JP2004321970A - 排気ガス処理方法及び処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排気ガス処理設備において、ろ過材に付着したシリカ粉を逆方向から圧縮空気で払い落とす逆洗時に、排気ガスが反応装置に逆流しない排気ガス処理方法及び処理装置を提供する。
【解決手段】シリカ粉を堆積させて光ファイバ母材を製造する際に生じる排気ガスを粉体ろ過装置４に導き、排気ガス中のシリカ粉を除去する排気ガスの処理方法において、排気ガスを複数のろ過チャンバー５からなる粉体ろ過装置４に導き、ろ過チャンバー５内のフィルター１７に付着したシリカ粉を、ろ過チャンバー５の入ロダンパー６を閉じ逆洗エアー（圧縮空気）を供給して払落し、入ロダンパー６からの逆洗エアーの洩れによる排気ガスの逆流を粉体ろ過装置４の上流側に設けたバッファチャンバー３により防止することを特徴としている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ母材を製造する際に発生する排気ガスの排気ガス処理方法及び処理装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
光ファイバ母材は、酸素、水素火炎中でテトラクロロシランやトリクロロアルキルシラン等を火炎加水分解し、生成したシリカ粉（ＳｉＯ_２微粒子）を堆積して得られる多孔質母材を焼結し、透明ガラス化することによって得られる。このとき生成したシリカ粉は、全てが多孔質母材として堆積されるわけではな＜、一部は排気ガスと共に反応装置外へ排出される。この排気ガス中には、シリカ粉と共に塩化水素ガスが含まれており、そのまま大気中に排出することは環境に多大な悪影響を及ぼすため、通常、これらを除去してから大気中に放出される。
【０００３】
反応装置に付設された排気ガス処理装置には、排気ガス中のシリカ粉を除去するためにろ過装置が設けられている。このろ過装置のろ過面に付着したシリカ粉を払い落とす方式には、ろ過面の変形を利用して払い落とす逆圧・機械振動方式や、圧縮空気をろ過面の下流側から上流側に瞬間的に噴射して払い落とす逆洗・パルスジェット方式等がある。
【０００４】
ろ過面が柔らかい炉布集塵装置には、逆圧・機械振動方式や逆洗・パルスジェット方式のいずれでも適用できるが、ろ過面が固体のセラミックフィルターを用いた集塵装置には、逆圧・機械振動方式は使用できず、逆洗・パルスジェット方式が用いられている。
【０００５】
逆洗・パルスジェット方式は、ろ過面に付着した粉を払い落とすために瞬間的に大量の圧縮空気（逆洗エアー）を逆流させるため、排気圧力の変動や最悪の場合には排気ガスの逆流を引き起こしていた。
このろ過材に逆方向から吹き付ける圧縮空気が逆流すると、排気ダクト内に堆積されたシリカ粉を反応装置内に噴出することになる。このシリカ粉が堆積中の母材に付着すると、最終的に得られる光ファイバ母材中に泡として残り、その光学的性質上不良部分となり製造歩留まりを落とす原因となっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、排気ガス処理設備において、ろ過材に付着したシリカ粉を逆方向から圧縮空気で払い落とす逆洗時に、排気ガスが反応装置に逆流しない排気ガス処理方法及び処理装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の排気ガス処理方法は、シリカ粉を堆積させて光ファイバ母材を製造する際に生じる排気ガスを粉体ろ過装置に導き、排気ガス中のシリカ粉を除去する排気ガスの処理方法において、排気ガスを複数のろ過チャンバーからなる粉体ろ過装置に導き、ろ過チャンバー内のフィルターに付着したシリカ粉を、ろ過チャンバーの入ロダンパーを閉じ逆洗エアー（圧縮空気）を供給して払落し、入ロダンパーからの逆洗エアーの洩れによる排気ガスの逆流を粉体ろ過装置の上流側に設けたバッファチャンバーにより防止することを特徴としている。
フィルターに付着したシリカ粉の払落しは、ろ過チャンバー毎に所定の順番で、入ロダンパーの開閉と逆洗エアーバルブの閉開を同期させて行われる。
【０００８】
本発明の排気ガス処理装置は、シリカ粉を堆積させて光ファイバ母材を製造する際に生じる排気ガスを粉体ろ過装置に導き、排気ガス中のシリカ粉を除去する排気ガスの処理装置であって、内部にフィルターを備えた複数のろ過チャンバーからなる粉体ろ過装置と、各ろ過チャンバーの入口に設けられた入ロダンパーと、各ろ過チャンバーに逆洗エアーを個別に供給する逆洗エアー供給手段と、粉体ろ過装置の上流側に設けられたバッファチャンバーとを有することを特徴としている。
【０００９】
また、本発明の排気ガス処理装置には、逆洗エアー源と、これからろ過チャンバーに通じる流路に設けられた逆洗エアーバルブとからなる逆洗エアー供給手段が設けられている。この逆洗エアー源と逆洗エアーバルブとの間に逆洗エアーチャンバーを設けると、より好ましい。さらに、各ろ過チャンバーに対する逆洗エアーによるシリカ粉の払落しを所定の順番で行い、かつろ過チャンバー毎に入ロダンパーの開閉と逆洗エアーバルブの閉開を同期させる、制御装置を備えている。
なお、本発明の排気ガス処理装置には、粉体ろ過装置にシリカ粉収集手段を付設したり、粉体ろ過装置の下流に、排気ガス中の酸性ガスを無害化する中和装置を設けることもできる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の排気ガス処理方法は、反応装置から排出される排気ガス中に含まれるシリカ粉を、排気ガス処理装置の粉体ろ過装置で捕捉し、フィルターに付着したシリカ粉を逆洗エアーで払い落とす際、逆洗エアーによる排気ガスの逆流を防止するものであり、そのために、粉体ろ過装置を複数のろ過チャンバーで構成し、各ろ過チャンバーに入口ダンパーを設けたことにより、各ろ過チャンバーを個別に排気ガス系から切り離して、フィルターに付着したシリカ粉を払い落とすことができる。これにより、シリカ粉の払落し工程時に、逆洗エアーによる反応装置への排気ガスの逆流は防止される。
【００１１】
なお、入ロダンパーにはシリカ粉が付着しやすく、逆洗エアーの排気ガス系への完全な遮断は困難であり、多少の圧力変動や逆流が発生することがあるが、このような多少の圧力変動や逆流による影響は、粉体ろ過装置の上流側にバッファチャンバーを設けることで解消できる。
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図を用いてさらに詳細に説明する。
図１は、反応装置から排出される排気ガス処理の概略を示すフロー工程図である。反応装置１内においてターゲットに付着できなかったシリカ粉は、排気ガスとともに排気ガスダクト２及びバッファチャンバー３を通って粉体ろ過装置４に送られる。この粉体ろ過装置４は、その内部にろ過チャンバー５を４室有し、各ろ過チャンバー５にはセラミックス製のフィルターが設けられている。
【００１３】
各ろ過チャンバー５には、排気ガスが流入する入口ダンパー６と、逆洗エアー（圧縮空気）を供給する逆洗エアーバルブ７が設けられている。逆洗エアーは、逆洗配管８から供給され、ろ過チャンバー５のフィルターに、排気ガス流とは逆方向から間歇的に圧縮エアーを吹き付けて、フィルター表面に付着したシリカ粉を払い落とすのに使用される。なお、ろ過チャンバー５の数は４室に限定されず、排気ガスやシリカ粉の量に合わせて適宜設けるとよい。
【００１４】
図２は、図１に示した粉体ろ過装置４の部分を拡大してより詳細に示している。フィルターの表面に付着したシリカ粉の逆洗エアーによる払落し（以後、単に“逆洗払落し”と称する）は、該当するろ過チャンバー５の入口ダンパー６を閉じ、上部に設けられた逆洗エアーバルブ７を開き、逆洗エアーをフィルターに吹き付けることで行われる。逆洗エアーは、逆洗エアー源（図示を省略）から逆洗配管８を経て供給される。このとき、逆洗エアーバルブ７と逆洗配管８との間に逆洗エアーチャンバー９を設ける
なお、入口ダンパー６と逆洗エアーバルブ７の開閉は、ろ過チャンバー毎に所定の順番に合わせて行われるように、制御装置を設けて自動で行うのが好ましい。
【００１５】
逆洗払落し時には、入口ダンパー６が閉じられているため、逆洗エアーによる排気ガスの逆流は防止されるが、入口ダンパー６に付着したシリカ粉によって、逆洗エアーが完全に遮断されないことがあっても、粉体ろ過装置４の上流側にバッファチャンバー３を設けることにより、逆洗エアーによる排気ガスの逆流をここで緩衝することができる。その結果、反応装置内へのシリカ粉の噴出は防止され、製品の泡不良を低減することができる。
【００１６】
図３は、排気ガス中のシリカ粉の捕捉及び逆洗払落し状態を示しており、排気ガスが粉体ろ過装置４内に設けられたフィルターエレメント１７を通り抜けるときに、排気ガス中のシリカ粉はフィルターエレメント１７に捕捉され（図３（ａ）参照）、その表面に層となって堆積される（図３（ｂ）参照）。捕捉されたシリカ粉は、逆洗エアーによってフィルターエレメント１７から剥がされ、粉体受けに落される（図３（ｃ）参照）。
【００１７】
粉体ろ過装置４を経てシリカ粉が取り除かれた排気ガスは、ダクト１０を経て排気ファン１１で昇圧された後、吸収塔１２に導かれる。吸収塔１２においては、循環ポンプ１３によって循環水が塔内を循環することにより、排気ガスと循環水が接触し、塩化水素が塩酸として吸収される。吸収されなかった塩化水素は中和塔１４に導かれ、循環ポンプ１５によって循環されるＮａＯＨ等のアルカリ水溶液によって中和され、最終的に、排気ガスは無害なガスとなって大気中に放出される。
【００１８】
他方、フィルターによって捕捉され、逆洗エアーでフィルターから払い落とされたシリカ粉は、粉体ろ過装置４の底部から排出され、粉体コンベア１６によって、粉体を一時的に保管する粉体ホッパー１８に貯蔵され、その後、廃棄、もしくはリサイクル等に供される。集塵されたシリカ粉は乾燥状態にあるため、リサイクルしやすく、セメント原料、塗料添加剤、窯業等の原料に使用できる。
【００１９】
【実施例】
本発明を、以下の実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、様々な態様が可能である。
【００２０】
（実施例１）
４室のろ過チャンバーからなる粉体ろ過装置を使用した。各ろ過チャンバーにはフィルターエレメントが２式ずつ収められ、各フィルターエレメントに逆洗エアーバルブが８式取り付けられている。
反応装置から粉体ろ過装置にいたる流路の排気ガスダクトに、容量１ｍ^３のバッファチャンバーが設けられている。
【００２１】
ろ過チャンバーの逆洗払落しは、以下の順番で各ろ過チャンバーに対して均等に行った。
ろ過チャンバー：１→２→３→４→１→…
フィルターエレメント：１・１→２・１→３・１→４・１→１・２→２・２→３・２→４・２→１・１→…
逆洗エアーバルブ：１・１→２．１→３・１→４・１→５・１→６・１→７・１→８・１→１・２→２・２→３・２→・…→８・８→１・１，…
なお、ろ過チャンバー１、２、３、４の逆洗払落しと連動させて、入口ダンパー１、２、３、４の開閉動作を自動で行わせた。
【００２２】
排気ガスの風量は８０〜１７０ｍ^３／ｍｉｎで連続的に変化していた。逆洗エアーは、３０秒に１回の間隔で風量０．５ｍ^３／０．１８秒を瞬間的に吹き付けた。このとき、逆洗エアーの風量は、１分当たりに換算すれば１６７ｍ^３／ｍｉｎとなり、排気ガス流量より多くなる場合がある。
このような排気ガス処理装置を備えた反応装置で重量６１．４ｋｇの光ファイバ母材を製造し、焼結・透明ガラス化して検査したところ、検出された泡は０．０３個／ｋｇで、従来より極めて少なかった。
【００２３】
（従来例１）
排気ガスダクトにバッファチャンバーを設けず、逆洗払落し時に入口ダンパーの開閉を行わなかった以外は、実施例１と同様にして光ファイバ母材の製造を行った。
その結果、重量５７．２ｋｇの光ファイバ母材を得たが、その中に９個（０．１６個／ｋｇ）の泡が検出された。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は、粉体ろ過装置の上流側にバッファチャンバーを設け、粉体ろ過装置の逆洗払落しに合わせて、ろ過チャンバーの入口ダンパーを開閉することにより、排気ガスの反応装置側への逆流が防止され、これにより排気ガスダクト内に堆積もしくは排気ガス中に浮遊しているシリカ粉の反応装置側への逆流が防止され、製品中の泡数を減少させることができ、歩留まりを上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による、反応装置から排出される排気ガス処理の概略を示すフロー工程図である。
【図２】図１の粉体ろ過装置部分を拡大して示す概略断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、排気ガス中のシリカ粉の捕捉及び逆洗払落し状態を順に示す模式図である。
【符号の説明】
１． 反応装置、
２． 排気ガスダクト、
３． バッファチャンバー、
４． 粉体ろ過装置、
５． ろ過チャンバー、
６． 入口ダンパー、
７． 逆洗エアーバルブ、
８． 逆洗配管、
９． 逆洗エアーチャンバー、
１０． ダクト、
１１． 排気ファン、
１２． 吸収塔、
１３． 循環ポンプ、
１４． 中和塔、
１５． 循環ポンプ、
１６． 粉体コンベア、
１７． フィルターエレメント、
１８． 粉体ホッパー。

Claims (8)

1. シリカ粉を堆積させて光ファイバ母材を製造する際に生じる排気ガスを粉体ろ過装置に導き、排気ガス中のシリカ粉を除去する排気ガスの処理方法において、排気ガスを複数のろ過チャンバーからなる粉体ろ過装置に導き、ろ過チャンバー内のフィルターに付着したシリカ粉を、ろ過チャンバーの入ロダンパーを閉じ逆洗エアーを供給して払落し、入ロダンパーからの逆洗エアーの洩れによる排気ガスの逆流を粉体ろ過装置の上流側に設けたバッファチャンバーにより防止することを特徴とする排気ガス処理方法。
2. フィルターに付着したシリカ粉の払落しを、ろ過チャンバー毎に所定の順番で、入ロダンパーの開閉と逆洗エアーバルブの閉開を同期させて行う請求項１に記載の排気ガス処理方法。
3. シリカ粉を堆積させて光ファイバ母材を製造する際に生じる排気ガスを粉体ろ過装置に導き、排気ガス中のシリカ粉を除去する排気ガスの処理装置であって、内部にフィルターを備えた複数のろ過チャンバーからなる粉体ろ過装置と、各ろ過チャンバーの入口に設けられた入ロダンパーと、各ろ過チャンバーに逆洗エアーを個別に供給する逆洗エアー供給手段と、粉体ろ過装置の上流側に設けられたバッファチャンバーとを有することを特徴とする排気ガス処理装置。
4. 逆洗エアー供給手段が、逆洗エアー源と、これからろ過チャンバーに通じる流路に設けられた逆洗エアーバルブとからなる請求項３に記載の排気ガス処理装置。
5. 逆洗エアー供給手段が、逆洗エアー源と逆洗エアーバルブとの間に逆洗エアーチャンバーを有する請求項４に記載の排気ガス処理装置。
6. 各ろ過チャンバーに対する逆洗エアーによるシリカ粉の払落しを所定の順番で行い、かつろ過チャンバー毎に入ロダンパーの開閉と逆洗エアーバルブの閉開を同期させる、制御装置を備えている請求項３乃至５のいずれかに記載の排気ガス処理装置。
7. 粉体ろ過装置に、シリカ粉収集手段が付設されている請求項３乃至６のいずれかに記載の排気ガス処理装置。
8. 粉体ろ過装置の下流に、排気ガス中の酸性ガスを無害化する中和装置を備えている請求項３乃至７のいずれかに記載の排気ガス処理装置。

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