JP2021023708A - ガス処理装置、ガス処理システム及びガス処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】２００ｎｍ以下の波長を有する光を用いて、ＶＯＣを含む被処理ガスを効率的に処理することのできる、ガス処理装置を提供する。【解決手段】ガス処理装置は、２００ｎｍ以下の波長を有する光を放射する光源と、ＶＯＣ及び酸素を含む被処理ガスの流入口及び流出口を有するとともに、前記流入口と前記流出口との間に、前記光源の光出射面から１５ｍｍ以内の領域に前記被処理ガスを導いてガス処理空間を形成する筐体と、前記ガス処理空間と前記流出口との間にミスト状の水分を供給する水分供給機構と、を備える。【選択図】図１

Description

この発明は、ガス処理装置、ガス処理システム及びガス処理方法に関し、特にＶＯＣ（Volatile Organic Compounds）を含む被処理ガスを処理する装置及び方法に関する。

近年、悪臭成分等の化学汚染物質を含むガスを紫外線で分解するガス処理装置が開発されている。このようなガス処理装置において、従来、ガス処理効率を高めるために水分を供給することが知られている。例えば、下記特許文献１には、オゾンガスと酸化チタンとを含む洗浄溶液が散水される洗浄容器内に紫外線を照射し、生ゴミガスを通過させて脱臭する装置が記載されている。下記特許文献２には、紫外線照射空間に洗浄水を供給し、ヒドロキシラジカルを生成し易くして、紫外線照射による化学汚染物質の分解除去を効率的に行うことが記載されている。

特開２００２−１４３６３７号公報 特開２００６−２０４６８３号公報

本発明者は、化学汚染物質であるＶＯＣを含む被処理ガスを分解するために、上記特許文献とは異なる、真空紫外線の波長領域に属する、２００ｎｍ以下の波長を有する光を使用することを検討している。

現時点において、主たる発光波長が２００ｎｍ以下の波長を有する光を用いてＶＯＣを含む被処理ガスに対する処理を効率的に行うことについての知見は得られていない。

本発明は、２００ｎｍ以下の波長を有する光を用いて、ＶＯＣを含む被処理ガスを効率的に処理することのできる、ガス処理装置、ガス処理システム及びガス処理方法を提供することを目的とする。

本発明のガス処理装置は、２００ｎｍ以下の波長を有する光を放射する光源と、
ＶＯＣ及び酸素を含む被処理ガスの流入口及び流出口を有するとともに、前記流入口と前記流出口との間に、前記光源の光出射面から１５ｍｍ以内の領域に前記被処理ガスを導いてガス処理空間を形成する筐体と、
前記ガス処理空間と前記流出口との間にミスト状の水分を供給する水分供給機構と、
を備える。

本明細書において、ＶＯＣとは、常温常圧においてガス状をなす揮発性有機化合物の総称であり、室内空気汚染や大気汚染の原因物質である。詳細は後述するが、被処理ガスがＶＯＣ及び酸素を含むガス（例えばＶＯＣが混在された空気）に、２００ｎｍ以下の波長を有する光が被処理ガスに照射されることにより、ＶＯＣに属する物質の一部が親水性粒子となり、ミスト状の水分を効率的に吸着してガス処理装置内に落下する。２００ｎｍ以下の波長を有する光は、主たるピーク波長が１６０〜１８０ｎｍであると好ましい。

さらに、前記筐体は水分を溜める貯溜槽を備え、前記貯溜槽は、前記ガス処理空間に対して前記流出口側に設けられてもよい。また、前記筐体内に、上方から、鉛直下向きに前記光源、前記水分供給機構及び前記貯溜槽の順で配置されてもよい。これらにより、被処理ガスが貯溜槽の液面に接触する機会を増やし、貯溜槽によりＶＯＣを効果的に補足する。

さらに、前記貯溜槽に溜まった水分を排出する排出機構を備え、前記流出口は前記貯溜槽よりも上方に配置されても構わない。

さらに、前記光出射面に向けて洗浄液を噴射する洗浄機構を備えてもよい。これにより、光源の光照射強度を回復して、ＶＯＣ処理能力を向上させる。

本発明に係るガス処理システムは、上記ガス処理装置を複数備え、
前記複数のガス処理装置は、一方のガス処理装置の前記流出口が、中間流路を介して他方のガス処理装置の前記流入口に接続されるように配置され、
前記中間流路は、５０ｃｍ以上の流路長又はミスト除去フィルタを備えていても構わない。

これにより、複数のガス処理装置を使用して被処理ガスを多段階で処理することができ、ＶＯＣ濃度をより低下させることを可能にする。

さらに、ガス処理システムは、前記複数のガス処理装置を制御する制御部を備え、
前記制御部は、少なくとも一つの前記ガス処理装置の備える光源を点灯させてガス処理を行わせるとともに、他の前記ガス処理装置の備える光源を消灯させるように制御してもよい。これにより、一方のガス処理装置の保守点検時にも他方のガス処理装置でガス処理を可能にするため、ＶＯＣの流入を停止させることなく常に処理することができる。

本発明のガス処理方法は、ＶＯＣ及び酸素を含む被処理ガスを、２００ｎｍ以下の波長を有する光を放射する光源の光出射面から１５ｍｍ以内の領域に前記被処理ガスを導く、導入ステップ（ａ）と、
前記領域に導いた前記被処理ガスに前記光を照射する、光照射ステップ（ｂ）と、
前記光照射ステップの後に、前記被処理ガスにミスト状の水分を供給する、水分供給ステップ（ｃ）と、を備える。

さらに、上記ガス処理方法は、複数のガス処理装置を有するガス処理システムのうち、少なくとも一つのガス処理装置において、前記光照射ステップ（ｂ）及び前記水分供給ステップ（ｃ）を行うと共に、他のガス処理装置において、前記光源を消灯させた状態で前記光出射面を洗浄する、洗浄ステップ（ｄ）を行っても構わない。

これにより、ＶＯＣを含む被処理ガスを効率的に処理することができる。

第１実施形態に係るガス処理装置を示す図である。 第１実施形態の第１変形例に係るガス処理装置を示す図である。 第１実施形態の第２変形例に係るガス処理装置を示す図である。 図３ＡにおけるＡ−Ａ線分断面図である。 第２実施形態に係るガス処理装置を示す図である。 第２実施形態の変形例に係るガス処理装置を示す図である。 第３実施形態に係るガス処理システムを示す図である。 第３実施形態の変形例に係るガス処理システムを示す図である。

本発明に係るガス処理装置につき、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書に開示された各図面は、あくまで模式的に図示されたものである。すなわち、図面上の寸法比と実際の寸法比とは必ずしも一致しておらず、また、各図面間においても寸法比は必ずしも一致していない。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るガス処理装置を示す。以下において、水平面をＸＹ平面とし、鉛直方向をＺ方向とする、ＸＹＺ座標系を適宜参照して説明される。また、本明細書において、方向を表現する際に、正負の向きを区別する場合には、「＋Ｘ方向」、「−Ｘ方向」のように、正負の符号を付して記載される。また、正負の向きを区別せずに方向を表現する場合には、単に「Ｘ方向」と記載される。すなわち、本明細書において、単に「Ｘ方向」と記載されている場合には、「＋Ｘ方向」と「−Ｘ方向」の双方が含まれる。Ｙ方向及びＺ方向についても同様である。

ガス処理装置１０は、筐体１と、筐体１の内側に収容された光源とを有する。光源には、一方向（図中Ｚ方向）に延びる管体で構成されたエキシマランプ５が例示される。ガス処理装置１０は、ＶＯＣを含むガス（以下、「被処理ガス」と呼ぶ。）Ｇ１に対して、光源（図１におけるエキシマランプ５に対応する。）から所定波長の光（紫外線）を照射することで、ＶＯＣを分解する機能を有する装置である。

ＶＯＣは、常温常圧においてガス状をなす揮発性有機化合物であり、室内空気汚染や大気汚染の原因物質である。ＶＯＣの代表的な物質としては、トルエン、ホルムアルデヒド、キシレン、ベンゼン、メタノール、イソプロピルアルコール、アセトン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル等が挙げられる。被処理ガスＧ１は、筐体１内を、総じて、破線で示された矢印の方向に流れる。

被処理ガスＧ１は、被処理ガス導入部（不図示）から導入される。被処理ガス導入部は、例えば、ドラフトチャンバ等のチャンバ空間の排気口に対応する。ガス処理装置１０の下流には、ブロワ（不図示）が配置される。ブロワを駆動し吸引させると、被処理ガス導入部から導入された被処理ガスＧ１が、流入口２よりガス処理装置１０に流れ込む。被処理ガスＧ１はガス処理空間７を流れて、流出口３から排出される。排出された被処理ガスＧ１は、下流側の処理済みガス回収槽（不図示）又は大気開放口（不図示）に送られる。

ところで、ドラフトチャンバ等の空間は、大気の雰囲気下にあることが多い。そのため、被処理ガスＧ１には、一般的に、ＶＯＣのみならず大気中の酸素及び水蒸気が含まれる。酸素及び水蒸気は、被処理ガスＧ１の分解に必要なヒドロキシラジカル生成の原料となる。大気の存在しない、又は大気の少ない特殊環境下で発生したＶＯＣを分解除去する場合には、ＶＯＣに酸素及び水蒸気を意図的に供給して被処理ガスＧ１を生成しても構わない。

［ガス処理空間］
ガス処理空間７（図１中の一点鎖線枠内）を通過する被処理ガスＧ１は、エキシマランプ５から光照射される。エキシマランプ５は２００ｎｍ以下の波長の光を放射する。詳細は後述するが、２００ｎｍ以下の波長の光により、被処理ガスＧ１からヒドロキシラジカルが生成される。特に、主たるピーク波長が１６０〜１８０ｎｍの光を放射すると好ましい。主たるピーク波長が１６０〜１８０ｎｍの光は、ＶＵＶ（Vacuum Ultra Violet；真空紫外光）と言われる波長帯域にある。そして、従来より知られている低圧水銀灯による紫外線（例えば、主たるピーク波長が１８５ｎｍの光）よりも短波長である。主たるピーク波長が１６０〜１８０ｎｍの光を発生させる光源のうち、代表的な光源がキセノン（Ｘｅ）を含むガスを封入したエキシマランプであり、当該エキシマランプの代表的なピーク波長は概ね１７２ｎｍである。以降の記述では、「主たるピーク波長が１６０〜１８０ｎｍの光」に代えて、「１７２ｎｍの光」という表現を使用することがあるが、本明細書の内容に関していえば、「１７２ｎｍの光」の特性は、「主たるピーク波長が１６０〜１８０ｎｍの光」の特性との間にさしたる相違を示さない。そのため、以降の「１７２ｎｍの光」に関する記述は、「主たるピーク波長が１６０〜１８０ｎｍの光」についても成立し得るものであるから、後述する「１７２ｎｍの光」は、「主たるピーク波長が１６０〜１８０ｎｍの光」と読み替えることができる。

本実施形態において、エキシマランプ５の管軸方向（図中Ｚ方向）の長さＬ_７は５４０ｍｍのものを使用し、管軸の直径は２０ｍｍのものを使用している。本実施形態においてエキシマランプ５は一灯タイプであるが、複数のランプを並べて使用しても構わない。ランプの形状や本数、配置の方向には、特段の制限がない。

ガス処理空間７は、エキシマランプ５の光出射面５ｓから筐体１の内壁までの図中Ｘ方向における長さである離間距離Ｗ_７を含む大きさを呈する。離間距離Ｗ_７は１５ｍｍ以内である。そうすると、被処理ガスＧ１はエキシマランプ５の光出射面５ｓから１５ｍｍ以内の領域に導かれることになる。被処理ガスＧ１を、エキシマランプ５の光出射面５ｓから１５ｍｍ以内の領域に導く理由は、以下のとおりである。

はじめに、１７２ｎｍの光の場合、光出射面５ｓからの距離が６ｍｍを超えると、酸素分子による１７２ｎｍの光の吸収により光エネルギーを消失し、光出射面５ｓからの距離が６ｍｍを超える領域に光が到達しないものと考えられた。

ところが、鋭意研究の結果、離間距離Ｗ_７が６ｍｍを超えていても、離間距離Ｗ_７が１５ｍｍ以下ならば、光出射面５ｓから離れたところを通過するＶＯＣが、未分解のままガス処理空間７を通過することを比較的抑制できることが判明した。その理由は、ガス処理空間７において、被処理ガスＧ１は、エキシマランプ５に平行（図中Ｚ方向）に層流を呈して流れずに、乱流を呈して光出射面５ｓからの距離を変化させながら流れるためである。つまり、離間距離Ｗ_７が１５ｍｍ以下のガス処理空間７であれば、ガス処理空間７において離間距離Ｗ_７が６ｍｍを超える領域に存在する被処理ガスＧ１も、乱流により、ガス処理空間７内のどこかで、離間距離Ｗ_７が６ｍｍ以内の光の到達する領域に入ることが多い。そして、離間距離Ｗ_７を大きく確保できると、ガス処理空間７を通る被処理ガスＧ１の流速を低下させることができ、その結果、被処理ガスＧ１の光反応に十分な時間を確保することができる。

特に、離間距離Ｗ_７を１０ｍｍ以内に設定すると好ましい。光出射面５ｓから離れたところを通過するＶＯＣが、未分解のままガス処理空間７を通過することを抑制できる。

離間距離Ｗ_７は、気流の方向に一様な内径を有する筒状の筐体１により形成されなくても構わない。図２には、第１実施形態の第１変形例に係るガス処理装置を示す。ガス処理装置１１において、筐体１はエキシマランプ５のある径方向中心に向かって突出する突起部１５を有しており、Ｚ方向の位置に応じて筐体１の内径が変化している。突起部１５は、被処理ガスＧ１の流れを光出射面５ｓ近傍に集中させる。突起部１５を有する場合の離間距離Ｗ_７は、ランプの光出射面５ｓから突起部１５の先端までの間隔になる。そして、このような突起部１５を設けた場合には、突起部１５以外におけるエキシマランプ５の光出射面５ｓから筐体１までの離間距離Ｗ_７を、少なくとも一部の被処理ガスＧ１に光が到達しない大きさ（例えば、１５ｍｍ超）に設定しても構わない。

図３Ａには、第１実施形態の第２変形例に係るガス処理装置を示す。筒状の筐体１の内壁からエキシマランプ５に向かってバッフル板１５１が取り付けられている。バッフル板１５１は、突起部１５と同様に、被処理ガスＧ１の流れを光出射面５ｓ近傍に集中させる。図３Ｂは図３ＡにおけるＡ−Ａ線分断面図である。本変形例において、バッフル板１５１は、筐体１の内壁に接して環状に設けられている。バッフル板１５１は本変形例の形状に限らず、様々な形状を適用できる。

被処理ガスＧ１に１７２ｎｍの光を照射すると、被処理ガスＧ１に含まれる水蒸気及び酸素から、ヒドロキシラジカルを生成する。生成した多量のヒドロキシラジカルが、ＶＯＣガスを分解し、ＶＯＣガスを二酸化炭素と水に変化させる。

ところが、トルエンなどの分解しにくい一部のＶＯＣガスは、ヒドロキシラジカルとの化学反応により完全に分解されずにガス処理空間７を通過する場合があった。また、トルエンなどの一部のＶＯＣガスは水に難溶であることが知られており、水に溶解させて除去することが困難であると考えられてきた。

本発明者は、鋭意研究の結果、トルエンなどの水に難溶性を示すＶＯＣガスに１７２ｎｍの光を照射すると、完全に分解されるまでには至らないものの、側鎖の一部にヒドロキシ基が付与され、親水性を示すこと、また気中で凝結し粒子化することを突き止めた。そして、親水性を示すＶＯＣ粒子にミスト状の水分を供給すると、ＶＯＣ粒子が水分を吸着して、ＶＯＣ粒子の質量が増加することを見出し、本発明に至ったものである。

［ミストノズル］
ガス処理空間７と流出口３との間の水分供給空間に、ミスト状の水分を供給する水分供給機構であるミストノズル６を配置している。ミストノズル６は、単に液体を散水するシャワーノズルとは異なり、液体を噴霧してミスト状の水分を供給する。ミスト状とは液体が微粒子となって空中に漂う状態を指す。ミストノズル６から噴霧する液体は、液体供給部６１から供給される。液体は水分子を多量に含むが、水分子以外の成分を含んでも構わない。液体供給部６１は一つ有し分岐してノズルに接続されていても構わないし、複数有しそれぞれがノズルに接続されていても構わない。本実施形態では、ミストノズル６は筐体１の内壁に設けられ、筐体１の径方向中心に向かって液体を噴霧する。

ガス処理空間７を出た親水性のＶＯＣ粒子は、ミストノズル６から噴霧された液体微粒子８に接触して液体微粒子８を吸着し、ＶＯＣ粒子の質量を増加させる。質量の増加したＶＯＣ粒子は、その自重に因り、流出口３に向かう気流から逸脱して、後述する貯溜槽９に落下する。よって、流出口３から流出するＶＯＣの量を低減できる。

液体微粒子８のサイズが小さい、又は、気体（水蒸気）である場合、ＶＯＣ粒子に吸着されたときの、質量の増加効果が小さく、流出口３に向かう気流から逸脱することなく、気流に乗って流出口３から流出する傾向にある。よって、ミストノズル６から供給する液体微粒子８の粒径は、１μｍ以上で構成されるとよく、好ましくは、１０μｍ以上で構成されるとよい。これにより、ＶＯＣ粒子の質量を効果的に増加させ、流出口３に向かう気流から逸脱して落下しやすくする。

さらに、ミストノズル６から供給する液体微粒子８の粒径は、４０００μｍ以下で構成されるとよく、好ましくは、１０００μｍ以下で構成されるとよい。これにより、液体微粒子８の粒径が小さいほど空間に占める液体微粒子８の数が増えて、液体微粒子８全体の総表面積を増やすことができる。そして、液体微粒子８全体の総表面積が増えると、ＶＯＣ粒子との接触面積が増えるため、液体微粒子８のＶＯＣ粒子への吸着を効果的に促進できる。なお、液体微粒子８の粒径の測定方法は、レーザー回折法である。

本実施形態において、エキシマランプ５は、ミストノズル６の上方（鉛直方向の逆方向であり、図中−Ｚ方向）に配置されている。その理由を説明する。エキシマランプ５の光出射面５ｓにはエキシマランプ５に給電するための電極が配置されることがある。そして、当該電極に水分が付着すると、電極間の局所的な抵抗値変化による集中放電によって、エキシマランプ５を損傷する可能性がある。しかしながら、エキシマランプ５をミストノズル６の上方に配置すると、ミストノズル６から供給される液体微粒子８は、重力方向と気流に沿って下方（鉛直方向）に流されるため、液体微粒子８がエキシマランプ５の光出射面５ｓに付着しにくくなって、エキシマランプ５の損傷リスクを低下させる。

［貯溜槽］
本実施形態において、貯溜槽９は、流出口３に向かう気流から逸脱して落下するＶＯＣ粒子を溜められるように筐体１の底に配置されている。ここでいう底とは、鉛直方向下向き（＋Ｚ方向）の筐体端部位置に対応する箇所である。液体を溜めた貯溜槽９は、親水性のＶＯＣガスとの接触により吸着し、捕捉する作用を有する。よって、流出口３から流出するＶＯＣの量を低減できる。したがって、本実施形態のガス処理装置１０では、上方（図中−Ｚ方向）から、鉛直方向下向き（図中にＺ方向）に、光源（エキシマランプ５）、前記ミストノズル６及び貯溜槽９の順で配置されている。ただし、貯溜槽９は、ガス処理空間７に対して流出口３側に設けられておればよく、貯溜槽９は、ガス処理空間７又はエキシマランプ５の鉛直方向下向きに配置されなくてもよい。

本実施形態のように、流出口３とミストノズル６との間には、被処理ガスＧ１の流れを変更する気流制御板４を有しても構わない。気流制御板４は、ミストノズル６を通過した被処理ガスＧ１を、貯溜槽９の液面に接触させるように誘導した後に、流出口３から排出する。貯溜槽９の液面に接触する機会を増やして貯溜槽９でＶＯＣを効果的に補足する。

貯溜槽９に溜まった水分をガス処理装置の筐体１から排出させる排出機構９１を備えているとよい。排出機構９１は、例えば、貯溜槽９に接続された排液管９２と、排液管９２を開放又は閉止する開閉弁９３とを含んでいても構わない。開閉弁９３は、一定液量を超えたことを検知して開放しても構わない。また、一定時間間隔で開閉弁９３を開放しても構わない。流出口３は、貯溜槽９よりも上方（鉛直方向の逆方向）に配置されるとよい。貯溜槽９に溜まった液が流出口３から流出しないようにできる。

＜第２実施形態＞
第２実施形態において、下記に示す事項以外は第１実施形態と同様の構成であるため、共通した事項について記載を省略する。第３実施形態についても同様である。

第２実施形態に係るガス処理装置を図４に示す。ガス処理装置１２は、エキシマランプ５の光出射面５ｓに向けて洗浄液を噴射する洗浄機構である洗浄ノズル１６を有する。この洗浄ノズル１６は、エキシマランプ５の消灯時に使用する。エキシマランプ５において、光照射により生成されたＶＯＣ由来の粒子が光出射面５ｓに異物として付着し、光出射面５ｓを曇らせて光照射強度を低下させることがあった。しかしながら、光出射面５ｓに洗浄液を供給すると、付着していた微粒子が溶解し、光出射面５ｓの曇りを除去できることが判明した。そこで、洗浄液をエキシマランプ５の光出射面５ｓに向けて噴射し、光出射面５ｓに付着している異物を洗い流すことで、エキシマランプ５の光照射強度を向上させ得る。洗い流された洗浄液は貯溜槽９に溜まる。排出機構９１を使用して貯溜槽９内に溜まった液を適宜排出する。係るガス処理装置の動作は、ガス処理装置１２の制御部（図４では不図示）によって制御される。

洗浄液は洗浄液供給部１７から供給される。洗浄液供給部１７を一つ有し、該一つの洗浄液供給部１７から分岐して各洗浄ノズル１６に接続されていても構わない。また、洗浄液供給部１７を複数有し、それぞれの洗浄液供給部１７が洗浄ノズル１６に接続されていても構わない。光照射面に付着している微粒子は水に可溶であることが多いため、洗浄液には、水分を多量に含むとよい。洗浄液に、例えば、水を使用しても構わないし、洗浄液成分を含む水を使用しても構わない。洗浄液の成分がミストノズル６から供給する成分と同じであるならば、洗浄液供給部１７とミストノズル６へ供給する液体供給部６１とを一体的に形成しても構わない。洗浄後、エア等を吹き付けて光出射面５ｓを乾燥させた後にエキシマランプ５を点灯させる。洗浄は一定時間間隔で行っても構わないし、光照射強度の計測結果に基づいて行っても構わない。

第２実施形態の変形例に係るガス処理装置を図５に示す。ノズル６２は、ガス処理時にはＶＯＣ粒子に吸着させる水と、エキシマランプ５の洗浄用水との両方を供給できるように回動可能に構成されている。ノズル６２は、ガス処理時には、水平〜下流方向にノズルを向けて、ＶＯＣ粒子に吸着させる水を供給する水分供給機構として機能する。エキシマランプ５の洗浄時には、ノズルを光出射面５ｓに向けるように回動させて、洗浄用水を噴射する洗浄機構として機能する。ノズル６２を、上下方向に移動可能に設計しても構わない。

＜第３実施形態＞
図６は第３実施形態として、第２実施形態のガス処理装置１２を複数有するガス処理システムを示す。本実施形態において、ガス処理システム２０は、被処理ガス導入部に近いガス処理装置１２ａと、ガス処理装置１２ａの流出口３ａ側に配置されたガス処理装置１２ｂと、制御部２４と、を有する。ガス処理システム２０は、ガス処理装置１２ａの流出口３ａが、中間流路１４を介してガス処理装置１２ｂの流入口２ｂに接続されるように、直列に配置されている。制御部２４は、エキシマランプ（５ａ，５ｂ）、ミストノズル（６ａ，６ｂ）及び洗浄ノズル（１６ａ，１６ｂ）に電気的に接続されている。

図６に示したガス処理システム２０は、ガス処理装置１２ａにおいてエキシマランプ５ａを消灯して光出射面５ａｓの洗浄を行うとともに、ガス処理装置１２ｂにおいてエキシマランプ５ｂを点灯しミストノズル６ｂから液体微粒子８を供給している様子を示している。エキシマランプ５ａは消灯しているので、エキシマランプ５ａの光出射面５ａｓを洗浄しても、エキシマランプ５ａを損傷しない。ガス処理装置１２ａの洗浄が終わると、ガス処理装置１２ｂにおいてエキシマランプ５ｂを消灯して光出射面５ｂｓの洗浄を行うとともに、ガス処理装置１２ａにおいてエキシマランプ５ａを点灯しミストノズル６ａから液体微粒子８を供給するように制御部２４を制御する。よって、一方のガス処理装置でガス処理を行いながら、他方のガス処理装置の保守作業を可能にする。保守作業には、エキシマランプ５の光出射面５ｓの洗浄作業のみならず、エキシマランプ５の交換作業や、ガス処理装置の点検作業等も含まれる。

中間流路１４は、５０ｃｍ以上の流路長又はミスト除去フィルタを有していても構わない。ガス処理装置１２ａにおいてエキシマランプ５ａを消灯して光出射面５ａｓの洗浄を行うとき、中間流路１４に５０ｃｍ以上の流路長を確保すると、洗浄液のミスト成分が中間流路１４に落下し、ガス処理装置１２ｂに流れ込まない。その結果、ガス処理装置１２ｂにおいて点灯中のエキシマランプ５ｂの電極に水分を付着させないようにして、エキシマランプ５ｂの損傷を防ぐ。

ミスト成分を後段のガス処理装置１２ｂに流れ込ませないために、ミスト除去フィルタを中間流路１４に設けても構わない。ミスト除去フィルタは、例えば調湿材やゼオライト、珪藻土等を使用して、中間流路１４を遮るように、又は中間流路１４の内壁に形成されても構わない。中間流路１４は、直線的に形成されても、蛇行するように形成されても構わない。

また、ガス処理装置１２ｂの流入口２ｂの方がガス処理装置１２ａの流出口３ａよりも高い位置に配置すると、中間流路１４に落下したミスト成分をガス処理装置１２ｂに入れずに、ガス処理装置１２ａで回収できる。

両方のガス処理装置の洗浄作業等の保守作業をしないときは、両方のガス処理装置のエキシマランプ（５ａ，５ｂ）を点灯させても構わない。これにより、被処理ガスＧ１のＶＯＣ濃度をより低下させることを可能にする。

図７は、第３実施形態の変形例のガス処理システムを示している。ガス処理システム２１において、ガス処理装置１２ｃとガス処理装置１２ｄとは、直列ではなく、並列に配置される。各装置の流入口２ｃ、２ｄにつながる流路にはダンパ２６が設けられる。ダンパ２６を使用して、一方のガス処理装置（図７ではガス処理装置１２ｃ）につながる流路を閉じ、他方のガス処理装置（図７ではガス処理装置１２ｄ）につながる流路を開く。

これにより、被処理ガスＧ１を他方のガス処理装置（図７ではガス処理装置１２ｄ）において、ガス処理、すなわち、エキシマランプ５ｄの光出射面５ｄｓから被処理ガスＧ１に向けた光照射とミストノズル６ｄから液体微粒子８を供給する。一方のガス処理装置（図７ではガス処理装置１２ｃ）では、保守作業（エキシマランプ５ｃの光出射面５ｃｓの洗浄等）を可能にする。

ダンパ２６の駆動部は、制御部２５に電気的に接続されている。制御部２５は、ダンパ２６の向きを、一定時間間隔で切り換えても構わない。また、ランプを点灯しているガス処理装置の照射強度を照度センサでモニタリングしておき、照射強度が低下したときにダンパ２６の向きを切換えても構わない。ダンパ２６は、３方向バルブや個別の流路に設けられたシャッタ等でも代用できる。

第３実施形態ではガス処理システム（２０，２１）を２つのガス処理装置から構成したが、３つ以上のガス処理装置から構成しても構わない。

本発明のガス処理方法は、被処理ガスＧ１を、エキシマランプ５の光出射面５ｓから１０ｍｍ以内のガス処理空間７に導く導入ステップ（ａ）と、ガス処理空間７に導いた被処理ガスＧ１にエキシマランプ５の光を照射する光照射ステップ（ｂ）と、光照射ステップの後に、被処理ガスＧ１にミスト状の水分を供給する水分供給ステップ（ｃ）と、を有する。

さらに、上記ガス処理方法は、複数のガス処理装置を有するガス処理システムのうち、少なくとも一つのガス処理装置において、光照射ステップ（ｂ）及び水分供給ステップ（ｃ）を行うと共に、他のガス処理装置において、エキシマランプ５を消灯させた状態で光出射面５ｓを洗浄する、洗浄ステップを行っても構わない。

本発明は、上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。

１ ：筐体
２，２ｂ，２ｃ，２ｄ：流入口
３，３ａ ：流出口
４ ：気流制御板
５，５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ：エキシマランプ
５ｓ，５ａｓ，５ｂｓ，５ｃｓ，５ｄｓ：光出射面
６，６ａ，６ｂ，６ｄ：ミストノズル
７ ：ガス処理空間
８ ：液体微粒子
９ ：貯溜槽
１０，１１，１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ：ガス処理装置
１４ ：中間流路
１５ ：突起部
１６，１６ａ，１６ｂ：洗浄ノズル
１７ ：洗浄液供給部
２０，２１ ：ガス処理システム
２４，２５ ：制御部
２６ ：ダンパ
６１ ：液体供給部
６２ ：ノズル
９１ ：排出機構
９２ ：排液管
９３ ：開閉弁
１５１ ：バッフル板

Claims (10)

1. ２００ｎｍ以下の波長を有する光を放射する光源と、
   ＶＯＣ及び酸素を含む被処理ガスの流入口及び流出口を有するとともに、前記流入口と前記流出口との間に、前記光源の光出射面から１５ｍｍ以内の領域に前記被処理ガスを導いてガス処理空間を形成する筐体と、
   前記ガス処理空間と前記流出口との間にミスト状の水分を供給する水分供給機構と、
   を備えることを特徴とするガス処理装置。
2. 前記光源から放射される光は、主たるピーク波長が１６０〜１８０ｎｍである請求項１に記載のガス処理装置。
3. 前記筐体は水分を溜める貯溜槽を備え、
   前記貯溜槽は、前記ガス処理空間に対して前記流出口側に設けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のガス処理装置。
4. 前記筐体内に、上方から、前記光源、前記水分供給機構及び前記貯溜槽の順で配置されることを特徴とする、請求項３に記載のガス処理装置。
5. 前記貯溜槽に溜まった水分を排出する排出機構を備え、
   前記流出口は前記貯溜槽よりも上方に配置されることを特徴とする、請求項３又は４に記載のガス処理装置。
6. 前記光出射面に向けて洗浄液を噴射する洗浄機構を備えることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のガス処理装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載のガス処理装置を複数備え、
   前記複数のガス処理装置は、一方のガス処理装置の前記流出口が、中間流路を介して他方のガス処理装置の前記流入口に接続されるように配置され、
   前記中間流路は、５０ｃｍ以上の流路長又はミスト除去フィルタを備えている、ことを特徴とするガス処理システム。
8. 前記複数のガス処理装置を制御する制御部を備え、
   前記制御部は、少なくとも一つの前記ガス処理装置の備える光源を点灯させてガス処理を行わせるとともに、他の前記ガス処理装置の備える光源を消灯させるように制御する、ことを特徴とする請求項７に記載のガス処理システム。
9. ＶＯＣ及び酸素を含む被処理ガスを、２００ｎｍ以下の波長を有する光を放射する光源の光出射面から１５ｍｍ以内の領域に前記被処理ガスを導く、導入ステップ（ａ）と、
   前記領域に導いた前記被処理ガスに前記光を照射する、光照射ステップ（ｂ）と、
   前記光照射ステップの後に、前記被処理ガスにミスト状の水分を供給する、水分供給ステップ（ｃ）と、を備えることを特徴とするガス処理方法。
10. 複数のガス処理装置を有するガス処理システムのうち、
    少なくとも一つのガス処理装置において、前記光照射ステップ（ｂ）及び前記水分供給ステップ（ｃ）を行うと共に、
    他のガス処理装置において、前記光源を消灯させた状態で前記光出射面を洗浄する、洗浄ステップ（ｄ）を行うことを特徴とする、請求項９に記載のガス処理方法。

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