專利名稱：廢氣處理塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及配備于各種設(shè)備和鍋爐等的廢氣處理塔。
背景技術(shù)：
為了除去各種設(shè)備和鍋爐的廢氣中所含的硫氧化物(SO2)，采用了氣液接觸方式的廢氣處理塔。
作為該廢氣處理塔，有所謂液柱式的處理塔，將硫氧化物的吸收液朝上方以柱狀噴出(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。如圖31或圖32所示，在這種液柱式的廢氣處理塔1中，從形成于下部側(cè)面的導(dǎo)入口2導(dǎo)入廢氣，并通過在廢氣流向上方的排出口3期間與以柱狀噴出的液柱C接觸，使廢氣中所含的硫氧化物被除去。
在這種液柱式的廢氣處理塔1中，與液柱C接觸而從排出口3排出的廢氣中含有微細(xì)的液滴(一般將其稱作薄霧)，為了吸收該液滴，在排出口3上設(shè)有消除器5和薄霧消除器6。
專利文獻(xiàn)1實開昭59-53828號公報(圖1)在這種液柱式廢氣處理塔1中，為提高廢氣的處理效率(單位時間的處理量)，需要使裝置大型化，或提高廢氣的流速。
但是，當(dāng)然不希望設(shè)備大型化的情況出現(xiàn)。因此，若研究將廢氣的流速提高到現(xiàn)狀以上的方案，則如圖9所示，在現(xiàn)有的廢氣處理塔1中提高到某一值以上的流速，會出現(xiàn)通過液柱C無法除盡硫氧化物，廢氣會直接穿透，因而很難提高處理效率等問題。
此外，例如在圖32所示的構(gòu)成中，會出現(xiàn)通過薄霧消除器6無法充分回收廢氣中的液滴，而液滴與廢氣一同穿過薄霧消除器6而排出等問題。
其中，廢氣在從下方流向上方的過程中應(yīng)與液柱C進(jìn)行氣液接觸，但由于該廢氣流向而在液柱C附近產(chǎn)生的液滴受到朝向上方的阻力。并且，由于與液滴重量(直徑)相應(yīng)的重力與流向上方的廢氣導(dǎo)致的阻力(空氣阻力)的平衡，某一定程度以上的重量(直徑)的液滴隨著廢氣的流向上升至廢氣處理塔1內(nèi)，移向薄霧消除器6。
此時，若廢氣的流速加快，與此相應(yīng)，上升至廢氣處理塔1內(nèi)的液滴的直徑的上限值也會變大，且作為整體上升的液滴的量也增加。于是，在薄霧消除器6中增加了必須收集的液滴量，吸附在薄霧消除器6的收集板6a的表面的液體量也有所增加。
另一方面，由于廢氣的流速逐漸提高，所以吸附于收集板6a表面的液體再次被廢氣飛散開，其結(jié)果，導(dǎo)致液體穿過薄霧消除器6。
此外，在設(shè)計廢氣處理塔1時，設(shè)定正常運轉(zhuǎn)時的廢氣的流速，基于該設(shè)定的廢氣的流速，求出與廢氣一同上升至廢氣處理塔1內(nèi)的液滴的直徑，將薄霧消除器6設(shè)計為可確實地收集所求直徑的液滴。
但是，在廢氣處理塔1中，廢氣的流向并不均勻，而因各種原因而形成非正常的流向，流速也隨著位置而不同。因此，實際上還存在廢氣以流速大于設(shè)計時設(shè)定的正常運轉(zhuǎn)時的流速而流過的區(qū)域。由此，在該區(qū)域中大至設(shè)計時假設(shè)值以上的直徑的液滴與廢氣一同上升而傾向于薄霧消除器6，其結(jié)果，與上述一樣，液體不能被薄霧消除器6收集，而直接穿過。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明基于這種技術(shù)問題而提出，其目的在于，通過將廢氣的流速提高到現(xiàn)有值以上，提高廢氣的處理效率等。
此外，其目的在于，提供一種廢氣處理塔，可確實地回收液體。
為達(dá)成這種目的，本發(fā)明者們進(jìn)行了勤奮地研究，得到如下的結(jié)果。
在廢氣處理塔1內(nèi)部設(shè)有多個噴出液柱C的噴嘴4，但從各噴嘴4以柱狀噴出的液體由于從頂點向外方擴散而落下，所以在多個噴嘴4噴出的液柱C之間產(chǎn)生同一平面內(nèi)的液體的疏密現(xiàn)象。從下方流向上方的廢氣通過與該液柱C及其周圍飄浮的液滴接觸，理應(yīng)除去硫氧化物，但通過與該液柱C和液滴接觸，受到與流向相反的阻力。還推測若廢氣的流速提高，會出現(xiàn)在相互鄰近的噴嘴4、4之間的液體存在狀態(tài)為稀疏的部分受到來自液柱C和液滴的阻力不足，其結(jié)果，廢氣會直接穿過，而無法除盡硫氧化物等現(xiàn)象。
因此構(gòu)成的本發(fā)明的廢氣處理塔，具備塔主體，將從下方導(dǎo)入的廢氣向上方排出，其特征在于，在塔主體內(nèi)具備第一物質(zhì)除去部，通過從下方至上方以柱狀噴出而產(chǎn)生液柱，通過液柱與廢氣接觸而除去廢氣中所含的物質(zhì)；和第二物質(zhì)除去部，設(shè)在不同于第一物質(zhì)除去部中產(chǎn)生的液柱的區(qū)域，通過使液柱與廢氣接觸，除去廢氣中所含的物質(zhì)。
在這種廢氣處理塔中，氣體被從塔主體下方導(dǎo)入，在第一物質(zhì)除去部，通過與液柱接觸，而除去廢氣中所含的物質(zhì)；并且在設(shè)在不同于第一物質(zhì)除去部產(chǎn)生液柱的區(qū)域的第二物質(zhì)除去部，通過與液體接觸，而除去排氣中所含的物質(zhì)。
這種廢氣處理塔特別適合于，在塔主體的側(cè)面，比第一物質(zhì)除去部和第二物質(zhì)除去部偏下方的位置形成了廢氣的導(dǎo)入口類型。
其中，第二物質(zhì)除去部應(yīng)設(shè)在不同于第一物質(zhì)除去部中產(chǎn)生液柱的區(qū)域，但具體講，在塔主體內(nèi)，可設(shè)在液柱的上方、下方的任意一處或上下兩處。
此外，作為第二物質(zhì)除去部，可具備噴嘴，通過以傘狀噴出液體，產(chǎn)生液膜。該噴嘴優(yōu)選配備多個，進(jìn)而，優(yōu)選配置成從噴嘴產(chǎn)生的液膜與相鄰的其他噴嘴產(chǎn)生的液膜無間隙地重疊。且，從噴嘴噴出的液體可通過泵加壓。
然而，噴嘴優(yōu)選設(shè)在第一物質(zhì)除去部輸送用于產(chǎn)生液柱的液體的配管上。由此，可在第一物質(zhì)除去部與第二物質(zhì)除去部中共用配管。其結(jié)果，可將塔主體內(nèi)開口率的減小抑制到最小限。
作為第二物質(zhì)除去部，可具備碰撞部件，使從第一物質(zhì)除去部中產(chǎn)生的液柱或噴嘴產(chǎn)生的液膜下落的液體通過碰撞來產(chǎn)生液滴。其中，碰撞部件應(yīng)能夠使從噴嘴產(chǎn)生的液膜落下的液體通過碰撞而產(chǎn)生液滴，但就在這種情況下，作為第二物質(zhì)除去部可具備噴嘴和碰撞部件雙方。且，也可以通過僅有從第一物質(zhì)除去部中產(chǎn)生的液柱落下的液體碰撞而產(chǎn)生液滴，在這種情況下，作為第二物質(zhì)除去部僅具備碰撞部件。
此外，碰撞部件的構(gòu)成還可是具有向塔主體上下方向延伸的壁面，使通過碰撞部件產(chǎn)生的液滴借助于與壁面間的摩擦力而保持在壁面附近。
如上述的廢氣處理塔，其特征在于，還可具備塔主體，將從下方導(dǎo)入的廢氣向上方排出；在塔主體內(nèi)的液柱產(chǎn)生部，為通過與廢氣接觸而除去該廢氣中所含的物質(zhì)，通過將液體從下方向上方以柱狀噴出而產(chǎn)生液柱；以及液滴-液膜產(chǎn)生部，為通過與廢氣接觸而除去該廢氣中所含的物質(zhì)，在不同于液柱的區(qū)域產(chǎn)生液滴和/或液膜。
此外，本發(fā)明的廢氣處理塔，具備將從下方導(dǎo)入的廢氣向上方排出的塔主體，其特征在于，在塔主體內(nèi)，具備液體供給部，供給液體，通過與廢氣接觸而除去廢氣中所含的物質(zhì)；第一液滴收集部，設(shè)在相對液體供給部的廢氣的流向下游側(cè)，收集與液體接觸的廢氣中所含的液滴；以及第二液滴收集部，設(shè)在相對液體供給部的廢氣的流向下游側(cè)，且比第一液滴收集部偏上的上游側(cè)，收集廢氣中所含液滴中大于第一液滴收集部中收集的液滴的液滴。
這種廢氣處理塔可以為任意形式的構(gòu)成，但例如可優(yōu)選采用所謂液柱方式，即在液體供給部中通過將液體以柱狀從下方向上方噴出而產(chǎn)生液柱，借助于使氣體與液柱接觸而除去廢氣中所含的物質(zhì)。
根據(jù)在第一液滴收集部的上游側(cè)具備第二液滴收集部，在上游側(cè)的第二液滴收集部收集大于第一液滴收集部所收集的液滴的液滴。由此，在下游側(cè)的第一液滴收集部收集小于第二液滴收集部所收集的液滴的夜滴。
作為具體的構(gòu)成，優(yōu)選使第一液滴收集部具備多張第一收集板，相對廢氣的流向傾斜，以規(guī)定間距排列；使第二液滴收集部具備多張第二收集板，相對廢氣的流向傾斜，以大于第一收集板的規(guī)定間距排列。
其中，第二收集板的間距可基于塔主體內(nèi)的廢氣的通常運轉(zhuǎn)時流速而設(shè)定。例如，在塔主體內(nèi)通常運轉(zhuǎn)時，將廢氣的流速設(shè)為5m/s的情況下，優(yōu)選將第二收集板的傾斜角被設(shè)為28°，將間距被設(shè)為100～150mm。在這種情況下，可由第二收集板收集粒徑大致為3mm以上的夜滴。且，在這種情況下，第一收集板的間距優(yōu)選被設(shè)定為40～60mm。
此外，第二收集板的間距也可基于塔主體內(nèi)的廢氣的最大流速而進(jìn)行設(shè)定。由此，也可與在塔主體內(nèi)廢氣的流向為非正常等的情況相對應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明，提高氣液的接觸效率而能夠提高廢氣的處理效率，通過將廢氣的流速提高到現(xiàn)有值以上，可提高廢氣處理塔的性能，即能發(fā)揮等同性能又能對廢氣處理塔進(jìn)行小型化。
此外，根據(jù)本發(fā)明，通過設(shè)置液滴消除器，可提高廢氣的流速，或即使在想象外存在廢氣流速很高的區(qū)域等情況，也可確實地回收液體。


圖1是表示有關(guān)第一實施方式的廢氣處理塔的構(gòu)成的剖視圖。
圖2是液滴產(chǎn)生部件的透視圖。
圖3是表示液滴產(chǎn)生部件中的液滴產(chǎn)生過程的剖視圖。
圖4是表示有關(guān)第一實施方式的廢氣處理塔的變形例的剖視圖。
圖5是表示有關(guān)第二實施方式的廢氣處理塔的構(gòu)成的剖視圖。
圖6是表示有關(guān)第二實施方式的廢氣處理塔的變形例的剖視圖。
圖7是表示有關(guān)第三實施方式的廢氣處理塔的構(gòu)成的剖視圖。
圖8是表示有關(guān)第三實施方式的廢氣處理塔的變形例的剖視圖。
圖9是表示為評價本發(fā)明的廢氣處理塔的性能而進(jìn)行的試驗的結(jié)果的圖，表示氣體流速與塔出口的硫氧化物濃度之間的關(guān)系的圖。
圖10是表示液體的單位流量和氣體流速的關(guān)系的圖。
圖11是表示液體的單位流量和脫硫率的關(guān)系的圖。
圖12是表示第四實施方式的廢氣處理塔的構(gòu)成的剖視圖。
圖13是表示噴霧噴嘴的設(shè)置例的圖，(a)為主視圖，(b)為(a)的向視剖視圖。
圖14是表示噴霧噴嘴的另一設(shè)置例的圖，(a)為主視圖，(b)為(a)的向視剖視圖。
圖15是表示噴霧噴嘴的又一設(shè)置例的圖，(a)為主視圖，(b)為(a)的向視剖視圖。
圖16是表示為比較本實施方式中的廢氣處理塔和第二實施方式中的廢氣處理塔的性能而進(jìn)行的試驗的結(jié)果的圖，表示單位循環(huán)流量與脫硫率之間的關(guān)系。
圖17是表示氣體流速與壓力損失之間關(guān)系的圖。
圖18是在廢氣處理塔的導(dǎo)入口附近設(shè)有傾斜面的情況的例。
圖19是在廢氣處理塔內(nèi)設(shè)有整流板的情況的例。
圖20是表示為評價在設(shè)有傾斜面和整流板時的性能而進(jìn)行的試驗的結(jié)果的圖，(a)是表示液體的單位流量和脫硫率之間的關(guān)系的圖，(b)是表示氣體流速與脫硫率之間關(guān)系的圖。
圖21是表示廢氣處理塔的構(gòu)成的剖視圖。
圖22是表示液滴消除器的構(gòu)成的圖，(a)為俯視圖，(b)為縱剖視圖。
圖23是表示液體采用石灰水而改變了收集板的間隔時的廢氣流速與收集臨界液滴直徑的關(guān)系的圖。
圖24是表示在求出廢氣流速與收集臨界液滴直徑的關(guān)系時所用的收集板的形狀的圖。
圖25是表示液體采用水時的、改變收集板的間隔時的廢氣流速與收集臨界液滴直徑的關(guān)系的圖。
圖26是表示在設(shè)定為不同于圖23形狀的收集板的情況下，液體采用石灰水而改變收集的間隔時的廢氣流速與收集臨界液滴直徑的關(guān)系的圖。
圖27是表示在液體采用水而改變收集板間隔時的廢氣流速與收集臨界液滴直徑的關(guān)系的圖。
圖28是表示薄霧消除器與液滴消除器中液滴直徑和收集效率之間關(guān)系的圖。
圖29是表示本實施方式所示的構(gòu)成中的實驗結(jié)果的圖，且是表示入口薄霧濃度與出口薄霧濃度關(guān)系的圖。
圖30是表示壓力損失的圖。
圖31是表示現(xiàn)有的廢氣處理塔構(gòu)成的剖視圖。
圖32是表示現(xiàn)有的廢氣處理塔的另一構(gòu)成的剖視圖。
具體實施例方式
以下，基于附圖所示的實施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
(第一實施方式)圖1為用于說明本實施方式中的廢氣處理塔10A的構(gòu)成的剖視圖。
如該圖1所示，廢氣處理塔10A，塔主體11例如為剖視為矩形的筒狀，其底部被底板12堵塞，在上部形成了開口部13。且，在塔主體11的下部側(cè)面開口而形成了導(dǎo)入口14，用于將廢氣導(dǎo)入塔主體11內(nèi)。
在塔主體11內(nèi)設(shè)有具備多個噴嘴15的配管16。通過泵17吸上蓄留于塔主體11底部的液體，供給配管16。噴嘴15為將液體向上方以柱狀噴出的部件，這些個噴嘴15以適當(dāng)設(shè)定的間隔進(jìn)行配置，使得從相互鄰近的噴嘴15向上噴出的液柱C之間產(chǎn)生間隙。
在本實施方式中，在廢氣處理塔10A的塔主體11的比噴嘴15偏下方且比導(dǎo)入口14偏上方的部分設(shè)有液滴產(chǎn)生部件20。
如圖2和圖3所示，該液滴產(chǎn)生部件20為被稱作網(wǎng)格等的部件，具有將相互正交的分別以規(guī)定間隔配置的縱板部(碰撞部件)21和橫板部(碰撞部件)22相互正交地組合的形狀，作為整體形成了格子狀?？v板部21、橫板部22分別形成了其上表面21a、22a具有規(guī)定寬度的平面。且，縱板部21、橫板部22具有規(guī)定的高度，由此，在被相互鄰近的縱板部21、21和橫板部22、22圍住的部分形成了空間S。
具有上述構(gòu)成的廢氣處理塔10A中，從噴嘴15向上噴出的液體形成液柱C，下落到下方。并且，下落的液體與液滴產(chǎn)生部件20的上表面21a、22a碰撞，形成微細(xì)的液滴M。
這樣，產(chǎn)生的液滴M若是通常應(yīng)直接飄浮而下落，但在液滴產(chǎn)生部件20上形成多個的空間S內(nèi)，借助于縱板部21、橫板部22的壁面的摩擦力，保持比通常更長時間地飄浮于空間S內(nèi)的狀態(tài)。而且，該現(xiàn)象與流體的流速因和壁面的摩擦力而越接近沿著流向的壁面附近就越小的現(xiàn)象相同，可容易理解。
然后，液滴下落到廢氣處理塔10A內(nèi)，蓄留在底部。
另一方面，從導(dǎo)入口14大致沿著水平方向?qū)氲膹U氣在廢氣處理塔10A內(nèi)改變方向，流向上方。并且，作為第一物質(zhì)除去部，通過與從噴嘴15向上方噴出的液柱C接觸，廢氣中的硫氧化物被液體吸收，并從上部的開口部13排出。還在作為第二物質(zhì)除去部的液滴產(chǎn)生部件20的部分，也通過與上表面21a、22a碰撞而產(chǎn)生，并保持于空間S而飄浮的微細(xì)的液滴M接觸，吸收廢氣中的硫氧化物。
再者，如圖1所示，在廢氣處理塔10A內(nèi)的上部設(shè)有消除器18，通過該消除器18除去-回收殘存于廢氣中的微細(xì)的液滴M。
如上所述，在廢氣處理塔10A中，通過配備液滴產(chǎn)生部件20，不僅能對液柱C，還能在液滴產(chǎn)生部件20附近產(chǎn)生液滴而飄浮。由此，可在廢氣處理塔10A內(nèi)在以往不存在液體的區(qū)域存在液滴M。其結(jié)果，可提高硫氧化物的除去性能。
此外，廢氣在與液柱C和液滴M接觸時應(yīng)受到阻力，但與現(xiàn)有的僅有液柱C的情況相比，作為整體又增大了與液滴M存在量相應(yīng)的阻力，從而可提高氣液的接觸效率。其結(jié)果，即使將廢氣的流速提高到現(xiàn)有值以上，也能提高廢氣會直接穿過的臨界流速。因此，可急劇提高廢氣處理塔10A的脫硫性能。且，只要能發(fā)揮等同的性能，可按廢氣流量提高了多少而使廢氣處理塔10A相應(yīng)地比現(xiàn)有的更小型化。
再者，在上述實施方式中，將液滴產(chǎn)生部件20配置于噴嘴15的下方，但如圖4所示，也可以配置于從噴嘴15產(chǎn)生的液柱C的上方。且，當(dāng)然，也可以將液滴產(chǎn)生部件20設(shè)在噴嘴15的上-下兩處。
當(dāng)在液柱C的上方配置了液滴產(chǎn)生部件20時，通過將從液柱C產(chǎn)生且因廢氣流向而向上方流過的液滴M保持在液滴產(chǎn)生部件20的空間S，可發(fā)揮廢氣中的硫氧化物除去效果、向廢氣流向付與阻力效果。
(第二實施方式)接著，示出在廢氣處理塔10B上附加了噴霧噴嘴(噴嘴)30的情況的例。而且，對于廢氣處理塔10B的基本構(gòu)成，因與上述第一實施方式相同，所以標(biāo)以相同標(biāo)號，省略其說明。
如圖5所示，在廢氣處理塔10B的塔主體11的比噴嘴15偏下方且比導(dǎo)入口14偏上方的部分設(shè)有具備多個噴霧噴嘴30的配管31。
在該配管31上連接了升壓泵(泵)33，對通過泵17從塔主體11的底部吸上來的液體進(jìn)行升壓。而且，還可以形成如下構(gòu)成不把泵17和升壓泵33配備成兩級，而通過升壓泵33直接從塔主體11的底部將液體吸上來，但在這種情況下，優(yōu)選用升壓泵33將液體升壓至高于泵17的壓力。且，還可以不設(shè)置升壓泵33，而只采用泵17的構(gòu)成。
從各噴霧噴嘴30以傘狀(圓錐狀)噴出由升壓泵33升壓的液體，形成遍及全周連續(xù)的液膜F。此時，多個噴霧噴嘴30被配置成從相互鄰近的噴霧噴嘴30以傘狀噴出的液膜F彼此相互重疊，以使在塔主體11內(nèi)不產(chǎn)生間隙。
采用這種廢氣處理塔10B，從導(dǎo)入口14以大致水平方向?qū)氲臍怏w在廢氣處理塔10B內(nèi)改變方向，流向上方。并且，通過與從作為第一物質(zhì)除去部的噴嘴15向上噴出的液柱C接觸，廢氣中的硫氧化物被液體所吸收，從上部的開口部13排出。進(jìn)而，通過與從作為第二物質(zhì)除去部的噴霧噴嘴30以傘狀噴出的液柱F接觸，使廢氣中的硫氧化物被吸收。
如上所述，通過配備噴霧噴嘴30，可使在廢氣處理塔10B內(nèi)以往不存在液體的、與液柱C不同的區(qū)域形成液膜F。其結(jié)果，可提高硫氧化物的除去性能。
此時，通過將噴霧噴嘴30配置成從相互鄰近的噴霧噴嘴30以傘狀噴出的液膜F彼此相互重疊，從而在塔主體11內(nèi)不產(chǎn)生間隙，可使液注C中液體稀疏存在的部分也存在液體，由此，可均一化廢氣處理塔10B內(nèi)的硫氧化物的除去性能，還可獲得氣體的整流效果。
此外，廢氣應(yīng)在與液柱C和液膜F接觸時受到阻力，但與現(xiàn)有的僅有液柱C的情況相比，可按液膜F存在的狀態(tài)對應(yīng)地提高氣液的接觸效率，增大整體阻力。其結(jié)果，即使將廢氣的流速加大到現(xiàn)有值以上，也能提高廢氣直接穿透的臨界流速。因此，可以急劇提高廢氣處理塔10B的脫硫性能。且，只要能發(fā)揮等同性能，可按廢氣流量提高的程度使廢氣處理塔相應(yīng)地比現(xiàn)有的更為小型化。
然而，除了液柱C以外，由噴霧噴嘴30噴射出被升壓泵33升壓的液體。還可考慮如下構(gòu)成不采用液柱C，配備多級噴霧噴嘴30，僅用多級液膜F除去硫氧化物，但在這種情況下，必須將噴射的全部液體通過升壓泵33升壓。對此，如上所述，除了液柱C以外，通過從噴霧噴嘴30噴出液膜F，在升壓泵33只需對供給到噴霧噴嘴30的液體進(jìn)行升壓。
再者，在上述實施方式中，將噴霧噴嘴30配置到了噴嘴15的下方，但如圖6所示，還可以配置在從噴嘴15產(chǎn)生的液柱C的上方。且，當(dāng)然，還可將噴霧噴嘴30設(shè)在噴嘴15的上方、下方的兩處。
(第三實施方式)接著，示出在廢氣處理塔10C中將液滴產(chǎn)生部件20和噴霧噴嘴30雙方組合而配備的情況的例。而且，對于廢氣處理塔10C的基本構(gòu)成，則與上述的第一第二實施方式相同，因此標(biāo)以相同標(biāo)號，省略其說明。
如圖7所示，在廢氣處理塔10C的塔主體11的比噴嘴15偏下方且比導(dǎo)入口14偏上方的部分設(shè)有具備了多個噴霧噴嘴30的配管31。進(jìn)而，在廢氣處理塔10C的噴霧噴嘴30的下方且比導(dǎo)入口14偏上方的部分設(shè)有液滴產(chǎn)生部件20。
在這種構(gòu)成中，從噴嘴15向上噴出的液體形成液柱C，下落道下方。于是，下落的液體與液滴產(chǎn)生部件20的上表面21a、22a碰撞，成為微細(xì)的液滴M。
再有，從各噴霧噴嘴30將經(jīng)升壓泵33升壓的液體以傘狀和圓錐狀噴出，形成液膜F。進(jìn)而，形成了液膜F的液體下落，與下方的液滴產(chǎn)生部件20的上面21a、22a碰撞而形成微細(xì)的液滴M。
如此產(chǎn)生的液滴M在液滴產(chǎn)生部件20上形成的多個空間S內(nèi)保持著飄浮的狀態(tài)。
并且，然后，液滴M從廢氣處理塔10C內(nèi)下落，蓄留在底部。
在這種廢氣處理塔10C中，從導(dǎo)入口14以大致水平方向?qū)氲膹U氣在處理塔10C內(nèi)改變方向，流向上方。并且，通過與在第二物質(zhì)除去部的液滴產(chǎn)生部件20的部分保持于空間S且飄浮的微細(xì)的液滴M、從同樣作為第二物質(zhì)除去部的噴霧噴嘴30以傘狀噴出的液膜F、以及還從作為第一物質(zhì)除去部的噴嘴15向上噴出的液柱C接觸，廢氣中的硫氧化物被液體所吸收，從上部的開口部13排出。
如上所述，由于具備液滴產(chǎn)生部件20和噴霧噴嘴30，可在廢氣處理塔10C內(nèi)在以往不存在液體的區(qū)域存在液滴M和液膜F。其結(jié)果，可提高硫氧化物的除去性能。
此外，廢氣與液柱C、液膜F、以及液滴M接觸時，應(yīng)受到阻力，但與現(xiàn)有的僅有液柱C的情況相比，可按液膜F和液滴M存在的程度而相應(yīng)地提高氣液的接觸效率，增大整體阻力。其結(jié)果，即使將廢氣的流速提高到現(xiàn)有值以上，也能提高廢氣直接穿透的臨界流速。因此，可急劇提高廢氣處理塔10C的脫硫性能。且，只要能發(fā)揮等同性能，可按廢氣流量提高的多少使廢氣處理塔10C相應(yīng)地比現(xiàn)有的更為小型化。
然而，與僅具備液滴產(chǎn)生部件20的第一實施方式、和僅具備噴霧噴嘴30的第二實施方式相比，在具備液滴產(chǎn)生部件20和噴霧噴嘴30兩者的本實施方式的構(gòu)成中，來自噴霧噴嘴30的液膜F的液體通過與液滴產(chǎn)生部件20的上表面21a、22a碰撞而產(chǎn)生液滴M，因此液滴M的產(chǎn)生量要多于簡單組合的量。因此，本實施方式的廢氣處理塔10C的上述效果更顯著。
再者，在上述實施方式中，將液滴產(chǎn)生部件20和噴霧噴嘴30配置在噴嘴15的下方，但如圖8所示，還可配置在從噴嘴產(chǎn)生的液柱C的上方。且，當(dāng)然，也可以不把液滴產(chǎn)生部件20和噴霧噴嘴30配置到噴嘴15的下方，而僅設(shè)在液柱C的上方。
其中，進(jìn)行了對上述第一～第三實施方式中示出的廢氣處理塔10A、10B、10C的性能進(jìn)行評價的試驗，其結(jié)果表示如下。
除了圖1所示的第一實施方式的廢氣處理塔10A、圖5所示的第二實施方式的廢氣處理塔10B、以及圖7所示的第三實施方式的廢氣處理塔10C以外，為了進(jìn)行比較，在圖31所示的現(xiàn)有的廢氣處理塔1中，分別設(shè)塔入口(導(dǎo)入口14)的SO2濃度為2700ppmD，設(shè)用于脫硫的液體將NH3的濃度為270mmol/l、設(shè)碳酸鈣的濃度為115mmol/l，并研究了氣體流速和廢氣處理塔10的出口(開口部13)中的SO2濃度的關(guān)系。此時，在現(xiàn)有的廢氣處理塔1和僅具備液滴產(chǎn)生部件20的第一實施方式的廢氣處理塔10A中，設(shè)液體的循環(huán)流量為304m3/(m2×h)；在僅配備噴霧噴嘴30的第2實施方式的廢氣處理塔10B和配備了液滴產(chǎn)生部件20和噴霧噴嘴30兩者的第3實施方式的廢氣處理塔10C中，用于產(chǎn)生液柱C的液體循環(huán)流量設(shè)為274m3/(m2×h)，送入噴霧噴嘴30的液體的流量設(shè)為59m3/(m2×h)。
其結(jié)果，如圖9所示，與現(xiàn)有的廢氣處理塔1相比，廢氣處理塔10A、10B、10C在出口處的SO2濃度升高的時刻的流速(將此稱作臨界流速)大幅度上升。特別是與僅具備液滴產(chǎn)生部件20的第一實施方式的廢氣處理塔10A、和僅具備噴霧噴嘴30的第二實施方式的廢氣處理塔10B相比，在具備液滴產(chǎn)生部件20和噴霧噴嘴30兩者的第三實施方式的廢氣處理塔10C中提高了臨界流速。
此外，研究了(相當(dāng)于)液柱C單位截面積的降液量(以下，稱作單位流量)、和氣體流速(臨界流速)的關(guān)系。
其結(jié)果，得知如圖10所示，只要液體的單位流量為相同條件，與現(xiàn)有的廢氣處理塔1相比，廢氣處理塔10A、10B、10C便大幅度提高了臨界流速。
進(jìn)而，研究了液柱C的單位流量和脫硫率的關(guān)系。
其結(jié)果，得知如圖11所示，只要液體的單位流量為相同條件，與現(xiàn)有的廢氣處理塔1相比，廢氣處理塔10A、10B、10C便大幅度提高了脫硫率，在同一流量下，吸收容量系數(shù)提高了10％(廢氣處理塔10B的情況)～30％(廢氣處理塔10A、10C的情況)。由此，與現(xiàn)有的廢氣處理塔1相比，脫硫性能提高了1.1～1.3倍。
(第四實施方式)接著，示出與前述第二實施方式一樣，在廢氣處理塔10D上附加噴霧噴嘴(噴嘴)30的情況的例。而且，因廢氣處理塔10D的基本構(gòu)成與上述第一實施方式相同，因此標(biāo)以相同標(biāo)號，省略其說明。
如圖12所示，在廢氣處理塔10D的塔主體11的比噴嘴11偏下方且比導(dǎo)入口14偏上方的部分設(shè)有多個噴霧噴嘴30。
其中，與前述第二實施方式示出的廢氣處理塔10B的構(gòu)成的不同之處在于在廢氣處理塔10B中將多個噴霧噴嘴30與設(shè)有噴嘴15的配管16分開單獨地設(shè)在配管31上，但本實施方式的廢氣處理塔10D中將多個噴霧噴嘴30設(shè)在設(shè)有噴嘴15的配管16上。
在圖13～圖15示出多個將噴霧噴嘴30安裝到配管16的結(jié)構(gòu)的詳細(xì)例。
在圖13中示出的廢氣處理塔10D-1中，在配管16設(shè)有用于安裝各噴嘴15的法蘭部件40，以使向上方突出。并且，在該配管16上設(shè)有向大致水平方向突出的法蘭部件41，在該法蘭部件41上安裝了噴霧噴嘴30，將液體以傘狀向下方噴出而形成液膜F。其中，法蘭部件41可適當(dāng)配置成例如對2～3個噴嘴15，配置1個。
當(dāng)在已設(shè)的廢氣處理塔上追設(shè)噴霧噴嘴30而實現(xiàn)廢氣處理塔10D-1時，在配管16上設(shè)置法蘭部件41，在該法蘭部件41上安裝噴霧噴嘴30。
在圖14所示的廢氣處理塔10D-2中，在設(shè)置成向上方突出的配管16上，設(shè)有用于安裝各噴嘴15的法蘭部件40，還設(shè)有同樣向上方突出的法蘭部件42。并且，在該法蘭部件42安裝了延長管43，在該延長管43的前端部設(shè)有噴霧噴嘴30。延長管43使液體從噴霧噴嘴30向下方噴出，且為噴霧噴嘴30保持姿勢-位置使所噴出的液體不干擾配管16，進(jìn)行了彎曲處理。
其中，法蘭部件41可配置在相互鄰近的2個1組的噴嘴15的中間部，以使例如對2個噴嘴15配備1個。
當(dāng)在已設(shè)的廢氣處理塔上追設(shè)噴霧噴嘴30而實現(xiàn)廢氣處理塔10D-2時，在配管16上設(shè)置法蘭部件42，在該法蘭部件42上安裝延長管43和噴霧噴嘴30。
在圖15所示的廢氣處理塔10D-3中，設(shè)在配管16上的、為安裝各噴嘴15而向上方突出設(shè)置的法蘭部件40上，通過引出管45設(shè)置了噴霧噴嘴30。
引出管45由下述部分構(gòu)成主體部45a，具有與法蘭部件40相等的內(nèi)徑，在上下方具有法蘭而介于法蘭部件40和噴嘴15之間；和分支部45b，從該主體部45a向側(cè)面分開，在其前端部安裝了噴霧噴嘴30。其中，分支部45b使液體從噴霧噴嘴30向下方噴出，且為噴霧噴嘴30保持姿勢？位置使所噴出的液體不干擾配管16，進(jìn)行了彎曲處理。
其中，這種引出管45配置成例如每2個噴嘴放置1個。
當(dāng)在已設(shè)的廢氣處理塔上追設(shè)噴霧噴嘴30而實現(xiàn)廢氣處理塔10D-3時，將已設(shè)的噴嘴15從法蘭部件40中拆除后，安裝引出管45，在該引出管45上再裝配噴嘴15。并且，在引出管45的前端部安裝了噴霧噴嘴30。
在如圖13～圖15所示的構(gòu)成中，經(jīng)泵17加壓的液體通過配管16從噴嘴15和噴霧噴嘴30噴出，形成液柱C和液膜F。由此，與上述第二實施方式中示出的廢氣處理塔10B相同，由于配備噴霧噴嘴30，可以提高硫氧化物的除去性能和脫硫性能。
進(jìn)而，在上述第一～第三方式中示出的廢氣處理塔10A、10B、10C中設(shè)有液滴產(chǎn)生部件20和用于安裝噴霧噴嘴30的配管31，因此與此相應(yīng)地減少廢氣處理塔10A、10B、10C中的氣體流路的開口率，加大了氣體的壓力損失。
對此，在本實施方式的氣體廢氣處理塔10D(10D-1、10D-2、10D-3)中，在設(shè)有產(chǎn)生液柱C的噴嘴15的配管16上，可設(shè)置噴霧噴嘴30，因此可控制減少開口率，減小壓力損失。
其中，將本實施方式的廢氣處理塔10D-1、10D-2、10D-3與圖5所示的第二實施方式的廢氣處理塔10B進(jìn)行了比較，因此示出其結(jié)果。
在廢氣處理塔10B、廢氣處理塔10D-1、10D-2、10D-3中，分別設(shè)塔內(nèi)溫度為30℃、氣體流速為2.5～4.5m/s、塔入口(導(dǎo)入口14)的SO2濃度為500ppmD、用于脫硫的液體則將碳酸鈣的濃度為160mmol/l、從噴嘴15噴出的液柱C的噴霧高度為1～5m、液體的循環(huán)流量為150～600m3/(m2×h)。
對此時的單位循環(huán)流量和脫硫率的關(guān)系、壓力損失相對氣體流速的關(guān)系進(jìn)行了研究。
圖16和圖17示出了其結(jié)果。
如圖16所示，得知在本實施方式的塔廢氣處理塔10D-1、10D-2、10D-3和圖5所示的第二實施方式的廢氣處理塔10B中可得到大致相等的脫硫性能。并且，如圖17所示，得知在本實施方式的廢氣處理塔10D-1、10D-2、10D-3和圖5所示的第二實施方式的廢氣處理塔10B中，本實施方式的廢氣處理塔10D-1、10D-2、10D-3可大幅度降低了壓力損失。即，與第二實施方式的廢氣處理塔10B相比，在本實施方式的廢氣處理塔10D-1、10D-2、10D-3中即能維持脫硫率不變又能大幅度降低壓力損失。
然而，在液體沒有直接接觸的部分，由于液體中所含的SO2成分而容易粘附水垢。例如，在上述第一～第三方式中示出的廢氣處理塔10A、10B、10C中，由于設(shè)有液滴產(chǎn)生部件20和用于安裝噴霧噴嘴30的配管31，所以液體未直接接觸的部分的表面積與廢氣處理塔10D(10D-1、10D-2、10D-3)相比很大，容易粘附水垢。若粘附的水垢下落，有可能會損傷位于其下方的噴嘴和配管等。在本實施方式的廢氣處理塔10D-1、10D-2、10D-3中，通過將噴霧噴嘴30設(shè)在配管16上，可將有可能粘附水垢的部位抑制到最小限度，還可抑制產(chǎn)生損傷。
此外，當(dāng)在已設(shè)的廢氣處理塔上追設(shè)噴霧噴嘴30而實現(xiàn)廢氣處理塔10D-1、10D-2、10D-3時，優(yōu)選在已設(shè)的配管16上安裝法蘭部件41、延長管43、引出管45，并在這些部件上裝配噴嘴15。并且，在引出管45的前端部安裝噴霧噴嘴30。與上述第一～第三方式中示出的廢氣處理塔10A、10B、10C相比，減少了部件個數(shù)，且其設(shè)置也很容易而實現(xiàn)了低成本化。在上述第一～第三方式中示出的廢氣處理塔10A、10B、10C中必須設(shè)置液滴產(chǎn)生部件20和配管31，且需要進(jìn)行大規(guī)模的作業(yè)。
特別是，當(dāng)為圖15所示的廢氣處理塔10D-3時，在已設(shè)的用于安裝噴嘴15的法蘭部件40上僅安裝引出管45即可，與為安裝法蘭部件41和延長管43而需要焊接等操作的廢氣處理塔10D-1、10D-2、10D-3相比，也容易進(jìn)行作業(yè)，能以低成本獲得上述效果。
在圖14所示的廢氣處理塔10D-2中，也能同樣地在已設(shè)的用于安裝噴嘴15的法蘭部件40上安裝延長管43和噴霧噴嘴30，但在這種情況下，因減少形成液柱C的噴嘴15的個數(shù)而不大適合。
再者，在上述第四實施方式中，列舉了由與噴嘴15的設(shè)置位置的關(guān)系來確定廢氣處理塔10D-1、10D-2、10D-3的法蘭部件41、延長管43的設(shè)置部位(個數(shù))等的例子，但不限于例示的方式。特別是，在不對已設(shè)的廢氣處理塔進(jìn)行改造，而新設(shè)廢氣處理塔10D-1、10D-2的情況下，優(yōu)選將法蘭部件41和延長管43設(shè)在能使噴霧噴嘴30的位置-個數(shù)最佳化的位置。
然而，在上述各實施方式中示出的廢氣處理塔10A、10B、10C、10D(以下，當(dāng)無需特別區(qū)別時，簡稱為廢氣處理塔10)上組合如下所示的構(gòu)成會很有效。
如圖18所示，在廢氣處理塔10的導(dǎo)入口14的部分，在廢氣處理塔10的垂直內(nèi)壁面10a與導(dǎo)入口14的內(nèi)部上表面14a之間形成了傾斜成規(guī)定角度的傾斜面48。根據(jù)該傾斜面48，導(dǎo)入口14的截面積隨著接近廢氣處理塔10的垂直內(nèi)壁面10a，逐漸向上方擴大。
通過形成這種傾斜面48，在從導(dǎo)入口14導(dǎo)入的廢氣的流向改變成向上方的部分，可提高內(nèi)周側(cè)的流速，由此可緩解廢氣處理塔10的塔主體11內(nèi)的偏流。
通過將這種傾斜面48組合到上述各實施方式中，可使廢氣的流向均勻，從而可使上述效果更加顯著。
圖19為在廢氣處理塔10的塔主體11內(nèi)的導(dǎo)入口14的正面部分設(shè)置多張整流板50，與從導(dǎo)入口14送入的廢氣的流向呈大致正交的方向。此時，多張整流板50配置成不同高度，以使接近導(dǎo)入口14一側(cè)位于上方。且，設(shè)置了風(fēng)門片51，從導(dǎo)入口14的內(nèi)部上表面14a與垂直內(nèi)壁面10a的交叉部分向斜下方延出。
由于這種整流板50和風(fēng)門片51在從導(dǎo)入口14導(dǎo)入的廢氣的流向被改變?yōu)樯戏降牟糠?，廢氣借助風(fēng)門片51被導(dǎo)入到各整流板50，接觸到各整流板50而改變方向。當(dāng)沒有該整流板50時，廢氣的流速越快，廢氣便直接進(jìn)入導(dǎo)入口14的正面的垂直內(nèi)壁面10b，與垂直內(nèi)壁面10b接觸而改變方向的成分就越多。對此，如上所述通過使廢氣流向接觸各整流板50而改變方向，可緩解廢氣處理塔10的塔主體11內(nèi)的偏流。將這種整流板50組合到上述各實施方式中，也能使廢氣的流向均衡，從而使上述效果更加顯著。
其中，為驗證設(shè)置了上述的傾斜面48和整流板50的情況的效果，進(jìn)行了試驗，其結(jié)果表示如下。
除了對設(shè)有圖18所示的傾斜面48的廢氣處理塔10、設(shè)有圖19所示的整流板50的廢氣處理塔10進(jìn)行研究以外，為進(jìn)行比較，在圖31所示的現(xiàn)有的廢氣處理塔1中，在與前述相同的條件下進(jìn)行了試驗，對液體的單位流量和脫硫率的關(guān)系(參照圖20(a))、氣體流速和脫硫率的關(guān)系(參照圖20(b))進(jìn)行了研究。
其結(jié)果，如圖20(a)、(b)所示，得知只要液體的單位流量或氣體流量在相同條件下，與現(xiàn)有的廢氣處理塔1進(jìn)行比較，設(shè)有傾斜面48、和整流板50的廢氣處理塔10的脫硫率有所提高。
于是，通過設(shè)置傾斜面48和整流板50，可進(jìn)一步提高廢氣處理塔10A、10B、10C、10D的性能。
(第五實施方式)圖21為用于說明本實施方式的廢氣處理塔100構(gòu)成的圖。
如該圖21所示，廢氣處理塔100的塔主體11例如為剖視矩形的筒狀，其底部被底板112封閉，上部形成了開口部113。且，在塔主體111的下部側(cè)面開口而形成了用于將廢氣導(dǎo)入塔主體111內(nèi)的導(dǎo)入口114。
在塔主體111內(nèi)設(shè)有具備多個噴嘴115的配管116。蓄留于塔主體111的底部的液體通過泵117被吸上而供給到配管116。噴嘴115作為液體供給部而將該液體以柱狀向上方噴出，并在塔主體111內(nèi)形成液柱C，這些個噴嘴115以適當(dāng)?shù)拈g隔進(jìn)行配置，以使在從相互鄰近的噴嘴115向上噴出的液柱C上不產(chǎn)生間隙。
在這種廢氣處理塔中，從導(dǎo)入口114大致以水平方向?qū)氲臍怏w在廢氣處理塔100內(nèi)改變方向，向上流動。于是，通過與從噴嘴15向上噴出的液柱C接觸，廢氣中的硫氧化物被液體吸收，從上部的開口部113排出。
在本實施方式中，廢氣處理塔100在成為廢氣排出口的開口部113具備薄霧消除器(第一液滴收集部)118、和液滴消除器(第二液滴收集部)120。
薄霧消除器118一直以來就配備在廢氣處理塔100上，因此為了除去通過液柱C的廢氣中所含的微細(xì)的液滴(以下，將此適當(dāng)?shù)胤Q作薄霧)，以規(guī)定間隔設(shè)置了具有預(yù)先設(shè)定的傾斜角(相對廢氣的流向傾斜)的收集板(第一收集板)119。其中，收集板119只要具有相對廢氣的流向傾斜規(guī)定角度的傾斜面，可以做成具有多個折曲部119a的鋸齒形狀截面，還可以做成僅具有一個折曲部的“＜”形的截面、或不具有折曲部的只傾斜的板等其他形狀。
另一方面，液滴消除器120設(shè)在薄霧消除器118的下方，即廢氣流向的上游側(cè)。該液滴消除器120與薄霧消除器118同樣具有多個收集板(第二收集板)121，但該液滴消除器120用于收集粒徑大于由薄霧消除器118將要收集的薄霧的粒徑的液滴，因此這些收集板121的間隔設(shè)定成大于薄霧消除器118的收集板119的間隔。
如圖22所示，液滴消除器120在上下配置的棒狀或管狀的連接部件122、123上，以規(guī)定間隔(間距)P1安裝了規(guī)定張數(shù)的收集板121。各收集板121使固定于連接部件122、123的部分121a、121b與塔主體111的軸線方向(廢氣的流向)大致平行，其之間形成了相對塔主體111的軸線方向傾斜規(guī)定角度α的傾斜部121c。
其中，在本實施方式的廢氣處理塔100中，例如，通過液滴消除部120收集3mm以上粒徑的液滴，在薄霧消除器118中，為了收集該值以下粒徑的液滴(薄霧)，優(yōu)選將液滴消除器120的收集板121的間隔P1設(shè)定為100～150mm、將薄霧消除器118的收集板119的間隔(間距)設(shè)定為40～60mm。
這種液滴消除器120的收集板121的間隔P1可通過如下所示的方式求出(參考文獻(xiàn)日置敏美、“氣泡·液滴·分散工學(xué)”、楨書店、1982年10月30日)。
液滴消除器120中的液滴(含薄霧)的收集原理為通過由收集板121改變流向一方的廢氣的方向，使比重大于廢氣的液滴借助慣性力而發(fā)生不同于廢氣的運動，粘附在收集板121上。
更詳細(xì)講，在通過流過以等間隔配列的收集板121、121之間而改變廢氣的流向的部分，廢氣中的液滴以具有曲率半徑r的軌跡移動時，該液滴受到來自離心力(慣性力)和廢氣的粘性的阻力。在這種狀態(tài)下，液滴的半徑方向的運動方程近似為式(1)。
mdυdt=mu2r-3πdμυ---(1)]]>其中，m液滴的質(zhì)量、u廢氣的流線方向速度、υ液滴的半徑方向移動速度、μ廢氣的粘度。
在式(1)中，當(dāng)以微小的液滴作為對象時，因可忽略加速度項，所以，半徑方向的薄霧移動速度υ變?yōu)槭?2)的形式。
υ=ρLu2d218μr---(2)]]>式中，ρL液滴的密度。
接著，設(shè)廢氣偏轉(zhuǎn)的角度α的時間為t，則液滴在此期間沿半徑方向移動的距離ΔS便成為式(3)的形式。
ΔS=υt=υαru---(3)]]>因此，由于液滴與收集板121碰撞而收集的收集效率η成為式(4)的形式。
η=ΔSS(ρLud218μ)·(αS)---(4)]]>式中，S收集板121的偏轉(zhuǎn)部分的流路寬度。
并且，100％收集的最小液滴直徑(以下，將此稱作收集臨界液滴直徑)dmin因η＝1，而成為式5的形式。
dmin=(18μρL·1u·Sα)1/2---(5)]]>廢氣的粘度μ、液滴的密度ρL，基于廢氣處理塔100中處理的廢氣、所用的液體種類而決定。因此，通過決定廢氣的流線方向速度u、廢氣處理塔100的運轉(zhuǎn)條件、液滴消除器120中將要收集的收集臨界液滴直徑dmin、改變廢氣的流向的角度α、以及收集板121的偏轉(zhuǎn)部分的流路寬度S中的任一項，可決定其余參數(shù)。
圖23是表示基于上述理論求出的、廢氣的流速與收集臨界液滴直徑dmin的關(guān)系。圖24(a)為與求出這種關(guān)系相對應(yīng)，而示意性地表示圖22所示的液滴消除器120。
其中，在圖24(a)中，設(shè)改變廢氣方向的角度(即收集板121的傾斜角度)α為28°、收集板121的間隔P1為25、50、75、100、125、150、175、200mm時，分別求出廢氣流速u為2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0、11.0m/s時的收集臨界液滴直徑dmin。
再者，將廢氣的溫度設(shè)為30℃、廢氣的粘度μ設(shè)為1.83×10-5kg/m/s、液體中采用石灰水，將其液體(液滴)的密度ρL設(shè)為998kg/m3。
再有，圖25是表示在與上述相同的條件下，液體采用水時的廢氣的流速與收集臨界液滴直徑dmin的關(guān)系的圖。這里，液體的密度ρL為998kg/m3。
由這些圖23和圖25中也能得知，若設(shè)定將要收集的液滴的粒徑(收集臨界液滴直徑dmin)和廢氣處理塔100的廢氣的流速u，可選擇最佳的收集板121的間隔P1。
當(dāng)然，當(dāng)改變了收集板121的傾斜角度α?xí)r，也可通過求出同樣的關(guān)系，選擇最佳的收集板121的間隔P1。
此外，如圖24(b)所示，當(dāng)把收集板121做成具有一個折曲部121d的截面為“＜”狀時，同樣地也能求出收集臨界液滴直徑dmin和廢氣處理塔100的廢氣的流速的關(guān)系，基于此，可選擇最佳的收集板121的間隔P1。
圖26是表示在截面為“＜”狀的收集板121中，在液體采用石灰水時的情況、圖27表示液體中采用水時的關(guān)系。其中，收集板121的傾斜角度α為45°，即收集板121在折曲部121d的前后折曲90°。
當(dāng)把收集板121做成截面為“＜”狀時，若基于圖26和圖27所示的這些關(guān)系，若設(shè)定了要收集的液滴的粒徑(收集臨界液滴直徑dmin)和廢氣處理塔100廢氣的流速u，也能選擇最佳的收集板121的間隔P1。
在本實施方式中，采用如圖22所示的液滴消除器120、即具有圖23和圖25關(guān)系的構(gòu)成(形狀)，將收集板121的間隔P1做成200mm、收集板121的傾斜角度α做成28°。另一方面，薄霧消除器118采用具有圖26和圖27的關(guān)系的構(gòu)成(形狀)，將收集板119的間隔P2做成20mm，將具有3個折曲部119a的收集板119的傾斜角度α做成45°。
并且，在設(shè)廢氣的流速u設(shè)為5m/s、廢氣的溫度為30℃、廢氣的粘度μ為1.83×10-5kg/m/s，對液滴消除器120和薄霧消除器118在液體使用石灰水·水的情況下，求出了液滴直徑和收集效率的關(guān)系(對于薄霧消除器118，直接適用了前述的液滴消除器120的液滴收集理論)。
圖28是表示所求的液滴直徑和收集效率的關(guān)系。如該圖28所示，在液體上采用了石灰水或水的任意情況下，在薄霧消除器118中，也能使液滴直徑大致為3.00×10-5m(30μm)而達(dá)到收集效率η＝1.0，在未設(shè)置液滴消除器120而只設(shè)有薄霧消除器118的情況下，通過薄霧消除器118會全部收集該值以上的液滴直徑的液滴。
對此，液滴消除器120在液體采用了石灰水或水的任意情況下，也使液滴直徑大致為1.40×10-4～1.50×10-4m(140～150μm)而達(dá)到收集效率η＝1.0。
即，由此，通過在薄霧消除器118的上游側(cè)設(shè)置液滴消除器120，由液滴消除器120收集液滴直徑大致為1.40×10-4～1.50×10-4m(140～150μm)以上的液滴，在其后級的薄霧消除器118中收集液滴直徑大致為1.40×10-4～1.50×10-4m(140～150μm)以下的微細(xì)的液滴。
如上所述，在廢氣處理塔100中，通過在薄霧消除器118的上游側(cè)配置液滴消除器120，可由液滴消除器120收集廢氣中所含的大粒徑的液滴。液滴消除器120具有以大于薄霧消除器118的收集板119的間隔P2的間隔P1進(jìn)行配置的收集板121。
由此，在薄霧消除器118中，通過將廢氣的流速提高到現(xiàn)有值以上，即使在大于現(xiàn)有值的液滴朝向薄霧消除器118與廢氣一同上升的情況下，也能由其前級側(cè)的液滴消除器120來收集它。其結(jié)果，可減輕薄霧消除器118的負(fù)載，因此不必由薄霧消除器118收集全部薄霧，可抑制液體直接穿過薄霧消除器118。
此外，相對廢氣處理塔100的設(shè)計時假設(shè)的廢氣的流速，存在比局部高的流速的區(qū)域時，在這種區(qū)域，設(shè)計時假設(shè)以上的大的直徑的液滴與廢氣一同上升，也能由液滴消除器120收集它，在這種情況下，也能抑制液體穿過薄霧消除器118。
由此，通過設(shè)置液滴消除器120，可確實地回收液體。
其中，為了確認(rèn)上述實施方式中示出的液滴消除器120的效果進(jìn)行了實驗，其結(jié)果表示如下。
(裝置條件)實施例在上游側(cè)設(shè)置液滴消除器120，在下游側(cè)設(shè)置2級薄霧消除器118。液滴消除器120做成圖22所示的形狀，將收集板121的間隔P1做成100mm，將收集板121的傾斜角度α做成28°。另一方面，薄霧消除器118做成如圖21所示的形狀，將收集板119的間隔P2做成40mm，具有3個折曲部119a的收集板119的傾斜角度α做成45°。
比較例將與實施例相同形狀的薄霧消除器118設(shè)為2級。將收集板119的間隔P2做成40mm，具有3個折曲部119a的收集板119的傾斜角度α做成45°。
(運轉(zhuǎn)條件)廢氣流量17250m3N/h氧化空氣量493m3N/h廢氣溫度10℃廢氣流速5m/s液體石灰水(測量條件)在液滴消除器120和薄霧消除器118(實施例的情況)、薄霧消除器118(比較例的情況)的上游側(cè)(入口側(cè))和下游側(cè)(出口側(cè))，分別測量了薄霧濃度和壓力。
圖29是表示入口側(cè)薄霧濃度與出口側(cè)薄霧濃度的關(guān)系。
如該圖29所示，相對未配備液滴消除器120的比較例，在配備液滴消除器120的實施例中，即使入口側(cè)薄霧濃度上升，出口側(cè)薄霧濃度也不會如比較例那樣顯著上升，通過液滴消除器120可抑制液體向廢氣處理塔100外漏出。
此外，圖30比較了實施例和比較例的壓力損失，因此與入口側(cè)薄霧濃度無關(guān)，通過具備間距(間隔P1)大的液滴消除器120，可抑制壓力損失。
再者，在上述實施方式中，根據(jù)廢氣的流速設(shè)定了液滴消除器120的間隔P1，但此時所用的廢氣的流速u可以為塔柱體111內(nèi)的通常運轉(zhuǎn)時的廢氣的流速，且還可以基于塔主體111內(nèi)的廢氣的最大流速設(shè)定。由此，也可與在塔主體111內(nèi)廢氣的流向為非正常的情況等對應(yīng)。
除此以外，只要不脫離本發(fā)明的主旨，可適當(dāng)選擇上述各實施方式中舉出的構(gòu)成，或適當(dāng)?shù)刈兏鼮槠渌麡?gòu)成。
權(quán)利要求
1.一種廢氣處理塔，具備將從下方導(dǎo)入的廢氣向上方排出的塔主體，其特征在于，具備第一物質(zhì)除去部，在所述塔主體內(nèi)，通過從下方至上方以柱狀噴出液體而產(chǎn)生液柱，通過所述液柱與所述廢氣接觸而除去該廢氣中所含的物質(zhì)；和第二物質(zhì)除去部，被設(shè)在不同于所述第一物質(zhì)除去部中產(chǎn)生的所述液柱的區(qū)域，通過與所述廢氣接觸，除去該廢氣中所含的物質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的廢氣處理塔，其中，在所述塔主體的側(cè)面，比所述第一物質(zhì)除去部和所述第二物質(zhì)除去部偏下方的位置形成了所述廢氣的導(dǎo)入口。
3.如權(quán)利要求1所述的廢氣處理塔，其中，作為所述第二物質(zhì)除去部，可具備多個噴嘴，通過以傘狀噴出液體，產(chǎn)生液膜，所述噴嘴被配置成，從該噴嘴產(chǎn)生的液膜與相鄰的其他所述噴嘴產(chǎn)生的液膜無間隙地重疊。
4.如權(quán)利要求3所述的廢氣處理塔，其中，所述噴嘴被設(shè)置于在所述第一物質(zhì)除去部中輸送用于產(chǎn)生所述液柱的液體的配管上。
5.如權(quán)利要求3所述的廢氣處理塔，其中，還具備泵，對將從所述噴嘴噴出的液體進(jìn)行加壓。
6.如權(quán)利要求3所述的廢氣處理塔，其中，作為所述第二物質(zhì)除去部，可具備碰撞部件，使從所述第一物質(zhì)除去部中產(chǎn)生的液柱或所述噴嘴產(chǎn)生的液膜下落的液體通過碰撞來產(chǎn)生液滴。
7.如權(quán)利要求6所述的廢氣處理塔，其中，所述碰撞部件具有向所述塔主體上下方向延伸的壁面，使通過所述碰撞部件產(chǎn)生的液滴借助于與所述壁面的摩擦力而保持在該壁面附近。
8.一種廢氣處理塔，具備將從下方導(dǎo)入的廢氣向上方排出的塔主體，其特征在于，具備液體供給部，在所述塔主體內(nèi)，供給液體，通過與所述廢氣接觸而除去所述廢氣中所含的物質(zhì)；第一液滴收集部，設(shè)在相對所述液體供給部的所述廢氣的流向下游側(cè)，收集與所述液體接觸的所述廢氣中所含的液滴；以及第二液滴收集部，設(shè)在相對所述液體供給部的所述廢氣的流向下游側(cè)，且比所述第一液滴收集部偏上的上游側(cè)，收集所述廢氣中所含液滴中大于該第一液滴收集部中收集的液滴的液滴。
9.如權(quán)利要求8所述的廢氣處理塔，其中，所述液體供給部通過將液體以柱狀從下方向上方噴出而產(chǎn)生液柱，使所述廢氣與該液柱接觸。
10.如權(quán)利要求8所述的廢氣處理塔，其中，所述第一液滴收集部具備多張第一收集板，相對所述廢氣的流向傾斜，以規(guī)定間距排列，所述第二液滴收集部具備多張第二收集板，相對所述廢氣的流向傾斜，以大于所述第一收集板的規(guī)定間距排列。
11.如權(quán)利要求10所述的廢氣處理塔，其中，所述第二收集板的間距基于所述塔主體內(nèi)的所述廢氣的通常運轉(zhuǎn)時流速而設(shè)定。
12.如權(quán)利要求10所述的廢氣處理塔，其中，所述第二收集板的間距基于所述塔主體內(nèi)的所述廢氣的最大流速而設(shè)定。
全文摘要
本發(fā)明提供一種廢氣處理塔，可通過將廢氣的流速提高到現(xiàn)有值以上而提高廢氣的處理效率，或以等同的性能實現(xiàn)小型化。且提供一種可確實回收液體的廢氣處理塔。在廢氣處理塔(10A)中，通過配備液滴產(chǎn)生部件(20)，不僅能對液柱(C)，還能在液滴產(chǎn)生部件(20)附近產(chǎn)生液滴(M)而飄浮。且，使液體從噴霧噴嘴噴出，從而可使液膜存在于不同于液柱(C)的區(qū)域。且，在廢氣處理塔(110)中，在薄霧消除器(118)的上游側(cè)通過配置液滴消除器(120)，以使由液滴消除器(120)收集廢氣中所含的大粒徑的液滴。液滴消除器具有以大于薄霧消除器(118)的收集板(119)的間隔(P2)的間隔(P1)配置收集板(121)。
文檔編號B01D47/00GK1607026SQ20041007522
公開日2005年4月20日 申請日期2004年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月16日
發(fā)明者岡田健一, 高品徹, 沖野進(jìn), 神山直行, 中村積, 本城新太郎, 高野幸造, 大石剛司, 巖下浩一朗 申請人:三菱重工業(yè)株式會社