と液滴との相対速
度が高まって、液滴の表面に形成される境膜の厚みが薄
くなる等の理由で気液接触効果が増し、従来以上の脱硫
効果が得られる。
m/sec以上の高速とした。ここで、従来のいわゆる液柱
式の気液接触装置の場合、排煙の通気速度は通常５m/se
c以下であるが、本発明では５m/sec以上にすることで、
噴射した吸収液の上方への持上げ効果が高まって噴流の
頂点をより高く出来るとともに、排煙中に滞留する吸収
液量（ホールドアップ量）が増えることになり、また液
滴内部が十分かく乱され液滴の持つ吸収速度も向上す
る。更に、粘性流体にみなされる排煙と液滴との相対速
度が高まって、液滴の表面に形成される境膜の厚みが薄
くなる等の理由で気液接触効果が増し、従来以上の脱硫
効果が得られる。
【００１９】因みに、図４は本発明の気液接触装置にお
いて、吸収液の循環流量と液柱高さを所定条件下で一定
にした場合に、排煙の通気速度（m/sec）と脱硫率
（％）の関係を実験で求めた実験例の一例であるが、こ
の実験によって、排煙の通気速度が５m/secを越える
と、通気速度が増すほど脱硫率が向上することを本発明
者等は見出した。
いて、吸収液の循環流量と液柱高さを所定条件下で一定
にした場合に、排煙の通気速度（m/sec）と脱硫率
（％）の関係を実験で求めた実験例の一例であるが、こ
の実験によって、排煙の通気速度が５m/secを越える
と、通気速度が増すほど脱硫率が向上することを本発明
者等は見出した。
【００２０】また、排煙の通気速度を高めれば吸収塔の
断面積を減らしても同じ流量を確保出来るため、吸収塔
のコンパクト化が図れ、ノズル数の削減も可能であり設
備費が安価となる。
断面積を減らしても同じ流量を確保出来るため、吸収塔
のコンパクト化が図れ、ノズル数の削減も可能であり設
備費が安価となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について添付
した図面に基づき説明する。ここで図１は本発明に係る
気液接触装置の一例を示す模式図、図２は図１のＡ−Ａ
線断面図、図３は捕捉手段の斜視図である。
した図面に基づき説明する。ここで図１は本発明に係る
気液接触装置の一例を示す模式図、図２は図１のＡ−Ａ
線断面図、図３は捕捉手段の斜視図である。
【００２２】本発明に係る気液接触装置は、例えば湿式
排煙脱硫装置の吸収塔に適用され、石灰スラリ等の吸収
液をノズル部から上方に向けて噴出させ、この噴射部に
排煙を通気させて亜硫酸ガスを吸収するいわゆる液柱式
の気液接触装置の改良技術として構成されている。因み
に、この亜硫酸ガスを吸収した吸収液には酸素が供給さ
れ、亜硫酸塩が酸化されて石膏が生成される。一方、亜
硫酸塩を酸化せずに亜硫酸塩が残留したまま結晶固体と
して回収する場合もある。
排煙脱硫装置の吸収塔に適用され、石灰スラリ等の吸収
液をノズル部から上方に向けて噴出させ、この噴射部に
排煙を通気させて亜硫酸ガスを吸収するいわゆる液柱式
の気液接触装置の改良技術として構成されている。因み
に、この亜硫酸ガスを吸収した吸収液には酸素が供給さ
れ、亜硫酸塩が酸化されて石膏が生成される。一方、亜
硫酸塩を酸化せずに亜硫酸塩が残留したまま結晶固体と
して回収する場合もある。
【００２３】本発明の気液接触装置の一例は、例えば図
１に示すように、吸収塔１に隣接する液溜め部としての
酸化槽２を備えており、この酸化槽２内には吸収液３が
貯溜されている。この酸化槽２は、亜硫酸塩のまま副生
品として取り出す場合は、酸化槽２として機能させる必
要はなく、液溜め槽として機能させる。そして吸収塔１
には、連通管４で酸化槽２に連通するヘッダパイプ５が
設けられており、連通管４には管路を開閉するバルブ６
が設けられるとともに、前記ヘッダパイプ５に設けられ
た多数のノズル部７、…から吸収液３が上方に向けて噴
射されるようにしている。
１に示すように、吸収塔１に隣接する液溜め部としての
酸化槽２を備えており、この酸化槽２内には吸収液３が
貯溜されている。この酸化槽２は、亜硫酸塩のまま副生
品として取り出す場合は、酸化槽２として機能させる必
要はなく、液溜め槽として機能させる。そして吸収塔１
には、連通管４で酸化槽２に連通するヘッダパイプ５が
設けられており、連通管４には管路を開閉するバルブ６
が設けられるとともに、前記ヘッダパイプ５に設けられ
た多数のノズル部７、…から吸収液３が上方に向けて噴
射されるようにしている。
【００２４】この吸収塔１の下方には、塔内に排煙を導
入する排煙導入部８が設けられ、吸収塔１の上方には、
塔内の排煙を導出する排煙導出部９が設けられている。
そして排煙導入部８から導入した排煙を吸収塔１内の下
方から上方に向けて通気させ、噴流中を通して気液接触
を図り、処理済みの排煙を排煙導出部９から導出する。
そして本発明では、後述するように排煙導入部８から排
煙導出部９に向けて高速で排煙を通気させることで、ノ
ズル部７、…から噴射した噴流の頂点を高め、同時に脱
硫効果の向上を図るようにしている。
入する排煙導入部８が設けられ、吸収塔１の上方には、
塔内の排煙を導出する排煙導出部９が設けられている。
そして排煙導入部８から導入した排煙を吸収塔１内の下
方から上方に向けて通気させ、噴流中を通して気液接触
を図り、処理済みの排煙を排煙導出部９から導出する。
そして本発明では、後述するように排煙導入部８から排
煙導出部９に向けて高速で排煙を通気させることで、ノ
ズル部７、…から噴射した噴流の頂点を高め、同時に脱
硫効果の向上を図るようにしている。
【００２５】また、吸収塔１内の噴流部の上部には、ミ
スト捕集手段としてのミストエリミネータ１０を設けて
おり、処理済み排煙に含まれるミストを捕集することが
出来るようにするとともに、吸収塔１の中間上部には、
後述する捕捉手段１１を設けており、ノズル部７から噴
射された吸収液３の少なくとも一部を捕捉し得るように
している。また、この捕捉した吸収液３を酸化槽２に戻
すため、捕捉手段１１から酸化槽２に向けてパイプ又は
ホース等の還流配管１２を延設している。
スト捕集手段としてのミストエリミネータ１０を設けて
おり、処理済み排煙に含まれるミストを捕集することが
出来るようにするとともに、吸収塔１の中間上部には、
後述する捕捉手段１１を設けており、ノズル部７から噴
射された吸収液３の少なくとも一部を捕捉し得るように
している。また、この捕捉した吸収液３を酸化槽２に戻
すため、捕捉手段１１から酸化槽２に向けてパイプ又は
ホース等の還流配管１２を延設している。
【００２６】また、噴流の頂点附近の吸収塔１の断面積
を広げ、この面積拡大部によって噴流の流速を低下させ
て液滴の落下効果を高めるとともに、この面積拡大部の
段差部を利用して後述する捕捉手段１１の一部としての
円形樋部１７を設けている。
を広げ、この面積拡大部によって噴流の流速を低下させ
て液滴の落下効果を高めるとともに、この面積拡大部の
段差部を利用して後述する捕捉手段１１の一部としての
円形樋部１７を設けている。
【００２７】更に、吸収塔１の下部には、捕捉手段１１
で捕捉出来なかった吸収液３を受ける回収部１３が設け
られ、この回収部１３に溜まった吸収液３を酸化槽２に
戻すため、回収部１３と酸化槽２との間に戻し配管１４
を設け、この戻し配管１４に回収ポンプ１５を設けてい
る。
で捕捉出来なかった吸収液３を受ける回収部１３が設け
られ、この回収部１３に溜まった吸収液３を酸化槽２に
戻すため、回収部１３と酸化槽２との間に戻し配管１４
を設け、この戻し配管１４に回収ポンプ１５を設けてい
る。
【００２８】前記酸化槽２には、前述のように吸収液３
が貯溜されており、この吸収液３の液面Ｈは、前記ノズ
ル部７より高い位置に設定されている。そして、この酸
化槽２には、吸収液３を攪拌するための攪拌機１６が設
けられている。また、この酸化槽２には、酸化槽２のス
ラリを取り出す引出しラインとか、吸収液３を補充する
供給ライン等が接続されているが、図面上省略してい
る。
が貯溜されており、この吸収液３の液面Ｈは、前記ノズ
ル部７より高い位置に設定されている。そして、この酸
化槽２には、吸収液３を攪拌するための攪拌機１６が設
けられている。また、この酸化槽２には、酸化槽２のス
ラリを取り出す引出しラインとか、吸収液３を補充する
供給ライン等が接続されているが、図面上省略してい
る。
【００２９】次に、前記捕捉手段１１について、図２及
び図３をも参照しつつ説明する。捕捉手段１１は、例え
ば吸収塔１内の内壁段部に沿って形成される円形樋部１
７と、前記ヘッダパイプ５の延出方向と平行な複数の樋
部材１８、…を備えており、これら円形樋部１７と樋部
材１８、…は、酸化槽２の吸収液３の液面Ｈより高位に
配設されている。
び図３をも参照しつつ説明する。捕捉手段１１は、例え
ば吸収塔１内の内壁段部に沿って形成される円形樋部１
７と、前記ヘッダパイプ５の延出方向と平行な複数の樋
部材１８、…を備えており、これら円形樋部１７と樋部
材１８、…は、酸化槽２の吸収液３の液面Ｈより高位に
配設されている。
【００３０】そして樋部材１８、…は、例えば図２及び
図３に示すように、下方から吹き上げられる噴流の邪魔
にならず、且つ噴流の頂点から傘状に開いて落下する吸
収液を効果的に捕捉することが出来るように配設されて
おり、実施形態ではヘッダパイプ５と平行に互い違いに
配設し、各樋部材１８を、隣接するヘッダパイプ５、５
の中間位置に臨ませている。
図３に示すように、下方から吹き上げられる噴流の邪魔
にならず、且つ噴流の頂点から傘状に開いて落下する吸
収液を効果的に捕捉することが出来るように配設されて
おり、実施形態ではヘッダパイプ５と平行に互い違いに
配設し、各樋部材１８を、隣接するヘッダパイプ５、５
の中間位置に臨ませている。
【００３１】そして図２に示すように、各樋部材１８、
…の端部を円形樋部１７に接続して連通させるととも
に、例えば樋部材１８、…については、受け止めた吸収
液を円形樋部１７に円滑に流し込むため、必要に応じて
中央部が高く且つ端部側（円形樋部側）が低くなるよう
傾斜させる等の配慮をしている。勿論、樋部材１８、…
の配設方法は任意であり、吹き上げた吸収液を効果的に
捕捉出来れば、例えばヘッダパイプ５の複数本置きに樋
部材１８を配設するようにしても良く、又はヘッダパイ
プ５に対して平行方向だけでなく直交方向にも配設して
格子状に形成するようにしても良い。更に、吸収塔の壁
面だけに円形樋部１７を設けて樋部材１８、…を省略す
るようにしても良い。
…の端部を円形樋部１７に接続して連通させるととも
に、例えば樋部材１８、…については、受け止めた吸収
液を円形樋部１７に円滑に流し込むため、必要に応じて
中央部が高く且つ端部側（円形樋部側）が低くなるよう
傾斜させる等の配慮をしている。勿論、樋部材１８、…
の配設方法は任意であり、吹き上げた吸収液を効果的に
捕捉出来れば、例えばヘッダパイプ５の複数本置きに樋
部材１８を配設するようにしても良く、又はヘッダパイ
プ５に対して平行方向だけでなく直交方向にも配設して
格子状に形成するようにしても良い。更に、吸収塔の壁
面だけに円形樋部１７を設けて樋部材１８、…を省略す
るようにしても良い。
【００３２】そして、前記円形樋部１７に還流配管１２
の上端部を接続し、この還流配管１２の下端部を酸化槽
２の吸収液３内に埋没させ底面近傍まで延出させること
で、捕捉した吸収液３が自重で還流配管１２内を落下
し、酸化槽２内に戻るようにしている。また、この還流
配管１２には、空気配管２０を接続している。そして捕
捉手段１１で捕捉した吸収液が還流配管１２を自重で落
下する際、空気配管２０から空気が巻き込まれて一緒に
吸引されるようにしている。また、酸化槽２と吸収塔１
の間には、酸化槽２の空間部内の窒素ガスを主体とする
残留空気を吸収塔１の排煙導出部９に導くガス抜き均圧
管２１を設けている。
の上端部を接続し、この還流配管１２の下端部を酸化槽
２の吸収液３内に埋没させ底面近傍まで延出させること
で、捕捉した吸収液３が自重で還流配管１２内を落下
し、酸化槽２内に戻るようにしている。また、この還流
配管１２には、空気配管２０を接続している。そして捕
捉手段１１で捕捉した吸収液が還流配管１２を自重で落
下する際、空気配管２０から空気が巻き込まれて一緒に
吸引されるようにしている。また、酸化槽２と吸収塔１
の間には、酸化槽２の空間部内の窒素ガスを主体とする
残留空気を吸収塔１の排煙導出部９に導くガス抜き均圧
管２１を設けている。
【００３３】以上のような構成による気液接触装置の作
用等について述べる。図１に示すように、酸化槽２内に
吸収液３を供給し、その液面Ｈをノズル部７、…より高
く、且つ捕捉手段１１より低い位置に設定する。この状
態で連通管４のバルブ６を操作して酸化槽２とヘッダパ
イプ５を連通状態にすると同時に排煙導入部８から排煙
を高速で導入する。
用等について述べる。図１に示すように、酸化槽２内に
吸収液３を供給し、その液面Ｈをノズル部７、…より高
く、且つ捕捉手段１１より低い位置に設定する。この状
態で連通管４のバルブ６を操作して酸化槽２とヘッダパ
イプ５を連通状態にすると同時に排煙導入部８から排煙
を高速で導入する。
【００３４】すると、酸化槽２の液面Ｈとノズル部７の
高さの差ｈの圧力ヘッドの作用によって吸収液３はノズ
ル部７、…から上方に向けて噴射されるとともに、排煙
導入部８から高速で導入される排煙の押上げ効果によっ
て、噴流の頂点は液面Ｈを越えて更に上方に持上げられ
る。この際、噴流は樋部材１８、…の隙間を通って液面
Ｈより高く上昇する。また、実施形態では、排煙の通気
速度を５m/sec以上（好ましくは５〜１５m/sec）として
おり、噴流の持上げ効果を高めると同時に、気液接触効
果の増大による脱硫効果の向上を図るようにしている。
高さの差ｈの圧力ヘッドの作用によって吸収液３はノズ
ル部７、…から上方に向けて噴射されるとともに、排煙
導入部８から高速で導入される排煙の押上げ効果によっ
て、噴流の頂点は液面Ｈを越えて更に上方に持上げられ
る。この際、噴流は樋部材１８、…の隙間を通って液面
Ｈより高く上昇する。また、実施形態では、排煙の通気
速度を５m/sec以上（好ましくは５〜１５m/sec）として
おり、噴流の持上げ効果を高めると同時に、気液接触効
果の増大による脱硫効果の向上を図るようにしている。
【００３５】樋部材１８、…の隙間を通って上昇した噴
流が頂点に達すると、噴流は傘状に開いて落下し、その
主力は樋部材１８、…及び円形樋部１７によって捕捉さ
れ、残部は回収部１３に落下する。そして捕捉手段１１
で捕捉された吸収液３は還流配管１２を通って酸化槽２
の吸収液３内に自重で落下し、途中で空気配管２０の空
気を巻き込んで空気も一緒に酸化槽２の吸収液３中に還
流する。この際、還流配管１２の下端部は吸収液３の液
中に埋没しているため、空気配管２０の空気を吸収液中
に効果的に導入することが出来る。また、回収部１３に
落下した吸収液３は、低動力の回収ポンプ１５の作動に
よって酸化槽２に戻される。
流が頂点に達すると、噴流は傘状に開いて落下し、その
主力は樋部材１８、…及び円形樋部１７によって捕捉さ
れ、残部は回収部１３に落下する。そして捕捉手段１１
で捕捉された吸収液３は還流配管１２を通って酸化槽２
の吸収液３内に自重で落下し、途中で空気配管２０の空
気を巻き込んで空気も一緒に酸化槽２の吸収液３中に還
流する。この際、還流配管１２の下端部は吸収液３の液
中に埋没しているため、空気配管２０の空気を吸収液中
に効果的に導入することが出来る。また、回収部１３に
落下した吸収液３は、低動力の回収ポンプ１５の作動に
よって酸化槽２に戻される。
【００３６】酸化槽２では、攪拌機１６が作動し、空気
配管２０から吸込まれる空気（酸素）によって吸収液３
の酸化作用が促進される。また必要に応じて酸化槽２の
底部から付加的に空気（酸素）が送り込まれることもあ
る。そして酸化作用で濃縮スラリとなった一部の吸収液
３は、不図示の引出しラインから引出されて下流の工程
に送られ、石膏生成のための処理が行われる。また必要
に応じて不図示の供給ラインから新たな吸収液３が補充
される。また、酸化槽２の空間部内の窒素ガスを主体と
する残留空気は、ガス抜き均圧管２１を通して吸収塔１
の排煙導出部９近傍に導かれる。
配管２０から吸込まれる空気（酸素）によって吸収液３
の酸化作用が促進される。また必要に応じて酸化槽２の
底部から付加的に空気（酸素）が送り込まれることもあ
る。そして酸化作用で濃縮スラリとなった一部の吸収液
３は、不図示の引出しラインから引出されて下流の工程
に送られ、石膏生成のための処理が行われる。また必要
に応じて不図示の供給ラインから新たな吸収液３が補充
される。また、酸化槽２の空間部内の窒素ガスを主体と
する残留空気は、ガス抜き均圧管２１を通して吸収塔１
の排煙導出部９近傍に導かれる。
【００３７】一方、気液接触によって亜硫酸ガスが除去
された処理済みの排煙は、排煙導出部９に向けて流れる
が、排煙の通気速度が高速であるため、多量のミストを
含んでいる。しかし、この排煙に含まれるミストは、面
積拡大部を通過する際低速になって下方に落下しやすく
なり、また排煙がミストエリミネータ１０を通過する際
ミストは捕集され、不図示の還流路を通して酸化槽２に
戻される。
された処理済みの排煙は、排煙導出部９に向けて流れる
が、排煙の通気速度が高速であるため、多量のミストを
含んでいる。しかし、この排煙に含まれるミストは、面
積拡大部を通過する際低速になって下方に落下しやすく
なり、また排煙がミストエリミネータ１０を通過する際
ミストは捕集され、不図示の還流路を通して酸化槽２に
戻される。
【００３８】以上の要領で吸収液３を循環させれば、特
に動力負荷の高い噴射用のポンプ等を設けなくても圧力
ヘッドｈの作用によってノズル部７、…から吸収液３を
噴射させて循環させることが出来、運転費用の低減を図
ることが出来るばかりでなく、高速で排煙を通気させる
ため、吸収塔の全体的な断面積を減らすことも可能とな
り、吸収塔のコンパクト化が図れる。また、状況によっ
てノズル数の削減も可能である。
に動力負荷の高い噴射用のポンプ等を設けなくても圧力
ヘッドｈの作用によってノズル部７、…から吸収液３を
噴射させて循環させることが出来、運転費用の低減を図
ることが出来るばかりでなく、高速で排煙を通気させる
ため、吸収塔の全体的な断面積を減らすことも可能とな
り、吸収塔のコンパクト化が図れる。また、状況によっ
てノズル数の削減も可能である。
【００３９】尚、本発明は、以上のような実施形態に限
定されるものではない。本発明と実質的に同様な構成を
有し、同様な作用効果を奏するものは、本発明の技術的
範囲に含まれることはいうまでもない。例えば捕捉手段
１１は、必ずしも樋状の部材を使用しなくても良く、例
えばノズル７、…からの噴射方向を傾斜させて吸収塔１
内で旋回流を起こさせ、サイクロン方式等で捕捉するよ
うにしても良く、或いはその他の手段によっても良い。
また、捕捉手段１１で噴流のほヾ１００％捕捉すること
が出来れば、下方の回収ポンプ１５等は不要である。
定されるものではない。本発明と実質的に同様な構成を
有し、同様な作用効果を奏するものは、本発明の技術的
範囲に含まれることはいうまでもない。例えば捕捉手段
１１は、必ずしも樋状の部材を使用しなくても良く、例
えばノズル７、…からの噴射方向を傾斜させて吸収塔１
内で旋回流を起こさせ、サイクロン方式等で捕捉するよ
うにしても良く、或いはその他の手段によっても良い。
また、捕捉手段１１で噴流のほヾ１００％捕捉すること
が出来れば、下方の回収ポンプ１５等は不要である。
【００４０】
【発明の効果】以上のように本発明の気液接触装置は、
請求項１のように、液溜め部の液面をノズル部の位置よ
りも高位に設定し、圧力ヘッドを利用して噴射した吸収
液の少なくとも一部を液面より高位で捕捉し得る捕捉手
段を設けるとともに、これを還流路で還流するようにし
たため、動力負荷の高い噴射用ポンプを廃止することが
出来、運用コストの低減が可能となる。また請求項２の
ように、ミスト捕集手段で捕集したミストを液溜め部に
還流させれば、吸収液を効率的に使用することが出来、
しかもミストを含まない排煙を排出することが出来、ま
た請求項３のように吸収塔の上部の断面積を広げれば、
一層効果的に吸収液を回収出来る。
請求項１のように、液溜め部の液面をノズル部の位置よ
りも高位に設定し、圧力ヘッドを利用して噴射した吸収
液の少なくとも一部を液面より高位で捕捉し得る捕捉手
段を設けるとともに、これを還流路で還流するようにし
たため、動力負荷の高い噴射用ポンプを廃止することが
出来、運用コストの低減が可能となる。また請求項２の
ように、ミスト捕集手段で捕集したミストを液溜め部に
還流させれば、吸収液を効率的に使用することが出来、
しかもミストを含まない排煙を排出することが出来、ま
た請求項３のように吸収塔の上部の断面積を広げれば、
一層効果的に吸収液を回収出来る。
【００４１】また請求項４のように、液溜め部を酸化槽
とすれば、例えば湿式排煙脱硫装置等の設備の全体構成
をコンパクトにすることが出来る。また請求項５のよう
に、還流路を大気から遮断した還流配管とすれば、処理
前の排煙が大気中に放出されることがなく、また請求項
６のように、還流配管の延出端部を液溜め部の液中に埋
没させ、また還流配管に空気配管を接続すれば、酸化槽
に対する空気（酸素）の供給が自動的に且つ効果的に行
われ、設備の簡素化が図られる。そして請求項７のよう
に、排煙の通気速度を、所定速度以上の高速とすれば、
脱硫効率の向上が図られるとともに、断面積の減少等に
よる設備の一層のコンパクト化が図れる。
とすれば、例えば湿式排煙脱硫装置等の設備の全体構成
をコンパクトにすることが出来る。また請求項５のよう
に、還流路を大気から遮断した還流配管とすれば、処理
前の排煙が大気中に放出されることがなく、また請求項
６のように、還流配管の延出端部を液溜め部の液中に埋
没させ、また還流配管に空気配管を接続すれば、酸化槽
に対する空気（酸素）の供給が自動的に且つ効果的に行
われ、設備の簡素化が図られる。そして請求項７のよう
に、排煙の通気速度を、所定速度以上の高速とすれば、
脱硫効率の向上が図られるとともに、断面積の減少等に
よる設備の一層のコンパクト化が図れる。
【図１】本発明に係る気液接触装置の一例を示す模式図
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図
【図３】捕捉手段の斜視図
【図４】排煙の通気速度と脱硫率の関係を示す実験例で
あり、横軸に排煙の通気速度（m/sec）、縦軸に脱硫率
（％）
あり、横軸に排煙の通気速度（m/sec）、縦軸に脱硫率
（％）
【図５】従来の気液接触装置の模式図
１…吸収塔、２…酸化槽、３…吸収液、７…ノズル部、
８…排煙導入部、９排煙導出部、１０…ミストエリミネ
ータ、１１…捕捉手段、１２…還流配管、２０…空気配
管、Ｈ…液面。
８…排煙導入部、９排煙導出部、１０…ミストエリミネ
ータ、１１…捕捉手段、１２…還流配管、２０…空気配
管、Ｈ…液面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高品 徹 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 沖野 進 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内
Claims (7)
- 【請求項１】 液溜め部に貯溜した吸収液を吸収塔内の
ノズル部から上方に向けて噴射させ、同時にこの噴流部
を通して吸収塔内の下方から上方に向けて排煙を通気さ
せて排煙の脱硫等処理を行うようにした気液接触装置で
あって、前記液溜め部の液面を前記ノズル部の位置より
も高位に設定するとともに、この液面より高位であって
且つ前記ノズル部から噴射した吸収液の少なくとも一部
を捕捉し得る位置に捕捉手段を設け、この捕捉手段で捕
捉した吸収液を還流路を通して前記液溜め部に還流する
ようにしたことを特徴とする気液接触装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の気液接触装置におい
て、前記吸収塔内の吸収液噴流部の上方にミスト捕集手
段を配設し、このミスト捕集手段で捕集したミストを前
記液溜め部に還流するようにしたことを特徴とする気液
接触装置。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の気液接触
装置において、前記吸収塔の上部の断面積を広くしたこ
とを特徴とする気液接触装置。 - 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に
記載の気液接触装置において、前記液溜め部を、吸収液
の酸化反応を行わせる酸化槽としたことを特徴とする気
液接触装置。 - 【請求項５】 請求項４に記載の気液接触装置におい
て、前記捕捉手段から液溜め部に向けて吸収液を戻す還
流路を大気から遮断した還流配管としたことを特徴とす
る気液接触装置。 - 【請求項６】 請求項５に記載の気液接触装置におい
て、前記還流配管の延出端部を液溜め部の液中に埋没さ
せるとともに、還流配管に空気配管を接続し、吸収液の
還流と同時に液溜め部の吸収液中に空気の供給が行われ
るようにしたことを特徴とする気液接触装置。 - 【請求項７】 請求項１乃至請求項６のいずれか１項に
記載の気液接触装置において、前記排煙の通気速度を、
５m/sec以上の高速としたことを特徴とする気液接触装
置。
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