JP2001104736A

JP2001104736A - 粉塵を含む排ガス処理方法

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Publication number: JP2001104736A
Application number: JP28749699A
Authority: JP
Inventors: Toru Arakawa; 徹荒川; Kazunori Kamoi; 和徳鴨居; Toshiichi Hayatsu; 敏一早津; Hideaki Ito; 英明伊藤; Takashi Hasuo; 任志蓮尾
Original assignee: Nippon Soda Co Ltd
Current assignee: Nippon Soda Co Ltd
Priority date: 1999-10-08
Filing date: 1999-10-08
Publication date: 2001-04-17
Anticipated expiration: 2019-10-08
Also published as: JP3260345B2

Abstract

(57)【要約】【課題】微細な粉塵特に、水溶性微粒子を含む排ガスを
処理する方法において、経済性にすぐれ、しかも電気集
塵機と同等の高い集塵効率が得られる、少量から工業的
な多量の排ガスにも適用可能な処理方法を提供するこ
と。【解決手段】ベンチュリースクラバーとエキスパンドメ
タルを組み合わせること、更に詳しくはベンチュリース
クラバーの後方にエキスパンドメタルを配置すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉塵を含む排ガス
処理方法に関し、更に詳しくは、排ガス中に含まれる粉
塵、特に水溶性微粒子の効率的な集塵方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】排ガス中に含まれる微粒子の粉塵を除去
する方法としては、従来、慣性集塵、遠心集塵、フィル
ター集塵、洗浄集塵、電気集塵等の方法が知られてい
る。なかでも、最も集塵（除去）効率の高い方法として
電気集塵が知られているが、電気集塵機は設備が高価で
あり、特別高圧の電気を供給する工作物としての規制も
受けるという問題を有している。

【０００３】比較的安価でしかも分離限界粒径が小さい
粒子に適用できる集塵方法としては、洗浄集塵装置であ
るベンチュリースクラバーと気液分離に用いる遠心集塵
装置であるサイクロンを組み合わせる方法が知られてい
るが、電気集塵と同等の集塵能力を得ることは困難であ
る。また、この組み合わせでより微小の粉塵を集塵する
には、ベンチュリースクラバーおよびサイクロンに、よ
り大きな圧力損失を必要とし、吸引ブロワーなどの電力
消費量が大きく経済性に問題があり実用的ではない。ま
た、処理風量が増えた場合、サイクロンの気液分離性能
を保つには、さらに大きな圧力損失を必要としたり、複
数のサイクロンを並列配置した複雑なマルチクロンを必
要としたり、工業的に多量の排ガスを処理する場合には
実用上問題がある。

【０００４】以上の問題を解決する手段の一つとして、
衝突・慣性集塵を原理とする低圧損失型の多層フィルタ
ーが知られている。特開平６−３３５６１０号公報に
は、上記多層フィルターの欠点である１μｍ以下の軽量
粉塵の捕集率を改善するため、衝突・慣性フィルターの
前方で粉塵に液体を吸着させ、この液体が吸着された粉
塵を衝突・慣性フィルターで捕集する方法が記載されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
６−３３５６１０号公報に記載された改良方法において
も、例えば、ナトリウムを燃焼させた場合に発生する水
溶性微粒子を多く含む排ガスをスプレー塔や充填塔で水
と接触させ、かつガス温度が５０℃以下となった後に衝
突・慣性集塵を原理とする低圧損失型の多層フィルター
に捕集させても６０％程度の集塵効果しか得られなかっ
た。また、排ガス中に煤、油ミストが混在すると、単に
排ガスをスプレー塔、充填塔に通したり、充分に水溶性
微粒子と水の接触ができず、目的である水溶性微粒子の
水への吸収及び／又は吸着することが不充分となり、後
方に配置したエキスパンドメタル等で捕集しきれないと
いう問題がある。本発明は、微細な粉塵特に、水溶性微
粒子を含む排ガスを処理する方法において、経済性にす
ぐれ、しかも電気集塵機と同等の高い集塵効率が得られ
る、少量から工業的な多量の排ガスにも適用可能な処理
方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、ベンチュリースクラバ
ー及び衝突・慣性フィルター特にエキスパンドメタルを
組み合わせることで設備費、運転費を削減することがで
き、しかも従来にない集塵効率を達成できることを見出
し、本発明を完成するにいたった。

【０００７】即ち、本発明は、粉塵を含む排ガスの処理
方法において、ベンチュリースクラバーと衝突・慣性フ
ィルターを組み合わせることを特徴とする排ガス処理方
法（請求項１）に関し、更に詳しくはベンチュリースク
ラバーの後方に衝突・慣性フィルターを配置することを
特徴とする請求項１に記載の排ガス処理方法（請求項
２）、衝突・慣性フィルターで気液分離された水をベン
チュリースクラバーへ供給することを特徴とする請求項
１又は２に記載の排ガス処理方法（請求項３）、又は衝
突・慣性フィルターがエキスパンドメタルであることを
特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の排ガス処理
方法（請求項４）に関する。

【０００８】また、ベンチュリースクラバーのスロート
部（最小絞り部）流速を４０〜６０ｍ／秒、好ましくは
５０〜５５ｍ／秒、及びスロート部（最小絞り部）に供
給する液とガス比（ｌ／ｍ³）を２．３〜４．０、好ま
しくは３．０〜４．０に設定することを特徴とする請求
項１〜４又は請求項１〜５（請求項５、請求項６）のい
ずれかに記載の排ガス処理方法に関する。

【０００９】また、衝突・慣性フィルターの枚数を１０
〜３０枚、好ましくは１５〜２０枚、及びガス衝突流速
を０．５〜２．０ｍ／秒、好ましくはガス衝突流速を
１．５〜２．０ｍ／秒に設定することを特徴とする請求
項１〜６に記載の排ガス処理方法（請求項７、請求項
８）に関する。

【００１０】また、粉塵を含む排ガスが水溶性微粒子を
含む排ガスであることを特徴とする請求項１〜８のいず
れかに記載の排ガス処理方法（請求項９）に関し、水溶
性微粒子を含む排ガスが、水溶性微粒子と煤・油ミスト
が混在する排ガスであることを特徴とする請求項９に記
載の排ガス処理方法（請求項１０）に関し、水溶性微粒
子を含む排ガスが、アルカリ金属を燃焼させたときに発
生する排ガスであることを特徴とする請求項９又は９の
いずれかに記載の排ガス処理方法（請求項１１）に関す
る。

【００１１】更に、水溶性微粒子が、アルカリ金属の酸
化物、水酸化物、炭酸塩、及び／又は重炭酸塩の微粒子
であることを特徴とする請求項１０又は１１のいずれか
に記載の排ガス処理方法（請求項１２）に関し、アルカ
リ金属がナトリウム及び／又はカリウムであることを特
徴とする請求項１１又は１２に記載の排ガス処理方法
（請求項１３）に関する。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明は粉塵を含む排ガスの処理
において、ベンチュリースクラバーとエキスパンドメタ
ル等の衝突・慣性フィルターを組みあわせたことを特徴
とし、特に図１に示すように、ベンチュリースクラバー
の後方にエキスパンドメタル等の衝突・慣性フィルター
を配置するのが好ましい。前段で排ガスを洗浄集塵機の
ベンチュリースクラバーを用い、目的の水溶性微粒子を
吸収及び／又は吸着し、その後、エキスパンドメタル等
の衝突・慣性フィルターを数枚組み合わせたスクリーン
に衝突させて、ベンチュリースクラバーで散水した水滴
と共に含水させた目的の水溶性微粒子を集塵し、更にベ
ンチュリースクラバーで水と接触できなかった水溶性微
粒子を吸収及び／又は吸着を補助しながら集塵すること
ができる。排ガス中の水溶性微粒子の濃度に応じて、ベ
ンチュリースクラバーの前段に簡単な集塵装置を組み合
わせれば更に集塵（除去）効果を上げることができる。
簡単な集塵装置とは、邪魔板を気流通路に設置した慣性
集塵機やスプレー塔、充填塔などの洗浄集塵機を例示す
ることができる。

【００１３】本発明における、粉塵とは、粒径が０．１
〜百数十μｍの分布を有する微粒子を表し、特に粉塵が
水溶性微粒子であるときに用いるのが好ましい。この場
合、水溶性微粒子とは水溶解性を有する粒子を表す。更
に、水溶性微粒子に煤・油ミストが混在した場合やアル
カリ金属であるナトリウム及び／又はカリウム等を燃焼
させたときに発生する微粒子を集塵する方法として有効
である。この場合、微粒子の成分としては、アルカリ金
属の酸化物、水酸化物、炭酸塩及び／又は重炭酸塩が主
成分であり、具体的には、酸化ナトリウム、酸化カリウ
ム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウ
ム、炭酸カリウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム
等を例示することができる。発生した排ガスは、エキス
パンドメタル等の衝突・慣性フィルター後方に設置され
た、排気ブロワーによって吸引、もしくはベンチュリー
スクラバー前方に設けられたファンによって送気、もし
くは両方を併用することにより、移送することができ
る。

【００１４】ベンチュリースクラバーは、洗浄集塵装置
の代表的な装置であり、圧力損失を１０００〜２０００
ｍｍＨ₂Ｏに設定すれば、０．１μｍ以下の微粒子も捕
集することは可能であるが、本発明では、経済性を考慮
して、圧力損失は３００〜１０００ｍｍＨ₂Ｏの範囲で
設定するのが好ましい。ベンチュリースクラバーにおい
て、水溶性微粒子に関しては水に吸収もしくは吸着さ
せ、又は水を介してある程度凝集させる能力を有してい
れば充分である。

【００１５】ベンチュリースクラバーのスロート部（最
小絞り部）に供給する液とガス比、及びスロート部（最
小絞り部）流速を選択することにより、装置の能力を発
揮させ集塵効率を上げることができる。特に、水溶性微
粒子を含む排ガスの処理では、それらの値を選択した場
合、有効である。即ち、スロート流速部（最小絞り部）
を４０〜６０ｍ／秒、及びスロート部（最小絞り部）に
供給する液とガス比（ｌ／ｍ³）を２．３〜４．０に設
定することで、後置したエキスパンドメタルとの組み合
わせで経済性、及び集塵効率の優れた排ガス処理が可能
となる。特に、スロート部（最小絞り部）流速を５０〜
５５ｍ／秒、及びスロート部（最小絞り部）に供給する
液とガス比（ｌ／ｍ³）を３．０〜４．０の範囲に設定
した場合に、最も効率が上がげることができる。スロー
ト部（最小絞り部）流速が４０ｍ／秒以下では、充分な
吸収又は吸着が行えず、６０ｍ／秒以上では経済性が悪
くなる。また、スロート部（最小絞り部）に供給する液
とガス比２．３以下では、充分な吸収、吸着が行えず、
４．０以上では経済性が悪くなる。

【００１６】衝突・慣性フィルターとは、衝突・慣性集
塵を原理とするフィルターの一種であり、低圧損失型の
ものをいう。中でもエキスパンドメタルを用いるのが好
ましい。エキスパンドメタルとは、薄い金属板をプレス
しハニカム状の穴をある角度をもたせて多数形成した網
目状フィルターであり、その目の方向を１枚ごとに角度
変えて複数枚組み合わせて使用されるものである。通
常、４５度の角度を持たせたハニカム状の穴を有するフ
ィルターを１枚ごとに９０度かえて複数枚組み合わせて
用いる。用いるフィルター材質は、耐熱性、耐蝕性にす
ぐれたステンレス又はアルミ合金等が好ましい。

【００１７】エキスパンドメタル等の慣性・衝突フィル
ターに対する衝突速度、及び使用する枚数を調整するこ
とで、経済性及び集塵効率を上げることができる。特
に、ベンチュリースクラバーで多くの水を含んだ排ガス
を処理する場合に有効である。即ち、該フィルターの枚
数を１０〜３０枚、及びガス衝突流速を０．５〜２．０
ｍ／秒の範囲に設定するのが好ましく、特に該フィルタ
ーの枚数を１５〜２０枚、及びガス衝突流速を１．５〜
２．０ｍ／秒の範囲に設定するのが好ましい。該フィル
ターの枚数が１０枚以下では集塵効率が十分得られず、
３０枚以上では圧力損失が大きく経済性が悪くなる。
又、ガスの衝突速度が、０．５ｍ／秒以下あるいは２．
０ｍ／秒以上では集塵効率が低下する。

【００１８】ベンチュリースクラバーのスロート部（最
小絞り部）流速や衝突・慣性フィルター衝突流速は、あ
らかじめ処理する風量に応じてスロート径（最小絞り
径）や衝突・慣性フィルター面積を設計することで調節
することもできるが、衝突・慣性フィルター後方に設置
された排気ブロワー手前のダンパー、もしくはベンチュ
リースクラバー前方に設けられたファン後方のダンパ
ー、もしくは両方を併用することにより調節又は微調節
することができる。さらに、ベンチュリースクラバー入
口と出口、衝突・慣性フィルター入口と出口の各差圧
（圧力損失）を測定することで、容易に調節又は微調節
することができる。

【００１９】衝突・慣性フィルターで捕集された水及び
粉塵は、例えば地下ピット等に貯水される。この水を、
適当な処理で粉塵を除去したのち、ポンプでベンチュリ
ースクラバーへ再供給することで、水を節約でき、さら
には外部への環境汚染を確実に防止することができる。

【００２０】以下実施例により本発明を更に詳細に説明
するが、本発明の範囲は実施例に限定されるものではな
い。

【００２１】

【実施例】実施例１〜実施例４図１に示すように、ベンチュリースクラバーの後方にエ
キスパンドメタルを配置し、第１表に示すような条件の
もと、廃油・木材と共に金属ナトリウムを燃焼した場合
に発生する水溶性微粒子を含む排ガスをブロワーで吸引
し、排ガス中の水溶性微粒子を集塵した。その結果を第
１表にまとめて示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】実施例５金属ナトリウムの代りに金属カリウムを用い、第２表に
示す条件のもと、実施例１と同様に、水溶性微粒子を集
塵した。その結果を第２表にまとめて示す

【００２４】

【表２】

【００２５】比較例１〜比較例３エキスパンドメタル・スクリーンの代りに、遠心集塵の
サイクロンを用い、第３表に示す条件で実施例１と同様
に、水溶性微粒子を集塵した。その結果を第３表にまと
めて示す。

【００２６】

【表３】

【００２７】エキスパンドメタルを用いた場合に比較し
て除去率の低下が見られた。また風量が増えた場合に
は、同等な気液分離性能を有するサイクロンに必要な圧
力損失が増える結果になった。

【００２８】比較例４第４表に示す条件もと、ベンチュリースクラバーの代わ
りに充填塔を用い、実施例１と同様の装置を用いて、水
溶性微粒子を集塵した。その結果をまとめて第４表に示
す。

【００２９】

【表４】

【００３０】この結果、除去率の大幅な低下が見られ
た。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の方法は、ベ
ンチュリースクラバーとエキスパンドメタルを組み合わ
せること、さらには、ベンチュリースクラバーのストロ
ー速度、及び液ガス比、エキスバンドメタルの使用枚
数、衝突速度を適当に調節することにより、特に水溶性
微粒子を含む排ガス処理において、経済性、及び集塵効
率とも満足させることができ、工業的な排ガス処理シス
テムとして有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１に係わる集塵システムの該略的な構成
を示す図である。

【符号の説明】

１．Ｎａ、Ｋ燃焼室２．ベンチュリースクラバー３．エキスパンドメタル４．循環ポンプ５．煙突６．汚水ピット７．排気ブロワー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者早津敏一新潟県中頸城郡中郷村大字藤沢950日本曹達株式会社二本木工場生産技術研究所内 (72)発明者伊藤英明新潟県中頸城郡中郷村大字藤沢950日本曹達株式会社二本木工場生産技術研究所内 (72)発明者蓮尾任志新潟県中頸城郡中郷村大字藤沢950日本曹達株式会社二本木工場生産技術研究所内Ｆターム(参考） 4D031 AB02 AB16 AB23 AB29 BA01 BA04 BA06 BA10 BB01 BB10 DA01 DA04 EA03 4D032 AD01 BA06 BB05 CA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粉塵を含む排ガスの処理方法において、
ベンチュリースクラバーと衝突・慣性フィルターを組み
合わせることを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項２】ベンチュリースクラバーの後方に衝突・
慣性フィルターを配置することを特徴とする請求項１に
記載の排ガス処理方法。
【請求項３】衝突・慣性フィルターで気液分離された
水をベンチュリースクラバーへ供給することを特徴とす
る請求項１又は２に記載の排ガス処理方法。
【請求項４】衝突・慣性フィルターがエキスパンドメ
タルであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
記載の排ガス処理方法。
【請求項５】ベンチュリースクラバーのスロート部
（最小絞り部）流速を４０〜６０ｍ／秒、及びスロート
部（最小絞り部）に供給する液とガス比（ｌ／ｍ³）を
２．３〜４．０に設定することを特徴とする請求項１〜
４のいずれかに記載の排ガス処理方法。
【請求項６】ベンチュリースクラバーのスロート部
（最小絞り部）流速を５０〜５５ｍ／秒、及びスロート
部（最小絞り部）に供給する液とガス比（ｌ／ｍ³）を
３．０〜４．０に設定することを特徴とする請求項１〜
４のいずれかに記載の排ガス処理方法。
【請求項７】衝突・慣性フィルターの枚数を１０〜３
０枚、及びガス衝突流速を０．５〜２．０ｍ／秒に設定
することを特徴とする請求項１〜６に記載の排ガス処理
方法。
【請求項８】衝突・慣性フィルターの枚数を１５〜２
０枚、及びガス衝突流速を１．５〜２．０ｍ／秒に設定
することを特徴とする請求項１〜６に記載の排ガス処理
方法。
【請求項９】粉塵を含む排ガスが水溶性微粒子を含む
排ガスであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか
に記載の排ガス処理方法。
【請求項１０】水溶性微粒子を含む排ガスが、水溶性
微粒子と煤・油ミストが混在する排ガスであることを特
徴とする請求項９に記載の排ガス処理方法。
【請求項１１】水溶性微粒子を含む排ガスが、アルカ
リ金属を燃焼させたときに発生する排ガスであることを
特徴とする請求項９又は１０のいずれかに記載の排ガス
処理方法。
【請求項１２】水溶性微粒子が、アルカリ金属の酸化
物、水酸化物、炭酸塩、及び／又は重炭酸塩の微粒子で
あることを特徴とする請求項１０又は１１のいずれかに
記載の排ガス処理方法。
【請求項１３】アルカリ金属がナトリウム及び／又は
カリウムであることを特徴とする請求項１１又は１２に
記載の排ガス処理方法。