JP2007253082A - 有害ガスの除害装置 - Google Patents

Abstract

【課題】十分な量の除害剤が充填可能な除害塔を有するとともに、処理ガス中の有害ガス成分の到達を迅速に検知し、除害剤の破過のタイミングを的確に検知することのできる検知窓構造を備える除害装置を提供する。
【解決手段】有害ガスを除害する除害剤４１が充填される除害塔４０と、有害ガスとの接触によって変色する検知剤３０が充填される検知剤容器２３および検知剤３０の前記変色を観察するための覗窓２２を備え該除害塔４０に着脱可能に装着される検知窓構造２０と、を有する除害装置１０であって、
前記検知窓構造２０は、除害塔４０を流通する有害ガスを検知剤容器２３に導入するガス導入口２６が、前記覗窓２２の接ガス面２７に隣接して形成されるとともに、前記覗窓２２の接ガス面２７が除害塔４０の内壁面位置と一致するか、または除害塔４０の中心側に設けられていることを特徴とする除害装置１０。
【選択図】図２

Description

本発明は、処理ガス中に含まれる有害ガス成分を除害剤に吸着させて除去する除害装置に関し、さらに詳しくは除害剤の破過を迅速に検知することのできる除害装置に関する。

半導体製造工場等では、ヒ素やリンなどの水素化合物である揮発性無機水素化物、これらの水素原子をハロゲン原子やアルキル基等に置換したハロゲン化合物や有機化合物、フッ素や塩素などの酸性ガス、またはアンモニアやヒドラジンなどの塩基性ガスに代表される各種の有害ガスを使用している。これらの有害ガスを含む排ガスを大気中に排出する前には有害ガス成分の除害処理を行って無害化する必要がある。

かかる無害化処理としては、固体除害剤を充填した除害塔に排ガスを流通させ、有害成分を除害剤に吸着させたり、除害剤の作用で分解したりする乾式除害方法が多く採用されている。しかし単位量あたりの除害剤により有害ガス成分を除害できる量には固有の限界があり、所定量を超える有害ガスを吸着または分解することはできない。すなわち一定量の除害剤を充填した除害塔によって除害処理できる有害ガスの量には限界があり、これを超える有害ガスが導入された場合には、かかる超過分については有害ガスが除害されることなく除害塔を通過してしまう、いわゆる破過現象が生じることになる。

このため、有害ガスの漏洩を防止するためには除害剤の破過の有無を絶えず監視し、除害塔が除害能力を失う前にその運転を停止し、除害剤の交換やリフレッシュを行う必要がある。そこで従来、除害塔に充填された除害剤の下流側には除害剤の破過期を検出するための検知剤を配置し、除害剤が破過する直前のタイミングを検知することとしている。

例えば下記特許文献１には、有害ガス成分に接触すると変色する物質である塩化ビスマスやリトマス、水酸化銅などをペレット状に成形し、主除害剤層と予備除害剤層との間に層状に充填し、その変色を、覗窓を通じてカラーマークセンサーによって観察することで主除害剤層の破過を検知する有害ガスの検知方法の発明が記載されている。また下記特許文献２には、有害ガスを除害するとともに有害ガスとの接触により変色する除害剤を除害塔に充填し、所定の位置に覗窓を設けた吸着式排ガス処理装置の発明が記載されている。一方、下記特許文献３には、充填された浄化剤（除害剤）の内部に空隙部を設け、空隙部から流通する有害ガスを検知する検知部を浄化筒（除害塔）の筒壁部に設置するという有害ガスの検知方法の発明が記載されている。
特開平１０−２８９４号公報 特開平１１−１９２４１１号公報 特開２００４−３５４１９４号公報

しかし、上記特許文献１に記載の検知方法においては除害塔に大量の検知剤を層状に充填しているため、除害剤の充填量が不十分となり、除害処理可能な有害ガスの量が少なくなるという問題がある。またかかる除害塔には予備除害剤、検知剤、主除害剤をこの順に投入して層状に充填していく必要があることから、例えば検知剤のみの交換ができないなどハンドリング性に劣る。また上記特許文献２に記載の排ガス処理装置は、有害ガスを除害しつつ自ら変色反応を示す除害剤と、当該有害ガスとの組み合わせでなければ成立しないため、除害処理のできる有害ガスが限定的となるという問題がある。

上記特許文献３に記載の検知方法に用いられる検知部とこれを備える除害装置の構成の部分模式図を図４に示す。除害装置１１０は、粉状の浄化剤１４１が充填された浄化筒１４０と、検知剤１３０が充填された検知部１２０とを備えている。図中上方から下方に向かって有害ガスを含む処理ガスが浄化剤１４１の空隙を流通しているものとする。浄化筒１４０に側方から挿入される検知部１２０は、浄化筒１４０の内部に突出する部分の表面１２３がガス透過性の網状材料からなっており、浄化剤１４１の間を流通する処理ガスが図中白抜き矢印の向きに進入する。すなわち検知部１２０の上面からは浄化筒の軸方向下向きに、側面からは浄化筒の径方向外向きに処理ガスが進入する。ここで、処理ガスが浄化剤１４１にて十分に除害されてから検知部１２０に到達した場合は、検知剤１３０が変色反応をすることなく処理ガスはそのまま浄化筒１４０の下流へと流出していく。これに対し、検知部１２０の上方に充填された浄化剤１４１が破過した後は、検知剤１３０は有害ガス成分と接触したものから順に所定の変色反応を呈する。同図では未反応の検知剤１３０を白色で、反応済みの検知剤１３１を黒色でそれぞれ表している。一方、検知部１２０には透明の覗窓１２２が設けられており、検知剤１３０の変色が浄化筒１４０の外部から視認可能である。したがって、覗窓１２２から観察される検知剤１３０に変色反応が生じた場合は、処理ガス中の有害ガス成分が少なくとも検知部１２０に到達していることとなり、その上方に充填された浄化剤１４１が破過していることが検知される。

しかし、従来の検知部１２０およびこれを備える除害装置１１０においては、覗窓１２２が浄化筒１４０の側面より外部に突出して設けられている（特許文献３：図３，図４参照）ため、有害ガス成分が途中で除害されることなく初めて検知部１２０に到達した時点と、覗窓１２２から検知剤１３０の変色が視認される時点との間には所定のタイムラグが生じることが問題となる。すなわち、
（１）突出部１２１には所定の突出長さに相当する厚さ分だけ検知剤１３０が充填されているところ、覗窓１２２から視認可能な、すなわち検知部１２０のもっとも外側に充填された検知剤１３０が変色するまでは浄化剤１４１の破過が検知されないこと；
（２）処理ガスの主たる流れは縦方向（浄化筒１４０の軸方向）であるところ、浄化筒１４０のキャビティ（横穴）にあたる検知部１２０の突出部１２１の内部では処理ガスが覗窓１２２に向かって横方向（浄化筒１４０の径方向）に流動することから、この部分では検知部１２０の先端側（浄化筒１４０の中心側）に比べて流速が遥かに遅くなること；
を主因として、覗窓１２２から検知剤１３０の変色が検知された時点では既に相当量の有害ガスが検知部１２０を通過して浄化剤１４１の下流に流出してしまっており、最悪の場合、浄化剤１４１の破過が検出されずに有害ガスが浄化筒１４０から排気されることも起こり得る。
具体的には、同図に示す従来の除害装置１１０では、一般的な処理条件にて処理ガスの除害処理を行った場合、１００回の処理につき３回程度の割合で覗窓１２２から検知剤１３０の変色が検知されることなく有害ガス成分が浄化筒１４０より漏出する虞があり、他のガスセンサーや予備の除害処理系統を設けることでかかるリスクを回避する必要があるなど、浄化剤１４１の破過の検知遅れは装置の大型化とコストアップを引き起こす問題となっていた。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、十分な量の除害剤が充填可能な除害塔を有するとともに、処理ガス中の有害ガス成分の到達を迅速に検知し、除害剤の破過のタイミングを的確に検知することのできる検知窓構造を備える除害装置を提供することを目的とする。

本発明にかかる除害装置は、覗窓のうち除害塔内側の表面、すなわち流通する処理ガスと接触する覗窓の内側表面（接ガス面）を除害塔の内壁面と一致して設けるかまたは内壁面よりもさらに内側に設けるとともに、接ガス面に隣接して外部から視認可能な検知剤の直上をガス透過性にすることにより、検知窓構造に到達する処理ガスの流れ方向を変えることなくこれに導入し、有害ガス成分の到達を迅速に検知可能にすることを特徴とする。
すなわち本発明は、
（１）有害ガスを除害する除害剤が充填される除害塔と、有害ガスとの接触によって変色する検知剤が充填される検知剤容器および検知剤の前記変色を観察するための覗窓を備え該除害塔に着脱可能に装着される検知窓構造と、を有する除害装置であって、
前記検知窓構造は、除害塔を流通する有害ガスを検知剤容器に導入するガス導入口が、前記覗窓の接ガス面に隣接して形成されるとともに、前記覗窓の接ガス面が除害塔の内壁面位置と一致するように設けられていることを特徴とする除害装置；
（２）有害ガスを除害する除害剤が充填される除害塔と、有害ガスとの接触によって変色する検知剤が充填される検知剤容器および検知剤の前記変色を観察するための覗窓を備え該除害塔に着脱可能に装着される検知窓構造と、を有する除害装置であって、
前記検知窓構造は、除害塔を流通する有害ガスを検知剤容器に導入するガス導入口が、前記覗窓の接ガス面に隣接して形成されるとともに、前記覗窓の接ガス面が除害塔の内壁面位置よりも除害塔の中心側に設けられていることを特徴とする除害装置；
（３）ガス導入口が、覗窓の接ガス面に隣接する検知剤容器の外周面のうち、除害塔を流通する有害ガスの流れ方向の上流側に形成されていることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の除害装置；
（４）ガス導入口が、覗窓の接ガス面に隣接する検知剤容器の外周面に周回状に形成されていることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の除害装置；
（５）有害ガスを除害する除害剤が充填される除害塔と、有害ガスとの接触によって変色する検知剤が充填される検知剤容器および検知剤の前記変色を観察するための覗窓を備え該除害塔に着脱可能に装着される検知窓構造と、を有する除害装置であって、
前記検知窓構造には、覗窓から視認可能な検知剤に対して、除害塔を流通する有害ガスをその流れ方向に導入するガス導入口が設けられていることを特徴とする除害装置；
を要旨とする。

また本発明においては、
（６）ガス導入口が、メッシュ材料またはパンチングメタル材料からなることを特徴とする上記（１）から（５）のいずれかに記載の除害装置；
（７）除害剤が平均直径０．５乃至２ｍｍの粒子状であり、検知剤が除害剤よりも大きくかつ平均直径１乃至１０ｍｍの粒子状であることを特徴とする上記（１）から（６）のいずれかに記載の除害装置；
によっても上記課題を解決し、本発明の目的を達成することができる。

本発明にかかる除害装置によれば、除害塔の壁面から突出するキャビティスペースが排除されたことにより、検知窓構造の内部における処理ガスの流れが除害塔の軸方向となるため、該検知窓構造への有害ガスの進入が覗窓より迅速に検知可能である。
このため、検知窓構造よりも上流側に充填された除害剤の破過のタイミングと、覗窓からこれが検知されるタイミングとのタイムラグが解消され、有害ガス成分が除害されずに除害塔から排出されるリスクを低減することができる。

また、除害塔の軸方向に流れる有害ガスの進行する様子が覗窓から検知可能となることにより、検知剤の変色の発生が鮮明に確認される。すなわち図４に示す従来の検知部１２０では、覗窓１２２から検知される検知剤１３０の変色は窓内のどの部分で最初に発生するかはランダムである。すなわち充填された検知剤１３０の間隙を横方向に流通する処理ガスの流れは、検知剤１３０の充填密度の偏りや、検知部１２０の表面１２３のうちどの部分から処理ガスが流入したか、などの条件によって所定の揺らぎが生じるため、必ずしも覗窓１２２の上方から徐々に変色していくわけではない。このため、検知剤１３０の変色の発生、すなわち浄化剤１４１の破過を迅速に検知することがさらに困難となる。これに対し本発明にかかる除害装置では、覗窓から観察される検知剤が、処理ガスの上流側から徐々に変色していくため、観察すべきポイントを覗窓の上流側（例えば除害塔の上方）に絞り込むことができ、該変色の発生を見逃すことなく迅速にこれを検知することができるという利点がある。

以下、本発明を実施するための最良の形態につき、図面を用いて具体的に説明する。ただし本発明にかかる除害装置においては、除害塔の具体的な形状は限定されるものではない。また除害塔内の処理ガスの流れが上方から下方に向かうダウンフローでも、逆に下方から上方に向かうアップフローでもよく、さらに除害塔内での処理ガスの流路をＵ字状などに形成して、除害塔の一端側に導入口と排出口をともに設ける構成としてもよい。

図１は本発明の第一の実施の形態にかかる除害装置１０を模式的に表す側面図である。除害装置１０は、粒子状の除害剤４１を充填する除害塔４０と、有害ガス成分を含有する処理ガスを除害塔４０に導入するための導入口５０と、除害剤４１により除害された処理ガスを排出するための排出口５１と、除害剤４１の破過のタイミングを検知するための検知窓構造２０とを備えている。本実施の形態では、除害塔４０の上端側に導入口５０を設け、下端側に排出口５１を設けることで処理ガスの流れをダウンフローとしているが、これは有害ガス成分の分子量が空気よりも大きい場合に処理ガスの流動性を良好にすることができるという利点がある。
検知窓構造２０は、処理ガス中の有害ガス成分との接触によって変色する検知剤３０が充填される検知剤容器２３と、検知剤３０の変色を外部から観察するための覗窓２２とから構成される。
図１は、除害装置１０の除害塔４０に除害剤４１を充填し、また検知剤３０を検知剤容器２３に充填した検知窓構造２０を、除害塔４０の側方から除害剤４１の下方側に挿入するように装着した状態を示したものである。

除害塔４０には、ステンレスメッシュ４３など処理ガスが通過可能な多孔性の仕切り部材がその内部下方に張架され、充填された除害剤４１の落下を防止しつつその下方に除害ガス貯留部４４を画成している。一方、除害塔４０の内部上方には、充填された除害剤４１の上部に所定高さの空間が処理ガス貯留部４２として形成されている。かかる除害塔４０に導入管５２、弁５３および導入口５０を通じて除害塔４０に導入された処理ガスは、処理ガス貯留部４２にて一旦貯留され、その全体に拡散する。つづけて処理ガスが処理ガス貯留部４２に導入されることで処理ガス貯留部４２の内圧は上昇し、処理ガスは除害剤４１の間を下流の排出口５１に向かって進行する。なお、処理ガス貯留部４２にて処理ガスを一旦貯留してこれを拡散することにより、処理ガスが除害剤４１の間を比較的均一に流通する。

除害剤４１は、処理ガス中の有害ガスと接触することでこれを乾式浄化法によって浄化するものである。剤の具体的な形状は限定されるものではないが、平均直径０．５乃至２ｍｍの粒子状に成形して用いることが好ましい。かかる粒子径とすることで、処理ガス中の有害ガス成分との接触面積を十分に確保しつつ、除害塔４０内を流通する処理ガスの圧力損失を抑制することができる。
除害剤４１と接触しつつ除害ガス貯留部４４に到達した処理ガスは、有害ガス成分を除害されて除害ガスとなり、排出口５１、弁５５および排出管５４を通じて系外に排気される。除害剤として好適に用いられる具体的な物質については後述する。

除害塔４０に充填された除害剤４１は、有害ガス成分を連続的に除害することで上流側（同図における上方側）から徐々にその除害能力を失う。したがって、処理ガスが除害されて除害ガスとなる位置は除害剤４１の上端から徐々に下降してゆく。粒子状の除害剤４１の間を流通する処理ガスの流れ（図中下向きの矢印にて表す）は、局所的には所定の揺らぎを有するとともに、除害塔４０の断面内の中央において若干流速が高く、除害塔４０の壁面近傍では若干流速が低くなるものの、全体としては均一に近いものとなる。このため、除害能力を失った除害剤と、まだ有害ガス成分と接触せず除害処理に供されていないフレッシュな除害剤との境目（以下、「破過ライン」という。）は、三次元的には除害塔４０の中心近傍が下流側にやや突出しつつ全体としてほぼフラットな曲面状となり、これを側面または正面から観察すると同図に模式的に示すように下に凸の曲線状となる。

処理ガスの除害処理がさらに連続して行われると、破過ライン４５は検知窓構造２０に到達し、さらには除害剤４１を載置するステンレスメッシュ４３に到達する。かかる状態は、充填された除害剤４１全体の破過現象が発生し、以降の処理ガスが未除害のまま排出口５１より排出されることを意味するものであるため、破過ライン４５がステンレスメッシュ４３に到達する前に、検知窓構造２０によって破過のタイミングが近づいていることを適確に検知する必要がある。以下、本発明にかかる除害装置１０の特徴である検知窓構造２０の構成について説明する。

図２は、本実施の形態にかかる除害装置１０の検知窓構造２０の近傍を表す部分模式図であり（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。ただし正面図（ａ）においては除害塔４０の壁面は図示を省略している。

本発明にかかる検知窓構造２０は、覗窓２２から視認可能な検知剤３０に対して、除害塔４０を流通する有害ガスをその流れ方向に導入するガス導入口２６を有することを特徴とする。これにより、除害塔４０の内部を流通する有害ガスがその流れ方向を維持したまま検知窓構造２０に流入することができるため、破過ライン４５に追随して検知剤３０が処理ガスの上流側から下流側に向かって徐々に変色していく様子が覗窓２２を通じて観察可能になる。変色した検知剤３１を黒色にて表す。
図１を用いて説明したように、処理ガスの流通は除害塔４０の中心部においてわずかに速く、壁面近傍においてはわずかに遅くなるものの、検知窓構造２０には所定の厚み幅があるため、遅くとも破過ライン４５が検知窓構造２０を通過する前に、覗窓２２から視認可能な検知剤３０の変色が開始する。したがって覗窓２２から検知剤３０の変色が観察された時点で弁５５を閉止することにより、除害剤４１が破過することが回避され、少なくとも未除害の処理ガスが系外に排出されることが防止される。

かかる検知窓構造２０の機能を実現するための具体的な構成として、本実施の形態においては、図２（ｂ）に示すように覗窓２２の接ガス面２７を除害塔４０の内壁面位置と一致するように設けるとともに、除害塔４０を流通する有害ガスを検知剤容器２３に導入するガス導入口２６を、少なくとも覗窓２２の接ガス面２７に隣接して形成している。
ここで、「覗窓２２の接ガス面２７が除害塔４０の内壁面位置と一致する」とは、仮に検知窓構造２０を装着するための装着孔や取付部材などの構造が除害塔４０に設けられていなかったと仮定した場合に予想される除害塔４０の内壁面と、除害塔４０に装着された検知窓構造２０の備える覗窓２２の内側の面（接ガス面２７）とが面一となるかまたは交わることを意味し、除害塔４０と覗窓２２の曲率半径が相違する場合を含む。

以上のように、覗窓２２の接ガス面２７を除害塔４０の内壁面と一致させることにより、覗窓２２が除害塔４０から突出してキャビティスペースを形成することがなく、さらに覗窓２２の接ガス面２７に隣接する位置に処理ガスを導入するためのガス導入口２６を設けることにより、除害塔４０の内壁面に沿って流通する有害ガスがその流れ方向のまま、すなわち本実施の形態においては下向きに検知剤容器２３に流入して、覗窓２２から視認可能な検知剤３０を変色させる。これにより、検知窓構造２０への破過ライン４５の到達と検知剤３０の変色の検知との間のタイムラグを排除し、除害剤４１の破過のタイミングを精度よく知ることができる。

なおガス導入口２６は、検知窓構造２０において、少なくとも覗窓２２の接ガス面２７に隣接する領域のうち処理ガスの流れ方向（図中白抜き矢印にて示す）の上流側に設ける。ガス導入口２６は、検知剤容器２３の外周面であってかつ覗窓２２の接ガス面２７に隣接する領域のうち、前記上流側のみに設けても、上流側と下流側とに設けても、または検知剤容器２３の外周面に周回状に設けてもよい。また、ガス導入口２６は検知剤容器２３の外周面のうち、覗窓２２に隣接する領域のみならず前記上流側の全面に形成してもよい。図２に示す本実施の形態にかかる検知窓構造２０は、検知剤容器２３の円筒状の外周面をメッシュ材料またはパンチングメタル材料などの通気性材料から構成して該外周面の全体にガス導入口２６を形成し、さらにこれを横向きにしてなる。これにより、覗窓２２の接ガス面２７の近傍を含め、検知剤容器２３の全体に処理ガスが良好に流入し、また流入した処理ガスが検知剤容器２３内に滞留することがないため、以後の処理ガスの流入を阻害することがない。

なお本発明において、「ガス導入口２６が接ガス面２７に隣接して形成されている」とは、除害塔４０を流通する処理ガスがその流れ方向を実質的に阻害されることなくガス導入口２６を通じて接ガス面２７に沿って検知窓構造２０に流入可能であることを意味する。

本発明において除害することのできる有害ガスは、これを好適に除害する除害剤との組み合わせが選択可能である限り特に限定されるものではなく、例えばアルシン、ホスフィン、シラン、ジボランもしくはヒ素、リン、セレン等の水素化物などの揮発性無機水素化物、または該揮発性無機水素化物の水素の一部もしくは全部をハロゲン原子に置換した揮発性無機ハロゲン化物、または該水素をアルキル基もしくはアルコキシド基に置換した揮発性有機化合物、あるいはフッ素、塩素、フッ化水素、塩化水素、三フッ化塩素、三フッ化ホウ素、三塩化ホウ素、四フッ化珪素、四塩化ケイ素、四塩化チタン、塩化アルミニウム、四フッ化ゲルマニウムもしくは六フッ化タングステン等の酸性ガス、アンモニア、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミンもしくはヒドラジン等の塩基性ガスを挙げることができる。

これらの有害ガスが半導体製造工場等から排気される場合、窒素、水素、アルゴンまたはヘリウムなどのキャリアガスに含有した状態でなされることが一般的である。本発明において、「有害ガスを含む処理ガス」とは、一種または二種以上の有害ガスと無害のガスとが混合してなる場合と、一種または二種以上の有害ガスのみからなる場合とを含む。

本発明に用いる除害剤は、前記有害ガスを含む処理ガスを乾式浄化法により除害できるものであれば特に限定されない。具体的には、例えば二酸化マンガン、酸化銅または水酸化第二銅を主成分とする除害剤は揮発性無機水素化物を浄化可能であり、活性炭に蟻酸のアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩を添着した除害剤は揮発性無機ハロゲン化物を浄化可能であり、二酸化マンガンや酸化銅に銅塩を添着した除害剤は塩基性ガスを浄化可能である。有害ガスが二種以上の混合ガスである場合、いずれの有害ガス成分をも浄化可能な除害剤を選択して用いても、それぞれの有害ガス成分を浄化可能な除害剤を混合して用いてもよい。

検知剤は、検知すべき有害ガスの種類によって様々なものが用いられているが、一般に、前記有害成分に接触すると変色する物質、例えば、塩化ビスマスやリトマス、水酸化第二銅などが用いられている。これらの変色物質は、処理ガスと検知剤との接触効率を高めつつ処理ガスの流動性を確保するため、例えば直径１乃至１０ｍｍ程度の球形や円柱形などの成型体にして用いるか、かかる粒径のシリカゲルやアルミナなどの担体に担持させて用いるとよい。さらに、上記寸法範囲内であって、かつ検知剤の粒径を除害剤の粒径よりも大きくすることにより、除害塔内を流通する処理ガスが検知剤容器に容易に流入するため、破過ライン４５が検知窓構造２０に到達したことをより迅速に検知することができる。なお、除害剤および検知剤の平均直径は、全充填量のうちの所定割合をサンプリングし、市販の画像処理装置によって各粒子を球形近似してその直径の平均値を算出することで求めることができる。

また、例えば酸化銅や水酸化第二銅のように、有害ガスを除害するとともに自ら変色反応を呈する物質の場合、これを除害剤４１として用いるとともに検知剤３０として検知剤容器２３に充填して用いてもよい。

除害塔４０は、耐食性の金属材料などからなる筒状容器とすることが一般的であるが、その断面形状や中心線形状は特に限定されるものではない。本実施の形態では、円筒状または矩形筒状のステンレス容器を用いることができる。

本実施の形態にかかる除害装置１０において、検知剤容器２３を除害塔４０に装着する位置は、図１に示すように、充填された除害剤４１の排出口５１端部側（下端側）であることが好ましい。検知窓構造２０の装着位置を除害剤４１の排出口５１端部側とすることにより、覗窓２２から検知剤３０の変色が検知された時点で除害剤４１の破過が近づいていることが把握され、ただちに弁５３および５５を閉止して処理ガスの流通を停止した場合も、検知窓構造２０の下方に残る未反応の除害剤４１の量がわずかであり、除害剤４１の使用効率が向上する。一方、検知窓構造２０の装着高さをステンレスメッシュ４３と接触するほどの低位置として、検知窓構造２０の下方に一切の除害剤４１が存在しない場合は、除害塔４０内を流通する処理ガスに偏流が生じた場合に、検知剤３０の変色の検知が除害剤４１の破過の発生に後れる虞がある。
したがって好ましくは、除害剤４１の下端位置、すなわち本実施の形態においてはステンレスメッシュ４３の上面位置と、覗窓２２の上端位置との高さの差が、除害塔４０の内径寸法の１／４乃至１／２とすることで、除害塔４０内で生じる処理ガスのゆらぎを好適に吸収することができる。

また図１に模式図を示す本実施の形態にかかる除害装置１０は除害塔４０の上端側に導入口５０を設け、また下端側に排出口５１を設けることで除害塔４０内の処理ガスの流れが下向きになる、いわゆるダウンフロー方式である。これに対し、導入口５０と排出口５１とを入れ替えることにより、いわゆるアップフロー方式の除害装置１０となる。この場合は、検知窓構造２０を除害塔４０に装着する高さを除害剤４１の上方とする。また除害塔４０内に処理ガスの流路をＵ字状に形成した場合は、除害剤４１のうち、該流路の排出口側の近傍に対して検知窓構造２０が挿入されるよう除害塔４０に装着する。

検知窓構造２０を除害塔４０に着脱可能とすることにより、検知剤を除害剤の下流側に層状に充填する従来の方式に比べ、用いる検知剤の量を少なくすることができるため、同体積の除害塔に対して充填可能な除害剤の量が増大する。
また検知窓構造２０を着脱可能とすることにより、除害塔４０に除害剤４１を充填した状態からでも、検知剤３０を充填した検知窓構造２０を除害塔４０に外部から装着することができ、ハンドリング性に優れる。
さらに、除害処理に供した除害装置１０を再度使用する場合は、検知剤３０を新たなものに交換するとともに、変色の発生の有無を見誤らぬよう、特に覗窓２２の接ガス面２７に付着した変色済みの検知剤３１をきれいに除去することが必要であるところ、かかる作業性の観点からも、検知窓構造２０を除害塔４０に着脱可能とすることが好ましい。

検知剤３０の変色の有無を確認する覗窓２２は、内部が目視できるようガラスまたはアクリル樹脂等の光透過性の材料からなるか、または市販のカラーマークセンサーの受発光素子等を挿入するための挿通孔を備えている。覗窓２２の形状は図２（ａ）に示す円形に限らず、矩形等でもよい。また検知窓構造２０を除害塔４０の周方向に複数箇所に設けてもよく、また除害塔４０の側面全周にわたる帯状の窓形状としてもよい。かかる検知窓構造２０を設けることにより覗窓２２からの視認面積が拡大するため、仮に除害剤４１の粒子間を有害ガスが偏って流通した場合も、破過ライン４５の進行状況をより確実に検知することができる。

検知窓構造２０は、除害塔４０への固定用または着脱時のハンドリング用にフランジ２５を有する。また検知剤容器２３と覗窓２２との固定方式は特に限定されないが、覗窓２２を除害塔４０の中心方向に移動可能に設けるとよい。

図３は、本発明の第二の実施の形態にかかる検知窓構造２０の模式図である。本実施の形態にかかる検知窓構造２０は、覗窓２２の接ガス面２７が除害塔４０の内壁面位置よりも除害塔４０の中心側に設けられていることを特徴とする。かかる構成とすることにより、検知窓構造２０のうち除害塔４０の比較的中心側にあたる位置に充填された検知剤３０が覗窓２２から視認可能となるため、検知窓構造２０の装着高さ位置に破過ライン４５が到達したことを検知剤３１の変色の発生をもって迅速に検知することができる。

本実施の形態において「覗窓２２の接ガス面２７が除害塔４０の内壁面位置よりも除害塔４０の中心側に設けられている」とは、処理ガスの流れ方向から見た場合に覗窓２２の接ガス面２７の少なくとも一部が、除害塔４０の内壁面よりも除害塔４０の中心側にあることを意味するものである。

本実施の形態にかかる検知窓構造２０についても、除害塔４０内を流通する処理ガスの流れ方向（図中白抜き矢印にて示す）を維持したまま該処理ガスを検知剤容器２３に導入することができるようガス導入口２６が設けられているため、覗窓２２の接ガス面２７に隣接する位置に充填された検知剤３０に対し、処理ガスの流れ方向の上流側にあたる直上から有害ガスを含む処理ガスが流入することとなる。これにより、破過ライン４５の到達と検知剤３０の変色の発生との間のタイムラグがより解消され、除害剤４１の破過のタイミングをより的確に把握することができる。

なお本発明においては、検知窓構造２０を除害塔４０に装着した場合に、覗窓２２の接ガス面２７の全体が除害塔４０の内壁面よりもその中心側に位置するよう検知窓構造２０を構成することで、除害剤４１の間を流通する処理ガスに偏流が生じた場合であっても、破過ライン４５をより確実に検知することができる。

本発明の第一の実施の形態にかかる除害装置の側面模式図である。 第一の実施の形態にかかる検知窓構造と、観察される検知剤の変色の様子を示す模式図であり、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は側面図である。 第二の実施の形態にかかる検知窓構造の側面模式図である。 従来の検知窓および除害装置の構成を示す部分模式図である。

符号の説明

１０，１１０ 除害装置
２０ 検知窓構造
１２０ 検知部
２２，１２２ 覗窓
２３ 検知剤容器
２６ ガス導入口
２７ 接ガス面
３０，３１，１３０，１３１ 検知剤
４０ 除害塔
４１ 除害剤
４５ 破過ライン
１２１ 突出部

Claims (5)

1. 有害ガスを除害する除害剤が充填される除害塔と、有害ガスとの接触によって変色する検知剤が充填される検知剤容器および検知剤の前記変色を観察するための覗窓を備え該除害塔に着脱可能に装着される検知窓構造と、を有する除害装置であって、
   前記検知窓構造は、除害塔を流通する有害ガスを検知剤容器に導入するガス導入口が、前記覗窓の接ガス面に隣接して形成されるとともに、前記覗窓の接ガス面が除害塔の内壁面位置と一致するように設けられていることを特徴とする除害装置。
2. 有害ガスを除害する除害剤が充填される除害塔と、有害ガスとの接触によって変色する検知剤が充填される検知剤容器および検知剤の前記変色を観察するための覗窓を備え該除害塔に着脱可能に装着される検知窓構造と、を有する除害装置であって、
   前記検知窓構造は、除害塔を流通する有害ガスを検知剤容器に導入するガス導入口が、前記覗窓の接ガス面に隣接して形成されるとともに、前記覗窓の接ガス面が除害塔の内壁面位置よりも除害塔の中心側に設けられていることを特徴とする除害装置。
3. ガス導入口が、覗窓の接ガス面に隣接する検知剤容器の外周面のうち、除害塔を流通する有害ガスの流れ方向の上流側に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の除害装置。
4. ガス導入口が、覗窓の接ガス面に隣接する検知剤容器の外周面に周回状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の除害装置。
5. 有害ガスを除害する除害剤が充填される除害塔と、有害ガスとの接触によって変色する検知剤が充填される検知剤容器および検知剤の前記変色を観察するための覗窓を備え該除害塔に着脱可能に装着される検知窓構造と、を有する除害装置であって、
   前記検知窓構造には、覗窓から視認可能な検知剤に対して、除害塔を流通する有害ガスをその流れ方向に導入するガス導入口が設けられていることを特徴とする除害装置。

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