JP2005034791A - Harmful substance removal apparatus - Google Patents

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正人 倉橋
Koji Ota
幸治 太田
Masaki Kuzumoto
昌樹 葛本
Yuzo Kanegae
裕三 鐘ヶ江
Koichi Suzuki
弘一 鈴木
Kazuto Mori
和人 森
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a harmful substance removal apparatus capable of being downsized as a whole. <P>SOLUTION: An adsorption tower 1 has an adsorbent 2 that adsorbs harmful substances and moisture in gas and a housing vessel 3 in which the adsorbent 2 is housed. An adsorption tower heater 9 for desorbing the harmful substances and moisture from the adsorbent 2 upon the regeneration of the adsorbent 2 is disposed on the outer surface of the housing vessel 3. An evacuated vessel 23 is connected with the housing vessel 3 via a treatment discharge pipe 10. The moisture desorbed from the adsorbent 2 is condensed in the evacuated vessel 23 and an aqueous solution of the harmful substance is produced. The aqueous solution of the harmful substance is taken out through an aqueous solution extract pipe 16. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、例えば窒素酸化物、硫黄酸化物及びアンモニア等の有害物質が含まれる気体中から有害物質を除去する有害物質の除去装置に関するものである。   The present invention relates to a harmful substance removing apparatus for removing harmful substances from a gas containing harmful substances such as nitrogen oxides, sulfur oxides and ammonia.

従来、窒素酸化物を含んだトンネル排ガスを清浄化するための方法として、窒素酸化物を吸着する吸着剤にトンネル排ガスを通す方法が知られている。この方法では、吸着剤による窒素酸化物の吸着能力を向上させるために、トンネル排ガスは除湿されてから吸着塔内へ送られる。また、吸着剤に吸着された窒素酸化物は、吸着剤の再生時に真空ポンプにより吸着剤から脱離される。脱離された窒素酸化物は、燃料（還元剤）及び空気が混合された後に、燃焼器内で燃焼されて分解無害化される。   Conventionally, as a method for cleaning tunnel exhaust gas containing nitrogen oxide, a method of passing tunnel exhaust gas through an adsorbent that adsorbs nitrogen oxide is known. In this method, in order to improve the adsorption ability of nitrogen oxides by the adsorbent, the tunnel exhaust gas is dehumidified before being sent into the adsorption tower. Further, the nitrogen oxides adsorbed on the adsorbent are desorbed from the adsorbent by a vacuum pump during regeneration of the adsorbent. The desorbed nitrogen oxides are mixed with fuel (reducing agent) and air and then burned in the combustor to be detoxified.

特開平４−３１７７２０号公報JP-A-4-317720

しかしながら、従来の窒素酸化物の除去装置では、除湿のための除湿器、及び燃料を貯蔵するタンク等が用いられているので、除湿器及び燃料貯蔵タンク等の設置スペースが必要になり装置全体が大形化してしまう。   However, in the conventional nitrogen oxide removing device, a dehumidifier for dehumidification and a tank for storing fuel are used. Therefore, installation space for the dehumidifier and the fuel storage tank is required, and the entire device is reduced. It will become large.

そこでこの発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするもので、全体を小形化することができる有害物質の除去装置を得ることを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a harmful substance removal apparatus that can be downsized as a whole.

この発明に係る有害物質の除去装置は、有害物質除去処理の対象となる気体中に含まれる有害物質及び水分を吸着する吸着剤を有し、気体から有害物質を吸着除去する除去装置本体、吸着剤を加熱して有害物質及び水分を吸着剤から脱離させることにより吸着剤を再生する加熱装置、及び吸着剤から脱離された水分を液化し、有害物質の水溶液を生成する水溶液生成装置を備えている。   The harmful substance removal apparatus according to the present invention includes an adsorbent that adsorbs and removes harmful substances contained in a gas that is subject to harmful substance removal treatment, and adsorbs and removes the harmful substances from the gas. A heating device that regenerates the adsorbent by heating the agent to desorb the harmful substances and moisture from the adsorbent, and an aqueous solution generator that liquefies the moisture desorbed from the adsorbent and generates an aqueous solution of the harmful substances I have.

以上の説明から明らかなように、この発明に係る有害物質の除去装置では、有害物質及び水分が吸着された吸着剤の再生時に、吸着剤から有害物質及び水分を加熱装置により脱離させ、水溶液生成装置により、脱離された水分が液化されて有害物質の水溶液が生成されるようになっているので、従来必要であった除湿器及び燃料貯蔵タンク等を不要とすることができ、装置を簡略化することができる。これにより、装置全体を小形化することができる。   As is apparent from the above description, in the harmful substance removal apparatus according to the present invention, the harmful substance and moisture are desorbed from the adsorbent by the heating device during regeneration of the adsorbent to which the harmful substance and moisture are adsorbed, and the aqueous solution Since the desorbed water is liquefied by the generator and an aqueous solution of harmful substances is generated, the dehumidifier and the fuel storage tank, which have been necessary in the past, can be dispensed with. It can be simplified. Thereby, the whole apparatus can be reduced in size.

以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
実施の形態１．
実施の形態１による有害物質の除去装置は、例えば自動車、発電所、焼却炉等から排出される窒素酸化物ＮＯｘ（例えばＮＯ、ＮＯ２等）、硫黄酸化物（例えばＳＯ２等）及びアンモニア等の有害物質を気体中から除去して気体を清浄化するものである。また、実施の形態１の除去装置によって清浄化される気体、即ち有害物質除去処理の対象となる気体（以下、「対象ガス」という）は、例えば家屋、ビルディング、駐車場、地下駐車場、トンネル及び工場等に存在する空気である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
Embodiment 1 FIG.
The harmful substance removal apparatus according to the first embodiment includes, for example, nitrogen oxides NOx (eg, NO, NO 2, etc.), sulfur oxides (eg, SO 2 ), ammonia, etc. discharged from automobiles, power plants, incinerators, etc. The harmful substances are removed from the gas to purify the gas. Further, the gas to be cleaned by the removal apparatus of the first embodiment, that is, the gas to be subjected to the harmful substance removal process (hereinafter referred to as “target gas”) is, for example, a house, building, parking lot, underground parking lot, tunnel And air present in factories and the like.

図１は、この発明の実施の形態１による有害物質の除去装置を示す説明図である。図において、除去装置本体である吸着塔１は、ステンレス鋼製の収納容器３と、収納容器３内に収納された吸着剤２とを有している。吸着剤２は、対象ガスに含まれる水分及び有害物質を吸着するようになっている。ここでは、吸着剤２はゼオライトである。ゼオライトの結晶構造は、フォージャサイト型（Ｙ型）となっている。ゼオライトの結晶構造中の細孔径は７．４Å以上となっている。また、ゼオライトの組成物質であるＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３との比（ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比）は、１０〜３０の範囲内となっている。 FIG. 1 is an explanatory view showing a hazardous substance removing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, an adsorption tower 1 that is a main body of a removing device has a stainless steel storage container 3 and an adsorbent 2 stored in the storage container 3. The adsorbent 2 adsorbs moisture and harmful substances contained in the target gas. Here, the adsorbent 2 is zeolite. The crystal structure of zeolite is a faujasite type (Y type). The pore diameter in the crystal structure of zeolite is 7.4 mm or more. Further, the ratio of SiO 2 and Al 2 O 3 (ratio of SiO 2 / Al 2 O 3 ), which is a composition material of zeolite, is in the range of 10-30.

収納容器３には、対象ガスを収納容器３内へ導くガス供給管４が接続されている。また、収納容器３には、収納容器３内の対象ガスを外部へ導くガス放出管５が接続されている。ガス放出管５には、ブロワ６が設けられている。対象ガスは、ブロワ６の作動により、ガス供給管４を通じて収納容器３内へ送られ、吸着剤２を通過した後に収納容器３内からガス放出管５を通じて外部へ放出される。対象ガス中の水分及び有害物質は、吸着剤２を通過する際に吸着剤２に吸着される。なお、ガス供給管４には、対象ガスの収納容器３内への供給経路を開閉する供給開閉バルブ７が設けられている。また、ガス放出管５の収納容器３とブロワ６との間の部分には、対象ガスの放出経路を開閉する放出開閉バルブ８が設けられている。   A gas supply pipe 4 that guides the target gas into the storage container 3 is connected to the storage container 3. The storage container 3 is connected to a gas discharge pipe 5 that guides the target gas in the storage container 3 to the outside. The gas discharge pipe 5 is provided with a blower 6. The target gas is sent into the storage container 3 through the gas supply pipe 4 by the operation of the blower 6, and is released from the storage container 3 to the outside through the gas discharge pipe 5 after passing through the adsorbent 2. Moisture and harmful substances in the target gas are adsorbed by the adsorbent 2 when passing through the adsorbent 2. The gas supply pipe 4 is provided with a supply opening / closing valve 7 for opening and closing the supply path of the target gas into the storage container 3. Further, a discharge opening / closing valve 8 that opens and closes the discharge path of the target gas is provided in a portion between the storage container 3 and the blower 6 of the gas discharge pipe 5.

収納容器３の外表面には、通電により発熱する加熱装置である吸着塔ヒータ９が設けられている。水分及び有害物質は、吸着塔ヒータ９の吸着剤２への加熱により吸着剤２から脱離される。即ち、水分及び有害物質が吸着された吸着剤２は、吸着塔ヒータ９の加熱により再生される。   An adsorption tower heater 9, which is a heating device that generates heat when energized, is provided on the outer surface of the storage container 3. Moisture and harmful substances are desorbed from the adsorbent 2 by heating the adsorbent 2 with the adsorption tower heater 9. That is, the adsorbent 2 on which moisture and harmful substances are adsorbed is regenerated by heating the adsorption tower heater 9.

収納容器３には、吸着剤２から脱離された水分及び有害物質が含まれる気体（以下、「再生時対象ガス」という）を収納容器３内から取り出すためのステンレス鋼製の処理排出管１０が接続されている。再生時対象ガスは、処理排出管１０に設けられた排気装置１１の作動により収納容器３内から処理排出管１０内へ送られる。処理排出管１０は、下方へ突出してＵ字状に曲げられた曲管部１２を有している。曲管部１２は、収納容器３と排気装置１１との間に設けられている。   The storage container 3 has a stainless steel processing discharge pipe 10 for taking out gas containing moisture and harmful substances desorbed from the adsorbent 2 (hereinafter referred to as “regeneration target gas”) from the storage container 3. Is connected. The target gas at the time of regeneration is sent from the inside of the storage container 3 into the processing exhaust pipe 10 by the operation of the exhaust device 11 provided in the processing exhaust pipe 10. The processing discharge pipe 10 has a curved pipe portion 12 that protrudes downward and is bent into a U shape. The curved pipe portion 12 is provided between the storage container 3 and the exhaust device 11.

曲管部１２には、曲管部１２を冷却する冷却装置１３が設けられている。再生時対象ガス中の水分は、冷却装置１３の冷却により曲管部１２内で結露（液化）される。再生時対象ガス中の有害物質は結露により生じた水に溶解し、有害物質の水溶液が曲管部１２内に生成される。なお、処理排出管１０の曲管部１２と収納容器３との間の部分には、再生時対象ガスの移送経路を開閉する移送開閉バルブ１４が設けられている。また、実施の形態１における水溶液生成装置は、曲管部１２と冷却装置１３とを有している。   The bent tube portion 12 is provided with a cooling device 13 for cooling the bent tube portion 12. Moisture in the target gas at the time of regeneration is condensed (liquefied) in the bent pipe portion 12 by the cooling of the cooling device 13. The harmful substance in the target gas at the time of regeneration is dissolved in water generated by dew condensation, and an aqueous solution of the harmful substance is generated in the curved pipe portion 12. A transfer opening / closing valve 14 that opens and closes the transfer path of the target gas during regeneration is provided in a portion between the bent tube portion 12 of the processing discharge pipe 10 and the storage container 3. In addition, the aqueous solution generator in Embodiment 1 has a curved pipe portion 12 and a cooling device 13.

処理排出管１０の収納容器３から冷却装置１３までの部分には、再生時対象ガス中の水分の結露を防止するためのパイプヒータ１５が設けられている。また、曲管部１２には、有害物質の水溶液を取り出すための水溶液抽出管１６が接続されている。水溶液抽出管１６には、有害物質の水溶液の抽出経路を開閉する抽出開閉バルブ１７が設けられている。   A pipe heater 15 for preventing condensation of moisture in the target gas at the time of regeneration is provided in a portion from the storage container 3 to the cooling device 13 of the processing discharge pipe 10. Further, an aqueous solution extraction tube 16 for taking out an aqueous solution of harmful substances is connected to the bent tube portion 12. The aqueous solution extraction pipe 16 is provided with an extraction opening / closing valve 17 that opens and closes an extraction path of an aqueous solution of harmful substances.

次に、動作について説明する。
対象ガスの通常の浄化処理時には、供給開閉バルブ７及び放出開閉バルブ８が開状態にされ、移送開閉バルブ１４及び抽出開閉バルブ１７が閉状態にされる。この状態でブロワ６を作動させると、対象ガスは、ガス供給管４を通じて収納容器３内へ送られ吸着剤２に通される。このとき、対象ガス中に含まれる水分及び有害物質は吸着剤２に吸着される。吸着剤２を通過した対象ガスは、ガス放出管５を通じて外部へ放出される。 Next, the operation will be described.
During the normal purification process of the target gas, the supply opening / closing valve 7 and the discharge opening / closing valve 8 are opened, and the transfer opening / closing valve 14 and the extraction opening / closing valve 17 are closed. When the blower 6 is operated in this state, the target gas is sent into the storage container 3 through the gas supply pipe 4 and passed through the adsorbent 2. At this time, moisture and harmful substances contained in the target gas are adsorbed by the adsorbent 2. The target gas that has passed through the adsorbent 2 is discharged to the outside through the gas discharge pipe 5.

吸着剤２に水分及び有害物質が多量に吸着し、吸着剤２の吸着能力が低下してくると、吸着剤２を再生させるための再生処理を行う。
吸着剤２の再生処理時には、まず、供給開閉バルブ７、放出開閉バルブ８及び抽出開閉バルブ１７を閉状態にし、移送開閉バルブ１４を開状態にする。次に、排気装置１１を作動させ、吸着塔ヒータ９により８０〜１３０℃の温度範囲内まで吸着剤２を加熱する。この後、０．５〜６時間程度、吸着剤２の温度を８０〜１３０℃の範囲内に維持しておく。これにより、吸着剤２に吸着された水分の一部が吸着剤２から脱離され、処理排出管１０を通じて外部へ排出される（第１脱離工程）。 When a large amount of moisture and harmful substances are adsorbed on the adsorbent 2 and the adsorbing capacity of the adsorbent 2 decreases, a regeneration process for regenerating the adsorbent 2 is performed.
During the regeneration process of the adsorbent 2, first, the supply opening / closing valve 7, the discharge opening / closing valve 8 and the extraction opening / closing valve 17 are closed, and the transfer opening / closing valve 14 is opened. Next, the exhaust device 11 is operated, and the adsorbent 2 is heated by the adsorption tower heater 9 to a temperature range of 80 to 130 ° C. Thereafter, the temperature of the adsorbent 2 is maintained in the range of 80 to 130 ° C. for about 0.5 to 6 hours. Thereby, a part of the moisture adsorbed by the adsorbent 2 is desorbed from the adsorbent 2 and discharged to the outside through the treatment discharge pipe 10 (first desorption step).

第１脱離工程後、吸着塔ヒータ９により吸着剤２をさらに加熱し、吸着剤２の温度を１３０〜５００℃の温度範囲内まで上昇させる。このとき、冷却装置１３も作動させる。この後、０．５〜６時間程度、吸着剤２の温度を１３０〜５００℃の範囲内に維持しておく。また、処理排出管１０内の収納容器３から曲管部１２までの部分も、パイプヒータ１５により１００〜５５０℃の範囲内の温度に維持しておく。これにより、吸着剤２に吸着されている残りの水分及び有害物質が吸着剤２から脱離され、吸着剤２は再生される（第２脱離工程）。   After the first desorption step, the adsorbent 2 is further heated by the adsorption tower heater 9 to raise the temperature of the adsorbent 2 to a temperature range of 130 to 500 ° C. At this time, the cooling device 13 is also operated. Thereafter, the temperature of the adsorbent 2 is maintained in the range of 130 to 500 ° C. for about 0.5 to 6 hours. Further, the portion from the storage container 3 to the curved pipe portion 12 in the processing discharge pipe 10 is also maintained at a temperature in the range of 100 to 550 ° C. by the pipe heater 15. Thereby, the remaining moisture and harmful substances adsorbed on the adsorbent 2 are desorbed from the adsorbent 2, and the adsorbent 2 is regenerated (second desorption step).

第２脱離工程では、吸着剤２から脱離された水分及び有害物質を含む気体が排気装置１１の動力により再生時対象ガスとして収納容器３内から処理排出管１０内へ送られる。再生時対象ガス中の水分は、冷却装置１３により冷却された曲管部１２を再生時対象ガスが通過する際に、結露（液化）される。このとき、再生時対象ガス中の有害物質は、結露により生じた水に溶解される。これにより、曲管部１２内には、有害物質の水溶液が生成される。曲管部１２内で生成された有害物質の水溶液は曲管部１２内の下部に溜まる。有害物質及び水分が有害物質の水溶液として除去された後の再生時対象ガスは、排気装置１１の動力により処理排出管１０を通じて外部へ排出される。   In the second desorption step, a gas containing moisture and harmful substances desorbed from the adsorbent 2 is sent from the storage container 3 into the treatment discharge pipe 10 as a target gas during regeneration by the power of the exhaust device 11. The moisture in the regeneration target gas is condensed (liquefied) when the regeneration target gas passes through the curved pipe portion 12 cooled by the cooling device 13. At this time, harmful substances in the target gas during regeneration are dissolved in water generated by condensation. As a result, an aqueous solution of harmful substances is generated in the bent tube portion 12. The aqueous solution of harmful substances generated in the curved pipe part 12 is accumulated in the lower part in the curved pipe part 12. The regeneration target gas after the harmful substances and moisture are removed as an aqueous solution of the harmful substances is discharged to the outside through the treatment discharge pipe 10 by the power of the exhaust device 11.

第２脱離工程後、抽出開閉バルブ１７を開状態にして、曲管部１２内の下部に溜まった有害物質の水溶液を取り出し、吸着剤２の再生処理は完了する。
この後、移送開閉バルブ１４及び抽出開閉バルブ１７を閉状態に、供給開閉バルブ７及び放出開閉バルブ８を開状態にし、排気装置１１及び冷却装置１３の作動、吸着塔ヒータ９及びパイプヒータ１５への通電をそれぞれ停止することにより、通常の対象ガスの浄化処理が可能になる。 After the second desorption step, the extraction open / close valve 17 is opened, the aqueous solution of harmful substances collected in the lower part of the bent tube portion 12 is taken out, and the regeneration process of the adsorbent 2 is completed.
Thereafter, the transfer opening / closing valve 14 and the extraction opening / closing valve 17 are closed, the supply opening / closing valve 7 and the discharge opening / closing valve 8 are opened, the exhaust device 11 and the cooling device 13 are operated, the adsorption tower heater 9 and the pipe heater 15 are opened. By stopping the energization of each, normal purification processing of the target gas becomes possible.

このような構成の有害物質の除去装置では、対象ガスの有害物質及び水分が吸着剤２に吸着され、吸着剤２の再生処理時に、吸着剤２から脱離された水分が液化されて有害物質の水溶液が生成されるようになっているので、従来必要であった除湿器及び燃料貯蔵タンク等を不要とすることができ、装置を簡略化することができる。これにより、装置全体を小形化することができる。また、対象ガス中の有害物質を水溶液として取り出すことができるので、取り出された有害物質の取り扱いを容易にすることができる。   In the hazardous substance removing apparatus having such a configuration, the harmful substance and moisture of the target gas are adsorbed by the adsorbent 2, and the moisture desorbed from the adsorbent 2 is liquefied during the regeneration process of the adsorbent 2, resulting in a harmful substance. Thus, the dehumidifier and the fuel storage tank, which have been conventionally required, can be dispensed with, and the apparatus can be simplified. Thereby, the whole apparatus can be reduced in size. Moreover, since harmful substances in the target gas can be taken out as an aqueous solution, handling of the taken out harmful substances can be facilitated.

また、対象ガス中の有害物質が窒素酸化物ＮＯｘである場合には、曲管部１２内に硝酸水溶液が生成されるので、硝酸水溶液を資源として有効に活用することができる。また、有害物質が硫黄酸化物である場合にも硫酸水溶液が曲管部１２内に生成されるので、硫酸水溶液を有効活用することができる。   Further, when the harmful substance in the target gas is nitrogen oxide NOx, an aqueous nitric acid solution is generated in the curved pipe portion 12, and therefore the aqueous nitric acid solution can be effectively utilized as a resource. Further, even when the harmful substance is sulfur oxide, since the sulfuric acid aqueous solution is generated in the curved pipe portion 12, the sulfuric acid aqueous solution can be effectively used.

また、第２脱離工程時に処理排出管１０内の収納容器３から曲管部１２までの部分がパイプヒータ１５により１００〜５５０℃の範囲内の温度に維持されているので、再生時対象ガス中の水分が途中で結露することなく、またステンレス鋼製の処理排出管１０の触媒作用による有害物質の不要な分解を防止して、再生時対象ガスが水溶性のＮＯ２ガス、亜硝酸ガス及び硝酸ガス等を含んだ状態のままで、再生時対象ガスを曲管部１２に到達させることができ、曲管部１２内で結露された水に有害物質を効率良く溶解させることができる。 Further, since the portion from the storage container 3 to the curved pipe portion 12 in the processing discharge pipe 10 is maintained at a temperature in the range of 100 to 550 ° C. by the pipe heater 15 during the second desorption step, the target gas at the time of regeneration Water is not condensed on the way, and unnecessary decomposition of harmful substances by the catalytic action of the stainless steel treatment discharge pipe 10 is prevented, and the target gas during regeneration is water-soluble NO 2 gas, nitrous acid gas In addition, the target gas at the time of regeneration can reach the bent tube portion 12 while containing the nitric acid gas and the like, and the harmful substances can be efficiently dissolved in the water condensed in the bent tube portion 12.

なお、上記の例では、曲管部１２はステンレス鋼製であるが、例えば硝酸水溶液あるいは硫酸水溶液等である有害物質の水溶液によって曲管部１２が浸食されないように、曲管部１２をガラスあるいはフッ素樹脂で作製してもよい。また、金属製の曲管部１２の内面にガラスあるいはフッ素樹脂をライニング処理（被覆）してもよい。   In the above example, the bent tube portion 12 is made of stainless steel. However, the bent tube portion 12 is made of glass or glass so that the bent tube portion 12 is not eroded by an aqueous solution of a harmful substance such as a nitric acid aqueous solution or a sulfuric acid aqueous solution. You may produce with a fluororesin. Further, the inner surface of the metal bent pipe portion 12 may be lined (coated) with glass or fluororesin.

実施の形態２．
図２は、この発明の実施の形態２による有害物質の除去装置を示す説明図である。図において、収納容器３には、処理排出管２１が接続されている。処理排出管２１には、真空ポンプ２２が設けられている。処理排出管２１の収納容器３と真空ポンプ２２との間の部分には、ステンレス鋼製の減圧容器２３が接続されている。収納容器３内及び減圧容器２３内の圧力は、真空ポンプ２２の作動により減圧される。なお、処理排出管２１の収納容器３と減圧容器２３との間の部分には、収納容器３内の気体の移送経路を開閉する移送開閉バルブ２４が設けられている。また、処理排出管２１の減圧容器２３と真空ポンプ２２との間の部分には、収納容器３側及び減圧容器２３側から真空ポンプ２２側への気体の移送経路を開閉する排出開閉バルブ２５が設けられている。 Embodiment 2. FIG.
FIG. 2 is an explanatory view showing a harmful substance removing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. In the figure, a processing discharge pipe 21 is connected to the storage container 3. The processing discharge pipe 21 is provided with a vacuum pump 22. A stainless steel decompression container 23 is connected to a portion of the processing discharge pipe 21 between the storage container 3 and the vacuum pump 22. The pressure in the storage container 3 and the decompression container 23 is reduced by the operation of the vacuum pump 22. A transfer opening / closing valve 24 for opening and closing a gas transfer path in the storage container 3 is provided in a portion of the processing discharge pipe 21 between the storage container 3 and the decompression container 23. Further, a discharge opening / closing valve 25 for opening and closing a gas transfer path from the storage container 3 side and the pressure reduction container 23 side to the vacuum pump 22 side is provided in a portion between the pressure reduction container 23 and the vacuum pump 22 of the processing discharge pipe 21. Is provided.

処理排出管２１の収納容器３から減圧容器２３までの部分には、再生時対象ガス中の水分の結露を防止するためのパイプヒータ２６が設けられている。減圧容器２３の外表面は、減圧容器２３内の温度が室温になるように露出されている。減圧容器２３内では、再生時対象ガス中の水分が結露され、有害物質の水溶液が生成される。減圧容器２３の下部には、有害物質の水溶液を抽出するための水溶液抽出管１６が接続されている。水溶液抽出管１６には、有害物質の水溶液の抽出経路を開閉する抽出開閉バルブ１７が設けられている。なお、実施の形態２における水溶液生成装置は、減圧容器２３を有している。また、他の構成は実施の形態１と同様である。   A pipe heater 26 for preventing condensation of moisture in the target gas at the time of regeneration is provided in a portion from the storage container 3 to the decompression container 23 of the processing discharge pipe 21. The outer surface of the decompression container 23 is exposed so that the temperature in the decompression container 23 becomes room temperature. In the decompression vessel 23, moisture in the target gas at the time of regeneration is condensed, and an aqueous solution of harmful substances is generated. An aqueous solution extraction tube 16 for extracting an aqueous solution of harmful substances is connected to the lower part of the decompression vessel 23. The aqueous solution extraction pipe 16 is provided with an extraction opening / closing valve 17 that opens and closes an extraction path of an aqueous solution of harmful substances. Note that the aqueous solution generator in Embodiment 2 includes a decompression vessel 23. Other configurations are the same as those in the first embodiment.

次に、動作について説明する。
吸着剤２の再生処理時には、まず、供給開閉バルブ７、放出開閉バルブ８及び抽出開閉バルブ１７を閉状態にし、移送開閉バルブ２４及び排出開閉バルブ２５を開状態にする。次に、真空ポンプ２２を作動させ、吸着塔ヒータ９により８０〜１３０℃の温度範囲内まで吸着剤２を加熱し、実施の形態１と同様にして吸着剤２に吸着された水分の一部を外部へ排出する。このとき、処理排出管２１内の温度をパイプヒータ２６により１００〜５５０℃の範囲内に維持する。また、収納容器３内及び減圧容器２３内の圧力を真空ポンプ２２により減圧する。収納容器３内の圧力は、１Ｔｏｒｒ（約１３３Ｐａ）よりも低くすると水分だけでなく有害物質（窒素酸化物ＮＯｘ）も吸着剤２から脱離されて外部へ排出される虞があるので、１〜２５０Ｔｏｒｒ（約１３３〜約２３２５０Ｐａ）の範囲内に維持しておく（第１脱離工程）。 Next, the operation will be described.
During the regeneration process of the adsorbent 2, first, the supply opening / closing valve 7, the discharge opening / closing valve 8 and the extraction opening / closing valve 17 are closed, and the transfer opening / closing valve 24 and the discharge opening / closing valve 25 are opened. Next, the vacuum pump 22 is actuated, and the adsorbent 2 is heated to a temperature range of 80 to 130 ° C. by the adsorption tower heater 9, and a part of the water adsorbed on the adsorbent 2 in the same manner as in the first embodiment. Is discharged to the outside. At this time, the temperature in the processing discharge pipe 21 is maintained within a range of 100 to 550 ° C. by the pipe heater 26. The pressure in the storage container 3 and the decompression container 23 is reduced by the vacuum pump 22. If the pressure in the storage container 3 is lower than 1 Torr (about 133 Pa), not only moisture but also harmful substances (nitrogen oxide NOx) may be desorbed from the adsorbent 2 and discharged to the outside. It is maintained within a range of 250 Torr (about 133 to about 23250 Pa) (first desorption step).

次に、収納容器３内及び減圧容器２３内の圧力が１〜２５０Ｔｏｒｒの範囲内に維持されている状態で排出開閉バルブ２５を閉状態にする。この後、吸着塔ヒータ９により吸着剤２の温度が１３０〜５００℃の温度範囲内になるまでさらに加熱する。吸着剤２の温度は、１３０〜５００℃の範囲内で６〜１２時間維持される。この加熱により、吸着剤２に吸着されている残りの水分及び有害物質が吸着剤２から脱離され吸着剤２は再生される（第２脱離工程）。   Next, the discharge opening / closing valve 25 is closed while the pressure in the storage container 3 and the pressure reducing container 23 is maintained within the range of 1 to 250 Torr. Thereafter, the adsorbent 2 is further heated by the adsorption tower heater 9 until the temperature of the adsorbent 2 falls within the temperature range of 130 to 500 ° C. The temperature of the adsorbent 2 is maintained within a range of 130 to 500 ° C. for 6 to 12 hours. By this heating, the remaining moisture and harmful substances adsorbed on the adsorbent 2 are desorbed from the adsorbent 2 and the adsorbent 2 is regenerated (second desorption step).

第２脱離工程では、吸着剤２から脱離された水分及び有害物質を含む気体が収納容器３内だけでなく減圧容器２３側へも再生時対象ガスとして拡散される。減圧容器２３内では、再生時対象ガス中の水分が結露（液化）され、有害物質の水溶液が生成される。   In the second desorption step, the gas containing moisture and harmful substances desorbed from the adsorbent 2 is diffused not only into the storage container 3 but also into the decompression container 23 as the target gas during regeneration. In the decompression vessel 23, moisture in the target gas during regeneration is condensed (liquefied), and an aqueous solution of harmful substances is generated.

第２脱離工程後、吸着剤２の加熱を停止し、供給開閉バルブ７を開状態にして収納容器３内及び減圧容器２３内の圧力を常圧に戻す。そして、抽出開閉バルブ１７を開状態にすることにより減圧容器２３内の下部に溜まった有害物質の水溶液を取り出す。このようにして、吸着剤２の再生処理は完了する。
この後、移送開閉バルブ２４、排出開閉バルブ２５及び抽出開閉バルブ１７を閉状態に、供給開閉バルブ７及び放出開閉バルブ８を開状態にし、吸着塔ヒータ９及びパイプヒータ２６への通電を停止してブロワ６を作動させることにより、通常の対象ガスの浄化処理が可能になる。 After the second desorption step, the heating of the adsorbent 2 is stopped, the supply opening / closing valve 7 is opened, and the pressure in the storage container 3 and the decompression container 23 is returned to normal pressure. Then, by opening the extraction opening / closing valve 17, the aqueous solution of harmful substances accumulated in the lower part of the decompression vessel 23 is taken out. In this way, the regeneration process for the adsorbent 2 is completed.
Thereafter, the transfer opening / closing valve 24, the discharge opening / closing valve 25 and the extraction opening / closing valve 17 are closed, the supply opening / closing valve 7 and the discharge opening / closing valve 8 are opened, and the energization to the adsorption tower heater 9 and the pipe heater 26 is stopped. Thus, by operating the blower 6, it is possible to perform a normal purification process of the target gas.

このように構成された有害物質の除去装置では、再生時対象ガス中の水分が、減圧された減圧容器２３内で結露されるので、有害物質の水への溶解を妨げる再生時対象ガス中の分子の数が少なくなり、結露された水に有害物質を容易に溶解させることができる。このように、減圧された減圧容器２３内で有害物質を拡散させることにより、再生時対象ガス中の有害物質の濃度を数〜数十％にまで高くすることができ、減圧容器２３内に生成される有害物質の水溶液中の有害物質の濃度を高くすることができる。   In the harmful substance removal apparatus configured as described above, the moisture in the regeneration target gas is condensed in the decompressed container 23, so that the harmful substance in the regeneration target gas is prevented from dissolving in water. The number of molecules is reduced and harmful substances can be easily dissolved in the condensed water. In this way, by diffusing harmful substances in the decompressed decompression container 23, the concentration of the harmful substances in the target gas at the time of regeneration can be increased to several to several tens of percent and generated in the decompression container 23. The concentration of harmful substances in the aqueous solution of harmful substances can be increased.

また、有害物質の水溶液を減圧容器２３内で生成させる際に、有害物質は真空ポンプ２２に接触しないので、真空ポンプ２２の有害物質による浸食を防止することができる。さらに、有害物質の水溶液の生成の際に、真空ポンプ２２により有害物質を誤って外部へ排出させることを防止することができる。   Further, when the aqueous solution of the harmful substance is generated in the decompression vessel 23, the harmful substance does not come into contact with the vacuum pump 22, so that the erosion by the harmful substance of the vacuum pump 22 can be prevented. Furthermore, it is possible to prevent the harmful substance from being accidentally discharged to the outside by the vacuum pump 22 when the aqueous solution of the harmful substance is generated.

ここで、この発明の実施の形態２による有害物質の除去装置を用いた実験例について説明する。図３は、この発明の実施の形態２による実験に用いられた有害物質の除去装置を示す要部断面図である。図において、収納容器３内には、複数粒のフォージャサイト型の疎水性ゼオライトが吸着剤２として支持体２７（フィルター）により支持されている。支持体２７は、対象ガスが通過可能になっている。疎水性ゼオライトのＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比は１４である。また、各粒の疎水性ゼオライトは、粘土バインダにより直径が１．６ｍｍの円柱状に成形されている。 Here, an experimental example using the harmful substance removing apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a cross-sectional view of a principal part showing a harmful substance removing apparatus used in an experiment according to Embodiment 2 of the present invention. In the figure, a plurality of faujasite-type hydrophobic zeolites are supported as a sorbent 2 by a support 27 (filter) in a storage container 3. The support 27 can pass the target gas. The hydrophobic zeolite has a SiO 2 / Al 2 O 3 ratio of 14. Each particle of hydrophobic zeolite is formed into a cylindrical shape having a diameter of 1.6 mm by a clay binder.

この実験例では、ＮＯ２ガスを模擬的な有害物質とし、ＮＯ２ガスの濃度が７ｐｐｍで相対湿度が７０％程度である空気を模擬的な対象ガスとしている。
実験は、以下のようにして行った。まず、供給開閉バルブ７及び放出開閉バルブ８を開状態にし、移送開閉バルブ２４、排出開閉バルブ２５及び抽出開閉バルブ１７を閉状態にした状態で、ブロワ６を作動させ、収納容器３内へ対象ガスを送った。この結果、吸着剤２には、対象ガスに含まれる約４４ｇのＮＯ２ガス及び約６６０ｇの水分が吸着していた。 In this experimental example, NO 2 gas is used as a simulated harmful substance, and air having a NO 2 gas concentration of 7 ppm and a relative humidity of about 70% is used as a simulated target gas.
The experiment was performed as follows. First, the supply opening / closing valve 7 and the discharge opening / closing valve 8 are opened, the transfer opening / closing valve 24, the discharge opening / closing valve 25, and the extraction opening / closing valve 17 are closed. I sent gas. As a result, about 44 g of NO 2 gas and about 660 g of water contained in the target gas were adsorbed on the adsorbent 2 .

この後、供給開閉バルブ７、放出開閉バルブ８及び抽出開閉バルブ１７を閉状態に、移送開閉バルブ２４及び排出開閉バルブ２５を開状態にし、真空ポンプ２２を作動させて収納容器３内及び減圧容器２３内の圧力を３０Ｔｏｒｒ（約３９９０Ｐａ）まで減圧した。次に、吸着剤２の温度が１３０℃程度になるまで吸着剤２を吸着塔ヒータ９により加熱し、吸着剤２の温度が１３０℃程度である状態を６時間持続させた。これにより、吸着剤２に吸着された水分の一部が脱離された（第１脱離工程）。   Thereafter, the supply opening / closing valve 7, the discharge opening / closing valve 8 and the extraction opening / closing valve 17 are closed, the transfer opening / closing valve 24 and the discharge opening / closing valve 25 are opened, the vacuum pump 22 is operated, and the inside of the storage container 3 and the decompression container The pressure in 23 was reduced to 30 Torr (about 3990 Pa). Next, the adsorbent 2 was heated by the adsorption tower heater 9 until the temperature of the adsorbent 2 reached about 130 ° C., and the state where the temperature of the adsorbent 2 was about 130 ° C. was maintained for 6 hours. Thereby, a part of the moisture adsorbed on the adsorbent 2 was desorbed (first desorption step).

この後、収納容器３内及び減圧容器２３内の圧力を３０Ｔｏｒｒ程度に維持したまま排出開閉バルブ２５を閉状態にし、吸着剤２の温度を吸着塔ヒータ９により４５０℃程度にまで上昇させた。４５０℃程度の温度を７時間維持したところ、収納容器３内及び減圧容器２３内の圧力が８０Ｔｏｒｒ（約１０６４０Ｐａ）にまで上昇した。この圧力上昇は、水分及びＮＯ２ガスの吸着剤２からの脱離により再生時対象ガスが発生したことによるものである。このとき、減圧容器２３内の下部の温度は、常温とほぼ同一の２５℃程度であった。この温度は、再生時対象ガス中の水分が結露可能な温度である。 Thereafter, the discharge open / close valve 25 was closed while maintaining the pressure in the storage container 3 and the decompression container 23 at about 30 Torr, and the temperature of the adsorbent 2 was raised to about 450 ° C. by the adsorption tower heater 9. When the temperature of about 450 ° C. was maintained for 7 hours, the pressure in the storage container 3 and the decompression container 23 increased to 80 Torr (about 10640 Pa). This increase in pressure is due to the generation of the target gas during regeneration due to the desorption of moisture and NO 2 gas from the adsorbent 2. At this time, the temperature of the lower part in the pressure-reduced container 23 was about 25 degreeC substantially the same as normal temperature. This temperature is a temperature at which moisture in the target gas during regeneration can be condensed.

この後、吸着剤２への加熱を停止し、吸着剤２を８時間自然冷却（放置）した。この間に、減圧容器２３内では、結露された水にＮＯ２ガスが溶解されて硝酸水溶液が生成される。８時間の放置後、供給開閉バルブ７を開状態にすることにより収納容器３内及び減圧容器２３内を常圧にした。この後、抽出開閉バルブ１７を開状態にして、減圧容器２３内で生成された硝酸水溶液を取り出した。 Thereafter, heating to the adsorbent 2 was stopped, and the adsorbent 2 was naturally cooled (left) for 8 hours. In the meantime, in the decompression vessel 23, NO 2 gas is dissolved in the condensed water to generate an aqueous nitric acid solution. After leaving for 8 hours, the inside of the storage container 3 and the decompression container 23 were brought to normal pressure by opening the supply opening / closing valve 7. Thereafter, the extraction open / close valve 17 was opened, and the aqueous nitric acid solution generated in the decompression vessel 23 was taken out.

取り出された硝酸水溶液の量は３４０ｃｃであった。また、硝酸水溶液中の硝酸濃度は６．５％であった。取り出された硝酸水溶液中の硝酸をＮＯ２ガスに換算すると約２２．１ｇとなり、吸着剤２から約半分のＮＯ２ガスが脱離されて回収されたことになる。 The amount of the aqueous nitric acid solution taken out was 340 cc. The nitric acid concentration in the aqueous nitric acid solution was 6.5%. When the nitric acid in the extracted aqueous nitric acid solution is converted to NO 2 gas, it is about 22.1 g, and about half of the NO 2 gas is desorbed from the adsorbent 2 and recovered.

なお、上記の例では、減圧容器２３がステンレス鋼製となっているが、例えば硝酸水溶液あるいは硫酸水溶液等である有害物質の水溶液によって減圧容器２３が浸食されないように、減圧容器２３をガラスあるいはフッ素樹脂で作製してもよい。また、金属製の減圧容器２３の内面にガラスあるいはフッ素樹脂をライニング処理（被覆）してもよい。   In the above example, the decompression container 23 is made of stainless steel. However, the decompression container 23 is made of glass or fluorine so that the decompression container 23 is not eroded by an aqueous solution of a harmful substance such as an aqueous nitric acid solution or an aqueous sulfuric acid solution. You may produce with resin. Further, the inner surface of the metal decompression vessel 23 may be lined (coated) with glass or fluororesin.

また、図４に示すように、減圧容器２３には、有害物質を溶解させるための水（例えば、水道水）を減圧容器２３内へ補助的に供給する給水装置２８を接続してもよい。この場合、給水装置２８は、水溶液抽出管１６を介して減圧容器２３に接続される。また、給水装置２８と減圧容器２３との間には、給水経路を開閉する給水開閉バルブ２９が設けられる。
給水装置２８からの給水は、減圧容器２３内の圧力が常圧よりも低い状態で行われるので、給水開閉バルブ２９を開状態にするだけで、給水装置２８から減圧容器２３内へ自然に給水される。 In addition, as shown in FIG. 4, a water supply device 28 that supplementarily supplies water (for example, tap water) for dissolving harmful substances into the decompression vessel 23 may be connected to the decompression vessel 23. In this case, the water supply device 28 is connected to the decompression vessel 23 via the aqueous solution extraction pipe 16. A water supply opening / closing valve 29 for opening and closing the water supply path is provided between the water supply device 28 and the decompression vessel 23.
Since the water supply from the water supply device 28 is performed in a state where the pressure in the decompression vessel 23 is lower than the normal pressure, the water supply device 28 naturally supplies water from the water supply device 28 into the decompression vessel 23 only by opening the water supply opening / closing valve 29. Is done.

このようにすれば、例えば対象ガス中の相対湿度が低くて、減圧容器２３内で結露される水の量が有害物質を溶解するために必要な量に満たない場合でも、給水装置２８により減圧容器２３内へ適切な量の水を供給することができ、減圧容器２３内の水が有害物質で飽和することなく、減圧容器２３内の水に再生時対象ガス中の有害物質をより確実に溶解させることができる。また、給水開閉バルブ２９を開状態にするだけで、給水装置２８から減圧容器２３内へ自然に給水されるので、給水装置２８は給水のための動力を必要とせず、給水装置２８を例えば貯水タンクのような簡単な構造にすることができる。   In this way, for example, even when the relative humidity in the target gas is low and the amount of water condensed in the decompression vessel 23 is less than the amount necessary for dissolving harmful substances, the water supply device 28 reduces the pressure. An appropriate amount of water can be supplied into the container 23, and water in the decompression container 23 is not saturated with harmful substances, and the harmful substances in the target gas during regeneration are more reliably added to the water in the decompression container 23. Can be dissolved. Further, since water is naturally supplied from the water supply device 28 into the decompression vessel 23 simply by opening the water supply opening / closing valve 29, the water supply device 28 does not require power for water supply, and the water supply device 28 is stored in, for example, water storage. It can be a simple structure like a tank.

実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３による有害物質の除去装置を示す説明図である。図において、減圧容器２３の外表面には、減圧容器ヒータ３１が設けられている。減圧容器２３内は、減圧容器ヒータ３１への通電により加熱される。減圧容器２３の下部には、冷却装置３２が設けられている。減圧容器２３内の再生時対象ガスは、減圧容器２３内の上部で減圧容器ヒータ３１により加熱され、減圧容器２３内の下部で冷却装置３２により冷却される。なお、実施の形態３における水溶液生成装置は、減圧容器２３と冷却装置３２とを有している。また、他の構成は実施の形態２と同様である。 Embodiment 3 FIG.
FIG. 5 is an explanatory view showing a harmful substance removing apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. In the figure, a decompression vessel heater 31 is provided on the outer surface of the decompression vessel 23. The inside of the decompression vessel 23 is heated by energizing the decompression vessel heater 31. A cooling device 32 is provided below the decompression vessel 23. The regeneration target gas in the decompression vessel 23 is heated by the decompression vessel heater 31 in the upper portion of the decompression vessel 23 and cooled by the cooling device 32 in the lower portion of the decompression vessel 23. Note that the aqueous solution generator in Embodiment 3 includes a decompression vessel 23 and a cooling device 32. Other configurations are the same as those of the second embodiment.

次に、動作について説明する。
吸着剤２の再生処理時には、まず、実施の形態２の第１脱離工程と同様な手順により吸着剤２から水分の一部が脱離される。第１脱離工程では、減圧容器２３内の温度は、減圧容器ヒータ３１への通電によりパイプヒータ２６とほぼ同一温度、即ち１００〜５５０℃の範囲内に維持される。 Next, the operation will be described.
During the regeneration process of the adsorbent 2, first, a part of the water is desorbed from the adsorbent 2 by the same procedure as the first desorption process of the second embodiment. In the first desorption step, the temperature in the decompression vessel 23 is maintained at substantially the same temperature as the pipe heater 26 by energizing the decompression vessel heater 31, that is, in the range of 100 to 550 ° C.

第１脱離工程後、減圧容器ヒータ３１及びパイプヒータ２６への通電を維持したまま、排出開閉バルブ２５を閉状態にし、冷却装置３２を作動させる。これにより、冷却装置３２により冷却された減圧容器２３内の下部では、再生時対象ガス中の水分が結露され、有害物質の水溶液が生成される。
この後、実施の形態２と同様にして有害物質の水溶液を取り出し、吸着剤２の再生処理が完了する。 After the first detachment step, the discharge opening / closing valve 25 is closed and the cooling device 32 is operated while the energization to the decompression vessel heater 31 and the pipe heater 26 is maintained. Thereby, in the lower part in the decompression vessel 23 cooled by the cooling device 32, moisture in the target gas at the time of regeneration is condensed, and an aqueous solution of harmful substances is generated.
Thereafter, the aqueous solution of harmful substances is taken out in the same manner as in the second embodiment, and the regeneration process of the adsorbent 2 is completed.

このような構成の有害物質の除去装置では、吸着剤２から脱離された水分を結露させるための冷却装置３２が減圧容器２３の下部に設けられているので、有害物質の水溶液を減圧容器２３内の下部に生成させることができ、減圧容器２３内の有害物質の水溶液をより確実に回収することができる。   In the harmful substance removing apparatus having such a configuration, the cooling device 32 for condensing the moisture desorbed from the adsorbent 2 is provided in the lower part of the decompression container 23. The aqueous solution of harmful substances in the decompression vessel 23 can be more reliably recovered.

実施の形態４．
図６は、この発明の実施の形態４による有害物質の除去装置を示す説明図である。図において、水溶液抽出管１６には、送液ポンプ４１が接続されている。送液ポンプ４１には、通電により発熱する電熱器（図示せず）を有する気化装置４２が接続されている。減圧容器２３内から水溶液抽出管１６内へ取り出された有害物質の水溶液は、送液ポンプ４１の動力により気化装置４２へ送られ、気化装置４２の電熱器の加熱により気化される。 Embodiment 4 FIG.
FIG. 6 is an explanatory view showing a harmful substance removing apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. In the figure, a liquid feed pump 41 is connected to the aqueous solution extraction tube 16. A vaporizer 42 having an electric heater (not shown) that generates heat when energized is connected to the liquid feed pump 41. The aqueous solution of harmful substances taken out from the decompression vessel 23 into the aqueous solution extraction pipe 16 is sent to the vaporizer 42 by the power of the liquid feed pump 41 and vaporized by heating of the electric heater of the vaporizer 42.

気化装置４２には、高電圧のマイクロ波により放電プラズマを発生させる放電プラズマ室（図示せず）を有する熱プラズマ分解装置４３が接続されている。熱プラズマ分解装置４３には、再生時ブロワ４４が接続されている。気化装置４２で得られた気体は、再生時ブロワ４４の作動により熱プラズマ分解装置４３の放電プラズマ室内を通され、気体中の有害物質が分解無害化される。
ここで、熱プラズマ分解装置４３は、放電プラズマ室内に気体を通すことにより気体中の有害物質（例えば、硝酸、ＮＯ２あるいはＮＯ等）を分解無害化する装置であり、液体中の有害物質を分解することはできないので、有害物質の水溶液は、気化装置４２により気化された後、熱プラズマ分解装置４３へ送られる。 Connected to the vaporizer 42 is a thermal plasma decomposition apparatus 43 having a discharge plasma chamber (not shown) for generating discharge plasma by high-voltage microwaves. A regeneration blower 44 is connected to the thermal plasma decomposition apparatus 43. The gas obtained by the vaporizer 42 is passed through the discharge plasma chamber of the thermal plasma decomposition device 43 by the operation of the blower 44 at the time of regeneration, and the harmful substances in the gas are decomposed and detoxified.
Here, the thermal plasma decomposition apparatus 43 is an apparatus for decomposing and detoxifying harmful substances in the gas (for example, nitric acid, NO 2 or NO) by passing the gas through the discharge plasma chamber. Since it cannot be decomposed, the aqueous solution of harmful substances is vaporized by the vaporization device 42 and then sent to the thermal plasma decomposition device 43.

再生時ブロワ４４には、気体中の有害物質の分解が完全でない場合に気体中に残留する有害物質を吸着するための再生時吸着塔４５が接続されている。熱プラズマ分解装置４３を通された気体は、再生時ブロワ４４を介して再生時吸着塔４５へ送り込まれる。有害物質が気体中に残留している場合には、再生時吸着塔４５内で有害物質が気体中から除去される。再生時吸着塔４５内の吸着剤は、定期的に収納容器２３内に入れられて再生される。他の構成は実施の形態３と同様である。   The regeneration blower 44 is connected to a regeneration adsorption tower 45 for adsorbing the harmful substances remaining in the gas when the harmful substances in the gas are not completely decomposed. The gas passed through the thermal plasma decomposition apparatus 43 is sent to the regeneration adsorption tower 45 through the regeneration blower 44. When harmful substances remain in the gas, the harmful substances are removed from the gas in the adsorption tower 45 during regeneration. The adsorbent in the adsorption tower 45 during regeneration is periodically placed in the storage container 23 and regenerated. Other configurations are the same as those of the third embodiment.

次に、動作について説明する。
吸着剤２の再生処理時には、実施の形態３と同様にして減圧容器２３内に有害物質の水溶液を生成する。この後、送液ポンプ４１、気化装置４２、熱プラズマ分解装置４３及び再生時ブロワ４４を作動させる。このとき、気化装置４２内の温度は電熱器により有害物質の水溶液の沸点以上の適当な温度（有害物質の水溶液が硝酸水溶液であれば、８３〜４５０℃の範囲内）に維持しておく。次に、抽出開閉バルブ１７を開状態にする。このときの減圧容器２３内の圧力状態は、減圧状態、あるいは常圧状態のどちらでもよい。 Next, the operation will be described.
When the adsorbent 2 is regenerated, an aqueous solution of harmful substances is generated in the decompression vessel 23 as in the third embodiment. Thereafter, the liquid feed pump 41, the vaporizer 42, the thermal plasma decomposition device 43, and the regeneration blower 44 are operated. At this time, the temperature in the vaporizer 42 is maintained at an appropriate temperature equal to or higher than the boiling point of the harmful substance aqueous solution by an electric heater (in the range of 83 to 450 ° C. if the harmful substance aqueous solution is a nitric acid aqueous solution). Next, the extraction opening / closing valve 17 is opened. At this time, the pressure state in the decompression vessel 23 may be either a decompression state or a normal pressure state.

抽出開閉バルブ１７を開状態にすることにより、有害物質の水溶液は、減圧容器２３内から水溶液抽出管１６及び送液ポンプ４１を通じて気化装置４２へ送られる。有害物質の水溶液は気化装置４２内で気化される。気化装置４２により生成された気体は、再生時ブロワ４４の動力により熱プラズマ分解装置４３へ送られる。この気体は、熱プラズマ分解装置４３の放電プラズマ室内を通され、気体中の有害物質が分解無害化される。熱プラズマ分解装置４３内を通された気体は、再生時吸着塔４５内を通された後、外部に排出される。   By opening the extraction open / close valve 17, an aqueous solution of harmful substances is sent from the decompression vessel 23 to the vaporizer 42 through the aqueous solution extraction pipe 16 and the liquid feed pump 41. The aqueous solution of harmful substances is vaporized in the vaporizer 42. The gas generated by the vaporizer 42 is sent to the thermal plasma decomposition apparatus 43 by the power of the blower 44 during regeneration. This gas is passed through the discharge plasma chamber of the thermal plasma decomposition apparatus 43, and harmful substances in the gas are decomposed and detoxified. The gas passed through the thermal plasma decomposition apparatus 43 passes through the adsorption tower 45 during regeneration, and is then discharged to the outside.

このような構成の有害物質の除去装置では、有害物質の水溶液が気化装置４２により気化され、気化装置４２により得られた気体中の有害物質が熱プラズマ分解装置により分解無害化されるので、水溶液中の有害物質を分解無害化することができる。しかも、高濃度で少量の有害物質の水溶液を減圧容器２３内から取り出すことができるので、気化装置４２により得られる気体の体積を小さくすることができ、水溶液中の有害物質を無害化するための装置を小形にすることができる。従って、有害物質の除去装置全体を小形化することができる。   In the harmful substance removal apparatus having such a configuration, the aqueous solution of the harmful substance is vaporized by the vaporizer 42, and the harmful substance in the gas obtained by the vaporizer 42 is decomposed and detoxified by the thermal plasma decomposition apparatus. It can decompose and detoxify harmful substances. In addition, since an aqueous solution of a small amount of harmful substances having a high concentration can be taken out from the decompression vessel 23, the volume of the gas obtained by the vaporizer 42 can be reduced, and the harmful substances in the aqueous solution can be rendered harmless. The device can be miniaturized. Therefore, the entire harmful substance removing apparatus can be downsized.

なお、上記の例では、気化装置４２の熱源は電熱器であるが、熱プラズマ分解装置４３の余剰熱を気化装置４２の熱源にしてもよい。   In the above example, the heat source of the vaporizer 42 is an electric heater, but excess heat of the thermal plasma decomposition device 43 may be used as a heat source of the vaporizer 42.

また、上記の例では、送液ポンプ４１、気化装置４２、熱プラズマ分解装置４３、再生時ブロワ４４及び再生時吸着塔４５を有する水溶液中の有害物質を無害化するための装置は実施の形態３による有害物質の除去装置に適用されているが、実施の形態１あるいは実施の形態２による有害物質の除去装置にこのような装置を適用してもよい。   In the above example, the apparatus for detoxifying harmful substances in the aqueous solution having the liquid feed pump 41, the vaporizer 42, the thermal plasma decomposition apparatus 43, the regeneration blower 44, and the regeneration adsorption tower 45 is an embodiment. However, the apparatus may be applied to the harmful substance removing apparatus according to the first or second embodiment.

実施の形態５．
図７は、この発明の実施の形態５による有害物質の除去装置を示す説明図である。図において、水溶液抽出管１６に接続された送液ポンプ４１には、有害物質の水溶液を霧状体とするネブライザ（噴霧器）５１が接続されている。ネブライザ５１には、アルゴン、ネオンあるいはヘリウム等の希ガスをネブライザ５１へ供給する希ガス供給装置５２が接続されている。希ガスは、有害物質の水溶液を霧状体とするための搬送ガスとして用いられる。送液ポンプ４１によりネブライザ５１へ送られた有害物質の水溶液は、ネブライザ５１内で希ガスにより霧状体とされる。 Embodiment 5 FIG.
FIG. 7 is an explanatory view showing a harmful substance removing apparatus according to Embodiment 5 of the present invention. In the figure, a liquid feed pump 41 connected to the aqueous solution extraction pipe 16 is connected to a nebulizer (a sprayer) 51 that uses an aqueous solution of harmful substances as a mist. The nebulizer 51 is connected to a rare gas supply device 52 that supplies a rare gas such as argon, neon, or helium to the nebulizer 51. The rare gas is used as a carrier gas for making an aqueous solution of harmful substances into a mist. The aqueous solution of harmful substances sent to the nebulizer 51 by the liquid feed pump 41 is made into a mist by the rare gas in the nebulizer 51.

ネブライザ５１には、熱プラズマ分解装置４３が接続されている。熱プラズマ分解装置４３には、再生時吸着塔４５が接続されている。ネブライザ５１により霧状化された霧状体は、熱プラズマ分解装置４３で霧状体中の有害物質が分解無害化された後、再生時吸着塔４５へ送られる。霧状体は、有害物質が霧状体中に残留している場合には、再生時吸着塔４５内で有害物質が除去された後、外部へ排出される。他の構成は実施の形態３と同様である。   A thermal plasma decomposition apparatus 43 is connected to the nebulizer 51. A regeneration adsorption tower 45 is connected to the thermal plasma decomposition apparatus 43. The atomized body atomized by the nebulizer 51 is sent to the adsorption tower 45 during regeneration after the harmful substances in the atomized body are decomposed and detoxified by the thermal plasma decomposition apparatus 43. When harmful substances remain in the mist, the mist is discharged to the outside after the harmful substances are removed in the adsorption tower 45 during regeneration. Other configurations are the same as those of the third embodiment.

このような構成の有害物質の除去装置では、ネブライザ５１により有害物質の水溶液が霧状体とされ、熱プラズマ分解装置４３により霧状体中の有害物質が分解無害化されるようになっているので、水溶液中の有害物質を分解無害化することができる。しかも、高濃度で少量の有害物質の水溶液を減圧容器２３内から取り出すことができるので、ネブライザ５１により得られる霧状体の体積を小さくすることができ、水溶液中の有害物質を無害化するための装置を小形にすることができる。従って、有害物質の除去装置全体を小形化することができる。   In the harmful substance removal apparatus having such a configuration, the aqueous solution of the harmful substance is made into a mist by the nebulizer 51, and the harmful substance in the mist is decomposed and detoxified by the thermal plasma decomposition apparatus 43. Therefore, it is possible to decompose and detoxify harmful substances in the aqueous solution. In addition, since an aqueous solution of a small amount of harmful substance having a high concentration can be taken out from the decompression vessel 23, the volume of the mist obtained by the nebulizer 51 can be reduced, and the harmful substance in the aqueous solution is rendered harmless. The device can be miniaturized. Therefore, the entire harmful substance removing apparatus can be downsized.

なお、上記の例では、ネブライザ５１の搬送ガスとして希ガスが用いられているが、有害物質を還元する還元ガス（例えばメタン等の炭化水素系ガス）を搬送ガスとして用いてもよい。また、希ガスと還元ガスとを混合して得られたガスを搬送ガスとして用いてもよい。還元ガスを含んだガスを搬送ガスとして用いた場合、熱プラズマ分解装置４３内において、特に窒素酸化物ＮＯｘを分解無害化しやすくすることができる。   In the above example, a rare gas is used as the carrier gas of the nebulizer 51. However, a reducing gas that reduces harmful substances (for example, a hydrocarbon gas such as methane) may be used as the carrier gas. A gas obtained by mixing a rare gas and a reducing gas may be used as the carrier gas. When a gas containing a reducing gas is used as the carrier gas, nitrogen oxide NOx can be particularly easily decomposed and made harmless in the thermal plasma decomposition apparatus 43.

また、上記の例では、送液ポンプ４１、ネブライザ５１、希ガス供給装置５２、熱プラズマ分解装置４３及び再生時吸着塔４５を有する水溶液中の有害物質を無害化するための装置は実施の形態３による有害物質の除去装置に適用されているが、実施の形態１あるいは実施の形態２による有害物質の除去装置にこのような装置を適用してもよい。   In the above example, the apparatus for detoxifying harmful substances in the aqueous solution having the liquid feed pump 41, the nebulizer 51, the rare gas supply device 52, the thermal plasma decomposition device 43, and the regeneration adsorption tower 45 is an embodiment. However, the apparatus may be applied to the harmful substance removing apparatus according to the first or second embodiment.

また、各上記実施の形態では、吸着剤２はゼオライトとなっているが、例えば多孔質アルミナあるいは活性炭を吸着剤２として用いてもよい。   Further, in each of the above embodiments, the adsorbent 2 is zeolite, but for example, porous alumina or activated carbon may be used as the adsorbent 2.

また、各上記実施の形態では、ゼオライトの結晶構造がフォージャサイト型となっているが、モルデナイト型あるいはＭＦＩ型であってもよい。
ここで、同一結晶構造の型のゼオライトでは、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比が小さいほど水分を多く吸着する。即ち、一般的に、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比が１〜２のゼオライトは、水分を多く吸着する親水性ゼオライトである。親水性ゼオライトは、水分の吸着剤２への吸着により有害物質の吸着剤２への吸着が阻害されやすく、対象ガスの浄化処理能力が低下しやすい。従って、対象ガスの浄化処理能力を大幅に低下させることなく、曲管部１２内あるいは減圧容器２３内に結露された水に吸着剤２から脱離された有害物質を効率良く溶解させるために、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比が５〜２０００の範囲内に設定された疎水性ゼオライトを吸着剤２に用いるとよい。ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比の設定比は、フォージャサイト型のゼオライトの場合で１０〜３０の範囲内、ＭＦＩ型のゼオライトの場合で４０〜３００の範囲内とするのが好ましい。 In each of the above embodiments, the crystal structure of zeolite is a faujasite type, but it may be a mordenite type or an MFI type.
Here, the zeolite having the same crystal structure adsorbs more moisture as the SiO 2 / Al 2 O 3 ratio is smaller. That is, in general, zeolite having a SiO 2 / Al 2 O 3 ratio of 1 to 2 is a hydrophilic zeolite that adsorbs a large amount of moisture. Hydrophilic zeolite is likely to inhibit the adsorption of harmful substances to the adsorbent 2 due to the adsorption of moisture to the adsorbent 2, and the purification capacity of the target gas tends to decrease. Therefore, in order to efficiently dissolve the harmful substances desorbed from the adsorbent 2 in the water condensed in the bent tube portion 12 or the decompression vessel 23 without significantly reducing the purification processing capacity of the target gas, Hydrophobic zeolite having a SiO 2 / Al 2 O 3 ratio in the range of 5 to 2000 may be used for the adsorbent 2. The setting ratio of the SiO 2 / Al 2 O 3 ratio is preferably in the range of 10 to 30 in the case of the faujasite type zeolite and in the range of 40 to 300 in the case of the MFI type zeolite.

また、各上記実施の形態では、収納容器３はステンレス鋼製であるが、水分及び有害物質による腐食をさらに防止するためのガラスライニングを収納容器３の内面に施してもよい。   In each of the above embodiments, the storage container 3 is made of stainless steel. However, a glass lining for further preventing corrosion due to moisture and harmful substances may be applied to the inner surface of the storage container 3.

また、各上記実施の形態では、第２脱離工程の吸着剤２の温度が１３０〜５００℃の範囲内に維持されているが、１３０〜５００℃の範囲内に限らず吸着剤２から有害物質及び水分が脱離される温度（例えば１００〜７００℃の範囲内）であればよい。有害物質が硫黄酸化物ＳＯ２である場合には６００〜７００℃の範囲内とし、有害物質が窒素酸化物ＮＯｘである場合には４５０〜５００℃の範囲内とすると、吸着剤２に吸着された有害物質をさらに効果的に脱離させることができる。 In each of the above embodiments, the temperature of the adsorbent 2 in the second desorption step is maintained within the range of 130 to 500 ° C., but is not limited to the range of 130 to 500 ° C. and is harmful from the adsorbent 2. What is necessary is just the temperature (for example, in the range of 100-700 degreeC) from which a substance and a water | moisture content are desorbed. When the harmful substance is sulfur oxide SO 2, it is adsorbed by the adsorbent 2 when it is in the range of 600 to 700 ° C., and when the harmful substance is nitrogen oxide NOx, it is in the range of 450 to 500 ° C. Toxic substances can be more effectively desorbed.

また、各上記実施の形態では、空気が対象ガスとされているが、空気に限定されず、特定の気体、例えば自動車の排出ガス等を対象ガスとしてもよい。   Moreover, in each said embodiment, although air is made into object gas, it is not limited to air, It is good also considering specific gas, for example, exhaust gas of a motor vehicle, etc. as object gas.

この発明の実施の形態１による有害物質の除去装置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the removal apparatus of the harmful substance by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態２による有害物質の除去装置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the removal apparatus of the harmful substance by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態２による実験に用いられた有害物質の除去装置を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the removal apparatus of the harmful | toxic substance used for experiment by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態２による有害物質の除去装置の他の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other example of the removal apparatus of the harmful substance by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態３による有害物質の除去装置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the removal apparatus of the harmful substance by Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態４による有害物質の除去装置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the removal apparatus of the harmful substance by Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態５による有害物質の除去装置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the removal apparatus of the harmful substance by Embodiment 5 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ 吸着塔（除去装置本体）、２ 吸着剤、９ 吸着塔ヒータ（加熱装置）、１２ 曲管部（水溶液生成装置）、１３ 冷却装置（水溶液生成装置）、２３ 減圧容器（水溶液生成装置）、３２ 冷却装置（水溶液生成装置）、４２ 気化装置、４３ 熱プラズマ分解装置、５１ ネブライザ（噴霧器）。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Adsorption tower (removal apparatus main body), 2 Adsorbent, 9 Adsorption tower heater (heating apparatus), 12 Curved pipe part (aqueous solution production | generation apparatus), 13 Cooling apparatus (aqueous solution production | generation apparatus), 23 Depressurization container (aqueous solution production | generation apparatus), 32 cooling device (aqueous solution generator), 42 vaporizer, 43 thermal plasma decomposition device, 51 nebulizer (sprayer).

Claims (6)

有害物質除去処理の対象となる気体中に含まれる有害物質及び水分を吸着する吸着剤を有し、上記気体から上記有害物質を吸着除去する除去装置本体、
上記吸着剤を加熱して上記有害物質及び上記水分を上記吸着剤から脱離させることにより上記吸着剤を再生する加熱装置、及び
上記吸着剤から脱離された上記水分を液化し、上記有害物質の水溶液を生成する水溶液生成装置
を備えていることを特徴とする有害物質の除去装置。 A removal apparatus main body having an adsorbent that adsorbs harmful substances and moisture contained in a gas to be subjected to harmful substance removal treatment, and adsorbs and removes the harmful substances from the gas,
A heating device for regenerating the adsorbent by heating the adsorbent to desorb the harmful substances and moisture from the adsorbent, and liquefying the moisture desorbed from the adsorbent, An apparatus for removing harmful substances, comprising an aqueous solution generator for generating an aqueous solution of 上記水溶液生成装置は、上記吸着剤からそれぞれ脱離された上記有害物質及び上記水分が収容される減圧容器を有しており、
上記水分は、減圧された上記減圧容器内で結露されるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の有害物質の除去装置。 The aqueous solution generation device has a decompression container in which the harmful substances and the moisture respectively desorbed from the adsorbent are stored,
The harmful substance removing apparatus according to claim 1, wherein the moisture is condensed in the decompressed decompression container. 上記減圧容器の下部には、上記吸着剤から脱離された上記水分を結露させる冷却装置が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の有害物質の除去装置。 The apparatus for removing harmful substances according to claim 2, wherein a cooling device for condensing the moisture desorbed from the adsorbent is provided at a lower portion of the decompression vessel. 上記減圧容器には、上記有害物質を溶解させるための水を上記減圧容器内へ補助的に供給する給水装置が接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の有害物質の除去装置。 4. The water supply device for supplementarily supplying water for dissolving the harmful substances into the vacuum container is connected to the vacuum container. 5. Toxic substance removal equipment. 上記有害物質の水溶液を気化する気化装置、及び
上記気化装置により得られた気体中の上記有害物質を熱プラズマにより無害化する熱プラズマ分解装置
をさらに備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の有害物質の除去装置。 A vaporizer for vaporizing the aqueous solution of the harmful substance, and a thermal plasma decomposition apparatus for detoxifying the harmful substance in the gas obtained by the vaporizer with thermal plasma. The harmful substance removal apparatus according to claim 4. 希ガス及び還元ガスの少なくともいずれか一方により上記有害物質の水溶液を霧状体とする噴霧器、及び
上記霧状体中の上記有害物質を熱プラズマにより分解する熱プラズマ分解装置
をさらに備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の有害物質の除去装置。 A sprayer that uses the aqueous solution of the harmful substance as a mist with at least one of a rare gas and a reducing gas, and a thermal plasma decomposition apparatus that decomposes the toxic substance in the mist with thermal plasma. The harmful substance removing apparatus according to claim 1, wherein:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013123669A (en) * 2011-12-14 2013-06-24 Daifuku Co Ltd Concentration recovery method for concentration recovery object component in treated gas or moisture in treated gas, and concentration recovery apparatus for concentration recovery object component in treated gas or moisture in treated gas using the same
JP2017018944A (en) * 2010-02-10 2017-01-26 ゾレッジ‐ガレトン，アルフレド Method and apparatus for applying plasma particles to liquid and use for disinfecting water

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