(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸収液を用いて、ガスから二酸化硫黄等のガス状汚染物質を分離する装置であって、
ａ）少なくとも１つのガス状汚染物質を含有するガス（４）のための入口（２）及び前記少なくとも１つのガス状汚染物質がすでに分離されているガス（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、前記少なくとも１つのガス状汚染物質を含有するガス（４）の下からの通過を可能にし、かつ上面（１２）上に、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、
ｃ）吸収液を前記多孔板（８）の全域に分布して、前記吸収液のフロー層（１４）を形成するようにしている入口ゾーン（６４）と、
ｄ）前記吸収液のフロー層（１４）が前記多孔板（８）を通過した後に、前記吸収液のフロー層（１４）を受け入れるようにしている出口ゾーン（６８）と、
を包含する装置において、更に、
ｅ）前記出口ゾーン（６８）に隣接して配置され、前記多孔板（８）から垂直方向上方へ延びている固定バリア（７６）と、
ｆ）前記固定バリア（７６）の上方に配置され、前記固定バリア（７６）を越えて前記出口ゾーン（６８）内へと通過するために、前記吸収液のフロー層（１４）が打ち勝たなければならない抵抗を制御して、前記吸収液のフロー層（１４）の厚さ（Ｔ）を調節するようにしている制御可能な調節手段（８０）と、
を包含することを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、前記固定バリア（７６）が、前記多孔板（８）の縁部（７２）から垂直方向上方へ延びている板として形成されている装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の装置において、前記固定バリア（７６）が、前記多孔板（８）の上面（１２）を越えて少なくとも５０ｍｍの高さ（Ｈ）まで延びている装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置において、前記調節手段（８０；１８０；２８０）が、水平軸線（Ａ）のまわりを回転するようにされている調節板（８２；１８２；２８２、２８３）を包含している装置。
【請求項５】
請求項４記載の装置において、前記水平軸線（Ａ）が、前記固定バリア（７６；２７６）の上部縁部（７８；２７８）から離れた距離（Ｄ）に配置され、前記調節板（８２；２８３）の開口が、前記固定バリア（７６；２７６）の上部縁部（７８；２７８）と前記調節板（８２；２８３）との間に隙間（９２；２９２）を形成するようにした装置。
【請求項６】
請求項５記載の装置において、前記水平軸線（Ａ）が、前記固定バリア（７６；２７６）の上部縁部（７８；２７８）の垂直方向上方に配置されている装置。
【請求項７】
請求項４記載の装置において、前記水平軸線（Ａ）が、前記固定バリア（１７６）の上部縁部（１７８）上に配置されている装置。
【請求項８】
請求項４〜７のいずれか一項に記載の装置において、前記調節板（８２；１８２；２８２、２８３；３８２、３８３；４８２、４８３）は、吸収液が上を流れるようにしている水平縁部（９０；１９０；２９０、２９１；３９０、３９１；４９０、４９１）を備え、前記水平縁部は、直線状縁部（９０；１９０；２９０、２９１）及び鋸歯状縁部（３９０、３９１；４９０、４９１）から選択されている装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置において、前記固定バリア（７６；２７６；３７６；４７６）は、吸収液が上を流れるようにしている上部縁部（７８；２７８；３７８；４７８）を備え、前記上部縁部が、直線状縁部（７８；２７８）及び鋸歯状縁部（３７８；４７８）から選択されている装置。
【請求項１０】
吸収液を用いて、ガスから二酸化硫黄等の少なくとも１つのガス状汚染物質を分離する方法であって、ガス（４）が実質的に水平な多孔板（８）を通って上方へ運ばれ、前記多孔板（８）上の、吸収液のフロー層（１４）が入口ゾーン（６４）から出口ゾーン（６８）へ運ばれるようにした方法において、
前記吸収液のフロー層（１４）が、前記出口ゾーン（６８）に隣接して設けられていると共に前記多孔板（８）から垂直方向上方へ延びている固定バリア（７６）を越えて通過し、前記少なくとも１つのガス状汚染物質の分離が、前記固定バリア（７６）の上方に配置されている制御可能な調節手段（８０）を、前記固定バリア（７６）を越えて前記出口ゾーン（６８）内へと通過するために、前記吸収液のフロー層（１４）が打ち勝たなければならない適当な抵抗を生成する位置に設定することにより、前記吸収液のフロー層（１４）の厚さ（Ｔ）を調節することによって制御されることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の方法において、前記少なくとも１つのガス状汚染物質の分離が、更に、吸収液が、前記多孔板（８）の上面（１２）上を通過する吸収液の流量を制御することによって、制御されるようにした方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸収液を用いて、ガスから二酸化硫黄等のガス状汚染物質を分離する装置であって、
ａ）少なくとも１つのガス状汚染物質を含有するガスのための入口及び前記少なくとも１つのガス状汚染物質がすでに分離されている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て、前記少なくとも１つのガス状汚染物質を含有するガスの下からの通過を可能にし、かつ上面上に、吸収液のフロー層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と、
ｃ）吸収液を前記多孔板の全域に分布して、前記吸収液のフロー層を形成するようにしている入口ゾーンと、
ｄ）前記吸収液のフロー層が前記多孔板を通過した後に、前記吸収液のフロー層を受け入れるようにしている出口ゾーンと、
を包含する装置に関する。
【０００２】
また、本発明は、吸収液を用いて、ガスから二酸化硫黄等のガス状汚染物質を分離する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
石炭、石油、天然ガス、産業廃棄物、一般廃棄物、泥炭等の燃焼は、二酸化硫黄、フッ酸、臭素及び塩酸等のガス状汚染物質を含有する可能性のある煙道ガスを生成する。また、二酸化硫黄等のガス状汚染物質は、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可能性もある。最近になって、二酸化炭素（ＣＯ２）は、その環境に対するマイナスの影響により、ガス状汚染物質として注目されてきている。大量のガス状汚染物質を大気中に放出することを避けるために、通常、ガス清浄装置が、前記ガスが大気中に放出される前に、前記ガス状汚染物質を少なくとも部分的に分離するのに用いられる。
【０００４】
アルストム  テクノロジー  リミテッド（ＡＬＳＴＯＭ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｌｔｄ）による出願の国際公開第２００５／００７２７４号パンフレットは、ガスから二酸化硫黄を除去する方法及び装置について記述している。この方法及び装置においては、煙道ガスは、吸収液のフロー層が上に形成されている多孔板を通って上方へ流れる。吸収液は、例えば、水、及び石灰、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ている同種の物質のうちの１つ以上からなることができる。吸収液のフロー層の吸収効率は、フロー層の厚さによる。前記国際公開第２００５／００７２７４号パンフレットに示された一実施形態においては、弁が出口ゾーン内に設けられて、多孔板のレベルの真下に配設されている。この弁の目的は、多孔板上の吸収液のフロー層の厚さを制御することである。しかし、この弁が吸収液のフロー層を制御するのにほとんど有効ではなく、吸収液のフロー層はたいてい完全に不安定になる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】
本発明の第１の目的は、ガスを清浄化する装置であって、従来技術と比較してより安定した方法で、吸収液のフロー層の厚さを制御する手段を備えている装置を提供することにある。
【０００６】
本発明の第２の目的は、吸収液のフロー層の分離性能の改良された制御によって、ガスからガス状汚染物質を分離する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の前記第１の目的は、吸収液を用いて、ガスから二酸化硫黄等のガス状汚染物質を分離する装置であって、
ａ）少なくとも１つのガス状汚染物質を含有するガスのための入口及び前記少なくとも１つのガス状汚染物質がすでに分離されている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、前記少なくとも１つのガス状汚染物質を含有するガスの下からの通過を可能にし、かつ上面上に、吸収液のフロー層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と、
ｃ）吸収液を前記多孔板の全域に分布して、前記吸収液のフロー層を形成するようにしている入口ゾーンと、
ｄ）前記吸収液のフロー層が前記多孔板を通過した後に、前記吸収液のフロー層を受け入れるようにしている出口ゾーンと、
を包含する装置において、更に、
ｅ）前記出口ゾーンに隣接して配置され、前記多孔板から垂直方向上方へ延びている固定バリアと、
ｆ）前記固定バリアの上方に配置され、前記固定バリアを越えて前記出口ゾーン内へと通過するために、前記吸収液のフロー層が打ち勝たなければならない抵抗を制御して、前記吸収液のフロー層の厚さを調節するようにしている制御可能な調節手段と、
を包含することを特徴とする装置によって実現される。
【０００８】
この装置の利点は、前記固定バリアと前記制御可能な調節手段との組合せが、前記吸収液のフロー層の厚さを的確に制御することをより容易にするということである。別の利点は、前記吸収液のフロー層が、急速な負荷軽減で排出されないということである。従って、本発明は、変動負荷で良好に機能する装置を実現できる。
【０００９】
好ましい実施形態によれば、前記固定バリアは、前記多孔板の縁部から垂直方向上方へ延びている板として形成される。この実施形態の利点は、板として形成された前記固定バリアが、小さなスペースしかとらないにもかかわらず、その目的に対してなお有効であるということである。前記多孔板の縁部から延ばすことにより、分離に対して有効である前記多孔板の領域は低減されない。
【００１０】
好ましくは、前記固定バリアは、前記多孔板の上面の上方に、少なくとも５０ｍｍ、より好ましくは、少なくとも７５ｍｍの高さまで延びる。前記多孔板の上面を越えるこの高さは、全ての作動モードにおいて、装置の適切な動作を実現できるような、前記吸収液のフロー層の適切な最小厚さをもたらすことが証明されている。
【００１１】
好ましい実施形態によれば、前記調節手段は、水平軸線のまわりを回転するようにされている調節板を包含する。前記調節板は、前記吸収液のフロー層の厚さの、シンプルだが、有効で、安定的でかつ迅速な制御を実行できる。
【００１２】
より好ましくは、前記水平軸線は、前記固定バリアの上部縁部から離れた距離に配置され、前記調節板の開口は、前記固定バリアの上部縁部と前記調節板との間に隙間を形成する。この実施形態の利点は、前記調節手段の設定の変化に対する素早い応答で、非常に的確な制御が実現されるということである。２０〜１００％の幅広い負荷範囲で頻繁に作動し、かつ素早い負荷変動で作動する可能性があるプラントの場合、この実施形態は、前記吸収液のフロー層の厚さの現在の負荷への素早い適応を実現できる。
【００１３】
また更に好ましくは、前記水平軸線は、前記固定バリアの上部縁部の垂直方向上方に配置されている。このことは、前記調節手段の設置が小さなスペースしか占めないため、装置の非常にコンパクトなデザインを可能にする。
【００１４】
別の好ましい実施形態によれば、前記水平軸線は、前記固定バリアの上部縁部上に配置されている。この実施形態の利点は、前記吸収液のフロー層の厚さの制御が、特に、最大厚さ近辺で、非常に正確かつ穏やかであるということである。９０〜１００％の負荷範囲で頻繁に作動し、かつ素早い負荷変動にはめったに遭わないプラントの場合には、この実施形態は、前記吸収液のフロー層の厚さの非常に的確な微調整を実現できる。
【００１５】
好ましくは、前記調節板は、吸収液が上を流れるようにしている水平縁部を備え、前記水平縁部は、直線状縁部及び鋸歯状縁部から選択される。これらのタイプの縁部は、前記水平縁部の上を流れる吸収液に対して、流出特性を与えることが証明されている。
【００１６】
好ましくは、前記固定バリアは、吸収液が上を流れるようにしている上部縁部を備え、前記上部縁部は、直線状縁部及び鋸歯状縁部から選択される。上述したのと同じ理由で、このような縁部は、流出特性を与える。
【００１７】
本発明の前記第２の目的は、吸収液を用いて、ガスから二酸化硫黄等の少なくとも１つのガス状汚染物質を分離する方法であって、ガスが実質的に水平な多孔板を通って上方へ運ばれ、前記多孔板上の、吸収液のフロー層が入口ゾーンから出口ゾーンへ運ばれるようにした方法において、
前記吸収液のフロー層が、前記出口ゾーンに隣接して設けられていると共に前記多孔板から垂直方向上方へ延びている固定バリアを越えて通過し、前記少なくとも１つのガス状汚染物質の分離が、前記固定バリアの上方に配置されている制御可能な調節手段を、前記固定バリアを越えて前記出口ゾーン内へと通過するために、前記吸収液のフロー層が打ち勝たなければならない適当な抵抗を生成する位置に設定することにより、前記吸収液のフロー層の厚さを調節することによって制御されることを特徴とする方法によって実現される。
【００１８】
この方法の利点は、前記吸収液のフロー層の分離特性を幅広い範囲内で的確に制御することができる方法を提供できることが証明されたということである。
【００１９】
この方法の好ましい実施形態によれば、前記少なくとも１つのガス状汚染物質の分離は、更に、前記吸収液が前記多孔板の上面上を通過する前記吸収液の流量を制御することによって、制御される。この実施形態の利点は、前記吸収液のフロー層の厚さ、及び吸収液が前記多孔板の上面を流れる流量の両方を制御することが、前記吸収液のフロー層の特性を、現在のガス状態、すなわち、ガスの流量及びこのガス中の少なくとも１つのガス状汚染物質の濃度に適応させる追加的な可能性を実現できるということである。このことは、煙道ガスの圧力降下を少なくすること、及び／又は吸収液を前記入口ゾーン（この入口ゾーンから吸収液が前記多孔板の上面全域に分布される）に供給するポンピング装置における電力消費を少なくすることにより、エネルギを節約することを可能にする。
【００２０】
本発明の更なる目的及び特徴は、以下の説明及び特許請求の範囲の記載からはっきりと理解できるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、本発明を実施するための最良の形態を、添付図面を参照してより詳細に説明する。
【００２２】
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。この接触ゾーン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からのガス状汚染物質の更なる限定された分離は、接触ゾーン６で行われる。そして、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、その上面１２において、水性吸収液のフロー層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、二酸化硫黄のガス状汚染物質が煙道ガス４から有効に分離される。
【００２３】
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。
【００２４】
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と液体とを接触させるように、液体を散布するようにしている。
【００２５】
出口ボックス２０から流出する液体の一部分は、蒸発していないが、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隙間４０の形の流路がある。煙道ガス４は、ノズル３２により散布された液体４２の一部分を、液面３８と多孔板８の下面４６との間に形成された空間４４内に同伴する。この同伴された液体は、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。
【００２６】
図３は、第１の巨大なポンプ４８の形の第１のポンピング手段を示す。この巨大なポンプ４８には、導管５０を介して圧縮空気が供給され、また、出口ボックス２０に、前記国際公開第２００５／００７２７４号パンフレットに記載されたのと同様の方法で、液体流れＣＦを供給する。この上方への液体流れＣＦは、出口ボックス２０に到達して、同じように散布され、その後、上述したように、接触ゾーン６に流出する。
【００２７】
図３に示すように、装置１は、細長い第２の巨大なポンプ５２の形の第２のポンピング手段も有する。この巨大なポンプ５２は、コンテナ３４の底部５６の真上の水平面から、多孔板８の上面１２にまで垂直方向上方へ延びる垂直チューブ５４を有する。また、この巨大なポンプ５２は、少なくとも垂直チューブ５４の下に垂直方向に配列されている多数のエアノズル５８を有し、これらのエアノズルには、制御弁６２が設けられている導管６０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５４内に、矢印ＡＦで示されている上方への液体流れを生成する。この上方への液体流れは、吸収液が、そこから多孔板８の上面１２の全域に分布されて、多孔板８の上を水平方向に流れる、吸収液のフロー層１４を形成する入口ゾーン６４に達することになる。
【００２８】
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４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。吸収液３６は、例えば、国際公開第９６／００１２２号パンフレットに開示されている方法に従って準備することができる。
【００２９】
巨大なポンプ５２に圧縮空気を供給する導管６０に設けられた弁６２は、以下に更に説明するように、煙道ガス４の流量、及び煙道ガス４の二酸化硫黄濃度に従って、吸収液の流量を調節するのに用いることができる。巨大なポンプ５２に供給される圧縮空気は、その生成のためのパワーを要する。吸収液の高い流量は、大量の圧縮空気を必要とし、そのため、大量のパワー消費をもたらす。
【００３０】
図４は、細長い巨大なポンプ５２が、矩形状の多孔板８の第２の側方縁部６６に沿ってどのように配置されているかを示し、第２の側方縁部６６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。従って、第１の巨大なポンプ４８及び第２の巨大なポンプ５２は、図１からも明らかなように、第２の側方縁部６６と平行なラインに沿って連続して配置されている。
【００３１】
また、図４から、吸収液のフロー層１４が、どのようにして、入口ゾーン６４から出口ゾーン６８へ、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の上を水平方向に流れることも明らかである。
【００３２】
ガイドレール７０は、第２の側方縁部６６とは反対側で、第３の側方縁部７２に取付けられている。このガイドレール７０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を通過して流れた吸収液は、出口ゾーン６８において流下し、コンテナ３４内に集められる。
【００３３】
装置１に対する負荷は、例えば、ボイラー内の負荷の変化により、又は、燃焼される燃料中の硫黄の含有量により変化する可能性がある。変化する負荷において、二酸化硫黄の的確な分離を得るために、装置１は、吸収液のフロー層１４の厚さＴを制御するレベル制御手段７４を備えている。
【００３４】
図５ａは、レベル制御手段７４をより詳細に示す。図５ａを見て分かるように、レベル制御手段７４は、板として形成され、出口ゾーン６８に隣接して配置されている固定バリア７６を包含する。この固定バリア７６は、多孔板８の第３の側方縁部７２において、多孔板８から垂直方向上方へ延びている。固定バリア７６は、多孔板８の上面１２より上に高さＨだけ延びている。固定バリア７６の高さＨは、好ましくは、少なくとも５０ｍｍ、より好ましくは、約７５〜３５０ｍｍである。固定バリア７６は、吸収液が上を越えて流れることができる上部縁部７８を有する。図５ａに示す場合において、上部縁部７８は、直線状の水平縁部である。レベル制御手段７４は、更に、固定バリア７６の上に設けられている制御可能な調節手段８０を包含する。この調節手段８０は、水平軸８４に取付けられている調節板８２を包含する。この調節板８２は、水平軸線Ａのまわりを回転することができる。水平軸８４は、その両端部に、図示しない軸受を備えている。水平軸線Ａは、上部縁部７８の垂直方向上方に、上部縁部７８から離れた距離Ｄに設けられている。典型的には、距離Ｄは１００〜５００ｍｍである。図１及び図４に示されている調節制御モータ８６は、制御棒８８を介して、調節板８２の回転を制御する。調節板８２は、水平な下部縁部９０を有する。固定バリア７６の上部縁部７８と調節板８２の下部縁部９０との間には、隙間９２が形成されている。モータ８６を用いて、水平軸８４の回転の角度を調節することにより、隙間９２の幅を設定することが可能である。吸収液のフロー層１４が、固定バリア７６を越えて出口ゾーン６８内へと通過するために打ち勝たなければならない、吸収液圧力降下の形の抵抗は、隙間９２の幅に依存する。隙間９２を狭く形成することにより、前記抵抗、すなわち、吸収液圧力降下は増加し、その結果、吸収液のフロー層１４のより大きな厚さＴが得られる。従って、隙間９２を適当な幅に設定することにより、フロー層１４の厚さＴを制御することが可能である。
【００３５】
図５ｂは、吸収液のフロー層１４の流量が劇的に低下したときの状況を示す。このような低負荷の場合、調節手段８０を用いて、吸収液のフロー層１４の厚さＴを的確に制御することは困難である。しかし、固定バリア７６は、フロー層１４が、Ｈに等しい、又は、Ｈよりもわずかに大きな最小厚さＴＬを有し、この最小厚さが、最小負荷時にも常に保たれることを実現する。その結果、フロー層１４が小さすぎる厚さになって、フロー層１４が、適正な吸収特性を有しなくなり、及び／又はフロー層１４が、多孔板８の上面１２のある領域から消える恐れが避けられる。
【００３６】
隙間９２内に所望の抵抗を生成するようにレベル制御手段７４を制御することにより、かつまた、好ましくは、同時に、図３の矢印ＡＦ及び図１及び図４の矢印ＡＬに従って、所望の吸収液流量を得るように、巨大ポンプ５２の弁６２を制御することにより、吸収液のフロー層１４が、多孔板８の上面１２を流れる水平方向流量（ｍ３／ｓ）と、吸収液のフロー層が多孔板８の上面１２上を流れるときフロー層１４が有する厚さＴとの所望の組合せを得ることが可能である。その結果、多孔板８の上面１２上の水平方向流量（ｍ３／ｓ）と厚さＴとの組合せは、煙道ガス４の圧力降下、及び巨大ポンプ５２における圧縮空気の消費量を、可能な最低レベルに保つことができるように、煙道ガス流量と、煙道ガス中の二酸化硫黄濃度との各組合わせを適合させて制御することができる。基本的に、煙道ガス４中の高濃度の二酸化硫黄は、必要な分離効率を得るために、厚いフロー層１４を必要とし、一方、低濃度の二酸化硫黄の場合は、薄いフロー層１４で十分である。高煙道ガス流量は、新鮮な吸収液を供給し続けるために、吸収液のフロー層１４の高流量を必要とし、一方、低煙道ガス流量の場合には、遅い、吸収液のフロー層１４の流量で十分である。以下の表１は、煙道ガス流量と、二酸化硫黄ＳＯ２濃度との４つの異なる組合せで装置１を作動させるのに用いることができる、レベル制御手段７４により制御される厚さＴと、バルブ６２により制御される吸収液流量との組合せの非限定的な実施例を示す。
【００３７】
【表１】
0004545139.tif 000002
表１：煙道ガス流量及び二酸化硫黄濃度に関連する、異なる作動状態に対応するための吸収液流量と、フロー層１４の厚さＴの組合せ。
【００３８】
図６ａは、本発明の第２の実施形態によるレベル制御手段１７４を示す。このレベル制御手段１７４は、板として形成され、出口ゾーン６８に隣接して設けられている固定バリア１７６を包含する。固定バリア１７６は、多孔板８の第３の側方縁部７２において、多孔板８から垂直方向上方へ延び、かつ多孔板８の上面１２の上に高さＨだけ延びている。固定バリア１７６の高さＨは、好ましくは、少なくとも５０ｍｍ、より好ましくは、約７５〜３５０ｍｍである。固定バリア１７６は、上部縁部１７８を有する。レベル制御手段１７４は、更に、制御可能な調節手段１８０を包含する。この調節手段１８０は、水平軸１８４に取付けられている調節板１８２を包含する。水平軸１８４は、固定バリア１７６の上部縁部１７８の上に設けられており、水平軸線Ａのまわりを回転することができる。図６ａに図示しない調節制御モータは、制御棒１８８を介して、調節板１８２の回転を制御する。調節板１８２は、上を吸収液が流れることができる水平な上部縁部１９０を有する。図６ａに示す状況において、調節板１８２は、直立位置であり、すなわち、調節板１８２は、垂直方向上方に延びており、これは、最大の厚さＴＭを有するフロー層１４が得られていることを意味する。
【００３９】
図６ｂは、レベル制御手段１７４が、フロー層１４の厚さをより小さな厚さＴＣに制御するのに用いられている状況を示す。水平軸１８４の回転角度は、前記モータを用いて、多孔板８の上面１２からの距離ＤＣを、調節板１８２の上部縁部１９０に設定するように調節されている。固定バリア１７６及び調節板１８２を越えて出口ゾーン６８内へと通過するために、吸収液のフロー層１４が打ち勝たなければならない、吸収液の高さの形の抵抗は、距離ＤＣに依存する。距離ＤＣを短くすることにより、調節板１８２を回転させることにより、前記抵抗、すなわち、吸収液の高さは低下し、それに伴って、フロー層１４のより小さな厚さＴＣが得られる。従って、距離ＤＣを適切な高さに設定することにより、吸収液のフロー層１４の厚さＴＣを制御することが可能である。図６ａ及び図６ｂに示す実施形態において、調節板１８２は、時計回りに、すなわち、距離ＤＣを小さくすべきときに、多孔板８から離れて回転する。別法として、距離ＤＣを小さくすべきときに、図６ａに示す位置を起点として、調節板１８２を、別の方向である反時計回りに、すなわち、多孔板８の方へ回転させることも可能であることは、認識されるであろう。
【００４０】
図６ａ及び図６ｂに示すレベル制御手段１７４は、図５ａ及び図５ｂに示すものよりも遅い制御特性を有する。これは、調節板１８２を、図６ａに示す位置から例えば、１０°回転させることが、最大の厚さＴＭよりもわずかに小さな厚さＴＣを生じるということによるものである。レベル制御手段１７４は、急速な負荷変動が頻出せず、フロー層１４の厚さＴＣの微細な制御が要求されるプラントにおいて有用である。
【００４１】
図７ａは、本発明の第３の実施形態によるレベル制御手段２７４を示す。レベル制御手段２７４は、板として形成され、出口ゾーン６８に隣接して設けられている固定バリア２７６を包含する。固定バリア２７６は、多孔板８の第３の側方縁部７２において、多孔板８から垂直方向上方へ延び、かつ多孔板８の上面１２の上に高さＨだけ延びている。固定バリア２７６の高さＨは、好ましくは、少なくとも５０ｍｍ、より好ましくは、約７５〜３５０ｍｍである。固定バリア２７６は、上部縁部２７８を有する。レベル制御手段２７４は、更に、制御可能な調節手段２８０を包含する。調節手段２８０は、上方調節板２８２及び下方調節板２８３を包含する。２つの調節板２８２、２８３は、水平軸２８４の両側に取付けられており、そのため、反対方向に延びている。水平軸２８４は、固定バリア２７６の上部縁部２７８から距離Ｄに、上部縁部２７８の上に垂直方向に設けられており、水平軸線Ａのまわりを回転することができる。図７ａには図示されていない調節制御モータは、制御棒２８８を介して、調節板２８２、２８３の回転を制御する。上方調節板２８２は、上を吸収液が流れることができる水平な上部縁部２９０を有する。図７ａに示す状況において、調節板２８２、２８３は、垂直方向上方に延びており、これは、最大の厚さＴＭを有するフロー層１４が得られていることを意味する。この位置における調節手段２８０の全体の垂直方向高さＤＴ、すなわち、上方調節板２８２の上部縁部２９０から、下方調節板２８３の下部縁部２９１までの距離ＤＴは、典型的には、１００〜５００ｍｍである。図７ａに示すように、上方調節板２８２は、下方調節板２８３と同じ垂直方向高さを有する。しかし、このことは、必ずしも必要ではなく、２つの調節板２８２、２８３は、別法として、異なる垂直方向高さを有してもよい。
【００４２】
図７ｂは、レベル制御手段２７４が、吸収液のフロー層１４の厚さを、より小さな厚さＴＣ１に制御するのに用いられているときの状況を示す。水平軸２８４の回転角度は、前記モータを用いて、多孔板８の上面１２からの距離ＤＣを、上方調節板２８２の上部縁部２９０に設定するように調節されている。固定バリア２７６及び調節板２８２、２８３を越えて出口ゾーン６８内へと通過するために、吸収液のフロー層１４が打ち勝たなければならない、吸収液の高さの形の抵抗は、距離ＤＣに依存する。距離ＤＣを小さくすることにより、調節板２８２、２８３を回転させることによって、前記抵抗、すなわち、吸収液の高さが低下することになり、それに伴って、吸収液のフロー層１４のより小さな厚さＴＣ１が得られる。従って、距離ＤＣを適切な高さに設定することにより、吸収液のフロー層１４の厚さを制御することが可能である。調節板２８２、２８３が、水平軸２８４及び制御棒２８８を用いて、水平軸線Ａのまわりを回転すると、隙間２９２が、下方調節板２８３の下部縁部２９１と、固定バリア２７６の上部縁部２７８との間に形成されることになる。図７ｂから明らかなように、吸収液の一部分はこの隙間２９２を通って固定バリア２７６を通過し、前記吸収液の一部分は上方調節板２８２の上部縁部２９０を越えて通過することになる。
【００４３】
図７ｃは、レベル制御手段２７４が、吸収液のフロー層１４の厚さを、より小さな厚さＴＣ２に制御するのに用いられているときの状況を示す。水平軸２８４の回転角度は、更に、前記モータ及び制御棒２８８を用いて調節されている。図７ｃに示す状況において、固定バリア２７６を越えて出口ゾーン６８内へと通過するために、吸収液のフロー層１４が打ち勝たなければならない、吸収液圧力降下の形の抵抗は低いため、吸収液は全て、固定バリア２７６の上部縁部２７８と下方調節板２８３の下部縁部２９１との間に形成された隙間２９２を通って流れる。
【００４４】
図７ａ〜図７ｃに示すレベル制御手段２７４は、図５ａ及び図５ｂに示すものよりも速い制御特性を有する。これは、調節板２８２、２８３を図７ａに示す位置から例えば、１０°回転させることが、上方調節板２８２の上部縁部２９０を越えて流れる吸収液と、隙間２９２を通って流れる吸収液の両方を生じるということによるものである。すなわち、調節板２８２、２８３の小さな回転が、フロー層１４の厚さの比較的大きな低下をもたらす。レベル制御手段２７４は、急速な負荷変動がかなり頻出して、フロー層１４の厚さの同等的に大きな変動によって素早く適合させる必要があるプラントにおいて有用である。
【００４５】
図８ａは、図７ｃの矢印ＶＩＩＩａ方向で見たときの調節板２８２、２８３及び固定バリア２７６の図である。明確にするため、吸収液は図示されていない。図を見て分かるように、上方調節板２８２の上部縁部２９０、下方調節板２８３の下部縁部２９１及び固定バリア２７６の上部縁部２７８は、全て直線状の水平縁部である。
【００４６】
図８ｂは、図８ａに示すものと同様であるが、代替的な実施形態を示す図である。この実施形態において、上方調節板３８２及び下方調節板３８３は、水平軸３８４に取付けられており、これらの調節板は、水平軸線Ａのまわりを回転することができる。水平軸３８４は、固定バリア３７６の垂直方向上方に設けられている。固定バリア３７６は、鋸歯状の上部縁部３７８を有する。下方調節板３８３は下部縁部３９１を有し、この下部縁部３９１も、また鋸歯状であり、かつ固定バリア３７６の上部縁部３７８の鋸歯に一致するような鋸歯である。すなわち、調節板３８２、３８３が直立位置にあるとき、密接なシールを、吸収液が、下方調節板３８３と固定バリア３７６との間を全く、又はほとんど通過できないように実現することができる。上方調節板３８２は上部縁部３９０を有し、この上部縁部３９０もまた鋸歯状である。吸収液が上を通る、鋸歯状になっている縁部は、それぞれの縁部の水平方向長さに沿ってみた場合、より一様な液体流れを生成する。固定バリア３７６の高さＨは、好ましくは、少なくとも５０ｍｍ、好ましくは、７５〜３５０ｍｍである。図８ｂに示すように、固定バリア３７６の高さＨは、個々の歯３７９の垂直方向高さの半分に相当する箇所から、前記多孔板（図８ｂには図示せず）の上面までで測定される。
【００４７】
図８ｃは、図８ａ及び図８ｂに示すものと同様であるが、また別の代替的な実施形態を示す図である。この実施形態においては、上方調節板４８２及び下方調節板４８３は、水平軸４８４に取付けられており、これらの調節板は、水平軸線Ａのまわりを回転することができる。水平軸４８４は、固定バリア４７６の垂直方向上方に配置されている。固定バリア４７６は、鋸歯状であり、かつ前記多孔板（図８ｃには図示せず）の上面から延びる歯４７９を有する上部縁部４７８を有する。下方調節板３８３は下部縁部４９１を有し、この下部縁部４９１も、また鋸歯状であり、かつ固定バリア４７６の鋸歯と一致するような鋸歯である。従って、調節板４８２、４８３が直立位置にある場合、密接なシールを、下方調節板４８３と固定バリア４７６との間に吸収液が全く、又はほとんど流れることがないように実現することができる。上方調節板４８２は上部縁部４９０を有し、この上部縁部４９０もまた鋸歯状であるが、下方調節板４８３とは異なる別のパターンを有する鋸歯状である。固定バリア４７６の垂直方向高さＨは、少なくとも５０ｍｍ、好ましくは、７５〜３５０ｍｍである。図８ｃに示すように、固定バリア４７６の高さＨは、個々の歯４７９の垂直方向高さの半分に相当する箇所から、前記多孔板の上面までで測定される。固定バリア４７６は、吸収液の一部分が、非常に低い液体の高さでも、歯４７９の間を通り抜けることを可能にするが、それでも、大量の吸収液が前記歯の間を通過することができないため、固定バリアとして機能することは、認識されるであろう。
【００４８】
上述した実施形態に関する多数の変形例が、特許請求の範囲に記載した範囲内で可能であることは、認識されるであろう。
【００４９】
例えば、前記固定バリアは、板形状であると説明してきた。前記固定バリアは、矩形状、三角形状等の他の断面形状を有することも可能であることは、認識されるであろう。必要に応じて、補強的剛性を備えた板形状の固定バリアは、その最小限のスペース要件により、好ましい代替例となる場合もある。
【００５０】
これまで、水平軸及び少なくとも１つの調節板を包含する調節手段について説明してきた。他のタイプの調節手段、例えば水平軸自体は丸くないが、調節手段として機能する調節手段等を用いることもできることは、認識されるであろう。
【００５１】
別の代替例は、前記固定バリアに沿って、垂直方向にスライドするスライディング調節板を包含する調節手段を形成することである。この代替例においては、水平軸は必要ない。前記スライディング調節板は、吸収液が上を流れるようにしている水平な上部縁部を包含する。前記水平な上部縁部から前記固定バリアの水平な上部縁部までの垂直距離を制御することにより、吸収液のフロー層の厚さを制御することができる。前記スライディング調節板は、油圧ジャッキ又はリニアモータを用いて、垂直方向に動かすことができる。
【００５２】
図１〜図８に示す装置１は、矩形状の多孔板を有する。別法として、前記多孔板が、例えば、前記国際公開第９６／００１２２号パンフレットに示されているように、円形状又は扇形形状とすることもできることは、認識されるであろう。このような場合、前記調節手段は、短いセグメントに分割してもよく、各セグメントは、上から見た場合に、円形状多孔板の外側縁部の湾曲形状に合うように、直線状である。
【００５３】
これまで、制御棒８８及びモータ８６が、調節板８２の設定を制御するのに用いられると説明した。水平軸８４自体を直接、又はトランスミッションを介して駆動するようなモータを代わりに設けることも可能であることは、認識されるであろう。このような場合、連結機構は必要ない。
【００５４】
これまで、例えば、図８ａ、図８ｂ及び図８ｃに見られるように、幾つかの固定バリアの異なる変形例について説明してきた。多くの他の変形例が、設計の詳部に関して可能であることを認識すべきである。多くの場合、前記固定バリアが、図８ａ及び図８ｂに示されているように、完全に密接する水平部分を包含することが好ましく、図８ｂの歯３７９の下の部分が水平部分であるが、ある場合においては、図８ｃに示すように、多孔板８の上面１２まで延びる歯を有してもよい。
【００５５】
これまで、二酸化硫黄の形のガス状汚染物質がガスから分離されることについて説明してきた。この分離の場合、例えば、石灰、石灰石又はドロマイトからなる水性懸濁液である吸収液を用いることができる。本発明による装置及び方法を用いて、他のガス状汚染物質をガスから除去することもできることは、認識されるであろう。このようなガス状汚染物質の例としては、塩酸（ＨＣｌ）、フッ酸（ＨＦ）、臭素（Ｂｒ２）及び臭化水素酸（ＨＢｒ）がある。これらのガス状汚染物質は、別々の装置で、又は、１つの装置内で一緒に、あるいは、二酸化硫黄と一緒でも、分離することができる。ある場合においては、水のみが、又は、水酸化ナトリウム又は炭酸ナトリウム等の溶解性吸収剤からなる水溶液が、吸収液として有用である。更に、本発明による装置及び方法は、二酸化炭素をガス状汚染物質としてガスから分離するのに用いることもできる。二酸化炭素をガスから分離する場合、アミン等の有機液体を、水性吸収液の代わりに吸収液として用いることが有用である可能性もある。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】水平面における断面図であり、本発明による装置を概略的に示す図である。
【図２】垂直面における断面図であり、図１の部分ＩＩ−ＩＩを示す図である。
【図３】垂直面における断面図であり、図１の部分ＩＩＩ−ＩＩＩを示す図である。
【図４】垂直面における断面図であり、図１の部分ＩＶ−ＩＶを示す図である。
【図５ａ】拡大断面図であり、図４の領域Ｖａ（第１の作動モード）を示す図である。
【図５ｂ】拡大断面図であり、第２の作動モードにおける、図５ａのレベル制御手段を示す図である。
【図６ａ】拡大断面図であり、本発明の第２の実施形態によるレベル制御手段（第１の作動モードである）を示す図である。
【図６ｂ】拡大断面図であり、第２の作動モードにおける、図６ａのレベル制御手段を示す図である。
【図７ａ】拡大断面図であり、本発明の第３の実施形態によるレベル制御手段（第１の作動モードである）を示す図である。
【図７ｂ】拡大断面図であり、第２の作動モードにおける、図７ａのレベル制御手段を示す図である。
【図７ｃ】拡大断面図であり、第３の作動モードにおける、図７ａのレベル制御手段を示す図である。
【図８ａ】部分側面図であり、図７ｃの矢印ＩＩＩａに沿って見たときの、調節手段及び固定バリアを示す図である。
【図８ｂ】部分側面図であり、本発明の別の実施形態による調節手段及び固定バリアを示す図である。
【図８ｃ】部分側面図であり、本発明の更に別の実施形態による調節手段及び固定バリアを示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  装置
２  入口
４  煙道ガス
６  接触ゾーン
８  多孔板
１０  穴
１２  上面
１４  フロー層
１６  浄化された煙道ガス
１８  出口
２０  出口ボックス
２２  第１の側方縁部
２４  側壁
２８  断熱材
２６  ガイドレール
３０，５６  底部
３２  ノズル
３４  コンテナ
３６，４２  液体（吸収液）
３８  液面
４０  隙間
４４  空間
４６  下面
４８  第１の巨大なポンプ
５０  導管
５２  第２の巨大なポンプ
５４  垂直チューブ
５８  エアノズル
６０  導管
６２  制御弁
６４  入口ゾーン
６６  第２の側方縁部
６８  出口ゾーン
７０  ガイドレール
７２  第３の側方縁部
７６，１７６，２７６，３７６，４７６  固定バリア
７８，１７８，２７８，３７８，４７８  上部縁部
８０，１８０，２８０  調節手段
８２，１８２  調節板
８４，１８４，２８４，３８４，４８４  水平軸
８６  調節制御モータ
８８，１８８，２８８  制御棒
９０  水平な下部縁部
９２，２９２  隙間
１７４，２７４  レベル制御手段
１９０  水平な上部縁部
２８２，３８２，４８２  上方調節板
２８３，３８３，４８３  下方調節板
２９０，３９０，４９０  上部縁部
２９１，３９１，４９１  下部縁部
３７９，４７９  歯
【図１】
0004545139.tif 000003
【図２】
0004545139.tif 000004
【図３】
0004545139.tif 000005
【図４】
0004545139.tif 000006
【図５ａ】
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【図５ｂ】
0004545139.tif 000008
【図６ａ】
0004545139.tif 000009
【図６ｂ】
0004545139.tif 000010
【図７ａ】
0004545139.tif 000011
【図７ｂ】
0004545139.tif 000012
【図７ｃ】
0004545139.tif 000013
【図８ａ】
0004545139.tif 000014
【図８ｂ】
0004545139.tif 000015
【図８ｃ】
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