おっちゃんエンジニアの化学工学ブログ Chemical Engineering Blog by Old Guy... since 2022

 今回は水噴霧によるガス冷却について取り上げます。高温ガスに水を噴霧して 微細な水滴を気流中に同伴させます。そうすると水滴が蒸発しますが、その際に蒸発潜熱をまわりの気体から奪います。その結果、高温ガスの温度は低下します。熱交換器などのような機器類を使用せずに比較的簡単にガス温度を下げる事が可能です。水噴霧システムとして 水タンクや供給ポンプ、噴霧水配管、噴霧ヘッダー配管 そして スプレーヘッドなどが必要となります。まあ、それでも デカい熱交換器は必要ないですよね。  似たような内容は このブログでもだいぶ前に取り上げています。その際は 静止気体中に静置された液滴からの蒸発を想定しています。液滴への熱伝導によって蒸発に必要な熱量が供給され、蒸発した蒸気は 今度は拡散によって気体中へと移動します。この現象における物質収支と熱収支から 蒸発速度や蒸発時間を求める為の計算式が導き出されます。 化工計算ツール No.76 液滴蒸発時間 で、今回は 液滴からの蒸発速度についての実験式を用いて 蒸発速度や蒸発時間を計算してみようかと。そして、水を噴霧した事によって どの程度 ガス温度が低下するかについても計算してみようかなと。 実務でも高温ガスに水を噴霧して冷却するってのは やりましたね。結構 太いガス配管に水を噴霧して冷却すると言う技術検討でしたが、CFD で噴霧水の飛散経路とかガス温度の変化とかを計算しました。また、燃焼炉からの高温ガスを冷却塔に導入して そこに水を噴霧して冷却するってのも 同じく CFD で計算した事も有りますね。まあ、どっちの場合も噴霧した水滴は割とすぐに蒸発する結果だったので、「へ～、そうなんだな～」と思いましたね。