JP2000079319A - 気中不純物除去装置 - Google Patents
気中不純物除去装置Info
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Abstract
濃度を上昇させることなく、被処理空気中の可溶性ガス
の吸収する吸収液のPH値を常に所定の範囲内になるよ
うに制御してその水質を管理する気中不純物除去装置を
提供すること。 【解決手段】 被処理空気中の可溶性ガス不純物を気液
接触法により吸収除去する気中不純物除去装置におい
て、吸収液を被処理空気流路11内に供給し、吸収液と
被処理空気とを気液接触させて被処理空気中の可溶性ガ
スを吸収液に溶解させ、可溶性ガスが溶存する吸収液を
回収して再び被処理空気流路11内に供給する吸収液循
環系13における吸収液のPH値を検出し、検出された
PH値に基づいてイオン選択除去装置21が直接的又は
間接的に吸収液のイオンを選択的に調整して吸収液のP
H値を所定の範囲内に制御することを特徴とする。
Description
に関し、更に詳細には空気中に含まれる可溶性ガスを気
液接触により除去する際に、可溶性ガスを吸収除去する
ために用いられる吸収液のPH値を制御する水質管理機
能を備える気中不純物除去装置に関する。
ム内に外気供給装置を介して外気を導入する際、この外
気中に含まれている可溶性ガスを気液接触により除去す
る装置は、特開平9−253442号公報に開示されて
いるように既によく知られている。
ている発明の空気中可溶性ガス除去装置は、可溶性ガス
成分が含まれる空気と、例えば水や純水のような吸収液
とを効率よく気液接触させることにより、吸収液に気中
の可溶性ガスを吸収させて除去する装置である。
(例えば風洞)内でスプレーノズルから噴霧され、気液
接触により可溶性ガス成分を溶解して吸収し、可溶性ガ
ス成分が溶存する吸収液は回収されて再び被処理空気通
過用流路に供給されるように循環系内を循環される。
除去作用を継続していると、循環系内における吸収液の
水質は、その吸収ガス濃度の上昇により悪化する。この
ような吸収液の水質悪化を防止するため、吸収液循環系
内における一部の吸収液は排水され、同量の補給水が供
給されるようになっている。
えばアルカリ系よりも酸性系の方が多い場合には、たと
え全吸収ガス濃度が高くならなくても、吸収液循環系内
の吸収液は、酸性側に偏り、その結果酸性ガスの除去率
の低下を招くことになる。
物混入法によって吸収液循環系内における吸収液のPH
値を制御する方法もあった。この不純物混入法とは、酸
性或いはアルカリ性のPH調整液、又は酸性物質とアル
カリ性物質が所定量混合して調合されているPH緩衝液
を吸収液循環系内の吸収液に注入して吸収液のPH値を
所定値内に調整するものである。この場合に使用される
薬液としては、酸性薬液として硫酸、塩酸、硝酸、シュ
ウ酸などがあり、またアルカリ性溶液としてはアミン系
の薬品などが使用される。
うな不純物混入法は、用いられている薬品の蒸気成分の
ほとんどが同時に被処理空気中の除去対象物である。そ
のため、吸収液の蒸発や処理装置下流への吸収液のキャ
リーオーバー等の際に、処理済み供給空気中にこれらの
薬品の一部が蒸発して除去ガス成分の濃度を上昇させ、
これが汚染源となる危険性があった。
決するためになされたもので、処理済み供給空気中にお
ける除去ガス成分の濃度を上昇させることなく、被処理
空気中の可溶性ガスの吸収する吸収液のPH値を常に所
定の範囲内になるように制御してその水質を管理する気
中不純物除去装置を提供することにある。
装置であり、前述の技術的課題を解決するために以下の
ような構成とされている。すなわち、本発明は、被処理
空気中の可溶性ガス不純物を気液接触法により吸収除去
する気中不純物除去装置において、吸収液を被処理空気
流路内に供給し、吸収液と被処理空気とを気液接触させ
て被処理空気中の可溶性ガスを吸収液に溶解させ、可溶
性ガスが溶存する吸収液を回収して再び前記被処理空気
流路内に供給する吸収液循環系と、吸収液循環系におけ
る吸収液のPH値を検出し、検出されたPH値に基づい
て吸収液の正又は負のいずれか一方の極性のイオンを選
択的に調整して吸収液のPH値を所定の範囲内に制御す
るイオン選択除去装置とを備えて構成されていることを
特徴とする。
中不純物除去装置は、前述した必須の構成要素からなる
が、その構成要素が具体的に以下のような場合であって
も成立する。その具体的構成要素とは、前記イオン選択
除去装置が、吸収液循環系における吸収液の正又は負の
いずれか一方の極性のイオンを選択的に除去して吸収液
のPH値を所定の範囲内に制御することを特徴とする。
中不純物除去装置は、前述した必須の構成要素からなる
が、その構成要素に更に以下のような構成を加えた場合
であっても成立する。その付加的構成要素とは、前記吸
収液循環系に新たな吸収液を補給する吸収液補給系と、
前記吸収液循環系から一部の吸収液を排水する吸収液排
水系であり、前記イオン選択除去装置が、吸収液補給系
から補給される新たな吸収液の正又は負のいずれか一方
の極性のイオンを選択的に除去し、この補給吸収液を吸
収液循環系に補給することにより吸収液循環系における
吸収液のPH値を所定の範囲内に制御することを特徴と
する。
物除去装置において、前記イオン選択除去装置としては
電解分離除去法による装置又はイオン交換樹脂を用いた
装置とすることができる。また、吸収液としては、純水
又は水を用いることができる。そして、吸収液循環系の
吸収液におけるPH値の所定範囲としては、5.0〜
8.0以内であることが好ましい。
気流路内で吸収液循環系の吸収液と被処理空気が気液接
触して空気中の可溶性ガス成分が吸収液中に吸収されて
除去される。これに伴って吸収液循環系における吸収液
のPH値に偏りが生じてくる。例えば、被処理空気中の
酸性ガス成分が増加すると、吸収液循環系の吸収液は酸
性側に偏る。
は、吸収液循環系の吸収液PH値を、例えばPHセンサ
等により連続的に測定し、吸収液のPH値が所定範囲外
になった時、イオン選択除去装置により吸収液のPH値
を設定範囲内になるようにイオン濃度を制御する。
る方法としては、大きく分けて、(1) 吸収液循環系の吸
収液における過剰な正又は負イオンをイオン選択除去装
置により直接除去してPH値を設定した範囲内にする方
法、(2) 吸収液循環系の吸収液に補給用吸収液を供給
し、その際にこの補給用吸収液の正又は負イオンをイオ
ン選択除去装置により除去し、その結果として吸収液循
環系における吸収液のPH値を設定した範囲内にする方
法が考えられる。
置を図に示される実施形態に沿って更に詳細に説明す
る。 (第1実施形態)図1は本発明の第1の実施形態に係る
気中不純物除去装置(以下、単に除去装置と称する)1
0の構成を概略的に示す構成説明図である。この除去装
置10は、屋外の外気から可溶性ガスを除去してクリー
ンルームに給気するエアーウォッシャに適用した態様で
ある。
触は、ダクトに介装した風洞即ちチャンバー11内で行
う例にて説明する。被処理空気としての外気はチャンバ
ー11内を図中矢印12のように左から右に流通する。
チャンバー11には吸収液としての純水を循環供給する
純水循環系(吸収液循環系)13の吸収液噴出部が設置
されている。
けられたピット11aに一端を連通し、他端側に多数の
スプレーノズル14が設置された配管13aと、この配
管13aを介してピット11aに貯留された純水をポン
プアップし、チャンバー11内に配置した吸収液噴出部
である複数のスプレーノズル14からチャンバー11内
に噴霧する循環ポンプ15とから構成されている。
補給するための純水補給系(吸収液補給系)16を構成
する配管16aが接続され、またピット11a内の純水
を排水する純水排水系(吸収液排水系)17を構成する
配管17aがそれぞれ接続されている。純水排水系17
の配管17aには排水ポンプ18が設置されており、こ
の排水ポンプ18により所定量の純水が常時排水され、
これに伴って純水補給系16から新たな純水が補給され
続ける。
は、配管16aの先端部に設けられた、浮き16bを利
用したオーバーフローバルブ(図示せず)により制御さ
れ、これにより排水された純水の量と同量の純水が補給
されるようになっている。更に、チャンバー11内にお
いて、ピット11aの下流側には飛散ミストを回収する
ためのエリミネータ19が設置されている。
は、PHセンサ20が設置されており、この配管13a
を通って循環する純水のPH値を連続的に計測してい
る。そして、このPHセンサ20よりも下流側における
配管13aにはイオン選択除去装置21が設けられてい
る。
解分離除去法又はイオン交換樹脂を用いた装置であっ
て、純水の正又は負のイオンを除去するものである。こ
のような装置21それ自体は公知のものである。このよ
うなイオン選択除去装置21の動作は、PH制御ユニッ
ト22からの制御信号によって制御され、更にこのPH
制御ユニット22は、PHセンサ20からの出力信号を
受けて制御信号を形成する。
明する。チャンバー11内では純水がスプレーノズル1
4から連続的に噴霧され、チャンバー11を流通する外
気と気液接触して、外気に含まれる可溶性ガスが純水中
に溶解する。同時に、噴霧された純水は、下流側に設け
られたエリミネータ19に到達し、このエリミ面を濡ら
し、そこでも可溶性ガスが吸収除去される。
は、ピット11aに溜まり、再び純水循環系13を介し
てスプレーノズル14から噴霧される。つまり、純水循
環系13では純水が循環ポンプ15によって連続的に循
環している。この循環を繰り返している内に、純水循環
系13の純水中の可溶性ガス濃度は経時的に高まると同
時にその水質が酸性又はアルカリ性のいずれかに偏って
いく。
も高くなると純水のガス吸収効率が悪くなるので、ピッ
ト11aに貯留されている純水は、純水排水系17から
排水ポンプ18により所定量が排水され、これに伴って
純水補給系16から新たな純水が同量だけ補給され続け
ている。これにより純水中の可溶性ガス濃度はほぼ所定
値以下になるように管理されている。
は、PHセンサ20からの出力信号を受けているPH制
御ユニット22がこれを検知し、このPH制御ユニット
22がイオン選択除去装置21にその偏りを是正するよ
うに命令信号即ち制御信号を送出する。イオン選択除去
装置21は、その制御信号に基づいて純水の正イオン又
は負イオンのいずれかを選択的に除去する。
5.5〜7.5の範囲内に設定したとして、被処理空気
中の酸性ガス成分が増加して純水循環系13の純水が酸
性側に偏ってPH値が5.5以下に低下すると、PHセ
ンサ20からの出力信号を受けているPH制御ユニット
22がイオン選択除去装置21に純水の負イオンのみを
選択的に除去してPH値を高めるようにその運転を制御
する。イオン選択除去装置21によって純水循環系13
のPH値が設定範囲内に回復した時には、PH制御ユニ
ット22がイオン選択除去装置21にその運転停止を命
令する。
PH値が常に設定範囲内に制御されることから、純水に
よる酸性ガス或いはアルカリ性ガスの除去率の安定化を
図ることができ、しかも従来方法である不純物混入法な
どで生じる薬液蒸発による気中における除去ガス成分の
濃度上昇などの不都合も起こることがない。
係る除去装置10では、チャンバー11内のピット11
aに、純水補給系16から純水の補給がなされながら
も、その配管16aの先端部に設けられたボールタップ
によって常に所定量の純水が貯留されるように制御され
ていた。
係る除去装置10のように純水排水系17を構成する配
管17aの排出口端17bをピット11a内の純水貯留
レベルに位置決めすることにより同様に所定量の純水を
ピット11aに貯留させることができる。従って、純水
補給系16の配管16aの先端部にボールタップを設け
る必要はない。
ける除去装置10では、純水排水系17に排水ポンプ1
8を設けて強制的に純水を排出したが、これに代えて図
2に示されるように純水補給系16の配管16aに供給
ポンプ23を設けて、純水排水系17からの排水量に対
応した量の純水が常時補給されるように構成されてい
る。
1及び第2の実施形態における除去装置10では、イオ
ン選択除去装置21が純水循環系13を構成する配管1
3aに直接設けられ、当該配管13aを通過する純水の
全量においてイオンの選択除去が行われたが、図3に示
されるようにPHセンサ20の下流側で、配管13aに
バイパス管13bを設け、このバイパス管13bにイオ
ン選択除去装置21を設け、純水循環系13を循環する
純水の一部についてイオンの選択除去を行うようにする
こともできる。
施形態に係る気中不純物除去装置について説明する。図
4は第3の実施形態に係る気中不純物除去装置30の構
成を概略的に示す構成説明図である。この気中不純物除
去装置30において、図1に示される第1の実施形態に
係る気中不純物除去装置10と相違する点は、以下の部
分である。
不純物除去装置30では、イオン選択除去装置21が純
水循環系13の配管13aに設置されてはおらず、ピッ
ト11aに貯留された純水を取り出して、これをそのま
まピット11aに戻すように設置されたPH値再生管3
1に取り付けられている。この点以外の構成は、図1に
示される第1の実施形態に係る気中不純物除去装置10
と実質的に同じであるので、図4に同一の参照符号を付
してその説明を省略する。
によると、純水循環系13を流れる純水のPH値が設定
範囲外になった時、これをPHセンサ20からの出力信
号に基づいてPH制御ユニット22が検出し、イオン選
択除去装置21に運転制御信号を送出してピット11a
に貯留されている純水の正イオン又は負イオンを選択的
に除去してPH値を設定範囲内に戻す。
施形態に係る気中不純物除去装置について説明する。図
5は第4の実施形態に係る気中不純物除去装置40の構
成を概略的に示す構成説明図である。この気中不純物除
去装置40において、図1に示される第1の実施形態に
係る気中不純物除去装置10と相違する点は、以下の部
分である。
不純物除去装置40では、イオン選択除去装置21が吸
収水循環系13の配管13aに設置されてはおらず、水
補給系16の配管16aに取り付けられている。この点
以外の構成は、図1に示される第1の実施形態に係る気
中不純物除去装置10と実質的に同じであるので、図5
に同一の参照符号を付してその説明を省略する。
によると、吸収水循環系13を流れる水のPH値が設定
範囲外になった時、これをPHセンサ20からの出力信
号に基づいてPH制御ユニット22が検出し、イオン選
択除去装置21に運転制御信号を送出して水補給系16
を流れる水の正イオン又は負イオンを選択的に除去す
る。
7.5の範囲内に設定したとして、被処理空気中の酸性
ガス成分が増加して純水循環系13の水が酸性側に偏っ
てPH値が6.0以下に低下すると、PHセンサ20か
らの出力信号を受けているPH制御ユニット22がイオ
ン選択除去装置21に補給水の負イオンのみを選択的に
除去するように指令制御する。
性側に偏った水に、負イオンが除去された水がピット1
1aを介して補給されるため、PH値が設定範囲内に回
復する。PH値が設定範囲内に回復した時には、PH制
御ユニット22がイオン選択除去装置21にその運転停
止を命令する。これにより、水循環系13の水における
PH値が常に設定範囲内に制御されることから、水によ
る酸性ガス或いはアルカリ性ガスの除去率の安定化を図
ることができる。
物除去装置40でも、イオン選択除去装置21が水補給
系16を構成する配管16aに直接設けられ、当該配管
16aを通過する水の全量においてイオンの選択除去が
行われたが、図6に示されるようにこの配管16aにバ
イパス管16cを設け、このバイパス管16cにイオン
選択除去装置21を設け、水補給系16を流れる水の一
部についてイオンの選択除去を行うようにすることもで
きる。
ける気中不純物除去装置は、被処理空気に含まれる可溶
性ガス成分を吸収する吸収液として純水を用いた例につ
いてのものであったが、本発明は純水に限定されるもの
ではなく、水又は公知の種々の吸収液を使用することが
できる。
中不純物除去装置は、被処理空気に含まれる可溶性ガス
成分を吸収する吸収液として水を用いた例についてのも
のであったが、この発明についても水に限定されるもの
ではなく、公知の種々の吸収液を使用することができ
る。
において、吸収液循環系の吸収液におけるPH値の設定
範囲を、5.0〜8.0以内とすることが好ましい。ま
た、本発明における気中不純物除去装置において、電解
分離除去法によるイオン選択除去装置と、イオン交換樹
脂を用いたイオン選択除去装置とを配管系に並列に設
け、これを切換えバルブで切り換えて使用することも好
ましい。
物除去装置によれば、吸収液循環系における吸収液中の
PH値を検出し、検出されたPH値に基づいて吸収液の
正又は負のいずれか一方の極性のイオンを選択的に調整
してPH値を所定の範囲内に制御するようにしたことか
ら、従来の不純物混入法で生じる、吸収液中の不純物濃
度の上昇や薬液蒸発による気中における除去ガス成分の
濃度上昇などの不都合を起こすこともなく、吸収液によ
る酸性ガス或いはアルカリ性ガスの除去率の安定化を図
ることができる。
装置の構成を概略的に示す構成説明図である。
装置の構成を概略的に示す構成説明図である。
去装置において、イオン選択除去装置の設置個所を変更
した変形例を示す部分的な構成説明図である。
装置の構成を概略的に示す構成説明図である。
装置の構成を概略的に示す構成説明図である。
イオン選択除去装置の設置個所を変更した変形例を示す
部分的な構成説明図である。
Claims (8)
- 【請求項1】被処理空気中の可溶性ガス不純物を気液接
触法により吸収除去する気中不純物除去装置において、 吸収液を被処理空気流路内に供給し、吸収液と被処理空
気とを気液接触させて被処理空気中の可溶性ガスを吸収
液に溶解させ、可溶性ガスが溶存する吸収液を回収して
再び前記被処理空気流路内に供給する吸収液循環系と、 前記吸収液循環系における前記吸収液のPH値を検出
し、検出されたPH値に基づいて前記吸収液の正又は負
のいずれか一方の極性のイオンを選択的に調整して前記
吸収液のPH値を所定の範囲内に制御するイオン選択除
去装置とを備えて構成されていることを特徴とする気中
不純物除去装置。 - 【請求項2】 前記イオン選択除去装置が、前記吸収液
循環系における吸収液の正又は負のいずれか一方の極性
のイオンを選択的に除去して前記吸収液のPH値を所定
の範囲内に制御することを特徴とする請求項1に記載の
気中不純物除去装置。 - 【請求項3】 前記吸収液が純水であることを特徴とす
る請求項1又は2に記載の気中不純物除去装置。 - 【請求項4】 前記気中不純物除去装置が、前記吸収液
循環系に新たな吸収液を補給する吸収液補給系と、前記
吸収液循環系から一部の吸収液を排水する吸収液排水系
とを備え、 前記イオン選択除去装置が、前記吸収液補給系から補給
される新たな吸収液の正又は負のいずれか一方の極性の
イオンを選択的に除去し、この補給吸収液を前記吸収液
循環系に補給することにより前記吸収液循環系における
前記吸収液のPH値を所定の範囲内に制御することを特
徴とする請求項1又は2に記載の気中不純物除去装置。 - 【請求項5】 前記イオン選択除去装置が、電解分離除
去法による装置であることを特徴とする請求項1〜4の
いずれかに記載の気中不純物除去装置。 - 【請求項6】 前記イオン選択除去装置が、イオン交換
樹脂を用いた装置であることを特徴とする請求項1〜4
に記載の気中不純物除去装置。 - 【請求項7】 前記吸収液が水であることを特徴とする
請求項1、2、4、5又は6のいずれかに記載の気中不
純物除去装置。 - 【請求項8】 前記吸収液循環系の前記吸収液における
PH値の所定範囲が5.0〜8.0以内であることを特
徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の気中不純物除
去装置。
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