JP2004089837A - 光ファイバ製造工程排ガスの処理装置および処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光ファイバの製造プロセスから排出される排ガスを処理する排ガス処理室1内を、上側の集塵部8と下側のスクラバー部12とに上下に区分する。集塵部8には排ガス中に含まれる粉塵粒子を荷電する放電極6と、該放電極6により荷電された粉塵粒子を捕捉する集塵プレート5とを設ける。スクラバー部12には集塵部8で捕捉できなかった前記粉塵粒子を除去するための充填材10と、集塵部8を通った後の排ガス中に含まれる有害ガス成分を吸収するガス吸収液のスプレー部24を設ける。前記放電極6の長手方向は集塵部8を流れる排ガスの流れ方向とほぼ平行に形成することにより集塵部8のスペースが小さくても効率的に荷電粉塵粒子を集塵する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ製造プロセスから排出される排ガス中の粉塵粒子および有害ガス成分を湿式的に同時除去する光ファイバ製造工程排ガスの処理装置および処理方法に関するものである。
【0002】
【背景技術】
光ファイバの製造の方法としては、CVD(化学蒸着)法、VAD(気相軸付)法などがよく用いられる。CVD法の製造プロセスにおける反応は、以下の式(1)に示す通りであり、VAD法の製造プロセスにおける反応は、以下の式(2)に示す通りである。
【0003】
SiCl4 + O2 → SiO2 + 2Cl2・・・・・(1)
【0004】
SiCl4 + 2H2O → SiO2 + 4HCl・・・・・(2)
【0005】
上記式(1)、(2)から明らかなように、光ファイバの製造プロセスから排出される排ガス中には、主にSiO2の固体粒子やHCl、Cl2等の有害な塩素化合物のガスが含まれる。また、光ファイバの製造プロセスによっては、HF等の酸性有害ガスも含まれる。
【0006】
これらの排ガスから上記固体粒子の粉塵粒子と有害ガス成分を除去するために、例えば特願平10−208188等には光ファイバ製造工程排ガスの処理装置が提案されている。この提案の装置は、図2に示すように、上記粉塵粒子を捕捉する集塵部8と、集塵部8で捕捉できなかった粉塵粒子の捕捉と上記有害ガスの吸収を行うスクラバー部12とを有している。
【0007】
図2に示す装置は、光ファイバの製造プロセスから排出される排ガスを処理する排ガス処理室1を横長に形成し、この排ガス処理室1内に、集塵部8とスクラバー部12を隣接配置した一体横型(水平流)の装置である。この装置において、上記排ガスは、矢印Aに示すように、図の左側から集塵部8に導入される。
【0008】
集塵部8は装置前段部であり、放電極6と集塵極20を有し、排ガス中の粉塵粒子を荷電すると共に、クーロン力にて粉塵粒子の大部分を捕捉する。放電極6は高圧発生装置16に接続されており、高電圧発生装置16により、放電極6と集塵極20の間に電界が発生させられる。
【0009】
スクラバー部12は装置後段部であり、集塵部8で荷電された残存粉塵粒子を静電吸引力により捕捉すると同時に、排ガス中の有害成分を吸収除去する。スクラバー部12は充填材10を有している。
【0010】
集塵部8とスクラバー部12を通って処理された排ガスは、例えば図示されていないエリミネータ、排風機15を介して、図2の矢印Bに示すように、外部に排出される。
【0011】
図3は、光ファイバ製造工程排ガスの処理装置の別の例である。図3に示す装置も一体横型(水平流)の装置である。図3において、図2の装置と同一名称部分には同一符号を付しており、排ガスは、図の矢印A方向から導入されて矢印B方向に排気される。
【0012】
図3に示す装置は、放電極6により粉塵粒子に荷電するが、その捕捉(集塵)は意図しておらず、装置前段部を粒子荷電部28としている。そして、荷電した粒子の集塵とガス吸収はスクラバー部12で行う。
【0013】
上記のような一体横型装置において、前段部の排ガス導入部近傍には調湿用スプレー2があり、粉塵粒子を調湿して(しめらせて)荷電しやすくしている。また、集塵部8の上部側には洗浄液のスプレー部23があり、洗浄液としての水を噴出する。
【0014】
スクラバー部12の上部側にはアルカリ水等により形成されたガス吸収液のスプレー部24があり、このスプレー部24から噴出されるアルカリ水をHCl、Cl2などの塩素化合物と反応させて除去する。
【0015】
図2の集塵部8と図3の粒子荷電部28の下部および、スクラバー部12の下部には、それぞれ液受槽13(13a,13b)が設けられている。
【0016】
なお、光ファイバ製造工程排ガスの処理装置の別の例として、図4に示すように、集塵部8とスクラバー部12をそれぞれ別個に設け、集塵部8とスクラバー部12を接続通路22で接続して形成した装置もある。
【0017】
しかし、図4に示す装置のように、集塵部8とスクラバー部12を別々に設けて接続するよりも、図2、図3に示したように、一つの排ガス処理室1内に集塵部8(または粒子荷電部28)とスクラバー部12を設ける構成の方が効率的に排ガス処理を行うことができる。
【0018】
つまり、図2、図3に示したような一体横型の装置は、放電極6とスクラバー部12の距離を十分接近させることができるので、放電極6で荷電した粒子を、スクラバー部12において静電吸引力を効果的に利用して効率的に捕捉できる。また、一体横型の光ファイバ製造工程排ガスの処理装置は、前段の液受槽13aと後段の液受槽13bの液分離を行う上でも有効である。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記横型装置の場合、放電極6の長手方向が、ガスの流れに対して略垂直な方向に形成されている。粉塵粒子を荷電するための適正な荷電状態を作り出すには、放電極6と、放電極6と逆電位にある部分(集塵極20や集塵プレート5、排ガス処理室1の内壁、液受槽13の液面等)を、ある一定間隔に配置する必要がある。
【0020】
しかしながら、上記横型装置の場合、通常、放電極6の上の空間には洗浄液のスプレー部23が配置されていたり、また、放電極6の下部にある液受槽13aの液面は変動しやすかったりするため、これらの部分の荷電は難しい。
【0021】
したがって、上記横型装置は、放電極6の上下の空間の分だけ集塵面積を設計値より大きめに設定する必要があり、装置全体の構造が大きくなり、経済的にも不利になるといった問題があった。
【0022】
本発明は、上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、粉塵粒子や有害ガスの捕捉吸収効率が良好であり、装置の小型化が可能で低コストの光ファイバ製造工程排ガスの処理装置および処理方法を提供することにある。
【0023】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成をもって課題を解決するための手段としている。すなわち、第1の発明の光ファイバ製造工程排ガスの処理装置は、光ファイバの製造プロセスから排出される排ガスを処理する排ガス処理室を有し、該排ガス処理室内が上側の集塵部と下側のスクラバー部とに上下に区分されており、前記集塵部には前記排ガス中に含まれる粉塵粒子を荷電する放電極と、該放電極により荷電された粉塵粒子を捕捉する集塵プレートとが設けられており、前記スクラバー部には前記集塵部で捕捉できなかった荷電粉塵粒子を除去するための充填材と、前記集塵部を通った後の排ガス中に含まれる有害ガス成分を吸収するガス吸収液のスプレー部が設けられており、前記放電極の長手方向は前記集塵部を流れる排ガスの流れ方向とほぼ平行に形成されている構成をもって課題を解決する手段としている。
【0024】
また、第2の発明の光ファイバ製造工程排ガスの処理装置は、上記第1の発明の構成に加え、前記集塵部を流れる排ガスの流れ方向をほぼ鉛直方向とした構成をもって課題を解決する手段としている。
【0025】
さらに、第3の発明の光ファイバ製造工程排ガスの処理装置は、上記第1または第2の発明の構成に加え、前記集塵部の上部側には光ファイバの製造プロセスから排出される排ガスの導入口が設けられ、スクラバー部の下部側には前記集塵部と前記スクラバー部を通って処理された排ガスの排出口が設けられている構成をもって課題を解決する手段としている。
【0026】
さらに、第4の発明の光ファイバ製造工程排ガスの処理装置は、上記第1または第2または第3の発明の構成に加え、前記集塵部には集塵プレート表面に付着した粒子を洗い落とす洗浄液のスプレー部が設けられ、前記集塵プレートの下部には前記洗浄液によって集塵プレート表面に付着した粒子を洗い落とした粒子吸収液を受ける樋が設けられており、該樋により受けた粒子吸収液をスクラバー部を通さずに液受槽に送る粒子吸収液移送通路が設けられている構成をもって課題を解決する手段としている。
【0027】
さらに、第5の発明の光ファイバ製造工程排ガスの処理装置は、上記第1乃至第4のいずれか一つの発明の構成に加え、前記集塵部の排ガス処理室内壁面が放電極により荷電された粉塵粒子を捕捉する集塵面と成している構成をもって課題を解決する手段としている。
【0028】
さらに、第6の発明の光ファイバ製造工程排ガスの処理方法は、光ファイバの製造プロセスから排出される排ガスを処理する排ガス処理室内を上側の集塵部と下側のスクラバー部とに上下に区分し、前記集塵部には前記排ガス中に含まれる粉塵粒子を荷電する放電極と、該放電極により荷電された粉塵粒子を捕捉する集塵プレートとを設け、前記集塵部を流れる排ガスの流れ方向と前記放電極の長手方向をほぼ平行にし、該放電極により荷電した粉塵粒子を前記集塵プレートで捕捉し、前記集塵部を通った後の排ガスを前記スクラバー部に通して前記集塵部で捕捉できなかった荷電粉塵粒子を前記スクラバー部に設けた充填材によって捕捉し、かつ、排ガス中に含まれる有害ガス成分を前記スクラバー部に設けたガス吸収液のスプレー部から噴霧されるガス吸収液により吸収除去する構成をもって課題を解決する手段としている。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、本実施形態例の説明において、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略又は簡略化する。
【0030】
図1には、本発明に係る光ファイバ製造工程排ガスの処理装置の一実施形態例が断面図により模式的に示されている。図1に示すように、この排ガス処理装置は、光ファイバの製造プロセスから排出される排ガスを処理する排ガス処理室1を有し、該排ガス処理室1内が上側の集塵部8と下側のスクラバー部12とに上下に区分された一体縦型の装置である。
【0031】
集塵部8には前記排ガス中に含まれる粉塵粒子を荷電する放電極6と、該放電極6により荷電された粉塵粒子を捕捉する集塵プレート5とが設けられている。放電極6は高電圧発生装置16に接続され、高電圧発生装置16が、放電極6と集塵プレート5の間に電界を発生させる。
【0032】
前記スクラバー部12には、前記集塵部8で捕捉できなかった荷電粉塵粒子を除去するための充填材10が設けられている。また、スクラバー部12には、集塵部8を通った後の排ガス中に含まれる有害ガス成分を吸収するガス吸収液のスプレー部24が設けられている。
【0033】
本実施形態例では、前記放電極6の長手方向は集塵部8を流れる排ガスの流れ方向とほぼ平行に形成されている。集塵部8を流れる排ガスの流れ方向はほぼ鉛直方向である。また、集塵部8の排ガス処理室1の内壁面は、4壁面とも接地されており、それにより、これらの内壁面が、放電極6により荷電された粉塵粒子を捕捉する集塵面4と成している。
【0034】
集塵部8の上部側には光ファイバの製造プロセスから排出される排ガスの導入口9が設けられ、図1の矢印Aに示すように排ガスが導入される。排ガスの導入口9の付近には調湿用スプレー2が設けられている。また、スクラバー部12の下部側には集塵部8とスクラバー部12を通って処理された排ガスの排出口11が設けられている。排ガスの排出口11の付近には排風機15が設けられている。
【0035】
集塵部8には集塵プレート5の表面や集塵面4に付着した粒子を洗い落とす洗浄液のスプレー部23が設けられ、前記集塵プレート5の下部には前記洗浄液によって集塵プレート5の表面に付着した粒子を洗い落とした粒子吸収液を受ける樋7が設けられている。また、樋7により受けた粒子吸収液を、スクラバー部12を通さずに液受槽13に送る粒子吸収液移送通路17が設けられている。
【0036】
液受槽13は、吸収液循環ポンプ18を介し、洗浄液のスプレー部23に接続されている。
【0037】
本実施形態例は以上のように構成されており、例えば図2に示した装置とほぼ同様に、光ファイバの製造プロセスから排出される排ガス中の粉塵粒子の荷電、集塵、および有害ガスの吸収が行われるが、本実施形態例では、排ガス処理室1内を上側の集塵部8と下側のスクラバー部12とに上下に区分しており、集塵部8を流れる排ガスの流れ方向と放電極6の長手方向をほぼ平行にしているので、排ガスは、ほぼ放電極6の長手方向に沿ってほぼ鉛直方向に流れる。
【0038】
そして、集塵部8の排ガス処理室内壁の4壁面を接地することにより、これらの壁面を放電極6により荷電された粉塵粒子を捕捉する集塵面4と成し、省スペースで効率的に粉塵粒子の捕捉が行われる。つまり、ガスの流れに対して放電極6が垂直になっている従来の装置では荷電することが困難であった集塵部8の2つの壁面をも、本実施形態例では集塵面4として利用でき、集塵部8内を全て荷電面積とすることができるので、粉塵粒子の捕捉を効率的に行うことができる。
【0039】
また、本実施形態例において、集塵部8を通った後の排ガスをスクラバー部12に通すことにより、集塵部8で捕捉できなかった前記粉塵粒子の捕捉が、スクラバー部12に設けた充填材10等によって行われる。つまり、荷電した粉塵粒子が水や充填材10の表面との間の静電吸引力によって、充填材10表面または水滴に捕捉され除去される。
【0040】
また、排ガス中の塩素化合物はスクラバー部12でガス吸収液スプレー部24から散出されるガス吸収液と気液接触し、液中に移行する。
【0041】
そして、上記工程を経て清浄化された排ガスは、図1の矢印Bに示すように、排風機15によりスタックを経由して大気に開放される。
【0042】
また、本実施形態例において、必要に応じ、液受槽13に送られる粒子吸収液を、粉塵粒子の含有量が少ない洗浄液としてスプレー部23,24に送り、スプレー部23,24から再び散水することが行われる。
【0043】
なお、液受槽13に送られる粒子吸収液を、粉塵粒子の含有量が少ない洗浄液とするためには、例えば粒子吸収液移送通路17の途中に沈降槽(図示せず)を設けてその上澄みを液受槽13に戻したり、ポンプ18により液受槽13から液を引き上げて沈降槽に導き、沈降槽の上澄みを液受槽13に戻したりすることが行われる。
【0044】
本実施形態例によれば、上記のように、排ガス処理室1内を上側の集塵部8と下側のスクラバー部12とに上下に区分しており、集塵部8とスクラバー部12の距離を十分接近させることができるので、残留静電吸引力の効果を損なうことがない。これにより、集塵部8の面積は必要最小限で済み、装置の小型化が可能となり経済的となる。
【0045】
また、本実施形態例によれば、集塵部8を流れる排ガスの流れ方向と放電極6の長手方向をほぼ平行にして、これらの方向をほぼ鉛直方向にしているので、集塵部8の排ガス処理室内壁の4壁面を接地して集塵面4と成し、省スペースで効率的に粉塵粒子の捕捉を行うことができる。
【0046】
さらに、本実施形態例によれば、集塵部8で集塵プレート5に付着した粒子吸収液は、樋7で受けて粒子吸収液移送通路17を通り、スクラバー部12には滴下しないので、スクラバー部12による粉塵粒子の捕捉と有害ガス成分の吸収をより一層効率的に行うことができる。
【0047】
なお、本発明は上記実施形態例に限定されことはなく様々な実施の態様を採り得る。例えば上記実施形態例では、集塵プレート5の下部に、洗浄液によって集塵プレート5の表面に付着した粒子を洗い落とした粒子吸収液を受ける樋7を設けたが、樋7は省略することもできる。
【0048】
また、放電極6の長手方向は、排ガスの流れ方向とほぼ平行に形成されていればよく、排ガスの流れに対して多少斜めに形成されていてもよい。
【0049】
【発明の効果】
本発明によれば、排ガス処理室内を上側の集塵部と下側のスクラバー部とに上下に区分したので、集塵部とスクラバー部の距離を十分接近させることができ、集塵部によって捕捉できなかった粒子を、スクラバー部により捕捉できる。これにより、集塵部の面積は必要最小限で済むので、装置の小型化が可能となり、経済的となる。
【0050】
また、本発明によれば、集塵部に設けられた放電極の長手方向を、前記集塵部を流れる排ガスの流れ方向とほぼ平行に形成したので、例えば第5の発明の装置のように、集塵部の排ガス処理室内壁面を、放電極により荷電された粉塵粒子を捕捉する集塵面と成すことができる。このようにすると、集塵部を全て荷電面積とすることができるので、粉塵粒子の捕捉を効率的に行うことができる。
【0051】
また、本発明の装置において、集塵部を流れる排ガスの流れ方向をほぼ鉛直方向とした構成によれば、排ガスの流れと放電極の長手方向を確実にほぼ平行に形成できる。
【0052】
さらに、本発明の装置において、集塵部の上部側には光ファイバの製造プロセスから排出される排ガスの導入口が設けられ、スクラバー部の下部側には前記集塵部と前記スクラバー部を通って処理された排ガスの排出口が設けられている構成によれば、排ガスの導入口から導入される排ガスを、集塵部とスクラバー部を通して効率的に処理して排出口から排出できる。
【0053】
さらに、本発明の装置において、集塵部には集塵プレート表面に付着した粒子を洗い落とす洗浄液のスプレー部を設け、集塵プレートの下部に、洗浄液によって集塵プレート表面に付着した粒子を吸収して洗い落とした粒子吸収液を受ける樋を設けて、該樋により受けた粒子吸収液をスクラバー部を通さずに液受槽に送る粒子吸収液移送通路が設けられている構成によれば、スクラバー部により、一層効率的に粉塵粒子の捕捉と有害ガスの除去を行うことができる。
【0054】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光ファイバ製造工程排ガスの処理装置の一実施形態例を模式的に示す構成図である。
【図2】従来の光ファイバ製造工程排ガスの処理装置の一例を模式的に示す説明図である。
【図3】従来の光ファイバ製造工程排ガスの処理装置の別の例を模式的に示す説明図である。
【図4】従来の光ファイバ製造工程排ガスの処理装置のさらに別の例を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
1 排ガス処理室
2 調湿用スプレー
4 集塵面
5 集塵プレート
6 放電極
7 樋
8 集塵部
9 排ガスの導入口
10 充填材
12 スクラバー部
13 液受槽
14 吸収液循環ポンプ
15 排風機
16 高圧発生装置
17 粒子吸収液移送通路
23 洗浄液のスプレー部
24 ガス吸収液のスプレー部
Claims (6)
- 光ファイバの製造プロセスから排出される排ガスを処理する排ガス処理室を有し、該排ガス処理室内が上側の集塵部と下側のスクラバー部とに上下に区分されており、前記集塵部には前記排ガス中に含まれる粉塵粒子を荷電する放電極と、該放電極により荷電された粉塵粒子を捕捉する集塵プレートとが設けられており、前記スクラバー部には前記集塵部で捕捉できなかった荷電粉塵粒子を除去するための充填材と、前記集塵部を通った後の排ガス中に含まれる有害ガス成分を吸収するガス吸収液のスプレー部が設けられており、前記放電極の長手方向は前記集塵部を流れる排ガスの流れ方向とほぼ平行に形成されていることを特徴とする光ファイバ製造工程排ガスの処理装置。
- 集塵部を流れる排ガスの流れ方向をほぼ鉛直方向としたことを特徴とする請求項1記載の光ファイバ製造工程排ガスの処理装置。
- 集塵部の上部側には光ファイバの製造プロセスから排出される排ガスの導入口が設けられ、スクラバー部の下部側には前記集塵部と前記スクラバー部を通って処理された排ガスの排出口が設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2記載の光ファイバ製造工程排ガスの処理装置。
- 集塵部には集塵プレート表面に付着した粒子を洗い落とす洗浄液のスプレー部が設けられ、前記集塵プレートの下部には前記洗浄液によって集塵プレート表面に付着した粒子を吸収して洗い落とした粒子吸収液を受ける樋が設けられており、該樋により受けた粒子吸収液をスクラバー部を通さずに液受槽に送る粒子吸収液移送通路が設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2または3記載の光ファイバ製造排ガスの処理装置。
- 集塵部の排ガス処理室内壁面が放電極により荷電された粉塵粒子を捕捉する集塵面と成していることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一つに記載の光ファイバ製造排ガスの処理装置。
- 光ファイバの製造プロセスから排出される排ガスを処理する排ガス処理室内を上側の集塵部と下側のスクラバー部とに上下に区分し、前記集塵部には前記排ガス中に含まれる粉塵粒子を荷電する放電極と、該放電極により荷電された粉塵粒子を捕捉する集塵プレートとを設け、前記集塵部を流れる排ガスの流れ方向と前記放電極の長手方向をほぼ平行にし、該放電極により荷電した粉塵粒子を前記集塵プレートで捕捉し、前記集塵部を通った後の排ガスを前記スクラバー部に通して前記集塵部で捕捉できなかった荷電粉塵粒子を前記スクラバー部に設けた充填材によって捕捉し、かつ、排ガス中に含まれる有害ガス成分を前記スクラバー部に設けたガス吸収液のスプレー部から噴霧されるガス吸収液により吸収除去することを特徴とする光ファイバ製造工程排ガスの処理方法。
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