GEA 排出抑制技術 GEA 排ガス浄化スクラバー

プロセス産業における GEA の排ガス浄化用スクラバーの世界を発見

スクラバは飽和廃ガスの除塵に使用されます。GEA は各種用途に特別なスクラバを開発しました。RFS (Radial flow scrubber: 半径流スクラバ) は調整可能な高効率スクラバで、特別に非鉄冶金産業の条件のために GEA によって開発されました。この装置は必要な圧力損失を保ち、結果として、ガス量が変動する場合でも、均一なスクラビング効率を保ちます。製鋼産業においては環状ギャップスクラバが同じ機能を満たします。

収集原理

ガス流と噴霧状スクラビング液の加速・減速は、ガス、粉塵、液滴の間で高い乱流を発生させます。粉塵粒子は非常に迅速に湿潤され、化学反応が加速されます。後続の収集器は、液滴と湿潤された粉塵をガス流から抽出します。

この収集器は通常、遠心分離器または湿式電気集塵機です。回収効率と消費電力はスクラバー全体の圧力損失によって異なり、圧力は 2 mbar ~ 200 mbar 以上の範囲になることがあります。これは、1 秒あたり 20 ~ 100 m 超のスクラビングゾーンにおける速度に対応します。

圧力損失が低いスクラバーは、ガス冷却、予備除塵、気体不純物の吸収に使用されます。

 

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概要

多様な工業排ガス問題を克服できる柔軟性のある装置の提供しようとした努力により、1950 年に調整可能な環状ギャップスクラバーの開発に成功しました。このスクラバーは今日、卓越した高効率スクラバーの一つに挙げられています。固体・液体の粉塵粒子の粒度サイズとガス混合物中の気体成分の濃度に関する限り、分離に関して、環状ギャップスクラバーに対する最小限度は実質的に設定されていません。原則として、すべての湿式機械的分離方法において、より高いガス速度に対応して慣性力が増加する場合、粗粉塵粒子・微細粉塵粒子を捕獲することが可能です。但し、これはガス媒体と水媒体中のエネルギーに対する高い要求を引き起こしますが、この要求を回避することは可能です。環状ギャップスクラバーの開発では、多数の小さな乱流渦による領域乱流界面流 (district turbulent interface currents) の形成が考慮されました。これは、極めて集中的な混合動作のため、搬送プロセスを支持しました。分散システムの湿式機械的処理ごとに、対応する最小限のエネルギー要求を必要とします。これは、慣性力の影響だけでなく、乱流輸送プロセスの影響も同時に利用される場合にのみ、実現可能です。ギャップ幅 (h) とギャップ長さ 1 (h) との正確な調整は決定的な重要性を持ちます。環状ギャップスクラバーの主な特徴は、その軸対称構造です。軸方向の円形断面のみが最小限の床面積条件での運転を可能にします。この構造は、ギャップ領域全体を適用範囲にする均一な水の配分を排他的に提供し、垂直軸と対称に整列された大型非クロッキング (non-clocking) スプレー ズルによって実現することができます。

環状ギャップスクラバーの調整機能

円錐の軸方向移動による環状ギャップの修正は、工業プロセスによって必要とされる様々な運転条件に応じてスクラバーの敏感な調整を保証します。

環状ギャップスクラバーの上流側と下流側の静圧差は、正確で再現可能でフェイルセーフ基準の分離効率を提供します。

一時的に変動する可能性もあるが、一定のガス流を示すプロセスの場合、環状ギャップスクラバーには、手動調節可能な電気機械的アクチュエータが装備されます。

不安定に変動するガス流を浄化する装置では、目標とする分離度に必要な差圧が環状ギャップスクラバーの制御ループに提供され、所定の設定ポイント値を実現します。感度と迅速な制御に対する高い要求は、好ましくは自動電気油圧式アクチュエータによって満たされます。

ほとんどの用途で環状ギャップスクラバーは、ガス浄化装置として使用されると同時に、完全なプロセスを実現する制御装置として使用されます。その点で、溶鉱炉、BOF 転炉、廃棄物焼却プラントなどが例として挙げられます。

 

 

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概要

半径流スクラバーは調整可能な高効率スクラバーです。生ガスは、上部または底部から供給することができます。スクラビング液は、スクラビングゾーンの上流側に配置された中央ノズルにより噴射されます。スクラビングゾーンは 2 個のリングに限定されています。ガスとスクラビング液は上から入り、中心からスクラバー外側ケーシングに向かって半径流方向にこれらのリング間のギャップを通過します。スクラビング効率を決定するガスとスクラビング液間の相対速度は、スクラビングゾーンの最狭断面で生じます。リング 1 個を昇降させることによってスクラビングゾーン断面積を変えることができ、それにより、ガス量を変化させても、リング間のギャップ内のガス速度を一定に維持することができるとともに、スクラビングゾーン全体にわたって一定の圧力損失を維持することができます。このようにして、規定の回収効率を確保することができます。この差圧は制御パラメータとなります。多くの用途で、半径流スクラバーは、生ガス飽和率と予備除塵のために上流側ベンチュリーと組み合わされます。多くの場合、液滴分離器は、液滴が下流側装置に混入することを防止するために、スクラバーゾーンと同じケーシング内に収容されます。利点:- スクラビングゾーンを調整することによって、圧力損失を一定に維持しながら、ガス量を 1:10 の比率で変更することができます。この機能は、様々な運転モードの最適な調整を可能にします。これは特に転炉でのバッチ処理に適します。- スクラバーの回収効率は、変動する生ガス負荷と無関係に、必要に応じて定義することができます。- 半径流スクラバーは、それぞれの回収効率の必要に応じて調整することができるので、スクラバーを最適な差圧で運転でき、省エネに役立ちます。- この設計により、単一の容器内で複数のスクラビング段階を調整することができます (半径流スクラバーとベンチュリースクラバーまたは充填塔スクラバーの組み合わせ)。- ガス流は上部または底部のいずれの入口にも設定できます。ヒ素 (As)、セレン (Se)、鉛 (Pb) などの有害物質に対しても高い回収効率が実現されます。- 最高 800℃ の生ガスの高い入口温度は、適切な材料をレンガライニングと組み合わせることによって対応することができます。- Lurgi 社では、これまでに 100 個以上の半径流スクラバーを構築しており、そのうちの 40 個は非鉄金属産業で使用されています。

半径流スクラバーの機能・特徴

スクラバー・ベンチュリーヘッド

ベンチュリーヘッド付きバージョン (急冷):

  • 乾式・湿式ゾーンインターフェースでの特殊レンガライニング
  • 緊急水システム

一般概要:

  • 自動ガス圧力損失制御
  • 変動するガス流量 (例えば銅転炉) における一定のスクラビング効率
  • プロセス条件に応じて必要な圧力損失を選択することによる省エネ
  • 緊急水システム
  • 液滴の低キャリーオーバー
 

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空の塔スクラバー

空の塔スクラバーは、特殊用途、すなわち、一部の冶金プロセスで発生する高粉塵負荷、高砒素・高セレン負荷を有する高温・腐食性ガスの湿式ガス浄化の第 1 段階として使用されます。このスクラバータイプでは、ガスが飽和温度まで急冷されると同時に除塵されます。スクラビングゾーンにおける長い滞留時間は、ヒ素やセレンの化合物の生成、エアロゾルの湿潤を可能にするため、これらの小さな凝縮粒子を簡単に分離することができます。高温ガスがスクラビング液と接触する移行領域内にあるその他のスクラバーに問題を引き起こすことがある付着・堆積は、空の塔スクラバーでは重要ではありません。空の塔スクラバーは、レンガライニングによって高いガス入口温度から保護されている耐腐食性シートで裏打ちした炭素鋼でできています。このライニングは目的に応じて、異なる材料の複数層で構成することもできます。

 

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吸収スクラバー

HCl、HF、SO2 のような気体汚染物質は、苛性ソーダ (NaOH) 溶液、石灰石 (CaCO3) および石灰 (Ca (OH) 2) などの吸収剤によって除去されます。苛性ソーダスクラバー:苛性ソーダ溶液を吸収剤として使用する場合、スクラバーの最良の選択肢は上述の半径流スクラバーまたは充填塔スクラバーです。その理由は、固体カルシウム化合物の場合と同様に集積の危険がないためです。しかしながら、苛性ソーダは、石灰石などよりも約 10 倍高価であるため、低い生ガス負荷と中小のガス量にのみ使用されるべきです。充填塔スクラバーシェルは、PVC インライナーまたは化学的バリアを持つガラス繊維強化プラスチックでできています。ガスは、1 つまたは 2 つの充填段階を通過して処理されます。SO2 は苛性ソーダと反応して硫酸ナトリウムを生成します。吸収効率はガスとスクラビング液間の接触強度によって異なります。これは構造ポリプロピレンまたはパイルポリプロピレン充填によって確保されます。石灰石スクラバー:汚染物質負荷が大きい大量のガスを浄化では、石灰石スクラバーが最良のソリューションであることが実証されています。このスクラバーは空のスプレー塔の一種であり、向流で運転されます。処理する必要があるガスの汚染物質濃度は、スクラバー内に収容されるノズルレベル数を決定します。石灰石スクラバーは石膏の製造に使用されます。石膏は封入材として、50 ~ 60%の乾燥物質を含む汚泥または約 10%の残留水分を含む脱水汚泥として、産業事業に追加費用なしで販売することができます。吸収技術は、調合原料が吸収剤として使用されるセメントプラントでますます多く適用されています。現在では、下流側に硫酸プラントがない場合、金属製錬所などからの高い SO2 濃度を有する少量のオフガス量でさえ、石灰石スクラバーで浄化されています。石灰石スクラバーは、ステンレス鋼、FRP またはゴムライニングまたはコーティングが施された炭素鋼で構成することができます。

 

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追加の利点を持つスクラバー

ベンチュリースクラバーは主にガスの冷却、飽和、湿式集塵機の後続洗浄などの予備洗浄に使用されます。スクラビング液は、ベンチュリースロートに先行する入口コーン内にある複数のノズルを介して、中央ノズルまたは大型スクラバーによって噴射されます。このスクラバーは垂直、傾斜、または水平に取り付けることもできます。冷却、ガス調整、予備除塵では、スクラバーは数 mbar の圧力損失で運転されます。小さな圧力損失は、噴射されるスクラビング液の速度をベンチュリースロート内のガス速度とほぼ一致させることによって得られます。ディフューザー内の減速中に、比較的高いスクラビング液質量はガス圧の増加をもたらします。噴射液量によって異なりますが、多くのエネルギーがガスに搬送されることがあり、スクラバー内で圧力損失がないだけでなく、ガス圧が増加することさえあります。それとは対照的に、大きな圧力損失を伴うこのタイプのスクラバーを運転すると、ガス/粉塵混合物がスクラビング液の速度よりも高い速度でスクラビングゾーンに入ります。したがって、液滴はガス流によって加速され、圧力損失を引き起こします。速度が上がると同時に、乱流の増加がスクラバー内で誘発されます。これはスクラビング液滴と生ガスとの集中的な混合をもたらし、高い回収効率の前提条件を満たします。したがって、ベンチュリースロート内のガス速度が高ければ高いほど、圧力損失は大きくなります。

 

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サイクロンスクラバー

このサイクロンスクラバーは、正方形断面または円形断面の予洗ゾーン、その後に続く加速ゾーン、および下流側ガスサイクロンで構成されています。この設計は Norddeutsche Affinierie が開発し、様々な用途で使用されています。1997 年に Lurgi 社はこのスクラバーのライセンスをすべての関連特許と共に取得しました。サイクロンスクラバーは約 5,000 m3 / h のガス量に合わせて設計されています。大容量用途では、複数のスクラバーが並行して配置されます。利点  集塵とガス冷却が単一容器に収容されています。ガス中スクラビング液の滞留時間 (いくつかのスクラビング段階を経る) は、強力なガス冷却と適切な質量・熱伝達を実現します。 高い回収効率を前提とすると、特にヒ素や水銀の場合、特定の設計条件下では、湿式集塵機段階の第 1 段階なしに処理することが可能です。容器全体がポリプロピレン製です。この材料は耐腐食性であるため、粘着性粉塵の付着を阻止します。

 

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