(57)【要約】【課題】容器内において吸着材を良好に流動させることが可能なガス処理システムを提供する。【解決手段】ガス処理システム（１００）は、粒状の吸着材によって被処理ガスから対象物質を除去する。ガス処理システム（１００）は、容器（１０）と、棒状部材（５）と、加振装置（６）と、を備える。容器（１０）には、吸着材が充填される。棒状部材（５）は、容器（１０）に挿入される。棒状部材（５）は、上下方向に延びる。加振装置（６）は、棒状部材（５）に振動を加える。【選択図】図３
2020062611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒状の吸着材によって被処理ガスから対象物質を除去するガス処理システムであって、
前記吸着材が充填される容器と、
前記容器に挿入され、上下方向に延びる棒状部材と、
前記棒状部材に振動を加える加振装置と、
を備える、ガス処理システム。
【請求項２】
請求項１に記載のガス処理システムであって、
前記棒状部材は、
前記容器内に配置され、上下方向に延びる本体部と、
前記本体部の外周面に形成される突起部と、
を有する、ガス処理システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のガス処理システムであって、
前記加振装置は、前記棒状部材を間欠的に打撃する、ガス処理システム。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のガス処理システムであって、
前記容器は、当該容器の底部に配置されるホッパを有し、
前記棒状部材は、前記容器内において、前記容器の頂部から前記ホッパまで延びている、ガス処理システム。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のガス処理システムであって、
前記棒状部材は、管状に形成され、当該棒状部材の周壁を貫通する貫通孔を有する、ガス処理システム。
【請求項６】
請求項５に記載のガス処理システムであって、
前記棒状部材は、上下方向に並ぶ複数の前記貫通孔を有する、ガス処理システム。
【請求項７】
請求項６に記載のガス処理システムであって、さらに、
前記棒状部材の内部を閉塞可能に構成される栓と、
前記棒状部材内に垂下され、前記栓が接続される吊下部材と、
を備える、ガス処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ガス処理システムに関し、より詳細には、粒状の吸着材によって被処理ガスから対象物質を除去するガス処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、産業廃棄物の焼却炉、発電用ボイラ、又は焼結機等、化石燃料を燃焼する設備から排出される排ガスには、窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、及びダイオキシン類等の有害物質が含まれる。これらの有害物質を排ガスから除去するため、従来、粒状の吸着材を用いた排ガス処理が行われている。
【０００３】
特許文献１には、炭素質吸着材を用いた排ガス処理設備が開示されている。当該排ガス処理設備において、炭素質吸着材は、排ガスが導入される吸着塔（容器）に充填されている。容器は、排ガスの出口部分となるパンチングプレートと、吸着材の出口部分となる下部ホッパと、を有する。下部ホッパの側壁には、衝撃付与手段が設置されている。この衝撃付与手段によって下部ホッパの側壁に衝撃を与えることにより、下部ホッパにおける吸着材の滞留が除去されて、パンチングプレートの目詰まりが防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４７４２９２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
粒状の吸着材を用いる排ガス処理では、排ガスが導入される容器に、吸着材が充填される。容器は、排ガスと反応した後の吸着材を順次排出する。吸着材の排出に伴い、容器内では、理論上、吸着材の粒子が微小な動きで流下する。しかしながら、本発明者等が吸着材の動きを観察したところ、容器内の吸着材は、棚吊り（ブリッジ）と、棚吊り部分の崩壊とを繰り返しながら、あるいは、粒子の疎密を変化させながら流下していることが判明した。すなわち、実際は、容器内において、吸着材の個々の粒子が常時流動するわけではなく、塊又は群で吸着材が流動する。
【０００６】
例えば、容器内で吸着材の棚吊り部分が大きくなると、容器内に導入される排ガスに対する抵抗が大きくなり、容器を通過する排ガスの量が減少する。これにより、吸着材の反応熱が容器内に蓄積し、容器内において吸着材の赤熱部分であるホットスポットが発生する。よって、容器内において、吸着材の棚吊りを予防し又は早期に崩壊させ、吸着材を良好に流動させる必要がある。
【０００７】
特許文献１の排ガス処理設備では、下部ホッパの側壁に衝撃を付与することにより、下部ホッパ内での吸着材の滞留を解消する。しかしながら、下部ホッパへの衝撃では、下部ホッパよりも上方で吸着材の滞留が発生していた場合、この滞留を確実に解消することは難しい。すなわち、特許文献１において、下部ホッパへの衝撃により発生した振動は、吸着材を媒体として容器内を上方に伝搬する。ところが、容器のどこかで棚吊りが発生していた場合、棚吊り部分で振動の伝搬が止まることがある。この場合、吸着材の滞留を解消することはできず、吸着材の良好な流動を確保することはできない。
【０００８】
本開示は、容器内において吸着材を良好に流動させることが可能なガス処理システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示に係るガス処理システムは、粒状の吸着材によって被処理ガスから対象物質を除去する。ガス処理システムは、容器と、棒状部材と、加振装置と、を備える。容器には、吸着材が充填される。棒状部材は、容器に挿入される。棒状部材は、上下方向に延びる。加振装置は、棒状部材に振動を加える。
【発明の効果】
【００１０】
本開示に係るガス処理システムによれば、容器内において吸着材を良好に流動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施形態に係るガス処理システムの概略構成図である。
【図２】図２は、図１に示すガス処理システムが備える容器の側面図である。
【図３】図３は、図２に示す容器の正面図である。
【図４】図４は、図２及び図３に示す容器に設けられた棒状部材の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施形態に係るガス処理システムは、粒状の吸着材によって被処理ガスから対象物質を除去する。ガス処理システムは、容器と、棒状部材と、加振装置と、を備える。容器には、吸着材が充填される。棒状部材は、容器に挿入される。棒状部材は、上下方向に延びる。加振装置は、棒状部材に振動を加える（第１の構成）。
【００１３】
第１の構成に係るガス処理システムでは、容器に挿入された棒状部材に対し、振動が加えられる。棒状部材は、上下方向に延びているため、容器内の吸着材を直接的に振動させて、吸着材の流動を促進することができる。また、例えば、容器内で吸着材の棚吊りが発生している場合、棚吊り部分を崩壊させることも可能となる。よって、第１の構成によれば、容器内において吸着材を良好に流動させることができる。
【００１４】
上記ガス処理システムにおいて、棒状部材は、本体部と、突起部と、を有していてもよい。本体部は、容器内に配置される。本体部は、上下方向に延びる。突起部は、本体部の外周面に形成される（第２の構成）。
【００１５】
第２の構成によれば、本体部の外周面に形成された突起部により、棒状部材の表面積が拡大する。このため、容器内において、より広い範囲の吸着材に振動を伝えることができる。よって、容器内の吸着材の流動をより良好にすることができる。
【００１６】
上記ガス処理システムにおいて、加振装置は、棒状部材を間欠的に打撃することができる（第３の構成）。
【００１７】
棒状部材を長時間振動させた場合、容器内の吸着材の充填密度が部分的に高くなることがある。この場合、充填密度が高くなった部分で被処理ガスに対する抵抗が増大し、ホットスポットが発生する可能性がある。これに対し、第３の構成では、間欠的な打撃で棒状部材を短時間振動させるため、充填密度が高くなるのを抑制することができる。このため、ホットスポットを予防することができる。
【００１８】
上記ガス処理システムにおいて、容器は、当該容器の底部に配置されるホッパを有することができる。棒状部材は、容器内において、容器の頂部からホッパまで延びていることが好ましい（第４の構成）。
【００１９】
第４の構成によれば、容器内の吸着材において、棒状部材から直接的に振動が伝わる上下方向の範囲が広くなる。よって、容器内の吸着材の流動をさらに良好にすることができる。
【００２０】
上記ガス処理システムにおいて、棒状部材は、管状に形成されていてもよい。棒状部材は、当該棒状部材の周壁を貫通する貫通孔を有することができる（第５の構成）。
【００２１】
第５の構成によれば、例えば、容器内の吸着材にホットスポットが発生したとき、棒状部材に冷却媒体を導入することができる。冷却媒体は、棒状部材内を通り、貫通孔を介して容器内に放出される。これにより、容器内で高温となった吸着材を早急に冷却することができる。
【００２２】
第５の構成に係るガス処理システムにおいて、棒状部材は、複数の貫通孔を有していてもよい。複数の貫通孔は、上下方向に並ぶ（第６の構成）。
【００２３】
第６の構成によれば、冷却媒体が棒状部材に導入されたとき、複数の貫通孔を介して、容器内の広い範囲に冷却媒体を放出することができる。
【００２４】
第６の構成に係るガス処理システムは、さらに、栓と、吊下部材と、を備えていてもよい。栓は、棒状部材の内部を閉塞可能に構成されている。吊下部材は、棒状部材内に垂下される。吊下部材には、栓が接続される（第７の構成）。
【００２５】
第７の構成において、栓は、棒状部材の内部を閉塞する。このため、棒状部材に導入された冷却媒体は、栓よりも上方にある貫通孔からのみ放出されることとなる。冷媒を放出させる貫通孔は、吊下部材を引き上げて又は例えば錘により引き下げて、栓を吊り下げる位置を調整することにより、選択することができる。したがって、例えば、容器内の吸着材が部分的に高温になったとき、高温部分を選択的に冷却することが可能となる。
【００２６】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。各図において同一又は相当の構成については同一符号を付し、同じ説明を繰り返さない。
【００２７】
［ガス処理システムの全体構成］
図１は、本実施形態に係るガス処理システム１００の概略構成図である。図１に示すように、ガス処理システム１００は、吸着塔１と、再生塔２と、搬送装置３，４と、を備える。
【００２８】
吸着塔１には、被処理ガスが導入される。吸着塔１において、被処理ガスから対象物質が除去される。被処理ガスは、例えば、産業廃棄物の焼却炉、発電用ボイラ、又は焼結機等といった、化石燃料を燃焼する設備からの排ガスである。排ガスは、対象物質として、窒素酸化物（ＮＯｘ）及び硫黄酸化物（ＳＯｘ）を含む。
【００２９】
吸着塔１は、複数の容器１０を含む。各容器１０は、上下方向に延びている。各容器１０には、粒状の吸着材が充填される。吸着材は、例えば活性炭である。
【００３０】
本実施形態において、吸着塔１は、脱硝層１１と、脱硫層１２と、を有する。脱硫層１２は、脱硝層１１の下方に配置される。脱硝層１１及び脱硫層１２は、それぞれ、複数の容器１０を有する層である。脱硝層１１及び脱硫層１２の各々において、複数の容器１０は、前後方向及び左右方向に配列されている。以下、説明の便宜上、脱硝層１１の容器１０を脱硝容器１０ａと称し、脱硫層１２の容器１０を脱硫容器１０ｂと称する場合がある。脱硝容器１０ａ及び脱硫容器１０ｂを特に区別しないときは、容器１０と総称する。
【００３１】
脱硫容器１０ｂは、脱硝容器１０ａに対応して設けられる。脱硫容器１０ｂは、対応する脱硝容器１０ａに接続されている。脱硫容器１０ｂの内部は、脱硝容器１０ａの内部と連通する。
【００３２】
図１において二点鎖線の矢印で示すように、脱硫容器１０ｂには、排ガスが供給される。排ガスは、脱硫容器１０ｂ及び脱硝容器１０ａを順に通過する。排ガスが脱硫容器１０ｂを通過するとき、排ガス中のＳＯｘが脱硫容器１０ｂ内の吸着材に接触して吸着される。排ガスが脱硝容器１０ａを通過するとき、排ガス中のＮＯｘが脱硝容器１０ａ内の吸着材に接触して分解される。ＳＯｘ及びＮＯｘが除去された排ガスは、吸着塔１から排出される。
【００３３】
ＳＯｘを吸着した吸着材は吸着塔１から排出され、吸着塔１には吸着材が補充される。吸着材は、脱硝容器１０ａの頂部から脱硝容器１０ａ内に供給される。吸着材は、脱硝容器１０ａ内を下方に流動して脱硝容器１０ａの底部から排出される。脱硝容器１０ａを出た吸着材は、脱硫容器１０ｂの頂部から脱硫容器１０ｂ内に供給される。吸着材は、脱硫容器１０ｂ内を下方に流動して脱硫容器１０ｂの底部から排出される。この吸着材は、再生塔２に送られる。
【００３４】
再生塔２は、吸着塔１から送られる吸着材を受け入れる。吸着材は、再生塔２の頂部から供給され、再生塔２内を下方に移動する。再生塔２は、内部を移動する吸着材を加熱する。これにより、吸着材からＳＯｘが脱離して吸着材が再生される。再生された吸着材は、再生塔２の底部から排出される。吸着材は、吸着塔１に送られ、再び吸着塔１に供給される。
【００３５】
搬送装置３は、吸着材を吸着塔１から再生塔２へ搬送する。搬送装置４は、吸着材を再生塔２から吸着塔１へ搬送する。各搬送装置３，４は、水平搬送コンベヤ、及び垂直搬送コンベヤで構成することができる。水平搬送コンベヤとして、ベルトコンベヤ等を採用することができる。垂直搬送コンベヤとして、バケットエレベータ、又はひれ付きベルトコンベヤ等を採用することができる。
【００３６】
［容器及びその関連構成］
以下、図２から図４を参照して、容器１０及びこれに関連する構成について説明する。
【００３７】
図２及び図３は、それぞれ、容器１０の側面図及び正面図である。容器１０は、容器本体１０１と、天井１０２と、ホッパ１０３と、を含む。
【００３８】
図２を参照して、容器本体１０１は、筒状に形成される。本実施形態では、容器本体１０１は、概略角筒状をなす。容器本体１０１は、側壁１０１１，１０１２を有する。側壁１０１１，１０１２は、互いに対向する。側壁１０１１，１０１２は、通気可能に構成されている。側壁１０１１は、例えば、複数の羽板を用いてルーバ状に構成することができる。側壁１０１２は、例えば、パンチングプレート等の多孔板で構成することができる。ガス処理システム１００（図１）において、排ガスは、側壁１０１１を介して容器１０に導入され、側壁１０１２を介して容器１０から排出される。
【００３９】
天井１０２は、容器１０の頂部に設けられる。天井１０２は、容器本体１０１上に配置されている。天井１０２から容器１０内に吸着材が供給される。本実施形態において、天井１０２は、実質的に、中空無底の四角錐を容器本体１０１の幅方向（図２の紙面に対して垂直な方向）に２つ並べた形状をなす。吸着材は、天井１０２を構成する四角錐各々の頂点部分から容器１０内に供給される。ただし、天井１０２の形状は、上記形状に限定されるものではない。
【００４０】
ホッパ１０３は、容器１０の底部に配置される。ホッパ１０３は、容器本体１０１の下端に接続されている。容器１０の奥行方向（図２の紙面に対して平行な方向）に沿うホッパ１０３の縦断面は、三角錐状である。容器１０の幅方向に沿うホッパ１０３の縦断面は、台形状である。また、ホッパ１０３は、矩形状の横断面を有する。ホッパ１０３の横断面の面積は、容器本体１０１から下方に向かうにつれて小さくなる。容器１０内の吸着材は、ホッパ１０３の下端部から容器１０の外部に排出される。
【００４１】
本実施形態のガス処理システム１００（図１）は、棒状部材５と、加振装置６と、備えている。容器１０ごとに、少なくとも１つの棒状部材５及び加振装置６が設けられる。
【００４２】
図３に示すように、本実施形態では、複数の棒状部材５が容器１０に挿入されている。棒状部材５の各々は、上下方向に延びている。本実施形態における上下方向とは、鉛直方向だけでなく、鉛直方向に対して傾斜した方向をも含む概念である。すなわち、各棒状部材５は、上下にまっすぐ延びていてもよいし、傾斜した状態で上下に延びていてもよい。
【００４３】
本実施形態において、棒状部材５の各々は、容器１０の頂部からホッパ１０３まで延びている。各棒状部材５の下端は、ホッパ１０３の上縁と同じ高さにあるか、ホッパ１０３の上縁よりも下方に位置する。各棒状部材５は、天井１０２を貫通し、その上端部を容器１０の外部に露出させている。
【００４４】
棒状部材５の各々は、本体部５１と、複数の突起部５２と、を有する。本体部５１は、棒状部材５のうち、容器１０内に配置されて上下方向に延びる部分である。本体部５１は、管状をなす。本体部５１は、円管状に形成されていてもよいし、多角管状に形成されていてもよい。
【００４５】
複数の突起部５２は、本体部５１の外周面に形成されている。突起部５２は、上下方向に並んでいる。本体部５１の周方向にも、複数の突起部５２が並んでいる。突起部５２の各々は、管状をなす。各突起部５２は、円管状に形成されていてもよいし、多角管状に形成されていてもよい。各突起部５２は、本体部５１の内周面に開口する。各突起部５２は、本体部５１の内部空間と、棒状部材５の外部空間とを連通させる。各突起部５２と本体部５１との接続部分において、棒状部材５の周壁を貫通する貫通孔が形成されている。
【００４６】
棒状部材５の材質としては、後述する加振装置６による振動の伝達率等の観点から、ある程度剛性が高いものが選択されることが好ましい。棒状部材５は、例えば、鋼で構成することができる。
【００４７】
加振装置６は、容器１０の外部に配置されている。加振装置６は、棒状部材５ごとに設けられる。加振装置６は、伸縮管継手７を介して各棒状部材５の上端部に取り付けられる。伸縮管継手７は、管状の棒状部材５を閉塞し、容器１０におけるガスの出入りを遮断する。
【００４８】
加振装置６は、自身が取り付けられた棒状部材５に対して振動を加える。加振装置６は、棒状部材５を間欠的に打撃するものであることが好ましい。加振装置６としては、例えば、エアノッカ等の槌打装置が採用される。加振装置６による打撃の頻度は、適宜設定すればよいが、例えば、数分に１回、より具体的には、３〜５分に１回とすることができる。ただし、打撃以外の方法で棒状部材５を振動させてもよく、振動モータ等を加振装置６として採用することもできる。
【００４９】
図４は、棒状部材５の拡大図である。ガス処理システム１００（図１）は、容器１０内に冷却媒体を効率よく供給するため、図４に示す吊下部材８及び栓９をさらに備える。
【００５０】
図４に示すように、吊下部材８は、棒状部材５内に垂下される。吊下部材８は、例えば、ワイヤ、ロープ、又はホース等で構成されてもよいし、湾曲自在な鋼管や、細い配管で構成されてもよい。
【００５１】
本実施形態において、棒状部材５の上端部には、概ね水平方向に延びる配管５４，５５が設けられている。配管５４には、バルブ５４１，５４２が設けられている。吊下部材８は、配管５４のバルブ５４１，５４２を通って、本体部５１に導入され、本体部５１内を下方に延びる。配管５５は、冷却媒体を本体部５１に供給するための配管である。配管５５には、バルブ５５１が設けられている。
【００５２】
栓９は、吊下部材８に接続される。栓９は、吊下部材８によって吊下げられる。栓９は、棒状部材５の内部を閉塞可能に構成されている。栓９は、棒状部材５の内部を完全に閉塞する必要はなく、棒状部材５の内部を概略閉塞することができればよい。
【００５３】
栓９は、栓本体９１と、錘９２とを有する。栓本体９１は、板状に形成されている。栓本体９１により、冷却媒体の通路である棒状部材５の本体部５１内が封鎖される。錘９２は、栓本体９１の下方に配置されている。錘９２の形状は、特に限定されるものではないが、例えば球状である。栓本体９１は、棒状部材５の複数の突起部５２のうち目標とする高さにある突起部５２から冷却媒体を放出可能な程度に、棒状部材５の本体部５１内を封鎖すればよい。栓本体９１は、錘９２の重さによる上下の摺動を容易にする観点から、本体部５１を完全に密閉しないことが好ましい。栓９の自重による移動を可能にするため、本体部５１の内周面と栓本体９１との間の摺動抵抗が栓９の自重よりも小さくなるよう、栓９が構成される。
【００５４】
［ガス処理システムの作動及び始動方法］
以下、上記のように構成されたガス処理システム１００の作動及び使用方法について説明する。
【００５５】
上述したように、図１に示すガス処理システム１００の運転中、吸着材が充填された状態の脱硫容器１０ｂ及び脱硝容器１０ａを排ガスが順に通過する。吸着材は、脱硝容器１０ａに供給されて、脱硝容器１０ａ内を流下する。続いて、吸着材は、脱硝容器１０ａから排出されて、脱硫容器１０ｂに供給される。その後、吸着材は、脱硫容器１０ｂ内を流下して、脱硫容器１０ｂから排出される。
【００５６】
ガス処理システム１００の運転中、脱硝容器１０ａ及び脱硫容器１０ｂ（容器１０）の各々において、図２及び図３に示す加振装置６が棒状部材５の上端部に振動を加える。この振動は、容器１０内で上下方向に延びる本体部５１に伝達され、本体部５１から容器１０内の吸着材に伝達される。これにより、容器１０内の吸着材の流動が促進される。加振装置６は、ガス処理システム１００の運転中、定期的に棒状部材５を振動させる。
【００５７】
容器１０内には、上下方向の複数箇所の温度を測定可能な温度計（図示略）が設けられている。この温度計によって測定される温度は、コンピュータ又はオペレータによって監視される。温度計による測定温度が所定の温度よりも高い箇所がある場合、コンピュータによって自動的に、又はオペレータの操作に応じて、加振装置６による打撃頻度を一時的に増加させてもよい。打撃頻度の増加とともに、容器１０の底部に設けられたロールフィーダ（図示略）の回転数等を制御して、容器１０からの吸着材の排出量を増加させることが好ましい。加振装置６による打撃頻度及び容器１０からの吸着材の排出量の増加により、容器１０内において吸着材が活発に流動し、容器１０の放熱が促進される。
【００５８】
温度計による測定温度が所定の温度よりも高い箇所がある場合、冷却媒体を利用して容器１０内を冷却することもできる。この場合、コンピュータ又はオペレータは、まず、ガス処理システム１００の運転を停止して、容器１０に対する排ガスの供給を中断する。
【００５９】
次に、オペレータは、図４に示す吊下部材８を用いて栓９の位置を調整する。オペレータは、吊下部材８を配管５４のバルブ５４１，５４２に通して、棒状部材５の本体部５１に導入する。吊下部材８の導入は、容器１０内に外気が入らないように、ガスシールしながら行われる。
【００６０】
オペレータは、錘９２により吊下部材８を引き下げて、あるいは引き上げて、高温箇所に最も近い突起部５２の直下に栓９を吊り下げる。栓９は、吊り下げられた位置で、棒状部材５の本体部５１内を閉塞する。
【００６１】
続いて、オペレータは、バルブ５５１を開放して配管５５から冷却媒体を供給する。冷却媒体は、液体状であってもよいし、気体状であってもよい。冷却媒体は、特に限定されるものではなく、例えば、水、ドライアイス、その他消火剤として一般に知られるものを使用することができる。
【００６２】
配管５５から供給された冷却媒体は、棒状部材５の本体部５１内を流下する。ただし、栓９により、本体部５１内における冷却媒体の流下がせき止められる。これにより、栓９よりも上方、より詳細には栓９の直上に位置する貫通孔５３及び突起部５２から冷却媒体が放出される。すなわち、高温箇所に最も近い貫通孔５３及び突起部５２を介して、棒状部材５から冷却媒体が放出される。これにより、冷却媒体が高温箇所に供給されて、高温箇所が冷却される。
【００６３】
吊下部材８が細い配管で構成されている場合、錘９２として、冷却媒体を溜めることができ、膨張自在な容器を採用してもよい。この場合、配管である吊下部材８から供給された冷却媒体の圧力によって、錘９２となる容器が膨張する。これにより、栓９の効果を確実にすることもできる。
【００６４】
［実施形態の効果］
本実施形態に係るガス処理システム１００では、加振装置６が、容器１０に挿入された棒状部材５に振動を加える。棒状部材５は、上下方向に延びているため、容器１０内の吸着材に直接的に振動を伝えて、吸着材を良好に流動させることができる。
【００６５】
容器内において、吸着材の棚吊りが発生している部分では、吸着材の密度が高く、粒子間隙も少ない。このため、容器内で棚吊り範囲が拡大すると、排ガスに対する抵抗が大きくなり、容器を通過する排ガスの量が減少して、容器における排ガスによる抜熱量が減少する。その結果、吸着材の反応熱が容器内に蓄積し、吸着材の粒子同士の熱融着が発生してホットスポットが生成される。従来のガス処理システムでは、ホットスポットが生成されると、容器に対する排ガスの導入を停止して窒息消火及び自然放熱による容器の冷却を行う。しかしながら、この冷却には長時間を要する。また、高温によって容器の変形が生じることもあり、この場合、ガス処理システムの大規模修理が必要となる。
【００６６】
一方、本実施形態に係るガス処理システム１００では、棒状部材５からの振動の伝搬により、吸着材を流動させることができるため、棚吊りの発生を予防することができる。また、容器１０内で吸着材の棚吊りが発生している場合であっても、棒状部材５の定期的な振動によって、棚吊り部分を早期に崩壊させることができる。よって、容器１０内における棚吊り範囲の拡大を防止することができ、容器１０内におけるホットスポットの発生を予防することができる。
【００６７】
一般的に、吸着材は、棚吊りと棚吊り部分の崩壊とを繰り返しながら容器内を流下しているところ、大きな棚吊り部分が崩壊する際、ガス処理システム全体を振動させることがある。このとき、ガス処理システムの各構造部材に堆積している粉塵が飛散して、ガス処理システムの煙突Ｓ（図１参照）から黒煙が発生する。これに対して、本実施形態に係るガス処理システム１００は、棒状部材５を介して容器１０内を定期的に振動させている。このため、容器１０内では、棚吊り部分が発生しないか、大きく成長する前に崩壊する。よって、ガス処理システム１００全体を振動させるほどの棚吊り部分の崩壊は生じにくく、黒煙の発生を抑制することができる。
【００６８】
本実施形態において、棒状部材５の本体部５１の外周面には、突起部５２が形成されている。これにより、棒状部材５の表面積が拡大して、容器１０内において、より広い範囲の吸着材に振動を伝えることができる。このため、容器１０内の吸着材の流動をより良好にすることができる。
【００６９】
棒状部材５を長時間振動させた場合、容器１０内の吸着材が流動した後、容器１０内の吸着材の充填密度が部分的に高くなることがある。充填密度が高くなった部分では排ガスに対する抵抗が増大し、ホットスポットが発生する可能性がある。これに対し、本実施形態の加振装置６は、好ましくは、棒状部材５を間欠的に打撃する。よって、容器１０内において、振動により吸着材の充填密度が高くなるのを抑制することができ、ホットスポットの発生を予防することができる。
【００７０】
本実施形態において、棒状部材５は、容器１０内において、容器１０の頂部から、容器１０の底部に設けられたホッパ１０３まで延びている。これにより、容器１０内の吸着材に対し、上下方向に万遍なく、棒状部材５から振動を伝えることができる。よって、容器１０内の吸着材の流動をさらに良好にすることができる。
【００７１】
上述したように、従来のガス処理システムで行われる窒息消化及び自然放熱での容器の冷却には、長時間を要する。その理由として、容器が巨大であり、容器内における吸着材の充填層の幅、奥行き、及び高さが非常に大きいことが上げられる。すなわち、このような充填層の中心部でホットスポットが発生している場合には、中心部の熱が外表面まで長期間をかけて伝達することで充填層が冷却される。窒息消化及び自然放熱による冷却では、この伝熱及び温度低下を待つのみであり、ガス処理システムの運転を長期間停止せざるを得ない。容器の天井から排気することで冷却を促進することも考えられるが、この場合、容器の内圧が低下して、外気が容器に侵入するおそれがある。容器内に熱がこもった状態で外気が侵入して酸素が供給されると、容器内で燃焼が生じ、さらに冷却に時間がかかることとなる。
【００７２】
これに対して、本実施形態に係るガス処理システム１００では、管状の棒状部材５に貫通孔５３が形成されている。このため、冷却媒体を棒状部材５に供給し、貫通孔５３から放出させることができる。これにより、容器１０内で高温となった吸着材を冷却媒体によって早急に冷却することができる。
【００７３】
本実施形態において、棒状部材５は、上下方向に並ぶ複数の貫通孔５３を有する。よって、この貫通孔５３を介して、容器１０内の広い範囲に冷却媒体を放出することができる。
【００７４】
本実施形態において、ガス処理システム１００は、棒状部材５内で垂下される吊下部材８と、吊下部材８に吊り下げられる栓９と、を備える。栓９は、吊下部材８によって上下方向の位置が調整され、棒状部材５の内部を閉塞する。栓９の位置により、冷却媒体を放出する貫通孔５３を調整することができる。したがって、例えば、容器１０内の吸着材においてホットスポットが発生したとき、容器１０全体を冷却することなく、ホットスポットの発生部分のみを選択的に冷却することができる。また、ホットスポットの周囲に熱が伝搬して、ホットスポットの範囲が拡大するのを防止することもできる。
【００７５】
以上、本開示に係る実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００７６】
上記実施形態では、吸着塔１の複数の容器１０の全てに棒状部材５を設けている。しかしながら、一部の容器１０にのみ棒状部材５を設けてもよい。あるいは、吸着塔１に設ける容器１０の数は、１つとしてもよい。
【００７７】
上記実施形態において、容器１０には、複数の棒状部材５が挿入されている。しかしながら、容器１０には、少なくとも１本の棒状部材５が挿入されていればよい。
【００７８】
上記実施形態において、棒状部材５は、管状に形成されている。しかしながら、棒状部材５は、中実の部材であってもよい。
【００７９】
上記実施形態において、棒状部材５は、容器１０内においてホッパ１０３まで延びているが、これに限定されるものではない。棒状部材５の下端は、ホッパ１０３の上方に位置づけられていてもよい。
【００８０】
上記実施形態において、棒状部材５の上端部は、容器１０の外部に露出している。しかしながら、棒状部材５は、その全体が容器１０内に収容されていてもよい。この場合、棒状部材５とは別体の伝達用部材を介して、容器１０の外部の加振装置６から棒状部材５に振動を加えてもよいし、加振装置６を容器１０内に配置してもよい。
【００８１】
上記実施形態において、棒状部材５の突起部５２は、管状をなす。しかしながら、突起部５２は、中実であってもよい。突起部５２の形状は特に限定されず、突起部５２は、横断面の面積が一定の筒状又は柱状であってもよいし、横断面の面積が先端に向かって小さくなる山状等であってもよい。棒状部材５には、１つのみの突起部５２が設けられていてもよいし、突起部５２が設けられていなくてもよい。
【００８２】
上記実施形態において、貫通孔５３は、突起部５２と本体部５１との接続部分に設けられている。すなわち、突起部５２と貫通孔５３とが、同一箇所に設けられている。しかしながら、貫通孔５３は、棒状部材５において、突起部５２とは別の箇所に設けられていてもよい。棒状部材５には、１つのみの貫通孔５３を設けることもできるし、貫通孔５３が設けられていなくてもよい。
【００８３】
上記実施形態において、棒状部材５には、冷却媒体供給用の配管５５が設けられている。しかしながら、棒状部材５に配管５５を設けなくてもよい。例えば、吊下部材８をホースや鋼管等で構成する場合は、吊下部材８を介して冷却媒体を棒状部材５内に供給することが可能となる。この場合、吊下部材８のうち栓９の近傍部分に、冷却媒体を放出するための孔を設けることが好ましい。
【００８４】
上記実施形態において、栓９は、栓本体９１と、錘９２と、を備える。しかしながら、栓９の構成は、これに限定されるものではない。栓９は、棒状部材５が管状である場合に、棒状部材５の内部を閉塞できるものであればよい。ただし、栓９は、棒状部材５の内部を厳密に閉塞しなくてもよく、冷却媒体がほとんど通過できない程度に棒状部材５の内部を閉塞することができればよい。
【００８５】
上記実施形態において、吊下部材８及び栓９は、冷却媒体による冷却を行う前に容器１０内に配置しておいてもよいし、容器１０の外に出して準備しておき、冷却を行う際に容器１０内に配置することもできる。
【符号の説明】
【００８６】
１００：ガス処理システム
１０，１０ａ，１０ｂ：容器
１０３：ホッパ
５：棒状部材
５１：本体部
５２：突起部
５３：貫通孔
６：加振装置
８：吊下部材
９：栓
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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