リバースジェットスクラバDynaWave⑧
ReverseJet

Scrubber

DynaWave⑧(気)大気環境番第1エンジニア1)ンググループ

道場
研
Kenji Michiba

当社はMonsantoEnviro‑CbemSystems,二(以下, Monsanto社)が所有しているリバースジェッhc.

トスクラバDynaWaveを国内販売することとした｡同装置は,ガス急冷,ガス吸収および集塵という三つの機能を備えた多機能型スクラバである｡特長は,易メンテナンス性,省スペースおよび運転操作が簡単といった点があり,化学プラント工場からの排ガス処理および焼却炉排ガス処理などへの適用が推奨される｡
We

have

begun

Systems,

Inc･
The

collection･operationandachemical:I

tosell theDynaWave

owns･

DynaWaveareis recommended

toof

plant facility,anEe5･ Woi.ds,

is a multi‑function
DynaWaveadvantages

DynaWave.Tin

jet scrubber

reverseincineratorandscrubbereasy

besoJapan,of gas quenching,

maintenance,na汀OW

for the treatment

appliedthat

Monsanto
gas

absorptionand

fわot‑printof theEnviro‑Chemareaexhausted

andgasdust
simple
from

on.

:

ス

ク

ラ

バ

ガス

急冷

gas

quenching

ガ

ス

吸収

gas

absorption

塵dtlSt collection

集

s crubber

上記の如く三つの磯能を有するためには通常二基

ま えがき以上の装置が必要となる｡したがい,設置スペース

Monsanto社では,本装置を既に化学工場を主にが大きい,およびメンテナンス項目が多いといった140基以上の納入実績を所有している｡
当社では,Monsanto社より一部の機器を購入し,欠点を持っているoトータルのエンジニアリングをおこなうことで,本

しかし,本稿で解説するDynaWaveはこれらの欠点を解消することができる｡

装置の国内販売を実施する｡
本技術の最大の特長は,ガス急冷,ガス吸収およ

1.

DynaVaveの概略

び集塵が同時に可能ということである｡従来技術で原理は,気液二層流の中で鉛直流特有の接触領域あれば,ガス急冷,ガス吸収および集塵をおこなうであるフロスゾーンを用いていることである｡速いためには次のようなシステム(湿式システムに限定)

風速の下降流ガスに対して,多量の液をガス流れにが必要となる｡

対して強い力で旋回させながら逆噴射させている｡･急冷塔＋イオンスクラバ(湿式電気集塵機)

強い力で逆噴射させることでせん断力を生じさせ,･急冷塔＋ベンチュリスクラバ

そのせん断力でガスを分･散させ,気液接触効率およ･急冷塔＋ベンチエリスクラバ＋洗浄塔
等･急冷塔＋漏れ棚塔

び熟伝達効率を高めている｡したがい,ガス急冷,※上記は,ダスト量,粒径および有害ガス量によは後述する｡り選定が異なる｡
Vol.

45

No.

a(2002/2)

ガス吸収および集塵が可能である｡各機能に関して第1図に一般的なフロー(二段スプレ)を示す｡
神鋼パンテツク技報

55

Outletgas

Inletgas

I

Inlet

duct

BTteer,gency一見‑

Mistseparator

Stack
24%‑
NaOH
Tank

FPFS

Reagents

Fan

pump

Slowdown

lndustrial

FI

water
P

Tank

Circulationpump

Overflow&Draim

第1同Fig.

装置フロー
1

Flow

sheet

入口ダクトより導入された排ガスに対して,ダクトる｡この温度を断熱飽和温度という｡

内で特殊スプレノズルを用い循環水をガス流れに対

また,この断熱飽和温度以下にガス温度を下げZして逆噴射させている｡この部分において,ガス急操作をガス冷却といい,スプレノズルから噴射さ㌢袷,ガス吸収および集塵をおこなっている｡

る循環水の温度を冷却することでガス冷却は可能と

入口ダクトを通過したガスは後段のタンクに設置なる｡本装置ではタンク下部の水をポンプにて循覇されたミストセパレータにて同伴されるミストを除使用しているが,その循環配管中に熱交換器を設置去した後,排気される｡タンク内の液は,タンクにすることにより達成される｡

設置されたレベルセンサから液面を検知し,必要に本装置では最大1200応じ工水を補給する｡また,循環水中のpE値もガとが可能である｡

ス吸収の性能に大きな影響をおよぼす因子であるた2.1.2を液側へ吸収させる｡吸収された有害ガス成分は葡液を注入している｡
さらに,高温度のガスを取り扱うため,何らかのトラブルによりノズルからの液噴射が停止した際の装置の保護が必要となる｡この対策として,タンク内に温度センサを設置し,温度異常を検出した際には,緊急水を噴射するシステムとしている｡
1多機

中に含まれる薬品により,中和および酸化される｡
本装置での処理可能有害成分は以下の通りである
HCl,

HF,

HBr,

C12,

F2,

Br2,

SO2,H2S,

NH3等
参考としてHClおよびso2に対する反応の一番を下記に示す｡

DynaWaveの特長

2.

ガス吸収

入口ダクト部の気液接触にて,ガス側の有害ガフ

め,常にpHセンサを用いて検知し,必要に応じ薬2.

℃の高温ガスを急冷するこ

能

前述した各機能に関して,下記にそれぞれ記述す

fiCIる｡

2.1.1ガス急冷

HCl＋NaOH‑→

NaCl＋H20

ガス急冷のメカニズムを記述する｡スプレノズルから噴射された水が高温のガスと接触することによ

2HCl＋Mg(OH)2‑

MgCl2＋2H20

り水が蒸発する｡その際,蒸発に必要な潜熱をガスから奪いとるためにガスが冷却される｡この現象をSO2

瞬時に実施することが急冷である｡
急冷後の温度は,入口ガス温度および水分量によっ

so2＋NaOH‑

Na伯so3)て決定される｡つまり,水が蒸発し,ガスの湿度が飽和に達した時点でガス温度は水の温度と等しくな
56

神鋼パンテツク技報

2SO2＋Mg(0王i)2 ‑一Mg(tISO3)2
vol.

45

No.

2(2002/a第1表

HClおよびso2に対する除去性能
1

Table

Removalefficiency

forHClandSO2

so2remOValefficiency[%]fIClremovalefficiency[%]

Reagents

1stageofspray…2stagesofsprays

1stageofspray

2stagesofsprays

Caustic:NaOH

95.0

99.9

90.0

99.5

Milkoflime:Ca(OH)2

92.0

99.5

85.0

98.5

Limestone:CaCO3

90.0

99.0

70.0

92.5

t野100

室 90aU

【I】

III

80

〔コ1Ill･S≡ 70iC)

60(づ>･○∈ 50
VC<20.5

1Dust

第2図Fig.

2

diameter

10[〟m]
写真1ダストに対する除去性能
2Removal

e任iciencyfor血stスプレノズル単体
Spray(inch)

Photo1

写真2

ダクト内設置済みスプレノズル

Photo2

Spray110ZZle

また, HClおよびso2の除去性能を第l表に示す｡

ただし,スプレノズルの段数により性能が異なるた
め,段数が一段時と二段時での除去性能を示す｡
集2.1.3塵

前述したフロスゾーンと呼ばれる非常に激しい気液接触現象が入口ダクト部にて起こるため,ガス中に含まれるダストも液側へ取り込むことが可能となる｡

各ダスト粒径に対する除去性能を第2図に示す｡
なお,この図は,スプレ段数が二段での除去性能である｡
2. 2

特殊スプレノズルの採用

吐出口径が50mm以上と非常に大きい吐出穴とすることによってノズル部での詰まりをなくしていnozzles

in

inlet barrel

る｡したがって,循環水中のSS濃度は最大20%と高く計画することが出来るため,他の湿式処理装置

り,耐摩耗性および耐食性に非常に優れている｡寿に比べ,排水量が非常に少なくなる,つまり給水量命は半永久的である｡が少なくなるといった利点がある｡

スプレノズルの段数に応じて,吸収性能および集塵性能が異なり,通常は一段または二段での仕様とこの大きな吐出口径がフロスゾーンを形成する上で最も重要な因子となる｡一般的なスプレノズルでなる｡

は,液を分散し気液接触効率を高めているが,上述装置圧力損失はどの機能を優先させるのか,またしたようにこの特殊スプレノズルにて吐出された液どの程度除去率を望むのかによって異なるが,一段が速い速度の下降淀のガスと接触し,そのせん断力当たり2.5‑4.OkPaである｡

によりガスを分散させている｡

2. 3

低メンテナンス構造

2にそれぞれスプレノズル単体写真およ

前述したように,本装置と競合する排ガス処理設

び入口ダクトに設置済みのスプレノズル写真を示す｡

備は,二基以上の装置を組み合わせる必要があるた

材質は,テフロンおよび炭化ケイ素の二種類があめ,メンテナンス項目も多くなるという欠点があっ

写真1

Vol.

45,

No.

2(2002/2)

神鋼パンテツク技報

57第2表ランニングコスト此戟
2

Table

Co皿parisonof nユming

cost

DyllaWave
AmountofconsqJnPt
Electricity

On

Quenchingtower＋Ventu垣scrubber＋Packedtower
Amo皿tOfconsumption

Amualcost[yen/y]196kW7644000

Amualcost[yen/y]206kW8034000

amitcost:15yen収Wh
Industrialwater

11t他

57200021.4tnl

1112800

0.3tnl

78000

10.6tnl

2756000

aunitcost:20yen/t
Drainageaunltcost:100yen/t
24%‑NaOH

383kgnl

24895000

383kgnl

24895000

aunitcost:25yen化g
Total

36797800yezl/y33189000yer)/y

ガス

たが,本装置は,第1図を見れば明らかなように非常にシンプルな構造であるため,通常のメンテナン

風量32 000

ス項目としては,モーター機器(フアンとポンプ)

温度

650℃および計装機器のみとなる｡

水量

9.2 Vo 1%

分

ダスト濃度

前述したようにスプレノズル部での詰まりは発生しないため,ノズルはノーメンテナンスとなる｡

省スペース

2.4

度

HCl濃

本装置は一基にて多機能を有するため,非常に省スペースとなる｡

度

so2濃

簡易な運転操作

2. 5

運転時間

循環ポンプおよびフアンを起動させるのみである

入口

1 g/m3出口

O.05 g/m3 N‑dry

入口

1 000 ppm

出口

5 ppm

入口

60 ppm

出口

5 ppm

N‑dry

2600h/y

上記仕様に対して,当装置では二段スプレにて顛ため,運転操作は非常に簡単となる｡
3.

m3N/也‑wet

理が可能であるが,他の処理方法では,急冷塔＋/DynaWave適用分野
DynaWaveは,圧力損失が高いという欠点がある｡

したがって,各機能個々に対してのみの処理も可能

ンチュリスクラバ＋充填塔が必要となる｡これら￠
ランニングコスト比較を第2表に示す｡

であるが,本装置の最大の特長である三つの機能すなお,前述したように入口ダクト部にてガス温月べてを生かす適用において,イニシャルおよびランは瞬時に急冷されるため,焼却炉排ガス処理に通fしてもダイオキシン類が再合成されることはない｡

ニングコストでメリットが得られる｡

む

Monsanto社の納入実績では,硫酸製造を主とした化学プラント工場および金属精錬工場での納入実

すび

当装置は,前述したように三つの機能が要求さ才績が多い｡当社としても,化学プラント工場からのる場合は,イニシャルコストおよびランニングコ;排ガスおよび焼却炉排ガス‑の適用を検討している｡

トを含めたトータル的なメリットが得られる｡

4.

化学工場排ガスおよび焼却炉排ガスに限らず,DynaWave適用例
焼却炉排ガスへの適用を例にランニングコスト比較結果を以下に示す｡
発生装置に適する排ガス条件の検討を継続すると共に,さらなる努力を重ねていく所存である｡

源家屋スクラップ廃材の焼却炉排二気熟装置事業部

連絡先道場研大気環境部
第1エンジニアリンググ)I,‑プTEL

078‑232‑8134

FAX

078‑232‑8067

E‑mail k.michiba@pantec.cojp

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神鋼パンテツク技報

vol.

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No.

2

(BOOB/12