JP2007222824A - ガス浄化装置及び排ガス処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】前記排ガス中の微粒子（煤塵、ＳＯ₃ミスト）等を効率良く、安定して除去することができるガス浄化装置及び排ガス処理方法を提供する。
【解決手段】ガス浄化装置１０Ａは、排ガス１１中の硫黄酸化物等の煤塵又はミストを捕集する活性炭素繊維(ＡＣＦ)１２ａで形成される繊維状フィルタ１２と、前記繊維状フィルタ１２の上方から前記繊維状フィルタ１２に硫酸生成用の水１５を供給するスプレーノズル３０とを具備してなる装置本体１８において、前記水１５にマイクロバブル２４を混入させる気泡混入部３１Ａを有してなり、前記排ガス１１中の硫黄酸化物等の煤塵又はミスト等の微粒子を効率良く除去することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、排ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）、煤塵、ミスト等の微粒子を安定して効率的に除去するガス浄化装置及び排ガス処理方法に関する。

例えば石炭、重油、コークス等の硫黄含有燃料をボイラ、ガスタービン、エンジン、焼却炉又は焼成炉等で燃焼することにより発生する排ガス中には硫黄酸化物が含まれ、二酸化硫黄（ＳＯ₂）は石灰石膏法等の脱硫装置により除去されるが、三酸化硫黄（ＳＯ₃）は硫酸ミストとして煙突から紫煙として排出される。

近年の環境保護対策からこの紫煙除去が講じられており、種々のＳＯ₃除去方法が提案されている。例えば、活性炭素繊維(ＡＣＦ)を布状に成型してフィルタとして用い、活性炭素繊維(ＡＣＦ)フィルタの上部よりフィルタ洗浄用の水を散水してＳＯ₃を水と接触させ、硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）とすることにより脱硫させるガス浄化装置が用いられている（特許文献１、２）。

図１１は、従来のガス浄化装置の構成を示す概念図である。
図１１に示すように、ガス浄化装置１０は、硫黄酸化物を含有する排ガス１１が流通する活性炭素繊維(ＡＣＦ)層の繊維状フィルタ１２と、各繊維状フィルタ１２の上端側にある水タンク１３からポンプ１４を介して水１５を散水１６する散水ノズル１７とを有している。

前記ガス浄化装置１０を用いて脱硫する場合には、装置本体１８内に前記排ガス１１を送給し、前記散水ノズル１７により前記水１５を散水１６することにより前記水１５と反応させる。

図１２に前記排ガス１１中の微粒子の脱硫除去メカニズムを示す。図１２に示すように、前記繊維状フィルタ１２を構成している活性炭素繊維(ＡＣＦ)１２ａは布状にすると活性炭素繊維(ＡＣＦ)間には多数の空隙ができる。そのため、前記排ガス１１中の微粒子であるＳＯ₃ミスト１９は前記繊維状フィルタ１２に捕集されて、捕集された前記排ガス１１は前記散水ノズル１７から前記散水１６された前記水１５と反応して溶解し、希硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）２０が生成され、前記繊維状フィルタ１２から離脱される。

また、前記ガス浄化装置１０においては、前記繊維状フィルタ１２の活性炭素繊維(ＡＣＦ)１２ａの表面では、二酸化硫黄（ＳＯ₂）２１も以下の反応により脱硫反応が生じている。
即ち、（１）前記繊維状フィルタ１２への前記排ガス１１中の二酸化硫黄（ＳＯ₂）２１の吸着がなされる。（２）次いで、吸着した二酸化硫黄（ＳＯ₂）２１と前記排ガス１１中の酸素（Ｏ₂）（別途供給することも可である）との反応による三酸化硫黄ＳＯ₃２２への酸化がなされる。（３）その後、酸化した三酸化硫黄（ＳＯ₃）２２が水１５に溶解し、希硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）２０の生成がなされる。（４）生成された希硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）２０が前記繊維状フィルタ１２から離脱される。

この時の反応式は以下の通りである。
ＳＯ₂＋１／２Ｏ₂＋Ｈ₂Ｏ→Ｈ₂ＳＯ₄

そのため、前記排ガス１１中のＳＯ₃ミスト１９等の微粒子以外に、さらに二酸化硫黄（ＳＯ₂）２１を吸着して酸化し、水１５と反応させて硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）２０を生成して離脱除去される。この結果、前記排ガス１１中の二酸化硫黄（ＳＯ₂）２１、ＳＯ₃ミスト１９等の微粒子の硫黄酸化物（ＳＯｘ）を除去することができ、前記排ガス１１中の微粒子の脱硫を行っている。

特開２００３−１３５９３０号公報 特開２００３−１７１１２２号公報

しかしながら、前記従来のガス浄化装置１０は、前記繊維状フィルタ１２の上端側から前記水１５を前記散水ノズル１７により前記散水１６を行っていると、前記活性炭素繊維(ＡＣＦ)１２ａ間の空隙に前記水１５が溜まり、前記繊維状フィルタ１２の活性炭素繊維(ＡＣＦ)１２ａ間の空隙が前記水１５で塞がれてしまう。その結果、活性炭素繊維(ＡＣＦ)１２ａ間に溜まった前記水１５の壁が混在して、前記排ガス１１は前記繊維状フィルタ１２の前記活性炭素繊維(ＡＣＦ)１２ａと接触する確率が低減し、脱硫性能が低下する、という問題がある。

本発明は、前記問題に鑑み、活性炭素繊維（ＡＣＦ）１２ａ間の空隙に前記水１５が溜まらないようにすることにより、前記排ガス中の微粒子（煤塵、ＳＯ₃ミスト）等を効率良く、安定して除去することができるガス浄化装置及び排ガス処理方法を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、排ガス中の硫黄酸化物等の煤塵又はミストを捕集する活性炭素繊維で形成される繊維状フィルタと、前記繊維状フィルタの上方から前記繊維状フィルタに硫酸生成用の水を供給する水供給部とを具備してなるガス浄化装置において、前記水に気泡を混入させる気泡混入部を有してなることを特徴とするガス浄化装置にある。

第２の発明は、第１の発明において、前記水供給部が、スプレーノズル、直進式ノズル又は回転式ノズルのいずれかであることを特徴とするガス浄化装置にある。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記気泡混入部が、空気を供給するための空気供給部と、前記水に前記空気を溶解させる気泡溶解部と、前記気泡溶解部内を加圧し前記水への前記空気の溶解を促進させる加圧ポンプとを有してなることを特徴とするガス浄化装置にある。

第４の発明は、第１乃至第３のいずれか１つのガス浄化装置を用いて、前記排ガスがボイラ、ガスタービン、エンジン又は各種焼却炉のいずれかから排出されるガスであり、前記排ガス中の煤塵を除去する煤塵除去手段を備えてなることを特徴とするガス浄化システムにある。

第５の発明は、活性炭素繊維で形成される繊維状フィルタの繊維間に水が溜まっている状態において、気泡が混入された水を前記繊維状フィルタに散水し、前記繊維状フィルタの繊維間に溜まっている水の中に前記気泡が混入された水を侵入させ、複数の気泡同士が合体することにより気泡を増大させ、増大した気泡により前記繊維状フィルタの繊維間に溜まっている水を前記繊維間から排除することを特徴とするフィルタの水排除方法にある。

第６の発明は、第１乃至第３のいずれか一つのガス浄化装置を用いて、前記繊維状フィルタの繊維間に溜まっている水を前記繊維間から排除することを特徴とするフィルタの水排除方法にある。

第７の発明は、活性炭素繊維で形成される繊維状フィルタの繊維間に水が溜まっている状態において、前記気泡が混入された水を前記繊維状フィルタに散水し、前記繊維状フィルタの繊維間に溜まっている水の中に前記気泡が混入された水を侵入させ、複数の気泡同士が合体することにより気泡を増大させ、増大した気泡により前記繊維状フィルタに溜まっている水を前記繊維間から排除し、排ガス中の硫黄酸化物等の煤塵又はＳＯ₃ミストを捕集すると共に、ＳＯ₂を除去することを特徴とする排ガス処理方法にある。

第８の発明は、第１乃至第３のいずれか一つのガス浄化装置を用いて、排ガス中の硫黄酸化物等の煤塵又はＳＯ₃ミストを捕集すると共に、ＳＯ₂を除去することを特徴とする排ガス処理方法にある。

本発明によれば、水に気泡を混入させる気泡混入部を有していため、活性炭素繊維(ＡＣＦ)に水が溜まるのを抑制することができ、安定して排ガス中の微粒子（煤塵、ＳＯ₃ミスト）等の除去することができる。特に排ガス中の紫煙対策が良好なものとなる。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。又、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

本発明による実施例１に係るガス浄化装置について、図１を参照して説明する。
図１は、実施例１に係るガス浄化装置を示す断面図である。
図１に示すように、本実施例に係るガス浄化装置１０Ａは、排ガス１１中の硫黄酸化物等の煤塵又はミストを捕集する活性炭素繊維(ＡＣＦ)１２ａで形成される繊維状フィルタ１２と、前記繊維状フィルタ１２の上方から前記繊維状フィルタ１２に硫酸生成用の水１５を供給するスプレーノズル３０とを具備してなる装置本体１８において、前記水１５にマイクロバブル２４を混入させる気泡混入部３１Ａと、前記繊維状フィルタ１２に散水１６するための水１５を溜める水タンク１３を有してなる。

前記装置本体１８の側壁下端側には、前記排ガス１１のガス入口部１８ａが設けられている。又、前記繊維状フィルタ１２により浄化された浄化ガス２３を排出するガス出口部１８ｂが前記装置本体１８の頂部に設けられている。

また、ガス浄化装置１０Ａは、前記装置本体１８の上方にはスプレーノズル３０を具備している。前記水１５は前記水タンク１３から前記ポンプ１４を介して水供給ライン２５を通って前記スプレーノズル３０に送給されて前記繊維状フィルタ１２上方から前記散水１６される。

また、前記スプレーノズル３０から前記散水１６された前記水１５は、希硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）２０として前記装置本体１８の下端側で回収される。また前記ガス浄化装置１０Ａには、回収された前記希硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）２０を循環させるための水循環ライン３３と循環ポンプ３４とが設けられており、適宜供給されるようにしている。

本実施例に係るガス浄化装置１０Ａにおいては、前記繊維状フィルタ１２は、前記活性炭素繊維(ＡＣＦ)１２ａで構成されている。前記繊維状フィルタ１２の材質としては、前記活性炭素繊維(ＡＣＦ)１２ａを用いることにより、煤塵及びミスト等の微粒子以外に更に、離脱除去し前記排ガス１１中の脱硫を行うこともできる。

また、前記繊維状フィルタ１２は繊維状フィルタの他に、不織布状フィルタも含まれる。その材質は有機系繊維、無機系繊維のいずれであってもよい。

ここで、本発明で用いる活性炭素繊維の一例を下記に示す。
本発明で用いられる活性炭素繊維としては、例えばピッチ系活性炭素繊維、ポリアクリロニトリル系活性炭素繊維、フェノール系活性炭素繊維、セルロース系活性炭素繊維を挙げることができるが、本発明はこれらに限定されるものではなく、前記触媒作用を奏する活性炭素繊維であれば何等限定されるものではない。

本実施例に係るガス浄化装置１０Ａは、前記水タンク１３から前記水１５を供給する前記水供給ライン２５上に前記気泡混入部３１Ａを有している。前記気泡混入部３１Ａにより、前記水供給ライン２５上の前記水１５にマイクロバブル２４を混入して、マイクロバブル２４の混入した前記水１５を前記繊維状フィルタ１２の上部から前記スプレーノズル３０を介して前記繊維状フィルタ１２に前記散水１６することができる。また、前記スプレーノズル３０から前記散水１６される前記水１５の平均流径は３００μｍである。

このとき、前記気泡混入部３１Ａにより前記水１５に混入される前記マイクロバブル２４は、平均粒径１０μｍの気泡である。前記マイクロバブル２４は５〜２０μｍの気泡であることが好ましい。平均して粒径１０μｍ程度の前記マイクロバブル２４であれば、浮力の影響が小さく、合体しにくい。そのため、平均粒径１０μｍの前記マイクロバブル２４は前記水１５と共に前記繊維状フィルタ１２の下のほうに落ちやすく、浮き上がりにくい。そして、前記繊維状フィルタ１２間に進入した前記水１５中の前記マイクロバブル２４は前記繊維状フィルタ１２の前記活性炭素繊維(ＡＣＦ)１２ａに引っかかり易くなる。

また、前記マイクロバブル２４の大きさが５μｍ以下の気泡径である場合には、前記マイクロバブル２４がすぐつぶれてしまうか、溶けてなくなってしまうため、好ましくない。一方、前記マイクロバブル２４の大きさが２０μｍ以上の気泡径である場合には、浮き上がってしまうため、好ましくない。

また、図２は、本実施例において前記水供給部として用いられる前記スプレーノズル３０の拡大図を示す。
図２に示すように、前記スプレーノズル３０は前記スプレーノズル３０の下端面に前記ノズル孔３０ａを一つ設けており、前記ノズル孔３０ａの内側にあるノズルチップ（図示しない）によって前記マイクロバブル２４を含有する前記水１５の流出を抑えている。そして、前記マイクロバブル２４を含有する前記水１５が噴出する時には、ノズルチップ（図示しない）から前記ノズル孔３０ａを介して前記マイクロバブル２４を含有する前記水１５がスプレー状に勢いよく噴出して前記繊維状フィルタ１２に前記散水１６されることになる。

次に、前記活性炭素繊維(ＡＣＦ)１２ａ間の空隙にたまった水を除去するメカニズムについて詳述する。図３は、前記活性炭素繊維(ＡＣＦ)１２ａ間の空隙に溜まった水を除去する様子を示す説明図である。

図３に示すように、前記マイクロバブル２４を含有しない前記水１５が前記繊維状フィルタ１２である前記活性炭素繊維(ＡＣＦ)１２ａに進入すると、前記活性炭素繊維(ＡＣＦ)１２ａ間の空隙に前記水１５が溜まってしまう。

前記マイクロバブル２４を含有する前記水１５を前記活性炭素繊維(ＡＣＦ)１２ａ層に前記散水１６すると、前記マイクロバブル２４を含有する前記水１５が前記活性炭素繊維(ＡＣＦ)１２ａ層に進入していく。そして前記散水１６された前記マイクロバブル２４の混入している前記水１５は前記繊維状フィルタ１２を通って落下する。このとき、気泡径が小さい前記マイクロバブル２４もある程度、前記活性炭素繊維(ＡＣＦ)１２ａ間へ侵入していく。

そして、前記水１５中の前記マイクロバブル２４は前記活性炭素繊維(ＡＣＦ)１２ａに捕集され徐々に膨張して大きくなる。その結果、膨張して大きくなった前記マイクロバブル２４は前記活性炭素繊維(ＡＣＦ)１２ａ層に溜まっている前記水１５を排除し、前記活性炭素繊維(ＡＣＦ)１２ａ層には前記水１５を溜めないようにすることができる。

このように、前記水１５に前記マイクロバブル２４を混入することにより前記活性炭素繊維(ＡＣＦ)１２ａには前記水１５を溜めないようにすることができるため、前記活性炭素繊維(ＡＣＦ)１２ａと前記排ガス１１との接触する確率が高くなり、更に前記排ガス１１中の微粒子の脱硫性能が向上する。即ち、前記排ガス１１中の微粒子の一種である前記ＳＯ₃ミスト１９が前記活性炭素繊維(ＡＣＦ)１２ａの側壁を通過する際に、側壁を構成する繊維層におけるろ過（フィルトレイション）によって効率的に捕集して除去される。その結果、煙突からのＳＯ₃ミスト排出量が低減し、紫煙の発生が低減することとなる。更に、二酸化硫黄（ＳＯ₂）を吸着して酸化し、水と反応させて硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）を生成して離脱除去することにより、前記排ガス１１中の脱硫を行うことができる。

また、前記気泡混入部３１Ａにより混入された前記マイクロバブル２４中の酸素が前記水１５中に溶け込むことにより、前記水１５中の溶存酸素濃度が高くなる。そして、液体中の溶存酸素が上昇すると、二酸化硫黄（ＳＯ₂）の活性が高くなる。その結果、前記活性炭素繊維(ＡＣＦ)１２ａ表面に吸着した二酸化硫黄（ＳＯ₂）の酸化を促進することができ、二酸化硫黄（ＳＯ₂）の酸化した三酸化硫黄（ＳＯ₃）をさらに水１５と反応させて硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）を生成して離脱除去することができる。

また、前記気泡混入部３１Ａは、本実施例のように気泡を前記水１５に別の管から供給するような方法に限定されるものではない。例えば、図４に示すように、前記水循環ライン３３上の管の幅の一部を絞り、再びもとの管の幅に戻すような構成としても良い。このように、前記水循環ライン３３上の管の幅の一部を絞り再びもとの管の幅に戻すことにより、管の幅が再び広くなった方で前記マイクロバブル２４を発生させることができる。その結果、上述同様前記排ガス１１中の微粒子の脱硫性能を向上させることができる。

本実施例によれば、前記排ガス１１中の微粒子（煤塵、ＳＯ₃ミスト）の除去率が安定すると共にその除去率が向上し、煙突出口から排出される排煙からの紫煙の低減又は消滅を図ることができる。

次に、本発明による実施例２に係るガス浄化装置について、図５を参照して説明する。 図５は、実施例２に係るガス浄化装置１０Ｂの構成を示す断面図である。
なお、図１のガス浄化装置１０Ａの構成と同一の部材については、同一の符号を付してその説明は省略する。

図５に示すように、本実施例に係るガス浄化装置１０Ｂは、実施例１の前記スプレーノズル３０に代えて水供給部として前記水タンク１３より供給された前記水１５を流路を断つことなく直進しながら棒状に流出して前記フィルタ１２に送給する直進式ノズル４０で構成されている。

図６は、本実施例において前記水供給部として用いられる前記直進式ノズル４０の拡大図を示す。
図６に示すように、前記直進式ノズル４０は前記直進式ノズル４０の下端面にノズル孔４０ａを一つ設けており、前記直進式ノズル４０本体の軸心と前記ノズル孔４０ａの軸心が一致するようにしているものである。
そのため、前記ノズル孔４０ａから前記マイクロバブル２４を含有する前記水１５が前記ノズル孔４０ａで絞られて流路が断たれることなく、前記ノズル孔４０ａを介して直進しながらストレート状に流出して、前記繊維状フィルタ１２に前記散水１６されることになる。
また、前記ノズル孔４０ａは前記直進式ノズル４０の下端面に１つに限定されるものではなく、前記直進式ノズル４０の下端面に複数の前記ノズル孔を有するようにしても良い。

このとき、前記水供給部として実施例１のような前記スプレーノズル３０を用いた場合には、前記ノズル孔３０ａにおいて流路が一旦絞られ流路が断たれてしまうため、前記マイクロバブル２４が減少する可能性がある。

しかし、前記直進式ノズル４０のように、前記水１５の出口を前記ノズル孔４０ａとすることにより、流路を一旦絞って流路を断つことにより前記水１５中の前記マイクロバブル２４を減少させることもないため、前期ノズル孔４０ａから前記散水１６される前記水１５中の前記マイクロバブル２４の減少を抑制することができる。又、前記直進式ノズル４０から前記散水１６される前記水１５の平均流径は２ｍｍである。

本実施例によれば、前記ノズル孔４０ａにおける前記散水１６中の前記マイクロバブル２４の減少を抑制することができるため、前記排ガス１１中の微粒子（煤塵、ＳＯ₃ミスト）の除去率が安定すると共に、その除去率が向上し、煙突出口から排出される排煙からの紫煙の低減又は消滅を図ることができる。

次に、本発明による実施例３に係るガス浄化装置について、図７を参照して説明する。 図７は、実施例３に係るガス浄化装置１０Ｃの構成を示す概念図である。
なお、図１のガス浄化装置１０Ａの構成と同一の部材については、同一の符号を付してその説明は省略する。

図７に示すように、本実施例に係るガス浄化装置１０Ｃは、実施例１の前記スプレーノズル３０に代えて水供給部として側壁に複数のノズル孔５０ａを有するノズルが回転しながら前記水１５を前記繊維状フィルタ１２に前記散水１６する回転式ノズル５０で構成されている。
図８は、本実施例において前記水供給部として用いられる前記回転式ノズル５０の拡大図を示す。
図８に示すように、前記回転式ノズル５０は前記回転式ノズル５０の側面に複数の前記ノズル孔５０ａを設けており、前記回転式ノズル５０が回転しながら前記ノズル孔５０ａから前記マイクロバブル２４を含有する前記水１５が流出して前記繊維状フィルタ１２に広範囲に亙り大面積で前記散水１６されることになる。

前記マイクロバブル２４を含有する前記水１５を前記回転式ノズル５０の側面の複数の前記ノズル孔５０ａから回転しながら流出することにより、実施例１で用いた前記スプレーノズル３０や実施例２で用いた前記直進式ノズル４０に比べて前記散水１６される前記水１５の供給範囲が狭い範囲に限定されることなく、前記マイクロバブル２４を含有する前記水１５を広範囲に亙って前記散水１６して前記繊維状フィルタ１２に供給することができる。

更に、前記ノズル孔５０ａはスプレー状に水を噴出する形式のノズル孔ではないため、前記ノズル孔５０ａにおいて流路が一旦絞られ流路を断たれることはない。そのため、前記ノズル孔５０ａから前記散水１６される前記水１５中の前記マイクロバブル２４を壊さずに広範囲に亙って前記繊維状フィルタ１２に前記散水１６することができる。又、前記回転ノズル５０から前記散水１６される前記水１５の平均流径は１〜２ｍｍである。

本実施例によれば、前記回転ノズル５０を用いることにより広範囲に渡って前記散水１６中の前記マイクロバブル２４を壊さず前記活性炭素繊維(ＡＣＦ)１２ａに供給することができるため、前記排ガス１１中の微粒子（煤塵、ＳＯ₃ミスト１９）の除去率が安定すると共に、その除去率が向上し、煙突出口から排出される排煙からの紫煙の低減又は消滅を図ることができる。

次に、本発明による実施例４に係るガス浄化装置について、図９を参照して説明する。 図９は、実施例４に係るガス浄化装置１０Ｄの構成を示す断面図である。
なお、図１のガス浄化装置１０Ａの構成と同一の部材については、同一の符号を付してその説明は省略する。

図９に示すように、本実施例に係るガス浄化装置１０Ｄは、前記水タンク１３からの前記水１５を前記スプレーノズル３０に供給する前記水供給ライン２５上に気泡混入部３１Ｂを有している。前記気泡混入部３１Ｂは、空気６０を供給するための空気供給部６１と、前記水１５に前記空気６０を溶解させる気泡溶解部６３と、前記気泡溶解部６３内を加圧し前記水１５への前記空気６０の溶解を促進させる加圧ポンプ６２とを有している。前記気泡溶解部６３は前記水供給ライン２５に介装されており、前記水タンク１３からの前記水１５が前記気泡溶解部６３に供給される。

前記気泡混入部３１Ｂでは、前記加圧ポンプ６２によって前記気泡溶解部６３内を加圧することにより、前記空気供給部６１より送給された前記空気６０を前記気泡溶解部６３に供給された前記水１５に溶解させることを促進することができる。

また、前記スプレーノズル３０の出口部分において圧力低下により前記マイクロバブル２４が発生することになるため、前記活性炭素繊維(ＡＣＦ)１２ａにより近い位置で前記水１５中に前記マイクロバブル２４を発生させることができる。この結果、前記水供給ライン２５上での前記マイクロバブル２４の減少分を抑制することができると共に、前記水供給ライン２５上において前記マイクロバブル２４同士が合体して大きくなるのを回避することができる。

更に、前記水供給部である前記スプレーノズル３０の出口部分において圧力低下によって前記マイクロバブル２４を発生させることにより、発生する前記マイクロバブル２４の気泡径を小さくすることができる。

また、水供給部には前記スプレーノズル３０に限定されるものではなく、例えば前記直進式ノズル４０、前記回転式ノズル５０等のいずれであってもよい。

本実施例によれば、前記マイクロバブル２４の減少が抑制され、気泡径のより小さい前記マイクロバブル２４を前記活性炭素繊維(ＡＣＦ)１２ａに供給することができるため、前記排ガス１１中の微粒子（煤塵、ＳＯ₃ミスト）の除去率が安定すると共にその除去率が向上し、煙突出口から排出される排煙からの紫煙の低減又は消滅を図ることができる。

本発明にかかるガス浄化装置は、例えば石炭等の硫黄分を含む排ガスのみならず、その他の有害煤塵や有害ミストを含む排ガスを浄化することができる。又、フィルタとして活性炭素繊維を用いることにより、その化学的な触媒酸化作用により、ＳＯ₂や重金属（水銀、砒素等）等の有害成分の吸着除去を効率良く行うことができる。

ここで、本発明による実施例に係るガス浄化装置を用いた排ガスを処理する排煙脱硫システムについて、図１０を参照して説明する。
図１０に示すように、本実施例にかかる排煙脱硫システムは、蒸気タービンを駆動する蒸気を発生させるボイラ１００と、該ボイラ１００からの前記排ガス１１中の煤塵を除去する集塵機１０１と、除塵された前記排ガス１１をガス浄化装置１１２内に供給する押込みファン１０２と、前記ガス浄化装置１１２に供給する前に前記排ガス１１を冷却すると共に増湿を行う増湿冷却装置１０３と、前記繊維状フィルタ１２が挿入された枠体を複数収納したパッケージ４７−１、４７−２を２段内部に配設し、前記ガス浄化装置１１２下部側壁の導入口１１２ａから前記排ガス１１を供給すると共に、上方から前記水１５を供給して、前記排ガス１１中のＳＯｘを希硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）１２１へ脱硫反応させると共にＳＯ₃ミストを捕集するガス浄化装置１１２と、頂部の排出口１１２ｂから脱硫された浄化ガス２３を外部へ排出する煙突１０４と、ガス浄化装置１１２からポンプ１１０を介して希硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）１２１を貯蔵すると共に石灰スラリー１１１を供給して石膏を析出させる石膏反応槽１１３と、石膏を沈降させる沈降槽（シックナー）１１４と、石膏スラリー１１５から水分を排水（濾液）１１８として除去して石膏１１６を得る脱水器１１７とを備えてなる。なお、ガス浄化装置１１２から排出される浄化された浄化ガス２３を排出するラインには必要に応じてミストエリミネータ１０５を介装し、ガス中の水分を分離するようにしてもよい。

ここで、上記ボイラ１００では、例えば、火力発電設備の図示しない蒸気タービンを駆動するための蒸気を発生させるために、石炭や重油等の燃料ｆが炉で燃焼されるようになっている。ボイラ１００の排ガス１１には硫黄酸化物（ＳＯｘ)が含有され、排ガス１１は図示しない脱硝装置で脱硝されてガスヒータで冷却された後に集塵機１０１で除塵されている。
そして、ガス浄化装置１１２において所定量の前記水１５を供給しつつ前記排ガス１１中の脱硫を効率良く行うことができる。

この排ガス浄化システムでは、ガス浄化装置１１２で得られた希硫酸１２１に石灰スラリー１１１を供給して石膏スラリー１１５を得た後、脱水して石膏１１６として利用するものであるが、脱硫して得られた希硫酸１２１をそのまま硫酸として使用するようにしてもよい。その場合には、希硫酸１２１を濃縮する濃縮槽を設けるようにしてもよい。

また、本実施例ではボイラ１００からの前記排ガス１１を例示したが本発明の浄化対象となる排ガスはこれに限定されるものではなく、ガスタービン、エンジン、ガス化炉及び各種焼却炉から排出されものとしてもよい。

以上のように、本発明に係る排ガス浄化装置は、水に気泡を混入させる気泡混入部を有する構成とし、活性炭素繊維(ＡＣＦ)間に水が溜まるのを抑制することができるため、排ガス中の微粒子（煤塵、ＳＯ₃ミスト）の除去率が安定すると共にその除去率が向上し、粒子（煤塵、ＳＯ₃ミスト）の効率的な除去に用いて適している。

実施例１に係るガス浄化装置を示す断面図である。 スプレーノズルの拡大図である。 繊維間の空隙にたまった水を除去する様子を示す説明図である。 気泡混入部の別の例を示す図である。 実施例２に係るガス浄化装置の構成を示す断面図である。 直進式ノズルの拡大図である。 実施例３に係るガス浄化装置の構成を示す断面図である。 回転式ノズルの拡大図である。 実施例４に係るガス浄化装置の構成を示す断面図である。 本発明による実施例に係るガス浄化装置を用いた排ガスを処理する排煙脱硫システムの説明図である。 従来のガス浄化装置の構成を示す概念図である。 排ガス中の微粒子の脱硫除去メカニズムを示す説明図である。

符号の説明

１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ ガス浄化装置
１１ 排ガス
１２ フィルタ
１２ａ ＡＣＦ（活性炭素繊維）
１３ 水タンク
１４ 水ポンプ
１５ 水
１６ 散水
１７ 散水ノズル
１８ 装置本体
１８ａ ガス入口部
１８ｂ ガス出口部
１９ ＳＯ₃ミスト
２０ 希硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）
２１ 二酸化硫黄（ＳＯ₂）
２２ 三酸化硫黄（ＳＯ₃）
２３ 浄化ガス
２４ マイクロバブル
２５ 水供給ライン
３０ スプレーノズル
３０ａ ノズル孔
３１Ａ、Ｂ 気泡混入部
３３ 水循環ライン
３４ 循環ポンプ
４０ 直進式ノズル
４０ａ ノズル孔
５０ 回転式ノズル
５０ａ ノズル孔
６０ 空気
６１ 空気供給部
６２ 加圧ポンプ
６３ 気泡溶解部

Claims (8)

1. 排ガス中の硫黄酸化物等の煤塵又はミストを捕集する活性炭素繊維で形成される繊維状フィルタと、
   前記繊維状フィルタの上方から前記繊維状フィルタに硫酸生成用の水を供給する水供給部とを具備してなるガス浄化装置において、
   前記水に気泡を混入させる気泡混入部を有してなることを特徴とするガス浄化装置。
2. 請求項１において、
   前記水供給部が、スプレーノズル、直進式ノズル又は回転式ノズルのいずれかであることを特徴とするガス浄化装置。
3. 請求項１又は２において、
   前記気泡混入部が、空気を供給するための空気供給部と、前記水に前記空気を溶解させる気泡溶解部と、前記気泡溶解部内を加圧し前記水への前記空気の溶解を促進させる加圧ポンプとを有してなることを特徴とするガス浄化装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１つのガス浄化装置を用いて、
   前記排ガスがボイラ、ガスタービン、エンジン又は各種焼却炉のいずれかから排出されるガスであり、前記排ガス中の煤塵を除去する煤塵除去手段を備えてなることを特徴とするガス浄化システム。
5. 活性炭素繊維で形成される繊維状フィルタの繊維間に水が溜まっている状態において、 気泡が混入された水を前記繊維状フィルタに散水し、
   前記繊維状フィルタの繊維間に溜まっている水の中に前記気泡が混入された水を侵入させ、
   複数の気泡同士が合体することにより気泡を増大させ、
   増大した気泡により前記繊維状フィルタの繊維間に溜まっている水を前記繊維間から排除することを特徴とするフィルタの水排除方法。
6. 請求項１乃至３のいずれか一つのガス浄化装置を用いて、前記繊維状フィルタの繊維間に溜まっている水を前記繊維間から排除することを特徴とするフィルタの水排除方法。
7. 活性炭素繊維で形成される繊維状フィルタの繊維間に水が溜まっている状態において、 前記気泡が混入された水を前記繊維状フィルタに散水し、
   前記繊維状フィルタの繊維間に溜まっている水の中に前記気泡が混入された水を侵入させ、
   複数の気泡同士が合体することにより気泡を増大させ、
   増大した気泡により前記繊維状フィルタに溜まっている水を前記繊維間から排除し、
   排ガス中の硫黄酸化物等の煤塵又はＳＯ₃ミストを捕集すると共に、ＳＯ₂を除去することを特徴とする排ガス処理方法。
8. 請求項１乃至３のいずれか一つのガス浄化装置を用いて、排ガス中の硫黄酸化物等の煤塵又はＳＯ₃ミストを捕集すると共に、ＳＯ₂を除去することを特徴とする排ガス処理方法。

Images