JP2004290762A - Method and apparatus for separating fine particles - Google Patents

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fine particles
separating
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fine
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Katsuhiro Iwasaki
克博 岩崎
Takeshi Nakayama
剛 中山
Minoru Suzuki
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  • Separating Particles In Gases By Inertia (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fine particle separating method capable of efficiently separating and recovering fine particles contained in gas and capable of facilitating the effective recycling of the recovered fine particles, and a fine particle separator therefor. <P>SOLUTION: The fine particle separating method has a gas mixing process for mixing the fine particle-containing gas with a condensible gas, a fine particle separating process for separating fine particles from the fine particle-containing gas by cooling the mixed gas produced in the gas mixing process to the condensation temperature or below of the condensible gas to condense the condensible gas using fine particles as nuclei, and a recovery process for separating the condensate condensed in the fine particle separating process using the fine particles as the nuclei and the gas from which the fine particles are removed. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、凝縮性ガスの凝縮を利用して微粒子を含有するガスから微粒子を分離する方法及び微粒子分離装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
微粒子を含有するガスから微粒子を分離回収する方法としては、バグフィルターを用いた方法が一般的な粒子状物質の回収方法である。
【0003】
しかし、バグフィルターの目の大きさは1μm前後であり、ダスト類のセルフコーティングにより若干フィルターの目より小さい粒子を捕捉できるが、その目のサイズと比べてナノスケールの粒子は、その大きさが1/10〜1/1000のサイズであるため、十分収率良く回収することは困難である。
【0004】
ナノスケールの微粒子の回収方法として、スクラバーのように水等の液体で微粒子を捕捉して回収する方法もあるが、水等の液体が大量に必要であり経済的に大きな負担となり、また、捕捉できた微粒子を大量の水等の液体中から抽出・濃縮することは大変困難なことであるため、現実的ではなかった。
【0005】
このような問題に対して、特開2000−64818号公報(特許文献1)には、燃焼排ガス中のすすを核にし、排気ガスの凝縮液化により、すすや有害成分を除去する装置が紹介されている。
【0006】
また、特開平8−196851号公報(特許文献2)には、相対湿度100%付近の排ガスに対して、排ガス温度よりも低い温度の冷却液を接触させて、排ガス中の水蒸気を排ガス中に含まれる粉塵を核として凝縮させ、ミストエリミネータ等を用いて粉塵の除去を促進する技術が紹介されている。
【0007】
【特許文献1】
特開2000−64818号公報
【0008】
【特許文献2】
特開平8−196851号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記特許文献1に記載の発明においては、その実施形態で説明されているように、排ガス温度を150℃以下にするだけでは、排ガス中に塩酸や硫酸等酸性成分が存在する場合には、それらが露点に達するとともに少量の酸類の凝縮が起こるが、排ガス中の微粒子を捕捉するのに十分とはいいがたい。また、一般的に排ガス中に含まれる凝縮性成分としての水蒸気濃度は数%〜二十%前後の広範囲に及ぶが、排ガス温度が150℃以下という温度を操業温度範囲としているため、これは水の沸点以上の温度領域を含み、その温度領域では水蒸気の凝縮は期待できない。そのため、前記特許文献1に記載の発明の場合は、凝縮性成分はあくまで酸類であり、水蒸気を十分に凝縮させることは考慮されていないといえる。
【0010】
また、前記特許文献2に記載の発明は、排ガスの温度を下げるために冷却液の使用が必須であり、含塵ガスと冷却液の接触混合が円滑に行われないと十分にその効果を発揮することができない。また、冷却液と含塵ガスとの接触率を高めるために冷却液を大量に使用することは、結果的にスクラバーを使用した場合のように大量の冷却液体中に微粒子を希薄に分散させてしまうことから、その後の微粒子の回収と活用の点で問題が大きい。
【0011】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、ガス中に含まれる微粒子を効率よく分離回収すると共に、回収した後の微粒子の有効利用を容易にすることが可能な微粒子分離方法及び微粒子分離装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は次の発明により解決される。
[1]微粒子を含有するガスから微粒子を分離する方法であって、微粒子含有ガスと凝縮性ガスとを混合するガス混合工程と、該ガス混合工程において生成した混合ガスを前記凝縮性ガスの凝縮温度以下に冷却し、微粒子を核として凝縮性ガスを凝縮させることにより、微粒子含有ガス中から微粒子を分離する微粒子分離工程と、該微粒子分離工程で微粒子を核として凝縮させた凝縮物と微粒子の除去されたガスとを分離回収する回収工程とを有することを特徴とする微粒子分離方法。
[2]上記[1]において、回収工程において回収された液体状の凝縮物に、電場、磁場、温度場、遠心力、重力、超音波、液体の流動の内の1つ以上を付加することにより、前記凝縮物中の微粒子を凝集させる凝集工程と、該凝集させた微粒子を凝縮物中から分離回収する微粒子回収工程とを有することを特徴とする微粒子分離方法。
[3]上記[1]又は[2]において、微粒子分離工程における混合ガスを凝縮性ガスの凝縮温度以下に冷却する方法が、前記混合ガスを断熱膨張させることにより凝縮性ガスの凝縮温度以下に冷却するものであることを特徴とする微粒子分離方法。
[4]微粒子を含有するガスから微粒子を分離回収する装置であって、微粒子含有ガスと凝縮性ガスとを混合するガス混合手段と、該ガス混合手段で生成した混合ガスを凝縮性ガスの凝縮温度以下に冷却する冷却手段と、該冷却手段で冷却され微粒子を核として凝縮した凝縮物と微粒子の除去されたガスとを分離回収する回収手段とを有することを特徴とする微粒子分離装置。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明に係る微粒子分離装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【0014】
図1に示す微粒子分離装置1は、微粒子含有ガスと凝縮性ガスとを混合するガス混合手段2と、該ガス混合手段2で生成した混合ガスを凝縮性ガスの凝縮温度以下に冷却する冷却手段3と、該冷却手段3で冷却され微粒子を核として凝縮した凝縮物と微粒子の除去されたガスとを分離回収する回収手段4とを有するものである。
【0015】
前記ガス混合手段2において、微粒子含有ガスと凝縮性ガスとを混合する。ここで、前記凝縮性ガスとしては、特定の温度までガス温度を下げることで凝縮し液化するガス、例えば、水蒸気や、アルコール、エーテル、アセトン、その他の有機溶媒の蒸気や、断熱膨張により容易に液化或いは凝縮する炭酸ガス等を用いることができる。
【0016】
ガス混合手段2内で混合されたガスは、次に冷却手段3に導入される。この冷却手段3では、混合ガスの温度を混合ガスに含まれる凝縮性ガスの凝縮温度以下に冷却する。ここで、前記冷却手段3としては、例えば、混合ガスを断熱膨張させる等の処理を行い温度を凝縮性ガスの凝縮温度以下に下げる手段を用いることにより可能である。また、凝縮性ガスとして炭酸ガスを用いることもできる。
【0017】
凝縮性ガスが凝縮する場合、前記混合ガス中に含まれる微粒子を核として凝縮することとなる。このように、微粒子を核として凝縮性ガスを凝縮させ凝縮物として回収することにより、微粒子含有ガス中から微粒子を分離することができる。
【0018】
図2に、凝縮性ガスが混合ガス中に含まれる微粒子を核として凝縮する場合のイメージ図を示す。
【0019】
図2において、(a)は微粒子を含有するガスに凝縮性ガスが混合された状態を示したものである。(b)は冷却過程において混合ガス中に含まれる微粒子を核として凝縮性ガスの凝縮性成分が凝集する状態を示したものである。(c)は凝縮性成分が凝集し、ガス中から分離した状態を示したものである。
【0020】
このように、本願発明においては、水蒸気等の凝縮性ガスを微粒子含有ガスに予め混合し、冷却手段3によりこの混合ガスの温度を確実に凝縮性ガス中の凝縮性成分の露点以下の温度に下げることで、ガス中の微粒子を核として凝縮性ガス中の凝縮性成分を凝縮させるとともに微粒子同士を凝縮性成分とともに凝集させ、凝縮物としてガス中から分離することでガス中の微細粒子を効率的に回収できる。
【0021】
本願発明においては、上記構成とすることにより、微粒子含有ガスに混合する凝縮性ガスの量及び冷却手段3での冷却温度を容易に制御することが可能である。これにより、凝縮物の液化量を容易に制御することができるため、微粒子が凝集した液体状態での回収を効率的に行うことが可能となる。
【0022】
微粒子含有ガスに混合する凝縮性ガスの混合比としては、微粒子含有ガス量の30%以上、場合により数倍の量を混合する。これは、凝縮を容易かつ均一に進行させるため、30%以上の凝縮性ガスの混合を必要とするものである。
【0023】
例えば、微粒子含有ガスに混合する凝縮性ガスとして水蒸気を用いる場合、冷却工程における水蒸気の凝縮割合は20〜80%程度とし、例えば、断熱膨張により混合ガスの温度を下げる場合、そのガス温度は数十℃以下、望ましくは0℃以下とすることが望ましい。
【0024】
なお、微粒子含有ガスに混合する凝縮性ガスの量及び冷却手段3での冷却温度は、微粒子含有ガス中の微粒子濃度等を考慮して適宜選択され得る。
【0025】
回収手段4により、前記凝縮物と微粒子の除去されたガスを分離回収する。ここで、前記凝縮物は凝縮物回収手段4aにより回収され、前記微粒子の除去されたガスはガス回収手段4bにより回収される。
【0026】
前記凝縮物回収手段4aとしては、例えば、微粒子分離装置1の下部に設けられた凝縮物排出口、凝縮物を貯蔵する貯蔵タンク、前記凝縮物排出口と貯蔵タンクをつなぐ配管等により構成することができる。また、前記ガス回収手段4bとしては、例えば、微粒子分離装置1の側壁部に設けられたガス排出口、ガスを貯蔵する貯蔵タンク、前記ガス排出口と貯蔵タンクをつなぐ配管等により構成することができる。なお、前記ガス排出口から排出されたガスを再び凝縮性ガスと混合して微粒子分離装置1内に戻すことにより、ガス中の微粒子除去をより効果的に行うことが可能となる。
【0027】
前記凝縮物回収手段4aにより回収された液体状の凝縮物には、ガス中から分離された微粒子が件濁状態で存在する。この液体状の凝縮物に、電場、磁場、温度場、遠心力、重力、超音波、液体の流動の内の1つ以上を付加することにより、微粒子同士を積層状その他の概ね規則的な形態に凝集(配列)させることができる。この微粒子を凝集(配列)させた状態で液体状の凝縮成分を蒸発させて除去したり、或いは、凝集物固定化用の樹脂、低融点物質、接着剤、及び、結合剤等を用いることにより微粒子を固定化し分離することにより、その分離回収された微粒子はそのまま機能材料用素材として使用することが可能となる。
【0028】
なお、前記凝縮物回収手段4aにより回収された液体状の凝縮物は、凝縮性成分の融点以上の温度に維持する必要があり、必要に応じて凝縮物を貯蔵する貯蔵タンクには加熱手段を設けても良い。
【0029】
ここで、前記微粒子が導電性の高い物質の場合には電場を、磁気的性質を有する場合には磁場を与えることにより、溶媒となっている液体との分離が容易になるばかりでなく、電場または磁場の印加方向により、凝集させる微粒子を一定の規則的配列ないし積層状にして回収することが可能となる。
【0030】
また、一般に、溶媒となっている液体と回収される微粒子には比重に差があるので、温度場、遠心力、重力等の慣性力を付加することにより、沈降ないし浮上分離をより促進することが可能となる。
【0031】
また、超音波をキャビテーションが生成しない条件で印加することにより、微粒子同士が凝集するので、比重差による分離を促進することができる。一方、微粒子を均一に積層或いは配列させる場合には、溶媒中に微粒子が均一に分散している必要があるので、キャビテーションが起きる条件で超音波を印加しつつ、溶媒を蒸発させることにより、均一な微粒子分散状態で回収することができる。
【0032】
また、液体の流動を制御する手段のひとつとして温度場を用いることによる微粒子の泳動促進を活用することもできる。
【0033】
このように、回収された液体状の凝縮物に、電場、磁場、温度場、遠心力、重力、超音波、液体の流動を単独または組み合わせて与えることにより、回収する微粒子を積層状、その他の概ね規則的な形態に凝集(配列)させることができる。
【0034】
なお、上述の回収手段4としては、サイクロン、バグフィルターその他の通常の除塵手段によって、凝縮物と微粒子の除去されたガスを分離回収することもできる。凝縮物の粒子径が少なくとも0.1μm以上、望ましくは1μm以上まで凝縮できている場合には、バグフィルター等のようなファイルター式除塵装置で除塵して微粒子の凝縮物とガスとを分離回収することができる。また、凝縮物の粒子径が少なくとも10μm以上、望ましくは20μm以上、さらに望ましくは40μm以上まで凝縮できている場合にはサイクロン式除塵装置で除塵して微粒子の凝縮物とガスとを分離回収することができる。
【0035】
上述した実施形態によりナノマテリアルである微粒子を安価で効率的に回収できるので、電子デバイス用機器、塗料、医療用、その他の機能材料として回収した微粒子を用いることができ、その経済的効果は大きい。
【0036】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ガス中に含まれる微粒子を効率よく分離回収すると共に、回収した後の微粒子の有効利用を容易にすることが可能な微粒子分離方法及び微粒子分離装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る微粒子分離装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図2】本発明に係る凝縮性ガスが混合ガス中に含まれる微粒子を核として凝縮する場合のイメージ図である。
【符号の説明】
1 微粒子分離装置
2 ガス混合手段
3 冷却手段
4 回収手段
4a 凝縮物回収手段
4b ガス回収手段
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for separating fine particles from a gas containing fine particles by utilizing the condensation of a condensable gas and a fine particle separation apparatus.
[0002]
[Prior art]
As a method for separating and recovering fine particles from a gas containing fine particles, a method using a bag filter is a general method for recovering particulate matter.
[0003]
However, the size of the eye of the bag filter is around 1 μm, and the self-coating of dust can capture particles that are slightly smaller than the eye of the filter. However, compared to the size of the eye, the size of nanoscale particles is smaller. Since it is 1/10 to 1/1000 in size, it is difficult to recover it with a sufficient yield.
[0004]
As a method of collecting nano-scale particles, there is a method of capturing and collecting fine particles with a liquid such as water like a scrubber.However, a large amount of liquid such as water is required, which is a large economical burden, and Since it is very difficult to extract and concentrate the resulting fine particles from a large amount of liquid such as water, it is not practical.
[0005]
To cope with such a problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-64818 (Patent Document 1) introduces an apparatus that removes soot and harmful components by condensing and liquefying exhaust gas using soot in combustion exhaust gas as a nucleus. ing.
[0006]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-196851 (Patent Document 2) discloses that exhaust gas having a relative humidity of about 100% is brought into contact with a cooling liquid having a temperature lower than the exhaust gas temperature, and water vapor in the exhaust gas is introduced into the exhaust gas. A technique is described in which the contained dust is condensed as a nucleus and the removal of the dust is promoted using a mist eliminator or the like.
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-64818
[Patent Document 2]
JP-A-8-196851
[Problems to be solved by the invention]
However, in the invention described in Patent Document 1, as described in the embodiment, merely reducing the exhaust gas temperature to 150 ° C. or lower may reduce the case where acidic components such as hydrochloric acid and sulfuric acid are present in the exhaust gas. As they reach the dew point, a small amount of acids condense, which is not sufficient to trap particulates in the exhaust gas. In general, the concentration of water vapor as a condensable component contained in exhaust gas ranges over a wide range of several percent to about 20%. In this temperature range, condensation of steam cannot be expected. Therefore, in the case of the invention described in Patent Document 1, it can be said that the condensable component is an acid to the last, and it is not considered that the water vapor is sufficiently condensed.
[0010]
Further, the invention described in Patent Document 2 requires the use of a cooling liquid in order to lower the temperature of exhaust gas, and the effect is sufficiently exerted if contact mixing of the dust-containing gas and the cooling liquid is not performed smoothly. Can not do it. Also, the use of a large amount of coolant to increase the contact ratio between the coolant and the dust-containing gas results in dispersing fine particles dilutely in a large amount of cooling liquid as in the case of using a scrubber. Therefore, there is a great problem in collecting and utilizing the fine particles thereafter.
[0011]
The present invention has been made in order to solve the above problems, and a fine particle separation method and fine particles capable of efficiently separating and recovering fine particles contained in a gas and facilitating effective use of the fine particles after the recovery. It is an object to provide a separation device.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The above problem is solved by the following invention.
[1] A method for separating fine particles from a gas containing fine particles, wherein a gas mixing step of mixing the fine particle-containing gas and a condensable gas, and a condensing of the mixed gas generated in the gas mixing step with the condensable gas Cooling to a temperature or less, a fine particle separation step of separating fine particles from the fine particle-containing gas by condensing the condensable gas with the fine particles as nuclei, and a condensate and fine particles obtained by condensing fine particles as nuclei in the fine particle separation step A recovery step of separating and recovering the removed gas.
[2] In the above [1], adding at least one of an electric field, a magnetic field, a temperature field, a centrifugal force, gravity, ultrasonic waves, and a liquid flow to the liquid condensate recovered in the recovery step. And a fine particle collection step of separating and collecting the fine particles from the condensate.
[3] In the above [1] or [2], the method of cooling the mixed gas in the fine particle separation step to a temperature equal to or lower than the condensation temperature of the condensable gas is performed by adiabatically expanding the mixed gas to a temperature lower than the condensation temperature of the condensable gas. A method for separating fine particles, which comprises cooling.
[4] An apparatus for separating and recovering fine particles from a gas containing fine particles, comprising: a gas mixing means for mixing the fine particle-containing gas and the condensable gas; and condensing the mixed gas generated by the gas mixing means into a condensable gas. An apparatus for separating fine particles, comprising: a cooling means for cooling to a temperature not higher than a temperature; and a collecting means for separating and collecting a condensate cooled by the cooling means and condensed with fine particles as nuclei, and a gas from which the fine particles have been removed.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of a particle separation device according to the present invention.
[0014]
A particle separation apparatus 1 shown in FIG. 1 includes a gas mixing means 2 for mixing a fine particle-containing gas and a condensable gas, and a cooling means for cooling the mixed gas generated by the gas mixing means 2 to a temperature not higher than the condensation temperature of the condensable gas. And a recovery means 4 for separating and recovering a condensate cooled by the cooling means 3 and condensed with the fine particles as nuclei, and a gas from which the fine particles have been removed.
[0015]
In the gas mixing means 2, the fine particle-containing gas and the condensable gas are mixed. Here, as the condensable gas, a gas that is condensed and liquefied by lowering the gas temperature to a specific temperature, for example, steam, alcohol, ether, acetone, vapor of another organic solvent, or easily by adiabatic expansion. Liquefied or condensed carbon dioxide gas or the like can be used.
[0016]
The gas mixed in the gas mixing means 2 is then introduced into the cooling means 3. In the cooling means 3, the temperature of the mixed gas is cooled to a temperature lower than the condensation temperature of the condensable gas contained in the mixed gas. Here, as the cooling means 3, for example, a means for performing a process such as adiabatic expansion of a mixed gas and lowering the temperature to a temperature equal to or lower than the condensation temperature of the condensable gas can be used. Also, carbon dioxide gas can be used as the condensable gas.
[0017]
When the condensable gas condenses, the fine particles contained in the mixed gas are condensed as nuclei. As described above, by condensing the condensable gas with the fine particles as nuclei and recovering the condensed gas, the fine particles can be separated from the fine particle-containing gas.
[0018]
FIG. 2 shows an image diagram when the condensable gas is condensed by using fine particles contained in the mixed gas as nuclei.
[0019]
In FIG. 2, (a) shows a state in which a condensable gas is mixed with a gas containing fine particles. (B) shows a state in which the condensable components of the condensable gas aggregate with the fine particles contained in the mixed gas as nuclei in the cooling process. (C) shows a state in which the condensable components are aggregated and separated from the gas.
[0020]
As described above, in the present invention, a condensable gas such as water vapor is preliminarily mixed with the fine particle-containing gas, and the temperature of the mixed gas is reliably reduced to a temperature equal to or lower than the dew point of the condensable component in the condensable gas by the cooling means 3. By lowering, the condensable components in the condensable gas are condensed with the fine particles in the gas as nuclei, and the fine particles are aggregated together with the condensable component, and separated from the gas as a condensate to efficiently reduce the fine particles in the gas. Can be collected.
[0021]
In the invention of the present application, with the above configuration, it is possible to easily control the amount of the condensable gas mixed with the fine particle-containing gas and the cooling temperature of the cooling means 3. This makes it possible to easily control the amount of condensate liquefied, so that it is possible to efficiently recover the liquid state in which the fine particles are aggregated.
[0022]
The mixing ratio of the condensable gas mixed with the fine particle-containing gas is 30% or more of the amount of the fine particle-containing gas, and in some cases, several times as much. This requires the mixing of a condensable gas of 30% or more in order to allow the condensation to proceed easily and uniformly.
[0023]
For example, when water vapor is used as the condensable gas mixed with the fine particle-containing gas, the condensing ratio of the water vapor in the cooling step is set to about 20 to 80%. It is desirable that the temperature is not higher than 10.degree.
[0024]
The amount of the condensable gas mixed with the fine particle-containing gas and the cooling temperature of the cooling means 3 can be appropriately selected in consideration of the fine particle concentration in the fine particle-containing gas and the like.
[0025]
The collecting means 4 separates and collects the gas from which the condensate and fine particles have been removed. Here, the condensate is recovered by the condensate recovery means 4a, and the gas from which the fine particles have been removed is recovered by the gas recovery means 4b.
[0026]
The condensate collecting means 4a may be constituted by, for example, a condensate outlet provided at a lower portion of the fine particle separation device 1, a storage tank for storing the condensate, a pipe connecting the condensate outlet and the storage tank, and the like. Can be. Further, the gas recovery means 4b may be constituted by, for example, a gas outlet provided on a side wall of the particle separation device 1, a storage tank for storing gas, a pipe connecting the gas outlet and the storage tank, and the like. it can. In addition, by mixing the gas discharged from the gas discharge port with the condensable gas again and returning the mixed gas to the inside of the fine particle separation device 1, it is possible to more effectively remove the fine particles in the gas.
[0027]
In the liquid condensate recovered by the condensate recovery means 4a, fine particles separated from the gas exist in a suspended state. By adding one or more of electric field, magnetic field, temperature field, centrifugal force, gravity, ultrasonic wave and liquid flow to this liquid condensate, the fine particles are laminated and other generally regular forms are added. Can be aggregated (arranged). By evaporating and removing the liquid condensed component in a state in which the fine particles are aggregated (arranged), or by using a resin for fixing the aggregate, a low melting point substance, an adhesive, a binder, or the like. By fixing and separating the fine particles, the separated and collected fine particles can be used as a material for a functional material as it is.
[0028]
The liquid condensate recovered by the condensate recovery means 4a needs to be maintained at a temperature equal to or higher than the melting point of the condensable component. If necessary, a heating means is provided in a storage tank for storing the condensate. It may be provided.
[0029]
Here, by applying an electric field when the fine particles are a substance having high conductivity, or applying a magnetic field when the fine particles have magnetic properties, not only separation from a liquid as a solvent is facilitated, but also Alternatively, the fine particles to be aggregated can be collected in a certain regular arrangement or lamination depending on the direction of application of the magnetic field.
[0030]
In addition, since the specific gravity is generally different between the liquid serving as the solvent and the collected fine particles, the sedimentation or flotation is further promoted by adding an inertial force such as a temperature field, centrifugal force, or gravity. Becomes possible.
[0031]
Further, by applying the ultrasonic wave under the condition that cavitation is not generated, the fine particles aggregate, so that the separation due to the difference in specific gravity can be promoted. On the other hand, in the case of uniformly laminating or arranging the fine particles, the fine particles need to be uniformly dispersed in the solvent, so that the solvent is evaporated while applying the ultrasonic wave under the condition that cavitation occurs. The fine particles can be recovered in a dispersed state.
[0032]
It is also possible to utilize the promotion of migration of fine particles by using a temperature field as one of the means for controlling the flow of the liquid.
[0033]
In this way, the collected liquid condensate is given an electric field, a magnetic field, a temperature field, a centrifugal force, gravity, ultrasonic waves, or a liquid flow alone or in combination, so that the fine particles to be collected are laminated, and the like. Aggregation (arrangement) into a generally regular form is possible.
[0034]
In addition, as the above-mentioned collecting means 4, a gas from which condensate and fine particles have been removed can be separated and collected by a cyclone, a bag filter, or other ordinary dust removing means. When the particle size of the condensate has been condensed to at least 0.1 μm or more, desirably 1 μm or more, dust is removed by a filter type dust removing device such as a bag filter to separate and collect the fine particle condensate and gas. can do. When the condensate has a particle diameter of at least 10 μm or more, preferably 20 μm or more, and more preferably 40 μm or more, the dust is removed by a cyclone dust remover to separate and collect the fine particle condensate and gas. Can be.
[0035]
The fine particles that are nanomaterials can be efficiently and inexpensively recovered according to the above-described embodiment. Therefore, the fine particles recovered as electronic device equipment, paint, medical use, and other functional materials can be used, and the economic effect is large. .
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, there is provided a particle separation method and a particle separation apparatus capable of efficiently separating and collecting fine particles contained in a gas and facilitating effective use of the collected fine particles. Is done.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of a particle separation device according to the present invention.
FIG. 2 is an image diagram when the condensable gas according to the present invention is condensed with fine particles contained in a mixed gas as nuclei.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Particle separation apparatus 2 Gas mixing means 3 Cooling means 4 Recovery means 4a Condensate recovery means 4b Gas recovery means

Claims (4)

微粒子を含有するガスから微粒子を分離する方法であって、
微粒子含有ガスと凝縮性ガスとを混合するガス混合工程と、
該ガス混合工程において生成した混合ガスを前記凝縮性ガスの凝縮温度以下に冷却し、微粒子を核として凝縮性ガスを凝縮させることにより、微粒子含有ガス中から微粒子を分離する微粒子分離工程と、
該微粒子分離工程で微粒子を核として凝縮させた凝縮物と微粒子の除去されたガスとを分離回収する回収工程とを有することを特徴とする微粒子分離方法。
A method for separating fine particles from a gas containing fine particles,
A gas mixing step of mixing the fine particle-containing gas and the condensable gas,
Cooling the mixed gas generated in the gas mixing step to a condensation temperature of the condensable gas or lower, and condensing the condensable gas with the fine particles as nuclei, thereby separating the fine particles from the fine particle-containing gas;
A method for separating and collecting a condensate obtained by condensing fine particles as nuclei in the fine particle separation step and a gas from which the fine particles have been removed.
回収工程において回収された液体状の凝縮物に、電場、磁場、温度場、遠心力、重力、超音波、液体の流動の内の1つ以上を付加することにより、前記凝縮物中の微粒子を凝集させる凝集工程と、
該凝集させた微粒子を凝縮物中から分離回収する微粒子回収工程とを有することを特徴とする請求項1に記載の微粒子分離方法。
By adding one or more of an electric field, a magnetic field, a temperature field, a centrifugal force, gravity, an ultrasonic wave, and a liquid flow to the liquid condensate recovered in the recovery step, fine particles in the condensate are reduced. An aggregation step of aggregating,
2. The method for separating fine particles according to claim 1, further comprising a fine particle collecting step of separating and collecting the aggregated fine particles from a condensate.
微粒子分離工程における混合ガスを凝縮性ガスの凝縮温度以下に冷却する方法が、前記混合ガスを断熱膨張させることにより凝縮性ガスの凝縮温度以下に冷却するものであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の微粒子分離方法。2. The method of cooling a mixed gas to a temperature not higher than the condensation temperature of the condensable gas in the fine particle separation step, wherein the mixed gas is cooled to a temperature lower than the condensation temperature of the condensable gas by adiabatically expanding the mixed gas. Alternatively, the method for separating fine particles according to claim 2. 微粒子を含有するガスから微粒子を分離回収する装置であって、
微粒子含有ガスと凝縮性ガスとを混合するガス混合手段と、
該ガス混合手段で生成した混合ガスを凝縮性ガスの凝縮温度以下に冷却する冷却手段と、
該冷却手段で冷却され微粒子を核として凝縮した凝縮物と微粒子の除去されたガスとを分離回収する回収手段とを有することを特徴とする微粒子分離装置。
An apparatus for separating and recovering fine particles from a gas containing fine particles,
Gas mixing means for mixing the fine particle-containing gas and the condensable gas,
Cooling means for cooling the mixed gas generated by the gas mixing means to a temperature not higher than the condensation temperature of the condensable gas,
A fine particle separation apparatus comprising: a collecting means for separating and collecting a condensate cooled by the cooling means and condensed with the fine particles as nuclei, and a gas from which the fine particles have been removed.
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