JP4395050B2 - Exhaust gas treatment equipment - Google Patents
Exhaust gas treatment equipment Download PDFInfo
- Publication number
- JP4395050B2 JP4395050B2 JP2004320047A JP2004320047A JP4395050B2 JP 4395050 B2 JP4395050 B2 JP 4395050B2 JP 2004320047 A JP2004320047 A JP 2004320047A JP 2004320047 A JP2004320047 A JP 2004320047A JP 4395050 B2 JP4395050 B2 JP 4395050B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust gas
- introduction pipe
- water
- pressure
- gas introduction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Separation Of Particles Using Liquids (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
Description
本発明は、排ガス処理装置に関し、さらに詳しくは、例えば気相成長炭素繊維製造装置に結合され、前記気相成長炭素繊維製造装置から排出される排ガスを処理する排ガス処理装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas treatment apparatus, and more particularly to an exhaust gas treatment apparatus that is coupled to, for example, a vapor growth carbon fiber production apparatus and treats exhaust gas discharged from the vapor growth carbon fiber production apparatus.
微細気相成長炭素繊維の製造装置として、「炉芯管内に炭素源ガスと触媒金属源ガスとを供給することができるように炉芯管の一端に配置された、原料供給手段のノズルを備えた反応手段と、前記ノズルの先端開口部に開口部が近接して臨むように炉芯管内に配置された排出管を備えた排出手段と、前記炉心管の他端から前記排出管の開口部へ流通し、次いで前記排出管内に流通する案内ガスを供給する案内ガス供給手段とを備えて成ることを特徴とする微細気相成長炭素繊維製造装置」及びその微細気相成長炭素繊維製造装置を使用する微細気相成長炭素繊維の製造方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 As an apparatus for producing fine vapor-grown carbon fiber, “equipped with a nozzle of a raw material supply means arranged at one end of a furnace core tube so that a carbon source gas and a catalytic metal source gas can be supplied into the furnace core tube. Reaction means, discharge means provided with a discharge pipe disposed in the furnace core tube so that the opening faces the tip opening of the nozzle, and an opening of the discharge pipe from the other end of the furnace core tube And a fine vapor growth carbon fiber production apparatus characterized by comprising a guide gas supply means for supplying a guide gas to be supplied to the exhaust pipe and then into the discharge pipe. A method for producing fine vapor-grown carbon fibers to be used has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
また、「縦型炉心管の上部から供給された触媒金属源及び炭素源ガスを熱分解することにより炭素繊維質物を生成させる反応領域を有する縦型反応手段と、前記反応領域で生成した炭素繊維質物を開口部から取り込んで縦型反応手段外に排出する排出管を有する排出手段と、前記縦型炉心管の下部から前記排出管の開口部へと流通し、前記炭素繊維質物と共に前記排出管内に流通する案内ガスを供給する案内ガス供給手段とを備えて成ることを特徴とする炭素繊維質物製造装置」及びその炭素繊維質物製造装置を使用した炭素繊維質物製造方法も提案されている(例えば、特許文献2参照。以下、本明細書において、微細気相成長炭素繊維製造装置を気相成長炭素繊維製造装置と称し、又、微細気相成長炭素繊維を単にカーボンナノファイバー又は略してCNTと称することがある。)。
Further, “a vertical reaction means having a reaction region for generating a carbon fiber material by thermally decomposing a catalytic metal source and a carbon source gas supplied from the upper part of the vertical furnace core tube, and a carbon fiber generated in the reaction region” A discharge means having a discharge pipe that takes in the material from the opening and discharges it out of the vertical reaction means, and flows from the lower part of the vertical furnace core pipe to the opening of the discharge pipe, together with the carbon fiber material in the discharge pipe And a carbon fiber material manufacturing method using the carbon fiber material manufacturing apparatus (for example, a carbon fiber material manufacturing device characterized by comprising a guide gas supply means for supplying a guide gas distributed to , See
上記文献には、記載されていないが、気相成長炭素繊維製造装置には、CNT分離部が設けられていて、このCNT分離部で、該気相成長炭素繊維製造装置内で生成したカーボンナノファイバーを含む生成ガスからカーボンナノファイバーが分離される。CNT分離部でカーボンナノファイバーを分離した後の排ガスは、排ガス導出配管を通じて燃焼炉に導出される。導出された排ガスは燃焼炉で焼却処理される。 Although not described in the above document, the vapor-grown carbon fiber production apparatus is provided with a CNT separation unit, and the carbon nanotubes generated in the vapor-grown carbon fiber production apparatus by this CNT separation part. Carbon nanofibers are separated from the product gas containing the fibers. The exhaust gas after the carbon nanofibers are separated by the CNT separation unit is led out to the combustion furnace through the exhaust gas outlet pipe. The derived exhaust gas is incinerated in a combustion furnace.
前記排ガス中には、CNT分離部でカーボンナノファイバーが分離されるとはいえ実際には分離仕切れなかったカーボンナノファイバーが含有され、さらに、未反応の炭素源ガス及び副生した炭化水素ガス等の可燃性ガス、及び、前記可燃性ガスの一部により形成されたタール状物が含有されている。生成ガスから完全に除去されずに排ガス中に残留するに至ったカーボンナノファイバーは、その多数本が複雑に絡みあい、しかも前記タール状物で相互に接着することにより、全体として見かけ上綿状物になっており、また、あるカーボンナノファイバーはその複数本がタール等で接着された長繊維状物に成っていることもある。 The exhaust gas contains carbon nanofibers that are actually not separated and separated even though the carbon nanofibers are separated at the CNT separation part, and further, unreacted carbon source gas and by-produced hydrocarbon gas, etc. And a tar-like product formed by a part of the combustible gas. The carbon nanofibers that are not completely removed from the product gas and remain in the exhaust gas are intertwined with each other in a complex manner, and the tar-like materials adhere to each other, so that the overall appearance is cotton-like. In addition, some carbon nanofibers may be formed into a long fibrous material in which a plurality of carbon nanofibers are bonded with tar or the like.
さらに、カーボンナノファイバーからなる小さな綿状物同士が接合し、より大きな綿状物が形成されることもある。従来、このような綿状物が、前記排ガス導出管の内壁に付着するなどして排ガス導出管の有効流通径を狭め、場合によっては排ガス導出管を閉塞することすらあった。このように、綿状物により排ガス導出管の有効流通径が狭められ、又は排ガス導出管が閉塞されると、気相成長炭素繊維製造装置から燃焼炉に通じる配管系内の圧力が減少し、燃焼炉の火が配管系内の可燃性ガスに引火するというバックファイヤが発生する危険性があった。 Furthermore, small cotton-like materials made of carbon nanofibers may be joined together to form a larger cotton-like material. Conventionally, such a cotton-like material has adhered to the inner wall of the exhaust gas outlet pipe, thereby narrowing the effective flow diameter of the exhaust gas outlet pipe, and in some cases even clogged the exhaust gas outlet pipe. Thus, when the effective flow diameter of the exhaust gas outlet pipe is narrowed by the cotton-like material, or the exhaust gas outlet pipe is closed, the pressure in the piping system leading from the vapor growth carbon fiber production apparatus to the combustion furnace decreases, There was a risk of backfire that the fire of the combustion furnace ignites the combustible gas in the piping system.
上記のとおり、気相成長炭素繊維製造装置は、焼却炉と排ガス導出管を介して接続されているので、バックファイヤが発生すると、このバックファイヤが排出管中の可燃性ガスを伝わって、前記気相成長炭素繊維製造装置にまで至り、爆発する恐れがあった。 As described above, the vapor-grown carbon fiber production apparatus is connected to the incinerator and the exhaust gas outlet pipe, so when backfire occurs, the backfire is transmitted to the combustible gas in the exhaust pipe, There was a risk of explosion by reaching a vapor-grown carbon fiber production apparatus.
また、排ガス導出管内が閉塞し、又は排ガス導出管内に配設され弁が閉塞すると、気相成長炭素繊維製造装置における反応管内の圧力が上昇し、反応管内に供給される水素ガスの圧力が増大して水素ガスが反応管から噴出する。そして、噴出した水素ガスに引火して装置全体の火災、爆発といった重大な危険がある。 Also, if the exhaust gas outlet pipe is closed or if the valve is closed in the exhaust gas outlet pipe, the pressure in the reaction pipe in the vapor growth carbon fiber production apparatus rises, and the pressure of the hydrogen gas supplied into the reaction pipe increases. Then, hydrogen gas is ejected from the reaction tube. Then, there is a serious danger that the ejected hydrogen gas is ignited and a fire or explosion of the entire apparatus occurs.
そして、気相成長炭素繊維製造装置における反応管内でカーボンナノファイバーの製造する際には、この反応管内のガス流れは整流に努めて、温度を均一にして、カーボンナノファイバーの生産性と品質の向上させることが要求される。したがって、反応管内の大きな圧力変動が起こることは、カーボンナノファイバーの生産性と品質の向上に影響する、特に重大な問題点となっている。 When carbon nanofibers are produced in a reaction tube in a vapor growth carbon fiber production apparatus, the gas flow in the reaction tube is rectified, the temperature is made uniform, and the productivity and quality of the carbon nanofibers are improved. It is required to improve. Therefore, the occurrence of large pressure fluctuations in the reaction tube is a particularly serious problem affecting the productivity and quality of carbon nanofibers.
そこで、本発明は、従来の問題を解決すべく、安全にかつ安定して排ガスを処理することができ、気相成長炭素繊維製造装置における反応管において圧力変動を生じさせることのない排ガス処理装置を提供することを、その課題とする。 Therefore, the present invention is an exhaust gas treatment apparatus that can safely and stably treat exhaust gas without causing pressure fluctuations in a reaction tube in a vapor growth carbon fiber production apparatus in order to solve the conventional problems. The issue is to provide
前記課題を解決するための手段として、
請求項1は、水を貯留する水貯留槽と、流動気相法により生成するカーボンナノファイバー含有排ガスを前記水貯留槽内の水中に導入するように水中に浸漬され、浸漬する先端外周面にその先端部から軸線方向に向かって切り欠かれて成る切欠部を有し、排ガスの圧力の変動幅を実質的に一定に維持可能に形成されてなり、気相成長炭素繊維製造装置における反応管から排出されるカーボンナノファイバー含有ガスからカーボンナノファイバーを分離するカーボンナノファイバー捕集装置に接続された排ガス導入管とを備えてなること特徴とする排ガス処理装置であり、
請求項2は、前記圧力の変動幅が大きくとも20mmH2Oである前記請求項1に記載の排ガス処理装置であり、
請求項3は、前記排ガス導入管は、前記水貯留槽に浸漬するその先端外周面に複数の貫通孔が開設されてなる前記請求項1又は2に記載の排ガス処理装置である。
As means for solving the above problems,
Claim 1 is a water storage tank for storing water and a carbon nanofiber-containing exhaust gas generated by a fluidized vapor phase method soaked in water so as to be introduced into the water in the water storage tank. has a notch formed by notched toward the axis direction from its tip, Ri Na fluctuation range of the pressure of the exhaust gas is able to form maintained substantially constant, the reaction in the vapor-grown carbon fiber production unit An exhaust gas treatment apparatus comprising an exhaust gas introduction pipe connected to a carbon nanofiber collection device that separates carbon nanofibers from a carbon nanofiber-containing gas discharged from a pipe,
A third aspect of the present invention is the exhaust gas treatment apparatus according to the first or second aspect, wherein the exhaust gas introduction pipe is provided with a plurality of through holes in an outer peripheral surface of a tip end immersed in the water storage tank.
本発明によれば、排ガス導入管の途中に備えられた水貯留槽中の水中に、排ガス導入管の先端部を浸漬させているので、気相成長炭素繊維製造装置における反応管内の圧力の変動幅も小さくなってカーボンナノファイバーを安定して製造することができる。 According to the present invention, since the tip of the exhaust gas introduction pipe is immersed in water in a water storage tank provided in the middle of the exhaust gas introduction pipe, the pressure fluctuation in the reaction tube in the vapor growth carbon fiber production apparatus The width can be reduced and the carbon nanofibers can be stably produced.
また、排ガス導入管の先端部を浸漬させているので、この排ガス処理装置で処理されて焼却炉で燃焼される排ガスと気相成長炭素繊維製造装置における反応管から送出されてくる排ガスとが、水貯留槽中の水により分断される。したがって、燃焼炉からのバックファイアがたまたまあったとしてもバックファイアはこの水貯留槽でくい止められ、気相成長炭素繊維製造装置内にバックファイアの及ぶことが防止される。 In addition, since the tip of the exhaust gas introduction pipe is immersed, the exhaust gas treated by this exhaust gas treatment apparatus and burned in the incinerator and the exhaust gas sent from the reaction pipe in the vapor growth carbon fiber production apparatus are Divided by water in the water storage tank. Therefore, even if a backfire from the combustion furnace happens, the backfire is stopped by the water storage tank, and the backfire is prevented from reaching the vapor growth carbon fiber production apparatus.
また、水貯留槽に浸漬されている排ガス導入管の先端部外周面に多数の貫通孔を設けていると、排ガス導入管の先端部外周面に多数の貫通孔を設けていない場合に比べて、細かな気泡状の排ガスを水貯留槽内の水に排出することになるので、排ガス導入管内に流通する排ガスの圧力の変動幅が大きくとも20mmH 2 Oに成る。排ガス導入管中の排ガスの圧力の変動幅が前記のように小さいと、気相成長炭素繊維製造装置における反応管内の圧力の変動幅も小さくなってカーボンナノファイバーをより一層、安定して製造することができる。 In addition, when a large number of through holes are provided in the outer peripheral surface of the tip portion of the exhaust gas introduction pipe immersed in the water storage tank, compared to a case where a large number of through holes are not provided in the outer peripheral surface of the tip portion of the exhaust gas introduction pipe Since fine bubble-like exhaust gas is discharged into the water in the water storage tank, the fluctuation range of the pressure of the exhaust gas flowing through the exhaust gas introduction pipe is 20 mmH 2 O at most. When the fluctuation range of the pressure of the exhaust gas in the exhaust gas introduction pipe is small as described above, the fluctuation range of the pressure in the reaction tube in the vapor growth carbon fiber production apparatus is also reduced, and the carbon nanofibers are manufactured more stably. be able to.
排ガス導入管の先端部に、その先端部から軸線方向に向かって切り欠かれて成る切欠部を開設しておくと、この切欠部からも排ガスが水貯留槽内の水中に気泡となって進出して行く。切欠部から排ガスの気泡が流通する際に切欠部の縁辺に付着する微小なカーボンナノファイバーの付着量がある程度の値になると、それまで付着していたカーボンナノファイバーの塊状物が切欠部から剥離する。換言すると、切欠部全体を閉塞する場合に比べて切欠部に付着するカーボンナノファイバーの膜が剥離する程度では、排ガス導入管内の排ガスの圧力の変動幅が大きくとも20mmH 2 Oになるので、気相成長炭素繊維製造装置における反応管内の圧力の変動幅も小さく抑制することができ、その結果カーボンナノファイバーを安定して製造することができる。
If a notch is formed at the tip of the exhaust gas introduction pipe, the notch is cut from the tip in the axial direction, the exhaust gas also enters the water in the water storage tank as bubbles from this notch. Go. When the amount of minute carbon nanofibers adhering to the edge of the notch when the exhaust gas bubbles circulate from the notch reaches a certain value, the lump of carbon nanofibers that have adhered to the exfoliation will peel off from the notch To do. In other words, since the fluctuation range of the pressure of the exhaust gas in the exhaust gas introduction pipe is 20 mmH 2 O at most , the carbon nanofiber film adhering to the notch is peeled off as compared with the case where the entire notch is closed. The fluctuation range of the pressure in the reaction tube in the phase-grown carbon fiber production apparatus can be suppressed to be small, and as a result, the carbon nanofiber can be produced stably.
以下、図1を参照しながら本発明に係る排ガス処理装置について説明する。なお、図1に示される排ガス処理装置は、一例であり、本発明に係る排ガス処理装置は、図1に示される装置に限られることはない。 Hereinafter, an exhaust gas treatment apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. The exhaust gas treatment device shown in FIG. 1 is an example, and the exhaust gas treatment device according to the present invention is not limited to the device shown in FIG.
図1に示される排ガス処理装置1は、水貯留槽2、ガス導出管3、排ガス導入管4、水導入路5、及び水導出路6を備える。
An exhaust gas treatment apparatus 1 shown in FIG. 1 includes a
前記水貯留槽2は、所定の水位を保持するように水を貯留するように形成されて成る。
The
前記水貯留槽2の材料としては、密閉性、耐圧性及び耐腐食性を有する材料であればよく、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金及びチタン合金等の金属又はポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン及びアクリル樹脂等の高分子を挙げることができ、中でも、ステンレス鋼又はポリ塩化ビニルが好ましい。前記水貯留槽2の形状及び大きさについては、本発明の目的を達する限り、特に制限はない。
The material of the
前記水貯留槽2には、図1に示されるように、水導入路5が装着され、また、水導出路6が前記水貯留槽2内に貯留される水の水位が所定の位置に成るように装着される。前記水導入路5は、連続的に、又は間欠的に、又は所望の時点に水を水貯留槽2に供給する。水導出路6は、水貯留槽2内の過剰の水を排水する。なお、この水貯留槽2は、一定時間経過後に、貯留されている全量の水を、新鮮な水に交換することができるように構成されていてもよい。
As shown in FIG. 1, the
また、前記水としては、通常の場合、水道水が使用されるが、場合によっては一般排水を浄化して得られる浄化水であっても、また、海水であってもよい。 In addition, tap water is usually used as the water, but depending on the case, it may be purified water obtained by purifying general waste water or seawater.
前記ガス導出管3は、その一端開口部が前記水貯留槽2における水面よりも高い位置に接続され、かつ、他端部が燃焼炉に接続されていて、前記水貯留槽2内で綿状物bを分別したところの、可燃性ガスを含有するガスが、燃焼炉に導出されるようになっている。
The
なお、前記ガス導出管3の一端開口部を水貯留槽2に取り付ける位置は、前記水貯留槽2内に貯留された水の水面よりも高い位置である限り特に制限がなく、例えば前記水貯留槽2の天井部又は側壁部のいずれの位置であってもよい。
The position where the one-end opening of the
前記ガス導出管3は、その他端開口部が燃焼炉に接続され、また、内部を可燃性ガスが流通するので、前記ガス導出管3を形成する材料としては、耐熱性及び耐腐食性を有する材料が好ましく、例えば、ステンレス鋼、銅合金、アルミニウム合金、マグネシウム合金又は低融点合金等を挙げることができ、好適な材料はステンレス鋼である。前記ガス導出管3の形状としては、通常、円筒形が好適である。
The other end opening of the
排ガス導入管4は、その一端部が、気相成長炭素繊維製造装置における反応管から排出されるカーボンナノファイバー含有ガスからカーボンナノファイバーを分離するカーボンナノファイバー捕集装置に、接続される。また、排ガス導入管4は、その先端部が前記水貯留槽2に貯留された水に浸漬するように配置され、前記カーボンナノファイバー捕集装置から排出された排ガスを前記水貯留槽2内の水中に案内するように形成される。図2および図3に示されるように、排ガス導入管4の先端開口部の周側面に、切欠部であるスリット7及び貫通孔8が形成されている。
One end of the exhaust
前記排ガス導入管4の大きさ、形状及び材質としては、内表面が平滑であれば、特に制限はない。例えば、前記排ガス導入管4の大きさとして、通常、その内径が5〜20cmである。例えば前記排ガス導入管4の形状として、通常、円筒管を挙げることができる。例えば、前記排ガス導入管4の材質として、通常、ステンレス鋼、銅合金、アルミニウム合金、マグネシウム合金及び低融点合金等の金属、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン及びアクリル樹脂等の高分子、又はセラミックス等を挙げることができ、ステンレス鋼が好適である。
The size, shape, and material of the exhaust
前記貫通孔8の形状としては、円形、楕円形、半円形、半楕円形、扇形、三角形又は四角形等を挙げることができる。 Examples of the shape of the through-hole 8 include a circle, an ellipse, a semicircle, a semi-elliptical, a fan, a triangle, and a quadrangle.
前記貫通孔8の大きさとしては、排ガスの圧力の変動幅を大きくとも20mmH2Oにすることができる限りにおいて、特に制限はないが、例えば、前記貫通孔8の形状が円形であれば、直径が20〜30mmであるのが好ましく、また、四角形であれば、一辺が2.5〜25mmである正方形が好ましい。貫通孔8の直径が前記下限値よりも小さいと、排ガス中に含まれる微小なカーボンナノファイバーにより目詰まりを発生させるおそれがあり、貫通孔8の直径が前記上限値よりも大きいと、排ガス導入管4内を流通する排ガスの圧力の変動幅が大きく成る傾向がある。
The size of the through hole 8 is not particularly limited as long as the fluctuation range of the pressure of the exhaust gas can be set to 20 mmH 2 O at most. For example, if the shape of the through hole 8 is circular, The diameter is preferably 20 to 30 mm, and if it is a quadrangle, a square having a side of 2.5 to 25 mm is preferable. If the diameter of the through hole 8 is smaller than the lower limit value, there is a risk of clogging due to minute carbon nanofibers contained in the exhaust gas. If the diameter of the through hole 8 is larger than the upper limit value, the exhaust gas is introduced. There is a tendency that the fluctuation range of the pressure of the exhaust gas flowing through the
前記貫通孔8は、排ガス導入管4中を流通する排ガスの圧力の変動幅が小さく成るように、排ガス導入管4の内径、及び貫通孔8の直径等に応じて適宜に決定されることができ、排ガス導入管4の内径が前記内径範囲にあり、しかも前記貫通孔8の直径が前記範囲内にある場合には、0.1〜15個/cm2となるように形成されるのが好ましい。前記貫通孔8の数が前記下限値よりも少ないと排ガス導入管4の先端開口部から排出される排ガスの量が多くなって排ガス導入管4内を流通する排ガスの圧力の変動幅が大きく成る可能性がある。
The through hole 8 is appropriately determined according to the inner diameter of the exhaust
このように、貫通孔8を形成することにより、排ガスを水中に導入する際の、排ガス導入管4内を流通する排ガスの圧力の変動幅を小さくすることができる。貫通孔8が排ガス導入管4の先端部外周面に設けられていない場合には、排ガス導入管4の先端開口部から排ガスが大きな気泡aと成って排出される。そうすると、排ガス導入管4の先端開口部から排ガスが排出される毎に、排ガス導入管4内を流通する排ガスの圧力の変動幅が大きく成る。このように貫通孔を有していない周側面を有する従来の排ガス導出管に比べて、貫通孔8を先端部周側面に備える排ガス導入管4は、排ガス中の圧力の変動幅を大きくしないので、大きな進歩である。
Thus, by forming the through-hole 8, the fluctuation range of the pressure of the exhaust gas flowing through the exhaust
貫通孔8は上述したように、排ガス導入管4内を流通する排ガスの圧力の変動幅が1〜20mmH2Oに維持されるように、設けられる。したがって、貫通孔8の形成により、前記排ガス導入管4内を流通する排ガスの圧力の変動幅が大きくならないので、カーボンナノファイバーを形成する気相成長炭素繊維製造装置における反応管内の圧力の変動幅も安定に維持することができる。したがって、安定した反応管内圧力で気相成長炭素繊維を製造することができる。
As described above, the through hole 8 is provided such that the fluctuation range of the pressure of the exhaust gas flowing through the exhaust
排ガス導入管4の周側面に形成される前記スリット7の形状としては、図2に示されるように、平面に投影した形状としての逆V字形状を挙げることができる。
As the shape of the
前記逆V字形状は、前記水貯留槽に浸漬される排ガス導入管4のその先端外周面に、その先端部から軸線方向に向かって切り欠かれて成るスリット7を平面に投影した場合に三角形をなす形状である。この三角形の底辺は、排ガス導入管4の先端縁辺部により形成される。その三角形の頂点は、排ガス導入管4の先端部外周面にある。
The inverted V-shape is triangular when a
図2に示されるように、三角形をなすスリット7における頂角は1〜20度であるのが好ましく、排ガス導入管4の先端縁辺部から前記頂点までの軸線方向長さは5〜20cmであるのが好ましい。
As shown in FIG. 2, the apex angle in the
このような鋭角の頂角を有する三角形のスリット7が形成されていると、水に浸漬された排ガス導入管4の先端部におけるこのスリット7から排ガスが気泡状になって水中に排出されるうちにスリット7における頂点部近傍に微細なカーボンナノファイバーが付着していくのであるが、スリット7全体がカーボンナノファイバーで閉塞されないうちに、排ガスの圧力により付着したカーボンナノファイバーがスリット7から剥離されるようになる。
When the
したがって、スリット7全体を閉塞するように付着したカーボンナノファイバーが一挙にスリット7から剥離することがないので、排ガス導入管4中を流通する排ガスの圧力の変動幅はさほど大きくは成らない。
Therefore, the carbon nanofibers adhering so as to block the
排ガス導入管4内を流通する排ガスの圧力の変動幅を前述した範囲内によりいっそう良好に維持するためには、前記排ガス導入管4の内部にガス圧センサーを設けておき、ガス圧センサーにより検出される排ガスの圧力に応じて前記排ガス導入管4における先端部を水面に対して上下動可能に形成しておくのもよい。その理由は以下のようである。
In order to better maintain the fluctuation range of the pressure of the exhaust gas flowing through the exhaust
一方、前記排ガス導入管4を流通させる排ガスの流通量は、通常、6〜120m3/時間であるのが好ましく、更には12〜60m3/時間であるのが好ましい。
On the other hand, flow amount of exhaust gas that circulates the exhaust
水貯留槽2に貯留される水にその先端部を浸漬する排ガス導入管4から排ガスを水中に排出すると、図8に示されるように、時間の経過とともに前記スリット7にカーボンナノファイバーが付着していく。カーボンナノファイバーの付着によるカーボンナノファイバー膜20の形成につれてスリット7が狭窄していき、それによってスリット7における気泡の排出位置がスリット7の頂点からカーボンナノファイバーの付着範囲下端にまで低下する。
When exhaust gas is discharged into the water from the exhaust
そうすると、スリット7の頂点部分から排ガスの気泡が排出するときの排ガス導入管4内の排ガスの圧力はh1mmH2Oよりもわずかに大きな値であり、スリット7にカーボンナノファイバー膜20が形成された場合の排ガス導入管4内の排ガスの圧力はh2mmH2Oよりもわずかに大きな圧力になる。カーボンナノファイバー膜20がスリット7から剥離すると、排ガス導入管4が固定された状態であると、排ガス導入管4内の排ガスの圧力はh2mmH2Oからh1mmH2Oへと低下する。
Then, the pressure of the exhaust gas in the exhaust
この圧力低下は小さな値であるかもしれないが、気相成長炭素繊維製造装置における反応管内の圧力変動を極力避けて一定圧力下で反応管内でのカーボンナノファイバー製造を実現するという目的を追求するのであれば、前記圧力低下を限りなくゼロに近づけることが好ましい。 Although this pressure drop may be a small value, the goal is to achieve carbon nanofiber production in the reaction tube under a constant pressure while avoiding pressure fluctuations in the reaction tube in the vapor growth carbon fiber production equipment as much as possible. In this case, it is preferable that the pressure drop is as close to zero as possible.
そこで、排ガス導入管4内に圧力センサー21を設けておき、この圧力センサー21で検出される排ガスの圧力が例えば前記h1mmH2Oに維持されるように、スリット7に付着して形成されるカーボンナノファイバー膜20の程度に応じて排出管駆動手段22により排ガス導入管4の先端部を上昇させ、カーボンナノファイバー膜20がスリット7から脱離した瞬間に排ガス導入管4の先端部を下降させてスリット7の頂点が水面からh1の位置となるようにする。
Therefore, a
そうすると、排ガス導入管4の内部に存在する排ガスの圧力の変動幅を無くすることができる。なお、図8において、排ガス導入管4の外周面には貫通孔を表示してはいないが、貫通孔が開設されているものとする。
If it does so, the fluctuation range of the pressure of the exhaust gas which exists in the inside of the exhaust
図2に示されるように、前記排ガス導入管4の先端部外周面にスリット7及び貫通孔8を設けておくと、排ガスが前記貫通孔8及び前記スリット7を通じて水中に気泡状となって排出されて行く。その場合、理由が定かではないが、排ガス中に含まれる微小なカーボンナノファイバーは、貫通孔8よりもスリット7から優先的に排ガスとともに水中に排出されていく。したがって、スリット7が形成されていることにより貫通孔8の目詰まりが防止され、しかもスリット7に係止されるカーボンナノファイバーが排ガスの圧力により脱離するので、最終的には排ガスの圧力変動が極力小さく抑制されることになる。
As shown in FIG. 2, if the
したがって、気相成長炭素繊維製造装置における反応管内の圧力変動も極力小さく抑制して安定した反応条件にてカーボンナノファイバーを製造することができる。 Therefore, the pressure fluctuation in the reaction tube in the vapor growth carbon fiber production apparatus can be suppressed as much as possible, and carbon nanofibers can be produced under stable reaction conditions.
貫通孔及び切欠部は前記図2に示される形態の貫通孔及びスリットに限定されることはなく、例えば図4及び図5に示されるような貫通孔及び切欠部を挙げることができる。 The through holes and notches are not limited to the through holes and slits of the form shown in FIG. 2, and examples thereof include through holes and notches as shown in FIGS.
また、図4及び図5に示される排ガス導入管4Aは、その先端部に形成されたメッシュ8Aと、上部が半円形である四つのスリット7Aとを有する。この図4及び図5に示す排ガス導入管4Aにあっては、メッシュ8Aにより形成される金網の目が貫通孔に相当する。
Further, the exhaust
図6に示される排ガス導入管4Bは、切欠部の他の例を示す。図6に示される排ガス導入管4Bにおける切欠部は、平面に投影すると長方形となるように、排ガス導入管4Bの先端部端縁から軸線方向に沿って内部に縦長に切欠されてなるスリット7Bである。このスリット7Bは、排ガス導入管4Bの先端部に相対向する位置に2個形成されてなる。なお、スリット7Bの形成個数は、2個に限定されず、3個以上であってもよい。なお、図6においては、貫通孔の図示は省略されている。
An exhaust
図7に示される切欠部は、図6で示すスリット7Bに対して、一端部が丸みを帯びた略長方形に形成されたスリット7Cである。
The notch shown in FIG. 7 is a
次に、本発明の一例である前記排ガス処理装置1の作用につき、説明する。 Next, the operation of the exhaust gas treatment apparatus 1 which is an example of the present invention will be described.
図示しない気相成長炭素繊維製造装置における反応管内で生成したカーボンナノファイバーは前記気相成長炭素繊維製造装置に設けられた捕集器で回収される。前記捕集器でカーボンナノファイバーを回収するとはいっても、この捕集器から排出される排ガスには、まだ若干のカーボンナノファイバーが含有される。この捕集器から排出される排ガスは、通常、二系統に分かれる。一つの系統では、ガス循環路により、反応管の下部に設けられた生成ガス吸入管の出口近傍に戻される。他の一つの系統では、排ガスの流れる上流側に配置されている排ガス導入管4を介して、排ガス処理装置1に排ガスを導入する。
Carbon nanofibers generated in a reaction tube in a vapor growth carbon fiber production apparatus (not shown) are collected by a collector provided in the vapor growth carbon fiber production apparatus. Although the carbon nanofibers are collected by the collector, the exhaust gas discharged from the collector still contains some carbon nanofibers. The exhaust gas discharged from this collector is usually divided into two systems. In one system, it is returned to the vicinity of the outlet of the product gas suction pipe provided in the lower part of the reaction pipe by the gas circulation path. In another system, the exhaust gas is introduced into the exhaust gas treatment device 1 through the exhaust
排ガス導入管4を通じて排ガスが、水貯留槽2内に貯留される水中に排出される。排ガス導入管4における、水貯留槽2に浸漬されている先端部の外周面に形成された多数の貫通孔8から排ガスが気泡状に水中に放出されるとともに、排ガス導入管4の先端部に設けられたスリット7からも排ガスが水中に気泡状に放出される。なお、排ガスが水中に気泡状に放出される際に、排ガス中に含まれるタールなどの除去も行われる。このように、タールなどの除去によって、例えば、塊状になったカーボンナノファイバーが排ガス導入管4の管壁に付着することを抑制することができる。
Exhaust gas is discharged into the water stored in the
この排ガス中には前記捕集器により捕集されなかったカーボンナノファイバーが含有されている。貫通孔8及びスリット7から排ガスの気泡が水中に放出されるが、一つのスリット7の縁辺長さが一つの貫通孔8の円周長さよりも通常長いので、スリット7から放出される気泡の量が貫通孔8から放出される気泡の量よりも多くなる。
This exhaust gas contains carbon nanofibers not collected by the collector. Exhaust gas bubbles are discharged into the water from the through holes 8 and the
したがって、貫通孔8が排ガス中のカーボンナノファイバーで閉塞されるというよりも、図8に示されるように、三角形をしたスリット7における頂点付近でカーボンナノファイバーがスリット7の縁辺に付着し、その付着量が増えていく。スリット7におけるカーボンナノファイバーの付着量がある量に達すると、排ガス導入管4内の排ガスの圧力により、スリット7に付着するカーボンナノファイバーの膜がスリット7から脱離する。
Therefore, rather than the through-hole 8 being blocked by the carbon nanofiber in the exhaust gas, as shown in FIG. 8, the carbon nanofiber adheres to the edge of the
カーボンナノファイバー膜20の量の少ないうちにスリット7からカーボンナノファイバーの膜が脱離しても排ガス導入管4内の圧力の変動幅は小さい。したがって、排ガス導入管4から排ガスが水中に放出されることによる排ガス導入管4内の小さな圧力変動の、気相成長炭素繊維製造装置における反応管内に及ぼす圧力変動は極めて小さい。したがって、前記反応管内でのカーボンナノファイバーを安定した圧力雰囲気で製造することができる。
Even if the carbon nanofiber film is detached from the
また、水貯留槽2内に放出された排ガスの気泡は、排ガスの流れる下流側に配置されているガス導出管3から焼却炉(図示せず。)に導出される。焼却炉にて排ガスが焼却される。ガス導出管3内の圧力が低下して焼却炉がバックファイアを起こしても、水貯留槽2によりガス循環路及び気相成長炭素繊維製造装置における反応管を含む系が焼却炉と断絶しているので、気相成長炭素繊維製造装置における反応管内にまでバックファイアが及ぶことがない。
Further, the bubbles of the exhaust gas discharged into the
さらに、排ガス導入管4は、水貯留槽2に浸漬されているので、排ガス導入管4からの排ガス中に含まれるカーボンナノファイバー等の固体の成分は、水貯留槽2で全て除去されることとなる。したがって、従来のように排ガス導出管内に捕集されなかったカーボンナノファイバーが溜まることによって、排ガス導出管3内が閉塞状態となることもない。
Furthermore, since the exhaust
以上、この発明の一例について説明したが、この発明係る排ガス処理装置は、従来公知の、例えば特許文献1等に記載の気相成長炭素繊維製造装置及び特許文献2等に記載の炭素繊維質物製造装置に結合してこれら製造装置から排出されるところの、カーボンナノファイバーを含有する排ガスを処理することができる。
Although an example of the present invention has been described above, the exhaust gas treatment apparatus according to the present invention is conventionally known, for example, a vapor growth carbon fiber production apparatus described in Patent Document 1 and the like, and a carbon fiber material production described in
1 排ガス処理装置
2 水貯留槽
3 ガス導出管
4、4A、4B 排ガス導出管
5 水導入路
6 水導出路
7、7B、7C スリット
8 貫通孔
20 カーボンナノファイバー膜
21 圧力センサー
22 排出管駆動手段
a 気泡
b 綿状物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exhaust
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004320047A JP4395050B2 (en) | 2004-11-04 | 2004-11-04 | Exhaust gas treatment equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004320047A JP4395050B2 (en) | 2004-11-04 | 2004-11-04 | Exhaust gas treatment equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006132015A JP2006132015A (en) | 2006-05-25 |
JP4395050B2 true JP4395050B2 (en) | 2010-01-06 |
Family
ID=36725814
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004320047A Expired - Fee Related JP4395050B2 (en) | 2004-11-04 | 2004-11-04 | Exhaust gas treatment equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4395050B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7466892B2 (en) | 2019-08-31 | 2024-04-15 | 株式会社クラインズ | Air cleaner |
-
2004
- 2004-11-04 JP JP2004320047A patent/JP4395050B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006132015A (en) | 2006-05-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101179313B1 (en) | Aerating unit, aerating apparatus equipped therewith and method of aerating | |
JP4906269B2 (en) | Filtration device | |
KR20170104005A (en) | Aeration device, operation method therefor, and water treatment apparatus | |
KR102167487B1 (en) | Cyclone, cyclone mist eliminator and method of use | |
JP5745536B2 (en) | Centrifugal droplet separator for separating them from a feed gas stream containing droplets | |
WO1997027931A1 (en) | Apparatus for desulfurizing exhaust gas | |
JP4395050B2 (en) | Exhaust gas treatment equipment | |
JP2008502465A (en) | Membrane module for immersion work | |
JPWO2014192476A1 (en) | Filtration device and filtration method using the same | |
SE425257B (en) | SET AND DEVICE FOR DEGRADING OF MOLD METAL | |
JP5957591B1 (en) | Water treatment equipment | |
JP6308062B2 (en) | Air diffuser and water treatment device | |
KR100775193B1 (en) | Flue gas purification device having an improved oxidation device in the scrubbing liquid sump | |
JP2008114192A (en) | Filtration apparatus | |
JP2012106166A (en) | Gas/liquid mixing apparatus and water purifier equipped with the same | |
JP4173708B2 (en) | Wastewater wet oxidation method and equipment | |
JP7016092B1 (en) | Basalt long fiber manufacturing equipment | |
JP2010064039A (en) | Apparatus and method for treating wastewater | |
JP3665086B2 (en) | Membrane sedimentation tank | |
JP2007209908A (en) | Microbubble generator | |
JP6494244B2 (en) | Holding material and waste water treatment device | |
JP2006169002A (en) | Fractional collection device and fractional collection method | |
US20120042784A1 (en) | Aeration apparatus including water-repellent layer and seawater flue gas desulfurization apparatus including the same | |
JPH11114453A (en) | Gas-liquid separator | |
CN218012059U (en) | Flue gas desulfurization device in copper smelting process |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070123 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090424 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090501 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090626 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090717 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090911 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20091002 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20091016 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121023 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |