JP3523594B2 - 有害ガス浄化装置及び浄化方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】技術分野 本発明は、各種の有害成分や悪臭成分を含む有害ガスを
浄化する浄化装置に関する。

【０００２】背景技術 病院等での滅菌処理に使用される酸化エチレンガス、あ
るいは燃焼装置や有機溶剤の乾燥装置等から排出される
一酸化炭素や炭化水素等のように、有害成分や悪臭成分
を含む有害ガスは、大気中に放出する前にこれらの有害
成分や悪臭成分を取り除き浄化する必要がある。このよ
うな有害ガスの浄化方法として、これを酸化触媒に通す
方法がある。酸化触媒を用いれば、直接燃焼させる場合
に比べて低温（例えば、２００〜４００℃）で酸化エチ
レンガス、一酸化炭素、炭化水素等の酸化反応を促進し
て無害な二酸化炭素や水蒸気に変えることができる。

【０００３】このようなガス浄化装置は、内蔵する触媒
の量等に応じて単位時間当たりに浄化できる有害ガス成
分の量（以下「処理能力」ともいう）に制限がある。こ
の処理能力の上限を超える有害ガス（濃度または風量）
が浄化装置に供給されれば、有害ガスは十分に浄化され
ることなく排出されてしまうことになる。従って、この
種のガス浄化装置の使用にあたっては、有害ガス成分の
供給量が一時的であっても浄化装置の処理能力を超えな
いようにすることが重要である。

【０００４】しかしながら、有害ガスは一定の量及び濃
度で発生するとは限らず、むしろ発生量及び濃度にかな
り大きい変動があるのが一般的である。また、発生源に
よっては間欠的に有害ガスを発生する場合も多い。一
方、このように発生量及び濃度が変動する有害ガスのピ
ーク量をカバーする処理能力を有する浄化装置を設置す
ることは、装置のコスト及び占有スペースの面で非経済
的である。

【０００５】そこで、このように変動する有害ガスの量
及び濃度をできるだけ平滑化、つまり変動を少なくして
から浄化装置に供給する緩衝（バッファ）装置を設ける
ことが考慮される。このようなバッファの最も簡単な例
として、プラスチック袋のような可変容積の容器を使用
することが考えられる。この場合、発生した有害ガスは
一旦プラスチック袋に溜められ、浄化装置の吸い込みフ
ァン等の働きで、ほぼ一定量ずつ浄化装置に供給され
る。

【０００６】しかし、可変容積の容器をバッファとして
使用すれば有害ガスの供給量の変動を少なくすることは
できるが、有害ガスの濃度、つまり有害ガス中に含まれ
る有害成分（浄化される成分）の濃度の変動を抑えるこ
とはできない。また、プラスチック袋は安価であるが、
十分なバッファ作用を奏するためには相当の大きさが必
要である。したがって、設置スペースが大きくなり、設
置方法も難しい。さらに、安全性を確保するためには、
ある程度の機械強度を有する外箱の中にプラスチック袋
を収納する二重構造が必要となると考えられ、これはコ
ストの増加につながる。また、有害ガスによっては、可
燃性や爆発性のものがあり、この点も考慮する必要があ
る。

【０００７】そこで、本発明の目的は、有害ガスの発生
量又は濃度が変動する場合に有害ガスの浄化を経済的か
つ安全に行うことができる緩衝手段を備えた浄化装置の
提供である。

【０００８】発明の開示 前記目的を達成するために、本発明の有害ガス浄化装置
は、有害ガス成分を含む気体の供給手段と、供給された
気体中の有害ガス成分を一旦溶解し、溶解した有害ガス
成分を後に放出する液体を用いた緩衝手段と、前記緩衝
手段から供給される気体中の有害ガス成分の浄化手段と
を備える。

【０００９】このような液体を用いた浄化装置によれ
ば、有害ガス成分を一定値以下にして前記浄化手段に供
給することができ、また特別の装置や設備も必要なく、
装置自身の大きさも、求めれられる処理能力に応じて設
定でき、不必要な大きさになることがない。また、緩衝
手段の液体として、不燃性かつ不活性の液体を選択して
用いれば、可燃性や爆発性の有害ガスであっても安全に
処理できる。

【００１０】なお、本出願人は、この出願とは別に、活
性炭等の気体吸着剤を用いた緩衝手段を備える浄化装置
を出願している（特願平９−２５０２４５号）。この装
置によっても、有害ガス濃度を一定値以下に制限して浄
化手段に供給することができ、コスト面においても本発
明の装置と同様に優れる。しかし、酸化エチレン等のあ
る種の有害ガスは、活性炭等に吸着すると発熱し（約７
０〜８０℃）、これによって有害ガスがうまく浄化でき
ないおそれもある。これに対し本発明の浄化装置では、
緩衝手段に液体を使用するため、このような発熱の問題
を解決できるという利点がある。

【００１１】本発明において、有害ガスとは、人体を含
む生体若しくは環境に有害とされるガスの他、可燃性ガ
スや爆発性ガスなどの危険性ガス、悪臭や異臭を有する
不快ガス等、除去されることが好ましいとされる全ての
ガスおよびこれを含むガスを意味し、無機ガス、有機ガ
スを問わない。例えば、有害ガスとして、前記酸化エチ
レン、トルエン、アセトン等の揮発性有機化合物ガス、
アンモニア等の無機化合物ガス等がある。また、有害ガ
スを含む気体としては、例えば、医療器具滅菌装置の排
出ガス（例えば、酸化エチレン含有ガス）、焼却炉の排
出ガス、工場の排出ガス、有機溶剤乾燥器の排気ガス、
焼成炉の排気ガス、ドラフトチャンバーの排気ガス、塗
装ブースの排気ガス等があげられる。

【００１２】本発明の浄化装置において、前記緩衝手段
の液体は、供給された気体に含まれる有害ガス成分の濃
度が高いときは前記有害ガス成分を溶解し、前記濃度が
低いときはそれまでに溶解した有害ガス成分を放出する
ことが好ましい。このようにすることにより、前記浄化
手段に、一定の濃度で有害ガス成分を供給することがで
き、浄化を効率良く行えるからである。なお、このよう
な作用は、液体自身が本来備えるものであるが、この作
用が充分でない場合は、後述のように、有害ガス含有気
体または清浄気体を前記液体中に吹き込むことによっ
て、強制的に溶解または放出を行ってもよい。

【００１３】本発明の装置において、清浄気体を緩衝手
段の液体中に供給する清浄気体供給手段をさらに備える
ことが好ましい。清浄気体を緩衝手段の液体中に供給す
ることにより、液体中に溶解していた有害ガスの放出を
促進させることができ、その結果、この液体が清浄化さ
れ、再度有害ガスを高濃度で溶解させることができるか
らである。

【００１４】清浄気体を供給する場合、有害ガスを含む
気体を液体と清浄空気を交互に供給する第１の態様と、
有害ガス成分を含む気体および清浄気体を同時に緩衝手
段の液体中に供給する第２の態様がある。これらは、装
置の形態等により適宜選択されるが、第２の態様が好ま
しい。有害ガス成分を含む気体および清浄気体を同時に
緩衝手段の液体中に供給すると、有害ガスの溶解と放出
が同時に行われ、前記液体が緩衝作用を発揮し、前記浄
化手段に供給される有害ガス濃度を一定値以下に制御す
ることができるとともに、処理時間が前記第１の態様に
比べ大幅に短縮されるからである。

【００１５】本発明の装置において、前記緩衝手段は、
液体から放出される気体と前記液体とを再度接触させる
手段を有することが好ましい。これにより、放出された
気体中の有害ガスが再度液体に溶解するため緩衝作用が
向上するからである。

【００１６】前記再度接触させる手段を有する本発明の
浄化装置において、前記再度の接触処理と清浄気体の前
記液体中への供給が同じ容器内で行われる場合は、前記
液体から放出される気体と前記液体とを再度接触させる
時は、前記清浄気体を液体中に供給せず、液体から放出
される気体と前記液体とを再度接触させない時に前記清
浄気体を前記液体中に供給することが好ましい。

【００１７】前記再度接触させる手段を有する本発明の
浄化装置において、前記緩衝手段が、有害ガスを液体中
に溶解させる溶解部と、有害ガスを溶解した液体を清浄
気体で清浄化する清浄部とを有し、前記溶解部の液体か
ら放出される気体と前記清浄部で清浄化されたと液体と
を接触させる手段を有することが好ましい。この装置に
よれば、有害ガスを含む気体および清浄気体の供給を同
時におこなうことができ、処理時間および処理効率が大
幅に向上する。この浄化装置の前記緩衝手段において、
前記溶解部および清浄部の間を液体が循環し、前記溶解
部および前記清浄部の少なくとも前記清浄部から有害ガ
スを含む気体が浄化手段に供給されることが好ましい。
このようにすれば、処理時間および処理効率がさらに向
上する。

【００１８】本発明の浄化装置において、液体から放出
される気体と液体とを再度接触させる場合、その接触面
積および接触時間の少なくとも一方を増大させる手段を
有することが好ましい。有害ガスの液体への再溶解がさ
らに効率良く行えるからである。

【００１９】前記接触面積等を増大させる手段として
は、例えば、液体を霧状若しくはシャワー状に噴出する
手段、液体を部材表面に沿って流す手段が好ましい。前
記部材としては、その表面積が大きいものが好ましく、
例えば、セラミック製、金属製、樹脂製等の馬蹄（Ｕ
字）形状の部材を多数配置し、これに液体を注げば、前
記部材表面にそって液体が流れ、この間に有害ガスが接
触し溶解する。このような部材は、気液接触面積を増大
させる部材として市販されている。前記馬蹄形状の他
に、ラシヒリング、パーティションリング、プリムトラ
イアングル等の形状がある。また、このような部材の他
に、多孔質部材、繊維から形成された部材等、その表面
積が大きい部材も使用できる。なお、これらの部材にお
いて、ガスの圧力損失が小さいもの、すなわち通気性が
よいものが好ましい。

【００２０】本発明の装置において、前記浄化部は、触
媒を用いて有害ガス成分の浄化を行うことが好ましい。
有害ガスを燃焼により浄化させるより、エネルギーコス
トを低減でき、また安全性にも優れるからである。前記
触媒としては、例えば、酸化触媒があげられ、具体例と
しては、白金、パラジウム等の貴金属触媒、マグネシウ
ム酸化物、銅酸化物が使用できる。また、これらの触媒
は、通常、担体に担持されるが、この担体としては、例
えば、カルシウムアルミネートがある。また、担体は、
通常、ハニカム構造等の通気性を有する構造に成形さ
れ、これに触媒が、含浸、付着等により担持される。本
発明では、ハニカム構造に成形したカルシウムアルミネ
ートに白金触媒を担持させたものが好ましく使用され
る。また、この触媒の使用量等は、特に制限されず、目
的とする処理能力等に応じ適宜決定される。

【００２１】前記浄化部は、さらに、触媒温度検出手段
と、前記触媒温度検出手段の検出温度に基づいて有害ガ
スの前記浄化手段への供給量を制御する制御手段とを備
えていることが好ましい。有害ガスの濃度が高くなると
触媒反応が高くなり前記触媒の温度が上昇するおそれが
あり、これを防止するためである。

【００２２】本発明において、前記緩衝手段に使用され
る液体は、揮発性が小さく、有害性が少なく、燃焼時の
発熱が小さいことが好ましい。前記液体としては、例え
ば、水、水酸化ナトリウム水溶液等の水性溶媒、メチル
アルコール、エチルアルコール等のアルコール類、エチ
レングリコール等の多価アルコール誘導対等の有機溶媒
があげられる。これらは、単独で使用してもよいし、２
種類以上併用してもよい。２種類以上併用する場合、混
合して使用してもよいし、それぞれ独立して使用しても
よい。これらの液体は、有害ガスの種類等に応じ適宜選
択される。例えば、酸化エチレン、メチルエチルケト
ン、イソプロピルアルコール等に対しては水が、キシレ
ン、トルエン、メチルイソブチルケトン等に対してはア
ルコール類が、アセトンに対しては、エチレングリコー
ルが、それぞれ好ましく使用される。

【００２３】本発明において、前述の理由から、浄化対
象の有害ガスが酸化エチレンである場合、前記液体は水
であることが好ましい。また、浄化対象の有害ガスが酸
化エチレンである場合、緩衝手段から浄化手段へ供給さ
れる気体中の酸化エチレンの濃度が２００００ｐｐｍ以
下に制御されることが好ましい。酸化エチレンの爆発臨
界下限濃度は３％であるが、２００００ｐｐｍ以下であ
れば安全性に問題がないからである。この他の有害ガス
の浄化部への供給下限濃度は、その性質等により適宜決
定される。例えば、メチルエチルケトンは１．８％、イ
ソプロピルアルコールは２．０％、キシレンは１．０
％、トルエンは１．２％、メチルイソブチルケトンは
１．４％、アセトンは２．１５％である。

【００２４】本発明において、前記清浄気体は、不活性
気体が好ましく、利用の簡便性やコスト等の理由から、
清浄空気が好ましい。なお、本発明において、清浄気体
とは、浄化対象の有害ガスを実質的に含まない気体をい
い、特にフィルター等で集塵する必要はない。しかし、
フィルター等で集塵した気体を用いることは、装置の寿
命や触媒活性の面等から好ましい。

【００２５】本発明において、液体中に気体を供給する
手段は、液体中に気体を吹き込み多数の気泡を発生させ
る手段が好ましい。前記気体の液体への溶解度が向上す
るからである。前記気泡発生手段としては、例えば、多
数の孔を有する部材を通じて液中に気体を吹き込む方法
がある。

【００２６】本発明において、水封式真空ポンプにより
有害ガス含有気体が水と共に供給される場合は、前記水
封式真空ポンプと緩衝手段との間で水が循環することが
好ましい。このシステムにより、水封式真空ポンプの水
を有効に使用できる。

【００２７】また、この装置において、異常事態では、
水封式真空ポンプから供給される水および有害ガス含有
気体が、緩衝手段に供給されず、浄化装置外に排出され
ることが好ましい。また、排出される水および有害ガス
含有気体は、貯蔵タンクに一時的に貯蔵され、浄化装置
が通常の状態に復帰したら、前記貯蔵タンク内の水およ
び浄化対象ガスが緩衝手段に供給され、浄化手段により
浄化されることが好ましい。

【００２８】つぎに、本発明の有害ガスの浄化方法は、
有害ガス成分を含む気体の浄化方法であって、前記有害
ガス成分を一旦溶解し、溶解した成分を後に放出する液
体を用いた緩衝手段を介して前記気体を浄化手段に供給
することにより、間欠的に供給されまたは間欠的に有害
ガス成分の濃度が高くなる前記気体の有害ガス成分の濃
度ピーク値を低減して前記浄化手段に供給する方法であ
る。この方法は、前記本発明の浄化装置を用い実施でき
る。この場合、前述と同様の理由により、有害ガス成分
を含む気体および清浄気体を同時に緩衝手段の液体中に
供給することが好ましい。

【００２９】発明を実施するための最良の形態 つぎに、本発明の浄化装置の実施例を図面に基づき説明
する。

【００３０】（実施例１） 図１の模式図に示す装置は、容器４１およびこの中に充
填されている液体４２とから構成される緩衝部と、触媒
部５２を内臓する浄化部５１とを有する。また、この装
置は、有害ガス含有気体供給用パイプ１１を備え、この
パイプ１１の途中には開閉バルブ２１が配置され、この
パイプ１１の先端部１３は、前記容器４１の底部（液体
４２中）に配置されている。また、このパイプ１１の途
中（開閉バルブ２１より先端部１３側）には、清浄空気
を供給するためのパイプ１４が連結しており、このパイ
プ１４には、開閉バルブ２２とエアーポンプ３１が配置
されている。また、容器４１の上部にはパイプ１５の一
端が連結しており、このパイプ１５の他端は浄化部５１
に連結している。そして、浄化部５１からは、浄化気体
排出用パイプ１６の一端が連結されており、この他端は
外部に向かって解放されている。

【００３１】前記パイプ１１の先端部１３は、多数の孔
を有するか、若しくは多孔質材が連結し、前記孔から、
気体が液中に放出されることが好ましい。

【００３２】前記液体４２の量は、緩衝能を決定する因
子の一つであるが、浄化部の処理能力や処理すべき有害
ガス濃度等により適宜決定される。例えば、浄化対象有
害ガスが酸化エチレンであり、液体が水であり、有害ガ
ス発生源の滅菌装置の処理室容積が４０リットルである
場合、前記液体（水）の量は、通常、５〜１０リットル
である。容器４１の容量は、例えば、前記処理室容積が
１００リットルの場合は、約１５リットル、前記処理室
容積が２００リットルの場合は、約２８リットルであ
る。前記容器４１の形状は、特に制限されず、例えば、
球形状、円筒形状、直方体形状、立方体形状等である。
容器４１の形状が直方体の場合、その内部の大きさは、
例えば、２３０×２５０×６６０ｍｍである。前記液体
４２の液面の高さは、ガスを効率良く吸収させるために
は、高いほど好ましい。前記液体４２の液面積は、ガス
放散の因子であり、狭すぎると良くない。前記液面高さ
（ｈ）と前記液面積（ａ）との比（ｈ／ａ）は、２以上
であることが好ましい。また、前記液体の温度は、有害
ガスの溶解および放出に影響を与えるが、通常、５〜２
０℃の範囲であり、好ましくは、１０〜２０℃の範囲で
ある。前記液体温度は、通常の温度制御装置により制御
してもよいが、通常は、溶解する気体量に対し前記液体
が大量にあるため、外気温が極端に低かったり高かった
りしなければ、そのような温度制御装置は不要である。
これも、本発明の装置の利点である。また、浄化部へ導
入される気体中の有害ガス濃度は、そのガスの爆発若し
くは燃焼臨界下限濃度や触媒の処理能力等により適宜決
定される。前述のように、酸化エチレンを処理する場
合、上限は２００００ｐｐｍ以下が好ましい。

【００３３】この装置を用いての有害ガスの浄化は、例
えば、つぎの２種類の方法によって行われる。

【００３４】まず、第１の方法では、清浄空気供給用の
パイプ１４の開閉バルブ２２を閉めた状態で、開閉バル
ブ２１を開き、パイプ１１を通して有害ガス含有気体を
パイプ１１先端部１３から液体４２中に吹き込む。この
ときの気体流量は、パイプ１１の孔径やバルブ２１の開
度等により適宜調整することができる。そして、吹き込
まれた前記気体は、多数の気泡となるが、気泡が液面に
上昇する過程で、前記気体中の有害ガスの全部若しくは
一部が前記液体中に溶解する。したがって、液面から放
出される気体中の有害ガス濃度は、当初に比べ低減され
ている。そして、液面から放出された気体は、容器４１
の上部に接続されたパイプ１５を通って浄化部５１に導
入され、触媒部５２で浄化される。この触媒部５２の構
成としては、従来の構成、例えば、本出願人が開示した
方法（特開平９−２９０１３５号公報）が使用でき、有
害ガスの種類等に応じ適宜選択すればよい。浄化された
気体は、パイプ１６を通り外部へ放出される。

【００３５】この工程において、有害ガス含有気体中の
有害ガス濃度が低くなった時は、開閉バルブ２２を開
き、エアーポンプ３１で清浄空気を液体４２中に吹き込
む。すると、液体４２中に溶解していた有害ガスが、液
体４２から放出され、ついで浄化部５１に導入され、前
述同様に浄化される。この時、有害ガス含有気体は、供
給してもよいし停止していてもよい。また、液体４２中
に溶存する有害ガス濃度が高くなると、液体４２への有
害ガスの溶解性が低くなり緩衝能が低下する。この時
は、開閉バルブ２１を閉じて有害ガス含有気体の供給を
一時中止し、前述と同様にして清浄空気を液体４２中に
吹き込み、溶存有害ガスを液体４２から放出させ、これ
を浄化部５１に導入し浄化する。

【００３６】このような第１の方法により、常時、浄化
部５１へ導入される気体中の有害ガス濃度を一定にする
ことができ、有害ガスの浄化を効率良く行うことができ
る。

【００３７】なお、前述のようなバルブの開閉やポンプ
の作動等は、ガス濃度センサ−等により液体４２および
浄化部５１に供給される気体中等の有害ガス濃度を検出
し、これに基づき自動制御することが好ましい。

【００３８】つぎに、第２の方法では、開閉バルブ２１
および開閉バルブ２２の双方を開き、清浄空気とともに
有害ガス含有気体を液体４２中に吹き込む。すると、有
害ガス含有気体および清浄空気の双方が、多数の気泡と
なり、その液面へ上昇する。

【００３９】この過程において、有害ガスの溶解と放出
が同時に行われる。そして、液体４２から放出された気
体は、パイプ１５を通って浄化部５１に導入され、触媒
部５２で浄化される。浄化された気体は、パイプ１６を
通して外部に放出される。

【００４０】このような第２の方法では、液体４２の緩
衝作用により、浄化部５１に導入される気体中の有害ガ
ス濃度を常時一定に保持することが可能である。したが
って、この第２の方法によれば、前述の第１の方法のよ
うに多段階の工程を経ることなく、一段階で有害ガス含
有気体を浄化部に導入することができ、浄化処理時間を
大幅に短縮でき効率が向上する。

【００４１】前記第２の方法において、有害ガス含有気
体と清浄空気の混合比率は、有害ガス濃度や液体の量等
により適宜決定されるが、通常、有害ガス含有気体の供
給量が、瞬間最大量４０リットル／分の場合、清浄空気
の供給量は、８０〜１２０リットル／分である。これら
の流量は、エアーポンプ３１の出力、パイプ１１、１４
の孔径、バルブ２１、２２の開度等により調整できる。

【００４２】なお、本発明において、緩衝手段の液体中
における有害ガス含有気体の気泡および清浄気体の気泡
は、双方とも細かいことが好ましく、例えば、前記気泡
径が２００μｍ以下であることが好ましい。気泡を細か
くするには、例えば、適当な散気材を用いたり、気体の
流量を調整すればよい。

【００４３】また、本発明において、有害ガスは、腐食
性を有することが多く、特に酸化エチレンガスは、強い
酸化力と透過性を有するから、装置に使用する容器やパ
イプ等の構成材料には、腐食に強いステンレス鋼等を用
いることが好ましい。

【００４４】つぎに、この装置を用い、実際に酸化エチ
レンを処理した例を示す。

【００４５】図１に示す装置を、医療器具滅菌装置（商
品名：ゼンメル６０１、ジェイ．エム．シー社製）に接
続し、これから排気される気体中の酸化エチレンガスを
処理した。前記滅菌装置の運転条件は、温度５５℃、処
理圧力１．０ｋｇ／ｃｍ２、処理室容積３８リットルで
ある。また、運転方法は、個別運転でおこない、処理室
内に残留する酸化エチレンガスのパージのために、エア
レーションを３０回行った。したがって、この装置から
３０回間欠的に酸化エチレン含有気体が排出されること
になる。前記滅菌装置からの排出ガス中の酸化エチレン
濃度は、１８００００〜２０００００ｐｐｍの範囲であ
る。

【００４６】また、図１に示す装置において、触媒部５
２の触媒としては、カルシウムアルミネートをハニカム
構造に成形した担体に白金を含浸させたものを用いた。
この処理能力は、ＳＶ値（空間速度）が４００００ｈ-1
以下であり、ＬＶ値（線速度）が２．０ｍ／秒以下であ
る。また、液体として、８リットルの水を容積１２リッ
トルの容器４１（内径２００ｍｍ，高さ３８０ｍｍの円
筒状容器）に注入した。なお、前記水の温度は特に制御
しなかった。したがって、前記水の温度は室温（約１０
〜２０℃）の範囲である。そして、以下に示すようにし
て前述の第１の方法および第２の方法により酸化エチレ
ンガスの処理を行った。そして、パイプ１５（浄化部５
１導入口）およびパイプ１６（浄化部５１排出口）にお
いて、酸化エチレン濃度を測定した。この結果を、図２
および図３のグラフに示す。図２は、前記第１の方法の
結果を示し、図３は前記第２の方法の結果を示す。両図
において、曲線Ａは浄化部５１導入口の濃度を示し、曲
線Ｂは浄化部５１排出口の濃度を示す。また、両図にお
いて、縦軸の数字（単位：ｐｐｍ）は、曲線Ａを読む場
合は１０００倍し、曲線Ｂを読む場合は１０倍し、横軸
は処理時間（実際の時刻）を示す。

【００４７】（第１の方法の条件） まず、清浄空気の導入なしで前記滅菌装置により排出さ
れる排気ガス（エアーおよび酸化エチレンガス）を容器
４１の水４２中に吹き込む。この時の排気ガスの流量
は、８０リットル／分である。そして、前記滅菌装置の
処理室から酸化エチレンをパージするためのエアレーシ
ョンが３０回行われた後、清浄空気を流量８０リットル
／分で水４２中に吹き込む。前記エアレーションの一回
の流量は１０リットル／分である。

【００４８】（第２の方法の条件） 前記滅菌装置により排気される排出ガス（エアーおよび
酸化エチレンガス）とともに、清浄空気を流量８０リッ
トル／分で水４２中に吹き込んだ。

【００４９】図２のグラフの曲線Ａに示すように、前記
第１の方法で処理した場合、浄化部５１導入口の酸化エ
チレン濃度は、急激に高くなるが、１２０００ｐｐｍを
超えることはなく、その後、徐々に低下していった。こ
のように、酸化エチレンの濃度が当初より低くなってい
ることから、水が緩衝能を発揮したといえる。なお、曲
線Ａの小さなピークは、前記滅菌装置の各エアレーショ
ンに対応するものである。すなわち、前記エアレーショ
ンによっても、僅かではあるが、水に溶解した酸化エチ
レンを放出させる働きがある。そして、このエアレーシ
ョンの３０回目が終了した後、清浄空気を水に吹き込ん
だ結果、水に溶解した酸化エチレンがほぼ放出され（曲
線Ａの一番右側のピーク）、その後、急激に酸化エチレ
ンの濃度が低下した。これに対し、同図の曲線Ｂに示す
ように、浄化部５１排出口の酸化エチレン濃度は、常
時、１０ｐｐｍ以下の低い濃度を維持していた。なお、
この第１の方法の処理に要した全体時間は、２４０分間
であった。

【００５０】図３のグラフの曲線Ａに示すように、前記
第２の方法で処理した場合、浄化部５１導入口の酸化エ
チレンの濃度は、排気が開始された時点（１６時１０分
３６秒）から急激に増加して２つのピークを示した。し
かし、このピークは、いずれも、１００００ｐｐｍ以下
であった。このように、酸化エチレンの濃度が当初より
低くなっていることから、水が緩衝能を発揮したといえ
る。その後、直ちに低下し、１８時４分４秒の時点でほ
ぼ０ｐｐｍとなった。この第２の方法では、常時、清浄
空気を水に吹き込んでいるため、前記滅菌装置のエアレ
ーションに対応するような小さなピークはあまりなかっ
た。これに対し、浄化部５１排出口の酸化エチレン濃度
は、前記入り口の濃度が急激に増加した時点と同じ時点
で僅かに増加が認められたが、常時、５ｐｐｍ以下の低
い濃度であった。この第２の方法で処理した場合の全体
の処理時間は、１２０分間であり、前記第１の方法に比
べ、処理時間が大幅に短縮された。

【００５１】（実施例２） 図４の模式図に示す装置は、液体から放出された気体を
前記液体と再度接触させる手段を有する装置である。図
示のように、この装置では、緩衝手段に用いる液体４２
を充填する容器６１において、その下部側面にパイプ１
７の一端が連結し、前記パイプ１７の他端は、前記容器
６１の上部に連結しており、前記パイプ１７の他端先端
部は、液体をシャワー若しくは噴霧できるようになって
いる。また、前記パイプ１７の途中には、ウォーターポ
ンプ３２が配置されている。その他の部分は、図１に示
す装置（実施例１）と同じであり、同一部分には同一符
号を付している。この装置を用いての有害ガスの浄化
は、例えば、つぎのようにして行われる。

【００５２】まず、開閉バルブ２２を閉じた状態（清浄
空気を供給しない状態）で、ウォーターポンプ３２を作
動させ、容器６１に充填されている液体４２を、パイプ
１７を通して容器６１の上部からシャワー若しくは噴霧
する。これにより、液体４２は、容器６１の上下を循環
することになる。この循環において、その流量は、通
常、３０〜４０リットル／分であり、これは、ウォータ
ーポンプ３２の出力若しくはパイプ１７の孔径により調
整できる。この状態で、開閉バルブ２１を開き、有害ガ
ス含有気体をパイプ１１を通し、その先端１３から液体
４２中に吹き込む。すると、前記気体は気泡となって液
面に上昇する。この間に、前記有害ガスの最初の液体へ
の溶解が起こる。そして、液体４２から放出された前記
気体は、シャワー若しくは噴霧された液体４２と再度接
触し、この間に、２回目の溶解が起こる。そして、有害
ガス濃度が低減された気体が、パイプ１５を通り浄化部
５１に導入され、触媒部５２で浄化されてパイプ１６を
通して外部に排出される。

【００５３】そして、液体４２中に溶存する有害ガス濃
度が高くなった場合、または緩衝部に供給される気体中
の有害ガス濃度が低い場合は、ウォーターポンプ３２を
停止して液体４２の循環を中止し、この状態で、開閉バ
ルブ２２を開き、エアーポンプ３１を作動させて清浄空
気を液体４２中に吹き込む。なお、液体４２中に溶存す
る有害ガス濃度が高くなった場合では、開閉バルブ２１
を閉じて有害ガス含有気体の供給を停止するが、有害ガ
ス含有気体の有害ガス濃度が低い場合は、この気体の供
給を行ってもよいし停止してもよい。前記清浄空気の吹
き込みにより、溶存していた有害ガスが液体４２から放
出され、前述と同様にして浄化部５１に導入され、触媒
部５２により浄化される。浄化された気体は、パイプ１
６を通して外部に排出される。なお、前述のようなバル
ブの開閉やポンプの作動等は、ガス濃度センサ−等によ
り液体４２および浄化部５１に供給される気体中等の有
害ガス濃度を検出し、これに基づき自動制御することが
好ましい。

【００５４】このように、この浄化装置は、その緩衝部
の緩衝能が優れているため、浄化部５１に導入する気体
中の有害ガス濃度をさらに均一化された一定値以下にす
ることが可能である。この結果、有害ガスの浄化効率が
さらに向上することとなる。なお、この装置において、
液体から放出された気体と前記液体とを再度接触させる
他は、処理の条件や装置の構成等は、実施例１の装置と
同様である。

【００５５】（実施例３） 図５の模式図に示す装置は、図４に示す装置（実施例
２）の装置の容器６１において、液体４２から放出され
た気体と前記液体４２とを再度接触させる際に、前記接
触面積を増大させるための部材６２を設置した装置であ
る。したがって、図５において、図４と同一部分には同
一符号を付している。前記部材は、前述に示した部材が
使用できる。

【００５６】例えば、前記部材として、馬蹄形状の部材
を使用する場合、この部材の大きさは、通常、最大径６
〜１０ｍｍの範囲である。これを金属製カゴ等に複数個
入れ、これを容器６１中の液面と液体のシャワー口若し
くは噴霧口との間に配置する。前記部材の個数は、容器
６１の大きさ等により適宜決定されるが、通常、５００
０〜１００００個である。

【００５７】この部材６２を用いれば、シャワー若しく
は噴霧された液体が、その部材表面に沿って流れるた
め、液体４２から放出された気体との接触面積等が増大
し、さらに緩衝能が向上する。その他、この浄化装置を
用いた有害ガスの浄化は、前述の実施例２と同様にして
行われ、処理の条件や装置の構成等は、実施例２の装置
と同様である。

【００５８】（実施例４） 図６の模式図に示す装置は、有害ガスを液体４２ａ中に
溶解させる容器６１ａと、有害ガスを溶解した液体４２
ｂを清浄空気で清浄する容器６１ｂを有する。前記容器
６１ａの底部（液体４２ａ中）には、その途中に開閉バ
ルブ２１が配置されたパイプ１１の先端部１３が配置さ
れており、ここから有害ガス含有気体が吹き込まれる。
また、前記容器６１ｂの底部（液体４２ｂ中）には、そ
の途中にエアーポンプ３１が配置されたパイプ１４ａの
先端部１４ｂが配置されている。前記両容器６１ａ、６
１ｂは、パイプ１８により連結されており、前記容器６
１ｂの下部の側面には、その途中にウォーターポンプ３
２が配置されたパイプ１７の一端が連結され、このパイ
プ１７の他端は、容器６１ａの上部に連結され、前記他
端の先端部は、液体をシャワー若しくは噴霧できるよう
になっている。前記両容器６１ａ、６１ｂの上部から
は、それぞれパイプ１５ａおよび１５ｂの一端が連結さ
れ、これらの他端は、その途中にガス濃度センサーを備
えるパイプ１５ｃの一端に連結し、前記パイプ１５ｃの
他端は、浄化部５１に連結している。この浄化部５１
は、実施例１と同様に、触媒部５２を有し、また前記浄
化部５１には、排気用のパイプ１６の一端が連結してい
る。この装置を用いた有害ガス含有気体の処理は、例え
ば、つぎのようにして行われる。

【００５９】まず、ウォーターポンプ３２を作動させる
と、容器６１ｂ中の液体４２ｂが容器６１ａの上部に送
られ、ここから容器６１ａの下部にシャワー若しくは噴
霧され、また容器６１ａ中の液体４２ａは、パイプ１８
を通り容器６１ｂに流入し、結果として、液体４２ａ，
４２ｂが、両容器６１ａ，６１ｂの間を循環する。この
循環の流量は、供給される有害ガス含有気体中の有害ガ
ス濃度等により適宜決定することができ、その調整は、
ウォーターポンプ３２の出力や、パイプ１７の孔径等に
より適宜行うことができる。つぎに、この循環と同時に
または前後して、エアーポンプ３１を作動させて、清浄
空気をパイプ１４ａを通し、その先端１４ｂから液体４
２ｂ中に吹き込む。この状態で、開閉バルブ２１を開
き、有害ガス含有気体をパイプ１１を通し、この先端部
１３から液体４２ａ中に吹き込む。すると、吹き込まれ
た前記気体は、多数の気泡となって液面まで上昇し、こ
の間に有害ガスが液体４２ａ中に溶解する。有害ガスを
溶解した液体４２ａはパイプ１８を通り容器６１ｂに送
られ、ここで清浄空気により清浄化される。また、容器
６１ａ内の液体４２ａから放出された気体は、容器６１
ｂから送られシャワー若しくは噴霧される液体４２ｂと
再度接触する。前記液体４２ｂは清浄化されているた
め、有害ガスの溶解性は向上している。そして、有害ガ
スを溶解した液体４２ｂは容器６１ａの底部に落ちて液
体４２ａとなり、再度容器６１ｂに送られ再度清浄化さ
れる。また、この容器６１ｂ内で液体４２ｂが清浄化さ
れると同時に、前記液体４２ｂから有害ガスを含む気体
が放出され、これはパイプ１５ｂおよびパイプ１５ｃを
順に通って浄化部５１に導入される。また、容器６１ａ
からも、有害ガス濃度が低減された気体が、パイプ１５
ａおよび１５ｃを順に通って浄化部５１に導入される。
導入された気体は触媒部５２で浄化され、浄化された気
体はパイプ１６を通り外部に放出される。この浄化部５
１での浄化において、パイプ１５ｃに設けられた濃度セ
ンサーにより、有害ガス濃度に応じ、エアーポンプ３
１、ウォーターポンプ３２および開閉バルブ２１を自動
制御し、浄化部５１に導入される気体の流量を調整する
ことも可能である。

【００６０】このように、この装置の緩衝部では、有害
ガスを液体に溶解させる部分と、有害ガスを溶解した液
体を清浄化する部分とを分けることにより、前記溶解と
清浄化とを同時に行うことができるようにしている。こ
のため、前記実施例２および実施例３の装置のように、
２段階に分けて有害ガスの液体への溶解と前記液体の浄
化を行う必要がなく、処理効率が極めて高くなる。ま
た、この装置は、有害ガスの液体への溶解工程を少なく
とも２回行うため、緩衝能も優れたものとなっている。
これらの他は、実施例１または実施例２の浄化装置と、
処理条件および構成等において同じである。

【００６１】（実施例５） 図７の模式図に示す装置は、図６に示す装置（実施例
４）の装置の容器６１ａにおいて、液体４２ａから放出
された気体とシャワー等された液体４２ｂとを接触させ
る際に、前記接触面積等を増大させるための部材６２を
設置した装置である。したがって、図７において、図６
と同一部分には同一符号を付している。前記部材は、前
述に示した部材が使用でき、例えば、馬蹄形状の部材を
使用する場合の条件は、実施例３に示した場合と同様で
ある。

【００６２】この部材６２を用いれば、シャワー若しく
は噴霧された液体４２ｂが、その部材表面に沿って流れ
るため、液体４２ａから放出された気体との接触面積等
が増大し、さら緩衝能が向上する。その他、この浄化装
置を用いた有害ガスの浄化は、前述の実施例４と同様に
して行われ、処理の条件や装置の構成等は、実施例４の
装置と同様である。

【００６３】（実施例６） 図８の模式図に、水封式真空ポンプを有する滅菌装置に
対応した本発明の浄化装置の一例を示す。

【００６４】図示のように、この装置では、滅菌装置２
２１の水封式真空ポンプ２２３が、パイプ１０１および
パイプ１０８で、容器４１と連結している。水封式真空
ポンプ２２３は、処理室２２２からパイプ２２４を通し
て有害ガス（滅菌ガス）含有気体を排出するためのもの
である。前記有害ガス含有気体は、その一部または全部
が水に溶存した状態で水封式真空ポンプ２２３から排出
される。パイプ１０１は、水封式真空ポンプ２２３から
の有害ガス含有気体および水を容器４１に送るためのも
のであり、その途中にはバルブ２５が配置され、その先
端部１０２は、容器４１の底部（水４２中）に配置され
ている。また、パイプ１０８は、容器４１中の水４２を
水封式真空ポンプ２２３に返送するためのものであり、
その途中にバルブ２７およびウォーターポンプ３２が配
置されている。また、容器４１の底部からは、ドレイン
用パイプ１０５が導出されており、その途中にはバルブ
２６が配置され、このバルブ２６より先の部分に、パイ
プ１０１から分岐しているパイプ１０７が連結し、パイ
プ１０５の先端は、装置外にある貯蔵タンク（図示せ
ず）に連結している。パイプ１０７の途中にはバルブ２
４が配置されている。また、この装置は、その途中にバ
ルブ２８が配置されている水供給用パイプ１０９を備え
ており、その先端は、容器４１の上部に導入されてい
る。また、パイプ１０９の途中からは、その途中にバル
ブ２３が配置されているパイプ１１０が分岐しており、
その先端は前記返送用のパイプ１０８の途中に連結して
いる。前記容器４１には、エアーポンプ３１およびバル
ブ２２を備えた清浄空気導入用パイプ１０３が導入され
ており、その先端部１０４は、容器４１底部（水４２
中）に位置している。また、容器４１の上部にはパイプ
１５の一端が連結しており、このパイプ１５の他端は浄
化部５１に連結している。そして、浄化部５１からは、
浄化気体排出用パイプ１６の一端が連結されており、こ
の他端は外部に向かって解放されている。前記浄化部５
１は、触媒部５２を有する。

【００６５】この装置による有害ガスの浄化は、水封式
真空ポンプ２２３と容器４１との間で水が循環する以外
は、実施例１の装置と同様である。すなわち、滅菌器２
２１の処理室２２２から、有害ガス含有気体および水
が、水封式真空ポンプ２２３により、パイプ１０１を通
って容器４１の水４２中に導入される。この際、気体の
状態で導入されたガスは、水４２中に一部または全部溶
解し、また水に溶存状態で導入されたガスは、そのまま
水４２中に溶解した状態となる。これにより、一定濃度
の有害ガス含有気体が、浄化部５１に供給されることに
なる。なお、実施例１と同様に、浄化方法は、有害ガス
濃度に応じ清浄空気を間欠的に吹き込む前記第１の方法
および有害ガス含有気体とともに清浄空気を常に吹き込
む第２の方法のいずれであってもよい。そして、容器４
１から、水４２の一部が、ウォーターポンプ３２により
パイプ１０８を通って水封式ポンプ２２３に返送され
る。このようにして、図中の矢印で示すように、水封式
真空ポンプ２２３と容器４１との間で水が循環する。な
お、通常の浄化運転の際、水供給はストップされている
ことが一般的であるため、バルブ２８、２３は通常閉止
されており、また、ドレイン用のバルブ２４、２６も閉
止されている。

【００６６】つぎに、この装置は、安全装置を備えてお
り、異常事態の際には、水封式真空ポンプ２２３からの
容器４１への有害ガス含有気体および水の供給がストッ
プされる。

【００６７】図９の模式図に示すように、異常事態発生
の際には、バルブ２５が閉止されて、有害ガス含有気体
および水の容器４１への供給がストップされるととも
に、バルブ２４が開いて、前記気体および水は、パイプ
１０７を通して装置外の予備タンク（図示せず）に排出
される。また、バルブ２７が閉止しかつウォーターポン
プ３２が停止して、水封式真空ポンプ２２３への水４２
の返送がストップされる。これと同時またはその前後
に、バルブ２３が開いて水がパイプ１１０、１０８を通
して水封式真空ポンプ２２３に供給される。異常事態発
生時における、水封式真空ポンプ２２３からの有害ガス
含有気体および水の流れは、同図において矢印で示すと
おりである。

【００６８】そして、装置が、通常の運転に復帰した場
合は、予備タンクに貯蔵した水および有害ガス含有気体
が、容器４１に導入され、有害ガスが浄化部５１によっ
て浄化されてから、浄化気体が装置外に排出される。

【００６９】なお、異常事態とは、例えば、装置が停止
した場合、浄化部５２のファン（図示せず）やエアポン
プ３１等が停止した場合、触媒部５２の燃焼温度が異常
になった場合、容器４１の水４２の量が異常に減少また
は増加した場合等がある。

【００７０】この装置において、通常の運転と異常事態
発生時の運転の切り替えは、マイクロコンピューターな
どによって自動的に制御されることが好ましい。例え
ば、容器４１内の液面センサー、触媒部５２の温度セン
サー、パイプ１５、１６等に取り付けられた有害ガス濃
度検知センサー等によって異常事態を感知し、自動制御
によって、異常事態発生の運転に切り替え、前記センサ
ー等により、通常の状態に復帰したら、通常の運転に切
り替えることが好ましい。

【００７１】以上、本発明の浄化装置を、６個の代表例
をあげて説明したが、本発明はこれらに限定されない。
前記の各実施例の一部または全部を組み合わせて実施し
てもよいし、他の種々の変更を前記実施例に加えて実施
してもよい。

【００７２】産業上の利用可能性 以上のように、本発明の浄化装置は、有害ガス成分を一
旦溶解し、溶解した有害ガスを後に放出する液体を用い
た緩衝手段を備えることにより、有害ガスの発生量又は
濃度が変動する場合に有害ガスの浄化を経済的かつ安全
に行うことができる。 ［図面の簡単な説明］

【図１】 本発明の実施例１に係る浄化装置の概略構成
を示す模式図である。

【図２】 前記実施例１において、本発明の第１の方法
により酸化エチレンガスを処理した結果を示すグラフで
ある。

【図３】 前記実施例１において、本発明の第２の方法
により酸化エチレンガスを処理した結果を示すグラフで
ある。

【図４】 本発明の実施例２に係る浄化装置の概略構成
を示す模式図である。

【図５】 本発明の実施例３に係る浄化装置の概略構成
を示す模式図である。

【図６】 本発明の実施例４に係る浄化装置の概略構成
を示す模式図である。

【図７】 本発明の実施例５に係る浄化装置の概略構成
を示す模式図である。

【図８】 本発明の実施例６に係る浄化装置の概略構成
を示す模式図である。

【図９】 前記実施例６において、安全装置が作動した
状態を示す模式図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｂ０１Ｄ 53/86

Claims (22)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有害ガス成分を含む気体の供給手段と、
   供給された気体中の有害ガス成分を一旦溶解し、溶解し
   た有害ガス成分を後に放出する液体を用いた緩衝手段
   と、前記緩衝手段から供給される気体中の有害ガス成分
   の浄化手段とを備え、前記緩衝手段の液体が、前記供給
   された気体に含まれる有害ガス成分の濃度が高いときは
   前記有害ガス成分を溶解し、前記濃度が低いときはそれ
   までに溶解した有害ガス成分を放出する液体である有害
   ガス浄化装置。
2. 【請求項２】 清浄気体を緩衝手段の液体中に供給する
   清浄気体供給手段をさらに備える請求項１記載の浄化装
   置。
3. 【請求項３】 有害ガス成分を含む気体および清浄気体
   を同時に緩衝手段の液体中に供給する請求項１記載の浄
   化装置。
4. 【請求項４】 緩衝手段が、液体から放出される気体と
   前記液体とを再度接触させる手段を有する請求項１記載
   の浄化装置。
5. 【請求項５】 液体から放出される気体と前記液体とを
   再度接触させる場合は、清浄気体を液体中に供給せず、
   液体から放出される気体と前記液体とを再度接触させな
   い場合に清浄気体を前記液体中に供給する請求項４記載
   の浄化装置。
6. 【請求項６】 緩衝手段が、有害ガスを液体中に溶解さ
   せる溶解部と、有害ガスを溶解した液体を清浄気体で清
   浄する清浄部とを有し、前記溶解部の液体から放出され
   る気体と前記清浄部で清浄化された液体とを接触させる
   手段を有する請求項１記載の装置。
7. 【請求項７】 溶解部および清浄部の間を液体が循環
   し、前記溶解部および前記清浄部の少なくとも前記清浄
   部から有害ガスを含む気体が浄化手段に供給される請求
   項６記載の浄化装置。
8. 【請求項８】 液体から放出される気体と液体とを再度
   接触させる場合、その接触面積および接触時間の少なく
   とも一方を増大させる手段を有する請求項４記載の浄化
   装置。
9. 【請求項９】 接触面積および接触時間の少なくとも一
   方を増大させる手段が、液体を霧状若しくはシャワー状
   に噴出する手段である請求項８記載の浄化装置。
10. 【請求項１０】 接触面積および接触時間の少なくとも
    一方を増大させる手段が、液体を部材表面に沿って流す
    手段である請求項８記載の浄化装置。
11. 【請求項１１】 浄化手段が、触媒を用いて有害ガス成
    分の浄化を行う手段で、ある請求項１記載の浄化装置。
12. 【請求項１２】 浄化手段が、触媒温度検出手段と、前
    記触媒温度検出手段の検出温度に基づいて前記浄化手段
    への有害ガスを含む気体の供給量を制御する制御手段と
    を備えている請求項１１記載の浄化装置。
13. 【請求項１３】 液体が、水、水酸化ナトリウム水溶
    液、アルコール類および多価アルコール誘導体からなる
    群から選択される少なくとも一つの液体である請求項１
    記載の浄化装置。
14. 【請求項１４】 浄化対象の有害ガスが酸化エチレンで
    ある場合、液体が水である請求項１記載の浄化装置。
15. 【請求項１５】 浄化対象の有害ガスが酸化エチレンで
    ある場合、緩衝手段から浄化手段へ供給される気体中の
    酸化エチレンの濃度が２００００ｐｐｍ以下に制御され
    る請求項１４記載の浄化装置。
16. 【請求項１６】 清浄気体が、清浄空気である請求項２
    記載の浄化装置。
17. 【請求項１７】 液体中に気体を供給する手段が、液体
    中に気体を吹き込み多数の気泡を発生させる手段である
    請求項１記載の浄化装置。
18. 【請求項１８】 水封式真空ポンプにより有害ガス含有
    気体が水と共に供給される浄化装置であって、前記水封
    式真空ポンプと緩衝手段との間で水が循環する請求項１
    記載の浄化装置。
19. 【請求項１９】 異常事態において、水封式真空ポンプ
    から供給される水および有害ガス含有気体が、緩衝手段
    に供給されず、浄化装置外に排出される請求項１８記載
    の浄化装置。
20. 【請求項２０】 浄化装置外に排出される水および有害
    ガス含有気体が、貯蔵タンクに一時的に貯蔵され、浄化
    装置が通常の状態に復帰したら、前記貯蔵タンク内の水
    および有害ガス含有気体が緩衝手段に供給される請求項
    １９記載の浄化装置。
21. 【請求項２１】 有害ガス成分を含む気体の浄化方法で
    あって、前記有害ガス成分を一旦溶解し、溶解した成分
    を後に放出する液体を用いた緩衝手段を介して前記気体
    を浄化手段に供給することにより、間欠的に供給されま
    たは間欠的に有害ガス成分の濃度が高くなる前記気体の
    有害ガス成分の濃度ピーク値を低減して前記浄化手段に
    供給する浄化方法において、前記緩衝手段の液体とし
    て、前記供給された気体に含まれる有害ガス成分の濃度
    が高いときは前記有害ガス成分を溶解し、前記濃度が低
    いときはそれまでに溶解した有害ガス成分を放出する液
    体を用いる有害ガスの浄化方法。
22. 【請求項２２】 有害ガス成分を含む気体および清浄気
    体を同時に緩衝手段の液体中に供給する請求項２１記載
    の浄化方法。