(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス流れ方向に見て方形のモジュール外枠と、同外枠によってまとめられた複数の吸着剤ブロックとからなる吸着剤モジュールにおいて、
モジュール外枠が、帯板をＬ型に屈曲してなるＬ型外枠半体と逆Ｌ型外枠半体を対向状に配することによって構成されていることを特徴とする吸着剤モジュール。
【請求項２】
モジュール外枠の入口部、出口部および／または幅中間部に補強グリッドが配されていることを特徴とする請求項１記載の吸着剤モジュール。
【請求項３】
一対の外枠半体の端部同士の固定および一対の外枠半体と補強グリッドの固定が非溶接固定手段でなされていることを特徴とする請求項１または２記載の吸着剤モジュール。
【請求項４】
モジュール外枠および補強グリッドが鋼製であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の吸着剤モジュール。
【請求項５】
モジュール外枠のガス流れ方向前後縁部に内向きにフランジが設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の吸着剤モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二酸化窒素（ＮＯ2 ）吸着剤の除去装置に関するものであり、より詳しくは、道路トンネルや閉鎖空間等からの換気ガス中に含まれる低濃度の窒素酸化物（ＮＯｘ）、すなわち一酸化窒素（ＮＯ）および二酸化窒素（ＮＯ2 ）を含む被処理ガスから環境基準値が設定されている有害物質ＮＯ2 を吸着剤により除去する除去装置において、除去装置に充填される吸着剤モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
道路トンネルや地下閉鎖空間等から出る換気ガス中に含まれる低濃度の窒素酸化物、特にＮＯ2 の除去方法として、本発明者らは先に二酸化窒素吸着剤により吸着除去する方法を提案した（特願平９−１６３３４、特願平９−２１４７６４、特願平９−２１４７６８、特願平９−２３８７６８および特願平９−２４６２７０）。
【０００３】
また、特願平１０−１３０１９８「二酸化窒素吸着剤の再生方法」においては、二酸化窒素吸着剤をモジュール化し、この吸着剤モジュールを吸着除去装置に充填し、所定時間吸着運転を行った後、吸着剤をモジュールごと吸着除去装置より抜き出し再生工場に運んで吸着剤を再生し、再生吸着剤モジュールを再び吸着除去装置に充填し、繰り返して使用することを提案した。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
通常、少量の吸着剤を吸着器（反応器）に充填する場合には、以下に示すように比較的簡単な操作で充填ができる。
【０００５】
▲１▼吸着剤ハニカム(21)を所定寸法に切り出し、これを吸着器(22)にその入口部より挿入する（図１参照）。
【０００６】
▲２▼所定寸法に切り出した吸着剤ハニカム(21)を縦横に数個まとめたものを、吸着器にその蓋(23)を開けて挿入する。この時、吸着剤ハニカムと吸着器の隙間に必要に応じてシート状、紐状などのシール材(24)を挿入してガスの吹き抜けを防止する（図２参照）。
【０００７】
処理するガス量が多大であって、処理ガスの通過断面に複数個の吸着剤モジュールを充填する場合には、吸着剤モジュール同士の間および吸着剤モジュールと吸着器との間等の隙間を処理ガスが吹き抜けないよう、何らかの方法でシールする必要がある。
【０００８】
吸着剤をモジュール化した吸着剤モジュールを吸着器に充填するためには、吸着剤モジュール自体が完全にシールされていなければならない。すなわち、モジュール化された吸着剤同士および吸着剤とモジュール外枠との間の隙間よりガスの吹き抜けが起こらないようにシールをしておく必要がある。
【０００９】
なお、ここで言うガスの吹き抜けとは、隙間を通過するガスが吸着剤と触れず、全く二酸化窒素（ＮＯ2 ）が吸着除去されずに吹き抜けることを言う。
【００１０】
ハニカム吸着剤の場合、ハニカムの目の中（チャンネル内）を処理ガスが通過する。この時、通過中に処理ガス中の被吸着物質（例：ＮＯ2 ）は吸着剤表面に拡散移動して吸着剤に吸着され、吸着剤を通り抜けたガスはＮＯ2 が吸着除去された浄化ガスになる。
【００１１】
また、本発明者らが提案した上記特願平１０−１３０１９８の二酸化窒素の除去装置においては、除去装置内で所定の吸着（約１年間の吸着を想定）が終わった吸着剤モジュールは、吸着器より抜き出し、再生工場へ送って吸着剤の再生処理を行なう。
【００１２】
吸着剤再生工場で吸着剤モジュールを水洗処理して、吸着剤に硝酸塩あるいは亜硝酸塩として吸着固定化されたＮＯ2 を洗い落とす。この時、吸着剤に担持された活性物質の一部も洗い出されるので、水洗処理した吸着剤モジュールは薬液を含む再活性化浴に浸漬して活性物質を再担持し、乾燥処理をして吸着剤を再生する。なお、吸着剤モジュールの水洗処理に先立って、吸着剤モジュールを加熱炉に入れて２００〜５００℃に加熱することにより、脱着可能な窒素酸化物を脱着させ、同時に吸着剤に吸着しているオイルミスト類を燃焼させても良い（図３参照）。
【００１３】
上記の吸着剤再生処理を吸着剤モジュールごと行なう場合、以下の点に留意しなければならない。
【００１４】
▲１▼吸着剤モジュール内でガスの吹き抜けが起こらないようにモジュール化する。
【００１５】
▲２▼加熱処理時に熱歪みが生じないようなモジュール構造とする。
【００１６】
▲３▼ハニカム吸着剤のガス流通方向が、水洗および薬液浸漬時の上下方向になるため、水洗および薬液浸漬時に吸着剤が脱落しないようなモジュール構造とする。
【００１７】
▲４▼水洗および薬液浸漬時においても著しい腐食等を起こさないよう、モジュールの接液部は耐薬品性のある材料を使用する。
【００１８】
一方、吸着剤再生処理をモジュールごと行なわず、モジュールを解体してブロックごと行なう場合には、次の点に留意しなければならない。
【００１９】
▲１▼吸着剤ブロック内および吸着剤モジュール内でガスの吹き抜けが起こらないようにモジュール化する。
【００２０】
▲２▼加熱処理時に熱歪みが生じないようなブロック構造とする。
【００２１】
▲３▼ハニカム吸着剤のガス流通方向が、水洗および薬液浸漬時の上下方向になるため、水洗および薬液浸漬時に吸着剤が脱落しないようなブロック構造とする。
【００２２】
▲４▼水洗および薬液浸漬時においても著しい腐食等を起こさないよう、ブロックの接液部は耐薬品性のある材料を使用する。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明による吸着剤モジュールは、ガス流れ方向に見て方形のモジュール外枠と、同外枠によってまとめられた複数の吸着剤ブロックとからなる吸着剤モジュールにおいて、モジュール外枠が、帯板をＬ型に屈曲してなるＬ型外枠半体と逆Ｌ型外枠半体を対向状に配することによって構成されていることを特徴とするものである。
【００２４】
モジュール外枠の入口部、出口部および／または幅中間部に補強グリッドを配することが好ましい。
【００２５】
一対の外枠半体の端部同士の固定および一対の外枠半体と補強グリッドの固定を非溶接固定手段で行うことが好ましい。非溶接固定手段としては、リベット、ボルト・ナット、ビスなどが例示される。
【００２６】
モジュール外枠および補強グリッドは鋼製であることが好ましい。
【００２７】
モジュール外枠のガス流れ方向前後縁部に内向きにフランジを設けることも好ましい。
【００２８】
まず、図４(a)において、縦(A)０．１５ｍ、横(B)０．１５ｍ、長さ(C)０．４ｍの吸着剤ハニカムを用意し、図４(b)に示すように、９個の吸着剤(1)を横３列に並べ各列３段に積み重ね、これらの吸着剤(1)をステンレス鋼板製の角筒状収 納枠(2)の内部に収容することにより、縦(A)０．４５ｍ、横(B)０．４５ｍ、長 さ(C)０．４ｍの吸着剤ブロックを得る。なお、図示は省略したが、吸着剤(1)同士の間および吸着剤(1)と収納枠(2)の間に、不燃性繊維から成るガラスペーパー等をガスシール材あるいはクッション材として挾み込んでおいてもよい。そして、図４(c)に示すように、６個の吸着剤ブロック(3)を横２列３段に積み重ね、これらの吸着剤ブロック(3)を鋼板製の角筒状収納枠すなわち外枠(4)の内部に収容することにより、縦(A)１．４ｍ、横(B)０．９ｍ、長さ(C)０．５ｍの吸着剤モ ジュール(5)を得る。なお、この場合も図示は省略したが、吸着剤ブロック(3)同士の間および吸着剤ブロック(3)と外枠(4)との間に、不燃性繊維から成るガラスペーパー等をガスシール材あるいはクッション材として挾み込んでおいてもよい。
【００２９】
図５(a)および図５(b)は、道路トンネルに隣接した地下空間に設置された二酸化窒素吸着除去装置の一例を示す。該吸着除去装置(10)は、内部を道路トンネルからの換気ガスが水平方向に流れる反応器(11)と、反応器(11)内における換気ガス入口(11A)側に設置された電気集塵機(12)と、反応器(11)内における換気ガス 出口(11B)側に内装された複数の吸着剤モジュール(5)とよりなる。複数の吸着剤モジュール(5)は、反応器(11)内部を横切るように平面よりみてジグザグ状に配 置されている。ジグザグ状配置の各ストレート部は、４段の棚床(17)からなる棚(13)に充填されかつ各段にて縦に３個連なり横に３列並ぶ３６個の吸着剤モジュール(5)からなる。
【００３０】
複数の吸着剤モジュール(5)を収容した棚(13)がジグザグ状に配置されている のは、吸着剤モジュール(5)内の吸着剤ハニカムを通過するガスの線速度を遅く し圧力損失を低くするための工夫であり、許容される圧力損失に余裕がある場合には、必ずしもジグザグ状に配置する必要はなく、設備容積がよりコンパクトになるように配置すれば良い。
【００３１】
二酸化窒素吸着剤の搬入は、例えば図６に示すようにして行われる。まず、吸着剤製造工場において製造されかつモジュール化された吸着剤モジュール(5)を 、トラック等で二酸化窒素吸着除去装置(10)の設置箇所まで輸送し、地上の搬入口(14)よりクレーン車(15)あるいはゲートクレーン等を用いて地下空間の床に配置した電動リフター(16)の上に降ろす。ついで、吸着剤モジュール(5)を電動リ フター(16)で反応器(11)の側まで運搬し、所定高さまで吸着剤モジュール(5)を 持ち上げて反応器(11)内のモジュール収容室(13)に充填する。なお、図６では、吸着剤モジュール(5)を電動リフター(16)に降す場合を示したが、反応器の側面 に沿って配置したレール上を走行する自動走行台車に、吸着剤モジュールを載せて反応器の側まで運搬した後、吸着剤モジュールを所定高さまで台車ごと上昇させ、ついで反応器内のモジュール収容室の中に配置したレール上を走行する自動走行台車により、吸着剤モジュールを所定位置に運搬充填する自動搬入システムを採用することも可能である。
【００３２】
本発明者らが提案した上記二酸化窒素除去装置で使用する、吸着剤モジュールに対しては、次のような事項が要求される。
【００３３】
複数の吸着剤をまとめたもの（例えば、複数の吸着剤を角筒状収納枠に収容してブロック化した吸着剤ブロックでもよい）を数個集めて、２つ以上に分割した吸着剤モジュール外枠で取り囲んでモジュール化する。この時、吸着剤あるいは吸着剤をまとめたもの、例えば、吸着剤ブロック同士の隙間、および吸着剤や吸着剤をまとめたものとモジュール外枠との隙間よりガスの吹き抜けが起こらないような対策が必要となる。
【００３４】
また、吸着剤モジュールの強度を確保するために、必要に応じて補強用のハリ等、例えば、グリッドなどで吸着剤モジュールを補強する必要がある。
【００３５】
さらに、分割したモジュール外枠を吸着剤モジュールとして一体化する場合、溶接によらない構造、例えば、ボルト・ナット締め、リベット止め、ピンあるいはヒンジ止め等の構造とする。このようにすることにより、万一、吸着剤モジュールを解体する場合においても、解体が容易であり、再度モジュール化する場合にも解体したモジュール外枠を再利用できる上、吸着剤再生時の加熱処理においても熱歪みを生じないため寸法精度がよい。
【００３６】
次に、吸着剤再生時の水洗および薬液浸漬において、吸着剤モジュールごと水洗または薬液に浸漬する場合には、吸着剤ハニカムの目の方向（ガスが流通する方向）が上下方向になるよう吸着剤モジュールを動かして、吸着剤モジュールを水洗槽あるいは浸漬槽に漬けたり、水洗槽あるいは浸漬槽から引き上げたりする。したがって、吸着剤モジュールの上下運動により吸着剤が脱落しないような対策が必要となり、例えば、グリッド等を入れることにより万一吸着剤が脱落しても、グリッドにより吸着剤の脱落を防止できるようにする。さらに、水洗後の液は酸性を示し、浸漬液も活性薬剤の水溶液であるため、吸着剤モジュールの接液部は耐薬品性のある材料を使用する必要がある。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施例に基いて具体的に説明する。
【００３８】
実施例１
図７は、複数の吸着剤をまとめてモジュール化する場合の実施例を示すものである。
【００３９】
図７において、吸着剤モジュールは、ガス流れ方向に見て縦長直方形のモジュール外枠と、同外枠によってまとめられた複数の吸着剤ブロックとからなる。モジュール外枠は、帯板をＬ型に屈曲してなるＬ型外枠半体(31)と逆Ｌ型外枠半体(36)を対向状に配することによって構成されている。
【００４０】
Ｌ型外枠半体(31)の幅中央部に中央グリッド(32)を配し、グリッドの周囲をリベットにより、Ｌ型外枠半体(31)の底部（水平部）と側部（垂直部）が直角（９０°）になるように、固定した（図７(a)(b)参照）。
【００４１】
Ｌ型外枠半体(31)の底部の上に複数個の吸着剤(35)ブロックを、中央グリッド(32)を挟んでガス流れ方向に前後両側に積み込む（図７(c)(d)参照）。この時、必要に応じてシール材を吸着剤ブロック同士の間、および吸着剤ブロックとモジュール外枠の間に挾み込む。
【００４２】
所定個数の吸着剤ブロックを積み込んだ後、モジュール外枠の処理ガス出入口部にそれぞれ入口グリッド(33)と出口グリッド(34)を配し、グリッドの周囲をリベットでＬ型外枠半体(31)に固定する（図７(e)参照）。
【００４３】
最後に、逆Ｌ型外枠半体(36)をＬ型外枠半体(31)に向き合わせて連結し角筒状のモジュール外枠を形成し、両半体の端部同士をリベットで固定する（図７(f) 参照）。モジュール外枠によって複数の吸着剤を囲んでモジュール化する。また、必要に応じて吸着剤とモジュール外枠との間にシール材を挾み込んで、吸着剤を押し付けるようにする、
なお、中央グリッドを入れないで入口グリッドと出口グリッドの少なくとも一方を配することもできる。
【００４４】
また、モジュール外枠の変形防止のためにモジュール外枠の処理ガス出入口部において１つの角部と、その対角の位置にある角部とをターンバックル(37)で固定する。残りの角部同士もターンバックルで襷掛けに固定することが望ましい。
【００４５】
リベットの代わりにボルト・ナット、ビスなどを使用することもできる。
【００４６】
モジュール外枠と吸着剤およびグリッドの配置例を図８に示す。
【００４７】
図８(a)はモジュール外枠の出入口部に入口グリッド(33)と出口グリッド(34) を設け、これらグリッドの間に吸着剤(35)を１列配置した例を示す。
【００４８】
図８(b)はモジュール外枠の幅中央部に中央グリッド(32)を設け、中央グリッ ドの前後にそれぞれ吸着剤(35)を配置した例を示す。
【００４９】
図８(c)はモジュール外枠の出入口部に入口グリッド(33)と出口グリッド(34) を設け、これらグリッドの間に吸着剤(35)を２列配置した例を示す。
【００５０】
図８(d)はモジュール外枠の幅中央部に中央グリッド(32)を設け、出入口部に 入口グリッド(33)と出口グリッド(34)を設け、これらグリッドの間に吸着剤(35)を配置し、全体として吸着剤(35)を２列配置した例を示す。
【００５１】
比較例１
図９は、モジュール天板(38)とモジュール底板(39)とモジュール左側板(40)とモジュール右側板(41)を、縦長直方形のモジュール外枠を構成するように、配し、各板の端部同士を固定した例を示す。
【００５２】
この例では、モジュール左右側板(40)(41)の上下両端にそれぞれフランジ部(40a)(41a)を設け、各下端フランジ部にモジュール底板(39)をボルト・ナットで固定し、モジュール底板(39)および左右側板(40)(41)にグリッド(32)周囲のフランジ部をボルト・ナットで固定してグリッド(32)を取り付け、次いでグリッド(32)を挟んでガス流れ方向に前後両方に吸着剤を積み込んだ後、最後にモジュール左右側板(40)(41)の上端フランジ部およびグリッド上端にモジュール天板(38)をボルト・ナットで固定する。
【００５３】
この場合には、モジュール外枠の上下両側にあるフランジ部がモジュール左右側板(40)(41)よりも外方に出っ張るため、吸着剤モジュール同士を近接して置くことができない。
【００５４】
実施例２
図１０はモジュール外枠にフランジが付いている例を示すものである。すなわち、モジュール外枠は、帯板をＬ型に屈曲してなるＬ型外枠半体(31)と逆Ｌ型外枠半体(36)を対向状に配することによって構成され、これら半体(31)(36)のガス流れ方向前後縁部に内向きにフランジ(42)が設けられている。逆Ｌ型外枠半体(36)の水平部先端には、図１１に示すように、下方屈曲部(43)が設けられている。
【００５５】
Ｌ型外枠半体(31)に逆Ｌ型外枠半体(36)を向き合わせて連結し角筒状のモジュール外枠を形成する際、Ｌ型外枠半体(31)の垂直部上端を逆Ｌ型外枠半体(36)の下方屈曲部(43)に付き合わせ状に配し、両者に渡って枠幅方向にシールテープ(44)を貼付け、Ｌ型外枠半体(31)と逆Ｌ型外枠半体(36)を連結する。
【００５６】
モジュール外枠のフランジ(42)のガス流れ方向前後面には、環状のパッキン(45)が巡らされている。
【００５７】
図１２はＬ型外枠半体(31)と逆Ｌ型外枠半体(36)を連結する変形例を示すものである。この例では、逆Ｌ型外枠半体(36)の水平部に設けた前後フランジ(42)の先端に下方開口状の切欠(46)が形成されている。これら切欠(46)にＬ型外枠半体(31)の垂直部上端を嵌め込み、この嵌合部にシールテープ(47)を貼付け、垂直部上端を逆Ｌ型外枠半体(36)の水平部の先端フランジにリベット(48)で固定する。
モジュール外枠のフランジ(42)のガス流れ方向前後面には、環状のパッキン(45)が巡らされている。
【００５８】
リベットの代わりにボルト・ナット、ビスなどを使用することもできる。
【００５９】
その他の構成は実施例１のものと同じである。
【００６０】
この実施例では、モジュール外枠にフランジが付いているため、モジュール外枠自体の歪みが少なく強度も大きい。そのため、モジュール外枠の補強を目的とするグリッドは不要となる。ただし、モジュールごと再生処理する場合等、吸着剤の脱落を防止するために必要に応じてグリッドを入れてもよい。
【００６１】
【発明の効果】
本発明吸着剤モジュールは、モジュール外枠を、帯板をＬ型に屈曲してなる一対の外枠半体(31)を対向状に配することによって構成したものであるので、吸着剤モジュール外枠の側面にフランジ等の大きな出っ張りがなく、吸着剤モジュール同士の間隔を詰めて設置することが可能であり、吸着剤モジュールを充填する吸着器をコンパクトにできると共に、吸着器の処理ガス通過面積（吸着剤モジュールの占める面積）を吸着器断面に対して大きくできる。
【００６２】
また、モジュール外枠に補強グリッドを配することによって、モジュール外枠を強固なものにすることができる。
【００６３】
また、一対の外枠半体(31)の端部同士の固定および一対の外枠半体(31)と補強グリッドの固定を非溶接固定手段で行うことにより、吸着剤再生時の加熱処理によっても熱歪みを生じる恐れがなく、しかも、モジュール組立てが容易である。加えて、万一、吸着剤モジュールを解体する場合においても、非溶接構造のためモジュール解体が容易にできる。
【００６４】
さらに、モジュール外枠および補強グリッドをステンレス鋼で構成することにより、吸着剤の再生の際、吸着剤モジュールごとの再生処理が可能となり、再生処理を容易化することができる。
【００６５】
一方、吸着剤を吸着モジュールごと行なわず、吸着剤ブロックにして再生処理することも可能であり、この場合には次のような利点がある。
【００６６】
再生処理をブロック単位で行なうため、モジュール外枠およびグリッド等は加熱処理および薬液処理しない。そのためモジュール外枠および補強グリッドはステンレス鋼等の高価な材料でなく普通鋼で構成したものでよい。吸着剤を角筒状収納枠に入れてブロック化する場合は、収納枠のみをステンレス製薄板のものにすればよい。
【００６７】
また、モジュールごと薬液浸漬を行なう場合、吸着剤がモジュール外枠から脱落するのを防止するためにグリッド等が必要であったが、ブロック単位で再生処理する場合には脱落防止のためにグリッド等を設ける必要はなく、モジュール外枠の補強に寄与しないグリッド等については省略することができる。
【００６８】
さらに、モジュール外枠のガス流れ方向前後縁部に内向きにフランジ(42)を設けることによって、モジュール外枠自体の歪みを少なくし強度を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１(a)は吸着剤を吸着器に充填する例を示す概略図である。図 １（ｂ）は図１(a)中のｂ−ｂ線に沿う断面図である。
【図２】  図２(a)は吸着剤を吸着器に充填する例を示す概略図である。図 ２(b)は図２(a)中のｂ−ｂ線に沿う断面図である。
【図３】  図３は吸着剤の再生処理を示すフローシートである。
【図４】  図４(a) は吸着剤ハニカムを示す斜視図、図４(b) は吸着剤ブロックを示す斜視図、図４(c) は吸着剤モジュールを示す斜視図である。
【図５】  図５(a) および図５(b) は、道路トンネルに隣接した地下空間に設置された二酸化窒素吸着除去装置を示す水平断面図および垂直断面図である。
【図６】  図６は吸着剤を二酸化窒素吸着除去装置へ搬入する様子を示す垂直断面図である。
【図７】  図７(a)(b)(c)(d)(e)(f)は実施例１の吸着剤モジュールを製造する工程を示す斜視図である。
【図８】  図８(a)(b)(c)(d)はモジュール外枠と吸着剤およびグリッドの配置例を示す概略図である。
【図９】  図９は比較例１の吸着剤モジュールを示す正面図である。
【図１０】  図１０は実施例２の吸着剤モジュールを示す斜視図である。
【図１１】  図１１(a)(b)は実施例２の吸着剤モジュールにおけるＬ型外枠半体と逆Ｌ型外枠半体の連結部を示す斜視図である。
【図１２】  図１２(a)(b)は実施例２の吸着剤モジュールにおけるＬ型外枠半体と逆Ｌ型外枠半体の連結部の変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
３１：Ｌ型外枠半体
３２，３３，３４：グリッド
３５：吸着剤
３６：逆Ｌ型外枠半体
４２：フランジ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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