JP3500573B2 - アンモニアガスの除害システム - Google Patents

アンモニアガスの除害システム

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JP3500573B2 JP2000174103A JP2000174103A JP3500573B2 JP 3500573 B2 JP3500573 B2 JP 3500573B2 JP 2000174103 A JP2000174103 A JP 2000174103A JP 2000174103 A JP2000174103 A JP 2000174103A JP 3500573 B2 JP3500573 B2 JP 3500573B2
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  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はアンモニアガスを無
害化処理する手法に関するものであって、特にアンモニ
アを冷媒として適用した冷凍機ユニットから、突発的な
災害や事故等に起因して漏洩する、あるいは長年の使用
に伴い漏洩するアンモニア冷媒を効果的に吸収し、無害
化する除害システムに係るものである。
【０００２】
【発明の背景】近年、地球を取り巻くオゾン層の破壊
や、地球温暖化現象を防ぐ目的から、各種の冷凍・空調
設備に適用される冷媒が、特定フロンから指定・代替フ
ロンへと移行され、フロンガスの大気中への排出が強く
規制される現状にあり、このためアンモニア等の自然冷
媒が見直されてきている。もとよりアンモニアは冷媒と
しての特性に優れているため、過去に冷媒として使用さ
れた実績もあるが、アンモニアガスそのものに強い刺激
臭があり、また人が大量に吸い込んだ場合には有害にな
ること等から、近年はあまり冷媒として使用されなかっ
たが、前記理由で徐々に見直されてきている。
【０００３】ところでこの種の冷凍・空調設備において
は、例えば突発的な災害や事故等によって冷媒管に亀裂
を生じた場合には、アンモニアが漏洩する可能性がある
ため、漏洩したアンモニアガスを無害化処理した後、大
気中に放出できるようにした除害装置が設けられるもの
であり、また法的にも除害規定として義務付けされてい
る。この除害処理にあたっては従来、漏洩したアンモニ
アを、例えばシャワーリング等によって気−液接触さ
せ、水に溶解、吸収させて、適宜の許容基準値までに浄
化した後、大気中に放出する手法を採っていた。しかし
ながらアンモニアを水に溶かすこのような手法では、大
量の水を要するという問題があり、また漏洩したアンモ
ニアガスの濃度が、ある一定値よりも高い場合には、シ
ャワーリングの水だけでは吸収し切れないという問題が
あり、必ずしも効果的な除害手法ではなかった。またこ
のような除害処理を必要とするため、冷媒としての特性
に優れたアンモニアは、更にその使用がためらわれるこ
とになっていた。
【０００４】
【開発を試みた技術的課題】本発明はこのような背景を
認識してなされたものであって、漏洩したアンモニアを
炭酸ガス及び水によって中和させ、無害化処理する新規
な除害システムの開発を試みたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】すなわち請求項１記載の
アンモニアガスの除害システムは、冷凍・空調設備の冷
媒としてアンモニアを適用した際、この設備の冷凍機ユ
ニットから漏洩したアンモニアガスを、大気中に放出す
る前に無害化処理するシステムであって、前記冷凍機ユ
ニットは、ケーシング内に密閉状態に設けられるととも
に、ケーシングの後段にはダクトを介してスクラバやク
ーリングタワー等の閉鎖空間が接続され、前記冷凍機ユ
ニットから漏洩したアンモニアガスを除害処理するにあ
たっては、アンモニアガスをケーシングからダクトによ
って閉鎖空間に導き、この閉鎖空間においてアンモニア
ガスをガス状態で炭酸ガス及び水と反応させて塩を生成
し、アンモニアガスを無害化処理するようにしたことを
特徴として成るものである。
【０００６】更にまた請求項２記載のアンモニアガスの
除害システムは、前記請求項１記載の要件に加え、前記
アンモニアガスと反応させる水は、前記冷凍機ユニット
を冷却する水が適用されることを特徴として成るもので
ある。
【０００７】上記発明によれば、冷凍機ユニットから漏
洩するアンモニアガスを炭酸ガス及び水と反応させて、
炭酸アンモニウムまたは炭酸水素アンモニウム等の塩を
生成するため、確実且つ効果的に無害化処理できる。ま
たこのためアンモニアが冷媒として、より使いやすくな
る。更に漏洩したアンモニアガスを無害化処理するため
の水は、比較的少量で済み、生成された塩は肥料等に再
利用できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下本発明のアンモニアガスの除
害システム１を図示の実施の形態に基づいて説明する。
説明にあたっては、実質的にアンモニアガスを除害処理
するものとして、スクラバ３を適用した形態［実施の形
態１］と、クーリングタワー３Ａを適用した形態［実施
の形態２］とに分けて説明する。なおスクラバ３やクー
リングタワー３Ａは、このように漏洩したアンモニアガ
スを導き、処理する部位であるため、ガス導入部（ダク
ト２６）や放出部３８等を具えながらも、実質的に閉鎖
された空間となっている。
【０００９】〔実施の形態１〕 本発明のアンモニアガスの除害システム１は、例えばア
ンモニアを冷媒として適用した冷凍機のコンプレッサ等
から漏洩するアンモニアガスを効果的に除害処理するも
のであって、一例として図１に示すように、冷凍機ユニ
ット２と、スクラバ３と、炭酸ガスボンベ４とを具えて
成るものである。冷凍機ユニット２は、コンプレッサ２
１を主要部材とし、凝縮器や、蒸発器、膨張弁等を適宜
含むものである。因みにアンモニア冷媒は、コンプレッ
サ２１によって圧縮され、高温・高圧の気体状態となっ
た後、凝縮器で空気や水等によって冷却されて液体状態
となり、膨張弁によって適宜圧力が下げられて、蒸発し
やすい気体状態となり、蒸発器に送り込まれ、目的の冷
却を行った後、再びコンプレッサ２１へと循環移送され
るものである。なお本実施の形態では、主に冷凍を目的
としているため、一般的な「冷凍機ユニット」という用
語を使用したが、これによって本発明の除害システムが
必ずしも冷凍のみに限定されるものではなく、冷暖房等
の空調をも包含するものである。
【００１０】そしてこのような冷凍機ユニット２に適用
される冷媒は、突発的な災害や事故等によって、比較的
大量に漏洩する可能性があり、冷媒として適用されたア
ンモニアガスそのものに、強い刺激臭があり、また人が
多量に吸い込んだ場合には有害となるため（比較的少量
であれば、体内に吸収されたアンモニアは、尿素として
排出される）、上記冷凍機ユニット２は、ケーシング２
２によって密閉状態に囲まれている。なお冷凍機ユニッ
ト２が、例えば機械室等のように適宜区画された部屋に
格納されている場合には、このような機械室等を密閉可
能に形成しておき、上記ケーシング２２として適用でき
る。またケーシング２２内には、アンモニアガスの漏洩
を検出する漏洩検知器２３が設けられるとともに、漏洩
したアンモニアガスをスクラバ３に送り出すための給気
口２４及び排気口２５が設けられている。更にこの排気
口２５は、ダクト２６によってスクラバ３に接続されて
いる。
【００１１】スクラバ３は、ダクト２６を介して導入し
たアンモニアガスを、実質的に無害化処理する閉鎖部位
であり、内部に適宜の充填剤３１が収容されるととも
に、アンモニアガスが充填剤３１を通過する前後位置に
おいて、それぞれ炭酸ガス噴射口３２と散水口３３とが
形成されている。すなわちアンモニアガスは、充填剤３
１を通過する前に炭酸ガスボンベ４から供給される炭酸
ガスと混合され、混合されたものが充填剤３１の表面に
おいて、散水口３３から供給される水と接触して中和反
応を起こし、塩が生成されるのである。なお散水口３３
から供給された水や、この水の一部から生成された塩等
を一旦貯留するために、スクラバ３の底部には、回収タ
ンク３４が形成されている。
【００１２】またこの回収タンク３４と散水口３３との
間には、循環ポンプ３５が設けられ、回収タンク３４内
に落下した液体を、塩を生成するための水として繰り返
し使用できるように構成されている。すなわち塩を生成
するための水は、まず給水口から回収タンク３４内に供
給された後、循環ポンプ３５によって散水口３３からス
クラバ３の内部に送り込まれ、一部が塩の生成に使われ
た後、回収タンク３４内に落下する、という循環を繰り
返すものである。もちろんこの循環を繰り返す液体は、
上記中和反応がほぼ平衡になった状態で新しい水に入れ
替えられるものである。なお充填剤３１を経て浄化され
たガスは、ガス中に含まれる水滴を分離するためのエリ
ミネータ３６から排気ファン３７を経て、大気中に放出
される。因みにこの放出部を３８と符号を付すものであ
る。
【００１３】ここでアンモニアガスが上記充填剤３１を
通過する間に行われる化学反応について説明する。これ
はアンモニアガスが、炭酸ガス及び水と結び付くことに
よって中和され、炭酸アンモニウムまたは炭酸水素アン
モニウム等の塩として固定されるものであって、その反
応式の代表例を以下に示す。
【００１４】２ＮＨ3 ＋ＣＯ2 ＋Ｈ2 Ｏ→（ＮＨ4 ）2
ＣＯ3 、または
【００１５】ＮＨ3 ＋ＣＯ2 ＋Ｈ2 Ｏ→ＮＨ4 ・ＨＣＯ
3
【００１６】なお上式からも理解されるように、塩の生
成に必要とされる水の量は、漏洩したアンモニアガスの
処理量によって決まるものである。従って散水口３３か
ら供給される水は、一回の通過ですべてが反応してしま
うのではなく、回収タンク３４内に貯留された後も中和
反応がほぼ平衡状態となるまでは、繰り返し使用が可能
である。また反応によって生成された炭酸アンモニウム
や炭酸水素アンモニウム等の塩は、無害であり肥料等と
して再利用できる。
【００１７】〔実施の形態２〕 実施の形態２では、クーリングタワー３Ａによって実質
的にアンモニアガスを除害処理するものであり、炭酸ガ
ス及び水によって塩を生成する無害化処理そのものは、
実施の形態１をほぼ踏襲するものである。しかしなが
ら、この実施の形態２では、冷凍機ユニット２の凝縮器
を冷却した後の水が、クーリングタワー３Ａの散水口３
３に導かれるように配管され、またクーリングタワー３
Ａ内を通過して冷却された液体が、循環ポンプ３５を介
して冷凍機ユニット２の凝縮器を冷却するものとして循
環使用できるように配管接続されている。
【００１８】すなわち塩の生成に要する水は、まず給水
口からクーリングタワー３Ａ内の底部に供給され、ここ
から循環ポンプ３５によって冷凍機ユニット２に移送さ
れ、この凝縮器を冷却した後、クーリングタワー３Ａ内
に送り込まれ、一部が塩の生成に使用されながら、溶液
全体としてはタワー内の通過に伴い冷却を受け、再度、
循環ポンプ３５によって冷凍機ユニット２に送られる、
という循環を繰り返すことになる。もちろんこの循環使
用される液体は、塩を生成する中和反応が、ほぼ平衡に
なった状態で新しい水に入れ替えられるものである。
【００１９】またこの実施の形態２では、塩を生成する
ための水は、冷凍機ユニット２の凝縮器を冷却したもの
が循環使用されることに因み、水の供給量がほぼ一定に
なることが予想される。このため、ケーシング２２から
クーリングタワー３Ａ内に送り込むアンモニアガスの量
を適宜調節し得るように、排気口２５に排気ファン２５
Ａを設けるとともに、ダクト２６内にダンパー２６Ａを
設けることが望ましい。
【００２０】なお実施の形態２では、処理後のアンモニ
アガスを排気する側に、エリミネータ３６を設けていな
いが、このものは適宜設けることが可能である。またこ
の実施の形態において塩を生成する処理工程自体は、実
施の形態１と同様であるため、生成についての説明は省
略する。更に、実施の形態１、２共に、塩を生成するた
めの炭酸ガスは、スクラバ３またはクーリングタワー３
Ａ内の充填剤３１の下方に供給しているが、塩の生成が
効率的に行えれば、例えば充填剤３１の上方から水と一
緒に供給しても構わない。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、例えば冷凍機の冷媒と
してアンモニアを適用した場合、漏洩するアンモニアガ
スを炭酸ガス及び水と反応させることで、比較的簡単に
且つ効果的に無害化処理が行える。またこれによって従
来敬遠されがちであったアンモニアが、冷媒としてより
適用しやすくなるものである。更に漏洩したアンモニア
ガスを無害化処理するための水は、比較的少量で済み、
生成された塩は肥料等として有効に活用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のアンモニアガスの除害システムにおい
て、スクラバを適用した実施の形態１を示す説明図であ
る。
【図２】本発明のアンモニアガスの除害システムにおい
て、クーリングタワーを適用した実施の形態２を示す説
明図である。
【符号の説明】
１ アンモニアガスの除害システム ２ 冷凍機ユニット ３ スクラバ ３Ａ クーリングタワー ４ 炭酸ガスボンベ ２１ コンプレッサ ２２ ケーシング ２３ 漏洩検知器 ２４ 給気口 ２５ 排気口 ２５Ａ 排気ファン ２６ ダクト ２６Ａ ダンパー ３１ 充填剤 ３２ 炭酸ガス噴射口 ３３ 散水口 ３４ 回収タンク ３５ 循環ポンプ ３６ エリミネータ ３７ 排気ファン ３８ 放出部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01D 53/34 - 53/85 B01D 53/14 - 53/18 F25B 49/04

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 冷凍・空調設備の冷媒としてアンモニア
    を適用した際、この設備の冷凍機ユニットから漏洩した
    アンモニアガスを、大気中に放出する前に無害化処理す
    るシステムであって、前記冷凍機ユニットは、ケーシング内に密閉状態に設け
    られるとともに、ケーシングの後段には ダクトを介して
    スクラバやクーリングタワー等の閉鎖空間が接続され、 前記冷凍機ユニットから漏洩したアンモニアガスを除害
    処理するにあたっては、アンモニアガスをケーシングか
    らダクトによって閉鎖空間に導き、 この閉鎖空間においてアンモニアガスをガス状態で 炭酸
    ガス及び水と反応させて塩を生成し、アンモニアガスを
    無害化処理するようにしたことを特徴とするアンモニア
    ガスの除害システム。
  2. 【請求項２】 前記アンモニアガスと反応させる水は、
    前記冷凍機ユニットの凝縮器を冷却する水が適用される
    ことを特徴とする請求項１記載のアンモニアガスの除害
    システム。
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