JP2017104843A - 湿式ガス状物質処理装置 - Google Patents

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    • B01D53/78Liquid phase processes with gas-liquid contact

Abstract

【課題】装置が簡便であり、使用する水も従来よりも少量で済み、ガス状物質を送る風量の圧損が少なく、メンテナンスも容易である湿式ガス状物質処理装置を提供する。【解決手段】処理室と、前記処理室に形成され前記処理室内にガス状物質を吸入させるためのガス状物質吸入口と、前記処理室に形成され前記処理室内に吸入されたガス状物質を前記処理室外に排出させるガス状物質排出口と、前記処理室内に設けられた貯水槽と、前記貯水槽の中心からみて前記ガス状物質排出口側の少なくとも一部の水面の少なくとも気液界面に設置され、前記貯水槽の水面に奔流を発生せしめるための波状多孔質奔流発生板と、前記ガス状物質排出口側の水面の上方に設置され、前記奔流により生じる飛沫を受けるための多孔質邪魔板と、を有し、前記処理室内に吸入されたガス状物質が前記貯水槽の水と接触することによって浄化されるようにした。【選択図】図1

Description

本発明は、飲食店を含む店舗、製造工場や化学工場、プラントなどから排出される排ガス、塗料粉塵、黒煙などの環境に影響を与えるガス状物質を分離除去するようにした湿式の排ガス処理・除塵などが可能なガス状物質処理装置に関し、特に灯油、重油等の燃焼から発生するカーボン系超微粒子及び塗装などの微細粉塵を効率良く分離回収する湿式ガス状物質処理装置に関する。
従来、水を使った湿式の排ガス処理装置として、スクラバー装置が知られている。従来のスクラバー装置としては、水や脱臭剤液を排ガスに噴霧するタイプの装置や、排ガスと水を吸上げて滝のように逆流させ排ガスを水に当てて通過させるタイプの装置や、噴霧ノズルにより噴霧水層を作り、排ガスを噴霧水層とフィルター層とに交互に通すタイプの装置などがある。また、ロックウール、不織布、金網等に水を散布させながら、排ガスを通過させて粉塵や水溶性気体を水中に取り込む方式なども採用されているが、排ガス中に霧状の水分が排出されていて環境上の点からも好ましくないものであった。さらに、例えば特許文献1に示すようなスクラバー装置も提案されている。
しかしながら、上記のような従来の装置では、装置が複雑となるため故障し易いという問題などがあった。また、フィルターを使うタイプの装置ではフィルターを交換する必要があるし、また、上記のような従来の水を使う装置では、スプレーや送水ポンプなどの個々の装置が必要となり、メンテナンスにも手間がかかるという問題があった。また、上記のような従来の水を使う装置では、水を大量に使用する必要があった。さらに、特許文献1に示すような装置の場合、風量の圧損が大きくなり、排ガスを送るための大きなファンが必要となるという問題もあった。
特開平8−164314号公報
本発明は、上記した従来技術の問題に鑑みなされたもので、装置が簡便であり、使用する水も従来よりも少量で済み、ガス状物質を送る風量の圧損が少なく、メンテナンスも容易である湿式ガス状物質処理装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の湿式ガス状物質処理装置は、処理室と、前記処理室に形成され前記処理室内にガス状物質を吸入させるためのガス状物質吸入口と、前記処理室に形成され前記処理室内に吸入されたガス状物質を前記処理室外に排出させるガス状物質排出口と、前記処理室内に設けられた貯水槽と、前記貯水槽の中心からみて前記ガス状物質排出口側の少なくとも一部の水面の少なくとも気液界面に設置され、前記貯水槽の水面に奔流を発生せしめるための波状多孔質奔流発生板と、前記ガス状物質排出口側の水面の上方に設置され、前記奔流により生じる飛沫を受けるための多孔質邪魔板と、を有し、前記処理室内に吸入されたガス状物質が前記貯水槽の水と接触することによって浄化されるようにした、湿式ガス状物質処理装置である。
本明細書において、ガス状物質には、排ガス、塗料粉塵、黒煙などの環境に影響を与えるガス状物質が含まれ、灯油、重油等の燃焼から発生するカーボン系超微粒子及び塗装などの微細粉塵も含まれる。
前記多孔質邪魔板が、前記貯水槽の静止水面に対して傾斜して設けられてなるのが好適である。
前記多孔質邪魔板が、複数枚設けられてなるのが好適である。例えば、前記多孔質邪魔板を2〜3枚設けることができる。
前記波状多孔質奔流発生板が、前記ガス状物質の前記処理室内での流れの上流側に向かって前記貯水槽の水中に延出する夾雑物除去部を備える構成とすることもできる。
前記波状多孔質奔流発生板及び前記多孔質邪魔板が、パンチングメタルによって構成されてなるのが好適である。
前記貯水槽に、ガス状物質中の微粒子を吸着するための吸着物質を入れてなるのが好ましい。
本発明の湿式ガス状物質処理装置を用いることで、前記処理室内に吸入されたガス状物質が前記貯水槽の水と接触することによって浄化されるようにした湿式ガス状物質処理方法を行うことができる。
本発明によれば、装置が簡便であり、使用する水も従来よりも少量で済み、ガス状物質を送る風量の圧損が少なく、メンテナンスも容易である湿式ガス状物質処理装置を提供することができるという著大な効果を奏する。
本発明に係る湿式ガス状物質処理装置の一つの実施の形態を示す側断面図である。 図1の湿式ガス状物質処理装置における波状多孔質奔流発生板部分を斜め上からみた斜視図である。 図1の湿式ガス状物質処理装置における波状多孔質奔流発生板部分を斜め下からみた斜視図である。 本発明に係る湿式ガス状物質処理装置による湿式ガス状物質処理を示す模式的側断面図である。 本発明に係る湿式ガス状物質処理装置の別の実施の形態を示す側断面図である。 本発明に係る湿式ガス状物質処理装置のさらに別の一つの実施の形態を示す側面一部断面図である。 図6の湿式ガス状物質処理装置の側面図である。 図6の湿式ガス状物質処理装置の斜視一部透視図である。 図6の湿式ガス状物質処理装置を別の方向からみた斜視一部透視図である。
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。図1に本発明に係る湿式ガス状物質処理装置の一つの実施の形態を示す。
図1〜図4において、符号10は本発明の湿式ガス状物質処理装置である。
湿式ガス状物質処理装置10は、処理室12と、前記処理室12に形成され前記処理室12内にガス状物質Gを吸入させるためのガス状物質吸入口14と、前記処理室12に形成され前記処理室12内に吸入されたガス状物質Gを前記処理室12外に排出させるガス状物質排出口16と、前記処理室12内に設けられた貯水槽18と、前記貯水槽18の中心からみて前記ガス状物質排出口16側、すなわち処理室12内のガス状物質Gの流れの下流側、の水面20の少なくとも気液界面22に設置され、前記貯水槽18の水面20に奔流を発生せしめるための波状多孔質奔流発生板24と、前記ガス状物質排出口16側の水面20の上方に設置され、前記奔流により生じる飛沫を受けるための多孔質邪魔板26と、を有し、前記処理室12内に吸入されたガス状物質Gが前記貯水槽18の水Wと接触することによって浄化されるようにした湿式ガス状物質処理装置である。
また、処理室12の中央付近には、気密性ガス状物質誘導板28が設けられている。気密性ガス状物質誘導板28は、ガス状物質吸入口14側のガス状物質G1が貯水槽18の水Wと接触してガス状物質排出口16側のガス状物質G2となるように、処理室12内に吸入されたガス状物質Gの流路を規制して誘導する作用を奏する。従って、本発明では、気密性ガス状物質誘導板28を設けるのが好ましい。また、気密性ガス状物質誘導板28は、ガス状物質Gに当たる壁面30a,30bが貯水槽18の水面に対して前傾している構成とされている。図1に示されるθは、貯水槽18の水面と壁面30bとの間の角度であり、図1の例では、θは60°である。例えば、ガス状物質排出口16側の気密性ガス状物質誘導板28の壁面30bと貯水槽18の水面との角度θは、80°〜50°が好ましい。なお、ガス状物質吸入口14側の気密性ガス状物質誘導板28の壁面30aと貯水槽18の水面との角度も、前傾していればよいもので特別の限定はないが、例えば、80°〜50°が好ましい。
気密性ガス状物質誘導板28は、図2〜図3によく示されるように、フレーム部材31に設けられており、ガス状物質Gに当たる壁面30a,30bのほかに側面32a,32b及び天蓋部33を有しているが、側面32a,32bは処理室12の内壁に当接せしめられることとなるため、上記したように処理室12内に吸入されたガス状物質Gの流路を規制して誘導する作用を奏する限り、側面32a,32bを設けない構造としたりすることも可能である。
波状多孔質奔流発生板24は、図2〜図3によく示されるように、波状とされており、多数の孔34が開穿されている。図示例では波状多孔質奔流発生板24は、SUS製のパンチングメタルを使用した例を示した。例えば、孔34の直径が3mm〜5mm程度、開口率が50%〜60%程度、波高が10mm〜20mm程度のパンチングメタルが好適に使用できる。但し、波状多孔質奔流発生板24は、処理する風量、集塵されるゴミ種類や大きさなどによって、孔34の直径を変えたり、波高或いは、折数(波の周期数)を変化させる。
前記多孔質邪魔板26は、気密性ガス状物質誘導板28に取り付けられており、前記貯水槽18の水面20の静止水面に対して傾斜して設けられている。前記多孔質邪魔板26は、図2〜図3によく示されるように、多数の孔36が開穿されている。図示例では多孔質邪魔板26は、SUS製のパンチングメタルを使用した例を示した。例えば、孔36の直径が3mm〜5mm程度、開口率が50%〜60%程度、波高が10mm〜20mm程度のパンチングメタルが好適に使用できる。図1に示されるθは、貯水槽18の水面と多孔質邪魔板26との間の角度であり、図1の例では、θは30°である。例えば、貯水槽18の水面と多孔質邪魔板26との間の角度は、45°〜25°が好ましい。そして、上記した角度θと角度θの関係がθ>θとなるのが好適である。
なお、図示の例では、多孔質邪魔板26は、ガス状物質吸入口14側よりもガス状物質排出口16側に向かって貯水槽18の水面との距離が離れていくように(図示例では右上がり)傾斜した例を示したが、奔流により生じる飛沫を受ける作用を奏するのであれば、ガス状物質排出口16側よりもガス状物質吸入口14側に向かって貯水槽18の水面との距離が離れていくように(つまり、図1と同様に図示すれば左上がり)、傾斜させるようにしてもよい。
前記波状多孔質奔流発生板24は、前記ガス状物質Gの前記処理室12内での流れの上流側に向かって前記貯水槽18の水Wの中へと延出する夾雑物除去延出部38を備える。前記夾雑物除去延出部38は、波状多孔質奔流発生板24と一体的に接続されており、図示の例では、前記貯水槽18の水Wの中へと延出しており、多数の孔40を有する多孔質傾斜板とされている。例えば、前記波状多孔質奔流発生板24の末尾部分を、前記貯水槽18の水Wの中へと延出する傾斜板となるように構成することができる。夾雑物除去延出部38は、貯水槽18の水面に対して傾斜して設けられる。図示の例では、θは30°である。夾雑物除去延出部38の貯水槽18の水面に対する角度θは、例えば、60°〜20°が好ましい。
なお、図3に示すように、フレーム部材31には、ガス状物質吸入口14に接続される開口部42が形成されている。
図1において、符号46はファンであり、モータ48によって駆動せしめられる。また、符号50は脱臭装置であり、内部に水を除去するための加熱ヒータ52及び塵埃を漉しとるフィルターなどが備え付けられている。フィルターの例としては、例えば布 を用いたり、水を含ませたロックウールを用いたりすることなどが挙げられる。このようにして、ファン46によって、ガス状物質吸入口14からガス状物質排出口16へのガス状物質Gの流れが形成され、ガス状物質Gはガス状物質排出口16から脱臭装置50へと送られ、さらに浄化されて、脱臭装置排気口60から最終的に大気へと放出される。
前記貯水槽18には、傾斜板44が設けられており、水Wが汚れてくると排水口58から排水できるように構成されている。なお、傾斜板44の傾きは、図示例では、右上がりの傾斜の例を示したが、傾きを逆とし、左上がりの傾斜とすることも可能である。符号59は、排水口58に取り付けられた止水弁である。
本発明の湿式ガス状物質処理装置10を用いることで、前記処理室12内に吸入されたガス状物質Gが前記貯水槽18の水Wと接触することによって浄化されるようにした湿式ガス状物質処理方法を行うことができる。
より具体的には、本発明の湿式ガス状物質処理装置を用いた湿式ガス状物質処理方法は、ガス状物質中の水溶性の物質については貯水槽18の水Wでトラップし、ガス状物質中の沈殿物・スラリー状・固形物については、貯水槽18に沈下させて分離し、ガス状物質中の粒子状の物質は、貯水槽18に入れた吸着物質で吸着分離させるようにした分離回収方法を行うことができる。
本発明の湿式ガス状物質処理装置10の作用を図1〜図4に基づいてさらに具体的に説明する。
製造工場や化学工場、プラントなどから排出されるガス状物質Gは、ガス状物質吸入口14から処理室12内へと流入し、ガス状物質排出口16へと向かう。
処理室12内部は、気密性ガス状物質誘導板28によって、ガス状物質吸入口14側とガス状物質排出口16側に仕切られているため、ガス状物質Gが内部に吸入されると、図4に示されるように、貯水槽18の水面20は、静止状態と比べて、ガス状物質吸入口14側で高さt(例えば5mm程度)だけ若干水位が下がって下降水位54となる。一方、前記ガス状物質排出口16側では、高さt(例えば10mm程度)だけ若干水位が上がって上昇水位56となる。
そして、ガス状物質吸入口14側のガス状物質G1は、波状多孔質奔流発生板24を介して、貯水槽18の水Wに接触しながら、ガス状物質排出口16側に向かい、ガス状物質G2となる。このとき、波状多孔質奔流発生板24によって、前記貯水槽18の中心からみて前記ガス状物質排出口16側、すなわち処理室12内のガス状物質Gの流れの下流側、の水面20では、ファン46によって吸気されたガス状物質Gを含む空気とファン46によって吸い上げられる水とが、波状多孔質奔流発生板24の孔にぶつかり、抜けようとして激しく奔流となる。この際に、気泡や飛沫も生じる。また、大きなゴミなどの夾雑物などがガス状物質G中に含まれている場合には、波状多孔質奔流発生板24の夾雑物除去延出部38によって除去される。
奔流により、飛沫が生じるが飛沫の水滴62は、水面20の上方に設置された多孔質邪魔板26に当たって跳ね返され、貯水槽18へと戻される。これにより、ファン46の方には飛び散る水滴62が入ることがない。
このようにして、ガス状物質Gは、貯水槽18の水Wと接触することによって浄化される。黒煙や油煙、塗料など粒子の大きいものは水Wによって除去される。そして、ガス状物質排出口16側のガス状物質G2はガス状物質排出口16から排出され、脱臭装置50へと送られる。脱臭装置50では、加熱ヒータ52によって加熱されたフィルターをガス状物質Gが通過する際に、有機ガスや臭いが除去され、殺菌もされることとなる。このようにして、脱臭装置排気口60から最終的に大気中へと放出される。
また、ガス状物質吸入口14から吸入されるガス状物質Gが高温であっても、上述した水Wの奔流によって冷やされてファン46を通過する。このため、耐熱ファンでなくとも使用することができる。
このように、本発明の方法では、ガス状物質を送る風量の圧損が少なく、また水の抵抗も少ないため、大きなファン(大電力)を必要とせず、コンパクトに製作が可能である。また、使用する水も少量でよく、水や塵埃を漉しとるフィルターを通して循環させれば、フィルターの交換のみで長時間運転が可能である。
本発明の湿式ガス状物質処理装置によれば、灯油、重油等の燃焼から発生するカーボン系超微粒子を効率良く分離回収することができ、除塵も可能である。
本発明の湿式ガス状物質処理装置では、水溶性ガス成分を水中に効率よく溶解させることができる。
更には、上述のように加熱ヒータを用いた脱臭装置と組み合わせることで、脱臭殺菌も可能となる。
図5に本発明に係る湿式ガス状物質処理装置の別の実施の形態を示す。図5において、符号64は、本発明の別の実施の形態に係る湿式ガス状物質処理装置である。湿式ガス状物質処理装置64は、上述した湿式ガス状物質処理装置10に循環濾過装置66を取付けたものである。循環濾過装置66は、循環ポンプ68によって貯水槽18の水を循環水タンク70へと循環させるように構成されており、フィルター72によって濾過された水が循環水タンク70へと戻される。また、循環水タンク70へは、給水口74から水が自動供給されるようにされており、循環水タンク70内の水が一定量となるように維持される。
ガス状物質中に含まれる塗料は、水に浮いて膜になるが、循環濾過装置66を取付けたことにより、装置の運転中に貯水槽18の水が奔流している間に循環ポンプ68で循環濾過装置66へと送られ濾過される。フィルター72を通過した水は浄化されており、そして、減った量だけ水を循環水タンク70へと供給するようにすれば、水の消費が極端に少なくなる。貯水槽18の水に落ちた粒子は比較的大きいため、フィルター72を不織紙で作製すれば、濾し取ることが可能である。このように構成すれば、装置も簡単でフィルターも廉価であるため、効果的である。
図6〜図9に、本発明に係る湿式ガス状物質処理装置のさらに別の実施の形態を示す。図6〜図9において、符号76は、湿式ガス状物質処理装置である。湿式ガス状物質処理装置76は、処理室78と、前記処理室78に形成され前記処理室78内にガス状物質を吸入させるためのガス状物質吸入口80と、前記処理室78に形成され前記処理室78内に吸入されたガス状物質を前記処理室78外に排出させるガス状物質排出口82と、前記処理室内に設けられた貯水槽84と、前記貯水槽84の中心からみて前記ガス状物質排出口82側の少なくとも一部の水面の少なくとも気液界面に設置され、前記貯水槽84の水面に奔流を発生せしめるための波状多孔質奔流発生板86と、前記ガス状物質排出口82側の水面の上方に設置され、前記奔流により生じる飛沫を受けるための多孔質邪魔板88a,88bと、を有し、前記処理室78内に吸入されたガス状物質が前記貯水槽84の水と接触することによって浄化されるようにした湿式ガス状物質処理装置である。
図6〜図9の例では、貯水槽84に水が入っていない状態を示しているが、波状多孔質奔流発生板86が前記貯水槽84の中心からみて前記ガス状物質排出口82側の少なくとも一部の水面の少なくとも気液界面に設置される構成は、図1に示した実施の形態と同様である。また、波状多孔質奔流発生板86は図2に示される波状多孔質奔流発生板24と同様のパンチング板で構成している。
多孔質邪魔板88a,88bは、図示例では2枚が、前記貯水槽84の静止水面に対して傾斜して設けられており、2枚が同じ傾斜角度で設置されている。前記貯水槽84の水面と多孔質邪魔板88a,88bそれぞれとの間の角度は、図示例では30°である。また、多孔質邪魔板88a,88bは、図2に示される多孔質邪魔板26と同様のパンチング板で構成している。
また、処理室78内には、気密性ガス状物質誘導板90が設けられており、処理室78内を仕切る仕切板の役目を果たす。気密性ガス状物質誘導板90は、図2に示される気密性ガス状物質誘導板28と同様の作用を果たす。
図6〜図9の例では、図1に示される脱臭装置50同様の脱臭装置92が上部に設置されており、図1に示される脱臭装置排気口60と同様の脱臭装置排気口94が前記脱臭装置92には設けられている。
装置の下部には、キャスター部材96が設けられており、容易に移動可能とされている。また、符号98はファンを動かすためのモータであり、図1に示されるモータ48と同様である。
符号100は電磁弁であり、貯水槽84へ水を給水するための弁である。符号102は循環水タンクとしての水位センサータンクである。水位センサータンク102は貯水槽84の水位を管理して給水するタンクであり、図5に示した循環水タンク70と同様の作用を果たす。符号104は、循環ポンプとして、貯水槽84内の水を汲み上げてゴミを取ったりして浄化するための浄化用水中ポンプであり、図5に示される循環ポンプ68と同様の作用を果たす。
また、符号106は、フィルターとして、ゴミ取り用の網籠であり、図5に示されるフィルター72と同様の作用を果たす。網籠106と浄化用水中ポンプ104は、ゴミ取り用フィルターボックス108内に設けられており、ゴミ取り用フィルターボックス108の上部には開閉扉110が設けられており、網籠106に溜まったゴミを捨てられるようになっている。符号112は排水口である。
図6〜図9の実施の形態では、多孔質邪魔板を2枚設けている。ガス状物質の浄化処理の基本的な作用は図1や図5に示した実施の形態と同様である。また、図6〜図9の実施の形態における貯水槽84の水が循環濾過される作用についても図5に示した実施の形態と基本的に同様である。
図6〜図9の実施の形態では、吸引されたガス状物質は気密性ガス状物質誘導板90の下を潜り抜け、その際に引き込まれる水と一緒に波状多孔質奔流発生板86にぶつかり、波状多孔質奔流発生板86の孔を通り抜けるために、激しい水しぶきと気泡が発生する。さらにそのしぶきは上部の多孔質邪魔板88a,88bに当たって下に激しい雨のように降り注ぐ。この多孔質邪魔板を2枚にすることで、圧損も少なく、水をよく遮断する効果がある。
飲食店などの店舗の厨房に設置する場合には、本発明の湿式ガス状物質処理装置のサイズを小さくしたものを用いるようし、製造工場や化学工場、プラントに設置する場合には、湿式ガス状物質処理装置のサイズを大きくしたものを用いるようにすればよい。飲食店などの店舗に設置する場合には、調理に伴い生じる排煙などを効果的に分離除去することができる。また、湿式ガス状物質処理装置のサイズを小さくすれば、飲食店でも或いは工場や施設でも、卓上に置いて卓上用としての使用も可能である。このように、本発明の湿式ガス状物質処理装置は、排煙や排ガスが生じる様々な場所に設置することで、浄化処理を行うことが可能である。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、かつ同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
10,64,76:本発明の湿式ガス状物質処理装置、12,78:処理室、14,80:ガス状物質吸入口、16,82:ガス状物質排出口、18,84:貯水槽、20:水面、22:気液界面、24,86:波状多孔質奔流発生板、26,88a,88b:多孔質邪魔板、28,90:気密性ガス状物質誘導板、30a,30b:壁面、31:フレーム部材、32a,32b:側面、33:天蓋部、34,36,40:孔、38:夾雑物除去延出部、42:開口部、44:傾斜板、46:ファン、48,98:モータ、50,92:脱臭装置、52:加熱ヒータ、54:下降水位、56:上昇水位、58,112:排水口、59:止水弁、60,94:脱臭装置排気口、62:水滴、66:循環濾過装置、68:循環ポンプ、70:循環水タンク、72:フィルター、74:給水口、96:キャスター部材、100:電磁弁、102:水位センサータンク、104:浄化用水中ポンプ、106:網籠、108:ゴミ取り用フィルターボックス、110:開閉扉、G:ガス状物質、G1:ガス状物質吸入口側のガス状物質、G2:ガス状物質排出口側のガス状物質、W:水、θ,θ,θ:角度。

Claims (3)

  1. 処理室と、
    前記処理室に形成され前記処理室内にガス状物質を吸入させるためのガス状物質吸入口と、
    前記処理室に形成され前記処理室内に吸入されたガス状物質を前記処理室外に排出させるガス状物質排出口と、前記処理室内に設けられた貯水槽と、
    前記貯水槽の中心からみて前記ガス状物質排出口側の少なくとも一部の水面の少なくとも気液界面に設置され、前記貯水槽の水面に奔流を発生せしめるための波状多孔質奔流発生板と、
    前記ガス状物質排出口側の水面の上方に設置され、前記奔流により生じる飛沫を受けるための多孔質邪魔板と、
    を有し、
    前記処理室内に吸入されたガス状物質が前記貯水槽の水と接触することによって浄化されるようにした、湿式ガス状物質処理装置。
  2. 前記多孔質邪魔板が、前記貯水槽の静止水面に対して傾斜して設けられてなる、請求項1記載の湿式ガス状物質処理装置。
  3. 前記多孔質邪魔板が、複数枚設けられてなる、請求項1又は2記載の湿式ガス状物質処理装置。
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