JP2003010629A - バブリング装置及びサンプリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 分析装置にガスを安定して導入することがで
きるサンプリング装置を提供する。 【解決手段】 第１の除去手段１１に排ガスが導入され
ると、排ガス中の水溶性ダストなどがバブリング装置１
１ａ，１１ｂのバブラ供給水に溶解して除去される。第
１の除去手段１１を通過した排ガスが第２の除去手段１
３に導入されて、ダスト／ミスト除去フィルタ１３ａを
通過すると、このダスト／ミスト除去フィルタ１３ａ内
で液滴が凝集してドレン化する。ダスト／ミスト除去フ
ィルタ１３ａによって排ガス中の水溶性ダストなどが捕
集されると、この水溶性ダストが液滴中に溶解、凝集し
てドレン化する。ダスト／ミスト除去フィルタ１３ａを
通過する排ガスの圧力によって、ダスト／ミスト除去フ
ィルタ１３ａ外に液滴が押し出され、ダスト／ミスト除
去フィルタ１３ａの下方に液滴が落下し流れ出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、吸収液にガスを
通過させて、このガス中の特定物質をこの吸収液に吸収
させて除去するバブリング装置、及び分析装置にガスを
導入するサンプリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来のサンプリング装置（従来
例１）の構成図である。サンプリング装置１０１は、図
６に示すように、焼却炉１０２内を流れる排ガス（サン
プルガス）をガス分析計１０３へ導入する導入部１０４
と、導入部１０４を通過する排ガスからダストを除去す
るフィルタ１０７ａを有し、この排ガスからドレンを分
離するガスコンディショナ１０７と、導入部１０４から
ガスコンディショナ１０７へ排ガスを導く管路１０８な
どから構成されている。

【０００３】図７は、従来のサンプリング装置（従来例
２）の構成図である。サンプリング装置２０１は、図７
に示すように、焼却炉２０２内を流れる排ガスをガス分
析計２０３へ導入する導入部２０４と、排ガス中の水溶
性ダストや水溶性ガスなどを除去するバブリング装置
（バブラ）２０５と、導入部２０４からバブリング装置
２０５へ排ガスを導く管路２０６と、バブリング装置２
０５からガスコンディショナ２０７へ排ガスを導く管路
２０８などから構成されている。

【０００４】図６及び図７に示すガス分析計１０３，２
０３は、例えば、ＣＯ，Ｏ₂ ，ＮＯ _x などのような排ガ
スの成分や濃度などを測定する赤外線ガス分析計などで
ある。ガス分析計１０３，２０３は、排ガスを吸引する
ダイヤフラムポンプ１０３ａ，２０３ａと、このダイヤ
フラムポンプ１０３ａ，２０３ａから送出された排ガス
を除湿する電子クーラ１０３ｂ，２０３ｂと、除湿後の
排ガスの流量を測定する流量計１０３ｃ，２０３ｃと、
この流量計１０３ｃ，２０３ｃを通過した排ガスから微
細なダストを除去する前段が０．５μｍ程度で後段が
０．１μｍ程度のメンブレンフィルタ１０３ｄ，１０３
ｅ，２０３ｄ，２０３ｅなどから構成されている。

【０００５】図８は、従来のバブリング装置の構成図で
ある。従来のバブリング装置２０５は、図８に示すよう
に、バブラ供給水を収容する円筒状の容器である収容部
２５１と、この収容部２５１にバブラ供給水を供給する
供給管２５２と、収容部２５１からバブラ供給水を排出
する排出管２５３と、収容部２５１に排ガスを供給する
供給管２５４と、バブラ供給水を通過した排ガスを収容
部２５１から排出する排出管２５５と、収納部２５１を
複数の領域に仕切る円板状の仕切板２５６などから構成
されている。

【０００６】図９は、従来のバブリング装置の仕切板の
構成図であり、図９（Ａ）は仕切板の平面図であり、図
９（Ｂ）は図９（Ａ）のIX−IXB線で切断した状態を示
す断面図である。仕切板２５６は、バブラ供給水と排ガ
スとの接触面積を大きくするための板（バブラトレイ）
である。仕切板２５６は、収納部２５１の内周面に所定
の間隔を開けて複数取り付けられている。仕切板２５６
には、供給管２５４を挿入する挿入孔２５６ａと、排ガ
スによる気泡が通過する直径１ｍｍ程度の複数の通過孔
（トレイ孔）２５６ｂとが形成されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図６に示す従来のサン
プリング装置１０１では、例えば、ダスト濃度１００ｍ
ｇ／Ｎｍ³ 以上の高濃度のＮａＣｌダストなどを含有す
る排ガスをサンプリングすると、フィルタが目詰まりし
たり吸引力が低下するおそれがあった。例えば、５μｍ
程度の目の細かいフィルタ１０７ａを使用した場合に
は、このフィルタ１０７ａがダストにより詰まるおそれ
があった。一方、例えば、４０μｍ程度の目の粗いフィ
ルタ１０７ａを使用した場合には、このフィルタ１０７
ａを通過したダストが後段のダイヤフラムポンプ１０３
ａのポンプシート弁に析出して堆積し、ダイヤフラムポ
ンプ１０３ａの吸引力が低下してしまうおそれがあっ
た。

【０００８】また、図８に示す従来のバブリング装置２
０５では、通過孔２５６ｂを気泡が通過した後に、バブ
ラ供給水の表面張力によって気泡が大きくなる。その結
果、膨張した気泡の内部（気泡の体積の大きい部分）が
バブラ供給水と十分に接触することができずに、排ガス
とバブラ供給水との接触面積が小さくなって、水溶性ダ
ストや水溶性ガスの除去効率が低下するおそれがあっ
た。

【０００９】この発明の課題は、ガス中の特定物質の除
去効率を向上させることができるバブリング装置を提供
することである。また、この発明の課題は、分析装置に
ガスを安定して導入することができるサンプリング装置
を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、以下のよう
な解決手段により、前記課題を解決する。なお、この発
明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この
実施形態に限定するものではない。請求項１の発明は、
吸収液にガスを通過させて、このガス中の特定物質をこ
の吸収液に吸収させて除去するバブリング装置であっ
て、前記吸収液を通過する前記ガスによる気泡を切断す
る切断手段（５７）を備えることを特徴とするバブリン
グ装置（５）である。

【００１１】請求項２の発明は、請求項１に記載のバブ
リング装置において、前記切断手段は、前記気泡を攪拌
しながら切断することを特徴とするバブリング装置であ
る。

【００１２】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
に記載のバブリング装置において、前記吸収液を収容す
る収容部（５１）と、前記気泡が通過する通過孔（５６
ｂ）を有し、前記収容部を複数の領域に仕切る仕切板
（５６）とを備え、前記切断手段は、前記領域内で回転
する回転羽根（５７ａ）を備えることを特徴とするバブ
リング装置である。

【００１３】請求項４の発明は、分析装置（３）にガス
を導入するサンプリング装置であって、前記ガスを吸収
液に通過させて、このガス中のダストをこの吸収液に吸
収させて除去する第１の除去手段（１１）と、前記第１
の除去手段を通過後に前記ガス中の液滴及びダストを捕
集して、このガス中に残存するダストをこの液滴に吸収
させて除去する第２の除去手段（１３）とを備えるサン
プリング装置（９）である。

【００１４】請求項５の発明は、請求項４に記載のサン
プリング装置において、前記第１の除去手段は、前記ガ
スを供給水に通過させて、このガス中の水溶性ダストを
この供給水に吸収させて除去するバブリング装置（１１
ａ，１１ｂ）を備えることを特徴とするサンプリング装
置である。

【００１５】請求項６の発明は、請求項５に記載のサン
プリング装置において、前記バブリング装置は、前記ダ
ストの濃度に応じて複数設置されていることを特徴とす
るサンプリング装置である。

【００１６】請求項７の発明は、請求項４に記載のサン
プリング装置において、前記第１の除去手段は、請求項
１から請求項３までのいずれか１項に記載のバブリング
装置（５）を備えることを特徴とするサンプリング装置
である。

【００１７】請求項８の発明は、請求項４から請求項７
までのいずれか１項に記載のサンプリング装置におい
て、前記第２の除去手段は、前記ガス中のダスト及び液
滴を捕集するフィルタ（１３ａ）を備え、このフィルタ
上で液滴が凝集して流れ落ち、この際に水溶性ダストが
溶解しこのフィルタを通過する前記ガスの圧力によっ
て、このフィルタの外部に前記液滴を押し出すことを特
徴とするサンプリング装置である。

【００１８】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、図面を参
照して、この発明の第１実施形態について詳しく説明す
る。図１は、この発明の第１実施形態に係るバブリング
装置を装着したサンプリング装置の構成図である。図２
は、この発明の第１実施形態に係るバブリング装置の構
成図である。図３は、この発明の第１実施形態に係るバ
ブリング装置の回転羽の平面図である。以下では、図６
〜図９に示す部材と同一の部材については、対応する番
号を付して詳細な説明を省略する。

【００１９】サンプリング装置１は、焼却炉２内を流れ
る排ガスなどのサンプルガスをガス分析計３へ導入する
装置である。サンプリング装置１は、図１に示すよう
に、導入部４と、バブリング装置５と、管路６，８と、
フィルタ７ａを有するガスコンディショナ７などから構
成されている。

【００２０】バブリング装置５は、バブラ供給水などの
吸収液に排ガスを通過させて、この排ガス中の水溶性ダ
スト（例えばＮａＣｌ）や水溶性ガス（例えばＳＯ₂ ）
などの特定物質をこのバブラ供給水に吸収させて除去す
る装置である。バブリング装置５は、図２に示すよう
に、収容部５１と、供給管５２，５４と、排出管５３，
５５と、仕切板５６と、切断手段５７などから構成され
ている。

【００２１】切断手段５７は、バブラ供給水を通過する
排ガスによる気泡を切断する装置である。切断手段５７
は、排ガスによる気泡を攪拌しながら切断する。切断手
段５７は、図２に示すように、仕切板５６によって仕切
られた領域内で回転する回転羽根５７ａと、この回転羽
根５７ａを支持する支持軸５７ｂと、この支持軸５７ｂ
を回転するモータ５７ｃとから構成されている。この第
１実施形態では、図２及び図３に示すように、回転羽根
５７ａは４枚の羽根で構成されており、１つの領域内で
２つの回転羽根５７ａが矢印方向に回転するように支持
軸５７ｂに合計４つ取り付けられている。

【００２２】次に、この発明の第１実施形態に係るバブ
リング装置の動作を説明する。図２に示すように、供給
管５４から収容部５１に排ガスが供給されると、排ガス
による気泡がバブラ供給水を通過しながら上昇して仕切
板５６に達する。モータ５７ｃが支持軸５７ｂを軸線回
りに回転すると回転羽根５７ａが収容部５１内で回転し
て、通過孔５６ｂを通過した気泡を攪拌しながら切断す
る。その結果、機械的なエネルギーによって気泡の成長
が中断されて、小さく細かい気泡が形成され、排ガスと
バブラ供給水との接触面積が大きくなる。

【００２３】この発明の第１実施形態に係るバブリング
装置には、以下に記載するような効果がある。 (1) この第１実施形態では、バブラ供給水を通過する排
ガスによる気泡を切断手段５７が切断する。このため、
大きい気泡を物理的に切断して気泡の成長を中断し、排
ガスとバブラ供給水との接触面積を広げることができ
る。その結果、排ガス中のダストや水溶性ガスの除去効
率を向上させることができる。

【００２４】(2) この第１実施形態では、切断手段５７
が気泡を攪拌しながら切断する。その結果、排ガス中の
ダストや水溶性ガスがバブラ供給水に溶解しやすくな
り、これらの吸収効率を向上させることができる。

【００２５】(3) この第１実施形態では、収容部５１を
複数の領域に仕切る仕切板５６の間で回転羽根５７ａが
回転する。その結果、図８及び図９に示す従来のバブリ
ング装置２０５の基本的な構造を変えずに、回転羽根５
７ａなどの簡単な構成によって除去効率や吸収効率を向
上させることができる。

【００２６】（第２実施形態）図４は、この発明の第２
実施形態に係るサンプリング装置の構成図である。サン
プリング装置９は、図４に示すように、導入部４を通過
した排ガスから１０μｍ以上のダストを除去する粗いフ
ィルタ１０と、第１の除去手段１１と、この第１の除去
手段１１を通過した排ガスからドレンを除去するドレン
セパレータ１２と、第２の除去手段１３と、この第２の
除去手段１３を通過した排ガスを吸引するダイヤフラム
ポンプ１４と、このダイヤフラムポンプ１４から排ガス
が送出されるガスコンディショナ７などから構成されて
いる。

【００２７】第１の除去手段１１は、バブラ供給水など
の吸収液に排ガスを通過させて、この排ガス中の水溶性
ガスや水溶性ダストなどをこのバブラ供給水に吸収させ
て除去する装置である。第１の除去手段１１は、前段の
バブリング装置１１ａと後段のバブリング装置１１ｂと
から構成されている。バブリング装置１１ａ，１１ｂ
は、図８及び図９に示す従来のバブリング装置２０５と
略同一構造である。この第２実施形態では、例えば、ダ
スト濃度１．２ｇ／Ｎｍ³ であるときには、バブリング
装置１１ａ，１１ｂを２段直列に設置している。

【００２８】第２の除去手段１３は、第１の除去手段１
１を通過後に排ガス中の液滴（ミスト）を捕集して、こ
の排ガス中に残存する水溶性ダストなどをこの液滴に吸
収させて除去する装置である。第２の除去手段１３は、
排ガス中の油や水などの液滴を排ガスから分離するダス
ト／ミスト除去フィルタ１３ａを備えている。ダスト／
ミスト除去フィルタ１３ａは、例えば、乱床構造のグラ
スマイクロファイバであり、０．０１μｍ程度のダスト
や液滴を約９３％程度除去する。ダスト／ミスト除去フ
ィルタ１３ａは、このダスト／ミスト除去フィルタ１３
ａを通過する排ガスの圧力によって、このダスト／ミス
ト除去フィルタ１３ａ外に水溶性ダストなどを吸収した
液滴を押し出す。

【００２９】次に、この発明の第２実施形態に係るサン
プリング装置の動作を説明する。導入部４からフィルタ
１０を通過して第１の除去手段１１に排ガスが導入され
ると、排ガス中の水溶性ダストなどがバブリング装置１
１ａ，１１ｂのバブラ供給水に溶解して除去される。第
１の除去手段１１を通過した排ガスがドレンセパレータ
１２によってドレンを除去されると、第２の除去手段１
３に導入される。ダスト／ミスト除去フィルタ１３ａを
排ガスが通過すると、このダスト／ミスト除去フィルタ
１３ａ内で液滴が凝集してドレン化する。ダスト／ミス
ト除去フィルタ１３ａによって排ガス中の水溶性ダスト
などが捕集されると、この水溶性ダストが液滴中に溶
解、凝集してドレン化する。このダスト／ミスト除去フ
ィルタ１３ａに排ガスが通過すると、この排ガスの圧力
によってダスト／ミスト除去フィルタ１３ａ外に液滴が
押し出されて、ダスト／ミスト除去フィルタ１３ａの下
方に液滴が落下して流れ出す。

【００３０】この発明の第２実施形態に係るサンプリン
グ装置には、以下に記載するような効果がある。 (1) この第２実施形態では、バブラ供給水に排ガスを通
過させて、この排ガス中の水溶性ダストをこのバブラ供
給水に吸収させて除去した後に、この排ガス中の液滴を
捕集し、このガス中に残存する水溶性ダストをこの液滴
に吸収させて除去する。このため、第１の除去手段１１
が大きいダストを一次的に除去し、この第１の除去手段
１１によって除去できない微細なダストを第２の除去手
段１２によって二次的に除去することができる。その結
果、排ガス中のダストによるフィルタの詰まりやポンプ
シート弁の析出現象を抑えることができ、ガス流量の安
定化を図ることができる。

【００３１】(2) この第２実施形態では、排ガスをバブ
ラ供給水に通過させて、この排ガス中の水溶性ダストを
このバブラ供給水に吸収させて除去するバブリング装置
１１ａ，１１ｂを第１の除去手段１１が備える。その結
果、目の細かいダスト／ミスト除去フィルタ１３ａを有
する後段の第２の除去手段１３が目詰まりするのを防止
することができる。

【００３２】(3) この第２実施形態では、ダスト／ミス
ト除去フィルタ１３ａを通過する排ガスの圧力によっ
て、このダスト／ミスト除去フィルタ１３ａ外に液滴が
押し出される。その結果、ダスト／ミスト除去フィルタ
１３ａの目詰まりが抑えられてフィルタの寿命や交換時
期が延長され、排ガスの流量を長期間安定化させること
ができる。

【００３３】（第３実施形態）図５は、この発明の第３
実施形態に係るサンプリング装置の構成図である。図５
に示すサンプリング装置１５は、図４に示すバブリング
装置１１ａ，１１ｂを図１及び図２に示すサンプリング
装置５に置き換えた実施形態である。この発明の第３実
施形態では、ダストの除去効率と吸収効率に優れたバブ
リング装置５を備えている。その結果、第１の除去手段
１１を構成するバブリング装置の設置個数が第２実施形
態に比べて少なくなり、装置をコンパクトにすることが
できる。

【００３４】（他の実施形態）この発明は、以上説明し
た実施形態に限定するものではなく、以下に記載するよ
うに種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発
明の範囲内である。 (1) この第１実施形態では、上下の仕切板５６の間に回
転羽根５７ａを配置しているが、仕切板５６を省略して
回転羽根５７ａの枚数を増加させてもよい。

【００３５】(2) この第２実施形態では、ダスト濃度が
高いときにはダスト濃度に応じてバブリング装置を複数
設置してもよいし、ダスト濃度が低いときにはバブリン
グ装置１１ａ，１１ｂのいずれか一方を省略してもよ
い。また、この第２実施形態では、シャワー状に噴出す
る供給水に排ガスを通過させるシャワリング装置をバブ
リング装置１１ａ，１１ｂに代えて設置してもよい。

【００３６】(3) この第２実施形態では、ダスト／ミス
ト除去フィルタ１３ａに液滴が過度に付着しないよう
に、第２の除去手段１３の前段にドレンセパレータ１２
を設置しているが、液滴の発生量が少ないときにはドレ
ンセパレータ１２を省略してもよい。また、この第２実
施形態では、第１の除去手段１１の前段にフィルタ１０
を設置しているが、第１の除去手段１１によって大きな
ダストを除去できるときには、このフィルタ１０を省略
してもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明による
と、吸収液を通過するガスによる気泡を切断するので、
気泡が細かくなって吸収液との接触面積が大きくなり、
ガス中の特定物質の除去効率を向上させることができ
る。また、この発明によると、ガスを吸収液に通過させ
て、このガス中のダストをこの吸収液に吸収させて除去
した後に、このガス中の液滴を捕集して、このガス中に
残存するダストをこの液滴に吸収させて除去するので、
ダストによって発生する詰まりなどが抑えられて分析装
置にガスを安定して導入することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施形態に係るバブリング装置
を装着したサンプリング装置の構成図である。

【図２】この発明の第１実施形態に係るバブリング装置
の構成図である。

【図３】この発明の第１実施形態に係るバブリング装置
の回転羽の平面図である。

【図４】この発明の第２実施形態に係るサンプリング装
置の構成図である。

【図５】この発明の第３実施形態に係るサンプリング装
置の構成図である。

【図６】従来のサンプリング装置（従来例１）の構成図
である。

【図７】従来のサンプリング装置（従来例２）の構成図
である。

【図８】従来のバブリング装置の構成図である。

【図９】従来のバブリング装置の仕切板の構成図であ
り、（Ａ）は仕切板の平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の
IX−IXB線で切断した状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１ サンプリング装置 ３ ガス分析計 ５ バブリング装置 ９ サンプリング装置 １１ 第１の除去手段 １１ａ，１１ｂ バブリング装置 １３ 第２の除去手段 １３ａ ダスト／ミスト除去フィルタ １５ サンプリング装置 ５１ 収容部 ５６ 仕切板 ５６ｂ 通過孔 ５７ 切断手段 ５７ａ 回転羽根

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 海老原 敬三 東京都武蔵野市中町２丁目９番32号 横河 電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2G052 AA04 AC25 AD27 AD32 CA04 EA03 ED11 ED15 JA07 4D020 CB01 CC05 CD01 CD02

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸収液にガスを通過させて、このガス中
   の特定物質をこの吸収液に吸収させて除去するバブリン
   グ装置であって、 前記吸収液を通過する前記ガスによる気泡を切断する切
   断手段を備えること、 を特徴とするバブリング装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のバブリング装置におい
   て、 前記切断手段は、前記気泡を攪拌しながら切断するこ
   と、 を特徴とするバブリング装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載のバブリン
   グ装置において、 前記吸収液を収容する収容部と、 前記気泡が通過する通過孔を有し、前記収容部を複数の
   領域に仕切る仕切板とを備え、 前記切断手段は、前記領域内で回転する回転羽根を備え
   ること、 を特徴とするバブリング装置。
4. 【請求項４】 分析装置にガスを導入するサンプリング
   装置であって、 前記ガスを吸収液に通過させて、このガス中のダストを
   この吸収液に吸収させて除去する第１の除去手段と、 前記第１の除去手段を通過後に前記ガス中の液滴及びダ
   ストを捕集して、このダストをこの液滴に吸収させて除
   去する第２の除去手段と、 を備えるサンプリング装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載のサンプリング装置にお
   いて、 前記第１の除去手段は、前記ガスを供給水に通過させ
   て、このガス中の水溶性ダストをこの供給水に吸収させ
   て除去するバブリング装置を備えること、 を特徴とするサンプリング装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載のサンプリング装置にお
   いて、 前記バブリング装置は、前記ダストの濃度に応じて複数
   設置されていること、 を特徴とするサンプリング装置。
7. 【請求項７】 請求項４に記載のサンプリング装置にお
   いて、 前記第１の除去手段は、請求項１から請求項３までのい
   ずれか１項に記載のバブリング装置を備えること、 を特徴とするサンプリング装置。
8. 【請求項８】 請求項４から請求項７までのいずれか１
   項に記載のサンプリング装置において、 前記第２の除去手段は、前記ガス中のダスト及び液滴を
   捕集するフィルタを備え、このフィルタ上で液滴が凝集
   して流れ落ち、この際に水溶性ダストが溶解しこのフィ
   ルタを通過する前記ガスの圧力によって、このフィルタ
   の外部に前記液滴を押し出すこと、 を特徴とするサンプリング装置。