JP5330960B2 - 臭気性ガスが残存しているタンク内部の脱臭方法 - Google Patents

Description

本発明は、臭気性ガスが残存しているタンクの内部を脱臭する方法に関する。

液状化学薬品を収容するタンクは、例えば、別の種類の液状化学薬品を収容する際にその内部の洗浄が行なわれる。タンクの洗浄は、タンクに収容された化学薬品を抜き出したのちに行なわれる。しかしながら、タンクに臭気性の化学薬品が収容されている場合、化学薬品が抜き出されたタンクの内部に多量の臭気性ガスが残存する場合がある。このため洗浄の際に開口部に備えられたバルブを開けるとタンク内部に残存する臭気性ガスが放出され、その臭気が問題になる。

このようなタンクにオゾンガスを導入してオゾンガスの強い酸化作用により臭気性ガスを分解脱臭することが考えられる。しかしながら、タンク内部でオゾンガスを均一に拡散させなければタンク内部の臭気性ガスを短時間で分解脱臭することは難しい。また、タンクの内部にオゾンガスを導入すると、このオゾンガスの導入によって十分に脱臭されていない臭気性ガスがタンクから溢れ出て、その臭気が問題になる可能性もある。

特許文献１には、従来より臭気性ガスとオゾンガスとを接触させて脱臭する装置は知られているが、従来の装置には臭気性ガスがオゾンガスによって殆ど酸化されずに十分な脱臭を行なえない問題があるとして、これを解決するため臭気性ガスとオゾン水とを接触させる脱臭装置が開示されている。同文献に記載の脱臭装置は、側部に臭気性ガスの送気管を有し、そして上方に排気管を有するタンク、そしてタンク内部の上方に配置されたオゾン含有水の散水管などから構成されている。この脱臭装置では、タンク内部を上方に流れる臭気性ガスに、散水管からタンク内部を下方に流れるオゾン水とを接触させることにより、前記臭気性ガスを酸化させて除去（脱臭）している。

特許文献２には、下方に臭気性ガスの導入部を有し、そして頂部に排出パイプを有する脱臭塔を備えるオゾン脱臭装置が開示されている。前記脱臭塔の内部の臭気性ガスの導入部の上方には、オゾン水を散布するノズルが設置されている。この脱臭装置では、脱臭塔内部の臭気性ガスの導入部から排出パイプに向かって上方に流れる臭気性ガスに、ノズルから噴射されて下方に流れるオゾン水の微粒子とを接触させることにより、前記臭気性ガスを脱臭している。

特開平１０−２４９１４１号公報 特開２００４−６６１３５号公報

本発明の課題は、臭気性ガスが残存しているタンクの内部の雰囲気を効率良く脱臭する方法を提供することにある。

本発明は、下記（１）〜（３）の工程からなる臭気性ガスが残存しているタンク内部の脱臭方法にある。
（１）内部に臭気性ガスが残存している開口部及び開口部を閉塞しているバルブを備えるタンクの前記開口部と、上下方向に伸びるダクト及びダクトの内部に長さ方向に沿って配設された複数の噴射ノズルを備える脱臭装置の前記ダクトの上端部とを管体を介して互いに接続する工程。
（２）上記各噴射ノズルからオゾン含有水を下方に向けて噴射させることによりオゾン含有水の微粒子を生成する工程。
（３）上記タンクのバルブを開いて臭気性ガスをダクトに導出しながら、これによりダクトの内部を下方に向かって進む臭気性ガスを、上記のダクトの内部に下方に向かって噴射されたオゾン含有水の微粒子に接触させて酸化分解させることにより上記タンクの内部を脱臭する工程。

本発明の脱臭方法の好ましい態様は、次の通りである。
１）ダクトがその下端部にて折り返されて上方に伸びる延長部を備えていて、この延長部の内部にも長さ方向に沿って複数の噴射ノズルが配設されていて、延長部の各噴射ノズルからオゾン含有水を下方に向けて噴射させることによりオゾン含有水の微粒子を生成して、そして前記（３）の工程にて酸化分解することなく延長部の内部を上方に向かって進む臭気性ガスを、上記の延長部の内部に下方に向かって噴射されたオゾン含有水の微粒子に接触させて酸化分解させる。
２）タンクが、タンクコンテナのタンクもしくはタンク車のタンクである。
３）臭気性ガスが、硫化水素、メチルメルカプタン、硫化メチル、二硫化メチル、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アクロレイン、プロピルアルデヒド、酢酸、酪酸、プロピオン酸、アンモニア、メチルアミン、トリメチルアミン、もしくはクロトンアルデヒドのガスである。

なお、本明細書において、上記のオゾン含有水を噴射させる方向を示す「下方」とは、ノズルから噴射されるオゾン含有水の速度に、ダクトあるいはその延長部の長さ方向に沿って下向きの速度成分を生じさせる方向を意味しており、すなわち斜め下向きの方向（ダクトもしくはその延長部の長さ方向に対して±８５度、好ましくは±６０度の範囲内にて傾斜する方向）を含む。

本発明の方法の実施により、タンク内部に残存する臭気性ガスを効率良く分解脱臭することができる。

本発明のタンク内部の脱臭方法を実施する際に好ましく用いられる脱臭装置及び脱臭対象のタンクの各々の構成例を示す図である。 図１の脱臭装置２０の符号Ａで示す部位を拡大して示す右側面図である。但し、ダクト２１は断面として記入してある。 図１の脱臭装置２０に供給されるオゾン含有水の生成に特に有利に用いることができる装置の構成を示す図である。

先ず、本発明の方法で脱臭の対象とするタンクと脱臭の際に使用する装置とを、添付の図面を用いて説明する。

図１は、本発明の脱臭方法を実施する際に好ましく用いられる脱臭装置及び脱臭対象のタンクの各々の構成例を示す図である。図２は、図１の脱臭装置２０の符号Ａで示す部位を拡大して示す右側面図である。但し、ダクト２１は断面として記入してある。

脱臭対象のタンク１２の内部には、臭気性ガス１１が残存している。タンク１２の頂部には、開口部１２ａが備えられている。開口部１２ａには、バルブ１３が備えられている。

脱臭装置２０は、オゾン含有水の供給用の管体４１が備えられている。図１に記入した矢印９１は、オゾン含有水の流れる方向を示している。

管体４１には、分岐管５１を介して、各々上下方向に伸びる管体４２、４３が接続されている。管体４２は、その長さ方向に沿って複数個（図１の構成では、合計で６個）の分岐管５２を備えている。同様に、管体４３は、その長さ方向に沿って複数個（図１の構成では、合計で５個）の分岐管５３を備えている。

管体４２の図１にて後方側には、上下方向に伸びるダクト２１が配置されている。そして管体４２の各分岐管５２には、図２に示すように上記ダクト２１の内部にまで伸びる管体４４が接続されている。管体４４の先端には、噴射ノズル２２が備えられている。このように、ダクト２１の内部には、ダクト２１の長さ方向に沿って複数個（図１の構成では、合計で６個）の噴射ノズル２２が配設されている。

従って、管体４１にオゾン含有水を供給すると、このオゾン含有水は、分岐管５１、管体４２の各分岐管５２、そして各管体４４を通って、各管体４４の先端に設けられた噴射ノズル２２から、ダクト２１の内部の下方に向けて噴射される。これによりダクト２１の内部にはオゾン含有水の微粒子２９が生成する。

ダクト２１は、その下端部２１ｂにて折り返されて上方に伸びる延長部３１を備えている。延長部３１は、図１にて上記管体４３の後方側に配置されている。そして管体４３の各分岐管５３には、管体４２の各分岐管５２の場合と同様に、ダクト２１の延長部３１の内部にまで伸びる管体を介して噴射ノズル（図示していない）が接続されている。このように、ダクト２１の延長部３１の内部には、延長部３１の長さ方向に沿って複数個（図１の構成では、合計で５個）の噴射ノズルが配設されている。

従って、管体４１にオゾン含有水を供給すると、このオゾン含有水は、分岐管５１、管体４３の各分岐管５３、そして延長部３１の内部にまで伸びる管体を通って、この管体の先端に設けられた噴射ノズルから、延長部３１の内部の下方に向けて噴射される。これにより延長部３１の内部にはオゾン含有水の微粒子が生成する。

ダクト２１の上端部２１ａは、管体４５を介して、タンク１２の開口部１２ａに接続されている。そしてダクト２１の下端部２１ｂは、延長部３１、そして管体４６を介してポンプ６１に接続されている。

そして、タンク１２に備えられたバルブ１３を開くことにより、タンク１２の内部に残存する臭気性ガス１１を、管体４５を介して、ダクト２１に導出することができる。臭気性ガス１１のダクト２１への導出は、タンク１２の内圧が高い場合には、バルブ１３を開くことにより行なうことができる。この際にポンプ６１を作動させて臭気性ガス１１の導出を補助することもできる。タンク１２の内圧が低い場合には、主としてポンプ６１を用いて臭気性ガス１１の導出を行なう。なお、臭気性ガス１１を導出する際には、タンク１２が備える別の開口部に備えられたバルブ（図示していない）を開いておくことが好ましい。

次に、本発明の脱臭方法について説明する。

本発明のタンク内部の脱臭方法は、下記（１）〜（３）の工程をこの順に実施することからなる。
（１）内部に臭気性ガス１１が残存している開口部１２ａ及び開口部１２ａを閉塞しているバルブ１３を備えるタンク１２の開口部１２ａと、上下方向に伸びるダクト２１及びダクト２１の内部に長さ方向に沿って配設された複数の噴射ノズル２２を備える脱臭装置２０のダクト２１の上端部２１ａとを管体４５を介して互いに接続する工程。
（２）上記各噴射ノズル２２からオゾン含有水を下方に向けて噴射させることによりオゾン含有水の微粒子２９を生成する工程。
（３）上記タンク１２のバルブ１３を開いて臭気性ガス１１をダクト２１に導出しながら、これによりダクト２１の内部を下方に向かって進む臭気性ガスを、上記のダクト２１の内部に下方に向かって噴射されたオゾン含有水の微粒子２９に接触させて酸化分解させることにより上記タンク１２の内部を脱臭する工程。

本発明の脱臭方法は、ダクト２１の内部に長さ方向に沿って配設された複数の噴射ノズル２２の各々にて、ダクト２１の内部を下方に進むオゾン含有水の微粒子２９を生成させること、そしてダクト２１の内部において、臭気性ガスが進む方向（矢印９２ａが示す方向）とオゾン含有水の微粒子２９が進む方向（矢印９２ｂが示す方向）とが、互いに同一の方向（図にて下側の方向）に設定されていることに主な特徴がある。なお、前記の「互いに同一の方向」とは、臭気性ガスとオゾン含有水の微粒子との各々が、ダクト２１の長さ方向に沿って下向きの速度成分を有していることを意味する。

臭気性の液状化学薬品が抜き出されたタンクの内部には、臭気性ガスが高濃度にて残存する。従って、臭気性ガスが残存するタンクを、効率良く（短時間で）、そして外部に臭気性ガスを放出させることなく脱臭することが必要である。

ダクト２１の内部で臭気性ガスにオゾン含有水の微粒子を接触させる際に、臭気性ガスが進む方向とオゾン含有水の微粒子が進む方向とが、仮に互いに逆向きに設定されていると、臭気性ガスとオゾン含有水の微粒子とが十分に混合されるものの、両者の接触時間が短いため、臭気性ガスを効率良く酸化分解することが難しい。

本発明の脱臭方法では、ダクト２１の内部において、臭気性ガスが進む方向とオゾン含有水の微粒子２９が進む方向とが、互いに同一の方向に設定されている。このため、臭気性ガスにオゾン含有水の微粒子を長時間にて接触させることができる。

一方、臭気性ガスがダクト２１の内部を下方に進むに従って、オゾン含有水の微粒子との接触により臭気性ガスの酸化分解が進行する。そして、脱臭装置２０が、仮にそのダクト２１の内部の上下方向の一カ所にのみ噴射ノズルを備える構成であると、上記酸化分解の進行に伴ってオゾン含有水の微粒子に含まれるオゾンが消費され、ダクト２１の下方において臭気性ガスの酸化分解に必要なオゾンの量が不足する。本発明の方法に用いる脱臭装置２０は、そのダクト２１の内部に長さ方向に沿って複数の噴射ノズル２２を備えているため、各噴射ノズル２２からオゾン含有水を噴射させることにより、ダクト２１の下方にも十分な量のオゾンを供給することができる。

以上の理由により、本発明の脱臭方法を実施することにより、タンクの内部に臭気性ガスが高濃度で且つ大量に残存する場合であっても効率良く酸化分解することができる。

そして、本発明の脱臭方法は、臭気性ガスが残存するタンクの内部を、臭気性ガスをタンクの外部に直接に放出させることなくタンクの外部に抜き出して効率良く脱臭することができる。

ダクト２１の長さ方向に沿って配設される噴射ノズルの数は２〜２０個（特に３〜１０個）の範囲内にあることが好ましい。

本発明の脱臭方法では、図１に示すようにダクト２１がその下端部２１ｂにて折り返されて上方に伸びる延長部３１を備えていて、この延長部３１の内部にも長さ方向に沿って複数の噴射ノズルが配設されていて、延長部の各噴射ノズルからオゾン含有水を下方に向けて噴射させることによりオゾン含有水の微粒子を生成して、そして上記（３）の工程、すなわちダクト２１の内部での脱臭工程にて酸化分解することなく延長部３１の内部を上方に向かって進む臭気性ガスを、上記の延長部３１の内部に下方に向かって噴射されたオゾン含有水の微粒子に接触させて酸化分解させることが好ましい。

ダクト２１の延長部３１の内部で臭気性ガスにオゾン含有水の微粒子を接触させる際に、臭気性ガスが進む方向（９３ａ）とオゾン含有水の微粒子が進む方向（矢印９３ｂ）とが互いに逆向きに設定されている。なお、前記の「互いに逆向き」とは、臭気性ガスが延長部の長さ方向に沿って上向きの速度成分を有していて、そしてオゾン含有水の微粒子が下向きの速度成分を有していることを意味する。

このような設定により、前記のダクト２１の内部での脱臭工程を経たのち微量の臭気性ガスが残存する場合であっても、この臭気性ガスが延長部３１の内部にてオゾン含有水の微粒子と十分に混合されて酸化分解するため、臭気性ガスの更なる脱臭が実現される。

延長部３１の長さ方向に沿って配設される噴射ノズルの数は２〜２０個（特に３〜１０個）の範囲内にあることが好ましい。

また、本発明の脱臭方法で脱臭の対象とするタンクの例としては、タンクコンテナのタンクもしくはタンク車のタンクが挙げられる。これらのタンクは、その内部の液状化学薬品の入れ替えと、そのためのタンク内部の洗浄とが頻繁に行なわれる。これらのタンクにより臭気性の液状化学薬品が運搬され、そしてタンク内部の化学薬品の入れ替えのためタンクから臭気性の液状化学薬品が抜き出されたのち、本発明の方法により臭気性ガスが残存するタンクの内部を脱臭する。これにより、臭気性ガスを外部に放出させることなく且つ短時間でタンクの内部の脱臭が完了する。このため、次いで行なわれるタンク内部の洗浄を臭気のない良好な環境下にて速やかに開始することができる。従って、これらのタンクによる液状化学薬品の輸送効率（タンクの稼働率）が向上する。

本発明の脱臭方法は、タンク内部に残存する臭気性ガスが、硫化水素、メチルメルカプタン、硫化メチル、二硫化メチル、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アクロレイン、プロピルアルデヒド、酢酸、酪酸、プロピオン酸、アンモニア、メチルアミン、トリメチルアミン、もしくはクロトンアルデヒドのガスである場合に特に有利に利用することができる。

なお、図１の脱臭装置２０の管体４２、４３の各々の下端に備えられたバルブ３２、３３は、それぞれオゾン含有水を各管体に導入する際に、その内部にある空気を排出させるために用いられる。これらの管体４２、４３の各々の内部の圧力を圧力計６２、６３の各々で確認しながら管体４１に供給するオゾン含有水の量を増減することにより、上記各噴射ノズルから噴射されるオゾン含有水の量を所定量に調節することができる。

また、ダクト２１及びその延長部３１の内部に噴射されたオゾン含有水は、臭気性ガスの脱臭に利用されたのち延長部３１の底部に排水として流れ込む。延長部３１の外側面の下方には、中央に透明管４７ａを有する管体４７が備えられている。管体４７の上下の各端部は延長部３１の内部にて開口している。このため、延長部３１の内部の排水の量が増加すると、この排水が管体４７の透明管４７ａの内部に流れ込む。従って、透明管４７ａの外側から排水の液面を観察することにより、延長部３１の内部での排水の量の増加を確認することができる。そして延長部３１の内部で排水の量が増加した際には、この延長部３１の底部に管体４６を介して接続されたバルブ３４を開くことにより排水の抜き出しが行なわれる。

一方、ダクト２１の延長部３１の内部上方には、オゾン含有水の微粒子の外部への放出を防止するための網体２８が設置されている。網体２８は、臭気性ガスの流れに乗って延長部３１の内部を上方へと進むオゾン含有水の微粒子を捕捉して、その中央部から水滴として落下させる機能を有している。

図３は、図１の脱臭装置２０の管体４１に供給するオゾン含有水の生成に特に有利に用いることができる装置（オゾン含有水生成装置）の構成を示す図である。

図３のオゾン含有水生成装置７０は、頂部にオゾン含有水の原料となる水（例、水道水）を供給する管体７１が接続された容器７２を備えている。容器７２に設けられた管体７３は、その両端が互いに上下に間隔をあけた状態で容器７２の側面に接続されている。管体７３にはポンプ７４が備えられている。管体７３はその途中で二本の支管７３ａ、７３ｂに分岐されている。支管７３ａにはバルブ７５が備えられていて、そして支管７３ｂにはインジェクタ７６及び圧力計７７が備えれている。インジェクタ７６には、管体７８を介してオゾンガス発生器７９が接続されている。オゾンガス発生器７９には、管体８０を介してオゾンガスの原料となる酸素が収容された酸素ボンベ８１が接続されている。上記支管７３ａのバルブ７５の開き量を調節することにより、支管７３ｂの内部を流れる水の圧力を増減して、この水に溶解するオゾンガスの量を調節することができる。

オゾン含有水生成装置７０のポンプ７４を作動させることにより、容器７２の内部の水が管体７３の一方の端部から抜き出され、他方の端部から再び容器７２の内部に流入する。これと同時にオゾンガス発生器７９を作動させることにより、酸素ボンベ８１に収容された酸素ガスを原料として、オゾンガス発生器７９にてオゾンガスが発生する。このオゾンガスはインジェクタ７６によって支管７３ｂの内部を流れる水に注入され溶解する。オゾンガスが溶解した水は容器７２に流入して、容器７２の内部の水のオゾンガスの濃度が次第に増加していく。

そして、容器７２の内部に生成されるオゾンガスが溶解した水（オゾン含有水）は、ポンプ８２を作動させることにより、図１の脱臭装置の管体４１に供給される。なお、容器７２に設けられた管体８３は、例えば、脱臭が完了したタンク（図１：１２）の内部を更にオゾン含有水で洗浄する場合に、この洗浄用のオゾン含有水を容器７２から抜き出すために用いられる。

図３のオゾン含有水生成装置７０に代えて、公知のオゾン含有水生成装置を用いることもできる。

１１ 臭気性ガス
１２ タンク
１２ａ 開口部
１３ バルブ
２０ 脱臭装置
２１ ダクト
２１ａ ダクトの上端部
２１ｂ ダクトの下端部
２２ 噴射ノズル
２８ 網体
２９ オゾン含有水の微粒子
３１ ダクトの延長部
３２、３３、３４ バルブ
４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７ 管体
４７ａ 透明管
５１、５２、５３ 分岐管
６１ ポンプ
６２、６３ 圧力計
７０ オゾン含有水生成装置
７１ 管体
７２ 容器
７３ 管体
７３ａ、７３ｂ 支管
７４ ポンプ
７５ バルブ
７６ インジェクタ
７７ 圧力計
７８ 管体
７９ オゾンガス発生器
８０ 管体
８１ 酸素ボンベ
８２ ポンプ
８３ 管体
９１ オゾン含有水の流れる方向を示す矢印
９２ａ、９３ａ 臭気性ガスが進む方向を示す矢印
９２ｂ、９３ｂ オゾン含有水の微粒子が進む方向を示す矢印

Claims (4)

1. 下記の工程からなる臭気性ガスが残存しているタンク内部の脱臭方法：
   （１）内部に臭気性ガスが残存している開口部及び該開口部を閉塞しているバルブを備えるタンクの前記開口部と、上下方向に伸びるダクト及び該ダクトの内部に長さ方向に沿って配設された複数の噴射ノズルを備える脱臭装置の前記ダクトの上端部とを管体を介して互いに接続する工程；
   （２）上記各噴射ノズルからオゾン含有水を下方に向けて噴射させることによりオゾン含有水の微粒子を生成する工程；および
   （３）上記タンクのバルブを開いて臭気性ガスをダクトに導出しながら、これによりダクトの内部を下方に向かって進む臭気性ガスを、上記のダクトの内部に下方に向かって噴射されたオゾン含有水の微粒子に接触させて酸化分解させることにより上記タンクの内部を脱臭する工程。
2. ダクトがその下端部にて折り返されて上方に伸びる延長部を備えていて、該延長部の内部にも長さ方向に沿って複数の噴射ノズルが配設されていて、この延長部の各噴射ノズルからオゾン含有水を下方に向けて噴射させることによりオゾン含有水の微粒子を生成して、そして上記（３）の工程にて酸化分解することなく該延長部の内部を上方に向かって進む臭気性ガスを、上記の延長部の内部に下方に向かって噴射されたオゾン含有水の微粒子に接触させて酸化分解させる請求項１に記載の方法。
3. タンクが、タンクコンテナのタンクもしくはタンク車のタンクである請求項１に記載の方法。
4. 臭気性ガスが、硫化水素、メチルメルカプタン、硫化メチル、二硫化メチル、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アクロレイン、プロピルアルデヒド、酢酸、酪酸、プロピオン酸、アンモニア、メチルアミン、トリメチルアミン、もしくはクロトンアルデヒドのガスである請求項１に記載の方法。

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