JPH09504729A

JPH09504729A - 静電的に荷電された吸着剤を汚染されたガス流中に注入するための静電銃及びホッパーシステム

Info

Publication number: JPH09504729A
Application number: JP6525839A
Authority: JP
Inventors: カーシー、ラリー・エム; スタインク、リチャード・エイ
Original assignee: アランコ・エンバイロメンタル・リソーシーズ・コーポレイション
Priority date: 1993-08-26
Filing date: 1994-06-09
Publication date: 1997-05-13
Also published as: AU677692B2; US5312598A; CA2167535A1; EP0715537A4; AU7394994A; KR960703655A; CN1099317A; WO1995005884A1; SG50553A1; TR28868A; EP0715537A1; BR9407582A; CN1040184C

Abstract

(57)【要約】ホッパーシステム（１１）及び静電銃（１２）が、汚染されたガス流（Ａ）中に静電的に荷電された吸着剤粒子（１５）を注入するためのものとして開示される。再生式ブロワ（２４）からの空気は吸着剤（１５）と混ざり、吸着剤（１５）を静電銃の銃身（３６）へと運ぶ。チャージングワンド（３７）は全ての吸着剤粒子（１５）に静電荷を与える。これらの吸着剤粒子は汚染されたガス流（Ａ）中に送られて、そこでサブミクロンサイズの汚染粒子を引き寄せる。凝集・粗大化した吸着剤（１５）及び汚染粒子は、一連の濾床（１３、１４）を通され、ガス流は清浄化されて大気（９３）へと放出される。

Description

【発明の詳細な説明】静電的に荷電された吸着剤を汚染されたガス流中に注入するための静電銃及びホッパーシステム発明の背景発明の属する技術分野本発明は、静電荷を粒子に与えるための装置に関する。特に、吸着剤または粒子状物質を静電的に荷電して汚染されたガス流中に注入し、その中に強電界を生成して汚染粒子が帯電した吸着剤粒子と接触して電荷を帯び付着し凝集するようにし、更に粒状フィルタに通して吸着剤及び汚染粒子をフィルタの粒状物質で捕集することによってガス流を清浄化するための装置に関する。従来技術粒子の荷電装置はもちろん新しいものではなく、吸着剤粒子を静電的に荷電して汚染されたガス流中に導入し、その中に大きな帯電面領域（charged surface area）を生成して、ガス流中に含まれる粒状物質を帯電させる静電銃（electros tatic gun）は、これまでにも入手可能であった。そのような静電銃及びアンテナデバイス（antenna device）の例は、例えば、Schuffに付与された米国特許第 4,220,478号、米国特許第4,290,786号、及び１９９３年６月１４日に出願された本発明人による“Apparatus For Removing Particulate Matter and Gasses Fro m a Polluted Gas Stream”として識別される米国特許出願に示されており、そのような方法は本発明者による１９９３年６月１８日に出願された“Method for Removing Particulate Matter and Gasses From a Polluted Gas Stream”という名称の米国特許出願に示されている。上記のような、微細な粒子状物質、特にサブミクロンサイズの汚染粒子を効率的かつ効果的に除去する空気汚染制御装置及び方法が発達してきたのは近年のことである。そのような従来の粒子除去システムでは、システムの融通性に欠けているため問題が生じることがあった。例えば、粒子状物質の除去に対して政府機関によって提示されるような厳しい汚染除去の要求に合わせることが要求される場合などに問題が生じていた。そのようなシステムは、特に、様々なガス流の汚染状態に応じて吸着剤の注入量や吸着剤粒子の帯電状態を変えるといった融通性に欠けていた。本発明のシステムはそのような融通性を与えるものである。従来のSchuffの特許と同様に、本発明は吸着剤物質に静電荷を与えるための改善された荷電用銃を含んでいる。しかしながら本発明では、荷電用静電銃に加える供給電圧を汚染ガス流中に注入される吸着剤粒子のタイプ及び体積に応じて変化させ、それによって各吸着剤粒子の表面電荷が最大になるようにすることができる。吸着剤粒子は全て同じ電荷を帯び互いに反発するため、ガス流中に素早く散らばる。これによって大きな帯電面領域が生じ、ガス流中の粒状物質は最大限に荷電される。このように荷電することによって、サブミクロンの粒子及びより大きな粒子は凝集し易くなり、ガス状汚染物質は帯電した吸着剤粒子や濾床（me dia materials bed）内の粒子と化学的に反応する。上述したような、本発明に基づく静電銃の可変荷電能力は、汚染されたガス流に注入される吸着剤粒子の流量を変化させることができるように提供されるものである。この流量の融通性によって、ある特定の汚染ガス流中に存在する粒子状及びガス状の両方の汚染物質と完全に反応するのに充分な量の帯電吸着剤粒子がガス流中に供給される。本発明のホッパーシステム（hopper system）から送られる吸着剤粒子の体積を選択する能力によって、実際にガス流中に存在する全ての汚染物質と効果的に反応するように吸着剤を供給することができる。そのような反応によってこれらの粒子及び吸着剤粒子が凝集・粗大化するとともに、選択された吸着剤粒子はガス状のサブミクロンサイズの汚染粒子と化学反応もする。凝集した粒子及び反応した粒子は、移動床式及び固定床式濾床アレンジメントを通され取り除かれる。凝集した粒状汚染物質及び汚染物質を捕捉した吸着剤粒子を含むガス流は、一連の移動床式及び固定床式濾床アレンジメントに通され、吸着剤反応生成物、粒子及び汚染ガスはガス流から除去・収集され、清浄化されたガス流は大気中へ放出される。上記に挙げたSchuffの特許の装置及び方法は従来技術の状況を表す例であるが、大量の汚染されたガス流から粒子を除去する能力は限られている。本発明は、吸着物質の量を制御するとともに、吸着物質の静電荷を調整することによってこれらの欠点を克服するものである。体積を精密に制御して高度に帯電した吸着剤粒子を供給することにより、特定の汚染されたガス流中に存在する全ての粒子状及びガス状汚染物質と完全に反応するようにする。発明の要約本発明の主な目的は、ガス流から汚染物質を除去するための装置に於いて使用されるホッパーシステム及び静電銃であって、静電銃がホッパーシステムから送られてきた選択された量の吸着剤粒子を静電的に荷電して汚染されたガス流中に注入する働きをし、吸着剤の量及び個々の吸着剤粒子に加えられる電荷が、ガス流中の汚染物質の種類や量に応じて可変であるようなものを提供することである。本発明の別の目的は、加圧された吸着剤粒子流を静電的に荷電するための静電銃であって、吸着剤粒子を完全に荷電し、汚染されたガス流に注入されたとき全ての粒子が最大限に荷電されるように荷電電圧が可変である静電銃を提供することである。本発明の別の目的は、吸着剤流中の全ての吸着剤粒子が最大限に帯電されるように、吸着剤の特定の流量に合わせてサイズが選択された銃身を有する静電銃を提供することである。本発明の別の目的は、特定の組成及び量の汚染物質を含む汚染されたガス流中に完全に荷電された吸着剤粒子が注入されるように、吸着剤の流量または体積を調整してそれらに与えられる静電荷を適合することができる静電銃用ホッパーシステムを提供することである。本発明のさらに別の目的は、様々なガス流から実質的に全ての汚染物質を除去するための装置に於いて用いられる、安全で信頼性が高く比較的保守費用の安いホッパーシステム及び静電銃を提供することである。本発明のこれらの目的及び他の目的は、以下の説明によってより明らかになるだろう。簡単に述べると、本発明のホッパーシステム及び静電銃は、体積の制御された吸着剤物質を静電的に荷電し、汚染されたガス流中に注入するための装置を提供する。静電銃のサイズは吸着剤の量に合わせて定めることができ、吸着剤の量はホッパーシステムに於いて可変である。サブミクロンサイズの粒子を含む実質的に全ての汚染粒状物質を捕集するため、ガス流中の汚染物質を完全に帯電させるのに必要な量の荷電された吸着剤粒子をガス流中に供給するべく、２以上のホッパーシステム及び静電銃を設けてもよい。汚染ガス流中に注入された帯電した吸着剤粒子は、ガス流中の全ての汚染粒子を完全に荷電するとともに、それらの表面にガス流中に存在する実質的に全てのサブミクロンサイズの汚染粒子を集める。凝集・粗大化した帯電吸着剤粒子及び汚染粒子を浮遊させたガス流は、その後濾過装置に送られ、そこでこれらの汚染粒子及び吸着剤粒子は全て取り除かれる。それらは更に回収、リサイクル、或いは廃棄され、清浄化されたガス流は大気中に放出される。本発明に基づくホッパーシステムは、再生式ブロワからの空気系へと乾燥したパウダー状吸着物質を計量しながら供給する。これには、乾燥した吸着物質を計量して送出することができるように設計された機械式スクリュー供給方式が用いられる。このシステムは、体積計測供給（volumnetric feed）システムまたは重量減少計測（loss-in-weight）システムのいずれであってもよく、どちらの場合も特定の量の汚染粒状物質に対し必要とされる乾燥した吸着剤物質が精密に供給される。流れてきた吸着剤粒子は、再生式ブロワから流量を制御されて送られてくる空気とエジェクタベンチュリ（ejector venturi）内で混合される。混合された乾燥した吸着剤物質と空気は静電銃の銃身内に送られる。静電銃の銃身の直径は、送られてくる吸着剤と空気の混合体の流量に合わせて選択され、銃身内には長手方向に組み込まれたチャージングワンド（charging w and）が含まれている。チャージングワンドは、周りに高圧コロナ放電を生じさせるため可変電気エネルギー源に接続されている。このコロナ放電の中を吸着剤粒子は通過する。コロナ放電中を通過することによって個々の吸着剤粒子の全てが強く帯電するが、それは正または負のいずれとすることもできる。帯電した吸着剤粒子は汚染されたガス流中に注入され拡散する。これらの吸着剤粒子は同様の電荷を帯びているため、互いに反発し合ってガス流中に広い帯電領域を生成し、そこで汚染粒子自身も帯電吸着剤粒子と接触することによって帯電し、凝集・粗大化する。帯電吸着剤粒子は、ガス状汚染物質のサブミクロンサイズの汚染粒子とも反応しそれらを引き寄せ、粗大化した粒子を形成する。本発明に基づく静電銃は、特定のガス流中の成分と反応するように選択された吸着剤物質の様々な流量に合わせて、チャージングワンドの周りに生成するコロナ放電を可変とすることができるように構成されている。また、汚染ガス流中に存在する大量の汚染粒子を帯電させるため、ガス流中の全ての汚染物質と反応するのに必要な大量の吸着剤粒子を複数の静電銃に供給するようにしてもよい。各静電銃が同じまたは異なる吸着剤流を受容するようにすることができる。好ましくは微細な粒子である帯電した吸着剤粒子は、１または複数の静電銃を通過した後、全て同じ電荷を帯び、そのため互いに反発してガス流中に素早く拡散する。凝集し易い比較的大きい汚染粒子とサブミクロンサイズの粒子と反応しそれを引きつける吸着剤粒子とからなるガス流の粒子状物質は、全て同じ電荷を担い、ガス流から除去されるように汚染物質除去装置の遷移部（transition sec tion）へと送られる。この装置は、一連の移動床式及び固定床式粒状濾材濾床を備えている。これらの濾床は収集部ハウジング内に順に配列されており、凝集・粗大化した汚染粒子や吸着剤粒子を取り除く。それによって、ガス流は清浄化され大気中に放出することができるようになる。収集された物質も、その後スクリーニング（screening）によって清浄化され、廃棄されるか、或いは所望に応じてリサイクルされ移動床式濾床の濾材として再使用される。図面の説明図面に、現在のところ本発明を実施する上で最良と思われる形態を示す。第１図は、本発明による荷電用静電銃とホッパーシステムを含む、汚染されたガス流から粒子状物質及びガス状汚染物質を取り除くための装置の斜視図である。示されているように、ホッパーシステムは第１の荷電用静電銃に乾燥した吸着剤物質を供給する。また、第１荷電用静電銃には電源及び制御装置がつながっている。所望に応じて設けることのできる第２の荷電用静電銃は破線で示されている。荷電された吸着剤粒子は汚染ガス流中に注入され、ガス流中の汚染粒子を荷電したりそれらと反応したりする。ガス流は更に複数の移動床式濾床及び固定床式濾床へと送られ、そこで凝集した汚染粒子及び吸着剤粒子が取り除かれ処理されて、清浄化されたガスは大気中に放出される。第２図は、第１図のホッパーシステムの拡大した側面図である。このホッパーシステムは、ベンチュリ管のスロート内に吸着剤物質を計量して供給する働きをする。ベンチュリ管のスロートに於いて吸着剤物質は加圧空気と混合され、第１図の荷電用静電銃の銃身内に送られる。第３図は、第１図の荷電用静電銃の第１実施例の拡大した側面図である。この図には、静電銃ハウジングが示されているが、銃身とインシュレータを露出するようにその一部は破砕されている。また、銃身の中心に長手方向に適合され保持されたチャージングワンドが破線によって示されている。第４図は、第３図のライン４−４内の拡大断面図である。第５図は、第３図のライン５−５に沿って得られた前方端部断面図である。第６図は、第３図と似た図であるが、本発明の荷電用静電銃の別の実施例を示したものである。この例では、静電銃はセラミック材料、シリコンラバー、またはポリプロピレンプラスチックから形成することができる。詳細な説明第１図は、汚染されたガス流から粒子状物質及びガス状汚染物質を除去するための装置１０（以後、装置１０と呼ぶ）の斜視図である。装置１０には、本発明の荷電用静電銃１２（以後、静電銃と呼ぶ）及びホッパーシステム１１が含まれている。ホッパーシステム１１は、乾燥した吸着剤物質を計量しながら供給し、それを加圧された空気と混合して静電銃１２に送るためのものである。静電銃１２は個々の吸着剤粒子を一様に荷電し、矢印Ａによって示されている汚染されたガス流中に拡散させる。装置１０は、汚染されたガス流から粒子状物質を取り除くためのものであり、本発明人による１９９３年６月１４日出願の“Aparatus For Removing Particul ate Matter and Gasses From a Polluted Gas Stream”というタイトルの米国特許出願、及び１９９３年６月１８日出願の“Method for Removing Particulate Matter and Gasses From a Polluted Gas Stream”というタイトルの米国特許出願明細書に開示されているような汚染制御装置に組み込むのに適している。しかしながら、除去するべき汚染粒子とともに凝集させるために、静電的に帯電した吸着剤物質を用いる他の汚染制御装置と共に本発明を用いることも本発明の開示範囲内で可能であることを理解されたい。上述したように、本発明は、装置１０に組み込まれ、加圧され静電的に荷電された乾燥吸着剤粒子を汚染ガス流中に送り込むのに用いられるホッパーシステム１１と静電銃１２を提供する。汚染ガス流中の汚染粒子及びガスは実質的に全て除去するべく、乾燥装置が備えられている。この装置は酸性のミストを生成することもなく、華氏２０００℃に達する高温で動作することができる。また、ガス流を引き込むことができるように大気圧より低い圧力で動作し得る。ホッパーシステム１１はガス流の汚染状態に応じて吸着剤の流量をチェックし制御することができ、静電銃１２は吸着剤流中に含まれる全ての粒子が完全に帯電するように、構成や印加電力を変えることができる。帯電した吸着剤粒子は汚染されたガス流中に注入されその中に散らばる。ホッパーシステム１１及び静電銃１２によって装置１０に融通性が与えられ、その結果装置１０を用いて様々な組成の汚染ガス流中の汚染粒子を実質的に全て除去することができる。好適には、装置１０は、本発明の静電銃１２及びホッパーシステム１１に加えて、移動床式濾床１３及び固定床式濾床１４の組合せを含んでいる。凝集した汚染及び吸着剤粒子はそれらの中を流れて、除去される。その後、清浄化されたガス流は大気に放出され、濾床から除去された凝集粒子は廃棄またはリサイクルされる。第１図及び第３図乃至第６図に示されているように、装置１０は静電銃１２と、所望に応じて設けられる静電銃１２ａを含んでいる。これらに、第１図及び第２図に示されているように、ホッパーシステム１１から吸着剤が流入する。これについては、後にも述べる。ホッパーシステム１１は、第２図に最もよく示されているように、ホッパー１５を含んでいる。ホッパー１５は、正方形または他の形状の容器とすることができ、その頂部は乾燥した吸着剤物質を入れて保管することができるように開いている。吸着剤物質は第１図に於いて矢印Ａで示されている汚染されたガス流に含まれる特定の汚染物質と反応するように選択される。理解されるように、ホッパーシステム１１は、湿気のある場合を除いて、条件や用途に応じて様々な形状を取り得る（頂部が開いた形を含む）。湿気は避けなければならない。更に、ホッパーシステム１１は、所望に応じてテイカー（take r）またはサイロとしてもよく、開示範囲内で、例えばアンモニアのようなガス状の吸着剤物質を供給するように構成することもできる。吸着剤物質の選択は、汚染されたガス流中から除去すべき汚染物質と反応することという要求に基づいてなされる。多くの応用例に対して微粒子状の石灰（lime）が選択される。例えば石灰粒子は、コークス炉、スティンタープラント（stinter plant）または溶鉱炉から放出されるガス流から汚染物質を除去するのに適している。一方、石炭燃焼ボイラーに対しては、吸着剤物質をナコライト（nacholite）としてもよい。ナコライトは、ガス流中の二酸化硫黄と反応して硫化ナトリウムを生成し、生成された硫化ナトリウムは吸着剤粒子に付着する。吸着剤として選択される物質は、従って、ガス流から除去されるべき汚染物質によって決定される。乾燥した吸着剤物質は、約１５ミクロン（２００メッシュに等しい）乃至１ｍｍの直径の微粒子にされた後、吸着剤ホッパー１５に入れられ、吸着剤システム１１から静電銃１２へと送られる。ここで、個々の吸着剤粒子は各々静電的に荷電され、矢印Ａで示されている汚染ガス流中に注入される。ホッパー１５は、静電銃１２へ送られ静電的に荷電される選択された吸着剤物質の流量に合わせて、適切な容積を有するように選択されている。乾燥した吸着剤粒子は、荷電されて汚染されたガス流中に拡がって、ガス流中の汚染粒子を完全に帯電させる。即ち、それらの全てと相互作用する。ガス流中に存在する特定の汚染物質量に対するシステムの要求に依存するが、実用的には、１乃至数千立方フィートの容積のホッパーが本発明では適している。乾燥した吸着剤物質は、ホッパー１５からマスフローホッパー（mass flow hopper）１６へと重力を利用して送られるか或いは空気によって送られる。マスフローホッパー１６は乾燥した吸着剤物質の量を測り、螺旋式（helix）またはスクリュー式供給手段１７へと送る。これは、パドル（paddle）１８を回転させることによってなされる。螺旋式またはスクリュー式供給手段１７はモータによって回転し、計量された乾燥した吸着剤物質を放出ノズル１９から送り出す。計量される乾燥した吸着剤物質の量は、ガス流中に存在する汚染物質の量に応じて決められる。本発明では、このような計量を行うのに、体積計測供給システムまたは重量減少計測システムが用いられる。乾燥した吸着剤物質の流量を非常に精密に制御する必要があるため、通常、より精密な重量減少計測システムが好ましい。そのような供給システムの例として、現在“AccuRate，Inc.”、“Vibra Screw，Inc.”、“KTron，Inc. ”、“AutoWeight，Inc.”などによって製造されている乾燥吸着剤供給装置がある。実際にどの供給システムを用いるかということは、コストと、求められている流量の乾燥吸着剤物質を電子銃１２に精密に制御して供給するのに必要な能力とに依存している。第１図及び第２図に示され、第２図に最も良く示されているように、計量された乾燥した吸着剤物質は、ティー（tee）２０を通して供給ライン２１に送られる。供給ライン２１は管部２２ａにつながっている。管部２２ａは、ベンチュリ管２３のＹフィッティング２２の一方の脚となっている。Ｙフィッティング２２の他方の脚である隣接する管部２２ｂにはブロワ２４がつながっており、加圧された空気がブロワ２４から送り込まれる。ブロワ２４は、乾燥した吸着剤物質が浮遊して保持されるように、流量を制御しつつ空気を送り込む。実際的には、本発明の構成要素として用いるのに適した、吹出量を精密に制御しつつ加圧空気を供給することのできる再生式ブロワは、“Spencer，Inc.”、“Gast，Inc.”、 “Roton，Inc.”などによって製造されているような再生式ブロワが好ましく、それらは全て本発明の開示範囲内で使用し得るものである。第２図に示されているように、空気と吸着剤物質はＹフィッティング２２の管部２２ａ及び２２ｂから下流に位置するベンチュリ管のスロート２５に於いて混合される。このスロート２５は上流端から狭まっており、そこを通る流速が増加し、乾燥した吸着剤物質と加圧された空気とが完全に混合されるようになっている。実際的には、空気中に送り込まれた乾燥した吸着剤物質流は、１乃至１０ＰＳＩの圧力に維持されることが好ましい。ベンチュリ管のスロート２５の下流では、ベンチュリ管は拡開し、径違い管継手２６の釣り鐘状端部に適合している。管継手２６は吸着剤物質供給ライン２７に結合しており、ライン２７は静電銃１２につながっている。静電銃１２の第１実施例を第３図乃至第５図に示す。静電銃１２は、乾燥した吸着剤及び加圧された同伴空気（entrained air）が供給ライン２７を通して流れ込むように配置されている。供給ライン２７は静電銃１２の吸着剤取入口フィッティング２８に接続されている。吸着剤取入口フィッティング２８は結合プレート２９の中心部へ取り付けられ、その向こう側には銃結合プレート３０が配置されている。プレート２９及び３０は、図示されているように、これらのプレートに形成された整合された通孔にフィッティングボルト３１を通しナット３２を締め付けることによって互いに一体に保持されている。結合プレート３０は、円筒形状銃ハウジング３５の後部に形成された直角ポート３４のエンドプレート３３に取り付けられている。図示されているように、円筒形状銃ハウジング３５は、まっすぐで滑らかな壁で覆われた銃身３６（以後、銃身と呼ぶ）を含んでいる。銃身３６は、第３図では破線で示され、第４図では実線で示されている。吸着剤粒子を浮遊させた空気流は、銃身３６へと送られる。銃身３６は、その長手方向の中心軸に沿ってチャージングワンド３７（破線で図示）を含んでいる。その機能については後に詳述する。銃結合プレート３０は、直角に、接続管３８（破線で図示）に取り付けられている。接続管３８は更に吸着剤取入口３９のカラー（collar）３９ａに接続している。第３図、第４図及び第５図に示されている吸着剤取入口３９の、結合カラー３９ａと反対側の端部は銃身３６と接合されている。エンドプレート３３に取り付けられている接続管３８は、図示されているようにテレスコープ式に結合カラー３９ａに入り込んでいる。エンドプレート３３は、円筒形状ハウジング３５の側面に形成された直角ポート３４の端部を塞ぐように設けられている。更に、エンドプレート３３には取り付けディスク３０が固定されている。ディスク３０は、適合した同様のディスク２９を受容するようになっており、ディスク２９はボルトによって取り付けられる。ディスク２９にはフィッティング２８が取り付けられ、フィッティング２８は吸着剤供給ライン２７が接続される。こうして、吸着剤ホッパーシステム１１から送られてくる加圧された空気中に浮遊した吸着剤粒子が流れることができる。図示されているように、吸着剤取入口３９は曲がっており、銃身３６の後部に、角度Ｂで示されているように、概ね直角の角度で結合している。吸着剤取入口３９と銃身端部との結合部はスリーブ４０として示されており、その両端には結合カラー４０ａ及び４０ｂが設けられている。結合カラー４０ｂは銃身３６の後部に嵌合し、銃身後部または砲尾を形成している。銃身３６の前端部は、第３図に示されているように、結合フィッティング４１に保持されており、結合フィッティング４１は銃身前端部カバープレート４２を貫通して延在し、後側取付けプレート４３に固定されている。前側取付けプレート４４は後側取付けプレート４３に適合しており、プレート４３及び４４に設けられた整合した孔にボルト４５を通しナット４６を締め付けることによって固定されている。ラインカップリング４７は、図示されているように、前側取付けプレート４４の中央部から延出しており、吸着剤放出ライン５０に接続されている。第３図乃至第５図に示されているように、ナット３５ｂがはめ込まれる銃身ハウジング取付けロッド３５ａが、前端部カバープレート４２を通って銃身長さだけ延在し、インシュレータハウジング５１の前端部５２を貫通し、銃身ハウジング３５をインシュレータハウジング５１に固定するように設けられている。上述したように、銃身３６はワンド３７を含んでいる。ワンド３７は銃身と概ね等しい長さだけ延在し、後方端部３７ａに於いてカップリング５３に接続している。銃身３６は滑らかな壁で覆われており、P.V.C.型プラスチック、シリコンラバー、セラミックなどから形成することができる。好ましくは導電性材料から形成されたワンド３７は、中心部に長手方向に配置されている。ワンド３７はその周りに高圧コロナ放電を生成し、銃身３６を通過する吸着剤粒子の各々に大きな静電荷を与えるためのものである。上述したように、ホッパーシステム１１から供給され、吸着剤取入れライン３９を通って静電銃１２へと流れ、荷電され、ガス流中に送り込まれてガス流中の汚染物質を荷電する吸着剤粒子の量は様々である。従って、浮遊して流れる全ての吸着剤粒子に合わせてそれらを適切に完全に荷電することができるように、ワンド３７に印加される電圧は可変であることが好ましい。そのような可変電圧をワンド３７に供給するため、第１図に示されているように、電力制御装置６６が高圧電源６７に接続されている。この電源６７は制御装置６６によって設定される、５，０００ボルト乃至２００，０００ボルトの電圧を出力する。実際には、 “Spellman”によって製造され“High Voltage Power Supply”として識別される高圧電源を本発明に於いて用いることができる。制御装置６６は、第１図に示されているように制御パネルとなっており、ワンド３７の周りにコロナ放電を生成して個々の吸着材粒子に充分大きな電荷を与え、それらを負または正に荷電するのに必要な電圧を、オペレータ（図示せず）が入力することができるようになっていることが好ましい。本発明の融通性をより高めるべく、滑らかな壁で覆われた銃身３６は、取り外し可能で他の直径の銃身に置き換えることができ、様々な吸着剤流量に対応することができるようになっている。実際には、本発明は、一例では、乾燥したパウダー状吸着剤物質と空気の混合体を１５０乃至３００立方フィート／分の流量で流すことのできる直径２インチの銃身を使用しており、別の例では、乾燥したパウダー状吸着剤と空気の混合体を３００乃至５００立方フィート／分の流量で流すことのできる直径３インチの銃身を用いている。従って、様々な直径の銃身３６を本発明の範囲内で用いることができるということを理解されたい。第３図、第４図及び第５図に示されているように、静電銃１２は円筒形状のインシュレータハウジング５１を含んでいる。インシュレータハウジング５１には、好ましくはセラミック絶縁体である高圧インシュレータ５９が含まれている。高圧インシュレータ５９は、インシュレータハウジングの中心部に長手方向に延在しており、その一端はベース６０に取り付けられている。高圧インシュレータ５９の他端はコネクタ６１を含んでいる。コネクタ６１はケーブル（図示せず）を介して高圧電源６７に電気的に接続するためのものである。コネクタ６１は、インシュレータ５９の中心を通って長手方向に延在しセラミックサブインシュレータ５５内を通っている内部導体につながっている。内部導体から、導電性カップリングカラー５４を介してワンド３７の端部３７ａに高電圧が供給される。ワンド３７は、図示されているように、滑らかな壁に覆われた銃身３６の中心に位置している。銃身３６は、上述したように、吸着剤取入口３９に近い後方端部に於いてカラー４８に接続されており、前方端部に於いてプレート４２を介してラインカップリング４７に接続されている。ラインカップリング４７はライン５０につながっており、荷電された乾燥した吸着剤物質はインジェクションモジュール６９に送られる。更に、荷電された吸着剤粒子はモジュール６９からチューブ６８を通って流れるガス流（矢印Ａ）に注入される。銃身３６の取り付けのため、銃身３６の後部（第３図に最も良く示されている）は、カラー４８を介してセラミックインシュレータを含むシリンダ５６に接続されている。シリンダ５６は、反対側の後部に於いて、インシュレータハウジング５１の前方プレート５２にはめ込まれインシュレータベース６０及び円筒形ハウジング３５の後部フランジ端部５７にボルトで固定された結合カラー３６ａに取り付けられている。静電銃１２の構成部品は、このようにして、円筒形銃身ハウジング３５とインシュレータハウジング５１に覆われている。インシュレータハウジング５１の後部は、図示されているように、アクセスプレート６３によって蓋をされている。プレート６３は、ボルト６４によって固定されており、外向きに突き出たハンドル６５が設けられている。第３図及び第４図に最もよく示されており、既に上記でも述べたように、銃身３６は、金属、セラミック、P.V.C.型プラスチック等とすることができ、吸着剤取入口３９は銃身３６に対して概ね直角に曲がっていることが好ましい。第６図に示されている第２の静電銃１２ｂでは、セラミックの銃身３６ａと吸着剤取入口１０２に対し、吸着剤の流入角度は、角度Ｃとして表されているように、水平から約３０°となっている。セラミックの静電銃１２ｂは、吸着剤取入口１０２の一部として、銃身ハウジング３５ｂの一部として形成されたスリーブ１００を含んでいる。このスリープ１０に含まれる吸着剤取入口１０２は、接続管１０１に接続されている。接続管１０１はセラミック結合コネクタ１０３内にテレスコープ式に入り込んでおり、コネクタ１０３は、第３図及び第４図に示されているように、取入れライン２７に接続される。セラミック銃身３６ａ、ワンド３７ａ、銃身ハウジング３５ｂ、インシュレータ５９及びインシュレータハウジング５１は、構造的にも機能的にも静電銃１２のものと実質的に同様であり、従って、セラミック静電銃１２ａの銃身３６ａ、銃身ハウジング３５ｂ、インシュレータ及びインシュレータハウジングの構成要素にも同じ番号を用いている。実際には、吸着剤粒子は、約１乃至５ｐｓｉの圧力で、約２乃至３インチの直径を有する吸着剤供給ライン２７の中を流れ、ワンド３７を含む銃身３６内に送られる。本発明では、矢印Ａで示されているガス流中に存在する汚染物質の量に応じて吸着剤粒子の流量を変えることができるとともに、吸着剤粒子に加えられる静電荷の大きさも変えることができる。この粒子の荷電量は、オペレータ（図示せず）によって制御される。オペレータは、制御パネル６６を操作してワンド３７に於ける電圧を適切に変え、その吸着剤流に対し、各吸着剤粒子に与えられる静電荷が所望の大きさとなるようにする。１乃至数百ポンド／時間の吸着剤流量に対しては、５，０００乃至数１００，００ボルトの電圧が選択的にワンド３７にかけられる。この電圧は、静電銃１２のエンドフィッティング４７の出口と第１濾床との間の距離に依存しており、また、除去しなければならないガス流中の汚染粒子のサイズを考慮して決められる。ワンド３７に加えられる電圧は、従って、ワンド３７の周りにワンドの長さ全体に渡って均一な高圧コロナ放電が維持され、銃身３６または３６ａを通過する各吸着剤粒子が負または正に荷電されるように制御される。充電されたワンド３７のそばを通過した吸着剤粒子は、第１図に示されているように、帯電乾燥吸着剤注入モジュール６９を介して、矢印Ａで示されている汚染ガス流が流れるチューブ６８内に送られる。そこで、全て同じ負または正の電荷を帯びている吸着剤粒子は互いに反発し合って、汚染ガス中に速やかに拡散する。本発明を実施する上では、非常に細かい吸着剤粒子を用いることが好ましいが、それは吸着剤の活性が大幅に向上すると共に、それらが汚染されたガス流中に完全に拡散するのに必要な滞留時間が大幅に減少するためである。荷電された粒子はサブミクロンサイズ及びより大きなサイズのガス流中の粒子を引き寄せ、それらをその表面に集め、凝集して粗大化した粒子を形成する。帯電吸着剤粒子は、ガス流中の汚染物質と化学的に反応するとともに、凝集していない粒子を荷電するように広い帯電面積を生成するよう選択されている。ガス流及びその中に浮遊する吸着剤は、捕集装置７０に送られる。チューブ６８に流れ込む汚染されたガス流（矢印Ａ）はプラントから放出されるものである。汚染物質の特性及び量に依存するが、ガス流中の全ての粒子（サブミクロンサイズの粒子も含む）を十分に荷電するのに必要な量の帯電吸着剤粒子をガス流中に注入するのに、単一の静電銃１２で十分であるかもしれない。ホッパーシステム１１からの供給量の調整、銃身３６のサイズの選択、及びワンド３７への印加電圧の制御によって能力の調整をすることができても、単一の静電銃１２だけでは十分な能力が得られないと判定される場合、本発明によると、第２、第３またはそれ以上の吸着剤注入用静電銃１２ａを、第１図に破線で示されているように設けることができる。各静電銃は、上記に於いて静電銃１２について説明したのと同様に機能する。このような第２またはそれ以上の付加的な吸着剤注入用静電銃１２ａは、理解されるように、静電銃１２と同一であることが好ましく、静電銃１２についてホッパーシステム１１とともに説明したこと及びそれらの機能は、第２または第３の吸着剤注入用静電銃１２ａ及びそのホッパーシステムについても適用される。本発明の静電銃１２及びホッパーシステム１１は、上述したように、静電的に帯電した吸着剤粒子を、本発明人による“Apparatus For Removing Particulate Matter and Gasses From a Polluted Gas Stream”というタイトルの米国特許出願第08/075,957号明細書、及び“Method for Removing Particulate Matter a nd Gasses From a Polluted Gas Stream”というタイトルの米国特許出願第08/0 77,740号明細書に記載されているような汚染物質捕集装置に送るためのものである。しかしながら、本発明は、開示された範囲内で、帯電吸着剤粒子を用いる他の汚染物質捕集装置とともに用いることもできることを理解されたい。本発明は、この開示の目的としては、第１図に示されているような汚染物質捕集装置７０を含む汚染ガス流から粒子状物質やガス状汚染物質を除去するための装置で用いられることが好ましい。汚染物質捕集装置７０は、静電的に帯電した吸着剤粒子を浮遊させた汚染されたガス流を受容するように構成されており、好適には２つの別個の捕集エリアを含む。第１の捕集エリアは、ベース部から斜めに傾斜した壁７１を有しピラミッド形状をした遷移部であり、壁の集まるピラミッドの頂部はチューブ６８につながっている。遷移部には、チューブ６８の端部と概ね等しい直径を有する頂部ノズルを通ってガス流が流れ込み、ガス流及びその中に浮遊した汚染物質及び吸着剤粒子が通過していく。遷移部の壁７１はピラミッドの頂点から外向きに傾斜して、頂部ノズルの反対側に於いて大きな正方形または長方形のベース領域を形成している。ベース領域はフィルタハウジング７２の端部につながっている。遷移部７０は中空構造となっており、一連の移動床式濾床１３の中の第１の濾床の全面を覆うようにガス流を外向きに広げるべく、その中心部に、ディフューザコーン（図示せず）または同様のデバイスが配置されていることが好ましい。濾床１３は遷移部７０に対向してフィルタハウジングを横切るように配置されている。遷移部を通りディフューザコーンの周りに散らばるガス流は、頂部ノズルから移動床式濾床１３へと移動するときその速度が大幅に変化する。そのような速度の変化によって、ガス流中に浮遊して運ばれてきた凝集・粗大化した比較的重い粒子は、第１濾床の手前でガス流から脱落する。第１濾床は遷移部の広い正方形または長方形のベース領域に対向する領域いっぱいに広がって配置されている。第１図に示されているように、遷移部は、移動床式濾床１３及び固定床式濾床１４を囲っているフィルタハウジング７２の上流端につながっている。これらの濾床は、ガス流から粒子状物質を除去してガス流をきれいにし、排気スタック９３から放出するためのものである。排気スタック９３を通って放出されるガス流は、ファン９２によって通気管９０を通して引き出される。フィルタハウジング７２は図示されているように長方形の箱形をしている。ハウジングの上面に沿って複数の濾材ホッパー８０が間隔を於いて配置されており、各濾材ホッパーは濾材を移動床式及び固定床式濾床１３及び１４内に送り込み、それぞれの濾材７３及び７５を交換する働きをする。これについては後に説明する。フィルタハウジング７２は、間隔を於いて配置された一連の垂直移動床式濾床１３と、少なくとも１つの固定床式濾床１４を含んでいる。第１図に最もよく示されているように、一連の移動床式濾床１３の中の第１の濾床は、遷移部７０の頂点に対し反対側に位置しており、チューブ６８の放出口から静電的に帯電した吸着剤及び汚染粒子を浮遊させた汚染ガス流を受容する。各移動床式濾床１３は、前方及び後方のプレート７４の間に保持された濾材７３の層を含んでいる。濾材はホッパー８０から重力を利用して供給され、ホッパーから下方に移動しつつ、凝集した汚染物質及び吸着剤粒子を捕獲し、通過するガス流中に残っているサブミクロンサイズの汚染粒子と反応する。濾材は各移動床式濾床の底から流れ出て再処理される。各移動床式濾床１３の頂部から底へと移動する濾材は、固定床式濾床の濾材７５と同じであっても異なっていてもよい。ここでは３つの移動床式濾床１３と一つの固定床式濾床１４が示されているが、理解されるように、ガス流からの汚染粒子の除去に対するシステムの要求に依存して、一つの移動床式濾床１３または複数の移動床式濾床１３をガス流を完全に浄化するのに用いてもよく、また、２以上の固定床式濾床１４を用いてもよい。また、本明細書中に示されている、移動床式濾床１３の一つ及び固定床式濾床１４及びそれらに付随する構成要素についての説明は、他の移動床式濾床１３及び別の固定床式濾床１４及びそれらに付随する構成要素についての説明ともなることを理解されたい。上述したように、移動床式濾床１３の各々は、前方及び後方のプレート７４の間に保持された濾材７３の層を含んでいる。これらのプレート７４は、ガス流が濾材７３を概ね障害なく通過することができるように貫通する多数の穴７６があけられていることが好ましい。好適には、濾材７３は粒状物質からなり、前方及び後方プレート７４の間隔は約１２インチであり、濾床はフィルタハウジング７２の上面から底面に渡っていっぱいに広がっているとよい。濾材７３は、汚染ガス流中に含まれる特定の汚染物質を除去するように選択されており、シリカ粒子、石灰岩粒子、人工材料などとすることができ、それらは全て開示範囲内に含まれるものである。濾材７３は以下に述べるように機能する。濾材７３は、第１図に示されているように、第１、第２及び第３の濾床１３それぞれに対して同じであっても良く、あるいは後述する例１及び例２に示すように異なった材料とすることもできる。移動床式濾床１３に充填される濾材７３は、バルブ機構から濾床の上端へと送られる。バルブ機構は好ましくは回転エアロック式であり、フィルタハウジング７２内の圧力を大気圧未満に保つように用いられている。ホッパー８０からの濾材は、濾床底部に配置された回転放出バルブ（rotary discharge valve）の操作によって制御されつつ、重力によって濾床内を移動する。回転放出バルブは外車装置（paddle wheel device）であることが好ましいが、他の適切なバルブ機構とすることもでき、それらも開示範囲内に入るものである。回転放出バルブは、壁から壁まで、濾床の底部全体に渡っている。この放出バルブの下には捕集ホッパーが配置されており、凝集した汚染及び吸着剤粒子を捕獲した濾材はこのホッパーに受容される。濾床がプラグフローモード（plug flow mode）で動作しているとき、ガス流は、横切って移動する濾材を通過して流れる。このとき、濾床にかかる圧力にある変化が検出されると、濾床の濾材を交換するように回転放出バルブが動作する。濾材及び凝集した粒子を濾材スクリーン（media screen）に通すため、回転放出バルブの下に更に別のエアロックを設けても良い。回転放出バルブとエアロックの働きによって、大気圧未満で動作する閉鎖システムが形成される。このようにフィルタハウジング７２内を閉鎖システムとし大気圧未満で動作するようにすると、負圧効果によってガス流を吸引することができ好ましい。実際には、好適なシステムは、１乃至２４水柱インチだけ大気圧よりも低い圧力で動作する。このような動作圧力によってガス流とともに流れる汚染ガスの分離がより効率的に行われ、それらは濾床の濾材粒子の表面に現れる。ガス流中に含まれるＳＯ₂ガスを取り除くため吸着剤物質として消石灰（hydra ted lime）またはアルミナを用いたときの化学反応は以下の通りである：Ｃａ（ＯＨ）₂＋ＳＯ₂→ ＣａＳＯ₃＋Ｈ₂Ｏ２（ＮＨ₃）＋ＳＯ₂＋Ｈ₂ → （ＮＨ₄）₂ＳＯ₃ 更に、この好適な閉鎖システムは華氏２０００℃に達する高温での動作を容易にする。このように高温で動作させることによってシステムの効率が大幅に向上すると共に、装置を損傷させ得る化学反応生成物として酸性ミストが生成されるのを効果的に防ぐことができる。例えば、フィルタハウジング７２内の動作圧力を大気圧未満に維持するため、前方及び後方プレート７４の間を強制力また重力によって濾材が下降していくのを制御する回転放出バルブは、移動床式濾床１３にかかる圧力低下の検出に応答して動作する。移動床式濾床１３の前方と後方に配置されたセンサの間の圧力差としてそのような圧力低下が検出されたとき、それは濾材７３が目詰まり（plugging）を起こしていることを示す。それに応じて、回転放出バルブが動作し詰まった濾材を送り出す。汚染された濾材はエアロックを通過し濾材スクリーンへ送られる。濾材スクリーンの機能については後述する。目詰まりした濾材が放出されると、前方及び後方プレート７４の間の移動床式濾床１３の領域が満たされるように供給ホッパー８０から濾材が補充される。移動床式濾床１３内の濾材の移動にともない、前方及び後方プレート７４に形成された開口７６を通って濾材粒子がいくらか排出される。このような粒子の流れによって穴が開いた状態に保たれ、ガス流の流れが妨げられない。これらの排出された濾材粒子は、移動床式濾床１３及び固定床式濾床１４の前方に渡って配置された捕集スカート内に落下する遷移部７０に於けるガス流速度の減少によってガス流から脱落する重い粒子もこの捕集スカートに集められる。これらの粒子はフィルタ濾材と混合され回転放出バルブを通して送り出される。上述したように捕集ホッパーから回転放出バルブとエアロックとを通過した吸着剤粒子及び濾材は、濾材スクリーンに導かれる。濾材スクリーンは、濾材に付着した凝集・粗大化した吸着剤及び汚染粒子を振り落とすように前後に動かされる。清浄化された濾材粒子はホッパー８０に送られ、後述するように、移動床式濾床１３に再供給される。濾材スクリーンで失われた濾材は、濾材ホッパー９４から、スクリーンを通され清浄化されてホッパー８０へ戻される濾材と共に、導入ラインを通して補給される。このような濾材の搬送は、第１図に示されているように、まずコンベアシャフト８１を通して上向き及び水平に行われる。コンベアシャフト８１は濾材をホッパー供給ライン８２へ送り、濾材は更にエアロック８３を介して個々のホッパー８０へ送られ、これらのホッパーを満たし、各移動床式濾床１３に供給される。上述したように、一連の移動床式濾床１３の中の第１の濾床について述べたことは、全ての移動床式濾床に対する説明ととるべきである。実際には、第１の移動床式濾床１３はシステムに流入する粒子状物質の７５乃至９５％を捕集する。捕集される物質には、凝集した汚染及び吸着剤粒子及び吸着剤と反応した粒子が含まれる。残りの移動床式濾床は、ガス流中の残りの粒子状物質を概ね取り除くとともに、その中に含まれる実質的に全ての汚染ガスと反応する。従って、本発明では吸着剤の流量が様々に可変であるため、このシステムは本発明の開示範囲内で、示されているような移動床式濾床を３つ程度必要とする任意の数の汚染ガス流から汚染物質を取り除くのに用いることができる。また、ある実施例では第１移動床式濾床１３及びそれに続く濾床に於いて用いられるのとは異なるサイズの濾材粒子を用いることが望ましいか或いは必要なことがある。また、以下に例１及び例２として示すように、移動床式濾床１３に於いて様々な濾材を用いることが好ましい場合もある。そのように様々なサイズまたは様々なタイプの濾材を個々の濾床に使用するには、もちろん、個々の濾材ホッパー８０及び供給ラインを含めて、第１図に示したのとは異なる濾材補充装置を用いることが必要である。固定床式濾床１４は、第１図に示されているように、また上述したように、一連の移動床式濾床１３の最後のものを通過した後のガス流を受容するように、フィルタハウジング７２の内側いっぱいに渡って配置されていることが好ましい。固定床式濾床１４は、移動床式濾床を通過した後にガス流中に存在する実質的に全ての吸着剤粒子、凝集した粒子及びガス状汚染物質を最終的に取り除くために設けられている。固定床式濾床１４の濾材７５は交換可能であるが、通常、交換は作動中には行われない。作動中に捕集される物質が目詰まり起こさせるほど多くはないためである。固定床式濾床１４はシステム停止時に周期的にパージ（pu rge）されるか、或いはそれにかかる圧力の適当な低下が検出されたときにパージされる。固定床式濾床１４もまた、通常、フィルタハウジング７２内に納められており、好ましくは固定床式濾床１３と同じサイズであり、その厚さは同じでも、より厚くても、より薄くても良く、それらは全て開示範囲内に含まれるものである。固定床式濾床の濾材７５は、移動床式濾床の濾材７３と同様に、前方及び後方プレート７６の間に保持され、それらのプレートにはそれらを貫通する多数の穴が形成されていることが好ましい。固定床式濾床１４は研磨フィルタ（polishing filter）として働く。また、濾床が動くと、それがいかにゆっくりとしたものであっても、捕集した粒子状物質が放出されてしまうため固定式となっている。そのため、固定床式濾床のパージは、通常、システム始動前または停止後に行われる。しかしながら、例えば、汚染除去システムを連続運転するような場合、２つの固定床式濾床を用いることもできる。これらの濾床は、フィルタハウジング７２内にバッフル板などを導入することによって、空気流が第１固定床式濾床周りの導管へ流れるようにしたり、他方の、即ち第２の固定床式濾床（図示せず）へ流れるようにしたりして、目詰まりした固定床式濾床１４の方に空気流を送ることができるように配置される。通過後、空気流は排気管へと戻され排気スタック９３へ送られる。第１固定床式濾床１４の周りに空気流を送りその濾材７５を除去し、空気流の流れをもとに戻してきれいな濾材を再充填する。ホッパー８４は、固定床式濾床１４に濾材を供給するために設けられている。ホッパー８４には、垂直供給ライン８５を介して、再生されたまたは新しい濾材が送り込まれる。濾材は垂直供給ライン８５から水平ライン８６に送られ、水平ライン８６はバルブ８７を介してホッパーに濾材を供給する。新しい濾材は供給ホッパー９４から送ったりすることによって供給される。システムの動作中、固定床式濾床１４に濾材を供給したり、あるいは濾床１４から濾材を放出したりするためのバルブは閉じられており、外部空気がユニット内に侵入しないようにされる。システム停止後、固定床式濾床の濾材７５はパージ容器内に放出され、そこから濾材スクリーン（図示せず）に送られる。固定床式濾床の濾材スクリーンは、移動床式濾床の濾材スクリーンと同様に、凝集した粒子を除去するために設けられており、濾材から粒子状物質を除去するべく振動させることができるように構成されている。清浄化された濾材は供給ホッパー９４からの濾材と混合され垂直ライン８５に送られる。装置１０の構成装置は、ブロワやモータのような電動装置によって作動されることが好ましい。そのような装置は、理解されるように、比較的低馬力のモータであり、かつ／または動作するのに比較的低馬力しか必要とせず、運用・保守費用の安い単純で強固なシステムを実現できることが好ましい。ガス流から実質的に全ての汚染物質を除去するための本発明の装置１０の動作例を以下の例１及び例２に示す。例１これは、銅の精錬装置によって生成されるガス流から粒子状物質とガス状汚染物質を同時に取り除くための装置の仮想的な例である。第１図を参照されたい。温度華氏３５０度、流量３５，０００ＡＣＦＭのガス流Ａは、５．０ｇｒ．／ＤＳＣＦの粒状物質と、１．０ｇｒ．／ＤＳＣＦの粒子を伴うＳＯ₃のガス状汚染物質とを主な汚染物質として含んでいる。他の汚染物質もこのガス流に関与しているが、ガス流の全体的な清浄化という点からはあまり重要でない。モデリングプログラム（modeling program）は、ガス流中の汚染物質と完全に反応するのに必要な吸着剤が同伴空気中に供給されるように、本発明のホッパーシステムのサイズを定めるべく設計されている。この例では、ガス流を清浄化するのに用いられる吸着剤は消石灰Ｃａ（ＯＨ）₂である。静電的に荷電された消石灰の供給量は１時間当たり１５５ポンドであり、直径２インチの銃身を有する静電銃１２を一つ用いればよい。１時間当たり１５５ポンドの消石灰（−２００メッシュで微粒子化されている）が、吸着剤格納ホッパーシステム１１から静電銃１２に供給される。そこで高圧電源６７から８０，０００ボルトが印加され、微細な消石灰粒子は静電的に荷電される。消石灰を荷電するのに用いられる電圧は、除去しなければならない粒子状汚染物質のスクリーン分析（screen analysis）の結果、第１移動床式濾床からの静電銃の距離、用いられる吸着剤の種類及び量に基づいて決定される。帯電量は、モデリングプログラムの一部である現場固有情報に依存して可変である。静電的に荷電された後、消石灰は荷電乾燥吸着剤注入モジュール６９へ送られ、そこから汚染されたガス流へと注入される。荷電された吸着剤はガス流中に急速に広がり、流入するガス流内に浮遊する粒子状物質の静電的な帯電を引き起こす広い帯電領域を生成するとともに、ガス状汚染物質と化学反応する広い領域を生成する。注入モジュール６９から遷移部にかけて、消石灰とＳＯ₃との間に化学反応が起こりＣａＳＯ₄または石膏が生成され、電荷を帯びた消石灰吸着剤は粒子状物質（より詳細にはＰＭ−１０粒子）を凝集する。この領域は、より詳細には滞留領域またはゾーンと呼ばれ、特別に形成された滞留チャンバを含んでいてもいなくてもよい。遷移部の面積がガス流ライン６８よりずっと広いことにより、ガス流速度の急速な低下が起こる。この速度変化により、ガス流中の比較的重い粒子や吸着剤と化学反応したガス状汚染物質のいくらかがガス流から分離され、複数の垂直移動床式濾床の手前で脱落する。垂直移動床式濾床は、この例では２種類の濾材が充填されており、これらの濾材のサイズは−３／８インチ乃至＋５メッシュである。第１移動床式濾床には、銅精錬装置によって精錬プロセスで用いられる石灰岩（lime stone）が充填されている。石灰岩は、ガス状汚染物質がガス流からできるだけ除去されるように、ＳＯ₃の反応を一層促進するべく用いられている。残りの第２及び第３の移動床式濾床、及び固定床式濾床にはスラグ（slag）が充填されている。スラグは銅精錬プロセスの副産物であり、濾材のスクリーニング費用を節約しコストを抑える効果がある。また、揮発した銅、金及び銀の回収に有用である。これはこのプロセスでは収集されるが、従来の汚染物質制御システムまたは装置では、通常、収集されず失われていた。経済的価値のない汚染物質は、精錬プロセスで消費されるか或いは精錬プロセスからのスラグとともに流れ、スラグが引き出され精錬装置スラグ処分エリアに運ばれたとき処分される。このようにして、他のプロセスに於ける、収集された微粒子や吸着剤と反応した物質の処理に関する負担が軽減されている。第２及び第３移動床式濾床及び固定床式濾床の濾材は、スラグをリサイクルするように設計されている。収集された粒子状物質及び吸着剤と反応したガス状汚染物質はスクリーニングによりスラグ濾材から除去され、スクリーニングされた濾材スラグは、第２及び第３移動床式濾床及び固定床式濾床へと戻され再利用される。濾材からスクリーニングされた粒子状物質及び汚染物質は、直接精錬プロセスに送られ、上述したように、揮発した銅、金及び銀が回収され、経済的価値のない粒子状物質及び捕集された汚染物質は精錬プロセスからクライアントスラグ（clients slag）へと処分される。例２これは、銅の精錬装置に於いて、ガス流から粒子状物質とガス状汚染物質を同時に取り除くための装置の仮想的な例である。第１図を参照されたい。温度華氏８００度、流量５０，０００ＡＣＦＭのガス流Ａは、１５．０ｇｒ．／ＤＳＣＦの粒状物質と、２．０ｇｒ．／ＤＳＣＦ（３７４ポンド／時間）の粒子を伴うＳＯ₂のガス状汚染物質とを主な汚染物質として含んでいる。他の汚染物質もこのガス流に関与しているが、ガス流の全体的な清浄化という点からはあまり重要でない。モデリングプログラムは汚染物質除去装置のサイズを定めるべく設計されているとともに、物質流と使用される吸着剤を計算し、ガス流を清浄化するのに使用する吸着剤を消石灰Ｃａ（ＯＨ）₂及びアンモニアＮＨ₃と決定する。静電的に荷電された消石灰とアンモニアの供給量は、それぞれ１時間当たり５３４ポンド及び５４ポンドであり、本発明による２つの静電銃１２、１２ａを用い、ホッパーシステム１１から供給される。消石灰（−２００メッシュで微粒子化されている）のうち１時間当たり３５０ポンドは、吸着剤システム１１から静電銃１２に供給される。そこで高圧電源６７から１０２，０００ボルトが加えられ微細な消石灰粒子は静電的に荷電される。１時間当たり１８４ポンドの消石灰（−２００メッシュで微粒子化されている）は、第２の吸着剤ホッパーシステムから１時間当たり５４ポンドのアンモニアガスと共に静電銃１２ａに供給され、そこで高圧電源６７から９８，０００ボルトが加えられ微細な消石灰粒子及びアンモニアガスは静電的に荷電される。消石灰及びアンモニアを荷電するのに用いられる電圧は、特定のガス流から除去しなければならない粒子状汚染物質のスクリーン分析の結果、第１移動床式濾床からの静電銃の距離、用いられる吸着剤の種類及び量に基づいて決定される。帯電量は、モデリングプログラムの一部である現場固有情報に依存して可変である。静電的に荷電された後、消石灰及びアンモニアは荷電乾燥吸着剤注入モジュール６９へ送られ、そこから汚染されたガス流へと注入される。荷電された吸着剤はガス流中に急速に広がり、流入するガス流内に浮遊する粒子状物質を静電的に帯電させる広い帯電領域を生成するとともに、ガス状汚染物質と化学反応する広い領域を生成する。注入モジュール６９から装置の遷移部にかけて、消石灰及びアンモニアとＳＯ₂との間に化学反応が起こりＣａＳＯ₃（硫化カルシウム）＋Ｈ₂Ｏ、及び（ＮＨ₄）₂ＳＯ₃（硫化アンモニウム）が生成され、電荷を帯びた消石灰吸着剤は粒子状物質（より詳細にはＰＭ−１０粒子）の凝集も生じさせる。この領域は、より詳細には滞留領域またはゾーンと呼ばれ、特別に形成された滞留チャンバを含んでいてもいなくてもよい。遷移部の面積がガス流ライン６８よりずっと広いことにより、ガス流速度の急速な低下が起こる。この速度変化により、ガス流中の比較的重い粒子や吸着剤と化学反応したガス状汚染物質のいくらかはガス流から分離され、複数の垂直移動床式濾床の手前で脱落する。垂直移動床式濾床は、この例では２種類の濾材が充填されており、これらの濾材のサイズは−３／８インチ乃至＋６メッシュである。第１移動床式濾床は銅精錬プロセスで用いられる粒状シリカ（silica gravel ）が充填されている。残りの第２及び第３の移動床式濾床及び固定床式濾床にはスラグが充填されている。スラグは銅精錬の副産物であり非常に安価である。この例ではシリカは銅の精鉱を精錬するのに用いられる融剤であるため、第１移動床式濾床からの濾材は精錬プロセスに直接送られる。このように第１移動床式濾床から精錬プロセスへと直接送ることにより、濾材のスクリーニング費用を節約しコストを抑えると共に、このプロセスで収集される揮発した銅、金及び他の卑金属の回収に有用である。それらは従来の汚染物質抑制システムまたは装置では、通常、収集されず捨てられていた。経済的価値のない汚染物質は精錬プロセスで消費されるか、または精錬プロセスからのスラグとともに流れて、スラグが引き出され精錬装置のスラグ処分エリアに運ばれたとき処分される。このようにして、他のプロセスに於ける、収集された微粒子や吸着剤と反応した物質の処理に関する負担が軽減されている。第２及び第３移動床式濾床及び固定床式濾床の濾材は、スラグをリサイクルするように設計されている。収集された粒子状物質及び吸着剤と反応したガス状汚染物質はスクリーニングによりスラグ濾材から除去され、スクリーニングされた濾材スラグは、第２及び第３移動床式濾床及び固定床式濾床へと戻され再利用される。濾材からスクリーニングされた粒子状物質及び汚染物質は、直接精錬プロセスに送られ、上述したように、揮発した銅、金、銀及び他の卑金属が回収され、価値のない粒子状物質及び捕集された汚染物質は精錬プロセスからクライアントスラグへと処分される。汚染されたガス流から粒子状物質及びガスを除去するための装置に於いて用いられる静電銃及びホッパーシステムに於ける本発明の好適実施例について説明してきたが、理解されるように、それは例示を目的として行われたものであり、様々な変形変更が本発明から逸脱することなく可能であり、それらは請求の範囲に入るべきものである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８【提出日】１９９４年１０月２１日【補正内容】請求の範囲１．粒子状物質及びガス状汚染物質を除去するための装置の一部として用いられる、静電的に荷電された吸着剤を汚染されたガス流中に注入するための静電銃及びホッパーシステムであって、乾燥した吸着剤を受容し保持するべく開くことのできる内面が結合された直立した側壁を有する容器を含むホッパーシステムと、加圧された空気流と混合するべく計量された量の乾燥した吸着剤物質流を導管手段を通して供給するための手段と、前記した量の乾燥した吸着剤物質と混合されるように前記導管手段へ空気流を制御して流し、前記混合体を静電銃につながった吸着剤供給ラインを通して流すように前記導管手段に接続されたブロワ手段と、直線状の銃身を含むハウジングを含む静電銃であって、前記銃身が前記乾燥した吸着剤流を受容するべく前記吸着剤供給ラインに接続するためのフィッティング手段を含む滑らかな銃腔を有し、さらに前記銃身の銃腔が前記乾燥した吸着剤流のための流路を形成するように中空構造となっているとともに、開いた前方端部に於いて、静電的に帯電した吸着剤粒子を受容してそれらを汚染されたガス流中に注入するための管に接続されている該静電銃と、導電材料の直線部分から形成され、前記銃身の中心部に長手方向に保持され、その後部に於いて絶縁手段に接続されたチャージングワンドと、前記チャージングワンド及び可変電源との接続手段を有する絶縁手段であって、前記可変電源は該絶縁手段を介して前記チャージングワンドに電力を伝達し前記チャージングワンドの周囲にコロナ放電を発生させ、そこを通過し前記汚染されたガス流中に拡散する個々の吸着剤粒子を静電的に荷電するためのものである該絶縁手段と、前記直線状の銃身を通過する概ね全ての前記吸着剤粒子が最大限に帯電するように、前記チャージングワンドに供給される電力を調整するための手段とを有していることを特徴とする装置。２．前記直線状の銃身を含む前記ハウジングに前方端部に於いて取り付けられた円筒形状コンテナ内に前記絶縁手段が含まれており、前記円筒形状コンテナは、その中に設置された前記絶縁手段にアクセスできるように後方端部を開くことができ、前記絶縁手段が、内部に長手方向に保持され後方端部に於いて前記電源に接続され前方端部に於いて前記チャージングワンドに接続された導電ロッドを含む従来のセラミック絶縁体であることを特徴とする請求項１に記載の装置。３．前記チャージングワンドの後方端部が、結合カラーによって、前記絶縁手段に接続しておりそれを通して可変電気エネルギーの供給を受容するようになっており、前記結合カラーが、開いた前方端部及び後方端部内に、前記チャージングワンドの後方端部及び前記導電ロッドの前方端部をそれぞれ受容するように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の装置。４．前記導電ロッドに供給される電力を制御するべく、可変電源と制御パネルが前記導電ロッドに電気的に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の装置。５．前記電源が可変であり、負または正のいずれかの静電荷を供給することができることを特徴とする請求項４に記載の装置。６．前記ホッパーシステムの容器が、重力によって供給される吸着剤物質流を受容し、重力によって供給される吸着剤物質流を該容器から送り出すための手段と、前記ブロワから量を制御されて送られてくる空気とベンチュリ管のスロート部に於いて混合するべく、前記導管へと制御された流量の吸着剤物質を供給するための手段とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の装置。７．前記制御された流量の吸着剤物質を供給するための手段が、前記導管手段に乾燥した吸着剤物質を移動させるべく回転されるスクリュー式供給手段であり、前記ブロワ手段が、前記スロート部に於ける混合の間前記吸着剤物質粒子が浮遊されて運ばれるように量を制御して加圧空気を供給する再生式ブロワであることを特徴とする請求項６に記載の装置。８．前記直線状の銃身を含むハウジングが、その内部に前記直線状の銃身を長手方向に保持した円筒であり、前記直線状の銃身が、空気中に浮遊した吸着剤物質を受容するべく前記吸着剤供給ラインに接続されたポートを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の装置。９．汚染されたガス流中に注入するための静電的に帯電した吸着剤粒子を流量を制御しつつ供給するため、複数の静電銃と、関連するホッパーシステムが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の装置。１０．前記吸着剤物質が、特定の汚染されたガス流中に存在する汚染物質と反応するように選択されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。１１．前記吸着剤物質が１５ミクロン乃至１ｍｍ（ミリメートル）の粒子サイズを有する消石灰であることを特徴とする請求項１０に記載の装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．粒子状物質及びガス状汚染物質を除去するための装置の一部として用いられる、静電的に荷電された吸着剤を汚染されたガス流中に注入するための静電銃及びホッパーシステムであって、乾燥した吸着剤を受容し保持するべく開くことのできる内面が結合された直立した側壁を有する容器を含むホッパーシステムと、加圧された空気流と混合するべく計量された量の乾燥した吸着剤物質流を導管手段を通して供給するための手段と、前記した量の乾燥した吸着剤物質と混合されるように前記導管手段へ空気流を制御して流し、前記混合体を静電銃につながった吸着剤供給ラインを通して流すように接続されたブロワ手段と、直線状の銃身を含むハウジングを含む静電銃であって、前記銃身が前記乾燥した吸着剤流を受容するべく前記吸着剤供給ラインに接続するためのフィッティング手段を含む滑らかな内壁または銃腔を有し、さらに前記銃身の銃腔が前記乾燥した吸着剤流のための流路を形成するように中空構造となっているとともに、開いた前方端部に於いて、静電的に帯電した吸着剤粒子を受容してそれらを汚染されたガス流中に注入するための管に接続されている該静電銃と、導電材料の直線部分から形成され、前記銃身の中心部に長手方向に保持され、後部に於いて絶縁手段に接続されたチャージングワンドと、前記チャージングワンド及び可変電源との接続手段を有する絶縁手段であって、前記可変電源は該絶縁手段を介して前記チャージングワンドに電力を伝達し前記チャージングワンドの周囲に高圧コロナ放電を発生させ、そこを通過し送り出され前記汚染されたガス流中に拡散する個々の吸着剤粒子を静電的に荷電するためのものである該絶縁手段と、前記直線状の銃身を通過する全ての前記吸着剤粒子が概ね最大限に帯電するように、前記チャージングワンドに供給される電力を調整するための手段とを有していることを特徴とする装置。２．前記銃身を含む前記ハウジングに前方端部に於いて取り付けられると共に、その中に設置された前記絶縁手段にアクセスできるように後方端部に於いて開かれる構造となっている円筒形状コンテナ内に、前記絶縁手段が含まれており、前記絶縁手段が、内部に長手方向に保持されその後方端部に於いて前記電源に接続され前方端部に於いて前記チャージングワンドに接続された導電ロッドを含む従来のセラミック絶縁体であることを特徴とする請求項１に記載の装置。３．前記チャージングワンドの後方端部が結合カラーによって前記絶縁手段に接続されそれを通して可変電気エネルギーの供給を受容するようになっており、前記結合カラーが、その開いた前方端部及び後方端部内に、前記チャージングワンドの後方端部及び前記導電ロッドの前方端部をそれぞれ受容するように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の装置。４．前記導電ロッドに供給される電力を制御するべく、可変電源とそれに接続された制御パネルが前記導電ロッドに電気的に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の装置。５．前記電源が可変であり、負または正のいずれかの静電荷を供給することができることを特徴とする請求項４に記載の装置。６．前記ホッパーシステムの容器が、重力によって供給される吸着剤物質流を受容するように配置されており、重力によって供給される吸着剤物質流を該容器から送り出すための手段と、前記ブロワから量を制御されて送られてくる空気とベンチュリ管のスロート部に於いて混合するべく、前記導管へと制御された流量の吸着剤物質を供給するための手段とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の装置。７．前記制御された流量の吸着剤物質を供給するための手段が、前記導管手段に乾燥した吸着剤物質を移動させるべく回転される螺旋式またはスクリュー式供給手段であり、前記ブロワ手段が、前記スロート部に於ける混合の間前記吸着剤物質粒子がちょうど浮遊されて運ばれるように量を制御して加圧空気を供給する再生式ブロワであることを特徴とする請求項６に記載の装置。８．前記直線状の銃身を含むハウジングが円筒であり、その内部に前記直線状の銃身が長手方向に保持されており、前記直線状の銃身が、空気中に浮遊した吸着剤物質を受容するべく前記吸着剤供給ラインに接続されたポートを設置されて含んでいることを特徴とする請求項１に記載の装置。９．汚染されたガス流中に注入するための静電的に帯電した吸着剤粒子を流量を制御しつつ供給するため、複数の静電銃と、関連するホッパーシステムが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の装置。１０．前記吸着剤物質が、特定の汚染されたガス流中に存在する汚染物質と反応するように選択されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。１１．前記吸着剤物質が１５ミクロン乃至１ｍｍ（ミリメートル）の粒子サイズを有する消石灰であることを特徴とする請求項１０に記載の装置。