湿式スクラバー
湿式スクラバーとは？仕組みと適した汚染物質
湿式スクラバー（Wet Scrubber）は、排ガスを水や薬液と密に接触させて空気を浄化する装置です。粉じんは液滴に捕捉され、一部のガスは液中に溶解するか反応します。工場の大気汚染対策で最も広く使われている方式の一つです。
仕組み
どの方式も、次の2つの段階で働きます。
- 接触：スプレーで噴霧する、充填材（Packing）の中を通す、スロート部で空気を加速するなどして、空気と水をできるだけ密に接触させます。
- 液滴の分離：汚染物質を捕捉した液滴を、空気がスクラバーを出る前に取り除きます。ミストエリミネーター（デミスター）、シェブロン、遠心分離などを使います。この段階が不十分だと、汚れたミストが煙突から排出されてしまいます。
押さえておきたい原則があります。適切に設計されたスクラバーでは、効率は空気と水の接触に投入されるエネルギーによって概ね決まり、メーカーや方式の違いによって決まるわけではありません。同じエネルギーを投入すれば、メーカーが異なっても効率はほぼ同じです。また、捕集したい粒子が小さいほど、大きな圧力損失を受け入れる必要があります。
粉じんとガスでは捕集の仕方が違う
- 粉じんとミスト：粒子が液滴に衝突し、液滴とともに取り除かれます。
- ガスと蒸気（吸収：Absorption）：ガスが液に溶けるか、液中の薬品と反応する必要があります。最もよく使われる吸収液は水ですが、多くの場合は薬品を加えます。水に溶けず反応もしないガスは、湿式スクラバーではほとんど捕集できません。
よく使われる方式
| 方式 | 用途 | ガス側の圧力損失（Pa） |
|---|---|---|
| スプレー塔（Spray Tower） | 粉じん。湿式集じんの中では効率が低めの部類 | 125〜375 |
| 充填塔（Packed Tower） | ガス、蒸気、ミスト。粉じんは充填材を詰まらせるため使わない | 375〜875（充填層あたり） |
| 湿式遠心式（Wet Centrifugal） | 一般的な粉じん。スプレー塔より高効率 | 500〜1,500 |
| オリフィス式（Orifice） | 工業粉じん | 625〜2,750 |
| ベンチュリ式（Venturi） | ヒュームなどの非常に細かい粒子 | 1,250〜25,000 |
ガス吸収に使う充填塔は、たいてい向流式（Countercurrent）です。ガスは下から上へ、液は上から下へと逆向きに流れます。ガスは塔を出る直前に最もきれいな液と接するため、最も高い効率が得られます。充填層への面風速は、一般的に約1〜3m/sです。
適した汚染物質
- 水に溶けやすいガス、または薬液と反応するガス
- 多くの種類のミスト
- 高温・多湿の空気：乾式集じん装置を詰まらせがちな高温と湿気にも対応できます
- 乾燥すると燃えやすい、または爆発の危険がある粉じん：湿式で捕集することで危険を減らせ、捕集した粉じんを処分する際にも再飛散しません
設計段階で考えておくべき注意点
- 排水と汚泥：放流前に処理が必要です。そうしないと、大気の問題が水質汚染の問題に変わるだけです。乾燥した汚泥は、検査で確認されるまでは有害廃棄物の可能性があるものとして扱います。
- 腐食：腐食性の物質は水と混ざると材料を激しく傷めます。塔本体、ダクト、ポンプには、実際に使う薬品に耐える材料を選びます。
- 循環水の連続ブローと補給水が必要：そうしないと固形分や中和で生じた塩がたまり、ガスの吸収効率が低下します。
- スクラバー出口の空気は湿度が上がる：高温の空気は冷やされて体積が減るため、スクラバーの後のファンは小さな動力で済むという利点があります。ただし、この湿った空気を空調された空間に戻すべきではありません。
本当に機能しているかを知るには
パンフレットに記載された効率（％）は、そのまま比べることはできません。湿式スクラバーは現場での測定で評価する必要があり、最も良い指標は通常運転中の実際の排出濃度（mg/m³など）です。
また、重量で80%の粉じんを捕集していても、捕集できているのは粗い粒子だけで、煙突からは依然として白い煙が見えることがあります。煙を目に見えるものにしているのは、細かい粒子だからです。