JPS63194712A - 排ガス処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、排ガス中の粉塵、スス、ミスト、悪臭等を除
去するための排ガス処理システムに関する。

（従来の技術） 従来、この種排ガス処理装置としては乾式の遠心力集塵
装置、電気集塵装置あるいは排ガスをタンク内に誘導し
てタンク内で洗浄液を噴霧して洗浄液中に排ガスミスト
を捕集する湿式の排ガス処理装置がある。

例えば、特開昭６１−２５９’７２４号にはスクラバー
と電気集塵機とを組合せた排ガス処理装置が開示されて
いる。また、近年注目されている半導体製造工程で発生
するＳｉＯ２の粉塵除去に関する排ガス処理装置として
は特公昭６０−２０２７　’１１に開示されたものがあ
る。この排ガス処理装置は、排出ガスを湿式洗浄塔内に
圧送する送風機の羽根に向けてアルカリ液の噴出ノズル
を開口し、排出ガス中に含まれたＳ　Ｉ　Ｏ２の粉塵を
空気輸送の途中で、アルカリ液のミストと充分に接触さ
せ、ミストセパレータにて反応を促進し、さらに湿式洗
浄塔内に供給されるアルカリ液で充分に洗浄することに
よりＳｉＯ２粉塵の処理を容易に行なうことができるよ
うにしている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、かかる従来の排ガス処理装置においては、１
ミクロン以下の微粒子の捕集効率が悪いばかりでなく、
装置が複雑かつ大型化し、更に一部のものにおいては圧
力損失が大きく、しかも目詰りが起こり易いという欠点
があった。

〔発明の構成〕 （問題点を解決するための手段） そこで、本発明は静止型混合器からなる気液接触部に排
ガスと洗浄体とを供給し、その混合液を分割、反転させ
つつ混合せしめ、その混合体をタンク内に供給し、洗浄
液中に捕集、溶解したミストの大きな水滴はタンク内に
落下貯蔵せしめ、タンク内のガス気流中に含まれる小さ
なミストを気液分離部でガスと液体とに分離しその分離
液体を前記タンクに戻すようにした。

（作　用） 種々の排ガスと洗浄液とを同時に静止型混合器に流入せ
しめ、そこで、両者を分割、反転させつつ完全に混合し
て洗浄液中に排ガス中のミストを捕捉せしめてタンク内
に回収する。洗浄液中に捕捉されないでタンク内のガス
気流中に残留している小さなミストを更に気液分離器で
分離して小さｆｊ　ミストを捕捉している液体をタンク
に戻す。もし、このような基本工程において完全に小さ
なミストを処理できないときは基本工程の気液分離器を
経たガスを更にもう１度同一のサイクルで処理するよう
にする。このように、静止型混合器で排ガスと洗浄液と
を完全に混合せしめれば、気液接触が完全になり、小さ
な排ガス中のミストまで洗浄液中に回収でき、二二で回
収できなかった小さなミストを気液分離器を通して回収
する。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する
。

第１図は本発明の基本フロー図を示し、この基本フロー
は特に半導体製造工程において発生するＳｉＯ２の微細
粒子及び塩素、塩酸ミストを含有している排ガスの処理
に最適である。なお、排ガス中に金属アルミ１、ヒ素化
合物、７ンチモンを含んでいる場合にも適している。

第１図において、排ガス処理工程は第１次処理工程Ｐ　
と第２次処理工程Ｐ２とからなり、第１次処理工程Ｐ　
において、Ｓ　ｘ　Ｏ２の粒子及びＣ１２、ＨＣｌ４ス
トを含む排ガスは気液接触部を構成している静止型混合
器１の入口側に供給され、そこでスプレーノズル２から
噴霧された洗浄液である水溶液と一緒になって静止型混
合器１内に供給される。前記排ガスは混合器１の入口側
に横方向に供給され、この横方向の排ガスの上方から水
滴が噴霧される。この静止型混合器１は排ガスと水溶液
は分割、反転動作を繰り返しながら排ガスと水溶液とを
完全に混合する。ここで、ガスと水との気液接触が完全
に行なわれその混合体はタンク３内に供給される。この
気液接触中において、超微粒子（１０ミクロン以下）の
ＳｉＯ２は上から下に流れるに従って粒子成長をして水
滴となりタンク３内に落下するとともに塩素及び塩酸が
スミストは水溶液中に溶解される。

前記タンク３内の水溶液中に捕集及ブ溶解しカ大きな径
の水滴はタンク底部に沈降する。そして、排ガス中の有
害混入物を含むタンク底部の水溶液は開閉弁■を有する
排液管４を介して引抜かれ中和処理工程へ導かれる。一
方、タンク３内の水溶液はフィルタＦを有する送給管５
のポンプ６によって前記スプレーノズル２から噴霧され
循環使用される。また、タンク３内には水溶液の減少に
伴って補給管７を介して新しい水溶液が補充される。

比較的径の大きな有害混入物は水溶液中に捕集されるが
、ごく小径の飛沫はタンク３内の上部のガス気流中に同
伴されて残留しているので、このガス気流はデミスタ−
、サイクロン又は充填塔のような気液分離部８に導かれ
ここでガスと液体とに分離され、液体はタンク３内に戻
され、ガスは第２次処理工程に送られる。

この第２次処理工程においては、細粒の有害混入物（Ｓ
　ｉＯ２、ＣＩ　２、ＨＣＩ）は気液接触部をなす静止
型混合器９の入口側でアルカリ水溶液（例えばＮａＯＨ
水）の噴霧と合流してその中に供給され気液接触してタ
ンク１０内に落下する。

ここで、Ｓ　Ｌ　０２粒子は、アルカリ水溶液と接触す
ることにより捕集、溶解されて水溶液中に回収される。

また、塩素及び塩酸ミストはアルカリ水溶液と化学反応
して捕集される。タンク１０内のアルカリ水溶液は送給
管１１のポンプ１２によって静止型混合器９の入口側に
設置したスプレーノズル１３に送られる。タンク１０内
の底部からは開閉弁Ｖを有する排液管１４を介して有害
物混入水溶液が中和処理工程へ送られ、補給管１５を介
して新しいアルカリ水溶液がタンク１０内に供給される
。

タンク１０内に送られたガス気流中に飛沫同伴した水滴
は、気液分離部１６によって気体と液体に分離され、こ
れによって有害物質が除去されたガスは放出管１８に取
付けられたファン１７によって外部に放出される。

前記第１次ちよび第２次の各機器は同一の構成を有し、
前記スプレーノズル２，１３に加えて同様のスプレーノ
ズルを静止型混合器１，９のそれぞれの全長の中間にも
う１つずつ設置し、更に、前記気液分離部８，１６の上
部又は下部にスプレーノズルを内設して、水溶液、アル
カリ水溶液をそれぞれ噴霧すれば捕集効率を上昇させる
ことができる。

第１図は排ガス中にＳ　ｔ　０２粒子および塩素、塩酸
ミストを含む場合の処理工程であり、排ガス中に単純に
微細粒子を含む場合又は排ガスの脱臭、消臭する場合あ
るいは殺菌、脱硫、脱硝処理の場合には第２図に示すよ
うな処理システムが採用される。

単純な微細粒子を除去するためには、第１図のシステム
と同様に水溶液を使用し、アンモニア、トリメチルアミ
ン、メチルメルカプタン、硫化水素、ゴム臭、ホルマリ
ン臭を含む排ガス中からこれらの悪臭成分を除去するた
めには洗浄液として消臭又は脱臭作用を有する物質を含
有した水溶液を使用し、殺菌処理の場合はオゾン、酸化
剤を含む水溶液を使用する。

第２図においては、第１図と同様の静止型混合器２０、
スプレーノズル２１、タンク２２、ポンプ２３、排液管
２４、補給管２５、気液分離部２６およびファン２７を
有しており、それらの機能は第１図と同様であり、用途
に合わせて必要な水溶液が循環使用される。

本システムに使用される静止型混合器１，９゜２０とし
ては例えば次のような構造のものが使用される。

第３図及び第４図には、静止型混合器の９０″ねじり型
のミキシングエレメント３１．３２が示されている。ミ
キシングエレメント３１は円筒状の通路管３３と、通路
管３３内に形成された螺旋状の羽根３４とを有する。こ
の羽根３４は通路管３３の長手方向の一端部から他端部
に向けて時計方向（右方向）に９０″だけねじられてい
る。ミキシングエレメント３２は円筒状の通路管３７と
、通路管３７内に形成された螺旋状の羽根３８とを有す
る。この羽根３８は通路管３７の長手方向の一端部から
他端部に向けて反時計方向（左方向）に９０°だけねじ
られている。この時計方向又は反時計方向に螺旋状にね
じられた羽根３４又は３８と、夫々通路管３３又は３７
とは、一体成形されている。これらのミキシングエレメ
ントはアルミニウム、磁性体若しくは非磁性体であるス
テンレス若しくは鉄、ニッケル、銅、チタン等の金属材
料セラミック材料又はプラスチック材料からなる。ミキ
シングエレメント３１の通路管３３の内部には、羽根３
４により仕切られた流体通路３５．３６が形成されてお
り、流体通路３５゜３６は螺旋状に時計方向に回転して
いる。ミキシングエレメント３２の通路管３７の内部に
は、羽根３８により仕切られた流体通路３９．４０が形
成されており、流体通路３９．４０は螺旋状に反時計方
向に回転している。流体通路３５．　３６゜３９．４０
はその通路管の長手方向に垂直の断面が通流域の全域に
亘って半円弧状をなしている。

第５図には、ミキシングエレメント３１の拡大斜視図が
示されており、第６図には、その拡大底面図が示されて
いる。ミキシングエレメント３１の長手方向における通
路管３３の一端は、その内側に環状の突起３３ａを゛有
し、他端面は、その外側に環状の突起３３ｂを有する。

通路管３７の両端面も、通路管３３と同様に外側及び内
側の環状の突起を有する。

次に、このようなミキシングエレメント３１゜３２を使
用した流体混合器について説明する。第７図に示すよう
に、ミキシングエレメント３１とミキシングエレメント
３２とをその羽根３４の端縁と羽根３８の端縁とが直交
するように配置する。

そして、通路管３３及び３７の端面の外側の環状突起３
３’ｂ等に内側の環状突起３３ａ等を嵌め込んでミキシ
ングエンメント３」汲び３２を連結する。このようにし
て、複数個のミキシング主しメント３１及び３２を交互
的に連結する。そして、ミキシングエレメント３１及び
３２はその連結点にて通路管３３及び３７の端縁どおし
を溶着又はロー付けにより周定する。又は、第９図に示
すように、複数個の連結されたミキシングエレメント３
１．３２を円筒状のケーシング４３内に嵌入することに
より支持してもよい。このようにして構成された流体混
合器においては、排気ガスと噴射水とはミキシングエレ
メント３１を通流する際に螺旋状に９０″右回転する。

そして、ミキシングエレメント３１及び３２の連結点に
て排気ガスと噴射水との混合体は分割され、夫々他方の
流体通路を通流してきて分割された排気ガスと噴射水と
合流する。そして、分割・合流した流体はミキシングエ
レメント３２を通流する間に、螺旋状に９０ａ左回転す
る。更に次の連結点にて流体は分割され、他方の流体通
路を通流してきた流体と合流する。流体が螺旋状に回転
して進行すると、流体内に渦流運動が発生し、流体が混
合される。従って、流体が回転、分割、合流を繰返され
る間に排気ガスと噴射水が均一な単一流体に混合される
。

また、第９図に示すように、ミキシングエレメント３１
と３２の間に第１０図に示すようなスペーサ５０を介在
させてもよい。スペーｆ５０はその中に中央が絞られた
流体通路５１が形成され、このスペーサ５０中で混合体
は合流、拡散して次のミキシングエレメントによって分
割され混合効果が著しく向上する。

また、前記ミキシングエレメント３１．３２はその羽根
の中央部分を開放して開口６０を形成してもよく、この
開口６０で混合体はせん所作用を受けて混合効果が向上
される。

〔発明の効果〕

本発明は、排ガスと洗浄液との気液接触装置として分割
、反転を繰り返す静止型混合器を使用したので、気液接
触が完全となって洗浄液中に排ガス中のダスト、ミスト
等が効率よく捕集される。

特に１ミクロン以下の超微細粒子も捕集可能となるし、
静止型混合器の構造からして目詰りも完全に防止できる
し圧力損失も少ないし、装置全体も小型化になるという
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の排ガス処理システムの構成図、第２図
は他のシステム構成図、第３図、第４図は静止型混合器
のミキシングエレメントの斜視図、第５図は第３図のミ
キシングエレメントの斜視図、第６図は同底面図、第７
図は２つのミキシングエレメントの組合せ状態説明図、
第８図は静止型混合器の縦断面図、第９図は他の静止型
混合器の縦断面図、第１０図は第９図のスペーサの斜視
図、第１１図は他のミキシングエレメントの斜視図であ
る。 １・・・静止型混合器、２・・・スプレーノズル、３・
・・タンク、８・・・気液分離部、３１．３２・・・ミ
キシングエレメント。 第２図 第３図　　　第４図 第５図　　　　第６図 〆―■−一一一一一 第７図 第８図 第９図 第１０図　　　　　第１１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、静止型混合器からなる気液接触部に排ガスと洗浄液
   とを供給し、その混合体を分割、反転させつつ混合せし
   め、その混合体をタンク内に供給し、洗浄液中に捕集、
   溶解したミストの大きな水滴はタンク内に落下貯蔵せし
   め、タンク内のガス気流中に含まれる小さなミストを気
   液分離部でガスと液体とに分離しその分離液体を前記タ
   ンクに戻すことを特徴とする排ガス処理システム。 ２、前記気液分離器で分離されたガスを静止型混合器か
   らなる別の気液接触部に導き、この気液接触部で別の洗
   浄液と混合せしめて別のタンク内に導いて回収し、この
   タンク内のガス気流中に含まれるより小さなミストを気
   液分離部で液体とガスとに分離し、これら気液接触工程
   、タンク内分離工程および気液分離工程からなる基本処
   理工程を複数回繰り返すことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の排ガス処理システム。 ３、前記洗浄液をスプレーノズルによって噴霧して排ガ
   スと一緒に気液接触部に供給せしめることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の排ガス処理シ
   ステム。