JPH0761408B2 - 排ガス処理方法ならびにその装置 - Google Patents

排ガス処理方法ならびにその装置

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JPH0761408B2
JPH0761408B2 JP61095941A JP9594186A JPH0761408B2 JP H0761408 B2 JPH0761408 B2 JP H0761408B2 JP 61095941 A JP61095941 A JP 61095941A JP 9594186 A JP9594186 A JP 9594186A JP H0761408 B2 JPH0761408 B2 JP H0761408B2
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秀雄 杉山
寛 笹井
隆志 富松
康 阿部
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セイコ−化工機株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は金属溶融、金属酸洗もしくは化学反応過程、あ
るいは半導体、光ファイバー、ニューセラミックス、太
陽電池製造工程等より排出される粉塵、微細なミスト、
液状ヒュームあるいは燃焼煙等(本明細書ではこれらを
総称して単に粉塵等という場合もある)を含有する排ガ
スの処理方法ならびにその装置に関する。
(従来技術) 従来、粉塵、微細なミスト、液状ヒュームあるいは燃焼
煙を含有する排ガスの処理方法としてはその粉塵等の性
質に基づいた種々の処理方法があるが、10μm以下の微
細粉塵の捕集によく利用される効果的な手段しては、た
とえば、ベンチュリースクラバー、電気集塵機あるいは
バグフィルター等の装置が知られている。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上述の手段にはつぎのような問題点があ
った。
まず、ベンチュリースクラバーは喉部とよばれる高速ガ
ス流域に液を注入し、微細な液滴を生ぜしめ、排ガス中
の粉塵を慣性衝突、捕集する方法であるが、微細な粉塵
捕集には喉部の圧力損失が50〜1500mmAqと非常に高く、
高圧損ブロワーを要し、運転経費が高くつくという欠点
がある。また、電気集塵機は直流高圧電流で電極間にコ
ロナ放電させ、そこへ粉塵を含む排ガスを流して粉塵に
負電荷を帯電させ、陽極に付着、捕集させる方法である
が、たとえば、100m3/minの含塵排ガスを処理するのに
集塵電極は約70m2もの広い設置スペースが必要で、しか
も高電圧を扱い、整流器が必要であるなど設備費が非常
に高くつくばかりではなく、集塵の際の電気抵抗値に制
限があるため、使用条件・操作条件が複雑で維持管理も
繁雑となる欠点があった。さらに、バクフィルターは織
布・フェルト等のろ布で、ガス中の粉塵をろ過捕集する
ものであるが、ろ過速度は0.01〜0.03m/sと遅い領域で
しか操作できない。たとえば、100m3/min含塵排ガスを
処理するのに約60〜170m2ものフィルター面積を必要と
し、装置が大型化し、設備費が高くつくばかりでなく、
捕集するにつれて圧力損失が高くなり、ろ布の目詰まり
などの維持管理トラブルを生じやすく、特に、SiO2(シ
リカ)、ハンダヒュームなど吸湿性があり、ゲル化する
性質の粉塵の捕集はろ布が完全に目詰まりし、ガス流れ
部が閉塞して処理不能となる欠点がある。
このように、微細粉塵捕集は従来技術では設備費、圧力
損失、設置スペースのいずれの点においても好ましくな
く、また、使用条件、操作条件、維持管理が複雑であっ
て実際的な排ガス処理方法とはいえなった。
(問題点を解決するための手段) 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、設備費、圧力損失、設置スペースの点で有利であ
るばかりではなく、また、使用条件、操作条件、維持管
理が簡単かつ容易な排ガスの処理方法ならびにその装置
を提供しようというものである。
以下、本発明の構成について説明する。
すなわち、本発明は、湿式排ガス処理方法において、排
ガスを、排ガスより高温の液と気液接触させて排ガス中
の水蒸気を飽和状態としたのち、排ガスより低温の液と
気液接触させて排ガス中の水蒸気を過飽和状態としてか
ら、常法により排ガス中の粉塵等を捕集することを特徴
とする排ガス処理方法を第1番目の発明の構成要旨と
し、湿式排ガス処理装置において、排ガスが気液接触さ
せられる第1の湿式スクラバーに同内を循環する循環液
を加熱しうる加熱源を付設するとともに第2の湿式スク
ラバーに同内を循環する循環液を冷却しうる冷却源を付
設したことを特徴とする排ガス処理装置を第2番目の発
明の構成要旨とし、排ガス処理装置において、排ガスが
気液接触させられる湿式スクラバーに同内を循環する循
環液を加熱しうる加熱源を付設するとともに回転体スク
ラバーに同内を循環する循環液を冷却しうる冷却源を付
設したことを特徴とする排ガス処理装置を第3番目の発
明の構成要旨とするものである。なお、上記の気液接触
に用いる液は、水、または中和、吸収、脱臭などを目的
とした少量の薬剤を添加した水である。
ここで、上述の本発明において使用する湿式スクラバー
とは、たとえば、各種充填物が充填された充填塔やダウ
ンカマー方式または漏れ棚方式による多孔板塔あるいは
スプレー塔及びネット付きスプレー塔を意味しており、
これらのうちの単独もしくは複数の組合せのいずれを選
択してもよい。なお、ネット付きスプレー塔とは、ガス
流れ方向に直交するように配設される一枚以上のネット
と、該ネット上に均一に液を噴霧可能なスプレーノズル
が配設された向流もしくは並流式湿式洗浄装置を意味し
ており、これはスプレーノズルより噴霧した水または薬
液はネット上で薄膜を形成するが、この薄膜は瞬時に展
張流動し、形成と破壊を連続的に繰り返すために、洗い
落とし効果をもたらし、ネット上には常に新しい水また
は薬液の薄膜が形成されると同時に粉塵がこの薄膜に付
着し、該薄膜は常に洗い落とされるものであるから、ネ
ット上に粉塵の層が堆積することがなく、排ガスは常に
ネットの網目を流通し、網目が閉塞することがないもの
である。尚、ネットの網目の形状の如何は問わないが、
網目の大きさは、3メッシュ以上であり、特に、4メッ
シュ以上で効果的だが、細かすぎると容易に粉塵が堆積
成長して網目を閉塞してしまうので20メッシュ以下が望
ましい。また、ネットの構成材質は金属製もしくは樹脂
製のいずれでもよく、ネットを複数枚、配設する場合に
は重ね積みでも、任意の間隔に保持した状態でも差し支
えない。
ちなみに、本発明においてもっとも効果的に使用できる
湿式スクラバーはといえば、充填塔は長期間操業すれ
ば、充填物が目詰まりして閉塞しやすく、多孔板塔は1
塔当たりの圧力損失が100mmAq以上あり、排ガス吸引ダ
クト圧損を加味すると高圧損ブロワーが必要であり、さ
らに、スプレー塔は充填塔、多孔板塔などの気液接触効
果に比べて相当低いために、ガス空塔速度を遅くし、か
つスプレー液速度1200L/min・m2以上とる必要があるな
ど不利な面があるのに対して、ネット付きスクラバーは
気液接触効率の高い、目詰まりによる閉塞もなく、1塔
当たりの塔圧力損失も小さく、維持管理トラブルもない
ことからネット付きスクラバーがもっとも望ましい。ま
た、回転体スクラバーは特願昭61−54331号において出
願人がはじめて開示したものであるが、要するに、排ガ
スを吸込口の前段で洗浄ノズルより噴霧された液と接触
させ、吸込口内で気液が混合した噴流状態で流し、渦巻
き塔体内に装備された遠心回転羽根車に吸引させ、気液
混合攪拌させ、排ガス中の有害成分を吸収および凝集分
離させ、吐出口より清浄ガスとして排出できるものであ
って、上記方法の吸込口に多数の微孔を有する部材を配
設した装置、あるいは渦巻き筒体内壁に渦流を生ずるよ
うな流れを乱すひれ状突起物を配設した装置などが効果
的である。
つぎに、湿式スクラバー内を循環する循環液を高温加湿
する手段であるが、加温する手段としては、たとえば、
工場排熱の直接利用、ボイラー熱の直接利用、熱
交換器の利用、電熱ヒーターの利用等のいずれによっ
ても差支えなく、また、加湿する手段としては(a)通
常のスプレーノズル、(b)一流体ノズル、(c)二量
体ノズル等の利用によればよく、加温加湿温度は50℃以
下であると過飽和とするための絶対湿度が不足するため
に効果が減少するので好ましくなく、50℃以上とするの
が望ましい。また、湿式スクラバー内を循環する循環液
を冷却加湿する手段であるが、急冷する手段としては、
たとえば、空気冷却塔、冷凍機の利用によればよ
く、また、加湿する手段としては(a)通常のスプレー
ノズル、(b)一流体ノズル、(c)二量体ノズル等の
利用によればよく、冷却加湿温度は0℃以下では通常の
工業的操作が困難となり、40℃以上では蒸発水分が多く
なり、処理後の出口でその凝縮ミストが飛散し、あらた
な問題を生じるので、クーリングタワーで得られる40〜
0℃が最適である。
(作用) 本発明方法ならびに装置の適用によれば、粉塵等を含む
排ガスは、高温循環液との気液接触により加温加湿され
て水蒸気が飽和状態となり、次の工程で低温循環液との
気液接触により冷却されて水蒸気が過飽和状態となる。
過飽和の雰囲気の状態では冷たい物質の表面に蒸気が凝
縮することになるが、排ガス中に含まれる粉塵等は高湿
度下で、一旦加熱され、次に急冷されることから粒子表
面に水分が凝集して粒子径が大きくなり、容易に捕集し
やすくなる。
(発明の効果) 以上のように構成される本発明によれば、排ガス中の粉
塵等の粒子表面に水分を凝集させて粒子径を大きくでき
るので捕集がきわめて容易であって、微細粒子に対応さ
せた高価かつ使用条件が複雑な装置を使用する必要がな
く、既存設備に若干の改良を加えるだけで実施可能であ
り、装置の圧力損失や温度の管理を行うだけで簡単に使
用できる。又、第2の湿式スクラバーの後に回転体スク
ラバーを付設したものでは粒子表面に凝縮する水分量の
大小にかかわらず捕集可能であり、大幅に除去性能が高
められる。
また、第2の湿式スクラバーとして回転体スクラバーを
用いても同様の効果が得られる。
(実施例) 第1図〜第3図は本発明方法(第1番目の発明)を実施
するための装置を説明するための図であって、第1図は
第1塔及び第2塔のいずれもスプレー塔とした場合を示
し、第2図は第1塔及び第2塔を共にネット付きスプレ
ー塔とし、かつ第2塔の後に回転体スクラバーを付設し
た場合のものを示し、第3図は第2塔の代替として回転
体スクラバーを使用した場合のものを示す。
ここで、本発明方法を第1図に例示した装置によって実
施した場合について説明する。
図面において、符号1は第1塔のスプレー塔(もしくは
ネット付きスプレー塔)であって、同塔内へ送りこまれ
る循環液をあらかじめ加熱しておくための加熱源2を有
する。また、3は第2塔のスプレー塔(もしくはネット
付きスプレー塔)であって、同塔内へ送りこまれる循環
液をあらかじめ、冷却しておくための冷却源4を有す
る。5はミストキャッチャーであって、6はファンであ
る。なお、7・8は循環液タンクであり、9・10はポン
プである。このような装置における排ガスの処理につい
て簡単に説明すると、まず、排ガスAが第1塔1に導入
され、同塔内で循環液タンク7からポンプ9によって高
温の循環液がスプレー噴霧され、気液接触されて飽和状
態となる。さらに、トラップ11を経て第2塔3内に導入
され、同塔内で循環液タンク8からポンプ10によって冷
却された低温の循環液がスプレー噴霧され、気液接触さ
れて過飽和状態となる。このように、排ガス中に含まれ
る微細な粉塵、液状ヒュームの粒子は高湿度下で一旦加
熱され、次に急冷されることから粒子表面に水分を凝集
し、粒子径は大きくなって容易に捕集しやすくなる。し
かるのち、ミストキャッチャー5など常套手段によって
粒子径が大きくなった排ガス中の微細な粉塵、液状ヒュ
ームは捕集され、ファン6により浄化ガスBとして大気
中へ放出される。
なお、第2図及び第3図についてもスプレー塔の代わり
にネット付スプレー塔を用いるという点で相違はあるも
のの、第1図のものと基本的に同様であり、第2図に例
示したものの場合では第1図でミストキャッチャーで捕
集処理に付するべきものを回転体スクラバーでもって再
度、捕集するので、より除去性能は向上する。また、第
3図のものは第2の湿式スクラバーの代替として、回転
体スクラバーを用い、冷却加湿と捕集処理を同時に行う
ものであるが、スプレー塔もしくはネット付スプレー塔
単独のものよりも除去性能という点ではレベルアップし
ている。
(実験) 実施例1 第1塔ならびに第2塔ともネット付スクラバー方式を採
用し、下記の条件のもとで排ガスの処理をおこなった。
条件:ネット付きスプレー3段 ガス速度:3024Kg/m2・hr 液速度 :18000Kg/m2・hr(1段当たり) 循環液温度:第1塔67℃ :第2塔32℃ 粉塵種類:塩化アンモニウム 除去性能:入口濃度200mg/m3 :出口濃度18mg/m3 除去率 :91% 実施例2 第1塔ならびに第2塔をネット付スプレー塔し、その後
に回転体スクラバーを用い、下記の条件のもとで排ガス
の処理をおこなった。
条件:ネット付きスプレー条件は実施例1と同様とす
る。
回転体スクラバー条件は吸込口前段液速度を 1530Kg/m2・hrとした。
粉塵種類:塩化アンモニウム 除去性能:入口濃度200mg/m3 :出口濃度3.8mg/m3 除去率 :98% 実施例3 第1塔ならびに第2塔ともにスプレー塔方式を採用し、
下記の条件のもとで排ガスの処理をおこなった。
条件:スプレーは4段 ガス速度:2160Kg/m2・hr 液速度 :72000Kg/m2・hr(1段当たり) 循環液速度:第1塔65℃ :第2塔32℃ 粉塵種類:塩化アンモニウム 除去性能:入口濃度130mg/m3 :出口濃度 13mg/m3 除去率 :90% 実施例4 第1塔ならびに第2塔ともにスプレー塔方式を採用し、
下記の条件のもとで排ガスの処理をおこなった。
条件:スプレーは4段 ガス速度:実験例3と同様 液速度 :実験例3と同様 循環液速度:第1塔60℃ 第2塔26.5℃ 粉塵種類:乾燥草燃焼煙 除去性能:入口濃度3700CPM :出口濃度 56CPM 除去率 :98% (注)CPM…光散乱式粉塵計測定による散乱光カウ
ント数。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は本発明方法(第1番目の発明)を実施
するための装置を説明するための図であって、第1図は
第1塔及び第2塔をいずれもスプレー塔とした場合を示
し、第2図は第1塔及び第2塔としてネット付きスプレ
ー塔を採用し、かつ第2塔の後に回転体スクラバーを付
設した場合のものを示し、第3図は第2塔の代替として
回転体スクラバーを使用した場合のものを示す。 1・3…スプレー塔(もしくはネット付きスプレー
塔)、2…加熱源、4…冷却源、5…ミストキャッチャ
ー、6…ファン、7・8…循環液タンク、9・10…ポン
プ、11…トラップ、12…回転体スクラバー、A…排ガ
ス、B…浄化ガス。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 康 兵庫県尼崎市水堂町4丁目1番31号 セイ コー化工機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭48−25971(JP,A)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】湿式排ガス処理方法において、排ガスを、
    排ガスより高温の液との気液接触により排ガス中の水蒸
    気を飽和状態とした後、排ガスより低温の液との気液接
    触により排ガス中の水蒸気を過飽和状態としてから、常
    法により排ガス中の粉塵等を捕集することを特徴とする
    排ガス処理方法。
  2. 【請求項2】湿式排ガス処理装置において、排ガスが気
    液接触させられる第1の湿式スクラバーに同内を循環す
    る循環液を加熱しうる加熱源を付設するとともに第2の
    湿式スクラバーに同内を循環する循環液を冷却しうる冷
    却源を付設したことを特徴とする排ガス処理装置。
  3. 【請求項3】湿式排ガス処理装置において、排ガスが気
    液接触させられる湿式スクラバーに同内を循環する循環
    液を加熱しうる加熱源を付設するとともに回転体スクラ
    バーに同内を循環する循環液を冷却しうる冷却源を付設
    したことを特徴とする排ガス処理装置。
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