JPH07106294B2

JPH07106294B2 - 排ガス浄化装置

Info

Publication number: JPH07106294B2
Application number: JP2006652A
Authority: JP
Inventors: 健治木村
Original assignee: 有限会社オーヴィック設計・開発事務所
Priority date: 1990-01-16
Filing date: 1990-01-16
Publication date: 1995-11-15
Anticipated expiration: 2010-11-15
Also published as: JPH03213118A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、燃焼排ガスや工場排ガス等を浄化する装置
に関する。

（従来の技術）発電所や工場、焼却場等から排出されるガスとして、石
油や石炭等によるボイラ排ガス、ゴミおよび社会的排出
物の焼却ガス、摩擦、振動、破砕等によって発生する微
粒子混合ガス等がある。

これらの排ガスのうち、ダスト成分の多い焼却ガスや微
粒子混合ガス等を浄化する装置としては電気式の集塵装
置やバッグフィルタ等がある。また、ボイラ排ガスのよ
うに硫酸ミスト成分等の多いガスを浄化する装置として
は例えば排煙脱硫装置等がある。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、従来電気式集塵装置にあっては、粒子の
大きいダストの捕集効率は高いが、ミスト成分等は十分
には除去しきれない。また、バッグフィルタにあって
は、高温のガスには適用できないという欠点がある。

また、排煙脱硫装置は、排ガスに水を噴霧した後に石灰
を吹き付けて、ガス中の硫酸ミストを石膏に変え処理す
るのであるが、硫酸ミスト以外のダスト成分等を除去す
るために、電気式集塵装置等を併用しなければならず、
このため設備費が高くなるという欠点がある。また、ボ
イラ内に直接石灰を吹き付けて脱硫する装置もあるが、
この場合も集塵装置等を併用しなければならず、高価と
なる。

なお、電気式集塵装置や排煙脱硫装置は連続運動が可能
であり、半面高価なため、通常は１系統の設備となる
が、これだと保守点検時等には排ガスを浄化しないまま
排出することになる。

この発明は、このような問題点を解決でき、かつ種々の
排ガスに適用できる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）この発明は、燃焼排ガス、工場排ガス等を浄化する装置
において、排ガスを案内する２系統のダクトと、各ダク
トを開閉するバルブを設け、各系統にそれぞれ対応する
ダクトからの排ガスを吸引、加圧する縦連復動型の加圧
ポンプと、加圧した排ガスを液中に噴出し、その反動に
より回転する撹拌ノズルと、撹拌ノズルを設置する捕集
槽と、捕集槽に排ガス中の成分に応じて界面活性剤、中
和剤、吸親着物質を混入し水液を満たす水液供給口とを
備え、排ガスを捕集槽の水液中にて浄化する。

（作用）したがって、加圧した排ガスを撹拌ノズルを介して捕集
槽の水液中に噴出すると、その反動で撹拌ノズルが回転
するので、排ガスと水液との撹拌が促進され、ガス中の
カーボン等のダストは水液中の吸親着物質によって凝集
し、硫酸等のミスト成分は水液中の中和剤の陽イオンと
反応して塩を生成し、水液中に適確に回収される。ま
た、排ガスのダクトを２系統設け、それぞれに加圧ポン
プと捕集槽を備えるので、継続運転が可能になると共
に、稼働側で排ガスを浄化しながら休止側の保守点検が
行える。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図、第２図は重油専焼ボイラ排ガスに適用したもの
で、重油専焼ボイラ１の排ガスダクト２に接続する案内
ダクト３の途中に排熱回収装置４が介装される。

排熱回収装置４は、第３図のように上下の受タンク5,6
を周囲にフィン７を取付けた多数のパイプ８で連結した
ものをユニットとして多層に配列したもので、パイプ８
内にはボイラ用水が導かれ、排熱回収装置４を通過する
排ガスと熱交換する。排熱回収装置４の上流側のダクト
３外周には、排熱回収装置４を通ったボイラ用水が導か
れるウォータジャケット（図示しない）が形成され、ボ
イラ用水はウォータジャケットでさらに加温された後ボ
イラ１に給水される。

案内ダクト３の上流側には排ガスダクト２からの排ガス
中に空気を送り込むブロア９が接続され、排ガスダクト
２との合流部後流側に排ガス中の未燃成分（例えばCO
等）を酸化する触媒10が介装される。

なお、燃焼ガスでない場合には、排熱回収装置４、ブロ
ア９、触媒10等は必要としない。

そして、排熱回収装置４の後流側にて案内ダクト３は２
系統のダクト11,12に分岐され、各ダクト11,12の後流側
にそれぞれ加圧ポンプ13,14および捕集槽15,16が配置さ
れる。

ダクト11,12の分岐部には、第４図のようにそれぞれダ
クト11,12を開閉するためのバタフライ型のバルブ17,18
が設けられ、バルブ17,18の開閉に応じて案内ダクト３
からダクト11,12への排ガスの流路が選択される。ま
た、19,20はフランジ継ぎ手、21,22は軸方向の熱伸縮を
逃げるためのスリーブである。

加圧ポンプ13,14は、第５図のように往復軸23に２つの
ピストン24,25を取付けてハウジング26内に４つのポン
プ室27a〜27dを画成した縦連復動式のポンプからなり、
対応するダクト11,12は各ポンプ室27a〜27dに接続さ
れ、またダクト11,12と対象に吐出側のダクト28,29が各
ポンプ室27a〜27dに接続される。

また、ダクト11,12との接続部には、ダクト11,12からの
ガスの吸入時のみ開く逆止弁（図示しない）が設置さ
れ、ダクト28,29との接続部には、ポンプ室27a〜27dか
らのガスの吐出時のみ開く逆止弁30が設置される。

加圧ポンプ13,14の各往復軸23は、モータもしくは油圧
シリンダによって往復駆動するように連結され、その往
動によりポンプ室27b,27dにダクト11,12側からガスが吸
入されると共に、ポンプ室27a,27cからダクト28,29側に
加圧したガスが吐出され、また復動によりポンプ室27a,
27cにダクト11,12側からガスが吸入されると共に、ポン
プ室27b,27dからダクト28,29側に加圧したガスが吐出さ
れるようになっている。

なお、加圧ポンプ13,14の過熱を防止するために、ハウ
ジング26ならびに隔壁31の内部にウォータジャケットが
形成され、冷却水が供給される。

一方、捕集槽15,16は、所定の深さと容積を有するタン
クで、第６図，第７図のように水液供給口32からバルブ
（図示しない）を介して所定の水液が供給されるように
なっており、水液供給口32は捕集槽15,16の最下部に開
口され、捕集槽15,16の底部には廃液を排出するための
排出口33にそれぞれバルブ（図示しない）が取付けられ
る。水液供給口32からの水液は、排ガス中の成分に応じ
て界面活性剤、中和剤（アルカリ金属、アルカリ土類金
属等）、吸親着物質等を水に混入したものである。

そして、捕集槽15,16の中央には、それぞれ加圧ポンプ1
3,14の吐出側のダクト28,29に接続して、加圧ポンプ13,
14で加圧したガスを捕集槽15,16内の水液中に噴出する
ための撹拌ノズル34が設置される。

撹拌ノズル34は、第８図、第９図のように捕集槽15,16
の上部に設けた支持枠35と底部に設けた軸受部36とによ
り回動自在に支持される回転軸37、および回転軸37の下
部と中央部に固定したそれぞれ３枚の羽根とその外周リ
ングよりなる撹拌翼38,39から構成され、回転軸37の上
端のダクト28,29との接続部にはスイベル継ぎ手（図示
しない）が設けられ、下部の撹拌翼38には回転軸37内の
ガス通路と接続する多数の噴出口40が開設される。

撹拌翼38の噴出口40は、回転後流側に向くように開設さ
れ、したがって加圧ポンプ13,14から加圧ガスが送られ
ると、加圧ガスは回転軸37のガス通路を通って撹拌翼38
の各噴出口40から捕集槽15,16の水液中に勢い良く噴出
すると共に、その噴出により撹拌翼38,39、回転軸37と
が回転し、ガスの水液中への拡散ならびに水液との撹拌
を促進する。

捕集槽15,16の上部の支持枠35と回転軸37との間には、
その回転抵抗から水液の粘稠度を測定する粘稠度計41が
設置され、水液の粘稠度を確認可能となっている。

また、捕集槽15,16の側部には移動用の車輪42が取付け
られると共に、捕集槽15,16のピット43には各捕集槽15,
16を稼働位置から廃液回収位置等へ搬出可能にレール44
が敷設される。

このような構成により、重油専焼ボイラ１の排ガスの浄
化を行う場合、加圧ポンプ13,14の吐出側のダクト28,29
を捕集槽15,16の撹拌ノズル34に接続し、水液供給口32
から所定の界面活性剤、中和剤、吸親着物質を混入した
水液を捕集槽15,16に満たした状態で、案内ダクト３の
上流のブロア９を駆動し、ダクト11,12のバルブ17,18の
一方を開くと共に、対応する加圧ポンプ15,16を駆動す
る。

即ち、ボイラ１からの燃焼排ガスは、まず排ガスダクト
２から案内ダクト３に入り、ブロア９からの空気とで触
媒10を通る際にガス中のCO等の未燃成分が酸化され、次
に排熱回収装置４を通り、ボイラ用水と熱交換が行われ
る。

そして、排熱回収装置４を通った排ガスは、バルブ17
（または18）の開かれたダクト11（または12）から対応
する加圧ポンプ13（または14）によって吸入されると共
に、所定の圧力で吐出側のダクト28（または29）から捕
集槽15（または16）の撹拌ノズル34に圧送され、撹拌ノ
ズル34の多数の噴出口40より捕集槽15（または16）内の
水液中に勢い良く噴出される。

この加圧排ガスの噴出により撹拌ノズル34の撹拌翼38,3
9が回転し、排ガスの捕集槽15の水液中への拡散ならび
に水液との撹拌が充分に行われ、このため排ガス中の例
えばカーボン等のダストは、水液中の吸親着物質および
吸親着物質との接触を助ける界面活性剤を介して速やか
に凝集し、また硫酸や硝酸等のミスト成分は、水液中の
中和剤の陽イオンと確実に反応して塩を生成する。これ
により、排ガス中のダスト、ミスト成分は捕集槽15の水
液中に適確に回収される一方、その液面からは充分に浄
化された後のガスが例えば水蒸気、N₂、O₂等が放出され
るのである。

ここで、排ガスの発生量を15m³/secとすると、処理ガス
量はブロア９からの追加空気を加えて略20m³/secとな
り、この場合加圧ポンプ13,14の容量は能力の80％での
稼働として最大24.5m³/sec、捕集槽15,16の容量は直径
3.0m×高さ4.5m＝31m³あれば良い。

そして、捕集槽15の水液中の凝集物質の量が多くなりあ
るいは生成塩の濃度が高くなり、粘稠度計41により水液
の粘稠度が所定値になると、飽和状態として休止側の加
圧ポンプ14を駆動し、対応するダクト12のバルブ18を開
いて、先の稼働側の加圧ポンプ13を停止し、対応するダ
クト11のバルブ17を閉じる。

このため、排熱回収装置４を通った排ガスは、ダクト12
から加圧ポンプ14により吸入、圧送され、捕集槽16側に
て前述と同様に浄化が行われ、これにより排ガスの浄化
を連続的に行える。

一方、運転を停止した飽和水液の捕集槽15は、ピット43
内の廃液回収位置に移動した後、底部の排出口33のバル
ブを開いて飽和水液を所定のミキシング容器に移され
る。そして、ミキシング容器内でコンクリート用のセメ
ント（ポルトランドセメント等）を投入して混合、撹拌
後、型枠に流し込み、棒状、玉状、板状等に成型後、搬
出し、処分する。

また、この場合飽和水液中の生成塩等の溶解質が少ない
ときには、飽和水液を所定の沈殿槽に移し、沈殿沈降促
進剤を加えて撹拌、静止の後、ペーパーフィルタ等で
過、分離し、さらに脱水し、圧縮、固化した後、搬出
し、処分する。

そして、空になった捕集槽15は、元の位置に戻して再び
水液供給口32からの水液で満たしておき、他方の捕集槽
16の水液が飽和状態となれば、捕集槽15側に運転を切り
替える。

このようにして、排ガスを浄化するのであり、排ガスを
加圧して撹拌ノズル34から水液中に噴出させ、水液との
撹拌を行わせるので、排ガス中のダストの吸親着物質と
の凝集、ミストの中和剤との反応を充分に促進でき、有
害成分を適確に回収できると共に、ダクトを２系統設
け、それぞれに加圧ポンプ13,14と捕集槽15,16を備える
ので、連続運転が可能となり、また保守点検も容易であ
る。また、排ガス中のダストおよびミストを同時に回収
できるため、１次側の集塵装置等が不要となり、設備費
を軽減できる。

また、本実施例ではボイラ排ガスへの適用例を示した
が、ゴミや社会的排出物の焼却ガス、摩擦、振動、破砕
等によって発生する微粒子混合ガス、さらには化学反応
等によって発生するガス等にも、もちろん適用すること
ができ、これらの場合もガスの成分に応じて吸親着物
質、中和剤、界面活性剤等を選択すれば良い。

（発明の効果）以上のように本発明は、燃焼排ガス、工場排ガス等を浄
化する装置において、排ガスを案内する２系統のダクト
と、各ダクトを開閉するバルブを設け、各系統にそれぞ
れ対応するダクトからの排ガスを吸引、加圧する縦連復
動型の加圧ポンプと、加圧した排ガスを液中に回転しな
がら噴出する撹拌ノズルと、撹拌ノズルを設置する捕集
槽と、捕集槽に排ガスの成分に応じて界面活性剤、中和
剤、吸親着物質を混入した水液を満たす水液供給口とを
備え、排ガスを捕集槽の水液中にて浄化するので、種々
の排ガスを適確に浄化できると共に、保守点検が容易で
あり、また設備費が軽減され、高い実用性が確保され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の実施例を示す全体構成図とそ
の平面図、第３図、第４図は排熱回収装置の部分分解斜
視図とダクトの部分構成図、第５図は加圧ポンプの断面
図、第６図、第７図は捕集槽の側面図と断面図、第８
図、第９図は撹拌ノズルの斜視図と翼断面図である。１……ボイラ、３……案内ダクト、10……触媒、11,12
……ダクト、13,14……加圧ポンプ、15,16……捕集槽、
17,18……バルブ、27a〜27d……ポンプ室、28,29……ダ
クト、32……水液供給口、34……撹拌ノズル、38,39…
…撹拌翼、40……噴出口、41……粘稠度計、44……レー
ル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼排ガス、工場排ガス等を浄化する装置
において、排ガスを案内する２系統のダクトと、各ダク
トを開閉するバルブを設け、各系統にそれぞれ対応する
ダクトからの排ガスを吸引、加圧する縦連復動型の加圧
ポンプと、加圧した排ガスを液中に噴出し、その反動に
より回転する撹拌ノズルと、撹拌ノズルを設置する捕集
槽と、捕集槽に排ガスの成分に応じて界面活性剤、中和
剤、吸親着物質を混入した水液を満たす水液供給口とを
備え、排ガスを水液中にて浄化することを特徴とする排
ガス浄化装置。