(57)【要約】拡散装置の拡散ゾーンを通してガスを送り込む拡散装置と、ガスが液流中へ混入されるように拡散ゾーン全面上へ液流を噴射する手段から構成されるガス抽出装置、好ましくは洗浄除去装置を提供する。また、拡散装置の拡散ゾーン全面上へ液流を噴射する工程と、拡散ゾーン中へガスを送り込んで液流と接触させる工程から構成される方法も提供する。
2009519127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡散装置の拡散ゾーン中へガスを送り込む拡散装置と、ガスが液流に混入されるように拡散ゾーン全面上へ液流を連続的に噴射する手段から成るガス抽出装置。
【請求項２】
不純物を含むガスから不純物を洗浄除去する洗浄装置であることを特徴とする請求項１項記載の装置。
【請求項３】
前記液流が拡散ゾーン表面に対して全体として平行に噴射されることを特徴とする請求項１項または２項記載の装置。
【請求項４】
前記液流が拡散ゾーンと接触していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
前記液流噴射手段が液体注入口から成ることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
前記注入口が拡散ゾーンに隣接してほぼ中央に位置することを特徴とする請求項５項記載の装置。
【請求項７】
前記液体が前記注入口から外側へ放射状に注がれることを特徴とする請求項５項または６項記載の装置。
【請求項８】
前記注入口が、使用時に放射状液面が生成されるように、導管と該導管の口部に隣接して位置する概略円錐形のストッパーから構成されることを特徴とする請求項７項記載の装置。
【請求項９】
前記拡散装置が、少なくとも一部にプレートを貫通して延び拡散ゾーンを形成する複数の開口部を備えるプレートから成ることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
前記拡散ゾーンが、使用時にガスが流れる全体的方向に対してほぼ垂直に配置されることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
前記拡散ゾーンが使用時にガスが流れる全体的方向に対して傾斜して配置されることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
使用時に液流が衝突する拡散装置の周辺部の周囲に延びる壁がさらに含まれ、拡散装置とこの壁によって液体が位置する窪みが形成されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
前記プレートに隣接して位置する少なくとも１つの仕切りがさらに設けられ、この仕切りが使用時にガスが流れる方向に対して平行に延びていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
前記拡散装置にガス及び液体に対して不透過性である１拡散ゾーン周囲部分がさらに含まれることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
前記拡散装置の下流側から上流側へ液体を通過させる１または２以上の導管がさらに含まれ、前記拡散装置上方の該導管の開口部の高さによって使用時における前記拡散装置上の液体レベルが調節されることを特徴とする請求項１〜１４項記載の装置。
【請求項１６】
連続状の２つの洗浄装置を備え、その一方が請求項１〜１５のいずれかに記載の抽出装置であることを特徴とする排気ガスから不純物を除去するための排気ガス洗浄システム。
【請求項１７】
前記２つの洗浄装置の他方の装置が、液体を排気ガス流中へ導入する第一液体源と、使用時に中をガスが流れ、かつ前記液体源の下流にくびれ部を有する導管から成る冷却装置であり、冷却段階においてガスと液体が接触することによってガスから生ずる不純物が液体によって吸収されることを特徴とする請求項１６項記載のシステム。
【請求項１８】
前記抽出装置が前記他方の装置の下流にあることを特徴とする請求項１６項または１７項記載のシステム。
【請求項１９】
ミスト除去装置及びまたは第三洗浄装置が液体によって濡れ状態となり、かつ中を排気ガスが流れる多孔パッキンから成る洗浄装置がさらに含まれることを特徴とする請求項１６〜１８のいずれかに記載のシステム。
【請求項２０】
拡散ゾーンを有する拡散装置を設け、前記拡散ゾーンの全体上へ液流を噴射し、及びガスを液流中へ混入させて液流と十分混合されるように前記拡散ゾーンを通してガスを送り込んで液流と接触させる工程から構成されるガス処理方法。
【請求項２１】
不純物を含むガスから不純物を洗浄除去する方法であることを特徴とする請求項２０項記載の方法。
【請求項２２】
前記不純物が亜硫酸ガスであることを特徴とする請求項２１項記載の方法。
【請求項２３】
前記液流が前記拡散ゾーン表面に対してほぼ平行に噴射されることを特徴とする請求項２０〜２２のいずれかに記載の方法。
【請求項２４】
前記液体が前記拡散ゾーン表面と接触するように噴射されることを特徴とする請求項２０〜２３のいずれかに記載の方法。
【請求項２５】
前記液体が液体注入口から噴射されることを特徴とする請求項２０〜２４のいずれかに記載の方法。
【請求項２６】
前記液体注入口が前記拡散ゾーンに隣接してほぼ中央に配置されていることを特徴とする請求項２５項記載の方法。
【請求項２７】
前記液体が前記注入口から外側へ放射状に注がれることを特徴とする請求項２５項または２６項記載の方法。
【請求項２８】
ガス及び混入液体を乱流混合する工程と液流上へ気泡部分を生成する工程がさらに含まれることを特徴とする請求項２０〜２７のいずれかに記載の方法。
【請求項２９】
前記拡散装置にガス及び液体に対して不透過性である拡散ゾーン周囲部分が設けられることを特徴とする請求項１９〜２８のいずれかに記載の方法。
【請求項３０】
前記拡散装置の下流側から上流側への液体の通過を可能とする１または２以上の導管を用いて前記拡散装置上において液体レベルを調節する工程がさらに含まれることを特徴とする請求項２０〜２９いずれかに記載の方法。
【請求項３１】
請求項１〜１８のいずれかに記載の装置が用いられることを特徴とする請求項２０〜３０のいずれかに記載の方法。
【請求項３２】
前記液体が海水であることを特徴とする請求項２０〜３１のいずれかに記載の方法。
【請求項３３】
洗浄システム中へ排気ガス流を導入する工程と、連続状に配置され、かつ一方が請求項２０〜３２のいずれかに記載された方法から成る工程である第一及び第二洗浄工程へガスを通過させる工程から構成される排気ガスから不純物を除去する排気ガス洗浄方法。
【請求項３４】
前記２つの洗浄工程の他方がガス流中へ液体が導入される冷却工程であり、ガス及び液体が次いでくびれ部中を通過し、ガスが液体と接触してガスから生ずる不純物が液体に吸収されることを特徴とする請求項３３項記載の方法。
【請求項３５】
前記冷却工程が前記他方の工程の上流にあることを特徴とする請求項３２項または３３項記載の方法。
【請求項３６】
ミスト除去装置中へガスを通過させる工程、及びまたは液体によって濡れ状態となり、かつ中を排気ガスが流れる多孔パッキンから成る第三洗浄装置中へガスを通過させる工程がさらに含まれることを特徴とする請求項３３〜３４のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、質量、熱、及び／または気体・液体間における運動量転移に用いる気体・液体接触装置等のガス抽出装置、特に混合ガス流から水溶性ガスを取り除くための洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記装置は、多くの産業界、例えば化学産業及び発電産業において共通の要求であり、このような機能を果たす装置としてガス・スクラバーが一般的に知られている。このような装置の効率は、それら装置の設計や用いられる用途によって大きく異なっている。
【０００３】
環境に対する破壊可能性あるいは毒性学的危険性から、産業規模での排気ガスあるいはプロセスガス流から一定成分を除去する必要性が高まっている。例えば、炭化水素燃料中に含まれる硫黄化合物に起因して、燃料燃焼後に亜硫酸ガスが放出される。このように亜硫酸ガスは一旦放出されると、大気中の水分によって吸収され、酸性雨の原因となる可能性がある。
【０００４】
また、排気ガス中の不純物レベルを可能な限り減らすそうとする圧力も高まっている。現在定められている規制によって種々成分に対して最大放出レベルが設定されており、これらのレベルは将来さらに低レベルに設定されると予測される。
【０００５】
ある種の不純物は液体、例えば水に溶解性である。それゆえ、通常有害あるいは汚染の可能性がある不純物を含むガス流が何らかの形で液体流と混合される化学的あるいは工業的工程にいくつかの段階を設けてガスの吸収を促進し、続いての処理で有害な影響を減じることが知られている。このような工程は洗浄あるいは除去工程として周知である。
【０００６】
典型的工程では、ガス流内において微細ミストあるいは液体スプレーを用いてガスを表面積の大きい小滴へ暴露させてガスの吸収を促進させている。また、液体浴内において除去対象であるガスの気泡を発生させて液体へ吸収され易くする方法も既知である。この方法は、通常プレート中の多数の孔中を通過させ、さらにプレート上に置かれた水中へガスを通過させることによって実施される。その他の既知の方法として、いわゆる「充填床」を用いて、ガスと液体を反対方向あるいは同方向へ流して液体及びガス成分の接触表面積を増加させる方法もある。
【０００７】
前記装置の効率は装置によって大きく異なり、溶解性、反応性、温度、ｐＨ等のガス及び液体の特性に依存するものである。
【０００８】
しかしながら、前記装置の主要な特徴の１つは、ガス及び液体流の物理的混合が処理効果にとって基本的重要性をもっている点である。ガス及び液体流の効果的混合に関与する条件として、ガス・液体相間の長時間に亘る接触、及び接触面積が大きいことが挙げられる。乱流生成及び荒い混合処理を行うことによって効率性を高めることはできるが、システム内における流れエネルギーのロスも生じるため、装置全体の性能が低下したり、あるいは例えば機械的手段等の他の手段を用いて補うことは困難であり、またそのような補償を行うためにはコストを要する。
【０００９】
ＵＳ４４０５５３３（Ｎｏｒａｂｅｃｋ他）には蒸発性接触体を用いる供給装置が開示されており、この装置における蒸発体内での分散スプレーの使用、あるいは空気またはガス流内への望ましくない水滴の混入を減ずることを目的とした熱交換器の使用について述べられている。この装置の目的は、装置の建設を容易にすること、及び熱交換器フィン表面との良好な接触を確保できるように水スプレーを注ぐことである。この装置は金属表面全体へ水を噴射する点では関連性があるが、液体中へガスを混入させ、混合を向上させ、あるいは同様な目的を達成するものではなく、またこの装置を用いることによって上記目的が達成できるわけでもない。
【００１０】
ＵＳ２００４/０１１２００（Ｇｏｏｄｅ他）には下方流/上方流湿燃料ガス脱硫（ＷＦＧＤ）装置を上方流単一ループＷＦＧＤ装置へ変換する方法が開示されている。この装置は、噴霧塔の上流にある従来型冷却装置の除去を伴い、従って装置内において上方流・下方流及び上方流脚部を組み合わせる必要をなくする燃料ガス脱硫を目的として、装置内に冷却ゾーンを保持したまま圧力ロス特性を改善する従来型の噴霧塔である。この装置は端的に言って既存の噴霧塔装置の改良であり、新しい形式の抽出装置を提供するものではない。
【００１１】
ＵＳ６０３６７５６（Ｇｏｈａｒａ他）には、吸収ゾーンにおけるガスと液体の接触を改善し、従来型噴霧塔から成るが、装置の中心を通って流入ガスが流れる吸収ガス分散トレーを備える中心注入型スクラバーの改良装置が開示されている。装置底部には洗浄用液体を含む液溜めがあり、ガス流が下方流から上方流へ切り替えられるようにガス注入口によって液溜め中の液体を低いレベルで止めることが可能である。ガスが方向を変えるポイントにさらに有孔トレーが配置され、このトレーによってガス流の不良な分散を改善する効果が得られている。
【００１２】
ＵＳ５５２７４９６（Ｒｏｇｅｒｓ他）には、スプレーヘッダー一体型トレー装置が開示され、この装置には有孔プレートを交差して平行に延びる一連の水平型スプレーが備えられている。第二の実施態様においては、これらスプレーによって液体が上方へ注がれ、その後プレート上へ落ちてくる。この装置では、有孔プレート前面への流れ分散を改善する為に、多数の小型スプレーノズルが用いられ、これらノズルは大型噴霧塔の一部として設けられる。多数のスプレーノズルを用いると液流中の破片によって詰まる危険性があるが、地上配置型装置の場合にはメンテナンス中に詰まったノズルの交換が可能である。有孔プレート上に多数のノズルを用いると、隣接ノズル間の部分において液体と接触することなくプレート中を通過してしまうため、ガスの迂回を確実に回避することが出来ない。対向する液流が衝突し合うスプレーヘッダー間の部分にはガスの通過を阻むバリアがあり、このバリアは液体が存在しない隣接ノズル間部分におけるよりもずっと大きい。その結果、より多量のガスがこれらの部分を通過すると、かなり多量のガスが除去されずに通過する結果となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、大きな接触表面積、十分な接触時間を可能とし、及び乱流を起こして混合性能を大幅に改善し、圧力ロスを低く保持したまま液体中へのガスの吸収を高めることができるガス液体流混合装置を提供することを目的とする。
【００１４】
本発明は上記の点を念頭において開発されている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の第一の観点によれば、ガス抽出装置は、拡散装置の拡散ゾーンを通してガスを送り込む拡散装置と、ガスが液体流によって維持されるように液体の連続流を拡散ゾーン全体へ噴射する手段から構成される。
【００１６】
本発明の第二の観点によれば、ガス処理方法は、拡散ゾーンを有する拡散装置を与える工程と、拡散ゾーン全体へ液体流を噴射する工程と、ガスを拡散ゾーンを通して運び液体流と接触させてガスが液体流中に維持され液体と十分に混合される工程から構成される。
【００１７】
前記拡散ゾーン全体へ液体流を噴射する工程は、拡散装置を通過するガスの全てが液体と接触し、それによってガスと液体間において例えば熱、質量、あるいは運動量の優れた転移が行われる。このように、本発明においては、連続媒体として液体が用いられるため、ガスを迂回させる必要性が減じられている。典型的な先行技術装置においては、前記連続媒体がガスであるため、ガスの迂回が生ずる可能性があった。
【００１８】
さらに本発明によれば、液体の噴射流が拡散ゾーンを通って流出するガスに対して作用する為、拡散装置中における圧力ロスが低く確保される。このことはエゼクターとして作用するだけでなく、混合を起こすために有効なエネルギーがガス流ではなく液体噴流の運動エネルギーに直接関わり、それゆえ極めて大きなエネルギーとなることを意味している。
【００１９】
好ましくは、前記液体流は拡散ゾーンの表面に対して全体として平行に噴射される。この方法によれば、本発明装置あるいは方法の効果を大きく減ずるガスの迂回が起こる機会を減じことが可能である。また液体中にガスを取り込む点でも良い結果が得られる。
【００２０】
表面全体へ液体流を噴射する手段によって好ましくは拡散ゾーン全体を覆う空間的に連続しかつ中断のない例えばシート状の液体形状をした液体流が与えなければならない。このような手段を用いることにより拡散ゾーン中に均質な液体流が得られる。前記液体流噴射手段は液体注入口であってもよい。この注入口としてノズルまたは噴霧器を任意に利用できるが、他の適する液体分配装置を用いることも可能である。
【００２１】
前記注入口からは、拡散装置を越えて直線的に、あるいは拡散装置の中心点へ向かって内側へ放射状に液体を噴射可能である。しかしながら、好ましくは液体は注入口から外側へ放射状に向けられる。
【００２２】
有利な態様として、前記注入口は特に拡散ゾーン全体上へ液体がシート状に連続噴射されるように設計される。好ましくは、前記注入口は導管と、使用時に液体が放射形シート状となるように導管の口部に隣接して配置されるほぼ円錐形のストッパー、好ましくは湾曲した円錐形のストッパーから構成される。このような注入口によって空間的に連続した切れ目ないシート状の液体を生じてガスが迂回することを防止することが可能である。前記注入口は拡散ゾーン上のほぼ中央に配置可能である。
【００２３】
好ましい実施態様において、前記拡散装置は、少なくとも一部に該拡散装置を通過して延びて拡散ゾーンを構成する複数の開口部あるいは孔が設けられたプレートである。従って、前記拡散ゾーンはガスが例えば孔あるいは開口部を用いて内部を通過することできる拡散装置の部分である。前記孔の直径は典型例としては１〜２５mmの範囲内であり、開口面積の比率をプレート面の５〜２５％とすることが可能である。好ましい実施例において、前記孔の直径は５ｍｍであり、前記開口面積率は１５％である。
【００２４】
前記拡散ゾーンは使用時にガスが流れる通常方向に対してほぼ直交するように配置可能である。あるいは、拡散ゾーンをガス流に対して傾斜させてもよい。このように傾斜させることにより水平方向における前記孔の面積を減ずる効果が得られ、その結果前記孔を通過する際の液体の流失を減ずることが可能となる。
【００２５】
拡散装置の周辺に壁を垂直に設け、拡散装置とこれら壁によって液体が流れる窪みを形成することも可能である。拡散装置周囲に壁を設けることによって液体の噴流及び混入ガスが壁へ衝突することになり、壁の隣接部分において極めて荒い混合が生ずる。これによって気泡がさらに粉砕され、液体とガスの接触面積が増大される。十分に混合された気泡部分が生成され、この気泡部分は液流上を内向きに移動して液流を覆うことが可能となる。混入、荒い混合、及び気泡部分の生成によって、液体中におけるガスの滞留時間が長くなる効果が得られる。
【００２６】
有利な態様においては、前記拡散ゾーンは不浸透性あるいは無孔部分によって取り囲まれる。そのため、その部分では拡散装置を通るガスあるいは液体の流れが遮断される。この部分は貫通孔をもたない前記プレートの一部によって形成可能である。このような配置を行うことにより、液体を拡散ゾーン上へ噴射し、次いで拡散ゾーンの片側の方へ向けて（すなわち拡散ゾーンの直接上方ではなく）荒い混合を行えば、該荒い混合を行う下方部分には孔がないため、液体が拡散装置を通って逆流することはない。無孔部分を設ける主要な目的は拡散装置を通して液体がガス流へ流れ込むことを防止するためであるが、この部分を設けることにより、拡散ゾーンの直接上方で荒い混合を起こす公知装置において生ずる問題を回避できることも考慮されている。拡散ゾーンの直接上方で荒い混合が行われると拡散装置表面上における圧力が不均質となり、それによって移動装置の効率性の低下が起こり得ると考えられる。
【００２７】
降下管等の１または２以上の導管を設けて液体を拡散装置の下流側から上流側へ通過させることが可能である。拡散装置の上方にある前記導管の開口部の高さによって、拡散装置より高く位置する液体及び気泡部分の高さが調節される。
【００２８】
本発明装置及び方法はそれら用途に限定されず、ガスと液流間での移動が要求されるいかなる場合にも利用可能である。例えば、本発明装置及び方法はそれぞれ転移装置及び転移方法として使用可能である。好ましい実施態様において、本発明装置はガスから不純物を洗浄除去する洗浄装置として構成され、また本発明方法はガスからの不純物洗浄方法として構成される。いくつかの実施態様において、前記不純物は亜硫酸ガスであり、及び／または前記液体は海水である。
【発明を実施するための手段】
【００２９】
本発明は、特に船舶の燃焼エンジン排気ガスからの不純物の清浄除去に特に有利に利用できる。地上に建設された発電所において使用される従来技術のようにプールされた水中にガスを通して泡立てることによる排気ガスの洗浄は、十分量の不純物を吸収するために必要とされる水深によって大きな背圧が生ずるため、燃焼型エンジンには利用不可能である。背圧が大きければ排気ガスが噴出されるターボチャージャーに損傷を受ける可能性がある。また、ターボチャージャーシステムを加圧するためにファンを用いることも不可である。それゆえ、本発明によって得られる圧力ロスの低減化は船舶排気ガスの洗浄において特に有益である。
【００３０】
地上発電所において使用される洗浄方法では、洗浄媒体として海水が一般的にはミストあるいはスプレー状態にされて用いられる。このような処理においては使用される海水のｐＨを安全なレベルまで戻すために化学緩衝剤及び／または酸中和剤が付随して使用される。しかしながら、船舶のスペースは限られているため必要とされる大量の化学物質を船舶内に貯蔵し運搬することは不可能である。しかしながら、本発明は大量の化学物質を使うことなく清浄媒体として海水を使う方法を見出した。海水は多量を自由に使える。本発明の装置及び方法は、強化された接触領域及びガスの液体内への滞留時間を保証する。
【００３１】
以下において添付図面を参照しながら特定の実施態様を用いて本発明について説明する。
【００３２】
図１に示した抽出装置は、拡散プレート９のすぐ下の部分に向かって開口し、その一部によって以下において述べる液流用の液溜め２が形成されているガス流注入口１を有す。液体注入口は拡散プレート９のすぐ上の位置へ下方へ向いている中心パイプ３と湾曲状円錐形の停止装置４から構成される。パイプ３の口部と停止装置４によってスロット５が形成され、湾曲状円錐形停止装置４はスロット５を通りさらに拡散プレートを水平に横切るように液流の向きが変えられる。図示した実施態様においては、スロット５によって液体用の高さが５〜２０ｍｍの周辺注入口が形成され、圧力及び液量に従って連続状の液面を生じるために必要な流速で拡散プレート上を流れる。
【００３３】
拡散プレート９には複数の開口部あるいは孔６が含まれ、ガス流はこれら孔を通して通過可能である。図示した実施態様においては、前記孔６は装置の縁部から離れた部分まで延びており、プレート９の周辺部分７にはそれを通る孔はない。このように孔が設けられたプレート部分によって拡散ゾーンが構成されている。言い換えれば、この拡散ゾーンはガスが通過できるプレート９の一部である。
【００３４】
使用に際して、液体はパイプ３を下方へ通過し停止装置４によって方向を変えられるためスロット5から外側へ放射状に液流が噴射される。この液流によって拡散ゾーン全体を覆い、従って孔６の全てを覆う空間的に連続状の切れ目ない液面が形成される。このような構成では、プレート９はほぼ水平に配置され、液流のほぼ水平に噴射される。つまり液流はプレートに対してほぼ水平に噴射される。
【００３５】
排気ガスはガス注入口１を通してシステム中へ送り込まれ、次いで孔６中を通過する。孔６上を急速に移動する液体噴流によって排気ガスが抜き取られ、プレート９を通して排気ガスが本質的に吸い込まれる。このように構成することにより、洗浄装置を通過する圧力の低下が軽減される。
【００３６】
さらに、排気ガスは液体が外へ噴射される時に該液体と共に運ばれる。液体噴流及び混入ガス１０は装置１１の側面へ衝突するため乱流が発生し、気泡の粉砕及び液体とガスの激しい混合が助長される。混合された液体・ガス流は、孔のない拡散プレートの周辺無孔部分７によってこの部分では液溜め中へ直接流れ込むことが防止され、遮られることにより十分に混合された乱流気泡体が生成される。液体と混入ガスが側壁１１へさらに衝突すると同時に気泡体は液体噴流面上を内側へと移動し、それによって液体噴流面上に気泡部分８が生成される。この遮られた気泡体は液体噴流上面へ再度取り込まれるためさらに強い混合処理が行われる。
【００３７】
図２は本発明装置の部分平面図を示す。この図は液体噴流がどのように注入口から放射状に流されて拡散プレート９上へ連続状の液面１２を形成されるかを示している。この図は又液体及び混入ガスの放射噴流と装置11の側面との衝突も示している。又、拡散プレート上からの及び下方にある液溜め２中への過剰液の流れ込みを可能とする局部的堰及び降下管１５の使用も示している。堰の高さは拡散プレート上の液層の高さを調節できるように設定可能である。
【００３８】
拡散ゾーン中の孔６及び無孔部分７を図２において点線で示された切り取り部分に見ることができる。拡散プレート９中の孔６の形状、サイズ及び分布、注入口３からスプレーされる液体の容量的流速、及びプレート９を通るガスの流速は、孔６を通って下向きに流れないように連関されている。液体の十分な液体容積及び容積流速がプレート上に保持されるため、大量のガスが液体と十分に混合されないままに液体から自由に流れ出すことが防止される。
【００３９】
一時間あたり６０００ｍ３のガス流の場合、プレート９の直径は１ｍとし、その約１５％を孔として開口させることが可能である。これらの孔の直径を５ｍｍとし、１２ｍｍの中心三角形ピッチに配置可能である。
【００４０】
この実施態様では注入口は孔に対して４５°で面取りされている。このように配置されることによりプレートに加わる圧力の降下が起こり、それによってプレートからの滲出の防止等の他の設計上の制約を満たしながらガススループットが最大化される。
【００４１】
従って、本発明洗浄装置によって、プレート９上に気泡領域が形成され、排気ガスとの接触に有効な十分量の液体表面積が確保されるように、ガス混入及び特に側壁１１隣接部分でのガスと水との乱流混合が大量に行われるのに十分な液体の流速が与えられる。
【００４２】
本実施態様においては、必須ではないが、プレート９の隣接部分に仕切り壁を設けてプレート上における液体の分散を向上させ、及び跳ね返りを抑えることが可能である。
【００４３】
図３は拡散プレートが浅い円錐形となるように傾斜されている本発明装置の別の実施態様を示した図である。このプレートは水平面に対して角度Θ傾斜されている。プレート９の側壁１１に隣接する無孔部分には孔はない。拡散ゾーンは前記傾斜面の一部である。
【００４４】
本実施態様において、パイプ３は円錐形ストッパー４‘と共にプレート９’の表面上へ液流を向けさせる急峻に外側に先細になっている口部１７として終わっていてもよい。先に述べた実施態様と同様に、液体噴流はプレート９‘に対してほぼ平行に流れてエゼクタとして作用し、プレート中の孔６を通してガスを引き出し液体中にガスを混入させる。
【００４５】
使用中、液体及び混入ガスは本発明装置の側壁１１へ衝突する。大量の乱流が起こり、それによって気泡が壊され液体との混合が増大される。この乱流混合は孔のないプレート９‘の部分上において起こるため、泡立ち部分８が形成されプレート上において上方及び内側へ移動される。
【００４６】
前記孔はプレートを貫通して垂直軸に対して傾いた方向に延びているため孔を通しての液体の漏れは少ない。
【００４７】
前記洗浄装置は図４に示したような洗浄システムにおいて付勢ガス液体混合装置として働くことが可能である。
【００４８】
図４に示した洗浄システムには、排気ガス注入口２０及び排気口２１、及びこれら注入口及び排気口の間に連続して配置される３つの洗浄装置が設けられている。注入口２０は排気ガスを通過させて熱交換器２２へ送り、この熱交換器において注入ガス流によって排出される排気ガスが温められ、ついで冷却装置２３へ送られ、さらに冷却装置から洗浄装置２４へガスが送られ、さらに洗浄装置からガスは仕上げ装置２５へと送られる。仕上げ装置２５の下流にミスト除去２６装置が配置され、さらに排出孔２１が配置される。
【００４９】
冷却ステージ２３にはノズル３０（または他の適当な噴霧装置）が含まれ、このノズルは洗浄される液体を導管３１中へスプレーするように配置される。導管はその口部から胴部へ向かって先細に幅が減少しくびれ部３２形成されている。このくびれ部３２から導管は外側へ先細になり、従って導管の直径が大きくなっている。前記口部からくびれ部までの直径の減少率はくびれ部の下流における直径の増加率よりも大きい。導管の直径の増加により最大圧力までの回復が可能となり、また導管の長さによって混合処理の持続時間が決まる。
【００５０】
冷却装置２３の出口３３は、前述した抽出装置となりうる洗浄装置２４の液溜め２中へ向かって開口している。この液溜め２によって冷却装置２３、さらに洗浄システムの他の段階から使用された洗浄液が回収される。
【００５１】
抽出装置２４の下流には仕上げ装置２５が配置されている。仕上げ装置には、さらに別のスプレー３５から与えられた洗浄液によって濡れる、例えばランダム金属製パッキンからなる多孔パッキンが含まれる。前記パッキンに適する他の材料は当業者の知るところである。仕上げ装置２５は当該技術分野において公知な仕上げ装置であればよい。
【００５２】
仕上げ装置２５と排気ガス排出口２１の間には従来の構成によるミスト除去装置２６、例えばKｎｉｔwire Ｅｕｒｏｐｅ Ｌｔｄ．から入手可能なニットメッシュ型ミスト除去装置が配置される。ミスト除去装置２６によって排気ガスから洗浄液が取り除かれるため、不純物を含む洗浄液の大気中への放出が防止される。
【００５３】
排気ガス注入口２０及び排出口２１によって、洗浄システムに入る熱ガスから洗浄システムから出ていく冷ガスへと熱を移動させる熱交換装置が形成される。この排出口はシステムへの入り口として働く、より大きな導管中へと延びる導管である。
【００５４】
抽出装置及び洗浄システムにおいて海水を用いて燃焼エンジン排気ガスから亜硫酸ガスを除去することが可能である。例えば燃焼エンジンから出た亜硫酸ガスを含む熱い排気ガスは注入口２０を通って洗浄システム中へ送られる。ガスが冷却装置２３中を通るときに海水のスプレーと混合される。海水は海から得られた冷たいものであるか、あるいはエンジン冷却システムから得られたすでに暖かいもののいずれかである。いずれにせよ海水は熱排気ガスよりも冷たいためガスの冷却が果たされる。
【００５５】
前記混合液は、導管の直径がくびれ部に向かって狭くなっているためくびれ部３２に向かって加速される。
【００５６】
この段階におけるガスと海水の混合によってガスと海水との接触が起こりガス中の亜硫酸ガスが水によって吸収される。
【００５７】
排気ガスは冷却装置２３から付勢抽出装置２４へと通過する。付勢抽出装置の液溜め３４へ入る際にガスは冷却され、海水で湿潤化され、さらに容積流速が減じられる。前述した拡散プレート上における海水液面の混入作用を利用して、液溜めの圧力をシステムのこの部分を通ってガスが流れるように確保する付勢抽出装置２４の下流における圧力よりも僅かに高くなるように、ガス流及び熱特性を整えることが可能である。
【００５８】
ガスが前述した付勢抽出装置内の気泡部分から放出されると、仕上げ装置２５の濡れたパッキン中を通過してより多くの海水と接触するのでさらに亜硫酸ガスの吸収が高められる。
【００５９】
仕上げ装置２５の通過後、ガスは更にミスト除去装置２６を通って排気ガス排出口２１まで通過する。海水はミスト除去装置２６によって排出口２１中へ入らないように遮断される。
【００６０】
排出口２１中の排気ガスは注入口２０を通って洗浄システムへと入る熱排気ガスによって加熱されるため、排気中における凝縮物の生成が防止され、また排煙の生成が最小限に抑えられる。
【００６１】
亜硫酸ガスの約５０％は冷却装置２３において吸収され、付勢抽出装置２４以降では約９０％、さらに仕上げ装置２５以降においては約９５％が本発明洗浄システムによって吸収される。
【００６２】
微粒子物質も海水中に混入されるため、洗浄装置、特に冷却装置２３及び付勢抽出装置２４にも排気ガスから微粒子物質を除去する働きがある。
【００６３】
上述した特定例の変形例、例えば冷却装置を２つガス流中に直列あるいは並列に設けること、及び/または気泡装置を２つガス流中に直列あるいは並列に設けることも可能である。１または２以上の洗浄システムを組み合わせて洗浄能力を高めることも可能である。２以上のノズルを用いて異なる段階で海水をスプレーし、あるいは異なるスプレー装置を用いることも可能である。
【００６４】
特定の実施例において海水を用いて燃焼エンジン排気ガスから亜硫酸ガスを除去する方法について説明した。しかしながら、本発明装置を用いて他の用途において不純物の吸収可能な他の適当な液体を用いて他の不純物を除去することも可能である。それら不純物を前記液体中に溶解させるか、あるいは反応させることが可能である。前記液体と組み合わせて他の化学物質を用いることも可能である。また、本発明装置及び方法をそれぞれ別の形式の抽出または転移装置及び方法、例えばガス除去あるいは除湿装置及び方法として構成することも可能である。
【００６５】
本発明装置の全体形状は、円形、矩形、あるいは有効スペースに最も適するレイアウト及び液流の流れ動作に最も適する断面形状であれば良い。処理対象となるガス及び液体への使用に適する構成材料は当業者の知るところである。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明装置の一実施態様の部分断面図である。
【図２】図１に示した抽出装置の一部分の平面図である。
【図３】拡散プレートが水平方向に対して傾斜している抽出装置の別の実施態様の部分断面図である。
【図４】本発明に従った抽出装置を組み入れた洗浄システムの模式図である。
【図１】
2009519127.tif 000003
【図２】
2009519127.tif 000004
【図３】
2009519127.tif 000005
【図４】
2009519127.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成20年10月12日(2008.10.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡散装置の拡散ゾーン中へガスを送り込む拡散装置と、拡散ゾーン全面上へ液流を連続的に噴射する手段から成り、液はガスが液流によって維持されそして液とガスが激しく混合されることを特徴とするガス抽出装置。
【請求項２】
不純物を含むガスから不純物を洗浄除去する洗浄装置であることを特徴とする請求項１項記載の装置。
【請求項３】
前記液流が拡散ゾーン表面に対して全体として平行に噴射されることを特徴とする請求項１項または２項記載の装置。
【請求項４】
前記液流が拡散ゾーンと接触していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
前記液流噴射手段が液体注入口から成ることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
前記注入口が拡散ゾーンに隣接してほぼ中央に位置することを特徴とする請求項５項記載の装置。
【請求項７】
前記液体が前記注入口から外側へ放射状に注がれることを特徴とする請求項５項または６項記載の装置。
【請求項８】
前記注入口が、使用時に放射状液面が生成されるように、導管と該導管の口部に隣接して位置する概略円錐形のストッパーから構成されることを特徴とする請求項７項記載の装置。
【請求項９】
前記拡散装置が、少なくとも一部にプレートを貫通して延び拡散ゾーンを形成する複数の開口部を備えるプレートから成ることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
前記拡散ゾーンが、使用時にガスが流れる全体的方向に対してほぼ垂直に配置されることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
前記拡散ゾーンが使用時にガスが流れる全体的方向に対して傾斜して配置されることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
使用時に液流が衝突する拡散装置の周辺部の周囲に延びる壁がさらに含まれ、拡散装置とこの壁によって液体が位置する窪みが形成されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
前記プレートに隣接して位置する少なくとも１つの仕切りがさらに設けられ、この仕切りが使用時にガスが流れる方向に対して平行に延びていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
前記拡散装置にガス及び液体に対して不透過性である１拡散ゾーン周囲部分がさらに含まれることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
前記拡散装置の下流側から上流側へ液体を通過させる１または２以上の導管がさらに含まれ、前記拡散装置上方の該導管の開口部の高さによって使用時における前記拡散装置上の液体レベルが調節されることを特徴とする請求項１〜１４項記載の装置。
【請求項１６】
連続状の２つの洗浄装置を備え、その一方が請求項１〜１５のいずれかに記載の抽出装置であることを特徴とする排気ガスから不純物を除去するための排気ガス洗浄システム。
【請求項１７】
前記２つの洗浄装置の他方の装置が、液体を排気ガス流中へ導入する第一液体源と、使用時に中をガスが流れ、かつ前記液体源の下流にくびれ部を有する導管から成る冷却装置であり、冷却段階においてガスと液体が接触することによってガスから生ずる不純物が液体によって吸収されることを特徴とする請求項１６項記載のシステム。
【請求項１８】
前記抽出装置が前記他方の装置の下流にあることを特徴とする請求項１６項または１７項記載のシステム。
【請求項１９】
ミスト除去装置及びまたは第三洗浄装置が液体によって濡れ状態となり、かつ中を排気ガスが流れる多孔パッキンから成る洗浄装置がさらに含まれることを特徴とする請求項１６〜１８のいずれかに記載のシステム。
【請求項２０】
拡散ゾーンを有する拡散装置を設け、前記拡散ゾーンの全体上へ液流を噴射し、及び前記拡散ゾーンを通してガスを送り込んで液流と接触させる工程から構成され、噴射はガスが液流内に維持されそして液とガスが激しく混合されることを特徴とするガス処理方法。
【請求項２１】
不純物を含むガスから不純物を洗浄除去する方法であることを特徴とする請求項２０項記載の方法。
【請求項２２】
前記不純物が亜硫酸ガスであることを特徴とする請求項２１項記載の方法。
【請求項２３】
前記液流が前記拡散ゾーン表面に対してほぼ平行に噴射されることを特徴とする請求項２０〜２２のいずれかに記載の方法。
【請求項２４】
前記液体が前記拡散ゾーン表面と接触するように噴射されることを特徴とする請求項２０〜２３のいずれかに記載の方法。
【請求項２５】
前記液体が液体注入口から噴射されることを特徴とする請求項２０〜２４のいずれかに記載の方法。
【請求項２６】
前記液体注入口が前記拡散ゾーンに隣接してほぼ中央に配置されていることを特徴とする請求項２５項記載の方法。
【請求項２７】
前記液体が前記注入口から外側へ放射状に注がれることを特徴とする請求項２５項または２６項記載の方法。
【請求項２８】
前記拡散装置にガス及び液体に対して不透過性である拡散ゾーン周囲部分が設けられることを特徴とする請求項１９〜２７のいずれかに記載の方法。
【請求項２９】
前記拡散装置の下流側から上流側への液体の通過を可能とする１または２以上の導管を用いて前記拡散装置上において液体レベルを調節する工程がさらに含まれることを特徴とする請求項２０〜２８いずれかに記載の方法。
【請求項３０】
請求項１〜１８のいずれかに記載の装置が用いられることを特徴とする請求項２０〜２９のいずれかに記載の方法。
【請求項３１】
前記液体が海水であることを特徴とする請求項２０〜３０のいずれかに記載の方法。
【請求項３２】
洗浄システム中へ排気ガス流を導入する工程と、連続状に配置され、かつ一方が請求項２０〜３１のいずれかに記載された方法から成る工程である第一及び第二洗浄工程へガスを通過させる工程から構成される排気ガスから不純物を除去する排気ガス洗浄方法。
【請求項３３】
前記２つの洗浄工程の他方がガス流中へ液体が導入される冷却工程であり、ガス及び液体が次いでくびれ部中を通過し、ガスが液体と接触してガスから生ずる不純物が液体に吸収されることを特徴とする請求項３２項記載の方法。
【請求項３４】
前記冷却工程が前記他方の工程の上流にあることを特徴とする請求項３２項または３３項記載の方法。
【請求項３５】
ミスト除去装置中へガスを通過させる工程、及びまたは液体によって濡れ状態となり、かつ中を排気ガスが流れる多孔パッキンから成る第三洗浄装置中へガスを通過させる工程がさらに含まれることを特徴とする請求項３２〜３４のいずれかに記載の方法。
【国際調査報告】
2009519127.tif 000007
2009519127.tif 000008
2009519127.tif 000009
2009519127.tif 000010
2009519127.tif 000011