JPH0247921B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、空気中の塩素ガスやアンモニアガ
ス、油中のイオンや抵分子の劣化生成物、水中の
酸等の分子大オーダーの微小不純物を除去するこ
とができる流体中の微小不純物除去方法に関し、
更に詳しくは分子大オーダーの微小不純物の除去
効果が極めて優れるとともに吸着剤の目詰まりを
未然に防止して長期間にわたつて優れた微小不純
物の除去効果を維持することが可能であり、又仮
に吸着剤に目詰まりが生じたときでも簡単に目詰
まりを解消することが可能な流体中の微小不純物
除去方法に関する。

〔従来の技術〕 流体中の不純物を除去する方法としては、例え
ば流体を吸着剤に接触させて、吸着剤のフイルタ
ー効果により流体中の不純物を除去する方法や流
体に数万Ｖの直流高電圧を印加しながら吸着剤の
フイルター効果により流体中の不純物を除去する
所謂高圧集塵法がある。

〔発明が解決しようとする問題〕

しかしながらこれら従来の除去方法では塵や金
属粉等の数ミクロンオーダーから数十ミクロンオ
ーダーの大きさの不純物の除去はできるものの空
気中の塩素ガスやアンモニアガス、油中のイオン
や水中の酸等の分子大オーダーの不純物は除去で
きない問題があつた。特に後者の高圧集塵法では
流体の種類とは無関係に電極間に数万Ｖの高電圧
を印加している為に、その除去対象は比較的大き
な塵や粗大化したカーボン粒子に限定されてい
た。

そしてこれら比較的大きな不純物を除去対象と
した除去方法は基本的には毛細管現象による吸着
効果を利用したものであるが、前者の手段は、吸
着剤が本来的に具備している低い吸着能の範囲内
での吸着となる為に吸着能が低く、その為吸着能
を高めようとすれば吸着剤の使用量が多くなる必
要があり、吸着は流体分子から分離した不純物を
そのまま吸着することから吸着剤の孔が目詰まり
して飽和状態になりやすく、吸着飽和状態となつ
た吸着剤は廃棄しなければならない欠点があつ
た。又、後者は流体に高電圧を印加することによ
り、流体分子と静電結合した不純物粒子を分離さ
せ、分離した不純物をクーロン力で吸着剤に吸着
させることとしたから前者の接触吸着に比べて吸
着能、使用量、除去率等を優れたものにすること
ができるが、不純物の除去は基本的に吸着剤によ
るフイルター効果に依存していることから前者と
同様、吸着剤の目詰まりが発生しやすく吸着剤が
飽和したときには吸着剤を交換廃棄しなければな
らない問題があつた。そして、なによりもこれら
方法における最大の欠点は前述したように分子大
オーダーの微小不純物に対してほとんど除去効果
がないことであつた。

〔問題を解決するための手段〕

本発明は、かかる現況に鑑みてなされたもので
あり、空気中や水中に存在する不純物のうち、特
に空気中の塩素ガスやアンモニアガス、油中のイ
オンや低分子の劣化生成物、更には水中の酸等の
分子大オーダーの微小不純物の除去が効果的に行
える不純物の除去方法を提供せんとするものであ
り、しかも吸着剤が目詰まりを起こすことを未然
に防止できるとともに目詰まりを起こしたときに
は簡単に目詰まりを解消することができる流体中
の微小不純物除去方法を提供せんとするものであ
る。

本発明は、従来の不純物除去が吸着剤の物理的
な毛細管現象や高圧集塵現象によつてなされてお
り、その除去対象が数ミクロンから数十ミクロン
の大きさの不純物に限定されているのに対し、数
オングストロームから数十オングストロームの分
子大の微小不純物の除去が可能な方法を提供せん
とするものである。発明者は鋭意研究を重ねた結
果、1V／cm〜3000V／cmの範囲内であつて流
体の固有抵抗に対応した比較的低い電圧を印加し
たときに流体中に存在する分子大オーダーの不純
物が効率良く除去できること、及び電極に印加
する直流系電圧の正負を切り換えたときには吸着
剤の目詰まりが解消できることの２点を見出した
結果本発明を完成するにいたつたものであり、そ
の要旨とするところは、相対する電極の一方の表
面に除去せんとする微小不純物に対応した吸着剤
を配置し、前記電極間に直流電圧又は直流と交流
との重畳電圧を印加するとともに、外装容器適所
に開設した流入口から流入させた流体を相対する
電極間と吸着剤中を通つて容器外部に案内流出さ
せてなり、前記電極間に印加する電圧の大きさは
1V／cm〜3000V／cmの範囲内であつて流体の固
有抵抗に応じて設定され、且つ前記電極間に印加
される直流系電圧の正負は切り換え可能にしてな
ることにある。

尚、直流系電圧の切り換えは吸着剤が飽和状態
になつた際の吸着能の復活のために使用するもの
であり、又、電極間に印加する直流系電圧は流体
の固有抵抗に応じて1V／cm〜3000V／cm（電界
強度）の範囲内に実験的に決定するものとし、且
つ液体の流速／minの該液体の粘度に応じ反比
例して決めるものとする。

〔実施例〕

図面は本発明を実施した装置の構成図であつ
て、第１図は縦断面図であり、第２図は径方向断
面図である。

図中１は外装容器を兼ねた外筒電極であつて、
緩速処理室２に通じる流入口３と電極支持孔４と
が開設されている。

５は流通路が軸方向に貫通する中心電極であつ
て、その一端部壁には多数の通孔が開設されてい
て周囲に吸着剤層６が被覆され、他端面は流出口
７となつている。吸着剤としては活性白土や沸石
（ゼオライト）、活性炭、活性アルミナ、シリカゲ
ル等、細孔表面にイオンを有する吸着剤が使用さ
れ、これらのうちから吸着しようとする微小不純
物が最も良く吸着できるものを選択することとす
る。

８は絶縁碍子であつて外筒電極１の電極支持孔
４に装着されて中心電極５とを絶縁しており、吸
着剤層６が被覆されている側を外筒電極１の緩速
処理室２内に位置づけるようにして中心電極５が
納置支持固定されている。

９は直流電源であつて＋−端子は切り換えスイ
ツチ１０を介して一方は外筒電極１へ、他方は中
心電極５へそれぞれ結線されている。電源電圧は
1V／cm〜3000V／cmの範囲内で流体の固有抵抗
に対応して選択され、例えば流体が液体の場合は
低電圧を使用し、又気体の場合は高電圧を使用す
るものとする。切り換えスイツチ１０は外筒電極
１と中心電極５間に印加する電圧の正負を切り換
える為のものであり、吸着剤が目詰まりしたとき
に印加する電圧を反転させることにより、目詰ま
りを解消せんとするものである。尚、本実施例で
は直流電圧を印加したが、これは直流電圧と交流
電圧の重畳電圧とすることもできる。

上記装置は、未処理流体槽T₁からポンプP₁と
バルブV₁を通つて二方へ分岐した一方を、装置
本体の流入口３に配管し、分岐した他方はバルブ
V₂を介して不純物用タンクT₂へ配管され、又、
流出口７は、ポンプP₂を介して洗浄用タンクT₃
への通路と、バルブV₃を介して処理液用タンク
T₄に分岐配管されている。

そして、吸着処理する場合は、除去すべき不純
物質の表面電荷とは逆の電界をかけた状態で、未
処理流体槽T₁の未処理流体をポンプP₁により装
置の緩速処理室２内へ流入させ、吸着剤槽６中を
通過後、中心電極内を通つて処理液用タンクＴ４
へ排出させる。

また、吸着剤層が飽和状態になつて目詰まりし
た際には切り換えスイツチ１０を切り換えて吸着
剤の電気的極性を反転させ、このことによつて吸
着剤の細孔に付着した微小不純物を電気的に反発
させて吸着剤から離脱させる。そして同時に流入
側のバルブV₁を閉じるとともに分岐した側のバ
ルブV₂を開いて不純物用タンクT₂への通路を形
成した後、逆洗用ポンプP₂を駆動し、吸着剤と
の静電結合を解除された微小不純物を洗い流すの
である。

このような操作を手動若しくは自動で繰り返し
連続運転して吸着剤と微小不純物の静電吸着と、
吸着剤からの微小不純物の静電気による除去とを
繰り返すことによつて流体中の不純物処理を実施
するのである。印加電圧の切り換え及び流体通路
のバルブの切り換えの操作は、手動で行つてもよ
いが自動コントロールにより極めて能率的に行う
ことも可能で、このようにすれば流体中の不純物
除去作業は無人で行うことができる。

以上のように本発明は、相対する電極表面の一
方に被吸着物質に対応した吸着剤を配置し、これ
らの電極に直流電圧若しくは直流電圧と交流電圧
の重畳電圧を印加し、しかも印加電圧は1V／cm
〜3000V／cmの範囲内であつて浄化しようとする
流体の固有抵抗に応じて設定するものとしたか
ら、従来不可能であつた分子大オーダーの微小不
純物の除去が可能となる。

即ち、流体の固有抵抗に応じた電圧を印加する
と、静電結合している微小不純物が分離して凝集
する。又、同時に電極表面の吸着剤は電界方向に
引かれて原子分極、分子分極の現象が発生して細
孔表面は強い電荷を持つようになり、不純物粒子
はクーロン力により、吸着剤表面に吸着されると
ともに吸着後は強固に保持される。

又、本発明は電極間に印加する直流系電圧の正
負を切り換えることができるようにしているか
ら、吸着剤が飽和状態になつた場合には、吸着の
場合とは正負を反対にした電圧を印加した状態で
流体を電極間に通すことにより、吸着剤の細孔に
目詰まりした微小不純物を分離させるとともに流
し去ることができるものであり、長期にわたる継
続使用にも吸着剤の劣化を招くおそれもないので
ある。

尚、上記実施例における吸着剤層６は吸着剤の
みによつて構成してもよいが、中心電極５に形成
された通孔に連通するよう孔を形成した導電材製
の多孔体や網目状体で吸着剤の周囲を囲繞した構
成としてもよい。このような構成とすれば吸着剤
を型崩れや欠損を起こすことなく保持できる上に
多孔体あるいは網目状体に電圧が印加される為、
吸着剤の細孔表面の電荷を更に効果的に強化する
ことができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明にかかる流体中の微小不純
物除去方法は、相対する電極の一方の表面に除去
せんとする微小不純物に対応した吸着剤を配置
し、前記電極間に直流電圧又は直流と交流との重
畳電圧を印加するとともに、外装容器適所に開設
した流入口から流入させた流体を相対する電極間
と吸着剤中を通つて容器外部に案内流出させてな
り、前記電極間に印加する電圧の大きさは1V／
cm〜3000V／cmの範囲内であつて流体の固有抵抗
に応じて設定したので、従来の毛細管現象や高圧
集塵現象を利用した方法では除去できなかつた分
子大オーダーの微小不純物、例えば空気中の塩素
ガス、アンモニアガス、油中のイオンや低分子の
劣化生成物、水中の酸等を効率良く除去すること
が可能となる。

又、本発明は電極間に印加する直流系電圧の正
負を切り換えられるようにしているので、吸着剤
が目詰まりしたときは、印加電圧の極性を反転さ
せることで吸着剤に吸着した微小不純物を電気的
に反発させて除去することができる。したがつて
吸着剤は廃棄することなく半永久的に使用するこ
とができるのでその経済性は極めて高く、ランニ
ングコストも安くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施した装置の縦断面図
とこれの配管系統図、第２図は装置本体の径方向
断面図を示すものである。 １……外筒電極、２……緩速処理室、３……流
入口、４……電極支持孔、５……中心電極、６…
…吸着剤層、７……流出口、８……絶縁碍子、９
……直流系電源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 相対する電極の一方の表面に除去せんとする
   微小不純物に対応した吸着剤を配置し、前記電極
   間に直流電圧又は直流と交流との重畳電圧を印加
   するとともに、外装容器適所に開設した流入口か
   ら流入させた流体を相対する電極間と吸着剤中を
   通つて容器外部に案内流出させてなり、前記電極
   間に印加する電圧の大きさは1V／cm〜3000V／
   cmの範囲内であつて流体の固有抵抗に応じて設定
   され、且つ前記電極間に印加される直流系電圧の
   正負は切り換え可能にしてなる流体中の微小不純
   物除去方法。