(57)【要約】【課題】フィルタを使用せずに簡単な方法で、気体中に含有される微粒子、中間粒子及び粗粒子からなる粒子群を気体から分離して回収する粒子回収装置及び粒子回収方法を提供する。【解決手段】粒子回収装置１は、気体を内部に溜めた水Ｗに衝突及び混合させることにより、粗粒子Ｄ１及び中間粒子Ｄ２を気体から分離して回収するともに、気体を水Ｗに衝突させた際に発生する第１ミストＭ１により微粒子Ｄ３を中間粒子Ｄ２と同等の質量の第１ミストＭ１に凝集する第１の粒子回収機構１０と、第１の粒子回収機構１０により第１ミストＭ１に凝集されない一部の微粒子Ｄ３に第２ミストＭ２を噴霧して微粒子Ｄ３を中間粒子Ｄ２と同等の質量の第２ミストＭ２に凝集する粒子凝集機構３０と、第１ミストＭ１及び第２ミストＭ２を、気体から分離して回収する第２の粒子回収機構４０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体中に含有される微粒子、微粒子よりも質量の大きい中間粒子及び中間粒子よりも質量の大きい粗粒子からなる粒子群を、前記気体から分離して回収する粒子回収装置であって、
前記気体を内部に溜めた水に衝突及び混合させることにより、前記粗粒子及び前記中間粒子を前記気体から分離して回収するともに、前記気体を前記水に衝突させた際に発生する第１ミストにより前記微粒子を前記中間粒子と同等の質量の第１ミストに凝集する第１の粒子回収機構と、
該第１の粒子回収機構の下流側に設置され、前記第１の粒子回収機構により前記第１ミストに凝集されない一部の前記微粒子に第２ミストを噴霧して前記微粒子を前記中間粒子と同等の質量の第２ミストに凝集する粒子凝集機構と、
該粒子凝集機構の下流側に設置され、前記第１の粒子回収機構により前記微粒子を凝集した前記第１ミスト及び前記粒子凝集機構により前記微粒子を凝集した前記第２ミストを、前記気体から分離して回収する第２の粒子回収機構とを備えていることを特徴とする粒子回収装置。
【請求項２】
前記第１の粒子回収機構の上流側に設置され、前記第１の粒子回収機構による前記粗粒子及び前記中間粒子の回収の前に、前記気体を冷却して水分に凝縮させ、その際に発生するミストにより前記微粒子の一部を前記中間粒子と同等の質量のミストに凝集する冷却装置を備えていることを特徴とする請求項１に記載の粒子回収装置。
【請求項３】
気体中に含有される微粒子、微粒子よりも質量の大きい中間粒子及び中間粒子よりも質量の大きい粗粒子からなる粒子群を、前記気体から分離して回収する粒子回収方法であって、
前記気体を第１の粒子回収機構の内部に溜めた水に衝突及び混合させることにより、前記粗粒子及び前記中間粒子を前記気体から分離して回収するともに、前記気体を前記水に衝突させた際に発生する第１ミストにより前記微粒子を前記中間粒子と同等の質量の第１ミストに凝集する第１の回収工程と、
前記第１の回収工程により前記第１ミストに凝集されない一部の前記微粒子に第２ミストを噴霧して前記微粒子を前記中間粒子と同等の質量の第２ミストに凝集する粒子凝集工程と、
前記第１の回収工程により前記微粒子を凝集した前記第１ミスト及び前記粒子凝集工程により前記微粒子を凝集した前記第２ミストを、前記気体から分離して回収する第２の回収工程とを含むことを特徴とする粒子回収方法。
【請求項４】
前記第１の回収工程による前記粗粒子及び前記中間粒子の回収の前に、前記気体を冷却して水分に凝縮させ、その際に発生するミストにより前記微粒子の一部を前記中間粒子と同等の質量のミストに凝集することを特徴とする請求項３に記載の粒子回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体中に含有される微粒子、微粒子よりも質量の大きい中間粒子及び中間粒子よりも質量の大きい粗粒子からなる粒子群を気体から分離して回収する粒子回収装置及び粒子回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、気体中に含有される粒子を高効率でかつ高除去率で以って分離回収する技術は各種工業において重要な課題とされている。
一般に、気体中に含有される粒子は、重力、慣性力、遠心力、拡散、静電気力などを一或いは組み合わせて利用することにより、気体から分離される。補足粒子の粒度、粒子性状、気体中の粒子濃度等によってその組み合わせが適宜選択される。
ここで、気体中に含有される粒径１０μｍ以下の微粒、粒径１０μｍ〜１００μｍの中間粒及び１００μｍ以上の粗粒の粒径分布を有する粒子群を気体から分離回収する粒子回収方法として、例えば、特許文献１に示すものが知られている。
【０００３】
特許文献１に示す粒子回収方法は、粒子群のうち粗粒の一部と中間粒とを選択的に気体から分離回収する第一の回収工程と、残存した粗粒と微粒とをフィルタにより濾過して同時に回収する第二の回収工程とからなっている。
この粒子回収方法によれば、高回収率を維持しながら、フィルタの逆洗浄インターバルを長期化することができる。ここで、フィルタの逆洗浄とは、フィルタに目詰りが発生し気体流の圧力損失が所定値に達した時に高圧ガスをフィルタ内に逆方向に瞬時に流すことにより粒子を剥離除去することを意味する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４０７１９９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この特許文献１に示す粒子回収方法にあっては、以下の問題点があった。
即ち、フィルタの逆洗浄インターバルの長期化がなされているものの、第２の回収工程において未だにフィルタを使用しており、完全にフィルタの逆洗浄をなくしたり、あるいはフィルタの交換を不要としたりすることができなかった。
従って、本発明はこの従来の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、フィルタを使用せずに簡単な方法で、気体中に含有される微粒子、微粒子よりも質量の大きい中間粒子及び中間粒子よりも質量の大きい粗粒子からなる粒子群を気体から分離して回収する粒子回収装置及び粒子回収方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る粒子回収装置は、気体中に含有される微粒子、微粒子よりも質量の大きい中間粒子及び中間粒子よりも質量の大きい粗粒子からなる粒子群を、前記気体から分離して回収する粒子回収装置であって、前記気体を内部に溜めた水に衝突及び混合させることにより、前記粗粒子及び前記中間粒子を前記気体から分離して回収するともに、前記気体を前記水に衝突させた際に発生する第１ミストにより前記微粒子を前記中間粒子と同等の質量の第１ミストに凝集する第１の粒子回収機構と、該第１の粒子回収機構の下流側に設置され、前記第１の粒子回収機構により前記第１ミストに凝集されない一部の前記微粒子に第２ミストを噴霧して前記微粒子を前記中間粒子と同等の質量の第２ミストに凝集する粒子凝集機構と、該粒子凝集機構の下流側に設置され、前記第１の粒子回収機構により前記微粒子を凝集した前記第１ミスト及び前記粒子凝集機構により前記微粒子を凝集した前記第２ミストを、前記気体から分離して回収する第２の粒子回収機構とを備えていることを要旨とする。
【０００７】
また、本発明の別の態様に係る粒子回収方法は、気体中に含有される微粒子、微粒子よりも質量の大きい中間粒子及び中間粒子よりも質量の大きい粗粒子からなる粒子群を、前記気体から分離して回収する粒子回収方法であって、前記気体を第１の粒子回収機構の内部に溜めた水に衝突及び混合させることにより、前記粗粒子及び前記中間粒子を前記気体から分離して回収するともに、前記気体を前記水に衝突させた際に発生する第１ミストにより前記微粒子を前記中間粒子と同等の質量の第１ミストに凝集する第１の回収工程と、前記第１の回収工程により前記第１ミストに凝集されない一部の前記微粒子に第２ミストを噴霧して前記微粒子を前記中間粒子と同等の質量の第２ミストに凝集する粒子凝集工程と、前記第１の回収工程により前記微粒子を凝集した前記第１ミスト及び前記粒子凝集工程により前記微粒子を凝集した前記第２ミストを、前記気体から分離して回収する第２の回収工程とを含むことを要旨とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る粒子回収装置及び粒子回収方法によれば、フィルタを使用せずに簡単な方法で、微粒子、微粒子よりも質量の大きい中間粒子及び中間粒子よりも質量の大きい粗粒子からなる粒子群を気体から分離して回収することができる粒子回収装置及び粒子回収方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る粒子回収装置の概略構成図である。
【図２】図１における矢印Ａで示す部分の拡大図である。
【図３】第１の回収工程の前における気体中に含有される粒子の存在比率と粒子の質量との関係を示すグラフである。
【図４】第１の回収工程の後における気体中に含有される粒子の存在比率と粒子の質量との関係を示すグラフである。
【図５】第１の回収工程の後における気体中に含有される第１ミストの存在比率とミストの質量との関係を示すグラフである。
【図６】粒子凝集工程の後における気体中に含有される第１ミスト及び第２ミストの存在比率と第１ミスト及び第２ミストの質量との関係を示すグラフである。
【図７】第２の回収工程の後における気体中に含有される第１ミスト及び第２ミストの存在比率と第１ミスト及び第２ミストの質量との関係を示すグラフである。
【図８】本発明の第２実施形態に係る粒子回収装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。
また、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
【００１１】
（第１実施形態）
図１には、本発明の第１実施形態に係る粒子回収装置の概略構成が示されている。
図１に示す粒子回収装置１は、燃焼ガス（気体）中に含有される微粒子Ｄ３（図１及び図２参照）、中間粒子Ｄ２（図２参照）及び粗粒子Ｄ１（図２参照）からなる粒子群を、燃焼ガスから分離して回収するものである。
ここで、微粒子Ｄ３は、一般に、質量１．８４×１０−５〜４．９６×１０−４（ｍｇ）の粒子、中間粒子Ｄ２は、微粒子Ｄ３よりも質量の大きい、質量４．９６×１０−４〜６．３０×１０−３（ｍｇ）の粒子、粗粒子Ｄ１は、中間粒子Ｄ２よりも質量の大きい、質量６．３０×１０−３〜１．８４×１０−２（ｍｇ）の粒子を意味する。
【００１２】
粒子回収装置１は、第１の粒子回収機構１０と、粒子凝集機構３０と、第２の粒子回収機構４０とを備えている。
第１の粒子回収機構１０は、燃焼ガス発生源（図示せず）に接続された第１配管２から分岐する第２配管３に接続されている。なお、第１配管２の第２配管３が接続される分岐点よりも出側には、バイパス弁６が接続されており、バイパス弁６を閉じることで燃焼ガス発生源からの燃焼ガスを図１における太字の矢印で示すように第２配管３側に送るようにしている。
【００１３】
この第１の粒子回収機構１０は、いわゆるウェットスクラバーと呼ばれるもので、前述の粒子群を含有する燃焼ガスを内部に溜めた水Ｗに衝突及び混合させることにより、粗粒子Ｄ１及び中間粒子Ｄ２を燃焼ガスから分離して回収する。また、第１の粒子回収機構１０は、燃焼ガスを水Ｗに衝突させた際に発生する第１ミストＭ１により微粒子Ｄ３を中間粒子Ｄ２と同等の質量の第１ミストＭ１に凝集する。
第１の粒子回収機構１０は、入側で第２配管３に接続されるガス入口１１ａを有し、出側で第３配管４に接続されるガス出口１１ｂを有する粒子回収用本体１１を備えている。ガス入口１１ａは、粒子回収用本体１１の一側面（図１における右側面）の上方部に形成され、ガス出口１１ｂは、粒子回収用本体１１の上方部に形成されている。
【００１４】
そして、粒子回収用本体１１の内部の下方には、吸水口２２から導入される水Ｗが溜められており、その水Ｗの水量はオーバーフロー部１８により一定に保たれるようになっている。オーバーフロー部１８の下部にシールポット１９が設けられ、シールポット１９の排水口２０に排水用排出管２１が接続されている。そして、排水用排出管２１から排出された排水は、タールピット２３に排出されるようになっている。
そして、粒子回収用本体１１の内部には、粒子回収用本体１１の一側（図１における右側）の壁部から所定間隔をあけて配置された、上下方向に延びて下端が水中に浸る第１案内板１２が設けられている。粒子回収用本体１１の壁部と第１案内板１２との間には、ガス入口１１ａに連通し上下方向に延びるガス案内部１３が形成される。第１案内板１２の水中に位置する下方部分には、ガス案内部１３からのガスが通過するスロート部１４が設けられている。
【００１５】
また、粒子回収用本体１１の内部には、第１案内板１２から粒子回収用本体１１の壁部と反対方向に所定間隔あけて配置された、上下方向に延びて下端が水中に浸る第２案内板１５が設けられている。第２案内板１５と第１案内板１２との間には、スロート部１４を通過した燃焼ガスが渦流となるスクラビング部１６が形成される。
また、粒子回収用本体１１の内部には、第２案内板１５の上端に対して上方に所定間隔あけて配置された、水切り板１７が設けられている。
【００１６】
次に、粒子凝集機構３０は、第１の粒子回収機構１０の下流側であって第１の粒子回収機構１０の出側に接続された第３配管４内に設置されている。
この粒子凝集機構３０は、第１の粒子回収機構１０により第１ミストＭ１に凝集されない一部の微粒子Ｄ３に第２ミストＭ２を噴霧して微粒子Ｄ３を中間粒子Ｄ２と同等の質量の第２ミストＭ２に凝集する。図１及び図２に示すように、微粒子Ｄ３の多くは、第１ミストＭ１に凝集されるが、一部の微粒子Ｄ３は、第１ミストＭ１に凝集されずに、粒子回収用本体１１のガス出口１１ｂから第３配管４内に入り込む。このため、粒子凝集機構３０により、第１の粒子回収機構１０により第１ミストＭ１に凝集されない一部の微粒子Ｄ３に第２ミストＭ２を噴霧して微粒子Ｄ３を中間粒子Ｄ２と同等の質量の第２ミストＭ２に凝集するようにする。
【００１７】
この粒子凝集機構３０は、第３配管４内において管長方向に沿って所定ピッチで配設された複数のミストノズル３１で構成される。各ミストノズル３１は、図示しない水供給源に接続され、第３配管４に溶接される。各ミストノズル３１は、第１の粒子回収機構１０により第１ミストＭ１に凝集されない前述の一部の微粒子Ｄ３に第２ミストＭ２を噴霧し、前述の微粒子Ｄ３を中間粒子Ｄ２と同等の質量の第２ミストＭ２に凝集する。
【００１８】
また、第２の粒子回収機構４０は、粒子凝集機構３０の下流側であって第３配管４の出側に接続され、出側は、第４配管５を介して第１配管２に接続されている。
この第２の粒子回収機構４０は、いわゆるミストセパレータと呼ばれるもので、第１の粒子回収機構１０により微粒子Ｄ３を凝集した第１ミストＭ１及び粒子凝集機構３０により微粒子Ｄ３を凝集した第２ミストＭ２を、燃焼ガスから分離して回収する。
ここで、第２の粒子回収機構４０は、入側で第３配管４に接続されるガス入口管４２を有する粒子回収用本体４１を備えている。ガス入口管４２は、粒子回収用本体４１の上部に設けられる。
【００１９】
粒子回収用本体４１の内部の上方部には、ガス入口管４２から流入する微粒子Ｄ３を凝集した第１ミストＭ１及び第２ミストＭ２と粒子群が除去された燃焼ガスに遠心力を与える遠心力付与部４３が設けられている。
また、粒子回収用本体４１の内部には、燃焼ガスを排出する排気ダクト４４が設けられ、排気ダクト４４は、ガス入口４５及び粒子回収用本体４１の外部に導出されたガス出口４６を備えている。ガス出口４６には、第１配管２から分岐する第４配管５が接続されている。また、第４配管５には、第４配管５内に溜まった水を抜くためのドレン弁４７が設けられている。
また、粒子回収用本体４１の底部には、連結管４８を介してシールポット４９が設けられ、シールポット４９の排水口に排水用排出管５０が接続されている。そして、排水用排出管５０から排出された排水は、タールピット２３に排出されるようになっている。
【００２０】
次に、粒子回収装置１によって、燃焼ガス（気体）中に含有される粗粒子Ｄ１、中間粒子Ｄ２及び微粒子Ｄ３からなる粒子群を、燃焼ガスから分離して回収する粒子回収方法について、図１乃至図７を参照して詳細に説明する。
当該粒子回収方法は、第１の粒子回収機構１０によって行う第１の回収工程と、粒子凝集機構３０によって行う粒子凝集工程と、第２の粒子回収機構４０によって行う第２の回収工程とを含んでいる。
先ず、燃焼ガス（気体）中には、微粒子Ｄ３、微粒子Ｄ３よりも質量の大きい中間粒子Ｄ２及び中間粒子Ｄ２よりも質量の大きい粗粒子Ｄ１からなる粒子群が含有されている。そして、第１の回収工程の前においては、図３に示すように、燃焼ガス中に含有される微粒子Ｄ３、中間粒子Ｄ２及び粗粒子Ｄ１の存在比率は粒子の質量に対して正規分布をなしている。
【００２１】
そして、第１の回収工程においては、前述の粒子群を含有した燃焼ガスが、第１配管２及び第２配管３内を図１に示す太字の矢印方向に流れて第１の粒子回収機構１０の粒子回収用本体１１のガス入口１１ａから粒子回収用本体１１内に入り込む。そして、当該燃焼ガスは、第１案内板１２に衝突し、第１案内板１２に沿いつつガス案内部１３内を下降する。そして、当該燃焼ガスは、図２に示すように、水Ｗの水面に衝突しつつスロート部１４を高速で通過し、水Ｗを巻き上げ、第２案内板１５及び粒子回収用本体１１の内部の壁に衝突する。そして、当該燃焼ガスは、スクラビング部１６で渦流となり、水Ｗと混合し、粗粒子Ｄ１及び中間粒子Ｄ２が燃焼ガスから分離して水Ｗに回収される。粗粒子Ｄ１及び中間粒子Ｄ２を回収した水Ｗは、オーバーフロー部１８、シールポット１９、シールポット１９の排水口２０及び排水用排出管２１を介してタールピット２３に排出される。これにより、燃焼ガス中に含有される微粒子Ｄ３、中間粒子Ｄ２及び粗粒子Ｄ１の存在比率は、図４に示すように、粗粒子Ｄ１及び中間粒子Ｄ２がほとんどなくなり、微粒子Ｄ３が主として燃焼ガス中に含有されている状態となる。
【００２２】
そして、燃焼ガスが水Ｗの水面に衝突すると、水Ｗの水面には表面張力以上のせん断力が与えられ第１ミストＭ１が生成される。そして、燃焼ガス中の微粒子Ｄ３は、微粒子Ｄ３よりも質量の大きい中間粒子Ｄ２と同等の質量を有する第１ミストＭ１によって、図２に示すように、第１ミストＭ１中に凝集される。これにより、燃焼ガス中に含有される第１ミストＭ１の存在比率と第１ミストＭ１の質量との関係は図５に示すようになる。
そして、粗粒子Ｄ１及び中間粒子Ｄ２が除去された燃焼ガス及び微粒子Ｄ３を凝集した第１ミストＭ１は、水切り板１７によって分離されてガス出口１１ｂから第３配管４内に排出される。
【００２３】
なお、図１及び図２に示すように、微粒子Ｄ３の多くは、第１ミストＭ１に凝集されるが、一部の微粒子Ｄ３は、第１ミストＭ１に凝集されずに、粒子回収用本体１１のガス出口１１ｂから第３配管４内に入り込む。
このため、次の粒子凝集工程により、第１の回収工程により第１ミストＭ１に凝集されない一部の微粒子Ｄ３に第２ミストＭ２を噴霧して微粒子Ｄ３を中間粒子Ｄ２と同等の質量の第２ミストＭ２に凝集するようにしている。
【００２４】
この粒子凝集工程では、第３配管４内に排出された第１ミストＭ１に凝集されない一部の微粒子Ｄ３に対し、複数のミストノズル３１から第２ミストＭ２を噴霧して微粒子Ｄ３を中間粒子Ｄ２と同等の質量の第２ミストＭ２に凝集する。その結果、中間粒子Ｄ２の質量に満たない質量の第１ミストＭ１（図５における質量４．９６×１０−４未満のミスト）も第２ミストＭ２に凝集され、燃焼ガス中に含有される第１ミストＭ１及び第２ミストＭ２の存在比率と第１ミストＭ１の質量との関係は図６に示すようになる。つまり、第１の回収工程により第１ミストＭ１に凝集されない一部の微粒子Ｄ３を中間粒子Ｄ２と同等の質量の第２ミストＭ２に凝集するとともに、中間粒子Ｄ２の質量に満たない質量のミストの存在比率は小さくなる。
【００２５】
次に、第２の回収工程においては、第３配管４内に排出された粗粒子Ｄ１及び中間粒子Ｄ２が除去された燃焼ガスが第２の粒子回収機構４０の粒子回収用本体４１のガス入口管４２から下向きに粒子回収用本体４１の内部に流入する。また、第１の回収工程により微粒子Ｄ３を凝集した第１ミストＭ１と、粒子凝集工程により微粒子Ｄ３を凝集した第２ミストＭ２とが、第２の粒子回収機構４０の粒子回収用本体４１のガス入口管４２から下向きに粒子回収用本体４１の内部に流入する。
【００２６】
そして、当該燃焼ガス、第１ミストＭ１及び第２ミストＭ２は、遠心力付与部４３によって遠心力を与えられ、粒子回収用本体４１の壁部近傍を旋回しながら下方へ移動する。ここで、中間粒子Ｄ２と同等の質量の第１ミストＭ１及び第２ミストＭ２は遠心力によって外方向へ移動し、質量の小さな燃焼ガスは中心方向へ移動し、遠心分離が行われる。この際に、前述の粒子凝集工程により、中間粒子Ｄ２の質量に満たない質量のミストの存在比率は小さくなっているので、第１ミストＭ１及び第２ミストＭ２は遠心力によって確実に外方向に移動する。
【００２７】
粒子回収用本体４１の内部で外方向へ移動した、微粒子Ｄ３を凝集した第１ミストＭ１及び第２ミストＭ２は、下方へ移動して連結管４８を通過してシールポット４９から排水用排出管５０を経てタールピット２３に回収される。これにより、燃焼ガス中に含有される第１ミストＭ１及び第２ミストＭ２の存在比率と第１ミストＭ１及び第２ミストＭ２の質量との関係は図７に示すようになる。
一方、粒子回収用本体４１の中心方向へ移動した燃焼ガスは、排気ダクト４４のガス入口４５から排気ダクト４４内に流入し、ガス出口４６を通過して第４配管５内に排出される。第４配管５内に排出された燃焼ガスは、図１における太字の矢印で示すように、第１配管２内に流入し、下流側設備（図示せず）に向けて排出される。
【００２８】
このように、第１実施形態に係る粒子回収装置１は、第１の粒子回収機構１０により、燃焼ガス（気体）を内部に溜めた水Ｗに衝突及び混合させることにより、粗粒子Ｄ１及び中間粒子Ｄ２を燃焼ガスから分離して回収する。また、第１の粒子回収機構１０により、燃焼ガスを水Ｗに衝突させた際に発生する第１ミストＭ１により微粒子Ｄ３を中間粒子Ｄ２と同等の質量の第１ミストＭ１に凝集する。また、粒子回収装置１は、第１の粒子回収機構１０により第１ミストＭ１に凝集されない一部の微粒子Ｄ３に第２ミストＭ２を噴霧して微粒子Ｄ３を中間粒子Ｄ２と同等の質量の第２ミストＭ２に凝集する粒子凝集機構３０を備えている。更に、粒子回収装置１は、第１の粒子回収機構１０により微粒子Ｄ３を凝集した第１ミストＭ１及び粒子凝集機構３０により微粒子Ｄ３を凝集した第２ミストＭ２を、燃焼ガスから分離して回収する第２の粒子回収機構４０を備えている。
【００２９】
また、第１実施形態に係る粒子回収方法においては、第１の回収工程において、燃焼ガス（気体）を第１の粒子回収機構１０の内部に溜めた水Ｗに衝突及び混合させることにより、粗粒子Ｄ１及び中間粒子Ｄ２を燃焼ガスから分離して回収する。また、第１の回収工程において、燃焼ガスを水Ｗに衝突させた際に発生する第１ミストＭ１により微粒子Ｄ３を中間粒子Ｄ２と同等の質量の第１ミストＭ１に凝集する。そして、粒子凝集工程において、第１の回収工程により第１ミストＭ１に凝集されない一部の微粒子Ｄ３に第２ミストＭ２を噴霧して微粒子Ｄ３を中間粒子Ｄ２と同等の質量の第２ミストＭ２に凝集する。更に、第２の回収工程において、第１の回収工程により微粒子Ｄ３を凝集した第１ミストＭ１及び粒子凝集工程により微粒子Ｄ３を凝集した第２ミストＭ２を、燃焼ガスから分離して回収する。
【００３０】
これにより、フィルタを使用せずに簡単な方法で、燃焼ガス中に含有される微粒子Ｄ３、微粒子Ｄ３よりも質量の大きい中間粒子Ｄ２及び中間粒子Ｄ３よりも質量の大きい粗粒子Ｄ１からなる粒子群を燃焼ガスから分離して回収することができる。このため、フィルタの逆洗浄やフィルタの取り換え等のメンテナンスが不要となる。
いわゆるウェットスクラバーと呼ばれる第１の粒子回収機構１０を用いた第１の回収工程のみでは、微粒子Ｄ３を燃焼ガスから分離することはできない。一方、微粒子Ｄ３のままでは、ミストではないので、いわゆるミストスクレーパと呼ばれる第２の粒子回収機構４０によって燃焼ガスから分離することはできない。
【００３１】
そこで、第１の粒子回収機構１０を用いた第１の回収工程において、燃焼ガスを水Ｗに衝突させた際に発生する第１ミストＭ１により微粒子Ｄ３を中間粒子Ｄ２と同等の質量の第１ミストＭ１に凝集する。そして、粒子凝集機構３０を用いた粒子凝集工程において、第１の回収工程により第１ミストＭ１に凝集されない一部の微粒子Ｄ３に第２ミストＭ２を噴霧して微粒子Ｄ３を中間粒子Ｄ２と同等の質量の第２ミストＭ２に凝集する。更に、第２の粒子回収機構４０を用いた第２の回収工程において、第１ミストＭ１及び第２ミストＭ２を燃焼ガスから分離して回収する。これにより、微粒子Ｄ３を燃焼ガスから分離することができる。一般に、微粒子Ｄ３を気体から分離するには、フィルタを用いる技術が採用されており、フィルタの逆洗浄やフィルタの取り換え等のメンテナンスが必要となってしまう。
【００３２】
また、第１の粒子回収機構１０における圧損が１３０ｍｍＡｑ程度、粒子凝集機構３０における圧損が１ｍｍＡｑ程度、第２の粒子回収機構４０における圧損が１０ｍｍＡｑ程度と圧損が低いため、既設配管部で粒子回収装置１を設置し易いというメリットがある。
なお、燃焼ガスの流量は、約１０００Ｎｍ３/ｈｒ〜約５０００Ｎｍ３/ｈｒ程度までその頻度が正規分布で変動する。第１の回収工程においては、流量頻度の高い流量範囲（約２５００Ｎｍ３/ｈｒ〜約３５００Ｎｍ３/ｈｒ程度）に高い粒子回収率を発揮できる第１の粒子回収機構１０を選定することが好ましい。また、第２の回収工程においては、全体の流量範囲（、約１０００Ｎｍ３/ｈｒ〜約５０００Ｎｍ３/ｈｒ程度）に高い粒子回収率を発揮できる第２の粒子回収機構４０を選定することが好ましい。これにより、燃焼ガスの流量が約１０００Ｎｍ３/ｈｒ〜約５０００Ｎｍ３/ｈｒ程度までその頻度が正規分布で変動する燃焼ガス中の粒子群を高い集塵率で回収することができる。
【００３３】
（第２実施形態）
次に、図８を参照して本発明の第２実施形態に係る粒子回収装置及び粒子回収方法について説明する。図８には、本発明の第２実施形態に係る粒子回収装置の概略構成が示されている。図８において、図１に示す部材と同一の部材については同一の符号を付し、その説明を省略することがある。
図８に示す粒子回収装置１は、図１に示す粒子回収装置１と基本構成は同様であるが、第１の粒子回収機構１０の上流側の第２配管３に冷却装置６０を設置した点で相違している。
【００３４】
この冷却装置６０は、第１の粒子回収機構１０による粗粒子Ｄ１及び中間粒子Ｄ２の回収の前に、第２配管３のところで燃焼ガス（気体）を冷却して水分に凝縮させる。そして、冷却装置６０は、その際に発生するミストにより微粒子Ｄ３の一部を中間粒子Ｄ２と同等の質量のミストに凝集する。
そして、第１の粒子回収機構１０による第１の回収工程において、粗粒子Ｄ１、中間粒子Ｄ２及び微粒子Ｄ３の一部を凝集したミストを燃焼ガスから分離して回収する。これにより、第１実施形態に係る粒子回収装置及び粒子回収方法と比較して第１の回収工程による粒子回収率を高めることができる。
【００３５】
燃焼ガスに含有される微粒子Ｄ３の残部は、第１の粒子回収機構１０による第１の回収工程において、燃焼ガスを水Ｗに衝突させた際に発生する第１ミストＭ１により中間粒子Ｄ２と同等の質量の第１ミストＭ１に凝集される。
また、粒子凝集機構３０による粒子凝集工程において、第３配管４内に排出された第１ミストＭ１に凝集されない一部の微粒子Ｄ３に対し、複数のミストノズル３１から第２ミストＭ２を噴霧して微粒子Ｄ３を中間粒子Ｄ２と同等の質量の第２ミストＭ２に凝集する。
【００３６】
そして、第２の粒子回収機構４０による第２の回収工程において、第１の回収工程により微粒子Ｄ３の残部を凝集した第１ミストＭ１及び粒子凝集工程により微粒子Ｄ３を凝集した第２ミストＭ２は、燃焼ガスから分離して回収される。
従って、この第２実施形態に係る粒子回収装置１及び粒子回収方法においても、フィルタを使用せずに簡単な方法で、燃焼ガス中に含有される微粒子Ｄ３、微粒子Ｄ３よりも質量の大きい中間粒子Ｄ２及び中間粒子Ｄ２よりも質量の大きい粗粒子Ｄ１からなる粒子群を燃焼ガスから分離して回収することができる。このため、フィルタの逆洗浄やフィルタの取り換え等のメンテナンスが不要となる。
【００３７】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに種々の変更、改良を行うことができる。
例えば、本発明に係る粒子回収装置及び粒子回収方法は、燃焼ガス中に含有される粒子群を燃焼ガスから分離して回収する場合に限らず、燃焼ガス以外の気体中に含有される粒子群を当該気体から分離して回収する場合であってもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１  粒子回収装置
２  第１配管
３  第２配管
４  第３配管
５  第４配管
６  バイパス弁
１０  第１の粒子回収機構
１１  粒子回収用本体
１１ａ  ガス入口
１１ｂ  ガス出口
１２  第１案内板
１３  ガス案内部
１４  スロート部
１５  第２案内板
１６  スクラビング部
１７  水切り板
１８  オーバーフロー部
１９  シールポット
２０  排水口
２１  排水用排出管
２２  吸水口
２３  タールピット
３０  粒子凝集機構
３１  ミストノズル
４０  第２の粒子回収機構
４１  粒子回収用本体
４２  ガス入口管
４３  遠心力付与部
４４  排気ダクト
４５  ガス入口
４６  ガス出口
４７  ドレン弁
４８  連結管
４９  シールポット
５０  排水用排出管
６０  冷却装置
Ｄ１  粗粒子
Ｄ２  中間粒子
Ｄ３  微粒子
Ｍ１  第１ミスト
Ｍ２  第２ミスト
Ｗ  水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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