JP7210359B2

JP7210359B2 - タール除去装置

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Publication number: JP7210359B2
Application number: JP2019065328A
Authority: JP
Inventors: 哲也小野木; 伸三林
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2019-03-29
Publication date: 2023-01-23
Anticipated expiration: 2039-03-29
Also published as: JP2020163264A

Description

本発明は、タール除去装置に関する。

タール発生設備においては、排ガスを燃焼処理装置へ送り、燃焼処理装置で排ガスに含まれる有機成分を燃焼している。タール発生設備で発生した排ガスは、配管を介して燃焼処理装置へ送られる。こうした配管としては、例えば特許文献１に示すように、外側にヒータを配置し、ヒータで配管を加熱することにより配管内で排ガスが凝縮、固化するのを防止し、配管の閉塞を回避していた。

特開平９－１８９４１０号公報

しかしながら、反応性の高いミスト状の有機成分を含む排ガスがこうした配管を通過すると、配管の内表面でミスト状の有機成分が凝縮してタールになったあとヒータで加熱されて結合、分解することにより炭化し、配管を閉塞させることがあった。特に、酸化性ガス（酸素や水蒸気等）の少ない雰囲気で発生したタールは、再結合しやすく、配管が閉塞しやすいという問題があった。そのため、排ガスに含まれるミスト状の有機成分を効率よくタールにして除去することが望まれていた。

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、排ガスに含まれるミスト状の有機成分をタールにして効率よく除去することを主目的とする。

本発明のタール除去装置は、
ガス導入管から導入される排ガスを処理してガス排出管から排出するタール除去装置であって、
少なくとも第１タール除去器
を備え、
前記第１タール除去器は、
第１筐体と、
前記第１筐体の内部空間の上方に設けられ、排ガスに含まれるミスト状の有機成分を液化してタールにする第１タール生成部と、
前記第１筐体の内部空間の下方に設けられ、前記第１タール生成部で生成したタールを貯留する第１タール貯留部と、
を備え、
前記第１タール生成部は、ガス流路の径を絞る絞り部材と前記絞り部材を通過した排ガスを衝突させる邪魔板部材とを含むガス処理構造体を有する、
ものである。

このタール除去装置では、ガス導入管から第１タール除去器の第１筐体内に導入された排ガスは、第１筐体の内部空間の上方に設けられた第１タール生成部において、排ガスに含まれるミスト状の有機成分が液化してタールになる。第１タール生成部でタールが生成するメカニズムは、定かではないが、排ガスが絞り部材を通過してその流速が速くなったあと、邪魔板部材に勢いよく衝突し、その衝撃によって排ガスに含まれるミスト状の有機成分が効率よく液化してタールになると考えられる。そのため、排ガスに含まれるミスト状の有機成分を単に冷却してタールにする場合に比べて、効率よくタールを生成することができる。したがって、本発明によれば、排ガスに含まれるミスト状の有機成分をタールにして効率よく除去することができる。

本発明のタール除去装置において、前記第１タール生成部は、排ガスの流れの上流側から下流側に向かって少なくとも２つの前記ガス処理構造体を有し、前記第１筐体の内部空間は、排ガスの流れの下流側に設けられる前記ガス処理構造体の前記絞り部材によって、前記ガス処理構造体の数の小空間に仕切られ、前記第１タール貯留部は、前記小空間ごとに分割されていてもよい。こうすれば、排ガスに含まれるミスト状の有機成分が液化してタールになる工程がガス処理構造体の数だけ繰り返されるため、排ガスに含まれるミスト状の有機成分を更に効率よく除去することができる。

この場合、排ガスの流れの下流側の前記絞り部材の径は、排ガスの流れの上流側の前記絞り部材の径よりも小さいことが好ましい。こうすれば、排ガスは下流側の絞り部材を通過すると流速がより速くなるため、下流側の邪魔板部材においてミスト状の有機成分をタールにしやすい。

本発明のタール除去装置において、前記第１筐体は、カップ形状の第１上部容器とカップ形状の第１下部容器とをお互いの開口部が向き合った状態で着脱可能に取り付けたものであり、前記第１タール生成部は、前記第１上部容器に設けられ、前記第１タール貯留部は、前記第１下部容器に設けられていてもよい。こうすれば、例えば第１タール貯留部がタールで満杯になったら、第１下部容器を第１上部容器から取り外し、第１タール貯留部を空にしたあと再び第１下部容器を第１上部容器に取り付けることができる。

本発明のタール除去装置は、前記第１タール除去器の排ガスの流れの下流側に配置された第２タール除去器を備え、前記第２タール除去器は、前記第２筐体と、前記第２筐体の内部空間の上方に設けられ、前記第１タール除去器を通過したあとの排ガスに含まれるミスト状の有機成分を液化してタールにする第２タール生成部と、前記第２筐体の内部空間の下方に設けられ、前記第２タール生成部で生成したタールを貯留する第２タール貯留部と、を備え、前記第２タール生成部は、デミスタで排ガスに含まれるミスト状の有機成分を液化するものとしてもよい。こうすれば、第１タール除去器で除去できなかった排ガス中のミスト状の有機成分を、第２タール除去器でデミスタを利用して除去することができる。デミスタとしては、特に限定するものではないが、例えばワイヤ又は繊維の三次元網目構造体などが挙げられる。

この場合、前記第２タール生成部は、排ガスの上流側から下流側に向かって前記デミスタが配置された部屋を少なくとも２つ有し、排ガスの流れの上流側の部屋から排出された排ガスは、前記第２タール貯留部を通って排ガスの流れの下流側の部屋に導入されるようにしてもよい。こうすれば、デミスタが配置された部屋の数だけデミスタによるタールの除去工程が繰り返されるため、排ガスに含まれるミスト状の有機成分を更に効率よく除去することができる。

本発明のタール除去装置において、前記第２筐体は、カップ形状の第２上部容器とカップ形状の第２下部容器とをお互いの開口部が向き合った状態で着脱可能に取り付けたものであり、前記第２タール生成部は、前記第２上部容器に設けられ、前記第２タール貯留部は、前記第２下部容器に設けられていてもよい。こうすれば、例えば第２タール貯留部がタールで満杯になったら、第２下部容器を第２上部容器から取り外し、第２タール貯留部を空にしたあと再び第２下部容器を第２上部容器に取り付けることができる。

本発明のタール除去装置は、前記第２タール除去器の排ガスの流れの下流側に配置された第３タール除去器を備え、前記第３タール除去器は、前記第２タール除去器を通過したあとの排ガスを濾過するフィルタを有するようにしてもよい。こうすれば、第１及び第２タール除去器で除去できなかった有機成分を、第３タール除去器においてフィルタでろ過することにより除去することができる。フィルタとしては、例えば不織布製のフィルタが挙げられる。

本発明のタール除去装置において、前記排ガスは、ウレタン樹脂由来成分を含むガスとしてもよい。ウレタン樹脂由来成分は、例えばウレタン樹脂の分解物（例えばイソシアネート構造を有する化合物など）であり、反応性が高く炭化しやすい。そのため、こうした成分を含む排ガスは本発明のタール除去装置で処理する意義が高い。また、排ガスは、水素を含むガスとしてもよい。排ガスに水素が含まれている場合、空気中の酸素と反応すると危険なため密封空間でタールを除去する必要があるが、本発明のタール除去装置であれば密閉空間で排ガスに含まれるミスト状の有機成分を除去することができる。

タール除去装置２の概略構成を示す断面図。第１タール除去器１０の斜視図。図２のＡ－Ａ断面図。

本発明の好適な実施形態を、図面を参照しながら以下に説明する。図１は本実施形態のタール除去装置２の概略構成を示す断面図、図２は第１タール除去器１０の斜視図、図３は図２のＡ－Ａ断面図である。

タール除去装置２は、ガス導入管４から導入される排ガスを処理してガス排出管６から排出する装置である。このタール除去装置２は、排ガスの流れの上流側から第１タール除去器１０、第２タール除去器２０及び第３タール除去器３０がこの順に配置されたものである。第１タール除去器１０と第２タール除去器２０とは配管４１によって連結され、第２タール除去器２０と第３タール除去器３０とは配管４２によって連結されている。

第１タール除去器１０は、第１筐体１１と、第１タール生成部１２と、第１タール貯留部１５とを備える。

第１筐体１１は、底面及び天井面を有する円筒形状の金属製容器である。第１筐体１１は、カップ形状の第１上部容器１１１と同じくカップ形状の第１下部容器１１２とを、お互いの開口部が向き合った状態で着脱可能に一体化したものである。本実施形態では、第１上部容器１１１の開口部の周縁に設けたフランジ１１１ａと第１下部容器１１２の開口部の周縁に設けたフランジ１１２ａとを、シール部材であるＯリング１１３を介して接触させた状態で図示しないクランプにより着脱可能に一体化している。第１筐体１１の内部空間は、仕切り壁１４２により上流側空間Ｓ１１と下流側空間Ｓ１２とに仕切られている。仕切り壁１４２の上端は、第１上部容器１１１の天井面に固定されており、仕切り壁１４２の下端は、第１下部容器１１２の底面に離間可能に接触している。

第１タール生成部１２は、第１筐体１１の内部空間の上方に設けられ、排ガスに含まれるミスト状の有機成分を液化してタールにする。第１タール生成部１２は、第１上部容器１１１に設けられている。第１タール生成部１２は、上流側空間Ｓ１１と下流側空間Ｓ１２にそれぞれガス処理構造体１３，１４を有している。上流側のガス処理構造体１３は、ガス流路の径を絞る絞り穴１３１が開けられた上流側の絞り部材としての第１筐体１１の外周壁１３２と、絞り穴１３１に正対する位置に設けられた上流側の邪魔板部材１３３とを備えている。絞り穴１３１は、ガス導入管４と連通している。絞り穴１３１の直径は、ガス導入管４の内径よりも小さい。邪魔板部材１３３は、第１筐体１１の天井面に固定されており、下端は第１筐体１１の底面よりも上方に浮いた状態になっている。下流側のガス処理構造体１４は、ガス流路の径を絞る絞り穴１４１が開けられた下流側の絞り部材としての仕切り壁１４２と、絞り穴１４１に正対する位置に設けられた下流側の邪魔板部材１４３とを備えている。下流側の絞り穴１４１の直径は、上流側の絞り穴１３１の直径よりも小さい。邪魔板部材１４３は、第１筐体１１の天井面に固定されており、下端は第１筐体１１の底面よりも上方に浮いた状態になっている。配管４１は、筐体１１の下流側の外周壁を貫通する配管取付穴１６に挿入され固定されている。寸法は、特に限定するものではないが、例えば、ガス導入管４の内径を２５ｍｍ、上流側の絞り穴１３１の直径を６ｍｍ、下流側の絞り穴１４１の直径を４ｍｍ、配管４１，４２の内径を２５ｍｍ、ガス排出管６の内径を２５ｍｍとしてもよい。

第１タール貯留部１５は、第１筐体１１の内部空間の下方に設けられ、第１タール生成部１２で生成したタールを貯留する。第１タール貯留部１５は、第１下部容器１１２に設けられている。第１タール貯留部１５は、仕切り壁１４２によって、上流側空間Ｓ１１内の上流側貯留部１５１と下流側空間Ｓ１２内の下流側貯留部１５２に分割されている。上流側貯留部１５１には、上流側のガス処理構造体１３で生成したタールが貯留され、下流側貯留部１５２には、下流側のガス処理構造体１４で生成したタールが貯留される。

第２タール除去器２０は、第２筐体２１と、第２タール生成部２２と、第２タール貯留部２５とを備える。

第２筐体２１は、底面及び天井面を有する円筒形状の金属製容器である。第２筐体２１は、カップ形状の第２上部容器２１１と同じくカップ形状の第２下部容器２１２とを、お互いの開口部が向き合った状態で着脱可能に一体化したものである。本実施形態では、第２上部容器２１１の開口部の周縁に設けたフランジ２１１ａと第２下部容器２１２の開口部の周縁に設けたフランジ２１２ａとを、シール部材であるＯリング２１３を介して接触させた状態で図示しないクランプにより着脱可能に一体化している。第２筐体２１の内部空間は、第２筐体２１の底面と略平行な円形の仕切り板２１４によって上方空間Ｓ２１と下方空間Ｓ２２とに分割されている。仕切り板２１４は、厚さ方向に貫通する複数の貫通孔２１５を有している。第２筐体２１の上方空間Ｓ２１は、第２筐体２１の天井面から仕切り板２１４に達する仕切り壁２１６によって上流側部屋Ｓ２１ａと下流側部屋Ｓ２１ｂとに分割されている。

第２タール生成部２２は、第２筐体２１の上方空間Ｓ２１に設けられ、排ガスに含まれるミスト状の有機成分を金属ワイヤの三次元網目構造体であるデミスタ２３によって液化してタールにする。第２タール生成部２２は、第２上部容器２１１に設けられている。デミスタ２３は、第２筐体２１の上方空間Ｓ２１の上流側部屋Ｓ２１ａと下流側部屋Ｓ２１ｂにそれぞれ充填されている。筐体２１の上流側の外周壁を貫通する入口２６は、配管４１と連通している。入口２６の直径は、配管４１の内径よりも小さい。配管４２は、筐体２１の下流側の外周壁を貫通する配管取付穴２７に挿入され固定されている。

第２タール貯留部２５は、第２筐体２１の下方空間Ｓ２２に設けられ、第２タール生成部２２で生成したタールを仕切り板２１４の複数の貫通孔２１５を介して貯留する。第２タール貯留部２５は、第２下部容器２１２に設けられている。第２タール貯留部２５には、上流側部屋Ｓ２１ａのデミスタ２３で液化したタールも下流側部屋Ｓ２１ｂのデミスタ２３で液化したタールも貯留する。仕切り板２１４は、第２下部容器２１２に着脱可能に取り付けられている。

第３タール除去器３０は、第３筐体３１と、フィルタ３２とを備える。

第３筐体３１は、底面及び天井面を有する円筒形状の金属製容器である。第３筐体３１は、カップ形状の第３上部容器３１１と同じくカップ形状の第３下部容器３１２とを、お互いの開口部が向き合った状態で着脱可能に一体化したものである。本実施形態では、第３上部容器３１１の開口部の周縁に設けたフランジ３１１ａと第３下部容器３１２の開口部の周縁に設けたフランジ３１２ａとを、シール部材であるＯリング３１３を介して接触させた状態で図示しないクランプにより着脱可能に一体化している。

フィルタ３２は、不織布を円筒形状に巻いたものである。フィルタ３２の下端は、第３筐体３１の底面にバネ３３を介して配置された円板３４に取り付けられ、フィルタ３２の上端は、第３筐体３１の天井面にシール部材であるＯリング３６を介して接する円環板３５に取り付けられている。そのため、バネ３３の付勢力によって、フィルタ３２は円板３４と円環板３５とに気密に挟み込まれると共に、円環板３５は第３筐体３１の天井面にＯリング３６を介して気密に接している。

筐体３１の上流側の外周壁を貫通する入口３７は、配管４２と連通している。入口３７の直径は、配管４２の内径よりも小さい。入口３７は、第３筐体３１の内部空間のうちフィルタ３２の外側の空間に連通している。ガス排出管６は、第３筐体３１の天井面の中心を貫通する配管取付穴３８に挿入され固定されている。ガス排出管６は、フィルタ３２の内側の空間に連通している。配管４２とガス排出管６とは、バイパス通路４３を介して連結されている。バイパス通路４３の途中には、リリーフ弁４４が設けられている。リリーフ弁４４は、通常は閉じているが、配管４２の内部圧力がガス排出管６の内部圧力よりも所定圧以上高くなったときに自動的に開くものである。

次に、タール除去装置２の使用例について図１を用いて説明する。ここでは、ウレタン樹脂を有機バインダとして用いたセラミック成形体の脱脂を水素雰囲気中で室温から１４００℃の範囲で加熱脱脂処理する工程において、特に１２０℃以上６００℃以下で発生する樹脂分解物由来の排ガスを、ガス導入管４からタール除去装置２に導入する場合について説明する。こうした排ガスには、セラミック成形体のウレタン樹脂由来成分（例えばウレタン樹脂の分解物やイソシアネート構造を有する化合物など）がミスト状になって含まれている。また、排ガスには水素も含まれている。

ガス導入管４からタール除去装置２に導入された排ガスは、まず第１タール除去器１０で処理される。具体的には、ガス導入管４から導入された排ガスは、第１筐体１１の外周壁に設けられた絞り穴１３１を通過したあと、邪魔板部材１３３に衝突する。このとき、排ガスに含まれるミスト状の有機成分が邪魔板部材１３３でタールになる。邪魔板部材１３３でタールが生成するメカニズムは、定かではないが、排ガスが絞り穴１３１を通過してその流速が速くなったあと、邪魔板部材１３３に勢いよく衝突し、その衝撃によって排ガスに含まれるミスト状の有機成分が効率よく液化してタールになると考えられる。邪魔板部材１３３で生成したタールは、邪魔板部材１３３を流下して上流側貯留部１５１に貯留される。続いて、邪魔板部材１３３に衝突したあとの排ガスは、仕切り壁１４２に設けられた絞り穴１４１を通過したあと、邪魔板部材１４３に衝突する。ここでも、排ガスに含まれるミスト状の有機成分が邪魔板部材１４３でタールになる。邪魔板部材１４３でタールが生成するメカニズムは、定かではないが、上述したとおりである。但し、下流側の絞り穴１４１の直径は上流側の絞り穴１３１の直径よりも小さいため、絞り穴１４１を通過した排ガスの流速はより速くなり、排ガスが邪魔板部材１４３に更に勢いよく衝突すると考えられる。そのため、上流側のガス処理構造体１３で除去しきれなかった排ガス中の有機成分を下流側のガス処理構造体１４で除去することができる。邪魔板部材１４３で生成したタールは、邪魔板部材１４３を流下して下流側貯留部１５２に貯留される。

第１タール除去器１０から配管４１を通過した排ガスは、第２タール除去器２０で処理される。具体的には、配管４１を通過した排ガスは、第２筐体２１の外周壁に設けられ入口２６を通過して流速が速くなったあと、上流側部屋Ｓ２１ａのデミスタ２３に接触する。デミスタ２３は、金属ワイヤの三次元網目構造体のため、排ガスとの接触面積が大きい。そのため、デミスタ２３において、排ガスに含まれるミスト状の有機成分が液化してタールになり、タールは仕切り板２１４の貫通孔２１５を通って第２タール貯留部２５に貯留される。上流側部屋Ｓ２１ａから仕切り板２１４の貫通孔２１５を通って第２タール貯留部２５に入った排ガスは、第２タール貯留部２５から仕切り板２１４の貫通孔２１５を通過して下流側部屋Ｓ２１ｂに入る。排ガスは、貫通孔２１５を通過して流速が速くなったあと下流側部屋Ｓ２１ｂのデミスタ２３に接触する。ここでも排ガスに含まれるミスト状の有機成分が液化してタールになり、タールは仕切り板２１４の貫通孔２１５を通って第２タール貯留部２５に貯留される。その後、排ガスは、下流側部屋Ｓ２１ｂから配管４２へ移動する。

第２タール除去器２０から配管４２を通過した排ガスは、第３タール除去器３０で処理される。具体的には、配管４２を通過した排ガスは、第３筐体３１の外周壁に設けられ入口３７を通過して流速が速くなったあと、フィルタ３２の外側の空間に入りこみ、そこからフィルタ３２を通り抜けてフィルタ３２の内側の空間に入り込む。排ガスは、フィルタ３２を通り抜ける際にろ過される。すなわち、排ガスに含まれるミスト状の有機成分がフィルタ３２に捕捉され除去される。フィルタ３２の内側の空間に入り込んだ排ガスは、ガス排出管６から排出される。ガス排出管６には図示しない燃焼処理装置が接続されている。そのため、タール除去装置２でタールが十分除去された排ガスは、ガス排出管６から燃焼処理装置に導入され、酸素と混合されたあと燃焼される。

第１タール除去器１０において、第１タール貯留部１５に貯留されたタールの量が所定量を超えたならば、オペレータは排ガスをタール除去装置２へ導入するのを休止する。この状態で、オペレータは、第１筐体１１の図示しないクランプを解除して、第１下部容器１１２を第１上部容器１１１から取り外し、第１下部容器１１２内のタールを空にしたあと再び第１下部容器１１２を第１上部容器１１１に取り付ける。その後、オペレータはタール除去装置２への排ガスの導入を再開する。

第２タール除去器２０において、第２タール貯留部２５に貯留されたタールの量が所定量を超えたならば、オペレータは排ガスをタール除去装置２へ導入するのを休止する。この状態で、オペレータは、第２筐体２１の図示しないクランプを解除して、第２下部容器２１２を第２上部容器２１１から取り外し、第２下部容器２１２から仕切り板２１４を取り外し、第２下部容器２１２内のタールを空にしたあと再び仕切り板２１４を第２下部容器２１２に取り付け、その第２下部容器２１２を第２上部容器２１１に取り付ける。その後、オペレータはタール除去装置２への排ガスの導入を再開する。なお、デミスタ２３が汚れていたときには、デミスタ２３を取り外して洗浄したあと再び戻してもよい。

第３タール除去器３０において、フィルタ３２に目詰まりが生じたならば、オペレータは排ガスをタール除去装置２へ導入するのを休止する。この状態で、オペレータは、第３筐体３１の図示しないクランプを解除して、第３下部容器３１２を第３上部容器３１１から取り外し、目詰まりしたフィルタ３２を新しいフィルタ３２に交換したあと再び第３下部容器３１２を第３上部容器３１１に取り付ける。その後、オペレータはタール除去装置２への排ガスの導入を再開する。

以上説明した本実施形態のタール除去装置２では、ガス導入管４から第１タール除去器１０の第１筐体１１内に導入された排ガスは、第１タール生成部１２において、排ガスに含まれるミスト状の有機成分が液化してタールになる。第１タール生成部１２でタールが生成するメカニズムは、定かではないが、排ガスが絞り穴１３１，１４１を通過してその流速が速くなったあと、邪魔板部材１３３，１４３に勢いよく衝突し、その衝撃によって排ガスに含まれるミスト状の有機成分が効率よく液化してタールになると考えられる。そのため、排ガスに含まれるミスト状の有機成分を単に冷却してタールにする場合に比べて、効率よくタールを生成することができる。したがって、排ガスに含まれるミスト状の有機成分をタールにして効率よく除去することができる。

また、第１タール生成部１２は、排ガスの流れの上流側から下流側に向かって２つのガス処理構造体１３，１４を有している。これにより、排ガスに含まれるミスト状の有機成分が液化してタールになる工程がガス処理構造体１３，１４の数だけ繰り返される。そのため、排ガスに含まれるミスト状の有機成分を更に効率よく除去することができる。

ここで、排ガスの流れの下流側の絞り穴１３１の直径は、排ガスの流れの上流側の絞り穴１４１の直径よりも小さい。これにより、排ガスは下流側の絞り穴１４１を通過すると流速がより速くなるため、下流側の邪魔板部材１４３においてミスト状の有機成分をタールにしやすい。例えば、下流側の絞り穴１４１の直径を４ｍｍ、上流側の絞り穴１３１の直径を６ｍｍとした場合には、上流側貯留部１５１にも下流側貯留部１５２にもタールが多く溜まったが、下流側の絞り穴１４１の直径を６ｍｍ、上流側の絞り穴１３１の直径を６ｍｍとした場合には、上流側貯留部１５１にはタールが溜まったが下流側貯留部１５２にはあまりタールが溜まらなかった。そのため、下流側の絞り穴１４１の直径は上流側の絞り穴１３１の直径よりも小さくすることが好ましい。

更に、第１筐体１１は、カップ形状の第１上部容器１１１とカップ形状の第１下部容器１１２とをお互いの開口部が向き合った状態で着脱可能に取り付けたものである。これにより、上流側及び下流側貯留部１５１，１５２の一方がタールで満杯になったら、第１下部容器１１２を第１上部容器１１１から取り外し、上流側及び下流側貯留部１５１，１５２を空にしたあと再び第１下部容器１１２を第１上部容器１１１に取り付けることができる。

更にまた、タール除去装置２は、第１タール除去器１０の下流側にデミスタ２３を備えた第２タール除去器２０が配置されているため、第１タール除去器１０で除去できなかった排ガス中のミスト状の有機成分を、第２タール除去器２０でデミスタ２３を利用して除去することができる。ここで、第２タール生成部２２は、排ガスの上流側から下流側に向かってデミスタ２３が配置された部屋を２つ有し（つまり上流側及び下流側部屋Ｓ２１ａ，Ｓ２１ｂを有し）、上流側部屋Ｓ２１ａから排出された排ガスは、第２タール貯留部２５を通って下流側部屋Ｓ２１ｂに導入される。これにより、デミスタ２３が配置された部屋の数だけデミスタ２３によるタールの除去工程が繰り返される。そのため、排ガスに含まれるミスト状の有機成分を更に効率よく除去することができる。

そしてまた、第２筐体２１は、カップ形状の第２上部容器２１１とカップ形状の第２下部容器２１２とをお互いの開口部が向き合った状態で着脱可能に取り付けたものである。これにより、第２タール貯留部２５がタールで満杯になったら、第２下部容器２１２を第２上部容器２１１から取り外し、第２タール貯留部２５を空にしたあと再び第２下部容器を２１２第２上部容器２１１に取り付けることができる。

そして更に、タール除去装置２は、第２タール除去器２０の排ガスの流れの下流側にフィルタ３２を備えた第３タール除去器３０が配置されているため、第１及び第２タール除去器１０，２０で除去できなかった有機成分を、第３タール除去器３０においてフィルタ３２でろ過することにより除去することができる。

そして更にまた、タール除去装置２に導入される排ガスは、ウレタン樹脂やウレタン樹脂が水素で還元された有機成分（ウレタン由来成分やウレタン前駆体など）を含んでいる。これらは反応性が高く炭化しやすい。そのため、こうした成分を含む排ガスはタール除去装置２で処理する意義が高い。また、排ガスは、水素を含む。排ガスに水素が含まれている場合、空気中の酸素と反応すると危険なため密封空間でタールを除去する必要があるが、タール除去装置２であれば密閉空間で排ガスに含まれるミスト状の有機成分を除去することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態では、第１タール除去器１０において、排ガスの流れの上流側から下流側に向かって２つのガス処理構造体１３，１４を配置したが、３つ以上のガス処理構造体を配置してもよい。こうすれば、排ガスに含まれるミスト状の有機成分が液化してタールになる工程がガス処理構造体の数だけ繰り返されるため、排ガスに含まれるミスト状の有機成分をタールにしてより効率よく除去することができる。その場合、排ガスの流れの下流側の絞り部材の径を、排ガスの流れの上流側の絞り部材の径よりも小さくすることが好ましい。あるいは、排ガスに含まれるミスト状の有機成分の量が少ない場合には、第１タール生成部１２に１つのガス処理構造体１３を配置してもよい。

上述した実施形態では、第２タール除去器２０において、排ガスの上流側から下流側に向かってデミスタ２３が配置された部屋を２つ配置したが（上流側部屋Ｓ２１ａと下流側部屋Ｓ２１ｂ）、３つ以上の部屋を配置してもよい。こうすれば、デミスタ２３が配置された部屋の数だけデミスタ２３によるタールの除去工程が繰り返されるため、排ガスに含まれるミスト状の有機成分をタールにして一層効率よく除去することができる。あるいは、排ガスに含まれるミスト状の有機成分の量が少ない場合には、デミスタ２３が配置された部屋を１つだけ配置してもよい。

上述した実施形態では、第２タール除去器２０において、貫通孔２１５を有する円形状の仕切り板２１４で第２筐体２１の内部空間を２つの空間Ｓ２１，Ｓ２２に仕切ったが、この仕切り板２１４に代えて、ワイヤメッシュ製の円板を採用してもよい。このようにしても、各部屋Ｓ２１ａ，Ｓ２１ｂ内のデミスタ２３を保持することができるし、デミスタ２３で生成したタールが第２タール貯留部２５に滴下するのを妨げない。

上述した実施形態では、タール除去装置２は、第１～第３タール除去器１０，２０，３０を備えるものとしたが、第１タール除去器１０のみを備えたものとしてもよいし、第３タール除去器３０を省略して第１及び第２タール除去器１０，２０を備えたものとしてもよいし、第２タール除去器２０を省略して第１及び第３タール除去器１０，３０を備えたものとしてもよい。

上述した実施形態では、デミスタ２３として、金属ワイヤの三次元網目構造体を例示したが、特にこれに限定されるものではない。例えば、除去したいミスト状の有機成分の捕集率を高めたければ、ミスト状有機成分と化学的親和性が高いものや、電気的に吸引特性があるものが好ましい。そのようなデミスタの材質としては、上述した実施形態の金属ワイヤのほか、セラミック多孔質体、ガラス多孔質体、セラミック繊維、ガラス繊維、樹脂繊維等が挙げられる。一方で、ミスト発生量が多く、捕集率が高すぎる場合、デミスタでの詰まりが発生するおそれがあるため、意図的にミスト状有機成分と化学的親和性の低い材質を採用し、吸着後のミスト成分が下部の貯留部へ滴下分離しやすくしてもよい。

上述した実施形態では、排ガスとして、ウレタン樹脂由来成分を含むガスを例示したが、ウレタン樹脂由来成分以外の有機成分を含むガスとしてもよい。

２タール除去装置、４ガス導入管、６ガス排出管、１０第１タール除去器、１１第１筐体、１２第１タール生成部、１３，１４ガス処理構造体、１５第１タール貯留部、１６配管取付穴、２０第２タール除去器、２１第２筐体、２２第２タール生成部、２３デミスタ、２５第２タール貯留部、２６入口、２７配管取付穴、３０第３タール除去器、３１第３筐体、３２フィルタ、３３バネ、３４円板、３５円環板、３６Ｏリング、３７入口、３８配管取付穴、４１，４２配管、４３バイパス通路、４４リリーフ弁、１１１上部容器、１１１ａフランジ、１１２下部容器、１１２ａフランジ、１１３Ｏリング、１３１絞り穴、１３２外周壁、１３３邪魔板部材、１４１絞り穴、１４２仕切り壁、１４３邪魔板部材、１５１上流側貯留部、１５２下流側貯留部、２１１上部容器、２１１ａフランジ、２１２下部容器、２１２ａフランジ、２１３Ｏリング、２１４仕切り板、２１５貫通孔、２１６仕切り壁、３１１上部容器、３１１ａフランジ、３１２下部容器、３１２ａフランジ、３１３Ｏリング、Ｓ１１上流側空間、Ｓ１２下流側空間、Ｓ２１上方空間、Ｓ２１ａ上流側部屋、Ｓ２１ｂ下流側部屋、Ｓ２２下方空間。

Claims

ガス導入管から導入される排ガスを処理してガス排出管から排出するタール除去装置であって、
第１タール除去器と、
前記第１タール除去器の排ガスの流れの下流側に配置された第２タール除去器と、
前記第２タール除去器の排ガスの流れの下流側に配置された第３タール除去器と、
を備え、
前記第１タール除去器は、
第１筐体と、
前記第１筐体の内部空間の上方に設けられ、排ガスに含まれるミスト状の有機成分を液化してタールにする第１タール生成部と、
前記第１筐体の内部空間の下方に設けられ、前記第１タール生成部で生成したタールを貯留する第１タール貯留部と、
を備え、
前記第１タール生成部は、ガス流路の径を絞る絞り部材と前記絞り部材を通過した排ガスを衝突させる邪魔板部材とを含むガス処理構造体を有し、
前記第２タール除去器は、
第２筐体と、
前記第２筐体の内部空間の上方に設けられ、前記第１タール除去器を通過したあとの排ガスに含まれるミスト状の有機成分を液化してタールにする第２タール生成部と、
前記第２筐体の内部空間の下方に設けられ、前記第２タール生成部で生成したタールを貯留する第２タール貯留部と、
を備え、
前記第２タール生成部は、デミスタで排ガスに含まれるミスト状の有機成分を液化し、
前記第３タール除去器は、
第３筐体と、
前記第３筐体内に配置され、前記第２タール除去器を通過したあとの排ガスを濾過するフィルタと
を有し、
前記第３筐体は、カップ形状の第３上部容器とカップ形状の第３下部容器とをお互いの開口部が向き合った状態でクランプにより着脱可能に取り付けたものであり、
前記フィルタは、不織布を円筒形状に巻いたものであり、前記フィルタの下端は、前記第３筐体の底面にバネを介して配置された円板に取り付けられ、前記フィルタの上端は、前記第３筐体の上面にシール部材を介して接する円環板に取り付けられている、
タール除去装置。
前記第１タール生成部は、排ガスの流れの上流側から下流側に向かって少なくとも２つの前記ガス処理構造体を有し、
前記第１筐体の内部空間は、排ガスの流れの下流側に設けられる前記ガス処理構造体の前記絞り部材によって、前記ガス処理構造体の数の小空間に仕切られ、
前記第１タール貯留部は、前記小空間ごとに分割されている、
請求項１に記載のタール除去装置。
排ガスの流れの下流側の前記絞り部材の径は、排ガスの流れの上流側の前記絞り部材の径よりも小さい、
請求項２に記載のタール除去装置。
前記第１筐体は、カップ形状の第１上部容器とカップ形状の第１下部容器とをお互いの開口部が向き合った状態で着脱可能に取り付けたものであり、
前記第１タール生成部は、前記第１上部容器に設けられ、
前記第１タール貯留部は、前記第１下部容器に設けられている、
請求項１～３のいずれか１項に記載のタール除去装置。
前記第２タール生成部は、排ガスの上流側から下流側に向かって前記デミスタが配置された部屋を少なくとも２つ有し、
排ガスの流れの上流側の部屋から排出された排ガスは、前記第２タール貯留部を通って排ガスの流れの下流側の部屋に導入される、
請求項１～４のいずれか１項に記載のタール除去装置。
前記第２筐体は、カップ形状の第２上部容器とカップ形状の第２下部容器とをお互いの開口部が向き合った状態で着脱可能に取り付けたものであり、
前記第２タール生成部は、前記第２上部容器に設けられ、
前記第２タール貯留部は、前記第２下部容器に設けられている、
請求項１～５のいずれか１項に記載のタール除去装置。
前記排ガスは、ウレタン樹脂由来成分を含むガスである、
請求項１～６のいずれか１項に記載のタール除去装置。
前記排ガスは、水素を含むガスである、
請求項７に記載のタール除去装置。