JP4179377B2 - 脱臭機能付き集塵機 - Google Patents

Description

本発明は排ガスを処理する方法及び装置に関し、更に詳しくは排ガスに随伴される所定の物質、特に臭気物質を除去する方法及び装置に関する。

従来の排ガス処理装置として、例えば特開２００２−４８３３１公報にはバグフィルタ式集塵機が開示されている。このバグフィルタ式集塵機では、焼却炉の排ガス経路上に上流側から順にバグフィルタと、吸着剤を収容する固定層式吸着塔とを設けている。バグフィルタに包含される濾材の排ガス流入側の表面には濾過助剤が被着されている。バグフィルタ式集塵機の運転中には濾材の洗浄はなされない。

このような従来のバグフィルタ式集塵機は例えばレーザー加工機に適用すると不都合を生じる。レーザー加工機により例えば樹脂を加工した際に発生する排ガスは臭気物質を随伴しており、この臭気物質は蒸気相又は気体相、或るいはその両方の基質であるので付着性が強い。

しかしながら、バグフィルタは、このような臭気物質を充分に捕集することができない上に、付着性の強い臭気物質がバグフィルタに付着（例えば蒸気相の臭気物質の蒸着）することにより、早期に目詰まりを起こしてしまう。従ってバグフィルタの早期の目詰まりを防止する排ガス処理装置が望まれる。

また従来の排ガス処理方法として、特開２００４−２９０７９１号公報に開示されたものでは、粉末活性炭を板状に形成してなる活性炭層に、排ガスを通過させることにより、それに随伴する臭気物質を吸着除去している。この方法においては、排ガスの処理量を確保するために、活性炭層に対して排ガスを通常は１５乃至２０ｍ毎分の比較的に早い流速で通過させている。

しかしながら、このような早い流速では、排ガスは活性炭の粉末微粒子の表面上を比較的に高速で流れてしまうので、粉末微粒子内に進入することができず、その結果、望ましい効率的な処理効率では排ガスを処理することができないという問題がある。よって処理効率を改善した排ガス処理方法及び装置も望まれる。

発明の概要

本発明の一つの局面によれば、排ガス発生源より発生した排ガスを処理する排ガス処理装置が与えられる。この装置は、
排ガス発生源からの排ガスを案内する手段と、
案内された排ガスが通過することにより、その排ガスに随伴される臭気物質を吸着するように、多数の粒状活性炭から層状に形成された活性炭吸着手段と、
この活性炭吸着手段を通過した前記排ガスに随伴される所定の物質を捕集するバグフィルタとを備える。

排ガスに随伴される臭気物質の基質は、気体相と蒸気相とのうちの何れか一方又は両方でもよい。一方、バグフィルタに捕集される所定の物質は粉塵、有害化学物質等を含む。

排ガス発生源としては、レーザー加工機、半導体製造装置、ＬＣＤ製造装置等がある。例えば、レーザー加工機により樹脂、ゴム、ＩＣ基板などを加工する際に発生した排ガスの処理に本発明の装置を適用できる。

層状に形成された活性炭吸着手段は、外壁により規定された筒体をなすようにしてもよい。この場合、排ガスを案内する案内手段は、筒体の外壁に対して、その外側から内側に向かって、排ガスを流速３乃至１２ｍ毎分、粒状活性炭との接触時間０．３乃至１．０秒で通過させることが好ましい。

本発明の他の局面によれば、多数の粒状活性炭を層状に形成してなる外壁により規定された筒体をなす活性炭吸着手段を用い、排ガスに随伴される臭気物質を除去する排ガス処理方法が与えられる。この方法は、
排ガスを活性炭吸着手段へ案内する段階と、
活性炭吸着手段の外壁の外側から内側に向かって、排ガスを流速３乃至１２ｍ毎分、粒状活性炭との接触時間０．３乃至１．０秒で外壁を通過させることにより、臭気物質を粒状活性炭粒子に吸着させる段階とを含む。

本発明の更に他の局面によれば、排ガス発生源より発生した排ガスから、これに随伴される臭気物質を除去する排ガス処理装置が与えられる。この装置は、
排ガス発生源から排ガスを案内する案内手段と、
多数の粒状活性炭からなる層を筒体状に形成した筒体状脱臭フィルタとを備え、
案内手段が、筒体の外側から内側に向かって排ガスを案内して、この排ガスを流速３乃至１２ｍ毎分、粒状活性炭との接触時間０．３乃至１．０秒で、包囲された粒状活性炭を通過させる。

本発明の一つの実施例によれば、筒体状脱臭フィルタは多数の粒状活性炭からなる層を網で包囲して形成される。その筒体は、その横断面の輪郭を円形または星形にしてもよく、筒体が蛇腹形状の外周を有するようにしてもよい。

本発明においては、粉末活性炭（一般に１乃至１５０μｍ）ではなく、粒状活性炭を用いる。その粒状活性炭の平均粒径は好ましくは１．０乃至１０．０ｍｍの範囲である。このような粒状活性炭は、造粒炭でもよく、表面が多面形状の破粋炭でもよく、或いは造粒炭と破粋炭との混合体を用いてもよい。

本発明の更なる特徴と利点は添付図面共に好ましい実施例の詳細な説明を参照することにより一層明らかになる。

好ましい実施例の詳細な説明

図１は本発明による排ガス処理装置を適用したバグフィルタ式集塵機を概略的に示す。このバグフィルタ集塵機１０は、排ガスからそれに随伴する臭気物質（気体相及び／又は蒸気相の臭気物質）を除去するプレフィルタとしての層状の活性炭脱臭フィルタ１２と、この層状脱臭フィルタ1２を通過した排ガスから粉塵を除去する主フィルタとしてのバグフィルタ１４と、排ガスを吸引誘導するファン１６とからなる。脱臭フィルタ1２とバグフィルタ１４とは、図示しない気密構造のキャビネット内に取り付けてある。ファン１６は、このキャビネットに図示しないダクトを介して連通接続してあり、排ガス源からの排ガスはファン１６により当該キャビネット内に吸引誘導されて先ず脱臭フィルタ1２を通過し、次いでバグフィルタ１４を通過するようにしてある。

層状の活性炭脱臭フィルタ１２は多数の粒状活性炭を層状に形成してなり、その粒状活性炭の平均粒径は好ましくは１．０乃至１０．０ｍｍである。これは、平均粒径が１．０ｍｍ未満では粒状活性炭の内部細孔の大きさが小さいので比較的短期間で目詰まりを起こし、また、平均粒径が１０．０ｍｍを超えると粒状活性炭の脱臭性能が低下するためである。粒状活性炭の平均粒径が１．０乃至１０．０ｍｍの範囲では、活性炭の内部細孔が比較的大きくなるので、この間隙が臭気物質によって早期に目詰まりを起こすことが防止される。

粒状活性炭は、顆粒状の造粒炭に限らず、表面が多面体を形成する破粋炭でもよく、或いはそれら両者を混合させたものでもよい。

図１のバグフィルタ集塵機１０は例えばレーザー加工機の排ガス処理に用いることができる。このレーザー加工機により例えば樹脂を加工する際には、排ガスが発生するので、バグフィルタ集塵機１０のファン１６を稼動状態にしておく。このような排ガスは臭気物質を随伴しており、この臭気物質は、その基質が気体相又は蒸気相、或いはその両方であるため、付着性が強い。ファン１６により吸引誘導された排ガスは、先ず脱臭フィルタ１２を通過することにより、付着性の強い相にある臭気物質が脱臭フィルタ１２の粒状活性炭表面に付着して、その多く若しくは実質的に殆どが吸着される。この排ガスは次いでバグフィルタ１４に誘導されて、粉塵や有害化学物質を除去される。その際、付着性の強い臭気物質は脱臭フィルタ（プレフィルタ）１２によって既に除去されているので、バグフィルタ１４が早期に目詰まりを起こすことはない。

バグフィルタ集塵機１０を適用する排ガス源は、レーザー加工機に限らず、半導体製造装置、ＬＣＤ製造装置等でもよい。

図２は本発明による他の排ガス処理装置２０を示す。排ガス処理装置２０は、筒体状に形成された活性炭脱臭フィルタ２２を含む。この筒体状の活性炭脱臭フィルタ２２は、多数の粒状活性炭からなる層が筒体の外壁を規定している。粒状活性炭をこのような筒体にするには、例えば適宜なメッシュ粗さの網（金網等）２２aで粒状活性炭層を包囲して固定することにより、所望の形態の筒体に成形する。このような脱臭フィルタ２２は公知の方法により排ガス処理装置２０に対して交換可能に装着できる。従って、このような筒体状脱臭フィルタ２２を、排ガス処理装置２０に対する交換用部品として製造することも可能である。

この筒体状脱臭フィルタ２２は、本実施例では外径２５０ｍｍ、内径１５０ｍｍ、長さ４００ｍｍである。

排ガス処理装置２０は、排ガス発生源からの排ガスが筒体状脱臭フィルタ２２の外側から内側へ向かって通過するように排ガスを案内するファン２４を更に含む。このファン２４は図示しないダクトを介して脱臭フィルタ２２に連通接続してある。ファン２４は、筒体状脱臭フィルタ２２の外側から内側へ向かって通過する排ガスが、その通過の際に流速３乃至１２ｍ毎分、粒状活性炭との接触時間０．３乃至１．０秒となるように設定されている。接触時間が０．３秒未満では脱臭フィルタ２２の脱臭効率が７５％以下になり、また、接触時間が１．０秒を超えると、脱臭フィルタ２２の脱臭効率に大きな上昇が見られない。

第１実施例と同様に、粒状活性炭の平均粒径は好ましくは１．０乃至１０．０ｍｍであり、この粒状活性炭は、造粒炭又は破粋炭でもよく、或いはそれら両者を混合させたものでもよい。

このような排ガス処理装置２０において、筒体状脱臭フィルタ２２に図示しないファンにより排ガスEを２ｍ^３毎分の風量で送り込むと、この排ガスは流速７ｍ毎分で筒体状脱臭フィルタ２２中を０．４３秒間で貫流する。

筒体状脱臭フィルタ２２の外壁（粒状活性炭層）に排ガスを流速２乃至８０ｍ毎分で通過させて排ガスの活性炭層接触時間と、その接触時間における粒状活性炭層の脱臭効率を、臭気測定器（新コスモス電機株式会社製 臭いセンサー）で測定した。その測定結果を図４に示す。

第２実施例のように、排ガスを風量２ｍ^３毎分、流速７ｍ毎分、接触時間０．４３秒間で筒体状脱臭フィルタ２２の外壁を通過させると、図３に示すように、脱臭フィルタ２２の脱臭効率は７８％になる。

第２実施例における脱臭フィルタ２２の外壁を通過する排ガスの流速は、３乃至１２ｍ毎分であり、好ましくは３乃至８ｍ毎分である。図４に示すように、流速が１２ｍ毎分を超えると活性炭の有効利用率が８０％以下になり、また、流速を３ｍ毎分未満にすると活性炭の有効利用率が変化しない。

この第２実施例の排ガス処理装置は、１５乃至２０ｍ毎分の比較的に早い流速を採用する従来の排ガス処理装置と比較すると、排ガスを脱臭フィルタ２２の粒状活性炭の内部まで進入させて処理することが可能になるため、排ガスを効率良く所望の状態に処理をすることができる。

筒体状脱臭フィルタ２２をなす筒体は、その大きさに対して表面積を広く確保して脱臭効率を高めるために、例えば、横断面の輪郭は円形に限らず星形としてもよく、或いは外周を蛇腹形状としてもよい。

第１実施例のバグフィルタ式集塵機１０に第２実施例の排ガス処理装置２０を組み合わせることも可能である。この場合は、第１実施例の層状活性炭脱臭フィルタ１２を第２実施例の筒体状活性炭脱臭フィルタ２２に置き換える。更に、第１実施例のファン１４は、第２実施例に示した条件と同様に、筒体状脱臭フィルタ２２の外側から内側へ向かって通過する排ガスが、その通過の際に流速３乃至１２ｍ毎分、粒状活性炭との接触時間０．３乃至１．０秒とすることができるものを用いる。

本発明による排ガス処理の装置及び方法について、幾つかの実施例で説明したが、これらの実施例は例示のために与えられたものであり、添付の特許請求の範囲に規定された範囲内で様々な変形及び変更が可能なことは当業者には明らかである。

図１は本発明の第１実施例に係るバグフィルタ式集塵機を概略的に示す図である。 図２本発明の第２実施例に係る排ガス処理装置を概略的に示す図である。 図３は図２の装置において排ガスが流速２乃至８０ｍ毎分で活性炭層を通過した際の、排ガスの活性炭層との接触時間と、その接触時間における活性炭層の脱臭効率との相関関係を示すグラフである。 図４は図２の装置において排ガスが流速２乃至８０ｍ毎分で活性炭層を通過した際の、排ガスの流速と、その流速における活性炭層の脱臭能力との相関関係を示すグラフである。

Claims (2)

1. レーザー加工機により樹脂、ゴム、ＩＣ基板などを加工する際に発生し、且つ基質が気体相と蒸気相とのうちの何れか一方又は双方である臭気物質を含有する排ガスを処理する集塵機であって、
   前記排ガスが貫流することにより、その排ガスから前記臭気物質を除去するように、平均粒径が１．０乃至１０．０ｍｍの多数の粒状活性炭から筒体状に形成された活性炭吸着手段と、
   この活性炭吸着手段を貫流した前記排ガスが貫流することにより、その排ガスから粉塵を除去するバグフィルタとを備えると共に、
   前記活性炭吸着手段の外壁の外側から内側に向かって、前記排ガスを流速３乃至１２ｍ毎分、前記粒状活性炭との接触時間０．３乃至１．０秒で通過させることを特徴とする脱臭機能付き集塵機。
2. 前記活性炭吸着手段の筒体は、横断面の輪郭が円形若しくは星形であるか、又は蛇腹形状の外周を有することを特徴とする請求項１に記載の脱臭機能付き集塵機。

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