JPH09187621A - 排ガス浄化方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】吸着層の利用率を高め装置をコンパクトにする
ことができる排ガス浄化方法および装置を提供する。 【解決手段】吸着ロータ内を吸着領域２と脱着領域３と
冷却領域４とに区画し、ガス分配区画を介して、排ガス
を導入、通過させて排ガス中の有害悪臭物質を吸着さ
せ、次いで脱着領域に移動させて再生し、次いで冷却領
域に移動させて冷却したのち、吸着領域に移動させるも
のにおいて、ガス分配区画１０ａ、１０ｂ、１１ａ、１
１ｂにより吸着領域２を複数の分割吸着領域２ａ、２
ｂ、２ｃに分割するとともに、排ガスが各分割吸着領域
間を直列に、かつ吸着層が脱着領域に移動する直前の分
割吸着領域２ａから吸着層が冷却領域から移動した直後
の分割吸着領域２ｃの方向に流通させるとともに、隣接
する分割吸着領域におけるガス流が互いに逆方向である
ようにした。 【効果】従来装置に比し吸着層の利用率が高まり吸着性
能を向上できるので、装置の小型化、装置価格の低減、
吸着層交換費用の節減ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排ガス浄化方法お
よび装置に係り、特に排ガス中の有害または悪臭物質を
含有する排ガスの浄化方法および装置であって、排ガス
中の上記物質を吸着領域にて吸着層により吸着させたの
ち、吸着性能の低下した吸着層を脱着領域で再生する排
ガス浄化方法および装置を高効率化、コンパクト化した
方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】産業施設から発生する排ガスに有害また
は悪臭物質（以後、有害悪臭物質という）が含まれてい
る場合、施設の運用条件に適した形式の浄化装置が選定
され、排ガス中の有害悪臭物質の除去が実施されてい
る。排ガス量が比較的多く、有害悪臭物質の濃度が低い
場合には１工程で排ガスの浄化処理を行うより、排ガス
中の有害悪臭物質の分離、濃縮を行ってから除去処理を
行うほうが、装置の小型化、運転費・維持費の軽減など
の点から有利なことが多い。

【０００３】例えば図５のような回転する吸着ロータ１
の吸脱着を利用し、排ガス中の有害悪臭物質の分離、濃
縮を連続的に行う装置がよく利用されている。この装置
は室温の有害悪臭物質を含む排ガスが流れる吸着領域２
と、高温の脱着ガスが流れる脱着領域３の間を吸着ロー
タ１が回転により循環移動するもので、吸着ロータ１が
吸着領域２で排ガス中の有害悪臭物質を吸着し、脱着領
域３で有害悪臭物質を脱着し再生することを繰返すこと
で排ガス中から連続的に有害悪臭物質を吸着除去する。
脱着ガス量を排ガス量より少なくすることにより脱着ガ
ス中の有害悪臭物質の濃度は排ガス濃度の２倍から１０
倍の濃度となり、有害悪臭物質の焼却処理や回収処理は
排ガスに直接行うより容易になる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の形式の
装置は除去率を高くするために、吸着ロータ１の容積を
排ガス量に対してかなり大きくする必要があるという問
題がある。図７は、運転中の装置の吸着ロータ１上にお
ける吸着量のガス流れ方向の分布の一例を示したもので
ある。実線は吸着領域２から脱着領域３に入る直前の状
態を示しているが、常に被吸着物質の濃度が高い排ガス
と接触するので、吸着ロータ１の入口側は吸着量が高
い。それに対し出口側の吸着材はほとんど利用されてお
らず、吸着ロータ１の全体での利用率を低くしている。
これは吸着材とガス中の有害悪臭物質の間にある吸着平
衡の関係から、吸着ロータ１の出口側の吸着材の利用率
を高くすると有害悪臭物質の一部が吸着されずに出口側
に流出するので、装置設計上吸着ロータ１の出口側の吸
着材をほとんど未使用の状態にする必要があるためと、
吸着領域２では吸着ロータ１の出口側全面が装置の出口
と直結しているため、一部でも有害悪臭物質が流出する
と装置全体の除去率が低下するためである。したがっ
て、臭気物質の除去のように除去率を特に高くする必要
がある場合、上記の装置形式では吸着ロータ１の大型化
や装置の後流側への吸着装置の追加などが必要となり、
適用が困難な場合が多い。本来この装置形式は効率の高
さや小型化の点からガス処理量が多く、有害悪臭物質の
濃度が低い場合に他の形式に較べ特に有利であるはずな
のにその利点を生かし切れていない。

【０００５】本発明の目的は、装置の大型化や吸着ロー
タの交換時の維持費の増大が生じる吸着ロータの容積拡
大や浄化装置の追加をすることなしに吸着濃縮装置の除
去率を向上し、装置の用途を拡大することができる排ガ
ス浄化方法および装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本願で特許請求される発明は以下のとおりである。 （１）吸着層を充填した回転式吸着ロータの両端面に設
けた複数のガス分配区画により前記吸着ロータ内を吸着
領域と脱着領域と冷却領域とに区画し、前記ガス分配区
画を介して有害物質または悪臭物質を含む排ガスを前記
吸着領域に導入通過させて排ガス中の上記物質を吸着さ
せ、上記物質の吸着により浄化能力の低下した吸着層を
脱着領域に移動させて高温ガスにより上記物質を脱着さ
せて再生し、脱着後の吸着層を冷却領域に移動させて冷
却したのち吸着領域に移動させて使用する排ガス浄化方
法において、前記ガス分配区画により前記吸着領域を複
数の吸着領域に分割するとともに、排ガスがこれらの分
割吸着領域間を直列に、かつ吸着層が脱着領域に移動す
る直前の分割吸着領域から吸着層が冷却領域から移動し
た直後の分割吸着領域の方向に流通させるとともに、隣
接する分割吸着領域におけるガス流れが互いに逆方向で
あるようにしたことを特徴とする排ガス浄化方法。

【０００７】（２）有害物質または悪臭物質を含む排ガ
スを吸着層に接触させ上記物質を吸着して排ガスを浄化
する吸着領域と、上記物質の吸着により浄化能力の低下
した吸着層から吸着物質を脱着させて吸着層を再生する
脱着領域からなり、その両領域の間を吸着層が循環移動
することにより排ガス中の有害物質または悪臭物質を連
続的に除去する排ガス浄化装置において、上記の吸着浄
化領域が複数の区画に分割されており、排ガスがこれら
の区画間を直列に、吸着層が再生領域に移動する直前の
区画から吸着層が再生領域から移動した直後の区画の方
向へ流通するとともに、隣接する区画間において吸着層
内を流れるガス流の方向が逆行するように構成したこと
を特徴とする排ガス浄化装置。

【０００８】（３）有害物質または悪臭物質を含む排ガ
スを吸着層に接触させ上記の物質を吸着して排ガスを浄
化する吸着領域と、上記物質の吸着により浄化能力の低
下した吸着層から吸着物質を脱着させて吸着層を再生す
る脱着領域からなり、その両領域の間を吸着層が循環移
動することにより排ガス中の有害物質または悪臭物質を
連続的に除去する排ガス浄化装置において、上記の吸着
領域を複数の分割吸着領域に分割するとともに吸着領域
の出、入口をガス分配区画で仕切り、排ガスがこれらの
分割吸着領域間を直列に、吸着層が再生領域に移動する
直前の分割吸着領域から吸着層が再生領域から移動した
直後の分割吸着領域の方向へ流通するとともに、隣接す
る吸着領域において吸着層内を流れるガス流の方向が逆
行するように構成したことを特徴とする排ガス浄化装
置。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の概要を図６により説明す
る。図６のように複数区画に分割された分割吸着領域
２、脱着領域３および冷却領域４を吸着層１が循環移動
し、脱着領域３に吸着層１が移動する直前の区画１から
（冷却領域４から再生した吸着層１が移動した直後の）
区画ｎの方向へ有害悪臭物質を含む排ガスが各吸着区画
を順次直列に流れ、かつ隣接する区間において吸着層内
の排ガス流の方向が逆行するように流れている場合、吸
着区画ｎでは再生されたばかりで清浄な吸着層１に上流
側の吸着区画で有害悪臭物質の大部分が吸着された排ガ
スが通過して装置から排出されるので、装置全体の有害
悪臭物質の除去率はきわめて高くなる。

【００１０】吸着層１は有害悪臭物質を吸着しながら次
第に上流側の区画へ移動するが、上流側の区画は排ガス
中の有害悪臭物質の濃度は高いので、さらに有害悪臭物
質を吸着していく。隣接する上流側の吸着区画に吸着層
１が移動すると排ガス流の方向が逆転するが、吸着層１
上の有害悪臭物質の吸着量の分布は排ガス入口側が高く
出口側が低いので、吸着量が低いほうから排ガスが吸着
層１に流れ込むことになる。したがって、吸着層１上の
吸着量の分布は平均化され、従来型では吸着層１の片端
面しか利用されないのに対して、吸着層１全体が利用さ
れ、吸着材の利用率が高くなる。このように吸着領域を
複数の区画に分割して、排ガスがこれらの区間を直列
に、かつ吸着層が再生領域に移動する直前の区画から吸
着層が再生領域から移動した直後の区画の方向へ流通す
るとともに、隣接する区画において吸着層内を流れるガ
ス流の方向を逆行させることにより、吸着層１の下流側
に有害悪臭物質が漏洩する量をふやすことなく、吸着層
１の利用率を高めることができる。

【００１１】

【実施例】本発明を具体的実施例によりさらに詳細に説
明する。 実施例１ 図１に、本発明の実施例である排ガス浄化装置の概要を
示した。吸着ロータ１は、例えば直径１．２２ｍで長さ
０．４ｍの円筒形状である。１ｉｎｃｈ² 当たり約２０
０個のセルを有するハニカムからなり、見掛け容積１ｌ
ｉｔｔｅｒ当たり約１００ｇのペンタシル型ゼオライト
が吸着材として担持してある。吸着ロータ１は外周のベ
ルト５とモータ６により排ガス入口７から見て右回りに
毎時２回転の速度で回転する。

【００１２】吸着ロータ１の両端面に図２に示したガス
分配区画９、１０および１１を配置し、吸着ロータ１内
を流れるガス流を仕切って、ロータ容積の７５％を排ガ
スの吸着浄化を行う吸着領域２に、１２．５％を吸着ロ
ータ１の脱着再生を行う脱着領域３に、残りの１２．５
％を脱着操作で高温になった吸着層を冷却する冷却領域
４に分け、さらに吸着領域２は分割吸着領域２ａ、２ｂ
および２ｃの３つの吸着区画に等分して使用する。ガス
分配区画９、１０および１１は、例えば半径が０．６１
ｍで深さが０．１５ｍの扇状の仕切りであり、隣接する
区画の間でガスの漏洩を起こさないように、吸着ロータ
１の端面と接触する部分にはシリコンゴムとテフロン材
からなるシール材１９が貼り付けてある。

【００１３】脱着領域３と冷却領域４の区分には中心角
が４５°で、ガス配管接続用のフランジ２０がついたガ
ス分配区画９を用いる。吸着領域２は中心角が９０°
で、配管接続用のフランジ２０がついたガス分配区画１
０と、中心角が１８０°で配管接続用フランジなしのガ
ス分配区画１１を組合わせ、図３に示すようにロータ１
の両端面でガス分配区画１０および１１をずらして配置
することで吸着領域２を３つの分割吸着領域２ａ、２
ｂ、２ｃに等分し、またガス流がこの３つの分割吸着領
域２ａ、２ｂ、２ｃを直列、かつ吸着ロータ１の両端面
を交互に流れるようにする。一番最初に有害悪臭物質を
含む排ガス１２が流入し、吸着ロータ１が脱着領域３に
入る直前の吸着区画を分割吸着領域２ａ、分割吸着領域
２ａを通過した排ガス１２が分割吸着領域２ａと逆方向
に流れる吸着区画を分割吸着領域２ｂ、および冷却領域
４から再生された吸着ロータ１を出た直後に排ガス１２
が接触する最後の吸着区画を分割吸着領域２ｃとする。

【００１４】つまり、図３に示すようにガス分配区画１
０ａに流入した排ガス１２は、分割吸着領域２ａ、ガス
分配区画１１ｂ、分割吸着領域２ｂ、ガス分配区画１１
ａ、分割吸着領域２ｃ、ガス分配区画１０ｂへ流れ、清
浄な排ガス１３になる。３つの分割吸着領域２ａ、２
ｂ、２ｃを順次通過した排ガス１２は有害悪臭物質が吸
着された清浄な排ガス１３として外気に放出される。

【００１５】吸着領域２で有害悪臭物質を吸着した吸着
ロータ１は脱着領域３に移動し、脱着用ガス予熱器１４
から送られてくる、例えば１８０℃の加熱空気と接触
し、有害悪臭物質を脱着して吸着能力を再生する。脱着
した直後の吸着ロータ１は高温で吸着能が低いので、冷
却領域４で冷却空気１５で冷却された後、吸着領域２に
戻る。吸着ロータ１を冷却した冷却空気１５は、ファン
１６によって脱着用ガス予熱器１４に送られ、脱着用の
空気として使用される。

【００１６】吸着ロータ１を脱着した加熱空気は高濃度
の有害悪臭物質を含むので、例えば触媒燃焼装置１７で
有害悪臭物質を燃焼して浄化した後外気に放出される。 実施例２ 実施例２の装置は、ガス分配区画１０および１１の中心
角をそれぞれ５４°と１８０°に変え、図４のように配
置して吸着領域２の分割数を実施例１の３分割（吸着領
域２ａ、２ｂ、２ｃ）から５分割（吸着領域２ａ、２
ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ）にふやしたものである。吸着領
域２、脱着領域３および冷却領域４の容積がそれぞれ吸
着ロータ１の全容積に占める割合、吸着ロータ１の仕
様、脱着と冷却の条件および吸着ロータ１の回転数は実
施例１と同じである。同じ排ガス流量に対し吸着領域２
のＳＶ（空間速度）は実施例１と同じであるが、分割数
がふえたのでＬＶ（線速度）は実施例１の約１．７倍高
くなる。

【００１７】比較例１ 実施例の装置の吸着領域２の分割をやめ、図５のように
ガス分配区画１０を配置して、排ガス１２が吸着領域２
の全面に同時に流れるようにした従来型の装置である。
ただし、吸着領域２、脱着領域３および冷却領域４の容
積がそれぞれ吸着ロータ１の全容積に占める割合、吸着
ロータ１の仕様、脱着と冷却の条件および吸着ロータ１
の回転数は実施例１と同じである。同じ排ガス流量に対
し吸着領域２のＳＶは実施例１と同じであるが、分割を
やめたのでＬＶは実施例１の約１／３倍になる。

【００１８】比較例２ 比較例１と同様に排ガスが吸着領域２の全面に同時に流
れるようにした従来型の装置であるが、吸着ロータ１の
直径を０．７０４ｍに縮小し、長さを１．２ｍに延長し
たものに変えたもので、同じ排ガス流量に対し吸着領域
２のＳＶとＬＶは実施例１と同じである。ただし、吸着
領域２、脱着領域３および冷却領域４の容積がそれぞれ
吸着ロータ１の全容積に占める割合、吸着ロータ１の仕
様、脱着と冷却の条件および吸着ロータ１の回転数は実
施例１と同じである。

【００１９】実施例と比較例の排ガス浄化装置の吸着領
域２にそれぞれトルエンを１００ｐｐｍ含む２０℃の試
験用未処理排ガス１２を５０００ｍ³ ／ｈの流量で流
し、２０℃の冷却兼脱着用空気１５を５００ｍ³ ／ｈの
流量で流して運転し、定常状態に達したところで各装置
のトルエン除去率を測定した。吸着領域２におけるＳＶ
はいずれの装置も約１４，３００／ｈであるが、ＬＶは
実施例１が約１７，１００ｍ／ｈ、実施例２が約２８，
５００ｍ／ｈ、比較例１が約５７００ｍ／ｈおよび比較
例２が約１７，１００ｍ／ｈである。

【００２０】図７に、上記試験条件での比較例１（従来
技術）における吸着ロータ１上のトルエン吸着量の分布
示した。２ａ、２ｂおよび２ｃは実施例１の吸着領域２
ａ、２ｂおよび２ｃにそれぞれ対応する測定位置であ
る。排ガス入口側はトルエン濃度が高い試験ガスと接触
し続けるので吸着量が高く、再生領域３に入る直前２ａ
では飽和吸着量の７３％に達するのに対し、排ガス出口
側は１０％以下であり、平均値は３０％程度である。

【００２１】図８に上記試験条件での実施例１における
吸着ロータ１上のトルエン吸着量の分布を示した。２ａ
と２ｂの間と２ｂと２ｃの間で排ガス流の方向が反転す
るので吸着量の分布も反転しており、比較例１に較べ全
体的に見て分布が均一化される。このため再生領域３に
入る直前の吸着ロータ１の吸着材の平均利用率は比較例
１が飽和吸着量の約３０％であるのに対し、実施例１は
約４０％に向上する。

【００２２】図９に上記試験条件での実施例２における
吸着ロータ１上のトルエン吸着量の分布を示した。実施
例１に較べ吸着領域２の分割数が多いので吸着量の部分
の均一化は実施例１よりさらに進み、再生領域３に入る
直前の吸着ロータ１の吸着材の平均利用率は飽和吸着量
の５０％近くに向上する。表１に各装置のトルエン除去
率の結果を示したが、いずれの排ガス処理装置も同じ種
類の吸着材を同じ量使用し、同様の運転条件にもかかわ
らず比較例１の９３％と比較例２の９４％に対し、実施
例１が９６％、実施例２が９７％であり、実施例の装置
のほうが高いトルエン除去率を示した。また、実施例１
と比較例２では吸着領域２のＬＶは等しいにもかかわら
ず実施例１の除去率が高く、さらに吸着領域２の分割数
を５分割と多くし、吸着ロータへのトルエンの吸着の均
一化を進めた実施例２のほうが３分割の実施例１より高
い除去率を示した。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、同じ種類の吸着材を同
じ量使用して、従来型の装置より吸着性能を高めること
ができるので、同じ性能の装置であれば従来型より吸着
層を小型にでき、装置の小型化、装置価格の軽減、吸着
層の交換費用の軽減が図れる。さらに、ロータへの排ガ
ス分配機構を変更するだけで従来から使用されている吸
着ロータをそのまま使用できるので、在来機種の性能向
上にも容易に応用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である排ガス浄化装置の概要を
示した図。

【図２】本発明の実施例１の装置に用いたガス分配区画
の形状を示した図。

【図３】本発明の実施例１の装置の排ガスの流れの状態
を示した図。

【図４】本発明の実施例２の装置の排ガスの流れの状態
を示した図。

【図５】従来技術の装置の排ガスの流れの状態を示した
図。

【図６】本発明における排ガス浄化装置の基本動作を示
した図。

【図７】比較例における吸着ロータ上のトルエン吸着量
の分布を示した図。

【図８】実施例１における吸着ロータ上のトルエン吸着
量の分布を示した図。

【図９】実施例２における吸着ロータ上のトルエン吸着
量の分布を示した図。

【符号の説明】

１…吸着ロータ、２…吸着領域、２ａ、２ｂ、２ｃ、２
ｄ、２ｅ…分割吸着領域、３…脱着領域、４…冷却領
域、５…駆動ベルト、６…モータ、７…排ガス入口、８
…ロータの回転方向、９…ガス分配区画（４５°）、１
０…ガス分配区画（９０°）、１１…ガス分配区画（１
８０°）、１２…有害悪臭物質を含む排ガス、１３…浄
化された排ガス、１４…脱着用ガス予熱器、１５…冷却
用空気、１６…ファン、１７…触媒燃焼装置、１８…フ
ィルタ、１９…シール材、２０…配管接続用フランジ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸着層を充填した回転式吸着ロータの両
   端面に設けた複数のガス分配区画により前記吸着ロータ
   内を吸着領域と脱着領域と冷却領域とに区画し、前記ガ
   ス分配区画を介して有害物質または悪臭物質を含む排ガ
   スを前記吸着領域に導入通過させて排ガス中の上記物質
   を吸着させ、上記物質の吸着により浄化能力の低下した
   吸着層を脱着領域に移動させて高温ガスにより上記物質
   を脱着させて再生し、脱着後の吸着層を冷却領域に移動
   させて冷却したのち吸着領域に移動させて使用する排ガ
   ス浄化方法において、前記ガス分配区画により前記吸着
   領域を複数の吸着領域に分割するとともに、排ガスがこ
   れらの分割吸着領域間を直列に、かつ吸着層が脱着領域
   に移動する直前の分割吸着領域から吸着層が冷却領域か
   ら移動した直後の分割吸着領域の方向に流通させるとと
   もに、隣接する分割吸着領域におけるガス流れが互いに
   逆方向であるようにしたことを特徴とする排ガス浄化方
   法。
2. 【請求項２】 有害物質または悪臭物質を含む排ガスを
   吸着層に接触させ上記物質を吸着して排ガスを浄化する
   吸着領域と、上記物質の吸着により浄化能力の低下した
   吸着層から吸着物質を脱着させて吸着層を再生する脱着
   領域からなり、その両領域の間を吸着層が循環移動する
   ことにより排ガス中の有害物質または悪臭物質を連続的
   に除去する排ガス浄化装置において、上記の吸着浄化領
   域が複数の区画に分割されており、排ガスがこれらの区
   画間を直列に、吸着層が再生領域に移動する直前の区画
   から吸着層が再生領域から移動した直後の区画の方向へ
   流通するとともに、隣接する区画間において吸着層内を
   流れるガス流の方向が逆行するように構成したことを特
   徴とする排ガス浄化装置。
3. 【請求項３】 有害物質または悪臭物質を含む排ガスを
   吸着層に接触させ上記の物質を吸着して排ガスを浄化す
   る吸着領域と、上記物質の吸着により浄化能力の低下し
   た吸着層から吸着物質を脱着させて吸着層を再生する脱
   着領域からなり、その両領域の間を吸着層が循環移動す
   ることにより排ガス中の有害物質または悪臭物質を連続
   的に除去する排ガス浄化装置において、上記の吸着領域
   を複数の分割吸着領域に分割するとともに吸着領域の
   出、入口をガス分配区画で仕切り、排ガスがこれらの分
   割吸着領域間を直列に、吸着層が再生領域に移動する直
   前の分割吸着領域から吸着層が再生領域から移動した直
   後の分割吸着領域の方向へ流通するとともに、隣接する
   吸着領域において吸着層内を流れるガス流の方向が逆行
   するように構成したことを特徴とする排ガス浄化装置。