JP2001523563A - 液再分配装置を備えた気液接触器 - Google Patents
液再分配装置を備えた気液接触器Info
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Abstract
(57)【要約】
ユーティリティ・プラントおよび工業プラントにおいて実行されるタイプのプロセス運転により発生される排煙ガスからガスおよび粒状物質を除去するための気液接触器。接触器は一般にスプレー・タワー（噴霧塔）（１１０）を有するオープン・スプレー・アブソーバ（開放形噴霧吸収器）であり、スプレー・タワー（１１０）の壁（１１４）はタワー（１１０）内に通路を形成する。排煙ガスは、通路内を垂直方向に上方または下方に流動するようにタワー（１１０）内に導入される。液（１１８）を通路内に導入するために、通路内にヘッド（１１６）が配置され、これにより液（１１８）はガスと接触する。液（１１８）の一部はタワー（１１０）の壁（１１４）と接触し、これにより液（１１８）の一部は壁（１１４）に沿って下方に流動する。タワー（１１０）には壁（１１４）上に配置された転向装置（１２２）が設けられ、これにより液（１１８）の一部を壁（１１４）から転向させ、その後に液（１１８）の一部を通路内に再導入して、通路内を流動するガスと接触させる。転向装置（１２２）は壁（１１４）に沿ったガス流れを遮るように形成されていることが好ましく、これにより壁（１１４）におけるガスのバイパス（貫通）量を低減させ且つガスを通路の中央方向に転向させ、液（１１８）とのより効率的な接触が形成される。
Description
【０００１】 発明の分野 本発明は、一般的に、ユーティリティ燃焼ガスおよび工業燃焼ガスから粒状物
質および酸性ガスを除去するのに使用される気液接触器に関するものである。さ
らに詳細には、本発明は、タワー内を流動するガス内に、タワー壁に付着したい
かなる液をも再導入することにより、接触器の効率を向上させる内部構造物を備
えたスプレー・タワー（噴霧塔）を有するオープン・スプレー・アブソーバ（開
放形噴霧吸収器）に関するものである。
質および酸性ガスを除去するのに使用される気液接触器に関するものである。さ
らに詳細には、本発明は、タワー内を流動するガス内に、タワー壁に付着したい
かなる液をも再導入することにより、接触器の効率を向上させる内部構造物を備
えたスプレー・タワー（噴霧塔）を有するオープン・スプレー・アブソーバ（開
放形噴霧吸収器）に関するものである。
【０００２】 発明の背景 気液接触器は、ユーティリティ・プラントおよび工業プラントにより発生され
る燃焼ガスまたは排煙ガスからガスおよび粒状物質のような物質を除去するため
に広く使用されている。特に、化石燃料の燃焼および種々の工業運転により発生
される二酸化硫黄（ＳＯ2）およびその他の酸性ガスにしばしば関心が高まって いる。このようなガスは環境に対し有害であることが周知であり、したがって大
気中へのこれらのガスの排出が大気汚染防止法により厳しく規制されている。排
煙ガスがスプレー・タワーまたは他のタイプの気液接触器内を流動する間に排煙
ガスから酸性ガスが除去される方法が、湿式排煙ガス脱硫（ＦＧＤ）として知ら
れている。
る燃焼ガスまたは排煙ガスからガスおよび粒状物質のような物質を除去するため
に広く使用されている。特に、化石燃料の燃焼および種々の工業運転により発生
される二酸化硫黄（ＳＯ2）およびその他の酸性ガスにしばしば関心が高まって いる。このようなガスは環境に対し有害であることが周知であり、したがって大
気中へのこれらのガスの排出が大気汚染防止法により厳しく規制されている。排
煙ガスがスプレー・タワーまたは他のタイプの気液接触器内を流動する間に排煙
ガスから酸性ガスが除去される方法が、湿式排煙ガス脱硫（ＦＧＤ）として知ら
れている。
【０００３】 気液接触器により形成される洗浄作用は、一般的に、降下する液に対し向流を
なしてタワー内を上方に排煙ガスを流動させることにより得られ、このときに、
降下する液は排煙ガスと接触し且つ酸性ガスおよび粒状物質を吸収する。典型的
には、湿式排煙ガス脱硫プロセスは、カルシウムをベースとしたスラリー、また
はナトリウムをベースとした溶液、あるいはアンモニアをベースとした溶液の使
用を含む。ここで使用されるように、スラリーは固体と液体との混合物であり、
この混合物内の固体含有量は任意の希望するレベルであってもよく、このレベル
は、スラリーが湿り固体と呼ばれるような極端な状態も含む。カルシウムをベー
スとしたスラリーの例は、石灰石（炭酸カルシウム；ＣａＣＯ3）スラリーおよ び石灰（酸化カルシウム；ＣａＯ）への水の作用により形成される消石灰（水酸
化カルシウム；Ｃａ（ＯＨ）2）スラリーである。このようなスラリーは酸性ガ スと反応して硫酸塩および亜硫酸塩のスラリーを形成し、この硫酸塩および亜硫
酸塩のスラリーは廃棄またはリサイクルのために回収することができる。アルカ
リ性スラリーと、排煙ガス中に存在する、二酸化硫黄、塩化水素（ＨＣｌ）およ
びフッ化水素（ＨＦ）のような酸性ガスとの間の緊密な接触により、ガスがスラ
リーにより吸収される。その後、スラリーをタンクに蓄積させることができる。
なしてタワー内を上方に排煙ガスを流動させることにより得られ、このときに、
降下する液は排煙ガスと接触し且つ酸性ガスおよび粒状物質を吸収する。典型的
には、湿式排煙ガス脱硫プロセスは、カルシウムをベースとしたスラリー、また
はナトリウムをベースとした溶液、あるいはアンモニアをベースとした溶液の使
用を含む。ここで使用されるように、スラリーは固体と液体との混合物であり、
この混合物内の固体含有量は任意の希望するレベルであってもよく、このレベル
は、スラリーが湿り固体と呼ばれるような極端な状態も含む。カルシウムをベー
スとしたスラリーの例は、石灰石（炭酸カルシウム；ＣａＣＯ3）スラリーおよ び石灰（酸化カルシウム；ＣａＯ）への水の作用により形成される消石灰（水酸
化カルシウム；Ｃａ（ＯＨ）2）スラリーである。このようなスラリーは酸性ガ スと反応して硫酸塩および亜硫酸塩のスラリーを形成し、この硫酸塩および亜硫
酸塩のスラリーは廃棄またはリサイクルのために回収することができる。アルカ
リ性スラリーと、排煙ガス中に存在する、二酸化硫黄、塩化水素（ＨＣｌ）およ
びフッ化水素（ＨＦ）のような酸性ガスとの間の緊密な接触により、ガスがスラ
リーにより吸収される。その後、スラリーをタンクに蓄積させることができる。
【０００４】 オープン・スプレー・アブソーバとして既知の気液接触器に対して、スプレー
・タワー１０が、図１および２に縦断面図および横断面図として略図で表わされ
ている。タワー１０は、概して、垂直方向通路を形成する壁１４を有する直立管
状構造物である。入口ダクト１２は、燃焼ガスをタワー１０内に導入するために
使用される。入口ダクト１２の上方に多段スプレー・ノズル１６が存在し、多段
スプレー・ノズル１６は各々、上記のスラリーまたは溶液のいずれかの洗浄液の
スプレー１８を、壁１４により形成された通路内に導入する。設けられたノズル
１６の段数は与えられた適用の要求に応じて異なってくる。スプレー１８とタワ
ー１０内を上昇する排煙ガスとの間の緊密な接触により洗浄作用が得られ、この
洗浄作用により液および捕集または反応されたガスがタワー１０の底部において
タンク（図示されていない）内に回収される。次に、タワー１０内を上昇し続け
る洗浄されたガスは、典型的には、ミスト・エリミネータ（図示されていない）
内を通過し、その後に加熱され、または大気中に直接排出される。
・タワー１０が、図１および２に縦断面図および横断面図として略図で表わされ
ている。タワー１０は、概して、垂直方向通路を形成する壁１４を有する直立管
状構造物である。入口ダクト１２は、燃焼ガスをタワー１０内に導入するために
使用される。入口ダクト１２の上方に多段スプレー・ノズル１６が存在し、多段
スプレー・ノズル１６は各々、上記のスラリーまたは溶液のいずれかの洗浄液の
スプレー１８を、壁１４により形成された通路内に導入する。設けられたノズル
１６の段数は与えられた適用の要求に応じて異なってくる。スプレー１８とタワ
ー１０内を上昇する排煙ガスとの間の緊密な接触により洗浄作用が得られ、この
洗浄作用により液および捕集または反応されたガスがタワー１０の底部において
タンク（図示されていない）内に回収される。次に、タワー１０内を上昇し続け
る洗浄されたガスは、典型的には、ミスト・エリミネータ（図示されていない）
内を通過し、その後に加熱され、または大気中に直接排出される。
【０００５】 ノズル１６により導入される液は、典型的には微細な液滴の形であり、典型的
には直径が約０．５−５ｍｍの範囲である。図１および２から明らかなように、
ある段内のノズル１６により形成されたスプレー１８は、同じ段の隣接ノズル１
６からのスプレー１８とオーバラップする。各ノズル１６からのスプレー１８も
また、スプレー１８が重力の作用によりタワー１０内を下方に流動するときに、
それより下の段のノズル１６により放出されるスプレー１８とオーバラップする
。図１から、多段ノズル１６を使用した場合においても、壁面効果により、タワ
ー１０内に真に均一なスラリー分配が達成されないことがわかる。壁１４に最も
近いノズル１６からのスプレー１８は壁１４に衝突するので液は、壁１４の表面
上を下方に流動し、したがってこの液は酸性ガスおよび粒子の除去には有効に働
かない。したがって、概して最外周ノズル１６と壁１４との間で示される、通路
の環状外周領域２２内のスプレーの濃度または密度は、タワー１０の中央領域内
のスプレーの濃度または密度より低くなる。外周領域２０内のスプレー密度が低
いことによりガス流れに対する抵抗が小さくなるので、排煙ガスはタワー１０の
壁１４に沿って比較的高い速度で上方に流動する。壁１４の付近の低いスプレー
濃度および高いガス濃度の組み合わせにより、液体／気体比（Ｌ／Ｇ）が低くな
り、排煙ガスのバイパス（貫通）量が高くなり、およびアブソーバの効率が低減
される。
には直径が約０．５−５ｍｍの範囲である。図１および２から明らかなように、
ある段内のノズル１６により形成されたスプレー１８は、同じ段の隣接ノズル１
６からのスプレー１８とオーバラップする。各ノズル１６からのスプレー１８も
また、スプレー１８が重力の作用によりタワー１０内を下方に流動するときに、
それより下の段のノズル１６により放出されるスプレー１８とオーバラップする
。図１から、多段ノズル１６を使用した場合においても、壁面効果により、タワ
ー１０内に真に均一なスラリー分配が達成されないことがわかる。壁１４に最も
近いノズル１６からのスプレー１８は壁１４に衝突するので液は、壁１４の表面
上を下方に流動し、したがってこの液は酸性ガスおよび粒子の除去には有効に働
かない。したがって、概して最外周ノズル１６と壁１４との間で示される、通路
の環状外周領域２２内のスプレーの濃度または密度は、タワー１０の中央領域内
のスプレーの濃度または密度より低くなる。外周領域２０内のスプレー密度が低
いことによりガス流れに対する抵抗が小さくなるので、排煙ガスはタワー１０の
壁１４に沿って比較的高い速度で上方に流動する。壁１４の付近の低いスプレー
濃度および高いガス濃度の組み合わせにより、液体／気体比（Ｌ／Ｇ）が低くな
り、排煙ガスのバイパス（貫通）量が高くなり、およびアブソーバの効率が低減
される。
【０００６】 上記の観点から、図１および２に示すタイプの気液接触器の効率はスプレー・
タワー内の液の不均一分配により低減され、したがって、より均一な分配が達成
されるかまたはその他の手段で保証された場合に、効率の向上が得られることが
わかる。
タワー内の液の不均一分配により低減され、したがって、より均一な分配が達成
されるかまたはその他の手段で保証された場合に、効率の向上が得られることが
わかる。
【０００７】 発明の要約 ユーティリティ設備および工業設備により発生される排煙ガスから酸性ガスお
よび／または粒状物質を除去するために、より効率のよい気液接触器を提供する
ことが本発明の課題である。
よび／または粒状物質を除去するために、より効率のよい気液接触器を提供する
ことが本発明の課題である。
【０００８】 排煙ガスからのガスおよび粒状物質の吸収および除去を向上させるために、接
触器内に液を再分配するように接触器の形状を形成することが本発明の他の課題
である。
触器内に液を再分配するように接触器の形状を形成することが本発明の他の課題
である。
【０００９】 排煙ガスからのガスおよび粒状物質の吸収および除去を向上させるために、接
触器の壁に沿ったガスのバイパス（貫通）量を低減させるように接触器の形状を
形成することが本発明のさらに他の課題である。
触器の壁に沿ったガスのバイパス（貫通）量を低減させるように接触器の形状を
形成することが本発明のさらに他の課題である。
【００１０】 本発明は、ユーティリティ・プラントまたは工業プラントにおいて実行される
タイプのプロセス運転により発生される排煙ガスからガスおよび粒状物質を除去
するための気液接触器を提供する。接触器は一般にスプレー・タワーを有するオ
ープン・スプレー・アブソーバであり、スプレー・タワーの壁はタワー内に通路
を形成している。
タイプのプロセス運転により発生される排煙ガスからガスおよび粒状物質を除去
するための気液接触器を提供する。接触器は一般にスプレー・タワーを有するオ
ープン・スプレー・アブソーバであり、スプレー・タワーの壁はタワー内に通路
を形成している。
【００１１】 排煙ガスは入口からタワー内に導入され、前記入口から排煙ガスは、通路内を
垂直方向上方または下方に流動する。通路内に、液を通路に導入するためのヘッ
ドが設けられ、これにより液は排煙ガスと接触する。ここに使用されているよう
に、用語「液」は気液接触器を備えた工業において使用される任意のスラリーお
よび溶液を含む。ヘッドにより導入された液の一部はタワーの壁と接触し、した
がって液の一部は壁に沿って下方に流動する。最後に、タワーに転向装置が設け
られ、転向装置は壁上または壁の付近に配置され、これにより液の一部を壁から
転向させ、その後に液の一部を通路内に再導入して通路内を流動するガスと接触
させる。転向装置は、壁の付近のガスのバイパス（貫通）量を低減し且つガスを
通路の中央方向に転向させるために、壁に沿ったガスの流れを遮るような形状を
有していることが好ましく、これにより液とのより効率的な接触が形成される。
好ましい実施態様においては、転向装置は、壁から転向された液の一部を液滴と
して通路内に再導入し、これにより再導入された液の吸収効率を向上させる。
垂直方向上方または下方に流動する。通路内に、液を通路に導入するためのヘッ
ドが設けられ、これにより液は排煙ガスと接触する。ここに使用されているよう
に、用語「液」は気液接触器を備えた工業において使用される任意のスラリーお
よび溶液を含む。ヘッドにより導入された液の一部はタワーの壁と接触し、した
がって液の一部は壁に沿って下方に流動する。最後に、タワーに転向装置が設け
られ、転向装置は壁上または壁の付近に配置され、これにより液の一部を壁から
転向させ、その後に液の一部を通路内に再導入して通路内を流動するガスと接触
させる。転向装置は、壁の付近のガスのバイパス（貫通）量を低減し且つガスを
通路の中央方向に転向させるために、壁に沿ったガスの流れを遮るような形状を
有していることが好ましく、これにより液とのより効率的な接触が形成される。
好ましい実施態様においては、転向装置は、壁から転向された液の一部を液滴と
して通路内に再導入し、これにより再導入された液の吸収効率を向上させる。
【００１２】 上記の説明から、本発明の優れた利点は、転向装置が、タワーの壁に付着した
液、即ち転向装置がない場合に排煙ガスからガスおよび粒状物質を除去するため
に有効に働かない液のいかなる部分をもガス流れ内に再導入するように働くこと
であることがわかる。タワーの壁に沿った排煙ガス流れを遮ることにより、転向
装置は壁の付近の液体／気体比を著しく改善する。この結果、タワー内を通過す
るガスのバイパス（貫通）量が著しく低減され且つ気液接触器の総括効率が著し
く向上される。
液、即ち転向装置がない場合に排煙ガスからガスおよび粒状物質を除去するため
に有効に働かない液のいかなる部分をもガス流れ内に再導入するように働くこと
であることがわかる。タワーの壁に沿った排煙ガス流れを遮ることにより、転向
装置は壁の付近の液体／気体比を著しく改善する。この結果、タワー内を通過す
るガスのバイパス（貫通）量が著しく低減され且つ気液接触器の総括効率が著し
く向上される。
【００１３】 本発明のその他の課題および利点が以下の詳細説明からより明らかになる。
【００１４】 発明の詳細説明 図３および４は、本発明による、気液接触器、さらに詳細にはオープン・スプ
レー・アブソーバのスプレー・タワー１１０を示す。図示のように、タワー１１
０は、図１および２に示す従来技術によるタワー１０の基本構造形状に類似の基
本構造形状を有している。しかしながら、本発明により、タワー１１０は、タワ
ー１１０内を流動するガスから好ましくないガス状物質および／または粒状物質
を除去することに関して、タワー１１０の効率を著しく向上させる内部構造物ま
たは内部装置を含む。タワー１１０は特定の構造として図示されているが、当業
者は、本発明の教示は、一定量のガスからガス、ミスト、ダスト、ヒューム、ス
モークおよび／または特定物質を除去するように働く異なる形状の装置にも容易
に適応可能であることを認めるであろう。
レー・アブソーバのスプレー・タワー１１０を示す。図示のように、タワー１１
０は、図１および２に示す従来技術によるタワー１０の基本構造形状に類似の基
本構造形状を有している。しかしながら、本発明により、タワー１１０は、タワ
ー１１０内を流動するガスから好ましくないガス状物質および／または粒状物質
を除去することに関して、タワー１１０の効率を著しく向上させる内部構造物ま
たは内部装置を含む。タワー１１０は特定の構造として図示されているが、当業
者は、本発明の教示は、一定量のガスからガス、ミスト、ダスト、ヒューム、ス
モークおよび／または特定物質を除去するように働く異なる形状の装置にも容易
に適応可能であることを認めるであろう。
【００１５】 図３および４に示したスプレー・タワー１１０は、概して、壁１１４がほぼ垂
直な通路を形成するタイプのものであり、前記通路内を排煙ガスが流動して洗浄
される。したがって、タワー１１０は入口ダクト（図示されていない）を備え、
入口ダクトを介して排煙ガスがタワー１１０内に流入する。排煙ガスの発生源は
、それにより好ましくないガスまたは粒状物質が発生される化石燃料の燃焼また
は種々の工業運転を含むプロセスであってもよい。図１および２に示すタイプの
従来技術によるスプレー・タワーと同様に、図３に示すスプレー・タワー１１０
は、液がノズル１１６から通路内に吐出される前記多数のノズル１１６を備えた
スプレー・ヘッダ１２０を有するものとして図示されている。図３に示すヘッダ
１２０は、タワー１１０内の好ましくは多段ヘッダ１２０の１つである。図３に
はヘッダ１２０およびノズル１１６に対する特定の形状が示されているが、液を
タワー１１０に導入するために、アトマイザーおよびトレーを含む、他の形状お
よび他のタイプの装置が使用可能であることがわかる。
直な通路を形成するタイプのものであり、前記通路内を排煙ガスが流動して洗浄
される。したがって、タワー１１０は入口ダクト（図示されていない）を備え、
入口ダクトを介して排煙ガスがタワー１１０内に流入する。排煙ガスの発生源は
、それにより好ましくないガスまたは粒状物質が発生される化石燃料の燃焼また
は種々の工業運転を含むプロセスであってもよい。図１および２に示すタイプの
従来技術によるスプレー・タワーと同様に、図３に示すスプレー・タワー１１０
は、液がノズル１１６から通路内に吐出される前記多数のノズル１１６を備えた
スプレー・ヘッダ１２０を有するものとして図示されている。図３に示すヘッダ
１２０は、タワー１１０内の好ましくは多段ヘッダ１２０の１つである。図３に
はヘッダ１２０およびノズル１１６に対する特定の形状が示されているが、液を
タワー１１０に導入するために、アトマイザーおよびトレーを含む、他の形状お
よび他のタイプの装置が使用可能であることがわかる。
【００１６】 排煙ガスから酸性ガスおよび／または粒状物質を除去するために、典型的には
、液はしばしば消石灰（水酸化カルシウム；Ｃａ（ＯＨ）2）または水の中に懸 濁された石灰石（ＣａＣＯ3）からなるアルカリ性スラリー、およびこれらと反 応して形成された硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウムのような物質であるが、他
のタイプの洗浄スラリーおよび洗浄溶液が既知であり、且つそれらが使用可能で
ある。典型的には、ポンプ（図示されていない）がスラリーを容器またはタンク
（図示されていない）からヘッダ１２０およびノズル１１６に供給してタワー１
１０内に溶液またはスラリーのスプレー１１８を形成し、したがってスラリーと
タワー１１０内を上昇する排煙ガスとの間の緊密な接触を提供する。この結果、
洗浄作用が行われ、洗浄作用により、スラリーおよび捕集または反応されたガス
がタワー１１０の底部に回収され、この場合に、ガスは反応されて安全に処理ま
たはリサイクル可能な化合物を形成する。
、液はしばしば消石灰（水酸化カルシウム；Ｃａ（ＯＨ）2）または水の中に懸 濁された石灰石（ＣａＣＯ3）からなるアルカリ性スラリー、およびこれらと反 応して形成された硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウムのような物質であるが、他
のタイプの洗浄スラリーおよび洗浄溶液が既知であり、且つそれらが使用可能で
ある。典型的には、ポンプ（図示されていない）がスラリーを容器またはタンク
（図示されていない）からヘッダ１２０およびノズル１１６に供給してタワー１
１０内に溶液またはスラリーのスプレー１１８を形成し、したがってスラリーと
タワー１１０内を上昇する排煙ガスとの間の緊密な接触を提供する。この結果、
洗浄作用が行われ、洗浄作用により、スラリーおよび捕集または反応されたガス
がタワー１１０の底部に回収され、この場合に、ガスは反応されて安全に処理ま
たはリサイクル可能な化合物を形成する。
【００１７】 前記のように、多段ノズル１１６を用いた場合においても、壁面効果により、
タワー１１０内に真に均一なスラリー分配を達成することができない。壁１１４
に最も近いノズル１１６からのスプレー１１８は壁１１４に衝突し、これにより
スラリーは壁１１４の表面上を下方に流動し、したがってこのスラリーはガスの
吸収および除去には有効に働かない。したがって、ここでは概して最外周ノズル
１１６と壁１１４との間に形成される、通路の環状外周領域内のスプレーの濃度
または密度は、タワー１１０の中央付近のスプレーの濃度または密度より低くな
る。もしこれを補償しない場合、壁１１４の付近のスプレー密度が低いことによ
り、ガス流れに対する抵抗が小さくなるので、排煙ガスは壁１１４に沿って比較
的高い速度で流動し、この結果、壁において液体／気体比（Ｌ／Ｇ）が低くなり
、タワー１１０内の排煙ガスバイパス（貫通）量が高くなり、およびアブソーバ
の効率が低減される。
タワー１１０内に真に均一なスラリー分配を達成することができない。壁１１４
に最も近いノズル１１６からのスプレー１１８は壁１１４に衝突し、これにより
スラリーは壁１１４の表面上を下方に流動し、したがってこのスラリーはガスの
吸収および除去には有効に働かない。したがって、ここでは概して最外周ノズル
１１６と壁１１４との間に形成される、通路の環状外周領域内のスプレーの濃度
または密度は、タワー１１０の中央付近のスプレーの濃度または密度より低くな
る。もしこれを補償しない場合、壁１１４の付近のスプレー密度が低いことによ
り、ガス流れに対する抵抗が小さくなるので、排煙ガスは壁１１４に沿って比較
的高い速度で流動し、この結果、壁において液体／気体比（Ｌ／Ｇ）が低くなり
、タワー１１０内の排煙ガスバイパス（貫通）量が高くなり、およびアブソーバ
の効率が低減される。
【００１８】 本発明を研究している間に、アブソーバ・タワー内で二酸化硫黄を含む排煙ガ
スが脱硫される前記アブソーバ・タワーにおいて、センサを用いて、上記の現象
の発生程度が定量化された。タワーは約１０ｍ（約３３フィート）の直径を有し
ていた。タワー壁から約１．５ｍ（約５フィート）離れた内部で且つ液スプレー
の上方に位置するタワー通路の領域において、タワーから排出される排煙ガス内
の平均ＳＯ2濃度の約２倍の濃度が測定され、およびタワーの残りの部分内のＳ Ｏ2濃度より約５０倍高い濃度が測定された。これらの結果は、アブソーバ内を バイパス（貫通）するＳＯ2の大部分がタワー壁に最も近い通路の環状領域内で 発生していることを示している。本発明により、壁１１４上を下方に流動するス
ラリーおよび／またはノズル１１６から吐出されたときに通常壁１１４に衝突す
るスラリーを通路内に転向させることが可能な構造物、１つまたは複数の装置が
、壁１１４上またはその付近に存在することにより、上記の好ましくない影響が
解消される。
スが脱硫される前記アブソーバ・タワーにおいて、センサを用いて、上記の現象
の発生程度が定量化された。タワーは約１０ｍ（約３３フィート）の直径を有し
ていた。タワー壁から約１．５ｍ（約５フィート）離れた内部で且つ液スプレー
の上方に位置するタワー通路の領域において、タワーから排出される排煙ガス内
の平均ＳＯ2濃度の約２倍の濃度が測定され、およびタワーの残りの部分内のＳ Ｏ2濃度より約５０倍高い濃度が測定された。これらの結果は、アブソーバ内を バイパス（貫通）するＳＯ2の大部分がタワー壁に最も近い通路の環状領域内で 発生していることを示している。本発明により、壁１１４上を下方に流動するス
ラリーおよび／またはノズル１１６から吐出されたときに通常壁１１４に衝突す
るスラリーを通路内に転向させることが可能な構造物、１つまたは複数の装置が
、壁１１４上またはその付近に存在することにより、上記の好ましくない影響が
解消される。
【００１９】 図３および４に示すように、本発明の好ましい実施態様による転向装置１２２
は、壁１１４から通路内に突出する多孔板または多孔トレーの形状を有している
。装置１２２は環状であり且つ壁１１４の全周に沿って含まれていることが好ま
しい。図３には単段装置１２２のみが示されているが、タワー１１０に、垂直方
向に相互に間隔配置された多段装置１２２を設けることが好ましく、これにより
壁１１４を流れ落ちる液が通路内に再分配される場を複数箇所に形成することが
できる。
は、壁１１４から通路内に突出する多孔板または多孔トレーの形状を有している
。装置１２２は環状であり且つ壁１１４の全周に沿って含まれていることが好ま
しい。図３には単段装置１２２のみが示されているが、タワー１１０に、垂直方
向に相互に間隔配置された多段装置１２２を設けることが好ましく、これにより
壁１１４を流れ落ちる液が通路内に再分配される場を複数箇所に形成することが
できる。
【００２０】 図３に示すように、装置１２２は、通路を貫通する排煙ガス流れをほぼ横断す
る水平な平面内に配置されるように示されているが、装置１２２は、図４に示す
ように、壁１１４に対して傾斜角をなして通路内に突出していてもよい。適切な
範囲は垂直方向から約９０°以下であり、好ましい範囲は約４０−５０°である
が、それより小さい角度またはそれより大きい角度を使用してもよいことは明ら
かである。装置１２２は、壁１１４に装着されたパッド１２４により上方から支
持され、且つ壁１１４に固定されたビーム１２４または他の適切な支持構造物に
より下から支持されているように示されている。装置１２２のための他の取付手
段、製作手段および支持手段が可能である。図示の形状により、壁１１４に沿っ
て下方に流動するスラリーは装置１２２上に流入し、ここではまだ下方方向に流
動しているが、タワー１１０の中央方向に流動している。
る水平な平面内に配置されるように示されているが、装置１２２は、図４に示す
ように、壁１１４に対して傾斜角をなして通路内に突出していてもよい。適切な
範囲は垂直方向から約９０°以下であり、好ましい範囲は約４０−５０°である
が、それより小さい角度またはそれより大きい角度を使用してもよいことは明ら
かである。装置１２２は、壁１１４に装着されたパッド１２４により上方から支
持され、且つ壁１１４に固定されたビーム１２４または他の適切な支持構造物に
より下から支持されているように示されている。装置１２２のための他の取付手
段、製作手段および支持手段が可能である。図示の形状により、壁１１４に沿っ
て下方に流動するスラリーは装置１２２上に流入し、ここではまだ下方方向に流
動しているが、タワー１１０の中央方向に流動している。
【００２１】 装置１２２内の細孔１２６はスラリーがその中を液滴として通過可能なサイズ
を有していることが重要であり、これにより、スラリーは液滴として通路の環状
外周領域内に再分配される。細孔１２６はまた、壁１１４の付近の通路内を流動
する多少の排煙ガスを、装置１２２の周りに完全に転向させる代わりに、装置１
２２内を通過させる。このようにして、装置１２２内を上方に（または下方に）
流動する排煙ガスは多少のスラリーと接触し且つスラリーは液滴として環状領域
内に再導入される。この結果、装置１２２内の細孔１２６は、壁１１４の付近の
通路の環状領域においてスラリーと排煙ガスとの接触を著しく向上させ、したが
って、再導入されたスラリーの能力を向上し、壁１１４の付近の環状外周領域を
通過して流動する排煙ガス内に同伴されたガスおよび／または粒状物質を吸収す
る。
を有していることが重要であり、これにより、スラリーは液滴として通路の環状
外周領域内に再分配される。細孔１２６はまた、壁１１４の付近の通路内を流動
する多少の排煙ガスを、装置１２２の周りに完全に転向させる代わりに、装置１
２２内を通過させる。このようにして、装置１２２内を上方に（または下方に）
流動する排煙ガスは多少のスラリーと接触し且つスラリーは液滴として環状領域
内に再導入される。この結果、装置１２２内の細孔１２６は、壁１１４の付近の
通路の環状領域においてスラリーと排煙ガスとの接触を著しく向上させ、したが
って、再導入されたスラリーの能力を向上し、壁１１４の付近の環状外周領域を
通過して流動する排煙ガス内に同伴されたガスおよび／または粒状物質を吸収す
る。
【００２２】 図４からわかるように、細孔１２６内を通過して再導入されなかったスラリー
は、その結果として、壁１１４から多少離れた装置１２２の端部を通り抜ける。
効果を高めるために、最大の壁面効果を示し、即ち最小のＬ／Ｇ比を示す壁１１
４の付近の通路領域を貫通して突出するように、装置１２２は壁１１４から十分
な距離だけ突出していることが好ましい。図３および４に示すように、本発明の
装置１２２は、必ずしも最外周ノズル１１６の位置まで内方に完全に伸長させな
くても有効であることがわかった。図４に示すように、装置１２２はノズル１１
６の段の下側に配置されてもよく、これにより、最外周ノズル１１６からのスプ
レー１１８が装置１２２に直接衝突し、これによりスラリーは最初に壁１１４に
衝突することなく、スラリーを通路の環状領域内に分配させることができる。
は、その結果として、壁１１４から多少離れた装置１２２の端部を通り抜ける。
効果を高めるために、最大の壁面効果を示し、即ち最小のＬ／Ｇ比を示す壁１１
４の付近の通路領域を貫通して突出するように、装置１２２は壁１１４から十分
な距離だけ突出していることが好ましい。図３および４に示すように、本発明の
装置１２２は、必ずしも最外周ノズル１１６の位置まで内方に完全に伸長させな
くても有効であることがわかった。図４に示すように、装置１２２はノズル１１
６の段の下側に配置されてもよく、これにより、最外周ノズル１１６からのスプ
レー１１８が装置１２２に直接衝突し、これによりスラリーは最初に壁１１４に
衝突することなく、スラリーを通路の環状領域内に分配させることができる。
【００２３】 上記のように、本発明の装置１２２は、壁１１４の表面を遮り、および／また
は壁１１４に衝突する前にスプレー１１８を遮るように働き、これにより壁１１
４の付近の通路の環状領域内で十分に液の密度を上昇させ且つガスの流れを低減
させることができる。この壁１１４の付近の通路の環状領域は、もし装置１２２
がなかった場合には、液の密度を低くさせ且つタワー１１０内のガスのバイパス
（貫通）量を高くさせることになろう。このように、装置１２２は、タワー１１
０内の排煙ガスの分配に極めてよく対応するように、タワー１１０内のスラリー
の分配を提供する。この結果として、本発明による形状を有する気液接触器は、
類似設計の従来技術による気液接触器よりもより大きい効率を示す。
は壁１１４に衝突する前にスプレー１１８を遮るように働き、これにより壁１１
４の付近の通路の環状領域内で十分に液の密度を上昇させ且つガスの流れを低減
させることができる。この壁１１４の付近の通路の環状領域は、もし装置１２２
がなかった場合には、液の密度を低くさせ且つタワー１１０内のガスのバイパス
（貫通）量を高くさせることになろう。このように、装置１２２は、タワー１１
０内の排煙ガスの分配に極めてよく対応するように、タワー１１０内のスラリー
の分配を提供する。この結果として、本発明による形状を有する気液接触器は、
類似設計の従来技術による気液接触器よりもより大きい効率を示す。
【００２４】 図３および４においては、装置１２２は板として示されているが、種々の他の
構造および形状を使用することができる。壁１１４に最も近い通路の環状領域内
のガス流れ内に転向されまたはその他の方法で再導入された液滴の形成および分
配を行う望ましい機能を保持できるならば、例えば、装置１２２は、細孔１２６
以外の、または細孔１２６と組み合わせた面または不規則構造を含むように修正
してもよく、またはバーあるいは金網の形状であってもよい。
構造および形状を使用することができる。壁１１４に最も近い通路の環状領域内
のガス流れ内に転向されまたはその他の方法で再導入された液滴の形成および分
配を行う望ましい機能を保持できるならば、例えば、装置１２２は、細孔１２６
以外の、または細孔１２６と組み合わせた面または不規則構造を含むように修正
してもよく、またはバーあるいは金網の形状であってもよい。
【００２５】 本発明を好ましい実施態様について説明してきたが、図に示したものとは構造
的に異なるスプレー・タワーおよび他の気液接触器内に本発明の新規な特徴を組
み込むことにより、当業者によって他の形状を取り入れることが可能であること
は明らかである。したがって、本発明の範囲は特許請求の範囲によってのみ限定
されるべきである。
的に異なるスプレー・タワーおよび他の気液接触器内に本発明の新規な特徴を組
み込むことにより、当業者によって他の形状を取り入れることが可能であること
は明らかである。したがって、本発明の範囲は特許請求の範囲によってのみ限定
されるべきである。
【図１】 従来技術から既知のタイプのスプレー・タワーの略縦断面図を示
す。
す。
【図２】 従来技術から既知のタイプのスプレー・タワーの略横断面図を示
す。
す。
【図３】 本発明によるスプレー・タワーの横断面図を示す。
【図４】 図３のスプレー・タワーの壁部分の断面図を示す。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１１年１０月２５日（１９９９．１０．２５）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ガンスレイ，レイモンド，アール． アメリカ合衆国、ペンシルヴァニア州 17042、レバノン、クローブロック ロー ド 1280番地 (72)発明者 メンゲル，ミッチェル，エル． アメリカ合衆国、ペンシルヴァニア州 17026、フレデリックスブルグ、ボックス 390、アール．ディー．＃２ (72)発明者 ガル，エリイ アメリカ合衆国、ペンシルヴァニア州 10742、レバノン、キャンバーランド ス トリート、427番地 Ｆターム(参考） 4D002 AA02 AA19 AA23 AB01 AC10 BA02 BA12 BA14 BA16 CA01 DA05 DA11 DA12 DA16 DA35 EA02 HA01 4D020 AA06 AA10 BA02 BA08 BA09 BA23 BB05 CB27 CC08 CD01 CD02 4D032 AC03 AC07 BA03 BB01 BB05 CA05 4G075 AA03 BB04 BD13 BD17 BD23 CA57 EB02 EC02 EC03 EC10 【要約の続き】 遮るように形成されていることが好ましく、これにより 壁（１１４）におけるガスのバイパス（貫通）量を低減 させ且つガスを通路の中央方向に転向させ、液（１１ ８）とのより効率的な接触が形成される。
Claims (20)
- 【請求項１】 内部に通路を形成する壁を有するタワーと、排煙ガスが通路
内を垂直方向に流動するように、排煙ガスがタワー内に導入される前記通路への
入口と、 液が通路内で排煙ガスと接触するように液を通路内に導入するための手段と、
ここで、液の一部が壁に接触し、これにより液の一部が壁上を流動し、および 前記液の一部を壁から転向させ且つ液の少なくとも一部を液滴として通路内に
再導入するように、タワーの壁上に設けられた手段と、 を含む気液接触器。 - 【請求項２】 前記転向手段が壁の周縁に沿って連続している請求項１の気
液接触器。 - 【請求項３】 前記転向手段が通路内の排煙ガス流れをほぼ横断している平
面内に配置されている請求項１の気液接触器。 - 【請求項４】 前記転向手段が壁から通路内に突出する部材からなる請求項
１の気液接触器。 - 【請求項５】 前記部材が壁の周縁に沿って連続している請求項４の気液接
触器。 - 【請求項６】 前記部材が壁に対し傾斜角をなして壁から通路内に突出する
請求項４の気液接触器。 - 【請求項７】 壁に最も近い通路の環状領域においては導入手段からの液の
濃度が低いことを特徴とするので、前記転向により液の一部が液滴として前記環
状領域内に再導入される請求項１の気液接触器。 - 【請求項８】 前記転向手段が壁から通路内に突出する多段装置からなり、
前記装置が垂直方向に相互に間隔をなして配置されている請求項１の気液接触器
。 - 【請求項９】 前記転向手段が開口を有し、排煙ガスが前記開口内を流動し
且つ前記開口を介して液の少なくとも一部を液滴として通路内に導入する請求項
１の気液接触器。 - 【請求項１０】 前記転向手段が液の少なくとも一部を壁から間隔をなして
再導入する請求項１の気液接触器。 - 【請求項１１】 内部に円筒形通路を形成する壁を有するタワーと、 排煙ガスが通路内を上方に流動するように、排煙ガスがタワー内に導入される
前記通路への入口と、 液が通路内を下方に流動し且つ通路内で排煙ガスと接触するように通路内に液
をスプレーするための手段と、ここで、壁に最も近い通路の環状領域においては
前記スプレー手段からの液の濃度が低いことを特徴とし、および 前記液を壁から転向させ且つ液の一部を液滴として通路内に再導入するために
タワーの壁上に設けられた手段と、 を含む気液接触器。 - 【請求項１２】 前記転向手段が壁の周縁に沿って連続している請求項１１
の気液接触器。 - 【請求項１３】 前記転向手段がほぼ水平な平面内に配置されている請求項
１１の気液接触器。 - 【請求項１４】 前記転向手段が壁に対し傾斜角をなして壁から通路内に突
出する部材からなる請求項１１の気液接触器。 - 【請求項１５】 前記部材が環状をなして壁の周縁に沿って連続している請
求項１４の気液接触器。 - 【請求項１６】 前記転向により液の一部が液滴として前記環状領域内に再
導入される請求項１４の気液接触器。 - 【請求項１７】 前記部材が開口を含み、前記開口は、それを介して液の一
部を液滴として環状領域内に通過させ且つそれを介して排煙ガスを流動させる大
きさを有し、これにより液の一部を液滴として環状領域内に再導入する請求項１
４の気液接触器。 - 【請求項１８】 前記スプレー手段から吐出された液が、壁と接触する前に
前記転向手段に衝突するように、前記転向手段が前記スプレー手段に対して位置
決めされている請求項１１の気液接触器。 - 【請求項１９】 前記転向手段が液の一部を壁から間隔をなして再導入する
請求項１１の気液接触器。 - 【請求項２０】 前記転向手段が壁部分から通路内に突出する多段装置から
なる請求項１１の気液接触器。
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