JP2005349355A

JP2005349355A - ガス浄化器

Info

Publication number: JP2005349355A
Application number: JP2004174981A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Akisawa; 弘穐澤; Buichi Hirabayashi; 武一平林
Original assignee: AIOI DENSHI KK
Current assignee: AIOI DENSHI KK
Priority date: 2004-06-14
Filing date: 2004-06-14
Publication date: 2005-12-22

Abstract

【課題】塩化水素および／または塩素を含む排気ガスを浄化処理する際に、浄化材を加熱する必要がなく、製造コストを抑えると共に、ランニングコストも抑えることが可能なガス浄化器の提供を目的とする。
【解決手段】塩化水素（ＨＣｌ）および／または塩素（Ｃｌ₂）を含む処理対象ガスを通流させる流路に、脱着可能に装着され、処理対象ガスを浄化処理する浄化部２０が設けられたガス浄化器１０において、浄化部２０は、中空構造の容器２２の一端に処理対象ガスの流入口２４が形成されると共に、他端には処理済ガスの流出口２６が形成されていて、容器２２内には、銅からなる浄化材４０が収容されていることを特徴とするガス浄化器１０である。
【選択図】図２

Description

本発明は、ガス浄化器に関し、より詳細には、浄化部に取り込んだ塩化水素および／または塩素を含む有害ガスを銅材からなる浄化材を用いて浄化処理するガス浄化器に関する。

排気ガスを浄化するガス浄化装置には様々なものが提案されている。現在提供されているガス浄化器のほとんどにおいては、加熱することにより触媒作用を発現する加熱型触媒が用いられている。

加熱型触媒を用いたガス浄化装置として、例えば特許文献１により提案されているものがある。
具体的には、触媒としてＳＯ₂の酸化転化率が１．３%以下の低酸化性能触媒（Ｘ）と３．０%以上の高酸化性能触媒（Ｙ）との２種類を使用し、燃焼排ガスと各触媒との接触工程を任意の順序で且つ１００〜２５０℃の温度範囲で行うものであって、触媒（Ｘ）との接触工程を先行させる場合、触媒（Ｘ）との接触工程に流入する燃焼排ガス中にアンモニアを導入し、アンモニア導入量は当該工程から流出する燃焼排ガス中のアンモニア濃度が２０ｐｐｍ以下となる量に調節し、触媒（Ｙ）との接触工程を先行させる場合、触媒（Ｘ）との接触工程に流入する燃焼排ガス中にアンモニアを導入する処理方法である。
特開２０００−１８９７５６号公報

特許文献１記載の燃焼排ガスの浄化方法を塩化水素および／または塩素を含む排出ガスの浄化に転用する事は可能であると考えられるが、特許文献１記載の燃焼排ガス処理方法においては、燃焼排ガスの浄化処理に用いる触媒が加熱触媒であるため、触媒を加熱させるための加熱手段が必要になるといった課題がある。
また、排気ガスの浄化装置が高価になると共に、ランニングコストもかさんでしまうため、低価値の副産物しか得られない排気ガスを浄化処理するためには運営コストの負担が大きくなってしまい、排気ガスの浄化器の普及に支障を与えるといった課題もある。

そこで、本発明は、塩化水素および／または塩素を含む排気ガス（処理対象ガス）を浄化処理する際に、浄化材を加熱する必要がなく、製造コストを抑えると共に、ランニングコストも抑えることが可能なガス浄化器の提供を目的としている。

本発明は、塩化水素（ＨＣｌ）および／または塩素（Ｃｌ_２）を含む処理対象ガスを通流させる流路に、脱着可能に装着され、該処理対象ガスを浄化処理する浄化部が設けられたガス浄化器において、前記浄化部は、中空構造の容器の一端に前記処理対象ガスの流入口が形成されると共に、他端には処理済ガスの流出口が形成されていて、該容器内には、銅からなる浄化材が収容されていることを特徴とするガス浄化器である。

かかる本発明において、前記浄化材は、前記処理対象ガスのガス流によって流動可能のものであることが処理対象ガスとの接触を十分なものにするため好ましい。このように浄化材を流動させるには処理対象ガスの流入口を前記中空構造容器の下部側に形成されていることが好ましい。

また、処理対象ガスによって流動化させるには、前記浄化部に収容される浄化材として粒状体、線条体、粒状体および線条体の混合体を用いることがより好ましい形態である。

また、前記浄化部に収容される浄化材は、線条体を塊状に形成したものであっても良く、線条体をフィルタ状に形成したものであってもよい。
かかる線条体をフィルタ状に形成した浄化材は、中空構造容器内に複数枚配設することによって、浄化材と処理対象ガスを効率的に接触させながらも、浄化材の取り扱いを容易にすることが可能になる。

本発明によるガス浄化器によれば、浄化材を加熱することなく塩化水（ＨＣｌ）および／または塩素（Ｃｌ_２）を含むガスを浄化処理することができるため、ガス浄化器に加熱手段を設ける必要がない。したがって、ガス浄化器の製造コストと、ランニングコストを大幅に削減させることができる。

以下、添付図面に基づいて本発明の最良の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本実施の形態におけるガス浄化器の正面図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ断面の断面図である。図３は浄化器内に塩化水素を含む排出ガスを流入させた状態における内部状態を示す断面図である。

ガス浄化器１０は、塩化水素（ＨＣｌ）および／または塩素（Ｃｌ₂）ガス等の有害ガスを含む排出ガス（以下単に排出ガスということがある。）を通流させる図示しない流路に、排出ガスを浄化処理する浄化部２０が着脱可能に設けられている。浄化部２０は円筒体等の中空構造容器２２と、排出ガスを中空構造容器２２に流入させる流入口２４と、浄化処理した処理済ガスを中空構造容器２２から排出させる流出口２６を有している。

流入口２４および流出口２６は、それぞれ中空構造容器２２に対して徐々に拡径または縮径する鏡部２４ａ、２６ａと鏡部２４ａ、２６ａの頂部に取り付けられた連結部２４ｂ、２６ｂとから構成されている。本実施の形態においては、それぞれ鏡部２４ａ、２６ａが円弧状に形成されたものを用いている。
なお、流入口２４は、中空構造容器２２の下部に形成され、流出口２６は中空構造容器２２の上部に形成されている。

中空容器２２と流入口２４および流出口２６は、シール材３０を介してボルト３２およびナット３４により組み立てられていて、分解可能になっている。
また、中空構造容器２２と流入口２４および流出口２６の境界部分には、浄化材４０の流出を防止するためのフィルタ部材２８がそれぞれ配設されている。

中空構造容器２２の内部には、浄化材４０としての銅粒子４０ａおよび銅繊維４０ｂが収容されている。銅粒子４０ａ及び銅繊維４０ｂは中空構造容器２２の内部空間の二分の一〜四分の三程度に充てんされていることが好ましい。
本実施例で用いる銅粒子４０ａおよび銅繊維４０ｂは、中空構造容器２２に流入する処理対象ガスのガス流により流動若しくは舞い上がる程度のものであればよい。
銅粒子４０ａとしては、平均粒子径が１５０μｍ〜１８０μｍのものを用いることができる。また、銅繊維４０ｂとしては、径寸法が平均１５０μｍ〜１８０μｍのものを用いることができる。なお、銅繊維４０ｂの長さは特に限定するものではないが、銅粒子４０ａに近いような長さのものから十数センチ程度のものをスチールウールのような塊状に形成したものを用いることができる。

ガス浄化器１０は以上のような構成となっている。次に、ガス浄化器１０による排気ガスの処理方法について説明する。
排出ガスは図示しない流路を経由した後、浄化材４０の下部側に位置する流入口２４から中空構造容器２２に流入する。中空構造容器２２内に収容されている銅粒子４０ａおよび銅繊維４０ｂは、下方側から流入した排出ガスのガス流により、浮遊しつつ循環する（以下、このような状態を噴流状態と称する）。
なお、排出ガスは、図示しない制御手段により乾燥処理された後、所要の流入量、流入圧力によって浄化部２０に流入されている。

このように中空構造容器２２の内部空間で浄化材４０が噴流状態になるため、流入した排出ガスが流出路２６から直ちに中空構造容器２２の外部に流出してしまうことはなく、処理対象ガスと浄化材４０との接触機会を増加させることができる。
噴流状態にある銅粒子４０ａおよび銅繊維４０ｂは、非加熱状態であっても排出ガス中のＨＣｌおよびＣｌ_２と十分に接触し、銅粒子４０ａおよび銅繊維４０ｂの表面に塩化銅を形成し、排出ガスを浄化処理する。なお、先述のとおり、流入口２４および流出口２６と中空構造容器２２の境界部分には、フィルタ部材２８が配設されているので、銅粒子４０ａおよび銅繊維４０ｂが処理済ガスと共に中空構造容器２２から排出されてしまうことはない。

浄化材４０と接触することにより排出ガスに含まれていた塩素分が除去されてできた処理済ガスは、中空構造容器２２の上部側に形成された流出口２６から排出される。排出された処理済ガスは、図示しない活性炭等による二次フィルタ材によってさらにろ過処理されれば、脱臭処理もなされ、さらに好適である。また、処理済ガスには水素が含まれていることがあるため、水素を除去する水素除去手段を設けても良い。

このようにして塩化水素（ＨＣｌ）および／または塩素（Ｃｌ₂）を含む排出ガスは、浄化材４０である銅粒子４０ａおよび銅繊維４０ｂと接触し、塩化銅を形成する反応をすることにより浄化処理され、処理済ガスが排出される。浄化材４０は排出ガスに含まれる塩素成分と反応することにより、徐々に塩素成分との反応性能が低下するが、数ヶ月に一度程度で新しい浄化材４０に交換すればガス浄化器１０の浄化能力を維持することができる。
なお、使用後の銅粒子４０ａおよび銅繊維４０ｂは塩化銅となるため、還元処理する等して再利用することももちろん可能である。

以上に本実施の形態に基づいてガス浄化器１０について説明してきたが、本願発明によるガス浄化器１０は以上の実施形態に限定されるものではない。
例えば、図４に示すように、中空構造容器２２は、排出ガスの流路方向においてフィルタ部材２８により複数のスペースに分割された形態とすることもできる。それぞれの分割スペースＳ、Ｓ・・・には浄化材としての銅粒子４０ａおよび／または銅繊維４０ｂが、本実施の形態と同様にして適宜充てんされているのはもちろんである。

また、フィルタ部材２８は一般的に不織布により形成されたものを用いるが、銅繊維４０ｂにより形成した銅材フィルタとすることも可能である。これにより、中空構造容器２２に収容される銅の質量が増加するため、さらに効率的に排出ガスを浄化処理することが可能になり好適である。
このようにフィルタ部材２８を銅材フィルタとした場合、銅材フィルタを中空構造容器２２の内部に複数層となるように積層させることにより、銅材フィルタそのものを浄化材４０として利用することができるのももちろんである。これによれば、浄化材４０が微粒子でなくなるため、浄化材４０の取り扱いが容易になるため好適である。

また、排出ガスの流入量および流入圧は、中空構造容器２２に収容された浄化材４０が図３に示すような噴流状態となる数値となるように、制御手段により適宜制御されているが、要は、中空構造容器２２に流入する排出ガスに対し、浄化材４０のそれぞれが次々と接触するような形態となっていればよく、浄化材４０は必ずしも噴流状態になっている必要はない。例えば、排出ガスの中空構造容器２２に対する流入量および流入圧は、中空構造容器２２に収容された浄化材４０の集合による全体形状が図２に示す状態を維持しつつ、浄化材４０の集合の内部における各浄化材４０が湧き上がるように移動するいわゆる沸騰状態をなす程度の数値であっても良い。
なお、浄化材４０が噴流状態や沸騰状態にならず、排出ガスが単純に浄化材４０を通過するような状態であっても、排出ガスの浄化処理自体は行われる。

次に、本発明におけるガス浄化器による塩酸ガスの浄化について具体的に説明する。
ガス浄化器１０の浄化部２０は、内径寸法が１００ｍｍであって、高さが３００ｍｍの円筒からなる中空構造容器２２に、内径寸法が２５ｍｍの円筒状に形成された連結部２４ｂ、２６ｂを有する流入口２４および流出口２６が取り付けられている。中空構造容器２２には、浄化材４０として、平均粒径が１５０μｍ程度の粒状体４０ａが約６ｋｇ収容されている。

このような浄化器１０に、流入口２４から濃度３０００ｐｐｍの塩酸含有ガスを３５ｋｇ／分の割合で流入させて、中空構造容器２２の内部を観察したところ、粒状体４０ａは噴流状態で中空構造容器２２の内部で運動していた。
流出口２６から排出された処理済ガスを採取し、塩酸濃度を測定したところ、１０ｐｐｍ未満の塩酸濃度になっていた。流出口２６からの処理済ガスの流出量は、３ｋｇ／分であった。

本実施の形態におけるガス浄化器の正面図である。図１におけるＡ−Ａ断面の断面図である。浄化器内に塩化水素を含む排出ガスを流入させた状態における内部状態を示す断面図である。浄化器の他の実施形態の一例を示す説明断面図である。

符号の説明

１０浄化器
２０浄化部
２２中空構造容器
２４流入口
２６流出口
２８フィルタ部材
３０シール部材
３２ボルト
３４ナット
４０浄化材
４０ａ銅粒子
４０ｂ銅繊維

Claims

塩化水素（ＨＣｌ）および／または塩素（Ｃｌ₂）を含む処理対象ガスを通流させる流路に、脱着可能に装着され、該処理対象ガスを浄化処理する浄化部が設けられたガス浄化器において、
前記浄化部は、中空構造の容器の一端に前記処理対象ガスの流入口が形成されると共に、他端には処理済ガスの流出口が形成されていて、該容器内には、銅からなる浄化材が収容されていることを特徴とするガス浄化器。
前記浄化材は、前記処理対象ガスのガス流によって流動可能であることを特徴とする請求項１記載のガス浄化器。
前記流入口は、前記中空構造容器の下部側に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のガス浄化器。
前記浄化部に収容される浄化材は、粒状体であることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか一項記載のガス浄化器。
前記浄化部に収容される浄化材は、線条体であることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか一項記載のガス浄化器。
前記浄化部に収容される浄化材は、粒状体および線条体の混合体であることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか一項記載のガス浄化器。
前記浄化部に収容される浄化材は、線条体を塊状に形成したものであることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか一項記載のガス浄化器。
前記浄化部に収容される浄化材は、線条体をフィルタ状に形成したものであることを特徴とする請求項１記載のガス浄化器。
前記浄化部には、線条体をフィルタ状に形成した浄化材が複数枚配設されていることを特徴とする請求項１記載のガス浄化器。