JP6111229B2 - 排ガス浄化装置 - Google Patents

Description

本発明は、排ガスと水（処理液）とを接触させて排ガスの浄化（有害物質の除去等）を行う気液接触式の排ガス浄化装置に係る技術分野に属する。

気液接触式の排ガス浄化装置としては、排ガスと水とを確実に接触させるために、排ガスと水とを逆方向から対向させて接触させる構造のものがある。然しながら、この構造のものでは、気液接触の時間が短くなってしまい、排ガスの充分な浄化を期待することができないことが明らかになっている。そこで、気液接触の時間を長く確保することのできる排ガス浄化装置の開発が要望されている。

従来、気液接触の時間を長く確保することを指向した排ガス浄化装置としては、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。

特許文献１には、処理室の内部で旋回される排ガスに同一方向から水を噴霧する排ガス浄化装置が記載されている。

特許文献１に係る排ガス浄化装置は、処理室の内部に形成された流れの経路長が長くなる旋回流の中で排ガスと水とを接触させることで、気液接触の時間を長く確保しようとするものである。

特許第３０７３９７２号公報

特許文献１に係る排ガス浄化装置では、処理室の内部に排ガスを積極的に旋回させる機構を備えていないため、処理室の終端側での旋回流が弱化崩壊して気液接触の時間を充分に確保することができないという問題点がある。

本発明は、このような問題点を考慮してなされたもので、気液接触の時間を充分に確保することのできる排ガス浄化装置を提供することを課題とする。

前述の課題を解決するため、本発明に係る排ガス浄化装置は、特許請求の範囲の各請求項に記載の手段を採用する。

即ち、本発明排ガス浄化装置は、処理室の内部で旋回される排ガスに同一方向から水を噴霧する排ガス浄化装置において、該処理室の排ガスが導入される始端側に水を噴霧するノズルを設ける一方、処理室の排ガスが排出される終端側には排ガスと水との混合気体を終端側に引込むように旋回させて衝突する混合気体から水を分離する気液分離機能を有するスクリュを設け、該ノズルとスクリュとが設けられた処理室は終端側に続く処理室の始端側が連結される多段構成となっていると共に該多段構成の最終段の処理室の終端側に混合気体を吸引排出するファンが配設され、前記処理室の終端側に分離された水を排出する排出口が設けられると共に排出口から排出された水をノズルに再供給する水循環路が配設されていることを特徴とする。

この手段では、処理室の始端部でノズルにより「押」の力を作用させ、処理室の終端部でスクリュにより「引」の力を作用させることで、処理室の内部の全体に均等に旋回流を形成することができ、処理室が多段構成に連結されることで、旋回流の流れの経路長が長く確保される。
また、多段構成の最終段の処理室の終端側にファンが設けられることで、混合気体が吸引排出され多段構成による流動抵抗の増大で旋回流が滞留するのを防止することができる。
また、気液分離機能を有するスクリュによって混合気体から水が分離されることで、処理室の終端側からの水の排出を低減することができる。
さらに、処理室の排出口から排出された水が水循環路によってノズルに再供給されることで、稼働に伴う水の消費を低減することができる。

また、請求項２では、スクリュを螺旋羽根ブラシとしたことを特徴とする。

この手段では、混合気体から水を分離する気液分離機能が高められる。

本発明に係る排ガス浄化装置は、処理室の始端部でノズルにより「押」の力を作用させ、処理室の終端部でスクリュにより「引」の力を作用させることで、処理室の内部の全体に均等に旋回流を形成することができ、処理室が多段構成に連結されることで、旋回流の流れの経路長が長く確保されるため、気液接触の時間を充分に確保することができる効果がある。
また、多段構成の最終段の処理室の終端側にファンが設けられることで、混合気体が吸引排出され多段構成による流動抵抗の増大で旋回流が滞留するのを防止することができるため、気液接触の時間をより充分に確保することができる効果がある。
また、気液分離機能を有するスクリュによって混合気体から水が分離されることで、処理室の終端側からの水の排出を低減することができるため、排ガスから水に捕捉された有害物質等が処理室から排出されるのを低減することができる。
さらに、処理室の排出口から排出された水が水循環路によってノズルに再供給されることで、稼働に伴う水の消費を低減することができるため、低コストの稼働が可能になる効果がある。

また、請求項２として、スクリュを螺旋羽根ブラシとしたことから、混合気体から水を分離する機能が高められ、水に捕捉された有害物質等が処理室から排出されるのを低減する効果を増大することができる。

本発明に係る排ガス浄化装置を実施するための形態の縦断面図である。 図１の斜視図である。 図２の要部の拡大図である。 図３の平面図である。 図３の拡大された縦断面図である。

以下、本発明に係る排ガス浄化装置を実施するための形態を図面に基づいて説明する。

この形態では、縦型多段（５段）構成からなるものが示されている。

この形態は、図１に示すように、処理室１，ノズル２, スクリュ３を主要部として構成されている。

処理室１は、円筒形に形成され、一方（始端側）の端口が排ガスＧの導入口１ａとして開口され、他方（終端側）の端部付近の底部に水Ｗの排出口１ｂが開口されている。

この処理室１は、ケーシング４に水平に支持されている。

ケーシング４は、長方形の箱形に形成され、上下の端縁に多段積層のためのフランジ４ａ，４ｂが設けられ、処理室１の始端側となる側端面に排ガスＧの導入管が接続される接続口４ｃが開口され、処理室１の始端側となる上部にフランジ４ａを延長したような格好で部分的に閉塞し下部へ向けてＬ字形に屈曲され内部を区画する整流板４ｄが設けられている。なお、接続口４ｃは、最下段となるものを除いて閉塞版４ｅによって閉塞されている。

ケーシング４の下部には、水受皿５が取付けられている。

この水受皿５は、ケーシング４の下部（底部）の大部分を閉塞して処理室１の排出口１ｂから排出された水Ｗを一定深さに貯留するもので、オーバフロー口５ａがケーシング４の整流板４ｄよりも処理室１の始端側となる位置に設けられている。なお、最下段となるケーシング４に取付けられた水受皿５の底部には、水Ｗを落下させる水抜孔５ｂが設けられている（図４参照）。

積層されたケーシング４は、図１に示すように、処理室１の始端側と終端側とが交互に逆向きになるように設定される。

最下段のケーシング４の下部には、貯水槽６が設けられる。

この貯水槽６は、ボールタップ等によって一定量の水Ｗを自動的に貯留することができるとともに、水受皿５の水抜孔５ｂから落下した水Ｗをも貯留する。

貯水槽６からノズル２には、ポンプ，弁，配管等からなる給水路７が配設されている。

この給水路７は、貯水槽６が水受皿５の水抜孔５ｂから落下した水Ｗをも貯留していることから、水Ｗをノズル２に再供給する水循環路ともなる。

最上段のケーシング４には、カバー８を介して排ガスＧと水Ｗとの混合気体ＧＷを吸引排出するファン９が設けられている。

ノズル２は、ケーシング４に支持されて処理室１の軸中心線上で導入口１ａに向けて水Ｗを噴霧するものである。従って、ノズル２と処理室１の導入口１ａとの間には、少しのクリアランスが確保される。噴霧される水Ｗの粒子については、排ガスＷの性状や含まれている有害物質の種類に対応して適宜設定されることになる。なお、噴霧される水Ｗについては、適宜吸着剤等の処理剤の混入が可能である。また、噴霧される水Ｗの方向については、処理室１の軸中心線に対して４５度以内の拡散に抑えるのが好ましい。

スクリュ３は、ケーシング４に支持されて処理室１の終端側の内部に収容され、排ガスＧと水Ｗとの混合気体ＧＷを処理室１の終端側に引込むように旋回させる螺旋羽根ブラシからなる。

このスクリュ３は、ケーシング４の外部に設けられたモータ１０によって駆動される。

この形態によると、多段構成の最下段において、給水路７から給水されたノズル２からの水Ｗの噴霧によって、ケーシング４の接続口４ｃから流入した排ガスＧが処理室１の内部に導入口１ａから導入される。そして、処理室２の内部で排ガスＧと水Ｗとの混合気体ＧＷがスクリュ３によって旋回される。従って、処理室１の始端部でノズル２により「押」の力を作用させ、処理室１の終端部でスクリュ３により「引」の力を作用させることになり、処理室１の内部の全体に均等に旋回流を形成することができる。この結果、気液接触の時間を充分に確保することができ、排ガスＧの充分な浄化を期待することができることになる。

そして、排ガスＧと水Ｗとの混合気体ＧＷが螺旋羽根ブラシからなるスクリュ３に衝突することによって、混合気体ＧＷから有害物質等を含んだ水Ｗがある程度分離される。

混合気体ＧＷから分離された水Ｗは、処理室１の排出口１ｂから水受皿５に排出され貯留される。従って、水受皿５の内部で水Ｗに捕捉された有害物質等をある程度沈殿させることができる。水受皿５の内部で一定の貯留量を超えた水Ｗは、オーバフロー口５ａ，水抜孔５ｂから貯水槽６に落下する。貯水槽６に落下した水Ｗは、水循環路となる給水路７からノズル２に再供給される。従って、稼働に伴う水Ｗの消費を低減することができるため、低コストの稼働が可能になる。

有害物質等を捕捉した水Ｗがある程度除去された混合気体ＧＷは、水Ｗとともに水受皿５に排出されてから処理室１の外周を上昇する。このとき、上段のケーシング４に取付けられている水受皿５によって上方部分がほとんど閉塞されているため、上昇した混合気体ＧＷが上段のケーシング４に支持され整流板４ｄによって囲まれているノズル２付近に集中される。

そして、上段の処理室１において、前述の最下段の処理室１で行われた浄化処理が再度行われ、排ガスＧの浄化度が高められることになる。即ち、５回浄化処理が繰返される。

多段（５段）の処理室による浄化処理は、混合気体ＧＷの旋回流の流れの経路長が長く確保されることになる。従って、気液接触の時間を充分に確保することができ、排ガスＧの充分な浄化を期待することができることになる。

なお、多段構成の最終段の処理室１の終端側にファン９が設けられることで、混合気体ＧＷが吸引排出され、多段構成による流動抵抗の増大で旋回流が滞留するのを防止することができる。
以上、図示した形態の外に、横型の多段構成とすることも可能である。

さらに、格段の処理室１の大きさを異ならせることも可能である。

図示した本発明に係る排ガス浄化装置を実施するための形態について、小規模のものとして、処理室１の直径が１６０ｍｍの場合に長さ（軸長）を８００ｍｍとし、処理室１の直径が２００ｍｍの場合に長さ（軸長）を１０００ｍｍとするのが好ましいことを確認している。また、この程度の処理室１の規模で、水Ｗに処理剤を混入しない単純な無煙浄化の場合、圧力を０．２ＭＰａとし噴霧量を毎分１Ｌとするのが好ましいことを確認している。

本発明に係る排ガス浄化装置は、研究室等に設備される小型のものから工場に設備される大型のものまで適用が可能である。

１ 処理室
２ ノズル
３ スクリュ
７ 給水路（水循環路）
Ｇ 排ガス
Ｗ 水
ＧＷ 混合気体

Claims (2)

1. 処理室の内部で旋回される排ガスに同一方向から水を噴霧する排ガス浄化装置において、
   該処理室の排ガスが導入される始端側に水を噴霧するノズルを設ける一方、処理室の排ガスが排出される終端側には排ガスと水との混合気体を終端側に引込むように旋回させて衝突する混合気体から水を分離する気液分離機能を有するスクリュを設け、
   該ノズルとスクリュとが設けられた処理室は終端側に続く処理室の始端側が連結される多段構成となっていると共に該多段構成の最終段の処理室の終端側に混合気体を吸引排出するファンが配設され、
   前記処理室の終端側に分離された水を排出する排出口が設けられると共に排出口から排出された水をノズルに再供給する水循環路が配設されている、
   ことを特徴とする排ガス浄化装置。
2. 請求項１記載の排ガス浄化装置において、スクリュを螺旋羽根ブラシとしたことを特徴とする排ガス浄化装置。