JPH08150316A - ガス中の煤塵除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガス中に含まれる煤塵の除去率が高く、メン
テナンスが容易で且つ電力消費量が少なく、コスト的に
も有利な小型の煤塵除去装置を提供することを目的とす
る。 【構成】 煤塵を含むガスが導入される反応槽の導入部
４内側近傍に設置された薬液注入ノズル７と、この薬液
注入ノズル７の下流側に位置して積層配置されたハニカ
ム状の多数個の触媒で成る集塵ユニット８，８とから成
るガス中の煤塵除去装置を提供する。集塵ユニット８，
８として、結晶中に微細な細孔又は空孔が形成されたゼ
オライトを採用し、薬液注入ノズル７から噴霧する薬液
として、極性を有する有機物アルコールであるメタノー
ル，エタノール，もしくはプロピルアルコールを用いる
か、もしくは極性を有し酸素を持つ有機物カルボン酸を
用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はディーゼルエンジン等の
内燃機関とか火力発電用ボイラーから排出されるガス中
に含有されている煤塵除去装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記内燃機関とかボイラーの排気ガスを
そのまま放散すると、窒素酸化物とか煤塵が大気汚染の
原因となって公害を発生することになるため、ガス中に
含有されているＮＯ_X及び煤塵の除去処理は必要とされ
ている。

【０００３】上記ＮＯ_Xの処理方法は排煙脱硝技術とし
て実用化されていて、現在では乾式法の一つである選択
接触還元法が技術的に先行しており、有力な脱硝方法と
して注目されている。他方の煤塵除去方法にはサイクロ
ン集塵機とか湿式集塵機が採用され、特に石炭を原料と
する火力発電用ボイラーでは排出される煤塵量が１０〜
２５（ｇ／Ｎｍ³）という多量であるため、電気集塵機
等の大型の施設を設置して対処しているのが実状であ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来のガス中の煤塵除去方法の中で、サイクロン集塵
機は煤塵の除去率が低く、且つ圧力損失も大きいので実
用向きではなく、他方の湿式集塵機はフィルタを利用し
た集塵方法であるため、使用の都度フィルタの交換操作
を必要として操作が煩瑣であり、メンテナンスも面倒で
あるという難点がある。

【０００５】更に火力発電用ボイラーのように排出され
る煤塵量が多量なケースで使用される電気集塵機は、設
備が極めて大型化されてしまうので設備費が高騰化して
しまう上、消費電力も大きくなってディーゼルエンジン
を利用した発電機等の比較的小型の施設に設置すること
はコスト的に不利であるという問題がある。

【０００６】そこで本発明はこのような従来の煤塵除去
装置が有している課題を解消して、煤塵の除去率が高く
てしかも設備の小型化を可能とし、メンテナンスが容易
で且つ電力消費量が少なく、コスト的にも有利なガス中
の煤塵除去装置を提供することを目的とするものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、煤塵を含むガスが導入される反応槽の導入
部内側近傍に設置された薬液注入ノズルと、この薬液注
入ノズルの下流側に位置して積層配置されたハニカム状
の多数個の触媒で成る集塵ユニットとから成るガス中の
煤塵除去装置を提供する。

【０００８】上記集塵ユニットとして、結晶中に微細な
細孔又は空孔が形成されたゼオライトを採用し、薬液注
入ノズルから噴霧する薬液として、極性を有する有機物
アルコールであるメタノール，エタノール，もしくはプ
ロピルアルコールを用いるか、もしくは極性を有し酸素
を持つ有機物カルボン酸を用いる。

【０００９】

【作用】かかる煤塵除去装置によれば、反応槽の導入部
から煤塵を含む排気ガスが流入されるのと同時に、薬液
注入ノズルから下流側に向けて有機物アルコールもしく
は有機物カルボン酸を噴霧すると、この有機物アルコー
ルもしくは有機物カルボン酸がガスと一体となって集塵
ユニット内に入り、ガス中に含まれている煤塵とか微細
な各種分子が集塵ユニットを構成するゼオライトと有機
物アルコールもしくは有機物カルボン酸の吸着作用によ
り吸着除去されて外方に放出される。

【００１０】ゼオライト内に入った有機物アルコールも
しくは有機物カルボン酸は、排気ガスの持つ熱によって
徐々に酸化もしくは燃焼反応を起こし、特にガス中に含
まれる煤塵は水分を含有しているので、この煤塵は水分
とともに発熱反応を伴って無害な二酸化炭素（ＣＯ₂）
又は水に分解される。

【００１１】

【実施例】以下図面に基づいて本発明にかかるガス中の
煤塵除去装置の一実施例を詳述する。図１は本実施例に
かかる煤塵除去装置の具体例を示す要部断面図であっ
て、１は外郭、２は外郭１の内側に配置された断熱材、
３は断熱材２の内側に張設されたマッフルであり、この
外郭１と断熱材２及びマッフル３によって反応槽が構成
されている。４は煤塵を含む排気ガスＧの導入部、５は
同排出部である。

【００１２】上記排気ガスＧの導入部４の内側近傍に
は、この反応槽を貫通して外方から流通管６が挿入固定
され、この流通管６の先端に薬液注入ノズル７が設置さ
れている。この薬液注入ノズル７から排気ガスＧの下流
側に向けて薬液が噴霧可能となっている。

【００１３】上記の薬液注入ノズル７の下流側に位置す
る略中央部には、ハニカム状に構成された多数個の触媒
で成る集塵ユニット８，８が積層配置されている。各集
塵ユニット８，８の間には、断熱性と耐衝撃性を持たせ
るためのスペーサ９，９が挿入されている。１０はメン
テナンス用及び集塵ユニット８，８を交換する際の蓋部
材である。

【００１４】ハニカム状に構成された集塵ユニット８，
８の材料として、結晶中に微細な細孔又は空孔が形成さ
れたゼオライトが用いられる。このゼオライトは非常に
大きな表面積を有しており、その細孔又は空孔内に排気
ガス中に含まれる各種の分子を吸着する能力を持ってい
る。

【００１５】本実施例では、前記薬液注入ノズル７から
噴霧する薬液として、極性を有する有機物アルコールを
採用した。この有機物アルコールがゼオライト中の細孔
又は空孔内に入ると、ゼオライトの持つ上記した分子の
吸着性が高められる。尚、有機物アルコールとしてはメ
タノールとかエタノール及びプロピルアルコールが採用
可能である。

【００１６】かかる構成に基づく本実施例の作用は以下
の通りである。先ず導入部４から煤塵を含む排気ガスＧ
が流入されると、この流入した排気ガスＧの一部は矢印
Ａに示したように反応槽の周縁方向に拡散されて反応槽
内部を上流側から下流側へ略均一な流量を保って流れ、
同時に薬液注入ノズル７から下流側に向けて噴霧された
有機物アルコールがガスと一体となって集塵ユニット
８，８内に入る。この時に排気ガスＧ中に含まれている
煤塵とか微細な各種分子が集塵ユニット８，８を構成す
るゼオライトと有機物アルコールの吸着作用により吸着
除去され、排出部５から外方に放出される。

【００１７】この排出部から放出された排気ガスは、図
外の消音器によって消音されてから大気中に放散され
る。尚、集塵ユニット８，８を構成するゼオライトのメ
ンテナンスは、蓋部材１０の取り外し操作により簡単に
実施することができる。

【００１８】このような動作時に、ゼオライト内に入っ
た有機物アルコールは排気ガスＧの持つ熱によって徐々
に酸化もしくは燃焼反応を起こし、発熱反応を伴って二
酸化炭素（ＣＯ₂）又は水に分解される。特に排気ガス
Ｇ中に含まれる煤塵は水分を含有しており、この煤塵が
ハニカム状の集塵ユニット８，８の表面に吸着される
と、有機物アルコールの上記発熱反応によって酸化され
て無害な二酸化炭素（ＣＯ₂）又は水に分解される。

【００１９】次に本実施例にかかる煤塵除去装置の効果
を確認するため、図２に示す実験装置を組み立ててディ
ーゼルエンジンの排気ガスを用いて実際に煤塵を除去し
た第１実施例の実験結果を説明する。図２において１１
は反応槽であり、この反応槽１１内にハニカム状に構成
された触媒で成る集塵ユニット８を積層配置し、反応槽
１１の周囲にヒータ１２を設置して該反応槽１１を適度
な温度範囲に保つ。そして導入部４からディーゼルエン
ジンの排気ガスＧを導入しながら、薬液タンク１３に貯
留された有機物アルコールを注入ポンプ１４を用いてノ
ズル１５から反応槽１１内に噴霧する。排出部５に流れ
たガスは濾紙１６を通過させてから外部に流出させる。
この濾紙１６の重量変化を測定することによって集塵ユ
ニット８の吸着能を評価した。

【００２０】本実験では集塵ユニット８の材料としてＮ
ａ−Ｙ型ゼオライトのハニカム３０セル（６５×６５×
３２ｍｍ）を用いるとともに、有機物アルコールとして
エタノールの濃度０〜１５（ｍｏｌ／ｌ）水溶液を採用
し、排気ガスＧの流量は４（ｌ／ｍｉｎ）、エタノール
の注入量は０〜１５（ｍｌ／ｈ）とした。尚、ディーゼ
ルエンジンの排気ガスＧ中に含有されている実際の煤塵
量は４５（ｍｇ／Ｎｍ³）である。

【００２１】表１は上記の実験条件に基づいて煤塵吸着
テストを行い、濾紙に付着した煤塵の割合（％）を求め
た結果を示している。

【００２２】

【表１】

【００２３】表１中の薬液注入量０とはエタノールを全
然注入せず、且つ集塵ユニット８がない場合であって、
この時の濾紙１６に付着した煤塵量を１００％とし、こ
れを基本として表中に示した薬液注入量と薬液濃度を変
化させた実験を行い、各実験結果によって得られた濾紙
１６への付着煤塵量をパーセント（％）として表わして
いる。

【００２４】表１によれば、薬液注入量が０.３（ｍｌ
／ｈ）で薬液濃度が１０（ｍｏｌ／ｌ）の時に濾紙１６
への付着煤塵量が１０％で集塵ユニット８の煤塵吸着能
が最も高く、薬液濃度を１５（ｍｏｌ／ｌ）にすると付
着煤塵量は４０％となって集塵ユニット８の煤塵吸着能
が逆に低下する傾向を示した。これは薬液濃度が１５
（ｍｏｌ／ｌ）以上の高濃度になると、エタノールが集
塵ユニット８を構成するハニカムに付着する前に排気ガ
スＧ中の酸素と反応してしまい、煤塵の除去率が低下し
てしまうものと推量される。

【００２５】次に上記実験装置により排気ガス中の煤塵
を除去した第２実施例の実験結果を説明する。この第２
実施例では、注入する薬液として極性を有し酸素を持つ
有機物カルボン酸（酢酸）の濃度０〜１５（ｍｏｌ／
ｌ）水溶液を採用した。その他の実験条件は第１実施例
と同一とした。そして濾紙に付着した煤塵の割合（％）
を求めた結果を表２に示す。

【００２６】

【表２】

【００２７】表２によれば、薬液注入量が０.６（ｍｌ
／ｈ）で薬液濃度が５（ｍｏｌ／ｌ）の時に濾紙１６へ
の付着煤塵量が１０％で集塵ユニット８の煤塵吸着能が
最も高く、薬液濃度を１０〜１５（ｍｏｌ／ｌ）にする
と付着煤塵量は３０％，６０％となって集塵ユニット８
の煤塵吸着能が逆に低下する傾向を示した。これは薬液
濃度が高濃度になると、酢酸が集塵ユニット８を構成す
るハニカムに付着する前に排気ガスＧ中の酸素と反応し
て煤塵の除去率が低下してしまうものと推量される。

【００２８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かるガス中の煤塵除去装置によれば、反応槽の導入部か
ら煤塵を含む排気ガスが流入されるのと同時に薬液注入
ノズルから下流側に向けて有機物アルコールもしくは有
機物カルボン酸を噴霧することにより、ガス中に含まれ
ている煤塵とか微細な各種分子が集塵ユニットを構成す
るゼオライトと有機物アルコールもしくは有機物カルボ
ン酸の吸着作用により吸着除去されてから放出され、特
にゼオライト内に入った有機物アルコールもしくは有機
物カルボン酸は、排気ガスの持つ熱によって徐々に酸化
もしくは燃焼反応を起こし、ガス中に含まれる水分を含
む煤塵を発熱反応を伴って無害な二酸化炭素（ＣＯ₂）
又は水に分解することができる。

【００２９】本実施例の集塵装置自体の構成は比較的簡
易であり、煤塵の除去率が高い上にフィルタの交換操作
を不要としてメンテナンスも容易であり、使用時に圧力
損失も生じないという特徴があり、電気集塵機とかサイ
クロン集塵機及び湿式集塵機等の従来の煤塵除去装置に
比して設備の小型化が可能となる上、設備費が低廉化し
て消費電力も少なく、特にディーゼルエンジンを利用し
た発電機等の比較的小型の施設に設置した際にはコスト
的に有利であるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例を適用したガス中の煤塵除去装置の構
成を示す要部断面図。

【図２】本実施例にかかる煤塵除去装置の効果を確認す
るための実験装置の概要図。

【符号の説明】

１…外郭 ２…断熱材 ３…マッフル ４…導入部 ５…排出部 ６…流通管 ７…薬液注入ノズル ８…集塵ユニット

フロントページの続き (72)発明者 浅野 義彦 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内 (72)発明者 小松 善広 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内 (72)発明者 羽場 方紀 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 煤塵を含むガスが導入される反応槽の導
   入部内側近傍に設置された薬液注入ノズルと、この薬液
   注入ノズルの下流側に位置して積層配置されたハニカム
   状の多数個の触媒で成る集塵ユニットとから成ることを
   特徴とするガス中の煤塵除去装置。
2. 【請求項２】 前記集塵ユニットとして、結晶中に微細
   な細孔又は空孔が形成されたゼオライトを用いた請求項
   １記載のガス中の煤塵除去装置。
3. 【請求項３】 前記薬液注入ノズルから噴霧する薬液と
   して、極性を有する有機物アルコールであるメタノー
   ル，エタノール，もしくはプロピルアルコールを用いた
   請求項１，２記載のガス中の煤塵除去装置。
4. 【請求項４】 前記薬液注入ノズルから噴霧する薬液と
   して、極性を有し酸素を持つ有機物カルボン酸を用いた
   請求項１，２記載のガス中の煤塵除去装置。