JP3234501U - 湿式ガス浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構造が簡単で小型化が可能な湿式ガス洗浄装置を提供する。
【解決手段】湿式ガス浄化装置Ａは、排ガス中の有害物質を吸収する吸収液を貯留する浄化槽１０と、排ガスを導入して吸収液と混合する混合器１１とからなり、混合器は、排ガスを導入するガス管１１ａと、吸収液を通じさせる導液管１１ｂとで構成され、導液管の始端部には水中ポンプ１１ｃが設けられ、中間部にはガス管に導入された排ガスを導液管内に放出する液ガス混合部１１ｄが設けられ、終端部には導液管内に放出された排ガスを微小気泡にする気泡発生器１１ｅが設けられている。
【選択図】図１

Description

本考案は、排ガス等を浄化する湿式ガス浄化装置に関する。

湿式ガス浄化装置は公知技術であり多くのメーカーが製品化している。また先行技術の例としては例えば次の文献がある。

特開２０２０−１６８６２２号公報 特開２０１５−１７８０８４号公報

従来の湿式ガス浄化装置は、前記特許文献からも理解されるように浄化槽等の構造が複雑であり、そのため製造コストが高く、また小型化も難しく設置面積が大きくなるという問題があった。これに対して本考案は、構造が簡単で小型化が可能な湿式ガス洗浄装置を提供することを目的としている。

本考案は、排ガス中の有害物質を吸収する吸収液を貯留する浄化槽と、排ガスを導入して前記吸収液と混合する混合器とからなる湿式ガス浄化装置において、前記混合器は、前記排ガスを導入するガス管と、前記吸収液を通じさせる導液管とで構成され、前記導液管の始端部には水中ポンプが設けられ、中間部には前記ガス管に導入された排ガスを前記導液管内に放出する液ガス混合部が設けられ、終端部には前記導液管内に放出された排ガスの粗大気泡を微小気泡にする気泡発生器が設けられていることを特徴とするものである。

本考案では、浄化槽に特段の内部構造を必要せず、全体としても簡単な構造なので、小型化が可能であり低コストで製造にできる。

本考案に係る湿式ガス浄化装置の基本構成を示す縦断面図である。 気泡発生器の一例を示す斜視図である。 気泡発生器の他例を示す斜視図である。 本考案のガス浄化装置を組み込んだクリーン燃焼システムの一例の基本構成図である。 本考案のガス浄化装置を組み込んだクリーン燃焼システムの他例の基本構成図である。

図１は、本考案に係る湿式ガス浄化装置の基本構成を示す縦断面図である。
ガス浄化装置Ａは、排ガス中の有害物質を吸収する吸収液を貯留する浄化槽１０と、排ガスを導入して吸収液と混合する混合器１１とからなる。

ガス浄化装置Ａの基本原理は、燃焼炉等から排出される排ガスを大気に放出する前に、そのガスに含まれている粉塵等の有害物質を吸収液に接触させて捕集することにより排ガスを浄化するというものである。

吸収液は、水又は油脂を想定しているがこれに限定されない。また吸収液は排ガスの種別に対応して各種中和剤等を含ませてもよい。

浄化槽１０はスチール等の金属或いは塩ビ等の樹脂製のタンクであるが、混合器１１を収容できればその形状やサイズは特に制限されない。混合器１１が小型であれば、浄化槽１０として既成のドラム缶（オープンタイプ）を利用することも可能である。

混合器１１は、排ガスを導入するガス管１１ａと、吸収液を通じさせる導液管１１ｂとで構成される。ここにガス管１１ａは、ステンレスやスチール等の金属管である。この管は燃焼で生じた排ガスが通じるので、ある程度の耐熱性を有することが望ましい。一方導液管１１ｂも、アルミ、スチール等の金属或いは塩ビ等の樹脂で形成された管であるが、この管は吸収液が通じるのでガス管１１ａほど耐熱性は高くなくてもよい。

導液管１１ｂは、始端及び終端が吸収液の水面下に配置されていればよく、中間部は吸収液の水面より高くてもよい。図示のように逆「Ｕ」字型にすれば装置の設置面積が抑えられる。また導液管１１ｂは、始端部に吸収液を送り込む水中ポンプ１１ｃが設けられ、中間部にガス管１１ａの排ガスを導液管１１ｂ内に放出する液ガス混合部１１ｄが設けられ、終端部には導液管１１ｂ内に放出された排ガスを微小気泡にする気泡発生器１１ｅが設けられている。１１iは微小気泡放出口であり、ここから微小気泡を多量に含んだ吸収液が放出される。

水中ポンプ１１ｃは特段の制限はなく、従来のものが利用できる。

液ガス混合部１１ｄは、吸収液がガス管１１ａに逆流せずに排ガスを導液管１１ｂに導入できれば特に構成は制限されない。例えばエゼクター効果によって排ガスを導液管１１ｂに吸引してもよく、エアポンプ等を用いて排ガスを強制的に導液管１１ｂに送り込んでもよい。排ガスは液ガス混合部１１ｄにおいて粗大気泡（数センチ程度）になる。

気泡発生器１１ｅは、液ガス混合部１１ｄに導入された排ガスの粗大気泡を微小気泡（数ミリ以下）に粉砕するためのものである。その作用原理は、この部分を通過する吸収液に乱流を生じさせる、より詳細には吸収液の流れを多くのポイントで局所的に加速して、加速されない部分との境界を形成し、それらの境界で粗大気泡を細かく千切って粉砕するというものである。乱流を生じさせるための手段としては、混合液のスムースな流れを妨害する構造を管内に高密度に配置すればよい。以下、気泡発生器１１ｅの具体例を説明する。

図２は、気泡発生器の一例を示す斜視図である。気泡発生器１１ｅの周壁部は内部構造を示すために透視している。
この例の気泡発生器１１ｅは、周壁内に、吸収液のスムースな流れを妨害する構造として、螺旋階段のように高さを変えながら周回する螺旋壁１１ｆを用いている。螺旋壁１１ｆには複数の小孔１１ｇが形成されている。排ガスの粗大気泡を含んだ吸収液は、気泡発生器１１ｅを通過する際に、その一部は螺旋壁１１ｆに沿って流れ、一部は小孔１１ｇを通過して流れることで乱流となり、粗大気泡は粉砕されて微小気泡になる。なお１１ｊは導液管接続部である。

図３は、気泡発生器の他例を示す斜視図である。
この例の気泡発生器１１ｅは、周壁内における吸収液のスムースな流れを妨害する構造として、複数の棒体１１ｈが周壁の内側から中心軸に向けて突出されている。排ガスの粗大気泡を含んだ吸収液の流れは、気泡発生器１１ｅを通過する際に、棒体１１ｈによって何度も分断されるので乱流となり、粗大気泡は粉砕されて微小気泡になる。

次いでガス浄化装置Ａの基本的作用を説明する。
浄化槽１０に吸収液を貯留した状態で水中ポンプ１１ｃを作動させると導液管１１ｂに一定の吸収液が流れ続ける。このときガス管１１ａに排ガスが送られてくると、その排ガスは導液管１１ｂの中間部にある混合部において吸収液に注入されて粗大気泡になる。そしてその粗大気泡はガス管１１ａの終端部にある気泡発生器１１ｅで微小気泡に粉砕され、その後導液管１１ｂの外部に放出される。放出された微小気泡は洗浄槽内をゆっくりと上昇していき、その水面に達すると崩壊して外気に放出される。
ところで吸収液による有害物質の捕集は、排ガスの微小気泡と吸収液との界面でなされる。このとき有害物質の内の粒子の大きいものは界面に捕らえられ、また粒子の小さいもの、又液溶性のものは吸収液内に吸収、拡散される。ことに微小気泡は体積に対する表面積が非常に大きい、つまり排ガスと吸収液との接触面積が大きいので、排ガスに含まれている有害物質を捕集する効率が高くなる。このような作用の結果、黒煙等も透明なガスにまで浄化できる。つまり気泡発生器１１ｅは、微小気泡のサイズを小さくできるほど高性能になる。

図４は、本考案のガス浄化装置を組み込んだクリーン燃焼システムの一例の基本構成図である。クリーン燃焼システムＢは、ガス浄化装置Ａと、燃焼炉Ｃと、フィルター装置Ｄとで構成されている。
浄化槽１０の上面は閉鎖され、排ガス放出口１１ｋが設けられている。
燃焼炉Ｃは廃材等を焼却する焼却炉等であって黒煙を排出するものであってもよい。しかし中和等が困難な有毒化学物質を放出することは想定していない。ガス浄化装置Ａと燃焼炉Ｃとを連通するガス管１１ａには、冷却装置２０とエアポンプ２１とが介設されている。冷却装置２０はスチール等の大径管や内部仕切り壁等からなり、排ガスと外気との熱交換によって排ガスを冷却し高密度化する。エアポンプ２１は、排ガスを導液管１１ｂに強制的に送り込む役割である。
フィルター装置Ｄは、砂、活性炭、竹炭等を濾材として用いるものである。具体的には容器下部の入水口３０に送られてきた吸収液を容器内の濾材によって濾過してから容器上部の出水口３１から吐出する構造である。ガス浄化装置Ａとフィルター装置Ｄは導液管１１ｂによって連通されており、ポンプ３２によって強制的にフィルター装置Ｄを作用させるようになっている。このようなフィルター装置Ｄを用いることによって、吸収液を長期間使用することが可能になりメンテナンス回数を減らすことができる。
なお濾材が活性炭や竹炭の場合、有害物質を多量に吸着したあとに取出して乾燥させると、助燃剤等として再利用することも可能である。

図５は、本考案のガス浄化装置を組み込んだクリーン燃焼システムの他例の基本構成図である。クリーン燃焼システムＢは前記と同様に、ガス浄化装置Ａと、燃焼炉Ｃと、フィルター装置Ｄとで構成されている。前記例と共通する要素には同一の参照符号を付けて説明を省略する。
この例では、フィルター装置Ｄは、容器上部の入水口３０に送られてきた吸収液を容器内の濾材によって濾過してから容器下部の出水口３１から吐出する構造である。
入水口３０への入水は浄化槽１０の水位が入水口３０よりも高くなったときにオーバーフローによって行われるようになっている。このようにすれば、洗浄槽１０の水面に浮遊した粉塵等をフィルター装置Ｄに送り込んで除去することが可能になる。また出水口３１に接続された導液管１１ｂは逆「Ｕ」字型の屈曲部を備えており、ポンプ３２によって加圧された吸収液を浄化槽１０の水位よりも高い水準まで導いたあとに水中ポンプ１１ｃの近傍で噴出するようになっている。これにより吸収液の逆流も防止できる。

図４、５に示したようにフィルター装置Ｄは、その構造や浄化槽１０との配管方式に特段の制限はなく、設置場所の条件等に応じて自由に変形できる。

本考案は前記の通りであり、浄化槽に特段の内部構造を必要せず、全体としても簡単な構造なので、小型化が可能であり低コストで製造にできる。また混合器の導液管を逆「Ｕ」字型にすることで装置の設置面積も非常に小さくなる。よって小規模な工場、作業場において湿式ガス浄化装置を手軽に利用できるようになり、大気汚染の抑制にも貢献できる。

Ａ ガス浄化装置
Ｄ フィルター装置
１０ 浄化槽
１１ 混合器
１１ａ ガス管
１１ｂ 導液管
１１ｃ 水中ポンプ
１１ｄ 液ガス混合部
１１ｅ 気泡発生器

Claims (4)

1. 排ガス中の有害物質を吸収する吸収液を貯留する浄化槽と、排ガスを導入して前記吸収液と混合する混合器とからなる湿式ガス浄化装置において、
   前記混合器は、前記排ガスを導入するガス管と、前記吸収液を通じさせる導液管とで構成され、
   前記導液管の始端部には水中ポンプが設けられ、中間部には前記ガス管に導入された排ガスを前記導液管内に放出する液ガス混合部が設けられ、終端部には前記導液管内に放出された排ガスの粗大気泡を微小気泡にする気泡発生器が設けられていることを特徴とする、湿式ガス浄化装置。
2. 請求項１において、
   前記導液管は、その始端及び終端が吸収液の水面下に配置され、中間部は吸収液の水面より高い逆「Ｕ」字型に形成されていることを特徴とする、湿式ガス浄化装置。
3. 請求項１又は２において、
   前記気泡発生器は、前記導液管内で吸収液に乱流を発生させる構造を有していることを特徴とする、湿式ガス浄化装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項において、
   前記浄化槽には、吸収液に含まれた有害物質を捕集するフィルター装置が連通されていることを特徴とする、湿式ガス浄化装置。
   

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