JPH037411B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は排ガス洗浄装置ならびにこの装置によ
る排ガス洗浄方法に関る。 従来、有害物質を含む排ガスは構造が比較的簡
単であり、ガス洗浄性能が安定しているというこ
とで多孔板塔が多用されてきた。 化学工学上に言う多孔板塔とは、ガスを細孔を
通して、洗浄液中に気泡として分散させ、気液接
触効果を上げようとするもので、孔径が大きくな
ると気泡径が大きくなり、気液接触面積の増大を
阻害する。又、開孔率がある限度以上を越えると
液層の破壊のために、気泡の生命期間（存在期
間）が短くなり気液接触性が低下する。このため
に、この種の多孔板としては一般に孔径３〜６
mm、開孔率５〜15％の範囲のものが用いられてい
る。 近接技術として特開昭51−105680号の除塵装置
は搭の最上段に供給した洗浄液は作動中、上段側
からダウンカマー（溢流管）を径て下段に流下
し、孔部においてはガスのみが下から上方に向つ
て流入し、孔部上で気液接触させるもので洗浄液
が孔部を伝つて流下しないように構成したもので
ある。 この除塵装置は半導体工場のエツチングその他
の製造工程からの排ガス処理によく用いられてい
るが、この排ガス中には塩化水素その他の有毒ガ
スの他にシリカSiO₂のような粉塵を多量に同伴
含塵することが多い上、洗浄液として地下水を用
いることが多いことからシリカ結晶の成長や大量
の藻の発生がしばしば見られ、運転中に前記多孔
板の孔が閉塞するという点があつた。 この閉塞の対策として各多孔板の下に上向きに
スプレーノズルを配し、常時、多孔板下面を洗浄
する手段が構じられたが、多孔板裏面への付着は
防止できるが多孔板上面へのシリカや藻の堆積に
よる閉塞に対しては効果的ではなかつた。また、
多孔板塔の圧力損失は多孔板上の液層及び孔をガ
ス通過する際の抵抗に支配されるため、塔内風速
がある一定限度以上になると圧力損失が急激に増
大し、フラツデイングを生じるので、前記多孔板
のように孔経及び開孔率が小さい場合、動力損出
及び性能面より塔内風速を１〜２ｍ／secの抑制
せざるを得ず、したがつて塔所要断面積も大きく
なり、設置スペースも広く要した。 本発明は上述の問題点に鑑み完成されたもの
で、多孔板塔式排ガス洗浄装置の多孔板の孔の目
詰りがおこらず、高塔内風速で動力損失が少な
く、除塵効果が高く、しかも設置スペースも少な
くすむ排ガス洗浄装置ならびに同装置を用いた排
ガス洗浄方法を提供しようというものである。 以下、本発明の構成を図面により説明する。 第１図は本発明排ガス洗浄装置の一実施例を示
す断面図、第２図は同装置に使用するオリフイス
板の一例を示す一部切欠平面図である。 図面において１は送風機であつて、これにより
排ガスがダクト２を通つて塔内に圧送分散されて
送入される。このダクトはガスが塔内に分散しや
すいように出口を下向にしておくことが望まし
い。３は十字孔４が多数穿設されたオリフイス板
であつて、塔内の上部と下部の間に少なくとも二
段以上配設されている。 又、５はポンプ６により圧送される洗浄液を塔
内のオリフイス板上へ流下させるパイプであり、
同パイプには適宜間隔を以つて洗浄液の送入口７
が設けられている。８はオリフイス板の十字孔を
通過したミストを除去するためのミストキヤツチ
ーで上記パイプの上方に配設されている。 尚、９はミストが除去され浄化されたガスを配
設するための排突であり、１０はガス流出口、１
１はタンク仕切板１２が取付けられたパイプであ
り、該パイプよりタンク１３経て洗浄液は再循環
される。ここで十字孔は１個当りの孔面積は150
〜700mm、オリフイス板に対する開孔率が20〜40
％であることが必要で、オリフイス板の段間隔は
150〜300mmであり、これらの限定は次の理由によ
る。 まず、オリフイス板の孔形状を丸形状ではなく
十字形状とした理由は丸形孔のように整流的なガ
スの流れではなく、形状に基づくレイノズル数の
増大による乱流的なガスの流れ及び周長が長くと
れることによる気液接触面積の増大により気液接
触がきわめて効果的におこなわれることと共に丸
形孔くらべて液ガスの乱れが著しくなることから
孔周辺が強く洗い流されるため、粉塵の付着や反
応生成物の成長を防ぐことができ、孔を閉塞させ
ることなく運転が維持できるからである。 次に十字孔の１個当りの孔面積を150〜700mm²と
した理由は孔面積が150mm²以下であると液流下が
少なくなり、フラツデイングが生じ、安定した運
転がきなくなり、また700mm²以上であると、オリ
フイス板上に液が保持されず、気液接触機能が保
たれなくなるからである。 また、オリフイス板に対する開孔率を20〜40％
とした理由はガス１m²に対し１の洗浄液を流し
有効ガス速度を2.5ｍ／secとし、孔面積を500mm²
の条件に運転した場合、開孔率が20％以下になる
と、大巾に圧力損失が増加し、また、40％以上で
はオリフイス板上に洗浄液を保持できなくなるか
らである。 更にオリフイス板の段間隔を150〜300mmにする
理由は有効ガス速度を2.5ｍ／secとしガス１m³に
対し１の洗浄液を流し開孔率を30％とし、孔面
積を500m²とした条件にて運転した場合、段間隔
を150mm以下にした時は圧力損失が大巾に増加し、
300mm以上では洗浄効率が大巾に低下するため実
用上好ましくないからである。ところで本発明に
おいて有効ガス速度とは装置内に十字孔を有する
オリフイス板を配置する場合、本体内部にオリフ
イス板を支持するための補助板としてリング状受
を取り付けるため、このリング状受部分ではガス
が通過せずリング状受の内側のオリフイス板の全
面積を通過するガス速度を意味し、この有効ガス
速度が圧力損失や洗浄効率に影響を与える。 以上述べた通り構成される排ガス洗浄装置は塔
体上部より有効ガス速度２〜３ｍ／secで排ガス
を送入し、塔体上部より排ガス１m²に対し0.5〜
1.5の割合で供給し、前記オリフイス板上で気
液接触させて排ガス洗浄をおこなう。 ここで有効ガス速度２〜３ｍ／secで排ガスを
送入する理由はガス１m²に対し１の洗浄液を流
し、孔面積を500mm²とし、開孔率30％とした場合、
有効ガス速度が２ｍ／sec以下では液流下が著し
くなりオリフイス板に洗浄液を保持できず、洗浄
効率が悪く、３ｍ／sec以上では液を同伴上昇さ
せフラツデイングを生じ洗浄液がオリフイス板上
に多量に滞留するため圧力損失が増加するためで
ある。 また、排ガス１m²に対し0.5〜1.5の割合で洗
浄液を供給する理由は0.5以下であればオリフ
イス板上洗浄液の絶対保持量が少なくなり気液接
触が期待できず1.5以上であれば絶体保持量が
多くなりすぎて流下よりもオリフイス板上に滞留
液が増加する現象を生じるからである。 このように本発明排ガス洗浄装置を所定条件下
で用いると、塔体上部から供給された洗浄液はオ
リフイス板の表面上に保持されるが十字孔を伝つ
て流下するときに、塔体下部より送入されオリフ
イス板の十字孔通過時に10ｍ／sec前後の超乱流
状態となる排ガスと接触し、激しい撹乱、すなな
わち、ベンチユリースクラバーに似た原理により
洗浄液は分散される。分散された洗浄液の一部オ
リフイス板上で排ガスの上昇気流に同伴上昇し混
流状態で激しく気液接触が行なわれる。他の一部
は孔周囲から液滴として下段に落下する。この場
合、排ガスに含まれる微粒粉塵、たとえばSiO₂
のごときが混在していても凝集する前に洗浄液に
捕捉され洗浄液とともに流下し、塔底部に集積さ
れることになる。 次に本発明の実施例らびに比較例について説明
する。 実施例 排ガス洗浄装置の塔体本体の外径はφ600丸で
十字孔を設けたオリフイス板の開孔率30％とし、
孔面積（孔１ケ当り）500mm、オリフイス板の段
間隔200mmで配置し、下表に掲げた種類のガス１
m²に対し、同じく下表に掲げた種類の洗浄液を
1.0の割合で塔内に供給し、前記ガスを有効ガ
ス速度2.5ｍ／secで流した場合、下表に示す結果
が得られた。

【表】 上記の結果から明らかなようにHClなど有害な
ガスは処理前（入口濃度）に比べ処理後（出口濃
度）にはHClなどがきわめて効率よく洗浄除去さ
れており、本発明の排ガス洗浄効果が大きいこと
がわかる。 比較例 １ 本発明排ガス洗浄装置を第１図に示すような型
（塔体本体の外径を600mmとする）とし、これに開
孔率20％、孔面積（孔１ケ当り）を314mm²とした
十字孔の穿設されたオリフイス板を２段（段間隔
200mm）配置したものを用意し、入口濃度50ppm
のガス（cl₂ガスあるいはSO₂ガス）を有効ガス速
度２ｍ／secで塔内に送入し、洗浄液として５％
NaOHを用い、洗浄液／ガス比1.0／m²の条件
でガス除去効率を調べた。 また、上述装置において十字孔を設けたオリフ
イス板の代わりに、これと同開孔率、同孔面積の
丸孔（直径20mm）を設けた多孔板を用いて他は同
一条件としてガス除去効率を調べた。結果は下表
のとおりである。

【表】 上記の結果から本発明装置において十字孔が設
けられたオリフイス板を用いれば、丸孔の多孔板
を用いる場合に比べてガス除去効率が優れている
ことがわかる。 比較例 ２ 本発明装置において開孔率30％、孔面積（孔１
ケ当り）500mm²の十字孔オリフイス板２段を用い、
ガス１m²に対し、１の洗浄液を流し、有効ガス
速度のみを０〜４ｍ／secの範囲で変化させた場
合のオリフイス板２段の圧力損失の変化を測定し
た。比較として、上記装置において十字孔オリフ
イス板に代えて開孔率14％、孔面積７m²（孔径３
mm）の従来の溢流管を有する丸孔多孔板２段を用
いて同条件で圧力損失の変化を測定した。これら
の測定結果を第２図にグラフ化した。図において
Ａは十字孔オリフイス板を用いた場合、Ｂは従来
の多孔板を用いた場合のそれぞれ圧力損失の変化
状態を示す。この結果から明らかなように十字孔
オリフイス板を用いた本発明装置の場合従来の多
孔板を用いた装置に比べ高風速域で圧力損失が低
い状態で運転可能、つまり、より迅速で能率的に
排ガスの洗浄除去をおこないうることが明らかで
ある。 以上のように本発明排ガス洗浄装置ならびに排
ガス洗浄方法によると、塔上部より装置内に供給
された洗浄液は塔内に水平に配置されたオリフイ
ス板に設けた十字孔より下部へ自然流下するよう
な構造にしたので、従来のこの種装置のようにダ
ウンカマー（溢流管）は必要ではなく、構造が簡
単で製作面でのメリツトが大きい。 また、オリフイス板に設けた十字孔の周囲は常
に洗浄液で洗い流されるため、孔周辺部へのガス
中の粉塵（SiO₂など）の付着や反応生成物の成
長を防ぐことができ、十字孔が閉塞されることが
なく装置の運転に支障が生じることがない。また
前掲比較例１から明らかなように十字孔オリフイ
ス板を用いた場合は丸孔多孔板を用いた場合に比
べて有害ガス除去性能も高い。 更に前掲比較例２から明らかなように、塔内へ
の有効ガス速度が高くても圧力損失が少なくてす
むという特徴をもつので、少ない消費動力で安定
した高い排ガス洗浄除去効果が得られ、しかも設
置スペースも少なくて済む等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明排ガス洗浄装置の一実施例を示
す断面図、第２図は同装置に使用するオリフイス
板の一例を示す一部切欠平面図、第３図は本発明
装置による塔内の圧力損失の変化を示すグラフで
ある。 １……送風機、２……ダクト、３……オリフイ
ス板、４……十字孔、５……パイプ、６……ポン
プ、７……洗浄液の送入口、８……ミストキヤツ
チー、９……排突、１０……ガス流出口、１１…
…パイプ、１２……タンク仕切板、１３……タン
ク、Ａ……十字孔オリフイス板２段を用いた場合
の塔内の圧力損失の変化を示す。Ｂ……従来の多
孔板２段を用いた場合の塔内の圧力損失の変化を
示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 塔体の下部にガスの送入口と洗浄液の流出口
   を設け、塔体の上部にガスの流出口と洗浄液の送
   入口を設け、上部と下部の間に、１個当りの孔面
   積を150〜700mm²とした開孔率20〜40％の十字孔を
   有するオリフイス板を段間隔150〜300mmで２段以
   上配設したことを特徴とする排ガス洗浄装置。 ２ 塔体の下部にガスの送入口と洗浄液の流出口
   を設け、塔体の上部にガスの流出口と洗浄液の送
   入口を設け、上部と下部の間に、１個当りの孔面
   積を150〜700mm²とした開孔率20〜40％の十字孔を
   有するオリフイス板を段間隔150〜300mmで２段以
   上配設した排ガス洗浄装置を用い、塔体下部より
   有効ガス速度２〜３ｍ／secで排ガスを送入し、
   塔体上部より排ガス１m³に対し0.5〜1.5の割合
   で洗浄液を供給し、前記オリフイス板上で気液接
   触させることを特徴とする排ガス洗浄装置。