JP2002263448A - 固定層式活性炭吸着塔 - Google Patents
固定層式活性炭吸着塔Info
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- JP2002263448A JP2002263448A JP2001065932A JP2001065932A JP2002263448A JP 2002263448 A JP2002263448 A JP 2002263448A JP 2001065932 A JP2001065932 A JP 2001065932A JP 2001065932 A JP2001065932 A JP 2001065932A JP 2002263448 A JP2002263448 A JP 2002263448A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ダイオキシンの除去率を一定の水準以上に保
ちながら、処理可能な排ガス流量を大きくすることを可
能とした固定層式活性炭吸着塔を提供することを目的と
する。 【解決手段】 固定層式活性炭吸着塔の活性炭層８a〜
８ｄを通過するガスを２系統以上に分けて通過させる構
造とした。前記活性炭層８a〜８ｄの厚みを１層あたり
０．０５ｍ〜０．５０ｍにすることが好ましい。また、
前記系統ごとに、複数の活性炭層を設けることができ
る。
ちながら、処理可能な排ガス流量を大きくすることを可
能とした固定層式活性炭吸着塔を提供することを目的と
する。 【解決手段】 固定層式活性炭吸着塔の活性炭層８a〜
８ｄを通過するガスを２系統以上に分けて通過させる構
造とした。前記活性炭層８a〜８ｄの厚みを１層あたり
０．０５ｍ〜０．５０ｍにすることが好ましい。また、
前記系統ごとに、複数の活性炭層を設けることができ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固定層式活性炭吸
着塔に関するものである。さらに詳細には、本発明は、
燃焼排ガス中に含まれるダイオキシンを除去するための
固定層式活性炭吸着塔に関するものである。
着塔に関するものである。さらに詳細には、本発明は、
燃焼排ガス中に含まれるダイオキシンを除去するための
固定層式活性炭吸着塔に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、地球環境問題、特に大気汚染問題
が深刻化しており、その対策が切望されている。そこ
で、産業廃棄物処理場、ゴミ処理場などを運営する自治
体や、これらの処理プラントを製造するゴミ焼却プラン
トメーカーなどのプラントメーカーは、ダイオキシンな
どの大気汚染の環境問題に対処するために、排ガスの排
出に以前にも増して万全の注意を払っている。そして、
排ガス中の有害成分を大気に出さないように、有害成分
の除去装置の除去効率の上昇について改良につとめてい
る。一方、日本国厚生省は、廃棄物の焼却によって生成
されるダイオキシンの排出を削減するため廃棄物の処理
および清掃に関する法律（廃棄物処理法）の施行令（政
令）と同規則（省令）とを改正して、排ガス中のダイオ
キシン濃度の基準を一段と厳しくする傾向にある。
が深刻化しており、その対策が切望されている。そこ
で、産業廃棄物処理場、ゴミ処理場などを運営する自治
体や、これらの処理プラントを製造するゴミ焼却プラン
トメーカーなどのプラントメーカーは、ダイオキシンな
どの大気汚染の環境問題に対処するために、排ガスの排
出に以前にも増して万全の注意を払っている。そして、
排ガス中の有害成分を大気に出さないように、有害成分
の除去装置の除去効率の上昇について改良につとめてい
る。一方、日本国厚生省は、廃棄物の焼却によって生成
されるダイオキシンの排出を削減するため廃棄物の処理
および清掃に関する法律（廃棄物処理法）の施行令（政
令）と同規則（省令）とを改正して、排ガス中のダイオ
キシン濃度の基準を一段と厳しくする傾向にある。
【０００３】このような状況下において、既設の処理プ
ラントの場合には、設置スペース、予算、工事中のゴミ
処理等様々な問題から、ダイオキシン対策の改造を実施
することが困難な焼却施設がほとんどである。また、新
設のプラントの場合においても、敷地面積の制約でダイ
オキシン対策を施すための装置を設置するスペースがな
く困難なことが多い。
ラントの場合には、設置スペース、予算、工事中のゴミ
処理等様々な問題から、ダイオキシン対策の改造を実施
することが困難な焼却施設がほとんどである。また、新
設のプラントの場合においても、敷地面積の制約でダイ
オキシン対策を施すための装置を設置するスペースがな
く困難なことが多い。
【０００４】実用化レベルにある活性炭を利用したダイ
オキシン除去方法として最も一般的なものは、粉末活性
炭の吹込みである。粉末活性炭の吹込みとは、粉末活性
炭をバグフィルターの前で吹いてダイオキシン類を吸着
させて除去するものである。排出されるダイオキシンの
量を０．１〜０．０１ｎｇ−TEQ／Ｎｍ3以下を保証しな
ければならない処理プラントでは、バグフィルターの後
流にバックアップシステムとして活性炭吸着塔が必要に
なっている。
オキシン除去方法として最も一般的なものは、粉末活性
炭の吹込みである。粉末活性炭の吹込みとは、粉末活性
炭をバグフィルターの前で吹いてダイオキシン類を吸着
させて除去するものである。排出されるダイオキシンの
量を０．１〜０．０１ｎｇ−TEQ／Ｎｍ3以下を保証しな
ければならない処理プラントでは、バグフィルターの後
流にバックアップシステムとして活性炭吸着塔が必要に
なっている。
【０００５】ここで、従来よりダイオキシン除去装置と
して実機化されている活性炭吸着塔は、移動層式活性炭
吸着塔がほとんどである。移動層式の場合は、個々の粒
状活性炭を動かすため、常に新しい表面を排ガスと接触
させることができる。しかし、活性炭同士が擦れ合うた
めに、ダイオキシンを含んだ活性炭粉が後流に飛散し、
ばい塵を発生することになる。したがって、移動の速度
はごく小さくせざるを得ない。このために、その捕集用
のバグフィルター等が必要となり、設備が固定層式に比
べ増えてしまう傾向がある。すなわち、過剰な設備を要
する。
して実機化されている活性炭吸着塔は、移動層式活性炭
吸着塔がほとんどである。移動層式の場合は、個々の粒
状活性炭を動かすため、常に新しい表面を排ガスと接触
させることができる。しかし、活性炭同士が擦れ合うた
めに、ダイオキシンを含んだ活性炭粉が後流に飛散し、
ばい塵を発生することになる。したがって、移動の速度
はごく小さくせざるを得ない。このために、その捕集用
のバグフィルター等が必要となり、設備が固定層式に比
べ増えてしまう傾向がある。すなわち、過剰な設備を要
する。
【０００６】したがって、過剰あるいは過大な設備を要
することなく、ダイオキシンの除去率を一定の水準以上
に保つことが要請されていた。
することなく、ダイオキシンの除去率を一定の水準以上
に保つことが要請されていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題を
鑑みてなされたものであり、ダイオキシンの除去率を一
定の水準以上に保ちながら、処理可能な排ガス流量を大
きくすることを可能とした固定層式活性炭吸着塔を提供
することを目的とする。
鑑みてなされたものであり、ダイオキシンの除去率を一
定の水準以上に保ちながら、処理可能な排ガス流量を大
きくすることを可能とした固定層式活性炭吸着塔を提供
することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るダイオキシン除去固定層式活性炭吸着
塔は、活性炭層を通過するガスを２系統以上に分けて通
過させる構造を有することを特徴とする。ここで、前記
活性炭層の厚みを１層あたり０．０５ｍ〜０．５ｍにす
ることが好ましい。前記系統ごとに、複数の活性炭層を
設けることが好ましい。また、活性炭層に用いられる活
性炭は、大きな比表面積と吸着性能をもつ多孔質の炭素
質物質である。活性炭の形状は本発明で要求される固定
層式活性炭吸着塔の機能（吸着性能）を有する限り限定
されるものではないが、例えば、比表面積は８００〜１
２００ｍ2・ｇ-1、細孔径１０〜２０オングストローム
が好ましい。組成は炭素を主成分とするが、ほかに少量
の水素、酸素、無機成分を含む。化学構造は、無定形
で、表面に水酸基、キノン基などの官能基をもってい
る。
に、本発明に係るダイオキシン除去固定層式活性炭吸着
塔は、活性炭層を通過するガスを２系統以上に分けて通
過させる構造を有することを特徴とする。ここで、前記
活性炭層の厚みを１層あたり０．０５ｍ〜０．５ｍにす
ることが好ましい。前記系統ごとに、複数の活性炭層を
設けることが好ましい。また、活性炭層に用いられる活
性炭は、大きな比表面積と吸着性能をもつ多孔質の炭素
質物質である。活性炭の形状は本発明で要求される固定
層式活性炭吸着塔の機能（吸着性能）を有する限り限定
されるものではないが、例えば、比表面積は８００〜１
２００ｍ2・ｇ-1、細孔径１０〜２０オングストローム
が好ましい。組成は炭素を主成分とするが、ほかに少量
の水素、酸素、無機成分を含む。化学構造は、無定形
で、表面に水酸基、キノン基などの官能基をもってい
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、添付図面にもとづいて本発
明に係る固定層式活性炭吸着塔の好適な実施の形態を説
明する。図１〜図３に、本発明に係る固定層式活性炭吸
着塔の一実施の形態を示す。図１は本実施の形態の固定
層式活性炭吸着塔１の断面図を示す。図２は、本実施の
形態の固定層式活性炭吸着塔１の斜視図を示す。図３
は、本実施の形態の固定層式活性炭吸着塔１の内部の活
性炭層を示した斜視図を示す。なお、図２、図３におい
て、図１に描かれた活性炭投入口２、ふた３、フレコン
バッグ６、活性炭５、活性炭投入ホッパ７、スライドゲ
ート９、活性炭溜１０、スクリューコンベヤ１１、活性
炭排出口１２は概観を見やすくするために省略してあ
る。
明に係る固定層式活性炭吸着塔の好適な実施の形態を説
明する。図１〜図３に、本発明に係る固定層式活性炭吸
着塔の一実施の形態を示す。図１は本実施の形態の固定
層式活性炭吸着塔１の断面図を示す。図２は、本実施の
形態の固定層式活性炭吸着塔１の斜視図を示す。図３
は、本実施の形態の固定層式活性炭吸着塔１の内部の活
性炭層を示した斜視図を示す。なお、図２、図３におい
て、図１に描かれた活性炭投入口２、ふた３、フレコン
バッグ６、活性炭５、活性炭投入ホッパ７、スライドゲ
ート９、活性炭溜１０、スクリューコンベヤ１１、活性
炭排出口１２は概観を見やすくするために省略してあ
る。
【００１０】図２、図３に示すように、固定層式活性炭
吸着塔１に、１つの入口１３と２つの出口１４a、１４
ｂを設けている。ただし、図に示されていない２つの出
口１４a、１４ｂは上方に延長し合流している。さら
に、図１も参照して、ダイオキシンを吸着する機能を有
する活性炭層を１つの入口１３と２つの出口１４a、１
４ｂの間にそれぞれ２層ずつ、合計４層８a〜８ｄとし
ている。これらの活性炭層８a〜８ｄを、固定層式活性
炭吸着塔１の中に、支持体（図に示さず）で、排ガスの
流動方向に対して垂直方向になるように立設させてい
る。左右それぞれの活性炭層８a〜８ｄの間には空間４a
〜４ｅを開けている。特に、２つの活性炭層８a〜８ｂ
の間に、空間４ｂを設け、同様に、２つの活性炭層８
ｃ、８ｄの間に、空間４ｄを設けることが整流のために
好ましい。さらに、上記入口１３は前流側、上記出口１
４a、１４ｂは後流側に設け、それぞれ、前流側と後流
側の所定の装置に接続している。すなわち、例えば、入
口１３はバグフィルターに接続しており、出口１４a、
１４ｂは煙突入口に接続している。
吸着塔１に、１つの入口１３と２つの出口１４a、１４
ｂを設けている。ただし、図に示されていない２つの出
口１４a、１４ｂは上方に延長し合流している。さら
に、図１も参照して、ダイオキシンを吸着する機能を有
する活性炭層を１つの入口１３と２つの出口１４a、１
４ｂの間にそれぞれ２層ずつ、合計４層８a〜８ｄとし
ている。これらの活性炭層８a〜８ｄを、固定層式活性
炭吸着塔１の中に、支持体（図に示さず）で、排ガスの
流動方向に対して垂直方向になるように立設させてい
る。左右それぞれの活性炭層８a〜８ｄの間には空間４a
〜４ｅを開けている。特に、２つの活性炭層８a〜８ｂ
の間に、空間４ｂを設け、同様に、２つの活性炭層８
ｃ、８ｄの間に、空間４ｄを設けることが整流のために
好ましい。さらに、上記入口１３は前流側、上記出口１
４a、１４ｂは後流側に設け、それぞれ、前流側と後流
側の所定の装置に接続している。すなわち、例えば、入
口１３はバグフィルターに接続しており、出口１４a、
１４ｂは煙突入口に接続している。
【００１１】入口１３には整流板１５を設けている。ま
た、活性炭層８a〜８ｄの上部には、活性炭投入口２を
設けている。この活性炭投入口２の上部にはふた３a〜
３ｄを設けている。活性炭層８a〜８ｄの下部には、ス
ライドゲート９a〜９ｄを設けている。該スライドゲー
ト９a〜９ｄを隔てて活性炭層８a〜８ｄに活性炭溜１０
を設けている。活性炭溜１０の中には、スクリューコン
ベヤ１１を設けている。スライドゲート９a〜９ｄ、活
性炭層８a〜８ｄ、活性炭溜１０、スクリューコンベヤ
１１などは、図１において、断面として表現されてい
る。これらの構成要素は、活性炭吸着塔１の長手方向
（図示の紙面に対し垂直方向）に略同じ長さで延長して
いる。なお、ふた３a〜３ｄなどの付属する構成要素も
同様である。活性炭溜１０の壁面は、活性炭排出口１２
に向けて傾斜面をなしている。活性炭排出口１２は円筒
形状であり、スクリューコンベヤ１１の下方に少なくと
も１カ所に設けられている。本実施の形態では該活性炭
排出口１２を活性炭溜１０の出口１４a、１４ｂ側端部
に設けている。つぎに、適宜、ふた３a〜３ｄを開けて
活性炭投入口２a〜２ｄにフィットするように、活性炭
投入ホッパ７が用意されている。また、活性炭投入ホッ
パ７に活性炭５を注ぐことができるようにフレコンバッ
グ６を固定材（図に示さず）で固定している。
た、活性炭層８a〜８ｄの上部には、活性炭投入口２を
設けている。この活性炭投入口２の上部にはふた３a〜
３ｄを設けている。活性炭層８a〜８ｄの下部には、ス
ライドゲート９a〜９ｄを設けている。該スライドゲー
ト９a〜９ｄを隔てて活性炭層８a〜８ｄに活性炭溜１０
を設けている。活性炭溜１０の中には、スクリューコン
ベヤ１１を設けている。スライドゲート９a〜９ｄ、活
性炭層８a〜８ｄ、活性炭溜１０、スクリューコンベヤ
１１などは、図１において、断面として表現されてい
る。これらの構成要素は、活性炭吸着塔１の長手方向
（図示の紙面に対し垂直方向）に略同じ長さで延長して
いる。なお、ふた３a〜３ｄなどの付属する構成要素も
同様である。活性炭溜１０の壁面は、活性炭排出口１２
に向けて傾斜面をなしている。活性炭排出口１２は円筒
形状であり、スクリューコンベヤ１１の下方に少なくと
も１カ所に設けられている。本実施の形態では該活性炭
排出口１２を活性炭溜１０の出口１４a、１４ｂ側端部
に設けている。つぎに、適宜、ふた３a〜３ｄを開けて
活性炭投入口２a〜２ｄにフィットするように、活性炭
投入ホッパ７が用意されている。また、活性炭投入ホッ
パ７に活性炭５を注ぐことができるようにフレコンバッ
グ６を固定材（図に示さず）で固定している。
【００１２】つぎに、図１〜３の本実施の形態に係る固
定層式活性炭吸着塔１の作用について説明する。ダイオ
キシンを含む排ガスを、固定層式活性炭吸着塔１の入口
１３から導入する。前流の所定装置から導入された排ガ
スを、図１〜３におけるように、左右の方向の２路に分
け、それぞれの方向で活性炭層８a、８ｂと、活性炭層
８ｃ、８ｄを２層ずつ、空間４a〜４ｅを通過させ、そ
れぞれの出口１４a、１４ｂに到達させる。これによっ
て、排ガスを活性炭層８a〜８ｄ中を通過させる。そし
て、活性炭の吸着性能によって、排ガス中のダイオキシ
ンを活性炭層に吸着させ除去する。つぎに、出口１４
a、１４ｂを通過した排ガスは、ダイオキシンが除去さ
れて、後流の所定装置に流れる。なお、上記のように、
２層ずつの活性炭層８a〜８ｄを通過させるのは、前段
でダイオキシンの除去とともにガスを整流して後段で確
実に有害物質を除去するためである。また、活性炭性能
が落ちていたときでも全段を取り替えなくても良く、ま
ず前段のみを交換することが可能となるので、運用コス
トの面でも有利となる。
定層式活性炭吸着塔１の作用について説明する。ダイオ
キシンを含む排ガスを、固定層式活性炭吸着塔１の入口
１３から導入する。前流の所定装置から導入された排ガ
スを、図１〜３におけるように、左右の方向の２路に分
け、それぞれの方向で活性炭層８a、８ｂと、活性炭層
８ｃ、８ｄを２層ずつ、空間４a〜４ｅを通過させ、そ
れぞれの出口１４a、１４ｂに到達させる。これによっ
て、排ガスを活性炭層８a〜８ｄ中を通過させる。そし
て、活性炭の吸着性能によって、排ガス中のダイオキシ
ンを活性炭層に吸着させ除去する。つぎに、出口１４
a、１４ｂを通過した排ガスは、ダイオキシンが除去さ
れて、後流の所定装置に流れる。なお、上記のように、
２層ずつの活性炭層８a〜８ｄを通過させるのは、前段
でダイオキシンの除去とともにガスを整流して後段で確
実に有害物質を除去するためである。また、活性炭性能
が落ちていたときでも全段を取り替えなくても良く、ま
ず前段のみを交換することが可能となるので、運用コス
トの面でも有利となる。
【００１３】なお、活性炭層８a〜８ｄが劣化したとき
は、まず、スライドゲート９a〜９ｄを抜き、活性炭を
活性炭溜１０に重力によって落とす。活性炭溜１０に溜
まった活性炭はスクリューコンベヤ１１によって、活性
炭排出口１２側に送られ、排出される。つぎに、スライ
ドゲートをしめる。ふた３a〜３ｄを開け、活性炭投入
ホッパ７を活性炭投入口２a〜２ｄにフィットさせる。
フレコンバッグ６から活性炭５を活性炭投入ホッパ７に
入れ、重力によって活性炭層８ｄに充填する。なお、こ
のとき、活性炭が劣化しやすい前段の活性炭層８ｂ、８
ｃの活性炭だけを変えてもよい。なお、フレコンバッグ
６は図示しない手段によって、固定層式活性炭吸着塔１
の長手方向に沿って移動する。
は、まず、スライドゲート９a〜９ｄを抜き、活性炭を
活性炭溜１０に重力によって落とす。活性炭溜１０に溜
まった活性炭はスクリューコンベヤ１１によって、活性
炭排出口１２側に送られ、排出される。つぎに、スライ
ドゲートをしめる。ふた３a〜３ｄを開け、活性炭投入
ホッパ７を活性炭投入口２a〜２ｄにフィットさせる。
フレコンバッグ６から活性炭５を活性炭投入ホッパ７に
入れ、重力によって活性炭層８ｄに充填する。なお、こ
のとき、活性炭が劣化しやすい前段の活性炭層８ｂ、８
ｃの活性炭だけを変えてもよい。なお、フレコンバッグ
６は図示しない手段によって、固定層式活性炭吸着塔１
の長手方向に沿って移動する。
【００１４】図１〜３に図示した実施の形態では、排ガ
スを２系統に分けている。このため、２系統に分けない
ものと比べると、排ガスの通過する活性炭層１３の断面
積が２倍になる。よって、同流量の排ガスを実質上１/
２の流速で吸着分離処理ができる。したがって、固定層
式活性炭吸着塔１の大型化が不要である。これによっ
て、排ガスの流速が早まると起こってしまう固定層式活
性炭層８a〜８ｄのバブリング現象を防止できる。例え
ば、ガス流量が２４,０００Ｎｍ3/時であるとき、活性
炭のＳＶ値３,０００で除ずると、必要な活性炭層は８
ｍ3である。例えば、これを４ｍ3ずつに分けて２層の活
性炭層として設置すればよい。
スを２系統に分けている。このため、２系統に分けない
ものと比べると、排ガスの通過する活性炭層１３の断面
積が２倍になる。よって、同流量の排ガスを実質上１/
２の流速で吸着分離処理ができる。したがって、固定層
式活性炭吸着塔１の大型化が不要である。これによっ
て、排ガスの流速が早まると起こってしまう固定層式活
性炭層８a〜８ｄのバブリング現象を防止できる。例え
ば、ガス流量が２４,０００Ｎｍ3/時であるとき、活性
炭のＳＶ値３,０００で除ずると、必要な活性炭層は８
ｍ3である。例えば、これを４ｍ3ずつに分けて２層の活
性炭層として設置すればよい。
【００１５】排ガスが活性炭層８a〜８ｄを通過する際
に、吸着平衡にある表面と気体分子との間において吸着
量は温度および気相の圧力によって決まる。温度が一定
のとき、吸着量ｖは気相の圧力Ｐによって表され、両者
の関係式を吸着等温式と呼ぶ。本発明におけるダイオキ
シンなどの活性炭層８a〜８ｄへ吸着する際の吸着等温
式は、５つの式、ヘンリーの等温吸着式、ラングミュア
の等温吸着式、フロイントリッヒの等温吸着式、テムキ
ンの等温吸着式、ベット等温吸着式がモデルとして適当
である。このような式による吸着モデル化にしたがっ
て、排ガスからダイオキシンが活性炭層に吸着される。
に、吸着平衡にある表面と気体分子との間において吸着
量は温度および気相の圧力によって決まる。温度が一定
のとき、吸着量ｖは気相の圧力Ｐによって表され、両者
の関係式を吸着等温式と呼ぶ。本発明におけるダイオキ
シンなどの活性炭層８a〜８ｄへ吸着する際の吸着等温
式は、５つの式、ヘンリーの等温吸着式、ラングミュア
の等温吸着式、フロイントリッヒの等温吸着式、テムキ
ンの等温吸着式、ベット等温吸着式がモデルとして適当
である。このような式による吸着モデル化にしたがっ
て、排ガスからダイオキシンが活性炭層に吸着される。
【００１６】図１〜３で示される固定層式活性炭吸着塔
１は、１系統に２層ずつの合計４層の活性炭層を設置し
た。これは、整流板と入口部の風箱方式でガスの偏流を
防ぐ構造としたが、それでも、一層目を通過前に偏流が
発生していたとしても、二層目以降は一層目を通過する
ことにより整流が容易となり、均一に活性炭を通過する
ことができるからである。また、活性炭層のメンテナン
スにも有効である。つまり、最初の層が目詰まりして
も、その層だけ交換すればよいので、全部交換する必要
がない。本発明において、２系統以上に活性炭層を分け
ることが重要であり、２系統以上に分けた場合、系統の
中の活性炭層を何層にするかは、メンテナンスなどに対
する要請にもとづく。
１は、１系統に２層ずつの合計４層の活性炭層を設置し
た。これは、整流板と入口部の風箱方式でガスの偏流を
防ぐ構造としたが、それでも、一層目を通過前に偏流が
発生していたとしても、二層目以降は一層目を通過する
ことにより整流が容易となり、均一に活性炭を通過する
ことができるからである。また、活性炭層のメンテナン
スにも有効である。つまり、最初の層が目詰まりして
も、その層だけ交換すればよいので、全部交換する必要
がない。本発明において、２系統以上に活性炭層を分け
ることが重要であり、２系統以上に分けた場合、系統の
中の活性炭層を何層にするかは、メンテナンスなどに対
する要請にもとづく。
【００１７】［運用条件］本実施の形態の固定層式活性
炭吸着塔１は、流入する排気ガスの流量が大きくなる
と、活性炭層に充填してある活性炭が流動化（バブリン
グ）を起こしてしまう。このため、活性炭が流動化する
ために必要な排気ガスの最小流動化速度を求め、固定層
式活性炭吸着塔１の運用条件を運用前に決定しておく必
要がある。また、固定層式吸着塔１の入口１３と出口１
４a、１４ｂにおける圧力の差を示すダスト負荷がある
圧力損失を求めて、圧力損失の程度を把握し装置設計に
役立てることが必要である。
炭吸着塔１は、流入する排気ガスの流量が大きくなる
と、活性炭層に充填してある活性炭が流動化（バブリン
グ）を起こしてしまう。このため、活性炭が流動化する
ために必要な排気ガスの最小流動化速度を求め、固定層
式活性炭吸着塔１の運用条件を運用前に決定しておく必
要がある。また、固定層式吸着塔１の入口１３と出口１
４a、１４ｂにおける圧力の差を示すダスト負荷がある
圧力損失を求めて、圧力損失の程度を把握し装置設計に
役立てることが必要である。
【００１８】［最小流動化速度の計算］ある固定層式活
性炭吸着塔１の仕様を表す、ガス温度Ｔ、活性炭の大き
さ、活性密度ρs、活性炭の空隙率ε、活性炭相当径
dp、空気密度ρf、空気粘度ηは以下のとおりとなる。
性炭吸着塔１の仕様を表す、ガス温度Ｔ、活性炭の大き
さ、活性密度ρs、活性炭の空隙率ε、活性炭相当径
dp、空気密度ρf、空気粘度ηは以下のとおりとなる。
【数１】
【００１９】最小流動化速度のときのレイノルズ数Ｒe
mfは、式（１）で示される。またレイノルズ数Ｒemfは
式（２）のようにも示される。
mfは、式（１）で示される。またレイノルズ数Ｒemfは
式（２）のようにも示される。
【数２】
【数３】
【００２０】また、アルキメデス数Ａｒは式３のように
なる。
なる。
【数４】 式（３）に各値を代入してアルキメデス数Ａｒを計算す
ると、式（４）のように９．００×１０5となる。
ると、式（４）のように９．００×１０5となる。
【数５】
【００２１】この得られたアルキメデス数Ａｒを式
（１）に代入する。代入した結果、数式５のようにレイ
ノルズ数Ｒemfは１６１と求められる。
（１）に代入する。代入した結果、数式５のようにレイ
ノルズ数Ｒemfは１６１と求められる。
【数６】 式（２）に得られた各値を代入して、最小流動化速度を
式（６）のように計算し、１．２１ｍ／ｓの値が得られ
る。つまり、この固定層式活性炭吸着塔１では、最小流
動化速度が１．２１ｍ／ｓであるから、最小流動化速度
の１．２１ｍ／ｓ以上では固定層式の活性炭層がバブリ
ングを起こすこととなる。よって、排気ガスは１．２１
ｍ／ｓ以下で制御することが必要であることが分かる。
式（６）のように計算し、１．２１ｍ／ｓの値が得られ
る。つまり、この固定層式活性炭吸着塔１では、最小流
動化速度が１．２１ｍ／ｓであるから、最小流動化速度
の１．２１ｍ／ｓ以上では固定層式の活性炭層がバブリ
ングを起こすこととなる。よって、排気ガスは１．２１
ｍ／ｓ以下で制御することが必要であることが分かる。
【数７】
【００２２】［ダスト負荷があるときの圧力損失］つぎ
に、ダスト負荷があるときの固定層式活性炭吸着塔１の
圧力損失ΔPを計算する。この圧力損失ΔPを求める式は
式（７）（Ｅｒｇｕｎの式）のようになる。圧力損失Δ
Pは、充填された活性炭層８a〜８ｄの厚さＬ、活性炭層
８a〜８ｄの空隙率ε、粘度η、空塔速度u、流体密度
ρ、相当径ｄpによって求められる。式（７）は低レイ
ノルズ域のＫｏｚｅｎｅｙ−Ｃａｒｍａｎ式と高レイノ
ルズ域でのＢｒｕｋｅ−Ｐｌｕｍｍｅｒの式を同時に表
す。
に、ダスト負荷があるときの固定層式活性炭吸着塔１の
圧力損失ΔPを計算する。この圧力損失ΔPを求める式は
式（７）（Ｅｒｇｕｎの式）のようになる。圧力損失Δ
Pは、充填された活性炭層８a〜８ｄの厚さＬ、活性炭層
８a〜８ｄの空隙率ε、粘度η、空塔速度u、流体密度
ρ、相当径ｄpによって求められる。式（７）は低レイ
ノルズ域のＫｏｚｅｎｅｙ−Ｃａｒｍａｎ式と高レイノ
ルズ域でのＢｒｕｋｅ−Ｐｌｕｍｍｅｒの式を同時に表
す。
【数８】
【００２３】なお、相当径ｄpは充填された活性炭が球
形以外の場合は、式（８）のように計算される。
形以外の場合は、式（８）のように計算される。
【数９】
【００２４】つぎに、前流などでダスト負荷がされたと
きの固定層式活性炭吸着塔の圧力損失はどうなるかを計
算する。まず、ダストがないときの初期空隙率ε0から
ダストがあるときの空隙率εの変化は式（９）のように
なる。
きの固定層式活性炭吸着塔の圧力損失はどうなるかを計
算する。まず、ダストがないときの初期空隙率ε0から
ダストがあるときの空隙率εの変化は式（９）のように
なる。
【数１０】
【００２５】式（７）に式（８）、式（９）、式（１
０）、飛灰密度α、液体密度ρ、液体粘度η、吸着塔有
効面積Ｖadを代入することにより、表１に示すようにダ
スト濃度が変化したとき、圧力損失△Ｐの変化が計算さ
れる。
０）、飛灰密度α、液体密度ρ、液体粘度η、吸着塔有
効面積Ｖadを代入することにより、表１に示すようにダ
スト濃度が変化したとき、圧力損失△Ｐの変化が計算さ
れる。
【数１１】
【数１２】
【表１】
【００２６】［他の実施の形態］本発明に係る固定層式
活性炭吸着塔は、特許請求の範囲、明細書、図面で示さ
れる発明の精神の範囲であれば適宜変更してよい。例え
ば、図１〜３で示される固定層式活性炭吸着塔１の活性
炭溜１０を設ける代わりに、スクリューコンベヤ１１と
活性炭排出口１２を活性炭層８a〜８ｄの下方ごとにひ
とつずつ設けることをしてもよい。
活性炭吸着塔は、特許請求の範囲、明細書、図面で示さ
れる発明の精神の範囲であれば適宜変更してよい。例え
ば、図１〜３で示される固定層式活性炭吸着塔１の活性
炭溜１０を設ける代わりに、スクリューコンベヤ１１と
活性炭排出口１２を活性炭層８a〜８ｄの下方ごとにひ
とつずつ設けることをしてもよい。
【００２７】
【実施例】図２、図３で示されるような本発明に係る実
施の形態である固定層式活性炭吸着塔１をゴミ焼却装置
の集塵機出口に設置し、係る固定層式活性炭吸着塔１の
ダイオキシンなどの除去に関するデータを得た。表１
は、排ガスからのダイオキシンの除去率、なお、除去率
は、吸着塔入口１３と吸着塔出口１４a、１４ｂでの各
物質の濃度を測定し、入口１３での濃度に対しての出口
１４a、１４ｂに至るまでに除去された濃度を百分率で
表したものである。
施の形態である固定層式活性炭吸着塔１をゴミ焼却装置
の集塵機出口に設置し、係る固定層式活性炭吸着塔１の
ダイオキシンなどの除去に関するデータを得た。表１
は、排ガスからのダイオキシンの除去率、なお、除去率
は、吸着塔入口１３と吸着塔出口１４a、１４ｂでの各
物質の濃度を測定し、入口１３での濃度に対しての出口
１４a、１４ｂに至るまでに除去された濃度を百分率で
表したものである。
【表２】
【００２８】表２から明らかなように、ダイオキシン除
去率は１ヶ月目が９７．９％、２ヶ月目が９９．８％の
ようにダイオキシン除去に対して効果が得られた。ま
た、１ヶ月から６ヶ月にかけて時間が経過したあとも、
ダイオキシン除去が持続しており、短期的なメンテナン
スなしに除去効果が得られることが了解される。また、
この除去効果が得られたのは、バブリングが防止されて
いるものと判断される。
去率は１ヶ月目が９７．９％、２ヶ月目が９９．８％の
ようにダイオキシン除去に対して効果が得られた。ま
た、１ヶ月から６ヶ月にかけて時間が経過したあとも、
ダイオキシン除去が持続しており、短期的なメンテナン
スなしに除去効果が得られることが了解される。また、
この除去効果が得られたのは、バブリングが防止されて
いるものと判断される。
【００２９】
【発明の効果】上記したところから明らかなように、本
発明に係る固定層式活性炭吸着塔によれば、ダイオキシ
ンの除去率を一定の水準以上に保ちながら、処理可能な
排ガス流量を大きくすることが可能になる。
発明に係る固定層式活性炭吸着塔によれば、ダイオキシ
ンの除去率を一定の水準以上に保ちながら、処理可能な
排ガス流量を大きくすることが可能になる。
【図１】本発明に係る固定層式活性炭吸着塔の一実施の
形態の断面図である。
形態の断面図である。
【図２】本発明に係る固定層式活性炭吸着塔の一実施の
形態の斜視図である。
形態の斜視図である。
【図３】本発明に係る固定層式活性炭吸着塔の一実施の
形態の内部の活性炭層の斜視図である。
形態の内部の活性炭層の斜視図である。
１ 固定層式活性炭吸着塔 ２a〜２ｄ 活性炭投入口 ３a〜３ｄ ふた ４a〜４ｅ 空間 ５ 活性炭 ６ フレコンバッグ ７ 活性炭投入ホッパ ８a〜８ｄ 活性炭層 ９a〜９ｄ スライドゲート １０ 活性炭溜 １１ スクリューコンベヤ １２ 活性炭排出口 １３ 入口 １４a、１４ｂ 出口 １５ 整流板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長原 則尚 神奈川県横浜市中区錦町12番地 三菱重工 業株式会社横浜製作所内 Ｆターム(参考） 4D002 AA21 AC04 BA04 CA07 DA41 EA05 FA01 GA01 GB12 4K056 AA19 CA20 DB07
Claims (3)
- 【請求項１】 活性炭層を通過するガスを２系統以上に
分けて通過させる構造としたことを特徴とする固定層式
活性炭吸着塔。 - 【請求項２】 前記活性炭層の厚みを１層あたり０．０
５ｍ〜０．５０ｍにしたことを特徴とする請求項１に記
載の固定層式活性炭吸着塔。 - 【請求項３】 前記系統ごとに、複数の活性炭層を設け
たことを特徴とする請求項１または２に記載の固定層式
活性炭吸着塔。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001065932A JP4786043B2 (ja) | 2001-03-09 | 2001-03-09 | 固定層式活性炭吸着塔 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001065932A JP4786043B2 (ja) | 2001-03-09 | 2001-03-09 | 固定層式活性炭吸着塔 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002263448A true JP2002263448A (ja) | 2002-09-17 |
| JP4786043B2 JP4786043B2 (ja) | 2011-10-05 |
Family
ID=18924504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001065932A Expired - Lifetime JP4786043B2 (ja) | 2001-03-09 | 2001-03-09 | 固定層式活性炭吸着塔 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4786043B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005152718A (ja) * | 2003-11-21 | 2005-06-16 | Jfe Engineering Kk | 活性炭吸着装置用活性炭カートリッジ |
| JP2005152719A (ja) * | 2003-11-21 | 2005-06-16 | Jfe Engineering Kk | 活性炭吸着装置及びその運転方法 |
| JP2012077074A (ja) * | 2010-09-07 | 2012-04-19 | Mitsubishi Chemicals Corp | 共役ジエンの製造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000300955A (ja) * | 1999-02-17 | 2000-10-31 | Syst Enji Service Kk | 廃棄ガス中に含まれる希薄なガス状炭化水素の処理装置 |
| JP2002011320A (ja) * | 2000-06-28 | 2002-01-15 | Horkos Corp | 活性炭吸着塔と、火葬炉排気ガス中のダイオキシン類除去方法 |
| JP2002028444A (ja) * | 2000-07-19 | 2002-01-29 | Amano Corp | 活性炭充填塔 |
-
2001
- 2001-03-09 JP JP2001065932A patent/JP4786043B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000300955A (ja) * | 1999-02-17 | 2000-10-31 | Syst Enji Service Kk | 廃棄ガス中に含まれる希薄なガス状炭化水素の処理装置 |
| JP2002011320A (ja) * | 2000-06-28 | 2002-01-15 | Horkos Corp | 活性炭吸着塔と、火葬炉排気ガス中のダイオキシン類除去方法 |
| JP2002028444A (ja) * | 2000-07-19 | 2002-01-29 | Amano Corp | 活性炭充填塔 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005152718A (ja) * | 2003-11-21 | 2005-06-16 | Jfe Engineering Kk | 活性炭吸着装置用活性炭カートリッジ |
| JP2005152719A (ja) * | 2003-11-21 | 2005-06-16 | Jfe Engineering Kk | 活性炭吸着装置及びその運転方法 |
| JP2012077074A (ja) * | 2010-09-07 | 2012-04-19 | Mitsubishi Chemicals Corp | 共役ジエンの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4786043B2 (ja) | 2011-10-05 |
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