KR19980086563A

KR19980086563A - 배기가스 처리장치 및 배기가스 처리설비

Info

Publication number: KR19980086563A
Application number: KR1019980011715A
Authority: KR
Inventors: 야스요시 소시
Original assignee: 야스요시 소시
Priority date: 1997-05-23
Filing date: 1998-04-02
Publication date: 1998-12-05
Also published as: CN1120740C; ID20318A; JPH10323533A; TW380055B; CN1203116A; KR100436358B1; JP3135519B2

Abstract

배기가스중의 미분상고체의 오염 물질과 기체의 대기 오염 물질을 효율적으로 제거한다.

아래쪽으로 향함에 따라서 축경되어 있는 원추형내통11과, 원추형통11의 상부 내주면에 따라 또, 원추형통11의 중심축을 중심으로 하여 선회하는 방향에 압축기체를 분출하는 분출노즐19와, 흡착 페이퍼31을 구비하고 있다. 원추형내통11은 그 상부에 배기가스를 받아드리는 상부 개구가 형성되고, 그 하부에 내부를 통과한 배기가스의 구성 물질을 배출하는 하부 개구12가 형성되어 있다. 흡착 페이퍼31은 원추형내통11으로부터 배출된 배기가스의 구성 물질의 통과유로 중에 배치되어 있다.

Description

배기가스 처리장치 및 배기가스 처리설비

본 발명은 미분상고체(微粉狀固體)의 오염 물질과 기체의 대기오염 물질이 혼존(混存)하는 배기가스를 처리하는 배기가스 처리장치 및 이 장치를 구비하고 있는 배기가스처리 설비에 관한 것이다.

일반적으로 고온의 배기가스 중에는 NOx와 다이옥신 류(類) 등 기체상태로 존재하는 대기오염 물질 외에, 분진(粉塵) 등의 고체상태로 존재하는 물질이 혼재(混在)하고 있다.

배기가스중의 미분상고체를 제거하는 것으로는 종래부터 원심력방식(遠心力方式)을 채용하는 사이클론과, 여과방식을 채용하는 버그필터 등이 알려지고 있다. 이들은 어느 것이나, 배기가스중의 미분상고체만을 분리수집하는 것으로, 기체 상태의 대기오염 물질까지는 제거할 수 없고, 그의 대부분이 대기 중에 방출되어 있다.

그래서, 이 기체상태의 대기오염 물질을 제거하기 위해서는 대기오염 물질을 흡수하는 수용액을 이용하는 화학적 설비가 별도로 필요하다. 이 화학적 설비는 기체의 대기오염 물질과 수용액이 반응하는 반응조 외에, 수용액을 설비 내에서 순환시키는 장치, 새롭게 수용액을 공급하는 장치 및 수용액을 처리하는 장치 등이 구비되어 있다.

따라서, 고체상태로 존재하는 공해물질과 기체상태로 존재하는 대기오염 물질이 혼존하는 배기가스를 처리하기 위해서는 종래, 사이클론 등의 먼지 수집기와 화학설비를 조합한 장치가 일반적으로 사용되고 있다.

그렇지만, 이러한 배기가스 처리장치로는 화학설비가 매우 대형화하여 장치의 제조비용이 커지는 동시에 수용액의 공급 및 처리를 하지 않으면 안되기 때문에 운전자금이 높아진다. 이 때문에, 화학업계와 제철 업계 등, 제품 등의 제조과정에서 대량의 배기 가스가 발생되는 업계에서는 화학설비를 사용하지 않아도, 기체상태의 대기오염 물질을 제거할 수 있게 하는 것을 갈망하고 있었다.

그래서, 이와 같은 요망에 부응하는 것으로는 본 명세서의 출원인 자신이 출원한 국제공개 WO 92/02292호 공보에 기재되어 있는 배기가스 처리장치가 있다.

이 배기가스 처리장치는 아래쪽으로 향함에 따라서 축경(縮徑)되어 있는 원추형통과, 이 원추형통의 상부 내주면에 따라서 압축 기체를 분출하는 분출 노즐을 가지며, 원추형통의 상부에 배기가스를 빨아들이는 상부 개구가 형성되고, 원추형통의 하부에 배출구가 형성되어 있는 것이다.

이 배기가스 처리장치에 따라서, 고체상태로 존재하는 공해물질과 기체상태로 존재하는 대기오염 물질과 혼재하는 배기가스를 처리하는 메커니즘은 이하와 같은 것 있다.

원추형통 내는 압축기체의 유입에 의해 압력이 상승하는 동시에 압축기체의 단열팽창 등으로 온도가 저하한다. 이 때문에, 원추형통 내에 유입한 배기가스중의 기체의 오염 물질의 일부는 압력의 상승과 온도저하에 의해 액체로 변화한다. 액체로 된 대기오염 물질은 이것이 원추형통 내의 와류(渦流) 속에서 미분상고체(微粉狀固體)의 오염 물질과 충돌하여, 이에 흡착된다. 이 미분상고체는 원심력의 작용에 의해 제거된다. 즉, 기체의 오염 물질은 미분상고체에 흡착된 형태로, 미분상고체와 함께, 배기가스로부터 제거되어 배출구에서 배출된다.

전술한 국제공개 WO 92/02292호 공보에 기재되어 있는 배기가스 처리장치는 비교적 간단한 설비로 고체 상태로 존재하는 공해물질과 기체상태로 존재하는 대기오염 물질이 혼존하는 배기가스를 효율적으로 처리할 수 있고, 제조비용 및 운전비용이 높아지지 않는 매우 우수한 것이라 할수 있다.

그렇지만, 공해문제에 관심이 많은 요즈음에는 항상 배기가스를 보다 효율적으로 처리하는 것이 바람직하다.

그래서, 본 발명은 이러한 요망에 부응하도록 고체상태로 존재하는 공해물질과 기체상태로 존재하는 대기오염 물질이 혼재(混在)하는 배기가스를 비교적 간단한 장치로, 효율적으로 처리할 수 있는 배기가스 처리장치 및 이것을 구비하고 있는 배기가스 처리설비를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 제 1의 배기가스처리장치는 아래로 향함에 따라서 축경되고, 그 상부에 상기 배기가스를 받아드리는 상부 개구가 형성되어 있는 동시에, 그 하부에 내부를 통과한 상기 배기가스의 구성물질을 배출하는 하부 개구가 형성되어 있는 중공(中空)의 원추형통과,

상기 원추형통의 상부 내주면(內周面)에 따라 또 해당 원추형통의 중심축을 중심으로 하여 선회하는 방향으로, 압축기체를 분출(噴出)하는 분출 노즐과, 상기 분출 노즐에 상기 압축 기체를 공급하는 압축기체 공급수단과 상기 원추형통의 상기 하부 개구로부터의 배출물이 들어가, 상부에 상기 배기 가스 중의 기체 성분을 배기하는 배기구가 형성되며, 하부에 상기 배기가스 중의 미분상고체를 배출하는 배출구가 형성되어 있는 케이싱과, 상기 케이싱 내의 기체 유로 중에 배치되고, 기체가 통과 가능한 다수의 미세인 구멍을 가지는 시트를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 제 2의 배기가스 처리장치는 상기 제 1의 배기가스 처리장치에 있어서, 상기 배기가스를 발생하는 배기가스 발생원에서 상기 원추형통 내에 해당 배기가스가 들어가기까지의 사이에서 해당 배기가스를 냉각하는 냉각수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 제 3의 배기가스 처리장치는 상기 제 2의 배기가스 처리장치에서, 상기 냉각수단은 상기 원추형통의 외주면을 덮고 해당 원추형통의 해당 외주면과의 사이에 냉매가 공급되는 냉각 재킷과 상기 냉각 재킷 내에 상기 냉매를 공급하는 냉매공급수단과 상기 냉매 재킷 내에서 상기 냉매를 배출하는 냉매 배출수단을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 제 4의 배기가스 처리장치는 상기 제 1로부터 제 3중 어느 하나의 배기가스 처리장치에 있어서, 상기 원추형통의 중심축을 중심으로하여 상기배기가스를 선회시켜서, 해당 배기가스를 해당 원추형통의 상기 상부 개구로부터 해당 원추형통 내에 송입하는 선회류형성수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 제 5의 배기가스 처리장치는 상기 4의 배기가스 처리장치에 있어서 상기 선회류(旋回流) 형성수단은 상기 원추형통의 상단에 설치되어, 중공(中空) 원통형(圓筒型)을 이루고, 그 측주(側周)에 중공 원통 내에 상기 배기가스를 받아드리는 개구가 형성되고 해당 개구로부터 중공 원통내에 유입한 해당 배기가스를 선회시키는 선회 블레이드가 해당 개구의 엣지부에 부착되어 있는 배기가스 선회통을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 제 6의 배기가스 처리장치는 상기 제 4의 배기가스 처리장치에 있어서, 상기 선회류 형성수단은 상기 원추형통의 상단에 설치되고, 해당 원추형통의 중심축으로 가까이 가는 것에 따라 점차로 아래쪽으로 돌출해 가는 접시모양을 이루고, 그 상면에서, 상기 배기가스를 선회시키는 방향에 향해서 그 하면에 관통하고 있는 복수의 관통구멍이 형성되어 있는 배기가스 선회접시모양판을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 제 7의 배기가스 처리장치는 상기 제 1로부터 제 6중 어느 하나의 배기가스 처리장치에 있어서 상기 분출 노즐을 복수 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 제 8의 배기가스 처리장치는 상기 제 1로부터 제 7중 어느 하나의 배기가스 처리장치에 있어서, 상기 시트는 띠형을 이루고 있는 스크린 필터이고, 상기 스크린 필터를 휘감고 있는 공급 롤 축과, 상기 스크린 필터가 휘감기는 두루마리 롤 축과 상기 두루마리 축을 회전시키는 두루마리 기구를 구비하고, 상기 공급 롤 축과 상기 두루마리 롤 축과는 해당 공급 롤 축으로부터 공급되며 또 해당 두루마리 롤 축에 휘감기기 전의 상기 스크린 필터가 상기 케이싱 내의 기체 유로 중에 위치하도록, 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 제 9의 배기가스 처리장치는 상기 제 8의 배기가스 처리장치에 있어서, 상기 스크린 필터에는 상기 배기가스중의 특정 성분을 흡착하는 물질과 해당 특정성분과 반응하는 물질과 해당 특정성분의 반응을 촉진하는 물질 중 적어도 한 개가 부착하고 있는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치.

상기 목적을 달성하기 위한 제 10의 배기가스처리장치는 상기 제 8 및 제 9 중 어느 하나의 배기가스처리장치에 있어서, 상기 배기가스 중의 특정 성분과 반응하는 반응물질을 상기 스크린 필터에 공급하는 반응물질 공급수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 제 11의 배기가스 처리장치는 상기 제 8로부터 제 10중 어느 하나의 배기가스 처리장치에 있어서, 상기 케이싱의 하부에는 상기 배기가스 및 상기 압축기체 중의 수분이 응축하여 형성된 액체를 배출하는 액 배출구가 형성되어, 상기 케이싱의 상기 액 배출구에서 배출된 상기 액체를 상기 원추형통 내로 되돌리는 액 순환계를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 제 12의 배기가스 처리장치는 상기 제 1로부터 제 7 중 어느 하나의 배기가스 처리장치에 있어서, 상기 시트는 개구가 있는 자루모양으로 형성된 버그필터용 여포(濾布)인 것을 특징으로 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 제 1의 배기가스 처리설비는 상기 제 1로부터 제 12 중 어느 하나의 배기가스 처리장치와,

배기가스 발생원에서의 상기 배기가스를 냉각하는 냉각수단과 상기 냉각수단으로 냉각된 상기 배기가스를 상기 배기가스 처리장치에 송입하는 가스 송입수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 제 2의 배기가스 처리설비는 상기 제 8로부터 제 11 중 어느 하나의 배기가스 처리장치(이하, 상류측 배기가스 처리장치로 한다)와, 상기 제 12의 배기가스 처리장치(이하, 하류측 배기가스 처리장치로 한다)를 구비하며, 상기 상류측 배기가스 처리장치의 상기 배기구와 상기 하류측 배기가스 처리장치의 상기 원추형통의 상기 상부 개구가 가스라인으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 제 3의 배기가스 처리설비는 상기 제 2의 배기가스 처리설비에 있어서, 배기가스 발생원에서의 상기 배기가스를 냉각하는 냉각수단과 상기 냉각수단으로 냉각된 상기 배기가스를 상기 상류측 배기가스 처리장치에 송입하는 가스 송입수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

도 1은 본 발명에 관한 일 실시형태로서의 배기가스 처리설비의 주요부 노치 사시도.

도 2는 본 발명에 관한 일 실시형태로서의 상류측 배기가스 처리장치의 주요부 노치 사시도.

도 3은 본 발명에 관한 일 실시형태로서의 하류측 배기가스 처리장치의 주요부 노치 사시도.

도 4는 본 발명에 관한 일 실시형태로서의 사이클론식 처리장치의 단면도.

도 5는 본 발명에 관한 일 실시형태로서의 배기가스 선회통의 사시도.

도 6은 도 5에서의 VI-VI 선 단면도.

도 7은 본 발명에 관한 일 실시형태로서의 배기가스 선회접시모양판의 평면도.

도 8은 도 4에 있어서의 VIII-VIII 선 단면도.

도 9는 본 발명에 관한 일 실시형태로서의 흡착 페이퍼, 그 두루마리장치, 약액 공급장치의 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 보일러(배기가스 발생원) 2 : 냉각기(냉각수단)

3 : 송풍팬 4 : 압축기(압축기체공급수단)

5,6 : 가스덕트 10A,10B : 사이클론식 처리장치

11 : 원추형내통 12 : 배출구

13 : 배기가스 선회접시모양판 16 : 배기가스 선회통

17 : 선회 블레이드 19 : 분출노즐

72,201 : 냉각 재킷(냉각수단) 21a : 냉각수 공급배관

21b : 냉각수 배수배관 25 : 외통

26 : 외통 덮개 26a : (외통의)하부 개구

27 : 압축공기 분배기 28 : (사이클론식 처리장치의)케이싱

29 : 배기가스 흡입실 29a : 흡기구

30 : 스크린 필터식 처리장치 31 : 흡착 페이퍼(시트)

32 : 공급 롤 축 33 : 두루마리 롤 축

35 : 두루마리 기구 40 : (스크린 필터식 처리장치의)케이싱

41 : 미분 배출구 42 : 액체 배출구

43 : (스크린 필터식 처리장치의)배기구

44 : 칸막이판 45,46 : 흡착 롤 수납실

49,89 : 스크류 50 : 약액 공급장치

60 : 액 순환장치 611 : 하부 콘형 탱크

69 : 액체 순환펌프 70 : 무화장치(霧化裝置)

71 : 무화 용기 72 : 분출노즐

73 : (무화장치의)케이싱 80 : 버그필터식 처리장치

81 : 테플론여포 82 : 흡입실

83 : 배기실 85 : (버그필터식 처리장치의)케이싱

86 : (버그필터식 처리장치의)미분배출구

88 : (버그필터식 처리장치의)배기구

90 : 역세장치

[발명의실시의형태]

이하, 본 발명에 관한 일 실시형태로서의 배기가스 처리설비에 관해서 도면을 사용하여 설명한다.

본 실시형태에서의 배기가스 처리설비는 도 1에 도시한 바와 같이 내부에서 중유와 그 밖의 가연성 물질을 연소시키는 보일러(배기가스 발생원)1에 접속되어 있는 것이다. 이 보일러1로부터 배기 되는 고온의 배기가스 중에는 다이옥신 류(類)와 NOx 와 SOx 등 기체 상태로 존재하는 대기 오염 물질 외에, 분진 등의 고체상태로 존재하는 물질을 포함하고 있다.

본 실시형태에서의 배기가스 처리설비는 보일러1에서 발생한 배기가스를 냉각하는 냉각기(냉각수단)2와 이 냉각기2로 냉각된 배기가스를 처리하는 상류측 배기가스 처리장치A 및 하류측 배기가스 처리장치B와 냉각기2로 냉각된 배기가스를 상류측 배기가스 처리장치A에 송풍하는 송풍팬3을 구비하고 있다.

상류측 배기가스 처리장치A는 도 2에 도시한 바와 같이 사이클론식 처리장치10A와 스크린 필터식 처리장치30과 스크린 필터식 처리장치30으로부터 배출된 액체의 일부를 사이클론식 처리장치10A으로 보내는 액 순환장치60을 가지고 있다.

사이클론식 처리장치10A는 도 2 및 도 4에 도시한 바와 같이 아래쪽으로 향함에 따라서 축경(縮徑)되어 있는 원추형내통(圓錐型內筒)11과, 이 원추형내통11의 상부에 압축공기를 분출하는 복수의 분출노즐19, 19,…와, 복수의 분출노즐19, 19,… 에 압축공기를 공급하는 압축기(압축기체 공급수단)4와 원추형내통11의 상단에 설치되어 원추형내통11의 중심축C에 가까이 가는데 따라서 점차로 아래쪽으로 돌출해가는 접시모양을 이루고, 그 상면으로 부터 그 하면에 관통하고 있는 복수의 관통구멍14, 14,… 가 형성되어 있는 배기가스 선회접시모양판13과 원추형내통11의 상단에 설치되어 중공 원통형을 이루고 그 측주에 중공 원통 내에 배기가스를 받아드리는 복수의 개구17, 17,…이 형성되어 있는 배기가스 선회통(旋回筒)16과, 원추형내통11의 외주면을 덮고, 이 외주면과의 사이에 냉각수가 공급되는 냉각 재킷(냉각수단)20과, 냉각 재킷20이 부착되어 있는 원추형내통11 및 배기가스 선회통16의 외주를 덮는 외통(外筒)25와 외통25의 상단을 막는 외통 덮개26과 압축기4로부터의 압축 공기를 복수의 분출 노즐19에 분배하는 압축공기 분배기27과, 이들을 덮는 사각통형의 케이싱28을 구비하고 있다.

원추형내통11은 그 상단(上端), 요컨대 원추의 저면에 해당하는 부분이 개구(상부 개구)하고 있는 동시에 그 하단, 요컨대 원추의 정점에 해당하는 부분도 개구(하부 개구)하고 있어, 이 하부 개구가 배출구12를 형성하고 있다. 이 배출구12에는 도 2에 도시한 바와 같이, 스크린 필터식 처리장치30의 측면 하부까지 뻗어 있는 미분 배출관59가 접속되어 있다. 원추형내통11의 상부개구는 배기가스 선회 접시모양판13에 의해 막혀져 있다.

이 배기가스선회 접시모양판13은 상술한 바와 같이, 그 상면에서 하면으로 복수의 관통구멍14, 14,…이 형성되어 있다. 이들의 관통구멍14,14,…은 도 7에 도시한 바와 같이 원추형내통11의 중심축C를 중심으로 하여, 스파이럴형으로 그린 선분 상에 형성되어 있다. 또, 이 관통구멍14는 여기를 통과한 배기가스가 시계 회전방향(위에서 볼 경우)의 선회류가 되도록, 배기가스 선회 접시모양판13의 상면에서 하면으로 경사지고, 또 원추형내통11의 중심축C를 중심으로하여 시계회전방향으로 관통하고 있다.

원추형내통11의 외주면을 덮고 있는 냉각 재킷20에는 도 4에 도시한 바와 같이 그 하부에 냉각수 공급배관21a가 접속되고, 그 상부에 냉각수 배수배관21b가 접속되어 있다. 냉각수 공급배관21a 및 냉각수 배수배관21b에는 각각, 이 속을 흐르는 냉각수의 유량을 조절하는 유량조절밸브22a, 22b 및 냉각수의 온도를 측정하는 온도계23a, 23b가 설치되어 있다.

배기가스 선회통16은 도 5에 도시하는 바와 같이, 중공 원통형을 이루어, 그 상단면및 하단면이 개구하고 있다. 배기가스 선회통16의 측주에는 중공 원통내에 배기가스를 받아드리기 위한 구형형의 복수의 개구17, 17,…이 형성되어 있다. 각 개구17,17, …의 가장자리에는, 도 6에 도시한 바와 같이, 개구17로부터 중공 원통내에 유입한 배기가스를, 원추형내통11의 중심축C를 중심으로하여 시계회전방향(위에서 본 경우)으로 선회시키는 선회 블레이드18이 부착되어 있다. 이 배기가스선회통16은 배기가스선회 접시모양판13의 바로 위에 설치된다.

냉각 재킷20이 부착되어 있는 원추형내통11 및 배기가스 선회통16의 외주를 덮는 외통25는 도 4에 도시한 바와 같이, 하부에 개구25a가 형성되어 있다. 이 개구25a는 케이싱28의 하부에 형성된 배기 가스 흡입실29에 접속되어 있다. 이 배기가스 흡입실29를 형성하고 있는 케이싱28의 측벽에는 흡기구29a가 형성되어 있다. 이 흡기구29a에는 냉각기2 및 송풍팬3을 통해 보일러1로부터 뻗어 있는 가스 덕트5가 접속되어 있다(도 2). 외통(外筒)25의 상부는 상부판26으로 막혀져 있다. 이 상부판26은 외통25의 상부 개구를 막고 있는 동시에, 배기 가스 선회통16의 상부 개구도 막고 있다.

외통25의 주위에 설치되어 있는 압축공기 분배기27에는 압축기44로부터 뻗어 있는 압축공기 공급배관58이 접속되어 있다. 또, 이 압축공기 분배기27에는 도 8에 도시한 바와 같이, 7개의 분출노즐19, 19,…가 설치되어 있다. 분출 노즐19의 선단부는 이 선단부에서 분사되는 압축공기가 원추형내통11의 상부 내주면에 따라, 원추형내통11의 중심축C를 중심으로 하여 시계회전 방향으로 (위에서본 경우)선회하도록, 구부려져 있다. 또, 도 8은 원추형내통11내에서의 압축공기의 분사방향을 이해하기 쉽게 하기 위해서 배기가스 선회 접시모양판13을 생략하고 있다.

스크린 필터식 처리장치30은 도 2에 도시한 바와 같이 스크린 필터를 형성하는 흡착 페이퍼(시트)31과 흡착 페이퍼31을 휘감고 있는 공급 롤 축32와 흡착페이퍼31이 휘감기는 두루마리축33이 배기가스 중의 미분상고체를 목적의 방향으로 보내는 스크류49와 이들을 덮는 케이싱40과 두루마리 롤 축33을 회전시키는 두루마리 기구35와 흡착 페이퍼31에 약액을 공급하는 약액공급장치50을 구비하고 있다. 흡착 페이퍼31과 공급 롤 축32와 두루마리축33과 두루마리 기구35는 어느 것이나 두개씩 있다. 케이싱40은 상부가 사각통형을 이루고, 하부가 사각추형(四角錐型)을 이루고 있다. 케이싱40의 사각추형 부분의 측면에 상술한 바와 같이 사이클론식 처리장치10A로부터 뻗어 있는 미분배출관59이 접속되어 있다. 케이싱40의 사각추형 부분의 하부에는 전술한 스크류49가 설치되어 있다. 이 스크류49의 하부에서 케이싱40을 형성하는 벽면에는 액체 배출구42와 미분 배출구41이 형성되어 있다. 케이싱40의 사각통형 부분과 사각추형 부분과의 경계에는 케이싱40 내를 칸막이하는 칸막이판44가 설치되어 있다. 이 칸막이판44에는 상하 방향으로 관통한 다수의 관통구멍이 형성되어 있다. 케이싱40의 사각통 부분의 측벽은 4개소에서 측방으로 돌출하고 있고, 그들이 흡착 롤 수납실45, 46을 형성하고 있다. 4개의 흡착 롤 수납실45, 46 중, 2개씩은 서로 대향하고 있으며, 대향하고 있는 한편의 흡착 롤 실45에 공급 롤 축32가 설치되어, 다른 쪽의 흡착 롤 실46에 두루마리 롤 축33이 설치되어 있다. 띠형의 흡착 페이퍼31은 그 일단이 공급 롤 축32에 휘감기어 거기에서 수평방향으로 뻗어 케이싱40내를 가로질러, 그 타단이 두루마리 롤 축33에 휘감기고 있다. 케이싱40의 사각통 부분을 형성하는 측벽의 상부에는 배기구43이 형성되어 있다. 또, 상단측에 배치되어 있는 흡착 페이퍼31에는 미리 분말활성탄(粉末活性炭)을 부착해 놓고 있다.

두루마리 기구35는 도 9에 도시한 바와 같이, 기어모터39와 그 출력축에 부착되어 있는 구동 풀리38과 두루마리 롤 축33에 부착되어 있는 종동(從動)풀리36과 양 풀리36, 38에 걸쳐져 있는 벨트37로 구성되어 있다.

약액 공급장치50은 도 9에 도시한 바와 같이, 약액인 암모니아수를 모아 놓는 약액 탱크51과 이 약액 탱크51 내의 암모니아수를 공급 롤 축32에 휘감고 있는 흡착 페이퍼31로 공급하는 약액 배관52를 가지고 있다.

액 순환장치60은 도 2에 도시한 바와 같이 스크린 필터식 처리장치30으로부터 배출된 액체를 일시적으로 모으는 하부 콘형 탱크61과 탱크61 내의 액체를 사이클론식 처리장치10A의 배기가스 선회통16 내로 보내는 액체 순환펌프69와 탱크61로부터 나온 액체 중의 고형물을 제거하는 스트레너68과, 액체 순환펌프69로부터 보내온 액체를 무화(霧化)하는 무화장치70을 구비하고 있다.

하부 콘형 탱크61의 상부에는 스크린 필터식 처리장치30의 케이싱40의 하부에 형성된 액체 배출구42로부터 뻗은 액체 배관62와 약액 배관63이 접속되어 있다. 탱크61의 하부에는 탱크61 내에 고여진 슬러지를 배출하기 위한 슬러지 배출구66이 형성되어 있다. 탱크61에는 탱크61 내의 액체의 pH를 측정하는 pH계65가 설치되어 있다. 약액 배관63에는 이 pH계65 로 측정된 pH도에 따라서 밸브 개도를 바꾸는 약액 유량 조절 밸브64가 설치되어 있다. 또, 이 약액 배관63에는 암모니아수가 흐른다. 탱크61의 콘부의 상부에는 액체 배관67이 접속되어 있다. 이 액체 배관67은 스트레너68을 통해 액체순환펌프69의 흡입구에 접속되어 있다.

무화장치70은 도 4에 도시한바와 같이 액체 순환 펌프69로부터 보내진 액체를 받는 무화용기71과 무화용기71 내에 압축공기를 분출하는 복수의 분출노즐72, 72,…와 이들을 덮는 동시에 무화용기71 내에서 무화된 기체를 사이클론식 처리장치10A의 배기가스 선회통16 내에 보내는 케이싱73을 가지고 있다. 무화 용기71은 대략 원통형이며, 상부가 개구되고, 하부에 밑바닥이 형성되어 있다.

복수의 분출 노즐72,72,…은 압축공기가 무화용기71의 밑바닥으로 분출하도록, 무화용기71에 부착되어 있다.

액체 순환펌프69로부터 보내온 액체는 분출 노즐72로부터 분출한 무화용기71의 밑바닥에 닿아서 상승하는 압축 공기에 의해서 무화되어, 이 압축공기와 함께, 무화용기71의 상부 개구71a로부터 무화용기71밖으로 나와, 케이싱73의 순환액 배출구74로부터, 사이클론식 처리장치10A의 배기가스 선회통16 내로 배출된다.

하류측 배기가스 처리장치B는 도 3에 도시한 바와 같이 사이클론식 처리장치10B와, 버그 필터식 처리장치80을 가지고 있다. 이 사이클론식 처리장치10B는 상류측 배기가스 처리장치A의 사이클론식 처리장치10A와 실질적으로 동일하다. 단지, 하류측 배기가스 처리장치B의 사이클론식 처리장치10B는 상부에 액체 순환장치60의 무화장치70이 설치되지 않은 점과, 원추형 내통11의 하부에 설치되는 미분 배출관59B가 연직아래쪽으로 뻗고 있는 점에서, 상류측 배기가스 처리장치A의 사이클론식 처리장치10A와 다르다. 하류측 배기가스 처리장치B의 사이클론식 처리장치10B의 흡기구29a에는 상류측 배기가스 처리장치A의 스크린 필터식 처리장치80의 배기구43으로부터 뻗고 있는 가스덕트6이 접속되어 있다.

버그필터식 처리장치80은 자루모양의 테플론 여포(시트)81, 81,…와, 배기가스 중의 미분상고체(微粉狀固體)를 목적의 방향으로 보내는 스크류89와, 이들을 덮는 케이싱85와, 이 여과지81의 막힘을 해소하기 위한 역세장치90을 구비하고 있다.

여포81은 원통형을 이루며, 상부가 개구되고 하부에 밑바닥을 가지고 있다. 이 여포81은 여포81의 상부 개구 돌기가 칸막이판87에 지지되어 있다.

케이싱85는 상부가 사각통형을 이루고 하부가 사각추형(四角錐型)을 이루고 있다. 케이싱85의 사각추형 부분의 내부는 전술한 칸막이판87에 의해 상하로 구획되어, 그 아래측이 흡입실82, 그 상축이 배기실83을 형성하고 있다. 또, 배기실83을 형성하는 케이싱40의 측벽에는 배기구88이 형성되어 있다. 흡입실82 내에는 칸막이판87에 의해 지지된 복수의 여포(濾布)81, 81,…가 배치되어 있는 동시에, 사이클론식 처리장치10B루부터 뻗고 있는 미분배출관59B의 하단개구59Ba가 위치하고 있다. 케이싱85의 사각추형 부분의 하부에는 전술한 스크류89가 설치되어 있다. 이 스크류89의 하부인 케이싱85를 형성하는 벽면에는 미분배출구86이 형성되어 있다.

역세장치90은 압축공기가 일시적으로 모이는 헤더91과 헤더91 내의 압축공기를 여포81,81,…내로 인도하는 배관92, 92를 가지고 있다.

다음에, 본 실시형태에서의 배기가스 처리설비의 작용에 관해서 설명한다.

보일러1로부터의 배기가스는 냉각기2로 냉각되고 나서 송풍팬3으로 약700mmAq로 가압되어서, 상류측 배기가스 처리장치A의 사이클론식 처리장치10A로 유입된다.

사이클론식 처리장치10A에 유입된 배기가스는 배기가스 흡입실29를 지나, 외통25의 개구25a에서, 외통25의 내주면과 냉각 재킷20의 외주면과의 사이를 통과한다. 이 과정에서 배기가스는 냉각 재킷20 내의 냉각수와 열교환하여 냉각된다. 배기가스는, 외통25의 내주면과 배기가스 선회통16사이에 달하면, 배기가스 선회통16의 복수의 개구17, 17,…로부터 배기가스 선회통16 내로 유입한다. 배기가스는 이 과정에서 배기가스 선회통16의 각 개구17,17,…에 설치되는 선회 블레이드18, 18로, 시계회전 방향의 선회력이 가해진다. 배기가스 선회통16 내의 배기가스는 시계회전에 선회하면서 아래쪽으로 향하고, 배기가스 선회 접시모양판13의 관통구멍14를 통과하여, 원추형내통11내에 유입한다. 이 과정에서도, 배기가스 선회 접시모양판13의 관통구멍14가 배기가스의 선회 방향으로 관통하고 있기 때문에, 배기가스의 선회성이 높아진다.

사이클론식 처리장치10A의 원추형내통11내에는 배기가스 외에, 압축기4로부터의 압축공기도 분출노즐19로부터 공급된다. 압축공기는 본 실시형태에서, 4.5∼7.0kg/cm²정도로 조정되어, 배기가스의 선회 방향에, 분출노즐19로부터 원추형 내통11 내에 분사된다. 따라서, 원추형 내통11 내의 압력은 높아지는 동시에, 원추형 내통11내의 배기가스의 선회력도 높아진다. 또, 1대의 사이클론식 처리장치10A에 공급되는 압축공기의 량은 1대의 사이클론식 처리장치10A에 유입하는 배기가스량이 약22Nm³/min이라고 하면 0.25Nm³/min과는 극히 적은 것이다.

원추형내통11에서는 압축공기의 유입에 의해 특정한 압력까지 상승하는 동시에 특정한 온도까지 저하한다. 이 온도저하는 압축공기의 단열팽창효과와 사이클론 고유의 효과에 의해 생기고 있다. 또, 원추형내통11 내의 기체는 냉각 재킷20내의 냉각수에 의해서도 냉각된다.

원추형내통11 내의 압력상승과 온도저하에 의해 배기가스 중의 기체오염 물질은 액화하여, 배기가스 중의 미분상고체로 흡착된다. 또, 배기가스 중의 기체오염 물질은 압축공기 중의 수분이 응축하여 물이 된 것에 녹아 들어가, 이 물이 배기가스 중의 미분상고체에 흡착된다. 미분상고체는 이상과 같이, 압축공기 중의 물과 액화한 기체오염 물질을 흡착하고, 미분상고체가 서로 부착하여, 비교적 큰 덩어리로 되는 동시에 무거워져서, 기체오염 물질 및 미분상고체가 거의 제거된 배기가스와 함께 선회하면서 하강해 가는 단계에서 원심력을 받아 배기가스로부터 분리된다.

여기서, 배기가스 중의 기체 오염 물질의 제거 메커니즘에 관해서, 질소 산화물과 다이옥신류를 예로서 이하에 설명한다.

대기오염에 관한 공해물질 중에서 오늘 가장 큰 문제라고 되어 있는 것은 질소 산화물과 다이옥신 류이다.

질소 산화물인 2산화질소NO₂는, 최근, 광화학적 스모그 현상을 유발하는 것으로 서, 또, 특이한 악취를 발산하는 것으로서 특히 문제로 되어있는 기체이다. 질소 산화물은 석탄, 석유등 같은 화석연료의 연소과정과 질산 등을 제조하는 화학공정에서 발생한다. 질소화물 중에서, 일산화질소NO는 전술한 화석연료의 연소 시에 산소와 질소가 직접 반응하여 생성되어, 2산화질소NO₂는 일산화질소가 다시 산화반응을 일으켜 생성되는 것이다. 이 NO₂는 냉각되면 2분자 결합 반응을 일으켜, 무색의 액상4산화질소(N₂O₄)로 변화한다.

그 반응식은

2NO₂↔ N₂O₄+Q············(1)

로된다. 이 반응은 가역반응이며 발열반응으로, 온도가 저하하고, 압력이 증가하더라도, 평형반응식(平衡反應式)(1)은 우측으로 진행하고, NO₂는 액상의 4산화질소N₂O₄로 변화한다.

이와 같이, NO₂가 액상의 N₂O₄로 변화한 분위기 속에, 미분상고체가 존재하면, 미량의 N₂O₄라도 미분상고체에 흡착하고, 이 미분형입자와 함께 제거된다. 따라서, 이 실시형태와 같이, 배기가스 분위기의 압력이 높아지고, 또 배기가스가 냉각하면 배기가스 중의 기체상오염(氣體狀汚染) 물질의 대부분은 액화하여, 미분상고체에 흡착된다. 또, 배기가스 중의 기체상오염 물질의 액화에 관한 상세한 내용에 관해서는 일본 분석화학회 관동지부에서 발간된 공해분석지침의 대기편에 기술되어 있다.

다이옥신 류는 두개의 벤젠환을 두개의 산소원자로 맺고 있는 염소화다이옥신과, 두개의 벤젠환을 하나의 산소원자로 맺고 있는 염소화디벤조푸란과의 양쪽을 합친 총칭이다. 이 다이옥신류는 베트남 전쟁에서 사용되어, 다수의 기형아를 발생시킨 고엽재(古葉材)에 대량으로 포함되고 있는 것으로 알려지게 된 것으로 최근에는, 도시쓰레기 소각로의 배기가스 중에서도 검출되고 또한, 이 소각로의 근처에 살고 있는 유모의 모유에서도 검출된 것으로 큰 문제로 되어있다.

쓰레기 등의 소각과정에서의 다이옥신 류의 생성은 소각로 내에서 생성되는 경우와, 소각로로부터 배출된 배기가스의 냉각과정에서 생성되는 경우로 분류된다.

소각로 내에서는 쓰레기등의 소각 초기 단계에서 대량의 탄화수소(CnHm)가 발생하고, 이것이 공기와 접촉하여 탄산가스와 물로 분해하는 것이 통상이지만, 이것과 공기와의 접촉이 나쁘면, 다이옥신 류 또는 다이옥신 류에 유사한 구조를 가지는 물질(전구체(前驅體))이 생성하게 된다. 또, 소각로 내에서 다이옥신 류가 생성되어 있지 않더라도, 다이옥신 류의 전구체가 생성되어 있으면, 배기가스의 냉각과정에서, 염화동, 염화철, 탄소 등을 촉매로서, 이 전구체가 다이옥신 류에 합성되는 일이 있다. 특히, 배기가스의 온도가 300℃부근에서는 이 합성, 반응이 발생하기 쉽다. 또, 약 300℃는 다이옥신 류의 융점이기도 하다.

그래서, 본 실시형태에서는 배기가스가 대기에 방출되기 전에, 다이옥신 류의 합성 온도인 300℃미만에, 배기가스의 온도를 하강시켜, 전구체를 다이옥신 류에 합성시키는 동시에, 합성된 다이옥신 류 및 배기가스 중에 미리 포함되고 있는 다이옥신 류를 거의 미분화하여, 이것을 포집(捕集)하고 있다.

구체적으로, 본 실시형태에서는 보일러1에서 발생한 800℃ 이상의 배기가스를 냉각기2로 120℃정도까지 하강시켜, 또, 사이클론식 처리장치10A내의 냉각 재킷20과, 원통형내통11 내에서의 단열팽창 등으로, 원통형내통11 내에서의 배기가스 온도를 70℃정도에까지 하강시키고 있다. 이 결과, 원통형내통11 내에서는 배기가스 중의 다이옥신 류는 그의 거의가 미분화된다. 미분화된 다이옥신 류는 상술한 바와 같이 압축공기 중의 물과 액화한 기체오염 물질을 흡착하고, 미분상고체 상호 부착하여, 비교적 큰 덩어리로 되어 기체오염 물질 및 미분상고체가 거의 제거된 배기가스와 함께 선회하면서 하강해 가는 단계에서, 원심력을 받아 배기가스로부터 분리된다.

배기가스 중의 기체오염 물질의 제거과정에서, 중요한 것은 선회류형성수단인 배기가스 선회통16 및 배기가스 선회 접시모양판13과 냉각 재킷20이다.

배기가스 선회통16 및 배기가스 선회 접시모양판13은 원추형내통11 내의 배기가스의 선회성을 높이는 것으로, 배기가스 중의 미분상고체를 원심력으로 분리하는 효과를 높이고 있는 동시에, 배기가스의 냉각효과도 높이고 있다. 배기가스의 냉각효과의 향상은 이하 같은 메커니즘이다. 원추형내통11 내에서 선회류가 형성되면, 원추형내통11의 중심축 근방의 압력이 적어져, 원추형내통11의 외주측의 압력이 높아진다. 따라서, 원추형내통11 내의 배기가스의 선회성이 높으면, 원추형내통11의 중심축 근방과 외주측과의 압력격차가 또 커진다. 이때 문에 배기가스 선회통16 및 배기가스 선회 접시모양판13으로, 원추형내통11 내의 배기가스의 선회성이 높아지면, 압축공기가 선회하면서 원추형내통11의 중심축으로 가까이 가는 과정에서의 압축공기의 단열팽창율이 높아져, 배기가스의 냉각효과도 높아진다. 또, 배기가스 선회통16 및 배기가스선회 접시모양판13은 원추형내통11 내의 배기가스의 선회성을 높이는 역할 외에, 배기가스선회통16 및 배기가스 선회접시모양판13의 각각의 하류측의 압력이 어떤 원인으로 높아져, 배기가스가 역류하는 것을 막는 역할도 담당하고 있다.

또, 냉각 재킷20도 배기가스를 냉각하고 있다. 이 냉각 재킷20은 외통25와 재킷20과의 사이를 통과하고 있는 배기가스뿐만 아니라 원추형내통11 내를 통과하고 있는 배기가스도 냉각하고 있는, 바꿔 말하면, 사이클론식 처리장치10A에 유입한 직후의 배기가스와 사이클론식 처리장치10A로부터 유출하기 직전과 배기가스를 냉각하고 있어, 효율적으로 배기가스를 냉각하고 있다. 또, 원추형내통11 내에서의 배기가스의 온도는 냉각수공급배관21a 및 냉각수 배수배관21b에 설치되어 있는 유량조절밸브22a, 22b의 밸브 개도를 조절하여, 냉각 재킷20에 공급되는 냉각수량을 제어함으로 조정한다.

다이옥신 류를 포함하는 미분상고체는 이상과 같이 압축공기 중의 물과 액화한 기체오염 물질을 흡착하고 미분상고체가 서로 부착하여, 비교적 큰 덩어리가 이루어져서, 기체오염 물질 및 미분상고체가 거의 제거된 배기가스와 함께, 원추형내통11의 배출구12로부터 미분배출관59를 지나서 스크린 필터식 처리장치30의 케이싱40 내에 보내진다.

사이클론식 처리장치10으로부터 보내온 가스 및 고체 중, 습기 있는 비교적 큰 알맹이가 된 고체는 케이싱40의 하부에 설치되어 있는 스크류49로 미분배출구41로 보내지고, 거기에서 외부에 배출된다. 또, 사이클론식 처리장치10 내에서는 상술한 바와 같이, 압축공기 중의 수분이 응축하여 형성된 물과, 액화한 기체오염 물질 등을 포함하는 액체가 형성된다. 이 액체는 케이싱40의 하부에 형성되어 있는 액체배출구42로부터 액 순환장치60의 하부 콘형 탱크61내로 보내진다. 또, 액체의 일부는 전술한 고체와 함께 미분배출구41로부터도 배출된다. 또, 케이싱40 내는 대기압 보다도 높기 때문에, 케이싱40 내에 도달한 가스 등은 흡착필터31을 지나지 않고서 미분 배출구41로부터 빠질 우려가 있다. 이 실시형태에서는 스크류49의 블레이드의 사이에 괸 습기찬 미분에 의해서, 미분 배출구41을 어느 정도 밀봉되여 미분 배출구41로부터 가스 등이 빠지는 것을 막고 있지만, 습기찬 미분 등에 의한 밀봉으로서 불충분한 경우에는, 미분 배출구41에 로터리 밸브 등을 설치하면 된다. 또, 마찬가지의 이유로, 하류측 배기가스 처리장치B의 버그필터식 처리장치80의 미분 배출구86에도, 로터리 밸브 등을 설치해도 된다.

사이클론식 처리장치10으로부터 보내어온 가스 등은 칸막이판44의 관통구멍을 지나서 상승하여, 하단의 흡착페이퍼31에 달한다. 칸막이판44는 케이싱40 내에 들어온 고체 중, 즉시 낙하하지 않은 것, 요컨대, 가스 중에 부유하고 있는 것의 대부분이 직접 흡착 페이퍼31에 달하는 것을 막는 역할을 담당하고 있다. 하단의 흡착 페이퍼31에 달한 가스 등은 이 흡착 페이퍼31을 지나는 과정에서, 가스 중에 포함되고 있는 약간의 미분(다이옥신 류를 포함하는)이 흡착 페이퍼31에 포집된다. 또, 이 흡착페이퍼에는 약액 공급장치50으로부터 공급된 암모니아가 부착하고 있기 때문에 사이클론식 처리장치10 내에서 액화되지 않은 NOx는 이 흡착 페이퍼31을 지나는 과정에서, 질소와 물로 분해한다. 또, 탈초율(脫硝率)을 높이기 위해서, 이 흡착 페이퍼31에 NOx와 암모니아와의 반응을 촉진하는 촉매를 미리 부착시켜 놓아도 된다. 하단의 흡착 페이퍼31을 통과한 가스 등은 또 상단의 흡착 페이퍼31을 통과한다. 이 상단의 흡착페이퍼31을 지나는 과정에서, 또, 가스중의 미분이 포집되는 동시에, 가스 중의 NOx가 질소와 산소로 분해된다.

이 상단의 흡착 페이퍼31에는 분말 활성탄이 부착되어 있기 때문에, 다이옥신 류를 포함하는 미분의 포집효과가 보다 높아지는 동시에, 탈취효과(脫臭效果)도 기대할 수 있다. 하단 및 상단의 흡착 페이퍼31, 31이 감기는 두루마리축33, 33은 어느 것이나, 각각의 두루마리 기구35, 35의 구동으로, 약간이기는 하지만, 상시 회전하고 있다. 따라서, 하단 및 상단의 흡착 페이퍼31,31은 상시, 야간씩 두루마리 롤 축33, 33에 감겨진다. 이 때문에, 미분 등이 흡착 페이퍼31에 부착해도, 막히기 전에, 공급 롤 축32로부터 새로운 흡착 페이퍼31이 가스 유로 중에 공급된다.

또, 이 실시형태에서는, 흡착페이퍼31이 상시 이동하도록 하고 있지만, 흡착 페이퍼31의 상류측과 하류측과의 사이의 압력차를 상시 측정하여, 이 압력차가 미리 정해진 값 이상으로 될 때, 바꿔 말하면, 흡착 페이퍼31이 막히려 할 때, 두루마리 기구35를 구동하여, 막힌 흡착 페이퍼31을 감아서 꺼내도록 해도 된다.

하단 및 상단의 흡착 페이퍼31을 통과한 가스 등은 케이싱40의 배기구43으로부터 버그필터식 처리장치30을 나와, 가스덕트6을 거쳐서, 하류측 배기가스 처리장치B의 사이클론식 처리장치10B로 흘러간다.

또, 본 실시형태에서는 상하2단에 흡착 페이퍼31, 31을 설치하였지만, 또 다단이라도, 역으로, 일단이라도 좋다. 이것은 배기가스 중의 미분량이 어떤 정도 있느냐, 또 하류측 배기가스 처리장치를 설치하느냐 등에 의해서 적당히 정해야되는 것 이다. 또, 본 실시형태에서는 스크린 필터로서 종이를 사용하고 있지만, 이것은 두루마리 롤 축33에 감긴 후, 폐기하는 것을 전제로 하고 있기 때문에, 재 이용하는 경우에는 내식성이 높은 띠형의 테플론 여포를 사용하면 좋다. 이 경우, 테플론 여포를 두루마리 롤 축33과 공급 롤 축32와의 사이에서 순환하도록 하여, 두루마리 롤 축33으로부터 공급 롤 축32에 되돌리는 과정으로, 테플론 여포에 압축공기 또는 물 등을 분무하여, 테플론여포에 부착한 미립자 등을 씻어 내도록 하면 좋다. 또, 본 실시형태에서는 상단 및 하단의 흡착 페이퍼31, 31에 암모니아를 공급하고 있지만, 어느 한편에 암모니아를 공급하여 NOx를 분해하고, 다른 쪽에 생석회 수용액을 공급하여 SOx를 분해하도록 해도 된다.

한편, 스크린 필터식 처리장치30으로부터 배출되며 액 순환장치60의 하부 콘형 탱크61에 달한 액체는 스트레너68을 거쳐서, 액체 순환펌프69에 보내진다. 스크린 필터식 처리장치30의 액체 배출구42로부터 배출되는 것은 액체 뿐만 아니라 미소입경의 고체를 다수포함하고 있다. 이 때문에, 탱크61의 밑바닥에는 미소입경의 고체가 침강(沈降)하기 때문에, 탱크61의 슬러지 배출구66으로부터 정기적으로 고체 등을 배출한다. 또, 액체 중에 부유하고 있는 고체는 액체 순환펌프69에 달하기 전에, 될 수 있는 한 스트레너68로 포집(捕集)한다. 탱크61 내의 액체의 pH는 pH계65로 측정된다. 약액 유량조절밸브64는 이 pH계65로 측정된 pH도에 따라서 밸브개도가 변하며, pH도가 작을 경우에는, 밸브 개도가 커져, 탱크61에 암모니아수가 보내진다.

액체는 액체 순환펌프69로부터 무화장치(霧化裝置)70의 무화 용기71 내로 보내진다. 이 무화 용기71에는 이 액체 외에, 분출노즐72로부터 압축공기가 분사된다. 압축공기는 무화 용기71의 밑바닥에 닿아 상승하는 과정에서, 무화 용기71 내로 보내온 액체를 무화시키고, 무화된 액체와 함께, 무화 용기71의 상부 개구71a에서 무화 용기71밖으로 나가, 케이싱73의 순환액 배출구74로부터, 사이클론식 처리장치10A의 배기가스 선회통16 내로 배출된다. 배기가스 선회통16 내로 배출된 액체는 원통형내통11에 보내지고, 여기서, 배기가스 중의 미분상고체를 적셔서, 미분상고체 상호 부착을 촉진한다. 또, 이 액체에는 액 순환장치60을 통과하는 과정에서 암모니아가 섞여 있기 때문에, 배기가스 중의 NOx의 일부가 질소와 물로 분해된다.

또, 본 실시형태에서는 흡착페이퍼31 및 사이클론식 처리장치10A로 되돌리는 액체에 암모니아를 공급하고 있지만, NOx 대신에 SOx를 효과적으로 제거하고 싶을 경우에는 암모니아 대신에 SOx와 반응하는 생석회 수용액을 공급하도록 해도 좋다. 또, 사이클론식 처리장치10A에는 이 속에서 발생한 액체를 되돌리지 않고, 직접, 사이클론식 처리장치10A 내에, 암모니아와 생석회 수용액과 또, 분말 활성탄 등을 공급하도록 해도 좋다. 즉, 흡착 페이퍼31과 사이클론식 처리장치10A에 공급하는 것은 배기가스 중의 특정 성분을 흡착하는 것, 또는, 특정 성분과 반응하는 것, 그 위에 특정 성분의 반응을 촉진하는 촉매 등, 어느 쪽의 것이라도 좋다.

하류측 배기가스 처리장치B에 보내온 가스 등은 하류측 배기가스 처리장치1B의 사이클론식 처리장치10B에 의해서, 또, 가스 중의 기체오염 물질이 액화하는 동시에 미분이 분급(分級)된다. 그리고, 이들은 사이클론식 처리장치10B에서 미분 배출관59B를 통과하여 버그필터식 처리장치80의 흡입실82에 보내진다. 흡입실82에 달한 가스 등 중, 비교적 큰 미분은 그대로 낙하하고, 케이싱85의 하부에 설치되어 있는 스크류89에 의해서, 미분 배출구86으로부터 배출된다. 또, 가스 중에 부유하고 있는 비교적 작은 미분은 가스가 여포의 외주 측으로부터 내주 측으로 통과하는 과정에서 테플론 여포81에 포집된다. 테플론 여포81을 통과한 가스는, 테플론여포91의 상부 개구로부터 배기실83에 달하여, 배기실83으로부터 배기구88을 거쳐서, 대기 중에 배기된다.

테플론 여포81의 외주에 미분이 부착하고, 테플론 여포81의 외주측과 내주측과의 차압이 커지면, 역세장치90으로부터 테플론 여포81의 내주측으로 압축공기가 보내지고, 여포81의 외주에 부착하고 있는 미분이 털려서 떨어진다. 이 미분은 케이싱85의 하부에 설치된 미분 배출구86으로부터 배출된다. 또, 본 실시형태에서는 역세장치90으로부터 압축공기로 여포에 부착한 미분을 털어 떨어뜨리도록 되어 있지만, 이 역세장치90 대신에, 여포81을 진동시키는 바이브레터를 설치해도 된다.

이상과 같이, 본 실시형태에서의 배기가스 처리설비로서는 별도로 큰 화학설비를 설치하지 않고도, 배기가스 중의 기체 및 미분상고체의 오염 물질을 제거할 수 있기 때문에, 운전자금 및 제조비용을 삭감할 수 있다.

또, 이 배기가스 처리설비에서는 원추형내통11 내의 배기가스 중의 미분상고체는 액화한 기체 오염 물질과 압축공기 중의 물을 흡착하여, 점차로 습기가 차기 때문에, 미분상고체가 상호 부착한다. 따라서, 극히 입경(粒徑)이 작은 미분상고체만으로도, 점점 큰 입경이 되기 때문에 단순한 사이클론에 의한 미분상고체 분리보다도, 입경이 작은 미분상고체를 분리할 수 있다. 또, 사이클론식 처리장치10A,10B를 통과한 후, 제거할 수 없던 미분은 흡착 페이퍼31 또는 테플론 여포81로 포집된다. 여기서 주목하여야 할 점은 사이클론식 처리장치10A,10B에서 제거할 수 없던 미분도 약간 습하고 있기 때문에, 흡착 페이퍼31 또는 테플론 여포81에 부착하기 쉽고, 같은 지름의 미분으로 건조되어 있는 것보다도, 휠신 포집 효율이 높아지는 것이다. 따라서, 사이클론식 처리장치10A,10B와 함께, 이 하류측에 흡착 페이퍼31 또는 테플론 여포81 등의 시트를 설치하는 것으로, 미분 등의 제거효율을 높일 수 있다.

또, 본 실시형태에서는 사이클론식 처리장치10A 내에 암모니아 수용액을 분무하고 있는 동시에 흡착 페이퍼31에 암모니아와 활성탄을 미리 부착시켜 놓고 있기 때문에, 배기가스 중의 NOx와 미분의 제거효율을 더 높일 수 있다.

이상, 본 발명의 일 실시형태에 관해서 설명했지만, 본 실시형태에서는 배기가스 발생원으로서 보일러1을 예시하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 배기가스를 발생하는 것이면 예를 들면, 선박이나 차량 등의 디젤엔진, 화학 플랜트의 반응기, 쓰레기 소각로 등에 적용해도 된다.

또, 이상의 실시형태에서는 배기가스 발생원에 대하여, 2대의 배기가스 처리장치A, B를 직렬로 설치하였지만, 배기가스 중의 유해물 제거의 능력을 높이기 위해서, 또 다수의 배기가스 처리장치를 직렬로 설치해도 좋다. 또, 배기가스의 처리량을 많게 하기 위해서, 배기가스 발생원에 대하여 복수의 배기가스 처리장치를 병렬로 설치해도 좋다.

본 발명에 의하면, 원추형통 내에서 배기가스의 압력을 높이는 동시에 냉각함으로써, 배기가스 중의 기체오염 물질을 액화하고, 이것을 배기가스 중의 미분상고체로 흡착시켜, 이 미분상고체를 사이클론 효과로 제거하고 있기 때문에, 별도 화학설비를 설치하지 않고도, 배기가스 중의 기체 및 미분상고체의 오염 물질을 제거할 수 있어, 운전자금 및 제조비용을 삭감할 수 있다.

또, 원추형통으로 분리되지 않은 배기가스 중의 미분상고체는 원추형통의 하류측에 설치되는 시트로 포집할 수 있기 때문에, 미분상고체를보다 효율적으로 제거할 수 있다. 특히, 본 발명에서는 원추형통 내에서 배기가스 중의 미분을 적시고 있기 때문에 원추형통의 하류측에 설치한 시트에 의한 미분상고체의 포집 효율이 높아진다.

Claims

미분상고체의 오염 물질과 기체의 대기 오염 물질이 혼존하는 배기가스를 처리하는 배기가스 처리장치에 있어서, 아래로 향함에 따라서 축경되고, 그 상부에 상기 배기가스를 받아드리는 상부 개구가 형성되어 있는 동시에, 그의 하부에 내부를 통과한 상기 배기가스의 구성 물질을 배출하는 하부 개구가 형성되어 있는 중공의 원추형통과, 상기 원추형통의 상부 내주면에 따라 또 해당 원추형통의 중심축을 중심으로 하여 선회하는 방향으로, 압축기체를 분출하는 분출노즐과, 상기 분출노즐에 상기 압축기체를 공급하는 압축기체 공급수단과, 상기 원추형통의 상기 하부 개구로부터의 배출물이 들어가, 상부에 상기 배기가스중의 기체 성분을 배기하는 배기구가 형성되며, 하부에 상기 배기가스중의 미분상고체를 배출하는 배출구가 형성되어 있는 케이싱과, 상기 케이싱 내의 기체 유로중에 배치되어, 기체가 통과 가능한 다수의 미세인 구멍을 가지는 시트를 구비하는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치.
제 1항에 있어서, 상기 배기가스를 발생하는 배기가스 발생원에서 상기 원추형통 내에 해당 배기가스가 들어가기까지의 사이에서, 해당 배기가스를 냉각하는 냉각수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치.
제 2항에 있어서, 상기 냉각수단은 상기 원추형통의 외주면을 덮고, 해당 원추형통의 해당 외주면과의 사이에 냉매가 공급되는 냉각 재킷과, 상기 냉각 재킷 내에 상기 냉매를 공급하는 냉매공급수단과, 상기 냉매 재킷 내에서 상기 냉매를 배출하는 냉매 배출수단을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치.
제 1항∼제 3항 중의 어느 일 항에 있어서, 상기 원추형통의 중심축을 중심으로 하여 상기 배기가스를 선회시켜서, 해당 배기가스를 해당 원추형통의 상기 상부 개구로부터 해당 원추형통 내에 송입하는 선회류 형성수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치.
제 4항에 있어서, 상기 선회류 형성수단은 상기 원추형통의 상단에 설치되며, 중공 원통형을 이루고, 그 측주에 중공 원통 내에 상기 배기 가스를 받아드리는 개구가 형성되어, 해당 개구로부터 중공 원통 내에 유입한 해당 배기가스를 선회시키는 선회 블레이드가 해당 개구의 가장자리에 부착되어 있는 배기가스 선회통을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치.
제 4항에 있어서, 상기 선회류 형성수단은 상기 원추형통의 상단에 설치되고, 해당 원추형통의 중심축에 가까이 감에 따라서 점차로 아래로 돌출해 가는 접시형을 이루며, 그 상면에서 상기 배기 가스를 선회시키는 방향에 향해서 그 하면에 관통하고 있는 복수의 관통구멍이 형성되어 있는 배기가스 선회 접시모양판을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치.
제 1항∼제 6항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 분출노즐을 복수 구비하는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치.
제 1항∼제 7항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 시트는 띠모양을 이루고 있는 스크린 필터이고, 상기 스크린 필터가 휘감기는 공급 롤 축과, 상기 스크린 필터가 휘감기는 두루마리 롤 축과, 상기 두루마리 롤 축을 회전시키는 두루마리 기구를 구비하며, 상기 공급 롤 축과 상기 두루마리 롤 축과는, 해당 공급 롤 축으로부터 공급되고 또 해당 두루마리 롤 축에 감기기 전의 상기 스크린 필터가 상기 케이싱 내의 기체 유로 중에 위치하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치.
제 8항에 있어서, 상기 스크린 필터에는 상기 배기가스중의 특정성분을 흡착하는 물질과 해당 특정성분과 반응하는 물질과 해당 특정성분의 반응을 촉진하는 물질 중, 적어도 한 개가 부착하고 있는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치.
제 8항 및 제 9항의 어느 한 항에 있어서, 상기 배기가스중의 특정성분과 반응하는 반응물질을 상기 스크린 필터에 공급하는 반응물질 공급수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치.
제 8항∼제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 케이싱의 하부에는 상기 배기가스 및 상기 압축기체 중의 수분이 응축하여 형성된 액체를 배출하는 액배출구가 형성되어 상기 케이싱의 상기 액 배출구에서 배출된 상기 액체를 상기 원추형통 내로 되돌리는 액 순환계를 구비하는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치.
제 1항∼제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시트는 개구를 가진 자루형으로 형성된 버그 필터용 여과포 인 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치.
제 1항∼제 12항 중 어느 일 항에 기재한 배기가스 처리장치와, 배기 가스 발생원에서의 상기 배기가스를 냉각하는 냉각수단과, 상기 냉각수단으로 냉각된 상기 배기 가스를 상기 배기가스 처리장치로 송입하는 가스 송입수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리설비.
청구항 제 8항∼제 11항 중 어느 한 항에 기재한 배기가스처리장치(이하, 상류측 배기가스 처리장치로 한다)와, 청구항 제 12 항에 기재한 배기가스처리장치(이하, 하류측 배기가스 처리장치로 한다)를 구비하고, 상기 상류측 배기가스처리장치의 상기 배기구와 상기 하류측 배기가스 처리장치의 상기 원추형통의 상기 상부 개구가 가스 라인으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리설비.
제 14항에 있어서, 배기가스 발생원에서의 상기 배기가스를 냉각하는 냉각수단과, 상기 냉각수단으로 냉각된 상기 배기가스를 상기 상류측 배기가스 처리장치에 송입하는 가스 송입수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리설비.