JP2011050915A - 被処理ガスの浄化方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】含有汚染成分を従来よりも除去することができる被処理ガスの浄化方法を提供しようとするもの。
【解決手段】送られてくる被処理ガスを圧縮する圧縮工程と、圧縮された前記被処理ガスを微細気泡として電解水中に吹き込む気液接触工程とを有することを特徴とする。圧縮された被処理ガスの微細気泡は常圧下よりも容積が縮小した状態で電解水中に吹き込まれることとなり、電解水中に浸入すると液圧に抗して復元すべく膨張するので、微細気泡内の含有汚染成分は電解水と接合する表面積が液中で増大することによって通常よりも溶解し易いものなる。
【選択図】図１
Description
この発明は、トルエン、キシレンその他のVOCガスその他の被処理ガスの浄化方法に関するものである。
従来、半導体工場や液晶工場における揮発性有機化合物などの有機化合物を含有する排ガスを処理する排ガス処理装置の出願があり、次の内容が記載されていた（特許文献１）。
すなわち、半導体工場や液晶工場における揮発性有機化合物含有排ガスを処理する方法として、 (1)活性炭による吸着法、(2)排ガスを空気と混合して直接的に燃焼させる直接燃焼法、(3)水、酸、アルカリ溶液などの液体に対象とするガスを吸収させる方法が採用されていたところ、この出願は、排ガス中の揮発性有機化合物を少ないエネルギーで効率的に分解できると共にイニシャルコストおよびランニングコストを低減できる排ガス処理装置を提供するため、揮発性有機化合物を含有する排ガスを洗浄水に接触させて、上記排ガス中の揮発性有機化合物を上記洗浄水に吸収,移行させるスクラバー部と、上記スクラバー部から導入される洗浄水に酸素を溶存させると共にナノバブルを含有させる溶存酸素調整部と、上記溶存酸素調整部から上記ナノバブルを含有した洗浄水が導入されると共にこの洗浄水が含有する揮発性有機化合物をナノバブルで活性化した好気性微生物で分解処理し、この分解処理した洗浄水を上記スクラバー部に返送する活性炭吸着塔と、上記活性炭吸着塔で処理された洗浄水が導入されると共にこの洗浄水の溶存酸素濃度または全有機炭素濃度の少なくとも一方を測定する測定部と、上記測定部が測定した上記洗浄水の溶存酸素濃度または全有機炭素濃度の少なくとも一方に基づいて、上記溶存酸素調整部の運転を制御する制御部とを備えることとしている、というものである。
しかし、揮発性有機化合物などの有機化合物（含有汚染成分）は排ガスから洗浄水に十分には移行しないという問題があった。
特開２００９−１６５９９２号公報
すなわち、半導体工場や液晶工場における揮発性有機化合物含有排ガスを処理する方法として、 (1)活性炭による吸着法、(2)排ガスを空気と混合して直接的に燃焼させる直接燃焼法、(3)水、酸、アルカリ溶液などの液体に対象とするガスを吸収させる方法が採用されていたところ、この出願は、排ガス中の揮発性有機化合物を少ないエネルギーで効率的に分解できると共にイニシャルコストおよびランニングコストを低減できる排ガス処理装置を提供するため、揮発性有機化合物を含有する排ガスを洗浄水に接触させて、上記排ガス中の揮発性有機化合物を上記洗浄水に吸収,移行させるスクラバー部と、上記スクラバー部から導入される洗浄水に酸素を溶存させると共にナノバブルを含有させる溶存酸素調整部と、上記溶存酸素調整部から上記ナノバブルを含有した洗浄水が導入されると共にこの洗浄水が含有する揮発性有機化合物をナノバブルで活性化した好気性微生物で分解処理し、この分解処理した洗浄水を上記スクラバー部に返送する活性炭吸着塔と、上記活性炭吸着塔で処理された洗浄水が導入されると共にこの洗浄水の溶存酸素濃度または全有機炭素濃度の少なくとも一方を測定する測定部と、上記測定部が測定した上記洗浄水の溶存酸素濃度または全有機炭素濃度の少なくとも一方に基づいて、上記溶存酸素調整部の運転を制御する制御部とを備えることとしている、というものである。
しかし、揮発性有機化合物などの有機化合物（含有汚染成分）は排ガスから洗浄水に十分には移行しないという問題があった。
そこでこの発明は、含有汚染成分を従来よりも除去することができる被処理ガスの浄化方法を提供しようとするものである。
前記課題を解決するためこの発明では次のような技術的手段を講じている。
（１）この被処理ガスの浄化方法は、送られてくる被処理ガスを圧縮する圧縮工程と、圧縮された前記被処理ガスを微細気泡として電解水中に吹き込む気液接触工程とを有することを特徴とする。
この被処理ガス（例えばVOCガス）の浄化方法によると、圧縮された被処理ガスの微細気泡は常圧下よりも容積が縮小した状態で電解水中に吹き込まれることとなり、電解水中に浸入すると液圧に抗して復元すべく膨張するので、微細気泡内の含有汚染成分は電解水と接合する表面積が液中で増大することによって通常よりも溶解し易いものなる。
また、被処理ガスの微細気泡は単なる水ではなく電解水中に吹き込むようにしたので、液中に溶解した含有汚染成分（揮発性有機化合物など）は電気分解により液中に生成した酸化性物質（・OHラジカルや有効塩素など）によって分解されていくこととなる。
ここで前記圧縮工程では、被処理ガスの断面積が縮小するように強制的に押し込む（圧入する）ようにしてもよい。また、圧縮された被処理ガスを電解水中に吹き込む際に散気管を使用してもよい。
このようにして、被処理ガスの微細気泡が電解水中に吹き込まれてその含有汚染成分が液中に溶解して分離・分解・除去された後の清浄な気体が電解水から放出されることとなる。
（１）この被処理ガスの浄化方法は、送られてくる被処理ガスを圧縮する圧縮工程と、圧縮された前記被処理ガスを微細気泡として電解水中に吹き込む気液接触工程とを有することを特徴とする。
この被処理ガス（例えばVOCガス）の浄化方法によると、圧縮された被処理ガスの微細気泡は常圧下よりも容積が縮小した状態で電解水中に吹き込まれることとなり、電解水中に浸入すると液圧に抗して復元すべく膨張するので、微細気泡内の含有汚染成分は電解水と接合する表面積が液中で増大することによって通常よりも溶解し易いものなる。
また、被処理ガスの微細気泡は単なる水ではなく電解水中に吹き込むようにしたので、液中に溶解した含有汚染成分（揮発性有機化合物など）は電気分解により液中に生成した酸化性物質（・OHラジカルや有効塩素など）によって分解されていくこととなる。
ここで前記圧縮工程では、被処理ガスの断面積が縮小するように強制的に押し込む（圧入する）ようにしてもよい。また、圧縮された被処理ガスを電解水中に吹き込む際に散気管を使用してもよい。
このようにして、被処理ガスの微細気泡が電解水中に吹き込まれてその含有汚染成分が液中に溶解して分離・分解・除去された後の清浄な気体が電解水から放出されることとなる。
（２）前記圧縮工程と気液接触工程との間に、圧縮された被処理ガスを炭化する加熱工程を有するようにしてもよい。
このように構成すると、被処理ガスがＶＯＣガスの場合含有汚染成分である揮発性有機化合物が炭化（例えば600〜700℃に加熱する）された状態で電解水に吹き込まれることとなり、揮発性有機化合物が疎水性のものであっても液中に取り込まれやすいものとなると共に、未炭化で残留した揮発性有機化合物のみを電解水中の酸化物質で分解すれば足りることとなる。
ここで加熱するための手段として、VOCガスの配管の周囲を電気ヒーターで巻回したり、耐熱性のオイルを循環させたり、蒸気配管を設置したりすることができる。
また、加熱するゾーンに不活性ガスを供給することにより酸素濃度を低減するようにすることができ、前記不活性ガスとして例えば窒素ガスを使用することができる。
このように構成すると、被処理ガスがＶＯＣガスの場合含有汚染成分である揮発性有機化合物が炭化（例えば600〜700℃に加熱する）された状態で電解水に吹き込まれることとなり、揮発性有機化合物が疎水性のものであっても液中に取り込まれやすいものとなると共に、未炭化で残留した揮発性有機化合物のみを電解水中の酸化物質で分解すれば足りることとなる。
ここで加熱するための手段として、VOCガスの配管の周囲を電気ヒーターで巻回したり、耐熱性のオイルを循環させたり、蒸気配管を設置したりすることができる。
また、加熱するゾーンに不活性ガスを供給することにより酸素濃度を低減するようにすることができ、前記不活性ガスとして例えば窒素ガスを使用することができる。
この発明は上述のような構成であり、次の効果を有する。
微細気泡内の含有汚染成分は電解水と接合する表面積が液中で増大することによって通常よりも溶解し易いものなるので、含有汚染成分を従来よりも除去することができる被処理ガスの浄化方法を提供することができる。
微細気泡内の含有汚染成分は電解水と接合する表面積が液中で増大することによって通常よりも溶解し易いものなるので、含有汚染成分を従来よりも除去することができる被処理ガスの浄化方法を提供することができる。
以下、この発明の実施の形態を説明する。
（１）この実施形態では、被処理ガスとして化学工場において農薬製造時に出てくるVOCガスを処理した。このVOCガスにはジクロロエチレン、Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミド、ジメチルエーテル、蟻酸メチル、エチルアルコール、メトキシ酢酸、ジメチルスルフィドボラン、蟻酸エチル、トリメチルアミン、クロロホルム、1，2-ジクロロメタン、シクロヘキサン、トルエンが含有されている。
図１に示すように、この被処理ガスの浄化方法は、化学工場の各系統から送られてくるVOCガスを先ず前処理装置１においてスクリーンを用いて粒子を濾過し、次いでファンにより昇圧ポンプ２で圧縮する圧縮工程に送る。そして、圧縮された前記被処理ガスを微細気泡として電解水槽３の電解水中に吹き込む（エアレーション）気液接触工程を有するようにしている。なお、圧縮工程と気液接触工程の間に炭化装置４（後述）を介在させている。
（１）この実施形態では、被処理ガスとして化学工場において農薬製造時に出てくるVOCガスを処理した。このVOCガスにはジクロロエチレン、Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミド、ジメチルエーテル、蟻酸メチル、エチルアルコール、メトキシ酢酸、ジメチルスルフィドボラン、蟻酸エチル、トリメチルアミン、クロロホルム、1，2-ジクロロメタン、シクロヘキサン、トルエンが含有されている。
図１に示すように、この被処理ガスの浄化方法は、化学工場の各系統から送られてくるVOCガスを先ず前処理装置１においてスクリーンを用いて粒子を濾過し、次いでファンにより昇圧ポンプ２で圧縮する圧縮工程に送る。そして、圧縮された前記被処理ガスを微細気泡として電解水槽３の電解水中に吹き込む（エアレーション）気液接触工程を有するようにしている。なお、圧縮工程と気液接触工程の間に炭化装置４（後述）を介在させている。
前記圧縮工程では、昇圧ポンプ（例えばルーツ・ポンプ）を用いて被処理ガスの断面積が縮小するように強制的に押し込む（圧入する）ようにしている。また、圧縮された被処理ガスを電解水中に吹き込む際に散気管５を使用している。
前記電解水は10％濃度の食塩水を貯留する電解液槽６からポンプPで食塩水を電解装置７に供給し、この電解装置７において無隔膜で電気分解することによって生成させるようにしている。また、前記電解装置７と電解水槽３とはポンプPにより循環させるようにしており、電解水槽３には常に新鮮な電解水が供給されるようにしている。
前記電解水は10％濃度の食塩水を貯留する電解液槽６からポンプPで食塩水を電解装置７に供給し、この電解装置７において無隔膜で電気分解することによって生成させるようにしている。また、前記電解装置７と電解水槽３とはポンプPにより循環させるようにしており、電解水槽３には常に新鮮な電解水が供給されるようにしている。
次に、この実施形態の被処理ガスの浄化方法の使用状態を説明する。
この被処理ガスの浄化方法によると、圧縮された被処理ガスの微細気泡は常圧下よりも容積が縮小した状態で電解水中に吹き込まれることとなり、電解水中に浸入すると液圧に抗して復元すべく膨張するので、微細気泡内の含有汚染成分は電解水と接合する表面積が液中で増大することによって通常よりも溶解し易いものなり、含有汚染成分（揮発性有機化合物）を従来よりも除去することができるという利点がある。
この被処理ガスの浄化方法によると、圧縮された被処理ガスの微細気泡は常圧下よりも容積が縮小した状態で電解水中に吹き込まれることとなり、電解水中に浸入すると液圧に抗して復元すべく膨張するので、微細気泡内の含有汚染成分は電解水と接合する表面積が液中で増大することによって通常よりも溶解し易いものなり、含有汚染成分（揮発性有機化合物）を従来よりも除去することができるという利点がある。
また、被処理ガスの微細気泡は単なる水ではなく電解水中に吹き込むようにしたので、液中に溶解した含有汚染成分は電気分解により液中に生成した酸化性物質（・OHラジカルや有効塩素など）によって分解されていくこととなる。
このようにして、被処理ガスの微細気泡が電解水中に吹き込まれてその含有汚染成分が液中に溶解して分離・分解・除去された後の清浄な気体が電解水から放出されることとなる。
このようにして、被処理ガスの微細気泡が電解水中に吹き込まれてその含有汚染成分が液中に溶解して分離・分解・除去された後の清浄な気体が電解水から放出されることとなる。
（２）前記圧縮工程と気液接触工程との間に、圧縮された被処理ガスを炭化する加熱工程（600〜700℃に加熱）を有するようにしている。このための炭化装置４では、加熱する手段としてVOCガスの配管８の周囲を電気ヒーター９で巻回した構造を採用したが、耐熱性のオイルを循環させたり、蒸気配管を設置したりすることもできる（図示せず）。炭化装置４を出た後に被処理ガスは一旦縮径16してから配管を通じて散気管５へと送られるようにしている。炭化物は処理終了後に回収10するようにした。加熱された被処理ガスは、微細気泡として電解水槽３中に溶存している際に冷却されることとなる。
このように構成したので、被処理ガスがＶＯＣガスの場合、含有汚染成分である揮発性有機化合物が炭化された状態で電解水に吹き込まれることとなり、揮発性有機化合物が疎水性のものであっても液中に取り込まれやすいものとなると共に、未炭化で残留した揮発性有機化合物のみを電解水中の酸化物質で分解すれば足りることとなるという利点がある。
また、加熱するゾーンに不活性ガスを供給することにより酸素濃度を低減するようにするようにしており、前記不活性ガスとして窒素ガス11を使用した。これにより、ＶＯＣガスの有機化合物は酸化して（地球温暖化が懸念されている）二酸化炭素となるのではなく（二次利用が期待できる）炭化物になる。
また、加熱するゾーンに不活性ガスを供給することにより酸素濃度を低減するようにするようにしており、前記不活性ガスとして窒素ガス11を使用した。これにより、ＶＯＣガスの有機化合物は酸化して（地球温暖化が懸念されている）二酸化炭素となるのではなく（二次利用が期待できる）炭化物になる。
（３）電解水槽３の電解水中から浮上して気相に移動した被処理ガスの微細気泡は浄化されており、この被処理ガスを塩素ガス除去用の電解スクラバー12に通し（電解水中には塩素ガスが溶存しているため）、更に充填剤13として活性炭が収容されている活性炭濾過槽14に通して完全に清浄化してファンで大気放出15した。
前記電解スクラバー12は、既述の電解装置７との間でポンプPにより電解水の循環を行っている。また、電解スクラバー12は電解水を活性炭濾過槽14の上方から噴霧するようにしており、加熱された被処理ガスが冷却されることとなる。
そして、最終的に放出した時点では被処理ガスには室温程度に冷却され有機物臭は全くせず文字通り無臭となっていた。
前記電解スクラバー12は、既述の電解装置７との間でポンプPにより電解水の循環を行っている。また、電解スクラバー12は電解水を活性炭濾過槽14の上方から噴霧するようにしており、加熱された被処理ガスが冷却されることとなる。
そして、最終的に放出した時点では被処理ガスには室温程度に冷却され有機物臭は全くせず文字通り無臭となっていた。
含有汚染成分を従来よりも除去することができることによって、種々のVOCガスその他の被処理ガスの浄化の用途に適用することができる。
２ 昇圧ポンプ
３ 電解水槽
４ 炭化装置
５ 散気管
３ 電解水槽
４ 炭化装置
５ 散気管
Claims (2)
- 送られてくる被処理ガスを圧縮する圧縮工程と、圧縮された前記被処理ガスを微細気泡として電解水中に吹き込む気液接触工程とを有することを特徴とする被処理ガスの浄化方法。
- 前記圧縮工程と気液接触工程との間に、圧縮された被処理ガスを炭化する加熱工程を有する請求項１記載の被処理ガスの浄化方法。
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20131002 |