(57)【要約】【課題】固体吸着剤の融着を防止する。【解決手段】ガス処理システム１０は、化学吸着装置２０とスライドバルブ１１０とを備えている。化学吸着装置２０は、ハロゲン成分及び／又は硫黄成分を中和反応により吸着可能な固体吸着剤Ａが充填された反応室２２を有し、該反応室２２に第１及び第２ガス通過口２４，２８が設けられている。スライドバルブ１１０は、第１ガス通過口２４に未処理ガスを供給し、反応室２２を通過した処理済みガスを第２ガス通過口２８から排出する順方向状態か、第２ガス通過口２８に未処理ガスを供給し、反応室２２を通過した処理済みガスを第１ガス通過口２４から排出する逆方向状態かを切り替える。このように順方向状態と逆方向状態とを適宜切り替えることが可能であるため、反応室２２内の固体吸着剤Ａが溶着するのを防止できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハロゲン化合物及び／又は硫黄化合物を含むガスにおいて、ハロゲン成分及び／又は硫黄成分を化学反応により吸着可能な固体吸着剤が充填された反応室を有し、該反応室に第１及び第２ガス通過口が設けられた化学吸着装置と、
前記第１ガス通過口に未処理ガスを供給し前記反応室を通過した処理済みガスを前記第２ガス通過口から排出する順方向状態か、前記第２ガス通過口に未処理ガスを供給し前記反応室を通過した処理済みガスを前記第１ガス通過口から排出する逆方向状態かを切り替える切替器と、
を備えたガス処理システム。
【請求項２】
前記化学吸着装置は、前記反応室へ固体吸着剤を供給可能な供給部と、前記反応室から固体吸着剤を排出可能な排出部と、を備え、前記供給部から前記反応室へ供給された固体吸着剤は前記反応室の前記両ガス通過口を結ぶ仮想線と交差する方向に移動して前記排出部から排出されるように構成されている、
請求項１に記載のガス処理システム。
【請求項３】
前記化学吸着装置では、未処理ガス中の有機ハロゲン化合物を分解してハロゲン化水素及び／又はハロゲンガスを発生させる触媒が固体吸着剤と混合して使用される、
請求項１又は２に記載のガス処理システム。
【請求項４】
前記化学吸着装置は、前記反応室内を加熱できる熱源を有する、
請求項１〜３のいずれか１項に記載のガス処理システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のガス処理システムであって、
前記化学吸着装置に未処理ガスを供給する未処理ガス供給経路には、バルブを介して希釈ガス導入管から希釈ガスが導入可能となっている、
ガス処理システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のガス処理システムであって、
前記化学吸着装置に未処理ガスを供給する未処理ガス供給経路と前記化学吸着装置から処理済みガスを排出する処理済みガス排出経路との間にバルブ付きの連通管が取り付けられると共に、該処理済みガス排出経路のうち前記連通管の取付位置より下流側に別のバルブが取り付けられている、
ガス処理システム。
【請求項７】
前記切替器は、
ガスが通過可能な第１及び第２長孔が所定方向に並んで設けられたベース面部材と、
前記ベース面部材と対向し、ガスが通過可能な第３及び第４長孔が前記所定方向と交差する方向に並び且ついずれも前記第１及び第２長孔の両方と重なり合うように設けられた対向面部材と、
前記ベース面部材と前記対向面部材との間に摺動可能に配置され、第１姿勢に位置決めされたときには前記第１長孔と前記第３長孔との連通及び前記第２長孔と前記第４長孔との連通を許容し前記第１長孔と前記第４長孔との連通及び前記第２長孔と前記第３長孔との連通を遮断し、第２姿勢に位置決めされたときには前記第１長孔と前記第４長孔との連通及び前記第２長孔と前記第３長孔との連通を許容し前記第１長孔と前記第３長孔との連通及び前記第２長孔と前記第４長孔との連通を遮断するように複数の貫通孔が形成された制御部材と、
前記ベース面部材及び前記対向面部材を取り囲み、前記第１長孔に接続され未処理ガスが供給されるガス供給口、前記第２長孔に接続され処理済みガスを排出するガス排出口、前記第３長孔と前記化学吸着装置の第１ガス通過口とを繋ぐ通気管及び前記第４長孔と前記化学吸着装置の第２ガス通過口とを繋ぐ通気管を有するハウジング部材と、
を備えた摺動式切替バルブである、
請求項１〜６のいずれか１項に記載のガス処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、工場等から排出される排ガス中のハロゲン成分及び／又は硫黄成分を乾式処理により除去するガス処理システムが提案されている。例えば、特許文献１では、反応室内に充填された炭酸カルシウム粒子に、燃焼炉から排出される高温の排ガスを接触させて酸化カルシウムを生成し、この酸化カルシウムと排ガス中に含まれるハロゲン成分及び／又は硫黄成分とを反応させてこれらの成分を吸着、除去するガス処理システムが開示されている。また、本発明者は、特許文献２，３，４に示すように、反応室内に充填されたカルシウム成分を主体とする固体吸着剤を上から下へ流動させると共に、この固体吸着剤の流動方向と交差する方向又は逆方向に排ガスを流通させることにより、固体吸着剤と排ガスとの接触効率を向上させて排ガス中に含まれるハロゲン成分及び／又は硫黄成分を効率よく除去するガス処理システムを提案している。こうすることにより、ハロゲン成分及び／又は硫黄成分を中和した後の固体吸着剤が下部から排出されると共に新たな固体吸着剤が上部から供給されるため、反応室における、これらの成分を除去する機能が長期間維持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−４７６１７号公報
【特許文献２】特開２００４−１６７４０３号公報
【特許文献３】特開２００８−１２６１３４号公報
【特許文献４】特開２００７−０００８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これらのガス処理システムでは、反応室のガス導入口付近で固体吸着剤が融着してしまうことがあった。このような固体吸着剤の融着が発生するのは、反応室のガス導入口付近では、未処理の排ガスつまりハロゲン成分及び／又は硫黄成分の濃度が高い排ガスと固体吸着剤との中和反応が活発に起こり、それに伴って発熱量が増大し局所的な高温化を招くことによると考えられる。こうした固体吸着剤の融着が発生すると、排ガスが反応室を通過する際の圧力損失が大きくなるため好ましくない。また、特許文献２，３のように固体吸着剤を反応室内で流動させる場合には、固体吸着剤の流動性が悪化してしまい、反応室における、ハロゲン成分及び／又は硫黄成分を除去する機能を長期間維持することが困難になる。
【０００５】
本発明は、上述した課題に鑑みなされたものであり、固体吸着剤の融着を防止可能なガス処理システムを提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
すなわち、本発明のガス処理システムは、
ハロゲン化合物及び／又は硫黄化合物を含むガスにおいて、ハロゲン成分及び／又は硫黄成分を化学反応により吸着可能な固体吸着剤が充填された反応室を有し、該反応室に第１及び第２ガス通過口が設けられた化学吸着装置と、
前記第１ガス通過口に未処理ガスを供給し前記反応室を通過した処理済みガスを前記第２ガス通過口から排出する順方向状態か、前記第２ガス通過口に未処理ガスを供給し前記反応室を通過した処理済みガスを前記第１ガス通過口から排出する逆方向状態かを切り替える切替器と、
を備えたものである。
【０００８】
このガス処理システムでは、順方向状態で運転を継続することにより反応室内の第１ガス通過口付近の固体吸着剤がハロゲン成分及び／又は硫黄成分の濃度の高い未処理ガスと中和反応を起こして未処理ガス接触面近傍の固体吸着剤が発熱したとしても、その固体吸着剤が融着する前に切替器により逆方向状態に切り替えることが可能である。そして、逆方向状態に切り替えた後、反応室内の第１ガス通過口付近の固体吸着剤は、反応室内で中和されたあとのガス（ハロゲン成分及び／又は硫黄成分を少量含むガス）と接触するため、発熱量が減り、温度上昇が緩和されるか温度が下降する。また、逆方向状態で運転を継続することにより反応室内の第２ガス通過口付近の固体吸着剤がハロゲン成分及び／又は硫黄成分の濃度の高い未処理ガスと中和反応を起こして未処理ガス接触面近傍の固体吸着剤が発熱したとしても、その固体吸着剤が融着する前に切替器により順方向状態に切り替えることが可能である。そして、順方向状態に切り替えた後、反応室内の第２ガス通過口付近の固体吸着剤は、反応室内で中和されたあとのガス（ハロゲン成分及び／又は硫黄成分を少量含むガス）と接触するため、発熱量が減り、温度上昇が緩和されるか温度が下降する。このように順方向状態と逆方向状態とを適宜切り替えることが可能であるため、反応室内の固体吸着剤が溶着するのを防止できる。
【０００９】
ここで、固体吸着剤としては、ハロゲン成分及び／又は硫黄成分（ハロゲン化水素や亜硫酸ガス、硫酸ガス、ハロゲンガスなど）を中和反応により吸着可能な材料であれば特に限定されないが、例えば、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどが挙げられる。上記固体吸着剤には、吸着反応が生じないもしくは生じても極微量である、特開２００４−１６７４０３に記載の非反応成分（酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化クロムなど）が混合されていても良い。これらの非（吸着）反応成分を加えることにより、固体吸着剤間の融着を抑制でき、例えばφ３〜φ２０ｍｍの範囲で造粒成形した吸着剤の内部まで吸着反応が進展するため、吸着効率の向上に寄与する。また、非（吸着）反応成分も含めた固体吸着剤全体で、ガスの分解および吸着時に生じる反応熱の蓄熱化ができ、反応温度保持のための省エネルギー化につながる。
【００１０】
本発明のガス処理システムにおいて、前記化学吸着装置は、前記反応室へ固体吸着剤を供給可能な供給部と、前記反応室から固体吸着剤を排出可能な排出部と、を備え、前記供給部から前記反応室へ供給された固体吸着剤は前記反応室の前記両ガス通過口を結ぶ仮想線と交差する方向に移動して前記排出部から排出されるように構成されていてもよい。こうすれば、ハロゲン成分及び／又は硫黄成分を中和した後の固体吸着剤が排出部から排出されると共に新たな固体吸着剤が供給部から供給されるため、反応室における、ハロゲン成分及び／又は硫黄成分を除去する機能を長期間維持することができる。また、上述したように固体吸着剤が溶着するのを防止できるため、固体吸着剤の流動性が悪化することがない。
【００１１】
本発明のガス処理システムにおいて、前記化学吸着装置では、未処理ガス中の有機ハロゲン化合物を分解してハロゲン化水素及び／又はハロゲンガスを発生させる触媒が固体吸着剤と混合して使用されるようにしてもよい。こうすれば、化学吸着装置中で有機ハロゲン化合物（例えばトリクロロエチレンなど）が触媒によってハロゲン化水素やハロゲンガスなどに分解すると同時に又は分解後に、ｉｎ  ｓｉｔｕ（同じ反応場内）において固体吸着剤に吸着されるため、未処理ガスを効率よく浄化することができる。ここで、触媒としては、例えば酸化鉄、活性アルミナ、酸化マンガンなどが挙げられる。
【００１２】
本発明のガス処理システムにおいて、前記化学吸着装置は、前記反応室内を加熱できる熱源を有していてもよい。こうすれば、化学吸着装置を暖機して固体吸着剤と未処理ガス中のハロゲン成分及び／又は硫黄成分との中和反応を効率よく実施することができる。熱源は特に限定されないが、抵抗加熱ヒーターやマイクロ波、ガスバーナーなどが挙げられる。ここで、暖機温度は、ハロゲン成分及び／又は硫黄成分と固体吸着剤の組み合わせに応じて適宜適切な温度に設定すればよい。ところで、順方向状態に設定した場合には、反応室の第２ガス通過口付近の領域は排ガスと固体吸着剤との熱交換により蓄熱され予熱される。このため、逆方向状態に切替弁を切り替えたとき、未処理ガスの暖機に必要な熱源からの熱エネルギーを低減できる。この点は、逆方向状態から順方向状態に切り替えた場合も同様である。
【００１３】
本発明のガス処理システムにおいて、前記化学吸着装置に未処理ガスを供給する未処理ガス供給経路には、バルブを介して希釈ガス導入管から希釈ガスが導入可能としてもよい。この場合、切替器を切り替える直前にそのバルブを開いて未処理ガスを希釈ガスで十分希釈し、その後、そのバルブを閉めて切替器を切り替える。こうすれば、ガスの流れが順方向状態と逆方向状態との間で切り替わったときには、切替器から反応室までの間に溜まった未処理ガスがそのまま排出されることになるが、希釈ガスに希釈された状態で排出されるため、有害成分が高濃度のまま排出されることはない。
【００１４】
本発明のガス処理システムにおいて、前記化学吸着装置に未処理ガスを供給する未処理ガス供給経路と前記化学吸着装置から処理済みガスを排出する処理済みガス排出経路との間にバルブ付きの連通管が取り付けられると共に、該処理済みガス排出経路のうち前記連通管の取付位置より下流側に別のバルブが取り付けられていてもよい。この場合、通常は連通管を閉鎖すると共に処理済みガス排出経路を開放し、切替器を切り替えた直後の所定期間は連通管を開放すると共に処理済みガス排出経路を閉鎖する。こうすれば、ガスの流れが順方向状態と逆方向状態との間で切り替わったときには、切替器から反応室までの間に溜まった未処理ガスがそのまま処理済みガス排出経路に流れることになるが、連通管を介して再び未処理ガス供給経路に戻すことができる。
【００１５】
本発明のガス処理システムにおいて、前記切替器は、ガスが通過可能な第１及び第２長孔が所定方向に並んで設けられたベース面部材と、前記ベース面部材と対向し、ガスが通過可能な第３及び第４長孔が前記所定方向と交差する方向に並び且ついずれも前記第１及び第２長孔の両方と重なり合うように設けられた対向面部材と、前記ベース面部材と前記対向面部材との間に摺動可能に配置され、第１姿勢に位置決めされたときには前記第１長孔と前記第３長孔との連通及び前記第２長孔と前記第４長孔との連通を許容し前記第１長孔と前記第４長孔との連通及び前記第２長孔と前記第３長孔との連通を遮断し、第２姿勢に位置決めされたときには前記第１長孔と前記第４長孔との連通及び前記第２長孔と前記第３長孔との連通を許容し前記第１長孔と前記第３長孔との連通及び前記第２長孔と前記第４長孔との連通を遮断するように複数の貫通孔が形成された制御部材と、前記ベース面部材及び前記対向面部材を取り囲み、前記第１長孔に接続され未処理ガスが供給されるガス供給口、前記第２長孔に接続され処理済みガスを排出するガス排出口、前記第３長孔と前記化学吸着装置の第１ガス通過口とを繋ぐ通気管及び前記第４長孔と前記化学吸着装置の第２ガス通過口とを繋ぐ通気管を有するハウジング部材と、を備えた摺動式切替バルブとしてもよい。この摺動式切替バルブの制御部材を第１姿勢に位置決めすると、ガス供給口は第１長孔と第３長孔を介して化学吸着装置の反応室の第１ガス通過口に接続されると共に反応室の第２ガス通過口は第４長孔と第２長孔を介してガス排出口に接続されるため、順方向状態に設定される。一方、第２姿勢に位置決めすると、ガス供給口は第１長孔と第４長孔を介して化学吸着装置の反応室の第２ガス通過口に接続されると共に反応室の第１ガス通過口は第３長孔と第２長孔を介してガス排出口に接続されるため、逆方向状態に設定される。つまり、順方向状態と逆方向状態を制御部材を操作することによって簡単に切り替えることができる。
【００１６】
なお、ベース面部材や対向面部材の材料は、特に限定するものではないが、例えば耐熱性を向上させる場合にはカーボンを使用してもよい。ハウジング部材の材料は、特に限定するものではないが、例えば放熱性を向上させる場合には熱伝導率の高いもの（例えばアルミニウム、銅、真鍮又はそれらの合金など）を使用することが好ましく、変形によるシール不良を回避させる場合には線膨張係数の小さいもの（例えばステンレス鋼など）を使用することが好ましい。制御部材の材料は、特に限定するものではないが、例えば耐熱（１８０℃以上）・耐食性を向上させる場合にはオーステナイト系ステンレス、マルテンサイト系ステンレスなどを使用することが好ましく、１８０℃未満の場合には安価で熱伝導率が高いもの（例えば亜鉛メッキ鋼板ＳＥＣＣ（冷延材）や亜鉛メッキ鋼板ＳＥＨＣ（熱延材）など）を使用することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態のガス処理システム１０の説明図であり、スライドバルブ１１０を順方向状態に設定したときを表す。
【図２】第１実施形態のガス処理システム１０の説明図であり、スライドバルブ１１０を逆方向状態に設定したときを表す。
【図３】第２実施形態のガス処理システム２１０の説明図であり、スライドバルブ１１０を順方向状態に設定したときを表す。
【図４】第２実施形態のガス処理システム２１０の説明図であり、スライドバルブ１１０を逆方向状態に設定したときを表す。
【図５】スライドバルブ１１０の代わりに配管構造を採用して順方向状態に設定したときの説明図である。
【図６】スライドバルブ１１０の代わりに配管構造を採用して逆方向状態に設定したときの説明図である。
【図７】未処理ガスを希釈する構成を表す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［第１実施形態］
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１及び図２は、第１実施形態のガス処理システム１０の説明図であり、図１は、スライドバルブ１１０を順方向状態に設定したとき、図２は、スライドバルブ１１０を逆方向状態に設定したときを表す。なお、図１及び図２は、説明の便宜上、スライドバルブ１１０を分解して示した。
【００１９】
このガス処理システム１０は、化学吸着装置２０とスライドバルブ１１０とを備えている。
【００２０】
化学吸着装置２０は、ハロゲン成分及び／又は硫黄成分を中和反応により吸着可能な粒状の固体吸着剤Ａが充填された反応室２２を備えている。ここでは、固体吸着剤Ａは酸化カルシウム又は炭酸ナトリウムとする。吸着剤Ａには、融着抑制および蓄熱化促進のために非吸着成分である酸化ケイ素、酸化アルミニウムが加えられていても良い。この反応室２２には、第１ガス通過口２４と第２ガス通過口２８が設けられている。図１に示すように、第１ガス通過口２４は反応室２２の右側に設けられ、第２ガス通過口２８は反応室２２の左側（第１ガス通過口２４の反対側）に設けられている。第１ガス通過口２４には、細長い板からなる複数の羽板２６が所定の隙間をもって平行に取り付けられている。第２ガス通過口２８にも、第１ガス通過口２４と同様、複数の羽板３０が所定の隙間をもって平行に取り付けられている。各羽板２６，３０は、反応室２２の内から外に向かって上向きに傾斜するように取り付けられているため、固体吸着剤Ａが第１ガス通過口２４や第２ガス通過口２８から外へこぼれるのを防止すると共に、ガスが第１ガス通過口２４や第２ガス通過口２８を介して反応室２２に出入りするのを許容する役割を果たす。反応室２２は、上部に固体吸着剤Ａを供給可能なホッパ３２を有すると共に、下部に吸着剤排出口３４を介して固体吸着剤Ａを排出可能なスクリューコンベヤ３６を有している。固体吸着剤Ａは、反応室２２内を自重により上から下へ移動する。この移動方向は、第１ガス通過口２４と第２ガス通過口２８とを結んだ仮想線に交差する。この反応室２２には、上下方向に延びるヒータ３８（熱源）が配置されている。なお、ホッパ３２及び吸着剤排出口３４が本発明の供給部及び排出部に相当する。
【００２１】
スライドバルブ１１０は、一方の面に上下方向に並んだ第１及び第２接続口１２１，１２２と他方の面に左右方向に並んだ第３及び第４接続口１２３，１２４とを有するハウジング１２０と、このハウジング１２０内で上下にスライド可能なスライド板１６０とを備えている。第１接続口１２１には、塩化水素や亜硫酸ガス、硫酸ガスなどのハロゲン成分及び／又は硫黄成分を含む未処理ガスが外部から供給されるガス供給管７１が接続され、第２接続口１２２には、化学吸着装置２０を通過してきた処理済みガスを外部へ放出するガス排出管７３が接続されている。また、第３接続口１２３には、通気管８１を介して化学吸着装置２０の第１ガス通過口２４が接続され、第４接続口１２４には、通気管８３を介して化学吸着装置２０の第２ガス通過口２８が接続されている。
【００２２】
ハウジング１２０は、カーボン製のベース面部材１３０を支持するベース面支持体１２０ａと、このベース面部材１３０と対向するカーボン製の対向面部材１４０を支持する対向面支持体１２０ｂとで構成されている。
【００２３】
ベース面支持体１２０ａは、熱伝導率の高いアルミニウム製の板状の部材である。このベース面支持体１２０ａには、対向面支持体１２０ｂと向かい合う面に窪み（図示せず）が設けられ、この窪みにベース面部材１３０が嵌め込まれている。第１及び第２接続口１２１，１２２は、ベース面支持体１２０ａを厚さ方向に貫通している。ベース面部材１３０には、左右方向に長く伸びる第１及び第２長孔１３１，１３２が上下方向に並んで設けられ、第１長孔１３１の略中央に第１接続口１２１が配置され、第２長孔１３２の略中央に第２接続口１２２が配置されている。このベース面部材１３０のうちベース面支持体１２０ａと接する面には、第１及び第２長孔１３１，１３２の周囲に沿って設けられた凹溝にフッ素樹脂製のシールリングであるＶリング１３５，１３６が嵌め込まれている。
【００２４】
対向面支持体１２０ｂは、ベース面支持体１２０ａと同様、アルミニウム製の部材である。この対向面支持体１２０ｂには、ベース面支持体１２０ａと向かい合う面に窪み１２５が設けられ、この窪み１２５に対向面部材１４０が嵌め込まれている。第３及び第４接続口１２３，１２４は、対向面支持体１２０ｂを厚さ方向に貫通している。対向面部材１４０には、上下方向に長く伸びる長円形状の第３及び第４長孔１４３，１４４が左右方向に並んで設けられ、第３長孔１４３の略中央に第３接続口１２３が配置され、第４長孔１４４の略中央に第４接続口１２４が配置されている。また、第３長孔１４３は、第１及び第２長孔１３１，１３２の右側と重なり合うように設けられ、第４長孔１４４は、第１及び第２長孔１３１，１３２の左側と重なり合うように設けられている。対向面部材１４０のうち対向面支持体１２０ｂと接する面には、第３及び第４長孔１４３，１４４の周囲に沿って設けられた凹溝にフッ素樹脂製のＶリング１４５，１４６が嵌め込まれている。また、対向面支持体１２０ｂは、左右両側に所定の高さの突堤１２７，１２８が形成されている。ハウジング１２０は、ベース面支持体１２０ａと対向面支持体１２０ｂとを重ね合わせた状態で、ベース面支持体１２０ａの左右両側と対向面支持体１２０ｂの左右両側に形成された突堤１２７，１２８とを複数のネジで締結されている。このハウジング１２０の内部には、突堤１２７，１２８の存在により上下方向に連通する空洞が形成される。
【００２５】
スライド板１６０は、制御部材に相当するものであり、マルテンサイト系ステンレス（ＳＵＳ４１０）製の板状の部材である。このスライド板１６０は、ハウジング１２０に形成された空洞内にて、ベース面部材１３０と対向面部材１４０とに挟持されている。具体的には、スライド板１６０は、Ｖリング１３５，１３６，１４５，１４６が弾性力を有するため、ベース面部材１３０と対向面部材１４０とによって弾性支持される。この結果、スライド板１６０は上下方向に摺動可能に支持されると共に、スライド板１６０とベース面部材１３０とのシール性やスライド板１６０と対向面部材１４０とのシール性が確保される。また、スライド板１６０は、三角形の頂点の位置に３つの第１〜第３貫通孔１６１，１６２，１６３を有している。
【００２６】
ここで、スライド板１６０が第１姿勢に位置決めされたとき、図１に示すように、第１長孔１３１と第３長孔１４３とはスライド板１６０の第１貫通孔１６１によって連通が許容され、第２長孔１３２と第４長孔１４４とはスライド板１６０の第２貫通孔１６２によって連通が許容される。また、第１長孔１３１と第４長孔１４４、第２長孔１３２と第３長孔１４３とはスライド板１６０によって連通が遮断される。一方、スライド板１６０が第２姿勢に位置決めされたとき、図２に示すように、第１長孔１３１と第４長孔１４４とはスライド板１６０の第２貫通孔１６２によって連通が許容され、第２長孔１３２と第３長孔１４３とはスライド板１６０の第３貫通孔１６３によって連通が許容される。また、第１長孔１３１と第３長孔１４３、第２長孔１３２と第４長孔１４４とはスライド板１６０によって連通が遮断される。なお、ここでは、スライド板１６０は図示しない空気圧シリンダにより直線的に上下動させるものとした。
【００２７】
次に、本実施形態のガス処理システム１０の使用例について、図１及び図２を用いて説明する。ここでは、事前にヒータ３８によって化学吸着装置２０の暖機が行われ、反応室２２における中和反応が進行しやすい温度に設定されているものとする。なお、暖機温度は、ハロゲン成分及び／又は硫黄成分と固体吸着剤の組み合わせに応じて適宜適切な温度に設定すればよい（後述する表１参照）。また、ガス排出管７３の下流側には図示しないブロワ（誘引通風機）が接続され、このブロワを回転させることにより反応室２２や通気管８１，８３の内部は負圧になっているものとする。
【００２８】
スライドバルブ１１０のスライド板１６０を上にスライドさせて第１姿勢に位置決めした状態では、図１に示すように、ガス供給管７１から供給されたハロゲン成分及び／又は硫黄成分を含む未処理ガスは第１接続口１２１から第１長孔１３１、第１貫通孔１６１、第３長孔１４３、第３接続口１２３及び通気管８１を通って化学吸着装置２０の第１ガス通過口２４から反応室２２に進入する。反応室２２に進入した未処理ガスは、図１にて右から左へ移動しながら反応室２２内を上から下に移動する固体吸着剤Ａと接触して中和反応を起こす。このとき、反応室２２のうち第１ガス通過口２４に近い領域では、未処理ガスは高濃度のハロゲン成分及び／又は硫黄成分を含んでいるため、中和反応による発熱量が多く高温になりやすい。一方、反応室２２のうち第２ガス通過口２８に近い領域では、ハロゲン成分及び／又は硫黄成分の濃度が低下しているため、中和反応による発熱量は少なく高温になりにくい。このように、反応室２２では第１ガス通過口２４に近いほど高温になりやすい。さて、反応室２２を通過したあとのガスは、第２ガス通過口２８、通気管８３、第４接続口１２４，第４長孔１４４、第２貫通孔１６２、第２長孔１３２を通って第２接続口１２２からガス排出管７３へと導出される。このようなガスの流れを順方向状態という。順方向状態で運転を継続すると、反応室２２のうち第１ガス通過口２４に近い領域が徐々に高温化する。
【００２９】
そして、反応室２２のうち第１ガス通過口２４に近い領域の温度が固体吸着剤Ａの融着温度に達する前に、スライドバルブ１１０のスライド板１６０を下にスライドさせて第２姿勢に位置決めする。すると、図２に示すように、ガス供給管７１から供給された未処理ガスは第１接続口１２１から第１長孔１３１、第２貫通孔１６２、第４長孔１４４、第４接続口１２４及び通気管８３を通って化学吸着装置２０の第２ガス通過口２８から反応室２２に進入する。反応室２２に進入した未処理ガスは、図２にて左から右へ移動しながら反応室２２内を上から下に移動する固体吸着剤Ａと接触して中和反応を起こす。このとき、反応室２２のうち第２ガス通過口２８に近い領域では、未処理ガスは高濃度のハロゲン成分及び／又は硫黄成分を含んでいるため、中和反応による発熱量が多く高温になりやすい。一方、反応室２２のうち第１ガス通過口２４に近い領域では、ハロゲン成分及び／又は硫黄成分の濃度が低下しているため、中和反応による発熱量は少なく高温になりにくい。このように、反応室２２では第２ガス通過口２８に近いほど高温になりやすい。そして、反応室２２を通過したあとのガスは、第１ガス通過口２４、通気管８１、第３接続口１２３，第３長孔１４３、第３貫通孔１６３、第２長孔１３２を通って第２接続口１２２からガス排出管７３へと導出される。このようなガスの流れを逆方向状態という。逆方向状態で運転を継続すると、反応室２２のうち第２ガス通過口２８に近い領域が徐々に高温化する。また、前回まで順方向状態に設定されていて反応室２２のうち第１ガス通過口２４に近い領域が高温になっていたとしても、逆方向状態に設定されたあとはその領域の温度が徐々に低下するため、その領域で固体吸着剤Ａが融着することはない。
【００３０】
そして、反応室２２の第２ガス通過口２８に近い領域の温度が固体吸着剤Ａの融着温度に達する前に、スライドバルブ１１０のスライド板１６０を上にスライドさせて第１姿勢に位置決めする。すると、再び図１のように未処理ガスの流れが切り替わる。この状態を継続することにより、反応室２２のうち第２ガス通過口２８に近い領域の温度が徐々に低下し、代わりに反応室２２のうち第１ガス通過口２４に近い領域の温度が徐々に上昇する。このように、適宜のタイミングでスライド板１６０を第１姿勢と第２姿勢との間で切り替えることにより、ガスの流れが順方向状態と逆方向状態との間で切り替わり、反応室２２における第１ガス通過口２４の付近の温度と第２ガス通過口２８の付近の温度を常に適正に保つことができる。その結果、反応室２２内で固体吸着剤Ａが融着するのを防止することができる。
【００３１】
以上詳述した本実施形態のガス処理システム１０によれば、順方向状態と逆方向状態とを適宜切り替えることが可能であるため、反応室２２内の固体吸着剤Ａが溶着するのを防止できる。また、ハロゲン成分及び／又は硫黄成分を中和した後の固体吸着剤Ａは吸着剤排出口３４から排出されると共に新たな固体吸着剤Ａがホッパ３２から供給されるため、反応室２２における、ハロゲン成分及び／又は硫黄成分を除去する機能を長期間維持することができるし、上述したように固体吸着剤Ａが溶着するのを防止できるため、固体吸着剤Ａの流動性が悪化することがない。更に、ヒータ３８により予め化学吸着装置２０を暖機しておけば、固体吸着剤Ａと未処理ガス中のハロゲン成分及び／又は硫黄成分との中和反応を効率よく実施することができる。更にまた、順方向状態と逆方向状態をスライドバルブ１１０のスライド板１６０を操作することによって簡単に切り替えることができる。そしてまた、順方向状態に設定した場合には、反応室２２の第２ガス通過口２８の近くの領域は排ガスと固体吸着剤Ａとの熱交換により蓄熱され予熱される。このため、逆方向状態に切り替えたとき、未処理ガスの暖機に必要なヒータ３８からの熱エネルギーを低減できる。この点は、逆方向状態から順方向状態に切り替えた場合も同様である。
【００３２】
［第２実施形態］
図３及び図４は、第２実施形態のガス処理システム２１０の説明図であり、図３は、スライドバルブ１１０を順方向状態に設定したとき、図４は、スライドバルブ１１０を逆方向状態に設定したときを表す。
【００３３】
ガス処理システム２１０は、化学吸着装置２２０とスライドバルブ１１０とを備えている。
【００３４】
化学吸着装置２２０は、ハロゲン成分及び／又は硫黄成分を中和反応により吸着可能な粒状の固体吸着剤Ａが充填された反応室２２２を備えている。この反応室２２２には、第１ガス通過口２２４と第２ガス通過口２２８が設けられている。図３に示すように、第１ガス通過口２２４は反応室２２２の左側上方に設けられ、第２ガス通過口２２８は反応室２２２の左側下方に設けられている。第１ガス通過口２２４には、複数の羽板２２６が所定の隙間をもって平行に取り付けられている。第２ガス通過口２２８にも、複数の羽板２３０が所定の隙間をもって平行に取り付けられている。これらの羽板２２６，２３０の役割は第１実施形態と同様である。反応室２２２は、上部に固体吸着剤Ａを供給可能なホッパ２３２を有すると共に、下部に吸着剤排出口２３４を介して固体吸着剤Ａを排出可能なスクリューコンベヤ２３６を有している。固体吸着剤Ａは、反応室２２２内を自重により上から下へ移動する。反応室２２２の床２３３は、第１及び第２ガス通過口２２４，２２８が形成されていない側（図３で右側）からこれらが形成されている側（図３で左側）に向かって下り傾斜となっており、もっとも低い部分に吸着剤排出口２３４が設けられている。そして、吸着剤排出口２３４の下方には、固体吸着剤Ａを搬送可能なスクリューコンベヤ３６が設けられている。このように床２３３が傾斜しているため、ホッパ２３２から供給される固体吸着剤Ａが吸着剤排出口２３４まで移動するときの移動速度は反応室２２２内で図３の右側に比べて左側の方が速くなる。また、反応室２２２には、上下方向に延びるヒータ２３８が配置されている。なお、ホッパ２３２及び吸着剤排出口２３４が本発明の供給部及び排出部に相当する。
【００３５】
スライドバルブ１１０は、第１実施形態で採用したものと同じであるため、具体的な説明を省略する。
【００３６】
次に、本実施形態のガス処理システム２１０の使用例について、図３及び図４を用いて説明する。ここでは、事前にヒータ２３８によって化学吸着装置２２０の暖機が行われ、反応室２２２における中和反応が進行しやすい温度に設定されているものとする。また、ガス排出管７３の下流側には図示しないブロワ（誘引通風機）が接続され、このブロワを回転させることにより反応室２２２や通気管８１，８３の内部は負圧になっているものとする。
【００３７】
スライドバルブ１１０のスライド板１６０を上にスライドさせて第１姿勢に位置決めした状態（図１参照）では、未処理ガスは順方向に流れる。すなわち、図３に示すように、ガス供給管７１から供給されたハロゲン成分及び／又は硫黄成分を含む未処理ガスは、スライドバルブ１１０の第１接続口１２１，第３接続口１２３を経て通気管８１を通って化学吸着装置２２０の第１ガス通過口２２４から反応室２２２に進入し、この反応室２２２内の固体吸着剤Ａと中和反応を起こす。反応室２２２を上から下へ通過したあとのガスは、第２ガス通過口２２８から、通気管８３を通ってスライドバルブ１１０の第４接続口１２４，第２接続口１２２を経てガス排出管７３へと導出される。こうした順方向状態では、反応室２２２のうち第１ガス通過口２２４に近い領域で中和反応が活発に起こるため、この領域の温度が最も高くなりやすい。
【００３８】
そして、反応室２２２のうち第１ガス通過口２２４に近い領域の温度が固体吸着剤Ａの融着温度に達する前に、スライドバルブ１１０のスライド板１６０を下にスライドさせて第２姿勢に位置決めする(図２参照）。すると、未処理ガスは逆方向に流れる。すなわち、図４に示すように、ガス供給管７１から供給された未処理ガスは、スライドバルブ１１０の第１接続口１２１，第４接続口１２４を経て通気管８３を通って化学吸着装置２２０の第２ガス通過口２２８から反応室２２２に進入し、この反応室２２２内の固体吸着剤Ａと中和反応を起こす。反応室２２２を下から上へ通過したあとのガスは、第１ガス通過口２２４から、通気管８１を通ってスライドバルブ１１０の第３接続口１２３，第２接続口１２２を経てガス排出管７３へと導出される。こうした逆方向状態では、反応室２２２のうち第２ガス通過口２２８に近い領域で中和反応が活発に起こるため、この領域の温度が最も高くなりやすい。
【００３９】
そして、反応室２２２のうち第２ガス通過口２２８に近い領域の温度が固体吸着剤Ａの融着温度に達する前に、スライドバルブ１１０のスライド板１６０を上にスライドさせて第１姿勢に位置決めする。すると、未処理ガスの流れが順方向に切り替わる。この状態を継続することにより、反応室２２２のうち第２ガス通過口２２８に近い領域の温度が徐々に低下し、代わりに反応室２２２のうち第１ガス通過口２２４に近い領域の温度が徐々に上昇する。このように、適宜のタイミングでスライド板１６０を第１姿勢と第２姿勢との間で切り替えることにより、ガスの流れが順方向状態と逆方向状態との間で切り替わり、反応室２２２のうち第１ガス通過口２２４の付近の温度と第２ガス通過口２２８の付近の温度を常に適正に保つことができる。その結果、反応室２２２内で固体吸着剤Ａが融着するのを防止することができる。
【００４０】
以上詳述した本実施形態のガス処理システム２１０によれば、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００４１】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【００４２】
例えば、上述した第１及び第２実施形態では、切替器としてスライドバルブ１１０を採用したが、スライドバルブ１１０の代わりに図５及び図６に示すように複数の配管７４〜７７及び開閉バルブ７４ａ〜７７ａを採用してもよい。具体的には、化学吸着装置２０の第１ガス通過口２４に導入管７４と導出管７７を接続し、第２ガス通過口２８に導入管７５と導出管７６を接続し、各管７４〜７７に開閉バルブ７４ａ〜７７ａを取り付ける。そして、図５のように、開閉バルブ７４ａ，７６ａを開、開閉バルブ７５ａ，７７ａを閉とすると、未処理ガスは、導入管７４から化学吸着装置２０の第１ガス通過口２４、反応室２２、第２ガス通過口２８をこの順に通過したあと導出管７６に導出される（順方向状態）。一方、図６のように、開閉バルブ７４ａ，７６ａを閉、開閉バルブ７５ａ，７７ａを開に切り替えると、未処理ガスは、導入管７５から化学吸着装置２０の第２ガス通過口２８、反応室２２，第１ガス通過口２４をこの順に通過したあと導出管７７に導出される。この場合でも、上述した第１及び第２実施形態と同様の効果が得られる。但し、図５及び図６では、４つの開閉バルブ７４ａ〜７７ａを操作する必要があるのに対して、スライドバルブ１１０を採用した場合にはこのスライドバルブ１１０を１つだけ操作すればよいため、ガスの流れを切り替えるのに必要な構成をコンパクトにすることができる。
【００４３】
上述した第１実施形態では、反応室２２内を固体吸着剤Ａが上から下へ移動するようにしたが、ホッパ３２及び吸着剤排出口３４を閉鎖して固体吸着剤Ａを移動しないようにしてもよい。また、第２実施形態についても、同様に固体吸着剤Ａを移動しないようにしてもよい。この場合、運転を継続するに従って固体吸着剤Ａはハロゲン成分及び／又は硫黄成分を中和する能力が低下するため、適宜のタイミングでホッパ３２及び吸着剤排出口３４を開放して固体吸着剤Ａを新品に交換することが好ましい。また、ホッパ３２及び吸着剤排出口３４を用いず、通気が可能なカートリッジ容器に固体吸着剤Ａを詰めて、カートリッジ容器ごと交換するようにしてもよい。こうすれば、固体吸着剤Ａの交換作業が容易になる。
【００４４】
上述した第１及び第２実施形態では、固体吸着剤Ａを単独で用いたが、固体吸着剤Ａと触媒との混合物を用いてもよい。こうすれば、未処理ガスに有機ハロゲン化合物（例えばトリクロロエチレンなど）が含まれる場合、その有機ハロゲン化合物が触媒によってハロゲン化水素やハロゲンガスなどに分解すると同時又は分解後に固体吸着剤Ａに吸着されるため、未処理ガスを効率よく浄化することができる。ここで、触媒は、未処理ガスに含まれる有機ハロゲン化合物の種類によって適宜選択すればよいが、例えば酸化鉄、活性アルミナ、酸化マンガンなどが挙げられる。
【００４５】
上述した第１及び第２実施形態では、ガスの流れをスライドバルブ１１０により順方向状態から逆方向状態に切り替えるときには、通気管８１に溜まった未処理ガスがそのままガス排出管７３から排出されることになり、逆方向状態から順方向状態に切り替えるときには、通気管８３に溜まった未処理ガスがそのままガス排出管７３に排出されることになる。このため、例えば図７に示すように、ガス供給管７１にバルブ７８を介して無害なガス（例えば空気など）を供給可能な構成としておき、スライドバルブ１１０を切り替える直前にそのバルブ７８を開いて未処理ガスを無害なガスで十分希釈し、その後、そのバルブ７８を閉めてスライドバルブ１１０を切り替えるのが好ましい。こうすれば、ハロゲン成分及び／又は硫黄成分を高濃度に含む未処理ガスがそのまま放出されるのを防止することができる。あるいは、ガス供給管７１とガス排出管７３との間にバルブの付いた連通管を取り付けると共に、ガス排出管７３のうち連通管の取付位置より下流側に別のバルブを取り付けた構成としておき、通常は連通管を閉鎖すると共にガス排出管７３を開放し、スライドバルブ１１０を切り替えた直後の所定期間は連通管を開放すると共にガス排出管７３を閉鎖してもよい。こうすれば、未処理ガスがそのままガス排出管７３に戻ってきたとしても、連通管を介してその未処理ガスを再びガス供給管７１に戻すことができる。
【００４６】
上述した第２実施形態では、図３及び図４に示すように第１及び第２ガス通過口２２４，２２８をいずれも左側に設けたが、片方のガス通過口を右側、残りのガス通過口を左側に設けてもよい。例えば、第１ガス通過口２２４を右側、第２ガス通過口２２８を左側に設けてもよい。
【００４７】
上述した第１及び第２実施形態では、ヒータ３８，２３８による反応室２２，２２２内の暖機温度は、ハロゲン成分及び／又は硫黄成分と固体吸着剤との組み合わせに応じて適宜適切な温度に設定すればよいとしたが、その一例を表１に示す。表１において、「Ｃａ系吸着材」としては、酸化カルシウムや水酸化カルシウム、カルシウムフェライトなどが挙げられ、「Ｎａ系吸着材」としては、酸化ナトリウムや炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、アルミン酸ナトリウムなどが挙げられる。また、触媒としては、酸化鉄や活性アルミナ、酸化アルミニウム＋酸化ケイ素、酸化マンガンなどが挙げられる。
【００４８】
【表１】
2010167377.tif 000003
【符号の説明】
【００４９】
１０，２１０  ガス処理システム、２０，２２０  化学吸着装置、２２，２２２  反応室、２４，２２４  第１ガス通過口、２６，３０，２２６，２３０  羽板、２８，２２８  第２ガス通過口、３２，２３２  ホッパ、３４，２３４  吸着剤排出口、３６，２３６  スクリューコンベヤ、３８，２３８  ヒータ、７１  ガス供給管、７３  ガス排出管、７４，７５  導入管、７４ａ〜７７ａ  開閉バルブ、７６，７７  導出管、７８  バルブ、８１，８３  通気管、１１０  スライドバルブ、１２０  ハウジング、１２０ａ  ベース面支持体、１２０ｂ  対向面支持体、１２１〜１２４  第１〜第４接続口、１２５  窪み、１２７，１２８  突堤、１３０  ベース面部材、１３１  第１長孔、１３２  第２長孔、１３５，１３６，１４５，１４６  Ｖリング、１４０  対向面部材、１４３  第３長孔、１４４  第４長孔、１６０  スライド板、１６１〜１６３  第１〜第３貫通孔、２３３  床、Ａ  固体吸着剤。
【図１】
2010167377.tif 000004
【図２】
2010167377.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
2010167377.tif 000008
【図６】
2010167377.tif 000009
【図７】
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