JPH0687931B2

JPH0687931B2 - 排ガス浄化装置

Info

Publication number: JPH0687931B2
Application number: JP61054331A
Authority: JP
Inventors: 隆志富松; 秀雄杉山; 康阿部
Original assignee: セイコ−化工機株式会社
Priority date: 1986-03-11
Filing date: 1986-03-11
Publication date: 1994-11-09
Anticipated expiration: 2009-11-09
Also published as: JPS62210029A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は微細なミストやヒュームを有害成分として含有
する排ガスの浄化装置に関する。

〔従来技術〕最近の金属や半導体の表面処理工程においては塩酸、硫
酸、硝酸などの酸洗浄液を使用して高温浴下で表面処理
することが多いが、この排ガス系統では反応生成ガスの
他に前記酸洗浄液の蒸気（以下、酸性ガスという）が絶
えず、排ガス中に同伴して排出されている。そして、こ
れらの酸性ガスを同伴する排ガスは、従来、比較的簡易
な充填塔や多孔板塔などの湿式洗浄処理塔で処理するの
が一般的であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記湿式洗浄処理塔によれば前記排ガス
の大部分は処理できるものの、処理塔内の湿分と酸性ガ
スとが会合して生成するエアロゾル状の微細なミストは
排出側のミストセパレータでも補集することができず、
排突で白煙霧化し、視界を妨げたり、周辺地域にたれこ
めたりして公害問題になっていた。この白煙霧化したエ
アロゾルを除去するためには湿式洗浄処理塔の後段に、
高性能フィルターや電気集塵機などの高性能な除塵機能
を持つ装置を付加的に設置する以外に解決手段がなく、
これによれば、あらたに大きな設置スペースを必要と
し、処理設備のイニシャルおよびランニングコストなど
の経費が高くつき、既設排気設備を改良して実施する場
合は勿論、新規排気設備の公害防止上の対策としても容
易に実施しえないものであり、これまで他に適当な解決
策がないといわざるをえなかったのが現状であった。

本発明は上述の問題点にかんがみ、発明されたものであ
って、湿式洗浄処理塔に若干の改良を加えるだけで白煙
霧化したエアロゾルを効率的に除去でき、あらたに高性
能な除塵性能を有する装置を付加的に設置する必要のな
い排ガス浄化装置を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の要旨は、排ガスの
吸込口と吐出口を有する渦巻き筒体内に遠心回転羽根車
を回転可能に配設すると共に吸込口前方に洗浄液ノズル
を配設した排ガス浄化装置において、上記渦巻き筒体に
至る配管の途中に排ガスをあらかじめ加湿するための増
湿塔を配設したことを特徴とする。また、渦巻き筒体内
壁に複数のひれ状突起を形成することができる。

〔実施例〕

つぎに、本発明の実施例を図面により説明する。

第１図は本発明の最も望ましい場合の実施例を説明する
ための図であり、第２図は第１図の要部である渦巻き筒
体の内部構造を示す図、第３図は同じく渦巻き筒体の内
部構造を示す図、第４図は渦巻き筒体の変形例で二重内
壁となったものの内部構造を示す図である。

これらの図面において、１は渦巻き筒体であって、これ
には排ガスの吸込口２と吐出口３が設けられている。ま
た、４は該渦巻き筒体１内に回転可能に配設された遠心
回転羽根車、５は前記吸込口２の前方に配設された洗浄
液ノズルであって、吸込口全断面に均一に噴霧されるよ
うに少なくとも１つ以上設けるものとする。また、６は
渦巻き筒体１に至る配管6aの途中に配設された、排ガス
をあらかじめ加湿しておくための増湿塔である。この増
湿塔としてはスプレー塔、充填塔、多孔板塔などいずれ
でもよく、飽和度が70％以上とれる装置であって、加湿
噴霧ノズルを付加した装置であることが望ましく、スプ
レー圧は1.5kg/cm²以上で噴霧すれば、より安定した白
煙霧化が行われる。さらに、７は前記渦巻き筒体の内壁
に形成され、同筒体内に導入される排ガスの流れ状態に
乱流を発生させるための複数のひれ状突起である。特
に、このひれ状突起は第４図のように二重内壁に形成さ
れたものが、より変化に富んだ乱流を発生させることが
できるので好ましい。８はエリミネーター、９・９′は
いずれも循環タンクであって、その中に水やアルカリ溶
液が充填されており、所定経路9a₁、9a₂に循環利用され
る。

なお、前記回転羽根車は具体的には図示しないが、主
板、副板および羽根から構成され、羽根車中心から排ガ
スを吸い込み、遠心方向に吐き出す働きを有し、翼形状
としては放射状に延びる径向き羽根、後向き羽根、、前
向き羽根等を用いることができるが、特に、ガス中に付
着性の粉体や不純物が同伴する場合には羽根付着時のア
ンバランスを防止するために径向き羽根が望ましい。ま
た、前記渦巻き筒体は水平あるいは垂直のいずれの方向
でもかまわないが、気液の分離を容易にするため、渦巻
き筒体が垂直の場合は液流が停滞しないように吐出口は
横吐き出しか、下吐き出しが望ましい。さらに、洗浄液
の噴霧方法としては微細な洗浄液を作り出す手段であれ
ばどのような手段でも差支えなく、洗浄液のみを噴霧す
る一流体ノズル、圧縮空気と洗浄液を混合して出す二流
体ノズル、超音波微粒子ノズルなどを用いることができ
る。また、ひれ状突起の態様として種々のものが考えら
れるが、要するに排ガスに乱流を発生せしめる形状であ
ればどのような形状のものでもよく、たとえば、板状の
ものをはじめ、コルゲート状のもの、断面円形もしくは
楕円形あるいは角形状の部材（中実・中空を含む）、半
割パイプ状のもの、更に、ネット状のもの等、あるいは
これらの組合せのものが考えられるが、本発明で「ひれ
状突起」という用語はこれらのすべてを包含する意味で
使用している。

また、本発明による排ガス浄化性能を高めるためには発
生源の発生ガスならびに同伴物質の種類や濃度により各
構成要素での気液接触効果及び凝集分離効果を良好な状
態に維持することが肝要である。洗浄液の噴霧状態はで
きるだけ均等な粒径分布をもち、粒子径はサブミクロン
サイズの微細なほうが好ましい。

渦巻き筒体内の遠心羽根車を通過するガス流速度は気液
接触、凝集分離効果を高めるためには速いほうが性能が
高く、羽根車の周速度は高いほど望ましく、特に50m/se
c以上が望ましい。また、羽根と渦巻き筒体内壁との間
隔は気液接触時間を長く保持するほうが望ましいので、
前記間隔は大きいほうが好ましい。

また、本装置に用いる洗浄水としては酸性ガスに対して
水あるいは苛性ソーダ、炭酸ソーダなどアルカリを用い
ることができる。アンモニア、アルカリミスト含有ガス
などのアルカリ性ガスに対しては硫酸、塩酸などを添加
した酸性液を用いることができる。悪臭成分を含むガス
に対しては次亜塩素酸を含む液等その他排ガス成分に反
応しやすい洗浄液を選択することができる。なお、本発
明による装置の各構成材料はプラスチック、金属、セラ
ミックその他の耐蝕性材料でつくる。特に、耐蝕性プラ
スチックとしては塩化ビニルやFRPその他の複合材料な
どを用いることができる。

〔作用〕

しかして、本発明は上述のように構成したのでつぎのよ
うな作用がある。

酸性ガスを含有する排ガスは増湿塔による加湿効果で酸
性ガスの一部吸収および酸性ガスを核とした水分の凝集
作用により、ほぼ完全に安定した白煙霧化が行われる。
続いて、排ガス浄化装置の吸込口前段において、洗浄液
ノズルより噴霧された液滴と気液接触を行い、気液混合
された状態で遠心回転羽根車に吸い込まれていく。該遠
心回転羽根車は高速で回転しているので、前記ガスと液
滴の混合流体はきわめて激しい遠心回転力を付与されな
がら、円周方向に流れるとともに羽根車先端で微細な液
滴に分離し、流れ方向に分散される。その際、気液は筒
内できわめて激しい混合撹拌が行われるため、羽根車に
より微細化した液滴と排ガスの接触により、有害ガス成
分の吸収および白煙霧体の凝集成長がおこなわれ、前記
有害成分を吸収した液成分は渦巻き筒体内でガス成分と
の質量差により分別される。その場合、渦巻き筒体内壁
にひれ状突起が形成されていると円周流れにそってその
まま排ガスとともに排出される白煙霧体がひれ状突起に
よってガス成分の吸収および白煙霧体の凝集成分が促進
される。すなわち、渦巻き筒体内では高速度でガスが流
れているために、その後部で渦流を形成し、それが渦巻
き筒体内の乱流度をさらに増加せしめるとともに、円周
方向に流れる液滴と排ガス中の白煙霧体の接触機会が増
え、吸収及び凝集成分がさらに進行していき、白煙霧体
の液側への移行が著しく増長される。このようにして、
渦巻き筒体の吐出口よりガス成分は清浄なガスとなって
排出されていき、液成分は液流となって分離排出され
る。

〔発明の効果〕

以上のように構成される本発明によれば、つぎのような
効果を奏する。

すなわち、本発明の排ガス浄化装置は、従来の湿式洗浄
装置では完全に除去不可能であった白煙霧化する酸性成
分を含む排ガスを高い除去効率で除き、排突で白煙を目
立たなくすることができるので、高価な電気集塵機を付
加する必要もないので公害防止対策費も少なくてすみ、
きわめて経済効果も大きい。

遠心回転羽根車の吸込口前段の手前の増湿塔は、排ガス
を加湿することでほぼ完全に白煙霧化するために遠心回
転羽根車内での洗浄液滴と排ガス中の白煙霧体との接触
効果をたやすくさせる効果がある。

また、入口濃度が以上に高い場合でも、前処理塔として
の働きも併用できる。

さらに、渦巻き筒体内壁にひれ状突起を設けることによ
って、渦流を形成せしめ、液滴と白煙霧体がそこでも接
触凝集され、渦巻き筒体内で、ほぼ完全に白煙霧体は液
側に移り、気液が分離される。

また、吸込口に多数の微孔を有する部材を併設すれば、
相乗効果をもたらし、高度の処理が可能である。

また、遠心回転羽根車は液により常時洗浄されているの
でガス中に粘着製の粉塵があても洗い流され、粉体付着
によるアンバランスも防止でき、流体輸送能力も維持で
き、かつ保守管理も容易である。

後続には筒体内で分離しきれない液滴をとるエリミネー
ターを設置することにより、より排ガス洗浄効果を高め
ることができる。

このように、本発明装置では従来の充填塔その他の湿式
洗浄装置に比較して排ガス中の有害ガス成分を高能率に
除去できるだけではなく、同伴するサブミクロンサイズ
のエアロゾル状の白煙霧体も有効に除去できる。また、
硝酸、塩酸、硫酸などの蒸気発生ガスの他、微粒子のエ
アロゾルを生じ、通常、除去困難とされている過塩素酸
の煮沸時の発生ガスに対しても本発明装置は有効に働
き、各種エアロゾルに対しても洗浄化効果を期待でき
る。さらに、排ガスに同伴する粉塵に対しても除去効果
を高く、従来の湿式洗浄処理塔ではほとんど素通りして
いたサブミクロンサイズのシリカ、塩化アンモニウム、
硝酸アンモニウムなどの固体エアロゾルに対しても除去
効果を有している。

このように、本発明により提供される装置によれば、半
導体製造、金属酸洗、メッキなどの工程のように各種有
害ガスのほかに液体エアロゾルや固体エアロゾルが同伴
するケースが多い場合の排気洗浄装置として従来の湿式
洗浄処理塔に比べ、浄化機能面ですぐれており、高性能
の電気集塵機の付加も不要であるので、経済的メリット
も大きい。

（実験）実験例１増湿塔と内壁にひれ状突起を配設した渦巻き筒体を用い
た上記排ガス浄化装置の吐出側にプラスチック製充填材
を充填したエリミネーターを取り付けた装置を用いて、
63％濃硝酸溶液を120℃に加熱し、最も微細な白煙霧を
生じやすい苛酷な沸騰状態で本発明装置に吸引し、排ガ
ス除去（特に、白煙霧分）性能を測定した。

条件としては、処理ガス量・・10m³/min、洗浄水量・・
20/min、増湿塔条件・・充填物は塩化ビニル製マット
0.4m高さ、スプレー量200/min・m³、飽和度・・94
％、また、渦巻き筒体に形成したひれ状突起の条件はプ
レートを14枚取り付けたものとした。

上記条件で排ガスの除去性能を測定した結果、入口濃度
450ppmであったのが、出口濃度では0.5ppmとなってお
り、除去率は99.9％ときわめて高効率であった。また、
増湿塔出口透明ダクト内では全く不透明になるほど白煙
霧化が行われていたが、エリミネーター出口では白煙は
全く見えなかった。

実験例２実験例１の場合と基本的に同様の条件で、異なる点は渦
巻き筒体内壁にひれ状突起を形成しないものを使用した
場合である。（増湿塔は使用した）この場合には、入口濃度380ppmであったのが、出口濃度
6.2ppmとなり、除去率は98.4％であった。また、増湿塔
出口透明ダクト内では全く不透明になるほど白煙霧化が
行われていたが、エリミネーター出口ではわずかに白煙
が目視できる程度であった。

比較実験例実験例１の条件から増湿塔をなくし、かつひれ状突起を
形成していない渦巻き円筒体を使用し、洗浄水を直接羽
根車に噴霧する状態で硝酸の除去性能を測定した場合で
ある。

入口濃度が280ppmであったのが、出口濃度では34ppmに
しかならず、除去率は87.8％でしかなかった。なお、エ
リミネーター出口での白煙は顕著であり、周囲に漂う状
況であった。

考察するに、渦巻き筒体内で白煙霧化と浄化を同時に行
うことになり、白煙霧化させるための気液接触時間が不
充分となり、浄化能力に限界があるものと考えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の最も好ましい場合の装置を説明するた
めの図、第２図は第１図の要部である渦巻き筒体の内部
構造を示す図、第３図は同じく渦巻き筒体の内部構造を
示す図、第４図は渦巻き筒体の変形例で二重内壁となっ
たものの内部構造を示す図である。１……渦巻き筒体、２……吸込口、３……吐出口、４…
…遠心回転羽根車、５……洗浄液ノズル、６……増湿
塔、6a……配管、７……ひれ状突起、８……エリミネー
ター、９・９′……循環タンク、9a₁・9a₂……経路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭60−222126（ＪＰ，Ａ) 特公昭42−2752（ＪＰ，Ｂ１) 実公昭41−15887（ＪＰ，Ｙ１)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排ガスの吸込口と吐出口を有する渦巻き筒
体内に遠心回転羽根車を回転可能に配設すると共に吸込
口前方に洗浄液ノズルを配設した排ガス浄化装置におい
て、上記渦巻き筒体に至る配管の途中に排ガスをあらか
じめ加湿するための増湿塔を配設したことを特徴とする
排ガス浄化装置。
【請求項２】渦巻き筒体内壁に複数のひれ状突起が形成
されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の排
ガス浄化装置。