JPH1147546A

JPH1147546A - 排気ガスの浄化処理方法及びその浄化装置

Info

Publication number: JPH1147546A
Application number: JP9218956A
Authority: JP
Inventors: Ryutaro Kishishita; 下龍太郎岸
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-07-31
Filing date: 1997-07-31
Publication date: 1999-02-23

Abstract

(57)【要約】【課題】排気ガス中に含まれる有害成分を効率よ
く除去すると共に、その除去に使用する水を循環使用で
きるようにした排気ガスの浄化処理方法及びその浄化装
置を提供すること。【解決手段】燃焼設備１０から発生する排気ガスに、
中性で３ppm以上のオゾン濃度のオゾン水を混合させる
ことにより、前記排気ガスを有機物と無機物に分離し、
無機物を含んだ前記排気ガスから当該無機物を除去する
と共に無機物を水に含ませるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オゾンを利用して
廃気ガスを浄化処理する方法及びその浄化装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ボイラや焼却炉等の燃焼設備において生
ずる廃気ガスには、例えばクロロホルムや鉛や亜鉛等の
有害物質を含んでおり、この有害物質が大気に放出され
ることにより、人体に悪影響を及ぼすと共に、光化学ス
モッグの原因となっている。従来から、燃焼設備で生じ
る排気ガス中に含まれる種々の物質を除去する方法や装
置が知られている。例えば、特願昭６０−２５１９１７
号に示すように、排気ガス中のＮＯを除去するために、
排気ガス中にオゾンガスを加えるということも従来から
知られている。

【０００３】排気ガスにオゾンを混合することで、排気
ガス中に含まれるＳＯx やＮＯx やＮＯを除去すること
はできるが、ＳＯx やＮＯx やＮＯ以外の有害物質は除
去されずに排気ガス中に残る。このように、従来では排
気ガス中に含まれる有害物質等（以下“有害成分”とい
う）を効率よく除去する方法並びに装置が知られていな
かった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑みてなされたもので、排気ガス中に含まれる有害成分
を効率よく除去すると共に、その除去に使用する水を循
環使用できるようにした排気ガスの浄化処理方法及びそ
の浄化装置を提供することを課題とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の排気ガスの浄化処理方法は、燃焼設備から発
生する排気ガスに、中性で３ppm以上のオゾン濃度のオ
ゾン水を混合させることにより、前記排気ガスを有機物
と無機物に分離し、無機物を含んだ前記排気ガスから当
該無機物を除去すると共に無機物を水に含ませることを
特徴とするものである。

【０００６】また、上記目的を達成するための本発明浄
化処理装置は、燃焼設備から発生する排気ガスを導入す
ると共に内部にオゾン水を噴射するようにした反応トン
ネルと、その反応トンネルと大気とを連絡する大気通路
と、その大気通路の途中に備えられ反応トンネル内と大
気通路内の空気を大気に送り出す送風機と、前記反応ト
ンネルを通過した前記水にオゾンを混合するオゾン混合
器と、そのオゾン混合器を通過した水を濾過する濾過器
と、前記濾過器を通過した水にオゾンを加えて前記反応
トンネルの内部に噴射するためのオゾン水を製造するオ
ゾン製造機とを有することを特徴とするものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】次に本発明を図面にもとづいて説
明する。図１は本発明に係る排気ガスの浄化処理装置の
一例の全体構成を示す系統図、図２は同じく他の例を示
す系統図である。ボイラや焼却炉等の燃焼設備１０でゴ
ミや石炭や石油や木炭等を燃焼すると、有害成分を含む
排気ガスが発生する。この燃焼設備１０で発生する排気
ガスを、導入通路１２を経てその排気ガス中の有害成分
を反応させるための反応トンネル１４に導入する。燃焼
設備１０で生じる排気ガスは、例えば６００℃〜８００
℃の高温であるが、高温の排気ガスは長い導入通路１２
を経由している間に冷却される。反応トンネル１４にお
いて、後述する高濃度オゾン水をシャワー噴射する位置
では、排気ガスの温度は６０℃以下であることが要求さ
れる。このため、図示した例では反応トンネル１４の導
入通路１２側に冷却装置１６を配備し、その冷却装置１
６によって反応トンネル１４に入った排気ガスを冷却す
るようにしている。冷却装置１６は導入通路１２にも設
けても良い。導入通路１２が充分長く、反応トンネル１
４に至った時点で排気ガスの温度が６０℃以下となる場
合には、反応トンネル１４に冷却装置１６を備えなくて
も良い。

【０００８】反応トンネル１４の途中には、高濃度オゾ
ン水を供給するオゾン水供給通路１８が連結されてお
り、反応トンネル１４の内部へオゾン水供給通路１８か
ら３ppm以上の高濃度オゾン水を供給するようになって
いる。反応トンネル１４は前記導入通路１２に近い位置
に第一縦方向部分２０を有しており、この第一縦方向部
分２０の要部を図２に示す。図２に示すように、第一縦
方向部分２０の稍上位方置にオゾン水供給通路１８を導
入して先端を開口し、この開口部から反応トンネル１４
の内部へ高濃度オゾン水をシャワー状に噴出させる。こ
のオゾン水供給通路１８との連絡位置において、反応ト
ンネル１４内における排気ガスの温度は６０℃以下であ
るようにする。排気ガスの温度を６０℃以下とする理由
は、６０℃以上であると、供給される高濃度オゾン水に
含まれるオゾンが気化するので、高濃度オゾン水からオ
ゾンが気化するのを避けるためである。また、反応トン
ネル１４におけるオゾン水供給通路１８との連結位置
は、６０℃以上の排気ガスと水平に連絡する位置（第一
縦方向部分２０の最上位）であってはならない。６０℃
以上の排気ガスと水平に連絡する位置（第一縦方向部分
２０の最上位）で高濃度オゾン水を噴射すると、場合に
よっては第一縦方向部分２０より上流側にオゾン水が流
れる場合があって、高濃度オゾン水に含まれるオゾンが
気化されるので、これを避けるためである。

【０００９】図１においては、反応トンネル１４では、
その２箇所において高濃度オゾン水を噴射するようにし
ている。即ち、反応トンネル１４には、図２に示した第
一縦方向部分２０の他に、それより下流側に第二縦方向
部分２２を有する。その第二縦方向部分２２を図３に示
す。第二縦方向部分２２の最上位位置にオゾン水供給通
路１８を連結してその先端部を開口する。その開口部か
ら反応トンネル１４の内部へ高濃度オゾン水をシャワー
状に噴出させる。排気ガスに２回に分けて高濃度オゾン
水のシャワーを浴びせるのは、排気ガスをより低温にし
て、排気ガスに含まれる有機物と無機物との分離（後述
する）を促進するためである。なお、図１では反応トン
ネル１４に２箇所から高濃度オゾン水を噴出している
が、３箇所以上に分けて高濃度オゾン水を噴射するよう
にしても良い。また、反応トンネル１４に１箇所のみで
高濃度オゾン水を噴射することでもよい。その場合は、
反応トンネル１４に長い縦方向部分を形成することとな
る。

【００１０】反応トンネル１４内において、３ppm以上
の高濃度オゾン水を排気ガスに噴射することによって、
排気ガス中に含まれる物質を有機物と無機物とに分離す
る。即ち、オゾン水のオゾンの濃度が３ppm以上である
ことによって、排気ガスに含まれる物質が、有機物と無
機物とに分離される。ここで、分離された有機物は排気
ガス中の空気に含まれ、分離された無機物は固形物とな
って水に含まれる。この際、排気ガスに含まれていたゴ
ミも無機物と共に水に含まれる。また、無機物を含んだ
水は、排気ガス中に含まれるＳＯx と反応して大略ｐＨ
2.0〜ｐＨ3.9程度の強酸性の水（硫酸）になる。

【００１１】前記反応トンネル１４は、その内部で排気
ガスに高濃度オゾン水を接触させて、排気ガスに含まれ
る物質を有機物と無機物とに分離させるためのもので、
その分離反応に要する時間は２分程度である。このた
め、反応トンネル１４の長さは充分に反応が進行する長
さ、例えば、約２０メートルの長さとし、また、その内
径を約３０センチとする。本発明において、反応トンネ
ル１４の長さや内径はこれに限られるものではない。反
応トンネル１４の途中から下流側にかけては長い水平箇
所を有している。その反応トンネル１４の最も下流側
に、反応促進装置２４を具備している。反応促進装置２
４は、高濃度オゾン水を長く反応トンネル１４内に溜め
て排気ガスと接触させるための装置である。この反応促
進装置２４は、図４に示すように、反応トンネル１４の
水平箇所に高濃度オゾン水を溜めるための堰２６と、こ
の堰２６の位置より下流側で反応トンネル１４内の上部
側を塞いで排気ガスの通過を一時的に阻止するための邪
魔板２８とから成る。堰２６で水を反応トンネル１４内
に留め、邪魔板２８で排気ガスがスムースに流れないよ
うにすることで、高濃度オゾン水と排気ガスとの反応を
より促進する。

【００１２】反応トンネル１４の下流側は分離タンク３
０と連結されている。反応トンネル１４内において、排
気ガスは有機物を含んだ空気になり、高濃度オゾン水は
無機物とゴミとを含んだ硫酸になる。有機物を含んだ空
気には微量のオゾンガスが含まれている場合がある。分
離タンク３０は、有機物を含んだ空気と排気ガスと、無
機物とゴミとを含んだ硫酸とを分離するためのものであ
る。図１には示してはいないが、分離タンク３０内部の
上位から高濃度オゾン水を再度シャワー噴射するように
してもよい。この分離タンク３０の上部には、大気と連
絡する排気通路３２が取り付けられ、その排気通路３２
の途中に送風機３４が備えられている。また、この排気
通路３２の途中で送風機３４の上流側に、排気通路３２
を通る空気に含まれるオゾンを除去するためのオゾン除
去手段３６が備えられている。オゾン除去手段３６は、
そこを通過する空気を６０℃以上に加熱するものであれ
ばよく、オゾンを６０℃以上に加熱してそのオゾンを酸
素に分解するものである。送風機３４を作動させること
によって、排気通路３２内と分離タンク３０内と反応ト
ンネル１４内にある空気は、排気通路３２から大気へ排
出される。分離タンク３０内の空気は、有機物と分解さ
れなかったオゾンとを含んでいるが、排気通路３２を通
るオゾンはオゾン除去手段３６によって除去され、有機
物を含んだ空気のみが排気通路３２から大気中に放出さ
れる。オゾンを除去した有機物を含む空気は公害をもた
らさないきれいな空気であり、これによって、燃焼設備
１０によって発生する排気ガスをきれいな空気に浄化
し、大気に放出することができる。

【００１３】分離タンク３０へ導入された水は、無機物
を含むｐＨ2.0〜ｐＨ3.9程度の強酸性の水（硫酸）であ
り、その強酸性の水はポンプ３８によって濾過装置４０
に導入される。この濾過装置４０は第一濾過手段４２と
第二濾過手段４４とから成り、第一濾過手段４２は例え
ば大きい固形物を濾過するフィルターとし、第二濾過手
段４４は例えば小さい固形物を濾過する砂とする。第一
濾過手段４２も第二濾過手段４４も共に無機固形物やゴ
ミを除去するものであれば良い。濾材として砂を使用す
ると、水を逆方向に噴射しての濾材の洗浄が可能とな
り、清掃管理が容易である。なお、濾過装置４０を第一
濾過手段４２と第二濾過手段４４の２種類の濾過器から
構成したが、１種類の濾過器を使用しても良い。また、
この濾過装置４０を省略することもある。

【００１４】濾過装置４０を通過させた水はポンプ４６
によって貯水タンク４８に導入する。貯水タンク４８へ
導入された水は、無機固形物が除去されたｐＨ2.0〜ｐ
Ｈ3.9程度の強酸性の水である。しかし、この強酸性の
水は、水に溶けている無機物を含んでいる。貯水タンク
４８に貯められた強酸性の水を、次にオゾン利用浄化装
置５０に導入する。オゾン利用浄化装置５０は水に溶け
込んでいる無機物を除去するためのものである。ここ
で、オゾン利用浄化装置５０の構造を図５に示す。オゾ
ン利用浄化装置５０は、第一オゾン混合器５２と、第一
濾過器５４と、第二オゾン混合器５６と、第二濾過器５
８と有し、その順に貯水タンク４８からの強酸性の水を
通過させるものである。オゾン利用浄化装置５０は更
に、第一オゾン混合器５２にオゾンを供給するためのオ
ゾン発生器６０と、第二オゾン混合器５６にオゾンを供
給するためのオゾン発生器６２とを有する。第一オゾン
混合器５２内では、強酸性の水とオゾン発生器６０から
のオゾンとが混合され、強酸性の水に溶け込んだ酸化し
易い有機物と無機物を固形化する。また、水に存在する
ウィスル等の細菌を殺菌する。第一濾過器５４は第一オ
ゾン混合器５２で生成された固形物を除去するためのも
のであり、その内部に例えば砂を収納する。第二オゾン
混合器５６内では、第一濾過器５４から導入された強酸
性の水とオゾン発生器６２からのオゾンとが混合され、
強酸性の水に溶け込んで未だ固形化できなかった有機物
と無機物を固形化する。この第二オゾン混合器５６内に
おいても、水に存在するウィルス等の細菌を殺菌する。
第二濾過器５８は、第二オゾン混合器５６で固形化され
た有機物と無機物を吸着させて除去するためのものであ
り、その内部に例えば活性炭を収納する。第一濾過器５
４と第二濾過器５８とによって、水に含まれる無機物
（有機物も）を除去するものである。オゾン利用浄化装
置５０では、それぞれ２種類のオゾン混合器５２，５６
と、濾過器５４，５８と、オゾン発生器６０，６２とを
有するが、１種類のみであっても良い。しかし複数種類
に分けることによって、各装置を小型化でき、異なる種
類の濾材を使用でき、水に含まれる有機物と無機物を効
率良く除去することができる。前記濾過装置４０は、オ
ゾン利用浄化装置５０の前でなく、オゾン利用浄化装置
５０の後に設けても良い。

【００１５】オゾン利用浄化装置５０で有機物や無機物
を除去した水を、貯水タンク６４に導入する。この貯水
タンク６４に導入された水は、未だｐＨ2.0〜3.9の強酸
性の水である。この貯水タンク６４からの水は、オゾン
水製造器６６に導入される。このオゾン水製造器６６へ
は、オゾン発生機６８で作られたオゾンも導入され、そ
のオゾン水製造器６６内で有機物や無機物を除去した強
酸性の水とオゾンとが混合される。このオゾン水製造器
６６において、ｐＨ2.0〜ｐＨ3.9の水からｐＨ6.5の高
濃度オゾン水を製造する。有機物や無機物を除去するこ
とによって、オゾン水製造器６６でｐＨ2.0〜3.9の水か
らｐＨ6.5程度の中性の水を作ることができる。現時点
では３〜９ppmの高濃度オゾン水を製造できるが、９ppm
の高濃度オゾン水でも有機物と無機物との分離は可能で
ある。言い替えると、有機物や無機物を除去したｐＨ2.
0〜3.9の強酸性の水から、中性で３ppm以上の高濃度オ
ゾン水にする。この中性で３〜９ppmの高濃度オゾン水
を、前記オゾン水導入通路１８を経て反応トンネル１６
へシャワーとして噴射する。

【００１６】本発明は、図１〜図５により説明した手法
を、図６に例示するように構成した排気ガスの浄化処理
装置にも適用することができるので、次に図６に示した
排気ガス浄化処理装置について説明する。

【００１７】図６において、７１は燃焼設備、７２は排
気ガスの導入通路となる煙道、７３は前記煙道に接続さ
れた反応トンネル７４の入口、８９は反応トンネル７４
の途中に設けた高濃度オゾン水のシャワーノズル、７５
は反応水槽、７６は反応煙道、７７はオゾン水のシャワ
ーノズル、７８は反応煙道の出口である。

【００１８】煙道７２を通って反応シンネル７４に到達
して来る排気ガスは、先にも述べたように、６００℃〜
８００℃の高温であるため、シャワーノズル８９に達す
る前に、６０℃程度以下にその温度を下げる必要があ
り、このため、図示しないが冷却手段（図示せず）をシ
ャワーノズル８９の手前の煙道７２〜反応トンネル７４
の間に設けることがある。

【００１９】反応トンネル７４内において、３ppm以上
の高濃度オゾンを排気ガスに浴びせることにより、排気
ガスに含まれる物質を有機物と無機物に分離する。分離
された有機物は空気に含まれ、分離された無機物は固形
物となって水に含まれる。この水には、排気ガス中に含
まれていた塵埃も無機固形物と一緒に含まれる。前記無
機物を含んだ水は、排気ガス中のＳＯｘと反応すること
により、ｐＨ2.0〜3.9程度の強酸性の水（硫酸）とな
る。

【００２０】有機物を含んだ空気と無機物を含んだ強酸
性の水は、反応トンネル７４を流下して反応水槽７５に
貯えられ、この水槽７５において気体と液体に分離され
る。分離された空気は、反応煙道７６を通ってその出口
側に導入されるので、この反応煙道７６においても、前
記有機物を含んだ空気に、オゾンシャワーノズル７７か
ら３ppm以上の高濃度オゾンを噴射することにより、先
に述べた反応トンネル７４内で分離されず未だ排気ガス
に含まれている物質を無機物と有機物に分離するように
している。従って、この反応水槽７５は、先にも述べた
反応促進装置２４と分離タンク３０とを兼ねたものであ
る。

【００２１】前記反応水槽７５の上方には、大気に通じ
た排気煙道８０が反応煙道７６の出口７８に接続され、
排気煙道の途中に、この煙道８０を通る空気に含まれた
オゾンを除去するオゾン除去手段８１と、送風機８２と
が挿入され、清浄になった煙（空気）をその出口８３に
導出するようにされている。

【００２２】一方、反応水槽７５で分離された強酸性の
水は、ポンプを含む配管８４を経由して約ｐＨ2.0〜3.9
程度はある強酸性水の洗浄・浄化装置８５に送られる。
この装置８５は、先に述べた濾過装置４０と同様の構造
をもち、同装置４０と同等の機能，作用をする。

【００２３】上記の洗浄・浄化装置８５により浄化され
た水は、一時貯水槽８６にアキュームレイトされ、次の
中性化装置８７に送り込まれ、ここでｐＨ6.5程度の中
性の水に形成される。中性化された水は、オゾン発生器
８７の中を通されてｐＨ6.5程度の高濃度オゾン水に形
成され、このオゾン水がオゾン水供給通路７９，９０を
通して、高濃度オゾン水シャワー７７，８９に供給され
るのである。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、本発明に係わる排気ガス
の浄化処理方法及びその浄化装置によれば、中性で３pp
m以上の高濃度オゾン水を排気ガスと混合することによ
って、排気ガスに含まれる有機物と無機物とを分離する
ことができる。これによって、排気物を空気と共に大気
に放出すると共に、無機物を水に含ませ、この水から無
機物を除去することにより、排気ガスを浄化することが
できる。本発明では更に、排気ガスの浄化に使用する水
を装置の内部で循環させて利用できるものであり、排気
ガスの浄化に使用する水を装置外で別途処理する必要を
無くしたもので、経済性の高いのもである。この意味
で、本発明装置は環境支援型の装置である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明排気ガス浄化処理装置の一例の全体構成
を示す系統図。

【図２】本発明装置における反応トンネルの縦方向部分
の要部拡大断面図。

【図３】本発明装置における反応トンネルの他の縦方向
部分の要部拡大断面図。

【図４】本発明装置における反応促進装置の一例の断面
図。

【図５】本発明装置におけるオゾン利用浄化装置の構成
を示すブロック図。

【図６】本発明排気ガス浄化処理装置の別例の全体構成
を示す系統図。

【符号の説明】

１０燃焼設備１４反応トンネル１６冷却装置１８オゾン水供給装置２０第一縦方向部分２２第二縦方向部分２４反応促進装置３０分離タンク３２排気通路３４送風機３６オゾン除去手段４０濾過装置５０オゾン利用浄化装置５２第一オゾン混合器５４第一濾過器５６第二オゾン混合器５８第二濾過器６０オゾン発生器６２オゾン発生器６６オゾン製造機６８オゾン発生器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼設備から発生する排気ガスに、中性
で３ppm以上のオゾン濃度のオゾン水を混合させること
により、前記排気ガスを有機物と無機物に分離し、無機
物を含んだ前記排気ガスから当該無機物を除去すると共
に無機物を水に含ませることを特徴とする排気ガスの浄
化処理方法。
【請求項２】高濃度オゾン水を噴射する排気ガスの温
度を６０℃以下にする請求項１記載の排気ガスの浄化処
理方法。
【請求項３】高濃度オゾン水を排気ガスの通路の２箇
所以上で排気ガスに噴射する請求項１又は２に記載の排
気ガスの浄化処理方法。
【請求項４】無機物を除去した排気ガスをオゾン除去
装置を経由させて大気中に放出する請求項１〜３のいず
れかに記載の排気ガスの浄化処理方法。
【請求項５】水に含ませた無機物にオゾンを混合して
その無機物を固形化し、その無機固形物を濾過器で除去
する請求項１〜４のいずれかに記載の排気ガスの浄化処
理方法。
【請求項６】濾過器で無機固形物を除去した後の水に
オゾンを混合して中性のオゾン水を作り、そのオゾン水
を排気ガスに混合させる請求項５記載の排気ガスの浄化
処理方法。
【請求項７】燃焼設備から発生する排気ガスを導入す
ると共に内部にオゾン水を噴射するようにした反応トン
ネルと、その反応トンネルと大気とを連絡する大気通路
と、その大気通路の途中に備えられ反応トンネル内と大
気通路内の空気を大気に送り出す送風機と、前記反応ト
ンネルを通過した前記水にオゾンを混合するオゾン混合
器と、そのオゾン混合器を通過した水を濾過する濾過器
と、前記濾過器を通過した水にオゾンを加えて前記反応
トンネルの内部に噴射するためのオゾン水を製造するオ
ゾン製造機とを有することを特徴とする排気ガスの浄化
装置。
【請求項８】反応トンネルの途中に縦方向部分を形成
し、その縦方向部分の上部からオゾン水を噴射するよう
にした請求項７記載の排気ガスの浄化装置。
【請求項９】反応トンネルの途中に、上部からオゾン
水を噴射する縦方向部分を複数個形成した請求項８記載
の排気ガスの浄化装置。
【請求項１０】反応トンネルの下流側に、水をせき止
める堰とその堰のやや下流側に気体の直進を妨げる邪魔
板を設けた反応促進部を配置した請求項７記載の排気ガ
スの浄化装置。
【請求項１１】堰より上流側の反応トンネルを長い水
平状態とした請求項１０記載の排気ガスの浄化装置。
【請求項１２】大気通路の途中にオゾンを除去するた
めのオゾン除去装置を備えた請求項７〜１１のいずれか
に記載の排気ガスの浄化装置。
【請求項１３】反応トンネルを通過した水がオゾン混
合器に至る前に固形物やゴミを除去するための濾過装置
を設け、前記水を通過させるようにした請求項７〜１２
のいずれかに記載の排気ガスの浄化装置。
【請求項１４】オゾン混合器と濾過器とを、その順で
複数組の直列に配置し、一方の濾過器の濾材を砂とし、
他方の濾過器の濾材を活性炭とした請求項７〜１３のい
ずれかに記載の排気ガスの浄化装置。