JP4861031B2 - Nozzle device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガスを下方から送入して上方からの液体と接触処理するガス処理塔の下方に配置されるノズル装置に関する。 The present invention relates to a nozzle device disposed below a gas processing tower that feeds gas from below and performs contact processing with a liquid from above.
このようなノズル装置は、例えば、充填塔やスプレー塔などのようなガス処理塔の下方に配置されて、硫化水素を含む燃料ガスを下方から吹き出して送入し、上方からの水や吸収液と接触させて硫化水素を除去する脱硫処理用などに使用され、従来、図13および図14に示す構造のものが知られている(適切な特許文献が見当たらないため、図示して説明する)。 Such a nozzle device is, for example, disposed below a gas processing tower such as a packed tower or a spray tower, and blows in a fuel gas containing hydrogen sulfide from below to supply water or an absorbing liquid from above. It is used for desulfurization treatment that removes hydrogen sulfide by bringing it into contact with a conventional structure, and the structure shown in FIGS. 13 and 14 is conventionally known (since no appropriate patent document is found, this is illustrated and described) .
図13に示す従来技術では、ノズル装置Nが1本の管路11で構成され、その管路11の端部に吹き出し口5がひとつ設けられて、そのひとつの吹き出し口5がガス処理塔1内に臨んでいる。
また、図14に示す従来技術では、ノズル装置Nが1本の管路11で構成され、その管路11の下方に多数の吹き出し口5が設けられてガス処理塔1内に挿入されている。
なお、図13および図14において、2は液噴霧ノズルを示し、3は充填材層を示す。
In the prior art shown in FIG. 13, the nozzle device N is composed of a
Further, in the prior art shown in FIG. 14, the nozzle device N is constituted by a
In FIG. 13 and FIG. 14, 2 indicates a liquid spray nozzle, and 3 indicates a filler layer.
しかし、図13に示す従来技術では、ガス処理塔1の側部において横方向に向くひとつの吹き出し口5からガスを吹き出して送入するため、図の上方に示すように、ガス処理塔1内でのガスの流速分布が不均一となり、ガス処理塔1内でのガス処理能力が著しく低下するという問題がある。
同様に、図14に示す従来技術でも、図の上方に示すように、ガス処理塔1内でのガスの流速分布が不均一で、すべてのガスに対して均一な処理の実行がむずかしいという問題がある。
However, in the prior art shown in FIG. 13, gas is blown out and sent from one
Similarly, in the prior art shown in FIG. 14, as shown in the upper part of the figure, the gas flow velocity distribution in the
本発明は、このような従来の問題点に着目したもので、その目的は、ガス処理塔内におけるガスの流速分布を均一化し、ガスに対する均一な処理を可能にするノズル装置を提供することにある。 The present invention pays attention to such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a nozzle device that makes the gas flow velocity distribution in the gas processing tower uniform and enables uniform processing on the gas. is there.
本発明の第1の特徴構成は、ガスを下方から送入して上方からの液体と接触処理するガス処理塔の下方に配置されるノズル装置であって、流入口から流入されるガスを横方向に通流させる基管と、その基管からのガスを左右に分岐して横方向に通流させる左右一対の枝管とからなる第1横分岐管路によって形成される1回目の分岐を設け、前記第1横分岐管路の全ての枝管夫々を基管としてそれらの基管からのガスを夫々左右に分岐して横方向に通流させる各々左右一対の枝管を備えた各横分岐管路からなる2回目の分岐を設けて、前記第1横分岐管路の基管からのガスを少なくとも2回以上横方向に分岐して吹き出し口から少なくとも下方に吹き出すように構成してあるところにある。 A first characteristic configuration of the present invention is a nozzle device that is disposed below a gas processing tower that feeds gas from below and performs contact processing with a liquid from above, and the gas that flows in from an inflow port is transversal. A first branch formed by a first horizontal branch pipe consisting of a base pipe that flows in the direction and a pair of left and right branch pipes that branch the gas from the base pipe to the left and right to flow in the horizontal direction Each lateral pipe provided with a pair of left and right branch pipes, each of which has a branch pipe to the left and right to flow in the lateral direction, with each branch pipe of the first horizontal branch pipe as a base pipe. A second branch consisting of a branch pipe is provided, and the gas from the base pipe of the first horizontal branch pipe is branched at least twice in the lateral direction and blown out at least downward from the outlet. By the way.
本発明の第1の特徴構成によれば、ガス処理塔の下方に配置されるノズル装置が、流入口から流入されるガスを横方向に通流させる基管と、その基管からのガスを左右に分岐して横方向に通流させる左右一対の枝管とからなる第1横分岐管路によって形成される1回目の分岐を設け、前記第1横分岐管路の全ての枝管夫々を基管としてそれらの基管からのガスを夫々左右に分岐して横方向に通流させる各々左右一対の枝管を備えた各横分岐管路からなる2回目の分岐を設けて、前記第1横分岐管路の基管からのガスを少なくとも2回以上横方向に分岐して吹き出し口から少なくとも下方に吹き出すように構成してあるので、ノズル装置に流入したガスは、1回目の分岐により第1横分岐管路において左右に分岐され、その左右に分岐されたガスは、さらに、2回目の分岐により横方向に分岐されることになる。
そして、その2回以上横方向に分岐されたガスが、吹き出し口から少なくとも下方に向けて吹き出されるので、このノズル装置をガス処理塔の下方に配置することによって、ガス処理塔内におけるガスの流速分布は均一化され、上方からの液体による均一な処理が可能となる。
According to the first characteristic configuration of the present invention, the nozzle device disposed below the gas processing tower includes a base tube that allows the gas flowing in from the inlet to flow in the lateral direction, and the gas from the base tube. A first branch formed by a first horizontal branch pipe consisting of a pair of left and right branch pipes branching left and right to flow in the horizontal direction is provided, and all the branch pipes of the first horizontal branch pipe are provided. As a base tube, a second branch is formed which includes each lateral branch pipe having a pair of left and right branch pipes for branching the gas from the base pipes to the left and right and flowing in the lateral direction . since the gas from the group pipe of the horizontal branch conduit at least twice transversely branched and outlet are configured to at least blown downward, gas that has flowed into the nozzle device, the by the first branch In one horizontal branch pipe, it is branched to the left and right, and the right and left branches Furthermore, the branch is branched in the lateral direction by the second branch .
Then, since the gas branched in the lateral direction two or more times is blown out at least downward from the blowing port, by disposing this nozzle device below the gas processing tower, the gas in the gas processing tower The flow velocity distribution is made uniform, and uniform processing with the liquid from above is possible.
本発明の第2の特徴構成は前記ノズル装置が、ガスを上下に分岐して縦方向に通流させる上下一対の枝管からなる縦分岐管路を少なくとも4つ備え、それらの縦分岐管路を、前記2回目の分岐以降において、末端の横分岐管路の枝管にそれぞれ接続して、前記末端の横分岐管路の枝管からのガスをそれぞれ上下方向に分岐して吹き出し口から下方と上方へ吹き出すように構成してあるところにある。 The second characteristic configuration of said nozzle device, comprising at least four vertical branch conduit comprising a pair of upper and lower lateral pipe to flow through in the longitudinal direction branches the gas up and down, their vertical branch conduit of the present invention Are connected to the branch pipe of the terminal lateral branch pipe after the second branch, respectively, and the gas from the branch pipe of the terminal horizontal branch pipe is branched in the vertical direction and downward from the outlet. It is in the place where it is configured to blow out upward.
本発明の第2の特徴構成によれば、ノズル装置が、ガスを上下に分岐して縦方向に通流させる上下一対の枝管からなる縦分岐管路を少なくとも4つ備え、それらの縦分岐管路を、前記2回目の分岐以降において、末端の横分岐管路の枝管にそれぞれ接続して、前記末端の横分岐管路の枝管からのガスをそれぞれ上下方向に分岐して吹き出し口から下方と上方へ吹き出すように構成してあるので、横分岐管路によって少なくとも2回以上横方向に分岐されたガスは、さらに、縦分岐管路においてそれぞれ上下に分岐されて吹き出し口から下方と上方へ向けて吹き出され、ガス処理塔内におけるガスの流速分布は一層均一化され、上方からの液体による均一な処理がより一層確実となる。 According to the second characterizing feature of the present invention, the nozzle device comprises at least four longitudinal branch conduit comprising a pair of upper and lower lateral pipe to flow through in the longitudinal direction branches the gas up and down, their longitudinal branch After the second branch, the pipes are respectively connected to the branch pipes of the terminal lateral branch pipes, and the gas from the branch pipes of the terminal horizontal branch pipes are branched in the vertical direction, respectively. The gas branched in the lateral direction at least twice by the horizontal branch pipe is further branched in the vertical direction in the vertical branch pipe so that the gas flows downward from the outlet. Blowing upward, the gas flow velocity distribution in the gas processing tower is made more uniform, and uniform treatment with liquid from above is further ensured.
本発明の第3の特徴構成は、上記第2の特徴構成に加えて、前記吹き出し口において、下方への吹き出し口の開口面積が大で、上方への吹き出し口の開口面積が小であるところにある。 In the third characteristic configuration of the present invention, in addition to the second characteristic configuration described above, the opening area of the downward outlet is large and the opening area of the upward outlet is small in the outlet. It is in.
本発明の第3の特徴構成によれば、下方への吹き出し口の開口面積が大で、上方への吹き出し口の開口面積が小であるから、各縦分岐管路の下方への吹き出し口からのガスは多量で、かつ、周囲に分散しながら上昇するのに対し、上方への吹き出し口からのガスは少量で、かつ、ほぼ真っ直ぐに上昇することになり、その結果、下方と上方への吹き出し口から吹き出すガスの流速が均一化され、ガス処理塔内におけるガスの流速分布は一層確実に均一化される。 According to the third characteristic configuration of the present invention, since the opening area of the downward outlet is large and the opening area of the upward outlet is small, from the downward outlet of each vertical branch pipe The amount of gas in the air rises while being dispersed in the surrounding area, while the amount of gas from the upper outlet is small and almost straightly rises. The flow velocity of the gas blown out from the outlet is made uniform, and the flow velocity distribution of the gas in the gas processing tower is more evenly made uniform.
本発明の第4の特徴構成は、前記横分岐管路における基管と枝管の管径が、ノズル装置への流入口側ほど大径で、吹き出し口側ほど小径に構成してあるところにある。 The fourth characteristic configuration of the present invention, where the pipe diameter of the lateral branch pipe to definitive base pipe and the branch pipe, a larger diameter as the inlet side to the nozzle device, are configured to diameter as balloon port side It is in.
本発明の第4の特徴構成によれば、横分岐管路における基管と枝管の管径が、ノズル装置への流入口側ほど大径で、吹き出し口側ほど小径に構成してあるので、ノズル装置を通流するガスの流速は、流入口側から吹き出し口側に至るまで均一化され、管径を必要以上に大径にすることもなく、非常に合理的なノズル装置を提供することができる。 According to the fourth characteristic configuration of the present invention, the diameters of the base pipe and the branch pipe in the lateral branch pipe are configured to be larger on the inlet side to the nozzle device and smaller on the outlet side. The flow velocity of the gas flowing through the nozzle device is made uniform from the inlet side to the outlet side, providing a very reasonable nozzle device without making the pipe diameter larger than necessary. be able to.
本発明の第5の特徴構成は、上記第1の特徴構成に加えて、前記ノズル装置が、ガスを下方へのみ通流させる下向き管路を少なくとも4つ備え、それらの下向き管路を、前記2回目の分岐以降において、末端の横分岐管路の枝管にそれぞれ接続して、前記末端の横分岐管路の枝管からのガスをそれぞれ吹き出し口から下方へのみ吹き出すように構成し、各下向き管路が、前記末端の横分岐管路の枝管からのガスに対して、そのガスの流れ方向に垂直なガス衝突面を備えているところにある。 The fifth characteristic configuration of the present invention, in addition to the first feature structure, the nozzle device comprises at least four downwardly conduit to flow seen through the downward gas, their downward conduit, wherein After the second branch, each is connected to a branch pipe of the terminal lateral branch pipe, and the gas from the branch pipe of the terminal horizontal branch pipe is blown only downward from the outlet, The downward pipe is provided with a gas collision surface perpendicular to the gas flow direction with respect to the gas from the branch pipe of the terminal lateral branch pipe .
本発明の第5の特徴構成によれば、ノズル装置が、ガスを下方へのみ通流させる下向き管路を少なくとも4つ備え、それらの下向き管路を、前記2回目の分岐以降において、末端の横分岐管路の枝管にそれぞれ接続して、前記末端の横分岐管路の枝管からのガスをそれぞれ吹き出し口から下方へのみ吹き出すように構成してあるので、横分岐管路によって少なくとも2回以上横方向に分岐されたガスは、各下向き管路の吹き出し口から下方へ向けて吹き出される。
そして、その各下向き管路が末端の横分岐管路の枝管からのガスに対して、そのガスの流れ方向に垂直なガス衝突面を備えているので、横分岐管路の枝管からのガスは、その流れ方向を下方へ向けて円滑に変えるのではなくて、流れに垂直なガス衝突面に衝突することにより分散しながら変えることになり、その結果、後述するシミュレーションからも明らかなように、ガスの流速分布は、ガス処理塔の全体にわたって均一化される。
According to a fifth characterizing feature of the present invention, the nozzle device comprises at least four downwardly conduit to flow seen through the downward gas, their downward conduit, in the second and subsequent branches, end Since the gas is connected to the branch pipes of the lateral branch pipes, and the gas from the branch pipes of the terminal lateral branch pipes is blown out only downward from the outlet, at least 2 by the horizontal branch pipes. The gas branched in the horizontal direction more than once is blown downward from the blowout port of each downward pipe.
Then, for the gas from the downward conduit is terminated horizontal branch conduit branch of the is provided with the vertical gas impact surface in the flow direction of the gas, from the branch pipe of the lateral branch pipe Instead of smoothly changing the flow direction downward, the gas will change in a dispersed manner by colliding with a gas collision surface perpendicular to the flow, and as a result, it will be clear from the simulation described later. In addition, the gas flow velocity distribution is made uniform throughout the gas processing tower.
本発明の第6の特徴構成は、上記第5の特徴構成に加えて、前記第1横分岐管路において、その左右一対の枝管の中心軸が基管の中心軸よりも上方に位置するように構成してあるところにある。 According to a sixth characteristic configuration of the present invention, in addition to the fifth characteristic configuration, in the first horizontal branch pipe, the central axis of the pair of left and right branch pipes is located above the central axis of the base pipe. It is in the place where it is configured as follows.
本発明の第6の特徴構成によれば、第1横分岐管路において、その左右一対の枝管の中心軸が基管の中心軸よりも上方に位置するように構成してあるので、第1横分岐管路の基管の上端から下向き管路の下端に至るまでの上下高さ、言い換えると、ガス処理塔内に配置するノズル装置全体の上下高さを低くすることができ、その分、ガス処理塔の内部空間が上下方向に長くなって、その長くなった内部空間の有効利用が可能となる。 According to the sixth characteristic configuration of the present invention, in the first horizontal branch pipe, the center axis of the pair of left and right branch pipes is located above the center axis of the base pipe. The vertical height from the upper end of the base pipe of one horizontal branch pipe to the lower end of the downward pipe, in other words, the vertical height of the entire nozzle device arranged in the gas processing tower can be reduced. In addition, the internal space of the gas processing tower becomes longer in the vertical direction, and the extended internal space can be effectively used.
本発明の第7の特徴構成は、上記第1〜第6の特徴構成に加えて、前記ガス処理塔内のガスの平均流速が、乾燥状態の標準換算(0℃、1気圧)において0.6m/秒以下の緩い流れであり、前記ノズル装置が、その緩い流れのガス処理塔に配置されるものである。 In the seventh characteristic configuration of the present invention, in addition to the first to sixth characteristic configurations described above, the average flow velocity of the gas in the gas processing tower is 0. 0 in dry standard conversion (0 ° C, 1 atm). The flow rate is 6 m / second or less, and the nozzle device is arranged in the gas treatment tower of the gentle flow.
すなわち、ガス処理塔内のガスの平均流速が、乾燥状態の標準換算において0.6m/秒より速い場合は、充填材層を通過する際の圧力損失が大きく、そのため、充填材層によってガスが整流作用を受け、ノズル装置の構成の如何にかかわらず、ガスの流速分布において極端な偏流が生じることはない。
しかしながら、ガスの平均流速が0.6m/秒以下になると、充填材層を通過する際の圧力損失が少なくなるため、充填材層による整流作用を期待することができず、その結果、ノズル装置によってはガスの流速分布に極端な偏流が生じやすくなる。
That is, when the average flow velocity of the gas in the gas processing tower is faster than 0.6 m / sec in the standard conversion of the dry state, the pressure loss when passing through the filler layer is large, and therefore the gas is absorbed by the filler layer. Regardless of the configuration of the nozzle device, no extreme drift occurs in the gas flow velocity distribution due to the rectifying action.
However, when the average gas flow velocity is 0.6 m / sec or less, the pressure loss when passing through the filler layer is reduced, so that the rectifying action by the filler layer cannot be expected. As a result, the nozzle device In some cases, extreme drift tends to occur in the gas flow velocity distribution.
本発明の第7の特徴構成によれば、ガス処理塔内のガスの平均流速が、乾燥状態の標準換算(0℃、1気圧)において0.6m/秒以下の緩い流れであり、前記ノズル装置が、その緩い流れのガス処理塔に配置されるので、本発明によるノズル装置の特徴が顕著に現れ、充填材層による整流作用が期待できないにもかかわらず、ノズル装置そのものによって偏流の発生が抑制され、後述するシミュレーションからも明らかなように、ガスの流速分布は、ガス処理塔の全体にわたってより一層均一化される。 According to the seventh characteristic configuration of the present invention, the average flow velocity of the gas in the gas processing tower is a gentle flow of 0.6 m / sec or less in a standard conversion of dry state (0 ° C., 1 atm), and the nozzle Since the apparatus is arranged in the gas processing tower of the gentle flow, the characteristic of the nozzle apparatus according to the present invention appears remarkably, and the occurrence of drifting is generated by the nozzle apparatus itself even though the rectifying action by the filler layer cannot be expected. As is clear from the simulation described later, the gas flow velocity distribution is made more uniform throughout the gas processing tower.
本発明の第8の特徴構成は、上記第1〜第7の特徴構成に加えて、前記ガス処理塔が、燃料ガスから硫化水素を吸収除去する脱硫処理用の吸収塔であり、前記ノズル装置が、燃料ガスを送入するためにその吸収塔に配置されるものである。 According to an eighth feature of the present invention, in addition to the first to seventh features, the gas treatment tower is an absorption tower for desulfurization treatment that absorbs and removes hydrogen sulfide from a fuel gas, and the nozzle device However, it is arranged in the absorption tower for sending fuel gas.
本発明の第8の特徴構成によれば、ガス処理塔が、燃料ガスから硫化水素を吸収除去する脱硫処理用の吸収塔であり、前記ノズル装置が、燃料ガスを送入するためにその吸収塔に配置されることにより、燃料ガス中の硫化水素を良好に吸収除去することが可能となる。
すなわち、燃料ガスから硫化水素を吸収除去する場合、アンモニアなどの物質を吸収除去する場合に比べて、その吸収除去が比較的緩慢であり、そのため、吸収塔内における燃料ガスの流速を速くすることが困難となる。具体的には、乾燥状態の標準換算において0.6m/秒以下の緩い流れに設定することが多く、本発明によるノズル装置であれば、上記第7の特徴構成に関連して記述したように、たとえ0.6m/秒以下の緩い流れであっても、吸収塔の全体にわたって均一化された速度分布を現出することができ、その結果、燃料ガス中の硫化水素を良好に吸収除去することができる。
According to the eighth characteristic configuration of the present invention, the gas processing tower is an absorption tower for desulfurization treatment that absorbs and removes hydrogen sulfide from the fuel gas, and the nozzle device absorbs the fuel gas for feeding it in. By disposing in the tower, it is possible to absorb and remove hydrogen sulfide in the fuel gas satisfactorily.
That is, when absorbing and removing hydrogen sulfide from the fuel gas, the absorption and removal is relatively slow compared to when absorbing and removing substances such as ammonia, and therefore the flow rate of the fuel gas in the absorption tower is increased. It becomes difficult. Specifically, it is often set to a gentle flow of 0.6 m / second or less in standard conversion of the dry state, and the nozzle device according to the present invention is as described in relation to the seventh characteristic configuration. Even with a slow flow of 0.6 m / sec or less, a uniform velocity distribution can be obtained throughout the absorption tower, and as a result, hydrogen sulfide in the fuel gas can be absorbed and removed well. be able to.
本発明によるノズル装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
このノズル装置Nは、図1に示すように、充填塔、スプレー塔、吸収塔などのようなガス処理塔1の下方に配置されて、例えば、硫化水素(H2S)を含む燃料ガスから硫化水
素を除去する脱硫処理に使用される。
燃料ガスの脱硫処理用に使用される吸収塔1の場合、液体としての脱硫液を散布する液噴霧ノズル2が上方に配置され、液噴霧ノズル2の下方に充填材層3が、充填材層3の下方にノズル装置Nがそれぞれ配置されて、流入口4から流入される燃焼ガスをノズル装置Nの吹き出し口5から吹き出して吸収塔1内へ送入し、上方からの脱硫液と接触させて、脱硫液中に硫化水素を溶け込ませて吸収除去するように構成されている。
An embodiment of a nozzle device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the nozzle device N is disposed below a
In the case of the
そのノズル装置Nは、図2に示すように、燃料ガスをほぼ水平な横方向に通流させる基管6と、その基管6に連通されて燃料ガスをほぼ水平な横方向に通流させる左右一対の枝管8とからなるほぼT字状の横分岐管路Xを備え、基管6の出口に対面する枝管8の内面が、基管6からの燃料ガスを衝突させて左右の流れに分岐させる衝突分岐部7として機能するように構成されている。
つまり、横分岐管路Xは、燃料ガスを横方向に通流させる基管6と、基管6からの燃料ガスを衝突させて左右の流れに分岐させる衝突分岐部7と、その左右の流れに分岐された燃料ガスのそれぞれを横方向に通流させる左右一対の枝管8とを備えている。
なお、横分岐管路Xは、必ずしもT字状にする必要はなく、例えば、ほぼY字状にするなど種々の形状を採用することができる。
As shown in FIG. 2, the nozzle device N has a
That is, the lateral branch pipe X includes a
The horizontal branch pipe X does not necessarily have a T shape, and various shapes such as a substantially Y shape can be employed.
さらに、ノズル装置Nは、図3に示すように、横分岐管路Xの枝管8に接続されて燃料ガスをほぼ垂直な縦方向に通流させる上下一対の枝管10からなる縦分岐管路Yを備え、横分岐管路Xの枝管8の出口に対面する枝管10の内面が、枝管8からの燃料ガスを衝突させて上下の流れに分岐させる衝突分岐部9として機能するように構成されている。
つまり、縦分岐管路Yは、横分岐管路Xの枝管8からの燃料ガスを衝突させて上下の流れに分岐させる衝突分岐部9と、上下の流れに分岐された燃料ガスのそれぞれを縦方向に通流させる上下一対の枝管10とを備え、各枝管10には吹き出し口5が設けられている。
各枝管10に設けられる吹き出し口5は、上方への枝管10に設けられる上向き吹き出し口5aの開口面積が小で、下方への枝管10に設けられる下向き吹き出し口5bの開口面積が大に形成されている。
Further, as shown in FIG. 3, the nozzle device N is connected to the
In other words, the vertical branch pipe Y causes the
The
そして、ノズル装置Nは、横分岐管路Xを少なくとも3つ備え、流入口4から流入された燃料ガスは、少なくとも2回以上横方向に分岐されて吹き出し口5から吹き出されるように構成され、好ましくは、縦分岐管路Yも備えていて、その縦分岐管路Yが、横分岐管路Xの枝管8に接続されている。
例えば、図4および図5に示す実施形態では、横分岐管路Xを7つ備え、流入口4にひとつの第1横分岐管路X(図中、「A」で示す)の基管6が接続されて、その第1横分岐管路X(A)による基管6と左右一対の枝管8により1回目の分岐が形成され、その第1横分岐管路Xの枝管8の一方を基管6としてその基管6からのガスを左右に分岐して横方向に通流させる左右一対の枝管8を備えた第2横分岐管路X(図中、「B」で示す)を設けると共に、第1横分岐管路の枝管の他方を基管6としてその基管6からのガスを左右に分岐して横方向に通流させる左右一対の枝管8を備えた第3横分岐管路X(図中、「C」で示す)を備えた2回目の分岐を設け、さらに、第2横分岐管路Xの夫々の枝管8を基管6としてそれらの基管6からのガスを夫々左右に分岐して横方向に通流させる左右一対の枝管8を備えた第4と第5横分岐管路X(図中、「D」と「E」で示す)を設け、第3横分岐管路Xの夫々の枝管8を基管6としてその基管6からのガスを左右に分岐して横方向に通流させる左右一対の枝管8を備えた第6と第7横分岐管路X(図中、「F」と「G」で示す)を設けてある。
そして、このノズル装置Nは、縦分岐管路Yを合計8つ備えていて、各縦分岐管路Yが第4〜第7横分岐管路Xの枝管8に接続され、各枝管8からの燃料ガスをそれぞれ上下に分岐して上向き吹き出し口5aと下向き吹き出し口5bから吹き出すように構成されている。
The nozzle device N includes at least three lateral branch pipes X, and the fuel gas flowing in from the
For example, in the embodiment shown in FIG. 4 and FIG. 5, seven side branch pipes X are provided, and the
The nozzle device N includes a total of eight vertical branch pipes Y, and each vertical branch pipe Y is connected to the
したがって、この図4および図5に示す実施形態では、ノズル装置Nが7つの横分岐管路Xと8つの縦分岐管路Yを備え、流入口4から流入された燃料ガスは、横方向に3回分岐され、かつ、上下方向に1回分岐されて、縦分岐管路Yの上下の吹き出し口5a,5bから吹き出されることになる。
具体的には、流入口4からノズル装置Nへ流入された燃料ガスは、「A」で示す第1横分岐管路Xにおいてほぼ等量の2つの流れに分岐され、その分岐された燃料ガスのそれぞれが、「B」と「C」で示す第2と第3横分岐管路Xにおいてほぼ等量の2つの流れに分岐され、さらに、その分岐された燃料ガスのそれぞれが、「D」〜「G」で示す第4〜第7横分岐管路Xにおいてほぼ等量の2つの流れに分岐される。つまり、第4〜第7横分岐管路Xの枝管8には、流入口4から流入された燃料ガスのほぼ1/8の量の燃料ガスが流入される。
Therefore, in the embodiment shown in FIGS. 4 and 5, the nozzle device N is provided with seven horizontal branch pipes X and eight vertical branch pipes Y, and the fuel gas flowing in from the
Specifically, the fuel gas that has flowed into the nozzle device N from the
さらに、第4〜第7横分岐管路Xの各枝管8に流入された燃料ガスが、縦分岐管路Yの上向き吹き出し口5aと下向き吹き出し口5bから吹き出されて上方からの脱硫液と接触し、燃料ガス中の硫化水素が脱硫液に溶け込んで吸収塔1から排出され、つぎの処理が実行される。
そして、このような構成のノズル装置Nが、図5に示す吸収塔1の平面視において、断面円形のガス処理塔1の中心TLに対してノズル装置Nの全吹き出し口5a,5bの中心NLがノズル装置Nへの燃料ガスの流入口4側に片寄る位置に配置されている。
すなわち、ノズル装置Nの全吹き出し口5a,5bの中心NLが吸収塔1の中心TLと一致していると、全吹き出し口5a,5bから吹き出される燃料ガスの流速分布は、流入口4と反対の側へ少し片寄ることになるが、このような片寄りが補正されて、燃料ガスの流速分布は吸収塔1の全体にわたって均一化される。
Further, the fuel gas that has flowed into each
And the nozzle apparatus N of such a structure is the center NL of all the
That is, when the center NL of all the
〔別実施形態〕
つぎに、別の実施形態について説明するが、重複説明を避けるため、先の実施形態で説明した構成や同じ作用を有する構成については、同じ符号を付すことにより説明を省略し、主として先の実施形態と異なる構成について説明する。
[Another embodiment]
Next, although another embodiment will be described, in order to avoid redundant description, the description of the configuration described in the previous embodiment and the configuration having the same action is omitted by attaching the same reference numerals, and the previous implementation is mainly performed. A configuration different from the form will be described.
(1)先の実施形態では、ノズル装置Nが7つの横分岐管路Xを備え、燃料ガスが横方向に3回分岐されて吹き出される構成のものを示したが、横分岐管路Xを少なくとも3つ備え、横方向に少なくとも2回以上分岐されて吹き出される構成のものであれば、燃料ガスの流速分布の均一化を図ることができる。
また、ノズル装置Nが縦分岐管路Yを備え、燃料ガスが上向き吹き出し口5aと下向き吹き出し口5bから吹き出される構成のものを示したが、図6に示すように、縦分岐管路Yを使用せずに、横分岐管路Xの左右一対の枝管8に燃料ガスを下方へのみ通流させる下向き管路12を接続し、その下向き管路12の先端部に吹き出し口5を設けて実施することもできる。要するに、燃料ガスの吹き出し方向に関しては、少なくとも下方に吹き出すように構成すればよい。
(1) In the previous embodiment, the nozzle device N is provided with seven lateral branch lines X, and the fuel gas is branched three times in the lateral direction and blown out. The fuel gas flow velocity distribution can be made uniform if it is configured to be provided with at least three and branched and blown at least twice in the lateral direction.
In addition, the nozzle device N is provided with the longitudinal branch pipe Y, and the fuel gas is blown out from the
また、横分岐管路Xの枝管8に下向き管路12を接続する場合、図7に示すように、例えば、1本の斜め管13を介して枝管8と下向き管路12を接続し、枝管8からの燃料ガスの流れ(図中、矢印で示す)に垂直なガス衝突面12aが下向き管路12の内面に形成されるように構成することもできる。
このような構成であれば、枝管8からの燃料ガスは、ガス衝突面12aに衝突して分散しながら下方へ方向を変えて吹き出し口5から吸収塔1へ送入されることになり、その結果、吸収塔1内を上昇する燃料ガスの流速分布が、吸収塔1の全体にわたって均一化される。
なお、斜め管13は、下向き管路12の内面にガス衝突面12aを形成するためのものであるから、特に1本に限るものではなく、2本以上であってもよい。
Further, when connecting the
With such a configuration, the fuel gas from the
In addition, since the diagonal pipe |
このガス衝突面12aを備えた下向き管路12を有するノズル装置Nを使用すると、燃料ガスの流速分布が、吸収塔1の全体にわたって均一化されるのであるが、特に、乾燥状態の標準換算(0℃、1気圧)において0.6m/秒以下の緩い流れにおいて顕著な効果を期待することができる。
図8と図9は、従来のノズル装置(従来型ノズル)とガス衝突面12aを備えた下向き管路12を有するノズル装置N(本件ノズル)を使用した場合の塔内におけるガスの流速分布をシミュレーションした図である。
なお、従来型ノズルは、図14に示した従来のノズル装置において、吹き出し口5を4つ設けたものであり、図8と図9において、(イ)はその従来型ノズルの流速分布を示し、(ロ)は本件ノズルの流速分布を示す。そして、図中における数値は、塔内のガスの流速(m/秒)を示し、曲線は各流速における等速線を示す。
この図8と図9から、従来型のノズルでは、ガスの流速が塔の内壁に沿って極端に速くなり、塔の中心部と塔の内壁近傍との間で極端な偏流が生じているのに対し、本件ノズルでは、ガスの流速が塔の中心部から内壁近傍にわたって非常に均一化されていることが理解できる。
When the nozzle device N having the
FIG. 8 and FIG. 9 show the flow velocity distribution of gas in the tower when the conventional nozzle device (conventional nozzle) and the nozzle device N (the present nozzle) having the
The conventional nozzle is provided with four
From FIG. 8 and FIG. 9, in the conventional nozzle, the gas flow velocity becomes extremely fast along the inner wall of the tower, and an extreme drift occurs between the center of the tower and the vicinity of the inner wall of the tower. In contrast, in the present nozzle, it can be understood that the gas flow velocity is very uniform from the center of the tower to the vicinity of the inner wall.
また、ガス衝突面12aを備えた下向き管路12を有するノズル装置Nを使用する場合、図10に示すように、横分岐管路Xにおいて、その左右一対の枝管8の中心軸L8が基管6の中心軸L6よりも上方に位置するように構成することができる。
このように構成すれば、横分岐管路Xの基管6の上端から下向き管路12の下端に至るまでの上下高さ、つまり、ノズル装置Nの全体の上下高さを低くすることができ、その分、吸収塔1の内部空間が上下方向に長くなって、その長くなった内部空間の有効利用が可能となる。
Further, when the nozzle device N having the
If comprised in this way, the vertical height from the upper end of the
(2)先の実施形態では、横分岐管路Xの基管6と枝管8および縦分岐管路Yの枝管10の管径をほぼ同一に構成した例を示したが、図11に示すように、各管6,8,10の管径を流入口4側ほど大径で、吹き出し口5側ほど小径に構成し、例えば、各管6,8,10内を通流する燃料ガスの流速が、流入口4から吹き出し口5までほぼ等速になるように構成することもできる。
その場合、図12に示すように、縦分岐管路Yが接続される横分岐管路Xの枝管8については、垂直方向の下方内面を水平にし、上方内面側を絞って管径を小径にするのが好ましい。なぜなら、上向き吹き出し口5aから水が流入した場合、枝管8内に滞留するのを防止し、下向き吹き出し口5bからの流出を容易にするからである。
(2) In the previous embodiment, an example in which the pipe diameters of the
In that case, as shown in FIG. 12, for the
1 ガス処理塔としての吸収塔
5 吹き出し口
5a 上方への吹き出し口
5b 下方への吹き出し口
6 横分岐管路の基管
8 横分岐管路の枝管
10 縦分岐管路の枝管
12 下向き管路
12a ガス衝突面
N ノズル装置
X 横分岐管路
Y 縦分岐管路
L6 横分岐管路の基管の中心軸
L8 横分岐管路の枝管の中心軸
DESCRIPTION OF
Claims (8)
流入口から流入されるガスを横方向に通流させる基管と、その基管からのガスを左右に分岐して横方向に通流させる左右一対の枝管とからなる第1横分岐管路によって形成される1回目の分岐を設け、
前記第1横分岐管路の全ての枝管夫々を基管としてそれらの基管からのガスを夫々左右に分岐して横方向に通流させる各々左右一対の枝管を備えた各横分岐管路からなる2回目の分岐を設けて、
前記第1横分岐管路の基管からのガスを少なくとも2回以上横方向に分岐して吹き出し口から少なくとも下方に吹き出すように構成してあるノズル装置。 A nozzle device disposed below a gas processing tower for injecting gas from below and contacting the liquid from above;
A first horizontal branch pipe composed of a base pipe through which the gas flowing in from the inflow port flows in the horizontal direction and a pair of left and right branch pipes that branch the gas from the base pipe to the left and right to flow in the horizontal direction Providing a first branch formed by
Each horizontal branch pipe provided with a pair of left and right branch pipes each branching left and right to let the gas from the respective branch pipes flow laterally by using all branch pipes of the first horizontal branch pipes as base pipes. Set up a second branch consisting of roads,
A nozzle device configured to branch the gas from the base pipe of the first horizontal branch pipe line in the horizontal direction at least twice and blow out at least downward from the blowout port.
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