WO2010079598A1

WO2010079598A1 - アルキル金属ハロゲン化物を含む被処理ガスの処理設備および処理方法

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Publication number: WO2010079598A1
Application number: PCT/JP2009/050125
Authority: WO
Inventors: 純也福永; 柱山本; 正己脇本; 洋平木谷; 清實神田
Original assignee: 日本山村硝子株式会社; 第和工業株式会社
Priority date: 2009-01-08
Filing date: 2009-01-08
Publication date: 2010-07-15

Abstract

　アルキル金属ハロゲン化物を含む被処理ガスを処理する際に、泡沫の発生を抑えて、塩酸ガスを吸収する機能を確保し、連続処理ができる処理設備および処理方法を提供すること。少なくとも１つの吸収塔１０ａ、中和槽３０を備えた処理設備であって、被処理ガスの処理を水によって行うとともに、吸収塔１０ａが、被処理ガスを処理する処理空間部５ａ、液貯留部３ａに貯留された処理液の一部を循環水として供給する循環水供給手段６ａ、処理空間部５ａの上部から循環水を噴霧する第１循環水噴霧手段７ａ、処理空間部５ａの下部から循環水を噴霧する第２循環水噴霧手段８ａ、を有し、中和槽３０が、処理液を攪拌する攪拌手段３１、処理液に中和剤を導入する中和剤供給部３２、処理液を中和処理する中和処理手段３３を有することを特徴とする。

Description

アルキル金属ハロゲン化物を含む被処理ガスの処理設備および処理方法

　本発明は、アルキル金属ハロゲン化物を含む被処理ガスの処理設備および処理方法に関する。例えば、ガラス瓶の表面処理装置より排出される余剰ＭＢＴＣ（ｎ－Ｃ_４Ｈ_９ＳｎＣｌ_３：モノブチルスズトリクロリド）などのアルキル金属ハロゲン化物を含む被処理ガスの処理設備および処理方法に関する。

　アルキル金属ハロゲン化物（Ｒ・Ｍ・Ｘｎ、ここでＲ：アルキル基、Ｍ：金属、Ｘ：ハロゲンをいい、以下「ＲＭＸ」ということがある）は、例えばガラス瓶の耐衝撃及び摩擦性を改善するために使用されるＭＢＴＣや各種有機反応において使用されるグリニャール試薬（Ｒ・Ｍｇ・Ｘ）などが知られている。ここで、ＲＭＸは水溶液中において下式１のような反応によりハロゲン化水素（ＨＸ、例えばＭＢＴＣの場合はＨＣｌが発生する）を発生することから、こうしたＲＭＸを用いた各種の製造プロセスから排出される排気ガスに対して中和処理が必要となる。
　　Ｒ・Ｍ・Ｘｎ＋Ｈ_２Ｏ→Ｒ・Ｍ（ＯＨ）・Ｘ（ｎ－１）＋ＨＸ・・式１
従来は、こうした例えばＨＣｌ（塩酸ガス）を充填塔タイプの除去装置により、苛性ソーダ水溶液と気液接触させて、除去する湿式法が用いられる。
一方、ＲＭＸを含む有機金属化合物は半導体プロセスなどにおいても多く用いられ、その反応プロセスから排出される有害ガスの処理として、こうした湿式法や乾式法など種々の処理方法が検討されている（例えば特許文献１参照）。

　具体的には、図５に示すような有害ガスの浄化装置（乾式法）が提案されている（例えば特許文献１参照）。つまり、有機金属化合物を反応原料として用いる反応工程から排出される有害ガスに対して、有害ガスの導入管１１６、酸素または空気の導入管１１５、該二つの導入管１１５，１１６に接続され内部に、貴金属を無機担体に担持した触媒、酸化バナジウム、酸化クロム、酸化マンガン、酸化鉄、酸化銅、酸化銀等の酸化物からなる触媒、またはこれらの金属酸化物を無機担体に担持した触媒が充填された浄化筒１０８、浄化筒１０８を加熱するための手段、及び浄化筒１０８から排出される浄化ガスの排出管１１７を備えてなる浄化装置を用い、有害ガスを前記触媒と１００℃～８００℃の温度で接触させて浄化する。これによって、有害成分を効率よく浄化することが可能で、しかも浄化後に有機化合物や大量の二酸化炭素を放出することなく、後処理の必要もない有害ガスの浄化方法及び浄化装置を提供するとしている。

解決手段

特開２００１－２１９０３３号公報

　しかしながら、上記のような湿式あるいは乾式の処理設備を、ガラス瓶の表面処理工程などで使用して排ガス中のアルキル金属ハロゲン化物を含む被処理ガスを処理しようとした場合、次のような問題が生じる。
（ｉ）従来の湿式法においては、アルキル金属ハロゲン化物固有の特性として、その処理過程において発生する固形分や泡対策が取られていなかった。つまり、
（ｉ―１）気液接触の効率を上げるために用いられた充填物が、目詰まりしやすい小さいサイズのものを使っていた。また、効率的な中和剤の使用を図るために、被処理ガス量に対する循環液量を、液ガス比（Ｌ／Ｇ）≒２［重量単位ｋｇ、以下同様とする］程度と小さく設定していた。
（ｉ－２）充填物や循環液量の設定を変更しても、発生する固形分によって充填物の目詰まりを起こし、短期間での運転停止・洗浄作業が必要であった。洗浄期間中は、排ガスの処理はできず、処理設備の効率的な稼動面において大きな課題となっていた。
（ｉ－３）中和剤である苛性ソーダが例えば塩酸ガス以外の成分と反応して、鹸化が起こり、循環槽、充填層に泡沫が発生し、塩酸ガスを吸収する機能を阻害した。
（ii）乾式法においても、高価な触媒を使用の制限と処理過程において発生する固形分や例えば塩酸ガスに対する対策が困難であった。
（ii－１）発生する固形分が触媒表面に付着し、触媒効率の低下を招来するとともに、再生処理の困難性から保守交換が必要となり、保守期間中は、排ガスの処理はできず、処理設備の効率的な稼動面において大きな課題となっていた。
（ii－２）発生する例えば塩酸ガスは新たな処理を必要とするとともに、塩酸ガスによる腐蝕や反応への対策による接ガス部の変更等処理設備の負荷が大きくなるという課題があった。

　本発明の目的は、上記従来技術の有する問題点に鑑みて、ガラス瓶の表面処理装置より排出される余剰ＭＢＴＣなどのアルキル金属ハロゲン化物を含む被処理ガスを処理する際に、
（ｉ）泡沫の発生を抑えて、例えば塩酸ガスを吸収する機能を確保する
（ii）発生する例えば塩酸ガスをほぼ１００％除去し、環境基準を下回る低濃度に浄化する
（iii）発生する固形分による目詰まりを大きく低減し、洗浄期間中にも処理設備を止めることなく連続的に排ガス処理ができるようにする
ことができる被処理ガスの処理設備および処理方法を提供することにある。

　本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、以下に示すアルキル金属ハロゲン化物を含む被処理ガスの処理設備および処理方法によって上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに到った。

　すなわち、本発明は、少なくとも１つの吸収塔、中和槽を備えたアルキル金属ハロゲン化物を含む被処理ガスの処理設備であって、当該被処理ガスの処理を水によって行うとともに、前記吸収塔が、その中央部に設けられ被処理ガスを導入する試料導入部、その塔頂部に設けられ処理された清浄ガスが排出されるガス排出部、その下部に設けられ当該処理に用いられた処理液が貯留される液貯留部、該液貯留部の上部に設けられ処理液を排出する処理液排出部、前記試料導入部とガス排出部との中間に設けられ被処理ガスを処理する処理空間部、前記液貯留部に貯留された処理液の一部を循環水として供給する循環水供給手段、該処理空間部の上部から循環水を噴霧する第１循環水噴霧手段、処理空間部の下部から循環水を噴霧する第２循環水噴霧手段、を有し、前記中和槽が、前記処理液排出部からの処理液を攪拌する攪拌手段、該処理液に中和剤を導入する中和剤供給部、処理液を中和処理する中和処理手段を有することを特徴とする。

　　また、本発明は、少なくとも１つの吸収塔、中和槽によって、アルキル金属ハロゲン化物を含む被処理ガスを処理する方法であって、当該被処理ガスの処理を水によって行い、前記吸収塔において、所定の容積を有する処理空間部の上方と同時に下方から噴霧される処理水によって被処理ガスが処理され、その塔頂部から処理された清浄ガスが排出され、その下部に貯留された処理液の一部が循環使用され、貯留された処理液の上澄み液が排出するとともに、前記中和槽において、排出された処理液の攪拌処理および中和処理が行われることを特徴とする。

　こうした構成からなる被処理ガスの処理設備および処理方法を用いることによって、アルキル金属ハロゲン化物（ＲＭＸ）の溶解を図り、鹸化に伴う泡沫の発生を防止し、加水分解により発生する例えば塩酸ガスの除去効率を上げることが可能となる。つまり、処理空間部の上下からの循環水の噴霧によってＲＭＸの鹸化を未然に抑制することができることから、泡沫の発生を防止することができる。また、下から噴霧された循環水との接触によってＲＭＸとの反応によって発生した例えば塩酸ガスが、上から噴霧された循環水と接触することによって溶解し、効率よく循環水に吸収することができ、環境基準を下回る低濃度に浄化することができる。さらに、ここで処理された水を循環することによって、設備の効率化を図ることが可能となる。また、処理液は、中和槽における攪拌によって残留した鹸化状態を解消し、中和が容易となり清浄化された排水として排出することができる。以上のように、本発明は、このような優れた機能を有する被処理ガスの処理設備および処理方法を提供することができる。

　本発明は、上記アルキル金属ハロゲン化物を含む被処理ガスの処理設備であって、前記吸収塔が、前記処理空間部の上部に設けられ１次処理された被処理ガスをさらに処理する２次処理空間部、該２次処理空間部の上部から新水を噴霧する第１新水噴霧手段、前記液貯留部の上部から新水を噴霧する第２新水噴霧手段を有することを特徴とする。こうした構成によって、処理空間部において１次処理された被処理ガスに対して、さらに第１新水噴霧手段からの新水による浄化処理を行うことができるとともに、循環水に新水を追加することができ、効率のよい１次処理の継続を図ることができる。また、液貯留部の表層に対して、さらに第２新水噴霧手段からの新水による消泡処理を行うことができるとともに、循環水に新水を追加することができ、効率のよい１次処理の継続を図ることができる。

　本発明は、上記アルキル金属ハロゲン化物を含む被処理ガスの処理設備であって、前記吸収塔から中和槽までの流路に前記処理液に対して新水を噴射する貯留槽を設け、該新水によって移送される処理液の表面シールを形成することを特徴とする。上記のように、当該被処理ガスの処理においては、鹸化に伴う泡沫の発生を防止することが重要な課題の１つである。本発明者は、その検証過程において、鹸化は被処理液が空気と接することによって促進され、泡沫の発生に空気、特に酸素あるいは二酸化炭素が関与している可能性があることが判明した。そこで、本発明は、こうした知見を基に、吸収塔から中和槽までの流路に処理液に対して新水を噴射する貯留槽を設け、新水によって移送される処理液の表面シールを形成することによって、空気との接触を回避し、泡沫の発生を抑制することが可能となった。

　本発明は、上記アルキル金属ハロゲン化物を含む被処理ガスの処理設備であって、前記吸収塔を複数段直列に配設するとともに、特定の吸収塔への被処理ガスの導入流路を、その下流の吸収塔への被処理ガスの導入流路に接続し前記特定の吸収塔への被処理ガスの導入を停止可能とすること、あるいは特定の吸収塔のガス排出部からの排出流路を、その下流の吸収塔のガス排出部からの排出流路に接続し下流の吸収塔への被処理ガスの導入を停止可能とすることを特徴とする。上記のように、本発明の目的は、効率よく例えば塩酸ガスの除去を行うとともに、洗浄期間中にも処理設備を止めることなく被処理ガスの処理ができるようにすることがある。本発明に係る処理設備においては、複数段直列に吸収塔を配設することによって、より効率の高い多段処理を行うことができる。特に、複数のハロゲン基を有するＲＭＸにおいては、加水分解反応によって多次的に例えば塩酸ガスが生じることからその効果が大きく、多段処理は高い除去効率を確保することができる。また、上流の吸収塔に導入していた被処理ガスを下流の吸収塔に切換えて導入することによって、上流の吸収塔の洗浄や保守においても、処理設備を止めることなく被処理ガスの処理を行うことができる。

　本発明は、上記アルキル金属ハロゲン化物を含む被処理ガスの処理設備であって、前記吸収塔から中和槽までの流路に、前記吸収塔から排出された処理液を導入する液導入部、導入された処理液を下方向に給送する導入配管部、該導入配管部の上部から新水を噴霧する第３新水噴霧手段、および上部から新水を噴霧する第４新水噴霧手段を有する排水原水槽を備えることを特徴とする。鹸化に伴う泡沫は、一旦発生した後の消泡処理は非常に難しい。本発明は、一旦吸収塔からの処理液を貯留する排水原水槽を設けて新水による新たな消泡処理を行うとともに、吸収塔から排水原水槽への下方向の導入流路において、給送される処理液に対して新水の噴霧を上方から行うことによって、流動性の悪い泡沫が流路を閉塞することを解消し、高い消泡効果を得ることが可能となる。

本発明に係る処理設備によって処理されるプロセスを例示する概略図本発明に係る処理設備の概略全体構成図本発明に係る処理設備を用いた噴霧手段の構成を例示する概略図本発明に係る処理設備を用いた新水の噴霧手段の構成を例示する概略図従来技術に係る有害ガスの浄化装置を例示する概略図

符号の説明

１ａ，１ｂ　試料導入部
２ａ，２ｂ　ガス排出部
３ａ，３ｂ　液貯留部
４ａ，４ｂ　処理液排出部
５ａ，５ｂ　処理空間部
６ａ，６ｂ　循環水供給手段
７ａ，７ｂ　第１循環水噴霧手段
８ａ，８ｂ　第２循環水噴霧手段
１０ａ，１０ｂ　吸収塔
２０　排水原水槽
３０　中和槽
ＡＳ　ガス供給部
Ｆ６　送風機
ＷＳ　水供給部

　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、複数台（図では５台の場合を例示）のガラス瓶の表面処理装置Ｔ１～Ｔ５にて発生したアルキル金属ハロゲン化物（ＲＭＸ）を含む被処理ガスが、本発明に係る処理設備（以下「本設備」という）によって処理されるプロセスを例示する。ここで、各表面処理装置Ｔ１～Ｔ５からの被処理ガスが、送風機Ｆ１～Ｆ５によって吸収塔１０ａおよび１０ｂに給送され、吸収塔１０ａ，１０ｂによって処理されて、清浄化されたガスが送風機Ｆ６によって煙突（図示せず）から放出されるとともに、処理液が排水ラインＬａおよびＬｂを介して排水原水槽２０に導入された後、中和槽３０に導入されて清浄化された液として排水処理場（図示せず）に送られる。

　ここで、吸収塔１０ａ，１０ｂを直列に配設することが好ましい。多段処理を行うことによって、より高い処理効率を確保することができる。また、図１に例示するように、吸収塔１０ａへの被処理ガスの導入流路をバイパスして、その下流の吸収塔１０ｂへの被処理ガスの導入流路に接続することによって、吸収塔１０ａへの被処理ガスの導入を停止して内部の洗浄・保守を行うことができるとともに、処理設備を止めることなく連続的に被処理ガスの処理ができる。あるいは吸収塔１０ｂをバイパスし、吸収塔１０ａから排出されるガス流路を吸収塔１０ｂから排出されるガス流路に接続することによって、吸収塔１０ｂについて同様の処理を行うことができる。なお、２つの吸収塔１０ａ，１０ｂを直列に配設した構成を例示したが、さらに多段数の吸収塔を配設し、順次新水によって流路を洗浄することが可能である。

　また、本設備の概略全体構成を、図２に例示する。具体的には、２つの吸収塔１０ａおよび１０ｂ、排水原水槽２０、中和槽３０を備える。ここで、本設備は、被処理ガスの処理を水によって行うことを特徴とする。本設備が目的とする処理対象であるＲＭＸを含む被処理ガスは、従前のようないきなり苛性ソーダ液などによる中和処理を行うと、鹸化によって泡沫が発生し中和処理を阻害することから、単に水によって吸収し加水分解反応によって処理することが好適であることを見出したものである。上式１の反応は、比較的迅速に起こることから、適量の処理水を供給することによって、泡沫の発生を抑え所望の環境基準以下の清浄ガスおよび処理液を確保することが可能となった。

　ここで、アルキル金属ハロゲン化物（Ｒ・Ｍ・Ｘｎ）とは、上記のように、アルキル基を有するハロゲン化された有機金属化合物であって、例えばＭＢＴＣ（ｎ－Ｃ_４Ｈ_９ＳｎＣｌ_３：モノブチルスズトリクロリド）やグリニャール試薬（Ｒ・Ｍｇ・Ｘ）あるいは半導体プロセスにおいて用いられるアルキルチタンのハロゲン化合物やアルキル系希土類のハロゲン化合物などをいう。ＲＭＸは、下式１～３に示すように、水との反応において、順次分解して水酸基を有することによってハロゲン化水素を発生させるとともに、鹸化によって泡沫が発生し、併せて固形分の発生が生じ易くなる。ただし、水酸基に置換されたＲＭＸも水溶性であり、多量の水との接触によって消泡処理をすることができることが判った。本設備においては、他の処理剤を用いずに水のみで処理することを特徴とする。
　　Ｒ・Ｍ・Ｘｎ＋Ｈ_２Ｏ→Ｒ・Ｍ（ＯＨ）・Ｘ_{（ｎ－１）}＋ＨＸ　・・式１
　　Ｒ・Ｍ（ＯＨ）・Ｘ_{（ｎ－１）}＋Ｈ_２Ｏ→Ｒ・Ｍ（ＯＨ）_２・Ｘ_{（ｎ－２）}＋ＨＸ　・・式２
　　Ｒ・Ｍ（ＯＨ）_{（ｎ－１）}・Ｘ＋Ｈ_２Ｏ→Ｒ・Ｍ（ＯＨ）ｎ＋ＨＸ　・・式３

　＜吸収塔の構成とその機能について＞
　吸収塔１０ａ，１０ｂの基本構成は、その中央部に設けられ被処理ガスを導入する試料導入部１ａ，１ｂ、その塔頂部に設けられ処理された清浄ガスが排出されるガス排出部２ａ，２ｂ、その下部に設けられ当該処理に用いられた処理液が貯留される液貯留部３ａ，３ｂ、液貯留部３ａ，３ｂの上部に設けられ処理液を排出する処理液排出部４ａ，４ｂ、試料導入部１ａ，１ｂとガス排出部２ａ，２ｂとの中間に設けられ被処理ガスを処理する処理空間部５ａ，５ｂ、液貯留部３ａ，３ｂに貯留された処理液の一部を循環水として供給する循環水供給手段６ａ，６ｂ、処理空間部５ａ，５ｂの上部から循環水を噴霧する第１循環水噴霧手段７ａ，７ｂ、処理空間部５ａ，５ｂの下部から循環水を噴霧する第２循環水噴霧手段８ａ，８ｂ、を有する。

　本設備の吸収塔１０ａ，１０ｂは、処理空間部５ａ，５ｂの上下からの循環水の噴霧を特徴としている。これによって、ＲＭＸの鹸化を未然に抑制することができることから、泡沫の発生を防止することができる。以下、吸収塔１０ａについて、試料導入部１ａから被処理ガスが導入された場合の機能について説明する。導入された被処理ガスは、処理空間部５ａに導かれ、第２循環水噴霧手段８ａからの循環水と気液接触する。このとき被処理ガスは、その中に含まれるＲＭＸ（以下ＭＢＴＣの場合を中心に説明する）が上式１～３の反応によって分解され、循環水に溶解するとともに例えば塩酸ガスを発生しながら、処理空間部５ａ内の充填物の間を通過し、第１循環水噴霧手段７ａからの循環水と気液接触する。ここで、大半のＲＭＸおよび塩酸ガスは循環水に吸収され、清浄ガスとしてガス排出部２ａから排出される。ガス排出部２ａから排出された被処理ガス（清浄ガス）は、試料導入部１ｂから吸収塔１０ｂに導入され、上記と同様の処理がされ、さらに清浄化されたガスとしてガス排出部２ｂから排出され、送風機Ｆ６によって煙突（図示せず）から放出される。

　一方、処理空間部５ａに噴霧された水は、落下して液貯留部３ａに貯溜される。貯溜された処理水の一部は循環水供給手段６ａによって、循環水として第１循環水噴霧手段７ａおよび第２循環水噴霧手段８ａに供給され、これが繰返される。このとき、循環水供給手段６ａには所定量の新水が供給され、ＲＭＸの吸収能力を十分に有する循環水が維持されることが好ましい。新水は、後述する新水噴霧手段による供給のみならず、循環水の流路のいずれかから導入することも可能である（図示せず）。また、貯溜された処理水は、補充された新水量に相当する量が処理液排出部４ａから排出され、順次入れ替わっていく。循環水供給手段６ａは、液貯留部３ａの底部６１ａから循環ポンプ６２ａによって吸引され、圧力計６３ａの出力を基に調整弁６４ａを用いて調整された処理液（循環水）を、第１循環水噴霧手段７ａおよび第２循環水噴霧手段８ａに供給することによって吸収塔１０ａの循環系を形成する。

　ここで、処理空間部５ａは、噴霧される循環水と被処理ガスとが均一かつ多くの接触時間を確保することが好ましいことから、所定の表面積を有する充填物を配設することが好適である。充填物としては、公知の充填材は特に限定なく使用可能である。ただし、一般に用いられるラッシヒリングのような充填材やセラミックスのような多孔質の充填材では、その表面に付着した泡沫や固形分が残留し充填物の目詰りが生じやすいことから、セルフクリーニング効果のあるサイズが大きい、流体が通過自在な空隙を有する中空筒体が好ましい。例えば、鞍形フラップとその鞍形フラップの両面に立設された中空筒体で、リブを備え、表面積が７５ｍ^２／ｍ^３以上で空間率が９５％以上の樹脂成形物である商品名ハイレックス３００（東洋ゴム工業（株）製）等を挙げることができる。特にこの充填材は、表面積が広く、表面に吸収液の薄い膜が形成されるので、本発明の吸収効率の高い吸収液との組合せにより高い除去効率が達成可能である。

　循環水や後述する新水の噴霧手段は、処理空間部５ａの断面あるいは噴射される液表面全体に循環水や新水が噴霧されることが好ましいことから、図３（Ａ）～（Ｃ）に例示するような構成を有することが好ましい。つまり、図３（Ａ）のように、円錐状に開口したノズル７１を複数配置し、放射状に噴射して処理空間部５ａの断面全体をカバーできる噴射領域７２を有する噴霧手段とすることによって、処理空間部５ａの断面にムラなく噴霧させることができる。図３（Ａ）は４つのノズル７１を４方向に分散させて配設した例、図３（Ｂ）は５つのノズル７１を５方向に分散させて配設した例、図３（Ｃ）は６つのノズル７１を６方向に分散させ、さらに中央に１つのノズル７１を配設した例を示す。

　また、本設備に係る吸収塔１０ａ，１０ｂは、処理空間部５ａ，５ｂの上部に設けられ１次処理された被処理ガスをさらに処理する２次処理空間部１１ａ，１１ｂ、２次処理空間部１１ａ，１１ｂの上部から新水を噴霧する第１新水噴霧手段１２ａ，１２ｂ、液貯留部３ａ，３ｂの上部から新水を噴霧する第２新水噴霧手段１３ａ，１３ｂを有することが好ましい。２次処理空間部１１ａ，１１ｂに第１新水噴霧手段１２ａ，１２ｂから噴霧された新水によって、処理空間部５ａ，５ｂにおいて清浄化されたガスを、さらに清浄化することができる。また、第２新水噴霧手段からの新水によって、貯留部の表層に対してさらに消泡処理を行うことができる。さらに、新水が追加されることによって、循環水の吸収能力の維持向上を図ることができる。新水は、水供給部ＷＳから各流路に供給され、各流路に設けられたバルブおよび圧力計（ＰＧ）によって供給量が調整される。

　〔吸収塔に付属する構成およびその機能について〕
　（１）泡タンクについて
　本設備においては、図２に示すように、処理液排出部４ａ，４ｂから排出された処理液が、泡タンク４０に導入される流路が設けられている。液貯留部３ａ，３ｂの上層に泡沫が存在したとき、泡タンク４０内に設けられた第３新水噴霧手段４２からの新水によって消泡処理するものである。被処理ガス中に含まれるＲＭＸあるいは他の金属化合物などの量が多く、泡沫が多く発生した場合に有効な手段となる。ここで、吸収塔１０ａ，１０ｂからの処理液を導入する流路に泡沫が多く存在する可能性がある場合には、ガス供給部ＡＳから供給されたガス（例えば窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガス等）をノズル４１ａ，４１ｂから該上層に吹当てて、泡沫を強制的に泡タンク４０に移送することが好ましい。流動性の悪い泡沫による当該流路の閉塞を防止することができる。また、不活性ガスに代えて空気を利用することも可能である。空気との接触による泡沫の硬化は、液貯留部３ａ，３ｂの上層からの新水の噴射による処理液の表面シールを形成することによって、防止することができる。さらに、ガス供給部ＡＳから供給されたガスに代えて、泡沫の強制的移送を、新水あるいは循環水を用いて行うことも可能である。新水あるいは循環水による移送力の強化を図ることができるとともに、これらとの新たな接触によって消泡効果を得ることができる。なお、本設備においては、処理空間部５ａ，５ｂの中間部５１ａ，５１ｂと泡タンク４０を接続する流路が設けられている。吸収塔１０ａ，１０ｂ内の圧力と泡タンク４０内の圧力の均等を図るためである。このように、本設備は、鹸化に伴う泡沫の発生に対して、複数の手段を用いて消泡処理を図り、中和処理を含む処理水の効率的な処理を確保するものである。

　（２）排水原水槽について
　本設備は、吸収塔１０ａ，１０ｂからの処理液を中和槽３０に導入する前に、新水を噴霧する第４新水噴霧手段２１を有する排水原水槽２０において貯留し新水による処理を行うことを特徴としている。つまり、吸収塔１０ａ，１０ｂからの処理液を中和槽３０に直接導入するのではなく、一旦集合させた後に導入することによって、上流側の吸収塔１０ａからの処理液を下流側の吸収塔１０ｂからの泡沫の少ない処理液によって希釈した状態で中和槽３０に導入することができる。排水原水槽２０は、被処理ガス中のＲＭＸの含有量が少ない場合には省略することが可能であるが、実際の処理設備においては、被処理ガス中に単一のＲＭＸのみならず種々の金属化合物やハロゲン化物などが混在しており、これらが泡沫に付着することによって、一旦泡沫が発生した後の消泡処理は非常に難しいことがある。例えばＭＢＴＣを含む被処理ガス中には、塩化スズあるいは酸化スズなどの水に溶解しにくい化合物が泡沫に付着していると推認される。こうした泡沫に対し、第４新水噴霧手段２１を用いて新水による新たな消泡処理を行うことによって、高い消泡効果を得ることができ、次なる中和槽３０においてさらに中和処理の効果を向上させることができる。

　（３）導入配管部に設けられた新水噴霧手段について
　また、処理液を排水原水槽２０に導入する前に、処理液排出部４ａ，４ｂから排出された直後の処理液に対し、第５新水噴霧手段５０ａ，５０ｂによって新水を噴霧することが好ましい。このとき、第５新水噴霧手段５０ａ，５０ｂの構成は、図４に例示するような吸収塔１０ａ，１０ｂから排出された処理液を導入する液導入部５２ａ，５２ｂ、導入された処理液を下方向に給送する導入配管部５３ａ，５３ｂ、導入配管部５３ａ，５３ｂの上部から新水を噴霧するノズル５４ａ，５４ｂを備え新水による処理を行うことが好ましい。新水とともにその噴霧方向に処理液を強制移送し、さらに一気に排水原水槽２０に導入することによって、物理的衝撃および細管から広い槽内への圧力や空間的変化が泡沫に働くことになり、高い消泡効果を得ることができる。また、消泡によって発生した例えば塩酸ガスやＲＭＸを排水原水槽２０において溶解させることができる。こうした処理によって消泡処理された処理液を、中和槽３０に導入することによって、効率よく中和処理を行うことができる。

　（４）吸収塔から中和槽までの流路について
　吸収塔１０ａ，１０ｂから中和槽３０までの流路においては、処理液に対して新水を噴射する貯留槽を設け、新水によって移送される処理液の表面シールを形成することが好適である。つまり、鹸化は被処理液が空気と接することによって促進され、泡沫の発生に空気、特に酸素あるいは二酸化炭素が関与している可能性がある。また、処理液中に存在する固形分の発生あるいは泡沫の固化についても、空気中の酸素あるいは二酸化炭素が関与している可能性がある。本設備は、こうした知見を基に、１０ａ，１０ｂから中和槽３０までの流路に処理液に対して新水を噴射する貯留槽を設け、新水によって移送される処理液の表面シールを形成することによって、泡沫の発生を抑制することが可能となった。本設備においては、具体的な貯留槽として、排水原水槽２０および泡タンク４０が該当し、部分的には、上記導入配管部に設けられた新水噴霧手段も機能する。

　以上のように、本設備においては、中和槽３０までの処理、特に消泡処理において、水への泡沫の溶解を促す複数の異なる手段や機能を用いている。つまり、ＲＭＸを含む被処理ガスの処理においては、鹸化に伴う泡沫の発生は避けることができず、また、１つの手段でこれを排除することは非常に困難であることから、本設備においては、上記の複数の機能を組み合わせることによって、より効果的な消泡処理を行っている。具体的には、１次処理として、吸収塔１０ａ，１０ｂ内における「循環水との効率的な接触」と「噴霧された新水との接触」を図り、２次処理として、泡タンク４０における「新水との接触と泡沫の強制的移送」、あるいは排水原水槽２０における「処理水の貯留と新水との混合」、さらに第５新水噴霧手段５０ａ，５０ｂにおける「新水による強制的移送と接触」との組合せによる消泡処理を行っている。また、消泡処理を妨げる要素である流路での空気との接触を防止することによって、未然の消泡処理を行っている。本設備は、このように複数の機能によって消泡処理を行うことができるとともに、こうした手段を適切に組合せることによって、より効率的に消泡処理を行うことができる。

　＜中和槽の構成とその機能について＞
　中和槽３０は、処理液排出部４ａ，４ｂからの処理液あるいは排水原水槽２０または／および泡タンク４０からの処理液を中和処理するために処理液を所定の時間滞留させる。中和槽３０は、処理液を攪拌する攪拌機３１（攪拌手段に相当）、処理液に中和剤を導入する中和剤供給部３２、処理液を中和処理する中和処理槽３３（中和処理手段に相当）、処理液のｐＨを検出するｐＨ計３４を有する。と同時に、本設備においては、さらに処理液の表層に新水を噴射する第６新水噴霧手段３５を設けている。処理液になお残存する泡沫に対して消泡処理を行うことによって、さらに中和処理の効果を向上させることができる。中和剤としては、処理液が酸性であることから、１～３０重量％程度の苛性ソーダ（ＮａＯＨ）や苛性カリ（ＫＯＨ）などの水溶液を用いる。中和剤供給部３２において調製し、ｐＨ計３４の出力を基にポンプ３６によって所定量が中和処理槽３３に供給される。ｐＨが所定値の範囲になった処理液は、排出口（図示せず）から本設備外に排出される。

　＜本設備を用いたアルキル金属ハロゲン化物を含む被処理ガスの処理プロセス＞
　本設備を用いたＲＭＸを含む被処理ガスの処理方法は、吸収塔において、所定の容積を有する処理空間部の上方と同時に下方から噴霧される処理水によって被処理ガスが処理され、その塔頂部から処理された清浄ガスが排出され、その下部に貯留された処理液の一部が循環使用され、貯留された処理液の上澄み液が排出するとともに、中和槽において、排出された処理液の攪拌処理および中和処理が行われ、上記に詳述された処理内容を有する、以下のプロセスから構成されることを特徴とする。

（１）吸収塔において、
　（ａ）処理空間部への被処理ガスの導入プロセス
　（ｂ）噴霧される処理水による被処理ガスとの気液接触およびＲＭＸの溶解プロセス
　（ｃ）ＲＭＸと水との分解反応プロセス
　（ｄ）ＲＭＸと新水との気液接触、溶解、分解反応プロセス
　（ｅ）被処理ガスからの清浄ガスの分離プロセス
　（ｆ）新水の噴霧による液貯留部上層の泡沫の消泡処理プロセス
　（ｇ）処理液の一部の循環使用プロセス
　（ｈ）第１吸収塔からの清浄ガスの第２吸収塔への導入プロセス
（２）泡タンクにおいて
　（ａ）泡タンク内での新水の噴霧による泡沫の消泡処理プロセス
　（ｂ）液貯留部上層の泡沫の強制的移送プロセス
（３）排水原水槽において
　（ａ）上下流の吸収塔からの処理液の貯留・混合による泡沫の希釈プロセス
　（ｂ）排水原水槽内での新水の噴霧による泡沫の消泡処理プロセス
（４）処理液の給送流路において
　（ａ）導入配管部における新水の噴霧による泡沫の消泡処理プロセス
　（ｂ）導入配管部における新水による処理液の強制移送プロセス
　（ｃ）新水による処理液表面のシール形成プロセス
（５）中和槽において
　（ａ）処理液の攪拌プロセス
　（ｂ）中和剤供給部３２における中和剤調製プロセス
　（ｃ）中和処理槽における中和剤投入による中和処理プロセス
　（ｄ）中和処理槽における新水の噴霧による泡沫の消泡処理プロセス

　以上のプロセスによって、ＲＭＸを含む被処理ガスが、塩化水素などのハロゲン化水素等の有害成分が除去された清浄ガス、すずなどの金属化合物が低減され中和処理された処理水として排出することが可能となった。

　本設備を用い、図１に示すガラス瓶の表面処理装置Ｔ１～Ｔ５にて発生した被処理ガスについて、実証実験を行った。

　〔実験条件〕
（１）表面処理材としてＭＢＴＣを用いた表面処理装置Ｔ１～Ｔ５からの排ガスを実験対象とした。その組成は、下表１（処理前の組成）に示す。ここで、塩化水素濃度はＪＩＳＫ０１０７「イオンクロマトグラフ法」、すず濃度はＩＣＰ発光分析法により測定した。
（２）被処理ガスを本設備に導入し、処理後の排ガス中の各組成を、同様に測定した。
（３）このときの本設備の稼動条件は、以下の通りであった。
　（ａ）被処理ガス流量１２Ｎｍ^３／ｍｉｎ程度
　（ｂ）上流側吸収塔　塔径ＩＤ：１，５００ｍｍ、充填高さ：１．８５ｍ
　（ｃ）循環液の量　液ガス比（Ｌ／Ｇ）≒１３程度以上に保った
　（ｄ）新水を充填塔と排水原水槽と中和槽に計３０Ｌ／ｍｉｎ程度注入した
　（ｅ）処理空間部下部への循環水の噴霧を液ガス比（Ｌ／Ｇ）＝２．６程度以上とした
（４）また、同時に検知管によって上流側の吸収塔出口および下流側の吸収塔出口からの被処理ガス中の塩化水素濃度を測定した。

　〔結果〕
（１）下表１（処理後の組成）に示すように、処理後のガスには塩化水素が環境基準（５ｐｐｍ）の１／１０以下となり、スズ化合物も大幅に減少した。検知管による測定値は、上流側の吸収塔出口５ｐｐｍ、下流側の吸収塔出口１ｐｐｍ以下となり、下表１と整合ある結果を得ることができた。
（２）また、本設備においては、泡沫によるトラブルが解消され、適切な除去効率を保ちつつ、圧力損失の増加も少なくなり、長時間の連続運転が可能となった。

Claims

　アルキル金属ハロゲン化物を含む被処理ガスを処理するための、少なくとも１つの吸収塔、中和槽を備え、
当該被処理ガスの処理を水によって行うとともに、
前記吸収塔が、その中央部に設けられ被処理ガスを導入する試料導入部、その塔頂部に設けられ処理された清浄ガスが排出されるガス排出部、その下部に設けられ当該処理に用いられた処理液が貯留される液貯留部、該液貯留部の上部に設けられ処理液を排出する処理液排出部、前記試料導入部とガス排出部との中間に設けられ被処理ガスを処理する処理空間部、前記液貯留部に貯留された処理液の一部を循環水として供給する循環水供給手段、該処理空間部の上部から循環水を噴霧する第１循環水噴霧手段、処理空間部の下部から循環水を噴霧する第２循環水噴霧手段、を有し、
前記中和槽が、前記処理液排出部からの処理液を攪拌する攪拌手段、該処理液に中和剤を導入する中和剤供給部、処理液を中和処理する中和処理手段を有する
ことを特徴とするアルキル金属ハロゲン化物を含む被処理ガスの処理設備。
　前記吸収塔が、前記処理空間部の上部に設けられ１次処理された被処理ガスをさらに処理する２次処理空間部、該２次処理空間部の上部から新水を噴霧する第１新水噴霧手段、前記液貯留部の上部から新水を噴霧する第２新水噴霧手段を有することを特徴とする請求項１記載のアルキル金属ハロゲン化物を含む被処理ガスの処理設備。
　前記吸収塔から中和槽までの流路に前記処理液に対して新水を噴射する貯留槽を設け、該新水によって移送される処理液の表面シールを形成することを特徴とする請求項１または２記載のアルキル金属ハロゲン化物を含む被処理ガスの処理設備。
　前記吸収塔を複数段直列に配設するとともに、特定の吸収塔への被処理ガスの導入流路を、その下流の吸収塔への被処理ガスの導入流路に接続し前記特定の吸収塔への被処理ガスの導入を停止可能とすること、あるいは特定の吸収塔のガス排出部からの排出流路を、その下流の吸収塔のガス排出部からの排出流路に接続し下流の吸収塔への被処理ガスの導入を停止可能とすることを特徴とする請求項１～３いずれかに記載のアルキル金属ハロゲン化物を含む被処理ガスの処理設備。
　前記吸収塔から中和槽までの流路に、前記吸収塔から排出された処理液を導入する液導入部、導入された処理液を下方向に給送する導入配管部、該導入配管部の上部から新水を噴霧する第３新水噴霧手段、および上部から新水を噴霧する第４新水噴霧手段を有する排水原水槽を備えることを特徴とする請求項１～４いずれかに記載のアルキル金属ハロゲン化物を含む被処理ガスの処理設備。
　少なくとも１つの吸収塔、中和槽によって、アルキル金属ハロゲン化物を含む被処理ガスを処理する方法であって、
当該被処理ガスの処理を水によって行い、
前記吸収塔において、所定の容積を有する処理空間部の上方と同時に下方から噴霧される処理水によって被処理ガスが処理され、その塔頂部から処理された清浄ガスが排出され、その下部に貯留された処理液の一部が循環使用され、貯留された処理液の上澄み液が排出するとともに、
前記中和槽において、排出された処理液の攪拌処理および中和処理が行われる
ことを特徴とするアルキル金属ハロゲン化物を含む被処理ガスの処理方法。