AWガス洗浄装置による排ガス処理事例
AppJi{cl†ionsof

WctsteGc[sAW

the6qsTrec]†men†

Absorlber

Ilo

Sysl.ems(気)生産部

技術界1課

桧山和Kazushige

With

the

the
stabilizationof indust.rial
growth,selectionforfacilities is recently
under
removing
consideration
From
this point
matters.
of vieⅦ‑, thisand particulate

gases,

data
operational
obtainedhere
aredata onOutlined
vacuumandだえoperatingtheがongases

theofremoval
matters

particulate

particulate
ofremoval
theconditions,removal

andgaseous

moreofeconomicalhazardous

efficient

paper

presents

treatedmatterspbosgene･

andbygaseousunlquerelatively
abyvarious
malodorous
substancesfromdischarged
a fertilizer
production

1.

more

malodorous

packedcolumn.
brominebigb‑underof

きandgases,

成Hinokiyama

water,aerated
process.

AWガス洗浄装置の概要

産業の高度成長が安定期にはいると,設備投資が見直さ

弊社では冷却塔に用いられているフイルム形充填材の高i,より経済的でかつ効果の高い装置が要求されてきてい5｡現在,ガス吸収装置としてほ充填塔,スプv‑塔,気い気液接触効果に着日し,充填材表面積及び空間率を高めた薄板状充填材を開発した｡この充填材を組み込んだのが聖塔(モレタナ塔)及び吸着塔等があるが,コンパクトでAWガス洗浄装置で,その構造を第1囲に示すo
なお,参考までに充填材(スーパーパック)の特性を第1表vL示すo

Eカ損失が/トさく,かつ高性能な充填塔の採用が増加して
ヾ‑,バグフイ/レター,ベンチユl)‑スクラバー,ジェッ1‑

AWガス洗浄装置では,ガスと吸収液とが充填層で向流接触し有害物質が除去され,〜ミストセパレーターにより気くクラバー,ローT‑クロン,充填塔及びサイクロン等が用液分離後排出される｡循環水は固形物質及び塩分壊縮抑制･､られているが,物質の粒子径が比較的大きい(2‑3/∬n攻上)場合には,据付面積及び圧力損失が/J＼さく,かつ建の目的で少量系外へ排水させる必要があるが,充填材及び散水ノズ/レが閉塞し【′こくい構造であるために,排水量の橿貸費の安価な充填塔の検討が有効と考えられる｡′+＼化を図ることが出来る｡
処理ガス量500m3/min,入口7ンモニア洩度5ppmで,･る｡また,集じん装置には電気集じん機,イオンスクラ

本報では,このような観点から,AWガス洗浄装置(充真塔)を用いた有害ガスの除去及び集じん事例v‑ついて述
ヾる｡

処理後濃度0.1 ppmにする場合の各種充填材を用いたガス洗浄装置の性能比較を第2表に示す｡但し,塔径及び洗浄水量は同一とする｡第2表から,スーパーパックを用いた
AWガス洗i争装置は他と比較して充填高さで1/2,圧力損失は1/8となり省エネルギー化が図れることが認められる｡

05uatset

ManholeMist separater

また,第2図にNH3‑H20系のHoG比較を,第3図に圧力損失比較を示す｡図から,
floG及び圧力損失ともに小Sprinlく1er

第1表Recirculatioll plpe

Table

各種充填材特性比較
1

CharacteristicPacking＼./

packing/＼CasingSuper

Paclくingsupport

臥E!

Drain￣￣̀￣￣'￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣､･ゝPaclくed tower

第1図
Fig.

ββAWガス洗浄装置
1AWgasPulllP】Su[ria2C/ema3r]ea
i Free[ov/oo3ume9593

甘eilex

75

9593

74300
rlng

Raschigrirlg

卑rpackings

100

Raschigup

various390

Overflow@betweenpack
ヨ:eilex 200

ManholeMakecomparison

2B

6274

Tellerette

S

185

81.6

Tellerette

L

102

88.6

164

86

Net

3B

ring

Polytroon

A

8892

Polytroon

B

100

91.1

saddle256

77.5

htaloxabsoIもer

神鋼パンテツク技報

Vol.

38

No.

1(1994/8)

第 2

表

各種充填材性能比較

Table

2

PerformanceI
id(TmiEmwef責r
IG(as,≡;et】還監outlet̲̲̲̲̲坐̲
0. 21

200

S
500

Raschig

1210

2150

0.31

4. 71

0.1397

100c,,

000kg/mt･h/u'/

70′/

1.050
≡ー旨∈

0.5

i

200

Ecg/

O.3

1埠一｢/･‑‑STellerette/////

句且て】＼//句/ヘ)Aa(⊃

Super pack///〜【㍉S■■■■ー̲

王墓

0.2/′/≡ball‑‑Clean60OAQ)

/

:⊃のの/

岩
10
2000

3000

5000/守/′/′〕

10000/L=20000 kg/ml.hメ/

Gas qtlalltity C/杏虜

ぎ/

L'￣⊂)
L+

0.1
1000/// /,// /,I /0.7

L･一176

66

0. 40

2.0

L ‑1575二】二烹0. 29

lB

ring

50

Flooding

ring ll/2B∫ ballNet(mmAq)

屋

0.36

TellerettePressure
drop+盟

HoG

Noo(ppm)(:use,nafifny,

packEeilex

packings

variousGasPack ir)gSuper

betweencomparison[kg/m】･b]

/′
第2図
Fig.

NHB‑甘20系HoG比較
2CorrlParisonof NHS‑H20system

2000

HoG

3000

I

5000

10000

Gas qtlalltity [kg/m,･h]

さいことが分かる｡このことは,ガスの除去性能及び省エ第3国ネルギー効果が高いことを意味する｡

Fig.

EE力損失比較
3

Comparison

dropof pressure

2.ガス吸収及び集じん原埋
2. 1ガス吸収原理

ここに,充填塔の任意断面と塔頂問での物質収支は,(1)式の通りである｡(GMl(l‑:y‑す‑‡三吉.I)‑
11三云‑･‑丁要旨)
LMix,yの値が充分小さい場合には,GAlj((1)(2)式で近似出来る｡
2‑y2) ‑LnTi(a‑X2):ガスのモル流量:液のモル流量〔kgmol/h〕

Lhliy

GLVi

〔kgmol/b〕:.任意断面でのガス壊度〔molfractiony2:出口ガス潰度x:任意断面での液壊度〔molfraction〕〔molfraction〕

x2:吸収液入口環度〔molfraction〕

NoG:移動単位数yl:入口ガス摸度
:xに平衡なガス凍度

y*3･

NoG

yB氾

希薄ガスの物理吸収の場合,
NoG(3)式は, (5)式で近似出来る｡‑て荊;!1)I:y(;‑;‑i‑&打en･;12=穿(5)また,アンモニアを硫酸で除去する化学反応の場合は,(3)式峠, (6)式のよう忙簡略化される｡
en且‑=Vol.

38

(6)

y2No.

1I(1994/8)

神鋼パンテツク技報〔molfraction〕

̲(1‑y)‑(1‑y*)lly
βnmy*‑0となり,.NoG.

〔molf raction 〕〔‑m･∬〕〔molfraction〕

一九NoG‑J芸芸で二讃;T=jiTdy(4)Z‑EO仁〕

11y*:平衡線の勾配′Z〔m〕1:充填層長
HoG:移動単位高さ〔m〕
yl*‑m･Xl,

Xlに平衡なガス珠度〔QOlfraction〕

y2*‑m'･Ⅹ虫,

X2に平衡なガス漂度･'[molfracltion]
89

NaOⅢ
Well 甲ater

20 %

NaOH

tank

Gas outlet

甲ll

Well water

FFan

第4図

反応機からの熱回収とSO2ガス除去

TI

Fig.
Well4

Ileat recovery

watergas

removaland SO皇from reactor‑@
Gas inletHeat

SO2 renlOVer

exchallger

Drain2.

Aerated water

集じん原‡里充填塔による粒子状物質の主な除去機構は,慣性集じんEF用であり,再飛散防止のために洗浄方式を併用して水中二粒子を捕捉する.この場合,常陸衝突効率とその影響困F･としで陰性パラメーターPが最も重要である｡

Gas inlet
To

Pが大きPump･ほど捕集効率がよくなり,それを(7)式に示すo

DraiI1
Biological

(7)

p‑瑠器
:慣性のパラメーターu:空塔ガス速度r:障害物または噴流の断面半径〔m〕〔m〕:粒子径deodorizer

廃水処理槽からの排ガス処理
5Exaustgas

treatment

waste〔kg/m3〕′̀ :気体の粍性係数〔kg/m･s〕(水槽部500watertreatment

ponds

NaOH貯槽10m3,ポンプ

20e/minx

NaOH注入ポンプ

PVDF製5e/minxlOmxO.2kW,

AWガス洗浄装置を用いた有害ガスの除去及び集じん事
帥こついて次に述べる.
1反応缶排ガスからの熟回収とSO2製薬(樵))ガス除去例(T

化学物質製造反応機から排出する水蒸気及びSO2ガス￠mmx

1 000 tJmm),

FRP製【.排ガス処理事例.

of〔m/s〕:粒子の其密度

pp

第5図
Fig.

P

Dp

Adsorber

Fan

熱交換器
3.

1.

2

CS襲望
15mx

0.75 kW,PVC襲望シエ)I/アンドチューブ型,SUS316L製

運転性能

寸策で,最初,シェルアンドチューブ型熱交換器により水呑気を凝縮させ,その後,充填塔を用いSO2ガスをNaOH

1)熱回収

k溶液により反応除去するoそのフロ‑を第4図に示すo

水が得られた｡非凝縮ガスとして空気及びSO2ガス存在下
620′‑700kcae/m2･h･oCであ
忙おける総括伝熱係数は,..

1.

1設計条件と諸元

入口ガス量入口ガス温度

H20

出口ガス畳SO2

脱硫塔

200卓mmx:♂

2300kg/h,105 oC

SO237kg/h

蒸気量2600kg/h(100oC)から,21m3/也(91oC)の温った｡

2)脱硫性能0.35m3N/h
3 700且mm

ガス流量3040kg/m2･b,循環水量20000kg/m2･b,
入口ガス温度70′‑75 oC及び循環水pH値7′‑12の条件下

神鋼パンテツク技報

Vol. 38 No.

1 (1994/8)

Vacuum

Gasoutlet

Sound proofbox

Cooling waterGas inlet

Gas illlet
Ptlmp
Br2

第6図Fig.

Heat

Pump

Absorber

Fall

NaOII

Tallk

Removalof gaseous

outletexcbangerpR

反応儲からの臭素ガス除去
6pumpCoolir)gwater

brominefromirllet

reactorLG†■

109000ppm

で,入口平均SO2￠こ対して,処理後は平均

Gas

PG

absorberで29ppmとなった｡

入口及び出口のSO2環度を設計条件の単位で表すと,それぞれ19.5kg/h及び0.00245m3N/hと換算できる｡こPump

れらから,設計条件を充分に満足する紙果が得られたことが認められた｡
H2Sを20%
HClを30%塩酸,尿前述の事例の他,有用物質の回収として
Na2Sで,NH4.OH,NH3を10%Waste

素粉末を10 %尿素として回収した事例等がある｡
3. 2 廃水処埋槽からの排ガス処理例(K化学(樵))waterpit

原水槽,調整槽,汚泥貯留槽,中和槽及び曝気槽より発生するガスのうち曝気槽を除くガス濃度は高く,これらを

第7図
Fig.

反応儲からの排ガス中のホスゲンとHCl除去
7

RemovaleXauStof phosgene

HCIandcontainedin reacted

gas

対象L,=,曝気槽処理水による生物脱臭塔を吸着塔の前処理として設置した｡そのフローを第5国に示す｡
2. 1設計条件と諸元

3.

入口ガス量

60 m8N/min

入口ガス温度

常温

悪臭物質

入口潰度(ppm)

ll/L'エン出口旗度(ppm)

10ピl)ジン

3.

られた｡これは微生物によるガスの除去においては,吸着法と同桜に入口壊度の変動に大きく影響されないことを意味する｡また,1､ルエンは微生物による分解速度が適い物質であることが分った｡
3. 35

反応機から排出する臭素ガス除去例

0. 01

メタノール

50.5

去する｡そのフローを第6図に示す｡

アセ十ア/I/デヒド

20.1

3. 3.

IPA

4=0OA

.

水洛液により除1設計条件と諸元1500.02

入口ガス量
臭素ガス

m3/min300 ppm

アミン0.2

アンモニア20.2

入口ガス温度

常温

硫化水素

10. 1

出口臭素ガス壊度75 ppm

FRP遠望洗浄塔

1500申mmx5000Emm,循環ポンプ

670 ♂/minx

生物脱臭塔

1 000mm￠×4洗浄ポンプ

315β/minx15mx2.2kW,

2. 2000Fmm,

S口S3].6製

運転性能

処理ガス量60m3N/min,洗浄水量300e/min及び入口NaOH注入ポンプ

ガス温度30oCにおける各物質洩度は,次の通りであるoすなわち,2ppm及び0.5ppmに対し,出口潰度はト/レエンが13ppmと高く,他の物質はすベて設計条件を満足する結果が得られ,吸着の前処理として有効であることが認められた｡このよう忙,設計条件での入口渡度よりも実測値が高いにもかかわらず,設計出口襟度を満足する結果が得No.

1(1994/8)

FRP製
3.7 kW,SUS316

A51e/hx

lOQmxO.2kW,

150m3/min
FRP製

ファンTl)レェン,.I:oリジン,メタノール,アセ十ア)I,デIPA,アミン,アンモニア及び硫化水素は入口濃2ppm,150ppm,1ppm,10ppm,
度がそれぞれ25ppm,Vol. 38

15mx

SUS304製

ヒド,2ppm,(S化学(樵))反応機から発生する臭素ガスをNaOH

0.1

3.

3. 2x600 mmAqx

30 kW,

運転性能

処理ガス量158 m3/min及び循環水量670♂/minの条件
7.3ppm及び11.1ppmのとき,下で入口潰度が6.1ppm,出口においてそれぞれ2.2ppm,平均除去率ほ80%であったo

1.8ppm及び1.Oppmで,また,入口が13.9ppm,ppm及び17ppmのとき,出口はそれぞれ1･Oppm,

神鋼パンテツク技報

18.8
1･3ppm41

之び1･8ppmで,平均除去率は92%であった｡入口洩度が†Gas outlet:3.1ppmのとき,出口は2.8ppmで,除去率は92%であった｡同様に入口が189ppmのとき,出口が3.4ppmと3:り除去率は98%であった｡このよう忙臭素ガスの除去率
よ,入口環度の上昇とともに80%→92%→98%と高くな5特性が認められた｡
この原因については,現在検討中である.
4 反応機からの排ガス中のホスゲン及びⅡCl除去例.

(T化学(株))真空(40Torr)条件下で発生するホスゲン(COC12)及>.EClガスをNaOH水溶液忙より除去するoそのフロー
ヒ第丁図に示すc>
4. 1設計条件と諸元

･.

COC12

入口ガス量142.4m3N/h,

HCl131212kg/h,kg/h,有機ガス51kg/也,空気1kg/也
40oC
入口ガス温度
出口条件
COC121ppm,700mm卓×洗浄塔

HCl

5 7001Imm

Mist

separ豆terlppm
Packi ng

(循環槽1 450申mx

4550Emm),
循環ポンプ

FRPライニング製
kW,
700e/minx18mx5.5
PVDF製

熱交換器

シェルアンドチューブ塑,

4.

･.

2

プロセス水700e/min
運転性能

入口ガス量164.4m3N/h

COC12‑274

Packi ng

SS400製
37oC‑33.8oCkg/h,

Fan

HCl‑144kg/b及び循環水量こg/也,有機ガス‑51 kg/h及び空気1'00e/minにおいて,ホスゲン及びHClともケこ出口平均亘で1ppmとなり,ほぼ設計条件を満足する結果が得られ
モ軸こ｡

5:.

化成月巴料粉じんの除去例(S腔料(柿))Scrllbber

硫化アンモニウム,塩化アンモニウム,塩化カリウム,

第8国塾りん酸石灰,植物性抽かす及び尿素肥料製造工程より発Fig.

Pump

化成肥料粉じん除去
8

Removalof compound

fertilizer particulates

巨する粉じんを除去するもので,その装置の概要を第8園
こ示す｡;.早.1設計条件と諸元

m3Nが出口で平均8.3mg/m3Nとなった｡同様に農協有機157の場合には,入口平均0.08g/m8Nが出口で12mg/

入口ガス量1 000m3/min

m8N

粉じん洩度

1 g/m8N

入口ガス温度40 oCが認められた.ただし,粒状過りん酸石灰の場合,ダスト粒子径が小さく,出口において水蒸気とは別にヒュームが出口粉じん壊度100mg/m3N以下
洗浄塔
3 000mm□×となった｡以上から,設計条件を満足していることかすかに目視された｡
前述の他,粉じん除去例としては,塩ビ製造工程排ガス

15 000Ⅱmm,中のPVC粉じん,産業廃棄物焼却炉から排出されるダス循環ポンプ

FRV製
180m3/hx15mxll

ファン

1 000m8/minxlOOmmAqx30kW,

I,食品添加剤製造工程からのDBO粉じん及びホーロー浴槽吹付ブースからの粕薬等がある.

FRP製

む

i. 5. 2kW,

SUS316製

運転性能

設計条件と同一のガス量及び循環水量180m8/bで測定⊥た結果,製品名柄として粒状過りん酸石灰(ニューT.ッ7o)の場合,入口̀

1･89g/m8Nが出口で75mg/m3Nに,コンド/レ特号(高度有機502)の場合,入口平均0.092g/F2

すび

AWガス洗浄装置(充填塔)による有害ガス除去事例として4例ならびに集じん事例1例について,稼動実績をもとにその概要を述べた｡今後は,パイロ.i7十テスT.磯を利用して,未経験の特殊ガス及び特に各種の粒子状物質の除去分野への拡大を図る予定である｡

神鋼パンテツク技報

Vol. S8No.

1 (1994/a)