JP2006181415A

JP2006181415A - アンモニア除害装置

Info

Publication number: JP2006181415A
Application number: JP2004375577A
Authority: JP
Inventors: Kimihide Saishoji; 公英最勝寺
Original assignee: Toyo Seisakusho KK
Current assignee: Toyo Seisakusho KK
Priority date: 2004-12-27
Filing date: 2004-12-27
Publication date: 2006-07-13

Abstract

【課題】
アンモニアの吸収反応が速く、保管、管理が安全でコストも低い炭酸ガスによる中和を行うことができ、しかも中和により生じる炭酸アンモニウムが分解してアンモニアを生じる逆方向の反応を防止できて確実で安全なアンモニアの無害化を行うことができる装置を提供する。
【解決手段】
空気入口２と同出口３を有し、アンモニアを含有する被処理空気が下から上へ流通されるケーシング１内底部に受水槽４を備え、同受水槽内の水をケーシング内上部から散布し、被処理空気と接触した水を受水槽に滴下させて回収する送水回路７、８、９を有し、前記ケーシング内に炭酸ガスを噴出する炭酸ガス供給回路１１、１２、１３、１４を備え、かつ、ケーシング内の冷却回路１６、１７を備える構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、アンモニア冷媒を使用する冷凍装置等のアンモニア使用設備からアンモニアを安全かつ確実に回収して無害化するための装置に関する。

人体に有害なアンモニアを使用する設備では、アンモニアが漏洩した場合にこのアンモニアを無害化する設備を設けることが要求され、アンモニアを無害化する手段としては、イオン交換樹脂や活性炭等の固体吸着材にアンモニアを吸着させて除去する方法（例えば、特許文献１参照）、水に吸収させてアンモニア水とし、このアンモニア水を大量の水で希釈して外部に放出する方法（例えば、特許文献２参照）、強酸水溶液によって中和する方法（例えば、特許文献３参照）、あるいは炭酸ガスと水を噴霧する方法（例えば、特許文献４参照）がある。

固体吸着材にてアンモニアを吸着除去する方法は、空気中のアンモニアが低濃度である場合には有効であるが、固体吸着材のコストが嵩むとともにアンモニアが高濃度である場合には対応できない。水にアンモニアを吸収させる方法は、吸収に時間が掛かるとともに吸収用の水が大量に必要であり、しかも大量に生じるアンモニア水の処理が困難である。

また希硫酸等の強酸にて中和させる方法では、液が少量で済むというメリットがあり、比較的広く採用されている方法ではあるが、液の保管に危険が伴うとともに濃度管理や危機の腐食対策が必要であるという問題がある。

炭酸ガスと水をアンモニアと接触させることにより中和する方法は、炭酸ガスの安全性が高いため保管、管理が容易であり、アンモニアの中和を効率良く行えるので装置の小型化が期せるという利点がある。

ところで上記中和反応は、炭酸ガスと水により生じる炭酸とアンモニアの反応によって炭酸アンモニウムを生成する化学反応であり、この反応は発熱を伴う。そして炭酸アンモニウムの水溶液は７０℃にて分解して炭酸とアンモニアに戻る。
したがって、炭酸アンモニウムの生成によって生じた熱により、一旦液中にて生成した炭酸アンモニウムが、その生成時の熱によってアンモニアに戻るという危険性がある。
特開２００１−３３１２７号公報（第１〜５頁、図１〜５）特開２０００−２３４８２７号公報（第１〜８頁、図１〜２）特開２００１−２３９１３０号公報（第１〜４頁、図１〜４）特開２００２−２１０３２９号公報（第１〜５頁、図１〜２）

本発明の目的とするところは、アンモニアの吸収反応が速く、保管、管理が安全でコストも低い炭酸ガスによる中和を行うことができ、しかも中和により生じる炭酸アンモニウムが分解してアンモニアを生じる逆方向の反応を防止できて確実で安全なアンモニアの無害化を行うことができる装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係るアンモニア除害装置は、空気入口と同出口を有し、アンモニアを含有する被処理空気が下から上へ流通されるケーシング内底部に受水槽を備え、同受水槽内の水をケーシング内上部から散布し、被処理空気と接触した水を受水槽に滴下させて回収する送水回路を有し、前記ケーシング内に炭酸ガスを噴出する炭酸ガス供給回路を備え、かつ、ケーシング内の冷却回路を備える構成のものとしてある。

また、前記冷却回路は、ケーシング内の気相部分を冷却する気相冷却部と、前記受水槽内の水を冷却する液相冷却部のうち少なくともいずれか一方よりなり、前記炭酸ガス供給回路は、ケーシング内の気相部分に炭酸ガスを噴出する気相ガスヘッダと、前記受水槽内に炭酸ガスを噴出する液相ガスヘッダのうち少なくともいずれか一方よりなる構成のものとしてある。

本発明によれば、ケーシング内に散布される水と、ケーシング内に噴出される炭酸ガスとの気液接触により炭酸が生成され、この炭酸とケーシング内に導入されたアンモニアガスを含む被処理空気との気液接触により、さらに無害な炭酸アンモニウム水溶液が生成される。そして、炭酸アンモニウムは水への溶解度が小であるので、水溶液中の濃度が増大すると粉末状の固体となって液中に沈殿し、物理的に容易に回収することができ、しかも廃棄処理を安全かつ容易に行うことができる状態となる。

そしてケーシング内の気相と液相の少なくともいずれか一方には冷却回路を設けてあるので、炭酸アンモニウムの生成に伴って生じた熱が回収されて炭酸アンモニウム水溶液の温度が高温とならない。
したがって、一旦液中に生じた炭酸アンモニウムが分解してアンモニアが生成されるという逆方向の反応が防止され、安全かつ確実なアンモニアの回収を行うことができる。

以下、本発明に係る除害装置の実施例を添付図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。
有底のケーシング１は、下部寄りの側面に被処理空気の入口２と、頂部に同出口３を有し、内底部に受水槽４を備えている。
なお、ケーシング１は内部の被処理空気がアンモニアガスを含んだまま外部に漏出しないよう、上記入口と出口以外は外部と気密に遮断されている。

前記被処理空気の入口２は、外部の例えばアンモニア冷凍機のケーシング内と連通するダクト５が接続されるものとしてあって、ケーシング内に臨む入口ヘッダ２ａに続いており、入口ヘッダ２ａの上面には多数の吐出口を設けてある。

そして前記出口３は排気ファン６を備え、この排気ファンの駆動によって、前記入口からケーシング内に導入される被処理空気がケーシング内を下方から上方へ向かって流渦して、排気口から大気中に排出されるようになっている。

前記ケーシング１内の上部寄りには、下面に多数の散水ノズルを有する散水ヘッダ７を設けてあり、受水槽４内の水が送水回路によって散水ヘッダからケーシング内に散布されるように構成してあって、送水回路は、受水槽４に一旦が接続され、送水ポンプ８を介して他端が散水ヘッダ７に接続された送水管９を備えている。

また、ケーシング１内における前記入口ヘッダ２ａと散水ヘッダ７との間には充填材１０を備えていて、この充填材によってケーシング内における気液接触が確実かつ十分に行われるようにしてある。

そして本発明の装置はケーシング内に炭酸ガスを供給する炭酸ガス供給回路を備えていて、この炭酸ガス供給回路は炭酸ガスを収容したボンベ１１と、ケーシング内における前記散水ヘッダ７と充填材１０との間に噴出口を下方に向けた気相ガスヘッダ１２および前記受水槽４内において噴出口を上方に向けた液相ガスヘッダ１３との間を送ガス管１４によって接続した構成としてある。
なお、液相ガスヘッダ１３側に分岐する送ガス管の枝管の途中には、逆止弁１５を介在せしめてあり、受水槽４内の水が送ガス管内に逆流しないように構成してある。

しかして、ケーシング内にはこのケーシング内の気液を冷却するための冷却回路を設けてあり、この冷却回路は液相冷却部たる第１冷却コイル１６と気相冷却部たる第２冷却コイル１７とを備え、これら第１冷却コイルと第２冷却コイルは直列に接続されていて、外部の例えば冷却塔から冷却媒体往管１８によって、例えば３０℃程度の冷却水等の冷却媒体が供給され、第１冷却コイル１６を経た冷却媒体が送液管１９を経て第２冷却コイル１７に送られ、冷却媒体復管２０によって外部に送出される。

なお、図１中において符号２１は受水槽４内の水が炭酸ガスの噴出圧力によって飛散しないようにするためのバッフルボード、２２はケーシング内の水滴が外部に飛散しないようにするためのエリミネータをそれぞれ示している。

上述した構成の除害装置においては、出口３の排気ファン６の駆動によるケーシング内の負圧により入口２から入口ヘッダ２ａを経てケーシング１内に導入されたアンモニアガスを含む被処理空気は、ケーシング１内を上方へ流過する。

ところで、液相ガスヘッダ１３から受水槽４内に噴出された炭酸ガスは受水槽内の水と接触して炭酸水溶液を生成し、この炭酸水溶液は送水ポンプ８の駆動により散水ヘッダ７から散布されてさらに気相ガスヘッダ１２から噴出される炭酸ガスと接触してより濃度の高い炭酸水溶液とされる。

そして、炭酸水溶液はケーシング内を流過する被処理空気中のアンモニアと接触して迅速な中和反応により水と炭酸アンモニウムとよりなる炭酸アンモニウム水溶液を生成し、このことにより被処理空気中のアンモニアガス濃度を可及的小なる値にまで低下せしめて受水槽４に戻される。

上述した反応により生成された炭酸アンモニウムは、徐々に受水相中における濃度が上昇し、炭酸アンモニウム水溶液の濃度が上昇すると炭酸アンモニウムは粉末状に固化し、液中に沈殿する。

しかして、炭酸アンモニウムが生成する際に生じる反応熱は、液相の第１冷却コイル１６と気相の第２冷却コイル１７によって回収され、ケーシング内の温度上昇が抑制され、したがって一旦液中に生成された炭酸アンモニウムは分解することなく液中に沈殿し、回収される。

上述した実施例のものでは、冷却コイル１６、１７およびガスヘッダ１２、１３を液相と気相の両方に設けてあるが、冷却コイルもガスヘッダも、いずれか一方の相にだけ設けるように構成する場合もある。

本発明に係る除害装置の縦断面図。

符号の説明

１ケーシング
２被処理空気の入口
３被処理空気の出口
４受水槽
５ダクト
６排気ファン
７散水ヘッダ
８散水ポンプ
９送水管
１０充填材
１１ボンベ
１２気相ガスヘッダ
１３液相ガスヘッダ
１４送ガス管
１５逆止弁
１６第１冷却コイル
１７第２冷却コイル
１８冷却媒体往管
１９送液管
２０冷却媒体復管
２１バッフルボード
２２エリミネータ

Claims

空気入口と同出口を有し、アンモニアを含有する被処理空気が下から上へ流通されるケーシング内底部に受水槽を備え、同受水槽内の水をケーシング内上部から散布し、被処理空気と接触した水を受水槽に滴下させて回収する送水回路を有し、前記ケーシング内に炭酸ガスを噴出する炭酸ガス供給回路を備え、かつ、ケーシング内の冷却回路を備えてなるアンモニア除害装置。
前記冷却回路は、ケーシング内の気相部分を冷却する気相冷却部と、前記受水槽内の水を冷却する液相冷却部のうち少なくともいずれか一方よりなる請求項１に記載のアンモニア除害装置。
前記炭酸ガス供給回路は、ケーシング内の気相部分に炭酸ガスを噴出する気相ガスヘッダと、前記受水槽内に炭酸ガスを噴出する液相ガスヘッダのうち少なくともいずれか一方よりなる請求項１に記載のアンモニア除害装置。