(57)【要約】吸収液を用いて、ガス（４）から二酸化硫黄を分離する装置（１）は、二酸化硫黄を含有するガス（４）のための入口（２）と、二酸化硫黄が分離されたガス（１６）のための出口（１８）と、二酸化硫黄を含有するガス（４）の下からの通過を可能にすると共に上側部（１２）に吸収液のフロー層（１４）を保持するように配置されている、実質的に水平な多孔板（８）とを有する。多孔板（８）のそばには出口ボックス（２０）が配置され、この出口ボックスは入口（２）からやって来るガス（４）中に散布する液体を通過せしめる。そして、第１のポンピング手段が冷却液の流れを出口ボックス（２０）内へ供給するために配置され、また、第２のポンピング手段が上記冷却液の流れとは実質的に無関係である吸収液の流れを多孔板（８）の上へ供給して、フロー層（１４）を形成する。二酸化硫黄を分離する方法において、上述した装置（１）を用いることができる。
2007521130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水溶性吸収液（３６）を用いて、ガス（４）から二酸化硫黄を分離する方法であって、ガス（４）が、まず、ガス（４）が出口ボックス（２０）から流出する液体（４２）と混合される接触ゾーン（６）を通過し、その後、上方へ流れ、前記出口ボックス（２０）のそばに配置されていると共に上方に前記吸収液のフロー層（１４）が形成されている、実質的に水平な多孔板（８）を通過する方法において、
冷却液の流れ（ＣＦ）が、前記出口ボックス（２０）に供給されて、この出口ボックスを通過し、また、前記冷却液の流れ（ＣＦ）とは実質的に独立した吸収液の流れ（ＡＦ）が、前記多孔板（８）の上に供給されて、前記ガス（４）から二酸化硫黄を分離する前記フロー層（１４）を形成することを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、前記出口ボックス（２０）が、細長く、かつ前記多孔板（８）の側方縁部（２２）に沿って延びており、前記吸収液の流れ（ＡＦ）が、前記多孔板（８）の上を、前記出口ボックス（２０）の長手方向に対して実質的に平行な方向（ＡＬ）に通過する方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の方法において、前記出口ボックス（２０）から流出する前記冷却液の流れ（４２）が、前記液体（３６）が入っているコンテナ（３４）内に集められ、その液面（３８）が、前記接触ゾーン（６）より下の水平面に位置しており、前記ガス（４）が通って前記出口ボックス（２０）の下を水平方向に流れる流路（４０）が、前記液面（３８）と前記出口ボックス（２０）との間に拡がっており、前記液面（３８）の水平面を表すパラメータ及びそれ故前記流路の高さ（Ｈ）が、前記ガス（４）の前記流路（４０）内における平均速度が５〜３５ｍ／ｓの範囲内になるように制御される方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法において、前記出口ボックス（２０）から流出する前記冷却液の流れ（ＣＬ）及び前記多孔板（８）から流出する前記吸収液の流れ（ＡＬ）が、共通のコンテナ（３４）に集められる方法。
【請求項５】
請求項４記載の方法において、前記冷却液の流れ（ＣＦ）及び前記吸収液の流れ（ＡＦ）が前記共通のコンテナ（３４）から供給される方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法において、前記出口ボックス（２０）内の静液圧と、前記接触ゾーン（６）の直前の第１のポイント（Ａ）及び前記出口ボックス（２０）内の前記液面（４８）の上の第２のポイント間の圧力差との比が、前記静液圧が前記圧力差よりも大きくなるように、前記冷却液の流れ（ＣＦ）によって制御される方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法において、前記煙道ガス（４）が、前記出口ボックス（２０）の下を実質的に水平方向に流れる方法。
【請求項８】
水溶性吸収液を用いて、二酸化硫黄をガス（４）から分離する装置であって、
ａ）二酸化硫黄を含有するガス（４）のための入口（２）及び二酸化硫黄が分離されたガス（１６）のための出口（１８）と、
ｂ）前記入口（２）と前記出口（１８）との間に設けられ、前記二酸化硫黄を含有するガス（４）の下からの通過を可能にすると共に上側部（１２）に前記吸収液のフロー層（１４）を保持している、実質的に水平な多孔板（８）と、
ｃ）液体（３６）が通過するように配置されていると共に前記多孔板（８）のそばに配置されている少なくともひとつの出口ボックス（２０）と、
ｄ）、前記出口ボックス（２０）内に配置され、前記ガスが上方に流れて前記多孔板（８）を通過する前に、前記入口（２）から来る前記ガス（４）に液体を散布するための散布手段（３２）と、
を包含する装置において、更に、
ｅ）冷却液の流れ（ＣＦ）を前記出口ボックス（２０）内へ供給する第１のポンピング手段（５０）と、
ｆ）前記冷却液の流れ（ＣＦ）とは実質的に独立した吸収液の流れ（ＡＦ）を、前記フロー層（１４）を形成するために、前記多孔板（８）の上へ供給する第２のポンピング手段（６２）と、
を包含することを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項８記載の装置において、前記出口ボックス（２０）から流出する前記冷却液の流れ（ＣＬ）を集めるためのコンテナ（３４）が配置され、このコンテナ（３４）には前記液体（３６）が入っており、その液面（３８）が前記出口ボックス（２０）の下に位置して、前記液面（３８）と前記出口ボックス（２０）との間に前記ガス（４）のための流路（４０）を形成している装置。
【請求項１０】
請求項９記載の装置において、共通のコンテナ（３４）が、前記出口ボックス（２０）から流出する前記冷却液の流れ（ＣＬ）及び前記多孔板（８）から流出する前記吸収液の流れ（ＡＬ）を集めるために配置されている装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の装置において、前記コンテナ（３４）内の前記液面（３８）が、前記多孔板（８）の実質的に全体の下及び前記出口ボックス（２０）の実質的に全体の下の両方に拡がっている装置。
【請求項１２】
請求項８〜１１のいずれか一項に記載の装置において、前記多孔板（８）が、前記出口ボックス（２０）と平行な第１の側方縁部（２２）と、この第１の側方縁部（２２）に対して直角である第２の側方縁部（７２）とを有する矩形板の形状を有し、前記第１のポンピング手段（５０）及び前記第２のポンピング手段（６２）が、前記第２の側方縁部（７２）と平行なラインに沿って連続して配置されている巨大なポンプ（５０、６２）から成る装置。
【請求項１３】
請求項８〜１１のいずれか一項に記載の装置において、前記多孔板（１０８）が、前記第２のポンピング手段（１６２）によって２つの部分（１０９、１１１）に分けられている矩形板（１０８）の形状を有し、前記第２のポンピング手段が上から見て細長い巨大なポンプ（１６２）の形をして、このポンプ（１６２）が前記吸収液の流れを前記２つの部分（１０９、１１１）の上に分配するために配置され、また、前記出口ボックス（１２０）が、細長く、かつ前記多孔板（１０８）の第１の側方縁部（１２２）に沿って配置されていると共に前記巨大なポンプ（１６２）の長手方向に対して実質的に直角を形成している装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の装置において、各々が実質的に矩形板（２０８Ａ、２０８Ｂ）の形状を有する第１及び第２の前記多孔板（２０８Ａ、２０８Ｂ）を有し、これらの多孔板が、それぞれ、上から見て細長い巨大なポンプ（２６２Ａ、２６２Ｂ）の形をしている第２のポンピング手段（２６２Ａ、２６２Ｂ）によって、２つの部分（２０９Ａ，２１１Ａ及び２０９Ｂ、２１１Ｂ）に分けられており、前記細長い巨大なポンプが、前記吸収液の流れを前記２つの部分（２０９Ａ、２１１Ａ及び２０９Ｂ、２１１Ｂ）の上に分配するために配置され、また、前記第１及び第２の細長い出口ボックス（２２０Ａ、２２０Ｂ）が、それぞれ、前記第１及び第２の多孔板（２０８Ａ及び２０８Ｂ）の第１の側方縁部（２２２Ａ及び２２２Ｂ）に沿って配置されていると共に前記各巨大なポンプ（２６２Ａ及び２６２Ｂ）の長手方向に対して実質的に直角を形成し、入来するガス（２０４）のための入口空間（２２１）が２つの前記出口ボックス（２２０Ａ、２２０Ｂ）の間に延びている装置。
【請求項１５】
請求項８又は９記載の装置において、前記出口ボックス（３２０）から流出する前記冷却液の流れを集めるために配置されている第１のコンテナ（３３４）と、前記多孔板（３０８）から流出する前記吸収液の流れの少なくとも一部分を集めるために配置されている第２のコンテナ（３３５）とを有している装置。
【請求項１６】
請求項１５記載の装置において、導管（３５３）を介して、液体を、前記第１のコンテナ（３３４）から前記第２のコンテナ（３３５）へ供給するために配置されている第３のポンピング手段（３５１）を有している装置。
【請求項１７】
請求項１５又は１６記載の装置において、前記第１のポンピング手段（３５０）及び前記第２のポンピング手段（３６２）が、前記第２のコンテナ（３３５）から前記冷却液の流れ及び前記吸収液の流れをそれぞれ供給するために配置されている装置。
【請求項１８】
請求項８〜１７のいずれか一項に記載の装置において、前記散布手段（３２；１３２、１３３）が少なくともひとつのノズル（３２；１３２、１３３）から成り、このノズルの最小穴径（Ｄ）又は最小スリット幅（Ｖ）の寸法が１〜８ｃｍである装置。
【請求項１９】
請求項８〜１８のいずれか一項に記載の装置において、前記出口ボックス（２０）が、前記多孔板（８）の下面（４６）と同じ水平面に実質的に位置している底部（３０）を有している装置。
【請求項２０】
請求項８〜１９のいずれか一項に記載の装置において、前記吸収液の層（４１４）の厚さを調節する調節可能な絞り弁（４９２）が、前記多孔板（８）の上の吸収液を入口ゾーン（７８）から出口ゾーン（４８０）へ送るために、前記出口ゾーン（４８０）内に配置されている装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水性吸収液を用いて、ガスから二酸化硫黄を分離する方法であって、
ガスが、まず、ガスが出口ボックスから流出する液体と混合される接触ゾーンを通過し、その後、上方へ流れ、前記出口ボックスのそばに配置されていると共に上方に前記吸収液のフロー層が形成されている、実質的に水平な多孔板を通過する方法に関する。
【０００２】
本発明は、また、水性吸収液を用いて、ガスから二酸化硫黄を分離する装置であって、
ａ）二酸化硫黄を含有するガスのための入口及び二酸化硫黄が分離されたガスのための出口と、
ｂ）前記入口と前記出口との間に設けられ、前記二酸化硫黄を含有するガスの下からの通過を可能にすると共に上側部に前記吸収液のフロー層を保持している、実質的に水平な多孔板と、
ｃ）液体が通過するように配置されていると共に前記多孔板のそばに配置されている少なくともひとつの出口ボックスと、
ｄ）前記出口ボックス内に配置され、前記ガスが上方に流れて前記多孔板を通過する前に、前記入口から来る前記ガスに液体を散布するための散布手段と、
を包含する装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
二酸化硫黄は、石炭、石油、天然ガス、産業及び一般廃棄物、及び泥炭等の硫黄を含有する物質の酸化により生成されるガスである。また、二酸化硫黄は、化学的プロセス、例えば、冶金プロセスにおいて、副産物として生成されることもある。通常、大気中に、大量の二酸化硫黄を放出することは許されないため、ある種の清浄が必要である。ひとつの例は、発電所や他の燃焼プラントにおける煙道ガスの浄化である。このようなプラント内で生成された煙道ガスは、一般に、とりわけ、吸収液中での二酸化硫黄の吸収により浄化される。前記吸収液は、例えば、水と、石灰、石灰石、ドロマイト、水酸化ナトリウム溶液及び二酸化硫黄の吸収に適した同様の物質のうちのひとつ又はそれ以上とから成る。
【０００４】
国際公開ＷＯ  ０３／００４１３７は、ガスから二酸化硫黄を除去する方法及び装置を開示している。この方法において、煙道ガスは、上方に吸収液のフロー層を保持している多孔板を通って上方へ流れる。この多孔板に沿って流れた吸収液は集められて、下方のコンテナへ流される。浄化しようとする煙道ガスは、まず、この煙道ガスが多孔板から下方へ流れる吸収液と接触する接触ゾーンを通過し、その後、多孔板を通って上方へ流れる。そして、この方法において、煙道ガスは、多孔板の下面に達する前に水蒸気で飽和されるようにされている。しかし、この国際公開ＷＯ  ０３／００４１３７による方法は、前記接触ゾーンにおいて、不必要に高い圧力低下を引き起こすことが分かっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の目的は、従来技術に関する前記の欠点が除去され又は著しく低減される、二酸化硫黄を分離する有効な方法を提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、従来技術に関する前記欠点が除去され又は著しく低減される、二酸化硫黄を分離する簡単な装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、上述した最初の目的は、水溶性吸収液を用いて、ガスから二酸化硫黄を分離する方法であって、ガスが、まず、ガスが出口ボックスから流出する液体と混合される接触ゾーンを通過し、その後、上方へ流れ、前記出口ボックスのそばに配置されていると共に上方に前記吸収液のフロー層が形成されている、実質的に水平な多孔板を通過する方法において、冷却液の流れが、前記出口ボックス内に供給されて、この出口ボックスを通過し、また、前記冷却液の流れとは実質的に独立した吸収液の流れが、前記多孔板の上に供給されて、前記ガスから二酸化硫黄を分離する前記フロー層を形成することを特徴とする方法によって、達成される。
【０００８】
この方法の利点は、吸収液の流量とは関係なく、入来するガスの十分な冷却のために、必要にしたがって冷却液の流量を制御することができるということである。例えば、ガスの流量、温度及び二酸化硫黄の含有量の変動などの負荷に関連して、前記２つの液体の流量を、必要な冷却及び二酸化硫黄の分離がそれぞれ実現されるように、互いに関係なく制御することができる。また、他の利点は、この方法は、冷却液の流量を、従来技術と比較して、著しく低減することができるため、ガスの圧力低下を低減するということであり、なおかつ、必要な冷却を提供することである。更に他の利点は、従来技術の場合とは異なり、前記多孔板から流出した吸収液は冷却液として使用されない。前記多孔板から流出した吸収液は、冷却プロセスにおいて蒸発し、また、好ましくないことに、再び煙道ガスと混合され得る、高濃度の溶解した二酸化硫黄を含有するものである。
【０００９】
好適な実施形態によれば、前記出口ボックスは、細長く、かつ前記多孔板の側方縁部に沿って延びており、前記吸収液の流れは、前記多孔板の上を、前記出口ボックスの長手方向と実質的に平行な方向に通過する。前記細長い出口ボックスは、煙道ガスが前記出口ボックスから流出する冷却液と良好に接触するため、前記煙道ガスの良好な冷却をもたらす。前記出口ボックスを前記多孔板の側方縁部に沿って配置したことは、非常にコンパクトな構造をもたらす。前記出口ボックスから流出して煙道ガスにより同伴される冷却液は、有利な方法で、前記多孔板の下面を濡らし、かつ付着物のリスクを低減するであろう。
【００１０】
好ましくは、前記出口ボックスから流出する冷却液は、液体が入っているコンテナに集められ、その液面は、前記接触ゾーンより下の水平面に位置しており、前記ガスが通って前記出口ボックスの下を水平方向に流れる流路が、前記液面と前記出口ボックスとの間に拡がっており、前記液面の水平面を示すパラメータ及び前記流路の高さは、前記ガスの前記流路内における平均速度が５〜３５ｍ／ｓの範囲内になるように制御される。このことの利点は、前記冷却プロセスの条件を、良好な冷却、前記多孔板の下面の良好な濡れ及び前記ガスの低い圧力低下が実現されるように、現在の負荷に対して調節することができるということである。
【００１１】
好適な実施形態によれば、前記出口ボックスから流出する冷却液及び前記多孔板から流出する吸収液の流れは、共通のコンテナに集められる。本実施形態の利点は、前記方法を、簡単かつ複雑でないプラントで実行することができるということである。更に他の好適な実施形態によれば、前記冷却液の流れ及び前記吸収液の流れは、共通のコンテナから供給される。本実施形態の利点は、同じ液体が冷却及び吸収に使用されるということである。その結果として、本実施形態は、液体を扱うただひとつのシステムのみを必要とし、かつ２つの異なる液体を隔離させておく装置は必要ない。
【００１２】
好適な実施形態によれば、前記出口ボックス内の静液圧と、前記接触ゾーンの直前の第１のポイント及び前記出口ボックス内の液面の上の第２のポイント間の間の圧力差との比は、前記静液圧が前記圧力差よりも大きくなるように、前記冷却液の流量によって制御される。したがって、前記冷却液の流量を用いて、前記出口ボックス内の液柱の高さは、煙道ガスが前記出口ボックスの底部を通って入ることができないように調節される。他の好適な実施形態によれば、前記出口ボックス内の液面の高さは、冷却液の流量に関して、前記出口ボックスの底部において冷却に適した流出速度が達成されるように制御される。
【００１３】
好ましくは、煙道ガスは、前記出口ボックスの下を実質的に水平方向に送られる。このことの利点は、煙道ガスが前記出口ボックスの下及び前記出口ボックスの下に形成されている前記接触ゾーンを通過する際に、水平方向の流れ方向を有するため、煙道ガスの冷却が効率的になるということである。また、他の利点は、煙道ガスが前記出口ボックスのそばに配置されている前記多孔板に達したときにも、煙道ガスは水平方向に流れることになるということである。このことは、圧力低下を低減し、前記多孔板から流出する吸収液の層内の煙道ガスの分布を改善する。
【００１４】
本発明によれば、前記他の目的は、水溶性吸収液を用いて、二酸化硫黄をガスから分離する装置であって、
ａ）二酸化硫黄を含有するガスのための入口及び二酸化硫黄が分離されたガスのための出口と、
ｂ）前記入口と前記出口との間に設けられ、前記二酸化硫黄を含有するガスの下からの通過を可能にすると共に上側部に前記吸収液のフロー層を保持している、実質的に水平な多孔板と、
ｃ）液体が通過するように配置されていると共に前記多孔板のそばに配置されている少なくともひとつの出口ボックスと、
ｄ）前記出口ボックス内に配置され、前記ガスが上方に流れて前記多孔板を通過する前に、前記入口から来る前記ガスに液体を散布するための散布手段と、
を包含する装置において、更に、
ｅ）冷却液の流れを前記出口ボックス内へ供給する第１のポンピング手段と、
ｆ）前記冷却液の流れとは実質的に独立した吸収液の流れを、前記フロー層を形成するために、前記多孔板の上へ供給する第２のポンピング手段と、
を包含することを特徴とする装置によって、達成される。
【００１５】
この装置の利点は、前記冷却液の流量及び前記吸収液の流量が互いに独立しているということにより、前記装置が幅広い能力を有しているということである。その結果として、例えば、煙道ガスの流量、温度、水分含有量及び二酸化硫黄含有量などの負荷を、前記装置の機能を危うくすることなく、幅広い範囲内で変化させることができる。例えば、安定した層をもたらす、吸収液のフロー層の適当な厚さの設定は、単に、前記第２のポンピング手段を用いて、前記第１のポンピング手段からの相互作用を伴うことなく実行することができる。他の利点は、前記煙道ガスの圧力低下が低くなり、これにより、前記装置の機械的強度に対する要求が低減されるということである。
【００１６】
好適な実施形態によれば、前記出口ボックスから流出する冷却液の流れを集めるためのコンテナが配置され、このコンテナには前記液体が入っており、その液面が前記出口ボックスの下に位置して、前記液面と前記出口ボックスとの間に前記ガスのための流路を形成する。前記液面は、前記流路の高さ及びそれ故前記煙道ガスの速度を制御することを可能にする。
【００１７】
好適な実施形態によれば、前記出口ボックスから流出する冷却液の流れ及び前記多孔板から流出する吸収液の流れを集めるために、共通のコンテナが配置されている。このことの利点は、前記装置が、構造に関して単純になるということである。他の好適な実施形態によれば、前記コンテナ内の前記液面は、前記多孔板の実質的に全体の下及び前記出口ボックスの実質的に全体の下の両方に拡がっている。このことの利点は、前記出口ボックス及び前記多孔板から流出する液体が、液面にぶつかって集められるということである。これにより、例えば、金属面に集められる液体の結果である摩耗及びウェット・ドライゾーンが防止される。
【００１８】
好適な実施形態によれば、前記多孔板は、前記出口ボックスと平行な第１の側方縁部と、この第１の側方縁部に対して直角な第２の側方縁部とを有する矩形板の形状を有し、前記第１のポンピング手段及び第２のポンピング手段は、前記第２の側方縁部と平行なラインに沿って連続して配置されている巨大なポンプから成る。本実施形態の利点は、前記巨大なポンプが、著しく増加した摩耗をうけることなく、高濃度の浮遊物を含有する液体をポンピングすることができるということである。高濃度の浮遊物は、一定量の固形物のために、より小さなコンテナ容量が必要であるため、前記装置が小さくなり、かつコストが低くなるという利点を与える。圧縮空気によって作動される巨大なポンプは、前記液体の移送と共に、亜硫酸イオン等の前記液体中の酸化されていない物質の酸化を実行する。前記多孔板の矩形状は、前記出口ボックスの長手方向と直角なラインに沿って配置された前記巨大なポンプと共に、著しくコンパクトな構造をもたらす。
【００１９】
好適な実施形態によれば、前記多孔板は、前記第２のポンピング手段によって２つの部分に分けられている矩形板の形状を有し、前記第２のポンピング手段は上から見て巨大なポンプの形をして、このポンプが前記吸収液の流れを前記２つの部分の上に分配するために配置され、また、前記出口ボックスは、細長く、かつ前記多孔板の第１の側方縁部に沿って配置されていると共に前記巨大なポンプの長手方向に対して実質的に直角を形成する。吸収液は、前記多孔板の前記２つの部分を越えて２つの反対の方向に送られるため、前記巨大なポンプによってポンピングされた吸収液は、前記多孔板を越える短い距離だけ移動することになる。このことは、前記ガスの圧力低下を低減し、かつ二酸化硫黄の分離を改善する。
【００２０】
他の好適な実施形態によれば、前記装置は、各々が実質的に矩形板の形状を有する第１及び第２の前記多孔板を有し、これらの多孔板が、それぞれ、上から見て細長い巨大なポンプの形をしている第２のポンピング手段によって、２つの部分に分けられており、前記細長い巨大なポンプが、前記吸収液の流れを前記２つの部分の上に分配するために配置され、かつ前記第１及び第２の細長い出口ボックスが、それぞれ、前記第１及び第２の多孔板の第１の側方縁部に沿って配置されていると共に前記各巨大なポンプの長手方向に対して実質的に直角を形成し、入来するガスのための入口空間が２つの前記出口ボックスの間に延びている。本実施形態は、著しくコンパクトで単純な構造をもたらす。
【００２１】
更に他の好適な実施形態によれば、前記装置は、前記出口ボックスから流出する冷却液を集めるように配置されている第１のコンテナと、前記多孔板から流出する吸収液の流れの少なくとも一部分を集めるように配置されている第２のコンテナとを有する。本実施形態の利点は、前記２つのコンテナ内の液面を、互いに独立して設定することができるということである。更に他の好適な実施形態によれば、前記装置は、前記第１のコンテナから前記第２のコンテナへ液体を供給する第３のポンピング手段を有する。このことは、前記第１のコンテナ内の液面を前記第２のコンテナ内の液面よりも低くすることができるという利点を有する。更に他の好適な実施形態によれば、前記第１のポンピング手段及び前記第２のポンピング手段は、前記冷却液の流れ及び前記吸収液の流れをそれぞれ前記第２のコンテナから供給するために配置されている。本実施形態は、ひとつの液体のみが前記装置内で処理されるため、コンパクトで高価でない設計をもたらす。
【００２２】
更に他の好適な実施形態によれば、前記散布手段は、少なくともひとつのノズルから成り、このノズルの最小穴径又は最小スリット幅の寸法は、１〜８ｃｍである。このような寸法は、煙道ガス中への前記液体の良好な散布をもたらすことが分かっている。
【００２３】
更に他の好適な実施形態によれば、前記出口ボックスは、前記多孔板の下面と同じ水平面に実質的に位置している底部を有する。このことの利点は、前記出口ボックスの底部と前記多孔板の底部とが、互いに整列することである。このことは、下に煙道ガスが送られる面が突出した部分を有しないため、煙道ガスの低い圧力低下をもたらす。また、他の利点は、前記冷却液及び吸収液が共通のタンクに集められた場合、前記吸収液を到達すべき前記多孔板に対して送り込まなければならない高さが、従来技術のような場合、すなわち、前記出口ボックスの底部が前記多孔板の下面の下の一定距離に位置している場合と比較して、低くなるということである。
【００２４】
本発明の更に他の利点及び特徴は、以下の説明及び特許請求の範囲の記載から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に、本発明を、多くの実施形態によって、及び添付図面を参照して、より詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本発明による装置１を概略的に示す。装置１は、ボイラー（図示せず）からの煙道ガス４のための入口２を有する。図２を見て最も良く分かるように、煙道ガス４は、第１の工程において、接触ゾーン６を通過する。接触ゾーン６において、煙道ガス４は、液体と混合され、これにより、煙道ガスは、冷却されて、蒸発する液体の一部分によって、水蒸気で実質的に飽和される。それから、煙道ガス４は、水平矩形状の多孔板８を通過する。多孔板８は、煙道ガス４が通過することができる多数の一様に分布する穴１０を有する。多孔板８は、その上側部１２に、吸収液のフロー層１４を保持する。煙道ガス４が吸収液のフロー層１４を通過すると、二酸化硫黄が煙道ガス４から分離される。浄化された煙道ガス１６は、浄化された煙道ガス１６のための出口１８を通って装置１を出る。
【００２７】
接触ゾーン６には、細長い出口ボックス２０から液体が供給される。出口ボックス２０は、多孔板８の第１の側方縁部２２に沿って延びていると共に上方が開口している。そして、出口ボックス２０は、この出口ボックス２０と吸収液のフロー層１４とを隔離する細長い側壁２４を有する。出口ボックス２０は、ガス入口２内での液体凝縮を防ぐ断熱材２８を備えている細長い二重壁のガイドレール２６によって、ガス入口２の近傍に画成されている。出口ボックス２０は、ノズル３２の形の散布手段を備えている底部３０を有する。ノズル３２は、図２に矢印ＣＬで示されている液体が底部３０の方へ流下し、出口ボックス２０から出て接触ゾーン６に入り、これによって、出口ボックス２０の底部３０の下に水平方向に導かれる煙道ガス４と液体を接触させるように、液体を散布するようにしている。出口ボックス２０から流出し、かつまだ蒸発していない前記液体は、コンテナ３４に集められる。コンテナ３４内の液体３６は、多孔板８の実質的に全体の下に、及びまた出口ボックス２０の実質的に全体の下に拡がる液面３８を有する。出口ボックス２０の底部３０と液面３８との間には、煙道ガス４が通ることができる空間４０の形の流路がある。はっきり分かるように、煙道ガス４は、ノズル３２から出る液体の流れ４２が、下縁において、垂直になるのではなく、偏向するように、ノズル３２から出る液体の流れ４２に対して作用する。高濃度の液体のカーテンが出口ボックス２０から液面３８まで全面的に形成されるように、流れ４２は、液滴の大きさ及び流量に関して大きいことが重要である。液面３８と出口ボックス２０との間の空間４０は、ノズル３２において、コンテナ３４内の液体の水平面により制御される高さＨ、すなわち、液面３８の位置を有する。ある流量の煙道ガス４において、ある高さＨは、空間４０内での煙道ガス４のある速度を生じせしめる。このガス速度は、約３５ｍ／ｓを超えてはならないことが分かっている。より高い速度においては、空間４０内での圧力低下が大きくなる。高い速度におけるさらに大きな欠点は、煙道ガス４が、ノズル３２から出る液体の大部分を同伴することである。このことは、液面３８と多孔板８との間に形成されている空間４４内での圧力低下を大きくし、穴１０を液体で詰まらせ、これにより、前記圧力低下はさらに大きくなる。空間４０内でのガス速度は、煙道ガス４とノズル３２により散布された液体との良好な接触を保障するために、約５ｍ／ｓより高くすべきである。また、約５ｍ／ｓにおいて、煙道ガス４は、ノズル３２により散布される液体の一部分を同伴する。しかし、このことは、前記同伴された液体が、多孔板８の下面４６を濡らし、下面４６に対する付着物のリスクを低減するため、利点である。図２から明らかなように、出口ボックス２０の底部３０と、多孔板８の下面４６とは、実質的に同じ水平面に位置している。このことは、ガイドレール２６の丸められた形状と共に、煙道ガス４の低い圧力低下をもたらす。
【００２８】
出口ボックス２０は、液体の所望の流れがノズル３２から出るように設計される。煙道ガス４が、穴１０を通過するのではなく、ノズル３２を通過するのを防ぐために、前記出口ボックスは、一定の静水圧Ｐｌを有しなければならない。煙道ガス中の圧力差ｄＰｒは、接触ゾーン６の直前に位置しているポイントＡと、出口ボックス２０内の液面４８の真上に位置しているポイントＢとから測定することができる。そして、出口ボックス２０内の静水圧Ｐｌは、出口ボックス２０内の液体の濃度と、重力ｇによる加速を乗じて、出口ボックス２０の底部３０からこの底部３０の直上の液面４８までの高さｈｌとして算出することができる。煙道ガスがノズル３２を通過するのを防ぐためには、Ｐｌは、ｄＰｒよりも大きくなければならない。ノズル３２から出る前記液体は、この液体と、接触ゾーン６内の煙道ガス４との良好な接触を実現するために、一定の速度を有しなければならない。０．２〜３ｍ／ｓの液体速度が適正であることが分かっている。この液体速度を実現するためには、出口ボックス２０内の静水圧Ｐｌは、ｄＰｒよりもかなり大きくなければならない。単に、ｄＰｒに対応するのに必要な高さより少なくとも約１００ｍｍ高い高さｈｌは、上述した液体速度を可能にするのに適していることが分かっている。また、小さな高さＨにおいては、空間４０内で、高い圧力低下が得られ、これにより、圧力差ｄＰｒが大きくなり、これも出口ボックス２０内で、より大きな高さｈｌを必要とする。
【００２９】
図３は、第１の巨大なポンプ５０の形の第１のポンピング手段を示す。巨大なポンプ５０は、コンテナ３４の底部５４の真上の水平面から、出口ボックス２０へ上方に垂直に延びる垂直チューブ５２を有する。また、巨大なポンプ５０は、垂直チューブ５２の下に垂直に配置されている多数のエアノズル５６を有し、これらのノズルには、制御弁６０を有する導管５８を介して、圧縮空気が供給される。この圧縮空気は、液体３６の濃度を低下させ、垂直チューブ５２内に、矢印ＣＦで示す上方への液体の流れを生成する。この上方への液体の流れは、出口ボックス２０に達してこの出口ボックスに供給された後、上述したように、接触ゾーン６内へ流出する。したがって、巨大なポンプ５０により生成された液体の流れは、接触ゾーン６内に前記液体の流れが流出して、入来する煙道ガス４を冷却するので、冷却液の流れと呼ぶことができる。第１の巨大なポンプ５０により生成されたこの冷却液の流れは、約２〜５リットル液体／ｍ３の煙道ガスのＬ／Ｇ（すなわち、ガス流量に対する液体流量）に相当する。制御弁６０は、出口ボックス２０内の高さｈｌが適切なＬ／Ｇになるように、及びノズル３２からの適切な流出速度をもたらすように調節される。ｈｌの典型的な値は、０．５〜１ｍである。したがって、制御弁６０は、煙道ガス４の十分な冷却及び多孔板８の下面４６の十分な濡れが実現できるように、煙道ガス４の流量にしたがって、及び煙道ガス４の温度及び水含有量にしたがって、前記冷却液の流れを調節するのに用いることができる。図２から明らかであるように、出口ボックス２０の幅ｗは、少なくとも出口ボックス２０の上部において、巨大なポンプ５０からこのポンプに沿って来る気泡が前記液体によって下方へ同伴されるのではなく、液面４８への道が見つかるように十分でなければならない。このため、出口ボックス２０内の垂直方向下方に流れる液体の速度は、適切には最大約１ｍ／ｓ、好ましくは、最大約０．５ｍ／ｓである。このような速度は、前記液体の良好な脱気を可能にするのに適していることが分かっており、このことはまた、前記液体の密度を増加させる。ｗの選択も、出口ボックス２０内の長手方向の水平速度が大きすぎず、出口ボックス２０の内部が検査及びメンテナンスを実施しやすくなければならないという条件に影響される。
【００３０】
図３に示すように、装置１は、細長い第２の巨大なポンプ６２の形の第２のポンピング手段も有する。巨大なポンプ６２は、コンテナ３４の底部５４の真上の水平面から、多孔板８の上側部１２まで垂直方向上方へ延びる垂直チューブ６４を有する。また、巨大なポンプ６２は、垂直チューブ６４の下に垂直方向に配置されている多数のエアノズル６６を有し、これらのエアノズル６６には、制御弁７０を有する導管６８を介して、圧縮空気が供給される。この圧縮空気は、液体３６の濃度を低下させて、垂直チューブ６４内に、矢印ＡＦで示す上方への液体の流れを生成する。この上方への液体の流れは、多孔板８の上側部１２に達し、多孔板８の上面にわたって水平方向に流れる層１４を形成する。したがって、巨大なポンプ６２によって生成された前記液体の流れは、多孔板８上において、入来する煙道ガス４から二酸化硫黄を分離して二酸化硫黄を吸収するので、吸収液と呼ぶことができる。第２の巨大なポンプ６２によって生成された前記吸収液の流れは、約１０〜５０リットル吸収液／ｍ３の煙道ガス、一般には、約１５〜３０リットル吸収液／ｍ３の煙道ガスのＬ／Ｇ（すなわち、ガス流量に対する液体流量）に相当する。制御弁７０は、層１４が、所望量の二酸化硫黄を煙道ガスから分離することができるような十分な厚さを有するように、制御される。層１４の典型的な厚さは、０．２〜０．３ｍであり、すなわち、出口ボックス２０内の典型的な液面の高さｈｌよりもかなり小さい。制御弁７０は、安定した層１４が得られかつ二酸化硫黄の十分な分離が実現できるように、煙道ガス４の流量にしたがって、吸収液の流量及び煙道ガス４の二酸化硫黄含有量を調節するのに用いられる。したがって、第１の巨大なポンプ５０及び第２の巨大なポンプ６２は、煙道ガス４を冷却するように適応されている冷却液の流れと、この冷却液の流量とは無関係でかつ二酸化硫黄を煙道ガス４から分離するように適応されている吸収液の流れとを生成するために、互いに独立して制御することができる。
【００３１】
液体３６は、石灰石懸濁液の貯蔵部（図示せず）からコンテナ３４に供給される石灰石と、水と、石こうと、煙道ガスからの二酸化硫黄の分離で形成された亜硫酸カルシウムとの混合物から実質的になる吸収液である。このような吸収液３６は、例えば、国際公開ＷＯ  ９６／００１２２に開示されているような方法で準備することができる。図３から明らかなように、前記冷却液の流れも前記吸収液の流れも、コンテナ３４によって供給される。すなわち、前記冷却液の流れ及び前記吸収液の流れは、共に、吸収液３６から成る。前記吸収液中の固形物の含有量は、２０〜３０重量％程にすることができ、また、ある場合においては、高い固形物含有量の場合に、摩耗の増大を受けやすいいかなる可動部分も有しない巨大なポンプ５０、６２のおかげで、３０重量％以上とすることができる。
【００３２】
図４は、細長い巨大なポンプ６２が、矩形状の多孔板８の第２の側方縁部７２に沿ってどのようにして配置されているかを示し、第２の側方縁部７２は第１の側方縁部２２及び出口ボックス２０の長手方向に対して直角を形成する。したがって、第１の巨大なポンプ５０及び第２の巨大なポンプ６２は、図１からも明らかなように、第２の側方縁部７２と平行なラインに沿って連続して配置されている。
【００３３】
また、図４から、吸収液の層１４が、どのようにして、第２の巨大なポンプ６２から、細長い出口ボックス２０の長手方向と平行な、矢印ＡＬで示す方向へ、多孔板８の上面にわたって水平方向に流れるかも明らかである。このことは、煙道ガス４の流れと、多孔板８の上面にわたって流れる吸収液の層１４との間に、十字流関係を生じる。ガイドレール７６は、第２の側方縁部７２とは反対側の第３の側方縁部７４に取り付られている。このガイドレール７６は、煙道ガス４が多孔板８を外れて通過するのを防ぐために、多孔板８から液面３８の下まで延びている。多孔板８の上を流れた吸収液は、第３の側方縁部７４において、ガイドレール７６に沿って下方へ流れ、コンテナ３４内に集めることができる。したがって、第２の側方縁部７２において、入口ゾーン７８は、多孔板８に供給される吸収液のために形成され、また、第３の側方縁部７４において、出口ゾーン８０は、多孔板８を離れる吸収液のために形成されることになる。すなわち、吸収液３６は、多孔板８の上側部１２の全域を通過した後出口ゾーン８０を通って、コンテナ３４へ再循環され、この吸収液３６が、多孔板８の上側部１２への吸収液の流れとして、又は、出口ボックス２０への冷却液の流れとして、再び送られる前に、亜硫酸塩の酸化のために空気と共に処理される。このことは、二酸化硫黄が、前記吸収液から蒸発することを防ぎ、これは、亜硫酸塩の含有量が高い吸収液が、接触ゾーン６における冷却に使用されている場合に起きる可能性がある。代わりに、ここでの前記吸収液の流れの亜硫酸塩の低含有量は、接触ゾーン６において、二酸化硫黄の一定の吸収をもたらす液体の流れ４２を生じる。
【００３４】
また、一定量の吸収液は、下方へ流れて穴１０を通過し、コンテナ３４内に集められる。すなわち、多孔板８の実質的に全体の下及び出口ボックス２０の実質的に全体の下の両方に拡がるコンテナ３４は、出口ボックス２０から流出する前記冷却液の流れ及び多孔板８の上面にわたって流れる吸収液の流れに対して共通し、出口ボックス２０から流出する冷却液、層１４から下方へ流れて穴１０を通過する吸収液、及び出口ゾーン８０に達した吸収液を集める収集コンテナである。
【００３５】
石灰石を含有する吸収液中の二酸化硫黄の吸収において、亜硫酸カルシウムが生成される。この亜硫酸カルシウムは、硫酸カルシウム、すなわち、石こうに変換して、再利用可能な残留生成物を生成し、また、装置１における、特に、多孔板８上での付着物のリスクを最小化すべきである。２つの巨大なポンプ５０、６２で使用される圧縮空気の流れは、上方に向けて各巨大なポンプ５０、６２内へ供給される液体への、約２０〜２５％の空気の混合に相当する。多くの場合、この量の空気は、生成された亜硫酸カルシウムを石こうに酸化させるのに十分である。ある場合においては、例えば、煙道ガス４自体が非常に小さい酸素含有量を有している場合においては、独立した酸化用装置８２を用い、ノズル８４によってコンテナ３４内の吸収液３６に追加的な酸化用空気を供給するのが都合が良いであろう。
【００３６】
図５ａは、出口ボックス２０の底部３０の、図１に示す領域Ｖを示す。底部３０は、煙道ガス４の水平方向の流れ方向で見て、多数のノズル３２から成る第１の列８６と、多数のノズル３２から成る第２の列８８とを備える。これらのノズル３２は、円形穴の形状を有する。この円形穴の形状は、円筒形とすることができ、又は、一端部を丸める、斜めに切ることができ、あるいは、ノズルに適した他の形状を有することができる。最小の径Ｄ、すなわち、ノズル３２の最も狭い断面は、約１〜８ｃｍ、好ましくは、約１〜５ｃｍとすべきである。約１ｃｍよりも小さい径の場合には、液滴が冷却液の流れと煙道ガス４との間の接触時に得られ、これは少量であるため、前記液滴が煙道ガス４によりかなり同伴され、また、圧力低下を増大させ、かつ前記煙道ガスの冷却を低下させる。約８ｃｍより大きい径を有するノズル３２の場合には、前記冷却液と煙道ガス４との間で不十分な接触が得られ、前記煙道ガスの水蒸気との飽和が不十分になる。図５ａから明らかなように、第１の列８６のノズル３２は、第２の列８８のノズル３２に対してずれている。この意図は、煙道ガス４の一団が、水蒸気を付加されることなく、接触ゾーン６を通過することを防ぐことである。
【００３７】
図５ｂは、図５ａに示す底部３０の代替的な実施形態を示す。図５ｂに示す底部１３０は、煙道ガス４の水平方向の流れ方向で見て、第１のスリット１３２と第２スリット１３３とを有する。これらの２つのスリット１３２、１３３は、煙道ガス４の一団が、冷却液の流れと接触することなく、接触ゾーン６を通過することを防ぐために、互いに重なり合っている。最小スリット幅Ｖ、すなわち、スリット１３２、１３３の最も狭い断面は、円形ノズル３２に対して上述したのと同じ理由により、約１〜５ｃｍとすべきである。
【００３８】
図６は、装置１００の形の本発明の第２の実施形態を示す。装置１００は、上述した多孔板８と実質的には同じ種類であるが、第１の部分１０９と第２の部分１１１とに分かれている矩形状の多孔板１０８を有していることにより、上述した装置１とは異なっている。細長い出口ボックス１２０は、２つの部分１０９、１１１に沿って、より具体的には、多孔板１０８の第１の側方縁部１２２に沿って延びている。この出口ボックス１２０には、出口ボックス１２０の中心に設けられた第１の巨大なポンプ１５０により、冷却液の流れが供給される。中心部に設けられた細長い第２の巨大なポンプ１６２は、第１の巨大なポンプ１５０と整列させられ、かつ出口ボックス１２０の長手方向に対して直角をなす。この第２の巨大なポンプ１６２は、多孔板１０８の２つの部分１０９、１１１の間に開口しており、吸収液の流れを前記２つの部分の各々に供給する。煙道ガスは、第１の巨大なポンプ１５０の両側で、出口ボックス１２０の下で水平方向に供給され、第１の工程において、出口ボックス１２０から流出する冷却液の流れによって冷却される。その後、煙道ガスは、上方へ流れて、多孔板１０８の部分１０９、１１１及び多孔板１０８の上を流れる吸収液の層（図６には示されていない）を通過する。
【００３９】
共通の収集コンテナであって、多孔板１０８の全体の下及び出口ボックス１２０全体の下の両方に拡がるコンテナ１３４は、出口ボックス１２０から流出した冷却液の流れと、多孔板１０８を越えて流れた吸収液の流れとを集める。各部分１０９、１１１は、煙道ガスがそれぞれの部分１０９、１１１を外れて通過するのを防ぐガイドレール１７６、１７７を備えている。
【００４０】
図７〜図９は、装置２００の形の本発明の第３の実施形態を示す。図７から明らかなように、装置２００は、第１の部分２０９Ａと第２の部分２１１Ａとに分かれている第１の多孔板２０８Ａと、第１の部分２０９Ｂと第２の部分２１１Ｂとに分かれている第２の多孔板２０８Ｂとを有する。第１の細長い出口ボックス２２０Ａは、図８にも示されている第１の多孔板２０８Ａの第１の側方縁部２２２Ａに沿って配置されている。第２の細長い出口ボックス２２０Ｂは、第２の多孔板２０８Ｂの第１の側方縁部２２２Ｂに沿って配置されている。互いに対向しているこれらの２つの出口ボックス２２０Ａ、２２０Ｂの間には、空間２２１が形成されており、この空間には空間入口２０２が開口している。
【００４１】
出口ボックス２２０Ａには、出口ボックス２２０Ａの中央に設けられた第１の巨大なポンプ２５０Ａにより、冷却液の流れが供給される。中央に設けられた細長い第２の巨大なポンプ２６２Ａは、第１の巨大なポンプ２５０Ａと整列させられ、かつ出口ボックス２２０Ａの長手方向に対して直角をなす。この第２の巨大なポンプ２６２Ａは、多孔板２０８Ａの２つの部分２０９Ａ、２１１Ａの間に開口し、これらの２つの部分２０９Ａ、２１１Ａの各々に、図７に矢印で示すように、吸収液の流れを供給する。これと対応して、第２の出口ボックス２２０Ｂには、第１の巨大なポンプ２５０Ｂによって冷却液の流れが供給され、また、第２の多孔板２０８Ｂには、細長い第２の巨大なポンプ２６２Ｂによって吸収液の流れが供給される。
【００４２】
図９に最も良く示されている入口２０２を通って空間２２１に供給される煙道ガス２０４は、第１及び第２の出口ボックス２２０Ａ、２２０Ｂの間に分配され、それぞれの出口ボックス２２０Ａ、２２０Ｂの下を水平に通過したときに、それぞれの冷却液の流れによって冷却される。その後、煙道ガス２０４は、部分２０９Ａ、２１１Ａ及び２０９Ｂ、２１１Ｂ上に形成されている吸収液の層（図７〜図９には示されていない）を通過し、これにより、二酸化硫黄が分離される。部分２０９Ａ、２１１Ａ、２０９Ｂ、２１１Ｂの上に形成されている吸収液の層を横断するガスの圧力低下は、出口ボックス２２０Ａ、２２０Ｂにわたる圧力低下よりもかなり大きい。各第２の巨大なポンプ２６２Ａ、２６２Ｂが、同じ量の流れを、第１の多孔板２０８Ａ及び第２の多孔板２０８Ｂに送り込むこと、すなわち、前記吸収液の層が多孔板２０８Ａ、２０８Ｂの上で同じ厚さを有することを保障する制御は、煙道ガス２０４が２つの出口ボックス２２０Ａ、２２０Ｂに均等に分配されることも保障することになる。そして、浄化された煙道ガス２１６は、入口２０２の両側に配置された、ガスのための出口２１８を通って装置２００を出る。各出口ボックス２２０Ａ、２２０Ｂから流出した冷却液の流れ及び各部分２０９Ａ、２１１Ａ、２０９Ｂ、２１１Ｂから流出した吸収液の流れは、共通のコンテナ２３４内に集められ、このコンテナ２３４からこれらの液体は、再び、各巨大なポンプ２５０Ａ、２６２Ａ、２５０Ｂ、２６２Ｂによって供給される。
【００４３】
図１０は、装置３００の形の本発明の第４の実施形態を示す。煙道ガス３０４は、入口３０２を通って装置３００に導入される。第１の工程において、煙道ガスは、図１及び図３に示されている出口ボックス２０と実質的に同じ種類の出口ボックス３２０の下を水平方向に通過したときに、冷却され、水蒸気で飽和される。それから、煙道ガスは、上方へ流れて、多孔板３０８を通過し、この多孔板の上に形成されている吸収液のフロー層３１４を通過し、これにより、二酸化硫黄が分離される。浄化された煙道ガス３１６は、出口３１８を通って装置３００を出る。出口ボックス３２０から流出した液体は、第１のコンテナ３３４に集められる。コンテナ３３４は、再循環ポンプ３５１を備えている。このポンプは、有益には、巨大なポンプとすることができ、導管３５３を介して、液体を第１のコンテナ３３４から層３１４へ供給する。コンテナ３３４には、液体３３６が入っており、その液面３３８は出口ボックス３２０の下に位置している。このため、液面３３８と出口ボックス３２０の底部との間には空間３４０が形成されており、煙道ガス３０４はこの空間を通って通過しなければならない。液面３３８の水平面及び空間３４０の幅は、出口ボックス３２０から流出する液体による煙道ガス３０４の冷却に適しているガス速度を実現できるように、再循環ポンプ３５１によって制御することができる。出口ボックス３２０には、第２のコンテナ３３５から、吸収液３３６の形の冷却液の流れが供給される。巨大なポンプとすることができる第１のポンプ３５０は、第２のコンテナ３３５から導管３５２を介して出口ボックス３２０へ、約２〜５  ｌ／ｍ３の煙道ガスのＬ／Ｇに相当する吸収液３３６を供給する。圧縮空気ノズル３６６と、圧縮空気ライン３６８と、制御弁３７０とを備える、巨大なポンプ３６２の形の第２のポンプは、吸収液３３６の形の吸収液の流れを、第２のコンテナ３３５からフロー層３１４へ及び多孔板３０８の上面に供給する。巨大なポンプ３６２によって送り込まれる吸収液の流れは、約１５〜３０  ｌ／ｍ３の煙道ガスに相当する。第２のポンプ３６２と反対側の、多孔板３０８の一端部には、戻し導管３８０が配置されており、この戻し導管は、吸収液を第２のコンテナ３３５へ再循環させる。すなわち、再循環ポンプ３５１は、液体を、第１のコンテナ３３４から第２のコンテナ３３５へ、そして層３１４を介して戻し導管３８０へ送り込むことになる。図１０には示されていない、多孔板３０８の穴を通って流れる吸収液は、傾斜した底部３８１上に集められて、第１のコンテナ３３４へ流れる。第２のコンテナ３３５内の液面は、第１のコンテナ３３４内の液面とは無関係に、第１のコンテナ３３４内の液面よりも一般的に高い一定の液面に設定することができ、このことは、層３１４と、出口ボックス３２０への冷却液の流れとを生成するために、最小限のポンピング作用が必要であることを意味する。
【００４４】
図１１、図１２ａ及び図１２ｂは、装置４００の形の本発明の第５の実施形態を示す。装置４００は、図１〜図４に示す装置１と非常に似ており、そのため、装置１と同様の装置４００の部材には、同じ符号が与えられており、ここでは、詳細に説明しない。図１１に示す装置４００において、吸収液のフロー層４１４は、このフロー層４１４を通過する煙道ガス４から二酸化硫黄を分離するために、矩形状の多孔板８上を水平に、矢印ＡＬの方向に流れる。フロー層４１４の吸収液は、特に図３を参照して上述したような方法で、多孔板８の上に供給される。
【００４５】
図１２ａは、出口ゾーン４８０を示し、この出口ゾーンは、装置４００内において、多孔板８の第３の側方縁部７４に取り付られているガイドレール７６と、前記側方縁部７４と反対側に配置されている垂直壁４９０との間に形成されている。吸収液が多孔板８を出て、コンテナ３４へ流下していく出口ゾーン４８０には、絞り弁４９２が水平に配置されており、図１１に示すモータ４９３によって回転するようにされている。絞り弁４９２は水平軸４９４を有し、この水平軸は、第３の側方縁部７４と平行に延び、かつ図１２ｂに最も良く示されているように、第１のフラップブレード４９５と第２のフラップブレード４９６とを有し、これらのフラップブレード４９５、４９６は共通の平面に沿って拡がっている。したがって、モータ４９３は、水平軸４９４で絞り弁４９２を回転させるように配置されている。
【００４６】
図１２ｂは、フラップブレード４９５、４９６と水平面との間に形成される角度αを示す。図を見て分かるように、第１の狭窄部４９７は第１のブレード４９５とガイドレール７６との間に形成されており、また、第２の狭窄部４９８は第２のブレード４９６と垂直壁４９０との間に形成されている。吸収液が出口ゾーン４８０を通ってコンテナ３４内へ流下するために、吸収液が克服しなければならない圧力低下は、これらの狭窄部４９７、４９８に左右される。モータ４９３を用いて、角度α及び狭窄部４９７及び４９８の幅を設定することができる。小さな角度α、例えば、約２０〜３０°の角度αでは、狭窄部４９７、４９８は小さくなる。それに伴って、吸収液は、出口ゾーン４８０を通ってコンテナ３４内へ流下する際に、高い圧力低下をうけ、これにより、層４１４の厚さは、この層４１４の厚さと狭窄部４９７、４９８における圧力低下との間に平衡が得られるまで増加する。層４１４のより小さな厚みが所望される場合、角度αは、水平軸４９４及びフラップブレード４９５及び４９６を、例えば、約４０〜５０°の角度αまで回転させ、これにより、圧力低下が小さくなるように、狭窄部４９７及び４９８の幅を増加させるモータ４９３によって増加され、この場合、吸収液は、出口ゾーン４８０を通ってコンテナ３４内へ流下する際に、より小さな圧力低下をうける。したがって、図１１、図１２ａ及び図１２ｂに示す絞り弁４９２は、層４１４の厚さを調節する更なる可能性を与える。この調節は、出口ゾーン４８０に隣接する層４１４の厚さＴに対してもっとも大きな影響を有する。すなわち、絞り弁４９２の利点は、層４１４の厚さの制御を改善し、層４１４における二酸化硫黄の十分な分離をもたらす層４１４の厚さを実現できるように、巨大なポンプ６２の制御を補完するということである。また、他の利点は、層４１４の厚さが、多孔板８の上面にわたって見てより一様になり、このことが、出口ゾーン４８０に隣接する領域において、二酸化硫黄の分離が少なくなるというリスクを低減するということである。
【００４７】
図１３は、図４に示す断面図に実質的に相当する断面図であって、装置５００の形の本発明の第６の実施形態を示す。装置５００は、図１〜図４に示す装置１に非常に似ており、そのため、装置１と同様の装置５００の部材には、同じ符号が与えられており、ここでは、詳細に説明しない。図１３に示す装置５００において、吸収液のフロー層５１４は、このフロー層５１４を通過する煙道ガス４から二酸化硫黄を分離するために、矩形状の多孔板８の上を水平に、矢印ＡＬの方向に、入口ゾーン５７８から出口ゾーン８０に流れる。ガイドレール５９２は、出口ゾーン５７８において、第２の側方縁部７２と対向して配置されている垂直壁５９０から延びている。ガイドレール５９２は、多孔板８より上方の垂直方向の高さ位置で、壁５９０から多孔板８の方へ実質的に水平に延びている。図１３に示すように、ガイドレール５９２は、弓形である。巨大なポンプ６２により生成される上方への液体の流れＡＦは、ガイドレール５９２によって、垂直流れ方向から水平流れ方向に偏向され、多孔板８の上面に送られる流れＡＬを形成する。ガイドレール５９２は、巨大なポンプ内に頻繁に生じる脈動を緩和し、巨大なポンプ６２が多孔板８の上面に一様な流れを生成させる。さらに、前記偏向は、ガイドレール５９２によって、垂直チューブ６４内で垂直方向速度を有する吸収液の流れが、出口ゾーン５７８を出るとき及び多孔板８の上に流れるときに、より高い初期水平速度を有することを引き起こす。このことは、多孔板８の上面にわたって層５１４の厚さをより一様にすることを助ける。図１３に示す種類のガイドレールは、図６及び図７〜図９にそれぞれ示すような種類の装置１００及び２００での使用にも適していることは、認識されるであろう。例えば、装置１００においては、多孔板１０８の第１の部分１０９の方へ延びている第１のガイドレールと、多孔板１０８の第２の部分の方へ延びている第２のガイドレールとが適当に配置される。図６に示す装置１００においては、このようなガイドレールは、第１の部分１０９と第２の部分１１１との間の吸収液の流れの分配を改善するという追加的な機能を有するであろう。当然、ある装置及び同じ装置において、例えば、図１２ａに示すような絞り弁４９２と、図１３に示すガイドレール５９２とを組み合わせることも可能である。
【００４８】
本発明の上述した実施形態の多くの変形例が、特許請求の範囲に記載されている本発明の範囲内で考えられることは、認識されるであろう。
【００４９】
図１〜図４、図６及び図７〜図９に記載したような矩形状の多孔板を有する実施形態は、モジュールシステムを生産するのに良く適している。したがって、例えば、煙道ガスの流れを一緒に処理するために、装置１から成る２〜４つのユニットを並行に構築することができる。
【００５０】
上述した実施形態は、全て、矩形状の多孔板を有する。しかし、円形、半円形又は扇形状の多孔板を形成すること、及び、多孔板の側方縁部の全部又は一部に沿って、ひとつ又はそれ以上の出口ボックスを配置することも可能であることは認識されよう。
【００５１】
上述した実施形態において、煙道ガスは出口ボックスの下を水平方向に通過する。しかし、それほど好ましくはないが、入口２に対向して、ノズルを出口ボックスの壁に配置し、冷却液の流れを散布して、実質的に垂直方向に流れる煙道ガスを冷却させることも可能である。
【００５２】
多孔板８は、幾つかの異なる方法で、及び複数の材料で形成することができる。特に好適な方法は、多孔板を、国際公開ＷＯ  ９６／００１２２に記載されているような方法で設計することである。ポリマー材料で形成された多孔板においては、入来するガスが低温であること（これは本発明を用いて実現することができる）が、多孔板が破損しないための条件である。
【００５３】
前記巨大なポンプは、幾つかの他の種類のポンプ、例えば、渦巻きポンプ又はプロペラポンプと置き換えることができる。しかし、巨大なポンプは、同時酸化効果、及び過剰な摩耗を受けることなく、高容積の液体を用いて稼動するという能力により、特に好適である。
【００５４】
上述した実施形態は、石炭燃料ボイラーからの煙道ガスの清浄に用いられる。しかし、本発明が二酸化硫黄をガスから分離する他のプロセスにも適用可能であることは認識されよう。このようなプロセスの実例は、石油、泥炭、生物燃料及び産業及び一般廃棄物の燃焼、及び鋼材や銅の冶金プロセス、セメント製造プロセス及び石油精製や天然ガス精製等の精製プロセス等である。前記装置は、二酸化硫黄と共に他の物質を吸収するのにも用いることができる。このような物質の実例は、塩化水素、フッ化水素、臭化水素及びヨウ化水素等のハロゲン化水素、臭素、水銀等の重金属、及び他の化合物である。
【００５５】
二酸化硫黄の吸収は、複数の異なる吸収液を用いて実行することができる。水と混合した場合に、二酸化硫黄の分離に適している物質の実例は、石灰石、石灰、ドロマイト、水酸化ナトリウム等である。したがって、前記装置は、吸収液の特定の成分に限定されない。
【実施例】
【００５６】
本実施例は、図１〜図４及び図５ａを参照して説明した種類の装置を用いたパイロット実験に関する。
【００５７】
ポリプロピレンで形成された多孔板８は、３０ｍｍの厚さと、約３．６％の穴無し領域を有し、穴１０は２２ｍｍの径を有するものとした。穴２２は、多孔板８の下面４６で斜めにした。約９６％が４４μｍのメッシュを通過する粒径を有する石灰石を、２５重量％の水性懸濁液の形でコンテナ３４に供給した。水を、コンテナ３４に追加供給した。前記コンテナ内の吸収液３６は、稼働中、約１３重量％の固形物を含有し、約５．４のｐＨを有した。
【００５８】
石油火力発電所からの清浄化された煙道ガス４であって、水蒸気で飽和されていない、入来するガスは、約１９０°の温度と、約２０００ｐｐｍの二酸化硫黄濃度を有していた。煙道ガス４は、入口２を通って、空間４０へ流れた。コンテナ３４内の液面３８は、空間４０におけるガス速度が、約１５ｍ／ｓであるような液面に調節された。ポイントＡとポイントＢとの間の圧力差は、４６００Ｐａと測定された。第１の巨大なポンプ５０は、３  ｌ／ｍ３の煙道ガスに応じて、冷却液の流れを出口ボックス２０に供給した。第２の巨大なポンプ６２は、２０  ｌ／ｍ３の煙道ガスに応じて、吸収液を入口ゾーン７８に供給して層１４を形成した。入口ボックス２０内の高さｈｌは、約７７００Ｐａの静水圧Ｐｌに応じて、７００ｍｍであった。出口ボックス２０の底部３０における円形穴３２は、約２ｃｍの径を有するものとした。円形穴３２の数は、静水圧で穴３２を出る液体の速度が約１．５ｍ／ｓになるような数とした。目視検査に関する限り、ガス４は、出口ボックス２０の底部３０の円形穴３２から出る吸収液の約１０％を同伴し、吸収液の残りは液面３８に達した。前記検査の過程においては、多孔板８の穴１０の目詰まり及び多孔板８の下面４６への付着物は、観察されなかった。また、ガス４により同伴された吸収液によってもたらされた浄化の効果を、下面４６上で観察することができた。測定により、多孔板８の真下のガス４が、約５７°の温度を保ち、かつ水蒸気で実質的に飽和されたことが分かった。したがって、限定された冷却液の流れが所望の冷却を達成するのに十分であった。装置１を出るガス１６は、約５５℃の温度を有し、かつ約２２ｐｐｍの二酸化硫黄を含有していた。煙道ガスの流量の変化を伴う検査も実行し、接触又は冷却ゾーン６及びフロー層１４が、煙道ガスの流量が変化したときに安定して作用することが実証された。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】水平面における断面図であり、本発明の第１の実施形態による装置を概略的に示す。
【図２】垂直面における断面図であり、図１の部分ＩＩ−ＩＩを示す。
【図３】垂直面における断面図であり、図１の部分ＩＩＩ−ＩＩＩを示す。
【図４】垂直面における断面図であり、図１の部分ＩＶ−ＩＶを示す。
【図５ａ】平面図であり、図１の領域Ｖを示す。
【図５ｂ】平面図であり、出口ボックスの底部の代替的な実施形態を示す。
【図６】斜視断面図であり、本発明の第２の実施形態による装置を概略的に示す。
【図７】水平面における断面図であり、本発明の第３の実施形態による装置を概略的に示す。
【図８】斜視断面図であり、図７に示す装置を示す。
【図９】斜視断面図であり、図７に示す装置における、ガスのための入口及び出口を示す。
【図１０】垂直面における断面図であり、本発明の第４の実施形態による装置を概略的に示す。
【図１１】水平面における断面図であり、本発明の第５の実施形態による装置を概略的に示す。
【図１２ａ】垂直面における断面図であり、図１１の部分ＸＩＩ−ＸＩＩを示す。
【図１２ｂ】垂直面における拡大部分図であり、図１２ａに示す領域ＸＩＩｂを示す。
【図１３】垂直面における断面図であり、本発明の第６の実施形態による装置を概略的に示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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