三酸化硫黄の捕捉システム
【課題】 従来の技術は面構造の磁器充填物であるため吸収塔の塔径が大きく、酸霧の捕捉を吸収塔で行っていたため充填高も高く、従って充填容積が大きくまたレンガ張りの塔を用いていたために充填物重量および塔重量が大きく、基礎の負荷も大きいとう問題があった。
【解決手段】 本発明では線構造のフッ素樹脂充填物を用いたため吸収塔塔径の低減を可能とし、三酸化硫黄酸霧の捕捉を酸霧除去設備で別途行う組み合わせをしたために、充填高の低減を可能にした。従って充填容積の低減を実現し、さらに従来の磁器充填物では傷つけるために用いられなかったフッ素樹脂ライニングを施工することで塔重量の低減、基礎の負荷の低減を可能とした。それにより、従来の大型で重量のある三酸化硫黄の捕捉システムの軽量化を図った。
【解決手段】 本発明では線構造のフッ素樹脂充填物を用いたため吸収塔塔径の低減を可能とし、三酸化硫黄酸霧の捕捉を酸霧除去設備で別途行う組み合わせをしたために、充填高の低減を可能にした。従って充填容積の低減を実現し、さらに従来の磁器充填物では傷つけるために用いられなかったフッ素樹脂ライニングを施工することで塔重量の低減、基礎の負荷の低減を可能とした。それにより、従来の大型で重量のある三酸化硫黄の捕捉システムの軽量化を図った。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は硫酸製造におけるＳＯ３ガス、以下三酸化硫黄という、吸収塔およびＳＯ３酸霧、以下酸霧という、の捕捉システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術は圧力損失の大きい面構造の磁器充填物であるため吸収塔の塔径が大きく、さらに当該吸収塔で酸霧の捕捉をも行っていたため充填高も高く、従って充填容積が大きくまたレンガ張りの塔を用いていたために充填物重量および塔重量が大きく、基礎の負荷も大きかった。
【０００３】
本発明では線構造のフッ素樹脂充填物を用いたため吸収塔塔径の低減を可能とし、三酸化硫黄酸霧の捕捉を酸霧除去設備で別途行うような「組み合わせ」をしたために、充填高の低減を可能とし、従って充填容積の低減を可能とし、さらに従来の磁器充填物では傷つけるために用いられなかったフッ素樹脂ライニングを施工することで塔重量の低減を可能とし、基礎の負荷の低減を可能としたものである。
【０００４】
以下、図３、図４により、従来の三酸化硫黄の捕捉システムについて説明する。
【０００５】
三酸化硫黄を含むガスは図３の１３から入り、１４の面構造磁器充填物−図４−を充填した、１５ゴムライニングおよびレンガ張りした吸収塔に入り、三酸化硫黄は １０ 硫酸入口から入った硫酸により捕捉され、高濃度になった硫酸は１１硫酸出口から系外へ出ていき、一方、三酸化硫黄を殆ど含まないガスは、１６デミスターでミストを除去された後、１２排ガス出口より系外へ出て行く。デミスターは本発明のキャンドル型でもよいし、そうでなくてもよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】 特開平８−３３７４０６号公報
【特許文献２】 特開平９−３０８０３号 公報
【特許文献３】 特開 ２００６−１６９１０６
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】 「株式会社ハイポテック 製品カタログ」
【非特許文献２】 硫酸協会編「硫酸ハンドブック」硫酸協会出版 昭和５２年Ｐ４０６、４０７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
銅、亜鉛、鉛などの非鉄金属を精錬する場合、原料となる各硫化鉱から亜硫酸ガスが発生するが二酸化硫黄は五酸化バナジウム触媒で三酸化硫黄に酸化され、三酸化硫黄は吸収塔で、濃硫酸により吸収され、さらに三酸化硫黄で濃縮された硫酸は当量分の水で希釈され、通常９８％硫酸として製品になる。非鉄金属精錬以外に石油精製から得られる単体硫黄を原料として用いた場合や、生産量は少ないものの、硫化鉄鉱石を原料とする場合も同様である。従来の技術は、充填物が面構造の磁器充填物であるため吸収塔の塔径が大きく、酸霧の捕捉を吸収塔で行っていたため充填高も高く、従って充填容積が大きくまたレンガ張りの塔を用いていたために充填物重量および塔重量が大きく、基礎の負荷も大きかった。
【０００９】
第１の課題
吸収塔充填物の軽量化
従来法では磁器充填物を用いていたために、重量があった。
【００１０】
第２の課題
吸収塔塔径の低減
三酸化硫黄吸収塔は高温度、高濃度硫酸という厳しい環境下で運転されるために、材質的に厳しく、このため充填物材質には硫酸工業創業以来、磁器−セラミック−が用いられてきた。しかし磁器は重量があるばかりではなく、材質の性質上で成型される充填物の形状は面構造に限られ、吸収塔には面構造充填物である円筒型充填物−図４の１７−やサドル型充填物−図４の１８−が用いられてきた。面構造充填物はガス圧力損失が大きく、充填塔塔径は大きくなる。
【００１１】
第３の課題
吸収塔充填高の低減
吸収塔内には三酸化硫黄分子、概略径が１０−１０ｍ、酸霧、エアゾール状の細かい酸霧で概略径が１０−７ｍ、および飛沫同伴ミスト、概略径が１０−３ｍの大きさの異なる３類の形で三酸化硫黄が混在する。三酸化硫黄分子の分子運動は激しく、吸収塔塔内ガス速度が２乃至３ｍ／秒と速くても、三酸化硫黄分子はガス相から硫酸液相に到達できる十分の分子速度を有するために吸収が行われる。このように、吸収塔内で捕捉されるのは主に三酸化硫黄分子である。また飛沫同伴ミストは言わば雨粒と同様の粒子径を持ち、仮に吸収塔内で発生しても、慣性力で硫酸液あるいは吸収塔の出口側に設置された慣性衝突の効果を利用してミスト補修するデミスターに衝突して容易に捕捉される。しかし酸霧はブラウン運動速度で動くため、分子運動のような高速度も持たず、さらに慣性力を持つほどの質量もなく、ガスの流れに沿って、充填物表面をすり抜けやすく、吸収塔を捕捉されないまま、素通りしてしまう傾向が強い。
従来法では、三酸化硫黄分子と酸霧を厳密に区別して処理することは行われなかった。その最大の原因は、紫外可視スペクトル法や酸露点法などの分析法では三酸化硫黄分子と酸霧が厳密に区別して分析できないことにあった。例えば三酸化硫黄は９０％しか吸収できていない場合、それは見かけ上三酸化硫黄分子と酸霧の合計量の吸収率であって、三酸化硫黄分子のみに着目すると９９％吸収されていた、というような場合があった。すなわち充填塔は酸霧捕捉には不適切な装置であり、見かけの吸収率を例えば９９％にするために充填高を徒に高くしている場合が多かった。また図３に示すように酸霧除去設備を充填塔の後工程に設置する例はあったが、充填物が磁器であり、フッ素樹脂ではないこと、また必ずしもキャンドル型ではないためガス速度が高く、酸霧除去が必ずしも満足のいくものではなかったし、また三酸化硫黄分子と三酸化硫黄酸霧を区別して処理するという設計思想がなく、充填塔の充填高が徒に高かった。
【００１２】
第４の課題
吸収塔全体の軽量化
従来の充填塔は鉄製円筒にゴムをライニングしてさらにその上に耐酸レンガを貼り付けた構造であり、重量があった。また充填物を支持する構造物も磁器であり、これをさらに何本ものレンガ柱で支えなくてはならない。充填物のみならず塔全体も重量物であった。
【００１３】
第５の課題
吸収塔を支える基礎の軽量化
第４の課題に記載したとおり吸収塔を支える基礎は従来大変高負荷であった。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
ＰＦＡのようなフッ素樹脂充填物を用いることにより、従来の磁器充填物に比較して、充填物重量を軽量化でき、さらに次のような理由から充填物の充填容量も減らすことができる。
上記第１の課題解決手段による作用は次の通りである。
ＰＦＡのような射出成型可能なフッ素樹脂を用いると図２のような線構造充填物を成型することが可能である。線構造充填物は圧力損失が小さく、吸収塔塔径を小さくできる。面構造はＡ面とＢ面つまり表裏を有する充填物であり、円筒形、サドル型−図４の１７および１８−などがある。面に切れ目を入れて線とし、これを湾曲させると線構造になり、面構造に比べて、圧力損失が減少してくる。
線構造充填物および面構造充填物の定義について以下に説明する。
【００１５】
線構造充填物の定義を行う。
線構造充填物を非面構造充填物として定義することも可能であり、円筒面構造充填物に開口部を設けた充填物、商品名としてポールリング、カスケードミニリングや、サドル型面構造充填物に開口部を設けた充填物、商品名としてハイレックス、ＩＭＴＰなどがあげられる。またリングを環状即ちドーナッツ状に配列した充填物も線構造充填物であり、商品名としてテラレットおよびロゼットがある。
板を上下に曲げ、開口させた充填物も線構造充填物であり、商品名としてラシヒスーパーリングがある。
しかしこれを定量化して定義するならば次のようになる。
２インチの充填物は表面積に換算して１００平米／立米であるが、液量がゼロの条件で、常温、常圧の空気が１メートル毎秒の速度で充填層を通過する場合、充填高１ｍ当たりの圧力損失が１５０Ｐａ以上の充填物が面構造であり、また６０Ｐａ以下の充填物が線構造である。１５０乃至６０Ｐａの場合は遷域であり、面構造と線構造の中間の性質を有するものである。またサイズと液量ゼロにおける圧量損失は反比例するため、ｎインチの充填物では圧力損失を１／ｎ倍すればよい。例えば１インチサイズでは表面積は２００平米／立米となり、同一条件での圧損が２×１５０＝３００Ｐａ以上が面構造、２×６０＝１２０Ｐａ以下が線構造となり、他のサイズでも同様である。充計算ではＰＦＡ充填物を用いると磁器充填物の場合の塔径を１／１．５、塔断面積で１／２にすることが分かった。
【００１６】
上記第２の課題解決手段による作用は次の通りである。磁器充填物、例えば２インチ円筒型充填物の重量は５３９ｋｇ／立米であり、一方例えば２インチ相当のＰＦＡ線構造充填物の重量は１２０ｋｇ／立米であり、磁器２インチ円筒型充填物の重量の１／１５にできることが分かった。
【００１７】
上記第３の課題解決手段による作用は次の通りである。顕微鏡下で花粉を観測すると、周りの高速分子が花粉に衝突して、いわゆるブラウン運動を起こすことが観測される。酸霧の速度はこのブラウン運動速度で動く。従ってガス速度の速い吸収塔では捕捉できず、酸霧除去装置のファイバー上を吸収塔内速度よりも遅い、０．０３乃至０．２ｍ／秒程度にゆっくりした速度でガスを流すとほぼ１００％捕捉が可能である。吸収塔の後工程に酸霧除去装置を設置すれば、吸収塔充填高は三酸化硫黄分子吸収のみに着目できるために、吸収塔充填高さを低くすることができる。このように吸収塔と酸霧除去装置を直列につなぐシステムにより、吸収塔充填高を従来法の１／２にすることができた。吸収塔の後工程に酸霧除去装置を直列につなぐシステムを図１に表示する。
【００１８】
上記第４の課題解決手段による作用は次の通りである。従来法では充填物が磁器であり、これがフッ素樹脂ライニングを傷つける恐れもあって、塔内ライニングは耐酸レンガ張りであった。本発明の例えばＰＦＡ線構造充填物−図２−はフッ素樹脂特有の性質である、低摩擦係数−スベスベした性質−であるため、充填作業の際に傷つけにくいこと、また充填塔が小さくなり、フッ素樹脂ライニングの使用量が減少し、施工しやすくなった。
また充填物の支持グリッドもこれまでは磁器であり、グリッドを支えるためにもさらに多くのレンガ支柱を必要とした。本発明のフッ素樹脂充填物の使用は、副次的な効果として、従来のレンガ張りをフッ素樹脂ライニングにすること、また充填物を支える磁器グリッドをフッ素樹脂グリッドにすることが可能となり、塔全体の軽量化が可能となった。
【００１９】
上記第５の課題解決手段による作用は次の通りである。従来法では重量のある塔を支えるために大きな基礎を必要としたが、本発明により基礎を大幅に小さくすることが可能となった。
【発明の効果】
【００２０】
充填物体積を従来法の約１／３に軽量化。
【００２１】
充填物重量を従来法の約１／１５に軽量化。
【００２２】
充填塔重量を従来法の約１／１２軽量化。
【００２３】
充填塔総重量を従来法の約１／１３軽量化。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明では線構造のフッ素樹脂充填物を用いたため吸収塔塔径の低減を可能とし、三酸化硫黄酸霧の捕捉を酸霧除去設備で別途行う組み合わせをしたために、充填高の低減を可能とし、従って充填容積の低減、さらに従来の磁器充填物では傷つけるために用いられなかったフッ素樹脂ライニングを施工することで塔重量の低減、基礎の負荷の低減を可能とした。
従来法と本発明の比較について以下に説明する。
【００２５】
以下に硫酸工業での実際の運転データを示す。
無水硫酸を含むガス量が３３４００ 立米／時間、三酸化硫黄ガス組成が８．１％、ガス温度が１７４℃、硫酸液量が２１０立米／時間、硫酸濃度が９８％、硫酸温度が８５℃の条件下において三酸化硫黄吸収率が９９．８％の場合、従来の充填物である２インチ磁製円筒型充填物と本発明の一部であるフッ素樹脂線構造充填物で塔径と充填高の比較を行った。
【００２６】
塔径計算は化学工学の通常法を用いる。即ち充填物１ｍ当たりの圧力損失ΔＰが３００Ｐａ／ｍとなるような、夫々のガス速度を図５から求めて夫々の塔径を決定した。
【００２７】
図５の説明を行う。
図５の横軸は液ガス比、ＬΦ／Ｇであり、縦軸はガス質量速度Ｇ／Φであり、与えられた条件から液ガス比を計算し、それに該当するガス速度を縦軸から求める。液量Ｌ、ガス量Ｇの単位はｋｇ／平米／時間であり、Φ値はガス密度による補正係数である。図５のパラメターとして、線構造充填物や面構造充填物を記載した。パラメター中のロゼットとラシヒスーパリングは商品名であり、これらは本発明の一部を構成する線構造充填物であり、ラシヒリングとインタロックサドルは商品名であり、これらは従来の面構造充填物である。
【００２８】
２インチ磁製円筒型充填物の塔径計算を以下のように行った。
ガス容積からガス質量に換算する場合、ガス密度０．９１２ｋｇ／立米の補正をして、３３４００立米／時間のガス量は３０４６１ｋｇ／時間となり、Φは０．８７２となる。ここでΦは運動エネルギーの法則から求められる補正係数である。
液量が２１０立米／時間の９８％硫酸の密度１７７２ｋｇ／立米であるから、液量は３７２１２０ｋｇ／時間となる。
従って図５の横軸ＬΦ／Ｇは１０．６５となり、ΔＰは３００Ｐａ／ｍにおける２インチ磁製円筒型充填物即ち２インチラシヒリングのガス質量速度はＧ／Φが３７００ ｋｇ／平米／時間となる。Φ値、０．８７２を乗じてＧは３２２６ ｋｇ／平米／時間となる。従ってガス速度は０．９８ｍ／秒、塔断面積は９．４４平米となり、塔径は３．４７ｍとなる。
【００２９】
２インチフッ素樹脂線構造充填物の塔径計算を以下のように行った。
ＬΦ／Ｇが１０．６、ΔＰが３００Ｐａ／ｍの条件下において、図５より２インチフッ素樹脂線構造充填物即ちロゼットの場合、 Ｇ／Φが８０００ ｋｇ／平米／時間、即ちＧが６９７６ ｋｇ／平米／時間となるから、塔断面積は４．３７平米、塔径は２．３６ｍとなる。
この時、液量は８５１５３ｋｇ／平米／時間である。
【００３０】
ＮＴＵは吸収率９９．８％から次のように計算できる。ＮＴＵは分母に１００から９９．８を差し引いた値を、分子に１００をおき、全体を自然対数１ｎで括ると、ＮＴＵ、６．２を得る。ＮＴＵにＨＴＵを乗じると充填高となる。
【００３１】
次に充填高を計算するが、２インチ磁器製面構造充填物即ち２インチラシヒリングの充填高は硫酸業界ＨＴＵの経験値、即ち、１．０９７ｍ、から計算し、本発明である２インチフッ素樹脂線構造充填物即ちロゼットの充填高は実験により求めた。
【００３２】
図６の説明の説明を以下に行う。
発明者らが２インチフッ素樹脂線構造充填物の充填高を計算するために行った亜硫酸ガス吸収実験データを図６に示す。
用いられた実験塔の塔径は６００Φ、塔材質はステンレス、これに充填高が１．５ｍになるように、２インチフッ素樹脂線構造充填物を充填した。
無水硫酸分子のみを抽出して分析することは不可能であるか、例え分析できても精度が極めて低い。
そこで発明者らは亜硫酸ガスの苛性ソーダ水溶液による吸収実験を行い、これを物質移動の指標である、ＨＴＵで表し、拡散係数補正により、無水硫酸のＨＴＵを求めた。亜硫酸ガスのＨＴＵから無水硫酸のＨＴＵを求めるには、亜硫酸ガスのガス側拡散係数と無水硫酸ガスのガス側拡散係数を知れば容易に計算ができる。
即ちＨＴＵが拡散係数の０．５乗に反比例することを利用するわけであるが、これは多くの化学工学データで高精度に確認されている真実である。
【００３３】
２インチフッ素樹脂線構造充填物のＨＴＵ、充填高の計算を以下のように行った。
亜硫酸ガスの２５℃空気中の拡散係数、ＤＧは０．１５０ ｃｍ２／秒 であり、無水硫酸ガスの８５℃における窒素ガス中の拡散係数、ＤＧは０．１１１８ ｃｍ２／秒である。
２インチフッ素樹脂線構造充填物におけるガス質量速度、Ｇは６９７６ ｋｇ／平米／時間、液質量量速度、Ｌは８５１５３ ｋｇ／平米／時間である。
図６、亜硫酸ガスの苛性ソーダ水溶液による吸収実験から同ガス量、同液量のＨＴＵは０．４９ｍである。
ＨＴＵは拡散係数の０．５乗に反比例するから、無水硫酸ガスの９８％硫酸によるＨＴＵは０．５７ｍになる。従って充填高はＨＴＵにＮＴＵ値、６．２を乗じ、さらにスケールアップファクター１．３を乗じて４．６ｍとなる。
亜硫酸ガスの苛性ソーダ水溶液による吸収も無水硫酸ガスの９８％硫酸による吸収も分圧ゼロの系であるから、液側拡散係数補正は無視できる。
吸収塔で無水硫酸ガスは９９．８％除去できているが、出口ガスには未だ多くの酸霧が残存しており、酸霧は後工程の酸霧除去設備で捕捉されることになる。
【００３４】
２インチ磁器面構造充填物の充填高の計算を以下のように行った。
ＨＴＵの硫酸業界にあける経験値は１．０９７ｍであり、これにＮＴＵ値、６．２を乗じ、充填高は６．８ｍとなる。
これは現場のデータであるから、スケールアップファクターは１である。
【００３５】
二つの充填物の結果を表１にまとめた。
【表１】
【００３６】
比較の考察を行う。
本来、二つの充填物の充填高はほぼ同一でなくてはならず、むしろ磁器とフッ素樹脂の撥水性の違いを考慮するならば、従来法の磁器充填物のほうがＨＴＵは小さくなるべきであり、充填高も低くなるべきである。
しかし結果は反対になり、撥水性のある２インチフッ素樹脂線構造充填物の充填高が低くなった。これは従来法が酸霧まで吸収塔で除去しているために、充填高が高くなったためである。
【００３７】
さらに発明者らはこれらを実施例で確認すべく次のような実験を行った。
実施例の共通条件は次の通りである。
【００３８】
材質および塔径はステンレス製の２５０Φの塔、
充填物１はフッ素樹脂製１インチ線構造充填物、
充填物２は磁製１インチ面構造充填物である。
充填高は１．５ｍ、入口ガス組成は三酸化硫黄が８％であり、残りは窒素ガスである。
ガス分子量は３０、ガス温度は１５０℃、圧力は１ ａｔｍ、ガス密度は０．８６ｋｇ／立米である。
酸霧を含む全三酸化硫黄の分析方法には紫外可視スペクトル法を用いた。
【実施例】
【００３９】
塔径２５０Φのステンレス製テスト塔を用いてフッ素樹脂１インチ線構造充填物、この時表面積は１９０平米／立米、を充填高が１．５ｍになるように充填した。
図１に示すように、充填塔の後工程にガス速度が０．０５ｍ／秒になるようなろ過面積、１．７平米、を有するキャンドル型酸霧除去設備を直列に設置し、本発明のシステムのパイロット設備を構成した。実施例１は充填物１による水吸収実験、実施例２は充填物１による硫酸吸収実験、実施例３は充填物２による硫酸吸収実験である。
【実施例１】
【００４０】
充填物１を用いた。
全ガス量は３００ 立米／時間即ち８．６６ｋｍｏｌ／時間。
入口三酸化硫黄量は０．６９３ｋｍｏｌ／時間、即ち６７．６ｋｇ／時間。
ガス質量速度、Ｇ／Φは５２５０ ｋｇ／平米／時間
吸収水は水であり、吸収水温は８０℃であった。
入口水量は１０立米／時間であり、充填物１の圧力損失は２３０ Ｐａ／１．５ｍ であった。
実験結果は次の通りである。
充填塔出口ガスは三酸化硫黄酸霧で白煙がもうもうと立ちこめ、出口水硫酸濃度は０．０１％であった。即ち物質収支から充填塔の三酸化硫黄の吸収効率は１．５％であった。充填塔では殆どの三酸化硫黄が酸霧に転化し、僅かな三酸化硫黄しか吸収できなかったことが分かる。またキャンドル型酸霧除去設備後の三酸化硫黄を測定し、システム入口／出口の全三酸化硫黄除去率を計算すると９１％となった。
【実施例２】
【００４１】
充填物１を用いた。
吸収液は９８％硫酸、硫酸温度は８０℃、入口硫酸量は５２５００ｋｇ／平米／時間、即ち２５７５ｋｇ／時間、充填物１の圧力損失は２４２ Ｐａ／１．５ｍであった。
実験結果は次の通りである。
充填塔出口三酸化硫黄の吸収効率は９６．３％であった。
これは通常の吸収効率である９９．８％に対して極めて性能は悪く見えるが、三酸化硫黄分子のみに着目すると、９９％以上、吸収されているものと推測される。
キャンドル型酸霧除去設備後の三酸化硫黄を測定し、システム入口から出口に至る全三酸化硫黄除去率を計算すると９９．８２％となった。
【実施例３】
【００４２】
充填物２を用いた。
実験結果は次の通りである。
実施例２と同一条件で磁製１インチ面構造充填物で実験したところ、システム全体の吸収率は９９．８３％と実施例２より僅かに向上したが、同一圧力損失におけるガス量は液ガス比が同一で、１５５立米／時間しか流せなかった。
即ち従来の面構造充填物では本発明の線構造充填物の約半分のガス量しか処理できないことが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
硫酸工業には多くの既設の無水硫酸吸収塔がある。これらは全て第２次大戦前の技術で建設されており、非常に重量が有り、維持管理にも人と経費が掛かっている。
無水硫酸ガスと酸霧の挙動を解析して、吸収塔と酸霧除去装置を合理的に組み合わせ、吸収塔をフッ素樹脂充填物とフッ素樹脂ライニングに置き換え、軽量化することは長らく硫酸業界で期待されていたシステムであった。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施形態を示す三酸化硫黄の捕捉システム
【図２】本発明を構成するフッ素樹脂製線構造充填物ＡおよびＢ
【図３】従来の三酸化硫黄−三酸化硫黄−の捕捉システム
【図４】従来の磁器製面構造充填物 円筒型充填物およびサドル型充填物
【図５】線構造充填物、面構造充填物のフラッディングチャート−３００Ｐａ／ｍ−
【図６】２インチフッ素樹脂線構造充填物の亜硫酸ガスの苛性ソーダ水溶液吸収ＨＴＵ実験データ
【符号の説明】
【００４５】
１ 硫酸入口
２ 硫酸出口
３ 排ガス出口
４ 三酸化硫黄ガス入口
５ キャンドル型酸霧除去装置
６ 線構造のフッ素樹脂充填物
７ フッ素樹脂ライニングした吸収塔
８ フッ素樹脂製線構造充填物Ａ
９ フッ素樹脂製線構造充填物Ｂ
１０ 硫酸入口
１１ 硫酸出口
１２ 排ガス出口
１３ 三酸化硫黄ガス入口
１４ 面構造の磁器充填物
１５ ゴムライニング＋レンガ張りした吸収塔
１６ デミスター
１７ 磁器製面構造充填物Ａ 円筒型充填物
１８ 磁器製面構造充填物Ｂ サドル型充填物
【技術分野】
【０００１】
本発明は硫酸製造におけるＳＯ３ガス、以下三酸化硫黄という、吸収塔およびＳＯ３酸霧、以下酸霧という、の捕捉システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術は圧力損失の大きい面構造の磁器充填物であるため吸収塔の塔径が大きく、さらに当該吸収塔で酸霧の捕捉をも行っていたため充填高も高く、従って充填容積が大きくまたレンガ張りの塔を用いていたために充填物重量および塔重量が大きく、基礎の負荷も大きかった。
【０００３】
本発明では線構造のフッ素樹脂充填物を用いたため吸収塔塔径の低減を可能とし、三酸化硫黄酸霧の捕捉を酸霧除去設備で別途行うような「組み合わせ」をしたために、充填高の低減を可能とし、従って充填容積の低減を可能とし、さらに従来の磁器充填物では傷つけるために用いられなかったフッ素樹脂ライニングを施工することで塔重量の低減を可能とし、基礎の負荷の低減を可能としたものである。
【０００４】
以下、図３、図４により、従来の三酸化硫黄の捕捉システムについて説明する。
【０００５】
三酸化硫黄を含むガスは図３の１３から入り、１４の面構造磁器充填物−図４−を充填した、１５ゴムライニングおよびレンガ張りした吸収塔に入り、三酸化硫黄は １０ 硫酸入口から入った硫酸により捕捉され、高濃度になった硫酸は１１硫酸出口から系外へ出ていき、一方、三酸化硫黄を殆ど含まないガスは、１６デミスターでミストを除去された後、１２排ガス出口より系外へ出て行く。デミスターは本発明のキャンドル型でもよいし、そうでなくてもよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】 特開平８−３３７４０６号公報
【特許文献２】 特開平９−３０８０３号 公報
【特許文献３】 特開 ２００６−１６９１０６
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】 「株式会社ハイポテック 製品カタログ」
【非特許文献２】 硫酸協会編「硫酸ハンドブック」硫酸協会出版 昭和５２年Ｐ４０６、４０７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
銅、亜鉛、鉛などの非鉄金属を精錬する場合、原料となる各硫化鉱から亜硫酸ガスが発生するが二酸化硫黄は五酸化バナジウム触媒で三酸化硫黄に酸化され、三酸化硫黄は吸収塔で、濃硫酸により吸収され、さらに三酸化硫黄で濃縮された硫酸は当量分の水で希釈され、通常９８％硫酸として製品になる。非鉄金属精錬以外に石油精製から得られる単体硫黄を原料として用いた場合や、生産量は少ないものの、硫化鉄鉱石を原料とする場合も同様である。従来の技術は、充填物が面構造の磁器充填物であるため吸収塔の塔径が大きく、酸霧の捕捉を吸収塔で行っていたため充填高も高く、従って充填容積が大きくまたレンガ張りの塔を用いていたために充填物重量および塔重量が大きく、基礎の負荷も大きかった。
【０００９】
第１の課題
吸収塔充填物の軽量化
従来法では磁器充填物を用いていたために、重量があった。
【００１０】
第２の課題
吸収塔塔径の低減
三酸化硫黄吸収塔は高温度、高濃度硫酸という厳しい環境下で運転されるために、材質的に厳しく、このため充填物材質には硫酸工業創業以来、磁器−セラミック−が用いられてきた。しかし磁器は重量があるばかりではなく、材質の性質上で成型される充填物の形状は面構造に限られ、吸収塔には面構造充填物である円筒型充填物−図４の１７−やサドル型充填物−図４の１８−が用いられてきた。面構造充填物はガス圧力損失が大きく、充填塔塔径は大きくなる。
【００１１】
第３の課題
吸収塔充填高の低減
吸収塔内には三酸化硫黄分子、概略径が１０−１０ｍ、酸霧、エアゾール状の細かい酸霧で概略径が１０−７ｍ、および飛沫同伴ミスト、概略径が１０−３ｍの大きさの異なる３類の形で三酸化硫黄が混在する。三酸化硫黄分子の分子運動は激しく、吸収塔塔内ガス速度が２乃至３ｍ／秒と速くても、三酸化硫黄分子はガス相から硫酸液相に到達できる十分の分子速度を有するために吸収が行われる。このように、吸収塔内で捕捉されるのは主に三酸化硫黄分子である。また飛沫同伴ミストは言わば雨粒と同様の粒子径を持ち、仮に吸収塔内で発生しても、慣性力で硫酸液あるいは吸収塔の出口側に設置された慣性衝突の効果を利用してミスト補修するデミスターに衝突して容易に捕捉される。しかし酸霧はブラウン運動速度で動くため、分子運動のような高速度も持たず、さらに慣性力を持つほどの質量もなく、ガスの流れに沿って、充填物表面をすり抜けやすく、吸収塔を捕捉されないまま、素通りしてしまう傾向が強い。
従来法では、三酸化硫黄分子と酸霧を厳密に区別して処理することは行われなかった。その最大の原因は、紫外可視スペクトル法や酸露点法などの分析法では三酸化硫黄分子と酸霧が厳密に区別して分析できないことにあった。例えば三酸化硫黄は９０％しか吸収できていない場合、それは見かけ上三酸化硫黄分子と酸霧の合計量の吸収率であって、三酸化硫黄分子のみに着目すると９９％吸収されていた、というような場合があった。すなわち充填塔は酸霧捕捉には不適切な装置であり、見かけの吸収率を例えば９９％にするために充填高を徒に高くしている場合が多かった。また図３に示すように酸霧除去設備を充填塔の後工程に設置する例はあったが、充填物が磁器であり、フッ素樹脂ではないこと、また必ずしもキャンドル型ではないためガス速度が高く、酸霧除去が必ずしも満足のいくものではなかったし、また三酸化硫黄分子と三酸化硫黄酸霧を区別して処理するという設計思想がなく、充填塔の充填高が徒に高かった。
【００１２】
第４の課題
吸収塔全体の軽量化
従来の充填塔は鉄製円筒にゴムをライニングしてさらにその上に耐酸レンガを貼り付けた構造であり、重量があった。また充填物を支持する構造物も磁器であり、これをさらに何本ものレンガ柱で支えなくてはならない。充填物のみならず塔全体も重量物であった。
【００１３】
第５の課題
吸収塔を支える基礎の軽量化
第４の課題に記載したとおり吸収塔を支える基礎は従来大変高負荷であった。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
ＰＦＡのようなフッ素樹脂充填物を用いることにより、従来の磁器充填物に比較して、充填物重量を軽量化でき、さらに次のような理由から充填物の充填容量も減らすことができる。
上記第１の課題解決手段による作用は次の通りである。
ＰＦＡのような射出成型可能なフッ素樹脂を用いると図２のような線構造充填物を成型することが可能である。線構造充填物は圧力損失が小さく、吸収塔塔径を小さくできる。面構造はＡ面とＢ面つまり表裏を有する充填物であり、円筒形、サドル型−図４の１７および１８−などがある。面に切れ目を入れて線とし、これを湾曲させると線構造になり、面構造に比べて、圧力損失が減少してくる。
線構造充填物および面構造充填物の定義について以下に説明する。
【００１５】
線構造充填物の定義を行う。
線構造充填物を非面構造充填物として定義することも可能であり、円筒面構造充填物に開口部を設けた充填物、商品名としてポールリング、カスケードミニリングや、サドル型面構造充填物に開口部を設けた充填物、商品名としてハイレックス、ＩＭＴＰなどがあげられる。またリングを環状即ちドーナッツ状に配列した充填物も線構造充填物であり、商品名としてテラレットおよびロゼットがある。
板を上下に曲げ、開口させた充填物も線構造充填物であり、商品名としてラシヒスーパーリングがある。
しかしこれを定量化して定義するならば次のようになる。
２インチの充填物は表面積に換算して１００平米／立米であるが、液量がゼロの条件で、常温、常圧の空気が１メートル毎秒の速度で充填層を通過する場合、充填高１ｍ当たりの圧力損失が１５０Ｐａ以上の充填物が面構造であり、また６０Ｐａ以下の充填物が線構造である。１５０乃至６０Ｐａの場合は遷域であり、面構造と線構造の中間の性質を有するものである。またサイズと液量ゼロにおける圧量損失は反比例するため、ｎインチの充填物では圧力損失を１／ｎ倍すればよい。例えば１インチサイズでは表面積は２００平米／立米となり、同一条件での圧損が２×１５０＝３００Ｐａ以上が面構造、２×６０＝１２０Ｐａ以下が線構造となり、他のサイズでも同様である。充計算ではＰＦＡ充填物を用いると磁器充填物の場合の塔径を１／１．５、塔断面積で１／２にすることが分かった。
【００１６】
上記第２の課題解決手段による作用は次の通りである。磁器充填物、例えば２インチ円筒型充填物の重量は５３９ｋｇ／立米であり、一方例えば２インチ相当のＰＦＡ線構造充填物の重量は１２０ｋｇ／立米であり、磁器２インチ円筒型充填物の重量の１／１５にできることが分かった。
【００１７】
上記第３の課題解決手段による作用は次の通りである。顕微鏡下で花粉を観測すると、周りの高速分子が花粉に衝突して、いわゆるブラウン運動を起こすことが観測される。酸霧の速度はこのブラウン運動速度で動く。従ってガス速度の速い吸収塔では捕捉できず、酸霧除去装置のファイバー上を吸収塔内速度よりも遅い、０．０３乃至０．２ｍ／秒程度にゆっくりした速度でガスを流すとほぼ１００％捕捉が可能である。吸収塔の後工程に酸霧除去装置を設置すれば、吸収塔充填高は三酸化硫黄分子吸収のみに着目できるために、吸収塔充填高さを低くすることができる。このように吸収塔と酸霧除去装置を直列につなぐシステムにより、吸収塔充填高を従来法の１／２にすることができた。吸収塔の後工程に酸霧除去装置を直列につなぐシステムを図１に表示する。
【００１８】
上記第４の課題解決手段による作用は次の通りである。従来法では充填物が磁器であり、これがフッ素樹脂ライニングを傷つける恐れもあって、塔内ライニングは耐酸レンガ張りであった。本発明の例えばＰＦＡ線構造充填物−図２−はフッ素樹脂特有の性質である、低摩擦係数−スベスベした性質−であるため、充填作業の際に傷つけにくいこと、また充填塔が小さくなり、フッ素樹脂ライニングの使用量が減少し、施工しやすくなった。
また充填物の支持グリッドもこれまでは磁器であり、グリッドを支えるためにもさらに多くのレンガ支柱を必要とした。本発明のフッ素樹脂充填物の使用は、副次的な効果として、従来のレンガ張りをフッ素樹脂ライニングにすること、また充填物を支える磁器グリッドをフッ素樹脂グリッドにすることが可能となり、塔全体の軽量化が可能となった。
【００１９】
上記第５の課題解決手段による作用は次の通りである。従来法では重量のある塔を支えるために大きな基礎を必要としたが、本発明により基礎を大幅に小さくすることが可能となった。
【発明の効果】
【００２０】
充填物体積を従来法の約１／３に軽量化。
【００２１】
充填物重量を従来法の約１／１５に軽量化。
【００２２】
充填塔重量を従来法の約１／１２軽量化。
【００２３】
充填塔総重量を従来法の約１／１３軽量化。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明では線構造のフッ素樹脂充填物を用いたため吸収塔塔径の低減を可能とし、三酸化硫黄酸霧の捕捉を酸霧除去設備で別途行う組み合わせをしたために、充填高の低減を可能とし、従って充填容積の低減、さらに従来の磁器充填物では傷つけるために用いられなかったフッ素樹脂ライニングを施工することで塔重量の低減、基礎の負荷の低減を可能とした。
従来法と本発明の比較について以下に説明する。
【００２５】
以下に硫酸工業での実際の運転データを示す。
無水硫酸を含むガス量が３３４００ 立米／時間、三酸化硫黄ガス組成が８．１％、ガス温度が１７４℃、硫酸液量が２１０立米／時間、硫酸濃度が９８％、硫酸温度が８５℃の条件下において三酸化硫黄吸収率が９９．８％の場合、従来の充填物である２インチ磁製円筒型充填物と本発明の一部であるフッ素樹脂線構造充填物で塔径と充填高の比較を行った。
【００２６】
塔径計算は化学工学の通常法を用いる。即ち充填物１ｍ当たりの圧力損失ΔＰが３００Ｐａ／ｍとなるような、夫々のガス速度を図５から求めて夫々の塔径を決定した。
【００２７】
図５の説明を行う。
図５の横軸は液ガス比、ＬΦ／Ｇであり、縦軸はガス質量速度Ｇ／Φであり、与えられた条件から液ガス比を計算し、それに該当するガス速度を縦軸から求める。液量Ｌ、ガス量Ｇの単位はｋｇ／平米／時間であり、Φ値はガス密度による補正係数である。図５のパラメターとして、線構造充填物や面構造充填物を記載した。パラメター中のロゼットとラシヒスーパリングは商品名であり、これらは本発明の一部を構成する線構造充填物であり、ラシヒリングとインタロックサドルは商品名であり、これらは従来の面構造充填物である。
【００２８】
２インチ磁製円筒型充填物の塔径計算を以下のように行った。
ガス容積からガス質量に換算する場合、ガス密度０．９１２ｋｇ／立米の補正をして、３３４００立米／時間のガス量は３０４６１ｋｇ／時間となり、Φは０．８７２となる。ここでΦは運動エネルギーの法則から求められる補正係数である。
液量が２１０立米／時間の９８％硫酸の密度１７７２ｋｇ／立米であるから、液量は３７２１２０ｋｇ／時間となる。
従って図５の横軸ＬΦ／Ｇは１０．６５となり、ΔＰは３００Ｐａ／ｍにおける２インチ磁製円筒型充填物即ち２インチラシヒリングのガス質量速度はＧ／Φが３７００ ｋｇ／平米／時間となる。Φ値、０．８７２を乗じてＧは３２２６ ｋｇ／平米／時間となる。従ってガス速度は０．９８ｍ／秒、塔断面積は９．４４平米となり、塔径は３．４７ｍとなる。
【００２９】
２インチフッ素樹脂線構造充填物の塔径計算を以下のように行った。
ＬΦ／Ｇが１０．６、ΔＰが３００Ｐａ／ｍの条件下において、図５より２インチフッ素樹脂線構造充填物即ちロゼットの場合、 Ｇ／Φが８０００ ｋｇ／平米／時間、即ちＧが６９７６ ｋｇ／平米／時間となるから、塔断面積は４．３７平米、塔径は２．３６ｍとなる。
この時、液量は８５１５３ｋｇ／平米／時間である。
【００３０】
ＮＴＵは吸収率９９．８％から次のように計算できる。ＮＴＵは分母に１００から９９．８を差し引いた値を、分子に１００をおき、全体を自然対数１ｎで括ると、ＮＴＵ、６．２を得る。ＮＴＵにＨＴＵを乗じると充填高となる。
【００３１】
次に充填高を計算するが、２インチ磁器製面構造充填物即ち２インチラシヒリングの充填高は硫酸業界ＨＴＵの経験値、即ち、１．０９７ｍ、から計算し、本発明である２インチフッ素樹脂線構造充填物即ちロゼットの充填高は実験により求めた。
【００３２】
図６の説明の説明を以下に行う。
発明者らが２インチフッ素樹脂線構造充填物の充填高を計算するために行った亜硫酸ガス吸収実験データを図６に示す。
用いられた実験塔の塔径は６００Φ、塔材質はステンレス、これに充填高が１．５ｍになるように、２インチフッ素樹脂線構造充填物を充填した。
無水硫酸分子のみを抽出して分析することは不可能であるか、例え分析できても精度が極めて低い。
そこで発明者らは亜硫酸ガスの苛性ソーダ水溶液による吸収実験を行い、これを物質移動の指標である、ＨＴＵで表し、拡散係数補正により、無水硫酸のＨＴＵを求めた。亜硫酸ガスのＨＴＵから無水硫酸のＨＴＵを求めるには、亜硫酸ガスのガス側拡散係数と無水硫酸ガスのガス側拡散係数を知れば容易に計算ができる。
即ちＨＴＵが拡散係数の０．５乗に反比例することを利用するわけであるが、これは多くの化学工学データで高精度に確認されている真実である。
【００３３】
２インチフッ素樹脂線構造充填物のＨＴＵ、充填高の計算を以下のように行った。
亜硫酸ガスの２５℃空気中の拡散係数、ＤＧは０．１５０ ｃｍ２／秒 であり、無水硫酸ガスの８５℃における窒素ガス中の拡散係数、ＤＧは０．１１１８ ｃｍ２／秒である。
２インチフッ素樹脂線構造充填物におけるガス質量速度、Ｇは６９７６ ｋｇ／平米／時間、液質量量速度、Ｌは８５１５３ ｋｇ／平米／時間である。
図６、亜硫酸ガスの苛性ソーダ水溶液による吸収実験から同ガス量、同液量のＨＴＵは０．４９ｍである。
ＨＴＵは拡散係数の０．５乗に反比例するから、無水硫酸ガスの９８％硫酸によるＨＴＵは０．５７ｍになる。従って充填高はＨＴＵにＮＴＵ値、６．２を乗じ、さらにスケールアップファクター１．３を乗じて４．６ｍとなる。
亜硫酸ガスの苛性ソーダ水溶液による吸収も無水硫酸ガスの９８％硫酸による吸収も分圧ゼロの系であるから、液側拡散係数補正は無視できる。
吸収塔で無水硫酸ガスは９９．８％除去できているが、出口ガスには未だ多くの酸霧が残存しており、酸霧は後工程の酸霧除去設備で捕捉されることになる。
【００３４】
２インチ磁器面構造充填物の充填高の計算を以下のように行った。
ＨＴＵの硫酸業界にあける経験値は１．０９７ｍであり、これにＮＴＵ値、６．２を乗じ、充填高は６．８ｍとなる。
これは現場のデータであるから、スケールアップファクターは１である。
【００３５】
二つの充填物の結果を表１にまとめた。
【表１】
【００３６】
比較の考察を行う。
本来、二つの充填物の充填高はほぼ同一でなくてはならず、むしろ磁器とフッ素樹脂の撥水性の違いを考慮するならば、従来法の磁器充填物のほうがＨＴＵは小さくなるべきであり、充填高も低くなるべきである。
しかし結果は反対になり、撥水性のある２インチフッ素樹脂線構造充填物の充填高が低くなった。これは従来法が酸霧まで吸収塔で除去しているために、充填高が高くなったためである。
【００３７】
さらに発明者らはこれらを実施例で確認すべく次のような実験を行った。
実施例の共通条件は次の通りである。
【００３８】
材質および塔径はステンレス製の２５０Φの塔、
充填物１はフッ素樹脂製１インチ線構造充填物、
充填物２は磁製１インチ面構造充填物である。
充填高は１．５ｍ、入口ガス組成は三酸化硫黄が８％であり、残りは窒素ガスである。
ガス分子量は３０、ガス温度は１５０℃、圧力は１ ａｔｍ、ガス密度は０．８６ｋｇ／立米である。
酸霧を含む全三酸化硫黄の分析方法には紫外可視スペクトル法を用いた。
【実施例】
【００３９】
塔径２５０Φのステンレス製テスト塔を用いてフッ素樹脂１インチ線構造充填物、この時表面積は１９０平米／立米、を充填高が１．５ｍになるように充填した。
図１に示すように、充填塔の後工程にガス速度が０．０５ｍ／秒になるようなろ過面積、１．７平米、を有するキャンドル型酸霧除去設備を直列に設置し、本発明のシステムのパイロット設備を構成した。実施例１は充填物１による水吸収実験、実施例２は充填物１による硫酸吸収実験、実施例３は充填物２による硫酸吸収実験である。
【実施例１】
【００４０】
充填物１を用いた。
全ガス量は３００ 立米／時間即ち８．６６ｋｍｏｌ／時間。
入口三酸化硫黄量は０．６９３ｋｍｏｌ／時間、即ち６７．６ｋｇ／時間。
ガス質量速度、Ｇ／Φは５２５０ ｋｇ／平米／時間
吸収水は水であり、吸収水温は８０℃であった。
入口水量は１０立米／時間であり、充填物１の圧力損失は２３０ Ｐａ／１．５ｍ であった。
実験結果は次の通りである。
充填塔出口ガスは三酸化硫黄酸霧で白煙がもうもうと立ちこめ、出口水硫酸濃度は０．０１％であった。即ち物質収支から充填塔の三酸化硫黄の吸収効率は１．５％であった。充填塔では殆どの三酸化硫黄が酸霧に転化し、僅かな三酸化硫黄しか吸収できなかったことが分かる。またキャンドル型酸霧除去設備後の三酸化硫黄を測定し、システム入口／出口の全三酸化硫黄除去率を計算すると９１％となった。
【実施例２】
【００４１】
充填物１を用いた。
吸収液は９８％硫酸、硫酸温度は８０℃、入口硫酸量は５２５００ｋｇ／平米／時間、即ち２５７５ｋｇ／時間、充填物１の圧力損失は２４２ Ｐａ／１．５ｍであった。
実験結果は次の通りである。
充填塔出口三酸化硫黄の吸収効率は９６．３％であった。
これは通常の吸収効率である９９．８％に対して極めて性能は悪く見えるが、三酸化硫黄分子のみに着目すると、９９％以上、吸収されているものと推測される。
キャンドル型酸霧除去設備後の三酸化硫黄を測定し、システム入口から出口に至る全三酸化硫黄除去率を計算すると９９．８２％となった。
【実施例３】
【００４２】
充填物２を用いた。
実験結果は次の通りである。
実施例２と同一条件で磁製１インチ面構造充填物で実験したところ、システム全体の吸収率は９９．８３％と実施例２より僅かに向上したが、同一圧力損失におけるガス量は液ガス比が同一で、１５５立米／時間しか流せなかった。
即ち従来の面構造充填物では本発明の線構造充填物の約半分のガス量しか処理できないことが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
硫酸工業には多くの既設の無水硫酸吸収塔がある。これらは全て第２次大戦前の技術で建設されており、非常に重量が有り、維持管理にも人と経費が掛かっている。
無水硫酸ガスと酸霧の挙動を解析して、吸収塔と酸霧除去装置を合理的に組み合わせ、吸収塔をフッ素樹脂充填物とフッ素樹脂ライニングに置き換え、軽量化することは長らく硫酸業界で期待されていたシステムであった。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施形態を示す三酸化硫黄の捕捉システム
【図２】本発明を構成するフッ素樹脂製線構造充填物ＡおよびＢ
【図３】従来の三酸化硫黄−三酸化硫黄−の捕捉システム
【図４】従来の磁器製面構造充填物 円筒型充填物およびサドル型充填物
【図５】線構造充填物、面構造充填物のフラッディングチャート−３００Ｐａ／ｍ−
【図６】２インチフッ素樹脂線構造充填物の亜硫酸ガスの苛性ソーダ水溶液吸収ＨＴＵ実験データ
【符号の説明】
【００４５】
１ 硫酸入口
２ 硫酸出口
３ 排ガス出口
４ 三酸化硫黄ガス入口
５ キャンドル型酸霧除去装置
６ 線構造のフッ素樹脂充填物
７ フッ素樹脂ライニングした吸収塔
８ フッ素樹脂製線構造充填物Ａ
９ フッ素樹脂製線構造充填物Ｂ
１０ 硫酸入口
１１ 硫酸出口
１２ 排ガス出口
１３ 三酸化硫黄ガス入口
１４ 面構造の磁器充填物
１５ ゴムライニング＋レンガ張りした吸収塔
１６ デミスター
１７ 磁器製面構造充填物Ａ 円筒型充填物
１８ 磁器製面構造充填物Ｂ サドル型充填物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パーフルオロアルコシキ樹脂即ちＰＦＡ、４フッ化樹脂、４フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂即ちＥＴＦＥ、２フッ化樹脂であるフッ化ビニリデン樹脂即ちＰＶＤＦ、２フッ化共重合樹脂などの射出成型可能なフッ素樹脂で成型された図２の８および９に示すような線構造充填物を充填することを特徴とする三酸化硫黄吸収塔。
【請求項２】
請求項１に記載された三酸化硫黄吸収塔と三酸化硫黄吸収塔の後工程に直列になるように配備されたフィルタ面に垂直な通過ガス速度が０．０３乃至０．２ｍ／秒の範囲でガスが流される、ファイバーを有するキャンドル型酸霧除去装置と組み合わせることを特徴とする三酸化硫黄の捕捉システム。
【請求項３】
請求項１に記載された三酸化硫黄吸収塔内面に従来法で施工されていたゴムライニングおよび耐酸レンガの代わりにフッ素樹脂ライニングを施工したことを特徴とする三酸化硫黄吸収塔。
【請求項１】
パーフルオロアルコシキ樹脂即ちＰＦＡ、４フッ化樹脂、４フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂即ちＥＴＦＥ、２フッ化樹脂であるフッ化ビニリデン樹脂即ちＰＶＤＦ、２フッ化共重合樹脂などの射出成型可能なフッ素樹脂で成型された図２の８および９に示すような線構造充填物を充填することを特徴とする三酸化硫黄吸収塔。
【請求項２】
請求項１に記載された三酸化硫黄吸収塔と三酸化硫黄吸収塔の後工程に直列になるように配備されたフィルタ面に垂直な通過ガス速度が０．０３乃至０．２ｍ／秒の範囲でガスが流される、ファイバーを有するキャンドル型酸霧除去装置と組み合わせることを特徴とする三酸化硫黄の捕捉システム。
【請求項３】
請求項１に記載された三酸化硫黄吸収塔内面に従来法で施工されていたゴムライニングおよび耐酸レンガの代わりにフッ素樹脂ライニングを施工したことを特徴とする三酸化硫黄吸収塔。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２６４４３１（Ｐ２０１０−２６４４３１Ａ）
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３４４７２（Ｐ２００９−１３４４７２）
【出願日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【出願人】（５０８１８４５３８）第一エンジニアリング株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【出願人】（５０８１８４５３８）第一エンジニアリング株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
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